JPH0124585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車用車輪リム等のように軸方向
に凹凸を有する円環の成形装置に関するものであ
る。

自動車用車輪リムのように軸方向に凹凸を有す
る円環を製造するには、帯状平板素材を円環状に
巻き加工し突合せ部を溶接接合して素環を形成し
た後、該素環に外周から外ロールを押付け素環を
回転させながら凹凸の成形を施す。第１図は加工
中の素環１を部分的に示したものであるが、２が
外ロールによるくぼみの加工領域で、素環１の回
転方向を矢印Ａの方向とした場合３が加工済領域
となる。ところが加工領域２では素環１の幅が縮
少されるので、該縮少部には矢印Ｂで示す引張力
が働く。このため加工部２近傍の曲げコーナ部に
は引張力によつて肉厚減少、すなわち肉減りが生
じる。

この肉減りを防止するためには、第２図に示す
ように、素環１の加工領域２に素環軸方向と平行
方向の圧縮力（矢印Ｃにて示す）を加え、引張力
を相殺しながら幅方向圧縮応力のもとで外ロール
を押付け成形することが効果的である。この圧縮
力を加えた状態下での成形は本特許出願人により
先に提案されている（特願昭56−159077号（特開
昭58−61939号公報））。

しかし、先に提案された円環の成形方法は、第
３図に示すように素環１に互に傾斜された一対の
内ロール４にて円環上部に軸力を負荷しながら一
体型の外ロール３を素環半径方向に押込むだけで
あつたから、素環１のドロツプ部１ａ、フランジ
部１ｂに座掘が生じやすいという問題があつた。

この問題を解消するために、成形時に円環に座
掘が生じる原因を究明すると、次の通りである。
まず、ドロツプ部１ａに生じる座掘についてであ
るが、ドロツプ部１ａの成形は、素環１の直径を
小さくする加工であるから素環ドロツプ部１ａ
は、周方向圧縮力を受け、かつ内ロール４にて軸
方向圧縮力も受けるので、必然的に座掘が生じや
すい状態にある。

このような状態において、内ロール４と共に回
転する素環１の回転力が小さい場合に、外ロール
３が押込まれるとそれが回転に対する抵抗とな
り、素環１と外ロール３間および素環１と内ロー
ル４間にスリツプが起こる。このため、素環１は
局部的に大きな加工を受けるので真円の円環にな
り難い。

さらに、内ロール４の１回転当たりに対する外
ロール３押込み量が大き過ぎる場合に、素環１の
回転力に対する抵抗が大となり、スリツプが生じ
たり、モータ回転数が少なくなる。このため素環
円周上で局部的に大きな加工を受けて凹凸ができ
る。一度このような凹凸ができると、この後のロ
ール成形での修正は無理であり、成形後の製品ド
ロツプ部１ａは凹凸となる。

また、フランジ部１ｂに生じる座掘について
は、軸力を加えない場合は座掘は生じないが、軸
力を加えるロール成形法ではフランジ部に座掘が
出やすい。

本発明は、肉減りを防止するために軸方向に圧
縮力を加えて成形を行なう円環のロール成形にお
いて、座掘の発生を防止することを目的とするも
のであり、上記の座掘の原因に対処し得る円環の
成形装置を提供することを目的とするものであ
る。

この目的に沿う本発明の円環の成形装置は、進
退可能に配設された一対の内ロールと、該内ロー
ルの中間に挾持される素環を内ロールと協働して
成形する、一対の内ロールの中間部に対し進退可
能な外ロールとを有している。そして、内ロール
は該内ロールを直接的または間接的に支持する複
数の可動台を有しており、可動台の一には該可動
台を駆動することにより内ロールをその軸方向に
進退動させる軸方向駆動シリンダが連結されてお
り、また駆動台の一には該駆動台を傾斜させるこ
とにより内ロール軸を鉛直面内において水平から
傾ける傾斜駆動シリンダが連結されている。

このような軸方向駆動シリンダ、傾斜駆動シリ
ンダを備えた円環の成形装置においては、素環は
まず軸方向駆動シリンダを作動させ内ロール間に
挾圧されて両側部がフレア加工され、これによつ
て素環と内ロールが密着して素環がスリツプなく
内ロールと共に回転する。つぎにスリツプを抑止
したまま内ロール軸を傾斜駆動シリンダにより傾
斜させ素環上部に大きな圧縮力を加え、かつ外ロ
ールを押付ける。外ロールは、軸方向に複数個に
分割された分割ロールから成り、たとえば軸方向
に円環のドロツプ部を成形するドロツプ部成形ロ
ールと円環の両側のフランジ部を成形する２つの
フランジ部成形ロールとの３分割構成となつてお
り、始めにフランジ部成形ロールで円環のフラン
ジ部を内ロールと協働して押さえ、つぎにドロツ
プ部成形ロールをフランジ部成形ロールとは独立
に押込み、内ロールとの間隔を制御しつつ協働し
て円環のドロツプ部を成形する。したがつて、内
ロールと素環とのスリツプがなくなり、素環の回
転が安定し、外ロールの回転が制御されることに
より素環と外ロールとのスリツプもなくなり、座
掘の発生原因が取除される。すなわち、軸方向圧
縮力を加えて肉減りを防止したまま座掘の発生が
防止できる。

