JP2010184270A - 回転型塑性加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のローラを共通の機構上に支持する場合にも、重量及びコストの軽減が図れるとともに、用途に応じた適切な配置関係とされる回転型塑性加工装置を得る。
【解決手段】被加工材４を主軸Ｄ回りに回転させる駆動回転機構１６、被加工材４を塑性加工するローラ２、ローラ２をＸ軸方向・Ｚ軸方向及びＹ軸方向の３軸方向で位置決めする３軸位置決め機構３を備え、ローラ２として、重加工用ローラ２ａと軽加工用ローラ２ｂとを備え、両ローラをＹ軸方向に移動させて被加工材４の加工を行うローラを選択的に決定する移動選択機構Ｓ１を備え、主軸Ｄからみて移動選択機構Ｓ１側のＹ軸方向において、主軸Ｄの回転基端側に重加工用ローラ２ａが、回転先端側に軽加工用ローラ２ｂが配設され、重加工用ローラ２ａを使用する重加工状態において移動選択機構Ｓ１による重加工用ローラ２ａの回転先端側への更なる移動を規制する機械的規制機構Ｓ１ｄを設ける。
【選択図】図８

Description

本発明は、スピニング加工装置あるいは転造装置等の回転型塑性加工装置に関する。

以下、回転型塑性加工装置の一例としてのスピニング加工装置を例にとって説明する。
スピニング加工装置は、ローラを被加工材を介在させた状態で成形型の外周面に押し付け、その外周面に沿わせて移動させることで、被加工材を成形型の外周面に沿う形状にスピニング加工（いわゆる塑性加工）するものである（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、複数のローラを備えたスピニング加工装置が開示されている。
本件と同一の出願人による出願であり、この文献に開示のスピニング加工装置は、同特許文献１の図３に示すように、マンドレルの周りに３つのローラＲを備えて加工を行うことが可能とされている。ここで、スピニング加工装置に異なったローラが装備している理由は、例えば、重加工用ローラ、軽加工用ローラを、加工の進展や加工後の形状などに合わせて適宜選択使用して加工を進めるためである。
同特許文献１に開示のスピニング加工装置では、同特許文献１の図４に示されるように、ローラは、主軸に対して近接・離間する方向であるＸ方向及び主軸に沿った方向であるＺ方向とに、移動・位置決め自在とされている。
どのローラを加工に使用するかは、Ｘ方向における各ローラの位置を適切に選択して、加工を行うこととなる。

特開２００７−２８３３８１号公報

特許文献１に記載のスピニング加工装置は、ローラを３種備える構成とされるが、その構成に起因して、ローラ個別に３つの２軸位置決め機構を設ける必要があった。即ち、ローラをＸ軸方向及びＺ軸方向でそれぞれ移動・位置決め可能な２軸位置決め機構を、ローラの数だけ装備する必要があるが、この装置は自ずと重量が大きく、コスト高なものとなっていた。

さらに、例えば、重加工用ローラと軽加工用ローラとでは、加工時に受ける加工反力は、その用途等に起因して異なる。通常、重加工用ローラは、被加工材をその元形状から所定の中間形状まで粗加工するため、加工反力が大きく、受けるべきトルクも大きい。一方、軽加工用ローラは粗加工を終了した被加工材の形状を調整することを目的として使用されるため、加工反力が小さく、受けるべきトルクも小さい。
従って、これらローラの配置構成は、その用途目的に合致したものとすべきであるが、従来、複数のローラを共通のフレームに支持する場合に、主軸周りに回転する被加工材との位置関係で、この種の問題は検討されていず、改良の余地があった。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のローラを共通の機構上に支持する場合にも、重量及びコストの軽減が図れるとともに、用途に応じた適切な配置関係とされる回転型塑性加工装置を得ることにある。

