JP3654580B2 - カラー付きシャフトの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のオートマチック等のトランスミッションの油圧制御回路に組み込まれてオイル流路の切り替えを行うスプールバルブ等のカラー付きシャフトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオートマチック等のトランスミッション用のオイルバルブとして使用されるスプールバルブなどのカラー付きシャフトの製造方法として、棒材を旋盤等により切削加工して製造する方法があるが、切削加工によりカラー付きシャフトを製造するには長時間を必要としていた。また、寸法を高精度に確保するには熟練した技術を必要とし、熟練技術者の固有技術に頼っており技術の伝承が困難である、作業が難易度の高いものであって加工効率が低い、切り粉として廃棄される材料が多い等の問題があった。
【０００３】
また、スプールバルブのシャフト素材と複数のカラーを別個に製造したうえ、複数のカラーをシャフト素材に嵌挿して一体に固定するスプールバルブの製造方法においては、カラーには、その内周にシャフト素材を嵌挿するための中心穴と、その外周にはスプールランド溝等の溝が設けられるが、肉厚の薄いカラーに転造型により溝を形成すると、転造圧によりカラーが押し潰されて変形してしまうことがあった。このため、このような場合にはカラーの中心穴にマンドレル（芯金）を挿入して変形を防止したうえ転造加工を行う必要があり、カラーの製造工程が複雑なものになってしまっていた。
【０００４】
また、複数のカラーへスプールランド溝を形成したのち、これらのカラーをシャフト素材の所要位置に嵌挿して配列させたうえ、転造型によりシャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成し、これによってカラーをシャフトに固定するスプールバルブの製造方法においては、スプールランド溝などの溝を形成する工程と、環状隆条を形成する工程とが別工程になってしまうために、転造型が２種類必要である、時間と工数がかかる、製造コストが上昇する等多くの問題を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、マンドレル等を用いずとも肉厚の薄いカラーに溝を形成することができるうえに、この溝の形成と、シャフトへのカラーの固定とを一工程で行うことのできるカラー付きシャフトの製造方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のカラー付きシャフトの製造方法は、シャフト素材と複数のカラーとを金属の塑性加工により製造し、このシャフト素材に複数のカラーを所要位置に嵌挿して配列させた工程のあとに、カラーの外周に溝を形成する工程と、シャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成してカラーをシャフトに固定する工程とを、同一転造型を用いて一工程にて行うことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のカラー付きシャフトの製造方法は、カラーに溝を形成する工程と、シャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成してカラーをシャフトに固定する工程とを、同一転造型を用いて一工程にて行うことにより、マンドレル等を用いずとも肉厚の薄いカラーに溝を形成することができて、この溝の形成とシャフトへのカラーの固定とを一工程で同時に行うことができて、カラー付きシャフトの製造工程を簡素化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を示す。図１は本発明の方法により製造したカラー付きシャフトの一実施形態であるスプールバルブを示す図であって、スプールバルブ１は、一端にばね受け凹部２を有するシャフト３に３つのカラー４〜６が嵌挿されてバルブ体として一体に固定されている。カラー４、５にはそれぞれ３本のスプールランド溝７が形成されているとともに、３つのカラー４〜６の両端には縮径部８が形成されて、これにより金属が塑性流動してカラー４〜６の両端に、カラー４〜６の内径よりも大径の環状隆条９が形成されて、カラー４〜６をシャフト３に強固に密着嵌合している。なお、シャフト、カラーの材質として、鉄鋼、アルミニウム合金、チタン合金等の金属を用いることができ、これらの金属には耐摩耗性を付与するため必要に応じ、浸炭焼入れ、軟窒化等の表面硬化処理を施すことができる。
【０００９】
上記したスプールバルブの製造方法を以下に説明する。図２は、棒状の金属をヘッディングにより塑性加工して、頭部にばね受け凹部２を形成したシャフト素材１０であり、図３は、棒状の金属から塑性加工により製造したカラー４〜６であって、スプールランド溝７形成前のものであり、その内側にはシャフト素材１０に嵌挿可能な大きさの内径の中心穴１１が形成されている。
