JP6061762B2 - スピニング加工方法およびスピニング加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車用のエキゾーストパイプ（排気管）等の３次元的に複雑な筒形状を有する部材を円筒状のワークから一体成形する場合に適用するのに好適なスピニング加工方法およびスピニング加工装置に関するものである。

従来、この種のスピニング加工方法としては、円筒状のワークをチャックやクランプ装置で支持した状態で、このワークの加工部の外周面に２〜４個程度のローラを公転させつつ押し付けることにより、この加工部を縮径する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２５８２６号公報

しかしながら、こうしたスピニング加工方法では、ワークの外側から内側（ワークの軸心方向）へ向けてローラを押し付けて加工するため、通常、このワークに対して、その外形を超えた成形（すなわち、ワークの外形（円筒状）の範囲内に制限されることなく任意の方向に成形する加工）、例えば偏心加工を行うことはできない。

本発明は、このような事情に鑑み、ワークの外形を超えた成形を行うことが可能なスピニング加工方法を提供することを第１の目的とし、このようなスピニング加工方法を実施するのに適したスピニング加工装置を提供することを第２の目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドの第１ローラを公転させつつ押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工方法であって、前記ワークのスピニング加工時に、前記第１ローラの公転面に対して公転面が前記スピニングヘッドのスピンドルの回転軸方向において異なる位置に設けられた第２ローラと、前記第１ローラとが協働して当該ワークを抱えるように保持した状態で、これらの第１ローラおよび第２ローラを公転させつつ当該ワークに押し付けるとともに、前記ワーク支持手段を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向において移動させ、Ｘ方向の軸線周り、Ｙ方向の軸線周り、Ｚ方向の軸線周りに適宜首振り動作させることにより、この加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工を施すスピニング加工方法としたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に複数の第１支持軸がそれぞれほぼ等角度間隔で設けられ、前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に、２つの前記第１支持軸同士の間に位置するように第２支持軸がそれぞれ設けられ、前記第１支持軸上に互いに離間して前記第１ローラが複数設けられ、前記第２支持軸上に互いに離間するように第２ローラが複数設けられ、前記複数の第１ローラと前記複数の第２ローラは、前記スピンドルの回転軸方向において交互に位置するように設けられていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記成形加工に際して、前記加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工を施すことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成に加え、前記成形加工に際して、前記ワークの加工部における管軸を当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜させることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の構成に加え、前記第１ローラおよび前記第２ローラは、前記スピンドルの回転軸に対して半径方向に互いに独立して移動しうるように構成されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の構成に加え、前記成形加工に伴い、前記第１ローラおよび前記第２ローラの公転径を適宜減少させることにより、前記ワークの加工部を縮径加工することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドの第１ローラを公転させつつ押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工装置であって、前記第１ローラの公転面に対して公転面が前記スピニングヘッドのスピンドルの回転軸方向において異なる位置に設けられた第２ローラを有し、前記第１ローラと前記第２ローラとが協働して前記ワークを抱えるように保持した状態で、これらの第１ローラおよび第２ローラが公転しつつ当該ワークに押し付けられるとともに、前記ワーク支持手段を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向において移動させ、Ｘ方向の軸線周り、Ｙ方向の軸線周り、Ｚ方向の軸線周りに適宜首振り動作させることにより、前記ワークの加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工が施されるように構成されているスピニング加工装置としたことを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の構成に加え、前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に複数の第１支持軸がそれぞれほぼ等角度間隔で設けられ、前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に、２つの前記第１支持軸同士の間に位置するように第２支持軸がそれぞれ設けられ、前記第１支持軸上に互いに離間して前記第１ローラが複数設けられ、前記第２支持軸上に互いに離間するように第２ローラが複数設けられ、前記複数の第１ローラと前記複数の第２ローラは、前記スピンドルの回転軸方向において交互に位置するように設けられていることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の構成に加え、前記ワーク支持手段は、前記加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工が施されるように構成されていることを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９のいずれかに記載の構成に加え、前記ワーク支持手段は、前記ワークの加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜加工されることを特徴とする。

