JP3503076B2 - ギヤシャフトの製法 - Google Patents
ギヤシャフトの製法Info
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Landscapes
- Accessory Of Washing/Drying Machine, Commercial Washing/Drying Machine, Other Washing/Drying Machine (AREA)
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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、一槽式電気洗濯機の
回転駆動機構に用いられるギヤシャフトを製造する方法
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から、洗濯と脱水を単一槽内で連続
的に行う一槽式電気洗濯機では、回転駆動機構として、
例えば図８に示すような構造のものが一般的に用いられ
ている。すなわち、脱水槽１０とパルセータ１１を回転
させるギヤシャフト１２の下端部に、クラッチボス２３
を介してワンウェイバネクラッチ１４が取り付けられて
おり、プーリ２０を介してこのワンウェイバネクラッチ
１４が締まる方向に回転駆動が与えられると、ギヤシャ
フト１２に外嵌された外筒１３が、ギヤシャフト１２と
一体的に高速回転するようになっている。この高速回転
は、ギヤシャフト１２の上端部に形成されたギヤ部１２
ａから遊星歯車群１７およびこれとかみ合う外輪歯車２
２を内蔵したギヤケース１５に伝達され、ギヤケース１
５から上方に延びるガイド筒１６を介して脱水槽１０に
伝達される。これにより、脱水動作が行われる。なお、
１８は上記遊星歯車群１７の各回転軸を上下から一体的
に保持する保持ガイドである。そして、上記外筒１３
は、第１のベアリング２６を介して、洗濯機本体に固定
された下軸受カバー２５に回転自在に支受されている。
また、上記ガイド筒１６は、第２のベアリング２１を介
して、同じく洗濯機本体に固定された上軸受カバー２７
に回転自在に支受されている。一方、プーリ２０を介し
て上記ワンウェイバネクラッチ１４が緩む方向に回転駆
動が与えられると、外筒１３は回転せず、ギヤシャフト
１２のみが回転する。この回転は、ギヤケース１５内の
遊星歯車群１７に伝達され、減速された回転がパルセー
タシャフト１９に伝達される。これにより、パルセータ
シャフト１９上端に取り付けられたパルセータ１１が低
速回転し、洗濯・すすぎ動作が行われる。なお、２は外
筒１３がギヤシャフト１２と共回りすることを防止する
ためのワンウェイベアリング、３はその軸受である。 【０００３】上記回転駆動機構に用いられるギヤシャフ
ト１２は、通常、つぎのようにして製造されている。す
なわち、まず図９（ａ）に示すように、棒状の鋼材（Ｓ
３５Ｃ等）を所定長に切断したのち、同図（ｂ）に示す
ように切削加工して、上端部に大径部３１を形成し、中
間部３２の下側に、第１の小径部３３と第２の小径部３
４を形成する。そして、上下両端面中央にセンター穴３
５，３６を穿設する。つぎに、同図（ｃ）に示すよう
に、上記大径部３１にギヤ歯を刻設してギヤ部３７を形
成するとともに、上記第１の小径部３３の周面の四個所
を面取りして、クラッチボス２３（図８参照）を一体的
に係合させるための回り止め部３８を形成する。また、
上記第２の小径部３４の外周面に、転造もしくは切削に
よってねじ部３９を形成する。そして、焼入れ後、同図
（ｄ）に示すように、中間部３２を研磨仕上げして、目
的とするギヤシャフト１２を得ることができる。あるい
は、図９（ｂ）の形状のものを、連続多段圧造機によっ
て連続的に成形し、以下上記の製法と同様にしてギヤシ
ャフト１２を得るようにしてもよい。なお、上記連続多
段圧造機は、図１０に示すように、巻き芯４０の周囲に
コイル状に巻かれた線材４１を解舒しながら装置内に取
り込み、これを所定長に切断したのちつぎつぎと異なる
金型ツールに装着し段階的に複数の圧縮成形を行って塑
性変形を与えることを連続的に繰り返すことにより、連
続的に成形品を得ることができるようになっているもの
である。また、上記図９（ｂ）の形状にし、さらに第１
の小径部３３に対し回り止め部３８（同図《ｃ》参照）
を形成することを、上記連続多段圧造機で行うようにし
てもよい。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の製法では、切削代が多いため材料コストおよび加工コ
ストが高いという問題がある。また、大径部３１にギヤ
部３７を形成するために、いちいちその部分に歯切加工
を施してギヤ歯の凹凸を刻設しなければならず、煩雑な
手間を要するという問題もある。しかも、上記のように
して形成されたギヤ歯は面粗度が悪く相手歯車（具体的
には遊星歯車群１７、図８参照）の摩耗が著しく騒音も
生じやすいという問題がある。したがって、これらの問
題の解決が強く望まれている。 【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、ギヤ歯の形成まで含めた最終形状に近い形状
を一体的に成形することができ、成形後の切削代が少な
