(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行う転造盤において、
前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置と、
前記強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加する荷重付加装置と、を備えたことを特徴とする転造盤。
【請求項２】
一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行う転造盤において、
前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置を備え、
前記強制駆動装置は被加工物の両端を保持する一対の保持部を有し、少なくとも一方の保持部には丸ダイスが付設されていることを特徴とする転造盤。
【請求項３】
前記強制駆動装置は被加工物の両端を保持する一対の保持部を有し、少なくとも一方の保持部には丸ダイスが付設されていることを特徴とする請求項１記載の転造盤。
【請求項４】
前記強制駆動装置は、各平ダイスの往動が終了する毎に平ダイスの第１歯数分に対応して被加工物を回転させるとともに、各平ダイスの復動が終了する毎に平ダイスの第２歯数分に対応して被加工物を回転させる構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の転造盤。
【請求項５】
前記第１歯数は平ダイスの１歯であり、前記第２歯数は平ダイスの２歯であることを特徴とする請求項４記載の転造盤。
【請求項６】
前記各平ダイスには、その全体に仕上げ歯が形成されていることを特徴とする請求項５記載の転造盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行うロートフロー式或いはカウンタフロー式の転造盤に関し、特に、転造を行う際に被加工物の両端を保持しつつ各平ダイスの移動速度と同期させて被加工物を強制的に回転駆動することにより、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止して高精度のネジ、ギア、ウォーム、スプライン、セレーション等を転造することが可能な転造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ネジ等を転造する各種の転造装置が提案されており、例えば、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動してネジ等を転造する転造装置においては、被加工物の両端を回転可能に支持する支持装置が付設されているが、かかる支持装置は、各平ダイスを移動させてネジ等を転造するに際して、被加工物を従動的に支持する作用を行うのが一般的である。
【０００３】
また、前記転造盤においては、仕上げ歯群の両側に喰付勾配を有する喰付歯群を形成した平ダイスが一般に使用されている。この種の平ダイスでは、その移動時に喰付歯群を介して被加工物を喰付保持しつつ仕上げ歯群にて被加工物にネジ溝を形成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の転造盤では、平ダイスによるネジ等の転造に際して被加工物の両端を保持する保持装置は、単に、被加工物の両端を回転可能に保持する従動的な作用しか行うことができない。従って、転造時に被加工物に発生する激しい振動、スリップ等を抑制することができず、これより高精度のネジ、ギア等を転造することができないものである。
【０００５】
また、従来の転造盤に使用されている平ダイスには、仕上げ歯群の両側に喰付歯群が形成されていることから、喰付歯群が被加工物に喰い付く時に平ダイスが被加工物に及ぼす押圧力と仕上げ歯群が被加工物に及ぼす押圧力との間にアンバランスが発生し、かかる押圧力のアンバランスに基づき被加工物には激しい振動、スリップが生じて精度の悪化を招来してしまう。
【０００６】
更に、被加工物からスプライン等を転造するに際しては、平ダイスの歯を被加工物に対して均等に接触させることが歯スジ精度を向上する上で必要となるが、従来の転造盤では、各平ダイスの歯は被加工物に対して常時同一の接触位置関係をもって接触しており、これでは歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することができない。
【０００７】
この点について、特開昭５８−１５７５４１号公報には、仕上げ歯群の両側に喰付歯群を有する一対の平ダイスを１往復又は複数回往復動させるとともに、各ダイスが各往復動の死点に至った時点でその都度段階的に両ダイス間間隔を狭めて両ダイスの移動毎に被加工物に対する加工量を増加していく転造加工方法が記載されている。しかし、かかる転造加工方法においては、各ダイスの往復動の死点で被加工物に対する加工量が増加されるものの、ダイスの歯群と被加工物の接触位置関係については往動時と復動時とで同一となる。従って、かかる特開昭５８−１５７５４１号公報に記載されて転造加工方法によっても歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することはできないものである。
