JP2002192281A - 円板状素材の増肉成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 増肉部の傾斜の戻し工程を実施することなく
連続して増肉成形を行うことができるようにする。 【解決手段】 予め増肉成形により外周部が下方へ曲げ
変形させられた状態で増肉された増肉部４０ａを有する
第１中間部品４０に対して、更に増肉成形を行う回転ロ
ーラ６２の成形溝６４に、その増肉部４０ａと係合させ
られて曲げ変形を戻す戻し傾斜面７４を設け、その増肉
部４０ａの曲げを起こして成形溝６４により増肉成形す
るようにした。戻し傾斜面７４により増肉部４０ａの曲
げが戻されるため、増肉部４０ａの先端と成形溝６４と
の当接位置と押圧平面とのオフセット寸法Ｑが小さくな
り、増肉部４０ａの根元の折れ曲がりが抑制されて良好
に増肉成形できるようになるとともに、増肉部４０ａの
傾斜を戻すだけの戻し工程が不要で製造コストが低減さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は円板状素材の増肉成
形方法に係り、特に、外周部を傾斜させながら増肉した
後に更に所定形状に増肉する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用のドライブプレート
は、リングギヤに円板状のプレートを嵌合したものが使
用されていた。しかし、近年コスト低減の要求によりプ
レートの外周部に歯部を成形するもの、すなわちプレー
トと歯部とが一体化されたものが出てきた。歯部は、耐
衝撃性、高強度が求められるため、プレートの外周部
は、その内側に比べて厚く成形することが望ましい。こ
のプレート（円板状素材）の外周部を厚く成形する技術
として、回転ローラの成形溝内に円板状素材の外周部を
挿入して相対的に押圧しながらその回転ローラおよび円
板状素材をそれぞれ中心線まわりに回転させることによ
り、その円板状素材の外周部を塑性変形させてその成形
溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形方法が知られ
ている。特許第２７３６８２５号公報や特許第３０４０
１００号公報に記載の技術はその一例で、何れも開口側
へ向かうに従って幅寸法が大きくなるように拡開する断
面が略Ｖ字形状の成形溝が設けられた回転ローラを用い
て、円板状素材の外周部を中心線に対して直角な方向か
ら傾斜するように曲げ変形させながら、Ｖ字形状の成形
溝に対応して外周縁程薄肉になる断面が略三角形の増肉
部を形成するようになっている。

【０００３】図３は、上記特許第３０４０１００号公報
に記載の増肉成形方法を示す図で、回転ローラ１４に設
けられた断面がＶ字形状の成形溝２６内に円板状素材１
６の外周部１６ａを挿入して押圧し、外周部を下方へ曲
げ変形させた状態、言い換えれば上面１６ｂ側へ凸とな
るように撓み変形させた状態で、両者を相対回転させる
ことにより、その外周部１６ａに成形溝２６のＶ字形状
に対応して断面が略三角形の増肉部４０ａが下面１６ｃ
側へ偏って設けられる。成形溝２６の断面をＶ字形状に
したり曲げ変形させたりするのは、円板状素材１６の外
周縁を位置決めして増肉が安定して行われるようにする
ためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、断面が
略三角形の増肉部４０ａを更に増肉して所定形状、例え
ば断面が略四角形になるように成形する場合に、図８に
示すように断面が略Ｕ字形状の成形溝５４が設けられた
第２の回転ローラ５６を用いて直接増肉しようとする
と、下方へ曲げ変形させられた増肉部４０ａを成形溝５
４内へ挿入するために開口部の幅寸法Ｗを大きくする必
要があるとともに、増肉部４０ａの先端と成形溝５４の
底部との当接位置が押圧平面（円板状素材の配設位置）
から寸法Ｑだけ下方へオフセットしているため、押圧に
伴って増肉部４０ａの根元のＫ部が上方へ折れ曲がって
しまうという問題があった。

【０００５】前記特許第２７３６８２５号公報には、曲
げ変形させられた増肉部の傾斜を一旦戻して、再度曲げ
変形させながら増肉する技術が記載されているが、傾斜
を戻すだけのために１工程追加する必要があるため、製
造コストが高くなって好ましくない。

【０００６】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、増肉部の傾斜の戻し
工程を実施することなく連続して増肉成形を行うことが
できるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解説するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、回転ローラの成形溝内に円板状素材
の外周部を挿入して相対的に押圧しながらその回転ロー
ラおよび円板状素材をそれぞれ中心線まわりに回転させ
ることにより、その円板状素材の外周部を塑性変形させ
てその成形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形方
法において、(a) 第１の回転ローラを用いて、前記円板
状素材の外周部を中心線に対して直角な方向から傾斜す
るように曲げ変形させた状態で増肉する第１増肉成形工
程と、(b) 前記成形溝の開口部に、前記第１増肉成形工
程で傾斜させられた前記円板状素材の外周部と係合させ
られてその傾斜を戻す戻し傾斜面が設けられた単一の第
２の回転ローラを用いて、その外周部を戻し変形させな
がら更に増肉して成形する第２増肉成形工程と、を有す
ることを特徴とする。

