JP2008279469A - 車両用ホイールリムのロール加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用ホイールリムを成形するためにロール加工を行う装置であって、過分に圧延することなく、スプリングバック現象を抑制することのできる車両用ホイールリムのロール加工装置を提案する。
【解決手段】トップロール２４を嵌着するトップ用回動軸４３を、待機位置ｓ１から降動して、ボトム用回動軸１１に嵌着するボトムロール２３からトップロール２４が予め定めた所定間隙ｔを隔て支持されるロール加工位置ｓ２で停止保持することにより、ボトムロール１１に遊嵌した円筒形加工体Ｙ３を押圧加工するようにしたロール加工装置１である。このロール加工装置１によれば、トップロール２４をボトムロール２３から所定間隔ｔを隔てた位置に精度良く停止することができるため、この位置で比較的長時間停止保持することにより、スプリングバック現象を抑制して、所望の加工形状に精度良く成形することができ得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ホイールを構成するホイールリムをロール加工する車両用ホイールリムのロール加工装置に関する。

車両用ホイールとして、ホイールリムのドロップ部またはビードシート部の内周面に、ホイールディスクのフランジ部を内嵌して溶接して構成される、いわゆる２ピースタイプのものが知られている。ここで、ホイールリムは、一般的に、所定寸法の長方形とした金属製平板から加工成形される。すなわち、長方形の金属製平板を、その短辺同士を接合することにより、円筒形素体を形成する。その後、この円筒形素体の両端開口縁を拡口するフレア加工工程を行い、さらに、フレア加工した円筒形加工体を内外から所定形状の金型（トップロールとボトムロール）で挟圧するロール加工工程により所望のホイールリムを成形する（例えば、特許文献１）。ここで、ロール加工は、回動したトップロールとボトムロールとにより円筒形加工体をその内外から挟むことによって、該円筒形加工体をその周方向に回転させながら押圧加工する。

上記したように、ホイールリムの成形工程としては、図１３（Ａ）のように、長方形の金属製平板Ｚを、その短辺同士を溶接して円筒形素体Ｘを成形する。次に、フレア加工工程としては、図１３（Ｂ）のように、円筒形素体Ｘの両端開口縁に、切頭円錐形状のフレア加工型α、αを挟圧することによって、該両端開口縁を拡口した円筒形加工体Ｙ１を成形する。次のロール加工工程は、三工程に分けて順次実行され、徐々にホイールリム形状を整えていくように加工を施すことにより、板ヒケやシワ等の発生を抑制している。ここで、第一ロール加工工程では、図１４（Ａ）のように、ホイールリムの基本形状に成形するための第一ボトムロールβ１と第一トップロールγ１とを互いに反対方向に回転しながら、フレア加工した円筒形加工体Ｙ１をその内外から押圧し、円筒形加工体Ｙ１を、第一ボトムロールβ１と第一トップロールγ１とに倣うように圧接して基本形状の円筒形加工体ｙ２を成形する。次の第二ロール加工工程では、図１４（Ｂ）のように、ホイールリムの中間形状に成形するための第二ボトムロールβ２と第二トップロールγ２とを互いに反対方向に回転しながら、第一ロール加工工程後の円筒形加工体ｙ２をその内外から押圧し、第二ボトムロールβ２と第二トップロールγ２とに倣うように圧接して中間形状の円筒形加工体ｙ３を成形する。さらに次の第三ロール加工工程では、図１４（Ｃ）のように、ホイールリムの完成形状に成形するための第三ボトムロールβ３と第三トップロールγ３とを互いに反対方向に回転しながら、第二ロール加工工程後の円筒形加工体ｙ３をその内外から押圧し、第三ボトムロールβ３と第三トップロールγ３とに倣うように圧接する。これにより、所望の形状寸法に整えられたホイールリムＷを得る。

このようなロール加工工程を行うロール加工装置として、トップロールを上下動する油圧シリンダと、該油圧シリンダに作動オイルを供給する油圧ポンプと、油圧シリンダへの作動オイルの供給量を制御する流量制御弁とを備え、流量制御弁を制御することにより、油圧シリンダを駆動制御してトップロールを昇降動するようにした構成が、一般的に知られている。例えば、図１５のように、トップロールを昇降動するための駆動制御装置３０１は、貯留タンク３０２、油圧ポンプ３０３、モータ３０４、リリーフ弁３０５、デジタル方向流量制御弁３０６、油圧シリンダ３０７、位置検出センサ３０８、制御装置３０９を備えている。ここで、油圧ポンプ３０３は貯留タンク３０２から作動オイルを送り出すものであり、モータ３０４は該油圧ポンプ３０３を駆動させるものである。

モータ３０４は常時回動しており、これに従って油圧ポンプ３０３も常時貯留タンク３０２の作動オイルを送り出している。油圧ポンプ３０３から送り出された作動オイルはリリーフ弁３０５を介してデジタル方向流量制御弁３０６の第一ポート３０６ａに供給される。リリーフ弁３０５は、油圧ポンプ３０３から供給される作動オイルの油圧が所定値に達したら、作動オイルの一部または全部を貯留タンク３０２に排出し、リリーフ弁３０５からデジタル方向流量制御弁３０６へ供給する作動オイルの油圧を一定に保つようになっている。デジタル方向流量制御弁３０６の第二ポート３０６ｂは油圧シリンダ３０７のヘッド側領域３０７ａに接続され、デジタル方向流量制御弁３０６の第三ポート３０６ｃは油圧シリンダ３０７のロッド側領域３０７ｂに接続されている。

上記した制御装置３０９は、デジタル方向流量制御弁３０６の切換弁３０６ｄの方向切換制御をすると共に、デジタル方向流量制御弁３０６のモータ３０６ｅの回動を制御するように構成されている。制御装置３０９が、切換弁３０６ｄの方向切換制御を行なうことにより、第二ポート３０６ｂからヘッド側領域３０７ａへ作動オイルを供給して油圧シリンダ３０７のロッド３０７ｃを突出させたり、第三ポート３０６ｃからロッド側領域３０７ｂへ作動オイルを供給して油圧シリンダ３０７のロッド３０７ｃを縮退させたり、デジタル方向流量制御弁３０６から油圧シリンダ３０７へ作動オイルを供給せずに油圧シリンダ３０７のロッド３０７ｃの移動をほぼ停止させたりする。また、制御装置３０９がモータ３０６ｅの回転速度を制御することにより、ロッド３０７ｃの突出速度および縮退速度を多段階で制御するようになっている。

上記した位置検出センサ３０８は、例えば、マグネット等を用いた近接センサであり、油圧シリンダ３０７のロッド３０７ｃが所定位置まで下降したことを検出し、その検出信号を制御装置３０９へ出力するように構成されている。制御装置３０９は、位置検出センサ３０８からの検出信号を入力し、その検出信号に基づいてロッド３０７の最下降位置を制御する。なお、図１５では図示を省略しているが、ロッド３０７の下端には、トップロールが回転可能に支持されている。

ロール加工の際には、制御装置３０９がデジタル方向流量制御弁３０６の切換弁３０６ｄの方向切換制御を行い、第二ポート３０６ｂからヘッド側領域３０７ａへ作動オイルを供給する。これにより、油圧シリンダ３０７のロッド３０７ｃを突出して、トップロールを降動してボトムロールとの間で円筒形加工体を押圧する。そして、位置検出センサ３０８が油圧シリンダ３０７のロッド３０７ｃが所定位置まで下降したことを検出すると、制御装置３０９が切換弁３０６ｄの方向切換制御を行い、油圧シリンダ３０７への作動オイルの供給を止めることにより、トップロールを停止する。ここで、位置検出センサ３０８の検出信号によるロッド３０７の最下降位置は、上述した各ロール加工工程毎に夫々設定されており、さらに所望の加工形状に基づいて夫々設定されている。このように予め設定したロッド３０７の最下降位置に従って、デジタル方向流量制御弁３０６の切換弁３０６ｄを方向切換制御することにより、円筒形加工体をロール加工していた。

特開平１０−８５８８１号公報（段落番号「０００２」、図７）

上述した従来構成の駆動制御装置３０１にあっては、ロール加工の際に、位置検出センサ３０８が所定位置を検出することにより、トップロールを予め設定した停止位置で停止するようにしている。ところが、位置検出センサ３０８が所定位置を検出してから、制御装置３０９がデジタル方向流量制御弁３０６の切換弁３０６ｄを作動制御するため、切換弁３０６ｄの作動に要する時間を含め、位置検出センサ３０８の検出した時点から切換弁３０６ｄがヘッド側領域３０７ａへ作動オイルを供給しないところに切り換えるまでにタイムラグが生じてしまう。そのため、ロール加工の際にトップロールの停止位置を厳密に制御することができず、ロール加工の加工精度に限界があった。

また、位置検出センサ３０８の検出する所定位置は、トップロールの停止位置を直接的または間接的に表す位置であるから、総じて、制御装置３０９は、デジタル方向流量制御弁３０６からトップロールまでを全体的に制御することとなっている。しかし、このトップロールは比較的重量物であり且つ慣性も大きいことから、正確な制御が難しく、トップロールを所望の停止位置で正確に停止することに限界があった。このことからも、ロール加工の加工精度に限界を生じていた。

さらにまた、作動オイルは、その周囲の雰囲気温度に影響されて、粘度が変化する。すなわち、一日の温度変化や季節による温度変化、又は、油圧シリンダを作動する回路の作動発熱量が変化することによって、作動オイルの粘度が変化してしまう。このように作動オイルの粘度の変化によって、デジタル方向流量制御弁３０６の絞り機構を通過する作動オイルの流量に誤差を生じ、上記したタイムラグが一層ばらつく傾向を示す。そのため、当該ロール加工による加工精度の安定性にも限界があった。尚、仮に予めタイムラグを考慮に入れて位置検出センサ３０８の所定位置を設定したとしても、作動オイルの粘度によって同様の問題点を生じていた。

ところで、上述したようなロール加工工程を実行するロール加工にあって、円筒形加工体をトップロールとボトムロールとにより押圧する際に、その押圧している時間を長くすることにより、当該加工後に発生するスプリングバック現象を抑制する効果が向上する。スプリングバック現象を抑制することによって、所望の加工形状に精度良くロール加工することができる。しかしながら、上述したように、従来構成の駆動制御装置３０１では、トップロールの停止位置を厳密に制御できないことから、スプリングバック現象を抑制したとしても、ロール加工による加工精度を高める効果には限界があった。

本発明は、トップロールの停止位置を厳密に制御して加工精度を向上することができ、所望の加工形状に正確かつ安定して成形することができる車両用ホイールリムのロール加工装置を提案するものである。

本発明は、円筒形加工体を、ホイールリムの所定加工形状に成形するロール加工を行う車両用ホイールリムのロール加工装置において、円筒形加工体をその内側から押圧するボトムロールが嵌着されるものであって、基体部に自転可能に支持されるボトム用回動軸と、該ボトム用回動軸を回動するボトム用駆動モータとを備えたボトムロール支持駆動装置と、円筒形加工体をその外側から押圧するトップロールが嵌着されるものであって、ボトム用回動軸と平行に自転可能に支持され、上下動可能に設けられるトップ用回動軸と、トップ用回動軸を回動するトップ用駆動モータと、トップ用回動軸を、トップロールがボトムロールの上方に退避している待機位置と、トップロールがボトムロールから予め定めた所定間隙を隔て支持されるロール加工位置とに位置変換すると共に、該ロール加工位置で停止保持してボトムロールに遊嵌した円筒形加工体をトップロールとボトムロールとの間で押圧加工するトップロール位置変換制御手段とを具備するトップロール可動制御装置とを備えていることを特徴とする車両用ホイールリムのロール加工装置である。

かかる構成にあっては、トップロール位置変換制御手段によりトップ用回動軸をロール加工位置で停止することによって、トップロールがボトムロールから所定間隙を隔てた位置で精度良く停止して支持されることから、該トップロールとボトムロールとにより押圧加工して成形する円筒形加工体の加工精度を向上することができる。さらに、ロール加工位置を、トップロールとボトムロールとの間に所定間隙を隔てた位置として設定していることから、例え、加工前の円筒形加工体がその板厚にバラツキ（許容誤差内）を有していても、ロール加工後にはそのバラツキを縮小することができ、加工形状の寸法精度を高めることができる。

また、トップロール位置変換制御手段によりトップ用回動軸をロール加工位置で停止保持するようにしていることから、トップロールとボトムロールとの間が所定間隙に維持されるため、トップロールとボトムロールとで円筒形加工体を比較的長時間ロール加工しても、円筒形加工体を過分に圧延することがない。また、トップロールとボトムロールとで円筒形加工体を比較的長時間ロール加工することにより、当該ロール加工後に生じるスプリングバック現象を抑制する効果が向上する。

このように本発明の車両用ホイールリムのロール加工装置によれば、ロール加工による加工精度を向上でき、且つ安定して成形することができ得る。

尚、本構成にあっては、トップ用回動軸およびボトム用回動軸は、トップロールとボトムロールの両側を支持する両持支持とした構成や、一側を支持する片持支持とした構成のいずれとすることもできる。特に、トップ用回動軸とボトム用回動軸とを平行に比較的長期に渡って維持し易い両持支持とする構成が好適に用いることができ、ロール加工位置における所定間隙を適正に維持し易い。

上述した車両用ホイールリムのロール加工装置にあって、トップロール位置変換制御手段により停止保持するロール加工位置が、トップロールとボトムロールとの間の所定間隙を、当該ロール加工前の円筒形加工体の板厚以下に設定した位置であるとした構成が提案される。

ここで、トップ用回動軸をロール加工位置とした状態では、円筒形加工体がトップロールとボトムロールとの間の所定間隙内に介在しており、当該円筒形加工体がその内外からトップロールとボトムロールとにより圧接されて加工されている。そして、トップロールとボトムロールとの所定間隙内で押圧加工されることにより、円筒形加工体を所定の加工形状に成形している。

かかる構成は、ロール加工位置を設定する所定間隙として、ロール加工前の板厚以下としていることから、ロール加工位置とした状態で、円筒形加工体をトップロールとボトムロールとの間で圧接して、所定加工形状の板厚まで押し付けて板厚方向に圧縮している。そのため、円筒形加工体をトップロールとボトムロールとに倣うように変形することができ、求める加工形状に正確かつ安定して成形することができる。

尚、本発明は、上述したようにロール加工位置で停止保持することによりロール加工の加工精度を向上できるものであるから、ロール加工後の板厚は所定間隙とほぼ等しくなる。そのため、所定間隙としては、当該ロール加工で成形するように設計した所定加工形状の板厚以下とするように設定することが好適である。これにより、上述した本構成の作用効果を一層効率よく発揮することができ得る。

上述した車両用ホイールリムのロール加工装置にあって、トップロール可動制御装置のトップロール位置変換制御手段は、トップ用回動軸を自転可能に支持し、ボトム用回動軸の上方で昇降動可能に支持された昇降可動体と、昇降可動体を昇降動するための可動体駆動モータと、可動体駆動モータと昇降可動体とを連繋し、可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して該可動体駆動モータの回動を昇降可動体の昇降動に変換する駆動力伝達機構と、可動体駆動モータを駆動制御することにより、トップ用回動軸をロール加工位置で停止保持可能なモータ駆動制御手段とを備えている構成が提案される。

