(57)【要約】【課題】円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制して、円筒状素材を適切に薄肉加工し得る塑性加工装置を提供する。【解決手段】塑性加工装置において、ローラ３が、円筒状素材Ｗに押し付けられる頂部３ｐのローラ相対移動方向前方側に配置され、マンドレル２の外周面２ｓに対してローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓから遠ざかる形態で傾斜する傾斜押圧面３ａと、傾斜押圧面３ａのローラ相対移動方向前方側に連続又は近接して配置され、マンドレル２の外周面２ｓに対し傾斜押圧面３ａの傾斜角度よりも小さい角度で傾斜する又はマンドレル２の外周面２ｓに平行な受け面３ｂとを形成して構成され、頂部３ｐと受け面３ｂとのマンドレル２の外周面２ｓに直交する外周面直交方向での最短距離が、円筒状素材Ｗの肉厚を薄くする減肉量以上になるように構成されている。【選択図】図４
2010253537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状素材をその内周面を外周面に密着させて支持する状態で駆動回転されるマンドレルと、
円筒状素材に押し付けた状態で、前記マンドレルに対して前記マンドレルの回転軸心方向に相対移動されて、前記マンドレルに支持された円筒状素材の肉厚を薄くするローラとが設けられた塑性加工装置であって、
前記ローラが、
円筒状素材に押し付けられる頂部のローラ相対移動方向前方側に配置され、前記マンドレルの外周面に対してローラ相対移動方向前方側の箇所ほど前記マンドレルの外周面から遠ざかる形態で傾斜する傾斜押圧面と、前記傾斜押圧面のローラ相対移動方向前方側に連続又は近接して配置され、前記マンドレルの外周面に対し前記傾斜押圧面の傾斜角度よりも小さい角度で傾斜する又は前記マンドレルの外周面に平行な受け面とを形成して構成され、
前記頂部と前記受け面との前記マンドレルの外周面に直交する外周面直交方向での最短距離が、円筒状素材の肉厚を薄くする減肉量以上になるように構成されている塑性加工装置。
【請求項２】
前記頂部と前記受け面との前記外周面直交方向での最短距離が、前記減肉量と等しい請求項１に記載の塑性加工装置。
【請求項３】
前記頂部と前記受け面との前記外周面直交方向での最短距離が、前記減肉量よりも大きく且つ前記減肉量の１．５倍以下である請求項１に記載の塑性加工装置。
【請求項４】
前記受け面が、前記マンドレルの外周面と平行である請求項１〜３のいずれか１項に記載の塑性加工装置。
【請求項５】
前記ローラが、
前記受け面よりもローラ相対移動方向前方側に連続又は近接して配置され、前記マンドレルの外周面に対し前記受け面の傾斜角度よりも大きい角度で前記ローラ相対移動方向前方側の箇所ほど前記マンドレルの外周面から遠ざかる形態で傾斜する前方傾斜面を形成して構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の塑性加工装置。
【請求項６】
前記ローラが、前記傾斜押圧面及び前記受け面を連なる状態で備える外周面を有する単一のローラにて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の塑性加工装置。
【請求項７】
前記ローラが、前記傾斜押圧面を構成する尖頭部用ローラと、前記受け面を構成する受け部用ローラとを各別に備えて構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の塑性加工装置。
【請求項８】
前記マンドレルに支持された円筒状素材に対して、前記マンドレルの回転軸心方向に引っ張る張力を付与する張力付与手段が設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の塑性加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状素材をその内周面を外周面に密着させて支持する状態で駆動回転されるマンドレルと、円筒状素材に押し付けた状態で、前記マンドレルに対して前記マンドレルの回転軸心方向に相対移動されて、前記マンドレルに支持された円筒状素材の肉厚を薄くするローラとが設けられた塑性加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる塑性加工装置は、駆動回転されるマンドレルに支持された円筒状素材にローラを押圧した状態で、ローラをマンドレルに対してマンドレルの回転軸心方向に相対移動させることにより、円筒状素材をその肉厚を薄くするように薄肉加工するものである。
【０００３】
このような塑性加工装置において、従来は、図９に示すように、ローラ３における円筒状素材Ｗに押し付けられる頂部３ｐのローラ相対移動方向前方側（同図右側）が、ローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓから遠ざかる傾斜押圧面３ａに形成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
そして、傾斜押圧面３ａを円筒状素材Ｗに押し付けた状態でその円筒状素材Ｗに対して相対移動させることにより、円筒状素材Ｗを薄肉加工していた。
