JP2011156556A

JP2011156556A - スプロケットセグメントの製造装置および製造方法

Info

Publication number: JP2011156556A
Application number: JP2010019506A
Authority: JP
Inventors: Shohei Kusada; 祥平草田; Shiro Kawahara; 史朗河原
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-18
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP5534838B2

Abstract

【課題】歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することが可能なスプロケットセグメントの製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】しごき成形装置２０は、スプロケットセグメント１０を固定する受け台と、スプロケットセグメント１０の特定の歯部の歯面に対して当接した状態で回転しながら移動して歯部の形状を所望の形状に変形させるロール工具２１ａ，２１ｂと、ロール工具２１ａ，２１ｂをスプロケットセグメント１０の歯筋方向に沿って移動させる油圧シリンダとを備えている。
【選択図】図１３

Description

本発明は、ブルドーザ等の建設機械や農業用車両を含む装軌車両のスプロケットを構成するスプロケットセグメントの製造装置および製造方法に関する。

近年、ブルドーザや油圧ショベル等の建設機械、あるいは農業用車両等の装軌車両の下部走行体に用いられるスプロケットは、外周部分に複数の歯が設けられており、大型のものになると一体として成形することが困難である。よって、周方向に複数に分割されたスプロケットセグメント単位で鍛造され、これを組み合わせて１つのスプロケットが構成される。

このようなスプロケットセグメントの鍛造方法には、スプロケットセグメントの歯面に垂直な方向に加圧成形する縦打ちと呼ばれる方法と、歯面に平行な方向に加圧成形する横打ちと呼ばれる方法とがある。
例えば、特許文献１，２には、縦打ちによる５枚歯のスプロケットセグメントの鍛造成形において、アンダーカットを生じないように両端の歯部を予め変形させておき、鍛造後（通常はバリ抜き後）に変形させておいた歯部を、専用の設備、金型等を用いて所望の形状に変形させる方法について開示されている。

しかしながら、上記従来のスプロケットセグメントの製造方法では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたスプロケットセグメントの製造方法では、アンダーカットを考慮して成形された歯部を変形させるために高い成形力が必要であることから、特殊な設備や加圧能力の高いプレス装置等が必要になる。

本発明の課題は、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することが可能なスプロケットセグメントの製造装置および製造方法を提供することにある。

第１の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、アンダーカットを考慮した形状で鍛造成形された歯部を所望の形状に変形させるスプロケットセグメントの製造装置であって、支持部と、ロール工具と、駆動部と、を備えている。支持部は、スプロケットセグメントを固定する。ロール工具は、支持部において固定されたスプロケットセグメントの特定の歯部の歯面に対して当接した状態で回転しながら移動して歯部の形状を所望の形状に変形させる。駆動部は、ロール工具をスプロケットセグメントの歯筋方向に沿って移動させる。

ここでは、金型からの抜き勾配を考慮してアンダーカットが生じないように予め変形させた部分を含むように鍛造成形された歯部を含むスプロケットセグメントについて、鍛造成形後に支持部において固定されたスプロケットセグメントに対して、変形させる歯部の歯面に対してロール工具を当接させた状態で回転させながら歯筋方向に沿って移動させて、歯部を所望の形状に変形させる。

ここで、上記ロール工具には、例えば、変形させた後の歯部の歯面に対応する当接面を含み、歯筋方向に回転する部材等を用いることができる。また、ロール工具によって変形させる歯部の歯筋は、他の所望の形状の歯部の歯筋方向に対して平行に形成されていてもよいし、斜めに形成されていてもよい。
そして、上記ロール工具が移動するスプロケットセグメントの歯筋方向とは、所望の形状に形成された歯部の歯筋方向を意味している。つまり、アンダーカットを考慮して鍛造成形された歯部が他の歯部に対して斜めになっている場合には、ロール工具は変形させる歯部の歯筋方向に対して斜めに移動することで、歯部を所望の形状に変形させる。

また、上記ロール工具を歯筋方向に沿って移動させる駆動部としては、油圧シリンダ等を用いることができる。
これにより、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部を鍛造成形した後、ロール工具を歯面に当接させた状態で歯筋方向に沿って移動させることで、小さな圧力で容易に所望の形状に変形させることができる。よって、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することができる。

