JP2023035283A - フローフォーミング加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、素材を成形面に押し付けて成型するフローフォーミング加工において、簡潔な手段によって、完成した製品の欠損を防ぐことができるフローフォーミング加工装置を提供することである。【解決手段】上記課題を解決するために、成形面を有する金型と、成形面に沿って加工される素材と、素材を成形面に押圧する加工用治工具を備え、素材の成形加工面には、肉盛部を有することを特徴とする、フローフォーミング加工装置を提供する。これにより、完成した製品の欠損を防ぎ歩留まりを向上させ生産効率を上げると共に製品の品質を向上させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、フローフォーミング加工装置及びフローフォーミング加工方法に関するものである。更に詳しくは、金属等の素材を円柱状又は円盤状に加工するためのフローフォーミング加工装置及びフローフォーミング加工方法に関するものである。

現在、車両用ホイール等の円柱状又は円盤状の製品の製造方法において、特許文献１に示すように、金属等の素材を金型に沿って圧延、伸長させて成形するフローフォーミング加工が広く用いられている。

特開２００６－１３２２号公報

ここで、複雑な形状を有する製品をフローフォーミング加工によって成形するには、対応する形状を有する金型の成形面に、素材を押し付けて成形する必要がある。しかし、素材を成形面に押し付けて成型するフローフォーミング加工では、素材が弾性変形によって成形面から浮き上がることがあるため、完成した製品に欠損などの不具合が生じるという問題がある。

本発明の課題は、素材を成形面に押し付けて成型するフローフォーミング加工において、簡潔な手段によって、完成した製品の欠損を防ぐことができるフローフォーミング加工装置を提供することである。

本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、素材の成形加工面に、肉盛部を有することにより、完成した製品の欠損を防ぐことができることを見出して本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下のフローフォーミング加工装置、フローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムである。

上記課題を解決するための本発明のフローフォーミング加工装置は、成形面を有する金型と、成形面に沿って加工される素材と、素材を成形面に押圧する加工用治工具を備え、素材の成形加工面は、肉盛部を有することを特徴とするものである。
このフローフォーミング加工装置によれば、素材の成形加工面に肉盛部を有するため、フローフォーミング加工時における素材の端部の浮き上がる空間に、肉盛部の素材が押し込まれる。そのため、完成した製品の欠損を防ぎ、歩留まりを向上させ生産効率を上げると共に製品の品質を向上させることができる。
また、成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工装置では、押圧加工を繰り返すことにより素材の端部における浮き上がりが小さくなるため、複数の押圧加工を行うことにより製品の欠損を抑制している。本発明のフローフォーミング加工装置によれば、肉盛部が浮き上がりの空間に押し込まれるため、素材の端部の浮き上がりが小さくなるまでの押圧加工の回数を減少することができるという効果がある。

また、本発明のフローフォーミング加工方法としては、成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工方法において、素材の成形加工面に、肉盛部を形成する肉盛部形成工程を備えることを特徴とするものである。
上記フローフォーミング加工方法によれば、素材の成形加工面に肉盛部を有するため、フローフォーミング加工時における素材の端部の浮き上がる空間に、肉盛部の素材が押し込まれる。そのため、完成した製品の欠損を防ぎ、歩留まりを向上させ生産効率を上げると共に製品の品質を向上させることができる。
また、成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工方法では、押圧加工を繰り返すことにより素材の端部における浮き上がりが小さくなるため、複数の押圧加工を行うことにより製品の欠損を抑制している。本発明のフローフォーミング加工方法によれば、肉盛部が浮き上がりの空間に押し込まれるため、素材の端部の浮き上がりが小さくなるまでの押圧加工の回数を減少することができるという効果がある。

