(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース板と、
このベース板の上面に基端部が支持され、先端部がこのベース板から所定長さだけ水平に突出した、円柱体であり片持ち梁形状の突出アームと、
この突出アームの先端部に設けられて軸状の被加工材をクランプするクランプ部材と、
この突出アームがそのリング孔に挿通されることで、この突出アームに回転自在に支持されたリング状部材と、
このリング状部材の内周面にあって、その一部がこの内周面から内方に突出し、この内周面の周方向に配設された回転自在な複数のローラと、
このリング状部材を回転させるリング状部材駆動手段とを備え、
上記被加工材が、その一部を上記突出アームの外周面から所定高さ突出させるように、上記クランプ部材を介して、この突出アームに保持され、
このリング状部材を回転させて複数のローラを上記被加工材の外面に当接させることにより、被加工材の外面の一部に所望の凹みを形成する凹み加工装置。
【請求項２】
上記クランプ部材は、上記突出アームの先端部に形成された凹部に挿入されてその間に上記被加工材を挟持する２つ割りの挟持片を有するとともに、これら挟持片と上記凹部の内壁面との間に差し込まれて挟持片同士の厚さ方向の隙間を狭めることができるくさび片を有する請求項１に記載の凹み加工装置。
【請求項３】
上記くさび片は上記突出アームの長手方向に進退自在に設けられた請求項２に記載の凹み加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は凹み加工装置、詳しくは棒・軸・管などの長尺状部材に対してその外面に凹み加工を施す凹み加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの外面に溝などを成形するためのローラ成形装置としては、特許文献に示すローラ成形装置が知られていた。
このローラ成形装置は、クラッチドラムの側面に複数の溝、例えばスプラインを成形する際、その加工精度を向上させることを目的としており、ワークである円筒体（クラッチドラムなど）の側面に軸線方向に延びる複数の溝を形成するものである。
ワークである円筒体の軸回りに複数のローラを配置し、上型を駆動してこれらのローラの間にワークを押し込むことにより、ワークの外周面に軸線方向に延びる複数の溝を形成することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２１２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来技術にあっては、パイプの外周面の軸線方向の溝（上型の移動方向の溝）を形成することができるが、その円周方向に延びる溝やパイプの一部に凹みを形成することは不可能であるという課題を有していた。また、ローラで形成する空間に上型によりワークを押し込む構造のため、装置そのものが大型化してしまうこととなっていた。
【０００５】
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、軸体の外周面に凹みを形成する際、軸体を固定し、ローラを回転させること、ローラを支持するリング状部材の軸線を軸体の軸線と略一致させることで、その装置構成をコンパクトにすることができることを知見してこの発明を完成させた。
【０００６】
この発明は、装置全体をコンパクトにすることができる凹み加工装置を提供することを目的としている。
この発明は、軸体の外周面の一部に凹みを形成することができる凹み加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ベース板と、このベース板の上面に基端部が支持され、先端部がこのベース板から所定長さだけ水平に突出した、円柱体であり片持ち梁形状の突出アームと、この突出アームの先端部に設けられて軸状の被加工材をクランプするクランプ部材と、この突出アームがそのリング孔に挿通されることで、この突出アームに回転自在に支持されたリング状部材と、このリング状部材の内周面にあって、その一部がこの内周面から内方に突出し、この内周面の周方向に配設された回転自在な複数のローラと、このリング状部材を回転させるリング状部材駆動手段とを備え、上記被加工材が、その一部を上記突出アームの外周面から所定高さ突出させるように、上記クランプ部材を介して、この突出アームに保持され、このリング状部材を回転させて複数のローラを上記被加工材の外面に当接させることにより、被加工材の外面の一部に所望の凹みを形成する凹み加工装置である。
