JP3546937B2 - 絞り加工方法および絞り加工装置 - Google Patents
絞り加工方法および絞り加工装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り加工方法および絞り加工装置に関し、さらに詳しくは、ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工することによって、特に、ワークを偏芯および／または偏角させる等の複雑な非対称形状に形成することが可能な絞り加工方法および絞り加工装置に関するものである。
ここで、「偏芯」とは、ワークの絞り加工された部位の長手軸線と絞り加工されていない部位の長手軸線とが平行に偏位された状態をいい、「偏角」とは、ワークの絞り加工された部位の長手軸線と絞り加工されていない部位の長手軸線とが、延長線上で互いに交差するように、所定の角度を有する状態をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、成形ローラがワークに対して相対的に公転するようにしつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工することが行われている。
このような絞り加工を行うための従来の技術としては、例えば、フランジ付きワークの絞り加工装置として開示された特開平８−７１６６０号公報や、鋼管の整形方法として開示された特開平５−２２０５０７号公報が知られている。
【０００３】
上記特開平８−７１６６０号公報は、フランジを有するワークをクランプして上下動する支持台と、この支持台の上部に位置し、支持台で上昇位置に保持されたワークのフランジよりも下部の位置に外側から絞り加工を施す絞り加工機とからなり、絞り加工機は、固定支持部で垂直に支持した回転軸の下端にヘッドを一体に回転するように固定し、このヘッドの下面に半径方向への移動が可能となるよう取付けた可動台に絞りローラを回転可能に取付け、前記回転軸に軸方向への移動が可能となるよう外嵌挿した昇降筒と、この昇降筒に上下動を付与するため固定支持部に取付けた駆動機とを昇降筒の回転を許容する状態で上下動方向に結合し、前記ヘッドに基部を枢支したＬ形アームの一端を昇降筒に係止して他端を可動台に係止し、昇降筒の上下動によるＬ形アームの揺動で可動台の絞りローラをヘッドの回転軸心に対して接近離反動させるようになっている。
絞りローラの外周面には、絞り加工されるワークの形状に応じて、円弧状の凹入成形面が設けられている。
【０００４】
そして、この特開平８−７１６６０号公報における作用は、次のように記載されている。すなわち、支持台上にフランジ付きのワークを固定し、支持台の上昇によってワークを上昇位置に持上げる。絞り加工機は、昇降筒が下降位置にあって絞りローラはヘッドの回転軸心から離れた位置にあり、上昇したワークに対してフランジよりも下部の外側に待機している。この状態で回転軸を回転させると、絞りローラはワークの周囲を公転し、駆動機で昇降筒を上昇移動させると、Ｌ型アームの回動で可動台とこれに取付けた絞りローラがヘッドの回転軸心に向けて移動し、絞りローラはフランジよりも下部の位置でワークを押圧し、公転と自転及び上記回転軸心へ向けての移動とにより、ワークの周壁を絞り込んで行く。
そして、特開平８−７１６６０号公報には、ワークを固定するために一対のクランプを設けることが記載されているが、ワークを固定するためのクランプの接触面には、一般的に、図３７に示すように、溝が成形ローラの公転径方向と平行に形成されている。
【０００５】
一方、パイプの偏芯絞り加工方法として、特開平５７−１８７１１９号公報に開示されているように、内壁面を口径部とこの口径部に連なる碗状凹部とにより形成して絞り部とした複数の金型の各碗状凹部の絞り各半径を変化させずに各口径部の直径を被加工物であるパイプの直径に対して段階的に減少させるとともに前記パイプの中心軸に対して前記各口径部の中心軸を段階的に偏芯させた各金型により、前記パイプの端部を順次プレス加工して被加工物であるパイプの端部を偏心絞り加工することを特徴とするものが知られている。
【０００６】
また、図３６に示すように、成形ローラ１Ｃの枢軸と平行な軸線Ｑｃに対してワークＷを、その長手方向の軸Ｗｃが所定角度αを形成するように配置し、このワークＷを長手軸方向の軸Ｗｃ回りに回転させ、ワークＷに対して成形ローラ１Ｃを押圧すると共に移動させることにより、破線で示したような形状にパイプ状のワークＷを偏芯絞り加工することも行われている。
【０００７】
そして、以上のように成形ローラを用いた絞り加工装置を制御するために、一般的には、ワークの形状やその諸元によって決定される加工速度に基づいて加工経路および加工速度を絞り加工装置単位で全てのポイントについての座標を手作業で計算し、計算結果を絞り加工装置の制御装置に要求される形態で入力し、この入力されたデータによって制御し絞り加工を行っていた。また、この計算された結果は、設定されたワークの形状や加工速度と整合するかを判断するためのシミュレーションを手作業で計算していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術のうち、特開平８−７１６６０号公報や特開平５−２２０５０７号公報にあっては、単に、パイプ状のワークの一部分を径方向に縮小変形させるにとどまり、ワークの長手方向の軸に沿って暫時径が変化するようなテーパ形状を形成するような絞り加工や、ワークに偏芯および／または偏角絞り加工を行うような複雑な非対称形状にワークを形成することは考慮されていないものであった。そして、特開平８−７１６６０号公報に開示された絞りローラは、絞り加工されるワークの形状に応じた形状に形成されたもので、ワークの長手方向の軸に沿って移動されることがないために、絞り加工を行うための加工部が単一のものであった。
さらに、ワークを固定支持する固定機構の半割状の部材２７０，２７１の面２７０ａ，２７１ａは一般に、図３７に示したように、ワークの公転径方向と平行の溝２７０ｂ，２７１ｂが形成されているためワークＷに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための面積を大きくすることができず、ワークを支持固定する能力に限界があるという問題があった。
【０００９】
一方、特開平５７−１８７１１９号公報に開示されたパイプの偏芯絞り加工方法にあっては、口径部の中心軸を段階的に偏芯させた複数の金型を必要とし、しかも、ワークを各金型により順次プレス加工するものであるために、時間や、手間、コスト等がかかり、効率が悪いという問題があった。
【００１０】
また、図３６に示したように、成形ローラ１Ｃの枢軸と平行な軸線Ｑｃに対してワークＷを、その長手方向の軸Ｗｃが所定角度αを形成するように配置し、このワークＷを長手軸方向の軸Ｗｃの回りに回転させ、ワークＷに対して成形ローラ１Ｃを押圧すると共に移動させることにより偏芯絞り加工を行う場合にあっては、成形ローラ１ＣがワークＷの表面に対して直角に当接されないために、図３６中に示した距離Ｌが余計に必要となり、ワークＷに無駄が生じるという問題があった。
【００１１】
そして、上述したように成形ローラを用いた絞り加工装置を制御する場合にあっては、手作業で絞り加工装置単位で全てのポイントについての座標を絞り加工装置が要求する形態で計算しなければならず、手間や時間がかかると共に、計算ミスや入力ミスのおそれがあるという問題があった。さらには、ワークの諸元等によって決定される加工速度等の限界速度に計算された設定値が整合するかは、シミュレーションを行ってみるまでは判断することができず、また、そのための計算を手作業で行うために、上記座標計算と同様に、手間や時間がかかると共に計算ミスのおそれがあるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成でワークの長手方向の軸に沿って暫時径が変化するようなテーパ形状を形成するような絞り加工や、ワークに偏芯および／または偏角絞り加工を行うような複雑な非対称形状にワークを容易に効率よく形成することができる絞り加工方法および絞り加工装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る絞り加工方法は、上記目的を達成するため、ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工する、絞り加工方法であって、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有する固定機構によってワークを固定保持し、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に係る絞り加工方法は、上記目的を達成するため、ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工する、絞り加工方法であって、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させてワークを絞り加工し、カッタ装置を成形ローラに追従移動させることによりワークの絞り加工された端部を所望の長さに切断することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に係る絞り加工装置は、上記目的を達成するため、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、を具備しており、前記偏位配置手段はワークを固定支持する固定機構を含み、該固定機構は、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有するものであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に係る絞り加工装置は、上記目的を達成するため、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、ワークの絞り加工された端部を切断する切断手段と、を具備しており、前記切断手段は、ワークを切断するカッタ装置と、成形ローラに係合してカッタ装置を追従移動させる追従移動手段と、カッタ装置を成形ローラに対する係合位置と退避位置との間で移動させる係合退避手段とを、具備することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１に係る絞り加工方法では、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させながら公転径を変化させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。そして、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有する固定機構によってワークを固定保持することにより、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積が大きくなり、したがって、ワークを支持固定する能力を向上させることができる。
【００１８】
請求項２に係る絞り加工方法では、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させながら公転径を変化させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。そして、ワークの長さは絞り加工されることによって変わるため、絞り加工が完了すると、カッタ装置を成形ローラに追従移動させてワークの端部所定位置をカッタ装置によって切断して所望の長さに成形する。
【００１９】
請求項３に係る絞り加工装置では、偏位配置手段によりワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置し、公転駆動手段によって成形ローラをワークに沿って相対的に公転させながら公転径を変化させると、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。そして、ワークを固定支持する固定機構のワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように複数の溝を形成したことにより、成形ローラの公転径方向と平行に溝を形成した場合と比較して、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積を大きくすることができ、したがって、ワークを支持固定する能力が向上する。この場合にあっては、固定機構のワークと接する面は、成形ローラ側に向かってわずかに暫時縮径するようなテーパ状に形成することが好ましい。
【００２０】
請求項４に係る絞り加工装置では、偏位配置手段によりワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置し、公転駆動手段によって成形ローラをワークに沿って相対的に公転させながら公転径を変化させると、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。ワークの長さは絞り加工されることによって変わるため、絞り加工が完了したワークの端部所定位置を切断手段によって切断して所望の長さに成形する。すなわち、成形ローラによってワークの絞り加工を行っているときは、係合退避手段によってカッタ装置は、成形ローラに対する係合位置から離れた退避位置に退避している。そして、絞り加工が完了すると、カッタ装置は係合退避手段によって成形ローラに対する係合位置に移動され、成形ローラに係合される。そして、カッタ装置は、追従移動手段によって、係合された成形ローラの公転に追従移動するようにして駆動され、ワークの端部所定位置を切断する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る絞り加工装置の実施の一形態を、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、図において同一符号は同一部分または相当部分とする。
本発明に係る絞り加工装置は、概略、図１に示すように、支持されたワークＷに沿って成形ローラ１を相対的に公転させる公転駆動手段２と、成形ローラ１の公転径を変化させる公転径変化手段３と、成形ローラ１とワークＷとを成形ローラ１の公転軸Ｒｃ方向に移動させる公転軸方向移動手段４と、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃと成形ローラ１の公転軸Ｒｃとを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段（後述する）と、を具備している。
この実施の形態においては、ワークＷが中空の円管形状を有するものであり、その径を縮小させるように成形する場合によって説明する。また、この実施の形態においては、ワークＷを偏位可能に固定支持し、この固定支持されたワークＷに対して成形ローラ１を、その公転軸Ｒｃに沿って軸方向におよび公転軸Ｒｃの径方向に移動させる場合によって説明する。
【００２２】
図１に示すように、絞り加工装置は、ワークＷを偏位可能に固定支持するワーク支持装置５と、成形ローラ１を公転させてこの公転軸Ｒｃの軸方向および径方向に移動させる成形ローラ駆動装置６とにより構成されている。
ワーク支持装置５は、ワークＷを固定支持する固定機構７と、ワークＷを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して平行移動させて偏芯移動配置する偏芯機構８と、ワークＷを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して所定角度を形成するように回転させて偏角移動配置する偏角機構９と、偏角機構９により偏角移動配置された固定機構７をさらに偏芯機構８によって偏芯移動配置した際に成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対するワークＷの長手方向の軸Ｗｃの配置を補正する補正機構１０と、を含み、上述したようにワークＷの長手方向の軸Ｗｃと成形ローラ１の公転軸Ｒｃとを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段を構成する。
一方、成形ローラ駆動装置６は、上述の公転駆動手段２と、公転径変化手段３と、公転軸方向移動手段４と、を含む。
【００２３】
最初に、成形ローラ駆動装置６について説明する。
複数の成形ローラ１が公転軸Ｒｃの回りに等間隔で配置されている。図３に詳細に示されているように、各成形ローラ１は、公転軸Ｒｃと平行に延びる支持軸１５にベアリング１６を介して回転可能に取付けられ、支持軸１５の基端部に設けられたブラケット１７が径方向可動部材１８の前端面（図３において右側）に対してボルト１９により着脱可能に取付けられている。支持軸１５の先端には穴１５ａが形成されている。
【００２４】
径方向可動部材１８は、成形ローラ１を公転軸Ｒｃの回りに等間隔で配置するように、互いに適当な間隔をおいて回転部材２２に径方向に移動可能にそれぞれ支持されている。回転部材２２は、その後端面（図３において左側）にボルト２３によって取付けられた公転駆動部材２４とケース２５との間に介装されたベアリング２６によって回転可能に支持されている。公転駆動部材２４には、従動ギヤ２７がボルト２８によって取付けられている。一方、ケース２５には、図１に示すように、公転駆動用モータ２９が取付けられており、また、この公転駆動用モータ２９の回転軸とカップリング３０によって連結された駆動軸３１がベアリング３２によって支持されている。駆動軸３１には、公転駆動部材２４の従動ギヤ２７と噛合される駆動ギヤ３３がボルト３４によって取付けられている（図３）。従動ギヤ２７と駆動ギヤ３３は、その減速比を所望する値に設定することができ、必要な減速比に応じて交換することができる。
【００２５】
公転駆動用モータ２９を回転駆動すると、カップリング３０、駆動軸３１、駆動ギヤ３３、従動ギヤ２７、公転駆動部材２４、回転部材２２、および径方向可動部材１８を介して、成形ローラ１が公転軸Ｒｃ回りに公転されることとなる。本発明に係る公転駆動手段２は、この実施の形態ではこのようにして、公転駆動様モータ２９，カップリング３０，駆動軸３１，駆動ギヤ３３，従動ギヤ２７，公転駆動部材２４，回転部材２２，径方向可動部材１８等により構成されている。
【００２６】
回転部材２２には、リンク部材３７がピン３８によってそれぞれ径方向可動部材１８と対応するように枢支されている。各リンク部材３７は、枢支されるピン３８を中心として一方端と他方端とが所定の角度を有するように形成されたものである。リンク部材３７の一方端は各径方向可動部材１８の後端面（図３において左側）に形成された凹部１８ａに係合され、また、リンク部材３７の他方端は公転軸方向可動部材４０の外周面に形成された凹部４０ａに係合されている。
【００２７】
公転軸方向可動部材４０内にはドローバ４１が成形ローラ１の公転軸Ｒｃと同軸上に配置されており、公転軸方向可動部材４０とドローバ４１の前端部のフランジとの間にはスラストベアリング４２が介装されている。後述するように、ドローバ４１はその軸回りに回転することはなく、公転軸方向可動部材４０は、スラストベアリング４２が介装されていることによって回転部材２２と共にドローバ４１の軸回りに回転することができ、且つ、ドローバ４１の軸方向の移動に従って同様に公転軸Ｒｃ方向に移動することができるようになっている。ドローバ４１の先端面には、絞り加工されたワークＷの端部の最終的な最小径形成部ＷＳ（図３３〜３５を参照）と略同じ径を有するパイプ部材４３が着脱可能に取付けられている。
【００２８】
