WO2014024384A1 - スピニング成形装置および成形方法 - Google Patents

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WO2014024384A1
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plate material
heater
processing tool
molding
spinning
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PCT/JP2013/004373
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秀之 大岸
勇人 岩崎
嘉秀 今村
雄斗 坂根
敏郎 辻
博 北野
一範 原
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川崎重工業株式会社
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Priority to SG11201501000PA priority patent/SG11201501000PA/en
Priority to JP2014529262A priority patent/JP5751687B2/ja
Priority to KR1020157001395A priority patent/KR101508108B1/ko
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/18—Spinning using tools guided to produce the required profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

Definitions

  • the present invention relates to a spinning molding apparatus and a spinning molding method that perform molding while rotating a plate material to be molded around a rotation axis.
  • a spinning molding method in which a plate material such as a steel material, an aluminum alloy, or pure titanium is rotated around a predetermined rotation axis and a processing tool is brought into contact with the plate material to process and mold the plate material. .
  • titanium alloys in order to reduce material costs and processing costs, instead of processing by forging from forgings, a spinning molding method that processes plate materials Application is desired.
  • titanium alloys such as Ti-6Al-4V, for example, have high yield strength at room temperature and poor ductility. Therefore, if the conventional spinning forming method in cold (room temperature) is applied as it is, Cracking occurs and molding cannot be performed successfully. For this reason, it is necessary to heat the plate material and perform hot spinning.
  • Patent Document 1 discloses such hot spinning molding.
  • the plate material is processed after the surface of the plate material is heated by a burner.
  • the plate material is heated in a wide range. For this reason, non-molding places, such as a non-molding location, a shape-formed location, a non-molding location, etc. of a board material will also be heated. Therefore, depending on the material of the plate material and its shape (particularly thickness), there is a problem that deformation occurs in the unformed portion of the plate material due to stress generated during processing, and high-precision processing cannot be performed. There was a problem that cracking occurred in the finished part.
  • Patent Document 2 has been proposed as a spinning molding apparatus that locally heats a position close to a molding site.
  • a high-frequency induction heating coil that is a heater is arranged from between a spatula that is a processing tool and a position on the unmolded side of the plate material toward a contact position between the processing tool and the plate material.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and a spinning molding apparatus capable of performing molding without causing deformation or cracking in the plate material by appropriately heating the molding portion of the plate material. And it aims at providing a spinning shaping
  • the inventors of the present invention do not heat specific plate materials such as titanium alloy plates and thick stainless steel plates when locally heating the plate materials. It has been found that rigidity may be ensured at a location, and therefore a plate material can be molded into a desired shape without using a molding die.
  • the present invention has been made from such a viewpoint.
  • a spinning molding apparatus is a spinning molding apparatus that performs molding while rotating a plate material to be molded around a rotation axis, and a receiving jig to which the plate material is attached, and the plate material to the receiving jig.
  • a rotating member that rotates around the rotation axis, a processing tool that processes and forms the plate material by contacting the first main surface of the plate material, and a heater that heats the plate material
  • the heater is disposed on the opposite side of the processing tool across the plate material, and is located on the same circumference as the position where the processing tool of the plate abuts around the rotation axis, It is comprised so that the 2nd main surface on the opposite side to the 1st main surface of the said board
  • a space can be secured on the side opposite to the processing tool of the plate material forming portion, and a heater can be disposed in the space. it can.
  • the second main surface of the plate material opposite to the first main surface with which the processing tool abuts is locally heated, so that the plate material is appropriately formed regardless of the positional relationship between the processing tool and the plate material. Can be heated.
  • the plate material is attached to a receiving jig that is not a molding die, it is possible to make the molding part non-contact with the receiving jig, and heat due to heating is not directly transferred to the receiving jig, and the molding die Heating can be performed more efficiently than when used. Therefore, it can shape
  • the receiving jig may have a size smaller than a circle defined by a forming start position in the plate material. Thereby, appropriate heating can be performed from the molding start position.
  • the heater may be one that performs heating by high frequency induction heating. Thereby, local heating can be performed easily and efficiently.
  • the spinning forming apparatus may include a preheater that preheats the plate material at a position radially outside the contact position of the processing tool on the plate material. Thereby, heating to the temperature required for shaping
  • the heater may include a coil formed in a double arc shape in a direction orthogonal to the rotation axis. Thereby, the same circumference as a forming location can be heated more efficiently.
  • the heater may include a magnetic core that covers the coil from the opposite side of the plate, and a non-magnetic protrusion that protrudes toward the plate beyond the coil and the core. Accordingly, the magnetic flux generated in the coil is prevented from leaking to the outside using the core covered with the coil, so that the magnetic flux can be concentrated and heat can be generated more locally and efficiently. Furthermore, it can prevent that a coil and a core contact a board
  • the spinning forming apparatus may include an auxiliary tool that supports the plate material at a position radially outside the contact position of the processing tool. Thereby, a board
  • the spinning forming apparatus includes a control device that controls the heater to move relative to the plate material so that a distance between the heater and a forming portion of the plate material is a predetermined distance. It may be. Thereby, even if a board
  • the spinning molding apparatus may include a control device that controls the heater to move in synchronization with a molding operation by the processing tool.
  • the spinning molding apparatus adjusts the output of the heater and a radiation thermometer that measures the surface temperature of the plate material at a position on the same circumference centering on the rotation axis with the contact position of the processing tool.
  • An output regulator, and the output regulator may regulate the output of the heater so that the surface temperature is within a predetermined temperature range.
  • the spinning forming apparatus controls a load measuring device that measures a load caused by contact of the processing tool against the plate material, and a relative movement of the processing tool with respect to the plate material at a feeding speed corresponding to the load. And a control device.
  • a load measuring device that measures a load caused by contact of the processing tool against the plate material, and a relative movement of the processing tool with respect to the plate material at a feeding speed corresponding to the load.
  • a control device When the feed rate of the processing tool with respect to the plate material when the plate material is rotated is high, the forming speed is high, but the load becomes large and the risk of deformation and cracking increases. On the other hand, when the feed speed is slow, the load is reduced, but the molding speed is slow. Therefore, by controlling the feed speed of the processing tool so that the load is within a predetermined range, appropriate molding can be performed without reducing the molding speed as much as possible.
  • the plate material may be made of a titanium alloy.
  • a spinning molding method is a spinning molding method in which molding is performed while rotating a plate material to be molded around a rotation axis, and the plate material is attached to a receiving jig of a holding member.
  • a heater is arranged on the opposite side of the processing tool across the plate material when the plate material is processed and formed by bringing the processing tool into contact with the first main surface of the plate material while rotating around the rotation axis.
  • plate material is locally heated in the position on the same periphery as the position where the said processing tool of the said board
  • a space can be secured on the side opposite to the processing tool of the forming portion of the plate material, and a heater can be disposed in the space. it can.
  • the second main surface of the plate material opposite to the first main surface with which the processing tool abuts is locally heated, so that the plate material is appropriately formed regardless of the positional relationship between the processing tool and the plate material. Can be heated.
  • the plate material is attached to a receiving jig that is not a molding die, it is possible to make the molding part non-contact with the receiving jig, and heat due to heating is not directly transferred to the receiving jig, and the molding die Heating can be performed more efficiently than when used. Therefore, it can shape
  • the present invention is configured as described above, and has an effect that molding can be performed without causing deformation or cracking in a plate material by appropriately heating a molding portion of the plate material.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a spinning molding apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • 2A is a bottom view showing the relationship between the rotating shaft, processing tool and heater of the spinning molding apparatus shown in FIG. 1, and
  • FIG. 2B is a sectional view of the heater.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control mode of the spinning molding apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a spinning molding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship of the surface temperature difference between the back side and the front side of the plate material with respect to the plate thickness of the plate material.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a spinning molding apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a spinning molding apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • the spinning forming apparatus 101 in the present embodiment includes a holding member 1 that rotates a plate material W around a rotation axis S.
  • the rotation axis S extends in the vertical direction, but the direction in which the rotation axis S extends may be a horizontal direction or an oblique direction.
  • the plate member W which is a material to be molded, is attached to the holding member 1 without using a molding die. More specifically, the holding member 1 has a receiving jig 2 having a receiving surface P substantially perpendicular to the rotation axis S, and a rotation in which the receiving jig 2 is attached so as not to rotate relative to the plate member W and rotates together with the receiving jig 2.
  • a shaft 10 is included.
  • the rotation axis S described above is the central axis of the rotation shaft 10.
  • the plate material W is attached on the receiving surface P of the receiving jig 2. That is, the plate material W is disposed so as to intersect the rotation axis S substantially perpendicularly.
  • the plate material W is fixed to the receiving surface P by a fixing jig 3 disposed above the plate material W so as to face the receiving surface P of the receiving jig 2.
  • the rotation shaft 10 of the holding member 1 rotates about the rotation axis S, whereby the plate material W rotates about the rotation axis S.
  • plate material W in this specification is not restricted to a flat plate.
  • the plate material W may be a plate material that includes a curved surface at least in part or a plate material that is bent in advance (a material in the middle of molding or a material after molding).
  • the plate material W includes a material whose thickness is partially different from the other portions, such as, for example, pasting another plate material to a part of the plate material or integrally forming by casting.
  • the material of the plate material W is not particularly limited.
