(57)【要約】【課題】回転電機に用いられる円柱状のシャフトを所望の形状に仕上げる為の回転電機のシャフト製造方法等に関し、シャフトに対する仕上げ加工によって、高い外径精度を実現し得る回転電機のシャフト製造方法等を提供する。【解決手段】第１工程において、円環状の溝加工用ダイス２０を用いて、円柱状を為すシャフト１０に対して複数の山部１６及び複数の谷部１７を夫々形成することによって複数の溝１５を形成する。続く第２工程においては、円環状のしごき成形用ダイス３０に対して、前記シャフト１０を軸方向に移動させることによって、前記シャフト１０の外周面に形成された各山部１６をしごき、各山部１６の頂点を構成する金属材料を、各谷部１７に対して塑性流動させて塑性流動部１８を形成する。第１外径Ｄｏの直径を有するシャフト１０に対して、第１工程及び第２工程を施すことで、目標外径Ｄｔを直径とするシャフト１０を形成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機に用いられるシャフトを製造する為の回転電機のシャフト製造方法であって、
目標外径よりも大きな径を有する円柱状のシャフトの外周面に対して、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも外側に位置する凸部と、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも内側に位置する凹部と、を夫々複数形成する第１工程と、
円環状に形成されたダイスに対して、前記シャフトを軸方向に移動させることによって、前記シャフトの外周面に形成された各凸部をしごき、各凸部の頂点を構成する材料を、各凹部に対して塑性流動させる第２工程と、を有する
ことを特徴とする回転電機のシャフト製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機のシャフト製造方法であって、
前記第２工程において、前記ダイスに対して前記シャフトを軸方向に移動させると同時に、
当該シャフトの移動方向上流側にあたる外周面に対する第１工程を実行し、上流側にあたる外周面に複数の凸部及び凹部を形成する
ことを特徴とする回転電機のシャフト製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の回転電機のシャフト製造方法であって、
前記第１工程においては、
相互に隣接する２つの前記凸部と、当該２つの凸部の間に位置する凹部によって構成され、所定方向に向かって延びる溝部が、前記シャフトの外周面に複数形成される
ことを特徴とする回転電機のシャフト製造方法。
【請求項４】
回転電機に用いられるシャフトであって、
目標外径よりも大きな径を有する円柱状のシャフトの外周面に形成され、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも外側に位置する複数の凸部を、円環状のダイスを用いてしごくことによって、前記シャフトの外周面に対して形成され、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも内側に位置する複数の凹部に対して、各凸部の頂点を構成する材料を塑性流動させた複数の塑性流動部を、前記シャフトの外周面に有する
ことを特徴とする回転電機のシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に用いられる円柱状のシャフトを所望の形状に仕上げる為の回転電機のシャフト製造方法や、回転電機のシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機のような機械装置において、円柱状のシャフトは、他の構成部材と組み合わされることによって装置を構成している。他の構成部材と組み合わせられる関係上、当該シャフトに関しては、外径寸法の精度や真円度等が厳密に要求される。その為、シャフトの仕上げ加工が、回転電機のような機械装置に対してシャフトを用いる上で重要な役割を果たす。
【０００３】
