JP2846233B2 - 回転分岐成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒体の回転分岐成形
装置に関わり、特に分岐部の均肉厚化を達成すると共
に、良好な真円度を得ることができる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転分岐成形装置は、分岐下穴Ａ
が設けられた母管Ｂに挿入され且つ回転軸Ａに対して４
５程度の公差角だけ開かせた２本の工具Ｃ，Ｃを回転さ
せながら引き上げることで、分岐部Ｄを形成するもので
ある。このとき、工具Ｃ，Ｃと母管Ｂとは滑り接触とな
るため、加工中に潤滑剤Ｅを工具Ｃ，Ｃの付け根に設け
られたノズルＦから噴出させる。

【０００３】しかるに、従来の回転分岐成形装置におい
ては、２本の工具Ｃ，Ｃは、公転運動はするものの自転
運動はしないので、被加工部位での滑り摩擦が過大とな
り、被加工部位の表面精度が劣化する。また、分岐部Ｄ
の母管Ｂ軸方向の減肉が小さく、母管Ｂ周方向の減肉が
大きくなるという欠点をもっている。

【０００４】さらに、従来のノズルＦから潤滑剤Ｅを噴
出させる潤滑方法では、潤滑剤Ｅが工具Ｃ，Ｃの上面を
流れていかなくてはならないため、噴出速度を大きくし
なくてはならない。したがって、実際の加工において
は、大量の潤滑剤Ｅが必要になってしまう欠点がある。
とくに、工具Ｃ，Ｃと母管Ｂとの接触面積が大きい状態
のときは、工具Ｃ，Ｃの先端までは潤滑剤Ｅが到達せ
ず、無潤滑状態で加工が進行し、製品の被加工表面性状
を著しく悪化させていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の回転分岐成形装置は、被加工部位の良好な表面精度並
びに加工精度を得ることが困難であった。本発明は上記
事情を勘案してなされたもので、良好な加工精度で高い
表面精度を有する回転分岐部を得ることができる回転分
岐部成形装置を提供することを目的とする。

【０００６】本発明は、回転駆動軸と、この回転駆動軸
に回転自在に設けられ母管に設けられた下穴を拡開する
方向に通過させることにより分岐部を成形する分岐工具
と、上記回転駆動軸をその軸線の周りに強制回転させる
回転駆動部と、上記回転駆動部により回転している上記
分岐工具を相対的に送り駆動して上記下穴を強制的に通
過させる送り駆動部と、上記分岐工具の上記下穴の開口
に接触する部位の少なくとも一部に設けられる潤滑液を
出す噴液孔と、を具備することを特徴とする回転分岐装
置である。このとき、分岐工具の下穴に接触する部位に
沿って回転駆動軸から離れるに連れ径が小さくなる複数
の噴液孔を具備することが好ましい。 また本発明は、第
１の回転駆動軸と、上記第１の回転駆動軸をその軸線の
周りに回動させる回転駆動部と、上記第１の回転駆動軸
に設けられ母管に設けられた穴を拡開方向に通過させる
ことにより分岐部を成形する分岐工具と、上記分岐工具
の上記穴に当接する部材をその軸線において自転させる
第２の回転駆動軸と、上記分岐工具を上記第１の回転駆
動軸の軸線に沿って相対的に送り駆動し上記穴を通過さ
せる送り駆動部と、を具備することを特徴とする回転分
岐成形装置である。 上記したそれぞれの回転分岐成形装
置において、分岐工具は、母線が上記回転駆動軸の回転
に伴って円錐台の周面をなす形状であって上記下穴の内
径を拡径する拡径部とこの拡径部の末端方向に前記回転
駆動軸に平行な母線を有する整径部とを具える分岐工具
であり、かつこの分岐工具と前記回転駆動軸との距離を
調整自在に支持する径調整部を有することが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明によれば、分岐加工精度が向上するばか
りか、加工欠陥の発生も大幅に減少させることが可能と
なり、製品歩留りも改善することができるので、生産性
も大幅に向上する。

