(57)【要約】【課題】駆動力を伝達するための歯の噛み合いにより発生する振動を抑制しつつ、曲げ剛性の向上が可能な駆動伝達軸の製造方法を実現する。【解決手段】本開示の一形態に係る駆動伝達軸の製造方法は、駆動伝達軸本体１に形成された小径部１ｂが金属製リング（リング部材２）で覆われる駆動伝達軸１０を製造する方法であって、駆動伝達軸本体１における小径部１ｂを形成するための凹部１ｃに、凹部１ｃの側面と隙間を開けて金属製リングを嵌め込む工程と、小径部１ｂにおける第１の小径部分１ｄに対して直径が大きい第２の小径部分１ｅと押圧部材３とで金属製リングを挟み込んで押圧部材３で金属製リングを押圧し、金属製リングの材料を駆動伝達軸本体１の軸方向に流動させて、金属製リングと凹部１ｃの側面との隙間を埋める工程と、を備える。【選択図】図４
2020112204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動伝達軸本体における歯部が形成される部分又は歯車が嵌め込まれる部分を除く部分に形成された小径部が金属製リングで覆われる駆動伝達軸を製造する方法であって、
前記駆動伝達軸本体における前記小径部を形成するための凹部に、当該凹部の側面と隙間を開けて金属製リングを嵌め込む工程と、
前記小径部における第１の小径部分に対して直径が大きい第２の小径部分と押圧部材とで前記金属製リングを挟み込んで前記押圧部材で前記金属製リングを押圧し、前記金属製リングの材料を前記駆動伝達軸本体の軸方向に流動させて、前記金属製リングと前記凹部の側面との隙間を埋める工程と、
を備える、駆動伝達軸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、駆動伝達軸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動伝達軸は、駆動力を伝達するための歯の噛み合い誤差を小さくするために、駆動伝達軸の曲げ剛性が高く、当該歯の噛み合いにより発生する振動を抑制するために、駆動伝達軸の捩れ剛性が低い構成であることが好ましい。
【０００３】
そのため、例えば、特許文献１の駆動伝達軸は、中実内軸と当該中実内軸が挿入される中空外軸とを有し、内外の両軸で曲げ加重を受け、内外軸の一方で駆動力を伝達する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２８５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願人は、以下の課題を見出した。特許文献１の駆動伝達軸は、内外軸の一方で駆動力を伝達する構成とするため、中実内軸の外周面と中空外軸の内周面との間にクリアランスを設けて、中実内軸が中空外軸に挿入されている。そのため、特許文献１の駆動力伝達軸は、曲げ剛性が低い課題を有する。
【０００６】
本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、駆動力を伝達するための歯の噛み合いにより発生する振動を抑制しつつ、曲げ剛性の向上が可能な駆動伝達軸の製造方法を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る駆動伝達軸の製造方法は、
駆動伝達軸本体における歯部が形成される部分又は歯車が嵌め込まれる部分を除く部分に形成された小径部が金属製リングで覆われる駆動伝達軸を製造する方法であって、
前記駆動伝達軸本体における前記小径部を形成するための凹部に、当該凹部の側面と隙間を開けて金属製リングを嵌め込む工程と、
前記小径部における第１の小径部分に対して直径が大きい第２の小径部分と押圧部材とで前記金属製リングを挟み込んで前記押圧部材で前記金属製リングを押圧し、前記金属製リングの材料を前記駆動伝達軸本体の軸方向に流動させて、前記金属製リングと前記凹部の側面との隙間を埋める工程と、
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、駆動力を伝達するための歯の噛み合いにより発生する振動を抑制しつつ、曲げ剛性の向上が可能な駆動伝達軸の製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法で用いる駆動伝達軸本体を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法において、駆動伝達軸の凹部にリング部材を嵌め込んだ状態を模式的に示す断面図である。
【図３】実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法で用いるリング部材を模式的に示す斜視図である。
【図４】実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法において、リング部材を押圧部材で押圧する様子を模式的に示す部分断面図である。
【図５】実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法において、リング部材が押圧された際に当該リング部材の材料が流動する様子を示す図である。
