(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材管を所定の角度に偏角させるスピニング成形方法であって、素材管と成形工具とを相対的に公転させると共に、素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的に偏心させつつ、偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材管に対する成形工具の相対的な軸方向への移動を制御して、素材管と成形工具とを相対的に成形進行方向に移動させることを特徴とするスピニング成形方法。
【請求項２】
素材管に対して成形工具を相対的に、公転させる公転駆動手段、軸方向に移動させる軸方向移動手段、および径方向に移動させることにより偏心させる径方向移動手段を備えてなり、素材管を所定の角度に偏角させるスピニング成形装置であって、偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材管と成形工具とを相対的に軸方向に往復移動させる往復移動手段を設けたことを特徴とするスピニング成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピニング成形方法、およびスピニング成形装置に関し、さらに詳しくは、素材管に対して成形工具を相対的に公転させながら成形進行方向に移動させることにより、素材管を所定の角度に偏角成形するスピニング成形方法およびスピニング成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両の内燃機関などの燃焼機関においては、排気ガスを流通・排出するための排気系システムが接続されている。排気系システムは、燃焼機関から排出されエキゾーストマニホールドから流通される排気ガスを酸化・還元などの化学反応を作用させて浄化処理を行うための触媒コンバータを備えている。
【０００３】
触媒コンバータは、触媒容器の内部に触媒担体を収容することにより構成されている。図２０に示すように、触媒容器１”は、一般に、その長手方向略中央に配置されて触媒担体２を収容する比較的大径の触媒設置部１ａと、両端に配置されて内燃機関の排気管および導出管にそれぞれ接続される比較的小径の接合部１ｂと、触媒設置部１ａの両端部と各接合部１ｂとの間で漸次径が変化するようにロート状に形成されるコーン部１ｃとを備えている。
【０００４】
このような触媒コンバータを製造する場合においては、図１および図２に示した一般的なスピニング成形装置を使用して中空状の素材管１を縮径させて、触媒設置部１ａとコーン部１ｃと接合部１ｂとを一体に成形することが近年行われるようになっている。
【０００５】
図１および図２に示したスピニング成形装置は、概略、素材管１を保持するクランプ手段１１と、素材管１をその径方向に移動させる径方向移動手段１２と、素材管１をその軸方向に移動させる軸方向移動手段１３と、素材管１に対して成形工具であるローラ１０を公転駆動する公転駆動手段１４と、ローラ１０の公転径を変更する公転径変更手段（図示は省略する）と、を備えている。
【０００６】
このような構成のスピニング成形装置を使用して触媒コンバータを製造する場合では、触媒設置部１ａと略同じ径を有する中空状の素材管１をクランプ手段１１に保持させて、公転駆動手段１４によりローラ１０を公転させ、軸方向移動手段１３によってローラ１０を素材管１のスピニング成形開始位置となる触媒設置部１ａとコーン部１ｃとの境界位置に相対的に配置し、図示しない公転径変更手段によって素材管１にローラ１０を押し当てながら軸方向移動手段１３によってローラ１０を素材管１のスピニング成形開始位置から端部に向かって相対的に軸方向に移動させて、素材管１の一方の端部をスピニング成形して縮径させる。そして、触媒担体２をマット３（図２０を参照）に巻回した状態で素材管１のスピニング成形されていない他方の端部から挿入し、この他方の端部を同様にスピニング成形によって縮径させる。
【０００７】
また、図１および図２に示したスピニング成形装置では、スピニング成形時において、素材管１をさらに径方向に移動させることによって、触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して接合部１ｂの中心軸線Ｃ２が並行にずれて偏心するよう成形することもできる。
【０００８】
ところで、触媒容器１”のなかには、排気系システムの配置などの要請から、図２０に示したように、触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対してコーン部１ｃおよび接合部１ｂの中心軸線Ｃ２が最終的に所定の角度θ５を形成するように偏角成形されたものがある。さらに、かかる触媒容器１”のなかには、図１７および図１８に参照されるように、一方のコーン部１ｃおよび接合部１ｂの中心軸線Ｃ２に対して、他方のコーン部１ｃおよび接合部１ｂの中心軸線Ｃ２が、触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１回りに所定の角度αを形成して、位相を異ならせるように偏角成形されるものもある。
【０００９】
素材管にスピニング加工を施して、中心軸線に対して所定の角度で偏角させるための従来の技術としては、特開平１１−１５１５３５号公報に開示されているように、ワーク（素材管）の管軸とロール（成形工具）の公転軸を相対的に傾斜させてスピニング加工を施すことを特徴とする管端の成形方法、および、ワークの管軸とロールの公転軸を相対的に傾斜させることを特徴とする管端の成形方法とその装置が知られている。さらに、当該公報には、上記ロールはそのロール公転軸を中心に公転させるとともに公転軸を中心とする放射方向に移動させ、ワークは、その管軸を中心として回転しないように保持することも記載されている。
【００１０】
そして、当該公報においては、ワークの管軸とロールの公転軸を相対的に傾斜させるために、ワークを保持するクランプ装置にモータ等のワークの傾動手段を設けて、この傾動手段によってクランプ装置を回転させることが記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術にあっては、図２０に示すように、コーン部および接合部の中心軸線を触媒設置部の中心軸線に対して偏角成形すべくスピニング加工を行うときに、ワーク（素材管）の管軸とロール（成形工具）の公転軸を相対的に傾斜させるために、スピニング成形装置のワークを保持するクランプ装置にモータ等のワークの傾動手段を設ける必要があり、スピニング成形装置の小型化やコスト削減を図ることができなかった。
【００１２】
