特開 2024-112368 回転軸及び回転軸の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112368

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】回転軸及び回転軸の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23B 1/00 20060101AFI20240814BHJP

   B23B 5/08 20060101ALI20240814BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

B23B1/00 Z

B23B5/08

H02K15/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017304

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122323

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 憲

(72)【発明者】

【氏名】坂本 秀

(72)【発明者】

【氏名】松田 瞬

(72)【発明者】

【氏名】松前 太郎

【テーマコード（参考）】

3C045

5H615

【Ｆターム（参考）】

3C045AA10

3C045CA08

5H615AA01

5H615BB01

5H615PP24

5H615SS08

(57)【要約】

【課題】本発明は、小径軸部に形成された環状溝の底面が滑らかになって、環状溝の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して、強度の低下を防止する回転軸及び回転軸の製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、外周にボールベアリング１５が嵌合される小径軸部３３と、小径軸部３３に連なる大径軸部３２と、大径軸部３２の先端面と小径軸部３３との間に形成される円弧状のＲ部分とを有する回転軸３０の加工工程を含む回転軸３０の製造方法であって、加工工程は、切削工具Ｔを軸方向に対して直交する方向から接近させて大径軸部３２の先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分２００ａを切削する工程と、切削工具Ｔを小径軸部３３の外周に沿って所定位置まで移動させて、小径軸部３３の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分２００ｂを切削する工程と、切削工具Ｔを小径軸部３３から径方向に離間させる工程とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周に環状の支持部材が設けられる小径軸部と、前記小径軸部に連なって前記小径軸部より外径が大径な大径軸部と、前記大径軸部の前記小径軸部側の先端面と前記小径軸部との間に形成される円弧状のＲ部分とを有する回転軸の加工工程を含む回転軸の製造方法であって、
前記加工工程は、前記Ｒ部分を切削して前記小径軸部の外周に環状溝を形成する工程であり、
前記小径軸部の軸方向に沿って前記大径軸部から前記小径軸部の先端に向かう方向を一方向とすると、
前記加工工程は、
前記回転軸を軸回りに回転させた状態で、前記小径軸部の外周の前記大径軸部側に軸方向に対して直交する方向から切削工具を接近させて、前記Ｒ部分における前記大径軸部の前記先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分を切削し、前記小径軸部と前記大径軸部との境に前記支持部材を位置決めする段部を形成する第一工程と、
前記切削工具を前記小径軸部の外周に沿って前記段部から所定位置まで前記一方向に移動させて、前記Ｒ部分における前記小径軸部の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分を切削する第二工程と、
前記切削工具を前記小径軸部の前記所定位置から径方向に離間させる第三工程とを備える
ことを特徴とする回転軸の製造方法。

【請求項2】

外周に環状の支持部材が設けられる小径軸部と、前記小径軸部に連なって前記小径軸部より外径が大径な大径軸部と、前記大径軸部の前記小径軸部側の先端面と前記小径軸部との間に形成される円弧状のＲ部分とを有する回転軸の加工工程を含む回転軸の製造方法であって、
前記加工工程は、前記Ｒ部分を切削して前記小径軸部の外周に環状溝を形成する工程であり、
前記小径軸部の軸方向に沿って前記小径軸部の先端から前記大径軸部に向かう方向を一方向とすると、
前記加工工程は、
前記回転軸を軸回りに回転させた状態で、前記小径軸部の外周の所定位置に対して切削工具を径方向に接近させて、前記小径軸部の前記所定位置を切削する第一工程と、
前記切削工具を前記小径軸部の外周に沿って前記所定位置から前記一方向に移動させて、前記Ｒ部分における前記小径軸部の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分を切削する第二工程と、
前記切削工具を前記小径軸部の外周の前記大径軸部側から軸方向に対して直交する方向に離間させて、前記Ｒ部分における前記大径軸部の前記先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分を切削し、前記小径軸部と前記大径軸部との間に前記支持部材を位置決めする段部を形成する第三工程とを備える
ことを特徴とする回転軸の製造方法。

【請求項3】

外周に環状の支持部材が嵌合される小径軸部と、前記小径軸部に連なって前記小径軸部より外径が大径な大径軸部と、前記小径軸部と前記大径軸部との境に形成されて前記支持部材の側面が当接する段部とを有して、前記支持部材によって軸回りに回転可能に支持される回転軸であって、
前記小径軸部は外周に環状溝を有しており、
前記環状溝は、前記段部から前記小径軸部の先端側に向けて徐々に小径となるように湾曲する湾曲面と、前記湾曲面から連続して前記小径軸部の軸方向に沿って延びる直線面と、前記直線面から連続して徐々に大径となるように傾斜するテーパ面とを有し、
前記直線面の外周に螺旋状のツールマークが形成される
ことを特徴とする回転軸。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転軸及び回転軸の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、回転軸は、電動モータのロータに使用されており、筒状の電機子であるステータ内に回転自在に挿入されて、ステータとともにケース内に収容されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、回転軸は、大径軸部と、大径軸部の両端にそれぞれ連なって大径軸部よりも小径な小径軸部とが形成され、大径軸部の外周にはロータコアが装着され、ロータコアの外周におけるステータの内周と対向する部分には永久磁石が取付られている。

