(57)【要約】【課題】板材から成形される円筒の表面に傷を発生させることなく、かつ、その板材に座屈を生じることなく円筒を成形する。【解決手段】Ｕ字成形ダイス１における一方の成形用凹部２の開口端部３，４にロール７，８を備え、芯金１６を一方の成形用凹部２に嵌合して板材２３をＵ字状に成形するときには前記ロール７，８を一方の凹部２の開口端部３，４よりも内側に配置し、その後に板材２３を他方の成形用凹部２０でＯ字状に成形するときには前記ロール７，８を一方の成形用凹部２の開口端部よりも外側へ移動させる。【選択図】　　　　図１
2004025224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略半円形の一方の成形用凹部を有するＵ字成形ダイスと、断面略半円形で前記一方の成形用凹部に対向する他方の成形用凹部を有するＯ字成形ダイスと、前記両成形用凹部に嵌合される断面略円形の芯金とを備え、板材を芯金によって前記一方の成形用凹部に嵌合してＵ字状に折曲した後に前記他方の成形用凹部で板材をＯ字状に折曲する円筒の製造方法において、
前記Ｕ字成形ダイスにおける一方の成形用凹部の開口端部にロールを備え、芯金を一方の成形用凹部に嵌合して板材をＵ字状に成形するときには前記ロールを一方の凹部の開口端部よりも内側に配置し、その後に板材を他方の成形用凹部でＯ字状に成形するときには前記ロールを一方の成形用凹部の開口端部よりも外側へ移動させることを特徴とする円筒の製造方法。
【請求項２】
断面略半円形の一方の成形用凹部を有するＵ字成形ダイスと、断面略半円形で前記一方の成形用凹部に対向する他方の成形用凹部を有するＯ字成形ダイスと、前記両成形用凹部に嵌合される断面略円形の芯金とを備え、板材を芯金によって前記一方の成形用凹部に嵌合してＵ字状に折曲した後に前記他方の成形用凹部で板材をＯ字状に折曲する円筒の製造装置において、
前記Ｕ字成形ダイスにおける一方の成形用凹部の開口端部に一対のロールを対向して備えるとともに該両ロールを、その対向する方向において進退移動可能に備えたことを特徴とする円筒の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円筒の製造方法およびその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属製の板材から円筒を製造する方法として、ダイスと芯金を使用するプレス加工が知られている。
【０００３】
例えば図５に示すように、一方の成形用の凹部１０１を有する第１のダイス１０２と、他方の成形用の凹部１０３を有する第２のダイス１０４と、前記両凹部１０１，１０３に嵌合する芯金１０５とからなり、前記第１のダイス１０２の凹部１０１を完全な半円よりも大きい円弧のオメガ状に、すなわち凹部１０１における開口端部１０１ａ，１０１ａ間の長さを、凹部１０１の直径よりも短く形成し、前記第２のダイス１０４の凹部１０３を完全な半円よりも小さい円弧に形成して、先ず、第１のダイス１０２の凹部１０１と芯金１０５により図５の実線状の板材１０６を図５の鎖線で示すオメガ状に、すなわち板材１０６の両縁部１０６ａ，１０６ａが互いに内側へ近づいた形状にプレス成形し、次に、第２のダイス１０４の凹部１０３と芯金１０５とにより、前記の板材１０６を完全な円形にプレス成形するようにした製造方法が特開昭６０−２４７４１４号公報に開示されている。
【０００４】
また、この公報に開示された製造方法は、前記のように第１のダイス１０２における凹部１０１の開口端部１０１ａ，１０１ａが完全な半円の場合よりも内側へ突出していることから、成形時に、板材１０６の表面を傷つけるおそれがあるため、その対策として、芯金１０５を楕円形状とし、第１のダイス１０２の開口端部１０１ａ，１０１ａに対する逃げ部１０５ａが芯金１０５に形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の製造方法においては、その第１のダイス１０２における凹部１０１の両開口端部１０１ａが第１のダイス１０２で直接形成されているため、これが成形時に板材１０６の表面を直接擦ることになり、特に、板材１０６が薄板であったり、ステンレス製に比べて柔らかいアルミニウム製の場合には、その板材１０６の表面に傷が生じやすく、これを避けることはできない。
