JP4598035B2

JP4598035B2 - 絞り加工装置

Info

Publication number: JP4598035B2
Application number: JP2007204978A
Authority: JP
Inventors: 宏小島; 直人畠
Original assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2027-08-07
Also published as: CN101362168A; CN101362168B; JP2009039723A

Description

本発明は、絞り加工装置に関し、特に、カム板に刻設した１本の渦巻き状溝で２種類のローラの移動方向を逆方向に動かすための逆行機構の改良に関するものである。

従来、パイプ先端等の円筒部材の絞り加工を行う絞り加工装置として、本出願人等が先に提案した、回転する主軸先端に取り付けた絞りローラ取付台に半径方向に摺動可能に支持し、これにより固定した被加工用パイプの先端に絞り加工を施す、絞り加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図８〜図１４に、従来の絞り加工装置の一実施例を示す。
この絞り加工装置３は、主軸機構２と、この主軸機構２に対向して被加工用パイプを支持する支持機構（図示省略）とを備え、主軸機構２の主軸筐体１１は、基台４上に形成した案内レール５上を駆動モータ６と駆動螺子７によって図例左右方向に移行可能に載置されている。

主軸機構２は、適宜の駆動モータ（図示省略）に連結される駆動プーリＰ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ローラ取付台１３とを備える。

このローラ取付台１３は、主軸１０の先端にフランジ１６を介して取り付けられ、絞りローラＲ及び切断ローラＣの支持部材１７を半径方向に案内する案内溝１４ａを備えた主取付台１４と、絞りローラＲ及び切断ローラＣを半径方向に移行するための渦巻き状溝１８ａを備えたカム板１８とを主体として構成される。
絞りローラＲの支持部材１７は、絞りローラＲを取り付ける本体部分１７ｂと、該本体部分１７ｂを案内溝１４ａに保持するためのカバー１７ｃと、渦巻き状溝１８ａ内に突入する案内ピン１７ａとを備えることによって絞りローラＲを半径方向に移行させる。

案内ピン１７ａ及び、後述する切断ローラＣ移行用の案内ピン５１ａは、図９に示すように、渦巻き状溝１８ａに嵌入されており、渦巻き状溝１８ａは略々２７０度とし、全周を４等分してそれぞれをα、β、γ、δとしたとき、角度がβ、δとなる部分を同心円部、角度がα、γとなる部分を変形部とし、案内ピン１７ａ、５１ａが変形部α、γの部分を通過するときに案内ピン１７ａ、５１ａは、カム板１８の半径方向に移動することとなる。

主軸１０は、中空構造とし、カム板１８を先端に取り付けたカム軸１９を主軸１０内に収納し、主軸１０とカム軸１９とは、変速機構３０を介して係合され、初期位置では図１０に示す位置にある絞りローラＲは、主取付台１４に対して相対的にカム板１８が回転（図例、反時計回り）させることによって、図１１に示す位置まで半径方向内側に向かって移動し、被加工用パイプの先端を加工するようにしている。

被加工用パイプに挿入されるマンドレル４０は、カム軸１９内に収納される軸４１の先端に配設され、被加工用パイプの加工時に内径（外径）を規制する役割を担っている。

変速機構３０には、撓み噛み合い式駆動伝達装置を用い、その概要は、図８及び図１４に示すように、主軸１０とカム軸１９とにそれぞれ係合される対をなす外輪３１、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箇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。

この変速機構３０は、ウエーブ形成輪３４を固定し、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。

次に、外輪３１を固定し、ウエーブ形成輪３４を回動する。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。
したがって、外輪３１を回動しながらウエーブ形成輪３４を回動することにより、他方の外輪３２は、外輪３１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。

図８において、３６は外輪３１の支持歯車、３７は外輪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。
これにより、外輪３２の外輪３１に対する相対速度差（差動）は、カム軸１９を介してカム板１８を回動し、絞りローラＲを半径方向に出入させることができ、支持機構（図示省略）に固定されたパイプ先端に絞り加工を施すことができる。

