(57)【要約】【課題】スピニング加工により縮径された管端部を切断して生じるスクラップを確実に係止するとともにシュート内に確実に落下させ、スクラップの排出性に優れるスピニング加工におけるスクラップの排出装置を提供することを目的とする。【解決手段】金属管からなるワークＷの端部を縮径加工するスピニングローラ９と、スピニングローラ９付近に備えられ縮径加工された縮径部Ｗ１の端部を切断するカッター１２と、切断されたスクラップを係止するガイド棒１９と、ガイド棒１９からスクラップＳを払い落とす払い落とし手段１６とを有するスピニング加工におけるスクラップＳの排出装置において、径方向に開閉可能な係止部材２１を、ガイド棒１９に備える。【選択図】図５
2009039782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管からなるワークの端部を縮径加工するスピニングローラと、
該スピニングローラ付近に備えられ縮径加工された縮径部の端部を切断するカッターと、
切断されたスクラップを係止するガイド棒と、
該ガイド棒からスクラップを払い落とす払い落とし手段と、
を有するスピニング加工におけるスクラップの排出装置において、
径方向に開閉可能な係止部材を、前記ガイド棒に備えることを特徴とするスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
【請求項２】
前記係止部材は、閉方向に凹んだカッター逃げ部と、開方向に突出した爪部を備えることを特徴とする請求項１に記載のスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
【請求項３】
前記カッター逃げ部は、切断時において前記縮径部の軸芯方向に前記ワーク側に向けて先細状となることを特徴とする請求項２に記載のスピニング加工におけるスクラップの排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、スピニング加工におけるスクラップの排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  金属製の管における管端に縮径部を形成するスピニング加工において、縮径部の板厚や形状の精度を確保するために、予めスピニング加工により製品の縮径部長さよりも長く縮径部を形成しておき、その後、縮径部の管端から一定長さの内側を切断して、製品を得る場合がある。特に、管軸に対し偏芯や傾斜する縮径部をスピニング加工により形成する場合、管端形状が不安定になりがちであり、管端の切断を行う必要がある。【０００３】  前記のように切断を行うとスクラップ（リング状の管端）が生じるが、このスクラップを飛ばないように保持して管から離間し、所定の位置で排出可能なスクラップの排出装置が、特許文献１に提案されている。この排出装置は、縮径部内に進退可能に備えられスクラップを係止するガイド棒と、ガイド棒からスクラップを払い落とす払い落とし手段とを備えており、スクラップが払い落とし手段に当接してガイド棒より落下する位置までガイド棒を後退させることにより、スクラップを所定位置に設けたシュート内に落下させて排出する装置である。【０００４】  しかしながら、特許文献１に記載の排出装置では、縮径部に対し公転するカッターで縮径部を切断するため、スクラップにガイド棒を回転中心とする回転力および遠心力が付与され、スクラップは複雑な挙動で回転し、ガイド棒から飛び出して（抜けて）しまうおそれがある。【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は上記問題に鑑み、スピニング加工により縮径された管端部を切断して生じるスクラップを確実に係止するとともにシュート内に確実に落下させ、スクラップの排出性に優れるスピニング加工におけるスクラップの排出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記課題を解決するために、１番目の発明では、金属管からなるワークの端部を縮径加工するスピニングローラと、スピニングローラ付近に備えられ縮径加工された縮径部の端部を切断するカッターと、切断されたスクラップを係止するガイド棒と、ガイド棒からスクラップを払い落とす払い落とし手段とを有するスピニング加工におけるスクラップの排出装置において、径方向に開閉可能な係止部材をガイド棒に備えた。【０００８】  ２番目の発明では、１番目の発明において、係止部材は、閉方向に凹んだカッター逃げ部と、開方向に突出した爪部を備える。【０００９】  ３番目の発明では、２番目の発明において、カッター逃げ部は切断時において縮径部の軸芯方向にワーク側に向けて先細状とする。