JP3341002B1 - ボールチェーン部材の製造方法と製造用金型 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 相対的な金型寿命が長く、容易に正確且つ高
品質にボールチェーンの製造が可能なボールチェーン製
造方法と製造用金型を提供する。 【解決手段】 一対の金型２０を有し、この各金型２０
は、表面の一方向に延びて断面が２次元形状の湾曲状等
に形成され互いに接した一対の溝２２が複数列互いに平
行に所定間隔で設けられている。一対の溝２２間の隔壁
２４は、溝２２の方向と直交する方向に金型２０の一方
の端部から他方の端部にかけて徐々に溝底部からの突出
高さが高くなるように形成されている。溝２２の方向と
直交する方向に各溝２２間を繋ぐように形成され各溝２
２よりも浅い軸挿通部２６を備える。軸挿通部２６は、
金型２０の一端部から他端部にかけて、各々互いに平行
に複数列形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属製の中空ボ
ールを連結軸でつないだボールチェーンの連結軸及びボ
ールである各ボールチェーン部材の製造方法と製造用金
型に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールチェーンは、図５に示すように、
両端に連結頭部９を有した連結軸８により、中空のボー
ル１４を繋いでチェーンを形成していた。このボール１
４の製造は、図７に示すような金型２を用いて行ってい
る。この金型２は上下に同型の金型からなり、図６に示
すような板材１０を円筒状に形成したボール形成部材１
２を、一対の金型２で上下から挟んで、ボール１個分の
ピッチずつ図面矢印方向にボール形成部材１２を移動さ
せて、徐々に円筒状の金属筒を個々の球状に成形するも
のである。そして、金型２の図面右端側では円筒状のボ
ール形成部材１２が、左端側に達すると球状のボール１
４になって図５に示すように、１個ずつ切り離されて送
り出される。ここで、中の連結軸８は、図５，図６に示
すように、あらかじめ連結頭部９が形成された状態でボ
ール形成部材１２中に挿通されている。

【０００３】このボール１４を形成する金型２や連結軸
８を形成する金型の製造は、先ず、硬い金属により形成
されボール１４や連結軸８の形状をした雄型であるマス
タ型を用いてホビングにより形成する。このマスタ型
は、図７の金型２を形成するものの場合、円筒状の金属
筒から徐々に球を作るために、球を作るための食い込み
を徐々に深くし、先端部は球状とし、連結軸８の太さで
つながっている棒状の硬い金属部材である。従って、金
型２の形状は、ボール１４を形成するための食い込み部
４とボール形状を徐々に形成するほぼ球状の凹部６とを
備える。また、連結軸８のマスタ型も、同様に徐々に膨
大部が大きくなった硬い金属棒からなる。これらのマス
タ型を用いて、ホビング用の相対的に柔らかい金型鋼の
表面にマスタ型を押し付けて雌型の金型２や、連結軸８
を造形する雌型を形成している。また、金型２は、放電
加工や型彫りフライス加工によっても形成していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホビン
グにより雌型を形成する場合、マスタ型よりも柔らかい
金属でなければならず、雌型である金型２等には硬い金
属を用いることができなかった。従って、金型寿命が短
く、加工コストの削減の妨げともなっていた。また、放
電加工による型彫りは、球状または連結軸８の形状に相
当した精密な電極を必要とし、フライスによる型彫りで
は、微細なボールエンドミルにより複雑なプログラムを
用いたＮＣ制御による加工が必要であった。

【０００５】この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑
みてなされたもので、相対的な金型寿命が長く、容易に
正確且つ高品質にボールチェーンの製造が可能なボール
チェーン部材の製造方法と製造用金型を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、一対の金型
を有し、この各金型は、表面の一方向に延びて断面形状
が一定の湾曲状やＶ字状等に形成され互いに接した一対
の溝が複数列互いに平行に所定間隔で設けられ、上記一
対の溝間の隔壁は、上記金型の表面に沿って上記溝方向
と直交する方向に上記金型の一方の端部から他方の端部
にかけて徐々に溝底部からの突出高さが高くなるように
形成され、上記金型の表面に沿ってこの溝方向と直交す
る方向に各溝間を繋ぐように形成され上記各溝よりも浅
い軸挿通部が設けられ、上記一対の金型を互いに対向さ
せて配置し、上記金型をボールチェーンの軸部材を挟ん
で両側に設け、上記軸部材を所定角度長軸回りに間欠的
に回転させながら連結頭部の３次元曲面を形成するボー
ルチェーンの製造方法である。

