JP2696646B2 - 加工機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長手形状の部材に巻
付曲げ加工を行なう加工機械であって、特にトラック等
のフロントアクスルに用いられるナックルアームのよう
に、湾曲部がその母線方向に変形して三次元曲線に沿っ
た形状をしている工作物を成形するのに適した加工機械
に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラック等のステアリング機構では、図
４に示すように、車幅方向に渡されたフロントアクスル
１の両端部にナックル２が垂直方向の軸2aを中心に回動
自在に取り付けられており、一方の端部に支持されたナ
ックル２にはナックルアーム４の一端部が止着されてい
る。該ナックルアーム４の他端部にはドラグリンク６が
接続されており、該ナックルアーム４のほぼ中央部には
タイロッド８が接続されている。

【０００３】上記ナックルアーム４は平面視の形状がほ
ぼＵ字形をなしており、上記ナックル２に止着される端
部にはほぼ円柱形状の止着部4aが形成され、上記ドラク
リンク６に接続する端部には係止孔4bが形成されてい
る。また、上記止着部4aは上記フロントアクスル１の下
方に、上記係止孔4bは上記フロントアクスル１の上方に
位置しており、このため上記ナックルアーム４の湾曲し
ている中央部4cは湾曲の母線方向にも変形して三次元曲
線に沿った形状をしている。なお、上記中央部4cの一部
には、上記タイロッド８に連結するための連結孔4dが形
成されている。

【０００４】ところで、上記ナックルアーム４を形成す
る際には、熱間引抜加工等によりほぼ棒形状の部材を成
形し、該部材の一端部に止着部4aを形成し、他端部に係
止孔4bを形成している。そして、該部材をプレス加工機
でほぼＵ字形に成形し、上記中央部4cを湾曲の母線方向
に変形し、両端部に必要な成形を行ない、さらに上記中
央部4cに係止孔4dを形成している。そして、形成された
ナックルアームに焼入れ焼戻し等の熱処理を行ない、ナ
ックルアーム４が完成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した方法
によりナックルアーム４を成形すると、中央部4cを成形
する際に、棒形状の部材をほぼＵ字形に成形し、上記中
央部4cを湾曲の母線方向に成形する作業をプレス機械に
より手作業で行なわなければならない。

【０００６】このため、完成品の形状及び品質が一定に
ならないおそれがあり、完成品の品質管理に労力を要し
てしまう。また、ナックルアーム４に不良形状があれば
矯正加工を行なう必要があり、矯正できなければ廃棄し
なければならない。

【０００７】さらに、複雑な上記曲げ加工を手作業で行
なうことは非常に煩雑であり、多大な作業時間を費やし
ている。特に、工作物の断面形状が一定ではない場合
は、極めて困難な曲げ加工の作業を行なわなければなら
ない。

【０００８】なお、上述した例は、ナックルアーム４に
ついてであったが、ナックルアーム４に限らず湾曲部を
有し湾曲の母線方向に変形している形状の工作物であれ
ば、成形した工作物の品質が安定せず、多大な作業時間
を要するという課題が生ずることがある。

【０００９】そこで、本発明は、湾曲部を有する工作物
を成形する際に、湾曲の母線方向についても容易に成形
でき、成形した工作物の品質が安定したものとなる加工
機械を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、この発明に係る加工機械は、工作物の基端部を
止着する押え部と、曲面部を有する中央型と、上記曲面
部に設けられ、該曲面部の母線方向に変形する案内部
と、上記中央型の曲面部の周囲を該曲面部に沿って移動
自在なローラとにより構成され、上記押え部により工作
物の基端部を止着し、上記ローラが上記中央型の曲面部
の周囲を移動して、工作物を前記案内部に沿って巻付曲
げ加工することにより、工作物の成形を行なうことを特
徴としている。

【００１１】

【作用】上記工作物の基端部を、上記押え部に止着す
る。そして、上記中央型の曲面部の案内部と上記ローラ
との間に上記工作物を挟持し、該ローラを曲面部の周囲
に沿って移動させる。この移動により、上記工作物は上
記案内部とローラとより案内され、上記曲面部の側面の
形状に巻付曲げ加工が行なわれる。このとき、上記案内
部は、上記曲面部の母線方向に変形しているので、上記
工作物は湾曲の母線方向に変形して成形される。