さらに、請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至１０のいずれかに記載の構成に加え、前記第１ローラおよび前記第２ローラは、前記スピンドルの回転軸に対して半径方向に互いに独立して移動しうるように構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、筒状のワークのスピニング加工において、ワークの加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工が施されることから、筒状のワークに対して、その外形を超えた成形を行うことが可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、複数の第１ローラおよび複数の第２ローラがスピニングヘッドの回転軸を中心とする円周上にほぼ等角度間隔で設けられているため、筒状のワークの成形加工に際して、ワークに対する第１ローラおよび第２ローラの支持点が増えるとともに、これらの第１ローラおよび第２ローラによってワークの加工部がほぼ均等に加圧される。その結果、ワークの加工精度を向上させることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、筒状のワークの成形加工に際して、ワークの加工部における管軸がワークの支持部における管軸からずれる偏心加工が施されることから、筒状のワークに対して、その外形を超えた成形を行うことが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、筒状のワークの成形加工に際して、ワークの加工部における管軸がワークの支持部における管軸に対して傾斜することから、筒状のワークに対して、その外形を超えた成形を行うことが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、第１ローラおよび第２ローラが半径方向に互いに独立して移動しうるように構成されているので、筒状のワークの成形加工に際して、ワークの加工形状に応じて、第１ローラおよび第２ローラをワークの外周面に確実に接触させることができる。したがって、ワークの加工形状が複雑であっても、ワークの加工精度を向上させることが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、筒状のワークの成形加工に伴い、ワークの加工部が縮径加工されるため、ワークの成形加工と縮径加工とが同時に行われ、生産性が向上する。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項８に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項９に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項１０に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同様の効果を奏する。

請求項１１に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同様の効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るスピニング加工方法のワーク準備工程およびローラ接触工程を示す図であって、（ａ）はスピニング加工装置の正面図、（ｂ）はスピニングヘッドの右側面図、（ｃ）はワークの加工前の斜視図である。 同実施の形態１に係るスピニング加工方法の偏心・縮径加工工程を示す図であって、（ａ）はスピニング加工装置の正面図、（ｂ）はこの偏心・縮径加工工程におけるワークの目標形状を示す斜視図である。 同実施の形態１に係るスピニング加工装置のスピニングヘッドの具体的な構造を示す正断面図である。 本発明の実施の形態２に係るスピニング加工装置のスピニングヘッドの具体的な構造を示す正断面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
図１乃至図３には、本発明の実施の形態１を示す。なお、図１（ａ）においては、図１（ｂ）のＡ−Ａ線による断面図でローラ（第１ローラおよび第２ローラ）等を示している。

実施の形態１に係るスピニング加工装置１は、図１に示すように、水平に設置されたテーブル２を有している。テーブル２上には、「ワーク支持手段」としてのワーク支持台３が、円筒状のワーク４を支持した状態で、３軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）に移動自在に、かつ、Ｘ方向の軸線周り（ＲＸ方向）、Ｙ方向の軸線周り（ＲＹ方向）およびＺ方向の軸線周り（ＲＺ方向）に首振り自在に取り付けられており、このワーク支持台３は、基台５およびチャック６から構成されている。すなわち、テーブル２上には、基台５が３軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）に移動自在に支持されており、基台５上には、ワーク４を把持しうるチャック６が、Ｘ方向の軸線周り（ＲＸ方向）、Ｙ方向の軸線周り（ＲＹ方向）およびＺ方向の軸線周り（ＲＺ方向）に首振り自在に搭載されている。