かかる構成にあっては、駆動力伝達機構により、可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して該可動体駆動モータの回動を昇降可動体の昇降動に変換し、該昇降加工体の昇降動によりロール加工を行うようにしたものである。ここで、駆動力伝達機構は、可動体駆動モータの駆動速度を著しく減速し且つ駆動トルクを増加する減速機構を有するものである。そのため、可動体駆動モータの回動（回転速度や回転量など）を制御することによって、昇降可動体の昇降動を正確に制御することができると共に、所定の停止位置に正確に停止することが可能である。また、昇降可動体が停止した状態では、トップロール（および昇降可動体）の自重による負荷が、この減速機構の増大した駆動トルクによって、可動体駆動モータに伝わり難くなるため、該自重により可動体駆動モータの駆動軸が回転してしまうことを防ぐことができる。そのため、ロール加工位置で停止すれば、可動体駆動モータを停止している限り、当該ロール加工位置で確実に停止保持することができ得る。さらに、この減速機構によって、ロール加工の際にトップ用回動軸から加わる負荷（圧力）が、可動体駆動モータに作用することを緩和できるため、可動体駆動モータの寿命も延びる。尚ここで、駆動力伝達機構にあって、その減速機構としては、駆動速度を減速する減速比を大きく設定するに従って、昇降可動体（トップ用回動軸）を昇降動する制御とロール加工位置で停止する制御との精度が向上する。

また、本構成のトップロール位置変換制御手段は、可動体駆動モータと駆動力伝達機構とを用いて昇降可動体を昇降動することによりロール加工を行うものであるから、上述した従来構成のように流量制御弁（デジタル方向流量制御弁）を用いていない。従来構成では、作動オイルの粘度が環境（温度など）や油圧シリンダを作動する回路の作動発熱量などによって変化してしまい、流量制御弁の絞り機構を通過する作動液の流量に誤差を生じ、この結果、加工精度が安定しないことがあった。しかし、本構成では、可動体駆動モータの回動を制御するだけで、昇降可動体（トップ用回動軸）の昇降動を制御することができるため、従来構成に比して高い精度による制御が可能である。したがって、本構成は、油圧シリンダを用いた従来構成に比して、加工精度が向上し且つその安定性も向上する。

本構成の駆動力伝達機構としては、可動体駆動モータの回転運動を上下方向の直線運動に変換する変換機構と、上記した減速機構とを、一体化した機構として構成するものとしても良いし、それぞれ別々に設ける構成としても良い。さらには、複数の減速機構を組み合わせて構成することもできる。また、変換機構や減速機構としては、可動体駆動モータの回転運動を伝えるために、歯車やベルト等を備えた機構が好適に用いられる。例えば、平歯車機構、ねじ歯車機構、滑り子クランク機構、ラック・ピニオン機構、ベルトを掛けた段車機構、遊星ギア機構、ウォームギア機構、波動歯車機構、ボールネジ機構、ねじ機構などを、適宜応用して用いることが可能である。

上記の車両用ホイールリムのロール加工装置にあって、駆動力伝達機構は、昇降動可動体の昇降動方向に沿って設けられた伝達ネジ軸が該昇降可動体に螺合して構成され、該伝達ネジ軸の回動に伴って昇降可動体を昇降動する送りネジ機構と、伝達ネジ軸と可動体駆動モータとの間に連繋され、該可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して伝達ネジ軸を回動する歯車減速機構とを備えてなるものであると共に、モータ駆動制御手段は、可動体駆動モータの駆動軸の回転量を検出するエンコーダを備え、該エンコーダの検出値に従って、トップ用回動軸をロール加工位置で停止保持するように可動体駆動モータを制御してなるものである構成が提案される。

かかる構成にあって、送りネジ機構により可動体駆動モータの回動を昇降可動体の昇降動に変換する変換機構を構成し、該送りネジ機構と歯車減速機構とにより可動体駆動モータの駆動速度を減速する減速機構を構成している。ここで、送りネジ機構と歯車減速機構とによって、比較的容易に減速比を大きく設定することができるため、可動体駆動モータの回動を制御することにより、昇降可動体（トップ用回動軸）の昇降動とロール加工位置で停止する作動とを高い精度で制御することができる。

また、可動体駆動モータはその回転量をエンコーダにより検出し、この回転量の検出値に従って駆動制御するようにしていることから、トップ用回動軸を待機位置とロール加工位置とに位置変換するのに要する回転量を予め設定しておくことにより、エンコーダが該所定回転量を検出すると直ちに可動体駆動モータを停止することができる。すなわち、上述した従来の、位置検出センサによる位置検出から制御装置を介してデジタル方向流量制御弁の切換弁を作動制御している構成に比して、タイムラグを生じず、トップ用回動軸をロール加工位置に停止する精度を向上することができ得る。これにより、トップ用回動軸（昇降可動体）を、トップロールがボトムロールから所定間隙を隔てたロール加工位置で、高い精度で停止することができる。そして、ロール加工位置で、繰り返し安定して正確に停止することができ得る。

このように可動体駆動モータをエンコーダに従って駆動制御すると共に、送りネジ機構と歯車減速機構とにより可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して昇降可動体を昇降動するようにしていることから、ロール加工位置で停止する制御を精度良く行うことができると共に、該ロール加工位置で確実に停止保持することができる。したがって、ロール加工の際に、ロール加工位置で比較的長時間保持することにより、スプリングバック現象を抑制して、所定の加工形状に一層高い精度で且つ安定して成形することができ得る。

尚、送りネジ機構としては、伝達ネジ軸のネジ溝と該伝達ネジ軸の螺合するネジ溝との間に鋼球などのボールを噛み込んだ所謂ボールネジ機構を、好適に用い得る。このボールネジ機構は、摩擦抵抗が極めて小さいことから、回転運動を直線運動に円滑に変換できるため、可動体駆動モータの回動を精度良く伝達することができ得る。また、ボールネジ機構は、予圧を付与してネジ軸とナット間に遊びがない状態としても、滑らかに作動することができるため、回転運動を伝達する精度を一層高めることができる。これにより、例えば、昇降速度を複数段階に変更するように設定したとしても、その各速度変換を正確かつ安定して繰り返し行うことが可能である。そして、このようにボールネジ機構を用いることで、上述した本発明の作用効果を一層高めることができる。さらに、メンテナンスをほんとんど要しないという利点も有する。

また、上記した車両用ホイールリムのロール加工装置にあって、昇降可動体と駆動力伝達機構との間に、該昇降可動体の昇降動方向に沿って伸縮作動可能な液圧シリンダを備え、予め定められた上限荷重以上の負荷が作用した場合に該液圧シリンダを縮退させることにより当該負荷を緩和するようにしているものである構成が提案される。

かかる構成にあっては、駆動力伝達機構と昇降可動体との間に液圧シリンダを介在していることから、昇降可動体のトップロールに作用する圧力が負荷として、駆動力伝達機構に作用することを緩和している。これにより、駆動力伝達機構に作用する負荷を軽減できるため、駆動力伝達機構の耐久性が向上し、その作動寿命を延長することもでき得る。

一方、上記した車両用ホイールリムのロール加工装置にあって、駆動力伝達機構は、昇降可動体の昇降動方向に対して直交する方向または傾斜する方向に沿って設けられた伝達ネジ軸と、該伝達ネジ軸に螺合して、伝達ネジ軸の長手方向に沿って進退移動する作動片とから構成された送りネジ機構と、伝達ネジ軸と可動体駆動モータとの間に連繋され、該可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して伝達ネジ軸を回動する歯車減速機構と、送りネジ機構の作動片と昇降可動体との間に連繋され、該作動片の進退移動をその移動方向を変向して昇降可動体の昇降動に変向する変向機構とを備えたものであると共に、モータ駆動制御手段は、可動体駆動モータの駆動軸の回転量を検出するエンコーダを備え、エンコーダの検出値に従ってトップ用回動軸をロール加工位置で停止するように可動体駆動モータを制御してなるものである構成が提案される。

かかる構成にあっては、送りネジ機構により可動体駆動モータの回動を直線移動に変換する変換機構を構成し、送りネジ機構と歯車減速機構とにより可動体駆動モータの駆動速度を減速する減速機構を構成し、変向機構により送りネジ機構による直線移動を昇降可動体の昇降動に変向するようにしたものである。ここで、送りネジ機構と歯車減速機構とによって、比較的容易に減速比を大きく設定することができるため、可動体駆動モータの回動を制御することにより、昇降可動体（トップ用回動軸）の昇降動とロール加工位置で停止する作動とを高い精度で制御することができる。

ここで、送りネジ機構と昇降可動体との間に変向機構を介在していることから、昇降可動体のトップロールに作用する圧力が負荷として、送りネジ機構に作用することを緩和することができる。これにより、送りネジ機構に作用する負荷を軽減できるため、送りネジ機構の耐久性が向上し、その作動寿命を延長することもでき得る。

また、可動体駆動モータの回転量をエンコーダにより検出し、該エンコーダの検出値に従って可動体駆動モータの回転量を駆動制御するようにしていることから、トップ用回動軸を待機位置とロール加工位置とに位置変換するのに要する回転量を予め設定しておくことにより、エンコーダが該所定回転量を検出すると直ちに可動体駆動モータを停止することができる。すなわち、上述した従来の、位置検出センサによる位置検出から制御装置を介してデジタル方向流量制御弁の切換弁を作動制御している構成に比して、タイムラグを生じず、トップ用回動軸をロール加工位置に停止する精度を向上することができ得る。これにより、トップ用回動軸（昇降可動体）を、トップロールがボトムロールから所定間隙を隔てたロール加工位置で正確に停止する精度が一層向上する。そして、ロール加工位置で、繰り返し安定して正確に停止することができ得る。

このように可動体駆動モータをエンコーダの検出値に従って駆動制御すると共に、送りネジ機構と歯車減速機構とにより可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して昇降可動体を昇降動するようにしていることから、ロール加工位置で停止する制御を精度良く行うことができると共に、該ロール加工位置で確実に停止保持することができる。したがって、ロール加工の際に、ロール加工位置で比較的長時間保持することにより、スプリングバック現象を抑制して、所定の加工形状に一層高い精度で且つ安定して成形することができ得る。

また、本構成にあっては、上下方向に直線状に移動する昇降可動体に対して、ボールネジ機構を傾斜または直交するように配設するため、ロール加工装置としての装置高さを抑制することが可能であり、総じて装置をコンパクト化することができる。

また、この送りネジ機構にあっても、上記したボールネジ機構が好適に用い得る。これにより、可動体駆動モータの回動を精度良く伝達することができる。

上述した車両用ホイールリムのロール加工装置にあって、トップロール可動制御装置のトップロール位置変換制御手段は、トップ用回動軸を自転可能に支持し、ボトム用回動軸の上方で直線状に昇降動可能に支持された昇降可動体と、昇降可動体に連係された、上下方向に進退作動する液圧シリンダと、該液圧シリンダ内のヘッド側領域とロッド側領域とを連通して、作動液が充填される閉鎖連通路と、該閉鎖連通路に設けられて、作動液をヘッド側領域またはロッド側領域へ流動する正逆駆動可能な液圧ポンプと、該液圧ポンプの正逆駆動を制御して、ヘッド側領域またはロッド側領域への作動液の流量を制御するサーボモータとを具備する液圧式位置制御装置とを備えている構成が提案される。

かかる構成にあっては、サーボモータが液圧ポンプの正逆駆動を制御することによって、ヘッド側領域またはロッド側領域へ供給する作動液の流量を調整し、昇降可動体を待機位置からロール加工位置に位置変換し且つ該ロール加工位置で停止保持するようにしたものである。ここで、サーボモータは、その回転速度や回転量（回転角）等を制御することができるものであるから、トップ用回動軸を待機位置とロール加工位置とに位置変換するのに要する回転量を予め設定しておくことにより、該回動量に達すると直ちに液圧ポンプを駆動停止することができる。すなわち、上述した従来の、位置検出センサによる位置検出から制御装置を介してデジタル方向流量制御弁の切換弁を作動制御している構成に比して、タイムラグを生じず、トップ用回動軸をロール加工位置に停止する精度を向上することができ得る。そして、ロール加工位置で、繰り返し安定して正確に停止することができ得る。

また、サーボモータにより液圧ポンプを直接駆動していることから、昇降可動体（トップ用回動軸）の昇降速度を精密に制御することもできる。

また、液圧式位置制御装置は、上記のように、その回路内を常時作動液で充満していることから、液圧ポンプを駆動して作動液を流動することにより、液圧シリンダの進退駆動をリニアに制御することができる。このことからも、昇降可動体を昇降動する精度が向上する。

また、本構成の液圧式位置制御装置としては、液圧シリンダ内のヘッド側領域とロッド側領域とを連通する閉鎖連通路によって、所謂閉じた回路を構成し、該閉鎖連通路内とヘッド側領域とロッド側領域とを常時作動液で充満している。そのため、液圧ポンプを作動停止している場合には、閉鎖連通路内で作動液が流れてしまうことを防ぎ、液圧シリンダと連係した昇降可動体を停止保持することができる。すなわち、トップ用回動軸をロール加工位置で停止した場合に、液圧ポンプを停止した状態では、トップロールなどの自重によって降下することなく、当該ロール加工位置で停止保持する。本構成の液圧式位置制御装置によれば、トップ用回動軸をロール加工位置で高い精度で停止し且つ該ロール加工位置で停止保持することができるため、スプリングバック現象を抑制でき、所定の加工形状に高精度で且つ安定して成形することができ得る。

また、本構成は、サーボモータが液圧ポンプを駆動制御していることから、上述した従来のデジタル方向流量制御弁の切換弁を設けた構成に比して、液圧シリンダに作動液を供給するための回路構成を簡素化することが可能である。そのため、液圧シリンダに作動液を供給するために夫々作動する作動要素毎の作動誤差の影響も小さく、上記したロール加工位置で昇降可動体を停止する精度の向上効果を高めている。また、作動液の流動する流路を短縮化することもできるため、作動液の流動を停止した状態で保持する作用にも優れ、ロール加工位置で停止保持する効果が向上する。

尚、液圧式位置制御装置としては、作動オイルを使用する油圧式のものが好適に用いられる。

本発明の車両用ホイールリムのロール加工装置は、上述したように、トップロールを嵌着するトップ用回動軸を、待機位置から降動して、ボトム用回動軸に嵌着するボトムロールからトップロールが予め定めた所定間隙を隔て支持されるロール加工位置で停止保持することにより、ボトムロールに遊嵌した円筒形加工体を押圧加工するようにしたものであるから、トップ用回動軸をロール加工位置で正確に停止して保持することにより、トップロールとボトムロールとの間に所定間隙を保つことができる。そのため、該ロール加工位置で比較的長時間停止することにより、スプリングバック現象を抑制することができ、所定加工形状に精度良くかつ安定して成形することができる。