上記目的を達成するための本発明に係る回転型塑性加工装置の特徴構成は、
成形型及び前記成形型の形状に沿って塑性加工される被加工材を主軸回りに回転させる駆動回転機構と、
回転状態にある前記被加工材に当接して、前記被加工材を前記成形型の形状に沿った形状に塑性加工するローラと、
前記ローラを、前記主軸に対して近接・離間するＸ軸方向、前記主軸と平行なＺ軸方向、及びＸ軸方向及びＺ軸方向に対して直交するＹ軸方向の３軸方向で位置決めする３軸位置決め機構と、
前記３軸位置決め機構を働かせて、前記被加工材を前記成形型の形状に沿った形状に塑性加工すべく前記３軸位置決め機構を働かせる制御装置を備えて構成され、
前記ローラとして、重加工用ローラと軽加工用ローラとを備え、
前記重加工用ローラ及び前記軽加工用ローラの両方を、前記Ｙ軸方向に移動させて、前記被加工材の加工を行うローラを選択的に決定する移動選択機構を備え、
前記主軸からみて前記移動選択機構側の前記Ｙ軸方向において、前記主軸の回転基端側に前記重加工用ローラが、回転先端側に前記軽加工用ローラが配設され、
前記重加工用ローラを使用する重加工状態において、前記移動選択機構による前記重加工用ローラの前記回転先端側への更なる移動を規制する機械的規制機構が設けられることにある。

この回転型塑性加工装置でも、被加工材は、駆動回転機構により回転されながら、ローラがその外面に当接して加工される。
ローラの位置は、制御装置からの制御指令に従った３軸位置決め機構により決定される。
ここで、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に関しては、先に説明した従来技術の場合と同様である。

さて、この回転型塑性加工装置では、ローラとしては、重加工用ローラと軽加工用ローラとが備えられており、これらローラの選択が移動選択機構によるＹ軸方向の位置決め選択で決定されるように構成されている。理解を容易とするため、実施の形態において、移動選択機構がシリンダ機構である図８に基づいて説明すると、ピストンロッドが伸出した姿勢での加工時には、重加工用ローラが被加工材に当接する構造とされ、ピストンロッドが引退した姿勢での加工時には、軽加工用ローラが被加工材に当接する構造とされる。図８は、それぞれの状態を示しており、（ａ）が前者の重加工状態に対応し、（ｂ）が後者の軽加工状態に対応している。

被加工材が主軸周りに回転する状態（図８において時計回りの矢印で回転方向を示す）で、その被加工材にローラが当接すると、その回転軌跡の接線方向の力がローラに働く。この力の方向は、Ｙ軸方向における回転先端側への方向であり、図８に示す状況では、実線白抜き矢印で示すように同図下方向の力である。

重加工用ローラと軽加工用ローラとを比較すると、上記の接線方向の力（図８の構成では、下向きの力）は、重加工用ローラの方が大きい。
そして、被加工材の加工を考えた場合、本来的には、Ｙ軸方向における重加工用ローラの被加工材との当接位置は変わらないことが原則とされる。

そこで、本願にあっては、機械的規制機構を設けて、重加工用ローラの回転先端側への更なる移動を規制する。結果、機械的規制機構により重加工状態でローラが受ける大きなひきずり力を確実に受け止め、安定したローラの位置を確保して加工を行える。

上記の構成において、
前記移動選択機構が、前記Ｙ軸方向に設けられるシリンダ機構であり、
前記重加工用ローラが前記被加工材を塑性加工する重加工状態で、前記シリンダ機構のピストンロッドがシリンダから伸出した伸出姿勢に維持され、
前記軽加工用ローラが前記被加工材を塑性加工する軽加工状態で、前記シリンダ機構のピストンロッドがシリンダ側に引退した引退姿勢に維持されることが好ましい。
この構成では、シリンダ機構を利用して、加工に使用するローラの選択が可能となる。さらに、回転基端側から回転先端側へピストンロッドが伸出するシリンダ機構の配置で、ローラの移動選択が可能な構成を容易に実現できる。

移動選択機構としてシリンダ機構を採用する場合、重加工状態で使用するローラのＹ軸方向での位置決めは、基本的に機械的規制機構により決定するものとでき、軽加工状態で使用するローラのＹ軸方向での位置決めは、シリンダ機構に供給される流体圧によるものとできるため、シリンダ機構として小型のものを使用でき、同時にコンパクトな装置を実現できる。

