JPS5933465B2 - 周壁厚肉化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は板金製カップ状素材、金属パイプ素材等の円
筒状被加工素材の周壁を必要に応じ部分的にあるいは全
体的に厚肉化する周壁厚肉化装置に関するものである。

例えば近時、金属素板を深締りして得たカップ状素材の
円筒状周壁外面にり溝を多段に刻設してなる、いわゆる
板金製ポリＶプーリが開発されているが、この種のポリ
Ｖプーリではその周壁外面にＶ溝を刻設しなければなら
ないために、強度上この周壁を比較的厚肉なものにする
必要がある。

ところが一方、このようなポリりプーリは均一な金属素
板を変形させて作るものであるから、周壁を厚肉にすれ
ばこれに伴つてボス部等他の部分も厚肉になつてしまつ
て、重量や材料費の増加を招くという不都合がある。そ
してこれはまた金属パイプを所定の長さに切断してなる
円筒状素材の周壁両端部にねじを螺刻して管継手とする
ような場合にも同様である。しかしてこのようなポリＶ
プーリや管継手等では前記不都合を解消するために、Ｖ
溝形成部、あるいはねじ螺刻部だけを厚肉なものにした
いという要望があるが、このような円筒状素材の周壁を
厚肉化することはきわめてむずかしく、従来実用化が不
可能とされていた。この発明はこのような事情に着目し
てな、されたもので、円筒状被加工素材を内回転保形部
材に嵌挿させるとともに、その軸心方向の両端から対を
なす回転支持部材により支持させ、かつこの被加工素材
の周壁の外面所要個所に対をなす外回転保形部材を転接
させて、これを内外から挟持し得るようにさせ、この状
態で被加工素材を各回転支持部材と一体的に回転させな
がら、これらの両支持部材の間隔を徐々に縮めて素材周
壁に軸心方向の圧縮力を作用させるようにするとともに
、各外回転保形部材の挟持間隔を、素材周壁の圧縮によ
る厚肉化に対応させて徐々に大きくさせるようにするこ
とによつて、円筒状被加工素材の周壁を精度よく確実に
厚肉化することのできる周壁厚肉化装置を提供しようと
するものである。

以下この発明装置の実施例につき、図面を参照して説明
する。

第１の実施例（第１図〜第１１図） この実施例は第１図に示す金属素板１をプレス等により
深絞りして、第２図に示すようなカツプ状の素材２を形
成し、ついでこの素材２の開口縁部を切りそろえること
によつて、第３図に示すような所定寸法の被加工素材３
とし、この被加工素材３の周壁３ａを厚肉化して、第４
図に示すような半完成品４を得るとともに、この半完成
品４の周壁４ａ外面に複数本のＶ溝５を刻設することに
より完成品としての板金製ポリＶプ一１Ｊ６を製造する
場合に適用されるものである。

第６図〜第１１図は前記した被加工素材３の周壁３ａを
厚肉化して半完成品４を得るとともに、この半完成品４
の周壁４ａにＶ溝５を刻設するための実施例装置を示し
ている。

この実施例装置は機体７の中央に支持軸８を垂直に枢設
し、この支持軸８の上端に前記被加工素材３を支持する
下回転支持部材９を固設している。

この下回転支持部材９は上端面に環状の保持溝１１をも
つ円筒状のもので、前記保持溝１１に前記被加工素材３
の下端開口縁部を嵌着するようになつている。またこの
下回転支持部材９の軸心中空部には、これと一体に回転
する内回転保形部材１２を上、下にスライド自在に嵌着
している。この内保形部材１２は円柱状のもので、スプ
リング１３によつてその上端部が前記下回転支持部材９
の上端面より所定量突出する位置に弾圧されており、そ
の突出端部を前記下回転支持部材９に装着される被加工
素材３の内面に添接させている。また前記機体７の一側
部には電動機１０を固着し、この電動機１０の回転力を
前記支持軸８にプーリ１４，１５，１６，１７及びベル
ト１８，１９を介して伝達することにより、前記回転支
持部材９及び内回転保形部材１２を所定の速度で回転さ
せるようにしている。

