(57)【要約】【課題】  冷間転造成形機において、成形機の設置面積を大幅に増大させることなく生産性を高めること、及び成形品の成形精度を高めることである。【解決手段】  成形ロール装置Ａと、左右一対のマンドレル装置Ｎ1,Ｎ2 と、左右一対のバックアップロール装置Ｂ1,Ｂ2 と、成形ロールＦＲの両側で成形される各ワークＷのセンタリングを同時に行うセンタリングロール装置Ｊとを備え、前記成形ロール装置Ａの成形ロールＦＲの成形面の対向部において２個のワークＷを同時に転造成形可能にする。【選択図】  図１５
2008307578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール駆動軸に成形ロールが交換可能に取付けられて、当該成形ロールの駆動回転により当該成形ロールの外周の成形面に部分圧接されたリング状のワークを転動回転させるための成形ロール装置と、
前記成形ロールの成形面の両側にロール駆動軸に対して進退可能となって各マンドレルがそれぞれ配設されて、前記各マンドレルが前記ロール駆動軸に対して前進して、前記ワークの内部に挿通された前記マンドレルと前記成形ロールの成形面との間でワークを部分挟圧して転造成形させるために前記成形ロールの両側に配設された左右一対のマンドレル装置と、
前記成形ロールの成形面の両側にそれぞれ配置された各バックアップロールにより前記一対のマンドレル装置の各マンドレルを加圧するための左右一対のバックアップロール装置と、
前記成形ロールの成形面の対向部において２個のワークを同時に転造成形する際に、漸次拡径される各ワークの中心が成形ロールに対してほぼ水平方向に後退移動するように前記各ワークの外周部を保持する複数のセンタリングロールを有するセンタリングロール装置とを備え、
前記成形ロール装置の成形ロールの成形面の対向部において２個のワークを同時に転造成形可能にしたことを特徴とする冷間転造成形機。
【請求項２】
前記センタリングロール装置は、前記成形ロールの軸方向に沿って成形面と異なる部分に第１及び第２の各回動リング板がそれぞれ回動可能に嵌合されて、各回動リング板には、前記成形ロールに対して同一側に配置される２個のセンタリングロールが当該成形ロールの軸心を通る水平線に対して対称配置されるように、前記成形ロールの軸心に対して対称位置に一対一組の第１センタリングロール、及び同様の第２センタリングロールが前記成形ロールの軸方向に配置されてそれぞれ装着され、
前記各回動リング板は、同期歯車装置により互いに同期して逆方向に同一角度だけ回動する構成であることを特徴とする請求項１に記載の冷間転造成形機。
【請求項３】
センタリングロール装置を構成する全てのセンタリングロールは、ブラケットに対して付勢手段を介してワークに対する押圧方向に付勢した状態で支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷間転造成形機。
【請求項４】
前記成形ロールの両側に配置される２個のワークの各軸心を、当該成形ロールの軸心に対して直交する水平線に対してそれぞれ同一僅少量だけ上方及び下方に配置して転造成形可能にするために、前記第１及び第２の各センタリングロールの外径を異ならしめたことを特徴とする請求項２又は３に記載の冷間転造成形機。
【請求項５】
前記同期歯車装置は、成形ロールよりも上方に配置されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の冷間転造成形機。
【請求項６】
前記成形ロール装置の成形ロールの成形面の両側にワークを個別に同時供給するための２台のローダを有するワーク供給装置を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の冷間転造成形機。
【請求項７】
前記成形ロール装置の成形ロールは、ロール駆動軸の端部に片持状となって装着されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の冷間転造成形機。
【請求項８】
前記マンドレル装置は、位置検出機能を備えた油圧シリンダにより成形ロールに対して前後動されて、内部空間にマンドレルが挿通されたワークを成形ロールの成形面との間で僅かの距離をおいた位置で停止可能にしたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の冷間転造成形機。
【請求項９】
前記マンドレル装置は、マンドレルが取付けられて成形ロールの軸方向に移動可能な第１支持体と、前記マンドレルの自由端部を嵌合支持する嵌合孔を備えていて成形ロールの軸方向に移動しない第２支持体とから成り、
前記第１及び第２の各支持体の対向面には、ワークの両端面を保持して当該ワークの成形開始姿勢を保持させるためのワーク保持板が、前記第１及び第２の各支持体に対して成形ロールの軸方向に出入り可能に装着されていることを特徴とする請求項８に記載の冷間転造成形機。
【請求項１０】
前記成形ロール、及びマンドレルには、転造成形されるワークの幅を規制する成形規制溝がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項９に記載の冷間転造成形機。
【請求項１１】
請求項１に記載の冷間転造成形機を用いてリング状のワークを冷間転造成形する方法であって、
２個のワークを同時成形している途中で各ワークの外径を外径検出センサによりそれぞれ検出して、当該各検出値を各バックアップロール装置を構成するサーボモータにフィードバックさせて、各バックアップロールの送りを調整することにより、同時成形している２個のワークの転造成形による成長を揃えることを特徴とする冷間転造成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の内輪、外輪等のリング状の製品又は部品を所定の外径となるまで冷間転造成形により拡径成形するための成形機、及びその成形方法に関するものである。なお、本明細書で使用される「ワーク」とは成形前の小径のものを指し、「成形品」とは転造により拡径成形されたものを指す。
【背景技術】
【０００２】
冷間転造成形機は、例えば特許文献１に記載されているように、ロール駆動軸に成形ロールが交換可能に取付けられて、当該成形ロールの駆動回転により当該成形ロールの外周の成形面に部分圧接されたリング状のワークを転動回転させるための成形ロール装置と、前記成形ロールのロール駆動軸に対して進退して、前記ワークの内部に挿通されたマンドレルと前記成形ロールの成形面との間でワークを部分挟圧して転造成形させるためのマンドレル装置と、前記成形ロールの成形面の側方に配置されたバックアップロールにより前記マンドレルを加圧するためのバックアップロール装置と、前記転造成形により漸次拡径されるワークの中心が成形ロールに対してほぼ水平方向に後退移動するように前記ワークの外周部を保持するためのセンタリングロール装置とを備えている。
【０００３】
しかし、従来の冷間転造成形機は、成形ロールの成形面の一方の側に、マンドレル装置、バックアップロール装置及びセンタリングロール装置の各装置が配設された構成であった。よって、ワークの成形完了後に、マンドレル及びバックアップロールを後退させて成形済のワークを取り出し、その後に、ワーク供給装置によりワークを成形位置に供給配置した状態で、前記マンドレルが成形位置のワーク内に挿通されるように前進させることにより、次のワークのセットを行なっていた。このように、従来の冷間転造成形機は、成形ロールの成形面の一方の側にのみワークを配置して転造成形する構成であるために、生産性が低いという問題があった。このため、生産性を高めるには、単純に複数台の成形機を設置せざるを得ず、設置スペースが増大する等の別の問題が発生する。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載の成形機を含めて従来の成形機は、バックアップロール装置を固定配置して、駆動回転される成形ロールを可動配置する構成であるために、成形精度が悪く、後工程における機械加工に手間がかかるという別の問題もあった。