さらに、前記重加工状態において、前記ピストンロッドに備えられるピストンがシリンダの端部に当接し、前記シリンダの端部が前記機械的規制機構となる構成を採用することが好ましい。
この構成では、シリンダ機構を構成するシリンダの端部により機械的規制機構を実現するため、別途、機械的規制機構用の部材を設けることなく、シリンダ機構のみで本願の目的を達成することができる。

一方、機械的規制機構を別部材で実現する場合は、前記重加工状態において、前記ピストンロッドがストッパーに当接し、前記ストッパーが前記機械的規制機構となる構成を採用しておけばよい。

また、移動選択機構としてシリンダ機構を採用する場合、前記軽加工状態において、前記ピストンロッドのＹ軸方向での位置が、シリンダ機構に供給される流体により調整されることが、上述の通り好ましい。

本願に係る縦型スピニング加工装置の正面図 本願に係る縦型スピニング加工装置の平面図 ３軸位置決め機構の作動状態を示す斜視図 ３軸位置決め機構の分解斜視図 ３軸位置決め機構のＸ軸方向に沿った縦断面図 Ｚ軸方向上側のスライダー位置での３軸位置決め機構のＹ軸方向に沿った水平断面図 Ｚ軸方向下側のスライダー位置での３軸位置決め機構のＹ軸方向に沿った水平断面図 重加工用ローラ及び軽加工用ローラの作動状態を示す図 重加工用ローラ及び軽加工用ローラの軸方向断面の構造を示す図 別実施形態の説明図

以下、本願に係る回転型塑性加工装置の一例としての縦型スピニング加工装置１を図面に基づいて説明する。

図１は、具体的には、縦型スピニング加工装置１を使用して、被加工材４であるアルミ鋳造素材をスピニング加工して車両用ホイールを形成している状態を示している。

説明に際しては、先ず、縦型スピニング加工装置１の概略構成を説明し、その後、本願の特徴構成であるローラ２（加工体の一例）の支持構造に関して説明する。

〔縦型スピニング加工装置の概略構成〕
フレーム構造
図１、図２に示すように、縦型スピニング加工装置１は、装置下部に備えられる下部固定フレーム５と、当該下部固定フレーム５に立設される３本の柱状固定フレーム６と、これら３本の柱状固定フレーム６の上部に配設される上部固定フレーム７とを備えて構成されている。前記柱状固定フレーム６は、左側に備えられる単一の柱状固定フレーム６ａと、右側に備えられる一対の柱状固定フレーム６ｂとが備えられている。
下部固定フレーム５、柱状固定フレーム６及び上部固定フレーム７は、本願における加工装置基体を成す。

前記下部固定フレーム５の左側には、被加工材４を主軸周りに回転させるための主軸モータＭ１が配設されている。

下部固定フレーム５は、正面視、方形に形成されており、平面視、その左側に成形型１７の幅に概略一致された幅狭架台部５ａを、その右側に、一対の柱状固定フレーム６ｂを支持することが可能な幅を有する幅広架台部５ｂを備えて構成されている。これら一対の柱状固定フレーム６ｂの間には、後述する、第１保持フレーム１０、第２保持フレーム１１が位置されるように構成されている。幅狭架台部５ａと幅広架台部５ｂとの間は、下部固定フレーム５の幅が順次、拡大する構成が採用されている。

前記下部固定フレーム５の右側および上側の周部（図１において右側の領域及び図２において上側の領域）には、所定の機器が載置される機器載置架台１３が設けられている。図示する例では、下部固定フレーム５に対して右側に位置される機器載置架台１３の上部には、加工装置１で使用する油圧を発生する油圧発生機器１４が載置されている。図２において、下部固定フレーム５に対して上側に位置される機器載置架台１３の上部には、装置の移動の際に機器載置架台１３に固定される制御装置ケース１５が載置されている。制御装置ケース１５内には制御装置Ｃが収納される。

