JP5281900B2 - スピンニング装置 - Google Patents

Description

本発明はスピンニング（へら絞り加工）装置に関し、特に加工品（ワークピース）を実質的に垂直方向にすることが可能なスピンニング装置に関する。

従来、種々の加工機が開発され実用化されている。回転及び穴あけ機が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示される発明は、一連のフィードギアを含むフィードギア構成をカバーして保護するケーシングを備えている。このケーシングは、この回転及び穴あけ機の駆動軸の軸の周りで振動するようにされている。このケーシングは、必要に応じてマシンに連結及び連結解除可能に構成されている。フィードギアを保護するためにケーシングと共にソケット又はベアリングを使用可能である。更に、固定ねじ（クランプスクリュウ）を使用してケーシングをマシンに固定してフィードギアを保護してもよい。

金属バー（棒状体）及びその他の細長い加工品をスカルピング又はスキミング（薄く加工する）バースカルピングマシンも開示されている（例えば、特許文献２参照。）。このマシンは、材料を非回転位置に維持している間にこの材料を連続して供給する回転カッターヘッドを備えている。切削工具がカッターヘッドに取り付けられ、ヘッドの回転中に調節可能である。更に、このマシンは、直径ゲージ装置として機能する実質的に静止している非回転ガイドエレメントを使用している。このガイドエレメントは、切削工具の制御にも使用される。

また、スピンニング装置も開示され、ここに参考文献として引用する（例えば、特許文献３参照。）。このスピンニング装置は、被加工部材上で回転する加工具を駆動することによりスピンニング加工を行う。この部材は、非回転状態に保持されている。更に、このマシンは、スピンニングの後、カッティング等の機能をも実行する。開示されているスピンニングシステムは、外チューブの先端に設けられた第１ロータ及び内チューブの先端に設けられた第２ロータを備えている。第２ロータは、第１ガイドルート及び第２ガイドルートを含んでいる。第１ロータは、第１加工具及び第２加工具を回転的に支持する。これらの加工具は、第２ロータ内で第１ガイドルート及び第２ガイドルートに沿って移動し、加工される非回転部材を形成する。

米国特許第２８８，９５３号 米国特許第３０９９９２９号 米国特許弟６５３６３１５号

上述した如き従来技術は、次の如き課題を有する。即ち、加工品（ワークピース）を保持するクランプが大型且つ複雑な構成となるので、高価になる。装置の設置面積が比較的大きく、省スペース化することが困難である。

本発明は、斯かる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、斯かる課題を解消又は軽減する、即ち比較的簡単且つ安価な構造で、しかも設置面積を低減し省スペース化を可能にするスピンニング装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明のスピンニング装置は、加工品を保持するクランプと、加工品に作用して端部を形成するスピンニング構成と、クランプ及びスピンニング構成を十分に支持するフレームとを備えている。本発明によると、このクランプは、スピンニング構成の上部に配置されている。

本発明の実施の形態によると、このクランプは、複数のクランプ部材を含んでおり、各クランプ部材は、クランプの受容エリアに向けられた前面を含んでいる。この受容エリアは、加工品を受容する形状をしている。本発明の実施の形態によると、各クランプ部材は、他のクランプ部材に対して独立して移動可能である。本発明の実施の形態によると、クランプは４個のクランプ部材を含んでいる。

また、本発明の実施の形態によると、スピンニング構成は、ハーモニックドライブ及びスピンニングヘッドを含んでいる。このスピンニングヘッドは、ハウジングと、ハブと、少なくとも１個のローラアセンブリとを含んでいる。本発明の実施の形態において、ローラアセンブリは、リンク（連結）アーム、コネクタ（連結又は結合）アーム、ピボット及びローラを含んでいる。リンクアームは、ピボットの周りに旋回する。ローラは、一端がリンクアームに結合されており、コネクタは、反対端においてリンクアームに結合されている。更に、コネクタのリンクアームと反対の端部は、ハブに結合されている。本発明の実施の形態において、スピンニング構成は、２個のローラアセンブリを含んでもよい。更にまた、本発明の実施の形態では、スピンニング構成は、更に切断工具（カッタ）を含んでいてもよい。

上述した特徴的な構成を採用する本発明のスピンニング装置は、以下の如き種々の実用上の特有の効果を奏する。即ち、垂直構成により、クランプ機構へのトルクは、加工品に加えられる重力を意図的且つ積極的に活用し、垂直向きのスピンナに対して大幅に低減可能である。更に、本発明のスピンニング装置は、その設置又は据付面積を大幅に低減可能であり、装置の小型化又は省スペース化が可能であり、一定面積により多くの装置を設置して稼動することが可能である。

以下、本発明によるスピンニング装置の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。尚、これら添付図面において、対応する構成要素には、同じ参照番号を使用している。また、これら実施の形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。

先ず、図１及び図２は、本発明による垂直スピニング装置（以下、単にスピンナともいう）１０の好適な実施の形態の全体構成を示す斜視図である。この実施の形態において、垂直スピンナ１０は、クランプ１２、スピンニング構成１４及びフレーム１６により構成されている。

次に、図３及び図４を参照して、クランプ１２について説明する。この特定の実施の形態におけるクランプ１２は、取付部２０、垂直プレート２２、それぞれ同じ参照番号が付された１対の角度プレート２４、ベースプレート２６、前プレート２８、第１クランプ部材３０、第２クランプ部材３２及びそれぞれ同じ参照番号が付された１対の駆動アセンブリ３４を含んでいる。

取付部２０は、例えば溶接等の適当な技法で垂直プレート２２に固定され得る。本発明の実施の形態では、複数のファスナ（図示せず）を使用して取付部２０は垂直プレート２２に取り付けられている。図示する実施の形態において、取付部２０は、１対の角度金属４０及び平坦プレート４２を含んでいる。この平坦プレート４２は、開口４４を有する。

図示する実施の形態において、角度プレート２４は、垂直プレート２２をベースプレート２６に結合する。角度プレート２４は、適当な技法により垂直プレート２２及びベースプレート２６に固定してもよい。例えば、角度プレート２４は、垂直プレート２２及びベースプレート２６に溶接してもよい。他の実施の形態では、複数のファスナ（図示せず）を使用し、角度プレート２４を垂直プレート２２及びベースプレート２６の両方に固定する。

まだ図３及び図４を参照し、ベースプレート２６は、本体５０及びそれぞれ同じ参照番号で示す１対のアーム５２を含んでいる。これらアーム５２は、本体５０から遠ざかる方向へ延び中間受容エリア５４となる。各アーム５２は、開口５８が形成された延長部５６を有する。

前プレート２８は、本体６０及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数のアーム部６２を有する。図示する実施の形態において、アーム６２は、本体６０からベースプレート２６の方向へ遠ざかるように延びている。

更に、図３及び図４を参照して、図示する実施の形態において、第１クランプ部材３０は、半円部材７０及び嵌合部材７２を含んでいる。半円部材７０は、それぞれ同じ参照番号が付された１対のアーム７４、弧面７６及び側面７８を含んでいる。弧面７６及び一方の側面７８の中間エリアによりアーム７４を形成する。図示する実施の形態において、側面７８は、弧面７６の両端に位置する。

半円部材７０は、適当な技法、例えばファスナ（図示せず）又は溶接により嵌合部材７２に取り付けられる。本発明の実施の形態によると、半円部材７０及び嵌合部材７２は、適当な材料により一体形成してもよい。

まだ図３及び図４を参照して、第２クランプ部材３２は、上述した第１クランプ部材３０と同様の構成を有する。図示する実施の形態では、第２クランプ部材３２は、半円部材７１及び嵌合部材７３を含んでいる。半円部材７０と同様に、半円部材７１は、それぞれ同じ参照番号が付された１対のアーム７４、弧面７６及び側面７８を含んでいる。弧面７６及び側面７８の中間エリアは、アーム７４を形成する。図示する実施の形態において、側面７８は、弧面７６の略両端に配置されている。

半円部材７１は、適当な技法、例えばファスナ（図示せず）又は溶接により嵌合部材７３に取り付けてもよい。本発明の実施の形態によると、半円部材７１及び嵌合部材７３は、適当な材料により一体形成してもよい。

まだ図３及び図４を参照して、第１クランプ部材３０は、任意技法によりベースプレート２６と嵌合してもよい。例えば、ベースプレート２６の受容エリア５４は、第１クランプ部材３０を受容する。この受容エリア５４が一度第１クランプ部材３０を受容すると、第１クランプ部材３０の嵌合部材７２は、適当な技法、例えばファスナ（図示せず）又は溶接によりベースプレート２６の部分に固定してもよい。第１クランプ部材３０がベースプレート２６に一度固定されると、アーム７４の側面７８は、アーム５２の内部に収まる。

