(57)【要約】【課題】  寸法精度を維持しながら、プレス加工による中空シャフト外周面へのインボリュートセレーションの成形を可能にして、生産性の向上と製作コストの削減とを図ることができる、中空シャフトにおけるインボリュートセレーションの成形方法を提供する。【解決手段】  中央円孔９ａの周面にインボリュート歯形状から成る工具歯が形成された金型ダイス９の該中央円孔９ａ内に、ワークをなす中空シャフト１８の内径と略同径の外径を有するマンドレル１６を同軸に配置し、中空シャフト１８を、その先端から金型ダイス９の中央円孔９ａとマンドレル１６との間の環状隙間内に押し込むことにより、中空シャフト１８の外周面にインボリュート歯形状から成るセレーションを成形するようにする。【選択図】      図１
2005161364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央円孔の周面にインボリュート歯形状から成る工具歯が形成された金型ダイスの前記
中央円孔内に、ワークをなす中空シャフトの内径と略同径の外径を有するマンドレルを同
軸に配置し、
前記中空シャフトを、その先端から前記金型ダイスの前記中央円孔と前記マンドレルと
の間の環状隙間内に押し込むことにより、前記中空シャフトの外周面にインボリュート歯
形状から成るセレーションを成形することを特徴とする中空シャフトにおけるインボリュ
ートセレーションの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、中空シャフトにおけるインボリュートセレーションの成形方法に関し、
特に寸法精度を維持しつつ、プレス加工により、中空シャフトの外周面にインボリュート
セレーションを成形することを可能にして、生産性の向上と製作コストの削減とを図った
、同成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の自動変速機に使用されるステーターシャフト等の中空シャフトに形成さ
れるインボリュートセレーションは、ホブ加工機等を用いて、切削加工により成形してい
る。しかしながら、この方法によると、回転するワークを回転する工具（ホブ）に対して
相対的に少しずつその軸方向に送りながら、セレーションの溝をその長さ方向に少しずつ
加工・成形していくので、比較的時間を要し、生産性に特に優れた方法とは言えないもの
であった。また、この方法によると、各セレーション溝は、間歇的に切削加工を受けるの
で、その切削加工の間歇的な繰り返しにより、加工部に熱変動が生じて、均一な温度条件
下での切削加工が行なえず、溝の寸法精度にムラが生じ易いという欠点を有していた。
【０００３】
シャフトに形成されるセレーションを、機械加工によらずに、プレス加工により成形す
る方法も、従来からいくつか提案されているが、これらは、いずれも中実の円柱状シャフ
トの表面にセレーションを成形する方法に係るもので、本願発明のように、中空シャフト
の外周面にセレーションを成形する方法とは異なる。
【特許文献１】特公昭  ５８−００８９３１号公報
【特許文献２】特開２００１−２３９３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明は、従来の中空シャフトにおけるインボリュートセレーションの成形方法が
有する前記のような問題点を解決して、寸法精度を維持しながら、プレス加工による中空
シャフト外周面へのインボリュートセレーションの成形を可能にして、これにより、生産
性の向上と製作コストの削減とを可能にした、中空シャフトにおけるインボリュートセレ
ーションの成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の発明は、前記のような課題を解決した中空シャフトにおけるインボリュートセレ
ーションの成形方法に係り、その請求項１に記載された発明は、中央円孔の周面にインボ
リュート歯形状から成る工具歯が形成された金型ダイスの前記中央円孔内に、ワークをな