ここで、トップロール位置変換制御手段によりトップ用回動軸を停止保持するロール加工位置が、トップロールとボトムロールとの間の所定間隙を、当該ロール加工前の円筒形加工体の板厚以下に設定した位置であるとした構成にあっては、ロール加工位置で、円筒形加工体をトップロールとボトムロールとに倣うように変形し、所望の加工形状に安定して成形することができる。

上述したトップロール位置変換制御手段は、可動体駆動モータを駆動することにより、その回動を昇降可動体の昇降動に変換する駆動力伝達機構を介して、昇降可動体を昇降動してトップ用回動軸を待機位置とロール加工位置とに位置変換するようにしたものであるから、駆動力伝達機構により、昇降可動体に支持したトップ用回動軸を昇降動する制御を精度良く行うことができると共に、ロール加工位置で停止する制御の精度が向上し、ロール加工による加工精度を向上することができ得る。

上記した駆動力伝達機構が、可動体駆動モータを駆動することにより、その駆動速度を減速する歯車減速機構を介して伝達ネジ軸を回動し、該伝達ネジ軸を昇降可動体に螺合してなる送りネジ機構によって該昇降可動体を昇降動するようにしてなるものであり、可動体駆動モータをエンコーダの検出値に従って制御することにより、トップ用回動軸をロール加工位置で停止するようにした構成にあっては、送りネジ機構と歯車減速機構とにより減速機構を構成すると共に、エンコーダの検出値に従って可動体駆動モータを制御していることから、トップ用回動軸の昇降動を一層正確に制御でき且つロール加工位置に高い精度で停止して保持することができる。これにより、スプリングバック現象を抑制し、所定の加工形状に成形する加工精度を向上することができ、且つ高い加工精度により安定して成形することができ得る。

また、昇降可動体と駆動力伝達機構との間に、該昇降可動体の昇降動方向に沿って伸縮作動可能な液圧シリンダを備え、予め定められた上限荷重以上の負荷が作用した場合に該液圧シリンダを縮退させることにより当該負荷を緩和するようにした構成にあっては、ロール加工時に駆動力伝達機構に作用する負荷を軽減できるため、駆動力伝達機構の作動寿命を延長できると共に、メンテナンス作業等を軽減することができ得る。

また、上記した駆動力伝達機構が、可動体駆動モータを駆動することにより、その駆動速度を減速する歯車減速機構を介して昇降可動体の昇降動方向と直交または傾斜する伝達ネジ軸を回動し、伝達ネジ軸と作動片とからなる送りネジ機構により該作動片を進退移動し、作動片の進退移動方向を変向する変向機構を介して昇降回動体を昇降動するようにしたものであり、エンコーダの検出値に従って可動体駆動モータをロール加工位置で停止するようにした構成にあっては、送りネジ機構と歯車減速機構とにより減速機構を構成すると共に、エンコーダの検出値に従って可動体駆動モータを停止制御するようにしていることから、トップ用回動軸の昇降動を一層正確に制御でき且つロール加工位置に高い精度で停止して保持することができる。これにより、スプリングバック現象を抑制し、所定の加工形状に成形する加工精度を向上することができ、且つ高い加工精度により安定して成形することができ得る。また、送りネジ機構と昇降可動体との間に変向機構を配設していることから、ロール加工時に送りネジ機構に伝わる負荷を緩和することができるため、送りネジ機構の作動寿命を延長できると共に、メンテナンス作業等を軽減することができ得る。

一方、上記したトップロール位置変換制御手段が、液圧シリンダのヘッド側領域とロッド側領域とを連通する閉鎖連通路内に充填された作動液を、サーボモータによる液圧ポンプの駆動制御により流動することによって、液圧シリンダに連係した昇降可動体を昇降動するようにしたものである構成にあっては、サーボモータにより作動液の流量を厳密に制御できるため、トップ用回動軸の昇降動を一層正確に制御でき且つロール加工位置に高い精度で停止することができる。また、閉鎖連通路を介してヘッド側領域とロッド側領域とが作動液で充満していることから、ロール加工位置で液圧ポンプを停止すると、作動液は閉鎖連通路内で流れることができないため、トップロールなどの自重によって降下せず、当該ロール加工位置で正確に停止保持できる。これにより、ロール加工の際にスプリングバック現象を抑し、所定の加工形状に成形する加工精度を向上することができ、且つ高い加工精度により安定して成形することができ得る。

本発明の各実施例を添付図面を用いて詳述する。

図１に、実施例１の車両用ホイールリムのロール加工装置１を示す。このロール加工装置１は、台座３と、該台座３に垂直状に起立して設けられた複数の案内柱４と、該案内柱４の上部に設けられた上部支持台７とを備えた基体部２を備えている。この基体部２の台座３は、その上面を水平面とするように構成されており、当該台座３上に、ボトム軸支持体３１，３１が水平方向に沿って一直線状に移動可能とするように設けられている（図２参照）。このボトム軸支持体３１，３１は、夫々に分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂを自転可能に支持しており、分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂがボトム支持体３１，３１の移動方向に沿った一直線状となるように設けられている。そして、ロール加工装置１には、ボトム軸支持体３１，３１を互いに離間する退避位置ｈ１（図２参照）と接近する位置（後述する作動位置ｈ２）とに位置変換するための支持体移動装置（図示省略）が配設されている。

上記したボトム軸支持体３１，３１の各分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂには、互いに対向する軸端部に、所定のボトム分割ロール２３ａ，２３ｂとが夫々片持状に嵌着される。ここで、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂは、所定のボトムロール２３をその長手方向の中央部位で二分割したものであり、両者を接続することによりボトムロール２３となる。すなわち、両ボトム軸支持体３１，３１の分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂに、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを夫々嵌着し、各ボトム軸支持体３１，３１を退避位置ｈ１から接近するように移動させ、両方のボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接合する（図２参照）。これにより、両方のボトム軸支持体３１，３１によりボトムロール２３が両持状に支持された状態となる。

ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂは、互いに接続して一体的に回転するように、互いに対向する分割面に接続部（図示省略）が夫々形成されている。そして、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂとを接続すると、そのボトムロール２３を支持する両分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂが一体化して、一軸のボトム用回動軸１１を構成する（図４参照）。すなわち、この状態でボトム用回動軸１１が回動することにより、ボトムロール２３が回転する。尚、図２のように、ボトム軸支持体３１，３１を退避位置ｈ１（図２（Ａ）参照）から互いに接近する方向に移動して、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂとが接続する位置を作動位置ｈ２（図２（Ｂ）参照）として設定している。

ここで、ボトムロール２３と後述するトップロール２４は、後述する第二ロール加工工程で使用するものとしている。

さらに、片方のボトム軸支持体３１の分割ボトム支持軸１１ａを回動するボトム用駆動モータ１２が、当該ボトム軸支持体３１と一体的に移動するように設けられている。このボトム用駆動モータ１２は、分割ボトム支持軸１１ａの、ボトム分割ロール２３ａを嵌着しない端部に連結されている。そして、上記したようにボトム軸支持体３１，３１を作動位置ｈ２として両方のボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接合した状態で、ボトム用駆動モータ１２を駆動することにより、ボトムロール２３が回動する。尚、図１のように、このボトム用駆動モータ１２は、回動軸用モータ駆動制御装置１３に接続されている。そして、回動軸用モータ駆動制御装置１３により、ボトム用駆動モータ１２の回動開始停止の制御、回動方向の制御、回動速度の制御を行っている。さらに、この回動軸用モータ駆動制御装置１３には、後述するトップ用駆動モータ４５も接続されており、同様に駆動制御する。

尚、上記した分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂ、ボトム用駆動モータ１２により、本発明にかかるボトムロール支持駆動装置１０が構成されている。

また、ロール加工装置１には、図１のように、その基体部２の各案内柱４に従って上下方向に移動可能とする昇降可動体４１を備えている。この昇降可動体４１は、各案内柱４に摺動可能に支持されており、基体部２の台座３に対して平行を保ったまま上下方向に直線状に移動できるようになっている（図３参照）。そして、昇降可動体４１の下面には、下方に突出するようにトップ軸支持体４２，４２が設けられており、該トップ軸支持体４２，４２にトップ用回動軸４３が両持状に支持されている。ここで、トップ用回動軸４３は、上記した分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂと平行としており、昇降可動体４１の上下方向移動に伴って、該平行を維持したまま昇降動する（図３参照）。

このトップ用回動軸４３には、両方のトップ軸支持体４２，４２間にトップロール２４が嵌着されている。このトップロール２４と、上記した作動位置ｈ２で接続したボトムロール２３とを、各幅方向の凹凸形状が合うように、夫々の設置位置が設定されている。

この昇降可動体４１には、トップ用駆動モータ４５が配設されており、その駆動軸とトップ用回動軸４３とが連結されている。そして、トップ用駆動モータ４５を駆動することにより、トップ用回動軸４３に嵌着したトップロール２４を回動する。尚、このトップ用駆動モータ４５は、上記したように回動軸用モータ駆動制御装置１３に接続されている。この回動軸用モータ駆動制御装置１３により、トップ用駆動モータ４５と上記したボトム用駆動モータ１２とを駆動制御して、トップロール２４とボトムロール２３とを互いに逆方向に回転し且つ各ロール外周面の回転速度が等しくなるようにしている。

さらに、昇降可動体４１には、ネジ支持突部４７が上方に突成されており、該ネジ支持突部４７には、ネジ溝が形成された雌ネジ孔部５２が上下方向に貫通するように設けられている。この雌ネジ孔部５２には、雄ネジ部５３が形成された伝達ネジ軸６１が摺動可能に螺合されている。この伝達ネジ軸６１の雄ネジ部５３は、雌ネジ孔部５２と同様にネジ溝が形成されている。そして、雌ネジ孔部５２と雄ネジ部５３との間には、多数の鋼球が充填されており、該鋼球のころがり運動により円滑に摺動するようになっている。すなわち、ネジ支持突部４７の雌ネジ孔部５２と伝達ネジ軸６１の雄ネジ部５３と鋼球とにより、所謂ボールネジ機構５１を構成している。

尚、ボールネジ機構５１は、伝達ネジ軸６１の回動を、鋼球のころがり運動によりネジ支持突部４７の直線運動に変換するものであるから、摩擦抵抗が極めて小さく滑らかなに摺動することができる。さらに、予圧を付与して、ガタのない状態としても軽く作動することができるため、伝達ネジ軸６１の回転を精密に直線運動に伝えることができる。そのため、後述するようにサーボモータ６５の回動を、昇降可動体４１の昇降動に変換する変換機構として、該昇降可動体４１を高精度で制御するための機能を充分に発揮するものとなっている。

伝達ネジ軸６１は、その軸上部を、上記した上部支持台７を上下方向に貫通する支持貫通孔８を貫通して、支持貫通孔８に自転可能とするように支持されている。ここで、伝達ネジ軸６１は、上部支持台７に垂直方向に沿うように支持され、さらに上下方向に移動不能とし且つ傾斜しないようにも支持されている。この伝達ネジ軸６１には、支持貫通孔８から上方へ貫通した上端部に、伝達ギア６２が接合されている。

上部支持台７上には、サーボモータ６５がその駆動軸６５ａを伝達ネジ軸６１と平行とするように配設されている。サーボモータ６５の駆動軸６５ａの下端部には、駆動ギア６６が接続されており、該駆動ギア６６と上記した伝達ギア６２とが噛み合わされている。この駆動ギア６６は、伝達ギア６２よりも小径で且つ歯数が少なくなるように形成されている。そして、サーボモータ６５を駆動することにより、駆動ギア６６を介して伝達ギア６２が回動して、これに伴って伝達ネジ軸６１が自転する。この伝達ネジ軸６１の自転すると、上記したボールネジ機構５１によって昇降可動体４１が上下方向に移動する。すなわち、サーボモータ６５の駆動により、トップ用回動軸４３と該トップ用回動軸４３に嵌着されたトップロール２４とが一体的に昇降動する（図３参照）。

ここで、上記したボールネジ機構５１は、サーボモータ６５の駆動による伝達ネジ軸６１の回転運動を上下方向直線運動に変換する変換機構を構成していると共に、雌ネジ孔部５２と雄ネジ部５３のピッチ間距離に従って、サーボモータ６５の駆動速度を減速して昇降可動体４１の昇降動に伝える減速機構を構成している。一方、上記した駆動ギア６６と伝達ギア６２とのギア比を、駆動ギア６６の回転速度を減速するように設定している。これにより、サーボモータ６５の回動が、駆動ギア６６と伝達ギア６２により減速して、伝達ネジ軸６１に伝わって回動することとなる。この駆動ギア６６と伝達ギア６２とにより歯車減速機構６０を構成している。

すなわち、ボールネジ機構５１と歯車減速機構６０とによって、サーボモータ６５の回動が、その駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して、昇降可動体４１の昇降動に変換される。ボールネジ機構５１の減速比と歯車減速機構６０の減速比とによって、サーボモータ６５の駆動速度が著しく減速されるため、サーボモータ６５の駆動を制御することによって、昇降可動体４１の昇降動を高い精度で制御することができる。そのため、昇降可動体４１の昇降速度を調整することが可能であると共に、停止位置を正確に制御することも可能である。また、ボールネジ機構５１と歯車減速機構６０とによって、大きな減速比を設定して駆動トルクを増加していることから、逆に昇降可動体４１側から上下方向の負荷を作用して、サーボモータ６５を動かすためには、極めて大きな力を要する。そのため、サーボモータ６５を停止している状態では、昇降可動体４１がその自重により下方へ移動することを防止でき、昇降可動体４１をその停止位置で確実に停止保持することができる。

上記したサーボモータ６５には、その駆動軸６５ａの回転量を検出するためのエンコーダ６８が接続されており、該エンコーダ６８の検出値に従って、サーボモータ６５を駆動制御するモータ駆動制御装置６７が接続されている。なお、本実施例においては、サーボモータ６５とエンコーダ６８とを別構成のものを用いているが、エンコーダを内蔵したサーボモータを用いても良い。ここで、エンコーダ６８は、サーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度を検出するものとしており、高精度で検出可能とするように光センサを用いて検出するタイプの構成を適用している。また、モータ駆動制御装置６７は、サーボモータ６５の駆動開始および停止、回転方向、回転角度、駆動速度を制御するものであり、エンコーダ６８から入力する信号によってサーボモータ６５の駆動軸６５ａの回動を停止したり、回転角度を変えたり、駆動速度を変えたりする制御を行うことができる。すなわち、予め駆動軸６５ａの回転角度を設定し、該回転角度をエンコーダ６８が検出すると、それを示す入力信号に従って、モータ駆動制御装置６７がサーボモータ６５を停止制御する（または、速度変更制御する）。

このモータ駆動制御装置６７がサーボモータ６５を駆動することにより、図３のように、上記した歯車減速機構６０およびボールネジ機構５１を介して、昇降可動体４１とトップ用回動軸４３とを一体的に昇降動する。ここで、モータ駆動制御装置６７は、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１（図３（Ａ）参照）とロール加工位置ｓ２（図３（Ｂ）参照）とに位置変換するように、サーボモータ６５を駆動制御している。待機位置ｓ１（図３（Ａ）参照）は、トップ用回動軸４３に嵌着したトップロール２４が上記したボトム用回動軸１１のボトムロール２３から上方へ退避した位置である。ロール加工位置ｓ２（図３（Ｂ）参照）は、トップロール２４がボトムロール２３から所定間隙を隔てた位置である。尚、この所定間隙は、円筒形加工体の板厚以下に設定された微細な間隙である。

