JPH0726026Y2 - 転造加工用素材支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、一対の転造丸ダイスを
備えた転造装置により転造加工される素材をその加工位
置で支持する転造加工用素材支持装置に係わり、特に、
転造装置の生産性を向上させる技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】略水平で互いに平行な軸心まわりの回転
可能に配設された一対の転造丸ダイス間で棒状の素材を
挾圧しつつ軸心まわりに回転させながら転造加工を行う
転造装置において、その素材の加工位置近傍に配設さ
れ、素材の軸心まわりの回転を許容するように素材を上
記加工位置で支持する転造加工用素材支持装置が知られ
ている。このような転造加工用素材支持装置としては、
例えば図８に示す素材支持装置７０のように、素材７２
と滑り接触させられる固定型の支持刃７４を支持刃台７
６上に有する形式のもの、或いは、図９の平面図に示す
素材支持装置８０のように、素材８２を両端部の外側か
ら心押しセンタ８４および８６で押圧する形式のもの等
がある。そして、図８の形式の素材支持装置は、小径の
素材に対しても容易に適用可能であって単価的にも安く
構成することができ、また、図９の形式の素材支持装置
は、素材の支持精度が高く、装置自体の耐久性に優れて
いる。実開昭５８−１６０６４１号公報に記載の装置は
上記図８の形式の転造加工用素材支持装置の一例であ
り、特開昭６３−２５２７号公報に記載の装置は上記図
９の形式の転造加工用素材支持装置の一例である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記図８の形
式の素材支持装置においては、転造時に素材が上方へ飛
び出すのを防ぐため、素材の軸心（Ｏw ) が一対の転造
丸ダイスの軸心（Ｏa ，Ｏb ) を含む平面より下に位置
する状態で上記支持刃によって支持されるようになって
いるのが普通であり、転造時に素材は支持刃に押圧され
た状態で回転させられるため、素材と支持刃との接触部
における滑り摩擦によって摩耗および溶着が生じ易く、
それに伴うカジリ（スコーリング）現象により転造物の
仕上がり面を悪くし転造物の精度を低下させるととも
に、支持刃の寿命が比較的短いという欠点があった。ま
た、上記図９の形式の素材支持装置においては、素材の
両端部にセンタ穴を形成するための余分な工程が増える
とともに所定の心押し圧力を素材の両側から作用させる
心押し機構を設ける必要があり、加えて、センタへの素
材の取付け取外しに時間がかかって転造装置の稼働率が
低いという不都合があった。

【０００４】本考案は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、摩耗や溶着がなく、
しかも素材の供給、取出しを迅速に行うことができる生
産性の高い転造加工用素材支持装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本考案の要旨とするところは、互いに平行な軸心ま
わりの回転可能に配設された一対の転造丸ダイス間で棒
状の素材を挾圧しつつ軸心まわりに回転させながら転造
加工を行う転造装置において、前記一対の転造丸ダイス
間で前記素材を軸心まわりの回転可能に支持する転造加
工用素材支持装置であって、（ａ）円柱形状を成し、そ
の外周面上に略平行となる姿勢で前記素材が前記一対の
転造丸ダイスに挟まれた状態で載置されるとともに、両
端部に第１センタ穴が設けられた支持ローラと、（ｂ）
相対向して第２センタ穴が設けられた一対の支柱部を有
するとともに、その第２センタ穴と前記第１センタ穴と
の間に硬質ボールを介在させた状態で前記支持ローラを
軸心まわりの回転可能に保持し、転造加工時における前
記素材の回転に伴ってその支持ローラが軸心まわりに連
れ回りすることを許容するローラ保持台とを有すること
にある。

【０００６】

【作用】上記転造加工用素材支持装置においては、円柱
形状を成してその外周面上に略平行となる姿勢で素材が
載置される支持ローラの両端部に第１センタ穴が設けら
れているとともに、ローラ保持台の一対の支柱部に相対
向して第２センタ穴が設けられており、それら第１セン
タ穴と第２センタ穴との間に硬質ボールが介在させられ
た状態で支持ローラが軸心まわりの回転可能にローラ保
持台に保持され、転造加工時に素材の回転に伴ってその
支持ローラが軸心まわりに連れ回りすることが許容され
る。

