金属製のパイプ部材に対する溝の加工装置
【課題】切粉の発生する切削によらず、また、芯金をパイプ部材の径内に挿置することによらず、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を保って溝の縁部におけるダレの発生を抑え、所定形状の溝をパイプ部材の軸線に対して直交する方向に簡単な機構で正確に付形可能な溝の加工装置を提供する。
【解決手段】
溝付形時にパイプ部材Ｐがセットされる治具３と、所定形状の溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有する突条歯１ａを備えたローラ１と、ローラ１が支持されたローラホルダー１ｄと、治具３にセットされたパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向よりローラ１の突条歯１ａをパイプ部材Ｐに摺接させるべくローラホルダー１ｄを移動させるための動力手段２と、ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０とを有する。
【解決手段】
溝付形時にパイプ部材Ｐがセットされる治具３と、所定形状の溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有する突条歯１ａを備えたローラ１と、ローラ１が支持されたローラホルダー１ｄと、治具３にセットされたパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向よりローラ１の突条歯１ａをパイプ部材Ｐに摺接させるべくローラホルダー１ｄを移動させるための動力手段２と、ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製のパイプ部材を治具にセットし、そのパイプ部材の所定部位をパイプ部材の軸線と交差する方向から押圧陥入させて所定形状の溝をパイプ部材に付形する、パイプ部材に対する溝の加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のヘッドレストステーを金属製のパイプ部材から形成する場合を例示して説明すると、その製品は、図１７で示すように金属製のパイプ部材をコの字状に軸曲げすると共に、ヘッドレスト高さ調整用のレの字状を呈する１〜６個程度のフリー溝ｇ１と、ヘッドレスト抜外れ防止用のコの字状を呈する１または２個程度のストッパ溝ｇ２とを、コの字状に軸線曲げしたパイプ部材の片縦軸部の所定部位をその片縦軸部の軸線と交差する方向へ窪ませて付形することによりヘッドレストステーとして完成される。このヘッドレストステーがヘッドレストに立て付け装備された状態では、溝ｇ１，ｇ２にラチエット爪が離脱自在に係止されることによりヘッドレストステーは任意の高さに維持される。
【０００３】
これらの溝をパイプ部材に付形するのに、切削刃によるブローチまたはスライス加工を適用すると、所定形状の溝を容易に形成できるが、切粉が発生すると共に、パイプ部材を傷付け易くなるばかりでなく、パイプ部材の削取りはパイプ部材の剛性の低下を招いてしまう。
【０００４】
パイプ部材に対する溝の付形には、先端側を溝形状に合わせて曲面形に形成したポンチ（特許文献１）、先端側を溝形状に合わせて楔形状に形成した成形刃（特許文献２）をパイプ部材の軸線と直交する方向からパイプ部材に下降動させて溝をプレス成形し、また、先端側を溝形状に合わせて斜めに面取りしたパンチ（特許文献３）をパイプ部材の軸線に対して斜め方向からパイプ部材に下降動させて溝をプレス成形することが提案されている。
【０００５】
そのプレス加工では、パンチによる圧力をパイプ部材の軸線に対して交差する方向から加えてパイプ部材の所定部位を径内方向へ押し込む押圧力により溝を成形するため、パンチによる圧力が溝の縁部にまで作用し、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を大きく変えてしまって、大きなダレが溝の縁部に生じてしまう。
【０００６】
そのプレス成形のみによる以外、パンチを回動させながら刃先をパイプ部材の軸線と直交する方向から圧接させて溝の予備成形を行った後、プレスポンチによるシェービング加工によりパイプ部材の所定部位を削り取ることが提案されている（特許文献４）。
【０００７】
その溝の加工装置では、パンチを回動させながらパイプ部材の軸線に対して直交方向へ移動させて刃先をパイプ部材に圧接させるものであるため、所定形状の溝を付形するに必要なパンチの回動と移動とを適度に合わせるのが難しい。また、異なる工具を個別に作動させて溝を形成するものであるから、プレスポンチを予備成形溝の形状に合わせて正確に作動することが難しく、パイプ部材の所定部位の削取りによる切粉が発生し、パイプ部材の剛性の低下も免れ得ない。
【０００８】
上述したプレス成形と併用し、溝形状に相応する切欠を軸線上に設けた芯金をパイプ部材の径内に挿置することも提案されている（特許文献５）。
【０００９】
その芯金を併用する場合、芯金の出入れに著しく手間が掛かるため、製品の生産性に劣ると共に、パイプ部材の上述した外周の偏平度（真円度）の変化乃至は成形断面のダレが生じて満足し得る溝を付形できない。
【００１０】
その他に、エピサイクロイド機構と球継手による揺動運動をスピンドルに起させ、スピンドルの先端に取り付けた所定の溝形状に相応する先端形状を有する成形具により、溝をスエージング加工でパイプ部材に付形することも提案されている（特許文献６）。
【００１１】
そのスエージング加工では、プレス成形と比べれば、成形具がパイプ部材の所定部位を所定の溝形状にまで徐々に陥入させるよう作用するため、溝の縁回りに生ずるダレの発生を抑えられる。然し、エピサイクロイド機構が機構的に複雑で高価なものであるところから、製品コストが嵩む。
【特許文献１】特開２００１−２３９３４０号
【特許文献２】特開２００１−１８０１４号
【特許文献３】特開２００２−２０４７３３号
【特許文献４】特開２００２−２１０５１９号
【特許文献５】特開２００２−１２００２２号
【特許文献６】特開２０００−５１９５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は、切粉の発生する切削によらず、また、芯金をパイプ部材の径内に挿置することによらず、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を保って溝の縁部におけるダレの発生を抑え、所定形状の溝をパイプ部材の所定部位に簡単な機構で正確に付形可能な溝の加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、溝付形時にパイプ部材がセットされる治具と、所定形状の溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有する突条歯を円周面に備えたローラと、前記ローラがローラ軸で軸承支持されたローラホルダーと、前記ローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、前記ローラホルダーの移動と同期して前記ローラを回転させるための駆動手段とを備えた、金属製パイプ部材に対する溝の加工装置としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ローラを複数並列的に並べて前記ローラホルダーに軸承支持し、それら複数のローラで前記パイプ部材に対して前記所定形状を有する複数の溝を同時付形できるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記治具が、ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、溝付形時にパイプ部材がセットされる治具と、所定形状の溝に形状的に近づく溝を前記パイプ部材に段階的に付形して最終的に前記所定形状の最終溝を付形する形状の互いに異なった突条歯を円周面に夫々備えた複数のローラと、前記複数のローラが支持されたローラホルダーと、前記複数のローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、前記ローラホルダーの移動と同期して前記複数のローラを回転させるための駆動手段とを備え、前記複数のローラが、前記最終溝よりも浅くて狭幅のＶ字溝を付形する突条歯を円周面に備えた先頭ローラと、前記Ｖ字溝から溝幅，深さを徐々に増加させて前記最終溝の前記所定形状に近い中間溝を付形する歯形状の異なる突条歯を円周面に夫々備えた複数の中間ローラと、前記中間溝から前記所定形状の最終溝を付形する突条歯を円周面に設けた最後尾ローラとを含み、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持し、前記先頭ローラ及び中間ローラで段階的に溝を形成し、前記最後尾ローラで前記最終溝を付形するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記最終溝の所定形状が略レの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面とすると共に、溝口側の広い前記Ｖ字溝の片斜面を垂直面とし且つ溝口側の広い前記Ｖ字溝の他斜面を溝奥より緩やかな上り勾配の傾斜面として付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝の深さ，扁平面の幅及び傾斜面の長さが最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略レの字形状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略レの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記最終溝の所定形状が略コの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面に付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝奥側の深さ及び扁平面の幅を最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が、前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略コの字形状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略コの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項５及び６に記載の構成に加え、請求項５に記載のローラ列と、請求項６に記載のローラ列とを相平行に整列させて備え、そのローラ列を複数の異なる溝の同時成形手段として備え付けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の構成に加え、前記治具が、前記ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明に依れば、所定の溝形状に相応する輪郭形状を有する突条歯を円周面に備えたローラを軸承支持したローラホルダーをパイプ部材の軸線に向けて直交方向より移動させることに同期してローラを回転移動させて、その回転移動するローラの突条歯で溝をフォーミング成形するものであるため、突条歯による圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材の外周の変形を抑え、溝を所定形状へと進行させて付形することができるから、外周の偏平度（真円度）を保ち、溝の縁部におけるダレのない所定形状の溝を正確に付形することができる。
