(57)【要約】【課題】製造コストを低減しながら、被加工素材の外周部を外周面に溝を有する増肉部に適切に増肉加工し得る回転塑性加工装置及び回転塑性加工方法を提供する。【解決手段】素材支持金型２の外周部に、外金型回転駆動手段により主軸回転軸心Ａ周りに回転駆動される円筒状の主軸側外金型１１が、主軸回転軸心Ａに沿って移動可能に設けられ、主軸側外金型１１を、主軸回転軸心Ａに沿う方向の所定の主軸側外金型作業位置に固定する主軸側外金型位置決め機構Ｆ１が設けられ、心押し金型３の外周部に、円筒状の心押し側外金型１２が、主軸回転軸心Ａと同軸心で回転可能に且つ主軸回転軸心Ａに沿って移動可能に設けられ、心押し側外金型１２を主軸側外金型１１側に押圧する外金型押圧手段が設けられている。【選択図】図４
2016131976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸回転駆動手段により主軸回転軸心周りに回転駆動される素材支持金型と、
前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能な心押し金型と、
軸心方向視で円状の被加工素材を前記主軸回転軸心と同軸心状で前記素材支持金型と前記心押し金型とにより挟持すべく、前記心押し金型を前記素材支持金型側に押圧する心押し手段と、
前記主軸回転軸心と平行なローラ回転軸心周りに回転可能なローラを、前記主軸回転軸心に直交するローラ移動方向に沿って移動させるローラ移動機構とを備え、
前記ローラとしての、外周面に増肉用凹部を有する増肉用ローラを、当該増肉用凹部に回転状態の前記被加工素材の外周部を入れ込んだ状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記被加工素材の外周部を前記増肉用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工して、前記被加工素材の外周部に増肉部を形成する増肉工程を実行可能な回転塑性加工装置であって、
前記素材支持金型の外周部に、外金型回転駆動手段により前記主軸回転軸心周りに回転駆動される円筒状の主軸側外金型が、前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設けられ、
前記主軸側外金型を、前記主軸回転軸心に沿う方向の所定の主軸側外金型作業位置に固定する主軸側外金型位置決め機構が設けられ、
前記心押し金型の外周部に、円筒状の心押し側外金型が、前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能に且つ前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設けられ、
前記心押し側外金型を前記主軸側外金型側に押圧する外金型押圧手段が設けられ、
前記主軸側外金型作業位置に固定された前記主軸側外金型の先端面と前記外金型押圧手段にて前記主軸側外金型側に押圧される前記心押し側外金型の先端面とにより、前記被加工素材における前記増肉部を成形加工するための型を形成可能に構成され、
前記ローラとしての、外周面に溝入れ用凸部を備えた溝入れ用ローラを、当該溝入れ用凸部を回転状態の前記被加工素材の前記増肉部の外周面に当て付けた状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記増肉部を前記主軸側外金型の先端面及び前記心押し側外金型の先端面に沿う形状に増肉加工する状態で、前記増肉部の外周面に溝を形成する溝入れ工程を実行可能に構成されている回転塑性加工装置。
【請求項２】
前記主軸側外金型及び前記心押し側外金型の少なくとも一方の先端面の外周部に、前記増肉部を入れ込むことが可能な成型用凹部が備えられ、
前記溝入れ工程において、前記溝入れ用ローラを前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記増肉部を前記成型用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工する状態で、前記増肉部の外周面に溝を形成する請求項１に記載の回転塑性加工装置。
【請求項３】
前記成型用凹部が、前記主軸回転軸心を含む面での断面視において、先端から基端側に向けて基端側ほど前記主軸回転軸心から遠ざかる形態で延びる傾斜状部位と、当該傾斜状部位の基端側端部から外周側に前記主軸回転軸心に直交又は略直交する方向に延びる軸心直交部位とを備えている請求項２に記載の回転塑性加工装置。
【請求項４】
前記主軸側外金型が、前記素材支持金型と相対回転不能に設けられて、前記主軸回転駆動手段が前記外金型回転駆動手段に兼用され、
前記心押し側外金型が、前記心押し金型と相対回転不能に設けられ、並びに、前記心押し側外金型を、前記増肉加工後の前記被加工素材の増肉部を前記主軸側外金型作業位置に固定された前記主軸側外金型とにより成形するための心押し側外金型作業位置にて前記心押し金型に対して固定する心押し側外金型位置決め機構が設けられて、前記心押し手段が前記外金型押圧手段に兼用されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転塑性加工装置。
【請求項５】
前記素材支持金型の外周面に、先端側が大径となる段部が設けられ、
前記主軸側外金型の内周面に、当該主軸側外金型が前記主軸側外金型作業位置に位置した状態で、前記素材支持金型の前記段部に当接するように、先端側が大径となる段部が設けられ、
前記心押し金型の外周面に、先端側が大径となる段部が設けられ、
前記心押し側外金型の内周面に、当該心押し側外金型が前記心押し側外金型作業位置に位置した状態で、前記心押し金型の前記段部に当接するように、先端側が大径となる段部が設けられている請求項４に記載の回転塑性加工装置。
【請求項６】
主軸回転駆動手段により主軸回転軸心周りに回転駆動される素材支持金型と、
前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能な心押し金型と、
軸心方向視で円状の被加工素材を前記主軸回転軸心と同軸心状で前記素材支持金型と前記心押し金型とにより挟持すべく、前記心押し金型を前記素材支持金型側に押圧する心押し手段と、
前記主軸回転軸心と平行なローラ回転軸心周りに回転可能なローラを、前記主軸回転軸心に直交するローラ移動方向に沿って移動させるローラ移動機構とを備え、
前記ローラとしての、外周面に増肉用凹部を有する増肉用ローラを、当該増肉用凹部に回転状態の前記被加工素材の外周部を入れ込んだ状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記被加工素材の外周部を前記増肉用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工して、前記被加工素材の外周部に増肉部を形成する増肉工程を実行する回転塑性加工方法であって、
前記素材支持金型の外周部に、外金型回転駆動手段により前記主軸回転軸心周りに回転駆動される円筒状の主軸側外金型を、前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設け、
前記主軸側外金型を、前記主軸回転軸心に沿う方向の所定の主軸側外金型作業位置に固定する主軸側外金型位置決め機構を設け、
前記心押し金型の外周部に、円筒状の心押し側外金型を、前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能に且つ前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設け、
前記心押し側外金型を前記主軸側外金型側に押圧する外金型押圧手段を設け、
前記主軸側外金型作業位置に固定された前記主軸側外金型の先端面と前記外金型押圧手段にて前記主軸側外金型側に押圧される前記心押し側外金型の先端面とにより、前記被加工素材における前記増肉部を成形加工するための型を形成可能に構成し、
前記増肉工程の実行後、
前記主軸側外金型を前記素材支持金型の先端側に移動して、前記主軸側外金型位置決め機構により前記主軸側外金型作業位置に固定し、且つ、前記外金型押圧手段により前記心押し側外金型を前記主軸側外金型側に押圧する外金型セット工程を実行し、続いて、