【００１２】そして、上記巻付曲げ加工が十分に行なわ
れてから、工作物をローラ及び案内部と止着部とから取
り外し、工作物の成形が終了する。

【００１３】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、本発明に
係る加工機械を具体的に説明する。なお、本実施例で
は、トラックのステアリング機構に用いられるナックル
アームを成形加工する加工機械について説明している。

【００１４】図１及び図２に示すように、固定基盤10に
モータ12がその駆動軸12a を上方に指向して設置されて
おり、該駆動軸12a には駆動ギヤ14が嵌合されている。
また、上記固定基盤10には、上記モータ12に隣接して被
動ギヤ支持台16が配設されており、該被動ギヤ支持台16
の上面にはスラスト軸受により構成される従動軸受18が
設置されている。該従動軸受18には従動軸20が回動自在
に取り付けられており、該従動軸20には従動ギヤ22が嵌
合されている。そして、該従動ギヤ22と上記駆動ギヤ14
とが、噛合している。

【００１５】また、上記固定基盤10から適宜離隔して、
作業基盤24が固定基盤10の上面とほぼ平行に配設されて
いる。上記従動軸20の上端部は適宜な軸受26に支持され
ており、該軸受26は上記作業基盤24の下面に止着されて
いる。

【００１６】上記作業基盤24の上面には、ほぼ直方体形
状で一側面に垂直方向を母線とする曲面部28dを有する
中央型28が配設されており、該曲面部28dの曲率の中心
を上記従動軸20の中心とほぼ一致させている。また、該
曲面部28d は、成形する工作物50の湾曲部の大きさに応
じた形状をしている。

【００１７】上記中央型28の側面の下部には、工作物を
成形する形状に合わせた型として案内帯28aが形成され
ており、案内部の下面を構成している。そして、該案内
帯28aの一の直線部の直上の上記中央型28の側壁には、
図１に示すように、突起部28bが形成されており、他の
直線部の端部の直上の中央型28の側壁にはほぼ円弧形状
の切欠部28c が形成されている。

【００１８】また、上記従動ギヤ22の一部には透孔22a
が形成されており、該透孔22aには軸受30が取り付けら
れている。該軸受30にはローラ軸32が回動自在に取り付
けられており、該ローラ軸32は上記従動ギヤ22の回転に
よって旋回する。そして、上記作業基盤24の一部であっ
て該ローラ軸32の旋回軌道に位置する部分には、ほぼ半
円弧形の長孔による下ローラ案内孔24a が形成されてい
る。

【００１９】上記ローラ軸32は上記下ローラ案内孔24a
を貫通して上方に突出しており、突出した部分にはほぼ
円筒形状のローラ34が嵌合されている。該ローラ34の側
面の下部は、工作物を成形する形状に合わせた型として
案内帯34a を有しており、上記中央型28の案内帯28aに
接している。そして、該案内帯34aの上面は、後述する
ようにローラ34が旋回しながら自転する際に、該案内帯
34a と上記中央型28の案内帯28aとの接線上における該
案内帯28aの上面に常にほぼ一致する形状の面で形成さ
れている。また、上記ローラ軸32の上部には、ローラギ
ヤ36が嵌合されている。

【００２０】上記中央型28の上方には、該中央型28の外
側面とほぼ等しい形状を内側面とする上型38が昇降自在
に配設されており、下降時には図２において想像線で示
すように、上型38の内部に中央型28の上端部が収容され
るようにしてある。また、該上型38の下面には、工作物
50の上面を成形する型が形成されており、該下面により
案内部の上面が構成される。

【００２１】また、上記上型38の上下方向のほぼ中央部
には、作業基盤24とほぼ平行な方向に突出した突出帯38
a が形成されており、該突出帯38a の曲面の部分には歯
車部38b が形成されている。上記上型38の上部には案内
板40が止着されており、この案内板40の一部であって上
記作業基盤24の下ローラ案内孔24a に対向した位置に、
該下ローラ案内孔24a とほぼ等しい形状の上ローラ案内
孔40a が形成されている。

【００２２】上記上ローラ案内孔40a には、上型38の昇
降によって上記ローラ軸32の上端部が着脱自在となって
いる。そして、上記上型38が下降して、該上型38が上記
中央型28に装着された時には、上型38の歯車部38b と上
記ローラギヤ36とが噛合すると共に、上記案内板40の上
ローラ案内孔40a に、上記ローラ軸32の上端部が係合す
るようにしてある。

