JP3580578B2 - ねじ転造用ダイヘッドの微調整機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はねじを転造する転造ローラ（ロールダイス）を備えたダイヘッドに関し、特に、転造ローラの径方向位置を微調整する微調整機構に関する。
ねじを素材丸棒（ワークピース）から塑性変形によって転造する方法として転造ローラ（ロールダイス）を用いたものが広く知られている。
【０００２】
【従来の技術】
ねじ、特に、テーパねじを加工するための公知のダイヘッドは例えば図７、８の如く構成されている。即ち、ダイヘッド５０には複数個の転造ローラ５１がパイプ（ワークピース）Ｐの中心軸線Ｘ−Ｘに対する同心円Ｃ上に所定の角度間隔で取りつけられる。尚、図８では簡略化のためダイヘッドを省略してある。各転造ローラ５１はその軸部５２がダイヘッド５０に保持される夫々の軸受５５により回転自在に支承される。各転造ローラ５１の外周にはパイプＰの外周に形成（転造）すべきテーパねじに対応するテーパねじ（雄ねじ）が形成される。パイプＰは転造ローラ５１により形成される中心開口内に軸線方向（矢印Ｙ）から挿入され、転造ローラに強い力で押しつけられる。その結果、パイプＰの端部ＰｅにテーパねじＳが形成される。尚、転造に際しては、パイプイＰあるいはダイヘッド５０のいずれか一方（一般にはダイヘッドが回転）が回転駆動されることは勿論である。
【０００３】
転造ローラ５１は転造時に極めて大きな圧力（反力）を受けるため、通常はダイヘッド５０に固定される。即ち、転造ローラ５１の径方向位置は固定され、調整することはできない。つまり、一つの径のパイプＰに対し一つのダイヘッドが用意される（１サイズ、１ヘッド）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、このようなダイヘッドにおいて、転造ローラの径方向（矢印ｒ）位置の調整、特に微調整が必要な場合がある。例えば、パイプＰに形成される雄ねじＳの径がパイプの用途（ガス管、水道管）、あるいは一対のパイプ端を継手により接合する際の接合条件等によっては例えば０．５〜０．６ｍｍ程度の微調整を必要とする場合がある。更には、転造ローラあるいはその軸受部材が長時間の使用によって摩耗した場合に転造ローラを摩耗分だけ径方向内方に微調整することが出来れば、転造ローラを新しいものと交換する必要がなくそのまま使用し続けることができ非常に便利である。
にも拘らず、従来は微調整機構がなかったために上記の要望に応えることは出来なかった。
【０００５】
本発明の目的はかかる点に鑑み、転造ローラのダイヘッドに微調整機構を実現することにある。
即ち、本発明の目的は、各転造ローラをその径方向位置を調整可能にダイヘッド本体に対取りつけることにより、必要に応じて随意に転造ローラの位置を調整出来るようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、複数個の転造ローラをワークピースの中心軸線に対し同心円状に軸支したダイヘッド本体を有し、ワークピースをその軸線方向から転造ローラ間の中心開口内に挿入してその一端からねじを形成していくようにしたねじ転造用ダイヘッドにおいて、ダイヘッドの微調整機構は、各転造ローラを回転自在に軸支する、転造ローラの回転軸線に対して偏心した軸線を中心として回転可能な偏心軸受部材と、該偏心軸受部材をその回転軸線を中心として同時に等しい角度だけ回転させて転造ローラの径方向設定位置を微調整するロータとを有し、各偏心軸受部材の回転軸部が対応転造ローラの回転軸の軸受け部を形成することを構造上の特徴とする（請求項１）。
各転造ローラはワークピースにテーパねじを形成するためのテーパねじを外周に備える
ことが出来る（請求項２）。
ロータは偏心軸受部材に係合する単一のカム板により形成され（請求項３）、その場合に、カム板の外周には外歯が形成され、上記ダイヘッド本体にはこの外歯に噛合する歯車が付設される（請求項４）。
好ましくは、上記カム板には各偏心軸受部材に対応して径方向に延びる係合溝が形成され、上記偏心軸受部材には対応の各係合溝に係入するピンが設けられる（請求項５）。
あるいは、ロータは内周に内歯を有する回転板により形成され、上記偏心軸受部材の外周にはこの内歯に噛合する外歯が形成される（請求項６）。
【０００７】
【作用】
本発明によれば、各転造ローラを回転自在に軸支する偏心軸受部材がロータにより転造ローラの回転軸線に対して偏心した軸線を中心として回転可能すると、転造ローラの中心がずれ、従って、その径方向位置が変化する。その変化量は偏心軸受部材の偏心量により適宜設定される（請求項１）。
本発明は特にそれに限定はされないが、テーパねじの転造に最も適しており、その場合に、転造ローラはワークピースに形成すべきテーパねじに対応するテーパねじを外周に備えることにより、そのテーパねじに強く押しつけられるパイプ上に同一のテーパねじ形状を転造することが出来る（請求項２）。