【図６】実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法で製造された駆動伝達軸の適用例を模式的に示す断面図である。
【図７】実施の形態２の駆動伝達軸の製造方法において、リング部材を押圧部材で押圧する様子を模式的に示す部分断面図である。
【図８】実施の形態３の駆動伝達軸を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１１】
＜実施の形態１＞
本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法を説明する。図１は、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法で用いる駆動伝達軸本体を模式的に示す断面図である。図２は、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法において、駆動伝達軸の凹部にリング部材を嵌め込んだ状態を模式的に示す断面図である。図３は、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法で用いるリング部材を模式的に示す斜視図である。図４は、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法において、リング部材を押圧部材で押圧する様子を模式的に示す部分断面図である。
【００１２】
ここで、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法で用いられる駆動伝達軸本体の構成を説明する。駆動伝達軸本体１は、図１に示すように、円柱形状を基本形態としており、駆動伝達軸本体１の一方の端部の外周面に歯部１ａを備えている。そして、駆動伝達軸本体１は、歯部１ａを除く部分の一部、例えば、歯部１ａに隣接するように小径部１ｂを形成するための凹部（窪み）１ｃを備えている。
【００１３】
歯部１ａは、駆動伝達軸本体１の一方の端部の外周面に形成された複数の歯を備えている。小径部１ｂは、第１の小径部分１ｄ及び第２の小径部分１ｅを備えている。第１の小径部分１ｄは、小径部１ｂにおける駆動伝達軸本体１の軸方向の略中央に配置されている。第２の小径部分１ｅは、第１の小径部分１ｄにおける駆動伝達軸本体１の軸方向の両側に配置されており、第１の小径部分１ｄに対して大きな直径を有する。そのため、第２の小径部分１ｅに対して第１の小径部分１ｄが駆動伝達軸本体１の径方向に窪んでいる。
【００１４】
このような駆動伝達軸本体１を用いて、先ず、図２に示すように、駆動伝達軸本体１の凹部１ｃにリング部材（金属製リング）２を嵌め込む。詳細には、リング部材２は、金属製であり、図３に示すように、第１の半割部２ａ及び第２の半割部２ｂを備えている。そして、第１の半割部２ａの端面と第２の半割部２ｂの端面とが付き合わされると、円筒形状を成す。つまり、第１の半割部２ａ及び第２の半割部２ｂは、等しい半円筒形状に形成されている。
【００１５】
リング部材２の内径Ｒ１は、第１の半割部２ａの端面と第２の半割部２ｂの端面とを付き合わせた状態で、駆動伝達軸本体１の第２の小径部分１ｅの直径Ｒ２と略等しく、リング部材２の外径Ｒ３は、駆動伝達軸本体１における歯部１ａ及び小径部１ｂの他の部分の直径Ｒ４と略等しい。
【００１６】
リング部材２の軸方向の長さＬ１は、駆動伝達軸本体１の小径部１ｂにおける当該駆動伝達軸本体１の軸方向の長さＬ２に対して、若干、短い。なお、リング部材２の長さＬ１が駆動伝達軸本体１の小径部１ｂの長さＬ２に対して、若干、短い程度は後述する。
【００１７】
これらの第１の半割部２ａと第２の半割部２ｂとで駆動伝達軸本体１の小径部１ｂを覆うように、第１の半割部２ａと第２の半割部２ｂとを駆動伝達軸本体１の凹部１ｃに嵌め込んで相互を接合すると、駆動伝達軸本体１の凹部１ｃにリング部材２を嵌め込むことができる。
【００１８】
このとき、上述のようにリング部材２の長さＬ１は駆動伝達軸本体１の小径部１ｂの長さＬ２に対して短いので、リング部材２の軸方向において、リング部材２の側面と凹部１ｃの側面との間に隙間が形成される。
【００１９】
次に、図４に示すように、駆動伝達軸本体１の小径部１ｂにおける一方の第２の小径部分１ｅの周面と押圧部材３の周面とでリング部材２を挟み込んで、押圧部材３でリング部材２を押圧する。
【００２０】
詳細には、押圧部材３は、例えば、ローラーで構成されており、駆動伝達軸本体１の軸方向に延在する回転軸ＡＸ１を中心に回転可能である。このような押圧部材３の周面をリング部材２の外周面に接触させ、押圧部材３でリング部材２を駆動伝達軸本体１の中心軸ＡＸ２の側に押圧しつつ、押圧部材３を回転させる。これにより、押圧部材３の回転駆動力がリング部材２に伝達され、リング部材２は、駆動伝達軸本体１と共に、駆動伝達軸本体１の中心軸ＡＸ２を中心に回転する。
【００２１】