【０００７】

【考案の効果】このため、支持ローラと素材との転がり
接触によってそれらの間での摩耗や溶着が良好に回避さ
れてカジリ現象を生じることがないとともに、支持ロー
ラ自体の高い耐久性が得られる。また、素材の供給、取
出しが簡単で迅速に行うことができる。これにより、素
材との間で滑り接触させられる前記図８の形式の従来装
置に比較して、素材に悪影響を与えることなく格段に良
い精度で転造加工を行うことができる一方、前記図９の
形式の従来装置に比較して、少ない設備コストおよび運
転コストにも拘らず高能率な転造加工を行うことが可能
となり、転造装置による生産性を大幅に向上させること
ができるのである。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００９】図３は、本考案の一実施例である転造加工
用素材支持装置１０（以下、単に素材支持装置１０と言
う。）が配設された転造装置１２の転造加工状態を示す
正面図であり、図４はその平面図である。転造装置１２
は、略水平で互いに平行な軸心まわりの回転可能に配設
された一対の転造丸ダイス１４および１６を備えてお
り、転造丸ダイス１４は位置固定に設けられている一
方、転造丸ダイス１６は、その軸心と直角な水平方向に
図示しないスライド装置により転造丸ダイス１４に対し
て接近、離間させられるとともに、所定の回転方向（図
３に矢印で示す左まわり方向）に図示しない駆動手段に
より予め定められた回転速度で回転駆動されるようにな
っている。図３および図４の両図から明らかなように、
それら転造丸ダイス１４および１６は等しい径寸法およ
び幅寸法（軸方向長さ）を有するものであり、それぞれ
の外周全体に加工面１８および２０を備えている。これ
ら加工面１８および２０は、ねじ、セレーション、スプ
ライン等の各種の形状を転造により形成するための複数
の凸状歯からなっている。そして、転造丸ダイス１６の
接近駆動により転造丸ダイス１４との間で棒状の素材２
２を挾圧しつつ、転造丸ダイス１６の回転駆動により素
材２２をその軸心まわりに回転させながら転造加工が行
われる。

【００１０】転造加工される上記素材２２を転造丸ダイ
ス１４，１６間で回転可能に支持するために配設された
素材支持装置１０は、転造丸ダイス１４，１６の下方に
固設されたベース部材２４上に位置調整用のスライダ２
６を介して固定されている。この素材支持装置１０は、
その斜視図を示す図５、およびその組付け前の各要素の
斜視図を示す図６から判るように、素材２２が略平行に
載置され得るよう所定の軸心方向長さを有して両端部に
第１センタ穴３０がそれぞれ設けられた円柱形状の支持
ローラ３２と、その支持ローラ３２の両端部外側にそれ
ぞれ位置する一対の支柱部３４および３６を有してスラ
イダ２６に取り付けられるローラ保持台３８と、先端側
に第２センタ穴４０を有してそれら一対の支柱部３４，
３６にそれぞれ螺合させられる一対の押しボルト４２
と、上記第１センタ穴３０と第２センタ穴４０との間に
形成される空間に介在させられる一対の硬質ボール４４
とから構成されている。上記一対の押しボルト４２は、
その中心軸が支持ローラ３２の回転軸心と一致させられ
た状態で螺合させられているのである。上記硬質ボール
４４としては、一般にボールベアリング用として市販さ
れているスチールボール、セラミックスボール、超硬合
金製ボール等が用いられる。