ロータが各偏心軸受部材に係合する単一の外歯付きカム板により形成される場合に（請求項３）、このカム板はダイヘッド本体に付設される歯車により外側から回転させられ、それによりカム板を介して転造ローラの径方向位置を調整することが出来る（請求項３、４）。
【０００８】
各偏心軸受部材に対応してカム板に形成される径方向の係合溝には偏心軸受部材に設けられるピンが係入され、その結果、この係合溝─ピンを介してロータ（カム板）の回転をスムーズに偏心軸受部材、従って、転造ローラに伝達することが出来る（請求項５）。
ロータが内周に内歯を有する回転板により形成される場合には、偏心軸受部材の外周に形成される外歯がこの回転板の内歯に噛み合い、従って、回転板を回転することにより偏心軸受部材、従って、転造ローラを直接的に回転させることが出来る（請求項６）。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１〜図６を参照して詳細に説明する。
図１、２はダイヘッドの全体構成を示す。同図において、正面略円板状のダイヘッド本体１０には図７と同様の例えば計８個の転造ローラ１１（但し、図１には３個のみ図示）が仮想同心円Ｃ上に４５°間隔で配設される。各転造ローラ１１はその前後の軸部１２ａ、１２ｂが夫々前後の軸受部材１５ａ、１５ｂにより回転自在に支持されている。軸受部材１５ａ、１５ｂは本発明の特徴により偏心軸受部材として構成される。即ち、各偏心軸受部材１５ａ（偏心軸受部材１５ｂについても同様であり、添え字ｂで示す）は、図３に示す如く、外径ｄ２の中心と内径ｄ１の中心とがδだけ偏心した軸受け部分１８ａ（１８ｂ）を有し、軸部１２ａ（１２ｂ）は軸受け部分１８ａ（１８ｂ）の軸受孔１６ａ（１６ｂ）内に軸支される。
【００１０】
図４は実際の偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）の形状例を示すもので、軸受け部分１８ａ（１８ｂ）の一端には径方向に突出するフランジ２０ａ（２０ｂ）が一体的に形成され、このフランジ２０ａ（２０ｂ）に貫通孔２２ａ（２２ｂ）が形成されている。従って、偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）を貫通孔２２ａ（２２ｂ）に挿着した枢軸ピン３１ａ（３１ｂ）により軸受部分１８ａ（１８ｂ）の中心を中心として回転させれば、偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）の軸受孔１６ａ（１６ｂ）に挿着した転造ローラ１１、正確にはその軸部１２（１２ａ、１２ｂ）の中心がずれる。その様子を図４の（ｂ）に示す。同図において、偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）が実線位置から破線で示す位置１５ａ’（１５ｂ’）まで、軸受部分１８ａ（１８ｂ）の中心を中心として２θだけ回転させた状態を示す。即ち、枢軸ピン３１ａ（３１ｂ）により偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）を左右に２θだけ振った状態を示す。その結果、転造ローラ１１、正確にはその軸部１２（１２ａ、１２ｂ）の中心はＳ２からＳ１に移動する。詰まり、転造ローラ１１の中心は略径方向に見て、ｘ０だけずれたことになる。
このずれ量は偏心量δの設計により適宜決定される。またずれ方向は偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）の振動方向により任意に選択出来る。
転造ローラ１１の軸部１２（１２ａ、１２ｂ）の中心移動（Ｓ２→Ｓ１）の状態を図５に拡大して示す。
【００１１】
ここで、図１、２に戻り、本発明のダイヘッドの構成を更に説明する。図２において、ダイヘッドは垂直方向の中心線に関し略対称形状をしており、その前後（図の左右）の軸受け構造は実質上同一である。また図２においては、３個の偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）は図４（ｂ）に対応して左右に２θ振った様子を示している。
上記の如き偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）の揺動（回転）運動を起こさせるためのロータ３５がダイヘッド本体１０内に回転自在に取り付けられる。ロータ３５は前後の環状円板を貼り合わせた断面略Ｕ字状を呈し、その各々の環状円板内周側には各偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）に対応して径方向に延びる長溝３７ａ（３７ｂ）が形成され、この長溝内に枢軸ピン３１ａ（３１ｂ）が嵌入される。従って、ロータ３５を回転させることにより枢軸ピン３１ａ（３１ｂ）−長溝３７ａ（３７ｂ）を介して図４に示す如き、偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）の２θの角度運動を生じさせることが出来る。この意味において、ロータ３５はカム板の機能を有する。尚、枢軸ピン３１ａ（３１ｂ）−長溝３７ａ（３７ｂ）の位置関係はどの転造ローラにおいても同一であり、従って、ロータ３５の回転により全ての転造ローラは同時に同一距離だけ径方向に位置調整されることになる。
