軸肥大加工機
【課題】ワークの少量多品種生産に好適した軸肥大加工機を提供する。
【解決手段】軸肥大加工機は、駆動側及び従動側ホルダユニット（６ａ，６ｂ）と、これらホルダユニット（６ａ，６ｂ）内にそれぞれ設けられ、その先端部に保持スリーブ（３８）を有する保持内筒（２２）と、各保持内筒（２２）内にそれぞれ配置され、ワークＷの両端面を受ける裏当て部材（４６）と、これら裏当て部材（４６）を保持内筒（２２）内にて独立して移動させる移動装置とを備え、各移動装置は保持内筒（２２）内を基準線(Ａ)に沿って進退可能な進退部材（４４）を有する。
【解決手段】軸肥大加工機は、駆動側及び従動側ホルダユニット（６ａ，６ｂ）と、これらホルダユニット（６ａ，６ｂ）内にそれぞれ設けられ、その先端部に保持スリーブ（３８）を有する保持内筒（２２）と、各保持内筒（２２）内にそれぞれ配置され、ワークＷの両端面を受ける裏当て部材（４６）と、これら裏当て部材（４６）を保持内筒（２２）内にて独立して移動させる移動装置とを備え、各移動装置は保持内筒（２２）内を基準線(Ａ)に沿って進退可能な進退部材（４４）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属棒材からなるワークの途中に拡径したカラー（軸肥大部）を成形する軸肥大加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の軸肥大加工機は、ワークがセットされる基準線に沿って離間した駆動側及び従動側回転保持体を備え、これら回転保持体はワークの両端部を嵌入させて保持可能であり、そして、嵌入されたワークの両端面をその内部の裏当て部材にて支持可能となっている（特許文献１）。
また、駆動側及び従動側回転保持体は基準線に沿って相対的に接離可能であるとともに、その一方、例えば従動側回転保持体は基準線に対して傾動可能となっている。更に、駆動側回転保持体はワークとともに基準線、即ち、ワークの軸線回りに回転可能であり、この回転に伴い、従動側回転保持体もまたワークとともに基準線の回りに従動回転することになる。
【０００３】
それ故、上述の軸肥大加工機によれば、駆動側及び従動側回転保持体内にワークの両端部が保持され、且つ、その両端面が裏当て部材間の挟持された状態で、例えば従動側回転保持体が基準線に沿い駆動側保持体に向けて押し出され、そして、基準線に対して所定の角度にて傾動されると、ワークは基準線に沿う加圧力（圧縮力）と基準線と交差する方向への曲げ力とを同時に受けることから、駆動側及び従動側回転保持体の互いに対向する外端面間にてワークに塑性変形が生じる。
【０００４】
この場合、曲げ方向でみてワークの内側に塑性変形による膨らみが生じ、この分だけワーク長さは従動側回転保持体の更なる押し込み移動を伴って収縮し、この際、ワークが基準線の回りに回転されていれば、上述した膨らみはワークの全周に亘って成長する。この後、ワークへの加圧を維持しながら従動側回転保持体の傾動を元に戻すことで、駆動側及び従動側回転保持体の外端面間ワークの一部を拡径させたカラーが成形される。
【特許文献１】特許第3418698号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した駆動側及び従動側回転保持体内の裏当て部材は、ワークの対応する側の端面を単に支持するのみならず、ワークの端面と成形されたカラーとの間の長さ、即ち、カラー位置を決定する重要な構成要素となる。
それ故、カラー位置を変更する場合には、裏当て部材を長さが異なる裏当て部材に交換するか、又は、裏当て部材とワークの端面との間にスペーサを付加的に組み込む必要がある。しかしながら、裏当て部材の交換やスペーサの組込は軸肥大加工機の段取り作業を複雑且つ困難にすることから、特許文献１の軸肥大加工機はワークの少量多品種生産に好適にしない。
【０００６】
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところはワークの少量多品種生産に好適した軸肥大加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の軸肥大加工機は、金属棒のワークが配置されるべき基準線と、基準線と直交する駆動側外端面を有し、基準線上のワークの一端部を嵌入させて保持し、ワークとともに基準線の回りに回転可能な駆動側回転保持体と、この駆動側回転保持体内に配置され、駆動側外端面から基準線に沿って離間し駆動側回転保持体内に嵌入されたワークの一端面と当接可能な駆動側裏当て部材と、駆動側回転保持体に対して基準線に沿って離間して配置され、駆動側外端面と対向する従動側外端面を有し、基準線上のワークの他端部を嵌入させて保持し、ワークの回転中、ワークとともに基準線の回りを従動回転する従動側回転保持体と、この従動側回転保持体内に配置され、従動側外端面から基準線に沿って離間し且つ従動側回転保持体内に嵌入されたワークの他端面と当接可能な従動側裏当て部材と、駆動側及び従動側回転保持体を基準線に沿って相対的に接離可能とし、両保持体が互いに相対的に近接する方向に移動され、駆動側及び従動側裏当て部材間にワークを挟み込んだ状態で、ワークを加圧可能な加圧手段と、駆動側及び従動側保持体の一方を基準線に対して傾動させる傾動手段と、駆動側及び従動側裏当て部材にそれぞれ割り当てて設けられ、対応する側の裏当て部材を基準線に沿って移動させる駆動側及び従動側移動装置とを備える（請求項１）。
【０００８】
上述した請求項１の軸肥大加工装置によれば、駆動側及び従動側装置はその駆動側及び従動側裏当て部材を基準線に沿い独立して移動させ、成形すべきワークのカラー位置に応じて、前記裏当て部材と対応する側の回転保持体の外端面との間の距離が調整される。
各移動装置は、対応する側の回転保持体の外端面とその裏当て部材との間の距離を検出する検出手段を含んでいるのが好ましく（請求項２）、この場合には、裏当て部材の位置を自動調整が可能となる。
【０００９】
具体的には、各移動装置は、対応する側の保持体に螺合され、その軸線回りの回転により基準線に沿って進退して裏当て部材との当接位置を変更可能な進退部材と、この進退部材を前記軸線回りに回転させる駆動手段と備えることができる（請求項３）。
この場合、進退部材と裏当て部材との当接位置が変更されることで、裏当て部材と対応する側の回転保持体の外端面との間の距離が調整される。
【００１０】
一方、上述した駆動手段は、進退部材の外面に形成され、基準線に沿って延びる雄スプラインと、この雄スプラインに噛み合う雌スプラインを有した従動プーリと、この従動プーリを回転させる駆動源とを含んでいるのが好ましい（請求項４）。この場合、雌雄のスプラインは従動プーリに対して基準線に沿う進退部材の移動を許容しつつ、進退部材に回転力を伝達する。
【００１１】
上述の駆動源は、保持体に対して固定して配置され、駆動プーリを有するモータと、駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回された動力伝達ベルトと、モータと駆動プーリとの間に介挿されたクラッチとを有しているのが望ましい（請求項５）。この場合、ワークの成形加工中、クラッチは従動プーリからモータに至る動力伝達経路を断ち、保持体の基準線回りの回転を可能にする。
【００１２】
更に、進退部材は、裏当て部材側の進退ヘッドと、この進退ヘッドとは分離して設けられ、保持体に対して螺合する雄ねじ部とを有した分割構造をなし、そして、軸肥大加工装置は、他方の保持体側に向け、裏当て部材を雄ねじ部とは独立し且つ進退ヘッドとともに押し出し可能な押し出しアクチュエータを更に備えているのが望ましい（請求項６）。
ワークの成形加工後、押し出しアクチュエータが必要に応じて作動されたとき、ワークの端面は進退部材の進退ヘッドを介して裏当て部材が押し出されることで、その回転保持体から強制的に排出される。
【００１３】
