(57)【要約】【課題】溝加工用転造ローラから大きな応力集中箇所を解消することにより、転造ローラに亀裂が生じる等して転造ローラが性能低下することを防止する。【解決手段】表面硬化処理を施してなるロッド１の周面に、転造ローラ１１Ａ、１１Ｂに設けた成形凸部２０により溝２を加工する方法において、転造ローラ１１Ａ、１１Ｂを、成形凸部２０の急傾斜部２０ａと該急傾斜部２０ａに続く加工基準面２２との境界Ｓで軸方向に二分割して、分割要素である主ローラ２３と副ローラ２４とをボルト２６により一体化し、転造時に、該境界Ｓに集中し易い応力を前記主ローラ２３と副ローラ２４とに分散する。【選択図】図１
2005103572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面硬化処理を施してなるロッドの周面に転造加工によって溝を形成するロッド溝加工方法であって、前記ロッドに押圧される転造ローラを、環状の成形凸部とその両側の加工基準面との境界であって、少なくとも転造時に応力がより多く集中する側の境界で軸方向に分割し、転造時に発生する応力を前記分割要素に分散させることを特徴とするロッド溝加工方法。
【請求項２】
転造ローラの環状の成形凸部は、その片側が基準外周面に対して急傾斜をなす急傾斜部として、その他側が加工基準面に対して緩傾斜をなす緩傾斜部としてそれぞれ構成されており、前記転造ローラは、前記成形凸部の急傾斜部と該急傾斜部に続く加工基準面との境界で軸方向に二分割されることを特徴とする請求項１に記載のロッド溝加工方法。
【請求項３】
表面硬化処理を施してなるロッドの周面に溝を転造加工する環状の成形凸部を有する転造ローラにおいて、前記環状の成形凸部とその両側の加工基準面との境界であって、少なくとも転造時に応力がより多く集中する側の境界で軸方向に分割されていることを特徴とする転造ローラ。
【請求項４】
環状の成形凸部は、その片側が加工基準面に対して急傾斜をなす急傾斜部として、その他側が加工基準面に対して緩傾斜をなす緩傾斜部としてそれぞれ構成されており、前記成形凸部の急傾斜部と該急傾斜部に続く加工基準面との境界で軸方向に二分割されていることを特徴とする請求項３に記載の転造ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧緩衝器、シリンダ装置などのロッド、特に表面硬化処理を施してなるロッドの表面に溝を転造加工するロッド溝加工方法と該方法の実施に用いられる転造ローラとに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、油圧緩衝器におけるロッド（ピストンロッド）には、その伸長端を規制するためのストッパ部材が固着されており、従来、前記ストッパ部材の固着には溶接が一般に採用されていた。しかし、溶接によりストッパ部材をロッドに接合する方法によれば、溶接時に生じるスパッタがロッドに付着して、後の油圧緩衝器の組立に際して異物（コンタミネーション）として油室内に入り込み、これが性能を低下させる原因になる虞があった。
【０００３】
そこで最近、ロッドの途中に溝（環状溝）を形成してこの溝内に、例えばメタルフロー接合を利用してカラーを嵌着し、このカラーを上記ストッパ部材として用いて、溶接を省略することが検討されている。しかるに、上記ロッドには、通常、高周波焼入れ焼戻し処理（表面硬化処理）が施されており、その表面はビッカース硬さ（Ｈｖ）で４００以上の高硬度となっている。このため、前記溝を形成するには、切削（旋削）に頼らざるを得ず、この場合は、せっかくの表面硬化層が削除されてしまうこととなる。
【０００４】
本発明者等は、上記した溝の形成について鋭意検討した結果、表面硬化処理が施されたロッドであっても、転造を利用すれば溝加工が可能であることを見出し、既に特許文献１に明らかにした。この方法は、図４に示すように、加工対象であるロッド１を一対の転造ローラ５（片側は省略）の間で転がしながら、一対の転造ローラ５の間隔を次第に縮めることにより、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）のごとく各転造ローラ５の外周面に設けられた成形凸部６をロッド１の周面に食込ませるもので、最終的にロッド１の周面には前記成形凸部６の断面形状が転写された溝２が創成される。このように転造を利用した溝加工によれば、表面硬化層はほぼその厚さを維持したまま、転造ローラ５の成形凸部６が溝２内に押込まれるので、表面硬化処理による強度上昇の効果が失われることはなくなる。
【０００５】
