JP2018008294A

JP2018008294A - 円筒加工物の製造方法

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Publication number: JP2018008294A
Application number: JP2016138791A
Authority: JP
Inventors: 麻子大河内; Asako Okochi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-01-18

Abstract

【課題】円筒体の直径の大きさに制限を受けない円筒加工物の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】矩形板状の素材から形成される円筒体の製造方法であって、該素材を円筒状に湾曲させる工程と、前記素材の湾曲させた端面同志を当接させて、該当接部を下側にして、円筒体両端の押圧部材を持つ治具に固定させる工程と、前記円筒体を下方に押圧保持する工程と、前記当接部に対し、下側から摩擦攪拌接合装置を移動させて接合する工程とからなる円筒加工物の製造方法。【選択図】図１２

Description

本発明は、円筒加工物の製造方法に関するものである。

従来の技術の一例として、矩形平板を円筒状に湾曲させる前に、突き合わされるそれぞれの端部の両側に突出部を残すように、平板をプレス加工する。その後、円筒状に湾曲させ、接合部を上側にして、その上側から、円筒体の一端突出部から摩擦接合を開始し、他端突出部から摩擦接合を終了するようにしたものである。（特許文献１）

また、従来の技術の第２例として、矩形平板を円筒状に湾曲させる前に、突き合わされるそれぞれの端部の両側に突出部を残すように、平板をプレス加工する。その後、円筒状に湾曲させ、接合部を上側にして、円筒体の内部に治具を通し固定する。そして、その上側から、円筒体の一端突出部から摩擦接合を開始し、他端突出部から摩擦接合を終了するようにしたものである。（特許文献２）

特許４６８４８１０号公報特許３８２０３９３号公報

しかしながらこれらの技術では、円筒体の上側に摩擦接合装置をセットしなければならない。そのため、円筒体の直径の大きさが大きくなると、上側の装置に制約され、接合作業ができなくなるのである。

本発明はこの問題を解決するものであり、円筒体の直径の大きさに制限を受けない円筒加工物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１課題解決手段の円筒加工物の製造方法は、矩形板状の素材から形成される円筒体の製造方法であって、前記素材を円筒状に湾曲させる工程と、前記素材の湾曲させた端面同志を当接保持させ、該当接部を下側にして、治具に固定させる工程と、前記当接部に対し、下側から摩擦攪拌接合装置を移動させて接合する工程とからなるものである。

本発明の第２課題解決手段の円筒加工物の製造方法は、矩形板状の素材から形成される円筒体の製造方法であって、該素材を円筒状に湾曲させる工程と、前記素材の湾曲させた端面同志を当接させて、該当接部を下側にして、円筒体両端の押圧部材を持つ治具に固定させる工程と、前記円筒体を下方に押圧保持する工程と、前記当接部に対し、下側から摩擦攪拌接合装置を移動させて接合する工程とからなるものである。

本発明の第３課題解決手段の円筒加工物の製造方法は、矩形板状の素材から形成される円筒体の製造方法であって、前記素材に接合方向に沿って突出した突部を形成する工程と、該素材を円筒状に湾曲させる工程と、前記素材の湾曲させた端面同志を当接させて、円筒両端から前記突部が突出した状態で該当接部を下側にして、前記突部に嵌まる谷部を持つ押圧部材を持つ治具に固定させる工程と、前記円筒体を下方に押圧保持する工程と、前記当接部に対し、下側から摩擦攪拌接合装置を移動させて接合する工程とからなるものである。

本発明の第４課題解決手段の円筒加工物の製造方法は、前記第１または第２手段に加え、前記円筒体の外周面を、前記当接部が開かないように押圧する工程とからなるものである。

本発明の第５課題解決手段の円筒加工物の製造方法は、前記第１または第２または第４手段に加え、接合開始端と接合終了端の、少なくとも接合終了端にタブ板を置き、摩擦接合装置で接合端面の下側から、接合開始端から接合を始め、接合終了端のタブ板の位置で接合作業を停止させるものである。

