JP2004291020A - 軸肥大加工法とその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークに圧縮圧力及び曲げを作用させた状態でワークを回転させることなく、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形する軸肥大加工法及びその装置を提供することを課題とする。
【解決手段】互いに対向する一対の保持体でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を適当な間隔をおいて保持し、少なくとも両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、ワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせた後に、曲げ戻ししてワークを真直化し、然る後、ワークの曲げ方向を変えてワークを曲げることにより、前記最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】互いに対向する一対の保持体でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を適当な間隔をおいて保持し、少なくとも両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、ワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせた後に、曲げ戻ししてワークを真直化し、然る後、ワークの曲げ方向を変えてワークを曲げることにより、前記最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、金属軸材あるいは金属管の中間部、任意の位置に素材径よりも大径の肥大部を成形する軸肥大加工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、互いに対向する一対の保持部を一定間隔離間した状態でワークである金属軸材あるいは金属管の任意の位置を保持し、少なくとも両保持部間のワークに軸周りの回転と曲げ及び圧縮圧力を作用させて、ワークの中間部任意の位置に肥大部を成形させる軸肥大加工法のいくつかが提案なされている（例えば、特許文献１参照。）。
また、加圧中の圧縮圧力を小さくする方法として、互いに対向する一対の保持体でワークである金属軸材及び金属管を保持し、少なくとも両保持体間のワークに軸周りの回転と曲げ及び圧縮圧力を作用させて、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させる軸肥大加工を行う前に、ワークに耐力以上の応力を作用させる曲げを加えるために、前記両保持体間のワークに曲げと曲げ戻しを繰り返し作用させ、バウジンガー効果によりワークの降伏応力を低下させる降伏応力低下工程を行い、然る後、両保持体間のワークに軸周りの回転と曲げ及び圧縮圧力を作用させて、ワークの中間部任意の位置に肥大部を成形させる軸肥大加工法が提案なされている（例えば、特許文献２参照。）。
さらに、加圧中に圧縮圧力の反力が主軸スピンドルに伝達しないようにした装置として、ワークである金属軸材あるいは金属管を保持する保持体を備えるとともにワークを保持した状態で回転駆動する駆動回転部と、該駆動回転部の保持体に対向するように設けられた保持体を備えるとともに、前記駆動回転部に対し、接近及び離間する方向に相対移動可能な従動回転部と、該従動回転部の保持体の軸心を前記駆動回転部の保持体の軸心に対して交差させる偏倚手段と前記従動回転部を駆動回転部に向かって押圧する加圧手段とを具備する軸肥大の加工装置において、駆動回転部の駆動手段として前記駆動回転部の保持体を旋盤のチャックに取付けることで旋盤の回転駆動力を利用するとともに、前記圧縮手段をベースと摺動フレーム間に配し、該ベースに付設されたテーパ軸を旋盤に取付けることにより、前記加圧手段の作動時に反力をベース内で相殺できるようにした加工装置がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−６５４２３号公報
【特許文献２】
特開２００２−３４６６８４号公報
【特許文献３】
特開２０００−２４６３８９号公報
【０００４】
上記従来の技術によれば、ワークに回転と圧縮及び曲げを同時に作用させて肥大部を成形させる方法であり、このような方法を実施するための装置には旋盤の回転力を利用した加工装置または軸肥大加工ができる専用機がある。これらの加工装置では、保持体間のワーク全周をワークの曲げの内側となる部位とするために、圧縮圧力及び曲げ力を作用させた状態でワークを回転させており、ワークを回転させる駆動回転部に圧縮圧力の反力である大きなスラスト荷重がかかることとなり、該駆動回転部を破損する恐れがあった。よって、ワークに回転を与える駆動回転部を保護するために、スラスト荷重を受けるスラスト軸受等を備えた大掛りなワークの保持体とする必要があった。また、ワークを保持し、前記保持体に従動回転するワークの保持体においても、圧縮圧力の反力であるスラスト荷重が該保持体に作用している条件下にてワークを捩じることなくワークをスムーズに回転させる必要があったため、該保持体にもスラスト荷重を受けるスラスト軸受等を備える必要があった。さらに、特許文献３に記載されているように駆動回転部側の保持体を保持する保持体を保持する支持筒体をベースに固着し、従動回転部側の保持体を保持する支持筒体を圧縮手段を介してベース部に取付けることにより、旋盤のワークに回転を伝える主軸スピンドルに圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を実質的に作用させないようにはできるが、圧縮圧力及び曲げを作用させた条件下でワークをスムーズに回転させるため、駆動回転部及び従動回転部の夫々の支持筒体にスラスト軸受等を備える必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情を鑑み、ワークに圧縮圧力及び曲げを作用させた状態でワークを回転させることなく、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形するための軸肥大加工法及びその装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による軸肥大加工法は、互いに対向する一対の保持体を適当な間隔離間させた状態でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を保持し、少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、少なくとも両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせ、然る後、ワークの曲げ方向を変えてワークを曲げることにより、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことで、徐々に両保持体間のワーク外周部に肥大部を累積させて所望の肥大部を成形させ、最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げることで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させたワークを得ることができることを特徴とする。
また、請求項２の発明による軸肥大加工法は、互いに対向する一対の保持体を適当な間隔離間させた状態でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を保持し、少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、少なくとも両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせ、然る後、曲げ戻ししてワークを真直化し、曲げ力と圧縮圧力を解放した後にワークに軸周りの回転を加えることにより相対的にワークの曲げの方向を変えてワークを曲げることにより、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにで、徐々に肥大部を累積させて所望の肥大部を成形させ、最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げることで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させたワークを得ることができることを特徴とする。
さらに、請求項３の発明による軸肥大加工装置は、ワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を適当な間隔をおいて保持する一対の保持体の一方を備え、該保持体を他方の保持体の軸心に対して偏倚させワークを曲げる偏倚手段と少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させる圧縮手段を備えてなる軸肥大加工ユニットと、ワークをワークの軸心周りに回転させる回転駆動部に備えられる他方の保持体とから構成される軸肥大加工装置において、軸肥大加工ユニットと駆動回転部側の保持体を連結及び分離することを可能とし、軸肥大加工ユニットと駆動回転部側の保持体を連結することにより、一体的な構成となった駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニット内にて圧縮圧力を保持できる構成とし、なおかつ、夫々の保持体を狭持あるいは保持体を保持する部位に設けた空孔部に保持体を挿通するだけの簡易な構成の加工装置としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、軸肥大させるワークを適当な間隔離間させた状態で保持体に保持させ、ワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、両保持体間のワークに曲げを作用させて、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、両保持体間のワークに別の方向の曲げを作用させ、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークを回転させずにワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げ、保持体よりワークを取り外すと加工は完了し、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークを得ることができる。よって、回転可能な保持体の構成とする必要がなくなり、なおかつ、互いに対向する一対の保持体の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を保持するためのスラスト軸受等を必要とせず両保持体を簡易な構成により保持する加工装置とすることできる。また、偏倚させる方向を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。
また、請求項２の発明によれば、軸肥大させるワークを適当な間隔離間させた状態で保持体に保持させ、ワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、両保持体間のワークに曲げを作用させて、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、曲げ戻ししてワークを真直化し、圧縮圧力と曲げ力を解放した後に、ワークを回転させ相対的にワークの曲げ方向を変えてワークを曲げ、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークに所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げ、保持体よりワークを取り外すと加工は完了し、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークを得ることができる。よって、ワークを回転させる際に圧縮圧力及び曲げを作用させていないので、スラスト荷重が発生しないようにでき、互いに対向する一対の保持体の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受等を備える必要がなくなるとともに、該保持体を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、簡易な構成により保持体を保持する構成の加工装置とすることができる。また、ワークを回転させる角度を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。さらに、請求項３の発明によれば、駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニットを連結及び分離可能とし、駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニットを連結することにより、一体的な構成となった駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニット内にて圧縮圧力を保持できる。また、請求項２にかかる軸肥大加工法を採用することにより、互いに対向する一対の保持体を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、保持体を狭持あるいは保持体を保持する部位に設けた空孔部に保持体を挿通するだけの簡易な構成の加工装置とすることができる。よって、実質的に回転駆動部に圧縮圧力の反力であるスラスト荷重が伝わらない構成となるとともに、加工装置をよりコンパクトに構成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる軸肥大加工法の一実施形態を図面に基づいて説明する。第１図は本発明にかかる軸肥大加工法の一実施形態を示す加工順序説明図である。第２図は本発明にかかる軸肥大加工法の別の実施形態を示す加工順序説明図である。第３図は第１の実施形態における加工装置を示す全体側面図である。なお、第３図を基準として、図の左側を前、右側を後とする。第４図はその加工装置の固定保持体を示す正面図である。第５図はその加工装置の固定保持体を示す側断面図である。第６図はその加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分正断面図である。第７図はその加工装置の軸肥大加工ユニットを示す側断面図である。第８図はその加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平面図である。第９図は第一の偏倚手段の作用を示す説明図である。第１０図は第一の実施形態における加工装置の第二の偏倚手段の作用説明図である。第１１図は第二の実施形態における加工装置を示す全体側面図である。第１１図は旋盤の主軸部に取付けられた保持体を示す要部側断面図である。第１２図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分背断面図である。第１４図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットの側断面図である。第１５図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す部分平断面図である。第１６図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平断面図である。第１７図は第二の実施形態における加工装置の偏倚手段の作用説明図である。
【０００９】
まず、本発明にかかる軸肥大加工法を実施するための第一の実施形態における加工装置１について説明する。
