JP5411917B2 - 螺旋体製造装置及び螺旋体製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯板から螺旋体を成形する螺旋体製造装置及び螺旋体製造方法に関する。

帯板から螺旋体を成形する螺旋体製造装置としては、特許文献１に開示されているように、帯板の一短面を螺旋状に巻き付ける芯金と、この芯金の一端を支持して回転駆動する芯金駆動機構と、芯金に対して帯板を案内供給する供給ヘッド機構とを備えており、前記供給ヘッド機構の案内ヘッドはネジ軸により送り移動可能であり、かつ芯金に対して帯板を直角に案内する案内溝と、芯金の外周面と上下から摺接して芯金を支持する支持面とが形成されている。

また、帯板ではないが、断面円形のばね材料をガイドローラのみで案内供給して、芯金に対してリード角を与えながら巻き付ける技術が特許文献２に開示されている。

特公平２−１３３号公報 特公昭６２−４９１３３号公報

前記特許文献１の技術は、案内ヘッドで帯板の案内も芯金の支持もできるが、案内ヘッドは芯金に嵌合されかつ芯金支持面はＶ字状又は円弧状に形成されていて、案内ヘッドを芯金に対して傾斜させ得る構成ではなく、案内ヘッドを芯金と平行に移動させることにより、帯板に強制的にリード角を与えており、螺旋体の取り外しがやり難い構造になっている。

また、特許文献１の技術で製造される螺旋体は、案内ヘッドの移動で帯板をリードするため、帯板の広面に凹凸を生じて、複数体を密着重合するのが困難であり、従って、螺旋体を鋸切断して短尺にするのは困難になっている。
前記特許文献２の技術は、芯金に対してリード角を与えながらばね材料を巻き付けることはできるが、ガイドローラのみでは芯金の支持が困難になり、帯板の螺旋成形には適用できない構成となっている。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした螺旋体製造装置及び螺旋体製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、芯金を回転自在に支持しながら帯板をリード角に沿う方向に案内供給できかつ螺旋体の取り外しも容易にできるようにした螺旋体製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、芯金を回転自在に支持しながら、帯板を芯金の下側からかつリード角に沿う方向に供給して、螺旋状に巻き付けて長尺螺旋体を形成し、この長尺螺旋体を複数体密着重合して軸心方向に鋸切断することにより短尺螺旋体を形成できるようにした螺旋体製造方法を提供することを目的とする。

本発明における課題解決のための具体的手段は、次の通りである。
螺旋体製造装置は第１に、帯板Ｔの一短面を当接しながら螺旋状に巻き付ける水平姿勢の芯金Ｓと、この芯金Ｓの基部側を支持して回転駆動する芯金駆動機構２と、芯金Ｓの先端を支持するセンタピン機構３と、芯金Ｓに対して帯板Ｔを案内供給する供給ヘッド機構４とを備えた螺旋体製造装置であって、
前記供給ヘッド機構４は、帯板Ｔにリード角βを与えながら芯金Ｓの下側近傍まで案内する案内ヘッド５と、芯金Ｓの軸心方向中途部の外周面と当接して芯金Ｓを支持する芯金支持手段６と、案内ヘッド５及び芯金支持手段６を芯金Ｓに対して同時に遠近移動させる遠近移動手段９とを有しており、
前記案内ヘッド５には、案内する帯板Ｔの両側で芯金Ｓの外周面と下側から摺接して芯金Ｓを支持する一対の支持面５Ｂを設けていることを特徴とする。

第２に、前記芯金支持手段６は案内ヘッド５から芯金Ｓ先端側へ離れた位置で芯金Ｓを支持しており、下方から支持する下支持体６Ａと、上方から支持する上支持体６Ｂと、上方からコロを介して支持する上コロ支持体６Ｃと、側方からコロを介して支持する側コロ支持体６Ｄとの内、少なくとも下支持体６Ａ及び上支持体６Ｂを有していることを特徴とする。
第３に、前記供給ヘッド機構４は、案内ヘッド５を縦軸１１廻りに回動して帯板Ｔのリード角βを調整する帯板リード角調整手段１２と、案内ヘッド５へ至る帯板Ｔを両短面及び両広面を挟持しながら送るガイド手段１３とを有していることを特徴とする。