なお、上記転造ローラ５の成形凸部６は、環状凸座７の上面８に設定されており、この上面８は転造深さを規定する加工基準面となっている。また、ロッド１に加工される溝２は、上記油圧緩衝器におけるストッパ部材（カラー）の接合に用いられるため、片側が他側に比して急峻となる異形状をなしており、これに伴って、転造ローラ５の成形凸部６も、その片側が加工基準面８に対して急傾斜をなす急傾斜部６ａとして、その他側が加工基準面８に対して緩傾斜をなす緩傾斜部６ｂとしてそれぞれ構成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５４４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記した転造による溝加工においては、加工初期に、図４（Ｂ）に示すように、ロッド１に対する成形凸部６の押込領域の両側に材料の盛上り３が発生し、この盛上り３が、加工中期から末期にかけて転造ローラ５の加工基準面８により押し潰される現象が起こっている。そして、前記した盛上り３が加工基準面８により押し潰される結果、その反力として転造ローラ５に大きな応力が発生し、この応力が、特に成形凸部６の急傾斜部６ａと加工基準面８との境界（コーナ部）Ｓに集中し、転造ローラ５に亀裂が生じる虞れがあり、この場合は、転造ローラ５の性能低下となるため、転造ローラ５を交換する必要が生じる。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、転造ローラから大きな応力集中箇所を解消することにより転造ローラの性能低下を防止し、もってロッドの溝加工を長期にわたって安定して行うことができるロッド溝加工方法を提供し、併せて該方法の実施に向けて好適な転造ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係るロッド溝加工方法は、表面硬化処理を施してなるロッドに押圧される転造ローラを、環状の成形凸部とその両側の加工基準面との境界であって、少なくとも転造時に応力がより多く集中する側の境界で軸方向に分割し、転造時に発生する応力を前記分割要素に分散させることを特徴とする。本ロッド溝加工方法において、前記転造ローラ環状の成形凸部は、その片側が基準外周面に対して急傾斜をなす急傾斜部として、その他側が加工基準面に対して緩傾斜をなす緩傾斜部としてそれぞれ構成されており、前記転造ローラは、前記成形凸部の急傾斜部と該急傾斜部に続く加工基準面との境界で軸方向に二分割されるようにすることができる。このように行うロッド溝加工方法においては、転造ローラに発生する応力が分割要素に分散されるので、転造ローラに亀裂が生じる等して転造ローラが性能低下することを防止できる。
【００１０】
本発明に係る転造ローラは、上記したロッド溝加工方法に用いられる転造ローラにおいて、環状の成形凸部とその両側の加工基準面との境界であって、少なくとも転造時に応力がより多く集中する側の境界で軸方向に分割されていることを特徴とする。この転造ローラにおいて、前記環状の成形凸部の片側が加工基準面に対して急傾斜をなす急傾斜部として、その他側が加工基準面に対して緩傾斜をなす緩傾斜部としてそれぞれ構成されており、前記成形凸部の急傾斜部と該急傾斜部に続く加工基準面との境界で軸方向に二分割されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るロッド溝加工方法および転造ローラによれば、転造ローラを分割構造として該転造ローラから大きな応力集中箇所を無くしたので、転造ローラに亀裂が生じる等して転造ローラが性能低下することを防止でき、その寿命が大幅に延長することとなって、生産コストの低減並びに生産性の向上に大きく寄与する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
本実施形態は、前記した油圧緩衝器に用いられるロッド（ピストンロッド）１にストッパ部材（カラー）をメタルフロー成形により接合するための溝２を転造加工しようとするもので、そのロッド１には、予め高周波焼入れ焼戻しや浸炭焼入れ焼戻し等の表面硬化処理が施されている。
【００１３】
図３は、上記したロッド１に溝２を加工するための転造装置の全体的な構造を示したものである。同図において、１０Ａ、１０Ｂは平行に配列された２本の回転軸、１１Ａ、１１Ｂは前記回転軸１０Ａ、１０Ｂのそれぞれに回動不能に取付けられた転造ローラであり、２つの転造ローラ１１Ａと１１Ｂとの間には、前記ロッド１を支承する支持台１２が配設されている。本実施形態において、前記２つの回転軸１０Ａ、１０Ｂには、対応する転造ローラ１１Ａ、１１Ｂの両側にスペーサ１３Ａ、１３Ｂを介して各一対の矯正ローラ１４Ａ、１４Ｂが回動不能に取付けられている。
【００１４】
上記２本の回転軸１０Ａ、１０Ｂは、図示を略す駆動手段により同一方向へ回転駆動されるようになっており、これに応じて、２つの転造ローラ１１Ａ、１１Ｂおよび二対の矯正ローラ１４Ａ、１４Ｂも同一方向へ回転する。２本の回転軸１０Ａ、１０Ｂはまた、その一方（ここでは、１０Ａ）が他方１０Ｂに対して接近離間するようになっており、これに応じて、２つの転造ローラ１１Ａ、１１Ｂおよび二対の矯正ローラ１４Ａ、１４Ｂも、それぞれの一方１１Ａ、１４Ａが他方１１Ｂ、１４Ｂに対して接近離間する。
【００１５】
