JPH044308A - 段付き回転シャフトおよび段付き回転シャフトの鍛造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は段付き回転シャフトおよび段付き回転シャフト
の鍛造方法に関する。本発明は例えば自動車のアウトプ
ットシャフトに適用できる。

［従来の技術］ 段付き鍛造回転シャフトとして、自動車で使用されてい
るアウトプットシャフトがある。このアウトプットシャ
フトは仕上鍛造品の中央軸部の外周面にギヤ歯を形成す
ることにより製造されている。ここで、アウトプットシ
ャフトに用いられる仕上鍛造品４０００は、第１１図に
示すように、外周面がギヤ形成面となる大径の中央軸部
４０１０と、中央軸部４０１０と同軸的にかつ一軸方向
に延設された軸部４０２０と、中央軸部４０１０と同軸
的にかつ他軸方向に延設され軸部４０３０とをもつ。軸
部４０２０．４０３０は、中央軸部４０１０の外周径よ
りも径小の外周径をもつ。このアウトプットシャフト用
の鍛造品４０００を鍛造で製造するにあたっては、従来
より次のようにしている。即ち、アプセツタを使用し第
１工程では、第８図に示す長尺状の丸棒素材１０００を
用い、グリップ型Ａ１を径内方向に移動させて丸棒素材
１０００の一端部をグリップ型Ａ１で挟持し、挟持した
状態で丸棒素材１０００の軸方向の片側を第１荒地鍛造
型で第１荒地鍛造し、第９図に示す第１荒地鍛造品２０
００を得る。第１荒地鍛造品２０００は、軸長の長い第
１荒地軸部２０１０と、円錐状のテーパ面２０２１をも
つ第１荒地中央軸部２０２０と、軸長の短い第１荒地軸
部２０３０とをもつ。第１荒地鍛造品２０００の第１荒
地中央軸部２０２０のリング状喘面２０２２は軸線に対
して実質的に垂直とされている。

次の第２工程では、第９図に示す第１荒地鍛造品２００
０を用い、第２のグリップ型Δ２を径内方向に移動させ
て第１荒地鍛造品２０００の第１荒地軸部２０１０をグ
リップ型Ａ２で挟持し、挟持した状態で第１荒地鍛造品
２０００の軸方向の片側を第２荒地鍛造型で第２荒地鍛
造し、第１０図に示す第２荒地鍛造品３０００を得る。

第２荒地鍛造品３０００は、軸長の長い第２荒地軸部３
０１０と、円錐状のテーパ面３０２１をもつ第２荒地中
央軸部３０２０と、軸長の短い第２荒地軸部３０３０と
をもつ。第２荒地鍛造品３０００の第２荒地中央軸部３
０２０のリング状端面３０２２は軸線に対して実質的に
垂直とされている。

次の第３工程では、第１０図に示す第２荒地鍛造品３０
００を用い、第３のグリップ型Ａ３を径内方向に移動さ
せて第２荒地鍛造品３０００の第２荒地軸部３０１０を
第３のグリップ型Ａ３で挟持し、挟持、した状態で第２
荒地軸部３０１０の軸方向の片側を仕上鍛造型で仕上鍛
造し、これにより仕上鍛造品４０００を得る。仕上鍛造
品４０００は、軸長の長い仕上軸部４０２０と仕上中央
軸部４０１０と仕上軸部４０３０とをもつ。仕上鍛造品
４０００の仕上中央軸部４０１０には２個のリング状端
面４０１１．４０１２が形成されており、この端面４０
１　Ｌ　４０１２は、軸線に対して実質的に垂直とされ
ている。

ところで上記した径方向へ影線めするグリップ型ＡＩ、
Ａ２、Ａ３を用いたアプセツタ方式では、前記したよう
に素材１０００、第１荒地鍛造品２０００、第２荒地鍛
造品３０００の軸方向の片側のみをすえ込み鍛造して段
付きを得る方式である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記した軸方向の片側のみをすえ込むアプセッ
タ方式で鍛造するのではなく、上下方向に駆動する上ボ
ルスタ、固定された下ボルスタとを装備した一般に使用
されている型の降下で型締めを行なう方式の汎用タイプ
の鍛造プレス装置を用いて丸棒素材や荒地鍛造品の軸方
向の両側をすえ込み鍛造することを着想した。