ここで、図５は、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法において、リング部材が押圧された際に当該リング部材の材料が流動する様子を示す図である。上述のように押圧部材３でリング部材２を押圧した場合、図５に示すように、リング部材２の材料が駆動伝達軸本体１の軸方向に流動する。なお、図５では、破線で材料が流動する前の状態を示し、さらにリング部材２の材料が流動する様子を矢印で示している。
【００２２】
このとき、リング部材２における流動する材料が駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの一方の側面と接触して、リング部材２の一方の側面と駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの一方の側面との隙間を埋めるように、押圧部材３はリング部材２を押圧する。
【００２３】
次に、駆動伝達軸本体１の小径部１ｂにおける他方の第２の小径部分１ｅの周面と押圧部材３の周面とでリング部材２を挟み込んで、押圧部材３でリング部材２を押圧しつつ当該押圧部材３を回転させる。これにより、リング部材２における流動した材料が駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの他方の側面と接触して、リング部材２の他方の側面と駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの他方の側面との隙間が埋められる。
【００２４】
以上により、駆動伝達軸を製造することができる。ここで、図６は、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法で製造された駆動伝達軸の適用例を模式的に示す断面図である。上述のように製造された駆動伝達軸１０は、図６に示すように、モータ用シャフトとして用いることができ、その場合、ローターコア１１や軸受１２などが設けられる。
【００２５】
このように本実施の形態の駆動伝達軸１０の製造方法は、リング部材２で駆動伝達軸本体１の小径部１ｂを覆い、且つリング部材２の側面が駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの側面に接触するようにリング部材２を押圧する。このとき、リング部材２の内周面は、駆動伝達軸本体１の小径部１ｂの第２の小径部分１ｅの周面と略接触する。
【００２６】
これにより、駆動伝達軸１０の曲げ荷重が作用した際に、駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの側面及び第２の小径部分１ｅの周面を介してリング部材２を良好に圧縮させることができる構成となる。そのため、駆動伝達軸１０の曲げ剛性を向上させることができる。
【００２７】
しかも、リング部材２と駆動伝達軸本体１の小径部１ｂの第１の小径部分１ｄとの間にクリアランスが確保されるので、駆動伝達軸１０に捻じれ荷重が作用した際に、駆動伝達軸本体１の小径部１ｂに良好に捻じれ変形を生じさせることができる。そのため、駆動伝達軸本体１の軸方向の全域が等しい直径の場合に比べて、駆動伝達軸１０の捻じれ剛性を低下させることができる。よって、本実施の形態の製造方法で製造された駆動伝達軸１０は、駆動力を伝達するための歯の噛み合いにより発生する振動を抑制することができる。
【００２８】
ここで、リング部材２の側面が駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの側面と強く接触している場合、駆動伝達軸本体１の小径部１ｂの捻じれを阻害してしまう。そのため、リング部材２の側面と駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの側面との接触の程度は、駆動伝達軸本体１の小径部１ｂの捻じれを阻害せず、且つリング部材２によって駆動伝達軸１０の曲げ剛性を向上させることができるように、リング部材２の側面と駆動伝達軸本体１の凹部１ｃの側面とが軽く接触するように、リング部材２の材料を流動させるとよい。
【００２９】
また、リング部材２のヤング率が駆動伝達軸本体１のヤング率以上であるとよい。これにより、駆動伝達軸１０の曲げ剛性をさらに向上させることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、リング部材２の軸方向の両側を押圧部材３で押圧しているが、リング部材２の側面と凹部１ｃの側面との隙間を埋めることができれば、リング部材２の軸方向の両側のうち、いずれか一方を押圧するだけでもよい。
【００３１】
＜実施の形態２＞
図７は、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法において、リング部材を押圧部材で押圧する様子を模式的に示す部分断面図である。なお、本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法は、実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法と略等しいため、重複する説明は省略し、等しい要素には等しい符号を用いて説明する。