【００１０】
このシャフト素材１０とカラー４〜６を用いてスプールバルブ１となすに当たっては、先ずシャフト素材１０の所要位置にカラー４〜６を嵌挿する。そして図４に示すような転造型２１を用いて、１ストロークによりカラー４、５の外周にスプールランド溝７を形成するとともに、カラー４〜６の両端を縮径して環状隆条９を形成することによりカラー４〜６をシャフト３に固定する。カラー４〜６にはシャフト素材１０がすでに嵌挿されているので、肉厚の薄いカラー４〜６に転造型２１によりスプールランド溝７を形成しても、転造圧によりカラー４〜６が押し潰されて変形することはなく、従来のようにカラー４〜６の中心穴１１にマンドレル（芯金）等を挿入して変形を防止する必要が無く、スプールバルブの製造工程を大幅に簡素化することができる。
【００１１】
転造型２１は、その転造面にカラー４に３本のスプールランド溝７を形成するための凸条２２を有する溝形成凸条部２４と、同じくカラー５に３本のスプールランド溝７を形成するための凸条２２を有する溝形成凸条部２５とが設けられている。さらに、転造型２１の転造面には、カラー４の上端のシャフト素材１０を縮径するためのかしめ凸条２６と、カラー４と５、およびカラー５と６の間を縮径するためのかしめ凸条２７、２８と、カラー６の下端を縮径するためのかしめ凸条２９とが設けられている。このような転造型２１を相手側の転造型と対をなして配列し、この間にカラー４〜６を嵌挿したシャフト素材１０を送入して、２枚の転造型を摺動させることにより、転造型の１ストローク、即ち、一工程でカラー４、５の外周に３本のスプールランド溝７を形成するとともに、カラ−４〜６の両端を縮径して環状隆条９を形成することにより、シャフト３へのカラー４〜６の強固な固定を、一工程にて同時に行うことができる。なお、本発明実施形態においては、カラー６にはスプールランド溝７は形成されておらず、スプールランド溝７無しで用いられるものである。
【００１２】
転造工程における金属の塑性流動を、図５により説明する。カラー４はその外周が転造型２１の３本の凸条２２に押し込まれてスプールランド溝７が形成されるとともに、かしめ凸条２６および２７によりカラー４の両端部のシャフト素材１０を縮径して金属を塑性流動させ、カラー４の両端部にカラー４の内径よりも太径の環状隆状９を形成してカラー４をシャフト１０に強固に密着嵌合することができる。なお、図５の実施例においてはカラー４をシャフト素材１０に嵌入したのち、シャフト素材１０を転造型２１により縮径して金属の塑性流動により形成した一対の環状隆条９をカラー４の両端側面に当接させてカラー４をシャフト１０に固定するようにしているが、カラー４の中心穴１１両端部を斜めに面取りまたは段付きに加工して拡径凹部を形成し、この拡径凹部に環状隆条９を密着嵌合させて、カラー４をシャフト３に強固に固定することもできる。
【００１３】
図４に示した転造型２１はハイスや超硬等の硬質材料からなる一枚の盤状のものであるが、図６に示すように、転造型を幾つかのブロックを組み合わせて合体させて構成することもできる。図６に示す転造型３１は上方から順番に、支持ブロック３２、カラー４の上端を縮径するかしめブロック３３、カラー４にスプールランド溝７を形成する溝形成ブロック３４、カラー４と５の間を縮径するかしめブロック３５、カラー５にスプールランド溝７を形成する溝形成ブロック３６、カラー５と６の間を縮径するかしめブロック３７、支持ブロック３８、カラー６の下端を縮径するとともにシャフトコーナーを面取り加工するかしめブロック３９とが一体に組み合わされて構成されている。このように構成されたものを左右に対をなして配列させて摺動することにより、この間に送入されたシャフト素材１０に嵌挿されたカラー４、５に３本のスプールランド溝７を形成するとともに、カラー４〜６の両端を縮径して環状隆条９を形成することによりカラー４〜６をシャフト３の所要位置に強固に固定することができる。
【００１４】
なお、カラー４〜６をシャフトに固定したのち、カラー４、５の外周を研削仕上げして寸法精度を向上させることができる。寸法精度を向上させることによりスプールバルブの作動を滑らかなものとしてオイル流路の切り替えをスムーズに行うことができる。
【００１５】
以上のように構成されたスプールバルブ１は、オートマチック等のトランスミッションの油圧制御回路に組み込まれ、シャフト３を摺動させてスプールバルブ１によりオイル流路を切り換えるものである。スプールバルブ１に嵌挿されているカラー４〜６は、シャフト３の縮径部８の両端外周面に形成された一対の環状隆条９により密着嵌合されているので、カラー４〜６は確実に固定されてがたつくことがない。しかも、必要に応じ表面には浸炭焼き入れや軟窒化等の熱処理を施して表面を硬化させることもできるので、オイル流路切り替え動作によってもカラー４〜６は耐摩耗性に優れ、オイル流路切り替え動作を長期間にわたり確実に行うことができる。
