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特開2024-87541スピニング加工装置、突起状の円環部を有する物品の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024087541
(43)【公開日】2024-07-01
(54)【発明の名称】スピニング加工装置、突起状の円環部を有する物品の製造方法
(51)【国際特許分類】
B21D 22/16 20060101AFI20240624BHJP
【ＦＩ】
B21D22/16 B
B21D22/16 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022202423
(22)【出願日】2022-12-19
(71)【出願人】
【識別番号】000229047
【氏名又は名称】日本スピンドル製造株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002826
【氏名又は名称】弁理士法人雄渾
(72)【発明者】
【氏名】檜垣 孝二
【テーマコード（参考）】
4E137
【Ｆターム（参考）】
4E137AA10
4E137BA01
4E137BA02
4E137BA04
4E137BA05
4E137BA07
4E137BB01
4E137CA06
4E137EA18
4E137GA12
4E137HA09
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置において、円環部の変形の発生を抑制し、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成するスピニング加工装置、及び、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を有する物品を製造する製造方法を提供することである。
【解決手段】上記課題を解決するために、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置であって、支持軸の方向に材料を押圧する第１加工部を備え、前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、スピニング加工装置を提供する。
【選択図】図４
【解決手段】上記課題を解決するために、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置であって、支持軸の方向に材料を押圧する第１加工部を備え、前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、スピニング加工装置を提供する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置であって、
支持軸の方向に材料を押圧する第１加工部を備え、
前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、スピニング加工装置。
支持軸の方向に材料を押圧する第１加工部を備え、
前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、スピニング加工装置。
【請求項2】
前記第１加工面は、前記支持軸の軸方向に対して略平行であることを特徴とする、請求項１に記載のスピニング加工装置。
【請求項3】
前記第２加工面は、前記支持軸から離間するように傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載のスピニング加工装置。
【請求項4】
前記第１加工面により肉寄せされた材料を前記支持軸の軸方向に圧延することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のスピニング加工装置。
【請求項5】
前記支持軸に沿って移動することにより、前記第１加工面により肉寄せされた材料を前記支持軸の軸方向に圧延する第２加工部を備えることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のスピニング加工装置。
【請求項6】
第１加工部により支持軸の方向に材料を肉寄せする第１加工ステップと、
前記第１加工ステップにより肉寄せされた材料を前記支持軸の軸方向に圧延する第２加工ステップを備え、
前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、突起状の円環部を有する物品の製造方法。
前記第１加工ステップにより肉寄せされた材料を前記支持軸の軸方向に圧延する第２加工ステップを備え、
前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、突起状の円環部を有する物品の製造方法。
【請求項7】
材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置用の加工ローラーであって、
材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、加工ローラー。
材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする、加工ローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、材料の一部を塑性変形させることで突起状の円環を形成するスピニング加工装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
材料の一部を加工ローラーによって加圧し塑性変形させ、支持軸（いわゆる心金）の周囲に突起状の円環部（いわゆるボス部）を形成するスピニング加工装置が知られている。
例えば、特許文献１には、回転する台座に乗せられた円盤状の材料に対して加工ローラーを押し当てることで、ボス部を形成する塑性加工方法が開示されている。
