JP6662719B2 - 自動車用ホイールリムの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ホイールリムの製造装置に関する。

従来より、環状のリムワークをリムワーク外周側に配置したトップロールとリムワーク内周側に配置したボトムロールとの双方を用いてロール成形するための、自動車用ホイールリムの製造装置が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。

この文献に記載の装置は、ボトムロールを取り付けるボトムロール取付軸と、ボトムロール取付軸を回転駆動するボトムロール駆動機構と、トップロールを取り付けるトップロール取付軸と、トップロール取付軸を回転駆動するトップロール駆動機構と、ボトムロール取付軸とトップロール取付軸との間隔を調整する調整機構と、を備えている。

この種の装置では、回転するトップロールとボトムロールとでリムワークを挟み込んでリムワークを回転させながら、リムワークのロール成形が行われる。その際、リムワークを安定して回転させ続ける必要がある。このため、上記文献に記載の装置では、ボトムロールにセットされたリムワークをリムワーク外周側から押さえるためのガイドロールを取り付けるガイドロール取付軸と、ガイドロール取付軸に取り付けられたガイドロールをリムワークに押し付ける押付機構と、が設けられている。ガイドロール取付軸は、ボトムロール取付軸に対して上方に配置されている。ガイドロール取付軸を回転駆動する機構は設けられていない。

ガイドロールは、ロール成形実行中（正確には、ガイドロールがリムワークに押し付けられている間）は回転しているリムワークの回転によって回転駆動される一方、ロール成形非実行中（正確には、ガイドロールがリムワークに押し付けられていない間）は回転駆動されない。通常、この種の装置を用いたリムワークのロール成形は、数秒に１回（１個）という極めて短い周期で繰り返し実行される。このため、慣性モーメントが比較的大きいガイドロールは、ロール成形非実行中も、回転停止することなく惰性で回転し続ける。

ところで、比較的長い期間に亘ってこの装置を停止させた後において上述したロール成形を繰り返し実行する動作を再開させた場合、再開後の一回目のロール成形（従って、再開後の１個目のリムワーク）において、そのリムワームに所謂「座屈」が発生し易いという問題があった。

本発明者は、係る問題に対処するために種々の検討を行った結果、再開後の１個目のリムワークに座屈が発生し易いのは、再開後の１回目のロール成形の開始段階にてガイドロールの回転が停止していることに起因することを見出した（詳細は後述する）。

本発明は上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、比較的長い期間に亘って装置を停止させた後にロール成形を再開する場合において、再開後の１個目のリムワークに座屈が発生し難い自動車用ホイールリムの製造装置を提供することである。

実開昭６２−１６９７３３号公報 実開昭６２−２６３８３８号公報

本発明に係る自動車用ホイールリムの製造装置は、上記文献に記載の装置と同様、ボトムロール取付軸と、ボトムロール駆動機構と、トップロール取付軸と、トップロール駆動機構と、（第１）調整機構と、ガイドロール取付軸と、押付機構と、を備える。

本発明に係る自動車用ホイールリムの製造装置の特徴は、前記ガイドロール取付軸を回転駆動するガイドロール駆動機構を備えたことにある。

これによれば、比較的長い期間に亘って装置を停止させた後にロール成形を再開する場合、再開前にガイドロール駆動機構を利用してガイドロールを回転駆動することで、再開後の１回目のロール成形の開始時点にてガイドロールが回転している状態を実現することができる。この結果、再開後の１個目のリムワークに座屈が発生し難くなる（詳細は後述する）。

上記本発明に係る製造装置では、前記ガイドロール駆動機構は、駆動源から前記ガイドロール取付軸への駆動トルクの伝達系統を接続する接続状態と遮断する遮断状態とを選択的に実現するクラッチ機構を備えることが好適である。

再開後の１回目のロール成形の実行後は、上述のように、ガイドロールは、ロール成形非実行中も回転停止することなく惰性で回転し続けることができる。従って、ガイドロール駆動機構を利用してガイドロールを回転駆動し続ける必要性が低い。

上記構成によれば、再開前にてクラッチ機構を接続状態に維持して駆動源を稼動することでガイドロールを回転駆動した後、再開後の１回目のロール成形の実行後は、クラッチ機構を遮断状態に維持して駆動源を停止することで、ガイドロールが惰性で回転し続ける状態を実現できる。従って、ロール成形を繰り返し実行する動作の実行中に亘って駆動源を稼動し続ける態様と比べて、装置の消費エネルギーを少なくすることができる。

上記本発明に係る製造装置では、典型的には、前記押付機構は、基体と、前記基体に対して相対移動可能に支持されると共に前記ガイドロール取付軸を支持する移動体と、前記基体に対する前記移動体の位置を調整することによって、前記ガイドロール取付軸を、退避位置と、前記ガイドロールが前記リムワークを前記リムワーク外周側から押さえる押付位置との間で移動可能な第２調整機構と、を備える。この構成では、前記ガイドロール駆動機構が前記移動体に設けられることが好ましい。

