WO2021214853A1

WO2021214853A1 - 溝形成方法及び溝形成装置

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Publication number: WO2021214853A1
Application number: PCT/JP2020/017140
Authority: WO
Inventors: 匡史大野; 幸司加藤; 裕一本田
Original assignee: トピー工業株式会社
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2021-10-28

Abstract

円筒体（３０）を円筒体の中心軸（ＣＬ）の回りに回転させつつ、中心軸と同軸の環状溝（３３）を円筒体の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成する溝形成方法であって、円筒体の径方向の一側方に第一ローラ（１１）を配置するとともに、円筒体の径方向の他側方に第二ローラ（１２）を配置する配置工程と、配置工程の後、第一ローラを円筒体の軸方向の一方側に接触させるとともに、第二ローラを円筒体の軸方向の他方側に接触させる接触工程と、接触工程の後、第一ローラ及び第二ローラを円筒体の中心軸に向けて移動して円筒体を押圧する押圧工程と、押圧工程の後、円筒体の外周面に単一の環状溝が形成されるように第一ローラ及び第二ローラを軸方向に互いに接近させる単一溝形成工程と、単一溝形成工程の後、円筒体の軸方向において単一の環状溝とは異なる位置で、配置工程、接触工程、押圧工程及び単一溝形成工程を繰り返す繰返し工程と、を含む。

Description

溝形成方法及び溝形成装置

　本発明は、溝形成方法及び溝形成装置に関する。

　従来、金属製部品の加工成形方法として、切削加工が知られている。例えば、特許文献１では、完成部品の形状に合わせ、予め完成部品よりも大きな寸法に加工対象素材を成形し、加工対象素材から余分な部位を切削加工によって削り取り、目的の完成部品の形状に加工する例が開示されている。

特開２０１２－４５６１１号公報

　しかしながら、切削加工では、切削により無駄が発生し、材料歩留まりが低下する可能性がある。

　そこで本発明は、材料歩留まりの低下を抑制することを目的とする。

　上記課題の解決手段として、本発明の態様は以下の構成を有する。
（１）本発明の態様に係る溝形成方法は、円筒体を前記円筒体の中心軸の回りに回転させつつ、前記中心軸と同軸の環状溝を前記円筒体の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成する複数溝形成工程を含み、前記複数溝形成工程は、前記円筒体の径方向の一側方に第一ローラを配置するとともに、前記円筒体の前記径方向の他側方に第二ローラを配置する配置工程と、前記配置工程の後、前記第一ローラを前記円筒体の前記軸方向の一方側に接触させるとともに、前記第二ローラを前記円筒体の前記軸方向の他方側に接触させる接触工程と、前記接触工程の後、前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記円筒体の前記中心軸に向けて移動して前記円筒体を押圧する押圧工程と、前記押圧工程の後、前記円筒体の前記外周面に単一の環状溝が形成されるように前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記軸方向に互いに接近させる単一溝形成工程と、前記単一溝形成工程の後、前記円筒体の軸方向において前記単一の環状溝とは異なる位置で、前記配置工程、前記接触工程、前記押圧工程及び前記単一溝形成工程を繰り返す繰返し工程と、を含む。

（２）上記（１）に記載の溝形成方法において、前記複数溝形成工程では、前記円筒体の前記軸方向の一端を型に当接して固定端とし、前記円筒体の前記軸方向の他端を自由端としてもよい。

（３）上記（２）に記載の溝形成方法において、前記複数溝形成工程では、前記円筒体の前記軸方向の他端から所定圧で加圧して前記円筒体の前記軸方向の一端と前記型との当接を保持し、前記所定圧を維持するように前記円筒体の前記軸方向の他端を変位してもよい。

（４）上記（２）または（３）に記載の溝形成方法において、前記複数溝形成工程では、前記固定端から前記自由端に向けて前記複数の環状溝を順次形成してもよい。

（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の溝形成方法において、前記単一溝形成工程の後、前記軸方向に直線状に延びる外周部を有する仕上げローラを用いて、前記単一の環状溝の表面を押圧して仕上げを行う仕上げ工程を更に含んでもよい。

（６）上記（１）から（５）のいずれか一項に記載の溝形成方法において、前記複数溝形成工程の後、または前記単一溝形成工程の次の単一溝形成工程の後、前記円筒体の前記軸方向に隣り合う２つの前記環状溝の間の環状凸部が前記軸方向の一方側に倒れた場合、矯正ローラを用いて、前記環状凸部を前記軸方向の一方側から他方側に向けて押圧して前記環状凸部の倒れを矯正する矯正工程を更に含んでもよい。

（７）上記（６）に記載の溝形成方法において、前記矯正工程では、前記矯正ローラを用いて前記環状凸部を前記軸方向の一方側から他方側に向けて押圧する場合、バックアップローラを用いて、前記環状凸部を前記軸方向の他方側から支えてもよい。

（８）上記（７）に記載の溝形成方法において、前記矯正工程では、前記矯正ローラとして前記第一ローラ及び前記第二ローラのいずれか一方を用い、前記バックアップローラとして他方を用いてもよい。

（９）上記（１）から（８）のいずれか一項に記載の溝形成方法において、前記複数溝形成工程では、２つ目以降の環状溝を形成する前、形成しようとする環状溝の手前の環状溝にバックアップローラをセットし、前記手前の環状溝において前記形成しようとする環状溝の側の側壁を前記バックアップローラで支えてもよい。

（１０）上記（１）から（９）のいずれか一項に記載の溝形成方法において、前記複数溝形成工程の後、前記円筒体の前記軸方向に隣り合う２つの前記環状溝の間の環状凸部の径方向寸法が目標値を超えた場合、前記環状凸部の前記径方向寸法の超過分を除去してもよい。

（１１）上記（１）から（１０）のいずれか一項に記載の溝形成方法において、前記単一溝形成工程の後、前記円筒体の前記外周面に形成された前記環状溝が軸方向直線部の未加工を有する場合、前記未加工の部分を除去してもよい。

（１２）上記（１）から（１１）のいずれか一項に記載の溝形成方法において、前記複数溝形成工程の前、前記円筒体を準備する円筒体準備工程を更に含み、前記円筒体準備工程では、矩形状の板材を円筒状に巻いた後に円筒状の前記板材の周方向の一端縁と他端縁とを溶接してもよい。

（１３）上記（１）から（１２）のいずれか一項に記載の溝形成方法において、前記第一ローラは、前記軸方向の他方側に向かうに従って縮径し、前記第二ローラは、前記軸方向の一方側に向かうに従って縮径してもよい。

（１４）本発明の態様に係る溝形成装置は、円筒体を前記円筒体の中心軸の回りに回転させる回転装置と、第一ローラと、第二ローラと、前記第一ローラ及び前記第二ローラを移動可能な移動装置と、円筒体を前記円筒体の中心軸の回りに回転させつつ、前記中心軸と同軸の環状溝を前記円筒体の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成するよう前記回転装置及び前記移動装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記円筒体の径方向の一側方に前記第一ローラを配置するとともに、前記円筒体の前記径方向の他側方に前記第二ローラを配置するよう前記移動装置を制御する配置制御と、前記配置制御の後、前記第一ローラを前記円筒体の前記軸方向の一方側に接触させるとともに、前記第二ローラを前記円筒体の前記軸方向の他方側に接触させるよう前記移動装置を制御する接触制御と、　前記接触制御の後、前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記円筒体の前記中心軸に向けて移動して前記円筒体を押圧するよう前記移動装置を制御する押圧制御と、前記押圧制御の後、前記円筒体の前記外周面に単一の環状溝が形成されるように前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記軸方向に互いに接近させるよう前記移動装置を制御する単一溝形成制御と、前記単一溝形成制御の後、前記円筒体の軸方向において前記単一の環状溝とは異なる位置で、前記配置制御、前記接触制御、前記押圧制御及び前記単一溝形成制御を繰り返す繰返し制御と、を実行する。

（１５）上記（１４）に記載の溝形成装置は、前記円筒体の前記軸方向に隣り合う２つの前記環状溝の間の環状凸部を前記軸方向の一方側または他方側から支持可能なバックアップローラを更に備えてもよい。

　本発明の上記（１）に記載の溝形成方法によれば、円筒体を回転させながら円筒体の外周面に第一ローラ及び第二ローラを押し当て軸方向に互いに接近させることで、円筒体の肉厚（径方向の厚み）を薄くしつつ軸方向へ伸ばすことにより、円筒体の外周面に環状溝を形成することができる。すなわち、フローフォーミング（以下「ＦＦ」ともいう。）加工により、材料の無駄を可及的に抑えて溝形成ができる。したがって、材料歩留まりの低下を抑制することができる。
　加えて、切削加工（粗削り及び仕上げを含む削り出し）に比べて生産性に優れる。
　加えて、塑性加工での加工硬化により、円筒体の強度が向上する。すなわち、切削加工に比べて、同じ寸法でも高強度となる。強度向上により、製品の薄型化及び軽量化に寄与する。
　さらに、複数の環状溝を形成する場合には、円筒体の軸方向において異なる位置で同様の工程を繰り返せば済むため、生産性に優れ、低コスト化に寄与する。

