JP6024614B2 - ワーク成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク成形方法に係り、特に、薄肉円盤状のブランクを塑性変形させることにより、薄肉円環状のスポーク部と、そのスポーク部の径方向外側端に接続し、軸方向に向けて延設される円筒状のドラム部と、そのドラム部のスポーク部が接続する軸方向位置とはオフセットした軸方向端から径方向外側に向けて延設されるフランジ部と、を有するワークを成形させるうえで好適なワーク成形方法に関する。

従来、薄肉円盤状のブランクを塑性変形させることにより、薄肉円環状のスポーク部と、そのスポーク部の径方向外側端に接続し、軸方向に向けて延設される円筒状のドラム部と、そのドラム部の軸方向端から径方向外側に向けて延設されるフランジ部と、を有するワークを成形させる成形方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１記載の方法においては、まず、薄肉円盤状のブランクが把持部材によりその把持部材の外周面からブランク外端部を径方向外側へ向けて突出させた状態で把持される。その把持後、ブランクの外端が断面凹形状に形成された工具の凹部で軸中心に向けて径方向に押圧されることにより、そのブランクの外端部が増肉される。そして、その増肉部位が、一部を残して径方向外側から軸方向に厚さを有する工具で軸中心に向けて押圧されることにより２分割されて、ドラム部及びフランジ部が成形される。

国際公開第０１／００７１８１号パンフレット

しかしながら、上記した特許文献１記載の方法では、ドラム部及びフランジ部の成形は、軸方向に大きな幅を有する工具が軸中心に向けて変位されてブランクが把持部材の外周面に押し付けられることにより行われるので、フランジ部の根元近傍に欠肉が生じ易い。特に、その欠肉は、スポーク部がドラム部に接続される軸方向位置とフランジ部がドラム部に接続される軸方向位置とをオフセットさせる量が大きいほど生じ易い。また、上記した特許文献１記載の方法では、ブランクの外端部を増肉させる工程とワークのドラム部及びフランジ部を成形する工程とで、ブランクを把持する把持部材が交換されるので、その把持部材の交換に起因して、工程数増によるワーク製造時間の増加やコストアップが招来すると共に、ワークの成形精度が低下する。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ブランクを把持する把持部材を交換することなく、薄肉円盤状のブランクから所望形状のワークを適切に成形することが可能なワーク成形方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、把持部材の外周面から薄肉円盤状のブランクの外端部を径方向外側へ向けて突出させつつ該把持部材に該ブランクを把持させた状態で、前記ブランクの径方向外側に配置された工具を該ブランクの中心軸回りでの相対回転に従動して自転させつつ該ブランクに押し付けて、該ブランクを塑性変形させることにより、薄肉円環状のスポーク部と、前記スポーク部の径方向外側端に接続し、軸方向に向けて延設される円筒状のドラム部と、前記ドラム部の前記スポーク部が接続する軸方向位置とはオフセットした軸方向端から径方向外側に向けて延設されるフランジ部と、を有するワークを成形させるワーク成形方法であって、表面が凹んだ凹部を有する第１工具の該凹部により、前記ブランクの外端を径方向内側に向けて押圧して該ブランクの外端部を増肉させた増肉部位を成形させる増肉工程と、前記増肉工程の後、表面がＶ字型に尖る尖り部を有する第２工具の該尖り部の先端により、前記増肉部位の径方向先端を押圧して該増肉部位を軸方向に２分割させるスプリット工程と、前記スプリット工程の後、表面が突出した凸部を有する第３工具の該凸部により、前記増肉部位が軸方向に２分割された一方の分割部位の表面を押圧して、該表面に前記フランジ部を成形させるうえで基点となる凹み部を形成する基点成形工程と、前記基点成形工程の後、前記ブランクの軸方向に向いた外面を有する円柱状又は円錐状に形成された第４工具の該外面を前記一方の分割部位の軸方向外側端部に接触させつつ、該第４工具を軸方向へ移動させることにより、該一方の分割部位を軸方向一方側から軸方向他方側に向けて押圧して前記フランジ部を成形させるフランジ成形工程と、前記フランジ成形工程の後、表面が突出した凸部を有する第５工具の該凸部の先端を前記フランジ部の軸方向他方側の根元部に接触させてから、該第５工具を軸方向へ移動させることにより、前記一方の分割部位の軸方向他方側の一部及び他方の分割部位の全部を押圧しつつ軸方向他方側に向けて引き延ばして前記ドラム部を成形させるドラム成形工程と、を備えるワーク成形方法により達成される。

本発明によれば、ブランクを把持する把持部材を交換することなく、薄肉円盤状のブランクから所望形状のワークを適切に成形することができる。

本発明の一実施例であるワーク成形方法を適用したワーク成形装置により成形されたワークが搭載される装置の要部断面図である。 本実施例のワーク成形装置により成形されたワークを含む構造体の斜視図である。 本実施例のワーク成形装置により薄肉円盤状のブランクからワークを成形する工程を表した図である。 本実施例のワーク成形装置の構成図である。 本実施例のワーク成形装置が備えるＶ字型ローラの構造を表した図である。 本実施例のワーク成形装置が備えるドラム成形用ローラの構造を表した図である。 本実施例のワーク成形装置により薄肉円盤状のブランクからワークを成形する工程を表した全体断面図である。 本実施例のワーク成形装置により薄肉円盤状のブランクからワークを成形する工程を表した要部斜視図及び要部断面図である。 本実施例のワーク成形装置が備えるＶ字型ローラの尖り部の角度の相違により成形形状の違いが生ずることの要因を説明するための図である。 フランジ成形用ローラによるフランジ部の成形の際に生ずる現象を説明するための図である。 本実施例のワーク成形装置によりフランジ部を成形する手順を表した図である。 本実施例においてワークの内周面に形成される内歯の構成図である。

以下、図面を用いて、本発明に係るワーク成形方法の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例であるワーク成形方法を適用したワーク成形装置１０により成形されたワーク１２が搭載されるモータ装置１４の要部断面図を示す。また、図２は、本実施例のワーク成形装置１０により成形されたワーク１２を含む構造体１６の斜視図を示す。尚、図２には、構造体１６の一部がカットされた状態を示す。

本実施例のワーク成形装置１０は、薄肉円盤状の鋼板製のブランクを形状変化（変形）させることによりそのブランクから成形後部材であるワーク１２を成形・製造する装置である。ワーク１２は、例えばいわゆる１モータ用方式のハイブリッド車両用駆動装置に用いられるモータ装置１４に搭載される部材である。

ワーク１２は、構造体１６としてのロータシャフト（ロータハブ）を構成し、モータロータ１８を径方向内側から支持するロータ支持部材である。モータロータ１８は、径方向で所定の隙間２０を空けてモータステータ２２に対向している。ワーク１２は、薄肉円環状のスポーク部２４と、内周面の軸方向中途でスポーク部２４の径方向外側端に接続し、軸方向に向けて延設される円筒状のドラム部２６と、ドラム部２６の軸方向端から径方向外側に向けて延設されるフランジ部２８と、を有する形状に形成される。

スポーク部２４は、軸方向に所定厚さを有しており、ドラム部２６の内周面の軸方向中央近傍から径方向内側に延設するように薄肉円環状に形成されている。スポーク部２４がドラム部２６の内周面に接続される軸方向位置とフランジ部２８がドラム部２６の外周面に接続される軸方向位置とは、オフセットしている。ドラム部２６は、径方向外側でモータロータ１８を保持する。モータロータ１８は、ドラム部２６の径方向外側において軸方向でフランジ部２８に支持されながらカシメ固定される。スポーク部２４とドラム部２６とフランジ部２８とは、一体的に形成されている。

構造体１６は、上記のワーク１２と、支持円筒部３０と、からなる。支持円筒部３０は、外周面の軸方向途中でワーク１２のスポーク部２４の径方向内側端に接続されており、そのスポーク部２４の径方向内側端に対して軸方向両側に向けて延設するように円筒状に形成されている。すなわち、ワーク１２のスポーク部２４は、また、支持円筒部３０の外周面の軸方向中央近傍から径方向外側に向けて延設されるように形成されている。ワーク１２と支持円筒部３０とは、別体で形成されており、それぞれの成形後に取り付け固定されることで構造体１６をなす。

支持円筒部３０の径方向内側には、軸受３２を介して筒状突出部３４が挿入されている。筒状突出部３４は、モータ装置１４の各部品を収容するケース３６と一体的に形成された、軸方向に向けて突出する円筒状の部材である。構造体１６は、ケース３６や筒状突出部３４に対して軸受け３２を介して軸回りに回転可能に支持されており、モータロータ１８を保持しつつ軸回りに回転する。