また、本発明のフローフォーミング加工方法の一実施態様としては、肉盛部形成工程は、素材の一部を端部側に移動させる第１の加工工程と、素材の成形加工面に肉盛部を形成する第２の加工工程を備えることを特徴とする。
上記フローフォーミング加工方法の一実施態様によれば、肉盛部を形成する第２の加工工程の前段として、素材の一部を、素材の端部方向へ移動させることを目的とする第１の加工工程を行うことで、素材の端部付近の体積を増加させることができる。これにより、第２の加工工程による肉盛部の形成を容易に行うことが可能となる。

また、上記課題を解決するための本発明のフローフォーミング加工による成形品の製造方法は、成形面を有する金型と、成形面に沿って加工される素材と、素材を成形面に押圧する加工用治工具を備え、素材の成形加工面には、肉盛部を有するフローフォーミング加工装置を用いることを特徴とするものである。
上記成型品の製造方法によれば、素材の成形加工面に肉盛部を有するため、フローフォーミング加工時における素材の端部の浮き上がる空間に、肉盛部の素材が押し込まれる。そのため、完成した製品の欠損を防ぎ、歩留まりを向上させ生産効率を上げると共に製品の品質を向上させることができる。
また、成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工では、押圧加工を繰り返すことにより素材の端部の浮き上がりが小さくなるため、複数の押圧加工を行うことにより製品の欠損を抑制している。本発明の成型品の製造方法によれば、肉盛部が浮き上がりの空間に押し込まれるため、素材の端部の浮き上がりが小さくなるまでの押圧加工の回数を減少することができるという効果がある。

また、本発明の成形品の製造方法の一実施態様としては、成形品は、車両用ホイールであることを特徴とする。
この成形品の製造方法によれば、欠損の少なく、かつ、押圧加工の回数が少ない車両用ホイールの製造方法を提供することができる。

また、本発明の成形品のフローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムとしては、成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムであって、素材の成形加工面に、肉盛部を形成する肉盛部形成ステップを備えることを特徴とする。
上記制御プログラムによれば、素材の成形加工面に肉盛部を形成する肉盛部形成ステップを有するため、フローフォーミング加工時における素材の端部の浮き上がる空間に、肉盛部の素材が押し込まれる。そのため、完成した製品の欠損を防ぎ、歩留まりを向上させ生産効率を上げると共に製品の品質を向上させることができる。
また、成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工では、押圧加工を繰り返すことにより素材の端部の浮き上がりが小さくなるため、複数の押圧加工を行うことにより製品の欠損を抑制している。本発明の制御プログラムによれば、肉盛部が浮き上がりの空間に押し込まれるため、素材の端部の浮き上がりが小さくなるまでの押圧加工の回数を減少することができるという効果がある。

本発明によれば、素材を成形面に押し付けて成型するフローフォーミング加工において、簡潔な手段によって、完成した製品の欠損を防ぐことができるフローフォーミング加工装置を提供することができる。

既存のフローフォーミング加工装置を側面から見た場合の断面図であり、既存のフローフォーミング加工装置の構造と動作を示す概略説明図である。（Ａ）フローフォーミング加工前の素材の状態を示す概略説明図である。（Ｂ）フローフォーミング加工中の素材の状態を示す概略説明図である。（Ｃ）フローフォーミング加工後の素材の状態を示す概略説明図である。 本発明の第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置を側面から見た場合の断面図であり、本発明の第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００の概略説明図である。 本発明の第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置を側面から見た場合の断面図であり、本発明の第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００の概略説明図である。（Ａ）肉盛部形成工程前の素材の状態を示す概略説明図である。（Ｂ）肉盛部形成工程後の素材の状態を示す概略説明図である。 本発明の第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置を側面から見た場合の断面図であり、本発明の第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置３００の概略説明図である。（Ａ）肉盛部形成工程前の素材の状態を示す概略説明図である。（Ｂ）肉盛部形成工程における第１工程後の素材の状態を示す概略説明図である。（Ｃ）肉盛部形成工程における第２工程後の素材の状態を示す概略説明図である。 本発明によるフローフォーミング加工装置を車両用ホイールの成形に使用した状態を示す概略説明図である。（Ａ）ホイールのリムを本発明のフローフォーミング加工装置によって成形する工程を示す概略説明図である。（Ｂ）図５（Ａ）のＡ－Ａ断面から見た車両用ホイールのリムを本発明のフローフォーミング加工装置によって成形する工程を示す概略説明図である。