さらに機体７の上方には複数本の支柱２１・・・を介し
て上部機体２２を設けており、この上部機体２２の中央
に昇降軸２３を前記支持軸８と軸心を一致させて昇降自
在に取着し、この昇降軸２３の下部に平板２４を固着し
て、その両端部に案内棒２５・・・を立設している。そ
してこれらの案内棒２５・・・は上部機体２２をスライ
ド自在に貫通し、その貫通端に固着した鍔２６・・・と
上部機体２２の上面との間に介挿した圧縮ばね２７・・
・により上方に弾圧されている。また昇降軸２３の下端
部にはスラストベアリング２８を介し、上回転支持部材
２９を回転自在に取着している。

この上回転支持部材２９は下面中心部に平坦面３１を有
し、かつその平坦面３１の周囲に環状の傾斜面３２を有
する円柱状のもので、平坦面３１により前記下回転支持
部材９に装着される被加工素材３の底面を下方に押圧し
得るようになつている。そしてこの昇降軸２３を降下さ
せるための機構は、前記上部機体３２２上に回転軸３３
を軸受３４・・・により回転自在に枢設し、この回転軸
３３にカム３５を固着して、このカム３５に昇降軸２３
の上端部に枢着するカムフオロワ３６を転接させてあつ
て、回転軸３３の一端に前記上部機体２２上に固設した
電動機３７の駆動力がプーリ３８，３９及びベルト４１
を介して伝達されるようになつている。さらに前記機体
７の上面には、第１，第２，第３の案内体４２，４３，
４４を前記下回転支持部材９を囲うように固設し、これ
らの各案内体４２，４３，４４上に第１，第２，第３の
支持体４５，４６，４７をそれぞれ下回転支持部材９方
向に進退自在に取着すると共に、第１，第２の支持体４
５，４６の前端には第１，第２の外回転保形部材４８，
４９を垂直ピン軸５１，５２により回転自在に支持させ
、かつ第３の支持体４７の前端には溝成形部材５３を垂
直ピン軸５４により回転自在に支持させている。ここで
、前記外回転保形部材４８，４９は外周に円筒状の挟圧
面４８ａ，４９ａを有するローラ状のもので、その挟圧
面４８ａ，４９ａを前記下回転支持部材９に装着される
被加工素材３の周壁３ａ外面に押し付けるようになつて
おり、第１の外回転保形部材４８と第２の外回転保形部
材４９とは配置高さを異ならせてあつて、第１の外回転
保形部材４８を周壁３ａの下半部に、第２の外回転保形
部材４９を周壁３ａの上半部にそれぞれ対向させるよう
にしている。

そしてまた第２の外回転保形部材４９はピン軸５２に対
して上、下にスライド自在に取付けてあつて、その支持
体４６との間に介挿した圧縮ばね５５により、所定高さ
位置に弾性保持されている。一方、前記溝成形部材５３
は外周にｖ溝成形面５３ａを有したローラ状のもので、
そのＶ溝成形面５３ａを前記下回転支持部材９に装着さ
れる半完成品４の周壁４ａ外面に押し付けるようになつ
ている。またこれらの外回転保形部材４８，４９及びＶ
溝成形部材５３を進退させるための構成は、前記機体７
にカム軸５６，５７，５８を前記各支持体４５，４６，
４７の後方に位置させて垂直に枢設し、これらの各カム
軸５６，５７，５８の前記支持体４５，４６，４７に対
向する部位にカム６１，６２，６３を固着させ、これら
のカム６１，６２，６３に前記支持体４５，４６，４７
の後端に枢着したカムフオロワ６４，６５，６６を転接
させている。

そしてこれらのカム軸５６，５７，５８の下端部間は傘
歯車６７・・・等を介して連結するとともに、１本のカ
ム軸５６を前記上部機体２２を貫通するように上方へ延
出させ、その延出端を傘歯車６８，６８により前記回転
軸３３に連繋させることによつて、前記カム６１，６２
，６３を前記昇降軸２３のカム３５と同期的に作動させ
るようにしている。次にこの装置を用いて前記被加工素
材３から板金製ポリＶプ一１Ｊ６を製造する場合を特に
第９図〜第１１図を参照して述べる。

