転造装置
【課題】被加工物をセンタで両側から支持する場合でも、転造加工の位相を任意に調整できる転造装置を提供する。
【解決手段】ワークＷを支持する一方のセンタである操作センタ５３が取り付けられる操作センタスリーブ６０に、内壁面の形状がワークＷの外周面の形状に合わせて形成される位相合わせガイド６４を取り付け、ワークＷが位相合わせガイド６４の内側に嵌挿されるように操作センタ５３でワークＷを支持する。そして、ダイス３２ａとワークＷとが同期して回転するようにダイス３２ａと操作センタスリーブ６０とをサーボモータで回転させて転造加工を行う。
【解決手段】ワークＷを支持する一方のセンタである操作センタ５３が取り付けられる操作センタスリーブ６０に、内壁面の形状がワークＷの外周面の形状に合わせて形成される位相合わせガイド６４を取り付け、ワークＷが位相合わせガイド６４の内側に嵌挿されるように操作センタ５３でワークＷを支持する。そして、ダイス３２ａとワークＷとが同期して回転するようにダイス３２ａと操作センタスリーブ６０とをサーボモータで回転させて転造加工を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の転造装置として、被加工物（ワーク）の外周面をセレーションやスプラインなどの凹凸形状に転造加工する装置であって、両側からワークをセンタで支持し、ダイスを回転させながらワークに押し当てて転造加工するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、センタが取り付けられたセンタ台をワークに対して移動させるサーボモータを設け、ワークを自動的にセンタで支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２５４０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の装置のようにワークをセンタで両側から支持するものは、チャックでワークの外周面を把持するものに比して、ワークを精度よく支持して精度良く転造加工を行うことができるものの、転造加工を開始するときには、静止したワークに対してダイスを回転させながら押し当てるため、ワークを複数箇所において転造加工するときに、それぞれの位相を任意に調整することができない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物をセンタで両側から支持する場合でも、転造加工の位相を任意に調整できる転造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る転造装置は、
第１の凹凸部を有する被加工物にダイスで転造加工を行い、前記第１の凹凸部とは異なる位置に第２の凹凸部を形成する転造装置であって、
前記被加工物の一端側に位置する第１のセンタと、前記被加工物の他端側に位置する第２のセンタと、を備え、前記第１のセンタと前記第２のセンタとで前記被加工物を両側から挟んで支持する支持手段と、
前記第１の凹凸部が挿通され、前記被加工物の軸方向から見て前記第１の凹凸部の凹凸が所定の配置になるように前記被加工物を案内する、前記被加工物とともに同軸で回転するガイドと、
前記ガイドの回転角と前記ダイスの回転角とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備える。
【０００７】
前記第１の凹凸部は、前記第２の凹凸部の転造加工前に、転造加工されたものであってもよい。
【０００８】
前記転造装置は、
前記ガイドが取り付けられる介在部材と、
前記介在部材が取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備えてもよく、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御してもよい。
この場合、前記介在部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記介在部材に取り付けられてもよい。
【０００９】
前記転造装置は、
前記ガイドが取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備えてもよく、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御してもよい。
この場合、前記回転部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記回転部材に取り付けられてもよい。
【００１０】
前記第１のセンタは、前記ガイドとともに同軸で回転してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の転造装置によれば、被加工物をセンタで両側から支持する場合でも、転造加工の位相を任意に調整できる転造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る転造装置の概略構成図である。
【図２】転造装置を図１中Ａ−Ａ方向から見たＡＡ視図である。
【図３】転造装置を図１中Ｂ−Ｂ方向から見たＢＢ視図である。
【図４】図２中の操作センタ周辺を拡大した拡大図である。
【図５】操作センタ周辺を図１中Ｃ−Ｃ方向から見たＣＣ視図である。
【図６】位相合わせガイドが取り付けられたときの図２中の操作センタ周辺を拡大した拡大図である。
【図７】位相合わせガイドが取り付けられたときの操作センタ周辺を図１中Ｃ−Ｃ方向から見たＣＣ視図である。
【図８】変形例の転造装置の操作センタ周辺を拡大した拡大図である。
【図９】変形例の転造装置の操作センタ周辺を図１中Ｃ−Ｃ方向から見たＣＣ視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る転造装置２０の構成図、かつ、転造装置２０を上から見た平面図を含む図であり、図２は、転造装置２０を図１中Ａ−Ａ方向から見たＡＡ視図であり、図３は、転造装置２０を図１中Ｂ−Ｂ方向から見たＢＢ視図である。図１から図３では、被加工物（ワーク）Ｗの一端の領域が既に転造加工されて加工部位Ｗｒ１が形成され、２カ所目の領域を転造加工して加工部位Ｗｒ２を形成する際の様子を示している。なお、図２では、見やすさを考慮して、断面に付すハッチングを適宜省略している。
【００１４】
転造装置２０は、ベッドＳ上に設置される。転造装置２０は、ダイス３２ａ，３２ｂを回転させながら円柱状のワークＷに押し当ててワークＷの外周面を転造加工する装置である。転造装置２０は、図１から図３に示すように、ダイスを回転させながらワークＷに押し当て、ワークＷを転造加工して、前記ワークＷの外周面の所定位置に凹凸部を形成する加工機構３０と、ワークＷを支持する支持機構４０と、支持機構４０やこの支持機構４０に支持されたワークＷを加工機構３０に対して移動させるワーク移動機構７０と、転造装置２０全体を駆動制御するコンピュータ９０とを備える。以下、ワークＷに押し当てるためにダイス３２ａ，３２ｂを移動させる方向（図１中、上下方向、図３中、左右方向）を「左右方向」といい、ワーク移動機構７０で支持機構４０やワークＷを移動させる方向（図１および図２中、左右方向）を「前後方向」という。
【００１５】
加工機構３０は、２つのダイス３２ａ，３２ｂと、ダイス３２ａ，３２ｂの回転軸としてダイス３２ａ，３２ｂを内側から軸支する主軸３４ａ，３４ｂと、この主軸３４ａ，３４ｂを回転可能に支持する主軸台３６ａ，３６ｂと、主軸３４ａ，３４ｂに動力を出力してダイス３２ａ，３２ｂを同一方向に回転駆動するダイス回転用の図示しないサーボモータを備える。２つのダイス３２ａ，３２ｂは、それぞれ、円柱形状であり、その外周面には、ワークＷを転造加工するのに用いられる加工歯が形成されている。２つのダイス３２ａ，３２ｂは、それぞれ、主軸３４ａ，３４ｂに着脱可能に取り付けられる。なお、２つのダイス３２ａ及び３２ｂは、一組のダイスを構成するが、この一組のダイスは、ワークＷに転造加工して形成したい凹凸部の形状に対応した加工歯をそれぞれ有する。なお、この一組のダイスは、複数組の中から、転造加工したい凹凸部の形状に合わせて選択されて用いられる。主軸台３６ａ，３６ｂは、複数のブロック３９ａ〜３９ｄを備える。主軸台３６ａ，３６ｂは、転造装置２０が設置されたベッドＳ上で左右方向に伸びるレール３８ａ〜３８ｃにブロック３９ａ〜３９ｄが係合するように載置され、ダイス移動用の図示しないサーボモータによってレール３８ａ〜３８ｃ上を滑動し、ワークＷに対するダイス３２ａ，３２ｂの位置を左右方向に調整可能に構成されている。
【００１６】
