(57)【要約】【課題】転造過程における被転造素材の谷底と山頂との周速差による影響を低減して、被転造素材の歯形に生ずる剥離やむしれを抑制することができる転造平ダイスを提供すること。【解決手段】加工歯３は、歯先側に形成される粗面部３ａと、歯元側に形成される平滑面部３ｂとの２つの部分から構成されている。粗面部３ａには、ショットブラスト加工が施されており、その表面が粗面化されている。一方、平滑面部３ｂには、研削砥石を使用した研削加工が施されており、その表面が、粗面部３ａと比較して、十分に平滑面化されている。よって、ウォーム歯の谷底と山頂との周速の差による影響を、粗面部３ａによる滑り止め効果と平滑面部３ｂによる滑動効果とによって、緩和することができ、その結果、ウォーム歯の山頂に生ずる剥離やむしれを抑制することができる。【選択図】        図２
2004202502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転造歯形面を有し、その転造歯形面に当接された被転造素材の外周面を塑性変形させて歯形を転造する転造平ダイスにおいて、
前記転造歯形面の加工歯の一部または全部は、粗面加工が施される粗面部と、その粗面部よりも平滑に構成される平滑面部とをその表面に備えており、
前記粗面部は、少なくとも前記被転造素材の外周径に対応する位置よりも前記加工歯の歯先側表面に形成されると共に、前記平滑面部は、少なくとも前記被転造素材の外周径に対応する位置よりも前記加工歯の谷底側表面に形成されることを特徴とする転造平ダイス。
【請求項２】
前記粗面部の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが略４．７μｍ以上、かつ、略２５．０μｍ以下の範囲とされ、
前記平滑面部の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが略０．１μｍ以上、かつ、略３．２μｍ以下の範囲とされていることを特徴とする請求項１記載の転造平ダイス。
【請求項３】
前記転造歯形面の加工歯の一部または全部には、その歯先側に尖頭状の山型部が形成されており、
その山型部は、その基部が前記被転造素材の外周径に対応する位置に略一致して形成されると共に、その山型部の表面には、前記粗面部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転造平ダイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転造平ダイスに関し、特に、転造過程における被転造素材の谷底と山頂との周速差による影響を低減して、被転造素材の歯形に生ずる剥離やむしれを抑制することができる転造平ダイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５（ａ）は、ウォームＷの外観斜視図である。ウォームＷは、ホブ加工により製造されるほか、転造加工で製造されることも多い。生産性に優れる転造加工によれば、切削加工による場合と比較して、ウォームＷを低コストで製造することができる上、素材の繊維組織が歯形に沿って連続するため、高強度を有し精度の均一性に優れるウォームＷの製造が可能である。
【０００３】
図５（ｂ）は、ウォームＷの歯形の断面図である。ウォームＷは、被転造素材の外周に螺旋状の歯形が形成されるという点では、三角ねじと共通する。従って、ウォーム転造用の転造平ダイスは、基本的には、一般のねじ用の転造平ダイスと同様に構成される。
【０００４】
しかし、ウォームＷの歯形は、三角ねじと比較して、歯丈が高く、溝角度が小さいという特徴を有するため、素材を大きく隆起させる必要がある。そのため、ウォームＷの転造加工では、素材の流動量が大きいことに起因して、転造部両端に形成される不完全形状の歯形の範囲が大きくなり易く、また、被転造素材の軸方向への伸びにより歯形精度が低下し易く、更に、図５（ｃ）に示すように、歯形山頂を確実にトップロールさせる（素材を歯形山頂に左右から十分に流動させて凹部を充填する）ことが困難であった。
【０００５】
そこで、従来より、ウォームＷの転造加工に適した転造平ダイスが種々提案されている。例えば、加工歯の歯先に山型部を設け、被転造素材の塑性変形量を小さくする技術や、加工歯の歯先の曲率半径をドライブ側とコースト側とで互いに異ならせて、歯形精度の向上を図る技術、或いは、食付き部と仕上げ部との間に中仕上げ部を設け、被転造素材の余肉の隆起を大きくする技術などである（特許文献１〜４）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５５−１２２６４２号公報（例えば、第４図など）
