JP2019058929A - 転造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１個の支持部材に複数のローラダイスを支持させる構造において、ローラダイスの傾きを抑制することにより、高精度な加工が可能となると共に押圧力の損失を低減できる転造装置を提供する。【解決手段】転造装置１は、支持部材４１ａと、支持部材４１ａに回転可能に支持される第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａと、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａをワークＷに接近させる方向に、支持部材４１ａを直動させる押圧力付与装置５０ａと、第一ローラダイス４２ａ又は第二ローラダイス４３ａがワークＷを押圧することにより、支持部材４１ａの姿勢が傾く場合に、支持部材４１ａの姿勢の傾きを補正する傾き補正用駆動装置７０ａとを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、転造装置に関するものである。

特許文献１，２には、複数のローラダイスを有する転造装置が記載されている。この転造装置においては、荒用ローラダイス及び仕上用ローラダイスが１個の支持部材に回転可能に支持され、当該支持部材がボールねじ装置によってワークに向けて直動する。そして、荒加工を行う場合には、荒用ローラダイスに対応する位置にワークを配置して、ワークに荒用ローラダイスを押圧する。また、仕上加工を行う場合には、仕上用ローラダイスに対応する位置にワークを配置して、ワークに仕上用ローラダイスを押圧する。このように、１台の転造装置は、ワークの荒加工及び仕上加工を行うことができる。

特開平９−６６３３２号公報 特許第３０３４４４７号公報

上記転造装置において、仮に、１個の支持部材で１個のローラダイスを支持する構成とした場合、押圧装置の押圧部分の剛性等によって、押圧部分が傾くことがある。また、上記転造装置においては、２個のローラダイスが１個の支持部材により支持されており、１個のボールねじ装置によって１個の支持部材が直動される。そのため、支持部材がボールねじ装置によって付与される荷重位置と、２個のローラダイスの一方がワークから受ける荷重位置とは、ワークの軸線方向において異なる位置となる。その結果、１個の支持部材及び２個のローラダイスが傾くおそれがある。ローラダイスの傾きによって、ワークの加工精度が低下するおそれがある。また、１個の支持部材が傾いた状態で直動しようとすると、滑らかな直動ができず、押圧力の損失の原因となる。

本発明は、１個の支持部材に複数のローラダイスを支持させる構造において、ローラダイスの傾きを抑制することにより、高精度な加工が可能となると共に押圧力の損失を低減できる転造装置を提供することを目的とする。

本発明に係る転造装置は、支持部材と、前記支持部材に回転可能に支持され、ワークを押圧して前記ワークを第一形状に成形する第一ローラダイスと、前記支持部材に回転可能に支持され、前記支持部材に前記第一ローラダイスとは前記第一ローラダイスの軸線方向に異なる位置に支持され、前記ワークを押圧して前記ワークを第二形状に成形する第二ローラダイスと、前記第一ローラダイス及び前記第二ローラダイスを前記ワークに接近させる方向に、前記支持部材を直動させる押圧力付与装置と、前記第一ローラダイス又は前記第二ローラダイスが前記ワークを押圧することにより、前記支持部材の姿勢が傾く場合に、前記支持部材の姿勢の傾きを補正する傾き補正用駆動装置とを備える。

転造装置によれば、支持部材が、第一ローラダイス及び第二ローラダイスを支持し、第一ローラダイスと第二ローラダイスは、それぞれ異なる位置でワークを押圧している。そのため、第一ローラダイス又は第二ローラダイスがワークを押圧して成形する際に、偏心荷重が大きくなり支持部材の姿勢が傾くおそれがある。しかし、偏心荷重によって支持部材の姿勢が傾く場合には、傾き補正用駆動装置が、支持部材の姿勢の傾きを補正する。従って、支持部材の姿勢の傾きが抑制される。その結果、高精度なワークの加工が可能となり、且つ、押圧力付与装置による押圧力の損失の低減が図られる。

転造装置の平面図である。 図１の右側面図である。 図１のIII−III断面図である。 傾き補正用駆動装置に関連するブロック構成図である。 転造装置を用いた転造方法を示すフローチャートである。 第一ローラダイスによりワークを荒加工する場合における転造装置の部分構成を示す図である。 図６の状態において、傾き補正用駆動装置を駆動した場合における転造装置の部分構成を示す図である。 第二ローラダイスによりワークを仕上加工する場合における転造装置の部分構成を示す図である。 図８の状態において、傾き補正用駆動装置を駆動した場合における転造装置の部分構成を示す図である。

（１．転造装置１の概要）
転造装置１は、回転体としてのワークＷの外周面を、一対のローラダイス４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂを用いて転造により成形する。すなわち、転造装置１は、一対のローラダイス４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂを回転させ、且つ、ワークＷを回転させながら、一対のローラダイス４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂによりワークＷを挟み込むように押圧することにより、ワークＷを所望形状に成形する装置である。転造装置１は、例えば、円筒状のワークＷに歯車を転造する。