金属部材に対する仕上げ加工に関する発明として、特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１には、金属製の円筒部材の仕上げ加工に関する技術が記載されており、円筒形状の予備成形品をパンチと共に、ダイスに対して軸方向に通すことで、予備成形品の外周部に対してしごき加工を施している。そして、特許文献１においては、リング状のダイスのダイアングル及び減面率に対して、所定の数値条件を課すことによって、予備成形品の内周面における割れの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０９８４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の技術においては、円筒形状を為す予備成形品を対象としている為、中実の棒状を為すシャフトの外周面に対しては適用することができず、仕上げ加工に用いることはできない。又、特許文献１記載の発明のように、金属部材をダイスに対して軸方向に通し、当該金属部材の外周部に対してしごき加工を施した場合、しごき加工に伴って塑性変形した金属材が、ダイスの一端面に対して蓄積していき、最終的に金属材のせん断やむしれが生じてしまう。この為、特許文献１記載の技術を、中実状のシャフトに適用した場合、シャフトの軸方向に関して、長距離にわたってしごき加工を行うことは困難となる。
【０００６】
又、特許文献１記載の技術においては、シャフトの外周面全体がダイスの内周面全体と接触しており、この状態でダイスを移動させることで、金属部材の外周面にしごき加工を施している。この為、シャフトの外周面とダイスの内周面との接触面積の大きさから、しごき加工に際して、大きな成形荷重が必要となる。更に、一度のしごき加工に際して、大きな成形荷重が必要となる為、長期間にわたってしごき加工に用いられると、ダイスが変形してしまう。ダイスの変形は、しごき加工によるシャフトの外径精度に影響を及ぼす為、ダイスの剛性を高くする必要が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、回転電機に用いられる円柱状のシャフトを所望の形状に仕上げる為の回転電機のシャフト製造方法等に関し、シャフトに対する仕上げ加工によって、高い外径精度を実現し得る回転電機のシャフト製造方法等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る回転電機のシャフト製造方法は、回転電機に用いられるシャフトを製造する為の回転電機のシャフト製造方法であって、目標外径よりも大きな径を有する円柱状のシャフトの外周面に対して、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも外側に位置する凸部と、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも内側に位置する凹部と、を夫々複数形成する第１工程と、円環状に形成されたダイスに対して、前記シャフトを軸方向に移動させることによって、前記シャフトの外周面に形成された各凸部をしごき、各凸部の頂点を構成する材料を、各凹部に対して塑性流動させる第２工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
当該回転電機のシャフト製造方法によれば、第１工程において、シャフトの外周面に対して複数の凸部及び複数の凹部を夫々形成する為、シャフトの外周面における加工硬化を少なくすることができ、第２工程におけるシャフトの外径しごき成形の精度を高めることができる。又、第２工程においては、円環状に形成されたダイスに対して、前記シャフトを軸方向に移動させることによって、前記シャフトの外周面に形成された各凸部をしごき、各凸部の頂点を構成する材料を、各凹部に対して塑性流動させる。当該回転電機のシャフト製造方法によれば、各凸部の頂点をダイスによってしごく為、シャフト外周面全体をしごく場合よりも成形荷重を小さくすることができる。これにより、第２工程に使用されるダイスの変形を抑制することができるので、当該回転電機のシャフト製造方法によれば、シャフトの外周面に対して、高精度な外径しごき成形を施すことができ、目標外径のシャフトを製造することができる。又、第２工程においては、ダイスによってしごかれた各凸部の構成材料は、各凹部に対して塑性流動する為、当該回転電機のシャフト製造方法によれば、第２工程に伴う構成材料のせん断やむしれを抑制することができ、高精度な外径しごき成形を長距離にわたって実行し得る。