【０００８】第２発明は、第１発明の円板状素材の増肉
成形方法において、(a) 前記第１の回転ローラの成形溝
は、開口側へ向かうに従って幅寸法が大きくなるように
拡開する断面が略Ｖ字形状を成しており、前記第１増肉
成形工程では、そのＶ字形状の成形溝により前記円板状
素材の外周部を外周縁程薄肉になる断面が略三角形にな
るように増肉成形する一方、(b) 前記第２の回転ローラ
の成形溝は、断面が略Ｕ字形状を成しているとともに一
方の側壁の開口側部分に前記戻し傾斜面が設けられてお
り、前記第２増肉成形工程では、そのＵ字形状の成形溝
により前記三角形の先端側を潰して断面が略四角形にな
るように増肉成形することを特徴とする。なお、上記Ｖ
字形状（三角形）およびＵ字形状（四角形）は、必ずし
も幾何学的に厳密に解釈する必要はなく、第２増肉成形
工程では、第１増肉成形工程に比較して相対的に断面形
状が三角形から四角形に近くなれば良い。

【０００９】

【発明の効果】このような円板状素材の増肉成形方法に
よれば、第１増肉成形工程で、円板状素材の外周部を中
心線に対して直角な方向から傾斜するように曲げ変形さ
せた状態で増肉する一方、第２増肉成形工程では、第１
増肉成形工程で傾斜させられた円板状素材の外周部と係
合させられてその傾斜を戻す戻し傾斜面が設けられた単
一の第２の回転ローラを用いて、その外周部を戻し変形
させながら更に増肉して成形するため、増肉部（外周
部）の傾斜を戻すだけの戻し工程を実施することなく連
続して増肉成形が行われることになり、製造コストが低
減される。また、戻し傾斜面によって外周部の傾斜を戻
すようにしているため、増肉部の先端と成形溝の底部と
の当接位置と押圧平面とのオフセット寸法が小さくな
り、増肉部の根元の折れ曲がりが抑制されて良好に増肉
成形されるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、外周部に歯部を形成す
るための厚肉部を有する自動車のドライブプレート用素
材の製造に好適に適用されるが、外周部に厚肉部を設け
る必要がある他の種々の部材の製造にも適用され得る。

【００１１】第１増肉成形工程は、単一の第１の回転ロ
ーラを用いて１工程で増肉成形するものでも良いが、複
数の回転ローラを用いて複数工程で増肉成形するもので
も良い。第２増肉成形工程で傾斜を戻しながら増肉成形
した後に、更に第１増肉成形工程と同様に外周部（増肉
部）が傾斜するように曲げ変形させながら増肉成形を行
うこともできる。

【００１２】第１増肉成形工程では、第２発明のように
Ｖ字形状の成形溝を有する回転ローラを用いて断面が略
三角形になるように増肉成形することが望ましいが、断
面が略四角形になるようにするなど、円板状素材の材質
や目的形状などに応じて適宜設定できる。第２増肉成形
工程の増肉形状についても、同様に適宜設定できる。

【００１３】第２増肉成形工程で使用する第２の回転ロ
ーラの戻し傾斜面は、中心線を含む断面形状において一
直線になるテーパ面であっても良いが、開口側程傾斜角
度が大きくなるように中心線を含む断面形状において凸
Ｒ形状になるようにしても良いなど、増肉された外周部
と係合して成形溝の内側へ戻し変形させることができる
種々の形状を採用できる。また、この戻し傾斜面は、曲
げ変形を完全に元に戻す必要はなく、曲げの傾斜角度を
小さくするものであれば良い。