ここで、転造される歯車は、平歯車、はすば歯車など種々とすることができる。また、転造装置１は、ワークＷに歯車を転造する場合に限られず、回転体としてのワークＷの外周面に歯車以外の任意の形状を成形するようにしてもよい。ただし、以下においては、ワークＷに歯車、特にはすば歯車を転造する場合を例にあげて説明する。

（２．転造装置１の詳細構成）
転造装置１の構成について、図１〜図４を参照して説明する。転造装置１は、ベース１０、ワークテーブルユニット２０、テーブル駆動装置３０、一対のダイスユニット４０ａ，４０ｂ、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂ、一対の傾き検出器６０ａ，６０ｂ、一対の傾き補正用駆動装置７０ａ，７０ｂ、制御装置８０及び熱処理ユニット９０を備える。ここで、一対の各装置４０ａ，４０ｂ，５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｂは、ワークＷの軸線を通る鉛直面を対称とする共通構成を有している。図面において、一対の各装置の一方における各部位に添え字ａを付し、一対の各装置の他方における各部位に添え字ｂを付す。以下において、主として、添え字ａに関する構成について説明し、添え字ｂに関する構成についての説明を省略する。

ベース１０は、設置面（床面）の上に固定される。図１において、ベース１０における左側の領域は、作業者がワークＷのセッティングを行うためのセッティング領域である。つまり、セッティング領域において、作業者は、ワークＷの取付け及び取外しを行う。さらに、図１において、ベース１０における左側の領域は、ワークＷに対する熱処理を行う領域でもある。また、図１において、ベース１０における右側の領域は、ワークＷを転造するための加工領域である。

ベース１０の上面には、セッティング領域と加工領域とに亘って延びるワーク搬送用ガイドレール１１が形成されている。ワーク搬送用ガイドレール１１は、図１の左右方向に延びる。また、ワーク搬送用ガイドレール１１は、加工領域において、図１の上下方向の中央に位置する。

さらに、ベース１０の加工領域の上面には、ワーク搬送用ガイドレール１１を挟んで両側に、ガイドレール１１に直交する方向に延びるように、支持部材用の主ガイドレール１２ａ，１２ｂ、及び、支持部材用の副ガイドレール１３ａ，１３ｂが形成されている。主ガイドレール１２ａ，１２ｂは、副ガイドレール１３ａ，１３ｂよりも、ワーク搬送用ガイドレール１１寄りに位置する。

ワークテーブルユニット２０は、ワークＷの取付け及び取外しが可能であり、ベース１０のセッティング領域におけるセッティング位置と、ベース１０の加工領域における加工位置との間を移動可能に設けられる。ここで、加工位置には、ワークＷの荒加工を行うための荒加工位置（図１の右寄りの位置）と、ワークＷの仕上加工を行うための仕上加工位置（図１の中央寄りの位置）とが存在する。

ワークテーブルユニット２０は、テーブル本体２１、主軸台２２、主軸駆動装置２３及び心押台２４を備える。テーブル本体２１は、長尺状に形成されており、ベース１０のワーク搬送用ガイドレール１１に沿って、ベース１０の上面に図１の左右方向に直動可能に支持されている。つまり、テーブル本体２１は、セッティング位置と加工位置との間を移動できる。

主軸台２２は、テーブル本体２１の上面に設けられる。主軸台２２は、回転可能な主軸を備えており、主軸によりワークＷの回転軸線方向の一端を支持する。ここで、主軸台２２は、ワークＷの一端を支持するためにチャック又はセンタ部材を備える。主軸駆動装置２３は、主軸台２２に設けられており、主軸台２２の主軸を回転駆動する。つまり、主軸駆動装置２３は、主軸を回転することにより、主軸に支持されるワークＷを回転することができる。

心押台２４は、テーブル本体２１の上面において、主軸台２２に対向する位置に設けられる。心押台２４は、ワークＷの回転軸線方向の他端を支持する。つまり、ワークＷは、回転軸線方向の両端を、主軸台２２及び心押台２４により挟まれた状態で支持されている。心押台２４は、例えば、ワークＷと共に回転するセンタ部材を有する。

テーブル駆動装置３０は、ワークテーブルユニット２０をベース１０に対して移動するための装置である。テーブル駆動装置３０は、例えば、ボールねじ装置やリニアモータなどにより構成されている。本実施形態においては、テーブル駆動装置３０は、ボールねじ装置を例にあげる。テーブル駆動装置３０は、ボールねじ、ボールねじを駆動するためのモータ、及び、テーブル本体２１に固定されたボールねじナットを備える。モータが駆動することにより、ボールねじナットに固定されたテーブル本体２１を移動することができる。

一対のダイスユニット４０ａ，４０ｂは、加工位置に位置するワークテーブルユニット２０に対して、接近又は離間するように、ベース１０に設けられている。ダイスユニット４０ａは、支持部材４１ａ、第一ローラダイス４２ａ、第二ローラダイス４３ａ、回転装置４４ａ、傾き補正支持部材４５ａ、及び、スラスト自動調心ころ軸受４６ａを備える。

