JP2001030018A - スピニング加工による有底筒体の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、板状素材に対し絞りスピニン
グ加工及びしごきスピニング加工を円滑且つ適切に行な
い、所望の有底筒体に加工する。 【解決手段】 加工目標の有底筒体の外形と同形状に形
成した芯金３の底部と、この芯金に対して同軸上で対峙
する押え棒４１とにより板状素材の被加工物４を回転不
能に挾持する。そして、芯金及び押え棒の周囲を同径円
周軌跡にて等間隔で公転可能な複数のローラ２８を公転
軌道径を同時に変化させつつ芯金及び押え棒の軸心方向
に移動させ板状素材の被加工物を押圧変形して、絞りス
ピニング加工を行なうと共にしごきスピニング加工を行
ない、芯金の外形形状に内面が合致するように有底筒体
を形成する。

Description

【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加工によ
る有底筒体の製造方法及び装置に関し、特に、金属製の
板状素材に対し絞りスピニング加工及びしごきスピニン
グ加工を行ない、有底筒体形状に形成する有底筒体の製
造方法及び装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の回転対称部品の製造に
スピニング加工が用いられている。これは、板材等を回
転させローラ工具を押し付けて成形する方法で、例えば
書籍「回転加工−転造とスピニング−」（塑性加工技術
シリーズ１１、日本塑性加工学会偏、１９９０年１２月
２０日初版第１刷、コロナ社発行）の第１４３頁乃至第
１９９頁に記載されている。同書籍には、ブランクをマ
ンドレルに押圧した状態で、これらを回転させながらロ
ーラをブランクに押圧して絞り成形を行なう絞りスピニ
ングと、外径は変化しないが壁厚を薄くするしごきスピ
ニングと、円筒状のブランクの壁をしごく回転しごきス
ピニングの三つの加工法が開示されている。更に、加工
の初めは絞りスピニングで右側の逆向き円錐を作り、途
中からしごきスピニングによって左側の円錐を作り、メ
ガホン状のランプシェードを加工する例が示されている
（同書籍の第１４５頁）。

【０００３】上記の書籍においても最も困難な加工と記
載されている板材から有底筒体を形成する方法の一例と
して、特許登録２６７３８１０号公報には、回転主軸に
取り付けられたマンドレルと、このマンドレルに沿って
被加工物を絞り加工する絞りローラを用いたスピニング
マシンによる絞り加工法が開示されている。また、特開
平９−２３９４７２号公報には、中空円筒素材に対し、
中央円筒部をへら絞り加工にて所定の肉厚及び所定長さ
のベロー成形部に圧延するベロー管素材の絞り成形方法
（寧ろ、しごきスピニング加工に相当）が開示されてい
る。特に、特公平３−１０８９号公報には、素材板をプ
レス成形して底部と筒部を備えた容器体を形成し、筒部
をスピニング成形（しごきスピニング加工に相当）して
長筒部を形成する水差しの製法が開示されている。

【０００４】更に、特開平１０−２９６３６５号公報に
は、絞りスピニング加工としごきスピニング加工の両加
工法を組合せたドラム成形方法が開示されている。同公
報には、歯の傾き防止と、内歯と外歯の軸心ズレ防止と
を達成しながら、短時間成形による一体型ドラムの成形
方法を提供することを目的とし、マンドレルとプレッシ
ャプレートとの軸心を一致させて円形板材のボス部を挟
圧固定したままで、フローフォーミングによる冷間塑性
変形で第１ドラム部の内面に内歯を形成し、転造による
冷間塑性変形で第２ドラム部の外面に外歯を形成するワ
ンクランプの加工方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】金属製の板状素材に対
しスピニング加工を行ない有底筒体を製造する方法とし
て、従来の絞りスピニング加工は、板状素材をマンドレ
ル（芯金）と共に軸心回りに回転させ、芯金の軸心回り
には回転しない１個のローラを芯金の軸心方向及び径方
向に駆動して板状素材を加工しているが、ローラに押圧
される反力によって材料が後方（回転後方）へ塑性流動
するのと、加工対象の素材全体も反対側へ押されるた
め、ローラの押圧力が塑性流動に有効に変換されず、所
定の外形、肉厚を確保することが困難で、形状精度の維
持が困難という問題がある。

