JP2016043381A - Manufacturing method and manufacturing apparatus for ring-like member - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、ラジアル転がり軸受用の軌道輪等のリング状部材の製造方法及びこの製造方法の実施に直接使用できるリング状部材の製造装置の改良に関する。 The present invention relates to, for example, a method for manufacturing a ring-shaped member such as a bearing ring for a radial rolling bearing, and an improvement of a ring-shaped member manufacturing apparatus that can be directly used for carrying out this manufacturing method.
各種回転機器の回転支持部に、図7に示す様なラジアル玉軸受1が組み込まれている。このラジアル玉軸受1は、単列深溝型であって、互いに同心に配置された外輪2と内輪3との間に複数個の玉4、4を設置して成る。このうちの外輪2の内周面の軸方向中間部に深溝型の外輪軌道5を、内輪3の外周面の軸方向中間部に深溝型の内輪軌道6を、それぞれ全周に亙って形成している。前記各玉4、4は、保持器7により保持された状態で、前記外輪軌道5と前記内輪軌道6との間に転動自在に配置している。そして、この構成により、前記外輪2と前記内輪3との相対回転を自在としている。
A radial ball bearing 1 as shown in FIG. 7 is incorporated in a rotation support portion of various rotating devices. This radial ball bearing 1 is of a single-row deep groove type, and has a plurality of balls 4, 4 installed between an
上述の様なラジアル玉軸受1を構成する、前記外輪2や前記内輪3等の軌道輪を低コストで造る方法として、例えば特許文献1に記載された方法が知られている。この方法では、図8(A)に示したビレット8の下端部の外径を拘束した状態でこのビレット8を軸方向に押し潰す据え込み加工を施す事により、図8(B)に示した様な、小径部9と大径部10とから成る、第一中間素材11を形成する。次いで、このうちの小径部9に前方押出加工を施してこの小径部9を小径の第二円筒部12に加工する事により、図8(C)に示した第二中間素材13とする。次いで、前記大径部10に後方押出加工を施して、この大径部10を大径の第一円筒部14に加工する事により、図8(D)に示した第三中間素材15とする。次いで、この第三中間素材15に打ち抜き加工を施して、この第三中間素材15の底板部16を打ち抜き、図8(E)に示した第四中間素材17とする。次いで、図8(F)に示す様に、この第四中間素材17に打ち抜き加工を施して、この第四中間素材17から、前記第二円筒部12に相当する部分を打ち抜き小径円筒部材18とする。最後に、図8(G)に示す様に、前記第一円筒部14に相当する部分から内向鍔部19を打ち抜いて、大径円筒部材20とする。これら小径、大径各円筒部材18、20は、何れも特許請求の範囲に記載した円環状の金属素材に相当する部材である。
For example, a method described in Patent Document 1 is known as a method for producing the race rings such as the
上述の様な工程により得られる小径、大径各円筒部材18、20は、前記外輪2又は前記内輪3の素材となるものであり、この状態では、内径寸法、外径寸法、軸方向寸法、及び内外両周面の形状が、前記外輪2又は前記内輪3の寸法及び形状となっていない。そこで、この様な小径、大径各円筒部材18、20を、前記外輪2又は前記内輪3の形状に加工する作業を、圧延転造加工により行う事が、前記特許文献1及び特許文献2に記載される等して従来から知られている。以下、前記小径、大径各円筒部材18、20等の金属素材を、圧延転造加工により、前記外輪2又は前記内輪3の形状に加工する作業に就いて、図9を参照しつつ簡単に説明する。
The small-diameter and large-diameter
図9、10は、特許文献2に記載されたリング状部材の製造装置21を示している。この製造装置21は、圧延転造加工により前記小径、大径各円筒部材18、20等の金属素材26を加工後のリング状部材22{仕上げ加工(切削加工及び研削加工)前の内輪3の状態}に加工する為の装置であり、マンドレル23と、成形ロール24と、サポートロール25とを備えている。
9 and 10 show a ring-shaped
このうちのマンドレル23は、外周面の軸方向中間部に形成された、前記金属素材26の内周面に転造加工を施す為の第一転造面27と、この第一転造面27の軸方向両側に設けられた円筒面状の1対のマンドレル側規制面28、28とを有している。この様な第一転造面27は、軸方向中間部が軸方向に関して外径が変化しない円筒面状(断面直線状)であり、軸方向両端寄り部分が、軸方向両端に向かう程、外径が大きくなる断面円弧状に形成されている。この様なマンドレル23は、軸方向(図9、10の上下方向)の変位、及び自身の中心軸を中心とした回転を可能な状態で受け台29に支持されている。
Among these, the
又、前記成形ロール24は、円筒状であり、外周面の軸方向中間部に形成された、前記金属素材26の外周面に転造加工を施す為の第二転造面30と、この第二転造面30の軸方向両側に形成された円筒面状の1対の成形ロール側規制面31、31とを有する。このうちの第二転造面30は、軸方向両端寄り部分が軸方向に関して外径が変化しない円筒面状(断面直線状)であり、軸方向中央寄り部分が、軸方向中央に向かう程外径が大きくなる断面半円弧状に形成されている。前記成形ロール24は、その中心軸が前記マンドレル23の中心軸と平行な状態で、前記第二転造面30を、このマンドレル23の第一転造面27と対向させている。この様な成形ロール24は、回転しながら水平方向(図9、10の左右方向)に変位(マンドレル23に遠近動)可能である。
The forming
又、前記サポートロール25は、軸方向に関して所定の間隔を設けて配置された1対のローラ32、32を備えている。この様なサポートロール25は、前記マンドレル23の中心軸に関して前記成形ロール24と反対側に、その中心軸がこのマンドレル23の中心軸と平行な状態に設けられている。この状態で、前記両ローラ32、32の外周面の一部と、前記両マンドレル側規制面28、28とが対向している。尚、前記成形ロール24の回転軸と、前記サポートロール25の回転軸とは、同期機構33により連結されている。従って、これら成形ロール24とサポートロール25とは、電動モータ34の回転運動に基づいて、同期して回転する事ができる。
The
次に、上述の様な構成を有するリング状部材の製造装置21により、前記金属素材26に圧延転造加工を施して前記リング状部材22を造る手順に就いて、図10を参照しつつ説明する。
先ず、図10(A)に示す様に、前記金属素材26の内径側に前記マンドレル23を挿通した状態で、この金属素材26の円周方向一部を、このマンドレル23の第一転造面27と前記成形ロール24の第二転造面30との間に配置する。この状態で前記サポートロール25を構成する両ローラ32、32の外周面の円周方向一部を、前記マンドレル23の両マンドレル側規制面28、28に近接対向させておく。
Next, a procedure for producing the ring-
First, as shown in FIG. 10A, in a state where the
次いで、前記電動モータ34の回転運動に基づいて、前記成形ロール24と前記サポートロール25とを回転駆動した状態で、この成形ロール24を、前記マンドレル23に近付く方向(図9、10の左側)に変位させる。すると、この成形ロール24が、前記金属素材26に当接して、この金属素材26が連れ回される。
次いで、この状態から更に、前記成形ロール24を、前記マンドレル23に近付く方向に変位させると、このマンドレル23が、前記金属素材26を介して押圧されて、前記サポートロール25の両ローラ32、32に当接する。すると、これら両ローラ32、32の回転に伴い、前記マンドレル23が連れ回される。尚、この状態で、前記サポートロール25は、このマンドレル23が、図9、10の左側に変位しない様にサポートしている。
Next, in a state in which the forming
Next, when the forming
上述の状態から更に、前記成形ロール24を、前記マンドレル23に近付く方向に変位させると、この成形ロール24と、前記サポートロール25にサポートされた前記マンドレル23との間で、前記金属素材26の円周方向一部が押圧されて、この金属素材26の内周面にこのマンドレル23の第一転造面27が、同じく外周面に前記成形ロール24の第二転造面30が、それぞれ転造される。又、これに伴い、前記金属素材26の外径寸法及び軸方向寸法が大きくなる。尚、前記成形ロール24は、前記両成形ロール側規制面31、31が、前記マンドレル23の両マンドレル側規制面28、28に当接すると、このマンドレル23に向かう方向の変位が停止されて、圧延転造加工が終了する。そして、この様にして造られたリング状部材22に対して、切削加工及び研削加工等の仕上げ加工を施す事により、前記内輪3とする。
When the forming
上述の様な製造方法によれば、前記金属素材26に鍛造加工を施して前記リング状部材22を造る場合と比べて、加工装置の小型化を図る事ができると共に、後の仕上げ加工(切削、旋削加工)の際の取り代を小さくできる為、設備コスト及び材料コストの低減を図る事ができる。但し、上述の製造方法の場合、前記リング状部材22の外径寸法を規制する手段が設けられていない。この為、前記金属素材26の寸法形状のばらつき、又は、転造装置へのこの金属素材26の組み付け状態のばらつき等によって、前記リング状部材22の形状(外径寸法及び軸方向寸法)にばらつきが生じる可能性がある。この様なばらつきが生じると、仕上げ加工(切削加工及び研削加工)が面倒になり、製造コストが嵩んでしまう可能性がある。
According to the manufacturing method as described above, it is possible to reduce the size of the processing apparatus as compared with the case where the ring-
一方、特許文献3には、転造加工後のリング状部材の外径寸法及び軸方向寸法を規制できる金型を用いた圧延転造加工に関する技術が記載されている。この技術によれば、リング状部材の形状にばらつきが生じる事の防止を図れる。但し、使用する金属素材の体積が所定値よりも大きい場合には、成形ロールによる押圧が終了するよりも早い段階で、前記金型の成形空間が前記金属素材により満たされて、この金属素材の内部応力が高くなり過ぎてしまい、マンドレルに損傷が生じ易くなってしまう可能性がある。又、マンドレルが損傷しない場合でも、前記金型の成形空間内で行き場のない金属素材が歪んでしまい、加工後のリング状部材の真円度が悪化してしまう可能性がある。尚、この様な問題は、金型の温度変化に基づく、前記金属素材の体積変化によっても生じる可能性がある。
On the other hand,
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、マンドレルに損傷が生じる事を防止すると共に、金属素材の体積のばらつきに拘わらず、加工後のリング状部材の形状の精度の向上を図れるリング状部材の製造方法及び製造装置を実現するものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention prevents the mandrel from being damaged, and improves the accuracy of the shape of the ring-shaped member after processing regardless of variations in the volume of the metal material. A member manufacturing method and a manufacturing apparatus are realized.