従って、前記上部固定フレーム７も、平面視、下部固定フレーム５の形状に対して相似な形状とされている。

主要加工機構
主要加工機構として、本願に係る縦型スピニング加工装置１は、駆動回転機構１６、ローラ２、３軸位置決め機構３及び制御装置Ｃを備えて構成されている。

縦型スピニング加工装置１は、主軸Ｄ周りに回転するアダプター９を備えて構成されており、アダプター９上に成形型１７を配設し、その成形型１７に当接させた状態で被加工材４をスピニング加工（塑性加工）する。本例の場合は、被加工材４は一端側（図１に示す上端側）の加工を施したホイール素材である。前記アダプター９の回転は、先に説明した主軸モータＭ１により実行される。
従って、駆動回転機構１６は、成形型１７及び成形型１７の形状に沿って塑性加工される被加工材４を主軸Ｄ回りに回転させる構成とされている。

さらに図１に示すように、主軸Ｄの上方には、成形型１７に取り付けた被加工材４を上側から押圧して固定するための心押機構１８が配設されている。この心押機構１８には、被加工材４に当接してアダプター９側に付勢する押圧具１８ａと、該押圧具１８ａを上下に移行させる油圧シリンダ等の移動機構１８ｂとから構成されている。押圧具１８ａは、被加工材４の回転に伴って従動回転するように構成されている。

加工体、３軸位置決め機構及び制御装置
縦型スピニング加工装置１は、アダプター９上で主軸Ｄ周りに回転する被加工材４をスピニング加工（塑性加工）するローラ２を備えて構成されている。このローラ２も、被加工材４の回転に伴って従動回転するように構成されている。
さらに、縦型スピニング加工装置１は、前記ローラ２を、主軸Ｄに対して近接・離間するＸ軸方向（図１の左右方向）、主軸Ｄと平行なＺ軸方向（図１の上下方向）及びＸ軸方向及びＺ軸方向に対して直交するＹ軸方向（図１の紙面表裏方向）の３軸方向で位置決めする３軸位置決め機構３及び被加工材４を成形型１７の形状に沿った形状に塑性加工すべく３軸位置決め機構３を働かせる制御装置Ｃが備えられている。

即ち、縦型スピニング加工装置１では、制御装置Ｃには、予め、被加工材４に対するローラ２の位置を加工に適した位置に維持すべき情報が記憶されており、この情報が３軸位置決め機構３に送られることで、ローラ２の位置を適切に設定しながら加工を行うことができる。

３軸位置決め機構３に関して簡単に説明すると、ローラ２は、第３保持フレーム１２に保持され、当該第３保持フレーム１２が第２保持フレーム１１に、第２保持フレーム１１が第１保持フレーム１０に、入れ子状態で保持され、これら３つの保持フレーム１０，１１，１２を適切に位置決めすることで、ローラ２の位置が位置決めされる。
前記主軸Ｄと平行なＺ軸方向に関しては、Ｚ軸モータＭ３により、一対の柱状固定フレーム６ｂに対して第１保持フレーム１０がＺ軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
前記主軸Ｄに対する近接・離間方向であるＸ軸方向に関しては、Ｘ軸モータＭ２により、第１保持フレーム１０に対して第２保持フレーム１１がＸ軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
前記Ｙ軸方向に関しては、Ｙ軸油圧シリンダＳ１により、第２保持フレーム１１に対して第３保持フレーム１２がＹ軸方向に移動可能、位置決め可能に構成されている。
主軸Ｄの方向及びＺ軸方向が鉛直方向であり、Ｘ軸方向が水平面内で規定され、主軸Ｄに対して近接・離間する方向である。従って、Ｙ軸方向は、水平面内でＸ軸に直交する方向となる。

図４、図８、図９等に示すように、本例では、ローラ２として一対のローラ２ａ，２ｂが第３保持フレーム１２に保持されている。即ち、前記ローラ２として、図９に示すように、ローラ軸に沿った断面で、加工端の曲率半径が大きな重加工用ローラ２ａ、及び重加工用ローラ２ａより加工端の曲率半径が小さな軽加工用ローラ２ｂが備えられている。そして、上記のＹ軸方向の位置決めにより、重加工用ローラ２ａと軽加工用ローラ２ｂとを選択的に使用して、スピニング加工を行うことができる。図８（ａ）は、重加工用ローラ２ａにより加工を行っている状態を示しており、図８（ｂ）は、軽加工用ローラ２ｂにより加工を行っている状態を示している。