前記ローラとしての、外周面に溝入れ用凸部を備えた溝入れ用ローラを、当該溝入れ用凸部を回転状態の前記被加工素材の前記増肉部の外周面に当て付けた状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記増肉部を前記主軸側外金型の先端面及び前記心押し側外金型の先端面に沿う形状に増肉加工する状態で、前記増肉部の外周面に溝を形成する溝入れ工程を実行する回転塑性加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸回転駆動手段により主軸回転軸心周りに回転駆動される素材支持金型と、主軸回転軸心と同軸心で回転可能な心押し金型と、軸心方向視で円状の被加工素材を主軸回転軸心と同軸心状で素材支持金型と心押し金型とにより挟持すべく、心押し金型を素材支持金型側に押圧する心押し手段と、主軸回転軸心と平行なローラ回転軸心周りに回転可能なローラを、主軸回転軸心に直交するローラ移動方向に沿って移動させるローラ移動機構とを備え、ローラとしての、外周面に増肉用凹部を有する増肉用ローラを、当該増肉用凹部に回転状態の被加工素材の外周部を入れ込んだ状態で、ローラ移動機構により主軸回転軸心側に移動させることにより、被加工素材の外周部を増肉用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工して、被加工素材の外周部に増肉部を形成する増肉工程を実行可能な回転塑性加工装置、及び、回転塑性加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる回転塑性加工装置は、軸心方向視で円状の被加工素材の外周部を増肉工程により増肉加工して、外周部に内周側の部分よりも肉厚の肉厚部を備えた加工品を製造するものであり、加工品の例としては、自動車のオートマチックトランスミッション等に用いられる部品等が挙げられる。
上述のように被加工素材の外周部に肉厚部を形成するのは、加工品の外周面にギアを転造したりシール材等を嵌め込むための溝を備えさせるためであり、後者のような加工品の製造に用いられる回転塑性加工装置では、増肉工程で形成した増肉部の外周面に溝を形成する加工が要求される。
【０００３】
従来の回転塑性加工装置では、ローラとして、増肉工程で形成された増肉部を入れ込んで更に増肉加工するための増肉用凹部を有し、その増肉用凹部の底部に増肉部の外周面に溝を形成するための凸部を備えた成形兼用溝入れ用のローラを、ローラ移動機構に装備するように構成されていた。
そして、成形兼用溝入れ用ローラを、その増肉用凹部に回転状態の被加工素材の増肉部を入れ込んだ状態で、ローラ移動機構により主軸回転軸心側に移動させることにより、増肉部を増肉用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工する状態で、増肉部の外周面に溝を形成する溝入れ工程を実行するように構成されていた（例えば、特許文献１第６図参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９６４０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の回転塑性加工装置では、溝入れ工程の際、成形兼用溝入れ用のローラの先端と素材支持金型や心押し金型との隙間において、軸心方向外方への被加工素材の膨らみが規制されないので、増肉部における径方向内方側の端部に軸心方向外方に突出する突起部（特許文献１の第６図および第４Ｂ図の符号５参照）が生じることになり、増肉部を適切に成形できないという問題があった。増肉部における径方向内方側の端部に突起部が生じると、その突起部を切削して除去する工程が必要となり、加工品の製造コストアップの要因となっていた。
【０００６】
一方、このような問題が発生するのを回避するために、以下に説明する構成を回転塑性加工装置に備える場合があった。
即ち、先端面の径方向内方側に、増肉工程実行後の被加工素材の増肉部よりも径方向内方側の部分に当て付け可能な部分を有すると共に、先端面の外周部に被加工素材の増肉部に対向してその増肉部を成形するための成形面を有する溝入れ工程用の素材支持金型を、主軸回転駆動手段により回転駆動されるように設ける。又、先端面の径方向内方側に、増肉工程実行後の被加工素材における増肉部よりも径方向内方側の部分に当て付け可能な部分を有すると共に、先端面の外周部に被加工素材の増肉部に対向してその増肉部を成形するための成形面を有する溝入れ工程用の心押し金型を、主軸回転軸心と同軸心で回転可能に且つ心押し手段により押圧されるように設ける。
【０００７】
そして、増肉工程後の被加工素材を、溝入れ工程用の素材支持金型と溝入れ工程用の心押し金型とにより挟持した状態で、回転駆動手段により回転させ、ローラとしての、外周面に溝入れ用凸部を備えた溝入れ用ローラを、その溝入れ用凸部を回転状態の被加工素材の増肉部の外周面に当て付けた状態で、ローラ移動機構により主軸回転軸心側に移動させることにより、増肉部を溝入れ工程用の素材支持金型の成形面及び溝入れ工程用の心押し金型の成形面に沿う形状に増肉加工する状態で、増肉部の外周面に溝を形成する溝入れ工程を実行可能に構成する。
【０００８】
このように構成することにより、溝入れ工程用の素材支持金型の成形面及び溝入れ工程用の心押し金型の成形面により、増肉部における被加工素材の径方向に沿う方向の全域又は極力広い範囲を覆うようにすることが可能となるので、溝入れ工程の際に、軸心方向外方に突出する突起部が生じるのを防止することができる。
【０００９】
しかしながら、増肉工程から溝入れ工程に切り換える際には、素材支持金型及び心押し金型を取り外して、溝入れ工程用の素材支持金型及び溝入れ工程用の心押し金型に付け替える作業が必要となり、又、溝入れ工程から増肉工程に切り換える際には、溝入れ工程用の素材支持金型及び溝入れ工程用の心押し金型を取り外して、素材支持金型及び心押し金型に付け替える作業が必要となる。従って、工程の切り換え作業が煩雑になると共に、その作業の所要時間が長くなるので、生産効率が低くなり、延いては、加工品の製造コストアップに繋がっていた。
【００１０】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストを低減しながら、被加工素材の外周部を外周面に溝を有する増肉部に適切に増肉加工し得る回転塑性加工装置及び回転塑性加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る回転塑性加工装置は、主軸回転駆動手段により主軸回転軸心周りに回転駆動される素材支持金型と、
前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能な心押し金型と、
軸心方向視で円状の被加工素材を前記主軸回転軸心と同軸心状で前記素材支持金型と前記心押し金型とにより挟持すべく、前記心押し金型を前記素材支持金型側に押圧する心押し手段と、
前記主軸回転軸心と平行なローラ回転軸心周りに回転可能なローラを、前記主軸回転軸心に直交するローラ移動方向に沿って移動させるローラ移動機構とを備え、
前記ローラとしての、外周面に増肉用凹部を有する増肉用ローラを、当該増肉用凹部に回転状態の前記被加工素材の外周部を入れ込んだ状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記被加工素材の外周部を前記増肉用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工して、前記被加工素材の外周部に増肉部を形成する増肉工程を実行可能な回転塑性加工装置であって、その特徴構成は、
前記素材支持金型の外周部に、外金型回転駆動手段により前記主軸回転軸心周りに回転駆動される円筒状の主軸側外金型が、前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設けられ、
前記主軸側外金型を、前記主軸回転軸心に沿う方向の所定の主軸側外金型作業位置に固定する主軸側外金型位置決め機構が設けられ、
前記心押し金型の外周部に、円筒状の心押し側外金型が、前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能に且つ前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設けられ、
前記心押し側外金型を前記主軸側外金型側に押圧する外金型押圧手段が設けられ、
前記主軸側外金型作業位置に固定された前記主軸側外金型の先端面と前記外金型押圧手段にて前記主軸側外金型側に押圧される前記心押し側外金型の先端面とにより、前記被加工素材における前記増肉部を成形加工するための型を形成可能に構成され、
前記ローラとしての、外周面に溝入れ用凸部を備えた溝入れ用ローラを、当該溝入れ用凸部を回転状態の前記被加工素材の前記増肉部の外周面に当て付けた状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記増肉部を前記主軸側外金型の先端面及び前記心押し側外金型の先端面に沿う形状に増肉加工する状態で、前記増肉部の外周面に溝を形成する溝入れ工程を実行可能に構成されている点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、主軸側外金型及び心押し側外金型が夫々主軸回転軸心に沿って移動可能であるので、増肉工程を実行する際は、主軸側外金型をその先端が増肉用ローラに当たらないように素材支持金型の基端側に移動させると共に、心押し側外金型もその先端が増肉用ローラに当たらないように心押し金型の基端側に移動させることにより、増肉工程を適切に実行することができる。
