(57)【要約】【課題】構造が簡単で、小型のローリングミル装置を提供することを課題とする。【解決手段】ローリングミル装置１は、自身の軸周りに回転可能な単一のメインロール６０と、メインロール６０の径方向外側に配置されリング状のワークＷ２が環装される複数のマンドレル６１Ｌ、６１Ｒと、を備える。ローリングミル装置１は、メインロール６０とマンドレル６１Ｌ、６１Ｒとの間隔を狭めることにより、ワークＷ２の径方向肉厚を薄くする。ワークＷ２の加工時において、複数のマンドレル６１Ｌ、６１Ｒは不動である。ローリングミル装置１は、さらに、複数のマンドレル６１Ｌ、６１Ｒの各々に対して、メインロール６０を近接させるメインロール移動装置３を備えることを特徴とする。【選択図】図９
2010064134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の軸周りに回転可能な単一のメインロールと、該メインロールの径方向外側に配置されリング状のワークが環装される複数のマンドレルと、を備えてなり、該メインロールと該マンドレルとの間隔を狭めることにより該ワークの径方向肉厚を薄くするローリングミル装置であって、
前記ワークの加工時において、複数の前記マンドレルは不動であり、
さらに、複数の該マンドレルの各々に対して、前記メインロールを近接させるメインロール移動装置を備えることを特徴とするローリングミル装置。
【請求項２】
前記メインロールの回転軸および複数の前記マンドレルは、略水平方向に延在しており、
前記ワークの軸方向両端のうち、少なくとも一方は、外部に開放されている請求項１に記載のローリングミル装置。
【請求項３】
前記メインロールの回転軸と複数の前記マンドレルとは、略水平方向に並んで配置されている請求項２に記載のローリングミル装置。
【請求項４】
熱間鍛造に用いられる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のローリングミル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小径厚肉のリング状のワークを大径薄肉の製品に加工するローリングミル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、リングギアの製造に用いるローリングミル装置が開示されている。ローリングミル装置は、一対のスライドテーブルと、一対のマンドレルと、メインロールと、を備えている。一対のマンドレルおよびメインロールの回転軸は、垂直方向に延在している。一対のスライドテーブルおよび一対のマンドレルは、メインロールを挟んで、水平方向両側に配置されている。言い換えると、スライドテーブルとマンドレルとの組が、メインロールを挟んで、水平方向両側に、一対配置されている。マンドレルはスライドテーブルの上に配置されている。マンドレルは、スライドテーブルと共に、不動のメインロールに対して離接可能である。ワークは、小径厚肉のリング状を呈している。ワークは、テーブルに載置されている。ワークの径方向内側には、マンドレルが挿入されている。
【０００３】
ワークにマンドレルが挿入された状態で、スライドテーブルを回転するメインロールに近づけると、ワークは、径方向内側からマンドレルにより、径方向外側からメインロールにより、それぞれ押圧されることになる。このため、ワークの側周壁の肉厚は薄くなる。また、ワークは大径化する。このようにして、小径厚肉のワークを圧延し、大径薄肉のリングギアの中間製品を作製する。
【特許文献１】特開昭５８−２５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、同文献記載のローリングミル装置によると、不動のメインロールに対して、水平方向両側から、一対のマンドレルを、交互に近接させている。このため、一対のマンドレルの各々に対して、マンドレルをメインロールに近接させるための、マンドレル移動装置が必要になる。すなわち、一対のマンドレル移動装置が必要になる。したがって、ローリングミル装置の構造が複雑になる。また、マンドレル移動方向の全長が長くなるので、ローリングミル装置が大型化する。
【０００５】
本発明のローリングミル装置は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、構造が簡単で小型のローリングミル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の括弧内の番号は、請求項の番号に対応している。
【０００７】
（１）上記課題を解決するため、本発明のローリングミル装置は、自身の軸周りに回転可能な単一のメインロールと、該メインロールの径方向外側に配置されリング状のワークが環装される複数のマンドレルと、を備えてなり、該メインロールと該マンドレルとの間隔を狭めることにより該ワークの径方向肉厚を薄くするローリングミル装置であって、前記ワークの加工時において、複数の前記マンドレルは不動であり、さらに、複数の該マンドレルの各々に対して、前記メインロールを近接させるメインロール移動装置を備えることを特徴とする。
【０００８】
特許文献１に記載のローリングミル装置の場合、ワークを加工する際、不動のメインロールに対して、マンドレル移動装置により、マンドレルを近接させている。このため、マンドレルの配置数分だけ、マンドレル移動装置を配置する必要がある。
【０００９】
これに対して、本発明のローリングミル装置の場合、ワークを加工する際、不動のマンドレルに対して、メインロール移動装置により、メインロールを近接させている。このため、マンドレルの配置数に因らず、メインロール移動装置の配置数は一つで済む。したがって、本発明のローリングミル装置によると、複数のマンドレル移動装置を有する従来のローリングミル装置と比較して、構造が簡単になる。また、メインロール移動方向の全長が短くなり、ローリングミル装置を小型化できる。
