JP2012061522A - Method of forming thickened part of shaft, and apparatus for manufacturing thickened part of shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は金属からなる軸を太く加工する技術に関し、特に、肥大嵌め方法に適用して好適な軸の肥大部形成方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a technique for thickening a shaft made of metal, and more particularly, to a method for forming an enlarged portion of a shaft and a manufacturing apparatus suitable for application to an enlargement fitting method.
従来、金属製の軸とこの軸を挿通する挿通孔を有する被嵌合部材とを結合する方法として、軸を肥大させて挿通孔に固定する方法がある(特許文献1)。
この方法は、被嵌合部材の挿通孔に軸を嵌合させた後、被嵌合部材とともに軸を、その軸線上で回転させながら軸線方向に加圧する際に、軸の挿通孔付近に曲げを加える。これにより、嵌合部分が塑性変形して拡径し、挿通孔に嵌め合わされて、軸と被嵌合部材とが強固に固定される。
Conventionally, as a method of connecting a metal shaft and a fitted member having an insertion hole through which the shaft is inserted, there is a method of enlarging the shaft and fixing it to the insertion hole (Patent Document 1).
In this method, after the shaft is fitted into the insertion hole of the fitted member, the shaft is bent near the insertion hole of the shaft when the shaft is rotated together with the fitted member in the axial direction while rotating on the axis. Add As a result, the fitting portion is plastically deformed to increase the diameter, and is fitted into the insertion hole, so that the shaft and the fitted member are firmly fixed.
前掲の肥大嵌め方法は、収縮ばめ、かしめ等の方法に比べて強固な結合が可能であるが、この肥大嵌めによって製造された製品の使用目的は種々のものがあるが、その中でも例えばエンジンなどの駆動力を伝達する回転体においては、これまで以上により強固な固定が要望されており、嵌合部分の結合力の向上が望まれている。 The above-mentioned enlargement fitting method can be tightly coupled as compared with shrink fitting, caulking, and the like, but there are various purposes of using the products produced by this enlargement fitting. In a rotating body that transmits a driving force such as the above, there is a demand for stronger fixation than ever, and an improvement in the coupling force of the fitting portion is desired.
また、従来の肥大部形成方法においては、特許文献1に開示されているように、軸を回転させながら1つの屈曲点において該軸を曲げることで、軸の屈曲点の部分を肥大化させる方法であることから、屈曲部分の外側、すなわち、軸の引っ張り側にあたる部位でクラックが発生する恐れがある。このため、曲げ角度はクラックが発生しない範囲に制限されてしまい、肥大化できる範囲に制限があった。特に、軸の材質や強度によっては屈曲の大きさが所望する大きさになり難い場合があり、嵌め合う部材間で結合力が充分でない場合があった。
Moreover, in the conventional enlarged part forming method, as disclosed in
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属からなる軸の肥大部形成の際に、肥大化し難い部材であってもクラックの発生を抑えて肥大部を大きく形成でき、結合力を確実に向上させることのできる軸の肥大部形成方法および製造装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and its purpose is to increase the enlarged portion by suppressing the occurrence of cracks even when the enlarged portion of the shaft made of metal is difficult to enlarge. An object of the present invention is to provide a method and a manufacturing apparatus for forming an enlarged portion of a shaft that can be formed and can reliably improve the coupling force.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、金属製の軸を被嵌合部材の挿通孔に挿通して、前記軸を前記挿通孔に嵌め合わせた状態で、前記軸をホルダにて保持し、保持した状態の基準軸線上にて回転させるとともに、嵌め合わせた部分を該基準軸線に対して所定の屈曲点にて屈曲することにより前記軸の径を増大させて、前記被嵌合部材と前記軸とを固定する肥大部形成方法において、前記軸の両端面を加圧しながら該軸の径を増大させることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の構成に加えて、前記軸の両端面への加圧を、前記ホルダの動作とは独立して動作する加圧部を介して行うことを特徴とする。
In addition to the structure of
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の構成に加えて、前記加圧部による前記軸の押圧を、前記軸の両端面を開放するホルダ開口を介してすることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that, in addition to the configuration according to claim 2, the pressing of the shaft by the pressurizing unit is performed through a holder opening that opens both end faces of the shaft.
請求項4に係る発明は、請求項2または3に記載の構成に加えて、前記加圧部の中心軸を、前記ホルダの回転中心に常時一致させることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that, in addition to the configuration according to claim 2 or 3, the center axis of the pressurizing portion is always aligned with the center of rotation of the holder.
請求項5に係る発明は、請求項2〜4の何れか1項に記載の構成に加えて、前記加圧部を、前記ホルダの回転に追従させて回転させることを特徴とする。 In addition to the structure of any one of Claims 2-4, the invention which concerns on Claim 5 makes the said pressurization part rotate following the rotation of the said holder, It is characterized by the above-mentioned.
請求項6に係る発明は、請求項2〜5の何れか1項に記載の構成に加えて、前記加圧部による前記軸への両端面からの加圧を、均等に行うことを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that, in addition to the configuration according to any one of claims 2 to 5, pressurization from both end surfaces to the shaft by the pressurizing unit is performed equally. To do.
請求項7に係る発明は、請求項2〜6の何れか1項に記載の構成に加えて、前記加圧部による前記軸の両端面への接触と離反を、前記ホルダの双方が同一軸線上に位置しているときに行うことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the second to sixth aspects, the contact between the two end surfaces of the shaft and the separation by the pressurizing unit is the same for both the holders. It is performed when it is located on a line.
