(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径部及び小径部を有する段部付きシャフトの製造方法であって、
前記段部付きシャフトの成型装置は、
ガイドに支持されて軸方向に移動可能であり、加圧ピンが摺動可能な第１の成型孔が内部軸方向に形成された第１の型と、
該第１の型の軸方向の一端面と対向して配設され、内部に、前記大径部と前記小径部、及び前記大径部と前記小径部とを連結するテーパ状のテーパ部に整合する空隙として構成された第２の成型孔が軸方向に形成された第２の型と、を備え、
前記第１の型の軸方向の他端面には、軸方向に弾性力を伝える第１の弾性部材が配設されるとともに、前記第２の型の前記第１の型と対向していない側の軸方向端面には、一端部が固定されており、軸方向に弾性力を伝える第２の弾性部材の他端部が配設され、
前記第１の型と前記第２の型とは、所定の間隙を有して対向するとともに、前記第１の成型孔と前記第２の成型孔は連通する位置に配設されるとともに、前記第２の成型孔の前記小径部は、前記第２の弾性部材側に配設されており、
前記第２の成型孔に棒状の被成型部材を挿入する第１の工程と、
前記第１の弾性部材を前記第１の型側に押圧して収縮させるとともに、前記加圧ピンを、前記第１の成型孔内において前記第２の型が配設されている側の軸方向端部方向に向けて摺動させる第２の工程と、
前記第１の弾性部材の押圧力で前記第１の型を前記第２の型に当接させる第３の工程と、
前記第１の弾性部材を更に収縮させて前記第１の型を前記第２の型に圧接させ、前記第２の型に前記第１の弾性部材から付加された押圧力を伝達し、前記第２の弾性部材が、前記第２の型から伝達された押圧力に対する復元力により前記第２の型を前記第１の型の配設される方向へ押し返すよう作用させるとともに、前記加圧ピンの端部を前記被成型物に圧接させて前記被成型物を前記小径部へ向けて押圧し、前記復元力と前記加圧ピンの押圧力により前記被成型物の先端部に前記テーパ部及び前記小径部に整合する形状を形成する第４の工程と、を備えることを特徴とする段部付きシャフトの製造方法。
【請求項２】
前記第１の弾性部材の前記第１の型と連結されている側の他端側は、外部より押圧力が付加される押圧部材に固定されるとともに、前記押圧部材の前記第１弾性部材が連結されている側の面には、前記加圧ピンが配設されており、
前記第２の工程乃至前記第３の工程においては、前記押圧部材を介して前記第１の弾性部材及び前記加圧ピンに押圧力が付加されることを特徴とする請求項１に記載の段部付きシャフトの製造方法。
【請求項３】
大径部及び小径部を有する段部付きシャフトの前記小径部にウォームが形成されたアーマチャシャフトの製造方法であって、
前記段部付きシャフトの成型装置は、
ガイドに支持されて軸方向に移動可能であり、加圧ピンが摺動可能な第１の成型孔が内部軸方向に形成された第１の型と、
該第１の型の軸方向の一端面と対向して配設され、内部に、前記大径部と前記小径部、及び前記大径部と前記小径部とを連結するテーパ状のテーパ部に整合する空隙として構成された第２の成型孔が軸方向に形成された第２の型と、を備え、
前記第１の型の軸方向の他端面には、軸方向に弾性力を伝える第１の弾性部材が配設されるとともに、前記第２の型の前記第１の型と対向していない側の軸方向端面には、一端部が固定されており、軸方向に弾性力を伝える第２の弾性部材の他端部が配設され、
前記第１の型と前記第２の型とは、所定の間隙を有して対向するとともに、前記第１の成型孔と前記第２の成型孔は連通する位置に配設されるとともに、前記第２の成型孔の前記小径部は、前記第２の弾性部材側に配設されており、
前記第２の成型孔に棒状の被成型部材を挿入する第１の工程と、
前記第１の弾性部材を前記第１の型側に押圧して収縮させるとともに、前記加圧ピンを、前記第１の成型孔内において前記第２の型が配設されている側の軸方向端部方向に向けて摺動させる第２の工程と、
前記第１の弾性部材の押圧力で前記第１の型を前記第２の型に当接させる第３の工程と、
前記第１の弾性部材を更に収縮させて前記第１の型を前記第２の型に圧接させ、前記第２の型に前記第１の弾性部材から付加された押圧力を伝達し、前記第２の弾性部材が、前記第２の型から伝達された押圧力に対する復元力により前記第２の型を前記第１の型の配設される方向へ押し返すよう作用させるとともに、前記加圧ピンの端部を前記被成型物に圧接させて前記被成型物を前記小径部へ向けて押圧し、前記復元力と前記加圧ピンの押圧力により前記被成型物の先端部に前記テーパ部及び前記小径部に整合する形状を形成する第４の工程と、
