JP7047395B2 - 回転軸のスカイビング加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸のスカイビング加工方法に関する。

特許文献１には、車両のドライブシャフトとデフケースとの間にオイルシールを配置したディファレンシャルギヤ装置が開示されている。

特開２０１３－０１１３０２号公報

ここで、特許文献１に示すようなディファレンシャルギヤ装置では、通常、オイルシールが配置されるドライブシャフトの表面（オイルシール面）を切削加工する。その際、切削加工としてスカイビング加工を利用すると、ドライブシャフトの表面にらせん状の加工目（うねり）が形成される。そのため、回転軸の回転時に、加工目に沿ってオイルが搬送され、オイルシールのシール面からオイル漏れやオイル侵入が発生するおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シール部材のシール面からの漏れおよび侵入を抑制し、シール部材のシール性を確保することができる回転軸のスカイビング加工方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る回転軸のスカイビング加工方法は、外周にシール部材が配置される回転軸のスカイビング加工方法であって、下記式（１）によって決まる、前記回転軸の表面の軸方向におけるうねり高さＷＣｍを、刃具の表面粗さよりも小さくすることを特徴とする。

但し、上記式（１）において、α，β，γ，δ，ε，ζは係数である。

これにより、回転軸のスカイビング加工方法は、スカイビング加工により形成される回転軸の表面のうねり高さを、刃具の表面粗さよりも小さくすることにより、前記したうねり高さを、刃具の表面粗さが転写される回転軸の表面粗さよりも小さくすることができる。

本発明に係る回転軸のスカイビング加工方法によれば、回転軸の表面のうねり高さを回転軸の表面粗さよりも小さくすることにより、表面粗さによってうねり高さを隠すことができる。これにより、回転軸の表面にらせん状の加工目が不連続に形成され、回転軸の表面における物質の搬送作用が抑制される。従って、シール部材のシール面からの漏れおよび侵入を抑制し、シール部材のシール性を確保することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る回転軸のスカイビング加工方法を説明するための図である。 図２は、本発明の実施形態に係る回転軸のスカイビング加工方法において、回転軸の表面におけるうねり高さが、回転軸の表面粗さに隠れる範囲を例示的に示す図である。

本発明の実施形態に係る回転軸のスカイビング加工方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本実施形態に係る回転軸のスカイビング加工方法は、図１に示すように、外周にシール部材（図示省略）が配置される回転軸１を、図示しない加工機に設けられた刃具２によって加工する方法である。

スカイビング加工は、通常は内歯歯車の加工に用いる切削加工方法であるが、本実施形態では、回転軸１の外周面の加工に用いる。また、スカイビング加工では、回転軸１を回転させながら、刃具２をＹ方向へと移動させて切削加工を行う。なお、回転軸１は、内部からの物質（例えばオイル等）の漏れおよび外部からの物質の侵入を防ぐために設けられるシール部材（図示省略）と接する軸であり、例えば車両のドライブシャフト等のオイルシール軸、グリースシール軸およびダストシール軸等が一例として挙げられる。

ここで、前記したように、回転軸１に対してスカイビング加工を行うと、回転軸１の表面の軸方向にらせん状の加工目（うねり）が形成される。その際、回転軸１の表面のうねり高さが回転軸１の表面粗さよりも大きいと、加工目が顕在化し、例えば回転軸１が回転した際に、当該回転軸１の表面で物質（例えばオイル等）の搬送作用が発生する。

すなわち、スカイビング加工によって回転軸１の表面に形成される加工目（うねり）は、回転軸１の軸方向に沿ってらせん状に繋がっており、回転軸１が回転することにより、加工目に沿って物質（例えばオイル等）が搬送される。従って、回転軸１に対して、従来のスカイビング加工を実施すると、回転軸１に設けられるオイルシールのシール面から物質の漏れ（例えばオイル漏れ）が発生するおそれがある。

そこで、本実施形態に係る回転軸１のスカイビング加工方法では、スカイビング加工の際に、下記式（１）によって決まる、回転軸１の表面の軸方向におけるうねり高さＷＣｍを、刃具２の表面粗さよりも小さくする。