【０００７】またこの発明は、一対の金型を有し、この
各金型は、表面の一方向に延びて断面形状が一定の湾曲
面に形成され互いに接した一対の溝が複数列互いに平行
に所定間隔で設けられ、上記一対の溝間の隔壁は、上記
金型の表面に沿って上記溝方向と直交する方向に上記金
型の一方の端部から他方の端部にかけて徐々に溝底部か
らの突出高さが高くなるように形成され、上記金型の表
面に沿ってこの溝方向と直交する方向に各溝間を繋ぐよ
うに形成され上記各溝よりも浅い軸挿通部が設けられた
ボールチェーンの製造用金型である。上記軸挿通部は、
上記金型の一端部から他端部にかけて、各々互いに平行
に複数列形成されている。

【０００８】またこの発明は、一対の金型を有し、この
各金型は、表面の一方向に延びて断面形状が一定の湾曲
面に形成された複数の溝を連続的に備え、この各溝は上
記金型の表面に沿って上記溝方向と直交する方向に上記
金型の一方の端部から他方の端部にかけて徐々に溝形状
が深くなるように形成され、上記金型の表面に沿ってこ
の溝方向と直交する方向に各溝間壁部を切除した切除部
が形成され、上記一対の金型を互いに対向させて配置
し、円筒状のボール形成部材を挟んで上記各金型を両側
に設け、上記ボール形成部材を所定角度長軸回りに間欠
的に回転させながらボールを形成するボールチェーンの
製造方法である。

【０００９】またこの発明は、一対の金型を有し、この
各金型は、表面の一方向に延びて断面が２次元形状の湾
曲状に形成された複数の溝を連続的に備え、この各溝は
溝方向と直交する方向に上記金型の一方の端部から他方
の端部にかけて徐々に溝形状が深くなるように形成さ
れ、この溝方向と直交する方向に各溝間壁部を切除した
切除部が形成されたボールチェーンの製造用金型であ
る。上記切除部は、互いに平行に複数列形成されてい
る。

【００１０】この発明のボールチェーン部材の製造方法
と装置は、断面形状が一定の湾曲面である溝の一部に溝
方向と直角方向に、柱状の軸部材やボール形成部材を配
置して押圧し部材長手方向に送りながら、周囲よりも膨
大化した連結頭部や、球状のボールを徐々に形成するも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面に基づいて説明する。この実施形態のボール
チェーンは従来のボールチェーンと同様のものであり、
図５に示すように、両端に連結頭部９を有した連結軸８
により、中空の球状のボール１４を繋いでチェーンを形
成している。ボール１４には、互いに対向する位置に一
対の軸挿通孔１５が形成され、連結軸８が挿通してい
る。軸挿通孔１５は連結軸８の径よりもわずかに大きく
連結頭部９よりも小さい径に形成されている。

【００１２】このボールチェーンの製造は、先ず連結軸
８を互いに繋がった状態で製造し、図６に示すように、
細長い板材１０を円筒状に形成したボール形成部材１２
を、一対の金型で上下から挟んで、ボール１４の１個分
のピッチずつ図面矢印方向にボール形成部材１２を移動
させて、徐々に円筒状の金属筒を個々の球状に成形す
る。

