JPH105912A - 裂開加工用ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一回の裂開加工で加工できる裂開深さを可及
的に大きくして、裂開加工効率を高める。 【解決手段】 円板状の素材Ｗの外周端面に裂開加工用
ローラ１を押し付けて同期回転させ、素材Ｗを左右にす
り割って裂開させる。裂開回転中に油圧シリンダ１を作
動させ、裂開ブレード１０を挾持しているローラ素片
３，４同士を互いに離間動作させて裂開した部分を押し
広げる。ローラ素片３，４同士の離間動作に追従してカ
ム２２が同方向に変位し、そのカム２２に接している裂
開ブレード１０が偏心移動する。裂開ブレード１０が偏
心移動した分だけ素材Ｗに対する裂開深さが大きくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塑性加工の一つで
ある裂開加工用のローラの構造に関し、さらに詳しく
は、円板状の素材の外周縁部を板厚方向に二分して裂開
させる裂開加工用ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ウエブとその周囲の幅広のリムとを有す
るベルト車状の板金製の機械部品（以下、ワークとい
う）を製造するにあたり、裂開加工を基本とした製造方
法が知られている。

【０００３】この従来の製造方法では、例えば図３に示
すように、増肉工程、第１裂開工程、第２，第３裂開工
程およびリストライク工程の各工程からなり、同図
（Ａ）の増肉工程では予め円板状に形成された素材５１
を一対の受型５２，５３で加圧拘束した上、その素材５
１の外周縁部に対してＶ溝状の増肉ローラ５４を押し付
けながら同期回転させて、素材５１を縮径化しながらそ
の縮径した分だけ板厚方向に増肉させる。

【０００４】一方、同図（Ｂ）の第１裂開工程では、先
に増肉させた部分に最大直径部がウエッジ状をなす裂開
用ローラ５５を押し付けて、増肉部分５６を板厚方向に
すり割り、さらに同図（Ｃ）の第２，第３の裂開工程で
は裂開用ローラ５５よりもその裂開角度が段階的に大き
くなる裂開用ローラ５７を用いてその裂開深さおよび裂
開角度ともに拡大化させる。

【０００５】そして、同図（Ｄ）のリストライク工程で
は、単純円筒状の仕上げローラ５８を用いて先に裂開し
た部分を断面フラット状に押し拡げて滑らかな円筒面と
なるようにし、ウエブ５９とその周囲のリム６０とが断
面Ｔ字状になるように成形する。さらに、図示していな
い最終工程で回転しごき加工を施してリム６０の厚みの
均一化を図る。なお、類似技術が例えば特開昭６１−１
６２２３４号公報および特開昭６２−２７０８６５号公
報に記載されている。

【０００６】このような手順で成形されたワークは、例
えば深皿状に成形された中間部品を二つ一組として接合
することで同一機能を奏するようにしたタイプのものと
比べて一般的にコストの面で有利であるとされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図３の（Ｂ）に示した
第１の裂開工程で使用される裂開用ローラ５５は、その
突条部６１を増肉部分５６に食い込ませて左右への裂開
配分を均等化する重要な要素であることからその突条部
６１をナイフエッジ状のものとする必要があり、したが
って、強度および熱処理上の制約から突条部６１の高さ
ａは最大でも３〜５ｍｍ程度が限度で突条部６１の高さ
をそれ以上大きくすることは困難である。

【０００８】そして、上記のように、裂開用ローラ５５
における突条部６１の高さが制限されることはそのまま
第１裂開工程で裂開できる深さに限界があることを意味
し、必要な裂開深さを得るまでに第２，第３の裂開工程
での裂開加工を繰り返し行って裂開深さを段階的に大き
くする必要がある。

【０００９】その結果、使用する裂開用ローラの種類の
増加や加工工数すなわち裂開加工工数の増加によって製
造コストの増加を招き、本来の目的であるコストダウン
を図るにもおのずと限界があった。

【００１０】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、一回の裂開加工で加工できる裂開深さを可
及的に大きくして裂開加工コストの低減を図った裂開加
工用ローラを提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、円板状の素材の外周端面に押し付けられてこの素材
とともに同期回転することにより、前記素材の外周縁部
を板厚方向に二分して裂開させる裂開加工用ローラであ
って、最大直径部の先端が断面略ウエッジ状をなす一対
のローラ素片同士を互いに接近離間可能に突き合わせて
ローラ本体とするとともに、前記ローラ素片同士の間に
円板状の裂開ブレードを挾持させ、前記素材とローラ本
体との同期回転中にローラ素片同士を互いに離間させる
ようにしたことを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における裂開ブレードはローラ素片同士の間に該
ローラ素片に対して偏心移動可能に挾持されていて、ロ
ーラ素片同士の離間動作に併せて裂開ブレードが偏心移
動するものであることを特徴としている。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明におけるローラ本体内に、ローラ素片同士を相互
に離間させるアクチュエータと、裂開ブレードを偏心移
動させる偏心駆動機構とが設けられていることを特徴と
している。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明における偏心駆動機構は、ローラ本体の軸心から
偏心した位置に設けられていて且つローラ素片同士の離
間動作時にいずれか一方のローラ素片とともに同方向に
移動するテーパコーン状のカムを有していて、このカム
の外周面に対してリング状に形成された裂開ブレードの
内周面が当接しているものであることを特徴としてい
る。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明におけるローラ素片同士は互いに接近する方向に
弾性手段にて常時付勢されていて、前記アクチュエータ
によるローラ素片同士の離間動作は弾性手段による付勢
力に抗してなされるものであることを特徴としている。

