JP2826255B2 - 両端支持形ギヤ付きシャフトの製造方法 - Google Patents
両端支持形ギヤ付きシャフトの製造方法Info
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- JP2826255B2 JP2826255B2 JP18502293A JP18502293A JP2826255B2 JP 2826255 B2 JP2826255 B2 JP 2826255B2 JP 18502293 A JP18502293 A JP 18502293A JP 18502293 A JP18502293 A JP 18502293A JP 2826255 B2 JP2826255 B2 JP 2826255B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は両端支持形ギヤ付きシャ
フトの製造方法に係り、特にスタータモータ（機関始動
装置）等に利用するのに好適な両端支持形ギヤ付きアー
マチャシャフトの製造方法に関する。
フトの製造方法に係り、特にスタータモータ（機関始動
装置）等に利用するのに好適な両端支持形ギヤ付きアー
マチャシャフトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来の両端支持形ギヤ付きシャ
フトは、特開平４−４３０８号公報に記載のように、ブ
ランクを鍛造で成形した後に切削加工でギヤを形成して
いた。
フトは、特開平４−４３０８号公報に記載のように、ブ
ランクを鍛造で成形した後に切削加工でギヤを形成して
いた。
【０００３】また、特開平２−３０３６４８号公報に記
載の従来技術では、一端にベアリング支承部を有し、他
端にギヤ部を有し、このギヤ部に続いてもう１つのベア
リング支承部を設けたアーマチャシャフトの製造方法に
おいて、ギヤ部を冷間鍛造で成形することが提案されて
いる。この製造方法を応用して両端支持形ギヤ付きシャ
フトを製造する場合は、例えば、ギヤ部をあらかじめ長
く成形し、ギヤ部を切削加工してベアリング支承部を形
成し、硬化熱処理後、両ベアリング支承部とコンミテー
タ嵌合部を研削加工の工程により製造することになる。
載の従来技術では、一端にベアリング支承部を有し、他
端にギヤ部を有し、このギヤ部に続いてもう１つのベア
リング支承部を設けたアーマチャシャフトの製造方法に
おいて、ギヤ部を冷間鍛造で成形することが提案されて
いる。この製造方法を応用して両端支持形ギヤ付きシャ
フトを製造する場合は、例えば、ギヤ部をあらかじめ長
く成形し、ギヤ部を切削加工してベアリング支承部を形
成し、硬化熱処理後、両ベアリング支承部とコンミテー
タ嵌合部を研削加工の工程により製造することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術おいては、各ベアリング支承部は片方ずつ切削・研
削され、ギヤ部とそれぞれ別工程で仕上げているので、
各ベアリング支承部とギヤ部の同軸精度が低く、両端支
持でモータに組み込んだ時に、ギヤ騒音が大きく、ギヤ
破損、ベアリングの偏摩耗など製品性能上の問題を生じ
ていた。また上述したように、両ベアリング支承部は２
箇所同時に切削又は研削できないため、加工工数が大で
高価な加工機も多数必要となり、コスト高となってい
た。
技術おいては、各ベアリング支承部は片方ずつ切削・研
削され、ギヤ部とそれぞれ別工程で仕上げているので、
各ベアリング支承部とギヤ部の同軸精度が低く、両端支
持でモータに組み込んだ時に、ギヤ騒音が大きく、ギヤ
破損、ベアリングの偏摩耗など製品性能上の問題を生じ
ていた。また上述したように、両ベアリング支承部は２
箇所同時に切削又は研削できないため、加工工数が大で
高価な加工機も多数必要となり、コスト高となってい
た。
【０００５】本発明の目的は、シャフトの同軸精度、特
に両ベアリング支承部とギヤ部の同軸度を向上し、かつ
外周部の無研削化により製造工程の合理化を図り得る両
端支持形ギヤ付きシャフトの製造方法及び両端支持形ギ
ヤ付きアーマチャシャフトの製造方法を提供することに
ある。
に両ベアリング支承部とギヤ部の同軸度を向上し、かつ
外周部の無研削化により製造工程の合理化を図り得る両
端支持形ギヤ付きシャフトの製造方法及び両端支持形ギ
ヤ付きアーマチャシャフトの製造方法を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、両端にベアリング支承部を有し、該支承
部の一方に続いてギヤ部を設けた両端支持形ギヤ付きシ
ャフトの製造方法において、（ａ）棒状のブランクを冷
間鍛造し、両端に軸部を有し、該両端軸部の一方に続い
て鍔部を設けた鍔付ブランクに成形する第１工程と；
（ｂ）前記第１工程で得られた鍔付ブランクの少なくと
も両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で同時に冷間
鍛造して、これらを直接前記両ベアリング支承部とギヤ
部に仕上げる第２工程と；（ｃ）前記第２工程で得られ
たブランクを硬化熱処理する第３工程と；を有すること
