JP3851101B2 - スプライン加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユニバーサルジョイント等のスプラインシャフト等に所定の膜厚の樹脂層を形成するスプライン加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ユニバーサルジョイント等のスプラインシャフトのスプライン表面は、消音、耐摩耗性、摺動荷重の低減等を目的として、ナイロン系樹脂等による樹脂層で被覆されている。この樹脂層の形成には、一般的に流動浸漬法が用いられている。この流動浸漬法では、まずショットブラスト、プライマー等の下地処理を行ったスプラインシャフト21を加熱炉で加熱する。次に、図6に示すようにエア22により樹脂粉末23が流動状態にされた流動浸漬槽24内に所定時間浸漬する。これにより、樹脂粉末23がスプラインシャフト21に付着して熱で溶融することにより、樹脂層が形成される。
【0003】
この流動浸漬法により樹脂層を形成する場合、樹脂粉末23の溶融の程度はスプラインシャフトの熱容量によるが、この熱容量にバラツキがあるために形成される樹脂層が不均一になる。このため、流動浸漬法により樹脂層の膜厚を厚め(例えば500μm程度)に形成した後、ブローチ加工や切削加工等により所定の膜厚(例えば200〜300μm程度)に仕上げている。
【0004】
従来のブローチ加工では、まず図7に示すようにスプラインシャフト21の両端面の軸中心に設けられた中心位置決め用テーパ穴30、31に、正面側押さえ治具26に設けられた中心ピン28および背面側押さえ治具27に設けられた中心ピン29を嵌合させ、正面側押さえ治具26および背面側押さえ治具27によりスプラインシャフト21を挟み込むことで、このスプラインシャフト21を固定する。
【0005】
このように固定されたスプラインシャフト21を各押さえ治具26、27とともにブローチ型25の方向へ移動させて、スプラインシャフト21の歯形状と相似形状で所定量大きい内周歯面を有するブローチ型25内を通している。このようにスプラインシャフト21がブローチ型25内を通るとき、スプラインシャフト21に厚めに形成された樹脂層は、ブローチ型25により削り落とされて所定の膜厚に仕上げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スプラインシャフトに樹脂層を形成することによる消音効果は、一般的に樹脂層の膜厚が厚いほうが有利である。一方、摺動時の樹脂層の摩耗に対しては、樹脂層の膜厚が薄いほうが有利である。図5は本願発明者が調査した樹脂層の膜厚と作動音、摩耗量の関係を示すグラフであり、作動音については樹脂層を形成しない場合を100とした係数値で、摩耗量については膜厚360μmの樹脂層を形成した場合を100とした係数値で表している。図5に示すように消音効果および耐久性を考慮すると、樹脂層の膜厚が約100〜200μmであるとき最も効果的であることがわかった。
【0007】
しかしながら、従来のブローチ加工では上記のように中心位置だけで位置決めを行っているので、ブローチ型25の歯とスプラインシャフト21の歯が周方向において正確に合致しない。このため、従来のブローチ加工により樹脂層の膜厚を200μm以下に仕上げようとすると、スプラインシャフトの歯の左右で樹脂層の膜厚が異なり、ひどい場合には下地が露出するという問題が生じていた。
【0008】
また、ブローチ加工以外の例えば切削加工等により樹脂層の膜厚を200μm以下に仕上げようとする場合、精度を確保することは可能であるが、加工コストが高くなるという問題があった。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、スプラインシャフトのスプライン表面に流動浸漬法により形成された樹脂層を、薄い膜厚であっても精度よく、かつ安価に仕上げることができるスプライン加工方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を流動浸漬法により形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定の膜厚に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、前記スプラインシャフトの両端面軸中心位置に設けられた中心位置決め用テーパ穴と、前記スプラインシャフトの少なくとも一端面に設けられるとともに前記中心位置決め用テーパ穴よりも径方向外方に位置する周方向位置決め用テーパ穴と、に基づいてブローチ型の歯とスプラインシャフトの歯との間の間隔が周方向で均一となるように位置関係を決定した状態で、前記ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層の膜厚を均一に仕上げるという方法を採用している(請求項1)。このような方法によれば、ブローチ型の歯とスプラインシャフトの歯とを周方向において所定の間隔で正確に合致させることができるので、スプラインシャフトに形成すべき樹脂層の膜厚が薄い場合であっても、加工コストが安価なブローチ加工により樹脂層を均一に仕上げることが可能となる。
【0010】
また、上記樹脂層の膜厚は100〜200μmに仕上げることが好ましい(請求項2)。この場合、スプラインシャフトを樹脂層で被覆することによる消音効果および耐久性の向上という目的を最も効果的に達成することができる。
【0011】
また、スプラインシャフトの中心位置決め用テーパ穴と周方向位置決め用テーパ穴とを用いて位置決めを行っているので、スプラインシャフトの位置決めを容易に行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態でのブローチ加工方法を示すための側面図であり、図2は本実施の形態で使用するスプラインシャフトを示す正面図および側面断面図であり、図3は本実施の形態で使用するブローチ型を示す正面図である。以下、図に基づいてこのスプライン加工方法について説明する。なお、本実施の形態のスプライン加工方法の流動浸漬法については従来と同様であるので図6を用いて説明する。
【0013】