【００１４】第１増肉成形工程は、例えば(a) 一対の第
１側壁面および第２側壁面と、その第１側壁面および第
２側壁面にそれぞれＲ部を介して滑らかに接続された底
面とを有する成形溝が、外周面に開口し且つ中心線Ｓ₁
まわりにおいて同一断面となるように環状に設けられた
第１の回転ローラと、(b) 円板状素材を中心線Ｓ₂ と同
心でその中心線Ｓ₂ に対して垂直となり且つ外周部が所
定寸法だけ外周側へ突き出す状態で保持するワーク保持
治具とを有し、(c) 前記第１の回転ローラの成形溝の底
面に前記円板状素材の外周縁が当接する状態で相対的に
押圧しながらその第１の回転ローラおよび円板状素材を
それぞれ中心線Ｓ₁ 、Ｓ₂ まわりに回転させて、その円
板状素材の外周部をその成形溝の断面形状に沿って増肉
するもので、(d) 前記成形溝の第１側壁面は、前記第１
の回転ローラの中心線Ｓ₁ まわりにおいて前記円板状素
材が押圧される側の部分において、前記底面から開口側
へ向かうに従って前記ワーク保持治具の中心線Ｓ₂ と直
角な方向に対して０°より大きい傾斜角度α₁ で拡開す
るように設けられており、(e) 前記円板状素材の外周縁
を前記成形溝の底面に当接させて押圧することにより、
その円板状素材の外周部を前記第１側壁面側へ凸となる
ように撓み変形（曲げ変形）させ、その第１側壁面およ
び前記第２側壁面から共に離間する状態でその円板状素
材が座屈して折れ曲がることなく両面側へ増肉するよう
に押圧力を調整して増肉成形するように構成される。な
お、円板状素材の一方の面を成形溝の一方の側壁面に沿
って曲げ変形させながらそれ等を密着させた状態で、他
方の面側へのみ増肉するように塑性変形させるようにし
ても良いなど、種々の態様を採用できる。

【００１５】上記ワーク保持治具は、第１増肉成形工程
で外周部が増肉成形された円板状素材を保持したまま、
第２増肉成形工程でも使用されるように構成することが
望ましい。すなわち、ワーク保持治具のまわりに、第１
増肉成形工程で使用する第１の回転ローラおよび第２増
肉成形工程で使用する第２の回転ローラをそれぞれ配設
し、例えばそのワーク保持治具を直線移動させてそれ等
の第１の回転ローラや第２の回転ローラに接近させるこ
とにより増肉成形を行うのである。

【００１６】ワーク保持治具は、その中心線Ｓ₂ すなわ
ち円板状素材の中心線が、例えば第１の回転ローラの中
心線Ｓ₁ と平行になる姿勢で配設され、それ等の中心線
Ｓ₁、Ｓ₂ と直角で且つ中心線Ｓ₁ 、Ｓ₂ を結ぶ直線に
沿って相対移動させて増肉成形するように構成される
が、中心線Ｓ₁ およびＳ₂ が、共通の一平面内において
互いに傾斜する姿勢で配置し、直線移動或いは円弧移動
など所定の移動経路に沿って接近させて増肉成形するこ
ともできる。中心線Ｓ₁ 、Ｓ₂ が平行の場合、傾斜させ
る場合に比較して回転駆動装置などを接近して配置する
ことが可能で装置がコンパクトに構成される。第２の回
転ローラとワーク保持治具との位置関係についても同様
である。

【００１７】円板状素材は、成形溝の底面に押圧される
外周縁から増肉されるが、この増肉現象は、押圧力だけ
でなく、回転ローラの回転数、成形溝の表面の摩擦係
数、円板状素材の弾性係数、潤滑剤の有無、温度、湿度
などに影響される。また、増肉が進行してワーク保持治
具からの円板状素材の突出寸法が短くなるに従って座屈
し難くなるため、回転ローラの回転速度等の他の成形条
件が同じであれば押圧力を大きくすることができる。し
たがって、円板状素材の外周部が第１側壁面側へ凸とな
るように撓み変形した状態で増肉成形するための押圧力
の制御は、変位センサなどで変形状態を監視しながら、
座屈や側壁面への接触を回避しつつ最も効率良く増肉で
きる所定の変形状態となるように逐次押圧力を調整する
ことが望ましい。また、予め実験などで適切に増肉成形
できる一定の押圧力、或いは押圧力の変化パターンを求
めておいて、その一定の押圧力や変化パターンに従って
制御するようにしても良い。押圧力の制御は、例えば電
動モータで押圧する場合にはモータトルクで制御できる
し、油圧シリンダ等の流体圧シリンダで押圧する場合は
流体圧で制御できるが、押圧力は、回転ローラと円板状
素材とを接近させる接近速度に関連して変化するため、
押圧力の代わりに接近速度を制御するようにしても良
い。第２増肉成形工程についても同様である。

【００１８】第１増肉成形工程および第２増肉成形工程
における増肉成形は、円板状素材の外周縁を回転ローラ
の成形溝の底面に当接させた状態で、両者を相対回転さ
せながら相対的に接近させて行われるが、円板状素材は
増肉成形の進行に伴って径寸法が変化するため、円板状
素材（ワーク保持治具）および回転ローラの一方を回転
駆動して他方を連れ回りさせるようにすることが望まし
いが、相対的な回転速度を逐次変化させるなどして両者
を共に回転駆動することも可能である。また、両者の接
近は、何れか一方だけを移動させる方が構造が簡単であ
るが、両方を移動させるようにしても良い。

