JP2006095536A - Pressing roller device for spinning processing - Google Patents

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Ikuo Akita
育男 秋田
Shojiro Yokomizo
正二郎 横溝
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Topy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressing roller for spinning with internal cooling device, wherein the cooling of the pressing roller and the lubrication of a rotary part are performed at the same time. <P>SOLUTION: This pressing roller device for spinning processing is provided with a rotary shaft part 30, a pressing roller part 40 which is provided on the top of the rotary shaft part and a supporting part 50 for rotatably supporting the rotary shaft part housed therein. A cooling passage 45 through which a liquid coolant flows is formed in the pressing roller part. The inlet side of the cooling passage is communicated with the inflow port 51 of a supporting member through the first connecting passage 31 of a rotary member and the lubricating passage 75 for a bearing 70. The outlet side of the cooling passage is communicated with the outflow port 52 of the supporting member through the second connecting path 32 of the rotary shaft part. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両ホイール等のワークをスピニング加工する際に用いられる押圧ローラ装置に関し、特にその冷却構造に関する。   The present invention relates to a pressure roller device used when spinning a workpiece such as a vehicle wheel, and more particularly to a cooling structure thereof.

一般にスピニング加工では、マンドレルの外周にワークを被せ、マンドレルを回転させながら、このワークの外周から押圧ローラを押し当て、この押圧ローラまたはマンドレルを相対的に軸方向移動させながら、押圧ローラをマンドレルの外周のプロフィールに沿ってマンドレルの径方向に移動させる。これによりワークをマンドレルの外周形状に成形する。一例として、車両ホイールのスピニング加工を開示した特許文献1を挙げる。   In general, in the spinning process, a work is placed on the outer periphery of the mandrel, the pressure roller is pressed from the outer periphery of the work while the mandrel is rotated, and the pressure roller is moved relative to the mandrel in the axial direction. Move in the radial direction of the mandrel along the outer profile. As a result, the workpiece is formed into the outer peripheral shape of the mandrel. As an example, Patent Document 1 that discloses spinning of a vehicle wheel is cited.

ところで、上記スピニング加工では押圧ローラがワークを押し付けながらしごくため、ワーク材料が押圧ローラに凝着し、加工後のワーク表面に加工傷が残ることがある。この押圧ローラ部への材料凝着を防止するため、特許文献1には開示されていないが一般的には、潤滑を兼ねた冷却液(特殊な水溶性潤滑剤を含む水)を押圧ローラに向けて噴射し、押圧ローラを冷却している。
特公昭47−15209号公報
By the way, in the spinning process, the pressing roller squeezes while pressing the workpiece, so that the workpiece material adheres to the pressing roller and a processing flaw may remain on the processed workpiece surface. In order to prevent adhesion of the material to the pressing roller portion, although not disclosed in Patent Document 1, generally, a cooling liquid (water containing a special water-soluble lubricant) that also serves as lubrication is applied to the pressing roller. The pressure roller is sprayed to cool the pressing roller.
Japanese Examined Patent Publication No. 47-15209

しかし、上記冷却液を噴射することにより押圧ローラを冷却する方法では、十分な冷却を行なおうとすると多量の冷却液を必要とし、冷却液の回収等の管理が煩雑であった。特に熱間スピニング加工では、冷却液を多量に押圧ローラ部に噴射すると、ワークにも冷却液が飛び散ってワークを冷やしてしまい、成形性を悪化させる不都合があった。   However, in the method of cooling the pressure roller by spraying the cooling liquid, a large amount of cooling liquid is required to perform sufficient cooling, and management such as recovery of the cooling liquid is complicated. In particular, in the hot spinning process, when a large amount of cooling liquid is sprayed onto the pressing roller, the cooling liquid scatters on the work and cools the work, resulting in inconvenience that moldability is deteriorated.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、(ア)回転軸部と、(イ)上記回転軸部の先端に設けられた押圧ローラ部と、(ウ)上記回転軸部を収容して回転可能に支持する支持部と、を備えたスピニング加工用押圧ローラ装置において、
上記押圧ローラ部には、冷却液が通る冷却通路が形成され、上記支持部には、上記冷却液が入る流入口と上記冷却液が出る流出口が形成され、上記回転軸部には、上記冷却通路の入側と上記流入口を連ねる第1連絡通路が形成されるとともに、上記冷却通路の出側と上記流出口とを連ねる第2連絡通路が形成されていることを特徴とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes (a) a rotation shaft portion, (b) a pressing roller portion provided at a tip of the rotation shaft portion, and (c) housing the rotation shaft portion. And a supporting part that is rotatably supported, and a pressing roller device for spinning processing,
The pressure roller portion is formed with a cooling passage through which the cooling liquid passes, the support portion is formed with an inlet port for the cooling liquid and an outlet port for the cooling liquid to be formed. A first communication passage connecting the inlet side of the cooling passage and the inlet is formed, and a second communication passage connecting the outlet side of the cooling passage and the outlet is formed.