【特許文献２】
実開昭６１−１２５５１号公報（例えば、第２図など）
【特許文献３】
実公平１−３７８００号公報（第３列第３６〜４３行目、第１図など）
【特許文献４】
特開平７−１８５７１３号公報（段落［００１８］、第２図など）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の転造平ダイスでは、特に歯丈が高く溝角度が小さいウォームＷの歯形を転造する場合において、未だ転造される歯形山頂に生ずる剥離やむしれの問題を十分に解消することができないという問題点があった。
【０００８】
即ち、歯丈が高く溝角度が小さいウォームＷの転造では、被転造素材が転造平ダイス上を転動する際、その被転造素材の歯形の谷底と山頂との周速の差が大きい。そのため、被転造素材の歯形山頂は、転造過程において、転造平ダイスの加工歯によって擦られてしまい、かかる被転造素材の歯形山頂に剥離やむしれが発生するという問題点があった。
【０００９】
特に、歯形山頂をトップロールさせるべく転造平ダイスの対向面間隔を狭くした場合には、被転造素材の歯形谷底に加工歯による大きな押圧力が働いて大きな抵抗が発生するため、被転造素材の外周径付近にあった転がり中心Ｌ（加工歯により押圧される部位とその押圧により隆起する部位との境界線、図５（ｂ）参照）が被転造素材の谷底側に移行する。その結果、被転造素材の歯形の谷底と山頂との周速の差が拡大して、上述した剥離やむしれの発生がより顕著となる。
【００１０】
また、この場合には、被転造素材が正常に転動できず、滑りが生ずるため、被転造素材に転造される歯形の精度が低下する。この滑りの防止には、ショットブラスト加工などにより転造平ダイスの加工歯表面を粗面化することが一般的であるが、この加工歯表面の粗面化は、上述した被転造素材の歯形の谷底と山頂との周速の差による悪影響を助長する方向に働く。そのため、加工歯に滑り止め加工を施した場合には、被転造素材の山頂表面の剥離やむしれの発生が増長されてしまうという問題点があった。
【００１１】
更に、従来の転造平ダイスでは、上述したように、被転造素材の歯形の谷底と山頂との周速の差に起因して、転造平ダイスの加工歯の谷底が被転造素材の歯形山頂に擦られるため、かかる転造平ダイスの加工歯の谷底が集中的に摩耗され、十分な工具寿命を得ることができないという問題点があった。
【００１２】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、転造過程における被転造素材の谷底と山頂との周速差による影響を低減して、被転造素材の歯形に剥離やむしれが生ずることを抑制することができる転造平ダイスを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、請求項１記載の転造平ダイスは、転造歯形面を有し、その転造歯形面に当接された被転造素材の外周面を塑性変形させて歯形を転造するものであって、前記転造歯形面の加工歯の一部または全部は、粗面加工が施される粗面部と、その粗面部よりも平滑に構成される平滑面部とをその表面に備えており、前記粗面部は、少なくとも前記被転造素材の外周径に対応する位置よりも前記加工歯の歯先側表面に形成されると共に、前記平滑面部は、少なくとも前記被転造素材の外周径に対応する位置よりも前記加工歯の谷底側表面に形成される。
【００１４】
請求項２記載の転造平ダイスは、請求項１記載の転造平ダイスにおいて、前記粗面部の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが略４．７μｍ以上、かつ、略２５．０μｍ以下の範囲とされ、前記平滑面部の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが略０．１μｍ以上、かつ、略３．２μｍ以下の範囲とされている。
【００１５】
請求項３記載の転造平ダイスは、請求項１又は２に記載の転造平ダイスにおいて、前記転造歯形面の加工歯の一部または全部には、その歯先側に尖頭状の山型部が形成されており、その山型部は、その基部が前記被転造素材の外周径に対応する位置に略一致して形成されると共に、前記粗面部は、その山型部の表面に形成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施例における転造平ダイス１の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。まず、図１（ａ），（ｂ）を参照して、転造平ダイス１の全体構成について説明する。