尚、図９中のＡ１は、マンドレル２の回転軸心であり、Ａ２は、ローラ３の回転軸心である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８６６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような塑性加工装置では、駆動回転される円筒状素材にローラの傾斜押圧面が押し付けられた状態で、ローラが円筒状素材に対してマンドレルの回転軸心方向に相対移動されるものであるので、円筒状素材に対して加工前進側の肉を周方向に延ばすように力が作用することになる。
そして、そのように周方向に延ばすように作用する力により、円筒状素材が周方向に延ばされて、円筒状素材におけるローラの傾斜押圧面前方の部分が皺状等に膨らもうとする場合がある。図９では、拡径された部分が周方向に環状の皺となる。
そして、そのように膨らみが発生すると、その膨らみが抵抗となって、ローラを円筒状素材に対して適切に相対移動させることが困難になるとともに、円筒状素材が破れてしまう場合があり、薄肉加工を適切に行うことができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制して、円筒状素材を適切に薄肉加工し得る塑性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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る塑性加工装置は、円筒状素材をその内周面を外周面に密着させて支持する状態で駆動回転されるマンドレルと、円筒状素材に押し付けた状態で、前記マンドレルに対して前記マンドレルの回転軸心方向に相対移動されて、前記マンドレルに支持された円筒状素材の肉厚を薄くするローラとが設けられた塑性加工装置であって、
その特徴構成は、前記ローラが、
円筒状素材に押し付けられる頂部のローラ相対移動方向前方側に配置され、前記マンドレルの外周面に対してローラ相対移動方向前方側の箇所ほど前記マンドレルの外周面から遠ざかる形態で傾斜する傾斜押圧面と、前記傾斜押圧面のローラ相対移動方向前方側に連続又は近接して配置され、前記マンドレルの外周面に対し前記傾斜押圧面の傾斜角度よりも小さい角度で傾斜する又は前記マンドレルの外周面に平行な受け面とを形成して構成され、
前記頂部と前記受け面との前記マンドレルの外周面に直交する外周面直交方向での最短距離が、円筒状素材の肉厚を薄くする減肉量以上になるように構成されている点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、ローラの傾斜押圧面が円筒状素材に押し付けられた状態でその円筒状素材に対してマンドレルの回転軸心方向に相対移動されているときに、円筒状素材における傾斜押圧面前方の部分が膨らもうとしても、傾斜押圧面の前方の受け面により、円筒状素材の膨らみを抑制することが可能となる。
そして、円筒状素材における傾斜押圧面前方の部分が膨らむのを抑制することが可能となることにより、ローラを円筒状素材に押し付けながらその円筒状素材に対して適切に相対移動させることができる。
従って、円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制して、円筒状素材を適切に薄肉加工し得る塑性加工装置を提供することができるようになった。
【０００９】
本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記頂部と前記受け面との前記外周面直交方向での最短距離が、前記減肉量と等しい点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、受け面においてマンドレルの外周面との距離が最短の箇所が円筒状素材の薄肉化されていない部分に常に当接する状態で、ローラが円筒状素材に対して相対移動するので、円筒状素材における傾斜押圧面前方の部分が膨らむのをより一層抑制することができる。
しかも、薄肉加工前の円筒状素材の肉厚が周方向にばらついていても、減肉量を均等にすることができて、円筒状素材の延び量を均等化することができるので、円筒状素材における傾斜押圧面前方の部分が膨らむのをより一層抑制することができる。
従って、円筒状素材に膨らみが発生するのをより一層抑制することができるので、円筒状素材の薄肉加工をより一層適切に行うことができる。
【００１１】
本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記頂部と前記受け面との前記外周面直交方向での最短距離が、前記減肉量よりも大きく且つ前記減肉量の１．５倍以下である点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、円筒状素材における傾斜押圧面前方の部分が膨らまないとき又はその膨らみが軽微なときは、受け面に円筒状素材が当接しない状態で、ローラが円筒状素材に対して相対移動し、円筒状素材における傾斜押圧面前方の部分の膨らみが大きくなり始めると、その膨らみが受け面に当接することにより円筒状素材が膨らむのが抑制されながら、ローラが円筒状素材に対して相対移動する。