また、ワーク支持台３の近傍（図１（ａ）右方）には、スピニングヘッド７が設置されており、スピニングヘッド７は、スピンドル台（図示せず）、スピンドル１０、３本の第１支持軸１１Ａ、３本の第２支持軸１１Ｂ、３組（６個）の第１ローラ１２Ａおよび３組（６個）の第２ローラ１２Ｂ等から構成されている（図１（ａ）、（ｂ）参照）。ここで、これら３組の第１ローラ１２Ａは、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１を中心とする円周Ｃ１上に等角度間隔（つまり、１２０°間隔）で設けられている。また、これら３組の第２ローラ１２Ｂは、３組の第１ローラ１２Ａとスピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向から見て交互に（つまり、６０°ずつ離れて）配置される形で、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１を中心とする円周Ｃ１上に等角度間隔（つまり、１２０°間隔）で設けられている。

すなわち、テーブル２上には、スピンドル台（図示せず）が立設されており、このスピンドル台の側面には、図１（ａ）に示すように、チャック６に対向する位置に、円環状のスピンドル１０が、駆動手段（図示せず）によって回転軸ＣＴ１を中心として回転自在に支持されている。スピンドル１０には、図１（ｂ）に示すように、６本の支持軸１１（３本の第１支持軸１１Ａおよび３本の第２支持軸１１Ｂ）が、回転軸ＣＴ１を中心とする円周Ｃ１上に等角度間隔（つまり、６０°間隔）で配置されている。これらの第１支持軸１１Ａおよび第２支持軸１１Ｂは、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１に対して半径方向に互いに独立して移動しうるように構成されている。各第１支持軸１１Ａにはそれぞれ、同じ直径を有する１組（２個）の第１ローラ１２Ａが第１支持軸１１Ａの軸心ＣＴ２１を中心として回転自在に支持されており、これら２個の第１ローラ１２Ａは、図１（ａ）に示すように、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において異なる位置に取り付けられている。また、各第２支持軸１１Ｂにはそれぞれ、同じ直径を有する１組（２個）の第２ローラ１２Ｂが第２支持軸１１Ｂの軸心ＣＴ２２を中心として回転自在に支持されており、これら２個の第２ローラ１２Ｂは、図１（ａ）に示すように、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において異なる位置に取り付けられている。そして、第１ローラ１２Ａの公転面ＰＬ１と第２ローラ１２Ｂの公転面ＰＬ２とは、図１（ａ）に示すように、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において異なる位置に設けられている。なお、第１ローラ１２Ａと第２ローラ１２Ｂとは、図１（ｂ）に示すように、同じ直径を有している。

さらに詳しくは、スピニングヘッド７は、図３に示すように、スピンドル１０がハウジング１６および面板１７から構成されているとともに、支持軸１１（第１支持軸１１Ａ、第２支持軸１１Ｂ）がスライダ１８およびローラホルダ２０から構成されている。

すなわち、このスピニングヘッド７は、図３に示すように、水平に支持されたメインシャフト１５を有しており、メインシャフト１５にはハウジング１６が、メインシャフト１５の軸心ＣＴ７を中心として回転自在に取り付けられている。ハウジング１６には円環状の面板１７が、その中心がメインシャフト１５の軸心ＣＴ７に一致する形で垂直に固定されており、面板１７には６個のスライダ１８が、面板１７の中心、つまりメインシャフト１５の軸心ＣＴ７を中心とする円周上に等角度間隔（つまり、６０°間隔）で配置されている。各スライダ１８はそれぞれ、図３に実線および想像線で示すように、ブーメラン形のスライドリンク１９を駆動手段（図示せず）で揺動させることにより、面板１７の半径方向に沿って移動しうるように構成されている。すなわち、各スライドリンク１９はそれぞれ、所定の回転軸ＣＴ８を中心として回転自在に支持されており、その一端１９ａにはスライダ１８が連結されているとともに、他端１９ｂには前記駆動手段が接続されている。そして、この駆動手段によってスライドリンク１９の他端１９ｂを水平方向に移動させることにより、スライダ１８を面板１７の半径方向に沿って移動させることができる。また、各スライダ１８にはそれぞれ、ローラホルダ２０が固定されており、各ローラホルダ２０にはそれぞれ、１組（２個）のローラ１２（第１ローラ１２Ａまたは第２ローラ１２Ｂ）が回転自在に支持されている。

