JPH05131221A - 環状又は弧形金属部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定性が高く、直径が大きい場合にも重量が
小さい環状又は弧形の金属部品を製造する方法を提供す
る。 【構成】 金属シートをリング（１００）に湾曲し、前
記シートの端部を互いに連結し、ローラ（１３１〜１３
６）によって周囲の隆起部と窪み（１０５、１０６）を
金属リングに加圧成形し、前記ローラは金属リングの内
部と外部に配置し、金属リングの協働する形状は作るべ
き隆起部と窪みに適合しており、変形工程中前記ローラ
を金属リングの軸線に対して径方向と平行に同時に移動
させ、かくして金属リングが径方向にのみ延伸又はすえ
込みされるようになす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は環状又は弧形の金属部品
を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる金属部品は例えばＸ線診断装置の
いわゆるＣ形アームに使用され、前記Ｃ形アームはＸ線
発生器及びこれと整列したＸ線映像受信機を案内し又は
支持するのに役立つ。かかるＣ形アームを鋳造アルミニ
ュームから作ることは既知である。アルミニュームの使
用にも拘らず前記Ｃ形アームは直径（例えば、1.50m 又
はそれ以上）が大きい場合にはかなりの重量になるが、
同時に安定していなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は安定性
が高く、直径が大きい場合にも重量が小さい環状又は弧
形の金属部品を製造する方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明によっ
て、金属シートをリングに湾曲し、前記シートの端部を
互いに連結し、ローラによって周囲の隆起部と窪みを金
属リングに加圧成形し、前記ローラは金属リングの内部
と外部に配置し、金属リングの協働する形状は作るべき
隆起部と窪みに適合しており、変形工程中前記ローラを
金属リングの軸線に対して径方向と平行に同時に移動さ
せ、かくして金属リングが径方向にのみ延伸又はすえ込
みされるようになすことによって達成される。

【０００５】本発明によれば、金属部品は１つの金属シ
ートから作られ、このシートは金属リングに湾曲され、
金属リングの周囲に沿って延在する隆起部と窪みがこの
リングに形成されて、所望の安定性を与える。これらの
隆起部や窪みは作るべき隆起部や窪みの形状に適合する
形状をもったローラによって作られ、前記ローラは変形
工程中、軸線方向に平行な向きとそれに直角をなす向き
即ち金属リングに対して径方向の両方に移動させられ
る。変形工程の初めのローラ位置とこれら２つの移動の
速度を、金属リングが径方向にのみ延伸されるか又はす
え込みされるように互いに調和させ、金属リングのあら
ゆる表面ライン（対称軸線を含む平面内における）がそ
の長さを維持するようになす。こうして高い安定性が得
られる。

【０００６】周囲に沿って延在するひだによって筒体の
安定性を増すための方法がDE-PS537837 号から既知であ
ることは注目すべきである。これらのひだは２部分構成
式の上部ローラと下部ローラによって筒体に型打ち成形
される。前記ローラはひだの形状に一致した窪みを備え
る。２部分構成式上部ローラが筒体金属を下部ローラ内
に押し込み、下部ローラ中の溝の縁から出発して、２つ
のローラ部分が互いの方に向かって移動させられる。そ
の結果、金属は下部ローラ中で溝形をなす。しかしこの
変形方法をとるため、筒体の表面ラインは長くなり、そ
の結果金属は変形工程中径方向と軸線方向に延伸され
る。そのため、金属はひだの領域で比較的薄くなり、こ
れが機械的強さに悪影響を与える。

【０００７】DE-AS 1527974 号から既知の方法も上記の
ものとほぼ類似しており、この場合は、中空体の内部に
配置されたリングを外方へ加圧するようにして、円筒形
中空体特に筒体にひだが設けられる。

【０００８】本発明によれば、隆起部と窪みのどちらが
金属リングに型打ち成形されるかに応じて金属シートに
延伸又はすえ込みが生じるが、これはロール成形作業に
よって生じる径方向寸法の変化によって専ら起こされ、
軸線方向の延伸とすえ込みは生じない。というのは、金
属シートはローラにより“湾曲”されるのみであるか
ら、金属リングの表面ラインは変形工程中に長くされな
い。本発明の好適実施例はＸ線発生器及びそれと整列し
たＸ線映像受信機を案内又は支持するＸ線装置に本発明
方法によって製造された金属部品を使用する方法を含
む。以下、本発明を図示の実施例につき説明する。