同様に、第２クランプ部材３２も適当な技法で前プレート２８と嵌合する。例えば、第２クランプ部材３２は、中間アーム部６２に配置してもよい。次に、嵌合部材７３は、適当な技法、例えば溶接又はファスナにより本体部６０に固定される。第２クランプ部材３２が前プレート２８に取り付けられると、側面７８の部分は、アーム６２の内面と接触することとなる。

まだ図３及び図４を参照して、図示する実施の形態において、各駆動アセンブリ３４はそれぞれ同じ参照番号が付された複数の取付部材９０及びモータ９２を含んでいる。取付部材９０は、適法な技法によりアーム５２の外部に取り付けられる。更に、取付部材９０は、モータ９２の略固定位置に受容保持されるように形成されている。図示する実施の形態では、モータ９２は、本体９４及び延長部９６を含み、モータ９２は、必要に応じて延長部９６が本体９４内に引き込まれそれから遠ざかるように延びるように形成される。

図示する実施の形態において、モータ９２の本体９４は、取付部材９０内に適当な技法で収められ、延長部９６が内部へ延びて適切な技法で前プレート２８のアーム６２に固定される。例えば、アーム６２は、延長部９６と結合する部材（図示せず）を受容するよう構成された開口９７を含んでもよい。

モータ９２の延長部９６は、例えば電流等の所定の信号を受けると、本体９４内に又はそれから遠ざかるように移動してもよい。延長部９６の移動により、前プレート２８をベースプレート２６から遠ざかり且つ分離するように移動させる。第２クランプ部材３２が前プレート２８に取り付けられ且つ第１クランプ部材３０がベースプレート２６に取り付けられると、プレート２６、２８が分離してクランプ部材３０、３２が分離される。クランプ部材３０、３２の分離は、受容エリア１００のサイズを増加する。モータ９２が第２の所定信号を受け、延長部９６を本体９４内に引き込ませると、クランプ部材３０、３２は、一緒に引出され、受容エリア１００のサイズを減少する。

よって、クランプ１２でコンポーネント（図示せず）のクランプを望めば、上述したと同様にクランプ部材３０、３２を分離する。次に、このコンポーネントを受容エリア１００に配置し、モータ９２を作動させ、延長部９６を本体９４内へ引き込ませる。延長部９６を本体９４内へ移動させると、前プレート２８及び第２クランプ部材３２をベースプレート２６及び第１クランプ部材３０の方向へ移動させる。第２クランプ部材３２を第１クランプ部材３０に向けて移動させると、受容エリア１００のサイズを減少させ且つクランプ部材３０、３２をコンポーネントに係合させ、コンポーネントを受容エリア１００内に保持する。

次に、図５乃至図１４を参照すると、これらの図には別の実施の形態のクランプ１１２が図示されている。図示された実施の形態において、クランプ１１２は、ベース１２０、本体部１２２及びピボット（旋回）制御機構１２４を含んでいる。

図８に示す如く、図示の実施の形態において、ベース部１２０は、プレート１２６及び部材１２７を含んでいる。プレート１２６は、適当な材料で形成され、図示された実施の形態のプレート１２６は、中央開口１２８及び１対のオフセット開口１２９を含んでいる。開口１２９は、中央開口１２８に対して側方に配置される。

図示された実施の形態の部材１２７は、第１端１３０、第２端１３２、上プレート１３４及び下プレート１３６を含んでいる。部材１２７は、適当な材料で形成され、第１端１３０及び第２端１３２は、適当な形状を有する。図示した実施の形態の第１端１３０は、ノッチ１３８を含み、端部１３０及び１３２は、プレート１３４、１３６の両端に配置される。図示された実施の形態のプレート１３４、１３６は、略平行に配置され、端部１３０、１３２間に延びている。端部１３０、１３２及びプレート１３４、１３６は、適当な技法により一体的に固定され、端部１３０、１３２及びプレート１３４、１３６は、開口１４０を定める。

再度、図５乃至図７を参照すると、本体部１２２は、ハウジング１４４及びクランプ構成１４６を含んでいる。図示された実施の形態のハウジングは、適当な材料で形成される。ハウジング１４４は、第１端１４８、第２端１５０及び側部（サイド）１５２を含む略矩形状である。図示された実施の形態の側部１５２は、複数の段状部１５３を含んでいる。少なくとも１つの段状部は、ベース１２０のノッチ１３８に受容されるサイズである。

図７を参照すると、図示した実施の形態のハウジング１４４は、それぞれ同じ参照番号が付された１対の貫通路１５４、短かい通路１５６及びオープンエリア１５８を含んでいる。貫通路１５４は、第１端１４８から第２端１５０へ延び、それぞれ大径部１６０及び小径部１６２を含んでいる。図示された実施の形態の大径部１６０は、第２端１５０の近傍に配置され、小径部１６２は、第１端１４８の近傍に配置される。

まだ図７を参照すると、短い通路１５６は、第１端１４８から第２端１５０へ向けて延びる。この短い通路１５６は、略円形の断面を有し、第１端１４８の略中央部に配置されている。

オープンエリア１５８は、第２端１５０に向けて延び、第１端１４８及び第２端１５０間の略中間位置で終わる。

図５乃至図１４を参照して、図示した実施の形態のクランプ構成１４６は、上プレート１７０、下プレート１７２、それぞれ同じ参照番号が付された複数のウォームギア１７４、それぞれ同じ参照番号が付された複数のクランプアセンブリ１７６及びハウジング１７８を含んでいる。

特に図９を参照すると、図示した実施の形態の上プレート１７０及び下プレート１７２は、略同じ形状であるが、鏡像関係に配置されている。これら各プレート１７０、１７２は、ねじ切りされそれぞれが付された同じ参照番号を複数の開口１８０を含んでいる。更に、各プレート１７０、１７２は、内側エッジ部１８２を含んでいる。図示した実施の形態のプレート１７０、１７２は、弧状部１８４及び直線部１８６よりなる略円形であり、プレート１７０、１７２は、適当な材料で形成可能である。

図１０Ａ及び図１０Bに示す如く、ウォームギア１７４は、ギア部１９０及びねじ部材コンビネーション１９２を含んでいる。ギア部１９０は、複数の歯１９３、凹みエリア１９４、中央開口１９５及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数の開口１９６を含んでいる。ねじ部材コンビネーション１９２は、１対のねじ部材１９７及びフラットプレート１９８を含んでいる。図示された実施の形態のねじ部材１９７は、フラットプレート１９８から相互に反対方向へ延びている。フラットプレート１９８は、複数の開口１９９を含んでいる。

ねじ部材コンビネーション１９２は、フラットプレート１９８を凹みエリア１９４内に配置させることによりギア部１９０と結合してもよい。フラットプレート１９８が凹みエリア１９４内に配置されると、ねじ部材１９７の一方が中央開口１９５を貫通する。更に、ギア部１９０の周辺開口１９６は、フラットプレート１９８の開口１９９とアライメント（位置合わせ）される。次に、ファスナ（図示せず）は、開口１９５、１９９に挿入され、ねじ部材コンビネーション１９２をギア部１９０に固定する。

図１１を参照すると、各クランプアセンブリ１７６は、クランプ部材２００及びロッド２０２を含んでいる。クランプ部材２００は、前面２０６、後部２０８及び前面２０６から後部２０８へ延びる開口２１０を含んでいる。図示する実施の形態の前面２０６は、弧状であり且つ略スムーズである。

後部２０８は、２つのランプ（傾斜）部２１２及び溝２１４を含んでいる。図示する実施の形態のランプ部２１２は、それらのランプ部２１２が溝２１４において前面２０６に最も近いように構成され、そしてこれらの部分が溝２１４から遠ざかるように動くとき、前面２０６から遠ざかる。各ランプ部２１２は、溝２１４と同様に略スムーズである。

本発明のこの実施の形態におけるロッド２０２は、開口２１０内に少なくとも部分的に延び、適当な技法によりクランプ部材２００に固定される。例えば、ロッド２０２は、十分なサイズのヘッド部（図示せず）を含み、このヘッド部が貫通開口２１０を移動するのを阻止し、ロッド２０２の残りの部分は貫通開口２１０を通る。

図１２及び図１３に示す如く、ハウジング１７８は、上本体２３０及び下本体２３２を含んでいる。各本体２３０、２３２は、略同じ形状であるが、相互に鏡像関係である。各本体２３０、２３２は、凹みエリア２３３、複数のチャネル２３４及び複数の受容エリア２３６を含んでいる。各チャネル２３４は、クランプアセンブリ１７６のロッド２０２を受け入れるような寸法形状であり、各チャネル２３４は、チャネル２３４の小径部２３９及び大径部２４０を示すランド２３８を含んでいる。

本体２３０、２３２の受容エリア２３６は、ウォームギア１７４のギア部１９０を受容するような寸法形状である。各受容エリア２３６は、ウォームギア１７４の１つのねじ部１９２の１つを受容する寸法形状である。開口２４２は実質的にスムーズであるので、その内部に配置されたとき、ねじ部１９２を自由に回転可能にする。各受容エリア２３６は、２個の開口２４４を含み、それを貫通してギア部１９０の一部分が延び、ギア部１９０の残りの部分は受容エリア２３６内に留まる。

