JP3514730B2 - 絞り加工装置における主軸機構 - Google Patents
絞り加工装置における主軸機構Info
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- B21D41/04—Reducing; Closing
-
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- B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
Description
れる絞り加工装置における主軸機構に関する。
加工装置として、絞り用工具を、回転する主軸先端に取
り付けた絞り用工具取付台に半径方向に摺動可能に支持
し、これにより、絞り加工を行う方式が試みられてい
る。
半径方向への移行手段として、絞り用工具取付台に絞り
用工具を半径方向に移行するカム板を備え、取付台は主
軸先端に取り付けられ、一方、カム板は主軸を挿入する
カム軸の先端に取り付けられ、カム軸は主軸から差動歯
車機構を介して回転を伝動する構造が採用されている。
構を主軸及びカム軸と直列に連結した、例えば、特公平
3−8412号公報に開示されるプラネタリー方式を用
い、常時は主軸とカム軸とは同一回転速度で回転し、絞
り用工具の半径方向への移行に際しては、遊星歯車機構
を利用することにより、カム軸の回転速度を変速するよ
うにしている。
く、構造が複雑で、かつ遊星歯車は常に高速回転させる
必要があり、耐久性に問題を有し、また、素材に挿入さ
せるマンドレルは主軸と一体構造となり、主軸と共に回
転及び進退するため、成形品の最終形状精度が劣る等の
問題があった。
は、主軸内にマンドレルを貫通保持してマンドレル先端
をローラ付近に突出させるのが望ましいが、大型で重量
の大きな遊星歯車機構が2組も補助軸に嵌挿されている
ため、補助軸とその内部の主軸を中空にできず、マンド
レルを貫通保持できないという問題もあった。
点に鑑み、小型の変速機構を利用することにより、絞り
加工装置の部品点数を減少し、耐久性を向上するととも
に、マンドレル装備により成形品の最終形状精度の向上
を図ることができる絞り加工装置における主軸機構を提
供することを目的とする。
に、絞り用工具を半径方向に摺動可能に支持する絞り用
工具取付台を備えるとともに、前記主軸と同芯に嵌挿し
たカム軸先端に、前記絞り用工具を半径方向に移行させ
るカム板を備え、前記主軸とカム軸を変速機構を介して
係合した絞り加工装置における主軸機構において、前記
変速機構を前記主軸及びカム軸と並列に配するととも
に、前記主軸とカム軸を中空軸で構成したことを特徴と
する。
で構成することにより、小径軸を大径軸内に挿入すると
ともに、小径軸内に軸の回転・進退による影響を受ける
ことなく種々の部材が挿入可能となる。
空軸に被加工用素材に挿入されるマンドレルを進退可能
に挿入したことを特徴とする。
進退可能に挿入したことにより、絞り加工に際しての被
加工用パイプ内へのマンドレルの挿入を容易に行うこと
ができる。
向に摺動可能に支持する絞り用工具取付台を備えるとと
もに、前記主軸と同芯に嵌挿したカム軸先端に、前記絞
り用工具を半径方向に移行させるカム板を備え、前記主
軸とカム軸を変速機構を介して係合した絞り加工装置に
おける主軸機構において、前記変速機構に、撓み噛み合
い式駆動伝達装置を用い、該撓み噛み合い式駆動伝達装
置を前記主軸及びカム軸と並列に配したことを特徴とす
る。
への移行に際しては、変速機構を作動して、カム板を駆
動するカム軸の回転速度を主軸の回転速度と変化させる
ようにする。
合い式駆動伝達装置は、主軸とカム軸とにそれぞれ連結
される対をなす外輪と、それぞれの外輪内面に形成され
た歯溝に噛合し、かつ歯数の異なる歯形を形成した可撓