【０００６】一方、板状素材に対し１台の機械によって
絞りスピニング加工から側壁のスピニング加工までを連
続して行なうこととすれば効率的であるので、この実現
が望まれていた。特に、前掲の特公平３−１０８９号に
記載のような形状の物品の製造に有効である。前述の問
題を解決し、連続加工という要請に応えるには、複数の
ローラを、素材の軸を中心に常に相対するように配置す
ればよく、これによって複数の押圧力が常に軸心方向に
印加される。また、１台の機械によって実現するという
要請に応えるには、絞りスピニング加工用の設備としご
きスピニング加工用の設備を１台の機械に組込めばよい
が、単に両設備を組み込んだだけでは所望の効果は得ら
れない。

【０００７】前掲の特開平１０−２９６３６５公報にお
いては、２つのローラによって軸を挟んで両側から（ロ
ーラ用のアームのレバー比を利用して）押圧するように
構成されているが、ローラの軌跡はアーム端の支点を中
心とする弧状となるため、常に２つのローラが素材の軸
を挟んで対向する状態を維持しながら加工を行なうこと
ができるというものではない。つまり、依然として上記
の要請に応え得るものではない。また、絞り加工用のロ
ーラとしごき加工用のローラの２組のローラが用いられ
ているが、各組のローラを素材回りで常に相対して径方
向移動（押圧作動）及び軸方向移動させることは、構造
上不可能である。これを行うには、複数のローラをそれ
ぞれ個別に、放射状の軌跡に沿って移動し得るように制
御する装置が必要となり、非常に複雑且つ大型の装置と
なることは不可避である。

【０００８】更に、素材側を回転させ、ローラを素材回
りには回転させない構造（非公転式）の絞りスピニング
加工装置及び／又はしごきスピニング加工装置に共通す
る問題として、加工対象の素材を２つの押さえ具（マン
ドレル）で強固に両側から挾持した状態で回転駆動する
だけでなく、更に軸方向移動まで行なわなければなら
ず、両押え具の回転強度、剛性の確保が必須であり、そ
の結果、重量及びコストが増大するとともに、それらの
制御装置も複雑化、大型化するという問題も避けられな
い。更には、全長の長い両押え具（及び挾持されている
加工対象の素材）が高速で回転すると素材部分がマスと
なって振動し、高精度の加工が困難となるという問題も
内包する。

【０００９】そこで、本発明は、簡単な構成で、板状素
材に対し絞りスピニング加工及びしごきスピニング加工
を円滑且つ適切に行ない、所望の有底筒体に加工し得る
有底筒体の製造方法及び装置を提供することを課題とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の有底筒体の製造方法は、請求項１に記載の
ように、加工目標の有底筒体の外形と同形状に形成した
芯金の底部に、板状素材を回転不能に密着保持する第１
の工程と、前記芯金の軸心周囲を同径円周軌跡にて公転
する複数のローラを、公転軌道径を変化させつつ前記芯
金の軸心方向に移動させ前記板状素材を押圧変形して、
絞りスピニング加工を行なうと共にしごきスピニング加
工を行ない、前記芯金の外形形状に内面が合致するよう
に前記有底筒体を形成する第２の工程とを有することと
したものである。

【００１１】前記有底筒体の製造方法において、請求項
２に記載のように、前記第２の工程は、前記板状素材が
押圧変形して前記芯金の外形形状に合致した後に、前記
有底筒体の側壁部を、前記複数のローラによって前記芯
金の軸心方向に押圧し、所定の肉厚及び長さまで圧延す
る工程を含むこととしてもよい。