【００１９】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は、本発明方法に従って増肉成形
できる増肉成形装置１０の概略構成図で、ベアリング等
を有する回転支持装置１２により略垂直な中心線Ｓ₁ ま
わりの回転可能に支持された回転ローラ１４と、板厚ｔ
が略一定の平坦な円板状素材１６を中心線Ｓ₁ と平行な
中心線Ｓ₂ と同心で且つその中心線Ｓ₂ に対して垂直と
なる姿勢、すなわち略水平な姿勢で保持するワーク保持
治具１８と、ベアリング等を有する回転支持装置６０に
より中心線Ｓ₂ と平行な中心線Ｓ₃ まわりの回転可能に
支持された回転ローラ６２とを備えており、一対の回転
ローラ１４および６２はワーク保持治具１８を挟んで互
いに反対側に配設されている。ワーク保持治具１８は、
電動モータ等の回転駆動装置２０によって中心線Ｓ₂ ま
わりに回転駆動されるとともに、接近離間装置２２によ
り、回転駆動装置２０と共に中心線Ｓ ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ と
直角な水平方向であって中心線Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ を結ぶ
一直線方向（図１における左右方向）へ直線移動させら
れ、回転ローラ１４、６２に対してそれぞれ接近・離間
させられることにより、それ等の回転ローラ１４、６２
を連れ廻りさせながら円板状素材１６の外周部１６ａを
塑性変形させて所定形状に増肉成形する。なお、回転ロ
ーラ１４、６２についても、電動モータ等の回転駆動装
置で中心線Ｓ₁ 、Ｓ₃ まわりに所定の回転速度で回転駆
動するようにしても良いし、接近離間装置２２を回転ロ
ーラ１４、６２側、または両方に設けるようにしても良
い。

【００２０】上記回転ローラ１４は第１の回転ローラに
相当し、その回転ローラ１４による増肉成形が第１増肉
成形工程で、他方の回転ローラ６２による増肉成形に先
立って行われる。図２は、その回転ローラ１４による増
肉成形の開始時における要部拡大断面図で、図３はその
増肉成形の成形過程を説明する図で、(a) 〜(g) は何れ
も前記中心線Ｓ₁ 、Ｓ₂ を含む一平面における断面図で
ある。また、図２は、図３の(d) の工程（状態）の拡大
図で各部材は何れも断面であるが、符号等を明確にする
ため断面のハッチが省略されている。

【００２１】回転ローラ１４の外周面２４には、断面が
略Ｖ字形状の成形溝２６が中心線Ｓ ₁ まわりにおいて同
一断面になるように環状に設けられており、その成形溝
２６は、図２から明らかなように開口側へ向かうに従っ
て幅寸法が大きくなるように拡開する一対の第１側壁面
２８および第２側壁面３０と、それ等の第１側壁面２８
および第２側壁面３０にそれぞれＲ部を介して滑らかに
接続された底面３２とから構成されている。上側の第１
側壁面２８の中心線Ｓ₁ と直角な方向に対する傾斜角度
α₁ は０°より大きい角度で任意に定められ、下側の第
２側壁面３０の中心線Ｓ₁ と直角な方向に対する傾斜角
度α₂ は０°より大きい角度で任意に定められる。この
ように側壁面２８、３０が傾斜して設けられることによ
り、回転によって生じる回転ローラ１４の回転中心側と
外側との周速度の差に伴って発生する外側の方の摩擦に
よる発熱が緩和され、発熱により円板状素材１６の材料
特性等が変化して増肉に影響することが防止される。ま
た、底面３２は、円板状素材１６の板厚ｔと略同じ幅寸
法で、円板状素材１６の外周縁を略一定の位置に位置決
めするとともに、第１側壁面２８側が中心線Ｓ₁ に接近
するように中心線Ｓ ₁ と平行な方向から所定の傾斜角度
α₃ で傾斜させられている。

【００２２】なお、本実施例では中心線Ｓ₁ とＳ₂ とが
平行であるため、上記傾斜角度α₁、α₂ の基準線であ
る「中心線Ｓ₁ と直角な方向」は、「中心線Ｓ₂ と直角
な方向」と同じ意義を有する。また、中心線Ｓ₁ まわり
において特に区別する必要はないが、傾斜角度α₃ につ
いて中心線Ｓ₂ を基準にして定めると、中心線Ｓ₁ まわ
りにおいて円板状素材１６が押圧される側、すなわち図
２の右側の部分において、第１側壁面２８側が中心線Ｓ
₂ から離間するように、その中心線Ｓ₂ と平行な方向か
ら傾斜角度α₃ で傾斜させられることになる。

