JPS63192520A - 連続異ピツチのツイストバーの製造装置 - 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〕 この発明は帯状の金属板材を一定方向に捻り変形して得
られるツイストバーの製造方法とその装置に関し、とく
にツイストバーの捻りピッチを連続的に変更可能とした
ものである。

〔従来の技術〕

例えば、側溝用溝蓋の格子素材に多用される断面矩形の
ツイストバーの製造技術が従来公知である（文献不詳）
。これは伸線装置を応用したものであって、伸線用ダイ
スを回転駆動しながら線材を引き出すことにより、線材
を連続的に捻り変形して一定ピッチのツイストバーを形
成する。帯状の素材でツイストバーを形成する場合も、
同様な原理によって帯板面を捻り変形することが可能で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、本出願人は窓用のカウンタバランス機構にお
いて、窓の上下動を回転運動に変換する部材要素として
、帯板状のツイストバーを適用することを企図しており
、とくに本出願人の提案に係る実開昭６０−１２６６７
７号公報に開示されるような、捻りピッチ（リード角）
が連続的に変化するツイストバー（第８図参照）の製造
を試みてきた。

しかし、従来の一般的なツイストバーの製造技術では、
捻りピッチを連続的に変更することができず、目的とす
るツイストバーを形成することができなかった。

この発明は上記に鑑み提案されたものであって、捻りピ
ッチが連続的に変化する連続異ピッチ状のツイストバー
を確実に形成できるようにすることを目的とする。

この発明の他の目的は、連続異ピッチ状のツイストバー
の捻りピッチおよびその変化量を任意の値に設定できる
ようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、素材Ａを捻り変形するについて、固定ダ
イス３Ｂと可動ダイス３Ａの２個一組のダイスを使用し
、両ダイス３Ａ・３Ｂの傾き角度を異ならせた状態で素
材Ａを通過させることにより、素材Ａを捻り変形してツ
イストバーＴを形成する。

そして、必要に応じて可動ダイス３Ａの傾き角αを変更
することにより、捻りピッチＰを連続的に変更できるも
のとする。

第２の発明では、素材Ａを捻り変形するについて、固定
ダイス３Ｂと可動ダイス３Ａの２個一組のダイスを使用
し、両ダイス３Ａ・３Ｂの傾き角度を異ならせた状態で
素材Ａを通過させることにより、素材Ａを捻り変形して
ツイストバーＴを形成する。そして、必要に応じて可動
ダイス３Ａと固定ダイス３Ｂの隣接簡隔りを変更するこ
とにより、捻りピッチＰを連続的に変更できるものとす
る。

第３の発明では、帯板状の素材Ａの一端を固定し、素材
Ａの長手方向中心軸回りに回転自在に支持されるチャッ
ク１３と、素材Ａが挿通される固定ダイス３Ｂおよび可
動ダイス３Ａと、前記両ダイス３Ａ・３Ｂとチャック１
３を離反方向に相対移動操作する送り駆動手段５と、可
動ダイス３Ａを前記中心軸回りに回動操作して、可動ダ
イス３Ａの傾き角αを変更操作するピッチ変更手段４０
とで連続異ピッチのツイストバーの製造装置を構成した
ものである。

〔作用〕

固定ダイス３Ｂと可動ダイス３Ａは第６図に示すごとく
互いに傾き角が異なる状態で矩形断面状の素材Ａを捕捉
している。詳しくは、素材Ａを厚み方向と幅方向のいず
れにも移動不能で、長手方向にのみ移動可能に捕捉する
。

この捕捉状態において、素材Ａは両ダイス３Ａ・３Ｂの
傾き角がごく小さい場合は弾性変形しているが、弾性変
形限度を越えると弾性変形を一部−６＝ 含んだまま塑性変形する。つまり、素材Ａは両ダイス３
Ａ・３Ｂを通過する間に塑性変形を受け、両ダイス３Ａ
・３Ｂの相対的な傾き角の大きさに応じて捻り変形量が
大小に変化する。従って、可動ダイス３Ａを操作してそ
の傾き角αを変更してやると、連続的に捻りピッチＰを
変えながら、ツイストバーＴを形成する。なお、両ダイ
ス３Ａ・３Ｂを通過するとき、素材Ａは捻り変形方向に
回転する。これに追随するためにチャック１３が回転自
在に支持してある。

両ダイス３Ａ・３Ｂの隣接間隔りを変更することによっ
ても、上記と同様に捻りピッチＰを変更できる。両ダイ
ス３Ａ・３Ｂの隣接間が一定であると捻りピッチＰも一
定している。この状態がら可動ダイス３Ａを操作して隣
接間隔りを変更すると、両ダイス３Ａ・３Ｂ間で素材Ａ
が受ける塑性変形量、すなわち捻れ変形量が大小に変化
する。

