(57)【要約】【課題】転動ローラの軸部の摩耗を解消することにより成形装置を小型化し、成形装置を低コストとするスプライン成形装置を提供する。【解決手段】可動側部材２１に取り付けられ、被加工材１００の筒部内面形状を規定する外周型面を有する内型部材２２と、被加工材の外側に配置されて内型部材との間の被加工材の外壁面に溝部を形成する転動ローラ３０と、固定側部材１１に被加工材の筒方向に進退可能に配設され、転動ローラを被加工材の外周側の所定位置に配置するための筒方向が開放された内周溝部を有するとともに、内周溝部の外周側の内底面で転動ローラを被加工材に圧接するローラ保持駆動部材３１と、可動側部材２１の進退によって作動される従動部材を介してローラ保持駆動部材を当該可動側部材と反対方向に進退させる連動駆動部４０とを有する。【選択図】図１
2006095584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材に対して接近離隔する可動側部材を備え、被加工材の筒壁面の筒方向に歯型の溝部を成形する装置であって、
前記可動側部材に取り付けられ、被加工材の筒部内面形状を規定する外周型面を有する内型部材と、
被加工材の外側に配置されて前記内型部材との間の被加工材の外壁面に溝部を形成する転動ローラと、
前記固定側部材に被加工材の筒方向に進退可能に配設され、前記転動ローラを被加工材の外周側の所定位置に配置するための筒方向が開放された内周溝部を有するとともに、前記内周溝部の外周側の内底面で前記転動ローラを被加工材に圧接するローラ保持駆動部材と、
前記可動側部材の進退によって作動される従動部材を介して前記ローラ保持駆動部材を当該可動側部材と反対方向に進退させる連動駆動部
とを有することを特徴とするスプライン成形装置。
【請求項２】
前記連動駆動部が、
前記可動側部材に設けられた伝達棒部材と、
前記可動側部材の進退によって作動される複数の硬球と、
前記固定側部材内に設けられて前記可動側部材の進退方向にＵ字状となるように形成され、前記硬球が転動可能に配置されるＵ字溝部と、
前記Ｕ字溝部の一端側に備えられ前記ローラ保持駆動部材の外周側の前記固定側部材上に立設されるとともに、前記硬球を転動可能として前記伝達棒部材の挿入により前記硬球を付勢する第一立管と、
前記Ｕ字溝部の他端側に備えられ前記ローラ保持駆動部材の底面側下方の前記固定側部材上に立設されるとともに、前記硬球を転動可能として受動棒部材を収容して前記硬球の付勢を該受動棒部材に伝達する第二立管
とを有する請求項１に記載のスプライン成形装置。
【請求項３】
前記連動駆動部が、
前記可動側部材に設けられた伝達ラックと、
前記ローラ保持駆動部材の外周側周縁に設けられ、前記伝達ラックの作動に連動して歯合しながら回転するピニオンと、
前記ローラ保持駆動部材の外周側表面に設けられ、前記ピニオンと歯合する受動ラック
とを有する請求項１に記載のスプライン成形装置。
【請求項４】
前記連動駆動部が、
前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続された摺動ベース部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第一チェーンと、
前記第一チェーンを固定側部材の上部で架設する第一スプロケットと、
前記外型部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第二チェーンと、
前記第二チェーンを固定側部材の下部もしくは内部で架設する第二スプロケット
とを有する請求項１に記載のスプライン成形装置。
【請求項５】
前記連動駆動部が、
前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続された摺動ベース部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第一ワイヤと、
前記第一ワイヤを固定側部材の上部で架設する第一プーリーと、
前記外型部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第二ワイヤと、
前記第二ワイヤを固定側部材の下部もしくは内部で架設する第二プーリー
とを有する請求項１に記載のスプライン成形装置。
【請求項６】
前記連動駆動部が、
前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続された連動シリンダー体と、
前記連動シリンダー体に設けられた連動ピストン部を収容する連動シリンダー室と、
前記ローラ保持駆動部材に接続されたローラ駆動シリンダー体と、
前記ローラ駆動シリンダー体に設けられたローラ駆動ピストン部を収容するローラ駆動シリンダー室と、
前記連動シリンダー室と前記ローラ駆動シリンダー室とを接続する接続配管と
を有し、
前記連動シリンダー室における前記連動ピストン部の下方及び前記ローラ駆動シリンダー室における前記ローラ駆動ピストン部の下方の両方に流体を満たし、前記接続配管を介して前記連動シリンダー室側の流体と前記ローラ駆動シリンダー室側の流体とを流動可能
とする請求項１に記載のスプライン成形装置。
【請求項７】
前記連動駆動部が、
前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続される連動摺動部材と、
前記ローラ保持駆動部材に接続されるローラ駆動棒部材と、
前記連動摺動部材と前記ローラ駆動棒部材とを回動可能に接続する連結棒部材と、
前記固定側部材の下方に備えられる固定ベースの上部に設けられて前記連結棒部材を回動可能に支持する支柱部材
とを有する請求項１に記載のスプライン成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプライン成形装置に関し、特に円筒形状の被加工材の外周に凹凸の溝部を形成するスプライン成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、オートマチックトランスミッションに用いられているクラッチハブ、クラッチドラム等の鋼管製の円筒部品にあっては、その外周面にスプラインと称される凹凸（歯形）が円筒部品の筒方向の周囲に形成されている。上記のスプライン加工が施された鋼管の製造に際し、プレス成形が一般的に利用されている。プレス成形として、例えば、カム成形、絞り成形が利用されいる。