この加工装置１はワークＷを保持し互いに対向する一対の保持体２，２と、該保持体２，２の一方を備えベース部３に固定される固定保持体４と、他方の保持体２を備え、固定保持体４側の保持体２の軸心に対して該保持体２を複数の方向へ偏倚させる偏倚手段５と前記固定保持体４に該保持体２を接近あるいは離間させることによって両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させる圧縮手段６を備え、ベース部３に前後摺動可能に配される軸肥大加工ユニット７から主に構成される。
【００１０】
まず、ベース部３は平面視において矩形状の板であるベッド８の下面四隅に脚９，９，・・・を固着し構成している。また、該ベッド８には正面視において凸状の溝部８ａを設けている。
【００１１】
次に、固定保持体４について説明する。
この固定保持体４は、ベース部３のベッド８前方端に平面視において矩形状の固定板１０が固定され、該固定板１０の上面略々中央に側面視において略々Ｌ字状の固定プレート１１が前後方向に立設されるとともに、固定板１０の上面後端近傍に正面視において凹状の固定プレート１２が左右方向に立設され、直方体をした保持ブロック１３を夫々の固定プレート１１，１２により形成された凹み部に嵌め込み固着している。この保持ブロック１３には保持体２が挿通される前後方向の空孔部１３ａが穿たれている。
【００１２】
次に、上記固定保持体４に挿通され、ワークＷの適所を保持する保持体２について説明する。
この保持体２は筒形状をしており、内部前端面近傍には雌ネジ部２ａが設けられ、該雌ネジ部２ａにはネジ部材１４が螺着される。さらに、該保持体２の後端部には上記固定保持体４の保持ブロック１３の後端面に接当し、ワークＷに圧縮圧力を作用させた際に前方方向への抜け止めとなる顎部２ｂを備えている。また、筒内部後端部近傍にテーパ部２ｃが設けられている。このテーパ部２ｃはワークＷを保持体２から、より取り外しし易くするために設けたもので、前記ネジ部材１４を捩じ込むことによって軸肥大加工により肥大したワークＷを保持体２から押し出し、テーパ部２ｃに隙間を空けることで、保持体２からワークＷを取り外しし易くしたものであり、必ずしも必要とするものではない。
【００１３】
次に、軸肥大加工ユニット７について詳述する。
まず、この軸肥大加工ユニット７は、ベース部３上で前後摺動可能とするために、ベース部３のベッド８上面を前後方向に摺動する摺動板１５を備えている。さらに、この摺動板１５下面には前記ベッド８の溝部８ａに掛止可能な摺動板１５の浮き上り防止プレート１６が止着されている。このような構成とすることにより、軸肥大加工ユニット７の側面方向へのブレや上下方向へのブレが規制された状態で、軸肥大加工ユニット７を前後方向に摺動可能としている。
次に、摺動板１５の上面両側端部に夫々側部板１７，１７が立設され、この側部板１７，１７の前方上部に同一直線上に軸心を有するように偏倚軸受１７ａ，１７ａが穿たれている。なお、この偏倚軸受１７ａ，１７ａの軸心は固定保持体４に備えられた保持体２の軸心と直交するようにも構成されている。
そして、該側部板１７，１７間と略々等しい幅の偏倚プレート１８の上面両側端部に軸付プレート１９，１９が立設され、該軸付プレート１９，１９の一側部に固着した偏倚軸１９ａ，１９ａが前記側部板１７，１７の偏倚軸受１７ａ，１７ａに軸承されている。
次に、該偏倚プレート１８の前方部に偏倚軸受１８ａが穿たれている。なお、この偏倚軸受１８ａの軸心は固定保持体４に備えられた保持体２の軸心と直交するとともに、前記偏倚軸受１７ａ，１７ａの軸心とも直交するように構成されている。
そして、この偏倚軸受１８ａには偏倚ブロック２０の下面前方に固着された偏倚軸２０ａが軸承される。この偏倚ブロック２０には、上記保持体２と同じ保持体２が挿通可能な空孔部２０ｂが穿たれている。なお、この空孔部２０ｂは固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上に位置するように設けられている。また、保持体２を偏倚ブロック２０に挿通する際には、保持体２の顎部２ｂが偏倚ブロック２０の前端面に接当するようにする。
そして、このように構成された保持体２は固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上に軸心を有するので、直線状のワークＷを保持することができるとともに、該保持体２を支持する摺動板１５は前後に摺動可能であり、さらに、該保持体２を支持する軸付プレート１９，１９及び偏倚ブロック２０により、該保持体２は水平方向及び上下方向に回動自在に構成されている。すなわち、固定保持体４側の保持体２に対して、該保持体２は接近あるいは離間可能かつ両保持体２，２が同一直線上に位置する状態から一方の軸心に対して交差する方向へ偏倚可能に構成されている。
【００１４】
次に、偏倚手段５について説明する。
この偏倚手段５，５として、本実施形態では水平方向に偏倚させる第一の偏倚手段５と上下方向に偏倚させる第二の偏倚手段５を設けている。
まず、第一の偏倚手段５は、偏倚プレート１８の上面一方の側部に設置台２１が立設され、該設置台２１と偏倚ブロック２０との間に配される流体シリンダ２２により構成されるものであり、次のように取付けられている。まず、設置台２１と偏倚ブロック２０の夫々の上面に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた軸材２３，２３の他端側を固着している。そして、この軸材２３，２３に流体シリンダ２２を軸承し、軸材２３，２３のネジ部（図示省略）にキャップ２４，２４を螺着して抜け止めとしている。なお、前記流体シリンダ２２を伸縮させることで、固定保持体４側の保持体２の軸心に対して軸肥大加工ユニット７側の保持体２の軸心を互いの軸心が同一直線上にある状態を基準として左右方向に偏倚可能に構成している。
このように構成された第一の偏倚手段５は、前記流体シリンダ２２を伸長することで、偏倚ブロック２０に固着された軸材２３を押し、偏倚ブロック２０に設けられている偏倚軸２０ａを基端として偏倚ブロック２０と保持体２を水平面上において回動させ固定保持体４側の保持体２の軸心と交差する方向に偏倚させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ２２を縮めると、固定保持体４側の保持体２の軸心と該保持体２の軸心が一致する状態にまで偏倚を復帰させることが可能であるとともに、さらに流体シリンダ２２を縮めると、伸長させたときとは反対方向に偏倚させることが可能となっている。
次に、第二の偏倚手段５は、側部板１７，１７と軸付プレート１９，１９との間に配される流体シリンダ２５により構成されるものであり、次のように構成される。まず、少なくとも一方の側部板１７及び軸付プレート１９に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた軸部材２６，２６の他端側を夫々固着している。そして、この軸部材２６，２６に流体シリンダ２５を軸承し、軸部材２６，２６のネジ部（図示省略）にはキャップ２４，２４を螺着して抜け止めとしている。なお、前記流体シリンダ２５を伸縮させることで、固定保持体４側の保持体２の軸心に対して軸肥大加工ユニット７側の保持体２の軸心を互いの軸心が同一直線上にある状態を基準として上下方向に偏倚可能に構成している。
このように構成された第二の偏倚手段５は、前記流体シリンダ２５を伸長することで、軸付プレート１９に固着された軸部材２６を押し、軸付プレート１９，１９に設けられている偏倚軸１９ａ，１９ａを基端として軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０さらに保持体２を上方回動させ固定保持体４側の保持体２の軸心と交差する方向に偏倚させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ２５を縮めると固定保持体４側の保持体２の軸心と該保持体２の軸心が一致する状態にまで偏倚を復帰させることが可能であるとともに、さらに流体シリンダ２５を縮めると、伸長させたときとは反対方向に偏倚させることが可能となっている。
【００１５】
次に、圧縮手段６について説明する。
この圧縮手段６は、ベース部３のベッド８上面後端部に配される固定台２７と摺動板１５間に配される流体シリンダ２８により構成されるものであり、この流体シリンダ２８は次のように取付けられる。まず、固定台２７と摺動板１５の夫々の上面に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた固定軸部材２９，２９の他端側を固着している。そして、この固定軸部材２９，２９に流体シリンダ２８を軸承し、固定軸部材２９，２９のネジ部（図示省略）にキャップ２４，２４を螺着し抜け止めとしている。
このように構成された圧縮手段６は、前記固定台２７と摺動板１５間の流体シリンダ２８が伸長することで、摺動板１５を前方摺動させるとともに、側部板１７，１７と軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８及び偏倚ブロック２０、さらに保持体２を前方摺動させることが可能となっている。よって、軸肥大加工ユニット７を固定保持体４に接近させることが可能となるとともに、夫々の保持体２，２にワークＷを保持させ、固定保持体４側に軸肥大加工ユニット７を接近させることにより、両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ２８を縮めると軸肥大加工ユニット７を固定保持体４より離間させることが可能であり、両保持体２，２間のワークＷに作用させた圧縮圧力を解放することが可能となっている。
【００１６】
上述のように構成された軸肥大加工ユニット７はワークＷを保持する保持体２を備え、かつ該保持体２の軸心を固定保持体４側の保持体２の軸心と交差する上下及び水平方向へ該保持体２を偏倚させる偏倚手段５，５を備えることにより、これら２つの偏倚手段５，５を同時に操作することによって任意の方向に曲げを加えることが可能となっている。さらに軸肥大加工ユニット７をベース部３のベッド８上にて固定保持体４に接近あるいは離間させることにより、該保持体２を相対的に前方摺動させるとワークＷに圧縮圧力を作用ることが可能であり、該保持体２を相対的に後方摺動させるとワークＷへの圧縮圧力を解放することが可能な圧縮手段６を備えて構成されている。
【００１７】
なお、本実施形態においては、偏倚手段５，５を軸肥大加工ユニット７に集約しているが、固定保持体４側に集約しても良く、また固定保持体４と軸肥大加工ユニット７の夫々に偏倚手段５，５を備えるようにしても良く本実施形態に限定するものではない。また、圧縮手段６と偏倚手段５，５の駆動源として流体シリンダ２２，２５，２８を用いているが、摺動部材を摺動させるものであれば良く、例えばネジの嵌合を利用して、駆動源に人力やモーターを利用するものでも良く、本実施形態に限定するものではない。また、偏倚手段５，５及び圧縮手段６の流体シリンダ２２，２５，２８を制御する制御装置を図示していないが、夫々の流体シリンダ２２，２５，２８を任意に発停及び伸縮できるものであれば良い。
【００１８】
次に、上記のように構成された加工装置１を用いて、軸肥大加工を行う手順を第１図により説明する。
まず、夫々の保持体２，２に螺着しているネジ部材１４，１４を多少の捩じ込み代を残した状態で螺着し、一方は固定保持体４の保持ブロック１３に挿通させる。そして、他方の保持体２を軸肥大加工ユニット７の偏倚ブロック２０に挿通し、偏倚手段５，５を操作して互いの保持体２，２の軸心が同一直線上に位置するように配置する。
次に、流体シリンダ２８を縮め、軸肥大加工ユニット７をベッド８後方に移動させ、両保持体２，２間にワークＷ長程度の間隔をあけ、何れか一方の保持体２にワークＷを保持させる。然る後、流体シリンダ２８を伸長させ、軸肥大加工ユニット７を固定保持体４側に移動させ、他方の保持体２にワークＷを保持させるとともに、両保持体２，２のネジ部材１４，１４にワークＷを接当させる。このとき、両保持体２，２間にワークＷの任意の位置（軸肥大させる位置）がくるように保持体２，２の長さを選択するとともに、両保持体２，２間には適当な間隔をとっておく。なお、この間隔はワークＷの軸径及び成形する肥大部の大きさによって異なるものであり、最適なものを選択すれば良い。よって、ワークＷのセッティングが完了する（（ａ）図参照。）。
【００１９】
次に、圧縮手段６の流体シリンダ２８を伸長させることにより、固定保持体４側の保持体２に軸肥大加工ユニット７側の保持体２が接近し、摺動板１５から側部板１７，１７と軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８及び偏倚ブロック２０を介して保持体２よりワークＷに圧縮圧力を伝達させ、両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させる（（ｂ）図参照。）。次に、第一の偏倚手段５の流体シリンダ２２を伸長させることにより、偏倚ブロック２０の偏倚軸２０ａを基端として偏倚ブロック２０及び保持体２を固定保持体４側の保持体２の軸心に対して偏倚させることでワークＷを曲げる。このとき、作用させる圧縮圧力は曲げの外側に発生する引張り応力を相殺し、圧縮圧力となる程度の圧力であり、ワークＷの曲げ角度はワークＷの軸径によって異なるが、６度程度で良い。これら圧縮と曲げにより、ワークＷの曲げ内側を最大肥大部とした拡径方向の塑性変形を曲げ部の周りに生じさせ、肥大部が成形される軸肥大工程を行う（（ｃ）図参照。）。
然る後、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で第一の偏倚手段５の該流体シリンダ２２を縮めることにより、固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上になるまで偏倚ブロック２０と保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化させる（（ｄ）図参照。）。さらに、第一の偏倚手段５の該流体シリンダ２２を縮めることにより、流体シリンダ２２を伸長させたときとは反対の方向に偏倚ブロック２０及び保持体２を偏倚させることでワークＷを曲げる。これにより、先の軸肥大工程で肥大の進んでいない部位を曲げ内側に位置させ、ここを最大肥大部とした肥大部を成形することができる（（ｅ）図参照。）。次に、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で、流体シリンダ２２を伸長させ、偏倚ブロック２０及び保持体２の偏倚を復帰させて、ワークＷを真直化させる（（ｆ）図参照。）。そして、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で第二の偏倚手段５の流体シリンダ２５を伸長させることにより、軸付プレート１９，１９の偏倚軸１９ａ，１９ａを基端として軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２を固定保持体４側の保持体２の軸心に対して偏倚させることでワークＷを曲げる。これにより、第一の偏倚手段５による軸肥大工程において肥大の進んでいない部位を曲げの内側に位置させ、ここを最大肥大部とした肥大部を成形できる（（ｇ）図参照。）。然る後、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で第二の偏倚手段５の該流体シリンダ２５を縮めることにより、固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上になるまで軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化する（（ｈ）図参照。）。そして、さらに第二の偏倚手段５の流体シリンダ２５を縮めることにより、第二の偏倚手段においての先の偏倚による方向と反対の方向に軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２を偏倚させることでワークＷを曲げる。これにより、先の軸肥大工程において肥大の進んでいない部位を曲げの内側に位置させ、ここを最大肥大部とした肥大部を成形できる（（ｉ）図参照。）。そして、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で、第二の偏倚手段５を伸長させることにより、軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化させる（（ｊ）図参照。）。