例えば、隣接間隔を大きくすると、捻れ角がゆるやかに
なって捻りピッチＰが大きくなり、逆に隣接間隔を小さ
くすると捻りピッチＰが小さくなる。

したがって、両ダイス３Ａ・３Ｂの隣接間隔りを変更繰
作すると、捻りピッチＰが変わる。

〔第１実施例〕 第１図ないし第８図は本発明を窓用のカウンタバランス
機構に使用される連続異ピッチのツイストバーの製造装
置に適用した第１実施例を示す。

第２図において、所定高さの基台Ｂ上の一例寄りに、ス
ピンドル１を支持する主軸台２と、−組のダイス３Ａ・
３Ｂを支持するダイス台４とを左右に並べて配設してあ
る。

ダイス台４は基台Ｂ上に設けられた送り駆動手段５に支
持してあり、該駆動手段５で基台Ｂの長手方向に往復駆
動される。

スピンドル１はギャードモータ７を駆動源として、クラ
ッチ８とベルト伝動機構を介して一定速度で回転駆動さ
れる。９はその原動プーリ、１０はベルト、１１はスピ
ンドル１に固定される従動プーリである。

スピンドル１のダイス台４側の軸端にチャック１３が装
着してある。第３図において、このチャック１３は筒軸
状のスピンドル１内に設けられる上下一対のチャック爪
１４・１４と、これらチャック爪１４・１４をスピンド
ル１の軸心方向に移行操作するチャック軸１６と、従動
プーリ１１の側端に装着されて両チャック爪１４を対向
方向に接離案内するチャック板１７と、前記チャック軸
１６を軸心方向に進退操作する回転シリンダ１８とから
なる。チャック１３は回転シリンダ１８とチャック軸１
６を介して、従動プーリ１１から回動動力を受け、スピ
ンドル１と同行回転する。回転シリンダ１８でチャック
軸１６をチャック板１７側へ操作することによって、両
チャック爪１４がチャック板１７のテーパー面１７ａに
案内されて相互に接近し、素材Ａを掴み固定する。

ツイストバーＴの捻り始端位置を揃えるために、従動プ
ーリ１１の下方にスピンドル位置決め装置２１を有する
。第４図において、この位置決め装置２１は主軸台２に
上下揺動可能に支持した係合爪２２と、該係合爪２２を
上下操作するソレノイド２３と、従動プーリ１１の周面
−個所に形成される係合凹部２４とを含む。スピンドル
１が正転するとき係合爪２２は下方に揺動操作されて待
機している。

第２図および第５図において、送り駆動手段５は前後一
対のガイドレール２６・２６を有し、両ガイドレール２
６上にダイス台４を４個のスライドブロック４ａを介し
てレール長手方向に移動自在に支持する。ガイドレール
２６の前後中央の上方に送りねじ軸２７を配設し、これ
をダイス台４に装着したねじブロック２８（第３図参照
）に螺合して、ダイス台４を左右に送り駆動可能とする
。

送りねじ軸２７の一端は主軸台２に、他端は基台Ｂの左
端の軸受２９にそれぞれ回転自在に支持されており、軸
受２９側の端に設けた伝動機構３０を介して、ギャード
モータ３１で正逆両方向に回転駆動される。伝動機構３
０はタイミングヘルドを伝動媒体としている。

第３図において、ダイス台４上には軸受台３３が固定し
てあり、軸受台３３にダイス軸３４を回転自在に支持し
、そのスピンドル１例の端に可動−１０＝ ダイス３Ａを固定する。また、可動ダイス３Ａに隣接し
て固定ダイス３Ｂをダイス台４に固定する。

ダイス軸３４の中心に素材挿通穴３７が軸心に沿って適
役してある。第６図に示すように各ダイス３Ａ・３Ｂは
それぞれ上下に２分割されたダイスブロック３５内に、
素材Ａを厚み方向に挟持する一対のダイスローラ３６・
３６を有し、各ローラ３６は軸３９を介して素材送り方
向に回転自在に支持した。３８は幅方向規制片である。