この実施の形態の場合、ドローバ４１の中間部にはネジ部４１ａが形成され、また後端部には直線状の長溝４１ｂが前後方向に延びるように形成されている。長溝４１ｂにはケース２５に取付けられたピン４４の先端が係合されており、これによって、ドローバ４１の軸回りの回転が防止されている。ネジ部４１ａにはボールネジ４５が螺合され、ボールネジ支持部材４６がケース２５との間に介装されたベアリング４７により回転可能に支持されている。ボールネジ支持部材４６の前端には従動ギヤ４６ａが形成されており、この従動ギヤ４６ａには駆動ギヤ４８が噛合されている。径方向移動用モータ４９の回転軸はカップリング５０を介して駆動ギヤ４８の駆動軸５１と連結されている。径方向移動用モータ４９を回転駆動すると、カップリング５０、駆動軸５１、駆動ギヤ４８、ボールネジ支持部材４６の従動ギヤ４６ａを介してボールネジ４５がドローバ４１の軸回りに回転駆動される。長溝４１ｂ内にはケース２５に設けられたピン４４の先端が摺動可能に係合されており、ボールネジ４５が回転駆動されると、ドローバ４１は軸回りに回転することなく、その軸方向（図１および３の左右方向）に進退移動することとなる。そして、ドローバ４１の軸方向の移動に伴って、公転軸方向可動部材４０も軸方向に移動し、凹部４０ａに他方端が係合されたリンク部材３７はそれぞれピン３８を中心に回動し、リンク部材３７の一方端が凹部１８ａに係合された各径方向可動部材１８は回転部材２２の前端面上を径方向に同量移動し、成形ローラ１の公転径を変化させることとなる。本発明に係る公転径変化手段３は、この実施の形態ではこのようにして、径方向移動用モータ４９，カップリング５０，駆動部材５１，駆動ギヤ４８，従動ギヤ４６ａを有するボールネジ支持部材４６，ボールネジ４５，ドローバ４１，公転軸方向可動部材４０，リンク部材３７，径方向可動部材１８等により構成されている。成形ローラ１の公転径を正確に変化させるため、径方向移動用モータ４９は、サーボモータ等の数値制御が容易な型のものを採用することが望ましい。
【００２９】
上述した公転駆動手段２および公転径変化手段３を備えたケース２５は、公転軸Ｒｃ方向（図１の左右方向）に延びるガイド５５（図１の側面図である図２を参照）によって摺動可能に支持され、またその下方に形成されたブラケット２５ａにはボールネジ５６が担持されている。ボールネジ５６は、基台５７の前後方向（すなわち、公転軸Ｒｃと平行方向である）に延びるように配置された駆動軸５８のネジ部５８ａに螺合されている。駆動軸５８は、カップリング５９を介して公転軸方向移動用モータ６０に連結されている。公転軸方向移動用モータ６０を回転駆動すると、カップリング５９を介して駆動軸５８がその軸回りに回転駆動され、ネジ部５８ａに螺合されたボールネジ５６が駆動軸５８に沿って基台５７の前後方向に移動し、ケース２５に備えられた公転駆動手段２および公転径変化手段３が公転軸Ｒｃ方向に移動し、その結果、この実施の形態においては、成形ローラ１がワークＷに対してその公転軸Ｒｃ方向に移動することとなる。したがって、本発明に係る公転軸方向移動手段４は、この実施の形態ではこのようにして、公転軸方向移動用モータ６０，カップリング５９，ネジ部５８ａを有する駆動軸５８，ボールネジ５６，ケース２５等により構成されている。成形ローラ１を公転軸Ｒｃ方向に正確に移動させるため、公転軸方向移動用モータ６０は、径方向移動用モータ４９と同様に、サーボモータ等の数値制御が容易な型のものを採用することが望ましい。
【００３０】
次に、ワーク支持装置５について、主に図２を参照しながら説明する。
この実施の形態におけるワークの固定機構７は、図２に示すように、ワークＷの形状に応じて形成された半割り状の固定部材７０および半割り状の可動部材７１と、この可動部材７１を固定部材７０に対して近接・遠退移動させるシリンダ７２とにより構成されている。固定部材７０および可動部材７１のワークに接する面７０ａ，７１ａには、両者７０，７１を接合した際に螺旋状となるような、成形ローラ１の公転径方向に対して所定の角度で傾斜する複数の溝７０ｂ，７１ｂがそれぞれ形成されている（図４）。さらに、固定部材７０および可動部材７１のワークに接する面７０ａ，７１ａは、ワークＷの軸方向における成形ローラ駆動装置６の側がワークＷの大きさとほぼ同じに形成されており、成形ローラ駆動装置６の反対側に向かってわずかに縮径するように、所定の角度θを有するテーパ状に形成されている。固定部材７０はフレーム７３の一側方に取付けられ、また、可動部材７１はフレーム７３の上下にわたって設けられた水平移動可能なガイド部材７４に取付けられている。ガイド部材７４は、フレーム７３の他側方に設けられたシリンダ７２のピストンロッド７２ａに連結されている。固定部材７０と可動部材７１との間にワークＷを所定の位置に配置した状態でピストンロッド７２ａを伸長させるようにシリンダ７２を駆動すると、ガイド部材７４に取付けられた可動部材７１がフレーム７３の一側方に取付けられた固定部材７０に近づくよう移動し、ワークＷは、その所定の位置が固定部材７０と可動部材７１との間で挟まれて固定支持される。
【００３１】
偏芯機構８は、フレーム７３を支持する支持台７５の下方に設けられたボールネジ７６と、このボールネジ７６が螺合されるネジ部７７ａを有する駆動軸７７と、駆動軸７７をその軸回りに回転駆動する偏芯用モータ７８とにより構成されたもので、支持台７９上に支持されている。
また、偏角機構９は、絞り加工装置が設置される床面Ｆおよび成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対してそれぞれ直交する軸線回りに回転する回転軸を有し、偏芯機構８の支持台７９を回転軸回りに回動可能に支持する偏角用モータ８０により構成されている。
そして、補正機構１０は、偏角用モータ８０を支持する支持台８１に設けられたボールネジ８２と、このボールネジ８２が螺合されるネジ部８３ａを有する駆動軸８３と、駆動軸８３をその軸回りに回転駆動する補正用モータ８４とにより構成されている。
【００３２】
偏角用モータ８０上に支持された支持台７９の上面には固定機構７のフレーム７３を駆動軸７７に沿って摺動可能に案内するガイド部材８５が駆動軸７７と平行に延びるように設けられている。偏芯用モータ７８を駆動すると、駆動軸７７がその軸回りに回転駆動され、ネジ部７７ａに螺合されたボールネジ７６が駆動軸７７に沿ってガイド部材８５上を移動し、フレーム７３に設けられた固定部材７０と可動部材７１との間で固定支持されたワークＷが公転軸Ｒｃに対して平行に移動し、偏芯することとなる。
【００３３】
床面Ｆ上には基台８６が設けられ、基台８６上にはガイド部材８７が公転軸Ｒｃに対して略直交する方向に延びるように設けられている。偏角用モータ８０を支持する支持台８１は、ガイド部材８７によって支持されており、ガイド部材８７に沿って公転軸Ｒｃに対して略直交する方向に移動することが可能となっている。そして、補正機構１０の駆動軸８３は、ガイド部材８７と平行に配置され、補正用モータ８４に連結されている。補正用モータ８４を駆動すると、駆動軸８３がその軸回りに回転駆動され、ネジ部８３ａに螺合されたボールネジ８２が駆動軸８３に沿ってガイド部材８７上を移動し、ワークＷを固定支持する固定機構７と偏芯機構８とを支持している偏角用モータ８０が公転軸Ｒｃに対して略直交する方向に移動されることとなる。
【００３４】
次に、本発明の絞り成形装置の別の実施の形態を、図５〜図１３に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
この実施の形態が上述した実施の形態と異なるのは、図５および図６に示すように、中空の円管形状のワークＷの内壁と外壁とにそれぞれ作用する複数の成形ローラ１Ａ，１Ｂを備えており、また、図６および図８に示すように、ワークＷの絞り加工された端部を切断する切断手段１００を具備したことにある。
また、この実施の形態においては、成形ローラ駆動装置６の公転軸方向移動手段２とワーク支持装置５の固定機構７とが、上述した実施の形態と異なっている。
【００３６】
図５および図６に示すように、径方向可動部材１８の前端面に設けられたブラケット１７のうちの少なくとも１つ１７Ｂには、ワークの外周壁に作用するように当接される成形ローラ１Ａと、この成形ローラ１Ａの内側にワークＷを挟んで対向するように配置されて内周壁に作用するように当接されるもう一つの成形ローラ（以下、サブローラという）１Ｂとをそれぞれ支持する支持軸１５Ａ，１５Ｂが設けられている。成形ローラ１Ａとサブローラ１Ｂを有するブラケット１７Ｂは、径方向可動部材１８の前端面に対してボルト（図示を省略した）により着脱可能に取付けられており、上述した実施の形態における単一の成形ローラ１を有するブラケット１７と、必要に応じて交換することができる。成形ローラ１Ａの公転径は、単一の成形ローラ１の公転径と同じに設定される。なお、サブローラ１Ｂの径は、絞り加工を完了したワークＷの最小径形成部ＷＳ（図３３〜３５を参照）の内径よりも小さく形成されている。
【００３７】
公転径変化手段３のリンク部材３７の端部は、図５に示すように、この実施の形態では、各径方向可動部材１８の後端面および公転軸方向可動部材４０の外周周面に形成されたブラケットに対してそれぞれピン１１０によって枢着されている。また、この実施の形態では、ドローバ４１の中間部に直線状の長溝４１ｂが形成され、後端部にネジ部４１ａが形成されている。そして、長溝４１ｂにはケース２５に取付けられたピン４４が係合されてその軸回りの回転が防止されている。さらに、ネジ部４１ａに螺合されたボールネジは、ドローバ４１が成形ローラ１，１Ａ，１Ｂの公転径を変化させるべく軸方向に所定のストロークで移動するために充分な内部空間を有する回転駆動部材１１１の先端に内嵌固定されており、回転駆動部材１１１の後端は、カップリング５０を介して径方向移動用モータ４９の回転軸と連結されている。径方向移動用モータ４９を回転駆動すると、カップリング５０および回転駆動部材１１１を介してボールねじ４５がドローバ４１の軸回りに直接的に回転駆動され、ドローバ４１が軸回りに回転することなくその軸方向に進退移動し、各径方向可動部材１８が径方向に同量移動して成形ローラ１，１Ａ，１Ｂの公転径が変化されることとなる。なお、図示した実施の形態では、ドローバ４１の先端面からパイプ部材４３が取外されている。
【００３８】
図６および図８〜図１２に示すように、絞り加工されたワークＷの端部を切断する切断手段１００は、ワークを切断するカッタ装置１０１と、成形ローラ１（１Ａまたは１Ｂでもよい）に係合してカッタ装置１０１を追従移動させる追従移動手段（後述する）と、カッタ装置１０１を成形ローラ１に対する係合位置Ｐ１と退避位置Ｐ２（図８を参照）との間で移動させる係合退避手段１０３とを、具備している（図５および図７においては、切断手段の図示を省略した）。
【００３９】
図８に示した場合においては、成形ローラ駆動装置６の側部には、ガイド部材１２０が所定の角度で傾斜するように設けられており、ガイド部材１２０には支持ブラケット１２１が摺動可能に取付けられている。また、成形ローラ駆動装置６の側部下方には、支持ブラケット１２１を移動させるためのシリンダ１２２の基端部が枢着されている。シリンダ１２２のピストンロッド１２２ａが支持ブラケット１２１に連結されており、シリンダ１２２のピストンロッド１２２ａを伸張・退縮させるように駆動することにより、図８において実線で示された成形ローラ１に対する係合位置Ｐ１と破線で示された退避位置Ｐ２との間で支持ブラケット１２１がガイド部材１２０に沿って移動することとなり、このようにして係合退避手段１０３が構成されている。
【００４０】
支持ブラケット１２１にはガイドシリンダ１２５が一対で設けられており、各ガイドシリンダ１２５内には公転軸対して平行に摺動する支持ロッド１２６が挿通されている。図９に示すように、ガイドシリンダ１２５の後端のフランジ１２５ａと支持ロッド１２６の後端のフランジ１２６ａとの間には、ガイドシリンダ１２５に対して支持ロッド１２６を後方へ弾性的に付勢する圧縮バネ１２７がそれぞれ介装されている。
【００４１】
両支持ロッド１２６の前端には単一の支持フレーム１２８が取付けられている。図９に示すように、支持フレーム１２８の内側には、ワークＷに干渉しない大きさの内径を有するリング１２９がベアリング１３０によって回転可能に支持されている。カッタ装置１０１は、リング１２９の成形ローラ１と対向する面に設けられている。また、支持フレーム１２８には、リング１２９の外周面に形成された凹部１２９ａに対してボール１３１をバネ１３２の弾性力によって押圧するボールプランジャ機構１３３が設けられており、このボールプランジャ機構１３３は、後述するように、成形ローラ１の公転軸Ｒｃ回りの回転駆動によるカッタ装置１０１の公転軸回りの回転を妨げることなく、且つ、成形ローラ１の支持軸１５の穴１５ａに対してカッタ装置１０１のピンを容易に係合することができるように、リング１２９に設けられたカッタ装置１０１を所定の位相で止めるよう係止する。
【００４２】
カッタ装置１０１は、図９〜１１に示すように、リング１２９に固定された支持部材１３５と、この支持部材１３５にリング１２９の内径方向に摺動可能に嵌挿されたスライダ１３６と、スライダ１３６に設けられたカッタ刃１３７と、スライダ１３６に設けられた成形ローラ１の支持軸１５の先端に形成された穴１５ａと係合可能なピン１３８と、スライダ１３６をリング１２９の外径方向に弾性的に付勢する圧縮バネ１３９とにより構成されている。図１１に示すように、支持部材１３５は断面が略コ字形に形成されてなるもので、スライダ１３６と対応して互いに嵌合するように段部１３５ａ，１３６ａが形成されている。支持部材１３５は、背面からボルト１４０が螺合されることによりリング１２９に対して固定されている。スライダ１３６には、そのリング１２９に対する内径側（図１０においては上方）端面から突出するように、円盤状のカッタ刃１３７がベアリング１４１を介して回転可能に枢着されている。また、ピン１３８は、スライダ１３６の成形ローラ１側の面における、リング１２９に対する外径側（図１０においては下方）に立設されている。そして、スライダ１３６のリング１２９に対する外径側の端部には両側方に延びるフランジ１３６ａが形成されており、このフランジ１３６ａと支持部材１３５に対応するように形成された穴１３５ｂとの間に圧縮バネ１３９が介装されている。
【００４３】
このように構成されたことにより、ピン１３８が成形ローラ１の支持軸１５の先端に形成された穴１５ａと係合されると、カッタ装置１０１は、支持ロッド１２６が圧縮バネ１２７によって後方へ弾性的に付勢されていることにより成形ローラ１の公転軸Ｒｃ方向の移動に対応して、また、リング１２９が回転可能に支持されていることにより成形ローラ１の公転に対応して、さらに、カッタ刃１３７およびピン１３８が設けられたスライダ１３６が支持部材内１３５内をリング１２９の内径方向に摺動可能に支持されていることにより成形ローラ１の公転径（すなわち絞り加工後のワークの径でもある）の変化に対応して、追従移動し公転軸Ｒｃ回りに駆動されることとなり、このようにして上述した追従移動手段が構成されている。
【００４４】
図７および図１３に示すように、この実施の形態におけるワーク支持装置５の固定機構７は、フレーム１５０内に形成され供給される流体圧によってワークＷの長手方向の軸Ｗｃに沿ってピストン部１５１を移動させるシリンダと、ピストン部１５１のワークＷの長手方向の移動によってワークＷの径方向に移動される爪状の固定部材１５３とにより構成されている。各固定部材１５３は、フレーム１５０にボルト１５４により取付けられたリテーナ１５５によって径方向に移動可能に保持されている。ピストン部１５１の内側にはカム面１５１ａが設けられており、このカム面１５１ａと対応して各固定部材１５３にもカム面１５３ａが設けられている。図１３に示された実施の形態では、シリンダ１５２に供給される流体圧によってピストン部１５１を矢印で示したように左方向に移動させると、各固定部材１５３がワークＷの径方向内側に均等に移動し、ワークＷは、その中心と固定部材１５３の中心とが一致した状態で固定支持される。
【００４５】
なお、本発明の絞り加工装置は、上述した実施の形態に限定されることはなく、上述した実施の形態では偏芯および／または偏角するように支持固定された中空円管状のワークＷの外壁に成形ローラ１，１Ａを押圧することによって、その径を縮小させるように成形する場合により説明したが、例えば、ワークＷとして中実円筒状のものに適用することができ、また、中空円管状のワークＷの内壁に対して外向きに成形ローラを押圧して、ワークＷの径を拡大させるよう成形する場合にも適用することができる。この実施の形態では、ワークＷの外壁を押圧するための成形ローラ１，１あるいは１，１Ａの２つの場合を図５および図６に示したが、３つ以上の成形ローラを公転軸回りに等間隔に配置することもできる。このことは、上述したワークの内壁を外側に向かって押圧するための成形ローラについても同様である。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃと成形ローラ１の公転軸Ｒｃとを相対的に偏位させるように配置するために、ワークＷをワーク支持装置５によって偏位させた状態で固定支持する場合によって説明したが、ワーク支持装置５によって固定支持されたワークＷに対して、成形ローラ駆動装置６の公転軸Ｒｃを偏位させるように構成することもできる。そして、偏芯機構８は、公転軸Ｒｃに対して水平方向に移動させるものに限定されず、垂直方向に移動させるものであってもよい。
【００４７】
さらにまた、本発明における公転軸方向移動手段４は、成形ローラ駆動装置６に含まれることなく、成形ローラ１とワークＷとを成形ローラ１の公転軸Ｒｃ方向に相対的に移動させることができるのもであれば、図１４および図１５に示すように、ワーク支持装置５が成形ローラ１の公転軸Ｒｃに沿って移動するように、公転軸方向移動手段４をワーク支持装置５に設けた構成としてもよい。すなわち、図１４および図１５に示した実施の形態では、ワーク支持装置５は、公転軸Ｒｃ方向（図１４の左右方向）に延びるガイド５５によって摺動可能に支持され、また、その下方に形成されたブラケット５ａにはボールネジ５６が担持されている。ボールネジ５６は、基台５７の前後方向（すなわち、公転軸Ｒｃと平行方向である）に延びるように配置された駆動軸５８のネジ部５８ａに螺合されている。駆動軸５８は、公転軸方向移動用モータ６０に連結されている。公転軸方向移動用モータ６０を回転駆動すると、駆動軸５８がその軸回りに回転駆動され、ネジ部５８ａに螺合されたボールネジ５６が駆動軸５８に沿って基台５７の前後方向に移動し、ワーク支持装置５に固定支持されたワークが公転軸Ｒｃ方向に移動することとなる。このような構成とすることにより、公転軸方向移動手段４の構造を小型化および簡略化させることができる。なお、図１４および図１５には、ワーク支持装置５が、ワークＷを固定支持する固定機構７と、ワークＷを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して平行移動させて偏芯移動配置する偏芯機構８とを含み、偏角機構９および補正機構１０を含まない場合が示されている。しかしながら、図示は省略するが、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様に、ワーク支持装置５に偏角機構９および補正機構１０を含めることができる。
【００４８】
さらに、上述した実施の形態においては、公転駆動手段２が、モータ２９の駆動力をギヤ３３，２７を介して、公転駆動部材２４，回転部材２２および径方向可動部材１８を回転させることによって成形ローラ１を公転軸Ｒｃ回りに公転させるものである場合によって説明した。しかしながら、本発明の公転駆動手段２は、支持されたワークＷの外形に沿って成形ローラ１を相対的に公転させることができるものであればよく、図１５に示すように、駆動軸３１と公転駆動部材２４または回転部材２２とにプーリ１５０，１５１をそれぞれ設けて両プーリ１５０，１５１の間に例えばＶベルト１５２を巻き掛け、あるいは、図示は省略するが、駆動軸３１と公転駆動部材２４または回転部材２２とにスプロケットをそれぞれ設けて両スプロケット間にチェーンを巻き掛ける等、巻掛け伝動装置を用いることもできる。この場合にあっては、公転駆動手段２の構造が簡略化される。
【００４９】