　本発明の上記（２）に記載の溝形成方法によれば、複数溝形成工程では、円筒体の軸方向の一端を型に当接して固定端とし、円筒体の軸方向の他端を自由端とすることで、以下の効果を奏する。
　円筒体の全長を固定端とは反対側（自由端側）で伸ばすことができるため、円筒体の軸方向の両端を固定する場合と比較して、加工しやすい。

　本発明の上記（３）に記載の溝形成方法によれば、複数溝形成工程では、円筒体の軸方向の他端から所定圧で加圧して円筒体の軸方向の一端と型との当接を保持し、所定圧を維持するように円筒体の軸方向の他端を変位することで、以下の効果を奏する。
　円筒体の形状によらずに円筒体の全長を伸ばすことができるため、円筒体の素材選択の自由度が向上する。

　本発明の上記（４）に記載の溝形成方法によれば、複数溝形成工程では、固定端から自由端に向けて複数の環状溝を順次形成することで、以下の効果を奏する。
　円筒体の全長が伸びやすい側（自由端側）に向けて複数の環状溝を順次形成するため、固定端から自由端との間で複数の環状溝をランダムに形成する場合と比較して、生産性が向上する。

　本発明の上記（５）に記載の溝形成方法によれば、単一溝形成工程の後、軸方向に直線状に延びる外周部を有する仕上げローラを用いて、単一の環状溝の表面を押圧して仕上げを行う仕上げ工程を更に含むことで、以下の効果を奏する。
　単一の環状溝の表面を所定の面粗度（表面粗さ）に仕上げることができる。

　本発明の上記（６）に記載の溝形成方法によれば、複数溝形成工程の後、または単一溝形成工程の次の単一溝形成工程の後、円筒体の軸方向に隣り合う２つの環状溝の間の環状凸部が軸方向の一方側に倒れた場合、矯正ローラを用いて、環状凸部を軸方向の一方側から他方側に向けて押圧して環状凸部の倒れを矯正する矯正工程を更に含むことで、以下の効果を奏する。
　複数の環状溝を所望の形状に形成することができる。

　本発明の上記（７）に記載の溝形成方法によれば、矯正工程では、矯正ローラを用いて環状凸部を軸方向の一方側から他方側に向けて押圧する場合、バックアップローラを用いて、環状凸部を軸方向の他方側から支えることで、以下の効果を奏する。
　バックアップローラによって環状凸部が軸方向の他方側に倒れることを抑えることができるため、環状凸部の矯正をスムーズに行うことができる。

　本発明の上記（８）に記載の溝形成方法によれば、矯正工程では、矯正ローラとして第一ローラ及び第二ローラのいずれか一方を用い、バックアップローラとして他方を用いることで、以下の効果を奏する。
　第一ローラ及び第二ローラのいずれか一方が矯正ローラを兼ね、他方がバックアップローラを兼ねるため、ローラ数を削減し、低コスト化に寄与する。

　本発明の上記（９）に記載の溝形成方法によれば、複数溝形成工程では、２つ目以降の環状溝を形成する前、形成しようとする環状溝の手前の環状溝にバックアップローラをセットし、手前の環状溝において形成しようとする環状溝の側の側壁をバックアップローラで支えることで、以下の効果を奏する。
　複数の環状溝を所望の形状に速やかに形成することができる。

　本発明の上記（１０）に記載の溝形成方法によれば、複数溝形成工程の後、円筒体の軸方向に隣り合う２つの環状溝の間の環状凸部の径方向寸法が目標値を超えた場合、環状凸部の径方向寸法の超過分を除去することで、以下の効果を奏する。
　複数の環状溝を所望の形状に形成することができる。加えて、円筒体の径方向寸法を所望の寸法に仕上げることができる。

　本発明の上記（１１）に記載の溝形成方法によれば、単一溝形成工程の後、円筒体の外周面に形成された環状溝が軸方向直線部の未加工を有する場合、未加工の部分を除去することで、以下の効果を奏する。
　環状溝が軸方向直線部の未加工を有しないよう環状溝を所望の形状に形成することができる。

　本発明の上記（１２）に記載の溝形成方法によれば、複数溝形成工程の前、円筒体を準備する円筒体準備工程を更に含み、円筒体準備工程では、矩形状の板材を円筒状に巻いた後に円筒状の板材の周方向の一端縁と他端縁とを溶接することで、以下の効果を奏する。
　円筒体を鍛造や鋳造、押出等で形成する場合と比較して、寸法精度に優れた円筒体を容易に形成することができる。

　本発明の上記（１３）に記載の溝形成方法によれば、第一ローラは、軸方向の他方側に向かうに従って縮径し、第二ローラは、軸方向の一方側に向かうに従って縮径していることで、以下の効果を奏する。
　第一ローラ及び第二ローラによって円筒体の外周の一部を拘束しつつ除去することができるため、円筒体を安定して保持することができる。

　本発明の上記（１４）に記載の溝形成装置によれば、円筒体を回転させながら円筒体の外周面に第一ローラ及び第二ローラを押し当て軸方向に互いに接近させることで、円筒体の肉厚（径方向の厚み）を薄くしつつ軸方向へ伸ばすことにより、円筒体の外周面に環状溝を形成することができる。すなわち、ＦＦ加工により、材料の無駄を可及的に抑えて溝形成ができる。したがって、材料歩留まりの低下を抑制することができる。
　加えて、切削加工（粗削り及び仕上げを含む削り出し）に比べて生産性に優れる。
　加えて、塑性加工での加工硬化により、円筒体の強度が向上する。すなわち、切削加工に比べて、同じ寸法でも高強度となる。強度向上により、製品の薄型化及び軽量化に寄与する。
　さらに、複数の環状溝を形成する場合には、円筒体の軸方向において異なる位置で同様の工程を繰り返せば済むため、生産性に優れ、低コスト化に寄与する。

　本発明の上記（１５）に記載の溝形成装置によれば、円筒体の軸方向に隣り合う２つの環状溝の間の環状凸部を軸方向の一方側または他方側から支持可能なバックアップローラを更に備えることで、以下の効果を奏する。
　バックアップローラによって環状凸部が軸方向の一方側または他方側に倒れることを抑えることができるため、環状凸部の矯正をスムーズに行うことができる。

実施形態に係る溝形成装置の模式図である。実施形態に係る溝形成方法のフローチャートである。実施形態に係る複数溝形成工程のフローチャートである。実施形態に係る繰返し工程のフローチャートである。実施形態に係る円筒体準備工程の説明図である。図５Ａに続く、円筒体準備工程の説明図である。図５Ｂに続く、円筒体準備工程の説明図である。実施形態に係る配置工程の説明図である。実施形態に係る接触工程の説明図である。実施形態に係る押圧工程の説明図である。実施形態に係る単一溝形成工程の説明図である。実施形態に係る円筒体の軸方向固定の説明図である。実施形態に係る押圧工程の説明図である。実施形態に係る単一溝形成工程の説明図である。実施形態に係る環状溝の形成前の説明図である。実施形態に係る１つ目の環状溝の説明図である。実施形態に係る２つ目の環状溝の説明図である。実施形態に係る３つ目の環状溝の説明図である。実施形態に係る４つ目の環状溝の説明図である。実施形態に係る仕上げ工程の前工程の説明図である。実施形態に係る仕上げ工程の説明図である。実施形態に係る未加工部分の説明図である。実施形態に係る未加工部分の除去の説明図である。実施形態に係る環状凸部の倒れの説明図である。実施形態に係る環状凸部の矯正の説明図である。図１２Ｂに続く、環状凸部の矯正の説明図である。実施形態に係る環状凸部の径方向超過部の除去の説明図である。実施形態の第一変形例に係る円筒体の軸方向固定の説明図である。実施形態の第二変形例に係る押圧工程の説明図である。実施形態の第二変形例に係る単一溝形成工程の説明図である。実施形態の第二変形例に係る仕上げ工程の説明図である。実施形態の第三変形例に係る押圧工程の説明図である。実施形態の第三変形例に係る単一溝形成工程の説明図である。実施形態の第三変形例に係る仕上げ工程の説明図である。実施形態の第四変形例に係る円筒体の説明図である。実施形態の第四変形例に係る１つ目の環状溝の説明図である。実施形態の第四変形例に係る２つ目の環状溝を形成する際の矯正の説明図である。実施形態の第四変形例に係る３つ目の環状溝を形成する際の矯正の説明図である。実施形態の第五変形例に係る円筒体の説明図である。実施形態の第五変形例に係る１つ目の環状溝の説明図である。実施形態の第五変形例に係る２つ目の環状溝を形成した後の第一環状凸部の倒れの説明図である。実施形態の第五変形例に係る第一環状凸部の矯正の説明図である。実施形態の第五変形例に係る３つ目の環状溝を形成した後の第二環状凸部の倒れの説明図である。実施形態の第五変形例に係る第二環状凸部の矯正の説明図である。実施形態の第六変形例に係る円筒体の説明図である。実施形態の第六変形例に係る複数の環状溝を形成した後の複数の環状凸部の倒れの説明図である。実施形態の第六変形例に係る複数の環状凸部の矯正の説明図である。実施形態の第七変形例に係る円筒体の説明図である。実施形態の第七変形例に係る１つ目の環状溝の説明図である。実施形態の第七変形例に係る２つ目の環状溝を形成する前のバックアップの説明図である。実施形態の第七変形例に係る２つ目の環状溝を形成する際のバックアップの説明図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。各図において、同一構成については同一の符号を付す。実施形態においては、円筒体を円筒体の中心軸の回りに回転させつつ、中心軸と同軸の環状溝を円筒体の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成する溝形成方法及び溝形成装置について説明する。

