(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね円柱状をなしその外周面には円周方向の溝が形成され、転造盤の持つ主軸に取付けられ、該主軸が軸を中心にして回転することにより回転させられると共に、回転可能なワークに該外周面が押圧され、該溝に対応する凸部を該ワークの外周面に転造する転造ダイスであって、
前記転造ダイスの溝は、前記ワークの凸部の頂端に前記ワークの完成形状に対して余剰となる余剰部を転造するとともに、
前記転造ダイスの溝の断面形状は、
前記余剰部の肩に丸みを形成する湾曲部を有する
ことを特徴とする転造ダイス。
【請求項２】
前記溝は、当該転造ダイスの前記外周面に螺旋状に形成され、前記ワークの外周面には、ねじの凸部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の転造ダイス。
【請求項３】
外周面にねじ溝を備えるとともに、転造盤の主軸に取付けられて、ワークに前記ねじ溝に対応するねじ山を転造加工する転造ダイスにおいて、
前記転造ダイスのねじ溝は、前記ワークのねじ山の頂端に前記ワークの完成形状に対して余剰となる余剰部を転造するとともに、
前記転造ダイスのねじ溝の歯直角断面形状は、
前記余剰部の肩に丸みを形成する湾曲部を有する
ことを特徴とする転造ダイス。
【請求項４】
転造盤の主軸に、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の転造ダイスを取付け、
前記転造盤にワークを前記主軸に平行な軸回りの回転自在に取り付け、
前記主軸を回転させながら、前記転造ダイスを前記ワークに押し当てて、前記ワークを転造加工する、
ことを特徴とする転造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の転造方法による転造加工後に、前記ワークの前記余剰部を研削して該ワークを所定の外径にする、
ことを特徴とする加工方法。
【請求項６】
請求項５に記載の加工方法で製造されたねじ軸であって、
前記ねじ軸のねじ山の断面の肩部に、前記転造ダイスの前記湾曲部に当接して転造された曲線部を有する
ことを特徴とするねじ軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリューやリードスクリューやボールねじ等を転造する際に用いる転造ダイス及び転造方法、加工方法並びにねじ軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
転造により、ボールねじを製造する従来の技術には、特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開２００４−５２９７９号公報
【０００３】
特許文献１では、ワークとなるボールねじ素材を転造ダイスで押圧し、転造加工を行う。転造加工により、ボールねじ素材の外周面には、ねじの凸部が螺旋状に形成される。そのねじの凸部には、潰しシワが発生するので、ボールねじの外周面を研削加工し、潰しシワを取っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
転造加工後に研削加工を行うことにより、潰しシワの除去をすることができるとともに、ボールねじの外径精度を向上させることができる。ところが、研削加工を行うと、ボールねじ外周面に形成された螺旋状の凸部の肩に、バリが発生しやすい。そのため、研削加工の後に、さらに、バリを落す処理が必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、バリを落す処理を不要にする転造ダイス及び転造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る転造ダイスは、概ね円柱状をなしその外周面には円周方向の溝が形成され、転造盤の持つ主軸に取付けられ、該主軸が軸を中心にして回転することにより回転させられると共に、回転可能なワークに該外周面が押圧され、該溝に対応する凸部を該ワークの外周面に転造する転造ダイスであって、前記転造ダイスの溝は、前記ワークの凸部の頂端に前記ワークの完成形状に対して余剰となる余剰部を転造するとともに、前記転造ダイスの溝の断面形状は、前記余剰部の肩に丸みを形成する湾曲部を有することを特徴とする。
【０００７】
このような構成を採用したことにより、転造ダイスを用いて転造を行うと、ワークの外周面に溝に対応する凸部が形成され、該凸部の頂端には余剰部が形成される。さらに該余剰部の肩には、湾曲部に対応する丸みが形成されるので、バリの発生が抑制され、バリ取りのための加工が不要になる。
