JP6824792B2 - 軸肥大加工装置、および肥大部の形成方法 - Google Patents
軸肥大加工装置、および肥大部の形成方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、軸肥大加工装置、および肥大部の形成方法に関する。
車両用の自動変速機において、軸、歯車を有する金属部品が使用されている。これら金属部品は、切削、研削加工、および鍛造成型により作製されることが多い。
自動変速機が備えるプーリ部品の多くは、冷間または熱間鍛造成型により作製されており、切削加工などの機械加工工程の削減による作製コストの削減が図られている。
プーリ部品を鍛造成型により作製するためには、軸部と、この軸部に設けた大径フランジ部を成型するために、複数の金型やプレス設備を準備する必要がある。
自動変速機が備えるプーリ部品の多くは、冷間または熱間鍛造成型により作製されており、切削加工などの機械加工工程の削減による作製コストの削減が図られている。
プーリ部品を鍛造成型により作製するためには、軸部と、この軸部に設けた大径フランジ部を成型するために、複数の金型やプレス設備を準備する必要がある。
特許文献１には、金属製の軸部材の軸方向の任意の位置に、軸部材よりも大径の肥大部を形成する方法が開示されている。
この肥大部の形成方法では、金属製の軸部材を、当該軸部材の中心軸回りに回転させながら、軸部材に中心軸の軸方向の圧縮圧力を作用させつつ、軸部材に曲げ力を作用させることで、軸部材における曲げ力の作用部周りに、軸部材よりも大径の肥大部を形成する。
ここで、特許文献１の肥大部の形成方法で、大径フランジ部を有するプーリ部品を加工する場合、形成する肥大部の外径が大きくなるほど、肥大部の外径側に割れが生じやすくなる傾向がある。
そのため、割れなどを生じることなく肥大部を形成することが求められている。
そのため、割れなどを生じることなく肥大部を形成することが求められている。
本発明は、
金属製の軸部材を、当該軸部材の中心軸の軸方向で間隔をあけて把持する第１の金型および第２の金型と、
前記第１の金型および前記第２の金型で把持された前記軸部材の回転、前記軸部材に作用させる圧縮圧力、および前記軸部材の曲げ角度を制御する制御手段と、
前記軸部材における前記第１の金型で把持された領域と、前記軸部材における前記第２の金型で把持された領域との前記中心軸回りの位相差を検出する位相差検出手段と、を有し、
前記軸部材を前記中心軸回りに回転させながら、前記軸部材に基準圧縮圧力を作用させると共に前記軸部材の曲げ角度を基準曲げ角度にすることで、
前記軸部材における前記第１の金型と前記第２の金型と間の領域に、前記軸部材よりも大径の肥大部を形成する軸肥大加工装置であって、
前記制御手段は、
前記検出した位相差が閾値の位相差を超えた場合に、前記軸部材の曲げ角度を、前記位相差を減少させる方向に変化させる構成とした。
金属製の軸部材を、当該軸部材の中心軸の軸方向で間隔をあけて把持する第１の金型および第２の金型と、
前記第１の金型および前記第２の金型で把持された前記軸部材の回転、前記軸部材に作用させる圧縮圧力、および前記軸部材の曲げ角度を制御する制御手段と、
前記軸部材における前記第１の金型で把持された領域と、前記軸部材における前記第２の金型で把持された領域との前記中心軸回りの位相差を検出する位相差検出手段と、を有し、
前記軸部材を前記中心軸回りに回転させながら、前記軸部材に基準圧縮圧力を作用させると共に前記軸部材の曲げ角度を基準曲げ角度にすることで、
前記軸部材における前記第１の金型と前記第２の金型と間の領域に、前記軸部材よりも大径の肥大部を形成する軸肥大加工装置であって、
前記制御手段は、
前記検出した位相差が閾値の位相差を超えた場合に、前記軸部材の曲げ角度を、前記位相差を減少させる方向に変化させる構成とした。
本発明によれば、割れを生じることなく肥大部を形成できる。
以下、実施の形態にかかる肥大部の成形装置（軸肥大加工装置１）について説明する。
図１は、ワークＷ（軸部材）に肥大部Ｗａを形成する際に用いられる軸肥大加工装置１の主要部の構成を説明する図である。図１の（ａ）は、金属製の軸部材であるワークＷを金型１０に保持させた状態を示す図である。図１の（ｂ）は、ワークＷを、当該ワークＷの中心軸Ｘ１回りに回転させながら、ワークＷに中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力Ｐａを作用させた状態を示す図である。
なお、図１の（ａ）では、説明の便宜上、軸肥大加工装置１の金型１０と、他の構成要素との具体的な接続関係の図示を省略して、簡略的に示している。また、図１の（ｂ）では、軸肥大加工装置１の主要部である金型１０と、この金型１０で保持されたワークＷのみを示している。
図１は、ワークＷ（軸部材）に肥大部Ｗａを形成する際に用いられる軸肥大加工装置１の主要部の構成を説明する図である。図１の（ａ）は、金属製の軸部材であるワークＷを金型１０に保持させた状態を示す図である。図１の（ｂ）は、ワークＷを、当該ワークＷの中心軸Ｘ１回りに回転させながら、ワークＷに中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力Ｐａを作用させた状態を示す図である。
なお、図１の（ａ）では、説明の便宜上、軸肥大加工装置１の金型１０と、他の構成要素との具体的な接続関係の図示を省略して、簡略的に示している。また、図１の（ｂ）では、軸肥大加工装置１の主要部である金型１０と、この金型１０で保持されたワークＷのみを示している。
軸肥大加工装置１では、金属製のワークＷ（軸部材）を中心軸Ｘ１回りに回転させた状態で、中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力Ｐａを作用させつつ、ワークＷの曲げ角度θを変更することで、ワークＷの外径Ｄ１よりも大径の肥大部Ｗａを、ワークＷの長手方向の途中位置に形成するようになっている。
ここで、ワークＷは、圧延によって製造された金属製の軸状部材であり、長手方向の全長に亘って略同じ外径Ｄ１で形成された円柱形状を成している。
軸肥大加工装置１は、円柱形状のワークＷを保持する金型１０（第１金型１１、第２金型１２）を有している。
さらに、軸肥大加工装置１は、駆動用のインバータモータ（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）と、スライド機構２３と、傾斜機構２４と、位相差センサ３０と、制御装置２０と、を有している。
さらに、軸肥大加工装置１は、駆動用のインバータモータ（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）と、スライド機構２３と、傾斜機構２４と、位相差センサ３０と、制御装置２０と、を有している。
制御装置２０は、駆動用モータ（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）と、スライド機構２３と、傾斜機構２４とのうちの少なくとも１つを制御することで、ワークＷの中心軸Ｘ１回りの回転速度Ｎ、ワークＷに作用する圧縮圧力Ｐａおよび曲げ角度θのうちの少なくとも１つを制御する。
金型１０は、肥大部Ｗａを成形する際に、ワークＷを保持するものであり、ワークＷの中心軸Ｘ１の軸方向に間隔をあけて配置された一対の金型（第１金型１１、第２金型１２）を有している。
第１金型１１と第２金型１２は、ワークＷの中心軸Ｘ１上で対向して配置されており、これら第１金型１１と第２金型１２には、ワークＷの保持穴１１ａ、１２ａが、中心軸Ｘ１の軸方向に貫通して設けられている。
保持穴１１ａ、１２ａは、ワークＷの外径Ｄ１と整合する内径で形成されている。ワークＷは、当該ワークＷの外周面と、保持穴１１ａ、１２ａの内周面との間に隙間がある状態で、保持穴１１ａ、１２ａに挿入されている。
保持穴１１ａ、１２ａは、ワークＷの外径Ｄ１と整合する内径で形成されている。ワークＷは、当該ワークＷの外周面と、保持穴１１ａ、１２ａの内周面との間に隙間がある状態で、保持穴１１ａ、１２ａに挿入されている。
保持穴１１ａ、１２ａに、ワークＷの長手方向の一端側と他端側とを、それぞれ挿入すると、ワークＷの一端側と他端側とが、第１金型１１と第２金型１２により保持される。
これにより、ワークＷが、第１金型１１および第２金型１２との相対回転が規制された状態で、第１金型１１と第２金型１２とで保持されるようになっている。
これにより、ワークＷが、第１金型１１および第２金型１２との相対回転が規制された状態で、第１金型１１と第２金型１２とで保持されるようになっている。
第１金型１１と第２金型１２には、それぞれ専用の駆動用モータ（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）が付設されている。第１金型１１と第２金型１２は、駆動用モータの出力回転が伝達されて、中心軸Ｘ１回りに回転する。
第１金型１１と第２金型１２の中心軸Ｘ１回りの回転は、制御装置２０が制御する。
制御装置２０は、ワークＷに肥大部を形成する際に、第１金型１１と第２金型１２を、所定の回転速度Ｎ１で中心軸Ｘ１回りに回転させる。
第１金型１１と第２金型１２の中心軸Ｘ１回りの回転は、制御装置２０が制御する。
制御装置２０は、ワークＷに肥大部を形成する際に、第１金型１１と第２金型１２を、所定の回転速度Ｎ１で中心軸Ｘ１回りに回転させる。