更にまた、各回転保持体は、その外端面を有し且つワークの対応する側の端部が嵌入可能なスリーブを含み、このスリーブは、前記外面面側の部分がその残部から分離可能な２分割構造をなしているのが好ましく（請求項７）。この場合、スリーブの外面側の部分が損傷しても、この部分のみが交換される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３の軸肥大加工機は、駆動側及び従動側回転保持体内の裏当て部材を基準線に沿い独立して移動させることができるので、成形すべきワークのカラー位置に応じて、各回転保持体の外端面と裏当て部材との間の距離を簡単に調整できる。それ故、その段取り作業が容易となり、少量多品種生産に好適した軸肥大加工機の提供が可能となる。
請求項４の軸肥大加工機は、基準線に沿う進退部材の移動に拘わらず、進退部材の回転が可能となり、請求項５の軸肥大加工機は、モータが保持体とともに回転しないので、保持体側の回転支持に要求される負荷を大幅に軽減できる。
【００１５】
請求項６の軸肥大加工機は、ワークの成形加工後、ワークの端部が押し出しアクチュエータによりその保持体から強制的に排出されても、ワークの成形加工時における裏当て部材の位置、即ち、進退部材の雄ねじ部の位置が変更されることはない。
請求項７の軸肥大加工機は、外端面側のスリーブの一部分が損傷しても、その一部分だけの交換が可能となり、その稼働効率の向上に大きく寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１を参照すると、一実施例の軸肥大加工機が縦断面にて示されている。
軸肥大加工機は、金属の棒材が配置されるべき基準線Ａを有し、この基準線Ａは水平に延びている。ここで、ワークは中実及び中空の何れであっても良いが、ワークの直径は例えば２０〜４０ｍｍ程度が好適する。
基準線Ａの下方には装置フレーム２が配置され、この装置フレーム２は基準線Ａに沿って延びている。図１でみて、装置フレーム２の左端部には一対の支持壁４が設けられており、これら支持壁４は基準線Ａを挟んで配置され、装置フレーム２の底から立設されている。
【００１７】
支持壁４間には駆動側ホルダユニット６ａが配置され、この駆動側ホルダユニット６ａはユニットフレーム８を備えている。このユニットフレーム８は両支持壁４の近傍に、これらの内面に沿って配置された一対の側板１０と、これら側板１０の上部を互いに連結するブロック形状の支持外筒１２と、側板１０の下端を相互に連結する底板１４とを有する。
【００１８】
図１でみて各側板１０の右縁はその上部が支持外筒１２から突出し、これら突出部１０ａは軸１６を介して対応する側の支持壁４に回転自在に支持されている。なお、図１中、参照符号１７は軸１６を支持する軸受プレートを示し、この軸受プレート１７は支持壁４の端縁に固定されている。
一方、底板１４の下面には先端ブラケット１８が取り付けられ、この先端ブラケット１８に傾動シリンダ（傾動手段）２０におけるピストンロッドの先端が連結されている。なお、傾動シリンダ２０は装置フレーム２の底に後端ブラケット１９を介して回動自在に取り付けられている。図１に示す状態から、傾動シリンダ２０が伸長されると、上述したユニットフレーム８は一対の軸１６を中心として上方、即ち、図１中の矢印Ｃで示す時計方向に傾動することができる。
【００１９】
支持外筒１２は基準線Ａと同心のシリンダボアを有し、このシリンダボアは支持外筒１２を貫通して形成されている。シリンダボアには保持内筒（駆動側回転保持体）２２が配置され、この保持内筒２２は基準軸Ａと同軸上に位置付けられ、シリンダボアを貫通している。保持内筒２２はその両端部にて、スラストころ軸受２４により支持外筒１２に回転自在に支持されている一方、スラストころ軸受２４間に配置された一対のラジアル玉軸受２６によっても支持外筒１２に対して回転自在に支持されている。なお、ラジアル玉軸受２６は図１でみて右側のスラストころ軸受２４に隣接して配置されている。
【００２０】
図１でみて保持内筒２２の左端は支持外筒１２から突出し、この突出端にプーリ２８が取り付けられている。このプーリ２８は保持内筒２２と一体的に回転可能である。一方、ユニットフレーム８の底板１４には取付台３０を介して電動モータ３２が配置され、この電動モータ３２はその出力軸にプーリ３４を有する。このプーリ３４とプーリ２８とには伝動ベルト３６が掛け回されており、電動モータ３２が駆動されることで、保持内筒２２は一方向に回転される。
【００２１】
一方、保持内筒２２の右端には保持スリーブ３８が嵌合されており、この保持スリーブ３８は保持内筒２２から所定の距離だけ突出した状態で、取付板４０を介して保持内筒２２に固定されている。保持スリーブ３８は前述したワークの挿通を許容し且つワークをその全周に亘って保持するような内径を有する。
ここで、図１から明らかなように、前述した軸１６の軸線は基準線Ａと直交する方向に水平に延び、そして、保持スリーブ３８の突出端面から所定の距離だけ外側、つまり、図１でみて右方に位置付けられていることに留意すべきである。
【００２２】
また、保持内筒２２の左端には排出シリンダ（押し出しアクチュエータ）４２が進退部材４４の一部を介して同軸に取り付けられている。排出シリンダ４２は保持内筒２２内に位置付けられたピストンロッドを有し、このピストンロッドの先端は進退部材４４の残部を介して裏打ち部材４６に当接している。なお、進退部材４４については後述する。
裏打ち部材４６は、保持スリーブ３８側に位置付けられ、その先端が保持スリーブ３８内に摺動自在に嵌合された抜脱ロッド４６ａと、この抜脱ロッド４６ａの後端に固定され、進退部材４４の前記残部を介して排出シリンダ４２に当接支持されたテール４６ｂとを有し、このテール４６ｂは抜脱ロッド４６ａよりも大径である。
【００２３】
なお、前述の説明から明らかなように排出シリンダ４２は保持内筒２２と一緒に回転するため、ロータリジョイント４８を備えており、このロータリジョイント４８は排出シリンダ４２の回転に拘わらず、排出シリンダ４２への油圧の給排を可能にする。
一方、図１みて、駆動側ホルダユニット６ａの右方にはこのユニット６ａと対をなす従動側ホルダユニット６ｂが配置されている。この従動側ホルダユニット６ｂは前述した駆動側ホルダユニット６ａの主要な構成要素に対し、左右対称にして同様な構成要素を備えており、説明の重複を避けるため、駆動側ホルダユニット６ａの構成要素と同様な機能を発揮する構成要素については同一の参照符号を付し、以下には、駆動側ホルダユニット６ａと相違する点のみを説明する。
【００２４】
従動側ホルダユニット６ｂの支持外筒１２はスライド台５４上に取り付けられており、このスライド台５４は案内手段としての一対の案内ベッド５６に摺動自在に支持されている。これら案内ベッド５６は基準線Ａを挟んで左右に配置され、基準線Ａに沿って水平面内を互いに平行に延びている。従って、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａに対し、基準線Ａに沿って接離自在である。なお、案内ベッド５６は前述した装置フレーム２の上面に取り付けられている。
【００２５】
また、スライド台５４は支持外筒１２を両側から挟み込む側板５８を有し、これら側板５８は前述した駆動側ホルダユニット６ａの側板１０に対応する。
更に、スライド台５４にはその直下に加圧シリンダ６０が取り付けられており、この加圧シリンダ６０は基準線Ａに沿って水平に延びている。加圧シリンダ６０はスライド台５４の端壁６２から駆動側ユニット６ａとは反対側に突出するピストンロッド６４を有し、このピストンロッド６４はその先端が装置フレーム２の端壁２ａに連結されている。
【００２６】
それ故、図１に示す状態から加圧シリンダ６０のピストンロッド６４が伸縮されると、スライド台５４は前述した一対の案内ベッド５６上を往復移動し、この結果、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａに対し、基準線Ａに沿って接離することができる。
