(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した金属素材をクイルの先端口へ間歇的に送り出してそれをクイルの先端口を横切るように進退移動するカッターで所定長さに切断する装置と、切断された素材を順次に素材移送装置で移送しつつパンチとダイで粗から精へと鍛造して、所定形状の圧造材を圧造成形する圧造部とによりなる多段式圧造成形機において、上記圧造部におけるダイブロックに転造用ベース部材を設けると共に、該ベース部材に固定側ローラーと、該ローラーと対をなし、このローラーとの間にて圧造材に転造加工を施す転造ローラーと、該転造ローラーを駆動回転するための駆動モータを有する駆動機構と、上記転造ローラーを固定側ローラーに対し圧造ラムの動きに連動させて転造位置と後退位置とに揺動させる揺動機構とを設ける一方、この揺動機構は、転造用ベース部材に回転可能に支持された揺動軸と、該揺動軸の前部と後部に固定される一対の揺動リンクを備え、前側揺動リンクの遊端部に、一端に転造ローラーが他端に駆動ギヤが固設された駆動軸を回転自在に支持し、かつ、後側揺動リンクの遊端部に圧造ラムの動きに連動回転して該リンクを所定角度揺動させるカム作動機構を当接させていることを特徴とする多段式圧造成形機における転造装置。
【請求項２】
転造ローラーの駆動ギヤは、転造時該ギヤの揺動軌跡と直角に交わった線上に設けられた出力側のギヤにより駆動されることを特徴する請求項１に記載の多段式圧造成形機における転造装置。
【請求項３】
駆動モータはその回転速度が任意に変更可能とされており、該モータにより転造ローラーはその回転数が転造加工条件に応じて変更されると共に、転造位置と後退位置のいずれにおいても駆動回転されることを特徴とする請求項２に記載の多段式圧造成形機における転造装置。
【請求項４】
ベース部材をケース状とし、このベース部材内に駆動モータを支持させると共に、該ベース部材に固定側ローラー、転造ローラー、駆動機構及び揺動機構を一体的に組み付けてユニット化し、かつ、該転造ユニットをダイケースと互換性をもたせる構成としたことを特徴とする請求項１に記載の多段式圧造成形機における転造装置。
【請求項５】
固定側ローラーを２個用い、これらローラーと転造ローラーとで３点支持のローラー式転造構造を構成したことを特徴とする請求項１に記載の多段式圧造成形機における転造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンチとそれに対応するダイとで金属素材を粗から精に連続多段式に鍛造して軸部品やカラー或いはブッシュ等を圧造成形する多段式圧造成形機を利用して、その圧造工程中に、マーキング圧印や溝切り或いはねじ転造等の加工を転造にて連続かつ全自動で行えるようにした転造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属素材を複数の圧造工程を経て適当な形状寸法のブッシュやカラーとなす多段式圧造成形機に板転造装置を組み込んで圧造から板転造を連続的に行えるようにした装置は、例えば特公昭６３−３１２９２号公報に記載されている。この公報に記載の装置は、圧造部にそれと同期に作動する板転造装置を併設して圧造から転造を一貫して流れの行程において連続かつ全自動で行えるようにした構成とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した公知の装置は、相対向する平面部にねじ歯を有し、駆動装置からクランク運動で相対的に直進摺動して転造を行う一組の板転造ダイスを備えた板転造装置を用いるものであるが、板転造装置では、クランク運動で一組の板転造ダイスを相対的に直進摺動して転造を行う構造であるため、そのストロークに限定される欠点がある。例えば圧造材の直径が５ｍｍの場合、約１５ｍｍのストロークが必要で上記板転造装置では圧造材を１回転させるのが限度である。そのため、圧造材に高い精度のマーキング圧印や溝切り或いはねじ転造等の加工を施すことが困難となっていた。
【０００４】