すなわち、上記したエンコーダ６８には、トップ用回動軸４３が待機位置ｓ１からロール加工位置ｓ２まで降下するために要するサーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度を設定している。これにより、モータ駆動制御装置６７によりサーボモータ６５を駆動開始して、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動し、その後、エンコーダ６８が所定回転角度を検出すると、モータ駆動制御装置６７がサーボモータ６５を駆動停止する。このようにエンコーダ６８の検出した回転角度に従って、直ちにサーボモータ６５を停止制御することができることから、エンコーダ６８の検出からサーボモータ６５の停止までのタイムラグをほとんど無視できるほど小さくすることができる。そのため、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で停止する精度が極めて高い。

そして、サーボモータ６５を逆方向へ回動することにより、ロール加工位置ｓ２から昇動して、待機位置ｓ１に位置変換する。尚、本実施例にあっては、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降下する場合にあって、トップロール２４がボトムロール２３に遊嵌している円筒形加工体に当接する位置（以下、初期圧接位置）となるとサーボモータ６５の駆動速度を遅くするように設定している。すなわち、待機位置ｓ１から初期圧接位置までに要する駆動軸６５ａの回転角度を設定していると共に、サーボモータ６５の駆動速度として、待機位置ｓ１から初期圧接位置までの速度と、該初期圧接位置からロール加工位置ｓ２までの速度とを設定している。これにより、エンコーダ６８により初期圧接位置となる回転角度を検出すると、モータ駆動制御装置６７はサーボモータ６５の駆動速度を変え、その後、ロール加工位置ｓ２となる回転角度を検出すると、上記のようにサーボモータ６５を停止する。ここで、初期圧接位置からロール加工位置ｓ２に至るまでのサーボモータ６５の駆動速度を、待機位置ｓ１から初期圧接位置に至るまでに比して、低速度としている。これにより、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で一層高い精度で停止することができる。そのため、ロール加工位置ｓ２が、トップ用回動軸４３の移動距離に比して極めて微細な所定間隙として設定していても、正確に停止することができる。

尚ここで、上述した従来の油圧シリンダを用いた構成（駆動制御装置３０１）にあっては、図１５のように、油圧シリンダ３０７のヘッド側領域３０７ａに作動オイルを供給している（ロール加工を実施している）際に、トップロールの停止位置（所定位置）を位置検出センサ３０８が検出することにより、制御装置３０９がデジタル方向流量制御弁３０６の切換弁３０６ｄを作動して作動オイルの供給を停止するようにしている。そのため、位置検出センサ３０８の検出から切換弁３０６ｄの作動までにタイムラグが生じてしまい、トップロールの停止位置を厳密に制御できていない。また、トップロールは、重量物であり且つ慣性も大きいことから、駆動制御装置３０１によるトップロールの位置停止のフィードバック制御を行うことには限界があった。そして、この従来構成によるトップロールを移動する制御精度は、実状として位置変換する際の停止位置の制御可能な単位はせいぜいミリ単位である。

これに対して、上記した本実施例１は、サーボモータ６５の回動をエンコーダ６８の検出値によって制御し、サーボモータ６５の回動をボールネジ機構５１と歯車減速機構６０によって減速して伝達するようにしていることから、トップロール２４を１／１００ミリ単位で位置変換することが可能であり、該トップロール２４の停止位置を極めて厳密に制御することができ得る。また、サーボモータ６５の駆動軸６５ａは、従来の駆動制御装置３０１のトップロールと比べて、重量が大幅に軽く慣性も小さい。そのため、モータ駆動制御装置６７による駆動軸６５ａの回転のフィードバック制御を行うことは、駆動制御装置３０１によるトップロールの位置停止のフィードバック制御を行うことに比して正確に行える。これにより、当該ロール加工装置１によるロール加工によれば、所望の加工形状に成形加工する加工精度を、上述した従来構成に比して著しく向上することができる。

本実施例１にあって、サーボモータ６５が本発明にかかる可動体駆動モータであり、モータ駆動制御装置６７およびエンコーダ６８により本発明にかかるモータ駆動制御手段を構成している。また、ボールネジ機構５１が、本発明にかかる送りネジ機構であり、該ボールネジ機構５１、駆動ギア６６と伝達ギア６２により、本発明にかかる駆動力伝達機構が構成されている。また、上記した昇降可動体４１、サーボモータ６５、モータ駆動制御手段、駆動力伝達機構により、本発明にかかるトップロール位置変換制御手段４０が構成されている。また、トップ用回動軸４３、トップ用駆動モータ４５、トップロール位置変換制御手段４０により本発明にかかるトップロール可動制御装置５０が構成されている。

上述した本実施例１のロール加工装置１による第二ロール加工工程について説明する。ここで、第二ロール加工工程としては、上述した従来構成のように、ロール加工工程を三工程に分けて行うように設定した場合に、ホイールリムの中間形状を成形するための工程である（図１４（Ｂ）参照）。

このロール加工装置１は、図２（Ａ）のように、ボトム軸支持体３１，３１（分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂ）を退避位置ｈ１とし、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１としている。

このロール加工装置１に、ホイールリムの基本形状を成す円筒形加工体ｙ２（図１４（Ａ）参照）が搬送される。この円筒形加工体ｙ２を、退避位置ｈ１とした両ボトム軸支持体３１，３１の分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂの間に位置した後、図２（Ｂ）のように、両ボトム軸支持体３１，３１を退避位置ｈ１から作動位置ｈ２に位置変換する。これにより、円筒形加工体ｙ２の両端開口から内側に、分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂに嵌着したボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを挿入して接合する。そして、円筒形加工体ｙ２を、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接合したボトムロール２３により吊り下げられた状態で支持する（この状態で、円筒形加工体ｙ２は、ボトムロール２３に遊嵌される）。

回動軸用モータ駆動制御装置１３によりボトム用駆動モータ１２とトップ用駆動モータ４５とを駆動開始する。回動軸用モータ駆動制御装置１３は、上述したように、ボトム用駆動モータ１２とトップ用駆動モータ４５とを、互いに逆方向へ回動し、且つボトムロール２３とトップロール２４との各外面が同じ回転速度となるように制御している。

その後（又は回動軸用モータ駆動制御装置１３による駆動開始と同期して）、モータ駆動制御装置６７によりサーボモータ６５を所定駆動速度で駆動開始して、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動する。

ここで、サーボモータ６５の駆動により、駆動ギア６６と伝達ギア６２とを介して伝達ネジ軸６１が回動する。そして、伝達ネジ軸６１の回動がボールネジ機構５１により上下方向移動に変換されて、昇降可動体４１が降下し、これに伴ってトップ用回動軸４３が降動する。駆動ギア６６と伝達ギア６２とからなる歯車減速機構６０およびボールネジ機構５１は、上述したように、サーボモータ６５の駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加する減速機構であることから、サーボモータ６５の回動を制御することによって、トップ用回動軸４３の昇降動をさらに精度良く制御することができる。すなわち、モータ駆動制御装置６７によりサーボモータ６５の駆動速度を制御することにより、トップ用回動軸４３の昇降動速度を緻密に制御できると共に、サーボモータ６５の駆動停止により、トップ用回動軸４３の停止位置を高い精度で正確に制御することができる。そして、歯車減速機構６０およびボールネジ機構５１によって駆動トルクが増大していることから、一端停止すれば、昇降可動体４１の有する総重量（昇降可動体４１、トップ用回動軸４３、トップロール２４の各自重の合計）によって、当該昇降可動体４１が降下してしまうことを防ぎ、停止した位置で保持することができる。

上記したサーボモータ６５の駆動によって、図３のように、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動していくと、トップロール２４がボトムロール２３に支持された円筒形加工体ｙ２に接触して徐々に押圧していく。円筒形加工体ｙ２はトップロール２４によりボトムロール２３に押し付けられることにより、ボトムロール２３と同方向にほぼ同じ回転速度で回転する。円筒形加工体ｙ２が押圧されながら回転していくに従って、その周方向に加工が進行してロール加工していく。このロール加工によって、ホイールリムの基本形状を成す円筒形加工体ｙ２が、トップロール２４とボトムロール２３とによりホイールリムの中間形状をなす円筒形加工体Ｙ３に加工されていく（図４参照）。

ここで、トップ用回動軸４３が上記した初期圧接位置（図示省略）となると、上述したように、モータ駆動制御装置６７は、サーボモータ６５を所定の低速駆動速度に変更する。これにより、上記したトップロール２４とボトムロール２３とによる円筒形加工体ｙ２のロール加工を、比較的ゆっくりと進行するようにしている。

そして、サーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度が、待機位置ｓ１とロール加工位置ｓ２とに位置変換するために要する予め設定された回転角度となると、モータ駆動制御装置６７はサーボモータ６５の駆動を停止する。これにより、トップ用回動軸４３を、図４のように、ロール加工位置ｓ２で高い精度で停止することができる。このロール加工位置ｓ２は、上述したように、トップロール２４がボトムロール２３から所定間隙ｔだけ離れた位置であり、この位置にトップロール２４が高い精度で停止し、これ以上降下することなく停止保持される。そのため、例えトップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で比較的長時間に渡って停止しても、所定間隙ｔが保たれる。これにより、この第二ロール加工工程で円筒形加工体ｙ２から加工される円筒形加工体Ｙ３は、所定間隙ｔよりも薄肉化されない（すなわち、過分に圧延されない）。

ここで、ロール加工位置ｓ２では、所定間隙ｔが円筒形加工体ｙ２の板厚よりも狭いことから、トップロール２４とボトムロール２３との間で円筒形加工体Ｙ３が板厚方向に圧縮されており、その幅方向に亘って全体的に圧接されて押圧加工されている。このロール加工位置ｓ２で比較的長時間保持しておくことにより、当該ロール加工後に生じるスプリングバック現象を抑制する効果が向上する。そのため、本実施例にあっては、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で、円筒形加工体Ｙ３が複数周回する間、停止保持している。

その後、サーボモータ６５を逆方向へ回動して、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２から昇動して待機位置ｓ１に位置変換する。さらに、回動軸用モータ駆動制御装置１３によりトップ用回動軸４３とボトム用回動軸１１の回動を停止する。これにより、ホイールリムの中間形状に成形するためのロール加工を終了する。このロール加工では、上述したように、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２に高精度で停止して保持することができるため、スプリングバック現象を抑制でき、且つ過分に圧延されることもないことから、円筒形加工体Ｙ３を、ホイールリムの中間形状をなす所望の板厚に精度良く成形することができる。

実施例１にあっては、第一〜第三ロール加工工程を行う車両用ホイールリムの製造工程にあって、第二ロール加工工程に、ロール加工装置１を適用したものである。このロール加工装置１は、第二ロール加工工程の他に、第一ロール加工工程や第三ロール加工工程にも夫々適用することができる。尚、当然ながら、第一ロール加工工程や第三ロール加工工程に用いる場合には、各工程に応じたトップロールとボトムロールが使用されて、各工程毎にロール加工位置や所定間隙を夫々設定する。

このようにロール加工装置１を、第一〜第三ロール加工工程のいずれかの工程又は全工程で用いることにより、夫々の所望の加工形状（円筒形加工体、ホイールリム）に高い加工精度で安定して成形することができる。

図５に、実施例２の車両用ホイールリムのロール加工装置１０１を示す。このロール加工装置１０１は、台座１０３と、該台座１０３から垂直状に設けられた複数の案内柱１０４と、該案内柱１０４の上部に設けられた上部支持台１０７とを備えた基体部１０２を備えている。そして、複数の案内柱１０４に昇降可動体１１０が摺動可能に支持されており、該昇降可動体１１０が案内柱１０４に従って昇降動するようにしている。

基体部１０２の台座１０３は、上述した実施例１と同様に、その上面を水平面とするように構成されており、水平方向に沿って一直線状に移動可能とするボトム軸支持体３１，３１が夫々設けられている。このボトム軸支持体３１，３１は、夫々に分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂを自転可能に支持しており、両分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂがボトム軸支持体３１，３１の移動方向に沿った一直線状となるように設けられている。そして、ロール加工装置１０１には、ボトム軸支持体３１，３１を退避位置ｈ１（図２（Ａ）参照）と作動位置ｈ２（図２（Ｂ）参照）とに位置変換する支持体移動装置（図示省略）が配設されている。

上述した実施例１と同様に、台座１０３上には、片方のボトム軸支持体３１と一体的に移動するボトム用駆動モータ１２が設けられており、当該ボトム軸支持体３１の分割ボトム支持軸１１ａと連結している。このボトム用駆動モータ１２にあっても、回動軸用モータ駆動制御装置１３により駆動制御される。

また、基体部１０２の上部支持台１０７上には、サーボモータ６５をその駆動軸６５ａを水平方向に沿うようにして配設されている。そして、上部支持台１０７の下面には、下方突成した一対の軸支持体１０８，１０８が設けられている。この一対の軸支持体１０８，１０８には、伝達ネジ軸１２１が両支持状に支持されている。伝達ネジ軸１２１は、サーボモータ６５の駆動軸６５ａと平行に、且つ自転可能に、さらには水平方向へ移動不能に設けられている。この伝達ネジ軸１２１の、一方の軸支持体１０８より外方に突出した端部に伝達ギア１１２が接続されており、該伝達ギア１１２に噛み合う駆動ギア１１３が、サーボモータ６５の駆動軸６５ａに接続されている。駆動ギア１１３は、伝達ギア１１２よりも小径で且つ歯数が少なくなるように形成されている。伝達ネジ軸１２１は、サーボモータ６５の回動によって、駆動ギア１１３と伝達ギア１１２とを介して回動する。ここで、伝達ギア１１２と駆動ギア１１３とは、上述した実施例１と同様に、サーボモータ６５の駆動速度を著しく減速し且つ駆動トルクを増加する歯車減速機構１１１を構成している。

伝達ネジ軸１２１の、軸支持体１０８，１０８間の部分には、所定ピッチの雄ネジ部１２２が形成されている。この伝達ネジ軸１２１には、その雄ネジ部１２２に噛み合わされる雌ネジ孔部１２３を備えたＬ形状の作動片１２５が支持されており、この雌ネジ孔部１２３と伝達ネジ軸１２１の雄ネジ部１２２との間には、多数の鋼球が充填されており、該鋼球のころがり運動により円滑に摺動するようになっている。作動片１２５の雌ネジ孔部１２３と伝達ネジ軸１２１の雄ネジ部１２２と鋼球とにより、ボールネジ機構１２０を構成している。このボールネジ機構１２０により、伝達ネジ軸１２１が回動すると、作動片１２５が伝達ネジ軸１２１に沿って移動する（図６参照）。