【００１０】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記メインロールの回転軸および複数の前記マンドレルは、略水平方向に延在しており、前記ワークの軸方向両端のうち、少なくとも一方は、外部に開放されている構成とする方がよい。
【００１１】
特許文献１に記載のローリングミル装置の場合、圧延時において、ワークがスライドテーブルの上に載置されている。すなわち、ワークの孔の下端開口は、スライドテーブルにより封止されている。このため、圧延の過程でワーク内周面から剥がれ落ちるスケール（酸化粉）が、ワークの径方向内側に堆積してしまう。ワークの径方向内側にスケールが堆積すると、当該スケールがマンドレルとワーク内周面との間に噛み込まれるおそれがある。そして、噛み込まれたスケールが、マンドレルにより、ワーク内周面にスタンプされてしまうおそれがある。すなわち、本来、加工面であるワーク内周面に、スケールによる圧痕が、形成されるおそれがある。
【００１２】
これに対して、本構成のローリングミル装置の場合、圧延時において、ワークの軸芯が、マンドレルにより、略水平方向に支持される。本構成のローリングミル装置によると、圧延時においてワークの径方向内側に発生するスケール、金属粉、塵埃などは、ワークの軸方向両端の開口のうち少なくとも一方から、外部に排出される。このため、ワークの径方向内側に、スケールなどが堆積しにくい。したがって、スケールなどが、マンドレルとワーク内周面との間に噛み込まれにくい。よって、ワークの内周面に圧痕が形成されにくい。
【００１３】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記メインロールの回転軸と複数の前記マンドレルとは、略水平方向に並んで配置されている構成とする方がよい。ワークの径方向内側において発生するスケールなどは、直接、ワークの開口からワーク外部に排出される。あるいは、スケールなどは、一旦ワーク内周面の下側部分に落下し、ワークの回転に伴って軸方向に移動し、ワークの開口からワーク外部に排出される。
【００１４】
この点、本構成のローリングミル装置によると、ワークは、マンドレルとメインロールとにより、略水平方向両側から、挟持される。このため、マンドレルとワーク内周面との圧接部分が、スケールなどが落下するワーク内周面の下側部分から、離間している。したがって、スケールなどが、マンドレルとワーク内周面との間に噛み込まれるおそれが、さらに小さい。
【００１５】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、熱間鍛造に用いられる構成とする方がよい。本構成のローリングミル装置によると、加熱されたワークに対して圧延が行われる。このため、圧延時におけるワークの変形抵抗が小さくなる。したがって、ワークの加工性が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、構造が簡単で小型のローリングミル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のローリングミル装置の実施の形態について説明する。
【００１８】
＜リングギアの製造方法＞
まず、熱間鍛造によるリングギアの製造方法について簡単に説明する。図１に、リングギアの製造方法の工程図を示す。図１に示すように、リングギアの製造方法は、加熱工程Ｓ１と、荒地プレス工程Ｓ２と、圧延工程Ｓ３と、仕上げプレス工程Ｓ４と、を有している。
【００１９】
加熱工程Ｓ１においては、高周波加熱炉により、円柱状のビレットＷ１を、約３分程度で約１２００℃の温度まで加熱する。荒地プレス工程Ｓ２においては、まず、ビレットＷ１を軸方向から圧縮し、円板状とする。次いで、円板状のビレットＷ１に軸方向に孔を穿設し、ワークＷ２を作製する。圧延工程Ｓ３においては、ワークＷ２に圧延処理を施すことにより大径化させ、中間第一製品Ｗ３を作製する。仕上げプレス工程Ｓ４では、中間第一製品Ｗ３の軸方向両端面に所定の形状を付与し、中間第二製品Ｗ４を作製する。その後、中間第二製品Ｗ４の内周面あるいは外周面に、所定のギア形状を付与し、リングギアを作製する。
【００２０】
本実施形態のローリングミル装置は、上記一連の工程のうち、圧延工程Ｓ３を実行するために用いられる。すなわち、本実施形態のローリングミル装置は、小径厚肉のワークＷ２を大径薄肉の中間第一製品Ｗ３に加工するために用いられる。
【００２１】
＜ローリングミル装置の構成＞
次に、本実施形態のローリングミル装置の全体構成について説明する。以下の図において、左右方向に対応している部材は、数字の末尾にＬ（左）またはＲ（右）を付した符合で示す。図２に、本実施形態のローリングミル装置の斜視図を示す。図３に、同ローリングミル装置の上面図を示す。図４に、同ローリングミル装置の透過斜視図を示す。図５に、同ローリングミル装置の分解斜視図を示す。図２〜図５に示すように、ローリングミル装置１は、フレーム２と、メインロール移動装置３と、メインロール回転装置４と、一対のワーク支持装置５Ｌ、５Ｒと、メインロール６０と、一対のマンドレル６１Ｌ、６１Ｒと、二対のガイドロールと、を備えている。
【００２２】
［フレームの構成］
図６に、本実施形態のローリングミル装置のフレームの斜視図を示す。図６に示すように、フレーム２は、基部２０と、一対の棚部２１Ｌ、２１Ｒと、一対のビーム２２、２３と、一対の揺動軸支持ブロック２４と、を備えている。
【００２３】