図７及び図１４を再度参照すると、クランプ機構１２６は、モータ２５０、それぞれ同じ参照番号が付された１対のチェーン２５２及びそれぞれ同じ参照番号が付された１対のウォーム２５４を含んでいる。この実施の形態のモータ２５０は、従来のモータの中から選ばれた適当なものでよく、例えばハイドローリック（油圧）モータ又は電気モータである。図示する実施の形態のモータ２５０は、チェーン２５２と噛み合う形状のスピンドルを含んでいる。

各ウォーム２５４は、チェーン噛み合いエリア２５８及び複数のねじ２６０を含んでいる。チェーン噛み合いエリア２５８は、適当な方法でチェーン２５２と噛み合うような形状である。ここで、チェーン２５２はスピンドル２５６の回転をウォーム２５４へ伝えることを理解されたい。

ウォーム２５４のねじ２６０は、ウォームギア１７４のギア部１９０と適当に噛み合う形状である。よって、モータ２５０のスピンドル２５６の回転は、究極的にウォームギア１７４のねじ部材１９２を回転させる。

まだ図７及び図１４を参照すると、ウォーム２５４は本体１２２の貫通路１５４内に受容される寸法形状であることに留意されたい。更に、スピンドル２５６及びチェーンコンビネーション２５２は、プレート１２６の貫通開口１２８及び部材１２７の開口１４０を延び、スピンドル２５６の一部は、短い通路１５６に受容される。図示された実施の形態のチェーン２５２は、開口１４０内に配置される。チェーン２５２は、スピンドル２５６から遠ざかるように延び、チェーン噛み合いエリア２５８においてウォーム２５４と嵌合する。ウォーム２５４は、貫通路１５４内に延び、ウォームギア１７４のギア部１９０と係合する。

次に、クランプ構成１４６の組立構成を図５乃至図１４を参照して説明する。このクランプ構成１４６が一度組み立てられると、ウォームギア１７４は、図７に示す如く、本体２３０、２３２の受容エリア２３６内に配置される。これにより、ねじ部材１９２（図１０Ａ参照）は、本体２３０、２３２に形成されたスムーズな開口２４２（図１２参照）を貫通して延びる。更に、ギア部１９０（図１０Ａ参照）の一部は、受容エリア２３６の開口２４４（図１２参照）を通って外部へ延びる。図１１に示す如く、クランプアセンブリ１７６は、ロッド２０２が本体２３０、２３２に嵌合して形成されたチャネル２３４を介して延びるように構成されている。ロッド２０２は、スプリング（ばね）２４６の中央を通って延びる。スプリング２４６は、ランド２３８に当接し、ロッド２０２に結合されたナット２４８に作用する。ナット２４８は、ロッド２０２に例えば強力接着剤、溶接又はねじ止め等の任意の技法により結合される。スプリング２４６によりナット２４８に加えられる力は、クランプ部材２００が本体２３０、２３２の方向へ引き寄せられるように十分な大きさである。

ねじ部材１９２（図１０Ａ参照）は、本体２３０、２３２の凹みエリア２３３に配置されたプレート１７０、１７２のねじ穴１８０（図９参照）に螺入される。適切に配置されると、プレート１７０、１７２の内部エッジ１８２はクランプアセンブリ１７６のランプ部２１２（図１１参照）に接触して乗り上げる。ねじ部材１９２が第１方向へ回転すると、プレート１７０、１７２は相互に離れて分離する。これらのプレート１７０、１７２が分離すると、プレート１７０、１７２の内側エッジ１８２をランプ部２１２上に導き、クランプ部材２００をハウジング１７８から遠ざける。ねじ部材１９２を反対方向へ移動すると、プレート１７０、１７２を相互に引き寄せ、内側エッジ１８２をランプ部２１２の下方向へ移動させる。クランプ部材２００は、スプリング２４６によりナット２４８に加えられる力により引っ張られ、クランプ部材２００をハウジング１７８の方向へ移動させる。ハウジング１７８は、適当な機構により一体的に保持されることに留意されたい。例えば、複数のファスナ（図示せず）を使用して本体２３０が本体２３２に結合されるか又は本体２３０の一部を本体２３２の一部に溶接してもよい。クランプ構成１４６の全体が一度組み立てられると、クランプ構成１４６は、適当な技法でハウジング１４４に固定してもよい。

図７、図８及び図１４を参照すると、クランプ１１２の組み立ては、モータ２５０のスピンドル２５６をプレート１２６の開口１２８に挿通することを含んでいる。また、スピンドル２５６は、開口１４０を貫通し且つ短い通路１５６内に部分的に挿入される。チェーン２５２は、開口１４０を有するスピンドル２５６に取り付けられ、ウォーム２５４は通路１５４を介して開口１４０に配置される。チェーン２５２は、各ウォーム２５４のチェーン係合エリア２５８に取り付けられる。ウォーム２５４が貫通路１５４の内部に一度配置されると、ウォーム２５４のねじ２６０がギア部１９０の歯１９３と係合することに注目されたい。

上述した配置により、クランプ部材２００を分離している距離を、スピンドル２５６の回転により変化可能にする。例えば、スピンドル２５６を回転すると、チェーン２５２を介してウォーム２５４を回転させることとなる。ウォーム２５２が回転すると、歯１９３及びねじ２６０が噛み合って、ウォームギア１７４を回転させる。ウォームギア１７４が回転すると、ねじ部材１９７及びねじ穴１８０の相互作用によりプレート１７０、１７２を分離させることとなる。プレート１７０、１７２が相互に離れると、これらのプレート１７０、１７２はクランプ部材２００のランプ部２１２と作用し、クランプ部材２００を受容エリア２７０の中心に向かわせる。

スピンドル２５６を反対方向へ回転すると、ウォーム２５４も反対方向へ回転し、ウォームギア１７４のねじ部材１９７を反対方向へ回転させる。この回転により、両プレート１７０、１７２を相互に引き寄せる。これらのプレート１７０、１７２が引き寄せられると、プレート１７０、１７２はランプ部２１２に沿って溝２１４へ向けて移動する。スプリング２４６によりランド２３８及びナット２４８に加えられた力は、クランプ部材２００を相互に分離させるに十分であるので、相互の間の間隔を増加させ、受容エリア２７０の実効サイズを増加させる。

次に、図１及び図１５を参照すると、スピンニング構成１４は、ハーモニック駆動アセンブリ３００、スピンナヘッド３０２及びガード３０４を含んでいる。図１５に示す如く、図示する実施の形態におけるハーモニック駆動アセンブリ３００は、外部スピンドル３２０、内部スピンドル３２２、外部スピンドルエンドプレート（端板）３２４、ハーモニック駆動ハウジング３２６、ハウジングカバー３２８、制御軸３３０、ハーモニック駆動エンドキャップ３３２、キーウェイ３３３、ハーモニック駆動ユニット３３４、ベアリングパッケージ３３６、下側プーリ３３８及び外部プーリ３３９を含んでいる。

図１６及び図１７を参照すると、この図示した実施の形態の外部スピンドル３２０は、適当な材料で形成され、軸３４０、ヘッド３４２及び長手方向の通路３４４を含んでいる。軸３４０は、略筒状であり、複数の開口３４６を有する。ヘッド３４２は、軸３４０の開口３４６の反対側の端部に適当の技法で取り付けられており、軸３４０と一体形成である。ヘッド３４２は、本体（ボディ）部３４８及び起立したリブ３５０を含んでいる。本体部３４８は、略円形であり、複数の開口３５２を含んでいる。起立したリブ３５０は、本体部３４８から上方向に延び、長手方向の通路３４４を取り巻いている。

次に、図１８及び図１９を参照すると、内部スピンドル３２２は、適当な材料で形成され、軸部３６０、ヘッド部３６２及び長手方向の通路３６４を含んでいる。軸部３６０は、外面３６６に形成されたステップ（段状部）３６１及びそれぞれ同じ参照番号が付され軸部３６０の端部に形成された複数の開口３６８を含んでいる。

ヘッド部３６２は、軸部３６０の開口３６８と反対端に適当な技法で取り付けられている。ヘッド部３６２は、軸部３６０と一体形成してもよい。ヘッド部３６２は、本体３７０及び起立したリブ３７２を含んでいる。本体３７０は、同じ参照番号が付され且つ略同じ形状の複数の開口３７４を含んでいる。起立したリブ３７２は、本体３７０に沿って一体形成され、長手方向の通路３６４を包囲する。この実施の形態において、内部スピンドル３２２の少なくとも一部は、外部スピンドル３２０内に受容される寸法形状である。

