(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属棒材のワークが配置されるべき基準線と、
前記基準線に沿って離間して配置され、前記基準線上の前記ワークを保持する保持部をそれぞれ有し、且つ、前記基準線に沿って互いに接離可能な一対のホルダユニットと、
前記一対のホルダユニット間に前記保持部を介して保持されたワークを前記保持部とともに前記基準線回りに回転させる駆動手段と、
前記一対のホルダユニットを前記基準線に沿い互いに近接する方向に相対的に押し込み、一対のホルダユニット間に保持されたワークを前記基準線の方向に加圧する加圧手段と、
前記基準線上に曲げ中心を有し、一方の前記保持部を前記ワークとともに前記曲げ中心から前記基準線を含む仮想傾動面に沿って傾斜させるべく対応する側のホルダユニットを傾動させる傾動手段と
を具備し、前記一対のホルダユニットの前記保持部間におけるワークの部位に拡径させた肥大部を成形する軸肥大加工装置において、
前記ワークの肥大加工時、少なくとも前記保持部間におけるワークの曲げ外側となる部位を前記ワークの周方向に前記仮想傾動面を挟んで離間した２点で支持するローラタイプの一対のワーク受けを含み、前記ワークにおける前記部位の肥大の増大に拘わらず前記部位の肥大に抗する一定の力を前記ワーク受けから前記部位に付与させる一方、前記部位の肥大に伴い前記ワークの径方向外側への前記ワーク受けの変位を前記仮想傾動面に沿って許容する支持手段を備えたことを特徴とする軸肥大加工装置。
【請求項２】
前記支持手段は、
前記ワーク受けを支持し、前記部位が肥大するに連れてボトム側圧力室に加わる負荷圧が増加する液圧シリンダと、
前記ボトム側圧力室に接続され、前記負荷圧を設定圧に維持すべく前記ボトム側圧力室内の前記負荷圧を逃がすリリーフ弁と
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の軸肥大加工装置。
【請求項３】
前記支持手段は、前記ワークの前記部位の肥大に伴い前記ワークの径方向外側への前記ワーク受けの変位を許容しながら、肥大加工に従う前記ホルダユニット間の前記基準線方向の接近に対応し、座屈点近傍の座屈防止支持位置へ前記ワーク受けを前記基準線方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の軸肥大加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸肥大加工中にワークの座屈を防止するための軸肥大加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸肥大加工装置が特許文献１に記載されている。この軸肥大加工装置は、駆動側ホルダユニットと従動側ホルダユニットとを対向して配設し、両ホルダユニット内に金属棒材からなるワークの両端部を挿入し、両ホルダユニットの開口近辺に備わる保持部でワークを保持し、両ホルダユニットに納まっていない軸肥大させるべき部分である曲げ中心箇所に対して軸肥大加工するものである。しかしながら、軸肥大させるべき部分の掴み間隔が長いと、軸肥大加工中に肥大部が座屈してしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２５７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、軸肥大加工中に肥大部が座屈することを防止できる軸肥大加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、金属棒材のワークが配置されるべき基準線と、前記基準線に沿って離間して配置され、前記基準線上の前記ワークを保持する保持部をそれぞれ有し、且つ、前記基準線に沿って互いに接離可能な一対のホルダユニットと、前記一対のホルダユニット間に前記保持部を介して保持されたワークを前記保持部とともに前記基準線回りに回転させる駆動手段と、前記一対のホルダユニットを前記基準線に沿い互いに近接する方向に相対的に押し込み、一対のホルダユニット間に保持されたワークを前記基準線の方向に加圧する加圧手段と、前記基準線上に曲げ中心を有し、一方の前記保持部を前記ワークとともに前記曲げ中心から前記基準線を含む仮想傾動面に沿って傾斜させるべく対応する側のホルダユニットを傾動させる傾動手段とを具備し、前記一対のホルダユニットの前記保持部間におけるワークの部位に拡径させた肥大部を成形する軸肥大加工装置において、前記ワークの肥大加工時、少なくとも前記保持部間におけるワークの曲げ外側となる部位を前記ワークの周方向に前記仮想傾動面を挟んで離間した２点で支持するローラタイプの一対のワーク受けを含み、前記ワークにおける前記部位の肥大の増大に拘わらず前記部位の肥大に抗する一定の力を前記ワーク受けから前記部位に付与させる一方、前記部位の肥大に伴い前記ワークの径方向外側への前記ワーク受けの変位を前記仮想傾動面に沿って許容する支持手段を備えたことを特徴とする軸肥大加工装置を提供する。