【0003】

このように、回転軸の外周に永久磁石が取付られて構成されたロータは、ステータにボールベアリングを介して回転可能に収容される。ボールベアリングは、回転軸の小径軸部の大径軸部側に嵌合されており、ロータの円滑な回転を保証している。そして、このように構成された電動モータでは、ステータに通電して回転磁界を発生させることによりロータを回転軸の軸回りに回転駆動できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－２８８０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

また、回転軸の嵌合部に嵌合されるボールベアリングは、小径軸部と大径軸部との境に形成される段部によって位置決めされている。ところが、図６に示すように、回転軸１００に小径軸部１２０を設ける場合、小径軸部１２０を形成する加工の都合により、大径軸部１３０の先端面と小径軸部１２０との間には図６中破線で示すように円弧状のＲ部分２００ができてしまう。

【0006】

そのため、Ｒ部分２００がある状態で小径軸部１２０の大径軸部側の外周にボールベアリングを嵌合しようとすると、ボールベアリングの側面がＲ部分２００に乗り上げて、ボールベアリングと大径軸部１３０の先端面との間に隙間が生じてしまう。そして、このような隙間が生じると、回転軸の両端の小径軸部の外周にそれぞれ嵌合されるボールベアリング間の距離が所定の距離とならないため、ボールベアリングにアキシャル荷重が加わって、ボールベアリングの転がり抵抗が増加し、トルクのロスが増加する恐れがある。

【0007】

この問題を解決するために、従来は小径軸部１２０の外周に環状溝３００を形成する切削加工をして、Ｒ部分２００を切除することで、小径軸部１２０と大径軸部１３０との境にボールベアリングの側面と隙間なく当接してボールベアリングの位置決めをする段部１１０を設けていた。

【0008】

一般的に、環状溝３００は、回転する小径軸部１２０の外周に切削工具Ｔを小径軸部１２０の軸方向に対して直交する径方向から大径軸部１３０の先端面に沿って接近させて切削する工程と、上記切削工程の後に切削工具Ｔを径方向に離間させる工程とからなる切削加工によって形成される。

【0009】

ここで、上記切削加工では、切削工具Ｔの刃先を小径軸部１２０に対して所定角度で傾けて径方向へ接近させるため、Ｒ部分２００の軸方向の全長を切削するには、深い環状溝３００を形成する必要がある。

【0010】

したがって、環状溝３００を切削する切削加工では、深い環状溝３００を形成するために、切削工具Ｔの小径軸部１２０への切込み量が大きくなる。よって、切削工具Ｔが回転軸１００に接触する接触面積が大きくなり、大きな切削抵抗が生じるため、切削加工中に切削工具Ｔと回転軸１００とにいわゆるビビり振動が生じてしまい環状溝３００の底面に面荒れが生じてしまう場合がある。

【0011】

このように環状溝３００の底面が面荒れしてしまうと、環状溝３００の底面に形状の不連続な箇所ができるため、回転軸１００に外部からの振動が加わったときに、環状溝３００の底面における形状の不連続な箇所に応力が集中して、回転軸１００の強度が低下してしまう恐れがあった。

【0012】

そこで、本発明は、小径軸部の外周に形成された環状溝の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して強度の低下を防止できる回転軸及び回転軸の製造方法の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前述の課題を解決するため、本発明の回転軸の製造方法は、外周に環状の支持部材が設けられる小径軸部に連なって小径軸部より外径が大径な大径軸部と、大径軸部の小径軸部側の先端面と小径軸部との間に形成される円弧状のＲ部分とを有する回転軸の加工工程を含んでおり、加工工程は、Ｒ部分を切削して小径軸部の外周に環状溝を形成する工程であり、小径軸部の軸方向に沿って大径軸部から小径軸部の先端に向かう方向を一方向とすると、加工工程は、回転軸を軸回りに回転させた状態で、小径軸部の外周の大径軸部側に軸方向に対して直交する方向から切削工具を接近させて、Ｒ部分における大径軸部の先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分を切削し、小径軸部と大径軸部との境に支持部材を位置決めする段部を形成する第一工程と、切削工具を小径軸部の外周に沿って段部から所定位置まで一方向に移動させて、Ｒ部分における小径軸部の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分を切削する第二工程と、切削工具を小径軸部の所定位置から径方向に離間させる第三工程とを備えることを特徴とする。この方法によると、切削工具を軸方向移動させて環状溝の底面を形成しているため、従来のように、切削工具を小径軸部の外周に径方向に接近させて小径軸部の外周を切削した後に切削工具を径方向へ離間させて環状溝を形成する場合と比較して、切削工具の小径軸部への切込み量を小さくできる。したがって、切削工具の小径軸部に対する接触面積を小さくでき、切削時に生じる切削抵抗も小さくなる。よって、回転軸の加工工程において、切削工具と回転軸とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止できる。