【０００８】
尚、前記溝は、当該転造ダイスの外周面に螺旋状に形成され、前記ワークの外周面には、ねじの凸部が形成されてもよい。
【０００９】
また、本発明の第２の観点に係る転造ダイスは、外周面にねじ溝を備えるとともに、転造盤の主軸に取付けられて、ワークに前記ねじ溝に対応するねじ山を転造加工する転造ダイスにおいて、前記転造ダイスのねじ溝は、前記ワークのねじ山の頂端に前記ワークの完成形状に対して余剰となる余剰部を転造するとともに、前記転造ダイスのねじ溝の歯直角断面形状は、前記余剰部の肩に丸みを形成する湾曲部を有することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る転造方法は、転造盤の主軸に、前記のいずれかの転造ダイスを取付け、前記転造盤にワークを前記主軸に平行な軸回りの回転自在に取り付け、前記主軸を回転させながら、前記転造ダイスを前記ワークに押し当てて、前記ワークを転造加工することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第４の観点に係る加工方法は、前記転造方法による転造加工後に、前記ワークの前記余剰部を研削して該ワークを所定の外径にすることを特徴とする。
【００１２】
又、前記溝は、当該転造ダイスの外周面に螺旋状に形成され、前記ワークの外周面には、ねじの凸部が形成されてもよい。
【００１３】
また、本発明の第５の観点に係るねじ軸は、前記加工方法で製造されたねじ軸であって、前記ねじ軸のねじ山の断面の肩部に、前記転造ダイスの前記湾曲部に当接して転造された曲線部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のような本発明によれば、ワークの外周面の凸部の頂端に余剰部が形成されるとともに、前記余剰部の肩には丸みが形成されるので、ワークの外周面を研削してもバリが発生しない。したがって、バリを取るための加工が不要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る転造ダイス１０の構成図であり、同図（ａ）は転造ダイス１０の正面図、同図（ｂ）は転造ダイス１０の断面図をそれぞれ示している。
図２は、転造ダイス１０の拡大断面図である。
図３は、転造盤２０の要部を示す構成図である。
【００１６】
転造ダイス１０は、ボールねじやリードスクリュー等を形成するためのダイスである。転造盤２０は、転造ダイス１０を用いた転造により、ワークＷの外周面にねじ山となる凸部を形成する装置である。
【００１７】
図１の転造ダイス１０は、概ね円柱状をなし、転造ダイス１０の中心には、中心孔１１が形成されている。中心孔１１に面する内周面１２には、キー溝１３が形成されている。転造ダイス１０の外周面１４には、螺旋状の溝１５が形成されている。
【００１８】
転造ダイス１０は、ワークＷの外径と関連した外径を持つ。また、転造ダイス１０の外周面１４に形成された溝１５の深さ、溝１５の条数、溝１５のピッチ等は、ワークＷに転造するねじの種類により異なる。
【００１９】
転造ダイス１０の溝１５は、ワークＷの外周面に螺旋状の凸部を転造する部分である。溝１５の底部には、図２のように、ワークＷの凸部の肩に丸み（Ｒ）をつけるための湾曲１５ａ，１５ｂが対称に形成されている。
【００２０】
転造盤２０には、２本の主軸２１，２２と、主軸２１，２２を平行に支持するダイス台２３，２４と、ワークＷを回転自在に保持するブッシュ２５と、各主軸２１，２２をそれぞれ回転させるサーボモータ２６，２７と、ダイス台２４をダイス２３側に移動させる位置調整手段としてのサーボモータ２８と、位置センサ２９と、図示しないＮＣ制御装置とを備えている。
【００２１】
各主軸２１，２２は、転造ダイス１０を装着する部分であり、柱状をなし、転造ダイス１０の中心孔１１に嵌入可能な外径を持つ。主軸２１，２２の外周面には、転造ダイス１０のキー溝１３に係合する図示しないキーがそれぞれ設けられている。
【００２２】
モータ２８は、ダイス台２４を移動させる。位置センサ２９は、ダイス台２４の位置を検出するものである。ＮＣ制御装置は、サーボモータ２６，２７を同方向に同期して回転させる機能と、モータ２８を駆動してダイス台２４を移動させて主軸２１，２２間の距離を調整する機能を有する。
【００２３】
転造盤２０により、ワークＷにボールねじやリードスクリューを転造する場合には、ワークＷをブッシュ２５に保持させる。