そして、加工後のパイプ先端の不要箇所を切断するために、ローラ取付台１３には絞りローラＲの他に切断ローラＣを配設した支持部材１７を配設するようにしている。
この支持部材１７は、図１３に示すように、切断ローラＣを回動可能に取り付ける上部移行部材５６と、カム板１８の渦巻き状溝１８ａ内に突入する案内ピン５１ａを備えた下部移行部材５１とからなり、上部移行部材５６及び下部移行部材５１は、主取付台１４の案内溝１４ａ内を摺動可能に配設され、それぞれが主軸１０の軸芯に対して直角方向に移行可能となっている。

そして、切断ローラＣを配設した支持部材１７は、逆行機構５０によって、下部移行部材５１の移行方向と上部移行部材５６の移行方向とを逆向きとするようにしている。
逆行機構５０は、下部移行部材５１に刻設したラック５１ｂと、該ラック５１ｂに噛合する主取付台１４内に回動自在に配設された歯車５２と、該歯車５２に噛合する中間歯車５３と、該中間歯車５３と同一軸５５に取り付けられた駆動歯車５４と、該駆動歯車５４と噛合するラック５６ａを一側面に刻設した上部移行部材５６とから構成される。

これによって、カム板１８の渦巻き状溝１８ａ内に突入する案内ピン５１ａが変形部α、γの部分を通過するときの移動方向と逆方向に切断ローラＣが移動するようになっている（例えば、特許文献２参照）。

そして、絞りローラＲによって被加工用パイプの先端に絞り加工を施し、端部の不要部分を切断ローラＣによって切断する際、カム板１８を図１２に示す位置まで相対的に回転（図例、時計回り）させることによって案内ピン５１ａはカム板１８の半径方向外側に移動するも、切断ローラＣは半径方向内側に移動して端部の不要部分を切断する。

ところで、この逆行機構５０は、支持部材１７を下部移行部材５１と上部移行部材５６とに分割し、下部移行部材５１に配設した案内ピン５１ａの移行方向を下部移行部材５１に刻設したラック５１ｂから、歯車５２、中間歯車５３、駆動歯車５４を介して、上部移行部材５６に刻設したラック５６ａに逆向きに伝えるように構成されており、構造が複雑で、定期的に交換の必要がある案内ピン５１ａを取り外すために主取付台１４まで取り外す必要が生じ、重量物である主取付台１４の取り外しのために重機を使用する必要があり作業に多大な手間と時間を要するという問題があった。
また、内部に歯車を３箇所とラックを２箇所に配設するため、歯の部分に亀裂や歯こぼれが生じる可能性が高く、破損の際の交換は案内ピンを交換する作業よりも多大な手間と時間を要するという問題もあった。
特許第３５１４７３０号公報特開２００１−１３７９６２号公報

本発明は、上記従来の絞り加工装置の有する問題点に鑑み、逆行機構を配備した支持部材の案内ピンの交換を容易かつ簡単に行うことのできる絞り加工装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の絞り加工装置は、主軸先端に、絞りローラ及び切断ローラを半径方向に摺動可能に支持する主取付台と、前記主軸と同芯に嵌挿したカム軸先端に、前記絞りローラ及び切断ローラを支持する支持部材から突出した案内ピンが嵌入する渦巻き状溝を刻設したカム板とからなるローラ取付台を備え、絞りローラ及び切断ローラのいずれか一方を、逆行機構によって案内ピンの移動方向とローラの移動方向とを逆転させ、両ローラを１の渦巻き状溝の変形部によって半径方向に移行させるようにした絞り加工装置において、逆行機構を、案内ピンを配設した案内スライダの案内ピンを配設した面の反対面に刻設したラックと、絞りローラ又は切断ローラを配設したローラスライダの絞りローラ又は切断ローラを配設した面の反対面に刻設したラックと、前記両ラック間に回動自在に配設したピニオンとから構成し、該逆行機構を主取付台の前面側に開口する装着部に装着して主取付台の前面側からカバーで挟持し、カバー、絞りローラ又は切断ローラを配設したローラスライダ、ピニオン及び該ピニオンを回動自在に軸支する中間軸受、案内ピンを配設した案内スライダの順に、主取付台の前面側から取り外し、かつ、逆順に主取付台の前面側から取り付け可能にしたことを特徴とする。