【0014】

また、本発明の他の回転軸の製造方法は、外周に環状の支持部材が設けられる小径軸部に連なって小径軸部より外径が大径な大径軸部と、大径軸部の小径軸部側の先端面と小径軸部との間に形成される円弧状のＲ部分とを有する回転軸の加工工程を含んでおり、加工工程は、Ｒ部分を切削して小径軸部の外周に環状溝を形成する工程であり、小径軸部の軸方向に沿って小径軸部の先端から大径軸部に向かう方向を一方向とすると、加工工程は、回転軸を軸回りに回転させた状態で、小径軸部の外周の所定位置に対して切削工具を径方向に接近させて、小径軸部の所定位置を切削する第一工程と、切削工具を小径軸部の外周に沿って所定位置から一方向に移動させて、Ｒ部分における小径軸部の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分を切削する第二工程と、切削工具を小径軸部の外周の大径軸部側から軸方向に対して直交する方向に離間させて、Ｒ部分における大径軸部の先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分を切削し、小径軸部と大径軸部との間に支持部材を位置決めする段部を形成する第三工程とを備えることを特徴とする。この方法によると、切削工具を軸方向移動させて環状溝の底面を形成しているため、従来のように、切削工具を小径軸部の外周に径方向に接近させて小径軸部の外周を切削した後に切削工具を径方向へ離間させて環状溝を形成する場合と比較して、切削工具の小径軸部への切込み量を小さくできる。したがって、切削工具の小径軸部に対する接触面積を小さくでき、切削時に生じる切削抵抗も小さくなる。よって、回転軸の加工工程において、切削工具と回転軸とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止できる。

【0015】

また、本発明の回転軸は、外周に環状の支持部材が嵌合される小径軸部に連なって小径軸部より外径が大径な大径軸部と、小径軸部と大径軸部との境に形成されて支持部材の側面が当接する段部とを有して、支持部材によって軸回りに回転可能に支持されており、小径軸部は外周に環状溝を有しており、環状溝は、段部から小径軸部の先端側に向けて徐々に小径となるように湾曲する湾曲面と、湾曲面から連続して小径軸部の軸方向に沿って延びる直線面と、直線面から連続して徐々に大径となるように傾斜するテーパ面とを有し、直線面の外周に螺旋状のツールマークが形成されることを特徴とする。ここで、ツールマークは、切削加工時に切削工具を回転する切削対象に押し当てつつ動かしたときに切削対象の表面に残る切削工具の移動跡である。そのため、上記構成のように、環状溝の直線面の外周に螺旋状のツールマークが形成される場合、この直線面は、切削工具を軸方向へ移動させて小径軸部の外周を切削することで形成されることになる。したがって、この構成によれば、環状溝の切削加工時において、従来のように、切削工具を小径軸部の外周に径方向に接近させて小径軸部の外周を切削した後に切削工具を径方向へ離間させて環状溝を形成する場合と比較して、切削工具の小径軸部への切込み量を小さくできるので、切削工具の小径軸部に対する接触面積を小さくでき、切削時に生じる切削抵抗を小さくできる。よって、環状溝の切削加工時において、切削工具と回転軸とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明の回転軸及び回転軸の製造方法によれば、小径軸部に形成された環状溝の底面が滑らかになるため、環状溝の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して、回転軸の強度の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施の形態の電動モータの縦断面図である。

【図2】本実施の形態の電動モータの一部を拡大して示す一部拡大図である。

【図3】本実施の形態の回転軸の嵌合部の第一の加工工程を示す図である。

【図4】本実施の形態の回転軸の嵌合部に形成された環状溝の拡大平面図である。

【図5】本実施の形態の回転軸の嵌合部の第二の加工工程を示す図である。

【図6】従来の回転軸の小径軸部の嵌合部を拡大して示す一部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の回転軸３０及び回転軸３０の製造方法を説明する。本発明の回転軸３０は、電動モータＭにおけるロータ３に利用されている。回転軸３０が適用された電動モータＭは、図１に示すように、ケース１と、ケース１の内周に固定される環状の電機子であるステータ２と、ステータ２内に周方向に回転自在に挿通される回転軸３０の外周に永久磁石が取付られて構成されたロータ３とを備え、ステータ２に通電されるとロータ３を回転軸３０の軸回りに回転駆動する。

【0019】

以下、本実施の形態の電動モータＭの各部について詳細に説明する。ケース１は、有底筒状のケース本体１０と、ケース本体１０の開口端を閉塞する閉塞部材１１とを備える。ケース本体１０は、円筒状の筒部１０ａと、ロータ３の回転軸３０の一端（図１中左端）が挿通される孔１０ｂ１を有して環状に形成される底部１０ｂと、筒部１０ａの一端の外周に設けられて電動モータＭの被取付対象（図示せず）に取付可能な取付片１０ｃとを備えている。

【0020】

筒部１０ａは、筒部１０ａの開口側に形成される大径筒部１０ａ１と、大径筒部１０ａ１の底部１０ｂ側端に連なって大径筒部１０ａ１よりも内径の小さい小径筒部１０ａ２と、大径筒部１０ａ１と小径筒部１０ａ２との境に形成される段差１０ａ３とを有する。

