JP2012011432A - フランジ付中空軸部材の製造装置、及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低くすることができるとともに、フランジの接合部で強度の信頼性を保証することができるフランジ付中空軸部材の製造装置を提供すること。
【解決手段】フランジ付中空軸部材の製造装置１は、被加工部材である軸部材１０を軸中心Ｏ１周りに回転支持するとともに軸部材１０を軸方向に移動させる回転移動装置２０と、軸部材１０の周方向に等間隔で二個回転自在に支持されていて軸部材１０の周面１０ｃに対して押圧するローラ５０と、軸部材１０と同軸的に配置され軸部材１０の軸中心部１０ａに押し込まれるパンチ３０と、パンチ３０を軸中心Ｏ１周りに回転支持する回転装置４０とを備える。そして、各ローラ５０は、回転軸５２に対する径外方端５０ｄから軸部材１０の進入側にテーパー状の押圧部５０ａと、径外方端５０ｄから軸部材１０の進出側にテーパー状の逃げ部５０ｂと、径外方端５０ｄに曲面形状の曲面部５０ｃとを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、周面から径外方向に延びるフランジが形成されているフランジ付中空軸部材の製造装置に関し、特に、フランジの接合部で強度の信頼性が確保されたフランジ付中空軸部材の製造装置、及び製造方法に関する。

従来、フランジ付中空軸部材を製造する場合には、先ず中空軸部材を製造し、その後に中空軸部材の周面にフランジを形成することが一般的である。例えば、下記特許文献１に記載されたマンネスマン穿孔法を用いて、図１１に示したように、中空軸部材３１０Ａを製造し、その後に中空軸部材３１０Ａの周面３１０ｃにフランジ（図示省略）を溶接又は摩擦圧接させる。

特開平０４−７１７０９号公報

上述したように製造されたフランジ付中空軸部材では、中空軸部材を製造する工程とフランジを形成する工程とが別工程であるため、工程数が多いことによって、製造コストが高くなるおそれがある。また、別体であるフランジが中空軸部材の周面に後付けされるため、フランジの接合部の性質と母材である中空軸部材の性質とが異なり、フランジの接合部で強度の信頼性を保証し難いおそれがある。

本発明は、上記した課題を解決すべく、製造コストを低くすることができるとともに、フランジの接合部で強度の信頼性を保証することができるフランジ付中空軸部材の製造装置を提供すること、及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造装置は、被加工部材である軸部材を軸中心周りに回転支持するとともに前記軸部材を軸方向に移動させる回転移動手段と、前記軸部材の周方向に等間隔で複数個回転自在に支持されていて前記軸部材の周面に対して押圧するローラと、前記軸部材と同軸的に配置され前記軸部材の軸中心部に押し込まれるパンチと、前記パンチを軸中心周りに回転支持する回転手段とを備え、前記各ローラは、回転軸に対する径外方端から前記軸部材の進入側にテーパー状の押圧部と、前記径外方端から前記軸部材の進出側にテーパー状の逃げ部と、前記径外方端に曲面形状の曲面部とを有していることに特徴がある。

また、本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造装置において、前記パンチの先端の位置は、前記軸部材の軸方向において、前記曲面部のうち最も径が大きい位置より前記逃げ部側の位置であり且つ前記逃げ部のうち最も径が小さい位置より前記曲面部側の位置に設定されることが好ましい。

また、本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造装置において、前記パンチの先端の位置を前記軸部材の軸方向に変化させたときに加工中の前記軸部材に作用する軸方向荷重と前記パンチの先端の位置との、予め求めた関係に基づき、前記パンチの先端の位置は、前記軸部材に作用する軸方向荷重が最も小さくなる位置に設定されることが好ましい。

本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造方法は、被加工部材である軸部材を軸中心周りに回転させた状態で、前記軸部材の周方向に等間隔で複数個回転自在に支持されているローラ及び前記軸部材と同軸的に配置されているパンチに向けて、前記軸部材を軸方向に移動させ、回転軸に対する径外方端から前記軸部材の進入側にテーパー状の押圧部と、前記径外方端から前記軸部材の進出側にテーパー状の逃げ部と、前記径外方端に曲面形状の曲面部とを有する各ローラによって、前記軸部材の周面を表面加工し、軸中心周りに回転するパンチによって、前記軸部材の軸中心部を孔開け加工して、前記軸部材の周面から径外方向に突出するフランジを形成することに特徴がある。

