JPS598454B2 - 鋼製シ−ルリングの成形加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鋼製シールリングの成形加工装置に係るもの
である。

従来使用されているシールリングは、ピストンリングに
代表されるように、１ケ所に切口部を有する円形状リン
グ本体に弾性物体（エキスパンダ）を組合わせて使用す
ることにより、その円形状リング体に拡張力を附与し、
この拡張力の作用により円筒形の被シール物体のシール
面に円形状リング本体を圧接させてシール機能を果すも
の、あるいはシールリングを１部に所定間隙の合い口間
隙を有する歪円形状リングとし、これを被シール物体で
ある円筒体に挿入装置した状態で、その合い口間隙が閉
じ、その結果リング泊体に拡張力が生起され、その自己
拡張力により被シール円筒体のシール面に圧接されてシ
ール機能を果すものが一般である。

この種のシールリングを細巾鋼帯から成形加工により製
作する場合に、従来使用されている成形加工装置は、第
１図に示すように、送りロール対１、１により矢印Ａの
方向に送られる素材鋼帯２を、所定の位置関係に設けら
れた成形ロール３、０４および５の間を強制的に図示の
ように通過させることにより円形状に成形し、所定の位
置で切断することにより切り口を有する円形状リングと
するか、あるいは歪円形シールリングの成形の場合にお
いては、ロール４の位置を矢印Ｂの方向に送りロール対
１、１の回転と比例関係をなして回転するカム２２によ
り周期的に移動させることにより、成形されるリングの
曲率に変化を与えて歪円形に成形し、所定の位置で切断
して所定の合い口間隙を有する歪円形シールリングを成
形する方法が採用されている。

この種の従来の装置により円形シールリングあるいは歪
円形シールリングを成形加する場合、成形されるリング
の曲率および曲率分布は成形ロール３，４，５および送
りロール対１、１の位置関係により決定されるべきもの
であるが、素材鋼帯２に作用する加応力は常に一定方向
の曲げとして作用するため、素材鋼帯３は同一方向にの
み塑性変形され、そのためにリングは残留応力を多分に
含んだ状態で成形され、そのために成形されたリングの
形状寸法は一定に定まらず、その径に変動が生ずるとと
もに、後工程の熱処理により残留歪あるいは残留応力が
除去されるに際して、成形リングの形状に差異ばらつき
が生ずる欠陥がある。

この種のリング形状のばらつき発生は、成形ロール４を
矢印Ｂの方向にカム駆動により前進後退させて、歪円形
リングを成形する場合において特に著しくなるものであ
る。また、前記従来の歪円形シールリングの成形装置に
おいては、成形ロール３および５により支えられている
リング素材鋼帯を、その成形ロール３および５の中間に
位置し、リング素材鋼帯の内周側に対接して設けられて
いる成形ロール４の位置をカム駆動により変位させるこ
とにより、成形されるリングの曲率に変化を与える機構
としているため、リングの曲率に及ぼす成形ロール４の
位置変位の影響は極めて大なるものとなり、したがつて
目的とする曲率分布を有する歪円形シールリングを成形
するためには、その成形ロール４の位置制御には厳しい
精度が要求されることになる。

