(57)【要約】      （修正有）【課題】  円板状素材の厚肉部の内側に意図しない盛り上がり部分が形成されない増肉成形方法および装置を提供する。【解決手段】  円板状素材の外周部の増肉成形に際して、円板保持治具１８の外周面に設けられた環状突起３６ｂを成形溝６４内に嵌め入れる突起嵌入工程（図５の(c) ）が設けられていることから、円板保持治具１８と回転ローラ６２とが相対的に接近させられたときに環状突起３６ｂが回転ローラ６２の成形溝６４内に嵌め入れられてその成形溝６４の開口がその環状突起３６ｂと円板状素材とによって塞がれるので、円板状素材の外周部から成形溝６４の外へ向かう肉の流れが阻止されて、円板状素材の厚肉部の内側における意図しない盛り上がり部分の形成が好適に解消される。【選択図】      図５
2006102774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板保持治具により内周部が挟持された円板状素材の外周部を回転ローラの成形溝内に挿入して相対的に押圧しながら該回転ローラおよび該円板状素材をそれぞれ中心線まわりに回転させることにより、該円板状素材の外周部を塑性変形させて該成形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形方法であって、
前記円板状素材の外周部の増肉成形に際して、前記円板保持治具の外周面に設けられた環状突起を前記成形溝内に嵌め入れる突起嵌入工程を含むことを特徴とする増肉成形方法。
【請求項２】
前記突起嵌入工程は、前記成形溝内の一対の内壁面のうちの一方の内壁面との間に前記円板状素材の厚みと同等の間隔を隔てるように、前記環状突起を該成形溝内に嵌め入れるものである請求項１の増肉成形方法。
【請求項３】
前記突起嵌入工程は、前記成形溝内で増肉された前記円板状素材の外周増肉部に対して径方向の隙間が厚み方向の一部に形成されるように、前記環状突起を該成形溝内に嵌め入れるものである請求項１または２の増肉成形方法。
【請求項４】
円板状素材の内周部を挟持した状態で回転駆動される円板保持治具と、前記円板状素材の該円板保持治具から突き出した外周部を受け入れる成形溝を有する回転ローラとを備え、該円板保持治具と該回転ローラとを相対的に接近させることにより前記円板状素材の外周部を回転ローラの成形溝内に押圧して塑性変形させ、該成形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形装置であって、
前記円板保持治具の外周面に設けられ、該円板保持治具と該回転ローラとが相対的に接近させられたときに該回転ローラの成形溝内に嵌め入れられて前記円板状素材の外周部から前記成形溝外へ向かう肉の流れを阻止する環状突起を、含むことを特徴とする増肉成形装置。
【請求項５】
前記環状突起は、前記円板保持治具の回転軸芯方向において前記成形溝内の一対の内壁面のうちの一方の内壁面との間に前記円板状素材の厚みと同等の間隔を隔てる位置に設けられたものである請求項４の増肉成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円板状素材の増肉成形方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転ローラの成形溝内に円板状素材の外周部を挿入して相対的に押圧しながらその回転ローラおよび円板状素材をそれぞれ中心線まわりに回転させることにより、その円板状素材の外周部を塑性変形させてその成形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形加工が行われている。たとえば、特許文献１に記載された増肉成形方法がそれである。この増肉成形方法では、開口側へ向かうに従って幅寸法が大きくなるように拡開する断面が略Ｖ字形状の成形溝が設けられた回転ローラを用いて、円板状素材の外周部を中心線に対して直角な方向から傾斜するように曲げ変形させながら、Ｖ字形状の成形溝に対応して外周縁程薄肉になる断面が略三角形の増肉部を予備形成した後（図７(a) 〜(c) 、図８(a) 〜(c) ）、矩形断面の成形溝が設けられた成形用の回転ローラを用いて同様に円板状素材の外周部を押圧することによりその増肉部を断面矩形にするようになっている（図９(a) 〜(c) ）。
