(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状ワークの外周面に押圧接触させられる成形ロールと、
軸方向に移動可能に設けられたマンドレルと、
そのマンドレルの外周面に軸方向に沿って所定の間隔で複数個形成される成形部であって、前記マンドレルの前記軸方向の移動量に対応してそのいずれかのものが選択され、その選択されたものが前記リング状ワークの内周面に接触して前記成形ロールとともに前記リング状ワークに成形加工を施すマンドレル成形部と、
前記マンドレル成形部の選択のために、前記マンドレルを軸方向に移動させる選択用マンドレル駆動手段と、
前記マンドレルが軸方向に移動して前記マンドレル成形部の選択が行われる際に、前記リング状ワークをそのマンドレル成形部から離間させた状態で保持するワーク保持手段と、
前記成形加工された前記リング状ワークの外径を規定寸法にサイジングするサイジング装置であって、
前記リング状ワークの外周面に対応した内面形状を有するダイ孔を備えた型部材と、
その型部材の前記ダイ孔に対し、成形後の前記リング状ワークを圧入・通過させることにより、該リング状ワークの外径を前記規定寸法にサイジングする圧入部材と、
前記リング状ワークの圧入方向において前記型部材の前方側に設けられ、前記リング状ワークの中心軸が前記ダイ孔の中心軸と一致する位置で該ワークを支持するワーク支持部と、
を含むサイジング装置と、
を備え、
前記サイジング装置は、
前記型部材が取付けられた型ホルダと
その型ホルダを着脱可能に装着させる装着入口、及びその装着入口から前記型ホルダを内部へ案内するガイド部を備えたホルダ装着部材と、
そのホルダ装着部材への前記型ホルダの装着が完了した状態で、その型ホルダを前記ホルダ装着部材にクランプするクランプ装置と、
を含むことを特徴とするロール成形装置。
【請求項２】
リング状ワークの外周面に押圧接触させられる成形ロールと、
軸方向に移動可能に設けられたマンドレルと、
そのマンドレルの外周面に軸方向に沿って所定の間隔で複数個形成される成形部であって、前記マンドレルの前記軸方向の移動量に対応してそのいずれかのものが選択され、その選択されたものが前記リング状ワークの内周面に接触して前記成形ロールとともに前記リング状ワークに成形加工を施すマンドレル成形部と、
前記マンドレル成形部の選択のために、前記マンドレルを軸方向に移動させる選択用マンドレル駆動手段と、
前記マンドレルが軸方向に移動して前記マンドレル成形部の選択が行われる際に、前記リング状ワークをそのマンドレル成形部から離間させた状態で保持するワーク保持手段と、
前記成形加工された前記リング状ワークの外径を規定寸法にサイジングするサイジング装置であって、
前記リング状ワークの外周面に対応した内面形状を有するダイ孔を備えた型部材と、
その型部材の前記ダイ孔に対し、成形後の前記リング状ワークを圧入・通過させることにより、該リング状ワークの外径を前記規定寸法にサイジングする圧入部材と、
前記リング状ワークの圧入方向において前記型部材の前方側に設けられ、前記リング状ワークの中心軸が前記ダイ孔の中心軸と一致する位置で該ワークを支持するワーク支持部と、
を含むサイジング装置と、
を備え、
前記型ホルダはプレート状に形成され、
前記型部材は、その型ホルダを板厚方向に貫通して形成された装着孔にその前方から着脱可能に嵌め入れられて、その型ホルダの後方へ突出した状態で保持される一方、
前記ホルダ装着部材には前記装着入口から続くガイド溝が形成され、
前記型ホルダはその両側部が前記ガイド溝をスライドしつつ、装着位置まで移動するものとされ、
かつ、前記ホルダ装着部材には、前記型ホルダの後方へ突出した前記型部材の突出部に対応して、その突出部が前記型ホルダと一体的に移動することを許容する切欠部が形成されていることを特徴とするロール成形装置。
【請求項３】
リング状ワークの外周面に押圧接触させられる成形ロールと、
軸方向に移動可能に設けられたマンドレルと、
そのマンドレルの外周面に軸方向に沿って所定の間隔で複数個形成される成形部であって、前記マンドレルの前記軸方向の移動量に対応してそのいずれかのものが選択され、その選択されたものが前記リング状ワークの内周面に接触して前記成形ロールとともに前記リング状ワークに成形加工を施すマンドレル成形部と、
前記マンドレル成形部の選択のために、前記マンドレルを軸方向に移動させる選択用マンドレル駆動手段と、
前記マンドレルが軸方向に移動して前記マンドレル成形部の選択が行われる際に、前記リング状ワークをそのマンドレル成形部から離間させた状態で保持するワーク保持手段と、
前記成形加工された前記リング状ワークの外径を規定寸法にサイジングするサイジング装置であって、
前記リング状ワークの外周面に対応した内面形状を有するダイ孔を備えた型部材と、
その型部材の前記ダイ孔に対し、成形後の前記リング状ワークを圧入・通過させることにより、該リング状ワークの外径を前記規定寸法にサイジングする圧入部材と、
前記リング状ワークの圧入方向において前記型部材の前方側に設けられ、前記リング状ワークの中心軸が前記ダイ孔の中心軸と一致する位置で該ワークを支持するワーク支持部と、
を含むサイジング装置と、
を備え、