【０００３】
プレス成形（カム成形）を用いる場合、加工時間は短いものの成形装置自体の大型化が避けられない。そのため、設備コストを多大に要する。また、製品のスプライン部分の板厚が薄くなる。また、プレス成形において絞り成形を用いる場合、摩擦の軽減のため、被加工材（鋼管）に対してボンデ処理（リン酸塩皮膜処理）を行う必要があった。
【０００４】
しかし、ボンデ処理の実施及び完成品からの除去においては、廃液処理までも含めた専用の設備を要し、環境負荷の大きさが問題視されている。また、ボンデ処理された被加工材（鋼管）に被膜が残留すると、仕上がる製品精度にも影響が生じるおそれがある。加えて、ボンデ処理による成形型への影響から、成形型の保守負担も大きい。結果、絞り成形を用いるとボンデ処理により総じて製造コスト高となる。なお、グローブ成形の場合にあっては、複雑な形状に加工する場合には好適であるが、加工時間が長くなる。
【０００５】
そこで、プレス成形の利便性を取り入れながら、鋼管等の被加工材に生じる摩擦を低減してボンデ処理を省略した成形方法として、転動ローラを用いた成形装置が提案されている（特許文献１，特許文献２参照）。前出の特許文献１，２によると、転動ローラを用いることにより、確かに被加工部材に生じる摩擦の低減は可能となり、ボンデ処理を省略することができる。
【０００６】
しかしながら、例えば、図１７に示す転動ローラを用いる成形装置２００においては、その転動ローラ２０１は軸部２０２を有するものである。そのため、被加工材Ｗより転動ローラ２０１にかかる力を軸部２０２が受けることとなり、軸部２０２と軸受部２０３との間に摩擦が生じる。この結果、軸部と軸受部との間に生じた摩擦が、転動ローラの回転の抵抗となり、ひいては、転動ローラ２０１と被加工材Ｗとの間にも摩擦を生じさせることとなる。図中、符号２０５はローラ保持部材である。
【０００７】
これらのことから、従前の転動ローラを用いる成形装置においては、主に次の点が問題となっている。軸部の摩耗に伴い転動ローラ自体の寿命も短くなる。軸部２０２は、転動ローラの大きさ、プレス加工に要する力を加味した上で所定の大きさとされ、この軸部２０２を受けることから軸受部２０３（ローラ保持部材２０５）を所定数設けなければならず、成形装置自体が大型化は避けられない。また、転動ローラ２０１の軸部２０２同士の接触を避けるため、被加工材Ｗに所望の数だけ溝部を形成しようとすると、転動ローラ自体を大きくしなければならず、この点においても成形装置の大型化は避けられない。
【０００８】
特に、成形装置の小型化を図るため、図１７の転動ローラ２０１のように、一の軸部２０２に対して、複数の転動ローラ（図示では２枚を１組として）を配することもある。この場合、円筒体の被加工材Ｗの中心と、各々の転動ローラ２０１の延長線とは微妙なずれを内包することとなる。従って、スプライン形成の加工を続ける際に、転動ローラの空回りが起こり、被加工材表面を傷つけやすくなる。むろん、このために転動ローラの表面には非常に厳格な面粗度を要求することとなり、転動ローラの製造コスト増となる。
【特許文献１】西独国特許出願公開２８２９０４１号（ＤＥ，Ａ１）
【特許文献２】特許第３３７７８８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、円筒形状の被加工材の筒壁面に転動ローラを用いるスプライン成形装置であって、転動ローラの軸部に生じる摩耗の解消、転動ローラと被加工材の筒壁面との摩擦を抑制する。同時に、成形装置自体を小型化し、併せて、成形装置を低コストとするスプライン成形装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、固定側部材に対して接近離隔する可動側部材を備え、被加工材の筒壁面の筒方向に歯型の溝部を成形する装置であって、前記可動側部材に取り付けられ、被加工材の筒部内面形状を規定する外周型面を有する内型部材と、被加工材の外側に配置されて前記内型部材との間の被加工材の外壁面に溝部を形成する転動ローラと、前記固定側部材に被加工材の筒方向に進退可能に配設され、前記転動ローラを被加工材の外周側の所定位置に配置するための筒方向が開放された内周溝部を有するとともに、前記内周溝部の外周側の内底面で前記転動ローラを被加工材に圧接するローラ保持駆動部材と、前記可動側部材の進退によって作動される従動部材を介して前記ローラ保持駆動部材を当該可動側部材と反対方向に進退させる連動駆動部とを有することを特徴とするスプライン成形装置に係る。
【００１１】
請求項２の発明は、前記連動駆動部が、前記可動側部材に設けられた伝達棒部材と、前記可動側部材の進退によって作動される複数の硬球と、前記固定側部材内に設けられて前記可動側部材の進退方向にＵ字状となるように形成され、前記硬球が転動可能に配置されるＵ字溝部と、前記Ｕ字溝部の一端側に備えられ前記ローラ保持駆動部材の外周側の前記固定側部材上に立設されるとともに、前記硬球を転動可能として前記伝達棒部材の挿入により前記硬球を付勢する第一立管と、前記Ｕ字溝部の他端側に備えられ前記ローラ保持駆動部材の底面側下方の前記固定側部材上に立設されるとともに、前記硬球を転動可能として受動棒部材を収容して前記硬球の付勢を該受動棒部材に伝達する第二立管とを有する請求項１に記載のスプライン成形装置に係る。
【００１２】
請求項３の発明は、前記連動駆動部が、前記可動側部材に設けられた伝達ラックと、前記ローラ保持駆動部材の外周側周縁に設けられ、前記伝達ラックの作動に連動して歯合しながら回転するピニオンと、前記ローラ保持駆動部材の外周側表面に設けられ、前記ピニオンと歯合する受動ラックとを有する請求項１に記載のスプライン成形装置に係る。
【００１３】
