(57)【要約】【課題】加工ローラへの板材素材の凝着を抑制することができるスピニング成形装置を提供する。【解決手段】スピニング成形装置は、成形されるべき板材９の中心部を支持する受け治具と、前記受け治具が取り付けられた回転軸を含む。また、スピニング成形装置は、板材９における変形対象部位９１を誘導加熱により局所的に加熱する加熱器と、変形対象部位９１を押圧して板材９を変形させる加工ローラ４を含む。さらに、スピニング成形装置は、冷却装置６および／または潤滑剤供給装置を含む。冷却装置６は、加工ローラ４に向かって冷却ガスを吹き付ける。潤滑剤供給装置は、加工ローラ４上または加工ローラ４と板材９の間に潤滑剤を供給する。【選択図】図３
2015145021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形されるべき板材の中心部を支持する受け治具と、
前記受け治具が取り付けられた回転軸と、
前記板材における変形対象部位を誘導加熱により局所的に加熱する加熱器と、
前記変形対象部位を押圧して前記板材を変形させる加工ローラと、
前記加工ローラに向かって冷却ガスを吹き付ける冷却装置と、
を備える、スピニング成形装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、前記加工ローラの回転方向と逆向きに前記冷却ガスを吹き付ける、請求項１に記載のスピニング成形装置。
【請求項３】
前記加工ローラの周縁部のうち、前記変形対象部位に近い半円弧状領域を板材側領域、前記変形対象部位から遠い半円弧状領域を反板材側領域と定義したとき、
前記冷却装置は、前記加工ローラの前記反板材側領域に向かって前記冷却ガスを吹き付ける、請求項１または２に記載のスピニング成形装置。
【請求項４】
前記加工ローラ上または前記加工ローラと前記板材の間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置をさらに備える、請求項１〜３の何れか一項に記載のスピニング成形装置。
【請求項５】
前記加熱器は、前記変形対象部位を７００℃以上に加熱するものであり、
前記潤滑剤は、前記加工ローラ上に散布される固体潤滑剤である、請求項４に記載のスピニング成形装置。
【請求項６】
成形されるべき板材の中心部を支持する受け治具と、
前記受け治具が取り付けられた回転軸と、
前記板材における変形対象部位を誘導加熱により局所的に加熱する加熱器と、
前記変形対象部位を押圧して前記板材を変形させる加工ローラと、
前記加工ローラ上または前記加工ローラと前記板材の間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、
を備える、スピニング成形装置。
【請求項７】
前記加熱器は、前記変形対象部位を７００℃以上に加熱するものであり、
前記潤滑剤は、前記加工ローラ上に散布される固体潤滑剤である、請求項６に記載のスピニング成形装置。
【請求項８】
前記加工ローラは、前記回転軸から遠ざかる方向に向かって縮径する断面台形状の形状を有し、前記加工ローラの軸心が、前記加工ローラの大径部が前記板材に点接触し、かつ、前記加工ローラの側面と前記回転軸の径方向とのなす角度が１度以上３０度以下となるように、設定されている、請求項１〜７の何れか一項に記載のスピニング成形装置。
【請求項９】
前記加工ローラに凝着した板材素材を掻き取るスクレーパをさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のスピニング成形装置。
【請求項１０】
前記加熱器は、前記板材を挟んで前記加工ローラと反対側に配置されている、請求項１〜９の何れか一項に記載のスピニング成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材を回転させながら所望の形状に成形するスピニング成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、板材を回転させながらその板材に加工具を押圧して当該板材を変形させるスピニング成形装置が知られている。このようなスピニング成形装置は通常は回転軸に取り付けられたマンドレル（成形型）を有し、板材が加工具によってマンドレルに押し付けられることにより成形が行われる。
【０００３】