また、ワークＷを偏芯あるいは偏角することなくテーパ状に形成する場合（図３３を参照）には、図１６に示すように、公転駆動手段２は、ワーク支持装置５に成形ローラ１の公転方向に対して相対的に反対方向へワークを回転させる回転支持機構１１を設けたものとすることもできる。図１６に示された回転支持機構１１では、ワークＷを固定支持する固定機構７がフレーム１５５に対してワークＷの軸回りに回転可能に設けられており、この固定機構７と固定機構７を回転駆動するモータ１５６の回転軸とにそれぞれプーリ１５７，１５８を設けて両プーリ１５７，１５８の間に例えばＶベルト１５９を巻き掛ける等の巻掛け伝動装置が用いられている。しかしながら、回転支持機構１１は、成形ローラ１に対してワークを相対的に反対方向に回転させることができるものであれば、図１６に示した実施の形態に限定されることはなく、他の形式のものを用いることもできる。この場合にあっては、ワークＷに対する成形ローラ１の相対回転速度が向上されるため、成形ローラの公転径方向の移動速度を向上させることができるので、絞り加工に要する加工時間が短縮される。
【００５０】
また、本発明における成形ローラ１は、上述した実施の形態のように単一の加工部が形成されたものの外、図１７〜図１９に示すように、公転軸Ｒｃ方向に複数の加工部２００が配置されたものを用いることもできる。図１７〜図１９に示した実施の形態の場合、加工部２００は、成形ローラ１の両端に形成されている。両加工部２００，２００の間隔は、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置ＳからワークＷの先端までの距離をＬとすると、この距離Ｌの半分（Ｌ／２）に設定されている。さらに、加工部２００，２００は、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの公転軸Ｒｃに対する角度に応じて、例えば、ワークの先端側に位置する加工部２００の径を、テーパ形成部ＷＴの開始位置Ｓ側に位置する加工部２００の径よりも大きく設定することもできる。
【００５１】
この場合にあっては、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置Ｓに後方側（図１７〜１９における右方側）の加工部２００が当接するように、公転径方向に成形ローラ１を移動させる（図１７）。その後、成形ローラ１を公転径方向にさらに所定量移動させると共に、前方側（図１７〜１９における左方側）の加工部２００がワークＷの先端に達するまで公転軸方向に移動させる（図１８の矢印を参照）。単一の加工部が形成された場合には、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置ＳからワークＷの先端までの距離Ｌを成形ローラ１を移動させる必要があるが、図１７〜図１９に示したように成形ローラの両端に加工部２００，２００を形成した場合には、成形ローラ１の移動量は、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置ＳからワークＷの先端までの距離Ｌの半分（Ｌ／２）で済むこととなる。次いで、例えば公転軸Ｒｃ方向のみに、成形ローラ１を後方に向かってワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置Ｓよりもわずかに前方の位置Ｓ’まで移動させる。このワークＷの先端から上述した位置Ｓ’まで成形ローラ１を移動させる際の距離も、単一の加工部が形成された場合の半分で済むこととなる。成形ローラ１の公転径方向および公転軸方向前方の移動、および、成形ローラ１の前回の工程よりもわずかに前方までの公転軸方向後方への移動は、ワークＷに所定のテーパ形成部ＷＴおよび最小径形成部ＷＳ（図３３〜図３５を参照）が形成されるまで繰り返される。
【００５２】
一方、本発明の絞り加工装置は、成形ローラ１の公転と同時にその公転軸Ｒｃ方向に成形ローラ１とワークＷとを相対的に移動させない場合には、ワークＷにテーパ形成部位ＷＴを形成するような絞り加工は行われず、成形ローラが当接される部位のみの径を変化させるような絞り加工を行うこともできる。
【００５３】
このように、本発明の各手段および機構は、特許請求の範囲内において様々なタイプのものを採用し変更することができる。
【００５４】
次に、本発明の、以上のように構成された絞り加工装置による絞り加工方法を説明する。
本発明の絞り加工装置による絞り加工方法は、概略、ワークＷに沿って成形ローラ１（１Ａ，１Ｂ）を相対的に公転させつつ、成形ローラ１の公転Ｒｃの径を変化させることによりワークＷを絞り加工する絞り加工方法であって、支持されたワークＷに対して成形ローラ１を公転させ、またこれと同時に、その公転軸Ｒｃ方向に成形ローラ１とワークＷとを相対的に移動させるものである。
【００５５】
ワークＷを図３３に示したように、テーパ形成部ＷＴおよび最小径形成部ＷＳを有する形状に絞り加工を行う場合、この絞り加工を開始するまでは、ワーク支持装置５の固定機構７に固定されたワークＷの長手方向の軸Ｗｃが成形ローラ１の公転軸Ｒｃの延長線上に位置するように、ワーク支持装置５の偏芯機構８、偏角機構９、および補正機構１０は、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃが制御されている。
【００５６】
絞り加工を開始するときは、最初に、公転軸方向移動用モータ６０を駆動して成形ローラ１をワークＷの絞り加工開始位置まで前進させ、その後、径方向移動用モータ４９を駆動して、成形ローラ１をワークの外周面に当接させる。そして、公転駆動用モータ２９を回転駆動して成形ローラ１をワークＷの形状に沿って公転させる。
【００５７】
ワークＷを図３４に示したように、最小径形成部ＷＳにおける長手方向の軸ＷｃｓがワークＷの非加工部における長手方向の軸Ｗｃに対して平行に移動し、これに対応するようにテーパ形成部ＷＴが非対称となるような形状に偏芯絞り加工を行う場合には、成形ローラ１を公転させた状態で、径方向移動用モータ４９を駆動して成形ローラ１の公転径を縮小させ、公転軸方向移動用モータ６０を駆動して成形ローラ１を公転軸Ｒｃに沿ってワークＷの端部に向かって移動させ、これと同時に、偏芯機構８の偏芯用モータ７８を駆動してワークＷの長手方向の軸Ｗｃを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して平行移動させる。すると、図２０に示すように、加工当初においてはワーＷクの長手方向の軸Ｗｃ０が成形ローラ１の公転軸Ｒｃと一致しているが、ワークＷの端部に向かうにしたがって成形ローラ１の公転径Ｄ１〜Ｄ１０が徐々に縮小すると共に、成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対してワークＷの長手方向の軸Ｗｃ１〜Ｗｃ１０が移動し、ワークＷは偏芯絞り加工が行われて図３４に示したような形状に形成されることとなる。これらの成形ローラ１の公転、公転径の変化、公転軸方向の移動、および公転軸Ｒｃに対するワークＷの長手方向の軸Ｗｃ１〜Ｗｃ１０の移動（偏芯）は、ワークＷの種類や材質、形状等の諸元によって、一度の公転軸方向の移動で所望する形状にワークＷを成形するように公転径を変化させると共に偏芯させることができ、また、一度の公転軸方向の移動で僅かづつ段階的に公転径を変化させると共に偏芯させることを繰り返して最終的に所望する形状にワークＷを成形することもできる。
【００５８】
本発明では、長手方向の軸Ｗｃが成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して偏角した状態で支持されたワークＷに対して成形ローラ１を公転させるよう構成しているため、図３６に示したように、成形ローラ１ｃに対して偏角した状態で支持されたワークＷを回転させるよう構成した場合と比較して、歪んだ形状となることがなく、また、余分な長さＬを必要とすることがないため、体裁の良い製品を廉価なコストで無駄なく生産することができる。
【００５９】
次に、ワークＷを図３５に示したように、最小径形成部ＷＳおよびテーパ形成部における長手方向の軸ＷｃｓがワークＷの非加工部における長手方向の軸Ｗｃに対して所定の角度を有すると共に、テーパ形成部ＷＴが非対称となるような形状に偏芯・偏角絞り加工を行う場合について、図２１〜２５に基づいて説明する。絞り加工装置には、上述したように成形ローラ１Ａおよびサブローラ１Ｂを備えている。最初に、上述した偏芯加工の場合と同様に、ワーク支持装置５の固定機構７に固定されたワークＷの長手方向の軸Ｗｃは、成形ローラ１の公転軸Ｒｃの延長線上に位置するように、ワーク支持装置５の偏芯機構８、偏角機構９、および補正機構１０が制御されており、成形ローラ１Ａとサブローラ１Ｂとの間にワークの端部と整合するように径方向移動用モータ４９が駆動制御されている。そして、公転軸方向移動用モータ６０を駆動して成形ローラ１Ａとサブローラ１Ｂとの間にワークＷを挟み込んで偏角成形開始位置まで前進移動させる。
【００６０】
続いて、図２１に示すように、偏角機構９の偏角用モータ８０を駆動して、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して所定の角度を形成する。そして、公転駆動用モータ２９の回転駆動により成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂを公転させつつ、図２２に示すように、公転軸方向移動用モータ６０の駆動により公転軸Ｒｃ方向に後退移動させると、ワークＷは、偏角成形されることとなる。ワークＷの諸元等による事情から、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂの一度の公転軸Ｒｃ方向の後退移動で所望する形状にワークＷを偏角成形できない場合には、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂを後退移動させた後に、図２３および図２５に示すように、再び偏角成形開始位置まで公転軸Ｒｃ方向に前進移動させて、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃの成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対する角度をさらに僅かに増加させ（図２１，図２３，図２５の偏角角度を比較して参照されたい）、図２４に示すように、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂの公転軸Ｒｃ方向の後退移動を繰り返し行う。すなわち、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂの公転を伴う後退移動、偏角成形開始位置への前進移動、および僅かづつの段階的な偏角を繰り返して最終的に所望する形状にワークＷを偏角成形する。
【００６１】
図２５に示した状態から成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂが公転を伴って後退移動してワークＷを偏角成形が完了した後、ワークＷの偏角加工された部位Ｗｄの長手方向の軸Ｗｄｃを成形ローラ１の公転軸Ｒｃの延長線上に位置するように保持した状態から、上述した偏芯絞り加工と同様に、成形ローラ１を公転させながら径方向移動用モータ４９の駆動による成形ローラ１の公転径の縮小と、公転軸方向移動用モータ６０の駆動による成形ローラ１のワークＷの端部に向う後退移動と共に、偏芯機構８の偏芯用モータ７８を駆動してワークＷの偏角加工された部位Ｗｄの長手方向の軸Ｗｄｃ（図２５）を成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して偏芯させるように平行移動させて偏芯絞り加工を行う。
【００６２】
このとき、偏角成形されていない部位を固定支持した固定機構７を偏芯機構８によって偏芯させると、その偏芯量によって公転軸ＲｃとワークＷのの長手方向の軸Ｗｃとの延長線上の公転位置がずれて移動することとなる。しかしながら、本発明では、この公転位置の移動を補正機構１０の補正様モータ８４を駆動することによって補正するため、公転軸ＲｃとワークＷの長手方向の軸Ｗｃとの延長線の交点を一定の位置に常に一致させた状態で安定して絞り加工を行うことができる。また、成形形状によっては固定機構７をそのままとして、補正機構１０のモータ８４を駆動させることで偏芯成形が可能となる。
【００６３】
なお、図３５に示したようにワークＷに偏芯・偏角絞り加工を行うために、この実施の形態においては、偏角加工と、偏芯絞り加工とを別の工程として行う場合によって説明したが、本発明の絞り加工はこれに限定されることなく、例えば、一度の公転軸方向の移動で僅かづつ段階的に偏角させると共に公転径を変化させながら偏芯させることを繰り返す、すなわち、偏芯と偏角を同時に段階的に繰り返し行うようにすることもできる。
【００６４】
以上のようにして絞り加工されたワークＷは、その端部が成形ローラ１（１Ａ，１Ｂ）の公転軸Ｒｃに沿って伸びる。そこで、図１２に示すように、公転軸方向移動用モータ６０の駆動により、ワークＷと成形ローラ１との間に切断手段１００の支持フレーム１２８に支持されたリング１２９のピン１３８を位置させることができるようにケース２５を充分後退させ、その後、図８に示したように、支持フレーム１２８が鎖線で示された退避位置Ｐ２から実線で示された係合位置Ｐ１へと移動するようにシリンダ１２２を退縮させ、次いで、再び公転軸方向移動用モータ６０の駆動によってケース２５を前進させる。このとき、成形ローラ１を支持する支持軸１５の回転方向の位相は、ボールプランジャ機構１３３によって所定の位相に係止されたリング１２９に設けられたカッタ装置１０１のピン１２８と整合するように制御されている。そのため、図９に示したように、カッタ装置１０１のピン１３８に成形ローラ１を支持する支持軸１５の先端に形成された穴１５ａが係合することとなる。そして、公転軸方向移動用モータ６０の駆動によってケース２５をさらに前進させて、絞り加工されたことによって伸びたワークＷの端部の設定された所定の位置に当接し得るようにカッタ刃１３７を配置する。このとき、支持ロッド１２６は、圧縮バネ１２７の付勢力に抗して、公転軸方向移動用モータ６０の駆動による成形ローラ１の公転軸方向の前進移動に追従して前進するように、ガイドシリンダ１２５内を摺動する。
【００６５】
続いて、径方向移動用モータ４９の駆動によって支持軸１５に係合されたピン１３８を径方向内側に移動させると、これに追従するようにスライダ１３６が圧縮バネ１３９に抗して支持部材１３５内を移動し、カッタ刃１３７がワークＷに対して押し付けられることとなる。この状態で、公転駆動用モータ２９を駆動すると、カッタ装置１０１が設けられたリング１２９はボールプランジャ機構１３３による係合を解除されて支持フレーム１２８およびワークＷに対して回転し、ワークＷの端部は設定通りの大きさに切断される。
【００６６】
次に、上述した各手段２，３，４等および各機構７，８，９，１０等を制御するための、本発明の絞り加工装置が具備する制御手段（図示は省略した）およびその制御方法について説明する。
【００６７】
ワークＷは、材質による固さや伸び等の特質および厚さ等の諸元、あるいは加工形状等によって、成形ローラ１等の公転速度、切り込み速度（径方向の移動速度）、加工速度（公転軸方向の移動速度）等、加工仕様が決定される。これらの決定された加工仕様を無視して絞り加工を行った場合には、ワークＷに破断等の各種不具合が発生することとなる。そのため、上述したように、一度の成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の移動の間に、一挙にワークＷを所望する形状に絞り加工することができず、したがって、公転駆動用モータ２９により成形ローラ１等を公転させつつ、一度の成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の移動の間に、成形ローラ１等の公転径を僅かづつ段階的に変化させ、また、これに加えて、成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の移動毎に偏芯量と偏角角度のいずれか一方または両方を徐々に増加させることを繰り返し行うことが必要となる場合がある。
【００６８】
図２６および図２７は、公転駆動用モータ２９により公転される成形ローラ１等の移動軌跡の例をそれぞれ示したものである。ここで、成形ローラ１等の移動軌跡を加工経路という。図２６では、最初に、成形ローラ１等を、ワークＷの絞り加工開始位置（Ａ２１）まで前進させ、径方向内側に所定量移動させて（Ａ３２）ワークＷの径をわずかに縮小させるように所定量（Ａ３３）押圧し、この状態で公転軸方向に移動させ（Ａ２６）、径方向外側に移動させ（Ａ３２）、ワークＷのテーパ形成開始位置（Ａ２２）まで前進させ、ワークＷに当接するまで径方向内側に移動させ（Ａ３３）、その後、公転軸方向への移動（Ｉ２１）と径方向内側への移動（Ｉ３１）とによる押圧および偏芯（Ｉ４１）と、公転軸方向への移動（Ｉ２２）と、径方向外側への移動（Ｉ３２）と、公転軸Ｒｃ方向の前進（Ｉ２３）と、径方向内側への移動（Ｉ３３）と、を繰り返し行う場合を示している。また、図２７では、テーパ部加工開始位置（Ａ２２，Ａ３３）までは図２６と同じで、テーパ加工開始位置（Ａ２２，Ａ３３）からは、ワークＷの径をわずかに縮小させるように押圧しつつ（Ｉ３１）公転軸Ｒｃ方向に移動させることによる最終的なテーパ形成部ＷＴの傾斜角度よりも緩やかなテーパ形状の形成（Ｉ２４）と、僅かな径方向外側への移動（Ｉ３２）と、公転軸Ｒｃ方向のワークに対する押圧を伴う前進（Ｉ２３）と、径方向内側への移動（Ｉ３３）および偏芯（Ｉ４１）と、を順に繰り返し行うことにより、ワークＷに所望する傾斜角度の最終的なテーパ形状を成形する場合を示している。さらに、図２６および図２７では共に、最終先端形状加工として公転方向の移動（Ａ２３）と、偏芯量（Ａ４１）と径方向移動（Ａ３４）と公転軸方向移動（Ａ２５）を行う。
【００６９】
本発明の絞り加工装置が具備している制御手段は、概略、ワークＷの形状および／または加工仕様を入力する入力手段１６０と、入力されたワークＷの形状および／または加工仕様から加工経路および／または加工速度を演算し記憶する演算手段（図示は省略した）と、を有している。
【００７０】
また、本発明の絞り加工装置が行う制御方法は、概略、ワークＷの形状および／または加工仕様に応じて加工経路および／または加工速度を決定するもので、入力されたワークＷの形状および／または加工仕様から自動的に演算することにより、この加工経路および／または加工速度を決定する。
【００７１】
入力手段１６０は、例えば、図２８に示すように表示されたグラフィックパネルにより構成されている。グラフィックパネル１６０には、成形ローラ１等の公転軸回りの単位時間あたりの回転数Ｎ(rpm) 、テーパ形成部ＷＴ、非絞り加工部とテーパ形成開始位置との間の段部、および最小径形成部ＷＳにおける各々の成形ローラ１の加工速度（１公転あたりの公転軸方向の移動量）Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３(mm/rev)、ワークＷの非絞り加工部の直径Ｄ(mm)、最小径形成部の直径Ｄ１(mm)、およびワークＷの非絞り加工部の中心に対する最小径形成部ＷＹの中心の偏芯量Ｄ２(mm)、ワークＷの非絞り加工部とテーパ形成開始位置との間の段部における切込量（径方向移動量）Ｐ１(mm)、およびテーパ形成部ＷＴにおいて成形ローラの１回の公転軸Ｒｃ方向の移動あたりの成形ローラ１等の切込量Ｐ２(mm)、成形ローラ１等の１回の公転軸Ｒｃ方向の移動あたりの成形ローラ１等の径方向外側への戻し移動量Ｐ３(mm)、ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１(mm)、ワークＷの絞り加工による伸び量Ｌ２(mm)、ワークＷの非絞り加工部とテーパ形成開始位置との間の段部における長手方向の距離Ｌ１１(mm)、ワークＷのテーパ形成部ＷＴにおける長手方向の距離Ｌ１２(mm)等、を入力するための入力項目が設けられている。