【００１３】連結軸８の製造は、図１および図２の概略
図に示すような一対の金型２０を用いる。金型２０は、
各々対称に形成され、この各金型２０は、互いに対向す
る表面の一方向に延びて断面が略半円筒状また略Ｖ字状
に形成された複数の溝２２を、所定間隔で備える。溝２
２は、互いに接した一対の溝２２が複数列互いに平行に
形成され、一対の溝２２間の隔壁２４は、溝２２の方向
と直交する方向に金型２０の一方の端部２０ａから他方
の端部２０ｂにかけて徐々に溝底部からの突出高さが高
くなるように形成されている。隔壁２４の頂部間の間隔
ｗは、連結軸８の連結頭部９間の間隔を定める。さら
に、金型２０には、溝２２の方向と直交する方向に各溝
２２間を繋ぐように直線状に設けられた軸挿通部２６が
形成されている。軸挿通部２６は、連結軸８よりもわず
かに太い凹溝状に形成され、金型２０の一方の端部２０
ａから他方の端部２０ｂにかけて徐々に細くなってい
る。溝２２の底部には、図１に示すように、逃げ溝２２
ａが形成され、加工屑等の収容部となっている。

【００１４】この連結軸８の製造方法は、一対の金型２
０を互いに対向させて配置し、金型２０の軸挿通部２６
に沿って、連結軸８を形成する棒状の軸部材を金型２０
の入り口側の端部２０ａに配置し、軸部材を所定角度例
えば４５°ずつ長軸回りに回転させながら、間欠的にピ
ッチｗずつ軸挿通部２６に沿って端部２０ｂ側に移動さ
せる。すると、棒状の軸部材は、図１の仮想線で示すよ
うに、端部２０ａ側では隔壁２４の頂部によりわずかに
連結頭部９を形成するように塑性変形され、さらに回転
しながらｗずつ進行することにより、図１の端部２０ｂ
に至るまでには３次元的な形状の連結頭部９の形状に成
形される。

【００１５】ここで、隔壁２４は、図２に示すように直
線状の刃形状であり、溝２２も直線的な溝であるが、連
結軸８を形成する軸部材の長軸回りに回動させながら多
数回の鍛造により塑性変形するものであり、回動角度も
軸部材のねじれ等により正確ではなく事実上側面を満遍
なく押圧し塑性変形させることとなり、連結頭部９の断
面形状は綺麗な円形となる。

【００１６】このようにして形成された連結軸８は、連
結頭部９同士が繋がった状態で１本の軸状に形成され、
次のボール形成工程に送られる。

【００１７】ボール形成工程では図６に示すように、ま
ず図示しない機械により、板材１０を円筒状に形成して
ボール形成部材１２を設けつつ、繋がった状態の連結軸
８をボール形成部材１２に挿通させる。そして、連結軸
８とともにボール形成部材１２をボール形成用の金型３
０の間に送る。

【００１８】金型３０は図３に示すような表面を有し
て、この表面同士が互いに対面して一対設けられてい
る。この各金型３０は、表面の一方向に延びて断面が略
楕円から半円状に湾曲して形成された複数の溝３２を連
続的に備えている。この各溝３０は、溝方向と直交する
方向に、金型３０の一方の端部から他方の端部にかけて
徐々に溝形状が深くなり半円に近づくように形成され、
この溝方向と直交する方向に各溝間壁部３４を切除した
切除部３６が形成されている。切除部３６直線状に金型
３０の一端部から他端部にかけて形成され、同様に複数
列設けられている。

【００１９】ボール１４の製造方法は、一対の金型３０
を互いに対向させて配置し、金型３０の切除部３６に沿
って、連結軸８及びボール形成部材１２を金型３０の入
り口側の端部に配置し、ボール形成部材１２を所定角度
例えば４５°ずつ長軸回りに回転させながら、間欠的に
ピッチｗずつ切除部３６に沿って他方の端部に間欠送り
する。すると、筒状のボール形成部材１２は、図６に示
すように、入り口側端部では溝間壁部３４の頂部により
わずかにくびれを形成するように塑性変形され、さらに
回転しながらｗずつ進行することにより、図６右端部に
至るまでには３次元的な形状のボール１４に成形され
る。この後、ボール１４は個々のボールに分割され、連
結軸８も個々に分離される。