基部２０は、鋼製であって、矩形枠体状を呈している。基部２０は、図示しない工場の床面に配置されている。棚部２１Ｒは、鋼製であって、基部２０の上面に配置されている。棚部２１Ｒは、基部２０の右縁に沿って配置されている。棚部２１Ｒは、短軸角筒状を呈している。棚部２１Ｒの開口軸は、左右方向に延在している。棚部２１Ｒの筒内には、前後一対の仕切壁２１０Ｒ、２１１Ｒが配置されている。前方の仕切壁２１０Ｒは、前壁２１２Ｒと近接している。仕切壁２１０Ｒ、前壁２１２Ｒの左縁には、各々、切欠部が形成されている。当該切欠部には、シリンダ収容部２１３Ｒが配置されている。棚部２１Ｒの左縁には、上下一対のガイドレール２１４Ｒ、２１５Ｒが配置されている。一対のガイドレール２１４Ｒ、２１５Ｒは、互いに略平行に、前後方向に延在している。
【００２４】
棚部２１Ｌは、鋼製であって、基部２０の上面に配置されている。棚部２１Ｌは、基部２０の左縁に沿って配置されている。棚部２１Ｌは、棚部２１Ｒと左右対称に配置され、棚部２１Ｒと同様の構造を有している。
【００２５】
ビーム２２は、鋼製であって、左右一対の棚部２１Ｌ、２１Ｒの上壁間に架設されている。ビーム２２は、棚部２１Ｌ、２１Ｒの前縁に沿って配置されている。ビーム２３は、鋼製であって、ビーム２２と同様に、左右一対の棚部２１Ｌ、２１Ｒの上壁間に架設されている。ビーム２３は、棚部２１Ｌ、２１Ｒの後縁に沿って配置されている。
【００２６】
一対の揺動軸支持ブロック２４は、鋼製であって、基部２０の上面に配置されている。一対の揺動軸支持ブロック２４は、基部２０の前後縁の左右方向略中央に配置されている。一対の揺動軸支持ブロック２４は、前後方向に対向している。揺動軸支持ブロック２４には、支持孔２４０が穿設されている。支持孔２４０は、揺動軸支持ブロック２４を前後方向に貫通している。
【００２７】
［メインロール移動装置の構成］
図７に、本実施形態のローリングミル装置のメインロール移動装置およびメインロール回転装置の斜視図を示す。図７に示すように、メインロール移動装置３は、ブラケット３０と、ボールねじ機構部３１と、揺動部３２と、を備えている。
【００２８】
ブラケット３０は、一対のモータ収容箱支持ブロック３００、３０１を備えている。一対のモータ収容箱支持ブロック３００、３０１は、鋼製であって、図２〜図５に示すように、フレーム２の棚部２１Ｌの上壁左縁の後方に固定されており、前後方向に所定間隔だけ離間して配置されている。
【００２９】
図７に戻って、ボールねじ機構部３１は、モータ３１０と、モータ収容箱３１１と、ボールねじ部３１２と、ナット部３１３と、を備えている。モータ収容箱３１１は、鋼製であって、上方および左方に開口する直方体箱状を呈している。モータ収容箱３１１は、モータ収容箱揺動軸３１１ａ、３１１ｂを介して、ブラケット３０に揺動可能に支持されている。モータ３１０は、モータ収容箱３１１に収容されている。モータ３１０の駆動軸３１０ａは、左右方向に延在している。ボールねじ部３１２は、鋼製であって、左右方向に延在する丸棒状を呈している。ボールねじ部３１２は、駆動軸３１０ａに接続されている。ナット部３１３は、鋼製であって、直方体状を呈している。ナット部３１３は、ボールねじ部挿通孔３１３ａと、一対の揺動部揺動軸３１３ｂと、を備えている。ボールねじ部挿通孔３１３ａは、ナット部３１３を、左右方向に貫通している。ボールねじ部３１２は、ボールねじ部挿通孔３１３ａに挿通されている。ボールねじ部３１２は、ボール（図略）を介して、ボールねじ部挿通孔３１３ａと、螺合している。一対の揺動部揺動軸３１３ｂは、短軸円柱状を呈している。一対の揺動部揺動軸３１３ｂは、ナット部３１３の前後面から突設されている。
【００３０】
揺動部３２は、一対の連結ブロック３２０ａ、３２０ｂと、揺動アーム３２１と、揺動軸３２２と、を備えている。揺動軸３２２は、鋼製であって、前後方向に延在する丸棒状を呈している。図２〜図５に示すように、揺動軸３２２は、前後方向に対向する一対の揺動軸支持ブロック２４間に架設されている。揺動軸３２２の前後方向両端は、一対の支持孔２４０に、揺動可能に支持されている。
【００３１】
図７に戻って、揺動アーム３２１は、鋼製であって、上下方向に延在する角柱状を呈している。揺動アーム３２１は、揺動軸固定孔３２１ａと、回転軸挿通孔３２１ｂと、を備えている。揺動軸固定孔３２１ａは、揺動アーム３２１の下端に配置されている。揺動軸固定孔３２１ａは、揺動アーム３２１を前後方向に貫通している。揺動軸固定孔３２１ａには、揺動軸３２２が挿通され、固定されている。回転軸挿通孔３２１ｂは、揺動アーム３２１の上下方向略中央に配置されている。回転軸挿通孔３２１ｂは、揺動アーム３２１を前後方向に貫通している。
【００３２】
一対の連結ブロック３２０ａ、３２０ｂは、鋼製であって、各々、矩形板状を呈している。一対の連結ブロック３２０ａ、３２０ｂは、揺動アーム３２１の上端に配置されている。連結ブロック３２０ａの後面および連結ブロック３２０ｂの前面には、各々、凹部が形成されている。一対の凹部には、ナット部３１３の一対の揺動部揺動軸３１３ｂが、揺動可能に収容されている。すなわち、ナット部３１３および一対の連結ブロック３２０ａ、３２０ｂを介して、ボールねじ機構部３１と揺動部３２とは、揺動可能に連結されている。
【００３３】
［メインロール回転装置の構成］
図７に示すように、メインロール回転装置４は、ブラケット４０と、モータ４１と、ギアボックス４２と、回転軸４３と、を備えている。ブラケット４０は、鋼製であって、板状を呈している。ブラケット４０は、揺動アーム３２１の回転軸挿通孔３２１ｂ下部から、後方に突設されている。モータ４１は、ブラケット４０の上面の左後隅に配置されている。ギアボックス４２は、ブラケット４０の上面における、モータ４１の前方に配置されている。モータ４１の駆動軸４１ａは、ギアボックス４２内部の減速ギア（図略）と噛合している。回転軸４３は、ギアボックス４２から前方に突出している。回転軸４３は、鋼製であって、ギアボックス４２内部の減速ギアに連結されている。回転軸４３は、揺動アーム３２１の回転軸挿通孔３２１ｂに、回転可能に挿通されている。メインロール６０は、略水平方向に延在した回転軸４３の前端（回転軸挿通孔３２１ｂからの突出端）に、回転面が略垂直となるように固定されている。
