JPH057970A

JPH057970A - 回転軸の製造方法

Info

Publication number: JPH057970A
Application number: JP14604591A
Authority: JP
Inventors: Toyonobu Yamada; 豊信山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】回転軸を製造する過程において、切粉を発生
させずに素材を加工すると共に、加工工程・加工時間を
短縮する。【構成】丸棒素材２１の軸方向外方から、２個の円筒
形プレス型２２，２３を圧入して、その丸棒素材２１の
両端部に軸受嵌合部３１，３２を荒加工し、これと同時
に、丸棒素材２１の中央部周囲を、例えば放射状に４分
割された分割型２７により加圧して真円柱状にすると共
に、その中央部外周面に各分割型２７のパーティングラ
インで４個の小さい突条を成形する。その後、軸受嵌合
部３１，３２にバニシング加工を施しその表面を平滑で
精度の高いものに仕上げると共に、加工硬化させて硬化
した表面にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転子鉄心の中心に圧
入固定される回転軸の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転電機は、図７及び図８に示す
ように、回転軸１の外周面のうち回転子鉄心２を圧入固
定する部分（以下「径大部分」という）３にロ−レット
が施してあり、また、回転軸１の両端部分に、軸受４に
嵌合するための軸受嵌合部５，６が径大部分３よりも小
径に形成されている。これら軸受嵌合部５，６と径大部
分３は、回転時に振動を発生しないように、非常に高い
同心精度で仕上げる必要がある。

【０００３】この様な回転軸１を製造する場合には、ま
ず、軟鋼製の丸棒素材（図示せず）を所定寸法に切断し
た後、両端面７，８をフライス仕上げする。この後、両
端面７，８の中心にセンタ−穴９，１０を加工した後、
このセンタ−穴９，１０を利用して丸棒素材を旋盤（図
示せず）に固定し、旋盤加工により段付け等の荒加工を
施して、軸受嵌合部５，６を削り出す。次いで、この軸
受嵌合部５，６間の径大部分３の外周面にロ−レット加
工を施し、その後、軸受嵌合部５，６に研削盤（図示せ
ず）により研削加工を施してその表面及び径寸法を高精
度に仕上げる。最後に、軸受嵌合部６の一端部にキー溝
１１を加工すれば回転軸１の製造が完了する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
転軸１の製造方法によれば、各部位の加工ごとに別の工
具が必要であるばかりか、各工具間において丸棒素材を
着脱・移動させなければならず、工数が非常に多くて手
間がかかるという問題があった。しかも、上記製造方法
における加工はいずれも切削・研削加工であり、加工時
に発生する切粉を定期的に取り除く必要があり、その処
理も大変面倒である。その上、切粉を発生させるという
ことは、その発生分だけの材料が無駄になるので、材料
の歩留まりが悪くなり、その分、材料コストも高くつ
く。

【０００５】一方、高精度に仕上げなければならない軸
受嵌合部５，６の研削加工には、研削盤を使用している
が、加工数の増加と共に研削盤の砥石も摩耗し、その影
響で軸受嵌合部５，６の仕上り径が変化してしまうの
で、その点を考慮した寸法管理が必要となり面倒であ
る。また、研削盤以外の切削工具についても、刃物の寿
命が切削速度の増加と共に急激に短くなるなどの特性が
あり、この特性についても十分に考慮して生産管理をす
る必要があり、上述した事情と相俟って、生産性を悪く
する要因となっていた。

【０００６】加えて、軟鋼素材の切削・研削加工により
形成した回転軸１は、通常、熱処理を施さずに使用され
るので、軸受嵌合部５，６の耐摩耗性が不足し、回転軸
１の耐久性を悪くしていた。

【０００７】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、従ってその目的は、加工工程・加工時間を大幅に
短縮できると共に、切粉を発生させずに素材の加工を行
うことができ、しかも、耐久性の向上した回転軸を加工
することのできる回転軸の製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の回転軸の製造方
法は、金属製の丸棒素材の両端部分の径を少し細くして
軸受嵌合部を形成し、これら両軸受嵌合部間の径大部分
に回転子鉄心を圧入する回転軸を製造する方法におい
て、前記丸棒素材の両端部分にそれぞれ軸方向外方から
円筒形プレス型を圧入して前記軸受嵌合部を荒成形し、
これと同時に、前記丸棒素材の軸受嵌合部間の径大部分
を、その周囲に配置された複数個の分割型により加圧し
て真円柱状に成形すると共に、各分割型のパ−ティング
ラインで前記径大部分の外周面に小さな突条を成形し、
この後、前記軸受嵌合部にバニシング加工を施すように
したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記製造方法によれば、丸棒素材から回転軸を
加工する工程は、プレス等の加圧機械を利用した金型に
よる塑性加工で進められるので、加工工程中に切粉を発
生させずに済み、しかも、工数も大幅に削減できる。