第２の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第１の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置であって、ロール工具は、スプロケットセグメントの両端に形成された歯部に対応する位置にそれぞれ配置されている。
ここでは、スプロケットセグメントの両端の歯部に対応する一対のロール工具を用いて、スプロケットセグメントを製造する。
これにより、両端部分の歯部を同時に変形させることができるため、スプロケットセグメントの製造を効率よく実施することができる。また、左右両端の歯部に対して同様の負荷をかけながら歯部を変形させるため、スプロケットセグメントをバランスよく成形することができる。

第３の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第１または第２の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置であって、スプロケットセグメントの略円弧状の中心から径方向においてロール工具を移動させる移動機構を、さらに備えている。

ここでは、スプロケットセグメントの大きさに応じて径方向にロール工具を移動させる移動機構を設けている。
ここで、上述したロール工具を移動させる径方向とは、略円弧状のスプロケットセグメントを組み合わせたスプロケットの円の中心から径方向に沿った方向を意味している。
これにより、スプロケットセグメントの大小に関わらず、特定の歯部を所望の形状に変形させることができる。

第４の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るスプロケットセグメントの製造装置であって、ロール工具は、一対の略半球状部材を曲面側において互いに接合したような輪郭形状を有している。
ここでは、ロール工具として、一対の略半球状部材を曲面側において接合させたような輪郭形状を有する部材を用いている。

ここで、上記略半球状部材の曲面は、スプロケットセグメントの変形後の歯部の形状に合わせて形成されていることが好ましい。
これにより、変形させるスプロケットセグメントの歯部の歯面に対して、ロール工具を当接させた状態で回転させながらしごくように移動させるだけで、効果的に所望のスプロケットセグメントを製造することができる。

第５の発明に係るスプロケットセグメントの製造装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係るスプロケットセグメントの製造装置であって、駆動部は、油圧シリンダである。
ここでは、スプロケットセグメントの歯面に当接させたロール工具を駆動する駆動部として、油圧シリンダを用いている。
これにより、大掛かりな装置を必要とすることなく簡素な構成によって、スプロケットセグメントの特定の歯部を変形させることができる。

第６の発明に係るスプロケットセグメントの製造方法は、アンダーカットを考慮した形状で鍛造成形された歯部を所望の形状に変形させるスプロケットセグメントの製造方法であって、固定ステップと、変形ステップと、を備えている。固定ステップでは、スプロケットセグメントを固定する。変形ステップでは、支持部において固定されたスプロケットセグメントの特定の歯部の歯面に対してロール工具を当接した状態で回転しながら歯筋方向に移動させて歯部の形状を所望の形状に変形させる。

ここで、上記変形ステップにおいて用いられるロール工具には、例えば、変形させた後の歯部の歯面に対応する当接面を含み、歯筋方向に回転する部材等を用いることができる。また、ロール工具によって変形させる歯部の歯筋は、他の所望の形状の歯部の歯筋方向に対して平行に形成されていてもよいし、斜めに形成されていてもよい。
そして、上記ロール工具が移動するスプロケットセグメントの歯筋方向とは、所望の形状に形成された歯部の歯筋方向を意味している。つまり、アンダーカットを考慮して鍛造成形された歯部が他の歯部に対して斜めになっている場合には、ロール工具は変形させる歯部の歯筋方向に対して斜めに移動することで、歯部を所望の形状に変形させる。

本発明に係るスプロケットセグメントの製造装置および製造方法によれば、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することができる。

本発明の一実施形態に係るスプロケットセグメントを用いたスプロケットを搭載したブルドーザの構成を示す斜視図。図１のブルドーザに搭載されたスプロケットの構成を示す斜視図。（ａ）〜（ｃ）は、図２のスプロケットを構成するスプロケットセグメントの構成を示す全体斜視図、正面図、側面図。図３のスプロケットセグメントの鍛造成形後の構成を示す斜視図。図４の鍛造成形後のスプロケットセグメントの構成を示す側面図。図４のスプロケットセグメントを鍛造成形する金型の構成を示す模式図。図６の金型の上側に配置される第１金型を示す斜視図。図６の金型の下側に配置される第２金型を示す斜視図。（ａ），（ｂ）は、図３のスプロケットセグメントの製造工程の流れを示す説明図。図３のスプロケットセグメントの製造工程の流れを示すフローチャート。図３のスプロケットセグメントを製造するしごき成形装置の構成を示す正面図。図１１のしごき成形装置の構成を示す側面図。図１１のしごき成形装置に含まれるロール工具とスプロケットセグメントの歯部との位置関係を示す平面図。（ａ）〜（ｃ）は、図１１のしごき成形装置によって特定の歯部を変形させる際のスプロケットセグメントの形状の変化を示す斜視図。本発明の他の実施形態に係るスプロケットセグメントの製造装置の構成を示す平面図。（ａ）は、図１１のしごき成形装置によってしごき成形されるスプロケットセグメントの形状を示す平面図。（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係るスプロケットセグメントの形状を示す平面図。