可動ダイス３Ａの傾き角αを変更操作して、第８図のよ
うにツイストバーＴの捻りピッチＰを連続的に変化させ
るために、ピッチ変更手段４０を設ける。第２図および
第５図において、このピッチ変更手段４０はダイス軸３
４の左側軸端に固定されるピニオンギヤ４１と、ダイス
台４にダイス軸３４と直交状に支持されてピニオンギヤ
４１と噛み合うラック４２と、ラック４２を前後駆動す
るランク用シリンダ４３を操作系とし、これを次に述べ
る制御部材で制御して可動ダイス３Ａの傾き角αを決め
る。

加工時に、可動ダイス３Ａには第５図の矢印Ｃで示す方
向の変形反力が作用する。この変形反力はダイス軸３４
とピニオンギヤ４１を介してラック４２を矢印り方向に
押すように作用する。前述の制御部材はこのＤ方向の作
用力を利用してラック４２の移動位置を決める。具体的
には、ラック４２の前端下面にカムローラ４４を軸４４
ａを介して垂直軸回りに回転自在に支持し、このカムロ
ーラ４４の前部側面を制御カム４５で受は止め支持する
。制御カム４５は、第７図に示すごとく一群のカムブロ
ック４５ａ・４５ｂ・４５Ｃ・４５ｄ・４５ｅを有し、
前記ガイドレール２６と平行に設けられたカムベッド４
６に交換自在に装着される。各カムブロック（４５ａな
いし４５ｅ）は、カムローラ４４の接当するカム面が右
端側ブロック４５ａから左端側ブロック４５ｅに向かっ
て下り階段状になるよう設定してある。これにより、可
動ダイス３Ａの傾き角αは素材Ａの送り始端で大きく、
送り終端に向かうに従って小さくなる。

換言すると、素材Ａの捻りピッチＰはスピンドル１側で
小さく、スピンドル１から離れるに従って大きくなる。

この実施例の場合は、第８図に示すように各カムブロッ
ク４５ａないし４５ｅに対応して、捻りピッチＰが５０
．６０．７０．８０゜Ｌｏｏｍｍと変化する。

第７図において符号４７はダイス軸３４の左端に接続さ
れるガイドパイプである。

なお、素材Ａはステンレス鋼板からなり、その概略寸法
は厚み２鶴、幅６ｆｌ、長さ９５ＯＮである。スピンド
ル回転数は１分間当り３０回、ダイス台４の送り速度は
１秒当り５０１重、可動ダイス３Ａの最大傾き角度は９
０度である。

〔動作説明〕

第２図はダイス台４がスピンドル１に隣接した待機状態
を示す。この状態で可動ダイス３Ａの傾き角αをゼロと
し、第３図に示すごとく可動ダイス３Ａのダイスローラ
３６・３６の姿勢を固定ダイス３Ｂのダイスローラ３６
・３６の姿勢と一致させておく。また、スピンドル１を
位置決め装置２１で第４図のように位置決めし、チャッ
ク爪１４・１４が上下に対向する姿勢にしておく。この
後に、素材Ａをガイドパイプ４７側から差し込んで、素
材挿通穴３７、両ダイス３Ａ・３Ｂのダイスローラ３６
・３６間を順に通過させ、挿通端をチャック爪１４・１
４間に差し込み、回転シリンダ１８を操作してチャック
爪１４・１４で素材Ａの一端を固定する。

以上の準備作業が終わった後、ランク用シリンダ４３を
伸長操作して、第２図のようにカムローラ４４を右端の
カムブロック４５ａに接当させる。

この操作で、可動ダイス３Ａは傾き角αが９０度前後に
セントされ、素材Ａは両ダイス３Ａ・３Ｂ間で捻られて
初期捻りを受ける。カムローラ４４の初期設定動作の終
了と同時に、スピンドル１および送りねじ軸２７をそれ
ぞれ回転駆動して、ダイス台４をスピンドル１から遠ざ
かる側へ送り移動しながらチャック１３を回転駆動する
。

ところで、誤解を避けるために言及すると、素材Ａはス
ピンドル１の回転力によって捻り変形されるものではな
く、ダイス台４が移動して両ダイス３Ａ・３Ｂを素材Ａ
が通過するときに捻り変形を受ける。つまり、両ダイス
３Ａ・３Ｂは隣接しており、素材Ａを捕捉するダイスロ
ーラ３６・３６がごく接近した位置にあるため、素材Ａ
は両ダイスローラ３６・３６間で弾性変形限界を越えて
塑性変形しない限り、両ローラ３６・３６間を連絡する
ことができない。従って両ダイス３Ａ・３Ｂに次々と入
ってくる素材Ａは両ダイスローラ３６・３６間で捻り変
形を受けながら両ダイス３Ａ・３Ｂを通過することにな
る。このとき、捻り変形反力を受けて素材Ａは両ダイス
ローラ３６・３６間で捻り方向と逆向きの回転力を生じ
、徐々に位相位置がずれる状態で両ダイスローラ３６・
３６間を通過するので、素材Ａが固定ダイス３Ｂを通過
するとき捻り戻されることはない。このような素材Ａの
自転作用を補助し、自転を妨げるスプリングバンクによ
る回転抵抗力を軽減するためにスピンドル１を回転駆動
している訳である。なお、スピンドル１は素材Ａの平均
自転回転数よりやや先行ぎみに回転駆動する。