【0021】

そして、大径筒部１０ａ１の内周には、筒部１０ａの開口側から挿入されて段差１０ａ３に当接する位置に位置決めされてボールベアリング１３を保持する環状の保持部材１２が取付られている。

【0022】

保持部材１２の内周に保持された環状のボールベアリング１３は、後述するロータ３の回転軸３０の他端（図１中右端）外周を回転可能に支持して支持部材として機能する。また、保持部材１２の内周には、筒部１０ａの開口側端（図１中右端）から突出する環状のストッパ部１２ａが設けられており、ストッパ部１２ａによってボールベアリング１３の図１中右方向の移動が規制されている。

【0023】

また、ケース本体１０は、底部１０ｂの内側面から底部１０ｂの孔１０ｂ１の周囲を囲うように突出する筒状のホルダ部１４を備えており、ホルダ部１４の内周には、後述するロータ３の回転軸３０の一端外周を回転可能に支持する支持部材として機能する環状のボールベアリング１５が保持されている。

【0024】

また、取付片１０ｃは、図１に示すように、平板状であって筒部１０ａの一端（図中左端）の外周から径方向に延びる平板部１０ｃ１と、平板部１０ｃ１を筒部１０ａの軸方向に貫通する貫通孔１０ｃ２とを備えている。

【0025】

そして、図示しないが、電動モータＭを被取付対象に取付する際には、取付片１０ｃの平板部１０ｃ１を被取付対象の取付部に当接させた状態で、貫通孔１０ｃ２と被取付対象の取付部を貫通する孔にボルトを挿通し、挿通したボルトのボルト軸にナットを螺合して締め付けることで、電動モータＭを被取付対象に対して取付できる。

【0026】

なお、筒部１０ａの一端の外周に設けられる取付片１０ｃの数や位置は特に限定されず、被取付対象の取付部の数や位置等に応じて適宜決定されればよい。また、上述した取付片１０ｃは、例えば、取付片１０ｃは筒部１０ａの一端の外周にフランジ状に形成されてもよい。

【0027】

ステータ２は、筒部１０ａの一端側内周に焼き嵌めによって固定されている。また、ステータ２は、複数の環状で薄板状の電磁鋼板を軸方向に積層して構成される略円筒状のステータコア２０と、ステータコア２０の軸方向の各端部に設けられたインシュレータ２１，２２と、インシュレータ２１，２２を介してステータコア２０に巻き回された巻線からなるコイル２３とを備えている。また、ステータコア２０の材質は、磁性体であれば電磁鋼以外であってもよい。なお、上述のステータ２の構造は一例であって、ステータ２の構造は特に限定されない。

【0028】

また、ステータ２の図１中右端には、バスバーユニット２４が設けられている。バスバーユニット２４は、絶縁性の材料で形成されたバスバーホルダ２４ａにインサート成形された導電性の材料で形成された複数のバスバー２４ｂと、バスバー２４ｂに電気的に接続されてバスバーホルダ２４ａから反ステータ側に突出する突出端子２４ｃとを備える環状の部材である。各バスバー２４ｂはステータ２のコイル２３にそれぞれ接続されている。突出端子２４ｃは図示しない電源に接続されている。これにより、ステータ２のコイル２３に対して、バスバーユニット２４を介して電力を供給できるようになっている。

【0029】

また、図示しないが、ケース１における閉塞部材１１と保持部材１２との間に形成される空間には、ステータ２のコイル２３へ通電して回転磁界を発生させて電動モータＭを駆動する制御装置が収容されている。

【0030】

ロータ３は、ケース本体１０内であってステータ２の内側に空隙を介して回転可能に配置されている。詳細には、本実施の形態のロータ３は、円柱状の回転軸３０と、複数の環状で薄板状の電磁鋼板を軸方向に積層して構成される略筒状であって回転軸３０の外周に装着されたロータコア３１と、ロータコア３１に取付られた永久磁石（図示せず）とを備える。そして、ロータ３は、ステータ２のコイル２３への通電によってステータ２に形成される回転磁界により、回転軸３０の軸回りに回転する。

【0031】

また、回転軸３０は、図１，図２に示すように、外周にロータコア３１が装着される大径軸部３２と、大径軸部３２の両端にそれぞれ連なって大径軸部３２よりも小径な小径軸部３３と、各小径軸部３３と大径軸部３２との境にそれぞれ形成される段部３４とを有している。そして、各小径軸部３３の大径軸部３２側の端部である各嵌合部３５には、それぞれ、保持部材１２の内周に保持されたボールベアリング１３と、ホルダ部１４の内周に保持されたボールベアリング１５が嵌合されており、ロータ３の円滑な回転を保証している。

【0032】

また、保持部材１２の内周に保持されたボールベアリング１３は、保持部材１２のストッパ部１２ａと図１中右側の小径軸部３３と大径軸部３２との境に形成される段部３４とで挟持されて、軸方向移動が規制されている。他方、ホルダ部１４の内周に保持されたボールベアリング１５は、ケース本体１０の底部１０ｂと図１中左側の小径軸部３３と大径軸部３２との境に形成される段部３４とで挟持されて、軸方向移動が規制されている。

