(57)【要約】【課題】  クロージング加工方法及びクロージング加工機において、ワークを外径チャックに投入する位置精度を高めること。【解決手段】  筒状のワーク９を外径チャック７に保持し、外径チャック７をこのワーク９と共に回転させ、回転する前記ワーク９に金型を押し当ててワーク９をクロージング加工するクロージング加工方法において、ワーク９の内周面を把持する内径チャック８と、この内径チャック８をワーク９のＹ軸方向に移動するワーク９投入装置と、ワーク９の投入経路に突出する投入ストッパ１２とを用い、投入ストッパ１２にワーク９を当接させた状態で内径チャック８がワーク９の内周面を把持する工程と、投入ストッパ１２をワーク９の投入経路から外す工程と、内径チャック８をワーク９のＹ軸方向に移動してワーク９を外径チャック７に投入する工程とを有することを特徴とするものとした。【選択図】    図９
2006281238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のワークを外径チャックに保持し、この外径チャックをワークと共に回転させ、回転するワークに金型を押し当てて前記ワークをクロージング加工するクロージング加工方法において、
前記ワークの内周面を把持する内径チャックと、この内径チャックを前記ワークの軸方向に移動するワーク投入装置と、前記ワークの投入経路に突出する投入ストッパとを用い、
前記投入ストッパに前記ワークを当接させた状態で前記内径チャックが前記ワークの内周面を把持する工程と、前記投入ストッパを前記ワークの投入経路から外す工程と、前記内径チャックを前記ワークの軸方向に移動して前記ワークを前記外径チャックに投入する工程とを有することを特徴とするクロージング加工方法。
【請求項２】
筒状のワークを外径チャックに保持し、この外径チャックをワークと共に回転させ、回転する前記ワークに金型を押し当ててワークをクロージング加工するクロージング加工機において、
前記ワークの内周面を把持する内径チャックと、この内径チャックを前記ワークの軸方向に移動するワーク投入装置と、前記ワークの投入経路に突出する投入ストッパとを備え、
前記投入ストッパに前記ワークを当接させた状態で前記内径チャックが前記ワークの内周面を把持し、前記投入ストッパを前記ワークの投入経路から外す工程と、前記内径チャックを前記ワークの軸方向に移動して前記ワークを前記外径チャックに投入することを特徴とするクロージング加工機。
【請求項３】
前記内径チャックが前記ワークの内周面を把持した後一旦前記ワークを後退させて前記投入ストッパを前記ワークの投入経路から外すようにしたことを特徴とする請求項２に記載のクロージング加工機。
【請求項４】
前記ワーク投入装置が前記内径チャックを前進させ、クロージング加工前の前記ワークの基端部をクロージング加工した前記ワークの先端部に当接させてクロージング加工済みの前記ワークを前記外径チャックから押し出すようにしたことを特徴とする請求項２または３に記載のクロージング加工機。
【請求項５】
前記ワーク投入装置が前記内径チャックを前記外径チャックの内側に入る位置まで前進させ、前記内径チャックをクロージング加工した前記ワークの先端部に当接させてクロージング加工済みの前記ワークを前記外径チャックから押し出すようにしたことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載のクロージング加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロージング加工方法及びクロージング加工機の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属パイプ材の開口端部を閉塞するクロージング加工方法はスピニング加工方法の一つである（特許文献１参照）。
【０００３】
このクロージング加工方法は金属パイプ材からなるワークを回転させ、ワークを加熱しながらワークに金型を押し当て、徐々に金型に近づけて塑性変形させる。
【０００４】
このクロージング加工を行うクロージング加工機は、ワークの外周面を把持する外径チャックと、外径チャックをワークと共に回転駆動するチャックスピンドルを備える。ワークを金型に対して所定のオフセット量を持つ軸を中心に回転しながら金型をワークに押し当ててクロージング加工する。
【０００５】