上記した作動片１２５は、伝達ネジ軸１２１と平行な水平辺部と該水平辺部の一端部から上方へ突成された垂直辺部とからなり、該垂直辺部に上記した雌ネジ孔部１２３が形成されている。作動片１２５の水平辺部の先端部は、略三角形のクランク片１２６と回動可能に軸支されている。このクランク片１２６は、その一頂点の縁部で作動片１２５と軸支されており、当該頂点を横向きとし、他の二頂点を上下とするように配されている。そして、上の頂点の縁部には、支持杆１２７の下端部が回動可能に軸支されており、該支持杆１２７の上端部が上部支持台１０７に回動可能に軸支されている。また、下の頂点の縁部には、伝動杆１２８の上端部が回動可能に軸支されている。この伝動杆１２８の下端部は、上記した昇降可動体１１０に回動可能に軸支されている。

このように設けられたクランク片１２６は、図６のように、作動片１２５が水平方向に移動するに従って、傾動しながら横方向に移動する。この移動により、伝動杆１２８を介して、昇降可動体１１０が昇降動する。すなわち、作動片１２５の進退移動に従って、クランク片１２６は、伝動杆１２８と支持杆１２７とを作動片１２５側に引っ張った退出位置ｆ１（図６（Ａ）参照）と、伝動杆１２８と支持杆１２７とが上下方向にほぼ一直線状となる進行位置ｆ２（図６（Ｂ）参照）とに位置変換する。そして、クランク片１２６を退出位置ｆ１から進行位置ｆ２へ移動することにより、伝動杆１２８が傾動している状態から垂直方向に起立している状態となることにより、昇降可動体１１０が降下する。このように作動片１２５が水平方向へ進退移動することにより、クランク片１２６を退出位置ｆ１と進行位置ｆ２とに位置変換して、昇降可動体１１０を昇降動する。

尚、これら作動片１２５、クランク片１２６、支持杆１２７、伝動杆１２８により、本発明にかかる変向機構１３０を構成している。この変向機構１３０は、上述したように作動片１２５の水平方向移動により、クランク片１２６を介して昇降可動体１１０を昇降動するようにしているのであるから、いわゆるトグル継ぎ手を応用した構成である。

本実施例では、変向機構１３０は、作動片１２５の水平方向への移動量よりも、昇降可動体１１０の昇降方向への移動量の方が小さくなるように構成している。この結果、ロール加工時にトップロール２４を介して作用する負荷が、ボールネジ機構１２０に直接的に作用することを防ぎ、当該負荷を緩和する作用を発揮する。

昇降可動体１１０は、上述した実施例１と同様に、基体部１０２の各案内柱１０４に摺動可能に支持されており、基体部１０２の台座１０３に対して平行を保ったまま上下方向に直線状に移動できる。この昇降可動体１１０の下面には、トップ軸支持体４２，４２が突成されており、該トップ軸支持体４２，４２にトップ用回動軸４３が両持状に支持されている。トップ用回動軸４３は、上記した分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂと平行としている。昇降可動体１１０には、トップ用駆動モータ４５が配設されており、その駆動軸とトップ用回動軸４３とが連結されている。トップ用駆動モータ４５は、回動軸用モータ駆動制御装置１３により駆動制御される。

また、サーボモータ６５は、上述した実施例１と同様に、エンコーダ６８を介してモータ駆動制御装置６７に接続されている。なお、本実施例においても、サーボモータ６５とエンコーダ６８とを別構成のものを用いているが、エンコーダを内蔵したサーボモータを用いても良い。そして、エンコーダ６８が、サーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度が予め設定された回転角度（トップ用回動軸４３が待機位置ｓ１からロール加工位置ｓ２まで降下するために要する回転角度）を検出すると、モータ駆動制御装置６７は、サーボモータ６５の駆動速度を変更したり、駆動停止したりする制御を行う。すなわち、本実施例２にあっても、上述した実施例１と同様に、トップロール２４を１／１００ミリ単位で位置変換することが可能であり、該トップロール２４の停止位置を極めて厳密に制御することができ得る。これにより、当該ロール加工装置１０１によるロール加工によれば、所望の加工形状に成形加工する加工精度を、上述した従来構成（図１５の駆動制御装置３０１）に比して著しく向上することができる。

さらに、このモータ駆動制御装置６７には、図５のように、昇降可動体１１０の上下方向移動位置を検出するためのリニアスケール１１９が接続されている。このリニアスケール１１９は、昇降可動体１１０の高さ位置を直接的に検出するものであり、これによりトップ用回動軸４３の昇降動位置を間接的に検出するようにしている。モータ駆動制御装置６７は、リニアスケール１１９からの検出信号に従って、トップ用回動軸４３が待機位置ｓ１とロール加工位置ｓ２との間でどこに位置するかを検出可能としている。尚、本実施例にあって、モータ駆動制御装置６７は、上記したエンコーダ６８からの検出信号に従って、サーボモータ６５を駆動停止する制御を行っている。また、モータ駆動制御装置６７は、エンコーダ６８からの検出信号及びリニアスケール１１９からの検出信号に従って、トップ用回動軸４３の上下位置を確認している。

本実施例２のロール加工装置１０１は、サーボモータ６５を駆動することにより、図６のように、伝達ネジ軸１２１が回動し、ボールネジ機構１２０により作動片１２５が水平方向へ移動して、クランク片１２６を退出位置ｆ１と進行位置ｆ２とに位置変換する。これにより、昇降可動体１１０とトップ用回動軸４３とを昇降動する。ここで、トップ用回動軸４３にトップロール２４が嵌着され、分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂにボトム分割ロール２３ａ，２３ｂが嵌着された場合にあって、図６（Ａ）のように、クランク片１２６を退出位置ｆ１とした状態でトップ用回動軸４３を、トップロール２４がボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接続したボトムロール２３から上方に退避した待機位置ｓ１とする。また、図６（Ｂ）のように、クランク片１２６を進行位置ｆ２とした状態では、トップ用回動軸４３を、トップロール２４がボトムロール２３と所定間隙ｔを隔てたロール加工位置ｓ２とする（図４参照）。

このロール加工装置１０１にあっても、上述した実施例１と同様に、歯車減速機構１１１とボールネジ機構１２０とにより、サーボモータ６５の駆動速度を著しく減速する減速機構を構成している。そのため、サーボモータ６５を駆動制御することにより、トップ用回動軸４３の昇降動を精度良く制御することができる。さらに、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２に高精度で安定して停止することができると共に、該ロール加工位置ｓ２で停止保持することができる。

本実施例２の構成は、サーボモータ６５を横置きとして、ボールネジ機構１２０から変向機構１３０を介して昇降可動体１１０を昇降動するようにした構成であり、これ以外の構成は、上述した実施例１と同様であるため、同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略した。また、変向機構１３０を昇降可動体１１０とボールネジ機構１２０との間に配していることにより、トップロール２４とボトムロール２３とによるロール加工の際に、トップ用回動軸４３から作用する負荷がボールネジ機構１２０に直接的に作用することを防いでいる。そのため、ボールネジ機構１２０に疲労寿命を向上することができ、その円滑な作動を比較的長期間に渡って維持することができる。

尚、本実施例２にあって、歯車減速機構１１１、ボールネジ機構１２０、変向機構１３０により本発明にかかる駆動力伝達機構が構成されている。また、上記した昇降可動体１１０、サーボモータ６５、モータ駆動制御手段（モータ駆動制御装置６７、エンコーダ６８）、駆動力伝達機構により、本発明にかかるトップロール位置変換制御手段１４０が構成されている。また、トップ用回動軸４３、トップ用駆動モータ４５、トップロール位置変換制御手段１４０により本発明にかかるトップロール可動制御装置１４１が構成されている。

上述した本実施例２のロール加工装置１０１による第二ロール加工工程について説明する。
上述した実施例１と同様に、ロール加工装置１０１に、ホイールリムの基本形状を成す円筒形加工体ｙ２（図１４（Ａ）参照）が搬送され、該円筒形加工体ｙ２を、退避位置ｈ１とした両ボトム軸支持体３１，３１の分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂの間に位置した後、両ボトム軸支持体３１，３１を退避位置ｈ１から作動位置ｈ２に位置変換する（図２参照）。これにより、円筒形加工体ｙ２を、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接合したボトムロール２３により吊り下げられた状態で支持する。

回動軸用モータ駆動制御装置１３により、上述した実施例１と同様に、ボトム用駆動モータ１２とトップ用回動軸４３を回動するトップ用駆動モータ４５とを駆動開始する。そして、モータ駆動制御装置６７によりサーボモータ６５を駆動開始して、図６のように、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動する。すなわち、サーボモータ６５の駆動により、駆動ギア１１３と伝達ギア１１２とを介して伝達ネジ軸１２１が回動する。そして、伝達ネジ軸１２１が回動することによりボールネジ機構１２０を介して作動片１２５が水平方向に図中の右方へ移動する。この作動片１２５の移動に伴って、クランク片１２６を退出位置ｆ１から進行位置ｆ２へ移動する。このクランク片１２６の移動によって、伝動杆１２８が左方傾斜した状態から徐々に起立して昇降可動体１１０が降下し、これに伴ってトップ用回動軸４３が降動する。

ここで、この歯車減速機構１１１とボールネジ機構１２０とにより、減速比が比較的大きく設定されていることから、上述したように、サーボモータ６５の回動を作動片１２５の水平方向移動に精度良く変換することができる。そして、作動片１２５の移動を、クランク片１２６を介して、トップ用回動軸４３の昇降動に変換する。すなわち、モータ駆動制御装置６７によりサーボモータ６５の駆動速度を制御することにより、トップ用回動軸４３の昇降動速度を精度良く制御できると共に、サーボモータ６５の駆動停止により、トップ用回動軸４３の停止位置を高い精度で正確に制御することができる。さらに、減速比が大きいことから、一端停止すれば、昇降可動体１１０の有する総重量（昇降可動体１１０、トップ用回動軸４３、トップロール２４の各自重の合計）によって、当該昇降可動体１１０が降下してしまうことを防ぎ、停止した位置で保持することができる。

上記したサーボモータ６５の駆動によって、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動していくことにより、上述した実施例１と同様に、トップロール２４がボトムロール２３に支持された円筒形加工体ｙ２に接触して徐々に押圧してロール加工が進行していく。このロール加工によって、ホイールリムの基本形状を成す円筒形加工体ｙ２が、トップロール２４とボトムロール２３とによりホイールリムの中間形状をなす円筒形加工体Ｙ３に加工されていく。

ここで、トップ用回動軸４３が上記した初期圧接位置（図示省略）となると、上述した実施例１と同様に、モータ駆動制御装置６７はサーボモータ６５を所定の低速駆動速度に変更する。その後、サーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度が、待機位置ｓ１とロール加工位置ｓ２とに位置変換するために要する予め設定された回転角度となると、モータ駆動制御装置６７はサーボモータ６５の駆動を停止する。そして、モータ駆動制御装置６７は、リニアスケール１１９からの入力信号によっても、ロール加工位置ｓ２となることを確認する。

このロール加工位置ｓ２は、上述したように、トップロール２４がボトムロール２３から所定間隙ｔだけ離れた位置であり（図４参照）、この位置でトップロール２４がこれ以上降下することなく停止保持される。トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で、円筒形加工体Ｙ３が複数周回する間、停止保持することによって、円筒形加工体Ｙ３を過分に圧延することなく、当該ロール加工後に生じるスプリングバック現象を抑制することができる。

その後、サーボモータ６５を逆方向へ回動して、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２から昇動して待機位置ｓ１に位置変換する。さらに、回動軸用モータ駆動制御装置１３によりトップ用回動軸４３とボトム用回動軸１１の回動を停止する。これにより、ホイールリムの中間形状に成形するためのロール加工を終了する。このロール加工では、上述したように、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で高い精度で停止することによりトップロール２４をボトムロール２３から所定間隔ｔだけ隔てた位置に高精度で停止することができ、この所定間隔ｔで停止保持してスプリングバック現象を抑制できることから、円筒形加工体Ｙ３を、ホイールリムの中間形状をなす所望の形状に安定して成形することができ得る。

上述したロール加工装置１０１は、ボールネジ機構１２０を、回転運動を水平方向移動に変換するように設けると共に、該ボールネジ機構１２０とトップ用回動軸４３（昇降可動体１１０）との間に水平方向移動を上下方向移動に変換するための変向機構１３０を備えた構成である。ロール加工装置１０１にあっても、歯車減速機構１１１とボールネジ機構１２０とを備えていることから、上述した実施例１と同様の作用効果を発揮することができる。さらに、ボールネジ機構１２０と昇降可動体１１０との間に変向機構１３０を備えていることから、ロール加工時にトップロール２４を介して作用する負荷が、ボールネジ機構１２０に直接的に作用することを防ぎ、当該負荷を緩和する作用を発揮する。また、ボールネジ機構１２０に、ロール加工時の負荷によって耐久性が低下することを防ぐことができ、比較的長期間に渡って、円滑な作動を維持することができる。

実施例２にあっても、上述した実施例１と同様に、ロール加工装置１０１を第一ロール加工工程や第三ロール加工工程にも夫々適用することができる。

図７に、実施例３の車両用ホイールリムのロール加工装置１５１を示す。このロール加工装置１５１は、上述した実施例１と同様に、台座１５３と複数の案内柱１５４と上部支持台１５７とを備えた基体部１５２を備えている。そして、複数の案内柱１５４に昇降可動体１８０が摺動可能に支持されており、該昇降可動体１８０が案内柱１５４に従って昇降動するようにしている。

そして、基体部１５２の台座１５３上には、分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂを夫々に自転可能に支持するボトム軸支持体３１，３１が移動可能に設けられている。このボトム軸支持体３１，３１は、図示しない支持体移動装置によって退避位置ｈ１と作動位置ｈ２とに位置変換する（図２参照）。さらに、台座１５３上には、片方のボトム軸支持体３１と一体的に移動するボトム用駆動モータ１２が設けられており、当該ボトム軸支持体３１の分割ボトム支持軸１１ａと連結している。このボトム用駆動モータ１２にあっても、回動軸用モータ駆動制御装置１３により駆動制御される。

また、基体部１５２の上部支持台１５７上には、サーボモータ６５がその駆動軸６５ａを水平方向に沿うようにして配設されている。このサーボモータ６５の駆動軸先端部には、駆動ギア１６４が接合されている。そして、駆動ギア１６４の一側方には、上部支持台１５７上から突成したギア支持体１６１が設けられており、このギア支持体１６１に第一伝達ギア１６２が自転可能に軸支されている。この第一伝達ギア１６２と駆動ギア１６４とには、無端状の第一伝達ベルト１６３が掛けられており、駆動ギア１６４の回動により第一伝達ギア１６２を回動する。この第一伝達ギア１６２には、同心状に小径の第二伝達ギア１６５が接合されており、一体的に回動する。さらに、この第一伝達ギア１６２の下方には、上部支持台１５７の下面から下方に突成されたギア支持体１６６に、作動ギア１６７が自転可能に軸支されている。この作動ギア１６７と第二伝達ギア１６５とには、無端状の第二伝達ベルト１６８が掛けられており、第二伝達ギア１６５の回動により作動ギア１６７を回動する。ここで、駆動ギア１６４に比して、第一伝達ギア１６２の歯車径を大きく設定しており、また、第二伝達ギア１６５に比して、作動ギア１６７の歯車径を大きく設定している。これにより、サーボモータ６５の駆動速度を著しく減速し且つ駆動トルクを増加することができるようにしている。すなわち、駆動ギア１６４と第一伝達ギア１６２、該第一伝達ギア１６２と第二伝達ギア１６５、該第二伝達ギア１６５と作動ギア１６７により、サーボモータ６５の駆動速度を比較的大幅に減速し且つ駆動トルクを増加するための減速機構１６０を構成している。

