JP2003275839A - 増肉ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉過程に対応する複数の成形型を備える増肉
ローラを提供する。 【解決手段】 一体に締結された複数のローラ５〜７を
内周側の軸受け１２Ａ、１２Ｂにより回転可能に支持
し、前記複数の成形型としての円周溝２〜４の少なくと
も一つは、隣接するローラ５〜７の外周部近傍の対向す
る面により形成した一対の側壁６Ａ、７Ａと、内周側か
ら前記一対の側壁６Ａ、７Ａ間に開口させて両ローラ
６、７間に設けた環状溝９に挿入した環状のインサート
１０の外周面で形成した底部とからなる円周溝２により
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属円板の外周部
に素材自体の増肉によりリムを形成する増肉成形用の増
肉ローラに関し、特に、増肉過程に用いられる複数の成
形型を備えた増肉ローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から金属円板の外周部を歯車やプー
リ等のためのリムに形成する増肉成形方法は知られてお
り、例えば、特開平９−６６３３０号公報や特開２００
１−３４７３３１号公報に開示されたものがある。

【０００３】いずれの増肉成形方法においても、増肉過
程の初期段階から最終段階までの間に加工の進行に連れ
て適合する成形型を２ないし３段階に変更して増肉が効
果的に行われるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、増肉過程において複数の成形型が各々個別に
マンドレル周辺に配置されているため、増肉成形機の構
成を複雑化するものであった。また、夫々の成形型につ
いてハンドリングする必要があり、作業性も最適とはい
い難いものであった。

【０００５】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、増肉過程に対応する複数の成形型を備える
増肉ローラを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、中央部分
が治具にクランプされ外周部分が前記治具から突出した
状態で回転される円板状の金属素材の外周部分を、外周
側から押し付けて増肉加工する複数の成形型を回転可能
に備えた増肉ローラおいて、前記増肉ローラは、一体に
締結された複数のローラを内周側の軸受けにより回転可
能に支持して備え、前記複数の成形型の少なくとも一つ
は、隣接するローラの外周部近傍の対向する面により形
成した一対の側壁と、内周側から前記一対の側壁間に開
口させて両ローラ間に設けた環状溝に挿入した環状のイ
ンサートの外周面で形成した底部とからなる円周溝によ
り構成されていることを特徴とする。

【０００７】第２の発明は、第１の発明において、前記
インサートは、前記一対の側壁の内周側において隣接す
る両ローラに外周部が係合し内周部が少なくとも一方の
ローラに係合していることを特徴とする。

【０００８】第３の発明は、第１、２の発明において、
前記複数の成形型は、円周溝の深さが三段階に浅くなり
幅が三段階に増加する三個の円周溝により形成され、前
記成形型の少なくとも一つは、増肉ローラの軸方向中央
部に配置した最も深さが深く幅の狭い円周溝に形成され
ることを特徴とする。

【０００９】

【発明の効果】したがって、第１の発明では、増肉ロー
ラを一体に締結された複数のローラにより構成し、複数
の成形型の少なくとも一つを、隣接するローラの外周部
近傍の対向する面により形成した一対の側壁と、内周側
から前記一対の側壁間に露出させて配置した環状のイン
サートの外周面で形成した底部とからなる円周溝により
構成した。このため、インサートを用いることなく一方
のローラに軸方向突起を設けて円周溝の底部とする増肉
ローラの場合に生ずる底部の隅部に生ずる応力集中を緩
和することができる。

【００１０】また、環状のインサートは、内周側から前
記一対の側壁間に開口させて両ローラ間に設けた環状溝
に挿入して配置しているため、増肉成形時のラジアル荷
重をインサートから両ローラの中心側部分に伝達し、両
ローラを介して軸受けに受持たせることができる。した
がって、インサートの内周側を直接軸受けの外周に支持
させる増肉ローラの場合に生ずる軸受けへの偏荷重によ
る軸受けの固着や軸受けの倒れによるインサートの半径
方向への微少な移動によりインサート外周側に生ずる隙
間へのバリの差し込み等を防止することができる。ま
た、インサートの内周側を直接軸受けの外周に支持させ
る場合において、軸受けへの偏荷重を緩和すべくインサ
ートの幅を増大させる増肉ローラに生ずる隣接ローラの
薄肉化による応力割れ等も防止することができる。

【００１１】第２の発明では、第１の発明の効果に加え
て、インサートは、前記一対の側壁の内周側において隣
接する両ローラに外周部が係合し内周部が少なくとも一
方のローラに係合しているため、隣接する両ローラと一
体化し、インサートとローラ間の分割部の口開きが抑制
でき、バリの差込みをさらに一層抑制できる。