【０００８】
本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、転造を行う際に被加工物の両端を保持しつつ各平ダイスの移動速度と同期させて被加工物を強制的に回転駆動を行うことにより、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止して高精度のスプライン等を転造することが可能であるとともに、歯スジ精度の向上を図ることが可能な転造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る転造盤は、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行う転造盤において、前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置と、前記強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加する荷重付加装置と、を備えたことを特徴とする。請求項１の転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
また、荷重付加装置により強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加するので、転造時に被加工物に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物の曲がり精度、歯スジ精度を向上することが可能となる。
【００１０】
また、請求項２に係る転造盤は、一対の平ダイス間に被加工物を保持しつつ各平ダイスを相互に反対方向に移動させてスプライン等の転造を行う転造盤において、前記被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ被加工物を強制的に回転させる回転駆動を行う強制駆動装置を備え、前記強制駆動装置は被加工物の両端を保持する一対の保持部を有し、少なくとも一方の保持部には丸ダイスが付設されていることを特徴とする。請求項２の転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
また、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【００１１】
更に、請求項３に係る転造盤は、請求項１の転造盤において、前記強制駆動装置は被加工物の両端を保持する一対の保持部を有し、少なくとも一方の保持部には丸ダイスが付設されていることを特徴とする。請求項３の転造盤では、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【００１２】
また、請求項４に係る転造盤は、請求項１乃至請求項３のいずれかの転造盤において、前記強制駆動装置は、各平ダイスの往動が終了する毎に平ダイスの第１歯数分に対応して被加工物を回転させるとともに、各平ダイスの復動が終了する毎に平ダイスの第２歯数分に対応して被加工物を回転させる構造を有することを特徴とし、また、請求項５に係る転造盤は、請求項４の転造盤において、前記第１歯数は平ダイスの１歯であり、前記第２歯数は平ダイスの２歯であることを特徴とする。かかる請求項４及び請求項５の転造盤では、強制駆動装置を介して、各平ダイスの往動が終了する毎に平ダイスの第１歯数分に対応して被加工物が回転され、また、各平ダイスの復動が終了する毎に平ダイスの第２歯数分に対応して被加工物が回転されるので、各平ダイスの歯が被加工物に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることが確実に防止される。これにより平ダイスの歯を被加工物に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【００１３】
更に、請求項６に係る転造盤は、請求項５の転造盤において、前記各平ダイスには、その全体に仕上げ歯が形成されていることを特徴とする。このように請求項６の転造盤では、各平ダイスの全体に仕上げ歯が形成されているので、仕上げ歯が被加工物に及ぼす押圧力は均一となり、従って、転造中に被加工物に対して振動、スリップが発生することを防止可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る転造盤について、本発明を具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第１実施形態に係る転造盤について図１乃至図４に基づき説明する。ここに、図１は第１実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図、図２は転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図、図３は中空状被加工物の外周面及び内周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図、図４は平ダイスの往動時及び復動時に被加工物を回転させる状態を模式的に示す説明図である。