また、上記従来の技術のように、傾動手段によってクランプ手段を回転させてワークの管軸とロールの公転軸を相対的に傾斜させてスピニング成形を行なう場合には、図２０に示したように、触媒容器１”の触媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋが触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１と略直交することがなく傾斜するように成形される。一方、触媒設置部１ａに収容される触媒担体２は、その端面が中心軸線と略直交する略円筒形であるのが一般的である。そのため、触媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋと、触媒担体２の端面との間には、位置によって距離が異なるクサビのような空間Ｓが形成されることとなる。このようにスピニング成形品された製品を上述したように触媒コンバータの触媒容器１”に使用する場合、排気ガスは、コーン部１ｃから上記クサビのような空間Ｓ内で位置によって距離が異なる空間を介して、触媒担体２の端面に導入される。そのため、排気ガスを触媒担体２の端面全体から均等に導入させることができず、排気ガスの浄化効率を向上させることができないなどの問題もあった。さらに、図２０に示したように、触媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋが触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して傾斜するように成形された触媒容器１”にあっては、境界面と触媒担体の端面との間にクサビ状の空間Ｓが形成されるため、全体の長さＬ”が長くなり、触媒コンバータを設置する場所に大きなスペースを要するという問題や、触媒容器を成形するために多量の素材を要するなどの問題があった。
【００１３】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、従来の技術のように素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的に傾斜させることなく、素材管を容易に偏角させることができるスピニング成形方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、従来の技術のようなワークの傾動手段を設けることなく、素材管を容易に偏角させることができ、もって、小型で安価に製作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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１のスピニング加工方法に係る発明は、上記目的を達成するため、素材管を所定の角度に偏角させるスピニング成形方法であって、素材管と成形工具とを相対的に公転させると共に、素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的に偏心させつつ、偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材管に対する成形工具の相対的な軸方向への移動を制御して、素材管と成形工具とを相対的に成形進行方向に移動させることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２のスピニング成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、素材管に対して成形工具を相対的に、公転させる公転駆動手段、軸方向に移動させる軸方向移動手段、および径方向に移動させることにより偏心させる径方向移動手段を備えてなり、素材管を所定の角度に偏角させるスピニング成形装置であって、偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材管と成形工具とを相対的に軸方向に往復移動させる往復移動手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１の発明では、素材管と成形工具とを相対的に公転させながら、偏心させる方向と反対方向に素材管の中心軸線を成形工具の公転中心軸線から相対的に遠ざけるように偏心させつつ、素材管と成形工具とを相対的に成形進行方向に移動させる。そして、素材管に対する成形工具の周方向位置が偏角方向内側から偏角方向外側に向うときには、素材管に対して成形工具を相対的に軸方向に移動させ、また、偏角方向外側から偏角方向内側に向うときには、素材管に対して成形工具が相対的に軸方向に移動しないように、あるいは素材管に対して成形工具が相対的に軸方向に反対側へ移動するように、制御する。これにより、素材管の材料が偏角方向外側で軸方向に延伸するように、あるいは偏角方向内側で軸方向に収縮するように流動されるため、素材管を所定の角度に偏角成形することとなる。さらに、素材管に対する成形工具の周方向位置が偏角方向内側から偏角方向外側に向うとき、または、偏角方向外側から偏角方向内側に向うときの成形工具の軌跡が成形方向に対して略直角の関係となるため、成形工具により素材管が適切に押圧されて精度よく縮径される。なお、素材管に対する成形工具の相対的な軸方向への移動量や、素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線との偏心ピッチ等を変化させることによって、素材管の偏角角度を変化させる。
【００１７】
請求項２の発明では、公転駆動手段によって素材管に対して成形工具を相対的に公転させながら、軸方向駆動手段によって素材管と成形工具とを相対的に軸方向に移動させると同時に、径方向移動手段によって素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的に偏心させて成形進行方向に相対的に移動させるよう制御する。このとき、往復移動手段によって、成形工具の素材管に対する周方向位置が偏角方向内側から偏角方向外側に向うときには、素材管に対して成形工具を相対的に軸方向に移動させ、また、偏角方向外側から偏角方向内側に向うときには、素材管に対して成形工具が相対的に軸方向に移動しないように、あるいは素材管に対して成形工具が相対的に軸方向に反対側へ移動するように、成形工具の軸方向の往復移動を制御する。これにより、素材管の材料が偏角方向外側で軸方向に延伸するように、あるいは偏角方向内側で軸方向に収縮するように流動させるため、素材管が所定の角度に偏角成形されることとなる。さらに、素材管に対する成形工具の周方向位置が偏角方向内側から偏角方向外側に向うとき、または、偏角方向外側から偏角方向内側に向うときの成形工具の軌跡が成形方向に対して略直角の関係となるため、成形工具が素材管を適切に押圧する。なお、素材管に対する成形工具の相対的な軸方向への移動量や、素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線との偏心ピッチ等を変化させて制御することによって、素材管の偏角角度は変化する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明のスピニング成形方法に使用されるスピニング成形装置を図１および図２に基づいて説明する。なお、この実施の形態では、素材管１をスピニング成形して触媒コンバータを製造する場合により説明するが、本発明はこの実施の形態に限定されることなく、他の目的に使用される中空の部材を製造する場合にも適用することができる。同一符号は、同一部分または相当する部分を示すものとする。
【００１９】