【００１３】
溝入れ工程を実行する際には、主軸側外金型を素材支持金型の先端側に移動して、主軸側外金型位置決め機構により主軸側外金型作業位置に固定し、並びに、外金型押圧手段により心押し側外金型を主軸側外金型側に押圧する状態で、外金型回転駆動手段を作動させることにより、主軸側外金型の先端面と心押し側外金型の先端面とにより、被加工素材の増肉部を成形加工するための型を形成する状態で、被加工素材を回転させることができる。
この状態で、主軸側外金型の先端面及び心押し側外金型の先端面夫々により、増肉工程で形成された増肉部における被加工素材の径方向に沿う方向の全域又は極力広い範囲を覆うようにすることが可能となる。
【００１４】
そして、溝入れ用ローラの溝入れ用凸部が回転状態の被加工素材の増肉部の外周面に当て付けられた状態で、溝入れ用ローラがローラ移動機構により主軸回転軸心側に移動させられると、増肉部が、主軸側外金型の先端面及び心押し側外金型の先端面に沿う形状に増肉加工される状態で、増肉部の外周面に溝が形成されることになるので、軸心方向外方に突出する突起部が形成されるのが防止される。
【００１５】
又、増肉工程から溝入れ工程に切り換えたり、溝入れ工程から増肉工程に切り換えたりする際には、素材支持金型及び心押し金型を着脱する必要がないので、工程の切り換え作業を簡素化することができると共に、その作業の所要時間を短くすることができ、延いては、加工品の製造コストを低減することができる。
従って、製造コストを低減しながら、被加工素材の外周部を外周面に溝を有する増肉部に適切に増肉加工し得る回転塑性加工装置を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記主軸側外金型及び前記心押し側外金型の少なくとも一方の先端面の外周部に、前記増肉部を入れ込むことが可能な成型用凹部が備えられ、
前記溝入れ工程において、前記溝入れ用ローラを前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記増肉部を前記成型用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工する状態で、前記増肉部の外周面に溝を形成する点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、溝入れ工程の際には、主軸側外金型及び心押し側外金型の少なくとも一方の先端面の外周部に備えられた成型用凹部により、増肉部が、被加工素材における増肉加工されていない部分からの立ち上がり部分（以下、単に立ち上がり部分と記載する場合がある）をも含めて覆われているので、増肉部における成型用凹部に入り込んだ部分が、立ち上がり部分を含めて増肉加工される。
【００１８】
ちなみに、主軸側外金型及び心押し側外金型の少なくとも一方の先端面の外周部に成型用凹部を備えるに当たっては、増肉工程で形成された増肉部が、主軸側外金型及び心押し側外金型のうちの一方側に張り出している場合は、主軸側外金型及び心押し側外金型のうち、増肉部が張り出している方にのみ成型用凹部を備え、増肉工程で形成された増肉部が、主軸側外金型の側及び心押し側外金型の側の両側に張り出している場合は、主軸側外金型及び心押し側外金型の両方に成型用凹部を備えることになる。
従って、増肉部をその立ち上がり部分も含めて成形することができるので、増肉部を一層適切に成形することができる。
【００１９】
本発明に係る回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記成型用凹部が、前記主軸回転軸心を含む面での断面視において、先端から基端側に向けて基端側ほど前記主軸回転軸心から遠ざかる形態で延びる傾斜状部位と、当該傾斜状部位の基端側端部から外周側に前記主軸回転軸心に直交又は略直交する方向に延びる軸心直交部位とを備えている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、増肉部の立ち上がり部分が、成型用凹部の傾斜状部位により、径方向外方側ほど軸心から遠ざかる形態の外拡がり状の面に成形され、増肉部における立ち上がり部分に連なって径方向外方に延びる部分が、軸心に直交する面に成形される。
従って、増肉部を、外拡がり状の立ち上がり面と、それに連なって径方向外方に延びる軸心に直交する面とを有する形態で軸心方向に張り出した形状に、適切に成形することができる。
【００２１】
本発明に係る回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記主軸側外金型が、前記素材支持金型と相対回転不能に設けられて、前記主軸回転駆動手段が前記外金型回転駆動手段に兼用され、
前記心押し側外金型が、前記心押し金型と相対回転不能に設けられ、並びに、前記心押し側外金型を、前記増肉加工後の前記被加工素材の増肉部を前記主軸側外金型作業位置に固定された前記主軸側外金型とにより成形するための心押し側外金型作業位置にて前記心押し金型に対して固定する心押し側外金型位置決め機構が設けられて、前記心押し手段が前記外金型押圧手段に兼用されている点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、心押し側外金型が心押し金型と相対回転不能に設けられており、主軸側外金型位置決め機構によって主軸側外金型を主軸側外金型作業位置に固定した状態で、主軸回転駆動手段を作動させると、主軸側外金型が素材支持金型と一体的に回転させられる。
又、心押し側外金型が心押し金型と相対回転不能に設けられており、心押し側外金型位置決め機構によって心押し側外金型を心押し側外金型作業位置に固定した状態で、心押し手段を作動させると、心押し側外金型が心押し金型と一体的に素材支持金型側に押圧される。
【００２３】
そして、主軸側外金型位置決め機構によって主軸側外金型を主軸側外金型作業位置に固定すると共に、心押し側外金型位置決め機構によって心押し側外金型を心押し側外金型作業位置に固定した状態で、心押し手段を作動させると、増肉工程後の被加工素材が素材支持金型と心押し金型とにより挟持されることになり、その状態で、主軸回転駆動手段を作動させると、素材支持金型、その外周部の主軸側外金型、心押し金型、その外周部の心押し側外金型、及び、素材支持金型と心押し金型とにより挟持された被加工素材が一体的に回転する。
つまり、主軸回転駆動手段を外金型回転駆動手段に兼用し、心押し手段を外金型押圧手段に兼用することができるのである。
従って、専用の外金型回転駆動手段及び外金型押圧手段を設ける必要がなくなることにより、装置構成を簡略化することができるので、回転塑性加工装置を低廉化することができる。
【００２４】
本発明に係る回転塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記素材支持金型の外周面に、先端側が大径となる段部が設けられ、
前記主軸側外金型の内周面に、当該主軸側外金型が前記主軸側外金型作業位置に位置した状態で、前記素材支持金型の前記段部に当接するように、先端側が大径となる段部が設けられ、
前記心押し金型の外周面に、先端側が大径となる段部が設けられ、
前記心押し側外金型の内周面に、当該心押し側外金型が前記心押し側外金型作業位置に位置した状態で、前記心押し金型の前記段部に当接するように、先端側が大径となる段部が設けられている点にある。
【００２５】
上記特徴構成によれば、主軸側外金型を素材支持金型の先端側に移動させて、主軸側外金型の内周面の段部を素材支持金型の外周面の段部に当接させると、主軸側外金型を主軸側外金型作業位置に精度良く位置決めすることができ、その状態で、主軸側外金型位置決め機構により主軸側外金型を主軸側外金型作業位置に固定すると、主軸側外金型を主軸側外金型作業位置に精度良く固定することができる。
又、心押し側外金型を心押し金型の先端側に移動させて、心押し側外金型の内周面の段部を心押し金型の外周面の段部に当接させると、心押し側外金型を心押し側外金型作業位置に精度良く位置決めすることができ、その状態で、心押し側外金型位置決め機構により心押し側外金型を心押し側外金型作業位置に固定すると、心押し側外金型を心押し側外金型作業位置に精度良く固定することができる。
【００２６】
そして、主軸側外金型作業位置に精度良く固定された主軸側外金型の先端面と心押し側外金型作業位置に精度良く固定された心押し側外金型の先端面とにより、被加工素材の増肉部を成形加工するための型を精度良く形成することができるので、増肉部を所定の形状に一層精度良く成形することができる。