スピニング加工装置１は以上のような構成を有するので、このスピニング加工装置１を用いて円筒状のワーク４にスピニング加工を施す際には、次の手順による。

まず、ワーク準備工程において、６本の支持軸１１（３本の第１支持軸１１Ａおよび３本の第２支持軸１１Ｂ）がスピンドル１０の半径方向に沿ってスピンドル１０の回転軸ＣＴ１から最も離れている状態で、図１（ａ）に示すように、ワーク支持台３のチャック６でワーク４の支持部４ａを把持する。すると、ワーク４は、その軸心ＣＴ３がスピンドル１０の回転軸ＣＴ１に一致した形で水平に支持された状態となる。

次に、ローラ接触工程に移行し、６本の支持軸１１をスピンドル１０の半径方向に沿ってスピンドル１０の回転軸ＣＴ１に近付く向きへ移動させることにより、６組のローラ１２（３組の第１ローラ１２Ａおよび３組の第２ローラ１２Ｂ）をワーク４の外周面に接触させる。すると、ワーク４は、３組の第１ローラ１２Ａと３組の第２ローラ１２Ｂとが協働して抱えるように保持された状態となる。なお、６本の支持軸１１は、上述したとおり、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１を中心とする円周Ｃ１上に等角度間隔で配置されているので、６組のローラ１２もワーク４の周囲に等角度間隔で配置された状態となる。

最後に、偏心・縮径加工工程に移行し、スピンドル１０を回転軸ＣＴ１を中心として回転させることにより、６組のローラ１２を回転軸ＣＴ１を中心として所定の回転速度で公転させる。すると、各ローラ１２は、ワーク４の加工部４ｂの外周面に対して転がりつつワーク４の周囲を公転する。

この状態で、図２（ａ）に示すように、６組のローラ１２をスピンドル１０の半径方向に沿って求心方向に移動させるとともに、ワーク支持台３をＸ方向に沿ってスピニングヘッド７から離れる向きに移動させると同時に、ワーク支持台３をＺ方向に沿って上向きに移動させる。

すると、ワーク４は、加工部４ｂが元の位置にとどまったまま支持部４ａが斜め上方（図２（ａ）矢印Ｍ方向）に移動するため、ワーク４を抱えるように保持した状態で所定の回転速度で公転している６組のローラ１２により、支持部４ａにおける管軸ＣＴ５が加工部４ｂにおける管軸ＣＴ６から上にずれる偏心加工が施されると同時に、加工部４ｂの直径が支持部４ａの直径より小さくなる縮径加工が施される。その結果、図２（ｂ）に示すように、円筒状のワーク４に対して、加工部４ｂの外形ラインＬ２が支持部４ａの外形ラインＬ１より外側（図２（ｂ）下側）に位置する成形、つまりワーク４の外形を超えた成形を行うことが可能となる。しかも、ワーク４の偏心加工と縮径加工とが同時に行われるため、生産性を向上させることができる。

このとき、ワーク４の周囲には、上述したとおり、６組のローラ１２が等角度間隔で配置されているので、ワーク４に対するローラ１２の支持点が増えるとともに、これらのローラ１２によってワーク４の加工部４ｂがほぼ均等に加圧される。その結果、ワーク４の加工精度を向上させることが可能となる。

ここで、ワーク４のスピニング加工が終了する。

このように、スピニングヘッド７においては、第１ローラ１２Ａの公転面ＰＬ１と第２ローラ１２Ｂの公転面ＰＬ２とが、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において異なる位置に設けられている。そのため、円筒状のワーク４のスピニング加工に際しては、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向、つまりワーク４の長さ方向に互いに離れた２点において、ワーク４が第１ローラ１２Ａおよび第２ローラ１２Ｂによってしっかりと保持される。したがって、これらの公転面ＰＬ１、ＰＬ２がスピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において同じ位置に設けられている場合と比べて、ワーク４の保持状態を確保してワーク４の剛性を高めることができる。その結果、円筒状のワーク４のスピニング加工において、ワーク４の加工部４ｂにおける管軸ＣＴ６がワーク４の支持部４ａにおける管軸ＣＴ５からずれる偏心加工が施されることから、円筒状のワーク４に対して、その外形を超えた成形を行うことが可能となる。