先端部において前記成形ロールを回転可能に支持する成形ロール回転軸と、
その成形ロール回転軸を前記成形ロールの片側において回転可能に支持する成形ロール側軸受部と、
その成形ロール側軸受部を支持するとともに、前記成形ロールから遠ざかる方向に延びる成形ロール側支持部材と、
を含み、
前記成形ロールは、前記成形ロール回転軸の先端部に着脱可能に固定され、その成形ロール回転軸及び成形ロールの双方の装着面は、成形ロールの装着方向に沿って径が大きくなるテーパ面とされていることを特徴とするロール成形装置。
【請求項４】
リング状ワークの外周面に押圧接触させられる成形ロールと、
軸方向に移動可能に設けられたマンドレルと、
そのマンドレルの外周面に軸方向に沿って所定の間隔で複数個形成される成形部であって、前記マンドレルの前記軸方向の移動量に対応してそのいずれかのものが選択され、その選択されたものが前記リング状ワークの内周面に接触して前記成形ロールとともに前記リング状ワークに成形加工を施すマンドレル成形部と、
前記マンドレル成形部の選択のために、前記マンドレルを軸方向に移動させる選択用マンドレル駆動手段と、
前記マンドレルが軸方向に移動して前記マンドレル成形部の選択が行われる際に、前記リング状ワークをそのマンドレル成形部から離間させた状態で保持するワーク保持手段と、
前記成形加工された前記リング状ワークの外径を規定寸法にサイジングするサイジング装置であって、
前記リング状ワークの外周面に対応した内面形状を有するダイ孔を備えた型部材と、
その型部材の前記ダイ孔に対し、成形後の前記リング状ワークを圧入・通過させることにより、該リング状ワークの外径を前記規定寸法にサイジングする圧入部材と、
前記リング状ワークの圧入方向において前記型部材の前方側に設けられ、前記リング状ワークの中心軸が前記ダイ孔の中心軸と一致する位置で該ワークを支持するワーク支持部と、
を含むサイジング装置と、
を備え、
前記サイジング装置の前記ワーク支持部は、
互いに対向して設けられ、かつ前記リング状ワークの外周面を支持するとともに、それらの支持面が予め定められた角度をなす傾斜面として形成された一対のワーク支持部材と、
それらワーク支持部材をその対向方向において接近・離間させる接近・離間手段と、
前記リング状ワークを前記ワーク支持部材側へ押しつける押さえ部材と、
を含むことを特徴とするロール成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、成形ロール及びマンドレルを用いてボールベアリングアウタレースやギア要素等のリング状ワークを成形加工するロール成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボールベアリングアウタレースのように、内周面に環状の溝を有するリング状ワークを成形する場合、図１２に示すように、受けロール２１０によりワーク２０２の軸方向の位置を規制しつつ、成形ロール２０３とマンドレル２０６とによりワーク２０２を内外面から挾圧し、その状態で成形ロール２０３及びマンドレル２０６とともにワーク２０２を回転させながら、マンドレル２０６の凸状部２０８によりその内面に溝２００を形成することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記加工装置において溝２００を特に深く形成する必要がある場合、加工度が大きくなり過ぎることから、加工を１段階で行うのが困難になることがある。そこで、深い溝を形成する場合は、図１１に示すように、加工度の比較的小さい加工を２段又はそれ以上の段階に順次施すことが行われている。しかしながら、このような多段階の加工には段階数に応じた数の成形装置が必要となり、設備費用が割高となる上、設備の設置スペースも余分に必要である。また、加工の段階毎に装置へのワークの装着ないしワークの排出を繰り返さなければならず能率が悪い。
【０００４】
本発明の課題は、１台の加工装置で多段階の加工を効率的に、かつ精度よく実施することができるリング状ワークの成形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及び作用・効果】
上述の課題を解決するために、本発明のロール成形装置は、下記の要件を含むことを特徴とする。
（１）成形ロール：リング状ワークの外周面に押圧接触させられる。
（２）マンドレル：軸方向に移動可能に設けられる。
（３）マンドレル成形部：マンドレルの外周面に、その軸方向に沿って所定の間隔で複数個形成される。そして、マンドレルの軸方向の移動量に対応してそのいずれかのものが選択され、その選択されたものがリング状ワークの内周面に接触して、成形ロールとともにリング状ワークに成形加工を施す。
（４）選択用マンドレル駆動手段：マンドレル成形部の選択のために、マンドレルを軸方向に移動させる。
（５）ワーク保持手段：マンドレルが軸方向に移動してマンドレル成形部の選択が行われる際に、リング状ワークをマンドレル成形部から離間した状態で保持する。（６）サイジング装置：下記（７）〜（９）の要件を含むものとして構成される。
（７）型部材：リング状ワークの外周面に対応した内面形状を有するダイ孔を備える。
（８）圧入部材：型部材のダイ孔に対し、成形後のリング状ワークを圧入・通過させることにより、その外径を規定寸法にサイジングする。