以下、本発明に係るフローフォーミング加工装置、フローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムの実施態様を詳細に説明する。また、本発明に係るフローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法については、本発明に係るフローフォーミング加工装置に係る説明に置き換えるものとする。
なお、実施態様に記載するフローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムについては、本発明に係るフローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムを説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。

本発明は、金属等の素材を金型の形状に沿って押圧加工をするフローフォーミング加工に関するものである。
図１（Ａ）～（Ｃ）は、既存のフローフォーミング加工装置を側面から見た場合の断面図であり、図１（Ａ）、（Ｂ）は既存のフローフォーミング加工装置によるフローフォーミング加工の工程を示している。具体的には、図１（Ａ）に示すように、加工される金属等の素材Ａをローラー等の加工用治工具Ｃにより、金型Ｂの成形面Ｂ１に沿って押圧することで、図１（Ｂ）に示すような成形面Ｂ１に沿った形状に成形するものである。
ここで、図１（Ｃ）に示すように、既存のフローフォーミング加工装置では、素材の一部がフローフォーミング加工による押圧加工後に、弾性変形することで成形面Ｂ１の端部である角部Ｂ２から浮き上り、製品の成形不良が発生することがある。

そこで、本発明に係るフローフォーミング加工装置、フローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムは、予め素材の一部の内、浮き上がる部分に対応する部分に、肉盛部を設けることで、押圧加工後の素材の浮き上がりによる、製品の成形不良を防止するものである。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明によるフローフォーミング加工装置、フローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムによって成形される製品は、車両用ホイールが好ましい。
従来の車両用ホイールの製造方法では、車両用ホイールの外径端部分である「リム」の浮き上がりによる欠損を防ぐため、素材に対して繰り返し押圧加工をしている。そのため、生産効率が悪いという問題がある。
本発明の効果により、車両用ホイールの外径端部分である「リム」を少数回の押圧加工で成形することが可能となる。これにより、生産効率を向上させつつ、製造コストも下げることができる。また、欠損の発生を抑制することができる。

［第１の実施態様］
図２を参照し、本発明の第１の実施態様のフローフォーミング加工装置１００について説明する。図２は、本発明の第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置を側面から見た場合の断面図であり、本発明の第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００の概略説明図である。

フローフォーミング加工装置１００は、図２に示すように、素材１、金型２、加工用治工具３によって構成される。
ここで、素材１は、加工用治工具３によって押圧される部分である押圧加工面１１（図２、素材１の内実線で示される。）と、後述する金型２の成形面２１に沿って成形される部分である成形加工面１２（図２、素材１の内破線で示される。）を備えている。そして、成形加工面１２には、肉盛部１３を備えている。
また、金型２は素材１を所望の形状へ成形するための成形面２１を有し、成形面２１は、成形面２１の端部分である角部２２を備えている。
以下、各構成について詳細に説明する。

＜素材＞
素材１は、後述する加工用治工具３によって、金型２に対して押圧されることで、金型２の成形面２１に沿った形状に成形されるものである。
素材１の材質等は特に限定されないが、押圧による変形が容易な材質が好ましい。例えば、鉄やアルミニウム等の金属や、プラスチックのような高分子素材などが挙げられる。特に鋳造加工された鉄やアルミニウム等の金属が好ましい。これによると、鋳造加工の特徴により素材１内の金属組織が粗いため比較的に柔らかく、押圧による加工が容易である。また、押圧されることにより、素材１内の金属組織が密になるため、薄く加工しても強度を保つことができる。これにより成形品を軽量かつ高強度なものとすることができる。
また、素材１は３００～４００℃まで温められた金属であることが挙げられる。これによると、素材１が柔らかくなるため圧延しやすく、フローフォーミング加工後も成形品に欠損が起こりにくい。