また、スピニングヘッド７においては、上述したとおり、各第１支持軸１１Ａにそれぞれ２個の第１ローラ１２Ａが取り付けられているとともに、各第２支持軸１１Ｂにそれぞれ２個の第２ローラ１２Ｂが取り付けられている。したがって、第１ローラ１２Ａ、第２ローラ１２Ｂが１個ずつ設けられている場合に比べて、ワーク４のスピニング加工（偏心・縮径加工工程）に際して、ローラ１２とワーク４との接触面積が増大するため、ワーク４のスピニング加工を短時間で高精度に行うことが可能となる。

さらに、スピニングヘッド７においては、上述したとおり、第１ローラ１２Ａの公転面ＰＬ１と第２ローラ１２Ｂの公転面ＰＬ２とがスピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において異なる位置に設けられているため、これらの公転面ＰＬ１、ＰＬ２がスピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において同じ位置に設けられている場合と比べて、ローラ１２の直径を大きくしてもローラ１２同士が干渉しにくくなり、スピニングヘッド７の設計の自由度が高くなる。

また、ワーク支持台３は、上述したとおり、Ｘ方向の軸線周り（ＲＸ方向）、Ｙ方向の軸線周り（ＲＹ方向）およびＺ方向の軸線周り（ＲＺ方向）に首振り自在となっている。したがって、ワーク４のスピニング加工に際して、ワーク４の支持部４ａをワーク支持台３で支持した状態で、ワーク４の加工部４ｂの加工形状に応じてワーク支持台３を適宜首振り動作させることにより、ワーク４の加工部４ｂにおける管軸ＣＴ６をワーク４の支持部４ａにおける管軸ＣＴ５に対して傾斜させることもできる。その結果、ワーク４を３次元方向に任意に曲げる加工を行うことが可能となる。

また、第１支持軸１１Ａおよび第２支持軸１１Ｂは、上述したとおり、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１に対して半径方向に互いに独立して移動しうるように構成されている。そのため、円筒状のワーク４の偏心加工および縮径加工に際して、ワーク４の加工形状に応じて、第１ローラ１２Ａおよび第２ローラ１２Ｂをワーク４の外周面に確実に接触させることができる。したがって、ワーク４の加工形状が複雑であっても、ワーク４の加工精度を向上させることが可能となる。
［発明の実施の形態２］
図４には、本発明の実施の形態２を示す。

実施の形態２に係るスピニング加工装置１のスピニングヘッド７は、図４に示すように、スピンドル１０に、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１上、つまりメインシャフト１５の軸心ＣＴ７上に軸心ＣＴ４が位置する略鉛筆形状のワーク振れ止め用の心金（マンドレル）１３が、スピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向（図４左右方向）に進退自在に取り付けられている。その他の構成については、上述した実施の形態１と同様であるので、同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、ワーク４のスピニング加工方法の手順も、上述した実施の形態１と同様である。

したがって、この実施の形態２では、上述した実施の形態１と同じ作用効果を奏する。これに加えて、ワーク４のスピニング加工（偏心・縮径加工工程）に際して、ワーク４の加工部４ｂの内部に心金１３を挿入することにより、ワーク４の剛性が低い場合であっても、ワーク４のスピニング加工に伴う振れを抑制してワーク４を高精度に加工することが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］
なお、上述した実施の形態１、２では、メインシャフト１５にハウジング１６が回転自在に取り付けられている構成のスピニングヘッド７について説明したが、メインシャフト１５がハウジング１６とともに回転する構成を採用してもよい。