本発明の絞り加工装置によれば、逆行機構の構成を簡素化することができ、案内ピンの交換に際して、主取付台を主軸から取り外すことなく、逆行機構を主取付台から取り外すことで、案内ピンの交換作業を簡単に行うことができるとともに、ピニオンの配設数を従来の３個から１個にすることができるので、歯の部分に亀裂や歯こぼれが生じることによるピニオン交換作業が少なくなり、逆行機構全体の破損による交換頻度を低下させることのできる絞り加工装置を提供することができる。

以下、本発明の絞り加工装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、従来装置と同様の構造については同一の符号、一連の符号を付し説明を省略する。

図１〜７に、本発明の絞り加工装置の実施例を示す。

この絞り加工装置１は、従来例と同様、主軸１０先端に、絞りローラＲ及び切断ローラＣを半径方向に摺動可能に支持するローラ取付台１３を備えるとともに、前記主軸１０と同芯に嵌挿したカム軸１９先端に、前記絞りローラを半径方向に移行させるカム板１８を備え、前記主軸１０とカム軸１９を中空軸で構成した絞り加工装置であって、絞りローラＲによって被加工用パイプの先端に絞り加工を施した後に、切断ローラＣによって縮径加工した被加工用パイプの先端の余剰部分を切断するようにしている。

絞りローラＲ及び切断ローラＣの配設数は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、図２に示すように、絞りローラＲ及び切断ローラＣをそれぞれ対向する位置に２個ずつ配設した例を示す。

そして、図例上側の絞りローラＲ及び右側の切断ローラＣの案内ピン１７ａ、２４を同一の渦巻き状溝１８ａに嵌入するとともに、図例下側の絞りローラＲ及び左側の切断ローラＣの案内ピン１７ａ、２４を前記渦巻き状溝１８ａとは別の渦巻き状溝１８ａに嵌入するようにしている。

これによって、従来例の図９に示す場合と同様に、絞りローラＲ及び切断ローラＣの案内ピン１７ａ、２４が変形部α、γの部分を通過するときに、つまり、図２の初期位置からカム板１８が主軸１０に対して相対的に回転することによって、案内ピン１７ａ、２４は、カム板１８の半径方向に移動することとなる。

そして、図３に示すように、本発明の絞り加工装置１は、逆行機構２０を、案内ピン２４を配設する案内スライダ２１の上面（案内ピンを配設した面の反対面）に刻設したラック２１ａと、絞りローラＲ又は切断ローラＣを配設するローラスライダ２２の底面（絞りローラＲ又は切断ローラＣを配設した面の反対面）に刻設したラック２２ａと、前記両ラック２１ａ、２２ａ間に回動自在に配設したピニオン２３から構成するようにしている。
逆行機構２０は、絞りローラＲ又は切断ローラＣのいずれかに配設するもので、本実施例においては、切断ローラＣの支持部材１７内に配設した例で説明する。

案内スライダ２１は、図４に示すように、押さえ板２５、２５によって、主取付台１４の案内溝１４ａに摺動可能に取り付けられ、下面にカム板１８の渦巻き状溝１８ａに嵌入される案内ピン２４を配設し、上面にラック２１ａを刻設するようにしている。

そして、案内スライダ２１のラック２１ａに噛合するように、ピニオン２３を主取付台１４内に配設した中間軸受２６に回動自在に配設するようにしている。

上面に切断ローラＣを配設するローラスライダ２２は、前記中間軸受２６とカバー１７ｃによって挟持されるように案内溝１４ａに摺動可能に配設されるもので、その下面に刻設したラック２２ａを前記ピニオン２３に噛合させるようにしている。

上記構成において、被加工用パイプの先端に絞り加工を施した後に、切断ローラＣによって縮径加工した被加工用パイプの先端の余剰部分を切断する方法を説明する。

従来例と同様、ローラ取付台の初期状態は図２に示す位置にあり、カム板１８は主軸１０と同方向に同期して回転しており、案内ピン１７ａ、２４は同心円部β、δと変形部α、γとの変位点に位置している。

そして、図例、カム板１８を主軸１０に対して相対的に反時計回りに回転させることによって、渦巻き状溝１８ａに嵌入されている案内ピン１７ａが変形部α、γを通過し、カム板１８の半径方向内側に移動することによって、絞りローラＲも同様の方向に移動し、被加工用パイプの先端を加工する。
この場合、案内ピン２４は、同心円部β、δを通過するから切断ローラＣは半径方向に移動することがない。

