(57)【要約】      （修正有）【課題】スチール製ホイール用の円筒状素材に周状の薄肉部分を塑性加工によって成形する円筒状素材の成形方法の生産性を向上する。【解決手段】移動規制筒２２と挟持筒３１との間に、供給・支持機構４によって、円筒状素材Ｗを、円筒状素材Ｗの軸心と主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０の軸心とが一致するように供給、支持し、主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０を回転させた状態で移動規制筒２２及び挟持筒３１によって円筒状素材Ｗを挟持するとともに、金型２１に装着し、挟持筒３１による円筒状素材Ｗの他端側Ｗ２の移動規制を解除して成形ローラＲによって円筒状素材Ｗの外周面に塑性加工を施し、その後、主軸機構２の主軸２０を回転させた状態で移動規制筒２２内に金型２１を退避させることにより、塑性加工を施した円筒状素材Ｗを金型２１から離脱させるようにする。【選択図】図１
2013000788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状素材を回転駆動機構によって回転駆動される主軸機構の主軸に配設した金型に装着し、円筒状素材の一端側の端面を金型の外周側に位置するように主軸に配設した移動規制筒に当接させた状態で、円筒状素材を金型及び移動規制筒と共に回転させながら、成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、該塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させる円筒状素材の成形方法において、移動規制筒と、主軸機構に対向して配設した、回転駆動機構によって回転駆動される芯押機構の回転軸に配設した挟持筒との間に、円筒状素材の供給・支持機構によって、円筒状素材を、該円筒状素材の軸心と主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸の軸心とが一致するように供給、支持し、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態で移動規制筒及び挟持筒によって円筒状素材を挟持するとともに、移動規制筒内から円筒状素材内に金型を挿入することにより、円筒状素材の一端側の端面を移動規制筒に当接させた状態で金型に装着し、挟持筒による円筒状素材の他端側の移動規制を解除して成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、その後、主軸機構の主軸を回転させた状態で移動規制筒内に金型を退避させることにより、塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させることを特徴とする円筒状素材の成形方法。
【請求項２】
芯押機構の回転軸に配設した芯押軸を金型の端面に当接させた状態で前記塑性加工を施すことを特徴とする請求項１記載の円筒状素材の成形方法。
【請求項３】
回転駆動機構によって回転駆動される主軸に配設した、円筒状素材が装着される金型及び該金型に装着された円筒状素材の一端側の端面が当接することにより移動を規制する金型の外周側に位置する移動規制筒を有する主軸機構と、成形ローラとを備え、円筒状素材を金型及び移動規制筒と共に回転させながら、成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、該塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させる円筒状素材の成形装置において、金型を移動規制筒に対して出、退可能に配設するとともに、主軸機構に対向して、かつ、主軸機構に対して相対的に進退可能に配設され、回転駆動機構によって回転駆動される回転軸に配設した、移動規制筒との間で円筒状素材を挟持する挟持筒を有する芯押機構と、移動規制筒と挟持筒との間に、円筒状素材を、該円筒状素材の軸心と主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸の軸心とが一致するように供給、支持し、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態で移動規制筒及び挟持筒によって円筒状素材が挟持されるようにする円筒状素材の供給・支持機構とを備えたことを特徴とする円筒状素材の成形装置。
【請求項４】