この場合、前記第１調整機構が、前記ボトムロール取付軸に対して前記トップロール取付軸が上下方向に移動することによって、前記ボトムロール取付軸と前記トップロール取付軸との間隔を調整するように構成され、前記トップロール取付軸が上下方向に移動する際、前記基体が前記トップロール取付軸と一体で上下方向に移動するように構成されることが好適である。

これによれば、ガイドロール取付軸（ガイドロール）とトップロール取付軸（トップロール）とが一体で上下方向に移動する。従って、ガイドロール取付軸（ガイドロール）とトップロール取付軸（トップロール）とが個別に上下方向に移動する構成と比べて、ガイドロール取付軸の「退避位置」と「押付位置」との距離を小さくし易くなる。この結果、第２調整機構において要求される「基体に対する移動体の相対移動範囲」を小さくし易くなり、第２調整機構が小型化され得る。

図１は、本発明に係る自動車用ホイールリムの製造装置の実施形態の概略構成を模式的に示す正面図である。 図２は、図１に示す実施形態の右側面図である。 図３は、図２に示す３−３矢視図であり、図３（ａ）は、基体５１の軸線方向の位置を調整する様子を示す第１の図であり、図３（ｂ）は、基体５１の軸線方向の位置を調整する様子を示す第２の図である。 図４は、基体６２の軸線方向の位置を調整する様子を示す図１に対応する第１の図である。 図５は、基体６２の軸線方向の位置を調整する様子を示す図１に対応する第２の図である。 図６は、基体６２の上下方向の位置を調整する様子を示す図２に対応する第１の図である。 図７は、基体６２の上下方向の位置を調整する様子を示す図２に対応する第２の図である。 図８は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第１の図である。 図９は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第２の図である。 図１０は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図１に対応する第３の図である。 図１１は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第４の図である。 図１２は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図１に対応する第５の図である。 図１３は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図１に対応する第６の図である。 図１４は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第７の図である。 図１５は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図１に対応する第８の図である。 図１６は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第９の図である。 図１７は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第１０の図である。 図１８は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第１１の図である。 図１９は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図１に対応する第１２の図である。 図２０は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第１３の図である。 図２１は、リムワークＷをロール成形する際の手順を示す図２に対応する第１４の図である。 図２２は、本発明に係る自動車用ホイールリムの製造装置の実施形態の変形例の図１に対応する図である。 図２３は、図２２に示す変形例の図２に対応する図である。

以下、本発明に係る自動車用ホイールリムの製造装置の実施形態（以下、「本装置」と呼ぶ）について図面を参照しながら説明する。なお、図面では、軸線方向（水平方向）がｘ軸方向に、軸線方向と直交する水平方向がｙ軸方向に、上下方向がｚ軸方向に、それぞれ対応している。

（構成）
図１及び図２に示すように、本実施形態は、金属製のフレーム１０を備える。フレーム１０の外郭は、床面（載置面、水平面）上に載置されると共に水平方向に延在する下部フレーム１１と、下部フレーム１１と一体に設けられると共に上下方向に延在する側部フレーム１２と、側部フレーム１２と一体に設けられると共に水平方向に延在する上部フレーム１３と、により構成される。

図１に示すように、軸線方向（ｘ軸方向）の両端部に位置する1対の側部フレーム１２における上下方向の中間部付近には、フレーム１０の内部に向けて片持ち状に水平方向に延在する1対の中間フレーム１４が一体に設けられている。１対の中間フレーム１４の先端面同士は、フレーム１０の軸線方向（ｘ軸方向）の中央部にて、所定距離だけ「隙間」を空けて軸線方向（ｘ軸方向）に対向している。

図１に示すように、各中間フレーム１４の上面には、モータ２１を軸線方向（ｘ軸方向）に相対移動可能に支持する調整機構２３がそれぞれ設けられている。各モータ２１のモータ軸２２は、フレーム１０の中央に向けて軸線方向に同軸的にそれぞれ延在している。各調整機構２３は、図示しないモータ等の駆動トルクを利用して、制御装置（マイクロコンピュータ）１００からの指令に基づき、対応するモータ２１の軸線方向の位置を、「第１位置」（図１にて実線で示す位置）と「第２位置」（図１にて二点鎖線で示す位置）との間でそれぞれ調整可能となっている。

図１に示すように、各モータ２１のモータ軸２２には、ボトムロールＢを構成する２つの分割ロールＢ１，Ｂ２のうち対応する分割ロールが一体回転するようにそれぞれ取り付けられている。１対のモータ２１が共に「第２位置」にあるとき、２つの分割ロールＢ１，Ｂ２が軸線方向において離間した「離間状態」となっている。一方、この「離間状態」から、１対の調整機構２３を利用して、１対のモータ２１を軸線方向において互いに近づけて共に「第１位置」に移動すると、２つの分割ロールＢ１，Ｂ２が一体的に結合してボトムロールＢが形成される「結合状態」となる。ボトムロールＢは、リムワークＷのロール成形に用いる円柱状の金属部材であり、リムワークＷのリムワーク内周側に配置される。リムワークＷは、ホイールリムの成形に使用される円筒状の金属部材であり、典型的には、環状に丸めた金属板片の端面同士を溶接等することによって形成される。