（９）ワーク支持部：リング状ワークの圧入方向において型部材の前方側に設けられ、リング状ワークの中心軸がダイ孔の中心軸と一致する位置で該ワークを支持する。
【０００６】
上記サイジング装置には、さらに下記の要件を付加することができる。
（１）型ホルダ：型部材が取付けられる。
（２）ホルダ装着部材：型ホルダを着脱可能に装着させる装着入口、及びその装着入口から型ホルダを内部へ案内するガイド部を備える。
（３）クランプ装置：そのホルダ装着部材への型ホルダの装着が完了した状態で、その型ホルダをホルダ装着部材にクランプする。
【０００７】
マンドレル成形部は、少なくとも２以上のものが順次選択されて、リング状ワークに対し逐次的に成形加工を施すものとすることができる。また、マンドレル成形部は、リング状ワークの内周面に対し、その周方向に沿ってそれぞれ異なる深さの溝部を形成するものとし、形成される溝部の深さが浅いものから順次選択されて、リング状ワークに対し逐次的に成形加工を施すものとすることができる。
【０００８】
上述の構成のロール成形装置によれば、リング状ワークに複数段階の加工を施すに際して、必要なマンドレル成形部を順次選択しつつ、１台の成形装置により効率よく加工を実施することができる。また、成形装置へのリング状ワークの供給から排出に至る一連の作業を１回行うだけでよく、結果として作業工程数を削減でき、生産効率を向上させることができる。さらに、成形ロールとマンドレル成形部により加工されたリング状ワークは、サイジング装置により、その型部材に対して相対的に圧入されることにより規定寸法にサイジングされるので、加工後の部材の寸法精度が向上する。また、サイジング装置の型部材を型ホルダに取り付け、ガイド部により案内しつつホルダ装着部に装着し、その状態でクランプ装置によりホルダ装着部材に固定する構成によれば、型の交換作業を容易に行うことができる。
【０００９】
また、サイジング装置はさらに具体的に、型ホルダをプレート状に形成し、その型ホルダを板厚方向に貫通して形成された装着孔に、型部材をその前方から着脱可能に嵌め入れて、型ホルダの後方へ突出した状態で保持させることができる。そして、ホルダ装着部材に装着入口から続くガイド溝を形成し、型ホルダを、その両側部がそのガイド溝をスライドしつつ装着位置まで移動するように構成することができる。また、ホルダ装着部材には、型ホルダの後方へ突出した型部材の突出部に対応して、この突出部が型ホルダと一体的に移動することを許容する切欠部を形成することができる。
【００１０】
また、ホルダ装着部材には、型ホルダをその装着完了状態において装着位置に位置決めするストッパ部を形成することができる。型ホルダはそのストッパ部に当たった状態でクランプ装置により、ホルダ装着部材にクランプされることとなる。ここで、ストッパ部材を、型ホルダのスライド方向と直角な線に対し傾斜して形成し、さらに型ホルダの内端部に、そのストッパ部に対応する傾斜部を形成することができる。これにより型ホルダは、型ホルダの傾斜部がストッパ部に押し当てられてストッパ部の傾斜方向の力を受け、両側のガイド溝のうちの一方のものの溝底面に押し付けられた状態で、装着位置に位置決めされることとなる。
【００１１】
また、型部材を、プレート状に形成された型ホルダの装着孔に対し非固定的に挿入するとともに、その型部材の前方側周縁に、装着孔から型部材が後方側へ抜けることを阻止する抜止フランジを形成することにより、型部材が装着位置に位置決めされるように構成することができる。そして、ワークが型部材に圧入される場合には、圧入部材による圧入力によって型部材は型ホルダのプレート面に押し付けられる。
【００１２】
本発明のロール成形装置には、下記の要件を付加することができる。
（１）第一のマンドレル保持部：マンドレルの一端部を回転可能に保持する。
（２）第二のマンドレル保持部：マンドレルの他端部を回転可能に保持するとともに、該端部に対して相対的に接近・離間可能に設けられる。
（３）マンドレル補助駆動手段：マンドレルに対し、上記他端部側からリング状ワークを着脱するために、第一のマンドレル保持部をマンドレルとともに軸方向に移動させ、その他端部側を第二のマンドレル保持部に対し接近・離間させる。
そして、選択用マンドレル駆動手段は、第一及び第二のマンドレル保持部ならびにマンドレルを一体的に軸方向に駆動するものとされる。この構成によれば、マンドレルの端部を第二のマンドレル保持部から離間させた状態において、未加工のワークのマンドレルへの装着、及び加工済みのワークのマンドレルからの排出を容易に行うことができる。
【００１３】
成形ロールは、成形ロール回転軸の先端部に回転可能に支持させることができる。これに対応して、その成形ロール回転軸を成形ロールの片側において回転可能に支持する成形ロール側軸受部と、その成形ロール側軸受部を支持し、かつ成形ロールから遠ざかる方向に伸びる成形ロール側支持部材とを設けることができる。この構成によれば、成形ロール回転軸は成形ロールの片側のみで軸受部により支持されるので、軸受部の占有スペースが小さくなり、装置をコンパクトに構成することができる。また、回転軸に対する成形ロールの着脱を比較的容易に行うことができる。ここで、成形ロールを成形ロール回転軸の先端部に着脱可能に固定するとともに、その成形ロール回転軸及び成形ロールの双方の装着面を、成形ロールの装着方向に沿って径が大きくなるテーパ面とすることができ、これにより成形ロールの回転軸からの取り外しを一層容易に行うことができる。