そして、円筒状素材における傾斜押圧面前方の部分が膨らまないとき又はその膨らみが軽微なときは、受け面に円筒状素材が当接しないので、ローラを円筒状素材に対して相対移動させるときの抵抗が大きくなるのを抑制することができる。
従って、ローラを円筒状素材に対して相対移動させるときの抵抗が大きくなるのを抑制しながら、円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制することができるようになった。
【００１３】
本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記受け面が、前記マンドレルの外周面と平行である点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、受け面がマンドレルの外周面と平行であるので、傾斜押圧面前方の受け面により膨らみが抑制された円筒状素材の部分もマンドレルの外周面と平行となる。
それにより、受け面により膨らみが抑制された円筒状素材の部分もローラをスムーズに通過させながら、ローラを円筒状素材に対して相対移動させることができる。
従って、ローラをスムーズに通過させて薄肉加工を適切に行えるように、円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制することができるようになった。
【００１５】
本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記ローラが、
前記受け面よりもローラ相対移動方向前方側に連続又は近接して配置され、前記マンドレルの外周面に対し前記受け面の傾斜角度よりも大きい角度で前記ローラ相対移動方向前方側の箇所ほど前記マンドレルの外周面から遠ざかる形態で傾斜する前方傾斜面を形成して構成されている点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、受け面の前方に、マンドレルの外周面に対し受け面の傾斜角度よりも大きい角度でローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレルの外周面から遠ざかる形態で傾斜する前方傾斜面が存在するので、薄肉加工前の円筒状素材の肉厚がばらついていても、受け面の前端が円筒状素材に突き当たるのを防止することができる。
従って、ローラを円筒状素材に対してスムーズに相対移動させることができながら、円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制することができるようになった。
【００１７】
本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記ローラが、前記傾斜押圧面及び前記受け面を連なる状態で備える外周面を有する単一のローラにて構成されている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、単一のローラで、皺の発生しない薄肉加工を行うことができる。
従って、塑性加工装置の低廉化を図ることができるようになった。
【００１９】
本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記ローラが、前記傾斜押圧面を構成する尖頭部用ローラと、前記受け面を構成する受け部用ローラとを各別に備えて構成されている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、ローラが、傾斜押圧面を構成する尖頭部用ローラと、受け面を構成する受け部用ローラとを各別に備えて構成されているので、夫々の目的を達成できるローラを個別に製造、使用して、薄肉加工と皺発生防止の目的を達成できる。又、塑性加工装置に取り付けられている尖頭部用ローラと受け部用ローラとを各別に取り外して、新しいものに交換することができる。
そして、尖頭部用ローラは、円筒状素材に押し付けられながら円筒状素材に対して相対移動されるので、受け部用ローラよりも磨耗が早いので、尖頭部用ローラの交換頻度が受け部用ローラの交換頻度よりも高くなる。
一方、尖頭部用ローラ及び受け部用ローラ夫々の価格は、傾斜押圧面と受け面とを一体的に備えるように構成したローラに比べて安価である。
つまり、尖頭部用ローラ及び受け部用ローラを夫々の磨耗の程度に応じて各別に交換するようにすることにより、傾斜押圧面と受け面とを一体的に備えたローラを頂部が磨耗する度に交換する場合に比べて、ローラの交換に係る費用を低減することができる。
従って、ランニングコストを低減しながら、円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制することができるようになった。
【００２１】
本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記マンドレルに支持された円筒状素材に対して、前記マンドレルの回転軸心方向に引っ張る張力を付与する張力付与手段が設けられている点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、張力付与手段によって、マンドレルに支持された円筒状素材に対してマンドレルの回転軸心方向に引っ張る張力が付与されているので、ローラの傾斜押圧面が円筒状素材に押し付けられた状態でその円筒状素材に対してマンドレルの回転軸心方向に相対移動されると、円筒状素材は、その周方向への延びが的確に抑制される状態で軸心方向へ延ばされながら薄肉化されることになる。