本発明は従来の円形あるいは歪円形シールリングの成形
加工装置における前述のような欠陥を除去した成形加工
装置を提供するもので、従来のシールリング成形に際し
てリング素材鋼帯に加えられるところの同一方向の最大
加工応力あるいはそれ以上の加応力を予め作用させた後
、これを所定量拡張することを特徴とする残留応力の少
ないシールリングの成形加装置であり、具体的実施例で
示すと、称呼半径あるいは称呼半径より僅かに小さい半
径の円形リングを成形する位置関係をなして送りロール
対１，１、成形ロール３，４および５を設け、成形ロー
ル５の更に後段に、成形リング素材鋼帯の内周に対接し
、成形リングに対してその曲率を常に小さくするような
力を作用させて曲率半径を大きくするところの補整形ロ
ール６を備えたことを特徴とするシールリング成形加装
置であり、本発明の装置による場合、例えば成形ロール
３，４および５により加えられる曲げ加工応力とは反対
方向の曲げ加力がその補整形ロール６の存在により加え
られるため、成形されたリング内部の残留応力が有効に
低減緩和され、そのために形状寸法の安定したリングが
成形されるとともに、後工程の熱処理に際してのリング
形状寸法のばらつき発生も著しく低減する。また、成形
リングの半径を常に拡大させる作用をする補整形ロール
６の位置をカム駆動により所定の周期をもつて変位させ
ることにより歪円形リングが成形されるわけであるが、
その補整形ロール６は一連の円形リング成形ロール３，
４および５の更に後段に設けられていることと、補整形
ロール６が前記一連の円形リング成形ロールにより成形
されるリングの半径を適当に拡張する作用をなすもので
あるために、成形されるリングの曲率に及ぼす補整形ロ
ール６の位置変位の影響は有効に緩和され、したがつて
補整形ロール６の位置制御が容易になる利点を有する。

以下に図示の実施例により本発明の詳細を説明すると、
第２図において、１，１は図示しない動力装置により回
転駆動され、素材鋼帯２を矢印Ａの方向に強制的に送り
込む送りロール対、８は装置基体（図示しない）に取り
付けられたダイス本体であり、そのダイス本体には送り
ロール対１，１により供給される素材鋼帯２を案内する
案内孔７が設けられている。

３，４および５は成形ロールであり、成形ロール３およ
び５はリング素材鋼帯２の外周側に対接し、また成形ロ
ール４はこれら成形ロール３および５の中間位置で、リ
ング素材鋼帯２にその内周から対接している。

６は成形ロール３，４および５により成形された素材リ
ングの曲率を小ならしめる方向に力を作用させ、素材リ
ングを拡張させる補整形ロールで、ダイス本体に設けら
れたガイド２３，２３１を案内として、矢印Ｃ方向に摺
動自在に保持されている案内棒１０の先端部に取り付け
られている。

案内棒１０の後方には長孔９が設けられていて、軸３０
により回転自在に取り付けられたローラ１２を有する突
出片１１が、その長孔９を通すボルト２９により取り付
けられる。２４はガイド２３１と突片１１とを弾性的に
結合する引張りスプリングで、常時張力の作用した状態
にある。

１３は支軸１４により装置基体に揺動自由に取り付けら
れたＬ形リングで、このＬ形リング１３の一方の腕１５
には長孔１６が設けられていて、この長孔１６に移動で
きるように設けたボルト１７により支え刃１８が支持さ
れている。

１９は軸２０により装置基体に揺動できるように設けら
れた棒リンクで、その他端部に軸２１によつて回転でき
るローラ２５を備え、これがカム２２に対接する。

２２は送りロール対１，１の回転と比例関係をなして連
動するカムである。

２６はリング切断刃で、カム２２あるいは送りロール対
１，１の回転と同期して瞬間的に前進後退することによ
り、成形されたリングを所定位置で切断する。

ここで成形ロール３，４および５は補整形ロール６を取
り除いた状態で、称呼半径あるいは称呼半径よりも僅か
に小さい半径の円形リング体を成形し得る位置関係に調
整して設けられている。

棒リンク１９とＬ型リンク１３とは、カム２２の主軸か
らカム外周面までの距離が最小となるカム外周面位置が
ローラ２５に対接している状態において、棒リンク１９
の上面２７とＬ形リンク１３の腕１５の下側面２８とが
平行となるように支え刃１８により規制されている。棒
リンク１９およびＬ形リンク１３の関係を上記の関係に
維持したままの状態で、即ちカム２２を駆動系から切り
離してカム２２の回転を停止させた状態において、案内
捧１０の位置をボルト２９により調整することにより、
成形ロール３，４，５および補整形ロール６により称呼
半径を有する円形リングが成形される状態に、補整形ロ
ール６の位置を定め、次にカム２２の主軸中心とそのカ
ム外周面との距離が最大となるカム外周面位置とローラ
２５とが対接する状態となし、この位置にカム２２を停
止させておき、成形ロール３，４，５および補整形ロー
ル６により成形される円形リングの半径が、目的とする
歪円形リングにおける最大曲率半径に等しくなるように
、支え刃１８の位置をボルト１７により移動調整して、
リンク系の倍率を調整する。

