JP3464666B2 - パイプ材の凹み加工方法およびその装置 - Google Patents
パイプ材の凹み加工方法およびその装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
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- B21D22/025—Stamping using rigid devices or tools for tubular articles
Description
工方法およびその装置、詳しくは金属製のパイプ材にダ
レの少ない凹みを形成することができるパイプ材の凹み
加工方法およびそのための装置に関する。
を形成するには、例えばプレス装置を使用していた。す
なわち、パイプ材を上型と下型とで固定し、その外周面
の所定位置をポンチで押圧して陥没させていたのであ
る。図5には、この加工法の概念を示す。図中(A)は
軸線を含む断面、(B)は軸線と直交する断面を示す。
そして、51は金属製パイプ材を、52はその凹みをそ
れぞれ示す。ポンチ53はパイプ材51の軸線に対して
直交する方向に駆動されて所定形状の凹み52をその当
接面側に形成する。
うな従来のパイプ材の加工方法にあっては、加工部位に
対してポンチを所定速度で打ち付けるため、加工部位
(凹部)52の角部に大きなダレSが生じていた。ま
た、その良品率を高めるには、ポンチの駆動速度やその
ストロークなどについて高度の制御を行う必要があっ
た。
部にダレが生じることが少なく、ダレ量が小さいパイプ
材の凹み加工方法およびその装置を提供することをその
目的としている。また、この発明の目的は、加工のため
の部材の駆動についてその制御が容易なパイプ材の凹み
加工方法およびその装置を提供することをその目的とし
ている。
は、固定したパイプ材の外周面に、このパイプ材の軸線
と直交する面内を移動する略円柱形状の第1のローラが
回転しながら当接してこの当接部位にパイプ材の軸線と
直交する平面からなる側壁を有する凹みを形成する工程
と、この後、上記直交する面内を移動する第1のローラ
と同一形状の第2のローラが、この当接部位と同一部位
に回転しながら当接して上記凹みの凹み量を大きくする
ことにより、この当接部位にパイプ材の軸線と直交する
平面からなる所定高さの側壁を有する凹みを形成する工
程とを含むパイプ材の凹み加工方法である。この場合の
ローラはモータなどにより駆動される方式でも、回動自
在に軸支される構造であっても良い。
されたパイプ材に対してその軸線と直交する平面内で可
動部材をパイプ材に対して接近離隔動することにより、
可動部材に回転自在に支持された略円柱形状で同一形状
の複数のローラがこのパイプ材の同一部位を順次押圧
し、その押圧部位にパイプ材の軸線と直交する平面から
なる所定高さの側壁を有する凹みを形成するパイプ材の
凹み加工方法であって、上記複数のローラのうち最初に
押圧するローラよりも同一部位を次に押圧するローラは
そのパイプ材の軸心に対して接近した位置を押圧するパ
イプ材の凹み加工方法である。
する固定部材と、固定されたパイプ材に対してその軸線
と直交する平面内を移動することにより、そのパイプ材
の外周面に回転しながら当接してこの当接部位にパイプ
材の軸線と直交する平面からなる側壁を有する凹みを形
成する略円柱形状の第1のローラと、上記平面内を移動
することにより第1のローラの当接部位と同一部位に回
転しながら当接してその凹みの凹み量を大きくすること
により、この当接部位にパイプ材の軸線と直交する平面
からなる所定高さの側壁を有する凹みを形成する第1の
ローラと同一形状の第2のローラとを備えたパイプ材の
凹み加工装置である。
する固定部材と、固定部材に固定されたパイプ材の軸線
と直交する平面内でパイプ材に対して接近離隔動する可
動部材と、可動部材に回転自在に支持され、可動部材の
接近離隔動に伴い固定部材に固定されたパイプ材の同一
部位を順次押圧することによりその押圧部位にパイプ材
の軸線と直交する平面からなる所定高さの側壁を有する
凹みを形成する略円柱形状で同一形状の複数のローラと
を備えたパイプ材の凹み加工装置である。
の上記複数の同一形状のローラの軸心とパイプ材の軸心
との距離が、最初に押圧するローラによる距離が最も小
さく、順次押圧するローラのそれが徐々に大きくなるよ
う、上記可動部材にこれらのローラを取り付けた請求項
4に記載のパイプ材の凹み加工装置である。
プ材を固定し、この固定されたパイプ材の加工位置に回
転自在の略円柱形状で同一形状の複数のローラを押圧す