例えば、特許文献１には、回転する台座に乗せられた円盤状の材料に対して加工ローラーを押し当てることで、ボス部を形成する塑性加工方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００１－３３４３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載された塑性加工方法は、突起状の円環部を形成する際、加工ローラーと支持軸で材料を挟むように押圧することにより、加工ローラーと支持軸の間に突起状の円環部を形成している。しかし、特許文献１に記載された塑性加工方法では、突起状の円環部の内径部が心金に当たらないため内径の精度が一定に保持できないという問題がある。
【0005】
ここで、従来のスピニング加工装置の動作について以下に説明する。図５（ａ）、（ｂ）には、従来のスピニング加工装置Ｄが示されており、図５（ａ）はスピニング加工前を示し、図５（ｂ）はスピニング加工後を示している。
図５（ａ）に示すように、回転する材料Ｍ１に対して、回転する加工ローラー状の加工部Ｋ１を押し当てつつ、金型である支持軸Ｓに向けて加工部Ｋ１を移動する（図中矢印）。これにより、材料Ｍ１の一部が支持軸Ｓ方向へ流動する。なお、材料の一部が流動する操作のことを「肉寄せ」ともいう。
図５（ａ）に示すように、回転する材料Ｍ１に対して、回転する加工ローラー状の加工部Ｋ１を押し当てつつ、金型である支持軸Ｓに向けて加工部Ｋ１を移動する（図中矢印）。これにより、材料Ｍ１の一部が支持軸Ｓ方向へ流動する。なお、材料の一部が流動する操作のことを「肉寄せ」ともいう。
【0006】
図５（ｂ）に示すように、肉寄せされた材料Ｍ１の一部は、加工部Ｋ１の加工面Ｋ１１に沿って起き上がるとともに、支持軸Ｓに押圧されて円環部Ｍ２及び開口部Ｏを成形する。この時、加工面Ｋ１１の軸方向の長さｒ１が大きい場合には、加工面Ｋ１１が支持軸Ｓに対して均等に押圧されないことがあり、円環部の内径側が支持軸Ｓの外径に密着されていない箇所が生じることがある。
【0007】
本発明の課題は、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置において、円環部の変形の発生を抑制し、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成するスピニング加工装置、及び、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を有する物品を製造する製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、材料を肉寄せして突起状の円環部を形成するスピニング加工装置において、加工ローラーにより材料を成形する際に、加工ローラーの押圧面で押圧して突起状の円環部を成形するのではなく、支持軸に沿って圧延して突起状の円環部を成形することに着想した。そして、材料を押圧する加工ローラーの形状を、材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、第１加工面により肉寄せされた材料の一部を支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有する形状とすることにより、第２加工面側に誘導された材料を支持軸に沿って成形することができることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下のスピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法である。
すなわち、本発明は、以下のスピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法である。
【0009】
上記課題を解決するための本発明のスピニング加工装置は、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置であって、支持軸の方向に材料を押圧する第１加工部を備え、前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする。
このスピニング加工装置によれば、材料を押圧する第１加工部の形状が、材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、第１加工面により肉寄せされた材料の一部を支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有する形状であるため、第１加工部は、第２加工面により材料を支持軸から遠ざける方向に誘導しつつ肉寄せをすることが可能となる。次いで、誘導された材料を支持軸に沿って成形することにより、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成することができる。
さらに、このスピニング加工装置によれば、加工ローラーと支持軸の間に突起状の円環部を成形する従来のスピニング加工装置と比較して、加工ローラーに掛ける加工力が小さくなるため、動力機械のスペックを下げることが可能となり、機械コストを低下することができる。
このスピニング加工装置によれば、材料を押圧する第１加工部の形状が、材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、第１加工面により肉寄せされた材料の一部を支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有する形状であるため、第１加工部は、第２加工面により材料を支持軸から遠ざける方向に誘導しつつ肉寄せをすることが可能となる。次いで、誘導された材料を支持軸に沿って成形することにより、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成することができる。