【００３４】
［ワーク支持装置の構成］
図８に、本実施形態のローリングミル装置の一対のワーク支持装置の分解斜視図を示す。図８に示すように、ワーク支持装置５Ｒは、固定部材５０Ｒと、可動部材５１Ｒと、ガイドロール駆動部５２Ｒと、を備えている。
【００３５】
固定部材５０Ｒは、一対の係合部５００Ｒ、５０１Ｒと、マンドレル収容凹部５０２Ｒと、を備えている。一対の係合部５００Ｒ、５０１Ｒは、固定部材５０Ｒの上下縁に沿って配置されている。上下一対の係合部５００Ｒ、５０１Ｒは、前後方向に延在している。上下一対の係合部５００Ｒ、５０１Ｒは、図２〜図５に示すように、上下一対のガイドレール２１４Ｒ、２１５Ｒの後部に、固定されている。すなわち、固定部材５０Ｒは、フレーム２に対して不動である。マンドレル収容凹部５０２Ｒは、固定部材５０Ｒの前面に配置され、前方に開口している。
【００３６】
可動部材５１Ｒは、一対の被ガイド部５１０Ｒ、５１１Ｒと、ブラケット５１２Ｒと、油圧シリンダ５１５Ｒと、を備えている。一対の被ガイド部５１０Ｒ、５１１Ｒは、可動部材５１Ｒの上下縁に沿って配置されている。上下一対の被ガイド部５１０Ｒ、５１１Ｒは、図２〜図５に示すように、上下一対のガイドレール２１４Ｒ、２１５Ｒの前部に、摺動可能に係合している。すなわち、可動部材５１Ｒは、フレーム２に対して前後方向に摺動可能である。ブラケット５１２Ｒは、鋼製であって、矩形板状を呈している。ブラケット５１２Ｒは、可動部材５１Ｒの右面から右方に突設されている。ブラケット５１２Ｒの上面には、一対のシリンダ支持ブロック５１３Ｒ、５１４Ｒが立設されている。一対のシリンダ支持ブロック５１３Ｒ、５１４Ｒは、前後方向に所定間隔だけ離間して配置されている。油圧シリンダ５１５Ｒは、シリンダ本体５１６Ｒと、ピストンロッド５１７Ｒと、エンド部材５１８Ｒと、を備えている。油圧シリンダ５１５Ｒは、図２〜図５に示すように、フレーム２の棚部２１Ｒの前壁２１２Ｒと、可動部材５１Ｒの前面と、の間を連結している。図８に戻って、シリンダ本体５１６Ｒは、前後方向に延在している。シリンダ本体５１６Ｒは、可動部材５１Ｒの前面に固定されている。ピストンロッド５１７Ｒは、鋼製であって、前後方向に延在している。ピストンロッド５１７Ｒの後端は、シリンダ本体５１６Ｒに収容されている。ピストンロッド５１７Ｒの前端は、エンド部材５１８Ｒに固定されている。エンド部材５１８Ｒは、直方体箱状を呈している。エンド部材５１８Ｒは、図２〜図５に示すように、フレーム２のシリンダ収容部２１３Ｒを前方から塞いでいる。図８に戻って、マンドレル６１Ｒは、可動部材５１Ｒの後面から、後方に向かって突設されている。マンドレル６１Ｒは、マンドレル収容凹部５０２Ｒに、前後方向に対向している。マンドレル６１Ｒの先端は、マンドレル収容凹部５０２Ｒに、出入り可能である。マンドレル６１Ｒには、ワークＷ２が環装される。
【００３７】
ガイドロール駆動部５２Ｒは、可動部材５１Ｒの後面に配置されている。ガイドロール駆動部５２Ｒは、油圧シリンダ５２０Ｒと、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒと、下方ガイドロール用アーム５２２Ｒと、連結アーム５２３Ｒと、を備えている。油圧シリンダ５２０Ｒは、前後一対のシリンダ揺動軸５２４Ｒ、５２５Ｒを備えている。前後一対のシリンダ揺動軸５２４Ｒ、５２５Ｒは、可動部材５１Ｒの前後一対のシリンダ支持ブロック５１３Ｒ、５１４Ｒに、揺動可能に支持されている。
【００３８】
上方ガイドロール用アーム５２１Ｒは、鋼製であって、直線状を呈している。上方ガイドロール用アーム５２１Ｒの上端には、ガイドロール６２Ｒが空転可能に支持されている。また、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒの上端は、油圧シリンダ５２０Ｒのピストンロッドに接続されている。上方ガイドロール用アーム５２１Ｒの下端は、可動部材５１Ｒの後面から突設されたボス部に、揺動可能に支持されている。
【００３９】
下方ガイドロール用アーム５２２Ｒは、鋼製であって、Ｊ字状を呈している。下方ガイドロール用アーム５２２Ｒは、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒの右側に配置されている。下方ガイドロール用アーム５２２ＲのＪ字先端には、ガイドロール６３Ｒが空転可能に支持されている。ガイドロール６３Ｒは、ガイドロール６２Ｒと、上下方向に対向している。下方ガイドロール用アーム５２２Ｒの上端は、可動部材５１Ｒの後面から突設されたボス部に、揺動可能に支持されている。連結アーム５２３Ｒは、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒと下方ガイドロール用アーム５２２Ｒとを、連結している。ワーク支持装置５Ｌは、ワーク支持装置５Ｒと左右対称に配置され、ワーク支持装置５Ｒと同様の構造を有している。
【００４０】
＜メインロール移動装置の動き＞
次に、メインロール移動装置の動きについて説明する。図９に、本実施形態のローリングミル装置の透過模式前面図を示す。なお、説明の便宜上、ビーム２２、２３は省略して示す。また、ワーク支持装置５Ｌについては固定部材５０Ｌの前面を、ワーク支持装置５Ｒについては可動部材５１Ｒの後面およびガイドロール駆動部５２Ｒを、それぞれ示す。
【００４１】
