(57)【要約】【課題】鼓形ウォームの所望のピッチが得られかつ耐久性を向上する。【解決手段】互いに相反する向きにスライドし得る一対のダイスホルダ２により、それぞれ円柱状ダイス３を上記スライド方向に軸線を向けかつ軸線回りに回転自在に支持する。ダイスの外周面にはす歯状の歯からなる食い付き部・盛り上げ部・仕上げ部・逃げ部を軸線方向に連続して設ける。両ダイス間に鼓形素材７を挟み、両ダイスを互いに近付ける向きにスライドさせて鼓形素材に転造によりウォームを形成する。転造時に鼓形素材に生じる軸線方向のスラスト力をダイスの回転により逃がすことができるため、ダイスが回転しないでスライドするだけの場合に鼓形素材の軸線方向変位である歩み現象が生じることを容易に防止でき、ウォームの歯のピッチが設計値から外れてしまうことがなく、かつダイスの耐久性を向上し得る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鼓形素材を一対の互いに平行に配置されたダイス間に挟み、前記一対のダイスを前記鼓形素材の軸線に交差しかつ相対的に互いに相反する向きにスライドさせて、前記鼓形素材の外周面にウォームの歯を転造により形成する鼓形ウォーム用転造装置であって、
前記ダイスが、スライド可能にされたダイスホルダにより回転自在に支持されると共に、その回転中心を中心とした円周面の少なくとも一部に前記転造のための歯部が配設されていることを特徴とする鼓形ウォーム用転造装置。
【請求項２】
前記ダイスの全周に渡って前記歯部が設けられていること特徴とする請求項１に記載の鼓形ウォーム用転造装置。
【請求項３】
前記鼓形素材の転造時の軸線方向変位を防止するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鼓形ウォーム用転造装置。
【請求項４】
前記ダイスの歯部の形状が、前記ダイスの前記スライド方向に対して前記転造の進行に合わせて変化していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の鼓形ウォーム用転造装置。
【請求項５】
鼓形素材を一対の互いに平行に配置されたダイス間に挟み、前記一対のダイスを前記鼓形素材の軸線に交差しかつ相対的に互いに相反する向きにスライドさせて、前記鼓形素材の外周面にウォームの歯を転造により形成する鼓形ウォーム用転造方法であって、
前記ダイスを前記スライド方向に沿う軸線回りに回転可能に設けると共に、前記ダイスの回転中心を中心とした円周面の少なくとも一部に前記転造のための歯部を配設し、
前記一対のダイスにより前記鼓形素材を挟んだ状態で前記一対のダイスを前記スライドさせることにより、前記ダイスが回転しつつ、前記鼓形素材の外周面にウォームの歯を転造により形成することを特徴とする鼓形ウォーム用転造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鼓形ウォーム用転造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鼓形ウォーム用転造装置にあっては、転造によりウォームの歯を形成するようにしたものがある。（例えば、特許文献１参照。）。上記したような転造によるものにおけるウォームの形成要領について図６を参照して以下に示す。
【０００３】
図６に示される鼓形ウォーム用転造装置では、鼓形ウォームを形成するための鼓形素材７を挟んで一対のダイス２３が互いに平行に配設し、また両ダイス２３の図６（ａ）の矢印Ａにより示されるスライド方向と鼓形素材７の軸線方向とを互いに直交させている。そして、一対のダイス２３の歯を鼓形素材７に押し付けながら図６（ａ）の矢印Ａに示されるように互いに相反する向きにスライドさせて、鼓形素材７の外周面にウォームの歯を形成する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１２７１２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スライド方向Ａに対してダイス２３の歯がはす歯になっていることから、ダイス２３のスライド運動により、鼓形素材７には図６（ｂ）の矢印Ｓに示される軸線方向にスラスト力が発生する。これにより、鼓形素材７に上記矢印Ｓの方向に変位する歩み現象が発生するため、鼓形ウォームに設計通りのピッチが得られないという問題が生じる。