この実施の形態で使用されるスピニング成形装置は、概略、素材管１を保持するクランプ手段１１と、素材管１をその径方向に移動させる径方向移動手段１２と、素材管１をその軸方向に移動させる軸方向移動手段１３と、素材管１に対して成形工具としてのローラ１０を公転駆動する公転駆動手段１４と、ローラ１０の公転径を変更する公転径変更手段（図示は省略する）と、を備えている。公転駆動手段１４は基台２０の一方側に設けられ、クランプ手段１１、径方向移動手段１２、および軸方向移動手段１３は、基台２０の他方側に設けられている。
【００２０】
公転駆動手段１４は、基台２０上のコラム２０ａに回転可能に支持されその端面にローラ１０を公転径方向に移動可能に支持するスピンドル２１と、所定の回転数で回転駆動制御することが可能なモータ２２と、このモータ２２の回転駆動力をスピンドル２１に伝達するための、スピンドル２１に設けられたプーリ２３とモータ２２の回転軸に設けられたプーリ２４との間に巻き掛けられたベルトなどの巻き掛け伝動機構２５と、により構成されていている。図１および図２に示した実施の形態の場合、ローラ１０は単一でスピンドル２１に支持されており、そのローラ１０の対角線位置にはカウンタバランサ２６が支持されている。図示しない公転径変更手段によって、ローラ１０およびカウンタバランサ２６はスピンドル２１の径方向に移動される。なお、図に示された一点鎖線ＣＫは、ローラ１０の公転中心軸線を表している。
【００２１】
軸方向移動手段１３は、基台２０上にローラ１０の公転中心軸線ＣＫと平行に配設された一対のガイドレール３０と、両ガイドレール３０の間に並行に且つ軸回りに回転可能に配設されたボールネジ軸３１と、ボールネジ軸３１の一端に接続されてそのボールネジ軸３１を軸回りに回転駆動するサーボモータ３２と、ガイドレール３０上に摺動可能に載置された軸方向移動台３３と、軸方向移動台３３の下面に設けられボールネジ軸３１に螺合されたボールネジナット３４と、により構成されている。サーボモータ３２を回転駆動すると、ボールネジ軸３１に螺合されたボールネジナット３４を介して軸方向移動台３３が軸方向（図１および図２の左右方向）に任意の速度で任意の位置まで移動されることとなる。
【００２２】
径方向移動手段１２は、この実施の形態の場合、軸方向移動台３３上にローラ１０の公転中心軸線ＣＫと直交するように配設された一対のガイドレール４０と、両ガイドレール４０の間に並行に且つ軸回りに回転可能に配設されたボールネジ軸４１と、ボールネジ軸４１の一端に接続されてそのボールネジ軸４１を軸回りに回転駆動するサーボモータ４２と、ガイドレール４０上に摺動可能に載置された径方向移動台４３と、径方向移動台４３の下面に設けられボールネジ軸４１に螺合されたボールネジナット４４と、により構成されている。サーボモータ４２を回転駆動すると、ボールネジ軸４１に螺合されたボールネジナット４４を介して径方向移動台４３が径方向（図１および図２の上下方向）に任意の速度で任意の位置まで水平に移動されることとなる。なお、径方向移動手段１２は、上述したように径方向移動台４３を水平に移動させる実施の形態に限定されることなく、垂直方向に昇降させるなど、ローラ１０の公転中心軸線ＣＫに対して直交する方向であれば、他の方向に移動させるよう構成することもできる。
【００２３】
クランプ手段１１は、図１４に参照されるように、素材管１を把持する複数の爪からなるコレットチャック（５０）が、径方向移動台４３上に設けられたフレーム（５１）に支持されている。
【００２４】
次に、本発明のスピニング成形方法の実施の一形態を、以上のように構成されたスピニング成形装置を使用した場合により、図３〜図９に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
本発明のスピニング成形方法は、概略、素材管１と成形工具であるローラ１０とを所定の径で相対的に公転させながら、素材管１の中心軸線Ｃ１とローラ１０の公転中心軸線ＣＫとを相対的に偏心させると同時に素材管１とローラ１０とを相対的に軸方向に移動させて、素材管１とローラ１０とを相対的に成形進行方向に移動させるもので、この成形進行方向移動時において、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側から偏角方向外側に向うときには、素材管１に対してローラ１０を相対的に軸方向に移動させ、また、偏角方向外側から偏角方向内側に向うときには、素材管１に対するローラ１０の相対的な軸方向の移動を停止させるように、軸方向移動手段１３を制御することにより、素材管１の端部をスピニング成形しない部分の中心軸線Ｃ１に対して所定の角度に偏角させるものである。
【００２６】
図３は、本発明により素材管１を偏角させる原理を説明するために、図４から図８にそれぞれ示した１回の工程（１パス）を模式的に示した図であるが、素材管１を基準として、ローラ１０が素材管１の中間部から端部に向かって移動するように示されていることに注意されたい。ここで、偏角方向内側とは、図３において、素材管１の偏角成形される部分の上方を指し、偏角方向外側とは、素材管１の偏角成形された部分の下方を指す。
【００２７】
素材管１をスピニング加工により偏角成形して触媒コンバータを製造するするに際しては、最初に、触媒設置部１ａと略同じ径の素材管１を用意して、かかる素材管１をクランプ手段１１のコレットチャック５０に把持させる。このとき、素材管１は、その中心軸線Ｃ１とローラ１０の公転中心軸線ＣＫとが同一直線上に位置するように、径方向移動手段１２によって配置されている。この状態で、素材管１の軸方向に関して、ローラ１０が素材管１のスピニング成形の開始地点に位置するように軸方向移動手段１３のサーボモータ３２を駆動して素材管１を移動させ、ローラ１０を素材管１に対して所定量押し込むように図示しない公転径変更手段によってローラ１０の公転径を調整すると共に公転駆動手段１４のモータ２２を駆動して、ローラ１０の公転径を所定に維持して公転させながら、径方向移動手段１２のサーボモータ４２を駆動して公転するローラ１０に対して素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３のサーボモータ３２を駆動して公転するローラ１０から素材管１を抜くように概ね移動させる。ここで、成形進行方向とは、公転するローラ１０に対する素材管１の、径方向移動手段１２による径方向への偏心移動と軸方向移動手段１３による軸方向への移動とを合成した方向を云う。
【００２８】
このとき、軸方向移動手段１３のサーボモータ３２は、より正確には、図３に示すように、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…にそれぞれ向うときに、素材管１の中間部側から端部側に向かってローラ１０が相対的に軸方向に移動するように、また、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…にそれぞれ向かうときに、素材管１に対してローラ１０が軸方向に移動しないように、ローラ１０の素材管１に対する周方向位置と同期して駆動制御される。
【００２９】