支持部材４１ａは、ハウジングを構成している。支持部材４１ａは、支持部材本体部４１ａ１と、傾き調整支持部４１ａ２とを備えており、一つの部材として形成されている。支持部材本体部４１ａ１は、例えば、矩形状に形成され、ワークテーブルユニット２０に近い側に位置する。傾き調整支持部４１ａ２は、支持部材本体部４１ａ１に一体的に設けられており、支持部材本体部４１ａ１に対してワークテーブルユニット２０から遠い側に位置する。

支持部材本体部４１ａ１は、ベース１０の主ガイドレール１２ａに沿って、ベース１０の上面に図１の上下方向に直動可能に支持されている。つまり、支持部材本体部４１ａ１は、ワークテーブルユニット２０に支持されたワークＷに接近又は離間する方向に移動可能である。ここで、支持部材本体部４１ａ１は、主ガイドレール１２ａによって、理想的には、姿勢を維持した状態でガイドされている。しかし、支持部材４１ａに付与される荷重の向きによっては、支持部材本体部４１ａ１は、主ガイドレール１２ａの延びる方向に対して、傾いた姿勢となることがある。この場合、支持部材４１ａに偏心荷重がかかることによって、支持部材４１ａが、主ガイドレール１２ａに対して傾いた姿勢となる。すなわち、支持部材４１ａは、偏心荷重によって、ベース１０の上面の法線まわりに傾く状態となり得る。

傾き調整支持部４１ａ２は、筒状に形成されており、筒状の軸線方向の一端を支持部材本体部４１ａ１に固定される。傾き調整支持部４１ａ２は、支持部材４１ａの姿勢が傾いた場合に、その傾きを調整するための支持構造として機能する。

第一ローラダイス４２ａは、円盤状に形成されており、ワークＷを押圧することによってワークＷの外周面を第一形状に成形するための外周面を有する。つまり、第一ローラダイス４２ａの外周面は、はすば歯車に対応する形状を有する。また、第一ローラダイス４２ａは、荒加工を行うためのダイスである。第一ローラダイス４２ａは、支持部材４１ａに回転可能に支持される。第一ローラダイス４２ａの回転軸線は、ワークＷの回転軸線に平行である。

第二ローラダイス４３ａは、円盤状に形成されており、ワークＷを押圧することによってワークＷの外周面を第二形状に成形するための外周面を有する。つまり、第二ローラダイス４３ａの外周面は、はすば歯車に対応する形状を有する。ただし、第二ローラダイス４３ａは、第一ローラダイス４２ａとは異なる加工を目的としたダイスである。本実施形態においては、第二ローラダイス４３ａは、仕上加工を行うためのダイスである。ここで、第一ローラダイス４２ａと第二ローラダイス４３ａとは、同径としてもよいし、異径としてもよい。

さらに、第二ローラダイス４３ａは、支持部材４１ａに回転可能に支持される。つまり、支持部材４１ａは、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａを回転可能に支持する。第二ローラダイス４３ａの回転軸線は、ワークＷの回転軸線に平行である。また、第二ローラダイス４３ａは、第一ローラダイス４２ａと同軸に配列されている。つまり、第二ローラダイス４３ａは、支持部材４１ａに、第一ローラダイス４２ａとは第一ローラダイス４２ａの軸線方向に異なる位置に支持されている。

回転装置４４ａは、例えばモータにより構成されており、支持部材４１ａに設けられている。回転装置４４ａは、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａを回転駆動する。回転装置４４ａは、支持部材４１ａの外側に、第一ローラダイス４２ａの回転軸線及び第二ローラダイス４３ａの回転軸線と同軸上に設けられている。

傾き補正支持部材４５ａは、支持部材４１ａの傾き調整支持部４１ａ２を、ベース１０の上面の法線軸まわりに回転可能に支持する。傾き補正支持部材４５ａによる回転軸線は、支持部材４１ａの姿勢の傾きに対応する軸線であり、詳細には支持部材４１ａの姿勢の傾きの回転軸線に平行な軸線である。さらに、傾き補正支持部材４５ａは、ベース１０の副ガイドレール１３ａに沿って、ベース１０の上面に図１の上下方向に直動可能に支持されている。つまり、傾き補正支持部材４５ａは、支持部材４１ａと共に、ワークテーブルユニット２０に支持されたワークＷに接近又は離間する方向に移動可能となる。

スラスト自動調心ころ軸受４６ａは、傾き調整支持部４１ａ２の内面を支持する。スラスト自動調心ころ軸受４６ａの調心中心は、傾き補正支持部材４５ａの支持軸線上に位置する。

なお、もう一つのダイスユニット４０ｂは、支持部材４１ｂ、第一ローラダイス４２ｂ、第二ローラダイス４３ｂ、回転装置４４ｂ、傾き補正支持部材４５ｂ、及び、スラスト自動調心ころ軸受４６ｂを備え、ダイスユニット４０ａと同様の構成を有する。