芯押機構の回転軸に芯押軸を進退可能に配設したことを特徴とする請求項３記載の円筒状素材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状素材の成形方法及びその装置に関するもので、特に、スチール製ホイール用の円筒状素材に周状の薄肉部分を塑性加工によって成形する円筒状素材の成形方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スチール製ホイールを成形する場合、円筒状素材を主軸の先端に配設した金型に装着し、主軸を回転させながら成形ローラを押し当て、金型の外周面に倣うように塑性加工を施し、所定のホイール形状に成形するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、ホイールは、省エネルギの観点から、強度を考慮した上で、可能な限り軽量化することが望まれている。
このため、大きな強度を必要としない箇所を他の部分より部分的に薄肉に形成した円筒状素材を用いて、スチール製ホイールを成形する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２７１８７８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３０８３４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、特許文献２に記載された成形方法は、部分的に薄肉に形成した平板素材を巻回して端部を溶接することにより、周状の薄肉部分を備えた円筒状素材を得るようにし、この円筒状素材を金型に装着して塑性加工を施し、所定のホイール形状に成形するようにしたもので、大量生産には適するものの、生産設備及びコストの点で、多品種少量生産には、適さないという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２の図４には、円筒状素材に周状の薄肉部分をコールドスピニングやフローフォーミング（以下、「塑性加工」という。）によって形成した後、この円筒状素材を金型に装着して塑性加工を施し、所定のホイール形状に成形する方法も記載されているが、この方法は、多品種少量生産に適する反面、円筒状素材の金型への装着及び金型からの離脱を含む塑性加工に時間を要し、特許文献２にも記載されているように、生産性が低いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の円筒状素材の成形方法の有する問題点に鑑み、上記円筒状素材に周状の薄肉部分を塑性加工によって形成した後、この円筒状素材を金型に装着して塑性加工を施し、所定のホイール形状に成形する方法が有する多品種少量生産に対応できるという利点を生かしながら、円筒状素材の金型への装着及び金型からの離脱を含む塑性加工のサイクルタイムを短縮化することにより、生産性を向上することができるようにしたスチール製ホイール用の円筒状素材に周状の薄肉部分を塑性加工によって成形する円筒状素材の成形方法及びその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】
上記目的を達成するため、本発明の円筒状素材の成形方法は、円筒状素材を回転駆動機構によって回転駆動される主軸機構の主軸に配設した金型に装着し、円筒状素材の一端側の端面を金型の外周側に位置するように主軸に配設した移動規制筒に当接させた状態で、円筒状素材を金型及び移動規制筒と共に回転させながら、成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、該塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させる円筒状素材の成形方法において、移動規制筒と、主軸機構に対向して配設した、回転駆動機構によって回転駆動される芯押機構の回転軸に配設した挟持筒との間に、円筒状素材の供給・支持機構によって、円筒状素材を、該円筒状素材の軸心と主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸の軸心とが一致するように供給、支持し、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態で移動規制筒及び挟持筒によって円筒状素材を挟持するとともに、移動規制筒内から円筒状素材内に金型を挿入することにより、円筒状素材の一端側の端面を移動規制筒に当接させた状態で金型に装着し、挟持筒による円筒状素材の他端側の移動規制を解除して成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、その後、主軸機構の主軸を回転させた状態で移動規制筒内に金型を退避させることにより、塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させることを特徴とする。
