(57)【要約】【課題】ワーク（シャフト）の外周部での傷の発生を防止又は軽減でき、しかも、ワーク（シャフト）のセットが容易なシャフト製造方法及び転造加工装置を得る。【解決手段】本転造加工装置１０では、支持台１２の取付部１６に転動ローラ３４、４４を回転自在に軸支した収容ブロック２０、５８、６０が取り付けられる。モータシャフト２６の先端側を転造ダイス１８で転造加工する際には、モータシャフト２６の中間部や基端側が、各収容ブロック２０、５８、６０の転動ローラ３４、４４により下方から支持される。転造ダイス１８の回転でモータシャフト２６がその軸心周りに回転すると、モータシャフト２６の外周部との摩擦で転動ローラ３４、４４が回転する。これにより、モータシャフト２６の外周部に付与される摩擦が軽減され、外周部に傷が付くことを防止又は軽減できる。【選択図】    図１
2004167594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略棒状のシャフトの軸方向に対して直交する方向に沿って前記シャフトの側方に設けられた転造ダイスにより、前記シャフトをその軸周りに回転させつつ前記シャフトの外周部をその先端側から所定の形状に成形するシャフト製造方法であって、
前記シャフトの軸方向に沿った中間部よりも基端側で、少なくとも前記シャフトの軸方向に対して略平行な軸周りに回転自在な転動体を前記シャフトの外周部に外接させた状態で前記転動体によって前記シャフトを支持する、
ことを特徴とするシャフト製造方法。
【請求項２】
前記シャフトの軸方向に対して平行な軸周りに回転自在で、外周部にて前記シャフトに接する複数の転動ローラを前記転動体とした、
ことを特徴とする請求項１に記載のシャフト製造方法。
【請求項３】
前記複数の転動ローラの前記シャフトとの各接触部位を、前記シャフトの軸心位置よりも下方に設定すると共に、前記各接触部位の間隔を、前記シャフトの外径寸法未満に設定した、
ことを特徴とする請求項２に記載のシャフト製造方法。
【請求項４】
前記シャフトの外周部側方の所定位置で、前記シャフトの外周部に接した状態であらゆる方向に回転自在に保持された球形の複数の支持球を前記転動体とした、
ことを特徴とする請求項１に記載のシャフト製造方法。
【請求項５】
複数の前記転動体による前記シャフトの支持位置を前記シャフトの軸心よりも下方に設定すると共に、前記複数の転動体の前記シャフトの接触部位の間隔を前記シャフトの外径寸法未満に設定し、且つ、前記内側に前記シャフトを収容可能に上方へ向けて開口した凹形状に形成された転動体保持手段に前記転動体を設け、前記転動体保持手段の上方から前記シャフトを前記転動体保持手段の内側に入れつつ、前記転動体上に前記シャフトを載置することで前記シャフトをセットする、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のシャフト製造方法。
【請求項６】
前記シャフトが入る前記転動体保持手段の内側の内底部が、前記転動体による前記シャフトの保持状態で、前記シャフトよりも下方に位置する、
ことを特徴とする請求項５に記載のシャフト製造方法。
【請求項７】
略棒状のワークの軸方向に対して直交する方向に沿って前記ワークの側方に設けられた転造ダイスにより、前記ワークをその軸周りに回転させつつ前記ワークの外周部をその先端側から所定の形状に成形する転造加工装置であって、
前記ワークの軸方向に沿った中間部よりも基端側で前記ワークの外周部に外接した状態で前記ワークを支持すると共に、少なくとも前記ワークの軸方向に対して略平行な軸周りに回転自在な転動体を含めて構成される支持手段を備える、
ことを特徴とする転造加工装置。
【請求項８】
前記ワークの軸方向に対して平行な軸周りに回転自在で、外周部にて前記ワークに接する複数の転動ローラを前記転動体とした、
ことを特徴とする請求項７に記載の転造加工装置。
【請求項９】
前記複数の転動ローラの前記ワークとの各接触部位を、前記ワークの軸心位置よりも下方に設定すると共に、前記各接触部位の間隔を、前記ワークの外径寸法未満に設定した、
ことを特徴とする請求項８に記載の転造加工装置。
【請求項１０】
前記ワークの外周部側方の所定位置で、前記ワークの外周部に接した状態であらゆる方向に回転自在に保持された球形の複数の支持球を前記転動体とした、
ことを特徴とする請求項７に記載の転造加工装置。
【請求項１１】
前記ワークの下方に設けられた支持台と、
前記転動体を有すると共に、前記支持台の所定位置で着脱可能に固定され、且つ前記支持台への固定状態で前記ワークを前記転動体が支持可能な位置にセットされる転動体保持手段と、
を含めて前記支持手段を構成した、
ことを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れか１項に記載の転造加工装置。
【請求項１２】
略水平方向に沿って互いに対向すると共に、各々の間に前記ワークが配置される一対の縦壁を含めて前記転動体保持手段を構成し、
前記ワークを上方から前記一対の縦壁間に配置することで、前記転動体が前記ワークを下方から支持する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の転造加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状のシャフトの先端等にねじ山やギヤの歯等を形成するためのシャフト製造方法及びシャフト等の棒状のワークにねじ山やギヤの歯等を形成するための転造加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、モータシャフトの先端部に、ウオームホイールに噛み合うウオームを設ける場合には、モータシャフトの先端側に所謂転造加工を施すことでモータシャフトの先端に直接ウオームを形成している。
【０００３】
このような転造加工は、例えば、一対の転造ダイスを有する転造加工装置（一例として、下記特許文献１参照）により行なわれる。転造ダイスは、例えば、円板形状や円柱形状に形成されており、その外周部には、例えば、ウオームの歯に対応した凹凸が連続して形成されている。これらの転造ダイスは半径方向に沿って並んだ状態で設けられており、油圧シリンダ等の駆動力により互いに接離移動可能とされている。また、一対の転造ダイスはモータ等に駆動力により互いに同方向で且つ同速度で回転する。
【０００４】