【００２３】ワーク保持治具１８は、外径寸法が略等し
い円形の一対の挟圧部材３４、３６により円板状素材１
６の内周側部分を上下から挟圧して保持するもので、円
板状素材１６は、その外周部１６ａが初期状態において
所定寸法ａだけ挟圧部材３４、３６から外周側へ突き出
している。また、円板状素材１６は、中心線Ｓ₂ と平行
な方向すなわち上下方向において、前記成形溝２６の第
１側壁面２８側の開口端と略同じ位置、厳密には円板状
素材１６の上面が第１側壁面２８に当接する位置に保持
されるようになっている。したがって、このように円板
状素材１６を保持したワーク保持治具１８が回転駆動装
置２０と共に接近離間装置２２によって回転ローラ１４
に接近させられると、図３の(a) 〜(d) に示すように円
板状素材１６の外周縁は第１側壁面２８に摺接しつつ下
方へ変位して底面３２に当接させられ、円板状素材１６
のワーク保持治具１８から外周側へ突き出す外周部１６
ａは、第１側壁面２８側へ凸となるように撓み変形させ
られる。

【００２４】ここで、前記傾斜角度α₃ は、図２に示す
ように円板状素材１６の外周縁が成形溝２６の底面３２
に当接した状態において、円板状素材１６がワーク保持
治具１８によって保持されている最外周部における板厚
中心Ｐ₁ と、底面３２の中心位置Ｐ₂ とを結んだ直線Ｌ
に対して、第１側壁面２８側の交差角度α₅ が９０°以
上になるように定められており、円板状素材１６の外周
縁近傍部分が底面３２に対して略垂直に当接して押圧さ
れるようになっている。また、本実施例では、底面３２
と第１側壁面２８との交差角度α₄ が約９０°になるよ
うに設定されている。

【００２５】前記接近離間装置２２は、例えば電動モー
タによって送りねじを回転駆動することにより、ボール
ナット等を介して送りねじに螺合された回転駆動装置２
０を直線移動させるように構成されており、回転ローラ
１４の成形溝２６内に円板状素材１６の外周部１６ａを
押圧して増肉成形する際のモータトルク、すなわち押圧
力Ｆ₁ は、図３の(d) 〜(g) に示すように円板状素材１
６の外周部１６ａが側壁面２８、３０から共に離間する
状態で且つ第２側壁面３０側へ座屈する（折れ曲がる）
ことなく効率良く両面側へ増肉するように、予め実験な
どで求められたトルクパターンに従って図示しない制御
装置により制御される。モータトルクの代わりに移動速
度を所定の速度パターンに従って制御するようにしても
良い。また、外周部１６ａの撓み変形状態を非接触式等
の変位センサで検出し、所定の変形状態で増肉成形が行
われるようにモータトルクや移動速度をフィードバック
制御するようにしても良い。

【００２６】回転駆動装置２０は、図３の(a) 〜(g) の
全工程でワーク保持治具１８を予め定められた一定速度
で回転駆動するものでも良いが、予め定められた速度パ
ターンに従って変化させるなど、所定の制御条件に従っ
て変化させることもできる。また、回転ローラ１４は、
円板状素材１６との間の摩擦により円板状素材１６の回
転に伴って中心線Ｓ₁ まわりに連れ廻りさせられる。

【００２７】図３において、(d) の工程（状態）では、
円板状素材１６は外周縁が底面３２に当接し、反力を底
面３２に垂直方向に受ける。この時、円板状素材１６の
上面１６ｂが第１側壁面２８に接触すると、第１側壁面
２８に垂直方向の力が作用して反対側、すなわち第２側
壁面３０側へ座屈する可能性があるため、円板状素材１
６が第１側壁面２８に接触しないように押圧力Ｆ₁ を制
御することが望ましい。そして、底面３２から反力を受
けている円板状素材１６の外周縁は、底面３２との相対
運動により動摩擦が生じて材料流動が生じ、図３の(e)
に示すように上面１６ｂ側および下面１６ｃ側へ増肉さ
れる。

【００２８】図３の(f) 、(g) では、増肉部分は円板状
素材１６が徐々に成形溝２６内に押し込まれていくに伴
って成長し、円板状素材１６の外周部分が成形溝２６の
断面形状に沿って増肉されることにより、外周縁程薄肉
で下面側へ偏った断面が略三角形の増肉部４０ａを有す
る第１中間部品４０が製造される。回転ローラ１４によ
る円板状素材１６の増肉現象は、円板状素材１６を回転
ローラ１４の成形溝２６内に挿入する方向に働く押圧力
Ｆ₁ と、回転ローラ１４の回転速度、成形溝２６の表面
の摩擦係数、円板状素材１６の弾性係数、潤滑剤の有
無、温度、湿度等の関係から成立する。増肉現象が始ま
ると、円板状素材１６の外周部１６ａの突出寸法ａが徐
々に減少するため、座屈は起き難くなるので、円板状素
材１６を成形溝２６内に押し込む量（押圧力Ｆ₁ や移動
速度）を増加させて増肉を促進することができる。すな
わち、図３の(d) の状態において、他方向（下方）への
座屈を防止できれば、増肉が進むにつれて座屈の要因が
減少していくのである。