請求項４の発明は、前記連動駆動部が、前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続された摺動ベース部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第一チェーンと、前記第一チェーンを固定側部材の上部で架設する第一スプロケットと、前記外型部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第二チェーンと、前記第二チェーンを固定側部材の下部もしくは内部で架設する第二スプロケットとを有する請求項１に記載のスプライン成形装置に係る。
【００１４】
請求項５の発明は、前記連動駆動部が、前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続された摺動ベース部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第一ワイヤと、前記第一ワイヤを固定側部材の上部で架設する第一プーリーと、前記外型部材と前記ローラ保持駆動部材とを接続する第二ワイヤと、前記第二ワイヤを固定側部材の下部もしくは内部で架設する第二プーリーとを有する請求項１に記載のスプライン成形装置に係る。
【００１５】
請求項６の発明は、前記連動駆動部が、前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続された連動シリンダー体と、前記連動シリンダー体に設けられた連動ピストン部を収容する連動シリンダー室と、前記ローラ保持駆動部材に接続されたローラ駆動シリンダー体と、前記ローラ駆動シリンダー体に設けられたローラ駆動ピストン部を収容するローラ駆動シリンダー室と、前記連動シリンダー室と前記ローラ駆動シリンダー室とを接続する接続配管とを有し、前記連動シリンダー室における前記連動ピストン部の下方及び前記ローラ駆動シリンダー室における前記ローラ駆動ピストン部の下方の両方に流体を満たし、前記接続配管を介して前記連動シリンダー室側の流体と前記ローラ駆動シリンダー室側の流体とを流動可能とする請求項１に記載のスプライン成形装置に係る。
【００１６】
請求項７の発明は、前記連動駆動部が、前記内型部材の進退と連動して進退する外型部材に接続された連動摺動部材と、前記ローラ保持駆動部材に接続されるローラ駆動棒部材と、前記連動摺動部材と前記ローラ駆動棒部材とを回動可能に接続する連結棒部材と、前記固定側部材の下方に備えられる固定ベースの上部に設けられて前記連結棒部材を回動可能に支持する支柱部材とを有する請求項１に記載のスプライン成形装置に係る。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明に係るスプライン成形装置によると、可動側部材に取り付けられ、被加工材の筒部内面形状を規定する外周型面を有する内型部材と、被加工材の外側に配置されて前記内型部材との間の被加工材の外壁面に溝部を形成する転動ローラと、前記固定側部材に被加工材の筒方向に進退可能に配設され、前記転動ローラを被加工材の外周側の所定位置に配置するための筒方向が開放された内周溝部を有するとともに、前記内周溝部の外周側の内底面で前記転動ローラを被加工材に圧接するローラ保持駆動部材と、前記可動側部材の進退によって作動される従動部材を介して前記ローラ保持駆動部材を当該可動側部材と反対方向に進退させる連動駆動部とを有するため、プレス成形等のようなカム部材、ボンデ処理の省略が可能となる。従って、装置自体は小型となり、別途、被加工材に洗浄等の事後処理を行う必要もなく、安価に被加工材の筒壁面の筒方向に歯型の溝部を成形するすることができる。
【００１８】
とりわけ、内型部材の降下に同調させてローラ保持駆動部材は可動側部材と反対方向に進退させられるため、転動ローラに自転のエネルギーが生じ転動ローラの空回りは抑制され、被加工材表面を傷つけることはなくなる。そこで、従前の転動ローラに比して厳格な面粗度は要求されず、転動ローラ製造のコスト負担を軽減することができる。
【００１９】
また、従前の軸部を有する転動ローラに見られた軸部に生じる摩耗は解消され、転動ローラと被加工材の筒壁面との摩擦は抑制される。さらには、転動ローラの軸部同士の接触はあり得ないため、比較的、小型の転動ローラとすることができ、併せて、歯型の溝部の形成に関与する部材は小型とすることができるため、総じて、成形装置全体の小型化も可能である。
【００２０】
請求項２ないし請求項７の発明に係るスプライン成形装置によると、請求項１の発明において、各々の請求項に規定する連動駆動部とするため、被加工材の筒壁面の筒方向に対する歯型の溝部の成形を円滑に行うことができる。
【００２１】
加えて、請求項２ないし請求項７の発明に係るスプライン成形装置にあっては、可動側部材の接近離隔の動作は、連動駆動部によりローラ保持駆動部材に伝達されるため、可動側部材の接近離隔の動作に応じてローラ保持駆動部材の昇降動作も一体的に連動して応答することとなる。そのため、ローラ保持駆動部材の昇降動作を独立して制御する機構は別途必要とされなくなり、成形装置自体の簡素化、小型化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下添付の図面に従って本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るスプライン成形装置の縦断面図、図２は成形を終えた被加工材の部分斜視図、図３は内型部材及び可動側部材の底面図、図４はローラ保持駆動部材及び固定側部材の上面図、図５はローラ保持駆動部材の部分斜視図、図６は成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図７は成形中期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図８は成形終期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図９は第二実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図１０は第二実施例に係る成形中期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図１１は第二実施例に係る成形終期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図１２は第三実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図１３は第三実施例に係る成形終期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図１４は第四実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図１５は第五実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図、図１６は第六実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【００２３】