【００１０】
そして、本発明の他の側面に係る回転電機のシャフト製造方法は、請求項１記載の回転電機のシャフト製造方法であって、前記第２工程において、前記ダイスに対して前記シャフトを軸方向に移動させると同時に、当該シャフトの移動方向上流側にあたる外周面に対する第１工程を実行し、上流側にあたる外周面に複数の凸部及び凹部を形成することを特徴とする。
【００１１】
当該回転電機のシャフト製造方法によれば、前記第２工程において、前記ダイスに対して前記シャフトを軸方向に移動させると同時に、当該シャフトの移動方向上流側にあたる外周面に対する第１工程を実行し、上流側にあたる外周面に複数の凸部及び凹部を形成する。即ち、当該回転電機のシャフト製造方法によれば、シャフトに対して、第１工程と第２工程を並列的に実行することができるので、シャフトに対する作業効率を高め、シャフトの製造効率を向上させ得る。
【００１２】
又、本発明の他の側面に係る回転電機のシャフト製造方法は、請求項１又は請求項２記載の回転電機のシャフト製造方法であって、前記第１工程においては、相互に隣接する２つの前記凸部と、当該２つの凸部の間に位置する凹部によって構成され、所定方向に向かって延びる溝部が、前記シャフトの外周面に複数形成されることを特徴とする。
【００１３】
当該回転電機のシャフト製造方法において、前記第１工程では、シャフトの外周面に複数の溝部が形成され、各溝部は、相互に隣接する２つの前記凸部と、当該２つの凸部の間に位置する凹部によって構成され、所定方向に向かって延びている。従って、当該回転電機のシャフト製造方法によれば、ダイスに対して、前記シャフトを軸方向に移動させることによって、所定方向に延びる溝部を構成する各凸部をしごく為、ダイス内周面と各凸部との接触位置が局所的に集中することを抑制し得る。即ち、当該回転電機のシャフト製造方法によれば、ダイスにおける局部摩耗を抑制することで、シャフトの外周面に対して、より高精度な外径しごき成形を施すことができ、目標外径のシャフトを製造することができる。
【００１４】
そして、本発明の一の側面に係る回転電機のシャフトは、回転電機に用いられるシャフトであって、目標外径よりも大きな径を有する円柱状のシャフトの外周面に形成され、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも外側に位置する複数の凸部を、円環状のダイスを用いてしごくことによって、前記シャフトの外周面に対して形成され、当該シャフトの径方向に関し前記目標外径よりも内側に位置する複数の凹部に対して、各凸部の頂点を構成する材料を塑性流動させた複数の塑性流動部を、前記シャフトの外周面に有することを特徴とする。
【００１５】
当該回転電機のシャフトは、当該シャフト外周面に複数の塑性流動部を有しており、各塑性流動部は、シャフト外周面に形成された複数の凸部を、円環状のダイスを用いてしごくことによって、各凸部の頂点を構成する材料を複数の凹部内へ塑性流動させることで形成される。当該回転電機のシャフトによれば、各凸部の頂点をダイスによってしごく為、塑性流動部は、シャフト外周面全体をしごく場合よりも小さな成形荷重で形成され得る。成形荷重によるダイスの変形を抑制することができるので、高精度な外径しごき成形を維持し、目標外径のシャフトの製造に貢献し得る。ダイスによってしごかれた各凸部の構成材料は、各凹部に対して塑性流動して塑性流動部を形成している為、当該回転電機のシャフトによれば、各凸部の頂点に関する構成材料のせん断やむしれを抑制することができ、高精度な外径しごき成形を長距離にわたって実行し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るシャフトの製造に関する説明図である。