  • metal materials that are difficult to work in the cold such as titanium alloy, nickel base alloy, cobalt base alloy, high strength steel, high strength stainless steel, and magnesium alloy are suitable. is there.
  • a material having a large difference in yield strength between normal temperature and high temperature (molding temperature) such as a titanium alloy
  • cracking and deformation are likely to occur in the conventional method. For this reason, it is effective to apply this embodiment in shaping
  • the present embodiment can be similarly applied to a metal material such as an aluminum alloy or pure titanium that can be processed in a cold state. Even if it is a metal material which can be processed in the cold, it is effective to apply this embodiment when the thickness of the plate is thick.
  • Titanium alloys include corrosion resistant alloys (eg, Ti-0.15Pd), ⁇ alloys (eg, Ti-5Al-2.5Sn), ⁇ + ⁇ alloys (eg, Ti-6Al-4V), ⁇ alloys (Ti-15V- 3Cr-3Sn-3Al).
  • corrosion resistant alloys eg, Ti-0.15Pd
  • ⁇ alloys eg, Ti-5Al-2.5Sn
  • ⁇ + ⁇ alloys eg, Ti-6Al-4V
  • ⁇ alloys Ti-15V- 3Cr-3Sn-3Al
  • the spinning forming apparatus 101 includes a processing tool 4 for processing and forming a plate material by contacting the first main surface of the plate material W attached to the receiving jig 2, and a heater 5 for heating the plate material W. It has more.
  • the first main surface with which the processing tool 4 abuts is the upper surface
  • the second main surface opposite to the first main surface is the lower surface, but the first main surface is the lower surface and the second main surface is the upper surface.
  • the heater 5 is disposed on the opposite side of the processing tool 4 with the plate material W interposed therebetween.
  • the heater 5 is comprised so that the 2nd main surface of the board
  • the same circumference means, for example, a range in which the distance from the rotation axis S is r ⁇ 10%, where r is the distance between the rotation axis S and the position where the processing tool 4 of the plate material W abuts.
  • the receiving jig 2 is a flat disk-shaped plate material in the present embodiment.
  • the receiving jig 2 does not necessarily have to be flat.
  • the center of the receiving surface P may be raised or depressed depending on the direction of the plate material W. Good.
  • the receiving jig 2 may have, for example, a cross beam shape in which a plurality of bar members are combined vertically and horizontally.
  • the plate member W is provided with one or a plurality of through holes in a region overlapping with the receiving jig 2, and a positioning pin that fits into the through hole is provided on the receiving surface P of the receiving jig 2. It may be done.
  • the receiving jig 2 may have the same size as the circle defined by the molding start position in the plate material W, but it is desirable to have a size smaller than that circle. That is, it is desirable that the peripheral edge portion of the receiving jig 2 is spaced radially inward from the forming start position of the plate material W so that the heater 5 can be disposed directly below the forming start position of the plate material W.
  • a configuration including one processing tool 4 is illustrated, but the present invention is not limited thereto, and a plurality of processing tools 4 may be provided.
  • the plurality of processing tools are arranged so as to be in contact with the first main surface of the plate material W, respectively. Further, the plurality of processing tools may be arranged, for example, 180 degrees apart around the rotation axis S on the same circumference around the rotation axis S. If the side on which the processing tool 4 is located is the front side of the plate material W, the heater 5 is disposed on the back side of the plate material W.
  • FIG. 2A is a diagram showing the relationship between the rotating shaft, the processing tool, and the heater of the spinning molding apparatus shown in FIG. 2A is a bottom view seen from the back side of the plate material (side on which the heater is located), and the configuration other than the rotating shaft 10, the processing tool 4, the heater 5, and the plate material W shown in FIG. is doing.
  • the processing tool 4 includes a processing roller that rotates around a rotation axis Q that forms a predetermined angle (about 90 ° in the example of FIG. 1) with the rotation axis S, for example.
  • the processing tool 4 is located on the surface side of the plate material W, and the plate material W is ironed or drawn by a processing roller rotating around the rotation axis Q contacting the first main surface of the plate material W.
  • the heater 5 is located on the back side of the plate material W. Both the processing tool 4 and the heater 5 are configured to be movable three-dimensionally (at least in the axial direction and the radial direction of the rotation axis S) with respect to the holding member 1 independently of each other. The position is controlled so that the distance is the same distance r (r is variable). In addition, the processing tool 4 is not restricted to what has the said processing roller, For example, you may have a spatula etc.
  • the heater 5 includes a coil 61 that heats the second main surface of the plate W by high-frequency induction heating.
  • the high frequency induction heating is, for example, induction heating with a frequency of 5 kHz to 400 kHz.
  • a current is supplied from the induction heating power supply 11 to the coil 61.
  • the position of the heater 5 is opposite to the side on which the processing tool 4 of the plate material W abuts, and is on the same circumference around the rotation axis S as the position where the processing tool 4 of the plate material W abuts.
  • plate material W can be locally heated in a position, it is not limited to this.
  • the central angle ⁇ between the heater 5 and the processing tool 4 is a predetermined angle (0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 360 °). You may arrange so that it may become.
  • the coil 61 of the heater 5 is formed in a double arc shape in a direction orthogonal to the rotation axis S. Specifically, the coil 61 has an inner arc portion and an outer arc portion that are parallel to each other. 2B, the heater 5 includes a core 62 that individually covers the inner arc portion and the outer arc portion of the coil 61 from the side opposite to the plate material W, a base plate 64 that supports the core 62, and the core 62. A convex portion 63 provided on the base plate 64 on the radially outer side is included.
  • the core 62 is a magnetic body and collects magnetic flux generated around each arc portion of the coil 61.
  • the convex portion 63 is a non-magnetic material, and protrudes toward the plate material W beyond the coil 61 and the core 62. If the convex portion 63 is provided in this way, the convex portion 63 can prevent the coil 61 and the core 62 from coming into contact with the plate material W. As a result, an electrical short circuit of the coil 61 can be prevented, and a high skin effect can be obtained at a location facing the core 62 on the second main surface of the plate material W. From the viewpoint of preventing an electrical short circuit of the coil 61, an insulating paint may be applied to the surface of the coil 61.
  • the coil 61 of the heater 5 is formed in a crescent shape such that an angle formed in the circumferential direction between the both ends of the arc and the rotation axis S is approximately 90 °. Thereby, the same circumference centering on the shaping
  • the shape of the coil 61 is not limited to this, and the angle formed in the circumferential direction between the both ends of the arc and the rotation axis S may be an angle other than 90 °, and a linear portion is included in a part of the arc. Alternatively, it may be formed so as to include a combination of straight lines (in the form of a broken line). Further, instead of the arc-shaped coil 61, a plurality of circularly wound coils (cylinder winding coil) may be arranged in an arc shape, or only one cylindrical winding coil may be used as the coil of the heater 5. Good.
  • the receiving jig 2 since the receiving jig 2 is used instead of the forming die, a space can be secured on the side opposite to the processing tool 4 of the forming portion A of the plate material W.
  • the heater 5 can be arrange
  • the plate material W since the second main surface of the plate material W opposite to the first main surface with which the processing tool 4 abuts is locally heated, the plate material W is independent of the positional relationship between the processing tool 4 and the plate material W.
  • the molding part A can be efficiently heated. Further, since the plate material W is attached to the receiving jig 2 that is not a molding die, the molding location A can be made non-contact with the receiving jig 2.
  • a molding die is generally provided on the side of the plate member W opposite to the side on which the processing tool 4 abuts.
  • the heating coil of the heater 5 is provided. It was difficult to place. This is because the heating coil is an induction heating coil made of a copper tube having a thickness of about several millimeters, and a magnetic flux concentrating core having a thickness of several millimeters to 30 mm is attached to a part of the coil. is there. In this way, a certain amount of space is required to arrange the heating coil, and if the heating coil is to be arranged immediately below the molding location A while using the molding die, the molding die and the heater come into contact with each other. Absent.
  • this embodiment it is set as the structure which does not use a shaping
  • a vessel 5 is arranged.
  • the shape of the heating coil of the heater 5 is limited by the shape of the plate material W, but the side on which the processing tool 4 comes into contact with the plate material W Since the heating coil of the heater 5 is arranged on the opposite side (the side where the mold is present in the conventional configuration), the shape of the heating coil of the heater 5 is limited to the molding shape of the plate material W. There is no. Therefore, according to the structure of this embodiment, since the heater 5 is arrange
  • the receiving jig 2 that is much smaller than the mold, the heat generated by the heating of the heater 5 is not directly transferred to the receiving jig 2 and is heated more efficiently than when the mold is used. can do. Furthermore, in this embodiment, heating by high frequency induction heating is performed. Thereby, local heating can be performed easily and efficiently. Moreover, since the manufacturing cost of a shaping
  • the receiving jig 2 may have the same size as the circle defined by the molding start position in the plate material W. However, in this case, only in the vicinity of the molding start position, the heating position of the heater 9 cannot be set on the same circumference as the contact position of the processing tool due to interference between the heater 5 and the receiving jig 2. On the other hand, if the receiving jig 2 has a size smaller than the circle defined by the molding start position in the plate material W, appropriate heating can be performed from the molding start position.
  • the spinning molding apparatus 101 controls the rotation of the rotary shaft 10 and controls the position of the processing tool 4 and the heater 5, and the plate material of the processing tool 4.