【特許文献１】特開２００２−１９７９４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記の成形用回転ローラを用いて円板状素材の外周部が押圧されるとき、その円板状素材の外周部の先端部の肉が内周側へ戻されて断面矩形とされるのであるが、その戻される肉の一部が成形用回転ローラの外周面と円板保持治具との間の隙間に膨出し、円板状素材の厚肉部の内側に意図しない盛り上がり部分が形成され、その盛り上がり部分を切削或いは研削等により除去するための除去工程が設けられるとともに、その除去工程によるバラツキによって歩留りが低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、円板状素材の厚肉部の内側に意図しない盛り上がり部分が形成されない増肉成形方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するための請求項１に係る方法発明の要旨とするところは、円板保持治具により内周部が挟持された円板状素材の外周部を回転ローラの成形溝内に挿入して相対的に押圧しながら該回転ローラおよび該円板状素材をそれぞれ中心線まわりに回転させることにより、該円板状素材の外周部を塑性変形させて該成形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形方法であって、前記円板状素材の外周部の増肉成形に際して、前記円板保持治具の外周面に設けられた環状突起を前記成形溝内に嵌め入れる突起嵌入工程を含むことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、前記突起嵌入工程は、前記成形溝内の一対の内壁面のうちの一方の内壁面との間に前記円板状素材の厚みと同等の間隔を隔てるように、前記環状突起を該成形溝内に嵌め入れるものであることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、前記突起嵌入工程は、前記成形溝内で増肉された前記円板状素材の外周増肉部に対して径方向の隙間が厚み方向の一部に形成されるように、前記環状突起を該成形溝内に嵌め入れるものであることを特徴とする。
【０００８】
前記方法発明を好適に実施するための請求項４に係る装置発明の要旨とするところは、円板状素材の内周部を挟持した状態で回転駆動される円板保持治具と、前記円板状素材の該円板保持治具から突き出した外周部を受け入れる成形溝を有する回転ローラとを備え、該円板保持治具と該回転ローラとを相対的に接近させることにより前記円板状素材の外周部を回転ローラの成形溝内に押圧して塑性変形させ、該成形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形装置であって、前記円板保持治具の外周面に設けられ、該円板保持治具と該回転ローラとが相対的に接近させられたときに該回転ローラの成形溝内に嵌め入れられて前記円板状素材の外周部から成形溝外へ向かう肉の流れを阻止する環状突起を、含むことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に係る発明の要旨とするところは、前記環状突起は、前記円板保持治具の回転軸芯方向において前記成形溝内の一対の内壁面のうちの一方の内壁面との間に前記円板状素材の厚みと同等の間隔を隔てる位置に設けられたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、前記円板状素材の外周部の増肉成形に際して、前記円板保持治具の外周面に設けられた環状突起を前記成形溝内に嵌め入れる突起嵌入工程が設けられていることから、円板保持治具と該回転ローラとが相対的に接近させられたときに環状突起が回転ローラの成形溝内に嵌め入れられてその成形溝の開口がその環状突起と円板状素材とによって塞がれるので、円板状素材の外周部から成形溝外へ向かう肉の流れが阻止されて、円板状素材の厚肉部の内側における意図しない盛り上がり部分の形成が好適に解消される。また、環状突起によって円板状素材１６の外周増肉部が内周側から支えられるので、外周増肉部の肉が外周側へ充填され易くなるとともに、回転ローラからの圧力による座屈が好適に防止される。
【００１１】
また、請求項２に係る発明によれば、前記突起嵌入工程は、前記成形溝内の一対の内壁面のうちの一方の内壁面との間に前記円板状素材の厚みと同等の間隔を隔てるように、前記環状突起をその成形溝内に嵌め入れるものであるので、円板状素材の外周部の増肉成形に際して環状突起が回転ローラの成形溝内に嵌め入れられると、その成形溝の開口がその環状突起と円板状素材とによって好適に塞がれ、増肉終盤において肉が内周側へ流れることが好適に防止される。
【００１２】
また、請求項３に係る発明によれば、前記突起嵌入工程は、前記成形溝内で増肉された前記円板状素材の外周増肉部に対して径方向の隙間が厚み方向の一部に形成されるように、前記環状突起を該成形溝内に嵌め入れるものであるので、環状突起と円板状素材とによって好適に塞がれた成形溝内において円板状素材外周部増肉時の肉の過剰が解消され、前記意図しない盛り上がり部分の形成が一層解消される。
【００１３】