１対のモータ２１は、制御装置（マイクロコンピュータ）１００からの指令に基づき、ボトムロールＢの回転速度を制御する。各モータ２１は、モータ軸２２の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータ（サーボモータ）であってもよい。この場合、エンコーダの検出結果が制御装置１００に供給され、制御装置１００からの指令に基づき、１対のモータ２１が駆動制御される。ここで、１対のモータ軸２２が本発明の「ボトムロール取付軸」に相当し、１対のモータ２１が本発明の「ボトムロール駆動機構」に相当する。

図１に示すように、上部フレーム１３の下方には、可動フレーム１５が配置されている。可動フレーム１５の上面には、柱状部１５ａが上方に向けて一体に立設されている。柱状部１５ａが、上部フレーム１３の下面の突出部に設けられた下方に向けて開口する有底穴部１３ａに挿入されることによって、可動フレーム１５が、上部フレーム１３に対して、上下方向（ｚ軸方向）に相対移動可能、且つ、ｚ軸周りに相対回転不能に支持されている。

上部フレーム１３の上面には、サーボモータ３１が固定されている。サーボモータ３１のモータ軸３２は、下方に向けて、上部フレーム１３を貫通して有底穴部１３ａの内部まで延在している。モータ軸３２に一体で設けられた雄ねじ部が、柱状部１５ａの内部に形成された雌ねじ部と螺合している。これにより、サーボモータ３１がモータ軸３２を回転させることによって、可動フレーム１５が上下方向（ｚ軸方向）に移動するようになっている。

サーボモータ３１は、モータ軸３２の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータである。エンコーダの検出結果が制御装置１００に供給され、制御装置１００からの指令に基づいてサーボモータ３１の回転角が制御されることによって、可動フレーム１５の上下方向（ｚ軸方向）の位置が調整されるようになっている。

図１に示すように、可動フレーム１５の下面には、モータ４１が固定されている。モータ４１のモータ軸４２は軸線方向（ｘ軸方向）に延在している。モータ軸４２は、モータ軸２２と略平行（又は、平行）に設けられている。モータ軸４２には、トップロールＴが一体回転するように取り付けられている。トップロールＴは、リムワークＷのロール成形に用いる円柱状の金属部材であり、リムワークＷのリムワーク外周側に配置される。モータ４１は、制御装置（マイクロコンピュータ）１００からの指令に基づき、トップロールＴの回転速度を制御する。上記モータ２１と同様、モータ４１は、モータ軸４２の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータ（サーボモータ）であってもよい。

モータ軸４２に取り付けられたトップロールＴは、１対のモータ軸２２に取り付けられたボトムロールＢの上方に配置されている。従って、サーボモータ３１の回転角を制御することにより、モータ軸４２（トップロールＴ）と１対のモータ軸２２（ボトムロールＢ）との上下方向（ｚ軸方向）の間隔が調整され得るようになっている。ここで、モータ軸４２が本発明の「トップロール取付軸」に相当し、モータ４１が本発明の「トップロール駆動機構」に相当し、「サーボモータ３１、モータ軸３２の雄ねじ部、及び、柱状部１５ａの雌ねじ部」が本発明の「第１調整機構」に相当する。

図２、及び、図２の３−３矢視図である図３に示すように、可動フレーム１５の水平方向（ｙ軸方向）の両端部に形成された１対の傾斜部１５ｂのそれぞれの下面には、基体５１を軸線方向（ｘ軸方向）に相対移動可能に支持する２本の平行なガイドレール１５ｃが設けられている。

図３に示すように、各傾斜部１５ｂの下面には、サーボモータ５４が固定されている。各サーボモータ５４のモータ軸５５は、軸線方向（ｘ軸方向）に延在し、基体５１を貫通している。各モータ軸５５に一体で設けられた雄ねじ部が、基体５１の内部に形成された雌ねじ部と螺合している。

各サーボモータ５４は、上述したサーボモータ３１と同様、対応するモータ軸５５の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータである。従って、エンコーダの検出結果に基づく制御装置１００からの指令に基づいて各サーボモータ５４の回転角が制御されることによって、図３（ａ）及び、図３（ｂ）に示すように、各基体５１の軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整されるようになっている。

図２に示すように、各基体５１の内部には、ボトムロールＢの存在方向に向けて斜め下方に開口するシリンダ部５１ａが配置されている。各シリンダ部５１ａには、棒状の移動体５２の一端部が挿入されており、移動体５２が、基体５１に対して、シリンダ部５１ａの軸線方向に相対移動可能、且つ、シリンダ部５１ａの軸線周りに相対回転不能に支持されている。

