JP2010019370A

JP2010019370A - 段付中空軸及び段付中空軸の製造方法

Info

Publication number: JP2010019370A
Application number: JP2008181404A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nishio; 眞之西尾
Original assignee: Nishio Seimitsu KK
Current assignee: Nishio Seimitsu KK
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】軽量化を図ると共に強度を確保し、中空部内の錆の発生を抑制する段付中空軸及び段付中空軸の製造方法を提供することを課題としている。
【解決手段】軸方向両端部にそれぞれ第１，第２小径部１１，１２を形成し、これらの小径部１１，１２の間に第１，第２大径部１３，１４を形成し、これら大径部１３，１４から両端に向けて順次小径化する複数の外形を有し、これら大径部１３，１４及び小径部１１，１２の内部に中空部１５が形成された段付中空軸１０であって、大径部１３，１４内の第１，第２大径中空部１８，１９の内径Ｌ５，Ｌ６を、小径部１１，１２内の第１，第２小径中空部１６，１７の内径Ｌ７，Ｌ８より大きく形成すると共に、中空部１５は、少なくとも一端部が閉じられた段付中空軸１０。
【選択図】図１

Description

この発明は、段付形状で、且つ、中空部を有する段付中空軸及びこの段付中空軸の製造方法に関するものである。

従来からこの種のものとしては、例えば、特許文献１に記載されたようなものがある。すなわち、要約書の「解決手段」の欄において、「中実棒状の素材６の軸方向両側を、対向部に段状大径部を有する上下の金型８，９にて保持し、ついで素材の少なくとも軸方向一方端から素材より小径のパンチ１０，１１を押圧して、このパンチ１０，１１による押し出し成形により、外周部に上記段状大径部に沿う大径部を、また軸心部にパンチ１０，１１により全長に渡って同径の貫通孔をそれぞれ形成し、上記大径部の両側の軸部のそれぞれの端部を他の上下の金型１３，１４により縮径成形して貫通孔の両端部を中間部より小径に縮径するようにした。」旨記載されている。
特開２００６−１９８６６２号公報

しかしながら、このような従来のものにあっては、中空段付軸は両端部が開放された状態であるため、強度が低下してしまうと共に、中空部内が錆び易い、という問題がある。

そこで、この発明は、軽量化を図ると共に強度を確保し、中空部内の錆の発生を抑制する段付中空軸及び段付中空軸の製造方法を提供することを課題としている。

請求項１に記載の発明は、軸方向両端部にそれぞれ小径部を形成し、これらの小径部の間に少なくとも１つの大径部を形成し、該大径部から両端に向けて順次小径化する複数の外形を有し、前記大径部及び前記小径部の内部に中空部が形成された段付中空軸であって、前記大径部内の中空部の内径を、前記小径部内の中空部の内径より大きく形成すると共に、前記中空部は、少なくとも一端部が閉じられた段付中空軸としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記大径部が複数形成されている場合、これら大径部の内、最大内径を有する大径部が、最大外径を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記中空部の少なくとも一端部は、軸芯に向かう突壁により閉塞されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記最大内径部内に前記中空部を複数個所に分割する隔壁部を設け、該隔壁部により、前記段付中空部を補強したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の段付中空軸の製造方法であって、前記大径部と前記小径部とを段付形状に形成すると共に、前記大径部と前記小径部との内部に前記中空部を形成する工程と、前記中空部の少なくとも一端部を閉じる工程とを有する段付中空軸の製造方法としたことを特徴とする。

上記各発明によれば、両端部に小径部が形成された段付中空軸において、より重量を軽減することができると共に、中空部の少なくとも一端部を閉じることにより、段付中空軸としての強度を確保することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、最大内径部内に中空部を複数個所に分割する隔壁部を設けることにより、段付中空部の一層向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図３には、この発明の実施の形態１を示す。

まず構成を説明すると、図１中符号１０は段付中空軸で、例えば、モータ中間軸等として使用される。で、この段付中空軸１０は、例えば鋼製で、軸方向両端部にそれぞれ「小径部」としての外径の異なる第１小径部１１及び第２小径部１２が形成されている。

これらの第１，第２小径部１１，１２の間に、径の異なる第１大径部１３及び第２大径部１４が形成されている。

これら第１，第２小径部１１，１２及び第１，第２大径部１３，１４により、段付形状に形成されている。

また、この段付中空軸１０には、段付形状の中空部１５が形成されている。この中空部１５は、第１小径部１１内に第１小径中空部１６が、第２小径部１２内に第２小径中空部１７が、第１大径部１３内に第１大径中空部１８が、第２大径部１４内に第２大径中空部１９が段付形状で互いに連続して形成されている。