クロージング加工機は、ワークを外径チャックに投入するワーク投入装置を備える。このワーク投入装置はコンベア等を介してワークを軸方向に送り、ワークを外径チャックに投入するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１５３９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のワーク投入装置は、コンベア等を介してワークを軸方向に送ることによって外径チャックに投入する構成のため、外径チャックに対してワークを投入する位置精度を高めることが難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、クロージング加工方法及びクロージング加工機において、ワークを外径チャックに投入する位置精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、筒状のワークを外径チャックに保持し、この外径チャックをワークと共に回転させ、回転する前記ワークに金型を押し当ててワークをクロージング加工するクロージング加工方法において、ワークの内周面を把持する内径チャックと、この内径チャックをワークの軸方向に移動するワーク投入装置と、ワークの投入経路に突出する投入ストッパとを用い、投入ストッパにワークを当接させた状態で内径チャックがワークの内周面を把持する工程と、投入ストッパをワークの投入経路から外す工程と、内径チャックをワークの軸方向に移動してワークを外径チャックに投入する工程とを有することを特徴とするものとした。
【０００９】
本発明は、筒状のワークを外径チャックに保持し、この外径チャックをワークと共に回転させ、回転するワークに金型を押し当ててワークをクロージング加工するクロージング加工機において、ワークの内周面を把持する内径チャックと、この内径チャックをワークの軸方向に移動するワーク投入装置と、ワークの投入経路に突出する投入ストッパとを備え、投入ストッパにワークを当接させた状態で内径チャックがワークの内周面を把持し、投入ストッパをワークの投入経路から外す工程と、内径チャックをワークの軸方向に移動してワークを外径チャックに投入することを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、投入ストッパにワークを当接させた状態で内径チャックがワークの内周面を把持する構成により、内径チャックがワークを所定位置にて把持することが確実に行える。
【００１１】
内径チャックがワークの内周面を把持した後、ワーク投入装置がワークを軸方向に前進させてワークを外径チャックに投入する構成により、外径チャックがワークを所定位置にて把持することを確実に行える。
【００１２】
外径チャックがワークを把持する位置精度を高めることにより、ワークの加工形状を一定にし、品質の向上がはかられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図３にクロージング加工機１の全体構成を示す。図１〜図３において、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平横方向に延び、Ｙ軸が略水平前後方向に延び、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、クロージング加工機１の全体構成について説明する。
【００１５】
クロージング加工機１の中央部にはワーク９を回転駆動する２台のチャックスピンドル２０と金型４を駆動する１台の金型駆動装置４０が設けられる。各チャックスピンドル２０は、後述するチャックスピンドル移動装置３０を介して架台３に対してＸ軸方向について往復動し、クロージング加工機１の中央部へと交互に移動し、ワーク９を金型４に対峙させる。
【００１６】
クロージング加工機１は、高周波加熱装置２によって金属パイプ材からなるワーク９を加熱し、回転するワーク９に金型４を押し当ててワーク９を塑性変形させることによって、ワーク９の開口端部を閉塞するクロージング加工を行う。
【００１７】
クロージング加工機１の中央部には、ワーク９をクロージング加工するチャックスピンドル２０の前方に位置してワーク９の端部を支持するスラストストッパ移動装置６０と、芯金５をワーク９の内側に移動する芯金移動装置５０とが設けられる。
【００１８】
クロージング加工機１の左右の後部にはそれぞれ一対のコンベア１８とワーク投入装置１０が設けられる。ワーク９は各コンベア１８によってＹ軸方向前方に搬送された後、Ｙ軸方向に移動可能な各ワーク投入装置１０によってＹ軸方向前方に搬送され、左右のチャックスピンドル２０に投入し把持される。
【００１９】
一方のチャックスピンドル２０がクロージング加工機１の中央部に位置してクロージング加工を行っている間、他方のチャックスピンドル２０がクロージング加工機１の左右端部のいずれかに位置して各ワーク投入装置１０に搬送されるワーク９を受け取る。
【００２０】