上記構成によれば、押圧ローラ部の内部を流れる冷却液により押圧ローラ部を冷却するので、押圧ローラ部の外側から冷却液を多量に噴射する場合に比べて冷却液の管理がし易い。特に熱間スピニング加工では、ワークを冷却液で冷やすことがなく、良好な成形性を確保できる。   According to the above configuration, since the pressure roller portion is cooled by the coolant flowing inside the pressure roller portion, it is easier to manage the coolant than in the case where a large amount of coolant is ejected from the outside of the pressure roller portion. In particular, in the hot spinning process, the work is not cooled by the coolant, and good moldability can be secured.

好ましくは、上記冷却通路が上記押圧ローラ部の外周と同心をなす環状通路部分を含んでいる。これによれば、環状通路部分を冷却液が通ることにより、押圧ローラ部の外周部を均一に効率良く冷却することができる。   Preferably, the cooling passage includes an annular passage portion concentric with the outer periphery of the pressing roller portion. According to this, the outer periphery of the pressing roller portion can be uniformly and efficiently cooled by passing the coolant through the annular passage portion.

好ましくは、上記冷却通路がさらに第1補助通路部分と第2補助通路部分とを含み、これら第1,第2の補助通路部分の一端が上記環状通路部分に略180°対向する2箇所でそれぞれ接続され、第1,第2補助通路部分の他端が上記第1,第2連絡通路にそれぞれ連なる。これによれば、冷却液が環状通路部分を2手に分かれて半周分にわたって流れるので、より一層均一に効率良く冷却することができる。   Preferably, the cooling passage further includes a first auxiliary passage portion and a second auxiliary passage portion, and one end of each of the first and second auxiliary passage portions is provided at two locations facing the annular passage portion at approximately 180 °. The other ends of the first and second auxiliary passage portions are connected to the first and second communication passages, respectively. According to this, the coolant is divided into two hands in the annular passage portion and flows over a half circumference, so that cooling can be performed more uniformly and efficiently.

好ましくは、上記押圧ローラ部が、環状の外側部材とこの外側部材の径方向内側に嵌められた内側部材とを有し、これら外側部材の内周面と内側部材の外周面との間に上記環状通路部分が形成され、上記内側部材には、上記第1,第2の補助通路部分が一直線上に形成されている。これによれば、環状通路部分を有する冷却通路を容易に形成することができる。   Preferably, the pressing roller portion includes an annular outer member and an inner member fitted on the radially inner side of the outer member, and the gap between the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the inner member. An annular passage portion is formed, and the first and second auxiliary passage portions are formed in a straight line on the inner member. According to this, the cooling passage having the annular passage portion can be easily formed.

好ましくは、上記回転軸部と支持部との間の筒状の間隙が、ベアリングを収容するとともに潤滑通路として提供され、この潤滑通路が、上記回転軸部の第1連絡通路と上記支持部の流入口との間に介在され、上記冷却液が、上記ベアリングのための潤滑油を兼ねる。これによれば、冷却液が潤滑油を兼ね、押圧ローラ部の冷却とベアリングの潤滑を行なうので、押圧ローラ装置の冷却,潤滑のための通路構造を簡略化することができ、押圧ローラ装置外での循環経路構造も簡略化することができる。   Preferably, a cylindrical gap between the rotation shaft portion and the support portion accommodates the bearing and is provided as a lubrication passage, and the lubrication passage is provided between the first communication passage of the rotation shaft portion and the support portion. The cooling liquid is interposed between the inlet and the inlet and serves as a lubricating oil for the bearing. According to this, since the coolant also serves as the lubricating oil and cools the pressure roller portion and the bearing, the passage structure for cooling and lubrication of the pressure roller device can be simplified. The circulation path structure in can also be simplified.

本発明装置によれば、押圧ローラ部の内部を流れる冷却液により押圧ローラ部を冷却するので、押圧ローラ部の外側から冷却液を多量に噴射する場合に比べて冷却液の管理がし易い。   According to the apparatus of the present invention, since the pressure roller portion is cooled by the cooling liquid flowing inside the pressure roller portion, it is easier to manage the cooling liquid as compared with the case where a large amount of the cooling liquid is ejected from the outside of the pressure roller portion.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、アルミ合金製(軽合金製)の車両ホイールをスピニング加工する装置を示す。
概略的に説明すると、このスピニング加工装置は、マンドレル10と、カウンタープレート20(クランプ部材)と、押圧ローラ装置Aと、カウンタープレート20をマンドレル10に対して昇降させる押圧機構(図示しない)と、マンドレル10とカウンタープレート20を一緒に回転させる回転駆動機構(図示しない)と、押圧ローラ装置Aをマンドレル10の軸方向に移動させる軸方向移動機構(図示しない)と、押圧ローラ装置Aをマンドレル10の径方向に移動させる径方向移動機構(図示しない)とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an apparatus for spinning a vehicle wheel made of aluminum alloy (made of light alloy).
Describing schematically, this spinning processing apparatus includes a mandrel 10, a counter plate 20 (clamp member), a pressing roller device A, and a pressing mechanism (not shown) for moving the counter plate 20 up and down relative to the mandrel 10. A rotation drive mechanism (not shown) for rotating the mandrel 10 and the counter plate 20 together, an axial movement mechanism (not shown) for moving the pressing roller device A in the axial direction of the mandrel 10, and the pressing roller device A for the mandrel 10 And a radial movement mechanism (not shown) for moving in the radial direction.