しかしながら第１１図に示すように仕上鍛造品４０００
では中央軸部４０１０のリング状端面４０１１．４０１
２が軸線に対して垂直である。そのために、丸棒素材や
荒地鍛造品の軸方向の両側をすえ込み鍛造しようとする
と、中央軸部４０１０のリング状端面４０１１．４０１
２と外周面４０１５との境界域、特に周縁部４０１６に
はデッドメタル欠陥が生じ、その部分が欠損する。この
場合、仕上鍛造品４０００では中央軸部４０１０の外周
面４０１５にギヤ歯を切削加工で形成するものであるが
、欠損の影響を受けてギヤ歯の歯形状が正確でなくなる
不具合がある。

本発明は上記した実情に鑑み開発されたものであり、そ
の目的は、中央軸部のリング状端面と中央軸部の外周面
との境界域におけるデッドメタル欠陥ひいてはデッドメ
タル跡をなくし、ギヤ形成面となる中央軸部の外周面に
ギヤ歯を形成するのに有利な段付き回転シャフトおよび
段付き鍛造回転シャフトの鍛造方法を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の段付き回転シャフトは、外周面がギヤ形成面と
なる大径の中央軸部と、中央軸部と同軸的にかつ一軸方
向に延設され中央軸部の外周径よりも径小の外周径をも
つ甲軸部と、中央軸部と同軸的にかつ他軸方向に延設さ
れ中央軸部の外周径よりも径小の外周径をもつ乙軸部と
で構成され、中央軸部はその軸方向の両端部に軸芯の回
りをリング状にのびる合計２個のリング状端面をもち、
各リング状端面は中央軸部の軸芯に対して実質的に垂直
であり、かつ、鍛造型の型面で形成されかつ切削加工跡
をもたない鍛造面であり、中央軸部のリング状端面と中
央軸部の外周面との境界域は、デッドメタル跡かない鍛
造面であることを特徴とするものである。

本発明の鍛造方法は、上記した段付き回転シャフトを鍛
造するものであり、固定された下ボルスタと上下方向に
駆動する上ボルスタとをもつとともに、下ボルスタおよ
び上ボルスタに装備された第１荒地鍛造型、第２荒地鍛
造型、仕上鍛造型とをもつ鍛造プレス装置とを用い、 第１荒地工程において、第１鍛造荒地型を型締めして、
丸棒素材をその軸芯方向で第１荒地鍛造することにより
丸棒素材の下部を下方へ前方押出し、 これにより、大径の第１荒地中央軸部と、第１荒地中央
軸部と同軸的にかつ下方向に延設され第１荒地中央軸部
の外周径よりも径小の外周径をもつ軸長の長い第１荒地
下軸部と、第１荒地中央軸部と同軸的にかつ上方向に延
設され第１荒地中央軸部の外周径よりも径小の外周径を
もち第１荒地下軸部よりも軸長の短い第１荒地上軸部と
をもち、第１荒地中央軸部と第１荒地下軸部との境界域
が第１荒地下軸部に向かうにつれて次第に径小となる第
１荒地テーパ面とされた段付き第１荒地鍛造品を得、 第２荒地工程において、段付き第１荒地鍛造品の第１荒
地下軸部および第１荒地テーパ面が上向きになるととも
に第１荒地上軸部が下向きになるように、第１荒地鍛造
品を上下逆に反転した状態で第２荒地鍛造型にセットし
、第２荒地鍛造型を型締めすることにより、 下向きに配置された軸長の短い第１荒地上軸部を下方へ
前方押出して軸長を伸ばし、下向きの軸長の長い第２荒
地下軸部を形成するとともに、第２荒地鍛造型の上型の
水平向きの水平型面部分で第１荒地テーパ面を押圧して
軸芯に対して実質的に垂直な第２荒地リング状垂直端面
を形成し、これにより第２荒地中央軸部と、第２荒地中
央軸部と同軸的にかつ上方向に延設され第２荒地中央軸
部の外周径よりも径小の外周径をもつ第２荒地上軸部と
、第２荒地中央軸部と同軸的にかつ下方向に延設され第
２荒地中央軸部の外周径よりも径小の外周径をもつ第２
荒地下軸部とをもち、第２荒地中央軸部と第２荒地下軸
部との境界域が第２荒地下軸部に向かうにつれて次第に
径小となる第２荒地テーパ而とされた段付き第２荒地鍛
造品を得、 仕上工程において、第２荒地鍛造品を仕上鍛造型にセッ
トし、仕上鍛造型の下型の水平向きの水平型面部分で第
２荒地テーパ面を押圧して一方のリング状仕上垂直端面
を形成するとともに、仕上鍛造型の上型の水平向きの水
平型面部分で第２荒地リング状垂直端面を整形して他方
のリング状仕上垂直端面を形成し、 これにより外周面がギヤ形成面となる仕上中央軸部と、
仕上中央軸部と同軸的にかつ上方向に延設され仕上中央
軸部の外周径よりも径小の外周径をもつ仕上上軸部と、
仕上中央軸部と同軸的にかつ下方向に延設され仕上中央
軸部の外周径よりも径小の外周径をもつ仕上下軸部とを
もち、かつ、仕上中央軸部の軸方向の両端部の合計２個
のリング状仕上垂直端面が軸線に対して実質的に垂直と
された仕上鍛造品を得ることを特徴とするものである。