各移動体５２の他端部には、軸線方向（ｘ軸方向）に延びる回転軸５３が軸周りに回転可能にそれぞれ設けられている。回転軸５３は、モータ軸２２と略平行（又は、平行）に設けられている。各回転軸５３には、ガイドロールＧが一体回転するようにそれぞれ取り付けられている。これら１対のガイドロールＧは、ボトムロールＢにセットされたリムワークＷを安定させるためにリムワーク外周側から押さえるための回転部材である。

各基体５１と対応する回転軸５３（ガイドロールＧ）とは、一体で軸線方向（ｘ軸方向）に移動する。従って、１対のサーボモータ５４の回転角を制御することによって、図３（ａ）及び、図３（ｂ）に示すように、１対の回転軸５３（１対のガイドロールＧ）の軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整され得るようになっている。

また、各基体５１のシリンダ部５１ａと対応する移動体５２とによって、所謂「油圧シリンダ機構」がそれぞれ構成されている。制御装置１００からの指令に基づき、各シリンダ部５１ａ内の油圧を調整することによって、後述するように、各回転軸５３（各ガイドロールＧ）が、「退避位置」と、ガイドロールＧがリムワークＷをリムワーク外周側から押さえる「押付位置」と、の間で直線的に移動可能となっている。「押付位置」は、「退避位置」に対して斜め下方に位置している。

また、可動フレーム１５に配置されている１対の基体５１とモータ軸４２とは、一体で上下方向（ｚ軸方向）に移動する。従って、サーボモータ３１の回転角を制御することによって、１対の基体５１（従って、１対のガイドロールＧ）とモータ軸４２（従って、トップロールＴ）とが、一体で上下方向（ｚ軸方向）に移動するようになっている。

ここで、１対の回転軸５３が本発明の「ガイドロール取付軸」に相当し、１対の基体５１が本発明の「基体」に相当し、１対の移動体５２が本発明の「移動体」に相当し、１対の「基体５１のシリンダ部５１ａ、及び移動体５２」が本発明の「押付機構」に相当し、「基体５１のシリンダ部５１ａ、及び移動体５２」が本発明の「第２調整機構」に相当する。

また、図２、及び、図３に示すように、各移動体５２の下面には、モータ７１が固定されている。各モータ７１のモータ軸７２は軸線方向（ｘ軸方向）に延在している。各モータ軸７２の動力は、ベルト（或いは、チェーン）７３を介して対応する回転軸５３に伝達される。即ち、各回転軸５３（従って、ガイドロールＧ）は、対応するモータ７１によって回転駆動されるようになっている。

各モータ７１は、クラッチ機構７４を備える。各クラッチ機構７４は、モータ７１からモータ軸７２（従って、回転軸５３）への駆動トルクの伝達系統を接続する接続状態と遮断する遮断状態とを選択的に実現するようになっている。

１対のモータ７１、及び、１対のクラッチ機構７４は、制御装置（マイクロコンピュータ）１００からの指令に基づいて制御される。上記モータ２１と同様、モータ７１は、モータ軸７２の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータ（サーボモータ）であってもよい。ここで、１対の「モータ７１、モータ軸７２、及び、ベルト７３」が本発明の「ガイドロール駆動機構」に相当し、１対のモータ７１が本発明の「駆動源」に相当し、１対のクラッチ機構７４が本発明の「クラッチ機構」に相当する。

図１及び図２に示すように、下部フレーム１１の上面には、可動台６１を軸線方向（ｘ軸方向）に相対移動可能に支持する２本の平行なガイドレール１１ａが設けられている。図１に示すように、下部フレーム１１の上面には、サーボモータ６８が固定されている。サーボモータ６８のモータ軸６９は、軸線方向（ｘ軸方向）に延在し、可動台６１を貫通している。モータ軸６９に一体で設けられた雄ねじ部が、可動台６１の内部に形成された雌ねじ部と螺合している。

サーボモータ６８は、上述したサーボモータ３１と同様、モータ軸６９の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータである。従って、エンコーダの検出結果に基づく制御装置１００からの指令に基づいてサーボモータ６８の回転角が制御されることによって、図４に示す「作動位置」から、図５に示す「原位置」まで、可動台６１の軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整されるようになっている。

図１及び図２に示すように、可動台６１の上方には、基体６２が配置されている。可動台６１の上面に立設された複数本の柱状部が基体６２の下面に設けられた下方に向けて開口する対応する有底穴部にそれぞれ挿入されることによって、基体６２が、可動台６１に対して、上下方向（ｚ軸方向）に相対移動可能、且つ、ｚ軸周りに相対回転不能に支持されている。

可動台６１の上部には、サーボモータ６６が埋設・固定されている。サーボモータ６６のモータ軸６７は、上方に向けて、基体６２の内部まで延在している。モータ軸６７に一体で設けられた雄ねじ部が、基体６２の内部に形成された雌ねじ部と螺合している。