さらに、このスピニング加工装置によれば、加工ローラーと支持軸の間に突起状の円環部を成形する従来のスピニング加工装置と比較して、加工ローラーに掛ける加工力が小さくなるため、動力機械のスペックを下げることが可能となり、機械コストを低下することができる。
【0010】
更に、本発明のスピニング加工装置の一実施態様としては、第１加工面は、支持軸の軸方向に対して略平行であることを特徴とする。
このスピニング加工装置によれば、第１加工部における第１加工面が支持軸の軸方向に対して略平行であるため、第１加工面により材料を肉寄せすると同時に、第１加工面で材料の一部を支持軸に沿って成形することができる。これにより、高品質な突起状の円環部を有する物品を簡潔に製造することができる。
このスピニング加工装置によれば、第１加工部における第１加工面が支持軸の軸方向に対して略平行であるため、第１加工面により材料を肉寄せすると同時に、第１加工面で材料の一部を支持軸に沿って成形することができる。これにより、高品質な突起状の円環部を有する物品を簡潔に製造することができる。
【0011】
更に、本発明のスピニング加工装置の一実施態様としては、第２加工面は、前記支持軸から離間するように傾斜していることを特徴とする。
このスピニング加工装置によれば、第１加工部における第２加工面は、支持軸の軸方向に対して、外方向に離間するように傾斜しているため、肉寄せされた材料の一部を支持軸から遠ざける方向に適切に誘導させることが可能となる。
このスピニング加工装置によれば、第１加工部における第２加工面は、支持軸の軸方向に対して、外方向に離間するように傾斜しているため、肉寄せされた材料の一部を支持軸から遠ざける方向に適切に誘導させることが可能となる。
【0012】
更に、本発明のスピニング加工装置の一実施態様としては、第１加工面により肉寄せされた材料を支持軸の軸方向に圧延することを特徴とする。
このスピニング加工装置によれば、第１加工面により肉寄せされた材料を支持軸の軸方向に圧延することで、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を有する物品を製造することができる。
このスピニング加工装置によれば、第１加工面により肉寄せされた材料を支持軸の軸方向に圧延することで、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を有する物品を製造することができる。
【0013】
更に、本発明のスピニング加工装置の一実施態様としては、支持軸に沿って移動することにより、第１加工面により肉寄せされた材料を支持軸の軸方向に圧延する第２加工部を備えることを特徴とする。
第１加工部は、材料表面に押し当てる際に、材料表面に対して垂直方向に１／１００ミリ単位の微調整をしつつ、材料表面に沿って支持軸の方向に移動させる移動機構を有するものであり、第２加工部は、支持軸に肉寄せされた材料を押し当てて支持軸の軸方向に圧延するものであり、支持軸の方向に１／１００ミリ単位の微調整をしつつ、支持軸に沿って移動させる移動機構を有するものである。２つの異なる処理を行う加工部を別部材とすることにより、駆動機構を簡素化することができる。
第１加工部は、材料表面に押し当てる際に、材料表面に対して垂直方向に１／１００ミリ単位の微調整をしつつ、材料表面に沿って支持軸の方向に移動させる移動機構を有するものであり、第２加工部は、支持軸に肉寄せされた材料を押し当てて支持軸の軸方向に圧延するものであり、支持軸の方向に１／１００ミリ単位の微調整をしつつ、支持軸に沿って移動させる移動機構を有するものである。２つの異なる処理を行う加工部を別部材とすることにより、駆動機構を簡素化することができる。
【0014】
また、上記課題を解決するための本発明の突起状の円環部を有する物品の製造方法は、第１加工部により支持軸の方向に材料を肉寄せする第１加工ステップと、前記第１加工ステップにより肉寄せされた材料を前記支持軸の軸方向に圧延する第２加工ステップを備え、前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする。
この突起状の円環部を有する物品の製造方法によれば、材料を押圧する第１加工部の形状が、材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、第１加工面により肉寄せされた材料の一部を支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有する形状であるため、第１加工ステップでは、第２加工面により材料を支持軸から遠ざける方向に誘導しつつ肉寄せをすることが可能となる。次いで、第２加工ステップにより、誘導された材料を支持軸に沿って成形することで、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成することができる。
さらに、この突起状の円環部を有する物品の製造方法によれば、加工ローラーと支持軸の間に突起状の円環部を成形する従来のスピニング加工装置と比較して、加工ローラーに掛ける加工力が小さくなるため、動力機械のスペックを下げることが可能となり、機械コストを低下することができる。
この突起状の円環部を有する物品の製造方法によれば、材料を押圧する第１加工部の形状が、材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、第１加工面により肉寄せされた材料の一部を支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有する形状であるため、第１加工ステップでは、第２加工面により材料を支持軸から遠ざける方向に誘導しつつ肉寄せをすることが可能となる。次いで、第２加工ステップにより、誘導された材料を支持軸に沿って成形することで、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成することができる。