【００２０】ここで、溝間壁部３４は、図３に示すよう
に直線状の刃形状であり、溝３２も直線的な溝である
が、ボール形成部材１２を長軸回りに回動させながら多
数回の鍛造により球状に塑性変形するものであり、回動
角度もねじれ等により正確ではなく事実上ボール形成部
材１２の側面を満遍なく押圧し塑性変形させることとな
り、ボール１４は綺麗な３次元形状の球形となる。

【００２１】ここで、金型２０は極めて硬い超硬合金で
形成することが好ましく、溝２２は焼き入れ硬化後若し
くは焼結硬化後の状態で素材硬さに関係なく、切削加
工、研削加工またはワイヤカット放電加工等により、２
次元的、直線的な工具の移動で簡単に形成することがで
きる。これに対して軸挿通部２６は、隔壁２４を切除し
ないようにして形成しなければならないので、この隔壁
２４部分で逃げを有した工具を用いて放電可能により形
成する。この加工には、例えば図４に示すような工具４
０を用いる。この工具４０、放電加工刃４２を備え、こ
の放電加工刃４２にはピッチｗで逃げ４４が形成されて
いる。この工具４０により隔壁２４に逃げ４４を合わせ
てワイヤ放電加工することにより、軸挿通部２６が正確
且つ容易に形成される。また、金型３０の切除部３６
は、機械加工でも放電加工でも良く、直線的に移動する
工具により容易に形成可能である。

【００２２】この実施形態のボールチェーン部材の製造
用金型は、一つの金型２０，３０に、加工用の溝２２，
３２が直線的に設けられ、加工に用いる軸挿通部２６や
切除部３６の列を複数形成することより、一つの金型２
０，３０で順次場所を変えて塑性加工を行うことがで
き、金型の寿命をその列の数だけ延ばすことができる。
さらに、溝２２，３２を従来のように、ホビング加工や
型彫り放電加工、型彫りフライス加工により形成するも
のではなく、２次元的な機械加工により形成可能であ
り、金型２０，３０の金属材料を超硬合金等の極めて硬
いものを用いることができる。これによっても金型寿命
を延ばすことができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明のボールチェーン部材の製造方
法と製造用金型装置によれば、金型製造を容易にし、金
型の製造コストを削減することができる。さらに金型素
材を高硬度、高級化することができるため、金型寿命を
延ばすこともでき、ボールチェーンの製造コストを大幅
に削減することができる。

【００２４】また、従来は、上下一組の金型は、１個の
成型部しか設けられなかったが、この発明では、１個の
金型に複数の成型部を設けることができる。さらに、寿
命に達した金型を、再修正加工を施して金型全体を数回
にわたって再利用することも比較的容易に可能である。

【００２５】さらに、１個の金型の取り付けによって数
個分の成型部を使用することができるため、金型の取り
付け取り外し、調整等の段取りコストが大幅に削減さ
れ、且つ稼働率も向上する。また、成型部の形状が直線
的で単純であるため、成型時に生じる加工屑等の破片や
ゴミの除去に際して、一方の端部からオイルジェットや
エアジェットにより簡単に除去可能であり、高品質のボ
ールチェーンの製造を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のボールチェーン部材の
製造用金型を示す縦断面図である。