これにより、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…に向うときに、素材管１の材料が偏角方向外側で軸方向に延伸されるように流動するため、従来の技術のように素材管１の中心軸線Ｃ１とローラ１０の公転中心軸線ＣＫを相対的に傾斜させることなく、図１および図２に示された従来から知られている一般的なスピニング成形装置を使用して、素材管１の端部が偏角成形されることとなる。そして、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…に向うときのローラの軌跡は、偏角しようとする中心軸線Ｃ２に対して直角となるため、素材管１を適切に押圧して精度よく縮径することとなる。
【００３０】
図４〜図８は、素材管１から触媒容器１’のコーン部１ｃと接合部１ｂとを連続した一体に偏角成形する様子を工程順に示したもので、図４においては、スピニング成形の開始地点は、触媒容器１’の触媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界地点に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ１となるように図示しない公転径変更手段が設定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチがｐ１となるように、公転駆動手段１４および軸方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されており、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）が所定の角度θ１となるように、軸方向移動手段１３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されている。そして、図示しない公転径変更手段によって設定された公転径Ｒ１となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置に押し付けながら公転駆動手段によって公転させると共に（図４の左方を参照）、上述したように、径方向移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３によってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０に対する素材管１の軸方向の移動および停止を繰り返しながら端部まで抜いて１回の工程が終了すると（図４の右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピニング成形された部分は、その中心軸線（成形進行方向）Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ１の角度に偏角され、また境界地点の近傍が僅かに縮径されて、そこから先端が所定の径に縮径成形されることとなる。その後、図示しない公転径変更手段によってローラ１０を素材管１に接触させないように径方向外側へ開かせて、軸方向移動手段１３および径方向移動手段１２を駆動することによって次の工程のスピニング成形の開始地点にローラ１０が相対的に位置するように素材管１を所定の位置（後述する）に戻す。
【００３１】
次いで、２回目の工程では、図５に示すように、スピニング成形の開始地点が１回目の工程による縮径終了位置に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ２（≦Ｒ１）となるように図示しない公転径変更手段が設定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチがｐ２（≧ｐ１）となるように、公転駆動手段１４および軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定されており、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）が所定の角度θ２（≧θ１）となるように、軸方向移動手段１３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されている。そして、図示しない公転径変更手段によって設定された公転径Ｒ２となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置に押し付けながら公転駆動手段によって公転させると共に（図５の左方を参照）、上述したように、径方向移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３によってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０に対する素材管１の軸方向の移動および停止を繰り返しながら端部まで抜いて２回の工程が終了すると（図５の右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピニング成形された部分は、その中心軸線（成形進行方向）Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ２の角度に偏角され、また境界地点の近傍が僅かに縮径されて、そこから先端が所定の径に縮径成形されることとなる。その後、１回目の工程と同様に、ローラ１０を開かせて次の工程のスピニング成形の開始地点にローラ１０が相対的に位置するように素材管１を所定の位置に戻す。
【００３２】
３回目の工程では、図６に示すように、スピニング成形の開始地点が２回目の工程による縮径終了位置に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ３（≦Ｒ２）となるように図示しない公転径変更手段が設定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチがｐ３（≧ｐ２）となるように、公転駆動手段１４および軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定されており、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）を所定の角度θ３（≧θ２）となるように、軸方向移動手段１３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されている。図示しない公転径変更手段によって設定された公転径Ｒ３となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置に押し付けながら公転駆動手段１４によって公転させると共に（図６の左方を参照）、上述したように、径方向移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３によってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０に対する素材管１の軸方向の移動および停止を繰り返しながら端部まで抜いて３回の工程が終了すると（図６の右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピニング成形された部分は、その中心軸線（成形進行方向）Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ３の角度に偏角され、また境界地点から連続して縮径されて、そこから先端が所定の径に縮径成形されることとなる。その後、１回目および２回目の工程と同様に、ローラ１０を開かせて次の工程のスピニング成形の開始地点にローラ１０が相対的に位置するように素材管１を所定の位置に戻す。
