(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱手段等の熱による悪影響を防止しながら、比較的簡便かつ低廉な構成で成形型の交換が可能な縦型回転塑性加工装置を提供する。【解決手段】成形型２上の被加工材を回転させ心押機構６で支持しローラで塑性加工可能で、心押機構６を成形型２の上方の加工位置Ｃと上方から退避した退避位置Ｅとを移動させる移動機構８を備えた縦型回転塑性加工装置１で、心押機構６の加工位置Ｃと退避位置Ｅとの間の移動を許容するように基台の上部フレーム４２に、開口部３０が加工位置Ｃに対応する第１開口部３０ａと退避位置Ｅに対応する第２開口部３０ｂとを備えて形成され、心押機構６が退避位置Ｅに位置する退避姿勢で第１開口部３０ａが成形型２が通過可能に開口形成されかつ第２開口部３０ｂが閉塞され、心押機構６が加工位置Ｃに位置する加工姿勢で第２開口部３０ｂが開口されかつ第１開口部３０ａが閉塞される。【選択図】図４
2011062711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型に載置された被加工材を、上下方向軸芯回りに回転させる駆動回転機構と、
基台の上部フレームに設けられ、前記駆動回転機構により回転される前記被加工材を前記成形型の上方側から支持する心押機構と、
回転状態にある前記被加工材に当接して、前記被加工材を前記成形型の形状に沿った形状に塑性加工するローラと、
前記心押機構を、前記成形型の上方で前記被加工材を支持可能な加工位置と前記成形型の上方から退避した退避位置との間で移動させる移動機構とを備えた縦型回転塑性加工装置であって、
前記心押機構の前記加工位置から前記退避位置への移動において、前記心押機構の一部の移動を許容する開口部が前記基台の上部フレームに形成され、前記開口部は、前記加工位置に対応する第１開口部と、前記退避位置に対応する第２開口部とを備えて形成されており、
前記心押機構が前記退避位置に位置する退避姿勢で、前記第１開口部が前記成形型が通過可能に開口形成されるとともに、前記第２開口部が閉塞され、
前記心押機構が前記加工位置に位置する加工姿勢で、前記第２開口部が開口されるとともに、前記第１開口部が閉塞される縦型回転塑性加工装置。
【請求項２】
前記ローラとして、対向して配置された一対のローラを備え、当該一対のローラ間に前記成形型が配置されている請求項１に記載の縦型回転塑性加工装置。
【請求項３】
前記ローラにより塑性加工される前記被加工材を加熱する加熱手段を備えた請求項１又は２に記載の縦型回転塑性加工装置。
【請求項４】
前記加工姿勢で、前記第２開口部を閉塞する閉塞手段を備えた請求項１〜３の何れか一項に記載の縦型回転塑性加工装置。
【請求項５】
前記開口部の周囲の前記上部フレームのうち前記開口部の基台前側部分に、前記開口部が基台前側に拡張された拡張開口部を備える請求項１〜４の何れか一項に記載の縦型回転塑性加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型に載置された被加工材を、上下方向軸芯回りに回転させる駆動回転機構と、基台の上部フレームに設けられ、駆動回転機構により回転される被加工材を成形型の上方側から支持する心押機構と、回転状態にある被加工材に当接して、被加工材を成形型の形状に沿った形状に塑性加工するローラと、心押機構を、成形型の上方で被加工材を支持可能な加工位置と成形型の上方から退避した退避位置との間で移動させる移動機構とを備えた縦型回転塑性加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記縦型回転塑性加工装置においては、駆動回転機構としての電動機により上下方向軸芯回りに回転する主軸に成形型を配設し、この成形型上に被加工材を載置する。成形型に載置された被加工材を心押機構により主軸の軸芯の上方側から支持し（具体的には上方から押えて位置決めし）、被加工材を回転可能に固定する。そして、この支持状態で、主軸の軸芯回りに回転される被加工材にローラを外径側から当接させて成形型の形状に沿った形状に塑性加工する（例えば、特許文献１参照）。
このような縦型回転塑性加工装置は、例えば、左右方向軸芯回りに回転する主軸に成形型を配設する横型回転塑性加工装置よりも装置の設置面積を小さくすることができ、設置面積に制約がある場合等に有効に利用されている。
【０００３】
ここで、上記縦型回転塑性加工装置では、被加工材の塑性加工が終了した場合には、成形型から被加工材を抜き取ることができる位置（成形型と被加工材とが干渉せず、かつ、被加工材と心押機構とが干渉しない位置）にまで心押機構を上昇させることが必要である。そのため、心押機構を構成する加圧手段としての油圧シリンダ等の上下方向での移動可能距離を大きく確保する必要があり、必然的に心押機構の上下方向での長さ（高さ）が大きくなるものであった。
【０００４】