また、本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造方法において、前記軸部材は、一端部の周面が予め表面加工され且つ前記一端部の軸中心部が予め孔開け加工されたものであることが好ましい。

また、本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造方法において、前記軸部材の周面に前記フランジを形成した後に、前記フランジの径外方端部をしごき加工して、前記フランジの径寸法を所定値に設定することが好ましい。

よって、本発明のフランジ付中空軸部材の製造装置、及び製造方法によれば、軸中心周りに回転する軸部材を各ローラ及びパンチに向けて軸方向に移動させる。そして、軸部材の周面を各ローラによって表面加工するとともに、軸部材の軸中心部をパンチによって孔開け加工して、軸部材の周面にフランジを形成する。従って、中空軸部材を製造する工程とフランジを形成する工程とが同時に行われることにより、工程数を少なくすることができ、製造コストを低くすることができる。また、製造されたフランジ付中空軸部材は、フランジが周面に別体として後付けされたものではなく、フランジが周面に一体として形成されたものであるため、フランジの接合部で強度の信頼性を保証することができる。

第１実施形態において、フランジ付中空軸部材の製造装置の全体構成図である。 図１に示した軸部材が表面加工され且つ孔開け加工されていないときの作動説明図である。 図１に示した軸部材が表面加工され且つ孔開け加工されているときの作動説明図である。 軸部材がスピン押出し法により加工されているとき、軸部材に作用する軸方向荷重及び径方向荷重とパンチの先端の位置との関係を示したグラフである。 パンチの先端の位置を変化させたとき、パンチによって径外方向に流れる材料がローラの逃げ部によって潰される状態を示した概略図である。 第２実施形態において、軸部材が軸方向長さの約半分まで通常のスピン押出し法により加工されているときの作動説明図である。 図６に示した軸部材をひっくり返して回転移動装置に組付けたときの図である。 図７に示した軸部材が本発明のスピン押出し法により加工されているときの作動説明図である。 第３実施形態において、図９に示したフランジ付中空軸部材にマンドレルを装着したときの図である。 図９に示したフランジの径外方端部がしごき加工されているときの作動説明図である。 従来の中空軸部材の製造方法において、軸部材がマンネスマン穿孔法により加工されているときの作動説明図である。

本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造装置、及び製造方法の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、フランジ付中空軸部材の製造装置１（以下、「装置１」と呼ぶ）の全体構成図である。この装置１は、被加工部材としての軸部材１０と、この軸部材１０を軸中心Ｏ１周りに回転支持する回転移動装置２０と、軸部材１０と同軸的に配置されたパンチ３０と、このパンチ３０を回転支持する回転装置４０と、軸部材１０の周方向に等間隔（１８０度毎）に２個配置されたローラ５０と、各ローラ５０を回転自在に支持するハウジング６０とを備えている。

軸部材１０は、図１の左右方向である軸方向に延びる中実の丸棒であり、径方向の寸法が、例えば７０ｍｍに設定されている。回転移動装置２０は、チャック２１を用いて軸部材１０の一端部を保持していて、例えば、軸部材２０を軸方向に移動させる油圧シリンダ等のアクチュエータ（図示省略）と、軸部材１０を軸中心Ｏ１周りに回転させるモータ（図示省略）とを有している。これにより、軸部材１０は、軸中心Ｏ１周りに回転する状態で図１の左側から右側へ移動するようになっている。

パンチ３０は、軸部材１０の軸中心部１０ａに丸孔１０ｂ（図３参照）を形成するためのものであり、軸部材１０と同軸的に配置されている。パンチ３０は、先端が尖っている円柱体であり、径方向の寸法が、例えば３５ｍｍに設定されている。回転装置４０は、例えばパンチ３０を軸中心Ｏ１周りに回転させるモータ（図示省略）を有していて、パンチ３０を軸部材１０と同じ回転速度で且つ同じ回転方向で回転させる。このため、上述したように、軸部材１０が図１の左側から右側へ移動するとき、軸部材１０の軸中心部１０ａがパンチ３０に押し込まれて、丸孔１０ｂが形成される。