【００１２】また、前記有底筒体の製造方法において、
請求項３に記載のように、前記芯金の外周面を所望の表
面形状に刻設して成り、前記第２の工程時に前記有底筒
体の内面に前記表面形状が転写されるように構成しても
よい。

【００１３】あるいは、有底筒体の製造方法として、請
求項４に記載のように、加工目標の有底筒体の外形と同
形状に形成した芯金の底部と、該芯金に対して同軸上で
対峙する押え棒とにより前記板状素材を回転不能に挾持
する第１の工程と、前記芯金及び前記押え棒の周囲を同
径円周軌跡にて等間隔で公転可能な三個のローラを公転
軌道径を同時に変化させつつ前記芯金及び押え棒の軸心
方向に移動させ前記板状素材を押圧変形して、絞りスピ
ニング加工を行なうと共にしごきスピニング加工を行な
い、前記芯金の外形形状に内面が合致するように前記有
底筒体を形成する第２の工程とを有することとしてもよ
い。

【００１４】一方、本発明の有底筒体の製造装置は、請
求項５に記載のように、中空の主軸と、該主軸の先端部
に装着する支持手段と、該支持手段の前面に、前記主軸
と同軸の円周軌跡上に等間隔で公転可能且つ半径方向に
移動可能に設けた複数のローラと、前記主軸内に、前記
主軸とは独立して進退可能で回転不能に支持する押え棒
と、加工目標の有底筒体の外形と同形状に形成し、前記
押え棒及び前記支持手段の前面と同軸上に対峙するよう
に配置する芯金と、該芯金と前記押え棒との間に前記板
状素材を回転不能に挾持した状態で、前記支持手段を回
転駆動すると共に前記板状素材と前記支持手段の少なく
とも一方を前記主軸の軸方向に駆動し、前記支持手段の
回転駆動に応じて前記複数のローラを、公転軌道径を同
時に変化させつつ前記芯金及び押え棒の軸心方向に移動
させ前記板状素材を押圧変形して、絞りスピニング加工
を行なうと共にしごきスピニング加工を行なう駆動手段
とを備えたものである。

【００１５】また、前記有底筒体の製造装置において、
請求項６に記載のように、前記主軸が内管及び外管の二
重管から成り、前記内管及び外管の回転速度が相互に異
なるように回転駆動する回転駆動手段と、前記支持手段
内に内蔵し、前記複数のローラを前記主軸と共に回転し
た状態で、前記複数のローラの公転軌道径を前記内管と
外管との相対速度差に応じて制御する伝達制御手段を備
えたものとするとよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】上記の構成になるスピニング加工
による有底筒体の製造方法及び装置の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るス
ピニング加工装置を示し、最終製品は、軸回転対称で、
軸に垂直な壁部を一体的に有する有底筒体となる。例え
ば、ボトル状の容器、アキュムレータをはじめ、プーリ
あるいはギヤ、各種ハウジング、更にはホイール、魔法
瓶、鍋、消火器等、種々の製品となる。尚、本実施形態
において、原素材（加工前の素材）は金属製の板状素材
であるが、その材料の種類は問わない。

【００１７】図１に示すように、ベ−スＢＳ上に一対の
ガイドレール５が固定され、このガイドレール５に沿っ
て筐体２０が移動可能に配置されている。この筐体２０
の下部にはボールソケット７が固定され、これに螺合す
る螺子軸（ボールスクリュー）８が、ベ−スＢＳ上にガ
イドレール５と平行に配置され、サーボモータ９によっ
て回動可能に支持されている。而して、サーボモータ９
によって螺子軸８が回転駆動されると、筐体２０はガイ
ドレール５に沿って移動するように構成されている。