【０００８】また、本発明によれば、潤滑液を必要十分
な量だけ加工部位に供給することができることにより、
潤滑液の不足に伴う加工欠陥の発生を防止することがで
き、製品歩留りの向上に寄与することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
述する。図１は、第１の図実施例の回転分岐成形装置を
示している。この回転分岐成形装置は、回転駆動軸１
と、この回転駆動軸１の上端部に連結された回転駆動部
２と、上記回転駆動軸１に摺動自在に外嵌されるととも
にねじピッチが等しい右ねじ３と左ねじ４とからなる一
対のねじ部５，５が２組上下に形成されている円管状の
径調整軸３と、この径調整軸３に螺合されているリンク
機構を主部とする径調整部６と、径調整部６の両側部に
左右対称となるように取付けられた一対の工具保持部
７，７と、これらの工具保持部７，７に回転自在に取付
けられた一対の分岐工具８，８と、上記回転駆動部２，
回転駆動軸１，径調整軸３，径調整部６，工具保持部
７，７および分岐工具８，８を回転駆動軸１の軸方向に
昇降駆動する送り駆動部９と、塑性加工部位に潤滑液Ｌ
を給液する潤滑手段Ｌｍとから構成されている。しかし
て、回転駆動軸１の回転力は、図２に示すように、径調
整軸３に対して、キー１０…を介して伝達されるように
設けられている。さらに、径調整軸３には、上から右ね
じ３，左ねじ４，右ねじ３，左ねじ４の順で螺刻されて
いる。また、径調整部６は、右ねじ３，３および左ねじ
４，４に螺嵌され両側部に舌片状の支持板１１，１１が
と突設された雌ねじ体１２…と、これら雌ねじ体１２…
の支持板１１…に一端部がピン１３…を介して回転自在
に取付けられとともに他端部が隣接する一対どうしピン
…１４…を介して４つの三角形を構成するように回動自
在に連結された８本の回転リンク１５…と、これら回転
リンク１５…の上記三角形の頂点どうし上下方向に連結
する一対の連結リンク１６，１６とからなっている。そ
して、上記一対の連結リンク１６，１６および径調整軸
３は、互いに平行になるように設定されている。そし
て、キー１０…を取り外し、径調整部６の回転を規制し
た状態にて、径調整軸３をその軸線のまわりに回転させ
ると、右ねじ３，３に螺嵌されている雌ねじ体１２…と
左ねじ４，４に螺嵌されている雌ねじ体１２…は、互い
に反対方向に等量ずつ螺動する。その結果、回転リンク
１５…を介して一対の連結リンク１６，１６の径調整軸
３の軸線からの距離は、拡大したり縮小したりする。し
たがって、径調整軸３を回動させることより、分岐工具
８，８の回転駆動軸１からの径を調整することができ
る。一方、工具保持部７は、連結リンク１６にの上下端
部水平方向に突設された支持棒１７，１７と、これら支
持棒１７，１７の先端に垂直方向に軸架された回転軸１
８とからなっている。さらに、分岐工具８，８は、円錐
台と、これに同軸に連接した円柱とからなる１軸回転対
称体をなす複合体をなすもので、材質は工具鋼または超
硬合金などからなっている。そして、この分岐工具８
は、母線が軸線に対して傾いている拡径部８ａと、この
拡径部８ａの下部に同軸に連接し母線が軸線に対して平
行な整径部８ｂとからなっている。