近年では、板材を局所的に加熱しながらスピニング成形を行うスピニング成形装置が提案されている。例えば、特許文献１には、チタン合金用のスピニング成形装置として、板材におけるヘラ（加工具）によってマンドレルに押し付けられる部位を高周波誘導加熱により加熱するスピニング成形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１８４２７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、本発明の発明者らは、誘導加熱によって板材を局所的に加熱すれば、マンドレルを用いなくても、板材を大気中で最終形状に合わせて変形できることを見出した。このような観点から、本件出願の出願人は、本件出願に先立つ出願（特願２０１２−１７８２６９号）において、マンドレルの代わりに、板材の中心部を支持する受け治具を用いたスピニング成形装置を提案した。このスピニング成形装置では、板材における変形対象部位が、受け治具から離れた位置で、加熱器によって加熱されるとともに加工具によって押圧される。
【０００６】
マンドレルを用いた場合には、加工具によって板材の変形対象部位がマンドレルに押し付けられるため、誘導加熱により板材に与えられた熱は直ちにマンドレルに逃される。これに対し、受け治具を用いた場合には、板材の変形対象部位が受け治具から離れた位置にあるため、誘導加熱により板材に与えられた熱が、局所的な加熱場所である変形対象部位に留まりやすい。その結果、板材素材の一部が板材から分離して加工具に凝着するおそれがある。なお、加工具への板材素材の凝着を防止するという観点からは、加工具として板材と共に回転する加工ローラを用いることが望ましい。ただし、加工ローラを用いた場合でも、加工ローラへの板材素材の凝着をいっそう抑制することが望まれる。
【０００７】
そこで、本発明は、加工ローラへの板材素材の凝着を抑制することができるスピニング成形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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、１つの側面から、成形されるべき板材の中心部を支持する受け治具と、前記受け治具が取り付けられた回転軸と、前記板材における変形対象部位を誘導加熱により局所的に加熱する加熱器と、前記変形対象部位を押圧して前記板材を変形させる加工ローラと、前記加工ローラに向かって冷却ガスを吹き付ける冷却装置と、を備える、スピニング成形装置を提供する。
【０００９】
上記の構成によれば、加工ローラが冷却されるので、加工ローラへの板材素材の凝着を抑制することができる。しかも、冷却ガスは加工ローラに向かって吹き付けられるので、冷却ガスによって板材が直接的に冷却されることがなく、局所的な加熱による良好な成形性を維持することができる。
【００１０】
前記冷却装置は、前記加工ローラの回転方向と逆向きに前記冷却ガスを吹き付けてもよい。この構成によれば、加工ローラの回転を利用して加工ローラに対する冷却ガスの相対速度を上昇させることができ、冷却効果を向上させることができる。
【００１１】
前記加工ローラの周縁部のうち、前記変形対象部位に近い半円弧状領域を板材側領域、前記変形対象部位から遠い半円弧状領域を反板材側領域と定義したとき、前記冷却装置は、前記加工ローラの前記反板材側領域に向かって前記冷却ガスを吹き付けてもよい。この構成によれば、冷却ガスによる板材の温度低下（板材の間接的な冷却）を効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記のスピニング成形装置は、前記加工ローラ上または前記加工ローラと前記板材の間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置をさらに備えてもよい。この構成によれば、潤滑剤によって板材と加工ローラ間の摩擦が低減するため、加工ローラへの板材素材の凝着をより効果的に抑制することができる。
【００１３】
前記加熱器は、前記変形対象部位を７００℃以上に加熱するものであり、前記潤滑剤は、前記加工ローラ上に散布される固体潤滑剤であってもよい。板材の変形対象部位を高温に加熱する場合に液体潤滑剤を用いると、液体潤滑剤が不具合を来すおそれがある。これに対し、板材の変形対象部位を高温に加熱する場合に固体潤滑剤を用いれば、高温環境下でも十分な潤滑効果を得ることができる。
【００１４】
また、本発明は、別の側面から、成形されるべき板材の中心部を支持する受け治具と、前記受け治具が取り付けられた回転軸と、前記板材における変形対象部位を誘導加熱により局所的に加熱する加熱器と、前記変形対象部位を押圧して前記板材を変形させる加工ローラと、前記加工ローラ上または前記加工ローラと前記板材の間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置と、を備える、スピニング成形装置を提供する。
【００１５】