  • a load measuring device 13 for measuring a load due to contact with W and a displacement sensor 14 for detecting the position of the forming portion A of the plate material W are further provided.
  • the spinning molding apparatus 101 includes a radiation thermometer 15 that measures the surface temperature of the plate material W at a position on the same circumference centered on the rotation axis S and the contact position of the processing tool 4; And an output regulator 16 that regulates the output of the heater 5.
  • the output adjuster 16 is configured to adjust the output of the heater 5 by changing the current value output from the induction heating power supply 11.
  • the spinning molding apparatus 101 includes a control device 17 that transmits a control command to each component in accordance with molding conditions and the operation status of each component.
  • the control device 17 includes an operation status from the molding machine controller 12 (control status of the holding member 1, the processing tool 4, and the heater 5), load information and displacement from the load measuring device 13 to the plate material W of the processing tool 4.
  • the control device 17 Based on the position information of the forming point A of the plate material W from the sensor 14, the rotation control of the rotary shaft 10 and the position control of the processing tool 4 and the heater 5 are performed, and the position control of the displacement sensor 14 and the radiation thermometer 15 is performed.
  • the control device 17 performs output control of the heater 5 based on the surface temperature information of the forming portion A of the plate material W from the radiation thermometer 15.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control mode of the spinning molding apparatus shown in FIG.
  • the control device 17 first determines the rotation speed of the holding member 1 and the feed speed of the processing roller of the processing tool 4 according to the type, shape, size, thickness, and the like of the plate material W (rotating shaft).
  • the control device 17 may acquire the information from an external device, or the spinning molding device 101 has a storage unit, and the control device 17 acquires the information by reading the information stored in the storage unit. It is good as well.
  • the control device 17 positions the processing tool 4, the heater 5, the displacement sensor 14, and the radiation thermometer 15 (step S2). Specifically, the control device 17 positions the processing tool 4 so that the processing roller of the processing tool 4 abuts on a predetermined forming position A on the plate material W, and the forming position A (the same centering on the rotation axis S).
  • the heater 5 is positioned so as to heat the circumferential region
  • the displacement sensor 14 is positioned so that the displacement of the molding location A can be measured
  • the radiation thermometer so that the surface temperature of the molding location A can be measured. 15 is positioned.
  • the control device 17 rotates the rotating shaft 10 around the rotation axis S to rotate the plate material W and starts heating the forming portion A of the plate material W by the heater 5 (step S3). .
  • the control device 17 acquires the surface temperature of the molding location A detected by the radiation thermometer 15 and determines whether or not the surface temperature of the molding location A is within a moldable range (step S4).
  • a plate material W made of a titanium alloy Ti-6Al-4V
  • 500 to 1000 ° C. can be set as a formable range.
  • the output adjuster 16 adjusts the output of the heater 5 so that the surface temperature of the plate W measured by the radiation thermometer 15 is within a predetermined temperature range. Thereby, since the output of the heater 5 is adjusted based on the temperature of the molding location A of the actual plate material W, the temperature of the molding location A of the plate material W can be adjusted more appropriately. Moreover, in this embodiment, the surface temperature of the 1st main surface in which the processing tool 4 contacts in the board
  • step S4 molding by the processing of the molding location A is started using the processing tool 4 (step S5).
  • step S5 the heater 5 is turned on until the surface temperature of the molding location A reaches a temperature within the moldable range. Adjust the output.
  • the control device 17 controls the heater 5 to move in synchronization (synchronization) with the molding operation by the processing tool 4.
  • the heater 5 is moved following the movement of the processing tool 4, and after the heating by the heater 5 is completed (the surface temperature of the molding point A is within a moldable range). And) starting the forming by the processing tool 4 (the processing roller is brought into contact with the forming portion A of the plate material W).
  • the heater 5 moves according to the shaping
  • molding is attained.
  • the molding part A can be reliably heated by the heater 5 and then molded by the processing tool 4, a good molded product can be obtained.
  • control device 17 controls the processing tool 4 so as to move relative to the plate material W at a feed speed corresponding to the load detected by the load measuring device 13. Specifically, the control device 17 determines whether or not the load detected by the load measuring instrument 13 is within a preset formable range (step S6). If it is determined that the load is within the moldable range (Yes in step S6), the processing is continued. If it is determined that the load is outside the formable range (No in step S6), control is performed to change the feed speed of the processing roller (step S7). Control for changing the feed speed of the processing roller is repeatedly performed until the load falls within a formable range.
  • the feed speed of the processing tool 4 with respect to the plate material W when the plate material W is rotated is high, the forming speed is high, but the load increases and the risk of cracking and deformation increases.
  • the feed speed is slow, the load is reduced, but the molding speed is slow. Therefore, by controlling the feed speed of the processing tool 4 so that the load is within a predetermined range, it is possible to perform appropriate molding without reducing the molding speed as much as possible.
  • control device 17 forms the heater 5 and the plate material W from the position information of the forming portion A of the plate material W detected by the displacement sensor 14 and the position control information of the heater 5 obtained from the molding machine controller 12. It is determined whether the distance h from the location A is within a predetermined range (for example, 1 mm to 10 mm) (step S8). When the distance h between the heater 5 and the molding location A is within a predetermined range (Yes in step S8), the processing is continued. When the distance h is not within the predetermined range (No in step S8), the heater 5 is controlled to move relative to the plate material W so that the distance h becomes a predetermined distance. (Step S9).
  • a predetermined range for example, 1 mm to 10 mm
  • plate material W can be kept constant. it can.
  • the heater 5 using the high frequency induction heating coil 61 as in the present embodiment when the distance h of the coil 61 with respect to the forming portion A of the plate material W changes, the amount of heat applied from the coil 61 to the plate material W is increased. It changes relatively. Therefore, by keeping the distance h between the heater 5 and the molding point A of the plate material W constant, heating to the molding point A of the plate material W during processing can be made constant regardless of the processing state. .
  • step S10 determines whether shaping
  • the processing tool 4 and the heater 5 can be appropriately controlled based on this, and the plate material W can be controlled. It can be formed into a desired shape with high accuracy.
  • plate material W can be grasped
  • plate material W can also be made high without using a shaping
  • the structure using the coil 61 for high frequency induction heating was demonstrated as the heater 5, it exists on the same periphery as the position where the processing tool 4 of the board
  • a friction heater can be employed as the heater 5.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a spinning molding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the spinning molding apparatus 102 in the present embodiment is different from the first embodiment in that, as shown in FIG. 4, a position (plate material in the molding progression direction) radially outside the contact position (molding location A) of the processing tool 4. It is further provided with a preheater 7 for preliminarily heating the plate material W at a position on the unformed portion side of W (preheating portion B).
  • the configuration related to the control of the control device 17 and the load measuring device 13 is omitted.
  • the forming progress direction is defined as the direction in which forming by the processing tool 4 on the plate material W proceeds.
  • the molding progress direction is a direction from the inside in the radial direction of the rotation axis S to the outside.
  • the preheater 7 is disposed on the outer side in the radial direction of the rotation axis S than the heater 5.
  • the pre-heater 7 has a diameter of the rotary shaft S from the side (the forming location A) where the heater 5 of the plate W is heated, on the side opposite to the side heated by the heater 5 of the plate W.
  • the position outside the direction and the position (preheating point B) on the same circumference centering on the rotation axis S are configured to be heated. That is, the preheater 7 is configured to preliminarily heat the unformed portion of the plate material W.
  • the preheater 7 employs high-frequency induction heating as with the heater 5, but the preheater 7 may be heated by a burner or the like.
  • the preheater 7 includes a coil formed in a double arc shape in a direction orthogonal to the rotation axis S, similarly to the heater 5. Since the distance from the rotation axis S to the preheater 7 is longer than the distance from the rotation axis S to the heater 5, the radius of curvature of the coil of the preheater 7 is larger than the radius of curvature of the coil 61 of the heater 5. It is desirable.
  • the output of the pre-heater 7 is adjusted so that the temperature of the pre-heating location B becomes a temperature at which the pre-heating location B does not deform due to the influence of the pressing force on the forming location A of the processing tool 4.
  • the output of the preheater 7 may be lower than the output of the heater 5, and in addition to or in addition to this.
  • the distance between the preheater 7 and the plate material W may be longer than the distance between the heater 5 and the plate material W in the heater having the same output.
  • the preheating location B is adjacent to the molding location A.
  • the preheating portion B which is an unmolded portion is preliminarily heated by the preheater 7, the temperature rises quickly during local heating by the heater 5. Thereby, even when the processing speed is increased or the plate material W is thick, heating to a temperature necessary for forming can be efficiently performed without decreasing the processing speed.
  • Such preheating can be appropriately used according to the type of the plate material W, the plate thickness of the plate material W, the heating temperature, and the ability of the processing tool 4 (for example, the thrust of the processing roller).
  • the necessity of preheating can be examined according to the relationship between the plate thickness of the plate material W, the surface temperature difference between the front and back surfaces of the plate material W, and the ability of the processing tool 4.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship of the surface temperature difference between the back surface and the front surface of the plate material with respect to the plate thickness of the plate material.
  • a region X region having a plate thickness Dth or more and a surface temperature difference Tth or more indicated by hatching indicates an effective region using preheating.