＜溝形成装置＞
　図１は、実施形態に係る溝形成装置１の模式図である。
　図１に示すように、溝形成装置１は、円筒体３０の軸方向の一端を支持する第一型２（型）と、円筒体３０の軸方向の他端を支持する第二型３と、円筒体３０を中心軸ＣＬの回りに回転させる回転装置４と、円筒体３０に対する軸方向の加圧を調整する加圧調整装置５と、第一ローラ１１と、第二ローラ１２と、仕上げローラ１３と、バックアップローラ１４と、第一ローラ１１を移動可能な第一駆動装置２１（移動装置）と、第二ローラ１２を移動可能な第二駆動装置２２（移動装置）と、仕上げローラ１３を移動可能な第三駆動装置２３と、バックアップローラ１４を駆動可能な第四駆動装置２４と、回転装置４、加圧調整装置５及び各駆動装置２１～２４を制御する制御装置２５と、を備える。

＜円筒体＞
　円筒体３０は、複数の環状溝３３（図９Ｅ参照）が形成される被加工物（ワーク）である。例えば、円筒体３０は、金属製である。例えば、円筒体３０は、アルミニウムや炭素鋼等で形成してもよいが、円筒体３０の形成材料は限定されない。

　円筒体３０は、円筒状の胴部３１と、胴部３１の一端の外周に連結された円環状の鍔部３２と、を備える。胴部３１及び鍔部３２は、同一の部材で一体に形成されている。図示はしないが、鍔部３２は、第一型２に対する円筒体３０の位置決め及び取り付け用の孔を有してもよい。
　なお、円筒体３０は、鍔部３２を有しなくてもよい。すなわち、円筒体３０は、胴部３１のみを有していてもよい。

　以下、円筒体３０の軸方向の一端を「第一端」、円筒体３０の軸方向の他端を「第二端」、円筒体３０の軸方向の一方側を「第一端側」、円筒体３０の軸方向の他方側を「第二端側」ともいう。

＜第一型＞
　第一型２は、円筒体３０の第一端（鍔部３２の一端）を第一端側（図の左側）から支持するとともに、円筒体３０の内周面を円筒体３０の径方向内側から支持する。例えば、第一型２は、マンドレルである。第一型２は、円筒体３０の中心軸ＣＬと同軸の軸部２ａと、軸部２ａの軸方向の中間部（途中）に連結された環状部２ｂと、を備える。

　軸部２ａの軸方向の長さは、円筒体３０の軸方向の長さよりも大きい。円筒体３０の内周面は、軸部２ａの外周面に当接している。円筒体３０の内周面は、軸部２ａの外周面に対して径方向に変位しないことが好ましい。

　環状部２ｂの径方向の長さ（外径）は、鍔部３２の径方向の長さ（外径）よりも大きい。円筒体３０の第一端は、環状部２ｂの一面（円筒体３０側の面）に当接している。円筒体３０の第一端は、環状部２ｂの一面に対して軸方向に変位しないことが好ましい。

＜第二型＞
　第二型３は、円筒体３０の第二端（胴部３１の他端）を第二端側（図の右側）から支持する。第二型３は、円筒体３０の中心軸ＣＬと同軸の円筒状の筒部３ａと、筒部３ａの軸方向の他端に連結された円盤状の蓋部３ｂと、蓋部３ｂの中心部（径方向中央部）に連結された受け部３ｃと、を備える。

　筒部３ａの軸方向の長さは、軸部２ａにおいて円筒体３０の第二端から突出する部分の軸方向の長さよりも大きい。筒部３ａの一端は、円筒体３０の第二端に当接している。筒部３ａの内周面は、軸部２ａの突出部の外周面に当接している。筒部３ａの内周面は、軸部２ａの外周面に対して径方向に変位しないことが好ましい。ただし、第二型３は、加圧調整装置５の作用により第一型２に対して軸方向に変位可能である。

　軸部２ａの突出端（軸部２ａにおいて円筒体３０の第二端から突出する部分の端）は、蓋部３ｂの一面（円筒体３０側の面）から離反している。
　受け部３ｃは、円筒体３０の中心軸ＣＬと同軸の軸受けを有する。

＜回転装置＞
　回転装置４は、第一型２、第二型３及び円筒体３０を中心軸ＣＬの回りに一体的に回転可能である。回転装置４は、第一型２の軸部２ａの一端に連結されている。例えば、回転装置４は、モータ等の駆動源を備える。図中矢印Ｒは、回転装置４による回転方向を示す。

＜加圧調整装置＞
　加圧調整装置５は、円筒体３０を円筒体３０の第二端側から所定圧で加圧して円筒体３０の第一端と第一型２との当接を保持する。加圧調整装置５は、所定圧が閾値を超えないように円筒体３０の第二端を変位する。すなわち、加圧調整装置５は、所定圧を維持するように円筒体３０の第二端を変位する。加圧調整装置５は、第二型３の受け部３ｃの他端に連結されている。例えば、加圧調整装置５は、シリンダ５ａ及びピストン５ｂを備える。図中矢印Ｐは、加圧調整装置５による加圧方向を示す。

　例えば、所定圧は、円筒体３０の第一端が環状部２ｂの一面に常時当接する程度の圧力に設定される。例えば、閾値は、円筒体３０の加工（環状溝３３の形成）による軸方向への伸びを許容する圧力に設定される。加圧調整装置５は、所定圧が閾値を超えた場合も円筒体３０の軸方向への伸びを許容する。例えば、ピストン５ｂは、円筒体３０の軸方向への伸びを許容しつつ円筒体３０の第一端と第一型２との当接を保持するようにシリンダ５ａ内を移動する（図７参照）。

＜第一ローラ＞
　第一ローラ１１は、円筒体３０の径方向の一側方に配置されている。第一ローラ１１は、円筒体３０の第二端側に向かうに従って縮径している。第一ローラ１１は、軸方向に直線状に延びる第一直線部１１ａと、第一直線部１１ａの軸方向他端から円筒体３０の第二端側に向かうに従って徐々に外径が小さくなる第一縮径部１１ｂと、を備える。第一ローラ１１は、弧状に湾曲する角部１１ｃ（角Ｒ）を有する。

＜第二ローラ＞
　第二ローラ１２は、円筒体３０の径方向の他側方に配置されている。第二ローラ１２は、円筒体３０を挟んで第一ローラ１１とは反対側に配置されている。第二ローラ１２は、円筒体３０の第一端側に向かうに従って縮径している。第二ローラ１２は、第一ローラ１１を軸方向に反転させた形状を有する。第二ローラ１２は、軸方向に直線状に延びる第二直線部１２ａと、第二直線部１２ａの軸方向一端から円筒体３０の第一端側に向かうに従って徐々に外径が小さくなる第二縮径部１２ｂと、を備える。第二ローラ１２は、弧状に湾曲する角部１２ｃ（角Ｒ）を有する。

＜仕上げローラ＞
　仕上げローラ１３は、円筒体３０の径方向の他側方に配置されている。例えば、仕上げローラ１３は、第二ローラ１２と同じ側に配置されている。仕上げローラ１３は、第一ローラ１１及び第二ローラ１２とは異なる形状を有する。仕上げローラ１３は、軸方向に直線状に延びる外周部１３ａを有する。

　仕上げローラ１３は、第一ローラ１１及び第二ローラ１２とは異なる表面粗さを有する。例えば、仕上げローラ１３の表面粗さは、第一ローラ１１及び第二ローラ１２の表面粗さよりも小さい。例えば、仕上げローラ１３の外周部１３ａの表面粗さは、環状溝の表面を目的の面粗度に仕上げることが可能に設定されている。なお、仕上げローラ１３は、第一ローラ１１及び第二ローラ１２と同じ表面粗さを有してもよい。

＜バックアップローラ＞
　バックアップローラ１４は、円筒体３０の径方向の他側方に配置されている。例えば、バックアップローラ１４は、第二ローラ１２と同じ側に配置されている。バックアップローラ１４は、円筒体３０の軸方向に隣り合う２つの環状溝３３の間の環状凸部３４を円筒体３０の第一端側または第二端側から支持可能である（図１２Ｃ参照）。