転造ダイスを備えた転造装置により、前記小径部にウォームを形成する第５の工程と、
を備えることを特徴とするアーマチャシャフトの製造方法。
【請求項４】
大径部及び小径部を有する段部付きシャフトの成型装置であって、
前記段部付きシャフトの成型装置は、
棒状の被成型物を押圧する加圧ピンと、
ガイドに支持されて軸方向に移動可能であり、前記加圧ピンが摺動可能な第１の成型孔が内部軸方向に形成された第１の型と、
該第１の型の軸方向の一端面と対向して配設され、内部に、前記大径部と前記小径部、及び前記大径部と前記小径部とを連結するテーパ状のテーパ部と整合する空隙として構成された第２の成型孔が軸方向に形成された第２の型と、
前記第１の型の軸方向の他端面に配設され、軸方向に弾性力を伝える第１の弾性部材と、
一端部が固定されるとともに、他端部が前記第２の型の前記第１の型と対向していない側の端面に配設され、軸方向に弾性力を伝える第２の弾性部材と、を有して構成されており、
前記第１の弾性部材を更に収縮させて前記第１の型を前記第２の型に圧接させ、前記第２の型に前記第１の弾性部材から付加された押圧力を伝達し、前記第２の弾性部材が、前記第２の型から伝達された押圧力に対する復元力により前記第２の型を前記第１の型の配設される方向へ押し返すよう作用させるとともに、前記加圧ピンの端部を、前記第２の成型孔に挿入された前記被成型物に圧接させて前記被成型物を前記小径部へ向けて押圧し、前記復元力と前記加圧ピンの押圧力により前記被成型物の先端部に前記テーパ部及び前記小径部に整合する形状を形成することを特徴とする段部付きシャフトの成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段部付きシャフトの製造方法及びアーマチャシャフトの製造方法、並びに段部付きシャフトの成型装置に関し、より詳細には、先端部の径が本体部より小さく形成される段部付きシャフトを高品質かつ低コストで形成することが可能な段部付きシャフトの製造方法及びアーマチャシャフトの製造方法、並びに段部付きシャフトの成型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、先端部の径（正確な円形のみの直径を指すのみではなく、楕円、多角形等の対向最長サイズを含む概念である）が、本体部の径よりも小さく形成される長軸物を製造するにおいては、その径が小さくなった先端部を高精度に加工することが困難であった。
このように、先端部の径が本体部の径よりも小さく形成される長軸物を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、段部付きシャフトの製造方法が開示されている。
この特許文献１記載の絞り込み加工装置では、圧造加工装置により面付け加工が施された長尺棒形状の素材をダイに投入し、この投入された長尺棒形状素材の投入開口側端部をパンチにより押圧することにより絞込み加工を行う。
このダイの投入口の一端部側（素材の投入開口側と逆側の端部）には、投入口よりも小径のスレート孔部が同軸に形成されており、ダイにより素材を押圧することによって、長尺棒形状の素材の一端部がそのスレート孔部の形状に整合する形状に塑性変形する。
つまり、長尺棒形状の素材の一端部が絞り込まれて、段部付きのシャフトが形成されることとなる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０２５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このように、一端をパンチで押圧して、他端側の形状を塑性変化させる原理の装置においては、短尺物の場合には、先端部の絞り加工を有効に実施することが可能であるが、長尺になればなる程、加工が困難となるという問題点があった。
つまり、素材が長尺になれば、先端部にパンチの押圧力が有効に伝達されなくなり、先端部の塑性変形が十分に行われないという問題が生じていた。
例えば、図８に示すように、各点での有効圧力の加圧割合を示すと、Ａ´点で約５０％、Ｂ´点で約３０％、Ｃ´点で約１５％、Ｄ´点で約５％となり、塑性変形部（先端部）での圧力が不足し、このため、先端部の塑性変形を確実に行うことができない。
【０００６】
