JP2012187598A - 塑性加工装置及び塑性加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円板状素材の外径側端部の概略Ｔ字形状部分の厚さをできるだけ厚く形成して、より少ないローラを用い、より少ない工程で所望の形状に正確に成形する。
【解決手段】曲面ローラ３Ａが、曲率半径Ｒが円板状素材の厚みｔに対してｔ／２≦Ｒ≦１０ｔとなる先端円弧部２１を備え、平面ローラがローラ回転軸心と平行な加工平面を備え、制御手段が、曲面ローラ３Ａを主軸回転軸心に接近する内径方向に移動させ、円板状素材Ｗの外径面Ｗｏに先端円弧部２１を当接させて、円板状素材Ｗの一部を先端円弧部２１に沿って両端部２１ａ側に順次流動させ、円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐを概略Ｙ字形状Ｗｙに塑性変形させる第１塑性加工工程と、その後、平面ローラの加工平面を概略Ｙ字形状Ｗｙの円板状素材Ｗの外径側から内径側に押圧して、概略Ｙ字形状Ｗｙを概略Ｔ字形状に塑性変形させる第２塑性加工工程とを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、主軸回転軸心で駆動回転される主軸と、主軸の先端に設けられ、円板状素材を取り付けるマンドレルと、円板状素材をマンドレルとの間で挟持する挟持機構と、ローラ回転軸心で回転可能に構成され、挟持された円板状素材の外径面を押圧して円板状素材を塑性変形させるローラと、ローラを少なくとも主軸回転軸心に対して接近或いは離間する方向に移動させるローラ移動機構と、運転を制御する制御手段とを備えた塑性加工装置、及び、その塑性加工装置において用いられる塑性加工方法に関する。

かかる塑性加工装置において、例えば、図６に示すように、円板状素材５０を出発材料として、外径側端部に縦断面視で概略Ｔ字形状部分５１を形成した円筒形状の製品を製造するにあたっては、ローラ回転軸心Ｐを含む断面視で先端が尖ったＶ字状の加工面５２を備えた裂開ローラ５３と、ローラ回転軸心と平行な加工平面を備えた平面ローラ（図示せず）とを用いていた（例えば、特許文献１参照）。すなわち、マンドレル５４と挟持機構の押圧体５５との間で挟持固定された円板状素材５０を主軸の回転駆動によりマンドレル５４及び押圧体５５とともに回転させ、裂開ローラ５３を円板状素材５０の外径面５０ａに押圧して、当該外径面５０ａから円板状素材５０をＶ字状に分断するように裂開する。続いて、分断された両裂開部分５６に平面ローラを円板状素材５０の外径側から主軸回転軸心Ｑに近接する内径側方向へ向けて押圧し、当該両裂開部分５６をマンドレル５４の外径面５４ａ及び押圧体５５の外径面５５ａに沿うように塑性加工する。これにより、円板状素材５０の外径側端部に縦断面視で概略Ｔ字形状部分５１を形成した円筒形状の製品が製造される。なお、当該円筒形状の概略Ｔ字形状部分５１（マンドレル５４及び押圧体５５の外径面５４ａ、５５ａに押圧された両裂開部分５６）の外径側に櫛歯ローラ（図示せず）を押圧して複数のＶ溝を形成することで、Ｖ溝を有する円筒形状のプーリが製造される。

また、かかる塑性加工装置において、図示しないが、例えば、円板状素材を出発材料として、外径側端部に縦断面視で複数の湾曲プーリ溝を形成した円筒形状の製品（プーリ）を製造するにあたっては、複数のローラとして、ローラ回転軸心を含む断面視で先端が尖ったＶ字状の加工面を備えた数種類の裂開ローラと、先端部の曲率半径が異なる丸みを有する数種類のＶ字形成形ローラ（例えば、先端部の曲率半径が４ｍｍ）と、複数個の湾曲プーリ溝に対応する凹凸を有する数種類のプーリ溝成形ローラとを用いていた（例えば、特許文献２参照）。すなわち、マンドレルと挟持機構の押圧体との間で挟持固定された円板状素材を主軸の回転駆動によりマンドレル及び押圧体とともに回転させ、Ｖ字状の加工面の開き角度が異なる裂開ローラを円板状素材の外径面に順次押圧して、当該外径面から円板状素材をＶ字状に分断するように裂開する。続いて、先端部が丸みを帯び、Ｖ字状の開き角度が異なる複数のＶ字形成形ローラを、その先端部がＶ字状に分断された円板状素材の切れ目部分に当接する状態で順次押圧し、当該切れ目部分の半径を順次拡大する。さらに、その後、湾曲プーリ溝に対応する凹凸を備えた複数のプーリ溝成形ローラを、切れ目部分の半径が拡大された円板状素材の外径面に当接する状態で順次押圧し、縦断面視で外径側端部に所望の複数の湾曲プーリ溝を形成した円筒形状の製品（プーリ）が製造される。

特開平１０−２１６８８１号公報 特開平３−０１３２４２号公報

ここで、上記特許文献１に開示された塑性加工装置においては、例えば、図６に示すように、裂開ローラ５３により円板状素材５０の外径面５０ａを裂開するので、通常、Ｖ字状に分断するように裂開された両裂開部分５６の厚さはそれぞれ、裂開前の円板状素材５０の厚さｔの約２分の１の厚さとなる。そのため、円筒形状の製品の円筒壁部分（両裂開部分５６）は、厚さが比較的薄く幅広の形状とならざるを得なかった。しかしながら、当該円筒壁部分の強度の確保や加工の自由度の向上等の観点から、当該円筒壁部分の厚さを、裂開前の円板状素材の厚さｔの約２分の１よりも厚く形成（増肉）することが望まれる。

また、上記特許文献２に記載の塑性加工装置においては、非常に多数のローラを用い、多数の工程を行うことで、ようやく円筒形状の製品を製造することができる。すなわち、先ず、円板状素材を裂開ローラにより裂開し、その後、裂開された円板状素材の切れ目部分のみをＶ字形成形ローラで拡径して、さらに、裂開された円板状素材の全体をプーリ溝成形ローラで押圧することで、ようやく円筒形状の製品の製造が完了するのである。しかしながら、装置の簡略化及び製造コストの低減等の観点から、より少ないローラを用い、より少ない工程で、所望の形状に正確に成形できる塑性加工装置であることが望まれる。