【００２２】
それに加えて、上述したようにローラを支持したローラホルダーをパイプ部材の軸線に向けて移動させることにより、ローラの突条歯で溝をフォーミング成形するものであるため、所定形状の溝を簡単な機構で容易に形成できると共に、固定刃のような消耗工具の損耗によるランニングコスト高も防げる。
【００２３】
請求項２に記載の発明に依れば、所定の溝形状に相応する輪郭形状を有する突条歯を円周面に設けたローラを複数並列的に並べてローラホルダーに軸承支持し、それら複数のローラでパイプ部材に対して所定形状を有する複数の溝を同時付形できるようにしたため、上述したと同様に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えて所定形状の溝を簡単な機構で容易に付形でき、また、ランニングのコスト高も防げると共に、必要とされる複数の溝を一工程で付形できて製品の生産性を効率よく高めることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明に依れば、セット治具がローラホルダーを移動自在に受け入れるゲートを有しているため、ローラホルダーを安定よく移動ガイドさせることができると共に、ローラの突条歯がパイプ部材の所定部位に食い込むことに伴う逃げの発生を防げ、所定の加圧力を保ってパイプ部材の所定部位を押圧陥入させることができるから、溝形状を所望通りに形成できる。
【００２５】
請求項４に記載の発明に依れば、先頭ローラで細いＶ字溝を成形し、そのＶ字溝を複数の中間ローラで幅方向，深さ方向に押し広げる圧力を順次作用させることにより、溝形状を所定の溝形状に徐々に近付けるよう付形するため、ローラの突条歯による圧力を溝の付形部分に確実に集中させ、溝を所定形状にまで徐々に進行させて付形することができ、パイプ部材の外周の変形を抑えられると共に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えて所定形状の溝として一層正確に付形できる。
【００２６】
請求項５に記載の発明に依れば、先頭ローラで細いＶ字溝を成形し、そのＶ字溝を複数の中間ローラで所定のレの字形に徐々に近付けるよう順次付形するため、ローラの突条歯による圧力を溝の付形部分に確実に集中させ、溝を所定のレの字形にまで徐々に進行させて付形することができ、パイプ部材の外周の変形を抑えられると共に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えてレの字溝を正確に付形できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明に依れば、先頭ローラで細いＶ字溝を成形し、そのＶ字溝を複数の中間ローラで所定のコの字形に徐々に近付けるよう順次付形するため、ローラの突条歯による圧力を溝の付形部分に確実に集中させ、溝を所定のコの字形にまで徐々に進行させて付形することができ、パイプ部材の外周の変形を抑えられると共に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えてコの字溝を正確に付形できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明に依れば、請求項５に記載のローラ列と、請求項６に記載のローラ列とをパイプ部材の軸線上に形状の異なる複数の溝を同時付形する手段として備え付けたので、ヘッドレストステーにおけるようにレの字溝並びにコの字溝が共に必要とされるものに対しては、溝加工を一工程で行えて製品の生産性を効率よく高めることができる。
【００２９】
請求項８に記載の発明に依れば、請求項４〜７に記載の発明において、パイプ部材をセットする治具が、ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有するものであるため、複数のローラを支持したローラホルダーでも安定よく移動ガイドさせることができると共に、各ローラの突条歯がパイプ部材の所定部位に食い込むことに伴う逃げの発生を防げ、所定の加圧力を保ってパイプ部材の所定部位を押圧陥入させることができるから、複数の溝でも所望通りに形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
発明を実施するための最良の形態としては、図１〜図9で示すように一つのローラで所定形状の溝を金属製のパイプ部材に付形するものと、図１０〜図１6で示すように複数の直列的に配置されたローラで所定形状に近づく溝を順次段階的に付形して、最終的に所定形状の溝を金属製のパイプ部材に付形するものとを挙げることができる。
【００３１】
そのいずれの形態も、一つのローラ又は複数のローラに基づいて説明するが、一つのローラを複数並列的に並べまたは複数の直列的に並ぶローラを複数相平行に並べて複数溝の同時付形手段として構成することもできる。ローラとしては、合金工具鋼製（ＪＩＳ規格：ＳＫＤ１１、ＨＲＣ５８±１．０）又は超硬合金製のローラを備え付けることができる。
【００３２】
図１は、一つのローラ１による溝の加工装置を示す。この装置全体は、所定の溝形状に相応する輪郭形状を有する突条歯１ａを円周面１ｂに備えたローラ１と、ローラ１がローラ軸１ｃで軸承支持されたローラホルダー１ｄと、被成形材である金属製パイプ部材Ｐが溝付形時に位置決め保持される治具３と、治具３にセットされたパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向よりローラ１の突条歯１ａを摺接させるべくローラホルダー１ｄを移動させるための動力手段２と、ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０とを有している。この加工装置としては、複数の直列的に並ぶローラによるものも同様に構成することができる。
【００３３】
ローラ１としてレの字状の溝を形成するローラを例示して説明すると、そのローラは、図２で示すように略中央の有幅な起立面からテーパ状を呈する断面略台形のリング面となる外郭形状の突条歯１ａを円周面１ｂに備えている。その形状中、起立面の立上り高さｈはレの字溝の深さに相当し、平坦な突端幅ｗはレの字溝の底に相当し、リング面の傾斜角θはレの字溝の傾斜面に相当するよう形成されている。このローラ１の直径φは、円周面１ｂがパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向から摺接することができる大きさに形成されている。
【００３４】
ローラ１は、図１及び図３に示したように、ローラ側面に開孔する中心孔と緊密に嵌り合うローラ軸１ｃで軸承すると共に、このローラ軸１ｃを断面略逆凹状のローラホルダー１ｄの側部間に掛渡し固定することによりローラホルダー１ｄに支持されている。ローラ軸１ｃの一端部はローラホルダー１ｄの片側の側部を貫通し、その貫通したローラ軸１ｃの先端部には、後述する駆動手段２０のピニオン２２が装着されている。ローラホルダー１ｄは、ローラ１の突条歯１ａが下部開放側から一部露出された状態でローラ１を内部に収容している。
【００３５】
ローラホルダー１ｄの後端側には動力手段２が連結され、この動力手段２により、ローラ１の突条歯１ａを治具３にセットされたパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向より摺接させるようにローラホルダー１ｄが水平に移動させられる。動力手段２としては、サーボ駆動機構又は油圧サーボ駆動機構等を用いることができる。
【００３６】
セット治具３には、ローラ１が支持されたローラホルダー１ｄが移動自在に受け入れられるゲート３ａが内部に貫通するよう設けられている。このゲート３ａは、ローラホルダー１ｄの天部面がゲート３ａの上部面と摺接し、ローラホルダー１ｄの片側部でローラ軸１ｃによって支持されたピニオン２２がゲート３ａの側面と摺接せず、また、ローラホルダー１ｄの下部より露出した突条歯１ａの一部もゲート３ａの底面と摺接しない大きさの略四辺形の空洞状に形成されている。また、パイプ部材Ｐを挿通する軸受け孔３ｂがゲート３ａと交差する方向に設けられている。その軸受け孔３ｂは、溝が付形されるパイプ部材Ｐの所定部位をゲート３ａの空洞内に露出させる形状に形成されている。
【００３７】
ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０は、上述したようにローラホルダー１ｄの片側部を貫通したローラ軸１ｃの先端部に装着されたピニオン２２と、セット治具３のゲート３ａの片側部内面に取り付けられてその片側部に沿って水平に延びた長尺なラック２４とを有している。ローラ軸１ｃに取り付けられたピニオン２２の歯２２ａは、ラック２４の歯２４ａと噛合している。セット治具３にセットされたパイプ部材Ｐに向かってローラホルダー１ｄが動力手段２によって移動させられた時に、ピニオン２２がラック２４と噛合しつつラック２４に沿って回転することによりローラ１が回転するようになっている。