図２を参照すると、上述した従動側ホルダユニット６ｂが拡大して示されており、ここで、ホルダユニット６ｂの保持内筒２２は従動側回転保持体を構成する。保持内筒２２の排出シリンダ４２側の端部はその内部がねじ孔６６として形成され、このねじ孔６６は保持内筒２２の端面から保持スリーブ３８に向け、所定の長さに亘って延びている。
【００２７】
一方、前述した進退部材４４は、保持内筒２２のねじ孔６６内に螺合される一端部、即ち、雄ねじ６８を有したリテーナチューブ（雄ねじ部）７０と、このリテーナチューブ７０と前述した裏当て部材４６のテール４６ｂとの間に配置された進退ヘッド７２とを有し、リテーナチューブ７０の他端部は保持内筒２２の前記端部から所定の長さに亘って突出している。ここで、リテーナチューブ７０の雄ねじ６８は、保持内筒２２の従動回転の向きと逆向きであるが好ましい。
【００２８】
リテーナチューブ７０はその内部に排出シリンダ４２におけるピストンロッド４２ａ側の部位を収容しており、排出シリンダ４２の外筒はリテーナチューブ７０にスプライン係合等の噛み合いを介して一体的に連結されている。そして、排出シリンダ４２のピストンロッド４２ａはリテーナチューブ７０から突出し、進退ヘッド７２に一体的に結合されている。
【００２９】
一方、リテーナチューブ７０の他端部の外周面には雄スプライン７４が形成されており、この雄スプライン７４は前述した雄ねじ６８からリテーナチューブ７０の他端に亘って延びている。
リテーナチューブ７０の他端部にはプーリ７６が取り付けられており、このプーリ（従動プーリ）７６は雄スプライン７４に噛み合う雌スプライン７８を有し、保持内筒２２の外側に配置されている。
【００３０】
一方、支持外筒１２の上面には取り付け台８０を介して正逆回転可能な電動モータ８２が配置されており、この電動モータ８２の出力軸には減速機８４、ロータエンコーダ（検出手段）８６及び電磁クラッチ８８を介してプーリ（駆動プーリ）９０が取り付けられている。このプーリ９０及びリテーナチューブ７０側のプーリ７６には伝動ベルト（動力伝達ベルト）９２が掛け回され、これにより、プーリ７６，９０は伝動ベルト９２を介して互いに接続されている。
【００３１】
ロータリエンコーダ８６は電動モータ８２の回転角を検出し、そして、電磁クラッチ８８は電動モータ８２とプーリ７６とを結ぶ動力伝達経路を断続可能である。
電動モータ８２が回転されると、この回転はプーリ７６に伝達され、プーリ７６、即ち、リテーナチューブ７０を排出シリンダ４２とともにその軸線回りに回転させる。それ故、リテーナチューブ７０はその回転方向に従い、保持内筒２２に対して図２でみて左右方向に移動することができる。例えば、リテーナチューブ７０が図２でみて左方向に移動されたとき、進退ヘッド７２を介して裏当て部材４６のテール４６ｂが保持スリーブ３８に向けて押し出され、この結果、裏当て部材４６の抜脱ロッド４６ａはその先端が図示の位置から保持スリーブ３８の外端面３８ａに向けて移動し、外端面３８ａと抜脱ロッド４６ａの先端との間の距離が調整される。
【００３２】
図２中、実線の裏当て部材４６は保持スリーブ３８に対して最も後退した位置にあって、その抜脱ロッド４６ａの先端と外端面３８ａとの間の離間距離Ｌは最大値Ｌmaxとなり、これに対し、２点鎖線の裏当て部材４６は保持スリーブ３８に対して最も前進した位置にあって、前記離間距離Ｌは最少値Ｌminとなる。
上述した従動側ホルダユニット６ｂの進退部材４４の構成及びその駆動機構は、駆動側ホルダユニット６ａの進退部材４４に対しても同様であり、それ故、図１中、駆動側ホルダユニット６ａ側の対応する部材及び部位には同一の参照符号を付して、これらの説明を省略する。
【００３３】
次に、上述した軸肥大加工機を使用したワークの成形加工について、図３を参照しながら説明する。なお、図３中、駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂは簡略化して示されている。
図３（ａ）は、駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂが基準線Ａに沿って所定の距離だけ離間した状態を示し、この際、ユニット６ａ，６ｂの保持スリーブ３８は基準線Ａ上にあって互いに対向している。
【００３４】
この状態にて、ユニット６ａ，６ｂ間に加工すべきワーク（金属棒材）Ｗが供給され、このワークＷはその一端部が駆動側ホルダユニット６ａの保持スリーブ３８内に挿入される。
ここでの挿入は、ワークＷの一端が裏当て部材４６の抜脱ロッド４６ａの先端に当接した時点で停止され、ワークＷの一端は裏当て部材４６及び進退ヘッド７２を介して排出シリンダ４２に受け止められる。
【００３５】
この後、加圧シリンダ８４を伸長させ、駆動側ホルダユニット６ａに向けて従動側ホルダユニット６ｂを移動させ、ワークＷの他端部をユニット６ｂの保持スリーブ３８内に同様に挿入させる。それ故、ワークＷの他端もまたユニット６ｂ側の裏当て部材４６及び進退ヘッド７２を介して排出シリンダ４２に受け止められ、図３（ｂ）に示す状態となる。
図３（ｂ）の状態にて、ユニット６ａ，６ｂの保持スリーブ３８間には所定の間隔Ｄが確保され、ここでの間隔Ｄは、ワークＷに成形すべきカラーの外径によって決定される。また、成形されるカラーの軸方向位置は、ワークＷの一端とユニット６ａ側での保持スリーブ３８の端面３８ａとの間の距離Ｌａと、ワークＷの他端とユニット６ｂ側での保持スリーブ３８の端面３８ａとの間の距離Ｌｂとによって決定される。
【００３６】
この後、加圧シリンダ６０は、駆動側ホルダユニット６ａに向けて従動側ホルダユニット６ｂを所定の加圧力Ｆで押圧し、ワークＷに基準線Ａに沿って圧縮力を付与する一方、電動モータ３２を駆動し、ユニット６ａ側の保持内筒２２を回転させる。このような保持内筒（駆動側回転保持体）２２の回転に伴い、両裏当て部材４６間にて挟持状態にあるワークＷは従動側ホルダユニット６ｂの保持内筒２２（従動側回転保持体）とともに回転する。この際、前述した電磁クラッチ８８はオフ作動されており、ユニット６ａ，６ｂの保持内筒２２の回転力が電動モータ８２側の伝達されることはなく、電動モータ８２が保持内筒２２の回転を阻害することはない。
【００３７】
この後、前述した傾動シリンダ２０が伸長されると、図３（ｃ）に示されるように駆動側ホルダユニット６ａは軸１６の回りに上方に向けて徐々に傾動され、この傾動に伴い、そのユニット６ａの保持内筒２２は基準線Ａに対して所定の角度、具体的には８°以下の角度でもって傾斜される。それ故、ワークＷは軸１６の軸線とワークＷとの交点を中心として曲げられていくことになる。
【００３８】
この際にも、ワークＷへの加圧力Ｆの付与は維持されていることから、ワークＷはその長手方向への圧縮を伴いながら、その曲げ方向でみて内側が塑性変形により膨らみ、この膨らみはワークＷの回転に伴い、その全周に亘って成長する（図３（ｄ））。
この後、加圧力Ｆの付与を維持した状態で、保持スリーブ３８間の間隔が所定の距離まで縮小されると、この時点から駆動側ホルダユニット６ａの傾動、即ち、ワークＷの曲げは徐々に元に戻され、そして、図３（ｅ）に示されるようにユニット６ａ，６ｂの保持スリーブ３８は共に基準線Ａ上に位置付けられ、互いに再び対向する。
【００３９】
このようなワークＷの曲げ戻しは、ワークＷの軸線方向に沿った膨らみの幅をその全周に亘って均一にし、この結果、ワークＷにその一部を肥大化させた円形のカラーＣが成形され、カラーＣの幅は加工完了時での保持スリーブ３８間の間隔、即ち、保持スリーブ３８の外端面３８ａ間の間隔により決定される。そして、カラーＣの成形位置は、ユニット６ａ，６ｂ側での前述した離間距離Ｌによって決定される。
【００４０】
