JP2012061521A - 軸の肥大部形成方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】肥大部を大きく形成でき、結合力を確実に向上させることのでき、肥大化の工程が生産効率よく行える軸の肥大形成方法および製造装置を提供する。
【解決手段】金属製の軸１０を被嵌合部材２０に嵌め合わせ、その嵌め合わせた部分を該基準軸線ＣＬに対して所定の屈曲点にて屈曲することにより軸１０の径を増大させて、被嵌合部材２０と軸１０とを固定する肥大部形成方法および製造装置である。そして、軸２０の屈曲点を、該軸１０の軸線方向に移動させて、軸線方向に大きい肥大部を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は金属からなる軸を太く加工する技術に関し、特に、肥大嵌め方法に適用して好適な軸の肥大部形成方法および製造装置に関する。

従来、金属製の軸とこの軸を挿通する挿通孔を有する被嵌合部材とを結合する方法として、軸を肥大させて挿通孔に固定する方法がある（特許文献１）。
この方法は、被嵌合部材の挿通孔に軸を嵌合させた後、被嵌合部材とともに軸を、その軸線上で回転させながら軸線方向に加圧する際に、軸の挿通孔付近に曲げを加える。これにより、嵌合部分が塑性変形して拡径し、挿通孔に嵌め合わされて、軸と被嵌合部材とが強固に固定される。

特開２００９−１７８７３２号公報

前掲の肥大嵌め方法は、収縮ばめ、かしめ等の方法に比べて強固な結合が可能であるが、この肥大嵌めによって製造された製品の使用目的は種々のものがあるが、その中でも例えばエンジンなどの駆動力を伝達する回転体においては、これまで以上により強固な固定が要望されており、嵌合部分の結合力の向上が望まれている。

また、従来の肥大部形成方法においては、特許文献１に開示されているように、軸を回転させながら１つの屈曲点において該軸を曲げることで、軸の屈曲点の部分を肥大化させる方法であるため、軸の材質や強度によっては屈曲の大きさが所望する大きさになり難い場合があり、嵌め合う部材間で結合力が充分でない場合があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属からなる軸の肥大部形成の際に、肥大化し難い部材であっても従来よりも肥大部を大きく形成でき、結合力を確実に向上させることのでき、しかも肥大化の工程が生産効率よく行える軸の肥大部形成方法および製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、金属製の軸を被嵌合部材の挿通孔に挿通して、前記軸を前記挿通孔に嵌め合わせた状態で、前記軸をホルダにて保持し、保持した状態の基準軸線上にて回転させるとともに、嵌め合わせた部分を該基準軸線に対して所定の屈曲点にて屈曲することにより前記軸の径を増大させて、前記被嵌合部材と前記軸とを固定する肥大部形成方法において、前記軸の屈曲点を、該軸の軸線方向に移動させることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記ホルダの一方を、前記基準軸線上に位置する初期揺動中心を起点に揺動させたのち、前記ホルダの一方を、前記初期揺動中心とは異なる他の揺動中心を基点にして揺動させて、前記屈曲点を移動させることを特徴とする特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記ホルダの一方を、前記基準軸線上に位置する初期揺動中心を起点に所定角度まで揺動させたのち、前記所定角度を維持した状態で前記ホルダの双方または何れか一方を前記基準軸線に沿ってホルダ同士が接近する方向に移動して、前記屈曲点を移動させることを特徴とする特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成に加えて、前記屈曲点を、間隔をあけて複数有するようにすることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成に加えて、前記屈曲点を連続的に移動させることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加えて、前記屈曲点を前記被嵌合部材の挿通孔の幅に対応して移動させることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加えて、前記挿通孔の内周面に溝を形成し、前記屈曲点を前記溝の幅に対応して移動させることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、金属製の軸を被嵌合部材の挿通孔に挿通した状態で、該軸を把持する一対のホルダが設けられ、前記ホルダが前記軸をその基準軸線にて回転させながら、前記挿通孔に対応した部分を屈曲点にて屈曲するように移動することにより、前記軸の径を増大させて、前記被嵌合部材と前記軸とを固定する製造装置において、
前記ホルダは、その少なくとも一方が前記屈曲点を形成するべく移動した状態で、さらに前記屈曲点の位置が前記基準軸線に沿って移動するように構成されたことを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項８に記載の構成に加えて、前記ホルダの一方が、前記基準軸線上に位置する初期揺動中心を起点に揺動可能で、且つ前記初期揺動中心とは異なる他の揺動中心を起点にして揺動可能に構成されていることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項８または９に記載の構成に加えて、前記屈曲点の移動範囲が、前記被嵌合部材の挿通孔の幅に対応するように構成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、軸の屈曲点が移動できるので、肥大部の軸方向の長さおよび肥大部位置を変えることが自在にできる。また、軸の嵌め合わせ部である被嵌合部材側の挿入孔の内周面に溝が形成されている場合には、溝の大きさや位置に対応する肥大部を形成することができる。

