JP2017192962A - 円盤状金属プレートの増肉加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円盤状金属プレートの外周縁部を効率良く増肉加工できる増肉加工装置を提供する。
【解決手段】円盤状金属プレート１０の外周縁部を加熱する加熱コイル３１を有する高周波誘導加熱機３を備える。金属プレート１０の外周縁部が塑性変形により増肉されるように回転ローラ６１を第１回転治具２に固定された金属プレート１０の径方向に移動させて凹状溝６１ａを加熱状態の金属プレート１０の外周縁部に押圧させる。凹状溝６１ａで金属プレート１０の外周縁部を押圧する際、塑性変形によって次第に位置が変わる金属プレート１０の外周縁部に対応するよう加熱コイル３１を連続的に移動させるスライドテーブル３３を有す。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両用ドライブプレートを製造する過程において円盤状金属プレートの増肉加工を行う装置に関する。

従来より、車両用ドライブプレートを製造する際、円盤状金属プレートの外周部分を増肉加工する工程があり、例えば、特許文献１に開示されている増肉加工装置は、円盤状金属プレートをその中心軸周りに回転させる回転治具を備え、該回転治具の側方には、回転ローラと加熱装置とがそれぞれ設けられている。上記回転ローラは、外周縁部に沿って延び、且つ、径方向外側に開放する凹状溝を有し、その回転軸心は、上記回転治具の回転軸心方向と同方向に向いている。一方、上記加熱装置は、上記回転治具に固定された金属プレートの外周縁部に対応する断面略Ｃ字状の加熱コイルを有し、当該加熱コイルによって上記金属プレートの外周縁部を加熱できるようになっている。そして、上記加熱コイルにより上記金属プレートの外周縁部を加熱するとともに、上記金属プレートを上記回転治具で回転させながら上記回転ローラを金属プレートの径方向に移動させることにより、上記回転ローラが上記金属プレートの回転動作に伴って回転しながら上記凹状溝で上記金属プレートの外周縁部を押圧して上記凹状溝に対応する形状になるよう塑性変形させている。

特開２００８−７３７０２号公報

しかし、特許文献１の増肉加工装置では、回転治具に対する加熱コイルの位置が固定されているので、増肉加工の際、塑性変形によって次第に金属プレートの外周縁部の位置が変わっていくと、金属プレートの外周縁部と加熱コイルとの間の位置関係が徐々にずれていってしまう。したがって、金属プレートの外周縁部における加熱温度が次第に低くなってしまい、回転ローラに加わる負荷が次第に高くなって効率良く加工できなくなるおそれがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金属プレートの外周縁部を効率良く増肉加工できる増肉加工装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、増肉加工の際、金属プレートの外周縁部を加熱する加熱部分を移動させるようにしたことを特徴とする。

すなわち、第１の発明では、円盤状金属プレートをその中心軸周りに回転させる回転治具と、外周縁部に沿って延び、且つ、径方向外側に開放する凹状溝を有し、回転軸心が上記回転治具の回転軸心と同方向に向く回転ローラと、上記金属プレートの外周縁部を加熱する加熱部を有する加熱手段と、上記金属プレートの外周縁部が塑性変形により増肉されるように上記回転治具及び上記回転ローラの少なくとも一方を上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向に移動させて上記凹状溝を加熱状態の上記金属プレートの外周縁部に押圧させる押圧手段と、上記凹状溝が上記金属プレートの外周縁部を押圧する際、塑性変形によって次第に位置が変わる上記金属プレートの外周縁部に対応するよう上記加熱部を連続的に移動させる移動手段とを備えていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記加熱手段は、上記加熱部としての加熱コイルを有する高周波誘導加熱機であることを特徴とする。

第３の発明では、第２の発明において、上記移動手段は、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向外側の位置となるように上記加熱コイルが取り付けられ、且つ、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向にスライド移動可能なサーボモータ制御のスライド手段と、塑性変形によって次第に位置が変わる上記金属プレートの外周縁部に対して上記加熱コイルが予め決められた所定の距離だけ離れた位置を維持するよう上記スライド手段に作動信号を出力して上記加熱コイルをスライド移動させる制御手段とで構成されていることを特徴とする。

第４の発明では、第２又は第３の発明において、上記加熱コイルは、上記回転治具に固定された上記金属プレートの外周縁部に対向する位置に設けられ、且つ、上記金属プレートの外周縁部に沿って延びる湾曲部と、該湾曲部の両端部分から上記回転治具の反対側に延びる一対の延出部とを有していることを特徴とする。

第５の発明では、第２から第４のいずれか１つの発明において、上記加熱コイルは、上記回転ローラにおける上記回転治具の回転方向上流側に接近配置されていることを特徴とする。

第６の発明では、第１の発明において、上記加熱手段は、上記加熱部としてのレーザ光を発生させるレーザ本体及び該レーザ本体で発生させたレーザ光を上記回転治具に固定された上記金属プレートの外周縁部に向かって照射する加工ヘッドを有するレーザ光照射機であることを特徴とする。