このような転造ダイスを有する転造加工装置でモータシャフトにウオームを形成する場合には、モータシャフトの先端を一対の転造ダイスの間に挟み込ませ、この状態で転造ダイスを回転させる。さらに、この転造ダイスの回転に連動してモータシャフトをその軸方向にスライドさせる。これによって、転造ダイスの外周形状に沿ってモータシャフトの外周部が塑性変形させられ、ウオームが形成される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１０６２８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなモータシャフトの先端側に転造加工によってウオーム等を形成する場合、モータシャフトが撓まないようにモータシャフトの基端側を支持しなくてはならない。
【０００７】
このようなモータシャフトの中間部や基端部を支持するための構造としては、上面が平面又はモータシャフト外周形状に対応して上方へ向けて開口した断面凹形状のブロックを装置の基台上に設け、このブロックの上面にモータシャフトの中間部や基端部を載置する構造がある。
【０００８】
しかしながら、このようにブロックでモータシャフトを支持する構造の場合、転造加工時にモータシャフトが回転することで、モータシャフトの外周部とブロックの上面との間で大きな摩擦が生じ、この摩擦によってモータシャフトの外周面に傷が付く可能性がある。
【０００９】
これに対して、内径寸法がモータシャフトの外径寸法よりも僅かに大きな回転ブッシュを、その軸心周りに回転自在に支持体に支持し、更に、支持体を装置の基台に取り付ける構造がある。
【００１０】
このような構造の場合、モータシャフトの中間部や基端側が回転ブッシュに嵌挿されることで、間接的に支持体に支持される。上記のように、回転ブッシュは自らが回転自在であるため、転造加工時にモータシャフトが回転すると回転ブッシュがこれに伴い追従回転する。したがって、モータシャフトの外周部と回転ブッシュの内周部との間に摩擦が生じない。
【００１１】
このため、このような構造では、摩擦でモータシャフトの外周部に傷が付くことはない。
【００１２】
しかしながら、モータシャフトを加工するにあたり、装置にモータシャフトをセットする方向が回転ブッシュの軸方向に限定されてしまう。しかも、モータシャフトを回転ブッシュと同軸にしないとモータシャフトをセットできないことから、装置に対するモータシャフトのセットが難しいと言う問題がある。
【００１３】
本発明は、上記事実を考慮して、シャフト（ワーク）の外周部での傷の発生を防止又は軽減でき、しかも、シャフト（ワーク）のセットが容易なシャフト製造方法及び転造加工装置を得ることが目的である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、略棒状のシャフトの軸方向に対して直交する方向に沿って前記シャフトの側方に設けられた転造ダイスにより、前記シャフトをその軸周りに回転させつつ前記シャフトの外周部をその先端側から所定の形状に成形するシャフト製造方法であって、前記シャフトの軸方向に沿った中間部よりも基端側で、少なくとも前記シャフトの軸方向に対して略平行な軸周りに回転自在な転動体を前記シャフトの外周部に外接させた状態で前記転動体によって前記シャフトを支持する、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の本発明に係るシャフト製造方法では、シャフトの軸方向先端側の側方に設けられた転造ダイスが、移動若しくは回転しつつシャフトの外周部を押圧する。シャフトは、転造ダイスの移動若しくは回転により自らの軸周りに回転しつつ転造ダイスからの押圧力を受け、外周部が転造ダイスの形状に応じて塑性変形若しくは切削される。
【００１６】
これにより、例えば、シャフトの先端側に雄ねじやギヤの外歯（ウオーム等を含む）等が形成される。
【００１７】
一方、本シャフト製造方法では、シャフトの基端側が転動体により支持される。ここで、転動体は少なくともシャフトの軸方向と平行な軸周りに回転自在とされている。このため、転造ダイスによる成形加工によりシャフトが自らの軸周りに回転すると、シャフトの外周部に外接する転動体は、シャフトの外周部との間の摩擦により回転する。
【００１８】
このように、シャフトを支持する転動体がシャフトの回転に連動して回転することにより、シャフトの外周部において発生する摩擦が軽減される。このため、シャフトの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、品質の向上を図ることができる。
【００１９】
なお、本発明におけるシャフト製造方法は、一対（２つ）の転造ダイスとしての回転ダイスを回転させることによる転造加工の他、３つ以上の転造ダイスとしての回転ダイスを回転させることで、三方からシャフトを成形する転造加工や、各々が平板状に形成されると共に、シャフトを介して互いに対向配置された一対の転造ダイスとしての平ダイスを互いに相反する方向に往復移動させることでシャフトを回転させつつシャフトの外周部を成形する転造加工等、基本的に、転造ダイスを回転又は移動させることでシャフトが回転しつつその外周部が成形される態様であればよい。
【００２０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のシャフト製造方法において、前記シャフトの軸方向に対して平行な軸周りに回転自在で、外周部にて前記シャフトに接する複数の転動ローラを前記転動体とした、ことを特徴としている。
【００２１】
請求項２に記載の本発明に係るシャフト製造方法は、転動体としての転動ローラの外周部をシャフトの外周部に当接させることで、転動ローラによってシャフトが支持される。しかも、転動ローラはシャフトの軸方向に対して平行な軸周りに回転自在であるため、転造ダイスの移動又は回転に連動してシャフトが回転すると、転動ローラはシャフトの外周部との摩擦で回転する。
【００２２】
このように、シャフトを支持する転動ローラがシャフトと共に回転することで、シャフトの外周部において発生する摩擦が軽減される。このため、シャフトの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、品質の向上を図ることができる。