【００１４】
また、成形ロールに対応して受けロールを設けることができる。この受けロールは、成形加工中において、マンドレルに成形ロールとは反対側から押し付けられ、成形ロールの加圧力を受けとめる役割を果たす。また、その受けロールを回転可能に支持する受けロール回転軸と、その受けロール回転軸を受けロールの片側において回転可能に支持する受けロール側軸受部と、その受けロール側軸受部を支持するとともに、受けロールから遠ざかる方向に伸びる受けロール側支持部材とをさらに設けることができる。そして、上記成形ロール回転軸、マンドレル及び受けロール回転軸の少なくともいずれかを、回転駆動装置により回転させることができる。
【００１５】
一方、サイジング装置のワーク支持部は、互いに対向して設けられ、かつリング状ワークの外周面を下側の２方向から支持する一対のワーク支持部材を含むものとして構成することができる。ここで、それらワーク支持部材の支持面は、予め定められた角度をなす傾斜面として形成される。また、それらワーク支持部材を、その対向方向において接近・離間させる接近・離間手段を付加することができる。さらに、リング状ワークをワーク支持部材側へ押しつける押さえ部材を付加することもできる。
【００１６】
上述の装置構成においては、さらに、成形加工が施された後マンドレルから排出されたリング状ワークをワーク支持部まで案内するワーク案内手段を設けることができる。ワーク案内手段により案内されたリング状ワークは、サイジング装置のワーク支持部により受けとめられる。また、ワーク支持部により受けとめられたリング状ワークを検出するワーク検出手段を設け、さらに前述の押さえ部材を、ワーク支持部へのワークの受け入れを許容する位置と、ワークをワーク支持部へ押しつける位置との間で駆動させる押さえ部材駆動手段を設けることができる。これにより、成形後のワークのサイジング装置へのセットが自動的かつ正確に行われるので、サイジングを効率的に、かつ精度よく実施することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
図１に示すように、本発明の一実施例たるロール成形装置（以下単に成形装置ともいう）１においては、テーブル２４上に第一スライダ２６と第二スライダ２８とがガイド３０に沿ってマンドレル１８の軸方向に移動可能に設けられ、これらスライダ２６及び２８上に第一支持ブラケット（第一のマンドレル保持部）３２，第二支持ブラケット（第二のマンドレル保持部）３４が固定されている。一方、図２は図１の平面図であるが、マンドレル１８には軸方向に沿って２カ所にマンドレル成形部として、環状かつ突状形態の第一成形部２０及び第二成形部２２が形成されている。また、マンドレル１８の軸方向に関してその両側に、成形ロール１０と受けロール１６が配置されている。
【００１８】
成形ロール１０は、リング状ワーク（ワーク）１２に対応する幅の溝１４を有しており、成形ロール回転軸１００の一端に着脱可能に取り付けられて、回転駆動装置としてのモータ１０１により回転駆動される。また、成形ロール１０の片側において回転軸１００の外側には、これと同心的に円筒状の成形ロール側軸受部１０２が設けられ、ベアリング１０４及び１０５を介して回転軸１００を回転可能に支持している。この成形ロール側軸受部１０２には、成形ロール１０から遠ざかる方向に延びる成形ロール側支持部材１０６の一方の側が固定されるとともに、ピストンシリンダ１０８により伸縮するピストンロッド１０７の先端が取り付けられ、そのピストンロッド１０７の伸縮に伴い、成形ロール１０が成形ロール側軸受部１０２及び成形ロール側支持部材１０６等とともに、マンドレル１８に対し接近・離間するようになっている。
【００１９】
また、成形ロール側軸受部１０２と成形ロール側支持部材１０６との間には、炭素鋼等で構成される弾性変形吸収部材１０３が配置されている。この弾性変形吸収部材１０３は、成形ロール側回転軸１００の成形ロール１０寄り側がワーク１２と反対側に橈んだ場合において、自身が左右にスライドすることにより、ベアリング１０４に対し常に均一な負荷が加わるように作用する。
【００２０】
また、成形ロール回転軸１００からの成形ロール１０の抜き取りを容易にするために、成形ロール１０と成形ロール回転軸１００の双方の装着面１０９ａ及び１０９ｂは、成形ロール１０の装着方向に沿って径が大きくなるテーパ面とされている。成形ロール１０はこれら装着面に沿って回転軸１００に差し込まれ、その先端側に押さえ部材１１０を当てがって、これを貫通するねじ部材１１１を回転軸１００の先端にねじ込むことにより抜け止めされている。なお、装着面１０９ａ及び１０９ｂにおいて成形ロール１０と回転軸１００との間には、キー部材１０９ｃが差し込まれている。
【００２１】