第１金型１１と第２金型１２は、ワークＷの中心軸Ｘ１の軸方向の任意の位置に、所定の隙間Ｓａ（図１の（ａ）参照）をあけて対向して配置されている。
第１金型１１は、スライド機構２３により、中心軸Ｘ１の軸方向に変位可能に設けられている。制御装置２０は、スライド機構２３により、第１金型１１の中心軸Ｘ１の軸方向への変位を制御して、ワークＷに作用する圧縮圧力Ｐａを制御する。
第１金型１１は、スライド機構２３により、中心軸Ｘ１の軸方向に変位可能に設けられている。制御装置２０は、スライド機構２３により、第１金型１１の中心軸Ｘ１の軸方向への変位を制御して、ワークＷに作用する圧縮圧力Ｐａを制御する。
図１の（ｂ）に示すように、第１金型１１と第２金型１２で保持したワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させた状態で、第１金型１１を、中心軸Ｘ１に沿って第２金型１２に近づける方向に移動させると、中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力ＰａがワークＷに作用する。
そうすると、ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２との間の領域Ｋの肉が、中心軸Ｘ１の軸方向に圧縮されると共に、中心軸Ｘ１の径方向外側（外径側）に膨出して肥大部Ｗａが形成される（図１（ｂ）の破線参照）。
そうすると、ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２との間の領域Ｋの肉が、中心軸Ｘ１の軸方向に圧縮されると共に、中心軸Ｘ１の径方向外側（外径側）に膨出して肥大部Ｗａが形成される（図１（ｂ）の破線参照）。
第２金型１２は、傾斜機構２４により、中心軸Ｘ１に対して傾斜可能に設けられている。制御装置２０は、傾斜機構２４により、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する傾きθを制御する。
図２の（ｄ）に示すように、第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して所定角度θ傾斜させると、ワークＷにおける第１金型１１で保持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で保持された領域との間の領域Ｋに曲げ力Ｐｂが作用する。
これにより、ワークＷが領域Ｋを境にして、第１金型１１で保持された領域と、第２金型１２で保持された領域とが、所定角度θで曲げられた状態となる。
なお、以下の説明では、第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して所定角度θ傾斜させた際に、ワークＷの曲げ角度が、第２金型１２を中心軸Ｘ１に対する傾き（角度θ）と略同じ角度θになるものとして説明する。
これにより、ワークＷが領域Ｋを境にして、第１金型１１で保持された領域と、第２金型１２で保持された領域とが、所定角度θで曲げられた状態となる。
なお、以下の説明では、第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して所定角度θ傾斜させた際に、ワークＷの曲げ角度が、第２金型１２を中心軸Ｘ１に対する傾き（角度θ）と略同じ角度θになるものとして説明する。
ワークＷが所定角度θで曲げられると、ワークＷでは、第１金型１１と第２金型１２との間の領域Ｋの肉のうち、第２金型１２の曲げ側に位置する領域Ｋの肉が、中心軸Ｘ１の軸方向に圧縮されつつ、中心軸Ｘ１の径方向に肥大化する。
すなわち、領域Ｋの肉が、第２金型１２の曲げ方向側に肥大化する（図２の（ｄ）参照）。
すなわち、領域Ｋの肉が、第２金型１２の曲げ方向側に肥大化する（図２の（ｄ）参照）。
前記したように、ワークＷに作用する圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θの制御は、ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させながら実施される。そのため、第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して所定角度θ傾斜させて、ワークＷを中心軸Ｘ１に対して曲げている間、ワークＷの領域Ｋでは、第２金型１２の曲げ側に位置する領域が、中心軸Ｘ１周りの周方向に変化する。よって、圧縮圧力Ｐａにより形成された肥大部は、中心軸Ｘ１周りの周方向の全周に亘って肥大化する。
位相差センサ３０は、ワークＷにおける第１金型１１で保持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で保持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差を検出する。
前記したように、ワークＷにおける肥大部Ｗａの形成は、第１金型１１と第２金型１２で保持したワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させた状態で、ワークＷに作用する圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θを制御することで行われる。
位相差センサ３０は、肥大部Ｗａを形成している際に、ワークＷにおける第１金型１１で保持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で保持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差を検出して、制御装置２０に出力する。
ここで、軸肥大加工装置１を用いた軸部材（ワークＷ）における肥大部Ｗａの形成方法であって、従来例にかかる方法を説明する。
図２は、軸肥大加工装置１を用いて、ワークＷにおける肥大部Ｗａの形成する過程を説明する図である。
図２の（ａ）は、肥大部Ｗａを形成する前の円柱形状のワークＷを金型１０にセットした状態を示す図であり、図２の（ｂ）は、ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させている状態を示す図である。図２の（ｃ）は、ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させている状態で、ワークＷに中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力Ｐａを作用させた状態を示す図であり、図２の（ｄ）は、さらにワークＷを所定角度θで曲げた状態（ワークＷに曲げ力Ｐｂを作用させている状態）を示す図である。図２の（ｅ）は、ワークＷの曲げを解消した状態（曲げ戻している状態）を示す図であり、図２の（ｆ）は、最終的に得られるワークＷであって、長手方向の途中位置に肥大部Ｗａが目的の外径Ｄｔで形成されたワークＷを示す図である。
図２は、軸肥大加工装置１を用いて、ワークＷにおける肥大部Ｗａの形成する過程を説明する図である。
図２の（ａ）は、肥大部Ｗａを形成する前の円柱形状のワークＷを金型１０にセットした状態を示す図であり、図２の（ｂ）は、ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させている状態を示す図である。図２の（ｃ）は、ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させている状態で、ワークＷに中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力Ｐａを作用させた状態を示す図であり、図２の（ｄ）は、さらにワークＷを所定角度θで曲げた状態（ワークＷに曲げ力Ｐｂを作用させている状態）を示す図である。図２の（ｅ）は、ワークＷの曲げを解消した状態（曲げ戻している状態）を示す図であり、図２の（ｆ）は、最終的に得られるワークＷであって、長手方向の途中位置に肥大部Ｗａが目的の外径Ｄｔで形成されたワークＷを示す図である。
図３は、肥大部Ｗａの形成過程での圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θの変化を説明する図である。図３の（ａ）は、実施の形態の場合における圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θの変化を示した図であり、図３の（ｂ）は、従来例にかかる肥大部Ｗａの形成過程での圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θの変化を示した図である。
図４は、肥大部Ｗａを形成する過程での肥大部Ｗａの外径Ｄの変化量（外径変化量）と、肥大部Ｗａに作用するねじれ力（ねじれ）の変化を説明する図である。図４の（ａ）は、実施の形態の場合における肥大部Ｗａの外径Ｄの変化量と、ねじれ力の変化を示した図であり、図４の（ｂ）は、従来例にかかる肥大部の形成過程での肥大部Ｗａの外径Ｄの変化量と、ねじれ力の変化を示した図である。
図４は、肥大部Ｗａを形成する過程での肥大部Ｗａの外径Ｄの変化量（外径変化量）と、肥大部Ｗａに作用するねじれ力（ねじれ）の変化を説明する図である。図４の（ａ）は、実施の形態の場合における肥大部Ｗａの外径Ｄの変化量と、ねじれ力の変化を示した図であり、図４の（ｂ）は、従来例にかかる肥大部の形成過程での肥大部Ｗａの外径Ｄの変化量と、ねじれ力の変化を示した図である。