  • This region X changes according to the thrust of the processing roller, which is one of the capabilities of the processing tool 4. That is, as the thrust of the processing roller increases, the plate thickness threshold value Dth and the surface temperature difference threshold value Tth become larger. Further, when the thrust of the processing roller decreases, the plate thickness threshold value Dth and the surface temperature difference threshold value Tth become smaller values. In short, when the thrust of the processing roller is reduced, it is preferable to perform preheating even with a smaller plate thickness or surface temperature difference.
  • the preheater 7 When the forming progress direction is a direction from the radially outer side to the inner side of the rotating shaft S, the preheater 7 is positioned radially inside the rotating shaft S from the position where the heater 5 of the plate material W is heated. The same effect can be obtained by heating a position on the same circumference around the rotation axis S. In addition, the preheater 7 can be heated as much as possible at a position radially outside the rotation axis S from a position where the heater 5 of the plate material W is heated and a position on the same circumference around the rotation axis S. You may arrange. For example, the preheater 7 may be disposed so as to heat the same side of the plate W as the heater 5. In the present embodiment, the preheater 7 is disposed at substantially the same position in the circumferential direction around the heater 5 and the rotation axis S, but may be disposed at a position shifted in the circumferential direction.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a spinning molding apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the spinning molding apparatus 103 in the present embodiment is different from the first embodiment in contact with an unformed portion of the plate material W, and at a position radially outside the contact position of the processing tool 4.
  • the auxiliary tool 8 for supporting the plate material W is further provided.
  • the configuration related to the control of the control device 17 and the load measuring device 13 is omitted.
  • the auxiliary tool 8 is constituted by an auxiliary roller that is driven to rotate by being brought into contact with an unformed portion of the plate material W.
  • the configuration of the auxiliary tool 8 is not limited to such a roller as long as the configuration does not damage the plate material W while being in contact with the plate material W (the frictional force due to contact is small).
  • the plate material W can be stabilized and heated and processed efficiently. That is, by holding the unformed portion of the plate material W by the auxiliary tool 8, it is possible to suppress the shake in the rotation axis S direction of the outer peripheral edge of the plate material W that is generated when the processing tool 4 performs processing. Thereby, the heating by the heater 5 can be made uniform regardless of the forming location of the plate material W. Furthermore, the pressing force applied to the plate material W of the processing tool 4 can be made uniform regardless of the forming position of the plate material W. Therefore, the molding accuracy of the plate material W can be increased.
  • the auxiliary tool 8 may be provided on the same side as the side on which the processing tool 4 of the plate material W abuts, or may be provided on the opposite side.
  • the assisting tool 8 may be one or more.
  • the spinning molding apparatus and the spinning molding method of the present invention are useful for performing molding without causing deformation or cracking in the plate material by appropriately heating the molding portion of the plate material.

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Abstract

　スピニング成形装置（１０１）は、成形する板材Ｗを回転軸（Ｓ）回りに回転させながら成形を行うものであり、板材（Ｗ）が取り付けられ、当該板材（Ｗ）を回転軸（Ｓ）回りに回転させる保持部材（１）と、板材（Ｗ）の第１主面に当接させることにより板材（Ｗ）を加工して成形する加工具（４）と、板材（Ｗ）を加熱する加熱器（５）と、を備えている。加熱器（５）は、板材（Ｗ）を挟んで加工具（４）と反対側に配置されており、回転軸（Ｓ）を中心として板材（Ｗ）の加工具（４）が当接する位置と同一周上にある位置で、板材（Ｗ）の第１主面と反対側の第２主面を局所的に加熱するよう構成されている。

Description

スピニング成形装置および成形方法
　本発明は、成形する板材を回転軸回りに回転させながら成形を行うスピニング成形装置およびスピニング成形方法に関する。
　従来、鉄鋼材料、アルミ合金、純チタンなどの板材を所定の回転軸回りに回転させながら当該板材に加工具を当接させることにより当該板材を加工して成形するスピニング成形方法が知られている。
　また、チタン合金のような一般的に加工が難しいとされる材料においても、材料費低減および加工費低減のために、鍛造品からの削り出しによる加工に代わり、板材を加工するスピニング成形方法の適用が望まれている。しかし、例えばＴｉ－６Ａｌ－４Ｖといったチタン合金は、常温では耐力が高く、延性に乏しいため、従来一般的に行われている冷間（常温下）でのスピニング成形方法をそのまま適用すると、材料に割れが発生してしまい、上手く成形することができない。このため、板材を加熱して熱間でのスピニング成形を行う必要がある。