この円筒状素材の成形方法は、円筒状素材の供給・支持機構によって静止した状態で供給された円筒状素材を、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態で移動規制筒及び挟持筒によって円筒状素材を挟持するとともに金型に装着し、成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、その後、主軸機構の主軸を回転させた状態で塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させることにより、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態を継続しながら、円筒状素材の金型への装着及び金型からの離脱を含む塑性加工の１サイクルを実施することができる。
【０００９】
この場合において、芯押機構の回転軸に配設した芯押軸を金型の端面に当接させた状態で塑性加工を施すことができる。
芯押軸を金型の端面に当接させることで、金型を、その両端を実質的に支持した状態にして回転させることができる。
【００１０】
また、同じ目的を達成するため、本発明の円筒状素材の成形装置は、回転駆動機構によって回転駆動される主軸に配設した、円筒状素材が装着される金型及び該金型に装着された円筒状素材の一端側の端面が当接することにより移動を規制する金型の外周側に位置する移動規制筒を有する主軸機構と、成形ローラとを備え、円筒状素材を金型及び移動規制筒と共に回転させながら、成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、該塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させる円筒状素材の成形装置において、金型を移動規制筒に対して出、退可能に配設するとともに、主軸機構に対向して、かつ、主軸機構に対して相対的に進退可能に配設され、回転駆動機構によって回転駆動される回転軸に配設した、移動規制筒との間で円筒状素材を挟持する挟持筒を有する芯押機構と、移動規制筒と挟持筒との間に、円筒状素材を、該円筒状素材の軸心と主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸の軸心とが一致するように供給、支持し、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態で移動規制筒及び挟持筒によって円筒状素材が挟持されるようにする円筒状素材の供給・支持機構とを備えたことを特徴とする。
この円筒状素材の成形装置は、円筒状素材の供給・支持機構によって静止した状態で供給された円筒状素材を、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態で移動規制筒及び挟持筒によって円筒状素材を挟持するとともに金型に装着し、成形ローラによって円筒状素材の外周面に他端側から一端側に向けて塑性加工を施し、その後、主軸機構の主軸を回転させた状態で塑性加工を施した円筒状素材を金型から離脱させることにより、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態を継続しながら、円筒状素材の金型への装着及び金型からの離脱を含む塑性加工の１サイクルを実施することができる。
【００１１】
この場合において、芯押機構の回転軸に芯押軸を進退可能に配設することができる。
芯押機構の回転軸に進退可能に配設した芯押軸を金型の端面に当接させることで、金型を、その両端を実質的に支持した状態にして回転させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の円筒状素材の成形方法及びその装置によれば、主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を回転させた状態を継続しながら、円筒状素材の金型への装着及び金型からの離脱を含む塑性加工の１サイクルを実施することができ、円筒状素材の金型への装着及び金型からの離脱を主軸機構の主軸及び芯押機構の回転軸を停止して行う場合のタイムロスをなくし、当該塑性加工のサイクルタイムを短縮化することにより、生産性を向上することができる。