【００３３】
４回目の工程では、図７に示すように、スピニング成形の開始地点が３回目の工程による縮径終了位置に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ４（≦Ｒ３）となるように図示しない公転径変更手段が設定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチがｐ４（≧ｐ３）となるように、公転駆動手段１４および軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定されており、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）を所定の角度θ４（≧θ３）となるように、軸方向移動手段１３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されている。図示しない公転径変更手段によって設定された公転径Ｒ４となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置に押し付けながら公転駆動手段１４によって公転させると共に（図７の左方を参照）、上述したように、径方向移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３によってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０に対する素材管１の軸方向の移動および停止を繰り返しながら端部まで抜いて４回の工程が終了すると（図７の右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピニング成形された部分は、その中心軸線（成形進行方向）Ｃ２が素材管１の中心軸線Ｃ１に対してθ４の角度に偏角され、また境界地点から先端近傍までが連続して縮径されて、そこから先端が所定の径に縮径成形されることとなる。その後、１回目〜３回目の工程と同様に、ローラ１０を開かせて次の工程のスピニング成形の開始地点にローラ１０が相対的に位置するように素材管１を所定の位置に戻す。
【００３４】
５回目の工程では、図８に示すように、スピニング成形の開始地点が４回目の工程による縮径終了位置に設定されており、ローラ１０の公転半径がＲ５（≦Ｒ４）となるように図示しない公転径変更手段が設定されており、偏角方向内側の位置Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側の位置Ｐ２、Ｐ４…への軸方向の移動ピッチがｐ５（≧ｐ４）となるように、公転駆動手段１４および軸方向移動手段１３の駆動速度比率が設定されており、また、素材管１の抜き方向（成形進行方向）を所定の角度θ５（≧θ４）となるように、軸方向移動手段１３と径方向移動手段１２の駆動速度比率が設定されている。図示しない公転径変更手段によって設定された公転径Ｒ５となるまでローラ１０を素材管１の成形開始位置に押し付けながら公転駆動手段１４によって公転させると共に（図８の左方を参照）、上述したように、径方向移動手段１２によって公転するローラ１０に対して素材管１を偏心移動させると同時に、軸方向移動手段１３によってローラ１０の周方向位置に同期させてローラ１０に対する素材管７の軸方向の移動および停止を繰り返しながら端部まで抜いて５回の工程が終了すると（図８の右方を参照）、素材管１の境界地点から端部までのスピニング成形された部分は、素材管１の中心軸線Ｃ１に対するその中心軸線（成形進行方向）Ｃ２が最終形状であるθ５の角度に偏角され、また境界地点から連続して縮径されてコーン部１ｃを形成し、先端が所定の径に成形されて接合部１ｂを形成することとなる。
【００３５】
その後、所定の径に縮径成形された先端の接合部１ｂは、図９に示すように、必要に応じて所定の長さにカットされる。そして、触媒コンバータを製造する場合には、素材管１のスピニング成形されていない他端から触媒担体２を例えばマット３（図１９を参照）で巻回した状態で挿入し、その他端も上述したようにスピニング成形する（図１６（ｄ）を参照）。
【００３６】
なお、本発明は、上述した回数の工程に限定されることはなく、素材管１の偏角成形する角度などに応じて変更することができる。また、本発明は、上述したスピニング成形装置を使用する場合に限定されることはなく、例えば、素材管１に対してローラ１０が軸方向および／または径方向に移動するよう構成されたスピニング成形装置を使用する場合にも適用することができる。さらに、軸方向移動手段１３の駆動制御は、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…にそれぞれ向うときに、素材管１の中間部側から端部側に向かってローラ１０を相対的に軸方向に移動させ、または、素材管１に対してローラ１０を軸方向に移動させることなく、一方、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…にそれぞれ向かうときに、素材管１に対してローラ１０を軸方向に移動させることなく、または、素材管１の端部側から中間部側に向かってローラ１０を相対的に軸方向に移動させるように、ローラ１０の素材管１に対する周方向位置と同期して駆動制御される。
【００３７】
次に、本発明のスピニング成形装置の実施の一形態を、図１０および図１１に基づいて詳細に説明する。なお、上述したスピニング成形装置と異なる部分について説明し、同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
本発明のスピニング成形装置は、概略、素材管１を保持するクランプ手段１１と、素材管１をその径方向に移動させる径方向移動手段１２と、素材管１をその軸方向に移動させる軸方向移動手段１３と、素材管１に対して成形工具であるローラ１０を公転駆動する公転駆動手段と、ローラ１０の公転径を変更する公転径変更手段（図示は省略する）と、を備えており、さらに、偏角させる方向に応じて、公転するローラ１０の素材管１に対する周方向の位置と同期して、素材管１とローラ１０とを相対的に軸方向に往復移動させる往復移動手段１５が設けられている。なお、図１０においては、説明の都合により、往復移動手段１５を実際の位相と異なるように示したことに注意されたい。
【００３９】
図１０に示すように、公転駆動手段１４のスピンドル２１は、コラム２０ａに対して回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持されており、また、プーリ２３が相対回転不能に且つ軸方向に摺動可能に設けられている。
【００４０】
スピンドル２１には軸方向にキー溝２１ａが形成されており、プーリ２３の内側にはキー２３ａが取付けられている。プーリ２３のキー２３ａがスピンドル２１のキー溝２１ａに摺動可能に係合されていることにより、プーリ２３に対してスピンドル２１が相対回転不能に、且つ軸方向に移動できるように構成されている。
【００４１】