【００１７】
転造平ダイス１は、円柱状の軸状素材（以下、「被転造素材」と称す。）の外周面に加工歯３を押圧することにより、その外周面を塑性変形させてウォームＷ（図５（ａ）参照）を転造成形するための工具であり、その加工歯３には、粗面部３ａと平滑面部３ｂとが形成されている（図２及び図３参照）。これにより、転造過程における被転造素材の谷底と山頂との周速差による影響を低減して、歯丈が高く溝角度が小さい歯形であっても、歯形表面の剥離やむしれを抑制しつつ転造加工を行うことができる。
【００１８】
なお、本実施例では、転造平ダイス１の転造対象物として、円筒ウォーム（以下、単に「ウォーム」と称す。）Ｗを用いて説明する。ウォームＷとは、１条又は複数条の螺旋状のねじ山（以下、「ウォーム歯」と称す。）をもった円筒形の歯車であり、ウォームホイールと組み合わされてウォームギヤを構成する。
【００１９】
但し、転造対象物としては、必ずしもウォームＷには限られず、例えば、はすば歯車等の歯車部品やスプライン等の嵌合部品、或いは、三角ねじ等の締結部品などを転造対象物とすることは当然可能である。なお、ウォームＷは、円筒ウォームに限られず、鼓形ウォームであっても良い。
【００２０】
また、転造平ダイス１による転造加工は、被転造素材を一対の転造平ダイス１の対向面間に挟持した状態で行われるが、図１では、転造加工を行う一対の転造平ダイス１のうち、転造盤（図示せず）に固定される一方の転造平ダイス１を図示しており、かかる一方の転造平ダイス１に対して平行移動される他方の転造平ダイス１の図示を省略している。
【００２１】
転造平ダイス１は、転造に適した合金工具鋼または高速度工具鋼等の金属材料から略直方体状に形成されており、その一面側（図１（ａ）紙面手前側、図１（ｂ）上側）には、被転造素材の外周面にウォーム歯を転造するための転造歯形面２が設けられている。
【００２２】
この転造歯形面２には、図１（ａ），（ｂ）に示すように、転造平ダイス１の転造方向始端側（図１（ａ），（ｂ）右側）から終端側（図１（ａ），（ｂ）左側）へ向けて、食付き部２ａ、仕上げ部２ｂおよび逃げ部２ｃが順に連続して設けられている。
【００２３】
食付き部２ａは、転造平ダイス１の転造歯形面２を被転造素材の外周面に食い付かせる為の部位であり、いわゆる食付き部として用いられる。この食付き部２ａは、図１（ｂ）に示すように、転造平ダイス１の転造方向始端側（図１（ａ），（ｂ）右側）から仕上げ部２ｂ側（図１（ａ），（ｂ）左側）へ向けて食付き角κ１で上昇傾斜して形成されている。なお、この食付き部２ａの詳細構成については、後述する。
【００２４】
仕上げ部２ｂは、食付き部２ａによって被転造素材に転造されたおねじ部１１を仕上げるための部位であり、転造平ダイス１の下端面（図１（ｂ）下側面）に対して略平行に形成されている。
【００２５】
逃げ部２ｃは、仕上げ部２ｂにより仕上げられた被転造素材を転造平ダイス１の転造歯形面２から排出するための部位であり、いわゆる逃げ部として用いられている。この逃げ部２ｃは、図１（ｂ）に示すように、仕上げ部２ｂの終端から転造平ダイス１の転造方向終端端（図１（ｂ）左側）へ向けて逃げ角κ２で下降傾斜して形成されている。
【００２６】
これら食付き部２ａ、仕上げ部２ｂ及び逃げ部２ｃで構成された転造歯形面２には、複数のねじ山（以下、「加工歯」と称す。）３が刻設されている。これら複数の加工歯３は、それぞれ食付き部２ａの始端（図１（ａ），（ｂ）右側）から逃げ部２ｃの終端（図１（ａ），（ｂ）左側）へ向けて連続して形成されている。
【００２７】
また、これら複数の加工歯３は、図１（ａ）に示すように、転造平ダイス１の長手方向（図１（ａ），（ｂ）左右方向）に対してリード角βで食付き部２ａの始端から逃げ部２ｃの終端へ傾斜して刻設されている。
【００２８】
次に、図２及び図３を参照して、転造歯形面２の食付き部２ａについて説明する。図２及び図３は、それぞれ図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線およびＩＩＩ−ＩＩＩ線における食付き部２ａの部分断面図であり、歯幅方向と略直交する方向（図１（ａ）ＩＩ−ＩＩ線およびＩＩＩ−ＩＩＩ線方向）に食付き部２ａを切断した場合の加工歯３の断面形状を示している。
【００２９】