本発明のスプライン成形装置１０は、請求項１の発明に規定し、図１及び図２に示すように、固定側部材１１に対して接近離隔する可動側部材２１を備え、図２に示す被加工材１００の筒壁面１０１の筒方向（矢印ｄ方向）に歯型の溝部１０２を形成する装置である。このスプライン成形装置１０は、その主要な構成として、内型部材２２と、転動ローラ３０と、ローラ保持駆動部材３１と、連動駆動部４０とを有する。図中、符号１２は外型部材、１３は摺動部材、１４は立管固定部材、１７は下部ローラ保持部材、２７は上部ローラ保持部材、１８は保持用付勢部材、２８は可動用付勢部材である。
【００２４】
被加工材１００は円筒形状の鋼管であり、歯型の溝部１０２を形成した残りの部分が山部１０３となる。このように、溝部と山部の繰り返しによる歯形の形状がスプライン形状である。背景技術にて述べたように、歯型の溝部が設けられた被加工材（鋼管）は、例えばオートマチックトランスミッションに用いられるクラッチハブ、クラッチドラム等に用いられる。
【００２５】
スプライン成形装置１０において、図３の底面図に示すとおり、内型部材２２には、可動側部材２１に取り付けられて被加工材１００の筒部内面形状１０４を規定する外周型面２３が設けられている。図中、円筒形状の内型部材２２を周囲から取り囲むように環状の上部ローラ保持部材２７が配置される。また、上部ローラ保持部材２７の上部当接面２５にローラ保持駆動部材３１は当接される。符号２７ｖは上部ローラ保持面部、４１は後に詳述する連動駆動部４０の伝達棒部材である。
【００２６】
転動ローラ３０は、被加工材１００の外側に配置され（図２、図４参照）、内型部材２２との間の被加工材１００の外壁面（筒壁面）１０１に、溝部１０２を形成する。
【００２７】
また、同装置１０において、図４の上面図に示すとおり、ローラ保持駆動部材３１は、固定側部材１１に被加工材１００の筒方向（図１及び図２の矢印ｄ方向等参照）に進退可能に配設されている。特に図４及び図５より明らかなように、このローラ保持駆動部材３１は、転動ローラ３０を被加工材１００の外周側（図２の筒壁面１０１参照）の所定位置に配置するための筒方向が開放された内周溝部３２を有する。
【００２８】
図４及び図５に示すとおり、この内周溝部３２は隣り合う保持櫛列部材３３同士により囲まれている。同時に、ローラ保持駆動部材３１にあっては、内周溝部３２の外周側の内底面、すなわち、内周溝部３２を挟むように囲む保持櫛列部材３３の付け根側にあたる保持壁面部３４において、転動ローラ３０は被加工材１００に対し圧接されている。図中、破線で示した転動ローラ３０は、ローラ保持駆動部材３１、内周溝部３２、保持櫛列部材３３等の構造からも明らかなとおり、軸部を有さない。そのため、ローラ保持駆動部材３１に配置される転動ローラ３０の数（図４参照）は、従前の軸有りのローラとする場合に比して多くなる。特に、スプライン形状を数多く設ける場合、装置自体を大きくすることなく有効である。ちなみに、内周溝部３２にはその数だけ転動ローラ３０が配置され、転動ローラ３０の数だけ被加工材１００の外壁面（筒壁面）１０１に、溝部１０２が形成される。
【００２９】
図４において、符号１７ｕは下部ローラ保持面部、４４は後に詳述する連動駆動部４０の第一立管、４５は第二立管、４２は硬球である。また、図５において、内周溝部３２の外周側の内底面（保持壁面部３４）には、凹溝部３５が設けられている。そこで、転動ローラ３０の外周上にローラ凸部（図示せず）を設け、このローラ凸部と凹溝部３５とを当接させることにより、転動ローラ３０は保持壁面部３４を回転することとなる。むろん、転動ローラにあっては、ローラ凸部を省略して単純な円盤形状（あるいはリング形状）とし、内周溝部の外周側の内底面（保持壁面部）においても凹溝部を設けない構成としても良い。
【００３０】
連動駆動部４０は、可動側部材２１の進退によって作動される従動部材を介してローラ保持駆動部材３１を当該可動側部材２１と反対方向に進退させる作用を有する。この連動駆動部４０について、図１に加えて図６ないし図８を用い説明する。
【００３１】
図示する第一実施例の連動駆動部４０は、特に請求項２の発明に規定する構成からなる。すなわち、連動駆動部４０は、可動側部材２１に設けられた伝達棒部材４１と、当該可動側部材の進退によって作動される複数の硬球４２（従動部材に相当）と、固定側部材１１内に設けられて伝達棒部材４１の進退方向にＵ字状の開口となるように形成され、その内部に硬球４２が転動可能に配置されるＵ字溝部４３を有する。前記の硬球４２としては、金属製あるいはセラミック製等の十分な硬度を有する材質から形成される。ちなみに実施例では金属硬球としている。
【００３２】
同時に、連動駆動部４０は、Ｕ字溝部４３の一端側４３ａに備えられてローラ保持駆動部材３１の外周側３１ｏ（図４参照）の固定側部材１１上に立設されるとともに、硬球４２を転動可能として伝達棒部材４１の挿入により硬球４２を付勢する第一立管４４を有する。また、Ｕ字溝部４３の他端側４３ｂに備えられてローラ保持駆動部材３１の底面側下方の固定側部材１１上に立設されるとともに、硬球４２を転動可能に受動棒部材４６を収容して硬球４２の付勢を該受動棒部材４６に伝達する第二立管４５とを有する。第一立管４４及び第二立管４５は、ともに立管固定部材１４により固定側部材１１のＵ字溝部４３（一端側４３ａ，他端側４３ｂ）と合致するように固定されている。
【００３３】