【００１１】一方の支柱部３６付近の要部断面図を図１
に示す。支柱部３６には雌ねじ４６が形成されており、
その雌ねじ４６に押しボルト４２の外周に設けられた雄
ねじ４８が螺合させられている。押しボルト４２は、第
２センタ穴４０と反対側の端部に六角穴５０を備えてお
り、硬質ボール４４の摺動による支持ローラ３２の回転
が可能な程度に予め定められた所定の推力を支持ローラ
３２側へ作用させるように締結され、その状態で接着剤
により支柱部３６に対して相対回転不能に固着される。
その接着剤を溶解除去すれば、押しボルト４２を抜き取
ることにより硬質ボール４４の交換を行うことが可能と
なる。また、支持ローラ３２の第１センタ穴３０および
押しボルト４２の第２センタ穴４０は、頂角６０゜の通
常のセンタ穴加工に加えて、端面側の一部に硬質ボール
４４の曲率に略等しい凹状球面加工がそれぞれ施されて
おり、その硬質ボール４４を介して支持ローラ３２が押
しボルト４２によって心押しされる際の受圧面積が大き
くされて接触面での摩耗が生じ難いようになっている。
上記の構造は、他方の支柱部３４においても同様であ
る。このように第１センタ穴３０および第２センタ穴４
０との間に硬質ボール４４を介挿した比較的精度の高い
ボールセンタ軸支構造により、支持ローラ３２は高い精
度でローラ保持台３８によって軸心まわりの回転可能に
保持されており、その外周面上に略平行となる姿勢で載
置された素材２２が一対の転造丸ダイス１４，１６に挟
まれた状態で回転可能に支持され、素材２２と支持ロー
ラ３２との良好な転がり接触状態が得られる。

【００１２】図３の転造加工部を拡大して示す図２から
判るように、上記の構成によって軸心Ｏs まわりの回転
可能に配設された支持ローラ３２の軸心Ｏs の高さ位置
は、支持ローラ３２上に載置される素材２２の軸心Ｏw
の位置が、転造加工の開始から終了までを通して、転造
丸ダイス１４，１６のそれぞれの軸心Ｏa とＯb とを結
んだ直線である基準高さＬよりも下側の予め定められた
所定範囲に位置するように、それら素材２２および支持
ローラ３２の外径寸法に基づいて定められている。前記
ボールセンタ軸支構造を構成する硬質ボール４４、第１
センタ穴３０が設けられた支持ローラ３２、および第２
センタ穴４０が設けられた押しボルト４２等は、それら
の材質や表面処理等の二次加工が適宜選択されてそれら
が形成されることにより、変形や摩耗に対する充分な強
度が比較的容易に確保されている。なお、支持ローラ３
２についてはたとえば超硬合金のように他の部材よりも
硬く強靭なものを用いることが好ましい。そうすること
により、硬質ボール４４および押しボルト４２のみの交
換により一層耐久性を得ることができる。

【００１３】このように、本実施例においては、素材２
２を転造丸ダイス１４，１６間で回転可能に支持する素
材支持装置１０の支持ローラ３２の両端部に第１センタ
穴３０が設けられているとともに、その支持ローラ３２
の両端部外側においてローラ保持台３８の一対の支柱部
３４および３６に押しボルト４２がそれぞれ螺合させら
れることにより第２センタ穴４０が相対向させられてお
り、それら第１センタ穴３０と第２センタ穴４０との間
に硬質ボール４４が介在させられた状態で、支持ローラ
３２が軸心Ｏs まわりの回転可能に保持されていること
から、その支持ローラ３２上において素材２２が転造丸
ダイス１４，１６間で挾圧されつつ回転させられるのに
伴って、その支持ローラ３２が軸心Ｏs まわりに連れ回
りすることが許容されるため、支持ローラ３２と素材２
２との滑らかな転がり接触によりそれらの間での摩耗や
溶着が良好に回避されてカジリ現象を生じることがな
く、高い転造精度が得られるとともに支持ローラ３２自
体の高い耐久性が得られる。また、素材２２は支持ロー
ラ３２上に載置されるだけであり、その供給、取出しも
簡単且つ迅速に行われ得る。

【００１４】また、第１センタ穴３０や第２センタ穴４
０を形成するだけの支持ローラ３２や押しボルト４２、
および支柱部３４，３６を備えたローラ保持台３８等は
比較的簡単な構造であるとともに、硬質ボール４４は市
販のものを用いることが可能であり調達も容易であるこ
とから、素材支持装置１０を容易且つ安価に構成するこ
とができる。さらに、小径の素材２２を転造する場合で
あってもその径寸法に対応して小径の硬質ボール４４を
採用することにより支持ローラ３２を比較的小径に構成
でき、ローラベアリング等の軸受手段を採用した場合に
比較して、小径の素材２２に適用できる利点がある。