これらの工程を繰り返すことにより、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形できる（（ｋ）図参照。）。つまり、ワークＷを回転させなくとも、偏倚させる方向を変えることで、ワークＷに作用させる曲げ方向を変え、そして、軸肥大工程を行うことを繰り返すことにより、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させることができる。また、回転可能な保持体２，２の構成とする必要がなくなり、なおかつ、互いに対向する一対の保持体２，２の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を保持するためのスラスト軸受等を必要とせず両保持体２，２を簡易な構成により保持する加工装置１とすることでき、よりコンパクトな構成とすることができる。なお、本実施形態においては偏倚手段５，５によるワークＷの曲げを水平面上での曲げの後に、上下方向に曲げるように工程を行っているが、ワークＷを曲げる方向の順番は本実施形態に制限するものではない。また、軸肥大工程の後に、都度ワークＷを真直化しているが、この真直化を省略して加工の最後に真直化しても良い。
【００２０】
そして、所望の肥大部が得られたら軸肥大工程を完了し、偏倚を復元し、両保持体２，２の軸心を同一直線上に位置させワークＷを真直化させた後に、圧縮手段６の流体シリンダ２８を縮めて、ワークＷへ作用させている圧縮圧力を解放する。然る後、圧縮手段６の流体シリンダ２８をさらに縮め、一方の保持体２を保持ブロック１３あるいは偏倚ブロック２０より引抜いた後に、他方の保持体２を保持ブロック１３あるいは偏倚ブロック２０から引抜く。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、ワークＷを両保持体２，２から簡単に取り外すことができる。ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了する。
また、所望の肥大部が得られ軸肥大工程を完了し、何れかの偏倚手段５，５にて、ワークＷに所望の角度だけ曲げを加えた後に、圧縮手段６の流体シリンダ２８を縮めて、ワークＷへ作用させている圧縮圧力を解放する。然る後、圧縮手段６の流体シリンダ２８をさらに縮め、固定保持体４側の保持体２を保持ブロック１３より引抜き、次に偏倚ブロックよりもう一つの保持体を引抜く。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、ワークＷを両保持体２，２から簡単に取り外すことができる。ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了し、所望の角度曲がった軸心と肥大部を持つワークＷを得ることができる。
【００２１】
この実施形態では４方向に保持体２を偏倚させワークＷを曲げる方法を挙げているが、２つの偏倚手段５，５を同時に操作して、多方向への曲げをワークＷに作用させることによって、ワークＷの肥大部径方向の断面視において、より真円に近い肥大部を成形させることができる。さらに、２方向に保持体２を偏倚させワークＷを曲げる方法では、ワークＷの肥大部径方向の断面視において楕円状の肥大部を成形でき、偏倚させる方向を選択することにより様々な形状の肥大部を成形できる。
【００２２】
次に、本発明にかかる軸肥大加工法を実施するための第二の実施形態における加工装置３０について説明する。
この加工装置３０は一般的な普通旋盤Ｌと、この旋盤ＬのチャックＴにより狭持されワークＷを保持する保持体２と、該保持体２に接近あるいは離間自在に旋盤ＬのベッドＢ上を移動する軸肥大加工ユニット３１から主に構成されている。前記軸肥大加工ユニット３１はワークＷを保持する保持体２と、この保持体２を前記保持体２の軸心に対して交差させる偏倚手段５と、この保持体２をチャックＴに狭持された保持体２に接近あるいは離間させる圧縮手段６とから構成されている。
【００２３】
まず、旋盤ＬのチャックＴ側に取付けられ、ワークＷの適所を保持する保持体２について説明する。この保持体２は第一の実施形態にかかる加工装置１の保持体２と略々同様であるが、その顎部２ｂについては後述する連結具３２に接当し、ワークＷに作用させる圧縮圧力の反力を保持するために利用される。３２は連結具であり、中心部に空孔部３２ａが穿たれるとともに、その外周部には後述する軸肥大加工ユニット３１と連結するためのネジ部３２ｂが設けられている。
このように構成された保持体２及び連結具３２は、連結具３２の空孔部３２ａに保持体２が挿通され、連結具３２がチャックＴの爪に接触しないように間隔をおいてチャックＴにより保持体２を挟持している。
【００２４】
次に、軸肥大加工ユニット３１について詳述する。
まず、この軸肥大加工ユニット３１を前後に摺動可能とするために、旋盤ＬのベッドＢ上面、すなわち案内面３３の形状に合う溝部３４ａを備えた摺動板３４を軸肥大加工ユニット３１は備えている。さらに、この摺動板３４下面には前記案内面３３に掛止可能な摺動板３４の浮き上り防止プレート３５が止着されている。このような構成とすることにより、軸肥大加工ユニット３１の側面方向へのブレや上下方向のブレが規制された状態で、軸肥大加工ユニット３１を前後方向への摺動可能としている。
次に、該摺動板３４の上面両側端部に側面視において略々Ｌ字状の側部板３６，３６が立設され、その上部前面には両側部板間を塞ぐように連結板３７が固着されている。該連結板３７にはチャックＴ側の保持体２の軸心を中心とし、前記連結具３２が螺着可能なネジ部３７ａを設けている。また、前記両側部板３６，３６の内側面上部には夫々前後方向にレール３８，３８が固着されている。
そして、この側部板３６，３６間には、前記レール３８，３８と摺動板３４及び側部板３６，３６により形成される凹部空間内を前後方向に摺動可能な側面視において略々Ｌ字状の摺動プレート３９，３９が配される。この両摺動プレート３９，３９前方部には同一直線上に軸心を有するように偏倚軸受３９ａ，３９ａが穿たれている。なお、この偏倚軸受３９ａ，３９ａの軸心は旋盤Ｌの主軸の軸心と直交するようにも構成されている。
次に、この摺動プレート３９，３９間には、側面視において略々矩形状の偏倚プレート４０，４０の一側部に固着された偏倚軸４０ａ，４０ａが、夫々の摺動プレート３９，３９の偏倚軸受３９ａ，３９ａに軸承されている。なお、該偏倚プレート４０，４０が偏倚した際に、上記連結具３２や前記連結板３７に接触しないように偏倚プレート４０，４０の前方上部には切欠き部４０ｂ，４０ｂが設けられている。
そして、この偏倚プレート４０，４０間には偏倚ブロック４１が固着されている。この偏倚ブロック４１には、その前方部に平面視において略々コ字状の切欠き部４１ａが上下方向に穿たれるとともに、上記チャックＴに挟持される保持体２と同じ保持体２が挿通可能な空孔部４１ｂが穿たれている。なお、この空孔部４１ｂの軸心はチャックＴ側の保持体２の軸心と同一直線上に位置するように設けられている。また、偏倚ブロック４１に保持体２を挿通する際に、保持体２の顎部２ｂは偏倚ブロック４１の前端面に接当し、抜け止めとして利用される。
このように構成された保持体２はチャックＴ側の保持体２の軸心と同一直線上に軸心を有するので、直線状のワークＷを保持することができるとともに、該保持体２を支持する摺動プレート３９，３９により前後に摺動可能であり、さらに該保持体２を支持する偏倚プレート４０，４０により回動自在に構成されている。また、両保持体２，２にワークＷを保持させた際に、チャックＴ側の保持体２の回転に伴い、ワークＷを介して伝えられる回転力に従って軸肥大加工ユニット３１側の保持体２はワークＷを捩じることなく偏倚ブロック４１との間で回転可能の構成とされている。すなわち、チャックＴに狭持される保持体２に対して、該保持体２が接近あるいは離間可能かつ両保持体２，２が同一直線上に位置する状態から一方の軸心に対して交差する方向に偏倚可能であるとともにワークＷを捩じることなく従動回転する構成とされている。
【００２５】
次に、偏倚手段５について説明する。
この偏倚手段５は、偏倚プレート４０，４０と摺動プレート３９，３９間に配される流体シリンダ４２により構成されるものであり、この流体シリンダ４２は次のように取付けられている。まず、少なくとも一方の偏倚プレート４０及び摺動プレート３９に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた軸４３，４３の他端側を夫々固着している。そして、この軸４３，４３に流体シリンダ４２を軸承し、軸４３，４３のネジ部（図示省略）にはキャップ４４，４４を螺着して抜け止めとしている。
このように構成された偏倚手段５は、前記軸４３，４３間の流体シリンダ４２が伸長することで、偏倚プレート４０に固着された軸４３を押し上げ、偏倚プレート４０，４０に設けられている偏倚軸４０ａ，４０ａを回動の基端として偏倚プレート４０，４０及び偏倚ブロック４１、さらに保持体２を上方回動させチャックＴ側の保持体２の軸心と交差する方向に偏倚させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ４２を縮めるとチャックＴ側の保持体２の軸心と該保持体２の軸心が一致する状態にまで偏倚を復帰させることが可能である。
【００２６】
次に、圧縮手段６について説明する。
この圧縮手段６は、摺動プレート３９，３９と摺動板３４間に配される流体シリンダ４５により構成されるものであり、この流体シリンダ４５は次のように取付けられている。まず、この流体シリンダ４５の前後端の夫々に空孔部４６ａ，４６ａが穿たれた取付けプレート４６，４６が止着されている。次に、一方の取付けプレート４６の空孔部４６ａ軸心を両摺動プレート３９，３９の略々中間部下方の位置に同一直線上に軸心を有するように穿たれた空孔部３９ｂ，３９ｂの軸心と一致するように配し、側部板３６，３６間の距離に略々等しい長さの固定軸４７を夫々の空孔部３９ｂ，３９ｂ，４６ａに挿通し、固定される。
次に、摺動板３４の後方上面にプレート４８，４８が夫々に穿たれた空孔部４８ａ、４８ａの軸心を同一直線上かつ側面視方向に一致するように一定間隔をおいて配され、固着されている。このプレート４８，４８の空孔部４８ａ，４８ａ軸心上に他方の取付けプレート４６の空孔部４６ａ軸心が一致するように配し、両端にネジ部（図示省略）を設けた固定軸材４９を挿通し、該ネジ部（図示省略）にキャップ４４，４４を螺着して抜け止めとしている。なお、前記固定軸４７は側部板３６，３６により挟まれる構成となるため、抜け止めを必要としない。このように構成された圧縮手段６は、前記固定軸４７と固定軸材４９間の流体シリンダ４５が伸長することで、摺動プレート３９，３９を前方摺動させ、摺動プレート３９，３９に軸承されている偏倚プレート４０，４０及び偏倚ブロック４１、さらに保持体２を前方摺動させることが可能となっている。よって、夫々の保持体２，２にワークＷを保持させ、チャックＴ側の保持体２に軸肥大加工ユニット３１側の保持体２を接近させることにより、両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ４５を縮めると軸肥大加工ユニット３１に備えられている保持体２を相対的に後方摺動させ、両保持体２，２間に保持させたワークＷより圧縮圧力を解放することが可能となっている。
【００２７】
よって、この軸肥大加工ユニット３１はワークＷを保持する保持体２を備えるとともに、該保持体２の軸心をチャックＴ側の保持体２の軸心と交差する方向へ該保持体２を偏倚させる偏倚手段５と該保持体２を前方摺動させることによりワークＷに圧縮圧力を作用及び解放させる圧縮手段６を備え、旋盤ＬのベッドＢ案内面３３に沿って前後摺動可能に構成されている。
【００２８】
なお、本実施形態においては、圧縮手段６と偏倚手段５の駆動源として流体シリンダ４２，４５を用いているが、摺動部材を摺動させるものであれば良く、例えばネジの嵌合を利用して、駆動源に人力やモーターを利用するものでも良く、本実施形態に限定するものではない。また、偏倚手段５及び圧縮手段６の流体シリンダ４２，４５を制御する制御装置を図示していないが、夫々の流体シリンダ４２，４５を任意に発停及び伸縮できるものであれば良い。
【００２９】
次に、上記のように構成された加工装置３０を用いて、軸肥大加工を行う手順を第２図により説明する。
まず、夫々の保持体２，２に螺着しているネジ部材１４，１４を多少の捩じ込み代を残した状態で螺着し、一方の保持体２は連結具３２に挿通しチャックＴに狭持させる。このとき、連結具３２を保持体２の顎部２ｂに接当させ、チャックＴの爪に連結具３２が接触しないように一定間隔離間させておく。そして、他方の保持体２は偏倚ブロック４１に挿通し、偏倚手段５を操作し、互いの保持体２，２の軸心が同一直線上に位置するように配置する。
次に、軸肥大加工ユニット３１をベッドＢ後方側に移動させ、両保持体２，２間にワークＷ長程度の間隔をあけ、何れか一方の保持体２にワークＷを保持させる。然る後、軸肥大加工ユニット３１をチャックＴ側に移動させ、他方の保持体２にワークＷを保持させるとともに、両保持体２，２のネジ部材１４，１４にワークＷを接当させる。このとき両保持体２，２間にワークＷの任意の位置（軸肥大させる位置）がくるように保持体２，２の長さを選択するとともに、両保持体２，２間には適当な間隔をとっておく。なお、この間隔はワークＷの軸径及び成形する肥大部の大きさによって異なるものであり、最適なものを選択すれば良い。
次に、連結具３２と連結板３７の互いのネジ部３２ｂ，３７ａを螺着させる。然る後、軸肥大加工ユニット３１を後方に移動させてチャックＴ側に狭持させた保持体２の顎部２ｂに連結具３２を接触させた状態として、ワークＷのセッティングが完了する（（ａ）図参照。）。
次に、ワークＷに圧縮圧力を作用させるのであるが、一方の保持体２は連結具３２により圧縮圧力の反力を保持されるものであり、この連結具３２は軸肥大加工ユニット３１の側部板３６，３６に固着された連結板３７に螺着され、また、他方の保持体２にかかる圧縮圧力の反力は偏倚ブロック４１を介して、偏倚プレート４０，４０及び摺動プレート３９，３９そして圧縮手段６を介して側部板３６，３６が固着されている摺動板３４に作用するため、実質的に旋盤Ｌの駆動回転部５０である主軸スピンドルＳにスラスト荷重がほとんど作用しない構成となっている。
【００３０】
次に、圧縮手段６の流体シリンダ４５を伸長させることにより、チャックＴ側の保持体２に軸肥大加工ユニット３１側の保持体２が接近し、ワークＷに圧縮圧力が作用される。このとき、圧縮圧力の反力はチャックＴ側の保持体２の顎部２ｂより連結具３２を介して連結板３７、側部板３６，３６に伝えられる。よって、上述したように軸肥大加工ユニット３１に設けた連結板３７とチャックＴ側に設けた連結具３２を螺着し連結することにより、両保持体２，２が軸肥大加工ユニット３１の側部板３６，３６に支持された構成となり、実質的に旋盤Ｌの主軸スピンドルＳに圧縮圧力の反力であるスラスト荷重がほとんど伝わらない。次に、偏倚手段５の流体シリンダ４２を伸長させて、偏倚プレート４０，４０の偏倚軸４０ａ，４０ａを基端として偏倚ブロック４１及び保持体２をチャックＴ側の保持体２の軸心に対して偏倚させることでワークＷを曲げる。このとき、作用させる圧縮圧力は曲げの外側に発生する引張り応力を相殺し、圧縮圧力となる程度の圧力であり、曲げ角度はワークＷの軸径によって異なるが、６度程度で良い。これら圧縮と曲げにより、ワークＷの曲げの内側を最大肥大部とした拡径方向の塑性変形を曲げ部の周りに生じさせ、肥大部が成形される軸肥大工程を行う（（ｃ）図参照。）。