支持機構４０は、ワークＷの加工機構３０側（図１および図２中の右側、以下、後側という）の一端を支持する後部センタ機構４２と、この後部センタ機構４２が支持する側とは反対側（図１および図２中の左側、以下、前側という）のワークＷの一端を支持する操作センタ機構５０と、伸縮機構４８と、を備える。後部センタ機構４２と操作センタ機構５０とは、伸縮機構４８を介して連結されており、前後方向に配設されるレール４６上を一体に滑動できるように構成されている。また、伸縮機構４８は、エアシリンダ４８ａとシリンダロッド４８ｂとエアシリンダ４８ａへの空気の供給・排出を行う図示しない空気供給排出機構とを備え、エアシリンダ４８ａへの空気の供給・排出によって、前後方向に伸縮する（シリンダロッド４８ｂが前後方向に移動する）。この伸縮によって、後部センタ機構４２が操作センタ機構５０に対して相対的に移動し、ワークＷがクランプ・アンクランプされる。
【００１７】
後部センタ機構４２は、ワークＷの後端に当接してワークＷを支持する後部センタ４３と、レール４６に係合されたブロック４５と、ブロック４５の上面に設けられて後部センタ４３が取り付けられる後部センタ台４４とから構成される。後部センタ４３は、その先端が尖形に形成されており、ダイス３２ａ，３２ｂの回転中心と後部センタ４３の先端とがベッドＳに対して等しい高さになるよう後部センタ台４４に取り付けられる。
【００１８】
操作センタ機構５０は、ワークＷの前端に当接してワークＷを支持する操作センタ５３と、レール４６に係合されたブロック５５と、ブロック５５の上面に設けられる移動台５４と、ブッシュ６２と、移動台５４に回転自在に軸受されると共にブッシュ６２を介して操作センタ５３が取り付けられる操作センタスリーブ６０と、ブッシュ６２に取り付けられる位相合わせガイド６４と、プーリ５７ａ，５７ｂと、ベルト５８と、プーリ５７ａ，５７ｂ及びベルト５８を介して操作センタスリーブ６０を回転させるスリーブ回転用のサーボモータ５９と、を備える。操作センタ５３は、後部センタ４３と同様に、その先端が尖形に形成されており、ダイス３２ａ，３２ｂの回転中心と操作センタ５３の先端とが等しい高さになるようブッシュ６２を介して操作センタスリーブ６０に取り付けられる。また、操作センタ機構５０は、レール４６より下部に、ブロック５５に連結されたナット５６をさらに備える。
【００１９】
図４に、位相合わせガイド６４がブッシュ６２に取り付けられていないときの図２の操作センタ５３周辺を拡大した拡大図（断面図）を示し、図５に、このときの操作センタ５３を後側（図１中、Ｃ−Ｃ方向）から見た一例を示す。図４に示すように、実施例の転造装置２０では、操作センタスリーブ６０は、例えば金属などにより中空の円管状に形成され、内側にブッシュ６２が取り付けられる。
【００２０】
ブッシュ６２は、例えば金属などにより形成され、操作センタ５３を内側に支持可能で且つ位相合わせガイド６４を内側に取り付け可能な形状として、図４および図５に示すように、一端が、操作センタ５３が挿入されるときに空気が抜ける孔を有する閉口端に、他端が、位相合わせガイド６４を取り付け可能なように一段拡管された開口端に形成されている。ブッシュ６２には、操作センタ５３を収納する孔が形成されており、この孔に操作センタ５３が収納されることによって、操作センタ５３を支持する。本実施形態では、ブッシュ６２の外周側から回り止めボルト６９を操作センタ５３に向かって挿入するものとし、これにより、操作センタ５３がブッシュ６２に対して空回りするのを効果的に抑制している。
【００２１】
このブッシュ６２は、操作センタスリーブ６０の内側に挿入された状態で６箇所において前後方向にブッシュ６２から操作センタスリーブ６０に向けてネジ（本実施形態ではボルト）６７（図５中、符号６７ａ〜６７ｆ）によって、ネジ締めすることにより操作センタスリーブ６０に取り付けられ、操作センタスリーブ６０の回転に伴って一体に回転する。また、本実施形態では、操作センタスリーブ６０の外周側から回り止めピン６６（ハッチングは省略した。）をブッシュ６２に向かって挿入するものとし、これにより、ブッシュ６２が操作センタスリーブ６０に対して空回りするのを効果的に抑制している。
【００２２】
また、ブッシュ６２には、位相合わせガイド６４が着脱可能に取り付けられる。図６に、位相合わせガイド６４が取り付けられたときの図２の操作センタ５３周辺を拡大した拡大図（断面図）を示し、図７に、このときの操作センタ５３を後側から見た一例を示す。位相合わせガイド６４は、例えば金属などにより、貫通孔を有する形状（略円筒形状）に形成され、貫通孔の内壁面６４ａが、ワークＷの外周面に形成されている凹凸部の形状に合わせた形状に予め形成されている。即ち、例えば、ワークＷの一端が既にスプラインやセレーションなどの形状に加工されている場合には、このスプラインやセレーションなどの形状に合わせた形状の内壁面６４ａから構成される貫通孔を有するものを位相合わせガイド６４として用いるのである。なお、スプラインやセレーションなどは、その凹凸が他の部分とはことなる異形状部分を有する。これに対応するため、位相合わせガイド６４の内壁面６４ａは、他の凹凸とは異なる異形状部６４ａａを有する。
【００２３】
位相合わせガイド６４は、ブッシュ６２の内側に挿入されて４カ所において位相合わせガイド６４からブッシュ６２に向けてネジ６８（図７中、６８ａ〜６８ｄ）によってネジ締めすることによりブッシュ６２に取り付けられる。このように、操作センタスリーブ６０に対して着脱可能なブッシュ６２に、操作センタ５３や位相合わせガイド６４を取り付けるものとすることにより、ブッシュ６２を操作センタスリーブ６０から外した状態で操作センタ５３や位相合わせガイド６４を取り付けたり取り外したりすることができ、操作センタ５３や位相合わせガイド６４の着脱を容易に行うことができる。
【００２４】
また、本実施形態では、ブッシュ６２と位相合わせガイド６４とは、ボルト締めのための孔とは別にそれぞれ１つの位置決め孔６２ｈ，６４ｈが設けられ、ブッシュ６２に位相合わせガイド６４を取り付けるときには、位置決め孔６２ｈ，６４ｈが同じ位置となるように配置した状態でピンｐを位置決め孔６２ｈ，６４ｈに挿入して取り付けるものとした。これにより、位相合わせガイド６４の位置決めがなされ、位相合わせガイド６４を、ブッシュ６２に対して適切な角度で取り付けることができる。上記の構成によって、操作センタスリーブ６０、ブッシュ６２、位相合わせガイド６４は、同軸で一体的に回転する。
【００２５】
ワーク移動機構７０は、操作センタ機構５０の移動台５４の下部に連結されたナット５６と係合するボールネジ７６と、２つのプーリ７７ａ，７７ｂおよびベルト７８と、２つのプーリ７７ａ，７７ｂおよびベルト７８を介してボールネジ７６を回転させる支持機構移動用サーボモータ７９とを備え、サーボモータ７９を駆動してボールネジ７６を回転させることにより、ボールネジ７６に係合されたナット５６を移動させて操作センタ機構５０（つまり、支持機構４０全体）を前後方向に移動させる。このように操作センタ機構５０を移動させることにより、ワーク移動機構７０は、ワークＷが支持機構４０に支持（クランプ）されているときには、支持機構４０と支持機構４０に支持されたワークＷとを一体に前後方向に移動させることができる。
【００２６】
次に、こうして構成された転造装置２０を用いて円柱形状のワークＷを複数箇所において転造加工する際の動作の一例として、ワークＷの一端部を転造加工し、加工部位Ｗｒ１（第１の凹凸部）を形成する第１の転造加工を行うと共にダイスを交換して加工部位Ｗｒ１とは異なる所望の位置を転造加工して、加工部位Ｗｒ２（第２の凹凸部）を形成する第２の転造加工を行う際の動作について説明する。なお、ワークＷは、ダイス３２ａ，３２ｂによって両端から支持可能なように両端の中心に凹部が形成された円柱状の部材を用いるものとする。また、コンピュータ９０は、プログラムの指示に従って、下記の制御を行うものとする。また、コンピュータ９０は、操作センタスリーブ６０、ダイス３２ａ，３２ｂ等の回転角を、図示しない回転角度検出部を用いて適宜検出して、検出した回転角に基づいて、下記の制御（同期回転、回転角の調整等）を行うものとする。
【００２７】
まず、第１の転造加工を行うために、操作者がワークＷを操作センタ５３と後部センタ４３との間に配置すると、コンピュータ９０は、操作者の操作入力を契機として、空気供給排出機構を制御して、エアシリンダ４８ａから空気を排出させ、後部センタ台４４を前側に移動させ、ワークＷを操作センタ５３と後部センタ４３とで両側から挟んで支持（クランプ）させる。このとき、操作センタ５３と後部センタ４３とは、それぞれ、その先端が前記の凹部に入り込み、ワークＷの先端又は後端に当接する。第１の転造加工を行うときには、ブッシュ６２には、位相合わせガイド６４が取り付けられないものとしてもよいし（図４および図５参照）、図示しないカバーなどが取り付けられるものとしてもよい。
【００２８】
次に、コンピュータ９０は、支持機構移動用のサーボモータ７９を駆動してボールネジ７６を回転させ、支持機構４０とワークＷとを転造位置に移動させる。つまり、ダイス３２ａ，３２ｂの位置にワークＷの加工部位Ｗｒ１を形成したい箇所が位置するように、支持機構４０とワークＷとを移動させる。そして、コンピュータ９０は、ダイス回転用のサーボモータによってダイス３２ａ，３２ｂを同一方向に同期回転させながら、ダイス移動用のサーボモータによってダイス３２ａ，３２ｂをワークＷに押し当ててワークＷを転造加工する。これによって、ワークＷに加工部位Ｗｒ１（第１の凹凸部）が形成される。なお、第１の転造加工では、スリーブ回転用のサーボモータ５９を駆動してワークＷがダイス３２ａ，３２ｂと同期して回転するように操作センタスリーブ６０を回転させるものとしてもよいし、サーボモータ５９を駆動せずにダイス３２ａ，３２ｂから受ける力によってワークＷを回転させるものとしてもよい。