　バックアップローラ１４は、第一ローラ１１及び第二ローラ１２とは異なる形状を有する。バックアップローラ１４は、第一ローラ１１の角部１１ｃに対応する第一角部１４ａと、第二ローラ１２の角部１２ｃに対応する第二角部１４ｂと、を備える。例えば、第一角部１４ａは、第一ローラ１１の角部１１ｃ（角Ｒ）と同様に湾曲している。例えば、第二角部１４ｂは、第二ローラ１２の角部１２ｃ（角Ｒ）と同様に湾曲している。

＜各駆動装置＞
　各駆動装置２１～２４（第一駆動装置２１～第四駆動装置２４）は、制御装置２５に電気的に接続されている。
　第一駆動装置２１は、第一ローラ１１を回転自在に支持する。第一駆動装置２１は、第一ローラ１１を円筒体３０の径方向及び軸方向に移動可能である。第一駆動装置２１は、制御装置２５の駆動信号に基づいて第一ローラ１１を駆動（移動）させる。

　第二駆動装置２２は、第二ローラ１２を回転自在に支持する。第二駆動装置２２は、第二ローラ１２を円筒体３０の径方向及び軸方向に移動可能である。第二駆動装置２２は、制御装置２５の駆動信号に基づいて第二ローラ１２を駆動（移動）させる。

　第三駆動装置２３は、仕上げローラ１３を回転自在に支持する。第三駆動装置２３は、仕上げローラ１３を円筒体３０の径方向及び軸方向に移動可能である。第三駆動装置２３は、制御装置２５の駆動信号に基づいて仕上げローラ１３を駆動（移動）させる。

　第四駆動装置２４は、バックアップローラ１４を回転自在に支持する。第四駆動装置２４は、バックアップローラ１４を円筒体３０の径方向及び軸方向に移動可能である。第四駆動装置２４は、制御装置２５の駆動信号に基づいてバックアップローラ１４を駆動（移動）させる。

＜制御装置＞
　制御装置２５は、回転装置４、加圧調整装置５及び各駆動装置２１～２４を制御する。制御装置２５は、円筒体３０を中心軸ＣＬの回りに回転させつつ、中心軸ＣＬと同軸の環状溝３３（図９Ｅ参照）を円筒体３０の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成するように回転装置４及び各駆動装置２１～２４を制御する。

　制御装置２５は、円筒体３０の径方向の一側方に第一ローラ１１を配置するとともに、円筒体３０の径方向の他側方に第二ローラ１２を配置するよう第一駆動装置２１及び第二駆動装置２２を制御する配置制御と、配置制御の後、第一ローラ１１を円筒体３０の第一端側に接触させるとともに、第二ローラ１２を円筒体３０の第二端側に接触させるよう第一駆動装置２１及び第二駆動装置２２を制御する接触制御と、接触制御の後、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を円筒体３０の中心軸ＣＬに向けて移動して円筒体３０を押圧するよう第一駆動装置２１及び第二駆動装置２２を制御する押圧制御と、押圧制御の後、円筒体３０の外周面に単一の環状溝３３（図６Ｄ参照）が形成されるように第一ローラ１１及び第二ローラ１２を軸方向に互いに接近させるよう第一駆動装置２１及び第二駆動装置２２を制御する単一溝形成制御と、単一溝形成制御の後、円筒体３０の軸方向において単一の環状溝３３とは異なる位置で、配置制御、接触制御、押圧制御及び単一溝形成制御を繰り返す繰返し制御と、を実行する。

＜溝形成方法＞
　図２は、実施形態に係る溝形成方法のフローチャートである。図３は、実施形態に係る複数溝形成工程のフローチャートである。図４は、実施形態に係る繰返し工程のフローチャートである。
　図２に示すように、溝形成方法は、円筒体準備工程（ステップＳ１）と、複数溝形成工程（ステップＳ２）と、矯正工程（ステップＳ３）と、を含む。例えば、溝形成方法は、上述の溝形成装置１を用いて行われる。

　円筒体準備工程では、複数溝形成工程の前に円筒体３０を準備する。円筒体準備工程では、矩形状の板材４０を円筒状に巻いた後に円筒状の板材４１の周方向の一端縁４１ａと他端縁４１ｂとを溶接する（図５Ａ～図５Ｃ参照）。

　例えば、円筒体準備工程は、板材準備工程、板材溶接工程及び鍔部形成工程を含む。例えば、図５Ａに示すように、板材準備工程では、先ず、矩形状の板材４０を準備する。例えば、矩形状の板材４０は、アルミニウムまたは炭素鋼等の金属板である。板材準備工程の後、板材溶接工程に移る（図５Ｂ参照）。

　例えば、図５Ｂに示すように、板材溶接工程では、矩形状の板材４０を円筒状に巻いた後に円筒状の板材４１の周方向の一端縁４１ａと他端縁４１ｂとを溶接する。例えば、円筒状の板材４１の周方向の一端縁４１ａと他端縁４１ｂとは、円筒状の板材４１の軸方向全体にわたって溶接する。これにより、円筒状の筒体を作製する。板材溶接工程の後、鍔部形成工程に移る（図５Ｃ参照）。

　例えば、図５Ｃに示すように、円筒状の筒体の一端部に円環状の鍔部３２を形成する。例えば、鍔部３２は、筒体の一端部のみに形成する。これにより、胴部３１及び鍔部３２を有する円筒体３０を作製する。円筒体準備工程の後、複数溝形成工程に移る（図３参照）。

　図３に示すように、複数溝形成工程は、配置工程（ステップＳ１１）、接触工程（ステップＳ１２）、押圧工程（ステップＳ１３）、単一溝形成工程（ステップＳ１４）、仕上げ工程（ステップＳ１５）及び繰返し工程（ステップＳ１６）を含む。

　図６Ａに示すように、配置工程では、円筒体３０の径方向の一側方に第一ローラ１１を配置するとともに、円筒体３０の径方向の他側方に第二ローラ１２を配置する。配置工程では、第一ローラ１１を円筒体３０の第一端側に配置する。
　なお、図６Ａ～図６Ｂにおいては、第一型２の軸部２ａの一部、第二型３の受け部３ｃを省略している。図７以降の図面においても同様に省略する。

　配置工程では、第一ローラ１１を円筒体３０の第一端寄り（鍔部３２近傍）に配置する。配置工程では、第二ローラ１２を円筒体３０の第二端側に配置する。配置工程では、第二ローラ１２を第一ローラ１１よりも円筒体３０の第二端側にずらして配置する。

　配置工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１２が円筒体３０の径方向で部分的に重なるように配置する。配置工程では、第一ローラ１１の軸方向他端部と第二ローラ１２の軸方向一端部とが円筒体３０の径方向で互いに重なるように配置する。

　配置工程では、円筒体３０の外周面に形成する環状溝３３の溝幅（軸方向の長さ）に基づいて第一ローラ１１及び第二ローラ１２の軸方向の間隔を設定する。例えば、配置工程では、第一ローラ１１の角部１１ｃと第二ローラ１２の角部１２ｃとの軸方向の間隔を、目的の環状溝３３（図６Ｄ参照）の溝幅と同様の大きさに設定する。

　例えば、配置工程では、目的の環状溝３３の軸方向一端と第一ローラ１１の角部１１ｃとが径方向で重なるように円筒体３０の径方向の一側方に第一ローラ１１を配置する。例えば、配置工程では、目的の環状溝３３の軸方向他端と第二ローラ１２の角部１２ｃとが径方向で重なるように円筒体３０の径方向の他側方に第二ローラ１２を配置する。なお、環状溝３３の加工の過程で円筒体３０は軸方向に伸びるため、配置工程では、第一ローラ１１の角部１１ｃと第二ローラ１２の角部１２ｃとの軸方向の間隔を円筒体３０の伸びを加味して設定することが好ましい。
　配置工程の後、接触工程に移る（図６Ｂ参照）。

　図６Ｂに示すように、接触工程では、第一ローラ１１を円筒体３０の第一端側に接触させるとともに、第二ローラ１２を円筒体３０の第二端側に接触させる。接触工程では、第一ローラ１１の第一直線部１１ａを円筒体３０の胴部３１の径方向一側部に接触させるとともに、第二ローラ１２の第二直線部１２ａを円筒体３０の胴部３１の径方向他側部に接触させる。

　例えば、接触工程では、配置工程で設定した第一ローラ１１及び第二ローラ１２の軸方向の位置を維持しつつ、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を径方向に移動させる。例えば、接触工程では、目的の環状溝３３の軸方向一端と第一ローラ１１の角部１１ｃとが径方向で重なるように第一ローラ１１を円筒体３０の径方向一側部に接触させる。例えば、接触工程では、目的の環状溝３３の軸方向他端と第二ローラ１２の角部１２ｃとが径方向で重なるように第二ローラ１２を円筒体３０の径方向他側部に接触させる。接触工程の後、押圧工程に移る（図６Ｃ参照）。