然る後、圧縮圧力を作用させた状態で偏倚手段５の流体シリンダ４２を縮め、チャックＴ側の保持体２の軸心と同一直線上になるまで保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化し、圧縮手段６の流体シリンダ４５を縮めて、チャックＴ側の保持体２より軸肥大加工ユニット３１側の保持体２を離間させて圧縮圧力を解放する（（ｄ）図参照。）。
次に、旋盤Ｌの主軸スピンドルＳを回転させ、チャックＴに狭持させた保持体２を回転させるとともに、ワークＷを介して伝達される回転力にて軸肥大加工ユニット３１側の保持体２を従動回転させ、ワークＷの肥大が進んでいない部位を偏倚による曲げの内側になるまでワークＷを回転させて、相対的にワークＷを曲げる方向を変える（（ｅ）図及び（ｆ）図参照。）。そして、再び圧縮手段６を作動させて圧縮圧力を作用させ、偏倚手段５を作動させてワークＷを曲げ、ワークＷを先の軸肥大工程にて肥大の進んでいない部位を曲げの内側に位置させた状態で、ワークＷを肥大させる軸肥大工程を行う（（ｇ）図及び（ｈ）図参照。）。
そして、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で軸肥大加工ユニット３１側の保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化し、ワークＷに作用させている圧縮圧力を解放した後に、ワークＷの肥大が進んでいない部位が偏倚による曲げの内側になるまでワークＷを回転させて、相対的にワークＷを曲げる方向を変える（（ｉ）図及び（ｊ）図参照。）。
この工程を繰り返すことにより、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形できる（（ｋ）図参照。）。つまり、ワークＷに肥大部を成形させるにあたり、常時ワークＷを回転させるとともに軸肥大工程を行うのではなく、軸肥大工程を終えて、一度、曲げ力と圧縮圧力を解放した後にワークＷを回転させて相対的にワークＷを曲げる方向を変え、再び軸肥大工程を行う工程を繰り返す軸肥大加工法を行うことで、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形できるとともに、駆動回転部５０の稼動中にスラスト荷重が発生しないので、互いに対向する一対の保持体２，２を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、簡易な構成により保持体２，２を保持する構成の加工装置３０とでき、よりコンパクトに構成することができる。また、駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１を連結することにて、圧縮圧力は軸肥大工ユニット３１に備えられた保持体２よりワークＷに伝達されるとともに、その反力は軸肥大加工ユニット３１より駆動回転部５０側の保持体２に伝達され、圧縮圧力及びその反力をワークＷに集中でき、実質的に駆動回転部５０にスラスト荷重を伝えない加工装置３０を構成とすることができる。
【００３１】
そして、所望の肥大部が得られたら軸肥大工程を完了し、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で軸肥大加工ユニット３１側の保持体２の偏倚を復元し、両保持体の２，２の軸心を同一直線上に位置させワークＷを真直化し、ワークＷに作用させている圧縮圧力を解放する。次に、チャックＴの拘束を緩め、チャックＴと軸肥大加工ユニット３１の間に、ワークＷ長と二つの保持体２，２を合わせた長さ以上の間隔をとるように軸肥大加工ユニット３１を後方へ摺動させて、チャックＴ側の保持体２をチャックＴより取り外す。そして、連結具３２と連結板３７の螺着を解き、偏倚ブロック４１より保持体２を取り外す。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、簡単にワークＷを保持体２から取り外すことができる。そして、ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了する。
また、所望の肥大部が得られ軸肥大工程を完了し、ワークＷに偏倚手段５にて所望の角度だけ曲げを加えた後に、ワークＷに作用させている圧縮圧力を解放する。次に、チャックＴの拘束を緩め、チャックＴと軸肥大加工ユニット３１の間に、ワークＷ長と二つの保持体２，２を合わせた長さ以上の間隔をとるように軸肥大加工ユニット３１を後方へ摺動させて、チャックＴ側の保持体２をチャックＴより取り外す。そして、連結具３２と連結板３７の螺着を解き、偏倚ブロック４１より保持体２を取り外す。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、簡単にワークＷを保持体２から取り外すことができる。そして、ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了し、所望の角度曲がった軸心と肥大部を持つワークＷを得ることができる。
【００３２】
第二の実施形態にかかる軸肥大加工法を行うにあたり、ワークＷを回転させる角度を最初の曲げ方向より、例えば１８０度ごとにするとワークＷの肥大部径方向の断面視において楕円状の肥大部が形成でき、曲げ角度を細かくしていくほど肥大部径方向の断面視において、より真円に近い肥大部を成形できる。また、ワークＷの回転させる角度を任意に選択することにより、様々な形状の肥大部を成形することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、軸肥大させるワークＷを適当な間隔離間させた状態で保持体２，２に保持させ、ワークＷにワークＷの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、両保持体２，２間のワークＷに曲げを作用させて、両保持体２，２間のワークＷにワークＷの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、両保持体２，２間のワークＷに別の方向の曲げを作用させ、最大肥大部をワークＷの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークＷを回転させずにワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークＷを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークＷを曲げ、保持体２，２よりワークＷを取り外すと加工は完了し、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークＷを得ることができる。よって、回転可能な保持体２，２の構成とする必要がなくなり、なおかつ、互いに対向する一対の保持体２，２の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を保持するためのスラスト軸受等を必要とせず両保持体２，２を簡易な構成により保持する加工装置１とすることできる。また、偏倚させる方向を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。
また、請求項２の発明によれば、軸肥大させるワークＷを適当な間隔離間させた状態で保持体２，２に保持させ、ワークＷにワークＷの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、保持体２，２間のワークＷに曲げを作用させて、両保持体２，２間のワークＷにワークＷの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、曲げ戻ししてワークＷを真直化し、圧縮圧力と曲げ力を解放した後に、ワークＷを回転させ相対的にワークＷの曲げ方向を変えてワークＷを曲げ、最大肥大部をワークＷの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークＷに所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークＷを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークＷを曲げ、保持体２，２よりワークＷを取り外すと加工は完了し、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークＷを得ることができる。よって、ワークＷを回転させる際にスラスト荷重が発生しないようにでき、互いに対向する一対の保持体２，２の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受等を備える必要がなくなるとともに、該保持体２，２を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、簡易な構成により保持体２，２を保持する構成の加工装置３０とすることができる。また、ワークＷを回転させる角度を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。
さらに、請求項３の発明によれば、駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１を連結及び分離可能とし、駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１を連結することにより、一体的な構成となった駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１内にて圧縮圧力の反力を保持できる。また、請求項２にかかる軸肥大加工法を採用したことにより、互いに対向する一対の保持体２，２を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、保持体２，２を狭持あるいは保持体２，２を保持する部位に設けた空孔部に保持体２，２を挿通するだけの簡易な構成の加工装置３０とすることができる。よって、実質的に回転駆動部５０側に圧縮圧力の反力であるスラスト荷重が伝わらない構成となるとともに、加工装置３０をよりコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる軸肥大加工法の一実施形態を示す加工順序説明図
（ａ）図はワークの装填状態を示す説明図
（ｂ）図はワークに圧縮圧力を作用させた状態を示す説明図
（ｃ）図は（ｂ）図の状態に併せて第一の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｄ）図は（ｃ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｅ）図は（ｄ）図の状態から（ｃ）図の逆方向に第一の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｆ）図は（ｅ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｇ）図は（ｆ）図の状態から第二の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｈ）図は（ｇ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｉ）図は（ｄ）図の状態から（ｇ）図の逆方向に第二の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｊ）図は（ｅ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｋ）図は（ｃ）図乃至（ｊ）図を繰り返し行い、ワークに所望の拡径部を形成させた状態を示す説明図
【図２】本発明にかかる軸肥大加工法の別の実施形態を示す加工順序説明図
（ａ）図はワークの装填状態を示す説明図
（ｂ）図はワークに圧縮圧力を作用させた状態示す説明図
（ｃ）図は（ｂ）図の状態に併せて偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｄ）図は（ｃ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｅ）図は（ｄ）図の状態からワークを回転させる状態を示す説明図
（ｆ）図はワークの肥大が進んでいない部位が曲げの内側になる位置まで、ワークを回転させた状態を示す説明図
（ｇ）図は（ｆ）図の状態からワークに圧縮圧力を作用させた状態を示す説明図
（ｈ）図は（ｆ）図の状態に併せて偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｉ）図は（ｈ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｊ）図は（ｈ）図の状態からワークを回転させる状態を示す説明図
（ｋ）図はワークの曲げ方向を変え軸肥大工程を繰り返し行い、ワークに所望の肥大部を形成させた状態を示す説明図
【図３】第一の実施形態における加工装置を示す全体側面図
【図４】その加工装置の固定保持体を示す正面図
【図５】その加工装置の固定保持体を示す側断面図
【図６】その加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分正断面図
【図７】その加工装置の軸肥大加工ユニットを示す側断面図
【図８】その加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平面図
【図９】第一の偏倚手段の作用を示す説明図
【図１０】第一の実施形態における加工装置の第二の偏倚手段の作用説明図
【図１１】第二の実施形態における加工装置を示す全体側面図
【図１２】旋盤の主軸部に取付けられた保持体を示す要部側断面図
【図１３】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分背断面図
【図１４】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットの側断面図
【図１５】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す部分平断面図
【図１６】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平断面図
【図１７】第二の実施形態における加工装置の偏倚手段の作用説明図
【符号の説明】
１ 加工装置
２ 保持体
５ 偏倚手段
６ 圧縮手段
３０ 加工装置
３１ 軸肥大加工ユニット
３２ 連結具
５０ 駆動回転部
Ｗ ワーク
【発明が属する技術分野】
本発明は、金属軸材あるいは金属管の中間部、任意の位置に素材径よりも大径の肥大部を成形する軸肥大加工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、互いに対向する一対の保持部を一定間隔離間した状態でワークである金属軸材あるいは金属管の任意の位置を保持し、少なくとも両保持部間のワークに軸周りの回転と曲げ及び圧縮圧力を作用させて、ワークの中間部任意の位置に肥大部を成形させる軸肥大加工法のいくつかが提案なされている（例えば、特許文献１参照。）。
また、加圧中の圧縮圧力を小さくする方法として、互いに対向する一対の保持体でワークである金属軸材及び金属管を保持し、少なくとも両保持体間のワークに軸周りの回転と曲げ及び圧縮圧力を作用させて、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させる軸肥大加工を行う前に、ワークに耐力以上の応力を作用させる曲げを加えるために、前記両保持体間のワークに曲げと曲げ戻しを繰り返し作用させ、バウジンガー効果によりワークの降伏応力を低下させる降伏応力低下工程を行い、然る後、両保持体間のワークに軸周りの回転と曲げ及び圧縮圧力を作用させて、ワークの中間部任意の位置に肥大部を成形させる軸肥大加工法が提案なされている（例えば、特許文献２参照。）。