但し、上記式（１）において、α，β，γ，δ，ε，ζは係数である。

ここで、スカイビング加工後における回転軸１の表面粗さは、刃具２の表面粗さが転写されたものである。そのため、スカイビング加工により形成される回転軸１の表面のうねり高さＷＣｍを、刃具２の表面粗さよりも小さくすることにより、前記したうねり高さＷＣｍを、刃具２の表面粗さが転写される回転軸１の表面粗さよりも小さくすることができる。

以下、上記式（１）の係数α，β，γ，δ，ε，ζの導出方法について説明する。スカイビング加工において、回転軸１の表面のうねり高さＷＣｍを、回転軸１の表面粗さ（刃具２の表面粗さ）よりも小さくするには、スカイビング加工時における切削抵抗を最適に設定する必要がある。回転軸１の表面のうねり高さＷＣｍを決定する説明因子と、当該説明因子の切削抵抗（負荷）への影響との関係は、例えば以下の表１に示すことができる。

なお、上記表１に示した説明因子のうち、刃具２の送り速度、回転軸１に対する刃具２の切刃角、スカイビング加工における回転軸１の取代および刃具２の表面粗さは、切削抵抗の大小に相関を有しており、回転軸１の回転数および周速は、切削抵抗の変動に相関を有している。

上記表１に示した説明因子に対して、制約条件（現実的な説明因子の最大値、最小値）を加味し、例えば以下のような水準を決定する。

（１）送り速度（６水準）：０．１ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４ｍｍ，０．５ｍｍ，０．８ｍｍ
（２）回転数（３水準）：３１８ｒｐｍ，１２７３ｒｐｍ，１５９２ｒｐｍ
（３）周速（３水準）：５０ｍ／ｍｉｎ，２００ｍ／ｍｉｎ，２５０ｍ／ｍｉｎ
（４）切刃角（２水準）：２５°，４５°
（５）取代（３水準）：０，０．０５，０．１
（６）刃具２の表面粗さ（３水準）：Ｒａ０．２７，Ｒａ０．４２，Ｒａ０．７４

そして、上記の水準を組み合わせて回転軸１をスカイビング加工によって加工し、回転軸１の表面のうねり高さＷＣｍを測定した後、測定したうねり高さＷＣｍを目的因子として、重回帰分析を行うことにより、上記式（１）の係数α，β，γ，δ，ε，ζを導出する。

以上説明したような回転軸１のスカイビング加工方法によれば、回転軸１の表面のうねり高さＷＣｍを回転軸１の表面粗さよりも小さくすることにより、図２に示すように、表面粗さによってうねり高さＷＣｍを隠すことができる。これにより、回転軸１の表面にらせん状の加工目が不連続に形成され、回転軸１の表面における物質（例えばオイル等）の搬送作用を抑制される。従って、回転軸１に設けられるシール部材（図示省略）のシール面からの漏れおよび侵入を抑制し、シール部材のシール性を確保することができる。

以上、本発明に係る回転軸のスカイビング加工方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

１ 回転軸
２ 刃具

Claims (1)

1. 外周にシール部材が配置される回転軸のスカイビング加工方法であって、
   刃具の送り速度、回転軸の回転数、回転軸の周速、回転軸に対する刃具の切刃角、スカイビング加工における回転軸の取代、刃具の表面粗さの各説明因子に対して複数の水準を決定し、
   各水準を組み合わせて前記回転軸をスカイビング加工により加工し、
   前記回転軸の表面の軸方向におけるうねり高さＷＣｍを測定した後、測定したうねり高さＷＣｍを目的因子として、重回帰分析を行うことにより、下記式（１）の係数α，β，γ，δ，ε，ζを導出し、
   スカイビング加工において、下記式（１）によって決まる、前記回転軸の表面の軸方向におけるうねり高さＷＣｍを、刃具の表面粗さよりも小さくすることを特徴とする回転軸のスカイビング加工方法。
   

   

   但し、上記式（１）において、α，β，γ，δ，ε，ζは係数である。

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