を特徴とするものである。
に、本発明は、両端にベアリング支承部を有し、該支承
部の一方に続いてギヤ部を設けた両端支持形ギヤ付きシ
ャフトの製造方法において、（ａ）棒状のブランクを冷
間鍛造し、両端に軸部を有し、該両端軸部の一方に続い
て鍔部を設けた鍔付ブランクに成形する第１工程と；
（ｂ）前記第１工程で得られた鍔付ブランクの少なくと
も両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で同時に冷間
鍛造して、これらを直接前記両ベアリング支承部とギヤ
部に仕上げる第２工程と；（ｃ）前記第２工程で得られ
たブランクを硬化熱処理する第３工程と；を有すること
を特徴とするものである。
【０００７】また、本発明は、両端にベアリング支承部
を有し、該支承部の一方に続いてギヤ部を設け、該ギヤ
部と前記支承部の他方との間にコンミテータ嵌合部とア
ーマチャコア嵌合部とを設けた両端支持形ギヤ付きアー
マチャシャフトの製造方法において、（ａ）棒状のブラ
ンクを冷間鍛造し、両端に軸部を有し、該両端軸部の一
方に続いて鍔部を設けた鍔付ブランクに成形する第１工
程と；（ｂ）前記第１工程で得られた鍔付ブランクの少
なくとも両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で同時
に冷間鍛造して、これらを直接前記両ベアリング支承部
とギヤ部に仕上げる第２工程と；（ｃ）前記第２工程で
得られたブランクを硬化熱処理する第３工程と；を有す
ることを特徴とするものである。
を有し、該支承部の一方に続いてギヤ部を設け、該ギヤ
部と前記支承部の他方との間にコンミテータ嵌合部とア
ーマチャコア嵌合部とを設けた両端支持形ギヤ付きアー
マチャシャフトの製造方法において、（ａ）棒状のブラ
ンクを冷間鍛造し、両端に軸部を有し、該両端軸部の一
方に続いて鍔部を設けた鍔付ブランクに成形する第１工
程と；（ｂ）前記第１工程で得られた鍔付ブランクの少
なくとも両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で同時
に冷間鍛造して、これらを直接前記両ベアリング支承部
とギヤ部に仕上げる第２工程と；（ｃ）前記第２工程で
得られたブランクを硬化熱処理する第３工程と；を有す
ることを特徴とするものである。
【０００８】上記両端支持形ギヤ付きアーマチャシャフ
トの製造方法において、好ましくは、前記両ベアリング
支承部とギヤ部を冷間鍛造で仕上げる際に、前記コンミ
テータ嵌合部とアーマチャコア嵌合部も同じ１組の金型
内で同時に冷間鍛造で仕上げる。また、好ましくは、前
記両ベアリング支承部と、ギヤ部と、コンミテータ嵌合
部と、アーマチャコア嵌合部とを同時に冷間鍛造で仕上
げた後、前記コンミテータ嵌合部及びアーマチャコア嵌
合部に圧印痕加工する。
トの製造方法において、好ましくは、前記両ベアリング
支承部とギヤ部を冷間鍛造で仕上げる際に、前記コンミ
テータ嵌合部とアーマチャコア嵌合部も同じ１組の金型
内で同時に冷間鍛造で仕上げる。また、好ましくは、前
記両ベアリング支承部と、ギヤ部と、コンミテータ嵌合
部と、アーマチャコア嵌合部とを同時に冷間鍛造で仕上
げた後、前記コンミテータ嵌合部及びアーマチャコア嵌
合部に圧印痕加工する。
【０００９】また、好ましくは、前記硬化熱処理により
ブランクの表面に形成されたスケールをショットブラス
トで除去してもよい。
ブランクの表面に形成されたスケールをショットブラス
トで除去してもよい。
【００１０】
【作用】以上のように構成した本発明では、両端に軸部
を有し、該両端軸部の一方に続いて鍔部を設けた完成品
に近い形状にブランクを冷間鍛造し、この鍔付ブランク
の少なくとも両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で
同時に冷間鍛造して、これらを直接両ベアリング支承部
とギヤ部に仕上げることにより、これら３箇所が同時に
仕上がるためそれらをほぼ同軸にできる。また、径寸法
も金型で決まるので寸法のばらつきも極めて少なく、外
周部の研削工程も不要となる。
を有し、該両端軸部の一方に続いて鍔部を設けた完成品
に近い形状にブランクを冷間鍛造し、この鍔付ブランク
の少なくとも両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で
同時に冷間鍛造して、これらを直接両ベアリング支承部
とギヤ部に仕上げることにより、これら３箇所が同時に
仕上がるためそれらをほぼ同軸にできる。また、径寸法
も金型で決まるので寸法のばらつきも極めて少なく、外
周部の研削工程も不要となる。
【００１１】また、両ベアリング支承部とギヤ部を成形
する際に、コンミテータ嵌合部とアーマチャコア嵌合部
も同時に冷間鍛造で仕上げることにより、両ベアリング
支承部とギヤ部に加えてコンミテータ嵌合部及びアーマ
チャコア嵌合部もほぼ同軸にでき、かつこれらの研削工
程も不要となる。
する際に、コンミテータ嵌合部とアーマチャコア嵌合部
も同時に冷間鍛造で仕上げることにより、両ベアリング
支承部とギヤ部に加えてコンミテータ嵌合部及びアーマ