【００１５】加えて、本実施例では、第２センタ穴４０
を備えた押しボルト４２が一対の支柱部３４および３６
に軸心Ｏs 方向の外側から螺合させられる形式となって
いるため、その押しボルト４２を取り外すだけで硬質ボ
ール４４の交換が簡単且つ迅速に行え、補修性が極めて
優れているとともに、補修コストも少なくて済む。

【００１６】したがって、本実施例によれば、支持刃が
素材との間で滑り接触させられる前記図８の形式の従来
装置に比較して、素材に悪影響を与えることなく格段に
良い精度で転造加工を行うことができる一方、素材の１
つ１つにセンタ穴加工を施すとともにその素材の供給、
排出毎に心押し機構を操作する必要がある前記図９の形
式の従来装置に比較して、少ない設備コストおよび運転
コストであるにも拘らず高能率な転造加工を行うことが
可能となり、転造装置における稼働率を高く維持できて
その生産性を大幅に向上させることができるのである。

【００１７】因に、本考案の転造加工用素材支持装置
（Ａ）と固定支持刃による前記図８の形式の従来装置
（Ｂ）とを用いて表１に示す条件で実際に転造加工を行
い、転造加工された素材にカジリが発生するまでの本数
を調べたところ、表２に示す結果が得られた。なお、従
来装置（Ｂ）については、２回目以降５回目までは、支
持刃の上面に溶着した溶着物を1500番ダイヤモンドハン
ドラッパーで除去して繰り返し転造加工を行ったデータ
である。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】この結果によれば、従来装置（Ｂ）におい
ては平均して１６６本転造する毎にカジリを発生する一
方、本考案の装置（Ａ）では６５，０００本転造した後
においてもカジリ現象を生じるまでに至らなかったこと
が判る。また、表２に付随して示したように、（Ｂ）の
装置の場合、カジリ発生後の修正および再段取りに要す
る時間が合わせて１５分かかるため、その間は転造作業
が中断することになる。また、ダイヤモンドハンドラッ
パーによる修正の繰返し（約３０回）で生じた凹みを平
坦にするためにダイヤモンド砥石で研削修正（0.４mm程
度）する場合には、さらに補修時間を要する。そして、
それらの修正可能回数に基づいて試算した支持刃の寿命
に対応する転造可能本数は、３９，８４０本であった。
これに対し、本考案の装置（Ａ）の場合、一度も転造作
業を中断することなく、６５，０００本を転造すること
ができ、この後に硬質ボールの摩耗に起因する支持ロー
ラの緩みを矯正するために、緩み止め接着剤を溶解して
押しボルトを取り外し、硬質ボールを新しいものに取り
替えるだけで転造加工を再開できる。この硬質ボールの
交換に要する時間は３分程度である。

【００２１】以上、本考案の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本考案は他の態様で実施することも
できる。

【００２２】例えば、前述の実施例における第１センタ
穴３０および第２センタ穴４０は、頂角６０゜の通常の
センタ穴加工に加えて、端面側の一部に硬質ボール４４
の曲率に略等しい凹状球面加工がそれぞれ施されていた
が、センタ穴の形状は任意であり、単純な円錐形状、或
いは母線に正または負の曲率が与えられた円錐形状など
であっても差支えない。

【００２３】また、前述の実施例においては、硬質ボー
ル４４が第１センタ穴３０および第２センタ穴４０の双
方に対して相対回転可能に介挿されていたが、第１セン
タ穴３０および第２センタ穴４０の何れか一方に接着剤
などにより固着されても良い。