【０００６】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記支持手段は、前記ワーク受けを支持し、前記部位が肥大するに連れてボトム側圧力室に加わる負荷圧が増加する液圧シリンダと、前記ボトム側圧力室に接続され、前記負荷圧を設定圧に維持すべく前記ボトム側圧力室内の前記負荷圧を逃がすリリーフ弁とを更に含むことを特徴としている。
請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記支持手段は、前記ワークの前記部位の肥大に伴い前記ワークの径方向外側への前記ワーク受けの変位を許容しながら、肥大加工に従う前記ホルダユニット間の前記基準線方向の接近に対応し、座屈点近傍の座屈防止支持位置へ前記ワーク受けを前記基準線方向に移動可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、ワークの肥大加工時において、少なくとも保持部間におけるワークの曲げ外側となる部位を支持するローラタイプの一対のワーク受けを含み、ワークの肥大に伴うワークの径方向外側へのワーク受けの変位を許容する支持手段を備えたため、ワークはワーク受けにより支持されながら肥大していく。したがって、ワークの肥大加工中に肥大部が座屈して変形することを防止できる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、液圧シリンダとリリーフ弁により、ワークの肥大加工による拡径は許容され、座屈を起こすような変形を許容しないように支持できる。すなわち、液圧シリンダにより突然のワークの拡径を許容しないので、ワークの座屈による変形を確実に防止することができる。
請求項３の発明によれば、ワーク肥大加工中に前記一対のホルダユニットの前記保持部間の間隔が接近し、相対的にワーク支持位置が変わっていくが、支持装置が前記基準線に沿い移動レール上を移動することで、常に適切な位置（座屈点近傍）でのワーク支持ができ、ワークの座屈による変形を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る軸肥大加工装置における支持手段の概略正面図である。
【図２】本発明に係る軸肥大加工装置における支持手段の概略側面図である。
【図３】本発明に係る軸肥大加工装置の概略縦断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２は本発明に係る軸肥大加工装置における支持手段の概略正面図及び概略側面図である。
図示したように、本発明に係る支持手段たる支持ユニット１０１は、ワーク受け１０２と、液圧シリンダ１０４とを備えている。ワーク受け１０２は軸芯を中心に回転自在な円筒状のローラである。このワーク受け１０２はワーク１０５に当接している。ワーク１０５は、後述する軸肥大加工装置にて軸肥大加工されるべきものである。より詳しくは、ワーク受け１０２はワーク１０５の軸肥大されるべき箇所である肥大部１０６に当接している。なお、必ずしも当接している必要はなく、ワーク１０５に対し所定距離をおいてワーク受け１０２が配設されていてもよい。図では、２本のローラがワーク１０５を斜め下方向から２点で支持している。ワーク受け１０２はその回転軸を受けるための軸受けを有する壁体１０７にてその両端を支持されている。壁体１０７は、可動台１０８上に立設している。可動台１０８の下面には複数（図では２本）のスライド軸１０９及びピストン受け１１０が取り付けられている。スライド軸１０９は基台１１１上のスライド軸受け１１２に備わる挿通孔内を上下方向にスライド可能である。
【００１１】
