JP2009233738A - 絞り加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒状の素材の胴部を縮径する際に、縮径する径を変更する場合でも、合理的な構成によりマンドレルを取り替えることなく絞り加工を施すことのできる絞り加工装置を提供すること。
【解決手段】主軸２に配設したマンドレル３と、マンドレル３との間に一定の隙間を設けて主軸２に取り付けた円筒状の素材Ｗをマンドレル３の外径まで縮径する絞りローラＲとを備えた絞り加工装置１において、マンドレル３を、周方向に分割形成し内表面４ａを主軸２の軸心に対して傾斜させた分割型４と、分割型４の内表面４ａと摺接するコア部５とで構成するとともに、分割型４とコア部５とを、分割型４又はコア部５の一方に形成した抜止溝６と、他方に形成した抜止溝６に摺動自在に嵌合する係合突条７とで連結し、コア部５を主軸２の軸心方向に移動させることによって分割型４の外表面４ｂで形成するマンドレル３の外径を拡径又は縮径する。
【選択図】図１

Description

本発明は、絞り加工装置に関し、特に、円筒状の素材の胴部を縮径する絞り加工装置の改良に関するものである。

従来、円筒状の素材の胴部を元の胴部の外径よりも小径に縮径する絞り加工装置としては、主軸の先端に主軸と同心に配設され、主軸側を素材の内径と略同径とした大径部分及び大径部分よりも小径とした本体部分からなるマンドレルと、該マンドレルの大径部分に嵌入し、マンドレルの本体部分と一定の隙間を設けて取り付けた円筒状の素材を主軸の先端との間で挟み込むようにして素材を固定する心押台と、主軸に取り付けた円筒状の素材をマンドレルの外径まで縮径する絞りローラとからなる絞り加工装置がある。

マンドレルの本体部分の外径は、成形後の円筒状の素材の内部に嵌入する、例えば、触媒担体等の外径に合わせて決定される。
そして、マンドレルの大径部分に嵌入した円筒状の素材は、主軸とともに回転し、絞りローラによって胴部の内径をマンドレルの外径まで縮径した後、別工程において、内部に触媒担体等を嵌入したり、種々の加工が施される。

ところで、この絞り加工装置では、同一寸法の円筒状の素材の胴部を異なる径に縮径しようとすると、マンドレルを主軸の先端から取り外し、マンドレルの本体部分の外径が所望の外径のマンドレルに取り替える必要があり、段取り替えに多大な時間を費やすという問題があった。

特に、触媒担体を内部に嵌入する製品の場合、触媒担体の外径は数ｍｍ単位でのバラツキが多く、同一寸法の円筒状の素材の胴部を縮径する場合でも、触媒担体の外径のバラツキのために多くの段取り替えが必要となる。
また、段取り替え用に保有すべきマンドレルの数が多くなり費用が嵩むとともに、多くの保管場所が必要となるという問題もあった。

ところで、マンドレルの外径を、絞りローラによる絞り加工に伴って、常に素材の内表面に当接させながら縮径することのできる装置としては、特許文献１に開示される装置が提案されている。
かかる従来の装置は、マンドレルを構成する各分割型を移動可能に支持する支持機構と、各分割型を径方向に移動させるための径方向移動機構とを夫々別に設けている。
特開２０００−２６３１６１号公報

しかし、上記特許文献１に記載の装置では、支持機構と径方向移動機構とを夫々別に設けるようにしているため、構造が複雑になり、装置の精度や製造コスト等の点で問題があった。

本発明は、上記従来の絞り加工装置の有する問題点に鑑み、円筒状の素材の胴部を縮径する際に、縮径する径を変更する場合でも、合理的な構成によりマンドレルを取り替えることなく絞り加工を施すことのできる絞り加工装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の絞り加工装置は、主軸に配設したマンドレルと、該マンドレルとの間に一定の隙間を設けて主軸に取り付けた円筒状の素材をマンドレルの外径まで縮径する絞りローラとを備えた絞り加工装置において、マンドレルを、周方向に分割形成し内表面を主軸の軸心に対して傾斜させた分割型と、該分割型の内表面と摺接するコア部とで構成するとともに、分割型とコア部とを、分割型又はコア部の一方に形成した抜止溝と、他方に形成した前記抜止溝に摺動自在に嵌合する係合突条とで連結し、コア部を主軸の軸心方向に移動させることによって分割型の外表面で形成するマンドレルの外径を拡径又は縮径するようにしたことを特徴とする。