第４に、前記芯金駆動機構２を備えた装置枠１Ａに、供給ヘッド機構４を芯金Ｓと平行に移動するヘッド送り機構７と、センタピン機構３をセンタリング位置から芯金Ｓと直交する方向へ後退移動させるセンタ進退機構８とを備えていることを特徴とする。
第５に、芯金Ｓに巻き付けられる帯板Ｔの後部側を受持する受持部材１６を有し、この受持部材１６を芯金Ｓへの帯板Ｔ巻き付けに追従して芯金Ｓと平行に移動可能にした帯板受持機構１７を備えていることを特徴とする。

螺旋体製造方法は、帯板Ｔの長手方向の一端を水平配置した芯金Ｓに係止し、芯金Ｓに対して上下方向の少なくとも下側から支持しながら、かつ下側から帯板Ｔをリード角βを与えながら供給し、芯金Ｓを回転しながら帯板Ｔの一短面を螺旋状に巻き付けて長尺螺旋体Ｒを形成し、この長尺螺旋体Ｒを芯金Ｓから外して複数体を密着重合し、この重合長尺螺旋体Ｒを軸心方向に鋸切断して短尺螺旋体ｒを形成することを特徴とする。

本発明装置によれば、芯金に対して帯板をリード角に沿う方向に案内して、帯板にリード角を与えながらかつ芯金を支持しながら、帯板を螺旋状に巻き付けて成形でき、芯金からの長尺螺旋体の取り外しも容易にできる。
即ち、請求項１に係る発明は、供給ヘッド機構４の案内ヘッド５で、芯金Ｓに対して帯板Ｔをリード角βに沿う方向に案内して、帯板Ｔにリード角βを与えながらかつ芯金Ｓの外周面と当接して支持しながら、螺旋状に曲げながら巻き付けて成形することができ、よって、帯板Ｔの広面に凹凸や無理な応力を生じさせることがなく、理想の螺旋形状に形成することができ、遠近移動手段９で案内ヘッド５及び芯金支持手段６を芯金Ｓに対して遠移動させることにより、芯金Ｓからの螺旋体Ｒの取り外しも容易にできる。

請求項２に係る発明は、案内ヘッド５は帯板巻き付けにより芯金Ｓに生じる下向きの負荷を、芯金Ｓの下方、上方、側方の少なくとも下方から適正にかつ効率よく支持することができ、芯金Ｓのブレ動きを減少することができる。
請求項３に係る発明は、帯板リード角調整手段１２によって案内ヘッド５を縦軸１１廻りに回動して帯板Ｔのリード角βを調整でき、ガイド手段１３で帯板Ｔを両短面及び両広面を挟持しながら送ることができる。

請求項４に係る発明は、帯板Ｔの巻き付けに追従して、ヘッド送り機構７で供給ヘッド機構４を芯金Ｓと平行に移動でき、芯金Ｓから長尺螺旋体Ｒを外すときに、センタ進退機構８でセンタピン機構３をセンタリング位置から芯金Ｓと直交する方向へ後退移動させることができる。
請求項５に係る発明は、帯板受持機構１７によって、芯金Ｓへの帯板Ｔ巻き付けに追従して芯金Ｓと平行に移動しながら、芯金Ｓに巻き付けられる帯板Ｔの後部側を受持することができる。

本発明方法によれば、芯金Ｓに対して帯板Ｔをリード角βに沿う方向に案内して、帯板Ｔにリード角βを与えながらかつ芯金Ｓの外周面と下側から支持しながら螺旋状に巻き付けて長尺螺旋体Ｒを形成し、この長尺螺旋体Ｒを複数体密着重合して軸心方向に鋸切断することにより短尺螺旋体ｒを形成できる。

本発明の実施形態を示す芯金及び供給ヘッド機構の平面図である。 芯金及び供給ヘッド機構の側面図である。 螺旋体製造装置全体の平面図である。 螺旋体製造装置全体の背面図である。 螺旋体製造装置全体の側面図である。 供給ヘッド機構の拡大背面図である。 供給ヘッド機構の先端部の平面図である。 供給ヘッド機構の上部の側面図である。 芯金の係止ブロックの斜視図である。 帯板受持機構の平面図である。 供給ヘッド機構の変形例を示す平面図である。 長尺螺旋体及び短尺螺旋体の製造方法を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜１０において、帯板Ｔから螺旋体Ｒ（スクリュー、スパイラル体とも称される。）を製造する螺旋体製造装置１は、装置枠１Ａに、芯金Ｓと、芯金駆動機構２と、センタピン機構３と、供給ヘッド機構４と、ヘッド送り機構７と、センタ進退機構８とを備え、装置枠１Ａとは別置きの帯板受持機構１７を備えている。