【００２９】なお、図３の(a) 〜(d) では、円板状素材
１６を回転ローラ１４の第１側壁面２８に沿って撓み変
形させながら挿入しているが、このようにすることによ
り、円板状素材１６を一方向に強制的に撓んだ状態（上
方への凸状態）に設定でき、他方向への撓み（下方への
凸状態）を防止できる。撓み量は、円板状素材１６の材
質等によって決定される。また、本実施例においては、
第１側壁面２８に沿わせることで、円板状素材１６を一
方向に撓んだ状態にしているが、直接的に円板状素材１
６を底面３２に当てつつ、回転ローラ１４またはワーク
保持治具１８を上下方向（中心線Ｓ₁ 、Ｓ₂ と平行な方
向）に移動させて、円板状素材１６を一方向に撓んだ状
態にしても同様の効果を得ることができる。

【００３０】このように、回転ローラ１４によって外周
部１６ａが増肉成形された図３(g)の第１中間部品４０
は、前記回転ローラ６２などを用いて更に増肉成形され
る。回転ローラ６２は第２の回転ローラに相当し、その
回転ローラ６２による増肉成形が第２増肉成形工程であ
る。図４は、その回転ローラ６２の成形溝６４を拡大し
て示す断面図で、図５はその回転ローラ６２による増肉
成形の成形過程を説明する図で、(a) 〜(d) は何れも前
記中心線Ｓ₂ 、Ｓ₃ を含む一平面における断面図であ
る。

【００３１】回転ローラ６２の成形溝６４は、断面が略
Ｕ字形状を成して外周面６６に開口しているとともに、
中心線Ｓ₃ まわりにおいて同一断面になるように環状に
設けられており、開口側へ向かうに従って僅かに幅寸法
が大きくなるように上下に拡開する一対の第１側壁面６
８および第２側壁面７０と、それ等の第１側壁面６８お
よび第２側壁面７０にそれぞれＲ部を介して滑らかに接
続された底面７２とを備えている。中心線Ｓ₃ と直角な
方向に対する上側の第１側壁面６８の上方への傾斜角度
は０°より少し大きいとともに、中心線Ｓ₃ と直角な方
向に対する下側の第２側壁面７０の下方への傾斜角度は
０°より少し大きく、中心線Ｓ₃ と略平行な底面７２に
対して略対称的に設けられている。このように側壁面６
８、７０が傾斜して設けられることにより、回転によっ
て生じる回転ローラ６２の回転中心側と外側との周速度
の差に伴って発生する外側の方の摩擦による発熱が緩和
され、発熱により第１中間部品４０の材料特性等が変化
して増肉に影響することが防止される。

【００３２】また、下側の第２側壁面７０の開口側部分
には、第２側壁面７０の傾斜角度よりも大きな傾斜角度
で下方へ傾斜する戻し傾斜面７４が設けられ、図５の
(a) 〜(c) に示すように、第１中間部品４０の外周部に
相対的に接近させられる際に、下方へ曲げ変形されてい
る前記増肉部４０ａの下面と係合させられて、その増肉
部４０ａを上方へ戻し変形させながら成形溝６４内へ導
くようになっている。戻し傾斜面７４は、中心線Ｓ₃ を
含む断面形状において図４に示すように一直線になるテ
ーパ面であるが、傾斜角度が徐々に大きくなる凸Ｒ形状
とすることも可能である。

【００３３】そして、前記回転駆動装置２０により第１
中間部品４０を中心線Ｓ₁ まわりに回転駆動しながら、
前記接近離間装置２２により第１中間部品４０の外周
部、すなわち増肉部４０ａを回転ローラ６２の成形溝６
４内に所定の押圧力Ｆ₂ で押圧し、その増肉部４０ａを
上方へ戻し変形させながら三角形の先端側を潰して増肉
成形することにより、図５の(d) に示すように成形溝６
４に対応する断面が略四角形の矩形増肉部７６ａを有す
る第２中間部品７６が得られる。この時の押圧力Ｆ₂ す
なわちモータトルクは、増肉部４０ａの根元が座屈する
（折れ曲がる）ことなく効率良く増肉するように、予め
実験などで求められたトルクパターン（一定のトルク値
の場合を含む）に従って図示しない制御装置により制御
される。回転ローラ６２による第１中間部品４０の増肉
部４０ａの増肉現象は、押圧力Ｆ₂と第１中間部品４０
の回転速度、成形溝６４の表面の摩擦係数、増肉部４０
ａの弾性係数、潤滑剤の有無、温度、湿度等の関係から
成立するため、それ等をパラメータとして上記トルクパ
ターンを設定することもできる。また、増肉現象が始ま
ると、ワーク保持治具１８からの増肉部４０ａの突出寸
法が徐々に減少するため、座屈が起き難くなり、押圧力
Ｆ₂ を増加させて増肉を促進することもできる。モータ
トルクの代わりに移動速度を所定の速度パターンに従っ
て制御するようにしても良いし、増肉部４０ａの根元の
撓み変形状態を非接触式等の変位センサで検出し、座屈
しないように監視しながらモータトルクや移動速度を制
御するようにしても良い。