また、請求項４に係る発明によれば、円板状素材の内周部を挟持した状態で回転駆動される円板保持治具と、前記円板状素材の該円板保持治具から突き出した外周部を受け入れる成形溝を有する回転ローラとを備え、該円板保持治具と該回転ローラとを相対的に接近させることにより前記円板状素材の外周部を回転ローラの成形溝内に押圧して塑性変形させ、該成形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形装置において、前記円板保持治具の外周面に設けられ、該円板保持治具と該回転ローラとが相対的に接近させられたときに該回転ローラの成形溝内に嵌め入れられて前記円板状素材の外周部から成形溝外へ向かう肉の流れを阻止する環状突起が設けられていることから、円板保持治具と該回転ローラとが相対的に接近させられたときに環状突起が回転ローラの成形溝内に嵌め入れられてその成形溝の開口がその環状突起と円板状素材とによって塞がれるので、円板状素材の外周部から成形溝外へ向かう肉の流れが阻止されて、円板状素材の厚肉部の内側における意図しない盛り上がり部分の形成が好適に解消される。
【００１４】
また、請求項５に係る発明によれば、前記増肉成形装置の環状突起は、前記円板保持治具の回転軸芯方向において前記成形溝内の一対の内壁面のうちの一方の内壁面との間に前記円板状素材の厚みと同等の間隔を隔てる位置に設けられることから、円板状素材の外周部の増肉成形に際して環状突起が回転ローラの成形溝内に嵌め入れられると、その成形溝の開口がその環状突起と円板状素材とによって好適に塞がれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、外周部に歯部を形成するための厚肉部を有する自動車のドライブプレート用素材の製造に好適に用いられる円板状素材の増肉技術であるが、外周部に厚肉部を設ける必要がある他の種々の用途の増肉部を外周に備えた円板状素材の製造にも適用され得る。
【００１６】
前記円板状素材の外周部の増肉成形に際しては、単一の第１の回転ローラを用いて１工程で増肉成形するものでも良いが、複数種類の回転ローラを用いて複数の工程で増肉成形するものでも良い。第１の増肉成形工程で増肉成形した後に、更にその第１の増肉成形工程と同様の第２の増肉成形工程で増肉させる際にも適用される。
【００１７】
上記のように複数の増肉成形工程が用いられる場合、好適には、第１増肉成形工程では、Ｖ字断面形状の成形溝を有する第１回転ローラを用いて断面が略三角形になるように増肉成形され、その後の第２増肉成形工程では、矩形断面形状の成形溝を有する第２回転ローラを用いて断面が略四角形になるように増肉成形される。この場合、その第２の増肉成形工における矩形断面形状の増肉成形に際して、本発明の環状突起が好適に用いられる。
【００１８】
前記増肉成形工程たとえば第１増肉成形工程および第２増肉成形工程では、円板状素材の外周縁を回転ローラの成形溝の底面に当接させた状態で、両者を相対回転させながら相対的に接近させて行われるが、円板状素材は増肉成形の進行に伴って径寸法が変化するため、円板状素材（円板保持治具）および回転ローラの一方を回転駆動して他方を連れ回りさせるようにすることが望ましいが、相対的な回転速度を逐次変化させるなどして両者を共に回転駆動することも可能である。また、両者の接近は、何れか一方だけを移動させる方が構造が簡単であるが、両方を移動させるようにしても良い。
【００１９】
前記円板保持治具は、その中心線Ｓ2 すなわち円板状素材の中心線が、例えば第１の回転ローラの中心線Ｓ1 と平行になる姿勢で配設され、それ等の中心線Ｓ1 、Ｓ2 と直角で且つ中心線Ｓ1 、Ｓ2 を結ぶ直線に沿って相対移動させて増肉成形するように構成されるが、中心線Ｓ1 およびＳ2 が、共通の一平面内において互いに傾斜する姿勢で配置し、直線移動或いは円弧移動など所定の移動経路に沿って接近させて増肉成形することもできる。中心線Ｓ1 、Ｓ2 が平行の場合、傾斜させる場合に比較して回転駆動装置などを接近して配置することが可能で装置がコンパクトに構成される。第２の回転ローラと円板保持治具との位置関係についても同様である。
【００２０】
前記円板保持治具は、第１増肉成形工程で外周部が増肉成形された円板状素材を保持したまま、第２増肉成形工程でも使用されるように構成することが望ましい。すなわち、円板保持治具のまわりに、第１増肉成形工程で使用する第１の回転ローラおよび第２増肉成形工程で使用する第２の回転ローラをそれぞれ配設し、例えばその円板保持治具を直線移動させてそれ等の第１の回転ローラや第２の回転ローラに接近させることにより増肉成形を行うのである。
【００２１】
円板状素材は、成形溝の底面に押圧される外周縁から増肉されるが、この増肉現象は、押圧力だけでなく、回転ローラの回転数、成形溝の表面の摩擦係数、円板状素材の弾性係数、潤滑剤の有無、温度、湿度などに影響される。また、増肉が進行して円板保持治具からの円板状素材の突出寸法が短くなるに従って座屈し難くなるため、回転ローラの回転速度等の他の成形条件が同じであれば押圧力を大きくすることができる。したがって、円板状素材の外周部が第１側壁面側へ凸となるように撓み変形した状態で増肉成形するための押圧力の制御は、変位センサなどで変形状態を監視しながら、座屈や側壁面への接触を回避しつつ最も効率良く増肉できる所定の変形状態となるように逐次押圧力を調整することが望ましい。また、予め実験などで適切に増肉成形できる一定の押圧力、或いは押圧力の変化パターンを求めておいて、その一定の押圧力や変化パターンに従って制御するようにしても良い。押圧力の制御は、例えば電動モータで押圧する場合にはモータトルクで制御できるし、油圧シリンダ等の流体圧シリンダで押圧する場合は流体圧で制御できるが、押圧力は、回転ローラと円板状素材とを接近させる接近速度に関連して変化するため、押圧力の代わりに接近速度を制御するようにしても良い。第２増肉成形工程についても同様である。