図１〜４、８、９において、前記芯金Ｓは帯板Ｔの一短面（帯板Ｔの肉厚と同一幅の端面）を螺旋状に巻き付けて螺旋体Ｒを成形するための中実又は中空の金属製の円柱体であり、装置枠１Ａの中央上部に水平状に配置されており、その基端側に係止ブロック２０が固着され、この係止ブロック２０に先端係止材２１と側面係止材２２とがボルト固定されている。

帯板Ｔの長手方向の先端は、係止ブロック２０に一広面（帯板Ｔの肉厚と直交する側面）が沿わされた状態で先端縁を先端係止材２１に当接し、外側になる一短面を側面係止材２２に当接し、側面係止材２２に楔状ロック部材２３を挿入して帯板Ｔの他広面に当接させることにより、係止ブロック２０に対して係止され、その先端が芯金Ｓと共に回転することにより、帯板Ｔの後続部分が芯金Ｓに曲がりながら巻き付けられることになる。

前記芯金Ｓは基端側が芯金駆動機構２の出力軸２４に同心状に連結支持されている。芯金駆動機構２は装置枠１Ａを構成するボックス２５内に電動機２６及び減速機等が収納されており、出力軸２４が回転自在に支持され、ボックス２５から突出された出力軸２４の先端に連結筒２７が連結され、この連結筒２７に芯金Ｓの基端側が着脱自在に挿入されている。前記芯金Ｓは外径の異なるものに取り替え可能になっている。

図３、４において、前記センタピン機構３は出力軸２４と同心でかつ対向するセンタピン２９を有し、このセンタピン２９で芯金Ｓの先端を支持する。センタピン２９は支持フレーム３０に支持されており、ピン移動手段３１を介して出力軸２４と同心方向に進退移動可能になっている。
支持フレーム３０は装置枠１Ａの端部の台枠２８上にセンタピン２９と直交する方向に移動自在に載置され、台枠２８に設けられたセンタ進退機構８によって、センタピン機構３のセンタピン２９を、芯金Ｓの先端を芯金Ｓの軸心と同心で支持するセンタリング位置から芯金Ｓと直交する方向へ後退移動可能になっている。

前記ピン移動手段３１及びセンタ進退機構８は共にスクリュー・ナット構造で、ハンドルでスクリューを回転してセンタピン２９や支持フレーム３０を移動させる構造であり、センタピン２９や支持フレーム３０を移動させた位置でロックするロック手段も有している。
センタピン機構３はセンタピン２９をピン移動手段３１で芯金Ｓの先端から外し、センタ進退機構８で芯金Ｓの延長位置から後退させることにより、芯金Ｓの先端を自由端となし、成形した螺旋体Ｒを芯金Ｓから取り外すことを可能にしている。

図２〜６において、前記装置枠１Ａの中央下部に供給ヘッド機構４を芯金Ｓと平行に移動するヘッド送り機構７が設けられており、このヘッド送り機構７は自動送り手段３２と手動送り手段３３とを有する。
装置枠１Ａ上面には芯金Ｓと平行に２本のレール３４が設けられ、このレール３４に供給ヘッド機構４の基台３５の下面に設けた前後左右計４個の摺動体３６が載置され、かつ摺動自在に係合されている。

自動送り手段３２は、装置枠１Ａに支持されていてボックス２５内の電動機２６によっ
て駆動される送りネジ３７と、基台３５の下面に設けられていて送りネジ３７に螺合する送りナットを有するナットホルダ３８とを有する。
送りネジ３７は転造ボールネジで形成され、ナットホルダ３８は送りナットが送りネジ３７に対して螺合解除可能になっており、送りネジ３７を回転することによって、芯金Ｓに帯板Ｔを巻き付けるそのリード量に対応して、供給ヘッド機構４を自動的に平行移動させる。

送りネジ３７の下方には、ナットホルダ３８と当接して自動送り手段３２を停止するリミットスイッチ３９が設けられている。このリミットスイッチ３９は、供給ヘッド機構４を巻き付け動作開始位置へ移動したとき、及び巻き付け動作終端位置へ移動したときに、それぞれ検出動作をして電動機２６を停止する。
手動送り手段３３は、装置枠１Ａの前縁に芯金Ｓと平行に固定されたラック４１と、このラック４１と噛合するピニオン４２と、このピニオン４２とハンドル４３とを設けたハンドル軸４４と、このハンドル軸４４を支持すべく基台３５の下面に設けられた軸受部材４５とを有しており、ハンドル４３を介してハンドル軸４４を回転することにより、装置枠１Ａに対して供給ヘッド機構４を芯金Ｓと平行に移動できる。