又、主軸側外金型における段部よりも基端側の部分の厚さを厚くすると共に、心押し側外金型における段部よりも基端側の部分の厚さを厚くすることができることから、主軸側外金型及び心押し側外金型共に強度を強くすることができるので、回転塑性加工装置の耐久性を向上することができる。
【００２７】
本発明に係る回転塑性加工方法は、主軸回転駆動手段により主軸回転軸心周りに回転駆動される素材支持金型と、
前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能な心押し金型と、
軸心方向視で円状の被加工素材を前記主軸回転軸心と同軸心状で前記素材支持金型と前記心押し金型とにより挟持すべく、前記心押し金型を前記素材支持金型側に押圧する心押し手段と、
前記主軸回転軸心と平行なローラ回転軸心周りに回転可能なローラを、前記主軸回転軸心に直交するローラ移動方向に沿って移動させるローラ移動機構とを備え、
前記ローラとしての、外周面に増肉用凹部を有する増肉用ローラを、当該増肉用凹部に回転状態の前記被加工素材の外周部を入れ込んだ状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記被加工素材の外周部を前記増肉用凹部の内周面に沿う形状に増肉加工して、前記被加工素材の外周部に増肉部を形成する増肉工程を実行する回転塑性加工方法であって、その特徴構成は、
前記素材支持金型の外周部に、外金型回転駆動手段により前記主軸回転軸心周りに回転駆動される円筒状の主軸側外金型を、前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設け、
前記主軸側外金型を、前記主軸回転軸心に沿う方向の所定の主軸側外金型作業位置に固定する主軸側外金型位置決め機構を設け、
前記心押し金型の外周部に、円筒状の心押し側外金型を、前記主軸回転軸心と同軸心で回転可能に且つ前記主軸回転軸心に沿って移動可能に設け、
前記心押し側外金型を前記主軸側外金型側に押圧する外金型押圧手段を設け、
前記主軸側外金型作業位置に固定された前記主軸側外金型の先端面と前記外金型押圧手段にて前記主軸側外金型側に押圧される前記心押し側外金型の先端面とにより、前記被加工素材における前記増肉部を成形加工するための型を形成可能に構成し、
前記増肉工程の実行後、
前記主軸側外金型を前記素材支持金型の先端側に移動して、前記主軸側外金型位置決め機構により前記主軸側外金型作業位置に固定し、且つ、前記外金型押圧手段により前記心押し側外金型を前記主軸側外金型側に押圧する外金型セット工程を実行し、続いて、
前記ローラとしての、外周面に溝入れ用凸部を備えた溝入れ用ローラを、当該溝入れ用凸部を回転状態の前記被加工素材の前記増肉部の外周面に当て付けた状態で、前記ローラ移動機構により前記主軸回転軸心側に移動させることにより、前記増肉部を前記主軸側外金型の先端面及び前記心押し側外金型の先端面に沿う形状に増肉加工する状態で、前記増肉部の外周面に溝を形成する溝入れ工程を実行する点にある。
【００２８】
上記特徴構成によれば、増肉工程の実行後、主軸側外金型を素材支持金型の先端側に移動して、主軸側外金型位置決め機構により主軸側外金型作業位置に固定し、且つ、外金型押圧手段により心押し側外金型を主軸側外金型側に押圧する外金型セット工程を実行する。
続いて、溝入れ用ローラを、その溝入れ用凸部を回転状態の被加工素材の増肉部の外周面に当て付けた状態で、ローラ移動機構により主軸回転軸心側に移動させることにより、増肉部を主軸側外金型の先端面及び心押し側外金型の先端面に沿う形状に増肉加工する状態で、増肉部の外周面に溝を形成する溝入れ工程を実行する。
【００２９】
つまり、外金型セット工程を実行すると、主軸側外金型の先端面及び心押し側外金型の先端面夫々により、増肉工程で形成された増肉部における被加工素材の径方向に沿う方向の全域又は極力広い範囲を覆うようにすることが可能となる。
そして、その状態で溝入れ工程を実行すると、増肉部が、主軸側外金型の先端面及び心押し側外金型の先端面に沿う形状に増肉加工される状態で、増肉部の外周面に溝が形成されることになるので、軸心方向外方に突出する突起部が形成されるのが防止される。
【００３０】
又、増肉工程から溝入れ工程に切り換えたり、溝入れ工程から増肉工程に切り換えたりする際には、素材支持金型及び心押し金型を着脱する必要がないので、工程の切り換え作業を簡素化することができると共に、その作業の所要時間を短くすることができ、延いては、加工品の製造コストを低減することができる。
従って、製造コストを低減しながら、被加工素材の外周部を外周面に溝を有する増肉部に適切に増肉加工し得る回転塑性加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】回転塑性加工装置の全体構成を示すブロック図
【図２】第１増肉用ローラを加工位置に位置させた状態での回転塑性加工装置の要部における主軸回転軸心を含む面での縦断面図
【図３】第２増肉用ローラを加工位置に位置させた状態での回転塑性加工装置の要部における主軸回転軸心を含む面での縦断面図
【図４】溝入れ用ローラを加工位置に位置させた状態での回転塑性加工装置の要部における主軸回転軸心を含む面での縦断面図
【図５】第１増肉工程を説明する図
【図６】第２増肉工程を説明する図
【図７】溝入れ工程を説明する図
【図８】回転塑性加工装置により製造された加工品の肉厚部を示す縦断面図
【図９】被加工素材、及び、被加工素材を塑性加工した加工品を示す斜視図
【図１０】別実施形態に係る主軸側外金型及び心押し側外金型を示すと共に、溝入れ工程を説明する図
【図１１】別実施形態に係る回転塑性加工装置により製造された加工品の肉厚部を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面に基づいて、回転塑性加工装置の実施形態を説明する。
図９（ａ）に示すように、被加工素材Ｗは、軸心Ｗａ方向視で円状の鉄製等の板金体であり、中央に、軸心Ｗａと同心状の貫通孔Ｗｈが形成されている。そして、この被加工素材Ｗを回転塑性加工装置により塑性加工して、図９（ｂ）に示すように、軸心Ｐａ方向視で円状で、外周部に肉厚部Ｐｔを有すると共に、その肉厚部Ｐｔの外周面に溝Ｐｇを有する加工品Ｐを製造する。
【００３３】
図１に示すように、回転塑性加工装置は、主軸モータ（主軸回転駆動手段の一例）１により主軸回転軸心Ａ周りに回転駆動される素材支持金型２と、主軸回転軸心Ａと同軸心で回転可能な心押し金型３と、軸心Ｗａ方向視で円状の被加工素材Ｗ（図９（ａ）参照）を主軸回転軸心Ａと同軸心状で素材支持金型２と心押し金型３とにより挟持すべく、心押し金型３を素材支持金型２側に押圧する心押し用油圧シリンダ４（心押し手段の一例）と、主軸回転軸心Ａと平行なローラ回転軸心Ｂ周りに回転可能なローラＲを、主軸回転軸心Ａに直交するローラ移動方向に沿って移動させるローラ移動機構Ｍと、回転塑性加工装置の運転を制御する制御部５と、その制御部５に各種制御情報を指令する操作盤６等を備えて構成されている。
【００３４】
そして、図１〜図３に示すように、ローラＲとしての、外周面に増肉用凹部７ｄ、８ｄを有する増肉用ローラ７、８を、当該増肉用凹部７ｄ、８ｄに回転状態の被加工素材Ｗの外周部を入れ込んだ状態で、ローラ移動機構Ｍにより主軸回転軸心Ａ側に移動させることにより、被加工素材Ｗの外周部を増肉用凹部７ｄ、８ｄの内周面に沿う形状に増肉加工して、被加工素材Ｗの外周部に増肉部Ｗｔ１、Ｗｔ２（図５、図６参照）を形成する増肉工程を実行可能に構成されている。
【００３５】
この実施形態では、第１増肉用ローラ７を用いて、第１増肉部Ｗｔ１を形成する第１増肉工程（図２及び図５参照）、及び、第２増肉用ローラ８を用いて、第１増肉工程で形成された第１増肉部Ｗｔ１を更に増肉加工して、第１増肉部Ｗｔ１よりもボリュームの大きい第２増肉部Ｗｔ２を形成する第２増肉工程（図３及び図６参照）を順次実行するように構成されている。
【００３６】
図５及び図６に示すように、第１増肉用ローラ７の増肉用凹部７ｄの形状は、深い位置ほど幅（主軸回転軸心Ａに沿う方向での幅）が狭くなる形状であり、第２増肉用ローラ８の増肉用凹部８ｄの形状は、深さ方向で幅が略一定な形状である。
そして、第１増肉用ローラ７を用いた第１増肉工程、及び、第２増肉用ローラ８を用いた第２増肉工程により、図６に示すように、軸心Ｗａ方向の一方側（この実施形態では素材支持金型２の側）にのみ張り出した形状の第２増肉部Ｗｔ２を形成するように構成されている。
【００３７】
図１に加えて、図２〜図４に示すように、本実施形態では、素材支持金型２の外周部に、外金型回転駆動手段１０により主軸回転軸心Ａ周りに回転駆動される円筒状の主軸側外金型１１が、主軸回転軸心Ａに沿って移動可能に設けられ、主軸側外金型１１を、主軸回転軸心Ａに沿う方向の所定の主軸側外金型作業位置に固定する主軸側外金型位置決め機構Ｆ１が設けられている。