次に、図２０を参照すると、図示された実施の形態の外部スピンドルエンドプレート３２４は、中心開口３８０、それぞれ同じ参照符号が付された複数の内部取付開口３８２及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数の取付開口３８４を含む略円形リングよりなる。また、外部スピンドルエンドプレート３２４は、段状エリア３８８よりなる内面３８６を含んでいる。図示する実施の形態の段状エリア３８８は、外部スピンドル３２０の起立したリブ３５０と嵌合する形状寸法である。更に、内部取付開口３８２は、外部スピンドル３２０の取付開口３５２と嵌合するように配置されている。図示する実施の形態の外部取付開口３８４は、外部スピンドルエンドプレート３２４の外エッジ近傍に配置されている。

次に、図２１及び図２２を参照すると、ハーモニック駆動ハウジング３２６は、略筒状であり、壁４０２を有するフロア４００を含んでいる。図示する実施形態の壁４０２は、フロア（床）４００から起立して延びている。フロア４００は、段状の開口４０４、それぞれ同じ参照番号が付された複数の内部開口４０５、それぞれ同じ参照番号が付された複数の中間開口４０６及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数の外部開口４０７を含んでいる。段状開口４０４は、フロア４００の略中央を通って延び、複数の開口４０５、４０６、４０７により包囲される。

壁４０２は、フロア４００から筒状に起立する。壁４０２は、同じ参照番号が付された複数の溝４０８及びフロア４００の反対の壁４０２の上面に形成され同じ参照番号が付された複数の開口４１０を含んでいる。

次に図２３及び図２４を参照すると、ハーモニック駆動ハウジングカバー３２８は、略円形であり、上面４２０、下面４２２、中央開口４２４、それぞれ同じ参照番号が付された内側リング開口４２６及びそれぞれ同じ参照番号が付された外側リング開口４２８を含んでいる。図示する実施の形態の中央開口４２４は、上面４２０及び下面４２２間を貫通する。内側リング開口４２６は、上面４２０に形成された段部４３０に配置され、中央開口４２４を包囲する。同様に、外側リング開口４２８は、ハーモニック駆動ハウジングカバー３２８のエッジ近傍に配置されている。外側リング開口４２８は、下面４２２に形成された段部４３２に配置されている。この実施の形態の外側リング開口４２８は、ハーモニック駆動ハウジング３２６の開口４１０と一致する。

次に、図２５を参照すると、制御軸３３０は、適当な材料で形成される。図示する実施の形態の制御軸３３０は、略筒状であり、長手方向の通路４４０、凹みエリア４４２及び外面４４３を含んでいる。凹みエリア４４２は、外面４４３に形成され、１対の開口４４４を含んでいる。本発明の実施の形態の凹みエリア４４２は、細長い楕円形であり、開口４４４は外面から通路４４０へ延びている。

次に、図２６及び図２７を参照すると、ハーモニック駆動エンドキャップ３３２は、本体部４５０及び延長部４５２を含んでいる。本体部４５０は、略円盤状であり、中央開口４５４、それぞれ同じ参照番号が付された複数の取付開口４５６及び凹みエリア４５８を含んでいる。図示する実施の形態において、リップ４６０は凹みエリア４５８を定める。

まだ図２６及び図２７を参照して、図示する実施の形態の延長部４５２は、弧状部４６２及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数の開口４６４を含んでいる。これらの開口４６４は、開口４５４の周囲に円形に配置されている。

再度、図１５を参照すると、ハーモニック駆動ユニット３３４は、例えばハーモニックドライブユニットの如き所望のタイプのドライブより構成される。本発明の実施の形態において、ハーモニック駆動ユニット３３４は、プラネタリ駆動ギアユニット、ハーモニック／プラネタリギア駆動ユニット又はその他適当な駆動ユニットと置換可能であることが当業者には容易に理解できよう。

次に、図２８を参照すると、ベアリングパッケージ３３６は、外部レース４７０、内部レース４７２及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数のベアリング４７４を含んでいる。一般に、ベアリングパッケージ３３６は、適当な任意のタイプでよい。図示する実施の形態のベアリング４７４は、外部レース４７０と内部レース４７２間に配置され、このベアリング４７４の存在により、外部レース４７０を内部レース４７２に対して移動可能にする。

次に、図２９を参照すると、下側プーリ３３８は、ベルト受容エリア４８０を含んでいる。このエリア４８０は、１対のリップ４８４間に位置するトラック４８２を含んでいる。更に、下側プーリ３３８は、適当な方法で制御軸３３０と嵌合する形状の軸嵌合エリア４８６を含んでいる。

次に、図３０を参照すると、上側プーリ３３９は、ベルト受容エリア４９０、トラック４９２、１対のリップ４９４、それぞれ同じ参照番号が付された複数の開口４９６及び開口４９８を含んでいる。図示する実施の形態のトラック４９２は、リップ４９４間に位置する。開口４９６は、開口４９８を包囲し且つハーモニック駆動ハウジング３２６のフロア４００に形成された内部開口４０５と嵌合する形状に形成されている。

図示する実施の形態において、本発明はプーリ３３８、３３９と係合するベルトを使用することに注目されたい。本発明の実施の形態において、これらのベルトは、適当な任意の機構に置換してもよい。例えば、ベルトの代わりにチェーンを使用し、プーリ３３８、３３９のベルト受容エリア４８０、４９０は、チェーンと係合するように変更可能である。

再度、図１５を参照して、キーウェイ３３３について説明する。図示する実施の形態のキーウェイ３３３は、適当な材料で形成され且つ略平坦なサイドエッジ及び丸いエンド（端部）を有する。このキーウェイ３３３は、それぞれ同じ参照番号が付された複数の開口３３５を含んでいる。キーウェイ３３３は、その少なくとも一部が軸３３０の凹みエリア４４２に配置されるサイズを有する。

図１５乃至図３０を参照して、ハーモニック駆動アセンブリ３００の組立てについて説明する。ハーモニック駆動アセンブリ３３０が一度組み立てられると、ファスナ（図示せず）が上側プーリ３３９を開口（図２２参照）及び開口４９６（図３０参照）を貫通させてハーモニック駆動ハウジング３２６と連結する。制御軸３３０は、ハーモニック駆動ハウジング３２６の開口（図２１参照）内に少なくとも一部が配置される。更に、制御軸３３０は、上側プーリ３３９の中央開口４９８（図３０参照）内に少なくとも部分的に配置される。また、制御軸３３０は、例えばファスナ（図示せず）又は溶接等の適当な技法で、下側プーリ３３８の軸嵌合エリア４８６（図２９参照）に取り付けられている。

また、制御軸３３０は、駆動ユニット３３４に適当な技法で連結される。例えば、キーウェイ３３３で制御軸３３０及び駆動ユニット３３４を固定してもよい。特に、キーウェイ３３３は、軸３３０の凹みエリア４４２（図２５参照）内に配置させてもよい。また、キーウェイ３３３の一部は、駆動ユニット３０４のノッチ３３７内に延びる。そこで、駆動ユニット３３４は、例えばファスナ等の適当な技法によりハーモニック駆動エンドキャップ３３２と嵌合する。そこで、このエンドキャップ３３２は、適当な手段で内部スピンドル３２２に結合される。本発明の実施の形態において、ファスナ（図示せず）をキャップ３３２の開口４６４（図２６参照）及び内部スピンドル３２２の開口３６８（図１９参照）内に挿入する。

ハーモニック駆動ハウジングカバー３２８は、適当な手段でハーモニック駆動ハウジング３２６に固定してもよい。図示する実施の形態では、ファスナ（図示せず）がハーモニック駆動ハウジングカバー３２８の開口４２８（図２３参照）及びハーモニック駆動ハウジング３２６の開口４１０（図２１参照）を貫通し、カバー３２８をこのハウジング３２６に固定する。

そこで、ハーモニック駆動ハウジングカバー３２８は、外部スピンドル３２０に固定される。特に、カバー３２８の開口４２６（図２３参照）は、外部スピンドル３２０の開口３４６（図１７参照）と位置合わせされ、ファスナ（図示せず）でハーモニック駆動ハウジングカバー３２８を外部スピンドル３２０に取り付ける。尚、この構成は、外部スピンドル３２０内の内部スピンドル３２２内に配置される。

外部スピンドルエンドプレート３２４は、ハーモニック駆動ハウジング３２６の反対の外部スピンドル３２０に取り付けられてもよい。プレート３２４の開口３８２（図２０参照）は、外部スピンドル３２０の開口（図１７参照）に位置合わせされる。次に、ファスナ（図示せず）で外部スピンドル３２０をプレート３２４に取り付ける。

次に、図３１A乃至図４０を参照すると、スピンナヘッド３０２は、ハウジング５００、回転ハブ５０２及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数のローラアセンブリ５０４を含んでいる。本発明の実施の形態では、ハウジング５００は、上側プレート５１０、下側プレート５１２及び複数の支持部材５１４を含んでいる。