一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂは、一対のダイスユニット４０ａ，４０ｂを、ベース１０に対して移動するための装置である。一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂは、例えば、ボールねじ装置やリニアモータなどにより構成されている。本実施形態においては、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂは、ボールねじ装置を例にあげる。一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂは、ボールねじ、ボールねじを駆動するためのモータ、及び、ボールねじナット５１ａ，５１ｂを備える。ボールねじナット５１ａ，５１ｂは、スラスト自動調心ころ軸受４６ａ，４６ｂを介して、支持部材４１ａ，４１ｂを直動することができる。

つまり、押圧力付与装置５０ａは、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａをワークＷに接近及び離間させる方向に、支持部材４１ａを直動する。そして、押圧力付与装置５０ａは、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａに、ワークＷに対する押圧力を付与する。もう一つの押圧力付与装置５０ｂも同様である。

一対の傾き検出器６０ａ，６０ｂは、一対の支持部材４１ａ，４１ｂの姿勢の傾きを検出する。傾き検出器６０ａは、図４に示すように、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａと、傾き算出部６３ａとを備える。２個のリニアスケール６１ａ，６２ａは、図１に示すように、支持部材４１ａにおける第一ローラダイス４２ａの軸線方向に異なる位置に配置され、ベース１０に対する支持部材４１ａの直動方向の位置を検出する。特に、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａは、第一ローラダイス４２ａの軸線方向において、支持部材４１ａの両端に配置される。

支持部材４１ａの姿勢が傾いていない状態では、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａは、同一の検出値を取得する。一方、支持部材４１ａの姿勢が傾いている状態では、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａは、異なる検出値を取得する。

傾き算出部６３ａは、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａの検出値の差に基づいて支持部材４１ａの姿勢の傾きを算出する。具体的には、傾き算出部６３ａは、支持部材４１ａの傾き角度を算出する。なお、傾き検出器６０ａは、リニアスケール６１ａ，６２ａなどを用いた構成に限られず、傾きを直接検出することができるセンサを用いるようにしてもよい。

一対の傾き補正用駆動装置７０ａ，７０ｂは、一対の支持部材４１ａ，４１ｂに設けられ、一対の支持部材４１ａ，４１ｂの姿勢の傾きを補正する。傾き補正用駆動装置７０ａは、モータにより構成されており、モータハウジングが支持部材本体部４１ａ１に固定され、モータ出力軸が押圧力付与装置５０ａのボールねじナット５１ａ，５１ｂに固定されている。傾き補正用駆動装置７０ａの回転軸線は、傾き補正支持部材４５ａの回転軸線と同軸である。

つまり、傾き補正用駆動装置７０ａが駆動すると、ボールねじナット５１ａに固定されているモータ出力軸は、旋回しないため、モータハウジングが、旋回することになる。さらに、傾き補正用駆動装置７０ａと傾き補正支持部材４５ａは同軸上に位置するため、傾き補正用駆動装置７０ａのモータハウジングは、傾き補正支持部材４５ａの回転軸線まわりに旋回する。そして、傾き補正用駆動装置７０ａのモータハウジングは、支持部材４１ａに固定されていることから、傾き補正用駆動装置７０ａは、駆動することにより、傾き補正支持部材４５ａの回転軸線まわりに、支持部材４１ａを旋回させる。つまり、傾き補正用駆動装置７０ａのモータハウジングが旋回し、支持部材４１ａが旋回することで、支持部材４１ａの姿勢の傾きを調整することができる。

そして、傾き補正用駆動装置７０ａは、第一ローラダイス４２ａ又は第二ローラダイス４３ａがワークＷを押圧することにより発生する偏心荷重によって、支持部材４１ａの姿勢が傾く場合に、支持部材４１ａの姿勢の傾きを補正する。なお、もう一つの傾き補正用駆動装置７０ｂも同様である。また、支持部材４１ａ，４１ｂにおける支持部材本体部４１ａ１，４１ｂ１と傾き調整支持部４１ａ２，４１ｂ２は、一体的に構成されているが、別部材に構成されてもよく、この場合リンク機構等によって押圧力を的確に伝えるようにしてもよい。

制御装置８０は、各駆動装置２３，３０，４４ａ，４４ｂ，５０ａ，５０ｂ，７０ａ，７０ｂを制御する。特に、制御装置８０は、図４に示すように、傾き検出器６０ａ，６０ｂにより得られた支持部材４１ａ，４１ｂの姿勢の傾きに基づいて、傾き補正用駆動装置７０ａ，７０ｂを制御する傾き補正用制御装置８１を備える。すなわち、傾き補正用制御装置８１は、支持部材４１ａ，４１ｂの姿勢の傾きに基づいてトルク指令値を演算し、当該トルク指令値に基づいて傾き補正用駆動装置７０ａ，７０ｂに対してトルク制御を行う。