上記マンドレル10は、中心軸(回転軸)が垂直に延びており、成形筒11と、この成形筒11の上端に固定された端盤12と、端盤12の中央部に挿入固定されて端盤12の一部となる受筒13と、受筒13に挿入固定された芯出し用ピン14とを有している。 上記芯出し用ピン14のヘッド部14aは、受筒13のフランジ13aの上面(マンドレル10の端面)から上方に突出している。   The mandrel 10 has a central axis (rotary axis) extending vertically, a molding cylinder 11, an end plate 12 fixed to the upper end of the molding cylinder 11, and an end of the mandrel 10 that is inserted and fixed in the center of the end board 12. A receiving cylinder 13 which is a part of the board 12 and a centering pin 14 inserted and fixed to the receiving cylinder 13 are provided. The head portion 14 a of the centering pin 14 protrudes upward from the upper surface of the flange 13 a of the receiving tube 13 (the end surface of the mandrel 10).

上記カウンタープレート20は、円盤形状の本体21と、小径の円盤形状をなす支持部材22と、リング形状の当接部材23とを有している。本体21の中央には穴21aが形成され、この中央穴21aの上端拡径部に上記支持部材22が嵌められ、下端拡径部に上記当接部材23が嵌められている。これら支持部材22と当接部材23は、当接部材23と本体21を貫通するボルト24を支持部材22にねじ込むことにより、本体21に固定されている。   The counter plate 20 includes a disk-shaped main body 21, a small-diameter disk-shaped support member 22, and a ring-shaped contact member 23. A hole 21a is formed at the center of the main body 21, and the support member 22 is fitted into the upper diameter enlarged portion of the central hole 21a, and the contact member 23 is fitted into the lower diameter enlarged portion. The support member 22 and the contact member 23 are fixed to the main body 21 by screwing bolts 24 penetrating the contact member 23 and the main body 21 into the support member 22.

上記カウンタープレート20の中央には、離脱機構25が設けられている。この離脱機構25は、本体21の中央穴21aに上下スライド可能に収容された小径円盤形状の押圧部材26と、この押圧部材26と支持部材22との間に設けられた圧縮コイルバネ27とを有している。この圧縮コイルバネ27により、押圧部材26は下方にすなわち支持部材22から離れる方向に付勢されている。   A detachment mechanism 25 is provided at the center of the counter plate 20. The detachment mechanism 25 includes a small-diameter disk-shaped pressing member 26 accommodated in the central hole 21 a of the main body 21 so as to be vertically slidable, and a compression coil spring 27 provided between the pressing member 26 and the support member 22. is doing. By this compression coil spring 27, the pressing member 26 is urged downward, that is, in a direction away from the support member 22.

次に、本発明の特徴部となる押圧ローラ装置Aについて図2を参照しながら詳述する。押圧ローラ装置Aは、中心軸がマンドレル10の中心軸と平行をなす回転軸部30と、この回転軸部30の下端(先端)に設けられた押圧ローラ部40と、この回転軸部30を収容して回転可能に支持する筒状の支持部50と、回転軸部30に挿入された予回転用シャフト60とを備えている。   Next, the pressing roller device A, which is a feature of the present invention, will be described in detail with reference to FIG. The pressure roller device A includes a rotating shaft portion 30 having a central axis parallel to the central axis of the mandrel 10, a pressing roller portion 40 provided at the lower end (tip) of the rotating shaft portion 30, and the rotating shaft portion 30. A cylindrical support portion 50 that is housed and rotatably supported, and a pre-rotation shaft 60 inserted into the rotary shaft portion 30 are provided.

上記回転軸部30は、軸方向に沿って径が変化する単一の軸部材により構成されている。上記押圧ローラ部40は、環状をなす外側部材40aと、この外側部材40aの内周に嵌って固定された環状の内側部材40bとを有している。この内側部材40bは、上記回転軸部30の下端小径部に嵌って固定されている。上記支持部50は、軸方向に沿って上から順に重ねられるようにして固定された4つの環状ないしは筒状の部材50a〜50dを有している。   The rotating shaft portion 30 is configured by a single shaft member whose diameter changes along the axial direction. The pressing roller portion 40 includes an annular outer member 40a and an annular inner member 40b that is fitted and fixed to the inner periphery of the outer member 40a. The inner member 40b is fitted and fixed to the lower end small diameter portion of the rotating shaft portion 30. The support part 50 has four annular or cylindrical members 50a to 50d fixed so as to be stacked in order from the top along the axial direction.

上記回転軸部30は、その外周と上記支持部50の内周との間に上下に離れて配置された複数のベアリング70により、支持部50に回転可能に支持されている。   The rotating shaft portion 30 is rotatably supported by the support portion 50 by a plurality of bearings 70 that are spaced apart from each other between the outer periphery and the inner periphery of the support portion 50.