素材１は押圧加工面１１と成形加工面１２を有している。
押圧加工面１１は、素材１の一部であり、後述する加工用治工具３によって加圧される部分である。また、押圧加工面１１は、図２に図示された素材１の内、実線で示される部分である。
成形加工面１２は、後述する金型２の成形面２１の形状に沿って成形される部分であり、図２に図示された素材１の内、点線で示される部分である。
また、成形加工面１２は、肉盛部１３を有している。

（肉盛部）
肉盛部１３は、素材１の一部であり、成形加工面１２に形成された凸状部である（灰色で着色されている部分）。肉盛部１３は、フローフォーミング加工により、素材の端部側に押し込まれて、端部の浮き上がりによる素材１と成形面２１の隙間の空間を満たすものである。
肉盛部１３は、成形加工面１２の内、フローフォーミング加工の後、弾性変形によって浮き上りが予想される部分に設けられることが好ましい。通常は、素材１の端部側（加工用治工具の進行方向の前方側）が浮き上がるため、素材１の端部側に設けることが好ましい。なお、肉盛部１３は、図２では一ヶ所であるが、複数設けられていてもよい。

〔肉盛部の形状及び肉盛部の形状の決定〕
肉盛部１３の形状は、図２に示す基準線Ｌ１、第１平行線Ｌ２、第２平行線Ｌ３、交点Ｐ１～Ｐ４、相対距離Ｒ１に基づいて決定される。

図２に示すように、基準線Ｌ１とは、フローフォーミング加工後に素材１の浮き上がりが予想される部分である成形面２１に沿って引いた仮想線である。本実施態様においては、角部２２を通過するように、角部２２付近の成形面２１に沿って図２の左右方向に向かって、引いた仮想線である。

第１平行線Ｌ２は、基準線Ｌ１に対して図２上方向に平行に引かれた仮想線であり、成形加工面１２との交点が２点（交点Ｐ１及び交点Ｐ２）となる仮想線の内、最も基準線Ｌ１に近い仮想線である。
つまりは、第１平行線Ｌ２の位置は、以下のように決定される。
まず基準線Ｌ１と重なるように第１平行線Ｌ２を引く。次に基準線Ｌ１の位置から出発し、第１平行線Ｌ２と素材１の成形加工面１２との交点が１点から２点になるまで図２の上方向へ基準線Ｌ１に対して平行に移動させる。この位置が第１平行線Ｌ２の位置である。
また、第１平行線Ｌ２の位置における、第１平行線Ｌ２と素材１の成形加工面１２との二つの交点の内、図２の左方向側の交点をＰ１、図２の右方向側の交点をＰ２とする。

図２に示すように、第２平行線Ｌ３は、第１平行線Ｌ２に対して図２の上方向に平行に引かれた仮想線である。また、第２平行線Ｌ３は素材１の成形加工面１２との交点として交点Ｐ３及び交点Ｐ４を有する。
第２平行線Ｌ３の位置は、以下のように決定される。
まず、第１平行線Ｌ２と重なるように第２平行線Ｌ３を引く。次に第１平行線Ｌ２の位置から出発し、第２平行線Ｌ３と素材１の成形加工面１２との交点が２点から３点になり、再び２点になるまで図２の上方向へ第１平行線Ｌ２に対して平行に移動させる。この位置が第２平行線Ｌ３の位置である。
また、第２平行線Ｌ３の位置における、第２平行線Ｌ３と成形加工面１２との二つの交点の内、図２の左方向側の交点をＰ３、図２の右方向側の交点をＰ４とする。