各転造ローラ１１Ａ、１１Ｂの周面には、ロッド１の周面に溝２を転造加工する環状の成形凸部２０が設けられている。この成形凸部２０は、図１および図２にも示されるように、環状凸座２１の上面２２に設定されており、この上面２２は転造深さを規定する加工基準面となっている。成形凸部２０は、前記背景技術の項で説明したように、溝２の異形状に整合する断面形状を有しており、その片側は加工基準面２２に対して急傾斜をなす急傾斜部２０ａとして、その他側が加工基準面２２に対して緩傾斜をなす緩傾斜部２０ｂとして構成されている（図２）。一方、各一対の矯正ローラ１４Ａ、１４Ｂは、その周面がフラットとなっており、それらの外径は、前記転造ローラ１１Ａ、１１Ｂの凸座２１の外径（基準外径）と同じかそれよりわずか小径に設定されている。
【００１６】
ここで、各転造ローラ１１Ａ、１１Ｂは、図１および図２によく示されるように、その成形凸部２０の急傾斜部２０ａと加工基準面２２との境界Ｓで軸方向に二分割されている。より詳しくは、各転造ローラ１１Ａ、１１Ｂは、成形凸部２０および該成形凸部２０の緩傾斜部２０ｂに続く加工基準面２２とを備えた主ローラ２３と成形凸部２０の急傾斜部２０ｂに続く加工基準面２２を備えた副ローラ２４とからなっている。主ローラ２３は、回転軸１０Ａ、１０Ｂに対する嵌合部である内径側に筒状のボス部２５を有する形状となっており、一方、副ローラ２４は単純なリング形状となっている。主ローラ２３には、その円周方向に等配して複数のねじ孔２５が設けられており、副ローラ２４は、前記ボス部２５に軽いしばりばめされた状態で、前記各ねじ孔２５にねじ込んだボルト２６により主ローラ２３の片面に締付け固定されている。
【００１７】
以下、上記のように構成した転造装置によるロッド溝加工方法について説明する。
溝加工に際しては、予め一方の転造ローラ１１Ａを他方の転造ローラ１１Ｂから離間させ、この状態での支持台１２上にロッド１を載置する。その後、２つの転造ローラ１１Ａ、１１Ｂを同一方向に回転させながら、その一方の転造ローラ１１Ａを他方の転造ローラ１１Ｂに対して接近させる。すると、支持台１２上のロッド１は、両転造ローラ１１Ａと１１Ｂとの間で転動し、各転造ローラ１１Ａ、１１Ｂの周面に設けられた環状の成形凸部２０がロッド１の周面に次第に押込まれる。そして、遂には成形凸部２０の全体がロッド１の周面に押込まれ、これによりロッド１の周面には前記した異形状の溝２が創成される。
【００１８】
上記した溝加工の間、図２に示すように、加工初期にロッド１に対する成形凸部２０の押込領域の両側に発生した材料の盛上り３が、加工中期から末期にかけて凸座２１上の加工基準面２２により押し潰される。これにより転造ローラ１１Ａ、１１Ｂに大きな応力が発生し、この応力は、成形凸部２０の急傾斜部２０ａとこれに続く加工基準面２２との境界（コーナ部）Ｓに集中しようとする。しかして、本転造ローラ１１Ａ、１１Ｂは、前記応力の集中し易い境界Ｓで軸方向に二分割されているので、この応力は分割要素である主ローラ２３と副ローラ２４とに分散し、この結果、転造ローラ１１Ａ、１１Ｂに亀裂が生じる等して転造ローラが性能低下することを防止できる。
【００１９】
このように転造を利用したロッド溝加工によれば、表面硬化層は、ほぼその厚さを維持したまま溝２内に押込まれるので、表面硬化処理による強度上昇の効果が失われることはない。
また、上記した溝加工の間、成形凸部２０の押込みにより生じた余剰の肉（材料）が軸方向へ流れるため、溝２を中心にロッド１の全体に曲がりが生じようとするが、本実施形態においては、各転造ローラ１１Ａ、１１Ｂの両側に矯正ローラ１４Ａ、１４Ｂを配置しているので、前記した曲がり発生が抑制され、真直度に優れたロッド１が得られるようになる。
【００２０】
なお、上記実施形態においては、各転造ローラ１１Ａ、１１Ｂを、成形凸部２０の急傾斜部２０ａとこれに続く加工基準面２２との境界Ｓで軸方向に二分割するようにしたが、成形凸部の形状によっては、その両側が応力集中箇所となる場合があるので、この場合は、加工基準面２２に対する該成形凸部の両側の連接箇所（境界）で転造ローラを軸方向に三分割するのが望ましい。
また、本発明が加工対象とするロッドの種類は任意であり、予め表面硬化処理を施したものであれば、その用途は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るロッド溝加工方法の実施に用いる転造ローラの構造と転造の実施状況とを示す断面図である。
【図２】本転造ローラの要部構造を拡大して示す断面図である。
【図３】本ロッド溝加工方法の実施に用いる転造装置の全体的構造と転造の実施状況とを示す断面図である。
【図４】従来の転造によるロッド溝加工方法を経時的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    ロッド（ピストンロッド）
２    溝
１０Ａ、１０Ｂ  回転軸
１１Ａ、１１Ｂ  転造ローラ
２０    成形凸部
２０ａ  急傾斜部
２０ｂ  緩傾斜部
２２    加工基準面
２３    主ローラ
２４    副ローラ
Ｓ      急傾斜部と加工基準面との境界
【図１】
2005103572.tif 000003
【図２】
2005103572.tif 000004
【図３】
2005103572.tif 000005
【図４】
2005103572.tif 000006