【００２４】また、前述の実施例においては、ローラ保
持台３８の一対の支柱部３４および３６に押しボルト４
２がそれぞれ螺合させられることにより相対向して第２
センタ穴４０が構成されていたが、第２センタ穴を備え
て着脱可能に構成された支柱部を有するローラ保持台が
用いられても良いし、押しボルト４２にかえて、第２セ
ンタ穴を有するとともにばね部材等からなる一定の推力
を作用し得る付勢手段によって第１センタ穴３０との間
に硬質ボール４４を挟持できる押圧部材を支柱部３４，
３６に一体的に設けることも可能である。

【００２５】また、前述の実施例は、一対の転造丸ダイ
ス１４および１６がそれぞれ外周全体に加工面１８およ
び２０を有し、一方の転造丸ダイス１６が他方の転造丸
ダイス１４に接近駆動されて支持ローラ３２上に載置さ
れた素材２２が挾圧される形式の転造装置１２の場合で
あったが、図７に示すように、周方向の一部に加工面６
０および６２を有する一対の転造丸ダイス６４および６
６が共に固定されて軸間距離が一定とされた形式の転造
装置の場合や、素材を軸方向へ送りつつ通し転造を行う
形式の転造装置の場合などにおいても同様に本考案を適
用することができる。

【００２６】また、前述の実施例においては、径寸法が
一定である一様な円柱形状をなした支持ローラ３２が用
いられた場合であったが、この支持ローラの外周面形状
は素材の形状等に応じて適宜変更され得る。

【００２７】また、前述の実施例においては、支持ロー
ラ３２に素材２２から作用させられる軸心方向に直角な
ラジアル荷重を、硬質ボール４４のみを介して一対の支
柱部３４，３６が受け止める状態に構成されていたが、
素材２２に対する支持ローラ３２の背後側、即ち図１の
下側にバックアップロールを配設してそのバックアップ
ロールが上記ラジアル荷重を受け止めるように構成する
ことも可能である。

【００２８】また、前述の実施例におけるローラ保持台
３８は、ベース部材３４に対して相対移動不能に固設さ
れていたが、転造加工時に素材が軸心方向へ移動する場
合には、その動きに追従できるように、その軸心方向と
平行な方向への移動可能とされていても良い。

【００２９】その他一々例示はしないが、本考案は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である転造加工用素材支持装
置における支持ローラを回転可能に保持する部分の要部
断面図である。

【図２】図３の転造装置における転造加工部の拡大詳細
図である。

【図３】本考案の転造加工用素材支持装置を備えた転造
装置の正面図であり、転造加工状態を示す図である。

【図４】図３の転造装置の平面図である。

【図５】図１の転造加工用素材支持装置の全体を示す斜
視図である。

【図６】図１の転造加工用素材支持装置の組付け前の各
要素の斜視図である。

【図７】本考案の転造加工用素材支持装置が配設された
他の適用例を示す図である。

【図８】従来の転造加工用素材支持装置の一例を示す図
である。

【図９】従来の転造加工用素材支持装置の別の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１０：転造加工用素材支持装置 １２：転造装置 １４，１６，６４，６６：転造丸ダイス ２２：素材 ３０：第１センタ穴 ３２：支持ローラ ３４，３６：支柱部 ３８：ローラ保持台 ４０：第２センタ穴 ４４：硬質ボール

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行な軸心まわりの回転可能に配
   設された一対の転造丸ダイス間で棒状の素材を挾圧しつ
   つ軸心まわりに回転させながら転造加工を行う転造装置
   において、前記一対の転造丸ダイス間で前記素材を軸心
   まわりの回転可能に支持する転造加工用素材支持装置で
   あって、 円柱形状を成し、その外周面上に略平行となる姿勢で前
   記素材が前記一対の転造丸ダイスに挟まれた状態で載置
   されるとともに、両端部に第１センタ穴が設けられた支
   持ローラと、 相対向して第２センタ穴が設けられた一対の支柱部を有
   するとともに、該第２センタ穴と前記第１センタ穴との
   間に硬質ボールを介在させた状態で前記支持ローラを軸
   心まわりの回転可能に保持し、転造加工時における前記
   素材の回転に伴って該支持ローラが軸心まわりに連れ回
   りすることを許容するローラ保持台とを有することを特
   徴とする転造加工用素材支持装置。