産業用の軸・シャフトの製造・加工について
年間100万台以上の自動車部品を生産する都筑製作所
都筑製作所は長年、国内の自動車メーカーに年間100万台以上の部品を供給してきた信頼と実績があります。
製造部品はナックル、ロアアーム、ダンパーフォーク、ステーターシャフト、デフキャリア、ローターシャフト、リアハブキャリア、センサホルダ等と多岐に渡りますが、中でも、シャフト・軸物の製造加工は自動車市場を超え、様々な業種業態でのニーズが広がっています。
このページではシャフト・軸物の概論と、都筑製作所におけるシャフトの強みと特徴をご案内いたします。
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シャフトとは
機械の動力伝達に使う、棒状の回転部品・軸を指します。
シャフト形状
丸形状、六角形状、四角形状、中空形状、異形状など目的によって材料も様々で、直線状のシャフト、折れ曲がったクランク状のシャフト、ジョイントを介して斜め方向に回転を伝えるシャフト等、様々な形状があります。
シャフトの材料
シャフトの材料は、鉄・ステンレス鋼・真鍮・銅・アルミ・ハイス鋼・ニッケルクロム鋼・クロムモリブデン鋼・クロム鋼・高炭素クロム軸受鋼・マンガン鋼・クロムモリブデン鋼や特殊な物では、難削材ではニッケル基の超合金、チタン等が使われます。
- 高強度：ニッケルクロム鋼・クロムモリブデン鋼・クロム鋼
- 耐摩耗：硬質クロム鋼、高炭素クロム軸受鋼
- 耐食性：ステンレス鋼、ニッケル基の超合金（インコネル 商標確認）
- 耐熱性：ニッケル基の超合金（インコネル 商標確認）
- 軽量化：アルミ、チタン
シャフトの代表例
- 自動車用シャフト
- エンジン部品｜クランクシャフト
- トランスミッション部品｜インプットシャフト、メインシャフト、カウンターシャフト、コントロールシャフト、プーリーシャフト、ステーターシャフト
- その他の部品｜ドライブシャフト、ハーフシャフト、プロペラシャフト
- ローターシャフト
- トラクションモーターシャフト
- ジェネレーターシャフト
- FCスタック冷却モーターシャフト
- 電動ターボモーターシャフト
- オイルポンプ駆動モーターシャフト
- その他シャフト
- バーチカルシャフト（汎用・船外機）
各シャフトのジャンル
自動車シャフト
クランクシャフト
- ピストンの往復運動を回転力に変換するためのシャフト
インプットシャフト、メインシャフト、カウンターシャフト、プーリーシャフト、コントロールシャフト
- 減速機構（トランスミッション）内に使われているシャフト
ステーターシャフト
- AT及びCVTに使われる。トルコンステーターの回転を係止し、トルコン内部とミッション内部のオイル通路の役割を持つ
ドライブシャフト、ハーフシャフト、プロペラシャフト
- 原動機の動力を車輪に伝えるために用いられる回転軸。エンジンの出力をタイヤへ駆動力として伝える。
モーター用ローターシャフト
トラクションモーターシャフト
- 電気自動車やハイブリッド車などエンジンの代わりに駆動力を発生させるモーターの回転軸
ジェネレーターシャフト
- ハイブリッド車などに搭載される発電機の回転軸
FCスタック冷却モーターシャフト
- FCスタックは水素と酸素から水を生成する反応を通じて電気を生み出し、同時に熱も発生する
- 発生した熱を冷却する為のモーターに使われる回転軸
電動ターボモーターシャフト
- エンジン回転数全域でのレスポンスを向上させるため電動化したターボチャージャーに使われているモーターの回転軸
オイルポンプ駆動モーターシャフト
- 従来のメカオイルポンプの代替として使われる電動オイルポンプ用モーターの回転軸
- （アイドルストップシステムは従来使用してきたメカオイルポンプが機能しない）
その他のシャフト
バーチカルシャフト
- エンジンの出力を縦方向に伝達する回転軸。主に船外機等に使われている
都筑製作所では『各種シャフト』の開発・生産に取り組んでいます
試作開発・難削材加工でお困りの方
量産での製造コストを改善したい方試作についてご相談ください
都筑製作所が開発する
『各種シャフト製作のご提案』の資料をご活用ください
ダウンロード資料をご活用ください
「ラジアルフォージング」「自動車部品」の資料をご用意いたしました。ぜひダウンロードしてご活用ください。
シャフト製造の種類と製造工程例
シャフト製造の種類
切削加工
- 切削加工とは切削を施すことで、非常に精密シャフトを製作することができます。精密さゆえに様々な機器に使用可能
鍛造
- 鍛造は切削加工に比べて大幅な材料の節約ができ省資源・低コスト化が可能
シャフトの製造工程例
加工
- センタリング加工 シャフト端面に基準となるセンター穴を加工する
- 外径粗化工 仕上げ加工の精度を出すために必要な工程
- 歪取り加工 真円度寸法を揃える為の工程
- 仕上げ加工 指示された寸法精度や表面粗さ、幾何制度に入れるための工程
- 歯切加工 シャフトにスプラインの指示がある場合は転造加工（塑性加工）を施す工程
表面処理
- 高周波焼入（熱処理） 表面の硬さを確保するために熱処理（高周波焼入れ）を施す工程
- 浸炭焼入 表面に炭素を拡散浸透させるための処理を施す工程
洗浄
- 部分洗浄 熱処理を行う部分の洗浄を行う工程
研磨
- 外径研磨 外径部を砥石で研削し、指定寸法、粗さに収める工程
組立・検査
- 組立工程 周辺部品の組付けを行いシャフトCOMPし検査を行う工程
- 外径検査 傷・打痕等が無いか目視で確認を行う工程