本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、先端部の径が本体部より小さく形成される段部付きシャフトを製造する際の先端部絞込み加工において、先端部に十分な絞込み加工圧力を伝達して絞込み加工を確実に行うことが可能であり、先端が絞り込まれた段部付きシャフトを高品質かつ低コストで形成することが可能な段部付きシャフトの製造方法及びアーマチャシャフトの製造方法、並びに段部付きシャフトの成型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、本発明に係る段部付きシャフトの製造方法によれば、大径部及び小径部を有する段部付きシャフトの製造方法であって、前記段部付きシャフトの成型装置は、ガイドに支持されて軸方向に移動可能であり、加圧ピンが摺動可能な第１の成型孔が内部軸方向に形成された第１の型と、該第１の型の軸方向の一端面と対向して配設され、内部に、前記大径部と前記小径部、及び前記大径部と前記小径部とを連結するテーパ状のテーパ部に整合する空隙として構成された第２の成型孔が軸方向に形成された第２の型と、を備え、前記第１の型の軸方向の他端面には、軸方向に弾性力を伝える第１の弾性部材が配設されるとともに、前記第２の型の前記第１の型と対向していない側の軸方向端面には、一端部が固定されており、軸方向に弾性力を伝える第２の弾性部材の他端部が配設され、前記第１の型と前記第２の型とは、所定の間隙を有して対向するとともに、前記第１の成型孔と前記第２の成型孔は連通する位置に配設されるとともに、前記第２の成型孔の前記小径部は、前記第２の弾性部材側に配設されており、前記第２の成型孔に棒状の被成型部材を挿入する第１の工程と、前記第１の弾性部材を前記第１の型側に押圧して収縮させるとともに、前記加圧ピンを、前記第１の成型孔内において前記第２の型が配設されている側の軸方向端部方向に向けて摺動させる第２の工程と、前記第１の弾性部材の押圧力で前記第１の型を前記第２の型に当接させる第３の工程と、前記第１の弾性部材を更に収縮させて前記第１の型を前記第２の型に圧接させ、前記第２の型に前記第１の弾性部材から付加された押圧力を伝達し、前記第２の弾性部材が、前記第２の型から伝達された押圧力に対する復元力により前記第２の型を前記第１の型の配設される方向へ押し返すよう作用させるとともに、前記加圧ピンの端部を前記被成型物に圧接させて前記被成型物を前記小径部へ向けて押圧し、前記復元力と前記加圧ピンの押圧力により前記被成型物の先端部に前記テーパ部及び前記小径部に整合する形状を形成する第４の工程と、を備えることにより解決
される。
【０００８】
また、上記課題は、本発明に係る段部付きシャフトの成型装置によれば、大径部及び小径部を有する段部付きシャフトの成型装置であって、前記段部付きシャフトの成型装置は、棒状の被成型物を押圧する加圧ピンと、ガイドに支持されて軸方向に移動可能であり、前記加圧ピンが摺動可能な第１の成型孔が内部軸方向に形成された第１の型と、該第１の型の軸方向の一端面と対向して配設され、内部に、前記大径部と前記小径部、及び前記大径部と前記小径部とを連結するテーパ状のテーパ部と整合する空隙として構成された第２の成型孔が軸方向に形成された第２の型と、前記第１の型の軸方向の他端面に配設され、軸方向に弾性力を伝える第１の弾性部材と、一端部が固定されるとともに、他端部が前記第２の型の前記第１の型と対向していない側の端面に配設され、軸方向に弾性力を伝える第２の弾性部材と、を有して構成されており、前記第１の弾性部材を更に収縮させて前記第１の型を前記第２の型に圧接させ、前記第２の型に前記第１の弾性部材から付加された押圧力を伝達し、前記第２の弾性部材が、前記第２の型から伝達された押圧力に対する復元力により前記第２の型を前記第１の型の配設される方向へ押し返すよう作用させるとともに、前記加圧ピンの端部を、前記第２の成型孔に挿入された前記被成型物に圧接させて前記被成型物を前記小径部へ向けて押圧し、前記復元力と前記加圧ピンの押圧力により前記被成型物の先端部に前記テーパ部及び前記小径部に整合する形状を形成することにより解決される。
【０００９】
本発明においては、第２の型に形成されている第２の成型孔に棒状の被成型部材を挿入する第１の工程と、第１の弾性部材により第１の型側に押圧するとともに、加圧ピンを、第１の型に形成された第１の成型孔内において第２の型が配設されている側の軸方向端部方向に向けて摺動させる第２の工程と、第１の弾性部材の押圧力で第１の型を第２の型に当接させる第３の工程と、を行うことにより成型の準備段階が実現される。
次いで、本発明の特徴的構成である第４の工程を行うことにより、確実にシャフトの段部付き部の成型を実施する。