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、径方向に開閉可能な係止部材をガイド棒に備えることで、スクラップをガイド棒に確実に係止することができ、スクラップの排出性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１乃至図１２に示す実施形態に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】  図１は、本発明の第１の実施形態に係るスピニング加工におけるスクラップの排出装置を示すものである。【００１３】  ベース１上には、ワーククランプ部２とロールヘッド駆動部３とが、それぞれの軸芯Ｘ１とＸ２を同軸にして配置されている。【００１４】  ワーククランプ部２は、ワークＷを把持して固定するクランプ４を備え、図示しない駆動手段によりベース１に対し矢印Ｙ方向へ往復移動可能、かつ、鉛直軸Ｚを中心として回転可能にベース１上に載置されている。【００１５】  ロールヘッド駆動部３は、ケース５とロールヘッド６を備え、図示しない駆動手段によりベース１に対し矢印Ｘ方向に往復移動可能にベース１上に載置されている。そして、ロールヘッド６の主軸７は、ケース５内を貫通して回転可能に支持されており、回転駆動手段であるモータ８によりプーリ９を介して一方向に回転されるようになっている。【００１６】  そして、ロールヘッド６には、スピニングローラ９が配置されており、スピニングローラ９は、その支軸１０を中心に自転可能に設けられている。支軸１０は支持部材１１に支持され、支持部材１１は図示しない駆動手段により軸芯Ｘ２と直交する径方向に移動可能に設けられている。【００１７】  また、ロールヘッド６には、カッター１２が配置されており、カッター１２は、その支軸１３を中心に自転可能に設けられている。支軸１３は支持部材１４に支持され、支持部材１４は図示しない駆動手段により軸芯Ｘ２と直交する径方向に移動可能に設けられている。【００１８】  ロールヘッド６及び主軸７には、軸芯Ｘ２と同軸の貫通孔１５が形成されており、この貫通孔１５内にスクラップ払い落とし部材１６が、ベアリング軸受１７を介して軸芯Ｘ２方向へシリンダ１８の作動により進退可能に貫通配置されている。【００１９】  また、スクラップ払い落とし部材１６内には、軸芯Ｘ２と同軸のガイド棒１９が軸芯Ｘ２方向へシリンダ２０の作動により進退可能に貫通配置されている。【００２０】  ガイド棒１９は、その先部に開閉可能な係止部材２１を備えており、係止部材２１には、縮径部の切断時にカッター１２が当たらないよう閉方向（軸芯Ｘ２への求心方向）に凹んだカッター逃げ部２１ａと、スクラップが係止部材から飛び出さないよう開方向（軸芯Ｘ２から離反方向）に突出した爪部２１ｂが形成されている。そして、係止部材２１の開閉はリンク機構を用いており、図３に示すように、係止部材２１が閉じた状態から、図４に示すように、シリンダ２２（図１参照）を作動させガイド棒１９内に貫通配置される係止部材開閉ロッド２３を矢印Ａ方向に移動させると、係止部材開閉ロッド２３に係合された係合部２１ｃが矢印Ａ方向に移動するとともに係止部材２１が支点２１ｄを中心に回動し径方向に開く。【００２１】  次に、本実施形態の装置によるスピニング加工及びワークの切断を、図２乃至図８を参照して説明する。【００２２】  先ず、図２を参照して、クランプ４により挟持固定された金属管からなるワークＷの軸芯Ｘ１とロールヘッド６の軸芯Ｘ２を同軸に配置する。そして、モータ８（図１参照）を駆動してロールヘッド６を一方向へ回転させ、スピニングローラ９を軸芯Ｘ２周りに回転（公転）させる。この回転��ともに図示しない駆動手段によりロールヘッド６を軸芯Ｘ１，Ｘ２に沿って矢印Ａ−Ｂ方向に進退移動させる。これと協調し、図示しない駆動手段によりスピニングローラ９を軸芯Ｘ２と直交する半径方向Ｃ−Ｄへ往復移動させる。これにより、スピニングローラ９がワークＷの端部外周面を押圧し、ワークＷの端部に縮径部Ｗ１が形成される。このスピニング加工時においては、カッター１２，スクラップ払い落とし部材１６，ガイド棒１９は、図２に示すように、退避させておく。尚、上記ロールヘッド６の進退移動及びスピニングローラ９の往復移動を１回の移動により縮径部Ｗ１を形成してもよいし、複数回の移動により逐次的に形成してもよい。【００２３】  次に、図３を参照して、上記ロールヘッド６を回転させた状態において、図示しない駆動手段によりスピニングローラ９を半径方向Ｄに退避させる。また、シリンダ２０（図１参照）を作動させガイド棒１９を縮径部Ｗ１内に挿入する。