さらに、図６に示すように、主軸Ｄに対して第３保持フレーム１２が配設される側（図６における主軸Ｄより右側）では、Ｙ軸方向において、主軸Ｄの回転基端側（図６の時計方向の矢印基端側）に重加工用ローラ２ａが、回転先端側（図６の矢印先端側）に軽加工用ローラ２ｂが配設されている。

そして、通常の加工にあっては、加工処理には、重加工用ローラ２ａをＹ軸方向の所定位置に固定して加工を行う。一方、重加工用ローラ２ａによる加工の後、軽加工用ローラ２ｂをＹ軸方向で可変設定しながら加工が行われる。

加熱機構
縦型スピニング加工装置１には、アダプター９上の被加工材４を加熱するための加熱機構１９が設けられており、加熱機構１９に備えられるバーナ１９ａにより形成される火炎で、被加工材４を適切に加熱することができる。この加熱機構１９による加熱部位は、図２に示すように、前記ローラ２が被加工材４に当接する当接部位とは異なった周方向の位置とされている。

操作装置
縦型スピニング加工装置１には、別体の操作盤２０が設けられており、操作盤２０から加工の開始・終了等の操作を実行可能に構成されている。

以上が、本願に係る縦型スピニング加工装置１の概略構成であるが、以下、本願の特徴である、３軸位置決め機構３を中心とする構成に関して説明する。
上記のように、本例では、一対の柱状固定フレーム６ｂに対して第１保持フレーム１０がＺ軸方向に、第１保持フレーム１０に対して第２保持フレーム１１がＸ軸方向に、さらに、第２保持フレーム１１に対して第３保持フレーム１２がＹ軸方向に、それぞれ移動可能、位置決め可能に構成されている。

各フレームの接続は、一方のフレームに配設されるレールＲと、当該レールＲの長手方向に移動自在なスライダーＬとを備えたスライド機構ＳＭによるものとされている。以下、個々に説明する。
図３、図４に示すように、一対の柱状固定フレーム６ｂのそれぞれにレールＲ１を、第１保持フレーム１０に４個（二対）のスライダーＬ１を備えて、一対の柱状固定フレーム６ｂに対して第１保持フレーム１０をＺ軸方向に移動自在としている。

具体的には、前記一対の柱状固定フレーム６ｂのそれぞれは、主軸側の面に、Ｚ軸方向に一対のレールＲ１を備えている。
前記第１保持フレーム１０は、図３、図４、図５等に示すように、中央側に方形の第２保持フレーム挿通孔１０ａを有する主軸側プレート１０ｂと、当該主軸側プレート１０ｂの反主軸側に伸出され、上部に開いた概略函状の第２保持フレーム収納部１０ｃとを備えて構成されている。この第２保持フレーム収納部１０ｃは、主軸側プレート１０ｂに主軸側が連結された底プレート１０１及び一対の側プレート１０２と、底プレート１０１及び一対の側プレート１０２の反主軸側に連結される反主軸側プレート１０３を備えて構成されている。

前記主軸側プレート１０ｂの反主軸側の面で、前記第２保持フレーム挿通孔１０ａのＺ軸方向下側及び上側それぞれに、Ｙ軸方向で対を成す一対のスライダーＬ１が備えられている。
図５に示すように、第２保持フレーム１１を第１保持フレーム１０に対してＸ軸方向に移動させるボールネジ型の直動機構（Ｘ軸方向駆動機構の一例）ＲＤｘは、前述のＸ軸モータＭ２から伸びるネジ軸であるＸ軸方向回転駆動軸（駆動軸の一例）Ｄｘ及び第２保持フレーム１１に備えられる実質的にボールネジナットである被駆動部１０４から構成されている。

さらに、前記Ｚ軸モータＭ３は、前記上部固定フレーム７に固定されており、このＺ軸モータＭ３からＺ軸方向に延設されるボールネジ型の直動機構ＲＤｚにより、前記第１保持フレーム１０はＺ軸方向に移動可能・位置決め可能である。ボールネジ型の直動機構ＲＤｚは、前述のＺ軸モータＭ３から伸びるネジ軸であるＺ軸方向回転駆動軸Ｄｚ及び第１保持フレーム１０に備えられる実質的にボールネジナットである被駆動部１１１から構成されている。

