JP5417435B2 - 転造ローラヘッド - Google Patents

Description

本発明は、クランクシャフトのジャーナルにおけるアール部又はアンダカット部を複数の転造ローラによって転造する転造装置の転造ローラヘッドであって、前記転造ローラが、その周方向へ、前記ジャーナルとの接触位置の両側に対して複数のローラリテーナにより支持されているとともに、該ローラリテーナ内で回転可能にガイドされており、該ローラリテーナがローラホルダにより支持されている前記転造ローラヘッドに関するものである。

上記のような転造ローラヘッドは、例えば特許文献１に開示されている。この従来技術による転造ローラヘッドは転造ローラを備えており、この転造ローラは、加工すべきクランクシャフトの周方向へ向かって、ジャーナルとの接触位置の両側に対して複数のローラリテーナによって支持されているとともに、該ローラリテーナ内で回転可能にガイドされるようになっている。ここで、ローラリテーナ自体は、転造ローラヘッドにおいて、調整可能なＬ字状のブラケットによって保持されている。また、転造ローラとローラリテーナの間の摩擦を軽減するために、この従来のローラリテーナは合成樹脂で形成されている。

ところで、ローラリテーナの形状が例えば特許文献２に開示されており、ここでは、２重ローラリテーナとして形成されている。すなわち、転造ローラと転造ローラリテーナの間の接触面が摩耗すると、転造ローラヘッド内のローラリテーナが反転され、以後は、ローラリテーナの下端部における同様に形成された接触面が、該接触面が摩耗するまで転造ローラの支持及びガイドを担うようになっている。

ローラリテーナの摩耗を軽減するために、例えば特許文献３には、ローラリテーナの少なくとも一部、又は内部において転造ローラがガイドされる凹部の一部を、固形潤滑剤を転造ローラへ供給する材料で形成することが開示されている。

要約すれば、各ローラリテーナは転造ローラヘッドにおいて転造ローラを支持する役目を果たすものであり、さらに、クランクシャフトの回転に向いた後方のローラリテーナは、転造に必要な変形力及び転造ローラと該転造ローラを転造ローラヘッド内でガイドするガイドローラの間の摩擦力を発揮させる必要がある。なお、この摩擦力は、転造力の負荷下における転造ローラヘッドの押圧力の約１０％である。

後方において駆動される上記ローラリテーナは転造ローラとの摩擦により摩耗し、この摩耗により、ローラリテーナと転造ローラの間の接触面が徐々に転造ローラ自体の形状に近づくことになる。そして、非常に大きく摩耗した場合には、転造ローラがロータリテーナに噛み込み、転造ローラの必要な傾斜運動が制限されるとともに、クランクシャフトの形状の不つり合いにより転造ローラの角度調整が必要になった場合に、転造ローラを酷使してしまうことになる。

欧州特許出願公開第１３１８８８９号明細書 独国実用新案第２００２３０３３号明細書 独国特許出願公開第１００４５２５８号明細書

本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、転造ローラとローラリテーナの間の摩擦を軽減することにある。

上記目的を達成するため、本発明においては、駆動される後方のローラリテーナをリテーナローラで置き換えているとともに、転造ローラを転造ローラヘッドにおいて支持するためのブラケットを設けている。また、摩擦を低減するために、リテーナローラはころがり軸受として形成されている。このような軸受は大量生産されるため、このように形成することで低コスト化も実現することができるという利点が得られる。この軸受は、硬化された外表面を有しており、当該軸受上に接触する転造ローラに対して、摩耗しにくい接触面を提供することになる。

さらに、このように大量生産によって製造されたころがり軸受は、塵埃等の汚染から保護するために常時潤滑及びカバーディスクを備えることも可能である。まとめると、摩擦の軽減、寿命の延長及び転造ローラヘッドにおける調整の省略が可能である。

ところで、リテーナローラを円筒状に形成するのが好ましいが、転造ローラとの良好な接触率を得るために、このリテーナローラの形状を凹状に形成することも考えられる。また、該リテーナローラが転造工程中にジャーナルの形状の不つり合いに適合するよう、リテーナローラの軸方向への変位を制限するのが望ましい。なお、他の利点は、請求項２〜１０に係る発明により生じるものである。

本発明によれば、摩擦の軽減、寿命の延長及び転造ローラヘッドにおける調整の省略が可能である。

転造ローラヘッドの側面図である。 図１におけるII−II線に沿った断面図である。 リテーナローラホルダを様々な方向から見た図である。 転造ローラヘッドの一部の構成図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

転造ローラヘッド１はそのケーシング（不図示）内で回転可能に支持されたガイドローラ２を含んで構成されており、このガイドローラ２上には、クランクシャフト（不図示）のジャーナル５においてアール部又はアンダカット部を転造するための転造ローラ３が支持されている。この転造ローラ３（通常は転造ローラヘッド１に２つの転造ローラが設けられている。）は、ローラリテーナ７により周方向６へ保持又はガイドされるようになっている。さらに、この転造ローラ３は、転造ローラヘッド１において、側方のブラケット８によって支持されている。

