JP2009208111A - 中空軸部材及びその成形方法 - Google Patents

中空軸部材及びその成形方法 Download PDF

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Abstract

【課題】中空軸部材における軸方向先端側の小径部や外周の歯形部を、部材の座屈や逃げ変形なしに精度高く成形できるようにする。
【解決手段】外周にセレーションや歯車等の歯形１４を塑性成形により設ける中空軸部材において、上記歯形を設ける部分の内側に栓状部８を設けた。また、軸方向の端部を軸方向に押圧成形により他の部分より小径にした小径部１２を塑性成形により設ける中空軸部材において、上記小径部の塑性成形部より軸方向奥側に栓状部８を設けた。
【選択図】図１０

Description

本発明は、中実の素材から成形され、かつ軸方向の先端側を小径状に絞り成形してなり、及び／あるいは軸方向の一部の外周面に歯形を形成してなる中空軸部材及びその成形方法に関するものである。
この種の中空軸部材の成形方法としては、本発明の出願人が先に特許文献１として提案した成形方法がある。
この従来の成形方法にあっては、図１、図２に示すように中実棒状の素材１の軸方向両端側を、対向部に環状空間部２を有する上下の金型３，４にて型締め状態で保持し、ついで素材１より小径の上下のパンチ５，６にて押圧して素材１の軸方向両側からパンチ５，６による穴を押し出し成形すると共に、金型３，４の環状空間部２に対向する部分で段状に膨出変形させて軸方向中間部に段状大径部７を有する中空軸部材を成形するようにしている。そしてこのときに両パンチ５，６の対向間にできる栓状部８は、一方のパンチを押し切ることにより抜かれて、例えば図３に示すような中空軸部材の第１成形体９ａが形成される（特許文献１参照）。
特開２００５−０４０８４２号公報
上記のようにして成形された中空軸部材の第１成形体９ａにおいて、図４に示すように上記段状大径部７がある位置から軸方向両側を上型１０と下型１１にて小径に押圧成形して軸方向両側部に小径部１２，１３を有する第２成形体９ｂを成形し、さらに図５に示すように、上記第２成形体９ｂの中間部の外周にセレーション１４を金型１５により軸方向に押し出し成形して第３成形体９ｃとすることがある。
上記した成形工程において、例えば図６に示すように、第１成形体９ａを上下の型１０，１１にて軸方向に型締めして軸方向両側に小径部１２，１３を成形するときに、第１成形体９ａが中空であることにより、中間部に座屈が生じ、図６にて鎖線で示すように膨出部１６が生じることがある。
また、図４で示した第２成形体９ｂの外周に図５に示すようにセレーション１４を成形して第３成形体９ｃに成形する際に、上記第２成形体９ｂの成形と同様に、この部分が中空であることにより、上記下型１１による押し出し成形時のバックアップ力が不足して、このセレーション１４の歯形の成形精度を出すことが困難であった。なお、この部分に芯金を挿入すればよいが、上記第２成形体９ａの軸方向両端側が、中間部より小径であることにより、中空部に芯金を挿入しての成形はできない。
本発明は上記のことに鑑みなされたもので、中実の素材から成形された軸方向の先端側に小径部や歯形部を精度高く成形することができる中空軸部材及びその成形方法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明に係る中空軸部材は、外周にセレーションや歯車等の歯形を塑性成形により設けた中空軸部材において、上記歯形を設ける部分の内側に栓状部を設けた構成になっている。
また、軸方向の端部を軸方向に押圧成形により他の部分より小径にした小径部を塑性成形により設けた中空軸部材において、上記小径部の塑性成形部より軸方向奥側に栓状部を設けた構成になっている。
そして上記中空軸部材の成形方法は、上下の金型内に中実棒状の素材を保持し、この素材より小径の上下のパンチにて軸方向から押圧して素材の軸方向両側から対向間に栓状部を残してパンチによる穴を押し出し成形し、軸方向の一部の外周にセレーションや歯車等の歯形を塑性成形する中空軸部材の成形方法において、上記歯形の塑性成形部の内側に上記栓状部を位置させるようにした。
また、下の金型内に中実棒状の素材を保持し、この素材より小径の上下のパンチにて軸方向から押圧して素材の軸方向両側から対向間に栓状部を残してパンチによる穴を押し出し成形し、軸方向端部を軸方向への押圧成形により他の部分より小径に塑性成形する中空軸部材の成形方法において、上記小径に塑性成形する部分より奥側に上記栓状部を位置させるようにした。
本発明の請求項１に記載の中空軸部材によれば、これの外周に歯形を加工する際に、この部分の内側に設けられた栓部材にてバックアップされ、塑性成形によるセレーションや歯車の成形を精度高く行うことができる。
また、請求項２に記載の中空軸部材は、軸方向端部の小径部を座屈が生じることなく、軸方向から塑性成形にて成形することができる。
請求項３及び請求項４の成形方法によれば、上記軸方向の一部の外周にセレーションや歯車等の歯形を塑性成形してなる中空軸部材及び軸方向端に他の部分より小径の小径部を塑性成形してなる中空軸部材のそれぞれの塑性成形部の内側への栓状部の成形を容易に行うことができる。
本発明の実施の形態を図７以下に説明する。なお、図１から図６に示した従来の成形方法の説明に用いた金型と同一の金型は、同一の符号を付して説明する。
図７は、図３に示した従来の第１成形体９ａの成形途中、すなわち図２に示した栓状部８を打ち抜く前の状態を示すものである。そしてこの実施の形態では、上側のパンチ５の押し出し位置を制御して上記栓状部８を、図４で示す一方の軸端部に成形する小径部１３と段状大径部７との間に位置させた第１成形体９ａ´を成形する。
図８は、上記第１成形体９ａ´を図６で示した従来の第２成形体９ｂの成形と同様に、上下の型１０，１１にて軸方向両側に小径部１２，１３を成形する成形途中を示す。
このときにおいて、段状大径部７より下側の中空部の中間部は栓状部８にて中実状になっているので、図９に示すように、この中空部に座屈が発生することなく軸方向からの下型１１による押し出し成形により小径部１３が成形されて第２成形体９ｂ´となる。
図１０は、上記第２成形体９ｂ´を図５で示した従来の第３成形体９ｃの成形と同様に、段状大径部７と小径部１３の間にセレーション１４を成形した状態を示している。
このときにおいて、上記セレーション１４を成形する部分が栓状部８にて中実状になっているので、このセレーション１４の成形はこの栓状部８にてバックアップされて成形され、精度高く成形される。
図１１は上記した第２成形体９ｃ´を用いて、これの段状大径部７に歯車１７を加工した中空歯車軸１８であり、歯車１７の軸方向両側に軸の内外を連通する油孔１９が設けてある。
この中空歯車軸１８において、歯車１７の内側の中空部に給油された潤滑油は、油孔１９を通って歯車１７の噛み合い部に供給される。このとき中空部に供給された潤滑油は、栓状部８にて軸方向へ抜けるのが遮られてこれの全量が上記油孔１９より外側へ流出されて、供給された潤滑油が他へ流失することなく有効に利用される。
段状大径部を有する中空軸部の成形方法で、素材の保持状態と中間工程を示す断面図である。 段状大径部の位置に栓状部を設けた状態を示す断面図である。 栓状部を打ち抜いた中空軸部材を示す断面図である。 軸方向両端部に小径部を設ける成形工程を示す断面図である。 外周にセレーションを設ける成形工程を示す断面図である。 小径部を軸方向に押し出し成形するときの座屈の様子を示す説明図である。 栓部材を特定の位置に設けた状態を示す断面図である。 本発明方法の中間工程を示す断面図である。 本発明方法にて小径部を成形した中空軸部材の成形方法を示す断面図である。 本発明方法にてセレーションを成形した中空軸部材の成形方法を示す断面図である。 栓部材を設けた位置に対する一方側に油孔を設けた中空軸部材を示す断面図である。
符号の説明
１…素材、２…環状空間部、３，４，１０，１１，１５…金型、５，６…パンチ、７…段状大径部、８…栓部材、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ａ´，９ｂ´，９ｃ´…成形体、１２，１３…小径部、１４…セレーション、１６…膨出部、１７…歯車、１８…中空歯車軸、１９…油孔。

