特許 6687326 インペラディスクの成形方法及びインペラディスクの成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6687326

(24)【登録日】2020年4月6日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】インペラディスクの成形方法及びインペラディスクの成形装置

(51)【国際特許分類】

   B21H 1/02 20060101AFI20200413BHJP

【ＦＩ】

   B21H1/02

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-37212(P2015-37212)

(22)【出願日】2015年2月26日

(65)【公開番号】特開2016-159299(P2016-159299A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2017年7月20日

【審判番号】不服2019-5731(P2019-5731/J1)

【審判請求日】2019年4月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】310010564

【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】渡部 裕二郎

(72)【発明者】

【氏名】八木 信頼

(72)【発明者】

【氏名】河崎 篤志

(72)【発明者】

【氏名】石井 建

(72)【発明者】

【氏名】横尾 和俊

【合議体】

【審判長】 刈間 宏信

【審判官】 大山 健

【審判官】 青木 良憲

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２６３７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−２８５５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２０４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−３０２３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

B21H 1/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加熱した素材をテーブル上に載置し、前記テーブルを上下方向に延びる中心軸線回りに回転させて前記素材を回転させつつ成形ロールで前記素材の上面に荷重を加え、ロール鍛造によって前記素材をディスク状に成形するインペラディスクの成形方法において、
保温手段を用いて成形中に前記素材の温度低下を抑止するようにし、
前記保温手段としてバーナを用い、回転する前記素材における前記成形ロールに対して回転方向上流側の一部の領域であって、該一部の領域における前記素材の上面の内周側及び外周側と外周を形成する側面とに向けて火炎を放射して前記素材を加熱しながら成形するようにしたことを特徴とするインペラディスクの成形方法。

【請求項2】

請求項１に記載のインペラディスクの成形方法において、
前記保温手段として、前記バーナに加えて、断熱材及び／又は輻射材を用い、回転する前記素材の外側に前記断熱材及び／又は前記輻射材を配設して前記素材を成形するようにしたことを特徴とするインペラディスクの成形方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のインペラディスクの成形方法において、
前記素材の回転軸線を中心とした周方向の２０°〜１８０°の範囲に前記保温手段を配設し、回転する前記素材の前記周方向の２０°〜１８０°の範囲を前記保温手段で加熱／断熱して前記素材の温度低下を抑止するようにしたことを特徴とするインペラディスクの成形方法。

【請求項4】

加熱した素材をテーブル上に載置し、前記テーブルを上下方向に延びる中心軸線回りに回転させて前記素材を回転させつつ成形ロールで前記素材に荷重を加え、ロール鍛造によって前記素材をディスク状に成形するためのインペラディスクの成形装置であって、
成形中の前記素材の温度低下を抑止するための保温手段を備え、
前記保温手段は、バーナであって
前記バーナは、回転する前記素材における前記成形ロールに対して回転方向上流側の一部の領域であって、該一部の領域における前記素材の上面の内周側及び外周側と外周を形成する側面とに向けて火炎を放射することを特徴とするインペラディスクの成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インペラディスクを成形する方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液体用ポンプや発電機等、各種の水力機械や空気機械が備えるインペラ（圧縮機インペラ）１は、図１１に示すように、ブレード２と、ブレード２を挟み込むように配設されるインペラディスク３及びインペラカバー４とを備えて構成されている。

【0003】

そして、インペラディスクやインペラカバーは、金型鍛造やロール鍛造などを用い、円錐台状（ディスク状）に成形される。

【0004】

具体的に、金型鍛造を用いてインペラディスクなどを成形する場合には、例えば、所定形状の金型の中央穴に炉出しした素材（荒地鍛造材）を挿入して叩き、低温化した素材を炉に入れる再加熱と金型への挿入・叩きとを繰り返し行って素材を半径方向に徐々に押し広げ、所望の形状に仕上げてゆく。

