(57)【要約】【課題】生産性に優れた圧延加工部材の製造方法、及び圧延加工部材の製造方法を実行する圧延加工部材の製造装置を提供する。【解決手段】圧延加工部材の製造方法は、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、配置工程の後に実行され、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程と、固定部形成工程の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラを回転させワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程と、を含み、固定部形成工程において、固定部を、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部における内周側に設けられた凹部、又はワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部に設けられた孔部と、凹部又は孔部に嵌合する嵌合部とによって形成することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延加工部材の製造方法であって、
マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、
上記配置工程の後に実行され、上記ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部と該マンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程と、
上記固定部形成工程の後に実行され、上記マンドレルを軸回転させながら、上記圧延ローラを回転させ上記ワークの外周側から該ワークに押圧させると共に該ワークの軸方向に移動させて、該ワークを圧延する圧延工程と、を含み、
上記固定部形成工程において、上記固定部を、上記ワークの上記圧延ローラによる圧延開始領域側端部における内周側に設けられた凹部、又は上記ワークの上記圧延ローラによる圧延開始領域側端部に設けられた孔部と、該凹部又は該孔部に嵌合する嵌合部とによって形成する
ことを特徴とする圧延加工部材の製造方法。
【請求項２】
圧延加工部材の製造装置であって、
円筒形状のワークが配置される軸回転可能なマンドレルと、
上記ワークの外周側から該ワークを押圧可能であり、該ワークの軸方向に移動可能な圧延ローラと、
上記ワークの上記圧延ローラによる圧延開始領域側端部と上記マンドレルとに所定の固定部を形成する固定部形成手段と、を備え、
上記所定の固定部は、上記ワークの上記圧延ローラによる圧延開始領域側端部における内周側に設けられた凹部、又は上記ワークの上記圧延ローラによる圧延開始領域側端部に設けられた孔部と、該凹部又は該孔部に嵌合する嵌合部とによって形成される
ことを特徴とする圧延加工部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延加工部材の製造方法及び圧延加工部材の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンドレルにワークを配置し、ローラによる圧延によって塑性変形加工を行うフローフォーミングが知られている。フローフォーミングにおいて円筒形状ワークを加工する場合には、通常、円筒形状ワークに底部を設けている。そして、底部を有する円筒形状ワークをマンドレルにかぶせるように配置することによって、円筒形状ワークのマンドレル軸方向における固定を行っている（特許文献１（図１）参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５２２７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたフローフォーミングにおいては、円筒形状ワークに底部を設けるために、厚肉の円筒形状ワークの素材から精度良く削り出して底部を形成する必要があり、生産性が低いという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、生産性に優れた圧延加工部材の製造方法、及び圧延加工部材の製造方法を実行する圧延加工部材の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、底部を有する円筒形状ワークを用いることなく、円筒形状ワークの所定位置に設けた凹部や孔部を利用してマンドレルとの固定部を形成することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の圧延加工部材の製造方法は、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、配置工程の後に実行され、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程と、固定部形成工程の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラを回転させワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程と、を含み、固定部形成工程において、固定部を、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部における内周側に設けられた凹部、又はワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部に設けられた孔部と、凹部又は孔部に嵌合する嵌合部とによって形成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の圧延加工部材の製造装置は、円筒形状のワークが配置される軸回転可能なマンドレルと、ワークの外周側からワークを押圧可能であり、ワークの軸方向に移動可能な圧延ローラと、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとに所定の固定部を形成する固定部形成手段と、を備え、所定の固定部は、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部における内周側に設けられた凹部、又はワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部に設けられた孔部と、凹部又は孔部に嵌合する嵌合部とによって形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、底部を有する円筒形状のワークを用いる必要がないため、所定の圧延加工部材を優れた生産性で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る圧延加工部材の製造方法を示すフロー図である。
【図２】図２は、第１実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示した固定部のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】図４は、圧延加工部材の製造方法の従来例を示す断面図である。
【図５】図５は、第２実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。
【図６】図６は、図５に示した固定部の拡大図である。
【図７】図７は、図５に示した固定部のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】図８は、第３実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。