まず、図９に一点鎖線で示すように、揺動部３２を、右側（時計回り方向）に揺動させる場合について説明する。まず、モータ３１０を駆動し、ボールねじ部３１２を軸周りに回転させる。ナット部３１３は、ボールを介して、ボールねじ部３１２と螺合している。このため、ボールねじ部３１２を回転させると、ナット部３１３が右側に移動する。ナット部３１３の揺動部揺動軸３１３ｂは、揺動部３２の連結ブロック３２０ａに、揺動可能に支持されている。また、揺動部３２は、揺動軸３２２を介して、揺動軸支持ブロック２４に、揺動可能に支持されている。このため、ナット部３１３が右側に移動すると、揺動部３２が、揺動軸３２２を中心に、右側に揺動する。したがって、揺動部３２に支持されたメインロール６０が、ワーク支持装置５Ｒに支持されたマンドレル６１Ｒに近接する。なお、揺動部３２の揺動に伴い、ボールねじ機構部３１も、モータ収容箱揺動軸３１１ａを中心に、時計回り方向に揺動する。
【００４２】
次いで、図９に点線で示すように、揺動部３２を、左側（反時計回り方向）に揺動させる場合について説明する。まず、モータ３１０を駆動し、ボールねじ部３１２を軸周りに回転させる。なお、回転方向は、揺動部３２を右側に揺動させる場合の回転方向に対して、逆方向である。ボールねじ部３１２を回転させると、ナット部３１３が左側に移動する。ナット部３１３が左側に移動すると、揺動部３２が、揺動軸３２２を中心に、左側に揺動する。したがって、揺動部３２に支持されたメインロール６０が、ワーク支持装置５Ｌに支持されたマンドレル６１Ｌに近接する。なお、揺動部３２の揺動に伴い、ボールねじ機構部３１も、モータ収容箱揺動軸３１１ａを中心に、時計回り方向に揺動する。
【００４３】
＜メインロール回転装置の動き＞
次に、メインロール回転装置の動きについて説明する。まず、図７に示すように、モータ４１を駆動し、駆動軸４１ａを軸周りに回転させる。駆動軸４１ａは、ギアボックス４２内部の減速ギア（図略）と噛合している。また、減速ギアは、回転軸４３に連結されている。このため、回転軸４３からは、駆動軸４１ａの回転数およびトルクに対して、低速かつ高トルクの回転力が出力される。当該回転力により、回転軸４３に固定されたメインロール６０を回転させる。なお、メインロール回転装置４は、揺動部３２に固定されている。このため、揺動部３２が揺動する際、メインロール回転装置４も揺動部３２と共に揺動する。
【００４４】
＜ワーク支持装置の動き＞
次に、ワーク支持装置の動きについて説明する。まず、可動部材の動きについて説明する。図１０に、本実施形態のローリングミル装置の左側から見た前後方向断面図を示す。なお、切断面は、右側のワーク支持装置５Ｒの左側である。
【００４５】
図１０に一点鎖線で示すように、可動部材５１Ｒを前方に移動させる場合は、油圧シリンダ５１５Ｒのピストンロッド５１７Ｒをシリンダ本体５１６Ｒに、相対的に没入させる。シリンダ本体５１６Ｒは、可動部材５１Ｒの前面に固定されている。ピストンロッド５１７Ｒは、エンド部材５１８Ｒに固定されている。このため、ピストンロッド５１７Ｒをシリンダ本体５１６Ｒに没入させると、エンド部材５１８Ｒにシリンダ本体５１６Ｒが近接する。すなわち、可動部材５１Ｒが、ガイドレール２１４Ｒ、２１５Ｒに沿って、前方に摺動する。
【００４６】
図１０に実線で示すように、可動部材５１Ｒを後方に移動させる場合は、油圧シリンダ５１５Ｒのピストンロッド５１７Ｒをシリンダ本体５１６Ｒから、相対的に突出させる。ピストンロッド５１７Ｒをシリンダ本体５１６Ｒから突出させると、エンド部材５１８Ｒからシリンダ本体５１６Ｒが離間する。すなわち、可動部材５１Ｒが、ガイドレール２１４Ｒ、２１５Ｒに沿って、後方に摺動する。
【００４７】
ところで、可動部材５１Ｒを前方に移動させると、マンドレル６１Ｒがマンドレル収容凹部５０２Ｒから抜き出される。図８に示すように、ワークＷ２をセットする場合は、まず、マンドレル収容凹部５０２Ｒから抜き出されたマンドレル６１Ｒに、ワークＷ２を環装する。次いで、可動部材５１Ｒを後方に移動させる。そして、マンドレル６１Ｒの先端（後端）を、マンドレル収容凹部５０２Ｒに挿入する。このようにして、ワークＷ２のセットを行う。
【００４８】
続いて、ガイドロール駆動部５２Ｒの動きについて説明する。図１１に、図９の枠ＸＩ内の拡大図を示す。図１１に点線で示すように、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒを、マンドレル６１Ｒから離間させる場合は、油圧シリンダ５２０Ｒのピストンロッド５２７Ｒをシリンダ本体５２６Ｒ内部に没入させる。ここで、シリンダ本体５２６Ｒは、ブラケット５１２Ｒに接続されている。一方、ピストンロッド５２７Ｒは、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒの上端に、接続されている。このため、ピストンロッド５２７Ｒをシリンダ本体５２６Ｒ内部に没入させると、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒが、下端（図１１中にハッチングで示す。）を中心に、時計回り方向に揺動する。したがって、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒの上端に接続されたガイドロール６２Ｒも、右上方に移動する。ここで、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒと下方ガイドロール用アーム５２２Ｒとは、連結アーム５２３Ｒを介して、左右方向に連結されている。このため、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒが時計回り方向に揺動すると、下方ガイドロール用アーム５２２Ｒが、上端（図１１中にハッチングで示す。）を中心に、反時計回り方向に揺動する。したがって、下方ガイドロール用アーム５２２ＲのＪ字端に接続されたガイドロール６３Ｒも、右下方に移動する。このようにして、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒを、マンドレル６１Ｒから離間させる。
【００４９】