【００７２】
一方、図示しない演算手段には、成形ローラ１等の公転軸回りの単位時間あたりの最大回転数ＮMAX(rpm)、成形ローラ１等の最大公転軸方向移動速度ＶMAX(mm/ 分) 、成形ローラ１等の１回の公転軸方向の移動あたりの最大切込量（径方向移動量）ＰMAX(mm) 、成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX(mm) 、および成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の最大移動距離ＬMAX(mm) が予め設定され、記憶されている。
【００７３】
制御手段では、以上の記憶および入力されたデータに基づいて以下のような処理を行う。すなわち、図２９に示すように、処理を開始（Ｓ１）するときには、ワークＷの寸法や加工仕様を入力し（Ｓ２）、入力されたデータに誤りがないか整合性を確認する（Ｓ３）。
【００７４】
入力されたデータの整合性の確認（Ｓ３）は、例えば、図３０に示すように、成形ローラ１等の設定最大回転数（ＮMAX ）よりも入力回転数（Ｎ）が小さいか（Ｓ301 ）、最大公転軸方向移動速度（ＶMAX ）よりも入力されたテーパ形成部ＷＴにおける公転軸方向移動速度（Ｎ＊Ｖ１）が小さいか（Ｓ302 ）、最大公転軸方向移動速度（ＶMAX ）よりも入力された段部における公転軸方向移動速度（Ｎ＊Ｖ２）が小さいか（Ｓ303 ）、最大公転軸方向移動速度（ＶMAX ）よりも入力された最小径形成部ＷＳにおける公転軸方向移動速度（Ｎ＊Ｖ３）が小さいか（Ｓ304 ）、成形ローラ１等の径方向最大移動値（ＤMAX ）よりも入力されたワークＷの非絞り加工部の半径（Ｄ／２）が小さいか（Ｓ305 ）、ワークの非絞り加工部の直径（Ｄ）よりも入力された最小径形成部ＷＳの直径（Ｄ１）が小さいか（Ｓ306 ）、ワークＷの非絞り加工部の直径（Ｄ）よりも最小径形成部ＷＳの直径（Ｄ１）と段部における切込量の直径（２＊Ｐ１）との和が小さいか（Ｓ307 ）、ワークＷの非絞り加工部の半径（Ｄ／２）よりも最小径形成部ＷＳの半径（Ｄ１／２）と最小径形成部ＷＳの偏芯量（Ｄ２）との和が小さいか（Ｓ308 ）、成形ローラ１等の公転軸方向の最大移動距離ＬMAX よりもワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離（Ｌ１）とワークＷの伸び量（Ｌ２）との和が小さいか（Ｓ309 ）、ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離（Ｌ１）よりも段部の長手方向の距離（Ｌ１１）とテーパ形成部ＷＴの長手方向の距離（Ｌ１２）との和が小さいか（Ｓ310 ）、成形ローラ１等の１回の公転軸方向の移動あたりの最大切込量ＰMAX よりも段部の切込量（Ｐ１）が小さいか（Ｓ311 ）、最大切込量ＰMAX よりもテーパ形成部ＷＴの切込量（Ｐ２）が小さいか（Ｓ312 ）等が挙げられる。これらの入力されたデータの整合性の確認のための演算処理（Ｓ301 〜Ｓ312 ）は順次行われ、それぞれ、整合する場合には次の整合性の確認のための演算処理を行い、最終的にすべて整合性があると判断された場合には次の各座標データの演算（Ｓ４）を行う。なお、データの整合性の確認のための各演算処理（Ｓ301 〜Ｓ312 ）のなかで、整合性がないと判断された場合には、後述するアラーム出力（Ｓ）を即座に行う。
【００７５】
入力されたデータの整合性が確認されると、その入力されたデータから絞り加工装置を制御することができるような形態で出力すべく、入力データを演算する。この実施の形態では、ワークＷを所望する形状に偏芯絞り加工するために、絞り加工装置の各手段２，３，４等、および各機構７，８，９，１０等のサーボ制御は、成形ローラ１等の移動座標によって指示することが要求される。そこで、この実施の形態では、入力データの整合性の確認（Ｓ３）の後には、各座標データの演算を行う（Ｓ４）。この演算は、例えば、図２９に示したように加工経路を設定する場合には、図３１に示すように、テーパ形成部ＷＴにおける公転軸方向移動速度Ｖａ（mm/ 秒）＝Ｎ＊Ｖ１（Ｓ401 ）、段部における公転軸方向移動速度Ｖｂ（mm/ 秒）＝Ｎ＊Ｖ２（Ｓ402 ）、最小径形成部ＷＳにおける公転軸方向移動速度Ｖｃ（mm/ 秒）＝Ｎ＊Ｖ３（Ｓ403 ）、ワークＷの非絞り加工部と段部との境界部の長手方向の座標Ａ２１（(mm)＝成形ローラ１等の公転軸方向の最大移動距離ＬMAX （Ｓ404 ）、ワークＷの段部とテーパ形成部ＷＴの境界部の長手方向の座標Ａ２２(mm)＝ＬMAX −段部の長手方向の距離Ｌ１１（Ｓ405 ）、ワークＷのテーパ形成部ＷＴと最小径形成部ＷＳとの境界部の長手方向の座標Ａ２３(mm)＝ＬMAX −ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１＋ワークの伸びＬ１２（Ｓ406 ）、最終必要端面（切断位置）の長手方向の座標Ａ２４(mm)＝ＬMAX −ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１（Ｓ407 ）、ワークＷの絞り加工完了後の伸びの長手方向の推定座標Ａ２５(mm)＝ＬMAX −ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１＋ワークＷの伸び量Ｌ２（Ｓ408 ）、成形ローラ１等の成形開始位置までの径方向の座標Ａ３１(mm)＝成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX −ワークＷの非絞り加工部の半径Ｄ／２−Ｊ（バックラッシによるガタ等を見込んだ定数で、例えば２(mm)程度に設定される）（Ｓ409 ）、成形開始位置におけるワークＷの非絞り加工部の径方向の座標Ａ３２(mm)＝成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX −ワークＷの非絞り加工部の半径Ｄ／２（Ｓ410 ）、成形開始位置におけるワークＷの段部の径方向の座標Ａ３３(mm)＝ワークＷの非絞り加工部の径方向の座標Ａ３２＋１回あたりの切り込み量Ｐ１（Ｓ411 ）、ワークＷの最小径形成部ＷＳの径方向の座標Ａ３４(mm)＝成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX −最小径形成部ＷＳの半径Ｄ１／２（Ｓ412 ）、最小径形成部ＷＳの偏芯の径方向の座標Ａ４１(mm)＝偏芯量Ｄ２（Ｓ413 ）、テーパ形成部ＷＴにおける傾斜比率ｔａｎ（Ｌ）＝テーパ形成部の長手方向の長さ（Ｌ１−Ｌ１１−Ｌ１２）／テーパ形成部ＷＴの径方向の長さ（（Ｄ−Ｄ１）／２−Ｐ１（Ｓ414 ）、テーパ形成部ＷＴにおける偏芯量の比率ｔａｎ（Ｄ２）＝Ｄ２／（（Ｄ−Ｄ１）／２−Ｐ１）（Ｓ415 ）、その回のテーパの形成を開始する径方向の座標Ｉ３１(mm)＝Ｐ２（Ｓ416 ）、その回のテーパの形成を開始する長手方向の座標Ｉ２１(mm)＝Ｉ３１＊ｔａｎ（Ｌ）（Ｓ417 ）、その回のテーパを開始する偏芯座標Ｉ４１(mm)＝Ｉ３１＊ｔａｎ（Ｄ２）（Ｓ418 ）、テーパ形成部ＷＴの長手方向の伸びの比率ｔａｎ（Ｌ２）＝Ｌ２／（（Ｄ−Ｄ１）／２−Ｐ１）（Ｓ419 ）、伸びによるワークＷの先端の予測座標ｉ（Ａ２５）(mm)＝Ｉ３１＊ｔａｎ（Ｌ２）（Ｓ420 ）、等の計算が行われる。
【００７６】
その後、テーパ形成部ＷＴを形成するために毎回座標が変化する可変座標データの初期値をセットする（Ｓ５）。このセットは、例えば、１回あたりの径方向の戻り座標Ｉ３２(mm)＝−Ｐ３（Ｓ501 ）、１度のテーパ形成を完了してから後退移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２２(mm)＝Ａ２４−Ａ２２−ｉ（Ａ２５）＋Ｉ２１（Ｓ502 ）、次のテーパ形成のために前進移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２３(mm)＝−Ｉ２２（Ｓ503 ）、次の回のテーパ形成を開始する長手方向の座標Ｉ２４(mm)＝Ｉ２２−Ｉ２１（Ｓ504 ）、テーパ形成部を形成するために必要な回数ｍ＝テーパ形成部の径方向の距離（Ａ３４−Ａ３３）／１回あたりの切り込み量Ｉ３１（Ｓ505 ）、テーパを形成した回数ｎ＝０（当初回数）（Ｓ506 ）等を演算設定することにより行われる。
【００７７】
これらの演算およびセットされたデータは、絞り加工装置の各手段および各機構のサーボプログラムに転送され（Ｓ６）、サーボプログラムの実行（Ｓ７）により偏芯絞り加工が開始されて、テーパ形成部ＷＴの形成に必要な可変座標データを更新するための演算を行う（Ｓ８）。この演算は、例えば、図３２に示すように、次の回において後退移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２２(mm)＝前回の後退移動された成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２２−ｉ（Ａ２５）＋Ｉ２１（Ｓ801 ）、次の回において前進移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２３(mm)＝−Ｉ２２（Ｓ802 ）、次の回のテーパ形成を開始する長手方向の座標Ｉ２４(mm)＝Ｉ２２−Ｉ２１（Ｓ803 ）、次のテーパを形成する回数ｎ＝前回の回数ｎ＋１等（Ｓ804 ）が行われる。なお、上述したように演算およびセットされたデータは、図２６に示した加工経路および図２７に示した加工経路のいずれにも必要に応じて適用することができる。
【００７８】
続いて、加工終了であるか、すなわちｍ＝ｎであるかを判断することにより（Ｓ９）加工回数をチェックし、加工終了である場合（Ｓ９においてＹＥＳの場合）には、ワークＷの所定の位置を切断することによりその最終必要端面が所定の座標となるように加工し（Ｓ１０）、そのワークＷに対する偏芯絞り加工を停止する（Ｓ１１）。
【００７９】
一方、上述したように、データの整合性を確認するための各演算処理（Ｓ301 〜Ｓ312 ）において、整合性がないと判断された場合（Ｓ３においてＮＯの場合）には、入力されたデータに異状があることを報知するためのアラームを出力する（Ｓ１２）。
【００８０】
このように、本発明では、ワークの加工形状や加工仕様を入力することにより、自動的に加工経路や加工速度を演算して絞り加工装置が要求する形態で出力するので手作業の省力化を図ることができ、また、これらの演算を行うに先立って入力されたデータの整合性をチェックするので無駄な演算を未然に防ぐことができる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部を効率よく形成することができ、しかも、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有する固定機構によってワークを固定保持するために、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積が大きくなることから、ワークを支持固定する能力を向上させることができる絞り加工方法が提供される。
【００８２】
請求項２の発明によれば、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部を効率よく形成することができ、しかも、カッタ装置を成形ローラに追従移動させることによりワークの絞り加工された端部を所望の長さに切断するため、絞り加工されることによって長さが変わったワークの端部所定位置を切断してワークを所望の長さに成形することができるので、ワークを効率よく所望する形状に形成することができる絞り加工方法が提供される。
【００８３】
請求項３の発明によれば、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、を具備しており、ワークを固定支持する固定機構のワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように複数の溝を形成したことにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部を形成する際に成形ローラの公転径方向と平行に溝を形成した場合と比較して、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積を大きくすることができ、したがって、ワークを支持固定する能力を向上させることができる絞り加工装置が提供される。
【００８４】
請求項４の発明によれば、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、ワークの絞り加工された端部を切断する切断手段と、を具備しており、前記切断手段は、ワークを切断するカッタ装置と、成形ローラに係合してカッタ装置を追従移動させる追従移動手段と、カッタ装置を成形ローラに対する係合位置と退避位置との間で移動させる係合退避手段と、を具備したことにより、ワークの長さは絞り加工されることによって変わったワークの端部所定位置を切断手段によって切断して所望の長さに成形することができる絞り加工装置が提供される。そして、成形ローラによってワークに複雑な非対称形状の加工部を形成するための絞り加工を行っているときは、係合退避手段によってカッタ装置を成形ローラに対する係合位置から離れた退避位置に退避させ、絞り加工が完了すると、カッタ装置を係合退避手段によって成形ローラに対する係合位置に移動させて成形ローラに係合させることができ、しかも、係合された成形ローラの公転に追従移動するようにカッタ装置を追従移動手段によって駆動させてワークの端部所定位置を切断することができる絞り加工装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る絞り加工装置の実施の一形態を示す正面断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本発明に係る絞り加工装置の要部断面図である。
【図４】ワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して所定の角度で傾斜するように複数の溝がそれぞれ形成された、ワークの固定機構の固定部材および可動部材を示す正面図である。
【図５】本発明に係る絞り加工装置の実施の別の形態を示す正面断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５の側面図である。
【図８】カッタ装置を成形ローラに対する係合位置と退避位置との間で移動させるための係合退避手段の説明図である。
【図９】カッタ装置と、成形ローラに係合してカッタ装置を追従移動させる追従移動手段とを示す平断面図である。
【図１０】カッタ装置の一部断面正面図である。
【図１１】カッタ装置の平断面図である。
【図１２】ケースを充分後退させてワークと成形ローラとの間に切断手段の支持フレームに支持されたリングのピンを位置させた状態を示す平面図である。
【図１３】図７に示したワーク支持装置の固定機構の詳細を示す断面図である。
【図１４】本発明の別の公転軸方向移動手段が設けられた絞り加工装置の実施の形態を示す正面断面図である。
【図１５】図１４に示された絞り加工装置において、さらに公転駆動手段が別の実施の形態である場合を示す正面断面図である。
【図１６】ワークを偏芯あるいは偏角することなくテーパ状に形成する場合において、公転駆動手段が、ワーク支持装置に成形ローラの公転方向に対して相対的に反対方向へワークを回転させる回転支持機構を設けたものである場合の絞り加工装置の実施の形態を示す正面断面図である。
【図１７】公転軸方向に複数の加工部が配置された成形ローラをワークに当接した状態を示す説明図である。
【図１８】図１７の状態から、成形ローラを公転径方向に移動させると共に公転軸方向へ前方側の加工部がワークの先端に達するまで移動させた状態を示す説明図である。
【図１９】成形ローラを公転軸方向のみに後方に向かってワークのテーパ形成部の開始位置よりもわずかに前方の位置まで移動させた場合の状態を示す説明図である。
【図２０】成形ローラの公転径の縮小と同時に、偏芯機構によってワークの長手方向の軸を成形ローラの公転軸に対して平行移動させて、ワークを偏芯絞り加工する状態を示す説明図である。
【図２１】偏角機構によりワークの長手方向の軸を成形ローラの公転軸に対して所定の角度を形成するよう偏角させた状態を示す平面図である。
【図２２】成形ローラおよびサブローラを公転させながらワークの端部に向かって公転軸方向に移動させた状態を示す平面図である。
【図２３】図２２に示した状態から、偏角開始位置に成形ローラを前進させて図２１の偏角角度よりもさらに偏角させた状態を示す平面図である。
【図２４】図２３に示した状態から、再び成形ローラおよびサブローラを公転させながらワークの端部に向かって公転軸方向に移動させた状態を示す平面図である。
【図２５】図２４に示した状態から、偏角開始位置に成形ローラを前進させて図２３の偏角角度よりもさらに偏角させた状態を示す平面図である。
【図２６】成形ローラの加工経路の実施の一形態を示す説明図である。
【図２７】成形ローラの加工経路の実施の別の形態を示す説明図である。
【図２８】グラフィックパネルにより構成された入力手段の実施の一形態を示す説明図である。
【図２９】制御手段が行う処理内容を示すフローチャートである。
【図３０】図２９に示した入力データの整合性を確認する内容の具体的な実施の一形態を示すフローチャートである。
【図３１】図２９に示した座標データ演算および可変座標データの初期値セットの内容の具体的な実施の一形態を示す説明図である。
【図３２】図２９に示した可変座標データの更新の内容の具体的な実施の一形態を示す説明図である。
【図３３】絞り加工によりテーパ状に形成されたワークを示す正面図である。
【図３４】偏芯絞り加工により、最小径形成部と非絞り加工部との間がテーパ状に形成されると共に、最小径形成部が非絞り加工部から偏芯するように形成されたワークを示す正面図である。
【図３５】偏芯・偏角絞り加工により、最小径形成部と非絞り加工部との間がテーパ状に形成されると共に、最小径形成部が非絞り加工部から偏芯し、且つ、最小径形成部と非絞り加工部との軸線の延長線が所定の角度を形成するように偏角形成されたワークを示す正面図である。
【図３６】偏芯絞り加工を行う場合の従来の技術を示す説明図である。
【図３７】従来の、ワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して平行に複数の溝がそれぞれ形成された、ワークの固定機構の固定部材および可動部材を示す正面図である。
【符合の説明】
１ 成形ローラ
１Ａ 成形ローラ
１Ｂ サブローラ
２ 公転駆動手段
３ 公転径変化手段
４ 公転軸方向移動手段
５ ワーク支持装置
６ 成形ローラ駆動装置
７ 固定機構
８ 偏芯機構
９ 偏角機構
１０ 補正機構
２９ 公転駆動用モータ
４９ 径方向移動用モータ
６０ 公転軸方向移動用モータ
７０ａ，７１ａ ワークに接する面
７０ｂ，７１ｂ 複数の溝
７８ 偏芯用モータ
８０ 偏角用モータ
８４ 補正用モータ
１００ 切断手段
１０１ カッタ装置
１０２ 追従移動手段
１０３ 係合退避手段
１１０ ピン
１６０ 入力手段
２００ 成形ローラの加工部
Ｒｃ 成形ローラの公転軸
Ｗｃ ワークの長手方向の軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り加工方法および絞り加工装置に関し、さらに詳しくは、ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工することによって、特に、ワークを偏芯および／または偏角させる等の複雑な非対称形状に形成することが可能な絞り加工方法および絞り加工装置に関するものである。
