JPH0156854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は多数の回転自在のデイスク型成形ロー
ラを用いて弾性ワイヤまたはバー素材かららせん
状形物を形成するためのデイスク型成形ローラ機
構および方法に関する。本発明は特に、直径およ
びピツチのいろいろな所望のパラメータを有する
らせん状形物を形成するように供給ワイヤをそれ
自体の長手軸線の周りに回転させながら多重成形
ローラを通して連続的に引出すようにしたデイス
ク型成形ローラ機構および方法に関する。

らせん状形物を成形するための機構は、米国特
許第2749962号および2769479号に開示されている
が、そのいずれにおいても、成形すべきワイヤを
送り手段によつて回転成形ローラを通して押進め
るようになされているので、特に比較的可撓性が
あり、屈曲し易い小径のワイヤの場合、ワイヤに
大きな圧縮応力が生じ、ワイヤを変形させたり、
座屈させることがあるという欠点がある。

本発明は、らせん状形物を形成する場合の上記
のようなワイヤの不安定性の問題を解消する。本
発明によれば、ワイヤを多重成形ローラを通して
引張り、成形すべきワイヤに発生する小さな引張
力を利用して優れたらせん状の構造物品を成形す
る。

発明の概要 本発明は、好ましくは断面円形のワイヤまたは
バー素材から細長いらせん状形物または構造物を
連続的に成形するためのデイスク型成形ローラ機
構を提供する。本発明のデイスク型成形ローラ機
構は、支持フレームに回転自在に取付けられた２
組の平行な多重デイスク型成形ローラから成る。
２組の成形ローラは、通常、第１組の被動ローラ
と、第２組の遊びローラとから成るが、所望なら
ば、両方の組のローラを被動ローラとしてもよ
い。第１被動ローラ組は、支持フレームの固定フ
レーム部材に回転自在に装着し、第２ローラ組
は、該支持フレームの調節自在のフレーム部材に
回転自在に装着する。２つのローラ組は、通常、
被動ローラ組が下に位置し、遊びローラ組が上に
位置するようにして取付けるが、所望ならば、２
つのローラ組をほぼ水平な位置に交互に配列して
もよい。

各組のデイスク型ローラは、キーとキー溝の組
合せなどにより剛性の回転軸に固定し、該軸に装
着したスペーサによつて互いに離隔させる。第１
組のローラは、入力軸によつて回転駆動させ、第
２組のローラは通常その軸と共につれ周りさせ
る。両方のローラ組ともフレーム構造体に回転自
在に取付けるが、第１組のローラと第２組のロー
ラとは、交互に、即ち互い違いに配置され、ロー
ラの周縁面が互いに接近し、あるいは限られた所
定量だけ互いに交差するようにする。

らせん形に成形すべき真直ぐな弾性ワイヤまた
はロツドは、第１被動ローラ組と第２遊びローラ
組との間へ案内され導入される。各組のローラの
周縁が互いに接近または場合によつては交差する
ように配置されている。従つて、第２組のローラ
は成形されるワイヤに圧接するように側方へ押圧
されている。第１組の被動ローラを回転させるこ
とによりワイヤは該被動ローラとの摩擦接触によ
つて回転せしめられ、第２組の遊びローラはワイ
ヤと摩擦接触により回転せしめられ、それによつ
てワイヤをらせん状形物に湾曲成形する。２つの
ローラ組によつて成形されるワイヤがそれ自体の
軸線を中心として回転するので、ワイヤには軸方
向の力成分が与えられ、その力によつてワイヤ
は、それ自体の軸線の周りに回転しながら第１組
と第２組の成形ローラを通して引張られ、らせん
状形物に成形される。各被動成形ローラは、成形
すべきワイヤとの摩擦接触を増大させるために刻
付きまたは粗面化された外表面を有するものとす
ることが好ましい。

第２即ち遊びローラ組は位置調節自在のフレー
ム部材に回転自在に取付けられているので、該ロ
ーラ組は、位置固定の第１被動ローラ組に対して
ローラ軸の軸線に垂直な方向に調節することがで
きる。成形すべきらせん形のピツチＰは、各ロー
ラ組の隣接するローラ間の間隔によつて決定され
れる。各デイスク型ローラの外周タイヤの半径ｒ
は、通常、ローラ間隔の0.3〜0.5倍である。異な
る寸法形状のらせん状形物を成形するには、異な
る半径ｒを有する異なるローラ組を使用し、成形
すべきらせん形のらせんピツチを決定するスペー
サをローラ間に介設する。