又、心押し金型３の外周部に、円筒状の心押し側外金型１２が、主軸回転軸心Ａと同軸心で回転可能に且つ主軸回転軸心Ａに沿って移動可能に設けられ、心押し側外金型１２を主軸側外金型１１側に押圧する外金型押圧手段１３が設けられている。
更に、図４及び図７に示すように、主軸側外金型作業位置に固定された主軸側外金型１１の先端面１１ｆと外金型押圧手段１３にて主軸側外金型１１側に押圧される心押し側外金型１２の先端面１２ｆとにより、被加工素材Ｗにおける第２増肉部Ｗｔ２を成形加工するための型を形成可能に構成されている。
【００３８】
そして、図４及び図７に示すように、本実施形態では、ローラＲとしての、外周面に溝入れ用凸部９ｐを備えた溝入れ用ローラ９を、当該溝入れ用凸部９ｐを回転状態の被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２（増肉部）の外周面に当て付けた状態で、ローラ移動機構Ｍにより主軸回転軸心Ａ側に移動させることにより、第２増肉部Ｗｔ２を主軸側外金型１１の先端面１１ｆ及び心押し側外金型１２の先端面１２ｆに沿う形状に増肉加工する状態で、第２増肉部Ｗｔ２の外周面に溝Ｗｇを形成する溝入れ工程を実行可能に構成されている。
【００３９】
以下、回転塑性加工装置の各部について説明する。
尚、以下の説明では、図１に示すように、主軸回転軸心Ａに沿った方向をＺ方向、主軸回転軸心Ａに直交する方向をＸ方向と夫々記載する場合がある。又、Ｚ方向において、素材支持金型２の基端（主軸モータ１に伝動連結される端部）に近づく方向を−Ｚ方向とし、素材支持金型２の基端から遠ざかる方向を＋Ｚ方向とする。又、Ｘ方向において、主軸回転軸心Ａに近づく方向を−Ｘ方向とし、主軸回転軸心Ａから遠ざかる方向を＋Ｘ方向とする。
【００４０】
図１に示すように、架台（図示省略）上に、連結アダプター１４に連結された概略円柱状の素材支持金型２が水平方向に沿う主軸回転軸心Ａ周りに回転自在に支持されて設けられ、素材支持金型２を主軸回転軸心Ａ周りに回転駆動するように、素材支持金型２が連結アダプター１４を介して主軸モータ１に伝動連結されている。
図２〜４にも示すように、素材支持金型２の先端の外径は、被加工素材Ｗの外径よりもやや小さく、その素材支持金型２の先端には、被加工素材Ｗの貫通孔Ｗｈに内嵌可能な円柱状突起部２ｐが同心状に突設されている。
【００４１】
図１に示すように、心押し用油圧シリンダ４のシリンダロッド４ｒの先端には、心押し金型３を回転自在に連結するためのベアリング（図示省略）を用いた回転連結部１５が連結され、その心押し用油圧シリンダ４が、回転連結部１５の回転軸心が主軸回転軸心Ａと同軸心状になる状態で、架台上に設けられている。
心押し金型３は概略円柱状であり、その心押し金型３が、主軸回転軸心Ａと同軸心状で素材支持金型２の先端に対向する状態で、心押し用油圧シリンダ４のシリンダロッド４ｒの先端に連結された回転連結部１５に連結されて、主軸回転軸心Ａと同軸心で回転可能に設けられている。
図２〜４にも示すように、心押し金型３の先端の外径は、素材支持金型２の先端の外径と同径であり、その先端面には、素材支持金型２の円柱状突起部２ｐを嵌め込み可能な丸穴状の嵌め込み穴３ｈが形成されている。
【００４２】
そして、被加工素材Ｗを、その貫通孔Ｗｈに素材支持金型２の円柱状突起部２ｐを挿通させた形態で素材支持金型２の先端に装着し、更に、心押し用油圧シリンダ４を作動させて、心押し金型３を素材支持金型２側に押圧する。すると、心押し金型３がその嵌め込み穴３ｈに素材支持金型２の円柱状突起部２ｐが嵌め込まれた状態で被加工素材Ｗに押し付けられて、被加工素材Ｗが、その外周部が素材支持金型２及び心押し金型３夫々の先端外周部から突出した状態で、素材支持金型２と心押し金型３とにより主軸回転軸心Ａと同軸心状に挟持される。
そして、主軸モータ１を作動させることにより、心押し金型３が回転連結部１５により従動回転する状態で、素材支持金型２、心押し金型３及びそれらに挟持された被加工素材Ｗが一体的に回転することになり、被加工素材Ｗが、素材支持金型２と心押し金型３とにより挟持された状態で、主軸回転軸心Ａと同軸心で回転させられる。
【００４３】
図２、図３及び図７に示すように、この実施形態では、主軸側外金型１１の先端外周部に、増肉工程（具体的には、第２増肉工程）により被加工素材Ｗに形成された第２増肉部Ｗｔ２（具体的には、第２増肉部Ｗｔ２の張り出し部分）を入れ込むことが可能な成型用凹部１１ｃが備えられている。
この成型用凹部１１ｃは、図７に詳細を示すように、主軸回転軸心Ａを含む面での断面視において、先端から基端側に向けて基端側ほど主軸回転軸心Ａから遠ざかる形態で延びる傾斜状部位１１ｔと、当該傾斜状部位１１ｔの基端側端部から外周側に主軸回転軸心Ａに直交する方向に延びる軸心直交部位１１ｖとを備えている。
図２〜図４及び図７に示すように、心押し側外金型１２の先端面１２ｆは、主軸回転軸心Ａに直交する状態の平面状に構成されている。
【００４４】
図２〜４に示すように、この実施形態では、心押し側外金型１２を、心押し側外金型作業位置にて心押し金型３に対して固定する心押し側外金型位置決め機構Ｆ２が設けられている。心押し側外金型作業位置とは、増肉加工（具体的には、第２増肉工程による増肉加工）後の被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２を主軸側外金型作業位置に固定された主軸側外金型１１とにより成形するための位置である。
以下、図２〜４に基づいて、主軸側外金型位置決め機構Ｆ１及び心押し側外金型位置決め機構Ｆ２について、説明を加える。
【００４５】
尚、主軸側外金型位置決め機構Ｆ１にて位置決めされる主軸側外金型作業位置は、図４及び図７（ｂ）に示すように、主軸側外金型１１の先端面１１ｆの最先端が素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された増肉工程（具体的には、第２増肉工程）後の被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２（増肉部）よりも内方側の部分に当接する状態となる位置である。又、心押し側外金型位置決め機構Ｆ２にて位置決めされる心押し側外金型作業位置は、図４及び図７（ｂ）に示すように、心押し側外金型１２の先端面１２ｆが素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された増肉工程（具体的には、第２増肉工程）後の被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２（増肉部）及びそれよりも内方側の部分に当接する状態となる位置である。
【００４６】
図７（ｂ）に示すように、主軸側外金型１１の先端面１１ｆの成型用凹部１１ｃの形状は、その主軸側外金型１１が主軸側外金型作業位置に固定された状態で、成型用凹部１１ｃ内に第２増肉部Ｗｔ２における被加工素材Ｗの径方向に沿う方向の全域を入り込ませると共に、成型用凹部１１ｃの内周面と被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２との間に、第２増肉部Ｗｔ２を増肉させるための所定の間隙が形成されるような形状に設定されている。
溝入れ工程では、主軸側外金型１１の先端面１１ｆと心押し側外金型１２の先端面１２ｆにて形成される型により、第２増肉工程が実行された被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２を増肉成形して、図７（ｃ）及び図８に示すように、軸心Ｐａ方向の一方側（この実施形態では素材支持金型２の側）にのみ張り出した形状の肉厚部Ｐｔを形成するように構成されている。
【００４７】
つまり、主軸側外金型１１の先端面１１ｆの成型用凹部１１ｃにより、第２増肉部Ｗｔ２における成型用凹部１１ｃに入り込んだ部分が、被加工素材Ｗにおける増肉加工されていない部分からの立ち上がり部分も含めて増肉加工される。
しかも、成型用凹部１１ｃは、上述の傾斜状部位１１ｔと軸心直交部位１１ｖとから構成されていることから、第２増肉部Ｗｔ２の立ち上がり部分が、傾斜状部位１１ｔにより、径方向外方側ほど軸心Ｗａから遠ざかる形態の外拡がり状の面に成形され、第２増肉部Ｗｔ２における立ち上がり部分に連なって径方向外方に延びる部分が、軸心Ｗａに直交する面に成形される。
【００４８】
図２〜図４に示すように、主軸側外金型位置決め機構Ｆ１は、主軸側外金型１１にその径方向に沿わせて形成されたボルト挿通孔１１ｈと、そのボルト挿通孔１１ｈに挿通された固定用ボルト１６と、主軸側外金型１１が主軸側外金型作業位置に位置したときにボルト挿通孔１１ｈに挿通された固定用ボルト１６をねじ込むことが可能な位置に位置させて素材支持金型２に形成された作業位置固定用ネジ穴２ｍとを備えて構成される。