ここで、「偏芯」とは、ワークの絞り加工された部位の長手軸線と絞り加工されていない部位の長手軸線とが平行に偏位された状態をいい、「偏角」とは、ワークの絞り加工された部位の長手軸線と絞り加工されていない部位の長手軸線とが、延長線上で互いに交差するように、所定の角度を有する状態をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、成形ローラがワークに対して相対的に公転するようにしつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工することが行われている。
このような絞り加工を行うための従来の技術としては、例えば、フランジ付きワークの絞り加工装置として開示された特開平８−７１６６０号公報や、鋼管の整形方法として開示された特開平５−２２０５０７号公報が知られている。
【０００３】
上記特開平８−７１６６０号公報は、フランジを有するワークをクランプして上下動する支持台と、この支持台の上部に位置し、支持台で上昇位置に保持されたワークのフランジよりも下部の位置に外側から絞り加工を施す絞り加工機とからなり、絞り加工機は、固定支持部で垂直に支持した回転軸の下端にヘッドを一体に回転するように固定し、このヘッドの下面に半径方向への移動が可能となるよう取付けた可動台に絞りローラを回転可能に取付け、前記回転軸に軸方向への移動が可能となるよう外嵌挿した昇降筒と、この昇降筒に上下動を付与するため固定支持部に取付けた駆動機とを昇降筒の回転を許容する状態で上下動方向に結合し、前記ヘッドに基部を枢支したＬ形アームの一端を昇降筒に係止して他端を可動台に係止し、昇降筒の上下動によるＬ形アームの揺動で可動台の絞りローラをヘッドの回転軸心に対して接近離反動させるようになっている。
絞りローラの外周面には、絞り加工されるワークの形状に応じて、円弧状の凹入成形面が設けられている。
【０００４】
そして、この特開平８−７１６６０号公報における作用は、次のように記載されている。すなわち、支持台上にフランジ付きのワークを固定し、支持台の上昇によってワークを上昇位置に持上げる。絞り加工機は、昇降筒が下降位置にあって絞りローラはヘッドの回転軸心から離れた位置にあり、上昇したワークに対してフランジよりも下部の外側に待機している。この状態で回転軸を回転させると、絞りローラはワークの周囲を公転し、駆動機で昇降筒を上昇移動させると、Ｌ型アームの回動で可動台とこれに取付けた絞りローラがヘッドの回転軸心に向けて移動し、絞りローラはフランジよりも下部の位置でワークを押圧し、公転と自転及び上記回転軸心へ向けての移動とにより、ワークの周壁を絞り込んで行く。
そして、特開平８−７１６６０号公報には、ワークを固定するために一対のクランプを設けることが記載されているが、ワークを固定するためのクランプの接触面には、一般的に、図３７に示すように、溝が成形ローラの公転径方向と平行に形成されている。
【０００５】
一方、パイプの偏芯絞り加工方法として、特開平５７−１８７１１９号公報に開示されているように、内壁面を口径部とこの口径部に連なる碗状凹部とにより形成して絞り部とした複数の金型の各碗状凹部の絞り各半径を変化させずに各口径部の直径を被加工物であるパイプの直径に対して段階的に減少させるとともに前記パイプの中心軸に対して前記各口径部の中心軸を段階的に偏芯させた各金型により、前記パイプの端部を順次プレス加工して被加工物であるパイプの端部を偏心絞り加工することを特徴とするものが知られている。
【０００６】
また、図３６に示すように、成形ローラ１Ｃの枢軸と平行な軸線Ｑｃに対してワークＷを、その長手方向の軸Ｗｃが所定角度αを形成するように配置し、このワークＷを長手軸方向の軸Ｗｃ回りに回転させ、ワークＷに対して成形ローラ１Ｃを押圧すると共に移動させることにより、破線で示したような形状にパイプ状のワークＷを偏芯絞り加工することも行われている。
【０００７】
そして、以上のように成形ローラを用いた絞り加工装置を制御するために、一般的には、ワークの形状やその諸元によって決定される加工速度に基づいて加工経路および加工速度を絞り加工装置単位で全てのポイントについての座標を手作業で計算し、計算結果を絞り加工装置の制御装置に要求される形態で入力し、この入力されたデータによって制御し絞り加工を行っていた。また、この計算された結果は、設定されたワークの形状や加工速度と整合するかを判断するためのシミュレーションを手作業で計算していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術のうち、特開平８−７１６６０号公報や特開平５−２２０５０７号公報にあっては、単に、パイプ状のワークの一部分を径方向に縮小変形させるにとどまり、ワークの長手方向の軸に沿って暫時径が変化するようなテーパ形状を形成するような絞り加工や、ワークに偏芯および／または偏角絞り加工を行うような複雑な非対称形状にワークを形成することは考慮されていないものであった。そして、特開平８−７１６６０号公報に開示された絞りローラは、絞り加工されるワークの形状に応じた形状に形成されたもので、ワークの長手方向の軸に沿って移動されることがないために、絞り加工を行うための加工部が単一のものであった。
さらに、ワークを固定支持する固定機構の半割状の部材２７０，２７１の面２７０ａ，２７１ａは一般に、図３７に示したように、ワークの公転径方向と平行の溝２７０ｂ，２７１ｂが形成されているためワークＷに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための面積を大きくすることができず、ワークを支持固定する能力に限界があるという問題があった。
【０００９】
一方、特開平５７−１８７１１９号公報に開示されたパイプの偏芯絞り加工方法にあっては、口径部の中心軸を段階的に偏芯させた複数の金型を必要とし、しかも、ワークを各金型により順次プレス加工するものであるために、時間や、手間、コスト等がかかり、効率が悪いという問題があった。
【００１０】
また、図３６に示したように、成形ローラ１Ｃの枢軸と平行な軸線Ｑｃに対してワークＷを、その長手方向の軸Ｗｃが所定角度αを形成するように配置し、このワークＷを長手軸方向の軸Ｗｃの回りに回転させ、ワークＷに対して成形ローラ１Ｃを押圧すると共に移動させることにより偏芯絞り加工を行う場合にあっては、成形ローラ１ＣがワークＷの表面に対して直角に当接されないために、図３６中に示した距離Ｌが余計に必要となり、ワークＷに無駄が生じるという問題があった。
【００１１】
そして、上述したように成形ローラを用いた絞り加工装置を制御する場合にあっては、手作業で絞り加工装置単位で全てのポイントについての座標を絞り加工装置が要求する形態で計算しなければならず、手間や時間がかかると共に、計算ミスや入力ミスのおそれがあるという問題があった。さらには、ワークの諸元等によって決定される加工速度等の限界速度に計算された設定値が整合するかは、シミュレーションを行ってみるまでは判断することができず、また、そのための計算を手作業で行うために、上記座標計算と同様に、手間や時間がかかると共に計算ミスのおそれがあるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成でワークの長手方向の軸に沿って暫時径が変化するようなテーパ形状を形成するような絞り加工や、ワークに偏芯および／または偏角絞り加工を行うような複雑な非対称形状にワークを容易に効率よく形成することができる絞り加工方法および絞り加工装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る絞り加工方法は、上記目的を達成するため、ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工する、絞り加工方法であって、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有する固定機構によってワークを固定保持し、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に係る絞り加工方法は、上記目的を達成するため、ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工する、絞り加工方法であって、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させてワークを絞り加工し、カッタ装置を成形ローラに追従移動させることによりワークの絞り加工された端部を所望の長さに切断することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に係る絞り加工装置は、上記目的を達成するため、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、を具備しており、前記偏位配置手段はワークを固定支持する固定機構を含み、該固定機構は、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有するものであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に係る絞り加工装置は、上記目的を達成するため、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、ワークの絞り加工された端部を切断する切断手段と、を具備しており、前記切断手段は、ワークを切断するカッタ装置と、成形ローラに係合してカッタ装置を追従移動させる追従移動手段と、カッタ装置を成形ローラに対する係合位置と退避位置との間で移動させる係合退避手段とを、具備することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１に係る絞り加工方法では、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させながら公転径を変化させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。そして、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有する固定機構によってワークを固定保持することにより、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積が大きくなり、したがって、ワークを支持固定する能力を向上させることができる。
【００１８】
請求項２に係る絞り加工方法では、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させながら公転径を変化させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。そして、ワークの長さは絞り加工されることによって変わるため、絞り加工が完了すると、カッタ装置を成形ローラに追従移動させてワークの端部所定位置をカッタ装置によって切断して所望の長さに成形する。
【００１９】
請求項３に係る絞り加工装置では、偏位配置手段によりワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置し、公転駆動手段によって成形ローラをワークに沿って相対的に公転させながら公転径を変化させると、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。そして、ワークを固定支持する固定機構のワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように複数の溝を形成したことにより、成形ローラの公転径方向と平行に溝を形成した場合と比較して、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積を大きくすることができ、したがって、ワークを支持固定する能力が向上する。この場合にあっては、固定機構のワークと接する面は、成形ローラ側に向かってわずかに暫時縮径するようなテーパ状に形成することが好ましい。
【００２０】
請求項４に係る絞り加工装置では、偏位配置手段によりワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置し、公転駆動手段によって成形ローラをワークに沿って相対的に公転させながら公転径を変化させると、ワークに複雑な非対称形状の加工部が形成される。ワークの長さは絞り加工されることによって変わるため、絞り加工が完了したワークの端部所定位置を切断手段によって切断して所望の長さに成形する。すなわち、成形ローラによってワークの絞り加工を行っているときは、係合退避手段によってカッタ装置は、成形ローラに対する係合位置から離れた退避位置に退避している。そして、絞り加工が完了すると、カッタ装置は係合退避手段によって成形ローラに対する係合位置に移動され、成形ローラに係合される。そして、カッタ装置は、追従移動手段によって、係合された成形ローラの公転に追従移動するようにして駆動され、ワークの端部所定位置を切断する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る絞り加工装置の実施の一形態を、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、図において同一符号は同一部分または相当部分とする。
本発明に係る絞り加工装置は、概略、図１に示すように、支持されたワークＷに沿って成形ローラ１を相対的に公転させる公転駆動手段２と、成形ローラ１の公転径を変化させる公転径変化手段３と、成形ローラ１とワークＷとを成形ローラ１の公転軸Ｒｃ方向に移動させる公転軸方向移動手段４と、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃと成形ローラ１の公転軸Ｒｃとを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段（後述する）と、を具備している。
この実施の形態においては、ワークＷが中空の円管形状を有するものであり、その径を縮小させるように成形する場合によって説明する。また、この実施の形態においては、ワークＷを偏位可能に固定支持し、この固定支持されたワークＷに対して成形ローラ１を、その公転軸Ｒｃに沿って軸方向におよび公転軸Ｒｃの径方向に移動させる場合によって説明する。
【００２２】
図１に示すように、絞り加工装置は、ワークＷを偏位可能に固定支持するワーク支持装置５と、成形ローラ１を公転させてこの公転軸Ｒｃの軸方向および径方向に移動させる成形ローラ駆動装置６とにより構成されている。
ワーク支持装置５は、ワークＷを固定支持する固定機構７と、ワークＷを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して平行移動させて偏芯移動配置する偏芯機構８と、ワークＷを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して所定角度を形成するように回転させて偏角移動配置する偏角機構９と、偏角機構９により偏角移動配置された固定機構７をさらに偏芯機構８によって偏芯移動配置した際に成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対するワークＷの長手方向の軸Ｗｃの配置を補正する補正機構１０と、を含み、上述したようにワークＷの長手方向の軸Ｗｃと成形ローラ１の公転軸Ｒｃとを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段を構成する。
一方、成形ローラ駆動装置６は、上述の公転駆動手段２と、公転径変化手段３と、公転軸方向移動手段４と、を含む。
【００２３】
最初に、成形ローラ駆動装置６について説明する。
複数の成形ローラ１が公転軸Ｒｃの回りに等間隔で配置されている。図３に詳細に示されているように、各成形ローラ１は、公転軸Ｒｃと平行に延びる支持軸１５にベアリング１６を介して回転可能に取付けられ、支持軸１５の基端部に設けられたブラケット１７が径方向可動部材１８の前端面（図３において右側）に対してボルト１９により着脱可能に取付けられている。支持軸１５の先端には穴１５ａが形成されている。
【００２４】
径方向可動部材１８は、成形ローラ１を公転軸Ｒｃの回りに等間隔で配置するように、互いに適当な間隔をおいて回転部材２２に径方向に移動可能にそれぞれ支持されている。回転部材２２は、その後端面（図３において左側）にボルト２３によって取付けられた公転駆動部材２４とケース２５との間に介装されたベアリング２６によって回転可能に支持されている。公転駆動部材２４には、従動ギヤ２７がボルト２８によって取付けられている。一方、ケース２５には、図１に示すように、公転駆動用モータ２９が取付けられており、また、この公転駆動用モータ２９の回転軸とカップリング３０によって連結された駆動軸３１がベアリング３２によって支持されている。駆動軸３１には、公転駆動部材２４の従動ギヤ２７と噛合される駆動ギヤ３３がボルト３４によって取付けられている（図３）。従動ギヤ２７と駆動ギヤ３３は、その減速比を所望する値に設定することができ、必要な減速比に応じて交換することができる。
【００２５】
公転駆動用モータ２９を回転駆動すると、カップリング３０、駆動軸３１、駆動ギヤ３３、従動ギヤ２７、公転駆動部材２４、回転部材２２、および径方向可動部材１８を介して、成形ローラ１が公転軸Ｒｃ回りに公転されることとなる。本発明に係る公転駆動手段２は、この実施の形態ではこのようにして、公転駆動様モータ２９，カップリング３０，駆動軸３１，駆動ギヤ３３，従動ギヤ２７，公転駆動部材２４，回転部材２２，径方向可動部材１８等により構成されている。
【００２６】
回転部材２２には、リンク部材３７がピン３８によってそれぞれ径方向可動部材１８と対応するように枢支されている。各リンク部材３７は、枢支されるピン３８を中心として一方端と他方端とが所定の角度を有するように形成されたものである。リンク部材３７の一方端は各径方向可動部材１８の後端面（図３において左側）に形成された凹部１８ａに係合され、また、リンク部材３７の他方端は公転軸方向可動部材４０の外周面に形成された凹部４０ａに係合されている。
【００２７】
公転軸方向可動部材４０内にはドローバ４１が成形ローラ１の公転軸Ｒｃと同軸上に配置されており、公転軸方向可動部材４０とドローバ４１の前端部のフランジとの間にはスラストベアリング４２が介装されている。後述するように、ドローバ４１はその軸回りに回転することはなく、公転軸方向可動部材４０は、スラストベアリング４２が介装されていることによって回転部材２２と共にドローバ４１の軸回りに回転することができ、且つ、ドローバ４１の軸方向の移動に従って同様に公転軸Ｒｃ方向に移動することができるようになっている。ドローバ４１の先端面には、絞り加工されたワークＷの端部の最終的な最小径形成部ＷＳ（図３３〜３５を参照）と略同じ径を有するパイプ部材４３が着脱可能に取付けられている。
【００２８】
この実施の形態の場合、ドローバ４１の中間部にはネジ部４１ａが形成され、また後端部には直線状の長溝４１ｂが前後方向に延びるように形成されている。長溝４１ｂにはケース２５に取付けられたピン４４の先端が係合されており、これによって、ドローバ４１の軸回りの回転が防止されている。ネジ部４１ａにはボールネジ４５が螺合され、ボールネジ支持部材４６がケース２５との間に介装されたベアリング４７により回転可能に支持されている。ボールネジ支持部材４６の前端には従動ギヤ４６ａが形成されており、この従動ギヤ４６ａには駆動ギヤ４８が噛合されている。径方向移動用モータ４９の回転軸はカップリング５０を介して駆動ギヤ４８の駆動軸５１と連結されている。径方向移動用モータ４９を回転駆動すると、カップリング５０、駆動軸５１、駆動ギヤ４８、ボールネジ支持部材４６の従動ギヤ４６ａを介してボールネジ４５がドローバ４１の軸回りに回転駆動される。長溝４１ｂ内にはケース２５に設けられたピン４４の先端が摺動可能に係合されており、ボールネジ４５が回転駆動されると、ドローバ４１は軸回りに回転することなく、その軸方向（図１および３の左右方向）に進退移動することとなる。そして、ドローバ４１の軸方向の移動に伴って、公転軸方向可動部材４０も軸方向に移動し、凹部４０ａに他方端が係合されたリンク部材３７はそれぞれピン３８を中心に回動し、リンク部材３７の一方端が凹部１８ａに係合された各径方向可動部材１８は回転部材２２の前端面上を径方向に同量移動し、成形ローラ１の公転径を変化させることとなる。本発明に係る公転径変化手段３は、この実施の形態ではこのようにして、径方向移動用モータ４９，カップリング５０，駆動部材５１，駆動ギヤ４８，従動ギヤ４６ａを有するボールネジ支持部材４６，ボールネジ４５，ドローバ４１，公転軸方向可動部材４０，リンク部材３７，径方向可動部材１８等により構成されている。成形ローラ１の公転径を正確に変化させるため、径方向移動用モータ４９は、サーボモータ等の数値制御が容易な型のものを採用することが望ましい。