ワークＷにおける肥大部Ｗａの形成は、第１金型１１と第２金型１２で保持した円柱形状のワークＷを、中心軸Ｘ１周りに所定の回転速度Ｎ１で回転させた状態で開始される（図２の（ａ）、（ｂ）参照）。
この状態で、スライド機構２３により第１金型１１を第２金型１２に近づける方向に変位させて、所定の圧縮圧力Ｐ２（第２の目標圧縮力）を、ワークＷに作用させる。
ここで、所定の圧縮圧力Ｐ２は、ワークＷに曲げ力Ｐｂを作用させてワークＷを所定の曲げ角度θｔにする際に、ワークＷに作用させておく中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力であり、予め設定された値の圧縮圧力である。
ここで、所定の圧縮圧力Ｐ２は、ワークＷに曲げ力Ｐｂを作用させてワークＷを所定の曲げ角度θｔにする際に、ワークＷに作用させておく中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力であり、予め設定された値の圧縮圧力である。
これにより、圧縮圧力Ｐａが時刻ｔ０から一定の割合で増加して、時刻ｔ１において、所定の圧縮圧力Ｐ２に到達する（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ１参照）。
この圧縮圧力Ｐａが圧縮圧力Ｐ２に到達するまでの間で、中心軸Ｘ１の軸方向に圧縮されたワークＷの領域Ｋに、肥大部ＷａがワークＷの外径Ｄ１よりも大きい外径で形成される（図２の（ｃ）参照）。
この圧縮圧力Ｐａが圧縮圧力Ｐ２に到達するまでの間で、中心軸Ｘ１の軸方向に圧縮されたワークＷの領域Ｋに、肥大部ＷａがワークＷの外径Ｄ１よりも大きい外径で形成される（図２の（ｃ）参照）。
続いて、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θが、所定の曲げ角度θｔとなるように、傾斜機構２４により第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して傾ける。
ここで、所定の曲げ角度θｔは、ワークＷに作用させる圧縮圧力Ｐａを、所定の圧縮圧力Ｐ２から基準圧縮圧力Ｐｔまで増加させるまでの間と、圧縮圧力Ｐａを基準圧縮圧力Ｐｔで保持している間に、ワークＷに作用させる曲げ角度θであり、予め設定された角度である（以下、基準曲げ角度θｔとも標記する）。
ここで、所定の曲げ角度θｔは、ワークＷに作用させる圧縮圧力Ｐａを、所定の圧縮圧力Ｐ２から基準圧縮圧力Ｐｔまで増加させるまでの間と、圧縮圧力Ｐａを基準圧縮圧力Ｐｔで保持している間に、ワークＷに作用させる曲げ角度θであり、予め設定された角度である（以下、基準曲げ角度θｔとも標記する）。
これにより、曲げ角度θが、時刻ｔ１から一定の割合で大きくなって、時刻ｔ２’において、基準曲げ角度θｔに到達する（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ１参照）。
なお、この時刻ｔ１から時刻ｔ２’までの間、圧縮圧力Ｐａは、圧縮圧力Ｐ２のままで保持される。
なお、この時刻ｔ１から時刻ｔ２’までの間、圧縮圧力Ｐａは、圧縮圧力Ｐ２のままで保持される。
そして、圧縮圧力Ｐａが、肥大部Ｗａを形成するための基準圧縮圧力Ｐｔとなるように、スライド機構２３により第１金型１１を第２金型１２に近づける方向に変位させる。
これにより、圧縮圧力Ｐａが時刻ｔ２’から一定の割合で増加して、時刻ｔ３’において、基準圧縮圧力Ｐｔに到達する（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ２参照）。
さらに、基準圧縮圧力Ｐｔに到達するまでの間に、ワークＷの領域Ｋに形成された肥大部Ｗａの外径Ｄが大きくなる。
なお、この時刻ｔ２’から時刻ｔ３’までの間、曲げ角度θは、基準曲げ角度θｔのままで保持される。
さらに、基準圧縮圧力Ｐｔに到達するまでの間に、ワークＷの領域Ｋに形成された肥大部Ｗａの外径Ｄが大きくなる。
なお、この時刻ｔ２’から時刻ｔ３’までの間、曲げ角度θは、基準曲げ角度θｔのままで保持される。
そして、時刻ｔ３’以降、第２金型１２を、基準曲げ角度θｔに保持しつつ、基準圧縮圧力ＰｔをワークＷに作用させた状態を継続する。
これにより、領域Ｋに形成された肥大部Ｗａの外径Ｄが、時間の経過と共に大きくなる（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ３参照）。
なお、図４の（ｂ）では、外径Ｄの変化量が示されているので、肥大部Ｗａの外径が大きくなる程度が、時間の経過と共に、小さくなることが示されている。
これにより、領域Ｋに形成された肥大部Ｗａの外径Ｄが、時間の経過と共に大きくなる（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ３参照）。
なお、図４の（ｂ）では、外径Ｄの変化量が示されているので、肥大部Ｗａの外径が大きくなる程度が、時間の経過と共に、小さくなることが示されている。
そして、肥大部Ｗａの外径Ｄが、肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αに到達するまで、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θと圧縮圧力Ｐａとが、基準曲げ角度θｔと、基準圧縮圧力Ｐｔで、それぞれ保持される（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ３参照）。
そして、肥大部Ｗａの外径Ｄが目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αに到達した時点（時刻ｔ４’）において、圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも低く、圧縮圧力Ｐ２よりも高い圧縮圧力Ｐ３（第３の目標圧縮圧力）まで一気に変化させる（図３の（ｂ）、Ｐｈａｓｅ４参照）。
さらに、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θを、ゼロ（＝０）度に向けて一定の割合で減少させる（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ４、図２の（ｅ）参照）。
さらに、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θを、ゼロ（＝０）度に向けて一定の割合で減少させる（図３の（ｂ）：Ｐｈａｓｅ４、図２の（ｅ）参照）。
そして、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する角度θがゼロ（＝０）度に到達した時点で、第１金型１１を第２金型１２から離間させて、ワークＷに作用する圧縮圧力Ｐａをゼロ（＝０）にする。
これにより、目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αの外径の肥大部Ｗａを持つワークＷが得られることになる（図２の（ｆ）参照）。
これにより、目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αの外径の肥大部Ｗａを持つワークＷが得られることになる（図２の（ｆ）参照）。
ここで、従来例に係る方法にて肥大部Ｗａを形成すると、肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔが大きくなるにつれて、肥大部Ｗａ、特に肥大部Ｗａの外周に亀裂Ｃが生じやすくなる傾向がある（図５の（ｂ）参照）。
そして、肥大部Ｗａの外周において亀裂Ｃは、周方向に間隔をあけて生じる傾向があり、さらに、亀裂Ｃの各々は、中心軸Ｘ１の径方向から見て、中心軸Ｘ１に対して略同じ角度傾斜して、生じる傾向がある。
そして、肥大部Ｗａの外周において亀裂Ｃは、周方向に間隔をあけて生じる傾向があり、さらに、亀裂Ｃの各々は、中心軸Ｘ１の径方向から見て、中心軸Ｘ１に対して略同じ角度傾斜して、生じる傾向がある。
本願発明者は、亀裂Ｃの各々が、中心軸Ｘ１に対して略同じ角度傾斜する傾向に着目して、肥大部Ｗａの形成過程を詳細に検討した。
その結果、以下の点を確認した。
（ａ）第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して傾けて、肥大部Ｗａの外径を大きくしている過程で、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、第２金型１２で把持された領域との間で、中心軸Ｘ１回りの位相差（ねじれ：図４の（ｂ）参照）が発生する。
（ｂ）肥大部Ｗａを目的の外径Ｄｔまで拡径するまでの時間が長くなるほど、発生するねじれの程度が大きくなる。
その結果、以下の点を確認した。
（ａ）第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して傾けて、肥大部Ｗａの外径を大きくしている過程で、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、第２金型１２で把持された領域との間で、中心軸Ｘ１回りの位相差（ねじれ：図４の（ｂ）参照）が発生する。
（ｂ）肥大部Ｗａを目的の外径Ｄｔまで拡径するまでの時間が長くなるほど、発生するねじれの程度が大きくなる。