【００２９】
ワークＷの第１の転造加工が終了すると、コンピュータ９０は、ダイス移動用のサーボモータを駆動してワークＷからダイス３２ａ，３２ｂを離すと共にダイス回転用のサーボモータの駆動を停止してダイス３２ａ，３２ｂの回転を停止させ、支持機構移動用のサーボモータ７９を駆動して支持機構４０を初期位置に戻すと共に、空気供給排出機構を制御して、エアシリンダ４８ａに空気を供給し、ワークＷの支持を解除（アンクランプ）する。操作者は、支持機構４０からワークＷを取り外す。
【００３０】
続いて、第２の転造加工を行うために、操作者は、ダイス３２ａ，３２ｂを取り替えると共にブッシュ６２に位相合わせガイド６４を取り付ける。この位相合わせガイド６４としては、内壁面６４ａの形状が、第１の転造加工で形成されたワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸に合わせて形成されたものを用いることになる。また、位相合わせガイド６４を取り付けるときには、操作者は、操作センタ５３をワークＷに押し当てたときに位相合わせガイド６４の孔内にワークＷの加工部位Ｗｒ１が位置するように操作センタ５３の位置も適宜調整する。
【００３１】
そして、操作者がワークＷを位相合わせガイド６４に嵌挿すると、コンピュータ９０は、操作者の操作入力を契機として、第１の転造加工のときと同様にワークＷを操作センタ５３および後部センタ４３で支持するとともに、ダイス３２ａ，３２ｂの位置にワークＷの加工部位Ｗｒ２を形成したい箇所が位置するように、支持機構４０とワークＷとを移動させる。前記の支持により、ワークＷの第１の転造加工で形成された加工部位Ｗｒ１の凹凸と位相合わせガイド６４の内壁面６４ａとが係合し、ワークＷは、位相合わせガイド６４が取り付けられている角度に応じた角度で支持機構４０に支持される。即ち、ワークＷは、位相合わせガイド６４によってワークＷの軸方向から見て加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置になるよう案内されるのである。このような支持によって、ワークＷは、操作センタスリーブ６０（操作センタ５３及び位相合わせガイド６４）の回転に伴って、操作センタスリーブ６０と同軸で一体的に回転する。
【００３２】
こうしてワークＷが所定の角度で支持された状態（加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置になる状態）で、第２の転造加工によって加工・形成される加工部位Ｗｒ２の凹凸と前記で形成された加工部位Ｗｒ１の凹凸との位相差（例えば、各加工部位における異形状部分の、周方向における位置のずれの差）が所望なものとなるように、コンピュータ９０は、ダイス回転用のサーボモータとスリーブ回転用のサーボモータ５９とを駆動して、ダイス３２ａ，３２ｂとワークＷとを適宜回転させ、ダイス３２ａ，３２ｂの回転角とワークＷの回転角とを調整する。ワークＷと位相合わせガイド６４と操作センタスリーブ６０とは一体に回転するので、コンピュータ９０は、操作センタスリーブ６０を適宜回転させて、操作センタスリーブ６０の回転角を調整することによって、位相合わせガイド６４の回転角やワークＷの回転角を調整する。本実施形態では、コンピュータ９０は、ダイス３２ａ，３２ｂの回転角とワークＷの回転角との調整を、位相合わせガイド６４の位置決め孔６４ｈが真下を向くようにサーボモータ５９を駆動して操作センタスリーブ６０を回転させるとともに（コンピュータ９０は、操作センタスリーブ６０の回転角が予め設定される規定値の回転角になるように、操作センタスリーブ６０を回転させることによって、この制御を行う。）、ダイス３２ａ，３２ｂが所定の角度となるようにダイス回転用のサーボモータを駆動することによって行う。操作センタスリーブ６０の目標の回転角やダイス３２ａ，３２ｂの目標の回転角は、第１の転造加工で用いられるダイス３２ａ，３２ｂの加工歯の形状と第２の転造加工で用いられるダイス３２ａ，３２ｂの加工歯の形状とに基づいて予め定めるものとしてもよいし、幾つかのワークＷを試し加工して定めるものとしてもよい。
【００３３】
コンピュータ９０は、この調整を、ワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとのうちのいずれかを回転させることによって行ってもよい。例えば、所望の位相差が０°でない場合であって、現在の状態（第２の転造加工における初期状態）において、加工部位Ｗｒ２の凹凸と加工部位Ｗｒ１の凹凸との位相差を０°とするようにダイス３２ａ，３２ｂ及びワークＷとが配置されている場合、コンピュータ９０は、ダイス３２ａ，３２ｂ又は操作センタスリーブ６０を所望の位相差分（例えば、９０°分）だけ回転させ、両者の回転角を調整するものとしてもよい。
【００３４】
いずれにしても、上記のような方法等によって、位相合わせガイド６４によって規定される加工部位Ｗｒ１の凹凸の所定の配置（加工部位Ｗｒ１における異形状部分の、周方向における位置）に基づいて、位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角とが制御されることになる。いまは、位相合わせガイド６４によってワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるよう案内されているから、このように位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角との少なくとも一方を制御することにより、ワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸とダイス３２ａ，３２ｂの加工歯との位相差を任意に調整することができる。
【００３５】
コンピュータ９０は、前記のようにワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとの角度を調整すると、ワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとが同期して回転するようにスリーブ回転用のサーボモータ５９とダイス回転用のサーボモータとを駆動しながら、ダイス移動用のサーボモータを駆動してダイス３２ａ，３２ｂをワークＷに押し当てて第２の転造加工を行う。これによって、ワークＷに加工部位Ｗｒ２（第２の凹凸部）が形成される。そして、ワークＷの第２の転造加工が終わると、コンピュータ９０は、第１の転造加工のときと同様に、ワークＷからダイス３２ａ，３２ｂを離すと共にダイス３２ａ，３２ｂの回転を停止し、支持機構４０を初期位置に戻して支持機構４０によるワークＷの支持を解除する。その後、操作者は、支持機構４０からワークＷを取り外す。
【００３６】
第２の転造加工では、位相合わせガイド６４によってワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるように支持されるから、位相合わせガイド６４とダイス３２ａ，３２ｂとの少なくとも一方の回転角を制御することにより、ワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸とダイス３２ａ，３２ｂの加工歯との位相差を任意に調整でき、この状態でワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとを同期して回転させて転造加工を行うことにより、ワークＷに形成される加工部位Ｗｒ２の凹凸の位相を任意に調整することができる。これにより、第１の転造加工と第２の転造加工とによって形成される加工部位Ｗｒ１の凹凸と加工部位Ｗｒ２の凹凸との位相差を精度よく調整することができる。また、転造装置２０では、位相合わせガイド６４にワークＷが嵌挿された状態で操作センタ５３と後部センタ４３とによってワークＷの両端を支持することにより、チャックによってワークＷを把持する場合に比してワークＷの外周面が傷つくのを抑制することができる。また、回転軸も安定する。
【００３７】
なお、こうした第１の転造加工と第２の転造加工とを複数のワークＷに対して行う際には、複数のワークＷすべてに対して第１の転造加工を行った後に第２の転造加工を行うことが望ましい。こうすることで、２つ目の以降のワークＷについては、ワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとの位相差が調整された状態で第２の転造加工を行うことができ、効率よく複数のワークＷを加工することができる。
【００３８】