第７の発明では、第６の発明において、上記移動手段は、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向外側の位置となるように上記加工ヘッドが取り付けられ、且つ、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向にスライド移動可能なサーボモータ制御のスライド手段と、塑性変形によって次第に位置が変わる上記金属プレートの外周縁部に対して照射されるレーザ光のスポット径が略同じとなるよう上記スライド手段に作動信号を出力して上記加工ヘッドをスライド移動させる制御手段とで構成されていることを特徴とする。

第８の発明では、第６の発明において、上記移動手段は、上記加工ヘッドの内部に設けられ、上記レーザ本体で発生させたレーザ光を上記回転治具に固定された上記金属プレートの外周縁部に向かって反射させるミラーと、該ミラーの傾斜角度を変更する角度変更手段と、塑性変形によって次第に位置が変わる上記金属プレートの外周縁部に対して照射される上記レーザ光のスポット径が略同じとなるよう上記角度変更手段に作動信号を出力してレーザ光の照射位置を移動させる制御手段とで構成されていることを特徴とする。

第１の発明では、増肉加工の際、金属プレートの増肉部分と加熱部との間の位置関係が常に同じになるので、金属プレートの外周縁部における加熱温度を増肉加工時において略一定の状態に維持できるようになり、塑性加工中の回転ローラに加わる負荷を略一定にして金属プレートの外周部分を精度良く増肉加工することができる。

第２の発明では、高周波誘導加熱によって金属プレートの外周縁部を加熱するので、金属プレートの外周縁部だけが局所的に短い時間で加熱される。したがって、金属プレートの増肉加工を行う外周縁部だけを効率良く加熱することができる。

第３の発明では、増肉加工の際、次第に位置が変わる金属プレートの外周縁部に対して加熱コイルの位置を所定の距離離れた状態で正確に位置決めできるようになるので、増肉加工中の金属プレートの外周縁部の加熱温度を確実に一定にすることができる。

第４の発明では、金属プレートの外周縁部における表面側及び裏面側に加熱コイルが位置しなくなるので、金属プレートを回転治具に取り付けるか、又は、回転治具から取り外す際に加熱コイルが邪魔にならず、金属プレートの回転治具への取り付け・取り外し作業を簡単に行うことができる。

第５の発明では、金属プレートの外周縁部を加熱した直後に当該金属プレートの外周縁部の増肉加工を行うようになるので、増肉加工時において金属プレートの外周縁部に対して加える熱量が必要最小限の熱量となり、無駄なエネルギの消費を防止できる。

第６の発明では、金属プレートの外周縁部のみが局所的に加熱され、金属プレートの外周縁部を除く部分は軟化しないので、凹状溝で金属プレートの外周部分を当該金属プレートの径方向に押圧しても金属プレートの外周縁部を除く部分が座屈せず、金属プレートの外周縁部だけを必要な厚みとなるよう確実に加工することができる。また、加工ヘッドと回転治具に固定された金属プレートとの間の距離を広くすることができるので、設備の設計の際の制約を減らすことができる。

第７の発明では、増肉加工の際、次第に位置が変わる金属プレートの外周縁部に対してレーザ光の照射位置を正確に位置決めできるようになるので、増肉加工中の金属プレートの外周縁部における加熱温度を確実に一定にすることができる。

第８の発明では、ミラーの小さな動作によってレーザ光の照射位置を大きく移動させることが可能になるので、増肉加工により次第に位置が変わる金属プレートの外周縁部に対してレーザ光の照射位置を瞬時に追従させることができる。

本発明の実施形態１に係る増肉加工装置の平面図である。 図１のII−II線における断面図である。 図１のIII−III線における断面図である。 図３の後、増肉加工を行っている途中の図である。 図４の後、回転ローラを切り替えて増肉加工を行っている途中の図である。 図１のVI−VI線における断面図である。 図６の後、増肉加工を行っている途中の図である。 図７の後、回転ローラを切り替えて増肉加工を行っている途中の図である。 本発明の実施形態２に係る図２相当図である。 本発明の実施形態３に係る図２相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る増肉加工装置１を示す。該増肉加工装置１は、車両用ドライブプレート（図示せず）の製造ラインに設置され、円盤状の金属プレート１０の外周縁部を増肉加工するためのものであり、上記金属プレート１０の搬送通路Ｒ１に沿って第１及び第２増肉工程１１ａ，１１ｂが並設されている。

