(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板金製部材としての円筒部の内面を回転型で支えてその回転型と共に上記板金製部材を回転させ、上記円筒部の外面に螺旋凸条を備える螺旋ローラの上記螺旋凸条を押し付けてこの螺旋ローラを連れ回りさせながら上記円筒部に材料流れを生じさせることによりその円筒部を軸方向に延伸させて筒状壁とすることを特徴とする板金製部材の筒状壁形成方法。
【請求項２】
螺旋ローラが、その軸方向の一側と他側とに捩じり方向が反対向きで同一ピッチの２種類の螺旋凸条を各別に備え、この２種類の螺旋凸条を円筒部の外面に押し付ける請求項１に記載の板金製部材の筒状壁形成方法。
【請求項３】
螺旋ローラが、その軸方向の一側と他側とに捩じり方向が反対向きでピッチの異なる２種類の螺旋凸条を各別に備え、この２種類の螺旋凸条を円筒部の外面に押し付ける請求項１に記載の板金製部材の筒状壁形成方法。
【請求項４】
円筒部への螺旋ローラの押付箇所とは異なる箇所で、軸方向にフラットな円筒状の成形面を備えるフラットローラを、内面が回転型で支えられた上記円筒部の外面に押し付けて連れ回りさせる請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の板金製部材の筒状壁形成方法。
【請求項５】
板金製部材としての筒部の内面を回転型に具備された円錐形成形面で支えてその回転型と共に上記板金製部材を回転させ、上記筒部の外面に、上記円錐形成形面の母線に沿う母線を有する仮想円錐面上に螺旋凸条が形成された螺旋ローラの上記螺旋凸条を押し付けてこの螺旋ローラを連れ回りさせながら上記筒部に材料流れを生じさせることによりその筒部を上記円錐形成形面の母線に沿う方向に延伸させて筒状壁とすることを特徴とする板金製部材の筒状壁形成方法。
【請求項６】
筒部への螺旋ローラの押付箇所とは異なる箇所で、母線方向にフラットな成形面を備えるフラットローラを、内面が回転型で支えられた上記筒部の外面に押し付ける請求項５に記載の板金製部材の筒状壁形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金製部材の筒状壁形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板金製プーリや板金製ポリＶプーリのＶ溝を形成するための筒状壁は板金をプレスによる方法や、フラットローラを用いる方法によって形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の方法とはまったく異なる方法によって板金製部材の筒状壁を形成しようとするものである。本発明は、板金製部材としての円筒部や筒部を軸方向に延伸して筒状壁に形成することができ、また、そのようにして形成された筒状壁の外面が平滑になるような板金製部材の筒状壁形成方法を提供することを解決課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、板金製部材としての円筒部の内面を回転型で支えてその回転型と共に上記板金製部材を回転させ、上記円筒部の外面に螺旋凸条を備える螺旋ローラの上記螺旋凸条を押し付けてこの螺旋ローラを連れ回りさせながら上記円筒部に材料流れを生じさせることによりその円筒部を軸方向に延伸させて筒状壁とする、というものである。
【０００５】
この方法であると、螺旋ローラの螺旋凸条による円筒部の外面の押付箇所が、円筒部に対する螺旋ローラの連れ回りにより円筒部の軸方向に移動する。そして、円筒部の材料すなわち肉が螺旋凸条の山部と山部の間の谷形空間に沿って上記螺旋凸条の螺旋の終点方向に向かって運ばれ、結果的に円筒部が軸方向に延伸されて筒状壁が形成される。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載したものに加え、螺旋ローラが、その軸方向の一側と他側とに捩じり方向が反対向きで同一ピッチの２種類の螺旋凸条を各別に備え、この２種類の螺旋凸条を円筒部の外面に押し付ける、というものである。