【００１３】
また、芯押軸を金型の端面に当接させることで、金型を、その両端を実質的に支持した状態にして回転させることができ、これにより、金型を安定して回転させ、加工精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の円筒状素材の成形装置の一実施例を示し、（ａ）は一部切り欠き断面の正面図、（ｂ）は供給・支持機構を示す（ａ）のＸ−Ｘ断面の概略図である。
【図２】同円筒状素材の成形装置による成形方法の工程を示す説明図で、（ａ）は初期状態を、（ｂ）は円筒状素材が供給された状態を、（ｃ）は挟持筒が前進して移動規制筒との間で円筒状素材を挟持した状態を、（ｄ）は金型が円筒状素材の内部に進入するとともに、芯押軸が前進して金型の端面に当接した状態を、（ｅ）は加工状態を、（ｆ）は金型が円筒状素材の内部からの退出を開始した状態を、（ｇ）は金型が移動規制筒内に退避し、円筒状素材が落下する状態を示す。
【図３】同円筒状素材の成形装置を２台、互い違いに設置した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の円筒状素材の成形方法及びその装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に、本発明の円筒状素材の成形装置の一実施例を示す。
【００１７】
この円筒状素材の成形装置１は、回転駆動機構Ｍ１によって回転駆動される主軸２０に配設した、円筒状素材Ｗが装着される金型２１及び金型２１に装着された円筒状素材Ｗの一端側Ｗ１の端面が当接することにより移動を規制する金型２１の外周側に位置する移動規制筒２２を有する主軸機構２と、成形ローラＲとを備え、円筒状素材Ｗを金型２１及び移動規制筒２２と共に回転させながら、成形ローラＲによって円筒状素材Ｗの外周面に他端側Ｗ２から一端側Ｗ１に向けて塑性加工を施し、塑性加工を施した円筒状素材Ｗを金型２１から離脱させるように構成され、金型２１を移動規制筒２２に対して出、退可能に配設するとともに、主軸機構２に対向して、かつ、主軸機構２に対して相対的に進退可能に配設され、回転駆動機構Ｍ２によって回転駆動される回転軸３０に配設した、移動規制筒２２との間で円筒状素材Ｗを挟持する挟持筒３１を有する芯押機構３と、移動規制筒２２と挟持筒３１との間に、円筒状素材Ｗを、円筒状素材Ｗの軸心と主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０の軸心とが一致するように供給、支持し、主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０を回転させた状態で移動規制筒２２及び挟持筒３１によって円筒状素材Ｗが挟持されるようにする円筒状素材の供給・支持機構４とを備えるようにしている。
【００１８】
主軸機構２の主軸２０は、回転駆動機構Ｍ１によって回転駆動されるものであれば、特に回転駆動機構Ｍ１との連結方法は限定されないが、本実施例においては、モータの回転動力をプーリ及びタイミングベルトを介して主軸２０に伝達するようにしている。
【００１９】
主軸２０は、架体５上に固定して配設されている軸受機構２３に回転自在に取り付けられている。
また、主軸２０は、筒状に形成されており、内部にシリンダ等の進退機構２４の先端に連結部２５を介して回転自在に連結される金型進退軸２１Ａを配備し、金型２１をこの金型進退軸２１Ａの先端に配設するようにしている。
さらに、金型進退軸２１Ａは、主軸２０に対し、一対のガイド部２６により、周方向には固定されつつ軸方向には摺動可能な状態で支持されており、主軸２０の回転動力がこのガイド部２６を介して金型進退軸２１Ａに伝達されるようにしている。
金型進退軸２１Ａの先端に配設される金型２１の外周側に位置する移動規制筒２２は、主軸２０の先端に配設され、内周面が金型２１の外周面と摺接するようにしている。
【００２０】
金型２１は、金型進退軸２１Ａを進退させる進退機構２４の進退のストロークＳ２に伴って、移動規制筒２２内から突出して円筒状素材Ｗ内に挿入される突出位置と、円筒状素材Ｗ内から移動規制筒２２内に退避する退避位置との間を移動可能に構成されている。
このストロークＳ２の長さは、本実施例のように、金型２１が移動規制筒２２内に退避している状態でその端面が移動規制筒２２の端面と軸心の長手方向の同一の位置にあるととともに、円筒状素材Ｗ内に挿入するとき、その端面が円筒状素材Ｗの他端側Ｗ２の端面位置となるようにする場合は、円筒状素材Ｗの長さと等しくする。
