(57)【要約】    【課題】被嵌着物のセンタリング精度並びに結合強度を高め、多品種少量生産における製造コスト並びに設備費用を低廉化し得る被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕が形成された軸を提供する。    【解決手段】軸（２）に形成される軸線方向の条痕（７）を、軸線に直交する断面がＶ字形をなす溝（７ａ）と、該溝の一側に形成され、該溝の当該軸の外周面からの切り込み長さと同等またはそれより長い辺を有して当該軸の外周面から突出する第１隆起部（７ｂ）と、該溝の他側に形成され、その頂角が鈍角をなして当該軸の外周面から突出し、且つ当該軸の外周面になだらかに連続した第２隆起部（７ｃ）とからなるものとする。【選択図】図３
2005282832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕が形成された軸であって、
前記条痕は、軸線に直交する断面が略Ｖ字形をなす溝と、
該溝の一側に形成され、該溝の当該軸の外周面からの切り込み長さと同等またはそれより長い辺を有して当該軸の外周面から突出する第１隆起部と、
該溝の他側に形成され、その頂角が鈍角をなして当該軸の外周面から突出し、且つ当該軸の外周面になだらかに連続した第２隆起部とからなることを特徴とする被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕が形成された軸。
【請求項２】
前記第１隆起部の頂部の軸の外周面からの高さが、前記第２隆起部の頂部の軸の外周面からの高さに比してより高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕が形成された軸。
【請求項３】
前記第１隆起部の頂部の硬度が、前記第２隆起部の頂部の硬度に比してより高くなっていることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕が形成された軸。
【請求項４】
前記第２隆起部の頂部の軸線方向始端が、前記第１隆起部の頂部の軸線方向始端に比して、被嵌着物の差し込み方向についてより前方に位置していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕が形成された軸。
【請求項５】
被加工軸の外周面に軸線方向の条痕を形成する方法であって、
回転自在なローラのエッジ部を前記被加工軸の外周面に押し当てた状態で前記被加工軸と前記ローラとを前記被加工軸の軸線方向に相対移動させると共に、
前記被加工軸の相対的な進行方向に対して前記ローラの軸心を前傾させたことを特徴とする条痕形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子コアや整流子などの被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕が形成された軸及びその形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸線方向に沿う複数の隆起部を軸の外周面に形成し、その隆起部を電機子コアや整流子などの中心孔に食い込ませることにより、軸と電機子コアあるいは整流子とを相対回転不能に一体結合してなる電動機の回転子が知られている。
【０００３】
このような隆起部を形成する手法として、エッジを有する金型刃を下型と上型とに固定し、これら下型と上型との間に被加工軸を挟み込み、例えば上型を油圧プレスの要領で下向きに圧下して被加工軸の外周面に金型刃のエッジを押し付け、軸の外周面を塑性流動させて隆起した条痕を形成する手法が知られている（特許文献１を参照されたい）。
【特許文献１】特開平５−２００４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、この従来の技術には、以下のような欠点がある。
１．条痕同士の周方向間隔を狭くすると、軸の外周面の接線と金型刃とのなす角度が浅くなり、十分な隆起部の高さを得るためには、残留応力で真円度の悪化を招くほどに加工荷重を大きくしなければならない。そのため、条痕の周方向間隔を９０度以下で均等にすることが困難なため、電機子コアや整流子等、被嵌着物のセンタリング精度を高め難い。
２．条痕の頂部の角度が鈍角になる上、殆ど加工硬化しないので、被嵌着物を圧入嵌合した際に、条痕の頂部の被嵌着物の中心孔に対する結合強度を高め難い。
３．条痕の軸方向長さは金型刃の寸法に支配されるので、軸の仕様に応じた金型を個別に用意しなければならないため、多品種少量生産においては製造コストの削減が困難である。
４．１０トン級のプレス機が必要であり、設備費用も嵩みがちである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の不都合を解消し、被嵌着物を嵌着する際のセンタリング精度並びに結合強度を容易に高めることができる軸線方向の条痕が形成された軸を提供するため、本発明の請求項１は、被嵌着物が嵌着される軸線方向の条痕（７）が形成された軸（被加工軸２）において、前記条痕を、軸線に直交する断面が略Ｖ字形をなす溝（７ａ）と、該溝の一側に形成され、該溝の当該軸の外周面からの切り込み長さと同等またはそれより長い辺を有して当該軸の外周面から突出する第１隆起部（締結用隆起部７ｂ）と、該溝の他側に形成され、その頂角が鈍角をなして当該軸の外周面から突出し、且つ当該軸の外周面になだらかに連続した第２隆起部（ガイド用隆起部７ｃ）とからなることを特徴とするものとした。