本発明のリング状部材の製造方法及び製造装置のうち、請求項1に記載したリング状部材の製造装置は、それぞれの中心軸が互いに平行な状態で配置された、マンドレルと、外径拘束型とを備えている。
このうちのマンドレルは、軸方向に離隔した状態で互いに同心に設けられた1対の支持軸部と、軸方向に関してこれら両支持軸部同士の間に、これら両支持軸部と同心に設けられた転造軸部とを有している。
このうちの両支持軸部は、前記転造軸部よりも大径で、支持部に対して支持されるものである。
又、前記転造軸部は、その外周面に、円環状の金属素材の内周面に転造加工を施す為の第一転造面が形成されている。
前記外径拘束型は、円環状であり、その内周面に前記金属素材の外周面に転造加工を施す為の第二転造面が形成されている。この様な外径拘束型は、その内径側に前記マンドレルの転造軸部を挿通し、且つ、この第二転造面を前記第一転造面に対向した状態で配置されている。
上述の様なリング状部材の製造装置は、前記マンドレルの第一転造面と、前記外径拘束型の第二転造面と、前記両支持軸部の前記転造軸部側の端面とにより形成される成形空間に、前記金属素材の円周方向一部を配置した状態で、自身の中心軸を中心として回転する前記マンドレルの前記第一転造面と、自身の中心軸を中心として回転する前記外径拘束型の前記第二転造面との間で、この金属素材を押圧して、この金属素材の内周面及び外周面に転造加工を施す事によりリング状部材を形成するものである。
Among the ring-shaped member manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention, the ring-shaped member manufacturing apparatus according to claim 1 includes a mandrel and an outer diameter constraining type in which respective central axes are arranged in parallel to each other. And.
Among these, the mandrel is provided concentrically with the two support shafts between the pair of support shafts provided concentrically with each other in the axial direction and between the two support shafts in the axial direction. And a rolled shaft portion.
Of these, both support shafts have a larger diameter than the rolling shaft and are supported by the support.
Further, the rolling shaft portion is formed with a first rolling surface on the outer peripheral surface thereof for rolling the inner peripheral surface of the annular metal material.
The outer diameter constraining type has an annular shape, and a second rolling surface for rolling the outer peripheral surface of the metal material is formed on the inner peripheral surface thereof. Such an outer diameter constraining type is disposed in such a manner that the rolling shaft portion of the mandrel is inserted into the inner diameter side thereof, and the second rolling surface is opposed to the first rolling surface.
The ring-shaped member manufacturing apparatus as described above includes a first rolling surface of the mandrel, a second rolling surface of the outer diameter restraining type, and an end surface of the both supporting shaft portions on the rolling shaft portion side. The first rolling surface of the mandrel that rotates about its own central axis in a state where a part of the metal material in the circumferential direction is disposed in the forming space formed by A ring-shaped member is formed by pressing the metal material between the rotating second constraining surface of the outer diameter and rotating the inner and outer peripheral surfaces of the metal material. To do.
特に本発明のリング状部材の製造装置に於いては、前記マンドレルを構成する両支持軸部のうちの少なくとも一方の支持軸部が、前記転造軸部と別体で構成されている。
又、前記一方の支持軸部が、前記金属素材から所定の軸方向の押圧力を受けた場合に、前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位可能である。
Particularly in the ring-shaped member manufacturing apparatus of the present invention, at least one of the support shaft portions constituting the mandrel is configured separately from the rolling shaft portion.
The one support shaft portion can be displaced in a direction away from the rolling shaft portion in the axial direction when receiving a pressing force in a predetermined axial direction from the metal material.
本発明のリング状部材の製造装置を実施する場合には、例えば請求項2に記載した発明の様に、前記両支持軸部のうちの他方の支持軸部を、前記転造軸部と別体で構成する。そして、この他方の支持軸部を、前記金属素材から所定の軸方向の押圧力が加わった場合に、前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位可能とする。
When the ring-shaped member manufacturing apparatus of the present invention is carried out, the other support shaft portion of the both support shaft portions is separated from the rolling shaft portion, for example, as in the invention described in
本発明のリング状部材の製造装置を実施する場合には、例えば請求項3に記載した発明の様に、前記両支持軸部のうち、前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位可能に支持された支持軸部を、前記転造軸部に対して、付勢手段(例えば、バネ等の機械式、油圧式、ガス圧式、又は空圧式等)により押し付ける様に構成する。
When carrying out the ring-shaped member manufacturing apparatus according to the present invention, for example, as in the invention described in
本発明のリング状部材の製造装置を実施する場合には、例えば請求項4に記載した発明の様に、前記両支持軸部のうち、前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位可能に支持された支持軸部に前記金属素材から加わる軸方向の押圧力が閾値以下の場合には、この支持軸部が前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位する事を阻止し、前記軸方向の押圧力が閾値を超えた場合には、前記支持軸部が当該方向に変位する事を許容する変位規制手段(例えば、油圧式、ガス圧式、又は空圧式等のアクチュエータ、サーボモータ等)を設ける。 When carrying out the ring-shaped member manufacturing apparatus of the present invention, for example, as in the invention described in claim 4, it is possible to displace the support shaft portion in a direction away from the rolling shaft portion in the axial direction. When the axial pressing force applied from the metal material to the support shaft portion supported by is less than or equal to the threshold value, the support shaft portion is prevented from being displaced in the axial direction away from the rolling shaft portion, When the axial pressing force exceeds a threshold value, a displacement regulating means that allows the support shaft portion to be displaced in the direction (for example, an actuator such as a hydraulic type, a gas pressure type, or a pneumatic type, a servo motor) Etc.).
上述の様な本発明のリング状部材の製造装置を実施する場合には、例えば請求項5に記載した発明に様に、前記両支持軸部のうちの他方の支持軸部を、前記転造軸部と別体で構成する。又、この他方の支持軸部を、前記支持部に対して軸方向の変位を不能な状態で支持する。更に、前記転造軸部に、前記金属素材から所定の軸方向荷重が加わった場合に、この転造軸部が、この他方の支持軸部から離れる方向に変位可能となる様に構成する。 When implementing the manufacturing apparatus of the ring-shaped member of the present invention as described above, for example, as in the invention described in claim 5, the other support shaft portion of the both support shaft portions is formed by the rolling. It is configured separately from the shaft. Further, the other support shaft portion is supported in a state in which axial displacement with respect to the support portion is impossible. Furthermore, when a predetermined axial load is applied to the rolling shaft portion from the metal material, the rolling shaft portion can be displaced in a direction away from the other support shaft portion.