　図６Ｃに示すように、押圧工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を円筒体３０の中心軸ＣＬに向けて移動して円筒体３０を押圧する。例えば、押圧工程では、接触工程における第一ローラ１１及び第二ローラ１２の軸方向の位置を維持しつつ、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を中心軸ＣＬに向けてそれぞれ同じ量だけ移動して円筒体３０を押圧する。また、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を円筒体３０の中心軸ＣＬに向けて移動し、円筒体３０の軸方向の伸びに合わせて軸方向へ追従させ、中心軸ＣＬに向けてそれぞれ同じ量だけ移動して円筒体３０を押圧してもよい。すなわち、押圧工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を円筒体３０の軸方向に互いにずらした状態でそれぞれ中心軸ＣＬに向けて移動させる。押圧工程の後、単一溝形成工程に移る（図６Ｄ参照）。

　図６Ｄに示すように、単一溝形成工程では、円筒体３０の外周面に単一の環状溝３３が形成されるように第一ローラ１１及び第二ローラ１２を軸方向に互いに接近させる。例えば、単一溝形成工程では、第一縮径部１１ｂが目的の環状溝３３の軸方向他端に近接するまで第一ローラ１１を円筒体３０の第二端側に向けて移動させる。例えば、単一溝形成工程では、第二縮径部１２ｂが目的の環状溝３３の軸方向一端に近接するまで第二ローラ１２を円筒体３０の第一端側に向けて移動させる。

　単一溝形成工程において第一ローラ１１及び第二ローラ１２を軸方向に互いに接近させることにより、円筒体３０の外周のうち第一縮径部１１ｂ及び第二縮径部１２ｂによって拘束された部分が徐々に減少し、除去される。これにより、円筒体３０の外周面に中心軸ＣＬと同軸の単一の環状溝３３が形成される。なお、円筒体３０の第一端は固定端とされているため、円筒体３０の第二端側に拘束部分の減少・除去の体積分だけ円筒体３０の胴部３１が伸びる。

　図７に示すように、複数溝形成工程では、円筒体３０の第一端を第一型２に当接して固定端とする。複数溝形成工程では、円筒体３０の第二端を自由端とする。円筒体３０の第二端は第二型３に当接しているが、自由端とされている。

　図７において、矢印Ｆ１は第一ローラ１１によるＦＦ加工の軌跡（第一加工軌跡）、矢印Ｆ２は第二ローラ１２によるＦＦ加工の軌跡（第二加工軌跡）、符号ｄＥはＦＦ加工による円筒体３０の伸びをそれぞれ示す。なお、第一加工軌跡Ｆ１及び第二加工軌跡Ｆ２は、円筒体３０の周方向において互いに重なる位置に投影して示している。

　複数溝形成工程では、円筒体３０の第二端から所定圧で加圧して円筒体３０の第一端と第一型２との当接を保持する。複数溝形成工程では、所定圧を維持するように円筒体３０の第二端を変位する。環状溝３３の加工は加圧調整装置５の加圧（クランプ力）に反して行われるが、クランプ力は環状溝３３の加工による伸びｄＥを許容する大きさで保持される。

　図８Ａに示すように、押圧工程における第一ローラ１１及び第二ローラ１２の配置により、円筒体３０の外周の一部ＲＡ（凸部）が第一縮径部１１ｂ及び第二縮径部１２ｂによって拘束されるため、円筒体３０を安定して保持することができる。押圧工程の後の単一溝形成工程においても、円筒体３０を安定して保持することができる（図８Ｂ参照）。

　図８Ｂに示すように、単一溝形成工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を軸方向に互いに接近させることにより、凸部ＲＡ（図８Ａ参照）が除去され、円筒体３０の外周面に単一の環状溝３３が形成される。単一溝形成工程では、第一ローラ１１による加工力と第二ローラ１２による加工力とが軸方向で互いに相殺されるため、クランプ力を可及的に低減することができる。これにより、環状溝３３の加工による伸びを最大限許容し、円筒体３０の径方向の伸びを最小限に抑えることができるため、製品精度が向上する。なお、単一溝形成工程において凸部ＲＡを完全に除去できた場合には、その後に凸部ＲＡを除去する工程は不要となるため、加工工数を削減することができる。

　複数溝形成工程では、円筒体３０の固定端から自由端に向けて複数の環状溝３３を形成する（図９Ａ～図９Ｅ）。図９Ａ～図９Ｅは、４つの環状溝３３Ａ～３３Ｄを順に形成した例を示す。

　図９Ｂに示すように、最初の単一溝形成工程では、１つ目の環状溝３３Ａが円筒体３０の固定端近傍に形成される。環状溝３３Ａの加工により、円筒体３０の胴部３１は軸方向に延びる。図９Ｂに示す円筒体３０の軸方向の長さは、円筒体３０の初期状態（環状溝３３Ａの形成前の円筒体、図９Ａ参照）の軸方向の長さよりも大きい。
　単一溝形成工程の後、仕上げ工程に移る（図１０Ｂ参照）。

　図１０Ｂに示すように、仕上げ工程では、軸方向に直線状に延びる外周部１３ａを有する仕上げローラ１３を用いて、単一の環状溝３３の表面を押圧して仕上げを行う。例えば、仕上げローラ１３は、目的の環状溝３３の形状と同様の外形を有する。これにより、仕上げ工程の前工程（図１０Ａ参照）において目的の環状溝３３が形成されていない場合であっても、仕上げ工程において目的の環状溝３３を形成することができる。

　例えば、図１１Ａに示すように、単一溝形成工程の後、円筒体３０の外周面に形成された環状溝３３が軸方向直線部の未加工（未加工の部分３５）を有する場合がある。この場合、仕上げローラ１３を用いることにより、図１１Ｂに示すように、未加工の部分３５（図１１Ａ参照）を除去する。これにより、軸方向に直線状に伸びる底部を有する環状溝３３（未加工の部分３５を有しない環状溝３３）を形成することができる。
　仕上げ工程の後、繰返し工程に移る（図３参照）。

　繰返し工程では、円筒体３０の軸方向において単一の環状溝３３とは異なる位置で、配置工程、接触工程、押圧工程及び単一溝形成工程を繰り返す。図９Ｃ～図９Ｅは、１つ目の環状溝３３Ａを形成した後、繰返し工程を３回行った例を示す。繰返し工程を３回行うことにより、２つ目、３つ目、４つ目の環状溝３３Ｂ～３３Ｄが順次形成される。

　４つの環状溝３３Ａ～３３Ｄ（複数の環状溝３３）を順に加工することにより、円筒体３０の胴部３１は軸方向に徐々に延びていく。図９Ｃに示す円筒体３０の軸方向の長さは、図９Ｂに示す円筒体３０の軸方向の長さよりも大きい。図９Ｄに示す円筒体３０の軸方向の長さは、図９Ｃに示す円筒体３０の軸方向の長さよりも大きい。図９Ｅに示す円筒体３０の軸方向の長さは、図９Ｄに示す円筒体３０の軸方向の長さよりも大きい。

　図４に示すように、繰返し工程は、第二配置工程（ステップＳ２１）、第二接触工程（ステップＳ２２）、第二押圧工程（ステップＳ２３）、第二単一溝形成工程（ステップＳ２４）、矯正工程（ステップＳ２５）及び第二仕上げ工程（ステップＳ２６）を含む。ここで、第二単一溝形成工程は、前の単一溝形成工程の次の単一溝形成工程を意味する。繰返し工程では、第二単一溝形成工程の後、矯正工程を行う。
　なお、第二配置工程、第二接触工程、第二押圧工程、第二単一溝形成工程及び第二仕上げ工程は、環状溝３３の形成位置以外は上述の配置工程、接触工程、押圧工程、単一溝形成工程及び仕上げ工程とそれぞれ同様の工程であるため、詳細説明は省略する。

　矯正工程では、円筒体３０の軸方向に隣り合う２つの環状溝３３の間の環状凸部３４（図１２Ａ参照）が円筒体３０の第一端側に倒れた場合、矯正ローラを用いて、環状凸部３４を円筒体３０の第一端側から第二端側に向けて押圧して環状凸部３４の倒れを矯正する。矯正工程では、矯正ローラを用いて環状凸部３４を円筒体３０の第一端側から第二端側に向けて押圧する場合、バックアップローラ１４（図１参照）を用いて、環状凸部３４を円筒体３０の第二端側から支える。

　図１２Ａに示すように、円筒体３０の外周面に２つ目の環状溝３３Ｂを形成すると、１つ目の環状溝３３Ａと２つ目の環状溝３３Ｂとの間に環状凸部３４が形成される。このとき、環状凸部３４は、円筒体３０の第一端側に倒れている場合がある。

　図１２Ｂに示すように、矯正工程では、矯正ローラとして第二ローラ１２を用い、バックアップローラとして第一ローラ１１を用いる。
　図１２Ｃに示すように、第二ローラ１２を用いて環状凸部３４を円筒体３０の第一端側から第二端側に押圧する場合、第一ローラ１１を用いて環状凸部３４を円筒体３０の第二端側から支える。
　なお、矯正工程では、第一ローラ１１に替えて図１に示すバックアップローラ１４を用いてもよい。