請求項8に係る発明は、金属製の軸を被嵌合部材の挿通孔に挿通した状態で、該軸を把持する一対のホルダが設けられ、前記ホルダが前記軸をその基準軸線にて回転させながら、前記挿通孔に対応した部分を屈曲点にて屈曲するように移動することにより、前記軸の径を増大させて、前記被嵌合部材と前記軸とを固定する製造装置において、前記軸の両端面を加圧可能な加圧部を備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項9に係る発明は、請求項8に記載の構成に加えて、前記軸の両端面への加圧をする加圧部は、前記ホルダの動作とは独立して動作するように構成されたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the eighth aspect, the pressurizing unit that pressurizes both end surfaces of the shaft is configured to operate independently of the operation of the holder. It is characterized by that.
請求項10に係る発明は、請求項8または9に記載の構成に加えて、前記加圧部による前記軸の押圧を可能にするホルダ開口が、前記軸の両端面を開放するように構成されていることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the eighth or ninth aspect, a holder opening that enables the pressing of the shaft by the pressing portion is configured to open both end faces of the shaft. It is characterized by.
請求項11に係る発明は、請求項8〜10の何れか1項に記載の構成に加えて、前記加圧部は、前記屈曲点を挟んで両側において、それぞれの中心軸が、前記両ホルダごとのそれぞれの回転軸心に一致するように構成されていることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the eighth to tenth aspects, the pressurizing portion has both central holders on both sides of the bending point, and the center axes of the two holders. It is constituted so that it may correspond to each rotation axis of each.
請求項12に係る発明は、請求項8〜11の何れか1項に記載の構成に加えて、前記加圧部は、前記ホルダの回転に追従して回転するように構成されたことを特徴とする。 The invention according to a twelfth aspect is characterized in that, in addition to the configuration according to any one of the eighth to eleventh aspects, the pressurizing portion is configured to rotate following the rotation of the holder. And
請求項13に係る発明は、請求項8〜12の何れか1項に記載の構成に加えて、前記加圧部は、前記軸への両端面からの加圧が均等になるように構成されたことを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the eighth to twelfth aspects, the pressurizing unit is configured so that the pressurization from both end surfaces to the shaft is uniform. It is characterized by that.
請求項14に係る発明は、請求項8〜13の何れか1項に記載の構成に加えて、前記加圧部は、前記軸の両端面への接触動作と離反動作が、前記ホルダの双方が同一軸線上に位置しているとき行われるように構成されたことを特徴とする。
In the invention according to claim 14, in addition to the configuration according to any one of
請求項1の発明によれば、嵌め合わせた部分を基準軸線に対して屈曲することにより軸径を増大させるときに、軸の両端面を加圧しながら該軸の径を増大させるので、軸に発生する引っ張り応力の発生を効果的に抑制することができる。したがって、肥大部周辺でのクラックの発生を抑制して肥大部を大きく形成でき、また、軸の屈曲角度の範囲を広げて肥大嵌め方法の適用範囲を広げることができる。 According to the first aspect of the invention, when the shaft diameter is increased by bending the fitted portion with respect to the reference axis, the diameter of the shaft is increased while pressing both end faces of the shaft. Generation | occurrence | production of the tensile stress to generate | occur | produce can be suppressed effectively. Therefore, the occurrence of cracks in the vicinity of the enlarged portion can be suppressed and the enlarged portion can be formed larger, and the range of the bending angle of the shaft can be expanded to expand the application range of the enlarged fitting method.
請求項2の発明によれば、軸の両端面への加圧を、ホルダの動作とは独立して動作する加圧部を介して行うことから、加圧がホルダの動きに制約されずに独立して所望に設定できるので、肥大部の形成に最適な圧力の大きさや加圧タイミングを軸に選択的に自由に加えることができる。 According to the second aspect of the present invention, since pressure is applied to both end faces of the shaft via the pressure unit that operates independently of the operation of the holder, the pressure is not restricted by the movement of the holder. Since it can be set independently as desired, it is possible to selectively apply a pressure level and pressurization timing optimum for forming the enlarged portion selectively on the axis.
請求項3の発明によれば、加圧部による軸の押圧を、軸の両端面を開放するホルダ開口を介してするので、加圧がホルダの動作とは独立でき、ホルダの軸把持に影響を与えずに確実に軸を押圧することができる。 According to the invention of claim 3, since the pressing of the shaft by the pressing portion is performed through the holder opening that opens both end surfaces of the shaft, the pressing can be independent of the operation of the holder, and the shaft grip of the holder is affected. The shaft can be surely pressed without giving.
請求項4の発明によれば、加圧部の中心軸を、ホルダの回転中心に常時一致させることにより、肥大部形成時において、ホルダが傾斜した状態においても、常に軸に対して加圧が可能であり、加圧作用を充分に発揮することができる。 According to the invention of claim 4, by always making the central axis of the pressurizing portion coincide with the rotation center of the holder, the pressurization is always applied to the shaft even when the holder is inclined when the enlarged portion is formed. It is possible and can fully exert the pressurizing action.
請求項5の発明によれば、加圧部を、ホルダの回転に追従させて回転させることにより、軸の端面と加圧部との摩耗を抑制することができ、摩耗を気にすることなく大きな加圧力を加えることが可能である。また、軸の端面や加圧部の摩耗による部材間精度低下を防止し、強いては摩耗による成形精度への悪影響が回避される。 According to the fifth aspect of the present invention, the wear of the end face of the shaft and the pressurizing part can be suppressed by rotating the pressurizing part following the rotation of the holder, and without worrying about the wear. It is possible to apply a large pressure. In addition, a decrease in accuracy between members due to wear of the end face of the shaft and the pressurizing portion is prevented, and adverse effects on molding accuracy due to wear are avoided.
請求項6の発明によれば、加圧部による軸への両端面からの加圧を、均等に行うことにより、軸の圧縮応力の不測の偏りが回避され、軸の肥大部以外での変形を効果的に抑制することができる。 According to the invention of claim 6, by applying pressure from both end surfaces to the shaft by the pressurizing portion evenly, an unexpected bias of the compressive stress of the shaft is avoided, and deformation of the shaft other than the enlarged portion is avoided. Can be effectively suppressed.