次に、図３〜図８を参照して、本実施例のワーク成形装置１０を用いてワーク１２を成形する手法を説明する。

図３は、本実施例のワーク成形装置１０により薄肉円盤状のブランク４０からワーク１２を成形する工程を表した図を示す。図４は、本実施例のワーク成形装置１０の構成図を示す。図５は、本実施例のワーク成形装置１０が備えるＶ字型ローラの構造を表した図を示す。また、図６は、本実施例のワーク成形装置１０が備えるドラム成形用ローラの構造を表した図を示す。尚、図６（Ａ）には２種類のドラム成形用ローラを備えるワーク成形装置１０の全体構成図を、また、図６（Ｂ）には２種類のドラム成形用ローラの形状を比較した図を、それぞれ示す。

本実施例のワーク１２は、ワーク成形装置１０により、薄肉円盤状に形成された鋼板製のブランク４０が塑性変形されることにより成形・製造される。成形開始前のブランク４０は、成形完了後のワーク１２の外径よりも大きな外径を有している。また、ブランク４０の軸中心には、ワーク成形装置１０による成形中にワーク成形装置１０にブランク４０を支持させるための貫通穴４２が設けられている。

ワーク成形装置１０は、ブランク４０を把持するクランプ４４を備えている。クランプ４４は、成形中に薄肉円盤状のブランク４０をその軸方向両側から挟持することにより軸方向で把持するマンドレル部材であって、それぞれ円柱状に形成される２つのマンドレル４６，４８を有している。２つのマンドレル４６，４８は、それぞれの円形面４６ａ，４８ａが互いに軸方向で対向するように配置されている。円形面４６ａ，４８ａは、互いに略同じ外径を有している。

円形面４６ａ，４８ａは、ブランク４０の軸方向に向いた軸方向両端面に接触し得る把持面である。ブランク４０は、マンドレル４６，４８にそれらの円形面４６ａ，４８ａと接触しながら挟持されることにより軸方向で把持される。クランプ４４のマンドレル４６，４８は、成形開始前、外周面からブランク４０の外端部を径方向外側へ向けて突出させた状態でそのブランク４０を軸方向両側で把持する。以下、一方（図４における左側）のマンドレル４６を主軸側マンドレル４６と、また、他方（図４における右側）のマンドレル４８を心押し側マンドレル４８と、それぞれ称す。

主軸側マンドレル４６の円形面４６ａには、軸方向に向けて突出する突起５０が設けられている。また、心押し側マンドレル４８の円形面４８ａには、軸方向に向けて凹んだ凹み穴５２が設けられている。突起５０は、ブランク４０の貫通穴４２の径に合致しかつ心押し側マンドレル４８の凹み穴５２の内径に合致した外径を有しており、その貫通穴４２及びその凹み穴５２に挿入可能である。ブランク４０は、成形開始前にその貫通穴４２に主軸側マンドレル４６の突起５０が挿入されるようにセットされる。

主軸側マンドレル４６及び心押し側マンドレル４８は、軸方向に相対移動（スライド）することが可能である。具体的には、成形開始前にブランク４０がセットされる主軸側マンドレル４６は、原則として（詳細には、後述のサブクランプを除いて）、固定設置されている。一方、心押し側マンドレル４８は、メインスライド装置５４に取り付けられており、そのメインスライド装置５４により主軸側マンドレル４６に対して軸方向に移動することが可能である。

以下、主軸側マンドレル４６と心押し側マンドレル４８とがブランク４０を把持するときの心押し側マンドレル４８の軸方向位置を把持位置と、また、主軸側マンドレル４６と心押し側マンドレル４８とがブランク４０を把持しないときに心押し側マンドレル４８が待機する軸方向位置を待機位置と、それぞれ称す。

メインスライド装置５４は、コントローラ５６からの指令に従って、心押し側マンドレル４８を主軸側マンドレル４６に対して移動させて待機位置と把持位置との間で変位させることが可能である。心押し側マンドレル４８は、メインスライド装置５４により待機位置と把持位置との間で変位することが可能である。

主軸側マンドレル４６は、内径側と外径側とで２分割されており、内径側に位置する円柱状のメインクランプ（主軸側メインクランプ）６０と、外径側に位置する円筒状・円環状のサブクランプ（主軸側サブクランプ）６２と、を有している。主軸側サブクランプ６２は、主軸側メインクランプ６０の径方向外側にその主軸側メインクランプ６０の外周面を囲うように配置されている。主軸側メインクランプ６０は、予め定められた外径を有するように円柱状に形成されており、固定設置された不動の部材である。また、主軸側サブクランプ６２は、主軸側メインクランプ６０の外径よりも僅かに大きな内径を有しかつ予め定められた径方向厚さを有するように円筒状・円環状に形成されている。

主軸側サブクランプ６２は、主軸側サブスライド装置６４に取り付けられており、その主軸側サブスライド装置６４により主軸側メインクランプ６０に対してその主軸側メインクランプ６０の外周面に沿って軸方向に移動することが可能である。以下、主軸側サブクランプ６２がブランク４０を把持するときに位置する軸方向位置を作動位置と、また、主軸側サブクランプ６２がブランク４０を把持しないときに位置する軸方向位置を退避位置と、それぞれ称す。

主軸側サブスライド装置６４は、コントローラ５６からの指令に従って、主軸側サブクランプ６２を主軸側メインクランプ６０に対して移動させて退避位置と作動位置との間で変位させることが可能であって、例えば油圧制御により主軸側サブクランプ６２を変位させる。主軸側サブクランプ６２は、主軸側サブスライド装置６４により退避位置と作動位置との間で変位することが可能である。

また、心押し側マンドレル４８は、主軸側マンドレル４６と同様に、内径側と外径側とで２分割されており、内径側に位置する円柱状のメインクランプ（心押し側メインクランプ）７０と、外径側に位置する円筒状・円環状のサブクランプ（心押し側サブクランプ）７２と、を有している。心押し側サブクランプ７２は、心押し側メインクランプ７０の径方向外側にその心押し側メインクランプ７０の外周面を囲うように配置されている。心押し側メインクランプ７０は、主軸側メインクランプ６０の外径と略同じ外径を有するように円柱状に形成されている。また、心押し側サブクランプ７２は、心押し側メインクランプ７０の外径よりも僅かに大きな内径を有しかつ主軸側サブクランプ６２の径方向厚さと略同じ径方向厚さを有するように円筒状・円環状に形成されている。

心押し側サブクランプ７２は、心押し側サブスライド装置７４に取り付けられており、その心押し側サブスライド装置７４により心押し側メインクランプ７０に対してその心押し側メインクランプ７０の外周面に沿って軸方向に移動することが可能である。以下、心押し側サブクランプ７２がブランク４０を把持するときに位置する軸方向位置を作動位置と、また、心押し側サブクランプ７２がブランク４０を把持しないときに位置する軸方向位置を退避位置と、それぞれ称す。

心押し側サブスライド装置７４は、コントローラ５６からの指令に従って、心押し側サブクランプ７２を心押し側メインクランプ７０に対して移動させて退避位置と作動位置との間で変位させることが可能であって、例えば油圧制御により主軸側サブクランプ６２を変位させる。心押し側サブクランプ７２は、心押し側サブスライド装置７４により退避位置と作動位置との間で変位することが可能である。

コントローラ５６は、主軸側サブスライド装置６４と心押し側サブスライド装置７４とを同期させて作動させることにより、主軸側サブクランプ６２と心押し側サブクランプ７２とを同期させてそれぞれ退避位置と作動位置との間で変位させる。このため、主軸側サブクランプ６２と心押し側サブクランプ７２とは、同期して退避位置と作動位置との間で変位する。すなわち、主軸側サブクランプ６２が退避位置にあるときは心押し側サブクランプ７２も退避位置にあり、また、主軸側サブクランプ６２が作動位置にあるときは心押し側サブクランプ７２も作動位置にある。

また、ワーク成形装置１０は、クランプ４４により把持されているブランク４０を塑性変形させるためのローラ７８を備えている。ローラ７８は、クランプ４４の径方向外側（より具体的には、クランプ４４により把持されるブランク４０の径方向外側）に配置されている。ローラ７８は、成形開始前のブランク４０からワーク１２を成形する工程に合わせて複数種類設けられている。複数種類のローラ７８は、クランプ４４の径方向外側にクランプ４４の軸中心回りに環状に配置されている。

各ローラ７８はそれぞれ、径方向に移動可能であると共に、自己の軸回りに回転（自転）可能であり、また、クランプ４４の軸回りに回転（公転）可能である。各ローラ７８には、上記のコントローラ５６が電気的に接続されている。各ローラ７８はそれぞれ、コントローラ５６からの指令に従って、成形工程に合わせて径方向内側（中心軸側）に向けて移動されると共に、その径方向内側に移動したローラ７８を含めてすべてのローラ７８がクランプ４４の軸を中心にして公転することで、ブランク４０を塑性変形させてブランク４０の成形加工を行う。