次に、絞り加工を施した被加工用パイプの先端の余剰部分を切断する際は、図２に示す初期状態の位置から、図例、カム板１８を主軸１０に対して相対的に時計回りに回転させることによって、渦巻き状溝１８ａに嵌入されている案内ピン２４が変形部α、γを通過し、カム板１８の半径方向外側に移動する。

そして、図７に示すように、案内ピン２４が、カム板１８の半径方向外側への移動し、それに伴って案内スライダ２１も半径方向外側に移動するものの、案内スライダ２１の上面に刻設したラック２１ａに噛合するピニオン２３が図例半時計回りに回動し、該ピニオン２３に噛合するラック２２ａを底面に刻設したローラスライダ２２は、カム板１８の半径方向内側に移動し、同様に移動した切断ローラＣにて被加工用パイプの先端の余剰部分を切断する。

また、逆行機構２０を備えた支持部材１７を移動させるための案内ピン２４の交換に際しては、カバー１７ｃを主取付台１４から取り外した後、中間軸受２６、ピニオン２３を順次取り外していくことによって、案内ピン２４を配設した、案内スライダ２１を取り外すことができるから、主軸１０から主取付台１４を取り外すことなく、案内ピン２４の交換作業を簡単に行うことができる。

以上、本発明の絞り加工装置について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の絞り加工装置は、逆行機構を配備した支持部材の案内ピンの交換を容易かつ簡単に行うことのできるという特性を有していることから、ローラ取付台に２種類のローラを配設する必要がある絞り加工装置の用途に好適に用いることができる。

本発明の絞り加工装置を示す全体図である。本発明の絞り加工装置のローラ取付台を示す平面図である。図２におけるＸ−Ｘ断面図である。図２におけるＹ−Ｙ断面図である。ローラ取付台の絞りローラの移動状態を示す平面図である。ローラ取付台の切断ローラの移動状態を示す平面図である。図６におけるＺ−Ｚ断面図である。従来の絞り加工装置を示す全体図である。カム板を示す平面図である。ローラ取付台の初期状態を示す平面図である。ローラ取付台の絞りローラの移動状態を示す平面図である。ローラ取付台の切断ローラの移動状態を示す平面図である。逆行機構の構造を示し、（ａ）は図１０のＷ−Ｗ断面、（ｂ）は図１０のＶ−Ｖ断面を示す。変速機構の説明図で、（ａ）は変速機構の正面図で（ｂ）におけるＸ１−Ｘ１線断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ１−Ｙ１断面図、（ｃ）は変速作用の説明図である。

１絞り加工装置
２主軸機構
１０主軸
１３ローラ取付台
１４主取付台
１７支持部材
１７ａ案内ピン
１８カム板
１８ａ渦巻き状溝
１９カム軸
２０逆行機構
２４案内ピン
２１案内スライダ
２１ａラック
２２ローラスライダ
２２ａラック
２３ピニオン
Ｒ絞りローラ
Ｃ切断ローラ

Claims

主軸先端に、絞りローラ及び切断ローラを半径方向に摺動可能に支持する主取付台と、前記主軸と同芯に嵌挿したカム軸先端に、前記絞りローラ及び切断ローラを支持する支持部材から突出した案内ピンが嵌入する渦巻き状溝を刻設したカム板とからなるローラ取付台を備え、絞りローラ及び切断ローラのいずれか一方を、逆行機構によって案内ピンの移動方向とローラの移動方向とを逆転させ、両ローラを１の渦巻き状溝の変形部によって半径方向に移行させるようにした絞り加工装置において、逆行機構を、案内ピンを配設した案内スライダの案内ピンを配設した面の反対面に刻設したラックと、絞りローラ又は切断ローラを配設したローラスライダの絞りローラ又は切断ローラを配設した面の反対面に刻設したラックと、前記両ラック間に回動自在に配設したピニオンとから構成し、該逆行機構を主取付台の前面側に開口する装着部に装着して主取付台の前面側からカバーで挟持し、カバー、絞りローラ又は切断ローラを配設したローラスライダ、ピニオン及び該ピニオンを回動自在に軸支する中間軸受、案内ピンを配設した案内スライダの順に、主取付台の前面側から取り外し、かつ、逆順に主取付台の前面側から取り付け可能にしたことを特徴とする絞り加工装置。