液圧シリンダ１０４には、ピストンロッド１０３が備わる。スライド軸１０９のスライド動作は、ピストンロッド１０３が液圧シリンダ１０４内を摺動するとともに行われる。液圧シリンダ１０４は、例えば油圧シリンダであり、ピストンロッド１０３に対して一定以上の圧力がかかると、リリーフ弁１１３から圧力を逃がし、ピストンロッド１０３を下降させる。このピストンロッドの下降とともにスライド軸１０９も下降し、したがって可動台１０８が下降する。
【００１２】
以上のような機構によれば、ワーク受け１０２に所定圧が付与されると、これがピストンロッド１０３を下降させ、可動台１０８とともにワーク受け１０２が下降する。換言すれば、ワーク受け１０２に所定圧が付与されなければ、ワーク受け１０２は下降しない。よってワーク１０５が肥大し、肥大部１０６が肥大するに連れて液圧シリンダ１０４のボトム側圧力室１１７に加わる負荷圧が増加すると、この負荷圧を設定圧に維持すべくリリーフ弁１１３が開き、ワーク１０５の肥大加工による拡径を支持しながら許容することになる。このように液圧シリンダ１０４で肥大部１０６を支持しておくことで、ワーク１０５の突然の拡径を伴う座屈変形を確実に防止することができる。
【００１３】
なお、図ではワーク１０５の下側のみをワーク受け１０２で支持する例を示しているが、上下左右どの位置からでも支持する機構としてもよい。重要なのは、ワークの座屈は曲げ外側に向けて発生するので、この位置を支持していれば、ワークの座屈を確実に防止できる。
【００１４】
一方で、支持ユニット１０１は後述する軸肥大加工装置において、基準線Ａ（図３参照）方向に移動可能である。そのために、軸肥大加工装置の基準線Ａに沿ってベース１１５が配設されていて、そのベース１１５上に同じく基準線Ａに沿ってレール１１６が設置されている。基台１１１の下面にはレール受け１１４が備わり、このレール受け１１４がレール１１６上をスライドすることで、支持ユニット１０１が基準線Ａに沿って移動可能となる。この移動は、ワーク１０５の肥大部１０６の肥大に伴いワーク１０５の径方向外側へのワーク受け１０２の変位を許容しながら、肥大加工に従うホルダユニット６ａ、６ｂ（図３参照）間の基準線Ａ方向の接近に対応し、適切な座屈防止支持位置へワーク受け１０２を基準線Ａ方向に移動させるものである。すなわち、座屈点近傍の座屈防止支持位置にワーク受け１０２を移動させ、ワーク受け１０２にて確実にワークの座屈防止を可能とするものである。これにより、ワーク肥大加工中に一対のホルダユニットの保持部間の間隔が接近し、相対的にワーク支持位置が変わっていくが、支持装置が基準線Ａに沿いレール１１６上を移動することで、常に適切な位置でワーク１０５を支持でき、ワーク１０５の座屈による変形を確実に防止することができる。
【００１５】
図３は本発明に係る軸肥大加工装置の概略縦断面である。
軸肥大加工装置は、金属の棒材が配置されるべき基準線Ａを有し、この基準線Ａは水平に延びている。ここで、ワークは中実及び中空の何れであっても良い。
基準線Ａの下方には装置フレーム２が配置され、この装置フレーム２は基準線Ａに沿って延びている。図３でみて、装置フレーム２の左端部には一対の支持壁４が設けられており、これら支持壁４は基準線Ａを挟んで配置され、装置フレーム２の底から立設されている。
【００１６】
支持壁４間には駆動側ホルダユニット６ａが配置され、この駆動側ホルダユニット６ａはユニットフレーム８を備え、このユニットフレーム８は両支持壁４の近傍にそれらの内面に沿って配置された一対の側板１０と、これら側板１０の上部を互いに連結するブロック形状の支持外筒１２と、側板１０の下端を相互に連結する底板１４とを有する。
図３でみて各側板１０の右縁はその上部が支持外筒１２から突出し、これら突出部１０ａは軸１６を介して対応する側の支持壁４に回転自在に支持されている。一方、底板１４の下面にはブラケット１８が取り付けられ、このブラケット１８には傾動手段としての傾動シリンダ２０のピストンロッドが連結されている。なお、傾動シリンダ２０は装置フレーム２の底に取り付けられている。図３に示す状態から、傾動シリンダ２０が伸長されると、上述したユニットフレーム８は一対の軸１６を中心として上方、即ち、図３中の矢印Ｃで示す時計方向に傾動することができる。
【００１７】