さらに、この突起状の円環部を有する物品の製造方法によれば、加工ローラーと支持軸の間に突起状の円環部を成形する従来のスピニング加工装置と比較して、加工ローラーに掛ける加工力が小さくなるため、動力機械のスペックを下げることが可能となり、機械コストを低下することができる。
【0015】
また、上記課題を解決するための本発明の加工ローラーは、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置用の加工ローラーであって、材料を支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とする。
この加工ローラーによれば、既設のスピニング加工装置の加工ローラーと交換することで、本発明のスピニング加工装置を得ることが可能となる。
この加工ローラーによれば、既設のスピニング加工装置の加工ローラーと交換することで、本発明のスピニング加工装置を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置において、円環部の変形の発生を抑制し、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成するスピニング加工装置、及び、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を有する物品を製造する製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明のスピニング加工装置により製造される物品を示す概略説明図（斜視図）である。（ａ）は、加工前の材料を示す概略説明図であり、（ｂ）は、材料を加工後の突起状の円環部を有する物品を示す概略説明図である。
【図3】本発明の第１の実施態様であるスピニング加工装置の動作を示す概略説明図（側面図）である。
【図4】本発明の第２の実施態様であるスピニング加工装置の動作を示す概略説明図（側面図）である。
【図5】従来のスピニング加工装置の動作を示す概略説明図（側面図）である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明に係るスピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法の実施態様を詳細に説明する。また、本発明に係る突起状の円環部を有する物品の製造方法方法については、本発明に係るスピニング加工装置の動作に係る説明に置き換えるものとする。
なお、実施態様に記載するスピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法については、本発明に係るスピニング加工装置、突起状の円環部を有する物品の製造方法を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
なお、実施態様に記載するスピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法については、本発明に係るスピニング加工装置、突起状の円環部を有する物品の製造方法を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
【0019】
本発明に係るスピニング加工装置は、材料を回転させながら加工具を押し当てることで、突起状の円環部を形成する塑性加工装置である。具体的には、平板状の材料を回転する台座の上に載置することで一定方向へ回転させ、加工ローラー等の加工具を材料の表面に押し当てて、材料の表面を支持軸（金型）に向かって肉寄せする。次いで、支持軸に向かって肉寄せされた材料の一部を支持軸に沿って流動させて、支持軸の形状に沿って成形するという装置である。
【0020】
本発明に係るスピニング加工装置は、図１（ａ）に示すような、円板状の材料Ｍ１の表面に、図１（ｂ）に示すような、開口部Ｏを有する突起状の円環部Ｍ２を形成するものである。具体的な材料Ｍ１の移動の態様を図２に示す。図２（ａ）は、図１（ａ）のＶ－Ｖ方向から見た側面図であり、図２（ｂ）は、図１（ｂ）のＶ－Ｖ方向から見た側面図である。図２（ｂ）に示すように、材料Ｍ１の表面に対して押圧し塑性変形させることで開口部Ｏを備える円環部Ｍ２を形成するものである。
【0021】
また、本発明に係るスピニング加工装置により製造される物品Ｐは、いわゆるボス部を有する物品であれば特に制限されないが、例えば、機械装置の軸受等が挙げられる。より具体的には、自動車のシートリクライニング機構における座面同士を連結する部分に用いられる軸受け等である。
【0022】
［第１の実施態様］
本発明に係るスピニング加工装置は、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置であって、支持軸の方向に材料を押圧する第１加工部を備え、前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とするものである。
これにより、肉寄せされた材料の一部が支持軸から遠ざける方向に誘導されるため、第１加工面の支持軸方向の長さが短くなり、第１加工面が支持軸に対して均等に押圧することができる。また、第１加工面の支持軸方向の長さが短くなることにより、第１加工部に掛ける加工力が小さくなるため、動力機械のスペックを下げることが可能となり、機械コストを低下することができるという効果もある。
第２加工面により誘導された材料は、支持軸に沿って軸方向に圧延することで、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成することができる。
本発明に係るスピニング加工装置は、材料を肉寄せすることにより突起状の円環部を形成するスピニング加工装置であって、支持軸の方向に材料を押圧する第１加工部を備え、前記第１加工部は、前記材料を前記支持軸の方向に肉寄せする第１加工面と、前記第１加工面により肉寄せされた前記材料の一部を前記支持軸から遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴とするものである。
これにより、肉寄せされた材料の一部が支持軸から遠ざける方向に誘導されるため、第１加工面の支持軸方向の長さが短くなり、第１加工面が支持軸に対して均等に押圧することができる。また、第１加工面の支持軸方向の長さが短くなることにより、第１加工部に掛ける加工力が小さくなるため、動力機械のスペックを下げることが可能となり、機械コストを低下することができるという効果もある。
第２加工面により誘導された材料は、支持軸に沿って軸方向に圧延することで、支持軸の形状に沿って成形された高品質な突起状の円環部を形成することができる。
【0023】
以下、図３（ａ）、（ｂ）を用いて第１の実施態様におけるスピニング加工装置１００について詳細に説明する。
スピニング加工装置１００は、支持軸Ｓと、第１加工部１０を備え、被加工物である材料Ｍ１を支持軸Ｓとともに回転可能に設置する。また、第１加工部１０は、材料Ｍ１を支持軸Ｓの方向に肉寄せする第１加工面１１と、第１加工面により肉寄せされた材料Ｍ１の一部を支持軸Ｓから遠ざける方向に誘導する第２加工面１２を備えている。
スピニング加工装置１００は、支持軸Ｓと、第１加工部１０を備え、被加工物である材料Ｍ１を支持軸Ｓとともに回転可能に設置する。また、第１加工部１０は、材料Ｍ１を支持軸Ｓの方向に肉寄せする第１加工面１１と、第１加工面により肉寄せされた材料Ｍ１の一部を支持軸Ｓから遠ざける方向に誘導する第２加工面１２を備えている。
【0024】
「材料」
材料Ｍ１は、スピニング加工装置１００により加工される被加工物であり、突起状の円環部Ｍ２を有する物品Ｐとなる素材である。材料Ｍ１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転する台座（非図示）に載置され一定の方向へ回転するものである。また、材料Ｍ１の中央には、支持軸Ｓが配置されている。
材料Ｍ１は、スピニング加工装置１００により加工される被加工物であり、突起状の円環部Ｍ２を有する物品Ｐとなる素材である。材料Ｍ１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転する台座（非図示）に載置され一定の方向へ回転するものである。また、材料Ｍ１の中央には、支持軸Ｓが配置されている。
【0025】
材料Ｍ１の材質は、スピニング加工に適した材料であれば特に制限はない。例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、ステンレス、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、白金系合金、クラッド材、コバルト合金、インバー材、純チタン、チタン合金等が挙げられる。ここで好ましくは、ニッケル、クロム、マンガンなどを含んだ合金鋼が挙げられる。合金鋼を用いることで、靭性など機械的性質や熱処理性、耐食性などを向上させることができる。
【0026】
円環部Ｍ２は、スピニング加工装置１００により材料Ｍ１の表面に突起するように形成された円筒状の構造である。円環部Ｍ２の大きさは、物品Ｐの仕様に応じて自由に変更される。
また、図３（ｂ）に示すように円環部Ｍ２は中央部分に開口部Ｏを備えている。開口部Ｏは後述する支持軸Ｓの直径に等しい大きさの円柱状の開口部であり、その形状や大きさは金型となる支持軸Ｓの形状に依存するものである。
また、図３（ｂ）に示すように円環部Ｍ２は中央部分に開口部Ｏを備えている。開口部Ｏは後述する支持軸Ｓの直径に等しい大きさの円柱状の開口部であり、その形状や大きさは金型となる支持軸Ｓの形状に依存するものである。
【0027】
「支持軸」
支持軸Ｓは、材料Ｍ１の表面に突起状の円環部Ｍ２を形成するための棒状の金型である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、支持軸Ｓは、材料Ｍ１の中央に垂直に配置され、材料Ｍ１と同方向に回転する。
支持軸Ｓの形状は略円柱状であればよく、大きさは、物品Ｐの円環部Ｍ２の形状に合わせて適宜決定される。
支持軸Ｓは、材料Ｍ１の表面に突起状の円環部Ｍ２を形成するための棒状の金型である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、支持軸Ｓは、材料Ｍ１の中央に垂直に配置され、材料Ｍ１と同方向に回転する。
支持軸Ｓの形状は略円柱状であればよく、大きさは、物品Ｐの円環部Ｍ２の形状に合わせて適宜決定される。
【0028】
「第１加工部」
第１加工部１０は、支持軸Ｓの方向に材料Ｍ１を押圧する部材である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１加工部１０は軸を中心に矢印方向に自由に回転可能な加工ローラーである。スピニング加工装置１００における第１加工部１０は、材料を支持軸Ｓの方向に肉寄せする第１加工面と、第１加工面により肉寄せされた材料Ｍ１の一部を支持軸Ｓから遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴としている。
第１加工部１０は、支持軸Ｓの方向に材料Ｍ１を押圧する部材である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１加工部１０は軸を中心に矢印方向に自由に回転可能な加工ローラーである。スピニング加工装置１００における第１加工部１０は、材料を支持軸Ｓの方向に肉寄せする第１加工面と、第１加工面により肉寄せされた材料Ｍ１の一部を支持軸Ｓから遠ざける方向に誘導する第２加工面と、を有することを特徴としている。
【0029】
（第１加工面）
第１加工面１１は、材料Ｍ１の表面を支持軸Ｓに向けて肉寄せするものである。また、第１の実施態様のスピニング加工装置１００において、第１加工面１１は、第１加工部１０を支持軸Ｓに沿って移動させることにより、第２加工面で誘導された材料Ｍ１を支持軸Ｓの形状に沿って圧延し、円環部Ｍ２を成形するものである。