【０００６】
また、図６に示すように、凹部２０１を形成した第１のダイス２０２と凹部２０３を形成した第２のダイス２０４を用い、第１のダイス２０２における凹部２０１の開口端部２０１ａ，２０１ａを滑らかなＲ形状にして前記のような傷の発生を防止することも考えられるが、このようにすると、最終的に第１のダイス２０２と第２のダイス２０４とを合わせたときに前記のＲ形状部に隙間ができ、そこに板材２０６の材料が入り込んで、板材２０６に座屈が生じやすくなるという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、前記の問題を解決する円筒の製造方法およびその製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、断面略半円形の一方の成形用凹部を有するＵ字成形ダイスと、断面略半円形で前記一方の成形用凹部に対向する他方の成形用凹部を有するＯ字成形ダイスと、前記両成形用凹部に嵌合される断面略円形の芯金とを備え、板材を芯金によって前記一方の成形用凹部に嵌合してＵ字状に折曲した後に前記他方の成形用凹部で板材をＯ字状に折曲する円筒の製造方法において、
前記Ｕ字成形ダイスにおける一方の成形用凹部の開口端部にロールを備え、芯金を一方の成形用凹部に嵌合して板材をＵ字状に成形するときには前記ロールを一方の凹部の開口端部よりも内側に配置し、その後に板材を他方の成形用凹部でＯ字状に成形するときには前記ロールを一方の成形用凹部の開口端部よりも外側へ移動させることを特徴とする円筒の製造方法である。
【０００９】
本発明においては、芯金を一方の成形用凹部に嵌合して板材をＵ字状に成形するときには、ロールを一方の成形用凹部における開口端部より内側に配置することにより、板材の表面がロールによって折曲成形され、板材の表面が一方の成形用凹部における開口端部のエッジに当たらない。したがって、前記エッジにより板材の表面に傷が付くことが防止される。
【００１０】
また、前記のように板材をＵ字状に成形した際には、両ロールによって板材の両縁部の間隔が他方の凹部の開口端間隔より狭くなり、板材を両成形用凹部でＯ字状に成形する際には板材の両縁部が他方の凹部にスムーズに案内され、座屈を生じることなく良好に円形に折曲成形される。
【００１１】
請求項２記載の第２の発明は、前記の製造方法に使用する装置で、断面略半円形の一方の成形用凹部を有するＵ字成形ダイスと、断面略半円形で前記一方の成形用凹部に対向する他方の成形用凹部を有するＯ字成形ダイスと、前記両成形用凹部に嵌合される断面略円形の芯金とを備え、板材を芯金によって前記一方の成形用凹部に嵌合してＵ字状に折曲した後に前記他方の成形用凹部で板材をＯ字状に折曲する円筒の製造装置において、
前記Ｕ字成形ダイスにおける一方の成形用凹部の開口端部に一対のロールを対向して備えるとともに該両ロールを、その対向する方向において進退移動可能に備えたことを特徴とする円筒の製造装置である。
【００１２】
本製造装置によれば、前記の製造方法によって前記と同様の作用、効果を発揮できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図１乃至図４に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１において、第１のダイスであるＵ字成形ダイス１の下面側には一方の成形用凹部２が下側を開口して形成されている。該成形用凹部２は断面略半円形、例えば半円、半楕円、半長円等に形成されている。この成形用凹部２は図１の紙面と直交する方向に所定の長さで形成されている。更に、成形用凹部２の開口端部３，４のエッジは面取りされてないピン角に形成されている。更に、該Ｕ字成形ダイス１は昇降駆動手段５により昇降移動するようになっている。