【００１８】筐体２０には、主軸２がガイドレール５と
平行に配置され、ベアリング２０ａ，２０ｂを介して回
動自在に支持されている。本実施形態の主軸２は、円筒
状の外管２１と内管２３によって二重管に構成されてお
り、後述する変速機構５０に連結されている。更に、内
管２３の中空部を貫通するように押え棒４１が配設さ
れ、主軸２とは独立して軸方向に進退可能に支持されて
いる。即ち、押え棒４１は主軸２の内管２３に対し軸受
を介してフローティング支持されており、従って主軸２
の回転及び軸方向移動に拘らず軸方向に移動し得るよう
に構成されている。押え棒４１の基端部は進退駆動用の
シリンダ４２に支持され、シリンダ４２はブラケット４
３を介してベースＢＳに支持されている。

【００１９】主軸２の外管２１は歯車列２２ａを介して
プーリ２２ｂに連結され、このプーリ２２ｂがベルト
（図示せず）を介して回転駆動手段のモータ等（図示せ
ず）等に連結されており、外管２１はこのモータ等によ
って回転駆動される。外管２１の先端にはフランジ２４
が固定されており、外管２１が回転駆動されるとフラン
ジ２４が主軸２の軸心を中心に回転する。一方、内管２
３は、外管２１及びフランジ２４に対して回動可能に支
持されている。そして、内管２３の先端部には支持板２
５が固定されており、支持板２５は内管２３と共に主軸
２の軸心を中心に回転駆動される。

【００２０】支持板２５には、図２に示すような３条の
螺旋状の案内溝２５ａが形成されており、これらの案内
溝２５ａの各々に、支持板２５の回転に伴い径方向に移
動する案内ピン２６が配置されている。これらの案内ピ
ン２６は３個の支持部材２７に夫々保持されており、各
支持部材２７には、図１に示すようにローラ２８が回動
自在に支持されている。而して、支持板２５及び支持部
材２７によって本発明の支持手段が構成され、内管２３
が回転駆動されると、ローラ２８が主軸２の軸心を中心
に回動（公転）すると共に、支持板２５の回転に応じて
支持部材２７が案内溝２５ａに沿って径方向に駆動さ
れ、ローラ２８が主軸２の軸心に対して近接、離隔する
ように駆動される。つまり、ローラ２８の作動は支持板
２５の回転中に行なわれ、ローラ２８は公転しながらそ
の公転軌道径を変化させることとなる。

【００２１】上記の外管２１及び内管２３が連結される
変速機構５０は、本発明の伝達制御手段を構成し、本実
施形態では撓み噛み合い式駆動装置を用いたもので、外
管２１と内管２３に夫々係合される一対の外輪５１，５
２と、これらの内面に形成された同一の歯数の歯溝に噛
合し、これらと異なる歯数の歯形が形成された可撓性の
歯車輪５３と、この歯車輪５３を回動可能に支持し外輪
５１，５２の歯溝と相対する２箇所で噛合するように配
置するウェーブ形成輪５４が設けられている。このウェ
ーブ形成輪５４は駆動用減速モータ５５によって回転駆
動される。外輪５１，５２は夫々支持歯車５６，５７に
支持され、支持歯車５６と噛合する駆動歯車５８が外管
２１に取付けられ、支持歯車５７と噛合する従動歯車５
９が内管２３に取付けられている。

【００２２】上記の撓み噛み合い式駆動装置は、例えば
ハーモニックドライブとして知られているので（例え
ば、インターネット情報http://www.hds.co.jp/hdss.ht
m ）、作動原理の説明は省略するが、外管２１の回転駆
動に応じて外輪５１，５２間に相対速度差が生ずる差動
機構が構成されている。而して、外管２１が回転駆動さ
れると、外輪５１，５２間の差動により内管２３を介し
て支持板２５が回転駆動され、各支持部材２７、ひいて
は各ローラ２８が主軸２の軸心に対し径方向移動するこ
ととなる。