【００２２】
前記円板保持治具の外周面に備えられる環状突起は、その円板保持治具に保持された円板状素材の一方の面に接するように１個のみ備えられてもよいが、その円板状素材の両側の面に接するように一対設けられてもよい。好適には、円板状素材の片側に増肉される場合は１個の環状突起がその増肉側に位置するように備えられ、円板状素材の両側に増肉される場合は一対の環状突起がその円板状素材の両側に位置するように備えられる。
【００２３】
また、前記円板保持治具の外周面に備えられる環状突起は、円板保持治具の回転軸芯方向において回転ローラの成形溝内の一対の側壁面のうちの一方の側壁面にとの間に円板状素材の厚みと同等の間隔を隔て且つ他方の側壁面に近接する位置に設けられてもよいが、その他方の側壁面に対して必ずしも近接させられていなくてもよい。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された一実施例の増肉成形装置１０の概略構成図である。この増肉成形装置１０は、ベアリング等を有する回転支持装置１２により略垂直な中心線（回転軸芯）Ｓ1 まわりの回転可能に支持された回転ローラ１４と、板厚ｔが略一定の平坦な鋼板である円板状素材１６を中心線Ｓ1 と平行な中心線（回転軸芯）Ｓ2 と同心で且つその中心線Ｓ2 に対して垂直となる姿勢、すなわち略水平な姿勢で保持する円板保持治具１８と、ベアリング等を有する回転支持装置６０により中心線Ｓ2 と平行な中心線（回転軸芯）Ｓ3 まわりの回転可能に支持された回転ローラ６２と、円板状素材１６の外周部において塑性変形による増肉成形が行われるように回転駆動装置２０および接近離間装置２２を制御する制御装置８０とを備えており、上記一対の回転ローラ１４および６２は円板保持治具１８を挟んで互いに反対側に配設されている。
【００２５】
円板保持治具１８は、所謂マンドレルとして知られたものであり、電動モータ等の回転駆動装置２０によって中心線Ｓ2 まわりに回転駆動されるとともに、接近離間装置２２により、回転駆動装置２０と共に中心線Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 と直角な水平方向であって中心線Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 を結ぶ一直線方向（図１における左右方向）へ直線移動させられ、回転ローラ１４、６２に対してそれぞれ接近・離間させられることにより、それ等の回転ローラ１４、６２を連れ廻りさせながら円板状素材１６の外周部１６ａを塑性変形させて所定形状に増肉成形する。なお、回転ローラ１４、６２についても、電動モータ等の回転駆動装置で中心線Ｓ1 、Ｓ3 まわりに所定の回転速度で回転駆動するようにしても良いし、接近離間装置２２を回転ローラ１４、６２側、または両方に設けるようにしても良い。
【００２６】
前記円板保持治具１８は、外径寸法が略等しい厚肉円板状の一対の挟圧部材３４、３６を軸芯方向の接近離隔可能に備えており、円板状素材１６の外周部１６ａが初期状態において所定寸法ａだけ挟圧部材３４、３６から外周側へ突き出た状態でその円板状素材１６の内周側部分を上下から一対の挟圧面（端面）３４ａ、３６ａで挟圧して保持するために、一対の挟圧部材３４、３６は後述の第１増肉成形工程および第２増肉成形工程において回転ローラ１４や６２と干渉しないように、円板状素材１６の径よりも十分に小径とされている。
【００２７】
上記挟圧部材３６には、その挟圧面３６ａに面一であって所定値ｂだけ大きい径ｄを有する環状突起３６ｂが外周側へ突設されている。この環状突起３６ｂは、増肉成形時に回転ローラ１４の成形溝２６および回転ローラ６２の成形溝６４内にそれぞれ嵌め入れられる厚み寸法ｅを備えている。特に、回転ローラ６２が用いられる第２増肉成形工程では、環状突起３６ｂは、成形溝６４の開口を円板状素材１６と共に塞いで肉の流れが成形溝６４外へ向かうことを阻止するように、成形溝６４の一方の第１側壁面（内壁面）７０に近接し且つ他方の第１側壁面（内壁面）６８との間に円板状素材１６の厚みｔと同等の間隔（寸法）が形成されるように設定されている。
【００２８】