【００１６】したがって、請求項１に記載の発明では、
裂開ブレードを素材に食い込ませることによりその素材
が従来と同様に徐々に裂開される。そして、その裂開時
に、裂開ブレードを挾持している一対のローラ素片同士
を離間動作させることにより、素材のうち裂開された部
分が左右に押し拡げられ、そのために素材に対する裂開
ブレードのさらなる食い込みが可能となる。これによ
り、一回の裂開加工で一段と大きな裂開深さを得ること
ができる。

【００１７】特に請求項２に記載の発明では、上記のロ
ーラ素片同士の離間動作と並行して、それらのローラ素
片に対し裂開ブレードを偏心移動させることにより、そ
の偏心移動した分だけ素材に対する裂開ブレードの食い
込み量が大きくなり、結果的に上記の一回の裂開加工で
加工できる裂開深さが一段と大きくなる。

【００１８】そして、請求項３に記載の発明では、ロー
ラ本体内に設けられたアクチュエータの作動によってロ
ーラ同士の離間動作が行われるとともに、同じくローラ
本体内に設けられた偏心駆動機構の作動によって裂開ブ
レードが偏心移動する。

【００１９】特に請求項４に記載の発明では、ローラ素
片同士の離間動作に追従してテーパコーン状のカムが変
位し、そのカム変位に応じて裂開ブレードが偏心移動す
るものであるから、ローラ素片同士の離間動作と裂開ブ
レードの偏心動作とが完全に同期して行われる。

【００２０】請求項５に記載の発明では、弾性手段によ
る付勢力に拮抗するかたちでアクチュエータ駆動のロー
ラ素片同士が離間動作するものであるから、アクチュエ
ータの出力を断てば弾性手段の付勢力のために一対のロ
ーラ素片同士が自律的に接近動作して元の状態に戻るこ
とになる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、一対の
ローラ素片同士を互いに接近離間可能に突き合わせてロ
ーラ本体とするとともに、そのローラ素片同士の間に円
板状の裂開ブレードを挾持させ、素材とローラ本体との
同期回転中にローラ素片同士を互いに離間させるように
したため、素材のうち裂開された部分がローラ素片によ
って左右に押し拡げられて素材に対する裂開ブレードの
さらなる食い込みが可能となる。これにより、一回の裂
開加工で裂開できる深さが従来よりも大きくなるととも
に、所定深さまで裂開させるのに必要な加工工数および
裂開ローラの種類が少なくなって、結果的に裂開加工に
よって製造される部品の製造コストを大幅に低減できる
効果がある。

【００２２】特に、請求項２に記載の発明によれば、裂
開ブレードがローラ素片同士の間に該ローラ素片に対し
て偏心移動可能に挾持されていて、ローラ素片同士の離
間動作と並行して裂開ブレードが偏心移動することか
ら、その裂開ブレードが偏心移動した分だけ素材に対す
る裂開ブレードの食い込み量が大きくなり、請求項１に
記載の発明と同様の効果に加えて、一回の裂開加工で加
工できる深さが一段と大きくなる効果がある。

【００２３】請求項３に記載の発明によれば、ローラ素
片同士によって形成されるローラ本体内に、そのローラ
素片同士を接近離間動作させるアクチュエータと、裂開
ブレードを偏心移動させる偏心駆動機構とが内蔵されて
いるため、裂開ローラの外部に露出している部品数が少
なく、請求項２に記載の発明と同様の効果に加えて、裂
開加工用ローラのまわりの構造を簡素化できる効果があ
る。

【００２４】請求項４に記載の発明によれば、偏心駆動
機構が、実質的にローラ本体の軸心から偏心した位置に
設けられていて且つローラ素片同士の離間動作時にいず
れか一方のローラ素片とともに同方向に移動するテーパ
コーン状のカムにて形成されていて、このカムの外周面
に対してリング状の裂開ブレードの内周面が当接してい
ることから、請求項３に記載の発明と同様の効果に加え
て、ローラ素片同士の離間動作と裂開ブレードの偏心移
動とが完全に同期して行われるようになり、裂開加工を
安定して行える効果がある。