い、優れたギヤシャフトの製法の提供をその目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明のギヤシャフトの製法は、シャフト上端部
が大径のギヤ部に形成され、シャフト下端部が小径ねじ
部に形成され、このねじ部より上側の外周面の少なくと
も一部に回り止め用の面取り部が形成されているギヤシ
ャフトの製法であって、所定長の金属製棒状体を、金型
内で圧縮し塑性変形させることにより、棒状体上端部が
大径部に形成され中間部の下側が段落としされて第１の
小径部に絞られその下側の下端部がさらに段落としされ
て第２の小径部に絞られてなる予備成形体を準備する工
程と、円柱部を有し、この円柱部中央から上向きに、下
部が上記予備成形体の大径部外径と同一径で上部がギヤ
歯を賦形しうる凹凸に形成された貫通孔が形成され、上
記貫通孔内に、上方から昇降ピンが挿通されているオス
上型と、上面に上記オス上型の円柱部外径と同一径の凹
部が形成され、この凹部内中央から上向きに円柱部が立
設され、この円柱部の中央から下向きに、上記予備成形
体の中間部外径と同一径の内径を有する貫通孔が形成さ
れ、この貫通孔下部が小径に縮径され内周面の所定部分
が目的とするギヤシャフトの回り止め部を賦形しうる形
状に形成されているメス下型とを組み合わせてなる金型
を準備し、上記メス下型の貫通孔内に上記予備成形体の
下部を挿入し上部が上方に突出した状態で予備成形体を
装着し、上方から上記オス上型を、その円柱部を上記メ
ス下型の凹部内に入り込ませながら下降させ、オス上型
の昇降ピン下端で上記予備成形体の上端面を押圧して上
記予備成形体を下方に押し下げることにより、上記予備
成形体の第１の小径部を上記メス下型の貫通孔下部内で
塑性変形させて回り止め部を賦形し、つぎに、上記オス
上型をさらに下降させ、上記メス下型の中央円柱部を上
記オス上型の貫通孔内に入り込ませながら予備成形体の
大径部を上記オス上型の貫通孔上部内に押し込み、上記
予備成形体大径部を上記オス下型貫通孔上部内で塑性変
形させてギヤ歯を賦形するようにしたという構成をと
る。 【０００７】 【作用】すなわち、本発明では、ギヤシャフトを製造す
るに際し、金属製棒状体を、金型内で圧縮し塑性変形さ
せることにより、上部に大径部が形成され下部に第１の
小径部と第２の小径部が形成された予備成形体を得たの
ち、さらに特殊な金型で圧縮し塑性変形させることによ
り、上記大径部にギヤ歯を賦形してギヤ部を形成すると
ともに、上記第１の小径部に回り止め部を形成するよう
にしたものである。本製法によれば、ギヤ部の形成をも
含めた成形が、上記塑性変形によって精度よく行われる
ため、ギヤ歯形成部の面粗度が、従来の歯切加工によっ
て得られたものに比べ良好で、この部分と噛み合う相手
部品の摩耗が少なくなり耐久性が向上するという利点を
有する。また、全体形状が、棒状体を塑性変形すること
によって得られるため、切削代が最小限で済み、材料に
無駄がなく工程も簡単であるという利点を有する。 【０００８】つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳
細に説明する。 【０００９】 【実施例】まず、目的とするギヤシャフト１２の形状
は、図９（ｄ）に示すような形状とする。すなわち、シ
ャフト上端部が大径のギヤ部３７に形成されており、シ
ャフト下端部が小径のねじ部３９に形成されている。ま
た、このねじ部３９より上側の外周面の四個所が面取り
されて回り止め部３８が形成されている。このギヤシャ
フトの全長Ｌは１０７ｍｍ、ギヤ部３７形成部分の長さ
Ｍは１９ｍｍ、中間部３２の長さＮは５５ｍｍである。
そして、ねじ部３９の長さＰは１０ｍｍである。また、
上記ギヤ部３７の外径外径Ｄ1 は１８ｍｍ、中間部３２
の外径Ｄ2 は１０ｍｍ、ねじ部３９の外径Ｄ3 は８ｍｍ
である。さらに、上記回り止め部３８が形成された部分
の外径Ｄ4 は９ｍｍである。 【００１０】そして、上記ギヤシャフト１２をつくるた
めに、Ｓ３５Ｃ製の線材（直径１０．３ｍｍ）をコイル
状に巻いたものを準備し、連続多段圧造機に供給して、
装置内で、長さ１３２ｍｍに切断した。そして、この切
断品を、第１の圧縮工程にかけることにより、図１
（ａ）に示すように、下端面を、面取りがなされたきれ
いな形状に塑性変形させた。つぎに、第２の圧縮工程に
かけることにより、同図（ｂ）に示すように、下端部を
小径に絞った。つぎに、第３の圧縮工程にかけることに
より、同図（ｃ）に示すように、小径下端部の上側を、
やや小径に絞った。この上側の小径部を第１の小径部４
３、下端部の小径部を第２の小径部４４という。また、
上記成形と同時に、上端部からやや下に下がった部分
を、略円錐台状に拡径した（略円錐台状部４５）。つぎ
に、第４の圧縮工程にかけることにより、図２（ａ）に
示すように、上記第１の小径部４３の長さをわずかに延
ばすとともに、上記略円錐台状部４５の周面の傾斜が緩
くなるよう上部側を拡径した。そして、第５の圧縮工程
にかけることにより、同図（ｂ）に示すように、上記略
円錐台状部４５の上部側をさらに拡径して、この部分を
円柱状の大径部４６に形成した。この一連の工程を繰り
返すことにより、上記連続多段圧造機から連続して、上