す中空シャフトの内径と略同径の外径を有するマンドレルを同軸に配置し、前記中空シャ
フトを、その先端から前記金型ダイスの前記中央円孔と前記マンドレルとの間の環状隙間
内に押し込むことにより、前記中空シャフトの外周面上にインボリュート歯形状から成る
セレーションを成形することを特徴とする中空シャフトにおけるインボリュートセレーシ
ョンの成形方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、その先端から金型ダ
イスの中央円孔とマンドレルとの間の環状隙間内に押し込まれた中空シャフトは、マンド
レルに案内されながら、その環状隙間内を進みつつ、金型ダイスの中央円孔の周面に形成
されたインボリュート歯形状から成る工具歯により塑性変形を受けて、その外周面にイン
ボリュート歯形状から成るセレーションが転写・成形される。この時、中空シャフトは、
工具歯から受ける外力により内方に窪むなど変形することもなく、しかも、略均一な温度
条件下で、一気にプレス加工により、その外周面にインボリュート歯形状から成るセレー
ションを成形することができるので、セレーションの寸法精度にムラが生じることもなく
、生産性が向上して、製作コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
中央円孔の周面にインボリュート歯形状から成る工具歯が形成された金型ダイスを、そ
の軸心が鉛直となるように、縦置きに配置し、その中央円孔内に、ワークをなす中空シャ
フトの内径と略同径の外径を有するマンドレルを同軸に配置して、中空シャフトを、その
先端から下方に向けて金型ダイスの中央円孔とマンドレルとの間の環状隙間内に押し込む
ことにより、中空シャフトの外周面にインボリュート歯形状から成るセレーションを成形
するようにする。
【実施例】
【０００８】
次に、本願の発明の一実施例について説明する。
図１は、本願の発明の中空シャフトにおけるインボリュートセレーションの成形方法を
実施するための成形装置の縦断面図、図２は、最終製品である同中空シャフトの縦断面図
、図３は、同側面図、図４は、金型ダイスの正面図、図５は、同縦断面図、図６は、図５
のＡ部の部分拡大図、図７は、同Ａ部を金型ダイスの半径方向外向きに見た正面図、図８
は、同金型ダイスの中央円孔の周面に形成された工具歯のインボリュート歯形状の拡大正
面図である。
【０００９】
図１に図示されるように、本実施例の中空シャフトにおけるインボリュートセレーショ
ンの成形装置１は、その全体が縦置きに配置されて使用される。基台２上には、ダイスホ
ルダープレート３が固定され、その上にフランジ付き筒状のダイスホルダー４が、そのフ
ランジ部をダイスホルダープレート３に図示されないボルトにより固着されて、立設され
ている。
【００１０】
ダイスホルダー４内には、下方から順に、筒状の第１ダイス座金５、厚肉円板状の第２
ダイス座金６、同じく厚肉円板状の第３ダイス座金７、逆コップ状の第４ダイス座金８、
金型ダイス９が積み重ねられて収容されており、それらは、下方から、２段に段が付けら
れた円柱状の第５ダイス座金１０により支持され、また、上方から、段付きダイス１１に
より押し付けられて、ダイスホルダー４内の所定の位置に位置決めされている。
【００１１】
第５ダイス座金１０は、ダイスホルダープレート３の中央段付き円孔とダイスホルダー
４の下方開口部近辺の直角を挟む２面とにより画成される２段に段が付けられた段付き円
柱状空間内に挿入されて、そこに嵌着されている。また、段付きダイス１１は、その段部
１１ａに係合する袋状の締付けナット１２により、ダイスホルダー４に締結されている。
段付きダイス１１が締付けナット１２によりダイスホルダー４に締結されるとき、段付き
ダイス１１は、その底面１１ｂが金型ダイス９の上端面９ｇに当接して、金型ダイス９を
下方に押し付け、また、金型ダイス９を介して第４ダイス座金８、第３ダイス座金７、第
２ダイス座金６および第１ダイス座金５を順次下方に押し付けている。