【００２４】  次に、図４を参照して、上記ロールヘッド６を回転させた状態において、シリンダ２２（図１参照）を作動させ係止部材開閉ロッド２３を矢印Ａ方向に前進させると、ガイド棒１９の先部に備えられた係止部材２１が回動し、その爪部２１ｂが縮径部Ｗ１の内周面に当接するまで、縮径部Ｗ１内にて径方向に開く。【００２５】  次に、軸芯Ｘ２周りに回転（公転）するカッター１２を、軸芯Ｘ２と直交する矢印Ｃ方向（縮径部Ｗ１に近接する方向）へ図示しない駆動手段により移動させ縮径部Ｗ１の外周面に押し付け、図５に示すように、縮径部Ｗ１の端部を切断する。この切断は、カッター１２の刃先が係止部材２１に形成されたカッター逃げ部２１ａに存在して行われるため、カッター１２と係止部材２１が干渉することなく切断が良好に行える。【００２６】  そして、切断によって生じる環状のスクラップＳは切断時に回転力や遠心力が付与され三次元的に複雑な挙動で回転するが、係止部材２１が径方向に開いていることによりスクラップＳの内径と係止部材２１の外径との径差がほとんどないため、早期にその挙動が抑えられ、スクラップＳが係止部材２１から飛び出すことなくカッター逃げ部２１ａに係止される。【００２７】  また、図５に示すように、切断時においてカッター逃げ部２１ａを縮径部Ｗ１の軸芯Ｘ１方向にワークＷに向けて先細状に設定すると、重力によってスクラップＳがカッター１２と離反方向に傾くため、スクラップＳがカッター１２と切断後の縮径部の端部との間に噛み込むという不具合を抑制することができる。逆に、カッター逃げ部２１ａをワークＷに向けて先太状に設定すると噛み込みが生じ易くなるので、カッター逃げ部２１ａを前記のように先細状、もしくは、少なくとも軸芯Ｘ１と平行とするのがよい。【００２８】  次に、図６を参照して、上記ロールヘッド６の回転を停止させ、図示しない駆動手段によりワーククランプ部２を軸芯Ｘ１に沿って矢印Ａ方向に退避させるとともに、スクラップ払い落とし部材１６とガイド棒１９を一体的に矢印Ａ方向に前進させる。これにより、ガイド棒１９が縮径部Ｗ１から離間される。また、スクラップＳを後述するシュート内に自重により落下させる際、スクラップＳが縮径部Ｗ１やスピニングローラ６やカッ��ー１２に干渉せずシュート内にスムーズに落下するようになる。尚、ガイド棒１９が縮径部Ｗ１から離間されると、縮径部Ｗ１の内周面によって開き量が規制されていた爪部２１ｂが解放されて更に径方向に開き、スクラップＳをよりいっそう確実に係止することができる。【００２９】  次に、図７を参照して、スクラップＳの落下点にシュート２４を配置する。そして、シリンダ２２（図１参照）を作動させ係止部材開閉ロッド２３を矢印Ｂ方向に後退させると、係止部材２１が回動し径方向に閉じる。【００３０】  次に、図８を参照して、シリンダ２０（図１参照）を作動させガイド棒１９を矢印Ｂ方向に後退させると、スクラップＳが、スクラップ払い落とし部材１６に当たってガイド棒１９から抜けてシュート２４内に自重により落下する。その後、シュート２４を退避させ、手やロボット等でスクラップＳを取り出す。あるいは、シュート２４を傾斜させ、スクラップを転動させて取り出してもよい。【００３１】  本実施形態によれば、係止部材２１を径方向に開くことによりスクラップＳの挙動を早期に抑え、また、爪部２１ｂがスクラップＳの飛び出しを確実に防止するストッパとして作用するため、スクラップをガイド棒に確実に保持することができ、スクラップの排出性に優れる。【００３２】  前記スクラップの排出後、更にワークＷを左右反転させ、未加工の管端部に対し前記と同様にスピニング加工と切断を行い、スクラップを前記と同様に排出してもよい。【００３３】  本実施形態では、ワークＷ内に内臓物２５を内装した状態でスピニング加工を行っている。この例として、内臓物２５を自動車の排気ガス浄化用の触媒担体やパティキュレートフィルタとし、これに緩衝材２６を巻回してワークＷ内に圧入しておいて、ワークＷの両端部を縮径及び切断する場合の適用例である。
【実施例２】
【００３４】  図９は、本発明の第２の実施形態に係るスピニング加工におけるスクラップの排出装置を示すものである。尚、第１の実施形態と同一態様部分には同一符号を付してその説明は省略する。【００３５】  本実施形態では、径方向に軸芯Ｘ２と平行に開閉する係止部材３１をガイド棒３４に備える装置である。係止部材３１には、縮径部Ｗ１の切断時にカッター１２が当たらないようにするカッター逃げ部３１ａと、スクラップが係止部材３１から飛び出さないようにストッパ機能を有する爪部３１ｂが形成されている。そして、係止部材開閉ロッド３２を矢印Ａ方向に前進させると、パンタグラフ式の調整部材３３が軸芯Ｘ２に直交する方向に伸びて係止部材３１が径方向に開き、爪部３１ｂが縮径部Ｗ１の内周面に当接する。尚、第１の実施形態と同様に、カッター逃げ部３１ａを縮径部Ｗ１の軸芯Ｘ１方向にワークＷに向けて先細状に設定してもよい。【００３６】  本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【実施例３】