クランプ部材としては、後述するくさび片を用いた挟持機構の他にも単なるチャック機構なども採用することができる。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、リング状部材を回転させ、その内周面に保持する複数のローラを被加工材の外面に当接させることにより、この外面に凹みを形成する。
なお、リング状部材はその軸線方向に沿って複数列のローラを保持するように構成してもよい。この場合には、複数列のローラを被加工材に同時的に当接させることにより、被加工材の複数箇所に凹みを一時に形成することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記クランプ部材は、上記突出アームの先端部に形成された凹部に挿入されてその間に上記被加工材を挟持する２つ割りの挟持片を有するとともに、これら挟持片と上記凹部の内壁面との間に差し込まれて挟持片同士の厚さ方向の隙間を狭めることができるくさび片を有する請求項１に記載の凹み加工装置である。
リング状部材のリング孔内に被加工材を保持するクランプ部材は、２つ割りの挟持片の間にこの被加工材を挟持する際、挟持片と突出アームとの間にくさび片を差し込むことにより固定する。よって、被加工材を強固に固定することができ、かつ、加工終了後にはくさび片を抜き取ることで容易に被加工材のクランプ（挟持）を解除することができる。さらに、くさび片を用いることにより被加工材に対してその全長方向にほぼ均一に外力を作用させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記くさび片は上記突出アームの長手方向に進退自在に設けられた請求項２に記載の凹み加工装置である。
くさび片を突出アームの長手方向に沿って進退させる構成としたため、全体としての構成をよりコンパクトにすることができる。また、被加工材を挟持するため、その着脱が容易な構成となっている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜３に記載の発明によれば、被加工材の外面に対して凹み加工を行うに際してその外面の周方向における任意の位置に凹み加工を行うことができる。また、その加工に際してリング状部材の回転軸と被加工部材の軸線とをほぼ同軸的に配置することが可能となり、装置全体を小型化することができる。また、クランプ機構として２つ割りの挟持片をくさび片によりロック（固定）することとしたため、小さな外力によりこれら挟持片の挟持を開始・解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施例１に係る凹み加工装置を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施例１に係る凹み加工装置を示す側面図である。
【図３】この発明の実施例１に係る凹み加工装置を示す正面図である。
【図４】この発明の実施例１に係る凹み加工装置を示す平面図である。
【図５】この発明の実施例１に係る凹み加工装置の突出アームを示す斜視図である。
【図６】この発明の実施例１に係る凹み加工装置の突出アームを示す側面図である。
【図７】この発明の実施例１に係る凹み加工装置のローラを示す斜視図である。
【図８】この発明の実施例１に係る凹み加工装置のローラを示す正面図である。
【図９】この発明の実施例１に係る凹み加工装置のクランプ部材を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施例に係る凹み加工装置を図面を参照して具体的に説明する。
【実施例１】
【００１４】
この発明の実施例１に係る凹み加工装置は、図１〜図９において示すように、架台（図示していない）の所定高さ位置に水平に固定される矩形のベース板１１を有している。このベース板１１の上面には突出アーム１２の基端部が固定されており、この突出アーム１２の先端部は片持ち梁のようにベース板１１から所定長さだけ水平に突出している。突出アーム１２の突出した先端部には後述するクランプ部材１３が配設されている。