　矯正工程の後、第二仕上げ工程を行うことにより、１回目の繰返し工程が完了する（図４参照）。その後、２回目以降の繰返し工程を順次行うことにより、複数溝形成工程が完了する。複数溝形成工程の後、矯正工程に移る（図２参照）。
　なお、複数溝形成工程の後の矯正工程は、上述の第二単一溝形成工程の後の矯正工程と同様の工程であるため、詳細説明は省略する。

　図１３に示すように、複数溝形成工程の後、円筒体３０の軸方向に隣り合う２つの環状溝３３の間の環状凸部３４の径方向寸法が目標値を超える場合がある。この場合、環状凸部３４の径方向寸法の超過分３６を除去する。超過分３６の除去は、複数の環状凸部３４のそれぞれに対して行う。例えば、超過分３６の除去は、切削により行ってもよい。

　図１３において、環状凸部３４の径方向寸法の目標値を実線で示し、超過分３６を破線で示す。超過分３６を除去することにより、環状凸部３４の径方向寸法を目標値に設定することができる。図１３に示すように、超過分３６を含む径方向寸法Ｌｘ（目標値を超えた径方向寸法）を目標値Ｌｔ（目的の径方向寸法）にすることができる。
　以上の工程により、円筒体３０の外周面に所望の環状溝３３を複数形成することができる。

＜作用効果＞
　以上説明したように、上記実施形態における溝形成方法は、円筒体３０を円筒体３０の中心軸ＣＬの回りに回転させつつ、中心軸ＣＬと同軸の環状溝３３を円筒体３０の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成する複数溝形成工程を含み、複数溝形成工程は、円筒体３０の径方向の一側方に第一ローラ１１を配置するとともに、円筒体３０の径方向の他側方に第二ローラ１２を配置する配置工程と、配置工程の後、第一ローラ１１を円筒体３０の第一端側に接触させるとともに、第二ローラ１２を円筒体３０の第二端側に接触させる接触工程と、接触工程の後、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を円筒体３０の中心軸ＣＬに向けて移動して円筒体３０を押圧する押圧工程と、押圧工程の後、円筒体３０の外周面に単一の環状溝３３が形成されるように第一ローラ１１及び第二ローラ１２を軸方向に互いに接近させる単一溝形成工程と、単一溝形成工程の後、円筒体３０の軸方向において単一の環状溝３３とは異なる位置で、配置工程、接触工程、押圧工程及び単一溝形成工程を繰り返す繰返し工程と、を含む。
　この構成によれば、円筒体３０を回転させながら円筒体３０の外周面に第一ローラ１１及び第二ローラ１２を押し当て軸方向に互いに接近させることで、円筒体３０の肉厚（径方向の厚み）を薄くしつつ軸方向へ伸ばすことにより、円筒体３０の外周面に環状溝３３を形成することができる。すなわち、ＦＦ加工により、材料の無駄を可及的に抑えて溝形成ができる。したがって、材料歩留まりの低下を抑制することができる。
　加えて、切削加工（粗削り及び仕上げを含む削り出し）に比べて生産性に優れる。
　加えて、塑性加工での加工硬化により、円筒体３０の強度が向上する。すなわち、切削加工に比べて、同じ寸法でも高強度となる。強度向上により、製品の薄型化及び軽量化に寄与する。
　さらに、複数の環状溝３３を形成する場合には、円筒体３０の軸方向において異なる位置で同様の工程を繰り返せば済むため、生産性に優れ、低コスト化に寄与する。

　上記実施形態において、複数溝形成工程では、円筒体３０の第一端を第一型２に当接して固定端とし、円筒体３０の第二端を自由端とすることで、以下の効果を奏する。
　円筒体３０の全長を固定端とは反対側（自由端側）で伸ばすことができるため、円筒体３０の軸方向の両端を固定する場合と比較して、加工しやすい。

　上記実施形態において、複数溝形成工程では、円筒体３０の第二端から所定圧で加圧して円筒体３０の第一端と第一型２との当接を保持し、所定圧を維持するように円筒体３０の第二端を変位することで、以下の効果を奏する。
　円筒体３０の形状によらずに円筒体３０の全長を伸ばすことができるため、円筒体３０の素材選択の自由度が向上する。

　上記実施形態において、複数溝形成工程では、固定端から自由端に向けて複数の環状溝３３を順次形成することで、以下の効果を奏する。
　円筒体３０の全長が伸びやすい側（自由端側）に向けて複数の環状溝３３を順次形成するため、固定端から自由端との間で複数の環状溝３３をランダムに形成する場合と比較して、生産性が向上する。

　上記実施形態では、単一溝形成工程の後、軸方向に直線状に延びる外周部１３ａを有する仕上げローラ１３を用いて、単一の環状溝３３の表面を押圧して仕上げを行う仕上げ工程を更に含むことで、以下の効果を奏する。
　単一の環状溝３３の表面を所定の面粗度（表面粗さ）に仕上げることができる。

　上記実施形態では、複数溝形成工程の後、または第二単一溝形成工程の後、円筒体３０の軸方向に隣り合う２つの環状溝３３の間の環状凸部３４が円筒体３０の第一端側に倒れた場合、矯正ローラを用いて、環状凸部３４を円筒体３０の第一端側から第二端側に向けて押圧して環状凸部３４の倒れを矯正する矯正工程を更に含むことで、以下の効果を奏する。
　複数の環状溝３３を所望の形状に形成することができる。

　上記実施形態において、矯正工程では、矯正ローラを用いて環状凸部３４を円筒体３０の第一端側から第二端側に向けて押圧する場合、バックアップローラ１４を用いて、環状凸部３４を円筒体３０の第二端側から支えることで、以下の効果を奏する。
　バックアップローラ１４によって環状凸部３４が円筒体３０の第二端側に倒れることを抑えることができるため、環状凸部３４の矯正をスムーズに行うことができる。

　上記実施形態において、矯正工程では、矯正ローラとして第二ローラ１２を用い、バックアップローラ１４として第一ローラ１１を用いることで、以下の効果を奏する。
　第二ローラ１２が矯正ローラを兼ね、第一ローラ１１がバックアップローラ１４を兼ねるため、ローラ数を削減し、低コスト化に寄与する。

　上記実施形態では、複数溝形成工程の後、円筒体３０の軸方向に隣り合う２つの環状溝３３の間の環状凸部３４の径方向寸法が目標値を超えた場合、環状凸部３４の径方向寸法の超過分３６を除去することで、以下の効果を奏する。
　複数の環状溝３３を所望の形状に形成することができる。加えて、円筒体３０の径方向寸法を所望の寸法に仕上げることができる。

　上記実施形態では、単一溝形成工程の後、円筒体３０の外周面に形成された環状溝３３が軸方向直線部の未加工を有する場合、未加工の部分３５を除去することで、以下の効果を奏する。
　環状溝３３が軸方向直線部の未加工を有しないよう環状溝３３を所望の形状に形成することができる。

　上記実施形態では、複数溝形成工程の前、円筒体３０を準備する円筒体準備工程を更に含み、円筒体準備工程では、矩形状の板材４０を円筒状に巻いた後に円筒状の板材４１の周方向の一端縁４１ａと他端縁４１ｂとを溶接することで、以下の効果を奏する。
　円筒体３０を鍛造や鋳造、押出等で形成する場合と比較して、寸法精度に優れた円筒体３０を容易に形成することができる。

　上記実施形態では、第一ローラ１１は、円筒体３０の第二端側に向かうに従って縮径し、第二ローラ１２は、円筒体３０の第一端側に向かうに従って縮径していることで、以下の効果を奏する。
　第一ローラ１１及び第二ローラ１２によって円筒体３０の外周の一部を拘束しつつ除去することができるため、円筒体３０を安定して保持することができる。