この時点で、ワークＷに対する肥大加工が完了し、駆動側ホルダユニット６ａ側での保持内筒２２の回転及び加圧シリンダ８４によるワークＷの加圧は停止される。
この後、加圧シリンダ６０の収縮を受け、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａから離間する方向に移動され、この移動に伴い、成形加工後のワークＷは駆動側ホルダユニット６ａの保持内筒２２から抜き出される（図３(f)）。
【００４１】
この際、ユニット６ａの保持スリーブ３８内にて保持されたワークＷの部位が上述の肥大加工に伴い拡径し、保持スリーブ３８の内周面に密接し、ワークＷの抜き出しが困難な場合には、ユニット６ａ側の排出シリンダ４２が伸長されることで、ワークＷの一端は裏当て部材４６の抜脱ロッド４６ａにより押圧されることで、ワークＷは保持スリーブ３８から強制的に排出される。
【００４２】
この後、従動側ホルダユニット６ｂ側においても、その排出シリンダ４２が伸長されることで、ワークＷはユニット６ｂから強制的に排出される。
ワークＷに形成すべきカラーＣの軸方向位置が変更される場合には、前述したように駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂの少なくとも一方の側にて、電動モータ８２が駆動され、前述したように保持スリーブ３８の外端面３８ａとその裏当て部材４６との間の離間距離Ｌが調整される。
【００４３】
このとき、前述したロータリエンコーダ８６より電動モータ８２の回転角を検出すれば、進退部材４４、即ち、リテーナチューブ７２の進退量を把握することができ、前述した離間距離Ｌの自動調整も可能となる。
本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂにあっては、図２から明らかなように、その保持スリーブ３８がその外端面３８ａを有する前端部３８ｆと、後端部３８ｒとの２分割構造をなしていれば、前端部３８ｆを保持内筒２２に取付プレート３９を介して取り外し可能に固定することができる。この場合、ワークＷの成形加工時、前端部３８ｆが損傷されても、この前端部３８ｆのみを交換することができ、軸肥大加工機の稼働効率を高めることができる。
【００４４】
また、保持スリーブ３８はその内孔が段付き孔であってもよく、この場合、段付きのカラーの成形が可能となる。
更に、電動モータ８２がステップモータである場合、前述したロータリエンコーダ８６は不要であり、この場合、ステップモータのステップ数を制御するだけで、前述した離間距離Ｌの自動調整が可能となる。
【００４５】
なお、本発明の軸肥大加工機を作動させるにあたっては、図３（ａ）〜（ｆ）に示された加工手順に限らず、ワークＷの回転はワークＷに加圧力及び曲げ力を加えた後、つまり、図３（ｃ）に示す状態から開始されてよく、そして、ワークＷの曲げ戻し後、ワークＷの回転停止及びワークＷへの加圧力の付与は何れの順次に行われてもよい。
また、駆動側ホルダユニット６ａは水平面内にて傾動されてもよいし、従動側ホルダユニット６ｂが傾動されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一実施例の軸肥大加工機を示した断面図である。
【図２】図１の従動側ホルダユニットを拡大して示す図である。
【図３】図１の加工機を使用したワークの加工手順を（ａ）〜（ｆ）の順次で示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
６ａ 駆動側ホルダユニット
６ｂ 従動側ホルダユニット
１２ 支持外筒
２０ 傾動シリンダ（傾動手段）
２２ 保持内筒（駆動側及び従動側回転保持体）
３８ 保持スリーブ
３８ａ 外端面
４２ 排出シリンダ（押し出しアクチュエータ）
４４ 進退部材
４６ 裏当て部材
４６ａ 抜脱ロッド
５４ スライド台（加圧手段）
５６ 案内ベッド（加圧手段）
６０ 加圧シリンダ（加圧手段）
７０ リテーナチューブ（雄ねじ部）
７２ 進退ヘッド
７４ 雄スプライン
７６ プーリ（従動プーリ）
７８ 雌スプライン
８２ 電動モータ（駆動源）
８６ ロータリエンコーダ（検出手段）
８８ 電磁クラッチ
９０ プーリ（駆動プーリ）
９２ 伝動ベルト（動力伝達ベルト）
Ａ 基準線
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属棒材からなるワークの途中に拡径したカラー（軸肥大部）を成形する軸肥大加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の軸肥大加工機は、ワークがセットされる基準線に沿って離間した駆動側及び従動側回転保持体を備え、これら回転保持体はワークの両端部を嵌入させて保持可能であり、そして、嵌入されたワークの両端面をその内部の裏当て部材にて支持可能となっている（特許文献１）。
また、駆動側及び従動側回転保持体は基準線に沿って相対的に接離可能であるとともに、その一方、例えば従動側回転保持体は基準線に対して傾動可能となっている。更に、駆動側回転保持体はワークとともに基準線、即ち、ワークの軸線回りに回転可能であり、この回転に伴い、従動側回転保持体もまたワークとともに基準線の回りに従動回転することになる。
【０００３】
それ故、上述の軸肥大加工機によれば、駆動側及び従動側回転保持体内にワークの両端部が保持され、且つ、その両端面が裏当て部材間の挟持された状態で、例えば従動側回転保持体が基準線に沿い駆動側保持体に向けて押し出され、そして、基準線に対して所定の角度にて傾動されると、ワークは基準線に沿う加圧力（圧縮力）と基準線と交差する方向への曲げ力とを同時に受けることから、駆動側及び従動側回転保持体の互いに対向する外端面間にてワークに塑性変形が生じる。
【０００４】
この場合、曲げ方向でみてワークの内側に塑性変形による膨らみが生じ、この分だけワーク長さは従動側回転保持体の更なる押し込み移動を伴って収縮し、この際、ワークが基準線の回りに回転されていれば、上述した膨らみはワークの全周に亘って成長する。この後、ワークへの加圧を維持しながら従動側回転保持体の傾動を元に戻すことで、駆動側及び従動側回転保持体の外端面間ワークの一部を拡径させたカラーが成形される。
【特許文献１】特許第3418698号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した駆動側及び従動側回転保持体内の裏当て部材は、ワークの対応する側の端面を単に支持するのみならず、ワークの端面と成形されたカラーとの間の長さ、即ち、カラー位置を決定する重要な構成要素となる。
それ故、カラー位置を変更する場合には、裏当て部材を長さが異なる裏当て部材に交換するか、又は、裏当て部材とワークの端面との間にスペーサを付加的に組み込む必要がある。しかしながら、裏当て部材の交換やスペーサの組込は軸肥大加工機の段取り作業を複雑且つ困難にすることから、特許文献１の軸肥大加工機はワークの少量多品種生産に好適にしない。
【０００６】
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところはワークの少量多品種生産に好適した軸肥大加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の軸肥大加工機は、金属棒のワークが配置されるべき基準線と、基準線と直交する駆動側外端面を有し、基準線上のワークの一端部を嵌入させて保持し、ワークとともに基準線の回りに回転可能な駆動側回転保持体と、この駆動側回転保持体内に配置され、駆動側外端面から基準線に沿って離間し駆動側回転保持体内に嵌入されたワークの一端面と当接可能な駆動側裏当て部材と、駆動側回転保持体に対して基準線に沿って離間して配置され、駆動側外端面と対向する従動側外端面を有し、基準線上のワークの他端部を嵌入させて保持し、ワークの回転中、ワークとともに基準線の回りを従動回転する従動側回転保持体と、この従動側回転保持体内に配置され、従動側外端面から基準線に沿って離間し且つ従動側回転保持体内に嵌入されたワークの他端面と当接可能な従動側裏当て部材と、駆動側及び従動側回転保持体を基準線に沿って相対的に接離可能とし、両保持体が互いに相対的に近接する方向に移動され、駆動側及び従動側裏当て部材間にワークを挟み込んだ状態で、ワークを加圧可能な加圧手段と、駆動側及び従動側保持体の一方を基準線に対して傾動させる傾動手段と、駆動側及び従動側裏当て部材にそれぞれ割り当てて設けられ、対応する側の裏当て部材を基準線に沿って移動させる駆動側及び従動側移動装置とを備える（請求項１）。
