(57)【要約】【課題】開口側端部外周面に形成する溝部に肉まくれが発生することのない塑性加工が可能なスピニングマシンを提供すること。【解決手段】有底筒状の素材Ｗの外周面を挟持するチャック２１を配設した主軸２と、素材端部に溝部を形成せしめる凸部ａを有する押圧ローラＲ１とからなるスピニングマシンにおいて、押圧ローラＲ１は、周部に、素材端部に溝部を形成せしめる凸部ａと、素材口部に絞り加工を施す絞り部ａ２とを並設し、前記凸部ａ１と絞り部ａ２との境界壁部Ｅの角部Ｋを、４５度に面取りして構成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の素材の外周面を挟持するチャックを配設した主軸と、素材端部に溝部を形成せしめる凸部を有する押圧ローラとからなるスピニングマシンにおいて、押圧ローラは、周部に、素材端部に溝部を形成せしめる凸部と、素材口部に絞り加工を施す絞り部とを並設し、前記凸部と絞り部との境界壁部の角部を、４５度に面取りして構成したことを特徴とするスピニングマシン。
【請求項２】
境界壁部の角部に施す面取り幅を、凸部の周面と絞り部の周面との段差量の半分以下としたことを特徴とする請求項１記載のスピニングマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状の素材の開口側端部に塑性加工を施すスピニングマシンに関し、特に素材胴部の内径よりも開口側端部の内径を小さくした製品を加工することができるスピニングマシンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スピニングマシンとして、外周面に溝部を塑性加工し、内径が均一となる製品（例えば、ディスクブレーキ用のブレーキピストン）の塑性加工方法に用いられるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、この塑性加工方法に用いられるスピニングマシン５０は、図４に示すように、絞りローラ５２、押圧ローラ５３、回転成形型５４及び押さえ型５５を主要構成要素としている。
【０００４】
そして、このスピニングマシン５０は、円盤状素材５１を回転成形型５４に配設し、押さえ型５５によって押圧固定することにより、円盤状素材５１を回転成形型５４と押さえ型５５に挟まれた状態で回転させながら、絞りローラ５２を当接し、有底筒状の半製品素材５１ａを成形する。次いで、押圧ローラ５３を半製品素材５１ａの周面に押圧し、端部外周面に溝部５１ｃを形成したブレーキピストン５１ｂを完成させるようにしたものである。
【０００５】
しかしながら、このスピニングマシン５０によって成形されるブレーキピストンは、素材の開口側の端部外周面に塑性加工によって形成される溝部の肉厚ｎ２が薄く、強度的に問題を有するとともに、最終形状として開口側端部の内径を胴部の内径よりも小さくする必要がある場合には、このスピニングマシン５０によっては成形することができないという問題があった。
【０００６】
なお、上記のような製品の製造は、スピニングマシンを用いることなく、有底筒状の素材を切削加工によって削り出すことによって行うことができるものであるが、この場合、切削量を低減させるためには素材形状を複雑にしなければならないといった問題があった。
【０００７】
また、本出願人が先に特願２００４−３６１２４７号として提案したスピニングマシン１０は、図５〜７に示すように、回転機構６に連結される主軸２の先端に素材Ｗを挟持するチャック２１を配設し、該チャック２１に対向する位置で軸芯を同じくするマンドレル３を配設するようにし、ホルダ４の先端には、素材Ｗの端部の外周面に所望の凹凸形状の塑性加工を施すための凹凸部を有する押圧ローラＲ４を回動自在に取り付ける。ホルダ４は、制御機器（図示省略）からの制御信号によって主軸２の軸芯に対して直角方向（矢符Ｙ２方向）及び矢符Ｐ方向に移行するように構成する（図７（ｂ）参照）。
【０００８】
そして、このスピニングマシン１０では、ホルダ５の先端に素材Ｗの端部の端面を規制する規制ローラＲ３を回動自在に取り付ける。この規制ローラＲ３は、ホルダ５に伴って、制御機器（図示省略）からの制御信号によって主軸２の軸芯方向（矢符Ｘ方向）と主軸２との距離を調整するために主軸２の軸芯に対して直角方向（矢符Ｙ方向）に移行する。
【０００９】
チャック２１の構成は、主軸２から挟持部材２２及び規制部材２３と共に取り外し、製品形状（素材Ｗ）に応じたチャック２１と取り換え可能に構成する。
【００１０】
マンドレル３は、軸芯を主軸２の軸芯と同一に構成し、素材Ｗの胴部の内径より小とした円柱形状からなる。押圧ローラＲ４によって軸芯方向に押圧される素材Ｗは、このマンドレル３の周面と規制ローラＲ３のローラ面に当接する。
【００１１】
また、マンドレル３もチャック２１と同様に製品形状（素材Ｗの内径、加工後の製品端部内径）に応じて主軸２の軸芯方向に移行可能な従動機構７の先端に配設した取付部材７１に接離可能に取り付ける。
【００１２】