上記の構成によれば、潤滑剤によって板材と加工ローラ間の摩擦が低減するため、加工ローラへの板材素材の凝着を抑制することができる。また、潤滑剤が加工ローラ上に供給されれば、潤滑剤供給による板材の温度低下を低減することができ、局所的な加熱による良好な成形性を維持することができる。
【００１６】
前記加熱器は、前記変形対象部位を７００℃以上に加熱するものであり、前記潤滑剤は、前記加工ローラ上に散布される固体潤滑剤であってもよい。板材の変形対象部位を高温に加熱する場合に液体潤滑剤を用いると、液体潤滑剤が不具合を来すおそれがある。これに対し、板材の変形対象部位を高温に加熱する場合に固体潤滑剤を用いれば、高温環境下でも潤滑効果を得ることができる。
【００１７】
前記加工ローラは、前記回転軸から遠ざかる方向に向かって縮径する断面台形状の形状を有し、前記加工ローラの軸心が、前記加工ローラの大径部が前記板材に点接触し、かつ、前記加工ローラの側面と前記回転軸の径方向とのなす角度が１度以上３０度以下となるように、設定されていてもよい。この構成によれば、加工ローラの押圧に必要な負荷が過度に上昇することを防止しつつ、板材における変形対象部位よりも外側部分の反り上がりを規制することができる。
【００１８】
上記のいずれのスピニング成形装置も、前記加工ローラに凝着した板材素材を掻き取るスクレーパをさらに備えてもよい。この構成によれば、たとえ加工ローラへ板材素材が凝着したとしても、その凝着した板材素材を除去することができる。その結果、最終形状の精度（成形精度）を高めることができる。
【００１９】
前記加熱器は、前記板材を挟んで前記加工ローラと反対側に配置されていてもよい。この構成によれば、この構成によれば、加工中の板材の形状に拘らずに、加熱器を板材の変形対象部位の直近に位置させることができ、変形対象部位を適切に加熱することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、加工ローラへの板材素材の凝着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスピニング成形装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）は加熱器の平面図、（ｂ）は（ａ）のII−II線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）は加工ローラの周辺構成の拡大側面図、（ｂ）はそれを（ａ）のIII−III線に沿って見た図である。
【図４】第１実施形態の変形例を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態における加工ローラの周辺構成の拡大側面図、（ｂ）はそれを（ａ）のV−V線に沿って見た図である。
【図６】第２実施形態の変形例を示す図である。
【図７】（ａ）は本発明の第３実施形態における加工ローラの周辺構成の拡大側面図、（ｂ）はそれを（ａ）のVII−VII線に沿って見た図である。
【図８】特定条件下での板材の挙動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係るスピニング成形装置１を示す。このスピニング成形装置１は、回転軸２１と、回転軸２１に取り付けられた受け治具２２と、固定治具３１を備えている。受け治具２２は、成形されるべき板材９の中心部を支持し、固定治具３１は、受け治具２２と共に、板材９を挟持する。さらに、スピニング成形装置１は、板材９における回転軸２１の軸心２０から所定距離Ｒだけ離れた変形対象部位９１を誘導加熱により局所的に加熱する加熱器１０と、変形対象部位９１を押圧して板材９を変形させる加工ローラ４を備えている。
【００２３】
回転軸２１の軸方向（軸心２０が延びる方向）は、本実施形態では鉛直方向である。ただし、回転軸２１の軸方向は、水平方向や斜め方向であってもよい。回転軸２１の下部は基台１１に支持されており、基台１１内には回転軸２１を回転させるモータ（図示せず）が配置されている。回転軸２１の上面はフラットであり、この上面に受け治具２２が固定されている。
【００２４】
板材９は、例えばフラットな円形状の板である。ただし、板材９の形状は、多角形状や楕円状であってもよい。また、板材９は、必ずしも全面に亘ってフラットである必要はなく、例えば中心部の厚さが周縁部の厚さよりも厚かったり、全体または一部が予めテーパー状に加工されたりしてもよい。板材９の材質は、特に限定されるものではないが、例えばチタン合金である。
【００２５】
受け治具２２は、板材９における成形開始位置によって規定される円に収まるサイズを有している。例えば、受け治具２２が円盤状である場合は、受け治具２２の直径は、板材９における成形開始位置によって規定される円の直径以下である。また、従来のマンドレルと異なり、板材９は、受け治具２２の径方向外側を向く側面に押し付けられて、変形されることはない。