【図２】本実施形態に係るシャフトの断面図である。
【図３】第１工程実行時におけるシャフトの製造に関する説明図である。
【図４】第１工程実行時におけるシャフトの断面図である。
【図５】第２工程実行時におけるシャフトの製造に関する説明図である。
【図６】第２工程完了時におけるシャフトの製造に関する説明図である。
【図７】第２工程完了時におけるシャフトの断面図である。
【図８】本発明に係るシャフトの製造に関する変形例（１）を示す説明図である。
【図９】本発明に係るシャフトの製造に関する変形例（２）を示す設馬頭である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る回転電機のシャフト製造方法及び回転電機のシャフトを、シャフト１０の製造方法及びシャフト１０に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
先ず、本実施形態に係るシャフト１０の製造方法に関し、シャフト１０の製造に用いられる各部材について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態においては、シャフト１０は、中実の円柱状を為す部材であって、回転電機の回転軸を構成している。図１に示すように、シャフト１０は、加工対象部１１と、逃げ部１２を有している。
【００１９】
尚、図２に示すように、シャフト１０は、本実施形態に係る製造工程前の状態で、初期外径Ｄｓを直径とする円柱状に形成されている。又、以下の説明においては、シャフト１０において、径方向最も外側となる部分を、中心軸Ｃを介して直線上に結んだ寸法を、第１外径Ｄｏという。従って、図２に示すように、本実施形態に係る製造工程を実行する前の状態では、第１外径Ｄｏは、初期外径Ｄｓと等しくなる。
【００２０】
加工対象部１１は、シャフト１０における端部に位置しており、本実施形態における加工の対象である。加工対象部１１は、回転電機を構成する他の部材（例えば、ベアリング）と嵌合する部分を構成し、シャフト１０において外径寸法が高い精度で要求される部分である。図２に示すように、加工対象部１１は、直径が初期外径Ｄｓ（第１外径Ｄｏ）となる円柱状に形成されており、初期外径Ｄｓ（第１外径Ｄｏ）は、目標外径Ｄｔよりも大きい。目標外径Ｄｔは、回転電機を構成する他の部材との関係で要求される外径精度より決定される。
【００２１】
逃げ部１２は、シャフト１０において、加工対象部１１に対して上方に隣接形成されており、シャフト１０の外周部全体に及ぶ溝状に形成されている。当該逃げ部１２は、加工対象部１１に対する加工がシャフト１０における他の部分に及ばないようにするため、加工対象部１１よりも小径の円柱状に形成されている。
【００２２】
尚、本実施形態においては、当該シャフト１０の製造方法の終了時を明確にすると同時に、説明を簡潔にする為に、シャフト１０に対して、加工対象部１１と逃げ部１２を設けていたが、この態様に限定されるものではない。即ち、逃げ部１２を形成することなく、シャフト１０の軸方向全体を、加工対象部１１として取り扱うことも可能である。
【００２３】
溝加工用ダイス２０は、シャフト１０よりも硬度の高い金属材料によって円環状に形成されており、前記加工対象部１１の外周面に対して、複数の溝１５を形成する際に用いられる。溝加工用ダイス２０の内周面には、複数の溝形成部２１が形成されており、各溝形成部２１は、溝加工用ダイス２０の内周面から径方向内側に向かって突出している。
【００２４】
図１に示すように、溝形成部２１の先端を結んで形成される仮想円の直径は、目標外径Ｄｔよりも小さな第２外径Ｄｉである。そして、溝形成部２１の基端部を結んで形成される仮想円の直径は、目標外径Ｄｔよりも大きな第１外径Ｄｏである。
【００２５】
従って、溝加工用ダイス２０に対し、シャフト１０を挿通して軸方向へ移動させると、各溝形成部２１は、加工対象部１１の外周面を接触して、加工対象部１１の外周面を切削しつつ移動する。これにより、加工対象部１１の外周面には、各溝形成部２１の先端によって、複数の谷部１７が形成され、各溝形成部２１の基端部によって、複数の山部１６が形成される（図４参照）。即ち、加工対象部１１の外周面には、２つの山部１６とその間に位置する谷部１７によって構成される溝１５が複数形成される（図３参照）。