【0033】

より詳細には、図２に示すように、小径軸部３３の嵌合部３５の外周には環状溝３６が形成されている。この環状溝３６は、小径軸部３３を形成する加工上、小径軸部３３と大径軸部３２の先端面との間に形成される円弧状のＲ部分２００（図３参照）を切除することで形成される。このような環状溝３６を設けることにより、図２に示すように、ボールベアリング１５の側面が段部３４に対して隙間無く当接できる。なお、図２は、図１中左側の小径軸部３３の嵌合部３５を拡大して示しているが、図１中右側の小径軸部３３の嵌合部３５の外周にも同様の環状溝３６が形成されており、ボールベアリング１３の側面が段部３４に対して隙間無く当接できるようになっている。

【0034】

つづいて、回転軸３０の製造工程における小径軸部３３の嵌合部３５の外周に環状溝３６を形成する小径軸部３３の加工工程について詳細に説明する。まず、回転軸３０を図外の旋盤のチャックに取付て、回転軸３０を軸回りに回転させる。このように、回転軸３０を回転させた状態で、図３（Ａ）に示すように、嵌合部３５の外周の大径軸部３２側端に軸方向に対して直交する方向からバイト等の刃先が角丸三角状の切削工具Ｔを接近させて、Ｒ部分２００における大径軸部３２の先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分２００ａを切削して小径軸部３３と大径軸部３２との境に段部３４を形成しつつ、切削工具Ｔの刃先を嵌合部３５の外周の大径軸部３２側端に押し当てて切削工具Ｔの刃先形状に沿って湾曲する湾曲面３６ａを形成する（第一工程）。このように形成された湾曲面３６ａは、段部３４から小径軸部３３の先端側に向けて徐々に小径となるように湾曲している。

【0035】

次に、図３（Ｂ）に示すように、刃先を嵌合部３５の外周の大径軸部３２側端に押し当てた状態の切削工具Ｔを嵌合部３５における段部３４から所定位置まで小径軸部３３の軸方向に沿って大径軸部３２から小径軸部３３の先端に向かう一方向（図中左方向）へ徐々に移動させて、Ｒ部分２００における小径軸部３３の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分２００ｂを切削して、湾曲面３６ａから連続して小径軸部３３の軸方向に沿って延びる直線面３６ｂを形成する（第二工程）。そして、切削工具Ｔが嵌合部３５の所定位置に到達すると、嵌合部３５の外周には直線面３６ｂから連続して切削工具Ｔの形状に沿って傾斜するテーパ面３６ｃが形成される。このように形成されたテーパ面３６ｃは、直線面３６ｂから連続して徐々に大径となるように傾斜している。なお、上記所定位置は、小径軸部３３の外周における円弧状のＲ部分２００よりも小径軸部３３の先端側の任意の位置である。

【0036】

最後に、図３（Ｃ）に示すように、切削工具Ｔを嵌合部３５の上記所定位置、すなわち、直線面３６ｂから連続するように斜め方向（図中左斜め上方向）に離間させることで、嵌合部３５の大径軸部３２側端の外周に環状溝３６が形成される（第三工程）。なお、切削工具Ｔを直線面３６ｂから離間させる方向は、小径軸部３３の径方向であればよい。ここで言う径方向には、小径軸部３３の軸方向に対して直交する方向だけでなく、斜め方向も含まれる。なお、本実施の形態のテーパ面３６ｃは、嵌合部３５の所定位置に到達した切削工具Ｔを斜め方向に離間させて、刃先形状に沿って形成されてもよい。

【0037】

このようにして形成された環状溝３６は、段部３４から小径軸部３３の先端側に向けて徐々に小径となるように湾曲する湾曲面３６ａと、湾曲面３６ａから連続して小径軸部３３の軸方向に沿って延びる直線面３６ｂと、直線面３６ｂから連続して徐々に大径となるように傾斜するテーパ面３６ｃとを有する。

【0038】

ここで、従来は、切削工具Ｔを小径軸部３３の嵌合部３５の外周に径方向に接近させてＲ部分２００の軸方向の全長を切削した後に切削工具Ｔを径方向へ離間させて図２中破線で示す環状溝３００を形成していた。このように環状溝３００を形成する場合、切削工具Ｔの刃先を小径軸部３３に対して所定角度で傾けて径方向へ接近させるため、小径軸部３３を形成する加工時に小径軸部３３と大径軸部３２の先端面との間に形成される円弧状のＲ部分２００の軸方向の全長を切除するには、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を大きくして、環状溝３００を深くする必要がある。

【0039】

これに対し、上述したように、切削工具Ｔを徐々に軸方向移動させて環状溝３６の底面である直線面３６ｂを形成すると、本実施の形態の環状溝３６と従来の環状溝３００の軸方向の幅が同じ場合、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるので、切削工具Ｔが小径軸部３３の嵌合部３５の外周に接触する接触面積が小さくなり、切削時に生じる切削抵抗も小さくなる。