さらに、加圧中に圧縮圧力の反力が主軸スピンドルに伝達しないようにした装置として、ワークである金属軸材あるいは金属管を保持する保持体を備えるとともにワークを保持した状態で回転駆動する駆動回転部と、該駆動回転部の保持体に対向するように設けられた保持体を備えるとともに、前記駆動回転部に対し、接近及び離間する方向に相対移動可能な従動回転部と、該従動回転部の保持体の軸心を前記駆動回転部の保持体の軸心に対して交差させる偏倚手段と前記従動回転部を駆動回転部に向かって押圧する加圧手段とを具備する軸肥大の加工装置において、駆動回転部の駆動手段として前記駆動回転部の保持体を旋盤のチャックに取付けることで旋盤の回転駆動力を利用するとともに、前記圧縮手段をベースと摺動フレーム間に配し、該ベースに付設されたテーパ軸を旋盤に取付けることにより、前記加圧手段の作動時に反力をベース内で相殺できるようにした加工装置がある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−６５４２３号公報
【特許文献２】
特開２００２−３４６６８４号公報
【特許文献３】
特開２０００−２４６３８９号公報
【０００４】
上記従来の技術によれば、ワークに回転と圧縮及び曲げを同時に作用させて肥大部を成形させる方法であり、このような方法を実施するための装置には旋盤の回転力を利用した加工装置または軸肥大加工ができる専用機がある。これらの加工装置では、保持体間のワーク全周をワークの曲げの内側となる部位とするために、圧縮圧力及び曲げ力を作用させた状態でワークを回転させており、ワークを回転させる駆動回転部に圧縮圧力の反力である大きなスラスト荷重がかかることとなり、該駆動回転部を破損する恐れがあった。よって、ワークに回転を与える駆動回転部を保護するために、スラスト荷重を受けるスラスト軸受等を備えた大掛りなワークの保持体とする必要があった。また、ワークを保持し、前記保持体に従動回転するワークの保持体においても、圧縮圧力の反力であるスラスト荷重が該保持体に作用している条件下にてワークを捩じることなくワークをスムーズに回転させる必要があったため、該保持体にもスラスト荷重を受けるスラスト軸受等を備える必要があった。さらに、特許文献３に記載されているように駆動回転部側の保持体を保持する保持体を保持する支持筒体をベースに固着し、従動回転部側の保持体を保持する支持筒体を圧縮手段を介してベース部に取付けることにより、旋盤のワークに回転を伝える主軸スピンドルに圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を実質的に作用させないようにはできるが、圧縮圧力及び曲げを作用させた条件下でワークをスムーズに回転させるため、駆動回転部及び従動回転部の夫々の支持筒体にスラスト軸受等を備える必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情を鑑み、ワークに圧縮圧力及び曲げを作用させた状態でワークを回転させることなく、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形するための軸肥大加工法及びその装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による軸肥大加工法は、互いに対向する一対の保持体を適当な間隔離間させた状態でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を保持し、少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、少なくとも両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせ、然る後、ワークの曲げ方向を変えてワークを曲げることにより、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことで、徐々に両保持体間のワーク外周部に肥大部を累積させて所望の肥大部を成形させ、最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げることで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させたワークを得ることができることを特徴とする。
また、請求項２の発明による軸肥大加工法は、互いに対向する一対の保持体を適当な間隔離間させた状態でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を保持し、少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、少なくとも両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせ、然る後、曲げ戻ししてワークを真直化し、曲げ力と圧縮圧力を解放した後にワークに軸周りの回転を加えることにより相対的にワークの曲げの方向を変えてワークを曲げることにより、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにで、徐々に肥大部を累積させて所望の肥大部を成形させ、最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げることで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させたワークを得ることができることを特徴とする。
さらに、請求項３の発明による軸肥大加工装置は、ワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を適当な間隔をおいて保持する一対の保持体の一方を備え、該保持体を他方の保持体の軸心に対して偏倚させワークを曲げる偏倚手段と少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させる圧縮手段を備えてなる軸肥大加工ユニットと、ワークをワークの軸心周りに回転させる回転駆動部に備えられる他方の保持体とから構成される軸肥大加工装置において、軸肥大加工ユニットと駆動回転部側の保持体を連結及び分離することを可能とし、軸肥大加工ユニットと駆動回転部側の保持体を連結することにより、一体的な構成となった駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニット内にて圧縮圧力を保持できる構成とし、なおかつ、夫々の保持体を狭持あるいは保持体を保持する部位に設けた空孔部に保持体を挿通するだけの簡易な構成の加工装置としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、軸肥大させるワークを適当な間隔離間させた状態で保持体に保持させ、ワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、両保持体間のワークに曲げを作用させて、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、両保持体間のワークに別の方向の曲げを作用させ、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークを回転させずにワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げ、保持体よりワークを取り外すと加工は完了し、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークを得ることができる。よって、回転可能な保持体の構成とする必要がなくなり、なおかつ、互いに対向する一対の保持体の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を保持するためのスラスト軸受等を必要とせず両保持体を簡易な構成により保持する加工装置とすることできる。また、偏倚させる方向を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。
また、請求項２の発明によれば、軸肥大させるワークを適当な間隔離間させた状態で保持体に保持させ、ワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、両保持体間のワークに曲げを作用させて、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、曲げ戻ししてワークを真直化し、圧縮圧力と曲げ力を解放した後に、ワークを回転させ相対的にワークの曲げ方向を変えてワークを曲げ、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークに所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げ、保持体よりワークを取り外すと加工は完了し、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークを得ることができる。よって、ワークを回転させる際に圧縮圧力及び曲げを作用させていないので、スラスト荷重が発生しないようにでき、互いに対向する一対の保持体の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受等を備える必要がなくなるとともに、該保持体を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、簡易な構成により保持体を保持する構成の加工装置とすることができる。また、ワークを回転させる角度を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。さらに、請求項３の発明によれば、駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニットを連結及び分離可能とし、駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニットを連結することにより、一体的な構成となった駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニット内にて圧縮圧力を保持できる。また、請求項２にかかる軸肥大加工法を採用することにより、互いに対向する一対の保持体を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、保持体を狭持あるいは保持体を保持する部位に設けた空孔部に保持体を挿通するだけの簡易な構成の加工装置とすることができる。よって、実質的に回転駆動部に圧縮圧力の反力であるスラスト荷重が伝わらない構成となるとともに、加工装置をよりコンパクトに構成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる軸肥大加工法の一実施形態を図面に基づいて説明する。第１図は本発明にかかる軸肥大加工法の一実施形態を示す加工順序説明図である。第２図は本発明にかかる軸肥大加工法の別の実施形態を示す加工順序説明図である。第３図は第１の実施形態における加工装置を示す全体側面図である。なお、第３図を基準として、図の左側を前、右側を後とする。第４図はその加工装置の固定保持体を示す正面図である。第５図はその加工装置の固定保持体を示す側断面図である。第６図はその加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分正断面図である。第７図はその加工装置の軸肥大加工ユニットを示す側断面図である。第８図はその加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平面図である。第９図は第一の偏倚手段の作用を示す説明図である。第１０図は第一の実施形態における加工装置の第二の偏倚手段の作用説明図である。第１１図は第二の実施形態における加工装置を示す全体側面図である。第１１図は旋盤の主軸部に取付けられた保持体を示す要部側断面図である。第１２図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分背断面図である。第１４図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットの側断面図である。第１５図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す部分平断面図である。第１６図は第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平断面図である。第１７図は第二の実施形態における加工装置の偏倚手段の作用説明図である。
【０００９】
まず、本発明にかかる軸肥大加工法を実施するための第一の実施形態における加工装置１について説明する。
この加工装置１はワークＷを保持し互いに対向する一対の保持体２，２と、該保持体２，２の一方を備えベース部３に固定される固定保持体４と、他方の保持体２を備え、固定保持体４側の保持体２の軸心に対して該保持体２を複数の方向へ偏倚させる偏倚手段５と前記固定保持体４に該保持体２を接近あるいは離間させることによって両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させる圧縮手段６を備え、ベース部３に前後摺動可能に配される軸肥大加工ユニット７から主に構成される。
【００１０】
まず、ベース部３は平面視において矩形状の板であるベッド８の下面四隅に脚９，９，・・・を固着し構成している。また、該ベッド８には正面視において凸状の溝部８ａを設けている。
【００１１】
次に、固定保持体４について説明する。
この固定保持体４は、ベース部３のベッド８前方端に平面視において矩形状の固定板１０が固定され、該固定板１０の上面略々中央に側面視において略々Ｌ字状の固定プレート１１が前後方向に立設されるとともに、固定板１０の上面後端近傍に正面視において凹状の固定プレート１２が左右方向に立設され、直方体をした保持ブロック１３を夫々の固定プレート１１，１２により形成された凹み部に嵌め込み固着している。この保持ブロック１３には保持体２が挿通される前後方向の空孔部１３ａが穿たれている。
【００１２】
次に、上記固定保持体４に挿通され、ワークＷの適所を保持する保持体２について説明する。
この保持体２は筒形状をしており、内部前端面近傍には雌ネジ部２ａが設けられ、該雌ネジ部２ａにはネジ部材１４が螺着される。さらに、該保持体２の後端部には上記固定保持体４の保持ブロック１３の後端面に接当し、ワークＷに圧縮圧力を作用させた際に前方方向への抜け止めとなる顎部２ｂを備えている。また、筒内部後端部近傍にテーパ部２ｃが設けられている。このテーパ部２ｃはワークＷを保持体２から、より取り外しし易くするために設けたもので、前記ネジ部材１４を捩じ込むことによって軸肥大加工により肥大したワークＷを保持体２から押し出し、テーパ部２ｃに隙間を空けることで、保持体２からワークＷを取り外しし易くしたものであり、必ずしも必要とするものではない。
【００１３】
次に、軸肥大加工ユニット７について詳述する。
まず、この軸肥大加工ユニット７は、ベース部３上で前後摺動可能とするために、ベース部３のベッド８上面を前後方向に摺動する摺動板１５を備えている。さらに、この摺動板１５下面には前記ベッド８の溝部８ａに掛止可能な摺動板１５の浮き上り防止プレート１６が止着されている。このような構成とすることにより、軸肥大加工ユニット７の側面方向へのブレや上下方向へのブレが規制された状態で、軸肥大加工ユニット７を前後方向に摺動可能としている。