【００１６】
以上においては、カラー付きシャフトの実施形態としてスプールバルブを例に挙げて本発明を説明したが、本発明のカラー付きシャフトの製造方法によれば、カムシャフト等のカラーとシャフトにより構成される部品を、簡素化した工程で製造することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のカラー付きシャフトの製造方法は、カラーに溝を形成する工程と、シャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成してカラーをシャフトに固定する工程とを、同一転造型を用いて一工程にて行うことにより、マンドレル等を用いずとも肉厚の薄いカラーに溝を形成することができるうえに、この溝の形成とシャフトへのカラーの固定とを一工程で同時に行うことができることにより、切削加工による方法や、溝の形成と環状隆条の形成とを別工程で行う方法よりも、製造工程を大幅に簡素化することができて、製造コストを低減することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スプールバルブの一実施形態を示す図である。
【図２】 シャフト素材を示す図である。
【図３】 カラー素材を示す図である。
【図４】 転造型の凸条配置を示す図である。
【図５】 転造型による金属の塑性流動を示す図である。
【図６】 幾つかのブロックの組み合わせにより構成された転造型を示す図である。
【符号の説明】
１ スプールバルブ
２ ばね受け凹部
３ シャフト
４、５、６ カラー
７ スプールランド溝
８ 縮径部
９ 環状隆条
１０ シャフト素材
１１ 中心穴
２１、３１ 転造型
２２ 凸条
２４、２５ 溝形成凸条部
２６、２７、２８、２９ かしめ凸条
３２、３８ 支持ブロック
３３、３５、３７、３９ かしめブロック
３４、３６ 溝形成ブロック
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のオートマチック等のトランスミッションの油圧制御回路に組み込まれてオイル流路の切り替えを行うスプールバルブ等のカラー付きシャフトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオートマチック等のトランスミッション用のオイルバルブとして使用されるスプールバルブなどのカラー付きシャフトの製造方法として、棒材を旋盤等により切削加工して製造する方法があるが、切削加工によりカラー付きシャフトを製造するには長時間を必要としていた。また、寸法を高精度に確保するには熟練した技術を必要とし、熟練技術者の固有技術に頼っており技術の伝承が困難である、作業が難易度の高いものであって加工効率が低い、切り粉として廃棄される材料が多い等の問題があった。
【０００３】
また、スプールバルブのシャフト素材と複数のカラーを別個に製造したうえ、複数のカラーをシャフト素材に嵌挿して一体に固定するスプールバルブの製造方法においては、カラーには、その内周にシャフト素材を嵌挿するための中心穴と、その外周にはスプールランド溝等の溝が設けられるが、肉厚の薄いカラーに転造型により溝を形成すると、転造圧によりカラーが押し潰されて変形してしまうことがあった。このため、このような場合にはカラーの中心穴にマンドレル（芯金）を挿入して変形を防止したうえ転造加工を行う必要があり、カラーの製造工程が複雑なものになってしまっていた。
【０００４】
また、複数のカラーへスプールランド溝を形成したのち、これらのカラーをシャフト素材の所要位置に嵌挿して配列させたうえ、転造型によりシャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成し、これによってカラーをシャフトに固定するスプールバルブの製造方法においては、スプールランド溝などの溝を形成する工程と、環状隆条を形成する工程とが別工程になってしまうために、転造型が２種類必要である、時間と工数がかかる、製造コストが上昇する等多くの問題を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、マンドレル等を用いずとも肉厚の薄いカラーに溝を形成することができるうえに、この溝の形成と、シャフトへのカラーの固定とを一工程で行うことのできるカラー付きシャフトの製造方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のカラー付きシャフトの製造方法は、シャフト素材と複数のカラーとを金属の塑性加工により製造し、このシャフト素材に複数のカラーを所要位置に嵌挿して配列させた工程のあとに、カラーの外周に溝を形成する工程と、シャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成してカラーをシャフトに固定する工程とを