各ローラ５０は、軸部材１０の周面１０ｃを表面加工するためのものであり、表面加工するときに軸部材１０の軸中心Ｏ１が傾くことを防止するために周方向に等間隔（１８０度毎）に配置されている。なお、各ローラは３個以上配置されていても良く、この場合においても各ローラは周方向に等間隔に配置される。また、各ローラ５０は、ベアリング５１を介して図１の左右方向に延びる回転軸５２にそれぞれ組付けられていて、回転軸５２周りに回転自在である。各回転軸５２の両端は、ハウジング６０に組付けられている。

各ローラ５０は、図１の左右方向の中間部が太い回転体であり、この中間部の径方向の寸法（図１の上下方向の長さ）が、例えば３００ｍｍに設定されている。各ローラ５０は、回転軸５２に対する径外方端から図１の左側（軸部材１０の進入側）にテーパ状の押圧部（導入部）５０ａを有し、径外方端から図１の右側（軸部材１０の進出側）にテーパ状の逃げ部５０ｂを有している。押圧部５０ａは、軸部材１０の周面１０ｃを押圧するために設けられていて、押圧された材料は、各ローラ５０の径外方端から図１の右側に流れる。なお、各ロータ５０が軸部材１０の周面１０ｃを押圧することにより、軸部材１０には軸方向荷重及び径方向荷重が作用する。押圧部５０ａの周面と回転軸５２との間の角度である押圧角（導入角）α（図２参照）は、例えば１０度に設定されている。

逃げ部５０ｂは、加工された材料が各ローラ５０の径外方端から図１の右側に流れ易くするためのものであり、この逃げ部５０ｂによってパンチ３０が軸部材１０の軸中心部１０ａに丸孔１０ｂを形成し易くなる。逃げ部５０ｂの周面と回転軸５２との間の角度である逃げ角β（図２参照）は、例えば２度に設定されている。上述した押圧角α及び逃げ角βは、加工条件によって適宜変更可能である。

この実施形態において、軸部材１０は、所謂スピン押出し法により、加工される。スピン押出し法は、軸部材１０が軸中心Ｏ１周りに回転し且つパンチ３０が軸中心Ｏ１周りに回転する状態で、軸部材１０を各ローラ５０及びパンチ３０に向けて軸方向に移動させるとき、軸部材１０の周面１０ｃが各ローラ５０により表面加工されるとともに、軸部材１０の軸中心部１０ａがパンチ３０により孔開け加工される加工方法である。このスピン押出し法により、外径及び内径が所定値に設定される中空軸部材が製造される。

ところで、従来のスピン押出し法では、加工される材料の軸方向に流れる割合が、加工される材料の周方向に流れる割合に比して、極めて大きい。このため、軸部材１０の周面１０ｃに盛り上がりが発生することがほとんどなく、仮に盛り上がりが発生した場合であっても軸部材１０の周面１０ｃに薄いバリのようなものが不均等に形成されていた。そこで、発明者等は、各ローラ５０の径外方端部に比較的大きな曲面部を形成して、スピン押出し法による加工実験を繰り返した結果、軸部材１０の周面１０ｃにバリでない厚いフランジ１０ｄ（図３参照）をほぼ均等に形成できることを見出した。以下、各ローラ５０の形状について説明する。

各ローラ５０は、径外方端に曲面形状の曲面部５０ｃを有している。この曲面部５０ｃの半径Ｒは、従来のローラの径外方端に形成される曲面部の半径に比して、十分大きな値であり、例えば２０ｍｍに設定される。ここで、従来のローラの径外方端に形成される曲面部の半径とは、上述したように薄いバリのようなものが形成されるときの曲面部の半径であり、例えば１ｍｍ程度である。なお、この実施形態の曲面部５０ｃの半径Ｒは、２０ｍｍに限定されるものではなく、加工条件によって適宜変更可能である。この曲面部５０ｃによって、加工される材料の周方向に流れる割合が大きくなる。