第１平行線Ｌ２と第２平行線Ｌ３との相対距離として相対距離Ｒ１がある。
この相対距離Ｒ１の長さによって肉盛部１３の成形面２１方向に対する突出する大きさが決定する。
また、相対距離Ｒ１は、予想されるフローフォーミング加工後の素材の浮き上がりの量に応じて予め決められる。

図２の素材１の内、灰色部分に示すように、肉盛部１３は、成形加工面１２中、交点Ｐ１、Ｐ３及びＰ４に囲まれた部分である。
したがって、肉盛部１３の形状及び肉盛部１３の形状の決定は、予め決定した任意の相対距離Ｒ１が成立するように、素材１と金型２の形状から、基準線Ｌ１、第１平行線Ｌ２、第２平行線Ｌ３、交点Ｐ１～Ｐ４を求めることで、肉盛部１３の形状を決定する。

＜金型＞
金型２は、素材１が後述する加工用治工具３により押し付けることで所定の形状に成形するためのものである。金型２は成形面２１を備えている。なお、金型２の形状や材質等は制限されない。
図２に示すように、成形面２１は、素材１が後述する加工用治工具３により金型２に押し付けられる際、素材１の成形加工面１２と接する部分である。また、素材１を所定の形状に成形する部分である。
なお、本実施態様における成形面２１は角部２２を備えているが、角部を有しない平坦な成形面でもよい。

図２に示すように、角部２２は、成形面２１の端部分であり、素材１がフローフォーミング加工により押圧加工された後に、肉盛部１３と接する部分である。また、角部２２は、フローフォーミング加工後に素材１の浮き上がりが予想される部分である。

＜加工用治工具＞
加工用治工具３は、素材１を押圧し成形面２１に沿って成形するためのものである。
また、加工用治工具３の形状、構造等は、素材１を押圧し成形面２１に沿って成形できればどのようなものであってもよい。
例えば、図２に示すように、ローラー状の構造を有していてもよい。これにより素材１を成形面２１に沿って効率良く圧延することできる。

〔フローフォーミング加工装置１００の動き〕
初めに、素材１と金型２の形状から求められる基準線Ｌ１、第１平行線Ｌ２、第２平行線Ｌ３、交点Ｐ１～Ｐ４に基づいて形成された肉盛部１３を備える素材１を、金型２の所定の位置に設置する。
次に、押圧加工面１１に沿って図２右方向から図２左方向へ加工用治工具３が移動することによって、素材１は成形面２１へ押圧される。これにより、加工用治工具３の動作に伴って素材１は図２右方向から図２左方向へ圧延され、成形面２１に沿った形状に成形される。なお、この素材１を成形面２１へ押圧する工程は、複数回繰り返してもよい。
素材１を成形面２１へ押圧する工程において、金型２の角部２２と肉盛部１３とは強く密着し合うことで、素材の一部が角部２２へ押し込まれる。これにより、フローフォーミング加工後に弾性変形による素材１の浮き上がりによる製品の欠損を防ぐことができる。

また、フローフォーミング加工における加工用治工具３の動作は、素材１を成形面２１に押圧する工程の前に、素材１を延伸する工程を設けてもよい。素材１を延伸する工程とは、素材１の成型加工面１２と金型２の成形面２１とを離間した状態で、加工用治工具３を素材１の押圧加工面１１に沿って移動する工程であり、素材１を延伸する工程である。これにより、金型２の成形面２１と素材１の成形加工面１２との間に摩擦が生じないため、素材１が延伸しやすくなり、加工用治工具３によるフローフォーミング加工の回数を減らすことができる。そのため、加工に必要なエネルギーを抑えることができるため、製造効率を向上させることが可能となる。

［第２の実施態様］
図３（Ａ）、（Ｂ）を参照し、本発明の第２の実施態様のフローフォーミング加工装置２００について説明する。本発明の第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００を側面から見た場合の断面図であり、本発明の第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００の概略説明図である。
また、図３（Ａ）は、肉盛部形成工程前の素材の状態を示すものであり、図３（Ｂ）は、肉盛部形成工程後の素材の状態を示すものである。