【００２６】
固定治具３１は、加圧ロッド３２に取り付けられている。加圧ロッド３２は、駆動部３３によって上下方向に駆動されることにより、固定治具３１を介して板材９を受け治具２２に押し付ける。例えば、加圧ロッド３２および駆動部３３は油圧シリンダであり、回転軸２１の上方に配置されたフレーム１２に駆動部３３が固定され、駆動部３３には加圧ロッド３２を回転可能に支持するベアリングが内蔵される。
【００２７】
なお、加圧ロッド３２および駆動部３３は必ずしも必要ではない。例えば、固定治具３１は、ボルトやクランプなどの締結部材によって板材９と共に受け治具２２に固定されてもよい。あるいは、固定治具３１を省略し、例えばボルトによって板材９を受け治具２２に直接的に固定してもよい。
【００２８】
本実施形態では、板材９の変形対象部位９１を押圧する加工ローラ４が板材９の上方に配置され、加工ローラ４によって板材９が受け治具２２を収容するような下向きに開口する形状に加工される。すなわち、板材９の上面が表面であり、板材９の下面が裏面である。ただし、加工ローラ４が板材９の下方に配置され、加工ローラ４によって板材９が固定治具３１を収容するような上向きに開口する形状に加工されてもよい。あるいは、板材９に凹凸を付与するために、板材９の加工の途中で加工ローラ４の位置が板材９の上方から下方またはその逆に変更されてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、板材９の変形対象部位９１を加熱する加熱器１０が、板材９の下方に配置されている。換言すれば、加熱器１０が板材９を挟んで加工ローラ４と反対側に位置している。ただし、加熱器１０は、板材９に対して加工ローラ４と同じ側に位置するように板材９の上方に配置されていてもよい。
【００３０】
加熱器１０と加工ローラ４の相対位置は、それらが回転軸２１の軸心２０を中心とするほぼ同一円周上に位置している限り、特に限定されるものではない。例えば、加熱器１０と加工ローラ４は、回転軸２１の軸心２０を挟んで互いに反対側に位置していてもよい。
【００３１】
加工ローラ４は、アーム５により回転可能に支持されている。加工ローラ４およびアーム５は、径方向移動機構１３により回転軸２１の径方向に移動させられるとともに、軸方向移動機構１４により径方向移動機構１３を介して回転軸２１の軸方向に移動させられる。軸方向移動機構１４は、上述した基台１１とフレーム１２を橋架するように延びている。なお、加工ローラ４の周辺構成については、後述にて詳細に説明する。
【００３２】
加熱器１０は、径方向移動機構１５により回転軸２１の軸方向に移動させられるとともに、軸方向移動機構１６により径方向移動機構１５を介して回転軸２１の軸方向に移動させられる。軸方向移動機構１６は、上述した基台１１とフレーム１２を橋架するように延びている。
【００３３】
例えば、加熱器１０には、板材９の変形対象部位９１までの距離を計測する変位計（図示せず）が取り付けられる。加熱器１０は、その変位計の計測値が一定となるように、加工ローラ４の移動に連動して、回転軸２１の軸方向および径方向に移動させられる。
【００３４】
加熱器１０は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、回転軸２１の周方向に延びる二重円弧状のコイル部１８を有する電通管１７と、コイル部１８の周囲に発生する磁束を集約するためのコア１９を含む。電通管１７には、交流電圧が印加される。また、電通管１７内には冷却液が流される。コイル部１８は、板材９に沿って互いに平行な、換言すれば回転軸２１の径方向に互いに離間する一対の円弧部を含む。コア１９は、図略の支持板によって支持される。
【００３５】
電通管１７に印加される交流電圧の周波数は、特に限定されるものではないが、５ｋ〜４００ｋＨｚの高周波数であることが望ましい。すなわち、加熱器１０による誘導加熱は、高周波誘導加熱であることが望ましい。
【００３６】
加熱器１０が板材９の変形対象部位９１を加熱する温度は、特に限定されるものではないが、例えば、板材９がチタン合金、鋼、ステンレス、Ｎｉ合金、銅合金などからなる場合には、加熱器１０によって板材９の変形対象部位９１が７００℃以上の高温に加熱される。
【００３７】
次に、図３（ａ）および（ｂ）を参照して、加工ローラ４の周辺構成を詳細に説明する。
【００３８】
本実施形態では、加工ローラ４が、回転軸２１から遠ざかる方向に向かって縮径する断面台形状の形状を有している。すなわち、加工ローラ４は、回転軸２１側の大径の底面、回転軸２１と反対側の小径の頂き面、およびそれらをつなぐテーパー状の側面４１を有している。つまり、側面４１と底面の間のコーナー部が大径部、側面４１と頂き面の間のコーナー部が小径部である。