【０００８】
上述した請求項１の軸肥大加工装置によれば、駆動側及び従動側装置はその駆動側及び従動側裏当て部材を基準線に沿い独立して移動させ、成形すべきワークのカラー位置に応じて、前記裏当て部材と対応する側の回転保持体の外端面との間の距離が調整される。
各移動装置は、対応する側の回転保持体の外端面とその裏当て部材との間の距離を検出する検出手段を含んでいるのが好ましく（請求項２）、この場合には、裏当て部材の位置を自動調整が可能となる。
【０００９】
具体的には、各移動装置は、対応する側の保持体に螺合され、その軸線回りの回転により基準線に沿って進退して裏当て部材との当接位置を変更可能な進退部材と、この進退部材を前記軸線回りに回転させる駆動手段と備えることができる（請求項３）。
この場合、進退部材と裏当て部材との当接位置が変更されることで、裏当て部材と対応する側の回転保持体の外端面との間の距離が調整される。
【００１０】
一方、上述した駆動手段は、進退部材の外面に形成され、基準線に沿って延びる雄スプラインと、この雄スプラインに噛み合う雌スプラインを有した従動プーリと、この従動プーリを回転させる駆動源とを含んでいるのが好ましい（請求項４）。この場合、雌雄のスプラインは従動プーリに対して基準線に沿う進退部材の移動を許容しつつ、進退部材に回転力を伝達する。
【００１１】
上述の駆動源は、保持体に対して固定して配置され、駆動プーリを有するモータと、駆動プーリと従動プーリとの間に掛け回された動力伝達ベルトと、モータと駆動プーリとの間に介挿されたクラッチとを有しているのが望ましい（請求項５）。この場合、ワークの成形加工中、クラッチは従動プーリからモータに至る動力伝達経路を断ち、保持体の基準線回りの回転を可能にする。
【００１２】
更に、進退部材は、裏当て部材側の進退ヘッドと、この進退ヘッドとは分離して設けられ、保持体に対して螺合する雄ねじ部とを有した分割構造をなし、そして、軸肥大加工装置は、他方の保持体側に向け、裏当て部材を雄ねじ部とは独立し且つ進退ヘッドとともに押し出し可能な押し出しアクチュエータを更に備えているのが望ましい（請求項６）。
ワークの成形加工後、押し出しアクチュエータが必要に応じて作動されたとき、ワークの端面は進退部材の進退ヘッドを介して裏当て部材が押し出されることで、その回転保持体から強制的に排出される。
【００１３】
更にまた、各回転保持体は、その外端面を有し且つワークの対応する側の端部が嵌入可能なスリーブを含み、このスリーブは、前記外面面側の部分がその残部から分離可能な２分割構造をなしているのが好ましく（請求項７）。この場合、スリーブの外面側の部分が損傷しても、この部分のみが交換される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３の軸肥大加工機は、駆動側及び従動側回転保持体内の裏当て部材を基準線に沿い独立して移動させることができるので、成形すべきワークのカラー位置に応じて、各回転保持体の外端面と裏当て部材との間の距離を簡単に調整できる。それ故、その段取り作業が容易となり、少量多品種生産に好適した軸肥大加工機の提供が可能となる。
請求項４の軸肥大加工機は、基準線に沿う進退部材の移動に拘わらず、進退部材の回転が可能となり、請求項５の軸肥大加工機は、モータが保持体とともに回転しないので、保持体側の回転支持に要求される負荷を大幅に軽減できる。
【００１５】
請求項６の軸肥大加工機は、ワークの成形加工後、ワークの端部が押し出しアクチュエータによりその保持体から強制的に排出されても、ワークの成形加工時における裏当て部材の位置、即ち、進退部材の雄ねじ部の位置が変更されることはない。
請求項７の軸肥大加工機は、外端面側のスリーブの一部分が損傷しても、その一部分だけの交換が可能となり、その稼働効率の向上に大きく寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１を参照すると、一実施例の軸肥大加工機が縦断面にて示されている。
軸肥大加工機は、金属の棒材が配置されるべき基準線Ａを有し、この基準線Ａは水平に延びている。ここで、ワークは中実及び中空の何れであっても良いが、ワークの直径は例えば２０〜４０ｍｍ程度が好適する。
基準線Ａの下方には装置フレーム２が配置され、この装置フレーム２は基準線Ａに沿って延びている。図１でみて、装置フレーム２の左端部には一対の支持壁４が設けられており、これら支持壁４は基準線Ａを挟んで配置され、装置フレーム２の底から立設されている。
【００１７】
支持壁４間には駆動側ホルダユニット６ａが配置され、この駆動側ホルダユニット６ａはユニットフレーム８を備えている。このユニットフレーム８は両支持壁４の近傍に、これらの内面に沿って配置された一対の側板１０と、これら側板１０の上部を互いに連結するブロック形状の支持外筒１２と、側板１０の下端を相互に連結する底板１４とを有する。
【００１８】
図１でみて各側板１０の右縁はその上部が支持外筒１２から突出し、これら突出部１０ａは軸１６を介して対応する側の支持壁４に回転自在に支持されている。なお、図１中、参照符号１７は軸１６を支持する軸受プレートを示し、この軸受プレート１７は支持壁４の端縁に固定されている。
一方、底板１４の下面には先端ブラケット１８が取り付けられ、この先端ブラケット１８に傾動シリンダ（傾動手段）２０におけるピストンロッドの先端が連結されている。なお、傾動シリンダ２０は装置フレーム２の底に後端ブラケット１９を介して回動自在に取り付けられている。図１に示す状態から、傾動シリンダ２０が伸長されると、上述したユニットフレーム８は一対の軸１６を中心として上方、即ち、図１中の矢印Ｃで示す時計方向に傾動することができる。
【００１９】
支持外筒１２は基準線Ａと同心のシリンダボアを有し、このシリンダボアは支持外筒１２を貫通して形成されている。シリンダボアには保持内筒（駆動側回転保持体）２２が配置され、この保持内筒２２は基準軸Ａと同軸上に位置付けられ、シリンダボアを貫通している。保持内筒２２はその両端部にて、スラストころ軸受２４により支持外筒１２に回転自在に支持されている一方、スラストころ軸受２４間に配置された一対のラジアル玉軸受２６によっても支持外筒１２に対して回転自在に支持されている。なお、ラジアル玉軸受２６は図１でみて右側のスラストころ軸受２４に隣接して配置されている。
【００２０】
図１でみて保持内筒２２の左端は支持外筒１２から突出し、この突出端にプーリ２８が取り付けられている。このプーリ２８は保持内筒２２と一体的に回転可能である。一方、ユニットフレーム８の底板１４には取付台３０を介して電動モータ３２が配置され、この電動モータ３２はその出力軸にプーリ３４を有する。このプーリ３４とプーリ２８とには伝動ベルト３６が掛け回されており、電動モータ３２が駆動されることで、保持内筒２２は一方向に回転される。
【００２１】
一方、保持内筒２２の右端には保持スリーブ３８が嵌合されており、この保持スリーブ３８は保持内筒２２から所定の距離だけ突出した状態で、取付板４０を介して保持内筒２２に固定されている。保持スリーブ３８は前述したワークの挿通を許容し且つワークをその全周に亘って保持するような内径を有する。