薄肉円盤状のブランク４０からスポーク部２４とドラム部２６とフランジ部２８とを有するワーク１２への成形加工は、（１）ブランク４０の外端部を増肉させる増肉工程と、（２）増肉工程にて増肉したブランク４０の増肉部位を軸方向に２分割させるスプリット工程と、（３）スプリット工程にて２分割された両分割部位それぞれを軸方向外側に倒しながら引き延ばして（但し、軸方向一方側の分割部位については、端部まで引き延ばさずに中途でその引き延ばしを終了する。）、ドラム部２６を仮形状に成形させる仮成形工程と、（４）仮成形工程にて成形されたドラム部２６の軸方向一方側の端部に残っている肉片を軸方向外側（軸方向一方側）から軸方向内側（軸方向他方側）に向けて押圧して径方向外側へ立たせて、フランジ部２８を成形するフランジ成形工程と、（５）フランジ成形工程にて成形したフランジ部２８の軸方向他方側の根元部からドラム部２６の軸方向他方側端部までを軸方向他方側に向けて引き延ばして、ドラム部２６を本形状に成形させるドラム成形工程と、からなる。

上記した複数種類のローラ７８は、上記（１）〜（５）の各工程に合わせたものであって、具体的には、増肉工程にて用いる増肉ローラ７８ａ及び支持ローラ７８ｂと、スプリット工程及び仮成形工程にて用いるＶ字型ローラ７８ｃと、フランジ成形工程にて用いるフランジ成形用ローラ７８ｄと、主にドラム成形工程にて用いるドラム成形用ローラ７８ｅと、を含む。

増肉ローラ７８ａと支持ローラ７８ｂとはそれぞれ、クランプ４４の径方向外側において互いに軸中心を挟んで対向する位置に配置されている。増肉ローラ７８ａは、クランプ４４の軸に平行に延びる軸を有するように略円柱状に形成されたローラである。増肉ローラ７８ａは、自己の軸回りの外周面の軸方向略中央に環状に設けられた、表面が凹む溝８０を有しており、軸に直交する方向から見て或いは断面的に凹形状に形成されている。増肉ローラ７８ａの溝８０は、ブランク４０の外端部に形成すべき所望増肉量に対応して、所定の深さ及び容量に形成されており、例えば底面が丸みを帯びた断面Ｕ字型に形成されている。

増肉ローラ７８ａは、薄肉円盤状のブランク４０の外端部を増肉させる第１の増肉ローラ７８ａ−１と、その第１の増肉ローラ７８ａ−１とは別体で構成された、その第１の増肉ローラ７８ａ−１を用いて増肉したブランク４０の外端部を更に増肉させる第２の増肉ローラ７８ａ−２と、の２種類からなる。第１の増肉ローラ７８ａ−１と第２の増肉ローラ７８ａ−２とは、周方向に並んで配置されている。

第１の増肉ローラ７８ａ−１は、その溝８０−１の深さ又は容量が比較的小さく、ブランク４０の外端を第１の所定径位置まで押圧してその外端部の増肉量を第１の所定量とするうえで用いられるローラである。また、第２の増肉ローラ７８ａ−２は、その溝８０−２の深さ又は容量が比較的大きく、ブランク４０の外端を上記した第１の所定径位置よりも内径側の第２の所定径位置まで押圧してその外端部の増肉量を第２の所定量（最終的な所望増肉量）とするうえで用いられるローラである。

支持ローラ７８ｂは、クランプ４４の軸に平行に延びる軸を有するように略円柱状に形成されたローラである。支持ローラ７８ｂは、自己の軸回りの外周面の軸方向略中心に環状に設けられた溝８２を有しており、軸に直交する方向から見て或いは断面的に凹形状に形成されている。支持ローラ７８ｂは、増肉ローラ７８ａがブランク４０の外端を径方向内側の軸中心に向けて押圧してその外端部を増肉させる際に、その増肉ローラ７８ａと軸中心を挟んで対向する反対側位置でそのブランク４０を把持するクランプ４４を支持してそのクランプ４４の径方向への折れを防止する部材である。支持ローラ７８ｂの溝８２は、クランプ４４に挟持された成形開始前の薄肉円盤状のブランク４０からワーク１２を成形するまでにそのブランク４０に接触しない所定の深さ及び容量に形成されており、断面Ｕ字型に形成されている。

支持ローラ７８ｂは、第１の増肉ローラ７８ａ−１に対応した第１の支持ローラ７８ｂ−１と、その第１の支持ローラ７８ｂ−１とは別体で構成された、第２の増肉ローラ７８ａ−２に対応した第２の支持ローラ７８ｂ−２と、の２種類からなる。第１の支持ローラ７８ｂ−１と第２の支持ローラ７８ｂ−２とは、周方向に並んで配置されている。尚、第１の支持ローラ７８ｂ−１の溝８２−１と第２の支持ローラ７８ｂ−２の溝８２−２とは、ブランク４０が接触しなければ、略同じ深さ又は容量に形成されていてもよく、また、互いに異なる深さ又は容量に形成されていてもよい。

Ｖ字型ローラ７８ｃは、クランプ４４の径方向外側において互いに軸中心を挟んで対向するように二つ設けられている。Ｖ字型ローラ７８ｃは、クランプ４４の軸に平行に延びる軸を有するように円盤状に形成されたローラである。Ｖ字型ローラ７８ｃは、自己の軸回りの外周面に環状に設けられた、自己の軸中心から径方向外側にかけてすなわちクランプ４４及びブランク４０の径方向内側に向けて表面がＶ字型に尖る尖り部８４を有しており、軸に直交する方向から見て或いは断面的にＶ字状に形成されている。クランプ４４の軸中心を挟んで対向する２つのＶ字型ローラ７８ｃは、互いに略同じ形状に形成されている。

Ｖ字型ローラ７８ｃは、増肉工程にて増肉したブランク４０の増肉部位を軸方向に略等分で２分割するスプリット工程に用いると共に、そのスプリット工程にて２分割された両分割部位それぞれを軸方向外側に倒しながら引き延ばして（但し、軸方向一方側の分割部位については、端部まで引き延ばさずに中途でその引き延ばしを終了する。）、ワーク１２のドラム部２６を仮成形する仮成形工程にも用いる。すなわち、Ｖ字型ローラ７８ｃは、ブランク４０の増肉部位を軸方向に２分割させる部材であると共に、両分割部位を径方向内側に向けて押圧しつつ軸方向外側に向けて引き延ばしてワーク１２のドラム部２６を仮形状に成形する部材である。

Ｖ字型ローラ７８ｃの尖り部８４は、軸方向左右の面８６，８８が軸に対してなす角度が所定角度となるように形成されている。尚、以下、尖り部８４の、ブランク４０からワーク１２のフランジ部２８を形成すべき軸方向一方側に向く面８６を尖り部８４の一方面８６と、尖り部８４の軸方向他方側に向く面８８を尖り部８４の他方面８８と、それぞれ称す。

尖り部８４は、一方面８６が軸に対してなす角度と他方面８８が軸に対してなす角度とが略一致するように形成されている。以下、面８６，８８が軸に対してなす角度をローラ迎角αと称す。このローラ迎角αは、３０°〜６０°程度に設定されており、例えば４５°近傍に設定されていることが好ましい。また、尖り部８４の一方面８６と他方面８８とがなす角度θは、６０°〜１２０°程度に設定されており、例えば９０°近傍に設定されていることが好ましい。

フランジ成形用ローラ７８ｄは、クランプ４４の径方向外側において唯一つ設けられている。尚、二つ以上設けられていてもよい。フランジ成形用ローラ７８ｄは、クランプ４４の軸に直交する方向（すなわち、クランプ４４の径方向）に平行に延びる軸を有するように円柱状に形成されるローラである。フランジ成形用ローラ７８ｄは、軸方向他方側の端部（外面）がクランプ４４の軸に直交する方向すなわち自ローラ７８ｄの円柱軸に平行に延びる方向に略直線状に延びるように形成されている。フランジ成形用ローラ７８ｄは、その外面を仮成形工程にて成形されたドラム部２６の軸方向一方側の端部に残っている肉片に接触させつつ、その肉片をその肉片の軸方向一方側から軸方向他方側に向けて押圧して径方向外側へ立たせることで、フランジ部２８を成形する部材である。

また、ドラム成形用ローラ７８ｅは、クランプ４４の径方向外側において互いに軸中心を挟んで対向するように二つ設けられている。ドラム成形用ローラ７８ｅは、クランプ４４の軸に平行に延びる軸を有するように形成されるローラである。ドラム成形用ローラ７８ｅは、軸方向一方側の端面が略平面状に形成され、かつ、自己の軸に対する径方向外側の端面（すなわち、径方向外側の先端面）が軸方向一方側から軸方向他方側にかけて丸みを帯びつつ自己の軸に対する外径が軸方向一方側から軸方向他方側にかけて徐々に小さくなるように（すなわち、軸方向一方側寄りにクランプ４４の軸中心に向けて径方向に延びる凸部を有するように）、クランプ４４の軸に直交する方向から見て或いは断面的に台形型・円錐型に形成されている。