請求項7の発明によれば、加圧部による軸の両端面への接触と離反を、ホルダの双方が同一軸線上に位置しているときに行うので、軸への不測の応力発生を回避し、好条件下での肥大部形成を行うことができる。すなわち、ホルダが傾斜された状態での軸の端部と加圧部とが接触や離反した場合には、軸に不安定な負荷が係り易くこじれが発生する虞があるが、これが回避できる。 According to the seventh aspect of the present invention, since both the holders are in contact with and separated from the both end faces of the shaft by the pressurizing portion, the unexpected stress on the shaft is avoided. In addition, the enlarged portion can be formed under favorable conditions. In other words, when the end of the shaft and the pressurizing unit are in contact with or separated from each other when the holder is tilted, an unstable load may easily be applied to the shaft, which may be twisted, but this can be avoided.
請求項8の発明によれば、軸をその基準軸線にて回転させながら、屈曲点にて屈曲するように移動するときに、軸の両端面を加圧可能な加圧部を備えることにより、軸に発生する引っ張り応力の発生を効果的に抑制して、肥大部周辺でのクラックの発生を抑制できる。したがって、軸の屈曲角度の範囲を広げて肥大嵌め方法の適用範囲を拡大できる製造装置を提供できる。
According to the invention of
請求項9の発明によれば、軸の両端面への加圧をする加圧部は、ホルダの動作とは独立して動作するように構成されているので、加圧がホルダの動きとはまったく別に制御でき、肥大部の形成に最適な圧力を自在に加えることができる。 According to invention of Claim 9, since the pressurization part which pressurizes to the both end surfaces of an axis | shaft is comprised so that it may operate | move independently of operation | movement of a holder, pressurization is a movement of a holder. It can be controlled completely, and the optimum pressure for forming the enlarged portion can be applied freely.
請求項10の発明によれば、加圧部による軸の押圧を可能にするホルダ開口が、軸の両端面を開放するように構成されているので、加圧がホルダの動作とは独立でき、ホルダの軸把持に影響を与えずに確実に軸を加圧することができる。
According to the invention of
請求項11の発明によれば、加圧部は、屈曲点を挟んで両側において、それぞれの中心軸が、両ホルダごとのそれぞれの回転軸心に一致するように構成されているので、肥大部形成時において、ホルダが傾斜した状態においても、常に軸に対して正確かつ適切な加圧が可能であり、軸への加圧作用を充分に発揮することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the pressurizing portion is configured such that the central axes thereof coincide with the respective rotational axes of the holders on both sides of the bending point, so that the enlarged portion is formed. Even when the holder is tilted at the time of formation, accurate and appropriate pressure can always be applied to the shaft, and the pressurizing action on the shaft can be sufficiently exerted.
請求項12の発明によれば、加圧部は、ホルダの回転に追従して回転するように構成されているので、軸の端面と加圧部との摩耗を抑制することができ、摩耗を気にすることなく大きな加圧力を加えることが可能であり、また、摩耗による部材間精度の低下を防止し、強いては摩耗による成形精度への悪影響を回避できる。
According to the invention of
請求項13の発明によれば、加圧部は、軸への両端面からの加圧が均等になるように構成されているので、軸の肥大部以外での変形を効果的に抑制することができる。また、軸方向における加圧バランスとれることにより、製造装置の軸保持構造への負荷を小さくできる。
According to invention of
請求項14の発明によれば、加圧部は、軸の両端面への接触動作と離反動作が、ホルダの双方が同一軸線上に位置しているとき行われるように構成されているので、軸への不測の応力発生を回避し、常に好条件下での肥大部形成を行うことができる。ホルダが傾斜された状態での軸の端部と加圧部とが接触や離反した場合には、軸に不安定な負荷が係り易くこじれ発生する虞があるが、これを回避して歩留まりのよい製造装置を提供できる。 According to the invention of claim 14, the pressurizing portion is configured such that the contact operation and the separation operation with respect to both end faces of the shaft are performed when both of the holders are located on the same axis line. It is possible to avoid the occurrence of unexpected stress on the shaft and to always form the enlarged portion under favorable conditions. If the end of the shaft with the tilted holder is in contact with or separated from the pressurizing unit, an unstable load may be easily applied to the shaft, which may cause twisting. Good manufacturing equipment can be provided.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る肥大部形成方法およびこの肥大部形成方法を実施にする製造装置について説明する。
なお、本発明の肥大部形成方法を説明する前に、肥大部形成方法によって製造される回転体およびその製造装置の第1実施形態について説明する。本実施形態は、回転体を示す図1,図2、製造装置および製造工程を示す図14,図16〜図18を参照して説明する。また、各図面の見る向きは、符号の記載向きの方向から見るものとする。
(First embodiment)
Hereinafter, the enlarged part formation method concerning this invention and the manufacturing apparatus which enforces this enlarged part formation method are demonstrated.
In addition, before demonstrating the enlarged part formation method of this invention, 1st Embodiment of the rotary body manufactured by the enlarged part formation method and its manufacturing apparatus is described. This embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 showing a rotating body, FIGS. 14 and 16 to 18 showing a manufacturing apparatus and a manufacturing process. Further, the viewing direction of each drawing is viewed from the direction in which the reference numerals are described.