次に、図３３及び図３４を参照すると、支持部材５１４は、上側プレート５１０及び下側プレート５１２の中間に配置され、例えば溶接又はファスナを使用する適当な手段によりプレート５１０、５１２に取り付けてもよい。

上側プレート５１０は、開口５２０を含み且つ略スムーズな上面５２２を有する。図示する実施の形態の上側プレート５１０は、略円形であり且つ開口５２０の反対側に位置する２個の開口５２４を含んでいる。

図３４に示す如く、下側プレート５１２は、上側プレート５１０と同様の略円形である。下側プレート５１２は、中央開口５３０、それぞれ同じ参照番号が付されプレート５１２の外エッジ近傍の複数の開口５３２及び開口５２０内へ延びる複数の耳５３４を含んでいる。各耳５３４は、開口５３６を含んでいる。開口５３６は、上側プレート５１０の開口５２４と略位置合わせされている。

次に、図３５及び図３６を参照すると、ハブ５０２は、本体部５４０及びそれぞれ同じ参照番号が付された１対の延長部５４２を含んでいる。本体部５４０は、中央開口５４４及びそれぞれ同じ参照番号が付された複数の取付開口５４６を含んでいる。図示する実施の形態の取付開口５４６は、中央開口５４４を実質的に取り囲んでいる。更に、本体部５４０は、その下側に形成された凹みエリア５４８を含んでいる。この凹みエリア５４８は、取付開口５４６を含んでいる。

各延長部５４２は、同じ形状の第１部５５０及び第２部５５２を含んでいる。図示する実施の形態の第１部５５０は、第２部５５２よりも薄い。第１部５５０は開口５５４を含み、第２部５５２は開口５５４を含んでいる。図示する実施の形態の開口５５４は、開口５５６と略位置合わせされている。第１部５５０及び第２部５５２の中間エリアは、ギャップ５５８に対応する。

図３７乃至図４０に示す如く、ローラアセンブリ５０４はリンクアーム５７０、コネクタリンク５７２、ピボット５７４及びローラ５７６を含んでいる。図示する実施の形態のリンクアーム５７０は、本体部５８０およびこの本体部５８０から離れるように延びる延長部５８２を含んでいる。本体部５８０は、第１開口５８４及び第２開口５８６を含んでいる。第１開口５８４は、本体部５８０の延長部５８２と反対端部の近郷に位置され、第２開口５８６は、本体部５８０内の延長部５８６が本体部５８０と結合する位置にある。

図示する実施の形態の延長部５８２は、本体部５８０から遠ざかり本体部５８０の下端近傍に延びている。延長部５８２は、第１部材５９０及び第２部材５９２を含んでいる。第１部材５９０及び第２部材５９２は離間し、受容エリア５９４を形成する。第１部材５９０は開口５９６を含み、第２部材５９２は開口５９８を含んでいる。図示する実施の形態の開口５９６は、開口５９８と実質的に位置合わせされている。図示する実施の形態の延長部５８２及び本体部５８０は、一体形成されていることに留意されたい。他の実施の形態では、本体部５８０及び延長部５８２は、別体で形成され適当な手段で接合される。

図３９を参照すると、コネクタリンク５７２は、略円弧状の平坦部材である。コネクタリンク５７２は、第１開口６００及び第２開口６０２を含んでいる。これらの開口６００、６０２は、コネクタリンク５７２の両端近傍に位置する。

次に図４０を参照すると、ツール５７６は、意図する用途に応じて、既知の任意のものでよい。図示する実施の形態のツール５７６は、加工品を形成するローラ形状である。本発明の実施の形態のツール５７６は、例えば切断工具等の適当なツールでもよい。図示する実施の形態のローラ５７６は、ローラ部材６１０及び軸６１２を含んでいる。ローラ部材６１０は、軸６１２上にローラ部材６１０が軸６１２上で回転可能に取り付けられている。

図３７乃至図４０を再度参照すると、ローラアセンブリ５０４が一度組み立てられると、ローラ５７６は、リンクアーム５７０の第２開口５８６内に配置される。特に、軸６１２は、開口５８６内へ延び、そこに適当の手段で保持される。加えて、ピボット５７４がリンクアーム５７０の開口５８４内へ延び、リンクアーム５７０がピボット５７４の周りを回転可能にする。ファスナ（図示せず）を使用してコネクタリンク５７２をリンクアーム５７０に接続してもよい。図示する実施の形態のファスナ５９１は、延長部５８２の開口５９６、５９８及びコネクタリンク５７２の開口６００を貫通し、コネクタリンク５７２をリンクアーム５７０に固定する。

図３１Ａ乃至図４０を再度参照すると、スピンナヘッド３０２の最終組立において、ローラアセンブリ５０４は、前述の如く組み立てられる。更に、ピボット５７４は、開口５２４（図３３参照）、５３６（図３４参照）及び５８４（図３８参照）内に配置される。同様に、ファスナ（図示せず）は、コネクタリンク５７２の第２開口６０２（図３９参照）を回転ハブ５０２に結合する。図示する実施の形態において、コネクタリンク５７２の第２開口６０２近傍の端部は、回転ハブ５０２のギャップ５５８（図３５参照）内に配置される。次に、ファスナ（図示せず）を使用して、開口５５４（図３５参照）、６０２（図３９参照）を通過して、受容エリア５５６（図３５参照）内へ延ばすことによりコネクタリンク５７２を回転ハブ５０２に結合してもよい。図示する実施の形態において、ハウジング５００のプレート５１０，５１２（図３３参照）は、適当な手段により相互接続されることに留意されたい。

次に、図１５を参照すると、スピンナヘッド３０２は、適当な手段によりハーモニックドライブ３００に取り付けてもよい。図示する実施の形態の回転ハブ５０２の凹みエリア５４８内にある取付開口５４６（図３６参照）は、内部スピンドル３２２の本体３７０の開口３７４（図１９参照）と嵌合してもよい。同様に、ハウジング５００の開口５３２（図３４参照）は、外部スピンドルエンドプレート３２４の外部取付開口３８４（図２０参照）と嵌合してもよい。更に、ファスナ（図示せず）を使用して、外部スピンドルプレート３２４をハウジング５００に取り付けてもよい。

ここに説明した構成により、スピンドル３２０、３２２が回転するとき、ローラ部材６１０をスピンナヘッド３０２の長手軸の周りに回転可能にする。しかし、内部スピンドル３２２が外部スピンドル３２０の回転速度と異なる速度で回転するとき、回転ハブ５０２は、ハウジング５００に対して回転する。回転ハブ５０２のハウジング５００に対する回転により、ローラ部材６１０を分離する距離をハブ５０２とハウジング５００の相対回転に基づいて変化させる。ハブ５０２及びハウジング５００がそれぞれ内部スピンドル３２２及び外部スピンドル３２０に接続されると、外部スピンドル３２０に対する内部スピンドル３２２の相対回転も、ローラ部材６１０を分離する距離を変化させる。

次に、図４１を参照すると、図示する実施の形態のガード３０４は、水平プレート６２０及び複数の垂直プレート６２２を含んでいる。垂直プレート６２２は、水平プレート６２０の側端から下方へ延びる。水平プレート６２０は、略矩形状であり、垂直プレート６２２も同様である。図示する実施の形態の水平プレート６２０は、略中央位置に開口６２４を含んでいる。ガード３０４は、適当な材料で製造され、適当な手段で水平プレート６２０に固定される。本発明の実施の形態では、垂直プレート６２２の下端に取り付けられた付加的な水平プレート（図示せず）を含んでもよい。

図１、図２及び図４２を参照すると、図示する実施の形態のフレーム１６は、マシンストラクチャ７００及びスピンドルハウジング７０２を含んでいる。この実施の形態において、マシンストラクチャ７００は、第１ストラクチャ７１０、第２ストラクチャ７１２及びコネクタ７１４を含んでいる。

図示の実施形態の第１ストラクチャ７１０及び第２ストラクチャ７１２は、相互に鏡像関係である。各ストラクチャ７１０、７１２は、ベース７２０、起立部材７２２及び角度付き支持部材７２４を含んでいる。図示する実施の形態の各部材は十分な剛性を有し、組み立てられるとストラクチャ７１０、７１２はマシン１０の全体を支持可能である。ストラクチャ７１０、７１２のベース７２０は、床上に略水平状態で配置され、マシン１０をグランド上に支持する。起立部材７２２は、ベース７２０から上方へ起立し、適当な手段でベース７２０に固定可能である。角度付き支持部材７２４は、ベース７２０の後端から起立部材７２２へ向けて延びている。角度付き支持部材７２４は、適当な手段でベース７２０及び起立部材７２２の双方に取り付けてもよい。

コネクタ７１４は、ストラクチャ７１０、７１２の起立部材７２２の上端を相互に連結する。この実施の形態のコネクタ７１４は、開口７２６を含み、適当な手段で部材７２２に固定してもよい。