請求項２の発明によれば、ホルダの一方を、基準軸線上に位置する初期揺動中心を起点に揺動させてから、他の揺動中心を基点にして揺動させることにより、屈曲点を容易に移動させることができ、軸方向に大きい肥大部を形成することが容易にできる。

請求項３の発明によれば、ホルダの一方を、基準軸線上に位置する初期揺動中心を起点に所定角度まで揺動させて、このホルダの双方または何れか一方を基準軸線に沿ってホルダ同士が接近するように移動するので、屈曲点を容易に移動させることができる。

請求項４の発明によれば、屈曲点が軸線方向にて間隔を開けて形成されるので、
肥大部が間隔を置いて複数形成できる。したがって、被嵌合部材の内周面に溝が設けられている場合には、その溝の位置に合わせた肥大部を形成することができ、嵌合力の向上が容易にできる。

請求項５の発明によれば、軸の屈曲点が連続的に移動するようにするので、屈曲点の移動に伴って、肥大部の幅（軸方向の長さ）を大きく形成することが容易にできる。したがって、軸と被嵌合部材とが嵌め合わせられた部分の幅に対応した肥大部を形成することが極めて容易になる。
また、被嵌合部材の内周面に溝が設けられている場合には、その溝の幅に対応して肥大部を形成することができ、嵌合力の向上が容易にできる。

請求項６の発明によれば、軸の屈曲点を被嵌合部材の挿通孔の幅に対応して移動させるので、被嵌合部材の嵌め合わせ部分のサイズ（軸方向の長さ）に合わせて肥大部を形成でき、嵌合力の確実な向上を図ることができる。

請求項７の発明によれば、軸の屈曲点を、挿通孔の内周面に溝の幅に対応して移動させるので、被嵌合部材の溝のサイズ（軸方向の長さ）に合わせて肥大部を形成でき、嵌合力の確実な向上を図ることができる。

請求項８の発明によれば、ホルダは、屈曲点を形成するべく移動した状態で、さらにその屈曲点の位置を基準軸線に沿って移動するように構成されているので、肥大部の軸方向の長さおよび肥大部位置を変えることが自在にできる。
したがって、挿入孔の内周面に溝が形成されている場合には、溝の大きさや位置に対応する肥大部を形成可能な製造装置を提供することができる。

請求項９の発明によれば、ホルダが、基準軸線上に位置する初期揺動中心を起点に揺動可能で、且つ初期揺動中心とは異なる他の揺動中心を起点にして揺動可能に構成されているので、屈曲点を容易に移動させることができる。

請求項１０の発明によれば、屈曲点の移動範囲が、被嵌合部材の挿通孔の幅に対応するように構成されているので、被嵌合部材と軸との嵌め合わせ部分のサイズ（軸方向の長さ）に合わせて肥大部を形成することができ、嵌合力の確実な向上を図ることができる。

本発明に係る一実施形態に用いる回転体の組み立て前の状態を示す断面図である。 図１に示す被嵌合部材と軸との挿入状態を示す断面図である。 本発明に係る肥大部形成方法を実施するための製造装置における回転体の把持部分の概略断面図である。 本発明に係る肥大部形成方法を実施するための製造装置において、製造工程を説明するための要部概略断面図である。 本発明に係る肥大部形成方法を実施するための製造装置において、製造工程を説明するための要部概略断面図である。 本発明に係る肥大部形成方法を実施するための製造装置において、製造工程を説明するための要部概略断面図である。 本発明に係る肥大部形成方法を実施するための製造装置において、製造工程を説明するための要部概略断面図である。 本発明に係る肥大部形成方法を実施するための製造装置において、製造工程を説明するための要部概略断面図である。 本発明に係る肥大部形成方法を実施するための製造装置において、製造工程を説明するための要部概略断面図である。 本発明の第１実施形態における回転体の組み立て状態の要部断面図である。 本発明の第２実施形態における回転体の組み立て状態の要部断面図である。 本発明の第３実施形態における回転体の組み立て状態の要部断面図である。 本発明の第４実施形態における回転体の組み立て状態の要部断面図である。 本発明に係る第１実施形態の肥大部形成方法における屈曲点の連続移動を説明するための説明図である。 本発明に係る第５実施形態の肥大部形成方法における屈曲点の断続的移動を説明するための説明図である。 本発明に係る第１実施形態における回転体の製造装置の側面図である。 図１６に示す製造装置の平面図である。 図１６に示す製造装置のIII―III線における断面図である。 本発明に係る製造方法における背圧荷重および軸の変形量とクラックとの関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る肥大部形成方法およびこの肥大部形成方法を実施にする製造装置について説明する。
なお、本発明の肥大部形成方法を説明する前に、肥大部形成方法によって製造される回転体およびその製造装置の第１実施形態について説明する。本実施形態は、回転体を示す図１，図２、製造装置および製造工程を示す図１４，図１６〜図１８を参照して説明する。また、各図面の見る向きは、符号の記載向きの方向から見るものとする。