サーボモータ６６は、上述したサーボモータ３１と同様、モータ軸６７の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータである。従って、エンコーダの検出結果に基づく制御装置１００からの指令に基づいてサーボモータ６６の回転角が制御されることによって、図６及び図７に示すように、基体６２の上下方向（ｚ軸方向）の位置が調整されるようになっている。

基体６２の傾斜した上面には、ボトムロールＢの存在方向に向けて斜め上方に開口するシリンダ部６３が一体に配置されている。シリンダ部６３には、棒状の移動体６４の一端部が挿入されており、移動体６４が、シリンダ部６３（従って、基体６２）に対して、シリンダ部６３の軸線方向に相対移動可能、且つ、シリンダ部６３の軸線周りに相対回転不能に支持されている。移動体６４の他端部には、リムワークＷを載置するための載置部６５が一体に設けられている。

基体６２と載置部６５とは、一体で軸線方向（ｘ軸方向）に移動する。従って、サーボモータ６８の回転角を制御することによって、図４に示す「作動位置」から、図５に示す「原位置」まで、載置部６５の軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整されるようになっている。図４に示す「作動位置」では、軸線方向（ｘ軸方向）において、基体６２（載置部６５）が、１対の中間フレーム１４の先端面同士間の上述した「隙間」の存在範囲内に位置している。図５に示す「原位置」では、軸線方向（ｘ軸方向）において、基体６２（載置部６５）が、上記「結合状態」にある1対のモータ軸２２の存在範囲外に位置している。また、図５に示す「原位置」では、軸線方向（ｘ軸方向）において、基体６２（載置部６５）が、モータ軸４２の存在範囲外に位置している。

加えて、基体６２と載置部６５とは、一体で上下方向（ｚ軸方向）に移動する。従って、サーボモータ６６の回転角を制御することによって、図６及び図７に示すように、載置部６５の上下方向（ｚ軸方向）の位置が調整されるようになっている。

また、シリンダ部６３と移動体６４とによって、所謂「エアシリンダ機構」が構成されている。制御装置１００からの指令に基づき、シリンダ部６３内の空気圧を調整することによって、後述するように、載置部６５が、「退避位置」と、ボトムロールＢにリムワークＷをセットするための「セット位置」と、の間で直線的に移動可能となっている。「セット位置」は、「退避位置」に対して斜め上方に位置している。

（ロール成形）
次に、本装置を利用してリムワークＷをロール成形する際の手順について、図８〜図２１を参照しながら簡単に説明する。本装置は、公知のフレア加工が事前に施されたリムワークＷに対してロール成形を行って、所望の自動車用ホイールリムを製造する装置である。本装置を用いたリムワークＷのロール成形は、数秒に１回（１個）という極めて短い周期で繰り返し実行される。

先ず、リムワークＷに対するロール成形を行うにあたり、サーボモータ６６の回転角を制御して、「セット位置」（後述する図１１及び図１２を参照）にある載置部６５に載置されたリムワークＷの中心軸心の上下方向の位置が、１対のモータ軸２２（ボトムロールＢ）に対して最適位置となるように、基体６２（従って、載置部６５）の上下方向（ｚ軸方向）の位置を事前に調整しておく。サーボモータ６８の回転角を制御して、基体６２（従って、載置部６５）の軸線方向（ｘ軸方向）の位置を「作動位置」（後述する図１０を参照）に事前に調整しておく。

毎回のロール成形の開始段階では、上記「エアシリンダ機構」の制御により、載置部６５が「退避位置」（後述する図８を参照）に維持されている。また、上記１対の「油圧シリンダ機構」の制御により、１対のガイドロールＧが「退避位置」（後述する図８を参照）に維持されている。

加えて、１対の調整機構２３を利用して、１対のモータ２１の軸線方向（ｘ軸方向）の位置が共に「第２位置」（後述する図１０を参照）に維持されている。更に、１対のモータ２１、及び、モータ４１の制御により、２つの分割ロールＢ１，Ｂ２の回転速度が一致するように、且つ、２つの分割ロールＢ１，Ｂ２の周速がトップロールＴの周速と一致するように、且つ、２つの分割ロールＢ１，Ｂ２の回転方向とトップロールＴの回転方向とが逆になるように、１対のモータ軸２２、及び、モータ軸４２の回転速度が一定に制御されている。

また、ロール成形の繰り返し実行中では、１対のモータ７１は停止状態に維持され、１対のクラッチ機構７４は遮断状態に維持される。ここで、１対のガイドロールＧは、ロール成形実行中（正確には、ガイドロールＧがリムワークＷに押し付けられている間）は回転しているリムワークＷの回転によって回転駆動される一方、ロール成形非実行中（正確には、ガイドロールＧがリムワークＷに押し付けられていない間）は回転駆動されない。

しかしながら、ロール成形非実行中の期間が極めて短いこと、及び、ガイドロールＧの慣性モーメントが比較的大きいことに起因して、１対のガイドロールＧは、ロール成形非実行中も、回転停止することなく惰性で回転し続ける。以下、ロール成形の繰り返し実行中における１回のロール成形を行う際の手順について説明する。