【００２３】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載のシャフト製造方法において、前記複数の転動ローラの前記シャフトとの各接触部位を、前記シャフトの軸心位置よりも下方に設定すると共に、前記各接触部位の間隔を、前記シャフトの外径寸法未満に設定した、ことを特徴としている。
【００２４】
請求項３に記載の本発明に係るシャフト製造方法では、複数の転動ローラのシャフトとの各接触部位が、シャフトの軸心位置よりも下方に設定され、しかも、これらの接触部位の間隔がシャフトの外径寸法未満である。このように設定することで、全ての転動ローラが下方からシャフトを支持する。
【００２５】
これにより、シャフトを転動ローラの上方から載置するだけで転動ローラにシャフトが支持される。このため、シャフトのセットが容易になる。
【００２６】
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載のシャフト製造方法において、前記シャフトの外周部側方の所定位置で、前記シャフトの外周部に接した状態であらゆる方向に回転自在に保持された球形の複数の支持球を前記転動体とした、ことを特徴としている。
【００２７】
請求項４に記載の本発明に係るシャフト製造方法によれば、球形状とされた転動体としての複数の支持球が、シャフトの外周部側方の所定位置で、シャフトの外周部に接した状態であらゆる方向に回転自在に保持される。したがって、転造ダイスの移動又は回転に連動してシャフトが回転すると、支持球は保持されたその位置でシャフトの外周部との摩擦で回転する。
【００２８】
このように、シャフトを支持する支持球がシャフトと共に回転することで、シャフトの外周部において発生する摩擦が軽減される。このため、シャフトの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、品質の向上を図ることができる。
【００２９】
また、支持球は、シャフトの軸方向に対して平行な軸周りのみならず、あらゆる方向に回転自在である。このため、転造ダイスによるシャフトの成形が進むにつれ、シャフトがその軸周りの回転のみならず、その軸方向先端側又は基端側へスライドすると、支持球がシャフトの外周部との摩擦でシャフトの回転とスライドの双方に応じた方向に回転する。これにより、上記のようにシャフトがスライドすることによるシャフトの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、より一層品質の向上を図ることができる。
【００３０】
請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のシャフト製造方法において、複数の前記転動体による前記シャフトの支持位置を前記シャフトの軸心よりも下方に設定すると共に、前記複数の転動体の前記シャフトの接触部位の間隔を前記シャフトの外径寸法未満に設定し、且つ、前記内側に前記シャフトを収容可能に上方へ向けて開口した凹形状に形成された転動体保持手段に前記転動体を設け、前記転動体保持手段の上方から前記シャフトを前記転動体保持手段の内側に入れつつ、前記転動体上に前記シャフトを載置することで前記シャフトをセットする、ことを特徴としている。
【００３１】
請求項５に記載の本発明に係るシャフト製造方法では、複数の転動体の各シャフトの接触部位がシャフトの軸心よりも下方で、しかも、これらの接触部位の間隔はシャフトの外径寸法未満に設定される。このように設定された転動体は転動体保持手段に支持される。転動体保持手段は、上方へ向けて開口した凹形状に形成されて、その内側にシャフトを入れると転動体によってシャフトが下方から支持される。
【００３２】
このようにシャフトがセットされる本発明に係るシャフト製造方法では、上方から転動体上にシャフトを載置するだけでシャフトのセットが完了するため、シャフトのセットが極めて容易である。
【００３３】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載のシャフト製造方法において、前記シャフトが入る前記転動体保持手段の内側の内底部が、前記転動体による前記シャフトの保持状態で、前記シャフトよりも下方に位置する、ことを特徴としている。
【００３４】
請求項６に記載の本発明に係るシャフト製造方法では、転動体にシャフトが保持された状態で、上方へ向けて開口した凹形状の転動体保持手段の内底がシャフトよりも下方に位置する。このため、シャフトが回転して際にシャフトが転動体保持手段の内底により傷付けられることがない。
【００３５】
請求項７に記載の本発明は、略棒状のワークの軸方向に対して直交する方向に沿って前記ワークの側方に設けられた転造ダイスにより、前記ワークをその軸周りに回転させつつ前記ワークの外周部をその先端側から所定の形状に成形する転造加工装置であって、前記ワークの軸方向に沿った中間部よりも基端側で前記ワークの外周部に外接した状態で前記ワークを支持すると共に、少なくとも前記ワークの軸方向に対して略平行な軸周りに回転自在な転動体を含めて構成される支持手段を備える、ことを特徴としている。
【００３６】
請求項７に記載の本発明に係る転造加工装置では、ワークの軸方向先端側の側方に設けられた転造ダイスが、移動若しくは回転しつつワークの外周部を押圧する。ワークは、転造ダイスの移動若しくは回転により自らの軸周りに回転しつつ転造ダイスからの押圧力を受け、外周部が転造ダイスの形状に応じて塑性変形若しくは切削される。
【００３７】
これにより、例えば、ワークの先端側に雄ねじやギヤの外歯（ウオーム等を含む）等が形成される。
【００３８】
一方、本転造加工装置では、ワークの基端側が支持手段により支持される。ここで、支持手段においてワークを支持する転動体は、少なくともワークの軸方向と平行な軸周りに回転自在とされている。このため、転造ダイスによる成形加工によりワークが自らの軸周りに回転すると、ワークの外周部に外接する転動体は、ワークの外周部との間の摩擦により回転する。
【００３９】