ドラム成形用ローラ７８ｅは、その外面をフランジ成形工程にて成形されたフランジ部２８の軸方向他方側の根元部に接触させてから、Ｖ字型ローラ７８ｃにより軸方向外側に引き延ばされて仮成形されたドラム部２６を更に径方向内側に向けて押圧しつつ軸方向外側（軸方向他方側）に向けて引き延ばすことで、ドラム部２６を所望の外径を有する形状に成形する部材である。ドラム成形用ローラ７８ｅは、軸方向一方側の端面と自己の軸に対する径方向外側の端面との接続部位（角部）近傍の尖り度が異なる２種類のドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２からなる。

第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１と第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２とは、クランプ４４の径方向外側において互いに軸中心を挟んで対向する位置に配置されている。Ｖ字型ローラ７８ｃにより仮成形されたドラム部２６は、第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１→第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２の順で外周面側から軸中心側に向けて押圧されることで本成形される。

第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２は、図６に示す如く、第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１に比べて、軸方向一方側の端面と径方向外側の端面との接続部位近傍の尖り度が大きくなるように形成されている。例えば、第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１の上記接続部位は、丸みを帯びた形状に形成されており、半径５ｍｍ〜半径１５ｍｍ程度（好ましくは、Ｒ１０）でＲ面加工されていると共に、第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２の上記接続部位は、丸みを帯びた形状に形成されており、半径１ｍｍ〜半径３ｍｍ程度（好ましくは、Ｒ２）でＲ面加工されている。

また、第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２は、第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１に比べて、最大外径が僅か（最大外径の偏差Δｒ；例えば１ｍｍ〜３ｍｍ）に大きくなるように形成され、上記接続部位における軸方向位置が僅か（Δａ；例えば１ｍｍ〜３ｍｍ）にフランジ成形側の軸方向一方側に寄るように形成されていると共に、最大外径部位における軸方向位置が所定距離（Δｂ；例えば５ｍｍ〜１５ｍｍ）ずれるように形成されている。

すなわち、第１及び第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２は、断面において最大外径部位における頂点同士を結んだ線がクランプ４４の軸方向に対してなす角度βが例えば５°〜１５°程度となるように形成されている。但し、第１及び第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２の形成は、第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２の径方向外側表面がその最大外径部位における頂点同士を結んだ線に対して径方向外側に位置しないように行われる。このため、ブランク４０の成形加工時、第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２は、第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１に比べて、ブランク４０に接する表面である径方向外側の端面がクランプ４４の中心軸側に寄り、かつ、上記接続部位が軸方向一方側に寄るものとなる。

図７及び図８はそれぞれ、本実施例のワーク成形装置１０により薄肉円盤状のブランク４０からワーク１２を成形する工程を表した図を示す。尚、図７にはワーク成形装置１０の全体断面図を、また、図８にはワーク成形装置１０の要部斜視図及び要部断面図を、それぞれ示す。

本実施例のワーク成形装置１０において、薄肉円盤状のブランク４０からスポーク部２４とドラム部２６とフランジ部２８とを有するワーク１２を成形するうえでは、まず、クランプ４４の心押し側マンドレル４８が待機位置に位置する状態で、薄肉円盤状のブランク４０が、その貫通穴４２にクランプ４４の主軸側マンドレル４６の突起５０が挿入されるようにセットされる（図７（Ａ）及び図８（Ａ））。

上記したブランク４０のセット後、心押し側マンドレル４８がメインスライド装置５４により待機位置から主軸側マンドレル４６に対して軸方向に近づくように移動される。そして、心押し側マンドレル４８が把持位置に達すると、ブランク４０が両マンドレル４６，４８の円形面４６ａ，４８ａに接触して挟持されてクランプ４４に把持される（図３（Ａ）及び図７（Ｂ））。この際、両マンドレル４６，４８は共に、サブクランプ６２，７２が作動位置にあり、メインクランプ６０，７０の径方向外側にサブクランプ６２，７２が挿入されて隣接する状態となるので、円形面４６ａ，４８ａの外径が比較的大きくなるように設定される。

薄肉円盤状のブランク４０が上記の如くクランプ４４に把持されると、次に、全ローラ７８のうち第１の増肉ローラ７８ａ−１及び第１の支持ローラ７８ｂ−１がクランプ４４に対して径方向内側に向けて移動される。この場合には、第１の支持ローラ７８ｂ−１がクランプ４４のマンドレル４６，４８の側壁面（具体的には、サブクランプ６２，７２の外周面）に接触直前まで移動されると共に、第１の増肉ローラ７８ａ−１の溝８０−１の底面がブランク４０の外端に接触される（図７（Ｃ）及び図８（Ｂ））。

かかる状態で、ローラ７８がクランプ４４の軸回りに回転しながら、第１の支持ローラ７８ｂ−１がマンドレル４６，４８を径方向外側から軸中心に向けて支持しつつ、かつ、第１の増肉ローラ７８ａ−１が更にクランプ４４に対して径方向内側に向けて移動されて、溝８０−１の底面でブランク４０の外端を軸中心に向けて第１の所定径位置まで押圧する。尚、第１の増肉ローラ７８ａ−１が、その外周面がクランプ４４のマンドレル４６，４８のサブクランプ６２，７２の外周面に接触する直前までクランプ４４に対して径方向内側に向けて移動されると、ブランク４０の外端が第１の所定径位置まで押圧されてその外端部の増肉量が第１の所定量となる（図３（Ｂ）、図７（Ｄ）及び図８（Ｃ））。

ブランク４０の外端が上記の如く第１の所定径位置まで押圧されると、次に、主軸側マンドレル４６の主軸側サブクランプ６２が主軸側サブスライド装置６４により作動位置から退避位置へ変位されてブランク４０の把持を解除すると共に、心押し側マンドレル４８の心押し側サブクランプ７２が心押し側サブスライド装置７４により作動位置から退避位置へ変位されてブランク４０の把持を解除する。

尚、この際にも、主軸側マンドレル４６の主軸側メインクランプ６０及び心押し側マンドレル４８の心押し側メインクランプ７０は、ブランク４０の把持を継続する。このため、両マンドレル４６，４８のサブクランプ６２，７２が退避位置に退避すると、メインクランプ６０，７０の径方向外側からサブクランプ６２，７２が軸方向外側に引き抜かれてメインクランプ６０，７０の径方向外側にサブクランプ６２，７２が隣接しない状態となるので、それらマンドレル４６，４８の円形面４６ａ，４８ａの外径が共に比較的小さくなる。

また、上記したサブクランプ６２，７２の退避位置への退避と同時に或いはその直後、ローラ７８のジョブチェンジが実施される。具体的には、第１の増肉ローラ７８ａ−１及び第１の支持ローラ７８ｂ−１がクランプ４４に対して径方向外側に移動されると共に、第２の増肉ローラ７８ａ−２及び第２の支持ローラ７８ｂ−２がクランプ４４に対して径方向内側に移動される。この場合には、第２の支持ローラ７８ｂ−２がクランプ４４のマンドレル４６，４８の側壁面（具体的には、メインクランプ６０，７０の外周面）に接触直前まで移動されると共に、第２の増肉ローラ７８ａ−２の溝８０−２の底面がブランク４０の外端に接触される。

かかる状態で、ローラ７８がクランプ４４の軸回りに回転しながら、第２の支持ローラ７８ｂ−２がマンドレル４６，４８を径方向外側から軸中心に向けて支持しつつ、かつ、第２の増肉ローラ７８ａ−２が更にクランプ４４に対して径方向内側に向けて移動されて、溝８０−２の底面でブランク４０の外端を軸中心に向けて第２の所定径位置まで押圧する。尚、第２の増肉ローラ７８ａ−２が、その外周面がクランプ４４のマンドレル４６，４８のメインクランプ６０，７０の外周面に接触する直前までクランプ４４に対して径方向内側に向けて移動されると、ブランク４０の外端が第２の所定径位置まで押圧されてその外端部の増肉量が第２の所定量（所望増肉量）となる（図３（Ｃ）、図７（Ｅ）、及び図８（Ｄ））。

従って、上記の如くワーク成形装置１０での増肉ローラ７８ａ及び支持ローラ７８ｂの切り替えを行うことにより、薄肉円盤状のブランク４０の外端部を所望増肉量まで増肉させる増肉工程を実現することができる。

上記の如く増肉工程にて薄肉円盤状のブランク４０の外端が第２の所定径位置まで押圧されてブランク４０の外端部が増肉されると、次に、ローラ７８のジョブチェンジが実施される。具体的には、第２の増肉ローラ７８ａ−２及び第２の支持ローラ７８ｂ−２がクランプ４４に対して径方向外側に移動されると共に、Ｖ字型ローラ７８ｃがクランプ４４に対して径方向内側に移動される（図３（Ｄ）及び図７（Ｆ））。

