JP2825792B2 - 輪体のローリング成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベアリングのイン
ナーケース、アウターケースその他各種軸受用のリン
グ、スリーブ等の輪体を所定形状に圧造する輪体のロー
リング成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】輪体の成形装置として、例えば特開昭６
２−１７６６２７号、特開平１−６２２３８号などが知
られている。これらの装置は中央周面に輪体成形部を形
成した成形ローラと、該成形ローラに対向して中央周面
に輪体成形部とその両側周面に規制面を形成したマンド
レル、および上記マンドレルの成形ローラとは反対がわ
の背後に対設され、かつ該マンドレルの上記規制面と対
接する摺接面を形成したサポートローラの３つの回転要
素を平面上に平行に配設して夫々回転可能に軸支して構
成され、然して該装置は、サポートローラの両摺接面に
より背後から支持させた状態としてマンドレル中間部の
ワークに対して成形ローラを回転させながら押圧するこ
とで所定の輪体を圧造成形させているのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように前記従来
の成形装置は、マンドレルの中間部にワークを通挿保持
し、該マンドレルの両側規制面を後背部から左右一対の
サポートローラで支持させた状態で中間の対向正面から
成形ローラを押圧するものであって、つまり該装置は両
側２点をサポートさせて、その中間に保持したワークに
成形ローラを押圧させているのである。このように、マ
ンドレルの両側２ケ所を背後から支持させて該マンドレ
ルの中間部に保持したワークに正面から成形ローラを押
圧させる従来装置は、前記サポートローラ、成形ローラ
の各軸ならびにマンドレルの各平行度が成形ローラによ
る押圧時を含めて常に正確に保たれ、しかも各軸受部に
いささかの誤差がない理想の場合はともかく、一般に若
干の寸法誤差の認められているこの種の回転、押圧成形
装置にあっては各部に振れや、がたつきが生じることに
より完璧な加工精度が期し難いのである。また、上記成
形ローラを軸支する架台（摺動ブロック）は前記特開昭
６２−１７６６２７号の第６図に記載のように機台に対
して摺動時にがたつきの生じ易いあり（ばち形）構造を
採用しているので耐久性を損ね、しかも製品の成形精度
を著しく低下させるのである。

【０００４】本発明は、このような弊害に鑑みなしたも
ので、前記成形ローラを定位置に固定し、この成形ロー
ラに対して所要のワークを中間部に保持させたマンドレ
ルの両側部を背後から左右一対の加圧ローラにより転動
状態で押圧させるようにしたもので各部の調心を自動
的、かつ良好に保たせて製品の加工精度を可及的に向上
させると共に、構成を簡素となして各部の耐久性を高め
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、中央周
面に輪体成形部を形成した成形ローラと、この成形ロー
ラと対向して、中央周面に輪体成形部を、両側周面に転
動面を各形成したマンドレルと、このマンドレルの上記
成形ローラとは反対がわに対設され、かつ該マンドレル
の転動面と対接する左右一組の加圧ローラとの３つの回
転要素を平面上に平行として夫々回転可能に軸支した輪
体のローリング成形装置において、上記成形ローラは固
定枠に軸支させ、該成形ローラに対し上記マンドレルを
加圧ローラにより押圧移動させるようにしたことを特徴
とする。

【０００６】また、本発明の請求項２記載の発明は、前
記加圧ローラの駆動部に一方向クラッチを介設すると共
に、該加圧ローラを成形ローラの回転速度より低速度で
回転させるようにしたことを特徴とする。

【０００７】さらに、本発明の請求項３記載の発明は、
前記成形ローラに対して進退するようにされた前記マン
ドレルの支持枠および加圧ローラを支持する可動枠を、
前記各ローラの回転軸心と直交した方向に架設した複数
本のガイド軸に支持せしめてなることを特徴とする。