上記回転軸部30には、上端面から中心軸に沿って所定長さにわたって収容穴35が形成され、この収容穴35に上記予回転シャフト60が間隙をおいて収容されている。この予回転シャフト60は、その上端部がベアリング80により支持部50に回転可能に支持されており、その中間部が上下一対のベアリング81により回転軸部30に回転可能に支持されている。さらに一対のベアリング81間にはワンウェイクラッチ82が設けられており、このワンウェイクラッチ82を介して予回転シャフト60から回転軸部30に予回転が伝達されるようになっている。   A housing hole 35 is formed in the rotating shaft portion 30 over a predetermined length from the upper end surface along the central axis, and the pre-rotating shaft 60 is housed in the housing hole 35 with a gap. The pre-rotation shaft 60 has an upper end portion rotatably supported by the support portion 50 by a bearing 80 and an intermediate portion rotatably supported by the rotary shaft portion 30 by a pair of upper and lower bearings 81. Further, a one-way clutch 82 is provided between the pair of bearings 81, and pre-rotation is transmitted from the pre-rotation shaft 60 to the rotary shaft portion 30 via the one-way clutch 82.

上記押圧ローラ装置Aは、図示しない移動台に水平方向,すなわちマンドレル10の径方向にスライド可能に支持されており、前述した径方向移動機構により同方向に移動できるようになっている。また、上記移動台は前述した軸方向移動機構により移動されるようにもなっている。   The pressing roller device A is slidably supported on a movable table (not shown) in the horizontal direction, that is, in the radial direction of the mandrel 10, and can be moved in the same direction by the radial movement mechanism described above. The moving table is also moved by the above-described axial movement mechanism.

上記押圧ローラ装置Aは、上記ベアリング70,80,81を潤滑するとともに上記押圧ローラ部40を冷却するために、潤滑兼冷却油(潤滑油を兼ねた冷却液)を流通させる通路構造を有している。以下、詳述する。   The pressure roller device A has a passage structure that circulates lubricating and cooling oil (cooling fluid that also functions as lubricating oil) in order to lubricate the bearings 70, 80, and 81 and to cool the pressing roller portion 40. ing. Details will be described below.

上記支持部50の最上位の部材50aには径方向に貫通する流入口51が形成され、支持部50の最下位の部材50dには流出口52が形成されている。   An inflow port 51 penetrating in the radial direction is formed in the uppermost member 50 a of the support portion 50, and an outflow port 52 is formed in the lowermost member 50 d of the support portion 50.

上記押圧ローラ部40の内側部材40bの外周面には環状溝43(環状通路部分)が形成されており、内側部材42の内部には径方向に延びるとともに一直線上に配置された第1,第2の補助通路部分41,42が形成されている。これら補助通路部分41,42の外端は、互いに180°をなして対向して上記環状溝43に連なっており、その内端は内側部材42の内周に開口している。これら環状溝43と補助通路部分41,42により、押圧ローラ部40を冷却するための冷却通路45が構成されている。   An annular groove 43 (annular passage portion) is formed on the outer peripheral surface of the inner member 40b of the pressing roller portion 40. The inner and outer members 42 extend in the radial direction and are arranged in a straight line. Two auxiliary passage portions 41 and 42 are formed. The outer ends of these auxiliary passage portions 41, 42 are opposed to each other at an angle of 180 ° and are continuous with the annular groove 43, and the inner ends thereof open to the inner periphery of the inner member 42. The annular groove 43 and the auxiliary passage portions 41 and 42 constitute a cooling passage 45 for cooling the pressing roller portion 40.

上記回転軸部30の外周と支持部50の内周との間に形成された筒状の隙間は、上記ベアリング70を収容するとともにこのベアリング70を潤滑するための潤滑通路75として提供される。   A cylindrical gap formed between the outer periphery of the rotary shaft portion 30 and the inner periphery of the support portion 50 is provided as a lubrication passage 75 for housing the bearing 70 and lubricating the bearing 70.

上記潤滑通路75の上端と上記流入口51は、予回転シャフト60の上端部と支持部50の部材51aとの間に形成された環状空間90,予回転シャフト60に形成されたT字形の通路61,予回転シャフト60の下部外周と回転軸部30の収容穴35の内周との間に形成された通路65,および予回転シャフト60の中間部外周と収容穴35の上部内周との間に形成されたベアリング81のための潤滑通路85を介して、互いに連なっている。   The upper end of the lubrication passage 75 and the inlet 51 are an annular space 90 formed between the upper end portion of the pre-rotation shaft 60 and the member 51a of the support portion 50, and a T-shaped passage formed in the pre-rotation shaft 60. 61, a passage 65 formed between the outer periphery of the lower part of the pre-rotation shaft 60 and the inner periphery of the receiving hole 35 of the rotary shaft part 30, and the outer periphery of the intermediate part of the pre-rotating shaft 60 and the upper inner periphery of the receiving hole 35. They are connected to each other via a lubrication passage 85 formed between them for the bearing 81.

上記予回転用シャフト60の上端部と支持部50との間には、上記環状通路90の両側(上下)において、シール部材91,92が配置されている。シール部材91は環状通路90と外部を遮断するものであり、シール部材92は環状通路90と潤滑通路75,85とを仕切るものである。   Seal members 91 and 92 are arranged between the upper end portion of the pre-rotation shaft 60 and the support portion 50 on both sides (up and down) of the annular passage 90. The seal member 91 blocks the annular passage 90 from the outside, and the seal member 92 partitions the annular passage 90 from the lubrication passages 75 and 85.