　このような熱間でのスピニング成形については、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の構成においては、バーナにより板材の表面を加熱した上で板材の加工を行っている。
　ところで、特許文献１のようなバーナを用いた熱間スピニング成形では、板材が広範囲に加熱される。このため、板材の例えば未成形箇所、成形済み箇所、成形対象外箇所などの非成形箇所も加熱されることとなる。したがって、板材の材質や、その形状（特に厚み）によっては、加工時に発生する応力により、板材の未成形箇所においては変形が生じて精度の高い加工ができないという問題があり、また、板材の成形済み箇所においては割れが発生するという問題があった。
　そこで、成形箇所に近い位置を局所的に加熱するスピニング成形装置として、特許文献２の構成が提案されている。特許文献２の構成においては、加工具であるへらと板材の未成形側の箇所との間から加工具と板材との当接位置に向けて加熱器である高周波誘導加熱用コイルが配置されている。
特開２００７－２８３３６５号公報 特開２０１１－２１８４２７号公報
　しかし、特許文献２の構成においては、加工具であるへらと板材の未成形側の箇所との間に加熱器である高周波誘導加熱用コイルの先端部を位置させているため、以下のような問題が生じる。すなわち、加工具の動作により、加熱器の配置箇所が制限されるため、局所加熱をするのに最適な箇所に加熱器を配置できず、成形箇所を適切に加熱できない。また、特許文献２の構成においては板材を成形型であるマンドレルの形状に沿って成形することが前提となっている。このため、板材の成形箇所がマンドレルと接触していることにより、板材を加熱する熱がマンドレルに伝達することによって奪われ、十分に温度が上昇せず（加熱のロスが大きく）板材に割れが発生するという問題も生じ得る。
　本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、板材の成形箇所を適切に加熱することにより、板材に変形や割れを発生させることなく成形を行うことができるスピニング成形装置およびスピニング成形方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、チタン合金板や厚さの厚いステンレス鋼板などの特定の板材については、板材を局所的に加熱する場合、加熱しない箇所で剛性が確保されることがあり、それ故に成形型を用いなくても板材を所望の形状に成形できることを見出した。本発明はこのような観点からなされたものである。
　本発明のある形態に係るスピニング成形装置は、成形する板材を回転軸回りに回転させながら成形を行うスピニング成形装置であって、前記板材が取り付けられる受け治具、および前記板材を前記受け治具と共に前記回転軸回りに回転させる回転シャフト、を含む保持部材と、前記板材の第１主面に当接させることにより板材を加工して成形する加工具と、前記板材を加熱する加熱器と、を備え、前記加熱器は、前記板材を挟んで前記加工具と反対側に配置されており、前記回転軸を中心として前記板材の前記加工具が当接する位置と同一周上にある位置で、前記板材の第１主面と反対側の第２主面を局所的に加熱するよう構成されている。
　上記構成によれば、成形型ではなく受け治具が用いられているために、板材の成形箇所の加工具と反対側に空間を確保することができ、その空間に加熱器を配置することができる。その結果、板材における加工具が当接する第１主面とは反対側の第２主面が局所的に加熱されるため、加工具と板材との位置関係によらず、板材の成形箇所を適切に加熱することができる。また、板材が成形型ではない受け治具に取り付けられるため、成形箇所を受け治具と非接触とすることができるとともに、加熱による熱が受け治具に直接的に伝達せず、成形型を用いた場合よりも効率的に加熱することができる。したがって、板材に変形や割れを発生させることなく成形を行うことができる。
　前記受け治具は、前記板材における成形開始位置によって規定される円よりも小さなサイズを有していてもよい。これにより、成形開始位置から適切な加熱を行うことができる。
　前記加熱器は、高周波誘導加熱による加熱を行うものであってもよい。これにより、局所的な加熱を簡単かつ効率よく行うことができる。
　前記スピニング成形装置は、前記板材における前記加工具の当接位置よりも径方向外側の位置で前記板材を予備的に加熱する予備加熱器を備えていてもよい。これにより、成形速度を速くしたり、板材が分厚い場合でも成形速度を遅くすることなく成形に必要な温度までの加熱を効率的に行うことができる。
　前記加熱器は、前記回転軸と直交する方向に二重の円弧状に形成されたコイルを含んでいてもよい。これにより、成形箇所と同一周上をより効率的に加熱することができる。
　前記加熱器は、前記コイルを前記板材と反対側から覆う磁性体のコアと、前記コイルおよび前記コアを超えて前記板材に向かって突出する非磁性体の凸部を含んでいてもよい。これにより、コイルに覆われたコアを用いてコイルで発生する磁束が外部へ漏れ出るのを防ぐことで磁束を集中させ、より局所的かつ効率的に熱量を発生させることができる。さらに、非磁性体の凸部によってコイルおよびコアが板材と接触することを防止することができる。その結果、コイルの電気的短絡を防止できるとともに、板材の第２主面におけるコアと対向する箇所に、高い表皮効果を得ることができる。
　前記スピニング成形装置は、前記加工具の当接位置よりも径方向外側の位置で前記板材を支持する補助具を備えていていてもよい。これにより、板材を安定させ、効率よく加熱および成形を行うことができる。
　前記スピニング成形装置は、前記加熱器と前記板材の成形箇所との距離が、予め定められた距離となるように、前記加熱器を前記板材に対して相対移動させるように制御する制御装置を備えていてもよい。これにより、成形の際、板材が保持部材の回転軸方向に変位しても加熱器と板材の成形箇所（加熱箇所）との距離を一定に保持することができる。したがって、成形時において板材の成形箇所への加熱を成形状態によらず一定にすることができる。
　前記スピニング成形装置は、前記加熱器を、前記加工具による成形動作に同調して移動させるように制御する制御装置を備えていてもよい。これにより、加工具による成形動作に応じて加熱器が移動するため、安定した成形が可能となる。また、加熱器で成形箇所を確実に加熱してから加工具による成形を行うことができるため、良好な成形品を得ることができる。
　前記スピニング成形装置は、前記加工具の当接位置と前記回転軸を中心とする同一周上にある位置で、前記板材の表面温度を計測する放射温度計と、前記加熱器の出力を調節する出力調節器と、を備え、前記出力調節器は、前記表面温度が所定の温度範囲内になるように前記加熱器の出力を調節してもよい。これにより、実際の板材の成形箇所の温度に基づいて加熱器の出力が調節されるため、板材の成形箇所の温度をより適切に調節することができる。
　前記スピニング成形装置は、前記加工具の前記板材への当接による負荷を計測する負荷計測器と、前記加工具を、前記負荷に応じた送り速度で前記板材に対して相対移動させるように制御する制御装置と、を備えていてもよい。板材を回転させる際の板材に対する加工具の送り速度が速いと成形速度は速いが負荷が大きくなり変形や割れのリスクが高まる。一方、送り速度が遅いと負荷は小さくなるが、成形速度が遅くなる。そこで、負荷が所定の範囲内となるように加工具の送り速度を制御することにより、成形速度をできるだけ落とさずに適切な成形を行うことができる。
　例えば、前記板材は、チタン合金からなっていてもよい。
　本発明の他の形態に係るスピニング成形方法は、成形する板材を回転軸回りに回転させながら成形を行うスピニング成形方法であって、前記板材を保持部材の受け治具に取り付けて当該板材を前記回転軸回りに回転させながら、前記板材の第１主面に加工具を当接させて前記板材を加工して成形する際に、前記板材を挟んで前記加工具と反対側に加熱器を配置し、前記回転軸を中心として前記板材の前記加工具が当接する位置と同一周上にある位置で、前記板材の第１主面と反対側の第２主面を局所的に加熱する。
　上記方法によれば、成形型ではなく受け治具が用いられているために、板材の成形箇所の加工具と反対側に空間を確保することができ、その空間に加熱器を配置することができる。その結果、板材における加工具が当接する第１主面とは反対側の第２主面が局所的に加熱されるため、加工具と板材との位置関係によらず、板材の成形箇所を適切に加熱することができる。また、板材が成形型ではない受け治具に取り付けられるため、成形箇所を受け治具と非接触とすることができるとともに、加熱による熱が受け治具に直接的に伝達せず、成形型を用いた場合よりも効率的に加熱することができる。したがって、板材に変形や割れを発生させることなく成形を行うことができる。
　本発明は以上に説明したように構成され、板材の成形箇所を適切に加熱することにより、板材に変形や割れを発生させることなく成形を行うことができるという効果を奏する。
図１は本発明の第１実施形態におけるスピニング成形装置を示す概略構成図である。 図２Ａは図１に示すスピニング成形装置の回転軸、加工具および加熱器の関係を示す下面図、図２Ｂは加熱器の断面図である。 図３は図１に示すスピニング成形装置の制御態様の一例を示すフローチャートである。 図４は本発明の第２実施形態におけるスピニング成形装置を示す概略構成図である。 図５は板材の板厚に対する板材の裏側と表側との表面温度差の関係を示すグラフである。 図６は本発明の第３実施形態におけるスピニング成形装置を示す概略構成図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下ではすべての図を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
　＜第１実施形態＞
　図１は本発明の第１実施形態におけるスピニング成形装置を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態におけるスピニング成形装置１０１は、板材Ｗを回転軸（rotational axis）Ｓ回りに回転する保持部材１を備えている。本実施形態では、回転軸Ｓは鉛直方向に延びているが、回転軸Ｓが延びる方向は水平方向であってもよいし、斜め方向であってもよい。
　保持部材１には、被成形材料である板材Ｗが成形型を介さずに取り付けられる。より詳しくは、保持部材１は、回転軸Ｓに略垂直な受け面Ｐを有する受け治具２と、受け治具２が相対回転不能に取り付けられ、板材Ｗを受け治具２と共に回転させる回転シャフト１０を含む。上述した回転軸Ｓは、回転シャフト１０の中心軸である。板材Ｗは、受け治具２の受け面Ｐ上に取り付けられる。つまり、板材Ｗは、回転軸Ｓと略垂直に交わるように配置される。板材Ｗは、当該板材Ｗの上方に受け治具２の受け面Ｐと対向するように配置された固定治具３によって受け面Ｐに固定される。これにより、保持部材１の回転シャフト１０が回転軸Ｓ回りに回転することにより、板材Ｗが回転軸Ｓ回りに回転する。