すなわち、突出アーム１２は、全体として、所定長さの円柱体またはその一部を切り欠いた円柱体で形成され、その外周面の一部（先端部）にその長さ方向に沿って延びる断面コの字形状の溝１４が形成されている。この溝１４は、矩形のベース板１１の長辺方向に開口して突出アーム１２の全長に亘って形成され、その深さは突出アーム１２の半径とほぼ同じであって、その幅は突出アーム１２の直径の半分程度とされている。この溝１４の内部、特に突出アーム１２の先端部側の溝１４の内部には、図９に示すように、２つ割りの上側挟持片１５Ａ、下側挟持片１５Ｂが上下に重なった状態でシム板を介して収容されている。さらに、この上側挟持片１５Ａと溝１４の内壁面（上壁面）との間にはくさび片１６が差し込まれる構成とされている。上側挟持片１５Ａの上面にはこのくさび片１６が挿入されるように傾斜溝１５ＡＡが形成されている。
【００１５】
くさび片１６はリンク機構を介して溝内でその溝の延びる方向に沿って（突出アーム１２の軸線方向に沿って）進退自在に設けられている。リンク機構は、厚さが先端に行く程薄くなるテーパ形状のくさび片１６の後端にその先端が連結された溝内リンク１７と、この溝内リンク１７の後端にその先端がピン結合された溝外リンク１８とを有して構成されている。溝外リンク１８の後端はベース板１１の上面に固定されたエアシリンダ２０のピストンロッド２１の先端にピン結合されている。なお、エアシリンダ２０は、突出アーム１２の側方にてこれと平行に配設されている。エアシリンダ２０のピストンロッド２１が突出すると、ピン１８Ａを支点として水平面内で揺動する溝外リンク１８を介して溝内リンク１７が溝１４の内部でその先端方向に向かって摺動し、くさび片１６を上側挟持片１５Ａと溝１４の上壁面との間に挿入することとなる（くさび片１６の先端テーパ部が傾斜溝１５ＡＡに挿入される）。逆にピストンロッド２１がシリンダボディ内に引き込まれると、くさび片１６は溝１４の内部で後退し上記隙間から抜き取られることとなる（先端テーパ部が傾斜溝１５ＡＡから抜け出る）。
【００１６】
被加工材Ｗとしては、丸棒または円筒体（パイプ）が用いられる。例えば所定長さの丸棒である被加工材Ｗは、上下に２つ割りにされた上側挟持片１５Ａと下側挟持片１５Ｂとの間に挟持される。すなわち、これらの上下一対の挟持片１５Ａ，１５Ｂが重なり合った場合に大略直方体の板状のブロックを形成するが、これらの一部を４分の１円程度に切り欠くことで、このブロックの側面に断面Ｃ字型または断面半円形乃至弓形の保持溝（凹部）２２が形成されることとなる。この断面弓形（おぼん形状）の保持溝２２は側方が開口とされ、断面円形の被加工材である丸棒Ｗをその長さ方向のほぼ全体を挟み込んでこれを固定し、水平に保持する。したがって、丸棒Ｗの外面の一部（１８０度未満の角度範囲）が一対の挟持片１５Ａ，１５Ｂの側面から所定高さだけ突出することとなる。
【００１７】
また、上記突出アーム１２の突出端部にはリング状部材としての回転ヘッド３１が回転自在に支持されている。すなわち、ベース板１１から片持ち梁形状に突出した突出アーム１２の外面に図示していないが軸受けを介して回転ヘッド３１が回転自在に支持されている。回転ヘッド３１は、複数のリングとスペーサと支持リングとを一体化した円筒体で構成され、その基端部にはフランジ状に拡径された歯車３２を有している。
詳しくは、先端側から押さえリング３３、第１リング３４、スペーサリング３５、第２リング３６、第１支持リング３７、第２支持リング３８、歯車リング３９を順番に同軸的に重ね合わせて例えば挿通ボルトなどで固着することで一体化されている。この結果、突出アーム１２に回転自在に支持される回転ヘッド３１は、軸方向に貫通するリング孔４０を有する円筒体で形成されることとなる。この場合、回転ヘッド３１の軸線は突出アーム１２の軸線と同一とすることができる。なお、軸受けは上記支持リング３７，３８等に配設されることとなる。
【００１８】
また、図７，図８に示すように、第１リング３４、第２リング３６の各リング孔４０の内周面にはその円周方向に沿って等間隔で複数のローラ５０が配設されている。各ローラ５０は円柱体であって、その回転中心軸が上記円筒体である回転ヘッド３１の回転中心軸と平行となるようにこれらの第１リング３４、第２リング３６に装着されている。