フローフォーミング加工装置２００は、主に第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００の特徴に加えて、後述する肉盛部形成工程を備えていることを特徴とするものである。
具体的には、第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００の場合、予め肉盛部が素材に設けられているが、第２の実施態様のフローフォーミング加工装置２００では後述する肉盛部形成工程により、肉盛部を備えていない素材に対して、肉盛部を新たに形成することを特徴とする。

肉盛部形成工程により、素材の成形加工面に肉盛部が形成されるため、フローフォーミング加工時における素材の端部の浮き上がる空間に、肉盛部の素材が押し込まれる。そのため、完成した製品の欠損を防ぎ、歩留まりを向上させ生産効率を上げると共に製品の品質を向上させることができる。

フローフォーミング加工装置２００は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、素材４、金型５、加工用治工具６によって構成される。
ここで、素材４は、後述する肉盛部形成工程前の状態である素材４Ａと、肉盛部形成工程によって肉盛部が形成された後の状態である素材４Ｂとする。

また、素材４Ａ又は素材４Ｂは、加工用治工具６によって押圧される部分である押圧加工面４１Ａ又は４１Ｂ、金型５の成形面５１に沿って成形される部分である成形加工面４２Ａ又は４２Ｂをそれぞれ備えている。そして、成形加工面４２Ｂには、後述する肉盛部形成工程によって肉盛部４３が形成される。

なお、押圧加工面４１Ａ又は４１Ｂ、成形加工面４２Ａ又は４２Ｂ、肉盛部４３、金型５、成形面５１、角部５２、加工用治工具６、基準線Ｌ４、第１平行線Ｌ５、第２平行線Ｌ６、交点Ｐ５～Ｐ８、相対距離Ｒ２、は、第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００の押圧加工面１１、成形加工面１２、肉盛部１３、金型２、成形面２１、角部２２、加工用治工具３、基準線Ｌ１、第１平行線Ｌ２、第２平行線Ｌ３、交点Ｐ１～Ｐ４、相対距離Ｒ１と同一であるため説明を省略する。

〔肉盛部形成工程〕
肉盛部形成工程は、加工用治工具６を用いて肉盛部を形成する工程であれば、特に制限されないが、例えば、肉盛部形状決定ステップ、肉盛部形成ステップの順に進行する。
まず肉盛部形状決定ステップにおいて、予め、図３（Ｂ）に示す肉盛部４３の形状を第１の実施態様と同様に、素材４と金型５の形状から求めた、基準線Ｌ４、第１平行線Ｌ５、第２平行線Ｌ６、交点Ｐ５～Ｐ８、相対距離Ｒ２に基づいて決定する。
次に、肉盛部形成ステップでは、図３（Ａ）に示すように、素材４Ａの端部が、加工用治工具６によって押圧加工面４１Ａに沿って矢印方向へ押圧される。これにより、成形加工面４２Ａの内、図３左方向の端部分が成形面５１方向へ傾く。このため、素材４は図３（Ｂ）に示す素材４Ｂの形状に変形することで、肉盛部４３が形成される。

〔フローフォーミング加工装置２００の動き〕
肉盛部形成工程後のフローフォーミング加工装置２００の動きは、第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００の動きと同一である。

［第３の実施態様］
図４（Ａ）～（Ｃ）を参照し、本発明の第３の実施態様のフローフォーミング加工装置３００について説明する。
図４（Ａ）～（Ｃ）は、本発明の第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置３００を側面から見た場合の断面図であり、本発明の第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置３００の概略説明図である。
また、図４（Ａ）は肉盛部形成工程前の素材の状態を示すものであり、図４（Ｂ）は肉盛部形成工程の内、第１の加工工程を行った後の素材の状態を示すものである。また、図４（Ｃ）は、肉盛部形成工程内、第２の加工工程を行った後の素材の状態を示すものである。