なお、前記ヘッド送り機構７は手動送り手段３３を割愛し、自動送り手段３２を逆転させるようにしたり、自動送り手段３２の電動機２６から送りネジ３７へ至る動力伝達系の回転部材を手動で逆転させて、供給ヘッド機構４を巻き付け動作開始位置へ戻すように構成してもよい。
図１〜４、６〜８において、前記供給ヘッド機構４は基台３５上に大別して、案内ヘッド５と、芯金支持手段６と、案内ヘッド５を先端に取り付けたヘッド台５１と、このヘッド台５１上に設けた帯板Ｔの広面案内ローラ手段５２及び短面案内ローラ手段５３と、ヘッド台５１の左右方向水平に対する角度を調整する水平調整手段５４と、ヘッド台５１の高さを調整する高さ調整手段５５と、ヘッド台５１を芯金Ｓに対して遠近（前後）方向に移動する遠近移動手段９と、ヘッド台５１の縦軸廻りの角度（リード角）を調整する帯板リード角調整手段１２とを備えている。

前記案内ヘッド５はヘッド台５１の先端（芯金Ｓ側端部）に固定された支持部材５７と、この支持部材５７の上部に着脱自在に固定された案内部材５８と、この案内部材５８の上部に固定された受持部材５９とを有している。
前記支持部材５７は左右方向中央に上方開放状の上方二股形状であり、案内部材５８は左右一対あって、支持部材５７の二股内に配置されていて、左右対向面で帯板Ｔの左右広面を摺接自在に案内する帯板案内路５８ａを形成しており、帯板案内路５８ａの上下面は支持部材５７と受持部材５９とで形成されている。この帯板案内路５８ａによって、帯板Ｔにリード角βを与えながら摺接案内する案内部５Ａを形成している。

帯板案内路５８ａは帯板Ｔの左右広面及び上下端面を直線的に挿通案内可能であり、帯板リード角調整手段１２によって、芯金Ｓに対してリード角βに沿う方向に向けられている。
なお、帯板Ｔは通常均一肉厚のものが用いられるので、帯板案内路５８ａの路幅は上下均一である。しかし、帯板Ｔは芯金Ｓに巻き付けられると外周側が薄く変形されるので、素材の帯板Ｔを芯金Ｓに巻き付ける側で薄肉にし、螺旋外周側となる側へ次第に厚くなるように圧延しておき、芯金Ｓに巻き付けられた状態で螺旋体Ｒの肉厚が全域略均一になるようにしてもよく、そのような素材を使用する場合は、帯板案内路５８ａの路幅は、上側が狭く、下側が広くなるように形成される。

受持部材５９の案内部５Ａより先端側の二股部の上面は平坦に形成されており、芯金Ｓの外周面と下側から摺接して芯金Ｓを支持する支持面５Ｂとなっている。この受持部材５９は支持面５Ｂが摩耗すると取り替えられ、芯金Ｓが径の異なるものに代えられるときも、支持面５Ｂの高さの異なるものに取り替えられる。この支持面５Ｂは芯金支持手段６の一部を構成する。

前記広面案内ローラ手段５２は帯板Ｔの左右広面を挟む一対のローラ６０が前後２対設けられている。左右一方（左側）の前後ローラ６０はヘッド台５１に立設固定されたロー
ラ軸６１Ａに回転自在に支持され、左右他方（右側）の前後ローラ６０はヘッド台５１に固定された取付板６２付きのローラ軸６１Ｂに回転自在に支持されている。
各取付板６２には２本の長孔６２ａが形成され、この長孔６２ａにボルトを挿入してヘッド台５１に固定されており、前後右ローラ軸６１Ｂは前後左ローラ軸６１Ａに対して遠近位置調整自在であり、帯板Ｔの肉厚に対応して遠近位置が調整され、帯板Ｔを挟持する力を変更できる。

ヘッド台５１の上面には前後の取付板６２に対応してカムロック部材６３が設けられており、このカムロック部材６３のカム面６３ａを取付板６２に押圧することにより、前後右ローラ軸６１Ｂのバックアップができ、また帯板Ｔを挟む挟持力も調整できる。
前記短面案内ローラ手段５３は帯板Ｔの下短面を受持する前後一対の溝付き下ローラ６４と、前側の溝付き下ローラ６４の上方に配置されて帯板Ｔの上短面を押さえる溝付き上ローラ６５とを有する。