本発明の一実施形態に係るしごき成形装置２０（スプロケットセグメントの製造装置）およびこれによって製造されるスプロケットセグメント１０を搭載したブルドーザ１について、図１〜図１４（ｃ）を用いて説明すれば以下の通りである。
［ブルドーザ１の構成］
本実施形態に係るブルドーザ１は、不整地において整地作業を行う建設機械であって、図１に示すように、主として、キャブ２、車体フレーム３、ブレード４、リッパ（作業機）５、および走行装置７を備えている。

キャブ２には、運転者（オペレータ）が着座するためのオペレータシート（運転席）や各種操作のためのレバー、ペダルおよび計器類等が内装されている。
車体フレーム３は、ブレード４やリッパ５等の作業機構および走行装置７が取り付けられており、その上部にはキャブ２が載置されている。
ブレード４は、車体フレーム３の前方に設けられており、地面を削り取って土砂を押し運ぶための作業機であって、ブレード操作レバーの操作に応じて油圧シリンダによって駆動される。

リッパ５は、車体フレーム３の後方に設けられており、略鉛直下向きに突出する先端のシャンク部分を岩石等に突き刺して、走行装置７による牽引力によって切削、破砕を行う。また、リッパ５は、ブレード４と同様に、リッパ操作レバーの操作に応じて油圧シリンダによって駆動される。
走行装置７は、スプロケット９（図２参照）を介して、車体フレーム３の左右下部にそれぞれ設けられた一対の無端状の履帯７ａを回転させることで不整地における走行を可能としている。

［スプロケットセグメント１０の構成］
本実施形態に係るスプロケットセグメント１０は、図２および図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、ブルドーザ１等の装軌車両の下部走行体に用いられるスプロケット９が周方向に分割された５枚歯を含む略円弧状の部材である。
このスプロケットセグメント１０の詳細な成分としては、Ｃ（０．４ｗｔ％）、Ｓｉ（０．２ｗｔ％）、Ｍｎ（１．４５ｗｔ％）、Ｐ（０．０１ｗｔ％）、Ｓ（０．０１ｗｔ％）、Ｃｒ（０．１８ｗｔ％）、Ｍｏ（０．０３ｗｔ％）、Ｂ（０．００１５ｗｔ％）を含み、それ以外の残部がＦｅおよび不可避的不純物によって構成されている。

また、スプロケットセグメント１０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、取付部１１と、フランジ部１２と、５つの歯部１３と、バリ除去加工部１４ｃ（図５（ｂ）参照）と、が一体として成形されている。
取付部１１は、複数のスプロケットセグメント１０を組み合わせて円環状のスプロケットを構成した際に下部走行体の駆動部に対して取り付けられる部分であって、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、略円弧状のスプロケットセグメント１０における径方向における最内部（最内周側）に配置されており、内周側に向かって突出している。

フランジ部１２は、取付部１１の径方向外側（外周側）に配置されており、図３（ｃ）等に示すように、略円弧状のスプロケットセグメント１０の軸方向における両側に突出するように形成されている。
５つの歯部１３は、スプロケットセグメント１０の最外周側の面（歯面１２ａ）から径方向外側に向かって突出するように形成されている。また、５つの歯部１３のうち、両端に配置された歯部１３は、スプロケットセグメント１０の鍛造成形時には、金型５０の抜き勾配を考慮してアンダーカットが生じないように予め両端側を変形させた歯部（特定の歯部）３０（図１４（ａ）および図１６（ａ）参照）として成形されている。歯部３０は、後述するしごき成形装置２０によってしごき成形されて、他の歯部１３と同じ形状になるように加工される。なお、このアンダーカットが生じないように予め両端側を変形させた歯部３０のしごき成形については、後段にて詳述する。