【００２９】
上述した公転駆動手段２および公転径変化手段３を備えたケース２５は、公転軸Ｒｃ方向（図１の左右方向）に延びるガイド５５（図１の側面図である図２を参照）によって摺動可能に支持され、またその下方に形成されたブラケット２５ａにはボールネジ５６が担持されている。ボールネジ５６は、基台５７の前後方向（すなわち、公転軸Ｒｃと平行方向である）に延びるように配置された駆動軸５８のネジ部５８ａに螺合されている。駆動軸５８は、カップリング５９を介して公転軸方向移動用モータ６０に連結されている。公転軸方向移動用モータ６０を回転駆動すると、カップリング５９を介して駆動軸５８がその軸回りに回転駆動され、ネジ部５８ａに螺合されたボールネジ５６が駆動軸５８に沿って基台５７の前後方向に移動し、ケース２５に備えられた公転駆動手段２および公転径変化手段３が公転軸Ｒｃ方向に移動し、その結果、この実施の形態においては、成形ローラ１がワークＷに対してその公転軸Ｒｃ方向に移動することとなる。したがって、本発明に係る公転軸方向移動手段４は、この実施の形態ではこのようにして、公転軸方向移動用モータ６０，カップリング５９，ネジ部５８ａを有する駆動軸５８，ボールネジ５６，ケース２５等により構成されている。成形ローラ１を公転軸Ｒｃ方向に正確に移動させるため、公転軸方向移動用モータ６０は、径方向移動用モータ４９と同様に、サーボモータ等の数値制御が容易な型のものを採用することが望ましい。
【００３０】
次に、ワーク支持装置５について、主に図２を参照しながら説明する。
この実施の形態におけるワークの固定機構７は、図２に示すように、ワークＷの形状に応じて形成された半割り状の固定部材７０および半割り状の可動部材７１と、この可動部材７１を固定部材７０に対して近接・遠退移動させるシリンダ７２とにより構成されている。固定部材７０および可動部材７１のワークに接する面７０ａ，７１ａには、両者７０，７１を接合した際に螺旋状となるような、成形ローラ１の公転径方向に対して所定の角度で傾斜する複数の溝７０ｂ，７１ｂがそれぞれ形成されている（図４）。さらに、固定部材７０および可動部材７１のワークに接する面７０ａ，７１ａは、ワークＷの軸方向における成形ローラ駆動装置６の側がワークＷの大きさとほぼ同じに形成されており、成形ローラ駆動装置６の反対側に向かってわずかに縮径するように、所定の角度θを有するテーパ状に形成されている。固定部材７０はフレーム７３の一側方に取付けられ、また、可動部材７１はフレーム７３の上下にわたって設けられた水平移動可能なガイド部材７４に取付けられている。ガイド部材７４は、フレーム７３の他側方に設けられたシリンダ７２のピストンロッド７２ａに連結されている。固定部材７０と可動部材７１との間にワークＷを所定の位置に配置した状態でピストンロッド７２ａを伸長させるようにシリンダ７２を駆動すると、ガイド部材７４に取付けられた可動部材７１がフレーム７３の一側方に取付けられた固定部材７０に近づくよう移動し、ワークＷは、その所定の位置が固定部材７０と可動部材７１との間で挟まれて固定支持される。
【００３１】
偏芯機構８は、フレーム７３を支持する支持台７５の下方に設けられたボールネジ７６と、このボールネジ７６が螺合されるネジ部７７ａを有する駆動軸７７と、駆動軸７７をその軸回りに回転駆動する偏芯用モータ７８とにより構成されたもので、支持台７９上に支持されている。
また、偏角機構９は、絞り加工装置が設置される床面Ｆおよび成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対してそれぞれ直交する軸線回りに回転する回転軸を有し、偏芯機構８の支持台７９を回転軸回りに回動可能に支持する偏角用モータ８０により構成されている。
そして、補正機構１０は、偏角用モータ８０を支持する支持台８１に設けられたボールネジ８２と、このボールネジ８２が螺合されるネジ部８３ａを有する駆動軸８３と、駆動軸８３をその軸回りに回転駆動する補正用モータ８４とにより構成されている。
【００３２】
偏角用モータ８０上に支持された支持台７９の上面には固定機構７のフレーム７３を駆動軸７７に沿って摺動可能に案内するガイド部材８５が駆動軸７７と平行に延びるように設けられている。偏芯用モータ７８を駆動すると、駆動軸７７がその軸回りに回転駆動され、ネジ部７７ａに螺合されたボールネジ７６が駆動軸７７に沿ってガイド部材８５上を移動し、フレーム７３に設けられた固定部材７０と可動部材７１との間で固定支持されたワークＷが公転軸Ｒｃに対して平行に移動し、偏芯することとなる。
【００３３】
床面Ｆ上には基台８６が設けられ、基台８６上にはガイド部材８７が公転軸Ｒｃに対して略直交する方向に延びるように設けられている。偏角用モータ８０を支持する支持台８１は、ガイド部材８７によって支持されており、ガイド部材８７に沿って公転軸Ｒｃに対して略直交する方向に移動することが可能となっている。そして、補正機構１０の駆動軸８３は、ガイド部材８７と平行に配置され、補正用モータ８４に連結されている。補正用モータ８４を駆動すると、駆動軸８３がその軸回りに回転駆動され、ネジ部８３ａに螺合されたボールネジ８２が駆動軸８３に沿ってガイド部材８７上を移動し、ワークＷを固定支持する固定機構７と偏芯機構８とを支持している偏角用モータ８０が公転軸Ｒｃに対して略直交する方向に移動されることとなる。
【００３４】
次に、本発明の絞り成形装置の別の実施の形態を、図５〜図１３に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
この実施の形態が上述した実施の形態と異なるのは、図５および図６に示すように、中空の円管形状のワークＷの内壁と外壁とにそれぞれ作用する複数の成形ローラ１Ａ，１Ｂを備えており、また、図６および図８に示すように、ワークＷの絞り加工された端部を切断する切断手段１００を具備したことにある。
また、この実施の形態においては、成形ローラ駆動装置６の公転軸方向移動手段２とワーク支持装置５の固定機構７とが、上述した実施の形態と異なっている。
【００３６】
図５および図６に示すように、径方向可動部材１８の前端面に設けられたブラケット１７のうちの少なくとも１つ１７Ｂには、ワークの外周壁に作用するように当接される成形ローラ１Ａと、この成形ローラ１Ａの内側にワークＷを挟んで対向するように配置されて内周壁に作用するように当接されるもう一つの成形ローラ（以下、サブローラという）１Ｂとをそれぞれ支持する支持軸１５Ａ，１５Ｂが設けられている。成形ローラ１Ａとサブローラ１Ｂを有するブラケット１７Ｂは、径方向可動部材１８の前端面に対してボルト（図示を省略した）により着脱可能に取付けられており、上述した実施の形態における単一の成形ローラ１を有するブラケット１７と、必要に応じて交換することができる。成形ローラ１Ａの公転径は、単一の成形ローラ１の公転径と同じに設定される。なお、サブローラ１Ｂの径は、絞り加工を完了したワークＷの最小径形成部ＷＳ（図３３〜３５を参照）の内径よりも小さく形成されている。
【００３７】
公転径変化手段３のリンク部材３７の端部は、図５に示すように、この実施の形態では、各径方向可動部材１８の後端面および公転軸方向可動部材４０の外周周面に形成されたブラケットに対してそれぞれピン１１０によって枢着されている。また、この実施の形態では、ドローバ４１の中間部に直線状の長溝４１ｂが形成され、後端部にネジ部４１ａが形成されている。そして、長溝４１ｂにはケース２５に取付けられたピン４４が係合されてその軸回りの回転が防止されている。さらに、ネジ部４１ａに螺合されたボールネジは、ドローバ４１が成形ローラ１，１Ａ，１Ｂの公転径を変化させるべく軸方向に所定のストロークで移動するために充分な内部空間を有する回転駆動部材１１１の先端に内嵌固定されており、回転駆動部材１１１の後端は、カップリング５０を介して径方向移動用モータ４９の回転軸と連結されている。径方向移動用モータ４９を回転駆動すると、カップリング５０および回転駆動部材１１１を介してボールねじ４５がドローバ４１の軸回りに直接的に回転駆動され、ドローバ４１が軸回りに回転することなくその軸方向に進退移動し、各径方向可動部材１８が径方向に同量移動して成形ローラ１，１Ａ，１Ｂの公転径が変化されることとなる。なお、図示した実施の形態では、ドローバ４１の先端面からパイプ部材４３が取外されている。
【００３８】
図６および図８〜図１２に示すように、絞り加工されたワークＷの端部を切断する切断手段１００は、ワークを切断するカッタ装置１０１と、成形ローラ１（１Ａまたは１Ｂでもよい）に係合してカッタ装置１０１を追従移動させる追従移動手段（後述する）と、カッタ装置１０１を成形ローラ１に対する係合位置Ｐ１と退避位置Ｐ２（図８を参照）との間で移動させる係合退避手段１０３とを、具備している（図５および図７においては、切断手段の図示を省略した）。
【００３９】
図８に示した場合においては、成形ローラ駆動装置６の側部には、ガイド部材１２０が所定の角度で傾斜するように設けられており、ガイド部材１２０には支持ブラケット１２１が摺動可能に取付けられている。また、成形ローラ駆動装置６の側部下方には、支持ブラケット１２１を移動させるためのシリンダ１２２の基端部が枢着されている。シリンダ１２２のピストンロッド１２２ａが支持ブラケット１２１に連結されており、シリンダ１２２のピストンロッド１２２ａを伸張・退縮させるように駆動することにより、図８において実線で示された成形ローラ１に対する係合位置Ｐ１と破線で示された退避位置Ｐ２との間で支持ブラケット１２１がガイド部材１２０に沿って移動することとなり、このようにして係合退避手段１０３が構成されている。
【００４０】
支持ブラケット１２１にはガイドシリンダ１２５が一対で設けられており、各ガイドシリンダ１２５内には公転軸対して平行に摺動する支持ロッド１２６が挿通されている。図９に示すように、ガイドシリンダ１２５の後端のフランジ１２５ａと支持ロッド１２６の後端のフランジ１２６ａとの間には、ガイドシリンダ１２５に対して支持ロッド１２６を後方へ弾性的に付勢する圧縮バネ１２７がそれぞれ介装されている。
【００４１】
両支持ロッド１２６の前端には単一の支持フレーム１２８が取付けられている。図９に示すように、支持フレーム１２８の内側には、ワークＷに干渉しない大きさの内径を有するリング１２９がベアリング１３０によって回転可能に支持されている。カッタ装置１０１は、リング１２９の成形ローラ１と対向する面に設けられている。また、支持フレーム１２８には、リング１２９の外周面に形成された凹部１２９ａに対してボール１３１をバネ１３２の弾性力によって押圧するボールプランジャ機構１３３が設けられており、このボールプランジャ機構１３３は、後述するように、成形ローラ１の公転軸Ｒｃ回りの回転駆動によるカッタ装置１０１の公転軸回りの回転を妨げることなく、且つ、成形ローラ１の支持軸１５の穴１５ａに対してカッタ装置１０１のピンを容易に係合することができるように、リング１２９に設けられたカッタ装置１０１を所定の位相で止めるよう係止する。
【００４２】
カッタ装置１０１は、図９〜１１に示すように、リング１２９に固定された支持部材１３５と、この支持部材１３５にリング１２９の内径方向に摺動可能に嵌挿されたスライダ１３６と、スライダ１３６に設けられたカッタ刃１３７と、スライダ１３６に設けられた成形ローラ１の支持軸１５の先端に形成された穴１５ａと係合可能なピン１３８と、スライダ１３６をリング１２９の外径方向に弾性的に付勢する圧縮バネ１３９とにより構成されている。図１１に示すように、支持部材１３５は断面が略コ字形に形成されてなるもので、スライダ１３６と対応して互いに嵌合するように段部１３５ａ，１３６ａが形成されている。支持部材１３５は、背面からボルト１４０が螺合されることによりリング１２９に対して固定されている。スライダ１３６には、そのリング１２９に対する内径側（図１０においては上方）端面から突出するように、円盤状のカッタ刃１３７がベアリング１４１を介して回転可能に枢着されている。また、ピン１３８は、スライダ１３６の成形ローラ１側の面における、リング１２９に対する外径側（図１０においては下方）に立設されている。そして、スライダ１３６のリング１２９に対する外径側の端部には両側方に延びるフランジ１３６ａが形成されており、このフランジ１３６ａと支持部材１３５に対応するように形成された穴１３５ｂとの間に圧縮バネ１３９が介装されている。
【００４３】
このように構成されたことにより、ピン１３８が成形ローラ１の支持軸１５の先端に形成された穴１５ａと係合されると、カッタ装置１０１は、支持ロッド１２６が圧縮バネ１２７によって後方へ弾性的に付勢されていることにより成形ローラ１の公転軸Ｒｃ方向の移動に対応して、また、リング１２９が回転可能に支持されていることにより成形ローラ１の公転に対応して、さらに、カッタ刃１３７およびピン１３８が設けられたスライダ１３６が支持部材内１３５内をリング１２９の内径方向に摺動可能に支持されていることにより成形ローラ１の公転径（すなわち絞り加工後のワークの径でもある）の変化に対応して、追従移動し公転軸Ｒｃ回りに駆動されることとなり、このようにして上述した追従移動手段が構成されている。
【００４４】
図７および図１３に示すように、この実施の形態におけるワーク支持装置５の固定機構７は、フレーム１５０内に形成され供給される流体圧によってワークＷの長手方向の軸Ｗｃに沿ってピストン部１５１を移動させるシリンダと、ピストン部１５１のワークＷの長手方向の移動によってワークＷの径方向に移動される爪状の固定部材１５３とにより構成されている。各固定部材１５３は、フレーム１５０にボルト１５４により取付けられたリテーナ１５５によって径方向に移動可能に保持されている。ピストン部１５１の内側にはカム面１５１ａが設けられており、このカム面１５１ａと対応して各固定部材１５３にもカム面１５３ａが設けられている。図１３に示された実施の形態では、シリンダ１５２に供給される流体圧によってピストン部１５１を矢印で示したように左方向に移動させると、各固定部材１５３がワークＷの径方向内側に均等に移動し、ワークＷは、その中心と固定部材１５３の中心とが一致した状態で固定支持される。
【００４５】
なお、本発明の絞り加工装置は、上述した実施の形態に限定されることはなく、上述した実施の形態では偏芯および／または偏角するように支持固定された中空円管状のワークＷの外壁に成形ローラ１，１Ａを押圧することによって、その径を縮小させるように成形する場合により説明したが、例えば、ワークＷとして中実円筒状のものに適用することができ、また、中空円管状のワークＷの内壁に対して外向きに成形ローラを押圧して、ワークＷの径を拡大させるよう成形する場合にも適用することができる。この実施の形態では、ワークＷの外壁を押圧するための成形ローラ１，１あるいは１，１Ａの２つの場合を図５および図６に示したが、３つ以上の成形ローラを公転軸回りに等間隔に配置することもできる。このことは、上述したワークの内壁を外側に向かって押圧するための成形ローラについても同様である。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃと成形ローラ１の公転軸Ｒｃとを相対的に偏位させるように配置するために、ワークＷをワーク支持装置５によって偏位させた状態で固定支持する場合によって説明したが、ワーク支持装置５によって固定支持されたワークＷに対して、成形ローラ駆動装置６の公転軸Ｒｃを偏位させるように構成することもできる。そして、偏芯機構８は、公転軸Ｒｃに対して水平方向に移動させるものに限定されず、垂直方向に移動させるものであってもよい。
【００４７】
さらにまた、本発明における公転軸方向移動手段４は、成形ローラ駆動装置６に含まれることなく、成形ローラ１とワークＷとを成形ローラ１の公転軸Ｒｃ方向に相対的に移動させることができるのもであれば、図１４および図１５に示すように、ワーク支持装置５が成形ローラ１の公転軸Ｒｃに沿って移動するように、公転軸方向移動手段４をワーク支持装置５に設けた構成としてもよい。すなわち、図１４および図１５に示した実施の形態では、ワーク支持装置５は、公転軸Ｒｃ方向（図１４の左右方向）に延びるガイド５５によって摺動可能に支持され、また、その下方に形成されたブラケット５ａにはボールネジ５６が担持されている。ボールネジ５６は、基台５７の前後方向（すなわち、公転軸Ｒｃと平行方向である）に延びるように配置された駆動軸５８のネジ部５８ａに螺合されている。駆動軸５８は、公転軸方向移動用モータ６０に連結されている。公転軸方向移動用モータ６０を回転駆動すると、駆動軸５８がその軸回りに回転駆動され、ネジ部５８ａに螺合されたボールネジ５６が駆動軸５８に沿って基台５７の前後方向に移動し、ワーク支持装置５に固定支持されたワークが公転軸Ｒｃ方向に移動することとなる。このような構成とすることにより、公転軸方向移動手段４の構造を小型化および簡略化させることができる。なお、図１４および図１５には、ワーク支持装置５が、ワークＷを固定支持する固定機構７と、ワークＷを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して平行移動させて偏芯移動配置する偏芯機構８とを含み、偏角機構９および補正機構１０を含まない場合が示されている。しかしながら、図示は省略するが、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様に、ワーク支持装置５に偏角機構９および補正機構１０を含めることができる。
【００４８】
さらに、上述した実施の形態においては、公転駆動手段２が、モータ２９の駆動力をギヤ３３，２７を介して、公転駆動部材２４，回転部材２２および径方向可動部材１８を回転させることによって成形ローラ１を公転軸Ｒｃ回りに公転させるものである場合によって説明した。しかしながら、本発明の公転駆動手段２は、支持されたワークＷの外形に沿って成形ローラ１を相対的に公転させることができるものであればよく、図１５に示すように、駆動軸３１と公転駆動部材２４または回転部材２２とにプーリ１５０，１５１をそれぞれ設けて両プーリ１５０，１５１の間に例えばＶベルト１５２を巻き掛け、あるいは、図示は省略するが、駆動軸３１と公転駆動部材２４または回転部材２２とにスプロケットをそれぞれ設けて両スプロケット間にチェーンを巻き掛ける等、巻掛け伝動装置を用いることもできる。この場合にあっては、公転駆動手段２の構造が簡略化される。
【００４９】
また、ワークＷを偏芯あるいは偏角することなくテーパ状に形成する場合（図３３を参照）には、図１６に示すように、公転駆動手段２は、ワーク支持装置５に成形ローラ１の公転方向に対して相対的に反対方向へワークを回転させる回転支持機構１１を設けたものとすることもできる。図１６に示された回転支持機構１１では、ワークＷを固定支持する固定機構７がフレーム１５５に対してワークＷの軸回りに回転可能に設けられており、この固定機構７と固定機構７を回転駆動するモータ１５６の回転軸とにそれぞれプーリ１５７，１５８を設けて両プーリ１５７，１５８の間に例えばＶベルト１５９を巻き掛ける等の巻掛け伝動装置が用いられている。しかしながら、回転支持機構１１は、成形ローラ１に対してワークを相対的に反対方向に回転させることができるものであれば、図１６に示した実施の形態に限定されることはなく、他の形式のものを用いることもできる。この場合にあっては、ワークＷに対する成形ローラ１の相対回転速度が向上されるため、成形ローラの公転径方向の移動速度を向上させることができるので、絞り加工に要する加工時間が短縮される。