ここで、装置の簡略化及び製造コストの低減等の観点から、上記特許文献１に開示の塑性加工装置において、裂開ローラを用いずに、ローラ回転軸心と平行な加工平面を備えた平面ローラのみを用いて、１工程で円板状素材を円筒形状の製品に加工を行うことが考えられる。しかしながら、円板状素材の外径側を平面ローラのみで押圧すると、図７に示すように、円板状素材６０の外径側端部に形成された概略Ｔ字形状部分６１が、当該円板状素材６０の周方向において形状が異なる状態で成形される場合がある。すなわち、平面ローラ（図示せず）の押圧により、円板状素材６０の外径側が主軸回転軸心Ｑに沿う両方向（図７の左右方向）に延びるように加工されるが、平面ローラと円板状素材６０との摩擦抵抗や平面ローラの押圧力等の影響により、円板状素材６０を構成する素材が座屈により両方向のそれぞれに異なる割合で延び、それら両延出部分６２の延出度合いが円板状素材６０の周方向で異なってしまうことがある。この場合、概略Ｔ字形状部分６１の両延出部分６２の先端が周方向で波打つように湾曲したものとなり（図７の符号６３で示す実線参照）、所望の円筒形状の製品を正確に得ることができなくなるという問題がある。また、平面ローラのみで円板状素材６０の外径側を押圧して形成された概略Ｔ字形状部分６１の両延出部分６２の厚みは、各延出部分６２の基端部側と先端部側とでそれぞれ大きく異なる厚みに形成される場合が多く、これら基端部側と先端部側との厚みの差をできるだけ小さくして、所望の円筒形状の製品を正確に得ることが望まれる。

また、図示しないが、上記平面ローラの加工面に、ローラ回転軸心を含む断面視で当該ローラ回転軸心側に窪んだ凹溝を形成し、当該平面ローラの凹溝の底面により円板状素材の外径面を押圧して、凹溝内で素材を主軸回転軸心に沿う両方向に延ばしながら、当該方向への延びを凹溝の側面により規制することで、当該主軸回転軸心に沿う両方向に延びる両延出部分の厚さを増肉させ、その後、別の平面ローラにより当該両延出部分を押圧して、円板状素材の外径側端部に概略Ｔ字形状部分を形成することも考えられる。しかしながら、このように円板状素材の外径側からの押圧と凹溝の側面による規制を行うと、円板状素材とローラとの摩擦抵抗が上昇したり、当該摩擦抵抗の上昇に対応してローラによる押圧力を増加させる必要等が生じ、ローラの押圧力により円板状素材に過度の負担が掛かり、当該円板状素材が座屈する場合がある。また、凹溝の側面による規制により、凹溝内で主軸回転軸心に沿う両方向に延びる素材が当該側面に当接した後、主軸回転軸心側に捲くれ込み、素材のささくれ等が円板状素材の主軸回転軸心側における内周面上に形成される場合がある。これら場合、所望の円筒形状の製品を正確に得ることができなくなるという問題がある。なお、上記凹溝を、ローラ回転軸心側に窪んだ曲面で構成した場合においても同様の問題が生じる。

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、円板状素材の外径側端部の概略Ｔ字形状部分の厚さをできるだけ厚く形成して、強度の確保や加工の自由度を向上させながら、より少ないローラを用い、より少ない工程で所望の形状に正確に成形して、装置の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる塑性加工装置及び塑性加工方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る塑性加工装置は、主軸回転軸心で駆動回転される主軸と、前記主軸の先端に設けられ、円板状素材を取り付けるマンドレルと、前記円板状素材を前記マンドレルとの間で挟持する挟持機構と、ローラ回転軸心で回転可能に構成され、挟持された前記円板状素材の外径面を押圧して前記円板状素材を塑性変形させるローラと、前記ローラを少なくとも前記主軸回転軸心に対して接近或いは離間する方向に移動させるローラ移動機構と、運転を制御する制御手段とを備えた塑性加工装置であって、その特徴構成は、
前記ローラとしての曲面ローラが、前記ローラ回転軸心を含む断面視で前記円板状素材側に凸となる加工面を備え、前記加工面には、曲率半径Ｒが前記円板状素材の厚みｔに対してｔ／２≦Ｒ≦１０ｔとなる先端円弧部と、前記先端円弧部の両端部に接続される一対の直線部とが形成され、
前記ローラとしての平面ローラが、前記ローラ回転軸心を含む断面視で当該ローラ回転軸心と平行な直線となる加工平面を備えて構成され、
前記制御手段が前記ローラ移動機構を制御して、前記曲面ローラを前記円板状素材の外径面から前記主軸回転軸心に接近する内径方向に移動させ、前記円板状素材の外径面に前記曲面ローラの前記加工面における前記先端円弧部を当接させて、前記円板状素材の一部を前記先端円弧部に沿って当該先端円弧部の両端部側に順次流動させ、前記円板状素材の外径側端部を縦断面視で概略Ｙ字形状に塑性変形させる第１塑性加工工程と、当該第１塑性加工工程の実行後、前記平面ローラの前記加工平面を当該塑性変形後における前記概略Ｙ字形状の円板状素材の外径側から前記内径側に押圧して、前記円板状素材の外径側端部を概略Ｔ字形状に塑性変形させる第２塑性加工工程とを実行する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る塑性加工方法は、主軸回転軸心で駆動回転される主軸と、前記主軸の先端に設けられ、円板状素材を取り付けるマンドレルと、前記円板状素材を前記マンドレルとの間で挟持する挟持機構と、ローラ回転軸心で回転可能に構成され、挟持された前記円板状素材の外径面を押圧して前記円板状素材を塑性変形させるローラと、前記ローラを少なくとも前記主軸回転軸心に対して接近或いは離間する方向に移動させるローラ移動機構とを用いた円板状素材の塑性加工方法であって、その特徴構成は、
前記ローラ回転軸心を含む断面視で前記円板状素材側に凸となる加工面を備え、前記加工面には、曲率半径Ｒが前記円板状素材の厚みｔに対してｔ／２≦Ｒ≦１０ｔとなる先端円弧部と、前記先端円弧部の両端部に接続される一対の直線部とが形成された前記ローラとしての曲面ローラと、
前記ローラ回転軸心を含む断面視で当該ローラ回転軸心と平行な直線となる加工平面を備えた前記ローラとしての平面ローラとを用いて、
前記曲面ローラを前記円板状素材の外径面から前記主軸回転軸心に接近する内径方向に移動させ、前記円板状素材の外径面に前記曲面ローラの前記加工面における前記先端円弧部を当接させて、前記円板状素材の一部を前記先端円弧部に沿って当該先端円弧部の両端部側に順次流動させ、前記円板状素材の外径側端部を縦断面視で概略Ｙ字形状に塑性変形させる第１塑性加工工程と、当該第１塑性加工工程の実行後、前記平面ローラの前記加工平面を当該塑性変形後における前記概略Ｙ字形状の円板状素材の外径側から前記内径側に押圧して、前記円板状素材の外径側端部を概略Ｔ字形状に塑性変形させる第２塑性加工工程とを実行する点にある。