上記した作動ギア１６７には、その中心から外側に位置する部位に、略三角形状のクランク片１７１が回動可能に軸支されている。このクランク片１７１は、その一頂点の縁部で作動ギア１６７に軸支されており、当該頂点を横向きとし、他の二頂点を上下とするように配されている。そして、上の頂点の縁部には、支持杆１７７の下端部が回動可能に軸支されており、該支持杆１７７の上端部が上部支持台１５７に回動可能に軸支されている。また、クランク片１７１の下の頂点の縁部には、伝動杆１７８の上端部が回動可能に軸支されている。この伝動杆１７８の下端部は、上記した昇降可動体１８０に、回動可能に軸支されている。

このように設けられたクランク片１７１は、作動ギア１６７の回転に伴って揺動して、支持杆１７７と伝動杆１７８とを左右方向に傾動させる。これにより、伝動杆１７８の下端部が上下方向に移動することとなって、昇降可動体１８０を案内柱１５４に沿って昇降動する（図８参照）。ここで、クランク片１７１は、支持杆１７７と伝動杆１７８とが垂直方向に沿った状態で、該クランク片１７１と作動ギア１６７との軸支位置が、該作動ギア１６７の中心より伝動杆１７８側とするようにしており、この状態で昇降可動体１８０が最も降下した位置となる。そして、作動ギア１６７の回動により、クランク片１７１を揺動し、伝動杆１７８が作動ギア１６７側に傾斜して昇降可動体１８０が昇動する。クランク片１７１と作動ギア１６７との軸支位置が、前記した昇降可動体１８０を降下する位置に対して１８０度回動した回転位置となると、昇降可動体１８０が最も上昇した位置となる。このように、作動ギア１６７を半回転することにより、昇降可動体１８０をその上死点と下死点間で昇降動する。

上記したクランク片１７１、支持杆１７７、伝動杆１７８により、回転運動を直線運動に変換するための、本発明にかかる変換機構１７０が構成されている。尚、この変換機構１７０は、いわゆるトグル継ぎ手を応用した構成である。

昇降可動体１８０は、上述した実施例１と同様に、基体部１５２の各案内柱１５４に摺動可能に支持されており、基体部１５２の台座１５３に対して平行を保ったまま上下方向に直線状に移動できる。この昇降可動体１８０の下面には、トップ軸支持体４２，４２が突成されており、該トップ軸支持体４２，４２にトップ用回動軸４３が両持状に支持されている。トップ用回動軸４３は、上記した分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂと平行としている。昇降可動体１８０には、トップ用駆動モータ４５が配設されており、その駆動軸とトップ用回動軸４３とが連結されている。トップ用駆動モータ４５は、回動軸用モータ駆動制御装置１３により駆動制御される。

また、サーボモータ６５は、上述した実施例１と同様に、エンコーダ（図示省略）を介してモータ駆動制御装置６７に接続されている。モータ駆動制御装置６７は、サーボモータ６５の駆動開始および停止、回転方向、回転角度、駆動速度を制御する。そして、このエンコーダが、サーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度が予め設定された回転角度（トップ用回動軸４３が待機位置ｓ１からロール加工位置ｓ２まで降下するために要する回転角度）を検出すると、モータ駆動制御装置６７は、サーボモータ６５を駆動停止する制御を行う。

さらに、モータ駆動制御装置６７には、上述した実施例２と同様に、昇降可動体１８０の高さ位置を直接的に検出するリニアスケール１１９が接続されている。モータ駆動制御装置６７は、エンコーダからの検出信号及び、リニアスケール１１９からの検出信号に従ってトップ用回動軸４３の上下方向位置を確認している。

本実施例３のロール加工装置１５１は、サーボモータ６５を駆動することにより、図８のように、駆動ギア１６４、第一伝達ギア１６２、第二伝達ギア１６５、作動ギア１６７とを介して、クランク片１７１を作動して、昇降可動体１８０と共にトップ用回動軸４３を昇降動する。ここで、トップ用回動軸４３にトップロール２４が嵌着され、分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂにボトム分割ロール２３ａ，２３ｂが嵌着された場合にあって、トップ用回動軸４３を、トップロール２４がボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接続したボトムロール２３から上方に退避する待機位置ｓ１（図８（Ａ）参照）と、トップロール２４がボトムロール２３と所定間隙ｔを隔てたロール加工位置ｓ２（図８（Ｂ）参照）とに位置変換する。そして、待機位置ｓ１とする作動ギア１６７の回転位置を、引揚位置ｇ１とし、ロール加工位置ｓ２とする作動ギア１６７の回転位置を押込位置ｇ２として設定している。尚、引揚位置ｇ１と押込位置ｇ２とは、上記した昇降可動体１８０を上死位置と下死位置とに変換する間に設定されている。

上記したエンコーダ（図示省略）は、作動ギア１６７を引揚位置ｇ１と押込位置ｇ２との間で回動するために要する、サーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度を検出するように設定している。これにより、昇降可動体１８０のトップ用回動軸４３を、上記した待機位置ｓ１とロール加工位置ｓ２とに位置変換することができる。このロール加工装置１５１にあっては、駆動ギア１６４、第一伝達ギア１６２、第二伝達ギア１６５、作動ギア１６７とにより減速機構１６０を構成しており、該減速機構１６０によって、サーボモータ６５の駆動速度を大幅に減速して作動ギア１６７に伝達する。そのため、クランク片１７１を介して昇降動するトップ用回動軸４３を精度良く昇降動することができる。そして、サーボモータ６５をエンコーダ（図示省略）に従って精度良く駆動停止するように制御していることから、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で正確かつ安定して停止することができる。さらに、減速機構１６０により、このロール加工位置ｓ２で停止保持することができる。

すなわち、本実施例３にあっても、上述した実施例１と同様に、トップロール２４を１／１００ミリ単位で位置変換することが可能であり、該トップロール２４の停止位置を極めて厳密に制御することができ得る。これにより、当該ロール加工装置１５１によるロール加工によれば、所望の加工形状に成形加工する加工精度を、上述した従来構成（図１５の駆動制御装置３０１）に比して著しく向上することができる。

本実施例３の構成は、減速機構１６０として、駆動ギア１６４、第一伝達ギア１６２、第二伝達ギア１６５、作動ギア１６７を配設し、回動を直線移動に変換する変換機構１７０として、クランク片１７１、支持杆１７７、伝動杆１７８を配設した構成であり、これ以外の構成は、上述した実施例１と同様であるため、同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略した。

尚、本実施例３にあって、減速機構１６０、変換機構１７０により本発明にかかる駆動力伝達機構が構成されている。また、上記した昇降可動体１８０、サーボモータ６５、モータ駆動制御手段（モータ駆動制御装置６７、エンコーダ）、駆動力伝達機構により、本発明にかかるトップロール位置変換制御手段１９０が構成されている。また、トップ用回動軸４３、トップ用駆動モータ４５、トップロール位置変換制御手段１４０により本発明にかかるトップロール可動制御装置１９１が構成されている。

上述した本実施例３のロール加工装置１５１による第二ロール加工工程について説明する。
上述した実施例１と同様に、ロール加工装置１５１に、ホイールリムの基本形状を成す円筒形加工体ｙ２（図１４（Ａ）参照）が搬送され、該円筒形加工体ｙ２を、退避位置ｈ１とした両ボトム軸支持体３１，３１の分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂの間に位置した後、両ボトム軸支持体３１，３１を退避位置ｈ１から作動位置ｈ２に位置変換する（図２参照）。これにより、円筒形加工体ｙ２を、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接合したボトムロール２３により吊り下げられた状態で支持する。

回動軸用モータ駆動制御装置１３により、ボトム用駆動モータ１２とトップ用回動軸４３を回動するトップ用駆動モータ４５とを駆動開始する。そして、モータ駆動制御装置６７によりサーボモータ６５を駆動開始して、図８のように、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動する。すなわち、サーボモータ６５の駆動により、駆動ギア１６４、第一伝達ギア１６２、第二伝達ギア１６５を介して、作動ギア１６７を引揚位置ｇ１から押込位置ｇ２へ向けて徐々に回動する。これにより、クランク片１７１が作動して、伝動杆１７８を介して昇降可動体１８０が降下し、これに伴ってトップ用回動軸４３が待機位置ｓ１から降動する。

ここで、駆動ギア１６４、第一伝達ギア１６２、第二伝達ギア１６５、作動ギア１６７は、夫々に減速比を比較的大きく設定したものであるから、サーボモータ６５を回動制御することにより作動ギア１６７の回動を精度良く制御することができる。そして、クランク片１７１の作動を介して、トップ用回動軸４３の昇降動に変換する。すなわち、モータ駆動制御装置６７によりサーボモータ６５の駆動速度を制御することにより、トップ用回動軸４３の昇降動速度を精度良く制御できると共に、サーボモータ６５の駆動停止により、トップ用回動軸４３の停止位置を高い精度で正確に制御することができる。そして、減速比が大きいことから、一端停止すれば、昇降可動体１８０の有する総重量（昇降可動体１８０、トップ用回動軸４３、トップロール２４の各自重の合計）によって、当該昇降可動体１８０が降下してしまうことを防ぎ、停止した位置で保持することができる。

上記したサーボモータ６５の駆動によって、トップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動していくことにより、トップロール２４がボトムロール２３に支持された円筒形加工体ｙ２に接触して徐々に押圧してロール加工が進行していく。このロール加工によって、ホイールリムＷの基本形状を成す円筒形加工体ｙ２が、トップロール２４とボトムロール２３とによりホイールリムの中間形状をなす円筒形加工体Ｙ３に加工されていく。

ここで、トップ用回動軸４３が上記した初期圧接位置（図示省略）となると、上述した実施例１と同様に、モータ駆動制御装置６７はサーボモータ６５を所定の低速駆動速度に変更する。その後、サーボモータ６５の駆動軸６５ａの回転角度が、待機位置ｓ１とロール加工位置ｓ２とに位置変換するために要する予め設定された回転角度となると、モータ駆動制御装置６７はサーボモータ６５の駆動を停止する。そして、モータ駆動制御装置６７は、リニアスケール１１９からの入力信号によっても、ロール加工位置ｓ２となることを確認する。

このロール加工位置ｓ２は、上述したように、トップロール２４がボトムロール２３から所定間隙ｔだけ離れた位置であり、この位置でトップロール２４がこれ以上降下することなく停止保持される（図４参照）。トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で、円筒形加工体Ｙ３が複数周回する間、停止保持することによって、円筒形加工体Ｙ３を過分に圧延することなく、当該ロール加工後に生じるスプリングバック現象を抑制することができる。

その後、サーボモータ６５を逆方向へ回動して、作動ギア１６７を押込位置ｇ２から引揚位置ｇ１へ回動し、これに伴ってトップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２から昇動して待機位置ｓ１に位置変換する。さらに、回動軸用モータ駆動制御装置１３によりトップ用回動軸４３とボトム用回動軸１１の回動を停止する。これにより、ホイールリムの中間形状に成形するためのロール加工を終了する。このロール加工では、上述したように、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で高い精度で停止することによりトップロール２４をボトムロール２３から所定間隔ｔだけ隔てた位置に高精度で停止することができ、この所定間隔ｔで停止保持してスプリングバック現象を抑制できることから、円筒形加工体Ｙ３を、ホイールリムの中間形状をなす所望の形状に安定して成形することができ得る。

実施例３にあっては、駆動ギア１６４、第一伝達ギア１６２、第二伝達ギア１６５、作動ギア１６７により減速機構１６０を構成し、クランク片１７１、支持杆１７７、伝動杆１７８により変換機構１７０を構成したものであり、これら減速機構１６０と変換機構１７０とによって、サーボモータ６５を回動制御することでトップ用回動軸４３（昇降可動体１８０）を精度良く移動制御および停止制御している。すなわち、上述した実施例１の歯車減速機構とボールネジ機構を、これら減速機構１６０と変換機構１７０とに代えて配した構成である。したがって、本実施例３にあっても、その減速機構１６０の減速比を充分に大きく設定していることにより、上述した実施例１と同様の作用効果を発揮することができる。

尚、本実施例の減速機構では、第一伝達ベルト１６３により駆動ギア１６４から第一伝達ギア１６２へ回動を伝達し、第二伝達ベルト１６８により第二伝達ギア１６５から作動ギア１６７へ回動を伝達するようにした構成であるから、ギア同士を直接噛み合わせた場合に生ずるバックラッシの発生を防止でき、一層円滑に回動を伝達することができる。そのため、トップ用回動軸４３の昇降動を、一層精度良く制御することが可能である。

実施例３にあっても、上述した実施例１と同様に、ロール加工装置１５１を第一ロール加工工程や第三ロール加工工程にも夫々適用することができる。

図９に、実施例４の車両用ホイールリムのロール加工装置２０１を示す。このロール加工装置２０１は、上述した実施例１と同様に、台座２０３と複数の案内柱２０４と上部支持台２０７とを備えた基体部２０２を備えている。そして、複数の案内柱２０４に昇降可動体２１０が摺動可能に支持されており、該昇降可動体２１０が案内柱２０４に従って昇降動するようにしている。

基体部２０２の台座２０３上には、分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂを夫々に自転可能に支持するボトム軸支持体３１，３１が移動可能に設けられている。このボトム軸支持体３１，３１は、図示しない支持体移動装置によって退避位置ｈ１と作動位置ｈ２とに位置変換する（図２参照）。さらに、台座２０３上には、片方のボトム軸支持体３１と一体的に移動するボトム用駆動モータ１２が設けられており、当該ボトム軸支持体３１の分割ボトム支持軸１１ａと連結している。このボトム用駆動モータ１２にあっても、回動軸用モータ駆動制御装置１３により駆動制御される。

基体部２０２の上部支持台２０７上には、油圧シリンダ２２０が配設されている。この油圧シリンダ２２０は、シリンダ内を上下方向に移動するピストン２２１と該ピストン２２１と結合したピストンロッド２２２とを備えている。このピストンロッド２２２は、ピストン２２１の下面から下方に突成している。このピストンロッド２２２の下端部には、該ピストンロッド２２２を下方へ延長するように長尺の作動杆２２３が接続されている。この作動杆２２３は、上部支持台２０７を上下に貫通する貫通孔２０８を突き抜けて、その下端部が上記した昇降可動体２１０に接合されている。