また、上述した実施の形態１、２では、ワーク４のスピニング加工（偏心・縮径加工工程）において、ワーク支持台３を斜め上方（Ｘ方向およびＺ方向）に移動させることにより、ワーク４を加工する場合について説明した。しかし、ワーク支持台３を斜め上方に移動させる代わりに、スピニングヘッド７を斜め下方に移動させることにより、ワーク４を加工するようにしても構わない。つまり、ワーク支持台３側をスピニングヘッド７側に対して相対的に移動させればよい。或いはまた、ワーク４の加工部４ｂをワーク支持台３側に対して相対的にその他の方向（例えば、上下方向、水平方向など）に移動させてもよい。

また、上述した実施の形態１、２では、６本の支持軸１１（３本の第１支持軸１１Ａおよび３本の第２支持軸１１Ｂ）を有するスピニングヘッド７について説明した。しかし、支持軸１１の本数は６本に限るわけではない。

また、上述した実施の形態１、２では、第１ローラ１２Ａと第２ローラ１２Ｂとが同じ直径を有する場合について説明したが、第１ローラ１２Ａと第２ローラ１２Ｂとで直径が異なるようにしても構わない。

また、上述した実施の形態１、２では、各支持軸１１（１１Ａ、１１Ｂ）にローラ１２（１２Ａ、１２Ｂ）が２個ずつ取り付けられたスピニングヘッド７について説明した。しかし、各支持軸１１に取り付けるローラ１２の個数は２個に限るわけではなく、１個でも３個以上でもよいことは勿論である。ローラ１２の個数が増えると、ワーク４のスピニング加工（偏心・縮径加工工程）に際して、ローラ１２とワーク４との接触面積が増大するため、ワーク４のスピニング加工を短時間で高精度に行うことが可能となる。

また、上述した実施の形態１、２では、ローラ１２を支持軸１１に回転自在に支持し、ワーク４のスピニング加工時に、このワーク４の外周面に対してローラ１２が転がるように構成されたスピニングヘッド７について説明した。しかし、ローラ１２を支持軸１１に固定し、ワーク４のスピニング加工時に、このワーク４の外周面に対してローラ１２が滑るように構成してもよい。

また、上述した実施の形態１、２では、ワーク４のスピニング加工に際して、ワーク４に偏心加工を施す場合について説明した。しかし、こうした偏心加工に限らず、ワーク４の加工部４ｂにおける管軸ＣＴ６が任意の方向に向く成形加工を施すようにしても構わない。こうすることにより、複雑な筒形状を有する種々の部材を円筒状のワーク４から一体成形することが可能となる。

さらに、このようなワーク４の任意の方向に向く成形加工に伴い、ローラ１２の公転径を適宜減少させることにより、ワーク４の加工部４ｂを縮径加工することもできる。この場合、ワーク４の任意の方向に向く成形加工と縮径加工とが同時に行われるため、生産性を高めることが可能となる。

また、上述した実施の形態１、２では、第１ローラ１２Ａと第２ローラ１２Ｂとが別個の支持軸１１（第１支持軸１１Ａと第２支持軸１１Ｂ）に設けられている場合について説明した。しかし、第１ローラ１２Ａの公転面ＰＬ１と第２ローラ１２Ｂの公転面ＰＬ２とがスピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において異なる位置に設けられる限り、第１ローラ１２Ａと第２ローラ１２Ｂとを同一の支持軸１１に設けても構わない。

また、上述した実施の形態１、２では、第１ローラ１２Ａの公転面ＰＬ１と第２ローラ１２Ｂの公転面ＰＬ２とがスピンドル１０の回転軸ＣＴ１方向において異なる位置に設けられたスピニングヘッド７、つまり２段のローラ１２を備えたスピニングヘッド７について説明した。しかし、３段以上のローラ１２を備えたスピニングヘッド７を代用することも可能である。

本発明は、３次元的に複雑な筒形状を有する部材、具体的には、サージタンク、ターボチャージャーの分離タンク、二輪車用マフラー、触媒コンバータ、ディーゼル排気処理装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ）、各種の圧力容器などを筒状の素材からスピニング加工で一体成形する場合に極めて有用である。