更に、マシンストラクチャ７００は、ストラクチャ７１０、７１２のベース７２０間へ延びる少なくとも１個のグランド支持部材７１６を含んでいる。図示する実施の形態の２個のグランド支持部材７１６を使用し、一方はマシン１０の前方近傍に、他方はマシン１０の後部近傍に位置している。これらの部材７１６は、適当な手段によりベース７２０に取り付けてもよい。本発明の各実施の形態では、任意数のグランド支持部材７１６を含むことができる。

図４３に示す如く、スピンドルハウジング７０２は、スピンドルブラケット７３０及び駆動ブラケット７３２を含んでいる。スピンドルブラケット７３０は、中央開口７４０及び複数の取付開口７４２を含んでいる。図示する実施の形態の取付開口７４２は中央開口７４０を包囲し、この中央開口７４０はスピンドル構成１４の少なくとも一部を受容する寸法形状である。

スピンドルブラケット７３０は、それぞれ同じ番号が付された１対のプレート７４４を含んでいる。プレート７４４は、適当な材料で形成され、それぞれ開口７４６を含んでいる。

一方、駆動ブラケット７３２は、コネクタ部７５０、ディファレンシャルブラケット７５２及びモータブラケット７５４を含んでいる。コネクタ部７５０は、１対の垂直部材７６０及び水平部７６２を含んでいる。垂直部材７６０は、スピンドルブラケット７３０の下端から下方へ延び、水平部７６２は、垂直部材７６０から外方へ離れるようにスピンドルブラケット７３０と反対方向へ延びる。図示する実施の形態の水平部７６２は、プレート７６４を含んでいる。垂直部材７６０及び水平部７６２は適当な材料で形成され、垂直部材７６０は、例えば溶接等の適当な手段でスピンドルブラケット７３０に取り付けられてもよい。本発明の実施の形態において、垂直部材７６０及び水平部７６２は、一体形成してもよい。

ディファレンシャルブラケット７５２は、水平部７６２の大きいプレート７６４に連結してもよい。図示する実施の形態のディファレンシャルブラケット７５２は、上プレート７７０及び下プレート７７２を含んでいる。上プレート７７０は、大きいプレート７６４の上端に取り付けられ、下プレート７７２は、大きいプレート７６４の下端に取り付けられている。上プレート７７０及び下プレート７７２は、それぞれ大きいプレート７６４から遠ざかる同じ方向へ延びている。上プレート７７０は開口７７４を含み、下プレート７７２は開口７７６を含んでいる。これらのプレート７７０、７７２は、適当な手段、例えば溶接又はファスナ（図示せず）により大きいプレート７６４に取り付けてもよい。

また、図４３を参照すると、図示する実施の形態のモータブラケット７５４は、水平部７６２の垂直部材７６０の反対に取り付けられている。モータブラケット７５４は、平らなプレート７８０及び角度付き鉄プレート７８２を含んでいる。図示する実施の形態の平らなプレート７８０は、中央開口７８４及び複数の取付開口７８６を含んでいる。これらの取付開口７８６は、複数位置で中央開口７８４を包囲する。

角度付き鉄プレート７８２は、適当な方法で平らなプレート７８０を支持するように構成され、平らなプレート７８０に適当な手段で固定される。角度付き鉄プレート７８２は、楕円形の開口（図示せず）を含み、開口７８４と位置合わせされている。更に、角度付き鉄プレート７８２は、平らなプレート７８０内に形成された開口７８４と位置合わせされた開口（図示せず）を含んでもよい。角度付き鉄プレート７８２の一部分は、溶接等の適当な手段で水平部７６４に連結してもよい。

次に、スピンニング装置（マシン）１０の主要部品については上述した。この装置の各構成部品の全体的な配置構成ついて、図１乃至図４４を参照して以下に説明する。先ず、マシンストラクチャ７００を上述の如く構成する。即ち、第１ストラクチャ７１０及び第２ストラクチャ７１２コネクタ７１４及びグランド支持部材７１６で連結する。スライド機構７９０又はそれに類する適当な装置をベース７２０の上面７２１に取り付ける。このスライド機構７９０は、ベース７２０に取り付けられるこの機構の下部が相対的に固定されるようなタイプのものであり、この機構の上部はベース７２０に対してスライド可能である。

ファスナ（図示せず）は、スピンドルブラケット７３０の耳７４４をスライド機構７９０に取付、これによりスピンドルハウジング７０２をマシンストラクチャ７００に取り付け、フレーム１６の組み立てを完了する。更に、当業者には理解される如く、ハウジング７０２を機構７９０を介してストラクチャ７００に取り付けることにより、スピンドルハウジング７０２をマシンストラクチャ７００に対して相対移動可能にする。

ディファレンシャル８００を適当な手段によりディファレンシャルブラケット７５２に取り付け、またモータ８０２を適当な手段によりモータブラケット７５４に取り付けてもよい。モータ８０２は、適当なモータでよく、例えば電気又は油圧モータである。モータ８０２は、それがディファレンシャル８００に係合できるように配置される。

スピンニング構成１４は、適当な手段でスピンドルハウジング７０２に取り付けてもよい。例えば、図示する実施の形態のハーモニックドライブ３００及びスピンナヘッド３０２は、上述の如く嵌合し、適当な手段でスピンドルブラケット７３０に取り付けられる。ガード３０４は、ハーモニックドライブ３００及びスピンナヘッド３０２上に配置され、スピンニング構造１４の組み立てを完了する。

それぞれ同じ参照番号が付された垂直方向のスライドアセンブリ８０４は、コネクタ７１４の反対端のストラクチャ７１０、７１２の起立部材７２２の直ぐ内側に取り付けられたプレート８０６に取り付けてもよい。プレート８０６は、適当な手段でコネクタ７１４に連結される。例えば、本発明の実施の形態では、プレート８０６はコネクタ７１４に直接溶接するか又は実施の形態ではコネクタ７１４はプレート８０６を受容する形状の凹部（図示せず）を含んでいてもよい。

次に、クランプ１２の垂直プレート２２（図３参照）をスライドアセンブリ８０４上に取り付けてもよく、これによりクランプ１２のフレーム１６に対する垂直移動を可能にする。更に、当業者には理解される如く、上述したスピンニング構成１４のフレーム１６への取り付けにより、クランプ１２はスピンニング構成１４に対して垂直運動が可能である。

ねじロッド８０８をクランプ１２の取付部２０（図３参照）に係合するよう構成する。ねじロッド８０８は、取付部２０に捻じ込まれ且つ開口７２６及びコネクタ７１４へ延びる。ねじロッド８０８は、適当な手段により開口７２６内に保持してもよく、これにより例えばベアリングと相互接続してロッド８０８を回転可能にする。図示する実施の形態のねじロッド８０８は、ねじロッド８０８の端部に固定されたプーリ８１０を含んでいる。このプーリ８１０は、例えばベルト（図示せず）又はチェーン等の駆動機構を受容する寸法形状である。

モータ固定プレート８１２を適当な手段によりコネクタ７１４の上面に取り付けてもよい。図示する実施の形態のモータ固定プレート８１２は、モータ８１４の軸の少なくとも一部を受容する寸法形状の開口（図示せず）を含んでいる。モータ８１４は、任意のモータでよく、例えば電気モータ又は油圧モータである。プーリ８１６は、ベルト（図示せず）又は類似の機構がプーリ８１６をプーリ８１０に結合可能にする十分なレベルでモータ８１４の軸に固定される。従って、モータ８１４の軸が回転すると、プーリ８１０が回転し、ベルトを介してプーリ８１０、８１６が連結されるので、ねじロッド８０８を回転させることになる。当業者には理解される如く、ねじロッド８０８が回転すると、クランプ１２が垂直方向へ移動することとなる。

駆動モータ８１８は、適当な手段によりフレーム１６に取付可能である。駆動モータ８１８は、任意のタイプのモータでよく、特定実施の形態では、例えば電気モータ又は油圧モータである。図示する実施の形態の駆動モータ８１８は、ファスナ（図示せず）によりモータ固定プレート８２０に取り付けられる。モータ固定プレート８２０は、例えばファスナ（図示せず）等の適当な手段によりフレーム１６に取り付けてもよい。

プーリ（図示せず）を駆動モータ８１８の軸に適当な手段により取り付けてもよい。適当にアレンジすると、ベルト（図示せず）はプーリをハーモニック駆動ハウジング３２６の溝４０８と連結する。ハーモニック駆動３００のプーリ３３８、３３９（図１５参照）は、プーリ３３８、３３９がベルト（図示せず）を介してディファレンシャル８００に連結されるように配置される。これにより、ディファレンシャル８００は、プーリ３３８、３３９の相対回転速度を制御可能であり、これは上述した外部スピンドル３２０と内部スピンドル３２２の回転速度を決定する。当業者には理解される如く、ディファレンシャル８００は、プーリ３３８、３３９の相対回転速度の変更時に、モータ８０２により制御される。例えば、プーリ８２２は、適当な手段によりモータ８０２の軸に取り付けられる。ベルト８２４は、プーリ８２２をディファレンシャル８００の一部８２６に連結する。更に、ベルト（図示せず）は、ディファレンシャル８００の部分８２８、８３０をそれぞれプーリ３３８、３３９に連結し、これによりディファレンシャル８００がプーリ３３８、３３９の相対回転速度を制御可能にする。