、同一転造型を用いて一工程にて行うことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のカラー付きシャフトの製造方法は、カラーに溝を形成する工程と、シャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成してカラーをシャフトに固定する工程とを、同一転造型を用いて一工程にて行うことにより、マンドレル等を用いずとも肉厚の薄いカラーに溝を形成することができて、この溝の形成とシャフトへのカラーの固定とを一工程で同時に行うことができて、カラー付きシャフトの製造工程を簡素化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を示す。図１は本発明の方法により製造したカラー付きシャフトの一実施形態であるスプールバルブを示す図であって、スプールバルブ１は、一端にばね受け凹部２を有するシャフト３に３つのカラー４〜６が嵌挿されてバルブ体として一体に固定されている。カラー４、５にはそれぞれ３本のスプールランド溝７が形成されているとともに、３つのカラー４〜６の両端には縮径部８が形成されて、これにより金属が塑性流動してカラー４〜６の両端に、カラー４〜６の内径よりも大径の環状隆条９が形成されて、カラー４〜６をシャフト３に強固に密着嵌合している。なお、シャフト、カラーの材質として、鉄鋼、アルミニウム合金、チタン合金等の金属を用いることができ、これらの金属には耐摩耗性を付与するため必要に応じ、浸炭焼入れ、軟窒化等の表面硬化処理を施すことができる。
【０００９】
上記したスプールバルブの製造方法を以下に説明する。図２は、棒状の金属をヘッディングにより塑性加工して、頭部にばね受け凹部２を形成したシャフト素材１０であり、図３は、棒状の金属から塑性加工により製造したカラー４〜６であって、スプールランド溝７形成前のものであり、その内側にはシャフト素材１０に嵌挿可能な大きさの内径の中心穴１１が形成されている。
【００１０】
このシャフト素材１０とカラー４〜６を用いてスプールバルブ１となすに当たっては、先ずシャフト素材１０の所要位置にカラー４〜６を嵌挿する。そして図４に示すような転造型２１を用いて、１ストロークによりカラー４、５の外周にスプールランド溝７を形成するとともに、カラー４〜６の両端を縮径して環状隆条９を形成することによりカラー４〜６をシャフト３に固定する。カラー４〜６にはシャフト素材１０がすでに嵌挿されているので、肉厚の薄いカラー４〜６に転造型２１によりスプールランド溝７を形成しても、転造圧によりカラー４〜６が押し潰されて変形することはなく、従来のようにカラー４〜６の中心穴１１にマンドレル（芯金）等を挿入して変形を防止する必要が無く、スプールバルブの製造工程を大幅に簡素化することができる。
【００１１】
転造型２１は、その転造面にカラー４に３本のスプールランド溝７を形成するための凸条２２を有する溝形成凸条部２４と、同じくカラー５に３本のスプールランド溝７を形成するための凸条２２を有する溝形成凸条部２５とが設けられている。さらに、転造型２１の転造面には、カラー４の上端のシャフト素材１０を縮径するためのかしめ凸条２６と、カラー４と５、およびカラー５と６の間を縮径するためのかしめ凸条２７、２８と、カラー６の下端を縮径するためのかしめ凸条２９とが設けられている。このような転造型２１を相手側の転造型と対をなして配列し、この間にカラー４〜６を嵌挿したシャフト素材１０を送入して、２枚の転造型を摺動させることにより、転造型の１ストローク、即ち、一工程でカラー４、５の外周に３本のスプールランド溝７を形成するとともに、カラ−４〜６の両端を縮径して環状隆条９を形成することにより、シャフト３へのカラー４〜６の強固な固定を、一工程にて同時に行うことができる。なお、本発明実施形態においては、カラー６にはスプールランド溝７は形成されておらず、スプールランド溝７無しで用いられるものである。
【００１２】
転造工程における金属の塑性流動を、図５により説明する。カラー４はその外周が転造型２１の３本の凸条２２に押し込まれてスプールランド溝７が形成されるとともに、かしめ凸条２６および２７によりカラー４の両端部のシャフト素材１０を縮径して金属を塑性流動させ、カラー４の両端部にカラー４の内径よりも太径の環状隆状９を形成してカラー４をシャフト１０に強固に密着嵌合することができる。なお、図５の実施例においてはカラー４をシャフト素材１０に嵌入したのち、シャフト素材１０を転造型２１により縮径して金属の塑性流動により形成した一対の環状隆条９をカラー４の両端側面に当接させてカラー４をシャフト１０に固定するようにしているが、カラー４の中心穴１１両端部を斜めに面取りまたは段付きに加工して拡径凹部を形成し、この拡径凹部に環状隆条９を密着嵌合させて、カラー４をシャフト３に強固に固定することもできる。
【００１３】