［作用］ 本発明のシャフトでは、中央軸部のリング状端面と中央
軸部の外周面との境界域は、デッドメタル跡がない鍛造
面であるため、ギヤ形成面となる中央軸部の外周面にギ
ヤを切削加工しても、ギヤの歯形状は欠損なく加工され
、正常形状となる。

又本発明の方法では、第１荒地鍛造品を上下逆に反転し
、その状態で第２荒地鍛造するので、上向きとなった第
１荒地テーパ面は第２荒地鍛造工程で軸線に対して垂直
となるように成形される。

［実施例］ 本発明の詳細な説明する。先ず説明の便宜上、本実施例
で用いる装置から説明する。

鍛造プレス装置１は、プレスベツドに固定された固定部
１０と、プレスラムに固定され上下方向に移動する可動
部１１と、固定部１０に保持された下ボルスタ１２と、
可動部１１に保持された上ボルスタ１３とを備えている
。そして下ボルスタ１２、上ボルスタ１３には、第１荒
地鍛造型２０、第２荒地鍛造型３０．仕上鍛造型４０と
がホルダー１４を介して装備されている。第１荒地鍛造
型２０は下ボルスタ１２側では入れ子２０１〜２０３、
型２０８、軸型２１０、ノックアウト２１２、クランプ
２１４で形成されており、上ボルスタ１３側ではクラン
プ２２０、スペーサ２２２、型２２４、型２２６で形成
されている。

第２荒地鍛造型３０は下ボルスタ１２側では入れ子３０
１〜３０３、型３０８、軸型３１０、ノックアウト３１
２、クランプ３１４で形成されており、上ボルスタ１３
側ではクランプ３２０、スペーサ３２２、型３２４、型
３２６で形成されている。

仕上鍛造型４０は下ボルスタ１２側では入れ子４００〜
４０２、型４０３．４０６、軸型４１０１ノックアウト
４１２で形成されており、上ボルスタ１３側ではクラン
プ４２０１スペーサ４２２、型４２４．４２６で形成さ
れている。