【００３８】
このように構成する溝の加工装置では、パイプ部材Ｐをセット治具３の軸受け孔３ｂに挿通させて位置決め保持した後、ロール１が支持されたローラホルダー１ｄをパイプ部材Ｐの軸線に向けて動力手段２で直交方向より移動させて、ラック２４に沿ったピニオン２２の回転によりロール１を同期回転させることにより、ローラホルダー１ｄの下部より部分的に露出する突条歯１でパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向に所定形状の溝を付形することができる。
【００３９】
ローラ１を支持したローラホルダー１ｄが、図４で示すように治具３のゲート３ａ内を移動する際にローラホルダー１ｄの天部面がゲート３ａの上部面に摺接するので、ローラ１をゲート３ａ内で水平に移動ガイドできる。また、ローラ１の突条歯１ａがパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向へ食い込むに伴う逃げの発生を防げるため、所定の加圧力を保ってパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向にパイプ部材Ｐの所定部位を押圧陥入できるから溝形状を所望通りに付形することができる。
【００４０】
その溝の付形にあたっては、図５ａで示すように突条歯１ａの突端面がパイプ部材Ｐの周面にパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から当接することにより浅い領域の溝を突端幅ｗ（図２参照）で窪ませ、ローラ１が更に回転移動し、ローラ１の中心とパイプ部材Ｐの中心とが図５ｂに示したように一直線上で一致した状態となった時に、起立面の立上り高さｈ（図２参照）による深さ、平坦な突端幅ｗ（図２参照）による底、リング面の傾斜角θ（図２参照）による傾斜面を深い領域の溝として付形する。
【００４１】
ローラ１の中心とパイプ部材Ｐの中心とが一直線上で一致した状態に達すると、図５ｃで示すようにレの字の深い領域に相当する溝を付形しながら、ローラ１の円周面１ｂがパイプ部材Ｐの所定部位にパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から摺接することにより外周の偏平度（真円度）を保つ。ローラ１が回転しつつパイプ部材Ｐの軸線を最終的に通過すると、浅い領域の溝を突端幅ｗで窪ませることにより、図５ｄで示したように所定形状のレの字溝を付形することができる。
【００４２】
ローラ１は、ローラホルダー１ｄの移動に伴って回転しつつパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から摺接すると共に、突条歯１ａによる圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材Ｐの外周の変形を抑えつつ、溝を所定形状へと進行させて形成する。このため、図６で示すようにパイプ部材Ｐの外周の偏平度（真円度）を保ちつつ、溝の縁部ｅにおけるダレのない所定形状の溝ｇ１として正確に付形することができる。
【００４３】
パイプ部材に所定形状の溝を付形してヘッドレストステーを製造する場合には、パイプ部材としては、肉厚：１．３〜２．０ｍｍ，直径：１３ｍｍ程度の高張力合金でなるシームレスパイプ部材又は電縫パイプ部材を用いることができる。この金属製のパイプ部材に対しては、ダレを０〜０．５ｍｍ以内、外周の偏平度を０．０５ｍｍ以内（真円度：±０．０３ｍｍ程度）に抑え、深さ：１．５〜２．５ｍｍ、最肉薄部：０．６ｍｍ以上の溝を設けるようにできる。
【００４４】
ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０としては、ピニオン２２とラック２４との組合わせの代わりに、図７に示したように、ピニオン２２と、ローラホルダー１ｄに取り付けたモーター３０の回転軸に装着された第二のピニオン３０ａと、これら第一のピニオン２２と第二のピニオン３０ａとの間に懸架されたチェーン２６との組合わせを採用することができる。モータ３０はローラホルダー１ｄの側面に取り付けられ、その回転軸はローラホルダー１ｄを横方向に貫通し、その回転軸の先端に第二のピニオン３０ａが装着されている。この場合には、ローラホルダ１ｄの移動に同期してモータ３０の回転軸を回転させることにより、ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させることができ、ピニオン２２とラック２４との組合わせの場合と同様の作動をもってローラ１を回転させて、所定形状の溝をパイプ部材に付形させることができる。
【００４５】
上述した以外に、図８を参照して、ローラとしてコの字状の溝を付形するローラ１’を例示して説明すると、このローラ１’は略中央の有幅な突端面から両側の起立面を呈する外郭形状の突条歯１ａ’を円周面１ｂ’に備えている。この形状中、起立面の立上り高さｈ’はコの字溝の深さに相当し、平坦な突端幅ｗ’はコの字溝の底に相当するよう形成されている。このローラ１’の直径φ’も、円周面１ｂ’がパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から摺接可能な大きさに形成されている。
【００４６】
このローラ１’によっては、図９で示すようなコの字溝ｇ２をパイプ部材の軸線と交差する方向へダレを発生させることなく付形することができる。このコの字溝ｇ２であっても、上述した肉厚，直径のパイプ部材に付形すると、ローラ１で溝を付形した場合と同様に、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）、溝の深さ、最肉薄部を保つ溝として設けるようにできる。
【００４７】
ローラホルダー１ｄに複数のローラを直列的に配置した実施の形態においてレの字溝を付形するものを例示すると、このローラ列は、図１０で示したように、円周面１０ｂの中央部より立ちあがったＶ字状の突条歯１０ａを備えた先頭ローラ１０と、同様に円周面１１ｂの中央部より立ちあがったＶ字状の突状歯１１ａを備えた第一の中間ローラ１１と、略中央の有幅な起立面から片側方のテーパ状を呈する断面略台形のリング面となる突条歯１２ａ，１３ａを円周面１２ｂ，１３ｂに備えた第二及び第三の中間ローラ１２，１３と、略中央の有幅な起立面から片側方のテーパ状を呈する断面略台形のリング面となる突条歯１４ａを円周面１４ｂに備えた最後尾ローラ１４とを有している。尚、図中、符号１０ｃ〜１４ｃはローラ１０〜１４のローラ軸を示す。こられローラ軸１０ｃ〜１４ｃのローラホルダー１ｄの側部より外方へ突出した先端部には、夫々ピニオン２２が装着され、これらピニオン２２は、長尺なラック２４と噛合している。また、このラック２４は、図示していないセット治具のゲート内側面に取り付けられている。
【００４８】
ローラ１０〜１４は、ローラ列の移動方向Ｘに向かってＶ字状の突条歯１０ａを設けた先頭ローラ１０を先頭に配置し、中間ローラ１１〜１３として所定のレの字溝に徐々に近付く互いに異なった形状の突条歯１１ａ〜１３ａを備えたものを先頭ローラ１０の後方に整列配置し、最後尾のローラ１４として所定のレの字溝と略同じ形状の突条歯１４ａを備えたものが第三の中間ローラ１３の後方に整列配置されている。
【００４９】
ローラ１０〜１３としては、図１１並びに図１２で示すように円周面１０ｂ〜１３ｂがパイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接しない同じ直径φ１〜φ４を有するものが備え付けられている。これに対し、最後尾のローラ１４としては円周面１４ｂがパイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接可能な大きい直径φ５<φ１〜φ４を有するものが配列されている。
【００５０】
ローラ１０，１１に設けられるＶ字状の突条歯１０ａ，１１ａを比較すると、先頭ローラ１０の突状歯１０ａは、第一の中間ローラ１１の突条歯１１ａの基部幅ｗ２よりも狭い基部幅ｗ１を有し、且つ、これら突状歯１０ａ，１１ａの立上り高さはｈ１＝ｈ２，突端の曲部面はｒ１＝ｒ２となっている。
【００５１】
ローラ１２〜１４に設けられる略中央の有幅な起立面からテーパ状を呈するリング面となる断面略台形の突条歯１２ａ〜１４ａを比較すると、ローラ１２〜１４の順に、起立面の平坦な突端幅がｗ３<ｗ４<ｗ５と徐々に広くなり、且つ、リング面の傾斜角がθ１>θ２>θ３と徐々に小さくなっている。
【００５２】
図１３で示すように、先頭ローラ１０で付形されたＶ字溝ｇ１０を第一の中間ローラ１１でＶ字溝ｇ１０の溝口側を広くした溝ｇ１１として付形し、次に、第二の中間ローラ１２で溝口側の広いＶ字溝ｇ１１の溝奥側を扁平面とする溝に付形し、且つ、Ｖ字溝ｇの片斜面を垂直面とすると共に、Ｖ字溝の他斜面を溝奥より緩やかな上り勾配の傾斜面とする溝ｇ１２として付形し、更に、第三の中間ローラ１３で溝奥側の深さ，扁平幅並びに傾斜面の長さを所定形状近くの溝ｇ１３にまで付形するように、段階的に溝形状を所定の溝形状に徐々に近付けてから、最終的に、所定形状近くの溝形状を最後尾のローラ１４で所定形状の溝ｇ１４にまで付形することができる。
【００５３】
ローラ１０〜１４は、ローラホルダー１ｄの移動に同期して回転させられるものであるので、先頭ローラ１０から中間ローラ１１，１２，１３及び最後尾ローラ１４がパイプ部材Ｐの軸線と直交する方向から摺接すると共に、各突条歯１０ａ〜１４ａによる圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材の外周の変形を抑えつつ、溝を所定形状へと進行させて形成するため、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を保ち、溝の縁部におけるダレのない所定形状の溝ｇ１４としてレの字溝を一層正確に形成することができる。
【００５４】
コの字状の溝を付形する場合、図１４並びに図１５で示すような異なる形状の突条歯１０ａ’〜１４ａ’を備えたローラ１０’〜１４’がローラホルダーに整列配置される。ローラ１０’〜１３’としては、円周面１０ｂ’〜１３ｂ’がパイプ部材の軸線に対して直交する方向から摺接しない同じ直径φ１’〜φ４’を有するものが備え付けられている。最後尾ローラ１４’としては、円周面１４ｂ’がパイプ部材の軸線と直交する方向から摺接する大きな直径φ５<φ１〜φ４を有するものが備え付けられている。