本実施形態では、上記の構成によって、位相合わせガイド６４は、加工部位Ｗｒ１が挿通され、ワークＷの軸方向から見て加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置になるように（特に、異形状部分の位置が所定の位置になるように）、ワークＷを案内してワークＷとともに同軸で回転し、コンピュータ９０は、位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角とのうちの少なくとも一方を制御する。ワークＷは、位相合わせガイド６４に加工部位Ｗｒ１の凹凸が挿通して支持され、位相合わせガイド６４が所定の回転角のときにワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるから、コンピュータ９０が、位相合わせガイド６４とダイス３２ａ，３２ｂとの回転角を調整することにより、ワークＷの第１の転造加工による加工部位Ｗｒ１の凹凸と第２の転造加工による加工部位Ｗｒ２の凹凸との位相を任意に調整することができる。
【００３９】
以上説明した本発明の一実施例としての転造装置２０では、操作センタ５３と後部センタ４３とによりワークＷの両端を支持して転造加工をするから、チャックによりワークＷの外周面を把持して転造加工するものに比してワークＷの形状精度を精度よく加工を行うことができる。また、ワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が挿通されてワークＷの軸方向から見て加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるようにワークＷを案内する位相合わせガイド６４を設け、位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角とを制御するから、ダイス３２ａ，３２ｂによってワークＷに施される転造加工の位相を任意に調整することができ、特にワークＷを複数箇所において転造加工するときに、それぞれ形成される転造加工部の位相差を精度よく調整することができる。
【００４０】
上記の転造装置２０では、操作センタ５３や位相合わせガイド６４は、ブッシュ６２（介在部材の一例）を介して操作センタスリーブ６０（回転部材の一例）に着脱可能に取り付けられるものとした。これによって、操作センタ５３、位相合わせガイド６４、ブッシュ６２を適宜交換できる（例えば、摩耗時）。また、１つのブッシュ６２で、複数種の位相合わせガイド６４、操作センタ５３を取り付けることができる。また、複数種のブッシュ６２も取り付けることができる。また、ブッシュ６２は、孔を備え、この孔に操作センタ５３が入れられる構成によって、同じブッシュ６２で操作センタ５３の長さ等が異なる複数種の操作センタ５３を適宜ブッシュ６２に取り付けることができる。このようにして、必要な部品のみを交換することで、複数種の転造加工に効率良く対応できる。特に、操作センタスリーブ６０を交換する必要が無くなる。なお、図８および図９に示すように、ブッシュ６２を備えずに操作センタスリーブ６０に対して直接に操作センタ５３や位相合わせガイド６４が取り付けられるものとしてもよい。こうすれば、部品点数を減らすことができると共に操作センタ支持機構５０の剛性を高くすることができる。また、この場合、操作センタスリーブ６０に位置決め孔が設けられ、操作センタスリーブ６０に位相合わせガイド６４を取り付けるときには、図９に示すように、操作センタスリーブ６０の位置決め孔と位相合わせガイド６４の位置決め孔６４ｈとが同じ位置となるように配置した状態でピンｐを挿入して取り付けるものとしてもよい。こうすれば、位相合わせガイド６４の位置決めがなされ、位相合わせガイド６４を、操作センタスリーブ６０に対して適切な角度で取り付けることができる。
【００４１】
上記の転造装置２０では、位相合わせガイド６４をブッシュ６２に取り付けるときに、位相合わせガイド６４とブッシュ６２とのそれぞれに設けられた位置決め孔６４ｈ，６２ｈにピンｐを挿入するものとしたが、位相合わせガイド６４に、ブッシュ６２の位置決め孔６２ｈに挿入される凸部が設けられるものとしてもよいし、こうした位置決め孔６２ｈ，６４ｈやピンｐを設けないものとしてもよい。また、上記の転造装置２０では、操作センタスリーブ６０の外周面からブッシュ６２に向けて回り止めピン６６が挿入されるものとしたが、こうした回り止めピン６６が挿入されないものとしても構わない。
【００４２】
上記の転造装置２０では、位相合わせガイド６４を、ワークＷがスプラインやセレーションなどの形状に形成された場合を例として説明したが、ワークＷの少なくとも外周面の一部に凹凸を備えるものであれば、この凹凸に合わせて位相合わせガイド６４の内壁面６４ａが形成されるものとすればよい。
【００４３】
上記の転造装置２０では、外周面に加工歯が形成された２つのダイス３２ａ，３２ｂをワークＷに押し当てて転造加工を行うものとしたが、外周面に加工歯が形成された少なくとも１つのダイスがワークＷに押し当てられて転造加工が行われるものであればよく、外周面に加工歯が形成された１つのダイスがワークＷに押し当てられるものとしたり、３つ以上のダイスがワークＷに押し当てられるものとしても構わない。
【００４４】
操作センタ５３は、回転せずに、位相合わせガイド６４のみが回転する構成であってもよい。操作センタ５３、位相合わせガイド６４は、操作センタスリーブ６０と同一の材料で、一体的に形成されたものであってもよい。
【００４５】
コンピュータ９０は、ＮＣ装置であってもよく、ベッドＳ上に設けられるものとしてもよいし、ベッドＳから離れた位置に設置されて制御対象と有線または無線で接続されるものとしてもよい。
【００４６】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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において、様々な変更（構成要素の削除等を含む）をなし得ることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
２０ 転造装置
３０ 加工機構
３２ａ，３２ｂ ダイス
３４ａ，３４ｂ 主軸
３６ａ，３６ｂ 主軸台
３８ａ〜３８ｃ レール
４０ 支持機構
４２ 後部センタ機構
４３ 後部センタ
４４ 後部センタ台
４５ ブロック
４６ レール
４８ 伸縮機構
５０ 操作センタ機構
５３ 操作センタ
５４ 移動台
５５ ブロック
５６ ナット
５７ａ，５７ｂ，７７ａ，７７ｂ プーリ
５８，７８ ベルト
５９，７９ サーボモータ
６０ 操作センタスリーブ
６２ ブッシュ
６４ 位相合わせガイド
６２ｈ，６４ｈ 位置決め孔
６７ａ〜６７ｆ，６８ａ〜６８ｄ ネジ
７６ ボールネジ
Ｓ ベッド
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の転造装置として、被加工物（ワーク）の外周面をセレーションやスプラインなどの凹凸形状に転造加工する装置であって、両側からワークをセンタで支持し、ダイスを回転させながらワークに押し当てて転造加工するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、センタが取り付けられたセンタ台をワークに対して移動させるサーボモータを設け、ワークを自動的にセンタで支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２５４０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の装置のようにワークをセンタで両側から支持するものは、チャックでワークの外周面を把持するものに比して、ワークを精度よく支持して精度良く転造加工を行うことができるものの、転造加工を開始するときには、静止したワークに対してダイスを回転させながら押し当てるため、ワークを複数箇所において転造加工するときに、それぞれの位相を任意に調整することができない。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被加工物をセンタで両側から支持する場合でも、転造加工の位相を任意に調整できる転造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る転造装置は、
第１の凹凸部を有する被加工物にダイスで転造加工を行い、前記第１の凹凸部とは異なる位置に第２の凹凸部を形成する転造装置であって、
前記被加工物の一端側に位置する第１のセンタと、前記被加工物の他端側に位置する第２のセンタと、を備え、前記第１のセンタと前記第２のセンタとで前記被加工物を両側から挟んで支持する支持手段と、
前記第１の凹凸部が挿通され、前記被加工物の軸方向から見て前記第１の凹凸部の凹凸が所定の配置になるように前記被加工物を案内する、前記被加工物とともに同軸で回転するガイドと、
前記ガイドの回転角と前記ダイスの回転角とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備える。