なお、金型２１の端面は、成形ローラＲの成形開始位置まで挿入すればよく、必ずしも円筒状素材Ｗの他端側Ｗ２の端面位置挿入する必要はない。
【００２１】
また、金型２１の外径は、供給される円筒状素材Ｗに挿入できる大きさに設定されているが、金型２１の先端部にテーパ状の面取り部を形成するようにすることが好ましい。
これにより、円筒状素材Ｗの真円度が低い場合等でも、金型２１を円筒状素材Ｗに大きな負荷なく円滑に挿入することができる。
【００２２】
主軸機構２と対向して配備される芯押機構３は、移動規制筒２２との間で円筒状素材Ｗを挟持する挟持筒３１を先端に配設した回転軸３０を備えている。
回転軸３０は、軸受機構２３を介して、架体５上を直線駆動機構３５により軸心方向に駆動可能な軸受機構３３に取り付けられており、軸受機構３３を軸心方向にストロークＳ１だけ移動させることによって、芯押機構３を主軸機構２に対して相対的に進退するようにしている。
また、芯押機構３の回転軸３０は、回転駆動機構Ｍ２によって回転駆動されるものであれば、特に回転駆動機構Ｍ２との連結方法は限定されるものではないが、本実施例においては、主軸２０と同様に、軸受機構２３上に固定されたモータの回転動力をプーリ及びタイミングベルトを介して回転軸３０に伝達するようにしている。
【００２３】
軸受機構３３の軸心方向への移動は、直線駆動機構３５により直線駆動されるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、架体５上に配設するスライドレール上をスライド可能なスライダをシリンダ等で駆動するものなどを利用できる。
この軸受機構３３及び芯押機構３の軸心方向へのストロークＳ１の長さは、円筒状素材Ｗを挟持する前の移動規制筒２２と挟持筒３１との間隔（長さ）から円筒状素材Ｗの長さを差し引いた長さとなる。
【００２４】
なお、本実施例においては、上述したように、主軸２０を架体５上に固定して配設されている軸受機構２３に取り付け、移動規制筒２２を軸心方向に移動させることなく、芯押機構３を軸心方向に移動させて、芯押機構３を主軸機構２に対して相対的に進退するように構成する例で説明したが、芯押機構３の回転軸３０を収納する軸受機構３３を架体５上に固定し、軸受機構２３を架体５上で軸心方向に移動可能に構成することもできる。
【００２５】
芯押機構３の回転軸３０は、主軸２０と同様に筒状に形成し、内部に芯押軸３２を進退可能に配設するようにしている。
この芯押軸３２は、シリンダ等の進退機構３４の先端に連結部３６を介して回転自在に連結され、その先端を金型２１の端面に当接させることで、金型２１を、その両端を実質的に支持した状態にして回転させることができ、これにより、金型２１を安定して回転させ、加工精度を向上することができるようにしている。
さらに、芯押軸３２は、回転軸３０に対し、一対のガイド部３７により、周方向には固定しつつ軸方向には摺動可能な状態で支持されており、回転軸３０の回転動力がこのガイド部３７を介して芯押軸３２に伝達されるようにしている。
【００２６】
また、芯押機構３の回転軸３０の先端に配設した挟持筒３１は、外径が供給される円筒状素材Ｗの径よりも大きく、内径が円筒状素材Ｗの径よりも小さくなるように構成されている。
そして、挟持筒３１の端面が円筒状素材Ｗの他端側Ｗ２に当接して、円筒状素材Ｗを主軸機構２側に移動させ、移動規制筒２２の端面に円筒状素材Ｗの一端側Ｗ１が当接することで、円筒状素材Ｗを挟持するようにしている。
挟持筒３１と移動規制筒２２とによる円筒状素材Ｗの挟持は、軸心方向に固定されている移動規制筒２２に円筒状素材Ｗを当接させ、成形ローラＲによる加工開始点を決定するためのもので、円筒状素材Ｗが挟持筒３１と移動規制筒２２とによる挟持（挟持筒３１による円筒状素材Ｗの主軸機構２側への移動）によって、円筒状素材Ｗが加工開始位置に移動し（このとき、同時に、金型２１が、金型進退軸２１Ａを進退させる進退機構２４の進退のストロークＳ２に伴って、移動規制筒２２内から突出して円筒状素材Ｗ内に挿入される。）、この時点で加工を開始するとともに、挟持筒３１による円筒状素材Ｗの他端側Ｗ２の移動規制を解除するようにしている。
【００２７】