【００３９】
加工ローラ４の軸心４０は、加工ローラ４の大径部が板材９に点接触し、かつ、加工ローラ４の側面４１と回転軸２１の径方向とのなす角度が１度以上３０度以下となるように、設定されている。本実施形態では、加工ローラ４の頂き面が回転軸２１の径方向と垂直ではなく斜め下方を向くように、加工ローラ４が回転軸２１の径方向外向きに少し倒されている。ただし、加工ローラ４の軸心４０は、回転軸２１の径方向と平行であってもよいし、図３（ａ）とは逆に傾けられていてもよい。
【００４０】
アーム５は、回転軸４５および図略のベアリングを介して加工ローラ４を回転可能に支持する。すなわち、上述した加工ローラ４の軸心４０は、回転軸４５の中心線でもある。
【００４１】
具体的に、アーム５は、回転軸２１の径方向に延びる本体５１と、加工ローラ４の頂き面および底面と対向するように本体５１から斜め下向きに突出する一対の突出片５２を含む。本体５１は、突出片５２間で加工ローラ４の側面４１に対向する後退面５３を有している。上述した回転軸４５の両端部は、一対の突出片５２に支持されている。図略のベアリングは、回転軸４５と加工ローラ４の間に介在していてもよいし（回転軸４５が非回転）、回転軸４５と突出片５２の間に介在していてもよい（回転軸４５が回転）。
【００４２】
さらに、スピニング成形装置１には、加工ローラ４に向かって冷却ガスを吹き付ける冷却装置６が設けられている。加工ローラ４における冷却ガスが吹き付けられる部分は、側面４１の傾斜方向全域（加工ローラ４の頂き面と底面を最短で結ぶ線分上の領域）であってもよいし、側面４１の大径部に近い箇所であってもよい。冷却ガスは、特に限定されるものではないが、例えば、空気、二酸化炭素、窒素、アルゴンである。
【００４３】
ところで、加工ローラ４の周縁部（本実施形態では、側面４１）のうち、変形対象部位９１に近い半円弧状領域を板材側領域、変形対象部位９１から遠い半円弧状領域を反板材側領域と定義したとき、冷却装置６は、加工ローラ４の反板材側領域に向かって冷却ガスを吹き付けることが望ましい。この構成であれば、冷却ガスによる板材９の温度低下（板材９の間接的な冷却）を効果的に抑制することができる。加工ローラ４の周縁部における冷却ガスが吹き付けられる位置は、反板材側領域を三等分したときの中央部内にあることがより望ましい。
【００４４】
本実施形態では、冷却装置６が、加工ローラ４に対して加工ローラ４の回転方向と逆向きに冷却ガスを吹き付ける。より詳しくは、冷却装置６は、冷却ガスを噴射するノズル６２と、ノズル６２に冷却ガスを導くチューブ６１と、チューブ６１に冷却ガスを送り込む図略の送風機（例えば、コンプレッサーまたはブロア）を含む。本実施形態では、ノズル６２が、図３（ｂ）において突出片５２の右側（突出片５２から見て加工ローラ４の回転方向の下流側）に、加工ローラ４の最上部近傍に向かって左向きに冷却ガスを噴射するように配置されている。換言すれば、冷却装置６は、加工ローラ４における変形対象部位９１から最も遠い端部近傍に向かって冷却ガスを吹き付ける。ただし、ノズル６２は、例えば、図３（ｂ）において突出片５２の左側（突出片５２から見て加工ローラ４の回転方向の上流側）に、加工ローラ４の最左部近傍に向かって下向きに冷却ガスを噴射するように配置されていてもよい。
【００４５】
なお、板材９の上面には、板材９と加工ローラ４の摩擦を低減させるために、粉末などの固体潤滑剤が予め塗布されてもよい。粉末としては、例えば、グラファイトを主成分とする粉末や、窒化ホウ素を主成分とする粉末を用いることができる。あるいは、それらの粉末を混合して使用してもよい。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の冷却装置１では、冷却装置６からの冷却ガスによって加工ローラ４が冷却されるので、加工ローラ４への板材素材の凝着を抑制することができる。しかも、冷却ガスは加工ローラ４に向かって吹き付けられるので、冷却ガスによって板材９が直接的に冷却されることがなく、局所的な加熱による良好な成形性を維持することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、加工ローラ４の回転方向と逆向きに冷却ガスが吹き付けられるので、加工ローラ４の回転を利用して加工ローラ４に対する冷却ガスの相対速度を上昇させることができ、冷却効果を向上させることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、加熱器１０が板材９を挟んで加工具７とは反対側に配置されているので、加工中の板材９の形状に拘らずに、加熱器６を板材９の変形対象部位９２の直近に位置させることができる。これにより、変形対象部位９１を適切に加熱することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、断面台形状の加工ローラ４が用いられ、加工ローラ４の大径部が板材９に点接触し、かつ、加工ローラ４の側面４１と回転軸２１の径方向とのなす角度が１度以上３０度以下となっているので、加工ローラ４の押圧に必要な負荷が過度に上昇することを防止しつつ、板材９における変形対象部位９１よりも外側部分の反り上がりを規制することができる。ここで、この効果を、図８を参照してより詳しく説明する。