従って、円筒状素材に膨らみが発生するのを的確に抑制することができるので、円筒状素材の薄肉加工を更に適切に行うことができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る塑性加工装置の概略構成を示す正面図
【図２】実施形態に係る塑性加工装置の要部の平面図
【図３】第１実施形態に係るローラを示す図
【図４】第１実施形態に係るローラの要部を示す図
【図５】第２実施形態に係るローラの要部を示す図
【図６】第３実施形態に係るローラの要部を示す図
【図７】第４実施形態に係る塑性加工装置の要部の平面図
【図８】第４実施形態に係るローラの要部を示す図
【図９】従来の塑性加工装置の要部を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
先ず、第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、塑性加工装置は、円筒状素材Ｗをその内周面を外周面２ｓに密着させて支持する状態でモータ等のマンドレル駆動装置１により駆動回転されるマンドレル２と、円筒状素材Ｗに押し付けた状態で、マンドレル２に対してマンドレル２の回転軸心方向（以下、マンドレル回転軸心方向と略記する場合がある）に相対移動されて、マンドレル２に支持された円筒状素材Ｗの肉厚を薄くするローラ３と、塑性加工装置の運転を制御する制御部４等を備えて構成されている。
又、ローラ３を円筒状素材Ｗに押し付けた状態で、マンドレル２とローラ３とをマンドレル回転軸心方向に相対移動させる移動手段Ｍと、マンドレル２に支持された円筒状素材Ｗに対して、マンドレル回転軸心方向に引っ張る張力を付与する張力付与手段Ｆとが設けられている。
【００２５】
マンドレル２は、円筒状素材Ｗの内周面を当該マンドレル２の外周面２ｓに密着させた状態で外嵌可能な円筒状に構成されており、マンドレル２の回転軸心Ａ１と外周面２ｓとが平行となっている。
尚、以下の説明では、マンドレル回転軸心方向をＺ方向、マンドレル２の回転軸心Ａ１、即ち、マンドレル２の外周面２ｓに直交する方向（以下、外周面直交方向と略記する場合がある）をＸ方向と夫々記載する場合がある。又、Ｚ方向において、マンドレル２の基端（マンドレル駆動装置１に伝動連結される端部）に近づく方向を−Ｚ方向とし、マンドレル２の基端から遠ざかる方向を＋Ｚ方向とする。又、Ｘ方向において、移動手段Ｍ側からマンドレル回転軸心Ａ１に近づく方向を−Ｘ方向とし、マンドレル回転軸心Ａ１から遠ざかる方向（移動手段Ｍ側へ近づく方向）を＋Ｘ方向とする。
【００２６】
次に、スピニング加工装置の各部について説明を加える。
図１に示すように、架台５に、主軸６を回転自在に支持する軸受け支持部７がその回転軸心を鉛直方向に向けた姿勢で設けられ、前記マンドレル駆動装置１が主軸６の下端に伝動連結され、主軸６の上端にマンドレル２が連結されている。
つまり、マンドレル２が、鉛直方向に沿うマンドレル回転軸心Ａ１周りに駆動回転されることになる。
【００２７】
架台５上に、取付フレーム８が板面を鉛直方向に沿わせた状態で立設されている。
そして、取付フレーム８の板面に、移動台９をマンドレル回転軸心方向（即ち、Ｚ方向）に往復移動自在に支持するＺ方向案内レール１０が取り付けられ、更に、移動台９に螺挿されたＺ方向ネジ軸１１を正逆回転させることにより、移動台９をマンドレル回転軸心方向に往復移動させるパルスモータ等のＺ方向駆動装置１２が設けられている。
ローラ回転支持体１３を往復移動自在に支持するＸ方向案内レール１４が、ローラ回転支持体１３の移動方向を外周面直交方向（即ち、Ｘ方向）に沿わせた姿勢で移動台９上に支持され、ローラ回転支持体１３に螺挿されたＸ方向ネジ軸１５を正逆回転することにより、ローラ回転支持体１３を外周面直交方向に往復移動させるパルスモータ等のＸ方向駆動装置１６が設けられている。
ローラ３は、マンドレル回転軸心Ａ１に平行なローラ回転軸心Ａ２周りに回転自在にローラ回転支持体１３に支持されている。
【００２８】
そして、Ｘ方向駆動装置１６及びＺ方向駆動装置１２夫々の作動を制御することにより、ローラ３をＸ方向及びＺ方向の夫々に往復移動操作可能なように構成されている。
つまり、この実施形態では、移動手段Ｍが、移動台９、Ｚ方向案内レール１０、Ｚ方向ネジ軸１１、Ｚ方向駆動装置１２、ローラ回転支持体１３、Ｘ方向案内レール１４、Ｘ方向ネジ軸１５及びＸ方向駆動装置１６等を備えて構成されて、ローラ３を円筒状素材Ｗに押し付けた状態でマンドレル回転軸心方向に移動させるように構成されている。
【００２９】
図２に示すように、この実施形態では、複数（例えば３個）のローラ３が、マンドレル回転軸心方向において同位置（図１の上下方向位置）に位置する状態で、マンドレル２の外周に均等に分散して配設されている。
図示を省略するが、複数のローラ３の夫々に対応して、上述のような移動手段Ｍが設けられている。