このように、ワークを支持する転動体がワークの回転に連動して回転することにより、ワークの外周部において発生する摩擦が軽減される。このため、ワークの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、品質の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、本発明における転造加工装置が行なう転造加工は、一対（２つ）の転造ダイスとしての回転ダイスを回転させることによる転造加工の他、３つ以上の転造ダイスとしての回転ダイスを回転させることで、三方からワークを成形する転造加工や、各々が平板状に形成されると共に、ワークを介して互いに対向配置された一対の転造ダイスとしての平ダイスを互いに相反する方向に往復移動させることでワークを回転させつつワークの外周部を成形する転造加工等、基本的に、転造ダイスを回転又は移動させることでワークが回転しつつその外周部が成形される態様であればよい。
【００４１】
請求項８に記載の本発明は、請求項７に記載の転造加工装置において、前記ワークの軸方向に対して平行な軸周りに回転自在で、外周部にて前記ワークに接する複数の転動ローラを前記転動体とした、ことを特徴としている。
【００４２】
請求項８に記載の本発明に係る転造加工装置は、転動体としての転動ローラを備えている。ここで、転動ローラはその外周部にてワークの外周部に接し、しかも、ワークの軸方向に対して平行な軸周りに回転自在とされている。このため、転造ダイスの移動又は回転に連動してワークが回転すると、転動ローラはワークの外周部との摩擦で回転する。
【００４３】
このように、ワークを支持する転動ローラがワークと共に回転することで、ワークの外周部において発生する摩擦が軽減される。このため、ワークの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、品質の向上を図ることができる。
【００４４】
請求項９に記載の本発明は、請求項８に記載の転造加工装置において、前記複数の転動ローラの前記ワークとの各接触部位を、前記ワークの軸心位置よりも下方に設定すると共に、前記各接触部位の間隔を、前記ワークの外径寸法未満に設定した、ことを特徴としている。
【００４５】
請求項９に記載の本発明に係る転造加工装置では、複数の転動ローラのワークとの各接触部位が、ワークの軸心位置よりも下方に設定され、しかも、これらの接触部位の間隔がワークの外径寸法未満である。このように設定することで、全ての転動ローラが下方からワークを支持する。
【００４６】
これにより、ワークを転動ローラの上方から載置するだけで転動ローラにワークが支持される。このため、ワークのセットが容易になる。
【００４７】
請求項１０に記載の本発明は、請求項７に記載の転造加工装置において、前記ワークの外周部側方の所定位置で、前記ワークの外周部に接した状態であらゆる方向に回転自在に保持された球形の複数の支持球を前記転動体とした、ことを特徴としている。
【００４８】
請求項１０に記載の本発明に係る転造加工装置では、転動体が球形状の支持球とされている。複数の支持球は、ワークの外周部側方の所定位置で、ワークの外周部に接した状態であらゆる方向に回転自在に保持される。したがって、転造ダイスの移動又は回転に連動してワークが回転すると、支持球は保持されたその位置でワークの外周部との摩擦で回転する。
【００４９】
このように、ワークを支持する支持球がワークと共に回転することで、ワークの外周部において発生する摩擦が軽減される。このため、ワークの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、品質の向上を図ることができる。
【００５０】
また、支持球は、ワークの軸方向に対して平行な軸周りのみならず、あらゆる方向に回転自在である。このため、転造ダイスによるワークの成形が進むにつれ、ワークがその軸周りの回転のみならず、その軸方向先端側又は基端側へスライドすると、支持球がワークの外周部との摩擦でワークの回転とスライドの双方に応じた方向に回転する。これにより、上記のようにワークがスライドすることによるワークの基端側における傷の発生を防止又は抑制でき、より一層品質の向上を図ることができる。
【００５１】
請求項１１に記載の本発明は、請求項７乃至請求項１０の何れか１項に記載の転造加工装置において、前記ワークの下方に設けられた支持台と、前記転動体を有すると共に、前記支持台の所定位置で着脱可能に固定され、且つ前記支持台への固定状態で前記ワークを前記転動体が支持可能な位置にセットされる転動体保持手段と、を含めて前記支持手段を構成した、ことを特徴としている。
【００５２】
請求項１１に記載の本発明に係る転造加工装置では、ワークの下方には支持手段を構成する支持台が設けられており、この支持台には、転動体を有する転動体保持手段が着脱可能に固定される。ここで、転動体は、転動体保持手段が支持台に固定されることで、ワークを支持できる位置に自動的に位置する。
【００５３】
このため、ワークの外径寸法毎にそれぞれ対応する転動体支持手段を予め用意しておくことで、成形するワークの外径寸法が変わっても、支持台に固定される転動体支持手段を取り替えるだけで転動体を所定の支持位置に簡単にセットできる。これにより、転動体の厳密な位置決め等が不要になり、転造加工（転造成形）における準備の工数を軽減できる。
【００５４】
請求項１２に記載の本発明は、請求項１１に記載の転造加工装置において、略水平方向に沿って互いに対向すると共に、各々の間に前記ワークが配置される一対の縦壁を含めて前記転動体保持手段を構成し、前記ワークを上方から前記一対の縦壁間に配置することで、前記転動体が前記ワークを下方から支持する、ことを特徴としている。
【００５５】
請求項１２に記載の本発明に係る転造加工装置では、転動体保持手段は一対の縦壁を有している。これらの縦壁は、略水平方向に互いに対向しており、これらの縦壁の間にワークが配置されると、ワークが転動体によって下方から支持される。
【００５６】
すなわち、本発明に係る転造加工装置では、ワークをセットする際には、単にワークを上方から縦壁間に置くだけでよく、これにより、ワークのセットに要する工数の軽減を図ることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態の構成＞
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る転造加工装置１０（本発明の第１の実施の形態に係るシャフト製造方法を実現する転造加工装置１０）の構成の概略が斜視図によって示されている。
【００５８】