【００１５】
図１、図２において、転造盤１は、基本的に、ベース２上に転造加工部３を立設するとともに、転造加工部３に対してフロントセンターユニット４及びリアセンターユニット５を移動可能に配設することにより構成されている。転造加工部３には、上平ダイス６が固定される固定機構７、及び、下平ダイス８が固定される固定機構９が設けられており、各固定機構７、９は、転造駆動源としてのサーボモータ１０を介して、相互に反対方向（図１中、紙面に垂直な方向）に移動されるとともに、左右方向に移動される。
【００１６】
ここに、前記上平ダイス６、下平ダイス８は、図８に示すように、ダイス歯４０を有しており、かかるダイス歯４０は、複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯から構成されている。即ち、図８は上平ダイス６、下平ダイス８を模式的に示す端面図及び側面図であり、ダイス歯４０において、その中央部には最も歯高の大きい歯群４０Ａが形成され、また、歯群４０Ａの両側には歯群４０よりも若干歯高の小さい歯群４０Ｂが形成され、更に、各歯群４０Ｂの両側には歯群４０Ｂよりも更に歯高の小さい歯群４０Ｃが形成されている。各歯群４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに属する各歯は、それぞれ同一の歯高を有しており、また、各歯は仕上げ歯からなる。このように、ダイス歯４０における各歯群４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが、複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯から構成されることに基づいて、各ダイス６、８のダイス歯４０が被加工物に及ぼす押圧力を均一化することができ、従って、転造中に被加工物に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【００１７】
尚、前記の例では、各ダイス６、８におけるダイス歯４０が３段階で階段状に形成されているが、これに限らず任意に複数段階で階段状に形成することが可能である。また、転造加工部３の構成は、実開昭６−５４４３７号公報に記載された構成と同一の構成を有しており、従って、ここではその詳細な説明を省略する。
【００１８】
また、フロントセンターユニット４において、センターシャフト１１の外周にはスプラインが形成されており、そのスプラインナット１２を介してセンターシャフト１１は、回転直動可能な状態でプーリ１３と一体化されるとともに、ベアリング１４により軸支されている。また、センターシャフト１１の上方には、サーボモータ１５が配置されており、かかるサーボモータ１５の回転駆動力はモータプーリ１６、タイミングベルト１７、プーリ１３を介してセンターシャフト１１に伝達される。ここに、サーボモータ１５の回転は、前記サーボモータ１０の回転と同期がとられており、従って、後述するようにセンターシャフト１１による被加工物の回転速度と各平ダイス７の移動速度とは、相互に同期されることとなる。
【００１９】
前記センターシャフト１１の一端部（図１、図２中、左端部）には、シリンダ１８が取り付けられている。かかるシリンダ１８は、センターシャフト１１に対して圧縮荷重（図２中、右方向に作用する）又は引っ張り荷重（図２中、左方向に作用する）を付加する作用を行う。また、センターシャフト１１の他端部（図１、図２中、右端部）には、丸ダイス１９が着脱可能に固定されている。この丸ダイス１９は、後述するように、中空状の被加工物の内周面に対して転造加工する作用を行う。
【００２０】
前記のように構成されるセンタシャフト１１を含む上側ユニットＵ１は、その下部にスライダ２０を備えているとともに、スライダ２０は下側ユニットＵ２に配設されたボールネジ２１に摺動可能に取り付けられている。また、下側ユニットＵ２の左端部にはサーボモータ２２が取り付けられており、前記上側ユニットＵ１は、サーボモータ２２を介してボールネジ２１を回転させることにより、下側ユニットＵ２に対して相対的に移動可能とされている。
【００２１】
また、リアセンターユニット５における上側ユニットＵ３には、センターシャフト２３が設けられており、かかるセンターシャフト２３の一端部（図１中、左端部）には、中空状の被加工物を回転可能に保持するローリングセンター部材２４が着脱可能に固定されている。また、センターシャフト２３の他端部（図１中、右端部）には、シリンダ２５が取り付けられている。かかるシリンダ２５は、前記シリンダ１８と同様、センターシャフト２３に対して圧縮荷重（図２中、左方向に作用する）又は引っ張り荷重（図２中、右方向に作用する）を付加する作用を行う。前記センタシャフト２３を含む上側ユニットＵ３は、その下部に配置されたシリンダ２６を介して下側ユニットＵ４に対して相対的にスライド可能に構成されている。
【００２２】