往復移動手段１５は、スピンドル２１の後方端（図１０における左方端）に回転可能に設けられたガイドローラ６０と、このガイドローラ６０が内接されるリング部材６１と、偏角成形する方向に応じてリング部材６１を俯仰させるように支持する固定部材６２および、リング部材６１を軸方向に制御可能に移動させるリング部材俯仰駆動機構６３と、を備えている。
【００４２】
スピンドル２１の後方端の中心軸線から所定長さだけ離れた位置には支持軸２１ｂが設けられており、この支持軸２１ｂにガイドローラ６０が回転可能に取付けられている。ガイドローラ６０の外周面は、リング部材６１に係合し得る形状に成形されている。リング部材６１は固定部材６２に対して俯仰可能に係合されており、この固定部材６２に係合した部分と反対側の部分は可動部材６５に係合されている。リング部材俯仰駆動機構６３は、可動部材６５に設けられたボールネジナット６６と、ボールネジナット６６が螺合されるボールネジ軸６７と、このボールネジ軸６７を軸回りに回転駆動するサーボモータ６８とにより構成されている。サーボモータ６８を任意の方向に所定量駆動することによって、可動部材６５が軸方向に移動されて、リング部材６１が所定の角度に傾動し、このリング部材６１にガイドローラ６０が内接していることにより、ローラ１０がその公転と同期して軸方向に移動することとなる。なお、リング部材６１の傾動する方向は、素材管１を偏角成形する方向に応じて設定される。
【００４３】
本発明の往復移動手段１５は、上述した実施の形態に限定されることはない。図示は省略するが、例えば、固定部材６２に代えて、リング部材６１の中心から可動部材６５への方向と直交する方向の外側位置に軸を設け、かかる軸を回転可能に支持することによりリング部材６１を回動させるように構成することもできる。また、リング部材６１とガイドローラ６０に替えて、カムとカムフォロワなどによって構成することもでき、さらには、スピンドル２１の後方端にボールネジ機構を設けて、スピンドル２１の軸方向位置を直接制御するよう構成することもできる。
【００４４】
次に、以上のように構成されたスピニング成形装置を使用する場合により、本発明のスピニング成形方法の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態と異なる部分のみについて説明し、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
上述した実施の形態では、ローラ１０の公転と同期して素材管１に対するローラ１０の周方向位置に応じた軸方向の移動を、軸方向移動手段１３の制御のみによって行っていたが、この実施の形態では、軸方向移動手段１３によってローラ１０から抜くように移動される素材管１に対して、往復移動手段１５によってローラ１０をその公転と同期して周方向位置に応じて軸方向に移動させる。
【００４６】
図１１に示すように、往復移動手段１５のリング部材６１は、ローラ１０が素材管１の偏角方向内側にあるときに前進（図１１の実線を参照）し、素材管１の偏角方向内側にあるときに後退（図１１の鎖線を参照）するように、傾動されている。そして、軸方向移動手段１３は、ローラ１０が後退した位置から前進した位置に移動するときの速度と略同じ速度で素材管１を軸方向に反対側へ移動させるよう設定されている。
【００４７】
このように構成されたスピニング成形装置では、図３に示したように、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…にそれぞれ向うときに、ローラ１０が後退して素材管１の中間部側から端部側に向かってローラ１０が抜かれるように軸方向に相対的に移動し、また、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…にそれぞれ向うときにはローラ１０が前進するが、軸方向移動手段１３によって素材管１が軸方向に移動されてローラ１０の前進移動が相殺されるために、ローラ１０と素材管１の軸方向に関する相対位置が変わらず、したがって、素材管１に対してローラ１０が軸方向に移動しない。
【００４８】
そのため、この実施の形態においても、上述した実施の形態と同様に素材管１をローラ１０によって偏角成形することができる。しかしながら、上述した実施の形態においては、ローラ１０と素材管１の軸方向に関する移動を軸方向移動手段１３のサーボモータ３２の駆動によってのみ制御するため、構成が簡単ではあるが、ローラ１０の公転速度が速い場合にはそのローラ１０の公転に軸方向移動手段１３のサーボモータ３２を追従させて制御することが困難となる。したがって、上述した実施の形態は、ローラ１０の公転速度が比較的低い場合に有効となる。一方、この実施の形態においては、往復移動手段１５によってローラ１０が公転と同期して確実に前進・後退するため、ローラ１０の公転速度が速い場合に有効となる。
【００４９】
次に、本発明のスピニング成形装置の公転駆動手段１４と往復移動手段１５の別の実施の形態を図１２および図１３に基づいて説明する。なお、この実施の形態においては、上述した実施の形態と同様または相当する部分についてはその説明を省略し、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００５０】
この実施の形態においては、公転駆動手段１４のスピンドル２１がコラム２０ａに対して軸方向に移動することなく回転可能に支持されており、スピンドル２１の中央にはドローバ７０が相対回転不能に且つ軸方向に移動可能に担持されている。スピンドル２１の前端面には、図示しない径方向移動手段によって径方向に移動される一対の支軸７１が軸方向に延びるように設けられており、この支軸７１には、ローラ１０を回転可能に支持するスリーブ７２がそれぞれ嵌挿されている。ドローバ７０の先端と一方のスリーブ７２とは連結部材７３によって連結されている。スピンドル２１の前端面にはブラケット７４が設けられており、このブラケット７４には一方のスリーブ７２と他方のスリーブ７２とを連結するリンク７５の中央部が揺動可能に数着されている。なお、図１２においては、リンク７５と接続されるブラケット７６をスリーブ７２にそれぞれ設けた場合を示し、図１３においては、リンク７５と接続されるピン７７をスリーブ７２にそれぞれ設けた場合を示している。いずれの場合も、リンク７５に長穴７５ａが成形されており、図示しない公転径変更手段によるローラ１０の径方向の移動を妨げることなく、支軸７１に対してスリーブ７２を軸方向に駆動することができるよう構成されている。ドローバ７０の後端には往復移動手段１５が設けられている。
【００５１】
このように構成されたスピニング成形装置を使用するに際しては、往復移動手段１５のリング部材６１を所定の姿勢に径動させた状態で、公転駆動手段１４のモータ２２によりスピンドル２１を回転させる。スピンドル２１の回転に伴ってリング部材６１に内接されたガイドローラ６０が回転し、ドローバ７０が軸方向に往復移動されると、これに連結された一方のローラ１０が軸方向に往復移動し、中央がブラケット７４に枢着されたリンク７５によって連結された他方のローラ１０は、一方のローラ１０と対称的に軸方向に往復移動されることとなる。したがって、図１２において、ガイドローラ６０がリング部材６１の下方に内接している状態（鎖線を参照）では、ドローバ７０が右方に突出されるように移動して、一方のローラ１０が上方に実線で示された軸方向位置に移動し、他方のローラ１０が下方に同じく実線で示された軸方向位置に移動する。