ここで、上述した装置１を用いてフランジ付中空軸部材が製造される製造工程について説明する。フランジ付中空軸部材は、軸中心Ｏ１周りに回転する軸部材１０を図１の左側から図１の右側に移動させることによって、製造される。即ち、回転移動装置２０は、軸部材１０を軸中心Ｏ１周りに回転させた状態で、各ローラ５０及び回転するパンチ３０に向けて、軸部材１０を軸方向に移動させる。これにより、図２に示したように、回転する軸部材１０が各ローラ５０に押し込まれ、各ローラ５０が回転軸５２回りに回転（連れ回り）する。

そして、図３に示したように、各ローラ５０によって軸部材１０の周面１０ｃが表面加工されるとともに、パンチ３０によって軸部材１０の軸中心部１０ａが孔開け加工される。このとき、各ローラ５０の曲面部５０ｃにより加工される材料の周方向の流れが促進され、軸部材１０の周面１０ｃにバリでない厚いフランジ１０ｄがほぼ均等に形成される。このようにして、図３に示したフランジ付中空軸部材１０Ａが製造され、フランジ１０ｄが形成されている部位は円錐台形状になる。

よって、この実施形態では、中空軸部材を製造する工程とフランジを形成する工程とが同時に行われることにより、工程数を少なくすることができ、フランジ付中空軸部材１０Ａの製造コストを低くすることができる。また、製造されたフランジ付中空軸部材１０Ａは、フランジ１０ｄが周面１０ｃに別体として後付けされたものではなく、フランジ１０ｄが周面１０ｃに一体として形成されたものである。このため、フランジ１０ｄの接合部の性質と母材である軸部材１０の性質とが同じであり、フランジ１０ｄの接合部で強度の信頼性を保証することができる。

次に、この実施形態において、パンチ３０の先端３０ａの位置は、図１に示したように、軸部材１０の軸方向において、ローラ５０の曲面部５０ｃのうち最も径が大きい位置５０ｄより図１の右側（逃げ部５０ｂ側）の位置であり、且つローラ５０の逃げ部５０ｂのうち最も径が小さい位置５０ｅより図１の左側（曲面部５０ｃ側）の位置に設定されている。以下、この理由について詳細に説明する。

先ず、スピン押出し法において、パンチ３０の先端３０ａの位置を軸方向に変化させることによって、軸部材１０に作用する軸方向荷重Ｆｚが変化することを、図４及び図５を用いて説明する。図４は、パンチ３０の先端３０ａとローラ５０の径外方端５０ｄ（曲面部５０ｃのうち最も径が大きい位置５０ｄ）との間の軸方向距離ｄ（図１参照）と、軸部材１０に作用する軸方向荷重Ｆｚ及び径方向荷重Ｆｒとの関係を示した図である。図５（ａ）は、軸方向距離ｄが０ｍｍであるときの作動説明図である。図５（ｂ）は、軸方向距離ｄがｄ１ｍｍであるときの作動説明図であり、ｄ１は曲面部５０ｃのうち最も径が大きい位置５０ｄと逃げ部５０ｂのうち最も径が小さい位置５０ｅとの間の軸方向長さである。図５（ｃ）は、軸方向長さｄがｄ２ｍｍであるときの作動説明図であり、ｄ２は０より大きく且つｄ１より小さい値である。なお、図４に示した関係は、径外方端に十分大きな半径Ｒの曲面部が形成されていないローラ５０（図５参照）を用いた場合の関係である。しかしながら、軸方向距離ｄと軸方向荷重Ｆｚ及び径方向荷重Ｆｒとの関係は、ローラ５０の径外方端に十分大きなＲの曲面部が形成されているか否かによって、変わらないものである。

図４から明らかなように、軸方向荷重Ｆｚと径方向荷重Ｆｒとは、反比例の関係である。先ず、この関係について説明する。ミーゼスの降伏条件によれば、軸方向荷重Ｆｚと径方向荷重Ｆｒと軸部材１０に作用する周方向荷重との合計が所定値に達したとき、軸部材１０が降伏することになる。このことから、周方向荷重の影響を無視すれば、軸部材１０が加工されているときに軸方向荷重Ｆｚが大きいほど径方向荷重Ｆｒが小さいことになる。従って、図４に示した反比例の関係は、ミーゼスの降伏条件に基づく関係といえる。