【００２３】一方、上記作業基盤24の上面には上記中央
型28の突起部28b に対向して押え型42が配設されてお
り、該押え型42の上記突起部28b に対向した位置には押
え突起部42a が形成されている。該押え型42の中央型28
に対向したのと反対の側面に臨んでプレス機械46が配設
されており、該押え型42がプレス機械46のロッド46a に
止着されている。

【００２４】また、上記作業基盤24の上面には、上記中
央型28の一隅部に形成された切欠部28cに臨んで横成形
型44が配設されており、該横成形型44の上記切欠部28c
に対向した位置には切欠部44a が形成されている。該横
成形型44の上記中央型28に対向したのと反対の側面に臨
んでプレス機械48が配設されており、横成形型44がプレ
ス機械48のロッド48a に止着されている。

【００２５】以上により構成した加工機械について、そ
の作用を説明する。

【００２６】図３（ａ）に示すように、工作物50は予
め、熱間引抜加工等により断面ほぼ長方形の棒形状に成
形され、一端部にほぼ円柱形状の止着部50a が、他端部
にほぼ円板形状の連結部50b がそれぞれ形成され、該連
結部50b のほぼ中央に適宜な透孔50c が形成されてい
る。また、図１に示すように、上記上型38を予め上方に
上昇させておき、上記押え型42と横成形型44は中央型28
から離隔させておき、図３（ａ）に示すように、上記ロ
ーラ34は押え型42に最も近接した位置に配置しておく。

【００２７】そして、図３（ａ）に示すように、上記工
作物50の止着部50a が形成された端部を上記中央型28の
突起部28bが形成された側の案内帯28aの上面に置き、上
記プレス機械46を駆動する。これにより、上記突起部28
b と上記押え型42の押え突起部42aとにより工作物50が
挟持され、案内帯28aの上面に固定される。

【００２８】そして、図２中に二点鎖線で示すように、
上記上型38を下降させ、該上型38の下面と上記案内帯28
a の上面との間を上記工作物50の高さより僅かに大きい
幅員にして停止させる。このとき、上記案内板40の上ロ
ーラ案内孔40a には上記ローラ軸32の上端部が係合し、
上記上型38の歯車部38b と上記ローラ34の上部のローラ
ギヤ36とが噛合する。

【００２９】次いで、図３（ｂ）に示すように、上記モ
ータ12を駆動し、上記従動ギヤ22を回動させる。該回動
により、該従動ギヤ22に回動自在に取り付けられたロー
ラ34が旋回し、上記下ローラ案内孔24a及び上ローラ案
内孔40aに案内されて移動する。また、上記上型38の歯
車部38b がローラ34の上部のローラギヤ36に噛合してい
るので、該ローラ34は従動ギヤ22の回動軸を中心に公転
しながらローラ軸32を中心に自転することになる。

【００３０】このとき、上記中央型28の案内帯28aとロ
ーラ34の案内帯34aとの接触部の上端は、ほぼ等しい高
さとなっているので、ローラ34が回転しつつ上記工作物
50をこれら案内帯28aと案内帯34aとの上面に沿って順次
上方に押し上げながら、ローラ34の側面が工作物50を上
記中央型28の曲面部28d に押し付け、巻付曲げ加工を行
なうことになる。さらに、上記上型38の下端面が工作物
50の上面を押えており、工作物50が上方に反ってしまう
ことを防止している。

【００３１】また、上記従動ギヤ22がほぼ180 度回動す
ると上記モータ12は停止し、上記ローラ34は上記中央型
28の曲面部28d の端部に位置し、工作物50の先端部は上
記中央型28の切欠部28c に達する（図３（ｂ）に図示し
た状態）。そして、上記モータ12を逆回転させて、上記
ローラ34を上記下ローラ案内孔24a のほぼ中央部に位置
させる。

【００３２】次いで、図３（ｃ）に示すように、上記プ
レス機械48を駆動し、上記横成形型44を移動して、上記
工作物50の先端部をプレス加工する。このとき、工作物
50の先端部に形成された連結部50bが、上記中央型28の
切欠部28cと上記横成形型44の切欠部44a とにより挟持
される。また、工作物50は、基端部が押え型42により、
中央部がローラ34の側面により、先端部が横成形型44に
よりそれぞれ押えられているので、水平方向については
確実に成形される。