【０００６】
また本発明の請求項２は、前記第１隆起部の頂部の軸の外周面からの高さを、前記第２隆起部の頂部の軸の外周面からの高さに比してより高くするものとした。
【０００７】
また本発明の請求項３は、前記第１隆起部の頂部の硬度を、前記第２隆起部の頂部の硬度に比してより高くするものとした。
【０００８】
また本発明の請求項４は、前記第２隆起部の頂部の軸線方向始端を、前記第１隆起部の頂部の軸線方向始端に比して、被嵌着物の差し込み方向についてより前方に位置させるものとした。
【０００９】
さらに本発明の請求項５は、多品種少量生産における製造コストを容易に削減でき、設備費用を低廉化するために、回転自在なローラ（条痕形成ローラ５）のエッジ部（５ｄ）を前記被加工軸の外周面に押し当てた状態で前記被加工軸と前記ローラとを前記被加工軸の軸線方向に相対移動させると共に、前記被加工軸の相対的な進行方向に対して前記ローラの軸心（支持軸５ａ）を前傾させることで上述の如き条痕を形成することとした。
【発明の効果】
【００１０】
このような本発明の請求項１の軸を電機子コアや整流子などの被嵌着物の中心孔に圧入すると、頂角が鋭角をなす第１隆起部が被嵌着物の中心孔の内周面に強く食い込むため、回転方向についての被嵌着物と軸との十分な結合力を確保することができる。また第２隆起部は、被嵌着物の中心孔を大きく変形させることなくセンタリングし、複数の第１隆起部の食い込み量を均一にするので、被嵌着物のセンタリング精度を比較的容易に高めることができる。特に第１隆起部の頂部の軸の外周面からの高さを、第２隆起部の頂部の軸の外周面からの高さに比してより高くした請求項２の発明により、この効果をより一層顕著なものとすることができる。また加工硬化などによって第１隆起部の頂部の硬度を高める請求項３の発明により、被嵌着物の中心孔の内周面を第１隆起部がＶ字状に切り込むため、回転方向についての軸との結合力をより一層高めることができ、第２隆起部の頂部の軸線方向始端を第１隆起部の頂部の軸線方向始端に比して被嵌着物の差し込み方向についてより前方に位置させた請求項４の発明により、被嵌着物の中心孔に対して軸を圧入する際に、硬度及び高さがより低い第２隆起部が先に被嵌着物の中心孔に嵌合するので、圧入円滑性が向上する。
【００１１】
さらに請求項５の発明によれば、ローラの転動で上述の如き条痕が形成されるので、その軸方向長さに制限されず、共通のローラで多種の軸仕様に対応可能となり、多品種少量生産における製造コストの削減が可能である。しかも条痕形成ローラに必要な圧下力は、２．５〜４ｋＮ（２５０〜４００ｋｇ）程度であり、２個のローラの圧下力が加わった状態での被加工軸の推進力は３００Ｎ（３０ｋｇ）程度であり、加工設備を小型化できると共に、手動による加工も可能なので、設備費用が低廉で済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は、本発明に基づき構成された条痕形成装置を示している。この条痕形成装置１は、被加工軸２を水平面上に固定する被加工軸支持台３と、被加工軸支持台３を被加工軸２の軸線に沿って移動可能に支持する固定盤４と、被加工軸２の外周面に各エッジ部を当接させ得る一対の条痕形成ローラ５と、一対の条痕形成ローラ５を回転可能且つ上下移動可能に支持した状態で固定盤４上に固定されたローラ支持台６とからなっている。
【００１４】
ローラ支持台６は、条痕形成ローラ５を適宜な荷重で被加工軸２の外周面に押し当てることができると共に、条痕形成ローラ５の支持軸５ａを被加工軸２の軸線に対して所定範囲で傾斜させることができるようになっている。
【００１５】
条痕７は、条痕形成ローラ５の軸方向端面５ｂと外周面５ｃとの間のエッジ部５ｄが被加工軸２の外周面を転動することによって形成され、図３に示すように、条痕形成ローラ５のエッジ部５ｄを押し当てて形成された軸線に直交する断面がＶ字形をなす溝７ａと、条痕形成ローラ５のエッジ部５ｄに押し退けられた材料が被加工軸２の外周面上を塑性流動して溝７ａの両側に形成された２つの隆起部７ｂ・７ｃとからなっている。
【００１６】
２つの隆起部７ｂ・７ｃは、被加工軸２の外周面からの突出量が互いに異なり、突出量が比較的大きく頂角が鋭角をなす締結用隆起部７ｂと、突出量が比較的小さく頂角が鈍角をなし且つ被加工軸２の外周面になだらかに連続したガイド用隆起部７ｃとからなっている。
【００１７】
このように、互いに異なる断面形状をなす２つの隆起部７ｂ・７ｃは、条痕形成ローラ５の支持軸５ａを、被加工軸２との相対的な進行方向に対して数度（１．５度〜３度）前傾させることによって形成される。つまり条痕７は、支持軸５ａを前傾させた条痕形成ローラ２のエッジ部５ｄを外周面に押し当てた状態で、被加工軸支持台３に固定された被加工軸２を軸線方向に移動させることに伴い、条痕形成ローラ５が被加工軸２の外周面を転動することにより、被加工軸２の外周面に軸線方向に沿って連続的に形成される。