記特殊な形状の予備成形体５０を得ることができた。 【００１１】一方、図３に示すような特殊な金型５１を
準備した。上記金型５１のオス上型５２は、円柱部５３
を有し、その下面５３ａの中央から上向きに貫通孔５４
が形成されている。この貫通孔５４の下部は、上記予備
成形体５０（図２《ｂ》参照）の大径部４６外径と同一
径に形成されている。なお、上記「同一径」とは、文字
通りの「同一径」に限らず、互いに嵌め合うことのでき
る程度に公差が設けられた寸法の径をも含むものであ
り、以下の「同一径」も同様の趣旨で用いている。ま
た、上記貫通孔５４の上部は、下部よりも縮径されて、
この小径部５４ａにギヤ歯賦形用の凹凸が形成されてい
る。なお、上記貫通孔５４が形成された部分の周囲は、
オス上型５２の本体とは異なる別部材５５で形成されて
いる。そして、上記貫通孔５４には、昇降自在な昇降ピ
ン５６が、上方から挿通されている。 【００１２】また、上記金型５１のメス下型５７は、外
筒５８と上下２段の内筒５９，６０を組み合わせて構成
されており、上記内筒５９の上面が、外筒５８の上面よ
りも下になるよう配されて、メス下型５７の上面に、凹
部６１が形成されている。この凹部６１の内径（すなわ
ち、外筒５８の内径）は、上記オス上型５２における円
柱部５３の外径と同一径に設定されている。また、上記
凹部６１内中央から上向きに円柱部６２が立設され、こ
の円柱部６２の中央から下向きに、前記予備成形体５０
の中間部３２外径と同一径の内径を有する貫通孔６３
が、上記内筒５９，６０を貫通して形成されている。た
だし、この貫通孔６３は、下段の内筒６０においてやや
小径に絞られ、この小径部６４の内周面の四個所に、目
的とするギヤシャフト１２の回り止め部３８（図９
《ｄ》参照）を賦形しうるよう四個の平面部６５が形成
されている。そして、上記貫通孔６３には、上記内筒６
０の下側に設けられた基台６６の中央穴６７内を昇降す
るガイドピン６８の上端部が、下側から入り込んでい
る。なお、上記貫通孔６３の周囲は、内筒５９，６０の
本体とは異なる別部材６９，７０で形成されている。 【００１３】したがって、上記金型５１のメス下型５７
の貫通孔６３内に、図４に示すように、予備成形体５０
の下部を挿入し、貫通孔６３の下部の小径部６４に予備
成形体５０の第２の小径部４４を嵌入し上部を上方に突
出させた状態で装着したのち、図５に示すように、上方
からオス上型５２を下降させることにより、オス上型５
２の円柱部５３をメス下型５７の凹部６１内に入り込ま
せながら、オス上型５２の昇降ピン５６下端で上記予備
成形体５０の上端面を押圧し、予備成形体５０の中間部
３２から下の部分を全て、メス下型５７の貫通孔６３の
小径部６４内に押し込む。このとき、予備成形体５０の
大径部４６の下端面がメス下型５７の中央円柱部６２の
上端面に当たり、また下方では、ガイドピン６８の上端
面が予備成形体５０の下端面に当たるため、予備成形体
５０はそれ以上、下に押し下げられることはない。この
動作により、上記予備成形体５０の第１の小径部４３に
は、貫通孔６３の小径部６４内で塑性変形し、その外周
の四個所が平面に押し潰されて、目的とする回り止め部
３８（図９《ｄ》参照）が賦形される。 【００１４】つぎに、図６に示すように、オス上型５２
をさらに下降させてオス上型５２の円柱部５３とメス下
型５７の凹部６１との重なりを深くして、予備成形体５
０の大径部４６およびメス下型５７の円柱部６２を、オ
ス上型５２の貫通孔５４内に入り込ませる。この動作に
より、上記予備成形体５０の大径部４６が、貫通孔５４
の上部側に設けられたギヤ歯賦形用の小径部５４ａ内に
おいて塑性変形され、目的するギヤ部３７が形成され
た。そこで、図７に示すように、オス上型５２を上昇さ
せ、メス下型５７の下方からガイドピン６８を上昇させ
ることにより、成形された予備成形体５０を脱型した。 【００１５】このようにしてギヤ部３７および回り止め
部３８が形成された予備成形体５０に対し、図９（ｃ）
に示すように、転造もしくは切削によってねじ切り加工
を施し、さらに焼入れ・研磨仕上げをして、図９（ｄ）
に示すような、目的とするギヤシャフト１２を得ること
ができた。 【００１６】上記ギヤシャフト１２は、何ら加熱される
ことなく、塑性変形により回り止め部３８とギヤ部３７
とが形成されるため、歯切加工や面取りのための切削加
工が不要となり、工程が簡単になる。しかも、得られる
ギヤ部３７の面粗度が良好となる。ちなみに、従来の歯
切加工によるギヤ部３７の面粗度が５〜６Ｓであるとこ
ろ、上記実施例の方法によるギヤシャフト１２のそれは
３Ｓとなり、使用に際し、この部分と噛み合う相手部品
（遊星歯車群）の摩擦が少なくなり耐久性が向上する。
また、がたつきも少ないため、騒音防止効果も高い。そ
して、最終形状に近似する形状が塑性変形によって賦形
されるため、棒状体から全て削り出す場合に比べ、切削
代が大幅に少なくてすみ、経済的であるという利点を有
する。 【００１７】なお、上記実施例では、ギヤシャフト１２
の材料として、Ｓ３５Ｃ製の線材を用いたが、材料は必
ずしもこれに限るものではなく、各種ステンレス鋼が用
いられる。なかでも、剛性，靱性等の観点から、上記Ｓ
３５ＣやＳＵＳ４１０が好適である。さらに、ステンレ
ス鋼に限らず、高強度の各種金属，合金等を用いること
