JPH07227637A - 転造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転造装置の加工精度を向上させる。 【構成】 移動主軸台２４が互いに離間した位置に平行
に配設された左右の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂによっ
て移動され、両送りねじ装置はその送りねじ軸３３Ａ、
３３Ｂが一対のダイス１６、２６のワーク接触点を結ぶ
線分の延長線を挟んで互いに反対側同士になるように、
かつ水平面の送りねじ軸がその延長線上に来るように配
設されている。 【効果】 転造に際し、移動主軸台２４は左右の送りね
じ装置３０Ａ、３０Ｂで送られて反力を分散支持される
ため、ダイスに作用する反力は移動主軸台を介し２台の
送りねじ装置で分散支持される。そのため、ダイスは移
動主軸台で送られた通りの位置でワークを転造加工でき
る。また、水平面の送り軸線がダイス接触点の延長線に
一致されているため、ワークに水平面に対し上下方向の
モーメントが作用することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転造装置に関し、特
に、その加工精度を向上させるための技術に係り、例え
ば、自動車の電装品に使用されるウオームを転造するの
に利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の電装品に使用されるウ
オームは転造装置によって製造されている。従来のこの
種の転造装置は、固定主軸台および移動主軸台にそれぞ
れ保持されて回転駆動される一対のダイス間でワークが
挟まれて、移動主軸台が固定主軸台側に移動されるよう
に構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自動車の燃費向上の要
求等から、自動車に搭載される電装品は小形軽量化が要
望されており、これに伴って、この電装品に使用される
ウオームについては小形化並びに加工精度の向上が要求
されている。

【０００４】ところが、従来の転造装置においては、移
動主軸台の支持構造や送り構造についての配慮が不足し
ているため、加工精度の向上に限界がある。

【０００５】本発明の目的は、加工精度を向上すること
ができる転造装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る転造装置
は、固定主軸台および移動主軸台にそれぞれ保持されて
回転駆動される一対のダイス間でワークが挟まれて、移
動主軸台が固定主軸台側に移動されて転造される転造装
置において、前記移動主軸台が互いに離間した位置に平
行に配設された一対の送りねじ装置によって移動される
ように構成されており、両送りねじ装置は、その送り軸
線のそれぞれが前記一対のダイスのワーク接触点のそれ
ぞれを結ぶ線分の延長線を挟んで互いに反対側同士にな
るように、それぞれ配設されていることを特徴とする。

【０００７】さらに、本発明に係る転造装置は、両送り
ねじ装置は、その水平面の送り軸線が一対のダイスのワ
ーク接触点のそれぞれを結ぶ線分の延長線上に来るよう
に配設されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】前記した手段によれば、ワークに対する加工送
り作動に際して、移動主軸台は一対の送りねじ装置によ
って送られるとともに、その反力を分散して支えられる
ため、転造加工時にダイスに作用する押し戻し力（反
力）は、移動主軸台を介して一対の（２台の）送りねじ
装置により分散されて支持されることになる。したがっ
て、ダイスはその反力を２台の送りねじ装置によって確
実に支持された状態になる。つまり、ダイスは移動主軸
台によって加工送りされた通りの位置においてワークを
転造加工することができるため、その転造加工精度はき
わめて良好になる。

【０００９】また、一対の送りねじ装置がダイスの作用
力軸線に対して互いに反対側同士になるように配設され
ていることにより、転造加工時の作用力は両方の送りね
じ装置に略均等にそれぞれ分配されるため、一対の送り
ねじ装置によってダイスが送られるにもかかわらず、ワ
ークに左右方向のモーメントが作用することはない。し
たがって、ワークにモーメントが作用することによって
発生する加工精度の低下を未然に回避することができ
る。

【００１０】さらに、両送りねじ装置における水平面の
送り軸線が両ダイスの中心を結ぶ線分の延長線上に来る
ように配設されている場合には、ワークから受ける転造
時の作用力はこの線上に働くことになるため、ワークに
水平面に対して上下方向のモーメントが作用することは
ない。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例である転造装置を示
す平面図、図２はその一部切断側面図、図３はその背面
図である。図４はその移動主軸台の送りねじ装置を示す
側面図である。図５はそのワークレスト台を示してお
り、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面図である。