１……スピニング加工装置
２……テーブル
３……ワーク支持台（ワーク支持手段）
４……ワーク
４ａ……支持部
４ｂ……加工部
５……基台
６……チャック
７……スピニングヘッド
１０……スピンドル
１１Ａ……第１支持軸
１１Ｂ……第２支持軸
１２Ａ……第１ローラ
１２Ｂ……第２ローラ
ＰＬ１……第１ローラの公転面
ＰＬ２……第２ローラの公転面

Claims (11)

1. 筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドの第１ローラを公転させつつ押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工方法であって、
   前記ワークのスピニング加工時に、前記第１ローラの公転面に対して公転面が前記スピニングヘッドのスピンドルの回転軸方向において異なる位置に設けられた第２ローラと、前記第１ローラとが協働して当該ワークを抱えるように保持した状態で、これらの第１ローラおよび第２ローラを公転させつつ当該ワークに押し付けるとともに、前記ワーク支持手段を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向において移動させ、Ｘ方向の軸線周り、Ｙ方向の軸線周り、Ｚ方向の軸線周りに適宜首振り動作させることにより、この加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工を施すことを特徴とするスピニング加工方法。
2. 前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に複数の第１支持軸がそれぞれほぼ等角度間隔で設けられ、前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に、２つの前記第１支持軸同士の間に位置するように第２支持軸がそれぞれ設けられ、前記第１支持軸上に互いに離間して前記第１ローラが複数設けられ、前記第２支持軸上に互いに離間するように第２ローラが複数設けられ、前記複数の第１ローラと前記複数の第２ローラは、前記スピンドルの回転軸方向において交互に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスピニング加工方法。
3. 前記成形加工に際して、前記加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工を施すことを特徴とする請求項１または２に記載のスピニング加工方法。
4. 前記成形加工に際して、前記ワークの加工部における管軸を当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピニング加工方法。
5. 前記第１ローラおよび前記第２ローラは、前記スピンドルの回転軸に対して半径方向に互いに独立して移動しうるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスピニング加工方法。
6. 前記成形加工に伴い、前記第１ローラおよび前記第２ローラの公転径を適宜減少させることにより、前記ワークの加工部を縮径加工することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスピニング加工方法。
7. 筒状のワークの支持部をワーク支持手段で支持した状態で当該ワークの加工部にスピニングヘッドの第１ローラを公転させつつ押し付けてスピニング加工を施すスピニング加工装置であって、
   前記第１ローラの公転面に対して公転面が前記スピニングヘッドのスピンドルの回転軸方向において異なる位置に設けられた第２ローラを有し、
   前記第１ローラと前記第２ローラとが協働して前記ワークを抱えるように保持した状態で、これらの第１ローラおよび第２ローラが公転しつつ当該ワークに押し付けられるとともに、前記ワーク支持手段を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向において移動させ、Ｘ方向の軸線周り、Ｙ方向の軸線周り、Ｚ方向の軸線周りに適宜首振り動作させることにより、前記ワークの加工部における管軸が任意の方向に向く成形加工が施されるように構成されていることを特徴とするスピニング加工装置。
8. 前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に複数の第１支持軸がそれぞれほぼ等角度間隔で設けられ、前記スピンドルの回転軸を中心とする同円周上に、２つの前記第１支持軸同士の間に位置するように第２支持軸がそれぞれ設けられ、前記第１支持軸上に互いに離間して前記第１ローラが複数設けられ、前記第２支持軸上に互いに離間するように第２ローラが複数設けられ、前記複数の第１ローラと前記複数の第２ローラは、前記スピンドルの回転軸方向において交互に位置するように設けられていることを特徴とする請求項７に記載のスピニング加工装置。
9. 前記ワーク支持手段は、前記加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸からずれる偏心加工が施されるように構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のスピニング加工装置。
10. 前記ワーク支持手段は、前記ワークの加工部における管軸が当該ワークの支持部における管軸に対して傾斜加工されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のスピニング加工装置。
11. 前記第１ローラおよび前記第２ローラは、前記スピンドルの回転軸に対して半径方向に互いに独立して移動しうるように構成されていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のスピニング加工装置。

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