前回のロール成形の終了後、先ず、図８に示すように、リムワークＷを、側部フレーム１２に固定された投入シューター１６に投入する。これにより、リムワークＷが、「退避位置」にある載置部６５に向けて投入シューター１６上を転がり、図９及び図１０に示すように、リムワークＷが載置部６５に載置される。

次に、図１１及び図１２に示すように、上記「エアシリンダ機構」を制御して、載置部６５を、「退避位置」から「セット位置」に移動する。これにより、リムワークＷが、離間して回転駆動されている２つの分割ロールＢ１，Ｂ２の間の空間に配置される。

続いて、図１３に示すように、１対の調整機構２３を利用して、１対のモータ２１の軸線方向（ｘ軸方向）の位置を共に「第１位置」に移動する。これにより、２つの分割ロールＢ１，Ｂ２が一体的に結合してボトムロールＢが形成されると共に、ボトムロールＢが、リムワークＷのリムワーク内周側に配置される。次いで、図１４及び図１５に示すように、上記「エアシリンダ機構」を制御して、載置部６５を、「セット位置」から「退避位置」に戻す。

このように載置部６５が「セット位置」から「退避位置」に戻ることにより、リムワークＷが、回転駆動されているボトムロールＢと接触する状態となる。しかしながら、ボトムロールＢの外径がリムワークＷの内径より小さいことで両者の接触態様が線接触に極めて近い面接触となり両者間の摺動抵抗が比較的小さいこと、及び、リムワークＷの慣性モーメントが比較的大きいこと等に起因して、リムワークＷは回転を開始しない（或いは、僅かに回転するのみである）。

次に、図１６に示すように、サーボモータ３１の回転角を制御して、回転駆動されているトップロールＴを下降してボトムロールＢに近づける。このとき、上述したように惰性で回転している１対のガイドロールＧも一体で下降する。なお、この段階では、トップロールＴ、及び、１対のガイドロールＧはリムワークＷに接触していない。

次いで、図１７に示すように、上記１対の「油圧シリンダ機構」を制御して、１対のガイドロールＧを、「退避位置」から「押付位置」に移動する。これにより、惰性で回転している１対のガイドロールＧがリムワークＷに接触してリムワークＷをリムワーク外周側から押圧する。この押圧力は、上記「油圧シリンダ機構」内の油圧に応じた大きさとなる。

このように惰性で回転している１対のガイドロールＧがリムワークＷを押圧することによって、リムワークＷは、ボトムロールＢの回転に追従するように回転を開始する。なお、この段階では、トップロールＴはリムワークＷに接触していない。

次に、図１８及び図１９に示すように、サーボモータ３１の回転角を制御して、回転駆動されているトップロールＴを更に下降して回転しているリムワークＷに接触させる。なお、このとき、１対のガイドロールＧはリムワークＷをなおも押圧し続けている。これにより、回転駆動されているトップロールＴとボトムロールＢとでリムワークＷを挟み込みながらリムワークＷが回転する状態が得られる。１対のガイドロールＧがリムワークＷを押圧しているので、リムワークＷは安定して回転し続けることができる。

この状態で、サーボモータ３１の回転角を制御して、トップロールＴとボトムロールＢとの間隔を徐々に小さく（従って、リムワークＷを挟み込む押圧力を徐々に大きく）なるように調整する。これにより、リムワークＷは、その外周面がトップロールＴの外周面の形状に倣い、且つ、その内周面がボトムロールＢの外周面の形状に倣うように、圧延（ロール成形）される。この結果、所望の形状に整えられたホイールリムが得られる。

このようにしてホイールリムが得られた後、図２０に示すように、サーボモータ３１の回転角を制御して、トップロールＴを上昇させてボトムロールＢから離間させると共に、上記１対の「油圧シリンダ機構」を制御して、１対のガイドロールＧを「退避位置」に戻して１対のガイドロールＧをボトムロールＢから離間する。

そして、１対の調整機構２３を利用して、１対のモータ２１の軸線方向（ｘ軸方向）の位置を共に「第１位置」から「第２位置」に戻す。これにより、２つの分割ロールＢ１，Ｂ２が離間する。この結果、図２１に示すように、リムワークＷが落下して、側部フレーム１２に固定された排出シューター１７上を転がり、フレーム１０の外部へ排出される。

以上、図８〜図２１を参照しながら説明した上述の一連の工程（１回のロール成形）を繰り返し実行することによって、本装置を用いたリムワークＷのロール成形が短い周期で繰り返し実行される。

（装置停止後のロール成形再開時におけるガイドロールＧの回転駆動）
上述したロール成形を繰り返し実行する動作を一旦終了して比較的長い期間に亘って本装置を停止させた後、上述したロール成形を繰り返し実行する動作を再開させた場合、再開後の一回目のロール成形（従って、再開後の１個目のリムワークＷ）において、そのリムワームＷに所謂「座屈」が発生し易いという問題があった。