【００１２】本実施例において、本発明に係る転造装置
１０は、床面等に据え付けられる機台１１を備えてお
り、機台１１におけるベッド１２の上には固定主軸台が
それぞれ設備されている。すなわち、ベッド１２上の一
端部（以下、前端部とする。）にはスタンド１３が垂直
に立脚されて固定されており、このスタンド１３の後端
側には固定主軸台１４がベッド１２から浮き上げられた
状態で、水平方向後向きに支持されている。固定主軸台
１４には主軸（以下、固定側主軸ということがある。）
１５が左右方向に延在するように水平に軸架されて回転
自在に支承されている。この固定側主軸１５の中間部に
は一方のダイス（以下、固定側ダイスということがあ
る。）１６が交換可能なように着脱自在に装着されてい
る。また、固定主軸台１４の上にはサーボモーター１７
が設置されており、このサーボモーター１７はベルト伝
動装置１８を介して固定側主軸１５を回転駆動するよう
になっている。

【００１３】他方、図４に示されているように、ベッド
１２上の後部にはリニアガイドレール２１が４本（１本
のみが図示されている。）、固定側の主軸１５の延在方
向に対して直角になる前後方向に、かつ、互いに平行に
敷設されており、各リニアガイドレール２１にはリニア
ガイド２２が１本につき２台宛合計８台（２台のみが図
示されている。）、設備されている。リニアガイド２２
群の上には移動台２３が載置されて固定されており、移
動台２３はリニアガイド２２およびリニアガイドレール
２１により前後かつ水平方向に摺動自在に支承されてい
る。

【００１４】移動台２３の前端側には移動主軸台２４が
ベッド１２から浮き上げられた状態で、水平方向前向き
に支持されている。移動主軸台２４には主軸（以下、移
動側主軸ということがある。）２５が左右方向に延在す
るように水平に軸架されて回転自在に支承されている。
この移動側主軸２５の中間部には他方のダイス（以下、
移動側ダイスということがある。）２６が交換可能なよ
うに着脱自在に装着されている。また、移動側主軸台２
４の上にはサーボモーター２７が設置され、このサーボ
モーター２７はベルト伝動装置２８を介して移動側主軸
２５を回転駆動するようになっている。

【００１５】ベッド１２上の後端にはスタンド２９が垂
直に立脚されて固定されており、このスタンド２９と移
動台２３との間には送りねじ装置３０が一対、左右に配
されて介設されている。図４に示されているように、送
りねじ装置３０はボールねじユニット３１を備えてお
り、ボールねじユニット３１は雌ねじブロック３２と雄
ねじ軸３３とがボール（図示せず）を介装されて回転自
在かつ軸心方向に進退自在に噛合されている。雌ねじブ
ロック３２は移動台２３の後端部に収容されて、移動台
２３に固定されており、雄ねじ軸３３は雌ねじブロック
３２にスタンド２９側から回転自在かつ相対的に進退自
在に螺入されている。

【００１６】また、雄ねじ軸３３の後端にはラジアルジ
ャーナル３４が一体的に連設されており、このジャーナ
ル３４はスタンド２９に介設されたアンギュラ軸受３５
によって回転自在に支承されている。つまり、雄ねじ軸
３３はスタンド２９に軸受３５を介して回転自在に支承
されている。さらに、雄ねじ軸３３のラジアルジャーナ
ル３４の後端にはプーリー３６が固定されており、雄ね
じ軸３３はこのプーリー３６に張設されたベルト３７を
介してサーボモーター３８により回転駆動されるように
なっている。