そして、Ｖ字型ローラ７８ｃが、その尖り部８４でブランク４０の外端（具体的には、増肉部位の軸方向略中央）と接触した後、更にクランプ４４に対して径方向内側に移動されることで、そのブランク４０の外端部の増肉された増肉部位を尖り部８４で軸中心に向けて所定位置まで押圧する。かかる押圧がなされると、ブランク４０の上記増肉部位が塑性変形されて軸方向にＹ字形状に略等分で２分割される（図３（Ｅ）、図７（Ｇ）、及び図８（Ｅ））。これにより、上記したスプリット工程が実現される。

上記の如くスプリット工程にてＶ字型ローラ７８ｃを用いてブランク４０の外端部の増肉部位が軸方向に２分割されると、次に、そのＶ字型ローラ７８ｃが、径方向位置を維持したまま、まず、軸方向一方側（各図３、図７、及び図８などにおいて左方側）に向けて移動されて、そのＶ字型ローラ７８ｃの尖り部８４の先端でブランク４０の増肉部位が２分割された軸方向一方側の分割部位を軸方向一方側に倒して引き延ばし、中途（予め定められた軸方向位置）で移動停止されてその引き延ばしを終了する（図３（Ｆ）、図７（Ｈ）、及び図８（Ｆ））。

そしてその後、そのＶ字型ローラ７８ｃが、径方向位置を維持したまま、移動方向が反転されて軸方向他方側（各図３、図７、図８などにおいて右方側）に向けて移動されて、そのＶ字型ローラ７８ｃの尖り部８４の先端でブランク４０の増肉部位が２分割された軸方向他方側の分割部位を軸方向他方側に倒して端部まで引き延ばす（図３（Ｇ）、図７（Ｉ）、及び図８（Ｇ））。この場合には、ブランク４０の外端部の増肉部位が２分割された両分割部位が塑性変形されることで、ワーク１２のドラム部２６が所望形状よりも肉厚の仮形状まで成形される（仮成形）。これにより、ドラム部２６を仮成形する仮成形工程が実現される。

上記の如く仮成形工程にてドラム部２６が仮成形されると、次に、ローラ７８のジョブチェンジが実施される。具体的には、Ｖ字型ローラ７８ｃがクランプ４４に対して径方向外側に移動されると共に、まず、ドラム成形用ローラ７８ｅがクランプ４４に対して径方向内側に移動される（図３（Ｈ）、図７（Ｊ）、及び図８（Ｈ））。

尚、この際、ドラム成形用ローラ７８ｅがクランプ４４に対して径方向内側に移動される軸方向位置は、ブランク４０の軸方向一方側の端部に残っている肉片（後にフランジ部２８の全部又は一部となる部位）に対して軸方向他方側の位置であって、ブランク４０の円筒状に形成された部位の軸方向一方側の端の位置である。また、この際に使用されるドラム成形用ローラ７８ｅは、第１及び第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２のうちの何れか一であればよく、また、両者であってもよい。

ドラム成形用ローラ７８ｅの上記した径方向内側への移動は、そのドラム成形用ローラ７８ｅの径方向外側先端がブランク４０の上記肉片に対する軸方向他方側の根元近傍の径方向外側表面に接触された後、その表面にフランジ部２８を成形させるうえで基点となる凹み部９０が形成されるように行われる。この凹み部９０の形成は、ブランク４０の上記肉片に対する軸方向他方側の根元近傍の径方向厚さを薄肉にすることで、後に行われるフランジ部２８の成形を容易にするためのものである。

上記した凹み部９０の形成の際、ブランク４０の表面のうちドラム成形用ローラ７８ｅの径方向外側先端を接触させる位置は、上記肉片の軸方向他方側の位置かつスポーク部２４の軸方向位置よりも軸方向一方側の位置であって、フランジ部２８を所望形成に成形させるうえで必要な位置である。また、その凹み部９０の深さは、その凹み部９０が形成された部位の径方向厚さがドラム部２６の本成形後の所望の径方向厚さと略一致するように形成される。

そして、上記の如く凹み部９０が形成されると、次に、ローラ７８のジョブチェンジが実施される。具体的には、ドラム成形用ローラ７８ｅがクランプ４４に対して径方向外側に移動されると共に、フランジ成形用ローラ７８ｄがクランプ４４に対して径方向内側に移動される（図３（Ｉ）及び図８（Ｉ））。尚、この際、フランジ成形用ローラ７８ｄがクランプ４４に対して径方向内側に移動される軸方向位置は、ブランク４０の軸方向一方側の端部に残っている肉片に対して軸方向一方側の位置である。

フランジ成形用ローラ７８ｄが、その先端がクランプ４４の表面に接する程度まで径方向内側に移動された後、軸方向他方側に移動されて、ブランク４０の軸方向一方側の端部に残っている肉片を軸方向一方側から軸方向他方側に向けて押圧してその肉片を径方向外側へ立たせる（図３（Ｊ）、図７（Ｋ）、及び図８（Ｊ））。この場合には、ブランク４０の軸方向一方側の分割部位が塑性変形されることで、その分割部位の軸方向一方側端面が軸方向に向くフランジ部２８が成形される。これにより、上記したフランジ成形工程が実現される。

上記の如くフランジ成形工程にてドラム成形用ローラ７８ｅとフランジ成形用ローラ７８ｄとを用いてブランク４０（すなわち、ワーク１２）のフランジ部２８が成形されると、次に、フランジ成形用ローラ７８ｄがクランプ４４に対して径方向外側に移動されると共に、ドラム成形用ローラ７８ｅがクランプ４４に対して径方向内側に移動される（図３（Ｋ）、図７（Ｌ）、及び図８（Ｋ））。

尚、この際、ドラム成形用ローラ７８ｅがクランプ４４に対して径方向内側に移動される軸方向位置は、ブランク４０の軸方向一方側に形成されたフランジ部２８に対して軸方向他方側の位置であって、ブランク４０の円筒状に形成された部位（すなわち、仮成形されているドラム部２６）の軸方向一方側の端の位置である。

そして、ドラム成形用ローラ７８ｅが、径方向への移動に伴ってブランク４０の円筒部位に接触した後、その円筒部位を、更に薄肉になるように軸中心に向けて所定位置まで押圧した状態で軸方向他方側に移動されて、その円筒部位を更に軸方向他方側に引き延ばす（図３（Ｌ）、図７（Ｍ）、及び図８（Ｌ））。尚、第１及び第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２は、互いに同期して移動される。この場合、ブランク４０が塑性変形されることで、所望の外径を有するドラム部２６が成形される。これにより、ドラム部２６を所望形状に本成形する上記したドラム成形工程が実現される。

そして、上記の如くドラム成形工程にてドラム部２６が所望形状に成形されると、次に、ドラム成形用ローラ７８ｅがクランプ４４に対して径方向外側に移動されると共に、その移動後、クランプ４４の心押し側マンドレル４８がメインスライド装置５４により把持位置から待機位置へ変位することで両マンドレル４６，４８（具体的には、メインクランプ６０，７０）によるワーク１２の把持が解除される。

ここで、ブランク４０の成形が完了し両マンドレル４６，４８のメインクランプ６０，７０による把持が解除されても、図７（Ｎ）に示す如く、そのブランク４０のドラム部２６の内周側にメインクランプ６０，７０（特に、ドラム部２６の大半が占める心押し側メインクランプ７０）が挿入された状態、すなわち、そのドラム部２６がメインクランプ７６０，７０の外周面に嵌った状態に維持されることがある。

これに対して、本実施例においては、上記の如く両マンドレル４６，４８のメインクランプ６０，７０によるブランク４０の把持が解除された後、サブクランプ６２，７２（特に、心押し側サブクランプ７２）が、サブスライド装置６４，７４により退避位置→作動位置→退避位置の順で軸方向に一往復移動される。この場合には、メインクランプ６０，７０の径方向外側にサブクランプ６２，７２が挿入されて隣接する状態が形成される。かかる状態が形成されると、ブランク４０のドラム部２６の内周側にメインクランプ６０，７０が挿入されていても、サブクランプ６２，７２が軸方向へ移動する力によってそのドラム部２６の軸方向他方側の端面がメインクランプ６０，７０に対して軸方向一方側へ押圧される（図７（Ｏ））。これにより、メインクランプ６０，７０からブランク４０が払い出される払出工程が実現される。

このように、本実施例によれば、ワーク成形装置１０を用いて、増肉工程、スプリット工程、仮成形工程、フランジ成形工程、及びドラム成形工程を順に実施することにより、薄肉円盤状のブランク４０から、スポーク部２４とドラム部２６とフランジ部２８とを有するワーク１２を成形することができる。尚、モータ装置１４に搭載されるワーク１２は、上記の払出工程にて払い出されたブランク４０が所望の内径を有するようにその貫通穴４２の周囲でカットされることにより所望形状に形成される。