バリ除去加工部１４ｃは、図５（ｂ）に示すように、鍛造成形時に生じるバリ部１４（図４参照）を機械加工によって除去した加工跡であって、バリ部１４が形成されるスプロケットセグメント１０の稜線付近に沿って形成されている。
バリ部１４は、図４に示すように、仕上げ成形時（鍛造成形時）に、スプロケットセグメント１０の稜線付近から側面部分、取付部１１の端部にかけて形成される。本実施形態では、バリ部１４は、上記稜線付近であって、歯部１３の幅方向における一方の端部に形成されたＲ部（Ｒ面）１３ａか、それよりも外側の側面に沿って形成されている。よって、バリ部１４が歯面１２ａに影響することはなく、歯面１２ａおよび歯部１３を精度よく成形することができる。

ここで、スプロケットセグメント１０の稜線付近とは、５つの歯部１３によって形成される山の部分を結ぶ尾根に沿った線の近傍をいう。これにより、バリ部１４が歯面１２ａ上に形成されることを回避して、歯面１２ａの加工精度を向上させることができる。なお、このバリ部１４を含むスプロケットセグメント１０の成形体１０ａの製造用の金型（スプロケットセグメントの製造用金型）５０および製造工程については、後段にて詳述する。

［スプロケットセグメント１０の製造用の金型５０］
本実施形態では、上述した構成を備えたスプロケットセグメント１０の製造工程において、図６に示す鍛造成形用の金型５０を用いている。
金型５０は、主として、上型となる第１金型部５１と下型となる第２金型部５２とを備えている。金型５０内では、取付部１１の長手方向両端を結ぶ線を回転軸として鍛造方向に対して所定の角度だけ歯筋方向が傾いた状態でスプロケットセグメント１０が鍛造成形（荒成形、仕上げ成形）される。この鍛造成形時には、金型５０内においてスプロケットセグメント１０が斜めに配置されるため、歯面１２ａに掛からないようにスプロケットセグメント１０の稜線付近に沿ってバリ部１４を形成することができる。また、金型５０内において鍛造方向に対して傾けた歯面がそのまま抜け勾配となるため、抜け勾配を意識した形状、取り代を設ける必要がない。

第１金型部５１は、図６に示すように、金型５０の上半分として配置されており、図７に示すように、３つのステップ（つぶし成形、荒成形、仕上げ成形（図９（ａ）参照））にしたがって順次成形するための型彫りがなされている。
第２金型部５２は、図６に示すように、金型５０の下半分として配置されており、図８に示すように、第１金型部５１と同様に、３つのステップ（つぶし成形、荒成形、仕上げ成形（図９（ａ）参照））にしたがって順次成形するための型彫りがなされている。

第１金型部５１（図７参照）と第２金型部５２（図８参照）との間において、第２成形ステップの荒成形と第３成形ステップの仕上げ成形とでは、上述したスプロケットセグメント１０を鍛造方向に対して、歯筋方向を斜めに傾けた状態で鍛造成形を行う。なお、この鍛造成形時における金型５０内のスプロケットセグメント１０の傾きは、上述したバリ部１４が歯面１２ａに掛からない位置、つまり稜線付近に沿って形成される角度で設定される。
また、本実施形態の金型５０では、図６に示すように、上述したバリ部１４のうち、取付部１１側のバリ部１４ａと、歯部１３側のバリ部１４ｂとが、金型取付面に対して略平行になるように形成される。

［しごき成形装置２０］
本実施形態では、図１１および図１２に示すしごき成形装置２０を用いて、アンダーカットが生じないように予め変形させた両端の歯部３０を所望の形状に変形させるようにしごき成形を行う。
なお、図１１は、しごき成形装置２０の正面図、図１２は、図１１のしごき成形装置２０を図中Ａ方向から見た側面図、図１３は、図１２のしごき成形装置２０を図中Ｂ方向を手前側として示した平面図である。

しごき成形装置２０は、図１１、図１２および図１３に示すように、ロールユニット２１と、油圧シリンダ（駆動部）２２ａ，２２ｂと、受け台（支持部）２３ａ，２３ｂと、クランプ用シリンダ２４と、クランプ用ウェッジ２５と、ロール用ホルダ２６と、を備えている。
ロールユニット２１は、左右一対のロール工具２１ａ，２１ｂと、ロール用ホルダ２６と、を有している。