【０００７】
この方法であると、円筒部の肉が２種類の螺旋凸条の螺旋の終点方向に振り分けられて運ばれ、結果的に円筒部が軸方向に延伸されて筒状壁が形成される。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載したものに加え、螺旋ローラが、その軸方向の一側と他側とに捩じり方向が反対向きでピッチの異なる２種類の螺旋凸条を各別に備え、この２種類の螺旋凸条を円筒部の外面に押し付ける、というものである。
【０００９】
この方法であると、円筒部の肉が２種類の螺旋凸条の螺旋の終点方向に振り分けられて運ばれ、結果的に円筒部が軸方向に延伸されて筒状壁が形成される。この点で請求項２に係る発明と同じである。しかし、請求項３に記載した方法であると、２種類の螺旋凸条のピッチが異なっているので、円筒部の肉の運ばれる量が各螺旋凸条によって異なるので、円筒部の延伸量が、片側の螺旋凸条に押圧される側と他側の螺旋凸条に押圧される側とで異なる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載したものに加え、円筒部への螺旋ローラの押付箇所とは異なる箇所で、軸方向にフラットな円筒状の成形面を備えるフラットローラを、内面が回転型で支えられた上記円筒部の外面に押し付けて連れ回りさせる、というものである。
【００１１】
この方法であると、常に、フラットローラによってある程度フラットに仕上げられた円筒部の外面に螺旋ローラが押し付けられるので、螺旋ローラの螺旋凸条により円筒部の肉が運ばれやすくなる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、板金製部材としての筒部の内面を回転型に具備された円錐形成形面で支えてその回転型と共に上記板金製部材を回転させ、上記筒部の外面に、上記円錐形成形面の母線に沿う母線を有する仮想円錐面上に螺旋凸条が形成された螺旋ローラの上記螺旋凸条を押し付けてこの螺旋ローラを連れ回りさせながら上記筒部に材料流れを生じさせることによりその筒部を上記円錐形成形面の母線に沿う方向に延伸させて筒状壁とする、というものである。
【００１３】
この方法であると、螺旋ローラの螺旋凸条による筒部の外面の押付箇所が、筒部に対する螺旋ローラの連れ回りにより筒部の母線方向に移動する。そして、筒部の材料すなわち肉が螺旋凸条の山部と山部の間の谷形空間に沿って上記螺旋凸条の螺旋の終点方向に向かって運ばれ、結果的に筒部がその母線方向に延伸されて円錐状の筒状壁が形成される。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載したものに加え、筒部への螺旋ローラの押付箇所とは異なる箇所で、母線方向にフラットな成形面を備えるフラットローラを、内面が回転型で支えられた上記筒部の外面に押し付ける、というものである。
【００１５】
この方法であると、常に、フラットローラによってある程度フラットに仕上げられた筒部の外面に螺旋ローラが押し付けられるので、螺旋ローラの螺旋凸条により筒部の肉が運ばれやすくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は請求項１に係る発明の実施の一形態を示した説明図である。同図の左半分は２つの回転型１，２によって支えられた板金製部材（ワーク）としての円筒部８１に螺旋ローラ５を対向させて配備した場合を示している。同図の右半分は、上記円筒部８１が軸方向に延伸されて筒状壁８となされる途中工程を示している。
【００１７】
上記円筒部８１は円形の基板部８０の外周に形成されており、その基板部８０の中央部に膨出部８２が形成されている。そして、第２回転型２に被せられた上記円筒部８１の内面が、その第２回転型２の円筒状の成形面２１で支えられている。この成形面２１の端部には、第２回転型２に凹入状に形成された溝形面２２が備わっている。また、上記基板部８０や膨出部８２が第２回転型２と第１回転型１とによって挾み付けられている。
【００１８】