図７に示すように、第１保持フレーム１０を構成する底プレート１０１の上側に４個（二対）のスライダーＬ２を、第２保持フレーム１１の下側に一対のレールＲ２を備えて、第１保持フレーム１０に対して第２保持フレーム１１をＸ軸方向に移動自在としている。

前記第２保持フレーム１１は、図５、図６、図７に示すように、概略函状に構成されており、その底面の下側に、Ｘ軸方向に延びる一対のレールＲ２が備えられている。
従って、第２保持フレーム１１は、第１保持フレーム１０に設けられたスライダーＬ２上をＸ軸方向でガイドされながら、Ｘ軸モータＭ２の回転に伴ってＸ軸方向に移動可能・位置決め可能である。

第２保持プレート１１の主軸側面には、４個（二対）のスライダーＬ３を備えている。この二対のスライダーＬ３は、それら一対がそれぞれ、Ｙ軸方向に配設されている。第３保持フレーム１２の反主軸側にＹ軸方向に延びる一対のレールＲ３を備えて、第２保持フレーム１１に対して第３保持フレーム１２をＹ軸方向に移動自在としている。

前記第３保持フレーム１２は、図５、図６、図７に示すように、概略プレート状に構成されており、その主軸側面に、ローラ２を支持するローラ支持部２ｓを備えるとともに、反主軸側面にＹ軸方向に延びるレールＲ３を備えている。さらに、第２保持フレーム１１には、Ｙ軸方向に延びるＹ軸油圧シリンダＳ１（シリンダ機構、移動選択機構の一例）のシリンダ本体Ｓ１ａを固定して備えられており、当該Ｙ軸油圧シリンダＳ１のピストンロッドＳ１ｂが第３保持フレーム１２に連結して備えられている。
従って、第３保持フレーム１２は、第２保持フレーム１１に設けられたスライダーＬ３上をＹ軸方向にガイドされながら、Ｙ軸油圧シリンダＳ１に設けられるピストンロッドＳ１ｂの伸出・引退に伴って、前記第３保持フレーム１２はＹ軸方向に移動可能・位置決め可能である。

図６から判明するように、一対設けられるローラ支持部２ｓは、一対のローラ２（２ａ，２ｂ）を支持する構成とされているが、この支持部２ｓに対して、一対のローラ２は、それぞれ自由に回転するように構成されている。

以上が、３軸位置決め機構３の構成であるが、本願にあっては、ローラ２が被加工材４に当接する当接部（加工作用位置３０）と、各スライダー機構ＳＭ及びボールネジ型の直動機構ＲＤｘ、ＲＤｚの位置関係が独特の構成が採用されている。

Ｚ軸方向に関しては、以下の独特の構成が採用されている。
図５に示すように、Ｚ軸方向において、加工作用位置３０が、柱状固定フレーム６ｂ（加工装置基体）に対する第１保持フレーム１０の支持部間（第１保持フレーム１０にＺ軸方向に一対設けられるスライダーＬ１の間）の位置とされている。この支持部を本願ではＺ軸方向支持部と呼ぶ。
さらに、Ｚ軸方向において、加工作用位置３０が、ボールネジ型の直動機構ＲＤｘに備えられる駆動軸Ｄｘの軸線上に位置されるように構成されている。
また、第２保持フレーム１１と第３保持フレーム１２との間では、前記加工作用位置３０は、Ｚ軸方向に一対設けられるスライダーＬ３で下側スライダーＬ３の位置に設定されている。この支持部も本願におけるＺ軸方向支持部の一例である。

一方、Ｙ軸方向に関しては、図６から判明するように、前記加工作用位置３０は、一対の第３保持フレーム１２の支持部間（Ｙ軸方向に設けられる一対のスライダーＬ３の間）に位置される構成が採用されている。この支持部を本願ではＹ軸方向支持部と呼ぶ。

さらに、図６に示すように、Ｙ軸方向で、加工作用位置３０が、Ｚ軸方向駆動機構ＲＤｚの駆動軸Ｄｚと同一位置にされる。
このように加工作用位置３０を、適正な位置とすることにより、加工に伴うひずみ変形を最小として、加工の信頼性を確保するとともに、加工に伴う振動の発生を抑制することができる。