第１加工面１１は、材料Ｍ１の表面を支持軸Ｓに向けて肉寄せするものである。また、第１の実施態様のスピニング加工装置１００において、第１加工面１１は、第１加工部１０を支持軸Ｓに沿って移動させることにより、第２加工面で誘導された材料Ｍ１を支持軸Ｓの形状に沿って圧延し、円環部Ｍ２を成形するものである。
【0030】
以下、第１加工面１１の特徴的な形状について説明する。
図３（ｂ）に示すように、支持軸Ｓの軸方向に平行に引いた仮想線Ｌ１と第１加工面１１の面形状に沿って引いた仮想線Ｌ３を仮定する。この時Ｌ１とＬ３は平行であるため、第１加工面１１は支持軸Ｓの軸方向に対して略平行である。これによれば、材料Ｍ１の一部を最適に支持軸に押圧することができるため、突起状の円環部Ｍ２を精度良く形成することができる。
図３（ｂ）に示すように、支持軸Ｓの軸方向に平行に引いた仮想線Ｌ１と第１加工面１１の面形状に沿って引いた仮想線Ｌ３を仮定する。この時Ｌ１とＬ３は平行であるため、第１加工面１１は支持軸Ｓの軸方向に対して略平行である。これによれば、材料Ｍ１の一部を最適に支持軸に押圧することができるため、突起状の円環部Ｍ２を精度良く形成することができる。
【0031】
また、図３（ｂ）に示すように、第１加工面１１の下端を通過し材料Ｍ１の表面と平行な直線Ｌ４、第１加工面１１の上端を通過し材料Ｍ１の表面と平行な直線Ｌ５、第２加工面１２の上端を通過し材料Ｍ１の表面と平行な直線Ｌ６を仮定し、Ｌ４とＬ６の距離をＲ１、Ｌ４とＬ５の距離（第１加工面１１の支持軸Ｓの軸方向の長さ）をＲ２とする。本発明の第１加工部１０は、第１加工部１０の加工面全体の大きさを表す距離Ｒ１よりも、第１加工面１１の大きさを表す距離Ｒ２が小さいことを特徴とする。また、Ｌ５とＬ６の距離をＲ４とし、第１加工面１１の軸方向の大きさを表す距離Ｒ２は、第２加工面１２の大きさを表す距離Ｒ４より小さいことが好ましい。これにより、一つの加工面全体で塑性加工を行う従来のスピニング加工装置と比較して、小さな加工力で突起状の円環部を形成することができる。
【0032】
（第２加工面）
第２加工面１２は、第１加工面１１により肉寄せされた材料Ｍ１の一部を支持軸Ｓから遠ざかる方向へ誘導させることを目的とする部位である。なお、第２加工面により誘導された材料は、以下「逃げ部」ともいう。
第２加工面１２は、第１加工面１１により肉寄せされた材料Ｍ１の一部を支持軸Ｓから遠ざかる方向へ誘導させることを目的とする部位である。なお、第２加工面により誘導された材料は、以下「逃げ部」ともいう。
【0033】
第２加工面１２の形状は、特に制限されないが、支持軸から離間するように傾斜していることが好ましい。
図３（ａ）に示すように、支持軸Ｓの軸方向に平行に引いた仮想線Ｌ１と第２加工面１２の面形状に沿った引いた仮想線Ｌ２を仮定すると、Ｌ１とＬ２は、角度θ１で交差している。つまり、第２加工面１２は、角度θ１だけ支持軸Ｓ１から遠ざかる方向へ傾斜している。ここで、角度θ１は、好ましくは５度から３０度であり、より好ましくは１０度から２０度である。第１加工面１１により肉寄せされた材料Ｍ１の一部は、第２加工面１２の傾斜に沿って支持軸Ｓから遠ざける方向に誘導されるため、角度θ１を上記範囲とすることにより、逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓに沿って圧延するために適切な形状とすることができる。
図３（ａ）に示すように、支持軸Ｓの軸方向に平行に引いた仮想線Ｌ１と第２加工面１２の面形状に沿った引いた仮想線Ｌ２を仮定すると、Ｌ１とＬ２は、角度θ１で交差している。つまり、第２加工面１２は、角度θ１だけ支持軸Ｓ１から遠ざかる方向へ傾斜している。ここで、角度θ１は、好ましくは５度から３０度であり、より好ましくは１０度から２０度である。第１加工面１１により肉寄せされた材料Ｍ１の一部は、第２加工面１２の傾斜に沿って支持軸Ｓから遠ざける方向に誘導されるため、角度θ１を上記範囲とすることにより、逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓに沿って圧延するために適切な形状とすることができる。
【0034】
（逃げ部）
図３（ａ）に示すように、逃げ部Ｍ３は、第１加工面１１により肉寄せされた材料Ｍ１の内、第２加工面１２の傾斜に沿って支持軸Ｓに対して遠ざかる方向へ誘導された部分である。逃げ部Ｍ３の形状は、第２加工面１２の傾斜により決定されるものであり、例えば、先端部分が支持軸Ｓから離間するように拡径する截頭円錐柱である。逃げ部Ｍ３がこの形状であることにより、第１加工面が支持軸Ｓに沿って圧延する動作であるいわゆるしごき動作を容易にすることができる。また、支持軸Ｓの形状に沿った精度の高い円環部Ｍ２及び開口部Ｏを形成するができる。
図３（ａ）に示すように、逃げ部Ｍ３は、第１加工面１１により肉寄せされた材料Ｍ１の内、第２加工面１２の傾斜に沿って支持軸Ｓに対して遠ざかる方向へ誘導された部分である。逃げ部Ｍ３の形状は、第２加工面１２の傾斜により決定されるものであり、例えば、先端部分が支持軸Ｓから離間するように拡径する截頭円錐柱である。逃げ部Ｍ３がこの形状であることにより、第１加工面が支持軸Ｓに沿って圧延する動作であるいわゆるしごき動作を容易にすることができる。また、支持軸Ｓの形状に沿った精度の高い円環部Ｍ２及び開口部Ｏを形成するができる。
【0035】
「スピニング加工装置１００の動作」
次にスピニング加工装置１００の動作について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。本発明のスピニング加工装置１００は、第１加工部により支持軸の方向に材料を肉寄せする第１加工ステップと、第１加工ステップにより肉寄せされた材料を支持軸の軸方向に圧延する第２加工ステップを備えることを特徴とする。
次にスピニング加工装置１００の動作について、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。本発明のスピニング加工装置１００は、第１加工部により支持軸の方向に材料を肉寄せする第１加工ステップと、第１加工ステップにより肉寄せされた材料を支持軸の軸方向に圧延する第２加工ステップを備えることを特徴とする。