そこで本発明の主たる目的は、圧造から転造を連続的に行うことができながら、ローラー転造機構の採用によって圧造材に高い精度のマーキング圧印や溝切り或いはねじ転造等の加工を施すことが可能な多段式圧造成形機における転造装置を提供することであり、他の目的は、ローラー転造機構をユニット化し、圧造、ピアシング、トリミング、サイジングなどの加工用ダイケースと互換性をもたせることが可能な転造装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に記載の発明は、連続した金属素材をクイルの先端口へ間歇的に送り出してそれをクイルの先端口を横切るように進退移動するカッターで所定長さに切断する装置と、切断された素材を順次に素材移送装置で移送しつつパンチとダイで粗から精へと鍛造して、所定形状の圧造材を圧造成形する圧造部とによりなる多段式圧造成形機において、上記圧造部におけるダイブロックに転造用ベース部材を設けると共に、該ベース部材に固定側ローラーと、該ローラーと対をなし、このローラーとの間にて圧造材に転造加工を施す転造ローラーと、該転造ローラーを駆動回転するための駆動モータを有する駆動機構と、上記転造ローラーを固定側ローラーに対し圧造ラムの動きに連動させて転造位置と後退位置とに揺動させる揺動機構とを設ける一方、この揺動機構が、転造用ベース部材に回転可能に支持された揺動軸と、該揺動軸の前部と後部に固定される一対の揺動リンクを備え、前側揺動リンクの遊端部に、一端に転造ローラーが他端に駆動ギヤが固設された駆動軸を回転自在に支持し、かつ、後側揺動リンクの遊端部に圧造ラムの動きに連動回転して該リンクを所定角度揺動させるカム作動機構を当接させていることを特徴とする。
【０００７】
また、本願の請求項２の発明は、請求項１の発明における転造ローラーの駆動ギヤが、転造時該ギヤの揺動軌跡と直角に交わった線上に設けられた出力側のギヤにより駆動されることを特徴する。
【０００８】
また、本願の請求項３の発明は、請求項２の発明における駆動モータの回転速度が任意に変更可能とされており、該モータにより転造ローラーはその回転数が転造加工条件に応じて変更されると共に、転造位置と後退位置のいずれにおいても駆動回転されることを特徴とする。
【０００９】
また、本願の請求項４の発明は、請求項１の発明におけるベース部材をケース状とし、このベース部材内に駆動モータを支持させると共に、該ベース部材に固定側ローラー、転造ローラー、駆動機構及び揺動機構を一体的に組み付けてユニット化し、かつ、該転造ユニットをダイケースと互換性をもたせる構成としたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本願の請求項５の発明は、請求項１の発明において固定側ローラーを２個用い、これらローラーと転造ローラーとで３点支持のローラー式転造構造を構成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のローラ転造装置を備えた多段式圧造成形機を示すもので、一側に切断装置１０を備え、中間に圧造３段からなる圧造部２０、該圧造部２０の他側でダイブロック２０ａのダイ最終位置にローラ転造装置３０を備えている。
切断装置１０は、連続した線材よりなる金属素材１を送り装置１２によりクイル１１の先端口より一定長さづつ突出するように間歇的に送り出して、それクイル１１の先端口を横切るように進退移動するカッター１３で一定長さに切断する
【００１２】
圧造部２０は、所定間隔を置いて並設するように設けられた複数のダイ２１，２２，２３と、その夫々に対向するように圧造ラム２４に設けられたパンチ２５，２６，２７とによりなり、各ダイの直前位置には、圧造された素材（以下圧造材という）１ａを順次にチャッキングして圧造ラムの一動作毎に次の送り込む移送用チャックをもつ素材移送機構（図示せず）が設けられている。
【００１３】
ローラー転造装置３０は、図２，３に示されているように上記ダイブロック２０ａのダイの最終側位置に着脱可能に取り付けられるベース部材３１と、該ベース部材３１に支持される固定側ローラー３２と、該ローラー３２と対をなし、このローラー３２との間にて圧造材に転造によるマーキング圧印加工を施す転造ローラー３３と、該転造ローラー３３を駆動する駆動モータ３４を有する駆動機構３５と、この転造ローラー３３を固定側ローラー３２に対し圧造ラム２４の動きに連動させて図３に示す転造位置と図４に示す退避位置とに揺動させる揺動機構３６とを備えている。
【００１４】
上記揺動機構３６は、ベース部材３１に回転可能に支持された揺動軸３７と、該揺動軸３７の前部と後部に固定される一対の揺動リンク３８，３９を備え、前側揺動リンク３８の遊端部に、一端に転造ローラー３３を他端に駆動ギヤ４０を固設した駆動軸４１が回転自在に支持されている一方、後側揺動リンク３９の遊端部に、圧造ラム２４の動きに連動回転して該リンク３９を所定角度揺動させるカム作動機構のカム体４２が当接されている。また、揺動軸３７には、後側揺動リンク３９をカム体４２側に付勢させるためのばね３７ａが設けられている。