Claims (4)

  1. 外周にセレーションや歯車等の歯形を塑性成形により設けた中空軸部材において、上記歯形を設ける部分の内側に栓状部を設けたことを特徴とする中空軸部材。
  2. 軸方向の端部を軸方向に押圧成形により他の部分より小径にした小径部を塑性成形により設けた中空軸部材において、上記小径部の塑性成形部より軸方向奥側に栓状部を設けたことを特徴とする中空軸部材。
  3. 上下の金型内に中実棒状の素材を保持し、この素材より小径の上下のパンチにて軸方向から押圧して素材の軸方向両側から対向間に栓状部を残してパンチによる穴を押し出し成形し、軸方向の一部の外周にセレーションや歯車等の歯形を塑性成形する中空軸部材の成形方法において、
    上記歯形の塑性成形部の内側に上記栓状部を位置させる
    ことを特徴とする中空軸部材の成形方法。
  4. 上下の金型内に中実棒状の素材を保持し、この素材より小径の上下のパンチにて軸方向から押圧して素材の軸方向両側から対向間に栓状部を残してパンチによる穴を押し出し成形し、軸方向端部を軸方向への押圧成形により他の部分より小径に塑性成形する中空軸部材の成形方法において、
    上記小径に塑性成形する部分より奥側に上記栓状部を位置させる
    ことを特徴とする中空軸部材の成形方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5790415A (en) * 1980-11-26 1982-06-05 Komatsu Ltd Stepped hollow shaft manufacturing method
JPH0868867A (ja) * 1994-08-29 1996-03-12 Seiko Epson Corp 時計用受足とその製造方法
JP2003230936A (ja) * 2002-02-12 2003-08-19 Uk:Kk 段付軸の製造方法

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