螺旋ローラ５は、外周面に螺旋凸条５１を備えており、この螺旋凸条５１によって形成される山部５２と谷形空間５３とが軸方向に交互に並んでいる。
【００１９】
図１左半分に示した円筒部８１を同図右半分に示した筒状壁８に形成していくには、同図左半分のように、回転型２で支えた円筒部８１を回転型１，２と共に回転させ、螺旋ローラ５を図中右方向（矢符Ａ）に移動させてその螺旋凸条５１を円筒部８１の外面に押し付けてこの螺旋ローラ５を軸方向に移動させることなく連れ回りさせる。こうすると、螺旋ローラ５の螺旋凸条５１による円筒部８１の外面の押付箇所、すなわち円筒部８１の外面に対する螺旋凸条５１の山部５２の複数の接触箇所が、螺旋ローラ５の連れ回りにより円筒部８１の軸方向一端側（図中では下端８３側）に向かって同じ速さで移動する。この操作により、同図右半分に矢符ａで示したように円筒部８１に材料流れが生じる。このため、円筒部８１の材料すなわち肉が螺旋凸条５１の山部５２と山部５２の間の谷形空間５３に沿って上記螺旋凸条５１の螺旋の終点方向に向かって運ばれ、結果的に円筒部８１が軸方向に延伸されて同図右半分に示したような筒状壁８が形成される。ここで、螺旋ローラ５の押付力は５〜６ｔｏｎ程度に設定しておけばよい。この点、外周面がフラットな成形ローラを用いる従来の方法では、円筒部を延伸して筒状壁にする場合に８〜１０ｔｏｎ程度の押付力が必要になる。なお、円筒壁８１はそれが延伸されるのに伴って次第に薄肉化されるので、その薄肉化の進行に応じて螺旋ローラ５を回転型１，２側に徐々に移動させる。このようにすると、螺旋ローラ５の螺旋凸条５１が常に円筒部８１に押し付けられるので、上記の筒状壁形成工程が最後まで連続して行われる。
【００２０】
ここで、螺旋凸条５１が右ねじの方向に延びているとき、すなわち図１のように螺旋ローラ５の軸方向がたとえば上下方向に一致していて螺旋凸条５１の側面視が右上がりになっているときには、螺旋凸条５１の上端が螺旋の始点に相当し、螺旋凸条５１の下端が螺旋の終点に相当する。したがって、円筒部８１の肉を螺旋凸条５１の螺旋の終点方向に向かって運ばせるためには、螺旋ローラ５の連れ回り方向が上から見て半時計方向Ｙになるように、第１回転型１と第２回転型２の上から見た回転方向を時計方向Ｘにしておく必要がある。各回転型１，２や螺旋ローラ５の軸方向が水平方向に一致して配備されているときには、上述した点に準じて各回転型１，２の回転方向や螺旋ローラ５の連れ回り方向を定める必要がある。
【００２１】
図２に、円筒部８１が所定長さに延伸されて筒状壁８になされるまでの間、螺旋ローラ５を円筒壁８１に押し付けておくための機構を説明的に示してある。この機構は、螺旋ローラ５を回転自在に支えている杆体５４をガイド５５で出退自在に支持させ、このガイド５５と杆体５４との間に杆体５４を常時退入方向に付勢するばね５６を設けると共に、偏心カム５８に杆体５４に設けた摺動子５７を接触させた構成になっている。この機構によれば、偏心カム５８が一回転することによって螺旋ローラ５が出退動作を一回だけ行うので、偏心カム５８が半回転するまでの間に上述した筒状壁８の形成工程が終了するように制御することが可能である。この機構の代わりに、油圧を利用した押付機構を採用することも可能である。
【００２２】
図３は請求項４に係る発明の実施の一形態を平面的に見て表した説明図である。この実施形態において、円筒部８１の内面を回転型（不図示）で支えてその回転型と共に円筒部８１を回転させる点や、円筒部８１の外面に螺旋ローラ５の螺旋凸条５１を押し付けてこの螺旋ローラ５１を連れ回りさせながら円筒部８１に材料流れを生じさせることによりその円筒部８１を軸方向に延伸させて筒状壁８とする点は、図１で説明したものと同様である。
【００２３】
この実施形態において、図１で説明したものと異なる点は、円筒部８１への螺旋ローラ５の押付箇所とは異なる箇所、具体的には同図のように円筒部８１を挾んでその反対側の箇所で、軸方向にフラットな円筒状の成形面９１を備えるフラットローラ９を、円筒部８１の外面に押し付けて連れ回りさせるという点だけである。
【００２４】
