JPH11156659A - ワークの芯出し機構および加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークを正確に芯出しすることができ、しか
もワークの寸法が代わっても取り替えずに済む芯出し機
構を提供するとともに、この芯出し機構を組み込んだ加
工装置を提供する。 【解決手段】 ３本以上のガイドピン２５と、同数の回
動アーム２８を備えている。これら回動アーム２８の基
端部は回動可能になっており、その回動軸線は、芯出し
基準点を中心とする基円上に等しい間隔で配置されてい
る。ガイドピン２５は回動アーム２８の先端部に固定さ
れている。アクチュエータの駆動により歯車機構を介し
て回動アーム２８が回動することにより、３つのガイド
ピン２５が、芯出し基準点から等しい距離を維持しなが
ら、この芯出し基準点から離れるように移動して、ワー
クのガイド穴の周縁に当たる。これにより、ワークの芯
出しがなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ホイールの
ディスク等を成形する際にワークを芯出しする機構およ
びこの芯出し機構を含む加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用ホイールのディスクをコールドス
ピニング等によって絞り成形する加工装置は、特開昭５
９−２２３１２５号公報に開示されているように、公知
である。この公報の装置は、搬送コンベアで終端ステー
ジまで搬送されてきた平坦な円ワークを、この終端ステ
ージで芯出し、芯出しされたワークをフィーダ（移送機
構）で把持して加工位置まで移送し、この加工位置でコ
ールドスピニングを行い、絞り加工するようになってい
る。

【０００３】上記公報の装置では、上記芯出しを上端が
テーパをなす１本のガイドピンによって行っている。詳
述すると、このガイドピンは、搬送コンベアの終端ステ
ージで下方に後退してワークの到着を待ち、ワークが到
着した時に上昇してワークの中央に形成されたガイド穴
に挿入される。このように、ガイドピンがガイド穴に嵌
まることによって、芯出しがなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような芯出し方
法では、ガイドピンとガイド穴の周縁との間に、ガイド
ピンを円滑に差し込むための一定のクリアランスが必要
であり、その分だけ、正確な芯出しができなかった。ま
た、次のような不都合もあった。詳述すると、近年、車
両用ホイールのディスクを製造する方法として、帯板を
丸めてその長手方向の端縁同士を溶接して円筒材を作
り、その後プレス絞り加工により円環中間材を製作し、
その後、コールドスピニング加工により最終絞り加工を
行う方法が開発されている。上記円環中間材のワークの
ガイド穴の径は、最終形状のディスク寸法に応じて、例
えば６０ｍｍ〜２００ｍｍの広い範囲にわたって変わ
る。したがって、最終絞り加工のための位置決めを行う
場合、ワークのガイド穴が異なる度に、それに応じた径
を有するガイドピンを装備し直す必要があり、段取りに
手間取る欠点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ワー
クの芯出し機構において、中央に円形のガイド穴が形成
されたワークを、芯出しする装置において、少なくとも
３つのガイドピンと、これらガイドピンを、芯出し基準
点からの距離を互いに等しくした状態を維持しながら移
動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のワー
クの芯出し機構において、上記移動手段は、上記ガイド
ピンに対応する数の回動アームを備え、これら回動アー
ムの基端部がベースに回動可能に支持され、これら回動
アームの先端部に上記ガイドピンが設けられており、こ
れら回動アームの回動軸線が、上記芯出し基準点を中心
とする基円上に等間隔をなして配置されていることを特
徴とする。請求項３の発明は、請求項２に記載のワーク
の芯出し機構において、上記移動手段は、さらに、上記
ベースに上記芯出し基準点を中心として回動可能に支持
された主歯車と、この主歯車を回動させるアクチュエー
タと、上記ガイドピンに対応する数の副歯車とを備え、
これら副歯車が主歯車に噛み合うようにして上記ベース
に回動可能に支持され、これら副歯車に上記アームの基
端部が固定されていることを特徴とする。請求項４の発
明は、請求項１〜３のいずれかに記載のワークの芯出し
機構において、上記ガイドピンには、ワーク抜け止め用
の係止鍔部が形成されていることを特徴とする。