上記回転軸部30の下部(押圧ローラ部40の近傍部)には第1連絡通路31と第2連絡通路32が形成されている。上記冷却通路45の入側は、この第1連絡通路31および上述した潤滑回路75,85等を介して上記流入口51に連なっており、上記冷却通路45の出側は、この第2連絡通路32を介して上記流出口52に連なっている。   A first communication path 31 and a second communication path 32 are formed in the lower part of the rotating shaft part 30 (in the vicinity of the pressing roller part 40). The inlet side of the cooling passage 45 is connected to the inlet 51 via the first communication passage 31 and the above-described lubricating circuits 75 and 85, and the outlet side of the cooling passage 45 is the second communication passage. 32 is connected to the outlet 52 through 32.

より詳しく説明する。上記第1連絡通路31は、回転軸部30を径方向に貫通する上側の水平通路部分と、この水平通路部分の中間部から軸方向に下方に延びる垂直通路部分と、この垂直通路部分から径方向に延びて回転軸部30の下端小径部の外周面に開口する下側水平通路部分とを有している。上記上側水平通路部分の2つの開口端(第1連絡通路31の入口端)は、上記潤滑通路75の下端(一端)に連なっている。この下側水平通路部分の開口端は上記押圧ローラ部40の第1補助通路部分41の内端に連なっている。   This will be described in more detail. The first communication passage 31 includes an upper horizontal passage portion that passes through the rotary shaft portion 30 in the radial direction, a vertical passage portion that extends downward in the axial direction from an intermediate portion of the horizontal passage portion, and a diameter from the vertical passage portion. A lower horizontal passage portion that extends in the direction and opens on the outer peripheral surface of the small-diameter portion of the lower end of the rotary shaft portion 30. Two open ends of the upper horizontal passage portion (inlet end of the first communication passage 31) are connected to a lower end (one end) of the lubrication passage 75. The open end of the lower horizontal passage portion is connected to the inner end of the first auxiliary passage portion 41 of the pressing roller portion 40.

上記第2連絡通路32は、径方向に延びる上側水平通路部分と、この上側水平通路部分の内端に連なり下方に延びる垂直通路部分と、この垂直通路部分に連なり径方向に延びる下側水平通路部分とを有している。この下側水平通路部分の開口端は、上記押圧ローラ部40の第2補助通路部分42の内端に連なる。上側水平通路部分の開口端(第2連絡通路32の出口端)は、回転軸部30と支持部50との間に形成された環状通路93に連なっている。   The second communication passage 32 includes an upper horizontal passage portion extending in the radial direction, a vertical passage portion extending downward from the inner end of the upper horizontal passage portion, and a lower horizontal passage extending radially from the vertical passage portion. And have a part. The opening end of the lower horizontal passage portion is continuous with the inner end of the second auxiliary passage portion 42 of the pressing roller portion 40. The open end of the upper horizontal passage portion (the exit end of the second communication passage 32) is connected to an annular passage 93 formed between the rotary shaft portion 30 and the support portion 50.

上記環状通路93は、上記潤滑通路75に隣接し、上記流出口52と軸方向位置が一致している。回転軸部30と支持部50との間には、この環状通路93の両側(上下)において、シール部材94,95が配置されている。シール部材94は環状通路93とその上方に配置された潤滑通路75とを遮断するためのものであり、シール部材95は環状通路93と外部とを遮断するためのものである。   The annular passage 93 is adjacent to the lubrication passage 75 and coincides with the outlet 52 in the axial direction. Seal members 94 and 95 are disposed between the rotary shaft portion 30 and the support portion 50 on both sides (up and down) of the annular passage 93. The seal member 94 is for blocking the annular passage 93 and the lubrication passage 75 disposed above the annular passage 93, and the seal member 95 is for blocking the annular passage 93 and the outside.

上記構成をなすスピニング装置の作用を、図1を参照しながら概略的に説明する。まず、加工対象となるプリフォーム100(ワーク)について説明する。このプリフォーム100は、ディスク部101とリム原形部102とを一体に有している。リム原形部102は、第1部分102aと、第2部分102bを有している。さらにプリフォーム100は、鋳型の湯道に対応して成形された湯道成形部103と、鋳型の溶湯案内部に対応して成形された凹部104とを有している。湯道成形部103はディスク部101の中央においてリム原形部102の第2部分102bの反対側に突出している。上記凹部104は湯道成形部103の裏側に位置している。   The operation of the spinning device having the above configuration will be schematically described with reference to FIG. First, the preform 100 (work) to be processed will be described. This preform 100 has a disk portion 101 and a rim original shape portion 102 integrally. The rim original shape portion 102 has a first portion 102a and a second portion 102b. Further, the preform 100 has a runner forming portion 103 formed corresponding to the mold runner and a concave portion 104 formed corresponding to the molten metal guide portion. The runner forming part 103 protrudes on the opposite side of the second part 102 b of the rim original part 102 in the center of the disk part 101. The concave portion 104 is located on the back side of the runner forming portion 103.