なお、図２及び図３において２点鎖線を用いて表した仮想線Ｍは、被転造素材が一対の転造平ダイス１の対向面（転造歯形面２）間に挟持された場合の、その被転造素材の転造加工前の外周径を表している。また、図２及び図３では、転造平ダイス１の横幅方向（図２及び図３左右方向）長さの図示が省略されている。
【００３０】
食付き部２ａにおける加工歯３は、図２及び図３に示すように、歯先側に形成される第１の歯面（以下、「粗面部」と称す。）３ａと、歯元側に形成される第２の歯面（以下、「平滑面部」と称す。）３ｂとの２つの部分から構成されている。歯先側の粗面部３ａの圧力角α１は、歯元側の平滑面部３ｂの圧力角α２よりも大きくされており（α１＞α２）、その結果、加工歯３は、２段の圧力角構成とされ、その歯先側には、劣頭形の山型部４が形成されている。
【００３１】
なお、圧力角α１，α２は、必ずしも加工歯３の左右（図２及び図３左右方向）両歯面において略同一に構成する必要はなく、左右両歯面において異なる角度に設定することは当然可能である。
【００３２】
粗面部３ａは、図２及び図３に示すように、被転造素材の転造加工前の外周径に対応する位置（仮想線Ｍ）を始端として圧力角α１で傾斜して構成されているので、山型部４は、その基部が仮想線Ｍに略一致して構成されている。そのため、山型部４の断面領域（断面積）は、食付き部２ａが食付き角κ１で傾斜して構成されていることに起因して（図１参照）、転造方向先端側（図１右側）に近づくに従って漸減し（図２及び図３参照）、本実施例では、転造方向先端部近傍で消滅するように構成されている。
【００３３】
よって、転造平ダイス１の食付き部２ａは、加工歯３の歯先に形成された山型部４によって、被転造素材を大きく隆起させつつも、その被転造素材へ食い込む際の転造抵抗を低減することができるので、歯丈の高いウォーム歯の転造加工を円滑に行うことができる。更に、その山型部４の表面（粗面部３ａ）には、後述するように、粗面加工が施されているので、転造加工時の駆動力を確保することもできる。
【００３４】
ここで、粗面部３ａには、ショットブラスト加工が施されており、その表面が粗面化されている。即ち、粗面部３ａには、圧縮空気等により加速された小粒径のスチールボールやシリコンカーバイト粒等の混合粒が高速で衝突されており、その結果、この粗面部３ａの表面は、梨地状の粗面とされている。一方、平滑面部３ｂには、研削砥石を使用した研削加工が施されており、その結果、平滑面部３ｂの表面は、粗面部３ａと比較して、十分に平滑面化されている。
【００３５】
そのため、食付き部２ａは、転造行程において、粗面化された粗面部３ａを被転造素材の外表面に強固に当接させることができるので、転造加工時の滑りを抑制して、被転造素材にウォーム歯を精度良く転造することができる。
【００３６】
また、被転造素材の外周面にウォーム歯が隆起した場合には、加工歯３の谷底側に平滑面として形成された平滑面部３ｂによって摩擦抵抗を低減して、かかるウォーム歯を強く擦ることなく円滑に滑動させることができる。よって、ウォーム歯の表面に剥離やむしれが生ずることを抑制することができると共に、そのウォーム歯の山頂付近をバニッシュ効果によって鏡面に仕上げることができる。
【００３７】
従って、ウォームＷ（図５（ａ）参照）の転造であって、特に、転造すべきウォーム歯の歯丈が高いため、そのウォーム歯の谷底と山頂との周速の差が大きくなる場合であっても、粗面部３ａによる滑り止め効果と平滑面部３ｂによる滑動効果とによって、かかる周速の差による悪影響を緩和することができ、その結果、加工歯３の谷底が集中的に摩耗されることを防止して、転造平ダイス１の工具寿命の延長を図ることができると共に、ウォーム歯の谷底面粗さの向上を図ることもできる。
【００３８】
更に、被転造素材に転造されるウォーム歯の山頂を確実にトップロールさせるべく、一対の転造平ダイス１の対向面間隔を狭くして、被転造素材の外周径付近にあった転がり中心Ｌ（図５（ｂ）参照）が被転造素材の谷底側に移行された場合であっても、被転造素材のウォーム歯の谷底と山頂との周速の差が拡大することを抑制することができるので、被転造素材のウォーム歯の山頂を確実にトップロールさせつつも、そのウォーム歯の山頂や谷底の表面に剥離やむしれが生ずることを抑制することができる。
【００３９】
ここで、ウォーム歯の山頂をトップロールさせた状態から転造平ダイス１の対向面間隔を更に狭くした場合には（いわゆる過転造の状態）、ウォーム歯の谷底と山頂との周速の差に起因して、その山頂には引張応力が作用する。そのため、対向面間隔を狭くし過ぎた場合には、素材の流動により一旦充填されたウォーム歯山頂の凹部が再び開口し剥離してしまう（図５（ｃ）参照）。そのため、従来の転造平ダイスでは、その対向面間隔を細かく調整する必要があり、その調整作業が煩雑であった。