特許文献１に記載の縦型回転塑性加工装置では、被加工材を回転可能な状態で固定する心押機構を、成形型の上方で被加工材を支持可能な加工位置と成形型の上方から退避した退避位置との間で基台の前後方向に移動させる移動機構が設けられている。この移動機構により、被加工材をローラで塑性加工するときは、心押機構の位置を被加工材の支持が可能な成形型の上方である加工位置とし、一方で、被加工材の塑性加工が終了したときは、心押機構の位置を成形型の上方から退避した退避位置とすることができる。これにより、心押機構を加工位置から退避位置に移動する際に、少なくとも心押機構を成形型に載置された状態の被加工材と干渉しない位置にまで上昇させるだけでよいので、心押機構の上昇が必要な移動距離をできるだけ小さくすることができる。すなわち、塑性加工が終了した被加工材を成形型から抜き取る際には、成形型から抜き出した被加工材と心押機構との干渉を考慮して心押機構を余分に上昇させる必要がなくなる。従って、心押機構の上下方向での長さ（高さ）を比較的短くすることができ、縦型回転塑性加工装置自体の高さを、例えば当該装置の搬送時に分解する必要がない程度（例えば、４ｍ程度以下）にまで抑制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２００６／０３８５５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の縦型回転塑性加工装置においては、例えば、加熱手段により加熱した状態で被加工材を塑性加工することにより、加熱手段による熱及び加熱された被加工材による熱等により被加工物の周囲等に熱がこもり、縦型回転塑性加工装置を構成する機構が悪影響を受ける虞がある。従って、従来技術においては、装置内に残留する熱に関して改善する余地があった。
【０００７】
また、上記特許文献１に開示の縦型回転塑性加工装置においては、例えば、装置の設置面積が比較的小さくなるように構成されているため、比較的重量の大きな成形型を交換する設備を装置内に設置することは困難であり、成形型を交換する際には装置の外部から当該成形型を搬出入する必要がある。この場合、成形型の搬出入が可能なロボット等の大掛かりな設備を用意する必要があり、余計な労力及び費用が必要となるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱手段等の熱による悪影響を防止しながら、比較的簡便かつ低廉な構成で成形型の交換が可能な縦型回転塑性加工装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る縦型回転塑性加工装置は、
成形型に載置された被加工材を、上下方向軸芯回りに回転させる駆動回転機構と、
基台の上部フレームに設けられ、前記駆動回転機構により回転される前記被加工材を前記成形型の上方側から支持する心押機構と、
回転状態にある前記被加工材に当接して、前記被加工材を前記成形型の形状に沿った形状に塑性加工するローラと、
前記心押機構を、前記成形型の上方で前記被加工材を支持可能な加工位置と前記成形型の上方から退避した退避位置との間で移動させる移動機構とを備えた縦型回転塑性加工装置であって、その特徴構成は、
前記心押機構の前記加工位置から前記退避位置への移動において、前記心押機構の一部の移動を許容する開口部が前記基台の上部フレームに形成され、前記開口部は、前記加工位置に対応する第１開口部と、前記退避位置に対応する第２開口部とを備えて形成されており、
前記心押機構が前記退避位置に位置する退避姿勢で、前記第１開口部が前記成形型が通過可能に開口形成されるとともに、前記第２開口部が閉塞され、
前記心押機構が前記加工位置に位置する加工姿勢で、前記第２開口部が開口されるとともに、前記第１開口部が閉塞される点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、移動機構による心押機構の加工位置と退避位置との間での移動を許容する開口部が基台の上部フレームに形成されているので、被加工材を塑性加工する際に発生する熱（例えば、加熱手段により被加工材を加熱する際の熱）を装置内から開口部を介して装置外に放熱することができる。具体的には、開口部は、成形型の上方で被加工材を支持可能な加工位置に対応する第１開口部と、成形型の上方から退避した退避位置に対応する第２開口部とを備えている。そして、心押機構が退避位置に位置する退避姿勢で、開口部において加工位置に対応する第１開口部を開口形成するとともに退避位置に対応する第２開口部を閉塞し、一方で、心押機構が加工位置に位置する加工姿勢で、開口部において第２開口部を開口形成するとともに第１開口部を閉塞するように構成されている。これにより、心押機構が加工位置（加工姿勢）及び退避位置（退避姿勢）のいずれの位置（姿勢）にある場合であっても、基台の上部フレームには熱を開放可能な開口が存在することとなり、装置内の熱を装置外に常に放熱することができる。従って、熱ごもりによる装置内の機器への悪影響を防止することができる。
また、心押機構が退避位置（退避姿勢）にある場合、すなわち、開口部のうち加工位置に対応する第１開口部が開放され、退避位置に対応する第２開口部が心押機構により閉塞されている場合には、第１開口部は、成形型が当該第１開口部を通過できる大きさに形成されている。これにより、成形型自体を交換したいとき（例えば、被加工材の塑性加工が終了して被加工材を抜き出した後、他の形状の被加工材の成形を行う場合等）には、例えば、駆動回転機構に取り付けられた成形型を基台の上方に位置させたクレーン等により上方に上昇させ、第１開口部を介して装置外に取り出すことができる。同様に、新たな成形型を駆動回転機構に取り付ける場合であっても、装置外から新たな成形型をクレーン等により下方に下降させ、第１開口部を介して装置内に移動させて、駆動回転機構に取り付けることができる。従って、比較的重量の大きな成形型を、比較的簡便で低廉な構成のクレーン等により交換することが可能となる。