スピニング加工に際して、予熱されたプリフォーム100が搬送ロボットによりマンドレル10にセットされる。すなわち、リム原形部102がマンドレル10の成形筒11の外周面にはまり、ディスク部101の中央部がマンドレル10の受筒13のフランジ13aに載せられる。上記プリフォーム100のセット状態において、プリフォーム100の凹部104に芯出し用ピン14のヘッド部14aが嵌ることにより、プリフォーム100の芯出しがなされる。   In the spinning process, the preheated preform 100 is set on the mandrel 10 by the transfer robot. That is, the rim original shape portion 102 fits on the outer peripheral surface of the molding cylinder 11 of the mandrel 10, and the central portion of the disk portion 101 is placed on the flange 13 a of the receiving cylinder 13 of the mandrel 10. In the set state of the preform 100, the preform 100 is centered by fitting the head portion 14 a of the centering pin 14 into the concave portion 104 of the preform 100.

上記プリフォーム100をマンドレル10にセットした後、押圧機構を作動させてカウンタープレート20を下降させ、このカウンタープレート20とマンドレル10とでプリフォーム100を挟持する。この際、カウンタープレート20の当接部材23がプリフォーム100のディスク部101の中央部を押す。このプリフォーム100が受ける押圧荷重は、マンドレル10の受筒13のフランジ13aで受ける。   After the preform 100 is set on the mandrel 10, the pressing mechanism is operated to lower the counter plate 20, and the preform 100 is sandwiched between the counter plate 20 and the mandrel 10. At this time, the abutting member 23 of the counter plate 20 pushes the central portion of the disk portion 101 of the preform 100. The pressing load received by the preform 100 is received by the flange 13 a of the receiving tube 13 of the mandrel 10.

上記挟持状態で、湯道成形部103がカウンタープレート20の中央穴21aに入り込んでいる。この湯道成形部103に押圧部材26が当たり、押圧部材26は本体21に対して相対的に上昇し、支持部材22に近づくか当たる。押圧部材26は圧縮コイルバネ27の力で湯道成形部103を押している。   In the sandwiched state, the runner forming portion 103 enters the central hole 21 a of the counter plate 20. The pressing member 26 hits the runner forming portion 103, and the pressing member 26 rises relative to the main body 21 and approaches or hits the support member 22. The pressing member 26 presses the runner forming portion 103 with the force of the compression coil spring 27.

上記プリフォーム100の挟持状態で、回転駆動機構によりマンドレル10を回転させ、これによりマンドレル10とカウンタープレート20を一緒に回転させる。これと同時に、軸方向移動機構により押圧ローラ装置Aを下方へ移動させるとともに、径方向移動機構により、押圧ローラ装置Aをマンドレル10の外周のプロフィールに対応してマンドレル10の径方向に移動させる。   In a state where the preform 100 is sandwiched, the mandrel 10 is rotated by the rotation driving mechanism, thereby rotating the mandrel 10 and the counter plate 20 together. At the same time, the pressure roller device A is moved downward by the axial movement mechanism, and the pressure roller device A is moved by the radial movement mechanism in the radial direction of the mandrel 10 corresponding to the profile of the outer periphery of the mandrel 10.

上記作用により、上記押圧ローラ部40をプリフォーム100のリム原形部102の第2部分102bに押し付けながら、減肉を伴ってしごく。これにより、図2の想像線で示すように車両ホイールの最終形状に近い形状のリム部109が得られる。   Due to the above action, the pressing roller 40 is pressed against the second portion 102b of the rim original shape portion 102 of the preform 100 while being reduced in thickness. Thereby, as shown by the imaginary line of FIG. 2, the rim | limb part 109 of the shape close | similar to the final shape of a vehicle wheel is obtained.

上記スピニング加工は、リム原形部102の材料の大きな流動(広義には材料の塑性変形)を伴い、巣の圧着,組織の微細化(動的再結晶),組織の異方性(圧延組織),加工硬化を実現できる。   The spinning process involves a large flow of the material of the rim original shape part 102 (plastic deformation of the material in a broad sense), and compression of the nest, refinement of the structure (dynamic recrystallization), anisotropy of the structure (rolling structure) , Work hardening can be realized.

上記スピニング加工が終了したら、押圧機構を作動させて上記カウンタープレート20を上方へ移動させ、マンドレル10から遠ざける。この際、離脱機構25の圧縮コイルスプリング27の力で押圧部材26が湯道成形部103を押すので、車両ホイールがカウンタープレート20から離脱され、マンドレル10に残される。それから搬送ロボットによりマンドレル10に残された車両ホイールを搬出する。   When the spinning process is finished, the pressing mechanism is operated to move the counter plate 20 upward and away from the mandrel 10. At this time, the pressing member 26 presses the runner forming portion 103 by the force of the compression coil spring 27 of the detaching mechanism 25, so that the vehicle wheel is detached from the counter plate 20 and left on the mandrel 10. Then, the vehicle wheel left on the mandrel 10 is unloaded by the transfer robot.

上記スピニング加工の後で、熱処理し、さらにディスク部101の中央にハブ穴を形成し、その周囲にボルト穴を形成し、さらにリム部109に切削加工を施し、塗装を施すことにより、車両ホイールが完成する。ハブ穴を形成する際に、上記湯道成形部103は取り除かれる。   After the spinning process, heat treatment is performed, and a hub hole is formed in the center of the disk part 101, a bolt hole is formed around the hub part, a cutting process is performed on the rim part 109, and coating is performed. Is completed. When forming the hub hole, the runner forming portion 103 is removed.

