(57)【要約】【課題】本発明は、長尺の被加工部材を回転成形ロールで成形可能であり、且つ、全高を低く構成できるスピニング加工装置を提供する。【解決手段】加工装置は、マンドレル７の上部には被加工部材Ｓを取出し可能な空間が形成してあると共に、心押体駆動装置６Ａは被加工物Ｓをマンドレル７から取出し可能な位置に心押体５Ａを被加工部材Ｓから離反可能に横移動可能になっている。【選択図】        図４
2005034861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工部材を回転駆動する被加工物回転駆動手段と、
被加工部材を成形する成形ロールを回転自在に支持するロールヘッドと、
成形ロールを昇降可能な昇降台駆動装置と、
被加工部材を押し付けるために昇降可能な心押体駆動装置に備える心押体と、
主軸に取付けのマンドレルと、を備える加工装置であって、
前記マンドレルの上部には被加工部材を取出し可能な空間を形成し、且つ、被加工物をマンドレルから取出し可能な位置に、前記心押体を被加工部材から離反可能に前記心押体駆動装置を移動可能であることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
被加工部材を回転駆動する被加工物回転駆動手段と、
被加工部材を成形する成形ロールを回転自在に支持するロールヘッドと、
成形ロールと昇降台を昇降可能にする昇降台駆動装置と、
被加工部材を押し付けるために昇降可能な心押体駆動装置に備える心押体と、
主軸に取付けのマンドレルと、を備える加工装置であって、
被加工部材を挟着可能な挟着装置を昇降台に載置することを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工装置に関し、特に、回転している長尺の被加工部材に、回転している成形ロールを押し付けて、長尺の被加工部材を成形するスピニング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスピニング加工装置の主要部の概要について、図５を参照して説明する。
一般的に、固定軸線上に心押体５と主軸（あるいは、主軸に固定されたマンドレル）２に挟持され、主軸駆動モータ４によって、軸線を中心に回転する、金属等の被加工部材に対し、心押体駆動装置６に備える心押体５で被加工部材を押える。そして、成形工具としての成形ロール６０ａ、６０ｂ、６０ｃを軸線とほぼ垂直な方向から押し付けながら被加工部材の軸線方向に移動させて、被加工部材の外形を成形するスピニング加工装置が知られている。
【０００３】
このスピニング加工装置に備えてある成形ロール６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、昇降可能な昇降台２０に載置固定してある。そして、前記成形ロール６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、ロールヘッド７０ａ、７０ｂ、７０ｃによって回転可能に支持されており、駆動装置６２ａ、６２ｂ、６２ｃによって進退動し、被加工部材をほとんど削ることなく組成（肉）を移動させて加工する。
そして、被加工部材の加工が終了すると、心押体駆動装置６に備える心押体５を上昇させると共に、主軸２内に設けてある副軸１０２ａを副昇降シリンダ１０２を介して上昇させて、被加工部材をマンドレル７から取出す。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−７１５２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記被加工部材は種々の形状に成形され、スピニング加工装置はそれらの形状に対応可能になっている。