上記した昇降可動体２１０は、上述した実施例１と同様に、基体部２０２の各案内柱２０４に摺動可能に支持されており、基体部２０２の台座２０３に対して平行を保ったまま上下方向に直線状に移動できる（図１０参照）。この昇降可動体２１０の下面には、トップ軸支持体４２，４２が突成されており、該トップ軸支持体４２，４２にトップ用回動軸４３が両持状に支持されている。トップ用回動軸４３は、上記した分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂと平行としている。昇降可動体２１０には、トップ用駆動モータ４５が配設されており、その駆動軸とトップ用回動軸４３とが連結されている。トップ用駆動モータ４５は、回動軸用モータ駆動制御装置１３により駆動制御される。

一方、上記した油圧シリンダ２２０は、図１１に示す油圧回路２３１と位置制御装置２３２とにより駆動制御されている。油圧回路２３１は、正逆回転する油圧ポンプ２３５と、油圧ポンプ２３５を駆動するサーボモータ２３６とを備えている。油圧シリンダ２２０内のヘッド側領域２３７ａ（ピストン２２１より上側の領域）とポンプ２３５の一端とがオイル流路２３３によって接続されており、油圧シリンダ２２０内のロッド側領域２３７ｂ（ピストン２２１より下側の領域）と油圧ポンプ２３５のもう一端とがオイル流路２３４によって接続されている。また、サーボモータ２３６の回転角および回転速度と、油圧ポンプ２３５の回転角および回転速度とが対応するように構成されている。詳述すると、サーボモータ２３６を正回転させると、油圧ポンプ２３５が正回転し、ヘッド側領域２３７ａへ作動オイル（作動液）を供給し、ピストン２２１が下方へ押し下げられてピストンロッド２２２が降動する（所謂、油圧シリンダ２２０が伸長する）。また、サーボモータ２３６を逆回転させると、油圧ポンプ２３５が逆回転し、ロッド側領域２３７ｂへ作動オイルを供給し、ピストン２２１が上方へ押し上げられてピストンロッド２２２が昇動する（所謂、油圧シリンダ２２０が縮退する）。そして、位置制御装置２３２により、サーボモータ２３６の回転方向（正逆方向）と回転角と回転速度とを制御することによって、油圧シリンダ２２０のヘッド側領域２３７ａとロッド側領域２３７ｂとに流動する作動オイル量を精度良く制御し、該油圧シリンダ２２０を精密かつ正確に伸縮駆動する（ピストンロッド２２２を昇降動する）制御を行うことができるように構成されている。

この油圧回路２３１は、油圧ポンプ２３５の駆動によりヘッド側領域２３７ａとロッド側領域２３７ｂとの間で作動オイルのやり取りをするように設けられており、いわゆる閉鎖された回路に構成されている。ただし、ヘッド側領域２３７ａとロッド側領域２３７ｂとの間で作動オイルのやり取りをする場合には、ピストンロッド２２２におけるロッド側領域２３７ｂ内に位置する部分の体積分に相当する作動オイルが足りなくなったり、余ったりする現象が起こる。この対策として、油圧回路２３１は、シャトルバルブ２３８と、タンク２３９とを備えている。詳述すると、シャトルバルブ２３８は、いわゆる低圧優先型シャトルバルブである。シャトルバルブ２３８は、第一吸排口２３８ａ、第二吸排口２３８ｂ、第三吸排口２３８ｃを備えている。第一吸排口２３８ａはオイル流路２３３に接続され、第二吸排口２３８ｂはオイル流路２３４に接続され、第三吸排口２３８ｃはタンク２３９に接続されている。オイル流路２３３内の圧力がオイル流路２３４内の圧力よりも高い場合には、シャトルバルブ２３８は、第一吸排口２３８ａを閉鎖すると共に第二吸排口２３８ｂとタンク２３９とを連通させるようになっている。逆に、オイル流路２３４内の圧力がオイル流路２３３内の圧力よりも高い場合には、シャトルバルブ２３８は、第二吸排口２３８ｂを閉鎖すると共に第一吸排口２３８ａとタンク２３９とを連通させるようになっている。そのため、油圧ポンプ２３５が正回転すると、オイル流路２３３内の圧力がオイル流路２３４内の圧力よりも高くなり、第一吸排口２３８ａが閉鎖され、第二吸排口２３８ｂとタンク２３９とが連通する。そして、油圧ポンプ２３５の正回転により、ロッド側領域２３７ｂ内の作動オイルが油圧ポンプ２３５を通過してヘッド側領域２３７ａへ供給され、第二吸排口２３８ｂからは足りない分の作動オイル（ピストンロッド２２２におけるロッド側領域２３７ｂ内に位置する部分の体積分）のみが油圧ポンプ２３５を通過してヘッド側領域２３７ａへ供給される。この結果、油圧シリンダ２３４が伸長する。一方、ポンプ２３５が逆回転すると、オイル流路２３４内の圧力がオイル流路２３３内の圧力よりも高くなり、第二吸排口２３８ｂが閉鎖され、第一吸排口２３８ａとタンク２３９とが連通する。そして、油圧ポンプ２３５の逆回転により、ヘッド側領域２３７ａ内の作動オイルが油圧ポンプ２３５を通過してロッド側領域２３７ｂへ供給され、ヘッド側領域２３７ａ内で余った作動オイルは第一吸排口２３８ａを介してタンク２３９へ排出される。この結果、油圧シリンダ２２０が縮退する（ピストンロッド２２２が昇動する）。つまり、タンク２３９の容量は、ピストンロッド２２２におけるロッド側領域２３７ｂ内に位置する部分の体積分よりも少しだけ多ければよく、タンク２３９を小型化できる。また、シャトルバルブ２３８は、ノーマルオープンのため、圧油は常時大気圧となっている。そのため、油圧ポンプ２３５を停止すると、例えばトップロール２４の自重などにより動いてしまうことを防ぐことができ、その停止位置で正しく保持でき得る。

このように、油圧シリンダ２２０を油圧回路２３１と位置制御装置２３２とにより伸縮駆動制御していることにより、トップ用回動軸４３を正確かつ安定して移動し停止する制御を行うことができる。すなわち、位置制御装置２３２によって、サーボモータ２３６の回転角と回転速度とを制御することにより、トップ用回動軸４３の位置制御や移動速度制御を行っている。

尚ここで、上述した従来の油圧シリンダを用いた構成（駆動制御装置３０１）にあっては、図１５のように、油圧シリンダ３０７のヘッド側領域３０７ａに作動オイルを供給している（ロール加工を実施している）際に、トップロールの停止位置（所定位置）を位置検出センサ３０８が検出することにより、制御装置３０９がデジタル方向流量制御弁３０６の切換弁３０６ｄを作動して作動オイルの供給を停止するようにしている。そのため、位置検出センサ３０８の検出から切換弁３０６ｄの作動までにタイムラグが生じてしまい、トップロールの停止位置を厳密に制御できていない。そして、この従来構成によるトップロールを移動する制御精度は、実状として位置変換する際の停止位置の制御可能な単位はせいぜいミリ単位である。

これに対して、トップロールは、重量物であり且つ慣性も大きいことから、駆動制御装置３０１によるトップロールの位置停止のフィードバック制御を行うことには限界があった。しかしながら、サーボモータ２３６の駆動軸は、従来の駆動制御装置３０１のトップロールと比べて、重量が大幅に軽く慣性も小さい。そのため、位置制御装置２３２によるサーボモータ２３６の駆動軸の回転のフィードバック制御を行うことは、駆動制御装置３０１によるトップロールの位置停止のフィードバック制御を行うことに比して正確に行える。また、本実施例４の油圧回路２３１と位置制御装置２３２とによる駆動制御では、上述したようにサーボモータ２３６の回転速度と回転角を制御することにより作動オイルの流量を調整していることから、１／１００ミリ単位の位置変換が可能であり、トップロールの停止位置を極めて厳密に制御することができる。そして、この位置変換可能な単位が精密であることにより、移動速度の制御も精密に行うことができる。また、上述したように、停止位置で正確かつ安定して保持できることから、スプリングバック現象を抑制し、高い加工精度で安定した円筒形加工体を成形することができ得る。

さらに、本実施例４の油圧回路２３１は、サーボモータ２３６により油圧ポンプ２３５を駆動して作動オイルの供給を制御していることから、上述した従来構成（図１５参照）に比して回路構成が簡素化されている。そのため、作動オイルが流れる配管構成（オイル流路２３３，２３４）を、上述した従来構成に比して短縮化することが可能である。このように配管長が短くなれば、サーボモータ２３５を停止した状態で作動オイルの流動を停止保持する作用に優れる。このため、トップロール２４が自重により降下することを防ぐ作用が一層高く、圧延を防止して停止位置で精度良く停止保持する効果に一層優れる。

さらにまた、本実施例４の油圧回路２３１は、作動オイルを流動する場合のみ油圧ポンプ２３５（サーボモータ２３６）を駆動すれば良い。そのため、上述した従来構成のように、常時油圧ポンプを駆動しておく必要がないため、消費電力を軽減することができるという利点も有する。

本実施例４のロール加工装置２０１は、油圧回路２３１の油圧ポンプ２３５を駆動することにより、図１０のように、油圧シリンダ２２０を進退駆動し、作動杆２２３を介して昇降可動体２１０とトップ用回動軸４３とを一体的に昇降動する。ここで、トップ用回動軸４３にトップロール２４が嵌着され、分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂにボトム分割ロール２３ａ，２３ｂが嵌着された場合とする。この場合にあって、油圧シリンダ２２０を進退駆動することにより、トップ用回動軸４３を、トップロール２４がボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接続したボトムロール２３から上方に退避した待機位置ｓ１（図１０（Ａ）参照）と、トップロール２４がボトムロール２３と所定間隙ｔを隔てたロール加工位置ｓ２（図１０（Ｂ）参照）とに位置変換する。

ここで、上記した位置制御装置２３２は、待機位置ｓ１からロール加工位置ｓ２に至るまでに要するサーボモータ２３６の回転角を設定しており、サーボモータ２３６を駆動開始した後に当該回転角に達すると、該サーボモータ２３６を駆動停止するようにしている。さらに、位置制御装置２３２は、トップ用回動軸４３が、待機位置ｓ１から初期圧接位置に至るまでに要するサーボモータ２３６の回転角も設定している。

また、このロール加工装置２０１には、上述した実施例２と同様のリニアスケール１１９が配設されており、該リニアスケール１１９により昇降可動体２１０の高さ位置を検出する。そして、リニアスケール１１９が、昇降可動体２１０の高さ位置を検出することにより、間接的にトップ用回動軸４３の移動位置を検出している。このリニアスケール１１９は、上記した位置制御装置２３２と接続されており、検出信号を位置制御装置２３２に出力する。

つまり、位置制御装置２３２は、リニアスケール１１９からの検出信号に従って、トップ用回動軸４３が待機位置ｓ１とロール加工位置ｓ２との間でどこに位置するかを検出可能となっている。なお、本構成においては、位置制御装置２３２は、サーボモータ２３６に内蔵されているエンコーダによる入力信号に従って、サーボモータ２３６を駆動停止する制御を行っている。また、位置制御装置２３２は、サーボモータ２３６に内蔵されているエンコーダからの検出信号及び、リニアスケール１１９からの検出信号に従ってトップ用回動軸４３の上下方向位置を確認している。

このように実施例４の構成は、昇降可動体２１０を油圧シリンダ２２０により昇降動するようにした構成であり、これ以外の構成は、上述した実施例１と同様であるため、同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略した。

尚、本実施例４にあって、油圧シリンダ２２０が本発明の液圧シリンダであり、油圧ポンプ２３５が本発明の液圧ポンプであり、オイル流路２３３とオイル流路２３４とにより本発明にかかる閉鎖連通路２４２が構成されている。そして、油圧ポンプ２３５と閉鎖連通路２４２とを備えた油圧回路２３１、サーボモータ２３６、油圧シリンダ２２０とにより本発明にかかる液圧式位置制御装置が構成されている。また、この液圧式位置制御装置、昇降可動体２１０により本発明にかかるトップロール位置変換制御手段２４０が構成されている。また、トップ用回動軸４３、トップ用駆動モータ４５、トップロール位置変換制御手段２４０により本発明にかかるトップロール可動制御装置２４１が構成されている。

上述した本実施例４のロール加工装置２０１による第二ロール加工工程について説明する。
上述した実施例１と同様に、ロール加工装置２０１に、ホイールリムの基本形状を成す円筒形加工体ｙ２（図１４（Ａ）参照）が搬送され、該円筒形加工体ｙ２を、退避位置ｈ１とした両ボトム軸支持体３１，３１の分割ボトム支持軸１１ａ，１１ｂの間に位置した後、両ボトム軸支持体３１，３１を退避位置ｈ１から作動位置ｈ２に位置変換する（図２参照）。これにより、円筒形加工体ｙ２を、ボトム分割ロール２３ａ，２３ｂを接合したボトムロール２３により吊り下げられた状態で支持する。その後、ボトム用駆動モータ１２とトップ用駆動モータ４５とを駆動する。

サーボモータ２３６により油圧ポンプ２３５を駆動開始してトップ用回動軸４３を待機位置ｓ１から降動し、上記した初期圧接位置となるとサーボモータ２３６の回転速度を低速度として油圧ポンプ２３５を所定の低速度で駆動するように制御する。これにより、トップロール２４は、上述した実施例１と同様に、ゆっくりと円筒形加工管ｙ２を押圧していく。その後、トップ用回動軸４３がロール加工位置ｓ２となると（図４参照）、位置制御装置２３２がサーボモータ２３６を停止することにより油圧ポンプ２３５を駆動停止する。

このロール加工位置ｓ２は、上述したように、トップロール２４がボトムロール２３から所定間隙ｔだけ離れた位置であり、油圧ポンプ２３５（サーボモータ２３６）を停止している間、トップロール２４がこれ以上降下することなく停止保持される（図４参照）。トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で、円筒形加工体Ｙ３が複数周回する間、停止保持することによって、円筒形加工体Ｙ３を過分に圧延することなく、当該ロール加工後に生じるスプリングバック現象を抑制することができる。

その後、サーボモータ２３６を逆方向へ回動して、作動オイルをヘッド側領域２３７ａからロッド側領域２３７ｂの方向へ流動することにより、作動杆２２３を上方へ引き揚げ、これに伴ってトップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２から昇動して待機位置ｓ１に位置変換する。さらに、回動軸用モータ駆動制御装置１３によりトップ用回動軸４３とボトム用回動軸１１の回動を停止する。これにより、ホイールリムの中間形状に成形するためのロール加工を終了する。このロール加工では、上述したように、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２で高い精度で停止することによりトップロール２４をボトムロール２３から所定間隔ｔだけ隔てた位置に停止する精度が高く、この所定間隔ｔで停止保持して円筒形加工体Ｙ３に生ずるスプリングバック現象を抑制できるため、円筒形加工体Ｙ３を、ホイールリムの中間形状をなす所望の形状に安定して成形することができ得る。