また、各ローラ５０は、その外周面がこれらの第１リング３４、第２リング３６の内周面から所定高さだけそのリング孔４０の内方に向かって突出するように、これらのリング３４，３６に回転自在に取り付けられている。なお、この突出量（半径方向においてリング内周面からローラ外周面までの高さ・距離）は、取り付けるローラ５０の径を調節することで、任意の値に設定することができる。また、全てのローラ５０ではその突出高さを同一とすることもできるが、それぞれにて異ならせることもできる。特に、各ローラ５０を１個ずつまたは数個のローラ５０からなるローラ群ごとにリング周方向（回転ヘッド３１の回転方向）へ向かって除所に大径化した場合には、所定深さの凹みＤを複数段に分けて形成することができる。これにより、モータ６１に作用する加工負荷を軽減することができるとともに、丸棒Ｗにローラ５０が当接した際の衝撃を小さくして凹み形成部分の変形を抑えることができる。
さらに、ローラ５０を保持するリング３４、３６の間隔、リング３４，３６の数については、被加工材である丸棒Ｗに形成する凹みＤの間隔および数により適宜変更することができる。
そして、この円筒体である回転ヘッド３１を駆動回転する機構（リング状部材駆動機構）は、以下の通り構成されている。すなわち、上記ベース板１１の下面に搭載されたモータ６１と、このモータ６１の出力軸の先端に固着されたギア６２とを有し、このギア６２が上記回転ヘッド３１の歯車リング３９の歯車３２にかみ合っている。これらのギア比などを調整することにより所定速度で回転ヘッド３１を正逆両方向に回転駆動することができる。
【００１９】
以上の構成に係る凹み加工装置は、以下の通り作用する。
すなわち、丸棒Ｗを挟持片１５Ａ，１５Ｂによる凹部２２に挿入してエアシリンダ２０をＯＮにしてピストンロッド２１を突出させ、リンク１７，１８を介してくさび片１６を上側挟持片１５Ａとアーム１２の溝１４の内壁面との間に差し込むことにより、この丸棒Ｗを所定円周方向位置・所定長さ方向位置において固定し、水平に保持する。このとき、丸棒Ｗの一部外周面は突出アーム１２の外周面より半径方向で所定高さだけ外方に突出してセットされることとなる。
そして、モータ６１をＯＮにすると、ギア６２、歯車リング３９を介して回転ヘッド３１が所定速度で回転する。すると、第１リング３４，第２リング３６にそれぞれ保持された複数のローラ５０がそれぞれの位置で丸棒Ｗの外面に当接する。この当接の結果、丸棒Ｗの当接位置では丸棒Ｗの外面が塑性変形し、所望の凹みＤが形成されることとなる。
すなわち、水平に保持された丸棒Ｗに対してその丸棒Ｗの軸線と平行な回転軸を有する回転ヘッド３１を回転させ、回転ヘッド３１の内周面から内方に向かって突出させた全体として環状に配置された複数のローラ５０を連続的に丸棒Ｗの外面に当接させることで丸棒Ｗの外面を塑性変形させるものである。丸棒Ｗの外面には所定位置に所定形状の凹みＤが形成されることとなる。
なお、いったん凹み加工が施された丸棒Ｗを再度クランプ部材１３でクランプすることで再度の凹み加工を行うこともできる。また、丸棒Ｗに替えて断面が長円形、矩形、六角形などの角棒などを加工することもできる。さらに、環状のローラ列の数およびそれらの間隔は任意とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明は、中実な丸棒Ｗ、中空のパイプ、その他円形断面を有する被加工材の外面への凹み加工などにおいてきわめて有用とされる。
【符号の説明】
【００２１】
１１  ベース板、
１２  突出アーム、
１３  クランプ部材、
１４  突出アームの溝、
１５Ａ  上側挟持片、
１５Ｂ  下側挟持片、
１６  くさび片、
３１  回転ヘッド、
３２  歯車、
４０  リング孔、
５０  ローラ、
６１  モータ、
６２  ギア、
Ｗ  被加工材（丸棒）、
Ｄ  凹み。
【図１】
0005603283.tif 000002
【図２】
0005603283.tif 000003
【図３】
0005603283.tif 000004
【図４】
0005603283.tif 000005
【図５】
0005603283.tif 000006
【図６】
0005603283.tif 000007
【図７】
0005603283.tif 000008
【図８】
0005603283.tif 000009
【図９】
0005603283.tif 000010