熱処理ユニット９０は、ベース１０におけるセッティング領域に配置されており、セッティング位置に位置するワークＷに対して熱処理を施す。熱処理ユニット９０は、例えば、ワークＷに高周波焼き入れを行うことができる。なお、本実施形態においては、転造装置１が、ワークＷの転造を行うと共に、熱処理を行うこととするが、転造装置１とは別の装置が熱処理を行うようにしてもよい。

（３．転造方法）
次に、転造装置１によるワークＷの転造方法について、図５−図９を参照して説明する。図５に示すように、まず、テーブル駆動装置３０が駆動することにより、ワークテーブルユニット２０がセッティング位置に位置決めされる（Ｓ１）。そして、作業者によって、素材としてのワークＷが主軸台２２及び心押台２４に取り付けられる（Ｓ２）。素材としてのワークＷは、例えば、円筒状又は円柱状の部材である。

続いて、熱間加工の場合には、ワークテーブルユニット２０がセッティング位置に位置決めされた状態のまま、熱処理ユニット９０によりワークＷの熱処理が行われる（Ｓ３）。熱処理が終了すると、テーブル駆動装置３０が駆動することにより、図６に示すように、ワークテーブルユニット２０が荒加工位置に位置決めされる（Ｓ４）。この状態において、ワークＷは、一対の第一ローラダイス４２ａ，４２ｂに挟まれる位置に位置決めされている。なお、冷間加工の場合には、Ｓ３の熱処理は実行されない。

続いて、荒加工が行われる（Ｓ５）。荒加工については、図６及び図７を参照して説明する。荒加工は、一対の第一ローラダイス４２ａ，４２ｂにより行われる。まず、回転装置４４ａ，４４ｂ及び主軸駆動装置２３が同期回転される。このとき、一対の第一ローラダイス４２ａ，４２ｂの歯数とワークＷに成形する歯数との関係に応じて、回転装置４４ａ，４４ｂの回転数と主軸駆動装置２３の回転数とが決定される。同時に、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂが支持部材４１ａ，４１ｂをワークＷに接近させる方向に直動させる。

そうすると、一対の第一ローラダイス４２ａ，４２ｂは、回転しながらワークＷに押圧される。ここで、押圧力は、所望の押圧力となるように、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂによって調整される。

荒加工が行われる際には、図６に示すように、支持部材４１ａが押圧力付与装置５０ａから押圧力を受けると共に、第一ローラダイス４２ａがワークＷから反力を受ける。ここで、第一ローラダイス４２ａは、ボールねじ装置又はリニアモータとしての押圧力付与装置５０ａの位置に対して、第一ローラダイス４２ａの軸線方向において異なる位置に位置する。詳細には、第一ローラダイス４２ａの軸線方向において、ボールねじナット５１ａの中心位置と、第一ローラダイス４２ａの中心位置とが、異なる位置に位置する。そのため、支持部材４１ａには、図６の反時計回りのモーメントが発生する。

ただし、支持部材４１ａは、主ガイドレール１２ａ及び副ガイドレール１３ａによって、姿勢が傾くことを規制されている。しかし、主ガイドレール１２ａ及び副ガイドレール１３ａは、僅かな隙間を有することにより、図６に示すように、支持部材４１ａの姿勢は、偏心荷重によって、主ガイドレール１２ａ及び副ガイドレール１３ａに対して僅かながら傾く。ここで、冷間加工による転造では、熱間加工に比べて、高負荷且つ高トルクの加工となる。そのため、支持部材４１ａに生じる偏心荷重が大きくなり、結果として支持部材４１ａの傾きが大きくなる。

そこで、荒加工が行われている際に、図４に示すように、傾き検出器６０ａにより支持部材４１ａの姿勢の傾きを検出する。詳細には、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａにより、ベース１０に対する支持部材４１ａの位置Ｘ１，Ｘ２を検出する。図６に示すように、支持部材４１ａの姿勢が傾いている状態において、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａによる検出値Ｘ１，Ｘ２は、異なる値となる。荒加工においては、Ｘ２がＸ１よりも大きな値となる。

そして、傾き算出部６３ａが２個のリニアスケール６１ａ，６２ａの検出値Ｘ１，Ｘ２の差ΔＸに基づいて、支持部材４１ａの姿勢の傾きを算出する。続いて、傾き補正用制御装置８１が、支持部材４１ａの姿勢の傾きに基づいて傾き補正用駆動装置７０ａを制御する。図７に示すように、傾き補正用駆動装置７０ａが、支持部材４１ａに図７の時計回りのモーメントを加えるように駆動することにより、支持部材４１ａの姿勢の傾きが抑制される。このように、荒加工が行われる際に、支持部材４１ａに偏心荷重が生じたとしても、支持部材４１ａの姿勢が傾くことが抑制される。

