JPH0275432A - 鋼線材加工装置における鋼線材の供給・排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、鋼線材ｉ冷間鍛造するスェージングマシンに
係り、詳しくは、鋼線材を供給する第１の把持手段と、
該鋼線材を加工する第２の把持手段および加工を完了し
た前記鋼線材を第２の把持手段から引出し、排出する第
３の把持手段とからなる、素材の供給、加工、排出を自
動化したスェージングマシンに関する。

（ロ）従来の技術 りん酸皮膜法（ボンデライト処ＩＩ）の利用によって、
鋼の冷間押出し、鍛造などが行なえるようになってから
、冷間鍛造もプレス加工の分野に入るようになり、圧印
（コイニング）、へ・ソディング（頭部すえこみ）、ス
ェージング加工（スェージング）、すえこみ加圧（アプ
セット加工、アブセツティング）、型打ち矯正（サイジ
ング）および衝撃押出し加工（インパクトエクストルー
ジョン）に比較的硬質の材料、例えば低炭素鋼の加工も
できるようになっている。これらの加工素材は板のとき
ブランク、欅のときはビレットと呼び、板金プレス加工
に比べ複雑な流れによって成形されることが多く、また
素材の形と全く異なったものとなることが特徴である。

したがって、塑性変形に伴う残留応力、異方性、析出硬
化、加工硬化などもいちじるしく、これらをうまく利用
することによって、加工工程中に材質改善のできること
も大きな特徴としている。さらに、量度性のあることや
、切屑を出さないで比較的複雑な形状の部品をよい精度
で製造できるなど、経済性にも優れている（昭和４５年
５月３０日初版発行、日刊工業新聞社刊、編者宮用松男
１図解プレス加工辞典第１６２頁「冷間鍛造」抜粋）。

上記のような冷間鍛造を利用した代表的な製品例として
は、第４図のようなスポークＳがある。

該スポークＳは、自転車に使用され、また、自動二輪車
や自動車用にも使用され、車輪におけるハブとリム（い
づれも図示していない）とを連結する。すなわち、自動
車用に主として使用されるスポごりＳは、頭部Ｓ１をヘ
ッディングで形成し、頭部Ｓ１の下方では曲げ部Ｓ２．
大胴部Ｓ３に続く軸部Ｓ４はスェージングで大胴部Ｓ３
より細くして、軸部Ｓ４端にはネジ部Ｓ５を刻設してい
る、頭部Ｓ１は、ハブに設けた穴に挿通して係合され、
ネジ部Ｓ５は、リム側からニップルを螺合して、スポー
クＳは張設している。従って、軸部Ｓ４の太さを一定に
するスェージングは、車輪としてのバランスを保持する
うえでも重要であり、同様にヘッディングした頭部Ｓ１
も、車輪としての強度維持において重要である。

なお、自転車用として使用されるスポークＳは、曲げ部
Ｓ２、大胴部３３、軸部Ｓ４の太さを同一としている。

この場合であっても、一定太さの鋼線材を、一定長さに
切断し、該鋼線材は軸部Ｓ４を一定太さに圧縮（スェー
ジング）加工される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、前記したスポークＳの原材料で蔦る鋼線材は
、比較的細く、ＩＭの車輪に対して、３０本位から６０
本位もの多くのスポークＳが組込まれている。そのため
、スポークＳの品質を低下することなく、生産コストの
低廉化をはかることを要求されている。その最もな例と
しては、ａｑ械の自動化をはかることと、加工速度を向
上することは、重大な課題の一つでもあり、本発明が解
決しようとするところでもある。

