JP3424000B2 - カラー成形装置 - Google Patents
カラー成形装置Info
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Description
金属管の中間部を局部的に膨出加工する装置に関するも
のである。
ける場合は、当該軸材の径よりも大径の軸材を素材とし
て、所望のカラー部を有する形状に削り出す方法、ある
いは別部品を軸材に溶接する方法がとられている。しか
しながら、前者の場合には切削加工に手間がかかるだけ
でなく、材料的にも無駄が多くなるので不経済であり、
また、長尺物の中間部にカラーを削り出すことは、困難
であった。また、後者の場合には溶接熱の影響を受ける
といった問題点があった。
は、金属軸材の中間部に局部的にカラーを成形する方法
として、金属軸材に回転と圧縮圧力及び曲げを作用させ
る方法を発明し、特許を取得している(日本国特許第1
993956号)。この技術によれば、金属軸材あるい
は金属管の中間部に容易にカラーを成形することができ
るので、従来のような切削加工あるいは溶接を行う必要
がなくなる。
力及び曲げを作用させるものであるが、カラー成形の進
行時には常に両保持部の中間部に曲げ支点が位置するこ
とが理想的である。しかしながら、従来のカラー成形装
置は曲げ支点となる回動支軸が一方の保持部に固定され
ており、カラー成形が進行するにつれて他方の保持部に
接近する構成であった。そのため、従来のカラー成形装
置では、両保持部の間隔が回動支軸が固定された側の保
持部端面と回動支軸の軸心の間隔と等しくなったときが
カラーの最小幅となり、かつ最大径となっていた。つま
り、このカラー径以上のカラーを成形することはできな
かった。
記問題点に鑑み、ワークである金属軸材あるいは金属管
に圧縮圧力と曲げ及び回転を作用させるカラー成形装置
において、さらに大径のカラーを成形するために駆動回
転部及び従動回転部に対して任意の位置に曲げ支点とな
る回動軸の軸心を変位させる機構を備えたカラー成形装
置を提供すること課題としている。
決するために、次のようにした。すなわち、ワークであ
る金属軸材あるいは金属管を保持する保持部を備え互い
に対向する駆動回転部と従動回転部と、前記駆動回転部
の保持部にワークを保持した状態でワークを軸回りに回
転させる駆動手段と、前記従動回転部を駆動回転部に接
近・離反する方向に相対移動させる摺動加圧手段と、従
動回転部を駆動回転部の保持部の軸心に対し傾斜させる
偏倚手段とから成るカラー成形装置において、前記偏倚
手段によって従動回転部を傾斜させる際に回動の起端と
なる回動軸の軸心を駆動回転部に接近・離反する方向に
相対移動させる摺動加圧手段を設け、夫々の摺動加圧手
段の摺動量を調節することによって駆動回転部及び従動
回転部に対して相対的に任意の位置に前記回動軸の軸心
を相対移動させる変位機構を備えたことを特徴とする。
管を保持する保持部を備え互いに対向する駆動回転部と
従動回転部と、前記駆動回転部の保持部にワークを保持
した状態でワークを軸回りに回転させる駆動手段と、何
れか一方の回転部を他方の回転部の保持部の軸心に対し
傾斜させる偏倚手段と、該偏倚手段によって偏倚させる
際に回動の起端となる回動支軸の軸心に対し両回転部を
接近・離反する方向に相対移動させる摺動加圧手段とか
らなるカラー成形装置において、前記摺動加圧手段の摺
動量を適宜調節することによって駆動回転部及び従動回
転部に対して相対的に任意地の位置に前記回動軸の軸心
を相対移動させる変位機構を備えたことを特徴とする。
属軸材あるいは金属管の中間部を局部的に膨出成形し、
カラーを設けるには、まず両回転部を互いの軸心が同一
直線上に位置するよう配置し、互いの保持部によってワ
ークを保持する。このとき、両保持部間には所定間隔D
をとる。そして、少なくとも一方の保持部を他方の保持
部に接近させ、ワークに圧縮圧力を作用させつつ、少な
くとも一方の回転部を回転させることによって、ワーク
を軸回りに回転させる。然る後、少なくとも一方の保持
部を他方の保持部の軸心に対し傾斜させ、ワークに曲げ
を加える。なお、前記圧縮圧力は曲げ外側に発生する引
張り力を零又は反負荷にする大きさである。この状態
で、曲げ内側に生じる凸部がワークの回転によって、ワ
ーク全周に累積し、所望のカラーを得ることができる。
所望のカラーが得られれば、曲げを戻しワークを真直化
した後圧縮圧力と回転を停止し、成形を完了する。
フレームに固定し、他方の回転部は前記回転部に対して
接近・離反する方向に相対移動自在な摺動フレームに回
動自在に軸着された回動フレーム上で回動の起端となる
回動支軸に対して接近・離反する方向に相対移動自在に
設けられている。そして、カラー成形時には、一方の保
持部を回動支軸に対して接近させワークに圧縮圧力を作
用させるとともに、摺動フレームを他方の回転部に対し
て接近させることによって、回動支軸の位置を両保持部
間に位置させることが可能である。すなわち、回動支軸
を常に両保持部間に変位させることができるので、大径