この場合において、抜止溝を、分割型の内表面に形成し、係合突条を、コア部の外表面に締結体で固定して形成することができる。

また、主軸を回転させながら、絞りローラを円筒状の素材の外表面に押し当てるようにすることができる。

本発明の絞り加工装置によれば、マンドレルを、内表面を傾斜させた分割型と、該分割型の内表面と摺接するコア部とで構成するとともに、分割型とコア部とを、抜止溝と該抜止溝に摺動自在に嵌合する係合突条とで連結するといった合理的な構成により、各分割型の支持を実現しながら、マンドレルの外径を、コア部の主軸の軸心方向への移動によって簡単に変更することができる絞り加工装置を提供することができる。

また、抜止溝を、分割型の内表面に形成し、係合突条を、コア部の外表面に締結体で固定して形成することにより、コア部の外表面に係合突条を一体として形成することなく、分割型とコア部とを連結し、コア部から分割型が抜け落ちることを防止することができる。
この場合、抜止溝と係合突条との連結を、分割型の内表面とコア部の外表面とで行うようにしているから、分割型とコア部とが摺接する面に隙間が生じマンドレルの外表面が傾斜するという不具合も発生しない。

また、主軸を回転させながら、絞りローラを円筒状の素材の外表面に押し当てることにより、絞りローラを公転させるための複雑な機構を必要とせず、分割型とコア部とは摺接する面で連結されているから、マンドレルが回転することによって生じる遠心力によって分割型が径方向に抜け落ちることや回転による分割型のがたつきを良好に防止することができる。

以下、本発明の絞り加工装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図５に、本発明の絞り加工装置の一実施例を示す。
この絞り加工装置１は、主軸２に配設したマンドレル３と、マンドレル３との間に一定の隙間を設けて主軸２に取り付けた円筒状の素材Ｗをマンドレル３の外径まで縮径する絞りローラＲとを備え、マンドレル３を、周方向に分割形成し内表面４ａを主軸２の軸心に対して傾斜させた分割型４と、分割型４の内表面４ａと摺接するコア部５とで構成するとともに、分割型４とコア部５とを、分割型４又はコア部５の一方に形成した抜止溝６と、他方に形成した抜止溝６に摺動自在に嵌合する係合突条７とで連結し、コア部５を主軸２の軸心方向に移動させることによって分割型４の外表面で形成するマンドレル３の外径を拡径又は縮径するようにしている。

分割型４とコア部５とを連結する抜止溝６及び係合突条７は、分割型４又はコア部５のいずれに抜止溝６又は係合突条７を形成しても構わないが、本実施例においては、分割型４の内表面４ａに抜止溝６を形成し、係合突条７を、コア部５の外表面５ａに締結体Ｂで固定して形成した例で説明する。
また、本実施例では、抜止溝６の溝形状を、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、Ｔ字状に形成するようにしているが、分割型４がコア部５から抜け落ちることを防止することのできる形状であれば特に限定されものではなく、例えば、図３（ｅ）に示すように、側面を傾斜させた蟻溝状に形成しても構わない。
また、本実施例では、係合突条７を、長尺の一体のもので構成したが、短尺の分割形成したもので構成しても構わない。

コア部５の分割型４と摺接する部分の形状は、円錐台形状又は分割型４の分割数に応じた多角錐台形状とし、円筒状の素材Ｗの内径と略同一外径で素材Ｗの先端部分が嵌入される主軸２の先端に配設した受筒２ａよりも外側に突出して配設するようにしている。
そして、主軸２を回転させる駆動機構（図示省略）の端部に配設する押圧機構（図示省略）により、主軸２の軸心と平行方向に移動する押圧体５ｂの移動に伴って、主軸２の軸心方向に移動するようにしている。

分割型４の分割数は、特に限定されず、拡径されたときにマンドレル３の外周面に生じる分割型４間の隙間を均等、かつ、可能な限り小さくするように、本実施例においては、周方向１６分割した例を示す。