【００１５】
前記Ｕ字成形ダイス１における成形用凹部２の開口端部３，４には、成形用凹部２の軸心に沿った回転軸５，６を中心として回転するロール７，８が対向して配置されているとともに該一対のロール７，８は成形用凹部２の半径方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に進退移動可能に備えられており、該一対のロール７，８が開口端部３，４から内側へ若干突出したり、外側へ遠ざかるようになっている。更に、前記一対のロール７，８は前記Ｕ字成形ダイス１と一体的に昇降するとともに前記矢印Ａ−Ｂ方向に移動可能に設けられた可動カム９，１０に備えられており、該可動カム９，１０がバネなどの付勢手段１１，１２により矢印Ａ方向に付勢されてストッパ１３，１４に当接することにより、一対のロール７，８を前記のように開口端部３，４から内側へ若干突出した位置に保持し、また、成形工程の所定の時期に、後述する固定カム１８により可動カム９，１０が外方へ後退することにより一対のロール７，８が開口端部３，４から外側へ遠ざかるようになっている。
【００１６】
前記ロール７，８を備えたＵ字成形ダイス１の下部には、板材２３を略水平に載置する板材保持部材１５が配置されており、該板材保持部材１５は前記Ｕ字成形ダイス１とともに昇降するように備えられている。更に、該板材保持部材１５には、板材２３の端部を当接して位置決めするストッパ（加工基準）１５ａが形成されている。
【００１７】
前記Ｕ字成形ダイス１の下部には、成形用凹部２の軸心を通る垂線上に軸心を有する芯金１６がノックアウト１７により支持されている。該芯金１６の断面形状は、前記成形用凹部２に嵌合して板材２３を円形に折曲成形できる形状に形成されており、例えば長円、楕円、円等に形成されている。図の実施例では、円形断面の両側に逃げ用の切欠部１６ａを形成した略小判型に形成されている。更に、前記ノックアウト１７は固定カム１８に昇降可能に支持されており、該ノックアウト１７とともに芯金１６が昇降移動するようになっている。
【００１８】
前記芯金１６の下部には第２のダイスであるＯ字成形ダイス１９が固定カム１８に固定されて設けられており、該Ｏ字成形ダイス１９の上面側には他方の成形用凹部２０が上側を開口し、前記一方の成形用凹部２と対向して形成されている。該成形用凹部２０は断面略半円形、例えば半円、半楕円、半長円等に形成され、その中心が前記Ｕ字成形ダイス１の成形用凹部２の中心と同一垂線上に位置している。更に、該Ｏ字成形ダイス１９における成形用凹部２０の開口端部２１，２２の開口径は前記Ｕ字成形ダイス１における成形用凹部２の開口端部３，４の開口径と同一に設定されている。
【００１９】
次に前記実施例による円筒の製造方法について説明する。
【００２０】
先ず、図１に示すように、Ｕ字成形ダイス１と、可動カム９，１０と、板材保持部材１５が上昇した状態であって、一対のロール７，８が成形用凹部２の開口端部３，４から内側へ突出している状態において、ステンレス、アルミニウム等の金属製の板材２３を板材保持部材１５上に載置し、かつ、その一端を板材保持部材１５のストッパ１５ａに当接して所定の位置に配置する。
【００２１】
次に、図１の状態から、Ｕ字成形ダイス１と、可動カム９，１０と、板材保持部材１５を下動する。
【００２２】
この下動により、板材２３の中央が芯金１６の上端に当たり、更に下動すると、板材２３が一対のロール７，８に当って該一対のロール７，８により板材２３の両縁部が下方へ折曲される。そして、更にＵ字成形ダイス１が下動して芯金１６が図２に示すように成形用凹部２内に嵌合すると、一対のロール７，８が成形用凹部２における開口端部３，４よりも内側に突出していることにより、板材２３は、その両縁部２３ａ，２３ｂの間隔Ｌ１が、両ダイス１，１９における両成形用凹部２，２０の開口端部間隔Ｌ２よりも狭くなる断面略Ｕ字状（オメガ状）に折曲させる。そのため、図２の状態から更にＵ字成形ダイス１が下動する際に、板材２３の両縁部２３ａ，２３ｂがＯ字成形ダイス１９における成形用凹部２０内にスムーズに案内される。