そして、このカム揺動機構のカム体４２により圧造ラム２４の動きに同期して両揺動リンク３８，３９を揺動させ、該前側揺動リンク３８の時計方向の揺動によりパンチのダイへの突入タイミングで転造ローラー３３を固定側ローラー３２に近接させて図３に示す転造位置に位置させ、圧造材１ａの転造を可能にし、転造加工終了後に転造ローラー３３を反時計方向に揺動させて固定側ローラー３２から離反した図４に示す退避位置に位置させ、加工品の排出を可能にするようになされている。
【００１５】
また、上記駆動機構３５は、転造ローラー３３の駆動軸４１に設けられた駆動ギヤ４０と、ベース部材３１に支持された出力ギヤ４３をもつ駆動モータ３４と、出力ギヤ４３と駆動ギヤ４０とに噛み合う連動ギヤ４４とを備え、連動ギヤ４４は転造ローラー３３が転造位置に位置するとき、駆動ギヤ４０の揺動軌跡と直角に交わった線上に設けられ、転造ローラー３３の退避時には、駆動ギヤ４０と連動ギヤ４４との噛み合いが外れない程度に駆動ギヤ４０を連動ギヤ４４に対し離反揺動させる構成、つまり転造ローラー３３を固定側ローラー３２から離反させて加工品の排出を可能にする構成となされている。
【００１６】
また、駆動モータ３４はその回転速度が任意に変更可能とされており、転造ローラー３３は駆動モータ３４により転造加工条件に応じてその回転数が変更可能とされ、また該ローラー３３は転造位置と退避位置のいずれにおいても、つまり常時回転駆動されるようになされている。
【００１７】
さらに、ベース部材３１をケース状とし、このベース部材３１内に駆動モータ３４を支持させると共に、該ベース部材３１に固定側ローラー３２、転造ローラー３３、駆動機構３５及び揺動機構３６を一体的に組み付けてユニット化し、かつ、この転造ユニットＡを圧造、ピアシング、トリミング、サイジングなどの加工用ダイケースと互換性をもたせる構成としている。
【００１８】
次に以上のように構成される転造装置の作用について説明する。
まず、圧造部の３段目のダイ２３によって例えば軸部品或いはカラー等の圧造材１ａが形成されると、該圧造材１ａは３段目のダイ２３から押し出され、素材移送用チャック（図示せず）に掴持されてローラー転造装置３０へ運ばれる。そして、圧造ラム２４の前進でチャック内の圧造材１ａはパンチ４５で突き出されて固定側ローラー３２と転造ローラー３３間に臨む転造位置へ押し込まれる。次いで、押し込まれたタイミングとほぼ同時に圧造ラム２４の動きに連動するカム揺動機構のカム体４２を介して揺動機構３６が揺動し、転造ローラー３３が固定側ローラー３２側に近接して転造位置に移動され、両ローラー３２，３３で転造加工が施される。つまり、カム体４２により後側揺動リンク３９を図３に示すように下向き（時計方向）に揺動させるのであり、これにより揺動軸３７を介して前側揺動リンク３８が図３において時計方向に揺動され、転造ローラー３３が固定ローラー３２側に近接して転造位置に移動される。また、転造ローラー３３は駆動モータ３４により連動ギヤ４４を介して常に回転駆動されており、両ローラー３２，３３の間にて圧造材１ａに転造加工を行い、圧造材１ａの外周面にマーキング圧印加工を施すことになる。
【００１９】
また、マーキング圧印加工が終了すると、上記カム体４２による後側揺動リンク３９の押し下げが解除され、その瞬間にばね３７ａの押力で後側揺動リンク３９の遊端が上向き（反時計方向）に所定角度揺動される。これにより揺動軸３７を介して前側揺動リンク３８が反時計方向に揺動され、転造ローラー３３が固定側ローラー３２側から離反した退避位置に移動される。この移動により圧造材１ａは開放されて落下し、下位に臨むシュート（図示せず）を経て所定の場所にカラー製品として回収される。その場合、転造ローラー３３の揺動角度は、圧造材１ａを開放する程度であり、転造ローラー３３が退避位置に移動したとき、駆動ギヤ４０と連動ギヤ４４との噛み合いが外れることはない。したがって、転造ローラー３３は常に駆動モータ３４により回転駆動され、転造ローラー３３が転造位置に移動したとき、転造ローラー３３により圧造材１ａを直ちに高速回転のもとで複数回転させて転造加工でき、これにより、圧造材１ａに高い精度のマーキング圧印の加工を施すことができる。
【００２０】
また、上記のように圧造材１ａを複数回転させて転造加工できるので、例えば高い精度の溝切りやねじ転造加工にも適用できることは勿論であるし、さらに、固定側ローラー３２と転造ローラー３３を利用して図５に示すように長軸の圧造材１ａの軸曲がり矯正にも用いることができる。