本実施形態の回転体1は、その組み立て前の状態については、図1に示すように、中空の軸10とこの軸10が嵌合する被嵌合部材20との2つの部材から構成されている。この回転体1は、例えば自動車の動力伝達部材として適用されるものであり、軸10がCVT用プーリーシャフトであり、被嵌合部材20がシーブである。
As shown in FIG. 1, the
被嵌合部材20は、図1に示すように、中央に挿通孔21を有する円盤形状の部材である。この挿通孔21の内周面21aには、その全周にわたって環状に構成された溝22が設けられている。この溝22は、被嵌合部材20を製造するときに、中央寄りの部分の肉厚を回避してシーブ全体の肉厚の均一化を図るとともに軽量化を図る肉抜き部である。
したがって、この溝22は、内周面21aからかなり深く構成されており、また、被嵌合部材20が鋳造にて製造するときに、その製造工程にて極めて簡単に形成される。
As shown in FIG. 1, the fitted
Accordingly, the
図2には、軸10が挿通孔21に挿入された状態の加工前の回転体1(製造装置40に組込まれる前のワークピース)が示されている。
なお、被嵌合部材20に軸10を挿入するときは、所定の挿通位置12(図1参照)に位置決めしなければならない。本実施形態においては、その挿通位置の位置決めは、軸10の外周に例えば突条として設けられたストッパ部11に、被嵌合部材20の内周端部23が接触することで正確な位置決めができるようになっている。
FIG. 2 shows the rotating body 1 (a workpiece before being assembled into the manufacturing apparatus 40) before being processed in a state where the
In addition, when inserting the axis |
本実施形態の製造装置40について説明する。
製造装置40は、図16〜図18に示すように、ワークピース(図2に示す完成前の回転体1)の軸10が配置される基準軸線CLを有しており、この基準軸線CLは装置長手方向に水平に延びている。この製造装置40は、軸10を把持するための固定側ホルダユニット42aおよび可動側ホルダユニット41aを備えている。
固定側ホルダユニット42aおよび可動側ホルダユニット41aは、図16に示すように、基準軸線CL上にて互いに離間対向して配置されている。そして、両ホルダユニット41a,42aには、ワークピースの軸10の両端部を挟持するとともに被嵌合部材20を適宜保持できるホルダ41,42(図3参照)が設けられている。
The
As shown in FIGS. 16 to 18, the
As shown in FIG. 16, the fixed
また、図16に示すように、製造装置40は、基準軸線CLの下方で最も下方位置に、ベースプレート60を備えている。そして、このベースプレート60は基準軸線CLに沿って延びた構成である。このベースプレート60を土台として、その上には、装置フレーム61が配置されている。
そして、図16に示すように、この装置フレーム61の左側には、一対の支持壁70(図17も参照)が設けられ、支持壁70よりも更に左側に張出した固定側支持部85aが設けられている。
Further, as shown in FIG. 16, the
As shown in FIG. 16, a pair of support walls 70 (see also FIG. 17) are provided on the left side of the
この支持壁70は、図17に示すように、基準軸線CLを挟んで配置され、ベースプレート60上に立設されている。そして、この支持壁70間に固定側ホルダユニット42aが支持されている。また、支持部85aはベースプレート60上に設けられ、基準軸線CL上にて軸10の端部に加圧する固定側加圧機構85を支持可能に構成されている。
As shown in FIG. 17, the
固定側ホルダユニット42aは、ワークピースを把持する固定側ホルダ42と、この固定側ホルダ42を支持する固定側ハウジング42bと、この固定側ホルダ42を回転駆動する回転駆動機構71とを有している。そして、この固定側ホルダ42は基準軸線CLに沿う方向に固定され、基準軸線CLの回りに回転自在に支持されている。
したがって、固定側ホルダ42は回転駆動機構71からの回転駆動力が伝達されて、一定方向に回転される。
The fixed-
Therefore, the fixed
また、固定側ホルダ42は、図3(図3はワークピースを把持した状態)に示すように、ワークピースの軸10を把持する一方、軸10の端面10aがホルダ後端側から見えるように開放するホルダ開口42kが設けられている。そして、加圧部52がホルダ開口42kの中に進入して軸10の端部に当接可能に配置されている。この加圧部52は、前述の固定側加圧機構85の加圧シャフト88に接続されており、軸10の端部を軸線方向に加圧可能に構成されている。
すなわち、後述する可動側の加圧部51と協働して、軸10をその軸心中央方向に向って両端面10a,10bに背圧荷重を加えながら、該軸10の径を増大させることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 3 (FIG. 3 shows a state in which the workpiece is gripped), the fixed-
That is, in cooperation with the movable-
また、本実施形態においては、軸10の端部への加圧部52による加圧は、ホルダ42の動作とは独立して動作できるように構成されている。すなわち、固定側加圧機構85の加圧シャフト88は、ホルダ42の回転動作に連動して回転してもしなくてもよいが、軸方向の動きは、独立して動作して、加圧部52を基準軸線CLに沿って移動させる。したがって、肥大部の形成に最適な背圧荷重を軸10に選択的(圧力を加える時期や大きさを選択的)に自在に加えることができ、例えば、加圧部51,52による両端面10a,10bからの背圧加重を均等の加えることも容易にできる。
また、加圧部52の中心軸は、加圧シャフト88とともに基準軸線CLに一致しており、ホルダ42の回転中心に常時一致するように構成されている。
In the present embodiment, the pressurization by the pressurizing
Further, the central axis of the pressurizing
また、加圧部52は、ホルダ42に追従して回転可能に構成されている。これにより、軸10と加圧部52との接触部の摩耗が抑制され、大きな加圧力を加えることができる。また、摩耗による成形精度への悪影響も回避できる。
The pressurizing
前掲の固定側ホルダユニット42aと対向して配置される可動側ホルダユニット41aについて説明する。
この可動側ホルダユニット41aは、ワークピースの端部を把持する可動側のホルダ41およびこのホルダ41を支持する可動側ハウジング41bを備えている。
この可動側のホルダ41は、図18に示すように円筒形状をなしており、可動側ハウジング41bが該ホルダ41を囲繞し、所定の軸線CL1の回りに回転自在に支持されている。
The movable
The movable-
The movable-
また、可動側ホルダユニット41aは、図18から明らかなように、トップステージ66上に配置されている。
このトップステージ66は、後述する揺動レール65に支持され、揺動レール65は揺動台64に支持され、揺動台64はスライド台63上に設置されている。そして、スライド台63は、案内手段としての一対の案内ベッド62によって装置長手方向に摺動自在に支持されている。