チャコア嵌合部もほぼ同軸にでき、かつこれらの研削工
程も不要となる。
【００１２】更に、コンミテータ嵌合部及びアーマチャ
コア嵌合部に圧印痕加工することにより、特公昭５９−
３８８６１号公報に記載の方法を用いてその圧印痕にて
アーマチャコア嵌合部及びコンミテータ嵌合部にアーマ
チャコア及びコンミテータを嵌合結合することができ
る。
コア嵌合部に圧印痕加工することにより、特公昭５９−
３８８６１号公報に記載の方法を用いてその圧印痕にて
アーマチャコア嵌合部及びコンミテータ嵌合部にアーマ
チャコア及びコンミテータを嵌合結合することができ
る。
【００１３】両ベアリング支承部をすべり軸受とする場
合には、熱処理によるスケールをショットブラストで除
去することにより、低コストでベアリング寿命を延ばす
ことができる。
合には、熱処理によるスケールをショットブラストで除
去することにより、低コストでベアリング寿命を延ばす
ことができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図６に基づ
き説明する。図１は本実施例の方法により製造される両
端支持形ギヤ付きアーマチャシャフトの一例で、アーマ
チャシャフト１５は両端にすべり軸受に回転自在で嵌合
されるベアリング支承部１及び５、回転力を伝達するギ
ヤ部２、冷間鍛造時に使用する鍔１８、アーマチャコア
を嵌合する圧印痕８を備えたアーマチャコア嵌合部３、
コンミテータを嵌合する圧印痕９を備えたコンミテータ
嵌合部４からなり、アーマチャ組立て工程で必要なセン
タ穴６及び７を両端面に有している。
き説明する。図１は本実施例の方法により製造される両
端支持形ギヤ付きアーマチャシャフトの一例で、アーマ
チャシャフト１５は両端にすべり軸受に回転自在で嵌合
されるベアリング支承部１及び５、回転力を伝達するギ
ヤ部２、冷間鍛造時に使用する鍔１８、アーマチャコア
を嵌合する圧印痕８を備えたアーマチャコア嵌合部３、
コンミテータを嵌合する圧印痕９を備えたコンミテータ
嵌合部４からなり、アーマチャ組立て工程で必要なセン
タ穴６及び７を両端面に有している。
【００１５】図２は上記アーマチャシャフト１５を用い
て構成したアーマチャロータの一例で、アーマチャロー
タ６９はアーマチャシャフト１５（鍔１８は切削除去し
ている）に積層構造のアーマチャコア７０、コンミテー
タ７１が嵌合され構成されている。図３はこのアーマチ
ャロータ６９を用いて構成した遊星減速式スタータモー
タの一例で、アーマチャロータ６９に組まれたアーマチ
ャシャフト１５はブラケット７２のすべり軸受７３及び
ピニオンシャフト７４のすべり軸受７５に嵌合され、ギ
ヤ部２は３個の遊星ギヤ７６と噛み合っている。ピニオ
ンシャフト７４には一方向クラッチ７７を介して回転す
るピニオンギヤ７８が設けられ、一方向クラッチ７７及
びピニオンギヤ７８はマグネットスイッチ７９により作
動するシフトレバー８０により前方に押出され、図示し
ないエンジンのリングギヤと噛み合う。
て構成したアーマチャロータの一例で、アーマチャロー
タ６９はアーマチャシャフト１５（鍔１８は切削除去し
ている）に積層構造のアーマチャコア７０、コンミテー
タ７１が嵌合され構成されている。図３はこのアーマチ
ャロータ６９を用いて構成した遊星減速式スタータモー
タの一例で、アーマチャロータ６９に組まれたアーマチ
ャシャフト１５はブラケット７２のすべり軸受７３及び
ピニオンシャフト７４のすべり軸受７５に嵌合され、ギ
ヤ部２は３個の遊星ギヤ７６と噛み合っている。ピニオ
ンシャフト７４には一方向クラッチ７７を介して回転す
るピニオンギヤ７８が設けられ、一方向クラッチ７７及
びピニオンギヤ７８はマグネットスイッチ７９により作
動するシフトレバー８０により前方に押出され、図示し
ないエンジンのリングギヤと噛み合う。
【００１６】図４はアーマチャシャフト１５の製造工程
の一例を示す。まず、ＳＣＭ４１５等の肌焼き鋼のコイ
ル材３０を多段パーツフォマーに供給し、コイル材３０
を所要長さに切断し素材１０を得る。多段パーツフォマ
ーは、コイル材３０を切断する切断装置を有すると共
に、同時に開閉する複数段、例えば４段の金型装置を内
蔵したものであり、切断装置で得られた素材１０はこれ
ら金型装置に順次送られて冷間鍛造され（途中工程は図
示せず）、両端軸部１ａ，５ａ、中間軸部３ａ，４ａ及
び鍔部１８ａを有したブランク１１とされる。このよう
にブランク１１をパーツフォマーで冷間鍛造することに
より、安定した精度のブランク１１を歩留まり良く安価
に製造することができる。
の一例を示す。まず、ＳＣＭ４１５等の肌焼き鋼のコイ
ル材３０を多段パーツフォマーに供給し、コイル材３０
を所要長さに切断し素材１０を得る。多段パーツフォマ
ーは、コイル材３０を切断する切断装置を有すると共
に、同時に開閉する複数段、例えば４段の金型装置を内
蔵したものであり、切断装置で得られた素材１０はこれ
ら金型装置に順次送られて冷間鍛造され（途中工程は図
示せず）、両端軸部１ａ，５ａ、中間軸部３ａ，４ａ及
び鍔部１８ａを有したブランク１１とされる。このよう
にブランク１１をパーツフォマーで冷間鍛造することに
