(57)【要約】  【課題】  簡素な工程で、適切な高周波焼き入れを行いつつ中空のシャフトを得ることができるシャフトの加工方法及びシャフトを提供する。  【解決手段】  ステップＳ１０１において、丸棒状態の素材から所定長さの素材を切り出してシャフト４ｈとし、ステップＳ１０２で、中実のシャフト４ｈに高周波焼き入れを施す。このとき、シャフト４ｈは中実であるので、高周波焼き入れ層は均一な深さとなる。更に、ステップＳ１０３で、ドリルにより袋孔４ｋを形成し、その後ステップＳ１０４で、ドリルで径孔４ｍを形成して、シャフト４ｈの製造が完了する。【選択図】  図４ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中実のシャフトに高周波焼き入れを行うステップと、
高周波焼き入れしたシャフトを、軸線方向に穿孔するステップと、を有することを特徴とするシャフトの加工方法。
【請求項２】
中実のシャフトを、軸線方向に貫通するように穿孔するステップと、
穿孔したシャフトに対し高周波焼き入れを行うステップと、
前記シャフトにおける穿孔した孔の一端側を封止するステップとを、有することを特徴とするシャフトの加工方法。
【請求項３】
前記シャフトを、半径方向に穿孔するステップを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシャフトの加工方法。
【請求項４】
前記シャフトは、ラビニョウ型の遊星歯車機構においてピニオンを支持するために用いられ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シャフトの加工方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のシャフトの加工方法により加工されたことを特徴とするシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトの加工方法及びシャフトに関し、例えば遊星歯車機構に好適なシャフトの加工方法及びシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されている自動変速機において、一般的には遊星歯車機構が用いられている。ところで、近年は、燃費の向上などを目的として、自動変速機においても多段化される傾向がある。しかるに、現在は４速が主流である自動変速機を、例えば５速或いは６速に多段化し且つ小型化を図るため、いわゆるラビニョウ型と呼ばれる遊星歯車機構を用いる試みがある。ラビニョウ型遊星歯車機構は、遊星歯車を共用する２つの遊星歯車機構を組み合わせたものであり、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
ここで、ラビニョウ型遊星歯車機構における一つの特徴は、共用する遊星歯車の軸線方向幅が大きくなるために、それを支持するピニオンシャフトにおいて径に対する軸線方向長が長くなる、即ち細長くなるということである。しかるに、一般的なピニオンシャフトは、遊星歯車を支持するころ軸受の潤滑油を供給するための油路を中心に設けているが、特にピニオンシャフトが細長くなった場合、高周波焼き入れ処理の際に、予め開口した油路により焼き入れパターンが適切でなくなるという問題がある。これに対し、特許文献２には、テーパ状孔を設けることでドライブシャフト等に適切な層厚の高周波焼き入れ効果層を形成する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平６−２００９９８号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の技術によれば、適切な層厚の高周波焼き入れ硬化層を形成することはできるが、テーパ状孔の加工に手間がかかり製造コストを増大させるという問題がある。又、シャフトの油路を中央で止めた（いわゆる袋孔状の油路を形成した）場合、シャフトに中実の部分と中空の部分が生じ、それにより高周波焼き入れ硬化層の層厚が異なってしまうという問題は、特許文献２の技術では解消できない。
【０００５】
特に、シャフトに袋状の油路が形成されている場合、硬化層が形成されにくい側（肉厚側）において適切な深さの硬化層が形成されるようにすると、肉薄側の硬化層が貫通してしまうという問題がある。この場合、印加された荷重によってシャフトに曲げ応力が生じ、硬化部（硬化層貫通箇所）と非硬化部（硬化層が貫通していない箇所）との境目からワレが発生する恐れがある。