そこで、位相差の発生原因を鋭意検討したところ、肥大部Ｗａを形成する過程での第１金型１１と肥大部Ｗａとの接触面積と、第２金型１２と肥大部Ｗａとの接触面積の差が影響していることと見いだした。
以下、具体的に説明する。
図５は、肥大部Ｗａを形成する過程で生じる位相差を説明する図であり、（ａ）は、位相差が生じる場合の肥大部Ｗａと第１金型１１および第２金型１２との接触半径（半径ｒ１、ｒ２）の違いを説明する図であり、（ｂ）は、位相差が大きい場合に肥大部Ｗａの外周に生じる亀裂Ｃを説明する図であり、（ｃ）は、位相差を減少させる場合の第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する傾き（曲げ角度θ）の変更を説明する図である。
図５は、肥大部Ｗａを形成する過程で生じる位相差を説明する図であり、（ａ）は、位相差が生じる場合の肥大部Ｗａと第１金型１１および第２金型１２との接触半径（半径ｒ１、ｒ２）の違いを説明する図であり、（ｂ）は、位相差が大きい場合に肥大部Ｗａの外周に生じる亀裂Ｃを説明する図であり、（ｃ）は、位相差を減少させる場合の第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する傾き（曲げ角度θ）の変更を説明する図である。
図５の（ａ）に示すように、肥大部Ｗａを形成する過程では、第２金型１２が中心軸Ｘ１に対して所定角度（基準曲げ角度θｔ）傾いている。
そして、形成途中の肥大部Ｗａは、第１金型１１から作用する基準圧縮圧力Ｐｔで、第２金型１２に圧接している。
そのため、第１金型１１と肥大部Ｗａとが接触する領域における中心軸Ｘ１を基準とした半径ｒ１が、第２金型１２と肥大部Ｗａとが接触する領域における中心軸Ｘ１を基準とした半径ｒ２よりも小さくなる傾向がある。
そして、形成途中の肥大部Ｗａは、第１金型１１から作用する基準圧縮圧力Ｐｔで、第２金型１２に圧接している。
そのため、第１金型１１と肥大部Ｗａとが接触する領域における中心軸Ｘ１を基準とした半径ｒ１が、第２金型１２と肥大部Ｗａとが接触する領域における中心軸Ｘ１を基準とした半径ｒ２よりも小さくなる傾向がある。
そのため、拡径している途中の肥大部Ｗａは、第２金型１２との接触面積のほうが、第１金型１１との接触面積よりも大きくなり、肥大部Ｗａと第１金型１１とが接触する領域での摩擦抵抗よりも、肥大部Ｗａと第２金型１２とが接触する領域での摩擦抵抗のほうが大きくなる。
そうすると、第２金型１２を中心軸Ｘ１回りに回転させる第２金型用駆動モータ２２にかかる負荷が、第１金型１１を中心軸Ｘ１回りに回転させる第１金型用駆動モータ２１にかかる負荷よりも大きくなる。
その結果、第２金型１２が第１金型１１よりも遅れて中心軸Ｘ１回りに回転することになり、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との間に位相差が生じる。
その結果、第２金型１２が第１金型１１よりも遅れて中心軸Ｘ１回りに回転することになり、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との間に位相差が生じる。
この発生した位相差は、第１金型１１と第２金型１２との間の形成される途上の肥大部Ｗａに、中心軸Ｘ１周りのねじりせん断力を作用させ、肥大部Ｗａには、ねじりせん断力に起因するせん断ひずみが発生する。
これらねじりせん断力とせん断ひずみは、位相差が大きくなるほど大きなものとなるので、肥大部Ｗａに作用するねじれ力が、肥大部Ｗａを形成している過程で大きくなる（図４の（ｂ）参照）。
これらねじりせん断力とせん断ひずみは、位相差が大きくなるほど大きなものとなるので、肥大部Ｗａに作用するねじれ力が、肥大部Ｗａを形成している過程で大きくなる（図４の（ｂ）参照）。
肥大部Ｗａが大径化すると、大径化している途中の肥大部Ｗａの外周側には、大径化に伴う周方向の大きな引っ張り応力が発生し、そこへねじりせん断力が作用する（図５の（ｂ）参照）。
そのため、肥大部Ｗａの外周には、亀裂Ｃが生じ易くなり、この亀裂Ｃは、位相差が大きくなるほど、いっそう生じやすくなる（図５の（ｂ）参照）。
そのため、肥大部Ｗａの外周には、亀裂Ｃが生じ易くなり、この亀裂Ｃは、位相差が大きくなるほど、いっそう生じやすくなる（図５の（ｂ）参照）。
ここで、実施の形態にかかる軸肥大加工装置１では、第１金型１１と第２金型１２の回転が、インバータモータ（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）で制御されている。
制御装置２０は、第１金型１１と第２金型１２を同じ回転速度Ｎ１で中心軸Ｘ１回りに回転させるために、第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２に同じ指令値を与えているが、制御装置２０は、第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２のフィードバック制御を行っていない。
制御装置２０は、第１金型１１と第２金型１２を同じ回転速度Ｎ１で中心軸Ｘ１回りに回転させるために、第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２に同じ指令値を与えているが、制御装置２０は、第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２のフィードバック制御を行っていない。
そのため、実施の形態にかかる軸肥大加工装置１では、肥大部Ｗａを形成する際の圧縮圧力Ｐａの作用のさせ方と、曲げ角度θの大きさを工夫して、位相差に起因する亀裂の発生を抑制している。
以下、実施の形態にかかる軸肥大加工装置１による肥大部Ｗａの形成過程を説明する。
実施の形態にかかる軸肥大加工装置１においても、ワークＷにおける肥大部Ｗａの形成は、第１金型１１と第２金型１２で保持した円柱形状のワークＷを、中心軸Ｘ１回りに所定の回転速度Ｎ１で回転させた状態で開始される（図２の（ａ）、（ｂ）参照）。
実施の形態にかかる軸肥大加工装置１においても、ワークＷにおける肥大部Ｗａの形成は、第１金型１１と第２金型１２で保持した円柱形状のワークＷを、中心軸Ｘ１回りに所定の回転速度Ｎ１で回転させた状態で開始される（図２の（ａ）、（ｂ）参照）。
この状態で、スライド機構２３により第１金型１１を第２金型１２に近づける方向に変位させて、所定の圧縮圧力Ｐ２（第２の目標圧縮力）を、ワークＷに作用させる。
ここで、所定の圧縮圧力Ｐ２は、ワークＷに曲げ力Ｐｂを作用させてワークＷを所定の曲げ角度θ１にする際に、ワークＷに作用させておく中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力であり、予め設定された値の圧縮圧力である。
ここで、所定の圧縮圧力Ｐ２は、ワークＷに曲げ力Ｐｂを作用させてワークＷを所定の曲げ角度θ１にする際に、ワークＷに作用させておく中心軸Ｘ１の軸方向の圧縮圧力であり、予め設定された値の圧縮圧力である。
これにより、圧縮圧力Ｐａが時刻ｔ０から一定の割合で増加して、時刻ｔ１において、曲げ力Ｐｂを作用させる際の所定の圧縮圧力Ｐ２に到達する（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ１参照）。
この圧縮圧力Ｐａが圧縮圧力Ｐ２に到達するまでの間で、中心軸Ｘ１の軸方向に圧縮されたワークＷの領域Ｋに、肥大部ＷａがワークＷの外径Ｄ１よりも大きい外径で形成される（図２の（ｃ）参照）。
この圧縮圧力Ｐａが圧縮圧力Ｐ２に到達するまでの間で、中心軸Ｘ１の軸方向に圧縮されたワークＷの領域Ｋに、肥大部ＷａがワークＷの外径Ｄ１よりも大きい外径で形成される（図２の（ｃ）参照）。
続いて、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θが、基準曲げ角度θｔよりも小さい曲げ角度θ１（第１の目標曲げ角度）となるように、傾斜機構２４により第２金型１２を中心軸Ｘ１に対して傾ける。
これにより、曲げ角度θが、時刻ｔ１から一定の割合で大きくなって、時刻ｔ２において、曲げ角度θ１に到達する（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ１参照）。
ここで、曲げ角度θの変化の割合は、前記した従来例にかかる場合と同じに設定されている。そのため、図３の（ａ）の本願の場合における時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間間隔は、図３の（ｂ）の従来例にかかる場合の時刻ｔ１からｔ２’までの時間間隔よりも短いものとなる。
なお、この時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、圧縮圧力Ｐａは、所定の圧縮圧力Ｐ２のままで保持される。
ここで、曲げ角度θの変化の割合は、前記した従来例にかかる場合と同じに設定されている。そのため、図３の（ａ）の本願の場合における時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間間隔は、図３の（ｂ）の従来例にかかる場合の時刻ｔ１からｔ２’までの時間間隔よりも短いものとなる。
なお、この時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、圧縮圧力Ｐａは、所定の圧縮圧力Ｐ２のままで保持される。