【００３０】
図１及び図２に示すように、円筒状素材Ｗは、長手方向の一端に、径方向内方側に張り出す環状の張り出し部Ｗｐを有し且つ他端に径方向外方側に張り出す鍔部Ｗｆを有する形状に形成され、その円筒状素材Ｗが、鍔部Ｗｆが形成された開口端からマンドレル２に外嵌して、張り出し部Ｗｐをマンドレル２の先端面に当接させた状態でマンドレル２に外嵌状に支持する。
【００３１】
図１に示すように、マンドレル２におけるその回転軸心方向の基端側に寄った箇所には、周方向全周にわたって径方向外方側に板状に張り出すロッド支持部２Ｐが設けられている。
図１及び図２に示すように、円筒状素材Ｗの鍔部Ｗｆに引っ掛けることが可能な鉤部１７ｈを先端に備えた複数（この実施形態では３本）のロッド１７が、マンドレル２のロッド支持部２Ｐに、その周方向に均等に分散された状態でマンドレル回転軸心方向に往復移動可能に貫通させて設けられている。
そして、鉤部１７ｈが円筒状素材Ｗの鍔部Ｗｆに引っ掛けられた状態でロッド支持部２Ｐから突出する各ロッド１７の基端側の部分に、コイル状のバネ１８が介装された状態でナット構造のバネ受１９が螺合されることにより、ロッド支持部２Ｐと各ロッド１７に螺合されたバネ受１９との間にバネ１８が圧縮状態で介装される。
それによって、マンドレル２に支持された円筒状素材Ｗに対して、マンドレル回転軸心方向基端側に引っ張る張力を付与するように構成されている。
つまり、この実施形態では、張力付与手段Ｆが、マンドレル２のロッド支持部２Ｐ、複数のロッド１７、各ロッド１７に介装されるバネ１８及び各ロッド１７に螺合されるバネ受１９等により構成されて、圧縮状のバネ１８の付勢力により、マンドレル２に支持された円筒状素材Ｗに対して張力を付与する構成となっている。
【００３２】
次に、ローラ３について説明を加える。
図３及び図４に示すように、本発明では、ローラ３が、円筒状素材Ｗに押し付けられる頂部３ｐのローラ相対移動方向前方側（−Ｚ方向側）に配置され、マンドレル２の外周面２ｓに対してローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓから遠ざかる形態で傾斜する傾斜押圧面３ａと、傾斜押圧面３ａのローラ相対移動方向前方側に連続又は近接して配置され、マンドレル２の外周面２ｓに対し傾斜押圧面３ａの傾斜角度αａよりも小さい角度で傾斜する又はマンドレル２の外周面２ｓに平行な受け面３ｂとを形成して構成されている。ここで、頂部３ｐは、完全に鋭角状の尖端となっている必要はなく、薄肉加工の始点を形成できる尖端となっていれば良い。例えば、丸みを帯びたものでも良い。
そして、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での最短距離Ｄが、円筒状素材Ｗの肉厚を薄くする減肉量（減肉距離）ΔＴ以上になるように構成されている。
ちなみに、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での最短距離Ｄは、換言すれば、受け面３ｂとマンドレル２の回転軸心Ａ１との最短距離と、頂部３ｐとマンドレル２の回転軸心Ａ１との最短距離との差である。
【００３３】
又、この第１実施形態では、ローラ３が、受け面３ｂよりもローラ相対移動方向前方側に連続又は近接して配置され、マンドレル２の外周面２ｓに対し受け面３ａの傾斜角度よりも大きい角度αｃでローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓから遠ざかる形態で傾斜する前方傾斜面３ｃを形成して構成されている。
【００３４】
更に、ローラ３の頂部３ｐのローラ相対移動方向後方側（＋Ｚ方向側）が、ローラ相対移動方向後方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓから遠ざかる形態で傾斜する後方傾斜面３ｄに形成されている。
ちなみに、後方傾斜面３ｄがマンドレル２の外周面２ｓに対して傾斜する角度αｄは、マンドレル２の外周面２ｓに対する傾斜押圧面３ａの傾斜角度αａと同角度である。
【００３５】
この第１実施形態では、受け面３ｂが、マンドレル２の外周面２ｓと平行であり、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での距離Ｄが、減肉量ΔＴと等しくなるように設定されている。
【００３６】
又、この第１実施形態では、ローラ３が、後方傾斜面３ｄ、傾斜押圧面３ａ、受け面３ｂ及び前方傾斜面３ｃをマンドレル回転軸心方向に沿って連なる状態で備える外周面を有する単一のローラにて構成されている。
つまり、ローラ３が、傾斜押圧面３ａと受け面３ｂとを、傾斜押圧面３ａのローラ相対移動方向前方側に連続して受け面３ｂを配置する形態で備えて構成されている。
又、ローラ３が、受け面３ｂよりもローラ相対移動方向前方側に前方傾斜面３ｃを連続して備えて構成されている。
【００３７】
例えば、円筒状素材Ｗの肉厚を０．５ｍｍとし、円筒状素材Ｗの肉厚を薄くする減肉量ΔＴを０．３ｍｍとし、ローラ３の直径を２２０ｍｍとすると、図４に示すように、マンドレル２の外周面２ｓに対する傾斜押圧面３ａの傾斜角度αａは１０°、ローラ３における頂部３ｐと受け面３ｂにおけるローラ相対移動方向前方端との間のマンドレル回転軸心方向に沿う方向での長さＬａｂは、例えば６ｍｍ程度が好ましい。