よって、縦型回転塑性加工装置において、加熱手段等の熱による装置内の機器等に対する悪影響を防止しながら、比較的簡便かつ低廉な構成で成形型の交換が可能となる。
【００１１】
本発明に係る縦型回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記ローラとして、対向して配置された一対のローラを備え、当該一対のローラ間に前記成形型が配置されている点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、一対のローラが成形型を挟んで対向する状態で配置されているので、当該一対のローラにより成形型に対し異なる箇所から同時に塑性加工を行うことができ、より容易、正確かつ迅速に所望の塑性加工を行うことができる。
また、このように一対のローラが成形型を挟んで対向する状態で配置されている場合には、これらローラが配置されている箇所には当該ローラの駆動機構等を設ける必要があるため、空きスペースがほとんどなく比較的複雑な構成となり易い。このような場合、例えば、成形型の交換等の作業に支障を生じる虞がある。しかしながら、上記の通り、基台の上部フレームにおける開口部には、心押機構が退避位置（退避姿勢）にある場合に成形型を通過可能な第１開口部が形成されているので、当該第１開口部を介して成形型の交換等を行うことができ、一対のローラ（ローラの駆動機構等を含む）が存在しても成形型の交換等の作業を容易に行うことができ、当該作業に支障を生じることがない。
よって、被加工材の塑性加工をより容易かつ正確に行うことができるとともに、成形型の交換をより簡便に行うことが可能となる。
【００１３】
本発明に係る縦型回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記ローラにより塑性加工される前記被加工材を加熱する加熱手段を備えた点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、被加工材を塑性加工する際には、被加工材を加熱手段により加熱しながら、例えば温間又は熱間加工等を行うことができ、より容易かつ正確に塑性加工を行うことができる。
【００１５】
本発明に係る縦型回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記加工姿勢で、前記第２開口部を閉塞する閉塞手段を備えた点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、心押機構が加工位置に位置する加工姿勢にある場合には、第１開口部は心押機構により閉塞されているが、第２開口部は開口した状態であるため、閉塞手段により第２開口部を閉塞することにより、被加工材を塑性加工する際の熱が第２開口部を介して装置外に放熱されるのを防止して、被加工材の塑性加工をより良好に行うことができる。
【００１７】
本発明に係る縦型回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記開口部の周囲の前記上部フレームのうち前記開口部の基台前側部分に、前記開口部が基台前側に拡張された拡張開口部を備える点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、基台の上部フレームにおける開口部の周囲（梁部分）のうち開口部（第１開口部）の基台前側部分（前側梁部分）に、開口部が基台前側に拡張された拡張開口部を備えるので、成形型の交換等の際に、例えば基台の上方に位置させたクレーンを使用して第１開口部を介して成形型を出し入れする場合において、成形型が基台前側部分（前側梁部分）に干渉することなく、クレーンによる成形型の運搬移動、成形型の出し入れをより容易かつ簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】縦型スピニング加工装置の正面図
【図２】縦型スピニング加工装置の平面図
【図３】縦型スピニング加工装置の側面図
【図４】移動機構による心押機構の移動を示す部分平面図
【図５】縦型スピニング加工装置の要部拡大平面図
【図６】（ａ）移動機構による心押機構の移動概念を示す図、（ｂ）クレーンによる成形型の交換概念を示す図
【図７】心押機構及び移動機構の構成を示す概略断面図
【図８】別実施形態に係る心押機構の構成を示す概略断面図
【図９】別実施形態に係る上部固定フレームの構成を示す概略平面図
【図１０】別実施形態に係る閉鎖手段の構成を示す概略平面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本願に係る縦型回転塑性加工装置の一例としての縦型スピニング加工装置１を、図１から図７に基づいて説明する。説明に際しては、先ず、縦型スピニング加工装置１の概略構成を説明し、その後、本願の特徴構成である心押機構６及び基台５に形成された開口部３０の構成に関して説明する。
【００２１】
〔縦型スピニング加工装置の概略構成〕
図１から図３に示すように、縦型スピニング加工装置１は、成形型２に載置された被加工材３を、上下方向軸芯Ｐ回りに回転させる駆動回転機構４と、基台５の上部固定フレーム４２（上部フレームの一例であるが詳細は後述する）に設けられ、駆動回転機構４により回転される被加工材３を成形型２の上方側から支持する心押機構６と、回転状態にある被加工材３に当接して、被加工材３を成形型２の形状に沿った形状に塑性加工するローラ７と、心押機構６を、成形型２の上方で被加工材３を支持可能な加工位置Ｃと成形型２の上方から退避した退避位置Ｅとの間で移動させる移動機構８とを備える。