　上記実施形態における溝形成装置１は、円筒体３０を円筒体３０の中心軸ＣＬの回りに回転させる回転装置４と、第一ローラ１１と、第二ローラ１２と、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を移動可能な駆動装置２１，２２と、円筒体３０を円筒体３０の中心軸ＣＬの回りに回転させつつ、中心軸ＣＬと同軸の環状溝３３を円筒体３０の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成するよう回転装置４及び駆動装置２１，２２を制御する制御装置２５と、を備え、制御装置２５は、円筒体３０の径方向の一側方に第一ローラ１１を配置するとともに、円筒体３０の径方向の他側方に第二ローラ１２を配置するよう駆動装置２１，２２を制御する配置制御と、配置制御の後、第一ローラ１１を円筒体３０の第一端側に接触させるとともに、第二ローラ１２を円筒体３０の第二端側に接触させるよう駆動装置２１，２２を制御する接触制御と、接触制御の後、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を円筒体３０の中心軸ＣＬに向けて移動して円筒体３０を押圧するよう駆動装置２１，２２を制御する押圧制御と、押圧制御の後、円筒体３０の外周面に単一の環状溝３３が形成されるように第一ローラ１１及び第二ローラ１２を軸方向に互いに接近させるよう駆動装置２１，２２を制御する単一溝形成制御と、単一溝形成制御の後、円筒体３０の軸方向において単一の環状溝３３とは異なる位置で、配置制御、接触制御、押圧制御及び単一溝形成制御を繰り返す繰返し制御と、を実行する。
　この構成によれば、円筒体３０を回転させながら円筒体３０の外周面に第一ローラ１１及び第二ローラ１２を押し当て軸方向に互いに接近させることで、円筒体３０の肉厚（径方向の厚み）を薄くしつつ軸方向へ伸ばすことにより、円筒体３０の外周面に環状溝３３を形成することができる。すなわち、ＦＦ加工により、材料の無駄を可及的に抑えて溝形成ができる。したがって、材料歩留まりの低下を抑制することができる。
　加えて、切削加工（粗削り及び仕上げを含む削り出し）に比べて生産性に優れる。
　加えて、塑性加工での加工硬化により、円筒体３０の強度が向上する。すなわち、切削加工に比べて、同じ寸法でも高強度となる。強度向上により、製品の薄型化及び軽量化に寄与する。
　さらに、複数の環状溝３３を形成する場合には、円筒体３０の軸方向において異なる位置で同様の工程を繰り返せば済むため、生産性に優れ、低コスト化に寄与する。

　上記実施形態では、円筒体３０の軸方向に隣り合う２つの環状溝３３の間の環状凸部３４を円筒体３０の第一端側または第二端側から支持可能なバックアップローラ１４を更に備えることで、以下の効果を奏する。
　バックアップローラ１４によって環状凸部３４が円筒体３０の第一端側または第二端側に倒れることを抑えることができるため、環状凸部３４の矯正をスムーズに行うことができる。

＜変形例＞
　上記実施形態では、移動装置が、第一ローラを移動可能な第一駆動装置と、第二ローラを移動可能な第二駆動装置と、仕上げローラを移動可能な第三駆動装置と、バックアップローラを移動可能な第四駆動装置と、を含む例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、移動装置は、第一ローラ、第二ローラ、仕上げローラ及びバックアップローラを移動可能な単一の駆動装置であってもよい。すなわち、移動装置は、第一ローラ及び第二ローラを移動可能であればよい。

　上記実施形態において、複数溝形成工程では、円筒体の第二端から所定圧で加圧して円筒体の第一端と型との当接を保持し、所定圧を維持するように円筒体の第二端を変位する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図１４に示すように、複数溝形成工程では、円筒体３０の第二端から所定圧で加圧しなくてもよい。図１４において、符号１０４は円筒体３０の鍔部３２を支持する支持部材、符号１０５は支持部材１０４の支持力を調整可能な支持力調整装置をそれぞれ示す。例えば、複数溝形成工程では、円筒体３０の第一端のみを加圧して円筒体３０の第一と第一型２との当接を保持してもよい。この構成においても、円筒体３０の第一端を固定端とし、円筒体３０の第二端を自由端とすることができる。この構成によれば、円筒体３０の第二端はクランプ力を受けないため、環状溝３３の加工による伸びｄＥを最大限許容することができる。

　上記実施形態において、複数溝形成工程では、固定端から自由端に向けて複数の環状溝を順次形成する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、複数溝形成工程では、固定端から自由端との間で複数の環状溝をランダムに形成してもよい。

　上記実施形態において、押圧工程では、第一ローラ及び第二ローラを円筒体の軸方向に互いにずらした状態でそれぞれ中心軸に向けて移動させる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図１５Ａに示すように、押圧工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１１２を円筒体３０の軸方向に互いにずれていない状態（径方向から見て全体的に重なる状態）でそれぞれ中心軸ＣＬに向けて移動させてもよい。この場合、第一ローラ１１及び第二ローラ１１２は、互いに共通の縮径部を有するローラを用いてもよい。第二ローラ１１２は、軸方向に直線状に延びる第二直線部１１２ａと、第二直線部１１２ａの軸方向他端から円筒体３０の第二端側に向かうに従って徐々に外径が小さくなる第二縮径部１１２ｂと、弧状に湾曲する角部１１２ｃ（角Ｒ）を有してもよい。
　または、図１６Ａに示すように、押圧工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を径方向から見て部分的に重ねた状態でそれぞれ中心軸ＣＬに向けて移動させてもよい。例えば、押圧工程では、第一ローラ１１の第一直線部１１ａと第二ローラ１２の第二直線部１２ａとが径方向から見て全体的に重なる状態としてもよい。

　上記実施形態において、単一溝形成工程では、第一ローラ及び第二ローラを軸方向に互いに接近させる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、図１５Ｂに示すように、単一溝形成工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１１２を円筒体３０の第二端側に移動させてもよい。その後、図１５Ｃに示すように、仕上げ工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１１２とは別のローラ（例えば仕上げローラ１３）を用いて環状溝の軸方向他端側の傾斜面を押圧して湾曲面としてもよい。
　または、図１６Ｂに示すように、単一溝形成工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を軸方向に互いに離反させてもよい。その後、図１６Ｃに示すように、仕上げ工程では、第一ローラ１１及び第二ローラ１２を図１６Ｂの移動方向とは逆方向に移動させることにより、環状溝３３の軸方向端の傾斜面を押圧して湾曲面としてもよい。なお、仕上げ工程では、図１５Ｃと同様にローラ（例えば仕上げローラ１３）を径方向に押し込んでもよい。

　上記実施形態において、矯正工程では、矯正ローラとして第二ローラを用い、バックアップローラとして第一ローラを用いる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、矯正工程では、矯正ローラとして第一ローラを用い、バックアップローラとして第二ローラを用いてもよい。すなわち、矯正工程では、矯正ローラとして第一ローラ及び第二ローラのいずれか一方を用い、バックアップローラとして他方を用いてもよい。

　上記実施形態では、環状凸部が円筒体の第一端側に倒れた場合に環状凸部の倒れを矯正する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、環状凸部が円筒体の第一端側に倒れないようにバックアップしつつ２つ目以降の環状溝を形成してもよい。
　例えば、図１７Ｂに示すように、初期状態の円筒体３０（図１７Ａ参照）に対して１つ目の環状溝３３Ａを形成する。次に、図１７Ｃに示すように、１つ目の環状溝３３Ａの軸方向他端をバックアップローラで支えつつ２つ目の環状溝３３Ｂを形成する。これにより、１つ目の環状溝３３Ａと２つ目の環状溝３３Ｂとの間の環状凸部３４が円筒体３０の第一端側に倒れることを抑制することができる。
　次に、図１７Ｄに示すように、２つ目の環状溝３３Ｂの軸方向他端をバックアップローラで支えつつ３つ目の環状溝３３Ｃを形成する。これにより、２つ目の環状溝３３Ｂと３つ目の環状溝３３Ｃとの間の環状凸部３４が円筒体３０の第一端側に倒れることを抑制することができる。

　上記実施形態では、複数溝形成工程の後、または第二単一溝形成工程の後に矯正工程を行う例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、矯正工程を有しなくてもよいし、矯正工程のタイミングを任意に変更してもよい。例えば、環状凸部が円筒体の第一端側に倒れる度に環状凸部を矯正してもよい。
　例えば、図１８Ｂに示すように、初期状態の円筒体３０（図１８Ａ参照）に対して１つ目の環状溝３３Ａを形成する。次に、図１８Ｃに示すように、１つ目の環状溝３３Ａの隣に２つ目の環状溝３３Ｂを形成する。次に、図１８Ｄに示すように、１つ目の環状溝３３Ａと２つ目の環状溝３３Ｂとの間の環状凸部３４の倒れを矯正する。次に、図１８Ｅに示すように、２つ目の環状溝３３Ｂの隣に３つ目の環状溝３３Ｃを形成する。次に、図１８Ｆに示すように、２つ目の環状溝３３Ｂと３つ目の環状溝３３Ｃとの間の環状凸部３４の倒れを矯正する。

　または、複数の環状凸部の倒れを同時に矯正してもよい。
　例えば、図１９Ｂに示すように、初期状態の円筒体３０（図１９Ａ参照）に対して３つの環状溝３３Ａ～３３Ｃを形成する。次に、図１９Ｃに示すように、各環状溝３３Ａ～３３Ｃの間の環状凸部３４の倒れをそれぞれ同じタイミングで矯正する。すなわち、３つの環状溝３３Ａ～３３Ｃを続けて形成した後に、各環状凸部３４の倒れをまとめて矯正する。