次に、前記のように構成された第１実施形態の転造盤１の作用について図３に基づき説明する。ここに、転造盤１を介して転造される被加工物２７は、図３（Ａ）に示すように、一側が閉塞された中空状の被加工物である。被加工物２７の閉塞壁２７Ａのほぼ中央部には、回転可能に支持するための支持溝２７Ｂが形成されており、かかる支持溝２７Ｂは、ローリングセンター部材２４の支持突起２４Ａにより支持される。
【００２３】
被加工物２７に転造加工を行うには、先ず、サーボモータ２２とシリンダ２６との協働により、フロントセンターユニット４における上側ユニットＵ１、及び、リアセンターユニット５における上側ユニットＵ３を図３（Ｂ）に示す状態から相互に移動させ、被加工物２７を図３（Ｃ）に示す状態にセットする。この状態において、被加工物２７の内周面は丸ダイス１９のダイス歯１９Ａに接触され、また、被加工物２７の閉塞壁２７Ａの支持溝２７Ｂはローリングセンター部材２４の支持突起２４Ａに支持されており、これにより被加工物２７は、丸ダイス１９とローリングセンター部材２４とを介してチャッキングされる。同時に、被加工物２７の外周面は、上平ダイス６と下平ダイス８とに接触されて、転造可能な状態にある。このとき、必要に応じて、シリンダ１８を介してセンターシャフト１１を右方向に押圧し、また、シリンダ２５を介してセンターシャフト２３を左方向に押圧して、被加工物２７に圧縮荷重が付加される。
【００２４】
前記のように、被加工物２７を丸ダイス１９とローリングセンター部材２４とによりチャッキングして、各上平ダイス６、下平ダイス８による転造可能な状態にセットした後（図３（Ｃ））、転造加工部３におけるサーボモータ１０の回転駆動を行い、固定機構７、９と共に各平ダイス６、８を相互に反対方向に移動させる。これにより、被加工物２７の外周面には、ギア歯が形成される。同時に、各平ダイス６、８の移動速度、即ち、サーボモータ１０の回転速度に同期させた状態でサーボモータ１５を回転駆動する。かかるサーボモータ１５の回転駆動に基づき、モータプーリ１６、タイミングベルト１７、プーリ１３を介してセンターシャフト１１が回転され、これに従い被加工物２７の内周面には、丸ダイス１９のダイス歯１９Ａによりギア歯が形成される。
【００２５】
このように、被加工物２７の転造加工を行った後、サーボモータ２２を回転駆動してフロントセンターユニット４のセンターシャフト１１を左方向に移動させるともとに、シリンダ２６を駆動してリアセンターユニット５のセンターシャフト２３を右方向に移動させる。この状態が図３（Ｄ）に示されている。そして、センターシャフト１１における丸ダイス１９の先端部から被加工物２７を取り外す。このように得られた被加工物２７にておいて、その外周面には、前記各平ダイス６、８を介してギア歯２８Ａが形成されており、また、その内周面には、丸ダイス１９のダイス歯１９Ａを介してギア歯２８Ｂが形成されている。
【００２６】
ここで、前記のように、各平ダイス６、８により被加工物２７の外周面に対して転造加工を行っている際に、各平ダイス６、８の往動終了時及び復動終了時にサーボモータ１５を介して被加工物２７を強制的に回転駆動する方法について図４に基づき説明する。図４は各平ダイス６、８の往動及び復動の終了時点で被加工物２７を回転する状態を模式的に示す説明図である。ここに、図４においては、理解を容易にするため下平ダイス８のみを示すこととし、また、下平ダイス８にはＡ乃至Ｅの５つのダイス歯が形成されているものとする。更に、下平ダイス８の往動方向を実線で、復動方向を破線で示すものとし、被加工物２７の回転方向を実線矢印にて示す。尚、被加工物２７には各平ダイス６、８を介して８つのギア歯（ギア歯１乃至ギア歯８）が形成されるものとする。
【００２７】
図４において、先ず、下平ダイス８の往動時には、各ダイス歯Ａ乃至Ｅのそれぞれは、被加工物２７におけるギア歯１、２、３、４、５に対応されており、下平ダイス８の往動に従って被加工物２７にはギア歯１乃至５が形成されていく。次に、往動の終了時点で、被加工物２７は、サーボーモータ１５を介して矢印方向に下平ダイス８の１歯分だけ強制回転される。これにより、往動終了時点における下平ダイス８のダイス歯Ｅは、被加工物２７のギア歯６に対応することとなる。
【００２８】
前記のように被加工物２７を下平ダイス８の１歯分だけ強制回転した後、下平ダイス８の復動が行われる。このとき、下平ダイス８における各ダイス歯Ｅ乃至Ａは、それぞれ被加工物２７のギア歯６、５、４、３、２に対応しており、下平ダイス８の復動に従って被加工物２７にはギア歯６乃至２が形成されていく。
【００２９】
そして、下平ダイス８の復動が終了した時点で、被加工物２７は、サーボモータ１５を介して、矢印方向に下平ダイス８の２歯分だけ強制的に回転される。この結果、下平ダイス８の各ダイス歯Ａ乃至Ｅは、それぞれ被加工物２７のギア歯８、１、２、３、４に対応することとなる。この後、前記と同様にして、下平ダイス８の往動が行われ、被加工物２７にはギア歯８乃至４が形成されていく。そして、下平ダイス８の往動が終了した時点で、被加工物２７は、サーボモータ１５を介して矢印方向に下平ダイス８の１歯分だけ強制回転される。これにより、往動終了時点における下平ダイス８のダイス歯Ｅは、被加工物２７のギア歯５に対応することとなる。
【００３０】