一方、受けロール１６は、受けロール回転軸１１２の一端に取り付けられて、成形ロール１０側のモータ１０１と同期するモータ１１３により回転駆動されるようになっており、ワーク１２を成形加工する際に成形ロール１０とは反対側からマンドレル１８に押し付けられて、成形ロール１０の加圧力を受けとめる。また、受けロール１６は、マンドレル１８の軸方向において、ワーク１２との干渉を避けつつその両側に配置された２つのロール部１６ａ及び１６ｂを備え、ワーク１２の軸方向位置を規制する規制部材（ガイド部材）としても作用する。これらロール部１６ａ及び１６ｂは、受けロールカラー１６ｃとともに受けロール側回転軸１１２の先端に装着され、押さえ部材１１６とねじ部材１１７を用いて抜け止めされている。
【００２２】
受けロール１６の一方の側において回転軸１１２の外側には、成形ロール１０側と同様に、円筒状の受けロール側軸受部１１４が設けられ、ベアリング１０４及び１０５を介して受けロール回転軸１００を回転可能に支持している。そして、受けロール側軸受部１１４には、受けロール１６から遠ざかる方向に延びる受けロール側支持部材１１５の一端が取り付けられており、その他端側は装置本体に固定されている。また、受けロール側軸受部１１４と受けロール側支持部材１１５との間にも弾性変形吸収部材１０３が配置されている。
【００２３】
図１に戻って、第一支持ブラケット３２はマンドレル１８の一端部に連結されており、同端部を軸受を介して回転可能に保持している。この第一支持ブラケット３２はマンドレル１８に対し、軸方向における相対移動が不能に固定されており、マンドレル１８と一体に移動する。また、第二支持ブラケット３４は、マンドレル１８の他端部が接近した際にはこれに嵌合して回転可能に保持する一方、離間時にはその支持を解除する。一方、第一スライダ２６には、マンドレル補助駆動手段としての第一シリンダ３６が第一スライダ２６とともに移動可能に連結されている。テーブル２４上には選択用マンドレル駆動手段としての第二シリンダ３８が位置固定に設けられており、それぞれのロッド３７及び３９が連結部材３５を介して突合せ状態で結合されている。また、その連結部材３５に対し、長い連結ロッド４０の一端が結合されており、他端側がマンドレル１８の軸方向に延び出して、その先端が第二スライダ２８に結合されている。これにより、第一シリンダ３６は、マンドレル１８を第一スライダ２６及び第一支持ブラケット３２とともに移動させるものとなる一方、第二シリンダ３８は、上記マンドレル１８、第一スライダ２６及び第一支持ブラケット３２とともに、連結ロッド４０を介して第二スライダ２８及び第二支持ブラケット３４をも一体に移動させるものとなる。
【００２４】
図３及び図７（ｃ）等に示すように、受けロール１６の２つのロール部１６ａ及び１６ｂの間には保持アーム４２が挿入されている。この保持アーム４２は、シリンダ４８によりガイド４６に沿って、すなわちマンドレル１８の軸方向と交差する向きにおいて、ワーク１２に接触する位置と離間する位置との間で移動可能とされている。そして、その先端に設けられたローラ４４を介してワーク１２に接触し、成形ロール１０と共働してワーク１２を第一成形部２０あるいは第二成形部２２から離間させるワーク保持手段として機能する。なお、この保持アーム４２は、ワーク１２の外径に応じてワーク１２に対するローラ４４の接触位置を変化させることができ、これに基づいてワーク１２の外径を検出する機能を備えている。
【００２５】
図３において、成形ロール１０及び受けロール１６の位置に対応してマンドレル１８よりも下方に、ワーク案内手段としてのワーク案内通路部１１８が配置されている。ワーク案内通路部１１８は、マンドレル１８の軸方向に対して側方に下り勾配で伸び、マンドレル１８から排出された加工済みのワーク１２を転がしながら下方へ搬送（案内）する役割を果たす。そして、図４に示すように、その出口部はサイジング装置１２０内に進入している。
【００２６】
サイジング装置１２０は、図５に示すように、ワーク１２の外径をサイジングするためのダイ孔１２２を備えた型部材１２１、ワーク１２をダイ孔１２２に圧入する圧入部材としてのパンチ１３９、及びワーク１２をダイ孔１２２に対して位置決めするワーク支持部１２４等を備える。型部材１２１は、プレート状に形成された型ホルダ１２５に対し、これを板厚方向に貫通して形成された装着孔１２６にその前方から着脱可能に、かつ非固定に嵌め入れられており、型ホルダ１２５から後方へ突出した状態で保持されている。
【００２７】
型ホルダ１２５はホルダ装着部材１２７に装着されている。ホルダ装着部材１２７は、型ホルダ１２５と重ねられる板状の本体１２７ａと、図６に示すように、型ホルダ１２５の幅方向における両側縁部に対応して、本体１２７ａの板面にねじ止め等により固定されたガイド部材１２８とを備えている。ガイド部材１２８の型ホルダ１２５に対応する部分にはそれぞれガイド溝１２９が形成されており、その上側を装着入口１３０として、型ホルダ１２５の両側部がガイド溝１２９に挿入されてスライドすることにより、所定の装着位置まで移動するようになっている。一方、ホルダ装着部材１２７の本体１２７ａには、型ホルダ１２５の後方へ突出した型部材１２１の突出部１２１ａ（図５）に対応して、Ｕ字型の切欠部１３１が形成されており、突出部分１２１ａが型ホルダ１２５と一体的に移動することが許容されるようになっている。
【００２８】