そこで、スェージング加工するダイスの前に、鋼線材を
供給する第１のコレットチャックと、ダイスの後方で該
ダイスを挿通した鋼線材を受取る第２のコレットチャッ
クと、咳、第２のコレットチャックのスピンドル内に挿
入し、脱出可能とした第３のコレットチャックとを配備
して、夫々のコレットチャックはエヤーもしくは油圧に
よって作動するようにし、もって上述問題点を解消した
スェージングマシンを提供することを目的とするもので
ある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例え
ば第１図に示すように、一定の長さに切断した鋼線材（
Ｒ）を、冷間鍛造することによって、該鋼線材（Ｒ）を
一定の太さに圧縮するスェージングマシンにおいて、前
記鋼線材（Ｒ）の−端（、Ｒａ）を把持して、該鋼線材
（Ｒ）をダイス（６）に挿通する第１のコレットチャッ
ク（１）と、該第１のコレットチャック（１）によって
該ダイス（６）を挿通した前記鋼線材（Ｒ）のＩｔ！ｌ
　！ｊａ（Ｒｂ）を、第２のコレットチャック（２）に
より把持して受取り、該第２のコレットチャック（２）
の後退時に前記、鋼線材（Ｒ）をダイス（６）で圧縮加
工し、該第２のコレットチャック（２）のスピンドル（
２１）に挿入、脱出可能とした第３のコレットチャック
（３）とからなり、前記第２のコレットチャック（２）
によって引出された鋼線材（Ｒ゛）の他端（Ｒ’ｂ）を
、該第２のコレットチャック（２）の解放と同時に、前
記第３のコレットチャック（３）によって把持し、該第
３のコレットチャック（３）によって鋼線材（Ｒ’　）
を放出するようにしたことを特徴としている。

（ホ）作用 加工しようとする鋼線材（Ｒ＞を回転するダイス（６）
に挿通し、第２のコレットチャック（２）によって把持
し、該第２のコレットチャック（２）も前記ダイス（６
）と同方向に、同一速度で回転しているので、該ダイス
（６）が開閉することによって、前記鋼線材（Ｒ）を圧
縮、解放をくり返してスェージング加工のさい、鋼線材
（Ｒ）とダイス（６）とは、摩擦接触するようなことは
防止でき、ダイス（６）の使用寿命は改善される。

そして、第２のコレットチャック（２）のスピンドル（
２１）内に第３のコレットチャック（３）を待機状態で
、該第２のコレットチャック（２）とともに第３のコレ
ットチャック（３）も鋼線材（Ｒ）の他端（Ｒｈ）に接
近して引き下り、ダイス（６）から鋼線材（Ｒｏ）が加
工を完了して出て来たとき、第２のコレットチャック（
２）は該鋼線材（Ｒｏ）を解放し、同時に第３のコレッ
トチャック（３）が鋼線材（Ｒｏ）を把持して、該第３
のコレットチャック（３）がさらに引き下がることとな
るから、第２のコレットチャック（２）が待機位置に戻
ることと相俟って、第２のコレットチャック（２）から
鋼線材（Ｒｏ）はいち早く脱出される。さらに、第３の
コレットチャック（３）は、第２のコレットチャック（
２）のスピンドル（２１）内から脱出して引き下がる距
離も雉くてよいこととなる。従って、第１のコレットチ
ャック（１）には次の鋼線材（Ｒ）を把持するためのタ
イミングが充分とれ、また、第２のコレットチャック（
２）は短いタイミングで待機位置に戻れるので、加工上
のロスタイムはより短くなる。

〈へ）実施例 以下、図面に沿って、本発明の実施例を従来例と同じ、
第４図のスポークＳを製造するスェージングマシンにつ
いて説明する。

まづ、第１図および第２図で配列をみるに、各機器は中
心線ｘ−ｘＨ上に並んでいる。中央にはダイス６と、該
ダイス６と近接してガイド７とを設け、本実施例におけ
るダイス６は四角錐状に形成（円錐状でも可能）して、
該ダイス６は第２図、第３図における上下の二つ割り型
（四つ割り以上でも可能であるが、加工する鋼線材Ｒが
細いため、鋼線材Ｒとダイス６の接触面を大きくするた
め、二つ割りとしている。）として、ウェッジ８を押込
むことによって該ダイス６は収縮、孔６′が圧縮成形し
ようとする直径になり、ウェッジ８を抜くことにより、
孔６°は拡開されるようになっている。そして、ダイス
６とウェッジ８は、スピンドル（図示せず）内にセット
され、メインモーター（図示せず）によって回転し、前
記ウェッジ８は図示していないがカム回転するピストン
稈またはエヤーを駆動するピストン稈により、ダイス６
に対してウェッジ８を押込み、抜き出しを繰り返すこと
により、該ダイス６は拡開、収縮を繰り返すようになっ
ている。ガイド７は、鋼線材Ｒをダイス６に挿入するた
めのもので、該ガイド７の入ロア°はテーパー状に形成
して、該鋼線材Ｒの誘導を容易にしており、ダイス６と
ともに回転する。