次に、本発明の特徴部である押圧ローラ装置Aのスピニング加工時の作用について詳細に説明する。図示しない予回転モータにより予回転シャフト60を回転させる。この予回転シャフト60の回転がワンウェイクラッチ82を介して回転軸部30および押圧ローラ部40が回転される。押圧ローラ部40は予回転しながら回転状態のプリフォーム100を押圧する。押圧ローラ部40はプリフォーム100に接した後は、プリフォーム100の回転に伴って予回転時より高速で回転する。   Next, the action at the time of spinning of the pressing roller device A which is a characteristic part of the present invention will be described in detail. The pre-rotation shaft 60 is rotated by a pre-rotation motor (not shown). The rotation of the pre-rotation shaft 60 rotates the rotary shaft portion 30 and the pressing roller portion 40 via the one-way clutch 82. The pressing roller unit 40 presses the rotating preform 100 while pre-rotating. After contacting the preform 100, the pressing roller unit 40 rotates at a higher speed than the pre-rotation with the rotation of the preform 100.

上記押圧ローラ装置Aの流入口51からは潤滑兼冷却油が流入し、潤滑通路90,通路61,65を経て、潤滑通路85,75を通り、この潤滑通路85,75に配置されたベアリング80,81,70,の潤滑を行なう。   Lubricating and cooling oil flows from the inlet 51 of the pressure roller device A, passes through the lubricating passages 90 and 61 and 65, passes through the lubricating passages 85 and 75, and the bearing 80 disposed in the lubricating passages 85 and 75. , 81, 70 are lubricated.

この後、潤滑兼冷却油は、潤滑通路75の下端から回転軸部30の第1連絡通路31を通り、押圧ローラ部40の冷却通路45を通り、さらに第2連絡通路32,環状通路93を経て流出口52から流出される。流出口52から出た潤滑兼冷却油は循環経路を経て図示しないポンプにより流出口51に戻る過程で放熱される。   Thereafter, the lubricating / cooling oil passes from the lower end of the lubrication passage 75 through the first communication passage 31 of the rotating shaft portion 30, through the cooling passage 45 of the pressing roller portion 40, and further through the second communication passage 32 and the annular passage 93. Then, it flows out from the outlet 52. Lubricating and cooling oil that has exited from the outlet 52 is radiated in the process of returning to the outlet 51 by a pump (not shown) through a circulation path.

上記冷却通路45での潤滑兼冷却油の流れについて図3を参照しながら詳述する。第1連絡通路31から第1補助通路41の内端に流入した潤滑兼冷却油は、第1補助通路41に沿って径方向外方向に向かい環状溝43に達し、ここで2手に分かれて環状溝43内をそれぞれ半周分にわたって流れ、第2補助通路42の外端に達し、この第2補助通路42に沿って径方向内方向に流れ、第2連絡通路32に向かう。   The flow of the lubricating / cooling oil in the cooling passage 45 will be described in detail with reference to FIG. The lubricating and cooling oil that has flowed into the inner end of the first auxiliary passage 41 from the first communication passage 31 reaches the annular groove 43 along the first auxiliary passage 41 in the radially outward direction, and is divided into two hands here. Each of the annular grooves 43 flows over a half circumference, reaches the outer end of the second auxiliary passage 42, flows radially inward along the second auxiliary passage 42, and travels toward the second communication passage 32.

上記潤滑兼冷却油は特に冷却通路45の環状溝43を流れる過程で押圧ローラ部40,特に外側部材40aを冷却する。その結果、押圧ローラ40にプリフォーム100の材料の凝着を防止でき、加工傷が生じるのを防止できる。   The lubricating and cooling oil cools the pressing roller portion 40, particularly the outer member 40a, particularly in the course of flowing through the annular groove 43 of the cooling passage 45. As a result, it is possible to prevent the material of the preform 100 from adhering to the pressure roller 40 and to prevent the processing flaw from occurring.

上記潤滑兼冷却油は、押圧ローラ部40の外周と同心をなし外周に近接して形成された環状溝43を流れ、しかも2手に分かれて半周ずつ流れるので、押圧ローラ部40,特に外側部材40aを均等に効率良く冷却することができる。   The lubricating and cooling oil flows concentrically with the outer periphery of the pressing roller portion 40 and flows through the annular groove 43 formed close to the outer periphery, and further, divided into two hands and flows half a cycle, so that the pressing roller portion 40, particularly the outer member 40a can be cooled evenly and efficiently.

上記スピニング加工の際に、ノズル(図2において符号200で示す)から、水溶性潤滑剤を含んだ水からなる潤滑加工液を圧縮エアとともに押圧ローラ部40に向けて噴霧するが、この噴霧量はわずかであり、プリフォーム100を冷やすことがなく、良好な成形性を確保できる。   During the spinning process, a lubricating processing liquid composed of water containing a water-soluble lubricant is sprayed from the nozzle (indicated by reference numeral 200 in FIG. 2) toward the pressing roller unit 40 together with the compressed air. , And the preform 100 is not cooled, and good moldability can be secured.