【0005】

ロール鍛造を用いる場合には、例えば、成形装置のテーブル上に炉出しした素材を載せ、成形ロールで素材を圧下するとともにテーブルを回転させて素材を半径方向に徐々に押し広げ、円錐台状に成形してゆく。また、成形ロールをテーブルに対して半径方向に相対移動させることにより、さらに低温化した素材を炉に入れる再加熱とロール鍛造とを繰り返し行って素材を所望の形状に仕上げてゆく（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３６８０００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、金型鍛造は、成形精度が高く、材料歩留まりが高いという大きな利点を有する反面、再加熱と叩きの繰り返し作業（ヒート回数）が多く、成形に時間を要し、また成形品の形状ごとにその形状に応じた金型が必要になる。

【0008】

これに対し、ロール鍛造は、成形精度が比較的高く、材料歩留まりも高い上、金型鍛造と比較しヒート回数が少なくて済み、成形時間が短い。

【0009】

一方で、ロール鍛造では、大気中への直接的な放熱に加え、テーブルへの伝熱によって素材の温度低下が生じやすい。このため、例えば外径１３５０ｍｍを超えるような大型サイズのインペラディスクなどをロール鍛造で成形しようとすると、素材の温度低下によって、設備能力を超えるほど、テーブルの回転力（トルク）、ロールの圧下力が増大してしまう。また、テーブルへの伝熱によって素材の下面側が上面側よりも早期に低温化することで素材の上面側と下面側の変形量に大きな差が生じ、成形品の形状不良が発生しやすくなってしまう。

【0010】

すなわち、ロール鍛造の現有設備では、成形中の放冷により素材、特に素材の外周側と下面側の温度低下が生じることで鍛造可能な製品サイズに限界があり、この成形中の素材の温度低下に起因して設備容量を超える成形荷重（反力）が発生したり、形状不良（精度低下）が発生してしまう。

【0011】

このため、外径１３５０ｍｍを超えるような大型サイズのインペラディスクなどは、その都度金型を製作して金型鍛造で成形しているのが現状であり、上記のように多くの利点を有するロール鍛造で大きなサイズの成形品を製造できるようにすることが強く望まれていた。

【0012】

なお、成形ロールによる素材への載荷重（圧下力）を大きくすれば、現有設備で大型サイズの成形品を製造することもでき得るが、より大きな載荷重を付加できるようにするには多額の設備投資が必要になってしまう。
このため、ロール鍛造の現有設備を使用して大きなサイズの製品にも対応できるようにすることが強く望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明のインペラディスクの成形方法は、加熱した素材をテーブル上に載置し、前記テーブルを上下方向に延びる中心軸線回りに回転させて前記素材を回転させつつ成形ロールで前記素材の上面に荷重を加え、ロール鍛造によって前記素材をディスク状に成形するインペラディスクの成形方法において、保温手段を用いて成形中に前記素材の温度低下を抑止するようにし、前記保温手段としてバーナを用い、回転する前記素材における前記成形ロールに対して回転方向上流側の一部の領域であって、該一部の領域における前記素材の上面の内周側及び外周側と外周を形成する側面とに向けて火炎を放射して前記素材を加熱しながら成形するようにしたことを特徴とする。

【0014】

本発明のインペラディスクの成形装置は、加熱した素材をテーブル上に載置し、前記テーブルを上下方向に延びる中心軸線回りに回転させて前記素材を回転させつつ成形ロールで前記素材に荷重を加え、ロール鍛造によって前記素材をディスク状に成形するためのインペラディスクの成形装置であって、成形中の前記素材の温度低下を抑止するための保温手段を備え、前記保温手段は、バーナであって、前記バーナは、回転する前記素材における前記成形ロールに対して回転方向上流側の一部の領域であって、該一部の領域における前記素材の上面の内周側及び外周側と外周を形成する側面とに向けて火炎を放射することを特徴とする。