この第４の工程は、第１の弾性部材を更に収縮させて第１の型を第２の型に圧接させ、第２の型に第１の弾性部材から付加された押圧力を伝達し、第２の弾性部材が、第２の型から伝達された押圧力に対する復元力により第２の型を第１の型の配設される方向へ押し返すよう作用させるとともに、加圧ピンの端部を被成型物に圧接させて被成型物を小径部へ向けて押圧し、復元力と加圧ピンの押圧力により被成型物の先端部にテーパ部及び小径部を形成する工程である。
【００１０】
つまり、第４の工程である「段部付き部の成型工程（絞り工程）」では、被成型物の一端部（段部付き部が形成されない側の端部）には、加圧ピンにより押圧力が付加され、被成型物の他端部は、第２の弾性部材から付加される押圧力（第２の弾性部材の復元力に起因する）が付加される。
言い換えれば、被成型物は、加圧ピンより加えられる一端側からの押圧力で小径部方向（つまり段部付き部形成方向）に押されて先端部がこの小径部と整合する形状に塑性変形させられるとともに、この先端部は、第２の弾性部材から加えられる押圧力で大径方向（つまり、加圧ピンが加える押圧力の方向とは逆方向）に押され、進行している棒状部材の塑性変形を促進する。
更に言えば、被成型物は、加圧ピンにより加えられる押圧力と第２の弾性部材から加えられる押圧力とで、その軸方向両端部から挟まれたような状態で型（第２の成型孔）に押し付けられる。
このため、加圧ピンの押圧点（大径側の端部）から離隔した位置に配設されることにより、加圧ピンから付加される圧力が低い状態となっていた小径部側の圧力を、第２の弾性部材の押圧力（復元力）により補填することができる。
また、本発明に係る段部付きシャフトの成型装置によれば、上記工程を効果的に実施することができる。
【００１１】
よって、長軸物である被成型物の先端部の加工圧力を確実に確保することが可能となり、塑性加工による高強度な部品を提供することができる。
また、長軸物である被成型物の先端絞りが可能となるため、高速加工により生産性が向上するとともに、先端部の精度を安定化させることにより品質の安定化を図ることができる。
更に、ローレット形成工程や切削工程等の２次加工工程が不要であるため、製造コストを低減させることが可能となるとともに、形状変更及び量変動に柔軟に対応することができ、設備投資を抑制することができる。
このように、大幅製造コスト低減を実現することができるとともに、高品質及び低価格の段部付きシャフトを提供することができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明において、前記第１の弾性部材の前記第１の型と連結されている側の他端側は、外部より押圧力が付加される押圧部材に固定されるとともに、前記押圧部材の前記第１弾性部材が連結されている側の面には、前記加圧ピンが配設されており、前記第２の工程乃至前記第３の工程においては、前記押圧部材を介して前記第１の弾性部材及び前記加圧ピンに押圧力が付加されると、作業を効率化することができ好適である。
【００１３】
更に、上記課題は、本発明に係るアーマチャシャフトの製造方法によれば、大径部及び小径部を有する段部付きシャフトの前記小径部にウォーム歯が形成されたアーマチャシャフトの製造方法であって、前記段部付きシャフトの成型装置は、ガイドに支持されて軸方向に移動可能であり、加圧ピンが摺動可能な第１の成型孔が内部軸方向に形成された第１の型と、該第１の型の軸方向の一端面と対向して配設され、内部に、前記大径部と前記小径部、及び前記大径部と前記小径部とを連結するテーパ状のテーパ部に整合する空隙として構成された第２の成型孔が軸方向に形成された第２の型と、を備え、前記第１の型の軸方向の他端面には、軸方向に弾性力を伝える第１の弾性部材が配設されるとともに、前記第２の型の前記第１の型と対向していない側の軸方向端面には、一端部が固定されており、軸方向に弾性力を伝える第２の弾性部材の他端部が配設され、前記第１の型と前記第２の型とは、所定の間隙を有して対向するとともに、前記第１の成型孔と前記第２の成型孔は連通する位置に配設されるとともに、前記第２の成型孔の前記小径部は、前記第２の弾性部材側に配設されており、前記第２の成型孔に棒状の被成型部材を挿入する第１の工程と、前記第１の弾性部材を前記第１の型側に押圧して収縮させるとともに、前記加圧ピンを、前記第１の成型孔内において前記第２の型が配設されている側の軸方向端部方向に向けて摺動させる第２の工程と、前記第１の弾性部材の押圧力で前記第１の型を前記第２の型に当接させる第３の工程と、前記第１の弾性部材を更に収縮させて前記第１の型を前記第２の型に圧接させ、前記第２の型に前記第１の弾性部材から付加された押圧力を伝達し、前記第２の弾性部材が、前記第２の型から伝達された押圧力に対する復元力により前記第２の型を前記第１の型の配設される方向へ押し返すよう作用させるとともに、前記加圧ピンの端部を前記被成型物に圧接させて前記被成型物を前記小径部へ向けて押圧し、前記復元力と前記加圧ピンの押圧力により前記被成型物の先端部に前記テーパ部及び前記小径部に整合する形状を形成する第４の工程と、転造ダイスを備えた転造装置により、前記小径部にウォームを形成する第５の工程と、を備えることにより解決される。