次に、摺動板１５の上面両側端部に夫々側部板１７，１７が立設され、この側部板１７，１７の前方上部に同一直線上に軸心を有するように偏倚軸受１７ａ，１７ａが穿たれている。なお、この偏倚軸受１７ａ，１７ａの軸心は固定保持体４に備えられた保持体２の軸心と直交するようにも構成されている。
そして、該側部板１７，１７間と略々等しい幅の偏倚プレート１８の上面両側端部に軸付プレート１９，１９が立設され、該軸付プレート１９，１９の一側部に固着した偏倚軸１９ａ，１９ａが前記側部板１７，１７の偏倚軸受１７ａ，１７ａに軸承されている。
次に、該偏倚プレート１８の前方部に偏倚軸受１８ａが穿たれている。なお、この偏倚軸受１８ａの軸心は固定保持体４に備えられた保持体２の軸心と直交するとともに、前記偏倚軸受１７ａ，１７ａの軸心とも直交するように構成されている。
そして、この偏倚軸受１８ａには偏倚ブロック２０の下面前方に固着された偏倚軸２０ａが軸承される。この偏倚ブロック２０には、上記保持体２と同じ保持体２が挿通可能な空孔部２０ｂが穿たれている。なお、この空孔部２０ｂは固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上に位置するように設けられている。また、保持体２を偏倚ブロック２０に挿通する際には、保持体２の顎部２ｂが偏倚ブロック２０の前端面に接当するようにする。
そして、このように構成された保持体２は固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上に軸心を有するので、直線状のワークＷを保持することができるとともに、該保持体２を支持する摺動板１５は前後に摺動可能であり、さらに、該保持体２を支持する軸付プレート１９，１９及び偏倚ブロック２０により、該保持体２は水平方向及び上下方向に回動自在に構成されている。すなわち、固定保持体４側の保持体２に対して、該保持体２は接近あるいは離間可能かつ両保持体２，２が同一直線上に位置する状態から一方の軸心に対して交差する方向へ偏倚可能に構成されている。
【００１４】
次に、偏倚手段５について説明する。
この偏倚手段５，５として、本実施形態では水平方向に偏倚させる第一の偏倚手段５と上下方向に偏倚させる第二の偏倚手段５を設けている。
まず、第一の偏倚手段５は、偏倚プレート１８の上面一方の側部に設置台２１が立設され、該設置台２１と偏倚ブロック２０との間に配される流体シリンダ２２により構成されるものであり、次のように取付けられている。まず、設置台２１と偏倚ブロック２０の夫々の上面に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた軸材２３，２３の他端側を固着している。そして、この軸材２３，２３に流体シリンダ２２を軸承し、軸材２３，２３のネジ部（図示省略）にキャップ２４，２４を螺着して抜け止めとしている。なお、前記流体シリンダ２２を伸縮させることで、固定保持体４側の保持体２の軸心に対して軸肥大加工ユニット７側の保持体２の軸心を互いの軸心が同一直線上にある状態を基準として左右方向に偏倚可能に構成している。
このように構成された第一の偏倚手段５は、前記流体シリンダ２２を伸長することで、偏倚ブロック２０に固着された軸材２３を押し、偏倚ブロック２０に設けられている偏倚軸２０ａを基端として偏倚ブロック２０と保持体２を水平面上において回動させ固定保持体４側の保持体２の軸心と交差する方向に偏倚させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ２２を縮めると、固定保持体４側の保持体２の軸心と該保持体２の軸心が一致する状態にまで偏倚を復帰させることが可能であるとともに、さらに流体シリンダ２２を縮めると、伸長させたときとは反対方向に偏倚させることが可能となっている。
次に、第二の偏倚手段５は、側部板１７，１７と軸付プレート１９，１９との間に配される流体シリンダ２５により構成されるものであり、次のように構成される。まず、少なくとも一方の側部板１７及び軸付プレート１９に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた軸部材２６，２６の他端側を夫々固着している。そして、この軸部材２６，２６に流体シリンダ２５を軸承し、軸部材２６，２６のネジ部（図示省略）にはキャップ２４，２４を螺着して抜け止めとしている。なお、前記流体シリンダ２５を伸縮させることで、固定保持体４側の保持体２の軸心に対して軸肥大加工ユニット７側の保持体２の軸心を互いの軸心が同一直線上にある状態を基準として上下方向に偏倚可能に構成している。
このように構成された第二の偏倚手段５は、前記流体シリンダ２５を伸長することで、軸付プレート１９に固着された軸部材２６を押し、軸付プレート１９，１９に設けられている偏倚軸１９ａ，１９ａを基端として軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０さらに保持体２を上方回動させ固定保持体４側の保持体２の軸心と交差する方向に偏倚させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ２５を縮めると固定保持体４側の保持体２の軸心と該保持体２の軸心が一致する状態にまで偏倚を復帰させることが可能であるとともに、さらに流体シリンダ２５を縮めると、伸長させたときとは反対方向に偏倚させることが可能となっている。
【００１５】
次に、圧縮手段６について説明する。
この圧縮手段６は、ベース部３のベッド８上面後端部に配される固定台２７と摺動板１５間に配される流体シリンダ２８により構成されるものであり、この流体シリンダ２８は次のように取付けられる。まず、固定台２７と摺動板１５の夫々の上面に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた固定軸部材２９，２９の他端側を固着している。そして、この固定軸部材２９，２９に流体シリンダ２８を軸承し、固定軸部材２９，２９のネジ部（図示省略）にキャップ２４，２４を螺着し抜け止めとしている。
このように構成された圧縮手段６は、前記固定台２７と摺動板１５間の流体シリンダ２８が伸長することで、摺動板１５を前方摺動させるとともに、側部板１７，１７と軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８及び偏倚ブロック２０、さらに保持体２を前方摺動させることが可能となっている。よって、軸肥大加工ユニット７を固定保持体４に接近させることが可能となるとともに、夫々の保持体２，２にワークＷを保持させ、固定保持体４側に軸肥大加工ユニット７を接近させることにより、両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ２８を縮めると軸肥大加工ユニット７を固定保持体４より離間させることが可能であり、両保持体２，２間のワークＷに作用させた圧縮圧力を解放することが可能となっている。
【００１６】
上述のように構成された軸肥大加工ユニット７はワークＷを保持する保持体２を備え、かつ該保持体２の軸心を固定保持体４側の保持体２の軸心と交差する上下及び水平方向へ該保持体２を偏倚させる偏倚手段５，５を備えることにより、これら２つの偏倚手段５，５を同時に操作することによって任意の方向に曲げを加えることが可能となっている。さらに軸肥大加工ユニット７をベース部３のベッド８上にて固定保持体４に接近あるいは離間させることにより、該保持体２を相対的に前方摺動させるとワークＷに圧縮圧力を作用ることが可能であり、該保持体２を相対的に後方摺動させるとワークＷへの圧縮圧力を解放することが可能な圧縮手段６を備えて構成されている。
【００１７】
なお、本実施形態においては、偏倚手段５，５を軸肥大加工ユニット７に集約しているが、固定保持体４側に集約しても良く、また固定保持体４と軸肥大加工ユニット７の夫々に偏倚手段５，５を備えるようにしても良く本実施形態に限定するものではない。また、圧縮手段６と偏倚手段５，５の駆動源として流体シリンダ２２，２５，２８を用いているが、摺動部材を摺動させるものであれば良く、例えばネジの嵌合を利用して、駆動源に人力やモーターを利用するものでも良く、本実施形態に限定するものではない。また、偏倚手段５，５及び圧縮手段６の流体シリンダ２２，２５，２８を制御する制御装置を図示していないが、夫々の流体シリンダ２２，２５，２８を任意に発停及び伸縮できるものであれば良い。
【００１８】
次に、上記のように構成された加工装置１を用いて、軸肥大加工を行う手順を第１図により説明する。
まず、夫々の保持体２，２に螺着しているネジ部材１４，１４を多少の捩じ込み代を残した状態で螺着し、一方は固定保持体４の保持ブロック１３に挿通させる。そして、他方の保持体２を軸肥大加工ユニット７の偏倚ブロック２０に挿通し、偏倚手段５，５を操作して互いの保持体２，２の軸心が同一直線上に位置するように配置する。
次に、流体シリンダ２８を縮め、軸肥大加工ユニット７をベッド８後方に移動させ、両保持体２，２間にワークＷ長程度の間隔をあけ、何れか一方の保持体２にワークＷを保持させる。然る後、流体シリンダ２８を伸長させ、軸肥大加工ユニット７を固定保持体４側に移動させ、他方の保持体２にワークＷを保持させるとともに、両保持体２，２のネジ部材１４，１４にワークＷを接当させる。このとき、両保持体２，２間にワークＷの任意の位置（軸肥大させる位置）がくるように保持体２，２の長さを選択するとともに、両保持体２，２間には適当な間隔をとっておく。なお、この間隔はワークＷの軸径及び成形する肥大部の大きさによって異なるものであり、最適なものを選択すれば良い。よって、ワークＷのセッティングが完了する（（ａ）図参照。）。
【００１９】
次に、圧縮手段６の流体シリンダ２８を伸長させることにより、固定保持体４側の保持体２に軸肥大加工ユニット７側の保持体２が接近し、摺動板１５から側部板１７，１７と軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８及び偏倚ブロック２０を介して保持体２よりワークＷに圧縮圧力を伝達させ、両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させる（（ｂ）図参照。）。次に、第一の偏倚手段５の流体シリンダ２２を伸長させることにより、偏倚ブロック２０の偏倚軸２０ａを基端として偏倚ブロック２０及び保持体２を固定保持体４側の保持体２の軸心に対して偏倚させることでワークＷを曲げる。このとき、作用させる圧縮圧力は曲げの外側に発生する引張り応力を相殺し、圧縮圧力となる程度の圧力であり、ワークＷの曲げ角度はワークＷの軸径によって異なるが、６度程度で良い。これら圧縮と曲げにより、ワークＷの曲げ内側を最大肥大部とした拡径方向の塑性変形を曲げ部の周りに生じさせ、肥大部が成形される軸肥大工程を行う（（ｃ）図参照。）。
然る後、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で第一の偏倚手段５の該流体シリンダ２２を縮めることにより、固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上になるまで偏倚ブロック２０と保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化させる（（ｄ）図参照。）。さらに、第一の偏倚手段５の該流体シリンダ２２を縮めることにより、流体シリンダ２２を伸長させたときとは反対の方向に偏倚ブロック２０及び保持体２を偏倚させることでワークＷを曲げる。これにより、先の軸肥大工程で肥大の進んでいない部位を曲げ内側に位置させ、ここを最大肥大部とした肥大部を成形することができる（（ｅ）図参照。）。次に、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で、流体シリンダ２２を伸長させ、偏倚ブロック２０及び保持体２の偏倚を復帰させて、ワークＷを真直化させる（（ｆ）図参照。）。そして、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で第二の偏倚手段５の流体シリンダ２５を伸長させることにより、軸付プレート１９，１９の偏倚軸１９ａ，１９ａを基端として軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２を固定保持体４側の保持体２の軸心に対して偏倚させることでワークＷを曲げる。これにより、第一の偏倚手段５による軸肥大工程において肥大の進んでいない部位を曲げの内側に位置させ、ここを最大肥大部とした肥大部を成形できる（（ｇ）図参照。）。然る後、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で第二の偏倚手段５の該流体シリンダ２５を縮めることにより、固定保持体４側の保持体２の軸心と同一直線上になるまで軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化する（（ｈ）図参照。）。そして、さらに第二の偏倚手段５の流体シリンダ２５を縮めることにより、第二の偏倚手段においての先の偏倚による方向と反対の方向に軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２を偏倚させることでワークＷを曲げる。これにより、先の軸肥大工程において肥大の進んでいない部位を曲げの内側に位置させ、ここを最大肥大部とした肥大部を成形できる（（ｉ）図参照。）。そして、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で、第二の偏倚手段５を伸長させることにより、軸付プレート１９，１９と偏倚プレート１８と偏倚ブロック２０及び保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化させる（（ｊ）図参照。）。
これらの工程を繰り返すことにより、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形できる（（ｋ）図参照。）。つまり、ワークＷを回転させなくとも、偏倚させる方向を変えることで、ワークＷに作用させる曲げ方向を変え、そして、軸肥大工程を行うことを繰り返すことにより、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させることができる。また、回転可能な保持体２，２の構成とする必要がなくなり、なおかつ、互いに対向する一対の保持体２，２の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を保持するためのスラスト軸受等を必要とせず両保持体２，２を簡易な構成により保持する加工装置１とすることでき、よりコンパクトな構成とすることができる。なお、本実施形態においては偏倚手段５，５によるワークＷの曲げを水平面上での曲げの後に、上下方向に曲げるように工程を行っているが、ワークＷを曲げる方向の順番は本実施形態に制限するものではない。また、軸肥大工程の後に、都度ワークＷを真直化しているが、この真直化を省略して加工の最後に真直化しても良い。
【００２０】
そして、所望の肥大部が得られたら軸肥大工程を完了し、偏倚を復元し、両保持体２，２の軸心を同一直線上に位置させワークＷを真直化させた後に、圧縮手段６の流体シリンダ２８を縮めて、ワークＷへ作用させている圧縮圧力を解放する。然る後、圧縮手段６の流体シリンダ２８をさらに縮め、一方の保持体２を保持ブロック１３あるいは偏倚ブロック２０より引抜いた後に、他方の保持体２を保持ブロック１３あるいは偏倚ブロック２０から引抜く。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、ワークＷを両保持体２，２から簡単に取り外すことができる。ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了する。