本願に係る縦型スピニング加工装置１には、第３保持フレーム１２には、Ｙ軸方向において、主軸Ｄの回転基端側に重加工用ローラ２ａが、回転先端側に前記軽加工用ローラ２ｂが配設されているが、これら加工用ローラ２の使用時に、各ローラ２について、Ｙ軸油圧シリンダＳ１に備えられるピストンロッドＳ１ｂが、シリンダ本体Ｓ１ａに対して、特別の位置関係を取るように構成されている。
図７及び図８に示すように、スピニング加工を重加工用ローラ２ａを使用して実行する状態、即ち、重加工用ローラ２ａが被加工材４を塑性加工する重加工状態において、当該Ｙ軸油圧シリンダＳ１に関してピストンロッドＳ１ｂがシリンダ本体Ｓ１ａから伸出した伸出姿勢に維持される（図８（ａ）参照）。一方、スピニング加工を軽加工用ローラ２ｂを使用して実行する状態、即ち、軽加工用ローラ２ｂが被加工材４を塑性加工する軽加工状態で、Ｙ軸油圧シリンダＳ１に関してピストンロッドＳ１ｂがシリンダ本体Ｓ１ａ側に引退した引退姿勢に維持される構成が採用されている（図８（ｂ）参照）。ここでいう引退状態とは、重加工状態におけるピストンロッドＳ１ｂの伸出量より、その伸出量が小さいことを意味する。

そして、この例では、前記重加工状態において、ピストンロッドＳ１ｂに備えられるピストンＳ１ｃがシリンダ本体Ｓ１ａの端部Ｓ１ｄに当接し、シリンダの端部Ｓ１ｄが機械的規制機構となる構成が採用されている。従って、重加工状態においては、ピストンロッドＳ１ｂの伸出側への更なる伸出を規制する機械的規制機構により、その位置が設定される。
一方、前記軽加工状態において、ピストンロッドＳ１ｂのＹ軸方向での位置が、Ｙ軸油圧シリンダＳ１に供給される流体により調整される構成が採用されている。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（Ａ） 上記の実施の形態では、回転型塑性加工装置がスピニング加工装置である場合を示したが、被加工材を軸周り回転させながら、当該被加工材に何らかの部材（この部材を本願では加工体と呼んでいる）を当接させて塑性加工する装置に、本願構造を採用できる。
（Ｂ） 上記の実施の形態では、主軸周りに被加工材を回転させるための駆動回転機構を設け、加工体であるローラの回転は、当該被加工材の回転により起こされる従動回転形態の構成を採用したが、ローラ側から被加工材を回転するものとしてもよい。
（Ｃ） 上記の実施の形態では、Ｘ軸方向駆動機構を、Ｘ軸方向の所定位置で軸線周りに回転される駆動軸と、この駆動軸の回転に伴ってＸ軸方向に移動される被駆動部とを備えて構成し、被加工材に対する加工体の加工作用位置を、Ｘ軸方向駆動機構の軸線上に位置される構成とした。この構成が好ましいが、スライド機構であっても、ある程度のモーメントを受けることが可能であるため、第２保持フレームと第１保持フレームとの間に、第１保持フレームから第２保持フレームを前記Ｘ軸方向に移動自在に保持するスライド機構を設けるとともに、第１保持フレームに対して第２保持フレームをＸ軸方向に移動させるＸ軸方向駆動機構を設け、Ｚ軸方向において、被加工材に対する加工体の加工作用位置が、スライド機構と前記Ｘ軸方向駆動機構との間に位置される構成としてもよい。
（Ｄ） 上記の実施の形態では、第２保持フレームと第３保持フレームとの間では、加工操作位置は、Ｚ軸方向に一対設けられるスライダーＬ３で下側スライダーＬ３の位置としているが、一対設けられるスライダーＬ３間の位置としてもよい。
（Ｅ） 上記の実施の形態では、Ｙ軸油圧シリンダＳ１（シリンダ機構）の端部を機械的規制機構として使用する例を示したが、図１０に示すように、Ｙ軸油圧シリンダＳ１とは独立にストッパーｓｔを配設して、重加工状態において、ピストンロッドＳ１ｂがストッパーｓｔに当接し、このストッパーｓｔが機械的規制機構となる構成を採用してもよい。