上記塑性加工装置又は塑性加工方法の特徴構成によれば、制御手段が、第１塑性加工工程では、曲面ローラを主軸回転軸心に接近する内径方向に移動させることにより、回転する円板状素材の外径面を押圧し、縦断面視で円板状素材の外径側端部を概略Ｙ字形状に塑性変形させ、当該概略Ｙ字形状に形成された一対の延出部分の厚みを、塑性加工前の円板状素材の厚みｔの約２分の１よりも厚く増肉させる。続いて、制御手段が、第２塑性加工工程では、平面ローラを主軸回転軸心に接近する内径方向に移動させることにより、外径側端部が概略Ｙ字形状に加工された円板状素材の外径側を押圧し、縦断面視で当該外径側端部を概略Ｔ字形状に塑性変形させ、当該概略Ｔ字形状に形成された一対の延出部分の厚みを、上記概略Ｙ字形状に形成された一対の延出部分の厚みよりも、さらに厚く増肉させる。従って、制御手段は、第１塑性加工工程及び第２塑性加工工程を順次実行することで、塑性加工前の円板状素材の厚みｔの約２分の１よりも厚い円筒壁部分（一対の延出部分）を備えた円筒形状の製品を製造することができる。また、２つのローラを用いた２つの工程で、簡便な装置構成で、座屈や捲くり込み等が生じない円筒形状の製品を正確に製造することができる。

説明を加えると、第１塑性加工工程において用いられる曲面ローラは、ローラ回転軸心を含む断面視で円板状素材側に凸となる加工面を備え、この加工面には、曲率半径Ｒが円板状素材の厚みｔに対してｔ／２≦Ｒ≦１０ｔとなる先端円弧部と、先端円弧部の両端部に接続される一対の直線部とが形成される。

先端円弧部の曲率半径Ｒは、塑性加工前の円板状素材の厚みｔに対して比較的大きな値に設定されており、基本的に、この先端円弧部を円板状素材の外径面に当接させ押圧しても、当該当接部分において肉眼で認識できるような切れ目部分をほぼ生じさせずに、当該当接部分を基点として主軸回転軸心に沿う両方向に円板状素材を構成する素材を流動させることができる。すなわち、この素材の流動は、先端円弧部に沿う状態で、上記当接部分を基点として延出し、当該先端円弧部の両端部側に順次流動する。
この際、流動する素材は、常に先端円弧部から抵抗力を受けながら流動する、すなわち、素材の先端部から基端部の全てが曲面ローラの先端円弧部の表面に当接する状態で塑性加工が進むため、両延出部分の厚みは徐々に増肉されることとなる。また、先端円弧部の両端部に到達した素材は、当該両端部に接続される一対の直線部にも当接する状態で順次流動し、当該直線部においても両延出部分の厚みは徐々に増肉される。なお、曲面ローラが円板状素材の外径面に押圧された際には、曲面ローラの先端円弧部や直線部から抵抗力を受けるものの、これら先端円弧部や直線部に沿う方向の流動は特に規制されていないため、適切な増肉を行いながら、円板状素材の座屈や捲くれ込みを適切に防止することが可能となっている。従って、円板状素材の外径側端部には、縦断面視で、少なくとも曲面ローラの先端円弧部に沿った形状の一対の延出部分を備えた概略Ｙ字形状部分が周方向において略同一形状となるように形成され、さらに、当該概略Ｙ字形状部分における一対の延出部分のそれぞれの厚みは、塑性変形する前の円板状素材の厚みｔの約２分の１よりも厚く増肉されている。すなわち、従来のように、円板状素材の外径面を単純に裂開して一対の裂開部分の厚みを、裂開される前の円板状素材の厚みｔの約２分の１にするものに対して、本特徴構成では、概略Ｙ字形状部分における一対の延出部分の厚みを確実に厚く形成することができる。

なお、曲面ローラの先端円弧部の曲率半径Ｒを、円板状素材の厚みｔに対してｔ／２よりも小さくすると、充分な増肉効果を得ることができず好ましくなく、また、１０ｔよりも大きくすると、従来技術で説明した平面ローラのみでの塑性加工と同様に、概略Ｔ字形状部分の一対の延出部分の先端が周方向で波打つように湾曲したものとなり好ましくない（図７参照）。同様の理由から、曲率半径Ｒを、ｔ≦Ｒ≦５ｔとすることが、より好ましい。

また、第２塑性加工工程においては、平面ローラが概略Ｙ字形状部分における一対の延出部分の先端部（最外径部）を外径側から押圧するので、平面ローラと延出部分との当接当初は、一対の先端部のみで当接することとなる。この際、各先端部の素材はそれぞれ、主軸回転軸心に接近する方向に押圧されながら、主軸回転軸心に沿う方向における一対の延出部分の分岐部（上記第１塑性加工工程における当接部分である基点）に接近する方向に平面ローラから抵抗力を受ける。従って、概略Ｙ字形状部分における一対の延出部分の各先端部が主軸回転軸心に沿う方向に略平行となるまで押圧されて、当該概略Ｙ字形状部分が概略Ｔ字形状部分となるように塑性加工されると、一対の延出部分の厚みはさらに増肉されることとなる。この際には、各延出部分の基端部側と先端部側との厚みは、等厚に近く増肉される。なお、平面ローラが円板状素材の外径側に押圧された際には、平面ローラの加工平面から抵抗力を受けるものの、当該加工平面と一対の延出部分との接触面積が比較的小さいため、適切な増肉を行いながら、円板状素材の座屈や捲くれ込みを適切に防止することが可能となっている。従って、円板状素材の外径側端部には、縦断面視で、平面ローラの加工平面に沿った形状の一対の延出部分を備えた概略Ｔ字形状部分が周方向において略同一形状となるように形成され、さらに、当該概略Ｔ字形状部分における一対の延出部分のそれぞれの厚みは、塑性変形する前の円板状素材の厚みｔの約２分の１よりも、充分に厚く増肉されている。

よって、円板状素材を円筒形状に塑性加工する際に、当該円板状素材の外径側端部の概略Ｔ字形状部分の厚さをできるだけ厚く形成して、強度の確保や加工の自由度を向上させながら、より少ないローラを用い、より少ない工程で所望の形状に正確に成形して、装置の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる。

本発明に係る塑性加工装置の更なる特徴構成は、前記ローラ回転軸心に沿う方向において、前記曲面ローラの前記先端円弧部の幅が、前記第１塑性加工工程の完了時における前記先端円弧部と前記概略Ｙ字形状に塑性変形された円板状素材との当接幅以上の幅に設定されている点にある。

上記塑性加工装置の特徴構成によれば、第１塑性加工工程において、円板状素材の外径面に曲面ローラの先端円弧部を当接させて塑性加工する際には、円板状素材を構成する素材が、常に先端円弧部のみに沿って当該先端円弧部の両端部側に順次流動し、当該先端円弧部の曲率に沿った一対の延出部分を備えた概略Ｙ字形状部分を形成することができる。これにより、概略Ｙ字形状部分における一対の延出部分を、比較的大きな高さ（主軸回転軸心に接近又は離間する方向の距離）を持たせた状態で形成することができ、後続する第２塑性加工工程において平面ローラの塑性加工により形成される概略Ｔ字形状部分における一対の延出部分の厚さを、より厚くすることが可能となる。