それに対して、上記歩み現象を抑えるために鼓形素材７の軸部の一端を押さえるストッパを設けることが考えられるが、この場合には、鼓形素材７の軸線方向に大きなスラスト力が発生するため、鼓形素材７の変形、転造装置やダイス２３の歯の耐久性が低下するという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、鼓形ウォームの所望のピッチが得られかつ耐久性を向上し得る鼓形ウォーム用転造装置を実現するために、本発明に於いては、鼓形素材を一対の互いに平行に配置されたダイス間に挟み、前記一対のダイスを前記鼓形素材の軸線に交差しかつ相対的に互いに相反する向きにスライドさせて、前記鼓形素材の外周面にウォームの歯を転造により形成する鼓形ウォーム用転造装置であって、前記ダイスが、スライド可能にされたダイスホルダにより回転自在に支持されると共に、その回転中心を中心とした円周面の少なくとも一部に前記転造のための歯部が配設されているものとした。
【０００７】
これによれば、一対のダイスホルダを互いに相反する向きにスライドさせてダイスにより鼓形素材にウォームを転造する場合に、鼓形素材にダイスのはす歯が食い付きながら鼓形素材が回転することにより鼓形素材の軸線方向にスラスト力が生じるが、ダイスホルダに対してダイスが回転自在にされていることから、上記スラスト力をダイスの回転により逃がすことができる。そのため、鼓形素材に従来例で述べた歩み現象が生じることがなく、転造により形成されるウォームの歯のピッチが設計値から外れてしまうことがない。
【０００８】
また、前記ダイスの全周に渡って前記歯部が設けられていると良い。これによれば、ダイスを１回転以上回転させながら転造することができる。また小さい角度だけ回転させれば良い場合には初期位置をずらしていくことができ、ダイスの歯の使用部分を分散することにより耐久性を向上し得る。
【０００９】
また、前記鼓形素材の転造時の軸線方向変位を防止するストッパが設けられていることによれば、鼓形素材の軸線方向変位を完全に無くすことができるため、ウォームのピッチを高精度化し得る。なお、ダイスが回転し得ることからストッパによる鼓形素材に生じるスラスト反力は小さく、ダイスの耐久性に何ら影響を及ぼすことはない。
【００１０】
また、前記ダイスの歯部の形状が、前記ダイスの前記スライド方向に対して前記転造の進行に合わせて変化していることによれば、ダイスをスライドさせるのみで、例えば食い付きから盛り上げ状態を経て仕上げまでを行うことができる。
【００１１】
あるいは、鼓形素材を一対の互いに平行に配置されたダイス間に挟み、前記一対のダイスを前記鼓形素材の軸線に交差しかつ相対的に互いに相反する向きにスライドさせて、前記鼓形素材の外周面にウォームの歯を転造により形成する鼓形ウォーム用転造方法であって、前記ダイスを前記スライド方向に沿う軸線回りに回転可能に設けると共に、前記ダイスの回転中心を中心とした円周面の少なくとも一部に前記転造のための歯部を配設し、前記一対のダイスにより前記鼓形素材を挟んだ状態で前記一対のダイスを前記スライドさせることにより、前記ダイスが回転しつつ、前記鼓形素材の外周面にウォームの歯を転造により形成すると良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明が適用された鼓形ウォーム用転造装置を示す正面図であり、図２は図１の矢印ＩＩ−ＩＩ線に沿って見た矢視図である。図１に示されるように矩形状ベース１の中抜き部分の上下に一対のダイスホルダ２が互いに対向するように配置されている。ダイスホルダ２は、側面（図の表裏方向）から見て凹形に形成されており、ベース１の図における上下の壁面上を長手方向にスライド可能にされている。ダイスホルダ２の凹設部内には長手方向に延在する丸太状のダイス３が受容されている。ダイス３は、その軸線方向両突出端部を軸受を介してダイスホルダ２により支持されており、軸線回りに回転可能にされている。
【００１４】
なお、ベース１には、図１における左右の両端壁部間に渡されて上下の壁面に平行に延在する互いに平行な一対のねじ軸４が設けられている。各ねじ軸４は各ダイスホルダ２に長手方向に貫通してそれぞれ螺合している。そして、各ねじ軸４の図１における右側の各一端部がベース１の図における右側壁部から外方に突出しており、それら突出端部に同一の歯車５がそれぞれ固着されている。各歯車５は互いに噛み合わされている。また、一方のねじ軸４には駆動モータ６が取り付けられており、駆動モータ６の回転により、両ねじ軸４が互いに相反する向きに同期して回転するようになっている。これにより、両ダイスホルダ２が軸線方向に互いに相反する向き、すなわち互いに近接離反し得る。これらダイスホルダ２にされている各ダイス３間に鼓形素材７を挟んで転造を行う。