以上説明したように、複数のローラを共通の機構上に支持する場合にも、重量及びコストの軽減が図れるとともに、用途に応じた適切な配置関係とされる回転型塑性加工装置を得ることができた。

１ スピニング加工装置（回転型塑性加工装置）
２ ローラ（加工体）
２ａ 重加工用ローラ
２ｂ 軽加工用ローラ
３ ３軸位置決め機構
４ 被加工材
６ｂ 柱状固定フレーム（加工装置基体）
１０ 第１保持フレーム
１１ 第２保持フレーム
１２ 第３保持フレーム
１７ 成形型
３０ 加工作用位置
１０４ 被駆動部
１１１ 被駆動部
Ｄｘ 駆動軸
Ｄｚ 駆動軸
Ｌ１ スライダー（Ｚ軸方向支持部）
Ｌ２ スライダー（Ｚ軸方向支持部・Ｙ軸方向支持部）
ＳＭ スライド機構
Ｒ３ レール
ＲＤｘ Ｘ軸方向駆動機構
ＲＤｚ Ｚ軸方向駆動機構
Ｓ１ Ｙ軸油圧シリンダ（シリンダ機構、移動選択機構）
Ｓ１ａ シリンダ本体
Ｓ１ｂ ピストンロッド
Ｓ１ｃ ピストン
Ｓ１ｄ シリンダの端部（機械的規制機構）
ｓｔ ストッパー（機械的規制機構）
Ｃ 制御装置

Claims (5)

1. 成形型及び前記成形型の形状に沿って塑性加工される被加工材を主軸回りに回転させる駆動回転機構と、
   回転状態にある前記被加工材に当接して、前記被加工材を前記成形型の形状に沿った形状に塑性加工するローラと、
   前記ローラを、前記主軸に対して近接・離間するＸ軸方向、前記主軸と平行なＺ軸方向、及びＸ軸方向及びＺ軸方向に対して直交するＹ軸方向の３軸方向で位置決めする３軸位置決め機構と、
   前記３軸位置決め機構を働かせて、前記被加工材を前記成形型の形状に沿った形状に塑性加工すべく前記３軸位置決め機構を働かせる制御装置を備えて構成され、
   前記ローラとして、重加工用ローラと軽加工用ローラとを備え、
   前記重加工用ローラ及び前記軽加工用ローラの両方を、前記Ｙ軸方向に移動させて、前記被加工材の加工を行うローラを選択的に決定する移動選択機構を備え、
   前記主軸からみて前記移動選択機構側の前記Ｙ軸方向において、前記主軸の回転基端側に前記重加工用ローラが、回転先端側に前記軽加工用ローラが配設され、
   前記重加工用ローラを使用する重加工状態において、前記移動選択機構による前記重加工用ローラの前記回転先端側への更なる移動を規制する機械的規制機構が設けられる回転型塑性加工装置。
2. 前記移動選択機構が、前記Ｙ軸方向に設けられるシリンダ機構であり、
   前記重加工用ローラが前記被加工材を塑性加工する重加工状態で、前記シリンダ機構のピストンロッドがシリンダから伸出した伸出姿勢に維持され、
   前記軽加工用ローラが前記被加工材を塑性加工する軽加工状態で、前記シリンダ機構のピストンロッドがシリンダ側に引退した引退姿勢に維持される請求項１記載の回転型塑性加工装置。
3. 前記重加工状態において、前記ピストンロッドに備えられるピストンがシリンダの端部に当接し、前記シリンダの端部が前記機械的規制機構となる請求項２記載の回転型塑性加工装置。
4. 前記重加工状態において、前記ピストンロッドがストッパーに当接し、前記ストッパーが前記機械的規制機構となる請求項２記載の回転型塑性加工装置
5. 前記軽加工状態において、前記ピストンロッドのＹ軸方向での位置が、シリンダ機構に供給される流体により調整される請求項２〜４の何れか１項記載の回転型塑性加工装置。

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