【００４０】
しかし、本実施例における転造平ダイス１によれば、対向面間隔を狭くした場合でも、上述したように、ウォーム歯の谷底と山頂との周速の差が拡大することを抑制することができる。よって、かかる対向面間隔を比較的大まかに調整しても、一旦充填されたウォーム歯山頂の凹部が再び開口し剥離してしまうことを抑制することができ、その結果、煩雑な対向面間隔の調整作業を軽減することができる。
【００４１】
粗面部３ａの表面粗さは、最大高さ粗さＲｚで略４．７μｍ以上、かつ、略２５．０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。即ち、粗面部３ａの表面粗さ（Ｒｚ）が略４．７μｍ以下では、かかる粗面部３ａの粗面化が十分とはいえないため、有効な滑り止め効果を付与できず、被転造素材の滑りを適切に抑制することができないからである。一方、粗面部３ａの表面粗さ（Ｒｚ）が略２５．０μｍ以上では、かかる粗面部３ａが過剰に粗面化されてしまうため、平滑な仕上げ表面を有する高品質のウォーム歯を被転造素材に転造することができなくなるからである。
【００４２】
また、平滑面部３ｂの表面粗さは、最大高さ粗さＲｚで略０．１μｍ以上、かつ、略３．２μｍ以下の範囲とすることが好ましい。即ち、平滑面部３ｂの表面粗さ（Ｒｚ）が略３．２μｍ以上では、かかる平滑面部３ｂの平滑面化が十分とはいえず、摩擦抵抗が有効に低減されないため、被転造素材のウォーム歯を円滑に滑動させることができないからである。一方、平滑面部３ｂの表面粗さ（Ｒｚ）が略０．１μｍ以下では、被転造素材のウォーム歯を滑動させる効果は頭打ちとなるにも関わらず、例えば、ラップ加工などの特別な加工が別途必要となり、加工コストが過剰に上昇してしまうからである。
【００４３】
なお、ここでいう「最大高さ粗さＲｚ」とは、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１）により規定される表面粗さパラメータであり、以下の説明においても同様である。また、請求項２に記載した「最大高さ粗さＲｚ」も同様である。
【００４４】
次に、上述のように構成された転造平ダイス１の製造方法について説明する。転造平ダイス１は、従来技術と同様の方法により製造することができる。即ち、まず、転造に適した合金工具鋼または高速度工具鋼等の金属材料を略直方体状に形成し、その一面側に加工歯３を研削加工によって刻設する。
【００４５】
この場合、食付き部２ａ及び逃げ部２ｃには、食付き角κ１及び逃げ角κ２を付与しつつ、加工歯３を刻設する。また、食付き部２ａの加工歯３には、圧力角α１で粗面部３ａを形成すると共に、その粗面部３ａには、ショットブラスト加工を施して、その表面を粗面化する。
【００４６】
なお、ショットブラスト加工で使用するスチールボールやシリコンカーバイト粒等の混合粒の粒径は、ＪＩＳ＃１００（粒径：１０６μｍ〜１５０μｍ）以上、かつ、ＪＩＳ＃２４（粒径：６００μｍ〜８５０μｍ）を使用することが好ましい。これにより、粗面部３ａの表面を上述した範囲内で適切に粗面化することができる。
【００４７】
次に、上述のように構成された転造平ダイス１を用いて行った工具寿命試験の結果について説明する。この工具寿命試験は、転造平ダイス１の寿命を計測する試験であり、ウォームＷ（図５（ａ）参照）を被転造素材に転造して、そのウォーム歯の山頂に生ずる剥離が予め定めた基準値を越えた場合に工具寿命と判定するものである。
【００４８】
工具寿命試験には、本実施例で説明した転造平ダイス１（以下、「本発明品Ａ」と称す。）と、従来の転造平ダイス（以下、「従来品Ｂ１，Ｂ２」と称す。）とを用いて行った。なお、本発明品Ａと従来品Ｂ１，Ｂ２との差異は、食付き部２ａにおける加工歯３の形状（表面粗さ）が異なる点であり、その他の形状や寸法、材質などは互いに同一である。
【００４９】
具体的には、本発明品Ａは、その食付き部２ａにおける加工歯３が本実施例で説明したと同様に構成され、粗面部３ａ（圧力角α１）と平滑面部３ｂ（圧力角α２）とから２段の圧力角構成とされている（図２及び図３参照）。この加工歯３の詳細諸元は、粗面部３ａの圧力角α１：４５°，平滑面部３ｂの圧力角α２：１９°５８′，粗面部３ａの表面粗さ（最大高さ粗さＲｚ）：８．３μｍ，平滑面部３ｂの表面粗さ（最大高さ粗さＲｚ）：０．４μｍである。
【００５０】