クロージング加工機１の前部には、クロージング加工後のワーク９を搬出する搬出装置１７が設けられる。搬出装置１７はワーク９を把持するハンド１３を架台３に対してＸ軸方向について往復動し、左右のチャックスピンドル２０から押し出されるワーク９をクロージング加工機１の右前部に配置されたコンベア１９へと搬送する。
【００２１】
クロージング加工を終えて１０００℃以上に高温となるワーク９は、コンベア１９によって冷却装置７０（図３参照）へと搬送され、冷却装置７０にて冷却される。冷却装置７０はクロージング加工機１の前方右側に設けられている。
【００２２】
図４の（ａ）〜（ｇ）にクロージング加工機１がワーク９にクロージング加工する一連の工程を示す。以下、このクロージング加工方法の各工程を順に説明する。
【００２３】
図４の（ａ）に示すように、ワーク投入装置１０の内径チャック８をワーク９内に挿入し、その内径チャック８がワーク９の内周面を把持する。
【００２４】
図４の（ｂ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させてワーク９をチャックスピンドル２０の外径チャック７に挿入し、外径チャック７がワーク９の外周面を把持する。
【００２５】
図４の（ｃ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に後退させて内径チャック８をワーク９から抜き取る。続いてチャックスピンドル移動装置３０がチャックスピンドル２０をＸ軸方向に移動してワーク９を金型４に対峙する加工位置に停止させる。
【００２６】
図４の（ｄ）に示すように、スラストストッパ移動装置６０がスラストストッパ６をワーク９の基端部９ｂを支持するスラスト加工基準位置に移動する。
【００２７】
図４の（ｅ）に示すように、芯金移動装置５０が芯金５をワーク９の内側に投入する。
【００２８】
図４の（ｆ）に示すように、チャックスピンドル２０がワーク９と芯金５を回転駆動する。一方、金型駆動装置４０が加熱された金型４をワーク９に押し当てる。これにより、金型４と芯金５の間でワーク９の先端部９ａが次第に絞られ、最終的にワーク９の先端部９ａを閉塞した底部９ｃを形成する。
【００２９】
図４の（ｇ）に示すように、金型駆動装置４０が金型４をＹ軸方向後方に移動し、ワーク９から離す。一方、スラストストッパ移動装置６０がスラストストッパ６をＹ軸方向前方に移動してスラスト加工基準位置から離すとともに、芯金移動装置５０が芯金５をワーク９の内側から抜き取る。
【００３０】
続けて別のワーク９をクロージング加工する場合、図４の（ａ）に示すように、チャックスピンドル移動装置３０がチャックスピンドル２０をＸ軸方向に移動してワーク９を内径チャック８に対峙させる。そして、図４の（ｂ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させ、クロージング加工前のワーク９の基端部９ｂをクロージング加工済みのワーク９の底部９ｃに当接させてクロージング加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出す。
【００３１】
一方、ワーク９のクロージング加工を終了する場合、図４の（ｈ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させ、内径チャック８をクロージング加工済みのワーク９の底部９ｃに当接させてクロージング加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出す。
【００３２】
以上、クロージング加工機１の全体構成を説明した。
【００３３】
次に図５〜図７に基づいてクロージング加工機１がワーク９を外径チャック７に投入する構成を説明する。
【００３４】
クロージング加工機１は、ワーク９の内周面を把持する内径チャック８と、内径チャック８を架台３に対してワーク９のＹ軸方向に移動してワーク９を外径チャック７に投入するワーク投入装置１０と、ワーク９の投入経路に突出する投入ストッパ１２とを備える。
【００３５】
クロージング加工機１は、投入ストッパ１２にワーク９を当接させた状態で内径チャック８がワーク９の内周面を把持し、投入ストッパ１２をワーク９の投入経路から外し、内径チャック８を移動してワーク９を外径チャック７に投入するようにする。
【００３６】
図５、図６に示すように、ワーク投入装置１０は、ワーク９を送るＹ軸方向に延びるガイドレール１２１と、このガイドレール１２１に摺動可能に支持されるスライド台１２２と、このスライド台１２２をＹ軸方向に往復動させるエアシリンダ１２３とを備える。スライド台１２２に内径チャック８が結合される。エアシリンダ１２３は図示しないコントローラの出力に応じて内径チャック８を移動し、指令された位置に停止させる。