本実施形態の回転体１は、その組み立て前の状態については、図１に示すように、中空の軸１０とこの軸１０が嵌合する被嵌合部材２０との２つの部材から構成されている。この回転部材１は、例えば自動車の動力伝達部材として適用されるものであり、軸１０がＣＶＴ用プーリーシャフトであり、被嵌合部材２０がシーブである。

被嵌合部材２０は、図１に示すように、中央に挿通孔２１を有する円盤形状の部材である。この挿通孔２１の内周面２１ａには、その全周にわたって環状に構成された溝２２が設けられている。この溝２２は、被嵌合部材２０を製造するときに、中央寄りの部分の肉厚を回避してシーブ全体の肉厚の均一化を図るとともに軽量化を図る肉抜き部である。
したがって、この溝２２は、内周面２１ａからかなり深く構成されており、また、被嵌合部材２０が鋳造にて製造するときに、その製造工程にて極めて簡単に形成される。

図２には、軸１０が挿通孔２１に挿入された状態の加工前の回転体１（製造装置４０に組込まれる前のワークピース）が示されている。
なお、被嵌合部材２０に軸１０を挿入するときは、所定の挿通位置１２（図１参照）に位置決めしなければならない。本実施形態においては、その挿通位置の位置決めは、軸１０の外周に例えば突条として設けられたストッパ部１１に被嵌合部材２０の内周端部２３が接触することで正確な位置決めができるようになっている。

本実施形態の製造装置４０について説明する。
製造装置４０は、図１６〜図１８に示すように、ワークピース（図２に示す完成前の回転体１）の軸１０が配置される基準軸線ＣＬを有しており、この基準軸線ＣＬは装置長手方向に水平に延びている。この製造装置４０は、軸１０を把持するための固定側ホルダユニット４２ａおよび可動側ホルダユニット４１ａを備えている。
固定側ホルダユニット４２ａおよび可動側ホルダユニット４１ａは、図１６に示すように、基準軸線ＣＬ上にて互いに離間対向して配置されている。そして、両ホルダユニット４１ａ，４２ａには、ワークピースの軸１０の両端部を挟持するとともに被嵌合部材２０を適宜保持できるホルダ４１，４２（図３参照）が設けられている。

また、図１６に示すように、製造装置４０は、基準軸線ＣＬの下方で最も下方位置に、ベースプレート６０を備えている。そして、このベースプレート６０は基準軸線ＣＬに沿って延びた構成である。このベースプレート６０を土台として、その上には、装置フレーム６１が配置されている。
そして、図１６に示すように、この装置フレーム６１の左側には、一対の支持壁７０（図１７も参照）が設けられ、支持壁７０よりも更に左側に張出した固定側支持部８５ａが設けられている。

この支持壁７０は、図１７に示すように、基準軸線ＣＬを挟んで配置され、ベースプレート６０上に立設されている。そして、この支持壁７０間に固定側ホルダユニット４２ａが支持されている。また、支持部８５ａはベースプレート６０上に設けられ、基準軸線ＣＬ上にて軸１０の端部に加圧する固定側加圧機構８５を支持可能に構成されている。

固定側ホルダユニット４２ａは、ワークピースを把持する固定側ホルダ４２と、この固定側ホルダ４２を支持する固定側ハウジング４２ｂと、この固定側ホルダ４２を回転駆動する回転駆動機構７１とを有している。そして、この固定側ホルダ４２は基準軸線ＣＬに沿う方向に固定され、基準軸線ＣＬの回りに回転自在に支持されている。
したがって、固定側ホルダ４２は回転駆動機構７１からの回転駆動力が伝達されて、一定方向に回転される。