図１１に実線で示すように、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒを、マンドレル６１Ｒに近接させる場合は、油圧シリンダ５２０Ｒのピストンロッド５２７Ｒをシリンダ本体５２６Ｒから突出させる。ピストンロッド５２７Ｒをシリンダ本体５２６Ｒから突出させると、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒが、下端を中心に、反時計回り方向に揺動する。したがって、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒの上端に接続されたガイドロール６２Ｒも、左下方に移動する。上方ガイドロール用アーム５２１Ｒが反時計回り方向に揺動すると、下方ガイドロール用アーム５２２Ｒが、上端を中心に、時計回り方向に揺動する。したがって、下方ガイドロール用アーム５２２ＲのＪ字端に接続されたガイドロール６３Ｒも、左上方に移動する。このようにして、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒを、マンドレル６１Ｒに近接させる。なお、左側のワーク支持装置５Ｌの動きも、上述した右側のワーク支持装置５Ｒの動きと同様である。
【００５０】
＜圧延工程におけるローリングミル装置の動き＞
次に、本実施形態のローリングミル装置の圧延工程における動きについて説明する。図１に示すように、圧延工程Ｓ３においては、ワークＷ２に圧延処理を施すことにより大径化させ、中間第一製品Ｗ３を作製する。
【００５１】
図１２（ａ）に、圧延工程前期のメインロールとマンドレルと一対のガイドロールとワークとの模式前面図を示す。図１２（ｂ）に、圧延工程後期のメインロールとマンドレルと一対のガイドロールとワークとの模式前面図を示す。図１３に、圧延工程後期のメインロールとマンドレルと一対のガイドロールとワークとの模式斜視図を示す。
【００５２】
本工程においては、まず、図１２（ａ）に示すように、ワークＷ２を、ローリングミル装置にセットする。すなわち、ワークＷ２の径方向外側にメインロール６０および一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒが、ワークＷ２の径方向内側にマンドレル６１Ｒが、それぞれ配置されるように、ワークＷ２をローリングミル装置にセットする。
【００５３】
具体的には、まず、図１０に示すように、油圧シリンダ５１５Ｒを駆動し、可動部材５１Ｒを前方に動かす。すなわち、可動部材５１Ｒを、固定部材５０Ｒから離間させる。次いで、マンドレル６１Ｒに、ワークＷ２を環装する。それから、油圧シリンダ５１５Ｒを駆動し、可動部材５１Ｒを後方に動かす。そして、マンドレル６１Ｒの先端（後端）を、マンドレル収容凹部５０２Ｒに挿入する。
【００５４】
続いて、図１１に示すように、油圧シリンダ５２０Ｒを駆動し、上方ガイドロール用アーム５２１Ｒを、反時計回り方向に揺動させる。並びに、下方ガイドロール用アーム５２２Ｒを、時計回り方向に揺動させる。そして、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒを、ワーク（図１１のマンドレル６１Ｒに環装されている）外周面に当接させる。
【００５５】
また、図７に示すように、モータ４１を駆動し、回転軸４３つまりメインロール６０を回転させる。それから、図９に示すように、モータ３１０を駆動し、ナット部３１３を右方に移動させる。そして、揺動部３２つまりメインロール６０を、揺動軸３２２を中心に、右側（時計回り方向）に揺動させ、メインロール６０をワークＷ２外周面に当接させる。このようにして、図１２（ａ）に示す位置関係になるように、ワークＷ２をセットする。モータ４１によるメインロール６０の回転に伴い、ワークＷ２、マンドレル６１Ｒ、一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒも、従動的に回転する。
【００５６】
それから、揺動部３２つまりメインロール６０を、さらに右側（時計回り方向）に揺動させる。メインロール６０を揺動させると、メインロール６０とマンドレル６１Ｒとの間隔Ｃが狭くなる。このため、ワークＷ２の径方向肉厚は、徐々に薄くなる。並びに、ワークＷ２は、徐々に大径化する。ここで、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒは、ワークＷ２外周面に圧接するように、図１１に示す油圧シリンダ５２０Ｒにより、約１ｔｏｎの荷重で付勢されている。一方、メインロール６０は、ワークＷ２外周面に圧接するように、図９に示すモータ３１０により、約２０ｔｏｎの荷重で付勢されている。このように、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒと、メインロール６０と、は共にワークＷ２外周面に圧接しているものの、その付勢力には差がある。このため、図１２（ｂ）に示すように、ワークＷ２の大径化に伴い、上下一対のガイドロール６２Ｒ、６３Ｒは、油圧シリンダ５２０Ｒの付勢力に抗して、右側に移動する。
【００５７】
図１２（ｂ）、図１３に強調して示すように、圧延工程においては、ワークＷ２の径方向内側に、ワークＷ２内周面から剥がれたスケールＳなどが発生する。しかしながら、ワークＷ２の軸方向は、前後方向（水平方向）を向いている。並びに、ワークＷ２の軸方向両端の開口Ｗ２０、Ｗ２１は、前後方向に開放されている。このため、発生したスケールＳなどは、開口Ｗ２０、Ｗ２１を介して、速やかにワークＷ２の径方向内側から外部に放出される。
【００５８】
並びに、図１２（ｂ）に示すように、スケールＳなどが堆積しがちなワークＷ２下側部分Ａ１から、ワークＷ２の圧接部分Ａ２は、上方に離間している。このため、圧接部分Ａ２（具体的にはマンドレル６１Ｒ外周面とワークＷ２内周面との間）にスケールＳなどが噛み込まれにくい。