そして、圧縮圧力Ｐａが、肥大部Ｗａを形成するための基準圧縮圧力Ｐｔよりも高い圧縮圧力Ｐ１（第１の目標圧縮圧力）となるように、スライド機構２３により第１金型１１を第２金型１２に近づける方向に変位させる。
これにより、圧縮圧力Ｐａが時刻ｔ２から一定の割合で増加して、時刻ｔ３において、目標の圧縮圧力Ｐ１に到達する（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ２参照）。
ここで、圧縮圧力Ｐａの変化の割合は、前記した従来例にかかる場合と同じに設定されている。そのため、図３の（ａ）の本願の場合における時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間間隔は、図３の（ｂ）の従来例にかかる場合の時刻ｔ２’からｔ３’までの時間間隔よりも長いものとなる。
ここで、圧縮圧力Ｐａの変化の割合は、前記した従来例にかかる場合と同じに設定されている。そのため、図３の（ａ）の本願の場合における時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間間隔は、図３の（ｂ）の従来例にかかる場合の時刻ｔ２’からｔ３’までの時間間隔よりも長いものとなる。
この圧縮圧力Ｐａが目標の圧縮圧力Ｐ１に到達するまでの間に、ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２との間の領域Ｋに、より大径の肥大部Ｗａが形成される。
なお、この時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、曲げ角度θは、原則として上記した所定角度θ１のままで保持される。
なお、この時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、曲げ角度θは、原則として上記した所定角度θ１のままで保持される。
実施の形態では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、制御装置２０が位相差センサ３０の出力信号に基づいて、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差Δｒａｄを確認する。
そして、位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超えた場合に、制御装置２０が、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θをゼロ（＝０）度に近づける方向に変化させる（曲げ角度θを小さくする）。
そして、位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超えた場合に、制御装置２０が、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θをゼロ（＝０）度に近づける方向に変化させる（曲げ角度θを小さくする）。
前記したように、第１金型１１と肥大部Ｗａとの接触面積と、第２金型１２と肥大部Ｗａとの接触面積の差が大きくなると、位相差Δｒａｄが大きくなる。
そのため、実施の形態では、軸肥大加工により肥大部Ｗａを形成するに当たり、外周に割れを生じさせずに肥大部Ｗａを形成できる閾値の位相差Ｔｈ１が実験などに基づいて、ある程度余裕を持って設定されている。
そのため、実施の形態では、軸肥大加工により肥大部Ｗａを形成するに当たり、外周に割れを生じさせずに肥大部Ｗａを形成できる閾値の位相差Ｔｈ１が実験などに基づいて、ある程度余裕を持って設定されている。
そのため、検出した位相差Δｒａｄが閾値の位相差Ｔｈ１を超えた時点で、曲げ角度θを小さくすることで、第２金型１２と肥大部Ｗａとの接触面積を小さくする。
これにより、第１金型１１と肥大部Ｗａとの接触面積と、第２金型１２と肥大部Ｗａとの接触面積の差が小さくなって、割れの原因となる位相差Δｒａｄが小さくなる。
これにより、第１金型１１と肥大部Ｗａとの接触面積と、第２金型１２と肥大部Ｗａとの接触面積の差が小さくなって、割れの原因となる位相差Δｒａｄが小さくなる。
これにより、第１金型１１で把持された領域と、第２金型１２で把持された領域との間に生じるねじりせん断力を小さくすることができ、最終的に得られる肥大部に亀裂Ｃなどが生じ難くなるようにしている。
そして、時刻ｔ３以降、曲げ角度θを上記した所定角度θ１から基準曲げ角度θｔとなるまで、傾斜機構２４により第２金型１２を中心軸Ｘ１に対してさらに傾ける。
そして、ワークＷを基準曲げ角度θｔで曲げつつ、目標の圧縮圧力Ｐ１を作用させた状態を継続する。これにより、領域Ｋに形成された肥大部Ｗａの外径Ｄが、時間の経過と共に大きくなる（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ３参照）。
そして、ワークＷを基準曲げ角度θｔで曲げつつ、目標の圧縮圧力Ｐ１を作用させた状態を継続する。これにより、領域Ｋに形成された肥大部Ｗａの外径Ｄが、時間の経過と共に大きくなる（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ３参照）。
そして、肥大部Ｗａの外径Ｄが、形成される肥大部の目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αに到達するまで、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θと圧縮圧力Ｐａが、基準曲げ角度θｔと、目標の圧縮圧力Ｐ１でそれぞれ保持される（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ３参照）。
そして、肥大部Ｗａの外径Ｄが目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αに到達した時点（時刻ｔ４）において、圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも低く、所定の圧縮圧力Ｐ２よりも高い圧縮圧力Ｐ３まで一気に変化させる（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ４参照）。
さらに、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θを、ゼロ（＝０）度に向けて一定の割合で減少させる（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ４、図２の（ｅ）参照）。
さらに、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θを、ゼロ（＝０）度に向けて一定の割合で減少させる（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ４、図２の（ｅ）参照）。
そして、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θが、ゼロ（＝０）度に到達した時点で、第１金型１１を第２金型１２から離間させて、圧縮圧力Ｐａをゼロ（＝０）にする。
これにより、目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αの外径の肥大部Ｗａを持つワークＷが得られることになる。
これにより、目標の外径Ｄｔを基準とした所定の閾値範囲Ｄｔ±αの外径の肥大部Ｗａを持つワークＷが得られることになる。
なお、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θと圧縮圧力Ｐａを、基準曲げ角度θｔと、目標の圧縮圧力Ｐ１でそれぞれ保持している間（図３の（ａ）：Ｐｈａｓｅ３参照）にも、制御装置２０が位相差センサ３０の出力信号に基づいて、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差Δｒａｄを確認する。
そして、位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超えた場合に、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する曲げ角度θをゼロ（＝０）度に近づける方向に変化させる（曲げ角度θを小さくする）。
これにより、ワークＷにおいて、第１金型１１で把持された領域と、第２金型１２で把持された領域との間に生じるねじりせん断力を小さくすることができ、最終的に得られる肥大部Ｗａに亀裂Ｃなどが生じ難くなる。
これにより、ワークＷにおいて、第１金型１１で把持された領域と、第２金型１２で把持された領域との間に生じるねじりせん断力を小さくすることができ、最終的に得られる肥大部Ｗａに亀裂Ｃなどが生じ難くなる。
なお、肥大部Ｗａを形成している途中で、第２金型１２の曲げ角度θを小さくした場合、以降、第２金型１２の曲げ角度θを変更後の角度で保持しても良いが、位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１未満になった時点で、元の曲げ角度θ（基準曲げ角度θｔ）に戻すようにしても良い。
また、肥大部Ｗａを形成している途中で、位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超える度に、第２金型１２の曲げ角度θを小さくするようにしても良い。