更に、素材支持金型２には、主軸側外金型１１が主軸側外金型作業位置から基端側に退避した退避位置に位置したときに、ボルト挿通孔１１ｈに挿通された固定用ボルト１６をねじ込むことが可能な位置に位置させて、退避位置固定用ネジ穴２ｎが形成されている。ちなみに、退避位置は、図２及び図３に示すように、主軸側外金型１１の先端が、被加工素材Ｗの外周部に当接する増肉用ローラ７、８よりも素材支持金型２の基端側に位置する状態となる位置である。
【００４９】
尚、主軸側外金型１１に形成されたボルト挿通孔１１ｈ、そのボルト挿通孔１１ｈに挿通された固定用ボルト１６及び素材支持金型２に形成された作業位置固定用ネジ穴２ｍからなる作業位置固定用のネジ式固定機構、並びに、前述のボルト挿通孔１１ｈ、前述の固定用ボルト１６及び素材支持金型２に形成された退避位置固定用ネジ穴２ｎからなる退避位置固定用のネジ式固定機構は、夫々、周方向に分散させて複数個（この実施形態では、２個）設けられている。
【００５０】
心押し側外金型位置決め機構Ｆ２は、心押し側外金型１２にその径方向に沿わせて形成されたボルト挿通孔１２ｈと、そのボルト挿通孔１２ｈに挿通された固定用ボルト１７と、心押し側外金型１２が心押し側外金型作業位置に位置したときにボルト挿通孔１２ｈに挿通された固定用ボルト１７をねじ込むことが可能な位置に位置させて心押し金型３に形成された作業位置固定用ネジ穴３ｍとを備えて構成される。
更に、心押し金型３には、心押し側外金型１２が心押し側外金型作業位置から基端側に退避した退避位置に位置したときに、ボルト挿通孔１２ｈに挿通された固定用ボルト１７をねじ込むことが可能な位置に位置させて、退避位置固定用ネジ穴３ｎが形成されている。ちなみに、退避位置は、図２及び図３に示すように、心押し側外金型１２の先端が、被加工素材Ｗの外周部に当接する増肉用ローラ７、８よりも心押し金型３の基端側に位置する状態となる位置である。
【００５１】
尚、心押し側外金型１２に形成されたボルト挿通孔１２ｈ、そのボルト挿通孔１２ｈに挿通された固定用ボルト１７及び心押し金型３に形成された作業位置固定用ネジ穴３ｍからなる作業位置固定用のネジ式固定機構、並びに、前述のボルト挿通孔１２ｈ、前述の固定用ボルト１７及び心押し金型３に形成された退避位置固定用ネジ穴３ｎからなる退避位置固定用のネジ式固定機構は、夫々、周方向に分散させて複数個（この実施形態では、２個）設けられている。
【００５２】
更に、この実施形態では、図２〜図４に示すように、素材支持金型２の外周面に、先端側が大径となる段部２ｓが設けられ、主軸側外金型１１の内周面に、当該主軸側外金型１１が主軸側外金型作業位置に位置した状態で、素材支持金型２の段部２ｓに当接するように、先端側が大径となる段部１１ｓが設けられている。
素材支持金型２の外周面の段部２ｓは、先端側ほど主軸回転軸心Ａから遠ざかる形態の先拡がり傾斜状に構成されている。
主軸側外金型１１の内周面の段部１１ｓも、素材支持金型２の先拡がり傾斜状の段部２ｓに当接するように、先端側ほど主軸回転軸心Ａから遠ざかる形態の先拡がり傾斜状に構成されている。
【００５３】
又、心押し金型３の外周面に、先端側が大径となる段部３ｓが設けられ、心押し側外金型１２の内周面に、当該心押し側外金型１２が心押し側外金型作業位置に位置した状態で、心押し金型３の段部３ｓに当接するように、先端側が大径となる段部１２ｓが設けられている。
心押し金型３の外周面の段部３ｓは、先端側ほど主軸回転軸心Ａから遠ざかる形態の先拡がり傾斜状に構成されている。
心押し側外金型１２の内周面の段部１２ｓも、心押し金型３の先拡がり傾斜状の段部３ｓに当接するように、先端側ほど主軸回転軸心Ａから遠ざかる形態の先拡がり傾斜状に構成されている。
【００５４】
つまり、図４に示すように、主軸側外金型１１を素材支持金型２の先端側に移動させて、主軸側外金型１１の内周面の段部１１ｓを素材支持金型２の外周面の段部２ｓに当接させると、主軸側外金型１１を主軸側外金型作業位置に精度良く位置決めすることができ、その状態で、主軸側外金型１１のボルト挿通孔１１ｈに挿通した固定用ボルト１６を素材支持金型２の作業位置固定用ネジ穴２ｍにねじ込んで締め付けると、主軸側外金型１１を主軸側外金型作業位置に精度良く固定することができる。
【００５５】
又、図４に示すように、心押し側外金型１２を心押し金型３の先端側に移動させて、心押し側外金型１２の内周面の段部１２ｓを心押し金型３の外周面の段部３ｓに当接させると、心押し側外金型１２を心押し側外金型作業位置に精度良く位置決めすることができ、その状態で、心押し側外金型１２のボルト挿通孔１２ｈに挿通した固定用ボルト１７を心押し金型３の作業位置固定用ネジ穴３ｍにねじ込んで締め付けると、心押し側外金型１２を心押し側外金型作業位置に精度良く固定することができる。
【００５６】
そして、作業位置固定用のネジ式固定機構からなる主軸側外金型位置決め機構Ｆ１により、主軸側外金型１１を主軸側外金型作業位置に固定すると、主軸側外金型１１が素材支持金型２に対して主軸回転軸心Ａ方向に移動不能で且つ回転不能に設けられることになり、その状態で主軸モータ１を作動させると、主軸側外金型１１が素材支持金型２と一体的に回転させられることになる。
つまり、この実施形態では、主軸側外金型１１が、素材支持金型２と相対回転不能に設けられて、主軸モータ１（即ち、主軸回転駆動手段）が外金型回転駆動手段１０に兼用されていることになる（図１参照）。
【００５７】
又、作業位置固定用のネジ式固定機構からなる心押し側外金型位置決め機構Ｆ２により、心押し側外金型１２を心押し側外金型作業位置に固定すると、心押し側外金型１２が心押し金型３に対して主軸回転軸心Ａ方向に移動不能で且つ回転不能に設けられることになり、その状態で心押し用油圧シリンダ４を作動させると、心押し側外金型１２が心押し金型３と一体的に素材支持金型２側に押圧されることになる。
つまり、この実施形態では、心押し側外金型１２が、心押し金型３と相対回転不能に設けられ、並びに、上述の心押し側外金型位置決め機構Ｆ２が設けられることにより、心押し用油圧シリンダ４（即ち、心押し手段）が外金型押圧手段１３に兼用されていることになる（図１参照）。
【００５８】
ここで、上述した主軸側外金型１１の退避位置及び心押し側外金型１２の退避位置について説明を加える。
図２及び図３に示すように、主軸側外金型１１の退避位置は、主軸側外金型１１における段部１１ｓよりも先端側の薄肉部の先端部分が、素材支持金型２における段部２ｓよりも先端側の大径部分に重なる状態で、主軸側外金型１１の先端が被加工素材Ｗの外周部に当接する増肉用ローラ７、８よりも素材支持金型２の基端側に位置する状態となる位置に設定されている。
又、心押し側外金型１２の退避位置は、心押し側外金型１２における段部１２ｓよりも先端側の薄肉部の先端部分が、心押し金型３における段部３ｓよりも先端側の大径部分に重なる状態で、心押し側外金型１２の先端が、被加工素材Ｗの外周部に当接する増肉用ローラ７、８よりも心押し金型３の基端側に位置する状態となる位置に設定されている。
【００５９】
主軸側外金型１１の退避位置を、その主軸側外金型１１の薄肉部が素材支持金型２の大径部分に重なる状態となる位置に設定することにより、主軸側外金型１１の破損を防止して耐久性を向上するようにしている。
同様に、心押し側外金型１２の退避位置も、その心押し側外金型１２の薄肉部が心押し金型３の大径部分に重なる状態となる位置に設定することにより、心押し側外金型１２の破損を防止して耐久性を向上するようにしている。
【００６０】
図１に基づいて、ローラ移動機構Ｍについて説明を加える。
ローラ移動機構Ｍは、複数のローラＲ夫々を水平方向のローラ回転軸心Ｂ周りに回転自在に支持したターレット１８、そのターレット１８を主軸回転軸心Ａに直交するＸ方向に移動可能なＸ方向移動機構Ｍｘ、及び、そのターレット１８を主軸回転軸心Ａに平行なＺ方向に移動可能なＺ方向移動機構Ｍｚ等を備えて構成されている。
この実施形態では、ターレット１８には、複数のローラＲとして、第１増肉用ローラ７、第２増肉用ローラ８及び溝入れ用ローラ９の３個のローラＲの夫々が、ローラ回転軸心Ｂ周りに回転自在に支持されている。
【００６１】
Ｚ方向移動機構Ｍｚは、移動案内方向をＺ方向に沿わせた状態で架台上に設けられて、移動台１９をＺ方向に往復移動自在に支持するＺ方向案内レール２０と、移動台１９に螺挿されたＺ方向ネジ軸２１と、そのＺ方向ネジ軸２１を正逆回転させることにより移動台１９をＺ方向に往復移動させるパルスモータ等のＺ方向移動用モータ２２等を備えて構成されている。
Ｘ方向移動機構Ｍｘは、移動案内方向をＸ方向に沿わせた状態で移動台１９上に設けられて、ターレット１８をＸ方向に往復移動自在に支持するＸ方向案内レール２３と、ターレット１８に螺挿されたＸ方向ネジ軸２４と、そのＸ方向ネジ軸２４を正逆回転させることによりターレット１８をＸ方向に往復移動させるパルスモータ等のＸ方向移動用モータ２５等を備えて構成されている。