一方、従来品Ｂ１，Ｂ２の食付き部における加工歯は、一段の圧力角構成とされ、一般的な従来技術と同様に、断面視略台形状の加工歯として構成されている。即ち、従来品Ｂ１，Ｂ２の加工歯は、本発明品Ａの加工歯３に対し、歯丈は略同一であるが、その加工歯３から山型部４が省略された形状に対応する。よって、従来品Ｂ１，Ｂ２の加工歯の圧力角は、本発明品Ａの加工歯３における平滑面部３ｂの圧力角α２と略同一であり、１９°５８′とされている。
【００５１】
なお、従来品Ｂ１の食付き部における加工歯には、歯面全体にショットブラスト加工を施して、その表面粗さ（最大高さ粗さＲｚ）を８．３μｍに設定した。これは、本発明品Ａの粗面部３ａにおける表面粗さと同一である。一方、従来品Ｂ２の食付き部における加工歯には、歯面全体に研削砥石による研削加工を施して、その表面粗さ（最大高さ粗さＲｚ）を０．４μｍに設定した。これは、本発明品Ａの平滑面部３ｂにおける表面粗さと同一である。
【００５２】
転造加工条件は、使用機械：平ダイス式転造盤，転造速度：１２ｍ／ｍｉｎである。また、被転造素材に転造するウォームＷには、従来より転造加工が困難とされている形状のものを採用した。即ち、このウォームＷは、異なる材質（樹脂材料）からなるウォームホイールと組み合わされてウォームギヤを構成するものであり、そのため、一般的なウォームと比較して、歯丈に対して歯厚が薄く、ピッチが広いという特徴を有する。
【００５３】
具体的な詳細諸元は、被転造素材の材質：ＪＩＳ−Ｓ４５Ｃ，被転造素材の直径：８．１４ｍｍ，モジュール：０．８，歯数（条数）：１，圧力角：２０°，ピッチ円直径：６．３９８ｍｍ，円ピッチ：２．５１３ｍｍ，進み角：７°１１′，全歯丈：１．７６ｍｍ，歯直角弦歯厚：０．７９ｍｍである。
【００５４】
なお、本発明品Ａの工具寿命試験では、被転造素材２０００本の連続転造加工が終了する毎に最終転造品３本を抜き取る一方、従来品Ｂ１，Ｂ２の工具寿命試験では、被転造素材５０本の連続転造加工が終了する毎に最終転造品３本を抜き取り、かかる最終転造品のウォーム歯に基準値以上の剥離が生じているか否かを検査して、工具寿命を判定した。
【００５５】
まず、従来品Ｂ１，Ｂ２の工具寿命試験について説明する。転造加工本数５０本の時点では、従来品Ｂ１，Ｂ２ともに、良好な外観を有したウォームＷを被転造素材に転造していた。但し、従来品Ｂ２により転造されたウォームＷの歯形精度が許容範囲を大幅に下回っていた。
【００５６】
これは、従来品Ｂ２の食付き部における加工歯には、有効な滑り止め加工が施されておらず、平滑面（表面粗さＲｚ＝０．４μｍ）として構成されていたため、被転造素材が正常に転動できず、滑りが生じたためと思われる。なお、従来品Ｂ２については、この時点で試験を打ち切った。
【００５７】
従来品Ｂ１においては、転造加工本数２００本の時点においても、ほぼ同様の結果であり、良好な外観を有したウォームＷを被転造素材に転造していた。また、転造されたウォームＷの歯形精度も許容範囲内であった。しかし、転造本数２５０本の時点では、転造されたウォームＷのウォーム歯山頂に基準値を超える剥離が生じており、この時点で従来品Ｂ１が寿命に達した。
【００５８】
また、この転造本数２５０本の時点において、従来品Ｂ１の食付き部における加工歯の谷底には、目視で確認できるほどの摩耗が進行していた。これは、従来品Ｂ１の食付き部における加工歯がショットブラスト加工によって粗面化されていたため（表面粗さＲｚ＝８．３μｍ）、ウォーム歯の谷底と山頂との周速の差に起因する悪影響を助長してしまい、そのウォーム歯の山頂に擦られた加工歯の谷底が集中的に摩耗されたものと思われる。
【００５９】
一方、本発明品Ａは、転造加工本数が１０万本に達した時点においても、良好な外観を有したウォームＷを被転造素材に転造しており、特に、ウォーム歯の山頂は、バニッシュ効果により鏡面に仕上げられていた。また、ウォーム歯の谷底は、従来品Ｂ１により転造された場合と比較して、その面粗さが平滑に仕上げられていた。これは、加工歯３に粗面部３ａと平滑面部３ｂとを設けることによって、ウォーム歯の谷底と山頂との周速の差を緩和することができたことに起因するものと思われる。
【００６０】
なお、本発明品Ａにおいては、転造加工本数１０万本の時点で、試験を打ち切ったが、この時点においても、その加工歯３の谷底（平滑面部３ｂ）には、摩耗の発生が認められず、良好な状態を維持していた。
【００６１】
次に、図４（ａ），（ｂ）を参照して第２及び第３実施例について説明する。なお、前記した第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００６２】