第一実施例のスプライン成形装置１０を用い、被加工材１００に対して歯型の溝部（スプライン形状）の形成動作を順に説明する。図６から理解されるように、まず、摺動部材１３及び外型部材１２は所定位置に上昇され、外型部材１２上に成形前の被加工材１００が配置される。固定側部材１１（立管固定部材１４）上の第二立管４５に被さるように受動棒部材４６を含むローラ保持駆動部材３１は乗せられ、その内周溝部３２に所定数の転動ローラ３０は配置される。そして、上部ローラ保持部材２７は保持用付勢部材１８の付勢を受けて降下される。このため、転動ローラ３０は、保持壁面部３４、下部ローラ保持面部１７ｕ及び上部ローラ保持面部２７ｖにより囲まれ、転動ローラ３０は被加工材１００を圧接可能な位置に設定される。符号４９は緩衝部材であり、硬球同士の間に配置される。
【００３４】
続いて、図７から理解されるように、可動側部材２１及び内型部材２２は、可動用付勢部材２８の付勢を受けて降下し、同時に伝達棒部材４１も降下する。硬球４２は伝達棒部材４１の降下を受けることにより、第一立管４４内の硬球４２は付勢される。付勢を受けた硬球４２は順次互いに当接し合ってＵ字溝４３内を転動し、第二立管４５内に挿入された受動棒部材４６は押し上げられる。従って、受動棒部材４６の上昇を受けて、ローラ保持駆動部材３１は可動側部材２１の前進方向と反対方向（図示にて上昇方向）に進む。
【００３５】
このとき、ローラ保持駆動部材３１の上昇に伴い、転動ローラ３０は、上向きの保持壁面部３４と下向きの被加工材１００の外壁面（筒壁面）１０１に挟まれて発生する自転のエネルギーを有しながら回転するため、被加工材１００には溝部１０２が形成される。
【００３６】
外型部材１２上の被加工材１００の内面側（筒部内面形状１０４側）に内型部材２２が降下し、内型部材２２により被加工材１００はその内面側から圧接される。これと同時に、外型部材１２及び摺動部材１３は内型部材２２の付勢を受けて降下する。
【００３７】
また、図８から理解されるように、さらに伝達棒部材４１の降下が進むと、前述と同様の作用によりローラ保持駆動部材３１は可動側部材２１の前進方向と反対方向（図示にて上昇方向）に進むこととなる。同時に、外型部材１２及び摺動部材１３は内型部材２２の付勢を受けてさらに降下する。この結果、被加工材１００の外壁面（筒壁面）には、転動ローラ３０の回転の軌跡と一致して被加工材の筒方向に歯型の溝部が形成される。
【００３８】
被加工材１００の外壁面（筒壁面）に筒方向の歯型の溝部（スプライン形状）が形成された後、可動側部材２１（可動用付勢部材２８）は、固定側部材１１から離隔する。そこで、伝達棒部材４１も上昇するため、第一立管４４内の硬球４２に対する付勢は解除される。この結果、ローラ保持駆動部材３１の自重を受けて受動棒部材４６は降下する。受動棒部材４６の降下に伴って付勢を受けた硬球４２は順次互いに当接し合ってＵ字溝４３内を転動し、図８、図７、図６と逆順に元の位置に戻ることとなる。
【００３９】
次に、図９ないし図１１を用い、第二実施例のスプライン成形装置１０Ａに係る連動駆動部５０を説明する。すなわち、請求項３の発明に規定するように、この連動駆動部５０は、可動側部材２１に設けられた伝達ラック５１と、ローラ保持駆動部材３１Ａの外周側周縁に設けられ、伝達ラック５１の作動に連動して歯合しながら回転するピニオン５３（従動部材）と、ローラ保持駆動部材３１Ａの外周側表面に設けられ、ピニオン５３と歯合する受動ラック５５とを有する。図中、符号５２は伝達ラック歯合部、５４はピニオン受部材、５６は受動ラック歯合部、５７はピニオン軸部である。
【００４０】
第二実施例のスプライン成形装置１０Ａにおける歯型の溝部の形成動作を順に説明する。図９から理解されるように、伝達ラック５１の伝達ラック歯合部５２と、固定側部材１１（ピニオン台座部材１４ａ）上のピニオン受部材５４に軸支されているピニオン５３とを歯合させる。同時に、このピニオン５３と、ローラ保持駆動部材３１Ａの外周側周縁に設けられている受動ラック５５の受動ラック歯合部５６とを歯合させる。そして、摺動部材１３及び外型部材１２を所定位置に上昇させ、外型部材１２上に成形前の被加工材１００が配置される。転動ローラ３０は、ローラ保持駆動部材３１Ａの内周溝部３２に所定数配置され、上部ローラ保持部材２７は保持用付勢部材１８の付勢を受けて降下される。
【００４１】
続いて、図１０から理解されるように、可動側部材２１及び内型部材２２は、可動用付勢部材２８の付勢を受けて降下し、同時に伝達ラック５１も降下する。このとき、従動部材であるピニオン５３は伝達ラック５１の降下を受けて回転（図にて時計周り方向）する。この回転に応じてピニオン５３に歯合する受動ラック５５（受動ラック歯合部５６）は上昇する。従って、受動ラック５５を備えるローラ保持駆動部材３１Ａは可動側部材２１の前進方向と反対方向（図示にて上昇方向）に進む。
【００４２】
このときも第一実施例と同様に、ローラ保持駆動部材３１の上昇に伴い、転動ローラ３０は、上向きの保持壁面部３４と下向きの被加工材１００の外壁面（筒壁面）１０１に挟まれて発生する自転のエネルギーを有しながら回転するため、被加工材１００には溝部１０２が形成される。
【００４３】
また、図１１から理解されるように、さらに伝達ラック５１の降下が進むと、前述と同様の作用によりローラ保持駆動部材３１Ａは可動側部材２１の前進方向と反対方向（図にて上昇方向）に進むこととなる。同時に、外型部材１２及び摺動部材１３は内型部材２２の付勢を受けてさらに降下する。この結果、被加工材１００の外壁面（筒壁面）には、転動ローラ３０の回転の軌跡と一致して被加工材の筒方向に歯型の溝部が形成される。
【００４４】
被加工材１００の外壁面（筒壁面）に筒方向の歯型の溝部（スプライン形状）が形成された後、可動側部材２１（可動用付勢部材２８）は、固定側部材１１から離隔する。そこで、伝達ラック５１も上昇することとなり、ピニオン５３に図示にて反時計回り方向の回転を生じさせ、ピニオン５３に歯合する受動ラック５５（受動ラック歯合部５６）は降下し、ローラ保持駆動部材３１Ａも図１１、図１０、図９と逆順に元の位置に戻ることとなる。当該実施例のように、ピニオン、伝達ラック及び受動ラックを備えるため、各部材の昇降動作を確実に伝達することができる。