第１被動ローラ組は少くとも２つのローラを含
み、第２遊びローラ組は少くとも１つのローラを
含む。通常は、各ローラ組には６つ以上のローラ
を設ける必要はなく、第１ローラ組は３つのロー
ラを、第２ローラ組は２つのローラを含むもので
あることが好ましい。被動ローラ組は、供給ワイ
ヤを送給するのに用いられる送り手段によつて異
なるが、通常20〜100rpmの速度で回転させる。
２つのローラ組は、同じ表面速度を有し、通常、
同一の直径を有するが、所望ならば、異なる直径
としてもよい。第１ローラ組および第２ローラ組
の両方共、例えば駆動ギアとチエーンのような適
当な駆動手段により被動軸から回転駆動されるよ
うにする場合、該駆動手段は、それらの第１組お
よび第２組の成形ローラに等しい表面速度を与え
なければならず、平行なローラ組間の十分な側方
調節を可能するものでなければならない。

ワイヤ成形工程を開始するには、らせん形に成
形すべき真直ぐな供給ワイヤの先行端にらせん形
を有するダイを溶接またはその他の手段によつて
連結する。このダイは、予め形成されたらせん形
物であり、真直ぐな供給ワイヤをそれ自体の軸線
の周りに回転させながら成形ローラの間へ引入
れ、供給ワイヤの成形工程を開始させる。らせん
形に成形すべき真直ぐな供給ワイヤは、被動ロー
ラおよび遊びローラとの摩擦接触により回転せし
められる。供給ワイヤが真直ぐなものである場合
は、回転に対する制限は何ら課せられない。しか
しながら、供給ワイヤが、リールまたはスプール
から繰出される長いワイヤである場合は、スプー
ル全体およびその取付ユニツトが、成形工程中与
えられるワイヤの回転と同期して該ワイヤの長手
軸線を中心として回転するように構成する。

本発明のデイスク型成形ローラ機構および成形
方法は、外形約2.54〜12.7mm（約0.100〜0.500in）
の範囲の金属ワイヤ、ロツドまたは管を、通常、
外径25.4〜76.2mm（１〜3in）のらせん状形物に成
形するのに用いることができるが、もつと大径の
ワイヤをより大きい外径のらせん状形物に成形す
ることもできる。成形される形物のらせんピツチ
は、各ローラ組の隣接ローラ間の間隔に等しくな
り、通常、約19.05〜76.2mm（約0.75〜3in）の範
囲である。

本発明のデイスク型成形ローラ機構および成形
方法の利点の１つは、所望のらせん状形物を成形
するのに僅か２組の回転デイスク型ローラが必要
とされるだけであるから機構が簡単でコンパクト
であることである。また、この成形機構、即ちロ
ーラおよびその支持軸は、ワイヤを回転ローラ組
の間を通して引張ることによつてらせん状に形成
されるワイヤから及ぼされる力に耐えるのに十分
な強度および剛性を有するように容易に設計しう
ることも利点の１つである。

実施例の説明 第１図を参照して説明すると、本発明のデイス
ク型成形ローラ機構１０（単に「デイスク型ロー
ラ機構」または「成形ローラ機構」または「ロー
ラ機構」とも称する）は、フレームベース１３
と、該フレームベースにボルト１３ａなどの適当
な手段によつて固定された２つの互いに離隔した
平行な固定フレームプレート部材１１，１１ａ
（「端部プレート」または「固定フレーム部材」と
も称する」）と、端部プレート１１，１１ａの上
端に固定された上側フレーム部材３８，３８ａ
と、端部プレート１１，１１ａを連結する連結フ
レーム部材１９，１９とから成るフレーム１２を
備えている。フレーム部材３８，３８ａ，１９，
１９ａはボルト３９によつて端部プレート１１，
１１ａに固定されている。フレーム１０を貫通し
て下方被動軸１４が延設されており、該被動軸は
その両端で端部プレート１１，１１ａにそれぞれ
装着された軸受１５，１５ａによつて回転自在に
支承されている。軸１４は、モータ１８によつて
連結器１６および歯車減速器１７を介して回転駆
動される。複数のデイスク型成形ローラ２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ……（単に「デイスク型ローラ」、
「成形ローラ」または「ローラ」とも称する）を
含む第１組のデイスク型成形ローラ２０（「第１
デイスク型成形ローラ組」、「第１デイスク型ロー
ラ組」または「第１ローラ組」とも称する）がキ
ー２１によつて軸１４に固定され、各ローラ２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ…はスペーサ２２によつて互
いに離隔されている。上方遊び軸２４も、その両
端を軸受２５，２５ａによつて回転自在に支承さ
れ、フレーム１０によつて支持されている。上方
軸２４には、デイスク型成形ローラ３０ａ，３０
ｂを含む第２デイスク型成形ローラ組３０がキー
３１によつて固定されている。図示のように、上
方の２つのローラ３０ａ，３０ｂは下方の３つの
ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃに対して互い違い
に配置されている。ローラ組２０と３０とは、互
いに平行であり、ローラ組３０の軸２４は後述す
るように上下方向に調節自在のフレーム部材即ち
ブロツク部材３４，３４ａに支持されているの
で、ローラ組２０と３０との間の、それらの軸線
に対して垂直方向の間隔は調節自在である。