【００１５】
鼓形素材７は、図２に示されるようにセットされるものであって良い。図２の構造にあっては、ベース１の図１における下側壁面にダイスホルダ２を挟んで互いに対峙する各支持柱８・９を突設し、かつ各突出端部が両ダイス３の間に臨むように設けている。そして、一方の支持柱８の突出端部に円錐形軸支部８ａを設け、他方の支持柱９の突出端部には、上記円錐形軸支部８ａに対して同軸的に出没自在に変位し得るスライド軸支ピン１０を設けている。なお、スライド軸支ピン１０は圧縮コイルばね１１により円錐形軸支部８ａ側に向けて弾発付勢されている。
【００１６】
上記スライド軸支ピン１０の突出端部は円錐形軸支部８ａと同様に先鋭な円錐形状に形成されている。鼓形素材７の軸部７ａの両端面に同軸的に円錐形凹部を設けておくことにより、図２に示されるように、スライド軸支ピン１０と円錐形軸支部８ａとにより鼓形素材７の軸部７ａの両端を回転可能に支持することができる。また、図２に示されるように、両ダイス３と鼓形素材７とは、互いの軸線が互いに直交するようにされている。
【００１７】
ダイス３の外周面には、本転造装置で形成するウォームの歯に対応するはすば歯車形状の歯が図３に示されるように形成されている。ダイス３の各歯先により形成される外周面は、その軸線方向両端部に先細りのテーパ形となると共に両テーパ部間に円柱状のストレート形となるように形成されている。図３の左側のテーパ部分が食い付き部３ａとして形成され、ストレート部分には、食い付き部３ａに続いて盛り上げ部３ｂが形成されていると共に盛り上げ部３ｂから図３の右側テーパ部分に至る仕上げ部３ｃが形成され、図３の右側テーパ部分が逃げ部３ｄとして形成されている。なお、ダイス３の盛り上げ部３ｂ及び仕上げ部３ｃの外周面の曲率は、鼓形素材７に形成されるウォームと組み合わされるウォームホイールの各歯先により形成される外周面の曲率と同一にされている。
【００１８】
このようにして構成された転造装置により鼓形素材７に転造によりウォームを形成することができる。まず、図４（ａ）に示されるように両ダイス３を各食い付き部３ａ同士がある程度離れた初期状態に位置させておき、両ダイス３の中間点に鼓形素材７を上記円錐形軸支部８ａ及びスライド軸支ピン１０により支持してセットする。次に、モータ６を所定の方向に回転させることにより、各ねじ軸４が互いに相反する向きに回転し、両ダイスホルダ２が互いに近づく向きに変位する。
【００１９】
両ダイスホルダ２が近づくことにより、鼓形素材７の外周面にダイス３の食い付き部３ａの先端部が食い付き始める。その食い付いた状態でさらに両ダイス３が変位すると、両ダイス３間で鼓形素材７が一方向に回転し始める。本転造装置にあってはダイス３がその変位方向に対する軸線回りに回転可能であることから、鼓形素材７に食い付くに連れてダイス３が図の矢印Ｂに示されるように回転し得る。このように、ダイス３の変位に合わせて、鼓形素材７とダイス３とが共に回転し、転造が進む。
【００２０】
さらに両ダイス３の変位が進むと、図４（ｃ）に示されるように盛り上げ部３ｂによる転造、及び仕上げ部３ｃによる転造が行われ、鼓形素材７に所定のウォームが形成される。そして、図４（ｄ）に示されるように、両ダイス３の逃げ部３ｄ間に鼓形素材７のウォーム形成品が位置するようになり、スライド軸支ピン１０を没入方向に変位させることによりウォーム形成品を取り出すことができる。
【００２１】
上記円錐形軸支部８ａを設けた方の支持柱８は、ウォーム形成時の鼓形素材７に作用する軸線方向のスラスト力を受ける側にストッパとして配設されている。これにより、上記スラスト力による鼓形素材７の軸線方向変位を無くすことができるため、ダイス３が何回転しても同一ピッチで位置ずれの無いウォームの歯を形成することができ、設計通りのウォームを確実に形成することができる。
【００２２】
なお、上記スラスト力は、本転造装置にあってはダイス３が回転し得ることから、従来例で述べたものに対して小さなものであるため、鼓形素材の破損の心配は皆無であり、同様に転造装置側のダイスなどの耐久性に影響を及ぼすことも無い。また、従来例のものでは、鼓形素材７の軸線方向変位（歩み現象）の対策としてウォーム形成範囲を広く設定していたが、本転造装置では上記したように歩み現象が生じないようにすることができるため、ウォーム形成範囲を必要最小限とすることができる。これにより、素材の無駄を無くしたり、工程時間の短縮化を実現することができる。
【００２３】