一般に、自己張力を有する歪円形シールリングにおいて
は、その曲率半径ρ（θ）の分布は、Ｌは合い口間隙、
ＲＯを称呼半径、θを合い口対向部からの角度として、
で与えられるものであるが、本発明装置においてカム２
２として偏心カムを採用することにより、実際上充分な
精度を有する歪円形シールリングの成形加工が可能であ
る。

したがつて、寸法および偏心量を適当とする偏心カム２
２を採用し、成形ロール３，４，５および補整形ロール
６の位置、およびリンク系の拡大率を上述の条件に従い
設定し、送りロール対１，１により目的とするリングー
本分の素材鋼帯が供給される間にカム２２が一回転する
ように送りロール対１，１の回転とカム２２の回転を同
期させておくことにより、充分な精度を有する歪円形シ
ールリングが成形される。また、本発明装置において、
カム２２の一回転につき一回の頻度で、カム２２の回転
角と一定の関係をなして切断刃２６を瞬間的に前進後退
させる機構（図示しない）を採用することにより、一本
の歪円形シールリングが成形加されるが、カム２２の複
数回転につき一回の頻度で切断刃２６を同様に作動させ
ることにより、層状構成をなす多重巻き歪円形シールリ
ングの成形加工も可能である。更に第３図に示す他の実
施例においては、送りロール対１，１により供給される
素材鋼帯２をダイス本体８の案内孔７から成形ロールに
より円形に曲げ加されることは、第１図の実施例と同様
であるが、素材鋼帯２の外周側に位置する前記成形ロー
ル５に続いて、内周側位置に素材リングの曲率を小なら
しめる方向に力を作用させて、素材リング半径を拡張さ
せるところの第１補整形ロール６を設けると共に、素材
リングの外周側に対装して前記成形ロール６により拡張
された素材リングの半径を再び縮少させる作用をする第
２補整形ロール６１を、ダイス本体のガイド２３，２３
１に矢印Ｃ方向に摺動自在に案内される案内棒１０の先
端部に取り付けられている。

案内棒１０の後端部には長孔９が設けられ、それに嵌挿
されたボルト２９を介して取付けられた突出片１１には
軸３０により回転自在のローラ１２が設けられている。

２４はガイド２３１と突出片１１との間に介在させた圧
縮スプリングで、両者を弾性的に結合するが、一端がガ
イド２３１に固定され、他端を突出片１１に関けられた
穴３０を貫通じて設けられた丸棒３１を案内としてこれ
を取巻くように設けられている。

第２補整形ロール６１を作動（第３図で右方向へ）させ
るため、送りロール対１，１と連動してカム２２を回転
させ そのカムによつ）て軸２０のまわりに揺動する棒
リンク１９その下面２７に接する支え刃１８を、ボルト
１７と長孔１６によつて設けたＬ形リンク１３、その支
軸１４のまわりの揺動により前記案内棒１０の突出片１
１を押動する機構は、前記第２図の実施例と同様である
。

カム２２の不作動時例えば偏心カムの小径部が棒リンク
１９に接する時は、突出片１１および案内棒１０は、圧
縮スプリング２４により後退（第３図左方へ）する。リ
ング切断刃２６が、カム２２あるいは送りロール対１，
１の回転と同期して瞬間的に前進後退することにより成
形されたリングを所定位置で切断することも前記実施例
と変りがない。

ここで成形ロール３，４および５は、第１および第２補
整形ロール６および６１を取り除いた状態では、称呼半
径あるいは称呼半径よりも僅かに小さい半径の円形リン
グ体を成形し得るように調整して設けられているが、第
１補勢形ロール６は、第２補整形ロール６１を取り除い
た状態で、成形ロール３，４，５および第１補整形ロー
ル６により成形される円形リングの半径が、円形シール
リング成形の場合においては、少なくとも称呼半径より
も大であり、また歪円形シールリング成形の場合におい
ては、少なくとも目的とする歪円形シールリングにおけ
る最大の曲率半径よりも大きくなるように位置調整され
て設けられている。