【００４５】
上記の構成とする他、図示はしないが、ピニオンを省略し、ピニオン軸部を支点とする連結棒を設けて伝達ラック側と受動ラック側とをこの連結棒（従動部材に相当）により接続し、てこの動作により可動側部材の接近離隔の動作を伝達できるようにすることも可能である。
【００４６】
次に、図１２及び図１３を用い、第三実施例のスプライン成形装置１０Ｂに係る連動駆動部６０を説明する。すなわち、請求項４の発明に規定するように、この連動駆動部６０は、内型部材２２の進退と連動して進退する外型部材１２に対して摺動部材１３を介して接続された摺動ベース部材１５と、この摺動ベース部材１５とローラ保持駆動部材３１Ｂとを接続する第一チェーン６１（従動部材に相当）と、第一チェーン６１を固定側部材１１の上部で架設する第一スプロケット６２とを有する。併せて、連動駆動部６０は、外型部材１２とローラ保持駆動部材３１Ｂとを接続する第二チェーン６３と、第二チェーン６３を固定側部材１１の内部で架設する第二スプロケット６４とを有する。
【００４７】
この実施例によると、第一スプロケット６２は固定側部材１１の上部の支持台６６に備えられる。また、第二スプロケット６４は固定側部材１１の内部に備えられるが、固定側部材１１の下部としても良い。図示から自明なように、第一，第二スプロケットを備えるため、第一，第二チェーンの引張方向を容易に逆転させることができる。図中、符号１４ｂはローラ保持駆動部材を支持する台座部材、６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄはチェーンと各部材とを接続する接続部材である。符号６７は第一スプロケットの軸部であり同スプロケットを支持台６６に回転可能に軸支し、６８は第二スプロケットの軸部であり同スプロケットを固定側部材１１に回転可能に軸支する。
【００４８】
第三実施例のスプライン成形装置１０Ｂにおける歯型の溝部の形成動作を順に説明する。図１２から理解されるように、外型部材１２を所定位置に上昇させると共に外型部材１２上に成形前の被加工材１００が配置される。外型部材１２の上昇に応じて第二チェーン６３は第二スプロケット６４を介して引張され、ローラ保持駆動部材３１Ｂは図中下向きに引き寄せられる（ローラ保持駆動部材は台座部材に接近する）。また、外型部材１２の上昇に伴い、摺動ベース部材１５も上昇する（固定側部材１１に接近する）。よって、第一スプロケット６２を介して第一チェーン６１に接続されているローラ保持駆動部材３１Ｂは、当該第一チェーン６１の引張が緩み図中下向きに降下する。
【００４９】
続いて、図１３から理解されるように、可動側部材２１及び内型部材２２は、可動用付勢部材２８の付勢を受けて降下する。同時に内型部材２２の降下を受けて外型部材１２、摺動部材１３及び摺動ベース部材１５も降下することとなる。このとき、従動部材である第一チェーン６１は摺動ベース部材１５の降下を受けて引張され、ローラ保持駆動部材３１Ｂを上昇させる。また、第二チェーン６３については外型部材１２の降下に伴い引張が緩められるため、ローラ保持駆動部材３１Ｂは上昇し易くなる。従って、ローラ保持駆動部材３１Ｂは可動側部材２１の前進方向と反対方向（図示にて上昇方向）に進む。
【００５０】
このときも第一，第二実施例と同様に、ローラ保持駆動部材３１Ｂの上昇に伴い、転動ローラ３０は、上向きの保持壁面部３４と下向きの被加工材１００の外壁面（筒壁面）１０１に挟まれて発生する自転のエネルギーを有しながら回転するため、被加工材１００には溝部１０２が形成される。
【００５１】
被加工材１００の外壁面（筒壁面）に筒方向の歯型の溝部（スプライン形状）が形成された後、可動側部材２１（可動用付勢部材２８）は、固定側部材１１から離隔する。そこで、外型部材１２、摺動部材１３及び摺動ベース部材１５も上昇することとなり、第一チェーン６１は摺動ベース部材１５の上昇を受けて引張が緩まり、ローラ保持駆動部材３１Ｂは降下し、図１３、図１２逆順に元の位置に戻ることとなる。当該実施例のようにスプロケットを介してチェーンを備えているため、各部材の昇降動作を確実に伝達することができる。
【００５２】
図１４を用い、第四実施例のスプライン成形装置１０Ｃに係る連動駆動部７０を説明する。すなわち、請求項５の発明に規定するように、この連動駆動部７０は、内型部材２２の進退と連動して進退する外型部材１２に対して摺動部材１３を介して接続された摺動ベース部材１５と、この摺動ベース部材１５とローラ保持駆動部材３１Ｃとを接続する第一ワイヤ７１（従動部材に相当）と、第一ワイヤ７１を固定側部材１１の上部で架設する第一プーリー７２とを有する。併せて、連動駆動部７０は、外型部材１２とローラ保持駆動部材３１Ｃとを接続する第二ワイヤ７３と、第二７ワイヤ７３を固定側部材１１の内部で架設する第二プーリー７４とを有する。
【００５３】
この実施例によると、第一プーリー７２は固定側部材１１の上部の支持台７６に備えられる。また、第二プーリー７４は固定側部材１１の内部に備えられるが、固定側部材１１の下部としても良い。図示から自明なように、第一，第二プーリーを備えるため、第一，第二ワイヤの引張方向を容易に逆転させることができる。図中、符号１４ｃはローラ保持駆動部材を支持する台座部材、７９ａ，７９ｂ，７９ｃ，７９ｄはワイヤと各部材とを接続する接続部材である。符号７７は第一プーリーの軸部であり同プーリーを支持台７６に回転可能に軸支する。また、７８は第二プーリーの軸部であり同プーリーを固定側部材１１に回転可能に軸支する。
【００５４】
第四実施例のスプライン成形装置１０Ｃにおける歯型の溝部の形成動作は上記第三実施例のスプライン成形装置１０Ｂと同様である。つまり、第一，第二チェーンと第一，第二ワイヤが対応し、第一，第二スプロケットと第一，第二プーリーが対応する。このため、ローラ保持駆動部材３１Ｃの昇降は同様となり、その詳細を省略する。なお、当該第四実施例のスプライン成形装置１０Ｃにおいては、ワイヤを用いているため、チェーンと比較して安価にできる可能性がある。
【００５５】