制御装置８０による回転駆動装置２０および接近離間装置２２の制御により、第１の回転ローラである回転ローラ１４による第１増肉成形工程と、続いて、第２の回転ローラである他方の回転ローラ６２による第２増肉成形工程とが順次行われるようになっている。図２は、その回転ローラ１４による増肉成形の開始時における要部拡大断面図で、図３はその第１増肉成形工程の成形過程を説明する図であって、(a) 〜(c) は何れも前記中心線Ｓ1 、Ｓ2 を含む一平面における断面図である。また、図２は、略図３の(b) に示す工程（状態）の拡大図で各部材は何れも断面であるが、符号等を明確にするため断面のハッチが省略されている。図５は、第２増肉成形工程の成形過程を説明する図であって、(a) 〜(c) は何れも前記中心線Ｓ1 、Ｓ3 を含む一平面における断面図である。
【００２９】
回転ローラ１４の外周面２４には、断面が略Ｖ字形状の成形溝２６が中心線Ｓ1 まわりにおいて同一断面になるように環状に設けられており、その成形溝２６は、図２から明らかなように開口側へ向かうに従って幅寸法が大きくなるように拡開する一対の第１側壁面２８および第２側壁面３０と、それ等の第１側壁面２８および第２側壁面３０にそれぞれＲ部を介して滑らかに接続された底面３２とから構成されている。上側の第１側壁面２８の中心線Ｓ1 と直角な方向に対する傾斜角度α1 は０°より大きい角度で任意に定められ、下側の第２側壁面３０の中心線Ｓ1 と直角な方向に対する傾斜角度α2 は０°より大きい角度で任意に定められる。このように側壁面２８、３０が傾斜して設けられることにより、回転によって生じる回転ローラ１４の回転中心側と外側との周速度の差に伴って発生する外側の方の摩擦による発熱が緩和され、発熱により円板状素材１６の材料特性等が変化して増肉に影響することが防止される。また、底面３２は、円板状素材１６の板厚ｔと略同じ幅寸法で、円板状素材１６の外周縁を略一定の位置に位置決めするとともに、第１側壁面２８側が中心線Ｓ1 に接近するように中心線Ｓ1 と平行な方向に対して所定の傾斜角度α3 で傾斜させられている。
【００３０】
なお、本実施例では中心線Ｓ1 とＳ2 とが平行であるため、上記傾斜角度α1 、α2 の基準線である「中心線Ｓ1 と直角な方向」は、「中心線Ｓ2 と直角な方向」と同じ意義を有する。また、中心線Ｓ1 まわりにおいて特に区別する必要はないが、傾斜角度α3 について中心線Ｓ2 を基準にして定めると、中心線Ｓ1 まわりにおいて円板状素材１６が押圧される側、すなわち図２の右側の部分において、第１側壁面２８側が中心線Ｓ2 から離間するように、その中心線Ｓ2 と平行な方向から傾斜角度α3 で傾斜させられることになる。
【００３１】
円板保持治具１８によってその内周側部分が１０ｔｏｎ程度の圧力で上下から挟圧されて保持されている円板状素材１６は、所定寸法ａだけ挟圧部材３４、３６から外周側へ突き出すとともに、中心線Ｓ2 と平行な方向すなわち上下方向において、前記成形溝２６の第１側壁面２８側の開口端と略同じ位置、厳密には円板状素材１６の上面が第１側壁面２８に当接する位置に保持されるようになっている。したがって、このように円板状素材１６を保持した円板保持治具１８が回転駆動装置２０と共に接近離間装置２２によって回転ローラ１４に接近させられると、図３の(a) 〜(c) に示すように円板状素材１６の外周縁は第１側壁面２８に摺接しつつ下方へ変位して底面３２に当接させられ、円板状素材１６の円板保持治具１８から外周側へ突き出す外周部１６ａは、第１側壁面２８側へ凸となるように撓み変形させられる。
【００３２】
ここで、前記傾斜角度α3 は、図２に示すように円板状素材１６の外周縁が成形溝２６の底面３２に当接した状態において、円板状素材１６が円板保持治具１８によって保持されている最外周部における板厚中心Ｐ1 と、底面３２の中心位置Ｐ2 とを結んだ直線Ｌに対して、第１側壁面２８側の交差角度α5 が９０°以上になるように定められており、円板状素材１６の外周縁近傍部分が底面３２に対して略垂直に当接して押圧されるようになっている。また、本実施例では、底面３２と第１側壁面２８との交差角度α4 が約９０°になるように設定されている。
【００３３】
前記接近離間装置２２は、例えば電動モータによって送りねじを回転駆動することにより、ボールナット等を介して送りねじに螺合された回転駆動装置２０を直線移動させるように構成されており、回転ローラ１４の成形溝２６内に円板状素材１６の外周部１６ａを押圧して増肉成形する際のモータトルク、すなわち押圧力Ｆ1 は、図３の(b) に示すように円板状素材１６の外周部１６ａが側壁面２８、３０から共に離間する状態で且つ第２側壁面３０側へ座屈する（折れ曲がる）ことなく効率良く両面側へ増肉するように、予め実験などで求められたトルクパターンに従って図示しない制御装置により制御される。モータトルクの代わりに移動速度を所定の速度パターンに従って制御するようにしても良い。また、外周部１６ａの撓み変形状態を非接触式等の変位センサで検出し、所定の変形状態で増肉成形が行われるようにモータトルクや移動速度をフィードバック制御するようにしても良い。
【００３４】
回転駆動装置２０は、図３の(a) 〜(c) の第１増肉成形工程で円板保持治具１８を予め定められた一定速度で回転駆動するものでも良いが、予め定められた速度パターンに従って変化させるなど、所定の制御条件に従って変化させることもできる。また、回転ローラ１４は、円板状素材１６との間の摩擦により円板状素材１６の回転に伴って中心線Ｓ1 まわりに連れ廻りさせられる。