ところで、軸方向荷重Ｆｚは、回転移動装置２０が軸部材１０を各ローラ５０及びパンチ３０に向けて押し込む荷重と同じであって、小さいことが好ましい。これは、軸方向荷重Ｆｚ（上記した押し込む荷重）が小さければ、回転移動装置２０のアクチュエータの負荷を小さくすることができ、回転移動装置２０を小型化できるためである。従って、軸方向荷重Ｆｚが小さくなる、言い換えると、径方向荷重Ｆｒが大きくなるときの軸方向距離ｄについて考察する。

先ず、図５（ａ）に示した状態について考察する。パンチ３０の先端３０ａによって加工された材料は、軸方向に流れるとともに、径外方向に流れようとする。このとき、径外方向に流れようとする材料は、ローラ５０の径外方端に潰されるが、逃げ部５０ｂに沿って流れず、逃げ部５０ｂとほとんど接触しない。これにより、パンチ３０によって径外方向に流れる材料が逃げ部５０ｂによって潰される効果（以下、「潰し効果」と呼ぶ）がほとんど得られず、径方向荷重Ｆｒ、言い換えると、ローラ５０が軸部材１０を径内方向に押圧する荷重は小さいものとなる。この結果、図４（ａ）では、径方向荷重Ｆｒが小さな値であるＦ１になるのに対して、軸方向荷重Ｆｚが大きな値であるＦ４になる。なお、パンチ３０の先端の位置が更に図５（ａ）の左側の位置であっても、上述した潰し効果がほとんど得られず、径方向荷重Ｆｒは小さいものとなる。

次に、図５（ｂ）に示した状態について考察する。パンチ３０の先端３０ａによって加工された材料は、軸方向に流れるともに、径外方向に流れようとする。このとき、径外方向に流れようとする材料は、逃げ部５０ｂに沿って流れることがなく、ローラ５０による表面加工とパンチ３０による孔開け加工とが独立したものとなる。これにより、上述した潰し効果が得られず、径方向荷重Ｆｒは小さいものとなる。この結果、図４（ｂ）では、径方向荷重Ｆｒが小さな値であるＦ１になるのに対して、軸方向荷重Ｆｚが大きな値であるＦ４になる。なお、パンチ３０の先端３０ａの位置が更に図５（ｂ）の右側の位置であっても、上述した潰し効果が得られず、径方向荷重Ｆｒは小さいものとなる（図４参照）。

最後に、図５（ｃ）に示した状態について考察する。パンチ３０の先端３０ａによって加工された材料は、軸方向に流れるとともに、径外方向に流れようとする。このとき、径外方向に流れようとする材料は、逃げ部５０ｂに潰されつつ逃げ部５０ｂに沿って流れ、逃げ部５０ｂと大きく接触する。このため、加工された材料が逃げ部５０ｂとパンチ３０の外周の間で圧延状態になり、上述した潰し効果が大きく得られ、径方向荷重Ｆｒは大きいものとなる。この結果、図４（ｃ）では、径方向荷重ＦｒがＦ１より大きいＦ２になるのに対して、軸方向荷重ＦｚがＦ４より小さいＦ３になる。

上述した考察に基づいて、この実施形態においては、パンチ３０の先端３０ａの位置は、図１に示したように、軸部材１０の軸方向において、曲げ部５０ｃのうち最も径が大きい位置５０ｄより図１の右側の位置であり、且つ逃げ部５０ｂのうち最も径が小さい位置５０ｅより図１の左側の位置に設定されている。よって、パンチ３０の先端３０ａの位置が、上記した位置でない場合に比して、軸方向荷重Ｆｚを小さくすることができ、回転移動装置２０のアクチュエータの負荷を小さくすることができる。この結果、回転移動装置２０を小型化することができる。

特に、この実施形態においては、図４に示したように、パンチ３０の先端３０ａを軸部材１０の軸方向に変化させたときに軸方向荷重Ｆｚとパンチ３０の先端３０ａの位置（軸方向距離ｄ）との関係が、下に凸の曲線で予め求められていて、パンチ３０の先端３０ａの位置は、軸方向荷重Ｆｚが最も小さくなる位置（ｄ＝ｄ２）に設定されている。従って、回転移動装置２０のアクチュエータの負荷を最も小さくすることができる。