図５に示すように、ホルダ装着部材１２７の本体１２７ａは、その前方側において四隅部が支柱１３３によりフレーム板１３４と連結されている。また、そのフレーム板１３４の前方側には、シリンダ支持プレート１３５に固定されたシリンダ１３６が支柱１３７を介して取り付けられており、そのシリンダ１３６からはピストンロッド１３８がフレーム板１３４を貫通して型部材１２１側へ延びている。そして、そのピストンロッド１３８の先端部にパンチ１３９が着脱可能に装着され、ピストンロッド１３８の伸縮に伴い型部材１２１に対し接近・離間するようになっている。このパンチ１３９は、ピストンロッド１３８への装着側に差込ロッド部１３９ａが形成され、これがピストンロッド１３８側に形成された凹部１３８ａに嵌合するとともに、差込ロッド部１３９ａの外周面にはリング状の溝１３９ｂが切られ、ピストンロッド１３８の側面からねじ込まれるセットスクリュー１４０の先端を溝１３９ｂ内に進入させることにより、抜け止めされている。
【００２９】
図６に示すように、ホルダ装着部材１２７には位置決め部材としてのストッパ部１３２が設けられている。ストッパ部１３２は、図５に示すように、ホルダ装着部材１２７の前方側下部に配置されており、図６に示すように、その幅方向両側において下側の２本の支柱１３３が貫通するとともに、型ホルダ１２５のスライド方向と直角な線に対し傾斜して形成さている。そして、これに対応して型ホルダ１２５の内端部に、そのストッパ部１３２に対応する傾斜部１２５ａが形成されている。なお、型ホルダ１２５の上端面には吊り金具１２５ｂがねじ込まれている。
【００３０】
型ホルダ１２５は、ストッパ部１３２に当たることにより下方へのスライドが止められるとともに、型ホルダ１２５は、ホルダ装着部材１２７の本体１２７ａに対し上方に少し突出した状態で位置決めされる。この状態で、型ホルダ１２５及び本体１２７ａの上面に押さえ板１４１が当てがわれ、その押さえ板１４１を貫通してホルダ装着部材１２５の上面両側に、ハンドル１４２ａを備えたクランプねじ１４２がねじ込まれている。クランプねじ１４２は、押さえ板１４１を介して型ホルダ１２５をストッパ部材１３２に押し付けて、型ホルダ１２５とホルダ装着部材１２７とをクランプする。この状態において、図５に示すように、型部材１２１のダイ孔１２２の中心軸は、パンチ１３９の中心軸に一致する位置（装着位置）に位置決めされるようになっている。また、図６に示すように、型ホルダ１２５は、その傾斜部１２５ａがストッパ部１３２に押し当てられることにより、その傾斜方向の力を受けて、両側のガイド溝１２９のうち、ストッパ部１３２の下り方向側に対応するもの（図面左側のもの）の溝底面に押し付けられた状態で、装着位置に位置決めされることとなる。上記構成では、押さえ板１４１及びクランプねじ１４２等がクランプ装置を構成している。
【００３１】
また、型部材１２１は前述の通り、型ホルダ１２５の装着孔１２６に対し非固定的に挿入されているが、図５に示すようにその前方側周縁には、装着孔１２６から型部材１２１が後方側へ抜けることを阻止する抜止フランジ１２１ｂが一体に形成されており、型部材１２１が装着位置に精度よく位置決めされるようになっている。ワーク１２が型部材１２１に圧入される場合、パンチ１３９による圧入力によって型部材１２１は、装着孔１２６の周囲において型ホルダ１２５の板面に押し付けられる。
【００３２】
次に、図５に示すように、ワーク支持部１２４は、パンチ１３９と型部材１２１との間において、スライド部材１４３に固定された取付部材１４４に支持されている。スライド部材１４３は、型部材１２１の交換時にスペースが確保できるように、２本の支柱１３３のいずれか又は両方にガイドされつつシリンダ１４３ａにより、ワーク支持部１２４とともに前後に移動可能とされている。そして、ワーク支持部１２４の構造であるが、図４に示すように、互いに逆方向に切られた２つの雄ねじ部１４７ａを有するねじ軸１４７が、枠体１４６の両端部に形成された軸受部１４６ａにより回動可能に支持されるとともに、その一方の端部に、ねじ軸１４７を回転させるための調整ダイアル１４８が取り付けられている。そして、各雄ねじ部１４７ａにはそれぞれワーク支持部材１４９が螺合している。これらワーク支持部材１４９は、ねじ軸１４７の回転に伴い互いに接近・離間させられるとともに、リング状ワークの外周面を下側の２方向から支持し、その支持面１４９ａが所定の角度をなす傾斜面として形成されている。そして、ワーク１２の外径に応じてワーク支持部材１４９を適宜接近又は離間させることにより、ワーク１２の中心線がパンチ１３９及びダイ孔１２６の中心線Ｏに対し位置合わせされる。
【００３３】
また、ワーク支持部材１４９の一方のものに対応して、上面側がその支持部材１４９の支持面１４９ａに連なるガイド面１５０ａとされたワークガイド部材１５０が、ピン１５０ｂによりホルダ装着部材１２７に対し回動可能に、かつピン１５０ｂとの間の摩擦力で任意の角度で停止可能に固定されている。そして、ワーク案内通路部１１８の出口部が、ワークガイド部材１５０に近接して配置されており、そのワーク搬送面１１８ａがガイド面１５０ａに連なって、搬送されてきたワーク１２が２つの支持部材１４９により、その支持面１４９ａにおいて受けとめられるようになっている。
【００３４】