前後溝付き下ローラ６４はヘッド台５１上に固定されたブラケット６６に軸を介して回転自在に支持され、溝付き上ローラ６５はローラ軸６７に回転自在に支持され、ローラ軸６７はヘッド台５１上に立設された支持体６８に上下位置変更自在に案内され、押しボルトで下向きに押圧されている。
前記ヘッド台５１の下面には円弧受け板７０が固定され、この円弧受け板７０は中間台７１の上部に設けた円弧台板７２に載置されて左右方向中央のボルトで固定されている。前記円弧台板７２は芯金Ｓの軸心と直交する方向でかつ水平な前後軸心を曲率中心とする円弧面７２ａを有している。

前記円弧受け板７０及び円弧台板７２等によって、ヘッド台５１の左右方向水平に対する角度を調整する水平調整手段５４が構成されており、帯板Ｔを芯金Ｓの外周面に対して広面が直交する姿勢又は傾斜した姿勢に設定できるようになっている。
なお、帯板Ｔは芯金Ｓの外周面に対して広面を直角姿勢から微少角度だけ傾斜させておいて、曲げ抵抗に対向する姿勢とし、芯金Ｓに巻き付けた状態で芯金Ｓの外周面に対して直角になるようにすることもできる。

中間台７１は下面に凹部７１ａとその左右両側の脚部７１ｂとが形成され、左右脚部７１ｂには外ネジ式ストリッパボルト７３が上下に貫通されている。前記ストリッパボルト７３の下部は左右各ガイド脚体７４に螺合されている。
前記左右ガイド脚体７４は移動台７５の上面に固定されており、その上面に凹み７４ａを有し、この凹み７４ａ内に中間台７１の脚部７１ｂの下部が上下位置変更可能に挿入案内されており、前記ストリッパボルト７３で設定される高さまで移動可能になっている。

中間台７１の凹部７１ａ内に傾斜面体７６が取り付けられ、その傾斜面体７６の下側に傾斜面体７６と面接した傾斜動体７７が配置されている。この傾斜動体７７は移動台７５の上面で左右ガイド脚体７４間に前後動可能に配置されている。
前記傾斜動体７７にはナット部材７８が設けられ、移動台７５上に回転自在に支持された押動ネジ７９がナット部材７８に螺合しており、押動ハンドル８０を介して押動ネジ７９を回転することにより傾斜動体７７を前後移動し、傾斜面体７６の傾斜面を介して中間台７１を上下移動するようになっている。

前記中間台７１、ストリッパボルト７３、左右ガイド脚体７４、移動台７５、傾斜面体７６、傾斜動体７７、ナット部材７８、押動ネジ７９、押動ハンドル８０等によって、ヘッド台５１の高さを調整する高さ調整手段５５が構成されており、ストリッパボルト７３の頭部高さを変更することにより、ヘッド台５１の高さを変更できる。
移動台７５は回動台８２に載置され、両者の間にヘッド台５１を芯金Ｓに対して前後移動させる遠近移動手段９が設けられている。

移動台７５の下面には内部に挿入された押圧部材８１とともに蟻溝７５ａが形成され、回動台８２上面に固定の前後方向に長いほぞ部材８３に嵌合しており、芯金Ｓに対して遠近方向に移動可能になっている。押圧部材８１は移動台７５に螺合した押しボルト８４によってほぞ部材８３に押圧可能になっている。
前記移動台７５の側部上面には前後方向に長いラックギヤ８５が固定され、このラック
ギヤ８５に噛合するピニオン軸８６が回動台８２上に設けた軸受体８７に支持されており、このピニオン軸８６の端部にラチェットレバー８８が設けられており、前記押しボルト８４を弛めてラチェットレバー８８を回動操作することにより、ラックギヤ８５及びピニオン軸８６を介して移動台７５を手動で前後移動させることができる。

前記芯金支持手段６は装着台１４と芯金支持板１５とを有しており、装着台１４の下部は移動台７５のラックギヤ８５取り付け位置と反対側の上面及び／又は左ガイド脚体７４に固定され、芯金支持板１５は装着台１４の上部の凹部１４ａに嵌入して、前後方向の長孔及びボルトを介して前後位置調整自在に設けられている。
芯金支持板１５は先端が二股形状になっており、その二股部の上下対向面間隔は芯金Ｓの外径に略等しく設定されており、この二股部の下側が下支持体６Ａとなり、上側が上支持体６Ｂとなっており、上下支持体６Ａ、６Ｂを芯金Ｓの外周面に直径方向位置で当接させることにより芯金Ｓを回転自在に支持する。