本発明者は、係る問題に対処するために種々の検討を行った結果、再開後の１個目のリムワークＷに座屈が発生し易いのは、再開後の１回目のロール成形の開始段階にてガイドロールＧの回転が停止していることに起因することを見出した。

即ち、１対のモータ７１が停止状態に維持され且つ１対のクラッチ機構７４が遮断状態に維持されたまま、再開後の１回目のロール成形が行われる場合、１回目のロール成形の開始段階では、ガイドロールＧの回転が停止している。この状態で、上述した図１７に示すように、回転していない１対のガイドロールＧをリムワークＷに押し付けても、リムワークＷは回転を開始しない。従って、１対のガイドロールＧも回転を開始しない。

この状態にて、図１８及び図１９に示すように、回転駆動されているトップロールＴをリムワークＷに押し付けると、リムワークＷが、トップロールＴの回転に追従するように、回転を開始する。リムワークＷが回転を開始すると、１対のガイドロールＧが、リムワークＷの回転に追従して回転を開始する。

ここで、トップロールＴの押し付けによってリムワークＷが回転を開始する際、回転していない状態でリムワークＷを押し付けている１対のガイドロールＧは、リムワークＷの回転の開始を阻害するように作用する。このため、リムワークＷの回転が円滑に開始され難い状態で、回転駆動されているトップロールＴがリムワークＷに押し付けられることになる。この結果、トップロールＴがリムワークＷに押し付けられた直後に、リムワークＷに座屈が発生し易い。

このような座屈の発生を防止するためには、再開後の１回目のロール成形の開始時点にて１対のガイドロールＧが回転している状態を実現すればよい。本装置では、上述のように、１対のガイドロールＧを回転駆動するために１対のモータ７１が設けられている。従って、再開前に、１対のクラッチ機構７４を接続状態に制御し且つ１対のモータ７１を稼動して１対のガイドロールＧを回転駆動することによって、上述の座屈の発生を防止できる。

ここで、１対のガイドロールＧの周速がトップロールＴの周速と一致するように、且つ、１対のガイドロールＧの回転方向とトップロールＴの回転方向とが一致するように、１対のモータ７１を制御することが好ましい。

再開後の１回目のロール成形の実行後は、上述のように、１対のガイドロールＧは、ロール成形非実行中も回転停止することなく惰性で回転し続けることができる。従って、１対のモータ７１を利用して１対のガイドロールＧを回転駆動し続ける必要性が低い。従って、再開後の１回目のロール成形の実行後は、１対のクラッチ機構７４を遮断状態に維持して１対のモータ７１を停止することが好ましい。これにより、１対のガイドロールＧが惰性で回転し続ける状態を実現できることに加え、ロール成形を繰り返し実行する動作の実行中に亘って一対のモータ７１を稼動し続ける態様と比べて、本装置の消費エネルギーを少なくすることができる。

（作用・効果）
以上、本実施形態によれば、比較的長い期間に亘って本装置を停止させた後にロール成形を再開する場合、再開前に「ガイドロール駆動機構」を利用して１対のガイドロールＧを回転駆動することで、再開後の１回目のロール成形の開始時点にて１対のガイドロールＧが回転している状態を実現することができる。この結果、再開後の１個目のリムワークＷに座屈が発生し難くなる。

また、本実施形態によれば、１対の回転軸５３（一対のガイドロールＧ）とモータ軸４２（トップロールＴ）とが一体で上下方向に移動する。従って、ガイドロールＧとトップロールＴとが個別に上下方向に移動する構成と比べて、１対のガイドロールＧの「退避位置」と「押付位置」との距離を小さくし易くなる。この結果、上記１対の「油圧シリンダ機構」において要求される「基体５１に対する移動体５２の相対移動範囲」を小さくし易くなり、上記１対の「油圧シリンダ機構」が小型化され得る。

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施形態では、サーボモータ３１、１対のサーボモータ５４、サーボモータ６６、及び、サーボモータ６８として、対応するモータ軸の回転角を検出するエンコーダを搭載したサーボ機構式の電動モータが使用されているが、これらのモータとして、サーボ機構式の電動モータ以外の電動モータが使用されてもよい。

また、上記実施形態では、トップロールＴのみが上下方向（ｚ軸方向）に移動することによってボトムロールＢとトップロールＴとの間隔が調整されているが、ボトムロールＢのみ、又は、ボトムロールＢ及びトップロールＴの双方が上下方向（ｚ軸方向）に移動することによってボトムロールＢとトップロールＴとの間隔が調整されてもよい。

また、上記実施形態では、サーボモータ６６，６８の回転角を制御することによって、基体６２（載置部６５）の上下方向（ｚ軸方向）及び軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整可能となっているが、基体６２（載置部６５）の上下方向（ｚ軸方向）及び軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整不能であってもよい。更には、上記実施形態では、載置部６５（及び、これらに関係する各種部材）が設けられているが、載置部６５（及び、これらに関係する各種部材）が省略されていてもよい。