何れの場合にも、最終的に得られる肥大部Ｗａに亀裂Ｃなどを生じ難くすることができる。
また、肥大部Ｗａを形成している途中で、位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超える度に、第２金型１２の曲げ角度θを小さくするようにしても良い。
何れの場合にも、最終的に得られる肥大部Ｗａに亀裂Ｃなどを生じ難くすることができる。
以上の通り、実施の形態では、
（１）金属製の軸部材（ワークＷ）を、当該ワークＷの中心軸Ｘ１の軸方向で間隔をあけて把持する一対の金型（第１金型１１および第２金型１２）と、
第１金型１１および第２金型１２で把持されたワークＷの回転、ワークＷに作用させる圧縮圧力Ｐａ、およびワークＷの曲げ角度θを制御する制御装置２０（制御手段）と、
ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差Δｒａｄを検出する位相差センサ３０（位相差検出手段）と、を有し、
ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させながら、ワークＷに基準圧縮圧力Ｐｔを作用させると共にワークＷの曲げ角度を基準曲げ角度θｔにすることで、
ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２と間の領域Ｋに、ワークＷよりも大径の肥大部Ｗａを形成する軸肥大加工装置１であって、
制御装置２０は、
検出した位相差Δｒａｄが閾値の位相差Ｔｈ１を超えた場合に、ワークＷの曲げ角度θを、位相差を減少させる方向に変化させる構成とした。
（１）金属製の軸部材（ワークＷ）を、当該ワークＷの中心軸Ｘ１の軸方向で間隔をあけて把持する一対の金型（第１金型１１および第２金型１２）と、
第１金型１１および第２金型１２で把持されたワークＷの回転、ワークＷに作用させる圧縮圧力Ｐａ、およびワークＷの曲げ角度θを制御する制御装置２０（制御手段）と、
ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差Δｒａｄを検出する位相差センサ３０（位相差検出手段）と、を有し、
ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させながら、ワークＷに基準圧縮圧力Ｐｔを作用させると共にワークＷの曲げ角度を基準曲げ角度θｔにすることで、
ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２と間の領域Ｋに、ワークＷよりも大径の肥大部Ｗａを形成する軸肥大加工装置１であって、
制御装置２０は、
検出した位相差Δｒａｄが閾値の位相差Ｔｈ１を超えた場合に、ワークＷの曲げ角度θを、位相差を減少させる方向に変化させる構成とした。
このように構成すると、位相差Δｒａｄが減少することで、肥大部Ｗａを径方向に肥大させている際にワークＷの肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力を抑えることができ、ねじりせん断力に起因して肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差Δｒａｄが大きくなるほど、肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力が大きくなる。
よって、亀裂Ｃの発生を防ぐための閾値の位相差Ｔｈ１を予め用意しておき、検出した位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超えた時点で、位相差を減少させる方向に曲げ角度θを調整することで、亀裂Ｃの発生を好適に抑制できる。
例えば、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域の中心軸Ｘ１に対する傾きを小さくすることで、位相差Δｒａｄを減少させる方向に曲げ角度θを調整できる。
よって、亀裂Ｃの発生を防ぐための閾値の位相差Ｔｈ１を予め用意しておき、検出した位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超えた時点で、位相差を減少させる方向に曲げ角度θを調整することで、亀裂Ｃの発生を好適に抑制できる。
例えば、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域の中心軸Ｘ１に対する傾きを小さくすることで、位相差Δｒａｄを減少させる方向に曲げ角度θを調整できる。
また、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域の中心軸Ｘ１回りの回転と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域の中心軸Ｘ１回りの回転とを、別々のインバータモータ（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）で行っている場合に、位相差Δｒａｄと閾値の位相差Ｔｈ１との比較により、肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃや、モータの不具合を先読みできる。
これにより、亀裂Ｃなどを見越して、ワークＷの肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力を抑えることができる。
これにより、亀裂Ｃなどを見越して、ワークＷの肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力を抑えることができる。
（２）制御装置２０は、
基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１（第１の目標圧縮圧力）を作用させて、肥大部Ｗａを形成すると共に、
基準曲げ角度θｔよりも小さい目標の曲げ角度θ１（第１の目標曲げ角度）に曲げ角度θを保持している間に、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１まで一定の割合で増加させ、
圧縮圧力Ｐａが目標の圧縮圧力Ｐ１に到達した後、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１で保持している間に、曲げ角度θを、曲げ角度θ１から基準曲げ角度θｔまで一定の割合で増加させる構成とした。
基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１（第１の目標圧縮圧力）を作用させて、肥大部Ｗａを形成すると共に、
基準曲げ角度θｔよりも小さい目標の曲げ角度θ１（第１の目標曲げ角度）に曲げ角度θを保持している間に、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１まで一定の割合で増加させ、
圧縮圧力Ｐａが目標の圧縮圧力Ｐ１に到達した後、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１で保持している間に、曲げ角度θを、曲げ角度θ１から基準曲げ角度θｔまで一定の割合で増加させる構成とした。
従来では、肥大部Ｗａは、ワークＷに中心軸Ｘ１の軸方向の基準圧縮圧力Ｐｔを作用させると共に、ワークＷの曲げ角度θを基準曲げ角度θｔにすることで形成される。
ここで、肥大部Ｗａに生じる亀裂Ｃは、以下の場合に生じる傾向がある。
（ａ）肥大部Ｗａを大径化している際に肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力が大きくなる。
（ｂ）肥大部Ｗａを形成している加工時間が長くなる。
そのため、上記のように構成して、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる曲げ角度θを二段階で作用させることで、ねじりせん断力を低減する。
そして、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１とすることで、曲げ角度θを二段階で変更することに起因して加工時間が長くなることを防止している。
これにより、ワークＷの肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
ここで、肥大部Ｗａに生じる亀裂Ｃは、以下の場合に生じる傾向がある。
（ａ）肥大部Ｗａを大径化している際に肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力が大きくなる。
（ｂ）肥大部Ｗａを形成している加工時間が長くなる。
そのため、上記のように構成して、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる曲げ角度θを二段階で作用させることで、ねじりせん断力を低減する。
そして、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１とすることで、曲げ角度θを二段階で変更することに起因して加工時間が長くなることを防止している。
これにより、ワークＷの肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
（３）制御装置２０は、