これら各径部１１，１２，１３，１４は、第１，第２大径部１３，１４から両端の第１，第２小径部１１，１２に向けて順次小径化するような外形を有しており、第１大径部１３の外径Ｌ１が一番大きく、第２大径部１４の外径Ｌ２が２番目に大きく、第１，第２小径部１１，１２の外径Ｌ３，Ｌ４が、それらより小さく形成されている。

また、第１，第２大径部１３，１４の第１，第２大径中空部１８，１９の内径Ｌ５，Ｌ６は、第１，第２小径部１１，１２の第１，第２小径中空部１６，１７の内径Ｌ７，Ｌ８より大きく形成されると共に、中空部１５は、両端部が閉じられている。

さらに、それら第１，第２大径部１３，１４の内、最大内径Ｌ５を有する第１大径部１３が、最大外径Ｌ１を有している。

さらにまた、中空部１５の一端部は、軸芯に向かう突壁２０により閉塞されている。

次に、段付中空軸１０の鍛造による製造方法を図２及び図３に基づいて説明する。

まず、図２（ａ）に示すような短円柱形状の素材２３を用意し、この素材２３を、下型２４と上型２５との協動により、図２（ｂ）で示すように、二段の径の異なる凹形状の第１半成品２６を形成する。

次いで、この第１半成品２６を上下逆にして、下型２８と上型２９との協動により、図２（ｃ）に示すように、下端部（一端部）側の突壁２０を閉じて行き、第２半成品３０を成形する。

さらに、この第２半成品３０を、下型３２と上型３３との協動により、図３（ｄ）に示すように、下端部（一端部）側の突壁２０を完全に閉じて、第１小径部１１等を有する第３半成品３４を成形する。

その後、第３半成品３４を、下型３６と上型３７との協動により、図３（ｅ）に示すように、段付形状の各角部を略直角に成形して、第４半成品３８を成形する。

その後、下型３６と上型３７とから第４半成品３８を取り出して、段付中空軸１０の製造が完了する。
［発明の実施の形態２］

図４乃至図６には、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２は、実施の形態１と異なり、第１大径中空部１８の途中に隔壁部２１が設けられている点で、実施の形態１と相違している。

他の構造は、実施の形態１と同様で、この実施の形態１の段付中空軸１０は、第１，第２小径部１１，１２、第１，第２大径部１３，１４及び、この内部に形成された中空部１５から構成されている。この中空部１５は、第１，第２小径中空部１６，１７、第１，第２大径中空部１８，１９から構成され、この第１大径中空部１８の途中に隔壁部２１が設けられている（図６参照）。

このように隔壁部２１を形成することで、段付中空軸１０を軽量化した上で、より強度を向上させることができる。なお、この隔壁部２１には、適宜、肉抜き用等の１又は複数の開口を形成することもできる。

次に、この段付中空軸１０の鍛造による製造方法を図４乃至図６に基づいて説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、短円柱形状の素材２３を予備成形し、この素材２３を下型４０と上型４１との協動により、図４（ｂ）で示すように、隔壁部２１を有し、この隔壁部２１の上下に両側深絞りにより凹所が形成された第１半成品４２を形成する。

次いで、この第１半成品４２を、下型４４と上型４５との協動により、図４（ｃ）に示すように、両側肉厚成形により前記凹所の側壁が所定の厚さに形成された第２半成品４６を成形する。

さらに、この第２半成品４６を、下型４８と上型４９との協動により、図５（ｄ）に示すように、片側絞り成形により中空部１５の下方側の突壁２０を閉じて、第３半成品５０を成形する。

その後、この第３半成品５０を、下型５２と上型５３との協動により、図５（ｅ）に示すように、両側絞り成形により下方側の形状をより絞り形成すると同時に、中空部１５の上方側の突壁２０をより閉じて、第４半成品５４を成形する。

また、この第４半成品５４を、下型５６と上型４９との協動により、図６（ｆ）に示すように、先端部絞り成形により上端部側と下端部側とをより絞り形成して行き、第５半成品５８を成形する。