しかし、加工された被加工部材の長さは、前記心押体５の長さと副軸１０２ａの長さに関係すると共に、加工装置の全高に影響を及ぼす。即ち、長い被加工部材を加工するためには、マンドレル７から加工済みの被加工部材を取り除くために、心押体５と副軸１０２ａのストロークが長くならざるを得ないので、従来の加工装置で、長尺の被加工部材を加工するには、背丈の高い加工装置になる。
そこで、本発明は、加工された被加工部材の長さが長くても、背丈の高くならない加工装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の加工装置は、被加工部材を回転駆動する被加工物回転駆動手段と、被加工部材を成形する成形ロールを回転自在に支持するロールヘッドと、成形ロールを昇降可能な昇降台駆動装置と、被加工部材を押し付けるために昇降可能な心押体駆動装置に備える心押体と、主軸に取付けのマンドレルとを備えている。
そして、マンドレルの上部には被加工部材を取出し可能な空間が形成してあると共に、心押体駆動装置は被加工物をマンドレルから取出し可能な位置に心押体を被加工部材から離反可能に横移動可能になっている。
この横移動可能な心押体駆動装置によって、心押体を被加工部材から離脱するためのストローク長はごく僅かでよい。その結果、心押体駆動装置の全長は短くてよく、加工装置の全高を低くすることができる。
【０００７】
又、請求項２の加工装置は、被加工部材を回転駆動する被加工物回転駆動手段と、被加工部材を成形する成形ロールを回転自在に支持するロールヘッドと、成形ロールと昇降台を昇降可能にする昇降台駆動装置と、被加工部材を押し付けるために昇降可能な心押体駆動装置に備える心押体と、主軸に取付けのマンドレルとを備えている。
そして、昇降する昇降台に被加工部材を挟着可能な挟着装置を載置固定してある。そのため、加工後の被加工部材をマンドレルから取り出すにあたって、先ず、挟着装置で被加工部材を挟着し、昇降台を上昇させる。その後、被加工部材の挟着を外すことによって、被加工部材をマンドレルから取り外すことができる。その結果、副軸（図５、１０２ａ）が不要となり、基台の高さを高くする必要がなく、加工装置の全高を低くすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１はスピニング加工装置の概略正面図、図２は図１のＡ矢視方向から見たスピニング加工装置の断面図であり、図３は、図２のＢ矢視方向から見たロールヘッド７０ａ、成形ロール６０ａ、駆動装置６２ａの断面図である。又、図４は本発明の要部である心押体駆動装置６Ａ、心押体５Ａ、マンドレル７等であり、従来の心押体駆動装置６、心押体５、マンドレル７等に替るものである。
スピニング加工装置は、基台１０を備え、基台１０にはコラム１３２、１３３が直立状態で固定されており、コラム１３２、１３３の上端には上部機体４０が固定されている。
【０００９】
成形ロール６０ａ、６０ｂ、６０ｃはロールヘッド７０ａ、７０ｂ、７０ｃに回転自在に取り付けられていて、これら成形ロール６０ａ、６０ｂ、６０ｃとロールヘッド７０ａ、７０ｂ、７０ｃは昇降台２０に取りつけられている。
この昇降台２０は、ベアリングブロックを備え、コラム１３２、１３３に設けられた各一対のリニアガイド１３２ａ、１３３ａに沿って、上下方向に移動可能に取り付けられていて、昇降台駆動装置２５で昇降する。
【００１０】
基台１０には、主軸駆動モータ４が設けられ、主軸駆動モータ４は、ベルト等にて回転を伝達させて、主軸ヘッド３に回転支持された主軸２を回転させる。
尚、この主軸駆動モータ４が被加工部材Ｓを回転駆動する被加工物回転駆動手段である。
【００１１】
上部機体４０には、移動可能な心押体駆動装置６Ａが設けてあり、この心押体駆動装置６Ａは基板１０５に載置固定されていて、この基板１０５の左右前後には４箇の車輪１０６が取り付けてある。