塑性加工装置の全体構成を示すブロック図 （ａ）塑性加工前の円板状素材の縦断面図、（ｂ）同円板状素材の平面図 （ａ）曲面ローラが待機位置にある状態を示す概略図、（ｂ）曲面ローラが加工完了位置にある状態を示す概略図、（ｃ）曲面ローラが待機位置と加工完了位置との間にある状態を示す拡大概略図、（ｄ）曲面ローラが加工完了位置にある状態を示す拡大概略図 （ａ）平面ローラが待機位置にある状態を示す概略図、（ｂ）平面ローラが加工完了位置にある状態を示す概略図 （ａ）別実施形態に係る平面ローラが待機位置にある状態を示す概略図、（ｂ）別実施形態に係る平面ローラが加工完了位置にある状態を示す概略図 従来の塑性加工装置で裂開加工された円板状素材を示す概略図 従来の塑性加工装置で塑性加工され、概略Ｔ字形状の円筒壁部分が周方向において波打った状態の円板状素材を示す概略図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、塑性加工装置は、主軸回転軸心Ａで駆動回転される主軸１と、主軸１の先端に設けられ、円板状素材Ｗを取り付けるマンドレル２と、円板状素材Ｗをマンドレル２との間で挟持する挟持機構Ｓと、ローラ回転軸心Ｂで回転可能に構成され、挟持された円板状素材Ｗの外径面Ｗｏを押圧して円板状素材Ｗを塑性変形させるローラ３と、ローラ３を少なくとも主軸回転軸心Ａに対して接近或いは離間する方向に移動させるローラ移動機構Ｍと、運転を制御する制御部４（制御手段）とを備えて構成される。

図２、図３に示すように、円板状素材Ｗは、縦断面視で所定の厚みｔを備えた円板状の金属素材であり、平面視で中心部に貫通孔Ｗｈが形成されている。
塑性加工装置では、図１、図３、図４に示すように、基本的に、円板状素材Ｗを、一方の面をマンドレル２に当接させ、他方の面を挟持機構Ｓの押圧体５に当接させた状態で、マンドレル２と押圧体５との間に挟持固定し、主軸１の回転駆動によりマンドレル２及び押圧体５とともに主軸回転軸心Ａ周りで回転させる。この回転状態で、ローラ３が円板状素材Ｗの外径面Ｗｏを押圧することで、当該ローラ３がローラ回転軸心Ｂ周りで回転しながら塑性加工が行われて、当該円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐに概略Ｔ字形状部分Ｗｔを備えた円筒形状の製品（例えば、クラッチケースの半製品）が製造される。

以下、塑性加工装置の各部の構成について説明する。
なお、図１に示すように、主軸１の主軸回転軸心Ａに沿った軸方向をＺ方向と記載し、主軸回転軸心Ａに直交する方向、即ち、主軸回転軸心Ａに対して接近又は離間する径方向をＸ方向と記載する場合がある。又、Ｚ方向において、ローラ３が主軸１の基端（後述する回転駆動装置６に伝動連結される端部）に接近する方向を−Ｚ方向とし、主軸１の基端から離間する方向を＋Ｚ方向とする。又、Ｘ方向において、ローラ３が主軸回転軸心Ａに接近する方向を−Ｘ方向とし、主軸回転軸心Ａから離間する方向を＋Ｘ方向とする。

図１に示すように、電動モータ等の回転駆動装置６が、主軸１の基端側に伝動連結された状態で当該主軸１を主軸回転軸心Ａ周りに回転駆動させるように、架台（図示せず）上に配設されている。主軸１の先端にはマンドレル２が交換自在に装着される。当該マンドレル２の外面のうち挟持機構Ｓの押圧体５に対向する面には、円板状素材Ｗの中心部に形成された貫通孔Ｗｈに挿通可能な筒状突出部２ａが、主軸回転軸心Ａと同心状態で突出形成されている。従って、マンドレル２の筒状突出部２ａを円板状素材Ｗの貫通孔Ｗｈに挿通させ、円板状素材Ｗの一方の面をマンドレル２の先端面に当接させた状態で、当該円板状素材Ｗがマンドレル２に装着される。

挟持機構Ｓは、押圧体５を主軸回転軸心Ａに沿って往復移動駆動する油圧シリンダ等のアクチュエータ（図示せず）を備えて構成され、押圧体５がマンドレル２に対向して位置するように配設されている。押圧体５は、主軸回転軸心Ａと同心で回転可能なようにベアリング等を介して回転自在に支持されている。また、押圧体５の外面のうちマンドレル２に対向する面には、マンドレル２の筒状突出部２ａを収容可能な孔部５ａが形成されている。従って、押圧体５をマンドレル２に装着された円板状素材Ｗの他方の面に押し付けるようにアクチュエータを作動させることにより、円板状素材Ｗをマンドレル２と押圧体５とにより挟持するように構成されている。
そして、回転駆動装置６により主軸１を回転駆動することにより、円板状素材Ｗをマンドレル２と押圧体５とにより挟持した状態で、マンドレル２及び押圧体５とともに一体的に回転させるように構成されている。

また、塑性加工装置には、主軸回転軸心Ａに直交する方向（Ｘ方向）にローラ３を移動可能なＸ方向移動手段Ｍｘ（ローラ移動機構）と、主軸回転軸心Ａに沿う方向（Ｚ方向）にローラ３を移動可能なＺ方向移動手段Ｍｚ（ローラ移動機構）とが設けられている。
具体的には、Ｘ方向移動手段Ｍｘには、移動台７をＺ方向に往復移動自在に支持するＺ方向案内レール８が設けられ、更に、移動台７に螺挿されたＺ方向ネジ軸９を正逆回転させることにより、移動台７をＺ方向に往復移動させるパルスモータ等のＺ方向駆動装置１０が設けられている。また、Ｚ方向移動手段Ｍｚには、ローラ３を支持するターレット台１１をＸ方向に往復移動自在に支持するＸ方向案内レール１２が移動台７上に支持され、ターレット台１１に螺挿されたＸ方向ネジ軸１３を正逆回転することにより、ターレット台１１をＸ方向に往復移動させるパルスモータ等のＸ方向駆動装置１４が設けられている。

ターレット台１１には、円板状素材Ｗに施す加工の種類が異なる２種類のローラ３として、曲面ローラ３Ａと平面ローラ３Ｂとが設けられており、曲面ローラ３Ａは曲面ローラ回転軸心Ｂ１周りで回転自在に支持され、同様に、平面ローラ３Ｂは平面ローラ回転軸心Ｂ２周りで回転自在に支持されている。また、ターレット台１１は、曲面ローラ３Ａを円板状素材Ｗに押圧可能にマンドレル２側に突出させる第１加工位置（図１の状態）と、平面ローラ３Ｂを円板状素材Ｗに押圧可能にマンドレル２側に突出させる第２加工位置とに回転自在に構成されている。なお、第１加工位置にある曲面ローラ３Ａの曲面ローラ回転軸心Ｂ１と主軸回転軸心Ａとは平行になるように構成され、同様に、第２加工位置にある平面ローラ３Ｂの平面ローラ回転軸心Ｂ２と主軸回転軸心Ａとは平行になるように構成されている。