この芯金支持板１５によって、芯金Ｓは長手方向中途部の外周面が上下で担持され、帯板巻き付けにより芯金Ｓに生じる上下方向のブレを適正にかつ効率よく減少させることができる。
回動台８２は前記基台３５上に載置され、両者の間にヘッド台５１の縦軸１１廻りの角度（リード角）を調整する帯板リード角調整手段１２が設けられている。

基台３５上に円板９０が固定され、この円板９０に回動台８２の下面の円形凹部８２ａが嵌合しており、円板９０の中心を縦軸１１として回動台８２が縦軸廻り回動自在になっている。
回動台８２の周囲部には円板９０の中心（縦軸１１）を曲率中心とする円弧孔９１が複数（４箇所）形成され、この円弧孔９１に挿入された固定ボルト９２が基台３５に螺合しており、この固定ボルト９２を弛めることにより回動台８２は縦軸１１を中心に回動可能になる。

基台３５の一側上面にはブロック９３を介して前後一対の位置決め調整ネジ９４が設けられており、この各位置決め調整ネジ９４は先端が回動台８２の側面に当接されており、前後位置決め調整ネジ９４の一方を弛めかつ他方を螺進することにより、回動台８２の前後一方を押動回動し、ヘッド台５１の縦軸廻りの角度を調整することができる。
回動台８２による案内ヘッド５へのリード角付与に伴って、受持部材５９の支持面５Ｂ及び芯金支持手段６の芯金支持板１５も芯金Ｓに対して傾斜するが、支持面５Ｂ及び上下支持体６Ａ、６Ｂは芯金Ｓの外周面に点接触又は線接触するので、リード角βがあっても芯金Ｓを確実に支持できるように構成されている。

図３、５、１０において、別置きの帯板受持機構１７は、矩形枠形状の受持枠９６の上部に帯板Ｔを受持する受持部材１６を帯板Ｔの長手方向に複数（３個）設け、基礎台９８に前後一対の走行レール９９を設けて、走行レール９９で受持枠９６を左右方向移動自在に支持している。走行レール９９は芯金Ｓと平行であり、受持枠９６は芯金Ｓと平行に移動可能である。

前記受持部材１６は、帯板Ｔを受持するコロ９７Ａをブラケット９７Ｂに軸を介して回転自在に支持しており、ブラケット９７Ｂは円弧孔９７Ｃに挿通されるボルト９７Ｄで受持枠９６に固定されている。
複数の受持部材１６の配列は、走行レール９９に対して帯板Ｔの巻き付けリード角βに相当する角度だけ傾斜しており、帯板Ｔの巻き付けリード角βが変更される場合は、受持部材１６を受持枠９６上で左右方向位置を変更する。

図１１は供給ヘッド機構４の変形例を示しており、案内ヘッド５は二股形状の支持部材５７内の案内部材５８の下方に帯板Ｔの下短面を受持する溝付き上ローラ４７を回転自在に配置しており、芯金支持手段６の芯金支持板１５には、下支持体６Ａ及び上支持体６Ｂとは別に上コロ支持体６Ｃと側コロ支持体６Ｄとを設けている。
上コロ支持体６Ｃは支持部材５７上に縦軸廻り角度調整自在に固定された門型形状のブラケット４８ａの両脚部にコロ４８ｂを回転自在に設けており、両コロ４８ｂの軸心は芯金Ｓの軸心と平行でその真上に配置されており、芯金Ｓの外周面に上側から当接している。

側コロ支持体６Ｄは支持部材５７の上下二股部内に配置されており、縦軸廻り角度調整自在に固定された門型形状のブラケット４９ａの両脚部にコロ４９ｂを回転自在に設けており、両コロ４９ｂの軸心は芯金Ｓの軸心と平行でその真横に配置されており、芯金Ｓの外周面に側方から当接している。この側コロ支持体６Ｄのコロ４９ｂはブラケット４９ａの中央に１個設けるだけでもよい。

前記上コロ支持体６Ｃのコロ４８ｂ及び側コロ支持体６Ｄのコロ４９ｂは、案内ヘッド５に先行して、芯金Ｓの軸心方向中途部の外周面を回転しながらかつ摺接しながら支持し、芯金Ｓの回転時のブレを減少する。
前記芯金支持手段６は、主に下支持体６Ａと上コロ支持体６Ｃの両コロ４８ｂとで芯金Ｓの中途部を上下から３点支持し、上支持体６Ｂと側コロ支持体６Ｄのコロ４９ｂと支持面５Ｂは支持補助となっている。