しかして、チャック２１によって固定された素材Ｗに対して、マンドレル３を、素材Ｗの内周面に対して隙間ｄ３の間隔を空けて進入（矢符Ｘ方向）させ、かつ規制ローラＲ３を素材Ｗの端面に対して隙間ｄ４となる距離まで移行（矢符Ｘ方向）させる（図７（ａ）参照）。この隙間ｄ３、ｄ４の値は塑性加工によって生じる端部の肉流れを計算し決定される。
【００１３】
また、規制ローラＲ３は隙間ｄ４が小となる方向、つまり軸方向のマンドレル側（矢符Ｘ方向）に押圧することによって端部の肉厚を太くするように肉流れを生じさせながら塑性加工することができ、最終製品の肉厚ｎ１を十分に確保することができる。
【００１４】
次いで、押圧ローラＲ４を矢符Ｙ２方向（図７（ｂ）参照）に押し当て、素材Ｗの端部は押圧ローラＲ４の凹凸形状とマンドレル３の周面及び規制ローラＲ３に当接して塑性加工が施され、端部の内径は、素材Ｗの胴部の内径よりも小となり、その外周面には所望の凹凸形状が塑性加工が施される。
【００１５】
しかし、この場合、外周面の凹凸形状の溝部分の壁面には、押圧ローラＲ４の段付き凸部ａのうち、大径周面部ａ１が素材Ｗに食い込みながら溝加工を施すときに、押圧ローラＲ４の進入に伴い、押圧ローラＲ４の接触部の肉は縮径と同時に溝両側に移動し、移動した肉は、さらに両側の肉に引張られ、押圧ローラＲ４側面から離れ、溝側面がテーパ状になる。この時、余分な肉は、図８（ｄ）に示すように、溝両側（図例では素材端面側のみを図示）の外径側にあまり部分ｂ１が生じ、さらに押圧ローラＲ４の押圧が進むことによって、段付き凸部ａの小径周面部ａ２に押し付けられ、その結果、図８（ｅ）に示すように、肉まくれｂ２として最終製品の溝部分に不具合箇所が発生するといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−７０９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記従来のスピニングマシンの有する問題点に鑑み、開口側端部外周面に形成する溝部に肉まくれが発生することのない塑性加工が可能なスピニングマシン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】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明のスピニングマシンは、有底筒状の素材の外周面を挟持するチャックを配設した主軸と、素材端部に溝部を形成せしめる凸部を有する押圧ローラとからなるスピニングマシンにおいて、押圧ローラは、周部に、素材端部に溝部を形成せしめる凸部と、素材口部に絞り加工を施す絞り部とを並設し、前記凸部と絞り部との境界壁部の角部を、４５度に面取りして構成したことを特徴とする。
【００１８】
この場合において、境界壁部の角部に施す面取り幅を、凸部の周面と絞り部の周面との段差量の半分以下としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のスピニングマシンによれば、押圧ローラは、周部に、素材端部に溝部を形成せしめる凸部と、素材口部に絞り加工を施す絞り部とを並設し、前記凸部と絞り部との境界壁部の角部を、４５度に面取りして構成するから肉まくれの原因となる材料あまり量を減量しつつ、最終形状として許容される形状に１工程で成形するから、最終形状の溝部分に肉まくれ部分の生じることのない塑性加工することができる。
【００２０】
また、境界壁部の角部に施す面取り幅を、凸部の周面と絞り部の周面との段差量の半分以下とすることによって、最終製品としての溝部分に配設するパッキンなどが抜け落ちることのない形状に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のスピニングマシンの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１〜図２に、本発明のスピニングマシンの第１実施例を示す。
【００２３】
このスピニングマシン１は、本出願人が先に特願２００４−３６１２４７号として提案したスピニングマシン１０とは素材内周面に当接しない小径のマンドレル３の先端を素材Ｗの内底面に当接させていること、及び、押圧ローラＲ１の周面形状が異なる他は同様の構成であり、同様の構造については同一の符号、一連の符号を付し説明を省略する。
【００２４】
本発明のスピニングマシン１の押圧ローラＲ１は、周部に素材Ｗ端部に溝部を形成せしめる凸部と、素材口部に絞り加工を施す絞り部とを並設し、前記凸部と絞り部との境界壁部Ｅの角部Ｋを、４５度に面取りＣを施すようにしている。また、溝部を形成する凸部の両角部Ｋ１、Ｋ２は半径１ｍｍのＲ加工を施すようにすることが望ましい。
【００２５】
そして、面取りＣの幅ｅは、図１（ｂ）に示すように、凸部の周面ａ１と絞り部の周面ａ２との段差量ｄの半分以下とすることが好ましい。発明者等の実験によるときはこの段差量ｄが１．５ｍｍとなるブレーキピストンを成形するに際し、面取りＣの幅ｅを０．５ｍｍとしたときに良好な最終製品の成形に成功した。