【００３２】
本実施の形態の駆動伝達軸の製造方法では、図７に示すように、実施の形態１の駆動伝達軸の製造方法と異なる駆動伝達軸本体２１を用いる。詳細には、駆動伝達軸本体２１は、実施の形態１の駆動伝達軸本体１と同様に歯部１ａを備えているが、小径部２１ａの形状が異なる。
【００３３】
小径部２１ａは、第１の小径部分２１ｂ及び第２の小径部分２１ｃを備えている。第１の小径部分２１ｂは、小径部２１ａにおける駆動伝達軸本体２１の軸方向の両側に配置されている。そして、第２の小径部分２１ｃは、第１の小径部分２１ｂの直径に比べて大きな直径を有し、第１の小径部分２１ｂの間に配置されている。
【００３４】
このような駆動伝達軸本体２１を用いて、リング部材２を押圧する場合、図７に示すように、リング部材２を駆動伝達軸本体２１の小径部２１ａの第２の小径部分２１ｃの周面と押圧部材２２の周面とで挟み込んで当該リング部材２を押圧し、リング部材２の側面と駆動伝達軸本体２１に小径部２１ａを形成するための凹部２１ｄの側面との隙間を埋めるようにリング部材２の材料を流動させる。
【００３５】
このとき、押圧部材２２は、駆動伝達軸本体２１の小径部２１ａの第２の小径部分２１ｃにおける当該駆動伝達軸本体２１の軸方向の長さと略等しい幅寸法を有するローラーであるとよい。これにより、リング部材２の材料を当該リング部材２の軸方向に良好に流動させることができる。
【００３６】
＜実施の形態３＞
実施の形態１の駆動伝達軸１０は、駆動伝達軸本体１の一方の端部に歯部１ａを備えているが、この限りでない。図８は、本実施の形態の駆動伝達軸を示す断面図である。なお、本実施の形態の駆動伝達軸３１は、実施の形態１の駆動伝達軸１０と略等しい構成とされているため、重複する説明は省略し、等しい要素には等しい符号を用いて説明する。
【００３７】
本実施の形態の駆動伝達軸３１は、図８に示すように、駆動伝達軸本体３２の一方の端部に歯車３３が圧入されている。このとき、駆動伝達軸本体３２は、小径部（第１の小径部）１ｂの他に第２の小径部３２ａを当該駆動伝達軸本体３２の一方の端部に備えている。そして、第２の小径部３２ａは、円柱形状に形成され、又は第２の小径部３２ａの周面にスプラインが形成されている。
【００３８】
そのため、駆動伝達軸本体３２は、第１の小径部１ｂ及び第２の小径部３２ａを形成するための切り欠き部３２ｂが形成されている。ここで、本開示の「凹部」とは、両側面を有する窪みだけでなく、一側面のみを有する切り欠きも含む。
【００３９】
このような駆動伝達軸本体３２の第２の小径部３２ａに歯車３３が圧入された状態で、駆動伝達軸本体３２の切り欠き部３２ｂの側面とリング部材２の一方の側面との隙間、及び歯車３３の側面とリング部材２の他方の側面との隙間が埋まるように、リング部材２が押圧されている。
【００４０】
このような構成により、駆動伝達軸本体３２の一方の端部に歯車３３が圧入された駆動伝達軸３１は、実施の形態１の駆動伝達軸１０と同様に、駆動力を伝達するための歯の噛み合いにより発生する振動を抑制しつつ、曲げ剛性を向上させることができる。
【００４１】
ちなみに、歯車３３を駆動伝達軸本体３２の一方に圧入する前にリング部材２を駆動伝達軸本体３２の切り欠き部３２ｂに挿入する場合、リング部材２を実施の形態１のような分割構造にする必要がなく、予め円筒形状に形成されたリング部材２を用いることができる。
【００４２】
本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００４３】
上記実施の形態の駆動伝達軸は、モータ用シャフトに用いたが、駆動力を伝達するために用いられる軸であれば、用途は限定されない。
【００４４】
上記実施の形態のリング部材２における第１の半割部２ａと第２の半割部２ｂとの接合手段は、特に限定されず、接着剤や溶接などによって接合すればよい。また、第１の半割部２ａ及び第２の半割部２ｂの一方に凸部を形成し、他方に凹部を形成して相互に嵌合して、押圧部材で押圧することでカシメ接合してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  駆動伝達軸本体、１ａ  歯部、１ｂ  小径部、１ｃ  凹部、１ｄ  第１の小径部分、１ｅ  第２の小径部分
２  リング部材、２ａ  第１の半割部、２ｂ  第２の半割部
３  押圧部材
１０  駆動伝達軸
１１  ローターコア
１２  軸受
２１  駆動伝達軸本体、２１ａ  小径部、２１ｂ  第１の小径部分、２１ｃ  第２の小径部分、２１ｄ  凹部
２２  押圧部材
３１  駆動伝達軸
３２  駆動伝達軸本体、３２ａ  小径部、３２ｂ  切り欠き部
【図１】
2020112204.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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