図４（ａ）は、本発明の第２実施例における転造平ダイス１００の食付き部１０２ａにおける加工歯１０３を示した図であり、図４（ｂ）は、本発明の第３実施例における転造平ダイス２００の食付き部２０２ａにおける加工歯２０３を示した図である。
【００６３】
第２及び第３実施例における加工歯１０３，２０３は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、歯先側に形成される粗面部１０３ａ，２０３ａ（圧力角α１）と、歯元側に形成される平滑面部３ｂ（圧力角α２）とから、第１実施例と同様に、２段の圧力角構成とされ、その結果、その歯先側には、山型部１０４，２０４がそれぞれ形成されている。
【００６４】
但し、第２実施例における山型部１０４は、図４（ａ）に示すように、略平行に山払いが施され、その頂部（図４（ａ）上側）に平坦状の平坦面部１０３ｃが形成されている。また、第３実施例における山型部２０４は、図４（ｂ）に示すように、両粗面部２０３ａの接続部断面が曲線で構成され、その頂部（図４（ｂ）上側）に曲面部２０３ｃが形成されている。
【００６５】
なお、粗面部１０３ａ，２０３ａと、平坦面部１０３ｃと、曲面部２０３ｃとの表面粗さは、第１実施例と同様に、ショットブラスト加工を施すことによって、最大高さ粗さＲｚで略４．７μｍ以上、かつ、略２５．０μｍ以下の範囲とすることが好ましい。
【００６６】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６７】
例えば、上記各実施例では、粗面化された粗面部３ａ，１０３ａ，２０３ａ（平坦面部１０３ｃ及び曲面部２０３ｃを含む）と、平滑面化された平滑面部３ｂとが、食付き部２ａ，１０２ａ，２０２ａの加工歯３，１０３，２０３のみに形成されたが、必ずしもこれに限られるわけではなく、仕上げ部２ｂ或いは逃げ部２ｃの加工歯３にも形成するようにしても良い。
【００６８】
一方、これら粗面部３ａ，１０３ａ，２０３ａ（平坦面部１０３ｃ及び曲面部２０３ｃを含む）と、平滑面部３ｂとは、必ずしも食付き部２ａ，１０２ａ，２０２ａの全範囲に形成する必要はなく、例えば、食付き部２ａ，１０２ａ，２０２ａの転造方向先端部を始端とする所定の範囲内のみに形成しても良い。
【００６９】
また、上記各実施例では、第３実施例における山型部２０４において、両粗面部２０３ａの接続部断面を曲線状に構成したが、これに限られず、各実施例において、粗面部３ａ，１０３ａ，２０３ａと平滑面部３ｂとの接続部断面を曲線状に構成しても良く、或いは、第２実施例において、粗面部１０３ａと平坦面部１０３ｃとの接続部断面を曲線状に構成しても良い。
【００７０】
【発明の効果】請求項１記載の転造平ダイスによれば、加工歯の一部又は全部は、粗面加工が施される粗面部を少なくとも被転造素材の外周径に対応する位置よりも歯先側の表面に備えているので、かかる粗面部を被転造素材の外周面へ強固に当接させることができる。よって、転造加工において被転造素材が滑ることを抑制することができるので、被転造素材に歯形を精度良く転造することができるという効果がある。
【００７１】
また、加工歯の一部又は全部は、上述した粗面部よりも平滑に形成される平滑面部を備えており、この平滑面部は、少なくとも被転造素材の外周径に対応する位置よりも加工歯の谷底側に形成されている。よって、かかる平滑面部と被転造素材の歯形山頂側との間に生ずる抵抗を低減することができる。
【００７２】
その結果、例えば、歯丈が高いウォーム等の歯形の転造であって、被転造素材の歯形の谷底と山頂との周速の差が大きい場合であっても、被転造素材の歯形山頂を円滑に滑動させることができるので、かかる被転造素材の山頂表面に剥離やむしれが生ずることを抑制することができるという効果があると共に、加工歯の谷底が集中的に摩耗されることを防止することができるので、十分な工具寿命を得ることができるという効果がある。
【００７３】
更に、本発明の転造平ダイスによれば、上述したように、粗面部が加工歯の歯先側に形成される一方、平滑面部が加工歯の谷底側に形成されている。よって、被転造素材の歯形山頂をトップロールさせるべく一対の転造平ダイスの対向面間隔を狭くした場合でも、被転造素材の滑りを粗面部によって抑制しつつ、被転造素材の歯形山頂の剥離等を平滑面部によって抑制することができる。従って、被転造素材の歯形の谷底と山頂との周速の差による悪影響を緩和することができるので、被転造素材の歯形山頂をトップロールさせつつも、その歯形山頂や谷底の表面に剥離等が生ずることを抑制することができるという効果がある。