ロール工具２１ａ，２１ｂは、図１３に示すように、回転軸２１ａａ，２１ｂａを中心として回転する部材であって、ロールユニット２１内に左右一対で設けられている。また、ロール工具２１ａ，２１ｂは、略半球状の部材の曲面同士を互いに連結させたような輪郭形状であって、歯部の歯形に倣った形状である。そして、この略半球状の曲面は、当接するスプロケットセグメント１０の特定の歯部３０を所望の形状に変形させるように設計されている。左右それぞれのロール工具２１ａ，２１ｂは、スプロケットセグメント１０の両端に設けられた特定の歯部３０，３０に対して対応する位置に設けられている。つまり、左右一対のロール工具２１ａ，２１ｂは、アンダーカットが生じないように成形された特定の歯部３０，３０に対してそれぞれ当接した状態で歯筋方向に移動して、特定の歯部３０，３０を所望の形状の歯部１３，１３になるように変形させる。なお、このロール工具２１ａ，２１ｂを用いた特定の歯部３０，３０のしごき成形については、後段にて詳述する。

ロール用ホルダ２６は、図１２および図１３に示すように、ロール工具２１ａ，２１ｂの回転軸２１ａａ，２１ｂａを支持しており、ロール工具２１ａ，２１ｂを回転可能な状態で保持する。
油圧シリンダ２２ａ，２２ｂは、図１１に示すように、左右一対のロール工具２１ａ，２１ｂをそれぞれ駆動するために左右一対で設けられている。そして、油圧シリンダ２２ａ，２２ｂは、図１２に示すように、本体部２２ａａ，２２ｂａ、ロッド２２ａｂ，２２ｂｂを有している。油圧シリンダ２２ａ，２２ｂは、本体部２２ａａ，２２ｂａからロッド２２ａｂ，２２ｂｂを伸縮させることで、油圧シリンダ２２ａ，２２ｂの下部にそれぞれ配置されたロール工具２１ａ，２１ｂを上下方向において移動させる。これにより、ロール工具２１ａ，２１ｂをスプロケットセグメント１０における特定の歯部３０の歯面に対して当接させた状態で、油圧シリンダ２２ａ，２２ｂがロール工具２１ａ，２１ｂを下向きに移動させることで、鍛造成形後のスプロケットセグメント１０に含まれる特定の歯部３０を所望の形状に変形させることができる。

受け台２３ａ，２３ｂは、しごき成形されるスプロケットセグメント１０の側面を上下から挟み込むようにして支持する。よって、しごき成形装置２０内において、スプロケットセグメント１０は、歯部１３がほぼ水平方向を向くようにセットされる。
クランプ用シリンダ２４は、受け台２３ａ，２３ｂにセットされたスプロケットセグメント１０を、受け台２３ａ，２３ｂ間に挟み込む力を付与する。具体的には、クランプ用シリンダ２４は、楔状のクランプ用ウェッジ２５を略水平方向に押圧することで、間接的に接触している上側の受け台２３ｂを下向きに押圧する。これにより、クランプ用シリンダ２４から付与される押圧力が、受け台２３ａ，２３ｂに作用してスプロケットセグメント１０が固定される。
クランプ用ウェッジ２５は、クランプ用シリンダ２４のロッド先端に取り付けられた楔状の部材であって、クランプ用シリンダ２４から付与される横向きの押圧力を下向きに変換する。

＜スプロケットセグメント１０の製造方法＞
ここで、上述したスプロケットセグメント１０の製造工程について、図９（ａ）〜図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
すなわち、本実施形態のスプロケットセグメント１０は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すような工程を経て、丸棒状態の素材からスプロケットセグメント１０へと成形されていく。
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、まず、ステップＳ１１において、素材を加熱処理する。

次に、ステップＳ１２において、加熱された丸棒状の素材を鍛造用ハンマもしくはプレス等の鍛造機械に設置した金型５０内の第１成形ステップでつぶし成形を行い、図９（ａ）に示すように、スプロケットセグメント１０の大まかな形状に近づける。
次に、ステップＳ１３において、つぶし成形後の成形体を金型５０内の第２成形ステップで、図９（ａ）に示すように、鍛造用ハンマによって荒成形を行う。このとき、荒成形後の成形体１０ａには、稜線付近に沿ってバリ部１４が形成される。