【０００７】
前記第１の凹凸部は、前記第２の凹凸部の転造加工前に、転造加工されたものであってもよい。
【０００８】
前記転造装置は、
前記ガイドが取り付けられる介在部材と、
前記介在部材が取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備えてもよく、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御してもよい。
この場合、前記介在部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記介在部材に取り付けられてもよい。
【０００９】
前記転造装置は、
前記ガイドが取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備えてもよく、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御してもよい。
この場合、前記回転部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記回転部材に取り付けられてもよい。
【００１０】
前記第１のセンタは、前記ガイドとともに同軸で回転してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の転造装置によれば、被加工物をセンタで両側から支持する場合でも、転造加工の位相を任意に調整できる転造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る転造装置の概略構成図である。
【図２】転造装置を図１中Ａ−Ａ方向から見たＡＡ視図である。
【図３】転造装置を図１中Ｂ−Ｂ方向から見たＢＢ視図である。
【図４】図２中の操作センタ周辺を拡大した拡大図である。
【図５】操作センタ周辺を図１中Ｃ−Ｃ方向から見たＣＣ視図である。
【図６】位相合わせガイドが取り付けられたときの図２中の操作センタ周辺を拡大した拡大図である。
【図７】位相合わせガイドが取り付けられたときの操作センタ周辺を図１中Ｃ−Ｃ方向から見たＣＣ視図である。
【図８】変形例の転造装置の操作センタ周辺を拡大した拡大図である。
【図９】変形例の転造装置の操作センタ周辺を図１中Ｃ−Ｃ方向から見たＣＣ視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る転造装置２０の構成図、かつ、転造装置２０を上から見た平面図を含む図であり、図２は、転造装置２０を図１中Ａ−Ａ方向から見たＡＡ視図であり、図３は、転造装置２０を図１中Ｂ−Ｂ方向から見たＢＢ視図である。図１から図３では、被加工物（ワーク）Ｗの一端の領域が既に転造加工されて加工部位Ｗｒ１が形成され、２カ所目の領域を転造加工して加工部位Ｗｒ２を形成する際の様子を示している。なお、図２では、見やすさを考慮して、断面に付すハッチングを適宜省略している。
【００１４】
転造装置２０は、ベッドＳ上に設置される。転造装置２０は、ダイス３２ａ，３２ｂを回転させながら円柱状のワークＷに押し当ててワークＷの外周面を転造加工する装置である。転造装置２０は、図１から図３に示すように、ダイスを回転させながらワークＷに押し当て、ワークＷを転造加工して、前記ワークＷの外周面の所定位置に凹凸部を形成する加工機構３０と、ワークＷを支持する支持機構４０と、支持機構４０やこの支持機構４０に支持されたワークＷを加工機構３０に対して移動させるワーク移動機構７０と、転造装置２０全体を駆動制御するコンピュータ９０とを備える。以下、ワークＷに押し当てるためにダイス３２ａ，３２ｂを移動させる方向（図１中、上下方向、図３中、左右方向）を「左右方向」といい、ワーク移動機構７０で支持機構４０やワークＷを移動させる方向（図１および図２中、左右方向）を「前後方向」という。
【００１５】
加工機構３０は、２つのダイス３２ａ，３２ｂと、ダイス３２ａ，３２ｂの回転軸としてダイス３２ａ，３２ｂを内側から軸支する主軸３４ａ，３４ｂと、この主軸３４ａ，３４ｂを回転可能に支持する主軸台３６ａ，３６ｂと、主軸３４ａ，３４ｂに動力を出力してダイス３２ａ，３２ｂを同一方向に回転駆動するダイス回転用の図示しないサーボモータを備える。２つのダイス３２ａ，３２ｂは、それぞれ、円柱形状であり、その外周面には、ワークＷを転造加工するのに用いられる加工歯が形成されている。２つのダイス３２ａ，３２ｂは、それぞれ、主軸３４ａ，３４ｂに着脱可能に取り付けられる。なお、２つのダイス３２ａ及び３２ｂは、一組のダイスを構成するが、この一組のダイスは、ワークＷに転造加工して形成したい凹凸部の形状に対応した加工歯をそれぞれ有する。なお、この一組のダイスは、複数組の中から、転造加工したい凹凸部の形状に合わせて選択されて用いられる。主軸台３６ａ，３６ｂは、複数のブロック３９ａ〜３９ｄを備える。主軸台３６ａ，３６ｂは、転造装置２０が設置されたベッドＳ上で左右方向に伸びるレール３８ａ〜３８ｃにブロック３９ａ〜３９ｄが係合するように載置され、ダイス移動用の図示しないサーボモータによってレール３８ａ〜３８ｃ上を滑動し、ワークＷに対するダイス３２ａ，３２ｂの位置を左右方向に調整可能に構成されている。
【００１６】
支持機構４０は、ワークＷの加工機構３０側（図１および図２中の右側、以下、後側という）の一端を支持する後部センタ機構４２と、この後部センタ機構４２が支持する側とは反対側（図１および図２中の左側、以下、前側という）のワークＷの一端を支持する操作センタ機構５０と、伸縮機構４８と、を備える。後部センタ機構４２と操作センタ機構５０とは、伸縮機構４８を介して連結されており、前後方向に配設されるレール４６上を一体に滑動できるように構成されている。また、伸縮機構４８は、エアシリンダ４８ａとシリンダロッド４８ｂとエアシリンダ４８ａへの空気の供給・排出を行う図示しない空気供給排出機構とを備え、エアシリンダ４８ａへの空気の供給・排出によって、前後方向に伸縮する（シリンダロッド４８ｂが前後方向に移動する）。この伸縮によって、後部センタ機構４２が操作センタ機構５０に対して相対的に移動し、ワークＷがクランプ・アンクランプされる。
【００１７】
後部センタ機構４２は、ワークＷの後端に当接してワークＷを支持する後部センタ４３と、レール４６に係合されたブロック４５と、ブロック４５の上面に設けられて後部センタ４３が取り付けられる後部センタ台４４とから構成される。後部センタ４３は、その先端が尖形に形成されており、ダイス３２ａ，３２ｂの回転中心と後部センタ４３の先端とがベッドＳに対して等しい高さになるよう後部センタ台４４に取り付けられる。
【００１８】
操作センタ機構５０は、ワークＷの前端に当接してワークＷを支持する操作センタ５３と、レール４６に係合されたブロック５５と、ブロック５５の上面に設けられる移動台５４と、ブッシュ６２と、移動台５４に回転自在に軸受されると共にブッシュ６２を介して操作センタ５３が取り付けられる操作センタスリーブ６０と、ブッシュ６２に取り付けられる位相合わせガイド６４と、プーリ５７ａ，５７ｂと、ベルト５８と、プーリ５７ａ，５７ｂ及びベルト５８を介して操作センタスリーブ６０を回転させるスリーブ回転用のサーボモータ５９と、を備える。操作センタ５３は、後部センタ４３と同様に、その先端が尖形に形成されており、ダイス３２ａ，３２ｂの回転中心と操作センタ５３の先端とが等しい高さになるようブッシュ６２を介して操作センタスリーブ６０に取り付けられる。また、操作センタ機構５０は、レール４６より下部に、ブロック５５に連結されたナット５６をさらに備える。
【００１９】
図４に、位相合わせガイド６４がブッシュ６２に取り付けられていないときの図２の操作センタ５３周辺を拡大した拡大図（断面図）を示し、図５に、このときの操作センタ５３を後側（図１中、Ｃ−Ｃ方向）から見た一例を示す。図４に示すように、実施例の転造装置２０では、操作センタスリーブ６０は、例えば金属などにより中空の円管状に形成され、内側にブッシュ６２が取り付けられる。
【００２０】
ブッシュ６２は、例えば金属などにより形成され、操作センタ５３を内側に支持可能で且つ位相合わせガイド６４を内側に取り付け可能な形状として、図４および図５に示すように、一端が、操作センタ５３が挿入されるときに空気が抜ける孔を有する閉口端に、他端が、位相合わせガイド６４を取り付け可能なように一段拡管された開口端に形成されている。ブッシュ６２には、操作センタ５３を収納する孔が形成されており、この孔に操作センタ５３が収納されることによって、操作センタ５３を支持する。本実施形態では、ブッシュ６２の外周側から回り止めボルト６９を操作センタ５３に向かって挿入するものとし、これにより、操作センタ５３がブッシュ６２に対して空回りするのを効果的に抑制している。
【００２１】