【００１７】本実施例において、左右で一対の送りねじ
装置３０、３０は同期して回転されるように構成されて
いる。なお、本実施例において、左右に区別して説明す
る場合には、左側送りねじ装置３０Ａおよび右側送りね
じ装置３０Ｂという。他の構成要素についても、同様と
する。すなわち、図３に詳示されているように、左側送
りねじ装置３０Ａのプーリー３６Ａに巻き掛けられた左
側のベルト３７Ａはベルト伝動装置４０の左側中間小プ
ーリー４１Ａに巻き掛けられており、この小プーリー４
１Ａには左側中間大プーリー４２Ａが同軸に固定されて
いる。また、右側送りねじ装置３０Ｂのプーリー３６Ｂ
に巻き掛けられた右側のベルト３７Ｂはベルト伝動装置
４０の右側中間小プーリー４１Ｂに巻き掛けられてお
り、この小プーリー４１Ｂには右側中間大プーリー４２
Ｂが同軸に固定されている。そして、左右の大プーリー
４２Ａ、４２Ｂには同一の同期用ベルト４３が巻き掛け
られており、このベルト４３は同期用プーリー４４に巻
き掛けられている。同期用プーリー４４は第１段ベルト
伝動装置４５および第２段ベルト伝動装置４６を介して
サーボモーター３８によって回転駆動されるようになっ
ている。なお、伝動誤差を抑制するために、プーリーお
よびベルトは歯付きプーリーおよび歯付きベルトによっ
て構成することが望ましい。

【００１８】そして、左側送りねじ装置３０Ａおよび右
側送りねじ装置３０Ｂは、その送り軸線である左側雄ね
じ軸３３Ａと右側雄ねじ軸３３Ｂとが固定側ダイス１６
および移動側ダイス２６のワークとの接触点間を結ぶ線
分の延長線を挟んで互いに反対側同士に位置するよう
に、それぞれ配設されている。また、両送りねじ装置３
０Ａ、３０Ｂはその水平面の軸線が両ダイス１６、２６
の中心を結ぶ線分の延長線上に来るように配設されてい
る。

【００１９】移動台２３とスタンド２９との間にはリニ
アスケール４７が架設されており、このリニアスケール
４７は移動台２３の移動量を測定し、その測定値を電気
信号にてサーボモーター３８のコントローラー（図示せ
ず）に送信するように構成されている。なお、コントロ
ーラーはリニアスケール４７からの測定値信号に基づい
て、サーボモーター３８をフィードバック制御するよう
に構成されている。

【００２０】図５に詳示されているように、ベッド１２
上の固定側主軸１５と移動側主軸２５との間の位置には
ワークレスト台５０が、主軸と平行方向および直角方向
に移動自在に設置されている。すなわち、ベッド１２上
には前後方向ガイドレール５１が一対敷設され、この両
ガイドレール５１、５１上にはガイド５２を介して前後
方向移動テーブル５３が前後方向に摺動自在に載置され
ている。前後方向移動テーブル５３上には左右方向ガイ
ドレール５４が敷設され、このガイドレール５４上には
ガイド５５を介して左右方向移動テーブル５６が左右方
向に摺動自在に載置されている。

【００２１】左右方向移動テーブル５６上には左側スタ
ンド５７と右側スタンド５８とが、適当な間隔を置かれ
てそれぞれ垂直に立脚されて固定されており、左右のス
タンド５７、５８の上部には左側ワークホルダ５９と右
側ワークホルダ６０とが、それぞれ軸受６１、６２を介
して回転自在に支承されている。左側のワークホルダ５
９はスタンド５７から左端に突出されている。左側スタ
ンド５７の上端部にはロータリーエンコーダー６３が設
置されており、このエンコーダー６４はベルト伝動装置
６４を介して左側ワークホルダ５９の突出端部に連動さ
れている。そして、ロータリーエンコーダー６３はワー
クホルダー５９の回転速度を測定して、その測定結果を
電気信号をもって主軸駆動用のサーボモーター１７、２
７のコントローラー（図示せず）に送信するようになっ
ている。なお、コントローラーはこのエンコーダーの測
定値に基づいて主軸駆動用のサーボモーター１７、２７
の回転をフィードバック制御するように構成されてい
る。

【００２２】次に作用を説明する。まず、ウオームの素
材となる丸棒材が、ワーク１としてワークレスト台５０
にセットされる。この際、ワーク１は左右のワークホル
ダ５９、６０に挿入されることにより、摩擦によってワ
ークホルダ５９、６０と共回りする状態に保持される。

【００２３】固定側主軸１５および移動側主軸２５がサ
ーボモーター１７および２７によって回転される。続い
て、移動台２３がサーボモーター３８により左右の送り
ねじ装置３０Ａ、３０Ｂを介して前進されて、移動側ダ
イス２６が回転されながらワーク１に押接される。