【００１２】
第２ダイス座金６と第３ダイス座金７とは、ピン１３により相対回転不能に重ね合わせ
られており、これらを貫通する３本のアウトピン１４が、下方のノックアウトピン１５の
昇降動により、昇降動可能に設けられている。図１においては、３本のアウトピン１４の
うちの１本のみが図示されている。これら３本のアウトピン１４は、周方向に等間隔に配
置されている。ノックアウトピン１５は、第５ダイス座金１０の中央円孔に挿通されて、
図示されない駆動機構により、後述する成形装置１のパンチ動作と同期して昇降動する。
【００１３】
第３ダイス座金７の中央円孔には、マンドレル１６の基端部が図１において上方に抜け
出し不能に挿通されており、マンドレル１６の底面は、第２ダイス座金６の上面に当接し
ていて、マンドレル１６は、第２ダイス座金６により支持されている。マンドレル１６の
上半部は、第４ダイス座金８の天井壁に形成された中央円孔８ａおよび金型ダイス９の中
央円孔９ａを通り抜けて上方に延び、段付きダイス１１の中央円孔１１ｃの略上方開放端
部にまで到っている。
【００１４】
第４ダイス座金８の中央円孔８ａとマンドレル１６との間、金型ダイス９の中央円孔９
ａとマンドレル１６との間、段付きダイス１１の中央円孔１１ｃとマンドレル１６との間
には、それぞれ所定寸法の環状隙間が設けられており、これらの環状隙間内を、マンドレ
ル１６に嵌挿されたフランジ付きノックアウトスリーブ１７の筒状部１７ａが、マンドレ
ル１６に案内されながら、アウトピン１４の昇降動に随伴して昇降動する。このとき、ノ
ックアウトスリーブ１７のフランジ部１７ｂは、第４ダイス座金８の内周面８ｂに沿って
昇降動して、マンドレル１６の直立を支える。フランジ部１７ｂの下面は、アウトピン１
４の上端面に当接している。
【００１５】
また、段付きダイス１１の中央円孔１１ｃとマンドレル１６との間および金型ダイス９
の中央円孔９ａとマンドレル１６との間の各環状隙間内には、後述するワークをなす中空
シャフト１８が、マンドレル１６に案内されながら、成形装置１のパンチ動作により押し
込まれ、また、パンチ動作の終了後には、引き出されるとともに、ノックアウトスリーブ
１７の上昇動も加わって押し上げられて、金型ダイス９および段付きダイス１１の外に取
り出される。
【００１６】
金型ダイス９の中央円孔９ａの周面には、図４および図８に図示されるとおり、インボ
リュート歯形状から成る工具歯９ｂが多数条に形成されており、中空シャフト１８が前記
のようにして金型ダイス９の中央円孔９ａとマンドレル１６との間の環状隙間内に押し込
まれるとき、その先端部近傍の所定長に亘る部分（インボリュートセレーション成形部）
は、工具歯９ｂにより塑性変形を受けて、そこの外周面にインボリュートセレーション１
８ｄ（図２）が成形される。その環状隙間は、中空シャフト１８のインボリュートセレー
ション成形部の板厚に丁度等しくされている。工具歯９ｂについては、後で詳しく説明さ
れる。
【００１７】
以上に説明した、基台２上に固定される側の装置部分は、本実施例の、中空シャフトに
おけるインボリュートセレーションの成形装置１において、ダイス側となる装置部分に相
当している。次に、同成形装置１において、パンチ側となる装置部分について説明する。
このパンチ側となる装置部分の機能は、ワークをなす中空シャフト１８を把持して、これ
をダイス側となる装置部分に装備された金型ダイス９に通し、プレス加工により、その所
定部分の外周面にインボリュートセレーション１８ｄを成形して、成形後、これを取り出
すことである。
【００１８】
成形装置１において、パンチ側となる装置部分は、次のように構成されている。
図示されない駆動機構により、昇降動自在に支持されたパンチホルダープレート２０の
下面には、パンチホルダー２１が、図示されないボルトにより固着されている。このパン
チホルダー２１は、上面側中央部に突出した小径の筒状部２１ａを有し、この筒状部２１