【００１２】
ロータ３５の回転アクチュエータとして、例えば、ロータ３５の外周に外歯４０を形成し、その外側においてこの外周歯４０に噛み合う歯車４３をダイヘッド本体１０内に回転自在に軸支させればよい。歯車４３はモータ（図示せず）等に連結して電気的駆動力により回転駆動させることも可能であるが、図２に示す如くダイヘッド本体１０の外方に突出させたレバーを歯車４３の回転軸に連結し、これを回転させることにより手動で歯車４３を回転させるようにしてもよい。
【００１３】
ロータ３５の回転アクチュエータの別の実施例として、例えば、図６に示す如く、ロータ３５’を内周に内歯３８を有する回転板として形成し、一方、偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）の外周にこの内歯３８に噛み合うセクタ歯４９を設けてもよい。この場合に、偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）にはもはやフランジ部分２０ａ（２０ｂ）は必要ない。即ち、図６に示す実施例では、偏心軸受部材１５ａ（１５ｂ）は内歯３８─セクタ歯４９の噛み合いを通してロータ（回転板）３５により直接的に回転せしめられる。ロータ（回転板）３５の回転は上記の実施例と同様にモータ等の回転駆動源を用いてもよいし（この場合には回転板３５の外周にも外歯を形成し、それを歯車４３（図１）により駆動する）、あるいは手動レバー４６（図２）等により手動で回すようにしてもよい。
尚、転造に際しては、パイプＰを回転するか、あるいはダイヘッド本体全体を回転させることは従前と同様である。
【００１４】
【発明の効果】
以上に記載した通り、本発明によれば、ロータを回転させることにより、偏心機構を利用して転造ローラの径方向位置を簡単に微調整でき、従って、従前から要望されていた微妙な位置調整の要求を充足することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るねじ転造用ダイヘッドの微調整機構の図解的正面図である。
【図２】図１の部分断面側面図である。
【図３】（ａ）は偏心軸受部材の正面図、（ｂ）はその側面断面図である。
【図４】（ａ）は転造ローラと偏心軸受部材との関係を示す正面図、（ｂ）は偏心軸受部材による転造ローラの偏心の様子を示す正面図である。
【図５】転造ローラの偏心量を示す説明図である。
【図６】ロータの回転機構の別の実施例を示す図解図である。
【図７】従来の転造ローラダイヘッドの基本構成を示す正面図である。
【図８】図７の要部断面側面図である。
【符号の説明】
１０…ダイヘッド本体
１１…転造ローラ
３５…ロータ
１５ａ、１５ｂ…偏心軸受部材

Claims (6)

1. 複数個の転造ローラ（１１）をワークピースの中心軸線に対し同心円状に軸支したダイヘッド本体（１０）を有し、ワークピースをその軸線方向から転造ローラ間の中心開口内に挿入してその一端からねじを形成していくようにしたねじ転造用ダイヘッドにおいて、これら各転造ローラを回転自在に軸支する、転造ローラの回転軸線に対して偏心した軸線を中心として回転可能な偏心軸受部材（１５ａ、１５ｂ）と、該偏心軸受部材をその回転軸線を中心として同時に等しい角度だけ回転させて転造ローラの径方向設定位置を微調整するロータ（３５）とを有し、各偏心軸受部材の回転軸部が対応転造ローラの回転軸（１２ａ、１２ｂ）の軸受け部（１８ａ、１８ｂ）を形成することを特徴とするねじ転造用ダイヘッドの微調整機構。
2. 上記各転造ローラはワークピースにテーパねじを形成するためのテーパねじ（５３）を外周に備えていることを特徴とする請求項１に記載のねじ転造用ダイヘッドの微調整機構。
3. 上記ロータは上記各偏心軸受部材に係合する単一のカム板（３５）により形成されることを特徴とする請求項１に記載のねじ転造用ダイヘッドの微調整機構。
4. 上記カム板の外周には外歯（４０）が形成され、上記ダイヘッド本体にはこの外歯に噛合する歯車（４３）が付設されることを特徴とする請求項３に記載のねじ転造用ダイヘッドの微調整機構。
5. 上記カム板には各偏心軸受部材に対応して径方向に延びる係合溝（３７ａ、３７ｂ）が形成され、上記偏心軸受部材には対応の各係合溝に係入するピン（３１ａ、３１ｂ）が設けられることを特徴とする請求項３に記載のねじ転造用ダイヘッドの微調整機構。
6. 上記ロータは内周に内歯（３８）を有する回転板（３５’）により形成され、上記偏心軸受部材の外周にはこの内歯に噛合する外歯（４９）が形成される請求項１に記載のねじ転造用ダイヘッドの微調整機構。

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