らせん形に成形すべき供給ワイヤ４０は、まず
固定フレーム部材１１に穿設された案内開口４１
を通して挿入され、次いで、デイスク型ローラ組
２０と３０の隣接する互い違いの成形ローラの間
へ供給される。ワイヤ４０は、回転する成形ロー
ラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，３０ａ，３０ｂから
の摩擦力によつて該ワイヤ自体の軸線の周りに回
転せしめられ、湾曲されてらせん状形物４０ａの
形に成形され、フレーム１０の反対端の固定フレ
ーム部材１１ａの開口４２を通して排出される。

第２図の端面図は、供給ワイヤ４０に対する下
方のローラ組２０と上方のローラ組３０の相対的
位置関係を示す。第２図に示されるように、上方
軸２４（および該軸に担持されたローラ組３０）
は、両端において上下方向に調節自在のフレーム
部材３４，３４ａに軸受２５，２５ａ（第１図）
を介して回転自在に支承されている。フレーム部
材３４，３４ａは、固定フレーム部材１１，１１
ａのスロツト開口３５，３５ａ内に配置されてお
り、上側フレーム部材３８と螺合してそれを貫通
してフレーム部材３４，３４ａに固定された調節
ねじ３６，３６ａによつて上下方向に調節自在に
支持されている。第２図に示されるように、成形
される供給ワイヤ４０は、フレーム部材１１に調
節自在に取付けられ、供給ワイヤ４０の近くにま
で内方へ延長した側方案内４４ａ，４４ｂによつ
て成形ローラ組２０，３０に対して所望の中心位
置に保持される。ローラ組２０と３０との間の間
隔および両ローラ組の間の交差の度合によつて成
形されるらせん状形物４０ａの外径が決定され
る。

本発明の成形方法においては、供給ワイヤ４０
を入口側の固定フレーム部材１１の案内開口４１
を通して挿入し、互いに交差する成形ローラ組２
０，３０に係合させる。供給ワイヤ４０は、互い
に反対方向に回転する上下の隣接成形ローラ２０
ａと３０ａ、２０ｂと３０ｂによつてワイヤ自体
の軸線の周りに回転せしめられながら、順次のロ
ーラ２０ａ，３０ａ，２０ｂ，３０ｂ…によつて
らせん形に成形される。上下の隣接成形ローラの
互いに反対向きの回転は、供給ワイヤをそれ自体
の軸線の周りに回転させると共に、該ワイヤに軸
方向の力成分を付与し、ワイヤをローラ組の間を
通して引張る働きをする。かくして、供給ワイヤ
４０は、らせん状形物４０ａに成形される。

上方のローラ組３０のローラを遊びローラとせ
ず、それらのローラも、下方の被動ローラ組２０
と同様に回転駆動させたい場合は、例えば第３図
に示されるような構成とすればよい。即ち、下方
被動軸１４に歯車４６を固定し、上方軸２４にも
歯車４８を固定して、両方の歯車を駆動チエーン
４７によつて連結すればよい。チエーン４７は、
ワイヤ４０を囲繞して歯車４６，４８の周りに架
け渡す。歯車４６，４８のピツチ円直径は、両方
のローラ組２０，３０のすべてのローラの表面速
度が等しくなるようにローラ組２０，３０のロー
ラの直径に対して選定する。

供給ワイヤまたはロツド４０は、断面円形であ
ることが好ましく、真直ぐなワイヤとして供給す
ることもでき、あるいは後述するように長いらせ
ん状形物を連続的に成形するためにリールまたは
スプール５０（第３図）から供給することもでき
る。ワイヤは、ローラ間へローラの軸線に対し
10゜〜15゜の角度で挿入することができる。真直ぐ
なワイヤを成形ローラ機構１０内へ供給する場合
は、真直ぐなワイヤを支持するために単に案内４
１，４４を設けるだけでよい。なぜなら、ワイヤ
の自軸線回転は、成形ローラ自体の作用によつて
与えられるからである。真直ぐな供給ワイヤを成
形ローラの間を通して引張るための先導子とし
て、先に述べたように成形工程に先立つて供給ワ
イヤの先行端にワイヤまたはロツドから成るらせ
ん形ダイが連結される。このらせん形ダイは、例
えば、上方軸２４およびローラ組３０を上方へ持
上げておき、下方のローラ組２０の上へ挿入して
供給ワイヤ４０の先行端に溶接等によつて連結す
ることができる。その後、上方のローラ組３０を
所望の位置にまで調節ねじ３６，３６ａによつて
下降させる。らせん状に成形された製品を切断す
るための切断手段（図示せず）は、フレーム部材
１１ａの後方に配置し、このワイヤ成形機構１０
の一部とすることができる。