【０００９】

【実施例】図１において１はＣ形アームを示し、このア
ームは端部にＸ線発生器２とＸ線映像増幅器３を支持す
る。前記増幅器はＸ線発生器２から生じた映像を大きな
輝度の可視映像に変換する。この可視映像はＴＶカメラ
によって普通の手法で電気信号に変換され、かくして制
御可能の映像製作が可能になる。Ｃ形アーム１はホルダ
ー４中に摺動可能に配置され、従ってそれはこのホルダ
ー内の１通路に追従し得る。前記通路の湾曲中心又は対
称軸線は５で示す。中心５において、中心ビーム６（即
ちＸ線発生器の焦点を映像増幅器７の中心に結ぶビー
ム）と軸線７は交差する。この軸線はその回りにホルダ
ー４が回転軸受をもつ軸線とする。これらの軸受は回転
中第２のＣ形アーム８によって案内され、このＣ形アー
ム８は点５の回りに回転するように天井キャリジ９にそ
のスリーブ軸受をもつ。

【００１０】図２はＣ形アームの断面を示す。この断面
は対称軸線に直角をなす平面に対して対称的に取ってい
るが、対称配置は本発明の前提条件ではない。前記断面
はＣ形アームの外側にある形材１００を含む。この形材
は２つの側面の各々で破線で示す案内レール１０１に連
結される。２つの案内レールはホルダー４又は９中のロ
ーラ間に支持され（図１）、前記ローラは図には詳細に
示していない。断面の内部は金属シート１０２によって
閉鎖され、前記金属シートはアームの湾曲中心の回りで
円形に湾曲している。安定化ストリップ１０３は規則正
しい距離を明けてアームの周囲に配置され、断面の変形
又はＣ形アームのゆがみを防止する。

【００１１】本発明は金属形材１００の製造に関する。
そのために、金属シートをリングに湾曲し、シートの端
部を例えば溶接によって互いに連結する。好適には軽量
とするためにアルミニュームシートを使用する。金属シ
ートは例えば2mm 厚さ、500mm 幅、ほぼ5,700mm の長さ
とする。

【００１２】安定性を改善するため、こうして作った金
属リングに窪みや隆起部を型打ち成形する。図３に示す
ように、３つのローラステーション１２０、１３０、１
４０をこの目的のために備え、これらのステーションは
詳細には示していない形状ロール成形機械の一部をな
す。各ローラステーションは回転ローラを含み、前記ロ
ーラは金属リング５をその中心の回りに回転させ、かつ
窪みや隆起部を形成する。というのは、外部又は内部の
ローラが径方向に（対称軸線５に近づいたり遠ざかった
りして）又はそれと平行になるように移動するからであ
る。３つのローラは180 °より小さい金属リングの円弧
上に分布しているため、金属形状リングは変形工程後、
かつ外部ローラの除去の後に容易に取り出すことができ
る。ローラを駆動するシャフトは形状リングの直径によ
って決まる円弧上に配置されなければならない。

【００１３】３つより多くのローラステーションを備え
ることもできる。この場合も、これらのローラステーシ
ョンが分布する円弧は半円より小さくなければならな
い。

【００１４】図４〜７を参照すれば、図３の配置から90
°回転させかつ種々に拡大して示す図面が種々の工程に
おける金属の変形を解明するのに役立つ。図４〜６は変
形工程の間と終了時のローラステーションを示すが、図
７は金属縁の最終の湾曲作用を示す。

【００１５】特に図４に示すように、ローラステーショ
ン１３０（他の２つのローラステーションも同様であ
る）は金属リングの外側で金属リング１００の中心面に
対して対称的に配置した２つの同形のローラを含む。前
記ローラはシャフト１３７によって駆動され、かつお互
いの方に向かって反対の軸線方向に移動できる。シャフ
ト１３７は対称軸線５（図１）に近づいたり又はそれか
ら遠ざかるように移動できる。各ローラはディスク形の
内部分、中心部分、外部分１３１〜１３３を含む。これ
らのローラ部分は異なった厚さと、異なった直径をも
つ。即ち外ローラ部分１３３は最小の直径をもち、中心
ローラ部分１３２は最大の直径をもつ。

【００１６】金属リングの下にあるローラステーション
１３０のセクションは３つのローラ、即ち中心のローラ
１３４と鏡面対称状に配置した２つの同形のローラを含
む。後者の各ローラはディスク形の内部分１３５と外部
に向かって椀形に湾曲した外部分１３６を含む。ローラ
部分１３５は中心ローラ１３４より僅かに小さい直径で
かつローラ部分１３６より実質的に小さい直径をもつ。
３つの内部ローラはシャフト１３８によって駆動され
る。このシャフトはシャフト１３７と平行にかつ金属リ
ング１００の対称軸線５と平行に延びる（通常は、金属
リングは変形工程の初めには想像される円形をまだもた
ないが、この形状は変形工程の過程において自動的に作
られる）。中心ローラ１３４はシャフト１３８に固定さ
れるが、外部ローラ（１３５、１３６）は軸線方向に互
いに向き合う方向に摺動することができる。