図１５を用い、第五実施例のスプライン成形装置１０Ｄに係る連動駆動部８０を説明する。すなわち、請求項６の発明に規定するように、この連動駆動部８０は、内型部材２２の進退と連動して進退する外型部材１２に接続される連動シリンダー体８１と、この連動シリンダー体８１に設けられた連動ピストン部８２を収容する連動シリンダー室８３と、ローラ保持駆動部材３１Ｄに接続されたローラ駆動シリンダー体８４と、このローラ駆動シリンダー体８４に設けられたローラ駆動ピストン部８５を収容するローラ駆動シリンダー室８６と、連動シリンダー室８３とローラ駆動シリンダー室８６とを接続する接続配管８７とを有する。
【００５６】
また、連動シリンダー室８３における連動ピストン部８２の下方、及びローラ駆動シリンダー室８６におけるローラ駆動ピストン部８５の下方の両方には流体ＦＬが満たされている。そのため、前記の接続配管８７を介して連動シリンダー室８３側の流体とローラ駆動シリンダー室８６側の流体は流動可能とされている。従って、連動ピストン部８２の下方に生じた圧力は、ローラ駆動ピストン部８５の下方に流体ＦＬを介してローラ駆動ピストン部８５の下方に伝達されることとなる。むろん、この逆にローラ駆動ピストン部側から連動ピストン部に伝達されることもあり得る。
【００５７】
第五実施例においては、流体ＦＬを油とする油圧ピストンから成る駆動装置を開示するものである。なお、油圧ピストンに代えて流体を空気とした空圧ピストンとすることも可能である。また、図示から自明なように、連動シリンダー室８３及びローラ駆動シリンダー室８６は固定ベース１６上に固定されている。図中、符号１４ｄはローラ保持駆動部材を支持する台座部材である。
【００５８】
第五実施例のスプライン成形装置１０Ｄにおける歯型の溝部の形成動作を順に説明する。図１５から理解されるように、外型部材１２を所定位置に上昇させると共に外型部材１２上に成形前の被加工材１００が配置される。外型部材１２の上昇に応じて連動シリンダー体８１及び連動ピストン部８２も上昇する。このとき、連動シリンダー室８３の流体ＦＬ（実施例では圧油）に係る圧力が低下し、接続配管８７を介してローラ駆動シリンダー室８６内の流体が連動シリンダー室８３に流入する。結果、ローラ駆動シリンダー室８６内の流体量が減少してローラ駆動シリンダー体８４及びローラ駆動ピストン部８５は降下する。よって、ローラ駆動シリンダー体８４に接続されているローラ保持駆動部材３１Ｄは降下することとなる。
【００５９】
次に、図示を省略するが可動側部材２１及び内型部材２２が可動用付勢部材２８の付勢を受けて降下する場合、同時に内型部材２２の降下を受けて外型部材１２及び連動シリンダー体８１も降下する。続いて、連動ピストン部８２の下方に満たされている流体ＦＬは圧力を受けてローラ駆動シリンダー室８６のローラ駆動ピストン部８５の下方に流入する。流体ＦＬの流入により流体の圧力が高まると、ローラ駆動シリンダー室８６及びローラ駆動シリンダー体８４は押し上げられ、ついにローラ保持駆動部材３１Ｄは可動側部材２１の前進方向と反対方向に進むこととなる。なお、第五実施例のスプライン成形装置１０Ｄにおいて、流体ＦＬは従動部材に相当する。当該実施例のようにピストンを用いてシリンダー室内の流体を流動させる機構であるため、各部材の昇降動作を確実に伝達することができる。
【００６０】
図１６を用い、第六実施例のスプライン成形装置１０Ｅに係る連動駆動部９０を説明する。すなわち、請求項７の発明に規定するように、この連動駆動部９０は、内型部材２２の進退と連動して進退する外型部材１２に接続される連動摺動部材９１と、ローラ保持駆動部材３１Ｅに接続されるローラ駆動棒部材９３と、連動摺動部材９１とローラ駆動棒部材９３とを回動可能に接続する連結棒部材９２とを有する。併せて、連動駆動部９０は、固定側部材１１の下方に備えられている固定ベース１７の上部に設けられて連結棒部材９２を回動可能に支持する（軸支する）支柱部材９４を有する。図中、符号１４ｅはローラ保持駆動部材を支持する台座部材である。また、符号９１ｐは連動摺動部材と連結棒部材の接続点、９３ａはローラ駆動棒部材と連結棒部材の接続点、９４ｆは連結棒部材と支柱部材の接続点である。
【００６１】
第六実施例のスプライン成形装置１０Ｅにおける歯型の溝部の形成動作を順に説明する。図１６から理解されるように、外型部材１２を所定位置に上昇させると共に外型部材１２上に成形前の被加工材１００が配置される。外型部材１２の上昇に応じて連動摺動部材９１も引き上げられる。接続点９１ｐ側が上昇すると、図より自明なように、連結棒部材９２は接続点９４ｆを支点とする「てこ」として作動し、当然ながら９３ａ側は逆に降下する。そして、ローラ駆動棒部材９３は９３ａ側の降下に伴って降下し、ローラ駆動棒部材９３に接続されているローラ保持駆動部材３１Ｅは降下することとなる。
【００６２】
次に、図示を省略するが可動側部材２１及び内型部材２２が可動用付勢部材２８の付勢を受けて降下する場合、同時に内型部材２２の降下を受けて外型部材１２及び連動摺動部材９１も降下する。このとき、連動摺動部材９１と連結棒部材９２との接続点９１ｐは力点として作用し、連結棒部材９２を押し下げる。同時に、ローラ駆動棒部材と連結棒部材の接続点９３ａは作用点として持ち上げられ、ローラ駆動棒部材９３は押し上げられる。ついにローラ保持駆動部材３１Ｅは可動側部材２１の前進方向と反対方向に進むこととなる。なお、第六実施例のスプライン成形装置１０Ｅにおいて、連結棒部材９２は従動部材に相当する。当該実施例のように連結棒部材をてことして用いているため、単純な構造としながらも、各部材の昇降動作を確実に伝達することができる。
【００６３】
以上に詳述した第二ないし第六実施例に関し、図９ないし図１６において前出の図１，図６等と共通する箇所は同一符号とし、その機能は同様とされるため説明を省略する。
【００６４】