【００１２】第３の発明では、第１、２の発明の効果に
加えて、複数の成形型を、円周溝の深さが三段階に浅く
なり幅が三段階に増加する三個の円周溝により形成さ
れ、前記成形型の少なくとも一つは、増肉ローラの軸方
向中央部に配置した最も深さが深く幅の狭い円周溝に形
成したため、成形荷重が最大となる少なくとも一つの成
形型に加わるラジアル荷重を内周の軸受けに効率的に受
持たせることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明を適用した増肉ローラの一
例を示し、増肉成形の第１〜３工程において使用される
第１〜３成形型を組合わせたものである。

【００１５】図１において、増肉ローラ１は、増肉成形
の第１工程から第３工程に用いられる夫々の成形型とし
ての円周溝２〜４を複数のローラ５〜７を組合わせて形
成している。複数のローラ５〜７は、図中、左側から第
１〜３ローラとする。第１ローラ５の第２ローラ６側の
軸方向突起８は、第２ローラ６に嵌合している。第２ロ
ーラ６の第３ローラ７側には、環状溝９が形成され、環
状溝９内には、環状のインサート１０がその内外周を係
合させて挿入されている。環状のインサート１０は、そ
の外周の一部を第３ローラ７に嵌合している。

【００１６】第１工程の円周溝２は、前記インサート１
０の外周を溝の底部とし、第２、３ローラ６、７の外周
側の対向する縁６Ａ、７Ａ同士を側壁として構成してい
る。第２工程の円周溝３は、第１ローラ５の軸方向突起
８の外周を溝の底部とし、第１、２ローラ５、６の外周
側の対向する縁５Ｂ、６Ｂ同士を側壁として構成してい
る。第３工程の円周溝４は、第３ローラ７の外周に円周
方向に形成した溝７Ｂにより底部および側壁を構成して
いる。

【００１７】第１〜３ローラ５〜７およびインサート１
０はボルト１１により一体に締結され、一体となって回
転可能であり、対向するテーパローラ軸受け１２Ａ、１
２Ｂを介して保持具１３のスピンドル１４に回転自在に
支持される。保持具１３は、ピストンロッド１５先端に
固定され、増肉成形時に、図示しない油圧シリンダによ
って図示しないマンドレル側に押圧付勢され、増肉ロー
ラ１の円周溝２〜４のいずれかをマンドレルに保持した
金属円板の外周に押し付けるよう機能する。

【００１８】前記インサート１０の内周側と第２ローラ
６の環状溝９とは、クリアランスが、例えば、−０．０
２ｍｍ（圧入）〜０ｍｍの中間嵌めの嵌め合いとしてい
る。即ち、インサート１０と第２ローラ６間では圧入状
態としてクリアランスをほぼ無くして第２ローラ６とイ
ンサート１０の嵌め合いが保証される。

【００１９】また、前記インサート１０の外周側と第２
ローラ６の環状溝９および第３ローラ７の内周とは、ク
リアランスが、例えば、０ｍｍ〜０．０１ｍｍの中間嵌
めとしている。即ち、組立性を阻害することなくバリ差
込み難さを確保するようにしている。

【００２０】図２は、上記構成の増肉ローラ１による増
肉成形時の加工状態を示す。金属円板Ｗは、増肉成形さ
れる外周部を露出させて主軸を兼ねる治具としてのマン
ドレルＭの対向した端部に挟持され、マンドレルＭによ
って回転される。

【００２１】第１工程においては、増肉ローラ１はその
第１円周溝２を金属円板Ｗの外周部に合致させて軸方向
に位置決めされ、油圧シリンダによりピストンロッド１
５および保持具１３によりマンドレルＭに接近移動され
る。第１円周溝２が金属円板Ｗの外周に係合すると増肉
ローラ１も金属円板Ｗにより回転される。増肉ローラ１
の更なる接近によって、第１円周溝２の底部（インサー
ト１０の外周部）に当接すると、金属円板Ｗの外周部が
第１円周溝２に倣って軸方向に増肉される。前記増肉は
増肉ローラ１のマンドレルＭへの接近により進行し、増
肉ローラ１の第２、３ローラ６、７の外周がマンドレル
Ｍの外周に接触した段階で、第１円周溝２での増肉工程
は終了する。油圧シリンダにより増肉ローラ１が初期位
置に後退される。金属円板Ｗの外周は、図３（Ａ）に示
すように、第１円周溝２の断面形状に増肉され、軸方向
に少し厚みを増加している。