【００３５】
図３において、(c) の工程（状態）では、円板状素材１６は外周縁が底面３２に当接し、反力を底面３２に垂直方向に受ける。この時、円板状素材１６の上面１６ｂが第１側壁面２８に接触すると、第１側壁面２８に垂直方向の力が作用して反対側、すなわち第２側壁面３０側へ座屈する可能性があるため、円板状素材１６が第１側壁面２８に接触しないように押圧力Ｆ1 を制御することが望ましい。そして、底面３２から反力を受けている円板状素材１６の外周縁は、底面３２との相対運動により動摩擦が生じて材料流動が生じ、上面１６ｂ側および下面１６ｃ側へ増肉される。増肉部分は円板状素材１６が徐々に成形溝２６内に押し込まれていくに伴って成長し、円板状素材１６の外周部分が成形溝２６の断面形状に沿って増肉されることにより、外周縁程薄肉で下面側へ偏った断面が略三角形の増肉部４０ａを有する第１中間部品（円板状素材）４０が製造される。回転ローラ１４による円板状素材１６の増肉現象は、円板状素材１６を回転ローラ１４の成形溝２６内に挿入する方向に働く押圧力Ｆ1 と、回転ローラ１４の回転速度、成形溝２６の表面の摩擦係数、円板状素材１６の弾性係数、潤滑剤の有無、温度、湿度等の関係から成立する。増肉現象が始まると、円板状素材１６の外周部１６ａの突出寸法ａが徐々に減少するため、座屈は起き難くなるので、円板状素材１６を成形溝２６内に押し込む量（押圧力Ｆ1 や移動速度）を増加させて増肉を促進することができる。すなわち、図３の(c) の状態において、他方向（下方）への座屈を防止できれば、増肉が進むにつれて座屈の要因が減少していくのである。
【００３６】
なお、図３の(a) 〜(c) に示す第１増肉成形工程では、円板状素材１６を回転ローラ１４の第１側壁面２８に沿って撓み変形させながら挿入しているが、このようにすることにより、円板状素材１６を一方向に強制的に撓んだ状態（上方への凸状態）に設定でき、他方向への撓み（下方への凸状態）を防止できる。撓み量は、円板状素材１６の材質等によって決定される。また、本実施例においては、第１側壁面２８に沿わせることで、円板状素材１６を一方向に撓んだ状態にしているが、直接的に円板状素材１６を底面３２に当てつつ、回転ローラ１４または円板保持治具１８を上下方向（中心線Ｓ1 、Ｓ2 と平行な方向）に移動させて、円板状素材１６を一方向に撓んだ状態にしても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
このように、回転ローラ１４によって外周部１６ａが増肉成形された図３(c) の第１中間部品４０は、前記回転ローラ６２などを用いる第２増肉成形工程において更に増肉成形される。回転ローラ６２は第２の回転ローラに相当し、その回転ローラ６２による増肉成形が第２増肉成形工程である。図４はその回転ローラ６２の成形溝６４を拡大して示す断面図である。図５はその回転ローラ６２による第２増肉成形工程の成形過程を説明する図であって、(a) 〜(c) は何れも前記中心線Ｓ2 、Ｓ3 を含む一平面における断面図である。
【００３８】
第２増肉成形工程に用いられる回転ローラ６２の成形溝６４は、断面が略Ｕ字形状を成して外周面６６に開口しているとともに、中心線Ｓ3 まわりにおいて同一矩形断面になるように環状に設けられており、開口側へ向かうに従って僅かに幅寸法が大きくなるように上下に拡開する一対の第１側壁面６８および第２側壁面７０と、それ等の第１側壁面６８および第２側壁面７０にそれぞれＲ部を介して滑らかに接続された底面７２とを備えている。中心線Ｓ3 と直角な方向に対する上側の第１側壁面６８の上方への傾斜角度は０°より少し大きいとともに、中心線Ｓ3 と直角な方向に対する下側の第２側壁面７０の下方への傾斜角度は０°より少し大きく、中心線Ｓ3 と略平行な底面７２に対して略対称的に設けられている。このように側壁面６８、７０が傾斜して設けられることにより、回転によって生じる回転ローラ６２の回転中心側と外側との周速度の差に伴って発生する外側の方の摩擦による発熱が緩和され、発熱により第１中間部品４０の材料特性等が変化して増肉に影響することが防止される。
【００３９】