また、上記実施形態では、１対のサーボモータ５４の回転角を制御することによって、１対の回転軸５３（１対のガイドロールＧ）の軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整され得るようになっているが、１対の回転軸５３（１対のガイドロールＧ）の軸線方向（ｘ軸方向）の位置が調整不能であってもよい。

また、上記実施形態では、１対の回転軸５３（一対のガイドロールＧ）とモータ軸４２（トップロールＴ）とが一体で上下方向に移動するように構成されているが、１対の回転軸５３（一対のガイドロールＧ）とモータ軸４２（トップロールＴ）とが個別に上下方向に移動するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、ボトムロールＢとして２つの分割ロールＢ１，Ｂ２が一体的に結合して形成されるボトムロールが使用されているが、図２２及び図２３に示すように、ボトムロールＢとして非分割の１つのボトムロールＢが使用されてもよい。図２２及び図２３に示す例では、１対のモータ２１、及び１対の調整機構２３のうち片方のモータ２１、及び片方の調整機構２３が省略されている。なお、図２２及び図２３において、図１及び図２に示す部材と同一又は等価な部材については、図１及び図２に示した符号と同じ符号が付されている。

図２２及び図２３に示すようにボトムロールＢが非分割タイプの場合、上記実施形態のようにボトムロールＢが分割タイプの場合と比べて、ボトムロールＢの外径をより小さく設計し易い。ボトムロールＢの外径がより小さくなると、ボトムロールＢの外径がリムワークＷの内径に対してより小さくなることで、両者の接触態様が線接触により一層近づく。この結果、両者間の摺動抵抗がより一層小さくなり、リムワークＷがより一層回転を開始し難くなる。換言すれば、リムワークＷに座屈がより一層発生し易くなる。従って、図２２及び図２３に示すようなボトムロールＢが非分割タイプの装置に上述した「ガイドロール駆動機構」を適用すると、座屈発生の防止の観点においてより一層効果的である、といえる。

２１…モータ、２２…モータ軸、３１…サーボモータ、３２…モータ軸、４１…モータ、４２…モータ軸、５１…基体、５２…移動体、５３…回転軸、７１…モータ、７２…モータ軸、７３…ベルト、７４…クラッチ機構、Ｂ…ボトムロール、Ｔ…トップロール、Ｇ…ガイドロール

Claims (4)

1. 環状のリムワークをリムワーク外周側に配置したトップロールとリムワーク内周側に配置したボトムロールとの双方を用いてロール成形するための、自動車用ホイールリムの製造装置であって、
   前記ボトムロールを取り付けるボトムロール取付軸と、
   前記ボトムロール取付軸を回転駆動するボトムロール駆動機構と、
   前記ボトムロール取付軸に対して上方に配置されると共に、前記トップロールを取り付けるトップロール取付軸と、
   前記トップロール取付軸を回転駆動するトップロール駆動機構と、
   前記ボトムロール取付軸と前記トップロール取付軸との間隔を調整する第１調整機構と、
   前記ボトムロール取付軸に対して上方に配置されると共に、前記ボトムロールにセットされた前記リムワークを前記リムワーク外周側から押さえるためのガイドロールを取り付けるガイドロール取付軸と、
   前記ガイドロール取付軸に取り付けられる前記ガイドロールを前記リムワークに押し付ける押付機構と、
   前記ガイドロール取付軸を回転駆動するガイドロール駆動機構と、
   を備えた、自動車用ホイールリムの製造装置。
2. 請求項１に記載の自動車用ホイールリムの製造装置において、
   前記ガイドロール駆動機構は、駆動源から前記ガイドロール取付軸への駆動トルクの伝達系統を接続する接続状態と遮断する遮断状態とを選択的に実現するクラッチ機構を備えた、自動車用ホイールリムの製造装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の自動車用ホイールリムの製造装置であって、
   前記押付機構は、
   基体と、
   前記基体に対して相対移動可能に支持されると共に前記ガイドロール取付軸を支持する移動体と、
   前記基体に対する前記移動体の位置を調整することによって、前記ガイドロール取付軸を、退避位置と、前記ガイドロールが前記リムワークを前記リムワーク外周側から押さえる押付位置との間で移動可能な第２調整機構と、
   を備え、
   前記ガイドロール駆動機構が前記移動体に設けられた、自動車用ホイールリムの製造装置。
4. 請求項３に記載の自動車用ホイールリムの製造装置において、
   前記第１調整機構は、前記ボトムロール取付軸に対して前記トップロール取付軸が上下方向に移動することによって、前記ボトムロール取付軸と前記トップロール取付軸との間隔を調整するように構成され、
   前記トップロール取付軸が上下方向に移動する際、前記基体が前記トップロール取付軸と一体で上下方向に移動するように構成された、自動車用ホイールリムの製造装置。

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