また、ワークガイド部材１５０に近い側のワーク支持部材１４９に対し、その支持面１４９ａに近接して、反射式ないし透過式の光センサ、超音波センサ、近接スイッチ等で構成されるワーク検出部１５１が設けられており、支持部材１４９により受けとめられたワーク１２を検出する。一方、枠体１４６の上面には押さえ部材駆動手段としてのシリンダ１５２が固定されており、ピストンロッド１５４を伸縮させるようになっている。このピストンロッド１５４の先端には、リンク１５３の一端が回転可能かつ自身の長さ方向にスライド可能に結合される一方、他端側は位置固定に設けられた回転軸１５５に対し、押さえ部材１５６の一端とともに回転可能に結合されている。そして、リンク１５３と押さえ部材１５６は、回転軸１５５との間の摩擦力により任意の相対角度を保持可能とされ、ワーク１２の外径に対応して適宜その角度が調整できるようになっている。そして、押さえ部材１５６は、ピストンロッド１５４が収縮した状態では、上方へ跳ね上がってワーク支持部材１４９によるワーク１２の受け入れを許容し、ピストンロッド１５４が収縮した状態では、ワーク１２をワーク支持部材１４９へ押しつける。
【００３５】
次に本装置１の作用を説明する。図７（ａ）に示すように、成形ロール１０が後退位置に位置し、図１に示すようにマンドレル１８と第二支持ブラケット３４とが切り離された状態で、ワーク１２が成形位置にセットされる。そして、第一シリンダ３６（図１）の作動により、第一スライダ２６、第一支持ブラケット３２及びマンドレル１８が一体に図中左方向に移動し、マンドレル１８がワーク１２の内側を通ってその先端部が第二支持ブラケット３４の軸受に嵌合する。このときマンドレル１８の第一成形部２０が、成形ロール１０と対向する成形位置に位置させられる。次に、図７（ｂ）に示すように、成形ロール１０が前進移動してマンドレル１８の第一成形部２０とともにワーク１２を内外両側から挟圧する。この状態で成形ロール１０、ワーク１２、マンドレル１８が回転し、ワーク１２の内周面に第一成形部２０による第一段階目の溝加工が施される。
【００３６】
第一段階目の溝加工が終了すると、（ｃ）に示すように、保持アーム４２が後退位置から前進し、その先端のロール４４が成形ロール１０と協働してワーク１２を保持し、その状態でさらにマンドレル１８の軸と直角方向に所定距離移動することにより、ワーク１２の内周面を第一成形部２０から離間させる。この状態で、（ｄ）に示すように、第二シリンダ３８（図１）が作動して、マンドレル１８が第一支持ブラケット３２及び第二支持ブラケット３４とともに図中左方向に移動し、マンドレル１８の第二成形部２２を成形位置に位置合わせする。そして（ｅ）に示すように、成形ロール１０が再び前進し、また保持アーム４２が後退して、成形ロール１０、マンドレル１８、ワーク１２が回転し、第二段階目の溝加工が施される。
【００３７】
第二段階目の溝加工が終了すると、再び保持アーム４２が前進してワーク１２を保持するとともに、成形ロール１０と協働してこれをマンドレル１８から離間させる。この状態でマンドレル１８が、軸方向に後退してワーク１２から抜き出され、ワーク１２が下方に落下・排出される。なお、マンドレル１８の後退運動は、第一シリンダ３６及び第二シリンダ３８（図１）の両方によって行われる。このように第二シリンダ３８による後退運動では、第二支持ブラケット３４がマンドレル１８とともに同方向に移動する一方、第一シリンダ３６による後退運動時には、第二支持ブラケット３４は位置停止してマンドレル１８のみが第一支持ブラケット３２とともに後退し、マンドレル１８が第二支持ブラケット３４から切り離される。
【００３８】
次に、図４に示すように、落下したワーク１２はワーク案内通路部１１８上を転がってワークガイド部材１５０を通り、２つのワーク支持部材１４９の支持面１４９ａに受けとめられる。ここで、ワーク１２の寸法に応じてその中心軸がダイ孔１２６の中心線Ｏに対し位置合わせされるように、両ワーク支持部材１４９の間隔が予め調整されている。また、押さえ部材１５６は、上方へ跳ね上がった状態でワーク１２の受け入れを待機する。そして、ワーク１２がワーク検出部１５１により検出されると、その検出信号を受けた図示しない制御部がシリンダ１５２を作動させ、押さえ部材１５６がワーク１２側に倒れ込んでこれをワーク支持部材１４９に押し付ける。
【００３９】
そして、図５に示すように、この状態でシリンダ１３６が作動してパンチ１３９がワーク１２を型部材１２１へ押し付ける。これによりワーク１２はダイ孔１２６内へ圧入され、後方側に排出されてサイジングが完了する。ダイ孔１２６の内径は圧入前のワークの外径よりもやや小さく設定されており、ワーク１２の外径はこれを通過する際に上記内径に対応する寸法にサイジングされることとなる。ここで、パンチ１３９の後退時に、ダイ孔１２６との間の摩擦により、型部材１２１がパンチ１３９とともに引き戻されることを防止するために、パンチ１３９の外径はダイ孔１２６より若干小径とされている。
【００４０】
（実施例２）
