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スプラインシャフト加工について

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スプラインシャフトとは?

スプラインシャフトとは、外径にギア・歯車状の凹凸が付いたシャフトを指します。相手物の内側にシャフト側スプラインと組み合わさる為の内径スプラインを持ったスリーブ形状部品と嵌合させることで機能を持ちます。スプラインの用途としては大きなトルクを伝達する機構部に使用され、伝達効率が良くトルクを伝達しながら軸方向の変位を吸収することも可能です。なお、スプラインより細かい歯車形状のセレーションという嵌合構造もあり、当社はいずれの製品も冷間鍛造で手掛けた実績があります。

次にスプラインシャフトの加工方法についてお伝えいたします。

スプラインシャフトの加工工程とポイント

スプラインシャフトの加工方法として、最もポピュラーなものが切削加工でシャフト形状を加工し転造することでスプライン形状を付ける加工方法です。しかし、切削加工で行う場合、形状の自由度は高く、少量生産可能というメリットがありますが、加工時間が長くコスト、材料使用量も多い為、コストが高くなります。そこで、最近では当社が得意とする冷間鍛造を活用し、加工される場合が増えてきています。なぜかというと、昨今のSDGs、脱炭素の流れで省資源な加工方法を模索されるお客様が増えている事や、資源高、物価高対策の為に安価な方法を模索するお客様が増えている事が要因です。

また、冷間鍛造工法への置き換えはいくつかのメリットがあり、

❶:生産速度が速く、材料ロスが少ない為、コストダウンが可能
❷:金属組織が分断せず、高い圧力で成形する事による加工硬化で、切削と比較して耐摩耗性を持たせることができる

上記の様にコスト、品質の観点で、製品スペックの向上に寄与できます。

全切削から冷間鍛造への置き換えは形状により難しい場合もありますが、社内に切削加工機も持ち、その自動化も推進している当社では、冷間鍛造+切削などでスプラインシャフトを製造する工法変換の提案も可能です。お困りの案件がありましたらお問い合わせください。最後に具体的な製品事例をご紹介いたします。

スプラインシャフトの加工事例に関するご紹介
製品事例①:ステアリングシャフト(スプラインシャフト)

SWCH25Kを用いたのステアリング用のスプラインシャフトです。当社で冷間鍛造化を提案した事例で、2部品を一体化することで溶接レスでコストダウンを実現しました。この工法転換により、コストダウンだけでなく、接レスによる強度アップも実現しました。また、1枚目の写真(半割)にある通り、内径部にもスプライン形状があり、外径にも加工を行ったスプライン形状とは同位相となっており、冷間鍛造による二か所のスプラインを同時成形を行った点が特徴です。

製品事例②:ステアリングシャフト(スプラインシャフト)


SWCH35Kを用いたステアリング用スプラインシャフトです。軸側のスプライン部、先端の異型溝部(五角形)を圧造で成形することで従来工法と比較して工程削減を実現しました。従来の工法は、バー材+切削(軸・先端異型溝部)+転造(スプライン)で行っていましたが、ボルトフォーマーでスプライン、異型溝部(五角形)を同時成形を行った点が特徴です。

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