【0015】

これらの発明においては、ロール鍛造でインペラディスクを成形するあたり、回転する素材を保温手段によって加熱／断熱することで成形中の素材の温度低下を抑止することができる。これにより、素材の温度低下に起因した設備容量を超える成形荷重の発生や形状不良の発生を抑止／防止することが可能になる。
また、保温手段としてバーナを用い、素材に向けて火炎を放射することで成形中の素材の温度低下を抑止することができる。これにより、成形中に設備容量を超える成形荷重が発生したり、成形品の形状不良が発生することを確実に抑止／防止することができる。
さらに、素材の上面の内周側と、素材の上面の外周側と、素材の外周を形成する側面とを保温手段で加熱／断熱することにより、より確実に素材の温度低下を抑止することが可能になる。

【0020】

また、本発明のディスク状部品の成形方法においては、前記保温手段として、前記バーナに加えて、断熱材及び／又は輻射材を用い、回転する前記素材の外側に前記断熱材及び／又は前記輻射材を配設して前記素材を成形するようにしてもよい。

【0021】

この発明においては、素材の外側に保温手段としての断熱材及び／又は輻射材を配設することで成形中の素材の温度低下を抑止することができる。この場合においても、成形中に設備容量を超える成形荷重が発生したり、成形品の形状不良が発生することを抑止／防止することができる。

【0022】

さらに、本発明のディスク状部品の成形方法においては、前記素材の回転軸線を中心とした周方向の２０°〜１８０°の範囲に前記保温手段を配設し、回転する前記素材の前記周方向の２０°〜１８０°の範囲を前記保温手段で加熱／断熱して前記素材の温度低下を抑止することが望ましい。

【0023】

この発明においては、回転する素材の周方向の２０°〜１８０°の範囲を保温手段で加熱／断熱することによって、確実に成形ロールによる素材への載荷重に支障が生じることを防止しつつ、保温手段で素材の温度低下を好適に抑止することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明のインペラディスクの成形方法及びインペラディスクの成形装置においては、ロール鍛造でインペラディスクを成形するあたり、回転する素材を保温手段によって加熱／断熱することで成形中の素材の温度低下を抑止することができる。これにより、素材の温度低下に起因した設備容量を超える成形荷重の発生や形状不良の発生を抑止／防止することが可能になる。

【0027】

よって、本発明のインペラディスクの成形方法及びインペラディスクの成形装置によれば、例えば、外径１３５０ｍｍを超えるような大型サイズの成形への適用が困難であったロール鍛造の現有設備であっても、保温手段を付加するだけで大型サイズの成形品の製造に適用（対応）することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形装置を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形装置、ディスク状部品の成形方法を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形装置、ディスク状部品の成形方法を示す図であり、保温手段としてバーナを用いた場合を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形方法において、保温手段によって素材を加熱（保温）する範囲の一例を示す図（（ａ）平面図、（ｂ）側面図）である。

【図5】保温手段としてのバーナで素材を加熱（保温）した場合と、バーナを用いない場合の素材の計測温度を示す図である。

【図6】素材（インペラディスク）を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形方法を用いた場合のシミュレーションの設定条件を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形方法を用いた場合のシミュレーション結果を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形装置、ディスク状部品の成形方法を示す図であり、保温手段としてヒータ、断熱材を用いた場合を示す図である。

【図10】本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形装置、ディスク状部品の成形方法を示す図であり、保温手段として輻射材を用いた場合を示す図である。

【図11】インペラを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図１から図８、図１１を参照し、本発明の一実施形態に係るディスク状部品の成形方法及びディスク状部品の成形装置について説明する。
なお、本実施形態では、インペラディスクを成形するものとして説明を行うが、本発明のディスク状部品の成形方法及びディスク状部品の成形装置は、インペラディスクに限定せず、ロール鍛造を用いて成形可能なあらゆるディスク状の部品の製造に適用することが可能である。