　なお、本明細書における板材Ｗは平板に限られない。例えば、板材Ｗは、少なくとも一部に曲面を含む板材や予め折り曲げられた板材（成形途中の材料や成形後の材料）であってもよい。また、例えば板材の一部に他の板材を貼り付けたり、鋳造により一体成形されたような、一部の厚みが他の部分と異なるような材料も板材Ｗに含まれる。
　また、板材Ｗの材質は、特に限定されないが、例えば、チタン合金、ニッケル基合金、コバルト基合金、高強度鋼、高強度ステンレス鋼、マグネシウム合金など冷間での加工が難しい金属材料が好適である。特に、チタン合金のように、常温と高温（成形温度）とにおける耐力の差が大きい材料においては、従来の方法では割れや変形が発生し易い。このため、このような材料の成形において本実施形態を適用することが効果的である。ただし、冷間での加工が行えるアルミ合金や純チタンなどの金属材料にも同様に本実施形態を適用可能である。冷間での加工が行える金属材料であっても、板材の厚みが厚い場合には、本実施形態を適用することが効果的である。
　チタン合金には、耐食合金（例えば、Ｔｉ－０．１５Ｐｄ）、α合金（例えば、Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ）、α＋β合金（例えば、Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ）、β合金（Ｔｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ｓｎ－３Ａｌ）などがある。
　スピニング成形装置１０１は、受け治具２に取り付けられた板材Ｗの第１主面に当接させることにより板材を加工して成形する加工具４と、板材Ｗを加熱する加熱器５と、をさらに備えている。本実施形態では、加工具４が当接する第１主面が上面、第１主面と反対側の第２主面が下面であるが、第１主面が下面、第２主面が上面であってもよい。加熱器５は、板材Ｗを挟んで加工具４と反対側に配置されている。そして、加熱器５は、板材Ｗの加工具４が当接する位置と回転軸Ｓを中心とする同一周上にある位置で、板材Ｗの第２主面を局所的に加熱するよう構成されている。なお、同一周上とは、例えば、回転軸Ｓと板材Ｗの加工具４が当接する位置との距離をｒとすると、回転軸Ｓからの距離がｒ±１０％となる範囲を意味する。
　受け治具２は、本実施形態ではフラットな円盤状の板材である。ただし、受け治具２は必ずしもフラットである必要はなく、例えば、板材Ｗがボウル（bowl）状である場合には、板材Ｗの向きによって受け面Ｐの中央が盛り上がったり窪んだりしていてもよい。あるいは、受け治具２は、例えば、複数の棒材が縦横に組み合わされた井桁状であってもよい。また、板材Ｗには、受け治具２と重なる領域に１つまたは複数の貫通穴が設けられていて、受け治具２の受け面Ｐには、その貫通穴に嵌合する位置決めピンが設けられていてもよい。
　受け治具２は、板材Ｗにおける成形開始位置によって規定される円と同一のサイズを有していてもよいが、その円よりも小さなサイズを有していることが望ましい。すなわち、受け治具２の周縁部は、板材Ｗの成形開始位置の真下に加熱器５が配置できるように板材Ｗの成形開始位置から径方向内側に離間していることが望ましい。
　本実施形態においては、図１に示されるように、１つの加工具４を備えた構成を例示しているが、これに限られず、加工具４は複数設けられてもよい。この場合、複数の加工具は、それぞれ板材Ｗの第１主面に当接するように配置される。さらに、複数の加工具は、例えば、互いに、回転軸Ｓを中心とした同一周上において、回転軸Ｓ回りに１８０°離間して配置することとしてもよい。加工具４が位置する側を板材Ｗの表面側とすれば、加熱器５は板材Ｗの裏面側に配置される。
　図２Ａは図１に示すスピニング成形装置の回転軸、加工具および加熱器の関係を示す図である。なお、図２Ａは板材の裏面側（加熱器が位置する側）から視た下面図であり、図１に示す回転シャフト１０、加工具４、加熱器５および板材Ｗ以外の構成は図示を省略している。本実施形態においては、加工具４は、例えば回転軸Ｓと所定の角度（図１の例では約９０°）をなす回転軸Ｑ回りに回転する加工ローラを有する。加工具４は、板材Ｗの表面側に位置し、板材Ｗの第１主面に回転軸Ｑ回りに回転する加工ローラが当接することにより、板材Ｗがしごき加工または絞り加工される。また、加熱器５は、板材Ｗの裏面側に位置する。加工具４および加熱器５は、いずれも、互いに独立して保持部材１に対して三次元的に（少なくとも回転軸Ｓの軸方向および径方向に）移動可能に構成され、回転軸Ｓからの距離が同じ距離ｒ（ｒは可変）となるように位置制御される。なお、加工具４は、上記加工ローラを有するものに限られず、例えばへらなどを有するものであってもよい。
　加熱器５は、高周波誘導加熱により板材Ｗの第２主面を加熱するコイル６１を備えている。高周波誘導加熱は、例えば、周波数が５ｋＨｚ～４００ｋＨｚの誘導加熱である。コイル６１へは、誘導加熱電源１１から電流が供給される。本実施形態においては、加熱器５は、平面視において加工具４と回転軸Ｓ（保持部材１）に対して対称な位置（回転軸Ｓを中心とした周方向において加熱器５と加工具４とが回転軸Ｓ回りにθ＝１８０°離間した位置）に位置されている。なお、加熱器５の位置は、板材Ｗの加工具４が当接する側とは反対側で、かつ、板材Ｗの加工具４が当接する位置と回転軸Ｓを中心とする同一周上にある位置で板材Ｗの第２主面を局所的に加熱可能である限りこれに限定されない。例えば、平面視において、加熱器５と加工具４との中心角θ（それぞれと中心軸Ｓとを結ぶ線分の周方向においてなす角）が所定の角度（０°≦θ≦３６０°）になるように配置してもよい。
　加熱器５のコイル６１は、回転軸Ｓと直交する方向に二重の円弧状に形成されている。具体的には、コイル６１は、互いに平行な内側円弧部および外側円弧部を有する。また、加熱器５は、図２Ｂに示すように、コイル６１の内側円弧部および外側円弧部を板材Ｗと反対側から個別に覆うコア６２と、コア６２を支持するベースプレート６４と、コア６２の径方向外側でベースプレート６４に設けられた凸部６３を含む。コア６２は、磁性体であり、コイル６１の各円弧部の周囲に発生する磁束を集約する。凸部６３は、非磁性体であり、コイル６１およびコア６２を超えて板材Ｗに向かって突出している。このように凸部６３が設けられていれば、凸部６３によってコイル６１およびコア６２が板材Ｗと接触することを防止することができる。その結果、コイル６１の電気的短絡を防止できるとともに、板材Ｗの第２主面におけるコア６２と対向する箇所に、高い表皮効果を得ることができる。なお、コイル６１の電気的短絡を防止するという観点からは、コイル６１の表面に絶縁性の塗料を塗布してもよい。
　加熱器５のコイル６１は、円弧の両端部と回転軸Ｓとの周方向においてなす角が略９０°となるような三日月形状に形成されている。これにより、成形箇所Ａと回転軸Ｓを中心とする同一周上を効率的に加熱することができる。なお、コイル６１の形状はこれに限られず、円弧の両端部と回転軸Ｓとの周方向においてなす角が９０°以外の角度であってもよいし、円弧の一部に直線部が含まれてもよいし、直線の組み合わせを含むように（折線状に）形成されてもよい。また、円弧状のコイル６１の代わりに、円形に複数回巻いたコイル（円筒数巻きコイル）を円弧状に並べてもよいし、１つの円筒数巻きコイルのみを加熱器５のコイルとして用いてもよい。
　上記構成のスピニング成形装置１０１によれば、成形型ではなく受け治具２が用いられているために、板材Ｗの成形箇所Ａの加工具４と反対側に空間を確保することができ、その空間に加熱器５を配置することができる。その結果、板材Ｗにおける加工具４が当接する第１主面とは反対側の第２主面が局所的に加熱されるため、加工具４と板材Ｗとの位置関係によらず、板材Ｗの成形箇所Ａを効率的に加熱することができる。また、板材Ｗが成形型ではない受け治具２に取り付けられるため、成形箇所Ａを受け治具２と非接触とすることができる。
　従来の構成においては、板材Ｗの加工具４が当接する側とは反対側には、成形型が設けられることが一般的で、このような成形型が存在することにより加熱器５の加熱コイルを配置することが困難であった。というのも、加熱コイルは、太さ約数ｍｍ程度の銅管からなる誘導加熱コイルであって、このコイルの一部に肉厚が数ｍｍ～３０ｍｍ程度の磁束集中用のコアを取り付ける場合もある。このように加熱コイルを配置するにはある程度の空間が必要であり、成形型を用いつつ、加熱コイルを成形箇所Ａの直下に配置しようとすると、成形型と加熱器とが接触してしまい好ましくない。これに対し、本実施形態においては、成形型を用いない構成としており、板材Ｗの加工具４が当接する側とは反対側である、加工具４による板材Ｗの成形箇所Ａの直下に加熱器５を配置している。板材Ｗの加工具４が当接する側に加熱器５を配置すると、板材Ｗの成形形状により加熱器５の加熱コイルの形状が制限されるが、板材Ｗに対して加工具４が当接する側とは反対側（従来の構成であれば成形型が存在する側）に加熱器５の加熱コイルが配置されるため、板材Ｗの成形形状に加熱器５の加熱コイルの形状が制限されることがない。したがって、本実施形態の構成によれば、板材Ｗに対して成形型も加工具４も存在しない側に加熱器５が配置されるため、当該成形箇所Ａの局所的な加熱を容易に行うことができる。さらに、成形型よりも格段に小さな受け治具２を用いることにより、加熱器５の加熱による熱が受け治具２に直接的に伝達せず、成形型を用いた場合よりも効率的に加熱することができる。さらに、本実施形態においては高周波誘導加熱による加熱が行われる。これにより、局所的な加熱を簡単かつ効率よく行うことができる。また、成形型を用いないことにより、成形型の製造コストを削減できるため、成形コストを低減することができる。
　上述したように、受け治具２は、板材Ｗにおける成形開始位置によって規定される円と同一のサイズを有していてもよい。ただし、この場合には、成形開始位置近傍だけは、加熱器５と受け治具２との干渉により、加熱器９の加熱位置を加工具の当接位置と同一周上にすることはできない。これに対し、受け治具２が、板材Ｗにおける成形開始位置によって規定される円よりも小さなサイズを有していれば、成形開始位置から適切な加熱を行うことができる。