曲面ローラ３Ａは、図３に示すように、曲面ローラ回転軸心Ｂ１を含む断面視で円板状素材Ｗ側に凸となる加工面２０を備えている。加工面２０には、曲率半径Ｒが円板状素材Ｗの厚みｔに対してｔ／２≦Ｒ≦１０ｔとなる先端円弧部２１と、先端円弧部２１の両端部２１ａに接続される一対の直線部２２とが形成される。この曲面ローラ３Ａは、後述する第１塑性加工工程において、円板状素材Ｗの外径面ＷｏをＸ方向に沿って押圧することで塑性加工して、当該円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐに概略Ｙ字形状部分Ｗｙを形成するローラ３である。なお、曲面ローラ３Ａの加工面２０は、先端円弧部２１の中心点Ｏを含み曲面ローラ回転軸心Ｂ１に直交する直線に対して、線対象となるように形成されている。

先端円弧部２１の曲率半径Ｒは、塑性加工前の円板状素材Ｗの厚みｔに対して比較的大きな値に設定されており、基本的に、この先端円弧部２１を円板状素材Ｗの外径面Ｗｏに当接させＸ方向に沿って押圧しても、当該当接部分において肉眼で認識できるような切れ目部分をほぼ生じさせずに、当該当接部分を基点Ｕとして主軸回転軸心Ａに沿う両方向（＋Ｚ方向、−Ｚ方向）に円板状素材Ｗを構成する素材を流動させることができるように構成されている。実際には、後述するように、流動する素材は、主軸回転軸心Ａに沿う両方向（＋Ｚ方向、−Ｚ方向）に流動して、曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１に沿って基点Ｕから両端部２１ａ方向に流動する（図３（ｃ）、（ｄ）参照）。

なお、曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１の曲率半径Ｒを、円板状素材Ｗの厚みｔに対してｔ／２よりも小さくすると、充分な増肉効果を得ることができず好ましくなく、また、１０ｔよりも大きくすると、従来技術で説明した平面ローラのみでの塑性加工と同様に、概略Ｔ字形状部分の一対の延出部分の先端が周方向で波打つように湾曲したものとなり好ましくない。同様の理由から、曲率半径Ｒを、ｔ≦Ｒ≦５ｔとすることが、より好ましい。図３の曲面ローラ３Ａでは、先端円弧部２１の曲率半径Ｒを３０ｍｍ、中心角ｒを１００°、円板状素材Ｗの厚みｔを８ｍｍ、とした例を示している。

また、本実施形態の先端円弧部２１は、曲面ローラ回転軸心Ｂ１に沿う方向において、曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１の幅Ｌ（図３（ｃ）における２１ａ、２１ａ間の距離Ｌ）が、第１塑性加工工程の完了時における先端円弧部２１と概略Ｙ字形状部分Ｗｙに塑性変形された円板状素材Ｗとの当接幅と、同等の幅に設定されている。すなわち、曲面ローラ３Ａによる円板状素材Ｗの塑性加工において流動する素材が先端円弧部２１のみに沿って流動し、基点Ｕから両端部２１ａに至ると概略Ｙ字形状部分Ｗｙの形成が完了するように、先端円弧部２１の幅Ｌが設定されている。なお、当該先端円弧部２１の幅は、当該先端円弧部２１の曲率半径Ｒ及び中心角ｒを適切に調整することで設定することができる。この中心角ｒは１８０°以下であればよく、例えば、両端の座屈を防止するために１２０°以下としてもよい。
さらに、直線部２２のそれぞれは先端円弧部２１の両端部２１ａから接線方向にそれぞれ延出するように形成される。なお、本実施形態では、曲面ローラ３Ａによる塑性加工で流動する素材が先端円弧部２１の両端部２１ａに至ると、概略Ｙ字形状部分Ｗｙの形成が完了するため、直線部２２のそれぞれに沿って素材が流動しないように構成されている。

平面ローラ３Ｂは、図１、図４に示すように、平面ローラ回転軸心Ｂ２を含む断面視で当該平面ローラ回転軸心Ｂ２と平行な直線となる加工平面３０を備えて構成される。この平面ローラ３Ｂは、後述する第２塑性加工工程において、第１塑性加工工程で塑性加工されて形成された概略Ｙ字形状部分Ｗｙにおける両延出部分Ｗ１の外径側（一対の延出部分Ｗ１の先端部Ｗｄの外径側）を塑性加工して、概略Ｙ字形状部分Ｗｙを概略Ｔ字形状部分Ｗｔに塑性加工するローラ３である。

制御部４は、ＣＰＵ等を含む公知の情報処理手段であり、塑性加工装置の各部の動作・運転を制御できるように構成されている。例えば、制御部４は、ターレット台７の回転やＸ方向又はＺ方向への移動量の制御や、ローラ３が円板状素材Ｗの外径面Ｗｏを押圧する押圧力の制御、主軸１を駆動回転させる回転駆動装置６の運転等を制御する。

次に、円板状素材Ｗの塑性加工方法を説明する。
本発明の塑性加工方法では、図１、図３及び図４に示すように、円板状素材Ｗがマンドレル２及び押圧体５とともに主軸回転軸心Ａ周りで回転する状態で、曲面ローラ３ＡをＸ方向で円板状素材Ｗの外径面Ｗｏから離間した位置から主軸回転軸心Ａに接近する側に移動させて、当該外径面Ｗｏを押圧する第１塑性加工工程を実行し、その後、曲面ローラ３Ａを平面ローラ３Ｂに切換えて、平面ローラ３ＢをＸ方向で円板状素材Ｗの外径側から離間した位置から主軸回転軸心Ａに接近する側に移動させて、当該外径側を押圧する第２塑性加工工程を実行する。

まず、円板状素材Ｗがマンドレル２に装着されると、制御部４に運転開始指令が指令される。なお、円板状素材Ｗが手動でマンドレル２に装着される場合は、オペレータが運転開始ボタン（図示省略）を操作することにより運転開始指令が指令され、円板状素材Ｗが自動の搬送装置によってマンドレル２に装着される場合は、自動の搬送装置により運転開始指令が指令されることになる。

制御部４は、運転開始指令が指令されると、マンドレル２に装着された円板状素材Ｗの他方の面に押圧体５を押し付けるように、アクチュエータを作動させる。これにより、円板状素材Ｗがマンドレル２と押圧体５とにより挟持される。そして、制御部４は、予め設定された設定回転速度で回転駆動装置６を作動させる。これにより、マンドレル２、円板状素材Ｗ、押圧体５が共に回転する。