本実施の形態においては、駆動する後方のローラリテーナの代わりに、リテーナローラ９が設けられている。このリテーナローラ９はローラホルダ１０において回転可能に支持されており、転造ローラ３あるいはリテーナローラ９の回転軸中心１１，１２は、空間内における同じ位置を占めている。上記のような回転軸中心１２回りの回転可能な支持に加えて、リテーナローラ９が変位量１３だけ軸方向に変位可能となっている。ローラホルダ１０におけるこのリテーナローラ９がピン（不図示）によって固定されている一方、転造ローラ３のブラケット１４は、転造ローラヘッド１から転造ローラ３が脱落しないようにする機能を果たすものとなっている。

図３にはローラホルダ１０の様々な方向から見た図が示されており、図３ａは側面図であり、図３ｂは長手方向断面図であり、図３ｃは矢印Ａ方向から見た図であり、図３ｄは底面図であり、図３ｅは平面図である。ここで、ローラホルダ１０を転造ローラ１に固定するために、段状の長孔１５が形成されている。

また、２つのリテーナローラ９がそれぞれ傾斜状に形成された凹部１６，１７内に配置され、これら凹部１６，１７の長手方向中心線１８，１９は、転造ローラ３の回転軸中心１１の勾配と同様の勾配となっている。なお、穴２０は、ブラケット１４をローラホルダ１０に固定する役目を果たすものである。さらに、ガイドローラ２は、そのフランジ部２２において長手方向溝２１を移動するようになっている。

図４ａは図１におけるII−II線に沿って示すリテーナローラ９の正面図であり、図４ｂは長手方向軸中心線１９に沿った断面をｂ−ｂで示す方向に回転させたものを示している。図に示すとおり、リテーナローラ９は円筒状に形成されており、その中心部２４は、ローラホルダ１０における円筒状のピン（不図示）上で回転可能に支持されている。本実施の形態においては、ローラリテーナ９は、大量生産されたアキシャルローラベアリングによって形成されている。また、図４ａに示すように、円筒状外面部２５の近傍に、これとは異なる、長手方向中心線１８，１９に沿って見て凹状の外周形状を形成してもよい。なお、転造ローラ３は、接触領域２６においてリテーナローラ９に対して支持されている。

１ 転造ローラヘッド
２ ガイドローラ
３ 転造ローラ
４ アール部又はアンダカット部
５ ジャーナル
６ 周方向
７ ローラリテーナ
８ ブラケット
９ リテーナローラ
１０ ローラホルダ
１１，１２ 回転軸中心
１３ 変位量
１４ ブラケット
１５ 長孔
１６，１７ 凹部
１８，１９ 長手方向中心線
２０ 穴
２１ 長手方向溝
２２ フランジ部
２４ 中心部
２５ 円筒状外面部
２６ 接触領域

Claims (7)

1. クランクシャフトのジャーナル（５）におけるアール部又はアンダカット部（４）を複数の転造ローラ（３）によって転造する転造装置の転造ローラヘッド（１）であって、前記転造ローラ（３）が、その周方向（６）へ、前記ジャーナル（５）との接触位置の両側に対して複数のローラリテーナ（７）により支持されているとともに、該ローラリテーナ（７）内で回転可能にガイドされており、該ローラリテーナ（７）がローラホルダ（１０）により支持されている前記転造ローラヘッドにおいて、
   少なくとも１つの前記ローラリテーナ（７）をリテーナローラ（９）として形成するとともに、前記転造ローラ（３）用のブラケット（１４）を設けたことを特徴とする転造ローラヘッド。
2. 前記リテーナローラ（９）を、ころがり軸受又は該ころがり軸受上に支持された支持ローラとして形成したことを特徴とする請求項１記載の転造ローラヘッド。
3. 前記リテーナローラ（９）を、スライド軸受上に支持された支持ローラとして形成したことを特徴とする請求項１記載の転造ローラヘッド。
4. 前記リテーナローラ（９）を、前記ローラホルダ（１０）において軸方向の遊び（１３）をもって支持したことを特徴とする請求項１記載の転造ローラヘッド。
5. 前記リテーナローラ（９）と前記転造ローラ（３）の回転軸中心（１１，１２）の勾配を同様に形成したことを特徴とする請求項１記載の転造ローラヘッド。
6. 前記ローラホルダ（１０）を、２つの前記リテーナローラ（９）を備えるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の転造ローラヘッド。
7. 前記リテーナローラ（９）それぞれに前記ローラホルダ（１０）を設けたことを特徴とする請求項１記載の転造ローラヘッド。

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