支持外筒１２は基準線Ａと同心のシリンダボアを有し、このシリンダボアは支持外筒１２を貫通して形成されている。シリンダボアには保持部としての保持内筒２２が配置され、この保持内筒２２は基準軸Ａと同軸上に位置付けられ、シリンダボアを貫通している。保持内筒２２はその両端部にて、スラストころ軸受２４により支持外筒１２に回転自在に支持されている一方、スラストころ軸受２４間に配置された一対のラジアル玉軸受２６によっても支持外筒１２に対して回転自在に支持されている。なお、ラジアル玉軸受２６は図３でみて右側のスラストころ軸受２４に隣接して配置されている。
【００１８】
図３でみて保持内筒２２の左端は支持外筒１２から突出し、この突出端にはプーリ２８が取り付けられており、このプーリ２８は保持内筒２２と一体的に回転可能である。一方、ユニットフレーム８の底板１４には取付台３０を介して駆動手段としての電動モータ３２が配置され、この電動モータ３２はその出力軸に取り付けられたプーリ３４を有する。このプーリ３４と保持内筒２２のプーリ２８とは伝動ベルト３６を介して接続されており、電動モータ３２が駆動されることで、保持内筒２２は一方向に回転される。
【００１９】
一方、保持内筒２２の右端には保持スリーブ３８が嵌合されており、この保持スリーブ３８は保持内筒２２から所定の距離だけ突出した状態で、取付板４０を介して保持内筒２２に固定されている。保持スリーブ３８は前述したワークの挿通を許容し且つワークをその全周に亘って保持するような内径を有し、ワークのための保持位置を規定する。
【００２０】
ここで、図３から明らかなように、前述した軸１６の軸線は基準線Ａと直交する方向に水平に延び、そして、保持スリーブ３８の突出端面から所定の距離だけ外側、つまり、図３でみて右方に位置付けられていることに留意すべきである。
また、保持内筒２２の左端には排出シリンダ４２がリテーナ４４を介して同軸にして取り付けられており、リテーナ４４は保持内筒２２内にねじ込まれている。排出シリンダ４２は保持内筒２２内に位置付けられたピストンロッドを有し、このピストンロッドの先端に受部材としての受ロッド４６が同軸にして連結されている。受ロッド４６は段付き形状をなし、排出シリンダ４２側の大径端と、この大径端よりも小径で且つ前述した保持スリーブ３８側に向けて延びる小径部とを有する。ここで、受ロッド４６は保持内筒２２と一体的に回転することに留意すべきである。
【００２１】
なお、前述の説明から明らかなように排出シリンダ４２は保持内筒２２と一緒に回転するため、ロータリジョイント４８を備えており、このロータリジョイント４８は排出シリンダ４２の回転に拘わらず、排出シリンダ４２への油圧の給排を可能にする。
更に、保持内筒２２内にはガイドスリーブ５０が収容され、このガイドスリーブ５０は保持スリーブ３８から受ロッド４６に向けて延び、その内部に受ロッド４６の小径部を所定の長さだけ受け入れている。なお、ガイドスリーブ５０の内径は支持スリーブ３８の内径よりも僅かに大きく、また、受ロッド４６の大径端とガイドスリーブ５０との間には圧縮コイルスプリングからなる緩衝部材（図示しない）が配置されている。
【００２２】
一方、図３でみて、駆動側ホルダユニット６ａの右方にはこのユニット６ａと対をなす従動側ホルダユニット６ｂが配置されている。この従動側ホルダユニット６ｂは前述した駆動側ホルダユニット６ａの主要要素に対して左右対称となる同様な主要要素を備えていることから、説明の重複を避けるため、駆動側ホルダユニット６ａの主要構成要素と同様な機能を発揮する主要要素については同一の参照符号を付し、駆動側ホルダユニット６ａと相違する点のみを以下に説明する。なお、図３の従動側ホルダユニット６ｂには、駆動側ホルダユニット６ａの緩衝部材に相当する緩衝部材が参照符号５２で示されている。
【００２３】
従動側ホルダユニット６ｂはスライド台５４上に取り付けられており、このスライド台５４は案内手段としての一対の案内ベッド５６に摺動自在に支持されている。一対の案内ベッド５６は基準線Ａを挟んで左右に配置され、基準線Ａに沿って水平面内を互いに平行に延びている。従って、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａに対し、基準線Ａに沿って接離自在である。なお、案内ベッド５６は前述した装置フレーム２に取り付けられている。
より詳しくは、スライド台５４は駆動側ホルダユニット６ａ側の端部に旋回ベース５８を備え、この旋回ベース５８に従動側ホルダユニット６ｂを水平面内にて旋回可能に支持している。
【００２４】