【０００８】そして、本発明の請求項４記載の発明は、
輪体のローリング成形装置の２台を夫々のガイド軸を同
一軸心に配列させるようにして各端部枠が前後背中合わ
せとなるよう対設させ、加圧ローラを各軸支する前後の
可動枠をこれら両可動枠間に介設せしめた復動型油圧シ
リンダの各ピストンロッドにより前後方向へ交互に進退
させるようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、固定枠に支
持され、かつ所定速度で回転する成形ローラに対し、中
央の輪体成形部にワークを保持させたマンドレルを該マ
ンドレルの両側に形成した転動面へ背後から回転状態で
転接させるようにした加圧ローラにより押圧させるので
あるから、従来のように、左右２ケ所で支持させたマン
ドレルに対し中央正面から成形ローラで押圧する場合に
比較して、前者の方がマンドレルに調心作用が自動的に
生じてバランスが良好に保たれることになるのである。
これは一般に弥次郎兵衛（釣合人形）として知られてい
る重心の理論を応用した「やじろべい振子の理論」に共
通するのであって、すなわち軸受各部に若干（許容範囲
内）の誤差を有していても各ローラ、特にマンドレルに
生じる振れ、がたつきなどは左右可及的平均に是正され
て自動調心が適切、良好に保たれることにより前記従来
装置に比較して圧造加工のバラつきを少なくして製品の
精度を向上させ、真円度の高い輪体が得られるのであ
る。

【００１０】また、請求項２記載の発明によれば、前記
マンドレルに押圧作用を加える加圧ローラに一方向クラ
ッチを介して回転を伝達させるようになし、かつ該加圧
ローラを成形ローラの回転速度より低速度で回転させる
ようにしているので、加圧ローラによりマンドレルの左
右の転動部を押圧してワークを正面の成形ローラへ圧接
させると該ワークは一方から成形ローラにより、他方の
加圧ローラがわからはマンドレルを介して夫々回転押圧
力を受けて圧造加工がなされる際の上記成形ローラと加
圧ローラとの回転速度の差ならびにワークの成形進行に
応じて生じるワークの内外径による周速差の影響は低速
回転がわの加圧ローラに介設された一方向クラッチに吸
収されることによりワークは常時円滑に回転して真円度
の秀れた圧延成形がなされるのである。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明によれば、マ
ンドレルの支持枠および加圧ローラを軸支する支持枠は
夫々の回転軸心と直交した方向に架設した複数本のガイ
ド軸へ摺動自在に支持させているので、成形ローラに対
する上記支持枠ならびに可動枠の機台上での移動を各部
に生じる負荷の増減、変化にかかわらず可及的に安定し
た体勢で行なわせうるのである。

【００１２】そして、請求項４記載の発明によれば、成
形装置の２台を前後背中合わせに併設してその間に設け
た復動型油圧シリンダのピストンロッドにより成形装置
における何れか一方の可動枠が成形ローラがわに前進せ
しめられて所要の圧造加工が行われている際、他方の可
動枠が後退することになるので、この後退時にマンドレ
ルに対するワークの交換を行うことができることになっ
て機械の稼動効率を高めうるのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。

【００１４】図は輪体のローリング成形装置１を示し、
該装置１は、機台２上の前後に対向して端部枠３と固定
枠４とが夫々ボルト３ａ，４ａにより固着され、さらに
上記端部枠３の上下左右の各コーナ部に一端を固着３ｂ
し、かつ上記固定枠４を前後に貫通して固着４ｂした４
本の平行なガイド軸５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに通挿する
ことにより該ガイド軸の上記固定枠４外へ突出させた外
端部のストッパー５′との間に保持枠６が、また、上記
端部枠３と固定枠４との間に可動枠７が夫々摺動可能に
支持されていると共に、上記固定枠４と可動枠７の間に
は下方２本のガイド軸５ｃ，５ｄを通挿することにより
支持枠８が前後摺動自在に支持されているのである。そ
して上記固定枠４には成形ローラ９を軸設した回転軸１
０が軸受４ｃ，４ｃにより、また可動枠７には左右１組
とした同一外径の加圧ローラ１１ａ，１１ｂを軸設した
回転軸１２が軸受７ａ，７ａにより夫々回転可能に軸支
され、さらに上記中間の支持枠８には前記回転軸１０，
１２に平行としてマンドレル１３が可転的に軸支されて
いるのである。