【００２３】このローラ２８は断続的な衝撃を和らげる
ため複数個設けられるが、本実施形態のように三個のロ
ーラ２８を等間隔に配置するのが理想的である。また、
ローラ２８は径方向に変位可能であればどのような移動
経路としてもよい。ローラ２８の駆動手段及び差動機構
としては遊星歯車機構等、他の手段を用いることとして
もよい。尚、上記モータ９，５５等及びシリンダ４２等
の各駆動手段はコントローラ（図示せず）に電気的に接
続され、このコントローラから各駆動手段に対し制御信
号が出力され、数値制御されるように構成されている。

【００２４】一方、図１の左側のベ−スＢＳには、押え
棒４１、ローラ２８等と対向するようにクランプ装置１
２が固定されている。クランプ装置１２は、加工目標の
有底筒体の外形と同形状に形成された芯金３の軸部３ａ
を回転及び移動不能に強固に保持するように構成されて
いる。芯金３の中心軸は押え棒４１の中心軸上に位置す
るように固定され、押え棒４１の先端部と芯金３との間
に板状素材の被加工物４が配置されている。従って、主
軸２と押え棒４１の中心軸は同一であり、これらと芯金
３の中心軸が一致するように配置される。この被加工物
４は、その中心が押え棒４１の軸心（主軸２の軸心）に
位置するように保持される。

【００２５】尚、クランプ装置１２は、その構造の図示
は省略するが、芯金３を脱着可能に保持するように構成
されており、芯金３の交換（段替）を容易に行ない得
る。更に、芯金３に対し軸方向に位置調節可能に構成す
れば、被加工物４の軸方向の位置決めを適切且つ容易に
行なうことができる。あるいは、筐体２０をベ−スＢＳ
に固定し、クランプ装置１２を移動可能に支持すること
としてもよい。

【００２６】上記スピニング加工装置により被加工物４
に対し絞りスピニング加工及びしごきスピニング加工を
行なう場合の一例を図１乃至図５を参照して説明する。
図１において、先ず、原素材である板状素材の被加工物
４の中心が芯金３の底面（図１の右側の面）の中心に合
致するように配置され、被加工物４が芯金３に当接した
状態でシリンダ４２が駆動される。これにより、押え棒
４１が前進し（図１の左方向に移動）、被加工物４は芯
金３と押え棒４１の先端部との間に挟持され、図１に示
すように回転不能の状態で保持され、本発明にいう第１
の工程が終了する。尚、押え棒４１は前述のように主軸
２に対しフローティング支持されているので、主軸２の
回転及び軸方向移動に拘らず被加工物４を挟持した状態
に維持することができる。

【００２７】次に、筐体２０がガイドレール５に沿って
前進駆動され（図１の左方向に移動）、図４に示すよう
に各ローラ２８が芯金３の底面周縁で被加工物４に当接
する状態となる。この状態から、主軸２がその軸心（＝
芯金３の軸心）を中心に回転駆動され、各ローラ２８が
主軸２の軸心を中心に回動すると共に、変速機構５０を
介して支持板２５が回転駆動され、各ローラ２８が主軸
２の軸心（＝芯金３の軸心）方向に移動する。同時に、
各ローラ２８がガイドレール５に沿って前進駆動される
（図１の左方向に移動）。この回転駆動及び前進駆動に
伴い、各ローラ２８は、被加工物４の表面に圧接された
状態で、それ自体回転（即ち、自転）すると共に主軸２
の軸心を中心に回転（即ち、公転）しながら、芯金３の
軸心から離隔する方向（公転軌道径が拡大する方向）に
径方向駆動され、図５に示すように絞りスピニング加工
が行なわれる。

【００２８】この絞りスピニング加工によって、被加工
物４のうち、芯金３の底面に密着した面以外の部分がロ
ーラ２８によって変形され、最終的に図３に示すように
被加工物４の内面が芯金３の外周面に密着する。このと
き、ローラ２８は常に被加工物４に当接するように制御
することが望ましい。尚、ローラ２８の公転軌道径を増
減させつつ、ローラ２８の軸方向の前進あるいは後退
（図１の左右方向の移動）を繰り返して、徐々に被加工
物４が変形するようにしてもよい。このようにして板状
素材の被加工物４が芯金３の外形と略同一形状に変形
し、有底筒体に形成される。