前記のように被加工物２７を下平ダイス８の１歯分だけ強制回転した後、下平ダイス８の復動が行われる。このとき、下平ダイス８における各ダイス歯Ｅ乃至Ａは、それぞれ被加工物２７のギア歯５、４、３、２、１に対応しており、下平ダイス８の復動に従って被加工物２７にはギア歯５乃至１が形成されていく。
【００３１】
そして、下平ダイス８の復動が終了した時点で、被加工物２７は、サーボモータ１５を介して、矢印方向に下平ダイス８の２歯分だけ強制的に回転される。この結果、下平ダイス８の各ダイス歯Ａ乃至Ｅは、それぞれ被加工物２７のギア歯３、２、１、８、７に対応することとなる。この後、前記と同様の動作が連続的に行われていき、被加工物２７には、ギア歯１乃至８が形成されていく。
【００３２】
前記から明らかなように、第１実施形態における転造加工方法では、被加工物２７は、各ダイス６、８の往動が終了した時点で下平ダイス８の１歯分だけ強制回転されるとともに、ダイス６、８の復動が終了した時点で下平ダイス８の２歯分だけ強制回転される。これにより、各平ダイス６、８の歯が被加工物２７に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることを確実に防止することができる。従って、平ダイス６、８の歯は被加工物２７に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することができるものである。
【００３３】
また、前記のように、各ダイス６、８の往動終了時点及び復動終了時点にて被加工物２７を強制的に回転させることに基づき、各ダイス６、８に形成されるダイス歯４０は、前記したように（図８参照）、複数の歯群４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに分けて、それぞれの歯群に属する歯の歯高が複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯のみで全体に構成することができ、これより仕上げ歯が被加工物２７に及ぼす押圧力は均一となって、転造中に被加工物２７に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【００３４】
尚、前記転造加工方法では、各ダイス６、８の往動終了時点で１歯分、復動終了時点で２歯分被加工物２７を強制的に回転させるようにしているが、各ダイス６、８の往動時と復動時にて各ダイス歯と被加工物２７のギア歯とが常時異なる接触関係をもって接触させることができれば、被加工物２７の回転量については自由に設定することができる。また、前記転造加工方法では、被加工物２７の回転方向は、各ダイス６、８の往動時と復動時とで同一回転方向に設定されているが、かかる被加工物２７の回転方向についても制限は全くなく、各ダイス６、８の往動時に一方向に回転させ、復動時には逆方向に回転させてもよい。
【００３５】
以上詳細に説明した通り第１実施形態に係る転造盤１では、各平ダイス６、８による被加工物２７の転造時に、転造部３のサーボモータ１０により移動される各平ダイス６、８の移動速度と同期させつつ、サーボモータ１５を介して被加工物２７を強制的に回転駆動しているので、転造中に各平ダイス６、８と被加工物２７との間で発生する被加工物２７の振動、スリップ等を防止することができる。これにより、被加工物２７から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
【００３６】
また、丸ダイス１９とローリングセンター部材２４との間で保持された被加工物２７に対して、シリンダ１８及びシリンダ２５を介して被加工物２７の両側から圧縮荷重を付加するように構成されているので、転造時に被加工物２７に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物２７の曲がり精度、歯スジ精度を向上することができるものである。
【００３７】
更に、フロントセンターユニット４におけるセンターシャフト１１の端部に丸ダイス１９を取り付けるとともに、かかる丸ダイス１９を介して中空状の被加工物２７を保持するようにしているので、中空状の被加工物２７に対して、その中空外周面には一対の平ダイス６、８により外歯を形成するとともに、その中空内周面には丸ダイス１９により内歯を形成することができる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となるものである。
【００３８】
また、第１実施形態の転造盤１にて行われる転造加工方法においては、各ダイス６、８の往動が終了する毎に平ダイス６、８の１歯分に対応して被加工物２７がサーボモータ１５により回転され、また、各平ダイス６、８の復動が終了する毎に平ダイス６、８の２歯分に対応して被加工物２７がサーボモータ１５により回転されるので、各平ダイス６、８の歯が被加工物２７に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることを確実に防止することができる。これにより平ダイス６、８の歯は被加工物２７に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【００３９】