【００１５】そして、上記加圧ローラ１１ａ，１１ｂを
支持する可動枠７は後部の端部枠３との間に介設した油
圧シリンダ１４ａとピストンロッド１４ｂによりガイド
軸５ａ〜５ｄを案内として前後動するのであり、また、
支持枠８の軸受８ａ，８ｂに両端を軸支させるようにし
た上記マンドレル１３は背後からの加圧ローラ１１ａ，
１１ｂの押圧により該支持枠８と共に固定枠４がわ前部
に設けたバネ１５（図２）に抗して移動しうるようにな
されている。そして、このマンドレル１３は図３に示し
ているように、支持枠８の１側に設けた油圧シリンダ８
ｃのピストンロッド８ｄにより一方の軸受８ａと共に架
台８ｅ上を移動して端部１３′が他方の軸受８ｂより軸
方向へ引き抜きうるようになされているのである。

【００１６】前記成形ローラ９には中央部に輪体成形部
９ａとその両側に規制面９ｂが形成されており、そして
マンドレル１３には上記成形部９ａに対応する中間部に
ワークＷを通挿保持させる輪体成形部１３ａとその両側
周面に前記加圧ローラ１１ａ，１１ｂが押圧状態で転接
すると共に、上記成形ローラの規制面９ｂに対応する転
動面１３ｂ，１３ｂが各形成されているのである。然し
て上記ワークＷは、加圧ローラ１１ａ，１１ｂの押圧力
を受けてマンドレル１３が支持枠８と共に成形ローラ９
がわへ移動することにより上記成形ローラとマンドレル
に各形成した輪体成形部９ａ，１３ａとの間で所要の輪
体として冷間もしくは温間加工されるのである。なお、
上記成形ローラ９およびマンドレル１３は被加工輪体の
形状に応じて随時交換使用されるのである。

【００１７】また、上記ガイド軸５ａ〜５ｄの他端がわ
に支持した保持枠６には、図４に示すように前記固定枠
４の中間部に設けた空洞部４ｄ内へ前後動自由に突入す
る前部を左右二つ割りとした軸受筐１６ａが支板１６ｂ
を介して支持されていて、さらに該軸受筐１６ａには先
端部に上記マンドレル１３の輪体成形部１３ａの上下部
に対応しうるサポートローラ１７ａを軸支し、かつ基部
の齧合歯車１７ｂにより同調して扇回動させるようにし
た上下一対のクランプアーム１７が支持されているので
ある。そして上記軸受筐１６ａは保持枠６に備えしめた
油圧ユニット１８の作動によりクランプアーム１７と共
に前後動し、さらにクランプアーム１７は該アームの中
間に先端部を軸着した連結杆１７ｃが保持枠６に備えた
油圧ユニット１９の作動により進退せしめられたとき齧
合歯車１７ｂが回動して上下方向に扇回動するのであ
る。

【００１８】然して、上記輪体の圧造成形の完了は、ワ
ークＷの圧延によって径が大きく変化する側の外周面に
接触式センサーＳを当接させるようにして該センサーＳ
からの信号により所定外径を検出しうるのである。

【００１９】次に、前記成形ローラ９および加圧ローラ
１１ａ，１１ｂを支持する各回転軸１０，１２の駆動に
ついて説明すると、一方の回転軸１０は駆動源としての
第１モータ２０の鎖車２１ａとチェーン２１ｂおよび鎖
車２１ｃを通じて駆動される中間軸２１ｄに連動連結し
た連結軸２２を介して回転しうるようにされているので
あり、また他方の回転軸１２は第２モータ２３の鎖車２
４ａとチェーン２４ｂおよび鎖車２４ｃを通じて駆動さ
れる中間軸２４ｄおよび該中間軸２４ｄに連動連結さ
れ、かつ両端部に自在継手２５，２５を備えしめた連結
軸２６を介して駆動するようになされていると共に、こ
の連結軸２６の駆動系統の一部に一方向クラッチ２７を
介設させているのである。そして、上記第１モータ２０
の回転速度に対して第２モータ２３は低速度で回転しう
るようになされている。なお、上記連結軸２２にも両端
に自在継手を介設させてもよいのである。

【００２０】また、上記第１，第２のモータ２０，２３
の各回転数の選定は、インバータ２８による制御手段、
すなわち一定の周波数を有した電源から任意の周波数の
電源を作り出し、これによって各モータ２０，２３の回
転数を自由に変えることのできる周波数変換装置を用い
て行なえばよいのである。