本発明では、円筒体の下側から摩擦接合装置で接合するので、円筒体の直径の大きさに制限を受けないことになる。

隅角部に突部を持つ板材の斜視図である。図１の板材を湾曲させた両端に突部を持つ円筒体の斜視図である。図１の板材を湾曲させて図２の円筒体を成形する工程の説明図である。本発明の接合部の下側から接合する方法の原理説明図である。本発明の一実施例の正面図である。本発明の一実施例の平面図である。図５のＡ―Ａ断面図である。図６の右端部の拡大斜視図である。円筒体内側から接合部を押下する手段の部分拡大斜視図である。板材の接合開始端部の下から上を見た部分拡大斜視図である。本発明の他の実施例の正面図である。本発明の他の実施例の平面図である。図１１のＢ―Ｂ断面図である。図１１の右端部の部分拡大斜視図である。本発明の更に他の実施例の図１４に相当した拡大斜視図である。

以下に、本発明の一実施例を図面にもとづき詳細に説明する。
図１において、矩形板状の素材Ｗ１に対し、図２に示す円筒状に湾曲したときの、接合方向に沿って突出した隅角部の突部Ｗ２を持つ板材を、プレス加工する。次に図３（Ａ）のように、平板素材Ｗ１は図示しない搬出ローラ上を搬送され、２個の送出ローラＲ１上に到達する。

その後、図３（Ｂ）のように、これらローラの上方にある湾曲ローラＲ２が下降し、平板素材Ｗ１を押圧挟持した状態で回転する。すると、図３（Ｃ）のように、平板素材Ｗ１が湾曲ローラの外周面に沿い湾曲し始める。このとき、送出ローラは追従して回転する。この動作が続行されることにより、図３（Ｄ）のように、円筒体が成形される。この結果、図２に示すように、円筒体両端に突部（山形の）Ｗ３がある円筒体Ｗが得られる。

さて、このようにして得られた円筒体Ｗの接合部Ｗ０に対して、本発明は下側から摩擦接合するのである。即ち図４の原理説明図において、円筒体Ｗをその中心軸線を水平にした状態で、前記素材の湾曲させた端面同志を当接保持させ、該当接部Ｗ０を下側にして治具１０に定置する。そして、治具の下側に配置されたレール１上を移動する摩擦接合装置Ｆで、接合開始端から摩擦熱で溶融接合を始め、接合終了端の位置で接合作業を停止させる。装置Ｆは台車Ｇに載せられ、ツール本体Ｆ１の上端から円盤鍔Ｆ２とピンＦ３が上方に突き出ている。

図５，６，７，８において、前記素材の湾曲させた端面同志を当接させて、円筒体Ｗの両端から前記突部ｗ３が突出した状態で、該当接部Ｗ０を下側にして、治具１０に載せる。具治１０は水平面内で展延する横長の矩形枠体の本体１１を持ち、横方向両端部付近を除いて、円筒体を支持する円弧状載置面１１ａを持つ。そして両端付近には、前記突部の押圧手段１２，１２が設けられている。

押圧手段１２は、円筒体の山形突部Ｗ３に係合する谷形凹部を持つ当て部材１２ａと、それを山形突部に向かって進退させる案内部材１２ｂと、これを動力進退させる流体ピストン・シリンダ１２ｃからなる。架台１０に円筒体Ｗ載せて流体ピストン・シリンダを作動させると、円筒体の山形突部に向かい当て部材１２ａが進み、その谷形凹部が山形突部Ｗ３に係合して端面を押し付ける。これにより、円筒体Ｗの当接部Ｗ０の開き傾向が阻止される。

次に図９に示すように、前記円筒体Ｗを下方に押圧保持する押下手段１３として、円筒体Ｗの内部を通して押下部材１３を治具１０に装着する。この押下部材１３は、支持棒１３ａの両側に複数のローラ１３ｂが支持され、支持棒の両端部がハット部材１３ｃとネジ部材１３ｄとからなる固定部材で、前記押圧手段１２の当て部材１２ａ、１２ａの上に固定される。これにより、下側からの摩擦攪拌接合装置Ｆのピンと円盤の押し上げ力に対抗する。このようにして、図１０のように、前記当接部Ｗ０に対し下側から摩擦攪拌接合装置Ｆを移動させて接合し、円筒加工物Ｗを製造する。なお円筒体Ｗの重量により、摩擦攪拌接合装置Ｆのピンと円盤の押し上げ力に対抗できるなら、押下部材１３は省略できる。