また、固定側ホルダ４２は、図３（図３はワークピースを把持した状態）に示すように、ワークピースの軸１０を把持する一方、軸１０の一端面がホルダ後端側から見えるように開放するホルダ開口４２ｋが設けられている。そして、加圧部５２がホルダ開口４２ｋの中に進入して軸１０の端部に当接可能に配置されている。この加圧部５２は、前述の固定側加圧機構８５の加圧シャフト８８に接続されており、軸１０の端部を軸線方向に加圧可能に構成されている。
すなわち、後述する可動側の加圧部５１と協働して、軸１０をその軸心中央方向に向って両端部に背圧荷重を加えながら、該軸１０の径を増大させることが可能となる。

また、本実施形態においては、軸１０の端部への加圧部５２による加圧は、ホルダ４２の動作とは独立して動作できるように構成されている。すなわち、固定側加圧機構８５の加圧シャフト８８は、ホルダ４２の回転動作に連動して回転してもしなくてもよいが、軸方向の動きは、独立して動作して、加圧部５２を基準軸線ＣＬに沿って移動させる。したがって、肥大部の形成に最適な背圧荷重を軸１０に選択的（圧力を加える時期や大きさを選択的）に自在に加えることができ、例えば、加圧部５１，５２による両端部からの背圧加重を均等の加えることも容易にできる。
また、加圧部５２の中心軸は、加圧シャフト８８とともに基準軸線ＣＬに一致しており、ホルダ４２の回転中心に常時一致するように構成されている。

また、加圧部５２は、ホルダ４２に追従して回転可能に構成されている。これにより、軸１０と加圧部５２との接触部の摩耗が抑制され、大きな加圧力を加えることができる。また、摩耗による成形精度への悪影響も回避できる。

前掲の固定側ホルダユニット４２ａと対向して配置される可動側ホルダユニット４１ａについて説明する。
この可動側ホルダユニット４１ａは、ワークピースの端部を把持する可動側のホルダ４１およびこのホルダ４１を支持する可動側ハウジング４１ｂを備えている。
この可動側のホルダ４１は、図１８に示すように円筒形状をなしており、可動側ハウジング４１ｂが該ホルダ４１を囲繞し、所定の軸線ＣＬ１の回りに回転自在に支持されている。

また、可動側ホルダユニット４１ａは、図１８から明らかなように、トップステージ６６上に配置されている。
このトップステージ６６は、後述する揺動レール６５に支持され、揺動レール６５は揺動台６４に支持され、揺動台６４はスライド台６３上に設置されている。そして、スライド台６３は、案内手段としての一対の案内ベッド６２によって装置長手方向に摺動自在に支持されている。
そして、この案内ベッド６２は、装置フレーム６１の上端に取り付けられており、図１７から明らかなように、基準軸線ＣＬを挟んで装置本体の左右両側に配置され、基準軸線ＣＬに沿って水平面内に平行に延びている。
このように構成されていることにより、可動側ホルダユニット４１ａは、固定側ホルダユニット４２ａに対して、基準軸線ＣＬに沿って接近ならびに離反が自在である。

また、スライド台６３は、図１６および図１７から判るように、装置フレーム６１の右端部に取り付けられたスライド台駆動機構６９により、基準軸線ＣＬに沿ってスライド駆動される。
なお、本実施形態においては、軸１０への加圧はホルダ４１とは独立して駆動される後述の加圧機構を有するが、スライド台駆動機構６９により、ホルダ４１に対し、固定側のホルダ４２側に向う加圧力を加えることも可能である。

また、スライド台６３の上には、図１８に示すように、揺動台６４が揺動軸６８を支点にて水平方向に揺動可能に支持されている。そして、この揺動台６４には、揺動軸６８とは可動側ホルダユニット４１ａを挟んで反対側の位置に、揺動駆動機構としての揺動台駆動シリンダ８０が取り付けられている。この揺動台駆動シリンダ８０は、そのピストンロッド８１が取り付部８２を介して軸支されている。
揺動台６４の上には、前掲のごとくトップステージ６６が配置されており、このトップステージ６６上に立設された一対の支持壁６７間に可動側ホルダユニット４１ａが固定されている。

トップステージ６６は、揺動台６４上を水平方向に揺動可能に保持されている。すなわち、揺動台６４上に設けられ且つ仮想支点Ｚを中心とした円弧状の一対の揺動レール６５上に摺動自在に支持されている。そして、このトップステージ６６を揺動させる駆動機構としては、図１７および図１８に示すように、例えば、トップステージ駆動シリンダ７５がトップステージ６６の一方側の支持壁６７に連結具７６を介して連結された構成である。したがって、トップステージ駆動シリンダ７５が伸縮することにより、トップステージ６６が揺動レール６５に沿って揺動することができる。