【００２９】更に、上記のように有底筒体に形成された
被加工物４に対し、図３に示すようにローラ２８が常に
当接するように、ローラ２８は軸心方向に押圧駆動され
ると共に、前進駆動（図１の左方向に移動）される。こ
の押圧及び前進駆動に伴い、被加工物４は、その側壁部
の板厚が減少すると共に軸方向に延出し、圧延加工が行
なわれる。即ち、しごきスピニング加工が行なわれる。
このとき、被加工物４の側壁部においては、ローラ２８
の公転運動と軸方向移動によって、螺旋状に材料が塑性
流動する。

【００３０】本実施形態においては、３個のローラ２８
が被加工物４の外径より若干小さい値に設定された公転
軌道径で、被加工物４の外周面に当接した状態で自転
し、同時に図２の紙面に対し表裏方向（図１の左右方
向）に移動する。そして、被加工物４の開口端に達する
と、ローラ２８が芯金３の軸心から離隔する方向に駆動
され（公転軌道径が拡大され）、被加工物４から離脱し
開始位置（被加工物４の底面側）に復帰する。以上の工
程が１回のしごきスピニング加工とされる。そして、２
回目のしごきスピニング加工においては、１回目よりも
小さい公転軌道径に設定されて同様の作動が行なわれ
る。このようにしてｎ回のしごきスピニング加工が行な
われると、被加工物４は所定の肉厚、長さの有底筒体に
形成され、本発明にいう第２の工程が終了する。

【００３１】以上のように、本実施形態によれば、同径
の円周軌跡上を等間隔で公転する複数のローラ２８によ
って、軸心方向に常に押圧力が付加されるので、被加工
物４に対し円周方向において均一且つスムーズな塑性流
動をしつつ絞りスピニング加工及びしごきスピニング加
工が行なわれる。また、芯金３（及び被加工物４）の軸
心を中心として（軸心の周囲で）押圧力がバランスする
ので、被加工物４が片側に傾いたり芯金３から離れたり
することがなく、ローラ２８による押圧力を無駄なく効
率的に塑性流動に変換することができる。

【００３２】更に、芯金３、被加工物４及び押え棒４１
の何れも回転しないため、被加工物４を強固に押圧する
構造を容易に構成することができると共に、回転に起因
する被加工物４のブレ等の不具合を回避できる。もちろ
ん、これらの部材の低強度化、低剛性化による軽量化、
低コスト化も可能となり、その結果、装置全体の構造も
簡略化が可能となる。また、量産工程においては、ロー
ラ２８の回転を停止させることなく被加工物４の交換を
容易に行なうことができるので、タクトタイムを低減で
きるとともに、エネルギー効率も向上する。

【００３３】上記の装置においては、一つの剛体の支持
板２７に複数のローラ２８が円周上等間隔に装着され、
これらが支持板２７と共に回転するので、各ローラ２８
が被加工物４から受ける反力が他のローラ２８の押圧力
として一義的に作用するため、一層効率的に押圧力を塑
性流動に変換することができる。このように効率的な塑
性流動が可能であるので、絞りスピニング加工用及びし
ごきスピニング加工用のどちらが大きな加工力を必要と
しても、従来のような専用の大きなローラを必要とする
ことなく、１種類の通常のスピニング加工用のローラ３
個で対応することができ、小型軽量化が可能となる。

【００３４】図６及び図７は、他の実施形態を示すもの
で、板状素材から最終製品として所謂内歯プーリを製造
するものである。この実施形態においては、芯金３の外
周面に、その軸と平行に複数の突条３ｂが形成されてお
り、芯金３が歯車形状に形成されている。また、被加工
物４の原素材である板状素材の中心に孔４ａが形成され
ている。而して、この被加工物４に対し、上記と同様に
絞りスピニング加工及びしごきスピニング加工を行なう
ことにより、被加工物４は、底面に孔（４ａ）を有する
有底筒体に形成される。しかも、芯金３の外周面に形成
された突条３ｂによる歯車形状が、しごきスピニング加
工時の素材流動によって被加工物４の内面に転写、刻設
され、図７に示すように内歯４ｂを有する内歯プーリＰ
Ｌが形成される。