【００５０】
また、本発明における成形ローラ１は、上述した実施の形態のように単一の加工部が形成されたものの外、図１７〜図１９に示すように、公転軸Ｒｃ方向に複数の加工部２００が配置されたものを用いることもできる。図１７〜図１９に示した実施の形態の場合、加工部２００は、成形ローラ１の両端に形成されている。両加工部２００，２００の間隔は、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置ＳからワークＷの先端までの距離をＬとすると、この距離Ｌの半分（Ｌ／２）に設定されている。さらに、加工部２００，２００は、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの公転軸Ｒｃに対する角度に応じて、例えば、ワークの先端側に位置する加工部２００の径を、テーパ形成部ＷＴの開始位置Ｓ側に位置する加工部２００の径よりも大きく設定することもできる。
【００５１】
この場合にあっては、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置Ｓに後方側（図１７〜１９における右方側）の加工部２００が当接するように、公転径方向に成形ローラ１を移動させる（図１７）。その後、成形ローラ１を公転径方向にさらに所定量移動させると共に、前方側（図１７〜１９における左方側）の加工部２００がワークＷの先端に達するまで公転軸方向に移動させる（図１８の矢印を参照）。単一の加工部が形成された場合には、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置ＳからワークＷの先端までの距離Ｌを成形ローラ１を移動させる必要があるが、図１７〜図１９に示したように成形ローラの両端に加工部２００，２００を形成した場合には、成形ローラ１の移動量は、ワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置ＳからワークＷの先端までの距離Ｌの半分（Ｌ／２）で済むこととなる。次いで、例えば公転軸Ｒｃ方向のみに、成形ローラ１を後方に向かってワークＷのテーパ形成部ＷＴの開始位置Ｓよりもわずかに前方の位置Ｓ’まで移動させる。このワークＷの先端から上述した位置Ｓ’まで成形ローラ１を移動させる際の距離も、単一の加工部が形成された場合の半分で済むこととなる。成形ローラ１の公転径方向および公転軸方向前方の移動、および、成形ローラ１の前回の工程よりもわずかに前方までの公転軸方向後方への移動は、ワークＷに所定のテーパ形成部ＷＴおよび最小径形成部ＷＳ（図３３〜図３５を参照）が形成されるまで繰り返される。
【００５２】
一方、本発明の絞り加工装置は、成形ローラ１の公転と同時にその公転軸Ｒｃ方向に成形ローラ１とワークＷとを相対的に移動させない場合には、ワークＷにテーパ形成部位ＷＴを形成するような絞り加工は行われず、成形ローラが当接される部位のみの径を変化させるような絞り加工を行うこともできる。
【００５３】
このように、本発明の各手段および機構は、特許請求の範囲内において様々なタイプのものを採用し変更することができる。
【００５４】
次に、本発明の、以上のように構成された絞り加工装置による絞り加工方法を説明する。
本発明の絞り加工装置による絞り加工方法は、概略、ワークＷに沿って成形ローラ１（１Ａ，１Ｂ）を相対的に公転させつつ、成形ローラ１の公転Ｒｃの径を変化させることによりワークＷを絞り加工する絞り加工方法であって、支持されたワークＷに対して成形ローラ１を公転させ、またこれと同時に、その公転軸Ｒｃ方向に成形ローラ１とワークＷとを相対的に移動させるものである。
【００５５】
ワークＷを図３３に示したように、テーパ形成部ＷＴおよび最小径形成部ＷＳを有する形状に絞り加工を行う場合、この絞り加工を開始するまでは、ワーク支持装置５の固定機構７に固定されたワークＷの長手方向の軸Ｗｃが成形ローラ１の公転軸Ｒｃの延長線上に位置するように、ワーク支持装置５の偏芯機構８、偏角機構９、および補正機構１０は、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃが制御されている。
【００５６】
絞り加工を開始するときは、最初に、公転軸方向移動用モータ６０を駆動して成形ローラ１をワークＷの絞り加工開始位置まで前進させ、その後、径方向移動用モータ４９を駆動して、成形ローラ１をワークの外周面に当接させる。そして、公転駆動用モータ２９を回転駆動して成形ローラ１をワークＷの形状に沿って公転させる。
【００５７】
ワークＷを図３４に示したように、最小径形成部ＷＳにおける長手方向の軸ＷｃｓがワークＷの非加工部における長手方向の軸Ｗｃに対して平行に移動し、これに対応するようにテーパ形成部ＷＴが非対称となるような形状に偏芯絞り加工を行う場合には、成形ローラ１を公転させた状態で、径方向移動用モータ４９を駆動して成形ローラ１の公転径を縮小させ、公転軸方向移動用モータ６０を駆動して成形ローラ１を公転軸Ｒｃに沿ってワークＷの端部に向かって移動させ、これと同時に、偏芯機構８の偏芯用モータ７８を駆動してワークＷの長手方向の軸Ｗｃを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して平行移動させる。すると、図２０に示すように、加工当初においてはワーＷクの長手方向の軸Ｗｃ０が成形ローラ１の公転軸Ｒｃと一致しているが、ワークＷの端部に向かうにしたがって成形ローラ１の公転径Ｄ１〜Ｄ１０が徐々に縮小すると共に、成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対してワークＷの長手方向の軸Ｗｃ１〜Ｗｃ１０が移動し、ワークＷは偏芯絞り加工が行われて図３４に示したような形状に形成されることとなる。これらの成形ローラ１の公転、公転径の変化、公転軸方向の移動、および公転軸Ｒｃに対するワークＷの長手方向の軸Ｗｃ１〜Ｗｃ１０の移動（偏芯）は、ワークＷの種類や材質、形状等の諸元によって、一度の公転軸方向の移動で所望する形状にワークＷを成形するように公転径を変化させると共に偏芯させることができ、また、一度の公転軸方向の移動で僅かづつ段階的に公転径を変化させると共に偏芯させることを繰り返して最終的に所望する形状にワークＷを成形することもできる。
【００５８】
本発明では、長手方向の軸Ｗｃが成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して偏角した状態で支持されたワークＷに対して成形ローラ１を公転させるよう構成しているため、図３６に示したように、成形ローラ１ｃに対して偏角した状態で支持されたワークＷを回転させるよう構成した場合と比較して、歪んだ形状となることがなく、また、余分な長さＬを必要とすることがないため、体裁の良い製品を廉価なコストで無駄なく生産することができる。
【００５９】
次に、ワークＷを図３５に示したように、最小径形成部ＷＳおよびテーパ形成部における長手方向の軸ＷｃｓがワークＷの非加工部における長手方向の軸Ｗｃに対して所定の角度を有すると共に、テーパ形成部ＷＴが非対称となるような形状に偏芯・偏角絞り加工を行う場合について、図２１〜２５に基づいて説明する。絞り加工装置には、上述したように成形ローラ１Ａおよびサブローラ１Ｂを備えている。最初に、上述した偏芯加工の場合と同様に、ワーク支持装置５の固定機構７に固定されたワークＷの長手方向の軸Ｗｃは、成形ローラ１の公転軸Ｒｃの延長線上に位置するように、ワーク支持装置５の偏芯機構８、偏角機構９、および補正機構１０が制御されており、成形ローラ１Ａとサブローラ１Ｂとの間にワークの端部と整合するように径方向移動用モータ４９が駆動制御されている。そして、公転軸方向移動用モータ６０を駆動して成形ローラ１Ａとサブローラ１Ｂとの間にワークＷを挟み込んで偏角成形開始位置まで前進移動させる。
【００６０】
続いて、図２１に示すように、偏角機構９の偏角用モータ８０を駆動して、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃを成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して所定の角度を形成する。そして、公転駆動用モータ２９の回転駆動により成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂを公転させつつ、図２２に示すように、公転軸方向移動用モータ６０の駆動により公転軸Ｒｃ方向に後退移動させると、ワークＷは、偏角成形されることとなる。ワークＷの諸元等による事情から、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂの一度の公転軸Ｒｃ方向の後退移動で所望する形状にワークＷを偏角成形できない場合には、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂを後退移動させた後に、図２３および図２５に示すように、再び偏角成形開始位置まで公転軸Ｒｃ方向に前進移動させて、ワークＷの長手方向の軸Ｗｃの成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対する角度をさらに僅かに増加させ（図２１，図２３，図２５の偏角角度を比較して参照されたい）、図２４に示すように、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂの公転軸Ｒｃ方向の後退移動を繰り返し行う。すなわち、成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂの公転を伴う後退移動、偏角成形開始位置への前進移動、および僅かづつの段階的な偏角を繰り返して最終的に所望する形状にワークＷを偏角成形する。
【００６１】
図２５に示した状態から成形ローラ１，１Ａおよびサブローラ１Ｂが公転を伴って後退移動してワークＷを偏角成形が完了した後、ワークＷの偏角加工された部位Ｗｄの長手方向の軸Ｗｄｃを成形ローラ１の公転軸Ｒｃの延長線上に位置するように保持した状態から、上述した偏芯絞り加工と同様に、成形ローラ１を公転させながら径方向移動用モータ４９の駆動による成形ローラ１の公転径の縮小と、公転軸方向移動用モータ６０の駆動による成形ローラ１のワークＷの端部に向う後退移動と共に、偏芯機構８の偏芯用モータ７８を駆動してワークＷの偏角加工された部位Ｗｄの長手方向の軸Ｗｄｃ（図２５）を成形ローラ１の公転軸Ｒｃに対して偏芯させるように平行移動させて偏芯絞り加工を行う。
【００６２】
このとき、偏角成形されていない部位を固定支持した固定機構７を偏芯機構８によって偏芯させると、その偏芯量によって公転軸ＲｃとワークＷのの長手方向の軸Ｗｃとの延長線上の公転位置がずれて移動することとなる。しかしながら、本発明では、この公転位置の移動を補正機構１０の補正様モータ８４を駆動することによって補正するため、公転軸ＲｃとワークＷの長手方向の軸Ｗｃとの延長線の交点を一定の位置に常に一致させた状態で安定して絞り加工を行うことができる。また、成形形状によっては固定機構７をそのままとして、補正機構１０のモータ８４を駆動させることで偏芯成形が可能となる。
【００６３】
なお、図３５に示したようにワークＷに偏芯・偏角絞り加工を行うために、この実施の形態においては、偏角加工と、偏芯絞り加工とを別の工程として行う場合によって説明したが、本発明の絞り加工はこれに限定されることなく、例えば、一度の公転軸方向の移動で僅かづつ段階的に偏角させると共に公転径を変化させながら偏芯させることを繰り返す、すなわち、偏芯と偏角を同時に段階的に繰り返し行うようにすることもできる。
【００６４】
以上のようにして絞り加工されたワークＷは、その端部が成形ローラ１（１Ａ，１Ｂ）の公転軸Ｒｃに沿って伸びる。そこで、図１２に示すように、公転軸方向移動用モータ６０の駆動により、ワークＷと成形ローラ１との間に切断手段１００の支持フレーム１２８に支持されたリング１２９のピン１３８を位置させることができるようにケース２５を充分後退させ、その後、図８に示したように、支持フレーム１２８が鎖線で示された退避位置Ｐ２から実線で示された係合位置Ｐ１へと移動するようにシリンダ１２２を退縮させ、次いで、再び公転軸方向移動用モータ６０の駆動によってケース２５を前進させる。このとき、成形ローラ１を支持する支持軸１５の回転方向の位相は、ボールプランジャ機構１３３によって所定の位相に係止されたリング１２９に設けられたカッタ装置１０１のピン１２８と整合するように制御されている。そのため、図９に示したように、カッタ装置１０１のピン１３８に成形ローラ１を支持する支持軸１５の先端に形成された穴１５ａが係合することとなる。そして、公転軸方向移動用モータ６０の駆動によってケース２５をさらに前進させて、絞り加工されたことによって伸びたワークＷの端部の設定された所定の位置に当接し得るようにカッタ刃１３７を配置する。このとき、支持ロッド１２６は、圧縮バネ１２７の付勢力に抗して、公転軸方向移動用モータ６０の駆動による成形ローラ１の公転軸方向の前進移動に追従して前進するように、ガイドシリンダ１２５内を摺動する。
【００６５】
続いて、径方向移動用モータ４９の駆動によって支持軸１５に係合されたピン１３８を径方向内側に移動させると、これに追従するようにスライダ１３６が圧縮バネ１３９に抗して支持部材１３５内を移動し、カッタ刃１３７がワークＷに対して押し付けられることとなる。この状態で、公転駆動用モータ２９を駆動すると、カッタ装置１０１が設けられたリング１２９はボールプランジャ機構１３３による係合を解除されて支持フレーム１２８およびワークＷに対して回転し、ワークＷの端部は設定通りの大きさに切断される。
【００６６】
次に、上述した各手段２，３，４等および各機構７，８，９，１０等を制御するための、本発明の絞り加工装置が具備する制御手段（図示は省略した）およびその制御方法について説明する。
【００６７】
ワークＷは、材質による固さや伸び等の特質および厚さ等の諸元、あるいは加工形状等によって、成形ローラ１等の公転速度、切り込み速度（径方向の移動速度）、加工速度（公転軸方向の移動速度）等、加工仕様が決定される。これらの決定された加工仕様を無視して絞り加工を行った場合には、ワークＷに破断等の各種不具合が発生することとなる。そのため、上述したように、一度の成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の移動の間に、一挙にワークＷを所望する形状に絞り加工することができず、したがって、公転駆動用モータ２９により成形ローラ１等を公転させつつ、一度の成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の移動の間に、成形ローラ１等の公転径を僅かづつ段階的に変化させ、また、これに加えて、成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の移動毎に偏芯量と偏角角度のいずれか一方または両方を徐々に増加させることを繰り返し行うことが必要となる場合がある。
【００６８】
図２６および図２７は、公転駆動用モータ２９により公転される成形ローラ１等の移動軌跡の例をそれぞれ示したものである。ここで、成形ローラ１等の移動軌跡を加工経路という。図２６では、最初に、成形ローラ１等を、ワークＷの絞り加工開始位置（Ａ２１）まで前進させ、径方向内側に所定量移動させて（Ａ３２）ワークＷの径をわずかに縮小させるように所定量（Ａ３３）押圧し、この状態で公転軸方向に移動させ（Ａ２６）、径方向外側に移動させ（Ａ３２）、ワークＷのテーパ形成開始位置（Ａ２２）まで前進させ、ワークＷに当接するまで径方向内側に移動させ（Ａ３３）、その後、公転軸方向への移動（Ｉ２１）と径方向内側への移動（Ｉ３１）とによる押圧および偏芯（Ｉ４１）と、公転軸方向への移動（Ｉ２２）と、径方向外側への移動（Ｉ３２）と、公転軸Ｒｃ方向の前進（Ｉ２３）と、径方向内側への移動（Ｉ３３）と、を繰り返し行う場合を示している。また、図２７では、テーパ部加工開始位置（Ａ２２，Ａ３３）までは図２６と同じで、テーパ加工開始位置（Ａ２２，Ａ３３）からは、ワークＷの径をわずかに縮小させるように押圧しつつ（Ｉ３１）公転軸Ｒｃ方向に移動させることによる最終的なテーパ形成部ＷＴの傾斜角度よりも緩やかなテーパ形状の形成（Ｉ２４）と、僅かな径方向外側への移動（Ｉ３２）と、公転軸Ｒｃ方向のワークに対する押圧を伴う前進（Ｉ２３）と、径方向内側への移動（Ｉ３３）および偏芯（Ｉ４１）と、を順に繰り返し行うことにより、ワークＷに所望する傾斜角度の最終的なテーパ形状を成形する場合を示している。さらに、図２６および図２７では共に、最終先端形状加工として公転方向の移動（Ａ２３）と、偏芯量（Ａ４１）と径方向移動（Ａ３４）と公転軸方向移動（Ａ２５）を行う。
【００６９】
本発明の絞り加工装置が具備している制御手段は、概略、ワークＷの形状および／または加工仕様を入力する入力手段１６０と、入力されたワークＷの形状および／または加工仕様から加工経路および／または加工速度を演算し記憶する演算手段（図示は省略した）と、を有している。
【００７０】
また、本発明の絞り加工装置が行う制御方法は、概略、ワークＷの形状および／または加工仕様に応じて加工経路および／または加工速度を決定するもので、入力されたワークＷの形状および／または加工仕様から自動的に演算することにより、この加工経路および／または加工速度を決定する。
【００７１】
入力手段１６０は、例えば、図２８に示すように表示されたグラフィックパネルにより構成されている。グラフィックパネル１６０には、成形ローラ１等の公転軸回りの単位時間あたりの回転数Ｎ(rpm) 、テーパ形成部ＷＴ、非絞り加工部とテーパ形成開始位置との間の段部、および最小径形成部ＷＳにおける各々の成形ローラ１の加工速度（１公転あたりの公転軸方向の移動量）Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３(mm/rev)、ワークＷの非絞り加工部の直径Ｄ(mm)、最小径形成部の直径Ｄ１(mm)、およびワークＷの非絞り加工部の中心に対する最小径形成部ＷＹの中心の偏芯量Ｄ２(mm)、ワークＷの非絞り加工部とテーパ形成開始位置との間の段部における切込量（径方向移動量）Ｐ１(mm)、およびテーパ形成部ＷＴにおいて成形ローラの１回の公転軸Ｒｃ方向の移動あたりの成形ローラ１等の切込量Ｐ２(mm)、成形ローラ１等の１回の公転軸Ｒｃ方向の移動あたりの成形ローラ１等の径方向外側への戻し移動量Ｐ３(mm)、ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１(mm)、ワークＷの絞り加工による伸び量Ｌ２(mm)、ワークＷの非絞り加工部とテーパ形成開始位置との間の段部における長手方向の距離Ｌ１１(mm)、ワークＷのテーパ形成部ＷＴにおける長手方向の距離Ｌ１２(mm)等、を入力するための入力項目が設けられている。
【００７２】
一方、図示しない演算手段には、成形ローラ１等の公転軸回りの単位時間あたりの最大回転数ＮMAX(rpm)、成形ローラ１等の最大公転軸方向移動速度ＶMAX(mm/ 分) 、成形ローラ１等の１回の公転軸方向の移動あたりの最大切込量（径方向移動量）ＰMAX(mm) 、成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX(mm) 、および成形ローラ１等の公転軸Ｒｃ方向の最大移動距離ＬMAX(mm) が予め設定され、記憶されている。
【００７３】
制御手段では、以上の記憶および入力されたデータに基づいて以下のような処理を行う。すなわち、図２９に示すように、処理を開始（Ｓ１）するときには、ワークＷの寸法や加工仕様を入力し（Ｓ２）、入力されたデータに誤りがないか整合性を確認する（Ｓ３）。
【００７４】
