JP3168228B2 - 回転軸のストッパ付ヘリカルスプライン形成方法及びその転造工具 - Google Patents

回転軸のストッパ付ヘリカルスプライン形成方法及びその転造工具

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義弘 梅林
茂丈 青柳
秀三 五十棲
則行 田中
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    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被駆動体をはめヘリ
カルスプラインで結合し抜け止めするようにした、回転
軸のストッパ付ヘリカルスプライン形成方法及びその転
造用工具に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、始動電動機の出力軸には、実開
昭55−53727号公報に示されたように、ストッパ
付ヘリカルスプラインを設け、オーバランニングクラッ
チのクラッチアウタのスリーブ部をスプライン結合し、
ストッパにより軸方向に外方への抜け出しを防止したも
のがある。
【0003】このような従来の回転軸のストッパ付ヘリ
カルスプライン形成方法は、図5に示すようにしてい
た。まず、図5(A)のように、鋼材など丸棒材を冷間
鍛造と切削加工により、フランジ部1a、逃がし部1
b、大径部1c及び小径部1dを形成し、被加工軸1と
する。次に、図5(B)に示すように、1対の転造工具
2間に被加工軸1の大径部1cを挟付け、加圧転造す
る。1対の転造工具2は、歯の傾斜方向は互いに逆方向
に設けてある。
【0004】転造工具2は、図6(A)に分解図で示す
ようになっている。3は複数条のヘリカル歯3aが設け
られたヘリカル歯部体、4はこのヘリカル歯部体3のヘ
リカル歯3aに1条おきに連続する、複数条の連続歯4
aが設けられた連続歯部体である。このヘリカル歯部体
3と連続歯部体4とを図6(B)のように一体に結合
し、転造工具2を構成している。
【0005】図5(B)のようにして、ストッパ付ヘリ
カルスプラインが転造形成された回転軸を図5(C)に
示す。回転軸5の大径部1cには複数条(例えば10
条)のヘリカル溝6aを有するヘリカルスプライン6
と、ヘリカル溝6aに1条おきに連通する連通溝7a及
び各連通溝7aの円周方向間に残されたストッパ部7と
が形成される。このようにして形成されたヘリカル溝6
aと連通する連通溝7aとの境目に、微小なばり8が発
生していた。これは、転造工具2はヘリカル歯部体3と
連続歯部体4とを結合しているが、双方の合せ面には加
工精度により微小なすき間があるので、形成されたヘリ
カル溝6aと連通溝7aとの境目にばり8が生じる。こ
のばり8があると、被駆動体をスプライン結合のため外
方から軸方向に挿入するときに、引掛かり妨げになる。
また、このばり8が外れてスプラインのかみ合い部に入
り込み、被駆動体がしゅう動不良となることがある。こ
のため、このばり8を手仕上げ作業で除去していた。
【0006】上記のようなヘリカル溝6aにばり8が発
生するのをなくするため、従来の他のストッパ付ヘリカ
ルスプライン形成方法として、図7に示すようにしてい
た。まず、図7(A)のように、鋼材など丸棒材を冷間
鍛造と切削加工により、フランジ部1a、逃がし部1
b、大径部1e、環状溝1f、ストッパ部1g及び小径
部1dを形成し、被加工軸1とする。環状溝1fの外径
は転造後のヘリカル溝6aと連通溝7aの歯底径よりも
小さくしておく。次に図5(B)と同様に、1対の転造
工具2間に被加工軸1の大径部1eとストッパ部1gを
挟付け、加圧転造する。こうして、図7(B)に示すよ
うに、回転軸9には、複数条のヘリカル溝6aを有する
ヘリカルスプライン6と、ヘリカル溝6aに1条おきに
連通する連通溝7a及び各連通溝7aの円周方向間に残
されたストッパ部7とが形成される。転造工程におい
て、転造工具2のヘリカル歯部体3と連続歯部体4との
合せ目は、環状溝の1fの位置になるので、ばりは発生
しない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の回
転軸のストッパ付ヘリカルスプライン形成方法では、図
5の方法は、スプライン溝6aと連通溝7aとの境目に
ばり8が発生し、これを除去する作業を要し、生産性が
低下するという問題点があった。また、これをなくした
図7の方法は、被加工軸1に切削加工で環状溝1fを形
成することは加工工程が増すことになっていた。さら
に、環状溝1fがあるので、形成されたヘリカルスプラ
イン6は、オーバランニングクラッチのクラッチアウタ
とのスプライン結合の長さが短くなり、面圧が高くな
る。これに対処し、環状溝1fの溝幅だけヘリカルスプ