そして、この案内ベッド62は、装置フレーム61の上端に取り付けられており、図17から明らかなように、基準軸線CLを挟んで装置本体の左右両側に配置され、基準軸線CLに沿って水平面内に平行に延びている。
このように構成されていることにより、可動側ホルダユニット41aは、固定側ホルダユニット42aに対して、基準軸線CLに沿って接近ならびに離反が自在である。
Moreover, the movable
The
The
By being configured in this way, the movable
また、スライド台63は、図16および図17から判るように、装置フレーム61の右端部に取り付けられたスライド台駆動機構69により、基準軸線CLに沿ってスライド駆動される。
なお、本実施形態においては、軸10への加圧はホルダ41とは独立して駆動される後述の加圧機構を有するが、スライド台駆動機構69により、ホルダ41に対し、固定側のホルダ42側に向う加圧力を加えることも可能である。
As can be seen from FIGS. 16 and 17, the
In the present embodiment, the pressure applied to the
また、スライド台63の上には、図18に示すように、揺動台64が揺動軸68を支点にて水平方向に揺動可能に支持されている。そして、この揺動台64には、揺動軸68とは可動側ホルダユニット41aを挟んで反対側の位置に、揺動駆動機構としての揺動台駆動シリンダ80が取り付けられている。この揺動台駆動シリンダ80は、そのピストンロッド81が取り付部82を介して軸支されている。
揺動台64の上には、前掲のごとくトップステージ66が配置されており、このトップステージ66上に立設された一対の支持壁67間に可動側ホルダユニット41aが固定されている。
Further, as shown in FIG. 18, a rocking table 64 is supported on the slide table 63 so as to be able to rock in the horizontal direction about a rocking
A
トップステージ66は、揺動台64上を水平方向に揺動可能に保持されている。すなわち、揺動台64上に設けられ且つ仮想支点Zを中心とした円弧状の一対の揺動レール65上に摺動自在に支持されている。そして、このトップステージ66を揺動させる駆動機構としては、図17および図18に示すように、例えば、トップステージ駆動シリンダ75がトップステージ66の一方側の支持壁67に連結具76を介して連結された構成である。したがって、トップステージ駆動シリンダ75が伸縮することにより、トップステージ66が揺動レール65に沿って揺動することができる。
The
このように構成されていることにより、可動側ホルダユニット41aは、その軸線CLを、基準軸線CLに対して交差する2種類の傾斜移動を行うことができる。これは、揺動台駆動シリンダ80による揺動台64の揺動動作と、トップステージ駆動シリンダ75によるトップステージ66の揺動動作とである。すなわち、揺動台駆動シリンダ80によって揺動台64が揺動して、軸線CLの第一の傾斜移動(屈曲開始点の形成)を行うことができ、更に、トップステージ駆動シリンダ75によってトップステージ66が揺動して第二の傾斜移動(屈曲点の移動)をすることができる。
By being configured in this way, the movable
ここで、可動側ホルダユニット41aにおいても、可動側ホルダ41は、図3に示すように、ワークピースの軸10を把持する一方、軸10の端面10bがホルダ後端側から見えるように開放するホルダ開口41kが設けられている。したがって、加圧部51がホルダ開口41kの中に進入して軸10の端面10bに当接可能に構成されている。
この加圧部51は、可動側加圧機構86の加圧シャフト89に接続されており、軸10の端面10bを軸線方向に加圧する背圧荷重がかけられるように構成されている。すなわち、前掲の固定側の加圧部52と協働して軸10の両端面10a,10bを加圧することができる。
なお、可動側加圧機構86は、トップステージ66上の可動側支持部86aによって適宜支持されている。
Here, also in the movable
The pressurizing
The
また、可動側加圧機構86ならびに固定側加圧機構85の構造は、特に限定するものではないが、油圧手段による構成を採用することができる。これにより、製造装置40の大型化を避けることができる。
更にまた、両加圧部51、52は軸心を中心に回転自在に保持されており、ホルダ内で回転自在に構成されている。なお、両加圧部51、52は可動側加圧機構86の加圧シャフト88ならびに固定側加圧機構85の加圧シャフト89とは別部材にて構成されていることが望ましいが、両加圧シャフト88,89と一体であっても良い。
Further, the structures of the movable-
Furthermore, both the pressurizing
次ぎに、本実施形態の製造装置40を使用してワークピース(回転体1)を加工する工程を図4〜図9ならびに図14を参照して説明する。
なお、本実施形態においては、肉抜き部によって溝22が形成された図2に示した状態のワークピース(回転体1)を使用する。
Next, the process of processing a workpiece (rotating body 1) using the
In the present embodiment, the workpiece (rotary body 1) in the state shown in FIG. 2 in which the
先ず、図4に示すように、ワークピース(回転体1)の軸10の両端部分を、基準軸線CL上において、固定側のホルダ42と可動側のホルダ41によって保持する。このとき、ワークピースは、その円盤状の被嵌合部材20が、固定側の受け部45に受容されて可動側の押え部44によって固定側に軽く押えられるようにセットされる。
なお、押え部44はコイルばね43によって軸線方向に適宜押圧されて、被嵌合部材20はストッパ部11に当接した状態で位置決めされる。
First, as shown in FIG. 4, both end portions of the
Note that the holding
次ぎに、図5に示すように、固定側のホルダ42と可動側のホルダ41とが接近するように、スライド台駆動機構69を駆動する。これにより、円盤状の被嵌合部材20は、可動側の押え部44によって固定側に強く押え付けられる。
ワークピースの位置決めをした後に、図6に示すように、軸10の両端面10a,10bに加圧部51,52を当接させて、圧力Fによって左右均等な力によって、該軸10に対して中央寄りに加圧を開始する。
Next, as shown in FIG. 5, the slide
After positioning the workpiece, as shown in FIG. 6, the pressurizing
その後、回転駆動機構71によって、固定側のホルダ42に回転(図示では矢印R方向)を加えるが、可動側のホルダ41も同期して同方向に回転する。したがって、ワークピース全体が基準軸線CL上で回転し、且つ基準軸線CL上での圧力Fの背圧荷重を受けた状態となる。
ここで、圧力Fをかけるタイミングは、必ずしも回転駆動する前でなくともよく、回転とほぼ同時若しくは回転開始後であってもよい。要は、屈曲を開始する前で両加圧部51,52が基準軸線CLに一致した状態であればよい。
Thereafter, rotation (in the direction of arrow R in the figure) is applied to the fixed-