更に、各ダイス６、８に形成されるダイス歯４０は、複数の歯群４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに分けて、それぞれの歯群に属する歯の歯高が複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯のみで全体に構成されているので、仕上げ歯が被加工物２７に及ぼす押圧力は均一として転造中に被加工物２７に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【００４０】
次に、第２実施形態に係る転造盤について図５乃至図７に基づき説明する。ここに、図５は第２実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図、図６は転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図、図７は棒状被加工物の外周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図である。尚、第２実施形態に係る転造盤は、前記第１実施形態に係る転造盤１と基本的に同一の構成を有しており、また、前記転造加工方法と同一の方法で被加工物の転造加工が行われる。従って、以下の説明において、第１実施形態の転造盤１におけると同一の要素、部材等については同一の番号を付して説明することとする。
【００４１】
図５、図６において、転造盤１は、基本的に、ベース２上に転造加工部３を立設するとともに、転造加工部３に対してフロントセンターユニット４及びリアセンターユニット５を移動可能に配設することにより構成されている。転造加工部３には、上平ダイス６が固定される固定機構７、及び、下平ダイス８が固定される固定機構９が設けられており、各固定機構７、９は、転造駆動源としてのサーボモータ１０を介して、相互に反対方向（図５中、紙面に垂直な方向）に移動されるとともに、上下方向に移動される。ここに、転造加工部３の構成は、実開昭６−５４４３７号公報に記載された構成と同一の構成を有しており、従って、ここではその詳細な説明を省略する。
【００４２】
また、フロントセンターユニット４において、センターシャフト１１の外周にはスプラインが形成されており、そのスプラインナット１２を介してセンターシャフト１１は、回転直動可能な状態でプーリ１３と一体化されるとともに、ベアリング１４により軸支されている。また、センターシャフト１１の上方には、サーボモータ１５が配置されており、かかるサーボモータ１５の回転駆動力はモータプーリ１６、タイミングベルト１７、プーリ１３を介してセンターシャフト１１に伝達される。ここに、サーボモータ１５の回転は、前記サーボモータ１０の回転と同期がとられており、従って、後述するようにセンターシャフト１１による被加工物の回転速度と各平ダイス６、８の移動速度とは、相互に同期されることとなる。
【００４３】
前記センターシャフト１１の一端部（図５、図６中、左端部）には、シリンダ１８が取り付けられている。かかるシリンダ１８は、センターシャフト１１に対して圧縮荷重（図６中、右方向に作用する）又は引っ張り荷重（図６中、左方向に作用する）を付加する作用を行う。また、センターシャフト１１の他端部（図５、図６中、右端部）には、チャック３０が着脱可能に固定されている。
【００４４】
前記のように構成されるセンタシャフト１１を含む上側ユニットＵ１は、その下部にスライダ２０を備えているとともに、スライダ２０は下側ユニットＵ２に配設されたボールネジ２１に摺動可能に取り付けられている。また、下側ユニットＵ２の左端部にはサーボモータ２２が取り付けられており、前記上側ユニットＵ１は、サーボモータ２２を介してボールネジ２１を回転させることにより、下側ユニットＵ２に対して相対的に移動可能とされている。
【００４５】
また、リアセンターユニット５における上側ユニットＵ３には、センターシャフト２３が回転可能に設けられており、かかるセンターシャフト２３の一端部（図５中、左端部）には、前記フロントセンターユニット４側のセンターシャフト１１に固定されたチャック３０と同一のチャック３０が着脱可能に固定されている。また、センターシャフト２３の他端部（図５中、右端部）には、シリンダ２５が取り付けられている。かかるシリンダ２５は、前記シリンダ１８と同様、センターシャフト２３に対して圧縮荷重（図６中、左方向に作用する）又は引っ張り荷重（図６中、右方向に作用する）を付加する作用を行う。前記センタシャフト２３を含む上側ユニットＵ３は、その下部に配置されたシリンダ２６を介して下側ユニットＵ４に対して相対的にスライド可能に構成されている。
【００４６】
次に、前記のように構成された第２実施形態の転造盤１の作用について図７に基づき説明する。ここに、転造盤１を介して転造される被加工物３１は、図７（Ａ）に示すように、棒状に形成された被加工物である。
【００４７】