【００３５】尚、芯金３の外周面は所望の表面形状に刻
設することができる。従って、有底筒体の被加工物４の
内面に転写、形成し得るのは、内歯に限らず、図８に示
すような長手方向に延在する複数のフィン４ｆでもよ
く、螺旋形状の突条（図示せず）とすることもでき、任
意の形状、配置とすることができる。図８に示す複数の
フィン４ｆは、チューブＴＢの回り止め用に形成するも
ので、従来は一般的にブローチ加工が用いられていた。
この加工には刃具が必要とされ、しかも別工程となるた
め、フィン形成に別途費用と時間が必要であった。これ
に対し、本実施形態によればスピニング加工と同時にフ
ィン４ｆが形成されるので、工程の短縮とコストダウン
が可能となる。

【００３６】上記のように有底筒体形状に形成された被
加工物４に対し、更に一連の加工工程の延長として、そ
の開口部をネッキング加工することができる。即ち、図
９に示すように、芯金３に代えて、有底筒体形状に形成
された被加工物４を把持するためのチャック装置１３を
装着することによって、上記の絞りスピニング加工及び
しごきスピニング加工に連続して、スピニングによるネ
ッキング加工を行ない、被加工物４の開口部４ｃに小径
の首部を形成することができる。

【００３７】この場合のチャック装置１３は、図示は省
略するが、例えば被加工物４の軸心に向かって径方向に
移動可能な一対のチャックによって被加工物４を保持し
得るように構成される。クランプ装置１２に対する芯金
３とチャック装置との交換（段替）は手操作によって行
なうことができるが、ロボット（図示せず）によって自
動的に行なうように構成することもできる。更に、例え
ば特開平１１−１４７１３８号及び特開平１１−１５１
５３５号公報に記載のように、偏心スピニング加工ある
いは曲げスピニング加工を行ない、偏心首部あるいは湾
曲首部を形成することもできる。

【００３８】このように、被加工物４に対する絞りスピ
ニング加工及びしごきスピニング加工を一工程中で連続
して行なうことができるだけでなく、チャック装置１３
を用意しこれを芯金３と交換可能としておけば、ネッキ
ング加工も連続して行なうことができ、加工時間の一層
の短縮が可能となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１，２，４
及び請求項５，６に記載のスピニング加工による有底筒
体の製造方法及び装置によれば、同径の円周軌跡上を等
間隔で公転する複数のローラによって、被加工物の軸心
方向に常に押圧力が付加されるので、被加工物は円周方
向において均一かつスムーズな塑性流動をしつつスピニ
ング加工及びしごきスピニング加工が行なわれ、迅速且
つ容易に、高精度で所望の形状に形成することができ
る。また、ローラの回転を停止させることなく被加工物
を容易に交換することができるので、加工時間を短縮で
き、エネルギー効率も向上する。

【００４０】更に、請求項３に記載の方法によれば、ス
ピニング加工と同時に有底筒体の内面に芯金の表面形状
が転写されるので、工程の短縮及びコストダウンが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るスピニング加工装置
の一部を破断した状態を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るスピニング加工装置
の支持部材の正面図で、図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の一実施形態におけるしごきスピニング
加工状況を示す部分断面図である。