ダイス６の左方には、少なくとも一定長さの鋼線材Ｒが
自由に出入れできる程度以上の間隔をあけて、第１のコ
レットチャック１を具備し、コレットｌＯは、ダイス６
方向に向いている。そして、該コレットチャック１の左
（ｆ＆方、図示していないが、第３のコレットチャック
３で説明する）方には、コレット１０の把持、解放を行
なうエヤーシリンダーと、該コレットチャック１を保持
案内する案内突片を案内として摺動させるロッドレスシ
リンダーを設けである。そのコレットチャックは、ロッ
ドレスシリンダーの作動によってまず、鋼線材Ｒを受取
る位置へダイス６に向がって前進し、鋼線材Ｒの一端Ｒ
ａをエヤーシリンダーの作動により把持するようになっ
ている。さらに、一端Ｒａを把持した第１のコレットチ
ャック１は、ロッドレスシリンダーの作動によって停止
位置１ａまで前進し、他端Ｒｂをガイド７を挿通し。

ダイス６をも挿通して第２のコレットチャック２側に、
コレット１０を解放して鋼線材Ｒを供給する。供給が終
わると、第１のコレットチャック１は、前記ロッドレス
シリンダーの作動によって、１ａの位置から１の位置に
引き戻され、待機するようになっている。

第２のコレットチャック２は、ダイス６の右方にｋけ、
待機のときは、コレット２ｏが該ダイス６の孔６゛に向
かっており、受け４０．ダイス６ハよびガイド７をはさ
んで第１のコレットチャック１に対して、互いに向き合
ったように配置されている。スピンドル２１には、第３
のコレットチャック３が出入りできるように空洞２２を
形成してあり、外周にはケース２３を被嵌し、ベアリン
グ軸受２４．２４を介して白２５によって３．スライダ
ー２６と一体に組込まれ、スピンドル２１は回転可能に
している。該スピンドル２１の回転は、白２５と一体に
取付けのフレーム２７に固定したギヤモーターＧＭの軸
２８に固定したスプロケット２９ｍと、ケース２３に固
定したスプロケット２９ｎに歯付ベルトもしくはチェー
ンのような動力伝導手段を用いている。そして、回転速
度は、前記したダイス６の回転速度と同一にし、である
、さらに１台２５はスライド白２６に載置され、スライ
ド白２６はスライダー５０と一体に結合されており、該
スライダー５０は、サーボモーターＳＭの軸に取付けた
プーリー５１と、ボールねじ５３の他端に軸固定したプ
ーリー５２に掛架したベルトによって移動可能としてあ
り、前記ギヤモーターＧＭ、第２のコレットチャック２
を載置固定した台２５、スライド白２６をともに後退く
ダイス６に対して右方への移動を後退、その反対移動を
前進）させ、または前進させるようにして、第２のコレ
ットチャック２の位置移動を可能としている。なお、５
４はコレ・ット２０を開・閉するための油圧シリンダー
である。