又、マンドレル２の外周面２ｓに対する前方傾斜面３ｃの傾斜角度αｃは１０°、ローラ３における前方傾斜面３ｃのローラ相対移動方向後方端と前方端との間のマンドレル回転軸心方向に沿う方向での長さＬｃは、例えば４ｍｍ程度が好ましい。
【００３８】
この第１実施形態では、受け面３ｂが円筒状素材Ｗの薄肉化されていない部分に常に当接する状態で、ローラ３が円筒状素材Ｗに対して相対移動するので、円筒状素材Ｗにおける傾斜押圧面前方の部分が膨らむのを的確に抑制することができる。
【００３９】
次に、円筒状素材Ｗを薄肉加工するときの制御部４の制御動作について、説明を加える。
予め、操作盤（図示省略）により、円筒状素材Ｗの外径、肉厚、及び、円筒状素材Ｗの肉厚を薄くする減肉量ΔＴ等の加工条件を入力する。
そして、操作盤の運転開始スイッチにより塑性加工の開始を指令すると、制御部４は、マンドレル２に支持された円筒状素材Ｗから退避する原点位置から塑性加工を開始するための加工開始位置にローラ３を移動させるように、Ｚ方向駆動装置１２及びＸ方向駆動装置１６の作動を制御する。
ちなみに、加工開始位置は、ローラ３の頂部３ｐが、マンドレル回転軸心方向（Ｚ方向）において円筒状素材Ｗの先端面の手前（＋Ｚ方向側）で、且つ、外周面直交方向（Ｘ方向）において円筒状素材Ｗの外周面から減肉量ΔＴだけマンドレル２の回転軸心Ａ１側（−Ｘ方向）に位置する状態となる位置である。
【００４０】
次いで、制御部４は、予め設定された設定回転速度でマンドレル駆動装置１を作動させて、マンドレル２を駆動回転させた後、予め設定された設定移動速度でローラ３をマンドレル回転軸心方向に沿ってマンドレル２の基端側（−Ｚ方向）に移動させるように、Ｚ方向駆動装置１２の作動を制御する。
次いで、制御部４は、ローラ３の頂部３ｐが、予め設定されたＺ方向における設定終了位置に達すると、ローラ３を円筒状素材Ｗから離間させた後、原点位置に移動させるようにＺ方向駆動装置１２及びＸ方向駆動装置１６の作動を制御し、並びに、マンドレル駆動装置１を停止させる。
尚、上述の如き薄肉加工を複数回繰り返して実行することにより、円筒状素材Ｗを目標とする肉厚にまで薄肉加工しても良い。
【００４１】
以下、本発明の第２〜第４の各実施形態を説明するが、各実施形態はローラ３の別の実施形態を説明するものであり、塑性加工装置の全体構成は上記の第１実施形態と同様である。従って、重複説明を避けるために、塑性加工装置の全体構成についての説明を省略して、主として、ローラ３について説明する。
【００４２】
〔第２実施形態〕
以下、図５に基づいて第２実施形態を説明する。
この第２実施形態においても、上記の第１実施形態と同様に、ローラ３が、後方傾斜面３ｄ、傾斜押圧面３ａ、受け面３ｂ及び前方傾斜面３ｃをマンドレル回転軸心方向に沿って連なる状態で備える外周面を有する単一のローラにて構成され、受け面３ｂがマンドレル２の外周面２ｓと平行であるが、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での距離Ｄが、減肉量ΔＴよりも大きくなるように構成されている点で、第１実施形態と異なる。
【００４３】
つまり、ローラ３が、傾斜押圧面３ａと受け面３ｂとを、傾斜押圧面３ａのローラ相対移動方向前方側に連続して受け面３ｂを配置する形態で備えて構成されている。
又、ローラ３が、受け面３ｂよりもローラ相対移動方向前方側に前方傾斜面３ｃを連続して備えて構成されている。
【００４４】
第１実施形態と同様に、円筒状素材Ｗの肉厚を０．５ｍｍとし、減肉量ΔＴを０．３ｍｍとし、ローラ３の直径を２２０ｍｍとすると、図５に示すように、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での最短距離Ｄは、例えば０．４５ｍｍ程度が好ましい。
ちなみに、マンドレル２の外周面２ｓに対する傾斜押圧面３ａの傾斜角度αａ、ローラ３における頂部３ｐと受け面３ｂにおけるローラ相対移動方向前方端との間のマンドレル回転軸心方向に沿う方向での長さＬａｂ、マンドレル２の外周面２ｓに対する前方傾斜面３ｃの傾斜角度αｃ、及び、ローラ３における前方傾斜面３ｃのローラ相対移動方向後方端と前方端との間のマンドレル回転軸心方向に沿う方向で長さＬｃ夫々は、上記の第１実施形態と同様である。
【００４５】
この第２実施形態では、円筒状素材Ｗにおける傾斜押圧面３ａの前方の部分が膨らまないとき又はその膨らみが軽微なときは、受け面３ｂに円筒状素材Ｗが当接しない状態で、ローラ３が円筒状素材Ｗに対して相対移動し、円筒状素材Ｗにおける傾斜押圧面３ａ前方の部分の膨らみが大きくなり始めると、その膨らみが受け面３ｂに当接することにより円筒状素材Ｗが膨らむのが抑制されながら、ローラ３が円筒状素材Ｗに対して相対移動する。
そして、円筒状素材Ｗにおける傾斜押圧面３ａの前方の部分が膨らまないとき又はその膨らみが軽微なときは、受け面３ｂに円筒状素材Ｗが当接しないので、ローラ３を円筒状素材Ｗに対して相対移動させるときの抵抗が大きくなるのを抑制することができる。
【００４６】
〔第３実施形態〕
以下、図６に基づいて第３実施形態を説明する。