【００１４】
このように、本発明によれば、請求項１に係る発明と同様にして成型された段部付きシャフトの小径部を転造加工することによって、この小径部にウォームを形成し、アーマチャシャフトを効率よく簡易に作成することができる。
また、この転造加工は、製品外形よりも細い素材を盛り上げて成型することができるため、形を削り出す切削加工に比して原料の無駄を省くことができ、製造コストの低減に寄与する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、先端部の径が本体部より小さく形成される段部付きシャフトを製造する際の先端部絞込み加工において、先端部に十分な絞込み加工圧力を伝達して絞込み加工を確実に行うことが可能となる。
また、本発明に係る装置は簡易な構成であるとともに、確実に先端部を絞り込むことが可能であるため、先端が絞り込まれた段部付きシャフトを高品質かつ低コストで形成することが可能である。
更に、２次加工工程（ローレット形成工程や切削工程等）が不要であるため、製造コストを低減させることが可能となるとともに、形状変更及び量変動に柔軟に対応することができ、設備投資を抑制することができ、製造コスト低減を実現することが可能となる。
また、この段部付きシャフトの小径部を転造加工してウォームを形成することにより、アーマチャシャフトを簡易に低コストで形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、先端部の径が本体部より小さく形成される段部付きシャフトを製造する際の先端部絞込み加工において、先端部に十分な絞込み加工圧力を伝達して絞込み加工を確実に行うことが可能であり、先端が絞り込まれた段部付きシャフトを高品質かつ低コストで形成することが可能な段部付きシャフトの製造方法及びアーマチャシャフトの製造方法、並びに段部付きシャフトの成型装置（以下、単に「成型装置Ｓ」と記す）に関するものである。
【００１７】
図１乃至図５は、本発明の一実施形態を示すものであり、図１は成型装置を示す説明図、図２は成型装置の作動を示す説明図、図３は成型装置の作動を示す詳細図、図４は成型装置の押圧原理を示す説明図、図５は成型装置の圧力分布を示す説明図、図６は転造工程を示す説明図、図７はアーマチャシャフトの説明図である。
【００１８】
図１に、本実施形態に係る成型装置Ｓを示す。
図１に示すように、本実施形態に係る成型装置Ｓは、加圧ピン１、第１の型２、第２の型３、押圧部材４、第１の弾性部材５、支持部材６、第２の弾性部材７、を有して構成されている。
なお、図１は部分断面図である。
【００１９】
なお、本実施形態においては、本発明に係る特徴的構成を主として開示しており、成型装置Ｓの詳細な制御、その他の構成等（例えば、ダイのガイド部材等）は、公知の絞込み装置と同様の構成であるため、図示及び説明は省略する。
また、本実施形態においては、被成型物Ｇは棒状部材である。
なお、その材質は、Ｓ４５Ｃ以下の炭素鋼であり、断面積減少率を約３５％〜６５％とし、径と長さの比率（長さ／径）が約１５％〜２５％となるよう設定した。
【００２０】
本実施形態に係る加圧ピン１は、公知の加圧パンチであり、被成型物Ｇの一端部側を押圧する。
本実施形態に係る第１の型２は、所謂ダイと称する成型のための型であり、その略中央部には、第１の成型孔２１が形成されている。
本実施形態においては、この第１の成型孔２１は、軸方向に延びた円筒形状の孔として形成されている。
また、第１の型２の位置端面側（後述する押圧部材４と対向する側の面）には、略円柱状の第１型側第１弾性部材固定部２２が形成されている。
【００２１】
本実施形態に係る第２の型３は、所謂ダイと称する成型のための型であり、その略中央部には、第２の成型孔３１が形成されている。