この図に示されるように、転造加工装置１０は支持台１２を備えている。支持台１２は、図示しない１乃至複数の脚部を介して本転造加工装置１０が設置される位置の床面等に配置される。また、支持台１２は載置部１４を備えている。載置部１４は上下方向に沿って厚さ方向とされ、且つ、上面が平面の略平板状に形成されている。載置部１４の長手方向一端側には、取付部１６が連続して形成されている。取付部１６は載置部１４と同様に上下方向に沿って厚さ方向とされ、且つ、載置部１４の長手方向と同方向に沿って長手方向とされた平板状とされている。
【００５９】
取付部１６の載置部１４とは反対側には、一対の転造ダイス１８が配置されている。転造ダイス１８は、載置部１４及び取付部１６の長手方向を軸方向とする略円板状又は略円柱形状の部材で、図４に示されるように、外周部には成形用の凹凸が周方向に連続して形成されている。これらの転造ダイス１８は、モータ等の図示しない回転駆動手段によって、互いに連動した速度で自らの軸心周りに互いに同方向に回転すると共に、油圧シリンダ等の水平方向駆動手段手段により、各々の軸心を互いに接離させる方向へ移動可能とされている。
【００６０】
また、図１に示されるように、上述した取付部１６上には、転動体保持手段としての収容ブロック２０が設けられている。図２及び図３に示されるように、収容ブロック２０はベース２２を備えている。ベース２２の幅方向一端部には支持壁２４が立設されており、ベース２２の幅方向他端部には支持壁２８が立設されている。したがって、収容ブロック２０は全体的に上方へ向けて開口した断面凹形状に形成されており、その内側はワーク又はシャフトとしての略円柱状のモータシャフト２６を転造成形（転造加工）する際にモータシャフト２６の一部又は全部を収容するシャフト収容部３０とされている。
【００６１】
さらに、図１及び図２に示されるように、支持壁２４は取付部１６の長手方向に沿って断続的に複数形成されており、また、支持壁２８も支持壁２４に対応して取付部１６の長手方向に沿って断続的に複数形成されている。取付部１６の長手方向に沿った支持壁２４間の間隙はローラ収容部３２とされている。
【００６２】
これらのローラ収容部３２には転動体としての転動ローラ３４が配置されている。各ローラ収容部３２に配置された各転動ローラ３４は、外径寸法が略等しく、しかも、同軸的に並んでいる。また、図２に示されるように、これらの転動ローラ３４の軸心部分には円孔３６が形成されており、これらの転動ローラ３４を１本のシャフト３８が貫通している。これにより、各転動ローラ３４は、シャフト３８周りに独自に回転自在に支持されている。
【００６３】
さらに、図２及び図３に示されるように、各支持壁２４には、同軸的に円形の透孔４０が形成されている。これらの透孔４０は、内径寸法がシャフト３８の外径寸法よりも極僅かに大きい程度とされ、各支持壁２４の透孔４０にシャフト３８が貫通する。これにより、転動ローラ３４は、各ローラ収容部３２に一部が収容された状態でシャフト３８によって回転自在に支持されることになる。
【００６４】
一方、取付部１６の長手方向に沿った支持壁２８間の間隙もローラ収容部４２とされており、シャフト３８に回転自在に支持された転動体としての転動ローラ４４が配置されている。転動ローラ４４及び支持壁２８の構成は転動ローラ３４及び支持壁２４の構成と同じであるため、その説明は省略する。
【００６５】
ここで、図３に示されるように、隣り合うローラ収容部３２、４２にそれぞれ配置された転動ローラ３４、４４は、モータシャフト２６の先端側が転造ダイス１８間に入り込んで加工されている状態（図４参照）で、モータシャフト２６の軸方向中間部での外周部がそれぞれ外接するように転動ローラ３４の軸心と転動ローラ４４の軸心間の距離、すなわち、支持壁２４の透孔４０と支持壁２８の透孔４０との軸心間の距離が設定されている。
【００６６】
しかも、図３に示されるように、転動ローラ３４と転動ローラ４４との対向方向に沿った転動ローラ３４、４４の間隙は、モータシャフト２６の外径寸法よりも充分に小さく、このため、転動ローラ３４、４４とモータシャフト２６との接触部位は、モータシャフト２６の軸心位置よりも下側となる。これにより、モータシャフト２６は転動ローラ３４、４４により下方から支持される。
【００６７】
さらに、転動ローラ３４、４４の外径寸法並びに透孔４０の形成位置は、モータシャフト２６をベース２２の上面（すなわち、断面凹形状のシャフト収容部３０の内底部）よりも上方で支持できるように設定されている。
【００６８】
また、図２に示されるように、複数組の支持壁２４、２８のうちの少なくとも何れか１組にはねじ孔４６が形成されている。図３に示されるように、ねじ孔４６は、その一端が支持壁２４、２８の上端で開口しており、他端が透孔４０の内周部にて開口している。
【００６９】
さらに、ねじ孔４６には固定ねじ４８が螺入されている。固定ねじ４８は、支持壁２４の上端からねじ孔４６に螺入されており、その先端（下端）は透孔４０を貫通して透孔４０内のシャフト３８の外周部に圧接している。このように、シャフト３８に固定ねじ４８の先端が圧接することで、シャフト３８はあらゆる方向への変位が規制される構成となっている。
【００７０】
これに対して、図３に示されるように、ベース２２の裏面にはねじ孔５０が形成されている。このねじ孔５０に対応して取付部１６には、取付部１６の幅方向に沿って長手方向とされた透孔５２が形成されている。透孔５２とねじ孔５０とが連通した状態で取付部１６の裏面側から透孔５２に段付きボルト５４が挿入され、更に、透孔５２を貫通した段付きボルト５４は、その先端側からねじ孔５０に螺入する。これにより、取付部１６上で収容ブロック２０が固定される構成となっている。
【００７１】
また、図３に示されるように、取付部１６の幅方向両端部からは縦壁５６が上方へ向けて立設されている。これらの縦壁５６の間隔は、上述した収容ブロック２０の幅寸法よりもに大きく、これらの縦壁５６の間に収容ブロック２０のベース２２が嵌まり込んだ状態でも、縦壁５６に干渉されるまで収容ブロック２０はその幅方向にスライドできる。
【００７２】
図１に示されるように、以上の収容ブロック２０に対して取付部１６の長手方向に沿った転造ダイス１８側には、転動体保持手段としての収容ブロック５８が設けられている。この収容ブロック５８もまた収容ブロック２０と基本的な構造は同じで、取付部１６の長手方向を軸方向とするシャフト３８によって支持壁２４、２８に転動ローラ３４、４４が取り付けられている。
【００７３】