性の歯車輪と、該歯車輪を楕円形に支持し、前記歯溝と
は相対する2か所において噛合させるウエーブ形成輪と
よりなり、前記ウエーブ形成輪の回動によりカム軸回転
速度を主軸回転速度に対して所定量を変化させ、これに
より、カム板を回動し、絞り用工具を半径方向に移行さ
せることを特徴とする。
円形に支持するウエーブ形成輪を回動することにより、
回転数に応じてカム板は主取付台に対して回動し、絞り
用工具を半径方向に移行することができる。
て、主軸とカム軸を中空軸で構成したことを特徴とす
る。
で構成することにより、小径軸を大径軸内に挿入すると
ともに、小径軸内に軸の回転・進退による影響を受ける
ことなく種々の部材が挿入可能となる。
空軸に被加工用素材に挿入されるマンドレルを進退可能
に挿入したことを特徴とする。
進退可能に挿入したことにより、絞り加工に際しての被
加工用パイプ内へのマンドレルの挿入を容易に行うこと
ができる。
て、マンドレルは、絞り加工装置の基台に取り付けられ
た固定腕に支持され、主軸機構の基台への移行に関係な
く、進退用駆動手段により進退されることを特徴とす
る。
構の基台に沿っての前後移行に追随することがなく、被
加工用素材内に停止状態に保持される。
の端部に同軸接合された外筒と、マンドレル外周面上に
軸方向の移行を許容して嵌挿された内筒とを、ベアリン
グを介して相対回動自在に係合したことを特徴とする。
るマンドレルの撓みを防止する。
にベアリングを介して支持させるようにしたから、強力
な出力を得ることができる。
向への移行手段として、絞り用工具取付台に渦巻き状溝
を形成したカム板を備え、このカム板の回動手段とし
て、主軸の回動を変速機構を介してカム板を先端に取り
付けるカム軸を回動させるとともに、この変速機構とし
て、撓み噛み合い式駆動伝達装置あるいは小型遊星歯車
機構からなる変速機構を、主軸及びカム軸と並列に配
し、この変速機構により発生する作動によりカム板を回
動し、絞り用工具を半径方向に進退させるようにしたか
ら、部品点数が少なく、従来の変速機構として利用され
る複数かつ直列の遊星歯車方式における部品点数が多く
大径かつ大重量の遊星歯車の常時高速回転による問題点
を解消し、主軸の高速回転で強力な出力を得ることがで
きるとともに、主軸及びカム軸の中空化も容易となる。
ンドレルを貫通保持することも可能になり、製品の最終
加工形状精度を大幅に向上できる。
され、絞り用工具の半径方向への移行を制御する変速機
構の差動に関連して、駆動モータにより前後方向に移行
するようにしたから、パイプの絞り加工を確実かつ容易
に行うことができる。
カム軸の中空内径の先端に外筒を固定し、マンドレル軸
外径にキー等を介し軸方向の移行を許容して固定される
内筒をベアリングを介して連結するようにしたから、マ
ンドレル軸が長軸となってもマンドレル先端が撓むこと
なく成形品の最終形状精度が優れ、パイプ素材の絞り加
工に極めて効果的である。
り用工具の取付数を3個に、(b)は絞り用工具の取付
数を2個にした場合を示す。
断面図である。
断面図である。
一部断面図である。
である。
取り付け状態を示す説明図である。
変形例を示す断面図である。
る。
の主軸機構2に対向して被加工用パイプPを支持する支
持機構3とを備え、主軸機構2は基台4上に前後方向L
に移行可能に載置される。
される駆動プーリ13により駆動され、主軸筐体11に
ベアリング12を介して支持される主軸10と、この主
軸10の先端に設けられる絞り用工具取付台15とを備
える。
ンジ16を介して取り付けられ、絞り用工具Rの支持部
材17を半径方向に案内する案内溝18を備えた主取付
台20と、絞り用工具Rを半径方向に移行するための渦
巻き状溝21を備えたカム板22とを主体として構成さ
れる。
巻き状溝21内に突入する案内ピンを示す。