Here, the timing at which the pressure F is applied does not necessarily have to be before the rotational drive, but may be substantially simultaneously with the rotation or after the start of the rotation. In short, it suffices if the
なお、両加圧部51,52の加圧開始動作および加圧解除動作は、両ホルダ41,42が基準軸線CLにあるときのみに操作盤等を操作することで加圧が開始でき、それ以外の状態では加圧開始・加圧解除ができないように構成されている。また、自動加工の場合は、加圧条件を予め設定しておくことにより、加圧開始・加圧解除タイミングを適切に設定できる。
The pressurization start operation and the pressurization release operation of both the
次ぎに、図7に示すように、ワークピースは、回転ならびに背圧荷重がかかった圧縮状態で、基準軸線CL上にある揺動軸68(S1)を起点にして揺動台64を揺動(矢印A方向の回転)させる。この動作は、揺動台64を揺動台駆動シリンダ80により揺動軸68を支点に所定角度θまで回動させて行う(第一の傾斜移動)。これにより、可動側のホルダ41の軸線CL1が傾斜して軸10が屈曲する。このときの軸10の屈曲点S1が、平面視(図17)で揺動軸68とほぼ一致して形成される。
Next, as shown in FIG. 7, the workpiece swings the swinging table 64 starting from the swinging shaft 68 (S1) on the reference axis CL in a compressed state where rotation and back pressure load are applied. (Rotation in the direction of arrow A). This operation is performed by rotating the
この屈曲により、屈曲領域およびその近傍において、軸10の横断面内に圧縮力と引張力とが交互加わり、固定側のホルダ42と可動側のホルダ41との間の部位に逐次的な塑性変形が発生し、かつ圧力F(背圧荷重)の作用が加わり、屈曲点S1を起点にして軸径が肥大し、肥大部13が変形されていく。
By this bending, a compressive force and a tensile force are alternately applied in the cross section of the
肥大化工程の詳細については、図14を参照して詳細に説明する。
この肥大化の初期の状態を図14の(a)に示す。なお、図14に示す製造工程中においては、軸10の両端面10a,10bには加圧Fが加えられている。
肥大化工程の初期状態においては、図14に示すように、可動側のホルダ41の軸線CL1が、揺動軸68と一致した屈曲点S1(初期揺動中心であり、本明細書においては、符号P(Ps,Pn,P1,P2)としても表記する)のところから基準軸線CLに対して所定角度θだけ傾斜した状態である。この屈曲点S1は被嵌合部材20の挿通孔21の一端側(図14の(a)中において左側)の屈曲点開始ポイントPsに位置し、その後の操作により基準軸線CLに沿って移動する。
Details of the enlargement process will be described in detail with reference to FIG.
The initial state of this enlargement is shown in FIG. Note that during the manufacturing process shown in FIG. 14, pressure F is applied to both end faces 10 a and 10 b of the
In the initial state of the enlargement process, as shown in FIG. 14, the axis CL1 of the
この屈曲点S1の移動は、トップステージ駆動シリンダ75の駆動により、トップステージ66が仮想支点である他の揺動中心Zを支点にして所定方向(図中の矢印E方向)に徐々に回動させる。この移動は、軸10の肥大化が可能な移動速度にて行われる。
この移動によって、屈曲点S1は、図14の(b)に示すように、屈曲点最終ポイントPnの位置まで連続的に移動する。このように、肥大化が行われる屈曲点S1の移動によって、肥大部13は挿入孔21の幅を充分カバーするだけの幅で形成される。
この肥大部13の形成が終了したのち、可動側の軸線CL1を基準軸線CLに一致させるように戻す(図8に示す位置に戻す)。
The movement of the bending point S1 is gradually rotated in a predetermined direction (in the direction of arrow E in the figure) by driving the top
By this movement, the bending point S1 continuously moves to the position of the bending point final point Pn as shown in FIG. In this way, the
After the formation of the
肥大部13が形成された後は、ホルダ41,42の回転が維持された状態で、可動側のホルダ41の軸線CLを基準軸線CLに一致させるように戻す(図8参照)。その後、軸10に対する圧力Fを開放するとともに、ホルダ回転も停止させる。
なお、軸10に加えていた圧力Fを開放するタイミングは、ホルダの回転駆動停止と同時あるいは前でも後でもよい。
After the
Note that the timing for releasing the pressure F applied to the
そして、最後に、図9に示すように、可動側のホルダ41を固定側のホルダ42から離反するように操作し、その後、ホルダ同士の間隔を大きくして、ワークピースをホルダから取り出すことで一連の製造工程が終了する。
Finally, as shown in FIG. 9, the
上述のようにして製造された回転体1は、図10に示すように、内周面21aの溝22内に大きく肥大した幅の広い肥大部13が形成されており、また、挿入孔21の外側にも肥大部13が形成された回転体1が製造される。
As shown in FIG. 10, the
以下、上記製造工程における作用について説明する。
本実施形態においては、被嵌合部材20の挿入孔21に溝22が形成されていることで、軸10が肥大したときに溝内に軸表面が食い込む。これにより、接触面積が増大し、また、軸10が溝22に食い込むことで噛合わせが生じて結合力が造増大する。
本実施形態においては、軽量化目的の肉抜き部を利用していることで、特別に溝を設ける必要がないので製造工程を増やす必要がない。また、溝22が挿入孔21の内周面の全周にわたって形成されていることで、軸全周方向に均等に嵌合力を高め、軸方向の嵌合力ならびに回転方向の嵌合力を強くすることができる。
Hereinafter, the operation in the manufacturing process will be described.