本発明は、さらに他の形態を採用可能である。例えば、スピニング加工の際にマンドレルの中心軸(回転軸)を水平にしてもよい。
本発明は、冷間でのスピニング加工にも適用できる。
The present invention can adopt other forms. For example, the center axis (rotary axis) of the mandrel may be horizontal during spinning.
The present invention can also be applied to cold spinning.

プリフォームをスピニング加工する装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the apparatus which spins a preform. 同装置に用いられる押圧ローラ装置の拡大縦断面図である。It is an expansion longitudinal cross-sectional view of the press roller apparatus used for the apparatus. 図2におけるB−B線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

A 押圧ローラ装置
10 マンドレル
20 カウンタープレート(クランプ部材)
30 回転軸部
31 第1連絡通路
32 第2連絡通路
40 押圧ローラ部
40a 外側部材
40b 内側部材
41 第1補助通路部分
42 第2補助通路部分
43 環状溝(環状通路部分)
45 冷却通路
50 支持部
51 流入口
52 流出口
70 ベアリング
75 潤滑通路
100 プリフォーム(ワーク)
A Pressure roller device 10 Mandrel 20 Counter plate (clamp member)
30 Rotating shaft portion 31 First communication passage 32 Second communication passage 40 Press roller portion 40a Outer member 40b Inner member 41 First auxiliary passage portion 42 Second auxiliary passage portion 43 Annular groove (annular passage portion)
45 Cooling passage 50 Support portion 51 Inlet 52 Outlet 70 Bearing 75 Lubrication passage 100 Preform (work)

Claims (5)

(ア)回転軸部と、
(イ)上記回転軸部の先端に設けられた押圧ローラ部と、
(ウ)上記回転軸部を収容して回転可能に支持する支持部と、
を備えたスピニング加工用押圧ローラ装置において、
上記押圧ローラ部には、冷却液が通る冷却通路が形成され、上記支持部には、上記冷却液が入る流入口と上記冷却液が出る流出口が形成され、上記回転軸部には、上記冷却通路の入側と上記流入口を連ねる第1連絡通路が形成されるとともに、上記冷却通路の出側と上記流出口とを連ねる第2連絡通路が形成されていることを特徴とするスピニング加工用押圧ローラ装置。
(A) a rotating shaft part;
(A) a pressing roller portion provided at the tip of the rotating shaft portion;
(C) a support portion that accommodates the rotation shaft portion and supports it rotatably;
In the pressing roller device for spinning processing provided with
The pressure roller portion is formed with a cooling passage through which the cooling liquid passes, the support portion is formed with an inlet port for the cooling liquid and an outlet port for the cooling liquid to be formed. A spinning process characterized in that a first communication passage that connects the inlet side of the cooling passage and the inlet is formed, and a second communication passage that connects the outlet side of the cooling passage and the outlet is formed. Press roller device.
上記冷却通路が上記押圧ローラ部の外周と同心をなす環状通路部分を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のスピニング加工用押圧ローラ装置。   2. The spinning roller assembly according to claim 1, wherein the cooling passage includes an annular passage portion concentric with the outer periphery of the pressing roller portion. 上記冷却通路がさらに第1補助通路部分と第2補助通路部分とを含み、これら第1,第2の補助通路部分の一端が上記環状通路部分に略180°対向する2箇所でそれぞれ接続され、第1,第2補助通路部分の他端が上記第1,第2連絡通路にそれぞれ連なることを特徴とする請求項2に記載のスピニング加工用押圧ローラ装置。   The cooling passage further includes a first auxiliary passage portion and a second auxiliary passage portion, and one ends of the first and second auxiliary passage portions are respectively connected at two positions facing the annular passage portion at approximately 180 °, 3. The spinning roller for pressing according to claim 2, wherein the other ends of the first and second auxiliary passage portions are connected to the first and second communication passages, respectively. 上記押圧ローラ部が、環状の外側部材とこの外側部材の径方向内側に嵌められた内側部材とを有し、これら外側部材の内周面と内側部材の外周面との間に上記環状通路部分が形成され、上記内側部材には、上記第1,第2の補助通路部分が一直線上に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のスピニング加工用押圧ローラ装置。   The pressing roller portion has an annular outer member and an inner member fitted on the radially inner side of the outer member, and the annular passage portion is provided between the inner peripheral surface of the outer member and the outer peripheral surface of the inner member. 4. The spinning roller assembly according to claim 3, wherein the inner member is formed with the first and second auxiliary passage portions in a straight line. 上記回転軸部と支持部との間の筒状の間隙が、ベアリングを収容するとともに潤滑通路として提供され、この潤滑通路が、上記回転軸部の第1連絡通路と上記支持部の流入口との間に介在され、上記冷却液が、上記ベアリングのための潤滑油を兼ねることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のスピニング加工用押圧ローラ装置。   A cylindrical gap between the rotary shaft portion and the support portion accommodates the bearing and is provided as a lubrication passage. The lubrication passage includes a first communication passage of the rotation shaft portion and an inlet of the support portion. 5. The spinning roller for pressing according to claim 1, wherein the cooling liquid also serves as a lubricating oil for the bearing.
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