次に第２実施形態のフランジ付中空軸部材の製造方法について、図６〜図８を用いて説明する。この第２実施形態では、第１実施形態のフランジ付中空軸部材１０Ａと異なり、図８に示したように、軸中心部に軸方向に貫通する貫通孔１１０ｂが形成され、且つ軸部材の両端部の周面１１０ｃが表面加工されたフランジ付中空軸部材１１０Ａを製造する。この第２実施形態では、第１実施形態と同一の部材に同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図６は、上記したフランジ付中空軸部材１１０Ａを製造するための第１工程を示した図である。図６に示したように、各ローラ１５０Ａには、第１実施形態のローラ５０のように、十分大きな半径Ｒの曲面部、及び逃げ部が形成されていない。このため、この第１工程のスピン押出し法では、軸部材１１０の周面１１０ｃにフランジが形成されない。そして、この第１工程では、軸部材１１０の軸方向長さの約半分まで、各ローラ１５０Ａが表面加工するとともにパンチ３０が孔開け加工する。その後、スピン押出し法による加工が中止され、軸部材１１０がチャック２１から取り外される。

図７は、上記したフランジ付中空軸部材１１０Ａを製造するための第２工程を示した図である。この第２工程では、図７の左側に軸部材１１０の小径部１１０ｅが配置され、図７の右側に軸部材１１０の大径部１１０ｆが配置されるように、図６の軸部材１１０をひっくり返す。そして、軸部材１１０の小径部１１０ｅをチャック１２１を介して回転移動装置２０に組付ける。

図８は、上記したフランジ付中空軸部材１１０Ａを製造するための第３工程を示した図である。図８に示したように、この第３工程では、第１実施形態のローラ５０と同一のローラ５０が用いられる。そして、軸部材１１０の軸方向長さの約半分まで、第１実施形態と同様に、各ローラ５０が表面加工するとともにパンチ３０が孔開け加工する。この結果、図８に示したように、周面１１０ｃにバリでない厚いフランジ１１０ｄが形成されるとともに軸中心部に軸方向に貫通する貫通孔１１０ｂが形成され、且つ両端部の周面１１０ｃが表面加工されたフランジ付中空軸部材１１０Ａを製造することができる。なお、製造されたフランジ付中空軸部材１１０Ａは、例えば、自動車のＣＶＴ（無段階連続変速機）のシーブシャフトを製造するための素材として用いられる。

次に、第３実施形態のフランジ付中空軸部材の製造方法について、図９及び図１０を用いて説明する。上述したスピン押出し法によりフランジが形成された部位は、円錐台形状になっていて、フランジの径寸法を所定値に設定することが難しい。そこで、この第３実施形態では、図１０に示したように、フランジ１１０ｄの径寸法が所定値に設定されたフランジ付中空軸部材１１０Ｂを製造する。

図９は、上記したフランジ付中空軸部材１１０Ｂを製造するための第１工程を示した図である。図９に示したように、この第１工程では、先ず、第２実施形態のスピン押出し法により製造されたフランジ付中空軸部材１１０Ａを用意する。次に、フランジ１１０ｄが形成されている部位より図９の左側（回転移動装置２０側）に、円筒状のマンドレル２７０を装着する。そして、フランジ付中空軸部材１１０Ａの一端部をチャック１２１を介して回転移動装置２０に組付ける。

図１０は、上記したフランジ付中空軸部材１１０Ｂを製造するための第２工程を示した図である。図１０に示したように、この第２工程では、回転するフランジ付中空軸部材１１０Ａを図１０の右側に移動させて、各ローラ２５０の押圧部２５０ａによってフランジ１１０ｄの径外方端部をしごき加工する。これにより、フランジ１５０ｄの径外方端部はマンドレル２７０と各ローラ２５０の押圧部２５０ａの間で扱かれて、リング状の突部分１１０ｇが形成される。このようにして、フランジ１１０ｄの径寸法が所定値に設定されたフランジ付中空軸部材１１０Ｂを製造することができる。なお、製造されたフランジ付中空軸部材１１０Ｂは、例えば、自動車のトランスミッションのドラムクラッチを製造するための素材として用いられる。

