JP5606965B2

JP5606965B2 - 円筒物の製造方法

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Publication number: JP5606965B2
Application number: JP2011050246A
Authority: JP
Inventors: 俊充神谷; 雅之佐藤; 悟史筒井
Original assignee: Togo Seisakusho Corp
Current assignee: Togo Seisakusho Corp
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2031-03-08
Also published as: JP2012183577A

Description

本発明は、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物の製造方法に関する。

従来、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物は、例えば周方向に複数の分割型を備えたマルチフォーミングマシンにより、金属製板材をプレス曲げ加工することによって製造する方法が考えられている。

しかしながら、前記従来の方法によると、円筒物の真円度が低く、凸部の成形精度も低く、また金属製板材のカット位置も安定しない等の理由から、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物を精度良く製造することが困難であるという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物を精度良く製造することのできる円筒物の製造方法を提供することにある。

第１の発明は、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物の製造方法であって、金属製板材に片面側に突出する凸部を成形することにより、前記円筒物の展開形状に対応する凸部付き板状物を得る第１成形工程と、前記凸部付き板状物にロール曲げ成形を施すことにより、前記円筒物を得る第２成形工程とを備えることを特徴とする。このように構成すると、第１成形工程において、金属製板材に片面側に突出する凸部を精度良く成形することにより、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物の展開形状に対応する凸部付き板状物を得ることができる。また、第２成形工程において、凸部付き板状物を円筒状に精度良くロール曲げ成形することにより、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物を得ることができる。したがって、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物を精度良く製造することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記第１成形工程は、金属製板材にプレス成形を施すことにより片面側に突出する凸部を成形する工程であることを特徴とする。このように構成すると、第１成形工程で、金属製板材にプレス成形を施すことにより、片面側に突出する凸部を有する凸部付き板状物を精度良く成形することができる。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記第２成形工程は、硬質ロールと該硬質ロールに弾性変形を利用して接触する弾性ロールとの間で前記凸部付き板状物を円筒状にロール曲げ成形する工程である。このように構成すると、第２成形工程で、硬質ロールと該硬質ロールに弾性変形を利用して接触する弾性ロールとの間で凸部付き板状物にロール曲げ成形を施すことにより、凸部付き板状物の凸部の寸法精度をほとんど低下させることなく、円筒物の真円度を向上することができる。

第４の発明は、第３の発明において、硬質ロールに弾性変形を利用して接触する前記弾性ロールの弾性体がウレタンであることを特徴とする。このように構成すると、弾性ロールの弾性体がウレタンであるため、ウレタンが有する高弾性・耐摩耗性・耐油性等の特性により、弾性ロールの弾性体の耐久性を向上することができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記円筒物がトレランスリングであることを特徴とする。このように構成すると、円筒物としてのトレランスリングを精度良く製造することができる。

一実施例にかかるトレランスリングを示す斜視図である。トレランスリングを示す正面図である。図２のIII部を示す部分断面図である。トレランスリングの製造方法における工程を示す工程図である。金属製板材を示す斜視図である。凸部付き板状物を示す斜視図である。凸部付き板状物を示す平面図である。図７のVIII−VIII線矢視断面図である。図７のIX−IX線矢視断面図である。プレス型を示す斜視図である。ロール曲げ成形装置を示す断面図である。ロール曲げ成形の途中の状態のロール曲げ成形装置を示す断面図である。ロール曲げ成形の完了状態のロール曲げ成形装置を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本実施例では、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する多数の凸部を有する円筒物としてトレランスリングを例示する。トレランスリングは、その内周側に配置される軸状部材と、その外周側に配置される筒状部材との間に介在されることによって、許容トルク以下での両部材の相対回転を抑制し、許容トルクを超えたときには両部材の相対回転を許容するトルクリミッタとしての機能を発揮するものである。なお、図１はトレランスリングを示す斜視図、図２は同じく正面図、図３は図２のIII部を示す部分断面図である。

図１及び図２に示すように、トレランスリング１０は、軸方向に沿って延びるスリット１２を有する円筒状に形成された円筒部１１に、その外周面に突出する多数の凸部１３が形成されてなる。凸部１３は、軸方向に延びる長尺状をなし、軸方向に２列で周方向に連続的に形成されている（図１参照）。また、凸部１３は、円筒部１１の軸方向の両端部、周方向の両端部、並びに、各列の相互間を除いて形成されている。また、図２に示すように、１つの凸部１３は、断面山形状で、円筒部１１の中心１１ａ及び凸部１３の稜線部１３ａを通る中心線Ｌ（図２参照）を中心として線対称状に形成されている（図３参照）。また、各列１４における凸部１３は、断面波形状に連続している（図２参照）。