より、安定した精度のブランク１１を歩留まり良く安価
に製造することができる。
【００１７】ブランク１１は次に軟化の目的で工程３２
で焼鈍し、工程３３でボンデ処理を行ない、冷間鍛造工
程３４で油圧プレスを用い図５及び図６に示すような金
型で両ベアリング支承部１，５、ギヤ部２、アーマチャ
コア嵌合部３、コンミテータ嵌合部４を同時に成形仕上
し、シャフト１２を得る。このとき、センタ穴６，７も
型内で成形する。この成形工程については後に詳しく説
明する。冷間鍛造工程３４で成形されるシャフト１２は
切断時の体積ばらつきによる余肉分をベアリング支承部
１の軸方向長さに持っているので、工程３５でベアリン
グ支承部１の端面１６を切削加工で除去調整して、シャ
フト１３を得る。また、アーマチャシャフトが例えば止
め輪係止用の溝を有する場合、この工程３５でその溝を
加工してもよい。更に、必要に応じ鍔１８を除去しても
よい。
で焼鈍し、工程３３でボンデ処理を行ない、冷間鍛造工
程３４で油圧プレスを用い図５及び図６に示すような金
型で両ベアリング支承部１，５、ギヤ部２、アーマチャ
コア嵌合部３、コンミテータ嵌合部４を同時に成形仕上
し、シャフト１２を得る。このとき、センタ穴６，７も
型内で成形する。この成形工程については後に詳しく説
明する。冷間鍛造工程３４で成形されるシャフト１２は
切断時の体積ばらつきによる余肉分をベアリング支承部
１の軸方向長さに持っているので、工程３５でベアリン
グ支承部１の端面１６を切削加工で除去調整して、シャ
フト１３を得る。また、アーマチャシャフトが例えば止
め輪係止用の溝を有する場合、この工程３５でその溝を
加工してもよい。更に、必要に応じ鍔１８を除去しても
よい。
【００１８】次に、特公昭５９−３８８６１号公報に記
載のような圧印痕８及び９をアーマチャコア嵌合部３、
コンミテータ嵌合部４に同時に成形してシャフト１４を
得る。さらにシャフト１４を工程３７に送り、浸炭焼入
を行なう。このとき、極表層に硬いスケールが形成さ
れ、摺動性を害することがあるので、工程３８で両ベア
リング支承部１，５にガラスビーズ等の投射材４０を用
いてショットブラストを行い、スケールを除去する。シ
ョットブラストに代え、ブラシによりスケール除去を行
なっても良い。このようにして上記のアーマチャシャフ
ト１５が得られる。
載のような圧印痕８及び９をアーマチャコア嵌合部３、
コンミテータ嵌合部４に同時に成形してシャフト１４を
得る。さらにシャフト１４を工程３７に送り、浸炭焼入
を行なう。このとき、極表層に硬いスケールが形成さ
れ、摺動性を害することがあるので、工程３８で両ベア
リング支承部１，５にガラスビーズ等の投射材４０を用
いてショットブラストを行い、スケールを除去する。シ
ョットブラストに代え、ブラシによりスケール除去を行
なっても良い。このようにして上記のアーマチャシャフ
ト１５が得られる。
【００１９】なお、上記実施例ではシャフト材質にＳＣ
Ｍ４１５等の肌焼き鋼のコイル材３０を用いたが、それ
に代えＳ３５Ｃ、Ｓ３８Ｃ、ＳＣＭ４３５等を用い、上
記浸炭焼入３７に代えて両ベアリング支承部１，５、ギ
ヤ部２を高周波焼入れしても差し支えなく、この場合も
スケールが付着するときには、上記の方法でスケール除
去すると良い。
Ｍ４１５等の肌焼き鋼のコイル材３０を用いたが、それ
に代えＳ３５Ｃ、Ｓ３８Ｃ、ＳＣＭ４３５等を用い、上
記浸炭焼入３７に代えて両ベアリング支承部１，５、ギ
ヤ部２を高周波焼入れしても差し支えなく、この場合も
スケールが付着するときには、上記の方法でスケール除
去すると良い。
【００２０】また、焼入れにより寸法膨張が生じるが、
焼入れ条件が同じならその量は一定であるから、始めか
らその量を見込んでおけば良く、焼き曲がりについて
は、両端部での曲がりは微小であり、特に、高周波焼入
れによれば熱処理しない部分は曲がりが生じないため焼
き曲がりを考慮しなくてよい。
焼入れ条件が同じならその量は一定であるから、始めか
らその量を見込んでおけば良く、焼き曲がりについて
は、両端部での曲がりは微小であり、特に、高周波焼入
れによれば熱処理しない部分は曲がりが生じないため焼
き曲がりを考慮しなくてよい。
【００２１】図５及び図６により冷間鍛造工程３４での
成形工程を説明する。図５はブランク１１を金型内に挿
入後、プレス成形する前の状態を示しており、図６は主
プレス下死点位置で主プレス成形が完了し、副プレス成
形前の状態を示す。
成形工程を説明する。図５はブランク１１を金型内に挿
入後、プレス成形する前の状態を示しており、図６は主
プレス下死点位置で主プレス成形が完了し、副プレス成
形前の状態を示す。
【００２２】下型はダイス（Ａ）５３とダイス（Ａ）５
３に圧入嵌合されたリングパンチ５２とダイス（Ｂ）５
４とからなり、リングパンチ５２はアーマチャコア嵌合
部３を成形する型部４５を有し、ダイス（Ｂ）５４はコ
ンミテータ嵌合部４、ベアリング支承部５を成形する型
部４６，４７を有している。これら型部４５，４６，４
７の径はブランク１１の軸部３ａ，４ａ，５ａの径（本
実施例ではそれぞれ１６ｍｍ，１２．５ｍｍ，１１ｍ