なお、以下の説明では、上下方向軸芯Ｐに平行な縦型スピニング加工装置１の上下方向をＺ方向、Ｚ方向に直交する縦型スピニング加工装置１の左右方向（図１において、装置を正面から見た場合の左右方向）をＸ方向、Ｚ方向に直交する縦型スピニング加工装置１の前後方向（図１において、装置を正面から見た場合の奥行き方向）をＹ方向として説明する。
【００２２】
〔基台の構造〕
図１から図５に示すように、縦型スピニング加工装置１の基台５は、装置下部に備えられる下部固定フレーム４０と、当該下部固定フレーム４０に立設される４本の柱状固定フレーム４１と、これら４本の柱状固定フレーム４１の上部に配設される上部固定フレーム４２とを備えて構成されている。
下部固定フレーム４０は、正面視及び平面視で概略長方形状に形成されている。下部固定フレーム４０は、床面Ｆとの間で高さ調整可能な複数の脚部４３を介して配置された平板状の機器載置架台４４の上部に、一体的に固定して配置されている。下部固定フレーム４０の上部には、正面視で中央部分に成形型２を載置して回転させるための主軸９が配置される主軸台１０が設けられている（図１参照）。この主軸９は、図２及び図５に示すように、平面視で下部固定フレーム４０の前面側（−Ｙ方向側）に偏った状態で配置されている。
柱状固定フレーム４１は、図１、図３、図５に示すように、主軸９に対して左右対称となる位置で、下部固定フレーム４０の前面側（−Ｙ方向側）に配置される一対の柱状固定フレーム４１ａと、主軸９に対して左右対称となる位置で、下部固定フレーム４０の後面側（＋Ｙ方向側）に配置される一対の柱状固定フレーム４１ｂとを備えて構成されている。
上部固定フレーム４２は、図１に示すように、正面視で平板状に形成され、４本の柱状固定フレーム４１に支持された状態で、当該柱状固定フレーム４１の上部に配置されている。なお、上部固定フレーム４２の上部には、当該上部固定フレーム４２を補強する補強リブ４５が左右方向（Ｘ方向）及び前後方向（Ｙ方向）に沿って複数立設されている。
機器載置架台４４の上部には、基台５のほか、所定の機器が載置されている。例えば、図１に示すように、下部固定フレーム４０よりも後面側（＋Ｙ方向側）には、主軸９を上下方向軸芯Ｐ周りに回転させるための主軸モータＭ１が配設されている。また、主軸モータＭ１の左方向（−Ｘ方向側）には、縦型スピニング加工装置１で使用する油圧を発生する油圧発生機器１１が載置されている。さらに、主軸モータＭ１の右方向（＋Ｘ方向側）には、縦型スピニング加工装置１からの振動が伝動しない状態で、制御装置（図示せず）を収納した制御装置ケース１２が載置されている。
そして、機器載置架台４４の上部に固定された基台５や上記所定の機器は、遮断カバー４６により囲繞されており、当該遮断カバー４６により縦型スピニング加工装置１の外部空間と内部空間とが遮断されるように構成されている。この遮断カバー４６は平板状に形成され、長方形状に形成された機器載置架台４４の外周に沿って設けられた枠部材に配設されており、機器載置架台４４の外周部に立設されている（図１〜図３参照）。
【００２３】
〔駆動回転機構〕
駆動回転機構４は、成形型２を載置する主軸９と、主軸９を上下方向軸芯Ｐ周りに回転させ、主軸９とともに成形型２に取り付けられた被加工材３を回転させるための主軸モータＭ１とを備えて構成されている。これにより、主軸９上に成形型２を配設し、その成形型２にローラ７を当接させた状態で被加工材３をスピニング加工（塑性加工）することができる。本例の場合は、被加工材３は、一端側（図１に示す上端側）の加工が施された円形（平面視）のホイール素材である。従って、駆動回転機構４は、成形型２の形状に沿って塑性加工される被加工材３を上下方向軸芯Ｐ回りに回転させる構成とされている。
【００２４】
〔ローラ及びローラの駆動機構〕
縦型スピニング加工装置１は、主軸９に載置され上下方向軸芯Ｐ周りに回転する被加工材３に当接して、この被加工材３をスピニング加工（塑性加工）するローラ７を備えて構成されている。このローラ７は、被加工材３の回転に伴って回転軸芯Ｑ周りで従動回転するように構成されている。
さらに、縦型スピニング加工装置１は、ローラ７を、上下方向軸芯Ｐ（主軸９）に対して近接・離間するＸ軸方向（図１の左右方向）、上下方向軸芯Ｐと平行なＺ軸方向（図１の上下方向）の２軸方向で位置決めする２軸位置決め機構１３（ローラの駆動機構の一例）及び被加工材３を成形型２の形状に沿った形状に塑性加工すべく２軸位置決め機構１３等を働かせる制御装置が備えられている。
即ち、縦型スピニング加工装置１では、制御装置には、予め、被加工材３に対するローラ７の位置を加工に適した位置に維持すべき情報が記憶されており、この情報が２軸位置決め機構１３に送られることで、ローラ７の位置を適切に設定しながら加工を行うことができる。
【００２５】
２軸位置決め機構１３に関して簡単に説明すると、ローラ７は、保持フレーム１４に保持され、この保持フレーム１４を適切に位置決めすることで、ローラ７の位置が位置決めされる。
上下方向軸芯Ｐに対する近接・離間方向であるＸ方向に関しては、Ｘ軸モータＭ２により、主軸９や柱状固定フレーム４１に対して保持フレーム１４がＸ方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