次に、前記トレランスリング（円筒物）１０の製造方法について説明する。なお、図４はトレランスリングの製造方法における工程を示す工程図、図５は金属製板材を示す斜視図、図６は凸部付き板状物を示す斜視図、図７は同じく平面図、図８は図７のVIII−VIII線矢視断面図、図９は図７のIX−IX線矢視断面図である。
図４に示すように、トレランスリング１０の製造方法は、第１成形工程Ｐ１と第２成形工程Ｐ２とを備えている。

前記第１成形工程Ｐ１（図４参照）では、金属製板材２０（図５参照）に片面側（表面側）に突出する凸部１３（トレランスリング１０の凸部１３と同一符号を付す）を成形することにより、凸部付き板状物２２（図６〜図９参照）を得る工程である。凸部付き板状物２２は、前記トレランスリング１０（図１参照）の展開形状に対応している。また、金属製板材２０は、図５に示すように、長四角形状に形成されている。金属製板材２０は、前記トレランスリング１０（図１参照）の円筒部１１の展開形状に対応する長さ２０Ｌ、幅２０Ｗ、厚さ２０Ｔを有している。

また、前記第１成形工程Ｐ１（図４参照）は、前記金属製板材２０にプレス成形を施すことにより片面側（表面側）に突出する凸部１３を成形する工程である。なお、図１０はプレス型を示す斜視図である。
図１０に示すように、プレス型３０は、固定型としての下型３１と、昇降可能な可動型としての上型３２とを備えている。下型３１には、前記金属製板材２０を嵌合しかつ凸部付き板状物２２（図６参照）の表面側（凸部１３側）を成形する成形面３１ａが形成されている。また、上型３２には、凸部付き板状物２２（図６参照）の裏面側を成形する成形面３２ａが形成されている。

続いて、前記プレス型３０を用いてプレス成形を行う場合を説明する。
図１０に示すように、上型３２を上昇させた型開き状態において、下型３１の成形面３１ａに金属製板材２０をセットした後、上型３２を下降させる（図１０中、二点鎖線３２参照）。これにより、金属製板材２０が下型３１の成形面３１ａと上型３２の成形面３２ａとの間に挟み込まれることによって、金属製板材２０に下面側（表面側）に突出する凸部１３が成形された凸部付き板状物２２（図６参照）が得られる。その後、上型３２を型開きした後、凸部付き板状物２２を取り出せばよい。

前記第２成形工程Ｐ２（図４参照）は、前記凸部付き板状物２２（図６参照）にロール曲げ成形を施すことにより、前記トレランスリング１０（図１参照）を得る工程である。なお、図１１はロール曲げ成形装置を示す断面図、図１２はロール曲げ成形の途中の状態のロール曲げ成形装置を示す断面図、図１３はロール曲げ成形の完了状態のロール曲げ成形装置を示す断面図である。
図１１に示すように、ロール曲げ成形に用いられるロール曲げ成形装置４０は、機台（図示省略）に支持軸４１を介して水平状に支持された硬質ロール４２と、硬質ロール４２の下側で機台に駆動軸４３を介して水平状に支持された弾性ロール４４とを備えている。

前記硬質ロール４２は、例えば金属製で、支持軸４１に対して回転可能に支持されている。また、硬質ロール４２は、トレランスリング１０（図１参照）の円筒部１１の内径と同一の外径を有している。また、弾性ロール４４は、中空状の弾性体４５と、弾性体４５の中空部に一体的に挿着された中空軸４６とで構成されている。弾性体４５は、ウレタンである。中空軸４６は、前記駆動軸４３に対して一体的に回転可能に支持されている。駆動軸４３は、図示しない駆動源によって右回り方向（図１１中、矢印Ｙ１参照）に回転駆動される。また、弾性ロール４４の弾性体４５は、その弾性変形を利用して硬質ロール４２に弾性的に接触されている。これにより、弾性ロール４４の回転に追従して硬質ロール４２が左回り方向（図１１中、矢印Ｙ２参照）に回転される。また、弾性ロール４４は、硬質ロール４２の外径よりも大きい外径を有している。また、弾性ロール４４の弾性体４５の外周部には、硬質ロール４２に対して所定の間隔の開放空間を間欠的に形成する適数個（図１１では２個を示す）の円弧状の凹部４５ａが等間隔で形成されている。また、弾性体４５の外周面において、周方向に隣り合う凹部４５ａの間には、凸部付き板状物２２（図６参照）の長さよりも長い間隔が設定されている。