【００２４】左右の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂは同期
用ベルト４３を介して同一のサーボモーター３８によっ
て互いに同期するように送り作動されるため、移動台２
３は左右均等に送り作動される。

【００２５】ワーク１が移動側ダイス２６によって固定
側ダイス１６の方向へ押されると、ワークレスト台５０
が固定側方向に前後方向ガイドレール５１およびガイド
５２によって摺動するため、ワーク１は両方のダイス２
６、１６に挟まれた状態になる。この状態で、サーボモ
ーター３８がコントローラーによって制御されながら、
移動側ダイス２６が左右の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂ
によって徐々に転造送りされると、ワーク１の外周面に
は転造加工が施される。

【００２６】この際、移動側ダイス２６は左右の送りね
じ装置３０Ａ、３０Ｂによって送られるため、転造加工
中の反力は左右の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂによって
分散して支えられる。したがって、移動側ダイス２６の
反力は２台の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂによって確実
に支持された状態になる。つまり、移動側ダイス２６は
左右の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂによって送られた通
りの位置においてワーク１を転造加工することになるた
め、その転造加工精度はきわめて良好になる。

【００２７】また、左右の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂ
の雄ねじ軸３２Ａ、３２Ｂが両ダイス１６、２６の作用
力軸線に対して互いに反対側同士になるように配設され
ていることにより、転造加工時の作用力は左右の送りね
じ装置３０Ａ、３０Ｂに略均等に分配されるため、２台
の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂによって移動側ダイス２
６が送られるにもかかわらず、ワーク１に左右方向のモ
ーメントが作用することはない。したがって、ワーク１
に左右方向のモーメントが作用することによって発生す
る加工精度の低下を未然に回避することができる。

【００２８】さらに、両送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂに
おける雄ねじ軸３２Ａ、３２Ｂの水平面が両ダイス１
６、２６の中心を結ぶ線分の延長線上に来るように配設
されているため、ワーク１から受ける転造時の作用力は
この線上に働くことになり、ワーク１に水平面に対して
上下方向のモーメントが作用するのを未然に回避するこ
とができる。

【００２９】転造加工中、ワーク１と両ダイス１６、２
６との転がり円は常に変動しているため、ウオームのピ
ッチ円による噛合と異なり、ピッチ円径と実際の転がり
円径との差により、ワーク１は両ダイス１６、２６に対
し軸心方向に動くことになる。つまり、ワークレスト台
５０が左右方向ガイドレール５４およびガイド５５によ
って左右方向に摺動自在に支持されているため、転造加
工中、両ダイス１６、２６からの力を受けてワーク１は
自然に左右方向に移動されることになる。

【００３０】転造加工終了後、移動台駆動用のサーボモ
ーター３８が前記とは逆方向に回転されることにより、
移動主軸台２４が送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂによって
後退される。続いて、転造済みのワーク１はワークレス
ト台５０から脱装される。

【００３１】前記実施例によれば次の効果が得られる。 （１） 転造加工中にダイスに作用する反力が左右で２
台の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂに分散されて支えられ
るため、ワーク１に対するダイスによる転造加工精度を
高めることができる。

【００３２】（２） 転造加工中にダイスに作用する反
力が左右で２台の送りねじ装置３０Ａ、３０Ｂに略均等
に分配されるため、ワーク１に左右方向のモーメントが
作用するのを回避することができ、相対的に、転造加工
精度を高めることができる。

【００３３】（３） 左右の送りねじ装置３０Ａ、３０
Ｂが１台のサーボモーター３８によって互いに同期する
ように送り作動されるため、左右の送りねじ装置３０
Ａ、３０Ｂの送り誤差を防止することができ、送り誤差
によるワーク１における左右方向のモーメントの発生を
未然に回避することができる。

【００３４】（４） さらに、両送りねじ装置３０Ａ、
３０Ｂにおける雄ねじ軸３２Ａ、３２Ｂの水平面が両ダ
イス１６、２６の中心を結ぶ線分の延長線上に来るよう
に配設されているため、ワーク１から受ける転造時の作
用力はこの線上に働くことになり、ワーク１に水平面に
対して上下方向のモーメントが作用するのを未然に回避
することができる。