上下方向軸芯Ｐと平行なＺ方向に関しては、Ｚ軸モータＭ３により、主軸９や柱状固定フレーム４１に対して保持フレーム１４がＺ方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
【００２６】
また、本例では、ローラ７として一対のローラ７ａ，７ｂを備え、一対のローラ７ａ，７ｂが主軸９（成形型２）を挟んで左右に対向する状態で左右一対の保持フレーム１４にそれぞれ保持されている。したがって、それぞれのローラ７ａ，７ｂに対応する一対の２軸位置決め機構１３も、主軸９（成形型２）を挟んで左右に対向する状態で下部固定フレーム４０上に配置されている。なお、このように、２軸位置決め機構１３が主軸９を挟んで左右に一対配置された状態で、当該２軸位置決め機構１３の下部が下部固定フレーム４０に固定され、その側部が保持フレーム１４及び接続部材１５を介して柱状固定フレーム４１に固定されているので、ローラ７による被加工材３のスピニング加工時に大きな力が加わる場合であっても、縦型スピニング加工装置１の剛性を十分に確保することができる構成となっている。
【００２７】
〔心押機構〕
心押機構６は、図１、図４、図７などに示すように、駆動回転機構４により主軸９とともに回転される成形型２に取り付けた被加工材３を、上方側から支持して固定するための機構である。心押機構６は、主軸９（成形型２）の上方側の上部固定フレーム４２に配設されている。
心押機構６は、被加工材３に当接して上方側から被加工材３を支持する回転支持部２０と、少なくとも回転支持部２０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる油圧シリンダ部２１（加圧手段の一例）と、回転支持部２０を回転可能に支持する固定支持部２２とを備えて構成されている。
【００２８】
回転支持部２０は、心押機構６の最下部に配置され、被加工材３に当接する部材であり、被加工材３の回転により従動回転可能に構成されている。
油圧シリンダ部２１は、心押機構６の最上部に配置され、シリンダ内（図示せず）に設けられたピストン軸（図示せず）が、シリンダ内から伸出・引退することにより上下移動するように構成されている。ピストン軸の下端部外周には連続配置されたベアリング２３が設けられ、回転支持部２０が被加工材３とともに従動回転することが可能に構成されている。
固定支持部２２は、回転支持部２０と油圧シリンダ２１の間に設けられ、回転支持部２０を被加工材３とともに従動回転可能に支持するように構成されている。また、固定支持部２２には、後述する移動機構８の嵌合部材２６を上面に設けるための延出部２４が設けられている（図４、図７参照）。延出部２４は、平面視で概略正方形状に形成され、前後方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）における心押機構６の最外郭を形成している。
【００２９】
〔移動機構〕
図４、図６、図７に示すように、移動機構８は、心押機構６を縦型スピニング加工装置１の前後方向（Ｙ方向）に移動可能とする機構である。この移動機構８は、上部固定フレーム４２の下面に配設された一対のレール部材２５と、心押機構６の一対の延出部２４の上面にそれぞれ配設され、レール部材２５と嵌合する嵌合部材２６と、心押機構６を嵌合部材２６に沿って移動させる駆動部２７とを備えて構成されている。
レール部材２５は、前後方向（Ｙ方向）に長い長手部材であり、上部固定フレーム４２の下面から下方向（−Ｙ方向）に突出する突出部２５ａを備えた部材である。そして、レール部材２５は、正面視における両側面において、上下方向で中央部分にレール側凹部２５ｂが形成されている。
嵌合部材２６は前後方向（Ｙ方向）に長い長手部材であり、レール部材２５の突出部２５ａ及びレール側凹部２５ｂの形状に対応する嵌合面を備えた嵌合凹部２６ａが形成されている。この嵌合凹部２６ａにレール部材２５の突出部２５ａが嵌合して、心押機構６はレール部材２５を介して上部固定フレーム４２に支持されている。
駆動部２７は、一対の駆動用油圧シリンダ２７ａと、心押機構６の延出部２４からさらに左右方向（Ｘ方向）にそれぞれ延出した一対の先端部２７ｃとを備えて構成されている。駆動用油圧シリンダ２７ａのピストンロッド２７ｂの一端を先端部２７ｃに連結することにより、駆動用油圧シリンダ２７ａの伸縮によって心押機構６を嵌合凹部２６ａに沿って前後方向（Ｙ方向）に移動させることができる。
すなわち、図４に示すように、移動機構８は、心押機構６を主軸９（成形型２）の上方で被加工材３を支持可能な加工位置Ｃ（図４（ａ）に示す心押機構６の位置）と、成形型２の上方から退避した退避位置Ｅ（図４（ｂ）に示す心押機構６の位置）との間（距離Ｎ）を移動自在に構成されている。
【００３０】
〔加熱手段〕
縦型スピニング加工装置１には、主軸９（成形型２）上の被加工材３を加熱するためのバーナ１６（加熱手段の一例）が設けられており、バーナ１６により形成される火炎で、被加工材３を適切に（例えば、３００℃程度に）加熱することができる。このバーナ１６による加熱部位は、図１及び図３に示すように、ローラ７が被加工材３に当接する当接部位とは異なった周方向の位置とされている。なお、本実施形態では、バーナ１６を上下方向（Ｚ方向）に３つ並べた状態で配置しているが、その数や配置等については適宜変更することが可能である。また、加熱手段としてのバーナ１６の替わりに、例えば、誘電加熱を行う加熱器等を用いることもできる。
【００３１】
