JPS62127133A - パイプ加工装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は複写機、プリンタ、電子タイプライタなどのＯ
Ａ機器や印刷機、コンベヤなどに多く用いられるローラ
の芯金を薄肉パイプの冷間塑性加工で形成するためのパ
イプ加工装置に関するものである。

（従来の技術） 第４図（ａ）に示す製品Ａおよび第４図（５）に示す製
品Ｂは、本発明のパイプ加工装置によってパイプを素材
として形成されたローラの芯金となるものである。

従来この種の加工を行うには第５図に示す回転スウエー
ジング法や、第６図に示すバルジ法等で行っていた。

図中１はパイプを素材とするワーク、２は回転スウェー
ジング装置の本体で、第５図（ａ）において矢印Ｃのよ
うに回転する。３は本体２の十字状溝部にそれぞれ滑動
自在に設けたダイス、４は各ダイス３の外側に同じく滑
動自在に設けたバッカー、５は本体２およびバッカー４
の外周部に配置した複数個の回転ローラで、ばね力によ
って本体２およびバッカー４に圧接されている。したが
って本体２が矢印Ｃの方向に回転すると、各回転ローラ
５は矢印Ｅのように回転する。そして第５図（ａ）に示
すように本体２の外周面と、バッカー４の外周面との間
には段差Ｓが設けられている。

第５図に示す状態で本体２が矢印Ｃの方向に回転すると
、各ダイス３およびバッカー４が遠心力でストッパー（
図示せず）による停止位置まで広がるが、回転ローラ５
がバッカー４の外周面に接触する度に、そのローラ５が
バッカー４を中心に向って打撃する。この状態で第５図
（ｂ）に示すようにワーク１に横推力Ｐを与えれば、ワ
ーク１の四方を囲むダイス３に作用する前記打撃力との
協働によってワーク１が冷間状態で塑性変形加工される
。

また第６図のバルジ法は、ワーク１の仕上がり形状に合
った凹部６ａを有する上型６と、同じ（ワーク１の仕上
がり形状に合った凹部７ａを有する下型７とを重合する
と共に、この金型６，７内に第６図（ａ）に示すように
ワーク１のパイプ素材を挿入し、この上下の金型６，７
を型締め力Ｗで押圧すると共に、両側よりプランジャー
８を挿入して、各プランジャー８に横推力Ｐを加えて、
プランジャー８の端面をワーク１の端面に圧接しながら
、各プランジャー８内に設けた液圧孔８ａを介してワー
ク１の内部に高圧液９を注入することにより、第６図（
ｂ）に示すようにワーク１を金型６，７の凹部６ａ、　
７ａに合った形状に成形するものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述した回転スウエージング法では、各回
転ローラ５が、各バッカー４を打撃するため、騒音が激
しい上に、大きな仕事量を得るのが難しいので、第４図
（ａ）に示す斜辺部の角度αも１０°以下になるという
問題点がある。

またバルジ法は、超高圧を使用するため、装置各部の剛
性を高くする必要がある上に、金型の精度および形状の
良否が製品の品質の良否に直接影響を与えるため、金型
の製作に費用が嵩むことになる。またプランジャー８の
押圧力Ｐと注入液圧とのバランスをとることが難しく、
ややもするとワーク１が座屈したり、ワークｌの端面か
ら液漏れが発生したりするため、作業に熟練を必要とす
る。さらにワーク１を取り外した際に、液の始末をしな
ければならないため、手数がかかるという問題点がある
。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明においては、複数の
ワーククランプ装置、型締め装置、横推力装置およびダ
イスを有し、ワーククランプ装置がトランスファ装置お
よび位置決めピンにより、横推力装置および型締め装置
との相対位置を正確に位置決めされるようにし、ワーク
クランプ装置は型締め装置の押圧力でワークを固定し、
横推力装置の推力でダイスを作動させてワークを冷間加
工するようにし、ワーククランプ装置を搬送装置により
、循環使用できるように配置してパイプ加工装置を構成
する。