この挟持筒３１による移動規制の解除は、本実施例においては、挟持筒３１を主軸機構２側から離間する方向に移動させることによって行うようにしているが、進退機構３４による主軸機構２側への押圧力を成形ローラＲの他端側Ｗ２から一端側Ｗ１への移動に伴って芯押機構３側へ生じる円筒状素材Ｗの肉流れによる挟持筒３１の端面に与える押圧力以下に設定することによって、成形ローラＲによる加工開始後においても挟持筒３１を移動させることなく移動規制の解除を実質的に行うこともできる。
【００２８】
円筒状素材Ｗの軸心と主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０の軸心とが一致するように供給、支持する供給・支持機構４は、主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０を回転させた状態で移動規制筒２２及び挟持筒３１によって円筒状素材Ｗが挟持されるようにすることができるように構成される。
供給・支持機構４の構成は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、図１（ｂ）に示すように、主軸２０及び回転軸３０の軸心を含む鉛直面を基準に、対向して配設したアーム４１、４１と、このアーム４１、４１に回動自在に備えた回動ローラ４０とから構成されている。
この場合、アーム４１、４１の回動ローラ４０間の距離をアーム４１を水平方向に移動させることで変動させて円筒状素材Ｗを回動自在に支持し、鉛直方向に移動させることで円筒状素材Ｗの軸心と主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０の軸心とが一致するように供給することができる。
【００２９】
成形ローラＲは、円筒状素材Ｗの外周面に他端側Ｗ２から一端側Ｗ１に向けて塑性加工を施すもので、成形ローラＲによる軸心方向の押圧力は主軸機構２の移動規制筒２２の端面によって支持され、薄肉に成形される円筒状素材Ｗの肉は、芯押機構３側に流れる所謂後方絞りを行うものである。
また、成形ローラＲの配設数は、特に限定されるものではないが、本実施例においては、主軸２０及び回転軸３０の軸心を含む鉛直面を基準に、対向して２つ成形ローラＲを配設するようにしている。
【００３０】
次に、円筒状素材の成形装置１による円筒状素材の成形方法について説明する。
この円筒状素材の成形方法は、円筒状素材Ｗを回転駆動機構Ｍ１によって回転駆動される主軸機構２の主軸２０に配設した金型２１に装着し、円筒状素材Ｗの一端側Ｗ１の端面を金型２１の外周側に位置するように主軸２０に配設した移動規制筒２２に当接させた状態で、円筒状素材Ｗを金型２１及び移動規制筒２２と共に回転させながら、成形ローラＲによって円筒状素材Ｗの外周面に他端側Ｗ２から一端側Ｗ１に向けて塑性加工を施すもので、移動規制筒２２と、主軸機構２に対向して配設した、回転駆動機構Ｍ２によって回転駆動される芯押機構３の回転軸３０に配設した挟持筒３１との間に、円筒状素材Ｗの供給・支持機構４によって、円筒状素材Ｗを、円筒状素材Ｗの軸心と主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０の軸心とが一致するように供給、支持し、主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０を回転させた状態で移動規制筒２２及び挟持筒３１によって円筒状素材Ｗを挟持するとともに、移動規制筒２２内から円筒状素材Ｗ内に金型２１を挿入することにより、円筒状素材Ｗの一端側Ｗ１の端面を移動規制筒２２に当接させた状態で金型２１に装着し、挟持筒３１による円筒状素材Ｗの他端側Ｗ２の移動規制を解除して成形ローラＲによって円筒状素材Ｗの外周面に他端側Ｗ２から一端側Ｗ１に向けて塑性加工を施し、その後、主軸機構２の主軸２０を回転させた状態で移動規制筒２２内に金型２１を退避させることにより、塑性加工を施した円筒状素材Ｗを金型２１から離脱させるようにするものである。
【００３１】
これを、図２に示す工程図に基づいて説明する。
まず、軸心方向に固定されているとともに、主軸２０の回転に伴って回転する移動規制筒２２と、軸心方向に移動可能であるとともに、回転軸３０の回転に伴って回転する挟持筒３１との間隔を所定間隔に保った状態（初期状態）（図２（ａ）参照）とし、この状態の移動規制筒２２と挟持筒３１との間に、供給・支持機構４によって、円筒状素材Ｗを、円筒状素材Ｗの軸心と主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０の軸心とが一致するように、かつ、回動可能に支持して供給する（図２（ｂ）参照）。
【００３２】