ワークＷをブッシュ２５に保持させた後に、主軸２１，２２に２個の転造ダイス１０の中心孔１１をそれぞれ嵌合させる。これにより、主軸２１，２２に設けられたキーと各転造ダイス１０のキー溝１３がそれぞれ係合し、主軸２１，２２に対して転造ダイス１０が回転しないように取付けられる。さらに、主軸２１，２２のいずれか一方をわずかに回転させて、主軸２１，２２に取付けられた２個の転造ダイス１０の溝１５の相対位置関係を調整し、位相のずれをなくしておく。
なお、転造ダイス１０と主軸２１，２２とに特定の係合手段を設け、転造ダイス１０を主軸２１，２２に取付けた状態でその位相ずれがなくなるようにしてもよい。
【００２４】
ワークＷと転造ダイス１０の取付けが終了した後、転造盤２０を稼働する。転造盤２０のＮＣ制御装置は、サーボモータ２６，２７を駆動し、主軸２１，２２を所定の回転速度で回転させる。ＮＣ制御装置は、位置センサ２９から与えられる主軸２２の位置情報を参照した数値制御により、モータ２８を駆動し、主軸２２を主軸２１側に移動させ、２個の転造ダイス１０でワークＷを挟ませて、ワークＷに転造圧力を加えさせる。
【００２５】
主軸２１，２２は、継続して回転しているので、ワークＷも回転し、ワークＷの外周面には、溝１５に対応する凸部が螺旋状に転造される。ワークＷに螺旋状の凸部が転造されることにより、ボールねじやリードスクリューが形成される。
【００２６】
ボールねじやリードスクリューが形成された後、転造盤２０のＮＣ制御装置は、モータ２８を駆動して主軸２２を主軸２１から離して元の位置に戻す。これにより、ワークＷへの転造は終了する。転造盤２０のＮＣ制御装置は、モータ２８を停止させる。
【００２７】
転造が終了したワークＷを、転造盤２０から外し、図示しない研削盤にて、ワークＷの外周面の研削を行う。この研削により、ワークＷの外周面の潰しシワが除去されるとともに、ワークＷの外径が所定値に仕上げられる。以上のより、ワークＷの加工が終了する。
【００２８】
ここで、転造ダイス１０を用いてワークＷにねじを転造する本実施形態の利点を、図４を用いて説明する。
図４は、ワークＷに形成される凸部の形状を示す説明図である。
従来技術では、ワークＷに形成された凸部３０を研削すると、凸部の端に破線で示すようなバリ３１が発生する場合があった。そのため、バリ３１を取り除く処理を行って、凸部３０の肩に丸み（Ｒ）をつけていた。
これに対し、本実施形態では転造ダイス１０を用いて転造を行うため、ワークＷに形成される凸部３０の肩には、溝１５の湾曲１５ａ，１５ｂに相当する丸み３２が形成される。よって、研削を行ってもバリが発生しない。したがって、バリを取り除く処理が不要になる。
尚、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、ワークＷは、ボールねじやリードスクリューばかりでなく、転造ダイス１０の溝１５に対応する凸部が転造されるものであればよい。本発明は、ワークＷに転造ダイス１０の溝１５に対応する凸部が転造される転造全般に有効である。
また、上記実施形態では、ＮＣ制御装置を持つ転造盤２０について説明したが、ＮＣ制御装置を持たない転造盤２０であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
また、転造盤２０の構成も、図３と異なっていてもよい。
例えば、上記実施形態では、ワークＷをブッシュ２５により保持する例について説明したが、一対のセンタにより、ワークＷの両端を保持するようにしてもよい。
また、上記実施形態の転造盤２０は、２本の主軸２１，２２を備えているが、２本に限定されず、例えば３本以上の主軸２１，２２を備えてもよい。そして、転造ダイス１０の数についても、２個に限定されず、３個以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る転造ダイスの構成図である。
【図２】転造ダイスの拡大断面図である。
【図３】転造盤の要部を示す構成図である。
【図４】ワークＷに形成される凸部の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 転造ダイス
１４ 転造ダイスの外周面
１５ 溝
１５ａ，１５ｂ 湾曲
２０ 転造盤
３０ 凸部
３２ 丸み
Ｗ ワーク
【図１】
0004455934.tif 000002
【図２】
0004455934.tif 000003
【図３】
0004455934.tif 000004
【図４】
0004455934.tif 000005