スピンニング装置１０は、付加モータ（図示せず）を含み、スピンドルハウジング７０２及び取り付けられたスピンニング構成１４をクランプ１２に対して水平移動可能にしてもよい。水平移動は、上述した水平スライド機構７９０を含むことにより生じる。更に、クランプ１２には、クランプ１２のピボット（旋回）を可能にする機構又は手段を含み、受容エリア１００がスピンニング構成１４に対して種々の角度をとるようにしてもよい。クランプ１１２に対して同様の機構を採用し、受容エリア２７０が装置１０の垂直軸に対して種々の角度をとるようにしてもよい。当業者には容易に理解される如く、種々の受容エリア１００、２７０の向きは、受容エリア１００、２７０内の如何なる部品（図示せず）も傾かせることとなる。

図３を参照して動作を説明すると、筒状の加工品（図示せず）は、クランプ１２の受容エリア１００に受容される。加工品を受容エリア１００に配置するため、駆動アセンブリ３４を駆動し、クランプ部材３０、３２を分離する距離を増加させる。この距離が十分になると、加工品を受容エリア１００に挿入し、次に駆動アセンブリ３４を逆方向へ駆動してクランプ部材３０、３２を分離する距離を減少させる。クランプ部材３０、３２が十分に加工品に接触すると、駆動アセンブリ３４の駆動を停止する。

本発明の実施の形態では、クランプ１１２を採用してもよい。次に、図５乃至図７及び図１４を参照すると、クランプ１１２において、モータ２５０を回転させると、チェーン２５２によりウォーム２５４を回転させる。ウォーム２５４が回転すると、ウォームギア１７４を回転させ、更にねじ部材１９２を回転させ、上プレート１７０及び下プレート１７２を移動させる。プレート１７０、１７２の移動及びクランプアセンブリ１７６のランプ（傾斜）部２１２（図１１参照）の相互作用により、クランプ部材２００を相互に離れるように移動させ、受容エリア２７０のサイズを増加させる。次に、加工品を受容エリア２７０に挿入し、そしてモータ２５０を逆方向へ駆動させる。次に、モータ２５０は、ウォーム２５４及びウォームギア１７４の両方を上述と反対方向へ回転させ、ねじ部材１９２の回転は、上プレート１７０及び下プレート１７２を相互に遠ざけ、ランプ部２１２の厚い部分へ移動させる。上プレート１７０及び下プレート１７２がランプ部２１２に沿って進行すると、クランプアセンブリ１７６のクランプ部材２００は、近づいて受容エリア２７０内に配置された加工品と係合させる。クランプ部材２００が加工品と十分に係合すると、モータ２５０は駆動停止される。

駆動モータ８１８は、駆動モータ８１８をハーモニック駆動ハウジング３２６（図１５参照）に係合することによりローラアセンブリ５０４の回転を生じる。ハーモニック駆動ハウジング３２６及びスピンナヘッド３０２間の相互接続は、詳細に前述したので、ここで説明は繰り返さない。ハウジング３２６及びヘッド３０２の上述した連結は、スピンナヘッド３０２の中心長手軸の周りでローラ５７６を回転することになることを当業者は理解できよう。

また、モータ８１４及びプーリ８１０間の相互作用は、モータ８１４の駆動によりクランプ１２の垂直移動を生じることを当業者は理解できよう。クランプ１２の垂直移動により、オペレータ（作業者）は、クランプ１２により保持された加工品（図示せず）をローラ５７４に向けて下げることができる。更に、ディファレンシャル８００、モータ８０２及びプーリ３３８、３３９（図１５参照）間の相互接続により、必要ならば内側スピンドル３２２及び外側スピンドル３２０の相対回転を可能にする。上述の如く、内側スピンドル３２２及び外側スピンドル３２０の相対回転は、究極的にはローラ５７６をピボット５７４の周りでリンクアーム５７０を旋回させてスピンナヘッド３０２の長手軸へ向け又はそれから遠ざかるようにローラ５７６を移動させることとなる。これにより、ローラ５７６を分離している間隔を、必要に応じて変化させ、これによりローラ５７６が加工品の直径に加工させる。更に、ローラ５７６を分離する間隔は、ローラ５７６がスピンナヘッド３０２の長手軸の周りで回転し続ける間に変更でき、よってクランプ１２内に保持された加工品が下がり且つローラ５７６に接触し、ローラ５７６は加工品の端部で円錐形をなしてもよい。

更に、本発明の実施の形態では、例えばカッタの如き適当なツールよりなる第２対のツール（図示せず）ローラアセンブリ（図３７参照）５０４の上に含めてもよい。実施の形態において、カッタは、ローラ５７６が加工品のフォーミングを完了後に加工品を切断するために使用できる。カッタは、リンクアーム５７０上のローラ５７６の反対側に配置され、ローラ５７６が加工品から遠ざかる最も外側位置に移動するとき、カッタはフォーミングされた加工品と接触し、必要に応じて加工品を切断することが可能である。

当業者には理解される如く、モータ（図示せず）を駆動すると、スピンドルハウジング７０２をフレーム１６及びクランプ１２に対して上述の如く移動させ、ローラ５７４で長手軸からオフセットしている軸上の部品を加工させることができる。部品のこのような加工は、適当な手段でクランプ１２に対してスピンドルハウジング７０２のラテラル（横）水平移動で実現できる。

上述の如く、クランプ１２は、ピボット機構を含み、受容エリア１００及びそこに保持された加工品をスピンナヘッド３０２に対して旋回を可能にする。従って、クランプ１２により保持された加工品は、スピンナヘッド３０２の長手軸に対して所望の角度で加工できる。この相対移動及び上述した旋回の組み合わせにより、スピンナが加工品に対して作用して、４つの異なる軸方向に加工可能である。特に図１に示す如く、加工品及びスピンナホイール間の相対移動は、図中の前後方向「X」、サイド方向「Y」、垂直軸方向「Y」及び角度方向「A」に沿って起きる。

しかし、本発明のあらゆる場合において、本発明のスピンニング装置により加工される加工品は、実質的に垂直方向にアレンジ（配列又は配置）される。これにより以下に説明する多くの利点乃至効果を得ることが可能である。例えば、クランプ機構へのトルクを、垂直向きスピンナのそれに対して大幅に減少可能である。水平向きスピンナの場合には、クランプによりマシン部品を保持すると、ローラの力の一部のトルクは重力の向きとなり、これが加工品の重量により生じる力に加算される。本発明によると、加工品を加工する際に、ローラ５７６は重力と直角方向の力を生じるので、加工品の重量により生じる力を増加又は強化することはない。

更に、上述した本発明による垂直配置は、従来の水平配置に対して据付面積を大幅に減少可能であるという利点を有する。特に、クランプ機構を垂直軸に沿ってスピンナ機構の上に配置することにより、大幅に減少可能である。その理由は、水平スピンナでは、必然的にクランプ機構をスピンナ構造と水平方向にオフセット（ずらす）必要があるためである。

上述の如く、本発明によるマシン、即ちスピンニング装置の垂直配置構成により、従来の水平スピンナよりも設置又は据付面積（フットプリント）を低減可能である。この設置面積の低減により、製造工場等の床面積を低減又は一定面積により多くの装置を設置して稼動可能であるという利点を有する。図４５に示す如く、上述した小設置面積により、例えば２台の装置を隣り合わせて設置することが可能である。この配置により、電子キャビネット１０００内に収容した１台のＣＮＣデュアルチャネルコントローラにより２台のスピンナが制御可能である。更に、単一の絶縁トランス１００２を使用して２台のスピンナ１０を制御することも可能である。換言すると、この装置を使用又は稼動する施設の床面積を、従来装置の場合と比較して一層有効活用することが可能である。

以上、本発明のスピンニング装置（スピンナ）の好適な実施の形態について詳述した。しかし、これらの実施の形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、本発明の要旨や原理を逸脱することなく、種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。