そして、第１塑性加工工程を実行する。
具体的には、図３（ａ）に示すように、制御部４は、Ｘ方向移動手段Ｍｘ及びＺ方向移動手段Ｍｚを作動させて、曲面ローラ３Ａを、Ｚ方向で、当該曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１の中心点Ｏが円板状素材Ｗの厚みｔの中間線の延長線上に位置するようにし、Ｘ方向で、先端円弧部２１の先端が円板状素材Ｗの外径面Ｗｏに近接する位置となる待機位置に配置する。なお、この状態では、ターレット台１１は、曲面ローラ３Ａがマンドレル２側に突出する第１加工位置に位置する状態となっている。

続いて、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、制御部４は、Ｘ方向移動手段Ｍｘを作動させて、待機位置から、曲面ローラ３ＡをＸ方向に沿って主軸回転軸心Ａに接近する側（−Ｘ方向側）に、予め設定されたＸ方向での位置（以下、加工完了位置と記載する場合がある）まで移動させる。なお、図３（ｂ）及び（ｄ）に示す、曲面ローラ３ＡのＸ方向での位置が、加工完了位置である。

すると、曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１が、円板状素材Ｗの外径面Ｗｏを押圧しながら加工完了位置にまで移動するので、円板状素材Ｗの素材は、先端円弧部２１と外径面Ｗｏとの最初の当接部分（基点Ｕ）から先端円弧部２１に沿って両方向（＋Ｚ方向、−Ｚ方向）に流動する。すなわち、図３（ｃ）に示すように、この素材の流動は、先端円弧部２１に沿う状態で、上記当接部分を基点Ｕとして延出し、当該先端円弧部２１の両端部２１ａ側に順次流動する。なお、当接部分（基点Ｕ）には、肉眼で認識できるような切れ目部分がほぼ生じない状態で、両端部２１ａ方向に両延出部分Ｗ１が形成されている。

この際、流動する素材は、常に先端円弧部２１から抵抗力を受けながら流動する、すなわち、素材の先端部Ｗｄから基端部の全てが曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１の表面に当接する状態で塑性加工が進むため、両延出部分Ｗ１の厚みは徐々に増肉されることとなる。なお、曲面ローラ３Ａが円板状素材Ｗの外径面Ｗｏに押圧された際には、曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１から抵抗力を受けるものの、この先端円弧部２１に沿う方向の流動は特に規制されていないため、適切な増肉を行いながら、円板状素材Ｗの座屈や捲くれ込みを適切に防止することが可能となっている。従って、図３（ｄ）に示すように、円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐには、縦断面視で、少なくとも曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１に沿った形状の一対の延出部分Ｗ１を備えた概略Ｙ字形状部分Ｗｙが周方向において略同一形状となるように形成され、さらに、当該概略Ｙ字形状部分Ｗｙにおける一対の延出部分Ｗ１のそれぞれの厚みは、塑性変形する前の円板状素材Ｗの厚みｔの約２分の１よりも厚く増肉されている。すなわち、従来のように、円板状素材Ｗの外径面Ｗｏを単純に裂開して一対の裂開部分の厚みを、裂開される前の円板状素材Ｗの厚みｔの約２分の１にするもの（図６参照）に対して、本発明の塑性加工装置では、概略Ｙ字形状部分Ｗｙにおける一対の延出部分Ｗ１の厚みを確実に厚く形成することができる（図３（ｄ）参照）。

具体的には、図３（ｄ）に示すように、概略Ｙ字形状部分Ｗｙの延出部分Ｗ１において、基端部側の厚みｔ１は、５．７ｍｍであり、先端部側の厚みｔ２は４．４ｍｍであり、塑性加工前の円板状素材Ｗの厚みｔ（８ｍｍ）の２分の１の厚さ（４ｍｍ）と比較して、厚みが増加していることが判る。なお、この概略Ｙ字形状部分Ｗｙの幅（Ｚ方向）や延出部分Ｗ１の厚みは、円板状素材Ｗの回転数と曲面ローラ３Ａの送り（移動）速度との関係で、ある程度制御できる。

次に、第２塑性加工工程を実行する。
第１塑性加工工程が完了して、円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐに概略Ｙ字形状部分Ｗｙが形成された後、Ｘ方向移動手段Ｍｘを作動させて、曲面ローラ３ＡをＸ方向に沿って主軸回転軸心Ａから離間する側（＋Ｘ方向側）に移動させ、待機位置に位置させる。そして、ターレット台１１を９０°回転させて、第１加工位置から、平面ローラ３Ｂがマンドレル２側に突出する第２加工位置に位置する状態とし、平面ローラ３Ｂを上記待機位置に位置させる（図４（ａ）参照）。

続いて、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、制御部４は、Ｘ方向移動手段Ｍｘを作動させて、待機位置から、平面ローラ３ＢをＸ方向に沿って主軸回転軸心Ａに接近する側（−Ｘ方向側）に、予め設定されたＸ方向での位置（加工完了位置）まで移動させる。なお、図４（ｂ）に示す、平面ローラ３ＢのＸ方向での位置が、加工完了位置であり、曲面ローラ３Ａの加工完了位置と同位置に設定されている。

すると、平面ローラ３Ｂの加工平面３０が、円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐに形成された概略Ｙ字形状部分Ｗｙのうち、一対の延出部分Ｗ１の先端部Ｗｄ（最外径部）を外径側から（＋Ｘ方向側から−Ｘ方向側に）押圧する。これにより、平面ローラ３Ｂと延出部分Ｗ１とは一対の先端部Ｗｄのみで当接した状態で、各先端部Ｗｄの素材はそれぞれ、主軸回転軸心Ａに接近する方向（−Ｘ方向）に押圧されながら、概略Ｙ字形状部分Ｗｙにおける一対の延出部分Ｗ１の各先端部Ｗｄが主軸回転軸心Ａに沿う方向に略平行となるまで押圧され、当該概略Ｙ字形状部分Ｗｙが概略Ｔ字形状部分Ｗｔとなるように塑性加工される。

この際、各先端部Ｗｄの素材はそれぞれ、主軸回転軸心Ａに沿う方向における一対の延出部分Ｗ１の分岐部（上記第１塑性加工工程における当接部分である基点Ｕ）に接近する方向に平面ローラ３Ｂから抵抗力を受ける。従って、概略Ｔ字形状部分Ｗｔに形成される一対の延出部分Ｗ２の厚みはさらに増肉されることとなる。この際には、各延出部分Ｗ２の基端部側と先端部側との厚みは、等厚に近く増肉されている。なお、平面ローラ３Ｂが円板状素材Ｗの外径側に押圧された際には、平面ローラ３Ｂの加工平面３０から抵抗力を受けるものの、当該加工平面３０と一対の延出部分Ｗ１との接触面積が比較的小さいため、適切な増肉を行いながら、円板状素材Ｗの座屈や捲くれ込みを適切に防止することが可能となっている。従って、円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐには、縦断面視で、平面ローラ３Ｂの加工平面３０に沿った形状の一対の延出部分Ｗ２を備えた概略Ｔ字形状部分Ｗｔが周方向において略同一形状となるように形成され、さらに、当該概略Ｔ字形状部分Ｗｔにおける一対の延出部分Ｗ２のそれぞれの厚みは、塑性変形する前の円板状素材の厚みｔの約２分の１よりも、充分に厚く増肉されている。