以上が、本願に係る縦型スピニング加工装置１の概略構成であるが、以下、本願の特徴である心押機構６及び基台５に形成された開口部３０の構成に関して説明する。
【００３２】
〔開口部〕
上述の通り、基台５は、下部固定フレーム４０、柱状固定フレーム４１及び上部固定フレーム４２とを備えて構成されるが、図４に示すように、上部固定フレーム４２には、心押機構６の加工位置Ｃから退避位置Ｅへの移動において、心押機構６の一部の移動を許容する開口部３０が形成されている。具体的には、上部固定フレーム４２には、上下方向（Ｚ方向）で縦型スピニング加工装置１の装置内部と装置外部とを連通し、平面視で前後方向（Ｙ方向）に長い長方形状に開口する開口部３０が形成されている。
ここで、開口部３０の左右方向（Ｘ方向）の端部に隣接する上部固定フレーム４２の下面それぞれには、上述の一対のレール部材２５が前後方向（Ｙ方向）と平行に配設されている。このレール部材２５には、心押機構６の延出部２４の上面に配設された嵌合部材２６が嵌合している。そして、上部固定フレーム４２（開口部３０）よりも下方向側（−Ｚ方向側）に心押機構６の延出部２４を含む固定支持部２２が配置され、固定支持部２２の上部に設けられる油圧シリンダ２１は、上部固定フレーム４２よりも上部に突出している。したがって、開口部３０が存在することにより、当該開口部３０内を心押機構６の油圧シリンダ２１が上部固定フレーム４２に干渉することなく移動できるように構成されている。なお、上部固定フレーム４２の上部に立設された複数の補強リブ４５も開口部３０の上部には存在しないように構成されている。
【００３３】
開口部３０は、平面視で、加工位置Ｃに対応して主軸９（成形型２）の上方で開口する第１開口部３０ａと、退避位置Ｅに対応して主軸９（成形型２）の上方から退避した位置で開口する第２開口部３０ｂとを備えて形成されている。なお、図４に示す例では、第１開口部３０ａと第２開口部３０ｂとは、開口部３０を前後方向（Ｙ方向）で概略２等分するように形成されている。
そして、開口部３０は、移動機構８により駆動されて心押機構６が当該開口部３０内を加工位置Ｃと退避位置Ｅとの間で移動することにより、心押機構６が退避位置Ｅに位置する退避姿勢で、第１開口部３０ａが開口形成されるとともに、第２開口部３０ｂが閉塞され、心押機構６が加工位置Ｃに位置する加工姿勢で、第２開口部３０ｂが開口されるとともに、第１開口部３０ａが閉塞されるように構成されている。すなわち、心押機構６が開口部３０内を加工位置Ｃと退避位置Ｅとの間で移動しても、開口部３０自体としては、第１開口部３０ａ及び第２開口部３０ｂの何れかが開口していることとなる。なお、実際には、第１開口部３０ａや第２開口部３０ｂは、心押機構６の平面視で概略正方形状に形成された延出部２４により閉塞されるように構成されている。
【００３４】
第１開口部３０ａは、心押機構６が退避姿勢にある場合に開口形成されるが、当該第１開口部３０ａを介して成形型２が通過可能な大きさとなるように形成されている。具体的には、図４に示すように、第１開口部３０ａの前後方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）における距離Ｓ１，Ｓ２のそれぞれが、成形型２の直径Ｓ３よりも大きく形成されている。
【００３５】
次に、縦型スピニング加工装置１を用いて被加工材３をスピニング加工する運転状態について説明する。
【００３６】
図１及び図４（ａ）に示すように、主軸９の上部に成形型２を介して被加工材３を載置し、心押機構６を加工位置Ｃに位置させた状態で、油圧シリンダ部２１により回転支持部２０を下方に移動させ、回転支持部２０の下面を被加工材３の上面に当接させて支持固定する（図１において、２点鎖線で示す）。駆動回転機構４の主軸モータＭ１により主軸９及び被加工材３が回転すると、被加工材３に当接する回転支持部２０は従動回転する。
【００３７】
この状態で、必要に応じてバーナ１６により被加工材３を加熱（例えば、３００℃程度に）しながら、一対のローラ７ａ，７ｂを被加工材３の外周側から被加工材３に当接させることにより成形型２の形状に倣った所望の形状にスピニング加工する。これにより、一対のローラ７ａ，７ｂにより成形型２に対し異なる箇所から同時にスピニング加工を行うことができ、より容易、正確かつ迅速に加工を行うことができる。この際、バーナ１６により被加工材３を加熱する際の熱は、装置内から第２開口部３０ｂを介して装置外に放熱することができる。従って、熱ごもりによる装置内の機器への悪影響を防止することができる。
【００３８】
スピニング加工が終了すると（図６（ａ）参照）、心押機構６を上昇させ被加工材３から離間させるとともに、主軸９の上方から退避した退避位置Ｅにまで移動させる（図４（ｂ）、図６（ｂ）参照）。
この際、被加工材３の上方には心押機構６が存在しないので、心押機構６の回転支持部２０を上昇させる距離を、回転支持部２０が成形型２に載置された状態の被加工材３と干渉しない位置までの距離に設定することができる。これにより、塑性加工が終了した被加工材３を成形型２から抜き取る際には、成形型２から抜き出した被加工材３と心押機構６との干渉を考慮して心押機構６を余分に上昇させる必要がなくなる。従って、心押機構６の上下方向での長さ（高さ）を比較的短くすることができ、縦型スピニング加工装置１自体の高さを、例えば当該装置１の搬送時に分解する必要がない程度（例えば、床面Ｆから４ｍ程度以下）にまで抑制することが可能である。なお、図６においては、心押機構６を上昇させる距離（加工姿勢にある回転支持部２０の下面と退避姿勢にある回転支持部２０の下面との距離）が、被加工材３の厚み程度離間した距離Ｌとなるように設定されている。このように構成することで、心押機構６が退避位置Ｅに位置する場合であっても、被加工材３を成形型２に取り付け或いは取り外す機構（図示せず）を心押機構６の下部に配置し、心押機構６の上昇距離をできるだけ短くしながら、被加工材３と心押機構６の干渉を防止できる。