被加工物３１に転造加工を行うには、先ず、サーボモータ２２とシリンダ２６との協働により、フロントセンターユニット４における上側ユニットＵ１、及び、リアセンターユニット５における上側ユニットＵ３を図７（Ｂ）に示す状態から相互に移動させ、被加工物３１を図７（Ｃ）に示す状態にセットする。この状態において、被加工物３１は、フロントセンターユニット４側におけるセンターシャフト１１のチャック３０とリアセンターユニット５側におけるセンターシャフト２３のチャック３０とを介してチャッキングされる。同時に、被加工物３１の外周面は、上平ダイス６と下平ダイス８とに接触されて、転造可能な状態にある。このとき、必要に応じて、シリンダ１８を介してセンターシャフト１１を左方向に引っ張り、また、シリンダ２５を介してセンターシャフト２３を右方向に引っ張って、被加工物３１に引っ張り荷重が付加される。
【００４８】
前記のように、被加工物３１を各チャック３０間でチャッキングして、各上平ダイス６、下平ダイス８による転造可能な状態にセットした後（図７（Ｃ））、転造加工部３におけるサーボモータ１０の回転駆動を行い、固定機構７、９と共に各平ダイス６、８を相互に反対方向に移動させる。これにより、被加工物３１の外周面には、ギア歯が形成される。同時に、各平ダイス６、８の移動速度、即ち、サーボモータ１０の回転速度に同期させた状態でサーボモータ１５を回転駆動する。かかるサーボモータ１５の回転駆動に基づき、モータプーリ１６、タイミングベルト１７、プーリ１３を介してセンターシャフト１１が回転され、また、センターシャフト２３も回転される。
【００４９】
このように、被加工物３１の転造加工を行った後、センターシャフト１１に取り付けられたチャック３０を開放するとともに、シリンダ２６を駆動してリアセンターユニット５のセンターシャフト２３を右方向に移動させる。この状態が図７（Ｄ）に示されている。そして、センターシャフト２３のチャック３０を開放し、被加工物３１を取り外す。このように得られた被加工物３１において、その外周面には、前記各平ダイス６、８を介してギア歯３２が形成されている。
【００５０】
ここに、前記転造加工方法においては、第１実施形態にて図４に基づき説明した方法と同一の方法により、各ダイス６、８の往動が終了する毎に平ダイス６、８の１歯分に対応して被加工物３１がサーボモータ１５により回転され、また、各平ダイス６、８の復動が終了する毎に平ダイス６、８の２歯分に対応して被加工物３１がサーボモータ１５により回転される。その説明については前記第１実施形態における説明を参照することとして、ここでは省略する。
【００５１】
また、前記転造加工方法では、前記第１実施形態の場合と同様、各ダイス６、８の往動終了時点で１歯分、復動終了時点で２歯分被加工物３１を強制的に回転させるようにしているが、各ダイス６、８の往動時と復動時にて各ダイス歯と被加工物３１のギア歯とが常時異なる接触関係をもって接触させることができれば、被加工物３１の回転量については自由に設定することができる。また、前記転造加工方法では、被加工物３１の回転方向は、各ダイス６、８の往動時と復動時とで同一回転方向に設定されているが、かかる被加工物３１の回転方向についても制限は全くなく、各ダイス６、８の往動時に一方向に回転させ、復動時には逆方向に回転させてもよい。
【００５２】
以上詳細に説明した通り第２実施形態に係る転造盤１では、各平ダイス６、８による被加工物３１の転造時に、転造部３のサーボモータ１０により移動される各平ダイス６、８の移動速度と同期させつつ、サーボモータ１５を介して被加工物３１を強制的に回転駆動しているので、転造中に各平ダイス６、８と被加工物３１との間で発生する被加工物３１の振動、スリップ等を防止することができる。これにより、被加工物３１から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
【００５３】
また、センターシャフト１１のチャック３０とセンターチャック２３のチャック３０との間で保持された被加工物３１に対して、シリンダ１８及びシリンダ２５を介して被加工物３１の両側から引っ張り荷重を付加するように構成されているので、転造時に被加工物３１に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物３１の曲がり精度、歯スジ精度を向上することができるものである。
【００５４】
更に、第１実施形態の場合と同様、第２実施形態の転造盤１にて行われる転造加工方法においては、各ダイス６、８の往動が終了する毎に平ダイス６、８の１歯分に対応して被加工物３１がサーボモータ１５により回転され、また、各平ダイス６、８の復動が終了する毎に平ダイス６、８の２歯分に対応して被加工物３１がサーボモータ１５により回転されるので、各平ダイス６、８の歯が被加工物３１に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることを確実に防止することができる。これにより平ダイス６、８の歯は被加工物３１に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【００５５】
更に、各ダイス６、８に形成されるダイス歯４０は、複数の歯群４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに分けて、それぞれの歯群に属する歯の歯高が複数段階をもって階段状に形成された仕上げ歯のみで全体に構成されているので、仕上げ歯が被加工物３１に及ぼす押圧力は均一として転造中に被加工物３１に対して振動、スリップが発生することを防止することができる。