もできる。 【００１８】また、上記実施例では、線材をコイル状に
巻いたものを用い、これを連続多段圧造機にかけて連続
的に予備成形体５０を得るようにしているが、必ずしも
連続多段圧造機を利用する必要はなく、線材、あるいは
棒材を予め所定寸法に切断しておき、これを順次、金型
形状の異なる圧造機にかけて、予備成形体５０を得るよ
うにしてもよい。この方法によれば、上記連続多段圧造
機を用いる場合に比べると、工程数が多くなりコスト的
にも多少高くなるが、従来法に比べると、工程的にもコ
スト的にも有利である。 【００１９】さらに、上記実施例では、線材を切断した
切断品の変形を、図１（ａ）〜（ｃ）および図２
（ａ），（ｂ）の５工程により行っているが、必ずしも
この５工程に限る必要はなく、適宜の工程数で行うこと
ができる。 【００２０】また、上記実施例では、ギヤシャフト１２
の回り止め部３８を、四個所の面取り形状によって形成
しているが、その形状は必ずしもこれに限るものではな
く、この部分に取り付けるクラッチボス２３（図８参
照）の取り付け態様に応じて適宜の回り止め形状にする
ことができる。 【００２１】 【発明の効果】以上のように、この発明のギヤシャフト
の製法は、金属製棒状体を、金型内で圧縮し塑性変形さ
せることにより、上部に大径部が形成され下部に第１の
小径部と第２の小径部が形成された予備成形体を得たの
ち、さらに特殊な金型で圧縮し塑性変形させることによ
り、上記大径部にギヤ歯を賦形してギヤ部を形成すると
ともに、上記第１の小径部に回り止め部をつくるように
したものである。本製法によれば、ギヤ部の形成をも含
めた成形が、上記塑性変形によって精度よく行われるた
め、ギヤ歯形成部の面粗度が、従来の歯切加工によって
得られたものに比べ良好で、この部分と噛み合う相手部
品の摩耗が少なくなり耐久性が向上するという利点を有
する。また、全体形状が、棒状体を塑性変形することに
よって得られるため、切削代が最小限で済み、材料に無
駄がなく工程も簡単であるという利点を有する。
回転駆動機構に用いられるギヤシャフトを製造する方法
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から、洗濯と脱水を単一槽内で連続
的に行う一槽式電気洗濯機では、回転駆動機構として、
例えば図８に示すような構造のものが一般的に用いられ
ている。すなわち、脱水槽１０とパルセータ１１を回転
させるギヤシャフト１２の下端部に、クラッチボス２３
を介してワンウェイバネクラッチ１４が取り付けられて
おり、プーリ２０を介してこのワンウェイバネクラッチ
１４が締まる方向に回転駆動が与えられると、ギヤシャ
フト１２に外嵌された外筒１３が、ギヤシャフト１２と
一体的に高速回転するようになっている。この高速回転
は、ギヤシャフト１２の上端部に形成されたギヤ部１２
ａから遊星歯車群１７およびこれとかみ合う外輪歯車２
２を内蔵したギヤケース１５に伝達され、ギヤケース１
５から上方に延びるガイド筒１６を介して脱水槽１０に
伝達される。これにより、脱水動作が行われる。なお、
１８は上記遊星歯車群１７の各回転軸を上下から一体的
に保持する保持ガイドである。そして、上記外筒１３
は、第１のベアリング２６を介して、洗濯機本体に固定
された下軸受カバー２５に回転自在に支受されている。
また、上記ガイド筒１６は、第２のベアリング２１を介
して、同じく洗濯機本体に固定された上軸受カバー２７
に回転自在に支受されている。一方、プーリ２０を介し
て上記ワンウェイバネクラッチ１４が緩む方向に回転駆
動が与えられると、外筒１３は回転せず、ギヤシャフト
１２のみが回転する。この回転は、ギヤケース１５内の
遊星歯車群１７に伝達され、減速された回転がパルセー
タシャフト１９に伝達される。これにより、パルセータ
シャフト１９上端に取り付けられたパルセータ１１が低
速回転し、洗濯・すすぎ動作が行われる。なお、２は外
筒１３がギヤシャフト１２と共回りすることを防止する
ためのワンウェイベアリング、３はその軸受である。 【０００３】上記回転駆動機構に用いられるギヤシャフ
ト１２は、通常、つぎのようにして製造されている。す
なわち、まず図９（ａ）に示すように、棒状の鋼材（Ｓ
３５Ｃ等）を所定長に切断したのち、同図（ｂ）に示す
ように切削加工して、上端部に大径部３１を形成し、中
間部３２の下側に、第１の小径部３３と第２の小径部３
４を形成する。そして、上下両端面中央にセンター穴３
５，３６を穿設する。つぎに、同図（ｃ）に示すよう
に、上記大径部３１にギヤ歯を刻設してギヤ部３７を形
成するとともに、上記第１の小径部３３の周面の四個所
を面取りして、クラッチボス２３（図８参照）を一体的
に係合させるための回り止め部３８を形成する。また、
上記第２の小径部３４の外周面に、転造もしくは切削に
よってねじ部３９を形成する。そして、焼入れ後、同図
（ｄ）に示すように、中間部３２を研磨仕上げして、目
的とするギヤシャフト１２を得ることができる。あるい
は、図９（ｂ）の形状のものを、連続多段圧造機によっ
て連続的に成形し、以下上記の製法と同様にしてギヤシ
ャフト１２を得るようにしてもよい。なお、上記連続多
段圧造機は、図１０に示すように、巻き芯４０の周囲に
コイル状に巻かれた線材４１を解舒しながら装置内に取
り込み、これを所定長に切断したのちつぎつぎと異なる