次に鍛造方法について説明する。まず、第１荒地工程で
は、第３図に示す円柱状をなす丸棒素材５（材質　５Ｃ
Ｒ２０、長さ１３７ｍｍ、径６５ｍｍ）を用い、丸棒素
材５を１２００度程度に加熱した状態で第１図に示すよ
うに第１鍛造荒地型２０の型２０８のキャビティＰ１に
セットし、上ボルスタ１３を降下させてを型締めして、
丸棒素材５をその軸芯方向で第１荒地鍛造する。これに
より丸棒素材５の下部を下方へ前方押出し、この結果第
４図に示す段付き第１荒地鍛造品６が得られる。

第４図に示すように第１荒地鍛造品６は、大径の第１荒
地中央軸部６０と軸長の長い第１荒地下軸部６２と軸長
の短い第１荒地上軸部６４とをもつ。

第４図に示すように第１荒地下軸部６２は、第１荒地中
央軸部６０と同軸的にかつ下方向に延設置５ されており、第１荒地下軸部６２の外周径Ｄ１は第１荒
地中央軸部６０の外周径Ｄ２よりも径小である。また第
１荒地上軸部６４は第１荒地下軸部６２よりも軸長が短
い。更にまた第１荒地上軸部６４は、第１荒地中央軸部
６０と同軸的にかつ上方向に延設されており、第１荒地
上軸部６４の外周径Ｄ３は第１荒地中央軸部６０の外周
径Ｄ２よりも径小である。ここで、第１荒地鍛造品６で
は、１荒地中央軸部６０と第１荒地下軸部６２との境界
域は、第１荒地下軸部６２に向かうにつれて次第に径小
となる第１荒地テーパ面６６とされている。

次に第２荒地鍛造工程を行なう。第２荒地鍛造工程では
段付き第１荒地鍛造品６を上下逆に反転させる。これに
より第５図に示すように段付き第１荒地鍛造品６の第１
荒地下軸部６２および第１荒地テーパ面６６が上向きに
なるとともに第１荒地上軸部６４が下向きになるように
し、この状態で第１荒地鍛造品６を第２荒地鍛造型３０
の型３０ＢのキャビティＰ２にセットし、上ボルスタ１
３を降下させて第２鍛造荒地型３０を型締めする。

この結果、第１図から理解されるように下向きに配置さ
れた軸長の短い第１荒地上軸部６４をキャビティＰ２内
で下方へ前方押出して軸長を伸ばし、下向きの軸長の長
い第２荒地下軸部７４を形成するとともに、第２荒地鍛
造型３０の型３２４の水平向きの水平型面部分３２４ａ
で第１荒地鍛造品６の第１荒地テーパ面６６を押圧する
。これにより第６図に示す段付き第２荒地鍛造品７を得
る。第２荒地鍛造品７では、軸芯に対して実質的に垂直
な第２荒地リング状垂直端面７６が形成されている。

第６図に示すように段付き第２荒地鍛造品７は、第２荒
地中央軸部７０と第２荒地上軸部７２と第２荒地下軸部
７４とをもつ。ここで第２荒地上軸部７２は、第２荒地
中央軸部７０と同軸的にかつ上方向に延設されており、
第２荒地上軸部７２の外周径Ｄ５は第２荒地中央軸部７
０の外周径Ｄ６よりも径小である。第２荒地下軸部７４
は、第２荒地中央軸部７０と同軸的にかつ下方向に延設
されており、第２荒地下軸部７４の外周径Ｄ７、ＤＢは
第２荒地中央軸部７０の外周径よりも径小である。ここ
で第２荒地鍛造品７において、第２荒地中央軸部７０と
第２荒地下軸部７４との境界域が第２荒地下軸部７４に
向かうにつれて次第に径小となる第２荒地テーパ面７８
とされている。