また、所望の肥大部が得られ軸肥大工程を完了し、何れかの偏倚手段５，５にて、ワークＷに所望の角度だけ曲げを加えた後に、圧縮手段６の流体シリンダ２８を縮めて、ワークＷへ作用させている圧縮圧力を解放する。然る後、圧縮手段６の流体シリンダ２８をさらに縮め、固定保持体４側の保持体２を保持ブロック１３より引抜き、次に偏倚ブロックよりもう一つの保持体を引抜く。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、ワークＷを両保持体２，２から簡単に取り外すことができる。ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了し、所望の角度曲がった軸心と肥大部を持つワークＷを得ることができる。
【００２１】
この実施形態では４方向に保持体２を偏倚させワークＷを曲げる方法を挙げているが、２つの偏倚手段５，５を同時に操作して、多方向への曲げをワークＷに作用させることによって、ワークＷの肥大部径方向の断面視において、より真円に近い肥大部を成形させることができる。さらに、２方向に保持体２を偏倚させワークＷを曲げる方法では、ワークＷの肥大部径方向の断面視において楕円状の肥大部を成形でき、偏倚させる方向を選択することにより様々な形状の肥大部を成形できる。
【００２２】
次に、本発明にかかる軸肥大加工法を実施するための第二の実施形態における加工装置３０について説明する。
この加工装置３０は一般的な普通旋盤Ｌと、この旋盤ＬのチャックＴにより狭持されワークＷを保持する保持体２と、該保持体２に接近あるいは離間自在に旋盤ＬのベッドＢ上を移動する軸肥大加工ユニット３１から主に構成されている。前記軸肥大加工ユニット３１はワークＷを保持する保持体２と、この保持体２を前記保持体２の軸心に対して交差させる偏倚手段５と、この保持体２をチャックＴに狭持された保持体２に接近あるいは離間させる圧縮手段６とから構成されている。
【００２３】
まず、旋盤ＬのチャックＴ側に取付けられ、ワークＷの適所を保持する保持体２について説明する。この保持体２は第一の実施形態にかかる加工装置１の保持体２と略々同様であるが、その顎部２ｂについては後述する連結具３２に接当し、ワークＷに作用させる圧縮圧力の反力を保持するために利用される。３２は連結具であり、中心部に空孔部３２ａが穿たれるとともに、その外周部には後述する軸肥大加工ユニット３１と連結するためのネジ部３２ｂが設けられている。
このように構成された保持体２及び連結具３２は、連結具３２の空孔部３２ａに保持体２が挿通され、連結具３２がチャックＴの爪に接触しないように間隔をおいてチャックＴにより保持体２を挟持している。
【００２４】
次に、軸肥大加工ユニット３１について詳述する。
まず、この軸肥大加工ユニット３１を前後に摺動可能とするために、旋盤ＬのベッドＢ上面、すなわち案内面３３の形状に合う溝部３４ａを備えた摺動板３４を軸肥大加工ユニット３１は備えている。さらに、この摺動板３４下面には前記案内面３３に掛止可能な摺動板３４の浮き上り防止プレート３５が止着されている。このような構成とすることにより、軸肥大加工ユニット３１の側面方向へのブレや上下方向のブレが規制された状態で、軸肥大加工ユニット３１を前後方向への摺動可能としている。
次に、該摺動板３４の上面両側端部に側面視において略々Ｌ字状の側部板３６，３６が立設され、その上部前面には両側部板間を塞ぐように連結板３７が固着されている。該連結板３７にはチャックＴ側の保持体２の軸心を中心とし、前記連結具３２が螺着可能なネジ部３７ａを設けている。また、前記両側部板３６，３６の内側面上部には夫々前後方向にレール３８，３８が固着されている。
そして、この側部板３６，３６間には、前記レール３８，３８と摺動板３４及び側部板３６，３６により形成される凹部空間内を前後方向に摺動可能な側面視において略々Ｌ字状の摺動プレート３９，３９が配される。この両摺動プレート３９，３９前方部には同一直線上に軸心を有するように偏倚軸受３９ａ，３９ａが穿たれている。なお、この偏倚軸受３９ａ，３９ａの軸心は旋盤Ｌの主軸の軸心と直交するようにも構成されている。
次に、この摺動プレート３９，３９間には、側面視において略々矩形状の偏倚プレート４０，４０の一側部に固着された偏倚軸４０ａ，４０ａが、夫々の摺動プレート３９，３９の偏倚軸受３９ａ，３９ａに軸承されている。なお、該偏倚プレート４０，４０が偏倚した際に、上記連結具３２や前記連結板３７に接触しないように偏倚プレート４０，４０の前方上部には切欠き部４０ｂ，４０ｂが設けられている。
そして、この偏倚プレート４０，４０間には偏倚ブロック４１が固着されている。この偏倚ブロック４１には、その前方部に平面視において略々コ字状の切欠き部４１ａが上下方向に穿たれるとともに、上記チャックＴに挟持される保持体２と同じ保持体２が挿通可能な空孔部４１ｂが穿たれている。なお、この空孔部４１ｂの軸心はチャックＴ側の保持体２の軸心と同一直線上に位置するように設けられている。また、偏倚ブロック４１に保持体２を挿通する際に、保持体２の顎部２ｂは偏倚ブロック４１の前端面に接当し、抜け止めとして利用される。
このように構成された保持体２はチャックＴ側の保持体２の軸心と同一直線上に軸心を有するので、直線状のワークＷを保持することができるとともに、該保持体２を支持する摺動プレート３９，３９により前後に摺動可能であり、さらに該保持体２を支持する偏倚プレート４０，４０により回動自在に構成されている。また、両保持体２，２にワークＷを保持させた際に、チャックＴ側の保持体２の回転に伴い、ワークＷを介して伝えられる回転力に従って軸肥大加工ユニット３１側の保持体２はワークＷを捩じることなく偏倚ブロック４１との間で回転可能の構成とされている。すなわち、チャックＴに狭持される保持体２に対して、該保持体２が接近あるいは離間可能かつ両保持体２，２が同一直線上に位置する状態から一方の軸心に対して交差する方向に偏倚可能であるとともにワークＷを捩じることなく従動回転する構成とされている。
【００２５】
次に、偏倚手段５について説明する。
この偏倚手段５は、偏倚プレート４０，４０と摺動プレート３９，３９間に配される流体シリンダ４２により構成されるものであり、この流体シリンダ４２は次のように取付けられている。まず、少なくとも一方の偏倚プレート４０及び摺動プレート３９に一端側にネジ部（図示省略）が設けられた軸４３，４３の他端側を夫々固着している。そして、この軸４３，４３に流体シリンダ４２を軸承し、軸４３，４３のネジ部（図示省略）にはキャップ４４，４４を螺着して抜け止めとしている。
このように構成された偏倚手段５は、前記軸４３，４３間の流体シリンダ４２が伸長することで、偏倚プレート４０に固着された軸４３を押し上げ、偏倚プレート４０，４０に設けられている偏倚軸４０ａ，４０ａを回動の基端として偏倚プレート４０，４０及び偏倚ブロック４１、さらに保持体２を上方回動させチャックＴ側の保持体２の軸心と交差する方向に偏倚させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ４２を縮めるとチャックＴ側の保持体２の軸心と該保持体２の軸心が一致する状態にまで偏倚を復帰させることが可能である。
【００２６】
次に、圧縮手段６について説明する。
この圧縮手段６は、摺動プレート３９，３９と摺動板３４間に配される流体シリンダ４５により構成されるものであり、この流体シリンダ４５は次のように取付けられている。まず、この流体シリンダ４５の前後端の夫々に空孔部４６ａ，４６ａが穿たれた取付けプレート４６，４６が止着されている。次に、一方の取付けプレート４６の空孔部４６ａ軸心を両摺動プレート３９，３９の略々中間部下方の位置に同一直線上に軸心を有するように穿たれた空孔部３９ｂ，３９ｂの軸心と一致するように配し、側部板３６，３６間の距離に略々等しい長さの固定軸４７を夫々の空孔部３９ｂ，３９ｂ，４６ａに挿通し、固定される。
次に、摺動板３４の後方上面にプレート４８，４８が夫々に穿たれた空孔部４８ａ、４８ａの軸心を同一直線上かつ側面視方向に一致するように一定間隔をおいて配され、固着されている。このプレート４８，４８の空孔部４８ａ，４８ａ軸心上に他方の取付けプレート４６の空孔部４６ａ軸心が一致するように配し、両端にネジ部（図示省略）を設けた固定軸材４９を挿通し、該ネジ部（図示省略）にキャップ４４，４４を螺着して抜け止めとしている。なお、前記固定軸４７は側部板３６，３６により挟まれる構成となるため、抜け止めを必要としない。このように構成された圧縮手段６は、前記固定軸４７と固定軸材４９間の流体シリンダ４５が伸長することで、摺動プレート３９，３９を前方摺動させ、摺動プレート３９，３９に軸承されている偏倚プレート４０，４０及び偏倚ブロック４１、さらに保持体２を前方摺動させることが可能となっている。よって、夫々の保持体２，２にワークＷを保持させ、チャックＴ側の保持体２に軸肥大加工ユニット３１側の保持体２を接近させることにより、両保持体２，２間のワークＷに圧縮圧力を作用させることが可能となっている。また、逆に流体シリンダ４５を縮めると軸肥大加工ユニット３１に備えられている保持体２を相対的に後方摺動させ、両保持体２，２間に保持させたワークＷより圧縮圧力を解放することが可能となっている。
【００２７】
よって、この軸肥大加工ユニット３１はワークＷを保持する保持体２を備えるとともに、該保持体２の軸心をチャックＴ側の保持体２の軸心と交差する方向へ該保持体２を偏倚させる偏倚手段５と該保持体２を前方摺動させることによりワークＷに圧縮圧力を作用及び解放させる圧縮手段６を備え、旋盤ＬのベッドＢ案内面３３に沿って前後摺動可能に構成されている。
【００２８】
なお、本実施形態においては、圧縮手段６と偏倚手段５の駆動源として流体シリンダ４２，４５を用いているが、摺動部材を摺動させるものであれば良く、例えばネジの嵌合を利用して、駆動源に人力やモーターを利用するものでも良く、本実施形態に限定するものではない。また、偏倚手段５及び圧縮手段６の流体シリンダ４２，４５を制御する制御装置を図示していないが、夫々の流体シリンダ４２，４５を任意に発停及び伸縮できるものであれば良い。
【００２９】
次に、上記のように構成された加工装置３０を用いて、軸肥大加工を行う手順を第２図により説明する。
まず、夫々の保持体２，２に螺着しているネジ部材１４，１４を多少の捩じ込み代を残した状態で螺着し、一方の保持体２は連結具３２に挿通しチャックＴに狭持させる。このとき、連結具３２を保持体２の顎部２ｂに接当させ、チャックＴの爪に連結具３２が接触しないように一定間隔離間させておく。そして、他方の保持体２は偏倚ブロック４１に挿通し、偏倚手段５を操作し、互いの保持体２，２の軸心が同一直線上に位置するように配置する。
次に、軸肥大加工ユニット３１をベッドＢ後方側に移動させ、両保持体２，２間にワークＷ長程度の間隔をあけ、何れか一方の保持体２にワークＷを保持させる。然る後、軸肥大加工ユニット３１をチャックＴ側に移動させ、他方の保持体２にワークＷを保持させるとともに、両保持体２，２のネジ部材１４，１４にワークＷを接当させる。このとき両保持体２，２間にワークＷの任意の位置（軸肥大させる位置）がくるように保持体２，２の長さを選択するとともに、両保持体２，２間には適当な間隔をとっておく。なお、この間隔はワークＷの軸径及び成形する肥大部の大きさによって異なるものであり、最適なものを選択すれば良い。
次に、連結具３２と連結板３７の互いのネジ部３２ｂ，３７ａを螺着させる。然る後、軸肥大加工ユニット３１を後方に移動させてチャックＴ側に狭持させた保持体２の顎部２ｂに連結具３２を接触させた状態として、ワークＷのセッティングが完了する（（ａ）図参照。）。
次に、ワークＷに圧縮圧力を作用させるのであるが、一方の保持体２は連結具３２により圧縮圧力の反力を保持されるものであり、この連結具３２は軸肥大加工ユニット３１の側部板３６，３６に固着された連結板３７に螺着され、また、他方の保持体２にかかる圧縮圧力の反力は偏倚ブロック４１を介して、偏倚プレート４０，４０及び摺動プレート３９，３９そして圧縮手段６を介して側部板３６，３６が固着されている摺動板３４に作用するため、実質的に旋盤Ｌの駆動回転部５０である主軸スピンドルＳにスラスト荷重がほとんど作用しない構成となっている。
【００３０】
次に、圧縮手段６の流体シリンダ４５を伸長させることにより、チャックＴ側の保持体２に軸肥大加工ユニット３１側の保持体２が接近し、ワークＷに圧縮圧力が作用される。このとき、圧縮圧力の反力はチャックＴ側の保持体２の顎部２ｂより連結具３２を介して連結板３７、側部板３６，３６に伝えられる。よって、上述したように軸肥大加工ユニット３１に設けた連結板３７とチャックＴ側に設けた連結具３２を螺着し連結することにより、両保持体２，２が軸肥大加工ユニット３１の側部板３６，３６に支持された構成となり、実質的に旋盤Ｌの主軸スピンドルＳに圧縮圧力の反力であるスラスト荷重がほとんど伝わらない。次に、偏倚手段５の流体シリンダ４２を伸長させて、偏倚プレート４０，４０の偏倚軸４０ａ，４０ａを基端として偏倚ブロック４１及び保持体２をチャックＴ側の保持体２の軸心に対して偏倚させることでワークＷを曲げる。このとき、作用させる圧縮圧力は曲げの外側に発生する引張り応力を相殺し、圧縮圧力となる程度の圧力であり、曲げ角度はワークＷの軸径によって異なるが、６度程度で良い。これら圧縮と曲げにより、ワークＷの曲げの内側を最大肥大部とした拡径方向の塑性変形を曲げ部の周りに生じさせ、肥大部が成形される軸肥大工程を行う（（ｃ）図参照。）。
然る後、圧縮圧力を作用させた状態で偏倚手段５の流体シリンダ４２を縮め、チャックＴ側の保持体２の軸心と同一直線上になるまで保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化し、圧縮手段６の流体シリンダ４５を縮めて、チャックＴ側の保持体２より軸肥大加工ユニット３１側の保持体２を離間させて圧縮圧力を解放する（（ｄ）図参照。）。
次に、旋盤Ｌの主軸スピンドルＳを回転させ、チャックＴに狭持させた保持体２を回転させるとともに、ワークＷを介して伝達される回転力にて軸肥大加工ユニット３１側の保持体２を従動回転させ、ワークＷの肥大が進んでいない部位を偏倚による曲げの内側になるまでワークＷを回転させて、相対的にワークＷを曲げる方向を変える（（ｅ）図及び（ｆ）図参照。）。そして、再び圧縮手段６を作動させて圧縮圧力を作用させ、偏倚手段５を作動させてワークＷを曲げ、ワークＷを先の軸肥大工程にて肥大の進んでいない部位を曲げの内側に位置させた状態で、ワークＷを肥大させる軸肥大工程を行う（（ｇ）図及び（ｈ）図参照。）。
そして、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で軸肥大加工ユニット３１側の保持体２の偏倚を復帰させ、ワークＷを真直化し、ワークＷに作用させている圧縮圧力を解放した後に、ワークＷの肥大が進んでいない部位が偏倚による曲げの内側になるまでワークＷを回転させて、相対的にワークＷを曲げる方向を変える（（ｉ）図及び（ｊ）図参照。）。
この工程を繰り返すことにより、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形できる（（ｋ）図参照。）。つまり、ワークＷに肥大部を成形させるにあたり、常時ワークＷを回転させるとともに軸肥大工程を行うのではなく、軸肥大工程を終えて、一度、曲げ力と圧縮圧力を解放した後にワークＷを回転させて相対的にワークＷを曲げる方向を変え、再び軸肥大工程を行う工程を繰り返す軸肥大加工法を行うことで、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形できるとともに、駆動回転部５０の稼動中にスラスト荷重が発生しないので、互いに対向する一対の保持体２，２を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、簡易な構成により保持体２，２を保持する構成の加工装置３０とでき、よりコンパクトに構成することができる。また、駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１を連結することにて、圧縮圧力は軸肥大工ユニット３１に備えられた保持体２よりワークＷに伝達されるとともに、その反力は軸肥大加工ユニット３１より駆動回転部５０側の保持体２に伝達され、圧縮圧力及びその反力をワークＷに集中でき、実質的に駆動回転部５０にスラスト荷重を伝えない加工装置３０を構成とすることができる。