ダイス台４の移行に伴って、第７図に示すごと（カムロ
ーラ４４が前段カム面より前方に位置するカム面に接当
し、ラック４２が第５図の矢印り方向に移行する。これ
でピニオンギヤ４１が矢印Ｃ方向に回転操作され、ダイ
ス軸３４と可動ダイス３Ａが同行回転する。第６図は可
動ダイス３Ａが操作され、その傾き角αが初期状態より
小さくなっている状態を示す。このように、可動ダイス
３Ａの傾き角αが小さくなると、両ダイス３Ａ・３Ｂ間
における素材Ａの捻れ角が小さくなるので、捻りピッチ
Ｐは大きくなる。なお、ラック４２用のシリンダ４３は
加工開始から加工終了まで、常に伸長方向にラック４２
を押圧している。

素材Ａの終端寄りにおいて、送り駆動手段５とスピンド
ル１の駆動を停止して捻り加工を終了する。この後にラ
ック用シリンダ４３の操作力を解除するとともに、チャ
ック１３のチャッキングを解除し、送り駆動手段５を逆
転駆動してダイス台４を待機位置に復帰させ、ツイスト
バーＴをガイドパイプ４７から抜き取る。以後は再び素
材Ａをセントして前述のような手順で加工を行う。得ら
れたツイストバーＴは、第８図に示すようにチャッキン
グ端側で捻りピッチＰが小さく、他端側に近付くほど捻
りピッチＰが大きくなる。しかも捻りピッチＰは滑らか
に変化する。

以上の説明から理解されるように、カムブロック４５ａ
ないし４５ｅの交換によって、捻りピッチＰが連続的に
変化する任意形状のツイストバーＴを形成することがで
きる。制御カム４５のカム面は、直線状あるいは緩やか
な曲線状に形成することもでき、前述のように階段状で
ある必要はない。必要があればカム面形状を中凸状や中
門状に設定することもできる。

〔第２実施例〕 第９図は本発明の第２実施例を示す。これは可動ダイス
３Ａと固定ダイス３Ｂの隣接間隔りを変更操作して捻り
ピッチＰを変化させる形態である。

詳しくは、各ダイス３Ａ・３Ｂをそれぞれ専用の送り駆
動手段５Ａ・５Ｂで送り駆動できるものとして、固定ダ
イス３Ｂは定速度で送り移動し、可動ダイス３Ａの送り
速度を増減することにより、両ダイス３Ａ・３Ｂの隣接
間隔りを変更する。両ダイス３Ａ・３Ｂのダイスローラ
３６・３６間の距離変化によって、素材Ａの捻り変形量
が大小に変化する。従って、初期状態から僅かずつ可動
ダイス３Ａの送り速度を増加してやると、捻りピッチＰ
が漸増し、第８図に示すようなピッチが連続的に変化す
るツイストバーＴが得られる。なお、この場合も可動ダ
イス３Ａはダイス台４に対して回動変位自在で、任意の
変位位置を持続して保持できるようにしておく。これは
素材Ａのセントを可能にすることと、初期捻り変形を素
材Ａに付与する必要があるためである。

第９図において、第１実施例と同等の部材には同一符号
を付した。

〔別実施態様例〕

上記の実施例では、素材Ａをチャック１３で固定し、ダ
イス台４を送り駆動手段５で送り操作するものとしたが
、チャック１３を送り駆動手段５で送り操作してもよい
。

チャック１３は必ずしも回転駆動する必要はない。例え
ば、素材Ａの変形反力が小さい場合には、単に回転自在
に支持してあるだけでもよい。

両ダイス３Ａ・３Ｂのダイスローラ３６・３６は第１０
図に示すごとく４個を一組として構成することもできる
。もちろん、両ダイス３Ａ・３Ｂはローラ構造のダイス
である必要はなく、ダイス穴を備えたブロック構造にす
ることもできる。