【０００６】
これに対し、硬化層が形成されやすい側（肉薄側）において適切な深さの硬化層が形成されるようにすると、肉厚側の硬化層が浅くなり、最大せん断応力発生深さまで硬化層が形成されないことから、フレーキングなどの不具合が生ずる恐れがある。
【０００７】
以上の問題は、ラビニョウ型の遊星歯車機構に用いるシャフトに限らない。例えば、自動変速機の多段化に伴い、通常の遊星歯車機構におけるピニオンギヤの回転速度も高まっており、それを支持する軸受の耐久性を向上させるために、ピニオンシャフトの軸線方向孔（油路）をできるだけ太くして、潤滑油の供給量を増大させたいとの要求があるが、そのようなピニオンシャフトの肉厚（軸径−中央孔径）はますます薄くなり、高周波焼き入れ時のパターン均一化が困難になる。その理由としては、薄肉であると熱拡散スピードも速くなり、肉厚の違いによるパターンの不均一化が顕著に現れることが考えられる。
【０００８】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、簡素な工程で、適切な高周波焼き入れを行いつつ中空のシャフトを得ることができるシャフトの加工方法及びシャフトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明のシャフトの加工方法は、
中実のシャフトに高周波焼き入れを行うステップと、
高周波焼き入れしたシャフトに対し、軸線方向に穿孔するステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明のシャフトの加工方法は、
中実のシャフトを、軸線方向に貫通するように穿孔するステップと、
穿孔したシャフトに対し高周波焼き入れを行うステップと、
前記シャフトにおける穿孔した孔の一端側を封止するステップとを、有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の本発明のシャフトの加工方法は、中実のシャフトに高周波焼き入れを行っているので、軸線方向にわたって均一な深さの高周波焼き入れ硬化層を得ることができ、その後、高周波焼き入れしたシャフトに対し、軸線方向に穿孔することで、例えば油路としての袋孔を形成したシャフトを得ることができる。尚、高周波焼き入れの硬化層の深さを最適にすれば、シャフトの芯に硬化層が形成されることを抑制できるので、穿孔する際のドリルの損耗を極力回避できる。
【００１２】
第２の本発明のシャフトの加工方法は、中実のシャフトを、軸線方向に貫通するように穿孔するステップと、穿孔したシャフトに対し高周波焼き入れを行うステップと、前記シャフトにおける穿孔した孔の一端側を封止するステップとを、有するので、袋孔状の油路を形成したシャフトよりも、高周波焼き入れを適切に行うことができ、更に前記穿孔した孔の一端側を封止することで、前記穿孔した孔を油路として適切に用いることができる。
【００１３】
更に、前記シャフトを、半径方向に穿孔するステップを有すると、形成された孔を介して前記シャフトの半径方向外方に潤滑剤を供給することができる。
【００１４】
更に、前記シャフトは、ラビニョウ型の遊星歯車機構においてピニオンを支持するために用いられると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかるシャフトを含む車両の自動変速機１の断面図である。図１において、エンジンのクランクシャフト２から出力されるトルクは、トルクコンバータ３を介して伝達され、更に複数列組み合わせれた遊星歯車機構４，５，６等を介して複数段に減速され、その後デファレンシャルギヤ７及びドライブシャフト８を介して、不図示の車輪に出力されるようになっている。
【００１６】
図２は、図１の自動変速機１に用いることができるラビニョウ型遊星歯車機構４（５，６も原則的に同じ）の斜視図である。図２において、駆動軸４ａに連結された第１太陽歯車４ｂは、軸線長が長い遊星歯車４ｃに噛合し、この遊星歯車４ｃは、軸線長が短い遊星歯車４ｄに噛合し、この遊星歯車４ｄは、リングギヤ４ｅに噛合している。一方、駆動軸４ａに連結された第２太陽歯車４ｆは、軸線長が短い遊星歯車４ｄに噛合している。遊星歯車４ｃは、キャリヤ４ｇの外周近傍に植設されたシャフト４ｈに支持されており、遊星歯車４ｄは、キャリヤ４ｇの外周近傍に植設されたシャフト４ｉに支持されており、キャリヤ４ｇは、従動軸４ｊに同軸に取り付けられている。すなわち、駆動軸４ａに入力された回転力は、歯車の組み合わせにより減速されて、従動軸４ｊに出力されるようになっている。このラビニョウ型遊星歯車機構４の一つの特徴として、その他の遊星歯車機構と比較し、シャフト４ｉ、４ｊの軸線長が長いということがある。