る。ローラの移動する方向はパイプ材の軸線に対して直
交する方向である。このローラの押圧を複数回にわたっ
て行う。そして、複数回のローラの押圧によるパイプ材
の凹み変形量を徐々に増加させる。この結果、パイプ材
の加工位置に所望の形状、深さの凹みが形成される。
の外周面の同一の部位に略円柱形状で同一形状の複数の
ローラを順番に当接させる。この場合ローラはパイプ材
の軸線と直交する方向に移動して当接する。そして、例
えばこの当接位置での上記複数のローラの軸心とパイプ
材の軸心との距離が、最初に当接するローラによる距離
が最も小さく、順次当接するローラのそれが徐々に大き
くしている。この結果、パイプ材にはその当接部位に所
望形状の凹みが形成される。また、可動部材に複数のロ
ーラを支持させることにより、効率よく凹みを形成する
ことができる。複数のローラを使用したため、単一ロー
ラの場合に比較して、各ローラへの押圧加工での負荷は
小さくなり、その耐久性が増す。また、軸線と直交方向
に複数のローラを移動させて当接させる結果、所定部位
に効率よく、高精度で凹みを形成することができる。な
お、ローラはこの接線方向への移動であれば、一方向に
限らず、往復動させてもよい。
〜図3を参照して説明する。図1には、この発明に係る
加工方法の概念を示す。図2には、パイプ材の加工部位
を断面で示す。図3は加工方法に用いる装置の概略構成
を示す。
材11を上型12と下型13との間に固定する。上型1
2,下型13の所定部位には所定形状の複数の凹所12
A,13Aがそれぞれ対応して形成されている。これら
の凹所12A,13Aに対応して同一形状・同一材質の
複数のローラ14,15,16,17,18が可動部材
19にそれぞれ回転自在に軸支されて取り付けられてい
る。すなわち、これらの5段のローラ14〜18が順番
にパイプ材11の同一加工部位に当接してこれを押圧変
形させることにより、その部位に所望形状の凹み20を
形成するものである。この場合のパイプ材11の材質
は、鉄、アルミニウム、真ちゅうその他の合金などであ
る。この押圧変形する場合、各ローラ14〜18の中心
はパイプ材11の軸心からそれぞれ異なる距離だけ離れ
て可動部材19に軸支されている。図1に例示するよう
に、最初に当接するローラ14の中心間距離a(固定し
たパイプ中心と可動のローラの軸心との移動方向とは直
交方向での距離)よりも、次に当接するローラ15の中
心間距離bが小さい。さらに、このローラ15とパイプ
材11との中心間距離bよりも、3番目に当接するロー
ラ16のそれcが小さい。4番目、5番目とさらに小さ
くなる。このように、当接する順番に、その距離が少し
ずつ小さくなっている。この際の距離の変化量(a−
b,b−c,・・・)は一定値でも、そうでなくてもよ
い。この結果、パイプ材11ではその加工部位において
各ローラにより押圧変形され、その際の押圧変形量(凹
み変形量)が徐々に大きくなり、最終的には、所望の形
状、深さに凹み20が形成されることとなる。換言する
と、ローラ14〜18は可動部材19に回転自在に支持
されており、各ローラ14〜18はその大きさ、形状、
材質などが同じで、その可動部材19前面からの突出量
がわずかに異なっている(図3中下段のローラの突出量
が小さい)。ローラ14〜18の材質は、SKD材,ハ
イス鋼などの硬質材料を使用している。また、ローラの
形状は軸線方向の一端側にテーパが形成された全体とし
て円柱形状となっている。
接線方向に直線動するよう構成されており、その移動は
所定の速度でなされる。可動部材19の駆動機構は図示
していないが公知のシリンダを含む機構などを用いるこ
とができる。また、この実施例では、1本のパイプ材1
1の4個所に同時に同一形状の凹み20を形成すること
ができる。このため、可動部材19の移動方向とは直交
する方向に4個のローラが、全体としてそろばん状に配
設されている。また、上記加工においては、加工部位に
冷却剤(例えば水)を供給することができる。高速度で
の加工において有効となる。図2にはこのようにして形
成した凹み20を断面で示す。この凹み20はその角部
にダレが生じることがない(ダレ量は微小となる)。そ
の理由は、各ローラでの変形量を小さくし、複数回の加
工で所望の変形加工を行うためである。
いる。この実施例では、各ローラ21,22,23につ
いてモータにより所定速度で駆動する構成としている。
すなわち、モータ出力軸端のギア24を第1ローラのギ
ア21Aに、このギア21Aを中間ギア25を介して第
2ローラのギア22Aに、さらに中間ギア26を介して