次に、前記螺旋体製造装置１で長尺螺旋体Ｒを製造する方法及び長尺螺旋体Ｒから短尺螺旋体ｒを製造する方法を説明する。
供給ヘッド機構４を所要のリード角βに沿わせた状態で巻き付け動作開始位置に配置しかつ芯金支持手段６を芯金Ｓの外周面に当接させておき、加工する帯板Ｔを帯板受持機構１７の受持部材１６上に載せ、帯板Ｔを長手方向に前進させて供給ヘッド機構４に通す（図３）。

帯板Ｔを広面案内ローラ手段５２及び短面案内ローラ手段５３内に挿通し、かつ案内ヘッド５の帯板案内路５８ａに挿通し、帯板Ｔの先端を芯金Ｓの下側を通って係止ブロック２０に係止する（図１〜４、８、９）。
この係止状態で、帯板Ｔは芯金Ｓに対してヘッド台５１で設定されたリード角が付与された姿勢となっており、係止ブロック２０に係止された先端から少し離れた位置で、帯板Ｔの上側短面（端面）が芯金Ｓの外周面に当接している（図８）。

芯金Ｓの先端をセンタピン機構３で支持しながら芯金駆動機構２を作動すると、芯金Ｓは図１の先端側から見て時計方向に回動され、帯板Ｔは先端が係止ブロック２０に係止されていることにより共廻りし、帯板Ｔの上側端面が芯金Ｓの外周面に曲がりながら巻き付けられていく（図１、９及び図１２−Ａ）。
帯板Ｔの巻き付け加工中、芯金支持手段６は芯金Ｓのブレを防止し、案内ヘッド５、広面案内ローラ手段５２及び短面案内ローラ手段５３は常に帯板Ｔにリード角βを与えながら案内する。帯板Ｔにリード角βが付与されているので、帯板Ｔは芯金Ｓに巻き付いている部分も芯金Ｓに供給される部分も直線状となり、芯金Ｓの軸心方向に曲げられることがなく、抵抗無くスムーズに供給される。

また、案内ヘッド５の支持面５Ｂは芯金Ｓの外周面と下側から摺接して支持し、芯金支持手段６は芯金Ｓの外周面と上下両側から摺接して支持し、芯金Ｓの長手方向中途部のブレを無くし、安定的に回転でき、帯板Ｔを真円度を高めて巻き付ける。
前記帯板Ｔの芯金Ｓへの巻き付けに伴って、供給ヘッド機構４は自動送り手段３２によってリード量だけ芯金Ｓと平行に移動し、受持枠９６は走行レール９９上を追従移動する（図３）。

芯金Ｓに帯板Ｔを略全長巻き付けて長尺螺旋体Ｒに加工した後、遠近移動手段９により移動台７５を後退させてヘッド台５１及び芯金支持手段６を芯金Ｓ及び長尺螺旋体Ｒから引き離す。また、センタピン機構３はセンタピン２９を後退して芯金Ｓの先端の支持を解除し、さらにセンタ進退機構８でセンタピン２９を芯金Ｓ延長位置から後方へ後退させる。

この状態で、芯金Ｓは先端側がフリーとなり、係止ブロック２０の側面係止材２２にから楔状ロック部材２３を抜くことにより長尺螺旋体Ｒの基端側は開放されて、長尺螺旋体Ｒは芯金Ｓから取り外すことができる（図１２−Ｂ）。
取り外した長尺螺旋体Ｒはそのままの形状でも利用できるが、鋼管杭に利用するには１リード長さのものでよい。長尺螺旋体Ｒは１体づつでは切断しずらいが、複数体を密着重合することにより鋸切断が容易になる。

前記長尺螺旋体Ｒは、複数体（例えば４、５体）を同心状に密着重合し、リード間に楔等の固定具を入れて結束し、周方向１箇所を鋸で切断（鋸切断線Ｎ）することにより、多数体の短尺螺旋体ｒを一度に製造される（図１２−Ｃ）。この１体の短尺螺旋体ｒを鋼管１００に嵌合しかつ溶着すれば鋼管杭Ｈを製造することができる（図１２−Ｄ）。
なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜１２に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。

例えば、別置きの帯板受持機構１７に代えて、ヘッド台５１から後方へ支持部材を突出し、この支持部材上に帯板Ｔを受持する受持部材１６を複数設けて、帯板受持機構としてもよい。
前記係止ブロック２０は側面に帯板Ｔの先端を挿入する溝を形成しておいて、帯板Ｔの先端を溝に挿入するだけで、芯金Ｓに対する周方向及び軸方向の位置決めができるように構成してもよい。