【００２１】次に、上記ローリング成形装置１の作用を
示すと、先ずマンドレル１３が油圧シリンダ８ｃのロッ
ド８ｄにより一方の軸受８ａと共に片側に移動して端部
１３′が軸受８ｂから抜け出たとき（図３）、該端部の
先端部に向けて上部から下降する供給機構（不図示）に
より所要のワークＷが供給されるのであり、そしてマン
ドレル１３が上記シリンダとロッドの作動で復帰する
際、該ワークを通挿状態に保持し上記端部１３′が軸受
８ｂに支持されたとき該ワークはマンドレルの輪体成形
部１３ａに位置する。このとき上下に開かれていた一組
のクランプアーム１７が油圧ユニット１８により軸受筐
１６ａを介し進出すると同時に油圧ユニット１９により
連結杆１７ｃを介して閉じる方向に扇回動し、先端の各
サポートローラ１７ａにより該ワークが転動状態に支持
されるのである（図２）。

【００２２】次に、第１，第２のモータ２０，２３によ
り夫々中間軸２１ｄ，２４ｄと連結軸２２，２６を介し
て各回転軸１０，１２に軸設した成形ローラ９と加圧ロ
ーラ１１ａ，１１ｂとを夫々所定の回転速度で駆動さ
せ、この状態で油圧シリンダ１４ａを作動してピストン
ロッド１４ｂにより可動枠７を（イ）矢印の前方へ押圧
させると該可動枠に支持した左右一組の加圧ローラ１１
ａ，１１ｂがマンドレル１３の各転動面１３ｂに転接す
ることにより該マンドレルが回転しながら支持枠８と共
に移動して前記ワークＷがマンドレル１３と成形ローラ
９の各輪体成形部９ａ，１３ａとにより強圧状態で回転
せしめられて所要の圧造成形がなされる。そしてマンド
レルの上記転動面１３ｂが成形ローラ９の規制面９ｂに
摺接する直前、接触式センサーＳの信号により加圧ロー
ラ１１ａ，１１ｂと共に後退してローリング作業が終る
ことになる。

【００２３】然して上記輪体の成形時に際し、マンドレ
ル１３は輪体成形部１３ａの両側に形成した転動面１３
ａ，１３ｂが左右一組とした加圧ローラ１１ａ，１１ｂ
により転接状態で押圧されることで該マンドレル中間の
上記成形部１３ａに通挿保持したワークＷが正面の固定
枠４に軸支した成形ローラ９へ圧接されることにより、
つまり正面中央の成形ローラ９に対してマンドレル１３
が左右２ケ所の転動面により押圧されることになるた
め、各部の寸法誤差、あるいは組立て時に生じる上記マ
ンドレル１３を含む各回転軸の傾むき、その他各ローラ
の振れ、がたつきなどは調心作用により自動的に修正さ
れてバランスが良好に保たれることになって輪体の加工
精度を可及的に向上させるのである。

【００２４】さらに、周速度の異なるワークＷの外周面
に接する成形ローラ９の回転軸１０に対して該ワークの
内周面に接するマンドレル１３を回転させる加圧ローラ
１１ａ，１１ｂの回転軸１２が低速度で回転しうるよう
になされていると共に、該回転軸１２には駆動系統に介
設された一方向クラッチ２３の自由回転機構により上記
径の相違にもとづく周速度の差が吸収されることになっ
てワークとの関係で摩擦は生じないのである。

【００２５】また、前記可動枠７は上下左右のコーナ部
に貫通させた４本のガイド軸５ａ〜５ｄにより、そして
支持枠８は下方左右２本のガイド軸５ｃ，５ｄによって
夫々前後に摺動案内されるので、これらの各枠は円滑に
進退しうると共に移動時のがたつきが少なく長期にわた
り安定して使用しうるのである。