金型ツールに装着し段階的に複数の圧縮成形を行って塑
性変形を与えることを連続的に繰り返すことにより、連
続的に成形品を得ることができるようになっているもの
である。また、上記図９（ｂ）の形状にし、さらに第１
の小径部３３に対し回り止め部３８（同図《ｃ》参照）
を形成することを、上記連続多段圧造機で行うようにし
てもよい。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の製法では、切削代が多いため材料コストおよび加工コ
ストが高いという問題がある。また、大径部３１にギヤ
部３７を形成するために、いちいちその部分に歯切加工
を施してギヤ歯の凹凸を刻設しなければならず、煩雑な
手間を要するという問題もある。しかも、上記のように
して形成されたギヤ歯は面粗度が悪く相手歯車（具体的
には遊星歯車群１７、図８参照）の摩耗が著しく騒音も
生じやすいという問題がある。したがって、これらの問
題の解決が強く望まれている。 【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、ギヤ歯の形成まで含めた最終形状に近い形状
を一体的に成形することができ、成形後の切削代が少な
い、優れたギヤシャフトの製法の提供をその目的とす
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明のギヤシャフトの製法は、シャフト上端部
が大径のギヤ部に形成され、シャフト下端部が小径ねじ
部に形成され、このねじ部より上側の外周面の少なくと
も一部に回り止め用の面取り部が形成されているギヤシ
ャフトの製法であって、所定長の金属製棒状体を、金型
内で圧縮し塑性変形させることにより、棒状体上端部が
大径部に形成され中間部の下側が段落としされて第１の
小径部に絞られその下側の下端部がさらに段落としされ
て第２の小径部に絞られてなる予備成形体を準備する工
程と、円柱部を有し、この円柱部中央から上向きに、下
部が上記予備成形体の大径部外径と同一径で上部がギヤ
歯を賦形しうる凹凸に形成された貫通孔が形成され、上
記貫通孔内に、上方から昇降ピンが挿通されているオス
上型と、上面に上記オス上型の円柱部外径と同一径の凹
部が形成され、この凹部内中央から上向きに円柱部が立
設され、この円柱部の中央から下向きに、上記予備成形
体の中間部外径と同一径の内径を有する貫通孔が形成さ
れ、この貫通孔下部が小径に縮径され内周面の所定部分
が目的とするギヤシャフトの回り止め部を賦形しうる形
状に形成されているメス下型とを組み合わせてなる金型
を準備し、上記メス下型の貫通孔内に上記予備成形体の
下部を挿入し上部が上方に突出した状態で予備成形体を
装着し、上方から上記オス上型を、その円柱部を上記メ
ス下型の凹部内に入り込ませながら下降させ、オス上型
の昇降ピン下端で上記予備成形体の上端面を押圧して上
記予備成形体を下方に押し下げることにより、上記予備
成形体の第１の小径部を上記メス下型の貫通孔下部内で
塑性変形させて回り止め部を賦形し、つぎに、上記オス
上型をさらに下降させ、上記メス下型の中央円柱部を上
記オス上型の貫通孔内に入り込ませながら予備成形体の
大径部を上記オス上型の貫通孔上部内に押し込み、上記
予備成形体大径部を上記オス下型貫通孔上部内で塑性変
形させてギヤ歯を賦形するようにしたという構成をと
る。 【０００７】 【作用】すなわち、本発明では、ギヤシャフトを製造す
るに際し、金属製棒状体を、金型内で圧縮し塑性変形さ
せることにより、上部に大径部が形成され下部に第１の
小径部と第２の小径部が形成された予備成形体を得たの
ち、さらに特殊な金型で圧縮し塑性変形させることによ
り、上記大径部にギヤ歯を賦形してギヤ部を形成すると
ともに、上記第１の小径部に回り止め部を形成するよう
にしたものである。本製法によれば、ギヤ部の形成をも
含めた成形が、上記塑性変形によって精度よく行われる
ため、ギヤ歯形成部の面粗度が、従来の歯切加工によっ
て得られたものに比べ良好で、この部分と噛み合う相手
部品の摩耗が少なくなり耐久性が向上するという利点を
有する。また、全体形状が、棒状体を塑性変形すること
によって得られるため、切削代が最小限で済み、材料に
無駄がなく工程も簡単であるという利点を有する。 【０００８】つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳
細に説明する。 【０００９】 【実施例】まず、目的とするギヤシャフト１２の形状
は、図９（ｄ）に示すような形状とする。すなわち、シ
ャフト上端部が大径のギヤ部３７に形成されており、シ
ャフト下端部が小径のねじ部３９に形成されている。ま
た、このねじ部３９より上側の外周面の四個所が面取り
されて回り止め部３８が形成されている。このギヤシャ
フトの全長Ｌは１０７ｍｍ、ギヤ部３７形成部分の長さ
Ｍは１９ｍｍ、中間部３２の長さＮは５５ｍｍである。
そして、ねじ部３９の長さＰは１０ｍｍである。また、
上記ギヤ部３７の外径外径Ｄ1 は１８ｍｍ、中間部３２
の外径Ｄ2 は１０ｍｍ、ねじ部３９の外径Ｄ3 は８ｍｍ
である。さらに、上記回り止め部３８が形成された部分
の外径Ｄ4 は９ｍｍである。 【００１０】そして、上記ギヤシャフト１２をつくるた
めに、Ｓ３５Ｃ製の線材（直径１０．３ｍｍ）をコイル