【００７４】
請求項２記載の転造平ダイスによれば、請求項１記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、粗面部の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが略４．７μｍ以上、かつ、略２５．０μｍ以下の範囲とされている。よって、転造加工時の被転造素材の滑りを有効に抑制しつつ、高品質な歯形を被転造素材に転造することができるという効果がある。即ち、粗面部の表面粗さ（Ｒｚ）が略４．７μｍ以下では、かかる粗面部の粗面化が十分とはいえず、有効な滑り止め効果が付与されないため、被転造素材の滑りを適切に抑制することができない。一方、粗面部の表面粗さ（Ｒｚ）が略２５．０μｍ以上では、かかる粗面部が過剰に粗面化されてしまうため、平滑な仕上げ表面を有する高品質の歯形を被転造素材に転造することができなくなるのである。
【００７５】
また、平滑面部の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが略０．１μｍ以上、かつ、略３．２μｍ以下の範囲とされている。よって、被転造素材の歯形山頂に生ずる剥離やむしれを有効に抑制しつつ、転造平ダイスの加工コストが過剰に上昇することを抑制することができるという効果がある。即ち、平滑面部の表面粗さ（Ｒｚ）が略３．２μｍ以上では、かかる平滑面部の平滑面化が十分とはいえず、摩擦抵抗が有効に低減されないため、被転造素材を円滑に滑動させることができない。一方、平滑面部の表面粗さ（Ｒｚ）が略０．１μｍ以下では、被転造素材の歯形を滑動させる効果は頭打ちとなるにも関わらず、例えば、ラップ加工などの特別な加工が別途必要となり、加工コストが過剰に上昇してしまう。
【００７６】
請求項３記載の転造平ダイスによれば、請求項１又は２に記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、転造歯形面の加工歯の一部または全部には、その歯先側に尖頭状の山型部が形成されると共に、その山型部の基部は、前記被転造素材の外周径に対応する位置に略一致して形成されているので、被転造素材を大きく隆起させつつ、その被転造素材へ食い込む際の転造抵抗を低減して、円滑な転造を行うことができるという効果がある。
【００７７】
更に、その山型部の表面には、粗面部が形成されているので、転造加工時の駆動力を確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施例における転造平ダイスの正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。
【図２】図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における食付き部の部分断面図である。
【図３】図１（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における食付き部の部分断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第２実施例における転造平ダイスの食付き部における加工歯を示した図であり、（ｂ）は、本発明の第３実施例における転造平ダイスの食付き部における加工歯を示した図である。
【図５】（ａ）はウォームの外観斜視図であり、（ｂ）はウォームの歯形の断面図であり、（ｃ）はウォームの歯形山頂の拡大断面図である。
【符号の説明】
１，１００，２００          転造平ダイス
２                          転造歯形面
２ａ                        食付き部
３，１０３，２０３          加工歯
３ａ，１０３ａ，２０３ａ    粗面部
３ｂ                        平滑面部
１０３ｃ                    平坦面部（粗面部の一部）
２０３ｃ                    曲面部（粗面部の一部）
４，１０４，２０４          山型部
Ｍ                          被転造素材の外周径を表す仮想線
【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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