素材Ａはスピンドル１を貫通する状態でチャック１３側
から供給してセントすることもできる。

必要に応じて、可動ダイス３Ａへの素材通過経路に、素
材Ａの塑性変形を容易化する加熱手段を設けることもで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明では一組のダイス３Ａ・
３Ｂで素材Ａの長手方向に近接する２個所を保持し、両
ダイス３Ａ・３Ｂの傾き角度を異らせた状態で素材Ａを
通過させ、両ダイス３Ａ・３Ｂ間で素材Ａを捻り変形さ
せてツイストバーＴを形成できるものとしたうえで、一
方のダイス３Ａの傾き角αを変更操作可能とし、あるい
は両ダイス３Ａ・３Ｂの隣接間隔りを変更操作可能とし
て、両ダイス３Ａ・３Ｂ間における素材Ａの捻れ変形量
を制御できるようにしたので、捻りピッチＰが連続的に
変化する連続異ピッチ状のツイストバーＴを確実に形成
できる。

また、可動ダイス３Ａの傾き角αあるいは両ダイス３Ａ
・３Ｂの隣接間隔りを変更操作することにより、ツイス
トバーＴの捻りピッチＰおよびその変化量を無段階に変
更することができるので、必要とする形状のツイストバ
ーＴを容易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例を示しており
、 第１図はツイストバー製造装置の構造を概念的に示す原
理構造図、 第２図は全体平面図、 第３図は第２図におけるＥ−Ｅ線断面図、第４図は主軸
台の一部破断正面図、 第５図は第２図におけるＦ−Ｆ線断面図、第６図はダイ
ス要部の側面図、 第７図は加工途中における部分平面図、第８図は本発明
装置により得られたツイストバーの正面図である。 第９図は本発明の第２実施例を示すツイストバー製造装
置の原理構造図である。 第１０図はダイスの別実施態様例を示すダイス要部の側
面図である。 １・・・スピンドル、　　　　・・・主軸台、３Ａ・・
可動ダイス、　　３Ｂ・・固定ダイス、４・・・ダイス
台、　　　５・・・送り駆動手段、１３・・チャック、
　　　　３４・・ダイス軸、３６・・ダイスローラ、　
３７・・素材挿通穴、４０・・ピッチ変更手段、Ａ・・
・素材、Ｌ・・・隣接間隔、　　　Ｐ・・・捻りピッチ
、Ｔ・・・ツイストバー、　α・・・傾き角。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯板状の素材Ａを２個一組のダイス３Ａ・３Ｂに
   挿通し、 素材Ａの挿通端を回転自在なチャック１３で固定し、 前記ダイス３Ａ・３Ｂとチャック１３を送り駆動手段５
   で離反方向に相対移動させ、 両ダイス３Ａ・３Ｂとチャック１３の相対移動途中に、
   いずれか一方のダイス３Ａの傾き角αを変更操作して、
   ツイストバーＴの捻りピッチＰを変更することを特徴と
   する連続異ピッチのツイストバーの製造方法。
2. （２）チャック１３をツイストバーＴの捻れ変形方向に
   強制的に回転駆動する特許請求の範囲第１項記載の連続
   異ピッチのツイストバーの製造方法。
3. （３）帯板状の素材Ａを２個一組のダイス３Ａ・３Ｂに
   挿通し、 素材Ａの挿通端を回転自在なチャック１３で固定し、 前記ダイス３Ａ・３Ｂとチャック１３を送り駆動手段５
   で離反方向に相対移動させ、 ダイス３Ａ・３Ｂとチャック１３の相対移動途中に、両
   ダイス３Ａ・３Ｂの隣接間隔を変更操作して、ツイスト
   バーＴの捻りピッチＰを変更することを特徴とする連続
   異ピッチのツイストバーの製造方法。
4. （４）チャック１３をツイストバーＴの捻れ変形方向に
   強制的に回転駆動する特許請求の範囲第３項記載の連続
   異ピッチのツイストバーの製造方法。
5. （５）帯状板の素材Ａの一端を固定し、素材Ａの長手方
   向中心軸回りに回転自在に支持されるチャック１３と、 素材Ａが挿通される固定ダイス３Ｂおよび可動ダイス３
   Ａと、 両ダイス３Ａ・３Ｂとチャック１３を離反方向に相対移
   動操作する送り駆動手段５と、 可動ダイス３Ａを前記中心軸回りに回動操作して、可動
   ダイス３Ａの傾き角αを変更操作するピッチ変更手段４
   ０とからなる連続異ピッチのツイストバーの製造装置。
6. （６）チャック１３がツイストバーＴの捻れ変形方向に
   強制回転可能に構成してある特許請求の範囲第５項記載
   の連続異ピッチのツイストバーの製造装置。