特に、第１塑性加工工程において、円板状素材Ｗの外径面Ｗｏに曲面ローラ３Ａの先端円弧部２１を当接させて塑性加工する際には、円板状素材Ｗを構成する素材が、常に先端円弧部２１のみに沿って当該先端円弧部２１の両端部２１ａ側に順次流動し、当該先端円弧部２１の曲率に沿った一対の延出部分Ｗ１を備えた概略Ｙ字形状部分Ｗｙが形成される。これにより、概略Ｙ字形状部分Ｗｙにおける一対の延出部分Ｗ１を、比較的大きな高さ（主軸回転軸心Ａに接近又は離間する方向の距離）を持たせた状態で形成することができ、後続する第２塑性加工工程において平面ローラ３Ｂの塑性加工により形成される概略Ｔ字形状部分Ｗｔにおける一対の延出部分Ｗ２の厚さを、より厚く形成することができる。

具体的には、図４（ｂ）に示すように、概略Ｔ字形状部分Ｗｔの延出部分Ｗ２において、基端部側の厚みｔ３は、６．７ｍｍであり、先端部側の厚みｔ４は６．０ｍｍであり、塑性加工前の円板状素材Ｗの厚みｔ（８ｍｍ）の２分の１の厚さ（４ｍｍ）と比較して、より厚みが増加していることが判る。また、各延出部分Ｗ２の基端部側の厚みｔ３と先端部側の厚みｔ４は、等厚に近く増肉されている。さらに、上記概略Ｙ字形状部分Ｗｙにおける延出部分Ｗ１の基端部側の厚みｔ１及び先端部側の厚みｔ２よりも、概略Ｔ字形状部分Ｗｔの延出部分Ｗ２における基端部側の厚みｔ３及び先端部側の厚みｔ４の厚みが増加していることが判る。なお、この概略Ｔ字形状部分Ｗｔの幅（Ｚ方向）や延出部分Ｗ２の厚みは、円板状素材Ｗの回転数と平面ローラ３Ｂの送り（移動）速度との関係で、ある程度制御できる。

よって、円板状素材Ｗを円筒形状に塑性加工する際に、当該円板状素材Ｗの外径側端部Ｗｐの概略Ｔ字形状部分Ｗｔの厚さをできるだけ厚く形成して、強度の確保や加工の自由度を向上させながら、より少ないローラ３を用い、より少ない工程で所望の形状に正確に成形して、装置の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、平面ローラ３Ｂの加工平面３０を、平面ローラ回転軸心Ｂ２に平行な直線からなる加工面で構成したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、平面ローラ回転軸心Ｂ２を含む断面視で、加工平面３０に平面ローラ回転軸心Ｂ２側に窪んだ溝部を形成したローラを採用することもできる。
例えば、図５に示すように、加工平面３０に形成する溝部として、長方形状の溝部３１が形成された平面ローラ３Ｃを採用することができる。この溝部３１には、平面ローラ回転軸心Ｂ２に平行な底面３１ａと直交する一対の側面３１ｂとが形成される。なお、この溝部３１のＺ方向における幅は、第１塑性加工工程において形成された概略Ｙ字形状部分ＷｙのＺ方向における幅よりも若干大きな幅に設定されている。
この平面ローラ３Ｃを用いた第２塑性加工工程について簡単に説明すると、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、制御部４は、Ｘ方向移動手段Ｍｘを作動させて、待機位置から、平面ローラ３ＣをＸ方向に沿って主軸回転軸心Ａに接近する側（−Ｘ方向側）に、予め設定されたＸ方向での位置（加工完了位置）まで移動させる。すると、平面ローラ３Ｃの加工平面３０における溝部３１の底面３１ａが一対の先端部Ｗｄに当接した状態で、各先端部Ｗｄの素材はそれぞれ、主軸回転軸心Ａに接近する方向（−Ｘ方向）に押圧され、同時に、当該押圧により主軸回転軸心Ａに沿う方向に延出された各先端部Ｗｄが溝部３１の一対の側面３１ｂによりその流動が規制されながら、一対の延出部分Ｗ１が略平行となるまで押圧され、当該概略Ｙ字形状部分Ｗｙが概略Ｔ字形状部分Ｗｔとなるように塑性加工される。この概略Ｔ字形状部分Ｗｔの各延出部分Ｗ２の基端部側と先端部側との厚みは、等厚に増肉されている。
よって、本別実施形態によれば、上記実施形態において概略Ｔ字形状部分Ｗｔを形成する場合よりも、より厚さの厚い一対の延出部分Ｗ２を備えた概略Ｔ字形状部分Ｗｔを形成することが可能となる。

（２）上記実施形態では、Ｚ方向における先端円弧部２１の幅Ｌを、第１塑性加工工程により形成された概略Ｙ字形状部分Ｗｙと先端円弧部２１との当接幅と略同等としたが、先端円弧部２１の幅を、当該当接幅よりも小さく又は大きく設定することもできる。
例えば、先端円弧部２１の幅を当該当接幅よりも小さくした場合には、第１塑性加工工程において、Ｘ方向における加工完了位置にまで円板状素材Ｗを塑性加工すると、一対の延出部分Ｗ１は、先端円弧部２１に沿って両端部２１ａを越えて、さらに直線部２２にも沿うように延出して形成されることとなる。なお、当該直線部２２は、両端部２１ａからそれぞれ延出されているので、直線部２２に沿って流動する素材は、直線部２２からも抵抗力を受けることとなり、当該直線部２２においても両延出部分Ｗ１の厚みは徐々に増肉される。なお、直線部２２は、当該直線部２２に沿って素材が流動する程度に、両端部２１ａの接線方向から所定角度傾斜して構成されていてもよい。
また、例えば、先端円弧部２１の幅を当該当接幅よりも大きくした場合には、第１塑性加工工程において、Ｘ方向における加工完了位置にまで円板状素材Ｗを塑性加工すると、一対の延出部分Ｗ１は、先端円弧部２１に沿って両端部２１ａに至るまでに、先端円弧部２１のみに沿って延出して形成されることとなる。この場合、上記実施形態と同様に、先端円弧部２１の曲率に沿った一対の延出部分Ｗ１を備えた概略Ｙ字形状部分Ｗｙを形成することができ、概略Ｙ字形状部分Ｗｙにおける一対の延出部分Ｗ１を、比較的大きな高さ（主軸回転軸心Ａに接近又は離間する方向の距離）を持たせた状態で形成することができる。