ｍ）より０．０２〜０．１２ｍｍ程度大とされる。ダイ
ス（Ａ）５３及びダイス（Ｂ）５４は、実際にはそれぞ
れ複数のパーツを組合わせてなる多重ばめされたダイス
構造を有している。ダイス（Ｂ）５４にはセンタ部５６
を有した下部センタピン５５がスライド可能に嵌合され
ている。ダイス（Ｂ）５４の下にはダイスシキ２０があ
り、これら下型はプレスボルスタ側に締結されたホルダ
２１，２２により、嵌合された型面に成形中にも隙間が
生じないように締結されている。ホルダ２２はホルダ２
１上にねじ部２１Ａ，２２Ａにより締結されている。
３に圧入嵌合されたリングパンチ５２とダイス（Ｂ）５
４とからなり、リングパンチ５２はアーマチャコア嵌合
部３を成形する型部４５を有し、ダイス（Ｂ）５４はコ
ンミテータ嵌合部４、ベアリング支承部５を成形する型
部４６，４７を有している。これら型部４５，４６，４
７の径はブランク１１の軸部３ａ，４ａ，５ａの径（本
実施例ではそれぞれ１６ｍｍ，１２．５ｍｍ，１１ｍ
ｍ）より０．０２〜０．１２ｍｍ程度大とされる。ダイ
ス（Ａ）５３及びダイス（Ｂ）５４は、実際にはそれぞ
れ複数のパーツを組合わせてなる多重ばめされたダイス
構造を有している。ダイス（Ｂ）５４にはセンタ部５６
を有した下部センタピン５５がスライド可能に嵌合され
ている。ダイス（Ｂ）５４の下にはダイスシキ２０があ
り、これら下型はプレスボルスタ側に締結されたホルダ
２１，２２により、嵌合された型面に成形中にも隙間が
生じないように締結されている。ホルダ２２はホルダ２
１上にねじ部２１Ａ，２２Ａにより締結されている。
【００２３】上型はギヤダイス５１と上部センタピン５
７、ギヤダイスシキ２３と副プレスを形成する副油圧シ
リンダ装置２４とからなり、プレスラム側に締結された
ホルダ２５，２６により締結されている。ギヤダイス５
１も実際には複数のパーツを組合わせてなる多重ばめさ
れたダイス構造を有している。また、ホルダ２６はホル
ダ２５上にねじ部２５Ａ，２６Ａにより締結されてい
る。ギヤダイス５１にはブランク１１の鍔部１８ａが挿
入され、リングパンチ５２が嵌合する押出し孔２７、押
出しテーパ部２８、ギヤ型部２９、しごき孔４１と上部
センタピン５７がスライド可能に嵌合されるガイド孔４
２が設けられている。ここで、リングパンチ５２と押出
し孔２７との嵌合はリングパンチ５２の破損を防ぐため
圧入がよく、圧入代は成形応力に応じて設定する。また
押出し孔２７とギヤ型部２９としごき孔４１は必要に応
じてギヤダイス５１内で分離構造とすることが、型寿命
や型製作上望ましい。また成形時に塗布する潤滑油が成
形途中にギヤ部２、ギヤ型部２９、ベアリング支承部
１、しごき孔４１との空間９０（図６参照）に閉じ込め
えられ金型破損に至るのを防ぐため、ギヤ１枚ごとに小
さな溝を設け、等配に３箇所備えた油孔６２につないで
潤滑油を排出できる構造になっている。
７、ギヤダイスシキ２３と副プレスを形成する副油圧シ
リンダ装置２４とからなり、プレスラム側に締結された
ホルダ２５，２６により締結されている。ギヤダイス５
１も実際には複数のパーツを組合わせてなる多重ばめさ
れたダイス構造を有している。また、ホルダ２６はホル
ダ２５上にねじ部２５Ａ，２６Ａにより締結されてい
る。ギヤダイス５１にはブランク１１の鍔部１８ａが挿
入され、リングパンチ５２が嵌合する押出し孔２７、押
出しテーパ部２８、ギヤ型部２９、しごき孔４１と上部
センタピン５７がスライド可能に嵌合されるガイド孔４
２が設けられている。ここで、リングパンチ５２と押出
し孔２７との嵌合はリングパンチ５２の破損を防ぐため
圧入がよく、圧入代は成形応力に応じて設定する。また
押出し孔２７とギヤ型部２９としごき孔４１は必要に応
じてギヤダイス５１内で分離構造とすることが、型寿命
や型製作上望ましい。また成形時に塗布する潤滑油が成
形途中にギヤ部２、ギヤ型部２９、ベアリング支承部
１、しごき孔４１との空間９０（図６参照）に閉じ込め
えられ金型破損に至るのを防ぐため、ギヤ１枚ごとに小
さな溝を設け、等配に３箇所備えた油孔６２につないで
潤滑油を排出できる構造になっている。
【００２４】しごき孔４１の形状は、図７に示すように
導入径ｄ、導入角度αを有するテーパ状の導入部４１
Ａ、導入部４１Ａに続くしごきランド４１Ｂ、しごきラ
ンド４１Ｂに対して逃げδを有する逃げ部４１Ｃからな
り、逃げ部４１Ｃは上部センタピン５７のガイド孔４２
につながっている。導入径ｄはブランク１１の凸部１ａ
の径（本実施例では８ｍｍ）より大で同軸精度を考慮し
た大きさがよく、導入抵抗としごき抵抗を低減するた
め、導入角度αは３５°以下が望ましい。しごきランド
４１Ｂでの径のしごき代は０．０５〜０．１５ｍｍ程
度、しごきランド４１Ｂの長さを１〜２ｍｍ程度、逃げ
部４１Ｃの逃げδを０．０１〜０．０３ｍｍ程度とする
のが良い。
導入径ｄ、導入角度αを有するテーパ状の導入部４１
Ａ、導入部４１Ａに続くしごきランド４１Ｂ、しごきラ
ンド４１Ｂに対して逃げδを有する逃げ部４１Ｃからな
り、逃げ部４１Ｃは上部センタピン５７のガイド孔４２
につながっている。導入径ｄはブランク１１の凸部１ａ
の径（本実施例では８ｍｍ）より大で同軸精度を考慮し