図１１〜１４に示すものは、円筒体Ｗに前記のような山形突部がない場合の実施例である。図５〜８から変わる点は、図１４のように、両端押圧手段１２の当て部材１２ａは谷形凹部のない平板状である。流体ピストン・シリンダを作動させると、円筒体の端面に向かい当て部材が進み端面を押し付ける。次に前記した図９に示すように、前記円筒体を下方に押圧保持する手段として、円筒体の内部を通して押下部材１３を治具に装着する。

円筒体Ｗの重量により円筒体外周面と載置面の働きで分力が生じるので、通常の場合は円筒体の接合部が弾性復元力で開かない。しかし、更に確実にするため、開き阻止手段１４が設けられる。円筒体外周面の両側で下部から上半部にかけて包囲して押圧するように（図５の仮想線示）、湾曲した弾性棒材の下端が治具本体１１の両側に回動自在に取付られる。この棒材は非使用時は治具本体１１の側面に沿わせておき（点線示）、使用時は作業者が曲率半径を増加させながら、円筒体の外周面の両側で下部から上半部にかけて包囲するように（仮想線示）回動させる。

図１５は更に他の実施例であり、接合終了端にタブ板Ｔを当接させ、この位置で接合作業を終了するのである。その後にこのタブ板を取り除く。これにより、接合終了点での円筒体に与える影響がなくなる。即ち、図１４に示す当て部材１２ａに代えてタブ板Ｔとする。案内部材１２ｂに支持部材１２ｃを設け、その下面にタブ板Ｔをボルト・ナットで着脱自在に取り付けるのである。これで、タブ板Ｔは下からの押し上げ力で持ち上がることがない。支持部材１２ｃの下面にタブ板Ｔを沿わせ、双方のボルト孔に、頭を下にしたボルトを通し、上からナットで締めつけるのである。

本発明は前記した実施例や実施態様に限定されず、特許請求の範囲を逸脱せずに種々の変形を含む。

本発明は円筒加工物の製造方法に利用できる。

Ｗ板
Ｆ摩擦接合装置
Ｔタブ板
１レール
１０治具
１１本体
１１ａ載置面
１２押圧手段
１２ａ当て部材
１２ｂ案内部材
１２ｃ流体ピストン・シリンダ
１３押下手段
１３ａ支持棒
１３ｂローラ
１３ｃハット部材
１３ｄネジ部材
１４開き阻止手段

Claims

矩形板状の素材から形成される円筒体の製造方法であって、前記素材を円筒状に湾曲させる工程と、前記素材の湾曲させた端面同志を当接保持させ、該当接部を下側にして、治具に固定させる工程と、前記当接部に対し、下側から摩擦攪拌接合装置を移動させて接合する工程とからなる円筒加工物の製造方法。
矩形板状の素材から形成される円筒体の製造方法であって、該素材を円筒状に湾曲させる工程と、前記素材の湾曲させた端面同志を当接させて、該当接部を下側にして、円筒体両端の押圧部材を持つ治具に固定させる工程と、前記円筒体を下方に押圧保持する工程と、前記当接部に対し、下側から摩擦攪拌接合装置を移動させて接合する工程とからなる円筒加工物の製造方法。
矩形板状の素材から形成される円筒体の製造方法であって、前記素材に接合方向に沿って突出した突部を形成する工程と、該素材を円筒状に湾曲させる工程と、前記素材の湾曲させた端面同志を当接させて、円筒両端から前記突部が突出した状態で該当接部を下側にして、前記突部に嵌まる谷部を持つ押圧部材を持つ治具に固定させる工程と、前記円筒体を下方に押圧保持する工程と、前記当接部に対し、下側から摩擦攪拌接合装置を移動させて接合する工程とからなる円筒加工物の製造方法。
前記円筒体の外周面を、前記当接部が開かないように押圧する工程とからなる請求項１または２記載の円筒加工物の製造方法。
接合開始端と接合終了端の、少なくとも接合終了端にタブ板を置き、摩擦接合装置で接合端面の下側から、接合開始端から接合を始め、接合終了端のタブ板の位置で接合作業を停止させる請求項１または２または４記載の円筒加工物の製造方法。