フローフォーミング加工装置３００は、主に第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００の肉盛部形成工程を、第１の加工工程及び第２の加工工程に分けて行うことを特徴とするものである。
具体的には、第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００の場合、肉盛部を備えていない素材に対して、加工により肉盛部を新たに形成するものであるが、第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置３００では、肉盛部を形成する加工を、素材の一部を端部側に移動させる第１の加工工程と、第１の加工工程の後に、実際に素材の成形加工面に肉盛部を形成する第２の加工工程を行うものである。

本実施態様のフローフォーミング加工装置３００によれば、第１の加工工程により素材の端部付近の体積を増加させることができるため、第２の加工工程による肉盛部の形成を容易に行うことが可能となる。

フローフォーミング加工装置３００は、図４（Ａ）～（Ｃ）に示すように、素材７、金型８、加工用治工具９によって構成される。
ここで、素材７は、後述する肉盛部形成工程前の状態である素材７Ａと、第１の加工工程によって素材の一部を端部側に移動させた状態である素材７Ｂ、そして、素材の成形加工面に肉盛部を形成した状態である素材７Ｃに分けられる。

また、素材７Ａ～７Ｃは、各々加工用治工具９によって押圧される部分である押圧加工面７１Ａ～７１Ｃ、金型８の成形面８１に沿って成形される部分である成形加工面７２Ａ～７２Ｃを備えている。そして、成形加工面７２Ｃには、肉盛部形成工程の内、後述する第２の加工工程によって肉盛部７３が形成される。

なお、押圧加工面７１Ａ～７１Ｃ、成形加工面７２Ａ～７２Ｃ、肉盛部７３、金型８、成形面８１、角部８２、加工用治工具９、基準線Ｌ７、第１平行線Ｌ８、第２平行線Ｌ９、交点Ｐ９～Ｐ１２、相対距離Ｒ３、は、第１の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００の押圧加工面１１、成形加工面１２、肉盛部１３、金型２、成形面２１、角部２２、加工用治工具３、基準線Ｌ１、第１平行線Ｌ２、第２平行線Ｌ３、交点Ｐ１～Ｐ４、相対距離Ｒ１及び、第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００の押圧加工面４１Ａ、４１Ｂ、成形加工面４２Ａ、４２Ｂ、肉盛部４３、金型５、成形面５１、角部５２、加工用治工具６、基準線Ｌ４、第１平行線Ｌ５、第２平行線Ｌ６、交点Ｐ５～Ｐ８、相対距離Ｒ２と同一であるため説明を省略する。

〔肉盛部形成工程〕
本実施態様における肉盛部形成工程は、加工用治工具９を用いて肉盛部を形成する工程であれば、特に制限されないが、例えば、肉盛部形状決定ステップにより形成される肉盛部の形状を決定し、次に第１の加工ステップ（工程）を行い、その後に第２の加工ステップ（工程）を行うというものである。
まず、肉盛部形状決定ステップにおいて、予め、図４（Ｃ）に示す肉盛部７３の形状を第１、２の実施態様と同様に、基準線Ｌ７、第１平行線Ｌ８、第２平行線Ｌ９、交点Ｐ９～Ｐ１２、相対距離Ｒ３に基づいて決定する。
次に、第１の加工ステップ（工程）により、素材７Ａを押圧加工面７１Ａに沿って図４（Ａ）左方向へ移動させながら押圧する。これにより、図４（Ｂ）に示すように、第１の加工ステップ（工程）前の素材７Ａの成形加工面７２Ａよりも、第１の加工ステップ（工程）後の素材７Ｂの成形加工面７２Ｂの端部分が、図４（Ｂ）左方向へ伸長される。
次に、第２の加工ステップ（工程）では、図４（Ｃ）に示すように、加工用治工具９によって押圧加工面７１Ｃが矢印方向（左右方向）へ押圧される。これにより、成形加工面７２Ｃの内、図４左方向の端部分が成形面８１方向へ傾く。このため、素材７Ｂは図４（Ｃ）に示す素材７Ｃの形状に変形することで、肉盛部７３が形成される。
本実施態様では、第１の加工ステップを設けることにより、素材７Ａの押圧加工面７１Ａを全域に渡って押圧することができるため、第２実施態様の肉盛部４３よりも肉盛部を増やすことができる。また、肉盛部７３の形成と共に、素材７Ａを伸長することができるため、肉盛部形成工程後のフローフォーミング加工の回数を減らすことができる。