上記金属プレート１０は、板厚が約２．３ｍｍからなる鋼板から形成され、その中央位置には、位置決め用孔１０ｂが形成されている。

上記第１増肉工程１１ａは、上記金属プレート１０を固定した状態で上下に延びる回転軸心Ｃ１周りに回転させる第１回転治具２を備えている。

該第１回転治具２は、図２及び図３に示すように、上記金属プレート１０を固定する金型５を備え、該金型５は、厚みを有する円盤状の第１及び第２型５１，５２を有している。

上記第１型５１の内部には、冷却水の通路となる第１冷却通路５１ａが形成され、上記第１型５１の下面中央には、幅広の段差部５１ｂが形成されている。

一方、上記第２型５２の内部には、冷却水の通路となる第２冷却通路５２ａが形成されている。

そして、上記第１及び第２冷却通路５１ａ，５２ａには、当該第１及び第２冷却通路５１ａ，５２ａに冷却水を循環させる循環ポンプ５３が接続されている。

また、上記第２型５２の中心には、図示しない駆動モータに連結された上下に延びる駆動軸５４が回転一体に設けられ、該駆動軸５４の上端側は、第２型５２の上面から飛び出すとともに上記金属プレート１０の位置決め用孔１０ｂに嵌合可能となっている。

そして、第１及び第２型５１，５２は、上記金属プレート１０における外周部分がはみ出すように当該外周部分を除く金属プレート１０の領域を上下方向（金属プレート１０の中心軸方向）両側から挟持するようになっていて、上記第１回転治具２は、上記金属プレート１０を上記金型５で固定した状態で図示しない駆動モータの駆動によってその中心軸周りに回転させるようになっている。

上記第１回転治具２の周囲には、対象物を非接触で自己発熱させる高周波誘導加熱機３（加熱手段）が配設されている。

該加熱機３は、図１及び図２に示すように、上記金型５における搬送通路Ｒ１が延びる方向の両側に設けられた一対の加熱コイル３１（加熱部）と、該各加熱コイル３１に接続された電源部３２とを備えている。

上記加熱コイル３１は、内部に冷却水Ｗ１が流れる中空線材であり、平面視で円弧状をなす湾曲部３１ａと、該湾曲部３１ａの両端部分から上記第１回転治具２の反対側に延びる一対の延出部３１ｂとを有している。

上記湾曲部３１ａは、上記第１回転治具２に固定された金属プレート１０の外周縁部に対向する位置に設けられ、且つ、当該金属プレート１０の外周縁部に沿って延びており、上記第１回転治具２に固定された状態の金属プレート１０の外周縁部を加熱できるようになっている。

上記加熱コイル３１は、上記金属プレート１０の搬送通路Ｒ１に沿ってスライド移動可能なサーボモータ制御のスライドテーブル３３（スライド手段）の上に取り付けられている。

すなわち、上記スライドテーブル３３は、上記第１回転治具２に固定された金属プレート１０の径方向にスライド移動可能となっていて、上記加熱コイル３１の湾曲部３１ａは、上記金属プレート１０の径方向外側に位置している。

上記第１回転治具２における搬送通路Ｒ１と直交する方向の両側には、図１に示すように、第１及び第２押圧機４ａ，４ｂが設けられている。

すなわち、上記各加熱コイル３１は、上記第１及び第２押圧機４ａ，４ｂにおける第１回転治具２の回転方向上流側にそれぞれ接近配置されている。

上記第１押圧機４ａは、図１及び図３に示すように、回転軸心Ｃ２が上記第１回転治具２の回転軸心Ｃ１と同方向に向く略円盤状の回転ローラ６１と、該回転ローラ６１を支軸６２ａによって回転可能に支持する支持体６２と、ピストンロッド６３ａが上記支持体６２に連結された油圧シリンダ６３（押圧手段）とを備え、図示しない昇降機構によって回転軸心Ｃ１方向に移動可能となっている。

上記回転ローラ６１は、図３乃至図５に示すように、外周縁部に沿って延び、且つ、径方向外側に開放する凹状溝６１ａを有し、上記回転軸心Ｃ１の回転軸心方向に離間して２つ設けられている。

上記第１押圧機４ａの下側に位置する回転ローラ６１の凹状溝６１ａは、上側に位置する回転ローラ６１の凹状溝６１ａに比べて上下方向の幅が広く、且つ、水平方向の幅が狭くなっていて、その断面形状は略Ｕ字状をなしている。

上記油圧シリンダ６３は、サーボモータ制御によって上記ピストンロッド６３ａを伸縮させることにより、上記金型５に固定された金属プレート１０の径方向に回転ローラ６１を移動させるようになっている。

また、上記第１押圧機４ａを回転軸心Ｃ１方向に移動させることにより、上記金型５に固定された金属プレート１０の外周縁部を押圧する回転ローラ６１が切り替わるようになっている。

上記第１回転治具２、上記加熱機３、上記スライドテーブル３３、上記第１押圧機４ａ及び上記第２押圧機４ｂには、制御部１２（制御手段）が接続され、該制御部１２は、上記第１回転治具２、上記加熱機３、上記スライドテーブル３３、上記第１押圧機４ａ及び上記第２押圧機４ｂに作動信号を出力するようになっている。