以下に、本発明の円環の成形装置の望ましい実
施例を図面を参照して説明する。以下の説明では
外ロールと内ロールとを上下の関係に配設した場
合を例にとつて述べるが、内外ロールの位置関係
は上下に限定されるものではない。

第４図および第５図は本発明の一実施例に係る
円環の成形装置のうち、分割型の外ロールを示し
ている。第４図に示すように、外ロール１０は軸
方向に３つのロールに分割されている。中央のロ
ールは円環のドロツプ部を成形するためのドロツ
プ部成形ロール１１であり、両側のロールは円環
のフランジ部を成形するためのフランジ部成形ロ
ール１２，１３である。ドロツプ部成形ロール１
１はフランジ部成形ロール１２，１３に対して独
立に半径方向に変位可能であり、軸方向と直角方
向に圧下可能である。

外ロール１０の独立圧下機構の一例として、第
４図、第５図は偏心軸を利用した圧下機構を示し
ている。偏心軸１４は偏心部１５と非偏心部１６
とを有しており、ドロツプ部成形ロールは偏心部
１５に、フランジ部成形ロール１２，１３は非偏
心部１６に回転自在に軸支されている。偏心軸１
４自体は円環成形中に外ロール１０とともには回
転せず、固定されている。１７は管軸でフランジ
部成形ロール１２，１３に一体的に接合されてお
り、フランジ部成形ロール１２，１３と一体的に
回転する。１８，１９，２０はそれぞれ回転用の
ベアリングである。管軸１７は回転駆動手段によ
り強制回転され、これによつてフランジ部成形ロ
ール１２，１３は管軸１７とともに回転される。
一方、ドロツプ部成形ロール１１は、成形時に回
転する素環２１に押圧すれば、その時生じる摩擦
力で自由に回転できる。ドロツプ部成形ロール１
１、フランジ部成形ロール１２，１３は、全体的
に第９図のシリンダ２２により上下動される。ま
たドロツプ部成形ロール１１のフランジ部成形ロ
ール１２，１３に対する上下動は、偏心軸１４を
ある角度回動させることにより行なう。すなわち
第５図に示すように、偏心軸１４を角度γ回転さ
せれば、偏心部１５の中心ＤはD′の点に移り、
ドロツプ部成形ロール１１は１１′の位置の回転
から１１″に示した位置の回転に移る。このよう
な偏心軸１４を利用した圧下においては、ドロツ
プ部成形ロール１１の中心Ｄは円弧を描きながら
圧下していくので、直線状に垂直下方には圧下し
ない。

第６図ないし第８図は外ロール１０の独立圧下
機構の他の例を示している。図中、２３はドロツ
プ部成形ロール１１、フランジ部成形ロール１
２，１３を全体的に上下動させるシリンダであ
り、２４がドロツプ部成形ロール１１をフランジ
部成形ロール１２，１３に対して相対的に上下動
させるシリンダである。ドロツプ部成形ロール１
１の圧下にあたつてはドロツプ部成形ロール１１
が横方向に逃げないように第７図に示したような
バツクアツプ２５とベアリング２６によつて押し
付けられるか、または第８図に示したような一対
のバツクアツプロール２７によつて押し付けられ
る。このような独立圧下機構では、ドロツプ部成
形ロール１１は垂直下方に直線状に圧下できる。

第９図は、円環の成形装置の全体を示してい
る。図中、外ロール１０は枠体２８によつて支え
られており、シリンダ２２によつて上下動され
る。２９は偏心軸１４に連結されて偏心軸１４を
回動させるシリンダである。したがつて、ドロツ
プ部成形ロール１１はシリンダ２９を作動させる
ことにより、フランジ部成形ロール１２，１３に
対して独立に圧下される。

一方、素環２１の軸方向両側には、素環２１を
挾持するための一対の加圧手段としての内ロール
３０，３１が互に対向して進退自在に設けられて
いる。外ロール１０は内ロール３０，３１の中間
部の上方に位置する。内ロール３０，３１の少な
くとも一方には（図示例では一方の内ロール３０
の場合を示しているが両方であつてもよい）、モ
ータ３２が連結されており、内ロール３０をその
軸芯まわりに強制的に回転駆動する。モータ３２
および内ロール３０は、可動台５０に支持されて
おり、該可動台５０は可動台５０に連結された軸
方向駆動シリンダ３３によつて素環軸方向に往復
動可能となつている。