そして、この車輪１０６は前記上部機体４０の上に敷設の下レール１０８ａに載置して移動可能である。そして、心押体５Ａは前記車輪１０６を介して、被加工部材を加工中は、心押体５Ａが被加工部材を押圧可能な位置にセットされ、加工された被加工部材をマンドレル７から取出す場合には、マンドレル７に邪魔にならない位置に移動する。
【００１２】
又、前記車輪１０６の上には、前記下レール１０８ａと平行に上レール１０８ｂが施設してあると共に、この上レール１０８ｂは下レール１０８ａと連結してある。そして、この上レール１０８ｂは、被加工部材Ｓを加工中には前記心押体駆動装置６Ａを介して心押体５Ａは被加工部材Ｓを押圧し、この押圧に伴う反力を支持する。
又、前記基板１０５の右側には、前記基板１０５（心押体駆動装置６Ａ）を移動（左右動）させるための左右動駆動装置（例えば、シリンダ）１０９が上部機体４０に固定してある。
尚、前記基板１０５（心押体駆動装置６Ａ）を左右に案内する構成には、前記シリンダの他、自走モータを介して移動可能に構成したり等種々の方式がある。また、心押体駆動装置６Ａを左右に案内する手段として、リニアガイド等で構成した等、種々の方式がある。
【００１３】
又、前記心押体駆動装置６Ａは、例えば、モータ、ポンプ、リザーバ及び心押体送りシリンダからなるハイブリッドアクチュエータユニットで構成され、心押体５Ａを上下方向に移動させ、この心押体駆動装置６Ａが押し付け手段である。尚、前記マンドレル７の上部には、心押体５Ａを移動させたとき、被加工部材Ｓを取出し可能な空間Ｐが形成される（図４（Ｂ）参照）。
被加工部材Ｓは、主軸２（あるいは主軸２に固定されたマンドレル７）と、下方向に移動した心押体５Ａの間に、任意の力で挟持され固定される。また、心押体５Ａは、例えば、スラスト軸受け機構５ａを介して心押体送りシリンダに対して回転可能に支持され、主軸２が回転すると、主軸２との間に挟持する被加工部材Ｓと共に心押体５Ａも連動して回転するように構成されている。
【００１４】
また、上部機体４０には、同期駆動される一対の昇降台駆動装置２５が設けられており、各昇降台駆動装置２５は、例えば、モータ、ポンプ、リザーバ及び昇降台送りシリンダからなるハイブリッドアクチュエータユニットで構成され、昇降台２０を上下方向に移動させる。
この昇降台２０は、例えば、平面略三角形であり、中心部に心押体５Ａと主軸２（あるいは主軸２に固定されたマンドレル７）で挟持された被加工部材Ｓを通す孔２７が設けられている。昇降台２０の平面略三角形の各頂点には、ロールヘッド７０ａ、７０ｂ、７０ｃが、昇降台２０に対して心押体５の方向（略三角形の重心の方向）に進退送り可能に取り付けられている。
【００１５】
また、昇降台２０には、各ロールヘッド７０ａ、７０ｂ、７０ｃを進退送り可能に、駆動装置６２ａ、６２ｂ、６２ｃが設けられている。
各駆動装置６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ）は、例えば、ハイブリッドアクチュエータユニットであり、図３で代表して例示するように、モータ６３（６３ａ）、ポンプ６４（６４ａ）、リザーバ７１（７１ａ）、油圧シリンダ６５（６５ａ）から構成され、モータ６３ａの駆動力でポンプ６４ａを駆動し、油圧シリンダ６５ａの前後室内への圧油の給排を制御して、成形ロール６０（６０ａ）を備えたロールヘッド７０（７０ａ）を進退送りする。
各ロールヘッド７０（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ）は、ガイドレール６６を備え、昇降台２０に備えられたベアリングブロックに案内され、移動（進退）可能に構成されている。
【００１６】
前記昇降台２０には、前記成形ロール６０で加工された被加工部材Ｓを挟着する挟着装置が取り付けてあり、この挟着装置は被加工部材Ｓの両側に設置のシリンダ２００で構成する。
そして、この挟着装置は後記で詳述する制御手段１００で制御され、被加工部材Ｓを挟着した状態で、昇降台２０を上昇させることによって、被加工部材Ｓをマンドレル７から取り出す。