上記制御部１２は、上記加熱機３に作動信号を出力して上記金属プレート１０の外周縁部を加熱させるようになっている。

また、上記制御部１２は、上記第１回転治具２及び上記第１押圧機４ａに作動信号を出力して上記金属プレート１０を上記第１回転治具２で回転させながら上記回転ローラ６１を油圧シリンダ６３によって上記金属プレート１０の径方向内側に移動させることにより、図４及び図５に示すように、上記金属プレート１０の外周縁部を凹状溝６１ａで押圧して上記金属プレート１０の外周縁部が上記凹状溝６１ａに対応する形状となるよう塑性変形により増肉させるようになっている。

さらに、上記制御部１２は、上記凹状溝６１ａにより上記金属プレート１０の外周縁部を押圧する際、上記スライドテーブル３３に作動信号を出力して塑性変形によって次第に位置が変わる金属プレート１０の外周縁部に対応するよう加熱コイル３１を連続的に移動させるようになっている。

すなわち、上記スライドテーブル３３と上記制御部１２とで本発明の移動手段１３が構成され、上記制御部１２は、上記スライドテーブル３３に作動信号を出力して上記加熱コイル３１が上記金属プレート１０の外周縁部から予め決められた所定の距離Ｌ１だけ離れた位置を維持するよう上記加熱コイル３１をスライド移動させるようになっている。

尚、第２押圧機４ｂは、平面視で搬送通路Ｒ１を境にして第１押圧機４ａと対称に配置されている点が第１押圧機４ａと異なるだけで、各構成及び制御部１２に制御される点については第１押圧機４ａと同じであるので、第１押圧機４ａと同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

上記第２増肉工程１１ｂは、上記第１増肉工程１１ａにおいてその外周部分が増肉加工された上記金属プレート１０をさらに増肉加工するようになっていて、第２回転治具７、加熱機８（加熱手段）、第３及び第４押圧機９ａ，９ｂを有している。

上記第２回転治具７は、金型５の径Ｄ２が上記第１回転治具２の金型５の径Ｄ１より短い点を除いて第１回転治具２と同じ構造をしているので、第１回転治具２と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

また、加熱機８は、上記加熱機３と同一の構造をしているので当該加熱機３と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

さらに、第３押圧機９ａは、各回転ローラ６１の凹状溝６１ａの形状が上記第１及び第２押圧機４ａ，４ｂの各回転ローラ６１における凹状溝６１ａの形状と異なる点を除いて第１及び第２押圧機４ａ，４ｂと同じ構造をしているので、第１及び第２押圧機４ａ，４ｂと同一の符号を付す。

上記第３押圧機９ａの上側に位置する回転ローラ６１の凹状溝６１ａは、図６乃至図８に示すように、上記第１及び第２押圧機４ａ，４ｂの下側に位置する回転ローラ６１の凹状溝６１ａに比べて上下方向の幅が広く、且つ、水平方向の幅が狭くなっていて、その断面形状は略Ｕ字状をなしている。

また、上記第３押圧機９ａの下側に位置する回転ローラ６１の凹状溝６１ａは、図６乃至図８に示すように、上記第３押圧機９ａの上側に位置する回転ローラ６１の凹状溝６１ａに比べて上下方向の幅が広く、且つ、水平方向の幅が狭くなっていて、その断面形状は略矩形状をなしている。

尚、第４押圧機９ｂは、平面視で搬送通路Ｒ１を境にして第３押圧機９ａと対称に配置されている点が第３押圧機９ａと異なるだけで、各構成及び制御部１２に制御されている点については第３押圧機９ａと同じであるので、第３押圧機９ａと同一の符号を付し、以下、詳細な説明は省略する。

次に、上記増肉加工装置１の増肉加工作業について説明する。

まず、前工程において円盤状に加工された金属プレート１０を搬送通路Ｒ１に沿って図示しない搬送機によって搬送した後、第１増肉工程１１ａに投入する。すると、図３に示すように、第１回転治具２の駆動軸５４の上端側に金属プレート１０の位置決め用孔１０ｂが嵌合する。その後、第１及び第２型５１，５２が上記金属プレート１０を上下方向両側から挟持して当該金属プレート１０を固定する。このとき、上記金属プレート１０の外周部分が上記金型５からはみ出る。

次に、制御部１２が第１回転治具２に作動信号を出力することにより、図示しない駆動モータの駆動によって上記金属プレート１０が回転軸心Ｃ１周りに回転する。

しかる後、制御部１２が加熱コイル３１に作動信号を出力することにより金属プレート１０の外周縁部が加熱コイル３１によって約５００度前後まで加熱されるとともに、制御部１２が第１押圧機４ａに作動信号を出力することにより、図３の矢印Ｘ１に示すように、第１押圧機４ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを伸ばして支持体６２を金属プレート１０の径方向内側に移動させる。すると、図４に示すように、上記第１回転治具２の上側の回転ローラ６１における凹状溝６１ａが金属プレート１０の外周縁部を押圧し、これにより、当該金属プレート１０の外周縁部が上側の回転ローラ６１の凹状溝６１ａに対応する形状に塑性変形して増肉される。