次に、ステップＳ１４において、荒成形後の成形体１０ａを金型５０内の第３成形ステップで、図９（ａ）に示すように、鍛造用ハンマによって仕上げ成形を行う。
次に、ステップＳ１５において、図９（ａ）に示すように、仕上げ成形後の成形体１０ａのバリ部１４をプレスによって除去するバリ抜き処理を行う。これにより、スプロケットセグメント１０が成形される。

その後、ステップＳ１６において、図９（ｂ）に示すように、スプロケットセグメント１０に含まれる複数の歯部１３のうち、両端に配置された特定の歯部３０を、適正な形状に変形させるために、上述したしごき成形装置２０の受け台２３ａ，２３ｂにスプロケットセグメント１０を固定する。

続いて、ステップＳ１７において、しごき成形装置２０において、ロール工具２１ａ，２１ｂをスプロケットセグメント１０の歯部３０の歯面に対して当接させた状態で回転させながら歯筋方向に沿って下向きに移動させて歯部３０を所望の形状に変形させる。なお、このアンダーカットが生じないように予め変形させた歯部３０のしごき成形工程については、後段にて詳述する。
最後に、ステップＳ１８において、スプロケットセグメント１０を熱処理した後、図９（ｂ）に示すように、機械加工によってボルト穴等を形成する。

＜しごき成形装置２０によるしごき成形方法＞
本実施形態では、上述したように、図１１、図１２および図１３に示すしごき成形装置２０を用いて、ステップＳ１６およびステップＳ１７のしごき成形を行う。
より詳細には、まず、図１２に示すように、受け台２３ａ，２３ｂ間に、鍛造成形直後のスプロケットセグメント１０を横向きにセットする。

次に、図１２示すように、油圧シリンダ２２ａ，２２ｂによって一対のロール工具２１ａ，２１ｂを、上部の初期位置からスプロケットセグメント１０に当接して歯部３０の変形を完了する位置まで、スプロケットセグメント１０の歯筋方向に沿って下向きに移動させる。このとき、スプロケットセグメント１０は、受け台２３ａ，２３ｂに支持された状態で固定されている。そして、スプロケットセグメント１０は、歯部３０の内側の歯面１２ａにおいてロール工具２１ａ，２１ｂの一部が当接した状態で、油圧シリンダ２２ａ，２２ｂがロール工具２１ａ，２１ｂを図中下向きに移動させることで、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示すように、歯部３０が所望の形状に変形していく。

より具体的には、ロール工具２１ａ，２１ｂが歯部３０に当接する前には、図１４（ａ）に示すように、歯部３０はアンダーカットが生じないように、スプロケットセグメント１０の内側に傾斜した状態で成形されている。さらに、しごき成形前の歯部３０の歯筋方向は、他の歯部１３の歯筋方向に対して斜めになっている。そして、ロール工具２１ａ，２１ｂが歯部３０の一部に当接しながら所望の歯筋方向にしごくように回転移動していくことで、図１４（ｂ）に示すように、ロール工具２１ａ，２１ｂによって荷重がかかった歯部３０の部分が徐々に外側へと変形していき、歯部３０の歯筋方向が他の歯部１３の歯筋方向と平行に揃えられる。そして、ロール工具２１ａ，２１ｂが歯部３０の歯筋方向に沿って移動し終えると、図１４（ｃ）に示すように、歯部３０は他の歯部１３と同じ形状となり、スプロケットセグメント１０の歯部１３が最終製品の形状となる。

これにより、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部３０は、ロール工具２１ａ，２１ｂが当接しながら歯筋方向に沿って移動する際に付与される荷重によって、適正な形状の歯部１３に変形するようにしごき成形される。よって、ロール工具２１ａ，２１ｂと歯部３０との接触面積が従来のしごき成形装置よりも小さくて済むため、小さな圧力を局所的に付与することで、効率よく歯部３０のしごき成形を行うことができる。この結果、本実施形態のしごき成形装置２０を用いることにより、アンダーカットが生じないように予め変形させた歯部３０を適正な形状の歯部１３に変形させるために、大掛かりな設備等を必要とすることなく、簡易な構成によって小さな圧力で容易にしごき成形を実施することができる。