このように構成されていることにより、可動側ホルダユニット４１ａは、その軸線ＣＬを、基準軸線ＣＬに対して交差する２種類の傾斜移動を行うことができる。これは、揺動台駆動シリンダ８０による揺動台６４の揺動動作と、トップステージ駆動シリンダ７５によるトップステージ６６の揺動動作とである。すなわち、揺動台駆動シリンダ８０によって揺動台６４が揺動して、軸線ＣＬの第一の傾斜移動（屈曲開始点の形成）を行うことができ、更に、トップステージ駆動シリンダ７５によってトップステージ６６が揺動して第二の傾斜移動（屈曲点の移動）をすることができる。

ここで、可動側ホルダユニット４１ａにおいても、可動側ホルダ４１は、図３に示すように、ワークピースの軸１０を把持する一方、軸１０の一端面がホルダ後端側から見えるように開放するホルダ開口４１ｋが設けられている。したがって、加圧部５１がホルダ開口４１ｋの中に進入して軸１０の端部に当接可能に構成されている。
この加圧部５１は、可動側加圧機構８６の加圧シャフト８９に接続されており、軸１０の端部を軸線方向に加圧する背圧荷重をかけられるように構成されている。すなわち、前掲の固定側の加圧部５２と協働して軸１０の両端部を加圧することができる。
なお、可動側加圧機構８６は、トップステージ６６上の可動側支持部８６ａによって適宜支持されている。
また、可動側加圧機構８６ならびに固定側加圧機構８５の構造は、特に限定するものではないが、油圧手段による構成を採用することにより、装置の大型化を避けることができる。

次ぎに、本実施形態の製造装置４０を使用してワークピース（回転体１）を加工する工程を図４〜図９ならびに図１４を参照して説明する。
なお、本実施形態においては、肉抜き部によって溝２２が形成された図２に示した状態のワークピース（回転体１）を使用する。

先ず、図４に示すように、ワークピース（回転体１）の軸１０の両端部分を、基準軸線ＣＬ上において、固定側のホルダ４２と可動側のホルダ４１によって保持する。このとき、ワークピースは、その円盤状の被嵌合部材２０が、固定側の受け部４５に受容されて可動側の押え部４４によって固定側に軽く押えられるようにセットされる。
なお、押え部４４はコイルばね４３によって軸線方向に適宜押圧されて、被嵌合部材２０はストッパ部１１に当接した状態で位置決めされる。

次ぎに、図５に示すように、固定側のホルダ４２と可動側のホルダ４１とが接近するように、スライド台駆動機構６９を駆動する。これにより、円盤状の被嵌合部材２０は、可動側の押え部４４によって固定側に強く押え付けられる。
ワークピースの位置決めをした後に、図６に示すように、軸１０の両端面に加圧部５１，５２を当接させて、圧力Ｆによって左右均等な力によって、該軸１０を中央寄りに加圧を開始する。

その後、回転駆動機構７１によって、固定側のホルダ４２に回転（図示では矢印Ｒ方向）を加えるが、可動側のホルダ４１も同期して同方向に回転する。したがって、ワークピース全体が基準軸線ＣＬ上で回転し、且つ基準軸線ＣＬ上での圧力Ｆの背圧荷重を受けた状態となる。
なお、圧力Ｆをかけるタイミングは、必ずしも回転駆動する前でなくともよく、回転とほぼ同時若しくは回転開始後であってもよい。要は、屈曲を開始する前で両加圧部５１，５２が基準軸線ＣＬに一致した状態であればよい。

次ぎに、図７に示すように、ワークピースは、回転ならびに背圧荷重がかかった圧縮状態で、基準軸線ＣＬ上にある揺動軸６８（Ｓ１）を起点にして揺動台６４を揺動（矢印Ａ方向の回転）させる。この動作は、揺動台６４を揺動台駆動シリンダ８０により揺動軸６８を支点に所定角度θまで回動させて行う（第一の傾斜移動）。これにより、可動側のホルダ４１の軸線ＣＬ１が傾斜して軸１０が屈曲する。このときの軸１０の屈曲点Ｓ１が、平面視（図１７）で揺動軸６８とほぼ一致して形成される。

この屈曲により、屈曲領域およびその近傍において、軸１０の横断面内に圧縮力と引張力とが交互加わり、固定側のホルダ４２と可動側のホルダ４１との間の部位に逐次的な塑性変形が発生し、かつ圧力Ｆ（背圧荷重）の作用が加わり、屈曲点Ｓ１を起点にして軸径が肥大し、肥大部１３が変形されていく。