かつ幅の狭いカラーを成形することが可能である。
例示しつつ、本発明をより具体的に説明する。
1は、床上に設置されるベース2に支柱3が立設され、
その上部に平面視において矩形状のフレーム4が設けら
れている。このフレーム4の前端部(図1における左
側)には駆動回転部5が設けられ、後端部は後述する摺
動加圧手段6の取付部材7が設けられている。なお、前
記フレーム4の両側枠8,8には断面視において凹字状
の溝部8aが設けられている。
右方向の部材9に固着された支持筒体10に円筒状の保
持筒11が回転自在に支承され、該保持筒11前端部に
は従動歯車12が取り付けられている。さらに、該保持
筒11の内部には保持部としてワークWを挟持するチャ
ック部材13,13が嵌合される。そのため、前記保持
筒11内後端部及びチャック部材13,13外周部には
所定のテーパ角が設けられており、ワークWを掴んだ状
態でチャック部材13,13を保持筒11内に圧入する
ことによってワークWを挟持する構成である。
させる駆動源となるモータ14が設置されており、その
出力軸に取り付けた駆動歯車15が前記従動歯車12と
噛合している。
反する方向に相対移動可能な摺動フレームである。該摺
動フレーム16は平面視において略々矩形状に構成され
ており、左右の側枠17,17側部には前記フレーム4
の溝部8aに嵌合できる凸部が設けられており、この両
側枠17,17の前方部には軸受けとなる空孔部18a
を備えた部材18が固着されている。この摺動フレーム
16の摺動加圧手段6として、前記フレーム4後端部に
設けられた取付部材7と前記部材18間に復動式の流体
シリンダ19が取り付けられている。なお、前記摺動フ
レーム16後方部には該流体シリンダ19の保持部材2
0が固着されている。この流体シリンダ19の伸縮によ
って、該摺動フレーム16は前後に移動する構成であ
る。
レーム21が備えられている。この回動フレーム21は
プレート22下面前方部に回動支軸23を固着し、プレ
ート22上面には溝部24aが備えられた一対のレール
体24、24を固着している。さらに、該レール体2
4,24の後端部には後述する従動回転部25の摺動加
圧手段26である流体シリンダ27の取付部材28が取
り付けられている。該回動フレーム21を前記摺動フレ
ーム16に軸着し、回動自在な構成としている。
部5に対向するように従動回転部25が取り付けられて
いる。該従動回転部25は駆動回転部5と略々同様の構
成であり、同じ部分には同じ記号を付している。なお、
該従動回転部25の支持筒体10は前記回動フレーム2
1に備えられたレール体24,24に沿って前後に移動
可能となるよう前記溝部24a,24aを摺動する凸部
を備えた部材29に固着されている。さらに、該部材2
9と前記回動フレーム21の取付部材28間には前記摺
動加圧手段26として流体シリンダ27を取り付けてい
る。この流体シリンダ27の伸縮によって回動フレーム
21に対し、従動回転部25が前後に移動可能となって
いる。
流体シリンダを用いているが、前記摺動フレームを前後
に移動できるものであればよく、例えばネジ式送り機構
等を用いても何ら問題はない。
上記摺動フレーム16の保持部材20の空孔部20aに
回動自在に駆動手段取付部材31を軸着し、さらに回動
フレーム21のレール体24に設けられた空孔部24b
に回動自在にナット部材32を軸着し、この駆動手段と
してモータ33を取り付け、このモータ33の出力軸に
雄ネジ34を取り付け、前記ナット部材32に螺合した
ものである。すなわち、モータ33の正逆転によって、
雄ネジ34が回転し、ナット部材32が移動することに
よって前記回動支軸23を基端として回動フレーム21
が回動する構成である。すなわち、回動フレーム21上
に備えられている従動回転部25が回動するものであ
る。
流体シリンダ19,27の制御装置は図示していない
が、モータ33は正・逆回転を制御でき、かつ流体シリ
ンダ19,27は、夫々のシリンダの摺動量を適宜制御
できるものである。
4前方部に固着された駆動回転部5はモータ14によっ
て、ワークWを回転させることが可能である。さらに、
この駆動回転部5に対向するように設けられた従動回転
部25は摺動加圧手段6、26によって前記駆動回転部
5に対して、接近・離反する方向に相対移動可能かつ偏
倚手段30によって駆動回転部5の軸心に対して傾斜可
能であり、さらに、前記摺動加圧手段6によって回動支
軸23が駆動回転部5に接近した際に摺動加圧手段26
によって従動回転部25を回動支軸23に接近させるこ
とが可能な構成である。すなわち、摺動加圧手段6,2
6の摺動量を適宜調節することによって、常に両保持部
13,13間に回動支軸23の軸心を相対移動させるこ
とができるよう構成されている。
用する際には、まず両回転部5,25を互いの軸心が同
一直線上に位置するよう配置する。そして、保持部であ
るチャック部材13,13内にワークWを挿通させ、夫
々のチャック部材13,13でワークWを保持する。そ
して、モータ14を駆動し、ワークWを回転させる。さ