【００２６】
加工対象部１１の外周面に複数の溝１５を形成すると、山部１６を結んで形成される仮想円の直径は、溝加工用ダイス２０における各溝形成部２１基端部に対応する為、第１外径Ｄｏとなる（図４参照）。同時に、谷部１７を結んで形成される仮想円の直径は、溝加工用ダイス２０における各溝形成部２１の先端に対応する為、第２外径Ｄｉとなる。
【００２７】
そして、本実施形態におけるしごき成形用ダイス３０は、シャフト１０よりも硬度の高い金属材料によって円環状に形成されており、前記加工対象部１１の外周面に形成された複数の山部１６の頂点に対して、しごき成形を施す際に用いられる。図１、図３等に示すように、しごき成形用ダイス３０は、溝加工用ダイス２０の下面に沿って配設されている。しごき成形用ダイス３０の内周面には、整形部３１が周方向全域にわたって形成されており、整形部３１は、しごき成形用ダイス３０から径方向内側に向かって突出している。図１、図３に示すように、しごき成形用ダイス３０の中心を介して、対向する整形部３１の先端の直径は、目標外径Ｄｔを示す。
【００２８】
図４に示すように、加工対象部１１の外周面に形成された複数の山部１６は、第１外径Ｄｏとなる位置に形成されており、整形部３１は、その間隔が第１外径Ｄｏよりも小さな目標外径Ｄｔとなるように形成されている。従って、しごき成形用ダイス３０に対し、外周面に複数の溝１５が形成されたシャフト１０を挿通して軸方向へ移動させると、整形部３１が、加工対象部１１の外周面に形成された各山部１６の頂点部分に対してしごき加工を施すことができる。
【００２９】
しごき成形用ダイス３０によって、各山部１６の頂点部分に対してしごき加工を施すと、各山部１６の頂点部分を構成する金属材料は、しごき成形用ダイス３０の整形部３１によるしごき加工によって、各谷部１７内に塑性流動して塑性流動部１８を形成する（図５〜図７参照）。これにより、しごき成形用ダイス３０の整形部３１の内径寸法である目標外径Ｄｔが、加工対象部１１に対して転写形成される為、加工対象部１１の外径を目標外径Ｄｔとすることができる。
【００３０】
又、各山部１６の頂点を構成する金属材料は、しごき加工に伴う塑性流動した結果、各谷部１７内に位置するので、塑性流動した金属材料が、しごき成形用ダイス３０の移動に伴って、その端面に蓄積することはなく、当該金属材料のせん断やむしれを抑制することができる。これにより、シャフト１０の軸方向全体を加工対象部１１として、しごき成形用ダイス３０によるしごき加工を施すことができる。
【００３１】
そして、支持治具４０は、しごき成形用ダイス３０の外径側に配置されており、溝加工用ダイス２０及びしごき成形用ダイス３０を固定して一体化している。又、支持治具４０は、しごき成形用ダイス３０の径方向外側に位置している為、しごき成形用ダイス３０の径方向外側への変形を抑制する機能を果たす。
【００３２】
（第１工程）
続いて、上述した構成によって、シャフト１０に対する製造方法を行う場合について、図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、図１〜図４を参照しつつ、本実施形態における第１工程について説明する。本実施形態における第１工程は、溝加工用ダイス２０を用いて、加工対象部１１の外周面に複数の溝１５を形成する工程である。
【００３３】
先ず、溝加工用ダイス２０及びしごき成形用ダイス３０に対して、シャフト１０を挿通し軸方向（図１中、下方）に移動させる。この時、図１等に示すように、加工対象部１１の外径は、第１外径Ｄｏをなし、溝加工用ダイス２０における各溝形成部２１の先端は、第２外径Ｄｉを示す。これにより、溝加工用ダイス２０に対してシャフト１０が軸方向へ移動すると、加工対象部１１の外周面は、各溝形成部２１によって切削され、複数の溝１５が形成される（図３参照）。
【００３４】