次に、図８に示す装置１においては、マンドレル１８の軸方向への駆動用として、単一のシリンダ５０がテーブル２４の上面より下側に配設されている。このように構成すれば、実施例１のようにシリンダが後方に大きく突出するのを回避することができ、装置をコンパクトに構成できる利点が生ずる。本実施例においては、第一スライダ２６が所定位置まで前進した時点で、第二スライダ２８を貫通するロッド５２の中間に設けられたストッパ２９が第二スライダ２８に当接し、第二スライダ２８が第一スライダ２６とともに移動するようになっている。ここで、第一スライダ２６の後退時には、第二スライダ２８は前記ロッド５２先端のストッパ３１によって同方向に移動させられ、所定部位に設けられた図示しないストッパ対向部に当接して位置停止する。なお、サイジング装置の構成は実施例１と全く同様であるので、説明は省略する。
【００４１】
（実施例３）
図９（ａ）に示す装置１においては、第一ベース６０及び第二ベース６２上に、第一支持ブラケット３２及び第二支持ブラケット３４がそれぞれ固定的に設けられるとともに、第一ベース６０及び第二ベース６２には、第一油圧シリンダ６４及び第二油圧シリンダ６６がそれぞれ一体的に設けられている。それらのピストンロッド６８及び７２、ならびにピストン７０及び７４はそれぞれ固定的に設けられており、それらピストン７０及び７４により区画された第一油圧シリンダ６４及び第二油圧シリンダ６６の各油室に油圧が択一的に供給されることによって、第一ベース６０及び第二ベース６２が、ガイドロッド７６及び７８に案内されつつ、マンドレル１８を軸方向に移動させる。
【００４２】
上記構成においては、まず第一油圧シリンダ６４のみが作動して第一支持ブラケット３２及びマンドレル１８が図中左方向に移動する。次に、（ｂ）に示すように、マンドレル１８の先端部が第二支持ブラケット３４に嵌合した時点で、第一成形部２０による成形が行われる。続いて第二油圧シリンダ６６が作動して、第一支持ブラケット３２及び第二支持ブラケット３４が、マンドレル３８を支持した状態で図中左方向に同期して一体に移動し、（ｃ）に示すように、第二成形部２２による成形が行われる。この実施例の装置によれば、各ベースの移動精度がよく、かつ装置全体もコンパクトにすることができる。なお、本実施例においてもサイジング装置の構成は実施例１と全く同様であり、説明を省略している。
【００４３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、これはあくまで一例示であり、その主旨を逸脱しない範囲において、当業者の知識に基づく様々な変更を加えることができる。例えば図１０（ａ）に示すように、受部材５４によりワーク１２を下側から保持したり、同図（ｂ）に示すように、昇降ロッド５８の下端にチャック５６を有するワーク装入用ローダ５９を設け、これを上方から保持する構成も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のロール成形装置の側面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】ワーク保持手段の作用説明図。
【図４】サイジング装置のワーク支持部を示す正面図。
【図５】サイジング装置の側面図。
【図６】同じくその正面図。
【図７】実施例１の成形装置による成形工程の説明図。
【図８】実施例２の成形装置をその作用とともに示す側面図。
【図９】実施例３の成形装置をその作用とともに示す側面図。
【図１０】ワーク保持手段のいくつかの変形例を示す正面図。
【図１１】リング状ワークの内周面に段階的に溝加工を施す工程の説明図。
【図１２】従来の成形装置を示す平面図。
【符号の説明】
１  ロール成形装置
１０  成形ロール
１２  リング状ワーク
１８  マンドレル
１６  受けロール
２０  第一成形部（マンドレル成形部）
２２  第二成形部（マンドレル成形部）
３６，３８，５０  シリンダ
２６  第一スライダ
２８  第二スライダ
３２  第一支持ブラケット
３４  第二支持ブラケット
４２  保持アーム
６０  第一ベース
６２  第二ベース
６４  第一油圧シリンダ
６６  第二油圧シリンダ
６８，７２  ピストンロッド
７０，７４  ピストン
７６，７８  ガイドロッド
１００  成形ロール回転軸
１０１  モータ（回転駆動装置）
１０２  成形ロール側軸受部
１０６  成形ロール側支持部材
１０９ａ、１０９ｂ  装着面
１１２  受けロール回転軸
１１３  モータ（回転駆動装置）
１１４  受けロール側軸受部
１１５  受けロール側支持部材
１１８  ワーク案内通路部（ワーク案内手段）
１２０  サイジング装置
１２１  型部材
１２１ａ  突出部分
１２１ｂ  抜止フランジ
１２２  ダイ孔
１２３  パンチ（圧入部材）
１２４  ワーク支持部
１２５  型ホルダ
１２６  装着孔
１２７  ホルダ装着部材
１２８  ガイド部材
１２９  ガイド溝
１３０  装着入口
１３１  切欠部
１３２  ストッパ部材
１３９  パンチ
１４１  押さえ板
１４２  クランプねじ
１４３  スライド部材
１４７  ねじ軸（接近・離間手段）
１４８  調整ダイアル
１４９  ワーク支持部材
１４９ａ  支持面
１５１  ワーク検出部（ワーク検出手段）
１５６  押さえ部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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