ラインを長くすると、それだけ回転軸9の長さが長くな
るという問題点があった。
【0008】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、ストッパ付ヘリカルスプライン
が環状溝を要せず、1回の転造工程で形成され、スプラ
イン溝と連通溝との境目でのばりの発生をなくし、ばり
の除去作業を要せず、また、軸長が長くならない回転軸
のストッパ付ヘリカルスプライン形成方法とその転造工
具を得ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる回転軸
のストッパ付ヘリカルスプラインの形成方法は、複数条
のヘリカル歯と、この前部に位置しヘリカル歯に1条お
きに連なる連続歯と、これらのヘリカル歯部と連続歯部
との後工程側位置に、1条おきのヘリカル歯とこれに連
なる連続歯に等ピッチの複数条のパニッシュ仕上歯とを
有する1対の転造工具の間に、被加工軸の大径部を挟付
け、双方の転造工具の運動により被加工物を転動させな
がら押圧を加え、大径部に複数条のヘリカル溝と、この
ヘリカル溝の前部に、1条おきに通じる連通溝と、これ
らの連通溝間に残されたストッパ部とを形成するもので
ある。また、転造工具は、複数条のヘリカル歯が設けら
れたヘリカル歯部体と、このヘリカル歯部体の前部に位
置し、ヘリカル歯に1条おきに連なる連続歯が形成され
た連続歯部体と、これらのヘリカル歯部体と連続歯部体
との後工程側に位置し、上記1条おきのヘリカル歯とこ
れに連なる連続歯に等ピッチにした複数条のバニッシュ
仕上歯が形成された仕上歯部体とを、一体に結合して構
成したものである。
【0010】
【作用】この発明においては、被加工軸の大径部を1対
の転造工具間に挟付け転造すると、複数条のヘリカル溝
と、これに1条おきに連続する連通溝が形成され、しか
もこの時に双方の溝の境目にばりが生じるが、このばり
後工程側に位置するバニッシュ仕上歯により押しつぶ
されて除去され、円滑に連通する溝に仕上げられる。こ
れにより、内周にヘリカル歯を有する被駆動体が、外方
から軸方向に回転軸の連通溝に通されてヘリカル溝に円
滑に結合される。
【0011】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の一実施例による回転軸のス
トッパ付スプラインの形成方法を示す。被加工軸1は図
5(A)と同様に冷間鍛造と切削加工により、フランジ
部1a、逃し部1b、大径部1c、小径部1dとが形成
されている。1対の転造工具10間に被加工軸1の大径
部1cを挟付け、加圧転造する。1対の転造工具10
は、被加工軸に対し互いに180°回転させて取付けて
ある。
【0012】転造工具10の分解図を図2(A)に示
す。11は多数条のヘリカル歯11aが設けられたヘリ
カル歯部体、12はこのヘリカル歯部体11の前部に位
置し、ヘリカル歯11aに1条おきに連続する、複数条
の連続歯12aが設けられた連続歯部体、13は上記ヘ
リカル歯部体11と連続歯部体12の後工程側に位置
し、上記1条おきのヘリカル歯11aとこれに連なる連
続歯12aに等ピッチにした複数条のバニッシュ仕上歯
13aが設けられた仕上歯部体13である。図2(B)
に示すように、上記ヘリカル歯部体11の前部に連続歯
部体12を結合し、これらの歯部体11、12の後工程
側に仕上歯部体13を一体に結合し、転造工具10が構
成されている。
【0013】図1のようにして、ストッパ付ヘリカルス
プラインが転造された回転軸を図3に示す。回転軸14
の大径部には、複数条(例えば10条)のヘリカル溝1
5aを有するヘリカルスプライン15と、ヘリカル溝1
5aに1条おきに連通する連通溝16a及び各連通溝1
6aの円周方向間に残されたストッパ部16とが形成さ
れる。1条おきのヘリカル溝15aとこれに連通する
通溝16aの境目において突出形成されたばりは、転造
工具10の仕上歯部体13のバニッシュ仕上歯13aに
よる転造作用によって強力に押しつぶされて平滑な溝に
加工される。
【0014】実施例2.図4はこの発明の実施例2によ
る転造工具を示す。図4(A)は分解図で、ヘリカル歯
部体11には複数条のヘリカル歯11aが設けられてい
る。18は連続歯部体19とこの後工程側の仕上歯部体
20とが一体に形成された歯部体である。連続歯部体1
9にはヘリカル歯11aに1条おきに連続する複数の連
続歯19aが設けられ、仕上歯部体20には連続歯19
aに等ピッチの複数のバニッシュ仕上歯20aが設けら
れている。図4(B)に示すように、ヘリカル歯部体1
1の前部及び後工程側に歯部体18を密接して結合し、
転造工具17が構成されている。この転造工具17の1
対間に、図1と同様に被加工軸1の大径部1cを挟付け
て、ストッパ付ヘリカルスプラインを転造する。なお、
1対の転造工具17は、被加工軸に対し互いに180°