【００２２】上記第１工程において、金属円板Ｗの増肉
作用により、第１円周溝２の側壁６Ａ、７Ａには軸方向
に離間させる開き力が作用し、第１円周溝２の底部を構
成するインサート１０にはラジアル荷重が作用する。前
記開き力は互に相殺するよう作用し、インサート１０の
外周に作用するラジアル荷重は、インサート１０内周に
係合した第２ローラ６に伝達され、対向するテーパロー
ラ軸受け１２Ａ、１２Ｂに受持たれる。このため、イン
サート１０の外周と第２ローラ６との嵌合部および第３
ローラ７との嵌合部の隙間は、その間隔が増加すること
が抑制される。このため、金属円板Ｗの外周部の増肉時
にバリ等の差込みを抑制できる。第１〜３ローラ５〜７
およびインサート１０を一体化させている締結ボルト１
１は、これらが一体となって対向するテーパローラ軸受
け１２Ａ、１２Ｂに支持されるよう機能する。

【００２３】第２工程においては、第２円周溝３が金属
円板Ｗの外周位置に位置するよう増肉ローラ１の軸方向
位置が位置決めされ、油圧シリンダによりピストンロッ
ド１５および保持具１３によりマンドレルＭに接近移動
される。第２円周溝３が金属円板Ｗの外周に係合すると
増肉ローラ１も金属円板Ｗにより回転される。増肉ロー
ラ１の更なる接近によって、第２円周溝３の底部（第１
ローラ５の軸方向突起８の外周）に当接すると、金属円
板Ｗの外周部が第２円周溝３に倣って軸方向に増肉され
る。前記増肉は増肉ローラ１のマンドレルＭへの接近に
より進行し、増肉ローラ１の第１、２ローラ５、６の外
周がマンドレルＭの外周に接触した段階で、第２円周溝
３での増肉工程は終了する。油圧シリンダにより増肉ロ
ーラ１が初期位置に後退される。金属円板Ｗの外周は、
図３（Ｂ）に示すように、第２円周溝３の断面形状に増
肉され、その外径が小さくなる一方、軸方向の厚みは更
に増している。

【００２４】第３工程においては、第３円周溝４が金属
円板Ｗの外周位置に位置するよう増肉ローラ１の軸方向
位置が位置決めされ、油圧シリンダによりピストンロッ
ド１５および保持具１３によりマンドレルＭに接近移動
される。第３円周溝４が金属円板Ｗの外周に係合すると
増肉ローラ１も金属円板Ｗにより回転される。増肉ロー
ラ１の更なる接近によって、第３円周溝４の底部に当接
すると、金属円板Ｗの外周部が第３円周溝４に倣って軸
方向に増肉される。前記増肉は増肉ローラ１のマンドレ
ルＭへの接近により進行し、増肉ローラ１の第３ローラ
７の外周がマンドレルＭの外周に接触した段階で、第３
円周溝４での増肉工程は終了する。油圧シリンダにより
増肉ローラ１が初期位置に後退される。金属円板Ｗの外
周は、図３（Ｃ）に示すように、第３円周溝４の断面形
状に増肉され、その外径がさらに小さくなる一方、軸方
向の厚みは更に増し、金属円板Ｗの外周にリムＲが形成
される。マンドレルＭの一方が軸方向に後退して、金属
円板Ｗの保持を解除して、離脱した金属円板Ｗは、次工
程に搬送される。以上の工程を順次繰返すことで外周部
にリブＲを備えた金属円板Ｗを製造することができる。

【００２５】以上説明した実施形態にあっては、以下に
記載した効果を奏することができる。即ち、増肉ローラ
１を一体に締結された複数のローラ５〜７により構成
し、複数の成形型である円周溝２〜４の少なくとも一つ
を、隣接するローラ５、７の外周部近傍の対向する面に
より形成した一対の側壁６Ａ、７Ａと、内周側から前記
一対の側壁６Ａ、７Ａ間に露出させて配置した環状のイ
ンサート１０の外周面で形成した底部とからなる円周溝
２により構成した。このため、図４の比較例に示すよう
に、インサートを用いることなく一方のローラ６に軸方
向突起２０を設けて円周溝２の底部とする場合におけ
る、底部の隅部（Ａ）に増肉加工時の応力が繰り返し集
中することによる破線のような破断が生ずることが防止
できる。