この状態から芯押機構３の軸受機構３３を、直線駆動機構３５によって主軸機構２側へストロークＳ１だけ移動させることにより、挟持筒３１を移動規制筒２２側に前進させ、円筒状素材Ｗを挟持筒３１及び移動規制筒２２で挟持する（図２（ｃ）参照）。
そして、挟持筒３１の移動による円筒状素材Ｗの挟持動作と並行して、又は挟持後直ちに、移動規制筒２２内から金型２１が突出するように、進退機構２４をストロークＳ２だけ移動させるとともに、芯押機構３の芯押軸３２を主軸機構２側に移動させ、芯押軸３２を金型２１の端面に当接させる（図２（ｄ）参照）。
これにより、供給・支持機構４によって静止状態で回動可能に支持されていた円筒状素材Ｗを、主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０を回転させた状態を継続しながら、金型２１へ装着することができる。
【００３３】
次に、挟持筒３１による円筒状素材Ｗの他端側Ｗ２の移動規制を解除して成形ローラＲによって円筒状素材Ｗの外周面に他端側Ｗ２から一端側Ｗ１に向けて塑性加工を施す（図２（ｅ）参照）。
【００３４】
そして、塑性加工が施された後、主軸機構２の主軸２０を回転させた状態で金型２１の円筒状素材Ｗ内からの退出を開始する（図２（ｆ）参照）。
【００３５】
その後、移動規制筒２２内に金型２１を完全に退避させることにより、塑性加工を施した円筒状素材Ｗを金型２１から離脱させ（図２（ｇ）参照）、初期状態に復帰する。
なお、金型２１から離脱した成形後の円筒状素材Ｗは、次工程に搬出されるものであるが、その搬出方法は、特に限定されるものではなく、本実施例においては、円筒状素材Ｗを自由落下させるとともに、加工時の回転によって落下後に転動させることで次工程に特別な搬送手段を設けることなく搬出するようにしている。
【００３６】
このように、円筒状素材の成形装置１による円筒状素材の成形方法によれば、主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０を回転させた状態を継続しながら、円筒状素材Ｗの金型２１への装着及び金型２１からの離脱を含む塑性加工の１サイクルを実施することができ、円筒状素材Ｗの金型２１への装着及び金型２１からの離脱を主軸機構２の主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０を停止して行う場合のタイムロスをなくし、当該塑性加工のサイクルタイムを短縮化することにより、生産性を向上することができる。
【００３７】
また、図３に示すように、この円筒状素材の成形装置１を２台、互い違いに設置することで、円筒状素材の成形装置１の必要な設置面積を小さくすることができる。
この場合、搬出時に落下する円筒状素材Ｗの回転方向が、次工程に向かって転動する方向となるように、両装置の主軸２０及び回転軸３０の回転方向を調節し、落下した円筒状素材Ｗが搬出路Ｈを転動して、次工程Ｎに搬出されるようにすることもできる。
なお、円筒状素材Ｗの軸心と主軸２０及び芯押機構３の回転軸３０の軸心とが一致するように供給、支持する供給・支持機構４と同様の機構を有する、搬出・支持機構（図示省略）を用いて、成形後の円筒状素材Ｗの搬出を行うようにすることもできる。
【００３８】
以上、本発明の円筒状素材の成形方法及びその装置について、そ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】
【００３９】
本発明の円筒状素材の成形方法及びその装置は、円筒状素材の金型への装着及び金型からの離脱を含む塑性加工のサイクルタイムを短縮化することにより、生産性を向上することができることから、多品種少量生産に適した、円筒状素材に周状の薄肉部分を塑性加工によって形成した後、この円筒状素材を金型に装着して塑性加工を施し、所定のホイール形状に成形するスチール製ホイールの成形に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１    円筒状素材の成形装置
２    主軸機構
２０  主軸
２１  金型
２２  移動規制筒
３    芯押機構
３０  回転軸
３１  挟持筒
３２  芯押軸
４    供給・支持機構
Ｍ１  回転駆動機構
Ｍ２  回転駆動機構
Ｒ    成形ローラ
Ｗ    円筒状素材
【図１】
2013000788.tif 000003
【図２】
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【図３】
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