【００５９】
本工程においては、このようにして、ワークＷ２から中間第一製品Ｗ３を作製する。なお、以上の説明においては、右側のマンドレル６１Ｒとメインロール６０とを用いてワークＷ２を圧延する場合について説明した。しかしながら、左側のマンドレル６１Ｌとメインロール６０とを用いてワークＷ２を圧延する場合も、メインロール６０の揺動方向が左側（反時計回り方向）になる以外は、同様である。
【００６０】
右側のマンドレル６１Ｒとメインロール６０とを用いてワークＷ２を圧延している間、左側のマンドレル６１ＬにワークＷ２をセットすることができる。あるいは、左側のマンドレル６１Ｌから中間第一製品Ｗ３を払い出すことができる。反対に、左側のマンドレル６１Ｌとメインロール６０とを用いてワークＷ２を圧延している間、右側のマンドレル６１ＲにワークＷ２をセットすることができる。あるいは、右側のマンドレル６１Ｒから中間第一製品Ｗ３を払い出すことができる。このため、ローリングミル装置は、継続的にワークＷ２を圧延し続けることができる。
【００６１】
＜作用効果＞
次に、本実施形態のローリングミル装置の作用効果について説明する。本実施形態のローリングミル装置１によると、図９に示すように、不動の一対のマンドレル６１Ｌ、６１Ｒに対して、単一のメインロール６０を、交互に近接させている。このため、不動のメインロールに対して一対のマンドレルを近接させる場合と比較して、マンドレル６１Ｌ、６１Ｒとメインロール６０との間隔を狭めるために必要な移動装置が、一つで済む。すなわち、単一のメインロール移動装置３により、マンドレル６１Ｌ、６１Ｒとメインロール６０との間隔を交互に狭めることができる。したがって、複数の移動装置（特許文献１の場合だとマンドレル移動装置）を有する従来のローリングミル装置と比較して、構造が簡単になる。また、メインロール移動方向の全長が短くなり、ローリングミル装置１を小型化できる。
【００６２】
また、本実施形態のローリングミル装置１によると、図１３に示すように、マンドレル６１Ｒにより、前後方向（水平方向）にワークＷ２を支持している。このため、スケールＳなどを、開口Ｗ２０、Ｗ２１を介して、ワークＷ２の径方向内側から外部に放出することができる。したがって、ワークＷ２の径方向内側に、スケールＳなどが堆積しにくい。すなわち、スケールＳなどが、マンドレル６１ＲとワークＷ２内周面との間に噛み込まれにくい。よって、ワークＷ２の内周面に圧痕が形成されにくい。
【００６３】
また、本実施形態のローリングミル装置１によると、ワークＷ２は、マンドレル６１Ｒとメインロール６０とにより、左右方向（水平方向）両側から、挟持される。このため、図１２（ｂ）に示すように、スケールＳなどが堆積しがちなワークＷ２下側部分Ａ１から、ワークＷ２の圧接部分Ａ２が、上方に離間している。したがって、この点においても、スケールＳなどが、マンドレル６１ＲとワークＷ２内周面との間に噛み込まれにくい。
【００６４】
また、本実施形態のローリングミル装置１によると、図９に示すように、左右一対のマンドレル６１Ｌ、６１Ｒに対して、メインロール６０を、交互に近接させることができる。このため、一方のマンドレル６１Ｌ（６１Ｒ）とメインロール６０とでワークＷ２を圧延する間に、他方のマンドレル６１Ｒ（６１Ｌ）に、ワークＷ２をセットすることができる。あるいは、他方のマンドレル６１Ｒ（６１Ｌ）から、中間第一製品Ｗ３を払い出すことができる。したがって、ワークＷ２のセット、あるいは中間第一製品Ｗ３の払い出しに伴うダウンタイムを、削減することができる。
【００６５】
また、本実施形態のローリングミル装置１によると、図１に示すように、加熱工程Ｓ１を経て加熱されたワークＷ２に対して、圧延工程Ｓ３が実行される。このため、圧延工程Ｓ３におけるワークＷ２の変形抵抗が小さくなる。したがって、ワークＷ２の加工性が向上する。
【００６６】
また、本実施形態のローリングミル装置１には、上下一対のガイドロール６２Ｌ、６３Ｌ、６２Ｒ、６３Ｒが配置されている。このため、ワークＷ２の上下方向のおどりを抑制することができる。また、ワークＷ２の前後方向のぶれを抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態のローリングミル装置１によると、ボールねじ機構部３１がワークＷ２の上方に配置されている。このため、ワークＷ２からボールねじ機構部３１に、スケール等が落下するおそれがなく、ボールねじ機構部３１に不具合が発生しにくい。
【００６８】
＜その他＞
以上、本発明のローリングミル装置１の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００６９】
例えば、上記実施形態のローリングミル装置１においては、メインロール６０の回転軸４３、マンドレル６１Ｌ、６１Ｒを、前後方向（水平方向）に沿って配置した。しかしながら、メインロール６０の回転軸４３、マンドレル６１Ｌ、６１Ｒを、上下方向（垂直方向）に沿って配置してもよい。この場合であっても、従来のローリングミル装置と比較して、構造が簡単になる。また、メインロール移動方向の全長が短くなり、ローリングミル装置１を小型化できる。
【００７０】
また、上記実施形態のローリングミル装置１においては、メインロール６０を挟んで、左側にマンドレル６１Ｌ、ガイドロール６２Ｌ、６３Ｌを、右側にマンドレル６１Ｒ、ガイドロール６２Ｒ、６３Ｒを、それぞれ配置した。しかしながら、マンドレル、ガイドロールの配置数は特に限定しない。メインロール、マンドレルを、上下方向に沿って配置する場合、メインロールを中心とする円弧上に、略１２０°ずつ離間して三つのマンドレルを配置してもよい。あるいは、メインロールを中心とする円弧上に、略９０°ずつ離間して四つのマンドレルを配置してもよい。
【００７１】