【００３７】
クロージング加工機１は、コンベア１８によって搬送されるワーク９が置かれる投入台１３１を備える。この投入台１３１は内径チャック８と略同軸上にワーク９を支持する。
【００３８】
クロージング加工機１は、投入ストッパ１２を投入台１３１に対してＺ軸方向に昇降させるエアシリンダ１３２を備える。エアシリンダ１３２は図示しないコントローラの出力に応じて投入ストッパ１２を昇降させ、投入ストッパ１２を投入台１３１に対して出没させる。
【００３９】
図７に示すように、投入台１３１上の手前にワーク９を搬送する傾斜台１４１と、傾斜台１４１上を転動して来たワーク９を押し上げるタクトメーカ１４２と、タクトメーカ１４２をＺ軸方向に昇降するエアシリンダ１４３とを備える。タクトメーカ１４２が１本のワーク９を押し上げることにより、このワーク９がタクトメーカ１４２上を転動して投入台１３１上の溝１３３に収まる。
【００４０】
図８に示すように、内径チャック８は、ワーク９内に挿入される筒状のチャック本体１１０と、このチャック本体１１０の外周面から環状に突出したチャックストッパ１１１と、チャック本体１１０の外周面から出没可能に突出する複数のチャック部材１１２，１１３と、各チャック本体１１０を引き込む方向に付勢するスプリング１１３と、このスプリング１１５に抗して各チャック本体１１０を突出させるカムロッド１１６と、このカムロッド１１６を駆動するエアシリンダ１１７とを備える。
【００４１】
エアシリンダ１１７がカムロッド１１６を図８にて右方向に引き込むことにより、スプリング１１３の付勢力によってチャック部材１１２，１１３がチャック本体１１０に引き込まれる。エアシリンダ１１７がカムロッド１１６を図８にて左方向に移動させることにより、スプリング１１３の付勢力に抗してチャック部材１１２，１１３がチャック本体１１０の外周面から突出し、ワーク９の内周面を把持する。エアシリンダ１１７は図示しないコントローラの出力に応じてチャック部材１１２，１１３を出没させ、ワーク９の把持、解除を行う。
【００４２】
チャック本体１１０がワーク９内に挿入される際、チャック本体１１０のチャックストッパ１１１がワーク９の先端部９ａに当接することにより、チャック本体１１０に対するワーク９の位置決めが行われる。
【００４３】
チャック本体１１０のチャックストッパ１１１から先端側に延びるワーク挿入長さＬは、外径チャック７に対してワーク９が挿入されるワーク挿入長さより大きい値に設定する。
【００４４】
ワーク投入装置１０は、図４の（ｈ）に示すように、内径チャック８を外径チャック７に投入することにより、内径チャック８が加工済みのワーク９の底部９ｃに当接して加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出すようにする。
【００４５】
ワーク投入方法は、投入ストッパ１２にワーク９を当接させた状態で内径チャック８がワーク９の内周面を把持する工程と、投入ストッパ１２をワーク９の投入経路から外す工程と、内径チャック８を移動してワーク９を外径チャック７に投入する工程とを有する。
【００４６】
図９の（ａ）〜（ｄ）にクロージング加工機１がワーク９を外径チャック７に投入する工程を示す。以下、このワーク投入方法の各工程を順に説明する。
【００４７】
図９の（ａ）に示すように、投入ストッパ１２を突出させ、ワーク９を投入台１３１上に置く。
【００４８】
図９の（ｂ）に示すように、センサ１５２を介して投入台１３１上にワーク９があることが確認されると、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させてワーク９内に挿入する。ワーク９がその基端部９ｂを投入ストッパ１２に当接させ、その先端部９ａをチャックストッパ１１１に当接させ、ワーク９の基端部９ｂが投入基準位置Ａにある状態で、内径チャック８がワーク９の内周面を把持する。
【００４９】
図９の（ｃ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に後退させて投入ストッパ１２を格納する。
【００５０】
図９の（ｄ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させてワーク９を外径チャック７に挿入し、ワーク９の基端部９ｂが把持基準位置Ｂにある状態で、外径チャック７がワーク９の外周面を把持する。
【００５１】
最後に、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に後退させて内径チャック８をワーク９から抜き取る。
【００５２】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００５３】