本発明のリング状部材の製造方法及び製造装置のうち、請求項6に記載したリング状部材の製造方法で使用するリング状部材の製造装置は、上述の様な本発明のリング状部材の製造装置である。
Among the ring-shaped member manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention, the ring-shaped member manufacturing apparatus used in the ring-shaped member manufacturing method according to
特に本発明のリング状部材の製造方法に於いては、前記両支持軸部のうち、前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位可能に支持された支持軸部が、この金属素材から所定の軸方向荷重を受けた場合に、この支持軸部を前記転造軸部から離れる方向に変位させる事により、前記金属素材の余肉を、この支持軸部側に逃がす。 In particular, in the method of manufacturing a ring-shaped member of the present invention, a support shaft portion that is supported so as to be displaceable in a direction away from the rolling shaft portion in the axial direction out of the both support shaft portions is formed from the metal material. When a predetermined axial load is received, the support shaft portion is displaced in a direction away from the rolling shaft portion, so that the surplus metal material is released to the support shaft portion side.
上述の様な構成を有する本発明によれば、マンドレルに損傷が生じる事を防止すると共に、金属素材の体積のばらつきに拘わらず、加工後のリング状部材の形状の精度の向上を図れる。
即ち、本発明の場合、前記マンドレルを構成する一方の支持軸部が、金属素材から所定の軸方向の押圧力を受けた場合に、この一方の支持軸部が、転造軸部から軸方向に離れる方向に変位できる様に構成している。この為、加工中に、成形空間内の金属素材の内部応力が高くなった場合でも、前記一方の支持軸部が前記転造軸部から離れる方向に変位して、前記成形空間内のこの一方の支持軸部側を解放する事により、当該部分から前記金属素材の余肉を逃がす事ができる。この結果、成形空間内での前記金属素材の内部応力が低くなり、前記マンドレルに加わる応力を小さくできる。
又、上述の様に、加工中の金属素材の内部応力を解放する事ができる為、成形空間内で金属素材が歪む事を防止できる。この結果、加工後のリング状部材の真円度が悪化する事を防止できる。
尚、上述の様に、加工中に、成形空間内の金属素材の内部応力が高くなる場合とは、金属素材の体積のばらつきに基づいて、この金属素材の体積が所定の大きさ(目標とするリング状部材の体積)よりも大きい場合が考えられる。本発明は、この様な場合に、前記金属素材の内部応力を低くして(金属部材の余肉を一方の支持軸部側に逃がして)、前記マンドレルに加わる応力を小さくすると共に、成形空間内で金属素材が歪む事を防止する事ができる。
According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to prevent the mandrel from being damaged, and to improve the accuracy of the shape of the ring-shaped member after processing regardless of variations in the volume of the metal material.
That is, in the case of the present invention, when one support shaft portion constituting the mandrel receives a pressing force in a predetermined axial direction from the metal material, the one support shaft portion is axially moved from the rolling shaft portion. It can be displaced in the direction away from For this reason, even when the internal stress of the metal material in the forming space becomes high during processing, the one supporting shaft portion is displaced in a direction away from the rolling shaft portion, and this one in the forming space. By releasing the support shaft side, the metal material surplus can be released from the portion. As a result, the internal stress of the metal material in the forming space is reduced, and the stress applied to the mandrel can be reduced.
Further, as described above, since the internal stress of the metal material being processed can be released, the metal material can be prevented from being distorted in the forming space. As a result, it is possible to prevent the roundness of the ring-shaped member after processing from deteriorating.
As described above, when the internal stress of the metal material in the forming space becomes high during processing, the volume of the metal material has a predetermined size (target and target) based on the variation in the volume of the metal material. It is conceivable that the volume is larger than the volume of the ring-shaped member. In such a case, the present invention reduces the stress applied to the mandrel by lowering the internal stress of the metal material (by letting the surplus thickness of the metal member escape to one of the support shafts), and forming space. It is possible to prevent the metal material from being distorted inside.
[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1、2により説明する。尚、本例のリング状部材の製造方法及び製造装置の特徴は、加工後のリング状部材35の外径寸法を規制する構造、及び、金属素材26の余肉を特定の軸方向に逃がす事ができる構造を設けた点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図9、10に示した従来の製造方法及び製造装置と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。尚、本例は、本発明を、前記金属素材26に圧延転造加工を施して外輪用のリング状部材を造る為の製造方法及び製造装置に適用した例を示している。但し、本発明のリング状部材の製造方法、及び製造装置は、前述した図9、10に示した従来構造と同様に、内輪用のリング状部材を対象とする事もできる。
[First example of embodiment]
A first example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the ring-shaped member of this example are characterized by a structure that regulates the outer diameter of the ring-shaped
本例のリング状部材の製造装置21aは、マンドレル23aと、外径拘束型36と、成形ロール24aと、サポートロール25aとを備えている。
このうちの、マンドレル23aは、軸方向に離隔した状態で互いに同心に設けられた1対の金属製(例えば、ダイス鋼、ハイス鋼、超硬合金等)の支持軸部37a、37bと、軸方向に関してこれら両支持軸部37a、37b同士の間に同心に設けられた金属製(例えば、ダイス鋼、ハイス鋼、超硬合金等)の転造軸部38とを有している。
The ring-shaped
Of these, the mandrel 23a includes a pair of