まず被加工素材３を内回転保形部材１２に嵌挿させると
ともに、その下端開口縁部を下回転支持部材９の保持溝
１１に嵌合させ、また昇降軸２３を降下させて、上回転
支持部材２９の平坦面３１を被加工素材３の上端面に押
し当て、さらにこの被加工素材３の周壁３ａ外周の下半
部分に、第１の外回転保形部材４８の挟圧面４８ａを、
かつ上半部分に第２の外回転保形部材４９の挟圧面４９
ａをそれぞれに転接させる。

つまり被加工素材３の周壁３ａにおける下半及び上半各
部分の円周方向の１個所を内回転保形部材１２と外回転
保形部材４８，４９とによつて内外から挟持させる。そ
して一方、Ｖ溝成形部材５３は被加工素材３から離れた
位置に後退させておく。この状態で電動機１０を作動さ
せて、前記被加工素材３を前記両回転支持部材９，２９
と一体に回転させる。

そしてさらに電動機３７を作動させて前記昇降軸２３を
降下させることにより、前記両回転支持部材９，２９の
間槁を徐々に縮めて、この被加工素材３の周壁３ａに軸
心方向の圧縮力を作用させるとともに、前記外回転保形
部材４８，４９を徐々に内回転保形部材１２から離れる
方向に後退させる。つまり前記被加工素材３の周壁３ａ
が回転支持部材９，２９の圧縮力によつて厚肉化されよ
うとする速度に対応させて、前記内回転保形部材１２と
外回転保形部材４８，４９の挟持間隔を徐々に大きくす
る。このようにすることによつて回転する被加工素材３
の周壁３ａの各部分が１回転毎に内回転保形部材１２と
外回転保形部材４８，４９との間を通過して、その姿勢
が矯正されることとなるので、周壁３ａに軸心方向の圧
縮力が作用しても、この周壁３ａに波形の変形が生じた
り、真円度の狂いが生じたりすることがなく、したがつ
て周壁３ａは内回転保形部材１２と外回転保形部材４８
，４９との挟持間隔の増大に伴い異常変形を起すことな
く厚肉化されるものである。

なおこの周壁厚肉化の過程で上回転支持部材２９が第２
の外回転保形部材４９に当接するが、第２の外回転保形
部材４９は圧縮ばね５５により弾性保持されているので
、上回転支持部材２９に押圧されるままに降下し、周壁
厚肉化の終了時には第１０図に示すように第１の外回転
保形部材４８と同一の高さ位置にまで達する。また内回
転保形部材１２は圧縮ばね１３によつて弾性保持されて
いるので、周壁３ａの短寸化に伴つて下方に移動する。
そしてこのような周壁厚肉化工程が終了し、半完成品４
が得られると、次にＶ溝成形工程に移る。

このＶ溝成形工程においては、前記外回転保形部材４８
，４９を半完成品傅から離れる位置へ後退させる。そし
て前記半完成品４を前記上、下の回転支持部材２９，９
と一体に回転させながらＶ溝成形部材５３を徐々に前進
させて、そのＶ溝成形面５３ａを前記半完成品４の周壁
４ａ外面に押し付ける。このようにすることにより、周
壁４ａ外面に前記Ｖ溝成形面５３ａに沿う複数本の溝５
が刻設され完成品としての板金製ポリＶプーリ６が得ら
れるのである。第２の実施例（第１２図〜第１７図） この実施例は金属パイプを所定の長さに切断してなる第
１２図に示すような筒状の被加工素材７１に対し、その
周壁７１ａの両端部を厚肉化して第１３図に示すような
半完成品７２とし、この半完成品７２の周壁７２ａの厚
肉部外周に雄ねじ７３を螺刻して完成品としての管継手
７４とする場合にあつて、前記半完成品７２を得るため
の装置に適用されるものである。