【００３４】回転駆動装置２０は、図５の(a) 〜(d) の
全工程でワーク保持治具１８を予め定められた一定速度
で回転駆動するものでも良いが、予め定められた速度パ
ターンに従って変化させるなど、所定の制御条件に従っ
て変化させることもできる。また、回転ローラ６２は、
第１中間部品４０の増肉部４０ａとの間の摩擦により第
１中間部品４０の回転に伴って中心線Ｓ₃ まわりに連れ
廻りさせられる。

【００３５】その後、第２中間部品７６の矩形増肉部７
６ａに整形用の仕上げ鍛造を行ったり所定の切削加工を
行ったりすることにより、図６の(a) に示すように外周
に厚肉の円筒部８２ａを有するプレート８２が得られ、
その円筒部８２ａの外周面に転造加工、切削加工などに
より歯部（リングギヤ）８２ｂを形成すれば、図６の
(b) に示す目的とするドライブプレート８４が得られ
る。ドライブプレート８４は、自動車のエンジンを始動
させるスタータ（ピニオンギヤ）が歯部８２ｂに噛み合
うことにより、発生する回転力を中央の平坦部にボルト
結合されたエンジンのクランク軸に伝達するものであ
る。また、ドライブプレート８４は、自動変速機におい
ては、クランク軸とトルクコンバータとの間に配置さ
れ、クランク軸と連結したエンジンの移動やトルクコン
バータとの連結のずれを吸収する機能を備えているもの
である。図６のプレート８２は、図５の(d) の状態の第
２中間部品７６に対して上下反転した状態である。

【００３６】このような増肉成形方法によれば、回転ロ
ーラ１４による増肉成形により円板状素材１６の外周部
１６ａを中心線Ｓ₂ に対して直角な方向から下方へ傾斜
するように曲げ変形させた状態で増肉する一方、その後
の増肉成形では、下方へ傾斜させられた増肉部４０ａと
係合させられてその下方への曲げを戻す戻し傾斜面７４
が設けられた回転ローラ６２を用いて、その増肉部４０
ａを上方へ起こしながら成形溝６４内へ案内して更に増
肉成形するため、増肉部４０ａの傾斜を戻すだけの戻し
工程を実施することなく連続して増肉成形が行われるこ
とになり、製造コストが低減される。

【００３７】また、戻し傾斜面７４によって増肉部４０
ａの傾斜（曲げ変形）を戻すようにしているため、増肉
部４０ａの先端と成形溝６４の底面７２との当接位置と
押圧平面とのオフセット寸法Ｑ（図５(c) 参照）が小さ
くなり、増肉部４０ａの根元の折れ曲がりが抑制されて
良好に増肉成形できるようになる。

【００３８】一方、本実施例では、回転ローラ１４によ
る増肉成形において、円板状素材１６のワーク保持治具
１８から突き出す外周部１６ａを、第１側壁面２８側へ
凸となるように撓み変形させ、その第１側壁面２８およ
び第２側壁面３０から共に離間する状態で、座屈して折
れ曲がることなく両面側へ増肉するように押圧力Ｆ₁を
調整して増肉成形するため、座屈を回避しつつ能率良く
増肉成形できる適切な押圧力Ｆ₁ に容易に調整できる。

【００３９】また、第１側壁面２８および第２側壁面３
０に接触しないように増肉成形されるため、それ等の側
壁面２８、３０の形状、すなわち増肉成形後の増肉部４
０ａの形状は、円板状素材１６の撓み変形を阻害しない
範囲で自由に設計でき、形状の設計の自由度が高い。

【００４０】また、成形溝２６の底面３２は、第１側壁
面２８側が回転ローラ１４の中心線Ｓ₁ に接近するよう
にその中心線Ｓ₁ と平行な方向から傾斜角度α₃ で傾斜
させられているため、円板状素材１６の外周部１６ａは
第１側壁面２８側へ安定して撓み変形させられる。