【００１７】
図３は、本実施の形態のシャフトの周囲を拡大して示す軸線方向断面図である。図３に示すように、針状ころ軸受１０は、シャフト４ｈと遊星歯車４ｃとの間に配置され、遊星歯車４ｃを回転自在に支持している。針状ころ軸受１０は、複数のころ１１と、それらを保持する保持器１２とからなっている。シャフト４ｈ内には、図３の右端面から軸線に沿って延在する袋孔４ｋと、袋孔４ｋの底部近傍から半径方向に延在しシャフト４ｈの周面に開口する径孔４ｍとが形成されている。針状ころ軸受１０は、シャフト４ｈの外部より袋孔４ｋ及び径孔４ｍを介して供給される潤滑油により潤滑されるようになっている。
【００１８】
ところで、シャフト４ｈの外周面は、針状ころ軸受１０のころ１１が転動する軌道面となるため、耐摩耗性を図るべく焼き入れ処理が必要となる。一方、針状ころ軸受１０に潤滑油を供給するための油路（ここでは袋孔４ｋ及び径孔４ｍ）が必要になる。そこで、本実施の形態においては、以下のようにしてシャフト４ｈを形成している。
【００１９】
図４は、第１の実施の形態のシャフトの製造方法を示すフローチャートである。図５は、本実施の形態の製造方法により形成されるシャフトの断面図である。図４のステップＳ１０１において、丸棒状態の素材から所定長さの素材を切り出してシャフト４ｈとし、ステップＳ１０２で、中実のシャフト４ｈに高周波焼き入れを施す。このとき、シャフト４ｈは中実であるので、高周波焼き入れ層は、図５にハッチングで示すように均一な深さとなる。更に、ステップＳ１０３（軸線方向に穿孔するステップ）で、ドリルにより袋孔４ｋを形成し、その後ステップＳ１０４（半径方向に穿孔するステップ）で、ドリルで径孔４ｍを形成して、シャフト４ｈの製造が完了する。
【００２０】
図６は第２の実施の形態のシャフトの製造方法を示すフローチャートである。図７は、本実施の形態の製造方法により形成されるシャフトの断面図である。図６のステップＳ２０１において、丸棒状態の素材から所定長さの素材を切り出してシャフト４ｈ’とし、ステップＳ２０２（軸線方向に穿孔するステップ）で、ドリルにより軸孔４ｋ’を貫通するように形成し、その後ステップＳ２０３で、シャフト４ｈ’に高周波焼き入れを施す。このとき、シャフト４ｈ’は軸孔４ｋ’を有するが、かかる軸孔４ｋ’は同径で軸線方向に貫通しているため、袋孔とは異なり、高周波焼き入れに対する悪影響を極力抑えることができる（図７でハッチングにより示す領域）。その後、ステップＳ２０４（半径方向に穿孔するステップ）で、ドリルにより径孔４ｍを形成し、最後にステップＳ２０５（一端側を封止するステップ）で、軸孔４ｋ’の一端側にプラグ４ｎを挿入して袋孔として機能させ、シャフト４ｈ’の製造が完了する。
【００２１】
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。本発明は、ラビニョウ型遊星歯車機構、その他のタイプの遊星歯車機構に用いるシャフトの他、袋孔を有し外周面に高周波焼き入れ処理を行う全てのシャフトに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施の形態にかかる針状ころ軸受を含む車両の自動変速機１の断面図である。
【図２】図１の自動変速機１に用いることができるラビニョウ型遊星歯車機構の斜視図である。
【図３】本実施の形態のシャフトの周囲を拡大して示す軸線方向断面図である。
【図４】第１の実施の形態のシャフトの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態の製造方法により形成されるシャフトの断面図である。
【図６】第２の実施の形態のシャフトの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態の製造方法により形成されるシャフトの断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
４  ラビニョウ型遊星歯車機構
４ｈ、４ｈ’  シャフト
１０  針状ころ軸受
【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】
2005076812.tif 000008
【図７】
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