【００３３】さらに、この状態で上記上型38を下方にプ
レスする。このとき、上記上型38の下面と中央型28の案
内帯28a の上面とにより、工作物50が上下方向から加圧
されることになる。従って、上下方向についても確実に
成形が行なわれる。

【００３４】そして、成形が完了してから、上記上型38
を上方に移動させ、上記横成形型44と押え型42とを退避
させれば、工作物50を取り外すことができ、ナックルア
ームの成形が終了する。その後、モータ12を逆回転させ
て、ローラ34を図３（ａ）に示す位置まで戻して、次の
工作物50の成形に待機することになる。

【００３５】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、中央型28の案内部の上面は上型38により、案内部の
下面は案内帯28a により構成され、該上型38は上下方向
に昇降自在となっているので、該上型38の下面及び上記
案内帯28a の上面により工作物50を垂直方向にプレス加
工することができる。このため、工作物50の上下方向に
ついて確実に成形が行なわれる。また、上記上型38を上
昇させた状態では工作物50の脱着が容易となり、作業の
迅速を図ることができる。

【００３６】さらに、上記ローラギヤ36と上型38の歯車
部38b とが噛合することにより、該ローラ34の中央型28
に対する公転と共にローラ軸32を中心に自転を行なって
いる。また、上記ローラ34の下部にも案内帯34a を設
け、該ローラ34の自転時に常に、その上面が上記中央型
28の案内帯28aの上面とほぼ一致するようにしてある。
このため、工作物50を中央型28に巻付曲げ加工する際
に、工作物50の成形が行なわれる位置の下面全体を支持
しながら巻付曲げ加工を行なうので、上下方向に成形を
行なっても滑らかに成形が行なわれる。

【００３７】また、上記横成形型44により工作物50の先
端部をプレス加工しているので、該工作物50の成形を確
実に行なうことができる。

【００３８】さらに、上記ローラ34の移動は、上記従動
ギヤ22を介して上記モータ12の駆動により行なわれる。
このため、制御が簡便であり、成形完了後の逆方向への
移動も容易に行なわれる。

【００３９】なお、本実施例ではトラックのステアリン
グ装置のナックルアームを成形する加工機械について説
明したが、上記中央型28及び上型38、ローラ34、押え型
42、横成形型44の形状を変更すれば、他の車種のナック
ルアームを成形することや、また別の形状の部品を成形
することができる。

【００４０】

【発明の効果】上述したように、本発明に係る加工機械
によれば、中央型の曲面部の案内部が湾曲の母線方向に
変形しており、工作物が湾曲の母線方向に変形して成形
される。このため、手作業のプレス加工を行なう必要は
なく、加工作業の自動化を図ることができ、作業時間の
短縮化を図ることができる。

【００４１】また、手作業を介さないので、成形された
工作物の形状や品質が安定する。このため、完成部品の
品質管理が容易となり、矯正加工の頻度が減少するの
で、製作費用の削減を図ることができる。

【００４２】しかも、上記案内部の形状は任意に設計で
きるので、工作物の断面形状が不均一の場合であって
も、容易に成形を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加工機械の全体の概略を示す、斜視図である。

【図２】加工機械の全体の概略を示す、正面図である。

【図３】加工機械の作動状況を示す一部省略の平面図で
あり、（ａ）は工作物の基端部が止着された状態、
（ｂ）はローラが移動して工作物が巻付曲げ加工された
状態、（ｃ）は工作物の先端部がプレス加工された状態
をそれぞれ示している。

【図４】トラックのステアリング機構の一部を示す、斜
視図である。

【符号の説明】

28 中央型 28a 案内帯（案内部） 28b 突起部（押え部） 28c 切欠部 28d 曲面部 34 ローラ 34a 案内帯 36 ローラギヤ 38 上型（案内部） 38b 歯車部 42 押え型（押え部） 42a 押え突起部（押え部） 44 横成形型 44a 切欠部 50 工作物

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作物の基端部を止着する押え部と、 曲面部を有する中央型と、 上記曲面部に設けられ、該曲面部の母線方向に変形する
   案内部と、 上記中央型の曲面部の周囲を該曲面部に沿って移動自在
   なローラとにより構成され、 上記押え部により工作物の基端部を止着し、上記ローラ
   が上記中央型の曲面部の周囲を移動して、工作物を前記
   案内部に沿って巻付曲げ加工することにより、工作物の
   成形を行なうことを特徴とする加工機械。