【００１０】つぎに、上記構成の回転分岐成形装置の作
動について述べる。まず、キー１０…を取り外し、径調
整部６の回転を規制した状態にて、径調整軸３をその軸
線のまわりに回転させることにより、右ねじ３，３に螺
嵌されている雌ねじ体１２…と左ねじ４，４に螺嵌され
ている雌ねじ体１２…を互いに接近する方向に駆動させ
ることにより、半径方向に変位させ（矢印ＲＡ方向）、
分岐工具８，８が、例えば銅製の母管３２に穿設された
分岐下穴３１に挿通することが可能となるように、一対
の連結リンク１６，１６の径調整軸３の軸線からの距離
を調整する。そして、径調整軸３を回転駆動軸１に対し
て外嵌し、さらに、キー１０…を嵌入することにより回
転駆動軸１が径調整軸３に伝達可能な状態にする。つぎ
に、母管３２を、その分岐下穴３１が、回転駆動軸１直
下にて同軸となる位置に配置固定する。ついで、送り駆
動部９を起動し、回転駆動軸１を下降させる。すると、
この回転駆動軸１に追従して、分岐工具８，８は、分岐
下穴３１を経由して、母管３２内部に配設される。つづ
いて、再びキー１０…を取り外し、径調整部６の回転を
規制した状態にて、径調整軸３をその軸線のまわりに回
転させることにより、右ねじ３，３に螺嵌されている雌
ねじ体１２…と左ねじ４，４に螺嵌されている雌ねじ体
１２…を互いに離間する方向に駆動させ、分岐工具８，
８の径調整軸３の軸線からの距離が、所望の分岐部３３
を形成できる大きさまで拡径する。そして、再び、キー
１０…を嵌入することにより回転駆動軸１が径調整軸３
に伝達可能な状態にする。この状態にて、まず回転駆動
部２を起動し、回転駆動軸１を例えば毎分１０回転にて
矢印ＲＥ方向に回転させる。すると、この回転駆動軸１
とともに、径調整軸３，径調整部６，工具保持部７，７
および分岐工具８，８が一体的に回転する。この回転に
伴って、分岐工具８，８の母線は、回転駆動軸１と同軸
な円錐台と、これに同軸に連接した円柱とからなる複合
体ＣＬを形成する（図３参照）。ついで、送り駆動部９
を起動し、回転駆動軸１を軸方向に上昇させる（矢印Ｆ
Ｕ方向）。すると、分岐工具８，８は、分岐下穴３１の
周縁部に当接し、回転駆動軸１の回りを矢印ＲＥ方向に
公転しながら、回転軸１８，１８の回りを矢印ＥＶ方向
に自転（連れ回り回転）し、当接部位の塑性加工が開始
する。このとき、当接部位には、潤滑手段Ｌｍから潤滑
液Ｌを給液し、塑性加工を円滑に行わせるとともに、加
工に伴う温度の上昇を防止する。すなわち、一対の分岐
工具８，８の拡径部８ａ，８ａは、径調整軸３の軸線の
回りを矢印ＲＥ方向に強制的に旋回（公転）させられな
がら、それぞれの回転軸１８，１８の回りを矢印ＥＶ方
向に自転（連れ回り回転）した状態にて、分岐下穴３１
の周縁部を強く押圧する。その結果、分岐下穴３１は次
第に拡径する。そして、分岐工具８，８の整径部８ｂ，
８ｂが、完全に分岐下穴３１から離脱した時点において
は、図１及び図４に示すように、分岐半径Ｒを有する分
岐部３３が塑性加工により成形されている。

【００１１】なお、分岐部３３の内径を変更させる場合
は、径調整軸３と径調整部６により行う。さらに、回転
駆動軸１をスプライン軸にすることにより径調整軸３に
回転を伝達するようにしてもよい。さらにまた、キー１
０…の代りに、ピンにより回転駆動軸１の回転を径調整
軸３に伝達するようにしてもよい。

【００１２】以上のように、この実施例の回転分岐成形
装置は、以下のような顕著な効果を奏することができ
る。すなわち、 ＜１＞分岐工具８，８に強制的に公転（旋回）運動させ
るとともに、これに追従して自転（連れ回り回転）運動
させるようにしているので、すべり摩擦力の発生を顕著
に低減させることができる。その結果、被加工面の性状
が改善され、ムシレ等の加工欠陥の発生を防止すること
ができる。 ＜２＞リンク機構を応用した径調整部６により、公転径
が可変であるので、多種の分岐径に柔軟に対応可能であ
るので、分岐径の変更ごとに、わざわざ分岐工具を製作
する必要がなくなり、経済性にもすこぶる優れたものと
なっている。 ＜３＞分岐工具８，８が自転（連れ回り回転）運動する
ことにより、塑性加工にともなう分岐工具８，８への切
屑の付着が減少し、肉厚の減少を軽減することができる
結果、分岐部３３の均肉厚化を達成するとともに、良好
な真円度を得るこができるようになる。