【特許文献１】特開２００３−２７５８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記構成の冷間転造成形機において、成形機の設置面積を大幅に増大させることなく生産性を高めること、及び成形品の成形精度を高めることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、ロール駆動軸に成形ロールが交換可能に取付けられて、当該成形ロールの駆動回転により当該成形ロールの外周の成形面に部分圧接されたリング状のワークを転動回転させるための成形ロール装置と、前記成形ロールの成形面の両側にロール駆動軸に対して進退可能となって各マンドレルがそれぞれ配設されて、前記各マンドレルが前記ロール駆動軸に対して前進して、前記ワークの内部に挿通された前記マンドレルと前記成形ロールの成形面との間でワークを部分挟圧して転造成形させるために前記成形ロールの両側に配設された左右一対のマンドレル装置と、前記成形ロールの成形面の両側にそれぞれ配置された各バックアップロールにより前記一対のマンドレル装置の各マンドレルを加圧するための左右一対のバックアップロール装置と、前記成形ロールの成形面の対向部において２個のワークを同時に転造成形する際に、漸次拡径される各ワークの中心が成形ロールに対してほぼ水平方向に後退移動するように前記各ワークの外周部を保持する複数のセンタリングロールを有するセンタリングロール装置とを備え、前記成形ロール装置の成形ロールの成形面の対向部において２個のワークを同時に転造成形可能にしたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明によれば、成形ロール装置の両側に左右一対のマンドレル装置と、左右一対のバックアップロール装置とが配設されて、成形ロール装置を共用化することにより、成形ロールの成形面の対向部において２個のワークを同時に転造成形できるので、成形能率が高められる。また、駆動回転される成形ロールが固定配置されていて、当該成形ロールの成形面の両側において２個のワークを同時に転造成形する構成であって、成形ロールの両側の各バックアップロールによる加圧力は互いに相殺される関係にあるため、軸心と直交する方向に対する成形ロールの歪みがなくなって、ワークの成形精度も高められる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記センタリングロール装置は、前記成形ロールの軸方向に沿って成形面と異なる部分に第１及び第２の各回動リング板がそれぞれ回動可能に嵌合されて、各回動リング板には、前記成形ロールに対して同一側に配置される２個のセンタリングロールが当該成形ロールの軸心を通る水平線に対して対称配置されるように、前記成形ロールの軸心に対して対称位置に一対一組の第１センタリングロール、及び同様の第２のセンタリングロールが前記成形ロールの軸方向に配置されてそれぞれ装着され、前記各回動リング板は、同期歯車装置により互いに同期して逆方向に同一角度だけ回動する構成であることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明によれば、第１及び第２の各回動リング板には、成形ロールの軸心に対して対称位置に一対一組の第１センタリングロール、及び同様の第２センタリングロールがそれぞれ装着されているため、同期歯車装置により第１及び第２の各回動リング板を互いに同期させて逆方向に同一角度だけ回動させることにより、成形ロールの両側で同時成形される２個のワークのセンタリングを同時に行える。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、センタリングロール装置を構成する全てのセンタリングロールは、ブラケットに対して付勢手段を介してワークに対する押圧方向に付勢した状態で支持されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明によれば、付勢手段によりワークの押圧方向に沿ってセンタリングロールが付勢された状態にして、同時成形する２個のワークをセンタリングロールでセンタリングできる。よって、同時成形する２個のワークに成長差（外径差）が発生した場合でも、センタリングロールは常にワークに接触して、成長の遅れたワークとセンタリングロールとの間に隙間が発生しなくなる。よって、同時成形する２個のワークに成長差（外径差）が発生しても、成長の遅れた側のワークの成形精度を確保できる。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記成形ロールの両側に配置される２個のワークの各軸心を、当該成形ロールの軸心に対して直交する水平線に対してそれぞれ同一僅少量だけ上方及び下方に配置して転造成形可能にするために、前記第１及び第２の各センタリングロールの外径を異ならしめたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明によれば、一対の第１センタリングロールと一対の第２センタリングロールの各外径差を前記僅少量（オフセット量）のほぼ２倍とすることにより、成形ロールの両側において２個のワークを成形ロールの軸心に対してオフセットさせて転造成形できる。ここで、成形ロールの両側に配置された左右一対のマンドレル、及び左右一対のバックアップロールも同様に成形ロールの軸心に対してオフセットされているため、左右の各バックアップロールの加圧力の作用位置が成形ロールの軸心に対して上下方向に僅かにずれるため、マンドレルが成形ロールの回転方向にずらされなくなってワークの回転がスムーズとなり、この結果成形精度が高められる。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかの発明において、前記同期歯車装置は、成形ロールよりも上方に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項５の発明によれば、ワークの表面の黒皮、ワークのエッジ部に付着しているバリ等は、ワークの転造成形時に当該ワークから剥離落下されるが、同期歯車装置は、成形ロールよりも上方に配置されているために、前記黒皮類が歯車群内に絡み込まなくなる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記成形ロール装置の成形ロールの成形面の両側にワークを個別に同時供給するための２台のローダを有するワーク供給装置を備えていることを特徴としている。
【００１７】
請求項６の発明によれば、成形ロールの成形面の両側にワークを同時に供給できるので、転造成形機の非成形時間を短くできて、成形能率が高められる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記成形ロール装置の成形ロールは、ロール駆動軸の端部に片持状となって装着されていることを特徴としている。
【００１９】
成形ロールの成形面は、成形回数に比例して磨耗して、成形精度が低下するために、ワークを所定個数成形する毎に成形ロールを交換している。従来の成形機の成形ロールは、ロール駆動軸を指示する軸受の間に取付けられているため、成形ロールの交換には、一方の軸受を取り外す必要があって、成形ロールの交換に多くの時間と手間を要した。しかし、請求項７の発明によれば、成形ロールは、ロール駆動軸の端部に片持状となって取付けられているために、成形ロールの交換のためにロール駆動軸を支持している軸受を取り外す必要がなくなって、成形ロールの交換が容易となる。
【００２０】
また、請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの発明において、前記マンドレル装置は、位置検出機能を備えた油圧シリンダにより成形ロールに対して前後動されて、内部空間にマンドレルが挿通されたワークを成形ロールの成形面との間で僅かの隙間をおいた位置で停止可能にしたことを特徴としている。
【００２１】
請求項８の発明によれば、マンドレル装置を駆動する油圧シリンダが位置検出機能を備えているため、内部空間にマンドレルが挿通されたワークを成形ロールの成形面との間で僅かの隙間が形成された位置で停止させることができ、回転中の成形ロールにワークが接触して連れ廻り回転させられることなく、他の部材との協働により当該ワークの成形開始姿勢を保持させることができる。