【０００７】請求項５の発明は、ワークの加工装置にお
いて、ワークを載せて搬送する搬送機構と、この搬送機
構の終端ステージに配置された請求項１〜４のいずれか
に記載の芯出し機構と、この芯出し機構を搬送機構の終
端ステージに沿った倒伏姿勢と起立姿勢との間で移動さ
せる起伏機構と、起立姿勢の芯出し機構からワークを受
け取って加工位置へと運ぶフィーダと、加工位置でフィ
ーダから供給されたワークを加工する加工機構とを備え
たことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。本発明に係わる加工装置を説明す
る前に、図３を参照しながらワーク１について説明す
る。このワーク１は、帯板を丸めてその長手方向の端縁
同士を溶接して円筒材を作り、その後プレス絞り加工に
より得られた円環中間材である。このワーク１は、中央
にガイド穴２を有する平板部３と、この平板部３の周縁
に連なる円錐形状の傾斜部４とを有している。このワー
ク１を本実施形態の加工装置を用いて最終絞り成形する
ことにより、車両用ホイールのディスクが得られる。

【０００９】次に、本実施形態の加工装置の概略構成に
ついて、図６〜図８を参照しながら説明する。この装置
は、大別して、搬送機構１０と、芯出し機構２０と、起
伏機構３０と、フィーダ４０と、加工機構５０とを備え
ている。なお、フィーダ４０は図８にのみ示し、加工機
構５０は図７にのみ示す。

【００１０】上記搬送機構１０は、ローラコンベアから
なり、始端ステージ１０Ａと、反転ステージ１０Ｂと、
終端ステージ１０Ｃとを備えている。始端ステージ１０
Ａは略水平をなし、多数の駆動ローラ１１を有してい
る。上記始端ステージ１０Ａの近傍には図示しないワー
ク積載部が配置されている。このワーク積載部には、ワ
ーク１が傾斜部４を上に向けて積載されている。積載さ
れたワーク１は、磁力吸着部を有する移送機構で、１枚
ずつ搬送機構１０の始端ステージ１０Ａに運ばれる。始
端ステージ１０Ａに載せられたワーク１は、駆動ローラ
１１の回転駆動により、反転ステージ１０Ｂへと運ばれ
る。

【００１１】上記反転ステージ１０Ｂは、回転フレーム
１２と、この回転フレーム１２に回動可能に支持されて
上下に対峙するローラ群１３，１４とを備えている。こ
れらローラ群１３，１４は、待機状態において傾斜面に
沿って並んでいる。始端ステージ１０Ａから送られてき
たワーク１は、これらローラ群１３，１４に挟まれる。
この状態で回転フレーム１２が１８０°回され、ワーク
１は傾斜部４が下を向いた状態に反転される。

【００１２】上記終端ステージ１０Ｃは、傾斜面に沿っ
て配列されたローラ１５を有している。これらローラコ
ンベア１５は、搬送方向と直交する方向に分けられてお
り、その間に収容空間１６が構成されている。終端ステ
ージ１０Ｃにはストッパ１７が配置されている。反転ス
テージ１３から送られてきたワーク１は、ローラコンベ
ア１５の傾斜に沿って移動してこのストッパ１７で止め
られる。この状態で、ワーク１は、収容空間１６を上か
ら覆うようにして配置される。

【００１３】上記芯出し機構２０は、上記終端ストッパ
１０Ｃの収容空間１６に配置されている。この芯出し機
構２０は、図６に想像線で示すように、第１ベース２１
と、この第１ベース２１に油圧シリンダ２２（突没用ア
クチュエータ）を介して取り付けられた第２ベース２３
と、第２ベース２３に設置された移動手段２４と、この
移動手段２４によって移動される３本のガイドピン２５
とを備えている。上記移動手段２４およびガイドピン２
５について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。移
動手段２４は、上記第２ベース２３に、回動可能に支持
された主歯車２６と、この主歯車２６に噛み合う３つの
副歯車２７と、これら副歯車２７に固定された３つの回
動アーム２８と、主歯車２６を回動させる駆動部２９と
を有している。

【００１４】上記主歯車２６の回動軸線は、第２ベース
２３上の芯出し基準点Ｘに位置している。３つの副歯車
２７は、互いに径が等しく、主歯車２６の周囲に等しい
間隔で配置されている。この副歯車２７の回動軸線は、
上記芯出し基準点Ｘを中心とした基円上に等間隔で配置
されている。副歯車２７には、互いに同形状をなす回動
アーム２８の基端部が固定されており、回動アーム２８
の回動軸線は副歯車２７の回動軸線と一致している。こ
の回動アーム２８の先端部に、上記ガイドピン２５が固
定されている。上記駆動部２９は、上記主歯車２６と噛
み合う伝達歯車２９ａと、この伝達歯車２９ａに同軸を
なして固定された伝達歯車２９ｂと、この伝達歯車２９
ｂと噛み合うラック２９ｃと、このラック２９ｃを移動
させる油圧シリンダからなるアクチュエータ２９ｄとを
有している。