【００２６】また、環状のインサート１０は、内周側か
ら前記一対の側壁６Ａ、７Ａ間に開口させて両ローラ
６、７間に設けた環状溝９に挿入して配置しているた
め、増肉成形時のラジアル荷重をインサート１０から両
ローラ６、７の中心側部分に伝達し、両ローラ６、７を
介して軸受け１２Ａ、１２Ｂに受持たせることができ
る。したがって、図５の比較例に示すように、インサー
ト１０の内周側を直接軸受け１２Ａ、１２Ｂの外周に支
持させる場合に増肉加工時のラジアル荷重が軸受け１２
Ａ、１２Ｂへの偏荷重として作用し、軸受け１２Ａ、１
２Ｂの固着や軸受け１２Ａ、１２Ｂの倒れによるインサ
ート１０の半径方向への微少な移動によりインサート１
０外周側に生ずる隙間へのバリの差し込み等を防止する
ことができる。また、インサート１０の内周側を直接軸
受け１２Ａ、１２Ｂの外周に支持させる場合において、
軸受け１２Ａ、１２Ｂへの偏荷重を緩和すべく、図６の
比較例に示すように、インサート１０の幅を増大させる
時生ずる隣接ローラ７の薄肉化による応力割れＢも防止
することができる。なお、図４〜６の比較例において、
増肉ローラの全幅は同一に形成しており、全幅が増加す
る場合にはワークやマンドレル等との干渉が生じること
がある。

【００２７】インサート１０は、前記一対の側壁６Ａ、
７Ａの内周側において隣接する両ローラ６、７に外周部
が係合し内周部が少なくとも一方のローラ６に係合して
いるため、隣接する両ローラ６、７と一体化し、インサ
ート１０とローラ６、７間の分割部の口開きが抑制で
き、バリの差込みをさらに一層抑制できる。

【００２８】複数の成形型としての円周溝２〜４を、円
周溝２〜４の深さが三段階に浅くなり幅が三段階に増加
する三個の円周溝２〜４により形成され、前記成形型と
しての円周溝２〜４の少なくとも一つは、増肉ローラ１
の軸方向中央部に配置された深さが最も深く幅が最も狭
い円周溝２に形成したため、成形荷重が最大となる少な
くとも一つの成形型としての円周溝２に加わるラジアル
荷重を内周の軸受け１２Ａ、１２Ｂに効率的に受持たせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す増肉ローラの断面
図。

【図２】同じく増肉ローラによる増肉成形時の加工状態
を示す断面図。

【図３】増肉ローラによる成形過程を（Ａ）〜（Ｃ）に
示す金属円板の外周部の断面図。

【図４】本発明の増肉ローラの第１の比較例を示す断面
図。

【図５】本発明の増肉ローラの第２の比較例を示す断面
図。

【図６】本発明の増肉ローラの第３の比較例を示す断面
図。

【符号の説明】

Ｍ 治具としてのマンドレル Ｗ 金属円板 １ 増肉ローラ ２〜４ 円周溝 ５〜７ 第１〜３ローラ ８、２０ 軸方向突起 ９ 環状溝 １０ インサート １１ ボルト １２Ａ、１２Ｂ テーパローラ軸受け １３ 保持具 １４ スピンドル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 敏幸 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 長縄 智義 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部分が治具にクランプされ外周部分
   が前記治具から突出した状態で回転される円板状の金属
   素材の外周部分を、外周側から押し付けて増肉加工する
   複数の成形型を回転可能に備えた増肉ローラおいて、 前記増肉ローラは、一体に締結された複数のローラを内
   周側の軸受けにより回転可能に支持して備え、 前記複数の成形型の少なくとも一つは、隣接するローラ
   の外周部近傍の対向する面により形成した一対の側壁
   と、内周側から前記一対の側壁間に開口させて両ローラ
   間に設けた環状溝に挿入した環状のインサートの外周面
   で形成した底部とからなる円周溝により構成されている
   ことを特徴とする増肉ローラ。
2. 【請求項２】 前記インサートは、前記一対の側壁の内
   周側において隣接する両ローラに外周部が係合し内周部
   が少なくとも一方のローラに係合していることを特徴と
   する請求項１に記載の増肉ローラ。
3. 【請求項３】 前記複数の成形型は、円周溝の深さが三
   段階に浅くなり幅が三段階に増加する三個の円周溝によ
   り形成され、前記成形型の少なくとも一つは、増肉ロー
   ラの軸方向中央部に配置した最も深さが深く幅の狭い円
   周溝に形成されることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載の増肉ローラ。