ａは、パンチホルダープレート２０の中央円孔に挿通されて、パンチホルダー２１のパン
チホルダープレート２０に対する位置決めをなしている。また、その内部の通孔２１ｃは
、パンチ側装置部分の内奥部（パンチホルダー２１と、後述するパンチケース２３、第２
パンチ座金２５、パンチニブ２６、パンチピン２７等により囲まれた内部空間）と外部と
を連通する呼吸用の空気通路をなしている。
【００１９】
また、このパンチホルダー２１は、その下面側に、筒状部２１ａと同心に大径の筒状部
２１ｂを有し、この筒状部２１ｂの外周面には、袋状の締付けナット２２が、ネジ結合に
より連結（締結）されるようになっている。
【００２０】
締付けナット２２の中央部には、円形状の開口２２ａが形成されていて、この開口２２
ａは、上方に拡径するテーパ面をなしており、同じ傾斜のテーパ面２３ａを有するパンチ
ケース２３が、そこに係止されている。そして、締付けナット２２がパンチホルダー２１
の筒状部２１ｂに締結されるときには、パンチケース２３は、そのテーパ面２３ａが締付
けナット２２のテーパ面（開口２２ａ）に当接して、締付けナット２２の螺進方向（上方
向）に引っ張り上げられる。そして、その終端において、パンチケース２３の上端面２３
ｄが厚肉円板状の第１パンチ座金２４の下面２４ａに当接して、パンチケース２３は、締
付けナット２２と第１パンチ座金２４とにより確固と保持される。
【００２１】
パンチケース２３のテーパ面２３ａよりも上方部の外径は、パンチホルダー２１の筒状
部２１ｂの内径に略等しくなっている。第１パンチ座金２４は、筒状部２１ｂにより囲ま
れたパンチホルダー２１の下方領域内の最奥部に収容されている。
【００２２】
パンチケース２３内には、コップ状の第２パンチ座金２５とパンチニブ２６とが収容さ
れている。第２パンチ座金２５は、パンチケース２３の内周面に形成された段部２３ｂに
係止されており、パンチケース２３の上端面２３ｄが第１パンチ座金２４の下面２４ａに
当接するとき、第２パンチ座金２５の上端面２５ｃも第１パンチ座金２４の下面２４ａに
当接する。第２パンチ座金２５の外径は、パンチケース２３の段部２３ｂよりも上方部の
内径に略等しくなっている。
【００２３】
パンチニブ２６は、下方に行くに従い緩やかに縮径する外径を有する中空円錐台体が周
方向に複数個に分割された分割体の集合から成っていて、その外周の円錐面（パンチニブ
２６を構成する複数の分割体の個々の部分円錐面を連ねて仮想された円錐面）２６ａの軸
心に対する傾斜度は、パンチケース２３の段部２３ｂよりも下方部の内周面２３ｃの軸心
に対する傾斜度と等しくなっている。そして、これら複数の分割体が、それら相互間の隙
間を最小にして集合させられるとき、その集合体の内周面２６ｂは、ワークをなす中空シ
ャフト１８の上方部の外周面１８ｃを把持する。
【００２４】
パンチケース２３、第２パンチ座金２５およびパンチニブ２６が、それぞれ前記のよう
な形状を有し、前記のような配置関係に置かれることにより、締付けナット２２がパンチ
ホルダー２１の筒状部２１ｂに締結されて、パンチケース２３の上端面２３ｄおよび第２
パンチ座金２５の上端面２５ｃが第１パンチ座金２４の下面２４ａにそれぞれ当接しよう
とするとき、パンチニブ２６は、次のように動作する。
【００２５】
先ず、締付けナット２２の螺進により、パンチケース２３が第１パンチ座金２４に向け
て引っ張り上げられ、その内周面２３ｃがパンチニブ２６の円錐面（外周面）２６ａに当
接する。これにより、パンチニブ２６は、パンチケース２３の上昇動とともに上昇しよう
とするが、その上端面が第２パンチ座金２５の下端面に当接して、その上昇動が阻止され
るので、パンチニブ２６は、その複数の分割体相互間の隙間が最小になるように、径方向
に縮小する方向に移動する。このようにして、パンチニブ２６は、その内周面（パンチニ
ブ２６を構成する複数の分割体の個々の部分内周面を連ねて仮想された内周面）２６ｂで
中空シャフト１８を把持することができる。
【００２６】