【００１５】上記芯出し機構２０は、待機状態におい
て、搬送機構１０の終端ステージ１０Ｃの収容空間１６
に収まっており、しかも油圧シリンダ２２が縮んでいる
ため、ガイドピン２５が終端ステージ１０Ｃのローラ１
５の搬送面よりも下方に後退している。なお、この待機
状態において、芯出し機構２０のガイドピン２５は図１
に示すように芯出し基準点Ｘに最も近づいた位置にあ
り、互いに近接している。換言すれば、回動アーム２８
の回動軸線と芯出し基準点Ｘとを結ぶ線上に、ガイドピ
ン２５が位置している。

【００１６】前述したようにワーク１が終端ステージ１
０Ｃに達し、ストッパ１７で止められて収容空間１６を
覆った状態では、ワーク１のガイド穴２がガイドピン２
５に対峙した位置にある。この状態で油圧シリンダ２２
が伸び、第２ベース２３が所定量上昇する。これによ
り、ガイドピン２５がワーク１のガイド穴２に挿入され
る。３本のガイドピン２５は芯出し基準点Ｘに最も近接
した位置にあるため、ワーク１のガイド穴２の周縁から
離れており、この上昇の過程でワーク１に当たることは
ない。

【００１７】次に、駆動部２９のアクチュエータ２９ｄ
を駆動し、ラック２９ｃを移動させる。すると、伝達歯
車２９ａ，２９ｂを介して主歯車２６が回動する。この
主歯車２６の回動により、３つの副歯車２７が同時に等
しい量だけ回動する。これにより、３つの回動アーム２
８が同時に同量だけ回動する。すなわち、回動アーム２
８の回動に際して、回動アーム２８の回動軸線と芯出し
基準点Ｘとを結ぶ線と、回動アーム２８の回動軸線とガ
イドピン２５とを結ぶ線とのなす角度Θ（図１参照）
が、互いに等しいまま維持される。

【００１８】その結果、回動アーム２８の先端部に固定
された３つのガイドピン２５は同時に同量だけ移動す
る。換言すれば、この移動の過程で３つのガイドピン２
５は、芯出し基準点Ｘから等しい距離を保ったまま、芯
出し基準点Ｘから離れる。やがて、図４に最も良く示す
ように、ガイドピン２５はワーク１の円形をなすガイド
穴２の周縁に当たる。３つのガイドピン２５が当たった
状態では、前述したように３つのガイドピン２５が芯出
し基準点Ｘから等しい距離をなしているので、ガイド穴
２が芯出し基準点Ｘと同心に位置することになり、その
結果として、ワーク１の芯出しがなされる。

【００１９】上記のように３つのガイドピン２５を芯出
し基準点Ｘから等しい距離を保ちつつ移動させて、ガイ
ド穴２の周縁に当てることによって芯出しを行うため、
ガイド穴２の周縁とガイドピン２５との間にクリアラン
スをとる必要がなく、高精度の芯出しを行うことができ
る。

【００２０】図３には、異なるワーク１’，１”も開示
されている。ワーク１’は、前述したワーク１と同様に
して製作されたものであり、その寸法のみ異なるもので
あり、図中同番号に「’」を付けてその詳細な説明を省
略する。また、ワーク１”は、円板形状の平板部３”だ
けを有し、中央にガイド穴２”を有する。上記のよう
に、異なる径のガイド穴２’，２”を有するワーク
１’，１”を芯出しする場合にも、３本のガイドピン２
５を芯出し基準点Ｘに近い状態から遠ざけるようにして
移動させて、図５に示すように芯出しを行うことがで
き、芯出し機構２０を取り替える必要がない。

【００２１】上記ガイドピン２５には、軸方向に離れた
複数例えば３つの係止鍔部２５ａ〜２５ｃが先端から順
に形成されている。一旦芯出しされたワーク１は、この
係止鍔部２５ａに係止されるため、後述するように芯出
し機構２０が起立状態に移動される過程でも、抜けるの
を防止される。なお、ワーク１は、係止鍔部２５ａ，２
５ｂ間に配置されているので、第２ベース２３方向への
移動も係止鍔部２５ｂによって制限され、より一層安定
して保持される。