【００１０】また、回転軸両端の軸受嵌合部にはバニシ
ング加工を施すので、その表面は平滑で精度の高いもの
に仕上げられるばかりか、加工硬化により硬化した表面
となり、軸受嵌合部表面の機械的性質も著しく向上す
る。

【００１１】更に、回転軸の軸受嵌合部間の径大部分
（回転子鉄心を圧入する部分）には、それを真円柱状に
加圧成形する分割型のパ−ティングラインに沿って小さ
な突条が成形されるので、この小さな突条が従来のロー
レットと同様に回転子鉄心を固着する作用をなす。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図６に基
づいて説明する。まず、第一次加工工程の型構成を示す
図１乃至図４において、所定位置に据え置きされた丸棒
素材２１の軸方向外方には、２個の円筒形プレス型２
２，２３がプレス機（図示せず）に固定されている。そ
して、この円筒形プレス型２２，２３は内径部２４，２
５を有し、一方の内径部２５にはキー成形部２６が形成
されている。これら両円筒形プレス型２２，２３は、上
記プレス機により前記丸棒素材２１の軸方向へ移動可能
となっている。また、前記丸棒素材２１の中央部周囲に
は、例えば放射状に４分割された分割型２７がプレス機
（図示せず）に固定され、前記丸棒素材２１に対して放
射方向に移動可能な構成となっている。

【００１３】一方、第二次加工工程の型構成を示す図５
及び図６において、第一次加工終了後に所定位置に据え
置きされた回転軸２８の軸方向外方には、ローラバニシ
ング工具２９，３０が回転駆動装置（図示せず）に固定
され、これら両ローラバニシング工具２９，３０が回転
運動をしながら回転軸２８の軸方向へ移動する構成とな
っている。

【００１４】次に、上記型構成による回転軸２８の製造
方法を説明する。第一次加工工程では、まず、所定長に
切断された丸棒素材２１を所定位置に据え置いた後に、
プレス機を作動させると、円筒形プレス型２２，２３
が、丸棒素材２１の軸方向外方から両端部分に向かって
移動を開始する。これにより、円筒形プレス型２２，２
３の内径部２４，２５を前記丸棒素材２１の両端部分に
圧入して、軸受嵌合部３１，３２を荒成形し、そのうち
一方の軸受嵌合部３１には内径部２５のキー成形部２６
によりキー溝３３も同時に成形する。

【００１５】このとき、円筒形プレス型２２，２３によ
る軸受嵌合部３１，３２の荒成形が進むに従って、軸受
嵌合部３１，３２間の径大部分３４が膨れ上がって外径
寸法が大きくなるので、この径大部分３４全体の外径を
規定寸法に合わせるために、円筒形プレス型２２，２３
の圧入と同時に各分割型２７が径大部分３４に対して加
圧を開始して、その径大部分３４を真円柱状に成形す
る。このとき同時に、径大部分３４の外周面には、各分
割型２７のパーティングラインによって４個の小さな突
条３５も成形される。以上で、第一次加工が完了する
が、この時点で、回転軸２８は軸受嵌合部３１，３２の
仕上げ加工（バニシング加工）を残すだけで、ほぼ完成
体に近い形状にまで成形されている。

【００１６】次に、第二次加工では、ローラバニシング
工具２９，３０を回転駆動装置（図示せず）により回転
運動させながら回転軸２８の軸方向へ移動させて（図６
参照）、第一次加工により荒成形された軸受嵌合部３
１，３２の表面仕上げ加工を行う。この場合、ローラバ
ニシング工具２９，３０の径及び深さは、軸受嵌合部３
１，３２の径及び長さに適合したものであり、誤って軸
受嵌合部３１，３２以外の部位を加工してしまうことは
ない。つまり、ローラバニシング工具２９，３０は、軸
受嵌合部３１，３２の表面を加圧しつつ回転し、表面に
塑性変形を生じさせて平滑で精度の高い面に仕上げると
共に、軸受嵌合部３１、３２の表面を加工硬化させて機
械的性質の向上した表面に仕上げる。そして、完成した
回転軸２８を装置から取り出せば、全ての成形加工が完
了する。