【００１３】なお、上記実施例においては、分岐工具
８，８は、円錐台とこれに同軸に連接した円柱からなる
複合体をなし、その軸線は、径調整軸３の軸線と平行に
設けられているが、図５に示すように、分岐工具４２，
４２を径調整軸３に対して角度θだけ傾斜させてもよ
い。この場合、分岐工具４２，４２は、拡径部として機
能する円柱部４３，４３と、これら円柱部４３，４３の
下端部に連設され整径部として機能する円錐台部４４，
４４とからなっている。この分岐工具４２，４２も、矢
印ＲＥ１方向に公転しながら、矢印ＥＶ１方向に自転す
るもので、その加工領域の軌跡は、前記実施例の図３と
同じものとなり、その分岐半径は、Ｒ１となる。

【００１４】さらに、上記実施例における分岐工具の数
は、２つであるが、回転対称位置に設ける限り３つ以上
でもよい。また、上記実施例における分岐工具８，８の
拡径部８ａ，８ａと整径部８ｂ，８ｂを分割し、それぞ
れ独立のローラに機能を分担させるようにしてもよい。

【００１５】さらにまた、上記実施例の径調整部６は、
リンク機構を利用するものであるが、ラックとピニヨン
を利用する機構、あるいは、単純なスライド機構等でも
よく、リンク機構に限定されるものではない。

【００１６】つぎに、第２の実施例の回転分岐成形装置
について述べる。この第２の実施例の回転分岐成形装置
は、図６に示すように、円管状をなす回転駆動軸５１
と、この回転駆動軸５１の上端部に連結された回転駆動
部５２と、回転駆動軸５１の下端部に同軸に連結された
円筒状の工具保持部５３と、この工具保持部５３の左右
対称位置に取付けられた一対の分岐具５４，５４と、こ
れらの分岐工具５４，５４と金属製の母管５５との接触
部位に潤滑液５６を給液する潤滑液供給部５７と、上記
回転駆動軸５１，回転駆動部５２，工具保持部５３，分
岐工具５４，５４及び潤滑液供給部５７を一体的に回転
駆動軸５１の軸方向に昇降駆動する送り駆動部５８とか
らなっている。分岐工具５４，５４は、工具保持部５３
に、矢印ＲＢ方向に開閉自在に図示せぬ回動手段により
取り付けられている。そして、これら分岐工具５４，５
４は、開成した状態にては、回転駆動軸５１の軸線に対
して４５度傾斜し、この状態に固定するように設けられ
ている。さらに、分岐工具５４は、図７に示すように、
ブレード状の刃部５９と、この刃部５９に連結され前記
回動手段に保持される取付部６０と、これら刃部５９と
取付部６０の長手方向に沿って延設された給液孔６１
と、この給液孔６１に連通し刃部５９の長手方向に沿っ
て多段に穿設された噴液孔６２…とからなっている。噴
液孔６２…は、拡径部６５の根元つまり取付部６０側か
ら整径部６６側にいくにつれて徐々に口径が小さくなる
ように設定されている。そうして、刃部５９は、回転駆
動軸５１の軸線に対して４５度傾斜して母管６３の分岐
下穴６４を拡径する拡径部６５と、回転駆動軸５１の軸
線に対して平行となるように設けられ拡径部６５により
拡径した分岐下穴６４を所望の内径に調整する整径部６
６とからなっている。つまり、分岐工具５４，５４は、
回転駆動軸５１の回転中、円錐台とこの円錐台に連接す
る円柱の母線をなす位置および形状に設定されている。
とくに、分岐工具５４の拡径部６５は、円錐台の母線と
なり、分岐工具５４の整径部６６は、円柱の母線となる
ように設定されている。したがって、拡径部６５と整径
部６６は、母管６３に直接接触するように設定されてい
る。そして、分岐工具５４，５４の拡径部６５及び整径
部６６に隣接する外面には、噴液孔６２…が開口してい
る。一方、潤滑液供給部５７は、回転駆動軸５１の上端
部に取付けられたロータリ・カップリング６７と、外部
に設けられ潤滑液５６を貯蔵する潤滑液源６８と、この
潤滑液源６８から潤滑液５６をロータリ・カップリング
６７にまで圧送する第１案内パイプ６９と、回転駆動軸
５１及び工具保持部５３を同軸に貫通する中心孔７０に
挿入され且つ一端部が連結され他端部が給液孔６１の開
口端部に接続された可撓性の第２案内パイプ７１とから
なっている。なお、分岐工具５４，５４の取付部６０，
６０は、図示せぬ回動手段により回動自在に保持されて
いるともに、中心孔７０に遊端部が突出し、第２案内パ
イプ７１に容易に接続可能に設けられている。