螺旋体製造装置１を１種類の径で特定リード角を有する長尺螺旋体Ｒの製造用専用機とする場合は、供給ヘッド機構４は水平調整手段５４、高さ調整手段５５及び帯板リード角調整手段１２等を割愛し、ヘッド台５１及び芯金支持手段６を移動台７５上に搭載するだけの構成としてもよい。

１ 螺旋体製造装置
１Ａ 装置枠
２ 芯金駆動機構
３ センタピン機構
４ 供給ヘッド機構
５ 案内ヘッド
６ 芯金支持手段
７ ヘッド送り機構
８ センタ進退機構
９ 遠近移動手段
１１ 縦軸
１２ 帯板リード角調整手段
１３ ガイド手段
１７ 帯板受持機構
２０ 係止ブロック
２９ センタピン
５１ ヘッド台
５２ 広面案内ローラ手段
５３ 短面案内ローラ手段
Ｈ 鋼管杭
Ｒ 長尺螺旋体
Ｓ 芯金
Ｔ 帯板
ｒ 短尺螺旋体

Claims (6)

1. 帯板（Ｔ）の一短面を当接しながら螺旋状に巻き付ける水平姿勢の芯金（Ｓ）と、この芯金（Ｓ）の基部側を支持して回転駆動する芯金駆動機構（２）と、芯金（Ｓ）の先端を支持するセンタピン機構（３）と、芯金（Ｓ）に対して帯板（Ｔ）を案内供給する供給ヘッド機構（４）とを備えた螺旋体製造装置であって、
   前記供給ヘッド機構（４）は、帯板（Ｔ）にリード角（β）を与えながら芯金（Ｓ）の下側近傍まで案内する案内ヘッド（５）と、芯金（Ｓ）の軸心方向中途部の外周面と当接して芯金（Ｓ）を支持する芯金支持手段（６）と、案内ヘッド（５）及び芯金支持手段（６）を芯金（Ｓ）に対して同時に遠近移動させる遠近移動手段（９）とを有しており、
   前記案内ヘッド（５）には、案内する帯板（Ｔ）の両側で芯金（Ｓ）の外周面と下側から摺接して芯金（Ｓ）を支持する一対の支持面（５Ｂ）を設けていることを特徴とする螺旋体製造装置。
2. 前記芯金支持手段（６）は案内ヘッド（５）から芯金（Ｓ）先端側へ離れた位置で芯金（Ｓ）を支持しており、下方から支持する下支持体（６Ａ）と、上方から支持する上支持体（６Ｂ）と、上方からコロを介して支持する上コロ支持体（６Ｃ）と、側方からコロを介して支持する側コロ支持体（６Ｄ）との内、少なくとも下支持体（６Ａ）及び上支持体（６Ｂ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の螺旋体製造装置。
3. 前記供給ヘッド機構（４）は、案内ヘッド（５）を縦軸（１１）廻りに回動して帯板（Ｔ）のリード角（β）を調整する帯板リード角調整手段（１２）と、案内ヘッド（５）へ至る帯板（Ｔ）を両短面及び両広面を挟持しながら送るガイド手段（１３）とを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の螺旋体製造装置。
4. 前記芯金駆動機構（２）を備えた装置枠（１Ａ）に、供給ヘッド機構（４）を芯金（Ｓ）と平行に移動するヘッド送り機構（７）と、センタピン機構（３）をセンタリング位置から芯金（Ｓ）と直交する方向へ後退移動させるセンタ進退機構（８）とを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の螺旋体製造装置。
5. 芯金（Ｓ）に巻き付けられる帯板（Ｔ）の後部側を受持する受持部材（１６）を有し、この受持部材（１６）を芯金（Ｓ）への帯板（Ｔ）巻き付けに追従して芯金（Ｓ）と平行に移動可能にした帯板受持機構（１７）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載の螺旋体製造装置。
6. 帯板（Ｔ）の長手方向の一端を水平配置した芯金（Ｓ）に係止し、芯金（Ｓ）に対して上下方向の少なくとも下側から支持しながら、かつ下側から帯板（Ｔ）をリード角（β）を与えながら供給し、芯金（Ｓ）を回転しながら帯板（Ｔ）の一短面を螺旋状に巻き付けて長尺螺旋体（Ｒ）を形成し、この長尺螺旋体（Ｒ）を芯金（Ｓ）から外して複数体を密着重合し、この重合長尺螺旋体（Ｒ）を軸心方向に鋸切断して短尺螺旋体（ｒ）を形成することを特徴とする螺旋体製造方法。

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