前記両支持軸部37a、37bのうち、一方(図1の上方)の支持軸部37aは、その中心に軸方向両端が開口した中心孔39aを有する中空軸状である。この中心孔39aのうち、軸方向一端(図9の上端)寄り部分は、ねじ孔40aが形成されている。一方、この中心孔39aのうち、軸方向他端(図1の下端)寄り部分には、軸方向中間部よりも大径な嵌合孔41aが形成されている。又、前記一方の支持軸部37aの外周面のうち、軸方向一方側半部には、軸方向他方側半部よりも小径で軸方向に関して外径が変化しない小径円筒部42aが形成されている。又、本例の場合、前記一方の支持軸部37aの外周面のうち、他方側半部をマンドレル側規制面43aとしている。尚、上述の中心孔39aは、後述する転造軸部38を前記一方の支持軸部37aから取り外す際に、杆状のノックアウト治具を挿通する為に利用する事もできる。
Of the
又、前記両支持軸部37a、37bのうちの、他方(図1の下方)の支持軸部37bは、上述の一方の支持軸部37aと図1の上下方向に関して対称な形状としている。
即ち、前記他方の支持軸部37bは、その中心に軸方向両端に開口した中心孔39bを有する中空軸状である。又、この中心孔39bのうち、軸方向一端(図1の上端)寄り部分には、軸方向中間部よりも大径な嵌合孔41bが形成されている。一方、前記中心孔39bのうち、軸方向他端寄り部分には、ねじ孔40bが形成されている。更に、前記他方の支持軸部37bの外周面のうち、軸方向他方側半部には、軸方向一方側半部よりも小径で軸方向に関して外径が変化しない小径円筒部42bが形成されている。又、本例の場合、前記他方の支持軸部37bの外周面のうち、軸方向一方側半部をマンドレル側規制面43bとしている。
尚、上述の様な支持軸部37a、37bは、例えば、超硬合金等の様な剛性が高い金属製とするのが好ましい。又、前記両支持軸部37a、37bの外径寸法は、適宜設定する事ができる。これら両支持軸部37a、37bの外径寸法を小さくした場合には、割れ難い鋼製(例えば、ダイス鋼、ハイス鋼)とするのが好ましい。
The other
That is, the other
The
又、前記転造軸部38は、上述の両支持軸部37a、37bよりも軸方向寸法が小さく、中実状の杆状部材であり、軸方向両端寄り部分に設けられた1対の嵌合部44a、44bと、軸方向に関してこれら両嵌合部44a、44b同士の間に設けられた転造面部45とから成る。このうちの両嵌合部44a、44bは、それぞれが軸方向に関して外径が変化しない円柱状である。この様な両嵌合部44a、44bのうち、一方の嵌合部44aの外径寸法は、前記一方の支持軸部37aの嵌合孔41aの内径寸法よりも僅かに大きい。一方、前記両嵌合部44a、44bのうち、他方の嵌合部44bの外径寸法は、前記他方の支持軸部37bの嵌合孔41bの内径寸法よりも僅かに小さい。
The rolling
又、前記転造面部45は、外周面に、前記金属素材26の内周面に転造加工を施す為の第一転造面46が形成されている。
この第一転造面46は、前記金属素材26に圧延転造加工を施して得られるリング状部材35の内周面の形状に見合った形状を有しており、軸方向中間部に形成された軌道形成部47と、この軌道形成部47の軸方向両側に形成された1対の円筒面部48、48と、軸方向両端寄り部分に形成された溝形成部49、49とから成る。
このうちの軌道形成部47は、前記金属素材26の内周面に外輪軌道を形成(転造)する為のものであり、前記マンドレル23aの中心軸を通る仮想平面に関する断面形状(母線形状)が、軸方向中央部に向かう程外径が大きくなる断面半円弧状である。又、前記両溝形成部49は、前記金属素材26の内周面の軸方向両端寄り部分にシールリングの外端縁を係止する為の係止溝を形成(転造)する為のものであり、前記仮想平面に関する断面形状(母線形状)が、前記軌道形成部47側に形成された凸部と、軸方向両端側に形成された凹部とを滑らかに連続させた断面略S字形である。
Further, the rolling
The first rolling
Of these, the
この様な転造軸部38は、前記一方の嵌合部44aを前記一方の支持軸部37aの嵌合孔41aに締り嵌めで内嵌する事により、この一方の支持軸部37aに対する軸方向の変位及び傾斜を規制された状態で支持固定されている。
一方、前記転造軸部38は、前記他方の嵌合部44bを前記他方の支持軸部37bの嵌合孔41bに隙間嵌めで内嵌されている。この状態で、この他方の支持軸部37bは、前記転造軸部38に対して軸方向に変位する事ができる。尚、この他方の支持軸部37bに対する、前記転造軸部38の径方向のがたつき及び傾斜の大きさが最小限となる様に、前記他方の嵌合部44bの外径寸法と、前記他方の支持軸部37bの嵌合孔41bの内径寸法とを規制する。
Such a rolling
On the other hand, the rolling
上述の様なマンドレル23aを構成する一方の支持軸部37aは、小径側円筒部42aに外嵌した複列のラジアル円すいころ軸受50aを介して、例えばハウジング等の固定部分に支持固定された固定支持部51aに回転可能な状態で支持されている。この様な固定支持部51aは、加工中以外は、前記金属素材26の着脱の為に、例えば軸方向に退避させる事ができる。又、前記ラジアル円すいころ軸受50aを構成する、内輪の軸方向他端面は、前記小径円筒部42aの軸方向他端部と前記マンドレル側規制面43aの軸方向一端部とを連続する段部53aに当接している。一方、前記内輪の軸方向一端面は、前記一方の支持軸部37aの軸方向一端部に組み付けられた抑え部材54aの軸方向他端面に当接している。この様にして、前記ラジアル円すいころ軸受50aの軸方向に関する位置決めを図っている。尚、前記抑え部材54aは、円板状であり、中心部に形成された通孔55aを挿通したボルト56aを、前記一方の支持軸部37aのねじ孔40aに螺合する事により、この一方の支持軸部37aの軸方向一端部に組み付けられている。上述の様に、前記一方の支持軸部37aを、前記ラジアル円すいころ軸受50aを介して前記固定支持部51aに支持する事により、この一方の支持軸部37aの軸方向他端部(転造軸部38側の端部)の振れを小さくする事ができる。
One
一方、前記マンドレル23aを構成する他方の支持軸部37bは、小径円筒部42bに外嵌した複列のラジアル円すいころ軸受50bを介して、変位可能支持部52aに回転可能な状態で支持されている。この変位可能支持部52aは、受け台等の固定部分57に対して軸方向の変位を可能な状態で支持されており、加工中以外は、前記金属素材26の着脱の為に、例えば軸方向に退避させる事ができる。
On the other hand, the other
又、前記ラジアル円すいころ軸受50bを構成する内輪の軸方向一端面は、前記小径円筒部42bの軸方向一端部と前記マンドレル側規制面43bの軸方向他端部とを連続する段部53bに当接している。一方、前記内輪の軸方向他端面は、前記他方の支持軸部37bの軸方向他端部に組み付けられた抑え部材54bの軸方向一端面に当接している。この様にして、前記ラジアル円すいころ軸受50bの、軸方向に関する位置決めを図っている。尚、前記抑え部材54bは、円柱状であり、中心部に形成された段付き形状の通孔55bを挿通したボルト56bを、前記他方の支持軸部37bのねじ孔40bに螺合する事により、この他方の支持軸部37bの軸方向他端部に組み付けられている。
Further, one end surface in the axial direction of the inner ring constituting the radial tapered
又、本例の場合、前記変位可能支持部52aと、前記固定部分57との間に、特許請求の範囲に記載した付勢手段及び変位規制手段に相当する、例えば、バネ等の機械式、油圧式、ガス圧式、又は空圧式等の弾性部材58、58を設けている。そして、これら各弾性部材58、58により、前記他方の支持軸部37bを、前記転造軸部38に向けて(図1の上方に向けて)付勢している。この状態で、前記他方の支持軸部37b及び前記変位可能支持部52aは、前記一方の支持軸部37a及び前記転造軸部38に対して軸方向に変位する事ができる。前記弾性部材58、58の弾性力(他方の支持軸部37bを付勢する力)は、適宜設定するものであるが、後述する加工の際、成形空間内が前記金属部材26で満たされた状態で、この金属部材26が前記他方の支持軸部37bを軸方向に押圧する押圧力よりは小さく設定しておく。
尚、前記一方の支持軸部37aと、前記他方の支持軸部37bとの水平方向(図1の左右方向)の動きを同調させる観点から、前記固定支持部51aと前記変位可能支持部52aとを、共通の固定部分57に支持するのが好ましい。
Further, in the case of this example, between the
From the viewpoint of synchronizing the movement in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 1) of the one
又、前記外径拘束型36は、金属製(例えば、ダイス鋼、ハイス鋼、超硬合金等)の円環状部材であり、外周面が、軸方向に関して外径が変化しない円筒面状である。一方、前記外径拘束型36の内周面には、前記金属素材26の外周面に転造加工を施す為の第二転造面59が形成されている。本例の場合、この第二転造面59は、軸方向に関して内径が変化しない円筒面状としている。又、前記外径拘束型36は、加工後のリング状部材35の外径寸法に等しい内径寸法を有している。この様な外径拘束型36は、内径側に前記マンドレル23aの転造軸部38を挿通した状態で、前記第二転造面59を前記第一転造面46に対向させている。尚、この状態で、前記外径拘束型36の中心軸は、前記マンドレル23aの中心軸と平行である。
The outer
又、前記成形ロール24aは、1個の金属製のローラ60と、このローラ60の中心孔に挿通された回転軸61とから成り、この回転軸61(ローラ60の中心軸)が前記マンドレル23a及び外径拘束型36の中心軸と平行となる状態で前記外径拘束型36の外径側に配置されている。この様な成形ロール24aは、前述した図9、10に示した従来構造と同様に、電動モータ34(図9参照)の回転により回転駆動された状態で、図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータにより、前記外径拘束型36に対する遠近動{水平方向(図1の左右方向)の変位}を可能としている。
The forming