【0040】

したがって、本実施の形態の嵌合部３５の加工工程では、切削工具Ｔの嵌合部３５に対する切削抵抗を小さくできるため、切削工具Ｔと回転軸３０とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止でき、環状溝３６の底面である直線面３６ｂの表面が滑らかになる。よって、回転軸３０に対して外部からの振動が加わったときに、環状溝３６の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して回転軸３０の強度の低下を防止できる。

【0041】

また、本実施の形態の直線面３６ｂの外周には、図４に示すように、螺旋状のツールマーク３７が形成される。ここで、ツールマーク３７は、切削加工時に切削工具Ｔを回転する切削対象に押し当てつつ動かしたときに切削対象の表面に残る切削工具Ｔの移動跡である。そのため、本実施の形態の嵌合部３５の加工工程のように、切削工具Ｔを徐々に軸方向へ移動させて嵌合部３５の外周を切削して直線面３６ｂを形成する場合、直線面３６ｂには、必ず螺旋状のツールマーク３７が形成される。なお、このツールマーク３７は、微細な模様であるため、ツールマーク３７に応力が集中することはほとんどない。

【0042】

また、本実施の形態では、環状溝３６の軸方向の両端には、それぞれ、段部３４から小径軸部３３の先端に向けて徐々に小径となるように湾曲する湾曲面３６ａと、直線面３６ｂから連続して徐々に大径となるように傾斜するテーパ面３６ｃとが設けられている。そのため、段部３４と環状溝３６との境の部分の形状変化は湾曲面３６ａによって滑らかとなり、嵌合部３５における環状溝３６との境の部分の形状変化はテーパ面３６ｃによって滑らかとなっている。よって、段部３４と環状溝３６との境の部分と嵌合部３５における環状溝３６との境の部分に応力が集中するのを防止できる。

【0043】

なお、本実施の形態では、切削工具Ｔの刃先形状が角丸三角状になっているが、切削工具Ｔの刃先形状は、特に限定されない。また、湾曲面３６ａとテーパ面３６ｃは切削工具Ｔの形状に沿っているため、切削工具Ｔの刃先形状に応じて、湾曲面３６ａの曲率半径やテーパ面３６ｃの傾斜角度は変わってもよい。

【0044】

また、環状溝３６は、前述した加工工程（以下、「第一の加工工程」と称する。）とは逆方向から小径軸部３３の外周を切削する加工工程（以下、「第二の加工工程」と称する。）によって形成されてもよい。以下、第二の加工工程について具体的に説明する。

【0045】

まず、回転軸３０を旋盤のチャックに取付て軸回りに回転させた状態で、図５（Ａ）に示すように、小径軸部３３の所定位置の上方向から切削工具Ｔを斜めに接近させて、嵌合部３５におけるＲ部分２００より小径軸部３３の先端側の所定位置に切削工具Ｔの刃先を押し当てて嵌合部３５の所定位置を切削する（第一工程）。なお、上記所定位置は、小径軸部３３の外周における円弧状のＲ部分２００より小径軸部３３の先端側の任意の位置である。

【0046】

また、切削工具Ｔを嵌合部３５に接近させる方向は、小径軸部３３の径方向であればよい。ここで言う径方向には、小径軸部３３の軸方向に対して直交する方向だけでなく、斜め方向も含まれる。

【0047】

次に、図５（Ｂ）に示すように、切削工具Ｔを小径軸部３３の軸方向に沿って小径軸部３３の先端から大径軸部３２側に向かう一方向（図中右方向）へ徐々に移動させて、Ｒ部分２００における小径軸部３３の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分２００ｂを切削する（第二工程）。

【0048】

最後に、図５（Ｃ）に示すように、切削工具Ｔを嵌合部３５の外周の大径軸部３２側から軸方向に対して直交する方向に離間させて、Ｒ部分２００における大径軸部３２の先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分２００ａを切削して小径軸部３３と大径軸部３２との間に段部３４を形成することで、嵌合部３５の大径軸部３２側の外周に環状溝３６が形成される（第三工程）。

【0049】

このような第二の加工工程で形成された環状溝３６は、第一の加工工程で形成された環状溝３６と同様に、段部３４から小径軸部３３の先端側に向けて徐々に小径となるように湾曲する湾曲面３６ａと、湾曲面３６ａから連続して小径軸部３３の軸方向に沿って延びる直線面３６ｂと、直線面３６ｂから連続して徐々に大径となるように傾斜するテーパ面３６ｃとを有する。

【0050】

そして、第二の加工工程においても、環状溝３６の底面である直線面３６ｂは、切削工具Ｔを徐々に軸方向移動させて形成されている。そのため、第一の加工工程と同様に、従来のように、切削工具Ｔを小径軸部３３の嵌合部３５の外周に径方向に接近させてＲ部分２００の全長を切削した後に切削工具Ｔを径方向へ離間させて図２中破線で示す環状溝３００を形成する場合に比べて、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるので、本実施の形態の環状溝３６と従来の環状溝３００の軸方向の幅が同じ場合、切削工具Ｔが小径軸部３３の嵌合部３５の外周に接触する接触面積が小さくなり、切削時に生じる切削抵抗も小さくなる。

