JP2001293506A - ロール成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール成形装置の構造を簡略化し、その製作
コストを低下させ、しかも、各成形ローラからワーク中
心までの距離の同一性を高精度に維持することを目的と
する。 【解決手段】 ロール成形装置３０は、ワーク８６の外
周の周囲に配置された複数の成形ローラ群７４で前記ワ
ーク８６の外周を押圧してワーク８６をロール成形す
る。ワーク８６の中心を中心とする円周に沿って回転す
る共通歯車５４と、この共通歯車５４に噛合する複数の
ナット群６３と、各ナット６３に螺合して前記ワーク８
６の中心を中心とする円の半径方向に伸びるボールネジ
６６の複数本からなるボールネジ群６６と、各ボールネ
ジ６６の内側先端近傍に取り付けられた成形ローラ７４
の複数個からなる成形ローラ群７４とを備え、前記各ナ
ット６３は移動不能で自転可能に拘束され、前記各ボー
ルネジ６６は軸心に沿って進退可能で軸心回りに回転不
能に拘束されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロール成形装置に関
する。特に、ワーク外周の周囲に配置された複数の成形
ローラ群でワーク外周を押圧してワークをロール成形す
る装置に関する。本発明は、各成形ローラからワーク中
心までの距離が相互に等しい関係を維持しながら成形ロ
ーラ群がワーク外周に一斉に接近離反する動きを実現す
るのに好適な技術を提供する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロール成形装置の一例が、例え
ば、特開平６−２５４６０８号公報に記載されている。
この公報に記載されたロール成形装置の平面図を図１に
示す。図１に示すように、ロール成形装置２０は、ワー
ク２２の外周の周囲に配置された複数の成形ローラ２４
群でワーク２２の外周を押圧してワーク２２をロール成
形する。具体的には、ワーク２２の中心を中心とする円
周上で相互に１２０度隔てた位置関係で３つの油圧シリ
ンダ２８を配置する。各油圧シリンダ２８のピストンロ
ッド先端にローラ軸箱２６を固定する。各ローラ軸箱２
６に成形ローラ２４の回転軸を回転可能に取り付ける。
従来のロール成形装置２０は、複数の成形ローラ２４を
半径方向に進退させるために複数のアクチュエータ（こ
の場合は油圧シリンダ２８）を用いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のロール成形装置
２０において、各成形ローラ２４からワーク中心までの
距離が相互に等しい関係を維持させようとすると、各ア
クチュエータ（この場合は油圧シリンダ２８）の運転を
同期させなければならない。よって、従来のロール成形
装置では複数のアクチュエータを同期運転させる制御装
置が必要とされる。しかしながら、正確な同期運転を実
現するためには、正確な制御装置が必要とされ、高価な
センサ群やスイッチ群が必要とされる。このため、従来
のロール成形装置では装置製作コストが高価となり、そ
れでも同期制御の精度が充分に得られないという問題が
あった。

【０００４】本発明は、各成形ローラからワーク中心ま
での距離が相互に等しい関係を維持しながら成形ローラ
群がワーク外周に一斉に接近離反する動きを実現するの
に好適な技術を提供し、もって、ロール成形装置の構造
を簡略化し、その製作コストを低下させ、しかも、前記
距離の同一性を高精度に維持することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段と作用】本発明に係るロー
ル成形装置は、ワーク外周の周囲に配置された複数の成
形ローラ群で前記ワーク外周を押圧してワークをロール
成形する。特に、ワーク中心を中心とする円周に沿って
回転する共通歯車と、この共通歯車に噛合する複数のナ
ット群と、各ナットに螺合して前記ワーク中心を中心と
する円の半径方向に伸びるボールネジの複数本からなる
ボールネジ群と、各ボールネジの内側先端近傍に取り付
けられた成形ローラの複数個からなる成形ローラ群とを
備え、前記各ナットは移動不能で自転可能に拘束され、
前記各ボールネジは軸心に沿って進退可能で軸心回りに
回転不能に拘束されていることを特徴とする。この構造
によると、前記共通歯車が回転すると、前記ナット群が
一斉に自転し、前記ボールネジ群が前記ワーク中心を中
心とする円の半径方向に一斉に進退し、その結果、前記
成形ローラ群が前記ワーク中心からの距離が相互に等し
い関係を維持しながら前記ワーク外周に一斉に接近離反
する。

【０００６】よって、本発明に係るロール成形装置によ
ると、複数のアクチュエータを同期運転させる必要がな
く、その機械的構成によって各成形ローラからワーク中
心までの距離が相互に等しい関係が維持される。このた
め、本発明の構成によれば、前記距離の同一性を高精度
に維持することのできるロール成形装置を簡単な構造で
安価に製造することができる。