又、前記サポートロール25aは、前述した図9、10に示した従来構造と同様に、1対の金属製のローラ62a、62bと、これら両ローラ62a、62bの中心孔に挿通された回転軸63とから成る。この様なサポートロール25aは、この回転軸63(両ローラ62a、62bの中心軸)が前記マンドレル23a、前記外径拘束型36、及び前記成形ロール24aの中心軸と平行な状態で、前記マンドレル23aの中心軸に関して、この成形ロール24aと反対側に配置されている。又、前記サポートロール25aは、前記電動モータ34の回転に基づいて、前記成形ロール24aと同期して回転駆動される。この様なサポートロール25aは、加工中に、前記両ローラ62a、62bの外周面の一部を、それぞれ前記マンドレル23aのマンドレル側規制面43a、43bに当接させる事により、このマンドレル23aの前記サポートロール25a側への変位を規制する為のものである。尚、本例の場合、前記サポートロール25aは、加工中に、水平方向に変位しない様に規制されている。従って、このサポートロール25aが、前記マンドレル23aを前記成形ロール24a側に押圧する事はない。但し、加工中に、前記サポートロール25aを、前記成形ロール24a側に変位する様に構成して、前記マンドレル23aをこの成形ロール24a側に押圧する様に構成する事もできる。この様な構成を採用した場合には、上述の様に前記成形ロール24aが水平方向に変位する構成としても良いし、水平方向に変位しない構成とする事もできる。
The
以下、上述の様な構成を有するリング状部材の製造装置21aを使用して、前記金属素材26に圧延転造加工を施して、前記リング状部材35を造る手順に就いて説明する。
先ず、前記金属素材26を、内径側に前記マンドレル23aを挿通した状態で、この金属素材26の円周方向一部を、このマンドレル23aの第一転造面46と、前記外径拘束型36の第二転造面59と、前記両支持軸部37a、37bの前記転造軸部38側の端面との間に形成された成形空間内に配置する。
Hereinafter, a procedure for manufacturing the ring-shaped
First, in a state where the mandrel 23a is inserted into the inner diameter side of the
この状態で、前記サポートロール25aを回転駆動すると共に、このサポートロール25aの両ローラ62a、62bの外周面の一部を、前記マンドレル23aの各マンドレル側規制面43a、43bに近接対向させておく。
次いで、前記成形ロール24aを、前記サポートロール25と同期して回転駆動しながら、前記外径拘束型36に近付く様に水平方向に変位させて、前記成形ロール24aのローラ60の外周面を前記外径拘束型36の外周面に当接させる。すると、前記成形ロール24aの回転に伴い、この外径拘束型36が連れ回る。
In this state, the
Next, while rotating the forming
この状態から更に、前記成形ロール24aを前記外径拘束型36に向けて変位(押圧)させると、この外径拘束型36及び前記金属素材26を介して前記マンドレル23aが図1の左側に向けて押圧されて、前記サポートロール25aの両ローラ62a、62bの外周面が、前記マンドレル23aの両マンドレル側規制面43a、43bに強く当接する。すると、前記サポートロール25aの両ローラ62a、62bの回転に伴い、前記マンドレル23aが連れ回る。又、この状態では、前記外径拘束型36とこのマンドレル23aとが、同期して回転しており、これら両部材36、23aの回転に伴い、前記金属素材26が回転する。
When the forming
この状態から更に、前記成形ロール24aを前記外径拘束型36に向けて変位(押圧)させると、先ず、前記金属素材26の軸方向両端面が、前記両支持軸部37a、37bの前記転造軸部38側の端面に当接するまで、前記金属素材26の軸方向寸法が大きくなる様に塑性変形する。そして、この金属素材26の軸方向両端面が、前記両支持軸部37a、37bの前記転造軸部38側の端面に当接すると、前記金属素材26の外周面が、前記外径拘束型36の内周面に全周に亙り当接するまで、外径が大きくなる様に塑性変形する。この状態では、前記成形空間が、前記金属素材26により満たされた状態となる。
尚、上述の様に前記金属素材26の軸方向両端面のうち、前記他方の支持軸部37b側の端面が、この他方の支持軸部37bに当接した状態では、前記金属素材26からこの他方の支持軸部37bに対して軸方向の押圧力が加わる。本例の場合、この状態で加わる押圧力よりも、前記各弾性部材58、58の弾性力(各弾性部材58、58が他方の支持軸部37bを付勢する力)を大きく設定している為、上述の状態ではこの他方の支持軸部37bは、軸方向に変位する事はない。
When the forming
As described above, in the state where the end surface on the other
この状態から更に、前記成形ロール24aを前記外径拘束型36に向けて変位(押圧)させると、前記金属素材26の内部応力が高まり、前記成形空間を構成する、周囲の部材(マンドレル23a、外径拘束型36、及び両支持軸部37a、37b)を押圧する。そして、前記金属素材26の押圧力のうち、前記他方の支持軸部37bの前記転造軸部38側の端面に加わる押圧力が、所定の値(各弾性部材58、58の弾性力)を超えると、この他方の支持軸部37bが、図2に示す様に、前記各弾性部材58、58の弾性力に抗して、前記転造軸部38から離れる方向(図2の下方)に向けて変位する。すると、前記成形空間の軸方向他端部が解放されて、当該部分から前記金属素材26の余肉64(図2に斜格子で示す部分)を逃がす事ができる。尚、上述の圧延転造加工により得られるリング状部材35に、必要に応じて切削加工、研削加工等の仕上げ加工を施して外輪とする。
When the forming
上述の様に構成する本例のリング状部材の製造方法及び製造装置によれば、前記マンドレル23aに損傷が生じる事を防止すると共に、加工後のリング状部材35の形状の精度の向上を図れる。
即ち、本例の場合、前記マンドレル23aを構成する前記他方の支持軸部37bが、前記金属素材26から所定の軸方向(転造軸部38から離れる方向)の押圧力を受けた場合に、この他方の支持軸部37bが、前記転造軸部38から軸方向に離れる方向に変位できる様に構成している。この為、加工中に、前記成形空間内の金属素材26の内部応力が高くなった場合でも、前記他方の支持軸部37bが前記転造軸部38から離れる方向に変位して、前記成形空間内のこの他方の支持軸部37b側を解放する事により、当該部分から前記金属素材26の余肉を逃がす事ができる。この結果、前記成形空間内での前記金属素材26の内部応力が低くなり、前記マンドレル23aに加わる応力を小さくできる。
又、上述の様に、加工中の金属素材26の内部応力を解放する事ができる為、成形空間内でこの金属素材26が歪む事を防止できる。この結果、加工後のリング状部材35の真円度が悪化する事を防止できる。
According to the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the ring-shaped member of the present example configured as described above, it is possible to prevent the mandrel 23a from being damaged and improve the accuracy of the shape of the ring-shaped
That is, in the case of this example, when the other
Further, as described above, since the internal stress of the
又、本例の場合、加工の終盤で、前記外径拘束型36により金属素材26の外径を拘束すると共に、前記一方の支持軸部37aの前記転造軸部38側の端面により前記金属素材26の軸方向一端面を拘束する事ができる。この為、加工後のリング状部材35の外周面と軸方向一端面には切削加工を施さなくて済むか、或いは施す場合でも僅かな加工で済む。一方、前記リング状部材35の前記他方の支持軸部37b側の端面は、余肉の移動が多い場合には、切削加工を施す。但し、余肉の移動が無い場合或いは僅かである場合には、切削加工を省略する事もできる。この様に、本例の場合、切削加工の工程を短くしたり、切削加工を施す位置を限定して、生産効率の向上を図れる。尚、製品によっては、仕上げ加工を施す事なく、本例の製造方法により製造されたリング状部材35が、最終製品となる場合もある。
In the case of this example, the outer diameter of the
又、本例の場合、前記マンドレル23aを、それぞれ別体に設けた1対の支持軸部37a、37bと、転造軸部38とにより構成している。この為、この転造軸部38が損傷した場合に、この転造軸部38のみの交換で済む。この結果、修理コストを抑える事ができる。
又、本例の様に、短い転造軸部38の軸方向両端部を、剛性の高い前記両支持軸部37a、37bにより支持する構成は、この転造軸部38を支持する位置が、前記金属素材26に近くなる為、この金属素材26から加わる曲げ応力を低減する事ができる。この結果、前記マンドレル23aの耐久性の向上を図れる。
In the case of this example, the mandrel 23a is constituted by a pair of
Further, as in this example, the configuration in which both axial end portions of the short
又、本例の場合、上述の圧延転造加工により、前記リング状部材22の外周面、内周面、及び前記一方の支持軸部37a側の端面を、同時に仕上げる事ができる。この為、前記リング状部材22の前記一方の支持軸部37b側の端面から、外輪軌道及びシールリング用の係止溝までの軸方向距離の精度の向上を図れる。この結果、リング状部材の軸方向端面を基準として行う研削加工の前準備としての切削加工を不要にするか、或いは切削加工を行う場合でも簡単に済ませる事ができる。
In the case of this example, the outer peripheral surface, the inner peripheral surface, and the end surface on the one
[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図3により説明する。本例のリング状部材の製造装置の場合、マンドレルを構成する一方の支持軸部37aと、転造軸部38とを一体に形成している。その他の構成及び作用効果に就いては、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
[Second Example of Embodiment]
A second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the manufacturing apparatus of the ring-shaped member of this example, one
[実施の形態の第3例]