肥大化工程の詳細については、図１４を参照して詳細に説明する。
この肥大化の初期の状態を図１４の（ａ）に示す。
肥大化工程の初期状態においては、図１４に示すように、可動側のホルダ４１の軸線ＣＬ１が、揺動軸６８と一致した屈曲点Ｓ１（初期揺動中心であり、本明細書においては、符号Ｐ(Ｐｓ，Ｐｎ，Ｐ１，Ｐ２)としても表記する）のところから基準軸線ＣＬに対して所定角度θだけ傾斜した状態である。この屈曲点Ｓ１は被嵌合部材２０の挿通孔２１の一端側（図１４の（ａ）中において左側）の屈曲点開始ポイントＰｓに位置し、その後の操作により基準軸線ＣＬに沿って移動する。

この屈曲点Ｓ１の移動は、トップステージ駆動シリンダ７５の駆動により、トップステージ６６が仮想支点である他の揺動中心Ｚを支点にして所定方向（図中の矢印Ｅ方向）に徐々に回動させる。この移動は、軸１０の肥大化が可能な移動速度にて行われる。
この移動によって、屈曲点Ｓ1は、図１４の（ｂ）に示すように、屈曲点最終ポイントＰｎの位置まで連続的に移動する。このように、肥大化が行われる屈曲点Ｓ1の移動によって、肥大部１３は挿入孔２１の幅を充分カバーするだけの幅で形成される。
この肥大部１３の形成が終了したのち、可動側の軸線ＣＬ１を基準軸線ＣＬに一致させるように戻す（図８に示す位置に戻す）。

肥大部１３が形成された後は、ホルダ４１，４２の回転が維持された状態で、
可動側のホルダ４１の軸線ＣＬを基準軸線ＣＬに一致させるように戻す（図８参照）。その後、軸１０に対する圧力Ｆを開放するとともに、ホルダ回転も停止させる。
なお、軸１０に加えた圧力Ｆを開放するタイミングは、ホルダの回転駆動停止と同時あるいは前でも後でもよい。

そして、最後に、図９に示すように、可動側のホルダ４１を固定側のホルダ４２から離反するように操作し、その後、ホルダ同士の間隔を大きくして、ワークピースをホルダから取り出すことで一連の製造工程が終了する。

上述のようにして製造された回転体１は、図１０に示すように、内周面２１ａの溝２２内に大きく肥大した幅の広い肥大部１３が形成されており、また、挿入孔２１の外側にも肥大部１３が形成された回転体１が製造される。

以下、上記製造工程における作用について説明する。
本実施形態においては、被嵌合部材２０の挿入孔２１に溝２２が形成されていることで、軸１０が肥大したときに溝内に軸表面が食い込む。これにより、接触面積が増大し、また、軸１０が溝２２に食い込むことで噛合わせが生じて結合力が造増大する。
本実施形態においては、軽量化目的の肉抜き部を利用していることで、特別に溝を設ける必要がないので製造工程を増やす必要がない。また、溝２２が挿入孔２１の内周面の全周にわたって形成されていることで、軸全周方向に均等に嵌合力を高め、軸方向の嵌合力ならびに回転方向の嵌合力を強くすることができる。

また、溝２２が幅広く構成されているが、屈曲点を移動させることで肥大部１３の形成幅を自在に調整することができ、幅広で大きい肥大部１３を容易に形成することができる。
また、ワークピースにおいては、軸１０にストッパ部１１が設けられていることで、被嵌合部材２０の軸１０に対する位置決めは、治具等を用いて行う必要がなく、かつ精度良く位置決めでき、肥大する部分を溝２２に確実に合わせるなどができ、嵌合精度を高めることができる。

また、肥大部形成方法による回転体１の製造にあたっては、軸１０の変形量と加圧Ｆ（背圧荷重）の大きさを図１９に示す。図１９を見て判るように、変形が大きくなるのに伴って軸１０にクラックが発生し易くなる。一方、軸１０に対する加圧Ｆ（背圧荷重）の大きさが大きくなるのに伴って、クラックの発生しない領域が大きくなる。
すなわち、クラックの発生と発生しない領域との境界線Ｌが右肩上がり傾斜し、クラックが発生しない領域が変形量の大きい側に移動する。
そこで、本実施形態においては、軸１０に直接に加圧Ｆ（背圧荷重）をかけることでとともに加圧タイミングも自在であることから、軸１０の充分な変形量（肥大化量）で且つクラックが発生しない領域（図中のハッチングにて示すＧＳ領域）にて加工することが容易かつ確実にできる。これは、特定の軸１０において、必要とする所定の変形量を必要変形量αとしたときに、背圧荷重を必要圧力Ｐｘ以上に設定して加工工程を実施すれば、大きい肥大部１３の形成がクラックを伴わない好ましい状態で形成できる。