本実施の形態のスプライン加工方法においては、まず、ショットブラスト、プライマー等の下地処理を行ったスプラインシャフト1を加熱炉で加熱する。このスプラインシャフト1を、図6に示すようにエア22により樹脂粉末23が流動状態にされた流動浸漬槽24内に所定時間浸漬する。これにより、樹脂粉末23がスプラインシャフト1に付着して熱で溶融することにより、樹脂層7が形成される。ここでは、樹脂層7の膜厚を求められる膜厚(例えば100〜200μm程度)より厚め(例えば500μm程度)に形成している。
【0014】
次に、図1および図2に示すようにスプラインシャフト1の一端面の軸中心に設けられた中心位置決め用テーパ穴11およびこの軸中心よりも径方向外方に設けられた周方向位置決め用テーパ穴(位置決め部)12に、正面側押さえ治具3に設けられた各テーパ穴に合致するテーパ状の先端部を有する中心ピン4および位置決めピン5をそれぞれ嵌合させる。同時に、スプラインシャフト1の他端面の軸中心に設けられた中心位置決め用テーパ穴13に背面側押さえ治具6に設けられたこのテーパ穴に合致するテーパ状の先端部を有する中心ピン7を嵌合させる。
【0015】
これにより、図3に示すようにスプラインシャフト1の歯形状と相似形状で所定量大きい内周歯面2aを有するブローチ型2とスプラインシャフト1とが調芯される。また、図4に示すようにブローチ型2の歯2aとスプラインシャフト1の歯1aとの両側面の周方向の間隔Sが等しくなるようにスプラインシャフト1の周方向位置が決定される。そして、正面側押さえ治具3および背面側押さえ治具6によりスプラインシャフト1を挟み込むことで、このスプラインシャフト1を固定する。
【0016】
正面側押さえ治具3および背面側押さえ治具6により固定されたスプラインシャフト1を、各押さえ治具3、6とともにブローチ型2の方向へ移動させてブローチ型2内を通す。スプラインシャフト1がブローチ型2内を通るとき、図4に示すブローチ型2の歯2aとスプラインシャフト1の歯1aとの間隔Sが、周方向にずれるのが位置決めピン5によって防止される。そして、この間隔S以上となるスプラインシャフト1に厚めに形成された樹脂層7は、ブローチ型2により削り落とされて所定の膜厚に仕上げられる。
【0017】
上記のようにスプラインシャフト1の中心位置決め用テーパ穴11および周方向位置決め用テーパ穴12を用いて、スプラインシャフト1の位置決めを行っているので、ブローチ型2の歯とスプラインシャフト1の歯とを周方向においても所定の間隔で正確に合致させることができる。これにより、スプラインシャフト1に形成すべき樹脂層7の膜厚が例えば100〜200μm程度であっても、樹脂層を均一に仕上げることが可能となる。
【0018】
なお、本実施の形態では、スプラインシャフト1を押さえ治具とともに移動させてブローチ型2内を通しているが、これに限られるものではなく、例えばスプラインシャフト1を押さえ治具とともに固定した状態でブローチ型2を移動させて加工しても構わない。また、本実施の形態では、スプラインシャフト1に1カ所の周方向位置決め用テーパ穴12を設けているが、これに限られるものではなく、例えば2カ所以上に周方向位置決め用テーパ穴12を設けて位置決めを行っても構わない。
【0019】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るスプライン加工方法では、スプラインシャフトのスプライン表面に樹脂層を流動浸漬法により形成した後、スプラインシャフトの中心位置決め用テーパ穴と、周方向位置決め用テーパ穴とに基づいて位置決めし、上記樹脂層を所定の膜厚に仕上げている。よって、スプラインシャフトに形成すべき樹脂層の膜厚が薄い場合であっても、加工コストが安価なブローチ加工により樹脂層を均一に仕上げることができる。
【0020】
また、樹脂層の膜厚を100〜200μmに仕上げる場合、スプラインシャフトを樹脂層で被覆することによる消音効果および耐久性の向上という目的を最も効果的に達成することができる。
【0021】
また、スプラインシャフトの軸中心位置をこのスプラインシャフトの両端面軸中心位置に設けられた中心位置決め用テーパ穴で決定し、スプラインシャフトの位置決め部をこのスプラインシャフトの少なくとも一端面に設けられた位置決め用テーパ穴とすることにより、スプラインシャフトの位置決めを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態でのブローチ加工方法を示すための側面図である。
【図2】本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態で使用するスプラインシャフトを示す正面図および側面断面図である。
【図3】本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態で使用するブローチ型を示す正面図である。
【図4】上記スプラインシャフトの歯とブローチ型の歯との位置関係を示す説明図である。
【図5】スプラインシャフトに形成される樹脂層の膜厚と作動音、摩耗量の関係を示すグラフである。
【図6】流動浸漬法による樹脂層の形成を示すための説明図である。
【図7】従来のブローチ加工を示すための側面図である。
【符号の説明】
1 スプラインシャフト
2 ブローチ型
3 正面側押さえ治具
4、7 中心ピン
5 位置決めピン
6 背面側押さえ治具
7 樹脂層
12 位置決め用テーパ穴
11、13 中心位置決め用テーパ穴
Claims (2)
- スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を流動浸漬法により形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定の膜厚に仕上げるスプライン加工方法において、
上記樹脂層の形成後、前記スプラインシャフトの両端面軸中心位置に設けられた中心位置決め用テーパ穴と、前記スプラインシャフトの少なくとも一端面に設けられるとともに前記中心位置決め用テーパ穴よりも径方向外方に位置する周方向位置決め用テーパ穴と、に基づいてブローチ型の歯とスプラインシャフトの歯との間の間隔が周方向で均一となるように位置関係を決定した状態で、前記ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層の膜厚を均一に仕上げることを特徴とするスプライン加工方法。 - 上記樹脂層の膜厚を100〜200μmに仕上げる請求項1に記載のスプライン加工方法。
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