このブッシュ６２は、操作センタスリーブ６０の内側に挿入された状態で６箇所において前後方向にブッシュ６２から操作センタスリーブ６０に向けてネジ（本実施形態ではボルト）６７（図５中、符号６７ａ〜６７ｆ）によって、ネジ締めすることにより操作センタスリーブ６０に取り付けられ、操作センタスリーブ６０の回転に伴って一体に回転する。また、本実施形態では、操作センタスリーブ６０の外周側から回り止めピン６６（ハッチングは省略した。）をブッシュ６２に向かって挿入するものとし、これにより、ブッシュ６２が操作センタスリーブ６０に対して空回りするのを効果的に抑制している。
【００２２】
また、ブッシュ６２には、位相合わせガイド６４が着脱可能に取り付けられる。図６に、位相合わせガイド６４が取り付けられたときの図２の操作センタ５３周辺を拡大した拡大図（断面図）を示し、図７に、このときの操作センタ５３を後側から見た一例を示す。位相合わせガイド６４は、例えば金属などにより、貫通孔を有する形状（略円筒形状）に形成され、貫通孔の内壁面６４ａが、ワークＷの外周面に形成されている凹凸部の形状に合わせた形状に予め形成されている。即ち、例えば、ワークＷの一端が既にスプラインやセレーションなどの形状に加工されている場合には、このスプラインやセレーションなどの形状に合わせた形状の内壁面６４ａから構成される貫通孔を有するものを位相合わせガイド６４として用いるのである。なお、スプラインやセレーションなどは、その凹凸が他の部分とはことなる異形状部分を有する。これに対応するため、位相合わせガイド６４の内壁面６４ａは、他の凹凸とは異なる異形状部６４ａａを有する。
【００２３】
位相合わせガイド６４は、ブッシュ６２の内側に挿入されて４カ所において位相合わせガイド６４からブッシュ６２に向けてネジ６８（図７中、６８ａ〜６８ｄ）によってネジ締めすることによりブッシュ６２に取り付けられる。このように、操作センタスリーブ６０に対して着脱可能なブッシュ６２に、操作センタ５３や位相合わせガイド６４を取り付けるものとすることにより、ブッシュ６２を操作センタスリーブ６０から外した状態で操作センタ５３や位相合わせガイド６４を取り付けたり取り外したりすることができ、操作センタ５３や位相合わせガイド６４の着脱を容易に行うことができる。
【００２４】
また、本実施形態では、ブッシュ６２と位相合わせガイド６４とは、ボルト締めのための孔とは別にそれぞれ１つの位置決め孔６２ｈ，６４ｈが設けられ、ブッシュ６２に位相合わせガイド６４を取り付けるときには、位置決め孔６２ｈ，６４ｈが同じ位置となるように配置した状態でピンｐを位置決め孔６２ｈ，６４ｈに挿入して取り付けるものとした。これにより、位相合わせガイド６４の位置決めがなされ、位相合わせガイド６４を、ブッシュ６２に対して適切な角度で取り付けることができる。上記の構成によって、操作センタスリーブ６０、ブッシュ６２、位相合わせガイド６４は、同軸で一体的に回転する。
【００２５】
ワーク移動機構７０は、操作センタ機構５０の移動台５４の下部に連結されたナット５６と係合するボールネジ７６と、２つのプーリ７７ａ，７７ｂおよびベルト７８と、２つのプーリ７７ａ，７７ｂおよびベルト７８を介してボールネジ７６を回転させる支持機構移動用サーボモータ７９とを備え、サーボモータ７９を駆動してボールネジ７６を回転させることにより、ボールネジ７６に係合されたナット５６を移動させて操作センタ機構５０（つまり、支持機構４０全体）を前後方向に移動させる。このように操作センタ機構５０を移動させることにより、ワーク移動機構７０は、ワークＷが支持機構４０に支持（クランプ）されているときには、支持機構４０と支持機構４０に支持されたワークＷとを一体に前後方向に移動させることができる。
【００２６】
次に、こうして構成された転造装置２０を用いて円柱形状のワークＷを複数箇所において転造加工する際の動作の一例として、ワークＷの一端部を転造加工し、加工部位Ｗｒ１（第１の凹凸部）を形成する第１の転造加工を行うと共にダイスを交換して加工部位Ｗｒ１とは異なる所望の位置を転造加工して、加工部位Ｗｒ２（第２の凹凸部）を形成する第２の転造加工を行う際の動作について説明する。なお、ワークＷは、ダイス３２ａ，３２ｂによって両端から支持可能なように両端の中心に凹部が形成された円柱状の部材を用いるものとする。また、コンピュータ９０は、プログラムの指示に従って、下記の制御を行うものとする。また、コンピュータ９０は、操作センタスリーブ６０、ダイス３２ａ，３２ｂ等の回転角を、図示しない回転角度検出部を用いて適宜検出して、検出した回転角に基づいて、下記の制御（同期回転、回転角の調整等）を行うものとする。
【００２７】
まず、第１の転造加工を行うために、操作者がワークＷを操作センタ５３と後部センタ４３との間に配置すると、コンピュータ９０は、操作者の操作入力を契機として、空気供給排出機構を制御して、エアシリンダ４８ａから空気を排出させ、後部センタ台４４を前側に移動させ、ワークＷを操作センタ５３と後部センタ４３とで両側から挟んで支持（クランプ）させる。このとき、操作センタ５３と後部センタ４３とは、それぞれ、その先端が前記の凹部に入り込み、ワークＷの先端又は後端に当接する。第１の転造加工を行うときには、ブッシュ６２には、位相合わせガイド６４が取り付けられないものとしてもよいし（図４および図５参照）、図示しないカバーなどが取り付けられるものとしてもよい。
【００２８】
次に、コンピュータ９０は、支持機構移動用のサーボモータ７９を駆動してボールネジ７６を回転させ、支持機構４０とワークＷとを転造位置に移動させる。つまり、ダイス３２ａ，３２ｂの位置にワークＷの加工部位Ｗｒ１を形成したい箇所が位置するように、支持機構４０とワークＷとを移動させる。そして、コンピュータ９０は、ダイス回転用のサーボモータによってダイス３２ａ，３２ｂを同一方向に同期回転させながら、ダイス移動用のサーボモータによってダイス３２ａ，３２ｂをワークＷに押し当ててワークＷを転造加工する。これによって、ワークＷに加工部位Ｗｒ１（第１の凹凸部）が形成される。なお、第１の転造加工では、スリーブ回転用のサーボモータ５９を駆動してワークＷがダイス３２ａ，３２ｂと同期して回転するように操作センタスリーブ６０を回転させるものとしてもよいし、サーボモータ５９を駆動せずにダイス３２ａ，３２ｂから受ける力によってワークＷを回転させるものとしてもよい。
【００２９】
ワークＷの第１の転造加工が終了すると、コンピュータ９０は、ダイス移動用のサーボモータを駆動してワークＷからダイス３２ａ，３２ｂを離すと共にダイス回転用のサーボモータの駆動を停止してダイス３２ａ，３２ｂの回転を停止させ、支持機構移動用のサーボモータ７９を駆動して支持機構４０を初期位置に戻すと共に、空気供給排出機構を制御して、エアシリンダ４８ａに空気を供給し、ワークＷの支持を解除（アンクランプ）する。操作者は、支持機構４０からワークＷを取り外す。
【００３０】
続いて、第２の転造加工を行うために、操作者は、ダイス３２ａ，３２ｂを取り替えると共にブッシュ６２に位相合わせガイド６４を取り付ける。この位相合わせガイド６４としては、内壁面６４ａの形状が、第１の転造加工で形成されたワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸に合わせて形成されたものを用いることになる。また、位相合わせガイド６４を取り付けるときには、操作者は、操作センタ５３をワークＷに押し当てたときに位相合わせガイド６４の孔内にワークＷの加工部位Ｗｒ１が位置するように操作センタ５３の位置も適宜調整する。
【００３１】
そして、操作者がワークＷを位相合わせガイド６４に嵌挿すると、コンピュータ９０は、操作者の操作入力を契機として、第１の転造加工のときと同様にワークＷを操作センタ５３および後部センタ４３で支持するとともに、ダイス３２ａ，３２ｂの位置にワークＷの加工部位Ｗｒ２を形成したい箇所が位置するように、支持機構４０とワークＷとを移動させる。前記の支持により、ワークＷの第１の転造加工で形成された加工部位Ｗｒ１の凹凸と位相合わせガイド６４の内壁面６４ａとが係合し、ワークＷは、位相合わせガイド６４が取り付けられている角度に応じた角度で支持機構４０に支持される。即ち、ワークＷは、位相合わせガイド６４によってワークＷの軸方向から見て加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置になるよう案内されるのである。このような支持によって、ワークＷは、操作センタスリーブ６０（操作センタ５３及び位相合わせガイド６４）の回転に伴って、操作センタスリーブ６０と同軸で一体的に回転する。
【００３２】