このとき、制御部１２は、第１押圧機４ａにおける第１回転治具２の回転方向上流側に接近配置されたスライドテーブル３３に作動信号を出力し、当該スライドテーブル３３に固定された上記加熱コイル３１が上記金属プレート１０の外周縁部から予め決められた所定の距離Ｌ１だけ離れた位置を維持するよう上記加熱コイル３１をスライド移動させる。

次いで、制御部１２が第１押圧機４ａに作動信号を出力することにより、図４の矢印Ｘ２に示すように、第１押圧機４ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを縮ませて支持体６２を金属プレート１０の径方向外側に移動させた後、図５の矢印Ｘ３に示すように、図示しない昇降機構によって第１押圧機４ａを上昇させる。

その後、制御部１２が第１押圧機４ａに作動信号を出力することにより、図５の矢印Ｘ４に示すように、第１押圧機４ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを伸ばして支持体６２を金属プレート１０の径方向内側に移動させる。すると、上記第１回転治具２の下側の回転ローラ６１における凹状溝６１ａが金属プレート１０の外周縁部を押圧し、これにより、当該金属プレート１０の外周縁部が下側の回転ローラ６１の凹状溝６１ａに対応する形状に塑性変形して増肉される。

そして、制御部１２が第１押圧機４ａに作動信号を出力することにより、第１押圧機４ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを縮ませて支持体６２を金属プレート１０の径方向外側に移動させた後、第１増肉工程１１ａによって増肉加工された金属プレート１０を図示しない搬送機によって第２増肉工程１１ｂにまで搬送し、その後、第２増肉工程１１ｂに投入する。すると、図６に示すように、第２回転治具７の駆動軸５４の上端側に金属プレート１０の位置決め用孔１０ｂが嵌合するとともに、第２回転治具７の第１及び第２型５１，５２が上記金属プレート１０を上下方向両側から挟持して当該金属プレート１０を固定する。このとき、上記金属プレート１０の外周部分が上記金型５からはみ出る。

次に、制御部１２が第２回転治具７に作動信号を出力することにより、図示しない駆動モータの駆動によって上記金属プレート１０が回転軸心Ｃ１周りに回転する。

しかる後、制御部１２が加熱コイル３１に作動信号を出力することにより金属プレート１０の外周縁部を加熱コイル３１によって約５００度前後まで加熱するとともに、制御部１２が第３押圧機９ａに作動信号を出力することにより、図６の矢印Ｘ５方向に示すように、第３押圧機９ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを伸ばして支持体６２を金属プレート１０の径方向内側に移動させる。すると、図７に示すように、上記第２回転治具７の上側の回転ローラ６１における凹状溝６１ａが金属プレート１０の外周縁部を押圧し、これにより、当該金属プレート１０の外周縁部が上側の回転ローラ６１の凹状溝６１ａに対応する形状に塑性変形して増肉される。

このとき、制御部１２は、第３押圧機９ａにおける第２回転治具７の回転方向上流側に接近配置されたスライドテーブル３３に作動信号を出力し、当該スライドテーブル３３に取り付けられた上記加熱コイル３１が上記金属プレート１０の外周縁部から予め決められた所定の距離Ｌ１だけ離れた位置を維持するよう上記加熱コイル３１の位置をスライド移動させる。

次いで、制御部１２が第３押圧機９ａに作動信号を出力することにより、図７の矢印Ｘ６に示すように、第３押圧機９ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを縮ませて支持体６２を金属プレート１０の径方向外側に移動させた後、図８の矢印Ｘ７に示すように、図示しない昇降機構によって第３押圧機９ａを上昇させる。

その後、制御部１２が第３押圧機９ａに作動信号を出力することにより、図８の矢印Ｘ８に示すように、第３押圧機９ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを伸ばして支持体６２を金属プレート１０の径方向内側に移動させる。すると、上記第２回転治具７の下側の回転ローラ６１における凹状溝６１ａが金属プレート１０の外周縁部を押圧し、これにより、当該金属プレート１０の外周縁部が下側の回転ローラ６１の凹状溝６１ａに対応する形状に塑性変形して増肉される。

そして、制御部１２が第３押圧機９ａに作動信号を出力することにより、第３押圧機９ａにおける油圧シリンダ６３のピストンロッド６３ａを縮ませて支持体６２を金属プレート１０の径方向外側に移動させた後、第２増肉工程１１ｂによって増肉加工された金属プレート１０が図示しない搬送機によって次工程へ搬送される。

尚、本発明の実施形態１では、第１増肉工程１１ａの第２押圧機４ｂと第２増肉工程１１ｂの第４押圧機９ｂとを使用せずに増肉加工を行ったが、第２押圧機４ｂ及び第４押圧機９ｂを使用して増肉加工を行えば増肉加工を最大８回に分けて行うことができる。