【0051】

よって、第二の加工工程においても、切削工具Ｔと回転軸３０とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止でき、環状溝３６の底面である直線面３６ｂの表面が滑らかになる。よって、回転軸３０に対して外部からの振動が加わったときに、環状溝３６の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して回転軸３０の強度の低下を防止できる。

【0052】

なお、第二の加工工程においても切削工具Ｔを徐々に軸方向へ移動させて嵌合部３５の外周を切削して直線面３６ｂを形成しているため、第一の加工工程の場合と同様に、直線面３６ｂの外周には、図４に示すように、螺旋状のツールマーク３７が必ず形成される。

【0053】

また、本実施の形態では、上記第一の加工工程又は第二の加工工程により回転軸３０の両側の小径軸部３３の嵌合部３５の外周にそれぞれ環状溝３６を形成しているが、一方の嵌合部３５の外周に形成される環状溝３６のみを第一の加工工程又は第二の加工工程で形成するようにしてもよい。

【0054】

前述したように、本実施の形態の回転軸３０の製造方法は、外周に環状の支持部材としてのボールベアリング１３，１５が設けられる小径軸部３３と、小径軸部３３に連なって小径軸部３３より外径が大径な大径軸部３２と、大径軸部３２の小径軸部側の先端面と小径軸部３３との間に形成される円弧状のＲ部分２００とを有する回転軸３０の加工工程を含んでおり、この加工工程は、Ｒ部分２００を切削して小径軸部３３の外周に環状溝３６を形成する工程である。

【0055】

そして、小径軸部３３の軸方向に沿って大径軸部３２から小径軸部３３の先端に向かう方向を一方向とすると、回転軸３０の加工工程は、回転軸３０を軸回りに回転させた状態で、小径軸部３３の外周の大径軸部３２側に軸方向に対して直交する方向から切削工具Ｔを接近させて、Ｒ部分２００における大径軸部３２の先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分２００ａを切削し、小径軸部３３と大径軸部３２との境にボールベアリング１３，１５を位置決めする段部３４を形成する第一工程と、切削工具Ｔを小径軸部３３の外周に沿って段部３４から所定位置まで一方向へ移動させて、Ｒ部分２００における小径軸部３３の外周に設けられる小径軸部側Ｒ部分２００ｂを切削する第二工程と、切削工具Ｔを小径軸部３３の所定位置から径方向に離間させる第三工程とを備えている。

【0056】

上記方法によれば、切削工具Ｔを軸方向移動させて環状溝３６の底面である直線面３６ｂを形成しているため、従来のように、切削工具Ｔを小径軸部３３の外周に径方向に接近させて小径軸部３３の外周を切削した後に切削工具Ｔを径方向へ離間させて環状溝３００を形成する場合と比較して、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるので、切削工具Ｔの小径軸部３３に対する接触面積を小さくでき、切削時に生じる切削抵抗も小さくなる。したがって、回転軸３０の加工工程において、切削工具Ｔと回転軸３０とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止でき、環状溝３６の底面である直線面３６ｂの表面が滑らかになる。よって、回転軸３０に対して外部からの振動が加わったときに、環状溝３６の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して回転軸３０の強度の低下を防止できる。

【0057】

さらに、従来は小径軸部３３の外周に深い環状溝３００を形成していたため、回転軸３０の強度を確保するために、小径軸部３３の径を大きくする必要があった。これに対して、上記方法では、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるので、環状溝３６の深さを浅くできる。よって、小径軸部３３の径を大きくする必要がないため、回転軸３０を形成する材料コストの低減や回転軸３０の軽量化を達成できる。

【0058】

また、回転軸３０の製造方法における回転軸３０のＲ部分２００を切削して小径軸部３３の外周に環状溝３６を形成する加工工程は、小径軸部３３の軸方向に沿って小径軸部３３の先端から大径軸部３２に向かう方向を一方向とすると、回転軸３０を軸回りに回転させた状態で、小径軸部３３の外周の所定位置に対して切削工具Ｔを径方向に接近させて、小径軸部３３の所定位置を切削する第一工程と、切削工具Ｔを小径軸部３３の外周に沿って所定位置から一方向に移動させて、Ｒ部分２００における小径軸部３３の外周に設けられた小径軸部側Ｒ部分２００ｂを切削する第二工程と、切削工具Ｔを小径軸部３３の外周の大径軸部３２側から軸方向に対して直交する方向に離間させて、Ｒ部分２００における大径軸部３２の先端面に設けられた大径軸部側Ｒ部分２００ａを切削し、小径軸部３３と大径軸部３２との間にボールベアリング１３，１５を位置決めする段部３４を形成する第三工程とを備えてもよい。

【0059】

上記方法によれば、切削工具Ｔを軸方向移動させて環状溝３６の底面である直線面３６ｂを形成しているため、従来のように、切削工具Ｔを小径軸部３３の外周に径方向に接近させて小径軸部３３の外周を切削した後に切削工具Ｔを径方向へ離間させて環状溝３００を形成する場合と比較して、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるため、切削工具Ｔの小径軸部３３に対する接触面積を小さくでき、切削時に生じる切削抵抗も小さくなる。したがって、回転軸３０の加工工程において、切削工具Ｔと回転軸３０とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止でき、環状溝３６の底面である直線面３６ｂの表面が滑らかになる。よって、回転軸３０に対して外部からの振動が加わったときに、環状溝３６の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して、回転軸３０の強度の低下を防止できる。