らに、摺動加圧手段6,26を作動し、ワークWに圧縮
圧力を作用させる。然る後、偏倚手段30によってワー
クWに曲げを加える。なお、前記圧縮圧力はワークWの
曲げによって曲げ外側に発生する引っ張り力を零または
反負荷に変える大きさである。この圧縮圧力が弱い場合
にはワークWに圧縮と伸びが繰り返し作用することにな
り、ワークWが破断する場合がある。そして、ワークW
に曲げと圧縮圧力を作用させた状態で回転を続けると所
望のカラーが成形される。所望のカラーが成形できれば
圧縮圧力と回転を作用させた状態のまま、偏倚手段30
によって両回転部5,25の軸心が同一直線上に位置す
るよう配置し、ワークWを数回転させ真直化すればよ
い。この後、何れかの摺動加圧手段6,26を短縮すれ
ば保持部13からワークWを抜き取ることが可能であ
る。
す通り従動回転部25を駆動回転部5に対して接近させ
る際に、摺動摺動加圧手段6によって摺動フレーム16
を駆動回転部5に接近させる。さらに、摺動加圧手段2
6によって回動フレーム21上で従動回転部25を回動
支軸23に接近させる。すなわち、回動支軸23が駆動
回転部5に接近した分、従動回転部25を回動支軸23
に接近させるよう構成されており、常に曲げ支点となる
回動支軸23の軸心が両保持部13,13間に位置する
ようになっている。これにより、ワークWの曲げ内側に
生じる凸部がカラー成形の進行時においても常に両保持
部13,13の中心部近傍に発生するので効率よくカラ
ー成形が行える。
態を表すもので、上記実施形態では駆動回転部5をフレ
ーム4に固定して構成されているが、本実施形態では回
動支軸23の軸受け部材18をフレームに固着し、該軸
受け部材18に回動フレーム21を軸着するとともに、
該回動フレーム21上を回動支軸23に対して接近・離
反する方向に相対移動自在に従動回転部25を設け、さ
らにフレーム4の側枠8に沿って回動支軸23に対し、
接近・離反する方向に相対移動自在に摺動フレーム16
を設け、該摺動フレーム16上に駆動回転部を固着した
ものである。この実施形態においても、上記実施形態と
同様に加圧摺動手段6,26の摺動量を適宜調節するこ
とによって回動支軸23の軸心を両保持部13,13間
に位置させることが可能である。他の部分は上記実施形
態と同様であり、同じ部分には同じ記号を付している。
記摺動加圧手段6,26の摺動量を等しくすることによ
って、常に両保持部の中間部に曲げ支点となる回動支軸
の軸心を変位させることが可能であり、この状態での成
形が最も効率よく加工できるものである。
ー成形装置はワークに曲げを加えた状態で成形を進行さ
せる際に、常に曲げ支点となる回動支軸の軸心が両保持
間に位置させる変位機構を備えており、常に曲げ内側に
発生する凸部が効率よくワークを膨出成形することが可
能な装置となっている。これにより、効率よく大径のカ
ラーを成形することが可能となっている。
示す平面図
Claims (2)
- 【請求項1】 ワークである金属軸材あるいは金属管を
保持する保持部を備え互いに対向する駆動回転部と従動
回転部と、前記駆動回転部の保持部にワークを保持した
状態でワークを軸回りに回転させる駆動手段と、前記従
動回転部を駆動回転部に接近・離反する方向に相対移動
させる摺動加圧手段と、従動回転部を駆動回転部の保持
部の軸心に対し傾斜させる偏倚手段とから成るカラー成
形装置において、前記偏倚手段によって従動回転部を傾
斜させる際に回動の起端となる回動軸の軸心を駆動回転
部に接近・離反する方向に相対移動させる摺動加圧手段
を設け、夫々の摺動加圧手段の摺動量を調節することに
よって駆動回転部及び従動回転部に対して相対的に任意
の位置に前記回動軸の軸心を相対移動させる変位機構を
備えたことを特徴とするカラー成形装置。 - 【請求項2】 ワークである金属軸材あるいは金属管を
保持する保持部を備え互いに対向する駆動回転部と従動
回転部と、前記駆動回転部の保持部にワークを保持した
状態でワークを軸回りに回転させる駆動手段と、何れか
一方の回転部を他方の回転部の保持部の軸心に対し傾斜
させる偏倚手段と、該偏倚手段によって偏倚させる際に
回動の起端となる回動支軸の軸心に対し両回転部を接近
・離反する方向に相対移動させる摺動加圧手段とからな
るカラー成形装置において、前記摺動加圧手段の摺動量
を適宜調節することによって駆動回転部及び従動回転部
に対して相対的に任意地の位置に前記回動軸の軸心を相
対移動させる変位機構を備えたことを特徴とするカラー
成形装置。
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US10/055,894 US20020066298A1 (en) | 1999-01-20 | 2002-01-28 | Method and apparatus of diametrically expanding metal shafts |
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