【図９】図９は、図８に示した固定部のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、第４実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した固定部のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る圧延加工部材の製造装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る圧延加工部材の製造方法及び圧延加工部材の製造装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る圧延加工部材の製造方法について詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る圧延加工部材の製造方法を示すフロー図である。また、図２は、第１実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。さらに、図３は、図２に示した固定部のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００１３】
図１に示すように、第１実施形態の圧延加工部材の製造方法においては、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程Ｓ１と、配置工程Ｓ１の後に実行され、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程Ｓ２と、固定部形成工程Ｓ２の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラを回転させワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程Ｓ３と、を含む。
【００１４】
そして、図２に示すように、マンドレルの軸方向にワークが動かないように固定する固定部形成工程Ｓ２において、固定部１０を、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥにおける内周側に設けられた凹部１２と、凹部１２に嵌合する嵌合部１４とによって形成する。なお、図中の矢印Ａは圧延ローラＲの進行方向を示す。また、図中の矢印Ｂはマンドレルの軸回転方向を示す。
【００１５】
また、図３に示すように、第１実施例においては、凹部１２は、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥにおける内周側に設けられた周方向に連続した溝１２１からなる。さらに、第１実施例においては、凹部１２に嵌合する嵌合部１４は、マンドレルＭに設けられた貫通している孔部１４１と、孔部１４１に設けられたピン部１４２とからなる。
【００１６】
このように、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、配置工程の後に実行され、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程と、固定部形成工程の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラを回転させワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程と、を含み、固定部形成工程において、固定部を、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部における内周側に設けられた凹部と、凹部に嵌合する嵌合部を形成することによって、円筒形状のワークに底部を設けるために、厚肉の円筒形状のワーク素材から精度良く削り出して底部を形成する必要がない。これにより、所定の圧延加工部材を優れた生産性で製造することができる。
【００１７】
一方、図４は、圧延加工部材の製造方法の従来例を示す断面図である。図４に示すように、従来の圧延加工部材の製造方法においては、予め円筒形状のワークＷに底部ＷＢを設けてある。
【００１８】
そのため、従来の圧延加工部材の製造方法においては、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、配置工程の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラを回転させワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程のみを実行すればよい。
【００１９】
しかしながら、従来の圧延加工部材の製造方法においては、圧延加工部材として使用する部分を厚肉の円筒形状のワーク素材から精度良く削り出して、さらに底部を形成する必要がある。そのため、従来の圧延加工部材の製造方法は、固定部を形成する部位のみを精度良く加工する必要がある本発明の圧延加工部材の製造方法と比較して、生産性が著しく劣る。
【００２０】
次いで、図５は、第２実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。また、図６は、図５に示した固定部の拡大図である。なお、図６（Ａ）は固定前の固定部、図６（Ｂ）は固定後の固定部を示す。さらに、図７は、図５に示した固定部のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。なお、上記説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図５〜図７に示すように、マンドレルの軸方向にワークが動かないように固定する固定部形成工程Ｓ２において、固定部１０を、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥにおける内周側に設けられた凹部１２と、凹部１２に嵌合する嵌合部１４とによって形成する。
【００２２】
そして、第２実施例においては、凹部１２は、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥにおける内周側に設けられた周方向に連続した溝１２１からなる。また、第２実施例においては、凹部１２に嵌合する嵌合部１４は、マンドレルＭに設けられた凸部１４３からなる。なお、図７においては、円周上に均等に３つの凸部を設けているが、マンドレルの軸方向にワークが動かないように固定することができれば、これに限定されるものではなく、２つの凸部を設けてもよく、４つ以上の凸部を設けてもよい。
【００２３】
また、図６（Ａ）に示すように、マンドレルＭの本体部ＭＢに設けられたネジ構造部ＭＴを図中矢印Ｃで示すように締め付けることにより、凸部１４３が外周側に移動し、凹部である溝１２１に凸部１４３が嵌合した状態となる（図６（Ｂ）参照。）。
【００２４】
このように、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、配置工程の後に実行され、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程と、固定部形成工程の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラをワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程と、を含み、固定部形成工程において、固定部を、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部における内周側に設けられた凹部と、凹部に嵌合する嵌合部を形成することによって、円筒形状のワークに底部を設けるために、厚肉の円筒形状のワーク素材から精度良く削り出して底部を形成する必要がない。これにより、所定の圧延加工部材を優れた生産性で製造することができる。
【００２５】