【００３１】
そして、所望の肥大部が得られたら軸肥大工程を完了し、圧縮圧力をワークＷに作用させた状態で軸肥大加工ユニット３１側の保持体２の偏倚を復元し、両保持体の２，２の軸心を同一直線上に位置させワークＷを真直化し、ワークＷに作用させている圧縮圧力を解放する。次に、チャックＴの拘束を緩め、チャックＴと軸肥大加工ユニット３１の間に、ワークＷ長と二つの保持体２，２を合わせた長さ以上の間隔をとるように軸肥大加工ユニット３１を後方へ摺動させて、チャックＴ側の保持体２をチャックＴより取り外す。そして、連結具３２と連結板３７の螺着を解き、偏倚ブロック４１より保持体２を取り外す。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、簡単にワークＷを保持体２から取り外すことができる。そして、ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了する。
また、所望の肥大部が得られ軸肥大工程を完了し、ワークＷに偏倚手段５にて所望の角度だけ曲げを加えた後に、ワークＷに作用させている圧縮圧力を解放する。次に、チャックＴの拘束を緩め、チャックＴと軸肥大加工ユニット３１の間に、ワークＷ長と二つの保持体２，２を合わせた長さ以上の間隔をとるように軸肥大加工ユニット３１を後方へ摺動させて、チャックＴ側の保持体２をチャックＴより取り外す。そして、連結具３２と連結板３７の螺着を解き、偏倚ブロック４１より保持体２を取り外す。次に、両保持体２，２に夫々設けてあるネジ部材１４，１４を捩じ込み、ワークＷを保持体２，２より少し押し出すと、保持体２，２のネジ部材１４，１４他端部に設けてあるテーパ部２ｃ，２ｃに隙間ができ、簡単にワークＷを保持体２から取り外すことができる。そして、ワークＷを取り外すと軸肥大加工は完了し、所望の角度曲がった軸心と肥大部を持つワークＷを得ることができる。
【００３２】
第二の実施形態にかかる軸肥大加工法を行うにあたり、ワークＷを回転させる角度を最初の曲げ方向より、例えば１８０度ごとにするとワークＷの肥大部径方向の断面視において楕円状の肥大部が形成でき、曲げ角度を細かくしていくほど肥大部径方向の断面視において、より真円に近い肥大部を成形できる。また、ワークＷの回転させる角度を任意に選択することにより、様々な形状の肥大部を成形することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、軸肥大させるワークＷを適当な間隔離間させた状態で保持体２，２に保持させ、ワークＷにワークＷの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、両保持体２，２間のワークＷに曲げを作用させて、両保持体２，２間のワークＷにワークＷの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、両保持体２，２間のワークＷに別の方向の曲げを作用させ、最大肥大部をワークＷの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークＷを回転させずにワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークＷを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークＷを曲げ、保持体２，２よりワークＷを取り外すと加工は完了し、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークＷを得ることができる。よって、回転可能な保持体２，２の構成とする必要がなくなり、なおかつ、互いに対向する一対の保持体２，２の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を保持するためのスラスト軸受等を必要とせず両保持体２，２を簡易な構成により保持する加工装置１とすることできる。また、偏倚させる方向を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。
また、請求項２の発明によれば、軸肥大させるワークＷを適当な間隔離間させた状態で保持体２，２に保持させ、ワークＷにワークＷの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、保持体２，２間のワークＷに曲げを作用させて、両保持体２，２間のワークＷにワークＷの曲げ内側が最大拡径部となる拡径方向の塑性変形を生じさせる。然る後、曲げ戻ししてワークＷを真直化し、圧縮圧力と曲げ力を解放した後に、ワークＷを回転させ相対的にワークＷの曲げ方向を変えてワークＷを曲げ、最大肥大部をワークＷの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにより、ワークＷに所望の肥大部を成形させることができる。最後に曲げ戻ししてワークＷを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークＷを曲げ、保持体２，２よりワークＷを取り外すと加工は完了し、ワークＷの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させた所望の形状のワークＷを得ることができる。よって、ワークＷを回転させる際にスラスト荷重が発生しないようにでき、互いに対向する一対の保持体２，２の夫々において圧縮圧力の反力であるスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受等を備える必要がなくなるとともに、該保持体２，２を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、簡易な構成により保持体２，２を保持する構成の加工装置３０とすることができる。また、ワークＷを回転させる角度を任意に選択することにより、肥大部の拡径方向の断面視において様々な形状の肥大部を成形できる。
さらに、請求項３の発明によれば、駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１を連結及び分離可能とし、駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１を連結することにより、一体的な構成となった駆動回転部５０側の保持体２と軸肥大加工ユニット３１内にて圧縮圧力の反力を保持できる。また、請求項２にかかる軸肥大加工法を採用したことにより、互いに対向する一対の保持体２，２を回転可能かつ圧縮圧力の反力を保持する構成とする必要がなくなり、保持体２，２を狭持あるいは保持体２，２を保持する部位に設けた空孔部に保持体２，２を挿通するだけの簡易な構成の加工装置３０とすることができる。よって、実質的に回転駆動部５０側に圧縮圧力の反力であるスラスト荷重が伝わらない構成となるとともに、加工装置３０をよりコンパクトに構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる軸肥大加工法の一実施形態を示す加工順序説明図
（ａ）図はワークの装填状態を示す説明図
（ｂ）図はワークに圧縮圧力を作用させた状態を示す説明図
（ｃ）図は（ｂ）図の状態に併せて第一の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｄ）図は（ｃ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｅ）図は（ｄ）図の状態から（ｃ）図の逆方向に第一の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｆ）図は（ｅ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｇ）図は（ｆ）図の状態から第二の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｈ）図は（ｇ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｉ）図は（ｄ）図の状態から（ｇ）図の逆方向に第二の偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｊ）図は（ｅ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｋ）図は（ｃ）図乃至（ｊ）図を繰り返し行い、ワークに所望の拡径部を形成させた状態を示す説明図
【図２】本発明にかかる軸肥大加工法の別の実施形態を示す加工順序説明図
（ａ）図はワークの装填状態を示す説明図
（ｂ）図はワークに圧縮圧力を作用させた状態示す説明図
（ｃ）図は（ｂ）図の状態に併せて偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｄ）図は（ｃ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｅ）図は（ｄ）図の状態からワークを回転させる状態を示す説明図
（ｆ）図はワークの肥大が進んでいない部位が曲げの内側になる位置まで、ワークを回転させた状態を示す説明図
（ｇ）図は（ｆ）図の状態からワークに圧縮圧力を作用させた状態を示す説明図
（ｈ）図は（ｆ）図の状態に併せて偏倚手段による曲げを作用させた状態を示す説明図
（ｉ）図は（ｈ）図の状態からワークを真直化させる状態を示す説明図
（ｊ）図は（ｈ）図の状態からワークを回転させる状態を示す説明図
（ｋ）図はワークの曲げ方向を変え軸肥大工程を繰り返し行い、ワークに所望の肥大部を形成させた状態を示す説明図
【図３】第一の実施形態における加工装置を示す全体側面図
【図４】その加工装置の固定保持体を示す正面図
【図５】その加工装置の固定保持体を示す側断面図
【図６】その加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分正断面図
【図７】その加工装置の軸肥大加工ユニットを示す側断面図
【図８】その加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平面図
【図９】第一の偏倚手段の作用を示す説明図
【図１０】第一の実施形態における加工装置の第二の偏倚手段の作用説明図
【図１１】第二の実施形態における加工装置を示す全体側面図
【図１２】旋盤の主軸部に取付けられた保持体を示す要部側断面図
【図１３】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットのベッドへの取付け状態を示す部分背断面図
【図１４】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットの側断面図
【図１５】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す部分平断面図
【図１６】第二の実施形態における加工装置の軸肥大加工ユニットを示す平断面図
【図１７】第二の実施形態における加工装置の偏倚手段の作用説明図
【符号の説明】
１ 加工装置
２ 保持体
５ 偏倚手段
６ 圧縮手段
３０ 加工装置
３１ 軸肥大加工ユニット
３２ 連結具
５０ 駆動回転部
Ｗ ワーク
Claims (3)
- 互いに対向する一対の保持体を適当な間隔離間させた状態でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を保持し、少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、少なくとも両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせ、然る後、ワークの曲げ方向を変えてワークを曲げることにより、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことで、徐々に両保持体間のワーク外周部に肥大部を累積させて所望の肥大部を成形させ、最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げることで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させたワークを得ることができることを特徴とする軸肥大加工法。
- 互いに対向する一対の保持体を適当な間隔離間させた状態でワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を保持し、少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させるとともに、ワークの圧縮方向と交差する方向の曲げ力をワークに作用させることにより、少なくとも両保持体間のワークに圧縮圧力を加えながら曲げを作用させ、両保持体間のワークにワークの曲げ内側が最大肥大部となる拡径方向の塑性変形を生じさせ、然る後、曲げ戻ししてワークを真直化し、曲げ力と圧縮圧力を解放した後にワークに軸周りの回転を加えることにより相対的にワークの曲げの方向を変えてワークを曲げることにより、最大肥大部をワークの別の位置に生じさせる工程を繰り返すことにで、徐々に肥大部を累積させて所望の肥大部を成形させ、最後に曲げ戻ししてワークを真直化、あるいは所望の角度になるようにワークを曲げることで、ワークの中間部任意の位置に所望の肥大部を成形させたワークを得ることができることを特徴とする軸肥大加工法。
- ワークである直線状の金属軸材あるいは金属管を適当な間隔をおいて保持する一対の保持体の一方を備え、該保持体を他方の保持体の軸心に対して偏倚させワークを曲げる偏倚手段と少なくとも前記両保持体間のワークにワークの軸心方向の圧縮圧力を作用させる圧縮手段を備えてなる軸肥大加工ユニットと、ワークをワークの軸心周りに回転させる駆動回転部に備えられる他方の保持体とから構成される軸肥大加工装置において、軸肥大加工ユニットと駆動回転部側の保持体を連結及び分離することを可能とし、軸肥大加工ユニットと駆動回転部側の保持体を連結することにより、一体的な構成となった駆動回転部側の保持体と軸肥大加工ユニット内にて圧縮圧力の反力を保持できる構成とし、なおかつ、夫々の保持体を狭持あるいは保持体を保持する部位に設けた空孔部に保持体を挿通するだけの簡易な構成の加工装置としたことを特徴とする軸肥大加工装置。
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| JP2003086654A JP3756489B2 (ja) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | 軸肥大加工法とその装置 |
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| JP3756489B2 JP3756489B2 (ja) | 2006-03-15 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006255754A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 多節長尺材製造装置及び多節長尺材製造方法 |
| JP2011041957A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Neturen Co Ltd | ワークピースの軸肥大加工方法及び軸肥大加工装置 |
-
2003
- 2003-03-27 JP JP2003086654A patent/JP3756489B2/ja not_active Expired - Lifetime
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