以上より、本発明の実施形態１によると、増肉加工の際、金属プレート１０の増肉部分と加熱コイル３１との間の位置関係が常に同じになるので、金属プレート１０の外周縁部における加熱温度を増肉加工時において略一定の状態に維持できるようになり、塑性加工中の回転ローラ６１に加わる負荷を略一定にして金属プレート１０の外周部分を精度良く増肉加工することができる。

また、高周波誘導加熱によって金属プレート１０の外周縁部を加熱するので、金属プレート１０の外周縁部だけが局所的に短い時間で加熱される。したがって、金属プレート１０の増肉加工を行う外周縁部だけを効率良く加熱することができる。

また、加熱コイル３１の位置をサーボモータ制御のスライドテーブル３３で変更するので、増肉加工の際、次第に位置が変わる金属プレート１０の外周縁部に対して加熱コイル３１の位置を所定の距離Ｌ１離れた状態で正確に位置決めできるようになる。したがって、増肉加工中の金属プレート１０の外周縁部における加熱温度を確実に一定にすることができる。

また、加熱コイル３１の湾曲部３１ａは、第１回転治具２又は第２回転治具７に取り付けられた金属プレート１０の外周縁部に対向する位置にそれぞれ設けられ、且つ、当該金属プレート１０の外周縁部に沿って延びているので、金属プレートの外周縁部における表面側及び裏面側に加熱コイル３１が位置しなくなり、金属プレート１０を第１回転治具２又は第２回転治具７に取り付けるか、又は、第１回転治具２又は第２回転治具７から取り外す際に加熱コイル３１が邪魔にならず、金属プレート１０の第１回転治具２又は第２回転治具７への取り付け・取り外し作業を簡単にできる。

また、各加熱コイル３１は、上記第１及び第２押圧機４ａ，４ｂにおける第１回転治具２の回転方向上流側、及び、上記第３及び第４押圧機９ａ，９ｂにおける第２回転治具７の回転方向上流側にそれぞれ接近配置されているので、金属プレート１０の外周縁部を加熱した直後に当該金属プレート１０の外周縁部の増肉加工を行うようになる。したがって、増肉加工時において金属プレート１０の外周縁部に対して加える熱量が必要最小限の熱量となり、無駄なエネルギの消費を防止できる。
《発明の実施形態２》
図９は、本発明の実施形態２に係る増肉加工装置１の第１回転治具２の概略断面図である。この実施形態２では、金属プレート１０の外周縁部を加熱する構造が実施形態１と異なっているだけで、その他は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分のみを詳細に説明する。

実施形態２の第１回転治具２の周囲には、レーザ光１４ａ（加熱部）を発生させるレーザ本体１４ｂを有するレーザ光照射機１４（加熱手段）が配設されている。

該レーザ光照射機１４は、上記第１回転治具２における搬送通路Ｒ１が延びる方向の一方側に位置する加工ヘッド１４ｃを備え、該加工ヘッド１４ｃは、上記第１回転治具２に固定された上記金属プレート１０の径方向外側の位置となるように各スライドテーブル３３に取り付けられている。

すなわち、上記加工ヘッド１４ｃは、上記第１回転治具２に固定された金属プレート１０の外周縁部に対向するように配置され、上記レーザ本体１４ｂで発生させたレーザ光１４ａを上記金属プレート１０の外周縁部に向かって水平方向に照射するようになっている。

そして、上記制御部１２は、第１押圧機４ａの回転ローラ６１で金属プレート１０の外周縁部を塑性変形させる際、上記スライドテーブル３３に作動信号を出力することにより、塑性変形によって次第に位置が変わる金属プレート１０の外周縁部に対して照射するレーザ光１４ａのスポット径が略同じになるよう加工ヘッド１４ｃを連続的に移動させるようになっている。

すなわち、上記制御部１２は、上記スライドテーブル３３に作動信号を出力して上記加工ヘッド１４ｃが上記金属プレート１０の外周縁部から予め決められた所定の距離Ｌ２だけ離れた状態を維持するよう上記加工ヘッド１４ｃを移動させるようになっている。

尚、上記加工ヘッド１４ｃは、上記第２回転治具７における搬送通路Ｒ１が延びる方向の一方側にも設けられ、第２回転治具７に固定された金属プレート１０の外周縁部を加熱できるようになっている。

また、実施形態２に係る増肉加工装置１の増肉加工作業は、実施形態１と同じであるため詳細な説明は省略する。

以上より、本発明の実施形態２によると、金属プレート１０の外周縁部をレーザ光１４ａで加熱しているので、金属プレート１０の外周縁部のみが局所的に加熱され、金属プレート１０の外周縁部を除く部分は軟化しない。したがって、凹状溝６１ａで金属プレート１０の外周部分を当該金属プレート１０の径方向に押圧しても金属プレート１０の外周縁部を除く部分が座屈せず、金属プレート１０の外周縁部だけを必要な厚みとなるよう確実に加工することができる。また、加工ヘッド１４ｃと第１回転治具２又は第２回転治具７に固定された金属プレート１０との間の距離を広くすることができるので、設備の設計の際の制約を減らすことができる。