また棒リンク１９とＬ形リンク１３とは、カム２２の主
軸からカム外周面までの距離が最小となるカム外周面位
置がローラ２５に対接している状態において棒リンク１
９の下面２７とＬ形リンク１３の腕１５の上側面２８と
が平行となるように支え刃１８の高さを調整することに
より規制されている。棒リンク１９およびＬ形リンク１
３の関係を上記の関係に維持したままの状態で、即ちカ
ム２２を駆動系から切り離してカム２２の回転を停止さ
せた状態において、案内棒１０の位置をボルト２９によ
り調整することにより、成形ロール３，４，５並に第１
および第２補整形ロール６，６１により成形されるリン
グの半径が、目的とする歪円形シールリングにおける最
大曲率半径に等しくなるように第２補整形ロール６１の
位置を定める。

次にカム２２の主軸中心とそのカム外周面との距離が最
大となるカム外周面位置とローラ２５とが対接する状態
となし、この位置にカム２２を停止させておき、成形ロ
ール３，４，５および第１、第２補整形ロール６，６１
により成形される円形リングの半径力泪的とする歪円形
シールリングにおける最小曲率半径（称呼半径に等しい
）に等しくなるように、支え刃１８の位置をボルト１７
により移動調整してリンク系の倍率を調整する。この状
態に於て成形加を行うと、称呼半径の円形シールリング
が成形されるのである。以上説明においては、ピストン
リングに代表される外張り力を有するシールリングの成
形加工につき説明したが、本発明装置は内張り力を有す
るシールリングの成形加゛にも、成形ロールの取り付け
位置ならびにカム−リンク系の拡大率を変更することに
より用いられるものである。

以上詳細に説明したように、本発明装置は成形されるシ
ールリングの内部残留応力を低減させ、寸法精度の良好
なシールリングの成形加工を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシールリング成形装置の要領を示す説明
図で、第２図は本発明装置（第１発明及び第２発明）を
例示する斜視図、第３図は同じく第３発明の装置を例示
する斜視図である。 ２・・・・・・素材リング体、６・・・・・・補整形ロ
ール、６１・・・・・・第二次補整形ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一方向の曲げ加工応力を発生させることにより円
   形リングを成形する位置関係をなして設けられた一連の
   成形ロール３、４、５に続いて、その後段にその一連の
   成形ロール３、４、５により加えられる曲げ加工応力と
   は逆方向の加工応力を発生させることにより、成形され
   つつある円形リング体の曲率を減少させる作用をする補
   整形ロール６を附設した鋼製シールリングの成形加工装
   置。 ２ 同一方向の曲げ加工応力を発生させることにより円
   形リングを成形する位置関係をなして設けられた一連の
   成形ロール３、４、５に続いて、その後段にその一連の
   成形ロール３、４、５により加えられる曲げ加工応力と
   は逆方向の加工応力を発生させることにより、成形され
   つつある円形リング体の曲率を減少させる作用をする補
   整形ロール６を附設し、補整形ロール６は素材鋼帯２の
   送りロール対１、１の回転と連動して回転するカム２２
   により連動機構を介して駆動されるようにした鋼製シー
   ルリングの成形加工装置。 ３ 同一方向の曲げ加工応力を発生させることにより円
   形リングを成形する位置関係をなして設けられた一連の
   成形ロール３、４、５に続いて、その後段にその一連の
   成形ロール３、４、５により加えられる曲げ加工応力と
   は逆方向の加工応力を発生させることにより、成形され
   つつある円形リング体の曲率を減少させる作用をする補
   整形ロール６を附設し、補整形ロール６の更に後段に、
   補整形加工されつつある円形リング体の曲率を大きくす
   るように作用する第二次補整形ロール６１を附設した鋼
   製シールリングの成形加工装置。