【００２５】請求項５に記載の発明によれば、ローラ素
片同士が互いに接近する方向に弾性手段にて常時付勢さ
れていて、アクチュエータによるローラ素片同士の離間
動作は上記の付勢力に抗してなされるものであるから、
ローラ素片同士の接近時にはアクチュエータによる離間
方向の力を解除さえすればローラ素片同士が上記付勢力
によって自立的に接近動作するようになり、請求項４に
記載の発明と同様の効果に加えて、アクチュエータの制
御をより簡素化できる効果がある。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１，２は本発明の代表的な実施
の形態を示す図であって、裂開加工用ローラ１のドライ
ブシャフト２には、最大直径部の先端が断面ウエッジ状
に形成されたカップ状の一対のローラ素片３，４が互い
に向き合うようにして挿入支持されていて、これら一対
のローラ素片３，４によりローラ本体５が形成されてい
る。一対のローラ素片３，４はドライブシャフト２に対
し図示しないスプライン等を介して相対回転不能でかつ
軸方向にはスライド可能に支持されていて、後述するよ
うに素材Ｗ側の回転に同期してドライブシャフト２とと
もに回転駆動される。そして、各ローラ素片３，４と、
ドライブシャフト２側に固定されたスプリングシート
６，７との間には圧縮コイルスプリング８，９がそれぞ
れ個別に介装されており、これにより各ローラ素片３，
４同士が接近する方向に常時付勢力が与えられている。

【００２７】前記一対のローラ素片３，４同士の間には
リング状でかつ円板状の裂開ブレード１０が挾持されて
おり、この裂開ブレード１０の直径は各ローラ素片３，
４の最大直径よりもわずかに大きく設定されている。そ
して、ブレード１０はその上下に設けられたカップ状の
ブレードホルダ１１，１２に固定支持されていて、さら
にブレードホルダ１１，１２は弾性ブッシュ１３，１４
を介してドライブシャフト２に挿入支持されている。

【００２８】ここで、上記の弾性ブッシュ１３，１４は
撓み変形可能であって、後述するようにその弾性ブッシ
ュ１３，１４の撓み量の範囲内でドライブシャフト２に
対して裂開ブレード１０を軸直角方向に偏心移動させる
ことができるようになっている。

【００２９】前記ローラ本体５内であって且つドライブ
シャフト２の外周にはシリンダハウジング１５とプラン
ジャ１６とがドライブシャフト２に対しスライド可能に
設けられている。これらシリンダハウジング１５とプラ
ンジャ１６は、図示しないＯリング等のシール部材でシ
ールされながら相互に摺動可能に嵌合されて圧力室１７
を画成しており、これによりシリンダハウジング１５と
プランジャ１６とは油圧シリンダ（アクチュエータ）１
８を形成している。そして、この油圧シリンダ１８の圧
力室１７には、ドライブシャフト２に形成された油圧供
給孔１９を介して図示しない油圧供給源から油圧が供給
される。

【００３０】また、前記油圧シリンダ１８を形成してい
るシリンダハウジング１５とプランジャ１６は連結ロッ
ド２０，２１を介してローラ素片３もしくは４に個別に
連結されており、後述するように油圧シリンダ１８の伸
縮動作に応じて一対のローラ素片３，４同士が接近離間
動作することになる。

【００３１】さらに、前記ローラ素片３，４のうちドラ
イブシャフト２から偏心した位置には、テーパコーン状
のカム２２が支持ロッド２３を介してその軸心方向にス
ライド可能に支持されている。そして、このカム２２の
外周のカム面２２ａは裂開ブレード１０の内周面１０ａ
に接しており、ローラ素片３，４同士が接近離間動作す
ればそれに応じてカム２２もスライド変位する一方、そ
のカム２２のスライド変位に応じて裂開ブレード１０が
ドライブシャフト２に対しその軸直角方向に偏心移動し
たり、あるいはその逆方向に復帰動作するようになって
いる。これにより、上記カム２２は裂開ブレード１０を
偏心移動させる偏心駆動機構２４を形成している。

【００３２】したがって、本実施形態によれば、図１に
示すように、所定厚みの円板状の素材Ｗを一対の受型２
５，２６で挾んで加圧拘束した上で、ローラ本体５をド
ライブシャフト２とともに回転駆動しながらその軸直角
方向の送りを与えて素材Ｗの外周端面に押し付け、同時
に受型２５，２６に挾持された素材Ｗもローラ本体５と
同期回転させる。

【００３３】この時、油圧シリンダ１８に油圧を供給す
ることはせず、また裂開ブレード１０はローラ本体５と
同心状に保っておく。

【００３４】裂開ブレード１０が、ローラ本体５を形成
しているローラ素片３，４とともに素材Ｗに押し込まれ
ると素材Ｗの外周縁部が塑性変形により板厚方向にすり
割られて徐々に裂開する。