【００５５】
ローラ１０’，１１’に設けられるＶ字状の突条歯１０ａ’，１１ａ’を比較すると、レの字溝を設ける場合と同様に、先頭ローラ１０’の突状歯１０ａ’の基部幅ｗ１’は第一の中間ローラ１１’の突条歯１１ａ’の基部幅ｗ２’よりも狭くなっており、且つ、これら突状歯１０ａ’，１１ａ’における立上り高さはｈ１’＝ｈ２’，突端の曲部面はｒ１’＝ｒ２’となっている。
【００５６】
ローラ１２’〜１４’に設けられる略コ形の突条歯１２ａ’〜１４ａ’を比較すると、ローラ１２’〜１４’の順に、突端幅がｗ３’
<ｗ４’ <ｗ５’と徐々に広くなり、且つ、突端の平坦幅がｒ３’
<ｒ４‘<ｒ５‘と徐々に広くなる突条歯１２ａ’〜１４ａ’が設けられている。
【００５７】
図１６で示すように、先頭ローラ１０’で付形したＶ字溝ｇ１０’を第一の中間ローラ１１’の突条歯１１ａ’でＶ字溝ｇ１０’の溝口側を広く付形した溝ｇ１１’にし、次に、第二及び第三の中間ローラ１２’，１３’の突条歯１２ａ’，１３ａ’で溝奥側の深さ，扁平幅を所定の溝形状に徐々に近付けてから、最終的に、最後尾ローラ１４’の突条歯１４ａ’で所定形状の溝を付形する。
【００５８】
ローラ１０’〜１４’でも、ローラホルダーの移動に伴ってローラが回転するので、ローラ１０’〜１４’がパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向から摺接すると共に、ローラ１０’〜１４’の突条歯１０ａ’〜１４ａ’による圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材の外周の変形を抑えつつ、溝を所定形状へと進行させて付形するため、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を保ち、溝の縁部におけるダレのない所定形状の溝ｇ１４’としてコの字溝を一層正確に付形することができる。
【００５９】
上述の実施形態においては、複数のローラを五個直列的に配置した場合について説明したが、ローラの個数は、これに限定されることなく、溝の形状や要求される形状精度、パイプ部材の材質等から適宜に選択，設計できる。
【００６０】
上述した実施の形態においては、主に、ヘッドレストステーを製造する場合に基づいて所定形状の溝をパイプ部材の軸線上に設けることを説明したが、ハンドブレーキやその他の製品をパイプ部材から製造するにあたり、所定形状の溝をパイプ部材の軸線上に設ける場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一例に係る一つのローラを備える金属製のパイプ部材に対する溝の加工装置を示す側面図である。
【図２】図１の溝加工装置に備えられるローラ及びピニオンを示す平面図である。
【図３】図１の溝加工装置をＡ−Ａ線で示す断面図である。
【図４】図１の溝加工装置を作動状態で示す説明図である。
【図５ａ】図２のローラを回転移動させた時の初期状態を示す説明図である。
【図５ｂ】図２のローラを回転移動させることによる途上状態を示す説明図である。
【図５ｃ】回転移動途中に図２のローラによってパイプ部材に付形される溝を示した説明図である。
【図５ｄ】図２のローラのパイプ部材通過直前の状態を示した側面図である。
【図６】図２のローラによって最終的に付形された所定形状の溝を示した断面図である。
【図７】図１の加工装置が有する駆動手段の変形例を示した側面図である。
【図８】図６の付形溝と異なる形状の溝を付形するローラを示した平面図である。
【図９】図８のローラによって付形される所定形状の溝を示した断面図である。
【図１０】本発明の別の例に係る金属製のパイプ部材に対する溝の加工装置に備え付けられる複数のローラを示した説明図である。
【図１１】図９に示した複数のローラ中の先頭ローラと第一の中間ローラとをそれらのＶ字状突条歯で比較した説明図である。
【図１２】図９に示した複数のローラ中の第二及び第三の中間ローラと最後尾ローラとをそれらの円錐台形の突条歯で比較した説明図である。
【図１３】図１１並びに図１２に示した複数のローラにより段階的に付形される溝の形状変化を示す説明図である。
【図１４】図１０に示した複数のローラによって付形される溝と異なる形状の溝を付形する複数のローラ中でＶ字状の突条歯を備えた先頭ローラと第一の中間ローラとを比較した説明図である。
【図１５】図１３に示した複数のローラ中の第二，第三の中間ローラ及び最後尾ローラとをそれらの突条歯で比較した説明図である。
【図１６】図１３並びに図１４のローラにより付形される溝の形状変化を示す説明図である。
【図１７】所定形状の溝が付形された一般例に係るヘッドレストステーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 一つのローラ
１ａ ローラの突条歯
１ｂ ローラの円周面
１ｃ ローラ支軸
１ｄ ローラホルダー
２ 動力手段
３ セット治具
３ａ ローラのガイド用ゲート
３ｂ パイプ部材の軸受け孔
１０〜１４ 複数のローラ
１０ａ〜１４ａ 複数のローラの突状歯
１０ｂ〜１４ｂ 複数のローラの円周面
１０ｃ〜１４ｃ ローラ支軸
２０ 駆動手段
２２ ピニオン
２４ ラック
２６ チェーン
Ｐ パイプ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製のパイプ部材を治具にセットし、そのパイプ部材の所定部位をパイプ部材の軸線と交差する方向から押圧陥入させて所定形状の溝をパイプ部材に付形する、パイプ部材に対する溝の加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のヘッドレストステーを金属製のパイプ部材から形成する場合を例示して説明すると、その製品は、図１７で示すように金属製のパイプ部材をコの字状に軸曲げすると共に、ヘッドレスト高さ調整用のレの字状を呈する１〜６個程度のフリー溝ｇ１と、ヘッドレスト抜外れ防止用のコの字状を呈する１または２個程度のストッパ溝ｇ２とを、コの字状に軸線曲げしたパイプ部材の片縦軸部の所定部位をその片縦軸部の軸線と交差する方向へ窪ませて付形することによりヘッドレストステーとして完成される。このヘッドレストステーがヘッドレストに立て付け装備された状態では、溝ｇ１，ｇ２にラチエット爪が離脱自在に係止されることによりヘッドレストステーは任意の高さに維持される。
【０００３】
これらの溝をパイプ部材に付形するのに、切削刃によるブローチまたはスライス加工を適用すると、所定形状の溝を容易に形成できるが、切粉が発生すると共に、パイプ部材を傷付け易くなるばかりでなく、パイプ部材の削取りはパイプ部材の剛性の低下を招いてしまう。
【０００４】
パイプ部材に対する溝の付形には、先端側を溝形状に合わせて曲面形に形成したポンチ（特許文献１）、先端側を溝形状に合わせて楔形状に形成した成形刃（特許文献２）をパイプ部材の軸線と直交する方向からパイプ部材に下降動させて溝をプレス成形し、また、先端側を溝形状に合わせて斜めに面取りしたパンチ（特許文献３）をパイプ部材の軸線に対して斜め方向からパイプ部材に下降動させて溝をプレス成形することが提案されている。
【０００５】
そのプレス加工では、パンチによる圧力をパイプ部材の軸線に対して交差する方向から加えてパイプ部材の所定部位を径内方向へ押し込む押圧力により溝を成形するため、パンチによる圧力が溝の縁部にまで作用し、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を大きく変えてしまって、大きなダレが溝の縁部に生じてしまう。
【０００６】
そのプレス成形のみによる以外、パンチを回動させながら刃先をパイプ部材の軸線と直交する方向から圧接させて溝の予備成形を行った後、プレスポンチによるシェービング加工によりパイプ部材の所定部位を削り取ることが提案されている（特許文献４）。
【０００７】
その溝の加工装置では、パンチを回動させながらパイプ部材の軸線に対して直交方向へ移動させて刃先をパイプ部材に圧接させるものであるため、所定形状の溝を付形するに必要なパンチの回動と移動とを適度に合わせるのが難しい。また、異なる工具を個別に作動させて溝を形成するものであるから、プレスポンチを予備成形溝の形状に合わせて正確に作動することが難しく、パイプ部材の所定部位の削取りによる切粉が発生し、パイプ部材の剛性の低下も免れ得ない。
【０００８】
上述したプレス成形と併用し、溝形状に相応する切欠を軸線上に設けた芯金をパイプ部材の径内に挿置することも提案されている（特許文献５）。
【０００９】
その芯金を併用する場合、芯金の出入れに著しく手間が掛かるため、製品の生産性に劣ると共に、パイプ部材の上述した外周の偏平度（真円度）の変化乃至は成形断面のダレが生じて満足し得る溝を付形できない。
【００１０】
その他に、エピサイクロイド機構と球継手による揺動運動をスピンドルに起させ、スピンドルの先端に取り付けた所定の溝形状に相応する先端形状を有する成形具により、溝をスエージング加工でパイプ部材に付形することも提案されている（特許文献６）。
【００１１】
そのスエージング加工では、プレス成形と比べれば、成形具がパイプ部材の所定部位を所定の溝形状にまで徐々に陥入させるよう作用するため、溝の縁回りに生ずるダレの発生を抑えられる。然し、エピサイクロイド機構が機構的に複雑で高価なものであるところから、製品コストが嵩む。
【特許文献１】特開２００１−２３９３４０号
【特許文献２】特開２００１−１８０１４号
【特許文献３】特開２００２−２０４７３３号
【特許文献４】特開２００２−２１０５１９号
【特許文献５】特開２００２−１２００２２号