【図４】本発明の一実施形態における絞りスピニング加
工状況を示す断面図である。

【図５】本発明の一実施形態における絞りスピニング加
工状況を示す断面図である。

【図６】本発明の他の実施形態における芯金の例を示す
正面図である。

【図７】本発明の他の実施形態における加工後の内歯プ
ーリを示す斜視図である。

【図８】本発明の他の実施形態における加工後のチュー
ブを示す側面図である。

【図９】本発明の更に他の実施形態に係るスピニング加
工装置の一部を破断した状態を示す正面図である。

【符号の説明】

２ 主軸， ３ 芯金， ４ 板状素材，１２ クラン
プ装置， ２１ 外管， ２３ 内管，２５ 支持板，
２５ａ 案内溝， ２７ 支持部材，２８ ローラ，
４１ 押え棒， ５０ 変速機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工目標の有底筒体の外形と同形状に形
   成した芯金の底部に、板状素材を回転不能に密着保持す
   る第１の工程と、前記芯金の軸心周囲を同径円周軌跡に
   て公転する複数のローラを、公転軌道径を変化させつつ
   前記芯金の軸心方向に移動させ前記板状素材を押圧変形
   して、絞りスピニング加工を行なうと共にしごきスピニ
   ング加工を行ない、前記芯金の外形形状に内面が合致す
   るように前記有底筒体を形成する第２の工程とを有す
   る、スピニング加工による有底筒体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第２の工程は、前記板状素材が押圧
   変形して前記芯金の外形形状に合致した後に、前記有底
   筒体の側壁部を、前記複数のローラによって前記芯金の
   軸心方向に押圧し、所定の肉厚及び長さまで圧延する工
   程を含むことを特徴とする請求項１記載の有底筒体の製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記芯金の外周面を所望の表面形状に刻
   設して成り、前記第２の工程時に前記有底筒体の内面に
   前記表面形状が転写されることを特徴とする請求項２記
   載の有底筒体の製造方法。
4. 【請求項４】 加工目標の有底筒体の外形と同形状に形
   成した芯金の底部と、該芯金に対して同軸上で対峙する
   押え棒とにより前記板状素材を回転不能に挾持する第１
   の工程と、前記芯金及び前記押え棒の周囲を同径円周軌
   跡にて等間隔で公転可能な三個のローラを公転軌道径を
   同時に変化させつつ前記芯金及び押え棒の軸心方向に移
   動させ前記板状素材を押圧変形して、絞りスピニング加
   工を行なうと共にしごきスピニング加工を行ない、前記
   芯金の外形形状に内面が合致するように前記有底筒体を
   形成する第２の工程とを有する、有底筒体のスピニング
   加工による製造方法。
5. 【請求項５】 中空の主軸と、該主軸の先端部に装着す
   る支持手段と、該支持手段の前面に、前記主軸と同軸の
   円周軌跡上に等間隔で公転可能且つ半径方向に移動可能
   に設けた複数のローラと、前記主軸内に、前記主軸とは
   独立して進退可能で回転不能に支持する押え棒と、加工
   目標の有底筒体の外形と同形状に形成し、前記押え棒及
   び前記支持手段の前面と同軸上に対峙するように配置す
   る芯金と、該芯金と前記押え棒との間に前記板状素材を
   回転不能に挾持した状態で、前記支持手段を回転駆動す
   ると共に前記板状素材と前記支持手段の少なくとも一方
   を前記主軸の軸方向に駆動し、前記支持手段の回転駆動
   に応じて前記複数のローラを、公転軌道径を同時に変化
   させつつ前記芯金及び押え棒の軸心方向に移動させ前記
   板状素材を押圧変形して、絞りスピニング加工を行なう
   と共にしごきスピニング加工を行なう駆動手段とを備え
   たことを特徴とするスピニング加工による有底筒体の製
   造装置。
6. 【請求項６】 前記主軸が内管及び外管の二重管から成
   り、前記内管及び外管の回転速度が相互に異なるように
   回転駆動する回転駆動手段と、前記支持手段内に内蔵
   し、前記複数のローラを前記主軸と共に回転した状態
   で、前記複数のローラの公転軌道径を前記内管と外管と
   の相対速度差に応じて制御する伝達制御手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項５記載のスピニング加工による有
   底筒体の製造装置。