本実施形態においては、この第２の成型孔３１は、円筒状の長軸部３１ａ（大径部に相当）と、この長軸部３１ａと同軸であるとともに、この長軸部３１ａ内径より小径となる円筒状の先端部３１ｃ（小径部に相当）と、長軸部３１ａと先端部３１ｃとを連結するテーパ状のテーパ部３１ｂとを有する形状に形成されている。
【００２２】
また、第２の型３の一端面側（後述する支持部材６と対向する側の面）には、略円柱形状の第２型側第２弾性部材固定部３２が形成されている。
なお、第１の成型孔２１及び第２の成型孔３１の形状はこれに限られることはなく、複数段で絞られる形状等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、被成型物Ｇの形状及び被成型物Ｇの加工後形状に応じてどのように形成されていてもよい。
【００２３】
本実施形態に係る押圧部材４は、第１の押圧部材４１と、第２の押圧部材４２とを有して構成されている。
第１の押圧部材４１は、略円柱形状の部材であり、一端面側（第１の型２側の端面）には、同軸に第２の押圧部材４２が当接した状態で配設されている。
この第２の押圧部材４２の一端面側には、この第２の押圧部材４２より小径である略円柱形状の第２押圧部材側第１弾性部材固定部４２ａが同軸に形成されている。
【００２４】
この第１の押圧部材４１と第２の押圧部材４２の内部には、加圧ピン１の一端部側が固定されている。
つまり、第１の押圧部材４１と第２の押圧部材４２に力を加えることにより、加圧ピン１はその力が付加された方向へ移動する。
なお、本実施形態においては、第１の押圧部材４１と第２の押圧部材４２とを分離した構造としたが、これに限られることはなく、第１の押圧部材４１と第２の押圧部材４２とを一体構成としてもよい。
【００２５】
本実施形態に係る第１の弾性部材５は、公知のバネであり、その両端部が、第１の型２に形成された第１型側第１弾性部材固定部２２と、第２の押圧部材４２に形成された第２押圧部材側第１弾性部材固定部４２ａに各々固定されている。
つまり、第２の押圧部材４２からの押圧力は、第１の弾性部材５を介して第１の型２に伝達されることとなる。
【００２６】
本実施形態に係る支持部材６は、略円柱形状の部材であり、その一端面（第２の型３と対向する側の面）には、略円筒形状の支持部材側第２弾性部材固定部６１が形成されている。
本実施形態に係る第２の弾性部材７は、公知のバネであり、その両端部が、第２の型３に形成された第２型側第２弾性部材固定部３２と、支持部材６に形成された支持部材側第２弾性部材固定部６１とに各々固定されている。
つまり、第２の型３と支持部材６との間の力の伝達は、第２の弾性部材７を介して行われることとなる。
【００２７】
なお、第１の型２及び押圧部材４は、パンチケースＫ１に被覆されており、第２の型３及び支持部材６はダイケースＫ２に被覆されている。
このパンチケースＫ１は、図示しないガイド部材に支持されており、このガイド部材に沿って軸方向へ移動可能となるように構成されている。
また、第１の型２と加圧ピン１は、相対摺動可能であり、パンチケースＫ１と第１の型２とは一体に摺動するよう構成されている。
【００２８】
次いで、図２乃至図４により、本実施形態に係る成型装置Ｓの作動の様子を説明する。
なお、以下、第１の型２の軸方向両端面のうち、第２の型３と対向する側の端面を「面Ｄ」と記し、第２の型３の軸方向両端面のうち、第１の型３に対向する側の端面を「面Ｅ」と記す。
また、支持部材６が配設される側を「先端」と記し、第１の型２及び押圧部材４が配設される側を「後端」と記す。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、押圧されていない状態では、面Ｄと面Ｅとの間に所定のクリアランスが形成されている。
つまり、面Ｄと面Ｅとは当接しておらず、離れた状態である。
成型時には、図２（ｂ）に示すように、面Ｄと面Ｅは圧接しており、第１の押圧部材４１及び第２の押圧部材４２から付加された押圧力は第１の弾性部材５を介して第１の型２から第２の型３に伝達されており、このとき第２の型３が第２の弾性部材７を収縮させた反作用により第２の型３は、第２の弾性部材７により後端方向へ押圧されている。
【００３０】
また、加圧ピン１は、被成型物Ｇの後端部分を押圧しており、被成型物Ｇの先端部は、第１の成型孔２１の先端形状に整合する形状に塑性変形している。
なお、被成型物Ｇの先端部は、ノックアウトピンの端部に当接するまで塑性変形するよう構成されている。しかし、構成はこれに限られることはなく、規定の先端部にストッパ等を配設してもよいし、押圧力を調整することにより規定寸法で変形が終了するように構成してもよい。