図５に示すように、荒加工が終了すると、テーブル駆動装置３０が駆動することにより、図８に示すように、ワークテーブルユニット２０が仕上加工位置に位置決めされる（Ｓ６）。この状態において、ワークＷは、一対の第二ローラダイス４３ａ，４３ｂに挟まれる位置に位置決めされている。このとき、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂは、ワークＷが仕上加工位置に位置決めされやすくするために、一対のダイスユニット４０ａ，４０ｂをワークＷから遠ざけた退避位置へ移動させる。

続いて、仕上加工が行われる（Ｓ７）。仕上加工については、図８及び図９を参照して説明する。仕上加工は、一対の第二ローラダイス４３ａ，４３ｂにより行われる。まず、回転装置４４ａ，４４ｂ及び主軸駆動装置２３が同期回転される。このとき、一対の第二ローラダイス４３ａ，４３ｂの歯数とワークＷに成形する歯数との関係に応じて、回転装置４４ａ，４４ｂの回転数と主軸駆動装置２３の回転数とが決定される。同時に、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂが支持部材４１ａ，４１ｂをワークＷに接近させる方向に直動させる。

そうすると、一対の第二ローラダイス４３ａ，４３ｂは、回転しながらワークＷに押圧される。ここで、押圧力は、所望の押圧力となるように、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂによって調整される。

仕上加工が行われる際には、図８に示すように、支持部材４１ａが押圧力付与装置５０ａから押圧力を受けると共に、第二ローラダイス４３ａがワークＷから反力を受ける。ここで、第二ローラダイス４３ａは、ボールねじ装置又はリニアモータとしての押圧力付与装置５０ａの位置に対して、第二ローラダイス４３ａの軸線方向において異なる位置に位置する。詳細には、第二ローラダイス４３ａの軸線方向において、ボールねじナット５１ａの中心位置と、第二ローラダイス４３ａの中心位置とが、異なる位置に位置する。そのため、支持部材４１ａには、図８の時計回りのモーメントが発生する。

ただし、支持部材４１ａは、主ガイドレール１２ａ及び副ガイドレール１３ａによって、姿勢が傾くことを規制されている。しかし、主ガイドレール１２ａ及び副ガイドレール１３ａは、僅かな隙間を有することにより、図８に示すように、支持部材４１ａの姿勢は、偏心荷重によって、主ガイドレール１２ａ及び副ガイドレール１３ａに対して僅かながら傾く。

そこで、仕上加工が行われている際に、図４に示すように、傾き検出器６０ａにより支持部材４１ａの姿勢の傾きを検出する。詳細には、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａにより、ベース１０に対する支持部材４１ａの位置Ｘ１，Ｘ２を検出する。図８に示すように、支持部材４１ａの姿勢が傾いている状態において、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａによる検出値Ｘ１，Ｘ２は、異なる値となる。仕上加工においては、Ｘ１がＸ２よりも大きな値となる。

そして、傾き算出部６３ａが２個のリニアスケール６１ａ，６２ａの検出値Ｘ１，Ｘ２の差ΔＸに基づいて、支持部材４１ａの姿勢の傾きを算出する。続いて、傾き補正用制御装置８１が、支持部材４１ａの姿勢の傾きに基づいて傾き補正用駆動装置７０ａを制御する。図９に示すように、傾き補正用駆動装置７０ａが、支持部材４１ａに図９の反時計回りのモーメントを加えるように駆動することにより、支持部材４１ａの姿勢の傾きが抑制される。このように、仕上加工が行われる際に、支持部材４１ａに偏心荷重が生じたとしても、支持部材４１ａの姿勢が傾くことが抑制される。

仕上加工が終了すると、テーブル駆動装置３０が駆動することにより、ワークテーブルユニット２０がセッティング位置に位置決めされる（Ｓ８）。そして、作業者によって、完成したワークＷが主軸台２２及び心押台２４から取り外される（Ｓ９）。このとき、一対の押圧力付与装置５０ａ，５０ｂは、ワークテーブルユニット２０がセッティング位置に位置決めされやすくするために、一対のダイスユニット４０ａ，４０ｂをワークテーブルユニット２０から遠ざけた退避位置へ移動させる。

なお、上記の転造方法によれば、荒加工の前に、ワークＷに熱処理を行った。この他に、荒加工と仕上加工との間に熱処理を行うことをさらに追加するようにしてもよい。また、荒加工の前における熱処理に代えて、荒加工と仕上加工との間に熱処理を行うようにしてもよい。さらに、熱処理を全く行わずに、冷間加工による転造を行うようにしてもよい。この場合、上述したように、図５のＳ３の熱処理が行われない。

また、上記の転造方法においては、第一ローラダイス４２ａ，４２ｂにより荒加工を行い、第二ローラダイス４３ａ，４３ｂにより仕上加工を行うこととした。ただし、第一ローラダイス４２ａ，４２ｂ及び第二ローラダイス４３ａ，４３ｂは、荒加工及び仕上げ加工の何れも可能とすることができ、加工工程を考慮して、第一ローラダイス４２ａ，４２ｂ及び第二ローラダイス４３ａ，４３ｂに、加工工程の種類（荒加工、仕上げ加工等）を任意に設定できる。