状に巻いたものを準備し、連続多段圧造機に供給して、
装置内で、長さ１３２ｍｍに切断した。そして、この切
断品を、第１の圧縮工程にかけることにより、図１
（ａ）に示すように、下端面を、面取りがなされたきれ
いな形状に塑性変形させた。つぎに、第２の圧縮工程に
かけることにより、同図（ｂ）に示すように、下端部を
小径に絞った。つぎに、第３の圧縮工程にかけることに
より、同図（ｃ）に示すように、小径下端部の上側を、
やや小径に絞った。この上側の小径部を第１の小径部４
３、下端部の小径部を第２の小径部４４という。また、
上記成形と同時に、上端部からやや下に下がった部分
を、略円錐台状に拡径した（略円錐台状部４５）。つぎ
に、第４の圧縮工程にかけることにより、図２（ａ）に
示すように、上記第１の小径部４３の長さをわずかに延
ばすとともに、上記略円錐台状部４５の周面の傾斜が緩
くなるよう上部側を拡径した。そして、第５の圧縮工程
にかけることにより、同図（ｂ）に示すように、上記略
円錐台状部４５の上部側をさらに拡径して、この部分を
円柱状の大径部４６に形成した。この一連の工程を繰り
返すことにより、上記連続多段圧造機から連続して、上
記特殊な形状の予備成形体５０を得ることができた。 【００１１】一方、図３に示すような特殊な金型５１を
準備した。上記金型５１のオス上型５２は、円柱部５３
を有し、その下面５３ａの中央から上向きに貫通孔５４
が形成されている。この貫通孔５４の下部は、上記予備
成形体５０（図２《ｂ》参照）の大径部４６外径と同一
径に形成されている。なお、上記「同一径」とは、文字
通りの「同一径」に限らず、互いに嵌め合うことのでき
る程度に公差が設けられた寸法の径をも含むものであ
り、以下の「同一径」も同様の趣旨で用いている。ま
た、上記貫通孔５４の上部は、下部よりも縮径されて、
この小径部５４ａにギヤ歯賦形用の凹凸が形成されてい
る。なお、上記貫通孔５４が形成された部分の周囲は、
オス上型５２の本体とは異なる別部材５５で形成されて
いる。そして、上記貫通孔５４には、昇降自在な昇降ピ
ン５６が、上方から挿通されている。 【００１２】また、上記金型５１のメス下型５７は、外
筒５８と上下２段の内筒５９，６０を組み合わせて構成
されており、上記内筒５９の上面が、外筒５８の上面よ
りも下になるよう配されて、メス下型５７の上面に、凹
部６１が形成されている。この凹部６１の内径（すなわ
ち、外筒５８の内径）は、上記オス上型５２における円
柱部５３の外径と同一径に設定されている。また、上記
凹部６１内中央から上向きに円柱部６２が立設され、こ
の円柱部６２の中央から下向きに、前記予備成形体５０
の中間部３２外径と同一径の内径を有する貫通孔６３
が、上記内筒５９，６０を貫通して形成されている。た
だし、この貫通孔６３は、下段の内筒６０においてやや
小径に絞られ、この小径部６４の内周面の四個所に、目
的とするギヤシャフト１２の回り止め部３８（図９
《ｄ》参照）を賦形しうるよう四個の平面部６５が形成
されている。そして、上記貫通孔６３には、上記内筒６
０の下側に設けられた基台６６の中央穴６７内を昇降す
るガイドピン６８の上端部が、下側から入り込んでい
る。なお、上記貫通孔６３の周囲は、内筒５９，６０の
本体とは異なる別部材６９，７０で形成されている。 【００１３】したがって、上記金型５１のメス下型５７
の貫通孔６３内に、図４に示すように、予備成形体５０
の下部を挿入し、貫通孔６３の下部の小径部６４に予備
成形体５０の第２の小径部４４を嵌入し上部を上方に突
出させた状態で装着したのち、図５に示すように、上方
からオス上型５２を下降させることにより、オス上型５
２の円柱部５３をメス下型５７の凹部６１内に入り込ま
せながら、オス上型５２の昇降ピン５６下端で上記予備
成形体５０の上端面を押圧し、予備成形体５０の中間部
３２から下の部分を全て、メス下型５７の貫通孔６３の
小径部６４内に押し込む。このとき、予備成形体５０の
大径部４６の下端面がメス下型５７の中央円柱部６２の
上端面に当たり、また下方では、ガイドピン６８の上端
面が予備成形体５０の下端面に当たるため、予備成形体
５０はそれ以上、下に押し下げられることはない。この
動作により、上記予備成形体５０の第１の小径部４３に
は、貫通孔６３の小径部６４内で塑性変形し、その外周
の四個所が平面に押し潰されて、目的とする回り止め部
３８（図９《ｄ》参照）が賦形される。 【００１４】つぎに、図６に示すように、オス上型５２
をさらに下降させてオス上型５２の円柱部５３とメス下
型５７の凹部６１との重なりを深くして、予備成形体５
０の大径部４６およびメス下型５７の円柱部６２を、オ
ス上型５２の貫通孔５４内に入り込ませる。この動作に
より、上記予備成形体５０の大径部４６が、貫通孔５４
の上部側に設けられたギヤ歯賦形用の小径部５４ａ内に
おいて塑性変形され、目的するギヤ部３７が形成され
た。そこで、図７に示すように、オス上型５２を上昇さ
せ、メス下型５７の下方からガイドピン６８を上昇させ
ることにより、成形された予備成形体５０を脱型した。 【００１５】このようにしてギヤ部３７および回り止め
部３８が形成された予備成形体５０に対し、図９（ｃ）
に示すように、転造もしくは切削によってねじ切り加工
を施し、さらに焼入れ・研磨仕上げをして、図９（ｄ）