【特許文献６】特開２０００−５１９５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の解決しようとする課題は、切粉の発生する切削によらず、また、芯金をパイプ部材の径内に挿置することによらず、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を保って溝の縁部におけるダレの発生を抑え、所定形状の溝をパイプ部材の所定部位に簡単な機構で正確に付形可能な溝の加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、溝付形時にパイプ部材がセットされる治具と、所定形状の溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有する突条歯を円周面に備えたローラと、前記ローラがローラ軸で軸承支持されたローラホルダーと、前記ローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、前記ローラホルダーの移動と同期して前記ローラを回転させるための駆動手段とを備えた、金属製パイプ部材に対する溝の加工装置としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ローラを複数並列的に並べて前記ローラホルダーに軸承支持し、それら複数のローラで前記パイプ部材に対して前記所定形状を有する複数の溝を同時付形できるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記治具が、ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、溝付形時にパイプ部材がセットされる治具と、所定形状の溝に形状的に近づく溝を前記パイプ部材に段階的に付形して最終的に前記所定形状の最終溝を付形する形状の互いに異なった突条歯を円周面に夫々備えた複数のローラと、前記複数のローラが支持されたローラホルダーと、前記複数のローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、前記ローラホルダーの移動と同期して前記複数のローラを回転させるための駆動手段とを備え、前記複数のローラが、前記最終溝よりも浅くて狭幅のＶ字溝を付形する突条歯を円周面に備えた先頭ローラと、前記Ｖ字溝から溝幅，深さを徐々に増加させて前記最終溝の前記所定形状に近い中間溝を付形する歯形状の異なる突条歯を円周面に夫々備えた複数の中間ローラと、前記中間溝から前記所定形状の最終溝を付形する突条歯を円周面に設けた最後尾ローラとを含み、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持し、前記先頭ローラ及び中間ローラで段階的に溝を形成し、前記最後尾ローラで前記最終溝を付形するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記最終溝の所定形状が略レの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面とすると共に、溝口側の広い前記Ｖ字溝の片斜面を垂直面とし且つ溝口側の広い前記Ｖ字溝の他斜面を溝奥より緩やかな上り勾配の傾斜面として付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝の深さ，扁平面の幅及び傾斜面の長さが最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略レの字形状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略レの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記最終溝の所定形状が略コの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面に付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝奥側の深さ及び扁平面の幅を最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が、前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略コの字形状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略コの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項５及び６に記載の構成に加え、請求項５に記載のローラ列と、請求項６に記載のローラ列とを相平行に整列させて備え、そのローラ列を複数の異なる溝の同時成形手段として備え付けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項４〜７のいずれかに記載の構成に加え、前記治具が、前記ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明に依れば、所定の溝形状に相応する輪郭形状を有する突条歯を円周面に備えたローラを軸承支持したローラホルダーをパイプ部材の軸線に向けて直交方向より移動させることに同期してローラを回転移動させて、その回転移動するローラの突条歯で溝をフォーミング成形するものであるため、突条歯による圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材の外周の変形を抑え、溝を所定形状へと進行させて付形することができるから、外周の偏平度（真円度）を保ち、溝の縁部におけるダレのない所定形状の溝を正確に付形することができる。
【００２２】
それに加えて、上述したようにローラを支持したローラホルダーをパイプ部材の軸線に向けて移動させることにより、ローラの突条歯で溝をフォーミング成形するものであるため、所定形状の溝を簡単な機構で容易に形成できると共に、固定刃のような消耗工具の損耗によるランニングコスト高も防げる。
【００２３】
請求項２に記載の発明に依れば、所定の溝形状に相応する輪郭形状を有する突条歯を円周面に設けたローラを複数並列的に並べてローラホルダーに軸承支持し、それら複数のローラでパイプ部材に対して所定形状を有する複数の溝を同時付形できるようにしたため、上述したと同様に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えて所定形状の溝を簡単な機構で容易に付形でき、また、ランニングのコスト高も防げると共に、必要とされる複数の溝を一工程で付形できて製品の生産性を効率よく高めることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明に依れば、セット治具がローラホルダーを移動自在に受け入れるゲートを有しているため、ローラホルダーを安定よく移動ガイドさせることができると共に、ローラの突条歯がパイプ部材の所定部位に食い込むことに伴う逃げの発生を防げ、所定の加圧力を保ってパイプ部材の所定部位を押圧陥入させることができるから、溝形状を所望通りに形成できる。
【００２５】
請求項４に記載の発明に依れば、先頭ローラで細いＶ字溝を成形し、そのＶ字溝を複数の中間ローラで幅方向，深さ方向に押し広げる圧力を順次作用させることにより、溝形状を所定の溝形状に徐々に近付けるよう付形するため、ローラの突条歯による圧力を溝の付形部分に確実に集中させ、溝を所定形状にまで徐々に進行させて付形することができ、パイプ部材の外周の変形を抑えられると共に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えて所定形状の溝として一層正確に付形できる。
【００２６】
請求項５に記載の発明に依れば、先頭ローラで細いＶ字溝を成形し、そのＶ字溝を複数の中間ローラで所定のレの字形に徐々に近付けるよう順次付形するため、ローラの突条歯による圧力を溝の付形部分に確実に集中させ、溝を所定のレの字形にまで徐々に進行させて付形することができ、パイプ部材の外周の変形を抑えられると共に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えてレの字溝を正確に付形できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明に依れば、先頭ローラで細いＶ字溝を成形し、そのＶ字溝を複数の中間ローラで所定のコの字形に徐々に近付けるよう順次付形するため、ローラの突条歯による圧力を溝の付形部分に確実に集中させ、溝を所定のコの字形にまで徐々に進行させて付形することができ、パイプ部材の外周の変形を抑えられると共に、溝の縁部に生ずるダレの発生を抑えてコの字溝を正確に付形できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明に依れば、請求項５に記載のローラ列と、請求項６に記載のローラ列とをパイプ部材の軸線上に形状の異なる複数の溝を同時付形する手段として備え付けたので、ヘッドレストステーにおけるようにレの字溝並びにコの字溝が共に必要とされるものに対しては、溝加工を一工程で行えて製品の生産性を効率よく高めることができる。
【００２９】
請求項８に記載の発明に依れば、請求項４〜７に記載の発明において、パイプ部材をセットする治具が、ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有するものであるため、複数のローラを支持したローラホルダーでも安定よく移動ガイドさせることができると共に、各ローラの突条歯がパイプ部材の所定部位に食い込むことに伴う逃げの発生を防げ、所定の加圧力を保ってパイプ部材の所定部位を押圧陥入させることができるから、複数の溝でも所望通りに形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
発明を実施するための最良の形態としては、図１〜図9で示すように一つのローラで所定形状の溝を金属製のパイプ部材に付形するものと、図１０〜図１6で示すように複数の直列的に配置されたローラで所定形状に近づく溝を順次段階的に付形して、最終的に所定形状の溝を金属製のパイプ部材に付形するものとを挙げることができる。
【００３１】
そのいずれの形態も、一つのローラ又は複数のローラに基づいて説明するが、一つのローラを複数並列的に並べまたは複数の直列的に並ぶローラを複数相平行に並べて複数溝の同時付形手段として構成することもできる。ローラとしては、合金工具鋼製（ＪＩＳ規格：ＳＫＤ１１、ＨＲＣ５８±１．０）又は超硬合金製のローラを備え付けることができる。
【００３２】