【0030】

本実施形態のディスク状部品の成形装置（ディスクロール装置）Ａは、図１及び図２に示すように、成形テーブル（テーブル）５と、クランプ６と、成形加工部７と備えている。

【0031】

成形テーブル５は、テーブルベース５ａ上に平面視円形のテーブル板５ｂを軸受を介して回転自在に取り付けて形成されている。また、テーブル板５ｂは、インペラディスク（ディスク状部品）３に成形する素材Ｓよりも硬質で且つ耐熱性が高い金属等からなり、その周縁部にリング状の歯車を備えて形成されている。

【0032】

そして、成形テーブル５は、この歯車に電動モータ等を駆動源とするテーブル駆動器１０の出力歯車を噛合させて配設されている。これにより、テーブル板５ｂがテーブル駆動器１０を駆動するとともに所望の速度で上下方向に延びる中心軸Ｏ１周りの一方向に回転する。

【0033】

次に、クランプ６は、成形テーブル５の上面と対向して成形テーブル５の上方に配設され、クランプ軸１１と、ホルダ１２と、クランプ軸昇降器１３とを備えて構成されている。

【0034】

クランプ軸１１は、成形テーブル５の中心軸Ｏ１と互いの軸線を同軸上に配して設けられている。また、このクランプ軸１１は、固定のホルダ１２を貫通し、このホルダ１２によって上下方向に延びる軸線Ｏ１周りに回転自在、且つ軸線Ｏ１方向の上下方向に摺動自在に支持されている。また、クランプ軸昇降器１３は、電動モータや油圧シリンダ等を駆動源とし、クランプ軸１１の上部に連結され、その駆動によってクランプ軸１１を上下に昇降させるように構成されている。

【0035】

成形加工部７は、成形テーブル５上に載置され、クランプ６によって保持された素材Ｓを圧下して塑性変形させ、所定のディスク形状に成形するためのものであり、成形ロール１５と、成形ロール移動機構１６と、制御部１７とを備えて構成されている。

【0036】

成形ロール１５は、素材Ｓより硬質な金属製で、略リング状に形成したものであり、素材Ｓに当接する外周面側に素材押さえ面としてのロール円周面１５ａ、ロール端面１５ｂ、ロール肩面１５ｃを有して形成されている。

【0037】

ロール円周面１５ａは、外周径に変化がない部分であり、成形するインペラディスク３の斜状面３ａの成形時に、素材Ｓの周辺への広がり部及びインペラディスク３の外周部３ｂを圧下して成形テーブル５に押さえ付けるための部位である。また、このロール円周面１５ａは、素材Ｓの成形時の外周部拡張時に外周部３ｂに円周方向に沿って引張り応力が作用しないようにし、径方向に押し広げられつつある外周部３ｂを成形テーブル５に押さえ付けて圧縮応力を作用させることができる適当な幅寸法Ｆを備えて形成されている。

【0038】

ロール肩面１５ｃは、成形テーブル５の中心側を向いて位置されるロール端面１５ｂとロール円周面１５ａとを滑らかに繋ぐ曲面状の部位である。このロール肩面１５ｃの曲率半径は、インペラディスク３の斜状面３ａの曲率半径より小さくなるように設定されている。

【0039】

そして、上記のように構成した成形ロール１５は、水平方向に延びる回転軸１８の一端部に連結して設けられている。回転軸１８は上下方向に延びる可動ロール支え１９の先端（下端）部に軸受２０を介して軸線Ｏ２周りに回転自在に支持されている。また、成形ロール１５は、ロール端面１５ｂを成形テーブル５の中心側に向けて回転軸１８と一体に水平方向に延びる軸線Ｏ２回りに回転自在とされている。

【0040】

また、可動ロール支え１９は、成形ロール移動機構１６によって鉛直方向及び水平方向に移動可能に設けられている。成形ロール移動機構１６は、可動ロール支え１９を鉛直方向及び水平方向への移動を独立に案内するための鉛直方向ガイド及び水平方向ガイドと、サーボモータ等を駆動源としてガイドに沿って可動ロール支え１９を移動させるための鉛直方向移動機構部及び水平方向移動機構部とを備えている。