コップ状の第２パンチ座金２５の底壁には、それと軸心を同じくして円孔２５ａが形成
されており、この円孔２５ａには、フランジ付きパンチピン２７が挿通されている。この
パンチピン２７のピン本体部の径は、中空シャフト１８の上方部の径と等しくされている
。円孔２５ａの径は、これらの径と略等しい。パンチピン２７のフランジ部２７ａは、第
２パンチ座金２５の内周面２５ｂ上を摺動する。パンチピン２７の下端面は、中空シャフ
ト１８の上端面に当接しており、成形装置１のパンチ動作時、中空シャフト１８に直接パ
ンチ動作を加える。
【００２７】
コップ状の第２パンチ座金２５の内部には、パンチピン２７上に載置されて、短い円柱
体状のパンチピン座金２８が収容されている。このパンチピン座金２８の径は、第２パン
チ座金２５の内周面２５ｂの径と略等しくされている。このパンチピン座金２８は、パン
チピン２７が中空シャフト１８に当接して上方に後退するとき、その後退動に押されて、
その上端面２８ａが第１パンチ座金２４の下面２４ａに当接する。
【００２８】
本実施例の中空シャフトにおけるインボリュートセレーションの成形装置１において、
そのパンチ側となる装置部分は、前記のように構成されているので、それが中空シャフト
１８を把持する動作、把持した中空シャフト１８を金型ダイス９に通して、その所定部分
の外周面にインボリュートセレーション１８ｄを成形する動作（パンチ動作）、およびパ
ンチ動作終了後、中空シャフト１８を取り出して把持を解放する動作は、次のようにして
行なわれる。
【００２９】
先ず、このパンチ側となる装置部分がパンチ動作の最上位置となる位置にあり、締付け
ナット２２のパンチホルダー２１の筒状部２１ｂに対する締結が緩められた状態において
、パンチケース２３は、そのテーパ面２３ａが締付けナット２２のテーパ面（開口２２ａ
）に係止されて、締付けナット２２に吊り下げられた状態にある。同様にして、パンチニ
ブ２６は、それを構成する複数の分割体がそれら相互間の隙間を最大にして分離させられ
、その外周の円錐面２６ａがパンチケース２３の内周面２３ｃに係止されて、パンチケー
ス２３に吊り下げられた状態にある。また、第２パンチ座金２５、パンチピン２７、パン
チピン座金２８は、それらが動き得る最下位置にある。
【００３０】
この状態において、パンチニブ２６の内周面２６ｂの径は最大にされており、中空シャ
フト１８の上方部の径よりも大きくなっているので、このパンチニブ２６の内周面２６ｂ
により囲まれる空間内に下方から中空シャフト１８の上方部を差し込み、その上端部をパ
ンチピン２７に当接させて、パンチピン２７、パンチピン座金２８が動き得る最上位置に
来るまで押し込む。このとき、パンチピン座金２８の上端面２８ａは、第１パンチ座金２
４の下面２４ａに当接している。中空シャフト１８のパンチニブ２６の内周面２６ｂによ
り囲まれた空間内への挿入は、図示されないチャック装置により自動的に行なわれるよう
にすることができる。
【００３１】
この状態において、締付けナット２２をパンチホルダー２１の筒状部２１ｂに向けて締
め付けて、これに締結すると、パンチケース２３および第２パンチ座金２５は、それらの
上端面２３ｄおよび上端面２５ｃが第１パンチ座金２４の下面２４ａに当接するまで、そ
れぞれ引っ張り上げられ、他方、パンチニブ２６は、その上昇動が第２パンチ座金２５の
下端面により抑えられつつ、それを構成する複数の分割体相互間の隙間が最小になるまで
径方向に縮小して、その内周面２６ｂが中空シャフト１８の上方部を把持する。このよう
にして、パンチ側となる装置部分による中空シャフト１８の把持動作が完了する。
【００３２】
パンチ側となる装置部分は、次いで、図示されない駆動装置によりパンチ動作を開始し
て、その最上位置から最下位置まで下降しつつ、それが把持した中空シャフト１８を、そ
の先端部から段付きダイス１１の中央円孔１１ｃとマンドレル１６との間の環状隙間内、
金型ダイス９の中央円孔９ａとマンドレル１６との間の環状隙間内に順次押し込み、金型