第１５図〜第１７図は前記した被加工素材７１の周壁７
１ａの両端部を厚肉化して半完成品７２とするための実
施例装置を示している。

この実施例装置には、被加工素材７１をその軸心方向の
両端から支持する上回転支持部材７５と下回転支持部材
７６とを軸心が一致して回転し得るように対向配置させ
てある。これらの両回転支持部材７５，７６は軸心方向
に移動可能となつており、前記第１の実施例で示したと
同様なカム機構によつて、相互の間隔を徐々に縮めるこ
とができるようにされるとともに、これらの回転支持部
材７５，７６間に支持される被加工素材７１の内側には
、その内周面に添接する内回転保形部材７７を上、下に
弾性移動可能に配設してある。また前記被加工素材７１
の外周囲に第１，第゛２，第３の外回転保形部材８１，
８２，８３を配設してあり、これらの外回転保形部材８
１，８２，８３は外周に円筒状の挟圧面８１ａ，８２ａ
，８３ａをもつロール状のもので、被加工素材７１の外
周囲に配設する第１，第２，第３の支持体８４，８５，
８６の前端部に垂直ピン軸８７，８８，８９により枢着
されていて、前記第１の実施例で示したと同様なカム機
構により、前記被加工素材７１方向に進退するようにな
つている。

さらに前記第２，第３の外回転保形部材８２，８３は前
記ピン軸８８，８９に対して上、下にスライド自在とさ
れ、第２の外回転保形部材８２は圧縮ばね９０によつて
第１の外回転保形部材８１よりも高い位置に保持される
とともに、第３の外回転保形部材は自重によつて第１の
外回転保形部材８１よりも低い位置に保持されている。

次にこの装置を用いて前記被加工素材７１の周壁７１ａ
の両端部を厚肉化する場合について述べる０被加工素材
７１を内回転保形部材７７に嵌挿させるとともに、その
軸心方向の両端から上、下の回転支持部材７５，７６に
より支持させ、かつ支持体８４，８５，８６を前進させ
て、第１，第２，第３の外回転保形部材８１，８２，８
３を被加工素材７１の周壁７１ａの外面に転接させる。

つまり被加工素材７１の周壁７１ａに対し、中間部を第
１の外回転保形部材８１と内回転保形部材７７とにより
、上端部を第２の外回転保形部材８２と内回転保形部材
７７とにより、下端部を第３の外回転保形部材８３と内
回転保形部材７７とによりそれぞれに挟持させる。そし
てこの状態で前記被加工素材７１を前記両回転支持部材
７５，７６と一体に回転させながら、これらの両支持部
材７５，７６の間隔を徐々に縮めて、この被加工素材７
１の周壁７１ａに軸心方向の圧縮力を作用させるととも
に、前記第２，第３の外回転保形部材８２，８３をこの
周壁７１ａの圧縮による厚肉化に対応させて徐々に後退
させることにより、前記被加工素材７１の周壁７１ａの
両端部だけが厚肉化されて目的とする半完成品７２が得
られるのである。

第３の実施例（第１８図、第１９図） この実施例は前記第２の実施例で説明した装置と同様な
装置を用いてパイプ状の被加工素材９１の周壁９１ａ全
体を厚肉化させる場合に適用されるものである。

この実施例装置は、被加工素材９１をその軸心方向の両
端から上、下の回転支持部材７５，７６で支持する０そ
して該被加工素材９１の周壁９１ａに対し、下半部を第
１の外回転保形部材８１と内回転保形部材７７とにより
、上半部を第２の外回転保形部材８２と内回転保形部材
７７とによりそれぞれに挟持させる。

そしてこの状態で前記被加工素材９１を前記両回転支持
部材７５，７６と一体に回転させながら、これらの両回
転支持部材７５，７６の間隔を徐々に縮めて、この被加
工素材９１の周壁９１ａに軸心方向の圧縮力を作用させ
るとともに、前記第１，第２の外回転保形部材８１，８
２をこの周壁９１ａの圧縮による厚肉化に対応させて徐
々に後退させることにより、前記被加工素材９１の周壁
９１ａの全体が厚肉化されて目的を達成し得るのである
。