【００２６】図５は、他の実施形態を示すもので、すな
わち前記ローリング成形装置１，１の２台を夫々のガイ
ド軸５ａ〜５ｄを同一軸心に配列させるようにして各端
部枠３，３をその間に適宜の間隔を設けしめて前後背中
合わせとなるよう平行に対設させると共に、各加圧ロー
ラ１１ａ，１１ｂの回転軸１２，１２を夫々軸支する前
後の可動枠７，７をこれら両可動枠間に介設せしめた横
型の復動式油圧シリンダ３０の両側へ交互に進出する各
ピストンロッド３１，３１により前後方向へ交互に進退
させるようにしたもので、これによると何れか一方の装
置１が成形加工をしているとき、他方の装置に対するワ
ークの交換がはかれることになって、機械の稼動効率を
高めることができるのである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の発明は、成形ローラに対するマンドレルならびに
各回転軸のバランスが自動的に良好に保たれることにな
って成形品の加工精度が可及的に向上し、真円度の秀れ
た輪体を成形しうるのである。

【００２８】また、本発明の請求項２記載の発明は、駆
動系統の一部に一方向クラッチを介設すると共に、加圧
ローラを成形ローラの回転より低速度で回転させるよう
にしているので、成形装置の構成、ならびに各部の駆動
機構を簡素になし得て安価に生産しうる効果がある。

【００２９】さらに、本発明の請求項３記載の発明は、
機台上の可動枠および支持枠は複数本のガイド軸の案内
により前後動させるようにしているので各枠を円滑に摺
動させうると共に、装置全体の耐久性を高めしめうるの
である。

【００３０】そして、本発明の請求項４記載の発明は、
２台の成形装置を前後一組として併設することで機械の
稼動効率を著しく向上させうる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明装置の一部省切平面図。

【図２】 図１の同側面図。

【図３】 図１のＡ−Ａ線拡大正面図。

【図４】 図１のＢ−Ｂ線拡大正面図。

【図５】 他の実施形態を示す一部切欠側面図。

【符号の説明】

１ 輪体成形装置 ３ 端部枠 ４ 固定枠 ５ａ〜５ｄ ガイド軸 ６ 保持枠 ７ 可動枠 ８ 支持枠 ９ 成形ローラ １１ａ，１１ｂ 加圧ローラ １３ マンドレル ２７ 一方向クラッチ ３０ 復動型油圧シリンダ ３１，３１ ピストンロッド

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央周面に輪体成形部（９ａ）を形成し
   た成形ローラ（９）と、この成形ローラと対向して、中
   央周面に輪体成形部（１３ａ）を、両側周面に転動面
   （１３ｂ）を各形成したマンドレル（１３）と、このマ
   ンドレルの上記成形ローラとは反対がわに対設され、か
   つ該マンドレルの転動面と対接する左右一組の加圧ロー
   ラ（１１ａ，１１ｂ）との３つの回転要素を平面上に平
   行として夫々回転可能に軸支した輪体のローリング成形
   装置において、 上記成形ローラ（９）は固定枠（４）に軸支させ、該成
   形ローラに対し上記マンドレル（１３）を加圧ローラ
   （１１ａ，１１ｂ）により押圧移動させるようにしたこ
   とを特徴とする輪体のローリング成形装置。
2. 【請求項２】 前記加圧ローラ（１１ａ，１１ｂ）の駆
   動部に一方向クラッチ（２７）を介設すると共に、該加
   圧ローラを成形ローラ（９）の回転速度より低速度で回
   転させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
   輪体のローリング成形装置。
3. 【請求項３】 成形ローラ（９）に対して進退するよう
   にされた前記マンドレル（１３）の支持枠（８）および
   加圧ローラ（１１ａ，１１ｂ）を支持する可動枠（７）
   を、前記各ローラの回転軸心と直交方向に架設した複数
   本のガイド軸（５ｃ，５ｄ），（５ａ〜５ｄ）に各支持
   せしめてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   輪体のローリング成形装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の輪体のローリング成形
   装置において、該成形装置（１，１）の２台を夫々のガ
   イド軸（５ａ〜５ｄ）を同一軸心に配列させるようにし
   て各端部枠（３，３）が前後背中合わせとなるよう対設
   させ、加圧ローラ（１１ａ，１１ｂ）を各軸支する前後
   の可動枠（７，７）をこれら両可動枠間に介設せしめた
   復動型油圧シリンダ（３０）の各ピストンロッド（３
   １，３１）により前後方向へ交互に進退させるようにし
   たことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の輪体の
   ローリング成形装置。