【００３５】素材Ｗの裂開がある程度進行した時点で図
示しない油圧供給源から油圧シリンダ１８に油圧を供給
する。この油圧供給を受けて油圧シリンダ１８が伸長
し、ローラ本体５を形成している一対のローラ素片３，
４が互いに上下方向に離間し、裂開された左右の素材片
Ｐをさらに外側に押し拡げ、素材Ｗに対する裂開ブレー
ド１０のさらなる食い込みを容易にする。

【００３６】上記のように一対のローラ素片３，４同士
が離間動作すると、その一方のローラ素片３とともにカ
ム２２が図１の状態から上方に移動する。カム２２が上
昇変位すると、そのカム面２２ａに接している裂開ブレ
ード１０が、弾性ブッシュ１３，１４を変形させながら
カム２２に対応する位置でローラ本体５の外側に押し出
されて図２に仮想線Ｑで示すように偏心移動する。これ
により、連続回転している裂開加工用ローラ１は裂開ブ
レード１０が偏心移動した分だけ素材Ｗに対する食い込
み深さが増えたことになり、結果的には素材Ｗの裂開が
一段と進行して、一回の裂開加工で裂開できる深さが大
幅に大きくなっていわゆる裂開加工の効率が向上する。

【００３７】所定の深さまで裂開が進行したならば、油
圧シリンダ１８への油圧供給を断って裂開加工用ローラ
１を素材Ｗから離間させる。この時、各ローラ素片３，
４は圧縮コイルスプリング８，９の力により初期状態に
復帰し、同時に裂開ブレード１０もまた弾性ブッシュ１
３，１４の復元力によって元の同芯状態に戻される。

【００３８】このように本実施形態によれば、ローラ本
体５を形成しているローラ素片３，４同士を接近離間可
能な構造とするとともに、そのローラ素片３，４同士の
間に挾まれた裂開ブレード１０を軸直角方向に偏心移動
可能な構造とし、裂開加工用ローラ１を素材Ｗに食い込
ませながらローラ素片３，４同士の離間動作と裂開ブレ
ード１０の偏心移動とを並行して行うことによって、一
回の裂開加工で裂開できる裂開深さが飛躍的に大きくな
る。

【００３９】ここで、図１，２に示した裂開加工用ロー
ラ１は、カム２２を抜き取ることによって、裂開加工後
の後処理として実施されるしごき加工時のローラとして
用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の形態を示す要部断面
図。

【図２】図１の平面説明図。

【図３】従来の裂開加工手順の一例を示す工程説明図。

【符号の説明】

１…裂開加工用ローラ ３，４…ローラ素片 ５…ローラ本体 ８，９…圧縮コイルスプリング １０…裂開ブレード １８…油圧シリンダ（アクチュエータ） ２２…カム ２２ａ…カム面 ２４…偏心駆動機構 Ｗ…素材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状の素材の外周端面に押し付けられ
   てこの素材とともに同期回転することにより、前記素材
   の外周縁部を板厚方向に二分して裂開させる裂開加工用
   ローラであって、 最大直径部の先端が断面略ウエッジ状をなす一対のロー
   ラ素片同士を互いに接近離間可能に突き合わせてローラ
   本体とするとともに、前記ローラ素片同士の間に円板状
   の裂開ブレードを挾持させ、前記素材とローラ本体との
   同期回転中にローラ素片同士を互いに離間させるように
   したことを特徴とする裂開加工用ローラ。
2. 【請求項２】 前記裂開ブレードはローラ素片同士の間
   に該ローラ素片に対して偏心移動可能に挾持されてい
   て、ローラ素片同士の離間動作に併せて裂開ブレードが
   偏心移動するものであることを特徴とする請求項１記載
   の裂開加工用ローラ。
3. 【請求項３】 前記ローラ本体内に、ローラ素片同士を
   相互に離間させるアクチュエータと、裂開ブレードを偏
   心移動させる偏心駆動機構とが設けられていることを特
   徴とする請求項２記載の裂開加工用ローラ。
4. 【請求項４】 前記偏心駆動機構は、ローラ本体の軸心
   から偏心した位置に設けられていて且つローラ素片同士
   の離間動作時にいずれか一方のローラ素片とともに同方
   向に移動するテーパコーン状のカムを有していて、この
   カムの外周面に対してリング状に形成された裂開ブレー
   ドの内周面が当接しているものであることを特徴とする
   請求項３記載の裂開加工用ローラ。
5. 【請求項５】 ローラ素片同士は互いに接近する方向に
   弾性手段にて常時付勢されていて、前記アクチュエータ
   によるローラ素片同士の離間動作は弾性手段による付勢
   力に抗してなされるものであることを特徴とする請求項
   ４記載の裂開加工用ローラ。