以上の各実施例の説明から容易に理解されるとおり、ローラ保持駆動部材３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、内型部材２２及び可動側部材２１の降下速度に連動しながら対応し、その上昇速度も前記の降下速度と一致して駆動することとなる。このため、転動ローラ３０は、ローラ保持駆動部材３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅの保持壁面部３４に沿って、被加工材１００の外壁面（筒壁面）１０１に挟まれて発生する自転のエネルギーを有しながら回転する。従って、転動ローラ３０は、保持壁面部３４、さらには被加工材１００の外壁面（筒壁面）に余計な摩擦を生じさせることなく、被加工材１００への圧接が可能となる。併せて、転動ローラ３０は、保持用付勢部材１８の付勢を受けて降下される上部ローラ保持部材２７と下部ローラ保持部材により、上下方向（被加工材の筒方向）への移動誤差が規制されるため、ローラ保持駆動部材内に設置されたいずれの転動ローラ３０とも、被加工材１００の同一周面に圧接することとなる。
【００６５】
加えて、実施例のスプライン成形装置にあっては、可動側部材の接近離隔の動作は、図示し詳述したように連動駆動部によりローラ保持駆動部材に伝達されるため、可動側部材の接近離隔の動作に応じてローラ保持駆動部材の昇降動作も鋭敏かつ一体的に連動して応答することとなる。また、ローラ保持駆動部材の昇降動作を独立して制御する機構は別途必要とされないため、成形装置の構造を簡素化し、小型とすることができる。
【００６６】
実施例に示すスプライン成形装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅにおいて、転動ローラ３０は、自身を保持する軸部を有さないため、背景技術にて述べたように軸部と軸受部に係る摩擦を考慮する必要はない。図４等からも明らかなように、転動ローラ３０をただローラ保持駆動部材３１に設置するだけでよく、従前のような軸受部は必要ない。加えて、転動ローラの軸部同士の接触はあり得ないため、比較的、転動ローラを小型とすることができ、歯型の溝部の形成に関与する部材も小型化することができる。以上を踏まえると、本発明の実施例を具備するスプライン成形装置によれば、成形装置自体の小型化は可能である。そこで、トランスファープレス等の利便性が高まり、作業の効率化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施例に係るスプライン成形装置の縦断面図である。
【図２】成形を終えた被加工材の部分斜視図である。
【図３】内型部材及び可動側部材の底面図である。
【図４】ローラ保持駆動部材及び固定側部材の上面図である。
【図５】ローラ保持駆動部材の部分斜視図である。
【図６】成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図７】成形中期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図８】成形終期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図９】第二実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１０】第二実施例に係る成形中期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１１】第二実施例に係る成形終期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１２】第三実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１３】第三実施例に係る成形終期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１４】第四実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１５】第五実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１６】第六実施例に係る成形初期のスプライン成形装置の部分縦断面図である。
【図１７】従来の転動ローラを有する成形装置の部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ  スプライン成形装置
１１  固定側部材
２１  可動側部材
２２  内型部材
３０  転動ローラ
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ  ローラ保持駆動部材
３２  内周溝部
３４  内底面（保持壁面部）
４０，５０，６０，７０，８０，９０  連動駆動部
４１  伝達棒部材
４２  硬球
４３  Ｕ字溝部
４４  第一立管
４５  第二立管
４６  受動棒部材
５１  伝達ラック
５３  ピニオン
５５  受動ラック
６１  第一チェーン
６２  第一スプロケット
６３  第二チェーン
６４  第二スプロケット
７１  第一ワイヤ
７２  第一プーリー
７３  第二ワイヤ
７４  第二プーリー
８１  連動シリンダー体
８３  連動シリンダー室
８４  ローラ駆動シリンダー体
８６  ローラ駆動シリンダー室
８７  接続配管
９１  連動摺動部材
９２  連結棒部材
９３  ローラ駆動棒部材
１００  被加工材
１０１  外壁面（筒壁面）
【図１】
2006095584.tif 000003
【図２】
2006095584.tif 000004
【図３】
2006095584.tif 000005
【図４】
2006095584.tif 000006
【図５】
2006095584.tif 000007
【図６】
2006095584.tif 000008
【図７】
2006095584.tif 000009
【図８】
2006095584.tif 000010
【図９】
2006095584.tif 000011
【図１０】
2006095584.tif 000012
【図１１】
2006095584.tif 000013
【図１２】
2006095584.tif 000014
【図１３】
2006095584.tif 000015
【図１４】
2006095584.tif 000016
【図１５】
2006095584.tif 000017
【図１６】
2006095584.tif 000018
【図１７】
2006095584.tif 000019