こうしてワークＷが所定の角度で支持された状態（加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置になる状態）で、第２の転造加工によって加工・形成される加工部位Ｗｒ２の凹凸と前記で形成された加工部位Ｗｒ１の凹凸との位相差（例えば、各加工部位における異形状部分の、周方向における位置のずれの差）が所望なものとなるように、コンピュータ９０は、ダイス回転用のサーボモータとスリーブ回転用のサーボモータ５９とを駆動して、ダイス３２ａ，３２ｂとワークＷとを適宜回転させ、ダイス３２ａ，３２ｂの回転角とワークＷの回転角とを調整する。ワークＷと位相合わせガイド６４と操作センタスリーブ６０とは一体に回転するので、コンピュータ９０は、操作センタスリーブ６０を適宜回転させて、操作センタスリーブ６０の回転角を調整することによって、位相合わせガイド６４の回転角やワークＷの回転角を調整する。本実施形態では、コンピュータ９０は、ダイス３２ａ，３２ｂの回転角とワークＷの回転角との調整を、位相合わせガイド６４の位置決め孔６４ｈが真下を向くようにサーボモータ５９を駆動して操作センタスリーブ６０を回転させるとともに（コンピュータ９０は、操作センタスリーブ６０の回転角が予め設定される規定値の回転角になるように、操作センタスリーブ６０を回転させることによって、この制御を行う。）、ダイス３２ａ，３２ｂが所定の角度となるようにダイス回転用のサーボモータを駆動することによって行う。操作センタスリーブ６０の目標の回転角やダイス３２ａ，３２ｂの目標の回転角は、第１の転造加工で用いられるダイス３２ａ，３２ｂの加工歯の形状と第２の転造加工で用いられるダイス３２ａ，３２ｂの加工歯の形状とに基づいて予め定めるものとしてもよいし、幾つかのワークＷを試し加工して定めるものとしてもよい。
【００３３】
コンピュータ９０は、この調整を、ワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとのうちのいずれかを回転させることによって行ってもよい。例えば、所望の位相差が０°でない場合であって、現在の状態（第２の転造加工における初期状態）において、加工部位Ｗｒ２の凹凸と加工部位Ｗｒ１の凹凸との位相差を０°とするようにダイス３２ａ，３２ｂ及びワークＷとが配置されている場合、コンピュータ９０は、ダイス３２ａ，３２ｂ又は操作センタスリーブ６０を所望の位相差分（例えば、９０°分）だけ回転させ、両者の回転角を調整するものとしてもよい。
【００３４】
いずれにしても、上記のような方法等によって、位相合わせガイド６４によって規定される加工部位Ｗｒ１の凹凸の所定の配置（加工部位Ｗｒ１における異形状部分の、周方向における位置）に基づいて、位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角とが制御されることになる。いまは、位相合わせガイド６４によってワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるよう案内されているから、このように位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角との少なくとも一方を制御することにより、ワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸とダイス３２ａ，３２ｂの加工歯との位相差を任意に調整することができる。
【００３５】
コンピュータ９０は、前記のようにワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとの角度を調整すると、ワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとが同期して回転するようにスリーブ回転用のサーボモータ５９とダイス回転用のサーボモータとを駆動しながら、ダイス移動用のサーボモータを駆動してダイス３２ａ，３２ｂをワークＷに押し当てて第２の転造加工を行う。これによって、ワークＷに加工部位Ｗｒ２（第２の凹凸部）が形成される。そして、ワークＷの第２の転造加工が終わると、コンピュータ９０は、第１の転造加工のときと同様に、ワークＷからダイス３２ａ，３２ｂを離すと共にダイス３２ａ，３２ｂの回転を停止し、支持機構４０を初期位置に戻して支持機構４０によるワークＷの支持を解除する。その後、操作者は、支持機構４０からワークＷを取り外す。
【００３６】
第２の転造加工では、位相合わせガイド６４によってワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるように支持されるから、位相合わせガイド６４とダイス３２ａ，３２ｂとの少なくとも一方の回転角を制御することにより、ワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸とダイス３２ａ，３２ｂの加工歯との位相差を任意に調整でき、この状態でワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとを同期して回転させて転造加工を行うことにより、ワークＷに形成される加工部位Ｗｒ２の凹凸の位相を任意に調整することができる。これにより、第１の転造加工と第２の転造加工とによって形成される加工部位Ｗｒ１の凹凸と加工部位Ｗｒ２の凹凸との位相差を精度よく調整することができる。また、転造装置２０では、位相合わせガイド６４にワークＷが嵌挿された状態で操作センタ５３と後部センタ４３とによってワークＷの両端を支持することにより、チャックによってワークＷを把持する場合に比してワークＷの外周面が傷つくのを抑制することができる。また、回転軸も安定する。
【００３７】
なお、こうした第１の転造加工と第２の転造加工とを複数のワークＷに対して行う際には、複数のワークＷすべてに対して第１の転造加工を行った後に第２の転造加工を行うことが望ましい。こうすることで、２つ目の以降のワークＷについては、ワークＷとダイス３２ａ，３２ｂとの位相差が調整された状態で第２の転造加工を行うことができ、効率よく複数のワークＷを加工することができる。
【００３８】
本実施形態では、上記の構成によって、位相合わせガイド６４は、加工部位Ｗｒ１が挿通され、ワークＷの軸方向から見て加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置になるように（特に、異形状部分の位置が所定の位置になるように）、ワークＷを案内してワークＷとともに同軸で回転し、コンピュータ９０は、位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角とのうちの少なくとも一方を制御する。ワークＷは、位相合わせガイド６４に加工部位Ｗｒ１の凹凸が挿通して支持され、位相合わせガイド６４が所定の回転角のときにワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるから、コンピュータ９０が、位相合わせガイド６４とダイス３２ａ，３２ｂとの回転角を調整することにより、ワークＷの第１の転造加工による加工部位Ｗｒ１の凹凸と第２の転造加工による加工部位Ｗｒ２の凹凸との位相を任意に調整することができる。
【００３９】
以上説明した本発明の一実施例としての転造装置２０では、操作センタ５３と後部センタ４３とによりワークＷの両端を支持して転造加工をするから、チャックによりワークＷの外周面を把持して転造加工するものに比してワークＷの形状精度を精度よく加工を行うことができる。また、ワークＷの加工部位Ｗｒ１の凹凸が挿通されてワークＷの軸方向から見て加工部位Ｗｒ１の凹凸が所定の配置となるようにワークＷを案内する位相合わせガイド６４を設け、位相合わせガイド６４の回転角とダイス３２ａ，３２ｂの回転角とを制御するから、ダイス３２ａ，３２ｂによってワークＷに施される転造加工の位相を任意に調整することができ、特にワークＷを複数箇所において転造加工するときに、それぞれ形成される転造加工部の位相差を精度よく調整することができる。
【００４０】
上記の転造装置２０では、操作センタ５３や位相合わせガイド６４は、ブッシュ６２（介在部材の一例）を介して操作センタスリーブ６０（回転部材の一例）に着脱可能に取り付けられるものとした。これによって、操作センタ５３、位相合わせガイド６４、ブッシュ６２を適宜交換できる（例えば、摩耗時）。また、１つのブッシュ６２で、複数種の位相合わせガイド６４、操作センタ５３を取り付けることができる。また、複数種のブッシュ６２も取り付けることができる。また、ブッシュ６２は、孔を備え、この孔に操作センタ５３が入れられる構成によって、同じブッシュ６２で操作センタ５３の長さ等が異なる複数種の操作センタ５３を適宜ブッシュ６２に取り付けることができる。このようにして、必要な部品のみを交換することで、複数種の転造加工に効率良く対応できる。特に、操作センタスリーブ６０を交換する必要が無くなる。なお、図８および図９に示すように、ブッシュ６２を備えずに操作センタスリーブ６０に対して直接に操作センタ５３や位相合わせガイド６４が取り付けられるものとしてもよい。こうすれば、部品点数を減らすことができると共に操作センタ支持機構５０の剛性を高くすることができる。また、この場合、操作センタスリーブ６０に位置決め孔が設けられ、操作センタスリーブ６０に位相合わせガイド６４を取り付けるときには、図９に示すように、操作センタスリーブ６０の位置決め孔と位相合わせガイド６４の位置決め孔６４ｈとが同じ位置となるように配置した状態でピンｐを挿入して取り付けるものとしてもよい。こうすれば、位相合わせガイド６４の位置決めがなされ、位相合わせガイド６４を、操作センタスリーブ６０に対して適切な角度で取り付けることができる。