この第３実施形態においても、上記の第１実施形態と同様に、ローラ３が、後方傾斜面３ｄ、傾斜押圧面３ａ、受け面３ｂ及び前方傾斜面３ｃをマンドレル回転軸心方向に沿って連なる状態で備える外周面を有する単一のローラにて構成されているが、受け面３ｂが、マンドレル２の外周面２ｓに対し傾斜押圧面３ａの傾斜角度αａよりも小さい角度αｂでローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓから遠ざかる形態で傾斜する点で、第１実施形態と異なる。
そして、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での最短距離Ｄが、円筒状素材Ｗの肉厚を薄くする減肉量ΔＴに等しくなるように構成されている。
【００４７】
つまり、ローラ３が、傾斜押圧面３ａと受け面３ｂとを、傾斜押圧面３ａのローラ相対移動方向前方側に連続して受け面３ｂを配置する形態で備えて構成されている。
又、ローラ３が、受け面３ｂよりもローラ相対移動方向前方側に前方傾斜面３ｃを連続して備えて構成されている。
【００４８】
図６に示すように、マンドレル２の外周面２ｓに対する受け面３ｂの角度αｂは、０°＜αｂ≦１°が好ましい。
又、第１実施形態と同様に、円筒状素材Ｗの肉厚を０．５ｍｍとし、減肉量ΔＴを０．３ｍｍとし、ローラ３の直径を２２０ｍｍとすると、マンドレル２の外周面２ｓに対する傾斜押圧面３ａの傾斜角度αａ、ローラ３における頂部３ｐと受け面３ｂにおけるローラ相対移動方向前方端との間のマンドレル回転軸心方向に沿う方向での長さＬａｂ、マンドレル２の外周面２ｓに対する前方傾斜面３ｃの傾斜角度αｃ、及び、ローラ３における前方傾斜面３ｃのローラ相対移動方向後方端と前方端との間のマンドレル回転軸心方向に沿う方向での長さＬｃ夫々は、上記の第１実施形態と同様である。
【００４９】
この第３実施形態では、受け面３ｂがローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓから遠ざかる形態で傾斜する面に形成されているので、ローラ３を円筒状素材Ｗに対して相対移動させるときの抵抗が大きくなるのを抑制しながら、円筒状素材Ｗにおける傾斜押圧面３ａ前方の部分の膨らみを抑制することができる。
【００５０】
〔第４実施形態〕
以下、図７及び図８に基づいて第４実施形態を説明する。
上記の第１実施形態では、ローラ３が、後方傾斜面３ｄ、傾斜押圧面３ａ、受け面３ｂ及び前方傾斜面３ｃをマンドレル回転軸心方向に沿って連なる状態で備える外周面を有する単一のローラにて構成されたが、この第４実施形態では、ローラ３が、傾斜押圧面３ａを構成する尖頭部用ローラ３１と、受け面３ｂを構成する受け部用ローラ３２とを各別に備えて構成されている。
【００５１】
説明を加えると、尖頭部用ローラ３１は、後方傾斜面３ｄ及び傾斜押圧面３ａをマンドレル回転軸心方向に沿って連なる状態で備える外周面を有するように構成され、受け部用ローラ３２は、受け面３ｂ及び前方傾斜面３ｃをマンドレル回転軸心方向に沿って連なる状態で備える外周面を有するように構成されている。
第１実施形態と同様に、３個のローラ３が、マンドレル回転軸心方向において同位置に位置する状態で、マンドレル２の外周に均等に分散して配設されているが、各ローラ３が、尖頭部用ローラ３１と受け部用ローラ３２とから構成されている。
そして、尖頭部用ローラ３１と一対の受け部用ローラ３２とが、尖頭部用ローラ３１の両側に一対の受け部用ローラ３２を振り分けて配置した状態で、マンドレル２の周方向に並べて配置されている。
つまり、上記の第１〜第３の各実施形態では、傾斜押圧面３ａ、受け面３ｂ及び前方傾斜面３ｃが、マンドレル２の周方向において同位相位置に位置するように配置されているが、この第４実施形態では、傾斜押圧面３ａと受け面３ｂとが、マンドレル２の周方向において異なる位相位置に位置するように配置され、受け面３ｂと前方傾斜面３ｃとが、マンドレル２の周方向において同位相位置に位置するように配置されている。
【００５２】
図８に示すように、尖頭部用ローラ３１と受け部用ローラ３２とが、傾斜押圧面３ａのローラ相対移動方向前方側の端部と受け面３ｂのローラ相対移動方向後方側の端部とがマンドレル回転軸心方向において近接する形態で、ローラ相対移動方向前方側に向けて並べて設けられている。
但し、図８は、円筒状素材Ｗの周壁を平板状に展開した図である。
つまり、尖頭部用ローラ３１と受け部用ローラ３２とにより構成されるローラ３が、傾斜押圧面３ａと受け面３ｂとを、傾斜押圧面３ａのローラ相対移動方向前方側に近接して受け面３ｂを配置する形態で備えて構成されている。
又、ローラ３が、受け面３ｂよりもローラ相対移動方向前方側に前方傾斜面３ｃを連続して備えて構成されている。
【００５３】
受け面３ｂがマンドレル２の外周面２ｓと平行であり、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での最短距離Ｄが、減肉量ΔＴと等しくなるように構成されている。
この第４実施形態のように、傾斜押圧面３ａと受け面３ｂとがマンドレル２の周方向において異なる位相位置に配置されている場合でも、頂部３ｐと受け面３ｂとの外周面直交方向での最短距離Ｄは、受け面３ｂとマンドレル２の回転軸心Ａ１との最短距離と、頂部３ｐとマンドレル２の回転軸心Ａ１との最短距離との差になる。