（作　用） 上述のように本発明装置によれば、パイプを素材として
冷間の塑性加工によって目的とする製品ができるから、
騒音が少なく作業環境がよくなる。

また薄肉の溶接管にも容易に加工ができるから、軽量で
低コストの製品が得られる。また製品の段部は実質的に
直角またはそれに近い形状に形成することができるから
、ローラの芯金としてその長さ方向を有効に活用できる
。またワークの両端を同時に絞り加工できるから効率的
であると共に、絞り部の肉厚は素材管の肉厚より増加す
るので、製品の剛性バランスがよくなり、薄肉パイプの
有効利用ができる。

（実施例） 以下、第１図〜第３図について本発明の一実施例を説明
する。図中ＩＯは本発明装置のボックス型のフレームで
、１０ａはフレームｌＯを貫通して設けた搬送路である
。１１はフレーム１０を跨ぐように設けた型締め用フレ
ームで、ｌｌａはその支柱であり、１１ｂは水平梁であ
る。

第３図はワーククランプ装置１２を示すもので、これは
上型１３と、下型１４とよりなり、これら上型１３と、
下型１４との対向面には、それぞれ半円筒形状のワーク
ホルダー１５が埋設されており、それぞれボルト１６に
よって着脱自在に固定されている。

１７は上型１３と下型１４とを整合するためのガイドピ
ンで、１８は上型１３に設けたガイドピン１７用の軸受
である。また１９は下型１４の底面に設けた位置決め穴
である。

上述のように構成したワーククランプ装置１２を多数準
備し、前記フレーム１０の上面１０ｂ上に、第２図に示
すように所定数のワーククランプ装置１２を等間隔で配
置できるようにし、各ワーククランプ装置１２が各定位
置において、前記位置決め穴１９と嵌合して位置決めす
る位置決めピン２０（第２図参照）を、それぞれフレー
ム１０の上面１０ｂの所定の位置に、ばねの作用によっ
て出入自在に設ける。

なおフレーム１０の上面１０ｂ上に併設するワーククラ
ンプ装置１２の個数はワーク２１の工程数に応じて定め
ればよい。例えばワーク２１を完成品とするまでに１０
回の絞り工程が必要な場合、１０組のワーククランプ装
置１２をフレーム１０の上面１０ｂ上に並設すれば、作
業を連続して行う場合、１回分の加工時間で１個の完成
品が得られることになり、また５組のワーククランプ装
置１２を並設した場合は、１個の完成品を得るために１
０組の場合の２倍の加工時間が必要となる。

上述のようにフレーム１０の上面１０ｂ上に所定数のワ
ーククランプ装置１２を等間隔に配置したならば、その
各ワーククランプ装置１２の直上にそれぞれ型締め装置
２２を型締め用フレーム１１の水平梁１１ｂに固定して
設ける。この型締め装置２２は、例えば油圧シリンダを
水平梁１１ｂに固定し、そのピストンロッドの先端でワ
ーククランプ装置１２を押圧するようすればよい。

またフレーム１０の上面１０ｂ上に配置した各ワークク
ランプ装置１２がそれぞれ挟持するワーク２１の両側端
部と対向するように、横推力装置２３を第１図に示すよ
うにフレームｌＯの上面１０ｂ上に固定して設ける。こ
の横推力装置２３は、例えば油圧シリンタラフレーム１
０に固定し、そのピストンロッドの先端部に設けたダイ
スホルダー２４（第１図参照）に、それぞれ各工程に応
じたダイス２５を着脱自在に嵌装するものとする。