（３）上記実施形態では、第１塑性加工工程における加工完了位置と、第２塑性加工工程における加工完了位置とのＸ方向における位置を同位置として説明したが、両位置を異なるものとしてもよい。例えば、第１塑性加工工程における加工完了位置を、第２塑性加工工程における加工完了位置よりも、＋Ｘ方向に位置するように設定することもできる。

（４）上記実施形態では、曲面ローラ３Ａと平面ローラ３Ｂとの切り換えを、ターレット台１１を回転させることにより行ったが、曲面ローラ３Ａと平面ローラ３Ｂとを用いてそれぞれ個別に加工できる構成であれば、特にこの構成に限定されるものではない。例えば、曲面ローラ３Ａと平面ローラ３Ｂを、主軸回転軸心Ａ周りの周方向に分散配置し、円板状素材Ｗの外径側から順次押圧する構成としてもよい。この場合、曲面ローラ３Ａ及び平面ローラ３Ｂの夫々に対して、Ｘ方向移動手段Ｍｘ、Ｚ方向移動手段Ｍｚを設けることになる。

（５）マンドレル２を回転駆動装置６により回転駆動する形態で設けるに当たって、主軸回転軸心Ａの向きは、水平方向、鉛直方向など種々に設定することができる。

以上説明したように、円板状素材の外径側端部の概略Ｔ字形状部分の厚さをできるだけ厚く形成して、強度の確保や加工の自由度を向上させながら、より少ないローラを用い、より少ない工程で所望の形状に正確に成形して、装置の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる塑性加工装置及び塑性加工方法を提供することができる。

１ 主軸
２ マンドレル
３ ローラ
３Ａ 曲面ローラ（ローラ）
３Ｂ 平面ローラ（ローラ）
４ 制御部（制御手段）
２０ 加工面（曲面ローラ）
２１ 先端円弧部（加工面）
２１ａ 端部（先端円弧部）
２２ 直線部（加工面）
３０ 加工平面（平面ローラ）
Ｓ 挟持機構
Ｍｘ Ｘ方向移動手段（ローラ移動機構）
Ｍｚ Ｚ方向移動手段（ローラ移動機構）
Ａ 主軸回転軸心
Ｂ１ 曲面ローラ回転軸心（ローラ回転軸心）
Ｂ２ 平面ローラ回転軸心（ローラ回転軸心）
Ｗ 円板状素材
Ｗｏ 外径面（円板状素材）
Ｗｐ 外径側端部（円板状素材）
Ｗｙ 概略Ｙ字形状部分
Ｗｔ 概略Ｔ字形状部分
Ｗｄ 先端部
ｔ 円板状素材の厚み
Ｒ 曲率半径
Ｌ ローラ回転軸心に沿う方向での先端円弧部の幅

Claims (3)

1. 主軸回転軸心で駆動回転される主軸と、前記主軸の先端に設けられ、円板状素材を取り付けるマンドレルと、前記円板状素材を前記マンドレルとの間で挟持する挟持機構と、ローラ回転軸心で回転可能に構成され、挟持された前記円板状素材の外径面を押圧して前記円板状素材を塑性変形させるローラと、前記ローラを少なくとも前記主軸回転軸心に対して接近或いは離間する方向に移動させるローラ移動機構と、運転を制御する制御手段とを備えた塑性加工装置であって、
   前記ローラとしての曲面ローラが、前記ローラ回転軸心を含む断面視で前記円板状素材側に凸となる加工面を備え、前記加工面には、曲率半径Ｒが前記円板状素材の厚みｔに対してｔ／２≦Ｒ≦１０ｔとなる先端円弧部と、前記先端円弧部の両端部に接続される一対の直線部とが形成され、
   前記ローラとしての平面ローラが、前記ローラ回転軸心を含む断面視で当該ローラ回転軸心と平行な直線となる加工平面を備えて構成され、
   前記制御手段が前記ローラ移動機構を制御して、前記曲面ローラを前記円板状素材の外径面から前記主軸回転軸心に接近する内径方向に移動させ、前記円板状素材の外径面に前記曲面ローラの前記加工面における前記先端円弧部を当接させて、前記円板状素材の一部を前記先端円弧部に沿って当該先端円弧部の両端部側に順次流動させ、前記円板状素材の外径側端部を縦断面視で概略Ｙ字形状に塑性変形させる第１塑性加工工程と、当該第１塑性加工工程の実行後、前記平面ローラの前記加工平面を当該塑性変形後における前記概略Ｙ字形状の円板状素材の外径側から前記内径側に押圧して、前記円板状素材の外径側端部を概略Ｔ字形状に塑性変形させる第２塑性加工工程とを実行する塑性加工装置。
2. 前記ローラ回転軸心に沿う方向において、前記曲面ローラの前記先端円弧部の幅が、前記第１塑性加工工程の完了時における前記先端円弧部と前記概略Ｙ字形状に塑性変形された円板状素材との当接幅以上の幅に設定されている請求項１に記載の塑性加工装置。
3. 主軸回転軸心で駆動回転される主軸と、前記主軸の先端に設けられ、円板状素材を取り付けるマンドレルと、前記円板状素材を前記マンドレルとの間で挟持する挟持機構と、ローラ回転軸心で回転可能に構成され、挟持された前記円板状素材の外径面を押圧して前記円板状素材を塑性変形させるローラと、前記ローラを少なくとも前記主軸回転軸心に対して接近或いは離間する方向に移動させるローラ移動機構とを用いた円板状素材の塑性加工方法であって、
   前記ローラ回転軸心を含む断面視で前記円板状素材側に凸となる加工面を備え、前記加工面には、曲率半径Ｒが前記円板状素材の厚みｔに対してｔ／２≦Ｒ≦１０ｔとなる先端円弧部と、前記先端円弧部の両端部に接続される一対の直線部とが形成された前記ローラとしての曲面ローラと、
   前記ローラ回転軸心を含む断面視で当該ローラ回転軸心と平行な直線となる加工平面を備えた前記ローラとしての平面ローラとを用いて、
   前記曲面ローラを前記円板状素材の外径面から前記主軸回転軸心に接近する内径方向に移動させ、前記円板状素材の外径面に前記曲面ローラの前記加工面における前記先端円弧部を当接させて、前記円板状素材の一部を前記先端円弧部に沿って当該先端円弧部の両端部側に順次流動させ、前記円板状素材の外径側端部を縦断面視で概略Ｙ字形状に塑性変形させる第１塑性加工工程と、当該第１塑性加工工程の実行後、前記平面ローラの前記加工平面を当該塑性変形後における前記概略Ｙ字形状の円板状素材の外径側から前記内径側に押圧して、前記円板状素材の外径側端部を概略Ｔ字形状に塑性変形させる第２塑性加工工程とを実行する円板状素材の塑性加工方法。

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