【００５４】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ）  ローラ３に備える受け面３ｂは、マンドレル２の外周面２ｓに対し傾斜押圧面３ａの傾斜角度αａよりも小さい角度αｂでローラ相対移動方向前方側の箇所ほどマンドレル２の外周面２ｓに近づく形態で傾斜する面でも良い。
この場合、マンドレル２の外周面２ｓに対する受け面３ｂの傾斜角度αｂは、０°＜αｂ≦１°が好ましい。
【００５５】
（ロ）  上記の第１〜第４の各実施形態においては、ローラ３に前方傾斜面３ｃを備えたが、この前方傾斜面３ｃを省略しても良い。
又、上記の第１〜第４の各実施形態においては、ローラ３に、後方傾斜面３ｄを備えたが、この後方傾斜面３ｄを省略しても良い。
【００５６】
（ハ）  上記の第４実施形態では、ローラ３を、傾斜押圧面３ａを構成する尖頭部用ローラ３１と受け面３ｂ及び前方傾斜面３ｃを構成する受け部用ローラ３２とを各別に備えて構成した。これに代えて、ローラ３を、傾斜押圧面３ａを構成する尖頭部用ローラ３１と受け面３ｂを構成する受け部用ローラと前方傾斜面３ｃを構成する前方傾斜部用ローラとを各別に備えて構成しても良い。
この場合、受け部用ローラと前方傾斜部用ローラとを、受け面３ｂのローラ相対移動方向前方側の端部と前方傾斜面３ｃのローラ相対移動方向後方側の端部とがマンドレル回転軸心方向において近接する形態で、ローラ相対移動方向前方側に向けて並べて設けることになる。
【００５７】
（ニ）  尖頭部用ローラ３１と受け部用ローラ３２との配置形態は、上記の第４実施形態において例示した配置形態、即ち、マンドレル２の周方向において異なる位相位置に位置する配置形態に限定されるものではなく、マンドレル２の周方向において同位相位置に位置する配置形態でも良い。この場合、尖頭部用ローラ３１の回転軸心と受け部用ローラ３２の回転軸心は同軸であっても異軸であっても良い。
【００５８】
（ホ）  複数のローラ３を、マンドレル回転軸心方向において同位置に位置する状態で、マンドレル２の外周に分散して配設する場合、ローラ３の配設数は、上記の各実施形態において例示した３個に限定されるものではなく、２個でも、４個以上でも良い。
又、ローラ３の配設数は１個でも良い。
【００５９】
（ヘ）  張力付与手段Ｆは省略することができる。但し、塑性加工中における円筒状素材Ｗのマンドレル回転軸心方向での延びを容易にして、塑性加工を適切に行えるようにするには、張力付与手段Ｆを設けるのが好ましい。
又、上記の第１〜第４の各実施形態においては、張力付与手段Ｆを、マンドレル２に支持された円筒状素材Ｗに対して、ローラ相対移動方向と同方向に引っ張る張力を付与するように構成したが、ローラ相対移動方向とは逆方向に引っ張る張力を付与するように構成しても良い。
又、上記の第１〜第４の各実施形態においては、張力付与手段Ｆを、圧縮状のバネ１８の付勢力により円筒状素材Ｗに対して張力を付与するように構成したが、シリンダ等のアクチュエータにより円筒状素材Ｗに対して張力を付与するように構成しても良い。
【００６０】
（ト）  移動手段Ｍの具体構成は、上記の第１〜第４の各実施形態において例示した構成、即ち、マンドレル２をマンドレル回転軸心方向に固定して設けて、ローラ３をマンドレル回転軸心方向に移動させる構成に限定されるものではない。例えば、ローラ３をマンドレル回転軸心方向に固定して設けて、マンドレル２をマンドレル回転軸心方向に移動させる構成、及び、ローラ３及びマンドレル２双方をマンドレル回転軸心方向に互いに逆方向に移動させる構成でも良い。
【００６１】
（チ）  マンドレル２をマンドレル駆動装置１により駆動回転するに当たって、その回転軸心Ａ１の向きは上記の第１〜第４の各実施形態において例示した鉛直方向に限定されるものではなく、水平方向や、水平方向に対して斜め上向きに傾斜する方向でも良い。
【００６２】
（リ）  マンドレル２の形状は、上記の実施形態のような回転軸心Ａ１と外周面２ｓとが平行な円筒状に限定されるものではなく、例えば、截頭円錐台形状の筒状でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、円筒状素材に膨らみが発生するのを抑制して、円筒状素材を適切に薄肉加工し得る塑性加工装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６４】
２    マンドレル
２ｓ  外周面
３    ローラ
３ａ  傾斜押圧面
３ｂ  受け面
３ｃ  前方傾斜面
３ｐ  頂部
３１  尖頭部用ローラ
３２  受け部用ローラ
Ａ１  マンドレルの回転軸心
Ｆ    張力付与手段
Ｗ    円筒状素材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010253537.tif 000008
【図７】
2010253537.tif 000009
【図８】
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【図９】
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