ダイス９の中央円孔９ａの周面に形成された工具歯９ｂにより、中空シャフト１８の先端
部近傍のインボリュートセレーション成形部の外周面に、塑性変形によるインボリュート
セレーション１８ｄを成形せしめる。このようにして、中空シャフト１８の所定部分の外
周面に、プレス加工により、インボリュートセレーション１８ｄが成形される。
【００３３】
パンチ側となる装置部分が、その最上位置から最下位置まで下降する過程においては、
パンチケース２３の段部２３ｂよりも下方部の外周面２３ｅが、段付きダイス１１の上方
外周部から上方に突出する環状壁の内周面１１ｄ上を滑動する。これにより、パンチ側と
なる装置部分とダイス側となる装置部分との軸心の一致が確実に維持される。
【００３４】
このようにして、パンチ側となる装置部分による中空シャフト１８に対するパンチ動作
が終了すると、次いで、この装置部分は、中空シャフト１８を把持したまま、パンチ動作
の最上位置となる当初位置に復帰して、締付けナット２２の筒状部２１ｂに対する締結を
緩める。これにより、パンチニブ２６は、中空シャフト１８を把持していた状態を解いて
、中空シャフト１８を解放する。
【００３５】
パンチ側となる装置部分の復帰動作と同時に、ダイス側となる装置部分に属するノック
アウトスリーブ１７が、アウトピン１４を介してノックアウトピン１５の上昇動に随伴し
て上昇して、中空シャフト１８を上方に押し上げ、これが再度段付きダイス１１の中央円
孔１１ｃとマンドレル１６との間および金型ダイス９の中央円孔９ａとマンドレル１６と
の間の各環状隙間内に落ち込むのを防ぐ。このようにして、中空シャフト１８は、これら
の装置部分（成形装置１）から取り出される。
【００３６】
このようにして、所定部分に塑性変形によりインボリュートセレーション１８ｄが成形
された中空シャフト１８が取り出された後、パンチ側となる装置部分に属するパンチニブ
２６の内周面２６ｂにより囲まれた空間内には、次の新たな中空シャフト１８が挿入され
、締付けナット２２の筒状部２１ｂに対する締結に続くパンチニブ２６の縮径により、中
空シャフト１８がパンチニブ２６に把持されて、次のパンチ動作への備えがなされる。
【００３７】
前記のとおり、パンチピン２７のピン本体部の径は、中空シャフト１８の上方部の径と
等しくされているので、パンチニブ２６が中空シャフト１８を把持するとき、譬え締付け
ナット２２が筒状部２１ｂに対して過度に強く締め付けられたとしても、中空シャフト１
８が内方に潰されて変形するといった虞がない。
【００３８】
パンチピン座金２８は、成形装置１のパンチ動作の繰り返しにより、パンチピン２７が
多数回第１パンチ座金２４の下面２４ａに衝突して、そこに打痕を生ずるのを事前に防止
する。このパンチピン座金２８は、ワークをなす中空シャフト１８の長さに応じて、適切
な高さのものに交換することが可能である。
【００３９】
以上のような、パンチ側となる装置部分による中空シャフト１８の把持動作、パンチ動
作およびパンチ動作終了後の中空シャフト１８の取出し動作、ダイス側となる装置部分に
属するノックアウトスリーブ１７の上昇による中空シャフト１８の取出し補助動作等は、
全てプログラム化して、これを自動制御される駆動機構により自動的に実行させるように
構成することができる。
【００４０】
ワークをなす中空シャフト１８は、本実施例においては、自動車の自動変速機における
ステーターシャフトとして使用されている。その構造は、図２および図３に図示されるよ
うに、一半の大径部１８ａと、他半の小径部１８ｂとから成り、大径部１８ａから小径部
１８ｂへの移行部には、テーパが付されている。大径部１８ａの外径、内径は、小径部１
８ｂの外径、内径よりも共に大きく、大径部１８ａの肉厚は、小径部１８ｂの肉厚よりも
厚くされている。
【００４１】
インボリュートセレーション１８ｄは、小径部１８ｂの端部からその略半分の長さ部分
（インボリュートセレーション成形部）の外周面に形成されている。大径部１８ａの外周