【００３５】（５） 送りねじ装置にボールねじユニッ
ト５１が使用されているため、バックラッシュを抑制す
ることができ、転造加工精度をより一層高めることがで
きる。

【００３６】（６） 移動台駆動用モーター３８や主軸
駆動用モーター１７、２７としてサーボモーターを使用
することにより、フィードバック制御を実行する上で、
回転数、回転角、トルク等を容易かつ高精度に管理する
ことができる。

【００３７】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００３８】例えば、移動台駆動用モーターや主軸駆動
用モーターとしては、サーボモーターを使用するに限ら
ず、一般のモーターを使用してもよい。一般のモーター
が使用される場合には、回転数、回転角、トルク等を管
理することができるコントローラーを付帯設備すること
により、フィードバック制御し得るように構成すること
が望ましい。また、各伝動装置としては、ベルト伝動装
置を使用するに限らず、歯車伝動装置等を使用してもよ
い。

【００３９】左右の送りねじ装置３０Ａと３０Ｂとの同
期手段としては、１台のモーターと同期用伝動装置とを
組合わせた構成を使用するに限らず、２台のモーターが
電気的に同期される構成を使用してもよい。

【００４０】本発明に係る転造装置は、ウオームを転造
するのに使用するに限らず、ボルト等の雄ねじの転造
や、各種歯車の転造、ローレット加工、セレーション加
工、およびスプライン加工等の転造全般に使用すること
ができる。特に、本発明は、高い加工精度が要求される
転造装置に利用して優れた効果が得られる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転造装置における転造加工の精度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である転造装置を示す平面図
である。

【図２】その一部切断側面図である。

【図３】その背面図である。

【図４】その移動主軸台の送りねじ装置を示す側面図で
ある。

【図５】そのワークレスト台を示しており、（ａ）は正
面断面図、（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１…ワーク、１０…転造装置、１１…機台、１２…ベッ
ド、１３…スタンド、１４…固定主軸台、１５…主軸、
１６…固定側ダイス、１７…サーボモーター、１８…ベ
ルト伝動装置、２１…リニアガイドレール、２２…リニ
アガイド、２３…移動台、２４…移動主軸台、２５…移
動側主軸、２６…移動側ダイス、２７…サーボモータ
ー、２８…ベルト伝動装置、２９…スタンド、３０Ａ…
左側送りねじ装置、３０Ｂ…右側送りねじ装置、３１…
ボールねじユニット、３２…雌ねじブロック、３３、３
３Ａ、３３Ｂ…雄ねじ軸、３４…ラジアルジャーナル、
３５…ラジアル軸受、３６…プーリー、３７…ベルト、
３８…移動台駆動用サーボモーター、４０…ベルト伝動
装置、４１Ａ…左側中間小プーリー、４１Ｂ…右側中間
小プーリー、４２Ａ…左側中間大プーリー、４２Ｂ…右
側中間大プーリー、４３…同期用ベルト、４５…第１段
ベルト伝動装置、４６…第２段ベルト伝動装置、４７…
リニアスケール、５０…ワークレスト台、５１…前後方
向ガイドレール、５２…前後方向ガイド、５３…前後方
向移動テーブル、５４…左右方向ガイドレール、５５…
左右方向ガイド、５６…左右方向移動テーブル、５７…
左側スタンド、５８…右側スタンド、５９…左側ワーク
ホルダ、６０…右側ワークホルダ、６１、６２…軸受、
６３…ロータリーエンコーダー、６４…ベルト伝動装
置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定主軸台および移動主軸台にそれぞれ
   保持されて回転駆動される一対のダイス間でワークが挟
   まれて、移動主軸台が固定主軸台側に移動されて転造さ
   れる転造装置において、 前記移動主軸台が互いに離間した位置に平行に配設され
   た一対の送りねじ装置によって移動されるように構成さ
   れており、 両送りねじ装置は、その送り軸線のそれぞれが前記一対
   のダイスのワーク接触点のそれぞれを結ぶ線分の延長線
   を挟んで互いに反対側同士になるように、それぞれ配設
   されていることを特徴とする転造装置。
2. 【請求項２】 両送りねじ装置は、その水平面の送り軸
   線が一対のダイスのワーク接触点のそれぞれを結ぶ線分
   の延長線上に来るように配設されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の転造装置。