また、増肉加工の際、次第に位置が変わる金属プレート１０の外周縁部に対してレーザ光１４ａの照射位置を正確に位置決めできるようになるので、増肉加工時において金属プレート１０の外周縁部における加熱温度を確実に一定にすることができる。
《発明の実施形態３》
図１０は、本発明の実施形態３に係る増肉加工装置１の第１回転治具２の概略断面図である。この実施形態３では、スライドテーブル３３が無く、さらには、加工ヘッド１４ｃの構造及び位置が実施形態２と異なっているだけで、その他は実施形態２と同じであるため、以下、実施形態２と異なる部分のみを詳細に説明する。

実施形態３の加工ヘッド１４ｃは、第１回転治具２に固定された金属プレート１０における外周縁部の上方に配置されている。

上記加工ヘッド１４ｃ内部には、上記レーザ本体１４ｂで発生させたレーザ光１４ａを第１回転治具２に固定された金属プレート１０の外周縁部に向かって反射させるミラー１４ｄが設けられ、該ミラー１４ｄは、サーボモータ１４ｅ（角度変更手段）の回転動作により傾斜角度を変更可能となっている。

そして、上記制御部１２は、上記サーボモータ１４ｅに接続され、塑性変形により次第に変化する上記金属プレート１０の外周縁部に対して照射されるレーザ光１４ａのスポット径が略同じとなるよう上記サーボモータ１４ｅに作動信号を出力してレーザ光１４ａの照射位置を移動させるようになっている。

尚、実施形態３に係る増肉加工装置１の増肉加工作業は、実施形態２と同じであるため詳細な説明は省略する。

以上より、本発明の実施形態３によると、ミラー１４ｄの小さな動作によってレーザ光１４ａの照射位置を大きく移動させることが可能になるので、増肉加工により次第に位置が変わる金属プレート１０の外周縁部に対してレーザ光１４ａの照射位置を瞬時に追従させることができる。

尚、本発明の実施形態１〜３では、第１及び第２回転治具２，７に対して第１及び第３押圧機４ａ，９ａを移動させることにより増肉加工を行っているが、反対に、第１及び第３押圧機４ａ，９ａに対して第１及び第２回転治具２，７を移動させることにより増肉加工を行ってもよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、増肉加工を行う回転ローラ６１を切り替える際、第１及び第２回転治具２，７に対して第１及び第３押圧機４ａ，９ａを昇降させているが、反対に、第１及び第３押圧機４ａ，９ａに対して第１及び第２回転治具２，７を昇降させてもよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、第１〜第４押圧機４ａ，４ｂ，９ａ，９ｂにそれぞれ２つの回転ローラ６１が設けられているが、これに限らず、例えば、第１〜第４押圧機４ａ，４ｂ，９ａ，９ｂにそれぞれ１つか、又は、３つ以上の回転ローラ６１を設けてもよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、第１増肉工程１１ａと第２増肉工程１１ｂとが並設されているが、増肉工程は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、第１増肉工程１１ａ及び第２増肉工程１１ｂに押圧機がそれぞれ２つずつ設けられているが、各工程に押圧機を１つだけ設けるようにしてもよいし、３つ以上設けるようにしてもよい。

また、本発明の実施形態１では、加熱コイル３１が第１増肉工程１１ａ及び第２増肉工程１１ｂにそれぞれ一対設けられているが、各工程に加熱コイル３１を１つだけ設けるようにしてもよいし、３つ以上設けるようにしてもよい。

また、本発明の実施形態２，３では、加工ヘッド１４ｃが第１増肉工程１１ａ及び第２増肉工程１１ｂにそれぞれ１つずつ設けられているが、各工程に加工ヘッド１４ｃを２つ以上設けるようにしてもよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、加熱コイル３１又は加工ヘッド１４ｃが第１増肉工程１１ａ及び第２増肉工程１１ｂの両方に設けられているが、第１増肉工程及び第２増肉工程１１ｂの少なくとも一方に設けられていればよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、加熱機３，８やレーザ光照射機１４によって金属プレート１０の外周縁部を加熱しているが、その他の加熱手段によって金属プレート１０の外周縁部を加熱してもよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、加熱機３，８やレーザ光照射機１４によって金属プレート１０の外周縁部を約５００度に加熱しているが、これに限らず、加熱機３，８やレーザ光照射機１４によって金属プレート１０の外周縁部を約５００度以上に加熱してもよい。尚、加熱機３，８やレーザ光照射機１４によって加熱する金属プレートの領域は、金型５からはみ出している部分における約１／３の領域となるようにするのが好ましい。