実施例４にあっては、油圧シリンダ２２０、油圧回路２３１、位置制御装置２３２により、トップ用回動軸４３の昇降動を制御するようにした構成であり、油圧シリンダ２２０と油圧回路２３１との閉鎖された回路内で作動オイルを流動するようにしていることから、トップ用回動軸４３（昇降可動体２１０）を移動する制御および停止する制御を高い精度で行うことができる。すなわち、上述した実施例１のサーボモータやボールネジ機構を、これら油圧シリンダ２２０などに代えて配した構成であり、実施例１と同様の作用効果を発揮することができる。

実施例４にあっても、上述した実施例１と同様に、ロール加工装置２０１を第一ロール加工工程や第三ロール加工工程にも夫々適用することができる。

上述したように、実施例１〜４の各構成にあっては、トップ用回動軸４３の昇降動を精度良く制御して、所定の停止位置で正確に停止して保持することを安定して行うことができるものである。すなわち、トップロール２４とボトムロール２３との所定間隙ｔを、極めて高い精度で生じさせることができるものである。そのため、トップロールとボトムロールとによるロール加工の際に、予め定めたロール加工位置で比較的長時間停止保持することにより、当該加工後に生ずるスプリングバック現象を充分に抑制することができる。したがって、各ロール加工装置によれば、所望の加工形状をなす円筒形加工体（所望のホイールリム）を安定して得ることができ、総じてホイールリムの生産効率を高めることができ得る。

一方、本発明にかかる他の実施例として、図１２のように、昇降可動体２６１の上部に油圧シリンダ２６２，２６２を介してネジ支持突部２６４を設けた構成のロール加工装置２５１とすることもできる。このロール加工装置２５１は、上述した実施例１に、油圧シリンダ２６２を設けた昇降可動体２６１を備えた構成としたものである。ここで、油圧シリンダ２６２は、昇降可動体２６１の昇降動方向と平行に伸縮作動するように設けられており、所定の上限荷重を超える負荷が作用した場合に、縮退作動することにより該負荷を緩和するようにしたものである。そのため、ロール加工の際に、トップ用回動軸４３を介して昇降可動体２６１に作用した力が上限荷重を超えると、油圧シリンダ２６２が縮退作動して、この負荷がそのままボールネジ機構５１に作用することを防いでいる。これにより、ボールネジ機構５１に作用する負荷を軽減することができ、該ボールネジ機構５１の作動寿命を適正に保つことができ得る。また、メンテナンス作業などを軽減できるという優れた利点も有する。当然ながら、このロール加工装置２５１は、上述した実施例１と同様の作用効果を発揮できるものである。尚、油圧シリンダ２６２が本発明にかかる液圧シリンダである。

上述した実施例２，３にあっては、モータ駆動制御装置６７はエンコーダからの検出信号とリニアスケール１１９からの検出信号に従ってトップ用回動軸４３の上下方向位置を確認する構成としている。この他の構成として、実施例２，３にあって、リニアスケール１１９を設けず、モータ駆動制御装置６７はエンコーダからの検出信号のみに従ってトップ用回動軸４３の上下方向位置を確認する構成としても良い。

また、上述した実施例４にあっては、位置制御装置２３２はサーボモータ２３６に内蔵されているエンコーダからの検出信号とリニアスケール１１９からの検出信号とに従ってトップ用回動軸４３の上下方向位置を確認する構成としている。この他の構成として、実施例４にあって、リニアスケール１１９を設けず、位置制御装置２３２はサーボモータ２３６に内蔵されているエンコーダからの検出信号のみに従ってトップ用回動軸４３の上下方向位置を確認する構成としても良い。

また、上述した実施例１にあっては、サーボモータ６５とボールネジ機構５１との間に、駆動ギア６６と伝達ギア６２とを設けた構成であるが、その他の構成として、いわゆる遊星ギアや波動歯車機構を配設した構成とすることもできる。例えば、遊星ギアを配設した場合、遊星ギアの入力側にサーボモータ６５の駆動軸を連結し、出力側にボールネジ機構５１の雄ネジ部を形成した伝達ネジ軸を連結する。そして、遊星ギアは、入力側に対する出力側の歯数を大きく設定することにより、本発明にかかる歯車減速機構として用いることができる。この構成では、遊星ギアとボールネジ機構とにより、サーボモータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加することとなるため、トップ用回動軸４３の昇降動を精度良く制御でき、停止位置で保持する作用も向上する。

また、上述した実施例１にあっては、エンコーダ６８に従ってサーボモータ６５をロール加工位置で停止するようにした構成であるが、さらに上述した実施例２〜４のようにリニアスケールをも配設して、該リニアスケールによりロール加工位置を検出するようにしても良い。これにより、ロール加工位置でより正確に停止する精度を一層高めるようにすることもできる。

また、上述した実施例２にあっては、変向機構１３０を作動片１２５やクランク片１２６からなるトグル継ぎ手を応用した構成したものであるが、この他の構成を用いることもできる。例えば、作動片と伝動杆とを略Ｌ字形の曲肘部材を介して連結し、該曲肘部材を屈曲部位で自転可能に支持した構成とすることにより、作動片の水平方向移動を、伝動杆を介した昇降可動体の上下方向移動に変向することができる。かかる構成にあっても、上記した実施例２の構成と同様の作用効果を発揮できる。また、伝達ネジ軸を所定角度傾斜するように配設し、その傾斜する方向への移動を上下方向の移動に変換する変向機構を配設するようにしても良い。この場合にあっても、ボールネジ機構の作動方向とトップ用回動軸の昇降動する方向とが異なるため、実施例２と同様の作用効果を発揮し得る。

また、上述した実施例３にあっては、回転運動を直線運動に変換する変換機構として、クランク片１７１、支持杆１７７，伝動杆１７８とからなるトグル継ぎ手を応用した構成を用いた構成であるが、この他の構成を用いることもできる。例えば、伝動杆を、その上端部で作動ギアに自転可能に軸支し、その下端部で昇降可動体に軸支する構成とする。この構成により、いわゆる滑り子クランク機構を構成し、作動ギアの回動により作動杆を作動して、昇降可動体を昇降動することができる。かかる構成にあっても、トップ用回動軸を昇降動することができるため、上記した実施例３と同様の作用効果を発揮することができる。

上述した実施例１にあっては、駆動ギア６６と伝達ギア６２とを直接噛み合わせてサーボモータ６５の回動を伝達ネジ軸６１に伝達するようにした構成としている。この他の構成として、駆動ギアと伝達ギアとに無端状の伝達ベルトを掛けて、駆動ギアから伝達ギアへ回動を伝達する構成としても良い。同様に、実施例２にあっても、駆動ギアと伝達ギアとに無端状の伝達ベルトを掛けて、駆動ギアから伝達ギアへサーボモータの回動を伝達する構成としても良い。

本発明は、上述した実施例に限定されるものでなく、本発明の範囲内で適宜変更することは勿論可能である。

実施例１のロール加工装置１の概念図である。 同上のロール加工装置１のボトム軸支持体３１，３１を、（Ａ）退避位置ｈ１と（Ｂ）作動位置ｈ２とに位置変換した状態を示す説明図である。 ロール加工装置１にあって、トップ用回動軸４３を（Ａ）待機位置ｓ１と（Ｂ）ロール加工位置ｓ２とに位置変換した状態を示す説明図である。 第二ロール加工工程にあって、トップ用回動軸４３をロール加工位置ｓ２に停止した状態を説明する拡大図である。 実施例２のロール加工装置１０１の概念図である。 ロール加工装置１０１にあって、トップ用回動軸４３を（Ａ）待機位置ｓ１と（Ｂ）ロール加工位置ｓ２とに位置変換した状態を示す説明図である。 実施例３のロール加工装置１５１の概念図である。 ロール加工装置１５１にあって、トップ用回動軸４３を（Ａ）待機位置ｓ１と（Ｂ）ロール加工位置ｓ２とに位置変換した状態を示す説明図である。 実施例４のロール加工装置２０１の概念図である。 ロール加工装置２０１にあって、トップ用回動軸４３を（Ａ）待機位置ｓ１と（Ｂ）ロール加工位置ｓ２とに位置変換した状態を示す説明図である。 油圧回路２３１および位置制御装置２３２を示す概念図である。 別例のロール加工装置２５１の概念図である。 従来の、（Ａ）金属製平板から円筒形素体Ｘを成形する工程と、（Ｂ）円筒形素体Ｘをフレア加工する工程とを示す説明図である。 従来の、（Ａ）第一ロール加工工程におけるロール加工している状態と、（Ｂ）第二ロール加工工程におけるロール加工している状態と、（Ｃ）第三ロール加工工程におけるロール加工している状態とを示す説明図である。 従来の、駆動制御装置３０１を示す概念図である。

符号の説明

１，１０１，１５１，２０１，２５１ ロール加工装置（車両用ホイールリムのロール加工装置）
２，１０２，１５２，２０２ 基体部
１０ ボトムロール支持駆動装置
１１ ボトム用回動軸（１１ａ，１１ｂ 分割ボトム支持軸）
１２ ボトム用駆動モータ
２３ ボトムロール（２３ａ，２３ｂ ボトム分割ロール）
２４ トップロール
４０，１４０，１９０，２４０ トップロール位置変換制御手段
４１，１１０，１８０，２１０ 昇降可動体
４３ トップ用回動軸
４５ トップ用駆動モータ
５０，１４１，１９１，２４１ トップロール可動制御装置
５１，１２０ ボールネジ機構（送りネジ機構）
６０，１１１ 歯車減速機構
６１，１２１ 伝達ネジ軸
６２ 伝達ギア（駆動力伝達機構）
６５ サーボモータ（可動体駆動モータ）
６５ａ 駆動軸
６６ 駆動ギア（駆動力伝達機構）
６７ モータ駆動制御装置（モータ駆動制御手段、駆動力伝達機構）
６８ エンコーダ（モータ駆動制御手段）
１２５ 作動片
１３０ 変向機構
１６０ 減速機構（駆動力伝達機構）
１７０ 変換機構（駆動力伝達機構）
２２０ 油圧シリンダ（液圧シリンダ、液圧式位置制御装置）
２３１ 油圧回路（液圧式位置制御装置）
２３２ 位置制御装置（液圧式位置制御装置）
２３５ 油圧ポンプ（液圧ポンプ）
２３６ サーボモータ
２３７ａ ヘッド側領域
２３７ｂ ロッド側領域
２４２ 閉鎖連通路
２６２ 油圧シリンダ（液圧シリンダ）
ｓ１ 待機位置
ｓ２ ロール加工位置
ｔ 所定間隙
ｙ２ 円筒形加工体

Claims (7)

1. 円筒形加工体を、ホイールリムの所定加工形状に成形するロール加工を行う車両用ホイールリムのロール加工装置において、
   円筒形加工体をその内側から押圧するボトムロールが嵌着されるものであって、基体部に自転可能に支持されるボトム用回動軸と、該ボトム用回動軸を回動するボトム用駆動モータとを備えたボトムロール支持駆動装置と、
   円筒形加工体をその外側から押圧するトップロールが嵌着されるものであって、ボトム用回動軸と平行に自転可能に支持され、上下動可能に設けられるトップ用回動軸と、
   トップ用回動軸を回動するトップ用駆動モータと、
   トップ用回動軸を、トップロールがボトムロールの上方に退避している待機位置と、トップロールがボトムロールから予め定めた所定間隙を隔て支持されるロール加工位置とに位置変換すると共に、該ロール加工位置で停止保持してボトムロールに遊嵌した円筒形加工体をトップロールとボトムロールとの間で押圧加工するトップロール位置変換制御手段
   とを具備するトップロール可動制御装置と
   を備えていることを特徴とする車両用ホイールリムのロール加工装置。
2. トップロール位置変換制御手段により停止保持するロール加工位置が、トップロールとボトムロールとの間の所定間隙を、当該ロール加工前の円筒形加工体の板厚以下に設定した位置であることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールリムのロール加工装置。
3. トップロール可動制御装置のトップロール位置変換制御手段は、
   トップ用回動軸を自転可能に支持し、ボトム用回動軸の上方で昇降動可能に支持された昇降可動体と、
   昇降可動体を昇降動するための可動体駆動モータと、
   可動体駆動モータと昇降可動体とを連繋し、可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して該可動体駆動モータの回動を昇降可動体の昇降動に変換する駆動力伝達機構と、
   可動体駆動モータを駆動制御することにより、トップ用回動軸をロール加工位置で停止保持可能なモータ駆動制御手段と
   を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ホイールリムのロール加工装置。
4. 駆動力伝達機構は、
   昇降動可動体の昇降動方向に沿って設けられた伝達ネジ軸が該昇降可動体に螺合して構成され、該伝達ネジ軸の回動に伴って昇降可動体を昇降動する送りネジ機構と、
   伝達ネジ軸と可動体駆動モータとの間に連繋され、該可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して伝達ネジ軸を回動する歯車減速機構とを備えてなるものであると共に、
   モータ駆動制御手段は、可動体駆動モータの駆動軸の回転量を検出するエンコーダを備え、該エンコーダの検出値に従って、トップ用回動軸をロール加工位置で停止保持するように可動体駆動モータを制御してなることを特徴とする請求項３に記載の車両用ホイールリムのロール加工装置。
5. 昇降可動体と駆動力伝達機構との間に、該昇降可動体の昇降動方向に沿って伸縮作動可能な液圧シリンダを備え、予め定められた上限荷重以上の負荷が作用した場合に該液圧シリンダを縮退させることにより当該負荷を緩和するようにしていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両用ホイールリムのロール加工装置。
6. 駆動力伝達機構は、
   昇降可動体の昇降動方向に対して直交する方向または傾斜する方向に沿って設けられた伝達ネジ軸と、該伝達ネジ軸に螺合して、伝達ネジ軸の長手方向に沿って進退移動する作動片とから構成された送りネジ機構と、
   伝達ネジ軸と可動体駆動モータとの間に連繋され、該可動体駆動モータの駆動速度を減速し且つ駆動トルクを増加して伝達ネジ軸を回動する歯車減速機構と、
   送りネジ機構の作動片と昇降可動体との間に連繋され、該作動片の進退移動をその移動方向を変向して昇降可動体の昇降動に変向する変向機構と
   を備えたものであると共に、
   モータ駆動制御手段は、可動体駆動モータの駆動軸の回転量を検出するエンコーダを備え、エンコーダの検出値に従ってトップ用回動軸をロール加工位置で停止するように可動体駆動モータを制御してなることを特徴とする請求項３に記載の車両用ホイールリムのロール加工装置。
7. トップロール可動制御装置のトップロール位置変換制御手段は、
   トップ用回動軸を自転可能に支持し、ボトム用回動軸の上方で直線状に昇降動可能に支持された昇降可動体と、
   昇降可動体に連係された、上下方向に進退作動する液圧シリンダと、該液圧シリンダ内のヘッド側領域とロッド側領域とを連通して、作動液が充填される閉鎖連通路と、該閉鎖連通路に設けられて、作動液をヘッド側領域またはロッド側領域へ流動する正逆駆動可能な液圧ポンプと、該液圧ポンプの正逆駆動を制御して、ヘッド側領域またはロッド側領域への作動液の流量を制御するサーボモータとを具備する液圧式位置制御装置と
   を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ホイールリムのロール加工装置。

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