【0036】
（第１加工ステップ）
図３（ａ）に示すように、黒線矢印方向に回転可能な加工ローラー状の第１加工部１０が、中央に配置された支持軸Ｓとともに回転する材料Ｍ１の表面を押圧しつつ、材料Ｍ１の周囲から支持軸Ｓの方向（白抜き矢印方向）に移動する。これにより、第１加工部１０の第１加工面１１が、材料Ｍ１の表面の素材を支持軸Ｓに方向へ流動させ、材料Ｍ１の一部を肉寄せすることができる。この時、肉寄せされた材料Ｍ１の一部は、第２加工面１２の形状に沿って支持軸Ｓから遠ざかる方向へ誘導され、逃げ部Ｍ３を形成する。
図３（ａ）に示すように、黒線矢印方向に回転可能な加工ローラー状の第１加工部１０が、中央に配置された支持軸Ｓとともに回転する材料Ｍ１の表面を押圧しつつ、材料Ｍ１の周囲から支持軸Ｓの方向（白抜き矢印方向）に移動する。これにより、第１加工部１０の第１加工面１１が、材料Ｍ１の表面の素材を支持軸Ｓに方向へ流動させ、材料Ｍ１の一部を肉寄せすることができる。この時、肉寄せされた材料Ｍ１の一部は、第２加工面１２の形状に沿って支持軸Ｓから遠ざかる方向へ誘導され、逃げ部Ｍ３を形成する。
【0037】
（第２加工ステップ）
次に、図３（ｂ）に示すように、第１加工部１０が支持軸Ｓの軸方向（白抜き矢印方向に）に移動する。これにより、第１加工面１１が逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓの軸方向に沿って圧延する加工、いわゆるしごき加工を行う。この一連の動作により、支持軸の形状に沿った精度の高い高品質な突起状の円環部を形成するスピニング加工装置及び支持軸の形状に沿った精度の高い高品質な突起状の円環部を有する物品を製造することができる。また、第１加工ステップ（肉寄せ加工）及び第２加工ステップ（しごき加工）を、面積の小さな第１加工面１１で行うことによりエネルギー効率の良い、スピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法を提供することができる。
次に、図３（ｂ）に示すように、第１加工部１０が支持軸Ｓの軸方向（白抜き矢印方向に）に移動する。これにより、第１加工面１１が逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓの軸方向に沿って圧延する加工、いわゆるしごき加工を行う。この一連の動作により、支持軸の形状に沿った精度の高い高品質な突起状の円環部を形成するスピニング加工装置及び支持軸の形状に沿った精度の高い高品質な突起状の円環部を有する物品を製造することができる。また、第１加工ステップ（肉寄せ加工）及び第２加工ステップ（しごき加工）を、面積の小さな第１加工面１１で行うことによりエネルギー効率の良い、スピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法を提供することができる。
【0038】
［第２の実施態様］
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る第２の実施態様におけるスピニング加工装置２００を示す概略側面図である。
第２の実施態様におけるスピニング加工装置２００は、第１の実施態様におけるスピニング加工装置１００と比較して、第１加工ステップ（肉寄せ加工）を第１加工部１０で行った後、第２加工ステップ（しごき加工）を第１加工部１０とは別の第２加工部２０が行うことを特徴とするものである。
なお、第１加工部１０、第１加工面１１、第２加工面１２、材料Ｍ１、円環部Ｍ２、逃げ部Ｍ３、支持軸Ｓ、開口部Ｏ、第１加工ステップ（肉寄せ加工）は第１の実施態様におけるスピニング加工装置１００と同一のため説明を省略する。
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る第２の実施態様におけるスピニング加工装置２００を示す概略側面図である。
第２の実施態様におけるスピニング加工装置２００は、第１の実施態様におけるスピニング加工装置１００と比較して、第１加工ステップ（肉寄せ加工）を第１加工部１０で行った後、第２加工ステップ（しごき加工）を第１加工部１０とは別の第２加工部２０が行うことを特徴とするものである。
なお、第１加工部１０、第１加工面１１、第２加工面１２、材料Ｍ１、円環部Ｍ２、逃げ部Ｍ３、支持軸Ｓ、開口部Ｏ、第１加工ステップ（肉寄せ加工）は第１の実施態様におけるスピニング加工装置１００と同一のため説明を省略する。
【0039】
「第２加工部」
図４（ｂ）に示すように、第２加工部２０は軸を中心に矢印方向に自由に回転可能な加工ローラーであり、肉寄せ加工において第１加工部１０により形成された逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓの軸方向に沿って圧延するしごき加工のみを行うものである。第２加工部２０は、逃げ部Ｍ３を押圧する第３加工面２１を備えている。
図４（ｂ）に示すように、第２加工部２０は軸を中心に矢印方向に自由に回転可能な加工ローラーであり、肉寄せ加工において第１加工部１０により形成された逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓの軸方向に沿って圧延するしごき加工のみを行うものである。第２加工部２０は、逃げ部Ｍ３を押圧する第３加工面２１を備えている。
【0040】
（第３加工面）
第３加工面２１は、逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓ１の軸方向平行に押圧することで、支持軸Ｓ１の形状に沿った円環部Ｍ２を形成する部位である。第３加工面２１は、拡大図に示すようにＲ形状となっている。Ｒ形状とすることにより、支持軸に沿って逃げ部Ｍ３を圧延する際に、第３加工面２１の押圧力が材料に均等に与えられるため、円環部Ｍ２の外周面が平滑になり、優れた外観のボス部を形成することができる。