　上記実施形態では、複数溝形成工程の後、または第二単一溝形成工程の後に矯正工程を行う例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、複数溝形成工程では、２つ目以降の環状溝を形成する前、形成しようとする環状溝の手前の環状溝にバックアップローラをセットし、手前の環状溝において形成しようとする環状溝の側の側壁をバックアップローラで支えてもよい。
　例えば、図２０Ｂに示すように、初期状態の円筒体３０（図２０Ａ参照）に対して１つ目の環状溝３３Ａを形成する。次に、図２０Ｃに示すように、２つ目の環状溝３３Ｂを形成する前、１つ目の環状溝３３Ａにバックアップローラ１４をセットする。このとき、１つ目の環状溝３３Ａにおいて形成しようとする環状溝（２つ目の環状溝３３Ｂ）の側の側壁３３ＡＷをバックアップローラ１４で支える。次に、図２０Ｄに示すように、１つ目の環状溝３３Ａにおいて形成しようとする環状溝の側の側壁３３ＡＷをバックアップローラ１４で支えつつ２つ目の環状溝３３Ｂを形成する。これにより、複数の環状溝３３Ａ，３３Ｂを所望の形状に速やかに形成することができる。

　上記実施形態では、円筒体準備工程では、矩形状の板材を円筒状に巻いた後に円筒状の板材の周方向の一端縁と他端縁とを溶接する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、円筒体準備工程では、円筒体を鍛造や鋳造、押出等で形成してもよい。例えば、円筒体の形成方法は、要求仕様に応じて変更することができる。

　上記実施形態では、第一ローラは、軸方向の他方側に向かうに従って縮径し、第二ローラは、軸方向の一方側に向かうに従って縮径している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第一ローラ及び第二ローラの少なくとも一方は、軸方向に向かって縮径していなくてもよい。例えば、第一ローラ及び第二ローラの少なくとも一方は、平ローラであってもよい。例えば、第一ローラ及び第二ローラを含む各ローラの形状は、要求仕様に応じて変更することができる。

　上記実施形態では、円筒体の胴部及び鍔部は、同一の部材で一体に形成されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、胴部及び鍔部は、異なる部材で一体に形成されていてもよい。例えば、円筒体は、鍔部を有しなくてもよい。例えば、円筒体の形状は、要求仕様に応じて変更することができる。

　なお、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更が可能である。上記実施形態とその変形は、発明の範囲と発明の要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

　１　溝形成装置
　２　第一型（型）
　４　回転装置
　１１　第一ローラ
　１２　第二ローラ
　１３　仕上げローラ
　１４　バックアップローラ（矯正ローラ）
　２１　第一駆動装置（移動装置）
　２２　第二駆動装置（移動装置）
　２５　制御装置
　３０　円筒体
　３３　環状溝
　３３Ａ　１つ目の環状溝（環状溝）
　３３ＡＷ　１つ目の環状溝において形成しようとする環状溝の側の側壁（手前の環状溝において形成しようとする環状溝の側の側壁）
　３３Ｂ　２つ目の環状溝（環状溝）
　３３Ｃ　３つ目の環状溝（環状溝）
　３３Ｄ　４つ目の環状溝（環状溝）
　３４　環状凸部
　３５　未加工の部分
　３６　超過分
　４０　矩形状の板材
　４１　円筒状の板材
　４１ａ　周方向の一端縁
　４１ｂ　周方向の他端縁
　ＣＬ　中心軸
　

Claims

　円筒体を前記円筒体の中心軸の回りに回転させつつ、前記中心軸と同軸の環状溝を前記円筒体の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成する複数溝形成工程を含み、
　前記複数溝形成工程は、
　　前記円筒体の径方向の一側方に第一ローラを配置するとともに、前記円筒体の前記径方向の他側方に第二ローラを配置する配置工程と、
　　前記配置工程の後、前記第一ローラを前記円筒体の前記軸方向の一方側に接触させるとともに、前記第二ローラを前記円筒体の前記軸方向の他方側に接触させる接触工程と、
　　前記接触工程の後、前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記円筒体の前記中心軸に向けて移動して前記円筒体を押圧する押圧工程と、
　　前記押圧工程の後、前記円筒体の前記外周面に単一の環状溝が形成されるように前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記軸方向に互いに接近させる単一溝形成工程と、
　　前記単一溝形成工程の後、前記円筒体の軸方向において前記単一の環状溝とは異なる位置で、前記配置工程、前記接触工程、前記押圧工程及び前記単一溝形成工程を繰り返す繰返し工程と、を含む溝形成方法。
　前記複数溝形成工程では、
　前記円筒体の前記軸方向の一端を型に当接して固定端とし、
　前記円筒体の前記軸方向の他端を自由端とする
　請求項１に記載の溝形成方法。
　前記複数溝形成工程では、
　前記円筒体の前記軸方向の他端から所定圧で加圧して前記円筒体の前記軸方向の一端と前記型との当接を保持し、前記所定圧を維持するように前記円筒体の前記軸方向の他端を変位する
　請求項２に記載の溝形成方法。
　前記複数溝形成工程では、前記固定端から前記自由端に向けて前記複数の環状溝を順次形成する
　請求項２または３に記載の溝形成方法。
　前記単一溝形成工程の後、前記軸方向に直線状に延びる外周部を有する仕上げローラを用いて、前記単一の環状溝の表面を押圧して仕上げを行う仕上げ工程を更に含む
　請求項１から４のいずれか一項に記載の溝形成方法。
　前記複数溝形成工程の後、または前記単一溝形成工程の次の単一溝形成工程の後、前記円筒体の前記軸方向に隣り合う２つの前記環状溝の間の環状凸部が前記軸方向の一方側に倒れた場合、矯正ローラを用いて、前記環状凸部を前記軸方向の一方側から他方側に向けて押圧して前記環状凸部の倒れを矯正する矯正工程を更に含む
　請求項１から５のいずれか一項に記載の溝形成方法。
　前記矯正工程では、前記矯正ローラを用いて前記環状凸部を前記軸方向の一方側から他方側に向けて押圧する場合、バックアップローラを用いて、前記環状凸部を前記軸方向の他方側から支える
　請求項６に記載の溝形成方法。
　前記矯正工程では、前記矯正ローラとして前記第一ローラ及び前記第二ローラのいずれか一方を用い、前記バックアップローラとして他方を用いる
　請求項７に記載の溝形成方法。
　前記複数溝形成工程では、２つ目以降の環状溝を形成する前、形成しようとする環状溝の手前の環状溝にバックアップローラをセットし、前記手前の環状溝において前記形成しようとする環状溝の側の側壁を前記バックアップローラで支える
　請求項１から８のいずれか一項に記載の溝形成方法。
　前記複数溝形成工程の後、前記円筒体の前記軸方向に隣り合う２つの前記環状溝の間の環状凸部の径方向寸法が目標値を超えた場合、前記環状凸部の前記径方向寸法の超過分を除去する
　請求項１から９のいずれか一項に記載の溝形成方法。
　前記単一溝形成工程の後、前記円筒体の前記外周面に形成された前記環状溝が軸方向直線部の未加工を有する場合、前記未加工の部分を除去する
　請求項１から１０のいずれか一項に記載の溝形成方法。
　前記複数溝形成工程の前、前記円筒体を準備する円筒体準備工程を更に含み、
　前記円筒体準備工程では、矩形状の板材を円筒状に巻いた後に円筒状の前記板材の周方向の一端縁と他端縁とを溶接する
　請求項１から１１のいずれか一項に記載の溝形成方法。
　前記第一ローラは、前記軸方向の他方側に向かうに従って縮径し、
　前記第二ローラは、前記軸方向の一方側に向かうに従って縮径する
　請求項１から１２のいずれか一項に記載の溝形成方法。
　円筒体を前記円筒体の中心軸の回りに回転させる回転装置と、
　第一ローラと、
　第二ローラと、
　前記第一ローラ及び前記第二ローラを移動可能な移動装置と、
　円筒体を前記円筒体の中心軸の回りに回転させつつ、前記中心軸と同軸の環状溝を前記円筒体の外周面に軸方向に間隔をあけて複数形成するよう前記回転装置及び前記移動装置を制御する制御装置と、を備え、
　前記制御装置は、
　　前記円筒体の径方向の一側方に前記第一ローラを配置するとともに、前記円筒体の前記径方向の他側方に前記第二ローラを配置するよう前記移動装置を制御する配置制御と、
　　前記配置制御の後、前記第一ローラを前記円筒体の前記軸方向の一方側に接触させるとともに、前記第二ローラを前記円筒体の前記軸方向の他方側に接触させるよう前記移動装置を制御する接触制御と、
　　前記接触制御の後、前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記円筒体の前記中心軸に向けて移動して前記円筒体を押圧するよう前記移動装置を制御する押圧制御と、
　　前記押圧制御の後、前記円筒体の前記外周面に単一の環状溝が形成されるように前記第一ローラ及び前記第二ローラを前記軸方向に互いに接近させるよう前記移動装置を制御する単一溝形成制御と、
　　前記単一溝形成制御の後、前記円筒体の軸方向において前記単一の環状溝とは異なる位置で、前記配置制御、前記接触制御、前記押圧制御及び前記単一溝形成制御を繰り返す繰返し制御と、を実行する溝形成装置。
　前記円筒体の前記軸方向に隣り合う２つの前記環状溝の間の環状凸部を前記軸方向の一方側または他方側から支持可能なバックアップローラを更に備える
　請求項１４に記載の溝形成装置。