面１８ｃは、小径部１８ｂのインボリュートセレーション成形部の外周面にインボリュー
トセレーション１８ｄが成形されるとき、パンチ側となる装置部分に属するパンチニブ２
６により把持される部分となる。
【００４２】
小径部１８ｂの端部の外側角部は、セレーション１８ｄの溝を越える深さに達するまで
切削により面取りされていて、そこに面取り部１８ｅが形成されている。このようにする
ことにより、この端部の外周面部分から金型ダイス９の工具歯９ｂによる塑性加工が施さ
れるときに、工具歯９ｂに急激な負荷が掛からず、工具歯９ｂを保護することができる。
小径部１８ｂの端部の内側角部、大径部１８ａの端部の内外角部には、プレス加工により
、比較的小径の丸みがそれぞれ付されている。
【００４３】
金型ダイス９の中央円孔９ａの周面に形成されたインボリュート歯形状から成る工具歯
９ｂは、図５に図示されるように、中央円孔９ａのワーク入口側（図５において右方側、
図１において上方側）わずかの軸方向長さｓに対応する部分を除いて、その他の部分の全
周面に、その歯条が中央円孔９ａの軸方向に沿うようにして、形成されている。
【００４４】
そして、その工具歯９ｂの個々の歯のワーク入口側端部分は、図５ないし図７に図示さ
れるように、それが歯底の端部に到る程窄まるように、そこの端面および両側面が削り落
とされており、その結果、ワーク入口側と反対側に向けて傾斜する台形状の端面９ｃと、
この端面９ｃに向けて互いに接近する合同な２つの三角形状の側面９ｄ、９ｄとが形成さ
れている。歯底の端部の幅ｕは、歯の頂部の幅ｖよりも大きくされ、歯底の幅ｗよりも当
然に小さく（ｖ＜ｕ＜ｗ）、端面９ｃのワーク入口側と反対側終端（台形の頂辺）９ｅの
位置は、歯の頂部に達していて、側面９ｄ上のどの点よりもワーク入口側と反対側に後退
させられている。この終端９ｅの両端の各点は、２つの側面９ｄ、９ｄの各頂点に一致し
ている。
【００４５】
また、その歯の頂部は、端面９ｃのワーク入口側と反対側終端９ｅからわずかの軸方向
長さｔを残して、逃げ９ｆが形成されており、歯の高さがわずかに低くされている。端面
９ｃのワーク入口側と反対側終端９ｅの幅は、当然に、歯の頂部の幅ｖに等しい。
【００４６】
金型ダイス９の工具歯９ｂは、前記のように構成されているので、この工具歯９ｂによ
り、前記のようにして中空シャフト１８のインボリュートセレーション成形部の外周面に
塑性変形によるインボリュートセレーション１８ｄを成形せしめるときには、インボリュ
ートセレーション成形部および工具歯９ｂ自体に無理な応力が掛かることがなく、滑らか
に塑性変形を生じさせることができて、残留応力が少なく、寸法精度の高い、良好な品質
の中空シャフト製品を得ることができる。
【００４７】
なお、金型ダイス９のワーク入口側端面（図１における上端面９ｇ）には、図示されな
い位置決め用ピンをねじ込み固定するためのネジ孔９ｈが、軸心対称に２個形成されてい
る。この位置決め用ピンは、成形装置１において、金型ダイス９の上に載置されて固定さ
れる段付きダイス１１を金型ダイス９に対して周方向に位置決めするために使用される。
【００４８】
金型ダイス９において、工具歯９ｂが形成される部分は、その外側の部分よりも硬度の
高い材料により形成されており、それらの部分が、異なるハッチングで図示されている（
図１、図５）。
【００４９】
本実施例の中空シャフトにおけるインボリュートセレーションの成形方法は、前記のよ
うに構成されているので、次のような効果を奏することができる。
その先端から金型ダイス９の中央円孔９ａとマンドレル１６との間の環状隙間内に押し
込まれた中空シャフト１８は、マンドレル１６に案内されながら、その環状隙間内を進み
つつ、金型ダイス９の中央円孔９ａの周面に形成されたインボリュート歯形状から成る工
具歯９ｂにより塑性変形を受けて、その外周面にインボリュート歯形状から成るセレーシ
ョン１８ｄが転写・成形される。この時、中空シャフト１８は、工具歯９ｂから受ける外
力により内方に窪むなど変形することもなく、しかも、略均一な温度条件下で、一気にプ