【００２２】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記マンドレル装置は、マンドレルが取付けられて成形ロールの軸方向に移動可能な第１支持体と、前記マンドレルの自由端部を嵌合支持する嵌合孔を備えていて成形ロールの軸方向に移動しない第２支持体とから成り、前記第１及び第２の各支持体の対向面には、ワークの両端面を保持して当該ワークの成形開始姿勢を保持させるためのワーク保持板が、前記第１及び第２の各支持体に対して成形ロールの軸方向に出入り可能に装着されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項９の発明によれば、ワーク供給装置のローダに吊下支持されているワークに対してマンドレルを挿通させると共に、当該ワークの両端面を第１及び第２の各ワーク保持板に挟んで保持した成形開始姿勢で、位置検出機能を備えた油圧シリンダにより成形ロールに対してマンドレル装置を前進させて、前記成形開始姿勢のワークを成形ロールの成形面との間に僅かの隙間ができる位置まで近接させて停止させる。次に、センタリング装置の作動により各センタリングロールで前記姿勢のワークを保持すると同時に、前記ワークの両端面を保持している一対のワーク保持板を離間させると共に、バックアップロールを前進させると、前記ワークは成形開始姿勢のままでマンドレルを介して成形ロールの成形面に押し付けられる。このため、ワークの成形開始時において、マンドレルに対してワークが吊り下げられる姿勢となるのを回避できて、ワークの成形当初から当該ワークは成形開始姿勢を維持して成形可能となるため、ワークの転造成形がスムーズに、しかも精度よく行われる。
【００２４】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記成形ロール、及びマンドレルには、転造成形されるワークの幅を規制する成形規制溝がそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００２５】
成形規制溝が形成された成形ロール、及びマンドレルを使用する場合には、成形当初からワークが正しい成形開始姿勢を保持していないと、成形ロール、及びマンドレルの各軸心に対してワークが傾斜して、成形開始時において成形ロール、及びマンドレルの各成形規制溝にワークが嵌り込まなくなって、ワークの転造成形をスムーズに開始できない。しかし、請求項１０の発明によれば、成形ロールに近接したワークは、その両端面が一対のワーク保持板で保持されて成形開始姿勢を保持しているため、当該ワークは、成形開始当初から成形ロール、及びマンドレルの各成形規制溝内に嵌り込む。このため、請求項１０の発明のように成形規制溝により幅を規制してワークの拡幅を防止して転造成形を行う場合においては、請求項９の発明は顕著な作用効果を奏する。
【００２６】
また、請求項１１の発明は、請求項１に記載の冷間転造成形機を用いてリング状のワークを冷間転造成形する方法であって、２個のワークを同時成形している途中で各ワークの外径を外径検出センサによりそれぞれ検出して、当該各検出値を各バックアップロール装置を構成するサーボモータにフィードバックさせて、各バックアップロールの送りを調整することにより、同時成形している２個のワークの転造成形による成長を揃えることを特徴としている。
【００２７】
請求項１１の発明によれば、成形ロールの両側の各バックアップの送りは、当該成形ロールの両側において同時成形している２個のワークの転造成形による拡径に係る外径が等しくなる（２個のワークの成長が揃う）ように調整されるので、ワークに対する各バックアップロールの加圧を同時に停止させても、２個のワークはいずれも設定外径となって、成形品質が高められる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、成形ロール装置の両側に左右一対のマンドレル装置と、左右一対のバックアップロール装置とが配設されて、成形ロール装置を共用化することにより、成形ロールの成形面の対向部において２個のワークを同時に転造成形できるので、成形能率が高められると共に、駆動回転される成形ロールが固定配置されていて、当該成形ロールの成形面の両側において２個のワークを同時に転造成形する構成であって、成形ロールの両側の各バックアップロールによる加圧力は互いに相殺される関係にあるため、軸心と直交する方向に対する成形ロールの歪みがなくなって、成形能率に加えてワークの成形精度も高められる。
【００２９】
また、マンドレル装置は、マンドレルが取付けられて成形ロールの軸方向に移動可能な第１支持体と、前記マンドレルの自由端部を嵌合支持する嵌合孔を備えていて成形ロールの軸方向に移動しない第２支持体とから成り、前記第１及び第２の各支持体の対向面には、ワークの両端面を保持して当該ワークの成形開始姿勢を保持させるためのワーク保持板が、前記第１及び第２の各支持体に対して成形ロールの軸方向に出入り可能に装着された構成に加えて、位置検出機能を備えた油圧シリンダによりマンドレル装置を成形ロールに対して前後動させて、内部空間にマンドレルが挿通されたワークを成形ロールの成形面との間で僅かの隙間をおいた位置で停止可能にすることにより、成形ロールの成形面との間で僅かの隙間を有してワークを停止させた状態で、センタリング装置の作動により各センタリングロールで前記姿勢のワークを保持すると同時に、前記ワークの両端面を保持している一対のワーク保持板を離間させると共に、バックアップロールを前進させてマンドレルを加圧すると、前記ワークは成形開始姿勢のままでマンドレルを介して成形ロールの成形面に押し付けられる。このため、マンドレルに対してワークが吊り下げられる姿勢となるのを回避できて、ワークの成形当初から当該ワークは成形開始姿勢を維持しているため、ワークの転造成形がスムーズに、しかも精度よく行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の最良実施形態を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明に係る冷間転造成形機の全体斜視図であり、図２は、同じく正面図であり、図３は、同じく平面図であり、図４は、同じく右側面図であり、図５は、ワーク供給装置Ｓを主体に示す右側面図であり、図６は、成形ロール装置Ａの斜視図である。図１ないし図６において、ベース１の長手方向の中央部には、成形ロール装置Ａが前後方向Ｘに沿って固定配置されて、そのロール駆動軸２の手前側の端部に成形ロールＦＲが片持状となって交換可能に取付けられている。成形ロール装置Ａの両側には、同一構造の左右一対のバックアップロール装置Ｂ1,Ｂ2 及び左右一対のマンドレル装置Ｎ1,Ｎ2 が成形ロール装置Ａのロール駆動軸２の軸心Ｃ1 に対してそれぞれ対称となって左右方向Ｙに配置されており、成形ロール装置Ａの固定配置構成、並びに一対のバックアップロール装置Ｂ1,Ｂ2 及び一対のマンドレル装置Ｎ1,Ｎ2 の対称配置構成が本発明の特徴を構成している。よって、成形ロール装置Ａにおける成形ロールＦＲの取付構造、及び該成形ロール装置Ａに一体に組み込まれているセンタリングロール装置Ｊは、従来の冷間転造成形機に存在しない新規構造であるが、バックアップロール装置Ｂ1,Ｂ2 及びマンドレル装置Ｎ1,Ｎ2 の各構成自体は、従来構造のままである。なお、ロール駆動軸２の軸心Ｃ1 に対して対称配置された一対のバックアップロール装置Ｂ1,Ｂ2 及び一対のマンドレル装置Ｎ1,Ｎ2 の各構成は同一であるので、一方のみについて説明する。
【００３１】