た大きさがよく、導入抵抗としごき抵抗を低減するた
め、導入角度αは３５°以下が望ましい。しごきランド
４１Ｂでの径のしごき代は０．０５〜０．１５ｍｍ程
度、しごきランド４１Ｂの長さを１〜２ｍｍ程度、逃げ
部４１Ｃの逃げδを０．０１〜０．０３ｍｍ程度とする
のが良い。
【００２５】成形過程は、まず図５の状態から図示しな
いプレスラムが下降して押出し孔２７が鍔部１８ａに嵌
合され、続いてリングパンチ５２が圧入嵌合され、フラ
ンジ部上面８０が押出しテーパ部２８の入り口に接し、
圧力がかかるとセンタ部５６にブランク１１が押し込ま
れセンタ穴７が成形され、リングパンチ端面８１と鍔部
下面１９が接し、鍔部１８ａがギヤ型部２９に押し出さ
れながら軸部３ａ，４ａ，５ａの軸半径方向に圧力が生
じ、型部４５，４６，４７内に充満し、アーマチャコア
嵌合部３、コンミテータ嵌合部４、ベアリング支承部５
の軸径を形成して行く。このとき、軸部１ａの外径はギ
ヤ型部２９の小径より小さいのでギヤ型部２９には接触
しない。鍔部１８ａのギヤ型部２９への押し出しが進む
と、軸部１ａはしごき孔４１によりしごかれ、図６及び
図７に示すごとく塑性流動を完了した状態となる。
いプレスラムが下降して押出し孔２７が鍔部１８ａに嵌
合され、続いてリングパンチ５２が圧入嵌合され、フラ
ンジ部上面８０が押出しテーパ部２８の入り口に接し、
圧力がかかるとセンタ部５６にブランク１１が押し込ま
れセンタ穴７が成形され、リングパンチ端面８１と鍔部
下面１９が接し、鍔部１８ａがギヤ型部２９に押し出さ
れながら軸部３ａ，４ａ，５ａの軸半径方向に圧力が生
じ、型部４５，４６，４７内に充満し、アーマチャコア
嵌合部３、コンミテータ嵌合部４、ベアリング支承部５
の軸径を形成して行く。このとき、軸部１ａの外径はギ
ヤ型部２９の小径より小さいのでギヤ型部２９には接触
しない。鍔部１８ａのギヤ型部２９への押し出しが進む
と、軸部１ａはしごき孔４１によりしごかれ、図６及び
図７に示すごとく塑性流動を完了した状態となる。
【００２６】この状態で副油圧シリンダ装置２４を作動
させ、副シリンダ５９で上部センタピン５７を押し、セ
ンタ穴６を成形する。このとき、ベアリング支承部１の
変形を防ぐため、センタ穴６の成形が完了するまで主プ
レスは図６に示すように下死点位置に保持しておくとよ
い。
させ、副シリンダ５９で上部センタピン５７を押し、セ
ンタ穴６を成形する。このとき、ベアリング支承部１の
変形を防ぐため、センタ穴６の成形が完了するまで主プ
レスは図６に示すように下死点位置に保持しておくとよ
い。
【００２７】金型からアーマチャシャフト１２を取り出
すときにもベアリング支承部１の変形を防ぐため、潤滑
油を上型側にのみ塗布することによりアーマチャシャフ
ト１２が下型に残るように抵抗を制御して、下部センタ
ピン５５を下部エジェックト装置（図示せず）で押し上
げて取り出すとよい。
すときにもベアリング支承部１の変形を防ぐため、潤滑
油を上型側にのみ塗布することによりアーマチャシャフ
ト１２が下型に残るように抵抗を制御して、下部センタ
ピン５５を下部エジェックト装置（図示せず）で押し上
げて取り出すとよい。
【００２８】以上のように構成した本実施例によれば、
鍔付ブランク１１を完成品に近い形状に冷間鍛造し、こ
の鍔付ブランク１１の両端軸部１ａ，５ａと鍔部１８ａ
の３箇所、更には中間軸部３ａ，４ａを１組の金型内で
同時に冷間鍛造して、これらを直接両ベアリング支承部
１，５とギヤ部２及びアーマチャコア嵌合部３ａとコン
ミテータ嵌合部４ａとに仕上げるので、それらをほぼ同
軸にできる。また、径寸法も金型で決まるので寸法ばら
つきも極めて少なくでき、外周部の研削工程も不要とな
る。これにより製造作業工程の合理化と製造コストの大
幅な低減を図り、かつ同軸精度の高いアーマチャシャフ
ト１５を得ることができる。
鍔付ブランク１１を完成品に近い形状に冷間鍛造し、こ
の鍔付ブランク１１の両端軸部１ａ，５ａと鍔部１８ａ
の３箇所、更には中間軸部３ａ，４ａを１組の金型内で
同時に冷間鍛造して、これらを直接両ベアリング支承部
１，５とギヤ部２及びアーマチャコア嵌合部３ａとコン
ミテータ嵌合部４ａとに仕上げるので、それらをほぼ同
軸にできる。また、径寸法も金型で決まるので寸法ばら
つきも極めて少なくでき、外周部の研削工程も不要とな
る。これにより製造作業工程の合理化と製造コストの大
幅な低減を図り、かつ同軸精度の高いアーマチャシャフ
ト１５を得ることができる。
【００２９】また、アーマチャコア嵌合部３及びコンミ
テータ嵌合部４に圧印痕８，９を加工することにより、
特公昭５９−３８８６１号公報に記載の方法を用いてそ
の圧印痕８，９にてアーマチャコア嵌合部３及びコンミ
テータ嵌合部４に図２に示すようにアーマチャコア７０
及びコンミテータ７１を嵌合し結合することができる。
テータ嵌合部４に圧印痕８，９を加工することにより、
特公昭５９−３８８６１号公報に記載の方法を用いてそ
の圧印痕８，９にてアーマチャコア嵌合部３及びコンミ
テータ嵌合部４に図２に示すようにアーマチャコア７０
及びコンミテータ７１を嵌合し結合することができる。