本実施例において、ワーク１２を成形するうえで必要な工程である薄肉円盤状のブランク４０の外端部を増肉させる増肉工程は、クランプ４４の外径を２段階で可変させつつ実施される。

具体的には、増肉工程では、当初は、ブランク４０の外端部を所望増肉量よりも少ない第１の所定量まで増肉させる。かかる増肉は、両マンドレル４６，４８のメインクランプ６０，７０の径方向外側にサブクランプ６２，７２を挿入して隣接させることでクランプ４４の外径を比較的大きくした状態で、両マンドレル４６，４８の間に薄肉円盤状のブランク４０を挟持させつつ、比較的浅めの溝８０−１を有する第１の増肉ローラ７８ａ−１を用いてそのブランク４０の外端を軸中心に向けて第１の所定径位置まで押圧することにより行われる。

そしてその後、ブランク４０の外端部を所望増肉量まで増肉させる。かかる増肉は、メインクランプ６０，７０の径方向外側からサブクランプ６２，７２を引き抜いてその径方向外側にサブクランプ６２，７２を隣接させないことでクランプ４４の外径を比較的小さくした状態で、両マンドレル４６，４８の間に薄肉円盤状のブランク４０を挟持させつつ、比較的深めの溝８０−２を有する第２の増肉ローラ７８ａ−２を用いてそのブランク４０の外端を軸中心に向けて第２の所定径位置まで押圧することにより行われる。

かかる増肉処理においては、増肉開始から増肉完了までの間に、クランプ４４の両マンドレル４６，４８に把持されて外端部が増肉加工されるブランク４０の外径に合わせて、そのマンドレル４６，４８の外径が可変される。具体的には、ブランク４０の外径が増肉開始から第１の所定径位置に達するまではマンドレル４６，４８の外径が比較的大きくされ、一方、ブランク４０の外径が第１の所定径位置に達してからその第１の所定径位置よりも内径側の第２の所定径位置に達するまではマンドレル４６，４８の外径が比較的小さくされる。

この点、増肉工程において、ブランク４０の外径が比較的大きい間はそのブランク４０を比較的大きな外径のクランプ４４で把持する一方、ブランク４０の外径が比較的小さくなった後はそのブランクを比較的小さな外径のクランプ４４で把持することができる。従って、本実施例のワーク成形装置１０によれば、増肉工程においてブランク４０を把持するクランプ４４の外径を可変させることで、ブランク４０の、マンドレル４６，４８の外周面から径方向外側へ向けて突出する外端部の径方向長さ（突出長）Ｌを常に短くすることができる。

このため、本実施例によれば、ブランク４０の外端部を多量に増肉させるうえで成形開始前の薄肉円盤状のブランク４０の外径が比較的大きいときにも、クランプ４４により把持されるブランク４０の外端が増肉ローラ７８ａの溝８０により軸中心に向けて押圧されることによってそのブランク４０の外端部が増肉される増肉工程で、そのブランク４０が座屈するのを確実に防止することができる。

尚、ブランク４０の座屈を防止するうえでは、成形開始前の薄肉円盤状のブランク４０の軸方向の厚さを大きくすることが考えられるが、かかる構造では、ブランク４０の重量増が招来する。

これに対して、本実施例においては、成形開始前の薄肉円盤状のブランク４０の軸方向の厚さが小さくてもブランク４０の座屈を防止することができるので、ブランク４０の板厚増による重量増を避けつつその座屈防止を図ることができる。また、成形開始前の薄肉円盤状のブランク４０の軸方向の厚さが小さくても、その外径が大きくされれば、その外端部への多量の増肉は可能である。従って、本実施例によれば、成形開始前の薄肉円盤状のブランク４０の軸方向の厚さが比較的小さく更にその外径が比較的大きくても、そのブランク４０を座屈させることなくその外端部への多量の増肉を実現することができる。

また、本実施例においては、薄肉円盤状のブランク４０をクランプ４４で把持してその外端部を増肉させてから、スポーク部２４とドラム部２６とフランジ部２８とを有するワーク１２を成形して払い出すまで、そのブランク４０を一つの同じクランプ４４を用いて把持することができる。このため、薄肉円盤状のブランク４０からスポーク部２４とドラム部２６とフランジ部２８とを有するワーク１２を成形するまで、そのブランク４０を把持する部材を交換することは不要である。

従って、本実施例によれば、ブランク４０を把持する把持部材の交換に起因した工程数増が生じることは無いので、ワーク製造時間が増加し或いはワーク製造上のコストアップが生じるのを防止することができる。また、ブランク４０を把持する把持部材の交換に起因した交換位置の精度低下が生ずることは無いので、ワーク１２の成形精度が低下するのを防止することができる。

また、本実施例においては、ブランク４０の外端部に形成された増肉部位をＶ字型ローラ７８ｃを用いて軸方向にＹ字状に２分割し、その２分割した両分割部位をそれぞれＶ字型ローラ７８ｃを用いて軸方向外側に倒しながら引き延ばすことでドラム部２６を仮成形し、その後、軸方向一方側の分割部位のうち軸方向一方側の端部に残った肉片をフランジ成形用ローラ７８ｄを用いて軸方向一方側から軸方向他方側に向けて押圧して径方向外側へ立たせることでフランジ部２８を成形し、そして最後に、仮成形されているドラム部２６をドラム成形用ローラ７８８ｅを用いて軸方向一方側から軸方向他方側に引き延ばすことでドラム部２６を本成形する。

この点、ワーク１２のドラム部２６及びフランジ部２８の双方を成形するうえで、軸方向に大きな幅を有する工具を径方向外側から径方向内側（軸中心）に向けて変位させてブランク４０をクランプ４４の外周面に押し付けることは不要である。従って、本実施例によれば、ワーク１２のフランジ部２８の根元近傍（すなわち、ドラム部２６との接続部位近傍）に欠肉が生ずるのを抑制することができると共に、また、フランジ部２８の成形を低荷重で高精度に行うことができる。このため、ワーク１２のドラム部２６の径方向外側でモータロータ１８をフランジ部２８に支持させながらカシメ固定するうえでの軸力を高めることが可能である。

図９は、本実施例のワーク成形装置１０が備えるＶ字型ローラ７８ｃの尖り部８４の角度の相違により成形形状の違いが生ずることの要因を説明するための図を示す。図１０は、フランジ成形用ローラ７８ｄによるフランジ部２８の成形の際に生ずる現象を説明するための図を示す。図１１は、本実施例のワーク成形装置１０によりフランジ部２８を成形する手順を表した図を示す。また、図１２は、本実施例においてワーク１２の内周面に形成される内歯の構成図を示す。尚、図１２（Ａ）にはワーク１２を側方から見た図を、また、図１２（Ｂ）には図１２（Ａ）に示すＡ−Ａ断面図を、それぞれ示す。

ところで、Ｖ字型ローラ７８ｃの尖り部８４の面８６，８８（特に、フランジ部２８を成形する側である軸方向一方側の一方面８６）が軸に対してなす角度（ローラ迎角）αが７５°程度に設定されてＶ字型ローラ７８ｃの尖り部８４が比較的鋭角に形成される構造（図９（Ｂ）に示す対比構造）では、ブランク４０の外端部の増肉部分が軸方向にＹ字状に２分割されると、その２分割された分割部位が径方向外側に立ち、その分割部位が軸に対してなす角度が大きくなり、Ｙ字の分岐部分があまり大きな角度で広がらない。このため、かかる対比構造では、そのＶ字型ローラ７８ｃがそのブランク４０の分岐部分を基点として軸方向左右に移動した際にそのブランク４０の分割部位（具体的には、フランジ部２８を成形する側である軸方向一方側の分割部位）が軸方向に大きく引っ張られるので、フランジ部２８の根元近傍に欠肉が生じ易くなる。

これに対して、本実施例において、上記のローラ迎角は、３０°〜６０°程度であり、例えば４５°近傍に設定されて、Ｖ字型ローラ７８ｃの尖り部８４が比較的鈍角に形成される。このため、Ｖ字型ローラ７８ｃがドラム成形工程でブランク４０の分岐部分を基点として軸方向左右に移動した際に、そのブランク４０の２分割された分割部位が軸方向に大きく引っ張られることは無いので、フランジ部２８の根元近傍に欠肉が生じるのは抑制される。

また、フランジ部２８の成形は、ドラム部２６が所望形状よりも肉厚に仮成形された後、フランジ成形用ローラ７８ｄがブランク４０の軸方向一方側の分割部位のうち軸方向一方側の端部に残った肉片を軸方向一方側から軸方向他方側に向けて押圧して径方向外側へ立たせることにより実現される。ここで、ドラム部２６が所望形状よりも肉厚に仮成形された状態で上記の肉片を径方向外側へ適切に立たせるためには、その肉片を軸方向一方側から軸方向他方側に向けて大きな荷重で押圧することが必要である。