【００３７】  図１０は、本発明の第３の実施形態に係るスピニング加工におけるスクラップの排出装置を示すものである。尚、第１の実施形態と同一態様部分には同一符号を付してその説明は省略する。【００３８】  本実施形態では、スピニング加工により縮径部Ｗ１を形成する際、スクラップ払い落とし部材４１をマンドレルとして兼用した装置である。予めスクラップ払い落とし部材（マンドレル）４１とガイド棒１９を一体的にワークＷの管端部内に挿入し、前記第１の実施形態と同様にスピニング加工を行い縮径部Ｗ１を形成する。次に、図示しないが、ガイド棒１９を縮径部Ｗ１内にそのまま残存させ、スクラップ払い落とし部材４１のみを矢印Ｂ方向に退避させる（図３と同様な配置となる）。その後の工程は第１の実施形態と同様である。【００３９】  本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果が得られるほか、縮径部Ｗ１がスクラップ払い落とし部材（マンドレル）４１の外周面に沿って縮径されるため、内径精度に優れた縮径部Ｗ１が得られる。【００４０】  以上、本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に包含される。上記の実施形態においては、縮径部Ｗ１の軸芯がワークＷの軸芯Ｘ１と同軸に形成される、いわゆる同軸スピニング加工の場合の例であるが、例えば、図１１に示すように、縮径部Ｗ２の軸芯Ｘ３がワークＷの軸芯Ｘ１に対してＯＦ量だけ偏芯して形成されるスピニング加工の場合であっても本発明を適用することができる。また、図１２に示すように、縮径部Ｗ３の軸芯Ｘ４がワークＷの軸芯Ｘ１に対してθ量だけ傾斜して形成されるスピニング加工の場合であっても本発明を適用することができる。また、ロールヘッドに備えられるスピニングローラ、カッターの数は任意である。また、ガイド棒に備えられる係止部材の数も任意である。また、前記の実施形態においては、ロールヘッドを回転及び進退させワークを固定しているが、ロールヘッドを固定しワークを回転及び進退させても構わないし、ロールヘッドとワークの両方を回転及び進退させても構わない。すなわち、ロールヘッドとワークとが相対的に回転／進退すればよい。本発明は、スピニング加工により管端部が縮径及び切断される製品を製造する場合であれば何にでも適用することができ、例えば、自動車用部品として、排気マニホールド、排気管、消音器の外筒等を製造する場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る装置の平面図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る加工工程を示すもので、スピニング加工状態を示す図
【図３】同じく、ガイド棒を縮径部内に挿入した状態を示す図
【図４】同じく、係止部材を縮径部内にて径方向に開くとともに、カッターを縮径部に押し当てた状態を示す図
【図５】同じく、切断が完了し、スクラップが係止部材に係止された状態を示す図
【図６】同じく、ガイド棒が縮径部から離間された状態を示す図
【図７】同じく、シュートが配置され係止部材が径方向に閉じた状態を示す図
【図８】同じく、ガイド棒が後退されスクラップがシュート内に落下した状態を示す図
【図９】本発明の第２の実施形態に係る装置の係止部材を示す図
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る装置のスピニング加工状態を示す図
【図１１】偏芯した縮径部のスピニング加工状態を示す図
【図１２】傾斜した縮径部のスピニング加工状態を示す図
【符号の説明】
【００４２】９  スピニングローラ
１２  カッター
１６，４１  スクラップ払い落とし部材（払い落とし手段）
１９，３４  ガイド棒
２１，３１  係止部材
２１ａ，３１ａ  カッター逃げ部
２１ｂ，３１ｂ  爪部
Ｗ  ワーク
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３  縮径部
Ｓ  スクラップ
【図１】
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【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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