最初に、成形ロール装置Ａについて説明する。図７は、成形ロール装置Ａの分解斜視図であり、図８は、図３のＵ−Ｕ線断面図であり、図９は、図８の符号（２０）の部分拡大図である。図６ないし図９において、成形ロール装置Ａのロール駆動軸２は、前後の各軸受３，４を介してハウジング５に支持されて、駆動モータＱ1 のモータ駆動軸（図示せず）とカップリング６を介して接続されている。ロール駆動軸２は、ハウジング５の先端面から所定長だけ突出していて、ロール駆動軸２の先端部の第１取付部２ａはストレート状に形成され、前記第１取付部２ａには、成形ロールＦＲがすきまばめ嵌合により取外し可能に取付けられ、ロール駆動軸２の最先端の小径の第２取付部２ｂに袋体７が嵌合体８及び固定ボルト９により固定されることにより前記嵌合が緩まないようにしてある。なお、図７及び図８において１１は、成形ロールＦＲと袋体７との間に介装されたスペーサを示す。この構造により、成形ロールＦＲは、ロール駆動軸２の最先端部に片持状となって嵌合されているため、従来構造と異なり軸受を取り外すことなく、成形ロールＦＲの交換が可能となる。また、成形ロールＦＲは第１取付部２ａに対してすきまばめ嵌合により取外し可能に取付けられているので、第１取付部２ａに対する成形ロールＦＲの交換が容易となる。また、ロール駆動軸２のハウジング５の先端面から突出した部分における前記第１取付部２ａよりも基端側の大径の部分は、後述のセンタリングロール装置Ｊが装着される第３取付部２ｃとなっている。なお、図７及び図８において、１２ａ〜１２ｃは、前記ハウジング５をベース１に固定しているブラケットを示す。
【００３２】
次に、成形ロール装置Ａの両側にロール駆動軸２の軸心Ｃ1 に対して対称配置された同一構造の一対のバックアップロール装置Ｂ1,Ｂ2 及び一対のマンドレル装置Ｎ1,Ｎ2 について簡単に説明する。図１０は、図２のＶ−Ｖ線断面図である。図１ないし図３、図８及び図１０において、ベース１には、前後一対の案内レール１３が左右方向Ｙに配置されていて、一対の案内レール１３により左右方向Ｙに往復移動する移動テーブル１４上にバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)が搭載されている。移動テーブル１４に一体に取付けられた平面コの字形のブラケット１５の先端部（成形ロールＦＲの成形面１０と対向する側の端部）には、所定間隔をおいて２枚のロール円板１６が円筒部１７に一体に連結された構成のバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)が回転可能に支持されている。即ち、バックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)は回転軸１８にキー１９を介して一体に取付けられて、前記回転軸１８は、前記ブラケット１５の先端部を構成する一対のロール支持体２１に軸受２３ａ，２３ｂを介して回転可能に支持されている。一対のロール支持体２１の一方は、磨耗したバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の交換のために、取外し可能となっている。
【００３３】
バックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)を搭載している移動テーブル１４は、バックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)に加圧力を発生させるための加圧力発生装置Ｅ1,Ｅ2 によって左右方向Ｙに往復移動可能になっている。図１及び図１０に示されるように、加圧力発生装置Ｅ1,Ｅ2 は、箱状のハウジング２２と、該ハウジング２２内に軸受２３ａ，２３ｂを介して回転可能に支持された回転円筒体２４と、該回転円筒体２４に一体に設けられたウォームホイール２５と螺合するウォーム２６が一体に取付けられて、前記ハウジング２２を貫通した状態で軸受（図示せず）により回転可能に支持された駆動軸２７と、該駆動軸２７を回転させるために前記ハウジング２２の外側に一体に設けられたサーボモータＱ21，Ｑ22と、前記回転円筒体２４の内周側に一体に組み込まれた雌ねじ筒２８と、該雌ねじ筒２８と螺合されて一端部が前記移動テーブル１４上のブラケット１５に連結された雄ねじ棒２９とを備えている。なお、回転円筒体２４は、内周側に雌ねじ筒２８を組込み可能とすべく、軸方向に沿って２分割構造となっている。よって、サーボモータＱ21，Ｑ22の回転によりウォーム２６を介してウォームホイール２５を回転させると、回転円筒体２４が高トルクで回転させられる。高トルクの回転円筒体２４の回転力は、雄ねじ棒２９を介してバックアップロールＢＲ1 の大きな加圧力（推力）に変換されて、マンドレルＭ1(Ｍ2)を介してワークＷの転造成形部を成形ロールＦＲに対して加圧すると共に、サーボモータＱ21，Ｑ22により回転円筒体２４を上記と逆方向に回転させると、移動テーブル１４は、成形ロールＦＲに対して後退する方向に移動する。
【００３４】
次に、図１ないし図４、及び図１１を参照してマンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)について説明する。図１１は、マンドレル装置Ｎ1 の斜視図である。マンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)は、前記案内レール１３により左右方向に移動する移動テーブル３１に搭載されていて、当該移動テーブル３１には、前後方向Ｘに沿って一対の案内レール３２が設けられている。マンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)は、前記案内レール３２に案内されて前後方向Ｘに移動する第１支持体３３と、当該第１支持体３３と対向配置されて、前記移動テーブル３１に固定された第２支持体３４とで構成され、第１支持体３３の対向面にはマンドレルＭ1(Ｍ2)が前後方向Ｘに沿って突出して水平に固定されており、第２支持体３４の対向面における前記マンドレルＭ1(Ｍ2)と対応する部分には、マンドレル嵌合孔３５が形成されている。第１支持体３３は、第２支持体３４の側に固定されたシリンダ３６のロッド３６ａに連結され、当該シリンダ３６のロッド３６ａの出入りにより前後方向Ｘに沿って移動する。また、第１及び第２の各支持体３３，３４には、ワークＷの成形開始姿勢を保持するためのワーク保持板３７，３８が前記マンドレルＭ1(Ｍ2)及びマンドレル嵌合孔３５に近接して対向して設けられており、各支持体３３，３４は、シリンダ３９，４１により前後方向Ｘに沿って出入りする。
【００３５】
また、各マンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)の移動テーブル３１は、停止位置検出機能を備えた油圧シリンダ４２，４３（図１及び図１１参照）により設定ストロークで左右方向に移動される。即ち、各油圧シリンダ４２，４３のロッド４２ａ，４３ａは、連結ロッド４４，４５を介して移動テーブル３１に連結されている。各油圧シリンダ４２，４３は、ロール駆動軸２に対して同一側に配置されているため、ワークＷの転造成形時には、油圧シリンダ４２のロッド４２ａは突出すると共に、油圧シリンダ４３のロッド４３ａは引っ込む。
【００３６】
図１２は、各マンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)の移動テーブル３１、即ちマンドレルＭ1(Ｍ2)を停止位置検出機能を備えた前記各油圧シリンダ４２，４３により移動させて、ワークＷを成形ロールＦＲの成形面１０との間で僅かの隙間を有した状態で停止可能にさせた油圧回路図である。なお、停止位置検出機能を備えた前記各油圧シリンダ４２，４３とは、ロッド４２ａ，４３ａの移動中において当該ロッド４２ａ，４３ａの特定点の位置を検出することにより信号を発して油圧シリンダ４２，４３を停止させる構成の公知のシリンダを示す。図１２において、各油圧シリンダ４２，４３には、それぞれ４ポート３位置切換弁４６，４７に接続されていると共に、各油圧シリンダ４２，４３のピストンに対して互いに反対側の部分が開閉弁４８，４９で接続され、ポンプ圧の作用しない油路５１と、各油圧シリンダ４２，４３のピストンの両側の各シリンダ室に接続する油路５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂとは、それぞれ逆止弁５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂで接続されて、低圧となったシリンダ室が油タンク５６から油を吸引することにより停止位置を確保する構成となっている。
【００３７】