　本実施形態におけるスピニング成形装置１０１は、図１に示すように、回転シャフト１０の回転制御を行うとともに、加工具４および加熱器５の位置制御を行う成形機コントローラ１２と、加工具４の板材Ｗへの当接による負荷を計測する負荷計測器１３と、板材Ｗの成形箇所Ａの位置を検出する変位センサ１４とをさらに備えている。さらに、スピニング成形装置１０１は、加工具４の当接位置と回転軸Ｓを中心とする同一周上にある位置（成形箇所Ａ）で、板材Ｗの表面温度を計測する放射温度計１５と、加熱器５の出力を調節する出力調節器１６とを備えている。出力調節器１６は、誘導加熱電源１１から出力される電流値を変更することにより加熱器５の出力を調節するよう構成されている。
　スピニング成形装置１０１は、成形条件や各構成の運転状況に応じて各構成要素に制御命令を伝える制御装置１７を備えている。例えば、制御装置１７は、成形機コントローラ１２からの動作状況（保持部材１、加工具４および加熱器５の制御状況）、負荷計測器１３からの加工具４の板材Ｗへの負荷情報および変位センサ１４からの板材Ｗの成形箇所Ａの位置情報に基づいて、回転シャフト１０の回転制御ならびに加工具４および加熱器５の位置制御を行ったり、変位センサ１４および放射温度計１５の位置制御を行う。また、制御装置１７は、放射温度計１５からの板材Ｗの成形箇所Ａの表面温度情報に基づいて、加熱器５の出力制御を行う。
　以下、本実施形態におけるスピニング成形装置１０１の制御態様について一例を示して説明する。図３は図１に示すスピニング成形装置の制御態様の一例を示すフローチャートである。ここでは、予め保持部材１に所定の板材Ｗが保持されているものとする。図３に示すように、制御装置１７は、まず、板材Ｗの種類、成形形状、大きさ、厚さなどに応じて保持部材１の回転速度、加工具４の加工ローラの送り速度（回転軸Ｓ方向への移動速度）、径方向移動速度（回転軸Ｓを中心とする加工ローラの径方向への移動速度）および成形角度（板材Ｗに対する加工ローラの回転軸Ｑの傾き）ならびに加熱温度などの設定情報を取得する（ステップＳ１）。制御装置１７は、これらの情報を外部の装置から取得することとしてもよいし、スピニング成形装置１０１が記憶部を有し、制御装置１７が当該記憶部に記憶された情報を読み込むことによって取得することとしてもよい。
　設定情報の取得後、制御装置１７は、加工具４、加熱器５、変位センサ１４および放射温度計１５の位置決めを行う（ステップＳ２）。具体的には、制御装置１７は、加工具４の加工ローラが板材Ｗにおける所定の成形箇所Ａに当接するように加工具４を位置決めし、当該成形箇所Ａ（回転軸Ｓを中心とする同一周上の領域）を加熱するように加熱器５を位置決めし、当該成形箇所Ａの変位を計測できるように変位センサ１４を位置決めし、当該成形箇所Ａの表面温度を計測できるように放射温度計１５を位置決めする。
　その上で、制御装置１７は、回転シャフト１０を回転軸Ｓ回りに回転させることにより、板材Ｗを回転させるとともに、加熱器５による板材Ｗの成形箇所Ａへの加熱を開始する（ステップＳ３）。制御装置１７は、放射温度計１５が検出する成形箇所Ａの表面温度を取得し、当該成形箇所Ａの表面温度が成形可能な範囲内の温度となっているかどうか判定する（ステップＳ４）。例えば、チタン合金（Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ）からなる板材Ｗを用いる場合、例えば５００～１０００℃を成形可能な範囲として設定することができる。
　出力調節器１６は、放射温度計１５により計測される板材Ｗの表面温度が所定の温度範囲内になるように加熱器５の出力を調節する。これにより、実際の板材Ｗの成形箇所Ａの温度に基づいて加熱器５の出力が調節されるため、板材Ｗの成形箇所Ａの温度をより適切に調節することができる。また、本実施形態では、板材Ｗにおける加工具４が当接する第１主面の表面温度、すなわち、加熱器５が位置する側（裏面側）とは反対側（表面側）の板材Ｗの表面温度を放射温度計１５で計測するため、放射温度計１５が加熱器５に干渉されることなく高精度な温度計測を行うことができる。ただし、放射温度計１５は、成形箇所Ａにおいて板材Ｗの第１主面および第２主面の双方の温度を計測するように複数配置されていてもよい。
　成形箇所Ａの表面温度が成形可能な範囲内の温度となっている場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、加工具４を用いて、成形箇所Ａの加工による成形を開始する（ステップＳ５）。一方、成形箇所Ａの表面温度が成形可能な範囲外の温度となっている場合（ステップＳ４でＮｏ）、成形箇所Ａの表面温度が成形可能な範囲内の温度となるまで、加熱器５の出力を調整する。
　制御装置１７は、加熱器５を、加工具４による成形動作に同調（同期）して移動させるように制御する。なお、同調には、加工具４の移動に追従して加熱器５を移動させることと、加熱器５による加熱が完了してから（成形箇所Ａの表面温度が成形可能な範囲内となってから）加工具４による成形を開始する（加工ローラを板材Ｗの成形箇所Ａに当接させる）こととを含む。これにより、加工具４による成形動作に応じて加熱器５が移動するため、安定した成形が可能となる。また、加熱器５で成形箇所Ａを確実に加熱してから加工具４による成形を行うことができるため、良好な成形品を得ることができる。
　また、制御装置１７は、加工具４を、負荷計測器１３により検出された負荷に応じた送り速度で板材Ｗに対して相対移動させるように制御する。具体的には、制御装置１７は、負荷計測器１３により検出された負荷が予め設定されている成形可能な範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ６）。負荷が成形可能な範囲内にあると判定された場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、加工を続行する。また、負荷が成形可能な範囲外にあると判定された場合（ステップＳ６でＮｏ）、加工ローラの送り速度を変更する制御を行う（ステップＳ７）。加工ローラの送り速度を変更する制御は、負荷が成形可能な範囲内となるまで繰り返し行われる。
　板材Ｗを回転させる際の板材Ｗに対する加工具４の送り速度が速いと成形速度は速いが負荷が大きくなり割れや変形のリスクが高まる。一方、送り速度が遅いと負荷は小さくなるが、成形速度が遅くなる。そこで、負荷が所定の範囲内となるように加工具４の送り速度を制御することにより、成形速度をできるだけ落とさずに適切な成形を行うことができる。
　また、制御装置１７は、変位センサ１４により検出される板材Ｗの成形箇所Ａの位置情報と、成形機コントローラ１２から得られる加熱器５の位置制御情報とから、加熱器５と板材Ｗの成形箇所Ａとの距離ｈが、予め定められた範囲内（例えば１ｍｍ～１０ｍｍ）にあるか否かを判定する（ステップＳ８）。加熱器５と成形箇所Ａとの距離ｈが予め定められた範囲内にある場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、加工を続行する。また、距離ｈが予め定められた範囲内にない場合（ステップＳ８でＮｏ）、当該距離ｈが予め定められた距離となるように、加熱器５を板材Ｗに対して相対移動させるように制御する（ステップＳ９）。
　これにより、加工具による成形の際、板材Ｗが保持部材１の回転軸Ｓ方向に変位しても加熱器５と板材Ｗの成形箇所（加熱箇所）Ａとの距離を一定に保持することができる。特に、本実施形態のように、高周波誘導加熱用のコイル６１を用いる加熱器５においては、板材Ｗの成形箇所Ａに対するコイル６１の距離ｈが変化すると、コイル６１から板材Ｗに加えられる熱量が比較的大きく変化する。したがって、加熱器５と板材Ｗの成形箇所Ａとの間の距離ｈを一定に保持することにより、加工時において板材Ｗの成形箇所Ａへの加熱を加工状態によらず一定にすることができる。
　このような、制御を行いながら、成形が行われる。そして、制御装置１７は所定の成形タイミングごとに成形が完了したかどうかの判定を行う（ステップＳ１０）。成形が完了していない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、制御装置１７は、成形工程を継続する（ステップＳ３～Ｓ９）。成形が完了した場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、制御装置１７は、処理を終了する。
　本実施形態においては、成形型を使用していない。その代わり、変位センサ１４からの位置情報によって板材Ｗの成形箇所Ａの位置を把握することができるため、これに基づいて加工具４および加熱器５を適切に制御することができ、板材Ｗを所望の形状に高精度に成形することができる。また、負荷計測器１３からの負荷情報によって板材Ｗの成形箇所Ａへの負荷の大きさを把握することができるため、これによっても成形型を用いることなく板材Ｗの成形精度を高くすることができる。
　なお、本実施形態においては、加熱器５として高周波誘導加熱用のコイル６１を用いた構成について説明したが、回転軸Ｓを中心として板材Ｗの加工具４が当接する位置と同一周上にある位置で、板材Ｗにおける加工具４が当接する第１主面とは反対側の第２主面を局所的に加熱することが可能な加熱器であればこれに限られない。例えば、加熱器５として、摩擦加熱器を採用することも可能である。
　＜第２実施形態＞
　以下に、本発明の第２実施形態におけるスピニング成形装置について説明する。図４は本発明の第２実施形態におけるスピニング成形装置を示す概略構成図である。本実施形態において第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態におけるスピニング成形装置１０２が第１実施形態と異なる点は、図４に示すように、加工具４の当接位置（成形箇所Ａ）よりも径方向外側の位置（成形進行方向における板材Ｗの未成形箇所側にある位置（予備加熱箇所Ｂ））で、板材Ｗを予備的に加熱する予備加熱器７をさらに備えていることである。なお、図４には制御装置１７や負荷計測器１３などの制御に関する構成は図示を省略している。
　ここで、成形進行方向は、板材Ｗにおける加工具４による成形が進行する方向として定義される。図４の例において、成形進行方向は、回転軸Ｓの径方向内方から外方に向く方向である。この場合、予備加熱器７は、加熱器５より回転軸Ｓの径方向外側に配置される。
　本実施形態において、予備加熱器７は、板材Ｗの加熱器５が加熱する側とは反対側で、かつ、板材Ｗの加熱器５が加熱する位置（成形箇所Ａ）より回転軸Ｓの径方向外側の位置と回転軸Ｓを中心とする同一周上にある位置（予備加熱箇所Ｂ）を加熱するように構成されている。すなわち、予備加熱器７は、板材Ｗの未成形箇所を予備的に加熱するように構成される。また、予備加熱器７は、加熱器５と同様に高周波誘導加熱による加熱が採用されるが、予備加熱器７においては、バーナなどによる加熱でもよい。例えば、予備加熱器７は、加熱器５と同様に、回転軸Ｓと直交する方向に二重の円弧状に形成されたコイルを含む。回転軸Ｓから予備加熱器７までの距離は回転軸Ｓから加熱器５までの距離よりも遠いため、予備加熱器７のコイルの曲率半径は、加熱器５のコイル６１の曲率半径よりも大きいことが望ましい。