（第２実施形態）
以下、本発明に係る第２実施形態について、図１１を参照して説明する。
なお、図１１における図中符号は、前掲の第１実施形態と同じ構成要素については同符号を付して説明を適宜省略し、また、製造方法については第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図１１に示す回転体１Ａは、内周面２１ａに複数の溝２２が設けられている構造である。そして、この溝２２は内周面２１ａの全周にわたって環状に構成されている。このような構成によれば、内周面２１ａの全周にわたって軸１０と被嵌合部材２０との嵌合力をより高めることができる。
本実施形態の回転体１Ａを製造するときは、その溝２２の大きさ（幅）や深さや位置を考慮して、屈曲点Ｓ1の移動速度と、圧力Ｆの大きさを変えて制御してもよい。

（第３実施形態）
以下、本発明に係る第３実施形態について、図１２を参照して説明する。
なお、図１２における図中符号は、前掲の第１実施形態と同じ構成要素については同符号を付して説明を適宜省略し、また、製造方法については第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図１２に示す回転体１Ｂは、内周面２１ａに螺旋状に形成された溝２２を有する構造である。したがって、溝２２は内周面２１ａに全長を長く構成することができ、軸１０と被嵌合部材２０との嵌合力は、軸線方向ならびに回転方向のいずれにも向上できる。

（第４実施形態）
以下、本発明に係る第４実施形態について、図１３を参照して説明する。
なお、図１３における図中符号は、前掲の第１実施形態と同じ構成要素については同符号を付して説明を適宜省略し、また、製造方法については第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図１３に示す回転体の被嵌合部材２０は、その内周面２１ａの周方向において断続的に形成された多数の溝２２を有する構造である。この構造によれば、被嵌合部材２０と軸１０とは、軸１０の軸線方向の嵌合強度アップに加えて、軸１０の円周方向における嵌合強度アップも図ることができる。

（第５実施形態）
以下、本発明に係る第５実施形態について、図１５を参照して説明する。なお、図１５における図中符号は、前掲の第１実施形態と同じ構成要素については同符号を付し、また、製造方法については第１実施形態と同じ部分については適宜省略して説明する。

本実施形態における図１５には、軸１０の肥大化工程における軸線ＣＬ１の傾斜方法ならびに屈曲点Ｓ１の移動方法について図示してある。
軸１０の肥大化の初期の状態を図１５の（ａ）に示す。
本実施形態においては、図１５に示すように、可動側のホルダ４１の軸線ＣＬ１が所定角度θだけ傾斜した状態では、屈曲点Ｓ１（初期揺動中心）は被嵌合部材２０の挿通孔２１の一端側（図中において左側）の屈曲点開始位置の第１ポイントＰ１に位置させる。

その後、この屈曲点Ｓ１は、トップステージ駆動シリンダ７５の駆動により、トップステージ６６が他の揺動中心Ｚ（仮想支点）を支点にして所定方向（図中の矢印Ｅ方向）に素早く回動させる。この素早い動作（肥大化が殆ど起こらない動作）により、屈曲点Ｓ１は第２ポイントＰ２に移動する。すなわち、図１５の（ｂ）に示すように、第１ポイントＰ１と第２ポイントＰ２の２つの位置において、軸１０の肥大化工程を実施する。したがって、肥大部１３は挿入孔２１の幅方向において、２つの特定のポイントに集中的に肥大化が行うことができ、効果的な肥大化を行うことができる。
また、本実施形態においては、第１実施形態におけるストッパ部１１が設けられていない。したがって、第１ポイントＰ１と第２ポイントＰ２の２つの位置の間隔設定により、肥大部１３が被嵌合部材２０の挿入孔の外側（図１５の（ｂ）参照）にも形成することができる。
なお、ここで、肥大化が殆ど起こらない素早い動作は、特に特定する早さではなく、屈曲点の移動中に実質的に肥大化による作用が発生しないことであり、これは、例えば、軸１０の材質、屈曲角度、回転速度、圧力Ｆの大きさ等により適宜設定されるものである。