【００３１】
成型装置Ｓの作動の詳細を図３により順を追って説明する。
前述したように、本実施形態に係る成型装置Ｓでは、図３（ａ）に示すように、押圧されていない状態では、面Ｄと面Ｅとの間に所定のクリアランスが形成されている。
つまり、面Ｄと面Ｅとは当接しておらず、離れた状態であり、この状態においては、成型装置Ｓ及び被成型物Ｇに圧力は付加されていない。
【００３２】
この状態で、第２の成型孔３１に挿入された被成型物Ｇの後端部を押圧ピン１で押圧する。
図３（ｂ）に示すように、第１の型２及び押圧部材４を第２の型３の方向へ移動させ、第１の型２に形成された第１の成型孔２１に被成型物Ｇの後端部を挿入する。
このとき、第１の型２は、パンチケースＫ１と一体に摺動する。
【００３３】
このように第１の型２及びパンチケースＫ１の摺動を継続すると、図３（ｃ）に示すように、面Ｄと面Ｅが当接する。
この状態では、被成型物Ｇの後端部は、加圧ピン１の先端部と当接していない。
次いで、図３（ｄ）に示すように、第１の押圧部材４１及び第２の押圧部材４２を先端方向へ更に押圧すると、第１押圧部材４１から第２押圧部材４２に付加された押圧力は、第１の弾性部材５を介して第１の型２に伝達されるとともに、第１の型２を介して第２の型３へと伝達される。
【００３４】
また、第１の弾性部材５が収縮した分、第２の押圧部材４２と第１の型２との間の間隙が縮まるため、加圧ピン１の先端部は、被成型物Ｇの後端部と圧接し、押圧力が加圧ピン１から被成型物Ｇに付加される。
つまり、第１の押圧部材４１から付加された押圧力は、第２押圧部材４２から第１押圧部材４１、第１の弾性部材５、第１の型２を順に介して第２の型３に伝達されるとともに、加圧ピン１から被成型物Ｇに伝達される。
【００３５】
このときの、第２の型３の先端側の押圧力の伝達の様子を図４に示す。
第１の押圧部材４１に付加された押圧力Ｆ０は、第２の押圧部材４２から第１の弾性部材５へ押圧力Ｆ１として伝達される。
この押圧力Ｆ１は、第１の型２を押圧するが、第１の型２は面Ｄで第２の型３の面Ｅと当接しているため、押圧力Ｆ１は、第１の型２を介して第２の型３に押圧力Ｆ３として伝達される。
【００３６】
この押圧力Ｆ３は、第２の弾性部材７を収縮させるが、第２の弾性部材７の端部（第２の型３に固定されている側と反対側の端部）は支持部材６に固定されており、この支持部材６は固定されて動かないことから、この第２の弾性部材７は、押圧力Ｆ３の反作用としての復元力である押圧力Ｆ４で第２の型３を押し返す。
【００３７】
また、第１の押圧部材４１に付加された押圧力Ｆ０は、加圧ピン１もまた先端方向へと押し、押圧力Ｆ２として伝達される。
この押圧力Ｆ２は、被成型物Ｇの後端部を押圧し、被成型物Ｇ先端部の塑性変形を起こす直接的な力となる。
【００３８】
このように、本実施形態に係る成型装置Ｓによれば、被成型物Ｇの後端部を押圧する押圧力Ｆ１と、被成型物Ｇの先端側を押圧力Ｆ１と反対側に押圧する（被成型物Ｇを後端側へ押圧する）押圧力Ｆ４により、従来の装置において押圧力伝達が不足する被成型物Ｇ前端部においても、十分な押圧力を確保することができる。
よって、被成型物Ｇの両端面側から押圧するような複雑な設備を必要とすることなく、片側からの押圧のみで、第１の型２及び第２の型３内部の圧力を均一化することができ、他端側の押圧力を十分に確保して被成型物Ｇの先端部を確実に加工することができる。
【００３９】
図５に、圧力分布を示す。
図５（ａ）は、従来の成型装置における、各点での有効圧力の加圧割合であり、Ａ´点で約５０％、Ｂ´点で約３０％、Ｃ´点で約１５％、Ｄ´点で約５％となり、塑性変形部（先端部）での圧力が不足し、このため、先端部の塑性変形を確実に行うことができなかった。
【００４０】
図５（ｂ）は、本実施形態に係る成型装置Ｓにおける、各点での有効圧力の加圧割合であり、Ａ点で約３０％、Ｂ点で約２０％、Ｃ点で約２０％、Ｄ点で約３０％となり、塑性変形部（先端部）に十分に押圧力を付加することができる。
このため、先端部の塑性変形を確実に行うことができる。
つまり、従来の成型装置においては、塑性変形側（先端部側）にいくにつれて、押圧力がどんどん小さくなってゆくが、本実施形態に係る成型装置Ｓにおいては、効率よく押圧力を付加することができる。
また、塑性変形側（先端部側）に重点をおいた圧力調整（約５０％〜７０％）を行うことが可能となる。
【００４１】
次いで、図６により、上記のように成型された段部付きの被成型物Ｇの小径部分（以下「小径部分Ｇ１」と記す）に、ウォームを形成する工程を説明する。