また、モータ３２およびシリンダ３３を載置す
る可動台３４は、該可動台３４に連結された２つ
の上下方向シリンダ３５，３６によつて支持され
ており、シリンダ３５，３６を作動させることに
より、内ロール３０の水平線からの軸方向角度α
を任意に設定できるようになつている。このよう
に２つのシリンダ３５，３６を設けて角度αを調
整することにより、シリンダ３３を作動させて内
ロール３０を素環２１に対して進退させても、作
動点Ｅの高さを一定に調整することができる。

また、２つの上下方向シリンダ３５，３６は共
通の可動台３７の上に固定されており、該可動台
３７は支軸３８を中心に水平面内に回動可能とな
つている。可動台３７は、水平面内回動シリンダ
３９に連結されており、水平面内回動シリンダ３
９を作動することにより内ロール３０の素環軸方
向からの軸方向角度βを任意に設定できるように
なつている。これによつて内ロール３０の素環２
１の加圧部位を素環２１の円周方向に変えること
ができ、第２図における圧縮力Ｃの分布を最適な
分布に調整することができる。

一方、内ロール３０，３１は第１０図に示すよ
うに、素環２１を挾持したときに素環２１のフラ
ンジ部に対応する位置にフレア加工部を有してお
り、該部分で素環２１のフランジ部を拡径すると
ともにフランジ部に圧接され、スリツプが防止さ
れる。内ロール３０，３１の先端は角落しされて
該部位にウレタンゴム等の弾性材４２が円周方向
に装着されている。この内ロール構造により、内
ロール３０，３１は、フレア加工を行なうことの
できるフランジ部成形ロール４３，４４と、その
中間のドロツプ部成形ロール４５とから実質上構
成されることになる。そして、内ロール３０，３
１側のドロツプ成形ロール４５は、第１０図に示
すように、その外周部が弾性材４２から成るの
で、外ロール１０のドロツプ部成形ロール１１の
圧下に追随して、内ロール３０，３１のフランジ
部成形ロール４３，４４に対して表面が相対動で
きる。したがつて、内ロール３０，３１も実質的
に軸方向に３分割された作動のできるロールとな
つている。なお、内ロール３０，３１側の３分割
ロールは外ロール１０と同様に３つに完全に切離
されたロールとしてもよい。また、外ロール１０
と内ロール３０，３１の間隙は、ドロツプ部成形
ロール１１、フランジ部成形ロール１２，１３共
間隙が素環２１の板厚に調整されるようになつて
いる。なお内ロール３０，３１のドロツプ部成形
部に弾性材４２を用いる場合は、間隙調整は弾性
材４２の変形によつて自動的に行なわれる。

なお、上記装置においては、内ロール３０，３
１の軸方向移動はシリンダ３３によつて行なうよ
うにしたが、第１２図に示すように、水平方向の
回動シリンダ３９を載せる台４６を可動台とし、
該可動台４６に軸方向駆動シリンダ４７を連結
し、該軸方向駆動シリンダ４７によつて軸方向に
移動させるようにしてもよい。

つぎに、本発明の円環の成形装置の作用につい
て説明する。

まず、素環２１を用意する。素環２１は通常金
属平板を環状に曲げて、突合せ部を溶接接合した
ものから成る。素環２１を一対の加圧手段である
内ロール３０，３１によつて挾持する。この場
合、内ロール３０，３１の軸方向は第１０図に示
すように水平線上にある。内ロール３０，３１は
互に接近する方向に加圧されることにより、フレ
ア加工部４０，４１により素環２１の両側を拡径
する。このフレア加工により素環２１は内ロール
３０，３１に密着し、回転時のスリツプが防止さ
れる。続いて、内ロール３０，３１はシリンダ３
５，３６を作動させることにより、その軸心を傾
斜され、素環２１の上部に大きな圧縮力がかけら
れる。このとき、水平面内回動シリンダ３９が作
動して内ロール３０，３１の軸心を水平面内にお
いて素環軸方向から傾け、加工部の素環回転方向
前側に圧縮力領域を若干移し、以下の成形を容易
にする。

続いて、外ロール１０が圧下される。このとき
ドロツプ部成形ロール１１の中心は第５図のＤの
位置にあるので、素環２１はまずフランジ部成形
ロール１２，１３により両端部を挾圧される。外
ロール１０のフランジ部成形ロール１２，１３は
強制回転されるが、内ロール３０，３１のフラン
ジ部成形ロール４３，４４と周速が同じになるよ
うに回転速度が制御され、フランジ部に無理な荷
重がかからないようにされる。