3個、第2図(b)に示す2個が望ましいが、円周上を
等分に分割することができる数であれば、その個数は制
限を受けることはない。
付けたカム軸24を主軸10内に収納し、主軸10とカ
ム軸24とは、変速機構30を介して係合される。
軸24内に主軸10を収納することも可能である。
い、その概要は、第3図〜第5図に示すように、主軸1
0とカム軸24とにそれぞれ係合される対をなす外輪3
1、32と、それぞれの外輪内面に形成された歯溝(両
者同一歯数とする)に噛合し、かつ歯数の異なる歯形を
形成した可撓性の歯車輪33と、この歯車輪33を楕円
形に、かつ回動可能に支持し、歯溝とは相対する2か所
において噛合させるウエーブ形成輪34とより構成した
ものである。
一方の外輪31を駆動したとき、歯車輪33は追随して
回動される。これに伴い他方の外輪32も歯車輪33を
介して回動される。このとき、両外輪31、32の歯数
が同一であり、したがって、同一回転数で回動される。
一方、歯車輪33の歯数は、通常、外輪31、32より
少なく(例えば、2個少なく)形成する。
する。35はその駆動用減速モータを示す。このとき、
歯車輪33は外輪31との歯数の差があり、これにより
回動され、他方の外輪32はこれにより回動される。
34を回動することにより、他方の外輪32は、外輪3
1に対して相対回転速度は変動する。その変動回転数
は、ウエーブ形成輪34の回転数に比例する。このよう
に、撓み噛み合い式駆動伝達装置による差動がなされ
る。
外輪32の支持歯車、38は主軸10に取り付けられ支
持歯車36と噛合する駆動歯車、39は支持歯車37と
噛合する従動歯車を示す。
(差動)は、カム軸24を介してカム板22を回動し、
絞り用工具Rを半径方向に出入させることができる。
には、1組の小型遊星歯車機構を上記撓み噛み合い式駆
動伝達装置と同様に配置したものである。
介してカム軸24に伝えるもので、主軸10に取り付け
られた駆動歯車38は伝達歯車57を介し伝達軸51に
取り付けられた支持歯車56と噛合する。
よって係合されるモーター(図示省略)の駆動力を、変
速軸52を介して伝達される回転腕58の中心にベアリ
ング等によって軸支され、回転腕58の円周の適所(本
例では3ヶ所)に取り付けられたロータリ歯車59と噛
合する伝達歯車60を備えるとともに、ロータリ歯車5
9とカム軸24に取り付けられる支持歯車39それぞれ
に噛合する内歯54と外歯55を備えた椀状歯車53を
備えてなる。
達軸51に取り付けられる支持歯車56の歯数が1:1
で、伝達軸51に取り付けられる伝達歯車60と椀状歯
車53の内歯54の歯数が1:2で、椀状歯車53の外
歯55とカム軸24に取り付けられる支持歯車39の歯
数が2:1であれば、主軸10の回転数はそのままカム
軸24に伝達される。
変速軸52を介して回転腕58に伝達させると、ロータ
リ歯車59が伝達軸52の軸芯を中心に回転し、カム軸
24の回転速度は主軸10の回転速度と速度差を持つこ
ととなり、この差動により絞り用工具Rを半径方向に出
入させることができる。
して接続することなく変速軸52に直接又は減速ギヤ等
を介して接続してもよいことはいうまでもない。
マンドレル、41はマンドレル40の軸、42はその進
退用シリンダを示し、シリンダ42は、基台4に取り付
けられる固定腕43に取り付けられる。
し、マンドレル軸41の外径にキー46を介し軸方向の
移行を許容して固定される内筒45をベアリングを介し
て連結する。
5の内径にスプラインを刻設して連結してもよい。
ば、被加工用パイプPに挿入されるマンドレル40と、
進退用シリンダと結合されるマンドレル軸41とによっ
て構成しても、これらを一体構造としてもよい。
ル5に沿って移行可能に載置されており、6は駆動モー
タ、7は駆動螺子を示す。
とし、主軸10をカム軸24内に挿入させ、主軸10内