図１は、一つのローラ１による溝の加工装置を示す。この装置全体は、所定の溝形状に相応する輪郭形状を有する突条歯１ａを円周面１ｂに備えたローラ１と、ローラ１がローラ軸１ｃで軸承支持されたローラホルダー１ｄと、被成形材である金属製パイプ部材Ｐが溝付形時に位置決め保持される治具３と、治具３にセットされたパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向よりローラ１の突条歯１ａを摺接させるべくローラホルダー１ｄを移動させるための動力手段２と、ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０とを有している。この加工装置としては、複数の直列的に並ぶローラによるものも同様に構成することができる。
【００３３】
ローラ１としてレの字状の溝を形成するローラを例示して説明すると、そのローラは、図２で示すように略中央の有幅な起立面からテーパ状を呈する断面略台形のリング面となる外郭形状の突条歯１ａを円周面１ｂに備えている。その形状中、起立面の立上り高さｈはレの字溝の深さに相当し、平坦な突端幅ｗはレの字溝の底に相当し、リング面の傾斜角θはレの字溝の傾斜面に相当するよう形成されている。このローラ１の直径φは、円周面１ｂがパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向から摺接することができる大きさに形成されている。
【００３４】
ローラ１は、図１及び図３に示したように、ローラ側面に開孔する中心孔と緊密に嵌り合うローラ軸１ｃで軸承すると共に、このローラ軸１ｃを断面略逆凹状のローラホルダー１ｄの側部間に掛渡し固定することによりローラホルダー１ｄに支持されている。ローラ軸１ｃの一端部はローラホルダー１ｄの片側の側部を貫通し、その貫通したローラ軸１ｃの先端部には、後述する駆動手段２０のピニオン２２が装着されている。ローラホルダー１ｄは、ローラ１の突条歯１ａが下部開放側から一部露出された状態でローラ１を内部に収容している。
【００３５】
ローラホルダー１ｄの後端側には動力手段２が連結され、この動力手段２により、ローラ１の突条歯１ａを治具３にセットされたパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向より摺接させるようにローラホルダー１ｄが水平に移動させられる。動力手段２としては、サーボ駆動機構又は油圧サーボ駆動機構等を用いることができる。
【００３６】
セット治具３には、ローラ１が支持されたローラホルダー１ｄが移動自在に受け入れられるゲート３ａが内部に貫通するよう設けられている。このゲート３ａは、ローラホルダー１ｄの天部面がゲート３ａの上部面と摺接し、ローラホルダー１ｄの片側部でローラ軸１ｃによって支持されたピニオン２２がゲート３ａの側面と摺接せず、また、ローラホルダー１ｄの下部より露出した突条歯１ａの一部もゲート３ａの底面と摺接しない大きさの略四辺形の空洞状に形成されている。また、パイプ部材Ｐを挿通する軸受け孔３ｂがゲート３ａと交差する方向に設けられている。その軸受け孔３ｂは、溝が付形されるパイプ部材Ｐの所定部位をゲート３ａの空洞内に露出させる形状に形成されている。
【００３７】
ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０は、上述したようにローラホルダー１ｄの片側部を貫通したローラ軸１ｃの先端部に装着されたピニオン２２と、セット治具３のゲート３ａの片側部内面に取り付けられてその片側部に沿って水平に延びた長尺なラック２４とを有している。ローラ軸１ｃに取り付けられたピニオン２２の歯２２ａは、ラック２４の歯２４ａと噛合している。セット治具３にセットされたパイプ部材Ｐに向かってローラホルダー１ｄが動力手段２によって移動させられた時に、ピニオン２２がラック２４と噛合しつつラック２４に沿って回転することによりローラ１が回転するようになっている。
【００３８】
このように構成する溝の加工装置では、パイプ部材Ｐをセット治具３の軸受け孔３ｂに挿通させて位置決め保持した後、ロール１が支持されたローラホルダー１ｄをパイプ部材Ｐの軸線に向けて動力手段２で直交方向より移動させて、ラック２４に沿ったピニオン２２の回転によりロール１を同期回転させることにより、ローラホルダー１ｄの下部より部分的に露出する突条歯１でパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向に所定形状の溝を付形することができる。
【００３９】
ローラ１を支持したローラホルダー１ｄが、図４で示すように治具３のゲート３ａ内を移動する際にローラホルダー１ｄの天部面がゲート３ａの上部面に摺接するので、ローラ１をゲート３ａ内で水平に移動ガイドできる。また、ローラ１の突条歯１ａがパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向へ食い込むに伴う逃げの発生を防げるため、所定の加圧力を保ってパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向にパイプ部材Ｐの所定部位を押圧陥入できるから溝形状を所望通りに付形することができる。
【００４０】
その溝の付形にあたっては、図５ａで示すように突条歯１ａの突端面がパイプ部材Ｐの周面にパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から当接することにより浅い領域の溝を突端幅ｗ（図２参照）で窪ませ、ローラ１が更に回転移動し、ローラ１の中心とパイプ部材Ｐの中心とが図５ｂに示したように一直線上で一致した状態となった時に、起立面の立上り高さｈ（図２参照）による深さ、平坦な突端幅ｗ（図２参照）による底、リング面の傾斜角θ（図２参照）による傾斜面を深い領域の溝として付形する。
【００４１】
ローラ１の中心とパイプ部材Ｐの中心とが一直線上で一致した状態に達すると、図５ｃで示すようにレの字の深い領域に相当する溝を付形しながら、ローラ１の円周面１ｂがパイプ部材Ｐの所定部位にパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から摺接することにより外周の偏平度（真円度）を保つ。ローラ１が回転しつつパイプ部材Ｐの軸線を最終的に通過すると、浅い領域の溝を突端幅ｗで窪ませることにより、図５ｄで示したように所定形状のレの字溝を付形することができる。
【００４２】
ローラ１は、ローラホルダー１ｄの移動に伴って回転しつつパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から摺接すると共に、突条歯１ａによる圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材Ｐの外周の変形を抑えつつ、溝を所定形状へと進行させて形成する。このため、図６で示すようにパイプ部材Ｐの外周の偏平度（真円度）を保ちつつ、溝の縁部ｅにおけるダレのない所定形状の溝ｇ１として正確に付形することができる。
【００４３】
パイプ部材に所定形状の溝を付形してヘッドレストステーを製造する場合には、パイプ部材としては、肉厚：１．３〜２．０ｍｍ，直径：１３ｍｍ程度の高張力合金でなるシームレスパイプ部材又は電縫パイプ部材を用いることができる。この金属製のパイプ部材に対しては、ダレを０〜０．５ｍｍ以内、外周の偏平度を０．０５ｍｍ以内（真円度：±０．０３ｍｍ程度）に抑え、深さ：１．５〜２．５ｍｍ、最肉薄部：０．６ｍｍ以上の溝を設けるようにできる。
【００４４】
ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させるための駆動手段２０としては、ピニオン２２とラック２４との組合わせの代わりに、図７に示したように、ピニオン２２と、ローラホルダー１ｄに取り付けたモーター３０の回転軸に装着された第二のピニオン３０ａと、これら第一のピニオン２２と第二のピニオン３０ａとの間に懸架されたチェーン２６との組合わせを採用することができる。モータ３０はローラホルダー１ｄの側面に取り付けられ、その回転軸はローラホルダー１ｄを横方向に貫通し、その回転軸の先端に第二のピニオン３０ａが装着されている。この場合には、ローラホルダ１ｄの移動に同期してモータ３０の回転軸を回転させることにより、ローラホルダー１ｄの移動と同期してローラ１を回転させることができ、ピニオン２２とラック２４との組合わせの場合と同様の作動をもってローラ１を回転させて、所定形状の溝をパイプ部材に付形させることができる。
【００４５】
上述した以外に、図８を参照して、ローラとしてコの字状の溝を付形するローラ１’を例示して説明すると、このローラ１’は略中央の有幅な突端面から両側の起立面を呈する外郭形状の突条歯１ａ’を円周面１ｂ’に備えている。この形状中、起立面の立上り高さｈ’はコの字溝の深さに相当し、平坦な突端幅ｗ’はコの字溝の底に相当するよう形成されている。このローラ１’の直径φ’も、円周面１ｂ’がパイプ部材Ｐの軸線と交差する方向から摺接可能な大きさに形成されている。
【００４６】
このローラ１’によっては、図９で示すようなコの字溝ｇ２をパイプ部材の軸線と交差する方向へダレを発生させることなく付形することができる。このコの字溝ｇ２であっても、上述した肉厚，直径のパイプ部材に付形すると、ローラ１で溝を付形した場合と同様に、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）、溝の深さ、最肉薄部を保つ溝として設けるようにできる。
【００４７】
ローラホルダー１ｄに複数のローラを直列的に配置した実施の形態においてレの字溝を付形するものを例示すると、このローラ列は、図１０で示したように、円周面１０ｂの中央部より立ちあがったＶ字状の突条歯１０ａを備えた先頭ローラ１０と、同様に円周面１１ｂの中央部より立ちあがったＶ字状の突状歯１１ａを備えた第一の中間ローラ１１と、略中央の有幅な起立面から片側方のテーパ状を呈する断面略台形のリング面となる突条歯１２ａ，１３ａを円周面１２ｂ，１３ｂに備えた第二及び第三の中間ローラ１２，１３と、略中央の有幅な起立面から片側方のテーパ状を呈する断面略台形のリング面となる突条歯１４ａを円周面１４ｂに備えた最後尾ローラ１４とを有している。尚、図中、符号１０ｃ〜１４ｃはローラ１０〜１４のローラ軸を示す。こられローラ軸１０ｃ〜１４ｃのローラホルダー１ｄの側部より外方へ突出した先端部には、夫々ピニオン２２が装着され、これらピニオン２２は、長尺なラック２４と噛合している。また、このラック２４は、図示していないセット治具のゲート内側面に取り付けられている。