この方法であると、螺旋ローラ５の螺旋凸条５１により筒状部８１の外面に形成されるわずかな凹凸状の材料流れの痕跡が、筒状部８１の回転によって再び螺旋凸条５１との接触箇所に達するまでの間に、フラットローラ９の成形面９１によってある程度フラットに仕上げられる。そして、そのようにある程度フラットに仕上げられた円筒部８１の外面に再び螺旋ローラ５の螺旋凸条５１が押し付けられるので、螺旋凸条５１により円筒部の肉が円滑に運ばれやすくなって、円筒部８１が一定長さにまで延伸されるまでの時間が短縮される利点がある。
【００２５】
図４に螺旋ローラ５における螺旋凸条５１のピッチを符号Ｐで、つる巻角を符号αでそれぞれ示してある。ピッチＰは、つる巻角αが大きくなれば大きくなり、つる巻角αが小さくなれば小さくなる。そして、ピッチＰやつる巻角αの大きさは、図１や図３で説明した方法を行うときの、螺旋凸条５１が押し付けられて延伸される円筒部８１の外面状態や工程進行時間に影響を及ぼす。具体的には、ピッチＰやつる巻角αが大きすぎると、螺旋凸条５１の螺旋の終点方向に運ばれる円筒部８１の肉に流動むらが生じて円筒部８１の外面に材料流れの痕跡が大きな凹凸として残りやすくなるので、その後に筒状壁８の外面を平坦に加工するのに手間がかかるようになる。また、螺旋凸条５１に加わる負荷が大きくなって螺旋ローラ５の耐用寿命が短くなる。他方、ピッチＰやつる巻角αが小さすぎると、円筒部８１の肉の運び速度が遅くなって工程進行時間が長くなる。適切なピッチＰは３．５〜５．０ｍｍ、適切なつる巻角αは機械角で１０′〜３°（１０分〜３度）であり、ピッチＰやつる巻角αがこの範囲であると、円筒部８１の外面に生じる材料流れの痕跡がそれほど大きな凹凸にならなくなって、後の平坦化加工が不必要になるか、必要であっても手間をかけずに平坦化することが可能になる上、螺旋ローラ５に極端に無理な力が加わることがなく、さらに、工程進行時間も短くなる。
【００２６】
図５は螺旋凸条５１の形状を断面で示してある。同図のように、螺旋凸条５１の山部５２の頂部の半径Ｒ２が谷形空間５３を形作っている谷面の半径Ｒ１よりも小さいことが望ましく、この条件下で、図示のように谷面が螺旋ローラ５の軸方向において円弧状に湾曲していると、上述した円筒部８１の肉が無理なく谷形空間５３に収容されて螺旋の終点方向に運ばれるようになるので、円滑に工程を進行させる上で好ましい。山部５２の頂部の適切な半径Ｒ２の長さは、頂部が先尖り状にならない程度であり、また、谷面の適切な半径Ｒ１は０．４ｍｍ程度である。また、谷形空間５３の深さＤは０．２〜０．５ｍｍであればよく、この深さＤが深すぎると山部５２の強度が弱くなって螺旋ローラ５の耐用寿命が短くなる。また、深さＤが浅すぎると、円筒部８１の肉の収容能力が小さくなりすぎるおそれがある。
【００２７】
図６および図７は請求項２に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。この方法に用いられる螺旋ローラ５は、その軸方向の一側と他側とに捩じり方向（つる巻方向）が反対向きで同一ピッチの２種類の螺旋凸条５１ａ，５１ｂを各別に備えている。そして、この方法では、図６のように２種類の螺旋凸条５１ａ，５１ｂが円筒部８１の外面に押し付けられ、それによって図７のように筒状壁８が形成される。この実施形態において、円筒部８１の内面を回転型１，２で支えてその回転型１，２と共に円筒部８１を回転させる点や、円筒部８１の外面に押し付けられた螺旋ローラ５が連れ回りする点は、図１で説明したものと同様である。また、回転型１，２や螺旋ローラ５の回転方向Ｘ，Ｙは図１で説明したところに準じる。
【００２８】
この方法であると、円筒部の肉が図７の矢符ａ，ｂのように軸方向両側、すなわち、２種類の螺旋凸条５１ａ，５１ｂの螺旋の終点方向に振り分けられて運ばれ、結果的に円筒部８１が軸方向両側に延伸されて筒状壁８が形成される。
【００２９】