本発明の実施の形態の第3例に就いて、図4により説明する。本例のリング状部材の製造装置21bは、前述の実施の形態の第1例と同様に、マンドレル23bを、1対の支持軸部37c、37dと、転造軸部38aとにより構成している
本例の場合、前記両支持軸部37c、37dのうちの、一方の支持軸部37cの中心孔39cのうち、軸方向他端寄り部分に形成された嵌合孔41cの内径寸法を、前記転造軸部38aの一方の嵌合部44aの外径寸法よりも僅かに大きくしている。又、前記一方の支持軸部37cは、外周面の軸方向一方側半部に形成された小径円筒部42aのうち、軸方向一端寄り部分に雄ねじ部65aが形成されている。そして、この雄ねじ部65aに螺合したナット状の抑え部材66aの先端部(軸方向他端部)を、ラジアル円すいころ軸受50aを構成する内輪の軸方向一端面に当接させている。尚、この内輪の軸方向他端面は、前記小径円筒部42aの軸方向他端部とマンドレル側規制面43aの軸方向一端部とを連続する段部53aに当接している。又、本例の場合、前記一方の支持軸部37cの中心孔39cのうち、軸方向一端寄り部分に、ねじ孔を形成していない。
[Third example of embodiment]
A third example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the ring-shaped
又、前記一方の支持軸部37cは、前記ラジアル円すいころ軸受50aを介して、変位可能支持部52bに回転可能な状態で支持されている。特に、本例の場合、この変位可能支持部52bと、受け台等の固定部分57との間に、例えば、バネ等の機械式、油圧式、ガス圧式、又は空圧式等の弾性部材58、58を設けている。そして、これら各弾性部材58、58により、前記一方の支持軸部37cを、前記転造軸部38aに向けて(図4の下方に向けて)付勢している。この状態で、前記一方の支持軸部37cは、前記転造軸部38aに対して軸方向に変位する事ができる。尚、前記弾性部材58、58の弾性力(一方の支持軸部37cを付勢する力)は、前述した実施の形態の第1例と同様に適宜設定する。本例の場合、一方の支持軸部37bを付勢する弾性部材58、58の弾性力と、後述する他方の支持軸部37dを付勢する弾性部材58、58の弾性力とを同じとしている。
The one
一方、前記両支持軸部37c、37dのうち、他方の支持軸部37dは、前述した一方の支持軸部37cと図4の上下方向に関して対称な形状としている。
即ち、この様な一方の支持軸部37cの外周面の軸方向他方側半部に形成された小径円筒部42bのうち、軸方向他端寄り部分に雄ねじ部65bが形成されている。そして、この雄ねじ部65bに螺合したナット状の抑え部材66aの先端部(軸方向一端部)を、ラジアル円すいころ軸受50bを構成する内輪の軸方向他端面に当接させている。尚、この内輪の軸方向一端面は、前記小径円筒部42bの軸方向一端部とマンドレル側規制面43bの軸方向他端部とを連続する段部53bに当接している。又、本例の場合、前記他方の支持軸部37dの中心孔39dのうち、軸方向他端寄り部分に、ねじ孔を形成していない。その他の、前記他方の支持軸部37dの構造及び支持態様は、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
On the other hand, of the
That is, the
又、前記転造軸部38aは、軸方向両端面の中心部に、この軸方向両端面から軸方向に延出した状態で1対の連結軸部67a、67bが設けられている。これら両連結軸部67a、67bは、前記両支持軸部37c、37dの中心孔39c、39dに挿通された状態で、それぞれの先端部を、固定部分57に支持固定されている。この様にして、前記転造軸部38aの軸方向に関する位置決めを図っている。
Further, the rolling
上述の様な構成を有する本例の場合、加工中に、成形空間が金属素材26により満たされた状態で、前記金属素材26から前記両支持軸部37c、37dに加わる軸方向の押圧力が所定の値を超えた場合に、これら両支持軸部37c、37dが、それぞれ前記各弾性部材58、58の弾性力に抗して、前記転造軸部38aから離れる方向に向けて変位する。この為、前記成形空間の軸方向両端部が解放されて、当該両部分から前記金属素材26の余肉64を逃がす事ができる。その他の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of this example having the above-described configuration, the axial pressing force applied from the
[実施の形態の第4例]
本発明の実施の形態の第4例に就いて、図5により説明する。本例のリング状部材の製造装置21cの場合、マンドレル23cを構成する両支持軸部37e、37bのうちの一方の支持軸部37eの中心孔39eのうち、軸方向他端部に設けられた嵌合孔41c以外の部分の内径を、実施の形態の第1例の場合よりも大きくしている。尚、この嵌合孔41cの内径寸法は、前述した実施の形態の第2例と同様に、転造軸部38cの一方の嵌合部44aの外径寸法よりも僅かに大きい。そのほか、前記一方の支持軸部37eの構造は、前述した実施の形態の第2例の構造と同様であり、その支持態様は、前述した実施の形態の第1例と同様である。
又、前記両支持軸部37e、37bのうちの他方の支持軸部37bの構造及び支持態様は、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
[Fourth Example of Embodiment]
A fourth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the ring-shaped
The structure and support mode of the other
又、本例の場合、転造軸部38cの軸方向一端面に、この転造軸部38cの一方の嵌合部44aよりも小径であり、当該端面から軸方向一方に延出した連結軸部67cを設けている。この連結軸部67cは、前記一方の被支持軸37eの中心孔39eに挿通された状態で、その先端部を、例えば、バネ等の機械式、油圧式、ガス圧式、又は空圧式等の弾性部材58aを介して固定部分57に支持されている。この弾性部材58aは、前記転造軸部38cに対して、前記一方の支持軸部37eに近付く方向(図5の上方)の弾性力を付与している。尚、前記弾性部材58aに弾力を付与された状態で、前記転造軸部38cは、前記一方の嵌合部44aの軸方向一端面と、前記一方の支持軸部37eの嵌合孔41cの底部との係合(当接)により、軸方向一方側への変位を規制されている。従って、前記転造軸部38cは、この転造軸部38cに所定の軸方向(一方の支持軸部37eから離れる方向)の押圧力が加わった場合に、前記弾性部材58aの弾性力に抗して、前記一方の支持軸部37eから離れる方向(図5の下方)に変位する事ができる。
Further, in the case of this example, a connecting shaft that is smaller in diameter than one
以上の様な構成を有する本例の場合、圧延転造加工の際、金属素材26の軸方向に関する流動をバランス良く行う事ができる。
即ち、前記転造軸部38cには、軌道形成部47及び溝形成部49等の凹凸部が形成されている。この為、これら凹凸部と前記金属素材26(図1参照)とが係合して、成形空間内でのこの金属素材26の、前記一方の支持軸部37e側から他方の支持軸部37b側への流動がスムーズに行われない可能性がある。本例の場合、前記転造軸部38cを、前記一方の支持軸部37eに対して軸方向他方への変位を可能な状態で支持している。この為、前記転造軸部38cの凹凸部と前記金属素材26との係合に基づいて、この転造軸部38cに前記一方の支持軸部37eから離れる方向の押圧力が加わった場合に、前記転造軸部38cが、前記金属素材26と共に軸方向他方に変位して、この金属素材26の、前記一方の支持軸部37e側から他方の支持軸部37b側への流動を妨げない様にする事ができる。この結果、軸方向に関してバランスが良い高品質なリング状部材を得る事ができる。その他の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of this example having the above-described configuration, the flow of the
That is, the rolling
[実施の形態の第5例]
本発明の実施の形態の第5例に就いて、図6により説明する。本例のリング状部材の製造装置21dは、マンドレル23cを構成する両支持軸部37c、37dを、送りねじ機構68、68により、軸方向に関して変位できる様に設けている。
以下、前記両支持軸部37c、37dの構造及び支持態様に就いて説明するが、これら両支持軸部37c、37dの構造及び支持態様は、これら両支持軸部37c、37d同士で図6の上下方向に関して対称である為、一方(図6の上方)の支持軸部37cに就いてのみ説明する。
[Fifth Example of Embodiment]
A fifth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the ring-shaped
Hereinafter, the structure and the support mode of both the
本例のマンドレル23cは、前述した実施の形態の第3例と同様の構造を有している。この様なマンドレル23cを構成する両支持軸部37c、37dのうちの一方の支持軸部37cは、ラジアル円すいころ軸受50aを介して、変位可能支持部52cに対して、回転可能な状態で支持されている。
前記変位可能支持部52cは、前記マンドレル23cの中心軸を通る仮想平面に関する断面形状が、転造軸部38a側(図6の下方)に開口した断面略コ字形である有底円筒状である。この様な変位可能支持部52cは、前記送りねじ機構68により、固定部分57に対する軸方向の変位を可能な状態に支持されている。
The
The
前記送りねじ機構68は、サーボモータ69と、減速機70と、ボールねじ71と、ナット72とから成る。
このうちの、サーボモータ69は、前記固定部分57の前記転造軸部38aと反対側に固定されている。
又、前記減速機70は、前記サーボモータ69の出力軸(図示省略)と、前記ボールねじ71との間に設けられている。
前記ボールねじ71は、その一端部を前記減速機70に接続している。又、このボールねじ71は、軸方向中間部を前記固定部分57の貫通孔73に挿通した状態で、その軸方向他半部を、前記固定部分57の前記転造軸部38a側に配置している。