ここで、図１から明らかなように、前述した軸１６の軸線は基準線Ａと直交する方向に水平に延び、そして、保持スリーブ３８の突出端面から所定の距離だけ外側、つまり、図１でみて右方に位置付けられていることに留意すべきである。
【００２２】
また、保持内筒２２の左端には排出シリンダ（押し出しアクチュエータ）４２が進退部材４４の一部を介して同軸に取り付けられている。排出シリンダ４２は保持内筒２２内に位置付けられたピストンロッドを有し、このピストンロッドの先端は進退部材４４の残部を介して裏打ち部材４６に当接している。なお、進退部材４４については後述する。
裏打ち部材４６は、保持スリーブ３８側に位置付けられ、その先端が保持スリーブ３８内に摺動自在に嵌合された抜脱ロッド４６ａと、この抜脱ロッド４６ａの後端に固定され、進退部材４４の前記残部を介して排出シリンダ４２に当接支持されたテール４６ｂとを有し、このテール４６ｂは抜脱ロッド４６ａよりも大径である。
【００２３】
なお、前述の説明から明らかなように排出シリンダ４２は保持内筒２２と一緒に回転するため、ロータリジョイント４８を備えており、このロータリジョイント４８は排出シリンダ４２の回転に拘わらず、排出シリンダ４２への油圧の給排を可能にする。
一方、図１みて、駆動側ホルダユニット６ａの右方にはこのユニット６ａと対をなす従動側ホルダユニット６ｂが配置されている。この従動側ホルダユニット６ｂは前述した駆動側ホルダユニット６ａの主要な構成要素に対し、左右対称にして同様な構成要素を備えており、説明の重複を避けるため、駆動側ホルダユニット６ａの構成要素と同様な機能を発揮する構成要素については同一の参照符号を付し、以下には、駆動側ホルダユニット６ａと相違する点のみを説明する。
【００２４】
従動側ホルダユニット６ｂの支持外筒１２はスライド台５４上に取り付けられており、このスライド台５４は案内手段としての一対の案内ベッド５６に摺動自在に支持されている。これら案内ベッド５６は基準線Ａを挟んで左右に配置され、基準線Ａに沿って水平面内を互いに平行に延びている。従って、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａに対し、基準線Ａに沿って接離自在である。なお、案内ベッド５６は前述した装置フレーム２の上面に取り付けられている。
【００２５】
また、スライド台５４は支持外筒１２を両側から挟み込む側板５８を有し、これら側板５８は前述した駆動側ホルダユニット６ａの側板１０に対応する。
更に、スライド台５４にはその直下に加圧シリンダ６０が取り付けられており、この加圧シリンダ６０は基準線Ａに沿って水平に延びている。加圧シリンダ６０はスライド台５４の端壁６２から駆動側ユニット６ａとは反対側に突出するピストンロッド６４を有し、このピストンロッド６４はその先端が装置フレーム２の端壁２ａに連結されている。
【００２６】
それ故、図１に示す状態から加圧シリンダ６０のピストンロッド６４が伸縮されると、スライド台５４は前述した一対の案内ベッド５６上を往復移動し、この結果、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａに対し、基準線Ａに沿って接離することができる。
図２を参照すると、上述した従動側ホルダユニット６ｂが拡大して示されており、ここで、ホルダユニット６ｂの保持内筒２２は従動側回転保持体を構成する。保持内筒２２の排出シリンダ４２側の端部はその内部がねじ孔６６として形成され、このねじ孔６６は保持内筒２２の端面から保持スリーブ３８に向け、所定の長さに亘って延びている。
【００２７】
一方、前述した進退部材４４は、保持内筒２２のねじ孔６６内に螺合される一端部、即ち、雄ねじ６８を有したリテーナチューブ（雄ねじ部）７０と、このリテーナチューブ７０と前述した裏当て部材４６のテール４６ｂとの間に配置された進退ヘッド７２とを有し、リテーナチューブ７０の他端部は保持内筒２２の前記端部から所定の長さに亘って突出している。ここで、リテーナチューブ７０の雄ねじ６８は、保持内筒２２の従動回転の向きと逆向きであるが好ましい。
【００２８】
リテーナチューブ７０はその内部に排出シリンダ４２におけるピストンロッド４２ａ側の部位を収容しており、排出シリンダ４２の外筒はリテーナチューブ７０にスプライン係合等の噛み合いを介して一体的に連結されている。そして、排出シリンダ４２のピストンロッド４２ａはリテーナチューブ７０から突出し、進退ヘッド７２に一体的に結合されている。
【００２９】
一方、リテーナチューブ７０の他端部の外周面には雄スプライン７４が形成されており、この雄スプライン７４は前述した雄ねじ６８からリテーナチューブ７０の他端に亘って延びている。
リテーナチューブ７０の他端部にはプーリ７６が取り付けられており、このプーリ（従動プーリ）７６は雄スプライン７４に噛み合う雌スプライン７８を有し、保持内筒２２の外側に配置されている。
【００３０】
一方、支持外筒１２の上面には取り付け台８０を介して正逆回転可能な電動モータ８２が配置されており、この電動モータ８２の出力軸には減速機８４、ロータエンコーダ（検出手段）８６及び電磁クラッチ８８を介してプーリ（駆動プーリ）９０が取り付けられている。このプーリ９０及びリテーナチューブ７０側のプーリ７６には伝動ベルト（動力伝達ベルト）９２が掛け回され、これにより、プーリ７６，９０は伝動ベルト９２を介して互いに接続されている。
【００３１】
ロータリエンコーダ８６は電動モータ８２の回転角を検出し、そして、電磁クラッチ８８は電動モータ８２とプーリ７６とを結ぶ動力伝達経路を断続可能である。
電動モータ８２が回転されると、この回転はプーリ７６に伝達され、プーリ７６、即ち、リテーナチューブ７０を排出シリンダ４２とともにその軸線回りに回転させる。それ故、リテーナチューブ７０はその回転方向に従い、保持内筒２２に対して図２でみて左右方向に移動することができる。例えば、リテーナチューブ７０が図２でみて左方向に移動されたとき、進退ヘッド７２を介して裏当て部材４６のテール４６ｂが保持スリーブ３８に向けて押し出され、この結果、裏当て部材４６の抜脱ロッド４６ａはその先端が図示の位置から保持スリーブ３８の外端面３８ａに向けて移動し、外端面３８ａと抜脱ロッド４６ａの先端との間の距離が調整される。
【００３２】
図２中、実線の裏当て部材４６は保持スリーブ３８に対して最も後退した位置にあって、その抜脱ロッド４６ａの先端と外端面３８ａとの間の離間距離Ｌは最大値Ｌmaxとなり、これに対し、２点鎖線の裏当て部材４６は保持スリーブ３８に対して最も前進した位置にあって、前記離間距離Ｌは最少値Ｌminとなる。
上述した従動側ホルダユニット６ｂの進退部材４４の構成及びその駆動機構は、駆動側ホルダユニット６ａの進退部材４４に対しても同様であり、それ故、図１中、駆動側ホルダユニット６ａ側の対応する部材及び部位には同一の参照符号を付して、これらの説明を省略する。
【００３３】
次に、上述した軸肥大加工機を使用したワークの成形加工について、図３を参照しながら説明する。なお、図３中、駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂは簡略化して示されている。
図３（ａ）は、駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂが基準線Ａに沿って所定の距離だけ離間した状態を示し、この際、ユニット６ａ，６ｂの保持スリーブ３８は基準線Ａ上にあって互いに対向している。
【００３４】
この状態にて、ユニット６ａ，６ｂ間に加工すべきワーク（金属棒材）Ｗが供給され、このワークＷはその一端部が駆動側ホルダユニット６ａの保持スリーブ３８内に挿入される。
ここでの挿入は、ワークＷの一端が裏当て部材４６の抜脱ロッド４６ａの先端に当接した時点で停止され、ワークＷの一端は裏当て部材４６及び進退ヘッド７２を介して排出シリンダ４２に受け止められる。