この方法を実施するときに、図３で説明したように円筒部８１への螺旋ローラ５の押付箇所とは異なる箇所で、軸方向にフラットな円筒状の成形面９１を備えるフラットローラ９を、内面が回転型２で支えられた上記円筒部８１の外面に押し付けて連れ回りさせる、という方法を採用することが可能であり、そのようにすると、図３で説明したように、工程を速やかに進行させることができるようになる。
【００３０】
図８は請求項３に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。この方法に用いられる螺旋ローラ５は、その軸方向の一側と他側とに捩じり方向（つる巻方向）が反対向きでピッチＰ１，Ｐ２の異なる２種類の螺旋凸条５１ｃ，５１ｄを各別に備えている。そして、この方法では、図８のように２種類の螺旋凸条５１ｃ，５１ｄが仮想線で示した円筒部８１の外面に押し付けられ、それによって実線のような筒状壁８が形成される。この実施形態において、円筒部８１の内面を回転型１，２で支えてその回転型１，２と共に円筒部８１を回転させる点や、円筒部８１の外面に押し付けられた螺旋ローラ５が連れ回りする点は、図１で説明したものと同様である。また、回転型１，２や螺旋ローラ５の回転方向Ｘ，Ｙは図１で説明したところに準じる。
【００３１】
この方法であると、円筒部の肉が図８の矢符ａ，ｂのように軸方向両側、すなわち、２種類の螺旋凸条５１ａ，５１ｂの螺旋の終点方向に振り分けられて運ばれ、結果的に円筒部８１が軸方向両側に延伸されて筒状壁８が形成される。その際、円筒部８１の肉が螺旋凸条５１ｃ，５１ｄによって運ばれる量は、小さいピッチＰ１の螺旋凸条５１ｃ側よりも大きいピッチＰ２の螺旋凸条５１ｄ側が多くなるので、延伸量が軸方向の一側と他側とで異なる。したがって、たとえば、基板部８０の一側に短い筒状壁を作り、他側に長い筒状壁を作りたい場合にこの方法が有益である。
【００３２】
この方法を実施するときに、図３で説明したように円筒部８１への螺旋ローラ５の押付箇所とは異なる箇所で、軸方向にフラットな円筒状の成形面９１を備えるフラットローラ９を、内面が回転型２で支えられた上記円筒部８１の外面に押し付けて連れ回りさせる、という方法を採用することが可能であり、そのようにすると、図３で説明したように、工程を速やかに進行させることができるようになる。
【００３３】
図６〜図８で説明した螺旋ローラ５、すなわち、捩じり方向が反対向きの２種類の螺旋凸条５１ａ，５１ｂ（または５１ｃ，５１ｄ）を各別に備えた螺旋ローラ５は、たとえば図９のようにして構成することができる。同図において、５ａ，５ｂは捩じり方向が反対向きの螺旋ローラユニットであり、同図の螺旋ローラ５は、これらの螺旋ローラユニット５ａ，５ｂを重ね合わせて締結ボルト５９によって固定してある。
【００３４】
図１０は請求項５に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。この方法では、板金製部材としての円錐状の筒部８５の内面が、回転型２に具備された円錐形成形面２５で支えられてその回転型２と共に筒部８５が回転される。また、この方法に使用される螺旋ローラ５は、上記円錐形成形面２５の母線２５ａに沿う母線６１を有する仮想円錐面上に螺旋凸条５１が形成されている。
【００３５】
そして、この方法においては、上記筒部８５の外面に螺旋ローラ５の螺旋凸条５１を押し付けてこの螺旋ローラ５を連れ回りさせながら上記筒部８５に材料流れを生じさせることによりその筒部８５を上記円錐形成形面２５の母線２５ａに沿う方向に延伸させて筒状壁とする。
【００３６】
筒部８５が延伸して筒状壁になされる原理は、図１で説明したところと同様である。すなわち、筒部８５の材料すなわち肉が螺旋凸条５１の山部と山部の間の谷形空間に沿って上記螺旋凸条５１の螺旋の終点方向に向かって運ばれ、結果的に筒部が延伸されて円錐状の筒状壁が形成される。符号Ａは、螺旋ローラ５の押付方向を示している。
【００３７】
図１１は請求項６に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。この方法は、図３で説明したものと原理的に同じである。すなわち、筒部８５への螺旋ローラ５の押付箇所とは異なる箇所で、母線方向にフラットな円筒状の成形面９５を備えるフラットローラ９を、内面が回転型２で支えられた上記筒部８５の外面に押し付けて連れ回りさせる、というものである。このようにすると、図３で説明したように、工程を速やかに進行させることができるようになる。