【００１７】ローラ断面は適切に選択して、特に図６に
示すように、内部と外部のローラが互いに向き合う方向
に移動したとき互いに相補形の輪郭を生じるようにな
す。従ってこれらの輪郭は変形工程後の金属シート１０
０の形状を決定する。その結果、中心ローラ１３４の幅
は２つの内部分１３１の幅の合計マイナス金属厚さの２
倍に一致するが、上部ローラの中心ディスク１３２の幅
は下ローラの内部ディスク１３５の幅（マイナス金属厚
さの２倍）に一致しなければならない。中心ディスク１
３２の直径と上部ローラの中心ディスク１３１の直径間
の差は一方の中心ローラ１３４と他方の内部ディスク１
３５間の直径の差に一致しなければならない。

【００１８】特に、金属リングは形成工程によって絶対
的に必要とする程度以上に延伸又はすえ込みされないこ
とが必須である。このことは金属リングの表面ライン
（図４ではまだ直線）が変形工程（図６）の後にその前
の長さと同じ長さをもたねばなければならないことを意
味する。図４に示すローラステーションによって図６に
示す形状を製作するために、その工程を実施するために
ローラは形状ロール成形工程の開始時に以下の如く位置
決めしなければならない： ａ） 上部ローラの内部分１３１の端面は中心ローラ１
３４と内部ローラ部分１３５（又は中心ローラ部分１３
２と内部ローラ部分１３１）間の直径の差の（少なくと
も）２倍離間していなければならない。その理由は、２
つの上部ローラは変形工程中この距離にわたって互いに
向き合う方向に移動しなければならないからである。 ｂ） 下部ローラ部分１３６の内側端面から上部ローラ
部分１３２の外側端面までの距離はローラ部分１３６と
１３５間の半径の差に一致しなければならない。

【００１９】前記前提条件が変形工程の開始時にこうし
て設定された後、ローラステーションの駆動装置がオン
に切替えられ、その結果金属リングが上部と下部のロー
ラ対間で回転させられる。横案内をこのために備えて、
金属リングを規定された面内に保持させる。変形工程が
続いているとき、これらの案内は不要になる。というの
は、そのときは金属リングはローラによって案内される
からである。変形工程は２段階で行われる。

【００２０】第１段階では、形材の縁１０５の変形が開
始される。そのために、下部ローラを軸線方向に一緒に
移動させる一方、上部ローラを、軸線方向ではなく、径
方向下方に移動させる。径方向の上部ローラの移動速度
と軸線方向の下部ローラの移動速度は互いに調和させ
て、右と左の上部と下部のローラが互いに相対的に円弧
形状をもつ通路に追従するようになす。その結果、金属
リングは、ローラが金属リングに対して相対的に軸線方
向に移動することなしに、外部ローラ部分１３６の内側
あたりで内方に曲げられる。従って、金属リングの表面
ラインの長さ（対称軸線を含む平面内における）は変化
しない。

【００２１】図５は変形工程の第１段階中のローラを示
す。金属リングは下部ローラの外部分１３６の周囲で変
形を受けたことが分かるが、上部ローラの中心ローラ部
分１３２間の領域では未だ変形を受けていない。

【００２２】変形工程の第２段階は金属リングが中心ロ
ーラ１３４と接触したときに開始する。そのとき、金属
リングが何れのローラに対しても軸線方向に移動するこ
となしに、上部ローラは鏡面対称形をなす円弧形通路に
沿って中心ローラに向かって下方に移動しなければなら
ない。この円弧状移動を行うために、上部ローラは下方
に向かう移動に加えて、径方向に一緒に移動しなければ
ならない。同時に、金属リングの下にある外部ローラ１
３５、１３６はそれらが中心ローラと接触するまで、お
互いの方に向かって移動させられる。

【００２３】図６は変形工程の第２段階後の配置を示
す。変形工程の開始前の状態にある金属リングは一点鎖
線で示す。明らかに、リングの幅は小さくなり、直径は
幾つかの位置で延伸を含んで大きくなり、他の位置では
すえ込みを含んで小さくなる。しかし金属リングの平面
ラインの長さは不変のままに留まる。