また第２図に示すように、フレーム１０の左右両側に、
それぞれワーククランプ装置１２を載置できる受は台２
６を昇降自在に設ける。２７はその受は台２６を昇降自
在に案内するガイドロッドで、２８は昇降駆動用のチェ
ン装置である。また２９はフレーム１０の搬送路１０ａ
を貫通して横設したベルトコンベヤ式の搬送装置である
。そして受は台２６はその上昇限においてフレーム１０
の上面１０ｂと受は台２６の上面とが同一レベルになる
ようにすると共に、下降した場合は、受は台２６上に載
置したワーククランプ装置１２を搬送装置２９上に移し
かえ、また搬送装置２９上のワーククランプ装置１２を
受は台２６上に移しかえることができるようにする。

また第１図および第２図に示すように、型締め用フレー
ム１１の水平梁１１ｂの下方に、フレーム１０上に並置
された各ワーククランプ装置１２を１ピツチづつ横移動
させるトランスファ装置３０を設ける。

すなわち３１は水平梁１１ｂの下方に軸受３２を介して
摺動ならびに回動自在に設けた２本の互に平行な軸で、
３３はこれらの軸３１にそれぞれ等間隔で固定したレバ
ーである。このレバー３３の各軸３１に対する装着個数
は、フレーム１０上に配置するワーククランプ装置１２
の個数より１個多い個数とする。また３４（第２図参照
）は型締め用フレーム１１の一例に設けたトランスファ
装置３０の駆動装置で、この装置により２本の軸３１を
、配置したレバー３３の１ピツチ分軸方向に往復動させ
ると共に、レバー３３が第１図に示す実線図と二点鎖線
図との間を約９０度の範囲回動できるようにする。

つぎに上述したように構成した本発明装置の作用を説明
する。まずワーク２１の素材であるパイプ（図示せず）
を第２図の右側の受は台２６上にあるワーククランプ装
置１２の上型１３と下型１４との間のワークホルダー１
５間に挿入する。この時トランスファ装置３０の軸３１
は第２図の二点鎖線図で示すように一番右側に移動して
おり、したがって最右端のレバー３３は第２図の二点鎖
線図で示すように、受は台２６上のワーククランプ装置
１２の右側に位置している。この状態でトランスファ装
置３０の軸３１を左側に１ピッチ分移動させるとワーク
クランプ装置１２は受は台２９上からフレーム１０上の
第１の下降位置Ｆに移り、位置決めピン２０と位置決め
穴１９との嵌合によってワーククランプ装置１２が所定
の位置に固定されると共に、型締め装置２２によって上
型１３を第３図の矢印Ｗで示すように下型１４に強く押
圧する。この状態で横推力装置２３を作動させて、ダイ
スホルダー２４に嵌装したダイス２５をワーク２１の両
側から第３図（ｂ）に矢印Ｐで示すように押し込めば、
第１段階の絞り加工が行われる。

つぎに横推力装置２３を操作してダイス２５をワークク
ランプ装置１２から引き抜いた後、型締め装置２２によ
る押圧を解除してから、軸３１のレバー３３を第１図の
実線図の位置から二点鎖線図に示す位置まで、それぞれ
９０度回動させて、軸３１を第２図の右方へ１ピツチ移
動させ、再びレバー３３を第１図の実線図の位置に戻す
。

この待受は台２６上には次のワーククランプ装置１２を
ワーク２１を把持した状態で待機させておく。

そして前述した操作を繰り返せば、フレーム１０上のＦ
位置にあったワーククランプ装置１２がＧ位置に移動し
て、ここで第２段目の絞り加工を受けると共に、受は台
２６上のワーククランプ装置１２がＦ位置に移り、ここ
で第１段目の絞り加工を受ける。

このようにして上述の作業を繰り返し行えば、フレーム
１０上の最後の位置Ｈにおいて、ワーク２１は最終の絞
り加工を受けて加工が完了する。そしてこの日位置のワ
ーククランプ装置１２が、第２図の左側のワーク受は台
２６上に載置されると、この位置で加工が完了したワー
ク２１が取り出される。