更に、前記ナット72は、前記ボールねじ71の軸方向他端寄り部分に螺合された状態で、前記変位可能支持部52cの底部のうち、前記転造軸部38aと反対側面(図6の上面)に支持固定されている。
上述の様な構成を有する送りねじ機構68は、前記サーボモータ69の駆動に基づいて、前記変位可能支持部52c及び一方の支持軸部37cを軸方向に変位させる事ができる。
The
Of these, the
The
One end of the
Further, the
The
尚、本例の場合、前記一方の支持軸部37c側に設けたサーボモータ69に加わるトルク(金属素材26から一方の支持軸部37aに加わる軸方向の押圧力)、及び、他方の支持軸部37d側に設けたサーボモータ69に加わるトルク(金属素材26から他方の支持軸部に加わる軸方向の押圧力)が、所定の値を超えた場合にのみ、前記両サーボモータ69、69を同時に駆動して、前記両支持軸部37c、37dを前記転造軸部38aから離れる方向に変位させる様に構成している。従って、前記金属素材26が、その軸方向寸法が大きくなる様に塑性変形している状態で、この金属素材26の軸方向一端面のみが前記一方の支持軸部37aの前記転造軸部38a側の端面に当接して、この一方の支持軸部37a側に設けられたサーボモータ69に加わるトルクのみが増加した場合、又は、これとは逆に、前記他方の支持軸部37d側に設けられたサーボモータ69に加わるトルクのみが増加した場合には、前記両サーボモータ69、69を駆動しない様に規制している。
In the case of this example, the torque applied to the
以下、上述の様な構成を有するリング状部材の製造装置21dを使用して、金属素材26に圧延転造加工を施して、リング状部材35を造る手順に就いて説明する。
先ず、前記金属素材26を、リング状部材の製造装置21dにセットする。
この状態で、サポートロール25aを回転させると共に、このサポートロール25aの両ローラ62a、62bの外周面の一部を、それぞれ前記マンドレル23cのマンドレル側規制面43a、43bに近接対向させておく。
Hereinafter, a procedure for producing the ring-shaped
First, the
In this state, the
次いで、前記成形ロール24aを回転させながら、外径拘束型36に近付く様に水平方向に変位させて、この成形ロール24aのローラ60の外周面を前記外径拘束型36の外周面に当接させる。すると、前記成形ロール24aの回転に伴い、この外径拘束型36が連れ回る。
Next, while rotating the forming
この状態から更に、前記成形ロール24aを前記外径拘束型36に向けて変位(押圧)させると、この外径拘束型36及び前記金属素材26を介して前記マンドレル23cが図6の左側に向けて押圧されて、前記サポートロール25aの両ローラ62a、62bの外周面が、それぞれ前記マンドレル23cの両マンドレル側規制面43a、43bに当接する。すると、前記サポートロール25aの両ローラ62a、62bの回転に伴い、前記マンドレル23cが連れ回る。又、この状態では、前記外径拘束型36とこのマンドレル23cとが、同期して回転しており、これら両部材36、23aの回転に伴い、前記金属素材26が回転する。
When the forming
この状態から更に、前記成形ロール24aを前記外径拘束型36に向けて変位(押圧)させると、先ず、前記金属素材26の軸方向両端面が、前記両支持軸部37c、37dの前記転造軸部38側の端面に当接するまで、軸方向寸法が大きくなる様に塑性変形する。そして、前記金属素材26の軸方向両端面が、前記両支持軸部37c、37dの前記転造軸部38側の端面に当接すると、前記金属素材26の外周面が、前記外径拘束型36の内周面に全周に亙り当接するまで、外径が大きくなる様に塑性変形する。この状態では、前記成形空間が、前記金属素材26により満たされた状態となる。
When the forming
この状態から更に、前記成形ロール24aを前記外径拘束型36に向けて変位(押圧)させると、前記金属素材26の内部応力が高まり、この金属素材26が前記成形空間を構成する周囲の部材(マンドレル23c、外径拘束型36、両支持軸部37c、37d)を押圧する。そして、前記金属素材26の押圧力のうち、これら両支持軸部37c、37dに加わる軸方向の押圧力(両サーボモータ69、69に加わるトルク)が所定の値を超えると、これら両サーボモータ69、69が駆動して、前記両支持軸部37c、37dを、前記転造軸部38aから離れる方向に向けて変位させる。すると、前記成形空間の軸方向両端部が解放されて、当該両部分から前記金属素材26の余肉を逃がす事ができる。尚、所望のリング状部材の形状が得られるまで、必要に応じて、上述の工程を複数回繰り返す事もできる。その他の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第3例の場合と同様である。
尚、本例を実施する場合に、変位可能支持部を軸方向に変位させる為の送りねじ機構の構造は、前述の構造に限定されるものではない。又、前記両サーボモータ69、69は、1つのサーボモータにより共通化を図る事もできる。
When the forming
In addition, when implementing this example, the structure of the feed screw mechanism for displacing the displaceable support portion in the axial direction is not limited to the above-described structure. The
本発明の製造方法及び製造装置の対象となるリング状部材には、仕上げ加工(切削加工又は研削加工)を施す必要があるリング状部材だけでなく、仕上げ加工が不要なリング状部材(内輪、外輪)も含まれる。
又、本発明を実施する場合には、前述した実施の形態の各例の構造を、適宜組み合わせて実施する事も可能である。
又、前述の各実施の形態では、加工中に、サポートロールを水平方向に変位させる事なく、成形ロールのみを水平方向(マンドレル側)に変位させる構成を採用している。但し、これとは逆に、成形ロールを水平方向に変位させる事なく、サポートロールのみを水平方向(マンドレル側)に変位させる構成とする事もできる。又、サポートロールと成形ロールとの両方を、水平方向に変位させる構成を採用する事もできる。
又、前述の実施の形態の第5例を実施する場合に、マンドレルを構成する両支持軸部のうち、一方の支持軸部の軸方向変位を規制して、他方の被支持軸のみを送りねじ機構により軸方向に変位させる構成を採用する事もできる。即ち、前述した実施の形態の第1例の構造に於いて、他方の支持軸部を軸方向に変位可能に支持する構造の代わりに、前述の実施の形態の第5例の送りねじ機構の構成を採用する事もできる。
The ring-shaped member that is the object of the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the present invention is not only a ring-shaped member that needs to be finished (cutting or grinding), but also a ring-shaped member that does not require finishing (an inner ring, Outer ring) is also included.
Moreover, when implementing this invention, it is also possible to implement combining suitably the structure of each example of embodiment mentioned above.
Further, in each of the above-described embodiments, a configuration is adopted in which only the forming roll is displaced in the horizontal direction (mandrel side) without displacing the support roll in the horizontal direction during processing. However, on the contrary, it is also possible to adopt a configuration in which only the support roll is displaced in the horizontal direction (mandrel side) without displacing the forming roll in the horizontal direction. Moreover, the structure which displaces both a support roll and a forming roll to a horizontal direction is also employable.
Further, when the fifth example of the above-described embodiment is carried out, the axial displacement of one of the support shafts constituting the mandrel is restricted, and only the other supported shaft is fed. It is also possible to employ a configuration in which the screw mechanism is displaced in the axial direction. That is, in the structure of the first example of the above-described embodiment, instead of the structure of supporting the other support shaft portion so as to be displaceable in the axial direction, the feed screw mechanism of the fifth example of the above-described embodiment is used. A configuration can also be adopted.