に先端にマンドレル40を連結したマンドレル軸41を
挿入した構成を採ることも可能である。
Rを進退せしめるための渦巻き状溝21を備えたカム板
22はカム軸24に、工具支持部材17は主軸10にそ
れぞれボルト等の固着手段により固定する。
構3に挿入固定する。
レル40を前進してパイプP内に挿入し、主軸機構2を
前進して絞り用工具取付台15の絞り用工具R(通常は
回転可能なローラ)を所定位置に前進し、次いで、変速
機構30の減速モータ35と、基台4の主軸機構2の前
進用駆動モータ6とを、関連作動させ、主軸機構2の前
進(又は後退)と、絞り用工具Rの半径方向への進退と
を関連作動させ、被加工用パイプPの先端を、例えば、
テーパ状に絞り加工を行う。
型の変速機構を利用することにより、絞り加工装置の部
品点数を減少し、耐久性を向上するとともに、マンドレ
ルの装備により、パイプ先端等の円筒部材の絞り加工に
おける成形品の最終形状精度の向上を図ることができ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】主軸先端に、絞り用工具を半径方向に摺動
可能に支持する絞り用工具取付台を備えるとともに、前
記主軸と同芯に嵌挿したカム軸先端に、前記絞り用工具
を半径方向に移行させるカム板を備え、前記主軸とカム
軸を変速機構を介して係合した絞り加工装置における主
軸機構において、前記変速機構を前記主軸及びカム軸と
並列に配するとともに、前記主軸とカム軸を中空軸で構
成したことを特徴とする絞り加工装置における主軸機
構。 - 【請求項2】小径の中空軸に被加工用素材に挿入される
マンドレルを進退可能に挿入したことを特徴とする請求
項1記載の絞り加工装置における主軸機構。 - 【請求項3】主軸先端に、絞り用工具を半径方向に摺動
可能に支持する絞り用工具取付台を備えるとともに、前
記主軸と同芯に嵌挿したカム軸先端に、前記絞り用工具
を半径方向に移行させるカム板を備え、前記主軸とカム
軸を変速機構を介して係合した絞り加工装置における主
軸機構において、前記変速機構に、撓み噛み合い式駆動
伝達装置を用い、該撓み噛み合い式駆動伝達装置を前記
主軸及びカム軸と並列に配したことを特徴とする絞り加
工装置における主軸機構。 - 【請求項4】撓み噛み合い式駆動伝達装置は、主軸とカ
ム軸とにそれぞれ連結される対をなす外輪と、それぞれ
の外輪内面に形成された歯溝に噛合し、かつ歯数の異な
る歯形を形成した可撓性の歯車輪と、該歯車輪を楕円形
に支持し、前記歯溝とは相対する2か所において噛合さ
せるウエーブ形成輪とよりなり、前記ウエーブ形成輪の
回動によりカム軸回転速度を主軸回転速度に対して所定
量を変化させ、これにより、カム板を回動し、絞り用工
具を半径方向に移行させることを特徴とする請求項3記
載の絞り加工装置における主軸機構。 - 【請求項5】主軸とカム軸を中空軸で構成したことを特
徴とする請求項3又は4記載の絞り加工装置における主
軸機構。 - 【請求項6】小径の中空軸に被加工用素材に挿入される
マンドレルを進退可能に挿入したことを特徴とする請求
項5記載の絞り加工装置における主軸機構。 - 【請求項7】マンドレルは、絞り加工装置の基台に取り
付けられた固定腕に支持され、主軸機構の基台への移行
に関係なく、進退用駆動手段により進退されることを特
徴とする請求項2又は6記載の絞り加工装置における主
軸機構。 - 【請求項8】カム軸の端部に同軸接合された外筒と、マ
ンドレル外周面上に軸方向の移行を許容して嵌挿された
内筒とを、ベアリングを介して相対回動自在に係合した
ことを特徴とする請求項7記載の絞り加工装置における
主軸機構。
Applications Claiming Priority (3)
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