ワーク２１が取り出されたワーククランプ装置１２は、
第２図の左側の受は台２６上に載置された状態で、チェ
ン装置２８の作動によってガイドロッド２７に沿って下
降し、その下降限においてワーククランプ装置１２を、
ベルトコンベヤ式の搬送装置２９のベルト上に載せかえ
る。

この搬送装置２９上に載置されたワーククランプ装置１
２は、搬送装置２９によって第２図の１位置に送られる
。この時右側の受は台２６が下限位置から上昇すること
によって、搬送装置２９上のワーククランプ装置１２を
受は台２６に載置して前述した上昇限位置まで上昇し、
ここでワーク２１の素材パイプが挿入されること前述し
た通りである。

なお第３図（ａ）において上型１３と下型１４との間に
隙間Ｓを設けたのは、矢印Ｗで示す型締め装置２２によ
る押圧力をワーク２１の挟持力として有効に作用させる
ためである。

また第３図（ｂ）に示すダイス２５は最終加工用のダイ
スを示すもので、この場合入口部の径り、は第４図に示
す完成品の径りより少し大きくし、またダイス２５の絞
り部の径ｄ。は完成品の絞り部の径ｄより少し大きくす
ればよい。

上述のように本発明装置による加工は絞り加工であるか
ら、完成品の絞り部の肉厚１．は、絞り加工をしない部
分の肉厚ｔより厚くする。また斜辺部βの傾斜角度αは
、ワーク２１の材質や絞り工程数および横推力Ｐ等によ
って決まるが、本実施例の場合約５０度まで可能である
。

また各工程におけるダイス２５の形状を変更することに
よって、第４図ら）に示すような形状の製品Ｂを得るこ
ともできる。

さらに本実施例ではワークの断面形状が円形のものにつ
いてのみ説明したが、本発明は他の形状のものにも適用
できること明らかである。

（発明の効果） 本発明を実施することで次のような効果が得られる。

（イ）冷間の塑性加工であるから騒音が少なくなって作
業環境が非常によくなる。

（ロ）製品の段部が実質的に直角またはそれに近くでき
るからワークの長さ方向を有効に活用できる。

（ハ）薄肉の溶接管でも加工が容易にできるから軽量で
低コストの製品が得られる。

（ニ）ダイスの内径変更のみで、各種材質、寸法のパイ
プ絞り加工が熟練を要せず容易に行われる。

（ホ）両端同時に絞り加工ができるから作業効率が著し
く向上する。勿論、片側のみの加工や、非対称の加工も
可能である。

（へ）絞り部の肉厚は素材管の肉厚より増加するので、
全体の剛性バランスがよくなるから、薄肉パイプの有効
利用ができる。

（ト）装置に回転部分や発熱部分がないのでエネルギー
効率がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一部を外して示す側面図、第２図
はその中間部を切りつめて示す正面図、第３図（ａ）は
ワーククランプ装置の縦断正面図、同図ら）はその部分
側断面図、 第４図（ａ）は本発明装置による製品の一例を示す断面
図、同図ら）は他の製品を示す断面図、第５図（ａ）は
従来の回転スウエージング法の説明用の部分正面図、同
図（ｂ）はその側断面図、第６図（ａ）は従来のバルジ
加工法の説明用断面図、同図（ｂ）はその作用説明図で
ある。 １０・・・フレーム　　　　　１１・・・型締メ用フレ
ーム１２・・・ワーククランプ装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のワーククランプ装置、型締め装置、横推力装
   置およびダイスを有し、ワーククランプ装置がトランス
   ファ装置および位置決めピンにより、横推力装置および
   型締め装置との相対位置を正確に位置決めされるように
   したことを特徴とするパイプ加工装置。 ２、ワーククランプ装置は型締め装置の押圧力でワーク
   を固定し、横推力装置の推力でダイスを作動させてワー
   クを冷間加工するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のパイプ加工装置。 ３、ワーククランプ装置を搬送装置により、循環使用で
   きるように配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項および第２項記載のパイプ加工装置。