【００２２】異なるワーク１’が用いられる場合は、終
端ステージ１０Ｃでの平板部３’の高さが、ワーク１の
平板部３より低いので、この平板部３は係止鍔部２５
ｂ，２５ｃ間に位置する。そのためワーク１’は、係止
鍔部２５ｂによって抜け止めがなされ、係止鍔部２５ｃ
によって第２ベース２３方向への移動が制限される。平
板形状のワーク１”の場合には、係止鍔部２５ｃによっ
て抜け止めがなされる。なお、ガイドピン２５には１つ
の係止鍔部２５ａを先端部に設けるだけでもよい。異な
る寸法のワーク１，１’，１”の抜け止めをこの係止鍔
部２５ａだけでもできるからである。

【００２３】次に、芯出し機構２０を終端ステージ１０
Ｃの収容空間１６に収容された倒伏姿勢と、図６の想像
線で示す起立姿勢との間で移動させる起伏機構３０につ
いて詳述する。起伏機構３０は、回動シャフト３１と、
この回動シャフト３１に上記芯出し機構２０の第１ベー
ス２１を固定する取付フレーム３２と、回動シャフト３
１にレバー３３を介して連結された油圧シリンダ３４と
を備えている。

【００２４】前述したワーク１の芯出しが終了してか
ら、油圧シリンダ３４を伸ばして、図６中反時計回り方
向に回動シャフト３１を回動させる。これにより、芯出
し機構２０は、ワーク１を芯出し状態で支持したまま、
倒伏姿勢から起立姿勢まで移動される。その結果、ワー
ク１も終端ステージ１０Ｃの斜め前方にまで移動され、
横向きの姿勢になる。

【００２５】上記加工機構５０は、終端ステージ１０Ｃ
の横に配置されており、ワーク１は、起立姿勢の芯出し
機構２０から加工機構５０の加工位置まで、図８に示す
上記フィーダ４０によって移送される。フィーダ４０
は、搬送機構１０の搬送方向と直交する方向に延びる図
示しない水平レール上を移動可能な移動台４１と、この
移動台４１対して搬送機構１０の搬送方向と平行に移動
可能な移動台４２と、この移動台４２に設けられたチャ
ック手段４３とを備えている。このチャック手段４３
は、移動台４２に上下移動可能に設けられて上下に対峙
する一対のチャック部材４４，４５とを備えている。上
側チャック部材４４にはワーク１を受ける受け部材４６
が取り付けられている。下側チャック部材４５には一対
の押さえ部材４７が互いに離れて配置されている。この
押さえ部材４７は油圧シリンダ４８によって上下移動可
能である。

【００２６】上記芯出し機構２０が起立姿勢まで移動さ
れた時、待機位置にあったフィーダ４０の一対のチャッ
ク部材４４，４５間に、ワーク１が横向きの姿勢で入り
込む。この状態で、図示しない駆動手段を駆動させて上
側チャック部材４４を下方に移動させるとともに下側チ
ャック部材４５を上方へ移動させるとともに、油圧シリ
ンダ４８を駆動させて押さえ部材４７を上方へ移動させ
る。このようにして、芯出し機構２０に支持されたワー
ク１をフィーダ４０がチャックする。

【００２７】この後、芯出し機構２０のアクチュエータ
２９ｄを駆動して、回動アーム２８を前述の芯出し工程
とは逆方向に回動させ、ガイドピン２５を芯出し基準点
Ｘに近づける。さらに油圧シリンダ２２が駆動して第２
ベース２３をベース２０に近づけ、ガイドピン２５をワ
ーク１のガイド穴２から抜く。それから、起伏機構３０
の油圧シリンダ３４を駆動させて、芯出し機構２０を元
の倒伏姿勢、すなわち終端ステージ１０Ｃの収容空間に
収容された状態に戻す。ワーク１を正確に位置決めされ
た状態でチャックしたフィーダ４０は、ワーク１を加工
位置まで移送する。

【００２８】図７に示すように上記加工機構５０は、ワ
ーク１をコールドスピニング法により最終絞り成形する
ためのものであり、ベースフレーム５１に支持された主
軸５２と、この主軸５２の端部に固定された型５３とを
備えている。主軸５２は図示しない駆動機構により回転
駆動される。この型５３と対峙して回転可能に支持され
た押圧部材（図示しない）が配置され、この押圧部材の
左右に成形ローラが配置されている。上記加圧機構５０
の構成および作用は公知であるので詳細は省略するが、
上記押圧部材と型５３でワーク１を挟持した状態で回転
させながら、成形ローラをワーク１に押し付けて絞り成
形し、型５３に対応した形状にする。