【００５２】
このとき、径方向移動手段１２および軸方向移動手段１３により、素材管１は、偏心移動されると共に公転するローラ１０から抜かれるように軸方向に移動される。そのため、両ローラ１０、１０は、上述した実施の形態と同様に、図３に示したように、それぞれその周方向位置が偏角方向内側Ｐ１、Ｐ３…から偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…に向うときに、素材管１の中間部側から端部側に向かって相対的に軸方向に移動するように、また、それぞれの周方向位置が偏角方向外側Ｐ２、Ｐ４…から偏角方向内側Ｐ３、Ｐ５…に向かうときに、素材管１に対してローラ１０が軸方向に移動しないように、ローラ１０の素材管１に対する周方向位置と同期して駆動制御される。これにより、素材管１の端部は、素材管１が適切に押圧されて精度よく縮径されると共に、偏角成形されることとなる。そして、この実施の形態においては、一対のローラ１０、１０を使用するため、スピニング成形を短時間で効率よく行うことができる。
【００５３】
次に、本発明のスピニング成形装置のクランプ手段１１の別の実施の形態を説明するが、これに先だって、このようなクランプ手段１１を設けることが望ましい製品を図１７および図１８に基づいて説明する。
【００５４】
図１７および図１８は、素材管１をスピニング加工により偏角成形した触媒コンバータを示したもので、触媒コンバータを設置する条件などにより、触媒容器１’の一方のコーン部１ｃおよび接合部１ｂに対して他方のコーン部１ｃおよび接合部１ｂが角度αを有するねじれの位置関係に成形する必要がある場合もある。このような場合、素材管１の一方の端部を上述したようにスピニング成形により偏角したコーン部１ｃおよび接合部１ｂを成形し、その後、素材管１の他方端から触媒担体２をマット３（図１９を参照）に巻回した状態で挿入し、他方の端部を一方の端部に対して角度αとなるような姿勢で保持して、かかる他方の端部を同様にスピニング成形により偏角成形してコーン部１ｃおよび接合部１ｂを成形する。
【００５５】
図１４および図１５、または図１６に示した実施の形態におけるクランプ手段１１は、素材管１の一端および他端をそれぞれローラ１０によってスピニング成形し得るように、クランプ手段１１のフレーム５１を回転させて位置決めする回転手段５２と、素材管１をその中心軸線Ｃ１回りに回転駆動して位相を変更する位相変更手段５３と、を備えている。
【００５６】
回転手段５２は、径方向移動台４３とフレーム５１の間に介装されてなるもので、コレットチャック５０に把持された素材管１の中心軸線Ｃ１がローラ１０の公転中心軸線ＣＫと並行となるように、径方向移動台４３に対してフレーム５１を矢印Ｘ方向に１８０度回転させて位置決めする。
【００５７】
図１４および図１５に示された実施の形態における位相変更手段５３は、コレットチャック５０がフレーム５１に対して軸回りに回転可能に支持されており（図１４および図１５の矢印Ｙを参照）、コレットチャック５０がウォームホイール５５内に設けられており、このウォームホイール５５と噛合されるウォーム５６、およびこのウォーム５６を駆動するためのモータ５７がフレーム５１に設けられて構成されている。
【００５８】
このように構成されたクランプ手段１１では、素材管１の一方の端部の偏角成形が完了すると、モータ５７を駆動してウォーム５６を軸回りに回転させ、ウォームホイール５５内に設けられたコレットチャック５０に把持された素材管１をその軸周りに矢印Ｙ方向へ角度αだけ回転させる。そして、素材管１の他方の端部をスピニング成形し得るように、回転手段５２によってフレーム５１を径方向移動台４３に対して矢印Ｘ方向へ１８０度回転させる。なお、フレーム５１を径方向移動台４３に対して矢印Ｘ方向へ１８０度回転させた後に、素材管１をその軸周りに矢印Ｙ方向へ角度αだけ回転させてもよい。
【００５９】
図１６に示された実施の形態における位相変更手段５３は、フレーム５１のローラ１０側とは反対側に設けられたチャックシリンダ５８と、このチャックシリンダ５８を矢印Ｙ方向（図１６（ｂ）を参照）に回動可能に支持するロータリシリンダ５９とを備え、ロータリシリンダ５９がフレーム５１に対して近接・遠退移動可能に設けられてなるものである。
【００６０】
このように構成されたクランプ手段１１では、素材管１の一方の端部の偏角成形が完了すると、図１６の（ａ）に示すように、チャックシリンダ５８を開いた状態でロータリシリンダ５９をフレーム５１に近接移動させると共に、コレットチャック５０をアンクランプ状態としておき、次いで図１６の（Ｂ）に示すように、チャックシリンダ５８を閉じて素材管１の他方の端部を把持し、ロータリシリンダ５９の駆動によって矢印Ｙ方向に所定角度αだけ回転させ、コレットチャック５０をクランプ状態にして、素材管１を把持する。その後図１６の（ｃ）に示すように、チャックシリンダ５８を開いてロータリシリンダ５９をフレーム５１から遠退移動させ、素材管１の他方の端部をスピニング成形し得るように、回転手段５２によってフレーム５１を径方向移動台４３に対して矢印Ｘ方向へ１８０度回転させ、このときまでに素材管１の端部からマット３を巻回した状態の触媒担体２を素材管１の他方端から挿入し、図１６の（ｄ）に示すように、ローラ１０によって素材管１の他方の端部も同様にスピニングにより偏角成形してコーン部１ｃおよび接合部１ｂを成形する。
【００６１】
本発明のクランプ手段１１は、そのフレーム５１が径方向移動台４３に対して１８０度回転して位置決めすることができるように構成するだけでよく、従来の技術のように所定の角度に傾動させるような複雑な構成は必要ない。
【００６２】
次に、本発明により成形される触媒コンバータの実施の一形態を、上述したスピニング加工方法に従ってスピニング加工装置を用いて製造した場合よって詳細に説明する。本発明により成形される触媒コンバータは、概略、触媒容器１’内に触媒担体２が設置されてなり、触媒容器１’が、触媒担体２を収容する比較的大径の触媒設置部１ａと、端部に配置された比較的小径の接合部１ｂと、触媒設置部１ａと接合部１ｂとの間で漸次径が変化するように形成されたコーン部１ｃと、を備えており、触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して接合部１ｂとコーン部１ｃの中心軸線Ｃ２が所定の角度θ５を形成するように偏角成形されてなるもので、触媒容器１’の触媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋが触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して略直交するように成形されている。そして、触媒容器１’は、素材管１をスピニング加工することにより成形されてなり、さらには、上述した本発明のスピニング加工方法に従って素材管１を成形してなるものである。
【００６３】