また、スピニング加工が終了すると、心押機構６は退避位置Ｅに移動するので、被加工材３の上部である第１開口部３０ａが開口しており、バーナ１６により被加工材３を加熱した際の熱は、装置内から第１開口部３０ａを介して装置外に放熱することができる。従って、熱ごもりによる装置内の機器への悪影響を防止することができる。
【００３９】
スピニング加工された被加工材３は、図示しない機構により成形型２から取り外され、搬送装置（図示せず）により装置外に搬出される。次に、当該搬送装置により加工前の被加工材３が搬入され図示しない機構により成形型２に取り付けられ、心押機構６が加工位置Ｃに移動して、被加工材３のスピニング加工が行われる。このようにして、被加工材３のスピニング加工が順次行われることとなる。
【００４０】
一方、スピニング加工後の形状が異なる被加工材３の成形を行う場合等、主軸９に載置されている成形型２を交換したい場合がある。この場合には、本願に係る縦型スピニング加工装置１においては、心押機構６を退避位置Ｅに移動させ、成形型２の上部である第１開口部３０ａを開口させる。この状態で、天井等に取付けられた移動式のクレーンＫを第１開口部３０ａの上方に移動させる（図６（ｂ）参照）。
このクレーンＫは、公知のクレーンであるが、第１開口部３０ａを介して成形型２を上下方向（Ｚ方向）に移動させることができるように構成されている。これにより、主軸９に載置された成形型２を上方に上昇させ、第１開口部３０ａを介して装置外に取り出すことができる。同様に、新たな成形型２を主軸９に取り付ける場合であっても、装置外から新たな成形型２をクレーンＫにより下方に下降させ、第１開口部３０ａを介して装置内に移動させて、主軸９に取り付けることができる。従って、比較的重量の大きな成形型２を、比較的簡便で低廉な構成のクレーンＫにより交換することが可能となる。
加えて、本願の縦型スピニング加工装置１においては、一対のローラ７ａ，７ｂが配置されている箇所（主軸９の左右位置）にはローラ７ａ，７ｂの２軸位置決め機構１３が設けられており、空きスペースがほとんどなく比較的複雑な構成となっている。しかしながら、このように、クレーンＫにより第１開口部３０ａを介して成形型２の交換を行うことにより、ローラ７ａ，７ｂの２軸位置決め機構１３等が存在しても、当該成形型２の交換の作業を容易に行うことができ、当該作業に支障を生じることがない。よって、被加工材３のスピニング加工をより容易かつ正確に行うことができるとともに、成形型２の交換を簡便に行うことが可能となる。
【００４１】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（Ａ）上記実施形態における心押機構６の構成に、被加工材３を把持する把持機構７０を追加する構成を採用することもできる。その構成について、図８に基づいて説明する。
把持機構７０は、被加工材３を把持する湾曲した形状の爪部材７１と、この爪部材７１を開閉させるためのエアシリンダ等からなる伸縮機構７２とからなる。
爪部材７１は、心押機構６の回転支持部２０よりも上方に設けられた固定支持部２２の外周面に配設した取付部材７３に、その一端が支点７１ａとなるように取り付けられている。この支点７１ａから適宜距離をあけた作用点７１ｂに伸縮機構７２の先端が取り付けられている。伸縮機構７２は、先端を作用点７１ｂと連結し、他端７２ａを心押機構６の適所に固定されている。爪部材７１と伸縮機構７２とは、固定支持部２２の円周に複数組配設されており、図８に示す例では、４組配設されている。
そして、この把持機構７０は、伸縮機構７２を縮ませることにより爪部材７１を開き、その状態から伸縮機構７２を伸ばすことにより爪部材７１を閉じて被加工材３を保持し、逆に、伸縮機構７２を伸ばすことにより爪部材７１を閉じ、その状態から伸縮機構７２を縮ませることにより爪部材７１を開いて被加工材３を解放できるように構成されている。
これにより、スピニング加工に当たり、この把持機構７０を、心押機構６の上下移動と合わせて動作させることにより、被加工材３を成形型２に取付け、加工終了後に被加工材３を成形型２から抜き取って搬送装置に受け渡すことができ、成形型２に対する被加工材３の供給及び排出を自動化することができる。
【００４２】
（Ｂ）上記実施形態では、上部固定フレーム４２を平板上に構成し、当該上部固定フレーム４２に、平面視で周囲四方を梁部分により囲んだ状態で前後方向（Ｙ方向）に長い長方形状の開口部３０を形成するように構成したが、この開口部３０の形状はこのような形状に限定されるものではない。