In the present embodiment, the
In the present embodiment, since the lightening portion for the purpose of reducing the weight is used, it is not necessary to provide a special groove, so there is no need to increase the number of manufacturing steps. Further, since the
また、溝22が幅広く構成されているが、屈曲点を移動させることで肥大部13の形成幅を自在に調整することができ、幅広で大きい肥大部13を容易に形成することができる。
また、ワークピースにおいては、軸10にストッパ部11が設けられていることで、被嵌合部材20の軸10に対する位置決めは、治具等を用いて行う必要がなく、かつ精度良く位置決めでき、肥大する部分を溝22に確実に合わせるなどができ、嵌合精度を高めることができる。
Moreover, although the groove |
Further, in the workpiece, since the
また、肥大部形成方法による回転体1の製造にあたっては、軸10の変形量と加圧F(背圧荷重)の大きさを図19に示す。図19から判るように、変形が大きくなるのに伴って軸10にクラックが発生し易くなる。一方、軸10に対する加圧F(背圧荷重)の大きさが大きくなるのに伴って、クラックの発生しない領域が大きくなる。
すなわち、クラックの発生と発生しない領域との境界線Lが右肩上がり傾斜し、クラックが発生しない領域が変形量の大きい側に移動する。
そこで、本実施形態においては、軸10の端面10a,10bに直接に加圧F(背圧荷重)をかけることで加圧タイミングも自在であることから、軸10の充分な変形量(肥大化量)で且つクラックが発生しない領域(図中のハッチングにて示すGS領域)にて加工することが容易かつ確実にできる。
これは、特定の軸10において、必要とする所定の変形量を必要変形量αとしたときに、背圧荷重を必要圧力Px以上に設定して加工工程を実施すれば、大きい肥大部13の形成がクラックを伴わない好ましい状態で形成できる。
Further, in manufacturing the
That is, the boundary line L between the generation of the crack and the region where the crack does not occur is inclined to the right, and the region where the crack is not generated moves to the larger deformation side.
Therefore, in the present embodiment, since the pressurization timing can be freely controlled by directly applying the pressurization F (back pressure load) to the end faces 10a, 10b of the
This is because, when the required deformation amount α is set as the necessary deformation amount α in the
(第2実施形態)
以下、本発明に係る第2実施形態について、図11を参照して説明する。
なお、図11における図中符号は、前掲の第1実施形態と同じ構成要素については同符号を付して説明を適宜省略し、また、製造方法については第1実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図11に示す回転体1Aは、内周面21aに複数の溝22が設けられている構造である。そして、この溝22は内周面21aの全周にわたって環状に構成されている。このような構成によれば、内周面21aの全周にわたって軸10と被嵌合部材20との嵌合力をより高めることができる。
本実施形態の回転体1Aを製造するときは、その溝22の大きさ(幅)や深さや位置を考慮して、屈曲点S1の移動速度と、圧力Fの大きさを変えて制御してもよい。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
Note that the reference numerals in FIG. 11 denote the same components as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted as appropriate, and the manufacturing method is the same as in the first embodiment. Description is omitted.
The
When manufacturing the
(第3実施形態)
以下、本発明に係る第3実施形態について、図12を参照して説明する。
なお、図12における図中符号は、前掲の第1実施形態と同じ構成要素については同符号を付して説明を適宜省略し、また、製造方法については第1実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図12に示す回転体1Bは、内周面21aに螺旋状に形成された溝22を有する構造である。したがって、溝22は内周面21aに全長を長く構成することができ、軸10と被嵌合部材20との嵌合力は、軸線方向ならびに回転方向のいずれにも向上できる。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
Note that the reference numerals in FIG. 12 denote the same components as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted as appropriate, and the manufacturing method is the same as in the first embodiment. Description is omitted.
The
(第4実施形態)
以下、本発明に係る第4実施形態について、図13を参照して説明する。
なお、図13における図中符号は、前掲の第1実施形態と同じ構成要素については同符号を付して説明を適宜省略し、また、製造方法については第1実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図13に示す回転体の被嵌合部材20は、その内周面21aの周方向において断続的に形成された多数の溝22を有する構造である。この構造によれば、被嵌合部材20と軸10とは、軸10の軸線方向の嵌合強度アップに加えて、軸10の円周方向における嵌合強度アップも図ることができる。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The reference numerals in FIG. 13 denote the same components as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted as appropriate, and the manufacturing method is the same as in the first embodiment. Description is omitted.