本発明により成形される触媒コンバータの触媒容器１’は、その長手方向略中央に触媒担体２が収容される比較的大径の触媒設置部１ａが配設されており、また、両端には内燃機関の排気管および導出管にそれぞれ接続される比較的小径の接合部１ｂが配設され、触媒設置部１ａと接合部１ｂとの間には、比較的大径の触媒設置部１ａから比較的小径の接合部１ｂに向かって漸次縮径するようにコーン部１ｃが配設されている。このような形状の触媒容器１’は、触媒設置部１ａと略同径の素材管１の一端側をスピニング加工してコーン部１ｃと接合部１ｂを成形し、他端側からマット３に巻回された触媒担体２を挿入し、かかる他端側を一端側と同様にスピニング加工してコーン部１ｃと接合部１ｂを成形することにより一体に成形される。そして、このスピニング加工を行うときに、上述したように、素材管１と成形工具であるローラ１０とを所定の径で相対的に公転させながら、素材管１の中心軸線Ｃ１とローラ１０の公転中心軸線ＣＫとを相対的に偏心させると同時に素材管１とローラ１０とを相対的に軸方向に移動させて、素材管１とローラ１０とを相対的に成形進行方向に移動させるのであるが、この成形進行方向移動時において、素材管１に対するローラ１０の周方向位置が偏角方向内側から偏角方向外側に向うときには、素材管１に対してローラ１０を相対的に軸方向に移動させ、また、偏角方向外側から偏角方向内側に向うときには、素材管１に対するローラ１０の相対的な軸方向の移動を停止させるように、軸方向移動手段１３を制御することにより、素材管１の端部をスピニング成形しない部分である触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して所定の角度に偏角させる。この工程は所定の回数繰り返し行われる。
【００６４】
このように成形された触媒コンバータの触媒容器１’は、図１９に示すように、触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対してコーン部１ｃおよび接合部１ｂの中心軸線Ｃ２が所定の角度θ５を形成することとなる。そして、触媒設置部１ａとコーン部１ｃとの境界面Ｋは、従来の技術（図２０）のように触媒担体２の端面との間にクサビ型の空間Ｓが形成されることなく、触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して略直交するように成形される。そのため、排気ガスの流れＧが接合部１ｂからコーン部１ｃを経て触媒担体２の端面に均等に導入されて、効率良く浄化されることとなる。また、触媒コンバータの全長Ｌ’は、従来の技術における全長Ｌ”よりも確実に短くなるため、その設置場所に大きなスペースを要することがなく、しかも、素材管１が短くて済むこととなる。なお、本発明により成形される触媒コンバータの触媒容器１’は、素材管１をスピニング加工することにより一体に成形した上述した実施の形態に限定されることなく、触媒設置部１ａとコーン部１ｃの境界面Ｋが触媒設置部１ａの中心軸線Ｃ１に対して略直交するように成形されたものであれば、例えば触媒設置部１ａとコーン部１ｃおよび接合部１ｂとを個別に成形して接合したものなども含まれる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、素材管と成形工具とを相対的に公転させると共に、素材管の中心軸線と成形工具の公転中心軸線とを相対的に偏心させつつ、偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材管に対する成形工具の相対的な軸方向への移動を制御して、素材管と成形工具とを相対的に成形進行方向に移動させることにより、素材管の材料が偏角方向外側で軸方向に延伸するように、あるいは偏角方向内側で軸方向に収縮するように流動されるため、従来の技術のようなワークの傾動手段を必要とすることなく、素材管を所定の角度に容易に偏角成形することができ、しかも、成形工具により素材管を適切に押圧して精度よく縮径させることができるスピニング成形方法を提供することができる。
【００６６】
請求項２の発明によれば、素材管に対して成形工具を相対的に、公転させる公転駆動手段、軸方向に移動させる軸方向移動手段、および径方向に移動させることにより偏心させる径方向移動手段を備えてなるスピニング成形装置に、偏角させる方向に応じて、公転する成形工具の素材管に対する周方向の位置と同期して、素材管と成形工具とを相対的に軸方向に往復移動させる往復移動手段を設けたことにより、成形工具の軸方向の往復移動を制御して、素材管の材料が偏角方向外側で軸方向に延伸するように、あるいは偏角方向内側で軸方向に収縮するように流動させるため、従来の技術のようなワークの傾動手段を設けることなく、素材管を所定の角度に安価で容易に偏角成形することができ、しかも、成形工具が素材管を適切に押圧して精度よく縮径させることができる小型のスピニング成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のスピニング成形方法に使用される一般的なスピニング成形装置の正面図である。
【図２】  図１に示したスピニング成形装置の平面図である。
【図３】  本発明により素材管を偏角させる原理を説明するための、１回の工程を模式的に示した図である。
【図４】  本発明の１度目の工程により素材管を偏角成形する様子を示す説明図である。
【図５】  図４の状態から２度目の工程により素材管を偏角成形する様子を示す説明図である。
【図６】  図５の状態から３度目の工程により素材管を偏角成形する様子を示す説明図である。
【図７】  図６の状態から４度目の工程により素材管を偏角成形する様子を示す説明図である。
【図８】  図７の状態から５度目の工程により素材管を偏角成形する様子を示す説明図である。
【図９】  図８の状態から先端の不要な部分をカットして所定形状のスピニング成形を完了した状態を示す説明図である。
【図１０】  本発明のスピニング成形装置の正面図である。
【図１１】  図１０に示したスピニング成形装置の平面図である。
【図１２】  本発明のスピニング成形装置における公転駆動手段と往復移動手段の別の実施の形態を示す部分正面図である。
【図１３】  図１２に示したスピニング成形装置の要部を説明するための部分断面図である。
【図１４】  本発明のクランプ手段の別の実施の形態の構成を示す説明図である。
【図１５】  図１４の側面図である。
【図１６】  本発明のクランプ手段のさらに別の実施の形態の構成とその作動を示す説明図である。
【図１７】  本発明により成形される製品として、コーン部および接合部の一方が他方とねじれの関係に成形された触媒コンバータを示す斜視図である。
【図１８】  図１７の矢印方向から見た正面図である。
【図１９】  本発明により成形される触媒容器を示す正面図である
【図２０】  従来の技術により製造された触媒容器を示す正面図である
【符合の説明】
１  素材管
１０  ローラ（成形工具）
１１  クランプ手段
１２  径方向移動手段
１３  軸方向移動手段
１４  公転駆動手段
１５  往復移動手段
Ｃ１  素材管の中心軸線
Ｃ２  偏角成形部分の中心軸線
ＣＫ  公転中心軸線
１’  触媒容器
１ａ  触媒設置部
１ｂ  接合部
１ｃ  コーン部
２  触媒担体
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0004003056.tif 000020
【図２０】
0004003056.tif 000021