実験によれば、この装置によつて、厚さ２．３１１の周
壁を３．２ｍｍ１こまで厚肉化してみたが、波形変形や
真円度の狂い等の不都合は全く生じないという良好な結
果が得られた。この場合、当初１６１Ｌ７！Ｌであつた
周壁高さはその厚肉化により約１２１ｍ１こ短縮された
。なお前記各実施例では、円筒状被加工素材に何ら熱を
加えることなしに加工を施す場合について説明したが、
この発明はかならずしもこのようなものに限られないの
は勿論であり、例えば被加工素材を適度（通常６００℃
以下）に加熱した状態で、その周壁に厚肉化加工を施す
ようにしてもよく、また被加工素材の材質は軟鉄、鋼鉄
等に限らず、アルミニウムや銅等の非鉄金属であつても
よいＯ以上詳述したようにこの発明によれば、円筒状の
被加工素材を内回転保形部材に嵌挿させるとともに、そ
の軸心方向の両端から対をなす回転支持部材により支持
させ、かつこの被加工素材の周壁の外面所要個所に対を
なす各外回転保形部材を転接させて、これを内外から挟
持し得るようにさせ、この状態で被加工素材を各回転支
持部材と一体的に回転させながら、これらの支持部材の
間隔を徐徐に縮めて、素材周壁に軸心方向の圧縮力を作
用させるようにするとともに、各外回転保形部材の挟持
間隔を、素材周壁の圧縮による厚肉化に対応させて徐々
に大きくさせるようにしたから、素材周壁が圧縮力に屈
して波形に変形するなどの不都合なしに、その周壁の厚
肉化を達成できるのであり、しかも圧縮動作は素材を回
転させながら徐々に行なわせるために、周壁の真円度に
狂いを生じたり、厚みにむらを生じたりするおそれが一
切なく、したがつて円筒状被加工素材の周壁を正確かつ
確実に厚肉化できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図はこの発明装置の第１の実施例を示し
、第１図〜第５図はその被加工素材の加工々程説明図、
第６図は装置構成の正面断面図、第７図は同上平面図、
第８図は第６図Ａ−Ａ線部の平面断面図、第９図〜第１
１図は装置要部の動作状態を示すそれぞれ断面図であり
また第１２図〜第１７図は第２の実施例を示し、第１２
図〜第１４図はその被加工素材の加工々程説明図、第１
５図は装置要部を示す平面図、第１６図、第１７図は第
１５図Ｂ−Ｂ線部での装置要部の動作状態を示すそれぞ
れ断面図であり、さらに第１８図、第１９図は第３の実
施例による装置要部の動作状態を示すそれぞれ断面図で
ある。 ３，７１，９１・・・・・・円筒状被加工素材、３ａ，
７１ａ，９１ａ・・・・・・被加工素材の周壁、９，２
９，７５，７６・・・・・・上下の回転支持部材、１２
，７７および４８，４９，８１，８２，８３・・・・・
・内および外回転保形部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板金製カップ素材、金属パイプ素材等の円筒状被加
   工素材の周壁を、必要に応じ部分的にあるいは全体的に
   厚肉化する装置であつて、前記被加工素材を嵌挿する内
   回転保形部材と、この内回転保形部材を常時上方に弾圧
   保持し、かつ被加工素材を支持して回転される下回転支
   持部材と、この下回転支持部材と同一軸心上で対をなし
   、下回転支持部材との間で被加工素材を押圧支持して追
   従回転される上回転支持部材と、これらの上、下回転支
   持部材間に支持される被加工素材の外周囲に、素材軸心
   に向け進退可能に対をなして配設され、素材周壁の軸方
   向に沿う各部分に転接されて、同部分を前記内回転保形
   部材との間で挟持し得るようにさせた少なくとも上部お
   よび下部に位置する各外回転保形部材と、被加工素材の
   回転に伴ない、前記上回転支持部材を下回転支持部材と
   の間隔が徐々に縮まるように圧縮させる第１の作動機構
   手段と、この第１の作動機構手段に連動し、その圧縮に
   よる素材周壁の厚肉化に対応して、前記各外回転保形部
   材を徐々に後退させる第２の作動機構手段と、前記少な
   くとも上部に位置する外回転保形部材を、前記圧縮作用
   に追随して下降保持させるようにした機構とを具備する
   ことを特徴とする周壁厚肉化装置。