【0041】

制御部１７は、成形ロール移動機構１６の駆動を制御するものであり、成形ロール１５が素材Ｓに接しているときに、その接線速度が一定となる状態を保持しつつインペラディスク３の成形目標形状に沿って成形ロール１５をテーブル５に対して相対移動させるようにサーボモータ等の駆動源を制御するものである。

【0042】

成形加工部７、テーブル駆動器１０、及びクランプ軸昇降器１３はそれぞれ、制御装置２５によって制御される。この制御装置２５にはキーボード等の入力装置２６が接続されている。入力装置２６により与えられるインペラディスク３の形状・大きさ等の仕様についての入力情報に従って、成形テーブル５の回転と停止とが制御されるとともに、クランプ軸１１の昇降が制御され、且つ、成形ロール移動機構１６による成形ロール１５の移動が制御される。

【0043】

そして、上記構成からなる本実施形態のディスク状部品の成形装置Ａを用いてインペラディスク３を成形目標形状に成形する際には、まず、鍛造用丸棒から適当寸法に切出された素材Ｓ１を用意し、これから所定形状の円柱状の素材Ｓ（Ｓ２）を造る。

【0044】

所定形状に作られた素材Ｓを所定温度に加熱し、この高温の素材Ｓを成形テーブル５のテーブル板５ｂの中央部に載置する。次に、クランプ軸昇降器１３の駆動によってクランプ軸１１を下降させ、押さえ端部１１ａを素材Ｓの中心部に上方から食い込むように押し付け、成形テーブル５とクランプ６との間で素材Ｓを挟持する。そして、上記のように素材Ｓをセットした状態で、成形テーブル５をテーブル駆動器１０の駆動によって回転駆動させる。

【0045】

次に、成形ロール移動機構１６の駆動によって、可動ロール支え１９を介して成形ロール１５が素材Ｓにその上方から押し付けられる。この押し付け（圧下、載荷）により自由回転可能な成形ロール１５が素材Ｓの回転方向に従動して回転する。押付け状態下での成形ロール１５による素材Ｓへの加圧は、成形ロール１５の接線速度を一定に保持しつつ、成形ロール１５を成形テーブル５に漸次近付けながら成形テーブル５の中央部から外周部に向けて移動させて行う。また、このとき、制御部１７によって成形ロール１５はインペラディスク３の成形目標形状に沿って二次元的に移動制御される。

【0046】

そして、成形ロール１５による熱間での素材Ｓの塑性変形により、成形ロール１５の移動軌跡Ｇに沿った包絡面、すなわち、素材Ｓに斜状面３ａを形成してインペラディスク３が成形される。

【0047】

ここで、本実施形態のディスク状部品の成形装置Ａは、成形中に、素材Ｓの温度が所定の温度より低下しないように素材を保温するための保温手段３０を備えて構成されている。

【0048】

また、本実施形態では、図３に示すように、保温手段３０としてバーナ（ガスバーナ）３１が用いられている。さらに、この保温手段３０としてのバーナ３１は、図４に示すように、成形テーブル５とともに回転する素材Ｓの回転軸線Ｏ１を中心とした周方向の２０°〜１８０°の角度範囲θ、好ましくは９０°の角度範囲θに火炎を放射して加熱するように設けられている。また、本実施形態では、成形ロール１５に対して回転方向上流側の部位に火炎を放射し、加熱した素材Ｓが早期に成形ロール１５で圧下されるようにバーナ３１が配設されている。

【0049】

さらに、本実施形態では、図４に示すように、回転する素材Ｓの成形ロール１５に対して回転方向上流側の部位を、上面の内周側（（１）、（４））と外周側（（２）、（５））、素材Ｓの外周を形成する側面（外周面）（（３）、（６））に分け、さらに周方向に９０°の角度範囲θを４５°で２分割し、素材Ｓの９０°の角度範囲θを計６区画（（１）〜（６））に分割する。そして、このように分割した６区画（（１）〜（６））のうち、例えば内周側（１）と外周側（５）と側面（３）の各１区画、計３か所を加熱するようにバーナ３１を配設する。