　予備加熱器７は、予備加熱箇所Ｂの温度が、加工具４の成形箇所Ａへの押圧力の影響により予備加熱箇所Ｂが変形しない程度の温度となるように、出力が調整される。例えば、加熱器５による加熱より弱い加熱を行うことが好ましい。なお、予備加熱器７の加熱能力を加熱器５の加熱能力より低くするためには、予備加熱器７の出力を加熱器５の出力より低い出力としてもよいし、これに加えてまたはこれに代えて、同じ出力の加熱器において予備加熱器７と板材Ｗとの距離を加熱器５と板材Ｗとの距離より長くしたりしてもよい。また、予備加熱箇所Ｂは成形箇所Ａに隣接することが好ましい。
　予備加熱器７により、未成形箇所である予備加熱箇所Ｂが予備的に加熱されるため、加熱器５による局所的な加熱の際に温度上昇が早くなる。これにより、加工速度を速くしたり、板材Ｗが分厚い場合でも加工速度を遅くすることなく成形に必要な温度までの加熱を効率的に行うことができる。
　このような予備加熱は、板材Ｗの種類、板材Ｗの板厚、加熱温度、加工具４の能力（例えば加工ローラの推力）に応じて適宜用いられ得る。特に、板材Ｗの板厚と板材Ｗの表裏の表面温度差と加工具４の能力との関係に応じて予備加熱の要否を検討することができる。図５は板材の板厚に対する板材の裏面と表面との表面温度差の関係を示すグラフである。図５は、チタン合金であるＴｉ－６Ａｌ－４Ｖからなる板材Ｗの加熱器５が加熱する第２主面の温度が９００℃の場合の第２主面と第１主面との温度差（裏側表面温度－表側表面温度）を示す。
　図５における斜線で示す領域Ｘ（板厚Ｄｔｈ以上かつ表面温度差Ｔｔｈ以上の領域）が予備加熱を用いることが効果的な領域を示している。この領域Ｘは、加工具４の能力の１つである加工ローラの推力に応じて変化する。すなわち、加工ローラの推力が大きくなると板厚のしきい値Ｄｔｈおよび表面温度差のしきい値Ｔｔｈはより大きい値となる。また、加工ローラの推力が小さくなると板厚のしきい値Ｄｔｈおよび表面温度差のしきい値Ｔｔｈはより小さい値となる。要するに、加工ローラの推力が小さくなると、より小さい板厚または表面温度差であっても、予備加熱を行う方が好ましくなる。
　なお、成形進行方向が、回転軸Ｓの径方向外方から内方に向く方向の場合、予備加熱器７は、板材Ｗの加熱器５が加熱する位置より回転軸Ｓの径方向内側の位置と回転軸Ｓを中心とする同一周上にある位置を加熱することにより、同様の効果が得られる。また、予備加熱器７は、板材Ｗの加熱器５が加熱する位置より回転軸Ｓの径方向外側の位置と回転軸Ｓを中心とする同一周上にある位置を加熱可能な限りどのように配置してもよい。例えば、予備加熱器７は板材Ｗにおける加熱器５と同じ側を加熱するように配置することとしてもよい。また、本実施形態においては予備加熱器７は加熱器５と回転軸Ｓを中心とする周方向に関して略同一位置に配置されているが、周方向にずれた位置に配置されてもよい。
　＜第３実施形態＞
　以下に、本発明の第３実施形態におけるスピニング成形装置について説明する。図６は本発明の第３実施形態におけるスピニング成形装置を示す概略構成図である。本実施形態におけるスピニング成形装置１０３が第１実施形態と異なる点は、図６に示すように、板材Ｗの未成形箇所に当接し、加工具４の当接位置よりも径方向外側の位置で板材Ｗを支持する補助具８をさらに備えていることである。なお、図６には制御装置１７や負荷計測器１３などの制御に関する構成は図示を省略している。
　本実施形態において、補助具８は、板材Ｗの未成形箇所に当接されることにより従動回転する補助ローラにより構成される。ただし、補助具８の構成は、板材Ｗに当接した状態で板材Ｗを傷付けない（当接による摩擦力が小さい）構成であれば、このようなローラに限られない。
　このような補助具８を用いることにより、板材Ｗを安定させ、効率よく加熱および加工を行うことができる。すなわち、補助具８により板材Ｗの未成形箇所が保持されることにより、加工具４による加工を行う際に発生する板材Ｗの外周縁の回転軸Ｓ方向の振れを抑制することができる。これにより、加熱器５による加熱を板材Ｗの成形箇所によらず均一化することができる。さらに、加工具４の板材Ｗに与える押圧力を板材Ｗの成形箇所によらず均一化することができる。したがって、板材Ｗの成形精度を高くすることができる。
　なお、補助具８は、板材Ｗの未成形箇所に当接する限り、どのように配置してもよい。例えば、図６に示すように、補助具８は、板材Ｗの加工具４が当接する側と同じ側に設けてもよいし、反対側に設けてもよい。また、補助具８は、１個でも複数でもよい。
　以上、上記実施形態は例示であってこれに限定されるものではない。本発明は、上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲での全ての変更が意図される。例えば、複数の上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせることとしてもよい。
　本発明のスピニング成形装置およびスピニング成形方法は、板材の成形箇所を適切に加熱することにより、板材に変形や割れを発生させることなく成形を行うために有用である。
　１　保持部材
　２　受け治具
　３　固定治具
　４　加工具
　５　加熱器
　６１　コイル
　６２　コア
　６３　凸部
　７　予備加熱器
　８　補助具
　１０　回転シャフト
　１１　誘導加熱電源
　１２　成形機コントローラ
　１３　負荷計測器
　１４　変位センサ
　１５　放射温度計
　１６　出力調節器
　１７　制御装置
　１０１～１０３　スピニング成形装置
　Ｐ　受け面
　Ｑ　加工具の回転軸
　Ｓ　保持部材の回転軸
　Ｗ　板材

Claims (18)

  1. 　成形する板材を回転軸回りに回転させながら成形を行うスピニング成形装置であって、
    　前記板材が取り付けられる受け治具、および前記板材を前記受け治具と共に前記回転軸回りに回転させる回転シャフト、を含む保持部材と、
    　前記板材の第１主面に当接させることにより板材を加工して成形する加工具と、
    　前記板材を加熱する加熱器と、を備え、
    　前記加熱器は、前記板材を挟んで前記加工具と反対側に配置されており、前記回転軸を中心として前記板材の前記加工具が当接する位置と同一周上にある位置で、前記板材の第１主面と反対側の第２主面を局所的に加熱するよう構成されている、スピニング成形装置。
  2. 　前記受け治具は、前記板材における成形開始位置によって規定される円よりも小さなサイズを有している、請求項１に記載のスピニング成形装置。
  3. 　前記加熱器は、高周波誘導加熱による加熱を行うものである、請求項１または２に記載のスピニング成形装置。
  4. 　前記板材における前記加工具の当接位置よりも径方向外側の位置で前記板材を予備的に加熱する予備加熱器を備える、請求項１～３の何れかに記載のスピニング成形装置。
  5. 　前記加熱器は、前記回転軸と直交する方向に二重の円弧状に形成されたコイルを含む、請求項１～４の何れかに記載のスピニング成形装置。
  6. 　前記加熱器は、前記コイルを前記板材と反対側から覆う磁性体のコアと、前記コイルおよび前記コアを超えて前記板材に向かって突出する非磁性体の凸部を含む、請求項５に記載のスピニング成形装置。
  7. 　前記加工具の当接位置よりも径方向外側の位置で前記板材を支持する補助具を備える、請求項１～６の何れかに記載のスピニング成形装置。
  8. 　前記加熱器と前記板材の成形箇所との距離が予め定められた距離となるように、前記加熱器を前記板材に対して相対移動させるように制御する制御装置を備える、請求項１～７の何れかに記載のスピニング成形装置。
  9. 　前記加熱器を、前記加工具による成形動作に同調して移動させるように制御する制御装置を備える、請求項１～８の何れかに記載のスピニング成形装置。
  10. 　前記加工具の当接位置と前記回転軸を中心とする同一周上にある位置で、前記板材の表面温度を計測する放射温度計と、
    　前記加熱器の出力を調節する出力調節器と、を備え、
    　前記出力調節器は、前記表面温度が所定の温度範囲内になるように前記加熱器の出力を調節する、請求項１～９の何れかに記載のスピニング成形装置。
  11. 　前記加工具の前記板材への当接による負荷を計測する負荷計測器と、
    　前記加工具を、前記負荷に応じた送り速度で前記板材に対して相対移動させるように制御する制御装置と、を備える、請求項１～１０の何れかに記載のスピニング成形装置。
  12. 　前記板材は、チタン合金からなる、請求項１～１１の何れかに記載のスピニング成形装置。
  13. 　成形する板材を回転軸回りに回転させながら成形を行うスピニング成形方法であって、
    　前記板材を保持部材の受け治具に取り付けて当該板材を前記回転軸回りに回転させながら、前記板材の第１主面に加工具を当接させて前記板材を加工して成形する際に、前記板材を挟んで前記加工具と反対側に加熱器を配置し、前記回転軸を中心として前記板材の前記加工具が当接する位置と同一周上にある位置で、前記板材の第１主面と反対側の第２主面を局所的に加熱する、スピニング成形方法。
  14. 　前記板材における前記加工具の当接位置よりも径方向外側の位置で前記板材を予備的に加熱する、請求項１３に記載のスピニング成形方法。
  15. 　前記局所的な加熱を行う前記加熱器と前記板材の成形箇所との距離が、予め定められた距離となるように、前記加熱器を前記板材に対して相対移動させる、請求項１３または１４に記載のスピニング成形方法。
  16. 　前記局所的な加熱を行う前記加熱器を、前記加工具による成形動作に同調して移動させる、請求項１３～１５の何れかに記載のスピニング成形方法。
  17. 　前記加工具の当接位置と前記回転軸を中心とする同一周上にある位置で、前記板材の表面温度を計測し、当該表面温度が所定の温度範囲内になるように前記局所的な加熱を行う前記加熱器の出力を調節する、請求項１３～１６の何れかに記載のスピニング成形方法。
  18. 　前記加工具の前記板材への当接による負荷を計測し、
    　前記加工具を、前記負荷に応じた送り速度で前記板材に対して相対移動させる、請求項１３～１７の何れかに記載のスピニング成形方法。
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