（４．効果）
転造装置１は、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａを備える。従って、作業者がローラダイス４２ａ，４３ａの交換を行うことなく、複数のローラダイス４２ａ，４３ａによるワークＷの加工が可能となる。その結果、作業工数を増加することなく、高精度なワークＷの加工が可能となる。

そして、転造装置１においては、支持部材４１ａが、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａを支持し、第一ローラダイス４２ａと第二ローラダイス４３ａとは、それぞれ異なる位置でワークＷを押圧している。そのため、第一ローラダイス４２ａ又は第二ローラダイス４３ａがワークＷを押圧して成形する際に、偏心荷重が大きくなり支持部材４１ａの姿勢が傾くおそれがある。しかし、支持部材４１ａの姿勢が傾く場合には、傾き補正用駆動装置７０ａが、支持部材４１ａの姿勢の傾きを補正する。従って、支持部材４１ａの姿勢の傾きが抑制される。その結果、高精度なワークＷの加工が可能となり、且つ、押圧力付与装置５０ａによる押圧力の損失の低減が図られる。

このように、傾き補正用駆動装置７０ａを駆動させることで、支持部材４１ａの姿勢の傾きがほぼゼロに抑制される。例えば、プレス加工能力として加圧力５０トン程度の場合であって、摺動部（ガイドレール１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ）の隙間が５０ミクロン程度の場合において、傾きを数ミクロン程度まで抑制できる。

ここで、支持部材４１ａが、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａを備えている。そして、支持部材４１ａは、１個のボールねじ装置又は１個のリニアモータにより構成される押圧力付与装置５０ａにより直動する。そして、本実施形態においては、第一ローラダイス４２ａの軸線方向において、第一ローラダイス４２ａの位置と押圧力付与装置５０ａの位置とが異なる位置に位置しており、且つ、第二ローラダイス４３ａの位置と押圧力付与装置５０ａの位置とも異なる位置に位置している。

従って、第一ローラダイス４２ａによる加工を行う場合にも、第二ローラダイス４３ａによる加工を行う場合にも、支持部材４１ａには、支持部材４１ａの姿勢を傾かせる力（偏心荷重）が作用する。しかし、支持部材４１ａに偏心荷重が生じたとしても、常に、且つ、確実に、支持部材４１ａの姿勢が傾くことを抑制できる。

また、第一ローラダイス４２ａの軸線方向において、ボールねじ装置又はリニアモータにより構成される押圧力付与装置５０ａの位置が、第一ローラダイス４２ａと第二ローラダイス４３ａの中央に位置している。そのため、第一ローラダイス４２ａにより加工を行う場合にも、第二ローラダイス４３ａによる加工を行う場合にも、支持部材４１ａに作用する姿勢を傾かせる力を、同程度にすることが可能となる。その結果、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａのいずれによる加工においても、高精度にワークＷを成形できる。

なお、１個の押圧力付与装置５０ａを備える以上、押圧力付与装置５０ａの位置は、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａの少なくとも何れか一方に対して異なる位置に位置する。従って、１個の押圧力付与装置５０ａを備えつつ、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａを備える構成においては、傾き補正用駆動装置７０ａを備えることは効果的である。

また、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａが、ワークＷに歯車を転造するローラダイスである場合には、第一ローラダイス４２ａ及び第二ローラダイス４３ａによるワークＷへの押圧力が変動する。この変動によって、支持部材４１ａの姿勢の傾きが逐次変化しようとする。この場合であっても、傾き補正用駆動装置７０ａによって、確実に、支持部材４１ａの姿勢の傾きを補正することができる。

さらに、傾き補正用駆動装置７０ａは、傾き検出器６０ａにより検出された支持部材４１ａの姿勢の傾きに基づいて駆動する。これにより、支持部材４１ａの姿勢の傾きの状態に応じて、傾き補正用駆動装置７０ａが駆動するため、確実に、支持部材４１ａの姿勢の傾きを補正することができる。

傾き検出器６０ａは、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａを備えることとし、傾き算出部６３ａが、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａの検出値Ｘ１，Ｘ２の差ΔＸに基づいて支持部材４１ａの姿勢の傾きを算出している。これにより、容易な構成により、確実に、支持部材４１ａの姿勢の傾きを得ることができる。

特に、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａは、第一ローラダイス４２ａの軸線方向において、支持部材４１ａの両端に配置されている。２個のリニアスケール６１ａ，６２ａの距離が長いほど、支持部材４１ａの姿勢の傾きに対して、２個のリニアスケール６１ａ，６２ａの検出値Ｘ１，Ｘ２の差ΔＸが大きな値となる。従って、より高精度に、支持部材４１ａの姿勢の傾きの検出が可能となる。