【００１８】
ここで被加工軸２が軸線方向に移動すると、被加工軸２の表層部にエッジ部５ｄを食い込ませながら条痕形成ローラ５が回転する。この回転により、図４並びに図５に示すように、食い込み位置における被加工軸２の表層部の材料が塑性流動し、条痕形成ローラ５のエッジ部５ｄが被加工軸２の表面から離れる位置まで流される。
【００１９】
この際、条痕形成ローラ５の外周面５ｃに食い込んだ被加工軸２の表層部の材料は、条痕形成ローラ５の外周面５ｃの接線方向に連続的に押し出されて比較的緩やかなガイド用隆起部７ｃを形成する。このガイド用隆起部７ｃの被加工軸２の外周面からの突出量（図３中のＢ寸法）は、被加工軸２の軸断面における条痕形成ローラ５の外周面５ｃが被加工軸２の外周面から食い込んだ量（図３中のＡ寸法）に比して短くなる（Ａ＞Ｂ）。また条痕形成ローラ５の底面５ｂに食い込んだ被加工軸２の表層部の材料は、条痕形成ローラ５の底面５ｂとの摩擦によって条痕形成ローラ５の中心側へ連続的に押し出され、被加工軸２の外周面から急峻に張り出す締結用隆起部７ｂを形成する。この締結用隆起部７ｂの被加工軸２の外周面からの突出量（図３中のＤ寸法）は、被加工軸２の軸断面における条痕形成ローラ５の底面５ｂが被加工軸２の外周面から食い込んだ量（図３中のＣ寸法）と同等かまたはそれ以上の長さとなる（Ｄ≧Ｃ）。そして被加工軸２の表層部の材料が押し出されることにより、軸線に直交する断面がＶ字形をなす溝７ａが形成される。ここで締結用隆起部７ｂの硬度は、条痕形成ローラ５の底面による被加工軸２の塑性流動による移動量が大きいことに起因する加工硬化により、被加工軸２の母材の硬度よりも高くなる。
【００２０】
このようにして条痕７が形成された被加工軸２に電機子コアや整流子などの被嵌着物の中心孔を圧入嵌合すると、加工硬化によって頂部の硬度がＨｖ３００程度に高められた締結用隆起部７ｂが被嵌着物の中心孔の内周面をＶ字状に切り込むため、回転方向についての軸との十分な結合力を確保することができる。
【００２１】
またガイド用隆起部７ｃは、被嵌着物の中心孔を大きく変形させることなくセンタリングし、複数の締結用隆起部７ｂの食い込み量を均一にする。しかも２つの隆起部は、条痕形成ローラ５の軸心５ａが幾分か前傾している分、条痕形成ローラ５の外周面５ｃで形成されたガイド用隆起部７ｃの始端が、条痕形成ローラ５の底面５ｂで形成された締結用隆起部７ｂの始端よりも若干前方に位置する（図５中のＬ寸法）ように形成されるので、硬度及び高さがより低いガイド用隆起部７ｃが先に被嵌着物の中心孔に嵌合することとなり、圧入円滑性が向上する。
【００２２】
上述した条痕形成方法によると、従来の方法では条痕７を９０度間隔で等分割配置することが困難であったのが、比較的簡単に実現できる。また、条痕形成ローラ５に必要な圧下力は、２．５〜４ｋＮ（２５０〜４００ｋｇ）程度であり、２個の条痕形成ローラ５の圧下力が加わった状態での被加工軸２の推進力は３００Ｎ（３０ｋｇ）程度であり、加工設備を小型化できると共に、手動による加工も可能なので、設備費用が低廉で済む。
【００２３】
なお、上記実施例は、被加工軸２の上方から２個の条痕ローラ５を押し当てる形態についてのみ説明したが、本発明の本質は、要するに被加工軸２の軸線と直交する軸回りに回転する条痕形成ローラ５のエッジ部５ｄを被加工軸２の外周面に押し当てた状態で被加工軸２と条痕形成ローラ５とを被加工軸２の軸線方向に相対移動させると共に、被加工軸２の相対的な進行方向に対して条痕形成ローラ５の支持軸５ａを前傾させて加工するものでありさえすれば良いので、下方からも２個のローラを押し当て、合計４個のローラで加工することもできる。
【００２４】
また、両隆起部７ｂ・７ｃの形状は、条痕形成ローラ５の支持軸５ａの傾斜角度や圧下量の調整で比較的容易に変更することができ、被加工軸２の軸方向の途中から変化させる要望にも応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明装置の概略正面図である。
【図２】本発明装置の概略側面図である。
【図３】本発明により形成された条痕の拡大断面図である。
【図４】条痕が形成される様子を概念的に示す斜視図である。
【図５】条痕が形成される様子を概念的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  条痕形成装置
２  被加工軸
５  条痕形成ローラ
５ａ  支持軸（軸心）
５ｄ  エッジ部
７  条痕
７ａ  Ｖ字形をなす溝
７ｂ  締結用隆起部（第１隆起部）
７ｃ  ガイド用隆起部（第２隆起部）
【図１】
2005282832.tif 000003
【図２】
2005282832.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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