【００２１】
既述の実施の形態では、１個の固定側ローラー３１を用いた２点支持のローラー転造装置としたものについて説明したけれども、図６に示すように固定側ローラー３２を２個にした３点支持のローラー転造装置としてもよい。このように構成すれば、中空圧造材のフォームローリングを良好に行うことが可能となる。
【００２２】
さらに、ローラー転造装置によれば、圧造材１ａを回転させることから同軸度や芯振れの検出も可能となる。
【００２３】
また、上記した実施の形態のように固定側ローラ３２ーと転造ローラー３３を水平に設ける他、例えば４５度に傾斜させて配置すれば、大きな径のローラーを採用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上のように、多段上記圧造成形機の圧造部で圧造材が圧造成形されると、それをローラー転造装置に供給して、圧造から転造を連続的に行うことができ、かつ、駆動モータによる駆動機構で回転駆動される転造ローラーにより圧造材を複数回転させて転造加工できるので、圧造材に高い精度の溝切りやねじ転造或いはマーキング圧印等の加工を施すことができる。しかも、上記転造ローラーを固定側ローラーに対し圧造ラムの動きに連動させて転造位置と後退位置とに揺動させる揺動機構とを設ける一方、この揺動機構として、特に転造用ベース部材に回転可能に支持された揺動軸と、該揺動軸の前部と後部に固定される一対の揺動リンクを備えると共に、前側揺動リンクの遊端部に、一端に転造ローラーが他端に駆動ギヤが固設された駆動軸を回転自在に支持し、かつ、後側揺動リンクの遊端部に圧造ラムの動きに連動回転して該リンクを所定角度揺動させるカム作動機構を当接させるようにしたから、このカム作動機構により圧造ラムの動きに同期して上記両揺動リンク部材を揺動させ、パンチのダイへの突入タイミング時には転造ローラーを固定側ローラーに近接させて転造位置に位置させ、圧造材の転造を可能にし、また、転造加工の終了後には転造ローラーを固定側ローラーから離反する方向に移動させて退避位置に位置させ、加工品の排出を可能にすることができる。その結果、圧造から転造までの一貫した製造作業を行うことができながら、その製造作業が圧造ラムの動きに同期して連続的にかつ円滑に行うことができる。
【００２５】
また、ベース部材をケース状とし、このベース部材内にモータを支持させると共に、該ベース部材に固定側ローラー、転造ローラー、駆動機構及び揺動機構を一体的に組み付けてユニット化し、かつ、ローラー転造装置をダイケースと互換性をもたせる構成としたから、該転造ユニットを圧造、ピアシング、トリミング、サイジングなどの加工用ダイケースと交換することができる。
【００２６】
さらに、固定側ローラーを２個用い、これらローラーと転造ローラーとで３点支持のローラー転造構造を構成した場合には、中空圧造材のフォームローリングを良好に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る転造装置を備えた多段式圧造成形機の概略平面図である。
【図２】  転造装置部分の一部横断面図である。
【図３】  同転造装置の正面図である。
【図４】  転造ローラーを退避位置に揺動させた転造装置の正面図である。
【図５】  転造ローラーによる軸曲がりの矯正を状態を示す説明図である。
【図６】  ローラー転造装置の別の実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
１０            切断装置
２０            圧造部
２４            圧造ラム
３０            ローラー転造装置
３１            ベース部材
３２            固定側ローラー
３３            転造ローラー
３４            駆動モータ
３５            駆動機構
３６            揺動機構
３７            揺動軸
３８            前側揺動リンク
３９            後側揺動リンク
４０            駆動ギヤ
４１            駆動軸
４２            カム体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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