【0060】

さらに、従来は小径軸部３３の外周に深い環状溝３００を形成していたため、回転軸３０の強度を確保するために、小径軸部３３の径を大きくする必要があった。これに対して、上記方法では、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるので、環状溝３６の深さを浅くできる。よって、小径軸部３３の径を大きくする必要がないため、回転軸３０を形成する材料コストの低減や回転軸３０の軽量化を達成できる。

【0061】

また、本実施の形態の回転軸３０は、外周に環状の支持部材としてのボールベアリング１３，１５が嵌合される小径軸部３３と、小径軸部３３に連なって小径軸部３３より外径が大径な大径軸部３２と、小径軸部３３と大径軸部３２との境に形成されてボールベアリング１３，１５の側面が当接する段部３４とを有して、ボールベアリング１３，１５によって軸回りに回転可能に支持されており、小径軸部３３は外周に環状溝３６を有しており、環状溝３６は、段部３４から小径軸部３３の先端側に向けて徐々に小径となるように湾曲する湾曲面３６ａと、湾曲面３６ａから連続して小径軸部３３の軸方向に沿って延びる直線面３６ｂと、直線面３６ｂから連続して徐々に大径となるように傾斜するテーパ面３６ｃとを有し、直線面３６ｂの外周に螺旋状のツールマーク３７が形成されている。

【0062】

ここで、ツールマーク３７は、切削加工時に切削工具Ｔを回転する切削対象に押し当てつつ動かしたときに切削対象の表面に残る切削工具Ｔの移動跡である。そのため、環状溝３６の直線面３６ｂの外周に螺旋状のツールマーク３７が形成される場合、この直線面３６ｂは、切削工具Ｔを軸方向へ移動させて小径軸部３３の外周を切削することで形成されることになる。したがって、本実施の形態の回転軸３０によれば、環状溝３６の切削加工時において、従来のように、切削工具Ｔを小径軸部３３の外周に径方向に接近させて小径軸部３３の外周を切削した後に切削工具Ｔを径方向へ離間させて環状溝３００を形成する場合と比較して、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるため、切削工具Ｔの小径軸部３３に対する接触面積を小さくでき、切削時に生じる切削抵抗も小さくなる。したがって、環状溝３６の切削加工時において、切削工具Ｔと回転軸３０とにいわゆるビビり振動が生じるのを防止できる。

【0063】

よって、本実施の形態の回転軸３０では、環状溝３６の底面である直線面３６ｂの表面が滑らかになるため、回転軸３０に対して外部からの振動が加わったときに、環状溝３６の底面に応力が集中する箇所ができるのを防止して、回転軸３０の強度の低下を防止できる。

【0064】

さらに、従来は小径軸部３３の外周に深い環状溝３００を形成していたため、回転軸３０の強度を確保するために、小径軸部３３の径を大きくする必要があった。これに対して、上記構成では、切削工具Ｔの小径軸部３３への切込み量を小さくできるので、環状溝３６の深さを浅くできる。よって、小径軸部３３の径を大きくする必要がないため、回転軸３０を形成する材料コストの低減や回転軸３０の軽量化を達成できる。

【0065】

また、本実施の形態の回転軸３０は、環状溝３６の軸方向の両端に、それぞれ、段部３４から小径軸部３３の先端側に向けて徐々に小径となるように湾曲する湾曲面３６ａと、直線面３６ｂから連続して徐々に大径となるように傾斜するテーパ面３６ｃとが設けられている。そのため、段部３４と環状溝３６との境の部分の形状変化は湾曲面３６ａによって滑らかとなり、小径軸部３３における環状溝３６との境の部分の形状変化はテーパ面３６ｃによって滑らかとなっている。よって、段部３４と環状溝３６との境の部分と小径軸部３３における環状溝３６との境の部分に応力が集中するのを防止できる。

【0066】

また、本実施の形態では、ボールベアリング１３，１５を支持部材としているが、支持部材は回転軸３０を軸回りに回転可能に支持するものであればよく、支持部材は、例えば、滑り軸受であってもよい。

【0067】

なお、本実施の形態では、回転軸３０は、電動モータＭのロータ３に利用されているが、電動モータＭのロータ３以外に利用されてもよく、例えば、油圧モータや油圧ポンプの駆動軸に利用されてもよい。

【0068】

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形および変更が可能である。

【符号の説明】

【0069】

１３，１５・・・ボールベアリング（支持部材）、３０・・・回転軸、３２・・・大径軸部、３３・・・小径軸部、３４・・・段部、３６・・・環状溝、３６ａ・・・湾曲面、３６ｂ・・・直線面、３６ｃ・・・テーパ面、３７・・・ツールマーク、２００・・・Ｒ部分、２００ａ・・・大径軸部側Ｒ部分、２００ｂ・・・小径軸部側Ｒ部分、Ｔ・・・切削工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】