以上、上記各実施形態は中空の軸と円盤形状のシーブからなる回転体おける肥大部形成方法について説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、軸が中実であっても、また、被嵌合部材がシーブ以外の部材に適用できることは勿論である。
また、上記各実施形態においては、一方を可動側のホルダとしてこれを傾斜させる方法（図３におけるホルダ４１の矢印Ａ方向の回転動作）を採用したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、ホルダ４１の図３における矢印Ａ方向動作に加えて、ホルダ４１が基準軸線ＣＬに対して直交する方向（矢印Ｂ方向）の移動動作、ホルダ４２の基準軸線ＣＬに対する直交（矢印Ｃ方向）の移動動作、ホルダ４２の基準軸線ＣＬに対する回転動作（矢印Ｄ方向）などを適宜組み合わせることで、屈曲点Ｓ１を移動させる方法およびこれを実施できるように構成された装置でも良い。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ， 回転体
１０ 軸
１１ ストッパ部
１３ 肥大部
２０ 被嵌合部材
２１ 挿通孔
２１ａ 内周面
２２ 溝
４０ 製造装置
４１，４２ ホルダ
４１ａ 可動側ホルダユニット
４２ａ 固定側ホルダユニット
５１，５２ 加圧部
６８（Ｓ１）揺動軸（屈曲点）
ＣＬ 基準軸線
Ｐ（Ｓ１） 屈曲点
Ｓ１ 初期揺動中心
Ｚ 他の揺動中心（仮想支点）

Claims (10)

1. 金属製の軸（１０）を被嵌合部材（２０）の挿通孔（２１）に挿通して、前記軸（１０）を前記挿通孔（２１）に嵌め合わせた状態で、前記軸（１０）をホルダ（４１，４２）にて保持し、保持した状態の基準軸線（ＣＬ）上にて回転させるとともに、嵌め合わせた部分を該基準軸線（ＣＬ）に対して所定の屈曲点（Ｐ）にて屈曲することにより前記軸（１０）の径を増大させて、前記被嵌合部材（２０）と前記軸（１０）とを固定する肥大部形成方法において、
   前記軸（２０）の屈曲点（Ｐ）を、該軸（１０）の軸線方向に移動させることを特徴とする肥大部形成方法。
2. 前記ホルダ（４１，４２）の一方を、前記基準軸線（ＣＬ）上に位置する初期揺動中心（Ｓ１）を起点に揺動させたのち、前記ホルダ（４１，４２）の一方を、前記初期揺動中心（Ｓ１）とは異なる他の揺動中心（Ｚ）を基点にして揺動させて、前記屈曲点（Ｐ）を移動させることを特徴とする請求項１に記載の肥大部形成方法。
3. 前記ホルダ（４１，４２）の一方を、前記基準軸線（ＣＬ）上に位置する初期揺動中心（Ｓ１）を起点に所定角度まで揺動させたのち、前記所定角度を維持した状態で前記ホルダ（４１，４２）の双方または何れか一方を前記基準軸線（ＣＬ）に沿ってホルダ同士が接近する方向に移動して、前記屈曲点（Ｐ）を移動させることを特徴とする請求項１に記載の肥大部形成方法。
4. 前記屈曲点（Ｐ）を、間隔をあけて複数有するようにすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の肥大形成方法。
5. 前記屈曲点（Ｐ）を連続的に移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の肥大部形成方法。
6. 前記屈曲点（Ｐ）を前記被嵌合部材（２０）の挿通孔（２１）の幅に対応して移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の肥大部形成方法。
7. 前記挿通孔（２１）の内周面（２１ａ）に溝（２２）を形成し、前記屈曲点（Ｐ）を前記溝（２２）の幅に対応して移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の肥大部形成方法。
8. 金属製の軸（１０）を被嵌合部材（２０）の挿通孔（２１）に挿通した状態で、該軸（１０）を把持する一対のホルダ（４１，４２）が設けられ、前記ホルダ（４１，４２）が前記軸（１０）をその基準軸線（ＣＬ）にて回転させながら、前記挿通孔（２１）に対応した部分を屈曲点（Ｐ）にて屈曲するように移動することにより、前記軸（１０）の径を増大させて、前記被嵌合部材（２０）と前記軸（１０）とを固定する製造装置において、
   前記ホルダ（４１，４２）は、その少なくとも一方が前記屈曲点（Ｐ）を形成するべく移動した状態で、さらに前記屈曲点（Ｐ）の位置が前記基準軸線（ＣＬ）に沿って移動するように構成されたことを特徴とする製造装置（４０）。
9. 前記ホルダ（４１，４２）の一方が、前記基準軸線（ＣＬ）上に位置する初期揺動中心（Ｓ１）を起点に揺動可能で、且つ前記初期揺動中心（Ｓ１）とは異なる他の揺動中心（Ｚ）を起点にして揺動可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の製造装置（４０）。
10. 前記屈曲点（Ｐ）の移動範囲が、前記被嵌合部材（２０）の挿通孔（２１）の幅に対応するように構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の製造装置（４０）。

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