【００５６】
尚、本発明は前記各第１、第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明した通り請求項１の転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
更に、荷重付加装置により強制駆動装置に保持された被加工物に対して引っ張り荷重又は圧縮荷重を付加するので、転造時に被加工物に発生する伸び等に基づく荷重が付加されることはなく、従って、被加工物の曲がり精度、歯スジ精度を向上することが可能となる。
【００５８】
また、請求項２に係る転造盤では、各平ダイスによる被加工物の転造時に、強制駆動装置を介して被加工物の両端を保持するとともに各平ダイスの移動速度と同期させつつ強制的に回転駆動を行うようにしているので、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止することが可能となる。これにより、被加工物から高精度のスプライン等を転造することが可能となるものである。
更に、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【００５９】
更に、請求項３に係る転造盤では、強制駆動装置における一方の保持部に丸ダイスが付設されているので、中空状の被加工物に対して、その中空外表面には一対の平ダイスにより外歯を形成するとともに、その中空内表面には丸ダイスにより内歯を形成することが可能となる。この結果、薄肉中空体についてその内周面及び外周面に同時に歯溝を転造することが可能となる。
【００６０】
また、請求項４及び請求項５に係る転造盤では、強制駆動装置を介して、各平ダイスの往動が終了する毎に平ダイスの第１歯数分に対応して被加工物が回転され、また、各平ダイスの復動が終了する毎に平ダイスの第２歯数分に対応して被加工物が回転されるので、各平ダイスの歯が被加工物に対して往動時と復動時で同一の接触関係で接触されることが確実に防止される。これにより平ダイスの歯を被加工物に対して均等に接触されることとなり、歯スジ精度の誤差を均一に補正して歯スジ精度を向上することが可能となる。
【００６１】
更に、請求項６に係る転造盤では、各平ダイスの全体に仕上げ歯が形成されているので、仕上げ歯が被加工物に及ぼす押圧力は均一となり、従って、転造中に被加工物に対して振動、スリップが発生することを防止可能となる。
【００６２】
以上の通り本発明は、転造を行う際に被加工物の両端を保持しつつ各平ダイスの移動速度と同期させて被加工物を強制的に回転駆動を行うことにより、転造中に各平ダイスと被加工物との間で発生する被加工物の振動、スリップ等を防止して高精度のスプライン等を転造することが可能であるとともに、歯スジ精度の向上を図ることが可能な転造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図である。
【図２】  転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図である。
【図３】  中空状被加工物の外周面及び内周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図である。
【図４】  平ダイスの往動時及び復動時に被加工物を回転させる状態を模式的に示す説明図である。
【図５】  第２実施形態に係る転造盤の全体を示す全体図である。
【図６】  転造盤のフロントセンターユニットを示す側面図である。
【図７】  棒状被加工物の外周面に転造加工する方法を模式的に示す説明図である。
【図８】  上平ダイス、下平ダイスを模式的に示す端面図及び側面図である。
【符号の説明】
１              転造盤
２              ベース
３              転造加工部
４              フロントセンターユニット
５              リアセンターユニット
６、８          平ダイス
７、９          固定機構
１０            サーボモータ
１１            センターシャフト
１５            サーボモータ
１８            シリンダ
１９            丸ダイス
２１            ボールネジ
２２            サーボモータ
２３            センターシャフト
２４            ローリングセンター部材
２５            シリンダ
２６            シリンダ
２７            中空状被加工物
２８Ａ、２８Ｂ  ギア歯
３０            チャック
３１            棒状被加工物
【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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