このため、転造成形時において、成形ロールＦＲに対して各マンドレルＭ1(Ｍ2)を近接させて加圧させる際には、各油圧シリンダ４２，４３の４ポート３位置切換弁４６，４７は、ピストンに対して互いに逆のシリンダ室に圧油を流入させて、一方の油圧シリンダ４２のロッド４２ａを突出させると共に、他方の油圧シリンダ４３のロッド４３ａを引っ込めるようなポートが選択され、各油圧シリンダ４２，４３が個別に停止信号を発すると、当該停止信号により各切換弁４６，４７は、閉止位置に切り換えられる。これにより、各油圧シリンダ４２，４３のピストンの両側の各シリンダ室のうち、高圧側のシリンダ室の圧油は、逆止弁５４ａ，５５ａ（５４ｂ，５５ｂ）のいずれか一方により逆流を阻止されると共に、低圧側のシリンダ室には、他の逆止弁５４ｂ，５５ｂ（５４ａ，５５ａ）を通して油タンク５６からの油を吸引することにより、ピストンの移動が阻止されて、停止位置を保持する。一方、各マンドレルＭ1(Ｍ2)に圧油が作用しないようにするには、各切換弁４６，４７を閉止位置に切り換えると共に、成形時において各開閉弁４８，４９を開位置に切り換えると、各油圧シリンダ４２，４３は、ピストンに対して互いに反対のシリンダ室の間において自由に油が流れて、各油圧シリンダ４２，４３は、外力に従動することになる。なお、図１２において、５７はポンプを示す。
【００３８】
次に、図６ないし図９、及び図１３ないし図１５を参照して、転造成形部が成形ロールＦＲとマンドレルＭ1(Ｍ2)との間で挟圧された状態で転造成形（拡径成形）中のワークＷの中心が水平方向に移動するように、前記ワークＷを外側から規制するセンタリングロール装置Ｊについて説明する。図１３は、センタリングロール装置Ｊの正面図であり、図１４は、同期歯車装置Ｒの平面図であり、図１５は、一対一組となった計４個のセンタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 によるセンタリング作用を示す図である。図６ないし図９において、センタリングロール装置Ｊは、成形ロール装置Ａのロール駆動軸２の第３取付部２ｃに回動可能に嵌合される第１及び第２の各回動リング板Ｐ1,Ｐ2 と、当該第１及び第２の各回動リング板Ｐ1,Ｐ2 を互いに同期させて逆方向に同一角度だけ回動されるための同期歯車装置Ｒと、ラック・ピニオン機構を介して当該同期歯車装置Ｒを駆動させるための駆動シリンダ６１とを備えている。第１及び第２の各回動リング板Ｐ1,Ｐ2 には、いずれも外周面の所定中心角の部分にセクタギア（部分歯車）ＳＧ1 ，ＳＧ2 が周方向に一体に設けられていると共に、回動中心（装着状態においてロール駆動軸２の軸心Ｃ1)に対して対称位置に一対のセンタリングロールＣＲ1 ，ＣＲ2 がそれぞれ各回動リング板Ｐ1,Ｐ2 の軸心と平行となるように片持ち状に設けられている。各センタリングロールＣＲ1 ，ＣＲ2 は、いずれも回動リング板Ｐ1,Ｐ2 の外周部のブラケット６２に支持されている。また、図９に示されるように、第１及び第２の各回動リング板Ｐ1,Ｐ2 は、それぞれ成形ロール装置Ａのロール駆動軸２の第３取付部２ｃに軸受６３を介して回動可能に嵌合され、第１及び第２の各回動リング板Ｐ1,Ｐ2 の間隔は第１リングスペーサ６４により定められ、第１及び第２の各回動リング板Ｐ1,Ｐ2 は、第２及び第３のリングスペーサ６５，６６並びに押えリング６７によりロール駆動軸２の軸方向への移動が阻止されている。
【００３９】
また、図６、図７、図１３及び図１４に示されるように、同期歯車装置Ｒは、ロール駆動軸２の直上に配置され、当該同期歯車装置Ｒの歯車駆動軸６８は、ハウジング（歯車箱）６９に前後方向Ｘに沿って水平に支持されていて、前記歯車駆動軸６８の基端部の歯車Ｇ10と、駆動シリンダ６１のロッド７１の下面に形成されたピニオン７２とが噛合している。前記歯車駆動軸６８の先端部には、第１回動リング板Ｐ1 のセクタギアＳＧ1 と噛合する歯車Ｇ1 と、歯車駆動軸６８の回転を歯車従動軸７３に伝達させる歯車Ｇ3 とが取付けられている。歯車駆動軸６８には、第２回動リング板Ｐ2 のセクタギアＳＧ2 と噛合する歯車Ｇ2 と、歯車駆動軸６８に取付けられた前記歯車Ｇ3 と等歯数であって、当該歯車Ｇ3 と噛合する歯車Ｇ4 とが取付けられている。この結果、駆動シリンダ６１のロッド７１が出入りすると、同期歯車装置Ｒによって、第１及び第２の各回動リング板Ｐ1 ，Ｐ2 は、互いに同期して逆方向に同一角度だけ回動する。また、同期歯車装置Ｒは、その全体がロール駆動軸２の直上に配置されているため、転造成形時にワークＷから分離される黒皮、バリ等が同期歯車装置Ｒを構成する各歯車Ｇ1 〜Ｇ4 及びセンタリングロール装置Ｊの各セクタギアＳＧ1 ，ＳＧ2 に付着しなくなる。
【００４０】
そして、転造成形には、図１６（イ）に示されるように、マンドレルＭ1 及びバックアップロールＢＲ1 の各軸心Ｃ2 ，Ｃ3 の高さを、成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 の高さと同一にして行う方法と、同（ロ）に示されるように、マンドレルＭ1 及びバックアップロールＢＲ1 の各軸心Ｃ2 ，Ｃ3 の高さを、成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対して上下のいずれかにオフセットさせて（ずらして）行う方法とがある。後者の方法によると、マンドレルＭ1 及びバックアップロールＢＲ1 の各軸心Ｃ2,Ｃ3 は、成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対してオフセットされているため、左右の各バックアップロールＢＲ1 の加圧力の作用位置が成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対して上下方向に僅かにずれるため、マンドレルＭ1 がバックアップロールＢＲ1 の回転方向にずれるのを阻止できると共に、バックアップロールＢＲ1 の押圧力による成形ロールＦＲの回転抵抗を小さくできるため、ワークの回転がスムーズとなって、成形精度が高められる利点がある。
【００４１】
実施例は、後者の転造成形方法を実施するために、図１５及び図１６（ロ）に示されるように、左右の各マンドレルＭ1(Ｍ2)の軸心Ｃ2 及び各バックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の軸心Ｃ3 は、成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対して上下方向に沿って互いに反対側に僅少量（ΔＨ）だけオフセットして配置されている。このため、センタリングロール装置Ｊを構成する一対一組のセンタリングロールＣＲ1 の各軸心を結ぶ線分Ｌ1 及び別の一対一組のセンタリングロールＣＲ2 の各軸心を結ぶ線分Ｌ2 と、成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 と直交する水平線Ｌ0 との交差角度（θ）は等しい。また、一対一組のセンタリングロールＣＲ1 の外径Ｄ1 はほぼ（Ｄ10＋２ΔＨ）になると共に、一対一組のセンタリングロールＣＲ2 の外径Ｄ2 はほぼ（Ｄ10−２ΔＨ）になる（但し、Ｄ10は、オフセットしない場合の各センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 の外径である）。これにより、左右一対のマンドレルＭ1(Ｍ2)の軸心Ｃ2 及び同様のバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の軸心Ｃ3 を成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対してオフセットさせた場合でも、転造成形中のワークＷの軸心は、成長に応じてマンドレルＭ1(Ｍ2)の軸心Ｃ2 を通る水平線に沿って成形ロールＦＲに対して後退する。
【００４２】
また、図１、図２及び図１５に示されるように、成形ロールＦＲの両側において同時成形される各ワークＷの外径は、第１及び第２の各外径検出装置Ｆ1,Ｆ2 により常時検出される。外径検出装置Ｆ1(Ｆ2)は、左右方向Ｙに沿って水平に固定配置されるシリンダ８１と、当該シリンダ８１のロッド８２の先端部に、成形ロールＦＲの成形面１０との間でワークＷを挟むようにして垂直に取付けられたセンサバー８３とで構成されて、ワークＷの成長により前記センサバー８３が成形ロールＦＲに対して後退することにより、前記ロッド８２の移動長を検出して当該ワークＷの外径を常時検出する構成である。そして、第１及び第２の各外径検出装置Ｆ1,Ｆ2 により個別に検出される成形ロールＦＲの両側の各ワークＷの外径の検出信号は、第１及び第２の各バックアップロール装置Ｂ1 ，Ｂ2 の各バックアップロールＢＲ1,ＢＲ2 を回転駆動させるための各サーボモータＱ21，Ｑ22に伝達されて、左右の各ワークＷの成長が揃うように当該各サーボモータＱ21，Ｑ22の回転速度が制御されている。