【００４８】
ローラ１０〜１４は、ローラ列の移動方向Ｘに向かってＶ字状の突条歯１０ａを設けた先頭ローラ１０を先頭に配置し、中間ローラ１１〜１３として所定のレの字溝に徐々に近付く互いに異なった形状の突条歯１１ａ〜１３ａを備えたものを先頭ローラ１０の後方に整列配置し、最後尾のローラ１４として所定のレの字溝と略同じ形状の突条歯１４ａを備えたものが第三の中間ローラ１３の後方に整列配置されている。
【００４９】
ローラ１０〜１３としては、図１１並びに図１２で示すように円周面１０ｂ〜１３ｂがパイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接しない同じ直径φ１〜φ４を有するものが備え付けられている。これに対し、最後尾のローラ１４としては円周面１４ｂがパイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接可能な大きい直径φ５<φ１〜φ４を有するものが配列されている。
【００５０】
ローラ１０，１１に設けられるＶ字状の突条歯１０ａ，１１ａを比較すると、先頭ローラ１０の突状歯１０ａは、第一の中間ローラ１１の突条歯１１ａの基部幅ｗ２よりも狭い基部幅ｗ１を有し、且つ、これら突状歯１０ａ，１１ａの立上り高さはｈ１＝ｈ２，突端の曲部面はｒ１＝ｒ２となっている。
【００５１】
ローラ１２〜１４に設けられる略中央の有幅な起立面からテーパ状を呈するリング面となる断面略台形の突条歯１２ａ〜１４ａを比較すると、ローラ１２〜１４の順に、起立面の平坦な突端幅がｗ３<ｗ４<ｗ５と徐々に広くなり、且つ、リング面の傾斜角がθ１>θ２>θ３と徐々に小さくなっている。
【００５２】
図１３で示すように、先頭ローラ１０で付形されたＶ字溝ｇ１０を第一の中間ローラ１１でＶ字溝ｇ１０の溝口側を広くした溝ｇ１１として付形し、次に、第二の中間ローラ１２で溝口側の広いＶ字溝ｇ１１の溝奥側を扁平面とする溝に付形し、且つ、Ｖ字溝ｇの片斜面を垂直面とすると共に、Ｖ字溝の他斜面を溝奥より緩やかな上り勾配の傾斜面とする溝ｇ１２として付形し、更に、第三の中間ローラ１３で溝奥側の深さ，扁平幅並びに傾斜面の長さを所定形状近くの溝ｇ１３にまで付形するように、段階的に溝形状を所定の溝形状に徐々に近付けてから、最終的に、所定形状近くの溝形状を最後尾のローラ１４で所定形状の溝ｇ１４にまで付形することができる。
【００５３】
ローラ１０〜１４は、ローラホルダー１ｄの移動に同期して回転させられるものであるので、先頭ローラ１０から中間ローラ１１，１２，１３及び最後尾ローラ１４がパイプ部材Ｐの軸線と直交する方向から摺接すると共に、各突条歯１０ａ〜１４ａによる圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材の外周の変形を抑えつつ、溝を所定形状へと進行させて形成するため、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を保ち、溝の縁部におけるダレのない所定形状の溝ｇ１４としてレの字溝を一層正確に形成することができる。
【００５４】
コの字状の溝を付形する場合、図１４並びに図１５で示すような異なる形状の突条歯１０ａ’〜１４ａ’を備えたローラ１０’〜１４’がローラホルダーに整列配置される。ローラ１０’〜１３’としては、円周面１０ｂ’〜１３ｂ’がパイプ部材の軸線に対して直交する方向から摺接しない同じ直径φ１’〜φ４’を有するものが備え付けられている。最後尾ローラ１４’としては、円周面１４ｂ’がパイプ部材の軸線と直交する方向から摺接する大きな直径φ５<φ１〜φ４を有するものが備え付けられている。
【００５５】
ローラ１０’，１１’に設けられるＶ字状の突条歯１０ａ’，１１ａ’を比較すると、レの字溝を設ける場合と同様に、先頭ローラ１０’の突状歯１０ａ’の基部幅ｗ１’は第一の中間ローラ１１’の突条歯１１ａ’の基部幅ｗ２’よりも狭くなっており、且つ、これら突状歯１０ａ’，１１ａ’における立上り高さはｈ１’＝ｈ２’，突端の曲部面はｒ１’＝ｒ２’となっている。
【００５６】
ローラ１２’〜１４’に設けられる略コ形の突条歯１２ａ’〜１４ａ’を比較すると、ローラ１２’〜１４’の順に、突端幅がｗ３’
<ｗ４’ <ｗ５’と徐々に広くなり、且つ、突端の平坦幅がｒ３’
<ｒ４‘<ｒ５‘と徐々に広くなる突条歯１２ａ’〜１４ａ’が設けられている。
【００５７】
図１６で示すように、先頭ローラ１０’で付形したＶ字溝ｇ１０’を第一の中間ローラ１１’の突条歯１１ａ’でＶ字溝ｇ１０’の溝口側を広く付形した溝ｇ１１’にし、次に、第二及び第三の中間ローラ１２’，１３’の突条歯１２ａ’，１３ａ’で溝奥側の深さ，扁平幅を所定の溝形状に徐々に近付けてから、最終的に、最後尾ローラ１４’の突条歯１４ａ’で所定形状の溝を付形する。
【００５８】
ローラ１０’〜１４’でも、ローラホルダーの移動に伴ってローラが回転するので、ローラ１０’〜１４’がパイプ部材Ｐの軸線に対して直交する方向から摺接すると共に、ローラ１０’〜１４’の突条歯１０ａ’〜１４ａ’による圧力を溝の付形部分に集中させてパイプ部材の外周の変形を抑えつつ、溝を所定形状へと進行させて付形するため、パイプ部材の外周の偏平度（真円度）を保ち、溝の縁部におけるダレのない所定形状の溝ｇ１４’としてコの字溝を一層正確に付形することができる。
【００５９】
上述の実施形態においては、複数のローラを五個直列的に配置した場合について説明したが、ローラの個数は、これに限定されることなく、溝の形状や要求される形状精度、パイプ部材の材質等から適宜に選択，設計できる。
【００６０】
上述した実施の形態においては、主に、ヘッドレストステーを製造する場合に基づいて所定形状の溝をパイプ部材の軸線上に設けることを説明したが、ハンドブレーキやその他の製品をパイプ部材から製造するにあたり、所定形状の溝をパイプ部材の軸線上に設ける場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一例に係る一つのローラを備える金属製のパイプ部材に対する溝の加工装置を示す側面図である。
【図２】図１の溝加工装置に備えられるローラ及びピニオンを示す平面図である。
【図３】図１の溝加工装置をＡ−Ａ線で示す断面図である。
【図４】図１の溝加工装置を作動状態で示す説明図である。
【図５ａ】図２のローラを回転移動させた時の初期状態を示す説明図である。
【図５ｂ】図２のローラを回転移動させることによる途上状態を示す説明図である。
【図５ｃ】回転移動途中に図２のローラによってパイプ部材に付形される溝を示した説明図である。
【図５ｄ】図２のローラのパイプ部材通過直前の状態を示した側面図である。
【図６】図２のローラによって最終的に付形された所定形状の溝を示した断面図である。
【図７】図１の加工装置が有する駆動手段の変形例を示した側面図である。
【図８】図６の付形溝と異なる形状の溝を付形するローラを示した平面図である。
【図９】図８のローラによって付形される所定形状の溝を示した断面図である。
【図１０】本発明の別の例に係る金属製のパイプ部材に対する溝の加工装置に備え付けられる複数のローラを示した説明図である。
【図１１】図９に示した複数のローラ中の先頭ローラと第一の中間ローラとをそれらのＶ字状突条歯で比較した説明図である。
【図１２】図９に示した複数のローラ中の第二及び第三の中間ローラと最後尾ローラとをそれらの円錐台形の突条歯で比較した説明図である。
【図１３】図１１並びに図１２に示した複数のローラにより段階的に付形される溝の形状変化を示す説明図である。
【図１４】図１０に示した複数のローラによって付形される溝と異なる形状の溝を付形する複数のローラ中でＶ字状の突条歯を備えた先頭ローラと第一の中間ローラとを比較した説明図である。
【図１５】図１３に示した複数のローラ中の第二，第三の中間ローラ及び最後尾ローラとをそれらの突条歯で比較した説明図である。
【図１６】図１３並びに図１４のローラにより付形される溝の形状変化を示す説明図である。
【図１７】所定形状の溝が付形された一般例に係るヘッドレストステーを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 一つのローラ
１ａ ローラの突条歯
１ｂ ローラの円周面
１ｃ ローラ支軸
１ｄ ローラホルダー
２ 動力手段
３ セット治具
３ａ ローラのガイド用ゲート
３ｂ パイプ部材の軸受け孔
１０〜１４ 複数のローラ
１０ａ〜１４ａ 複数のローラの突状歯
１０ｂ〜１４ｂ 複数のローラの円周面
１０ｃ〜１４ｃ ローラ支軸
２０ 駆動手段
２２ ピニオン
２４ ラック
２６ チェーン
Ｐ パイプ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製パイプ部材の軸線と交差する方向に所定形状の溝を付形するための加工装置であって、
溝付形時に前記パイプ部材がセットされる治具と、
前記所定形状の前記溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有する突条歯を円周面に備えたローラと、
前記ローラがローラ軸で軸承支持されたローラホルダーと、
前記ローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、
前記ローラホルダーの移動と同期して前記ローラを回転させるための駆動手段とを備えたことを特徴とする、金属製パイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項２】
前記ローラを複数並列的に並べて前記ローラホルダーに軸承支持し、それら複数のローラで前記パイプ部材に対して前記所定形状を有する複数の溝を同時付形できるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の金属製パイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項３】
前記治具が、ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項４】
金属製パイプ部材の軸線と交差する方向に所定形状の溝を付形するための加工装置であって、