【００３５】
この後、加圧シリンダ８４を伸長させ、駆動側ホルダユニット６ａに向けて従動側ホルダユニット６ｂを移動させ、ワークＷの他端部をユニット６ｂの保持スリーブ３８内に同様に挿入させる。それ故、ワークＷの他端もまたユニット６ｂ側の裏当て部材４６及び進退ヘッド７２を介して排出シリンダ４２に受け止められ、図３（ｂ）に示す状態となる。
図３（ｂ）の状態にて、ユニット６ａ，６ｂの保持スリーブ３８間には所定の間隔Ｄが確保され、ここでの間隔Ｄは、ワークＷに成形すべきカラーの外径によって決定される。また、成形されるカラーの軸方向位置は、ワークＷの一端とユニット６ａ側での保持スリーブ３８の端面３８ａとの間の距離Ｌａと、ワークＷの他端とユニット６ｂ側での保持スリーブ３８の端面３８ａとの間の距離Ｌｂとによって決定される。
【００３６】
この後、加圧シリンダ６０は、駆動側ホルダユニット６ａに向けて従動側ホルダユニット６ｂを所定の加圧力Ｆで押圧し、ワークＷに基準線Ａに沿って圧縮力を付与する一方、電動モータ３２を駆動し、ユニット６ａ側の保持内筒２２を回転させる。このような保持内筒（駆動側回転保持体）２２の回転に伴い、両裏当て部材４６間にて挟持状態にあるワークＷは従動側ホルダユニット６ｂの保持内筒２２（従動側回転保持体）とともに回転する。この際、前述した電磁クラッチ８８はオフ作動されており、ユニット６ａ，６ｂの保持内筒２２の回転力が電動モータ８２側の伝達されることはなく、電動モータ８２が保持内筒２２の回転を阻害することはない。
【００３７】
この後、前述した傾動シリンダ２０が伸長されると、図３（ｃ）に示されるように駆動側ホルダユニット６ａは軸１６の回りに上方に向けて徐々に傾動され、この傾動に伴い、そのユニット６ａの保持内筒２２は基準線Ａに対して所定の角度、具体的には８°以下の角度でもって傾斜される。それ故、ワークＷは軸１６の軸線とワークＷとの交点を中心として曲げられていくことになる。
【００３８】
この際にも、ワークＷへの加圧力Ｆの付与は維持されていることから、ワークＷはその長手方向への圧縮を伴いながら、その曲げ方向でみて内側が塑性変形により膨らみ、この膨らみはワークＷの回転に伴い、その全周に亘って成長する（図３（ｄ））。
この後、加圧力Ｆの付与を維持した状態で、保持スリーブ３８間の間隔が所定の距離まで縮小されると、この時点から駆動側ホルダユニット６ａの傾動、即ち、ワークＷの曲げは徐々に元に戻され、そして、図３（ｅ）に示されるようにユニット６ａ，６ｂの保持スリーブ３８は共に基準線Ａ上に位置付けられ、互いに再び対向する。
【００３９】
このようなワークＷの曲げ戻しは、ワークＷの軸線方向に沿った膨らみの幅をその全周に亘って均一にし、この結果、ワークＷにその一部を肥大化させた円形のカラーＣが成形され、カラーＣの幅は加工完了時での保持スリーブ３８間の間隔、即ち、保持スリーブ３８の外端面３８ａ間の間隔により決定される。そして、カラーＣの成形位置は、ユニット６ａ，６ｂ側での前述した離間距離Ｌによって決定される。
【００４０】
この時点で、ワークＷに対する肥大加工が完了し、駆動側ホルダユニット６ａ側での保持内筒２２の回転及び加圧シリンダ８４によるワークＷの加圧は停止される。
この後、加圧シリンダ６０の収縮を受け、従動側ホルダユニット６ｂは駆動側ホルダユニット６ａから離間する方向に移動され、この移動に伴い、成形加工後のワークＷは駆動側ホルダユニット６ａの保持内筒２２から抜き出される（図３(f)）。
【００４１】
この際、ユニット６ａの保持スリーブ３８内にて保持されたワークＷの部位が上述の肥大加工に伴い拡径し、保持スリーブ３８の内周面に密接し、ワークＷの抜き出しが困難な場合には、ユニット６ａ側の排出シリンダ４２が伸長されることで、ワークＷの一端は裏当て部材４６の抜脱ロッド４６ａにより押圧されることで、ワークＷは保持スリーブ３８から強制的に排出される。
【００４２】
この後、従動側ホルダユニット６ｂ側においても、その排出シリンダ４２が伸長されることで、ワークＷはユニット６ｂから強制的に排出される。
ワークＷに形成すべきカラーＣの軸方向位置が変更される場合には、前述したように駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂの少なくとも一方の側にて、電動モータ８２が駆動され、前述したように保持スリーブ３８の外端面３８ａとその裏当て部材４６との間の離間距離Ｌが調整される。
【００４３】
このとき、前述したロータリエンコーダ８６より電動モータ８２の回転角を検出すれば、進退部材４４、即ち、リテーナチューブ７２の進退量を把握することができ、前述した離間距離Ｌの自動調整も可能となる。
本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、駆動側及び従動側ホルダユニット６ａ，６ｂにあっては、図２から明らかなように、その保持スリーブ３８がその外端面３８ａを有する前端部３８ｆと、後端部３８ｒとの２分割構造をなしていれば、前端部３８ｆを保持内筒２２に取付プレート３９を介して取り外し可能に固定することができる。この場合、ワークＷの成形加工時、前端部３８ｆが損傷されても、この前端部３８ｆのみを交換することができ、軸肥大加工機の稼働効率を高めることができる。
【００４４】
また、保持スリーブ３８はその内孔が段付き孔であってもよく、この場合、段付きのカラーの成形が可能となる。
更に、電動モータ８２がステップモータである場合、前述したロータリエンコーダ８６は不要であり、この場合、ステップモータのステップ数を制御するだけで、前述した離間距離Ｌの自動調整が可能となる。
【００４５】
なお、本発明の軸肥大加工機を作動させるにあたっては、図３（ａ）〜（ｆ）に示された加工手順に限らず、ワークＷの回転はワークＷに加圧力及び曲げ力を加えた後、つまり、図３（ｃ）に示す状態から開始されてよく、そして、ワークＷの曲げ戻し後、ワークＷの回転停止及びワークＷへの加圧力の付与は何れの順次に行われてもよい。
また、駆動側ホルダユニット６ａは水平面内にて傾動されてもよいし、従動側ホルダユニット６ｂが傾動されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一実施例の軸肥大加工機を示した断面図である。
【図２】図１の従動側ホルダユニットを拡大して示す図である。
【図３】図１の加工機を使用したワークの加工手順を（ａ）〜（ｆ）の順次で示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
６ａ 駆動側ホルダユニット
６ｂ 従動側ホルダユニット
１２ 支持外筒
２０ 傾動シリンダ（傾動手段）
２２ 保持内筒（駆動側及び従動側回転保持体）
３８ 保持スリーブ
３８ａ 外端面
４２ 排出シリンダ（押し出しアクチュエータ）
４４ 進退部材
４６ 裏当て部材
４６ａ 抜脱ロッド
５４ スライド台（加圧手段）
５６ 案内ベッド（加圧手段）
６０ 加圧シリンダ（加圧手段）
７０ リテーナチューブ（雄ねじ部）
７２ 進退ヘッド
７４ 雄スプライン
７６ プーリ（従動プーリ）
７８ 雌スプライン
８２ 電動モータ（駆動源）
８６ ロータリエンコーダ（検出手段）
８８ 電磁クラッチ
９０ プーリ（駆動プーリ）
９２ 伝動ベルト（動力伝達ベルト）
Ａ 基準線
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属棒のワークが配置されるべき基準線と、
前記基準線と直交する駆動側外端面を有し、前記基準線上の前記ワークの一端部を嵌入させて保持し、前記ワークとともに前記基準線の回りに回転可能な駆動側回転保持体と、
前記駆動側回転保持体内に配置され、前記駆動側外端面から前記基準線に沿って離間し且つ前記駆動側回転保持体内に嵌入された前記ワークの一端面と当接可能な駆動側裏当て部材と、