続いて、前記ロール曲げ成形装置４０を用いてロール曲げ成形を行う場合を説明する。ロール曲げ成形装置４０の硬質ロール４２と弾性ロール４４との間に凸部付き板状物２２の長手方向の一端部（始端部）を挟み込むように対向させる（図１１参照）。このとき、凸部付き板状物２２は、表面側（凸部１３側）を下側に向けた状態とする。この状態で、駆動軸４３とともに弾性ロール４４が駆動回転される。すると、弾性ロール４４の回転（図１１中、矢印Ｙ１参照）に硬質ロール４２が追従して回転（図１１中、矢印Ｙ２参照）し、凸部付き板状物２２が両ロール４２，４４の間に引き込まれていく。このとき、シリンダ装置等の押し込み手段（図示省略）により凸部付き板状物２２に助勢力を付与するとよい。

前記両ロール４２，４４の間に引き込まれていく凸部付き板状物２２は、両ロール４２，４４の間の円弧状の接触部分で硬質ロール４２の外径に対応する円弧状に曲げられながら硬質ロール４２に順次巻き付けられていく（図１２参照）。また、凸部付き板状物２２の凸部１３に対応して弾性体４５が弾性変形する。そして、凸部付き板状物２２が全長に亘って硬質ロール４２に巻き付けられることで、トレランスリング１０が完成する（図１３参照）。

前記ロール曲げ成形の完了状態（図１３参照）において、前記弾性ロール４４は、弾性体４５の凹部４５ａが硬質ロール４２に対応したところで停止される。これにより、両ロール４２，４４の間に開放空間（符号、Ｓを付す）が形成される。その開放空間Ｓを利用して、トレランスリング１０が硬質ロール４２の軸方向の開放端側へスライドさせて取り出される。

前記トレランスリング１０（図１参照）の製造方法によると、第１成形工程Ｐ１（図４参照）において、金属製板材２０（図５参照）に片面側に突出する凸部１３を精度良く成形することにより、トレランスリング１０の展開形状に対応する凸部付き板状物２２（図６参照）を得ることができる。また、第２成形工程Ｐ２（図４参照）において、凸部付き板状物２２を円筒状に精度良くロール曲げ成形することにより、トレランスリング１０（図１参照）を得ることができる。したがって、トレランスリング１０を精度良く製造することができる。

また、第１成形工程Ｐ１（図４参照）で、金属製板材２０（図５参照）にプレス成形を施すことにより、片面側に突出する凸部１３を有する凸部付き板状物２２（図６参照）を精度良く成形することができる。

また、第２成形工程Ｐ２（図４参照）で、硬質ロール４２と該硬質ロール４２に弾性変形を利用して接触する弾性ロール４４との間で凸部付き板状物２２（図６参照）にロール曲げ成形を施すことにより、凸部付き板状物２２（図６参照）の凸部１３の寸法精度をほとんど低下させることなく、トレランスリング１０（図１参照）の円筒部１１の真円度を向上することができる。すなわち、凸部付き板状物２２が両ロール４２，４４の間の円弧状の接触部分で硬質ロール４２の外径に対応する円弧状に曲げられながら硬質ロール４２に順次巻き付けられていくことにより、トレランスリング１０の円筒部１１が硬質ロール４２の外径と同一の内径を有する円筒に形成されるため、該円筒部１１の真円度を向上することができる。また、凸部付き板状物２２を、全長に亘って曲げ成形を施すことができるため、始端部及び終端部に平板部を残すことなく、円筒部１１の良好な真円度を得ることができる。また、両ロール４２，４４の間において、凸部付き板状物２２の凸部１３に対応して弾性ロール４４の弾性体４５が弾性変形することにより、凸部１３の寸法精度をほとんど低下させることがない。よって、トレランスリング１０を精度良く成形することができる。