【００４３】
ここで、２個同時成形する成形ロールＦＲの両側の各ワークＷの成長（時間に対する外径の増大量）を揃えることにより、転造成形後における２個の各ワークＷの外径を同一にできて、成形品の品質が高められる。この実現手段は種々存在するが、３つの代表例を挙げる。第１の制御方法は、図１７に示されるように、未成形のワークＷから成形品Ｋとなるまでの間において複数の異なる外径Ｄ1 〜Ｄ6 に至る測定点を選択しておいて、センサバー８３により連続して検出される両側の各ワークＷの成長を比較して、早く成長した側のバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の送りを一時的に停止させて、測定点に係る各外径Ｄ1 〜Ｄ6 において成長を揃えながら、転造成形する方法である。なお、図１７ないし図１９において、Ｄ0 は、ワークＷの外径を示し、図１７において、Ｔ1 は、最初に停止する側のワークの加工停止時間を示し、Ｔ2 は、２個のワークＷの成形終了時間差を示す。
【００４４】
また、第２の制御方法は、図１８に示されるように、隣接する各測定点に係る外径Ｄ1 〜Ｄ6 の中間部において、両側の各ワークＷの成長を比較して、次に到達する各測定点に係る外径Ｄ2 〜Ｄ6 において各ワークＷが同一径となるように、成長の早い側のワークＷのバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の送りを小さくして、各測定点に係る外径Ｄ1 〜Ｄ6 毎に、両側の各ワークＷの成長を同一にする方法である。図示の例では、隣接する測定点に係る外径Ｄ1 〜Ｄ6 の中間の外径に達した時点で、２個のワークＷの外径差を検出して制御している。更に、第３の制御方法は、図１９に示されるように、一方側のワークＷを成形基準にすると共に、他方側のワークＷの成形を成形基準側のワークＷの成長と同期するように従動させるものである。即ち、成形ロールＦＲの両側の２個のワークＷの外径は常時センサバー８３により検出されているため、各時点における従動側のワークＷと基準側のワークＷの外径差（外径偏差量）〔ΔＤ〕を検出した場合には、基準側のワークＷの外径に近付くように従動側のワークＷのバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の送り速度を変更させて、従動側のワークＷの外径を基準側のワークＷの外径に近付けながら転造成形する方法である。バックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の送り速度の変更は、第１及び第２の各加圧力発生装置Ｅ1,Ｅ2 のサーボモータＱ21，Ｑ22を制御して行う。なお、上記した第１ないし第３の各制御方法は、併用することも可能である。
【００４５】
次に、図１ないし図５を参照して、成形ロールＦＲの両側の所定位置にワークＷを供給するためのワーク供給装置Ｓについて説明する。ワーク供給装置Ｓは、制御用モータＱ3 及びボールネジ装置８４により一対のガイドレール８５に案内されて前後方向Ｘに前後動する前後動フレーム８６と、制御用モータＱ4 及びボールネジ装置８７によりガイドレール９０に案内されて昇降するように、前記前後動フレーム８６の前面に装着された昇降フレーム８８と、水平配置された左右一対のシリンダ８９により左右方向Ｙに移動可能なように前記昇降フレーム８８に装着された左右一対のローダ９１とからなって、前記各ローダ９１の下端部には、リング状のワークＷの両端面を把持する把持具９２が取付けられている。制御用モータＱ3 及びボールネジ装置８４により前後動フレーム８６を前進端まで移動させておくと共に、各シリンダ８９により左右一対の各ローダ９１をボールネジ装置８７に対して外側の移動端に配置した状態において、制御用モータＱ4 及びボールネジ装置８７により各ローダ９１の下端部の把持具９２で把持された各ワークＷの軸心が成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 と一致する位置まで昇降フレーム８８を下降させると、成形ロールＦＲの両側の所定位置にそれぞれワークＷが配置される。また、成形ロールＦＲよりも後方であって、しかも当該成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対して第１バックアップロール装置Ｂ1 が配置された側には、投入された多数のワークＷを保持するワークシュート９３が傾斜姿勢で左右方向Ｙに配置されている。ワークシュート９３からワークＷを取り出すには、ローダ９１が左右方向Ｙにおいてワークシュート９３の傾斜下端部に配置されるように、一対のシリンダ８９を個別に作動させて各ローダ９１毎に、ワークシュート９３からワークＷを取り出す。
【００４６】
次に、図２０ないし図２４を参照して、左右一対の各マンドレルＭ1,Ｍ2 及びバックアップロールＢＲ1,ＢＲ2 が成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対して反対の側にΔＨだけオフセットして配置された状態でワークＷを転造成形する順序について説明する。まず、ワーク供給装置Ｓの左右の各ローダ９１を前後方向Ｘに沿ってワークシュート９３の位置まで前進させ、この状態で一方のシリンダ８９の作動により正面視で左側のローダ９１を左右方向Ｙに沿ってワークシュート９３の斜下端部の直上に配置する。次に、昇降フレーム８８を下降させて、その下降端において把持具９２によりワークＷを把持した後に、昇降フレーム８８を上昇させる。全く同様にして、正面視において右側のローダ９１の把持具９２によって別のワークＷを把持させる。その後に、各シリンダ８９を作動させて各ローダ９１の把持具９２により把持された各ワークＷを成形ロールＦＲの軸心Ｃ1 に対して対称な所定位置に配置した状態で、前後動フレーム８６を成形ロールＦＲに対応する位置まで前進させた後に、昇降フレーム８８を下降させることにより、図２０に示されるように、成形ロールＦＲの両側の所定位置に２個のワークＷをそれぞれ配置する。上下方向Ｚに沿ったワークＷの軸心Ｃ0 の位置は、マンドレルＭ1 の軸心Ｃ2 とほぼ同一高さであると共に、左右方向Ｙに沿ったワークＷの軸心位置は、当該ワークＷの内部空間にマンドレルＭ1 を挿通した場合に、ワークＷの成形ロールＦＲ側の内周面とマンドレルＭ1 との隙間（ΔＹ1)が可能な限り小さくなるような位置に定めてある（図２１参照）。
【００４７】
次に、図２０に示されるように、左右の各マンドレル装置Ｎ1,Ｎ2 の各シリンダ３６により可動側の第１支持体３３を固定側の第２支持体３４に近接するように移動させて、把持具９２に吊下姿勢で把持されているワークＷの内部空間にマンドレルＭ1(Ｍ2)を挿通して、当該マンドレルＭ1(Ｍ2)の先端部を第２支持体３４のマンドレル嵌合孔３５に嵌合させて、マンドレルＭ1(Ｍ2)を両端支持させる。その後に、シリンダ３９，４１により第１及び第２の各支持体３３，３４にそれぞれ設けられたワーク保持板３７，３８を互いに近接させることにより、各ワーク保持板３７，３８によりワークＷの両端面を保持する。なお、各ワーク保持板３７，３８によるワークＷの両端面の保持と、ワークＷの中空部に対するマンドレルＭ1(Ｍ2)の挿通とは、いずれを先に行ってもよいし、また同時に行ってもよい。ワークＷの両端面を各ワーク保持板３７，３８で保持した後に、当該ワークＷを把持している把持具９２を開放させて、各ローダ９１を原位置に復帰させた後に、ワークシュート９３に待機している次のワークＷの取出しを行う。これにより、ワークＷの転造成形中において、次のワークＷのセットの準備が行えて、成形能率が高められる。なお、図２１に示されるマンドレルＭ1(Ｍ2)の位置は、後退端位置である。
【００４８】