【００１７】つぎに、第２の実施例の回転分岐成形装置
の作動を図６を参照して説明する。まず、母管５５をそ
の分岐下穴６４が回転駆動軸５１に対して同軸なる直下
位置に位置決め固定する。ついで、図示せぬ回動手段に
より、分岐工具５４，５４を、工具保持部５３に対して
閉成（縮径）状態にして、分岐下穴６４を介して母管５
５内部に挿入する。ついで、再び図示せぬ回動手段によ
り、分岐工具５４，５４を、工具保持部５３に対して開
成（拡径）状態にする。つぎに、回転駆動部５２を起動
して、回転駆動軸５１を矢印７２方向に例えば毎分１０
回転にて回転させるとともに、送り駆動部５８を起動さ
せて分岐工具５４，５４を矢印７３方向に上昇させる。
すると、分岐工具５４，５４の刃部５９のうち拡径部６
５が分岐下穴６４の周縁部に当接し、当接部位の塑性加
工が開始する。これに先立って、潤滑液源６８から潤滑
液５６を第１案内パイプ６９を介してロータリ・カップ
リング６７に圧送する。それから、潤滑液５６は、第２
案内パイプ７１を介して給液孔６１にまで圧送される。
その結果、噴液孔６２…からは、潤滑液５６が噴出し、
噴出した潤滑液５６は、分岐工具５４，５４の刃部５９
と母管５５との間に浸入して、潤滑作用及び冷却作用を
奏し、分岐成形のための塑性加工を円滑に行う役割を果
たす。かくして、分岐下穴６４は、分岐工具５４，５４
の上昇に伴って、拡径部６５により内径を拡大しつつ分
岐部７４を成形し、さらに拡径部６５による塑性変形が
終了すると、今度は整径部６６により分岐部７４の内径
が所望値となるように調整される。なお、拡径部６５に
よる塑性加工は、根元の部分から徐々に解離していく
が、噴液孔６２…は、拡径部６５の根元つまり取付部６
０側から整径部６６側にいくにつれて徐々に口径が小さ
くなるように設定されているので、潤滑液５６の供給圧
力を高めても、潤滑液５６が根元に近い噴液孔６２…か
ら高い速度で噴出し、周囲に飛び散ることはない。かく
して、分岐工具５４，５４の整径部６６が分岐下穴６４
から完全に離脱した時点においては、所望の内径を有す
る分岐部７４が塑性加工により成形されている。

【００１８】しかして、この第２の実施例の回転分岐成
形装置は、以下のような格別の効果を奏する。すなわ
ち、＜１＞潤滑液５６を噴出する噴液孔６２…を分岐工
具５４，５４と母管５５の分岐下穴６４との接触面近傍
に設けたので、塑性加工領域に確実に潤滑液５６を供給
することができる。その結果、潤滑液５６を必要十分な
量だけ加工部位に供給することができることにより、潤
滑液５６の不足に伴う加工欠陥の発生を防止することが
できる結果、分岐部７４の均肉厚化を達成するととも
に、良好な真円度を得るこができることはもとより、歩
留りの向上に寄与することができる。＜２＞潤滑液源６
８からの潤滑液５６の圧送圧力を高くする必要がなくな
るので、潤滑液５６の節減に寄与することができる。＜
３＞噴液孔６２…は、拡径部６５の根元つまり取付部６
０側から整径部６６側にいくにつれて徐々に口径が小さ
くなるように設定されているので、潤滑液５６の供給圧
力を高めても、潤滑液５６が根元に近い噴液孔６２…か
ら高い速度で噴出し、周囲に飛散するのを防止すること
ができるので作業性を改善することができる。