【００４１】また、ワーク保持治具１８は中心線Ｓ₂ と
平行な方向において成形溝２６の第１側壁面２８と同じ
位置で円板状素材１６を保持するようになっている一
方、ワーク保持治具１８を中心線Ｓ₂ と直角な方向へ移
動させて増肉成形するため、図３の(g) に示すように中
心線Ｓ₂ と平行な方向においてワーク保持治具１８によ
る円板状素材１６の保持位置と略同じ位置まで増肉が進
行すると、円板状素材１６の下面１６ｃ側へ増肉した形
状になり、増肉部４０ａを折り曲げることなく図６の
(a) のプレート８２のように一方の面側に偏った円筒部
（厚肉部）８２ａを設けることができる。

【００４２】また、中心線Ｓ₁ 、Ｓ₂ が平行であるた
め、例えば図７に示すように共通の一平面内において中
心線Ｓ₁ が中心線Ｓ₂ に対して傾斜した回転ローラ５０
を用いる場合に比較して、前記回転駆動装置２０や回転
支持装置１２などを接近して配置することが可能で装置
がコンパクトに構成される。回転ローラ５０には、中心
線Ｓ₁ まわりにおいて前記円板状素材１６が押圧される
側（図７の右側）の断面形状が前記成形溝２６と略同じ
になる成形溝５２が中心線Ｓ₁ まわりにおいて同一断面
となるように環状に設けられている。回転ローラ６２に
ついても、図７の回転ローラ５０と同様に構成、配置す
ることができる。

【００４３】また、成形溝２６の底面３２の傾斜角度α
₃ は、図３の(d) に示すように円板状素材１６の外周部
１６ａが撓み変形させられて底面３２に当接させられた
状態において、その外周部１６ａの外周縁近傍部分に対
して略垂直になるように定められているため、押圧によ
る底面３２からの反力が円板状素材１６の外周縁に略均
等に作用し、外周部１６ａの姿勢が安定して両面側へ良
好に増肉が行われる。

【００４４】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加
えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に従って増肉成形が行われる増肉成
形装置の一例を説明する概略図である。

【図２】図１の増肉成形装置において第１の回転ローラ
の成形溝の底面に円板状素材の外周縁が当接した状態を
示す図である。

【図３】第１の回転ローラで増肉成形が行われる際の作
動（工程）を説明する図である。

【図４】第１の回転ローラによる増肉成形に続いて増肉
成形を行う第２の回転ローラの成形溝形状を拡大して示
す断面図である。

【図５】第２の回転ローラで増肉成形が行われる際の作
動（工程）を説明する図である。

【図６】第２の回転ローラで増肉成形が行われた後、目
的とするドライブプレートを得るまでの後工程を説明す
る図である。

【図７】第１の回転ローラの構成、配設形態の別の例を
説明する図である。

【図８】第２の回転ローラで増肉する従来例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１４、５０：回転ローラ（第１の回転ローラ） １
６：円板状素材 １６ａ：外周部 ２６、５２、６
４：成形溝 ６２：回転ローラ（第２の回転ローラ）
７４：戻し傾斜面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転ローラの成形溝内に円板状素材の外
   周部を挿入して相対的に押圧しながら該回転ローラおよ
   び該円板状素材をそれぞれ中心線まわりに回転させるこ
   とにより、該円板状素材の外周部を塑性変形させて該成
   形溝に対応する所定形状に増肉する増肉成形方法におい
   て、 第１の回転ローラを用いて、前記円板状素材の外周部を
   中心線に対して直角な方向から傾斜するように曲げ変形
   させた状態で増肉する第１増肉成形工程と、 前記成形溝の開口部に、前記第１増肉成形工程で傾斜さ
   せられた前記円板状素材の外周部と係合させられて該傾
   斜を戻す戻し傾斜面が設けられた単一の第２の回転ロー
   ラを用いて、該外周部を戻し変形させながら更に増肉し
   て成形する第２増肉成形工程と、 を有することを特徴とする円板状素材の増肉成形方法。
2. 【請求項２】 前記第１の回転ローラの成形溝は、開口
   側へ向かうに従って幅寸法が大きくなるように拡開する
   断面が略Ｖ字形状を成しており、前記第１増肉成形工程
   では、該Ｖ字形状の成形溝により前記円板状素材の外周
   部を外周縁程薄肉になる断面が略三角形になるように増
   肉成形する一方、 前記第２の回転ローラの成形溝は、断面が略Ｕ字形状を
   成しているとともに一方の側壁の開口側部分に前記戻し
   傾斜面が設けられており、前記第２増肉成形工程では、
   該Ｕ字形状の成形溝により前記三角形の先端側を潰して
   断面が略四角形になるように増肉成形することを特徴と
   する請求項１に記載の円板状素材の増肉成形方法。