回転させ取付けてある。
【0015】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、大径部、小径部等を形成した被加工軸の上記大径部
を1対の転造工具間に挟付け、双方の転造工具の運動に
より被加工軸を転動させながら押圧し、大径部に複数条
のヘリカル溝と、この前部に上記ヘリカル溝と1条おき
に連通する連通溝と、この連通溝間に残されるストッパ
部とを形成するストッパ付ヘリカルスプライン形成方法
において、上記ヘリカル溝と連通溝間との境目に生じた
ばりをバニッシュ仕上げにより押しつぶし除去するもの
であって、被駆動体のしゅう動結合が円滑化され、しか
も従来必要とされていた人為的なばり除去作業が省略さ
れ、製造費が低減する。また、請求項2によれば、上記
請求項1の方法を実施する工具であって、ヘリカル歯部
体と連続歯部体との後工程側位置で、上記ヘリカル歯部
体の1条おきのヘリカル歯と、上記連続歯部体の連続歯
と等ピッチの複数条のバニッシュ仕上歯を設けた仕上歯
部体を結合したものであって、バニッシュ仕上歯の転動
がばりに対して的確に作用する。なお転動工具に仕上歯
部体を結合するという簡単な構造で提供されるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1による回転軸のストッパ付
ヘリカルスプライン形成方法を示す斜視図である。
【図2】(A)図は図1の転造工具の分解斜視図、
(B)図は(A)図の部品を結合してなる転造工具の斜
視図である。
【図3】図1の形成方法によったストッパ付ヘリカルス
プラインを有する回転軸の一部断面した正面図である。
【図4】(A)図はこの発明の実施例2による転造工具
の分解斜視図、(B)図は(A)図の部品を結合してな
る転造工具の斜視図である。
【図5】従来の回転軸のストッパ付ヘリカルスプライン
形成方法を順に示す図である。
【図6】(A)図は図5(B)の転造工具の分解斜視
図、(B)図は(A)図の部品を結合してなる転造工具
の斜視図である。
【図7】従来の他の回転軸のストッパ付ヘリカルスプラ
イン形成方法を順に示す図である。
【符号の説明】
1 被加工軸 1c 大径部 1d 小径部 10、17 転造工具 11 ヘリカル歯部体 11a ヘリカル歯 12、19 連続歯部体 12a、19a 連続歯 13、20 仕上歯部体 13a、20a バニッシュ仕上歯 14 回転軸 15 ヘリカルスプライン 15a ヘリカル溝 16 ストッパ部 16a 連通溝 18 歯部体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 茂丈 愛知県豊橋市賀茂町字神山3番地12 オ ーエスジー株式会社 豊橋工場内 (72)発明者 五十棲 秀三 姫路市千代田町840番地 三菱電機株式 会社 姫路製作所内 (72)発明者 田中 則行 姫路市千代田町840番地 三菱電機株式 会社 姫路製作所内 (72)発明者 笠 純一 姫路市千代田町840番地 三菱電機株式 会社 姫路製作所内 (56)参考文献 特開 平2−224843(JP,A) 特開 昭60−72630(JP,A) 特開 平4−319037(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21H 5/00 B21H 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大径部、小径部等を形成した被加工軸の
    上記大径部を1対の転造工具間に挟付け、双方の転造工
    具の運動により被加工軸を転動させながら押圧し、大径
    部に複数条のヘリカル溝と、この前部に上記ヘリカル溝
    と1条おきに連通する連通溝と、この連通溝間に残され
    るストッパ部とを形成するストッパ付ヘリカルスプライ
    ン形成方法において、上記1条おきのヘリカル溝とこれ
    に連通する連通溝との境目に生じたばりを上記成形に続
    くバニッシュ仕上げにより押しつぶし除去することを特
    徴とする回転軸のストッパ付ヘリカルスプライン形成方
    法。
  2. 【請求項2】 複数条の等ピッチのヘリカル歯が設けら
    れたヘリカル歯部体と、この前部位置で上記ヘリカル歯
    に1条おきに連なる連続歯が設けられた連続歯部体とか
    ら成る転動工具において、上記ヘリカル歯部体と連続歯
    部体との後工程側位置で、上記ヘリカル歯部体の1条お
    きのヘリカル歯と、上記連続歯部体の連続歯と等ピッチ
    の複数条のバニッシュ仕上歯を設けた仕上歯部体を結合
    したことを特徴とするストッパ付ヘリカルスプライン転
    造工具。
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