但し、収容ブロック２０とは異なり、収容ブロック５８は、取付部１６の長手方向に並んだ２つのローラ収容部３２のうち、相対的に転造ダイス１８側のローラ収容部３２には、２つの転動ローラ３４が同軸的に取り付けられている。また、これと同様に、収容ブロック５８の２つのローラ収容部４２のうち、相対的に転造ダイス１８側のローラ収容部４２には、２つの転動ローラ４４が同軸的に取り付けられている。
【００７４】
一方、収容ブロック２０を介して収容ブロック５８とは反対側には、転動体保持手段としての収容ブロック６０が設けられている。収容ブロック６０は、収容ブロック２０、５８と同様にベース２２を備えている。
【００７５】
但し、収容ブロック６０のベース２２は、支持壁２４、２８よりも収容ブロック２０、５８とは反対側、すなわち、載置部１４側へ延出されており、ベース２２の載置部１４側は、脚部６２を介して載置部１４上に載置されている。また、支持壁２４、２８よりも載置部１４側では、ベース２２の幅方向両端部から縦壁６４が上方へ向けて延出されている。
【００７６】
この縦壁６４の間の空間は、取付部１６及び載置部１４の長手方向に沿って支持壁２４と支持壁２８との間の空間と連通しており、収容ブロック６０では、支持壁２４と支持壁２８との間と、縦壁６４間の空間を以ってシャフト収容部３０とされている。
【００７７】
＜第１の実施の形態の作用、効果＞
次に、本転造加工装置１０での転造加工の説明を通して、本発明の第１の実施の形態に係るシャフト製造方法について説明する。
【００７８】
本転造加工装置１０によって、モータシャフト２６の先端側に、例えば、ウオームを形成する場合には、先ず、ウオーム形成用の転造ダイス１８が選択されて本転造加工装置１０に転造ダイス１８がセットされる。
【００７９】
この転造ダイス１８のセットに前後して、モータシャフト２６の外径寸法に対応した外径寸法を有する転動ローラ３４、４４が選択される。選択された転動ローラ３４、４４は各収容ブロック２０、５８、６０のローラ収容部３２、４２にその一部が収容され、支持壁２４、２８の透孔４０と転動ローラ３４、４４の円孔３６とが同軸となった状態で、透孔４０及び円孔３６にシャフト３８が通される。
【００８０】
次いで、この状態で、ねじ孔４６に固定ねじ４８が螺入される。上述したように、固定ねじ４８はその先端部がシャフト３８の外周部に圧接するまで螺入される。これにより、シャフト３８が固定される。
【００８１】
このように転動ローラ３４、４４がセットされた各収容ブロック２０、５８、６０は、取付部１６の縦壁５６間に嵌め込まれる。次いで、取付部１６に嵌め込まれた収容ブロック２０、５８、６０は、取付部１６の長手方向に沿って適宜にスライドさせられ、透孔５２とねじ孔５０とが連通するように位置決めされる。
【００８２】
透孔５２とねじ孔５０とが連通した状態で段付きボルト５４が取付部１６の裏面側から透孔５２に挿入されて、更に、段付きボルト５４の先端側がねじ孔５０に螺入される。これにより、各収容ブロック２０、５８、６０が取付部１６上で固定される。
【００８３】
ここで、上述したように、透孔５２は取付部１６の幅方向に沿って長手方向とされた長孔とされており、且つ、縦壁５６間の間隔は、各収容ブロック２０、５８、６０の幅寸法よりも大きい。このため、各収容ブロック２０、５８、６０はベース２２の幅方向両端が縦壁５６に干渉されるまでスライド可能である。
【００８４】
各収容ブロック２０、５８、６０及び転造ダイス１８のセットが終了すると、加工前のモータシャフト２６がセットされる。モータシャフト２６は、概ねその長手方向が転造ダイス１８及び転動ローラ３４の軸方向に合うように、上方から支持壁２４と支持壁２８との間及び縦壁５６間、すなわち、シャフト収容部３０に入れられる。
【００８５】
このようにシャフト収容部３０に入れられたモータシャフト２６は、その長手方向中間部が転動ローラ３４、４４上に載置される。ここで、上述したように、転動ローラ３４と転動ローラ４４との間隔は、モータシャフト２６の外径寸法よりも短い。このため、転動ローラ３４、４４は、モータシャフト２６の軸心よりも下側でモータシャフト２６の外周部に外接し、転動ローラ３４、４４は下側からモータシャフト２６を支持する。
【００８６】
モータシャフト２６が転動ローラ３４、４４に支持された状態で、モータシャフト２６の先端部を所定の押圧力で転造ダイス１８で挟み付け、更に、転造ダイス１８を一定の速度で回転させつつ、モータシャフト２６をその先端側へ一定の速度でスライドさせる。これによって、図４に示されるように、モータシャフト２６はその先端側から転造ダイス１８の外周形状に対応して塑性変形し、モータシャフト２６の先端側にウオームが形成される。
【００８７】
ここで、転造ダイス１８が回転することで、転造ダイス１８に挟み付けられているモータシャフト２６もその軸心周りに回転する。さらに、モータシャフト２６がその軸心周りに回転することで、モータシャフト２６に外接する転動ローラ３４、４４がモータシャフト２６の外周部との間の摩擦によって回転する。
【００８８】
このように、モータシャフト２６を支持するための転動ローラ３４、４４がモータシャフト２６の回転に連動して回転することで、モータシャフト２６の外周部と転動ローラ３４、４４の外周部との間の摩擦が軽減される。このため、モータシャフト２６の外周部における傷の発生を防止又は抑制でき、モータシャフト２６の品質を向上できる。
【００８９】
しかも、転動ローラ３４、４４は言わばモータシャフト２６の外周部に線接触している。このように、モータシャフト２６を支持する転動ローラ３４、４４の接触面積は極めて小さく、これによってもモータシャフト２６の外周部と転動ローラ３４、４４の外周部との間の摩擦を軽減できる。
【００９０】
また、この加工時においては、モータシャフト２６が概ね取付部１６の幅方向に揺れ動くが、上記のように、各収容ブロック２０、５８、６０はベース２２の幅方向両端が縦壁５６に干渉されるまでスライドできる構造であるため、モータシャフト２６の揺動に各収容ブロック２０、５８、６０が追従して揺動する。これにより、モータシャフト２６の揺動時においても転動ローラ３４、４４でモータシャフト２６を支持できる。
【００９１】
さらに、上述したように、本転造加工装置１０では、モータシャフト２６をセットするにあたり、モータシャフト２６を上方からシャフト収容部３０に入れ、転動ローラ３４、４４上に載置するだけでよい。このように、本転造加工装置１０では、モータシャフト２６のセットが極めて容易であり、モータシャフト２６のセットに要する工数の軽減を図ることができる。
【００９２】