図４に示した転造型２１はハイスや超硬等の硬質材料からなる一枚の盤状のものであるが、図６に示すように、転造型を幾つかのブロックを組み合わせて合体させて構成することもできる。図６に示す転造型３１は上方から順番に、支持ブロック３２、カラー４の上端を縮径するかしめブロック３３、カラー４にスプールランド溝７を形成する溝形成ブロック３４、カラー４と５の間を縮径するかしめブロック３５、カラー５にスプールランド溝７を形成する溝形成ブロック３６、カラー５と６の間を縮径するかしめブロック３７、支持ブロック３８、カラー６の下端を縮径するとともにシャフトコーナーを面取り加工するかしめブロック３９とが一体に組み合わされて構成されている。このように構成されたものを左右に対をなして配列させて摺動することにより、この間に送入されたシャフト素材１０に嵌挿されたカラー４、５に３本のスプールランド溝７を形成するとともに、カラー４〜６の両端を縮径して環状隆条９を形成することによりカラー４〜６をシャフト３の所要位置に強固に固定することができる。
【００１４】
なお、カラー４〜６をシャフトに固定したのち、カラー４、５の外周を研削仕上げして寸法精度を向上させることができる。寸法精度を向上させることによりスプールバルブの作動を滑らかなものとしてオイル流路の切り替えをスムーズに行うことができる。
【００１５】
以上のように構成されたスプールバルブ１は、オートマチック等のトランスミッションの油圧制御回路に組み込まれ、シャフト３を摺動させてスプールバルブ１によりオイル流路を切り換えるものである。スプールバルブ１に嵌挿されているカラー４〜６は、シャフト３の縮径部８の両端外周面に形成された一対の環状隆条９により密着嵌合されているので、カラー４〜６は確実に固定されてがたつくことがない。しかも、必要に応じ表面には浸炭焼き入れや軟窒化等の熱処理を施して表面を硬化させることもできるので、オイル流路切り替え動作によってもカラー４〜６は耐摩耗性に優れ、オイル流路切り替え動作を長期間にわたり確実に行うことができる。
【００１６】
以上においては、カラー付きシャフトの実施形態としてスプールバルブを例に挙げて本発明を説明したが、本発明のカラー付きシャフトの製造方法によれば、カムシャフト等のカラーとシャフトにより構成される部品を、簡素化した工程で製造することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のカラー付きシャフトの製造方法は、カラーに溝を形成する工程と、シャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成してカラーをシャフトに固定する工程とを、同一転造型を用いて一工程にて行うことにより、マンドレル等を用いずとも肉厚の薄いカラーに溝を形成することができるうえに、この溝の形成とシャフトへのカラーの固定とを一工程で同時に行うことができることにより、切削加工による方法や、溝の形成と環状隆条の形成とを別工程で行う方法よりも、製造工程を大幅に簡素化することができて、製造コストを低減することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スプールバルブの一実施形態を示す図である。
【図２】 シャフト素材を示す図である。
【図３】 カラー素材を示す図である。
【図４】 転造型の凸条配置を示す図である。
【図５】 転造型による金属の塑性流動を示す図である。
【図６】 幾つかのブロックの組み合わせにより構成された転造型を示す図である。
【符号の説明】
１ スプールバルブ
２ ばね受け凹部
３ シャフト
４、５、６ カラー
７ スプールランド溝
８ 縮径部
９ 環状隆条
１０ シャフト素材
１１ 中心穴
２１、３１ 転造型
２２ 凸条
２４、２５ 溝形成凸条部
２６、２７、２８、２９ かしめ凸条
３２、３８ 支持ブロック
３３、３５、３７、３９ かしめブロック
３４、３６ 溝形成ブロック
Claims (1)
- シャフト素材と複数のカラーとを金属の塑性加工により製造し、このシャフト素材に複数のカラーを所要位置に嵌挿して配列させた工程のあとに、カラーの外周に溝を形成する工程と、シャフト素材を縮径して金属を塑性流動させ、カラーの両端部にカラーの内径よりも大径の環状隆条を形成してカラーをシャフトに固定する工程とを、同一転造型を用いて一工程にて行うことを特徴とするカラー付きシャフトの製造方法。
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| JP2000200919A JP3654580B2 (ja) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | カラー付きシャフトの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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