【００６２】
ターレット１８の上部には、平面視が正方形状の回転台１８ｒが鉛直方向に沿う回転軸心で回転自在に備えられ、回転台１８ｒの３辺部の夫々に、回転支持部２６を介してローラＲが水平方向に沿うローラ回転軸心Ｂ周りに回転自在に設けられている。
図示を省略するが、ターレット１８を回転させることにより、３つのローラＲ夫々を、夫々のローラ回転軸心Ｂが主軸回転軸心Ａと平行になる形態で素材支持金型２側に突出させた加工位置に位置決めするローラ位置決め機構が設けられている。更に、ローラ位置決め機構は、回転台１８ｒを鉛直方向に沿う回転軸心周りで回転駆動させる電動モータ等のアクチュエータを備えて構成されている。
つまり、ローラ位置決め機構により、回転台１８ｒを回転させて、３つのローラＲのうちの所定の加工用のローラＲを加工位置に位置させると、その加工用のローラＲのローラ回転軸心Ｂが主軸回転軸心Ａと平行になる。ちなみに、図１は、第２増肉用ローラ８が加工位置に位置させられた状態を示している。
【００６３】
そして、Ｚ方向移動用モータ２２を作動させて、加工用のローラＲを素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された被加工素材Ｗの外周部に対向する所定のＺ方向での位置に位置させた状態で、加工用のローラＲを−Ｘ方向（主軸回転軸心Ａ側）に移動させるようにＸ方向移動用モータ２５を作動させる。すると、加工用のローラＲが回転状態の被加工素材Ｗの外周部に押圧されて、回転状態の被加工素材Ｗに従動して回転しながら−Ｘ方向に移動して、被加工素材Ｗが塑性加工される。
【００６４】
次に、上述のように構成した回転塑性加工装置を用いて実行する回転塑性加工方法について説明を加える。
本実施形態では、増肉工程の実行後、主軸側外金型１１を素材支持金型２の先端側に移動して、主軸側外金型位置決め機構Ｆ１により主軸側外金型作業位置に固定し、且つ、外金型押圧手段１３により心押し側外金型１２を主軸側外金型１１側に押圧する外金型セット工程を実行し、続いて、溝入れ工程を実行する。
【００６５】
この実施形態では、増肉工程として、第１増肉用ローラ７を用いて第１増肉部Ｗｔ１を形成する第１増肉工程（図２及び図５参照）、及び、第２増肉用ローラ８を用いて第１増肉工程で形成された第１増肉部Ｗｔ１を更に増肉加工して、第１増肉部Ｗｔ１よりもボリュームの大きい第２増肉部Ｗｔ２を形成する第２増肉工程（図３及び図６参照）を順次実行する。
【００６６】
又、心押し側外金型１２を心押し側外金型作業位置にて心押し金型３に対して固定する心押し側外金型位置決め機構Ｆ２が設けられているので、外金型セット工程では、主軸側外金型１１を主軸側外金型位置決め機構Ｆ１により主軸側外金型作業位置に固定し、並びに、心押し側外金型１２を心押し金型３の先端側に移動して、心押し側外金型位置決め機構Ｆ２により心押し側外金型作業位置に固定した後、外金型押圧手段１３として兼用される心押し用油圧シリンダ４により心押し金型３及び心押し側外金型１２を一体的に主軸側外金型１１側に押圧することになる。
【００６７】
次に、回転塑性加工方法を実行するための制御部５の制御動作について説明する。
操作盤６には、図示を省略するが、増肉工程の実行を指令する増肉運転スイッチ、及び、溝入れ工程の実行を指令する溝入れ運転スイッチ等が設けられている。
【００６８】
増肉運転スイッチにより増肉運転が指令されたときの制御部５の制御動作を説明する。
増肉運転が指令されると、制御部５は、先ず、心押し用油圧シリンダ４を伸長作動させた後、主軸モータ１を所定の回転速度で作動させ、並びに、ローラ位置決め機構により第１増肉用ローラ７を加工位置に位置させる。
【００６９】
続いて、制御部５は、第１増肉用ローラ７をＺ方向での所定の位置（図５（ａ）参照）に位置させるようにＺ方向移動用モータ２２を作動させ、続いて、第１増肉用ローラ７を−Ｘ方向に所定の速度で所定の距離移動させた後（図５（ｂ）参照）、原点に戻すように、Ｘ方向移動用モータ２５を作動させる。
ちなみに、Ｚ方向での所定の位置は、図５に示すように、素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された被加工素材Ｗの外周部を第１増肉用ローラ７の増肉用凹部７ｄに入り込ませることができる位置である。
又、第１増肉用ローラ７を−Ｘ方向に移動させる所定の距離は、予め設定された幅（被加工素材Ｗの径方向での幅）で第１増肉部Ｗｔ１を形成するために必要な距離である。
【００７０】
続いて、制御部５は、ローラ位置決め機構により第２増肉用ローラ８を加工位置に位置させ、第２増肉用ローラ８をＺ方向での所定の位置（図６（ａ）参照）に位置させるようにＺ方向移動用モータ２２を作動させ、続いて、第２増肉用ローラ８を−Ｘ方向に所定の速度で所定の距離移動させた後（図６（ｂ）参照）、原点に戻すように、Ｘ方向移動用モータ２５を作動させる。
ちなみに、Ｚ方向での所定の位置は、図６に示すように、素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された第１増肉工程実行後の被加工素材Ｗの第１増肉部Ｗｔ１を第２増肉用ローラ８の増肉用凹部８ｄに入り込ませることができる位置である。
又、第２増肉用ローラ８を−Ｘ方向に移動させる所定の距離は、予め設定された幅（被加工素材Ｗの径方向での幅）で第２増肉部Ｗｔ２を形成するために必要な距離である。
【００７１】
続いて、制御部５は、主軸モータ１を停止させ、並びに、心押し用油圧シリンダ４を収縮作動させて、第１増肉工程及び第２増肉工程からなる増肉工程を終了する。
【００７２】
又、制御部５は、溝入れ工程が指令されると、先ず、心押し用油圧シリンダ４を伸長作動させた後、主軸モータ１を所定の回転速度で作動させ、並びに、ローラ位置決め機構により溝入れ用ローラ９を加工位置に位置させる。
【００７３】
続いて、制御部５は、溝入れ用ローラ９をＺ方向での所定の位置（図７（ａ）参照）に位置させるようにＺ方向移動用モータ２２を作動させ、続いて、溝入れ用ローラ９を−Ｘ方向に所定の速度で所定の距離移動させた後（図７（ｂ）、（ｃ）参照）、原点に戻すように、Ｘ方向移動用モータ２５を作動させる。
ちなみに、Ｚ方向での所定の位置は、図７に示すように、素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２の外周面における所定位置に溝入れ用凸部９ｐを当て付けることができる位置である。
又、溝入れ用ローラ９を−Ｘ方向に移動させる所定の距離は、予め設定された深さで溝Ｗｇを形成するために必要な距離である。
【００７４】
続いて、制御部５は、主軸モータ１を停止させ、並びに、心押し用油圧シリンダ４を収縮作動させて、溝入れ工程を終了する。
【００７５】
次に、回転塑性加工装置を用いて回転塑性加工方法を実行する際の手順を説明する。
先ず、主軸側外金型１１を退避位置に位置させて、主軸側外金型１１のボルト挿通孔１１ｈに挿通された固定用ボルト１６を素材支持金型２の退避位置固定用ネジ穴２ｎに締め付けることにより、主軸側外金型１１を退避位置に固定し（図２参照）、並びに、心押し側外金型１２を退避位置に位置させて、心押し側外金型１２のボルト挿通孔１２ｈに挿通された固定用ボルト１７を心押し金型３の退避位置固定用ネジ穴３ｎに締め付けることにより、心押し側外金型１２を退避位置に固定する（図２参照）。
【００７６】
そして、被加工素材Ｗを、その貫通孔Ｗｈに素材支持金型２の円柱状突起部２ｐを挿通させた形態で素材支持金型２の先端に装着して、操作盤６により増肉工程の実行を指令する。
すると、図５に示すように第１増肉工程が実行されて、被加工素材Ｗの外周部が第１増肉用ローラ７の増肉用凹部７ｄの内周面に沿うように増肉加工されて、被加工素材Ｗの外周部に第１増肉部Ｗｔ１が形成される。
続いて、図６に示すように第２増肉工程が実行されて、第１増肉工程実行後の被加工素材Ｗの第１増肉部Ｗｔ１が第２増肉用ローラ８の増肉用凹部８ｄの内周面に沿うように増肉加工されて、被加工素材Ｗの外周部に第２増肉部Ｗｔ２が形成される。
【００７７】
そして、増肉工程が終了すると、固定用ボルト１６を外して、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、主軸側外金型１１を素材支持金型２の先端側に移動させて主軸側外金型作業位置に位置させ、主軸側外金型１１のボルト挿通孔１１ｈに挿通された固定用ボルト１６を素材支持金型２の作業位置固定用ネジ穴２ｍに締め付けることにより、主軸側外金型１１を主軸側外金型作業位置に固定する（図４参照）。