また、上述したように、透孔４０の形成位置（すなわち、シャフト３８の位置）並びに転動ローラ３４、４４の外径寸法は、ベース２２の上面よりも上方で転動ローラ３４、４４がモータシャフト２６を支持できるように設定されている。このため、モータシャフト２６はベース２２の上面に接触しない。これにより、モータシャフト２６が回転してもベース２２の上面がモータシャフト２６の外周部を摺ることがなく、これによっても、モータシャフト２６の外周面での傷の発生を防止又は軽減できる。
【００９３】
また、上記のように、本転造加工装置１０では、モータシャフト２６の外径寸法に応じて転動ローラ３４、４４を選択することにより、転造加工するモータシャフト２６の外径寸法が変わっても、容易に上記と同じ効果を得ることができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、モータシャフト２６の外径寸法に応じて転動ローラ３４、４４を選択する構成であったが、モータシャフト２６の外径寸法毎に用意された転動ローラ３４、４４を収容ブロック２０、５８、６０に予め取り付けておき、転造加工するモータシャフト２６の外径寸法が変わったら、対応する転動ローラ３４、４４が取り付けられた収容ブロック２０、５８、６０を選択して取付部１６に取り付ける構成としてもよい。
【００９５】
＜第２の実施の形態の構成＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態を説明するにあたり、前記第１の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００９６】
図５には本実施の形態に係る転造加工装置８０（本実施の形態に係るシャフト製造方法を実現する転造加工装置８０）の構成の概略が斜視図によって示されている。
【００９７】
この図に示されるように、転造加工装置８０は前記第１の実施の形態に係る転造加工装置１０とは異なり、収容ブロック２０、５８、６０を備えておらず、代わりに転動体保持手段としてのブロック８２を備えている。ブロック８２は全体的に略直方体形状に形成されており、図６に示されるように、その幅寸法は取付部１６に形成された縦壁５６間の間隔よりも僅かに小さい。
【００９８】
ブロック８２もまた収容ブロック２０、５８、６０と同様に縦壁５６間に嵌め込まれる。しかも、収容ブロック２０、５８、６０と同様にブロック８２は、その幅方向両端部が縦壁５６によって干渉されるまで取付部１６の幅方向にスライド移動可能である。
【００９９】
また、ブロック８２の上面にはシャフト収容部８４が形成されている。シャフト収容部８４は、少なくとも対応するモータシャフト２６の外径寸法よりも充分に大きな曲率で上方へ向けて略半円形状に開口した断面凹形状の溝部で、取付部１６の長手方向に沿って一様に形成されている。このシャフト収容部８４の内側にモータシャフト２６の軸心部分よりも下側が収容される。
【０１００】
また、本転造加工装置８０は、前記第１の実施の形態に係る転造加工装置１０とは異なり、転動ローラ３４、４４を備えておらず、代わりに支持球として転動体を構成する複数の鋼球８８を含めて構成されるボールユニット８６を備えている。
【０１０１】
ボールユニット８６はハウジング９０を備えており、このハウジング９０に上記の鋼球８８が収容されている。ハウジング９０は、ロアハウジング９２とアッパハウジング９４とによって構成されている。ロアハウジング９２は上方へ向けて開口した略形状に湾曲した板状部材で、その裏面はシャフト収容部８４と略同じ曲率で下方へ略半円形状に張り出すように湾曲している。
【０１０２】
ロアハウジング９２の上面は、シャフト収容部８４よりも小さな曲率で同軸的に湾曲した曲面に形成されている。また、ロアハウジング９２の上面には複数の凹部９６が形成されている。これらの凹部９６は、ロアハウジング９２の幅方向（曲率の周方向）及び長手方向（曲率の軸方向）のそれぞれに沿って所定間隔毎に形成されている。これらの凹部９６の内形状は、上記の鋼球８８に対応しており、鋼球８８の一部がその位置であらゆる向きに回転自在に嵌挿される。
【０１０３】
一方、アッパハウジング９４は上底部９８を備えている。上底部９８は、ロアハウジング９２よりも充分に小さく、且つ、対応するモータシャフト２６の外径寸法よりも充分に大きな曲率で湾曲した板状部材で、ロアハウジング９２よりも上方に配置される。
【０１０４】
また、上底部９８には、上底部９８の外周部に沿って壁部１００が一体形成されている。この壁部１００は、上底部９８からロアハウジング９２側へ向けて形成されており、そのロアハウジング９２側の端部がロアハウジング９２の外周部に一体的に連結される。これにより、ロアハウジング９２とアッパハウジング９４とが一体的に連結される。
【０１０５】
さらに、上底部９８には、複数の透孔１０２が形成されている。透孔１０２は、上記の凹部９６に対応して形成されており、内径寸法は鋼球８８の外径寸法よりも充分に小さい。また、これらの透孔１０２の内径寸法は、各凹部９６に鋼球８８を嵌挿させた状態で、アッパハウジング９４をロアハウジング９２に固定すると、凹部９６と透孔１０２とにより、鋼球８８がその位置であらゆる向きに回転自在に支持されると共に、鋼球８８はその一部が透孔１０２を貫通して上底部９８のロアハウジング９２とは反対側へ突出する。図５に示されるように、透孔１０２を貫通した鋼球８８は対応するモータシャフト２６の外周部に外接する。
【０１０６】
＜第２の実施の形態の作用、効果＞
次に、本転造加工装置８０での転造加工の説明を通して、本発明の第２の実施の形態に係るシャフト製造方法について説明する。
【０１０７】
本転造加工装置８０では、転造ダイス１８のセットに前後して、転造加工を施すモータシャフト２６の外径寸法に対応したボールユニット８６を有するブロック８２が選択される。前記第１の実施の形態に係る収容ブロック２０、５８、６０と同様に、ブロック８２は取付部１６の縦壁５６間に嵌め込まれる。
【０１０８】
取付部１６に嵌め込まれた各ブロック８２は、取付部１６の長手方向に沿って適宜にスライドさせられ、透孔５２とねじ孔５０とが連通するように位置決めされる。透孔５２とねじ孔５０とが連通した状態で段付きボルト５４が取付部１６の裏面側から透孔５２に挿入されて、更に、段付きボルト５４の先端側がねじ孔５０に螺入される。これにより、各ブロック８２が取付部１６上で固定される。
【０１０９】