【0050】

ここで、図５は、最大載荷重が約６００トンの成形装置Ａを用い、上記のように保温手段３０としてのバーナ３１で素材Ｓを加熱（保温）しながら成形した場合と、保温手段３０を用いずに成形した場合の素材Ｓの温度計測結果を示している。
なお、図５中の（a）は素材Ｓの中心部の側面（インペレディスク３の斜状面３ａ）、（ｂ）は素材Ｓの上面の外周側、（ｃ）は素材Ｓの上面の外周縁部、（ｄ）は素材Ｓの側面の温度計測結果を示している（図６参照）。

【0051】

この図５に示すように、素材Ｓを炉出しし、成形し始めてから成形が完了するまでの間に、従来の保温手段３０を用いずに成形した場合には、大気中への放熱、テーブル５を通じての放熱などに起因し、成形中に、１０５０°程度の温度が９００°以下、素材Ｓの側面においては７００°程度まで低下することが確認された。

【0052】

これに対し、保温手段３０としてのバーナ３１を用いて素材Ｓを加熱しながら成形した場合には、成形開始から成形完了までの間、すなわち成形中に大きな温度低下が生じないことが確認された。
また、保温手段３０としてのバーナ３１を用いて素材Ｓを加熱しながら成形した場合には、保温手段３０を用いずに成形した場合と比較し、成形途中の荷重（成形荷重、反力）が１００〜１５０トンも低減することが確認されている。

【0053】

次に、表１に示すように、保温手段３０としてのバーナ３１を用いるとともに、成形ロール１５やテーブル５、クランプ６の素材Ｓに対する熱伝達係数、素材Ｓの初期温度を変化させた各条件（Ｃａｓｅ１、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３）でシミュレーションを行い、成形解析結果の比較検討を行った。

【0054】

【表1】

【0055】

また、このシミュレーションでは、素材ＳとしてＳＵＳ６３０を用い、外径１５００ｍｍのインペラディスク３を成形するものとした。さらに、初期の素材形状は直径６６０ｍｍ、厚さ３２０ｍｍとした（図７参照）。

【0056】

図８は、表１に示したＣａｓｅ１、Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３の成形解析結果であり、この図に示すように、保温手段３０としてのバーナ３１を用いた本実施形態のディスク状部品の成形方法を適用すると模擬した場合（Ｃａｓｅ２、Ｃａｓｅ３）、最大載荷重６００ｔｏｎに達することなく、１５００ｍｍのインペラディスク３を成形できることが確認された。なお、同条件で実機での試験を行い、成形解析結果が実機試験に対して荷重精度７．５％以内であることを確認している。

【0057】

このような結果から、保温手段３０としてのバーナ３１を用いて素材Ｓを加熱しながら成形することによって素材Ｓの温度低下が抑えられ、ひいては成形荷重を大幅に低減させることができ、外径１５００ｍｍの大型のインペラディスク３を好適にロール鍛造で製造できることが確認された。

【0058】

したがって、本実施形態のディスク状部品の成形方法及びディスク状部品の成形装置Ａにおいては、ロール鍛造でインペラディスクなどのディスク状部品３を成形するあたり、回転する素材Ｓを保温手段３０によって加熱（保温／断熱）することで成形中の素材Ｓの温度低下を抑止することができる。これにより、素材Ｓの温度低下に起因した設備容量を超える成形荷重の発生や形状不良の発生を抑止／防止することが可能になる。

【0059】

よって、例えば、最大載荷重が６００トン程度で、外径１３５０ｍｍを超えるような大型サイズの成形への適用が困難であったロール鍛造の現有設備であっても、保温手段３０を付加するだけで、１３５０ｍｍを超えるような大型サイズの成形品の製造に適用（対応）することが可能になる。