以上、本発明に係るフランジ付中空軸部材の製造装置、及び製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、各実施形態において、一つの装置である回転移動装置によって軸部材を軸中心Ｏ１周りに回転支持するとともに軸部材を軸方向に移動させたが、回転支持装置によって軸部材を軸中心Ｏ１回りに回転させ且つ移動装置によって軸部材を軸方向に移動させても良い。

１ フランジ付中空軸部材の製造装置
１０ 軸部材
１０ａ 軸中心部
１０ｂ 丸孔
１０ｃ 周面
１０ｄ フランジ
１０Ａ フランジ付中空軸部材
２０ 回転移動装置
２１ チャック
３０ パンチ
３０ａ 先端
４０ 回転装置
５０ ローラ
５０ａ 押圧部
５０ｂ 逃げ部
５０ｃ 曲面部
５０ｄ 最も径が大きい位置
５０ｅ 最も径が小さい位置
５１ ベアリング
５２ 回転軸
６０ ハウジング

Claims (6)

1. 被加工部材である軸部材を軸中心周りに回転支持するとともに前記軸部材を軸方向に移動させる回転移動手段と、
   前記軸部材の周方向に等間隔で複数個回転自在に支持されていて前記軸部材の周面に対して押圧するローラと、
   前記軸部材と同軸的に配置され前記軸部材の軸中心部に押し込まれるパンチと、
   前記パンチを軸中心周りに回転支持する回転手段とを備え、
   前記各ローラは、回転軸に対する径外方端から前記軸部材の進入側にテーパー状の押圧部と、前記径外方端から前記軸部材の進出側にテーパー状の逃げ部と、前記径外方端に曲面形状の曲面部とを有していることを特徴とするフランジ付中空軸部材の製造装置。
2. 請求項１に記載するフランジ付中空軸部材の製造装置において、
   前記パンチの先端の位置は、前記軸部材の軸方向において、前記曲面部のうち最も径が大きい位置より前記逃げ部側の位置であり且つ前記逃げ部のうち最も径が小さい位置より前記曲面部側の位置に設定されることを特徴とするフランジ付中空軸部材の製造装置。
3. 請求項２に記載するフランジ付中空軸部材の製造装置において、
   前記パンチの先端の位置を前記軸部材の軸方向に変化させたときに加工中の前記軸部材に作用する軸方向荷重と前記パンチの先端の位置との、予め求めた関係に基づき、
   前記パンチの先端の位置は、前記軸部材に作用する軸方向荷重が最も小さくなる位置に設定されることを特徴とするフランジ付中空軸部材の製造装置。
4. 被加工部材である軸部材を軸中心周りに回転させた状態で、前記軸部材の周方向に等間隔で複数個回転自在に支持されているローラ及び前記軸部材と同軸的に配置されているパンチに向けて、前記軸部材を軸方向に移動させ、
   回転軸に対する径外方端から前記軸部材の進入側にテーパー状の押圧部と、前記径外方端から前記軸部材の進出側にテーパー状の逃げ部と、前記径外方端に曲面形状の曲面部とを有する各ローラによって、前記軸部材の周面を表面加工し、
   軸中心周りに回転するパンチによって、前記軸部材の軸中心部を孔開け加工して、
   前記軸部材の周面から径外方向に突出するフランジを形成することを特徴とするフランジ付中空軸部材の製造方法。
5. 請求項４に記載するフランジ付中空軸部材の製造方法において、
   前記軸部材は、一端部の周面が予め表面加工され且つ前記一端部の軸中心部が予め孔開け加工されたものであることを特徴とするフランジ付中空軸部材の製造方法。
6. 請求項４又は請求項５に記載するフランジ付中空軸部材の製造方法において、
   前記軸部材の周面に前記フランジを形成した後に、前記フランジの径外方端部をしごき加工して、前記フランジの径寸法を所定値に設定することを特徴とするフランジ付中空軸部材の製造方法。

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