基準圧縮圧力Ｐｔよりも小さい第２の目標の圧縮圧力Ｐ２に圧縮圧力Ｐａを保持している間に、曲げ角度θを、第１の目標曲げ角度θ１まで一定の割合で増加させる構成とした。
基準圧縮圧力Ｐｔよりも小さい第２の目標の圧縮圧力Ｐ２に圧縮圧力Ｐａを保持している間に、曲げ角度θを、第１の目標曲げ角度θ１まで一定の割合で増加させる構成とした。
このように構成すると、曲げ角度θが一定の割合で増加するので、曲げ角度θの急激な増加に起因する亀裂Ｃを好適に防止できる。
（４）制御装置２０は、
曲げ角度θが基準曲げ角度θｔに到達した後、肥大部Ｗａの外径Ｄが、当該肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔを基準とした閾値範囲Ｄｔ±α内に達するまで、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１で保持すると共に曲げ角度θを基準曲げ角度θｔで保持する構成とした。
曲げ角度θが基準曲げ角度θｔに到達した後、肥大部Ｗａの外径Ｄが、当該肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔを基準とした閾値範囲Ｄｔ±α内に達するまで、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１で保持すると共に曲げ角度θを基準曲げ角度θｔで保持する構成とした。
このように構成すると、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１とすることで、曲げ角度θを二段階で変更することに起因して加工時間が長くなることを防止できる。
（５）制御装置２０は、
肥大部Ｗａの外径Ｄが、当該肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔを基準とした閾値範囲Ｄｔ±α内に達すると、以降、曲げ角度θを一定の割合で減少させて最終的にゼロにすると共に、
曲げ角度θを一定の割合で減少させて最終的にゼロにするまでの間、圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも低い圧縮圧力Ｐ３（第３の目標圧縮圧力）で保持する構成とした。
肥大部Ｗａの外径Ｄが、当該肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔを基準とした閾値範囲Ｄｔ±α内に達すると、以降、曲げ角度θを一定の割合で減少させて最終的にゼロにすると共に、
曲げ角度θを一定の割合で減少させて最終的にゼロにするまでの間、圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも低い圧縮圧力Ｐ３（第３の目標圧縮圧力）で保持する構成とした。
このように構成すると、曲げ角度θが一定の割合で徐々に減少するので、曲げ角度θの急激な開放に起因する不具合を好適に防止できる。
また、肥大部Ｗａの外径Ｄが、当該肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔを基準とした閾値範囲Ｄｔ±α内に達した時点で、ワークＷの保持に必要な圧縮圧力Ｐ３まで低減させることで、ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させる駆動機構（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）への負荷を低減できる。
また、肥大部Ｗａの外径Ｄが、当該肥大部Ｗａの目標の外径Ｄｔを基準とした閾値範囲Ｄｔ±α内に達した時点で、ワークＷの保持に必要な圧縮圧力Ｐ３まで低減させることで、ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させる駆動機構（第１金型用駆動モータ２１、第２金型用駆動モータ２２）への負荷を低減できる。
（６）制御装置２０は、
第１金型１１を中心軸Ｘ１の軸方向で第２金型１２に近づける方向に変位させて、圧縮圧力Ｐａを制御し、
第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する傾きを変化させて、ワークＷの曲げ角度θを制御する構成とした。
第１金型１１を中心軸Ｘ１の軸方向で第２金型１２に近づける方向に変位させて、圧縮圧力Ｐａを制御し、
第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する傾きを変化させて、ワークＷの曲げ角度θを制御する構成とした。
このように構成すると、第１金型１１の中心軸Ｘ１の軸方向の変位と、第２金型１２の中心軸Ｘ１に対する傾きの変更により、圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θを制御できる。
よって、圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θの制御を容易に行うことができる。
よって、圧縮圧力Ｐａと曲げ角度θの制御を容易に行うことができる。
（７）制御装置２０は、
曲げ角度θを小さくすることで、位相差Δｒａｄを減少させる構成とした。
曲げ角度θを小さくすることで、位相差Δｒａｄを減少させる構成とした。
このように構成すると、圧縮圧力Ｐａ（目標の圧縮圧力Ｐ１）をワークＷに作用させて、第１金型１１と第２金型１２の間で肥大部Ｗａを圧縮して肥大部Ｗａを径方向に肥大させる際に、第１金型１１と肥大部Ｗａとの接触面積と、第２金型１２と肥大部Ｗａとの接触面積との差を小さくできる。
これにより、肥大部Ｗａを径方向に肥大させている際にワークＷの肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力を小さくでき、ねじりせん断力に起因して肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
これにより、肥大部Ｗａを径方向に肥大させている際にワークＷの肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力を小さくでき、ねじりせん断力に起因して肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
本願発明は、肥大部Ｗａの形成方法としても特定できる。
すなわち、
（８）金属製の軸部材であるワークＷを、当該ワークＷの中心軸Ｘ１の軸方向で間隔をあけて把持する一対の第１金型１１および第２金型１２と、
第１金型１１および第２金型１２で把持されたワークＷの回転、ワークＷに作用させる圧縮圧力Ｐａ、およびワークＷの曲げ角度θを制御する制御装置２０（制御手段）と、
ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差を検出する位相差センサ３０（位相差検出手段）と、を有する軸肥大加工装置１を用いて、ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２と間の領域Ｋに、ワークＷよりも大径の肥大部Ｗａを形成する肥大部の形成方法であって、
ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させながら、ワークＷに基準圧縮圧力Ｐｔを作用させると共にワークＷの曲げ角度θを基準曲げ角度θｔにすることで、ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２と間の領域Ｋに、ワークＷよりも大径の肥大部Ｗａを形成する第１ステップと、
肥大部Ｗａを形成する過程で、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超えた場合に、位相差を減少させる方向にワークＷの曲げ角度θを変化させる第２ステップと、を有する構成とした。
すなわち、
（８）金属製の軸部材であるワークＷを、当該ワークＷの中心軸Ｘ１の軸方向で間隔をあけて把持する一対の第１金型１１および第２金型１２と、
第１金型１１および第２金型１２で把持されたワークＷの回転、ワークＷに作用させる圧縮圧力Ｐａ、およびワークＷの曲げ角度θを制御する制御装置２０（制御手段）と、
ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差を検出する位相差センサ３０（位相差検出手段）と、を有する軸肥大加工装置１を用いて、ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２と間の領域Ｋに、ワークＷよりも大径の肥大部Ｗａを形成する肥大部の形成方法であって、
ワークＷを中心軸Ｘ１回りに回転させながら、ワークＷに基準圧縮圧力Ｐｔを作用させると共にワークＷの曲げ角度θを基準曲げ角度θｔにすることで、ワークＷにおける第１金型１１と第２金型１２と間の領域Ｋに、ワークＷよりも大径の肥大部Ｗａを形成する第１ステップと、
肥大部Ｗａを形成する過程で、ワークＷにおける第１金型１１で把持された領域と、ワークＷにおける第２金型１２で把持された領域との中心軸Ｘ１回りの位相差Δｒａｄが、閾値の位相差Ｔｈ１を超えた場合に、位相差を減少させる方向にワークＷの曲げ角度θを変化させる第２ステップと、を有する構成とした。
このように構成することによっても、位相差Δｒａｄが減少することで、肥大部Ｗａを径方向に肥大させている際にワークＷの肥大部Ｗａ周りに作用するねじりせん断力を抑えることができ、ねじりせん断力に起因して肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