【０００７】

【発明の効果】従って、本発明の構成によれば、真円度
の高いワーク形状が得られるロール成形装置を安価に製
造することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の主要な特徴
を記載する。 （形態１） 請求項１に記載の共通歯車が電動モータで
まわされる。この形態によると、油圧配管等が不要とな
り、装置構成が一層に簡略化される。 （形態２） 請求項１に記載の各ボールネジの内側端部
近傍が、ワーク中心を中心とする円の半径方向に伸びる
案内部材によって案内されている。この形態によると、
ナットがボールネジを内側に送り出して成形ローラをワ
ーク外周に押圧するときに、成形ローラが半径に直交す
る方向に逃げることがなく、成形ローラの位置が一層高
精度に制御される。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例に係るロール成形装置の構成
を図２および図３を用いて説明する。図２は実施例に係
るロール成形装置の正面図であり、図３は平面図であ
る。図２に示されるように、このロール成形装置３０
は、水平に伸びる下部ベース２９を備える。この下部ベ
ース２９には、マンドレル９０がベアリング群９２によ
って回転可能に支持されている。マンドレル９０は鉛直
軸の回りに回転可能であり、図示されないモータによっ
て回転される。成形作業時には、マンドレル９０にワー
ク８６がセットされて用いられ、マンドレル９０の回転
中心が同時にワーク８６の中心となる。

【００１０】図３に良く示されているように、マンドレ
ル９０の周囲に２本の昇降ガイド８２と２本の送りネジ
６９が鉛直に伸びている。その４本の鉛直部材の上端に
よって図２に良く示される上部ベース３１が支持されて
いる。この上部ベース３１には、図示されていない昇降
モータが取り付けられており、この昇降モータが２本の
送りネジ６９を回転させる。図２に良く示されているよ
うに、下部ベース２９と上部ベース３１の間に、昇降冶
具板３４が配置されている。昇降冶具板３４は２本の昇
降ガイド８２に案内され、水平状態を保って昇降するこ
とができる。昇降冶具板３４には２個のナット７０が鉛
直方向に固定され、このナット７０は送りネジ６９に螺
合している。このために、図示されない昇降モータによ
って２本の送りネジ６９が回転されると、昇降冶具板３
４は水平を保って昇降する。

【００１１】この昇降冶具板３４の上面には成形ローラ
７４を半径方向に進退させるモータ３８が取付けられて
いる。昇降冶具板３４の下面には減速機構４６が取付け
られている。モータ３８と減速機構４６はベルト４２で
動力伝達可能に接続されている。

【００１２】減速機構４６の出力軸には、駆動傘歯車５
０の軸部５０ａが相対回転不能に接続されている。駆動
傘歯車５０の軸部５０ａは、サポート部５２のベアリン
グ５２ａによって回転可能に支持されている。駆動傘歯
車５０は、ワーク８６の中心を中心とする円の半径を回
転軸にして回転する。

【００１３】昇降冶具板３４の下面には、リング状のフ
ランジ５６とベアリング５６ａによって、リング状の共
通傘歯車５４がワーク８６の中心を中心とする円周に沿
って回転可能に支持されている。この共通傘歯車５４は
駆動傘歯車５０に噛み合っており、モータ３８が回転す
ると共通傘歯車５４はワーク８６の中心を回転中心とし
ながら、ワーク８６の中心を中心とする円周に沿って回
転する。

【００１４】図３に良く示されるように、昇降冶具板３
４の下面には、ワーク８６の中心を中心とする円周上
で、相互に１２０度離れた位置関係で、３つの保持部６
４が固定されている。図２に良く示されるように、保持
部６４は内部にベアリング６４ａを有し、このベアリン
グ６４ａによってナット本体６２が自転可能に支持され
ている。ナット本体６２は従動傘歯車５８に固着されて
おり、両者によってナット６３が形成されている。

【００１５】ナット本体６２と従動傘歯車５８で構成さ
れるナット６３は、自転可能であるものの、移動不能に
支持されており、この状態で共通傘歯車５４に噛み合っ
ている。共通傘歯車５４が回転すると、３つのナット６
３は同速度で自転する。ナット６３の自転軸は、ワーク
８６の中心を中心とする円の半径に平行である。

【００１６】各ナット６３には各ボールネジ６６が螺合
している。各ボールネジ６６は、ワーク８６の中心を中
心とする円の半径方向に伸びている。各ボールネジ６６
の内側の端部にはローラ台７３が固定されており、この
ローラ台７３の上面には案内部材７２が固定されてい
る。この案内部材７２は、昇降冶具板３４の下面に形成
されているワーク８６の中心を中心とする円の半径方向
に伸びるガイドメンバに係合し、ローラ台７３がワーク
８６の中心を中心とする円の半径からはずれることを規
制する。また、ローラ台７３とボールネジ６６が軸心回
りに回転することを規制する。ローラ台７３の下面に成
形ローラ７４が取り付けられている。成形ローラ７４は
鉛直軸回りに回転可能となっている。