第２増肉成形工程では、前記回転駆動装置２０により第１中間部品４０を中心線Ｓ1 まわりに回転駆動しながら、前記接近離間装置２２により第１中間部品４０の外周部、すなわち増肉部４０ａを回転ローラ６２の成形溝６４内に所定の押圧力Ｆ2 で押圧し、その増肉部４０ａの三角形の先端側を潰して増肉成形することにより、図５の(c) に示すように成形溝６４に対応する断面が略四角形の矩形増肉部７６ａを有する第２中間部品（円板状素材）７６が得られる。この時の押圧力Ｆ2 すなわちモータトルクは、増肉部４０ａの根元が座屈する（折れ曲がる）ことなく効率良く増肉するように、予め実験などで求められたトルクパターン（一定のトルク値の場合を含む）に従って図示しない制御装置により制御される。回転ローラ６２による第１中間部品４０の増肉部４０ａの増肉現象は、押圧力Ｆ2 と第１中間部品４０の回転速度、成形溝６４の表面の摩擦係数、増肉部４０ａの弾性係数、潤滑剤の有無、温度、湿度等の関係から成立するため、それ等をパラメータとして上記トルクパターンを設定することもできる。また、増肉現象が始まると、円板保持治具１８からの増肉部４０ａの突出寸法が徐々に減少するため、座屈が起き難くなり、押圧力Ｆ2 を増加させて増肉を促進することもできる。モータトルクの代わりに移動速度を所定の速度パターンに従って制御するようにしても良いし、増肉部４０ａの根元の撓み変形状態を非接触式等の変位センサで検出し、座屈しないように監視しながらモータトルクや移動速度を制御するようにしても良い。
【００４０】
上記第２増肉成形工程では、図５の(c) に詳しく示すように、円板保持治具１８と回転ローラ６２とが相対的に接近させられたときに環状突起３６ｂが回転ローラ６２の成形溝６４内に嵌め入れられてその成形溝６４の開口がその環状突起３６ｂと円板状素材１６とによって塞がれるので、円板状素材１６の外周部から成形溝６４の外へ向かう肉の流れが阻止される。環状突起３６ｂは専らこの作用を目的として設けられている。図５の(c) は、円板保持治具の外周面に設けられた環状突起３６ｂを成形溝６４内に嵌め入れる突起嵌入工程に対応している。
【００４１】
回転駆動装置２０は、図５の(a) 〜(c) の全工程で円板保持治具１８を予め定められた一定速度で回転駆動するものでも良いが、予め定められた速度パターンに従って変化させるなど、所定の制御条件に従って変化させることもできる。また、回転ローラ６２は、第１中間部品４０の増肉部４０ａとの間の摩擦により第１中間部品４０の回転に伴って中心線Ｓ3 まわりに連れ廻される。
【００４２】
その後、第２中間部品７６の矩形増肉部７６ａに成形用の仕上げ鍛造を行ったり所定の仕上げ切削加工を行ったりすることにより、図６の(a) に示すように外周に厚肉の円筒部８２ａを有するプレート８２が得られ、その円筒部８２ａの外周面に転造加工、切削加工などにより歯部（リングギヤ）８２ｂを形成すれば、図６の(b) に示す目的とするドライブプレート８４が得られる。ドライブプレート８４は、自動車のエンジンを始動させるスタータ（ピニオンギヤ）が歯部８２ｂに噛み合うことにより、発生する回転力を中央の平坦部にボルト結合されたエンジンのクランク軸に伝達するものである。また、ドライブプレート８４は、自動変速機においては、クランク軸とトルクコンバータとの間に配置され、クランク軸と連結したエンジンの移動やトルクコンバータとの連結のずれを吸収する機能を備えているものである。図６のプレート８２は、図５の(c) の状態の第２中間部品７６に対して上下反転した状態である。
【００４３】
上述のように、増肉成形装置１０を用いた本実施例の増肉成形方法によれば、円板状素材１６の外周部の増肉成形に際して、円板保持治具１８の外周面に設けられた環状突起３６ｂを成形溝６４内に嵌め入れる突起嵌入工程（図５の(c) ）が設けられていることから、円板保持治具１８と回転ローラ６２とが相対的に接近させられたときに環状突起３６ｂが回転ローラ６２の成形溝６４内に嵌め入れられてその成形溝６４の開口がその環状突起３６ｂと円板状素材１６とによって塞がれるので、円板状素材１６の外周部から成形溝６４の外へ向かう肉の流れが阻止されて、円板状素材１６の厚肉部の内側における意図しない盛り上がり部分Ａ（図９）の形成が好適に解消される。また、環状突起３６ｂによって円板状素材１６の外周増肉部が内周側から支えられるので、外周増肉部の肉が外周側へ充填され易くなるとともに、回転ローラ６２からの圧力による座屈が好適に防止される。
【００４４】
また、増肉成形装置１０を用いた本実施例の増肉成形方法によれば、突起嵌入工程（図５の(c) ）は、成形溝６４内の一対の第１側壁面６８および第２側壁面７０のうちの一方の第２側壁面（内壁面）７０に近接し且つ他方の第１側壁面（内壁面）６８との間に円板状素材１６の厚みｔと同等の間隔ｆを隔てるように、環状突起３６ｂをその成形溝６４内に嵌め入れるものであるので、円板状素材１６の外周部の増肉成形に際して環状突起３６ｂが回転ローラ６２の成形溝６４内に嵌め入れられると、その成形溝６４の開口がその環状突起３６ｂと円板状素材１６とによって好適に塞がれ、増肉終盤において肉が内周側へ流れることが好適に防止される。
【００４５】
また、増肉成形装置１０を用いた本実施例の増肉成形方法によれば、突起嵌入工程（図５の(c) ）は、成形溝６４内で増肉された円板状素材１６の外周増肉部に対して径方向の隙間Ｓが厚み方向の一部に形成されるように、環状突起３６ｂを成形溝６４内に嵌め入れるものであるので、環状突起３６ｂと円板状素材１６とによって好適に塞がれた成形溝６４内において円板状素材１６の外周部増肉時の肉の過剰が解消され、意図しない盛り上がり部分Ａ（図９）の形成が一層解消される。
【００４６】