図４に示すように、各溝１５は、隣り合う２つの山部１６と、山部１６の間に位置する谷部１７によって構成され、本実施形態においては、シャフト１０の軸方向に沿って延びている。溝加工用ダイス２０の各溝形成部２１によって、複数の山部１６及び複数の谷部１７が形成される為、２つの山部１６の頂点を結ぶ外径は、第１外径Ｄｏとなり、２つの谷部１７の間を結ぶ外径が、第２外径Ｄｉを示す（図４参照）。
【００３５】
図３に示す状態から、シャフト１０を更に下方へ移動させると、加工対象部１１外周面に複数の溝１５が形成された部分（即ち、第１加工を完了した部分）は、しごき成形用ダイス３０に対して挿通されていく。同時に、シャフト１０の移動に伴って、加工対象部１１の外周面は、溝加工用ダイス２０の内部に対して、随時挿通されていく。即ち、図５に示すように、本実施形態に係るシャフト１０の製造方法によれば、溝加工用ダイス２０による溝加工（本発明における第１加工）と、しごき成形用ダイス３０による外径しごき加工（本発明における第２加工）を並行して、加工対象部１１の外周面の異なる位置に対して実行することができ、シャフト１０の製造効率を高めることができる。
【００３６】
（第２工程）
次に、図５〜図７を参照しつつ、本実施形態における第２工程について説明する。第２工程は、第１工程により形成された複数の山部１６の頂点部分を、しごき成形用ダイス３０によってしごくことで塑性流動させ、各谷部１７内に塑性流動部１８を形成する工程である。
【００３７】
上述したように、シャフト１０を更に下方へ移動させると、加工対象部１１の外周面の内、第１加工を完了した部分は、しごき成形用ダイス３０に対して挿通されていく。この時、図４に示すように、２つの山部１６の頂点を結ぶ外径は、第１外径Ｄｏとなり、２つの谷部１７の間を結ぶ外径が、第２外径Ｄｉを示している。又、しごき成形用ダイス３０の整形部３１の内径は、第２外径Ｄｉより大きく、第１外径Ｄｏよりも小さな目標外径Ｄｔである。従って、この状態でシャフト１０を下方へ移動させると、しごき成形用ダイス３０の整形部３１による成形荷重は、各山部１６の頂点部分に作用し、当該頂点部分を構成する金属材料を塑性流動させる。
【００３８】
これと同時に、各谷部１７は、しごき成形用ダイス３０の整形部３１の内壁面と協働して、略三角柱状の空間を形成する。従って、しごき成形用ダイス３０のしごき成形に伴って塑性流動した金属材料は、各谷部１７内を充填するように塑性流動していき、塑性流動部１８を形成する（図５〜図７参照）。これにより、加工対象部１１の外径は、しごき成形用ダイス３０における整形部３１の内径寸法が転写形成される為、目標外径Ｄｔとなる（図７参照）。
【００３９】
即ち、本実施形態におけるシャフト１０の製造方法によれば、溝加工用ダイス２０を用いて、加工対象部１１の外周面に複数の溝１５を形成する第１工程と、第１工程で形成された複数の山部１６の頂点部分に対して、しごき成形用ダイス３０によってしごき成形を施す第２工程を実行することで、シャフト１０の加工対象部１１を目標外径Ｄｔに加工することができ、高精度な外径しごき成形を施すことができる。
【００４０】
又、当該シャフト１０の製造方法によれば、しごき成形用ダイス３０によって、各山部１６の頂点部分をしごく為、シャフト１０の外周面全体をしごく場合よりも成形荷重を小さくすることができる。これにより、しごき成形用ダイス３０の変形を抑制することができるので、当該シャフト１０の製造方法によれば、シャフト１０の外周面に対して、高精度な外径しごき成形を施すことができる。
【００４１】
図７に示すように、しごき成形用ダイス３０のしごき成形に伴って塑性流動した金属材料は、各谷部１７内を充填するように塑性流動していき、塑性流動部１８を形成する為、塑性流動した金属材料が、しごき成形用ダイス３０の移動に伴って、その端面に蓄積することはなく、当該金属材料のせん断やむしれを抑制することができる。これにより、シャフト１０の軸方向全体を加工対象部１１として、しごき成形用ダイス３０によるしごき加工を施すことができる。
【００４２】