【００１７】上記の構造によって、ナット６３が回転す
ると、ボールネジ６６が半径方向に進退し、このボール
ネジ６６の先端に取り付けられている成形ローラ７４が
半径に沿ってワーク８６の中心に接近離反する。このと
き、共通傘歯車５４が回転すると３つのナット６３は同
速度で自転し、この結果、３本のボールネジ６６は同速
度で進退し、３つの成形ローラ７４が同速度で半径に沿
ってワーク８６の中心に接近離反する。即ち、上記の構
造によって、共通歯車５４が回転すると、ナット６３群
が一斉に自転し、ボールネジ６６群がワーク８６の中心
を中心とする円の半径方向に一斉に進退し、成形ロール
７４群がワーク８６の中心からの距離が相互に等しい関
係を維持しながらワーク８６の外周に一斉に接近離反す
る動きが確保される。なお、ワーク８６の上部にある保
持部材８８によって、ワーク８６の上部が押圧され保持
される。

【００１８】次に、本実施例に係るロール成形装置の作
用について説明する。モータ３８の回転力はベルト４２
を介して減速機４６の入力軸に伝えられる。この減速機
４６によって、入力軸の回転速度が減速され、出力軸が
減速された低速度でしかし高トルクで回転する。この結
果、この減速機４６の出力軸に取付けられた駆動傘歯車
５０がゆっくりと力強く回転する。この駆動傘歯車５０
が回転すると、駆動傘歯車５０と噛合する共通歯車５４
が回転する。この共通歯車５４はマンドレル９０の軸心
（即ち、ワーク８６の中心）を中心とする円周に沿って
回転する。共通歯車５４が回転すると、３つのナット６
３がそれぞれ同速度で回転する。ナット６３が回転する
と、ボールネジ６６は半径方向に進退する。このボール
ネジ６６の先端には成形ローラ７４が取り付けられてい
るため、ボールネジ６６が半径方向に進退することで成
形ローラ７４の半径方向の位置制御を行うことができ
る。

【００１９】このように、成形ローラ７４の半径方向の
位置制御を行うことができるので、成形ローラ７４の位
置をワーク８６の形状に対応して調整することができ
る。よって、ロール成形装置３０で成形するワーク８６
の外径が多様である場合でも、ワーク８６の外径ごとに
ロール成形装置３０を設ける必要がない。

【００２０】３つのナット６３は共通歯車５４に噛合し
ているので、１つの共通歯車５４が回転することで３つ
のナット６３が同時に同速度で回転する。３つのナット
６３が同速度で回転すると、これらに螺合しているボー
ルネジ６６が半径方向に同速度で進退する。この結果、
３つの成形ローラ７４も同速度で半径方向に進行させる
ことができる。このように、１つのモータ３８で３つの
成形ローラ７４を同速度で半径方向に進退させることが
できるので、成形ローラ７４の位置制御を精度良く行う
ことができる。即ち、３つの成形ローラ７４で均等にワ
ーク８６を加圧できるため、加工後のワーク８６の形状
の真円度が向上する。

【００２１】以上、本発明の実施例に係るロール成形装
置について説明したが、本発明は上記の実施例になんら
限定されるものではなく、本発明は当業者の知識に基づ
いて種々の変更、改良を施した形態で実施することがで
きる。例えば、本実施例における傘歯車のピッチ面の角
度を変えることで、鉛直面内で傾斜したボールネジによ
って成形ロールを進退させることができる。これによ
り、ワークを様々な形状に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術に係るロール成形装置の平面図

【図２】本発明の実施例に係るロール成形装置の正面図

【図３】本発明の実施例に係るロール成形装置の平面図

【符号の説明】

ロール成形装置…３０ 昇降治具板…３４ モータ…３８ 駆動傘歯車…５０ 共通傘歯車…５４ 従動傘歯車…５８ ナット…６３ ボールネジ…６６ 成形ローラ…７４ ワーク…８６ マンドレル…９０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク外周の周囲に配置された複数の成
   形ローラ群で前記ワーク外周を押圧してワークをロール
   成形する装置において、 ワーク中心を中心とする円周に沿って回転する共通歯車
   と、この共通歯車に噛合する複数のナット群と、各ナッ
   トに螺合して前記ワーク中心を中心とする円の半径方向
   に伸びるボールネジの複数本からなるボールネジ群と、
   各ボールネジの内側先端近傍に取り付けられた成形ロー
   ラの複数個からなる成形ローラ群とを備え、 前記各ナットは移動不能で自転可能に拘束され、前記各
   ボールネジは軸心に沿って進退可能で軸心回りに回転不
   能に拘束され、 前記共通歯車が回転すると、前記ナット群が一斉に自転
   し、前記ボールネジ群が前記ワーク中心を中心とする円
   の半径方向に一斉に進退し、前記成形ローラ群が前記ワ
   ーク中心からの距離が相互に等しい関係を維持しながら
   前記ワーク外周に一斉に接近離反するロール成形装置。