第3ローラのギア23Aにと順次回転力を伝達する構成
である。各ローラギア間には回転自在に中間ギア25,
26を介装したため、各ローラ21,22,23は同一
方向に回転する。したがって、常に一定速度で同一方向
に各ローラを駆動することができる。また、パイプ材の
材質、変形量などに応じてその回転速度を変更すること
ができる。また、回転方向はこれらのローラの移動方向
に合致させることも、逆方向とすることも可能である。
より高精度の加工が可能となる。その他の構成等は上記
実施例のそれと同じとする。図中Wは各ローラの回転中
心間の距離(凹み変形量に相当する)である。この距離
は一定でも可変としてもよい。
用するパイプ材についての凹み加工例を示したが、これ
に限られるものではない。例えばギヤを形成したラック
などについてもこの凹み加工を適用することができる。
また、凹み形状についても上記実施例のそれに限られる
ことなく、各種の形状の凹みを加工することができる。
その場合、ローラ形状を上記の場合の片テーパ付円柱状
から所望の形状に変更することとなる。
の加工した凹みの角部にダレが生じることが少ない。ま
たは、そのダレ量が従来に比較してきわめて小さい。よ
って、高精度に加工された良品を得ることができる。ま
た、加工治具として回転自在のローラを用いたため、そ
の耐久性が増し、そのランニングコストなどを従来方法
に比べて改善することができる。また、複数のローラを
駆動回転させることにより、材質に対応した高精度の加
工が確保できる。
方法を説明するための模式図である。
された凹みを示す断面図である。
る装置の主要部を示すその分解斜視図である。
いる装置の主要部を示す正面図である。
断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 固定したパイプ材の外周面に、このパイ
プ材の軸線と直交する面内を移動する略円柱形状の第1
のローラが回転しながら当接してこの当接部位にパイプ
材の軸線と直交する平面からなる側壁を有する凹みを形
成する工程と、 この後、上記直交する面内を移動する第1のローラと同
一形状の第2のローラが、この当接部位と同一部位に回
転しながら当接して上記凹みの凹み量を大きくすること
により、この当接部位にパイプ材の軸線と直交する平面
からなる所定高さの側壁を有する凹みを形成する工程と
を含むパイプ材の凹み加工方法。 - 【請求項2】 固定部材に固定されたパイプ材に対して
その軸線と直交する平面内で可動部材をパイプ材に対し
て接近離隔動することにより、 可動部材に回転自在に支持された略円柱形状で同一形状
の複数のローラがこのパイプ材の同一部位を順次押圧
し、その押圧部位にパイプ材の軸線と直交する平面から
なる所定高さの側壁を有する凹みを形成するパイプ材の
凹み加工方法であって、 上記複数のローラのうち最初に押圧するローラよりも同
一部位を次に押圧するローラはそのパイプ材の軸心に対
して接近した位置を押圧するパイプ材の凹み加工方法。 - 【請求項3】 パイプ材を固定する固定部材と、 固定されたパイプ材に対してその軸線と直交する平面内
を移動することにより、そのパイプ材の外周面に回転し
ながら当接してこの当接部位にパイプ材の軸線と直交す
る平面からなる側壁を有する凹みを形成する略円柱形状
の第1のローラと、 上記平面内を移動することにより第1のローラの当接部
位と同一部位に回転しながら当接してその凹みの凹み量
を大きくすることにより、この当接部位にパイプ材の軸
線と直交する平面からなる所定高さの側壁を有する凹み
を形成する第1のローラと同一形状の第2のローラとを
備えたパイプ材の凹み加工装置。 - 【請求項4】 パイプ材を固定する固定部材と、 固定部材に固定されたパイプ材の軸線と直交する平面内
でパイプ材に対して接近離隔動する可動部材と、 可動部材に回転自在に支持され、可動部材の接近離隔動
に伴い固定部材に固定されたパイプ材の同一部位を順次
押圧することによりその押圧部位にパイプ材の軸線と直
交する平面からなる所定高さの側壁を有する凹みを形成
する略円柱形状で同一形状の複数のローラとを備えたパ
イプ材の凹み加工装置。 - 【請求項5】 上記押圧部位での上記複数の同一形状の
ローラの軸心とパイプ材の軸心との距離が、最初に押圧
するローラによる距離が最も小さく、順次押圧するロー
ラのそれが徐々に大きくなるよう、上記可動部材にこれ
らのローラを取り付けた請求項4に記載のパイプ材の凹
み加工装置。
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