【００２３】
なお、前記の折曲時において、板材２３により両ロール７，８を矢印Ｂ方向へ押す力が作用するが、この力よりも付勢手段１１，１２のＡ方向への付勢力が大きく設定されており、両ロール７，８のＢ方向への移動は阻止されている。
【００２４】
また、上記のように板材２３が折曲される際には、板材２３の表面がＵ字成形ダイス１における成形用凹部２のエッジ状の開口端部３，４に当ることなく、ロール７，８で折曲されることから、板材２３の表面に傷が発生しない。
【００２５】
次に、図２の状態から更にＵ字成形ダイス１、可動カム９，１０、板材保持部材１５を下動させると、図３に示すように、先ず可動カム９，１０のカム面９ａ，１０ａと固定カム１８のカム面１８ａにより、付勢手段１１，１２に抗して可動カム９，１０が矢印Ｂ方向に移動して両ロール７，８がＵ字成形ダイス１とＯ字成形ダイス１９の相互の当接部から遠ざかる外側へ移動退避した後、芯金１６がＵ字成形ダイス１における成形用凹部２内に最終的に嵌合するとともにＵ字成形ダイス１とＯ字成形ダイス１９が当接する。この過程において、Ｕ字成形ダイス１がＯ字成形ダイス１９に近接すると、板材２３の両縁部２３ａ，２３ｂ間が前記のように狭く折曲されていることにより、両縁部２３ａ，２３ｂ間がＯ字成形ダイス１９の成形用凹部２０にスムーズに案内され、かつ、Ｏ字成形ダイス１９の成形用凹部２０の面により板材２３の両側部が座屈を生じることなく芯金１６の下半面にスムーズに巻き込まれて折曲形成され、Ｕ字成形ダイス１がＯ字成形ダイス１９に当接すると、板材２３の両縁部２３ａ，２３ａが相互に当接して所定形状に湾曲した円筒が成形される。
【００２６】
次に、図４に示すようにＵ字成形ダイス１、可動カム９，１０、板材保持手段１５を上昇退避させるとともに芯金１６をＯ字成形ダイス１９の成形用凹部２０から離間し、板材２３を芯金１６から抜き外す。これにより、所定形状の円筒が得られる。
【００２７】
なお、前記のロール７，８の移動手段は前記実施例のようなカム機構に限るものではなく、その他、シリンダ等、何でもよい。
【００２８】
また、前記実施例ではＵ字成形ダイス１側を昇降移動させるようにしたが、Ｏ字成形ダイス１９側を昇降移動させてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のようであるから、本発明によれば、板材から成形される円筒の表面に傷を発生させることなく、かつ、その板材に座屈を生じることなく円筒を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す装置の断面図で、板材の加工前の状態を示す。
【図２】図１の状態から板材をＵ字状に成形した状態を示す断面図。
【図３】図２の状態から板材をＯ字状に成形した状態を示す断面図。
【図４】図３の状態から両ダイスを離間した状態を示す断面図。
【図５】従来の技術を示す断面図。
【図６】他の従来の技術を示す断面図。
【符号の説明】
１　　　　Ｕ字成形ダイス
２　　　　一方の成形用凹部
３，４　　凹部の開口端部
７，８　　ロール
１５　　　ワーク保持部材
１６　　　芯金
１９　　　Ｏ字成形ダイス
２０　　　他方の成形用凹部
２３　　　板材
２３ａ，２３ｂ　　両縁部
【図１】
2004025224.tif 000003
【図２】
2004025224.tif 000004
【図３】
2004025224.tif 000005
【図４】
2004025224.tif 000006
【図５】
2004025224.tif 000007
【図６】
2004025224.tif 000008