次に、図２２に示されるように、位置検出機能を備えた前記各油圧シリンダ４２，４３を作動させて、回転中の成形ロールＦＲと第１及び第２の各支持体３３，３４で両端面を保持されたワークＷとの間に僅かの隙間 (ΔＹ2)が形成される位置まで、案内レール３２の案内によりマンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)を成形ロールＦＲの側に設定量だけ移動させて停止させる。この状態では、ワークＷは、当該ワークＷの成形ロールＦＲ側の内周面とマンドレルＭ1(Ｍ2)との間には僅かの隙間 (ΔＹ1)が形成されていると共に、成形ロールＦＲとワークＷとの間には僅かの隙間 (ΔＹ2)が形成された状態で、第１及び第２の各支持体３３，３４により両端面が保持されて停止している。また、センタリングロール装置Ｊを構成する一対一組となった二組の各センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 は、上記状態で停止しているワークＷの斜上方及び斜め下方に待機している。
【００４９】
その後に、ワークＷを保持している各ワーク保持板３７，３８を離間させた直後に、油圧シリンダ４２，４３を作動させて成形ロールＦＲに対してマンドレルＭ1(Ｍ2)を僅少量（ΔＹ1 ＋ΔＹ2 ）だけ前進させると共に、センタリングロール装置Ｊを作動させて各センタリングロールＣＲ1(ＣＲ2 ）によりワークＷの外周面をセンタリングすると、ワークＷは、各ワーク保持板３７，３８で保持されていた姿勢が殆ど崩されることなく、そのまま成形ロールＦＲに圧接させられ、その後にバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)が前進して、ワークＷは、マンドレルＭ1(Ｍ2)を介してバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)により駆動回転中の成形ロールＦＲに加圧されることにより、当該成形ロールＦＲと逆方向に従動回転（転動回転）されながら徐々に薄肉化されて拡径される（転造成形される）。このように、転造成形の初期において、ワークＷは、成形当初から成形ロールＦＲに対して正しい成形開始姿勢（ワークＷの軸心が成形ロールＦＲの軸心と平行な状態）を保持しているため、マンドレルＭ1(Ｍ2)に対して僅かに吊下げ姿勢となることにより成形ロールＦＲに対して成形姿勢からずらされて配置されたワークが、成形開始直後に成形開始姿勢に正されるようなことがなくなって、成形当初から成形開始姿勢によりスムーズに成形される。また、成形中においては、上記したように、成形ロールＦＲの両側の２個のワークの成長が揃うように、各サーボモータＱ21，Ｑ22の各回転数の制御により、各バックアップロールＢＲ1,ＢＲ2 の送りが制御されて、同時成形している２個のワークＷの外径が同一の成形品Ｋが同時に成形される。また、成形ロールＦＲは、その両側から各バックアップロールＢＲ1,ＢＲ2 により同時に押し付けられて、２個のワークＷを同時に成形する構成であって、成形ロールＦＲに両側から作用する押付け力は、互いに相殺される関係にある。このため、各バックアップロールＢＲ1,ＢＲ2 の押付け力による成形ロールＦＲの歪みが殆どなくなって、成形品Ｋの成形品質が高まる。
【００５０】
そして、成形終了後には、図２４に示されるように、各バックアップロールＢＲ1,ＢＲ2 を後退端まで後退させ、一対一組のセンタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 で成形品Ｋを仮保持した状態で、当該成形品Ｋの内部空間に挿通されているマンドレルＭ1(Ｍ2)を後退させることにより引き抜き、その後に、成形品Ｋに対して前記各センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 を退避させると、当該成形品Ｋは、支持を失って落下される。ここで、図１及び図２に示されるように、成形ロールＦＲの直下には、成形品排出樋９４が僅かに傾斜した状態で左右方向Ｙに配置されているため、成形ロールＦＲの両側方から直下に落下した２個の成形品Ｋは、前記成形品排出樋９４を通って転造成形機の側方に排出される。
【００５１】
また、上記実施例では、ワークＷは、当該ワークＷの成形ロールＦＲ側の内周面とマンドレルＭ1(Ｍ2)との間には僅かの隙間 (ΔＹ1)が形成されていると共に、成形ロールＦＲとワークＷとの間には僅かの隙間 (ΔＹ2)が形成された状態で、第１及び第２の各支持体３３，３４により両端面が保持されて停止させた後に、ワークＷを保持している各ワーク保持板３７，３８を離間させた直後に、油圧シリンダ４２，４３を作動させて成形ロールＦＲに対してマンドレルＭ1(Ｍ2)を僅少量（ΔＹ1 ＋ΔＹ2 ）だけ前進させると共に、センタリングロール装置Ｊを作動させて各センタリングロールＣＲ1(ＣＲ2 ）によりワークＷの外周面をセンタリングして、ワークＷを成形ロールＦＲに圧接させているが、図２５に示されるように、各油圧シリンダ４２，４３の停止位置の設定を変更させて、マンドレルＭ1(Ｍ2)によりワークＷを成形ロールＦＲに当接するまで、前進させることも可能である。この場合には、ワークＷが成形ロールＦＲに当接する直前に一対のワーク保持板３７によりワークＷの保持が開放されると共に、ワークＷが成形ロールＦＲに当接するとほぼ同時に各センタリングロールＣＲ1(ＣＲ2 ）によりワークＷの外周面をセンタリングする。その後に、バックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)が前進して、ワークＷは、マンドレルＭ1(Ｍ2)を介してバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)により駆動回転中の成形ロールＦＲに加圧される。なお、バックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)がマンドレルＭ1(Ｍ2)を加圧する直前において、各開閉弁４８，４９を開いて、油圧シリンダ４２（４３）の作動を停止させる。
【００５２】
また、転造成形には、上記したように外周面に「カリバー」と称される成形規制溝が形成されていない成形ロールＦＲ、及びマンドレルＭ1,Ｍ2 を使用する場合と、図２５に示されるように、拡幅を防止して成形品Ｋを成形するために、外周面にそれぞれ成形規制溝９５，９６が形成された成形ロールＦＲ、及びマンドレルＭ1,Ｍ2 を使用する場合とがある。このような成形規制溝９５，９６を有する成形ロールＦＲ、及びマンドレルＭ1,Ｍ2 を使用する場合には、成形ロールＦＲに対して成形開始当初から正しい成形姿勢を維持していないと、ワークＷが成形ロールＦＲの成形規制溝９５及びマンドレルＭ1,Ｍ2 の成形規制溝９６に挿入されない。このため、上記したように、ワーク保持板３７，３８で両端面を保持したワークＷを成形ロールＦＲに近接して停止させた状態で、ワーク保持板３７，３８を開放した直後に一組のセンタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 でワークＷの外周を支持すると、ワークＷは成形開始姿勢を保持しているため、ワークＷは前記各成形規制溝９５，９６に確実に嵌り込むため、成形開始からスムーズにワークＷを成形できる。
【００５３】
また、上記したセンタリングロール装置Ｊを構成する計４個の各センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 は同期歯車装置Ｒにより同期して移動するので、一つの成形ロールＦＲの対向部に２個のワークＷを同時に加圧させて、２個のワークＷを同時成形する場合には、２個のワークＷの成長が揃わない場合には、成長の遅れた外径の小さなワークＷと各センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 との間には、僅かの隙間が発生して、完全にセンタリングされない状態で、成長の遅れた側のワークＷが成形されることになって、成長の遅れた外径の小さなワークＷの成形精度が低下する。
【００５４】