（９）第１ステップでは、
基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１（第１の目標圧縮圧力）を作用させて、肥大部Ｗａを形成すると共に、
基準曲げ角度θｔよりも小さい曲げ角度θ１（第１の目標曲げ角度）に曲げ角度θを保持している間に、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１まで一定の割合で増加させ、
圧縮圧力Ｐａが目標の圧縮圧力Ｐ１に到達した後、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１で保持している間に、曲げ角度θを、曲げ角度θ１から基準曲げ角度θｔまで一定の割合で増加させる構成とした。
基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１（第１の目標圧縮圧力）を作用させて、肥大部Ｗａを形成すると共に、
基準曲げ角度θｔよりも小さい曲げ角度θ１（第１の目標曲げ角度）に曲げ角度θを保持している間に、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１まで一定の割合で増加させ、
圧縮圧力Ｐａが目標の圧縮圧力Ｐ１に到達した後、圧縮圧力Ｐａを目標の圧縮圧力Ｐ１で保持している間に、曲げ角度θを、曲げ角度θ１から基準曲げ角度θｔまで一定の割合で増加させる構成とした。
このように構成すると、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる曲げ角度θが二段階で作用するので、ワークＷに作用するねじりせん断力が低減される。
そして、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１とすることで、曲げ角度θを二段階で変更することに起因して加工時間が長くなることを防止する。
よって、ワークＷの肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
そして、肥大部Ｗａを大径化しているときに作用させる圧縮圧力Ｐａを、基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１とすることで、曲げ角度θを二段階で変更することに起因して加工時間が長くなることを防止する。
よって、ワークＷの肥大部Ｗａの外径側に生じる亀裂Ｃなどを好適に抑制できる。
前記した実施の形態では、基準圧縮圧力Ｐｔよりも大きい目標の圧縮圧力Ｐ１を、ワークＷに作用させて肥大部Ｗａを形成する場合に、位相差Δｒａｄに応じて曲げ角度θを調整する場合を例示した。
本願発明は、この態様に限定されるものではなく、基準圧縮圧力ＰｔをワークＷに作用させて肥大部Ｗａを形成するようにしても良く、この場合に、位相差Δｒａｄに応じて曲げ角度θを調整する構成としても良い。
本願発明は、この態様に限定されるものではなく、基準圧縮圧力ＰｔをワークＷに作用させて肥大部Ｗａを形成するようにしても良く、この場合に、位相差Δｒａｄに応じて曲げ角度θを調整する構成としても良い。
１ 軸肥大加工装置
１０ 金型
１１ 第１金型（第１の金型）
１２ 第２金型（第２の金型）
２０ 制御装置（制御手段）
３０ 位相差センサ（位相差検出手段）
Ｗ ワーク
Ｗａ 肥大部
Ｄ、Ｄ１、Ｄｔ 外径
Ｎ、Ｎ１ 回転速度
Ｐａ 圧縮圧力
Ｐｔ 基準圧縮圧力
Ｐ１ 圧縮圧力（第１の目標圧縮圧力）
Ｐ２ 圧縮圧力（第２の目標圧縮圧力）
Ｐ３ 圧縮圧力（第３の目標圧縮圧力）
θ 曲げ角度
θｔ 基準曲げ角度
θ１ 曲げ角度（第１の目標曲げ角度）
Ｘ１ 中心軸
１０ 金型
１１ 第１金型（第１の金型）
１２ 第２金型（第２の金型）
２０ 制御装置（制御手段）
３０ 位相差センサ（位相差検出手段）
Ｗ ワーク
Ｗａ 肥大部
Ｄ、Ｄ１、Ｄｔ 外径
Ｎ、Ｎ１ 回転速度
Ｐａ 圧縮圧力
Ｐｔ 基準圧縮圧力
Ｐ１ 圧縮圧力（第１の目標圧縮圧力）
Ｐ２ 圧縮圧力（第２の目標圧縮圧力）
Ｐ３ 圧縮圧力（第３の目標圧縮圧力）
θ 曲げ角度
θｔ 基準曲げ角度
θ１ 曲げ角度（第１の目標曲げ角度）
Ｘ１ 中心軸
Claims (8)
- 金属製の軸部材を、当該軸部材の中心軸の軸方向で間隔をあけて把持する第１の金型および第２の金型と、
前記第１の金型および前記第２の金型で把持された前記軸部材の回転、前記軸部材に作用させる圧縮圧力、および前記軸部材の曲げ角度を制御する制御手段と、
前記軸部材における前記第１の金型で把持された領域と、前記軸部材における前記第２の金型で把持された領域との前記中心軸回りの位相差を検出する位相差検出手段と、を有し、
前記軸部材を前記中心軸回りに回転させながら、前記軸部材に基準圧縮圧力を作用させると共に前記軸部材の曲げ角度を基準曲げ角度にすることで、
前記軸部材における前記第１の金型と前記第２の金型と間の領域に、前記軸部材よりも大径の肥大部を形成する軸肥大加工装置であって、
前記制御手段は、
前記検出した位相差が閾値の位相差を超えた場合に、前記軸部材の曲げ角度を、前記位相差を減少させる方向に変化させることを特徴とする軸肥大加工装置。 - 前記制御手段は、
前記基準圧縮圧力よりも大きい第１の目標圧縮圧力を作用させて、前記肥大部を形成すると共に、
前記基準曲げ角度よりも小さい第１の目標曲げ角度に前記曲げ角度を保持している間に、前記圧縮圧力を前記第１の目標圧縮圧力まで一定の割合で増加させ、
前記圧縮圧力が前記第１の目標圧縮圧力に到達した後、前記圧縮圧力を前記第１の目標圧縮圧力で保持している間に、前記曲げ角度を、前記第１の目標曲げ角度から前記基準曲げ角度まで一定の割合で増加させることを特徴とする請求項１に記載の軸肥大加工装置。 - 前記制御手段は、
前記基準圧縮圧力よりも小さい第２の目標圧縮圧力に前記圧縮圧力を保持している間に、前記曲げ角度を、前記第１の目標曲げ角度まで一定の割合で増加させることを特徴とする請求項２に記載の軸肥大加工装置。 - 前記制御手段は、
前記曲げ角度が前記基準曲げ角度に到達した後、前記肥大部の外径が、当該肥大部の目標の外径を基準とした所定範囲内に達するまで、前記圧縮圧力を前記第１の目標圧縮圧力で保持すると共に前記曲げ角度を前記基準曲げ角度で保持することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の軸肥大加工装置。 - 前記制御手段は、
前記肥大部の外径が、当該肥大部の目標の外径を基準とした所定範囲内に達すると、以降、前記曲げ角度を一定の割合で減少させて最終的にゼロにすると共に、
前記曲げ角度を一定の割合で減少させて最終的にゼロにするまでの間、前記圧縮圧力を、前記基準圧縮圧力よりも低い第３の目標圧縮圧力で保持することを特徴とする請求項４に記載の軸肥大加工装置。 - 前記制御手段は、
前記第１の金型を前記中心軸の軸方向で前記第２の金型に近づける方向に変位させて、前記圧縮圧力を制御し、
前記第２の金型の前記中心軸に対する傾きを変化させて、前記軸部材の曲げ角度を制御することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の軸肥大加工装置。 - 前記制御手段は、
前記曲げ角度を小さくすることで、前記位相差を減少させることを特徴とする請求項６に記載の軸肥大加工装置。 - 金属製の軸部材を、当該軸部材の中心軸の軸方向で間隔をあけて把持する第１の金型および第２の金型と、
前記第１の金型および前記第２の金型で把持された前記軸部材の回転、前記軸部材に作用させる圧縮圧力、および前記軸部材の曲げ角度を制御する制御手段と、
前記軸部材における前記第１の金型で把持された領域と、前記軸部材における前記第２の金型で把持された領域との前記中心軸回りの位相差を検出する位相差検出手段と、を有する軸肥大加工装置を用いて、前記軸部材における前記第１の金型と前記第２の金型と間の領域に、前記軸部材よりも大径の肥大部を形成する肥大部の形成方法であって、
前記軸部材を前記中心軸回りに回転させながら、前記軸部材に基準圧縮圧力を作用させると共に前記軸部材の曲げ角度を基準曲げ角度にすることで、前記軸部材における前記第１の金型と前記第２の金型と間の領域に、前記軸部材よりも大径の肥大部を形成するステップと、
前記肥大部を形成する過程で、前記軸部材における前記第１の金型で把持された領域と、前記軸部材における前記第２の金型で把持された領域との前記中心軸回りの位相差が、閾値の位相差を超えた場合に、前記軸部材の曲げ角度を、前記位相差を減少させる方向に変化させるステップと、を有することを特徴とする肥大部の形成方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2007268602A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Komatsu Ltd | 軸肥大成形装置および軸肥大成形方法 |
| JP5993581B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2016-09-14 | 高周波熱錬株式会社 | 軸肥大加工機の監視システム |
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