このように、各ブロック８２及び転造ダイス１８のセットが終了すると、加工前のモータシャフト２６がセットされる。モータシャフト２６は、概ねその長手方向が転造ダイス１８の軸方向に合うように上方からシャフト収容部８４に入れられる。このようにシャフト収容部８４に入れられたモータシャフト２６の外周部のうち軸心よりも下側では鋼球８８が外接する。このように、本実施の形態では、鋼球８８がモータシャフト２６の軸心よりも下側でモータシャフト２６を支持する。
【０１１０】
このように、モータシャフト２６が鋼球８８上に載置（支持）された状態で、モータシャフト２６の先端部を所定の押圧力で転造ダイス１８で挟み付け、更に、転造ダイス１８を一定の速度で回転させつつ、モータシャフト２６をその先端側へ一定の速度でスライドさせる。これによって、モータシャフト２６はその先端側から転造ダイス１８の外周形状に対応して塑性変形し、モータシャフト２６の先端側にウオームが形成される。
【０１１１】
ここで、転造ダイス１８が回転することでモータシャフト２６がその軸心周りに回転すると、モータシャフト２６に外接する鋼球８８がモータシャフト２６の外周部との間の摩擦によって回転する。このように、モータシャフト２６を支持するための鋼球８８がモータシャフト２６の回転に連動して回転することにより、モータシャフト２６の外周部と鋼球８８の外周部との間の摩擦を軽減できる。このため、モータシャフト２６の外周部における傷の発生を防止又は抑制でき、モータシャフト２６の品質を向上できる。
【０１１２】
しかも、前記第１の実施の形態では、転動体が転動ローラ３４、４４の外周部がモータシャフト２６の外周部に線接触する構成であった。これに対して、本実施の形態では、転動体が球形状の鋼球８８であるため、鋼球８８はモータシャフト２６に点接触する。したがって、モータシャフト２６の外周部に対する接触面積がより一層小さくなり、これによって摩擦をより一層軽減できる。
【０１１３】
また、上述したように、本転造加工装置８０では、モータシャフト２６をセットするにあたり、モータシャフト２６を上方からシャフト収容部８４に入れ、鋼球８８上に載置するだけでよい。このように、本転造加工装置８０では、モータシャフト２６のセットが極めて容易であり、モータシャフト２６のセットに要する工数の軽減を図ることができる。
【０１１４】
さらに、上記のように、本転造加工装置８０では、モータシャフト２６の外径寸法に応じてブロック８２を選択することにより、転造加工するモータシャフト２６の外径寸法が変わっても、容易に上記と同じ効果を得ることができる。
【０１１５】
また、前記第１の実施の形態における転動ローラ３４、４４とは異なり、鋼球８８は、凹部９６内に位置した状態であらゆる方向に回転できる。このため、転造ダイス１８による加工が進むにつれてモータシャフト２６がその軸方向先端側へ向けてスライドする際にも、図７に示されるように、鋼球８８がモータシャフト２６の外周部との摩擦で回転する。これにより、モータシャフト２６がスライドする場合における傷の発生を防止又は軽減でき、より一層品質の向上を図ることができる。
【０１１６】
なお、上記の第１及び第２の実施の形態では、転造加工装置１０、８０が円板状又は円柱状の一対（２つ）の転造ダイス１８を有する構成であった。しかしながら、本発明の観点からすれば、転造ダイス１８は円板状や円柱状でなくてもよく、例えば、平板状に形成された所謂平ダイスを往復移動させることで転造加工する構成であってもよい。また、転造ダイス１８の数も２つではなく、３つ以上の転造ダイス１８によって３以上の方向からモータシャフト２６を転造加工する構成としてもよい。
【０１１７】
また、本実施の形態では、ワークをモータの出力軸であるモータシャフト２６にウオームを形成したが、請求項１乃至請求項６に記載の本発明で言うシャフトや、請求項７乃至請求項１２に記載の本発明で言うワークがモータシャフト２６に限定されるものではない。したがって、例えば、上記のモータシャフト２６のウオームに噛み合うウオームホイールを介して、モータの駆動力を減速して出力するモータアクチュエータの最終の出力軸や、車両のワイパ装置におけるピボット軸等の加工に本発明を適用してもよい。
【０１１８】
さらに、加工目的もウオームに限定されるものではなく、シャフトやワークの外周にウオーム以外の他のねじ山やギヤ等を形成するために本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る転造加工装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る転造加工装置の要部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る転造加工装置の要部の構成を示す側面断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る転造加工装置の転造ダイス側の概略的な拡大平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る転造加工装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る転造加工装置の要部の構成を示す側面断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る転造加工装置の要部の構成を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１０・・・転造加工装置、１２・・・支持台（支持手段）、１８・・・転造ダイス、２０・・・収容ブロック（転動体保持手段）、２６・・・モータシャフト（シャフト、ワーク）、３４・・・転動ローラ（転動手段）、４４・・・転動ローラ（転動手段）、５８・・・収容ブロック（転動体保持手段）、６０・・・収容ブロック（転動体保持手段）、８０・・・転造加工装置、８２・・・ブロック（転動体保持手段）、８８・・・鋼球（支持球、転動手段）
【図１】
2004167594.tif 000003
【図２】
2004167594.tif 000004
【図３】
2004167594.tif 000005
【図４】
2004167594.tif 000006
【図５】
2004167594.tif 000007
【図６】
2004167594.tif 000008
【図７】
2004167594.tif 000009