次に仕上鍛造工程を行なう。仕上鍛造工程では、第１図
に示すように第２荒地鍛造品７を仕上鍛造型４０の型４
０８のキャビティＰ３にセットする。

そしてこの状態で上ボルスタ１３を下降させ、これによ
り仕上鍛造型４０の型４０８の水平向きの水平型面部分
４０８ａで第２荒地テーパ面７８を押圧し、第７図に示
す仕上鍛造品７を得る。この場合、一方のリング状仕上
垂直端面８０ａを形成するとともに、仕上鍛造型４０の
型４２４の水平向きの他の水平型面部分４２４ａて第２
荒地リング状垂直端面７６を整形して他方のリング状仕
上垂直端面８０ｂを形成する。第７図に示す仕上鍛造品
８は仕上中央軸部８０（中央軸部）と仕上上軸部８２（
甲軸部〉と仕上下軸部８４（乙軸部）Ｂ とをもつ。ここで、仕上中央軸部８０の軸方向の両端部
のリング状仕上垂直端面８０ａが軸線に対して実質的に
垂直とされている。また仕上上軸部８２は仕上中央軸部
８０と同軸的にかつ上方向に延設されている。更にまた
仕上下軸部８４の外周径Ｄ９、Ｄｌｏ、Ｄｌｌは仕上中
央軸部８０の外周径よりも径小であり、仕上中央軸部８
０と同軸的にかつ下方向に延設されている。ここで、仕
上中央軸部８０の両端部のリング状仕上垂直端面（リン
グ状端面）Ｂｏａ、Ｂｏｂは軸線に対して実質的に垂直
とされている。

本実施例では上記のように鍛造した仕上鍛造品８のほぼ
全面の表皮を削った後に、その中央軸部８０の外周面８
０ｃに切削加工でギヤ歯８５を形成し、第１２図に示す
アウトプットシャフトを得る。

以上説明したように本実施例の段付き回転シャフトでは
、仕上中央軸部８０の軸方向の両端部のリング状仕上垂
直端面８０ａ、８０ｂが軸線に対して実質的に垂直とさ
れているものの、中央軸部８０のリング状端面８０ａと
中央軸部８０の外周面８０Ｃとの境界域は、プツトメタ
ル跡がない鍛造面とされている。従って、仕上中央軸部
８０の外周面８０Ｇに支障なくギヤ歯８５を形成でき、
そのギヤ歯８５の歯形状を形状欠損なく所要の形状に切
削加工できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の段付き回転シャフトでは、
中央軸部の軸方向の両端部のリング状端面が軸線に対し
て実質的に垂直とされているものの、中央軸部のリング
状端面と中央軸部の外周面との境界域は、デッドメタル
跡がない鍛造面とされている。従って、中央軸部の外周
面に形状欠損なくギヤ歯を形成できる。