さらに、第３のコレットチャック３は、ブロック３８の
案内突片３２で保持され摺動可能とし、スピンドル３１
の先端にはコレット３０が設けられている。ｔ、た、ス
ピンドル３１の後端は、台３７に突出した取付片３４に
嵌合固定され、該台３７の後端にエヤーシリンダー３５
を固定し、エヤーシリンダー３５とスピンドル３１は連
結稈３６で結合されており、該エヤーシリンダー３５の
作動により、コレット３０は開閉するようになっている
。そして、ブロック３８の前方では、コレットチャック
３を案内突部３２に挿嵌して、コレット３をエヤーもし
くは油圧作動するロッドレスシリンダー３９をブロック
３８上に固定し、該ロッドレスシリンダー３９上に固定
した台３７を、移動させるようにしである。従って、前
記台３７上に固定したコレットチャック３およびエヤー
シリンダー３５は、ロッドレスシリンダー３９の作動に
よって、コレットチャック３を挿嵌した案内突部３２を
ガイドとして、コレット３を前後進させる。さらに、白
２５に固定したホルダー６２に、停止位置決めロッド６
１を、カラー６３によって固定し、該停止位１０ツト６
１の適宜位置で、該ロッド６１を固定するブラケット６
４を設け、がっ、そのロッド６１の後端で、前記コレッ
トチャック３を挿嵌した案内突部３２の下方に、該コレ
ットチャック３と平行するように抱持して固定している
。そしてまた、コレットチャック３が前進して、コレッ
トチャック２内に進出すると、ロッドレスシリンダー３
９の作動によって、白３７が前進すると、台３７前方に
あるストッパー６５は、ストップ３３の後端と衝突して
停止するようになっている。該ストップ３３は位置決め
ロッド６１にネジ螺合されており、該ネジ螺合によって
、ストップ３３は、位置決めロッド６１の全体としての
長さを設定されている。すなりち、コレットチャック３
の前進量は、ストッパー６５とストップ３３によって決
定されるように構成している。

従って、コレットチャック３は、ロッドレスシリンダー
３９の作動に伴い、コレットチャック２の空洞２２内へ
前進または、同空洞２２内から脱出するようになってい
る。他方、エヤーシリンダー３５は、連結稈３６と連結
したスピンドル３１に該エヤーシリンダー３５の作動を
伝達し、コレット３０の開閉を行ない、該コレット３０
に鋼線材Ｒの後端Ｒ’　ｂを把持または排出をする。６
７は、加工を終了した鋼線材Ｒ′の排出受板である。

コレットチャック３によって、鋼線材Ｒ°を引き出し、
排出受板６７上に確実に放出するため、ロッドレスシリ
ンダー３９の後部に調整ボルト７０を設けて、微ｙ４整
を可能にしている。そして該＊ｍボルト７０と、ストッ
プ３３によって、コレットチャック３の移動量は調整さ
れるようにしている。該調整ボルト７０の後方には、ス
ポークＳの鋼線材Ｒ′を、定寸に切断するために、シリ
ンダー８０を設けている。

なお、本実施例においては、ダイス６および第２のコレ
ットチャック２は夫々を回転させて加工するようにして
いるが、回転しないで加工することも可能である。

ついで、作動について述べると、先づ、図示していない
が、把持装置、例えばロボットのように一定長さに切断
された鋼線材Ｒを吊持、把持して第１図のように該鋼線
材Ｒを、中心線Ｘ−Ｘ線上で待機する。第１のコレット
チャック１前進、鋼線材Ｒの一端Ｒａにコレット１０が
挿嵌される。

ロボットの把持を解放と同時にコレットチャック１のシ
リンダー作動、コレット１０が閉じられて、一端Ｒａを
把持する。この把持するとき１図示していないが、他端
Ｒｂから鋼線材Ｒをコレット１０方向に押し、コレット
１０の握み量およびコレット１０から他端Ｒｂまでの長
さを一定にするようにすると、以後のダイス６による鋼
線材Ｒの圧縮加工長さを、精度よく加工することもでき
る、第１のコレットチャック１によって一端Ｒａを把持
すると、ロボットの把持装置が次の鋼線材Ｒを吊持、把
持のために退避し、同時に、コレットチャック１は１ａ
位置まで前進し、ガイド７、ダイス６を挿通し、待機し
ている第２のコレットチャック２のコにット２０に他端
Ｒｂを挿入する。

他端Ｒａは、コレット２０よりも空洞２２１１１に僅か
突出し、該空洞２２内に進入する第３のコレットチャッ
ク３のコレット３０に、該他端Ｒｂが把持できるように
挿入され、コレット２０は油圧シリンダー５４の作動に
よって、他端Ｒｂを把持する。このとき、ガイド７、ダ
イス６およびウェッジ８は回転し、第２のコレットチャ
ック２もギヤモーターＧＭによって回転しているものと
する。