【００５０】
特定条件下では、加工中に、加工ローラ４の押圧によって、図８に示すように、板材９における変形対象部位９１よりも外側部分が加工ローラ４に向かって反り上がる場合がある。図８は、成形初期の場合を示すが、板材９の反り上がりは成形初期に限られない。
【００５１】
上述したように板材９における変形対象部位９１よりも外側部分が加工ローラ４に向かって反り上がることから、板材９と線接触するような断面が略長方形状の加工ローラを用いた場合には、板材９の反り上がりによって加工ローラの押圧に必要な負荷が過度に上昇する。一方、側面が曲率半径の小さな円弧状に形成された加工ローラを用いた場合には、板材９の反り上がりを規制できない。このため、例えば、加熱器１０が板材９に対して加工ローラと同じ側に配置される場合、あるいは板材９を挟んで加工ローラと反対側に配置される加熱器１０に加えて、板材９に対して加工ローラと同じ側にも加熱器が配置される場合には、板材９における変形対象部位９１よりも外側部分が上側の加熱器と接触するおそれがある。
【００５２】
これに対し、本実施形態のように、断面台形状の成形ローラ４を用い、その成形ローラ４の軸心４０が側面４１と回転軸２１の径方向とのなす角度が１度以上３０度以下となるように設定されていれば、その角度分だけ板材９の反り上がりを許容することができる。その結果、加工ローラ４の押圧に必要な負荷が過度に上昇することを防止できる。しかも、側面４１によって、側面４１の角度以上の板材９の反り上がりを規制することができる。これにより、板材９の上方に加熱器がある場合でも、板材９における変形対象部位９１よりも外側部分と加熱器との接触を防止することができる。
【００５３】
ただし、板材９の成形条件によっては、加工ローラ４の断面形状は、略菱形状、長丸状、角丸長方形状などの他の形状であってもよい。なお、断面台形状の成形ローラ４の軸心４０を、成形ローラ４の側面４１と回転軸２１の径方向とのなす角度が１度以上３０度以下となるように設定するという構成は、冷却装置９がなくても、その構成単独で上記の効果を奏し得る。
【００５４】
＜変形例＞
図４に示すように、スピニング成形装置１には、加工ローラ４に凝着した板材素材を掻き取るスクレーパ７が設けられていてもよい。例えば、スクレーパ７は、ブラケット７１を介してアーム５の本体５１に取り付けられる。加工ローラ４が断面台形状の場合、スクレーパ７は側面４１の傾斜方向全域（加工ローラ４の頂き面と底面を最短で結ぶ線分上の領域）に線接触してもよいし、側面４１の大径部に近い箇所のみに接触してもよい。スクレーパ７としては、単なる板を用いてもよいし、砥石やサンドペーパなどを用いてもよい。
【００５５】
この構成によれば、たとえ加工ローラ４へ板材素材が凝着したとしても、その凝着した板材素材を除去することができる。その結果、最終形状の精度（成形精度）を高めることができる。なお、スピニング成形装置１は、冷却装置６を有さずに、スクレーパ７のみを有していてもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、図５（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の第２実施形態に係るスピニング成形装置を説明する。なお、本実施形態および後述する第３実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００５７】
本実施形態では、冷却装置６が、アーム５の本体５１に設けられた流路６３と、この流路６３から後退面５３に向かって延びて後退面５３に開口する複数（図例では３つ）の吐出ポート６４を含む。そして、吐出ポート６４を通じて、冷却ガスが加工ローラ４に向かって下向きに吹き付けられる。
【００５８】
吐出ポート６４は、本実施形態では、加工ローラ４の回転方向に並んでいる。ただし、図６に示すように、吐出ポート４は、加工ローラ４の軸方向に並んでいてもよい。あるいは、吐出ポート６４は一つだけ設けられていてもよい。
【００５９】