〔フローフォーミング加工装置３００の動き〕
肉盛部形成工程後のフローフォーミング加工装置３００の動きは、第１、２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置１００、２００の動きと同一である。

［第４の実施態様］
第４の実施態様におけるフローフォーミング加工装置４００（非図示）は、第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００、又は、第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置３００の肉盛部形成工程をコンピューター制御により行うことを特徴とするものである。
また、第４の実施態様におけるフローフォーミング加工装置４００（非図示）は、第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００、又は、第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置３００の肉盛部形成工程をコンピューター制御により行うためのプログラムを備えていることを特徴としている。また、その他の構成については、第２の実施態様におけるフローフォーミング加工装置２００、又は、第３の実施態様におけるフローフォーミング加工装置３００の構成と同様である。

なお、上述した実施態様は、フローフォーミング加工装置、フローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムの一例を示すものである。本発明に係るフローフォーミング加工装置、フローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムは、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係るフローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムを変更してもよい。

例えば、肉盛部を素材の浮き上がりが予想される箇所に合わせて、複数設けるものとしてもよい。これにより、更に複雑な形状の製品であっても、素材の量を増加し厚みを増すことなく素材の浮き上がりによる欠損を防止し、薄く軽量に成形することができる。

本発明のフローフォーミング加工装置、フローフォーミング加工方法、フローフォーミング加工装置による成形品の製造方法及び、フローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムは、車両用ホイール等の円盤状の成形品の製造に好適に用いることができる。

Ａ，１，４Ａ，４Ｂ，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…素材、Ｂ，２，５，８…金型、Ｃ，３，６，９…加工用治工具、Ａ１，１１，４１Ａ，４１Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ…押圧加工面、Ａ２，１２，４２Ａ，４２Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ…成形加工面、Ｂ１，２１，５１，８１…成形面、Ｂ２，２２，５２，８２…角部、Ｌ１，Ｌ４，Ｌ７…基準線、Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８…第１平行線、Ｌ３，Ｌ６，Ｌ９…第２平行線、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２…交点。

Claims (6)

1. 成形面を有する金型と、前記成形面に沿って加工される素材と、前記素材を前記成形面に押圧する加工用治工具を備え、
   前記素材の成形加工面は、肉盛部を有することを特徴とする、フローフォーミング加工装置。
2. 成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工方法において、
   前記素材の成形加工面に、肉盛部を形成する肉盛部形成工程を備えることを特徴とする、フローフォーミング加工方法。
3. 前記肉盛部形成工程は、前記素材の一部を端部側に移動させる第１の加工工程と、前記素材の成形加工面に肉盛部を形成する第２の加工工程を備えることを特徴とする、請求項２に記載されたフローフォーミング加工方法。
4. 請求項１に記載のフローフォーミング加工装置を用いることを特徴とする、成形品の製造方法。
5. 前記成形品は、車両用ホイールであることを特徴とする、請求項４に記載されたフローフォーミング加工装置を用いた成形品の製造方法。
6. 成形面を有する金型に沿って素材を押圧加工するフローフォーミング加工方法に用いる制御プログラムであって、
   前記素材の成形加工面に、肉盛部を形成する肉盛部形成ステップを備えることを特徴とする、制御プログラム。
   
   

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