この場合は、フランジ部２８の成形時に、クランプ４４に把持されるブランク４０全体に過大な曲げモーメントが生じて（図１０（Ａ））、その後のスプリングバックによってブランク４０の円筒部分（すなわち、ドラム部２６となる部位）が変形するおそれがある（図１０（Ｂ））。このため、ワーク１２を成形する手順として、ドラム部２６をドラム成形用ローラ７８ｅを用いて本成形した後にフランジ成形用ローラ７８ｄを用いてフランジ部２８を成形するものとすると、ブランク４０の円筒部分であるドラム部２６が変形してその形状精度が悪化してしまう。

これに対して、本実施例においては、ワーク１２を成形する手順として、ドラム部２６がドラム成形用ローラ７８ｅを用いて本成形される前に、フランジ部２８がフランジ成形用ローラ７８ｄを用いて成形される。すなわち、フランジ部２８がフランジ成形用ローラ７８ｄを用いて成形された後に、ドラム部２６がドラム成形用ローラ７８ｅを用いて本成形される。

かかるワーク成形手順によれば、フランジ部２８の成形後のスプリングバッグによってブランク４０の円筒部分に変形が生じたとしても、その後のドラム部２８の本成形によって形状を整えることが可能である。従って、本実施例のワーク成形方法によれば、ドラム部２６の形状精度が悪化したまま維持されるのを防止することができるので、成形品であるワーク１２の成形精度が低下するのを防止して、ワーク１２を所望形状に成形することができる。

また、本実施例においては、Ｖ字型ローラ７８ｃを用いてドラム部２６が仮成形された後、フランジ成形用ローラ７８ｄを用いてフランジ部２８が成形される前に、ドラム成形用ローラ７８ｅを用いてブランク４０の表面にフランジ部２８を成形させるうえで基点となる凹み部９０を形成する（図１１（Ａ））。そしてその後に、フランジ成形用ローラ７８ｄを用いてフランジ部２８を成形する（図１１（Ｂ））。

上記の凹み部９０は、ブランク４０の軸方向一方側の端部にある肉片に対する軸方向他方側の根元近傍において他部位よりも径方向厚さを薄肉にしたものである。このため、フランジ成形用ローラ７８ｄが軸方向他方側への移動によってブランク４０の肉片を押圧してフランジ部２８を成形する際に、そのブランク４０の肉片が円筒部分に対して凹み部９０で曲がり易くなる。ブランク４０の肉片が円筒部分に対して曲がり易くなれば、その肉片を径方向外側へ適切に立たせるうえで軸方向への押圧荷重をあまり大きくする必要はなく、ブランク４０全体に過大な曲げモーメントが作用することはなく、ブランク４０の円筒部分の変形が抑制される。

従って、本実施例によれば、ブランク４０の表面に曲げ基点となる凹み部９０を形成した後に、フランジ成形用ローラ７８ｄを用いてその凹み部９０を基点として肉片を曲げてフランジ部２８を成形することで、ワーク１２の成形精度が低下するのを防止して、ワーク１２を所望形状に成形することができる。

このようにワーク１２を所望形状に成形することができれば、特に、図１２に示す如く、ロータハブを構成するワーク１２のドラム部２６の内周面に軸中心に向けて突出するエンジントルクやモータトルクの動力伝達のための内歯９２が形成されるものであっても、その内歯９２の形状精度を確保することができる。この点、本実施例によれば、ドラム部２６の内周面に内歯９２が形成される構造に対して、内歯９２の形状精度を低下させることはなく、ドラム成形用ローラ７８ｅを用いてドラム部２６を成形する際に内歯９２を適切な形状に成形することができ、内歯９２の形状転写性を高めることができる。このため、ワーク１２のドラム部２６の内周面に形成される内歯９２とエンジン側やモータ側の外歯９４との係合性を高めることができ、動力伝達性を向上させることができる。

また、本実施例において、ドラム成形工程で用いるドラム成形用ローラ７８ｅは、上記の如く、クランプ４４の中心軸を挟んで対向配置された、軸方向一方側の端面と径方向外側の端面との接続部位（角部）近傍の尖り度が異なる２種類のドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２からなる。この角部尖り度は、第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２の方が第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１の方に比べて大きい。また、ブランク４０の成形加工時、第２ドラム成形用ローラ７８ｅ−２は、第１ドラム成形用ローラ７８ｅ−１に比べて、ブランク４０に接する表面である径方向外側の端面がクランプ４４の中心軸側に寄り、かつ、上記接続部位が軸方向一方側に寄るものとなる。

このため、本実施例によれば、フランジ成形用ローラ７８ｄによるフランジ部２８の成形後、ドラム成形用ローラ７８ｅによるドラム成形時に、Ｖ字型ローラ７８ｃにより仮成形されたブランク４０のドラム部２６を、角部近傍の尖り度が異なる２種類のドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２によりクランプ４４の中心軸方向により大きく押し付けることができるので、フランジ部２８の根元近傍への肉片の充填を適切に行うことができ、その根元近傍の欠肉を軽減することができる。

また、ドラム成形用ローラ７８ｅによるドラム成形を２種類のドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２を用いて段階的に行うことができるので、２種類のドラム成形用ローラ７８ｅ−１，７８ｅ−２をクランプ４４の軸方向に移動させることで、ドラム部２６を無理なく軸方向に引き延ばすことができ、ドラム部２６を所望の径方向厚さに精度良く薄肉化することができる。

また、本実施例においては、Ｖ字型ローラ７８ｃによるブランク４０の増肉部位の２分割後、Ｖ字型ローラ７８ｃがブランク４０の軸方向中央寄りから軸方向両外側に移動されることで、ブランク４０の２分割した両分割部位それぞれが軸方向外側に倒されながら引き延ばされる。また、フランジ部２８の成形後、ドラム成形用ローラ７８ｅがブランク４０のフランジ部２８に対する軸方向他方寄りから軸方向他方側に移動されることで、ブランク４０の円筒部位が更に軸方向他方側に引き延ばされる。

このため、本実施例によれば、ワーク１２が、ドラム部２６に対してスポーク部２４が接続される軸方向位置とフランジ部２８が接続される軸方向位置とのオフセット量が比較的大きい所望形状に成形されるときにも、フランジ部２８の根元近傍に欠肉を生じさせることなく、ドラム部２６及びフランジ部２８の成形を適切に行うことが可能である。

また、本実施例においては、ブランク４０の外端部が増肉された後、Ｖ字型ローラ７８ｃの尖り部８４がそのブランク４０の外端部に形成された増肉部位の軸方向略中央に接触されることで、その増肉部位が軸方向に略等分で２分割される。このため、ワーク１２において、スポーク部２４を挟んで軸方向両側それぞれの部位の容積を略同じにすることが可能である。尚、ワーク１２において、スポーク部２４を挟んで軸方向両側それぞれの部位の容積の比率を予め定められたものとするうえでは、上記の増肉部位を軸方向に２分割する軸方向位置を、その比率に応じて設定するものとすればよい。

更に、本実施例においては、スポーク部２４とドラム部２６とフランジ部２８とを有するワーク１２の成形完了後、サブスライド装置６４，７４を用いてサブクランプ６２，７２をメインクランプ６０，７０に対して軸方向移動させることによって、メインクランプ６０，７０の径方向外側にサブクランプ６２，７２を挿入して隣接させる状態を形成する。かかる状態が形成されると、成形が完了したワーク１２がメインクランプ６０，７０から払い出される。

従って、本実施例によれば、ワーク１２の成形完了時にそのドラム部２６がメインクランプ６０，７０の外周面に嵌ったときにも、そのワーク１２の、メインクランプ６０，７０からの払い出しを自動的に行うことができるので、上記したワーク１２の嵌った状態を解消させるのに作業者による作業を不要とすることができ、製造時間や製造コストの低減を図ることができる。

尚、上記の実施例においては、クランプ４４が特許請求の範囲に記載した「把持部材」に、増肉ローラ７８ａが特許請求の範囲に記載した「第１工具」に、溝８０が特許請求の範囲に記載した「凹部」に、Ｖ字型ローラ７８ｃが特許請求の範囲に記載した「第２工具」に、ドラム成形用ローラ７８ｅが特許請求の範囲に記載した「第３工具」及び「第５工具」に、フランジ成形用ローラ７８ｄが特許請求の範囲に記載した「第４工具」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施例においては、フランジ部２８の成形前にブランク４０の表面に形成するそのフランジ部２８を成形させるうえで基点となる凹み部９０を、ドラム部２６を本成形するうえで用いるドラム成形用ローラ７８ｅを用いて形成することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、凹み部９０の成形とドラム部２６の本成形とを別々のローラを用いて行うこととしてもよい。

また、上記の実施例においては、ブランク４０の外径に合わせたクランプ４４の外径の可変を、サブスライド装置６４，７４を用いてメインクランプ６０，７０の径方向外側にサブクランプ６２，７２を隣接させるか否かを切り替えて２段階で行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３段階以上で行うこととしてもよい。