分割型４の主軸２の軸心方向の長さは、成形する素材の長さによって決定されるもので、通常、絞り加工を施す素材Ｗの長さよりも短く設定される。
分割型４の外表面４ｂは、分割型４を縮径した状態で連なった円筒状となるような曲面で形成し、内表面４ａは、主軸２の軸心に対して傾斜させるようにしている。
傾斜方向は、コア部５の外表面５ａと摺接するように、コア部５の外表面５ａの傾斜方向と同一の方向であれば主軸２側から外側に向かって狭くなるように傾斜していても、図１に示すように主軸２側から外側に向かって拡がるように傾斜していても構わない。

分割型４は、受筒２ａとコア部５の先端に嵌入される心押し８とによって挟み込まれ、主軸２の軸心方向への移動を規制されている。

円筒状の素材Ｗは、受筒２ａに嵌入し、受筒２ａの部分で把持固定するだけでも構わないが、心押し８によって受筒２ａとの間で押圧固定するようにしても構わない。

上記構成において、図４（ａ）に示すように、心押し８をマンドレル３から離間させた状態で、円筒状の素材Ｗをマンドレル３との間に一定の隙間Ｃだけを設けて主軸２に取り付けた後、心押し８を移動させ、円筒状の素材Ｗを固定する。
そして、図４（ｂ）に示すように、押圧体５ｂを主軸２の軸心方向に移動させることによって、分割型４を主軸２の軸心に対して直交方向に移動させ、マンドレル３の外径を所望の寸法となるように拡径又は縮径する。

その後、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、主軸２を回転させながら、絞りローラＲを円筒状の素材Ｗの外表面に押し当て、胴部の内径をマンドレル３の外径となるまで絞り加工を施す。
そして、心押し８を図例右側に移動させ、成形した円筒状の素材Ｗを取り外し加工を終了する。

以上、本発明の絞り加工装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、主軸を固定し、絞りローラを回転させる絞り加工装置にも適用できる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の絞り加工装置は、合理的な構成によりマンドレルを取り替えることなく、円筒状の素材の胴部を縮径する際に、縮径する径を変更することができるという特性を有していることから、同一寸法の円筒状の素材の胴部を異なる径に縮径する必要がある絞り加工を施す用途に好適に用いることができる。

本発明の絞り加工装置の一実施例を示す一部切り欠きの正面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 分割型を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は（ｂ）のＹ−Ｙ断面図で、（ｅ）は分割型に形成する抜止溝の別の実施例を示す右側面図である。 本発明の絞り加工装置による絞り加工の手順を示し、（ａ）は円筒状の素材を取り付けた状態を示し、（ｂ）はマンドレルの外径の変更方法の説明図である。 図４に続く絞り加工の手順を示し、（ａ）は円筒状の素材の縮径加工を開始した状態を、（ｂ）は絞り加工が終了した状態を示す。

符号の説明

１ 絞り加工装置
２ 主軸
３ マンドレル
４ 分割型
５ コア部
６ 抜止溝
７ 係合突条
８ 心押し
Ｒ 絞りローラ
Ｗ 素材

Claims (3)

1. 主軸に配設したマンドレルと、該マンドレルとの間に一定の隙間を設けて主軸に取り付けた円筒状の素材をマンドレルの外径まで縮径する絞りローラとを備えた絞り加工装置において、マンドレルを、周方向に分割形成し内表面を主軸の軸心に対して傾斜させた分割型と、該分割型の内表面と摺接するコア部とで構成するとともに、分割型とコア部とを、分割型又はコア部の一方に形成した抜止溝と、他方に形成した前記抜止溝に摺動自在に嵌合する係合突条とで連結し、コア部を主軸の軸心方向に移動させることによって分割型の外表面で形成するマンドレルの外径を拡径又は縮径するようにしたことを特徴とする絞り加工装置。
2. 抜止溝を、分割型の内表面に形成し、係合突条を、コア部の外表面に締結体で固定して形成したことを特徴とする請求項１記載の絞り加工装置。
3. 主軸を回転させながら、絞りローラを円筒状の素材の外表面に押し当てるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の絞り加工装置。

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