【００２４】図４〜６とそれについての説明から明らか
な如く、ローラ形状、変形工程の開始時のローラの位
置、ローラの軸線方向と径方向変位の速度は夫々の場合
に応じて適合させられるので、金属リングは種々の方法
で形成することができる。もし中心隆起部１０６（図
２）を大きくすべきであるならば、中心ローラ１３４は
大きな直径をもつべきである。上部ローラ間と、外部ロ
ーラ（下）間の相互間隔はそれ相応に大きくすべきであ
る。もし形材が中心隆起部１０６を必要としないなら
ば、中心ローラ１３４は省略でき、唯１つのローラが金
属リングの上に必要となり、それは幅広い中心ローラ
（部分１３２の直径をもつ）と、図４に示す２つの外部
ローラ部分１３３をもつ。この場合、変形工程の第２段
階は余分なものとなる。しかし別法として、それ相応に
多くのローラを用いて複雑な変形を行うことができ、形
材は軸線５に直角をなす中心面に対して非対称形をなす
それ相応に形成されたローラによって作ることができ
る。

【００２５】図７は最終工程を示す。この場合上部ロー
ラは金属リング１００から上方に除去されており、それ
らの機能は第２のローラ１６１によって行われる。この
ローラは金属リングの外部分１３６を２つの下部ローラ
の各々の外部分の形状に適合させる。平滑化装置１６２
はこの間に、この変形工程の間に金属に皺が生じないこ
とを確実にする。金属リングの最外縁はこの方法では変
形されない。従ってそれらは切除される。

【００２６】この方法によって金属リングからＣ形アー
ム部品を製造するために、対応する弧形部分がその後こ
のリングから切除される。このことは円形案内又は支持
体の場合には必要ない。上記方法で作ることができる円
形又は弧形をなす金属部品はＸ線技術以外の分野にも利
用できる。従って図１は単に１実施例を示すに過ぎな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造した金属部品を使用すること
ができるＸ線診断装置を示す。

【図２】金属部品の断面図である。

【図３】変形工程の開始時の金属リングを示す側面図で
ある。

【図４】変形工程の１段階にあるローラと金属リングを
示す図である。

【図５】変形工程の後続の１段階にあるローラと金属リ
ングを示す図である。

【図６】変形工程の後続段階にあるローラと金属リング
を示す図である。

【図７】変形工程の後続段階にあるローラと金属リング
を示す図である。

【符号の説明】

１ Ｃ形アーム ２ Ｘ線発生器 ３ Ｘ線映像増幅器 ４ ホルダー ８ Ｃ形アーム １００ 形材又はリング １０１ 案内レール １０２ 金属シート １０３ 安定化ストリップ １２０ ローラステーション １３０ ローラステーション １３２ 中心ディスク １３４ 中心ローラ １３５ 内部ディスク １４０ ローラステーション

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属シートをリング（１００）に湾曲
   し、前記シートの端部を互いに連結し、ローラ（１３１
   〜１３６）によって周囲の隆起部と窪み（１０５、１０
   ６）を金属リングに加圧成形し、前記ローラは金属リン
   グの内部と外部に配置し、金属リングの協働する形状は
   作るべき隆起部と窪みに適合しており、変形工程中前記
   ローラを金属リングの軸線に対して径方向と平行に同時
   に移動させ、かくして金属リングが径方向にのみ延伸又
   はすえ込みされるようになしたことを特徴とする製造方
   法。
2. 【請求項２】 中心面に対して対称的な隆起部と窪みの
   パターンを作るための請求項１に記載の方法において、
   １対のローラを金属リングの外部と内部の両方に備え、
   各対のローラをお互いの方に向かって移動させ、その間
   変形工程の開始時により大きな間隔をもつローラ（１３
   ５、１３６）を他方の対のローラ（１３１〜１３３）よ
   り長い経路にわたって移動させることを特徴とする方
   法。
3. 【請求項３】 変形工程は少なくとも３つのローラステ
   ーション（１２０、１３０、１４０）によって行い、前
   記ステーションは円の周囲の半分より小さい長さをもつ
   円弧上に均等に分布することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の方法。
4. 【請求項４】 金属リング（１００）の縁は変形工程の
   後に切除することを特徴とする請求項１から３の何れか
   １項に記載の方法。
5. 【請求項５】 弧形部分は金属リングから切除すること
   を特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の方
   法。
6. 【請求項６】 Ｘ線発生器（２）及びそれと整列したＸ
   線映像受信機（３）を案内又は支持するＸ線装置に請求
   項１から５の何れか１項に記載の方法によって製造され
   た金属部品（１）を使用する方法。