第３加工面２１は、逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓ１の軸方向平行に押圧することで、支持軸Ｓ１の形状に沿った円環部Ｍ２を形成する部位である。第３加工面２１は、拡大図に示すようにＲ形状となっている。Ｒ形状とすることにより、支持軸に沿って逃げ部Ｍ３を圧延する際に、第３加工面２１の押圧力が材料に均等に与えられるため、円環部Ｍ２の外周面が平滑になり、優れた外観のボス部を形成することができる。
【0041】
（非接触面）
非接触面２２は、第２加工部２０の一部であり、逃げ部Ｍ３に接触しないように形成された形状を有するものである（図４（ｂ）斜線で示す部分）。なお、本発明のスピニング加工装置２００において、非接触面２２は必須の形状ではないが、非接触面２２を設けることにより、第２加工部２０における材料Ｍ１と接触する部位が第３加工面２１のみとなり、加工力が小さくなるという効果を有する。
非接触面２２は、第２加工部２０の一部であり、逃げ部Ｍ３に接触しないように形成された形状を有するものである（図４（ｂ）斜線で示す部分）。なお、本発明のスピニング加工装置２００において、非接触面２２は必須の形状ではないが、非接触面２２を設けることにより、第２加工部２０における材料Ｍ１と接触する部位が第３加工面２１のみとなり、加工力が小さくなるという効果を有する。
【0042】
以下、非接触面２２の特徴的な形状について説明する。
ここで、図４（ｂ）に示すように、支持軸Ｓの軸方向に平行に引いた仮想線Ｌ１と非接触面２２の面形状に沿って引いた仮想線Ｌ８を仮定する。この時Ｌ１とＬ８は角度θ２で交差している。つまり、非接触面２２は、角度θ２だけ支持軸Ｓ１から遠ざかる方向へ傾斜している。ここで、角度θ２は、第２加工面１２における角度θ１（図４（ａ）参照。）よりも大きいことを特徴とするものである。これにより、肉寄せ工程において第２加工面１２により形成された逃げ部Ｍ３に第３加工面２１のみを接触させることが可能となる。
ここで、図４（ｂ）に示すように、支持軸Ｓの軸方向に平行に引いた仮想線Ｌ１と非接触面２２の面形状に沿って引いた仮想線Ｌ８を仮定する。この時Ｌ１とＬ８は角度θ２で交差している。つまり、非接触面２２は、角度θ２だけ支持軸Ｓ１から遠ざかる方向へ傾斜している。ここで、角度θ２は、第２加工面１２における角度θ１（図４（ａ）参照。）よりも大きいことを特徴とするものである。これにより、肉寄せ工程において第２加工面１２により形成された逃げ部Ｍ３に第３加工面２１のみを接触させることが可能となる。
【0043】
「スピニング加工装置２００の動作」
（第２加工ステップ）
第１の実施態様におけるスピニング加工装置１００と同様に、第１加工部１０により第１加工ステップ（肉寄せ加工）が行われた後、図４（ｂ）に示すように、第１加工部１０に代えて第２加工部２０で材料Ｍ１を押圧し、第２加工部２０を支持軸Ｓの軸方向（白抜き矢印方向）に移動する。これにより、第３加工面２１が逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓの軸方向に沿って圧延するしごき加工を行う。第１加工ステップ及び第２加工ステップをそれぞれ第１加工部１０及び第２加工部２０で加工することにより、各加工ステップに適した形状の加工面を使用できることや、各加工ステップに適した加工部の駆動制御を実現することなどの利点がある。これにより、表面形状が平滑で優れた外観の物品を得ることができる。
（第２加工ステップ）
第１の実施態様におけるスピニング加工装置１００と同様に、第１加工部１０により第１加工ステップ（肉寄せ加工）が行われた後、図４（ｂ）に示すように、第１加工部１０に代えて第２加工部２０で材料Ｍ１を押圧し、第２加工部２０を支持軸Ｓの軸方向（白抜き矢印方向）に移動する。これにより、第３加工面２１が逃げ部Ｍ３を支持軸Ｓの軸方向に沿って圧延するしごき加工を行う。第１加工ステップ及び第２加工ステップをそれぞれ第１加工部１０及び第２加工部２０で加工することにより、各加工ステップに適した形状の加工面を使用できることや、各加工ステップに適した加工部の駆動制御を実現することなどの利点がある。これにより、表面形状が平滑で優れた外観の物品を得ることができる。
【0044】
なお、上述した実施態様は、スピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品を製造する製造方法の一例を示すものである。本発明に係る制振装置及び突起状の円環部を有する物品を製造する製造方法は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係るスピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品の製造方法を変形してもよい。
例えば、円柱形状の外周に軸方向のスプラインを有する支持軸Ｓを用いてもよい。これにより、突起状の円環部Ｍ２の内周に軸方向のスプラインのあるものとすることができる。
例えば、円柱形状の外周に軸方向のスプラインを有する支持軸Ｓを用いてもよい。これにより、突起状の円環部Ｍ２の内周に軸方向のスプラインのあるものとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明に係るスピニング加工装置及び突起状の円環部を有する物品を製造する製造方法は、自動車のシートリクライニング機構における座面同士を連結する部分に用いられる軸受けに代表される、各種回転機構の軸受け部品の製造に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0046】
１００，２００，Ｄ…スピニング加工装置、１０,２０,Ｋ１…加工部、１１,１２,２１,Ｋ１１…加工面、２２…非接触面、Ｍ１…材料、Ｍ２…円環部、Ｍ３…逃げ部、Ｓ…支持軸、Ｌ１～Ｌ８…直線、Ｒ１～Ｒ４…距離、θ１,θ２…角度、Ｏ…開口部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