に示すような、目的とするギヤシャフト１２を得ること
ができた。 【００１６】上記ギヤシャフト１２は、何ら加熱される
ことなく、塑性変形により回り止め部３８とギヤ部３７
とが形成されるため、歯切加工や面取りのための切削加
工が不要となり、工程が簡単になる。しかも、得られる
ギヤ部３７の面粗度が良好となる。ちなみに、従来の歯
切加工によるギヤ部３７の面粗度が５〜６Ｓであるとこ
ろ、上記実施例の方法によるギヤシャフト１２のそれは
３Ｓとなり、使用に際し、この部分と噛み合う相手部品
（遊星歯車群）の摩擦が少なくなり耐久性が向上する。
また、がたつきも少ないため、騒音防止効果も高い。そ
して、最終形状に近似する形状が塑性変形によって賦形
されるため、棒状体から全て削り出す場合に比べ、切削
代が大幅に少なくてすみ、経済的であるという利点を有
する。 【００１７】なお、上記実施例では、ギヤシャフト１２
の材料として、Ｓ３５Ｃ製の線材を用いたが、材料は必
ずしもこれに限るものではなく、各種ステンレス鋼が用
いられる。なかでも、剛性，靱性等の観点から、上記Ｓ
３５ＣやＳＵＳ４１０が好適である。さらに、ステンレ
ス鋼に限らず、高強度の各種金属，合金等を用いること
もできる。 【００１８】また、上記実施例では、線材をコイル状に
巻いたものを用い、これを連続多段圧造機にかけて連続
的に予備成形体５０を得るようにしているが、必ずしも
連続多段圧造機を利用する必要はなく、線材、あるいは
棒材を予め所定寸法に切断しておき、これを順次、金型
形状の異なる圧造機にかけて、予備成形体５０を得るよ
うにしてもよい。この方法によれば、上記連続多段圧造
機を用いる場合に比べると、工程数が多くなりコスト的
にも多少高くなるが、従来法に比べると、工程的にもコ
スト的にも有利である。 【００１９】さらに、上記実施例では、線材を切断した
切断品の変形を、図１（ａ）〜（ｃ）および図２
（ａ），（ｂ）の５工程により行っているが、必ずしも
この５工程に限る必要はなく、適宜の工程数で行うこと
ができる。 【００２０】また、上記実施例では、ギヤシャフト１２
の回り止め部３８を、四個所の面取り形状によって形成
しているが、その形状は必ずしもこれに限るものではな
く、この部分に取り付けるクラッチボス２３（図８参
照）の取り付け態様に応じて適宜の回り止め形状にする
ことができる。 【００２１】 【発明の効果】以上のように、この発明のギヤシャフト
の製法は、金属製棒状体を、金型内で圧縮し塑性変形さ
せることにより、上部に大径部が形成され下部に第１の
小径部と第２の小径部が形成された予備成形体を得たの
ち、さらに特殊な金型で圧縮し塑性変形させることによ
り、上記大径部にギヤ歯を賦形してギヤ部を形成すると
ともに、上記第１の小径部に回り止め部をつくるように
したものである。本製法によれば、ギヤ部の形成をも含
めた成形が、上記塑性変形によって精度よく行われるた
め、ギヤ歯形成部の面粗度が、従来の歯切加工によって
得られたものに比べ良好で、この部分と噛み合う相手部
品の摩耗が少なくなり耐久性が向上するという利点を有
する。また、全体形状が、棒状体を塑性変形することに
よって得られるため、切削代が最小限で済み、材料に無
駄がなく工程も簡単であるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）はいずれもこの発明の
一実施例における予備成形体の成形工程の説明図であ
る。 【図２】（ａ），（ｂ）はいずれも上記実施例における
予備成形体の成形工程の説明図である。 【図３】上記実施例に用いる金型の説明図である。 【図４】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図５】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図６】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図７】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図８】電気洗濯機の回転駆動機構の一般的な説明図で
ある。 【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はいずれも従
来のギヤシャフトの製法の説明図である。 【図１０】ギヤシャフトの製造に用いる線材の説明図で
ある。 【符号の説明】 １２ ギヤシャフト ３２ 中間部 ３７ ギヤ部 ３８ 回り止め部 ３９ ねじ部 ５０ 予備成形体 ５１ 金型 ５２ オス上型 ５３ 円柱部 ５４ 貫通孔 ５４ａ 小径部 ５６ 昇降ピン ５７ メス下型 ６１ 凹部 ６２ 円柱部 ６３ 貫通孔 ６４ 小径部
一実施例における予備成形体の成形工程の説明図であ
る。 【図２】（ａ），（ｂ）はいずれも上記実施例における
予備成形体の成形工程の説明図である。 【図３】上記実施例に用いる金型の説明図である。 【図４】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図５】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図６】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図７】上記実施例に用いる金型の動作説明図である。 【図８】電気洗濯機の回転駆動機構の一般的な説明図で