シャフト加工に必要な設備/都筑製作所のシャフト加工設備
- NC旋盤
- 複合加工機
- 万能研削盤
- 焼き嵌め機
- 圧入機
- 転造盤
- ホブ盤
- 投影測定器
- 歯車測定器
都筑製作所の軸物・シャフトの製造加工実績
産業用モーターシャフト／発電機モータシャフト
- 素材投入から加工・熱処理・完成検査までの一貫無人ライン
- また、海外拠点を活かした現地供給も可能
FCV（燃料電池自動車）の電動過給機シャフト
- 様々な材質の材料から製品形状に従って削り出しが可能
- 軸受け部等はニッケル系の高硬度表面処理を施す
- 磁石は外径研磨、シャフト内に接着も可能
- 材料調達、加工、アッセンブリまでトータルで製作・保証が可能
- テスト加工もフレキシブルに対応可能
バーチカルシャフト・プロペラシャフト
- SUS材とSCM材を摩擦圧接後、外径部を加工
- 外周は全長1070mm超の外径研削を可能としている
ステーターシャフト
- CVT（無段階変速）とトルクコンバータをつなぐシャフト
- 軽自動車用シャフト、大型車用シャフト、ハウブリッド車用シャフト
ミッション・モーター部品
- アイドルシャフトホルダーCOMP
- ローターシャフト
都筑製作所のシャフト加工の特徴
自動車部品・建機部品の製造を中心にお客様の「QCD」に応えて都筑製作所は、今求められている、難削材の加工や航空・宇宙、医療分野にも挑戦していきます。
当社は「量産を前提とした部品」の開発・設計段階の試作において絶対の自信を持っています。「図面どおりは当たり前。要求仕様に沿った付加価値提案こそが存在価値」を信条として、これまで積み重ねた自動車部品、建設機械用部品の豊富な量産加工経験を踏まえたVE提案を行っています。
これからも常識に捉われることなく、お客様の満足を最優先に、今までの限界を超えるQCDを追求します。
生産部品の材質
- Fe鋳造 ： FCD480、FCD550、FCD900、FC
- Fe鍛造 ： SCM、SC
- 鋼材 ： SCM SCR SUS
- AL ： AC4C、ADC12、A6061、NH41
加工の種類
- 軸物 ： 旋盤、M/C、ブローチ、溶接
- 箱物 ： 研削、歯切り、ブローチ、熱処理
シャフトの関連コンテンツは下記をご覧ください。
軽量モーターシャフト量産についてぜひご相談ください
都筑製作所では下記のシャフト課題にお応えいたします。
- 軽量化を目的とした軸物（シャフト）
- 中空化削加工部位を減らしコストダウン2部品構成を一体化して強度アップ
- 軸物（シャフト）中空化により、内部に付加機能を持たせる
中空軸塑性加工設備の導入に合わせ、軽量化などの技術開発にも取り組み、仕様提案でお客様のソリューションに貢献いたします。ぜひお気軽にご相談ください。
詳しくは下記コンテンツをご覧ください。
シャフトの試作をご相談ください
試作開発・難削材加工でお困りの方
量産での製造コストを改善したい方試作についてご相談ください
都筑製作所が開発する
『各種シャフト製作のご提案』の資料をご活用ください
「ラジアルフォージング」「自動車部品」の資料をご用意いたしました。ぜひダウンロードしてご活用ください。
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記事紹介
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電動化時代の加工技術提案｜オートモーティブ ワールド 2023 出展
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シャフト連載記事 vol.4 機械加工メーカーから見た、電動化に向けた次世代シャフト加工技術の提案『ラジアルフォージング（中空シャフト）編』
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都筑製作所が開発する『次世代型シャフト』
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各種シャフト製造のダウンロード資料
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シャフト連載記事 vol.3機械加工メーカーから見た、電動化に向けた次世代シャフト加工技術の提案『車載用モータージェネレーターシャフト（中実シャフト）編』
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シャフト連載記事 vol.2機械加工メーカーから見た、電動化に向けた次世代シャフト加工技術の提案『マグネット内蔵シャフト編』
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シャフト連載記事 vol.1『機械加工メーカーから見た、次世代EV用ローターシャフトの加工技術提案』
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電気自動車（EV）を想定した軽量車載モーターシャフト量産への取り組み
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中空鍛造加工『ラジアルフォージング』の基礎知識｜シャフト・軸物の高強度、軽量化
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