本発明によるスピンニング装置の一実施の形態の全体構成を示す斜視図である。 図１に示す装置の裏側から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態で使用されるクランプの構成を示す斜視図である。 図３に示すクランプの詳細構成を示す分解斜視図である。 本発明の装置に使用可能なクランプの他の実施の形態の全体構成を示す斜視図である。 図５に示すクランプの上面図である。 図５に示すクランプの詳細構成を示す線７−７に沿う断面図である。 図５に示すクランプの実施の形態に使用されるベース部分解斜視図である。 図５に示すクランプの実施の形態に使用されるコンポーネントの分解斜視図である。 図５に示すクランプの実施の形態に使用されるコンポーネントの分解斜視図である。 図１０Ａに示すコンポーネントの分解斜視図である。 図５に示すクランプの実施の形態に使用されるコンポーネントの斜視図である。 図５に示すクランプの実施の形態に使用されるコンポーネントの斜視図である。 図１２に示すコンポーネントの１部材の上面図である。 図５に示すクランプの実施の形態の一部の分解斜視図である。 本発明の実施の形態に使用されるスピンニング構成の分解斜視図である。 図１５に示すハーモニック駆動アセンブリのコンポーネントの斜視図である。 図１６に示すコンポーネントの裏側から見た斜視図である。 図１５に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図１８に示すコンポーネントの裏側から見た斜視図である。 図１５に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図１５に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図２１に示すコンポーネントの裏側から見た斜視図である。 図１６に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図２３に示すコンポーネントの裏側から見た斜視図である。 図１６に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図１６に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図２６に示すコンポーネントの裏側から見た斜視図である。 図１６に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図１６に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図１６に示すハーモニック駆動アセンブリに使用されるコンポーネントの斜視図である。 本発明の実施の形態で使用されるスピンナヘッドの実施の形態の構成を示す一方から見た斜視図である。 図３１Ａに示すスピンナヘッドの他方から見た斜視図である。 図３１Ａ及び図３１Ｂに示すスピンナの詳細構成を示す分解斜視図である。 図３１Ａ及び図３１Ｂに示すスピンナヘッドに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図３３に示すコンポーネント裏側から見た斜視図である。 図３１Ａ及び図３１Ｂに示すスピンナヘッドに使用されるコンポーネントの斜視図である。 図３５に示すコンポーネントの裏側から見た斜視図である。 図３１Ａ及び図３１Ｂに示すスピンナヘッドに使用されるコンポーネントアセンブリの斜視図である。 図３７に示すコンポーネントアセンブリの斜視図である。 図３７に示すコンポーネントアセンブリを構成するコンポーネントの斜視図である。 図３７に示すコンポーネントアセンブリの斜視図である。 本発明の装置の実施の形態に使用されるガードの斜視図である。 本発明の装置の実施の形態に使用される支持ストラクチャの斜視図である。 本発明の装置の実施の形態に使用されるスピンドルハウジングの斜視図である。 本発明の装置の実施の形態の詳細構成を示す分解斜視図である。 本発明による装置を２台並列して据付配置して１人の作業者が操作する状態を示す上面図である。

符号の説明

１０ 垂直スピンナ（スピン二ング装置）
１２、１１２ クランプ
１４ スピンニング構成（スピンニングアセンブリ）
１６ フレーム
３０、３２、２００ クランプ部材
１００、２７０ 受容エリア
１７０、１７２ プレート
１７４ ウォームギア
１９７ ねじロッド
２５０ モータ
２５２ チェーン
２５４ ウォーム
３００ ハーモニック駆動アセンブリ
３０２ スピンナヘッド
５００ ハウジング
５０２ ハブ
５０４ ローラアセンブリ
５７０ リンクアーム
５７２ コネクタアーム
５７４ ピボット
５７６ ローラ（加工ツール）
７００ マシンストラクチャ
７１０ 第１フレーム部
７１２ 第２フレーム部
７２０ ベース部材
７２２ 起立部
７２４ 支持部

Claims (23)

1. 調節可能な寸法及び加工品の少なくとも一部を受容する形状を有する受容エリア（１００、２７０）を含むクランプ（１２、１１２）と、前記加工品に作用してその少なくとも一部をフォーミングするスピンニング構成（１４）と、前記クランプ及び前記スピンニング構成を支持するフレーム（１６）とを備えるスピンニング装置において、
   前記クランプは前記スピンニング構成の上に垂直方向に配置され、前記クランプは略その垂直軸に加工品を保持すると共に、前記スピンニング構成を前記垂直軸に沿って前記加工品の周りで回転方向に駆動する駆動手段（８０２）を更に備えることを特徴とするスピンニング装置。
2. 前記クランプは、少なくとも２個のクランプ部材（３０、３２、２００）を含み、該各クランプ部材は、前記受容エリアを向く面（７６、２０６）を有し、前記各クランプ部材は、前記受容エリアに対して残りのクランプ部材と独立して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のスピンニング装置。
3. 前記クランプは４個のクランプ部材を含むことを特徴とする請求項２に記載のスピンニング装置。
4. 前記スピンニング構成は、ハーモニック駆動アセンブリ（３００）を含むことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のスピンニング装置。
5. 前記スピンニング構成は、ハウジング（５００）、ハブ（５０２）及び少なくとも１個のローラアセンブリ（５０４）を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のスピンニング装置。
6. 前記ローラアセンブリはリンクアーム（５７０）、コネクタアーム（５７２）、ピボット（５７４）及びローラ（５７６）を含み、前記リンクアームは前記ピボットの周りで回転し、前記ローラは一端が前記リンクアームに結合され、コネクタが前記リンクアームの前記ローラと反対の一端に結合されることを特徴とする請求項５に記載のスピンニング装置。
7. 前記コネクタアームは、ハブに連結されていることを特徴とする請求項６に記載のスピンニング装置。
8. 前記スピンニング構成は、２個のローラアセンブリを含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のスピンニング装置。
9. 前記クランプ及び前記スピンニング構成の少なくとも一方は、前記クランプ及び前記スピンニング構成の他方に対して略垂直方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のスピンニング装置。
10. 前記クランプ及び前記スピンニング構成の少なくとも一方は、前記クランプ及び前記スピンニング構成の他方に対して略水平方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のスピンニング装置。
11. 長手軸が前記スピンニング構成の中央を略貫通して延び、前記クランプは前記加工品を前記長手軸に対して傾斜するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のスピンニング装置。
12. 前記フレーム（１６）は、前記クランプ及び前記スピンニング構成をフロアの上に支持し、前記クランプ及び前記スピンニング構成は前記フロアに略直角方向に延びる軸に略沿って配置されることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載のスピンニング装置。
13. 前記クランプは前記加工品を保持する受容エリア（１００、２７０）を含み、前記受容エリアの寸法は少なくとも１個の軸に沿って調節可能であることを特徴とする請求項１２に記載のスピンニング装置。
14. 前記受容エリアは２個の軸に沿って寸法が調節可能であることを特徴とする請求項１２に記載のスピンニング装置。
15. 前記スピンニング構成及び前記クランプの少なくとも一方は、前記スピンニング構成及び前記クランプの他方に対して第２軸に沿って移動可能であり、該第２軸は第１軸と略直角であることを特徴とする請求項１２に記載のスピンニング装置。
16. 前記クランプは、前記スピンニング構成に対して旋回可能であることを特徴とする請求項１５に記載のスピンニング装置。
17. 前記スピンニング構成は、２個の加工部材を含むことを特徴とする請求項１２乃至１６の何れかに記載のスピンニング装置。
18. 前記クランプは、少なくとも２個のクランプ部材（２００）により規定される受容エリア（２７０）、前記クランプ部材の１つと部分的に接触する少なくとも１個のプレート（１７０、１７２）、モータ（２５０）、チェーン（２５２）、少なくとも１個のウォ−ム（２５４）及び少なくとも１個のねじロッド（１９７）を含む少なくとも１個のウォームギア（１７４）を含み、前記モータは、前記チェーンにより前記少なくとも１個のウォームに連結され、前記少なくとも１個のウォームは、前記少なくとも１個のウォームギアと係合し、前記ねじロッドが前記少なくとも１個のプレートを相互接続し、前記ねじロッドを回転すると前記少なくとも１個のプレートを移動させ、前記少なくとも１個のプレートを移動させると前記少なくとも１個のクランプ部材を移動させ、前記受容エリアの寸法を変化させることを特徴とする請求項１２乃至１７の何れかに記載のスピンニング装置。
19. 前記クランプは、前記クランプ部材を４個含むことを特徴とする請求項１８に記載のスピンニング装置。
20. 前記クランプ部材は、更に前記プレートと係合するクランプ部材（２１２）を含むことを特徴とする請求項１８に記載のスピンニング装置。
21. 前記フレームは、第１フレーム部（７１０）及び第２フレーム部（７１２）を含み、前記第１及び第２フレーム部は、各々略水平に延びるベース部材（７２０）、該ベース部材に連結され略垂直に延びる起立部材（７２２）及び前記ベース部材及び前記起立部材間へ延びる支持部材（７２４）を含むことを特徴とする請求項１２乃至２０の何れかに記載のスピンニング装置。
22. 前記第１フレーム部の前記起立部材は、前記第２フレーム部の前記起立部材に連結する部材（７１４）を含むことを特徴とする請求項２１に記載のスピンニング装置。
23. 前記第１部の前記ベース部材を前記第２部の前記ベース部材に連結する少なくとも１個の部材（７１６）を含むことを特徴とする請求項２２に記載のスピンニング装置。

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