また、ガイドロール６２Ｌ、６３Ｌ、６２Ｒ、６３Ｒの構造、駆動機構は、上記実施形態の構造、駆動機構に限定しない。また、メインロール６０、ガイドロール６２Ｌ、６３Ｌ、６２Ｒ、６３ＲのワークＷ２に対する付勢荷重は、ワークＷ２の仕様（寸法など）に応じて適宜変更可能である。
【００７２】
また、上記実施形態のローリングミル装置１においては、一対のガイドレール２１４Ｒ、２１５Ｒに対して、可動部材５１Ｒだけを摺動可能とした。並びに、一対のガイドレール２１４Ｌ、２１５Ｌに対して、可動部材５１Ｌだけを摺動可能とした。しかしながら、可動部材５１Ｒ、５１Ｌのみならず、固定部材５０Ｒ、５０Ｌを摺動可能としてもよい。また、ワークＷ２の軸方向両端を成形するために、エッジロールを配置してもよい。また、上記実施形態においては、リングギア製造用として本発明のローリングミル装置１を用いた。しかしながら、本発明のローリングミル装置１は、リング状のあらゆる鍛造品を製造するのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】リングギアの製造方法の工程図である。
【図２】本発明の一実施形態となるローリングミル装置の斜視図を示す。
【図３】同ローリングミル装置の上面図である。
【図４】同ローリングミル装置の透過斜視図である。
【図５】同ローリングミル装置の分解斜視図である。
【図６】同ローリングミル装置のフレームの斜視図である。
【図７】同ローリングミル装置のメインロール移動装置およびメインロール回転装置の斜視図である。
【図８】同ローリングミル装置の一対のワーク支持装置の分解斜視図である。
【図９】同ローリングミル装置の透過模式前面図である。
【図１０】同ローリングミル装置の左側から見た前後方向断面図である。
【図１１】図９の枠ＸＩ内の拡大図である。
【図１２】（ａ）は圧延工程前期のメインロールとマンドレルと一対のガイドロールとワークとの模式前面図である。（ｂ）は圧延工程後期のメインロールとマンドレルと一対のガイドロールとワークとの模式前面図である。
【図１３】圧延工程後期のメインロールとマンドレルと一対のガイドロールとワークとの模式斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１：ローリングミル装置、２：フレーム、３：メインロール移動装置、４：メインロール回転装置、５Ｌ：ワーク支持装置、５Ｒ：ワーク支持装置。
２０：基部、２１Ｌ：棚部、２１Ｒ：棚部、２２：ビーム、２３：ビーム、２４：揺動軸支持ブロック、３０：ブラケット、３１：ボールねじ機構部、３２：揺動部、４０：ブラケット、４１：モータ、４１ａ：駆動軸、４２：ギアボックス、４３：回転軸、５０Ｌ：固定部材、５０Ｒ：固定部材、５１Ｌ：可動部材、５１Ｒ：可動部材、５２Ｌ：ガイドロール駆動部、５２Ｒ：ガイドロール駆動部、６０：メインロール、６１Ｌ：マンドレル、６１Ｒ：マンドレル、６２Ｌ：ガイドロール、６２Ｒ：ガイドロール、６３Ｌ：ガイドロール、６３Ｒ：ガイドロール。
２１０Ｌ：仕切壁、２１０Ｒ：仕切壁、２１１Ｌ：仕切壁、２１１Ｒ：仕切壁、２１２Ｌ：前壁、２１２Ｒ：前壁、２１３Ｌ：シリンダ収容部、２１３Ｒ：シリンダ収容部、２１４Ｌ：ガイドレール、２１４Ｒ：ガイドレール、２４０：支持孔、３００：モータ収容箱支持ブロック、３１０：モータ、３１０ａ：駆動軸、３１１：モータ収容箱、３１１ａ：モータ収容箱揺動軸、３１２：ボールねじ部、３１３：ナット部、３１３ａ：ボールねじ部挿通孔、３１３ｂ：揺動部揺動軸、３２０ａ：連結ブロック、３２０ｂ：連結ブロック、３２１：揺動アーム、３２１ａ：揺動軸固定孔、３２１ｂ：回転軸挿通孔、３２２：揺動軸、５００Ｌ：係合部、５００Ｒ：係合部、５０１Ｌ：係合部、５０１Ｒ：係合部、５０２Ｌ：マンドレル収容凹部、５０２Ｒ：マンドレル収容凹部、５１０Ｌ：被ガイド部、５１０Ｒ：被ガイド部、５１１Ｌ：被ガイド部、５１１Ｒ：被ガイド部、５１２Ｌ：ブラケット、５１２Ｒ：ブラケット、５１３Ｌ：シリンダ支持ブロック、５１３Ｒ：シリンダ支持ブロック、５１４Ｌ：シリンダ支持ブロック、５１４Ｒ：シリンダ支持ブロック、５１５Ｌ：油圧シリンダ、５１５Ｒ：油圧シリンダ、５１６Ｌ：シリンダ本体、５１６Ｒ：シリンダ本体、５１７Ｌ：ピストンロッド、５１７Ｒ：ピストンロッド、５１８Ｌ：エンド部材、５１８Ｒ：エンド部材、５２０Ｌ：油圧シリンダ、５２０Ｒ：油圧シリンダ、５２１Ｌ：上方ガイドロール用アーム、５２１Ｒ：上方ガイドロール用アーム、５２２Ｌ：下方ガイドロール用アーム、５２２Ｒ：下方ガイドロール用アーム、５２３Ｌ：連結アーム、５２３Ｒ：連結アーム、５２４Ｌ：シリンダ揺動軸、５２４Ｒ：シリンダ揺動軸、５２５Ｌ：シリンダ揺動軸、５２５Ｒ：シリンダ揺動軸、５２６Ｒ：シリンダ本体、５２７Ｒ：ピストンロッド。
Ａ１：下側部分、Ａ２：圧接部分、Ｃ：間隔、Ｓ：スケール、Ｓ１：加熱工程、Ｓ２：荒地プレス工程、Ｓ３：圧延工程、Ｓ４：仕上げプレス工程、Ｗ１：ビレット、Ｗ２：ワーク、Ｗ２０：開口、Ｗ２１：開口、Ｗ３：中間第一製品、Ｗ４：中間第二製品。
【図１】
2010064134.tif 000003
【図２】
2010064134.tif 000004
【図３】
2010064134.tif 000005
【図４】
2010064134.tif 000006
【図５】
2010064134.tif 000007
【図６】
2010064134.tif 000008
【図７】
2010064134.tif 000009
【図８】
2010064134.tif 000010
【図９】
2010064134.tif 000011
【図１０】
2010064134.tif 000012
【図１１】
2010064134.tif 000013
【図１２】
2010064134.tif 000014
【図１３】
2010064134.tif 000015