1 ラジアル玉軸受
2 外輪
3 内輪
4 玉
5 外輪軌道
6 内輪軌道
7 保持器
8 ビレット
9 小径部
10 大径部
11 第一中間素材
12 第二円筒部
13 第二中間素材
14 第一円筒部
15 第三中間素材
16 底部
17 第四中間素材
18 小径円筒部材
19 内向鍔部
20 大径円筒部材
21、21a、21b、21c、21d リング状部材の製造装置
22 リング状部材
23、23a、23b、23c マンドレル
24、24a 成形ロール
25、25a サポートロール
26 金属素材
27 第一転造面
28 マンドレル側規制面
29 受け台
30 第二転造面
31 成形ロール側規制面
32 ローラ
33 同期機構
34 電動モータ
35 リング状部材
36 外径拘束型
37a、37b、37c、37d、37e 支持軸部
38、38a、38c 転造軸部
39a、39b、39c、39d、39e 中心孔
40a、40b ねじ孔
41a、41b、41c 嵌合孔
42a、42b 小径円筒部
43a、43b マンドレル側規制面
44a、44b 嵌合部
45 転造面部
46 第一転造面
47 軌道形成部
48 円筒面部
49 溝形成部
50a、50b ラジアル円すいころ軸受
51a、51b 固定支持部
52a、52b、52c 変位可能支持部
53a、53b 段部
54a、54b 抑え部材
55a、55b 通孔
56a、56b ボルト
57 固定部分
58、58a 弾性部材
59 第二転造面
60 ローラ
61 回転軸
62a、62b ローラ
63 回転軸
64 余肉
65a、65b 雄ねじ部
66a、66b 抑え部材
67a、67b、67c 連結軸部
68 送りねじ機構
69 サーボモータ
70 減速機
71 ボールねじ
72 ナット
73 貫通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radial ball bearing 2 Outer ring 3 Inner ring 4 Ball 5 Outer ring raceway 6 Inner ring raceway 7 Cage 8 Billet 9 Small diameter part 10 Large diameter part 11 First intermediate material 12 Second cylindrical part 13 Second intermediate material 14 First cylindrical part 15 First Three intermediate materials 16 Bottom portion 17 Fourth intermediate material 18 Small-diameter cylindrical member 19 Inward flange portion 20 Large-diameter cylindrical member 21, 21a, 21b, 21c, 21d Ring-shaped member manufacturing apparatus 22 Ring-shaped member 23, 23a, 23b, 23c Mandrel 24, 24a Forming roll 25, 25a Support roll 26 Metal material 27 First rolling surface 28 Mandrel side regulating surface 29 Receiving base 30 Second rolling surface 31 Forming roll side regulating surface 32 Roller 33 Synchronizing mechanism 34 Electric motor 35 Ring shape Member 36 Outer diameter constraint type 37a, 37b, 37c, 37d, 37e Support shaft 38, 38a, 38 Rolling shaft portion 39a, 39b, 39c, 39d, 39e Center hole 40a, 40b Screw hole 41a, 41b, 41c Fitting hole 42a, 42b Small diameter cylindrical portion 43a, 43b Mandrel side regulating surface 44a, 44b Fitting portion 45 Rolling Surface portion 46 First rolling surface 47 Track formation portion 48 Cylindrical surface portion 49 Groove formation portion 50a, 50b Radial tapered roller bearing 51a, 51b Fixed support portion 52a, 52b, 52c Displaceable support portion 53a, 53b Step portion 54a, 54b Holding member 55a, 55b Through-holes 56a, 56b Bolt 57 Fixed portion 58, 58a Elastic member 59 Second rolling surface 60 Roller 61 Rotating shaft 62a, 62b Roller 63 Rotating shaft 64 Extra wall 65a, 65b Male thread portion 66a, 66b Holding member 67a, 67b, 67c Connecting shaft 68 Feed screw mechanism 69 Servo motor 70 Reducer 71 Ball screw 72 Nut 73 Through hole
Claims (6)
このうちのマンドレルは、軸方向に離隔した状態で互いに同心に設けられた1対の支持軸部と、軸方向に関してこれら両支持軸部同士の間に、これら両支持軸部と同心に設けられた転造軸部とを有しており、このうちの両支持軸部は、前記転造軸部よりも大径で、支持部に対して支持されるものであり、前記転造軸部は、その外周面に、円環状の金属素材の内周面に転造加工を施す為の第一転造面が形成されており、
前記外径拘束型は、円環状であり、その内周面に前記金属素材の外周面に転造加工を施す為の第二転造面が形成されており、その内径側に前記マンドレルの転造軸部を挿通し、且つ、この第二転造面を前記第一転造面に対向させた状態で配置されており、
前記マンドレルの第一転造面と、前記外径拘束型の第二転造面と、前記両支持軸部の前記転造軸部側の端面とにより形成される成形空間に、前記金属素材の円周方向一部を配置した状態で、自身の中心軸を中心として回転する前記マンドレルの第一転造面と、自身の中心軸を中心として回転する前記外径拘束型の第二転造面との間で、この金属素材を押圧して、この金属素材の内周面及び外周面に転造加工を施す事によりリング状部材を形成する、リング状部材の製造装置であって、
前記マンドレルを構成する両支持軸部のうちの少なくとも一方の支持軸部は、前記転造軸部と別体で構成されており、
前記一方の支持軸部が、前記金属素材から所定の軸方向の押圧力を受けた場合に、前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位可能である事を特徴とするリング状部材の製造装置。 Each center axis is arranged in a state parallel to each other, and includes a mandrel and an outer diameter constraint type,
Among these, the mandrel is provided concentrically with the two support shafts between the pair of support shafts provided concentrically with each other in the axial direction and between the two support shafts in the axial direction. And both of the support shaft portions are larger in diameter than the rolling shaft portion and are supported with respect to the support portion, and the rolling shaft portion is The first rolling surface is formed on the outer circumferential surface of the annular metal material for rolling the inner circumferential surface.
The outer diameter constraining type has an annular shape, and a second rolling surface for rolling the outer peripheral surface of the metal material is formed on the inner peripheral surface, and the mandrel is rolled on the inner diameter side. It is arranged in a state where the shaft-forming part is inserted and the second rolling surface is opposed to the first rolling surface,
In the forming space formed by the first rolling surface of the mandrel, the second rolling surface of the outer diameter restraining type, and the end surface of the both supporting shaft portions on the rolling shaft portion side, the metal material A first rolling surface of the mandrel that rotates about its own central axis in a state where a part of the circumferential direction is arranged, and a second rolling surface of the outer diameter constraining type that rotates about its own central axis A ring-shaped member manufacturing apparatus for forming a ring-shaped member by pressing the metal material and rolling the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the metal material,
At least one support shaft portion of the both support shaft portions constituting the mandrel is configured separately from the rolling shaft portion,
A ring-shaped member characterized in that the one support shaft portion is displaceable in a direction away from the rolling shaft portion in the axial direction when receiving a pressing force in a predetermined axial direction from the metal material. manufacturing device.
加工時に、前記転造軸部に、前記金属素材から所定の軸方向荷重が加わった場合に、この他方の支持軸部から離れる方向に変位可能である、請求項1に記載したリング状部材の製造装置。 The other support shaft portion of the both support shaft portions is configured separately from the rolling shaft portion, and the other support shaft portion is incapable of axial displacement with respect to the support portion. Supported by
The ring-shaped member according to claim 1, wherein when a predetermined axial load is applied from the metal material to the rolled shaft portion during processing, the ring-shaped member can be displaced in a direction away from the other support shaft portion. manufacturing device.
前記両支持軸部のうち、前記転造軸部から軸方向に離れる方向に変位可能に支持された支持軸部が、この金属素材から所定の軸方向荷重を受けた場合に、この支持軸部が前記転造軸部から離れる方向に変位する事により、前記金属素材の余肉を、この支持軸部側に逃がす事を特徴とするリング状部材の製造方法。
A ring-shaped member manufacturing method using the ring-shaped member manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
When the support shaft portion supported so as to be displaceable in the direction away from the rolling shaft portion in the axial direction among the both support shaft portions receives a predetermined axial load from the metal material, the support shaft portion Is displaced in a direction away from the rolling shaft portion, so that the surplus metal material is allowed to escape to the support shaft portion side.
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