【００３０】更に、両ベアリング支承部１，５を図３に
示すようにすべり軸受７５，７３で支持する場合には、
熱処理により形成されるスケールをショットブラストで
除去することにより低コストでベアリング寿命を延ばす
ことができる。
示すようにすべり軸受７５，７３で支持する場合には、
熱処理により形成されるスケールをショットブラストで
除去することにより低コストでベアリング寿命を延ばす
ことができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、製造作業
工程の合理化と製造コストの大幅な低減を図り、かつ同
軸精度の高い両端支持形ギヤ付きシャフトを得ることが
できる。
工程の合理化と製造コストの大幅な低減を図り、かつ同
軸精度の高い両端支持形ギヤ付きシャフトを得ることが
できる。
【００３２】また、両ベアリング支承部とギヤ部を成形
する際に、コンミテータ嵌合部とアーマチャコア嵌合部
も同時に冷間鍛造で仕上げることにより、両ベアリング
支承部とギヤ部に加えてコンミテータ嵌合部及びアーマ
チャコア嵌合部もほぼ同軸にでき、かつこれらの研削工
程も不要となる。
する際に、コンミテータ嵌合部とアーマチャコア嵌合部
も同時に冷間鍛造で仕上げることにより、両ベアリング
支承部とギヤ部に加えてコンミテータ嵌合部及びアーマ
チャコア嵌合部もほぼ同軸にでき、かつこれらの研削工
程も不要となる。
【００３３】また、特公昭５９−３８８６１号公報に記
載の圧印痕を用いてコンミテータ嵌合部及びアーマチャ
コア嵌合部にアーマチャコア及びコンミテータを結合す
ることができる。
載の圧印痕を用いてコンミテータ嵌合部及びアーマチャ
コア嵌合部にアーマチャコア及びコンミテータを結合す
ることができる。
【００３４】更に、両ベアリング支承部をすべり軸受と
する場合には、熱処理によるスケールをショットブラス
トで除去することにより低コストでベアリング寿命を延
ばすことができる。
する場合には、熱処理によるスケールをショットブラス
トで除去することにより低コストでベアリング寿命を延
ばすことができる。
【図１】本発明の一実施例により製造される両端支持形
ギヤ付アーマチャシャフトの斜視図である。
ギヤ付アーマチャシャフトの斜視図である。
【図２】両端支持形ギヤ付アーマチャシャフトを組み込
んだアーマチャロータの一部縦断面図である。
んだアーマチャロータの一部縦断面図である。
【図３】両端支持形ギヤ付アーマチャシャフトを組み込
んだ遊星減速式スタータモータの一部縦断面図である。
んだ遊星減速式スタータモータの一部縦断面図である。
【図４】本発明の一実施例による両端支持形ギヤ付アー
マチャシャフトの製造方法を示す製造工程図である。
マチャシャフトの製造方法を示す製造工程図である。
【図５】図４の冷間鍛造工程における、プレス成形を開
始する前の状態を示す金型の一部縦断面図である。
始する前の状態を示す金型の一部縦断面図である。
【図６】図４の冷間鍛造工程における、主プレス成形が
完了（主プレス下死点位置）し、副プレス成形前の状態
を示す金型の一部縦断面図である。
完了（主プレス下死点位置）し、副プレス成形前の状態
を示す金型の一部縦断面図である。
【図７】図５及び図６に示すギヤダイス部分の一部拡大
図である。
図である。
１，５…ベアリング支承部 ２…ギヤ部 ３…アーマチャコア嵌合部 ４…コンミテータ嵌合部 ８，９…圧印痕 １０…素材 １１…凸付ブランク １５…アーマチャシャフト １８…鍔 １ａ，５ａ…軸部 ３ａ，４ａ…軸部 １８ａ…鍔部 ３０…コイル材 ３１…パーツフォーミング工程 ３２…焼鈍工程 ３３…ボンデ処理工程 ３４…冷間鍛造工程 ３５…切削工程 ３６…圧印痕加工工程 ３７…浸炭焼入工程 ３８…ショットブラスト工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−303648（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−5037（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−4308（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−53729（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−38861（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−59012（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21K 1/00 - 31/00 B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 F16C 3/02
Claims (5)
- 【請求項１】 両端にベアリング支承部を有し、該支承
部の一方に続いてギヤ部を設けた両端支持形ギヤ付きシ
ャフトの製造方法において、 （ａ）棒状のブランクを冷間鍛造し、両端に軸部を有
し、該両端軸部の一方に続いて鍔部を設けた鍔付ブラン