つぎにシリンダ２９を作動させて偏心軸１４を
回動させ、偏心部１５を回動させてドロツプ部成
形ロール１１をフランジ部成形ロール１２，１３
に対して相対的に圧下させる。これによつて素環
２１にドロツプ部が成形され始める。ドロツプ部
成形ロール１１は、素環２１が内ロール３０，３
１の回転につれて回転しているので、素環２１に
押し付けられてつれまわりする。偏心軸１４を
徐々に回動させて素環２１のドロツプ部の成形を
深めていく。このとき内ロール３０，３１のドロ
ツプ部成形ロールは、弾性材４２の変形によつて
外ロール１０のドロツプ部成形ロール１１との間
隙を自動的に素環板厚に保ちながら変形する。し
たがつて、本成形においては、素環２１は、内外
ロールの間隙を調整されながら成形が遂行され
る。したがつて、成形中に座掘は生じ得ない。ま
た、内ロール３０，３１の傾斜によつて素環２１
の上部に圧縮力が加えられた状態は維持されてい
るので、素環２１の肉減りも生じない。このよう
にして、円環の成形が達成される。

したがつて、本発明の円環の成形装置によると
きは、対向して配慮設備された内ロールが進退動
と水平面内回動との両方を行なうことができるよ
うに構成されているので、まず内ロールを進退動
させて素環にフレア加工を施すとともに素環と内
ロールとの密着性を上げ、続いて内ロールを傾斜
させて素環上部により強い圧縮力を加えるととも
に外ロールと協働してドロツプ部の成形を行なう
ことができ、これによつて素環と内ロールおよび
外ロールとのスリツプを防止でき、素環が円周上
局部的に大きな成形を受けることを防止すること
ができ、ひいては円環の座掘の発生を防止するこ
とができる。そして、この座掘の発生防止は、内
ロールの進退動および傾斜動による素環加工部へ
の圧縮力を維持したまま達成でき、したがつて加
工中の肉減り防止効果を維持しつつ達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円環の加工部近傍の平面図、第２図は
第１図の円環に軸方向圧縮力をかけたときの平面
図、第３図は既に提案した円環の成形装置の部分
断面図、第４図は本発明の円環の成形装置に係る
外ロールの断面図、第５図は第４図の外ロールの
側面図、第６図は第４図および第５図とは別の例
に係る外ロール圧下機構の断面図、第７図は第６
図の外ロールの側面図、第８図は第７図とは別の
例に係る第６図の外ロールの側面図、第９図は本
発明に係る円環の成形装置の全体概略斜視図、第
１０図は第９図の製造において内ロールが素環に
嵌入したときの断面図、第１１図は第１０図の状
態からさらに内ロール軸が水平線から傾斜されか
つ外ロールが圧下してドロツプ部を成形している
状態の断面図、第１２図は第９図とは別の例に係
る装置の部分斜視図、である。 １０……外ロール、１１，４５……ドロツプ部
成形ロール、１２，１３，４３，４４……フラン
ジ部成形ロール、１４……偏心軸、１５……偏心
部、１６……非偏心部、１７……管軸、２１……
素環、２２，２３，２４，２９，３３，３５，３
６，３９，４７……シリンダ、３０，３１……内
ロール、３２……モータ、３４，３７，４６，５
０……可動台。

【特許請求の範囲】

１ ワークを多数蓄積するホツパーと、該ホツパ
ーよりワークを一本宛取り出す第１トランスフア
ーと、該第１トランスフアー上にあるワークの一
端に先端絞り加工を施こす加工装置と、上記ワー
クの後端側からワーク内に進入し、ワーク先端を
ダイスを通過させながらワークに部分的な薄肉部
分を形成させる第１伸管装置と、段付き加工され
たワークを受けるワーク受け部と、該ワーク受け
部上にあるワークの後端側からワーク内に進入
し、ワーク先端をダイスを通過させながら整円伸
管する第２伸管装置と、整円伸管されたワークを
受けるシユートと、シユート上のワークを突切装
置へ送り込む第２トランスフアーと、第２トラン
スフアー上のワークの両端を切断する端部突切り
装置と、両端加工されたワークを１本宛クランプ
して移送する第１コンベアーと、第１コンベアー
上にあるワークの両端部をプレスカツトするＲカ
ツトプレスと、Ｒカツトプレス後のワークを、次
工程へ移載する第２コンベアーと、ワークのＲカ
ツトされた位置を自動的に検出する位置検出装置
と、上記第２コンベアー上にあるワーク両端面を
精密加工するミーリングヘツドと、第２コンベア
ーを経たワークを受けるホツパーとを順設してな
る自動車フレーム用異径管の連続加工装置。