また、ダイスとしては、上記図示例のように円形の外周面に全周に渡ってウォーム形成用の歯を設けなくても良い。例えば図５に示されるように、矩形断面のブロック状のダイス１３の一面に上記ダイス３の歯の一部を設け、一対のダイス１３の歯１３ａを上記と同様に鼓形素材７を挟むように対峙させる。また、歯１３ａは、上記ダイス３と同様にダイス１３の軸線方向（図の表裏方向）に食い付き部・盛り上げ部・仕上げ部・逃げ部が設けられている。なお、歯１３ａの歯先により形成される円弧の中心に回転軸１３ｂを設け、ダイス１３を上記ダイス３と同様に回転軸１３ｂ回りに回転自在にする。また、鼓形素材７の支持構造やダイスホルダ２のスライド構造などは上記と同様であって良い。
【００２４】
そして、各ダイス１３の歯１３ａの鼓形素材７に対する初期位置を例えば図５の実線に示されるように所定角度傾けた位置にする。上記と同様に両ダイス１３を軸線方向に互いに相反する方向にスライドさせることにより、はす歯状の歯１３ａの食い込みによりダイス１３が例えば図の矢印Ｃに示されるように回転し得る。ウォームの歯の形成に必要なダイス１３の変位量は４山程度で良く、その場合のダイス１３の回転角度は１０度程度になる。ダイス１３の回転角度はウォームの歯のピッチの違いで異なるが、ウォームの形成に対してはそれ程大きな角度にはならないため、図５に示されるように円弧状の範囲にのみ歯１３ａを設けたダイス１３で鼓形素材７にウォームを転造することができる。これにより、ダイス１３の製造コストを低減し得る。
【００２５】
なお、上記図示例では鼓形素材について示したが、ウォームの素材の形状にあっては鼓形素材に限定されるものではなく、例えば棒状素材であっても良く、その棒状素材を用いてウォームを成形しても良い。また、上記図示例では外周面が滑らかな鼓形素材から成形するものを示したが、鼓形素材や上記棒状素材に予め荒加工したものを用い、その荒加工状態から成形する仕上げ加工に本発明による転造を行っても良い。
【００２６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、転造時に鼓形素材に生じる軸線方向のスラスト力をダイスの回転により逃がすことができるため、ダイスが回転しないでスライドするだけの場合に鼓形素材の軸線方向変位である歩み現象が生じることを容易に防止でき、ウォームの歯のピッチが設計値から外れてしまうことがなく、かつダイスの耐久性を向上し得る。
【００２７】
また、ダイスの全周に渡って歯部を設けることにより、ダイスを１回転以上回転させながら転造することができると共に、小さい角度だけ回転させれば良い場合には初期位置をずらしていくことができ、ダイスの歯の使用部分を分散することにより耐久性を向上し得る。また、鼓形素材の転造時の軸線方向変位を防止するストッパを設けることにより、鼓形素材の軸線方向変位を完全に無くすことができるため、ウォームのピッチを高精度化し得る。さらに、ダイスのスライド方向変位によりウォームの歯のピッチがずれないため、ダイスの歯部の形状をダイスのスライド方向に対して転造の進行に合わせて変化させることにより、ダイスを１回スライドさせるのみで、例えば食い付きから盛り上げ状態を経て仕上げまでを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された鼓形ウォーム用転造装置を示す正面図。
【図２】図１の矢印ＩＩ−ＩＩ線に沿って見た矢視図。
【図３】ダイスの全体を示す拡大側面図。
【図４】（ａ）は転造の初期セット状態を示す模式図であり、（ｂ）は食い付き部による転造状態を示す（ａ）に対応する図であり、（ｃ）は盛り上げ部及び仕上げ部による転造状態を示す（ａ）に対応する図であり、（ｄ）は転造終了状態を示す（ａ）に対応する図。
【図５】ダイスの第２の例を示す図２に対応する図。
【図６】（ａ）は従来の転造装置を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印ＶＩｂ−ＶＩｂ線に沿って見た矢視図。
【符号の説明】
１  ベース
２  ダイスホルダ
３  ダイス
４  ねじ軸
５  歯車
６  駆動モータ
７  鼓形素材
８・９  支持柱
８ａ  円錐形軸支部
１０  スライド軸支ピン
１１  圧縮コイルばね
１３  ダイス、１３ａ  歯、１３ｂ  回転軸
【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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【図６】
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