【００１９】なお、上記実施例においては、噴液孔６２
…は、分岐工具５４の長手方向に沿って１列穿設されて
いるが、塑性加工部位の両側に少なくとも各１列ずつ穿
設するようにしてもよい。

【００２０】また、噴液孔６２…から潤滑液５６を噴射
させる代わりに、図７及び図８に示すように、給液パイ
プ８１を分岐工具５４の給液孔６１に対応する外面位置
に添設し、この給液パイプ８１に噴液孔６２…に対応し
て、噴液孔８２…を穿設すれば、噴液孔６２…の場合と
同様に、塑性加工部位に効率的に潤滑液５６を給液する
ことが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の回転分岐成形装置は、連れ回り
回転自在なローラ状の分岐工具を径調整自在に保持する
ようにし、かつ、上記分岐工具を強制的に公転運動させ
るとともに、これに追従して自転運動させるようにして
いるので、分岐加工精度が向上するばかりか、加工欠陥
の発生も大幅に減少させることが可能となり、製品歩留
りも改善することができるので、生産性も大幅に向上す
る。

【００２２】また、本発明の回転分岐成形装置は、潤滑
液を噴出する噴液孔を、ブレード状の分岐工具と被分岐
体との接触面近傍に設けたので、潤滑液を必要十分な量
だけ加工部位に供給することができることにより、潤滑
液の不足に伴う加工欠陥の発生を防止することができ、
製品歩留りの向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回転分岐成形装置の全体構
成図である。

【図２】本発明の一実施例の回転分岐成形装置の要部断
面図である。

【図３】本発明の一実施例の回転分岐成形装置の作用説
明図である。

【図４】本発明の一実施例を回転分岐成形装置による分
岐部を示す断面図である。

【図５】本発明の図１に示す回転分岐成形装置の変形例
を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例の回転分岐成形装置の全体
構成図である。

【図７】本発明の図６に示す回転分岐成形装置の一部を
欠切して示す要部断面図である。

【図８】本発明の図６に示す回転分岐成形装置の要部の
変形例を示す上面図である。

【図９】図８の側面図である。

【図１０】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１，５１：回転駆動軸，２，５２：回転駆動部，６：径
調整部，８，５４：分岐工具，９，５８：送り駆動部，
３１，６４：分岐下穴，３２，６３：母管，６２：噴液
孔。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動軸と、 この回転駆動軸に回転自在に設けられ母管に設けられた
   下穴を拡開する方向に通過させることにより分岐部を成
   形する分岐工具と、 上記回転駆動軸をその軸線の周りに強制回転させる回転
   駆動部と、 上記回転駆動部により回転している上記分岐工具を相対
   的に送り駆動して上記下穴を強制的に通過させる送り駆
   動部と、 上記分岐工具の上記下穴の開口に接触する部位の少なく
   とも一部に設けられる潤滑液を出す噴液孔と、 を具備することを特徴とする回転分岐成形装置。
2. 【請求項２】分岐工具の下穴に接触する部位に沿って回
   転駆動軸から離れるに連れ径が小さくなる複数の噴液孔
   を具備することを特徴とする請求項１記載の回転分岐成
   形装置。
3. 【請求項３】第１の回転駆動軸と、 上記第１の回転駆動軸をその軸線の周りに回動させる回
   転駆動部と、 上記第１の回転駆動軸に設けられ母管に設けられた穴を
   拡開方向に通過させることにより分岐部を成形する分岐
   工具と、 上記分岐工具の上記穴に当接する部材をその軸線におい
   て自転させる第２の回転駆動軸と、 上記分岐工具を上記第１の回転駆動軸の軸線に沿って相
   対的に送り駆動し上記穴を通過させる送り駆動部と、 を具備することを特徴とする回転分岐成形装置。
4. 【請求項４】上記分岐工具は、母線が上記回転駆動軸の
   回転に伴って円錐台の周面をなす形状であって上記下穴
   の内径を拡径する拡径部とこの拡径部の末端方向に前記
   回転駆動軸に平行な母線を有する整径部とを具える分岐
   工具であり、 かつこの分岐工具と前記回転駆動軸との距離を調整自在
   に支持する径調整部を有すること、 を特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の回転分岐成
   形装置。