他端Ｒｂを第２のコレットチャック２に把持すると同時
に、第１のコレットチャック１は、一端Ｒａの把持を解
放し、１の位置へ後退して待機姿勢となる。また、ロッ
ドレスシリンダー３９の作動で白３７が前進し、それに
伴って第３のコレットチャック３が前進し、ストップ３
３の後端とストッパー６５は衝突し、コレット２０によ
って把持され、空洞２２内に突出する他端Ｒｂにコレッ
ト３０と嵌り合う、第３のコレットチャック３は、前記
ストップ３３とストッパー６５と接し、サーボモーター
ＳＭの駆動によって摺動する第２のコレットチャック２
とともに第３のコレットチャック３も押し戻されるよう
に、ロッドレスシリンダー３９の作動は停止され、自由
状態になる。ついで、ウェッジ８がダイス６に対して偏
かに右、左への移動を開始して、ダイス６を収縮、拡開
して鋼線材Ｒの圧縮加工を始め、同時にサーボモーター
ＳＭの駆動で、スライダー５０は後退し、第２のコレッ
トチャック２と第３のコレットチャックは、夫々２ａ、
３ａの位置、即ち、鋼線材Ｒを加工するダイス６内から
該鋼線材Ｒを引き出す位置まで後退する。該位置２ａ、
３ａでは、第２のコレットチャック２が、コレット２０
に把持した鋼線材Ｒ′の他端Ｒ’　ｂを、油圧シリンダ
ー５４の作動によってコレット２０を解放と同時に、第
３のコレットチャック３のエヤーシリンダー３５は作動
してスピンドル３１は、コレット３０を閏の状態にして
他端Ｒ’　ｂを把持する。第３のコレ７トチヤツク３は
、サーボモーターＳＭの逆回転によって、スライダー５
０を前進させ、第２のコレットチャック２は、受け４０
に近接して停止し、待機状態に戻る。ついで、前記第３
のコレットチャック３によって他端Ｒ’　ｂを把持する
とともに、該第３のコレットチャック後方のロッドレス
シリンダー３９が作動して後退し、前記第２のコレット
チャック２が前進と併せ、第３のコレットチャック３の
後退で、加工完了した鋼線材Ｒ゛を素早くコレット２０
から引出す、第３のコレットチャック３は、ロッドレス
シリンダー３９が後退し、調整ボルト７０と当接して一
定位置に停止し、シリンダー３５の作動でスピンドル３
１先端にあるコレット３０を解放して、鋼線材Ｒ′を排
出板６７上に放出する。該放出において、コレット３０
の解放によって鋼線材Ｒ°の一端Ｒ’　ａ側が長いので
、その重力によって落下することもあるが、他の方法と
して、解放と同時にスピンドル３１内部にエアーを瞬時
送って放出するようにすることもできる。該鋼線材Ｒ°
の放出によ１て、第３のコレットチャック３は待機状態
となる。