The rotating member to be fitted 20 shown in FIG. 13 has a structure having a large number of
(第5実施形態)
以下、本発明に係る第5実施形態について、図15を参照して説明する。なお、図15における図中符号は、前掲の第1実施形態と同じ構成要素については同符号を付し、また、製造方法については第1実施形態と同じ部分については適宜省略して説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 15, the same reference numerals are given to the same constituent elements as those in the first embodiment, and the manufacturing method will be described by omitting the same parts as in the first embodiment as appropriate.
本実施形態における図15には、軸10の肥大化工程における軸線CL1の傾斜方法ならびに屈曲点S1の移動方法について図示してある。
軸10の肥大化の初期の状態を図15の(a)に示す。
本実施形態においては、図15に示すように、可動側のホルダ41の軸線CL1が所定角度θだけ傾斜した状態では、屈曲点S1(初期揺動中心)は被嵌合部材20の挿通孔21の一端側(図中において左側)の屈曲点開始位置の第1ポイントP1に位置させる。
FIG. 15 in the present embodiment illustrates a method of inclining the axis line CL1 and a method of moving the bending point S1 in the enlargement process of the
FIG. 15 (a) shows an initial state of the enlargement of the
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, when the axis CL <b> 1 of the
その後、この屈曲点S1は、トップステージ駆動シリンダ75の駆動により、トップステージ66が他の揺動中心Z(仮想支点)を支点にして所定方向(図中の矢印E方向)に素早く回動させる。この素早い動作(肥大化が殆ど起こらない動作)により、屈曲点S1は第2ポイントP2に移動する。すなわち、図15の(b)に示すように、第1ポイントP1と第2ポイントP2の2つの位置において、軸10の肥大化工程を実施する。したがって、肥大部13は挿入孔21の幅方向において、2つの特定のポイントに集中的に肥大化が行うことができ、効果的な肥大化を行うことができる。
また、本実施形態においては、第1実施形態におけるストッパ部11が設けられていない。したがって、第1ポイントP1と第2ポイントP2の2つの位置の間隔設定により、肥大部13が被嵌合部材20の挿入孔の外側(図15の(b)参照)にも形成することができる。
なお、ここで、肥大化が殆ど起こらない素早い動作は、特に特定する早さではなく、屈曲点の移動中に実質的に肥大化による作用が発生しないことであり、これは、例えば、軸10の材質、屈曲角度、回転速度、圧力Fの大きさ等により適宜設定されるものである。
Thereafter, the bending point S1 is driven by the top
Further, in the present embodiment, the
Here, the quick movement in which the enlargement hardly occurs is not a particularly specified speed, and is that the action due to the enlargement does not substantially occur during the movement of the bending point. The material is appropriately set depending on the material, bending angle, rotational speed, pressure F, and the like.
以上、上記各実施形態は中空の軸と円盤形状のシーブからなる回転体おける肥大部形成方法について説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、軸が中実であっても、また、被嵌合部材がシーブ以外の部材に適用できることは勿論である。
また、上記各実施形態においては、一方を可動側のホルダとしてこれを傾斜させる方法(図3におけるホルダ41の矢印A方向の回転動作)を採用したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、ホルダ41の図3における矢印A方向動作に加えて、ホルダ41が基準軸線CLに対して直交する方向(矢印B方向)の移動動作、ホルダ42の基準軸線CLに対する直交(矢印C方向)の移動動作、ホルダ42の基準軸線CLに対する回転動作(矢印D方向)などを適宜組み合わせることで、屈曲点S1(P)を移動させる方法およびこれを実施できるように構成された装置でも良い。
As mentioned above, each said embodiment demonstrated the enlarged part formation method in the rotary body which consists of a hollow shaft and a disk-shaped sheave. However, the present invention is not limited to this, and for example, even when the shaft is solid, the member to be fitted can be applied to a member other than the sheave.
Further, in each of the above embodiments, a method of tilting one of the movable side holders as a movable side holder (rotating operation in the direction of arrow A of the
1,1A,1B,1C 回転体
10 軸
11 ストッパ部
13 肥大部
20 被嵌合部材
21 挿通孔
21a 内周面
22 溝
40 製造装置
41,42 ホルダ
41a 可動側ホルダユニット
42a 固定側ホルダユニット
51,52 加圧部
68(S1) 揺動軸(屈曲点)
CL 基準軸線
P(S1) 屈曲点
S1 初期揺動中心
Z 他の揺動中心(仮想支点)
DESCRIPTION OF
CL Reference axis P (S1) Bending point S1 Initial swing center Z Other swing center (virtual fulcrum)
Claims (14)
前記軸(10)の両端面を加圧しながら該軸(10)の径を増大させることを特徴とする肥大部形成方法。 In a state where the metal shaft (10) is inserted into the insertion hole (21) of the fitted member (20) and the shaft (10) is fitted into the insertion hole (21), the shaft (10) Is held on the holder (41, 42) and rotated on the held reference axis (CL), and the fitted portion is placed at a predetermined bending point (P) with respect to the reference axis (CL). In the enlarged part forming method of increasing the diameter of the shaft (10) by bending and fixing the fitted member (20) and the shaft (10),
A method for forming an enlarged portion, wherein the diameter of the shaft (10) is increased while pressurizing both end faces of the shaft (10).
前記軸(10)の両端面(10a,10b)を加圧可能な加圧部(51,52)を備えることを特徴とする製造装置(40)。 In a state where the metal shaft (10) is inserted through the insertion hole (21) of the fitted member (20), a pair of holders (41, 42) for holding the shaft (10) are provided. 41, 42) moving the portion corresponding to the insertion hole (21) to bend at the bending point (P) while rotating the shaft (10) about its reference axis (CL), In the manufacturing apparatus for increasing the diameter of the shaft (10) and fixing the fitted member (20) and the shaft (10),
The manufacturing apparatus (40) characterized by including the pressurization part (51, 52) which can pressurize both the end surfaces (10a, 10b) of the said axis | shaft (10).
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