ワーク９がその基端部９ｂを投入ストッパ１２に当接させ、その先端部９ａをチャックストッパ１１１に当接させ、内径チャック８がワーク９の内周面を把持する構成により、ワーク９の基端部９ｂが投入基準位置Ａにある所定位置にて内径チャック８がワーク９を把持することが確実に行える。
【００５４】
内径チャック８がワーク９の内周面を把持した後、一旦ワーク９を後退させた後に投入ストッパ１２を格納する構成により、投入ストッパ１２を円滑に格納動作させることが可能となる。
【００５５】
このように投入ストッパ１２を出没さて、ワーク投入装置１０はワーク９をＹ軸方向について略同一直線上で往復動させる動作でワーク９を外径チャック７に投入する構成により、外径チャック７にワーク９を投入するのに要する時間を短縮し、タクト時間の短縮化がはかれる。
【００５６】
ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に所定のストロークで前進させてワーク９を外径チャック７に挿入し、外径チャック７がワーク９の外周面を把持することにより、ワーク９の基端部９ｂが把持基準位置Ｂにある所定位置にて外径チャック７がワーク９を把持することが確実に行える。
【００５７】
こうして外径チャック７がワーク９を把持する位置精度を高めることにより、クロージング加工時に金型４と芯金５に対してワーク９の位置がＹ軸方向にずれることを抑えられ、ワーク９の先端部９ａ（底部９ｃ）を所定の形状に絞ることが可能となり、ワーク９の加工形状を一定にし、品質の向上がはかられる。
【００５８】
ワーク９を連続して加工する場合、図４の（ｂ）に示すように、ワーク投入装置１０が加工前のワーク９の基端部９ｂを加工済みのワーク９の底部９ｃ（先端部９ａ）に当接させて加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出す構成により、外径チャック７に対してワーク９を投入する動作とワーク９を取り出す動作が同時に行われるため、外径チャック７にワーク９を出し入れするのに要する時間を短縮し、タクト時間の短縮化がはかれる。
【００５９】
ワーク９の加工を終了する場合、図４の（ｈ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８を外径チャック７内に入る位置までＹ軸方向について前進させ、内径チャック８を加工済みのワーク９の底部９ｃ（先端部９ａ）に当接させて加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出す構成により、加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出すのに専用の工具等を用いる必要がなく、クロージング加工機１の構造の簡素化がはかれる。
【００６０】
なお、本発明が適用される外径チャックは、ワークの外周面を把持する構造に限らず、投入される筒状のワークを保持する他の構造をもつ治具であっても良い。
【００６１】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明のクロージング加工方法及びクロージング加工機は、ワークの開口端部を閉塞するクロージング加工に限らず、回転するワークに金型をワークに押し当ててワークを絞り加工するスピニング加工に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態を示すクロージング加工機の側面図。
【図２】同じくクロージング加工機の平面図。
【図３】同じくクロージング加工機の正面図。
【図４】同じくクロージング加工する工程を示す図。
【図５】同じくクロージング加工機の側面図。
【図６】同じくクロージング加工機の平面図。
【図７】同じくクロージング加工機の正面図。
【図８】同じく内径チャックの断面図。
【図９】同じくワークを投入する工程を示す図。
【符号の説明】
【００６４】
１  クロージング加工機
２  加熱装置
４  金型
５  芯金
７  外径チャック
８  内径チャック
９  ワーク
１０  ワーク投入装置
１２  投入ストッパ
２０  チャックスピンドル
３０  チャックスピンドル移動装置
４０  金型駆動装置
５０  芯金移動装置
１１１  チャックストッパ
１３１  投入台
【図１】
2006281238.tif 000003
【図２】
2006281238.tif 000004
【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】
2006281238.tif 000010
【図９】
2006281238.tif 000011