そこで、図２７ないし図２９に示されるセンタリングロールユニット１００を使用すると、上記不具合を解消できる。図２７は、一部を破断した使用状態のセンタリングロールユニット１００の側面図であり、図２８は、同様の状態の平面図であり、図２９は、同様の状態の斜視図である。センタリングロールユニット１００のブラケット１０１は分割構造になっていて、ブラケット本体１０２と、当該ブラケット本体１０２にボルト１０３を介して一体に組み付けられる一対のサイドブラケット１０４とで構成されて、センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 のロール軸１０５は、前記一対のサイドブラケット１０４で支持される。ロール軸１０５の両端部は角軸状に形成されて、各角軸部１０５ａは、サイドブラケット１０４に貫通して形成された角軸部支持孔１０６にセンタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 の押圧方向に沿って僅かにスライド可能に支持されている。各サイドブラケット１０４には、前記角軸部支持孔１０６と直交し、且つ当該角軸部支持孔１０６に臨んで付勢部材挿入孔１０７が形成されている。付勢部材挿入孔１０７における角軸部支持孔１０６に臨む部分と反対側に形成された雌ねじ部１０８にボルト部材１０９が螺合され、当該ボルト部材１０９に頭付ピン１１０がスライド可能に挿通され、頭付ピン１１０の頭部１１０ａとボルト部材１０９の端面との間に介装された皿バネ群１１１が前記付勢部材挿入孔１０７に介装された構造となっている。なお、図２８において、１１２は、ロール軸１０５に対してセンタリングロールＣＲ2 を支持するための一対の軸受を示し、図２７ないし図２９において、１１４は、ブラケット１０１を第１又は第２の回動リング板Ｐ1,Ｐ2 に対して支持している支持軸を示す。
【００５５】
このため、センタリングロール装置Ｊの駆動シリンダ６１によりセンタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 をワークＷの外周面に対して押圧した状態にすると、前記皿バネ群１１１が圧縮されて、センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 がブラケット１０１に対して僅かに後退した状態となって、角軸部支持孔１０６の内側面１０６ａと角軸部１０５ａとの間に僅かの隙間１１３が形成される。
【００５６】
このため、センタリングロール装置Ｊを構成する計４個のセンタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 を全て上記構成にすると、同時成形する２個のワークＷの成長が揃わない場合においては、前記隙間１１３に差が発生する（成長の遅れたワークＷにおいて隙間１１３が大きくなる）ことにより、２個のワークＷの成長差が発生しても、計４個の各センタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 は、ワークＷの外周面との間に隙間が発生することなく、常に接触してセンタリングを行いながら成形可能となる。よって、２個のワークＷの成長差があっても、ワークＷの成形精度を維持できる。
【００５７】
更に、上記実施例では、成形ロールＦＲは、ロール駆動軸２の軸端に片持状に取付けられているために、成形ロールＦＲが所定量だけ磨耗した後における成形ロールＦＲの交換において、ロール駆動軸２を支持している軸受を取り外すことなく行なえる利点があるが、成形ロールＦＲは、ロール駆動軸２の両端支持部の間に取付けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る冷間転造成形機の全体斜視図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】同じく平面図である。
【図４】同じく右側面図である。
【図５】ワーク供給装置Ｓを主体に示す右側面図である。
【図６】成形ロール装置Ａの斜視図である。
【図７】成形ロール装置Ａの分解斜視図である。
【図８】図３のＵ−Ｕ線断面図である。
【図９】図８の符号（２０）の部分拡大図である。
【図１０】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図１１】マンドレル装置Ｎ1 の斜視図である。
【図１２】マンドレルＭ1(Ｍ2)を停止位置検出機能を備えた各油圧シリンダ４２，４３により移動させて、ワークＷを成形ロールＦＲの成形面１０との間で僅かの隙間を有した状態で停止可能にさせた油圧回路図である。
【図１３】センタリングロール装置Ｊの正面図である。
【図１４】同期歯車装置Ｒの平面図である。
【図１５】一対一組となった計４個のセンタリングロールＣＲ1,ＣＲ2 によるセンタリング作用を示す図である。
【図１６】（イ），（ロ）は、それぞれオフセットなし、及びオフセットありの場合の転造成形の原理を示す図である。
【図１７】各測定点に係る到達外径Ｄ1 〜Ｄ6 において、先に到達外径に達した側のワークＷに対するバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の送りを停止させて、２個のワークＷの外径を同一にして成形する制御方法を示す図である。
【図１８】各測定点に係る到達外径Ｄ1 〜Ｄ6 において、隣接する各測定点Ｄ1 〜Ｄ6 の中間において成長差を検出して、成長の速い側のワークＷに対するバックアップロールＢＲ1(ＢＲ2)の送りを遅くして、２個のワークＷの外径を同一にして成形する制御方法を示す図である。
【図１９】従動側のワークＷの成長と基準側のワークＷの成長とが外径偏差量を超えた場合には補正を行って、２個のワークＷの外径を同一にして成形する制御方法を示す図である。
【図２０】（イ），（ロ）は、それぞれ成形ロールＦＲの成形面１０の両側に２個のワークＷを配置した状態の平面図、及び正面図である。
【図２１】（イ），（ロ）は、それぞれ成形ロールＦＲの成形面１０の両側に配置された２個のワークＷの内部空間にマンドレルＭ1(Ｍ2)を挿通した状態の平面図、及び正面図である。
【図２２】（イ），（ロ）は、それぞれマンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)により、内部空間にマンドレルＭ1(Ｍ2)を挿通された各ワークＷを成形ロールＦＲとの間に僅かの隙間（ΔＹ2)が形成される位置まで前進させて停止させた状態の平面図、及び正面図である。
【図２３】（イ），（ロ）は、それぞれマンドレル装置Ｎ1(Ｎ2)を更に前進させて成形が開始された直後の状態の平面図、及び正面図である。
【図２４】（イ），（ロ）は、それぞれ成形を終えて成形品Ｋを落下させる状態の平面図、及び正面図である。
【図２５】（イ），（ロ）は、それぞれワークＷに挿通されたマンドレルＭ1(Ｍ2)により当該ワークＷを成形ロールＦＲの直前で停止させることなく、そのまま成形ロールＦＲに押圧して成形を開始する状態の平面図、及び正面図である。
【図２６】成形規制溝９５，９６を備えた成形ロールＦＲ及びマンドレルＭ1(Ｍ2)によりワークＷを成形する直前の状態の平面図である。
【図２７】一部を破断した使用状態のセンタリングロールユニット１００の側面図である。
【図２８】同様の状態の平面図である。
【図２９】同様の状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ：成形ロール装置
Ｂ1,Ｂ2 ：バックアップロール装置
ＢＲ1,ＢＲ2 ：バックアップロール
Ｃ0 ：ワークの軸心
Ｃ1 ：成形ロールの軸心
Ｃ2 ：マンドレルの軸心
Ｃ3 ：バックアップロールの軸心
ＣＲ1,ＣＲ2 ：センタリングロール
Ｆ1,Ｆ2 ：外径検出装置
ＦＲ：成形ロール
ΔＨ：マンドレルのオフセット量
Ｊ：センタリングロール装置
Ｋ：成形品
Ｍ1,Ｍ2 ：マンドレル
Ｎ1,Ｎ2 ：マンドレル装置
Ｐ1 ：第１回動リング板
Ｐ2 ：第２回動リング板
Ｓ：ワーク供給装置
Ｗ：ワーク
２：ロール駆動軸
１０：成形ロールの成形面
３３：第１支持体
３４：第２支持体
３７，３８：ワーク保持板
４２，４３：位置検出機能を備えた油圧シリンダ
９１：ローダ
９５，９６：成形規制溝
１００：センタリングロールユット
１０１：ブラケット
１１１：皿バネ群（付勢手段）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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