【００１７】この様にして加工された回転軸２８の軸受
嵌合部３１，３２間の径大部分３４（回転子鉄心を圧入
する部分）には、それを真円柱状に加圧成形する分割型
２７のパ−ティングラインに沿って小さな突条３５が成
形されているので、この小さな突条３５が従来のローレ
ットと同様に回転子鉄心を固着する作用をなす。従っ
て、径大部分３４の表面にローレット加工を施す必要は
ない。

【００１８】以上、説明した実施例によれば、丸棒素材
２１から回転軸２８を製造する加工工程は、塑性加工で
進められるので、加工途中に切粉を発生させずに済み、
面倒な切粉の処理作業を行わずに済むと共に、丸棒素材
２１の歩留まりも著しく向上する。

【００１９】また、第一次加工工程の完了時点で、軸受
嵌合部３１，３２の仕上げ加工（バニシング加工）を除
けば、径大部分３４の外周面も含めて回転軸２８の主だ
った部位の成形加工は全て完了しており、従来の切削加
工と比して加工工程及び加工時間が大幅に短縮されるの
で、回転軸２８の生産性は著しく向上する。

【００２０】さらに、軸受嵌合部３１，３２の表面をロ
ーラバニシング工具２９、３０により塑性変形させて平
滑で精度の高い面に仕上げると共に、加工硬化させて機
械的性質の向上した表面としたので、軸受嵌合部３１，
３２の耐摩耗性が向上して、回転軸２８の耐久性を向上
させることができる。

【００２１】しかも、加工工具として使用する円筒形プ
レス型２２，２３、分割型２７及びローラバニシング工
具２９、３０は、従来使用していた切削工具に比して、
耐久性に優れ、寿命も長いので、工具取替えの手間が省
けると共に、寸法管理・生産管理も容易であり、この面
からも生産性を向上させることができる。

【００２２】尚、上記実施例において、分割型２７を径
大部分３４の周囲に４個配置するようにしたが、これが
３個又は２個であったり、或は５個以上であったりして
も良い。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
の回転軸の製造方法によれば、円筒形プレス型を圧入し
て軸受嵌合部を荒成形し、これと同時に、軸受嵌合部間
の径大部分を、その周囲に配置された分割型により加圧
して真円柱状に成形すると共に、各分割型のパーティン
グラインで径大部分の外周面に小さな突条を形成するよ
うにしたので、切粉を発生させず、面倒な切粉の処理作
業を行わずに済むと共に、素材の歩留まりを向上でき、
しかも、加工工程及び加工時間も大幅に短縮できて、生
産性を向上できる。

【００２４】更に、軸受嵌合部にバニシング加工を施す
ので、軸受嵌合部の表面を平滑で精度の高いものに仕上
げることができると共に、軸受嵌合部表面の機械的性質
をバニシング加工に伴う加工硬化により向上できて、回
転軸の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における第一次加工工程の型
構成を示す断面図

【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１をＡ−Ａ線，Ｂ
−Ｂ線で切断した縦断面図

【図３】第一次加工工程終了時の状態を示す断面図

【図４】（ａ），（ｂ）は図３をＣ−Ｃ線で切断した縦
断面図と、その部分拡大図

【図５】第二次加工工程の型構成を示す断面図

【図６】第二次加工工程実行時の状態を示す断面図

【図７】従来の回転軸を示す正面図

【図８】回転電機の縦断正面図

【符号の説明】

２１は丸棒素材、２２，２３は円筒形プレス型、２７は
分割型、２８は回転軸、２９，３０はローラバニシング
工具、３１，３２は軸受嵌合部、３３はキー溝、３４は
径大部分、３５は突条である。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】金属製の丸棒素材の両端部分の径を少し
細くして軸受嵌合部を形成し、これら両軸受嵌合部間の
径大部分に回転子鉄心を圧入する回転軸を製造する方法
において、前記丸棒素材の両端部分にそれぞれ軸方向外
方から円筒形プレス型を圧入して前記軸受嵌合部を荒成
形し、これと同時に、前記丸棒素材の軸受嵌合部間の径
大部分を、その周囲に配置された複数個の分割型により
加圧して真円柱状に成形すると共に、各分割型のパーテ
ィングラインで前記径大部分の外周面に小さな突条を成
形し、この後、前記軸受嵌合部にバニシング加工を施す
ようにしたことを特徴とする回転軸の製造方法。