また、本実施例の増肉成形装置１０によれば、円板状素材１６の内周部を挟持した状態で回転駆動される円板保持治具１８と、円板状素材１６の円板保持治具１８から突き出した外周部を受け入れる成形溝６４を有する回転ローラ６２とを備え、円板保持治具１８と回転ローラ６２とを相対的に接近させることにより円板状素材１６の外周部を回転ローラ６２の成形溝６４内に押圧して塑性変形させ、成形溝６４に対応する所定形状に増肉する増肉成形装置において、円板保持治具１８の外周面に設けられ、円板保持治具１８と回転ローラ６２とが相対的に接近させられたときに回転ローラ６２の成形溝６４内に嵌め入れられて円板状素材１６の外周部から成形溝６４外へ向かう肉の流れを阻止する環状突起３６ｂが設けられていることから、円板保持治具１８と回転ローラ６２とが相対的に接近させられたときに環状突起３６ｂが回転ローラ６２の成形溝６４内に嵌め入れられてその成形溝６４の開口がその環状突起３６ｂと円板状素材１６とによって塞がれるので、円板状素材１６の外周部から成形溝６４の外へ向かう肉の流れが阻止されて、円板状素材１６の厚肉部の内側における意図しない盛り上がり部分Ａ（図９）の形成が好適に解消される。
【００４７】
また、本実施例の増肉成形装置１０によれば、環状突起３６ｂは、円板保持治具１８の回転軸芯Ｓ2 方向において成形溝６４内の一対の第１側壁面６８および第２側壁面７０のうちの一方の第２側壁面７０に近接し且つ他方の第１側壁面６８との間に円板状素材１６の厚みｔと同等の間隔ｆを隔てる位置に設けられることから、円板状素材１６の外周部の増肉成形に際して環状突起３６ｂが回転ローラ６２の成形溝６４内に嵌め入れられると、その成形溝６４の開口がその環状突起３６ｂと円板状素材１６とによって好適に塞がれる。
【００４８】
因みに、図７の(a) 〜(c) 、図８の(a) 〜(c) 、図９の(a) 〜(c) は、環状突起３６ｂを用いない従来の増肉工程の一例を説明する図であって、図７は第１増軸工程を、図８は第２増肉工程と、図９は第３増肉工程をそれぞれ示している。図７は、図３と同様に、座屈をさせないで片側を順次増肉する工程であり、図３に比較して負荷は低いが回転ローラの成形溝が深いので、ワークとの周速差が大きく、磨耗が多く寿命が短い。図８は、肉を円板保持治具（マンドレル）の方へ順次寄せる工程であり、最も塑性変形量が多く、回転ローラを左右に拡げる力があり、溝底面より割れが発生し易い。図９は、図５と同様の断面矩形の増肉形状に順次整える工程であり、加工負荷は大きいが、回転ローラの成形溝のＲが大きいため、寿命が長くなるけれども、円板状素材１６の厚肉部の内側における意図しない盛り上がり部分Ａが形成されるので、その除去のための切削加工が必要とされて、歩留りの低下の一因となる。
【００４９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明方法の増肉方法の一例が行われる増肉成形装置の要部を説明する概略図である。
【図２】図１の増肉成形装置による第１増肉成形工程において用いられる第１の回転ローラの成形溝の底面に円板状素材の外周縁が当接した状態を示す図である。
【図３】図１の増肉成形装置による第１増肉成形工程において第１の回転ローラで増肉成形が行われる際の作動（工程）を順次説明する図である。
【図４】第１増軸工程に続く第２増肉工程において用いられる第２の回転ローラの成形溝形状を拡大して示す断面図である。
【図５】第２増肉工程において第２の回転ローラで増肉成形が行われる際の作動（工程）を順次説明する図である。
【図６】第２の回転ローラで増肉成形が行われた後、目的とするドライブプレートを得るまでの後工程を説明する図である。
【図７】従来の円板状素材の増肉加工の第１増肉成形工程が行われる際の作動（工程）を順次説明する図である。
【図８】従来の円板状素材の増肉加工の第２増肉成形工程が行われる際の作動（工程）を順次説明する図である。
【図９】従来の円板状素材の増肉加工の第３増肉成形工程が行われる際の作動（工程）を順次説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０：増肉成形装置
１６：円板状素材
１８：円板保持治具
３６ｂ：環状突起
４０：第１中間部品（円板状素材）
６２：回転ローラ（第２増肉成形工程に用いる回転ローラ）
６４：成形溝
６８：第１側壁面（内壁面）
７０：第２側壁面（内壁面）
７６：第２中間部品（円板状素材）
【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】
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【図７】
2006102774.tif 000009
【図８】
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【図９】
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