即ち、従動側ホルダユニット６ｂの支持外筒１２はスラスト円筒ころ軸受５９を介して旋回自在に支持されている。ここで、支持外筒１２の軸線を基準線Ａに一致させるため、軸受５９と同一径のスペーサを支持外筒１２と軸受５９との間に必要に応じて介在させることも可能である。
そして、支持外筒１２の下面からは旋回ピン６０が突設され、この旋回ピン６０は前記軸受５９と同心的に配置され、支持外筒１２に対して溶接されている。また、旋回ピン６０の下端部と旋回ベース５８との間には円錐ころ軸受６８が配置されており、この軸受６８は板状の軸受押さえ７０により保持され、この軸受押さえ７０は複数のボルト７２を介して旋回ピン６０の下端に取り付けられている。
【００２５】
一方、従動側ホルダユニット６ｂの支持外筒１２にはその両側面に側板７４がそれぞれ取り付けられている。
そして、各側板７４の延出端は連結板７６を介して相互に連結され、この連結板７６は前述したスライド台５４の上面に載置されている。連結板７６は旋回ピン６０の軸線を中心とした円弧形状の外面及び内面を有している。
一方、スライド台５４の上面には、円弧状ガイド８０が取り付けられており、この円弧状ガイド８０は連結板７６の外面に合致する円弧状の内面を有する。
また、スライド台５４の上面には所定の間隔で複数の螺子孔が形成され、この螺子孔の１つに固定螺子８２がねじ込まれることで、連結板７６はスライド台５４に固定されている。
【００２６】
より詳しくは、螺子孔の１つは、基準線Ａを含む鉛直面内に位置付けられたセンタ螺子孔であって、このセンタ螺子孔に固定螺子８２がねじ込まれて、連結板７６がスライド台５４に固定されているとき、従動側ホルダユニット６ｂはその保持スリーブ３８が駆動側ホルダユニット６ａの保持スリーブ３８と同様に基準線Ａ上に配置され、且つ、これら保持スリーブ３８が互いに対向した姿勢に位置付けられる。このとき、従動側ホルダユニット６ｂの各側板７４がスライド台５４に設けた左右のストッパ（不図示）に当接するようにすれば、従動側ホルダユニット６ｂを基準線Ａ上に容易に位置決めすることができる。
【００２７】
これに対し、固定螺子８２がセンタ螺子孔から取り外されたとき、従動側ホルダユニット６ｂは、前述した旋回ピン６０の軸線を中心に水平面内にて旋回可能となり、従動側ホルダユニット６ｂの旋回はその連結板７６が円弧状ガイド８０により案内されながら実施される。この後、固定螺子８２が連結板７６を通じて、センタ螺子孔以外の螺子孔にねじ込まれることで、従動側ホルダユニット６ｂはその保持スリーブ３８が基準線Ａから外れた旋回姿勢に位置付けられ、この際の従動側ホルダユニット６ｂの旋回角は固定螺子８２がねじ込まれる螺子孔の位置によって決定される。
【００２８】
更に、図３を再度参照すれば、スライド台５４の直下には加圧手段としての加圧シリンダ８４が配置されている。この加圧シリンダ８４は基準線Ａに沿って水平に延び、装置フレーム２に取り付けられている。加圧シリンダ８４のピストンロッド８６は前述したスライド台５４の旋回ベース５８に向けて突出し、旋回ベース５８に連結具８８を介して連結されている。
それ故、図３に示す状態から加圧シリンダ８４が伸縮されると、スライド台５４は前述した一対の案内ベッド５６上を往復移動し、この結果、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａに対し、基準線Ａに沿って接離することができる。
【００２９】
上述した支持ユニット１０１は両ホルダユニット６ａ及び６ｂの間に配置するように取り付けられている。支持ユニット１０１は、既存の軸肥大加工装置に対し、適宜取り付けることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
６ａ  駆動側ホルダユニット
６ｂ  従動側ホルダユニット
２０  傾動シリンダ（傾動手段）
３２  電動モータ（駆動手段）
８４  加圧シリンダ（加圧手段）
１０１  支持ユニット
１０２  ワーク受け
１０３  ピストン
１０４  液圧シリンダ
１０５  ワーク
１０６  肥大部
１０７  壁体
１０８  可動台
１０９  スライド軸
１１０  ピストン受け
１１１  基台
１１２  スライド軸受け
１１３  リリーフ弁
１１４  レール受け
１１５  ベース
１１６  レール
１１７  ボトム側圧力室
【図１】
0005618567.tif 000002
【図２】
0005618567.tif 000003
【図３】
0005618567.tif 000004