前記駆動側回転保持体に対して前記基準線に沿って離間して配置され、前記駆動側外端面と対向する従動側外端面を有し、前記基準線上の前記ワークの他端部を嵌入させて保持し、前記ワークの回転中、前記ワークとともに前記基準線の回りを従動回転する従動側回転保持体と、
前記従動側回転保持体内に配置され、前記従動側外端面から前記基準線に沿って離間し且つ前記従動側回転保持体内に嵌入された前記ワークの他端面と当接可能な従動側裏当て部材と、
前記駆動側及び前記従動側回転保持体を前記基準線に沿って相対的に接離可能とし、前記両回転保持体が互いに近接する方向に相対的に移動され、前記駆動側及び前記従動側裏当て部材間に前記ワークを挟み込んだ態で、前記ワークを前記基準線に沿って加圧可能な加圧手段と、
前記駆動側及び前記従動側回転保持体の一方を前記基準線に対して傾動させる傾動手段と、
前記駆動側及び前記従動側裏当て部材にそれぞれ割り当てて設けられ、対応する側の裏当て部材を前記基準線に沿って移動させる駆動側及び従動側移動装置と
を具備したことを特徴とする軸肥大加工機。
【請求項２】
前記各移動装置は、対応する側の回転保持体の前記外端面と前記裏当て部材との間の距離を検出する検出手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸肥大加工機。
【請求項３】
前記各移動装置は、
対応する側の回転保持体内に螺合され、その軸線回りの回転により前記基準線に沿って進退して前記裏当て部材との当接位置を変更可能な進退部材と、
前記進退部材を前記軸線回りに回転させる駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸肥大加工機。
【請求項４】
前記駆動手段は、
前記進退部材の外面に形成され、前記基準線に沿って延びる雄スプラインと、
前記雄スプラインに噛み合う雌スプラインを有した従動プーリと、
前記従動プーリを回転させる駆動源と
を含むことを特徴とする請求項３に記載の軸肥大加工機。
【請求項５】
前記駆動源は、
前記保持体に対して固定して配置され、駆動プーリを有するモータと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け回された動力伝達ベルトと、
前記モータと前記駆動プーリとの間に介挿されたクラッチと
を有することを特徴とする請求項４に記載の軸肥大加工機。
【請求項６】
前記進退部材は、前記裏当て部材側の進退ヘッドと、この進退ヘッドとは分離して設けられ、前記回転保持体に対して螺合する雄ねじ部とを有した分割構造をなし、
他方の側の回転保持体側に向け、前記裏当て部材を前記雄ねじ部とは独立し且つ前記進退ヘッドを介して押し出し可能な押し出しアクチュエータを更に具備したことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の軸肥大加工機。
【請求項７】
前記各回転保持体は、前記外端面を有し且つ前記ワークの対応する側の端部が嵌入可能なスリーブを含み、このスリーブは、前記外端面側の一部分がその残部から分離可能な２分割構造をなしていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の軸肥大加工機。
【請求項１】
金属棒のワークが配置されるべき基準線と、
前記基準線と直交する駆動側外端面を有し、前記基準線上の前記ワークの一端部を嵌入させて保持し、前記ワークとともに前記基準線の回りに回転可能な駆動側回転保持体と、
前記駆動側回転保持体内に配置され、前記駆動側外端面から前記基準線に沿って離間し且つ前記駆動側回転保持体内に嵌入された前記ワークの一端面と当接可能な駆動側裏当て部材と、
前記駆動側回転保持体に対して前記基準線に沿って離間して配置され、前記駆動側外端面と対向する従動側外端面を有し、前記基準線上の前記ワークの他端部を嵌入させて保持し、前記ワークの回転中、前記ワークとともに前記基準線の回りを従動回転する従動側回転保持体と、
前記従動側回転保持体内に配置され、前記従動側外端面から前記基準線に沿って離間し且つ前記従動側回転保持体内に嵌入された前記ワークの他端面と当接可能な従動側裏当て部材と、
前記駆動側及び前記従動側回転保持体を前記基準線に沿って相対的に接離可能とし、前記両回転保持体が互いに近接する方向に相対的に移動され、前記駆動側及び前記従動側裏当て部材間に前記ワークを挟み込んだ態で、前記ワークを前記基準線に沿って加圧可能な加圧手段と、
前記駆動側及び前記従動側回転保持体の一方を前記基準線に対して傾動させる傾動手段と、
前記駆動側及び前記従動側裏当て部材にそれぞれ割り当てて設けられ、対応する側の裏当て部材を前記基準線に沿って移動させる駆動側及び従動側移動装置と
を具備したことを特徴とする軸肥大加工機。
【請求項２】
前記各移動装置は、対応する側の回転保持体の前記外端面と前記裏当て部材との間の距離を検出する検出手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の軸肥大加工機。
【請求項３】
前記各移動装置は、
対応する側の回転保持体内に螺合され、その軸線回りの回転により前記基準線に沿って進退して前記裏当て部材との当接位置を変更可能な進退部材と、
前記進退部材を前記軸線回りに回転させる駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸肥大加工機。
【請求項４】
前記駆動手段は、
前記進退部材の外面に形成され、前記基準線に沿って延びる雄スプラインと、
前記雄スプラインに噛み合う雌スプラインを有した従動プーリと、
前記従動プーリを回転させる駆動源と
を含むことを特徴とする請求項３に記載の軸肥大加工機。
【請求項５】
前記駆動源は、
前記保持体に対して固定して配置され、駆動プーリを有するモータと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け回された動力伝達ベルトと、
前記モータと前記駆動プーリとの間に介挿されたクラッチと
を有することを特徴とする請求項４に記載の軸肥大加工機。
【請求項６】
前記進退部材は、前記裏当て部材側の進退ヘッドと、この進退ヘッドとは分離して設けられ、前記回転保持体に対して螺合する雄ねじ部とを有した分割構造をなし、
他方の側の回転保持体側に向け、前記裏当て部材を前記雄ねじ部とは独立し且つ前記進退ヘッドを介して押し出し可能な押し出しアクチュエータを更に具備したことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の軸肥大加工機。
【請求項７】
前記各回転保持体は、前記外端面を有し且つ前記ワークの対応する側の端部が嵌入可能なスリーブを含み、このスリーブは、前記外端面側の一部分がその残部から分離可能な２分割構造をなしていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の軸肥大加工機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２００６９７（Ｐ２００８−２００６９７Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３７７４８（Ｐ２００７−３７７４８）
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（３９４００６１２９）株式会社いうら (63)
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（３９４００６１２９）株式会社いうら (63)
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
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