さらに、この第５半成品５８を、下型６０と上型６１との協動により、図６（ｇ）に示すように、絞り部分成形及び両端面押し込み成形を行い、段付中空軸１０が成形される。

なお、図４（ｃ）の工程は、必ずしも必要ではなく、例えば、図４（ｂ）の工程で、図４（ｃ）のような形状に成形することにより、図４（ｃ）の工程を省略することができる。
［発明の実施の形態３］

図７及び図８には、この発明の実施の形態３を示す。

この実施の形態３は、実施の形態１と異なり、パイプ材料から段付中空軸１０を成形するようにしたものである。

この段付中空軸１０は、実施の形態１と同様に、第１，第２小径部１１，１２、第１，第２大径部１３，１４及び、この内部に形成された中空部１５から構成されている。この中空部１５は、第１，第２小径中空部１６，１７、第１，第２大径中空部１８，１９から構成されている（図８（ｆ）参照）。

次に、この段付中空軸１０の鍛造による製造方法を図７及び図８に基づいて説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、パイプ材料を切断して素材６５を成形し、この素材６５を下型６６と上型６７との協動により、図７（ｂ）で示すように、両側絞り成形により、第１半成品６８を形成する。

次いで、この第１半成品６８を、下型７０と上型７２との協動により、図７（ｃ）に示すように、片側絞り成形により、中空部１５の下部側の突壁２０を閉じて行き、第２半成品７２を成形する。

さらに、この第２半成品７２を、下型７４と上型７５との協動により、図８（ｄ）に示すように、両側絞り成形により、下方側の形状をより絞り形成すると同時に、中空部１５の上部側の突壁２０をより閉じて行き、第３半成品７６を成形する。

その後、この第３半成品７６を、下型７８と上型７９との協動により、図８（ｅ）に示すように、先端部絞り成形により上端部側と下端部側とをより絞り形成して行き、第４半成品８０を成形する。

また、この第４半成品８０を、下型８２と上型８３との協動により、図８（ｆ）に示すように、絞り部分成形及び両端面押し込み成形を行い、段付中空軸１０が成形される。

なお、上記各実施の形態では、「段付中空軸」はモータ中間軸に限らず、他の部品にも適用できることは勿論である。

また、上記各実施の形態では、大径部が２個所形成されているが、これに限らず、大径部を１個所、又は３個所以上形成することもできる。

さらに、この発明の段付中空軸に、必要に応じてメッキその他の表面処理等を施すことがあるのは、勿論である。

この発明の実施の形態１に係る段付中空軸の断面図である。同実施の形態１に係る段付中空軸の製造方法を示す図である。同実施の形態１に係る段付中空軸の製造方法を示す図である。この発明の実施の形態２に係る段付中空軸の製造方法を示す図である。同実施の形態２に係る段付中空軸の製造方法を示す図である。同実施の形態２に係る段付中空軸の製造方法を示す図である。この発明の実施の形態３に係る段付中空軸の製造方法を示す図である。同実施の形態３に係る段付中空軸の製造方法を示す図である。

符号の説明

10 段付中空軸
11 第１小径部
12 第２小径部
13 第１大径部
14 第２大径部
15 中空部
16 第１小径中空部
17 第２小径中空部
18 第１大径中空部
19 第２大径中空部
20 突壁
21 隔壁部

Claims

軸方向両端部にそれぞれ小径部を形成し、これらの小径部の間に少なくとも１つの大径部を形成し、該大径部から両端に向けて順次小径化する複数の外形を有し、前記大径部及び前記小径部の内部に中空部が形成された段付中空軸であって、
前記大径部内の中空部の内径を、前記小径部内の中空部の内径より大きく形成すると共に、前記中空部は、少なくとも一端部が閉じられたことを特徴とする段付中空軸。
前記大径部が複数形成されている場合、これら大径部の内、最大内径を有する大径部が、最大外径を有することを特徴とする請求項１に記載の段付中空軸。
前記中空部の少なくとも一端部は、軸芯に向かう突壁により閉塞されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の段付中空軸。
前記最大内径部内に前記中空部を複数個所に分割する隔壁部を設け、該隔壁部により、前記段付中空部を補強したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の段付中空軸。
請求項１乃至４の何れかに記載の段付中空軸の製造方法であって、前記大径部と前記小径部とを段付形状に形成すると共に、前記大径部と前記小径部との内部に前記中空部を形成する工程と、
前記中空部の少なくとも一端部を閉じる工程とを有することを特徴とする段付中空軸の製造方法。