レス加工により、その外周面にインボリュート歯形状から成るセレーション１８ｄを成形
することができるので、セレーション１８ｄの寸法精度（セレーション１８ｄの外径寸法
や個々の歯の形状の寸法精度）にムラが生じることもなく、生産性が向上して、製作コス
トを削減することができる。
【００５０】
また、その成形方法を実施するための成形装置１においては、金型ダイス９の工具歯９
ｂの個々の歯のワーク入口側端部分が、歯の端部基底部に到る程窄まるようにされ、また
、歯の頂部に逃げ９ｆが形成されているので、この工具歯９ｂにより、中空シャフト１８
のインボリュートセレーション成形部の外周面に塑性変形によるインボリュートセレーシ
ョン１８ｄを成形せしめるときには、インボリュートセレーション成形部や工具歯９ｂ自
体に無理な応力が掛かることがなく、滑らかに塑性変形を生じさせることができて、残留
応力が少なく、寸法精度のさらに高い、良好な品質の中空シャフト製品を得ることができ
る。
【００５１】
本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
の変形が可能である。
例えば、ワークをなす中空シャフト１８は、大径部１８ａと小径部１８ｂとを有する段
付きシャフトとされたが、これに限定されず、ストレートなシャフトとされてもよく、そ
の用途も、広範に応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本願の発明の中空シャフトにおけるインボリュートセレーションの成形方法を実施するための成形装置の縦断面図である。
【図２】最終製品である同中空シャフトの縦断面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】金型ダイスの正面図である。
【図５】同縦断面図である。
【図６】図４のＡ部の部分拡大図である。
【図７】同Ａ部を金型ダイスの半径方向外向きに見た正面図である。
【図８】同金型ダイスの中央円孔の周面に形成された工具歯のインボリュート歯形状の拡大正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…成形装置、２…基台、３…ダイスホルダープレート、４…ダイスホルダー、５…第
１ダイス座金、６…第２ダイス座金、７…第３ダイス座金、８…第４ダイス座金、８ａ…
中央円孔、８ｂ…内周面、９…金型ダイス、９ａ…中央円孔、９ｂ…工具歯、９ｃ…端面
、９ｄ…側面、９ｅ…終端、９ｆ…逃げ、９ｇ…上端面（ワーク入口側端面）、９ｈ…ネ
ジ孔、１０…第５ダイス座金、１１…段付きダイス、１１ａ…段部、１１ｂ…底面、１１
ｃ…中央円孔、１１ｄ…内周面、１２…締付けナット、１３…ピン、１４…アウトピン、
１５…ノックアウトピン、１６…マンドレル、１７…ノックアウトスリーブ、１７ａ…筒
状部、１７ｂ…フランジ部、１８…中空シャフト、１８ａ…大径部、１８ｂ…小径部、１
８ｃ…外周面、１８ｄ…セレーション（インボリュートセレーション）、１８ｅ…面取り
部、２０…パンチホルダープレート、２１…パンチホルダー、２１ａ…筒状部、２１ｂ…
筒状部、２１ｃ…通孔、２２…締付けナット、２２ａ…開口（テーパ面）、２３…パンチ
ケース、２３ａ…テーパ面、２３ｂ…段部、２３ｃ…内周面、２３ｄ…上端面、２３ｅ…
外周面、２４…第１パンチ座金、２４ａ…下面、２５…第２パンチ座金、２５ａ…円孔、
２５ｂ…内周面、２５ｃ…上端面、２６…パンチニブ、２６ａ…円錐面（外周面）、２６
ｂ…内周面、２７…パンチピン、２７ａ…フランジ部、２８…パンチピン座金、２８ａ…
上端面。
【図１】
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【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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