【００３８】
【実施例】
図１で説明した螺旋ローラ５を用いてカップ状板金製部材の円筒部８１を延伸させて筒状壁８を形成した場合の実験例を示す。図１２において、Ｌは円筒部８１の外周直径、Ｌ１は円筒部８１の軸方向長さ、Ｌ２は完成した筒状壁８の軸方向長さを示している。実験条件は以下の通りである。この実験によると、筒状壁８が初期の円筒部８１よりも薄肉化され、プレスなどによって筒状壁８を形成した場合に比べて２割以上も材料費が軽減された。また、筒状壁８の形成に要する時間も大幅に短縮された。
螺旋凸条のピッチＰ１＝３．５ｍｍ
螺旋ローラの直径＝２００ｍｍ
円筒部の外周直径Ｌ＝１３０ｍｍ
カップ状板金製部材の厚さＴ＝２．６ｍｍ
円筒部の初期の軸方向長さＬ１＝１５ｍｍ
完成した筒状壁の軸方向長さＬ２＝３０ｍｍ
所要時間＝１５秒
螺旋ローラの押付力＝５ｔｏｎ
【００３９】
【発明の効果】
請求項１や請求項５に係る発明は、螺旋ローラの作用で回転型で支えられた板金製部材としての円筒部または筒部に材料流れを生じさせることによりその円筒部または筒部を延伸させて筒状壁とするものであるから、従来とはまったく異なる方法で板金製部材の円筒部から筒状壁を形成することが可能になる。また、この方法であると材料費が低減され、また、円筒部を延伸して筒状壁にする工程を短時間で行えるようになる。
【００４０】
請求項２や請求項３に係る発明によれば、板金製部材としての円筒部をその軸方向において両側に振り分けて延伸させることができるようになる。そして、特に請求項３に係る発明によれば、円筒部をその軸方向において両側に振り分けて延伸させるときに、各側の延伸量を異ならせることが可能になる。
【００４１】
請求項４や請求項６に係る発明によれば、フラットローラによってある程度フラットに仕上げられた円筒部の外面に螺旋ローラが押し付けられるようになるので、円筒部を延伸して筒状壁にする工程に要する時間を短縮しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明の実施の一形態を示した説明図である。
【図２】螺旋ローラの押付機構を示す説明図である。
【図３】請求項４に係る発明の実施の一形態を平面的に見て表した説明図である。
【図４】螺旋凸条のピッチとつる巻角を示した説明図である。
【図５】螺旋凸条の形状説明図である。
【図６】請求項２に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。
【図７】請求項２に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。
【図８】請求項３に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。
【図９】螺旋ローラの断面図である。
【図１０】請求項５に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。
【図１１】請求項６に係る発明の実施の一形態を示す説明図である。
【図１２】実験に用いた板金製部材の説明図である。
【符号の説明】
１，２  回転型
５  螺旋ローラ
８  筒状壁
９  フラットローラ
２５  円錐形成形面
２５ａ  円錐形成形面の母線
５１  螺旋凸条
６１  螺旋ローラ側の母線
８１  円筒部
８５  筒部
９１，９５  フラットローラの成形面
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２  螺旋凸条のピッチ
【図１】
0003631816.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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