以上の作動は、適所にセンサーのように制御機器を設け
、！気制御し、夫々は一連の作動を制御されている。

以上のように構成したスェージングマシンでは、従来例
で説明した自動車用スポークＳのように大胴部Ｓ３と軸
部Ｓ４とに差異があり、大胴部Ｓ３から軸部Ｓ４の始点
が、車輪としてのバランスを保持するのに重要な個所と
なるとき、その始点の管理、精度を保持するのに効果が
ある。また、全体を同−太さに圧縮加工するときは、第
１のコレットチャック１で把持して、第２のコレットチ
ャック２に把持させる前に、ダイス６で他端Ｒｂを圧縮
加工して後、第２のコレットチャック２に把持して一端
Ｒａ側を圧縮加工するようにもできる。勿論、上記一端
Ｒａ側だけを圧縮加工した後、他端Ｒｈ側を上記同一方
法で圧縮加工するようにしてもよい。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、一定の長さに切断
した鋼線材Ｒを、冷開鍛造によって、該ＷＡ線材Ｒを一
定の太さに圧縮するスェージングマシンにおいて、前記
鋼線材Ｒの一端Ｒａを把持して、該鋼線材Ｒをダイス６
に挿通する第１のコレットチャック１と、該第１のコレ
ットチャック１によって該ダイス６を挿通した前記鋼線
材Ｒの他端Ｒｂを、第２のコレットチャック２により把
持して受取り、該第２のコレットチャック２の後退時に
前記鋼線材Ｒをダイス６で圧縮加工し、該第２のコレッ
トチャック２のスピンドル２１に挿入、脱出可能とした
第３のコレットチャック３とからなり、前記第２のコレ
ットチャック２によって引出された鋼線材Ｒ′の他端Ｒ
’　ｂを、該第２のコレットチャック２の解放と同時に
、前記第３のコレットチャック３によって把持し、該第
３のコレットチャック３によって鋼線材Ｒ゛を放出す□
るようにしているので、第１のコレットチャック１では
、第２のコレットチャック２に加工素材である鋼線材Ｒ
を引継ぎ後、該鋼線材Ｒの加工完了までに時間的余裕が
与えられるので、次から次へ“と加工する鋼線材Ｒを１
本づつ、その準備ができる。そして、第２のコレットチ
ャック２には第３のコレットチャック３が、挿入されて
、加工された鋼線材Ｒ′の他端Ｒ’　ｂを把持するよう
にしているから、ダイス６から加工されて引き出された
ときは、第２のコレットチャック２から第３のコレット
チャック３に引出しを受継ぐこととなるので、第２のコ
レットチャック２の待機位置への復帰距離が短くなる。

そのため、連続加工するときの、夫々の待機時間を短く
できるから、機械作動時間に対する加工時間を大幅に拡
大させるため。

時間当たりの加工量は増加し、コスト低減に効果を発揮
することができる。

また、本実施例においては、ダイス６を回転させて、第
２のコレットチャック２６回転させているが、ｚ亥第２
のコレットチャック２に把持した鋼線材Ｒも回転してい
る。この回転において、ダイス６と第２のコレットチャ
ック２とに僅か回転速度が相違する場合、ダイス６の収
縮した瞬間鋼線材Ｒに捩り荷重が加わる。しかし、ダイ
ス６の拡大で該捩り力は解放されて元に戻ろうとするが
、完全に戻ることなく、繰返し収縮によって、鍛圧され
て残留応力となり、スポークＳとして完成したときは、
鋼の特性である弾性効果が向上し、スポークＳの強度向
上がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスェージングマシンの各機器の配
置を平面視した略因、第２図は第１図における側面図、
第３図は第１のコレットチャックから第２のコレットチ
ャック２へ鋼線材Ｒを供給するときの部分断面図で、第
４図はスェージングマシンによって加工に好適なスポー
クＳの側面図を示す。 １・・・第１のコレットチャック　２・・・第２のコレ
ットチャック３・・　第３のコレットチャック　６・・
・ダイス２１・・・スピンドル　　　Ｒ・・　（素材）
＃！線材Ｒ°　・・・　（加工完了した）鋼線材　　Ｒ
ａ、Ｒ’　ａ・・・一端Ｒｂ、Ｒ’　ｂ・・・他端

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）一定の長さに切断した鋼線材を、冷間鍛造すること
   によって、該鋼線材を一定の太さに圧縮するスェージン
   グマシンにおいて、前記鋼線材の一端を把持して、該鋼
   線材をダイスに挿通する第１のコレットチャックと、該
   第１のコレットチャックによって該ダイスを挿通した前
   記鋼線材の他端を、第２のコレットチャックにより把持
   して受取り、該第２のコレットチャックの後退時に前記
   鋼線材をダイスで圧縮加工し、該第２のコレットチャッ
   クのスピンドルに挿入、脱出可能とした第３のコレット
   チャックとからなり、前記第２のコレットチャックによ
   って引出された鋼線材の他端を、該第２のコレットチャ
   ックの解放と同時に、前記第３のコレットチャックによ
   つて把持し、該第３のコレットチャックによって鋼線材
   を放出することを特徴とするスェージングマシン。