【００２６】
この面取りＣの幅ｅを段差量ｄの半分の量より大とするときは、肉まくれの原因となる局部の材料あまりが発生しない形状となるように成形することができるものの、最終製品として溝部に配設することとなるパッキンなどが抜け落ちる不具合が発生する。
発明者等の実験によると、面取りＣの幅ｅは、段差量ｄに対して１／４〜１／２の幅、最適の幅として１／３とすることが望ましい。
【００２７】
しかして、有底筒状の素材Ｗの塑性加工は、チャック２１によって固定された素材Ｗに対して、同一軸芯で素材Ｗの内周面に対して隙間ができる小径のマンドレル３を進入させ、先端を素材底面に当接させる。しかる後、図２に示すスピニングマシン１によって、本出願人が先に特願２００４−３６１２４７号として提案したスピニングマシンと同様の方法（図４〜７参照）で規制ローラＲ３を素材Ｗの端面に対して隙間ｄ４となる距離まで移行（矢符Ｘ方向）させる（図５〜図７参照）。
【００２８】
その後、図２に示すように、押圧ローラＲ１を素材Ｗの端部周面に押し当て、最終製品Ｗａを成形する。押圧ローラＲ１は、凸部ａの周面ａ１と絞り部の周面ａ２の境界壁部Ｅの角部Ｋに、４５度の面取りＣを段差量ｄの１／３程度施すようにしているから局部に肉があまることなく、図８（ｅ）に示すような肉まくれｂ２が生じることはない。
【００２９】
なお、本出願人が先に特願２００４−３６１２４７号として提案したスピニングマシンのようにマンドレル３の周面に素材Ｗの内周面を当接させて最終製品の内径を規制してもよいし、最終製品の内径精度が必要ない場合や、切削加工を施す場合などは図２（ｂ）に示すように、成形中、成形後を問わず、素材Ｗの内面をマンドレル３の外周に当接させないものでもよく、また、チャック２１による把持力を十分に確保できる場合にはマンドレル３の先端を素材Ｗの内底面に押し当てるようにしないものでもよい。
【実施例２】
【００３０】
図３に本発明の第２実施例を示す。このスピニングマシン１は、マンドレル３の先端部分を素材Ｗの内径より小とした小径部分３１と、素材Ｗの絞り成形後の口部の外径とほぼ等しく構成した大径部分３２とからなり、このマンドレル３の大径部分３２の端面３３が第１工程押圧ローラＲ１によって生じる軸芯方向の肉流れによって延伸する素材Ｗを規制する実施例１の規制ローラＲ３の代わりに、素材の延伸を規制するものである。
【００３１】
そして、素材Ｗの端部は、押圧ローラＲ１の周部形状に倣って塑性加工が施され、最終製品Ｗａを成形する。
【００３２】
以上、本発明のスピニングマシンについて、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のスピニングマシンは、有底筒状の素材から素材内径よりも端部の内径を小さくした製品で、溝部に肉まくれの生じることのないように塑性加工することができることから、端部外周面に形成する溝部の肉厚を十分に確保する必要のある製品の加工に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のスピニングマシンの第１実施例における押圧ローラを示す説明図で、（ａ）は素材塑性加工を施した状態を示す一部断面の正面図を、（ｂ）は、押圧ローラの周部形状を示す拡大図である。
【図２】本発明のスピニングマシンの第１実施例における加工要領を説明する一部切り欠き断面図で、（ａ）は、素材を取り付けた状態を、（ｂ）は、最終製品をそれぞれ示す。
【図３】本発明のスピニングマシンの第２実施例を示す一部切り欠きの平面図である。
【図４】従来のスピニングマシンの概略を示す一部断面の正面図で、（ａ）は素材を取り付け半製品までの加工を完了した状態を、（ｂ）は最終製品まで加工を完了した状態をそれぞれ示す。
【図５】本出願人が先に特願２００４−３６１２４７号として提案したスピニングマシンを示す一部切り欠き断面の正面図である。
【図６】本出願人が先に特願２００４−３６１２４７号として提案したスピニングマシンを示す一部切り欠きの平面図である。
【図７】本出願人が先に特願２００４−３６１２４７号として提案したスピニングマシンの加工要領を説明する一部切り欠き断面図で、（ａ）は、素材を取り付けた状態を、（ｂ）は、加工を完了した状態をそれぞれ示す。
【図８】肉まくれの発生を説明する概略図で、（ａ）は、加工開始直後の状態を、（ｂ）は、加工中を、（ｃ）は、加工完了を、（ｄ）は、（ａ）のｍ１部分の拡大図を、（ｅ）は、（ｃ）のｍ２部分の拡大図をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００３５】
１    スピニングマシン
２    主軸
２１  チャック
Ｒ１  第１工程押圧ローラ
Ｋ    角部
Ｃ    面取り
ｄ    段差量
ａ１  凸部
ａ２  絞り部
【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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