クに成形する第１工程と； （ｂ）前記第１工程で得られた鍔付ブランクの少なくと
も両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で同時に冷間
鍛造して、これらを直接前記両ベアリング支承部とギヤ
部に仕上げる第２工程と； （ｃ）前記第２工程で得られたブランクを硬化熱処理す
る第３工程と；を有することを特徴とする両端支持形ギ
ヤ付きシャフトの製造方法。 - 【請求項２】 両端にベアリング支承部を有し、該支承
部の一方に続いてギヤ部を設け、該ギヤ部と前記支承部
の他方との間にコンミテータ嵌合部とアーマチャコア嵌
合部とを設けた両端支持形ギヤ付きアーマチャシャフト
の製造方法において、 （ａ）棒状のブランクを冷間鍛造し、両端に軸部を有
し、該両端軸部の一方に続いて鍔部を設けた鍔付ブラン
クに成形する第１工程と； （ｂ）前記第１工程で得られた鍔付ブランクの少なくと
も両端軸部と鍔部の３箇所を１組の金型内で同時に冷間
鍛造して、これらを直接前記両ベアリング支承部とギヤ
部に仕上げる第２工程と； （ｃ）前記第２工程で得られたブランクを硬化熱処理す
る第３工程と；を有することを特徴とする両端支持形ギ
ヤ付きアーマチャシャフトの製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の両端支持形ギヤ付きアー
マチャシャフトの製造方法において、前記両ベアリング
支承部とギヤ部を冷間鍛造で仕上げる際に、前記コンミ
テータ嵌合部とアーマチャコア嵌合部も同じ１組の金型
内で同時に冷間鍛造で仕上げることを特徴とする両端支
持形ギヤ付きアーマチャシャフトの製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の両端支持形ギヤ付きアー
マチャシャフトの製造方法において、前記両ベアリング
支承部と、ギヤ部と、コンミテータ嵌合部と、アーマチ
ャコア嵌合部とを同時に冷間鍛造で仕上げた後、前記コ
ンミテータ嵌合部及びアーマチャコア嵌合部に圧印痕加
工することを特徴とする両端支持形ギヤ付きアーマチャ
シャフトの製造方法。 - 【請求項５】 請求項２記載の両端支持形ギヤ付きアー
マチャシャフトの製造方法において、前記硬化熱処理に
よりブランクの表面に形成されたスケールをショットブ
ラストで除去することを特徴とする両端支持形ギヤ付き
アーマチャシャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18502293A JP2826255B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 両端支持形ギヤ付きシャフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18502293A JP2826255B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 両端支持形ギヤ付きシャフトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0739986A JPH0739986A (ja) | 1995-02-10 |
| JP2826255B2 true JP2826255B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=16163414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18502293A Expired - Lifetime JP2826255B2 (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 両端支持形ギヤ付きシャフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826255B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5021333B2 (ja) * | 2007-02-22 | 2012-09-05 | 本田技研工業株式会社 | シャフトの製造方法及びその製造装置 |
| CN103595211B (zh) * | 2013-11-19 | 2016-08-17 | 江苏航天动力机电有限公司 | 高速永磁同步电机三段转轴结构 |
| CN104785698B (zh) * | 2015-03-20 | 2017-09-15 | 北京科技大学 | 一种用于齿轮轴锻造的模具及工艺 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP18502293A patent/JP2826255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0739986A (ja) | 1995-02-10 |
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