本実施形態の構成でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第１実施形態で説明したのと同様に、板材９の上面に固体潤滑剤が予め塗布されてもよいことは言うまでもない。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、図７（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の第３実施形態に係るスピニング成形装置を説明する。本実施形態のスピニング成形装置は、前述した冷却装置６の代わりに、潤滑剤供給装置８を備えている。
【００６１】
本実施形態では、潤滑剤供給装置８が、加工ローラ４上に潤滑剤を供給する。潤滑剤は、潤滑油などの液体潤滑剤であってもよいし、粉末などの固体潤滑剤であってもよい。粉末としては、例えば、グラファイトを主成分とする粉末や、窒化ホウ素を主成分とする粉末を用いることができる。あるいは、それらの粉末を混合して使用してもよい。
【００６２】
板材９の変形対象部位９１が７００℃以上の高温に加熱される場合は、潤滑剤として固体潤滑剤を用いることが望ましい。この場合、潤滑剤供給装置８は、固体潤滑剤を加工ローラ４上に散布する。板材９の変形対象部位９１を高温に加熱する場合に液体潤滑剤を用いると、液体潤滑剤が不具合を来すおそれがある。これに対し、板材９の変形対象部位９１を高温に加熱する場合に固体潤滑剤を用いれば、高温環境下でも潤滑効果を得ることができる。
【００６３】
加工ローラ４における潤滑剤が供給される部分は、側面４１の傾斜方向全域（加工ローラ４の頂き面と底面を最短で結ぶ線分上の領域）であってもよいし、側面４１の大径部に近い箇所であってもよい。
【００６４】
潤滑剤供給装置８は、より詳しくは、潤滑剤を貯留する図略の貯留器と、その貯留器から加工ローラに潤滑剤を導く供給管８１を含む。本実施形態では、供給管８１が、図７（ｂ）において突出片５２の右側（突出片５２から見て加工ローラ４の回転方向の下流側）に、加工ローラ４の最右部近傍に向かって下向きに潤滑剤を吐出するように、換言すれば、潤滑剤の吐出方向が加工ローラ４の回転方向と同じになるように、配置されている。ただし、供給管８１は、例えば、図７（ｂ）において突出片５２の左側（突出片５２から見て加工ローラ４の回転方向の上流側）に、加工ローラ４の最上部近傍に向かって右向きに潤滑剤を吐出するように配置されていてもよい。
【００６５】
本実施形態では、潤滑剤によって板材９と加工ローラ４間の摩擦が低減するため、加工ローラ４への板材素材の凝着を抑制することができる。また、本実施形態では、潤滑剤が加工ローラ４上に供給されるため、潤滑剤供給による板材９の温度低下を低減することができ、局所的な加熱による良好な成形性を維持することができる。
【００６６】
なお、本実施形態のように潤滑剤供給装置８が採用された場合でも、第１実施形態で説明したのと同様に、板材９の上面に固体潤滑剤が予め塗布されてもよい。
【００６７】
＜変形例＞
潤滑剤供給装置８は、加工ローラ４と板材９の間に潤滑剤を供給するように構成されていてもよい。例えば、図７（ｂ）において、供給管８１が、加工ローラ４の最下部近傍に向かって左向きに潤滑剤を吐出するように配置されていてもよい。
【００６８】
また、図５（ａ）および図６に示す構成と同様に、潤滑剤供給装置８が、供給管８１の代わりに、アーム５の本体５１に設けられた流路６３と、この流路６３から後退面５３に向かって延びて後退面５３に開口する１つまたは複数の吐出ポート６４を含んでもよい。
【００６９】
また、潤滑剤供給装置８が第１または第２実施形態で説明した冷却装置６と組み合わせ可能であることは言うまでもない。潤滑剤供給装置８を冷却装置６と組み合わせれば、加工ローラ４への板材素材の凝着をより効果的に抑制することができる。
【００７０】
さらには、潤滑剤供給装置８に加えて、図４に示すスクレーパ７が採用されてもよいし、潤滑剤供給装置８、冷却装置６およびスクレーパ７の全てが採用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、種々の素材からなる板材をスピニング成形する際に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１    スピニング成形装置
１０  加熱器
２１  回転軸
２２  受け治具
４    加工ローラ
４１  側面
６    冷却装置
７    スクレーパ
８    潤滑剤供給装置
９    板材
９１  変形対象部位
【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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