供給ワイヤ４０を第３図に示されるように回転
自在のリールまたはスプール５０から供給する場
合、供給スプール５０は、保持器５２によつて保
持され、スプールの中心軸線５１の周りに回転自
在とされ、かつ、成形ローラへ供給される供給ワ
イヤ４０の長手軸線にほぼ平行に配置されたスプ
ール保持器５２の軸線５３の周りにも回転せしめ
られる。取付軸線５３を中心とするスプール５０
および保持器５２の回転は、保持器５２に連結さ
れた可変速歯車減速器および駆動モータ（図示せ
ず）によつて行なうことができる。より多量の供
給ワイヤを収容することができるようにより大径
の供給スプール５０を用いたい場合は、スプール
５０をその両端に配置した保持器即ち軸受５２に
よつて支持し、軸線５３がスプール５０の中心に
近いところを通るようにすることができる。軸線
５３を中心とするスプール５０の回転速度は、所
望のらせん状形物を得るように成形ローラの回転
速度に関連して定めなければならない。

以下に本発明の例を示すが、これは本発明の範
囲を限定するものではない。

例 直径3.175mm（0.125in）の鋼ワイヤを、２つの
上方遊び成形ローラ３０ａ，３０ｂと、回転駆動
軸によつて駆動される３つの下方被動成形ローラ
２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有するデイスク型成形
ローラ機構へ供給する。下方の第１ローラ組のロ
ーラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃと上方の第２ローラ
組のローラ３０ａ，３０ｂとは第１図に示される
ように互い違いに配置され、両端を平行なフレー
ム部材に回転自在に支持されている。下方の被動
成形ローラ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの各々は、成
形すべきワイヤとの間の摩擦力を増大させるよう
に刻み付き表面を有している。供給ワイヤは、先
に述べたように、回転する成形ローラ機構を通し
て置くられる間ワイヤ自体の軸線を中心として回
転せしめられ、それによつて、約38.1mm（1.5in）
の外径を有するらせん状形物が形成され、成形ロ
ーラ機構から排出される。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、本発明の精神お
よび範囲から逸脱することなく、いろいろな変形
が可能である。

例えば、第１ローラ組と第２ローラ組との間の
間隔は、下流側にいくにつれて漸次小さくなるよ
うにしてもよい。

第３図において、スプール５０と成形ローラと
の間に該スプールから供給ワイヤを引出すための
１対の被動把持ローラまたは案内ローラを設ける
こともできる。

供給ワイヤは、成形ローラ間を通して漸次直径
が大きくなるらせん形に成形することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデイスク型成形ローラ機構の
一部断面による立面図、第２図は第１図の線２−
２に沿つてみた端面図、第３図は供給ワイヤを繰
出すためのスプールを備えた本発明の成形ローラ
機構の立面図である。 １１，１１ａ……固定フレーム部材、１４，２
４……軸、２０……第１ローラ組、２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ……デイスク型成形ローラ、３０……
第２ローラ組、３０ａ，３０ｂ……デイスク型成
形ローラ、３４，３４ａ……調節自在フレーム部
材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のデイスク型成形ローラを用いて供給ワ
   イヤから細長いらせん状形物を成形するためのデ
   イスク型成形ローラ機構であつて、 (a) 各々複数の平行なデイスク型成形ローラを担
   持する軸を回転自在に支承するようになされた
   固定フレーム部材および調節自在フレーム部材
   を有する支持フレームと、 (b) 互いに離隔されて前記固定フレーム部材に回
   転自在に支持され、回転駆動される少くとも２
   つのデイスク型成形ローラを含む第１ローラ組
   と、 (c) 前記調節自在フレーム部材に回転自在に支持
   され、第１ローラ組のローラに対して互い違い
   に配置された少くとも１つのデイスク型成形ロ
   ーラを含み、第１ローラ組に対して横断方向に
   対して調節自在の第２ローラ組と、 (d) 供給ワイヤを湾曲させてらせん状形物に成形
   するように該ワイヤを前記第１ローラ組と第２
   ローラ組の間を通して引張りながら該ワイヤを
   それ自体の軸線の周りに回転させるための手段
   とから成るデイスク型成形ローラ機構。 ２ 複数のデイスク型成形ローラを用いて供給ワ
   イヤかららせん状形物を成形するための方法であ
   つて、 (a) ワイヤを複数の平行な回転デイスク型成形ロ
   ーラの間へ供給し、該ワイヤをそれらのローラ
   を通して引張ることによつて漸次に正弦曲線状
   に湾曲させ、 (b) 該ワイヤを前記ローラの間を通して引張りな
   がらワイヤ自体の軸線の周りに回転させ漸次ら
   せん状形物を形成することから成るらせん状形
   物成形方法。