【００４１】
上記の転造装置２０では、位相合わせガイド６４をブッシュ６２に取り付けるときに、位相合わせガイド６４とブッシュ６２とのそれぞれに設けられた位置決め孔６４ｈ，６２ｈにピンｐを挿入するものとしたが、位相合わせガイド６４に、ブッシュ６２の位置決め孔６２ｈに挿入される凸部が設けられるものとしてもよいし、こうした位置決め孔６２ｈ，６４ｈやピンｐを設けないものとしてもよい。また、上記の転造装置２０では、操作センタスリーブ６０の外周面からブッシュ６２に向けて回り止めピン６６が挿入されるものとしたが、こうした回り止めピン６６が挿入されないものとしても構わない。
【００４２】
上記の転造装置２０では、位相合わせガイド６４を、ワークＷがスプラインやセレーションなどの形状に形成された場合を例として説明したが、ワークＷの少なくとも外周面の一部に凹凸を備えるものであれば、この凹凸に合わせて位相合わせガイド６４の内壁面６４ａが形成されるものとすればよい。
【００４３】
上記の転造装置２０では、外周面に加工歯が形成された２つのダイス３２ａ，３２ｂをワークＷに押し当てて転造加工を行うものとしたが、外周面に加工歯が形成された少なくとも１つのダイスがワークＷに押し当てられて転造加工が行われるものであればよく、外周面に加工歯が形成された１つのダイスがワークＷに押し当てられるものとしたり、３つ以上のダイスがワークＷに押し当てられるものとしても構わない。
【００４４】
操作センタ５３は、回転せずに、位相合わせガイド６４のみが回転する構成であってもよい。操作センタ５３、位相合わせガイド６４は、操作センタスリーブ６０と同一の材料で、一体的に形成されたものであってもよい。
【００４５】
コンピュータ９０は、ＮＣ装置であってもよく、ベッドＳ上に設けられるものとしてもよいし、ベッドＳから離れた位置に設置されて制御対象と有線または無線で接続されるものとしてもよい。
【００４６】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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において、様々な変更（構成要素の削除等を含む）をなし得ることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
２０ 転造装置
３０ 加工機構
３２ａ，３２ｂ ダイス
３４ａ，３４ｂ 主軸
３６ａ，３６ｂ 主軸台
３８ａ〜３８ｃ レール
４０ 支持機構
４２ 後部センタ機構
４３ 後部センタ
４４ 後部センタ台
４５ ブロック
４６ レール
４８ 伸縮機構
５０ 操作センタ機構
５３ 操作センタ
５４ 移動台
５５ ブロック
５６ ナット
５７ａ，５７ｂ，７７ａ，７７ｂ プーリ
５８，７８ ベルト
５９，７９ サーボモータ
６０ 操作センタスリーブ
６２ ブッシュ
６４ 位相合わせガイド
６２ｈ，６４ｈ 位置決め孔
６７ａ〜６７ｆ，６８ａ〜６８ｄ ネジ
７６ ボールネジ
Ｓ ベッド
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の凹凸部を有する被加工物にダイスで転造加工を行い、前記第１の凹凸部とは異なる位置に第２の凹凸部を形成する転造装置であって、
前記被加工物の一端側に位置する第１のセンタと、前記被加工物の他端側に位置する第２のセンタと、を備え、前記第１のセンタと前記第２のセンタとで前記被加工物を両側から挟んで支持する支持手段と、
前記第１の凹凸部が挿通され、前記被加工物の軸方向から見て前記第１の凹凸部の凹凸が所定の配置になるように前記被加工物を案内する、前記被加工物とともに同軸で回転するガイドと、
前記ガイドの回転角と前記ダイスの回転角とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする転造装置。
【請求項２】
前記第１の凹凸部は、前記第２の凹凸部の転造加工前に、転造加工されたものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の転造装置。
【請求項３】
前記ガイドが取り付けられる介在部材と、
前記介在部材が取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の転造装置。
【請求項４】
前記介在部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、
前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記介在部材に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の転造装置。
【請求項５】
前記ガイドが取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の転造装置。
【請求項６】
前記回転部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、
前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記回転部材に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項５に記載の転造装置。
【請求項７】
前記第１のセンタは、前記ガイドとともに同軸で回転する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の転造装置。
【請求項１】
第１の凹凸部を有する被加工物にダイスで転造加工を行い、前記第１の凹凸部とは異なる位置に第２の凹凸部を形成する転造装置であって、
前記被加工物の一端側に位置する第１のセンタと、前記被加工物の他端側に位置する第２のセンタと、を備え、前記第１のセンタと前記第２のセンタとで前記被加工物を両側から挟んで支持する支持手段と、
前記第１の凹凸部が挿通され、前記被加工物の軸方向から見て前記第１の凹凸部の凹凸が所定の配置になるように前記被加工物を案内する、前記被加工物とともに同軸で回転するガイドと、
前記ガイドの回転角と前記ダイスの回転角とのうちの少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする転造装置。
【請求項２】
前記第１の凹凸部は、前記第２の凹凸部の転造加工前に、転造加工されたものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の転造装置。
【請求項３】
前記ガイドが取り付けられる介在部材と、
前記介在部材が取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の転造装置。
【請求項４】
前記介在部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、
前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記介在部材に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の転造装置。
【請求項５】
前記ガイドが取り付けられ回転する回転部材と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記回転部材の回転角を制御することによって、前記ガイドの回転角を制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の転造装置。
【請求項６】
前記回転部材は、前記ガイドが取り付けられる部位に孔が形成されてなり、
前記ガイドは、前記ガイドの所定の部位から前記孔に所定のピンが嵌挿されて前記回転部材に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項５に記載の転造装置。
【請求項７】
前記第１のセンタは、前記ガイドとともに同軸で回転する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の転造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−４５５９８（Ｐ２０１２−４５５９８Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９１４３２（Ｐ２０１０−１９１４３２）
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００１３３５９３）株式会社ツガミ (28)
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００１３３５９３）株式会社ツガミ (28)
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