ある。 【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はいずれも従
来のギヤシャフトの製法の説明図である。 【図１０】ギヤシャフトの製造に用いる線材の説明図で
ある。 【符号の説明】 １２ ギヤシャフト ３２ 中間部 ３７ ギヤ部 ３８ 回り止め部 ３９ ねじ部 ５０ 予備成形体 ５１ 金型 ５２ オス上型 ５３ 円柱部 ５４ 貫通孔 ５４ａ 小径部 ５６ 昇降ピン ５７ メス下型 ６１ 凹部 ６２ 円柱部 ６３ 貫通孔 ６４ 小径部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 シャフト上端部が大径のギヤ部に形成さ
れ、シャフト下端部が小径ねじ部に形成され、このねじ
部より上側の外周面の少なくとも一部に回り止め用の面
取り部が形成されているギヤシャフトの製法であって、
所定長の金属製棒状体を、金型内で圧縮し塑性変形させ
ることにより、棒状体上端部が大径部に形成され中間部
の下側が段落としされて第１の小径部に絞られその下側
の下端部がさらに段落としされて第２の小径部に絞られ
てなる予備成形体を準備する工程と、円柱部を有し、こ
の円柱部中央から上向きに、下部が上記予備成形体の大
径部外径と同一径で上部がギヤ歯を賦形しうる凹凸に形
成された貫通孔が形成され、上記貫通孔内に、上方から
昇降ピンが挿通されているオス上型と、上面に上記オス
上型の円柱部外径と同一径の凹部が形成され、この凹部
内中央から上向きに円柱部が立設され、この円柱部の中
央から下向きに、上記予備成形体の中間部外径と同一径
の内径を有する貫通孔が形成され、この貫通孔下部が小
径に縮径され内周面の所定部分が目的とするギヤシャフ
トの回り止め部を賦形しうる形状に形成されているメス
下型とを組み合わせてなる金型を準備し、上記メス下型
の貫通孔内に上記予備成形体の下部を挿入し上部が上方
に突出した状態で予備成形体を装着し、上方から上記オ
ス上型を、その円柱部を上記メス下型の凹部内に入り込
ませながら下降させ、オス上型の昇降ピン下端で上記予
備成形体の上端面を押圧して上記予備成形体を下方に押
し下げることにより、上記予備成形体の第１の小径部を
上記メス下型の貫通孔下部内で塑性変形させて回り止め
部を賦形し、つぎに、上記オス上型をさらに下降させ、
上記メス下型の中央円柱部を上記オス上型の貫通孔内に
入り込ませながら予備成形体の大径部を上記オス上型の
貫通孔上部内に押し込み、上記予備成形体大径部を上記
オス下型貫通孔上部内で塑性変形させてギヤ歯を賦形す
るようにしたことを特徴とするギヤシャフトの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10301994A JP3503076B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | ギヤシャフトの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10301994A JP3503076B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | ギヤシャフトの製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308728A JPH07308728A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3503076B2 true JP3503076B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=14342943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10301994A Expired - Lifetime JP3503076B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | ギヤシャフトの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503076B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100598484B1 (ko) * | 2004-09-03 | 2006-07-11 | (주)애드테크 | 기어용 회전지지축 |
| CN111536219B (zh) * | 2020-04-30 | 2024-05-31 | 上海建桥学院 | 一种齿轮轴及其数控加工方法 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP10301994A patent/JP3503076B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07308728A (ja) | 1995-11-28 |
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