また、傾き補正支持部材４５ａ，４５ｂは、支持部材４１ａ，４１ｂの姿勢の傾きに対応する軸線まわり（ベース１０の法線軸まわり）に、支持部材４１ａ，４１ｂを回転可能に支持する。そして、傾き補正用駆動装置７０ａ，７０ｂは、支持部材４１ａ，４１ｂを傾き補正支持部材４５ａ，４５ｂの回転軸線まわりに旋回させることにより、支持部材４１ａ，４１ｂの姿勢の傾きを補正する。従って、傾き補正用駆動装置７０ａ，７０ｂは、支持部材４１ａ，４１ｂの姿勢の傾きに対して、傾き分に対応する角度を旋回すればよいので、簡易な構造で的確に調整可能となる。特に、傾き補正用駆動装置７０ａ，７０ｂの回転軸線と傾き補正支持部材４５ａ，４５ｂの回転軸線とを同軸にすることによって、より確実に上記をなし得る。

また、転造装置１は、熱処理ユニット９０を備えている。そのため、ワークＷの転造のみならず、ワークＷの熱処理も、ワークＷを主軸台２２及び心押台２４に取り付けた状態で行われる。従って、ワークＷの着脱による位置ずれが生じることを抑制できるため、ワークＷを高精度に成形できる。

１：転造装置、 １０：ベース、 ２１：テーブル本体、 ２２：主軸台、 ２３：主軸駆動装置、 ２４：心押台、 ３０：テーブル駆動装置、 ４１ａ，４１ｂ：支持部材、 ４１ａ１，４１ｂ１：支持部材本体部、 ４１ａ２，４１ｂ２：傾き調整支持部、 ４２ａ，４２ｂ：第一ローラダイス、 ４３ａ，４３ｂ：第二ローラダイス、 ４４ａ，４４ｂ：回転装置、 ４５ａ，４５ｂ：傾き補正支持部材、 ４６ａ，４６ｂ：スラスト自動調心ころ軸受、 ５０ａ，５０ｂ：押圧力付与装置、 ５１ａ，５１ｂ：ボールねじナット、 ６０ａ，６０ｂ：傾き検出器、 ６１ａ，６２ａ，６１ｂ，６２ｂ：リニアスケール、 ６３ａ，６３ｂ：傾き算出部、 ７０ａ，７０ｂ：傾き補正用駆動装置、 ８０：制御装置、 ８１：傾き補正用制御装置、 ９０：熱処理ユニット、 Ｗ：ワーク

Claims (7)

1. 支持部材と、
   前記支持部材に回転可能に支持され、ワークを押圧して前記ワークを第一形状に成形する第一ローラダイスと、
   前記支持部材に回転可能に支持され、前記支持部材に前記第一ローラダイスとは前記第一ローラダイスの軸線方向に異なる位置に支持され、前記ワークを押圧して前記ワークを第二形状に成形する第二ローラダイスと、
   前記第一ローラダイス及び前記第二ローラダイスを前記ワークに接近させる方向に、前記支持部材を直動させる押圧力付与装置と、
   前記第一ローラダイス又は前記第二ローラダイスが前記ワークを押圧することにより、前記支持部材の姿勢が傾く場合に、前記支持部材の姿勢の傾きを補正する傾き補正用駆動装置と、
   を備える、転造装置。
2. 前記転造装置は、さらに、前記支持部材の姿勢の傾きを検出する傾き検出器を備え、
   前記傾き補正用駆動装置は、前記傾き検出器により検出された前記支持部材の姿勢の傾きに基づいて駆動する、請求項１に記載の転造装置。
3. 前記転造装置は、さらに、前記第一ローラダイス及び前記第二ローラダイスを前記ワークに接近させる方向に、前記支持部材を直動可能に支持するベースを備え、
   前記傾き検出器は、
   前記支持部材における前記第一ローラダイスの軸線方向に異なる位置に配置され、前記ベースに対する前記支持部材の直動方向の位置を検出する２個のリニアスケールと、
   前記２個のリニアスケールの検出値の差に基づいて前記支持部材の姿勢の傾きを算出する傾き算出部と、
   を備える、請求項２に記載の転造装置。
4. 前記２個のリニアスケールは、前記第一ローラダイスの軸線方向において、前記支持部材の両端に配置される、請求項３に記載の転造装置。
5. 前記押圧力付与装置は、ボールねじ装置又はリニアモータであり、
   前記第一ローラダイス及び前記第二ローラダイスの少なくとも一方は、前記第一ローラダイスの軸線方向において、前記ボールねじ装置又は前記リニアモータの位置に対して異なる位置に位置する、請求項１−４の何れか一項に記載の転造装置。
6. 前記転造装置は、前記支持部材の姿勢の傾きに対応する軸線まわりに前記支持部材を回転可能に支持する傾き補正支持部材を備え、
   前記傾き補正用駆動装置は、前記支持部材を前記傾き補正支持部材の回転軸線まわりに旋回させることにより、前記支持部材の姿勢の傾きを補正する請求項１−５の何れか一項に記載の転造装置。
7. 前記第一ローラダイス及び前記第二ローラダイスは、前記ワークに歯車を転造するローラダイスである、請求項１−６の何れか一項に記載の転造装置。

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