入力されたデータの整合性の確認（Ｓ３）は、例えば、図３０に示すように、成形ローラ１等の設定最大回転数（ＮMAX ）よりも入力回転数（Ｎ）が小さいか（Ｓ301 ）、最大公転軸方向移動速度（ＶMAX ）よりも入力されたテーパ形成部ＷＴにおける公転軸方向移動速度（Ｎ＊Ｖ１）が小さいか（Ｓ302 ）、最大公転軸方向移動速度（ＶMAX ）よりも入力された段部における公転軸方向移動速度（Ｎ＊Ｖ２）が小さいか（Ｓ303 ）、最大公転軸方向移動速度（ＶMAX ）よりも入力された最小径形成部ＷＳにおける公転軸方向移動速度（Ｎ＊Ｖ３）が小さいか（Ｓ304 ）、成形ローラ１等の径方向最大移動値（ＤMAX ）よりも入力されたワークＷの非絞り加工部の半径（Ｄ／２）が小さいか（Ｓ305 ）、ワークの非絞り加工部の直径（Ｄ）よりも入力された最小径形成部ＷＳの直径（Ｄ１）が小さいか（Ｓ306 ）、ワークＷの非絞り加工部の直径（Ｄ）よりも最小径形成部ＷＳの直径（Ｄ１）と段部における切込量の直径（２＊Ｐ１）との和が小さいか（Ｓ307 ）、ワークＷの非絞り加工部の半径（Ｄ／２）よりも最小径形成部ＷＳの半径（Ｄ１／２）と最小径形成部ＷＳの偏芯量（Ｄ２）との和が小さいか（Ｓ308 ）、成形ローラ１等の公転軸方向の最大移動距離ＬMAX よりもワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離（Ｌ１）とワークＷの伸び量（Ｌ２）との和が小さいか（Ｓ309 ）、ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離（Ｌ１）よりも段部の長手方向の距離（Ｌ１１）とテーパ形成部ＷＴの長手方向の距離（Ｌ１２）との和が小さいか（Ｓ310 ）、成形ローラ１等の１回の公転軸方向の移動あたりの最大切込量ＰMAX よりも段部の切込量（Ｐ１）が小さいか（Ｓ311 ）、最大切込量ＰMAX よりもテーパ形成部ＷＴの切込量（Ｐ２）が小さいか（Ｓ312 ）等が挙げられる。これらの入力されたデータの整合性の確認のための演算処理（Ｓ301 〜Ｓ312 ）は順次行われ、それぞれ、整合する場合には次の整合性の確認のための演算処理を行い、最終的にすべて整合性があると判断された場合には次の各座標データの演算（Ｓ４）を行う。なお、データの整合性の確認のための各演算処理（Ｓ301 〜Ｓ312 ）のなかで、整合性がないと判断された場合には、後述するアラーム出力（Ｓ）を即座に行う。
【００７５】
入力されたデータの整合性が確認されると、その入力されたデータから絞り加工装置を制御することができるような形態で出力すべく、入力データを演算する。この実施の形態では、ワークＷを所望する形状に偏芯絞り加工するために、絞り加工装置の各手段２，３，４等、および各機構７，８，９，１０等のサーボ制御は、成形ローラ１等の移動座標によって指示することが要求される。そこで、この実施の形態では、入力データの整合性の確認（Ｓ３）の後には、各座標データの演算を行う（Ｓ４）。この演算は、例えば、図２９に示したように加工経路を設定する場合には、図３１に示すように、テーパ形成部ＷＴにおける公転軸方向移動速度Ｖａ（mm/ 秒）＝Ｎ＊Ｖ１（Ｓ401 ）、段部における公転軸方向移動速度Ｖｂ（mm/ 秒）＝Ｎ＊Ｖ２（Ｓ402 ）、最小径形成部ＷＳにおける公転軸方向移動速度Ｖｃ（mm/ 秒）＝Ｎ＊Ｖ３（Ｓ403 ）、ワークＷの非絞り加工部と段部との境界部の長手方向の座標Ａ２１（(mm)＝成形ローラ１等の公転軸方向の最大移動距離ＬMAX （Ｓ404 ）、ワークＷの段部とテーパ形成部ＷＴの境界部の長手方向の座標Ａ２２(mm)＝ＬMAX −段部の長手方向の距離Ｌ１１（Ｓ405 ）、ワークＷのテーパ形成部ＷＴと最小径形成部ＷＳとの境界部の長手方向の座標Ａ２３(mm)＝ＬMAX −ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１＋ワークの伸びＬ１２（Ｓ406 ）、最終必要端面（切断位置）の長手方向の座標Ａ２４(mm)＝ＬMAX −ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１（Ｓ407 ）、ワークＷの絞り加工完了後の伸びの長手方向の推定座標Ａ２５(mm)＝ＬMAX −ワークＷの先端から非絞り加工部までの長手方向の距離Ｌ１＋ワークＷの伸び量Ｌ２（Ｓ408 ）、成形ローラ１等の成形開始位置までの径方向の座標Ａ３１(mm)＝成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX −ワークＷの非絞り加工部の半径Ｄ／２−Ｊ（バックラッシによるガタ等を見込んだ定数で、例えば２(mm)程度に設定される）（Ｓ409 ）、成形開始位置におけるワークＷの非絞り加工部の径方向の座標Ａ３２(mm)＝成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX −ワークＷの非絞り加工部の半径Ｄ／２（Ｓ410 ）、成形開始位置におけるワークＷの段部の径方向の座標Ａ３３(mm)＝ワークＷの非絞り加工部の径方向の座標Ａ３２＋１回あたりの切り込み量Ｐ１（Ｓ411 ）、ワークＷの最小径形成部ＷＳの径方向の座標Ａ３４(mm)＝成形ローラ１等の径方向最大移動値ＤMAX −最小径形成部ＷＳの半径Ｄ１／２（Ｓ412 ）、最小径形成部ＷＳの偏芯の径方向の座標Ａ４１(mm)＝偏芯量Ｄ２（Ｓ413 ）、テーパ形成部ＷＴにおける傾斜比率ｔａｎ（Ｌ）＝テーパ形成部の長手方向の長さ（Ｌ１−Ｌ１１−Ｌ１２）／テーパ形成部ＷＴの径方向の長さ（（Ｄ−Ｄ１）／２−Ｐ１（Ｓ414 ）、テーパ形成部ＷＴにおける偏芯量の比率ｔａｎ（Ｄ２）＝Ｄ２／（（Ｄ−Ｄ１）／２−Ｐ１）（Ｓ415 ）、その回のテーパの形成を開始する径方向の座標Ｉ３１(mm)＝Ｐ２（Ｓ416 ）、その回のテーパの形成を開始する長手方向の座標Ｉ２１(mm)＝Ｉ３１＊ｔａｎ（Ｌ）（Ｓ417 ）、その回のテーパを開始する偏芯座標Ｉ４１(mm)＝Ｉ３１＊ｔａｎ（Ｄ２）（Ｓ418 ）、テーパ形成部ＷＴの長手方向の伸びの比率ｔａｎ（Ｌ２）＝Ｌ２／（（Ｄ−Ｄ１）／２−Ｐ１）（Ｓ419 ）、伸びによるワークＷの先端の予測座標ｉ（Ａ２５）(mm)＝Ｉ３１＊ｔａｎ（Ｌ２）（Ｓ420 ）、等の計算が行われる。
【００７６】
その後、テーパ形成部ＷＴを形成するために毎回座標が変化する可変座標データの初期値をセットする（Ｓ５）。このセットは、例えば、１回あたりの径方向の戻り座標Ｉ３２(mm)＝−Ｐ３（Ｓ501 ）、１度のテーパ形成を完了してから後退移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２２(mm)＝Ａ２４−Ａ２２−ｉ（Ａ２５）＋Ｉ２１（Ｓ502 ）、次のテーパ形成のために前進移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２３(mm)＝−Ｉ２２（Ｓ503 ）、次の回のテーパ形成を開始する長手方向の座標Ｉ２４(mm)＝Ｉ２２−Ｉ２１（Ｓ504 ）、テーパ形成部を形成するために必要な回数ｍ＝テーパ形成部の径方向の距離（Ａ３４−Ａ３３）／１回あたりの切り込み量Ｉ３１（Ｓ505 ）、テーパを形成した回数ｎ＝０（当初回数）（Ｓ506 ）等を演算設定することにより行われる。
【００７７】
これらの演算およびセットされたデータは、絞り加工装置の各手段および各機構のサーボプログラムに転送され（Ｓ６）、サーボプログラムの実行（Ｓ７）により偏芯絞り加工が開始されて、テーパ形成部ＷＴの形成に必要な可変座標データを更新するための演算を行う（Ｓ８）。この演算は、例えば、図３２に示すように、次の回において後退移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２２(mm)＝前回の後退移動された成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２２−ｉ（Ａ２５）＋Ｉ２１（Ｓ801 ）、次の回において前進移動される成形ローラ１等の長手方向の座標Ｉ２３(mm)＝−Ｉ２２（Ｓ802 ）、次の回のテーパ形成を開始する長手方向の座標Ｉ２４(mm)＝Ｉ２２−Ｉ２１（Ｓ803 ）、次のテーパを形成する回数ｎ＝前回の回数ｎ＋１等（Ｓ804 ）が行われる。なお、上述したように演算およびセットされたデータは、図２６に示した加工経路および図２７に示した加工経路のいずれにも必要に応じて適用することができる。
【００７８】
続いて、加工終了であるか、すなわちｍ＝ｎであるかを判断することにより（Ｓ９）加工回数をチェックし、加工終了である場合（Ｓ９においてＹＥＳの場合）には、ワークＷの所定の位置を切断することによりその最終必要端面が所定の座標となるように加工し（Ｓ１０）、そのワークＷに対する偏芯絞り加工を停止する（Ｓ１１）。
【００７９】
一方、上述したように、データの整合性を確認するための各演算処理（Ｓ301 〜Ｓ312 ）において、整合性がないと判断された場合（Ｓ３においてＮＯの場合）には、入力されたデータに異状があることを報知するためのアラームを出力する（Ｓ１２）。
【００８０】
このように、本発明では、ワークの加工形状や加工仕様を入力することにより、自動的に加工経路や加工速度を演算して絞り加工装置が要求する形態で出力するので手作業の省力化を図ることができ、また、これらの演算を行うに先立って入力されたデータの整合性をチェックするので無駄な演算を未然に防ぐことができる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部を効率よく形成することができ、しかも、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有する固定機構によってワークを固定保持するために、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積が大きくなることから、ワークを支持固定する能力を向上させることができる絞り加工方法が提供される。
【００８２】
請求項２の発明によれば、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させることにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部を効率よく形成することができ、しかも、カッタ装置を成形ローラに追従移動させることによりワークの絞り加工された端部を所望の長さに切断するため、絞り加工されることによって長さが変わったワークの端部所定位置を切断してワークを所望の長さに成形することができるので、ワークを効率よく所望する形状に形成することができる絞り加工方法が提供される。
【００８３】
請求項３の発明によれば、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、を具備しており、ワークを固定支持する固定機構のワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように複数の溝を形成したことにより、ワークに複雑な非対称形状の加工部を形成する際に成形ローラの公転径方向と平行に溝を形成した場合と比較して、ワークに対して摩擦抵抗を発生させて支持固定するための接触面の面積を大きくすることができ、したがって、ワークを支持固定する能力を向上させることができる絞り加工装置が提供される。
【００８４】
請求項４の発明によれば、支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、ワークの絞り加工された端部を切断する切断手段と、を具備しており、前記切断手段は、ワークを切断するカッタ装置と、成形ローラに係合してカッタ装置を追従移動させる追従移動手段と、カッタ装置を成形ローラに対する係合位置と退避位置との間で移動させる係合退避手段と、を具備したことにより、ワークの長さは絞り加工されることによって変わったワークの端部所定位置を切断手段によって切断して所望の長さに成形することができる絞り加工装置が提供される。そして、成形ローラによってワークに複雑な非対称形状の加工部を形成するための絞り加工を行っているときは、係合退避手段によってカッタ装置を成形ローラに対する係合位置から離れた退避位置に退避させ、絞り加工が完了すると、カッタ装置を係合退避手段によって成形ローラに対する係合位置に移動させて成形ローラに係合させることができ、しかも、係合された成形ローラの公転に追従移動するようにカッタ装置を追従移動手段によって駆動させてワークの端部所定位置を切断することができる絞り加工装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る絞り加工装置の実施の一形態を示す正面断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本発明に係る絞り加工装置の要部断面図である。
【図４】ワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して所定の角度で傾斜するように複数の溝がそれぞれ形成された、ワークの固定機構の固定部材および可動部材を示す正面図である。
【図５】本発明に係る絞り加工装置の実施の別の形態を示す正面断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５の側面図である。
【図８】カッタ装置を成形ローラに対する係合位置と退避位置との間で移動させるための係合退避手段の説明図である。
【図９】カッタ装置と、成形ローラに係合してカッタ装置を追従移動させる追従移動手段とを示す平断面図である。
【図１０】カッタ装置の一部断面正面図である。
【図１１】カッタ装置の平断面図である。
【図１２】ケースを充分後退させてワークと成形ローラとの間に切断手段の支持フレームに支持されたリングのピンを位置させた状態を示す平面図である。
【図１３】図７に示したワーク支持装置の固定機構の詳細を示す断面図である。
【図１４】本発明の別の公転軸方向移動手段が設けられた絞り加工装置の実施の形態を示す正面断面図である。
【図１５】図１４に示された絞り加工装置において、さらに公転駆動手段が別の実施の形態である場合を示す正面断面図である。
【図１６】ワークを偏芯あるいは偏角することなくテーパ状に形成する場合において、公転駆動手段が、ワーク支持装置に成形ローラの公転方向に対して相対的に反対方向へワークを回転させる回転支持機構を設けたものである場合の絞り加工装置の実施の形態を示す正面断面図である。
【図１７】公転軸方向に複数の加工部が配置された成形ローラをワークに当接した状態を示す説明図である。
【図１８】図１７の状態から、成形ローラを公転径方向に移動させると共に公転軸方向へ前方側の加工部がワークの先端に達するまで移動させた状態を示す説明図である。
【図１９】成形ローラを公転軸方向のみに後方に向かってワークのテーパ形成部の開始位置よりもわずかに前方の位置まで移動させた場合の状態を示す説明図である。
【図２０】成形ローラの公転径の縮小と同時に、偏芯機構によってワークの長手方向の軸を成形ローラの公転軸に対して平行移動させて、ワークを偏芯絞り加工する状態を示す説明図である。
【図２１】偏角機構によりワークの長手方向の軸を成形ローラの公転軸に対して所定の角度を形成するよう偏角させた状態を示す平面図である。
【図２２】成形ローラおよびサブローラを公転させながらワークの端部に向かって公転軸方向に移動させた状態を示す平面図である。
【図２３】図２２に示した状態から、偏角開始位置に成形ローラを前進させて図２１の偏角角度よりもさらに偏角させた状態を示す平面図である。
【図２４】図２３に示した状態から、再び成形ローラおよびサブローラを公転させながらワークの端部に向かって公転軸方向に移動させた状態を示す平面図である。
【図２５】図２４に示した状態から、偏角開始位置に成形ローラを前進させて図２３の偏角角度よりもさらに偏角させた状態を示す平面図である。
【図２６】成形ローラの加工経路の実施の一形態を示す説明図である。
【図２７】成形ローラの加工経路の実施の別の形態を示す説明図である。
【図２８】グラフィックパネルにより構成された入力手段の実施の一形態を示す説明図である。
【図２９】制御手段が行う処理内容を示すフローチャートである。
【図３０】図２９に示した入力データの整合性を確認する内容の具体的な実施の一形態を示すフローチャートである。
【図３１】図２９に示した座標データ演算および可変座標データの初期値セットの内容の具体的な実施の一形態を示す説明図である。
【図３２】図２９に示した可変座標データの更新の内容の具体的な実施の一形態を示す説明図である。
【図３３】絞り加工によりテーパ状に形成されたワークを示す正面図である。
【図３４】偏芯絞り加工により、最小径形成部と非絞り加工部との間がテーパ状に形成されると共に、最小径形成部が非絞り加工部から偏芯するように形成されたワークを示す正面図である。
【図３５】偏芯・偏角絞り加工により、最小径形成部と非絞り加工部との間がテーパ状に形成されると共に、最小径形成部が非絞り加工部から偏芯し、且つ、最小径形成部と非絞り加工部との軸線の延長線が所定の角度を形成するように偏角形成されたワークを示す正面図である。
【図３６】偏芯絞り加工を行う場合の従来の技術を示す説明図である。
【図３７】従来の、ワークと接する面に、成形ローラの公転径方向に対して平行に複数の溝がそれぞれ形成された、ワークの固定機構の固定部材および可動部材を示す正面図である。
【符合の説明】
１ 成形ローラ
１Ａ 成形ローラ
１Ｂ サブローラ
２ 公転駆動手段
３ 公転径変化手段
４ 公転軸方向移動手段
５ ワーク支持装置
６ 成形ローラ駆動装置
７ 固定機構
８ 偏芯機構
９ 偏角機構
１０ 補正機構
２９ 公転駆動用モータ
４９ 径方向移動用モータ
６０ 公転軸方向移動用モータ
７０ａ，７１ａ ワークに接する面
７０ｂ，７１ｂ 複数の溝
７８ 偏芯用モータ
８０ 偏角用モータ
８４ 補正用モータ
１００ 切断手段
１０１ カッタ装置
１０２ 追従移動手段
１０３ 係合退避手段
１１０ ピン
１６０ 入力手段
２００ 成形ローラの加工部
Ｒｃ 成形ローラの公転軸
Ｗｃ ワークの長手方向の軸
Claims (4)
- ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工する、絞り加工方法であって、
ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有する固定機構によってワークを固定保持し、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させることを特徴とする絞り加工方法。 - ワークに沿って成形ローラを公転させつつ、成形ローラの公転径を変化させることによりワークを絞り加工する、絞り加工方法であって、
ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置した状態で、支持されたワークに対して成形ローラを相対的に公転させてワークを絞り加工し、カッタ装置を成形ローラに追従移動させることによりワークの絞り加工された端部を所望の長さに切断することを特徴とする絞り加工方法。 - 支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、を具備しており、
前記偏位配置手段はワークを固定支持する固定機構を含み、該固定機構は、ワークと接する面に成形ローラの公転径方向に対して傾斜するように形成された複数の溝を有するものであることを特徴とする絞り加工装置。 - 支持されたワークに沿って成形ローラを相対的に公転させる公転駆動手段と、成形ローラの公転径を変化させる公転径変化手段と、ワークの長手方向の軸と成形ローラの公転軸とを相対的に偏位させるように配置する偏位配置手段と、ワークの絞り加工された端部を切断する切断手段と、を具備しており、
前記切断手段は、ワークを切断するカッタ装置と、成形ローラに係合してカッタ装置を追従移動させる追従移動手段と、カッタ装置を成形ローラに対する係合位置と退避位置との間で移動させる係合退避手段とを、具備することを特徴とする絞り加工装置。
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