例えば、図９に示すように、上記実施形態において、上部固定フレーム４２における開口部３０の周囲四方（梁部分）のうち、開口部３０（第１開口部３０ａ）の基台前側部分（前側梁部分）に、当該開口部３０（第１開口部３０ａ）が基台前側（−Ｙ方向側）に拡張された拡張開口部３１を備えるように改変し、この拡張開口部３１により開口が拡張された開口部３０を備える構成の上部固定フレーム４２ａを採用することもできる。このように構成することにより、成形型２の交換等の際に、例えばクレーンＫを使用して第１開口部３０ａを介して成形型２を出し入れする場合において、成形型２及びクレーンＫが基台前側部分に形成されていた前側梁部分に干渉することがなく、クレーンＫによる成形型２の運搬移動、成形型２の出し入れをより容易かつ簡便に行うことができる。この場合、図示しないが、上部固定フレーム４２ａの上部に立設された複数の補強リブは、クレーンＫの移動を阻害しないように、平面視で上部固定フレーム４２ａの拡張開口部３１の上部に対応する箇所には形成されていない。なお、このように拡張開口部３１により開口が拡張された開口部３０を備えた構成の上部固定フレーム４２ａを採用しても、拡張開口部３１の左右方向（Ｘ方向）における当該上部固定フレーム４２ａの下部には一対の柱状固定フレーム４１ａ（図３、図５参照）が当該拡張開口部３１に対して左右対称に配置されているので、十分な剛性を確保することができるように構成されている。
【００４３】
（Ｃ）上記実施形態では、心押機構６が加工位置Ｃにある場合には、当該心押機構６により第１開口部３０ａが閉鎖されるとともに、第２開口部３０ｂが開口されるように構成したが、より適切に被加工材３をスピニング加工することができる構成であれば、特にこの構成に限定されるものではない。
心押機構６が加工位置Ｃにある場合において、開口した状態にある第２開口部３０ｂの閉塞度合いを調整可能な閉塞度調整手段８０（閉塞手段の一例）を設けることもできる。
例えば、図１０に示すように、閉塞度調整手段８０は、一対の長方形状の扉部材８１ａ，８１ｂと扉部材８１ａ，８１ｂの開閉を行う駆動機構（図示せず）とを備えて構成されている。扉部材８１ａは、第２開口部３０ｂの右方向側（＋Ｘ方向側）に隣接して上部固定フレーム４２の上部に配置され、駆動機構により駆動されて第２開口部３０ｂの右半分を閉塞可能に構成されている。同様に、扉部材８１ｂは、第２開口部３０ｂの左方向側（−Ｘ方向側）に隣接して上部固定フレーム４２の上部に配置され、駆動機構により駆動されて第２開口部３０ｂの左半分を閉塞可能に構成されている。第２開口部３０ｂの閉塞度合いは、これら扉部材８１ａ，８１ｂの移動距離を調整することにより適宜調整可能に構成されている。なお、図１０では、扉部材８１ａ，８１ｂが第２開口部３０ｂを全て閉塞している状態を示しており、矢印で示すようにこれら扉部材８１ａ，８１ｂはそれぞれ２点鎖線で示す位置まで左右方向（Ｘ方向）に移動することが可能である。
このように構成することにより、心押機構６が加工位置Ｃに位置する加工姿勢にある場合において、閉塞度調整手段８０により第２開口部３０ｂの閉塞度合いを調整することにより、被加工材３を塑性加工する際の熱が装置内から第２開口部３０ｂを介して装置外に放熱される度合いを調整することができる。例えば、バーナ１６による加熱量を一定とした場合であっても、第２開口部３０ｂの閉塞度合いを調整することにより、被加工材３の周辺の温度を被加工材３の加工に適するとともに、装置内の機器を損傷することがない温度に調整することが可能となる。なお、第２開口部３０ｂを全て閉塞して、被加工材３の加工において熱が装置外に放熱されるのを防止して、被加工材の塑性加工を行う構成とすることもできる。
【００４４】
（Ｄ）上記実施形態では、柱状固定フレーム４２を４本設ける構成としたが、縦型スピニング加工装置１の剛性（強度）を十分に確保することができる構成であれば、その配置数、配置位置等は適宜変更することが可能である。
【００４５】
（Ｅ）上記実施形態において、縦型回転塑性加工装置が縦型スピニング加工装置１である場合を示したが、被加工材３を上下方向軸芯Ｐ周りに回転させながら、当該被加工材３に何らかの加工体を当接させて塑性加工する装置に、本願構造を採用できる。
【００４６】
（Ｆ）上記の実施の形態では、上下方向軸芯Ｐ周りに被加工材３を回転させるための駆動回転機構４を設け、ローラ７の回転は、当該被加工材３の回転により起こされる従動回転形態の構成を採用したが、ローラ７側から被加工材３を回転するものとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、加熱手段等の熱による悪影響を防止しながら、比較的簡便かつ低廉な構成で成形型の交換が可能な縦型回転塑性加工装置を提供できた。
【符号の説明】
【００４８】
１        縦型スピニング加工装置（縦型回転塑性加工装置）
２        成形型
３        被加工材
４        駆動回転機構
５        基台
６        心押機構
７        ローラ
７ａ      第１ローラ（ローラ）
７ｂ      第２ローラ（ローラ）
８        移動機構
１６      バーナ（加熱手段）
３０      開口部
３０ａ    第１開口部
３０ｂ    第２開口部
３１      拡張開口部
４２      上部固定フレーム（基台の上部フレーム）
８０      閉塞度調整手段（閉鎖手段）
Ｃ        加工位置
Ｅ        退避位置
Ｐ        上下方向軸芯
【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】
2011062711.tif 000009
【図８】
2011062711.tif 000010
【図９】
2011062711.tif 000011
【図１０】
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