また、硬質ロール４２に弾性変形を利用して接触する弾性ロール４４の弾性体４５（図１１参照）がウレタンであるため、ウレタンが有する高弾性・耐摩耗性・耐油性等の特性により、弾性ロール４４の弾性体４５の耐久性を向上することができる。

また、第１成形工程Ｐ１（図４参照）で、トレランスリング１０（図１参照）の円筒部１１の展開形状に対応する長さ２０Ｌ、幅２０Ｗ、厚さ２０Ｔを有する金属製板材２０（図５参照）に凸部１３を成形するため、凸部１３の成形後において素材を所定形状にカットする場合と異なり、カット位置がばらつくといった不具合が生じない。

また、凸部１３が、円筒部１１の中心１１ａ及び凸部１３の稜線部１３ａを通る中心線Ｌを中心として線対称状に形成されている（図２及び図３参照）。このため、トレランスリング１０（図１参照）として好ましいトルク特性を得ることが可能となる。

また、周方向に複数の分割型を備えたマルチフォーミングマシンにより、金属製板材２０（図５参照）をプレス曲げ加工する場合と比べて、トレランスリング１０（図１参照）の円筒部１１及び凸部１３を成形精度良く安定的に成形することができる。このため、後工程での熱処理による歪も低減することができる。

また、ギヤ状のロールを用い、ロール曲げ成形時に凸部１３を成形する場合と異なり、バックラッシュによるクリアランスの影響がない。これとともに、バックラッシュによる応力の不均一化にともない、後工程での熱処理による歪が大きくなる不具合も解消することができる。また、後工程での熱処理、選別工程を省略することも可能である。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、トレランスリング１０に限らず、軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物に幅広く適用することができる。また、トレランスリング（円筒物）１０の凸部１３の形状、配列等は適宜変更することができる。また、前記実施例では、凸部１３を、円筒部１１の中心１１ａ及び凸部１３の稜線部１３ａを通る中心線Ｌを中心として線対称状に形成したが、非対称形状に形成することもできる。また、ロール曲げ成形装置４０の弾性ロール４４の弾性体４５は、ウレタンに限定されるものではない。また、ロール曲げ成形は、２つのロール４２，４４を備えたロール曲げ成形装置４０に限定されるものではなく、必要に応じて弾性ロール４４を追加することもできる。

１０…トレランスリング（円筒物）
１２…スリット
１３…凸部
２０…金属製板材
２２…凸部付き板状物
３０…プレス型
４０…ロール曲げ成形装置
４２…硬質ロール
４４…弾性ロール
４５…弾性体
Ｐ１…第１成形工程
Ｐ２…第２成形工程

Claims

軸方向に沿って延びるスリットを有しかつ外面側に突出する凸部を有する円筒物の製造方法であって、
金属製板材に片面側に突出する凸部を成形することにより、前記円筒物の展開形状に対応する凸部付き板状物を得る第１成形工程と、
前記凸部付き板状物にロール曲げ成形を施すことにより、前記円筒物を得る第２成形工程と
を備え、
前記第２成形工程は、硬質ロールと該硬質ロールに弾性変形を利用して接触する弾性ロールとを備え、回転駆動される前記弾性ロールと該弾性ロールに対する弾性変形を利用した接触により追従して回転される前記硬質ロールとの間で、前記凸部付き板状物を該硬質ロールの外径に対応する円弧状に曲げながら該硬質ロールに順次巻き付け、かつ、全長に亘って円筒状にロール曲げ加工を施すことにより、前記硬質ロールの外径と同一の内径を有しかつ前記軸方向に沿って延びるスリットを有する円筒部を備える前記円筒物を成形する工程である
ことを特徴とする円筒物の製造方法。
請求項１に記載の円筒物の製造方法であって、
前記第１成形工程は、金属製板材にプレス成形を施すことにより片面側に突出する凸部を成形する工程であることを特徴とする円筒物の製造方法。
請求項１又は２に記載の円筒物の製造方法であって、
前記硬質ロールに弾性変形を利用して接触する前記弾性ロールの弾性体がウレタンであることを特徴とする円筒物の製造方法。
請求項１〜３のいずれか１つに記載の円筒物の製造方法であって、
前記円筒物がトレランスリングであることを特徴とする円筒物の製造方法。