溝付形時に前記パイプ部材がセットされる治具と、
前記所定形状の溝に形状的に近づく溝を前記パイプ部材に段階的に付形して最終的に前記所定形状の最終溝を付形する形状の互いに異なった突条歯を円周面に夫々備えた複数のローラと、
前記複数のローラが支持されたローラホルダーと、
前記複数のローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、
前記ローラホルダーの移動と同期して前記複数のローラを回転させるための駆動手段とを備え、
前記複数のローラが、前記最終溝よりも浅くて狭幅のＶ字溝を付形する突条歯を円周面に備えた先頭ローラと、前記Ｖ字溝から溝幅，深さを徐々に増加させて前記最終溝の前記所定形状に近い中間溝を付形する歯形状の異なる突条歯を円周面に夫々備えた複数の中間ローラと、前記中間溝から前記所定形状の最終溝を付形する突条歯を円周面に設けた最後尾ローラとを含み、
前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーにローラ軸で軸承支持し、前記先頭ローラ及び中間ローラで段階的に溝を形成し、前記最後尾ローラで前記最終溝を付形するようにしたことを特徴とするパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項５】
前記最終溝の所定形状が略レの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面とすると共に、溝口側の広い前記Ｖ字溝の片斜面を垂直面とし且つ溝口側の広い前記Ｖ字溝の他斜面を溝奥より緩やかな上り勾配の傾斜面として付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝の深さ，扁平面の幅及び傾斜面の長さが最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略レの字形状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略レの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする、請求項４に記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項６】
前記最終溝の所定形状が略コの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面に付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝奥側の深さ及び扁平面の幅が前記最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が、前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略コの字状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記中間ローラ群と前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略コの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする、請求項４に記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項７】
請求項５に記載のローラ列と、請求項６に記載のローラ列とを相平行に整列させて備え、そのローラ列で形状の異なる複数の最終溝を同時付形できるようにしたことを特徴とするパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項８】
前記治具が、前記ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項１】
金属製パイプ部材の軸線と交差する方向に所定形状の溝を付形するための加工装置であって、
溝付形時に前記パイプ部材がセットされる治具と、
前記所定形状の前記溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有する突条歯を円周面に備えたローラと、
前記ローラがローラ軸で軸承支持されたローラホルダーと、
前記ローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、
前記ローラホルダーの移動と同期して前記ローラを回転させるための駆動手段とを備えたことを特徴とする、金属製パイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項２】
前記ローラを複数並列的に並べて前記ローラホルダーに軸承支持し、それら複数のローラで前記パイプ部材に対して前記所定形状を有する複数の溝を同時付形できるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の金属製パイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項３】
前記治具が、ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項４】
金属製パイプ部材の軸線と交差する方向に所定形状の溝を付形するための加工装置であって、
溝付形時に前記パイプ部材がセットされる治具と、
前記所定形状の溝に形状的に近づく溝を前記パイプ部材に段階的に付形して最終的に前記所定形状の最終溝を付形する形状の互いに異なった突条歯を円周面に夫々備えた複数のローラと、
前記複数のローラが支持されたローラホルダーと、
前記複数のローラの前記突条歯を前記治具にセットされた前記パイプ部材の軸線に対して直交する方向より摺接させるべく前記ローラホルダーを移動させるための動力手段と、
前記ローラホルダーの移動と同期して前記複数のローラを回転させるための駆動手段とを備え、
前記複数のローラが、前記最終溝よりも浅くて狭幅のＶ字溝を付形する突条歯を円周面に備えた先頭ローラと、前記Ｖ字溝から溝幅，深さを徐々に増加させて前記最終溝の前記所定形状に近い中間溝を付形する歯形状の異なる突条歯を円周面に夫々備えた複数の中間ローラと、前記中間溝から前記所定形状の最終溝を付形する突条歯を円周面に設けた最後尾ローラとを含み、
前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーにローラ軸で軸承支持し、前記先頭ローラ及び中間ローラで段階的に溝を形成し、前記最後尾ローラで前記最終溝を付形するようにしたことを特徴とするパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項５】
前記最終溝の所定形状が略レの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面とすると共に、溝口側の広い前記Ｖ字溝の片斜面を垂直面とし且つ溝口側の広い前記Ｖ字溝の他斜面を溝奥より緩やかな上り勾配の傾斜面として付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝の深さ，扁平面の幅及び傾斜面の長さが最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略レの字形状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記複数の中間ローラと前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略レの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする、請求項４に記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項６】
前記最終溝の所定形状が略コの字状であって、前記複数の中間ローラーが、前記先頭ローラによって付形された前記Ｖ字溝の溝口側を深く付形する突条歯を円周面に備えた第一の中間ローラと、前記第一の中間ローラーによって付形された溝口側の広い前記Ｖ字溝の溝奥側を扁平面に付形する突条歯を円周面に備えた第二の中間ローラと、前記第二の中間ローラによって付形された溝をその溝奥側の深さ及び扁平面の幅が前記最終溝のそれらと近づくまで付形する突条歯を円周面に備えた第三の中間ローラとを含み、前記最後尾ローラの円周面に設けられた前記突条歯が、前記第三の中間ローラによって付形された形状の溝から前記略コの字状の最終溝を付形するのに相応しい輪郭形状を有し、前記先頭ローラと前記中間ローラ群と前記最後尾ローラーとを順次直列的に並べて前記ローラホルダーに前記ローラ軸で軸承支持してなるローラ列で段階的に前記略コの字状の最終溝を付形するようにしたことを特徴とする、請求項４に記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項７】
請求項５に記載のローラ列と、請求項６に記載のローラ列とを相平行に整列させて備え、そのローラ列で形状の異なる複数の最終溝を同時付形できるようにしたことを特徴とするパイプ部材に対する溝の加工装置。
【請求項８】
前記治具が、前記ローラホルダーが移動自在に受け入れられるゲートを有していることを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載のパイプ部材に対する溝の加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−１８１６１３（Ｐ２００６−１８１６１３Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７８９４０（Ｐ２００４−３７８９４０）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（３０１０３６５７１）株式会社ソーワ・テクノ (1)
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（３０１０３６５７１）株式会社ソーワ・テクノ (1)
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