また、上記の実施例においては、フランジ成形用ローラ７８ｄを、クランプ４４の軸に直交する方向に平行に延びる軸を有するように円柱状に形成し、軸方向他方側の端部がクランプ４４の軸に直交する方向に略直線状に延びるように形成することとし、ワーク１２の成形完了後のフランジ部２８を、軸方向一方側の面がクランプ４４の軸方向に向くように成形することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、フランジ成形用ローラ７８ｄを円錐状に形成し、軸方向他方側の端部がクランプ４４の軸に対して斜めに延びるように（具体的には、軸方向他方側の端部がフランジ部２８の根元側から先端側にかけてより軸方向一方側或いは逆により軸方向他方側に位置するように、すなわち、自ローラ７８ｄの軸中心からの外径がフランジ部２８の根元側から先端側にかけて小さく或いは逆に大きくなるように）形成することとし、ワーク１２の成形完了後のフランジ部２８を、軸方向一方側の面がクランプ４４の軸方向に対して斜めを向くように成形することとしてもよい。

また、フランジ成形用ローラ７８ｄを、自ローラ７８ｄの軸中心からの外径がフランジ部２８の根元側から先端側にかけて大きくなる円錐状に形成する場合は、ワーク１２の成形中におけるそのワーク１２のフランジ部２８とフランジ成形用ローラ７８ｄとの接触面内における速度の差を吸収することができるので、その接触面における相対すべりを抑えることができる。

更に、フランジ成形用ローラ７８ｄを、自ローラ７８ｄの軸中心からの外径がフランジ部２８の根元側から先端側にかけて大きくなる円錐状に形成する場合において、そのフランジ成形用ローラ７８ｄを、軸方向他方側の端部がクランプ４４の軸に直交する方向に略直線状に延びるように形成するためには、すなわち、ワーク１２の成形完了後のフランジ部２８を軸方向一方側の面がクランプ４４の軸方向に向くように成形するためには、そのフランジ成形用ローラ７８ｄを、円錐の軸がクランプ４４の軸に対して斜めに交わるように配置することとすればよい。かかる変形例によれば、ワーク成形中におけるワーク１２のフランジ部２８とフランジ成形用ローラ７８ｄとの接触面における相対すべりを抑えつつ、ワーク成形完了後のフランジ部２８を軸方向一方側の面がクランプ４４の軸方向に向くように成形することが可能となる。

また、上記の実施例においては、クランプ４４の径方向外側に配置されたローラ７８をクランプ４４の軸回りに公転させることで、ローラ７８とクランプ４４とをクランプ４４の中心軸回りに相対回転させつつその相対回転に従動してローラ７８を自転させながら、クランプ４４により把持されるブランク４０を塑性変形させてワーク１２の成形を行うこととしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ローラ７８をクランプ４４の軸回りに公転させることなくすなわちローラ７８のクランプ４４軸回りの位置を固定しつつ、ブランク４０を把持するクランプ４４を軸回りに回転させることで、ローラ７８とクランプ４４とをクランプ４４の中心軸回りに相対回転させつつその相対回転に従動してローラ７８を自転させながら、そのブランク４０を塑性変形させてワーク１２の成形を行うこととしてもよい。

また、上記の実施例においては、クランプ４４の主軸側マンドレル４６側においてワーク１２のフランジ部２８を成形し、かつ、心押し側マンドレル４８側においてワーク１２のドラム部２６を成形することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、逆に、クランプ４４の主軸側マンドレル４６側においてワーク１２のドラム部２６を成形し、かつ、心押し側マンドレル４８側においてワーク１２のフランジ部２８を成形することとしてもよい。

また、円柱状のマンドレル４６，４８は、その外側面に径方向外側に向けて突出する突起部が設けられるものではない。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、マンドレル４６，４８の外側面に径方向外側に向けて突出する突起部を設けるものとしてもよい。この突起部は、マンドレル４６，４８の外側面の、ブランク４０が接触し得る軸方向先端箇所に設けられるものであり、ワーク成形加工中にブランク４０に噛み込まれる。尚、この突起部は、両マンドレル４６，４８の何れか一方にのみ設けられてもよいが、両マンドレル４６，４８共に設けられてもよい。

かかる変形例によれば、例えば図１２に示す如くドラム部２６の内周面に内歯９２が形成されるワーク１２を成形加工するうえでローラ７８の径方向内側（軸中心側）への押し付け荷重が大きくなり、クランプ４４とブランク４０との間に作用するねじり応力が大きくなっても、クランプ４４がブランク４０を把持する把持力を確保することができるので、成形加工中にブランク４０がマンドレル４６，４８に対して滑るのを防止することができ、ワーク成形精度の悪化を防止することができる。

更に、上記の実施例は、ロータシャフトを構成するワーク１２を成形するものに適用するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロータシャフトを構成するワーク１２以外のものに適用することとしてもよく、また、モータ装置１４以外のものに適用することとしてもよい。

１０ 成形装置
１２ ワーク
４０ ブランク
４４ クランプ
４６ 主軸側マンドレル
４８ 心押し側マンドレル
５４ メインスライド装置
５６ コントローラ
７８ ローラ
７８ａ 増肉ローラ
７８ｂ 支持ローラ
７８ｃ Ｖ字型ローラ
７８ｄ フランジ成形用ローラ
７８ｅ ドラム成形用ローラ
８０ 溝
８４ 尖り部
９０ 凹み部

Claims (5)

1. 把持部材の外周面から薄肉円盤状のブランクの外端部を径方向外側へ向けて突出させつつ該把持部材に該ブランクを把持させた状態で、前記ブランクの径方向外側に配置された工具を該ブランクの中心軸回りでの相対回転に従動して自転させつつ該ブランクに押し付けて、該ブランクを塑性変形させることにより、薄肉円環状のスポーク部と、前記スポーク部の径方向外側端に接続し、軸方向に向けて延設される円筒状のドラム部と、前記ドラム部の前記スポーク部が接続する軸方向位置とはオフセットした軸方向端から径方向外側に向けて延設されるフランジ部と、を有するワークを成形させるワーク成形方法であって、
   表面が凹んだ凹部を有する第１工具の該凹部により、前記ブランクの外端を径方向内側に向けて押圧して該ブランクの外端部を増肉させた増肉部位を成形させる増肉工程と、
   前記増肉工程の後、表面がＶ字型に尖る尖り部を有する第２工具の該尖り部の先端により、前記増肉部位の径方向先端を押圧して該増肉部位を軸方向に２分割させるスプリット工程と、
   前記スプリット工程の後、表面が突出した凸部を有する第３工具の該凸部により、前記増肉部位が軸方向に２分割された一方の分割部位の表面を押圧して、該表面に前記フランジ部を成形させるうえで基点となる凹み部を形成する基点成形工程と、
   前記基点成形工程の後、前記ブランクの軸方向に向いた外面を有する円柱状又は円錐状に形成された第４工具の該外面を前記一方の分割部位の軸方向外側端部に接触させつつ、該第４工具を軸方向へ移動させることにより、該一方の分割部位を軸方向一方側から軸方向他方側に向けて押圧して前記フランジ部を成形させるフランジ成形工程と、
   前記フランジ成形工程の後、表面が突出した凸部を有する第５工具の該凸部の先端を前記フランジ部の軸方向他方側の根元部に接触させてから、該第５工具を軸方向へ移動させることにより、前記一方の分割部位の軸方向他方側の一部及び他方の分割部位の全部を押圧しつつ軸方向他方側に向けて引き延ばして前記ドラム部を成形させるドラム成形工程と、
   を備えることを特徴とするワーク成形方法。
2. 前記スプリット工程にて前記増肉部位を軸方向に２分割させた後、前記基点成形工程にて前記凹み部を形成する前に、前記第２工具の前記尖り部の先端を前記一方の分割部位及び前記他方の分割部位の表面に接触させつつ、該第２工具を軸方向へ移動させることにより、前記一方の分割部位の軸方向他方側の一部を軸方向一方側に向けて引き延ばしかつ前記他方の分割部位の全部を軸方向他方側に向けて引き延ばして前記ドラム部を仮形状に成形させる仮成形工程を備え、
   前記ドラム成形工程は、前記ドラム部を所望形状に本成形させることを特徴とする請求項１記載のワーク成形方法。
3. 前記基点成形工程にて前記凹み部を形成する前記一方の分割部位の表面上の位置は、前記スポーク部の軸方向位置よりも軸方向一方側の、前記フランジ部を所望形状に成形させるうえで必要な位置であることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク成形方法。
4. 前記基点成形工程にて形成する前記一方の分割部位の表面における前記凹み部の深さは、該凹み部が形成された部位の径方向厚さが前記ドラム部の所望形状の厚さと略一致するように形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のワーク成形方法。
5. 前記ドラム成形工程は、内周面に軸中心に向けて突出する内歯が設けられた前記ドラム部を成形させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のワーク成形方法。
   

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