又、当該シャフト１０の製造方法によれば、第１工程では、山部１６及び谷部１７からなる溝１５を、所定方向に延びるように形成しており、第２工程では、しごき成形用ダイス３０を用いて、各山部１６の頂点をしごく為、しごき成形用ダイス３０内周面と各山部１６との接触位置が局所的に集中することを抑制し得る。即ち、当該シャフト１０の製造方法によれば、しごき成形用ダイス３０の整形部３１における局部摩耗を抑制することで、シャフト１０の外周面に対して、より高精度な外径しごき成形を施すことができ、目標外径Ｄｔのシャフト１０を製造することができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態に係るシャフト１０の製造方法によれば、第１工程において、溝加工用ダイス２０を用いて、円柱状のシャフト１０の外周面に対して複数の山部１６及び複数の谷部１７を夫々形成する為、シャフト１０の外周面における加工硬化を少なくすることができ、第２工程におけるシャフト１０の外径しごき成形の精度を高めることができる。
【００４４】
又、第２工程においては、円環状のしごき成形用ダイス３０に対して、前記シャフト１０を軸方向に移動させることによって、前記シャフト１０の外周面に形成された各山部１６をしごき、各山部１６の頂点を構成する金属材料を、各谷部１７に対して塑性流動させる。従って、シャフト１０の製造方法によれば、各山部１６の頂点部分をしごき成形用ダイス３０によってしごく為、シャフト１０外周面全体をしごく場合よりも成形荷重を小さくすることができる。これにより、第２工程に使用されるしごき成形用ダイス３０の変形を抑制することができるので、当該シャフト１０の製造方法によれば、シャフト１０の外周面に対して、高精度な外径しごき成形を施すことができ、目標外径Ｄｔのシャフト１０を製造することができる。
【００４５】
又、第２工程においては、しごき成形用ダイス３０によってしごかれた各山部１６の構成材料は、各谷部１７に対して塑性流動する為、当該シャフト製造方法によれば、第２工程に伴う構成材料のせん断やむしれを抑制することができ、高精度な外径しごき成形を長距離にわたって実行し得る。
【００４６】
図１、図３、図５、図６に示すように、当該シャフト１０の製造方法によれば、前記第２工程において、しごき成形用ダイス３０に対して前記シャフト１０を軸方向に移動させると同時に、当該シャフト１０の移動方向上流側にあたる外周面に対する第１工程を実行し、上流側にあたる外周面に複数の山部１６及び谷部１７を形成する。即ち、当該シャフト１０の製造方法によれば、シャフト１０に対して、第１工程と第２工程を並列的に実行することができるので、シャフト１０に対する作業効率を高め、シャフト１０の製造効率を向上させ得る。
【００４７】
そして、前記第１工程では、シャフト１０の外周面に複数の溝１５が形成され、各溝１５は、相互に隣接する２つの前記山部１６と、当該２つの山部１６の間に位置する谷部１７によって構成され、所定方向に向かって延びている（図３〜図５参照）。従って、当該シャフト１０の製造方法によれば、しごき成形用ダイス３０に対して、前記シャフト１０を軸方向に移動させることによって、所定方向に延びる溝１５を構成する各山部１６をしごく為、しごき成形用ダイス３０の整形部３１内周面と各山部１６との接触位置が局所的に集中することを抑制し得る。即ち、当該シャフト１０の製造方法によれば、しごき成形用ダイス３０の整形部３１における局部摩耗を抑制することで、シャフト１０の外周面に対して、より高精度な外径しごき成形を施すことができ、目標外径Ｄｔのシャフト１０を製造することができる。
【００４８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、シャフト１０は、回転電機の回転軸を構成していたが、この態様に限定されるものではない。本発明におけるシャフトとしては、回転電機を構成する円柱状のシャフトであれば、種々の部品に対して適用することができる。
【００４９】
上述した形態においては、しごき成形用ダイス３０の上方に、溝加工用ダイス２０を配置することで、第１工程と第２工程とを並列的に実行していたが、この態様に限定されるものではない。第１工程の以後に、第２工程を行うように構成されていればよく、シャフト１０の加工対象部１１外周面全体に対する第１工程を完了した後、第２工程を開始するように構成することも可能である。