【0060】

また、本実施形態のディスク状部品の成形方法においては、保温手段３０としてバーナ３１を用い、素材Ｓに向けて火炎を放射することで成形中の素材Ｓの温度低下を抑止することができる。これにより、成形中に設備容量を超える成形荷重が発生したり、成形品の形状不良が発生することを確実に抑止／防止することができる。
さらに、保温手段３０としてのバーナ３１で加熱することにより、素材Ｓの変形抵抗をロール鍛造に適した所定の値、例えば２０ｋｇｆ／ｍｍ^２以下にすることができる。これにより、素材Ｓを変形させやすくすることができ、効率的に成形を行うことが可能になる。

【0061】

さらに、回転する素材Ｓの周方向の２０°〜９０°の角度範囲θを保温手段３０で加熱することによって、確実に成形ロール１５による素材Ｓへの載荷重に支障が生じることを防止しつつ、保温手段３０で素材Ｓの温度低下を好適に抑止することができる。

【0062】

また、素材Ｓの上面の内周側と、素材Ｓの上面の外周側と、素材Ｓの外周を形成する側面とを保温手段３０で加熱することにより、より確実に素材Ｓの温度低下を抑止することが可能になる。

【0063】

以上、本発明に係るディスク状部品の成形方法及びディスク状部品の成形装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0064】

例えば、本実施形態では、保温手段３０としてバーナ３１を用いるものとしたが、図９に示すように、保温手段３０として電気ヒーターあるいはＩＨ（Induction Heating）ヒーター３２を用い、回転する素材Ｓを外側からヒーター３２で加熱しながら素材Ｓを成形するようにしてもよい。
また、図９及び図１０に示すように、保温手段３０として断熱材３３及び／又は輻射材３４を用い、回転する素材Ｓの外側に断熱材３３及び／又は輻射材３４を配設して素材Ｓを成形するようにしてもよい。

【0065】

そして、これらヒーター３２や断熱材３３、輻射材３４を用いることによっても本実施形態と同様に成形中の素材Ｓの温度低下を抑止することができる。よって、成形中に設備容量を超える成形荷重が発生したり、成形品の形状不良が発生することを抑止／防止することができる。すなわち、最大載荷重が６００トン程度で、外径１３５０ｍｍを超えるような大型サイズの成形への適用が困難であったロール鍛造の現有設備であっても、これらヒーター３２や断熱材３３、輻射材３４を保温手段３０として付加することにより、１３５０ｍｍを超えるような大型サイズの成形品の製造に適用（対応）することが可能になる。

【0066】

また、保温手段３０として、バーナ３１、ヒーター３２、断熱材３３、輻射材３４を適宜選択的に複数設けて（使用して）成形を行うようにしても勿論構わない。

【0067】

さらに、本実施形態では、成形装置Ａの最大載荷重が６００トン程度で、外径１３５０ｍｍを超えるサイズの成形品を製造するものとして説明を行ったが、最大載荷重が６００トンより大きい成形装置Ａ、６００トンより小さい成形装置Ａに本発明を適用しても勿論構わない。また、本発明を適用して成形するディスク状部品のサイズを限定する必要もない。

【符号の説明】

【0068】

１ インペラ
２ ブレード
３ インペラディスク（ディスク状部品）
３ａ 斜状面
３ｂ 外周部
４ インペラカバー（ディスク状部品）
５ 成形テーブル（テーブル）
５ａ テーブルベース
５ｂ テーブル板
６ クランプ
７ 成形加工部
１０ テーブル駆動器
１１ クランプ軸
１１ａ 押さえ端部
１２ ホルダ
１３ クランプ軸昇降器
１５ 成形ロール
１５ａ ロール円周面
１５ｂ ロール端面
１５ｃ ロール肩面
１６ 成形ロール移動機構
１７ 制御部
１８ 回転軸
１９ 可動ロール支え
２０ 軸受
２５ 制御装置
２６ 入力装置
３０ 保温手段
３１ バーナ
３２ ヒーター
３３ 断熱材
３４ 輻射材
Ａ ディスク状部品の成形装置（ディスクロール装置）
Ｏ１ 中心軸（軸線）
Ｏ２ 軸線
Ｓ 素材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】