また、本発明の実施形態１〜３では、第１型５１の下面中央に幅広の段差部５１ｂを形成しているが、この段差部５１ｂの幅は狭いものであってもよく、段差部５１ｂの開口周縁が駆動軸５４に接近するような構造であってもよい。

また、本発明の実施形態１〜３では、第１型５１及び第２型５２の内部に第１冷却通路５１ａ及び第２冷却通路５２ａが形成されているが、第１型５１及び第２型５２の内部に冷却通路を設けることは必須ではない。

本発明は、例えば、車両用ドライブプレートを製造する過程において円盤状金属プレートの増肉加工を行う装置に適している。

１ 増肉加工装置
２ 第１回転治具
３ 加熱機（加熱手段）
７ 第２回転治具
１０ 金属プレート
１２ 制御部（制御手段）
１３ 移動手段
１４ レーザ光照射機（加熱手段）
１４ａ レーザ光（加熱部）
１４ｃ 加工ヘッド
１４ｄ ミラー
１４ｅ サーボモータ（角度変更手段）
３１ 加熱コイル（加熱部）
３１ａ 湾曲部
３１ｂ 延出部
３３ スライドテーブル（スライド手段）
６１ 回転ローラ
６１ａ 凹状溝
６３ 油圧シリンダ（押圧手段）
Ｃ１，Ｃ２ 回転軸心

Claims (8)

1. 円盤状金属プレートをその中心軸周りに回転させる回転治具と、
   外周縁部に沿って延び、且つ、径方向外側に開放する凹状溝を有し、回転軸心が上記回転治具の回転軸心と同方向に向く回転ローラと、
   上記金属プレートの外周縁部を加熱する加熱部を有する加熱手段と、
   上記金属プレートの外周縁部が塑性変形により増肉されるように上記回転治具及び上記回転ローラの少なくとも一方を上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向に移動させて上記凹状溝を加熱状態の上記金属プレートの外周縁部に押圧させる押圧手段と、
   上記凹状溝が上記金属プレートの外周縁部を押圧する際、塑性変形によって次第に位置が変わる上記金属プレートの外周縁部に対応するよう上記加熱部を連続的に移動させる移動手段とを備えていることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。
2. 請求項１に記載の円盤状金属プレートの増肉加工装置において、
   上記加熱手段は、上記加熱部としての加熱コイルを有する高周波誘導加熱機であることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。
3. 請求項２に記載の円盤状金属プレートの増肉加工装置において、
   上記移動手段は、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向外側の位置となるように上記加熱コイルが取り付けられ、且つ、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向にスライド移動可能なサーボモータ制御のスライド手段と、塑性変形によって次第に位置が変わる上記金属プレートの外周縁部に対して上記加熱コイルが予め決められた所定の距離だけ離れた位置を維持するよう上記スライド手段に作動信号を出力して上記加熱コイルをスライド移動させる制御手段とで構成されていることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。
4. 請求項２又は３に記載の円盤状金属プレートの増肉加工装置において、
   上記加熱コイルは、上記回転治具に固定された上記金属プレートの外周縁部に対向する位置に設けられ、且つ、上記金属プレートの外周縁部に沿って延びる湾曲部と、該湾曲部の両端部分から上記回転治具の反対側に延びる一対の延出部とを有していることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。
5. 請求項２から４のいずれか１つに記載の円盤状金属プレートの増肉加工装置において、
   上記加熱コイルは、上記回転ローラにおける上記回転治具の回転方向上流側に接近配置されていることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。
6. 請求項１に記載の円盤状金属プレートの増肉加工装置において、
   上記加熱手段は、上記加熱部としてのレーザ光を発生させるレーザ本体及び該レーザ本体で発生させたレーザ光を上記回転治具に固定された上記金属プレートの外周縁部に向かって照射する加工ヘッドを有するレーザ光照射機であることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。
7. 請求項６に記載の円盤状金属プレートの増肉加工装置において、
   上記移動手段は、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向外側の位置となるように上記加工ヘッドが取り付けられ、且つ、上記回転治具に固定された上記金属プレートの径方向にスライド移動可能なサーボモータ制御のスライド手段と、塑性変形によって次第に位置が変わる上記金属プレートの外周縁部に対して照射されるレーザ光のスポット径が略同じとなるよう上記スライド手段に作動信号を出力して上記加工ヘッドをスライド移動させる制御手段とで構成されていることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。
8. 請求項６に記載の円盤状金属プレートの増肉加工装置において、
   上記移動手段は、上記加工ヘッドの内部に設けられ、上記レーザ本体で発生させたレーザ光を上記回転治具に固定された上記金属プレートの外周縁部に向かって反射させるミラーと、該ミラーの傾斜角度を変更する角度変更手段と、塑性変形によって次第に位置が変化する上記金属プレートの外周縁部に対して照射される上記レーザ光のスポット径が略同じとなるよう上記角度変更手段に作動信号を出力してレーザ光の照射位置を移動させる制御手段とで構成されていることを特徴とする円盤状金属プレートの増肉加工装置。

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