本発明の段付き回転シャフトの方法では、第１荒地鍛造
品を上下逆に反転し、その状態で第２荒地鍛造するので
、上向きとなった第１荒地テーパ面は第２荒地鍛造工程
で軸線に対して垂直となるように成形され、従って上記
した部分にデッドメタル跡がない段付き回転シャフトを
製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は型締めする前の状態の鍛造プレス装置を示す断
面図、第２図は型締めした後の状態の鍛造プレス装置を
示す断面図、第３図は丸棒素材の側面図、第４図は第１
荒地鍛造品の側面図、第５図は上下反転した第１荒地鍛
造品の側面図、第６図は第２荒地鍛造品の側面図、第７
図は仕上鍛造品の側面図である。第８図〜第１１図はそ
れぞれ従来の工程において鍛造成形された鍛造品の側面
図である。第１２図はギヤ歯を形成したアウトプットシ
ャフトの側面図である。 図中、１は鍛造プレス装置、２０は第１荒地鍛造型、３
０は第２荒地鍛造型、４０は仕上鍛造型、５は丸棒素材
、６は第１荒地鍛造品、７は第２荒地鍛造品、８は仕上
鍛造品を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周面がギヤ形成面となる大径の中央軸部と、 中央軸部と同軸的にかつ一軸方向に延設され、中央軸部
   の外周径よりも径小の外周径をもつ甲軸部と、 中央軸部と同軸的にかつ他軸方向に延設され、中央軸部
   の外周径よりも径小の外周径をもつ乙軸部とで構成され
   、 中央軸部はその軸方向の両端部に軸芯の回りをリング状
   にのびる合計２個のリング状端面をもち、各リング状端
   面は中央軸部の軸芯に対して実質的に垂直であり、かつ
   、鍛造型の型面で形成されかつ切削加工跡をもたない鍛
   造面であり、 中央軸部のリング状端面と中央軸部の外周面との境界域
   は、デッドメタル跡がない鍛造面であることを特徴とす
   る段付き回転シャフト。
2. （２）固定された下ボルスタと上下方向に駆動する上ボ
   ルスタとをもつとともに、下ボルスタおよび上ボルスタ
   に装備された第１荒地鍛造型、第２荒地鍛造型、仕上鍛
   造型とをもつ鍛造プレス装置とを用い、 第１荒地工程において、第１鍛造荒地型を型締めして、
   丸棒素材をその軸芯方向で第１荒地鍛造することにより
   丸棒素材の下部を下方へ前方押出し、 これにより、大径の第１荒地中央軸部と、第１荒地中央
   軸部と同軸的にかつ下方向に延設され第１荒地中央軸部
   の外周径よりも径小の外周径をもつ軸長の長い第１荒地
   下軸部と、第１荒地中央軸部と同軸的にかつ上方向に延
   設され第１荒地中央軸部の外周径よりも径小の外周径を
   もち第１荒地下軸部よりも軸長の短い第１荒地上軸部と
   をもち、第１荒地中央軸部と第１荒地下軸部との境界域
   が第１荒地下軸部に向かうにつれて次第に径小となる第
   １荒地テーパ面とされた段付き第１荒地鍛造品を得、 第２荒地工程において、段付き第１荒地鍛造品の第１荒
   地下軸部および第１荒地テーパ面が上向きになるととも
   に第１荒地上軸部が下向きになるように、第１荒地鍛造
   品を上下逆に反転した状態で第２荒地鍛造型にセットし
   、第２荒地鍛造型を型締めすることにより、 下向きに配置された軸長の短い第１荒地上軸部を下方へ
   前方押出して軸長を伸ばし、下向きの軸長の長い第２荒
   地下軸部を形成するとともに、第２荒地鍛造型の上型の
   水平向きの水平型面部分で第１荒地テーパ面を押圧して
   軸芯に対して実質的に垂直な第２荒地リング状垂直端面
   を形成し、これにより第２荒地中央軸部と、第２荒地中
   央軸部と同軸的にかつ上方向に延設され第２荒地中央軸
   部の外周径よりも径小の外周径をもつ第２荒地上軸部と
   、第２荒地中央軸部と同軸的にかつ下方向に延設され第
   ２荒地中央軸部の外周径よりも径小の外周径をもつ第２
   荒地下軸部とをもち、第２荒地中央軸部と第２荒地下軸
   部との境界域が第２荒地下軸部に向かうにつれて次第に
   径小となる第２荒地テーパ面とされた段付き第２荒地鍛
   造品を得、 仕上工程において、第２荒地鍛造品を仕上鍛造型にセッ
   トし、仕上鍛造型の下型の水平向きの水平型面部分で第
   ２荒地テーパ面を押圧して一方のリング状仕上垂直端面
   を形成するとともに、仕上鍛造型の上型の水平向きの水
   平型面部分で第２荒地リング状垂直端面を整形して他方
   のリング状仕上垂直端面を形成し、 これにより外周面がギヤ形成面となる仕上中央軸部と、
   仕上中央軸部と同軸的にかつ上方向に延設され仕上中央
   軸部の外周径よりも径小の外周径をもつ仕上上軸部と、
   仕上中央軸部と同軸的にかつ下方向に延設され仕上中央
   軸部の外周径よりも径小の外周径をもつ仕上下軸部とを
   もち、かつ、仕上中央軸部の軸方向の両端部の合計２個
   のリング状仕上垂直端面が軸線に対して実質的に垂直と
   された仕上鍛造品を得ることを特徴とする段付き回転シ
   ャフトの鍛造方法。