尚、この加工装置は、左右動駆動装置１０９によって心押体５Ａ（心押体駆動装置６Ａ）を横移動させることが可能に構成してあるので、マンドレル７の直上に空間Ｐができる。このため、この空間Ｐに、マンドレル７から取出した被加工物Ｓを取出しできる。
【００１７】
制御手段１００は、スピニング加工装置の起動／停止を操作するためのスイッチ及び加工条件を設定あるいは入力する入力手段等が設けられている。また、制御手段１００は、主軸回転信号、ロール回転信号等が入力され、主軸駆動モータ４、駆動装置６２、前記挟着装置等を制御する。
尚、詳細図示を省略したが、前述した心押体駆動装置６Ａ及び各昇降台駆動装置２５を構成するハイブリッドアクチュエータユニットも図３に示すそれと略同一の構成となっているので説明を略す。
【００１８】
次に、図４（Ａ〜Ｃ）を参照して、本発明の要部である心押体駆動装置６Ａ、心押体５Ａ、マンドレル７等で構成のスピニング加工装置で、長尺な被加工部材Ｓを加工する例について説明する。
図４（Ａ）は、被加工部材Ｓの加工前であり、主軸２に固定の筒状のマンドレル７に被加工部材Ｓをセットして、心押体駆動装置６Ａによって心押体５Ａを下方向に移動させ、主軸２に固定されたマンドレル７と、任意の力で挟持可能な心押体５Ａとの間に被加工部材Ｓを挟持し固定する。尚、挟着装置（シリンダ２００）は、被加工部材Ｓを挟着しない状態である。
【００１９】
次に、制御手段１００によって、粗成形ロール６０、精密成形ロール６０で被加工部材Ｓを加工する。
即ち、粗成形用のロール（例えば、６０ｂ）を、主軸２及びマンドレル７の回転方向と連れ廻りの方向に回転させながら、被加工部材Ｓの回転軸線とほば垂直な方向から押し付けると共に、当該回転軸線とほぼ平行な方向に移動させる。
【００２０】
次に、精成形用のロール（例えば、６０ａ）を、主軸２及びマンドレル７の回転方向と連れ廻りの方向に回転させながら、被加工部材Ｓの回転軸線とほば垂直な方向から押し付けると共に、当該回転軸線とほぼ平行な方向に移動させる。
そして、内側が精度よく仕上げられたカップ状部材に加工する。
【００２１】
次に、図４（Ｂ）に示すように、前記加工した被加工部材Ｓをマンドレル７から取り出すために、先ず、挟着装置（シリンダ２００）で被加工部材Ｓを挟着する。そして、心押体駆動装置６Ａによって、心押体５Ａを被加工部材Ｓの上面から僅かに上昇させて、被加工部材Ｓの上面から離反状態にする。
次に、左右動駆動装置１０９によって、心押体５Ａ（心押体駆動装置６Ａ）を、被加工物Ｓがマンドレル７から取出し可能な位置に横移動させる。
この心押体５Ａを横移動させるので、マンドレル７の直上部には空間Ｐが形成される。尚、この空間Ｐは加工された被加工物Ｓをマンドレル７から取出し可能な大きさ（高さ）である。
【００２２】
この様に、心押体５Ａ（心押体駆動装置６Ａ）が横移動可能に構成することによって、心押体５Ａのストロークは、心押体５Ａと被加工部材Ｓの上面から僅かに上昇する距離でよいので、心押体駆動装置６Ａのストローク（ロッド）の長さを短くすることができる。
即ち、心押体５Ａ（心押体駆動装置６Ａ）を横移動させるので、従来と異なり、心押体５Ａのストロークは、被加工部材Ｓの長さではなく、単に、心押体５Ａが被加工部材Ｓの上面から離反可能な距離でよい。その結果、スピニング加工装置の全高は低くすることができると共に、短時間で心押体５Ａを横移動できるので、加工後の被加工部材Ｓの取出しに要する時間を短くすることができる。
【００２３】
次に、図４（Ｃ）に示すように、被加工部材Ｓをマンドレル７から取出すために、昇降台２０を上昇させると、被加工部材Ｓは挟着装置（シリンダ２００）で挟着された状態で、マンドレル７から取り外し、直上の位置になる。
その後、その場で、作業員がフットスイッチ等で、挟着装置（シリンダ２００）を解除して被加工部材Ｓの挟着を外し、被加工部材Ｓを取り出すか、