また、本実施形態では、スプロケットセグメント１０の両端に配置された歯部３０を同時に変形させることで、左右のバランスよくしごき成形を実施することができる。よって、受け台２３ａ，２３ｂによって、変形中のスプロケットセグメント１０を保持する荷重も小さくすることができる。

［比較例］
ここで、上述した本実施形態のしごき成形装置２０によってスプロケットセグメント１０のしごき成形を実施した場合に必要な圧力を、従来の装置と比較した結果について説明する。
なお、ここで用いたスプロケットセグメント１０は、両端の歯間距離Ｌ＝５０９ｍｍの大きさのワークを用いた（図３（ｂ）参照）。

ここでは、成形に必要な工具にかかる荷重Ｐは、以下の式によって求められる。
Ｐ＝Ｓ×σ
ただし、Ｓは工具と歯面との接触面積、σはスプロケットセグメント１０の材料の変形抵抗（鋼の熱間時）（ここでは、２０ｋｇ／ｍｍ²＝２ｔｏｎ／ｃｍ²）である。

特許文献１に開示された従来のしごき成形装置の場合には、工具にかかる荷重Ｐは１０８９ｔｏｎであった。
また、特許文献２に開示された従来のしごき成形装置では、工具にかかる荷重Ｐは３７６ｔｏｎであった。
これに対して、上述した本実施形態に係るしごき成形装置２０では、ロール工具２１ａ，２１ｂにかかる荷重Ｐは１０ｔｏｎ程度であった。

以上の結果から分かるように、本実施形態のしごき成形装置２０のように、ロール工具２１ａ，２１ｂを歯部３０の歯面１２ａに当接させた状態でスプロケットセグメント１０の歯筋方向に移動させることで、アンダーカットが生じないように予め変形させた特定の歯部３０のしごき成形を行うことができる。そして、このロール工具２１ａ，２１ｂと歯面との接触面積を小さくできるため、従来のしごき成形装置と比較して、装置にかかる圧力を大幅に小さくすることができた。よって、本実施形態によれば、従来と比較して、装置を簡素化、かつ小型化することができる。

具体的には、特許文献１，２に開示された従来のしごき成形装置の場合には、加圧能力が４００〜１２００ｔｏｎのプレス装置を用いる必要がある。一方、本実施形態のしごき成形装置２０では、加圧能力が1０ｔｏｎ程度の油圧シリンダ等の押圧手段を用いて十分に成形することが可能になる。また、工具に掛かる荷重も小さくでき、成形品を保持する金型もコンパクトなものを用いることができる。
以上のことから、大型プレス装置のない製造ラインにも用いることができ、かつ装置全体として従来よりも小型化できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、１種類の大きさのスプロケットセグメント１０に対して、装置内に固定配置された左右一対のロール工具２１ａ，２１ｂを当接させて、特定の歯部１３を所望の形状に変形させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図１５に示すように、スプロケットセグメント１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃという大きさが異なる３つのスプロケットセグメントに対して、円弧状のスプロケットセグメントの中心Ｐから径方向において、ロール工具１２１ａ，１２１ｂをロールユニット１２１ごと移動させる移動機構１２７を設けてもよい。
この場合には、スプロケットセグメントの大きさに応じて、ロール工具の位置を径方向に移動させることで、それぞれのスプロケットセグメントの大きさに合わせた位置にロール工具をセットすることができる。これにより、スプロケットセグメントの大きさにかかわらず、上記と同様に、簡素な構成によって効率よくスプロケットセグメントを製造することができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、図１６（ａ）に示すように、アンダーカットが生じないように予め変形させた状態で成形された特定の歯部３０，３０の歯筋方向を、他の歯部１３の歯筋方向に対して斜めになるように外側へずれた位置に成形した後、しごき成形装置２０によって所望の形状に変形させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、しごき成形装置２０によって変形させる対象となる歯部３０，３０については、他の歯部１３の歯筋方向に対して斜めに成形された構成以外にも、図１６（ｂ）に示すように、他の歯部１３の歯筋方向に対して平行に成形されたスプロケットセグメント１１０であってもよい。

この場合でも、ロール工具２１ａ，２１ｂを歯部３０，３０の歯面１２ａ，１２ａに当接させた状態で、他の歯部１３の歯筋方向に沿って移動させることで、特定の歯部３０，３０を所望の形状に変形させることができる。
ただし、アンダーカットが生じない形状であって、かつロール工具による変形量を最小限にできるという点では、上記実施形態のように、他の歯部の歯筋方向に対して歯筋方向が斜めに成形されたスプロケットセグメントであることがより好ましい。