次いで、図８は、第３実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。また、図９は、図８に示した固定部のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。なお、上記説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図８及び図９に示すように、マンドレルの軸方向にワークが動かないように固定する固定部形成工程Ｓ２において、固定部１０を、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥに設けられた孔部１６と、孔部１６に嵌合する嵌合部１４とによって形成する。
【００２７】
そして、第３実施例においては、孔部１６は、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥに周方向に沿って設けられた８つの貫通孔１６１からなる。また、第３実施例においては、孔部１６に嵌合する嵌合部１４は、マンドレルＭに設けられた貫通していない孔部１４４と、孔部１４４に設けられたピン部１４２とからなる。なお、図９においては、円周上に８つの貫通孔を設けているが、マンドレルの軸方向にワークが動かないように固定することができれば、これに限定されるものではない。例えば、６つの貫通孔を設けてもよく、４つの貫通孔を設けてもよい。
【００２８】
このように、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、配置工程の後に実行され、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程と、固定部形成工程の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラを回転させワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程と、を含み、固定部形成工程において、固定部を、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部に設けられた孔部と、孔部に嵌合する嵌合部を形成することによって、円筒形状のワークに底部を設けるために、厚肉の円筒形状のワーク素材から精度良く削り出して底部を形成する必要がない。これにより、所定の圧延加工部材を優れた生産性で製造することができる。
【００２９】
次いで、図１０は、第４実施例に係る圧延加工部材の製造方法を示す断面図である。また、図１１は、図１０に示した固定部のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。なお、上記説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
図１０及び図１１に示すように、マンドレルの軸方向にワークが動かないように固定する固定部形成工程Ｓ２において、固定部１０を、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥに設けられた孔部１６と、孔部１６に嵌合する嵌合部１４とによって形成する。
【００３１】
そして、第４実施例においては、孔部１６は、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥに周方向に沿って設けられた８つの貫通孔１６１からなる。また、第４実施例においては、孔部１６に嵌合する嵌合部１４は、マンドレルＭに設けられた貫通している孔部１４１と、孔部１４１に設けられたピン部１４２とからなる。なお、図１１においては、円周上に８つの貫通孔を設けているが、マンドレルの軸方向にワークが動かないように固定することができれば、これに限定されるものではない。例えば、６つの貫通孔を設けてもよく、４つの貫通孔を設けてもよい。
【００３２】
このように、マンドレルに円筒形状のワークを配置する配置工程と、配置工程の後に実行され、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとの固定部を形成する固定部形成工程と、固定部形成工程の後に実行され、マンドレルを軸回転させながら、圧延ローラを回転させワークの外周側からワークに押圧させると共にワークの軸方向に移動させて、ワークを圧延する圧延工程と、を含み、固定部形成工程において、固定部を、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部に設けられた孔部と、孔部に嵌合する嵌合部を形成することによって、円筒形状のワークに底部を設けるために、厚肉の円筒形状のワーク素材から精度良く削り出して底部を形成する必要がない。これにより、所定の圧延加工部材を優れた生産性で製造することができる。
【００３３】
なお、特に限定されるものではないが、固定部を形成するものとしてワーク側に設けるものは、孔部より凹部の方が生産性に優れている。周方向に連続した溝が特に好適である。また、これに嵌合する嵌合部としては、貫通している孔部と孔部に設けられたピン部とからなるものや凸部からなるものが好適である。固定部形成工程における操作の容易性の観点からは、マンドレルがネジ構造部を有し、ネジ構造部の締め付けにより凹部に嵌合する凸部が特に好適である。従って、現時点においては、第１実施例又は第２実施例が好ましい。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る圧延加工部材の製造装置について詳細に説明する。図１２は、第２実施形態に係る圧延加工部材の製造装置の一例を示す断面図である。なお、上記説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図１２に示すように、本例の圧延加工部材の製造装置は、円筒形状のワークＷが配置される軸回転可能なマンドレルＭと、ワークＷの外周側からワークＷを押圧可能であり、ワークＷの軸方向に移動可能な圧延ローラＲと、ワークＷの圧延ローラＲによる圧延開始領域側端部ＷＥとマンドレルＭとに所定の固定部１０（本例においては、第２実施例における固定部である。）を形成する固定部形成手段Ｆと、を備えている。
【００３６】
上記固定部形成手段Ｆは、例えば、単にネジ構造部を締め付けることができれば、特に限定されるものではなく、従来公知のロボットアームなどを適宜利用することができる。
【００３７】
なお、本実施形態における所定の固定部は、上記第２実施例におけるものに限定されるものではなく、例えば、第１実施例や第３実施例、第４実施例などにおける固定部を適用することができる。
【００３８】
このように、円筒形状のワークが配置される軸回転可能なマンドレルと、ワークの外周側からワークを押圧可能であり、ワークの軸方向に移動可能な圧延ローラと、ワークの圧延ローラによる圧延開始領域側端部とマンドレルとに所定の固定部を形成する固定部形成手段と、を備えた構成とすることにより、底部を有する円筒形状のワークを用いる必要がない。これにより、所定の圧延加工部材を優れた生産性で製造することができる。
【００３９】
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  固定部
１２  凹部
１４  嵌合部
１６  孔部
Ｆ  固定部形成手段
Ｍ  マンドレル
ＭＢ  本体部
ＭＴ  ネジ構造部
Ｒ  圧延ローラ
Ｗ  ワーク
【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】
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【図８】
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【図９】
2019130577.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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