【００５０】
この場合、第１工程の直後に、第２工程を開始する必要はなく、第１工程と第２工程の間に、他の工程を介在させてもよい。例えば、第１工程終了後、第２工程開始前に、旋盤を用いて各山部１６を加工することで、シャフト１０の中心軸Ｃと、加工対象部１１における中心軸Ｃをあわせて同軸を出す工程を行ってもよい。
【００５１】
上述した実施形態においては、第１工程として、溝加工用ダイス２０をシャフト１０の軸方向に移動させることによって、シャフト１０の加工対象部１１外周面に、軸方向に沿って延びる複数の溝１５を形成していたが、この態様に限定されるものではない。加工対象部１１の外周面に対して、複数の溝１５を形成するものであれば、当該溝１５が伸びる方向が限定されるものではない。
【００５２】
例えば、図８に示すように、シャフト１０の側面視において、軸方向に対して所定の角度（鋭角）を為す方向へ延びる溝１５を形成してもよい。複数の溝１５を図８に示すように形成することで、しごき成形用ダイス３０を軸方向に沿って移動させた場合に、溝１５を構成する各山部１６と、しごき成形用ダイス３０の整形部３１との接触位置を適宜変更することができる。この場合、しごき成形用ダイス３０の整形部３１における局部摩耗を抑制することができ、高精度の外径しごき成形を長期にわたって維持することができる。
【００５３】
又、図９に示すように、シャフト１０の側面視において、軸方向に対して直交する方向へ延びる溝１５を形成してもよい。この場合においても、複数の溝１５を構成する各山部１６の頂点を、しごき成形用ダイス３０によってしごくことで、各谷部１７内に塑性流動させることができ、高精度の外径しごき成形を実現することができる。
【００５４】
そして、上述した実施形態においては、本発明に係る第１工程として、溝加工用ダイス２０による溝加工を行っていたが、シャフト１０の外周面に対して、複数の凸部及び複数の凹部を形成することができれば、種々の加工を採用することができる。例えば、第１工程として、シャフト１０の外周面に対してローレット加工（例えば、綾目ローレット等）を施すことによって、複数の凸部及び複数の凹部を形成してもよい。同様に、第１工程として、シャフト１０の外周面に対して転造加工を施すことによって、複数の凸部及び複数の凹部を形成してもよい。
【００５５】
又、第１外径Ｄｏと、第２外径Ｄｉと、目標外径Ｄｔの関しては、第１外径Ｄｏが目標外径Ｄｔよりも大きく、第２外径Ｄｉが目標外径Ｄｔよりも小さいという要件を満たしていればよい。この点、第２工程において、しごき加工に伴い塑性流動する金属材料の体積と、目標外径Ｄｔよりも内径側となる各谷部１７の空間の大きさが釣り合うように、目標外径Ｄｔ、第１外径Ｄｏ、第２外径Ｄｉを定めることが望ましい。
【００５６】
そして、上述した実施形態においては、シャフト１０の直径（初期外径Ｄｓ、目標外径Ｄｔ、第１外径Ｄｏ、第２外径Ｄｉ）を基準としていたが、シャフト１０の半径を基準として定義することも可能である。
又、上述した実施形態においては、第１工程で複数の凸部及び複数の凹部として、山部１６及び谷部１７を形成することで断面三角形状の溝部１５を形成したが、凸部及び凹部の形状は問わない。
又、上述した実施形態においては、中実のシャフト１０について説明したが、中空シャフトにも適用してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０  シャフト
１１  加工対象部
１５  溝
１６  山部
１７  谷部
１８  塑性流動部
２０  溝加工用ダイス
２１  溝形成部
３０  しごき成形用ダイス
３１  整形部
４０  支持治具
Ｄｔ  目標外径
Ｄｏ  第１外径
Ｄｉ  第２外径
【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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【図９】
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