或は、前記挟着装置（シリンダ２００）を前後動可能に構成しておき、加工後に挟着装置（シリンダ２００）を被加工部材Ｓの挟着位置まで移動し、その後、作業員がフットスイッチ等で、挟着装置（シリンダ２００）を解除して被加工部材Ｓの挟着を外し、被加工部材Ｓを取り出す、
或は、前記挟着装置（シリンダ２００）を前後動可能に構成しておき、加工後に挟着装置（シリンダ２００）を被加工部材Ｓの挟着位置まで移動し、その後、所定位置まで挟着装置（シリンダ２００）を移動させ、その後、作業員がフットスイッチ等で、挟着装置（シリンダ２００）を解除して被加工部材Ｓの挟着を外し、被加工部材Ｓを取り出す。
【００２４】
以上のように、昇降台２０の上昇に伴って、被加工部材Ｓをマンドレル７から取り出すことができるので、従来、ほぼ、心押体５Ａを上昇させる時間で被加工部材Ｓをマンドレル７から取り外すことができるので、被加工物をセットしてから加工された被加工物を取り出すまでの時間短縮を図ることができる。
又、主軸２内の副軸１０２ａを介して、被加工部材Ｓをマンドレル７から取り出す必要がないので、マンドレル７の下部に副軸１０２ａを昇降させるシリンダを設置しなくてよいため、加工装置の高さを低く構成できる。
尚、この被加工部材Ｓの取り出しが終了後には、前記と逆の工程を実施して、新たな被加工部材Ｓをセットして加工を行う。
【００２５】
尚、前記の実施の形態では、１台の機械に横移動可能な心押体駆動装置と昇降台に載置固定された被加工部材を挟着可能な挟着装置との両方を備えた例について説明したが、本願の発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
例えば、その他の構成として、１台の機械に横移動可能な心押体駆動装置のみを備え、被加工部材の取出しは従来のように副軸を用いて行うように構成しても、加工装置の全高を低くすることができる。
又、その他の例として、１台の機械に昇降台に載置固定された被加工部材を挟着可能な挟着装置のみを備え、心押体駆動装置は横移動することなく心押体を従来のように上昇させるように構成しても、加工装置の全高を低くすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の加工装置は、マンドレルの上部には被加工部材を取出し可能な空間が形成してあると共に、心押体駆動装置は被加工物をマンドレルから取出し可能な位置に心押体を被加工部材から離反可能に横移動可能になっているので、心押体を被加工部材から離脱するためのストローク長は極く僅かでよい。そのため、心押体駆動装置のストロークは短くてよく、加工装置の全高を低くすることができる。
又、請求項２の加工装置は、被加工部材の加工が終了すると、被加工部材をマンドレルから取り出すにあたって、先ず、挟着装置で被加工部材を挟着し、昇降台を上昇させることによって、被加工部材はマンドレルから取り外すことができるので、従来のような副軸が不要となり、加工装置の全高を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加工装置の概略正面図である。
【図２】図１のＡ矢視方向から見た加工装置の断面図である。
【図３】図２のＢ矢視方向から見たロールヘッド７０ａ、成形ロール６０ａ、駆動装置６２ａの断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、加工後の被加工部材Ｓを取り出す作用図である。
【図５】従来の加工装置の概略正面図である。
【符号の説明】
２  主軸
４  主軸駆動モータ
５Ａ  心押体
６Ａ  心押体駆動装置
７  マンドレル
Ｓ  被加工部材
【図１】
2005034861.tif 000003
【図２】
2005034861.tif 000004
【図３】
2005034861.tif 000005
【図４】
2005034861.tif 000006
【図５】
2005034861.tif 000007