なお、図６及び図７においては、説明のため、ウォーム部分Ｗを若干大きく図示している。
ウォーム部Ｗは、段部付きの被成型物Ｇの小径部分を、転造加工することにより成型される。
この転造加工は、ウォーム部Ｗの形状に整合する螺旋形状の凹部が形成された転造ダイス８により、被成型部分を塑性変形されることにより実施される。
【００４２】
本実施形態おいては、２個１組で形成される円筒形状の転造ダイス８，８（外周面にウォーム部Ｗの形状に整合する凹部が形成されている）に被成型物Ｇの小径部分Ｇ１を挟み込んだ状態で、これら転造ダイス８，８を回転させることにより、小径部分Ｇ１の表面を塑性変形させてウォーム部Ｗの形状を成型する。
【００４３】
なお、転造ダイス８，８の形状及び個数は、これに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱するものでなければ、どのような形状のものを何個使用してもよい。
例えば、転造ダイス８として板形状の平ダイスを複数枚使用し、これら平ダイスで小径部分Ｇ１を挟み込んだ状態で（挟み込み側の相対向する面には、ウォーム部Ｗに整合する凹部が形成されている）、これら平ダイスを移動させることにより、小径部分Ｇ１の表面を塑性変形させてウォーム部Ｇ１の形状を成型してもよい。
【００４４】
このようにして成型されたアーマチャシャフトＮを図７に示す。
上記のように、本実施形態によれば、大径部分と小径部分Ｇ１とを有する段部付きのシャフトの小径部分に、ウォーム部Ｗが成型されたアーマチャシャフトＮを高い精度及び効率で形成することができる。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係る成型装置Ｓでの加工によれば、長軸物である被成型物Ｇの先端部の加工圧力を確保することが可能であり、塑性加工による高強度な部品を提供することができる。
また、以上のように長軸物である被成型物Ｇの先端絞りが可能となるため、高速加工により生産性が向上するとともに、先端部の精度を安定化させることにより品質の安定化を図ることができる。
更に、ローレット形成工程や切削工程等の２次加工工程が不要であるため、製造コストを低減させることが可能となるとともに、形状変更及び量変動に柔軟に対応することができ、設備投資を抑制することができる。
このように、大幅製造コスト低減を実現することができるとともに、高品質及び低価格の被成型物Ｇ及びアーマチャシャフトＮを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る成型装置を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る成型装置の作動を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る成型装置の作動を示す詳細図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る成型装置の押圧原理を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る成型装置の圧力分布を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る転造工程を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るアーマチャシャフトの説明図である。
【図８】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１‥加圧ピン、
２‥第１の型、２１‥第１の成型孔、２２‥第１型側第１弾性部材固定部、
３‥第２の型、
３１‥第２の成型孔、３１ａ‥長軸部、３１ｂ‥テーパ部、３１ｃ‥先端部、
３２‥第２型側第２弾性部材固定部、
４‥押圧部材、４１‥第１の押圧部材、４２‥第２の押圧部材、
４２ａ‥第２押圧部材側第１弾性部材固定部、
５‥第１の弾性部材、
６‥支持部材、６１‥支持部材側第２弾性部材固定部、
７‥第２の弾性部材、
８‥転造ダイス、
Ｄ，Ｅ‥面、Ｇ‥被成型物、Ｇ１‥小径部分、Ｎ‥アーマチャシャフト、
Ｋ１‥パンチケース、Ｋ２‥ダイケース、Ｓ‥成型装置、Ｗ‥ウォーム部
【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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