【００２９】本発明は上記実施形態に左右されず、種々
の形態を採用可能である。例えば、ガイドピンは４本以
上あってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、３本以上のガイドピンを芯出し基準点から等し
い距離を保つように移動させ、ワークのガイド穴の周縁
に当てることによって芯出しを行うため、ガイド穴の周
縁とガイドピンとの間にクリアランスをとる必要がな
く、高精度の芯出しを行うことができる。また、ガイド
穴の寸法が異なっても共通の芯出し機構を用いることが
でき、ガイドピンの取り替えを必要としないので、段取
り作業を簡略化することができる。請求項２の発明によ
れば、回動アームの回動によりガイドピンの移動を行う
ため、構成を簡略化することができる。請求項３の発明
によれば、歯車機構を用いて回動アームを回動させるた
め、構成が簡単でありながら、ガイドピンを正確に移動
することができる。請求項４の発明によれば、ガイドピ
ンに形成された係止鍔部により芯出ししたワークの抜け
を禁じることができる。請求項５の発明によれば、搬送
から加工までを自動化することができる、しかも、起伏
機構を用いることにより、ワークを芯出ししたまま確実
にフィーダに受け渡すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる芯出し機構の一実施形態を示す
ものでガイドピンと回動アームを示す平面図である。

【図２】同芯出し機構における移動手段の詳細な構成を
示す平面図である。

【図３】図２においてIII方向から見た芯出し機構の側
面図である。

【図４】同芯出し機構のガイドピンによるワークの芯出
し作用を説明する平面図である。

【図５】同芯出し機構のガイドピンによる他のワークの
芯出し作用を説明する平面図である。

【図６】同芯出し機構を組み込んだ加工装置に一実施形
態を示す平面図である。

【図７】同加工装置を搬送機構の搬送方向と直交する方
向から見た側面図である。

【図８】同加工装置のフィーダを搬送機構の搬送方向と
平行な方向から見た側面図である。

【符号の説明】

１，１’，１” ワーク ２，２’，２” ガイド穴 １０ 搬送機構 ２０ 芯出し機構 ２３ ベース ２４ 移動手段 ２５ ガイドピン ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ 係止鍔部 ２６ 主歯車 ２７ 副歯車 ２８ 回動アーム ２９ｄ アクチュエータ ３０ 起伏機構 ４０ フィーダ ５０ 加工機構 Ｘ 芯出し基準点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 郁也 東京都千代田区四番町５番地９ トピー工 業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央に円形のガイド穴が形成されたワー
   クを、芯出しする装置において、少なくとも３つのガイ
   ドピンと、これらガイドピンを、芯出し基準点からの距
   離を互いに等しくした状態を維持しながら移動させる移
   動手段とを備えたことを特徴とするワークの芯出し機
   構。
2. 【請求項２】 上記移動手段は、上記ガイドピンに対応
   する数の回動アームを備え、これら回動アームの基端部
   がベースに回動可能に支持され、これら回動アームの先
   端部に上記ガイドピンが設けられており、これら回動ア
   ームの回動軸線が、上記芯出し基準点を中心とする基円
   上に等間隔をなして配置されていることを特徴とする請
   求項１に記載のワークの芯出し機構。
3. 【請求項３】 上記移動手段は、さらに、上記ベースに
   上記芯出し基準点を中心として回動可能に支持された主
   歯車と、この主歯車を回動させるアクチュエータと、上
   記ガイドピンに対応する数の副歯車とを備え、これら副
   歯車が主歯車に噛み合うようにして上記ベースに回動可
   能に支持され、これら副歯車に上記アームの基端部が固
   定されていることを特徴とする請求項２に記載のワーク
   の芯出し機構。
4. 【請求項４】 上記ガイドピンには、ワーク抜け止め用
   の係止鍔部が形成されていることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれかに記載のワークの芯出し機構。
5. 【請求項５】 ワークを載せて搬送する搬送機構と、こ
   の搬送機構の終端ステージに配置された請求項１〜４の
   いずれかに記載の芯出し機構と、この芯出し機構を搬送
   機構の終端ステージに沿った倒伏姿勢と起立姿勢との間
   で移動させる起伏機構と、起立姿勢の芯出し機構からワ
   ークを受け取って加工位置へと運ぶフィーダと、加工位
   置でフィーダから供給されたワークを加工する加工機構
   とを備えたことを特徴とするワークの加工装置。