（Ｃ）
上記実施形態では、左右一対のロール工具２１ａ，２１ｂを、５枚歯を含むスプロケットセグメント１０の両端に配置された歯部１３に対して当接させて所望の形状に変形させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、歯部を変形させるロール工具としては必ずしも左右一対設けられている必要はなく、単体のロール工具によって歯部を変形させる構成であってもよい。
ただし、５枚歯の両端に配置された歯部が、アンダーカットが生じないように最終製品の形状から変形させて成形されている場合には、バランスよく両端の歯部を同時に所望の形状に変形させることができるという点では、上記実施形態のような構成とすることがより好ましい。

（Ｄ）
上記実施形態では、つぶし成形、荒成形、仕上げ成形の３工程の鍛造成形を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、荒成形を省略して、つぶし成形と仕上げ成形の２段階でスプロケットセグメントを成形してもよい。

本発明のスプロケットセグメントの製造装置は、歯部を変形させるための特殊な設備や加圧能力の高い設備等を設置することなく、低コストで所望の形状のスプロケットセグメントを製造することができるという効果を奏することから、各種車両に用いられるスプロケットのスプロケットセグメントの製造方法に対して広く適用可能である。

１ブルドーザ
２キャブ
３車体フレーム
４ブレード
５リッパ
７走行装置
７ａ履帯
９スプロケット
１０スプロケットセグメント
１０ａ成形体
１１取付部
１２フランジ部
１２ａ歯面
１３歯部
１３ａＲ部
１４バリ部
１４ａ，１４ｂバリ部
１４ｃバリ除去加工部
２０しごき成形装置（スプロケットセグメントの製造装置）
２１ロールユニット
２１ａ，２１ｂロール工具
２１ａａ，２１ｂａ回転軸
２２ａ，２２ｂ油圧シリンダ（駆動部）
２２ａａ，２２ｂａ本体部
２２ａｂ，２２ｂｂロッド
２３ａ，２３ｂ受け台（支持部）
２４クランプ用シリンダ
２５クランプ用ウェッジ
２６ロール用ホルダ
３０歯部（特定の歯部）
５０金型
５１第１金型部
５２第２金型部
１１０スプロケットセグメント
１１０ａ〜１１０ｃスプロケットセグメント（大・中・小）
１２７移動機構
Ｐ中心
Ｓステップ

実用昭６０−１８１２３９号公報特開昭６３０２６２２９号公報

Claims

アンダーカットを考慮した形状で鍛造成形された歯部を所望の形状に変形させるスプロケットセグメントの製造装置であって、
前記スプロケットセグメントを固定する支持部と、
前記支持部において固定された前記スプロケットセグメントの特定の歯部の歯面に対して当接した状態で回転しながら移動して前記歯部の形状を前記所望の形状に変形させるロール工具と、
前記ロール工具を前記スプロケットセグメントの歯筋方向に沿って移動させる駆動部と、
を備えているスプロケットセグメントの製造装置。
前記ロール工具は、前記スプロケットセグメントの両端に形成された前記歯部に対応する位置にそれぞれ配置されている、
請求項１に記載のスプロケットセグメントの製造装置。
前記スプロケットセグメントの略円弧状の中心から径方向において前記ロール工具を移動させる移動機構を、さらに備えている、
請求項１または２に記載のスプロケットセグメントの製造装置。
前記ロール工具は、一対の略半球状部材を曲面側において互いに接合したような輪郭形状を有している、
請求項１から３のいずれか１項に記載のスプロケットセグメントの製造装置。
前記駆動部は、油圧シリンダである、
請求項１から４のいずれか１項に記載のスプロケットセグメントの製造装置。
アンダーカットを考慮した形状で鍛造成形された歯部を所望の形状に変形させるスプロケットセグメントの製造方法であって、
前記スプロケットセグメントを固定するステップと、
支持部において固定された前記スプロケットセグメントの特定の歯部の歯面に対してロール工具を当接した状態で回転しながら歯筋方向に移動させて前記歯部の形状を前記所望の形状に変形させるステップと、
を備えているスプロケットセグメントの製造方法。