【図２】この発明の一実施形態のボールチェーン部材の
製造用金型を示す概略部分破断斜視図である。

【図３】この発明の一実施形態の他のボールチェーン部
材の製造用金型を示す概略部分破断斜視図である。

【図４】この発明の一実施形態の金型の製造工具を示す
斜視図である。

【図５】製造途中のボールチェーンを示す部分破断正面
図である。

【図６】製造途中のボールチェーンを示す部分破断斜視
図である。

【図７】従来のボールチェーン部材の製造用金型を示す
斜視図である。

【符号の説明】

８ 連結軸 ９ 連結頭部 １０ 板材 １２ ボール形成部材 １４ ボール ２０，３０ 金型 ２２，３２ 溝 ２４ 隔壁 ２６ 軸挿通部 ３４ 溝間壁部 ３６ 切除部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21L 1/00 - 21/00 F16G 13/12 B21D 22/00 - 26/14 B21D 53/00 - 55/00 A44C 11/00 A44C 25/00 A44C 27/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボールチェーンのボールを互いに連結する
   連結軸を形成するボールチェーン部材の製造方法におい
   て、一対の金型を設け、この各金型は、表面の一方向に
   断面形状が一定に延びて形成され互いに接した一対の溝
   が複数対互いに平行に所定間隔で設けられ、上記一対の
   溝間の隔壁は、上記金型の表面に沿って上記溝方向と直
   交する方向に上記金型の一方の端部から他方の端部にか
   けて、徐々に溝底部からの突出高さが高くなるように形
   成され、上記金型の表面に沿って上記溝方向と直交する
   方向に上記各溝間を繋ぐように形成され上記各溝よりも
   浅い軸挿通部が複数設けられ、上記一対の金型を互いに
   対向させ上記軸挿通部が互いに対向するように配置する
   とともに、上記軸挿通部間に上記ボールチェーンの連結
   軸を形成する軸部材を挟むように設け、上記軸部材をそ
   の位置で所定角度軸回りに回転させながら上記一対の金
   型の上記溝により塑性変形させ、上記溝間の所定間隔だ
   け上記軸部材を上記軸挿通部の長手方向であって上記金
   型の表面に沿って徐々に溝形状が深くなる方向に間欠的
   に送り、上記軸部材により上記連結軸の連結頭部を形成
   することを特徴とするボールチェーン部材の製造方法。
2. 【請求項２】 ボールチェーンのボールを互いに連結す
   る連結軸を形成するボールチェーン部材の製造用金型に
   おいて、一対の金型を有し、この各金型は、表面の一方
   向に断面形状が一定に直線状に延びて形成され互いに接
   した一対の溝が複数対互いに平行に所定間隔で設けら
   れ、上記一対の溝間の隔壁は、上記金型の表面に沿って
   上記溝方向と直交する方向に上記金型の一方の端部から
   他方の端部にかけて、徐々に溝底部からの突出高さが高
   くなるように形成された直線状の刃形状であり、上記金
   型の表面に沿って上記溝方向と直交する方向に上記各溝
   間を繋ぐように形成され上記各溝よりも浅い軸挿通部が
   各々互いに平行に複数列形成されていることを特徴とす
   るボールチェーン部材の製造用金型。
3. 【請求項３】 ボールチェーンのボールを形成するボー
   ルチェーン部材の製造方法において、一対の金型を有
   し、この各金型は、表面の一方向に断面形状が一定で内
   面が湾曲状に形成された複数の溝を連続的に備え、この
   各溝は上記金型 の表面に沿って上記溝方向と直交する方
   向に上記金型の一方の端部から他方の端部にかけて、徐
   々に溝形状が深くなるように形成され、上記金型の表面
   に沿って上記溝方向と直交する方向に各溝間壁部を切除
   した切除部が直線上に形成され、上記一対の金型を互い
   に対向させ上記切除部が互いに対向するように配置する
   とともに、円筒状のボール形成部材を上記切除部間に挟
   んで上記各金型を設け、上記ボール形成部材をその位置
   で所定角度長軸回りに回転させながら上記一対の金型の
   上記溝により塑性変形させ、上記溝間の間隔だけ上記ボ
   ール形性部材を、その長軸方向であって上記金型の表面
   に沿って徐々に溝形状が深くなる方向に間欠的に送り、
   上記ボールを形成することを特徴とするボールチェーン
   部材の製造方法。
4. 【請求項４】 ボールチェーンのボールを形成するボ
   ールチェーン部材の製造用金型において、一対の金型を
   有し、この各金型は、表面の一方向に断面形状が一定で
   直線状に延び内面が湾曲状に形成された複数の溝を連続
   的に備え、この各溝は上記金型の表面に沿って上記溝方
   向と直交する方向に上記金型の一方の端部から他方の端
   部にかけて、徐々に溝形状が深くなるように形成され、
   この各溝間の溝間壁部は直線状の刃形状に形成され、上
   記金型の表面に沿って上記溝方向と直交する方向に上記
   各溝間壁部を切除した切除部が直線上に各々互いに平行
   に複数列形成されていることを特徴とするボールチェー
   ン部材の製造用金型。