並びに、固定用ボルト１７を外して、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、心押し側外金型１２を心押し金型３の先端側に移動させて心押し側外金型作業位置に位置させ、心押し側外金型１２のボルト挿通孔１２ｈに挿通された固定用ボルト１７を心押し金型３の作業位置固定用ネジ穴３ｍに締め付けることにより、心押し側外金型１２を心押し側外金型作業位置に固定する（図４参照）。
【００７８】
つまり、増肉工程（この実施形態では第２増肉工程）から溝入れ工程に切り換えたり、溝入れ工程から増肉工程（この実施形態では第１増肉工程）に切り換えたりする際には、素材支持金型２及び心押し金型３を着脱する必要がない。
従って、工程の切り換え作業を簡素化することができると共に、その作業の所要時間を短くすることができるので、加工品Ｐの製造コストを低減することができる。
【００７９】
続いて、操作盤６により溝入れ工程の実行を指令する。
すると、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように溝入れ工程が実行されて、第２増肉工程実行後の被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２が主軸側外金型１１の先端面１１ｆと心押し側外金型１２の先端面１２ｆとにより形成される型に沿うように増肉加工されると共に、第２増肉部Ｗｔ２の外周面に溝Ｗｇが形成される。つまり、図８及び図９（ｂ）に示す如き、外周部に肉厚部Ｐｔを有すると共に、その肉厚部Ｐｔの外周面に溝Ｐｇを有する加工品Ｐが製造される。
【００８０】
〔別実施形態〕
（Ａ）上記の実施形態では、主軸側外金型１１及び心押し側外金型１２のうちの主軸側外金型１１の先端面１１ｆに、成型用凹部１１ｃを形成したが、図１０に示すように、心押し側外金型１２の先端面１２ｆにも成型用凹部１２ｃを形成しても良い。
心押し側外金型１２の成型用凹部１２ｃも、主軸側外金型１１の成型用凹部１１ｃと同様に、主軸回転軸心Ａを含む面での断面視において、先端から基端側に向けて基端側ほど主軸回転軸心Ａから遠ざかる形態で延びる傾斜状部位１２ｔと、当該傾斜状部位１２ｔの基端側端部から外周側に主軸回転軸心Ａに直交する方向に延びる軸心直交部位１２ｖとを備えさせる。
この場合は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１増肉工程及び第２増肉工程により、素材支持金型２の側及び心押し金型３の側の両側に張り出した形状の第２増肉部Ｗｔ２を形成する。
そして、第１増肉工程及び第２増肉工程により形成された第２増肉部Ｗｔ２を増肉加工すると共にその外周部に溝Ｗｇを形成して、図１０（ｃ）及び図１１に示すように、外周部に軸心Ｐａ方向の両側に張り出した形状の肉厚部Ｐｔを有すると共に、その肉厚部Ｐｔの外周面に溝Ｐｇを有する加工品Ｐを製造することができる。
【００８１】
又、図示を省略するが、心押し側外金型１２のみに成型用凹部１２ｃを形成しても良い。
【００８２】
（Ｂ）主軸側外金型１１の先端面１１ｆに形成する成型用凹部１１ｃや、心押し側外金型１２の先端面１２ｆに形成する成型用凹部１２ｃの形状は、上記の実施形態及び上記（Ａ）の別実施形態で示した形状に限定されることがなく、種々に変更可能である。例えば、主軸回転軸心Ａを含む面での断面視において、中心角が４５度の円弧状になる形状でも良い。
又、主軸側外金型１１の先端面１１ｆ及び心押し側外金型１２の先端面１２ｆ共に、成型用凹部１１ｃ、１２ｃを形成せず、平面状に構成しても良い。
【００８３】
（Ｃ）上記の実施形態では、主軸側外金型１１の先端面１１ｆ及び心押し側外金型１２の先端面１２ｆを、素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された増肉工程（具体的には、第２増肉工程）後の被加工素材Ｗの第２増肉部Ｗｔ２（増肉部）よりも内方側に当接させるように構成した。これに代えて、主軸側外金型１１の先端面１１ｆ及び心押し側外金型１２の先端面１２ｆ共に、素材支持金型２と心押し金型３とに挟持された増肉工程後の被加工素材Ｗに当接させないように構成しても良い。
【００８４】
（Ｄ）上記の実施形態では、溝入れ工程での溝形成の対象となる増肉部（上記の実施形態では、第２増肉部Ｗｔ２）を、第１及び第２の２回の増肉工程で形成する場合について例示したが、溝入れ工程での溝形成の対象となる増肉部を、１回の増肉工程で形成するように構成しても良いし、３回以上の増肉工程で形成するように構成しても良い。
【００８５】
（Ｅ）上記の実施形態では、主軸回転駆動手段１（具体的には、主軸モータ）を外金型回転駆動手段１０に兼用するように構成したが、外金型回転駆動手段１０を専用に設けても良い。この場合は、外金型回転駆動手段１０は、主軸側外金型１１を素材支持金型２と同期させて回転駆動するように構成することになる。
又、上記の実施形態では、心押し手段４（具体的には、心押し用油圧シリンダ）を外金型押圧手段１３に兼用するように構成したが、外金型押圧手段１３を専用に設けても良い。この場合は、心押し側外金型位置決め機構Ｆ２を省略することになる。
【００８６】
（Ｆ）主軸側外金型位置決め機構Ｆ１及び心押し側外金型位置決め機構Ｆ２夫々の具体的な構成は、上記の実施形態で例示した構成に限定されることがない。
例えば、ピンを主軸側外金型１１と素材支持金型２とにわたってや、心押し側外金型１２と心押し金型３とにわたって挿脱することにより、主軸側外金型１１を素材支持金型２に対して固定したりその固定を解除したり、並びに、心押し側外金型１２を心押し金型３に対して固定したりその固定を解除したりするように構成することができる。
【００８７】
（Ｇ）主軸側外金型位置決め機構Ｆ１に、主軸側外金型１１を素材支持金型２に対して固定したりその固定を解除したりするアクチュエータ（上記（Ｆ）の別実施形態では、ピンを挿脱操作するためのソレノイド等）を設け、並びに、主軸側外金型１１を主軸回転軸心Ａ方向に沿って往復移動操作するためのアクチュエータ（例えば、油圧シリンダ）を設ける。又、同様に、心押し側外金型位置決め機構Ｆ２にも、心押し側外金型１２を心押し金型３に対して固定したりその固定を解除したりするアクチュエータ（上記（Ｆ）の別実施形態では、ピンを挿脱操作するためのソレノイド等）を設け、並びに、心押し側外金型１２を主軸回転軸心Ａ方向に沿って往復移動操作するためのアクチュエータ（例えば、油圧シリンダ）を設けても良い。
この場合は、制御部５により上述の各アクチュエータの作動を制御することにより、外金型セット工程を自動的に実行させるように構成することができる。更に、制御部５により第１増肉工程、第１増肉工程、外金型セット工程、溝入れ工程を順次自動的に実行させるように構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、製造コストを低減しながら、被加工素材の外周部を外周面に溝を有する増肉部に適切に増肉加工し得る回転塑性加工装置及び回転塑性加工方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１      主軸モータ（主軸回転駆動手段）
２      素材支持金型
２ｓ    段部
３      心押し金型
３ｓ    段部
４      心押し用油圧シリンダ（心押し手段）
７      第１増肉用ローラ（増肉用ローラ）
７ｄ    増肉用凹部
８      第２増肉用ローラ（増肉用ローラ）
８ｄ    増肉用凹部
９      溝入れ用ローラ
９ｐ    溝入れ用凸部
１０    外金型回転駆動手段
１１    主軸側外金型
１１ｃ  成型用凹部
１１ｆ  先端面
１１ｓ  段部
１１ｔ  傾斜状部位
１１ｖ  軸心直交部位
１２    心押し側外金型
１２ｃ  成型用凹部
１２ｆ  先端面
１２ｓ  段部
１２ｔ  傾斜状部位
１２ｖ  軸心直交部位
１３    外金型押圧手段
Ａ      主軸回転軸心
Ｂ      ローラ回転軸心
Ｆ１    主軸側外金型位置決め機構
Ｆ２    心押し側外金型位置決め機構
Ｍ      ローラ移動機構
Ｒ      ローラ
Ｗ      被加工素材
Ｗａ    軸心
Ｗｇ    溝
Ｗｔ１  第１増肉部（増肉部）
Ｗｔ２  第２増肉部（増肉部）
【図１】
2016131976.tif 000003
【図２】
2016131976.tif 000004
【図３】
2016131976.tif 000005
【図４】
2016131976.tif 000006
【図５】
2016131976.tif 000007
【図６】
2016131976.tif 000008
【図７】
2016131976.tif 000009
【図８】
2016131976.tif 000010
【図９】
2016131976.tif 000011
【図１０】
2016131976.tif 000012
【図１１】
2016131976.tif 000013