(57)【要約】【課題】平ダイス寿命を犠牲にすることなく、一対の平ダイスの位置関係が微妙にずれている場合でも、転造加工用平ダイスの弾性戻りによる歪みを防止し、累積ピッチ誤差を少なくし高精度の加工精度を得ることができる転造加工用平ダイスを提供。【解決手段】食付勾配歯部 4の歯先線 9は平ダイスの移動方向 Fに対して傾斜させ、食付勾配歯部 4の前半部 2の歯は、歯高方向にのみ食い込むようにされ、食付勾配歯部 4の前半部 2のピッチ線11及び歯底線17は、それぞれ、食付勾配歯部 4の歯先線 9と逆方向に、大きく傾斜しており、食付勾配歯部 4の後半部 3の歯の歯先線 9は食付勾配歯部 4の歯先線 9上にあり、食付勾配歯部 4の後半部 3の歯のピッチ線10及び歯底線18は食付勾配歯部 4の歯先線 9に対してそれぞれ同方向に平行に傾斜して歯高及び歯面方向に食い込みを行うようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平ダイス間に配置して円柱状転造ワークの周面転造部にスプライン及び歯車を含む歯車状の歯を加工するための食付勾配歯部、仕上げ歯部及び逃げ歯部を有するスプライン転造加工用平ダイスにおいて、
前記食付勾配歯部の歯先線は平ダイスの移動方向に対して傾斜させ、
前記食付勾配歯部の前半部のピッチ線及び歯底線は、前記食付勾配歯部の歯先線と逆方向に、転造時に転造ワークの外径部を平ダイス歯底に干渉させないように、大きく傾斜しており、前記食付勾配歯部の前半部の歯は歯丈が漸増しかつ歯幅が漸減して歯高方向にのみ食い込むようにされ、かつ前記食付勾配歯部の前半部の平ダイスの歯先及び歯面にサンドブラストを含む表面粗さを粗くする処理が施され、
前記食付勾配歯部の後半部の歯のピッチ線及び歯底線は前記食付勾配歯部の歯先線に対してそれぞれ同方向に平行に傾斜して、歯高及び歯面方向に食い込むようにされており、  前記仕上げ歯部の歯先線、ピッチ線及び歯底線はそれぞれ平ダイスの移動方向に対して平行にされ完全歯形による仕上げ加工を行うようにしたことを特徴とするスプライン転造加工用平ダイス。
【請求項２】
前記食付勾配歯部は、前半部、移行部及び後半部を順次有し、前記移行部のピッチ線及び歯底線はそれぞれ平ダイスの移動方向に対して平行にされたことを特徴とする請求項１記載のスプライン転造加工用平ダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一対の平ダイス間に配置して円柱状転造ワークの周面転造部にスプライン及び歯車を含む歯車状の歯を加工するための食付勾配歯部、仕上げ歯部及び逃げ歯部を有するスプライン転造加工用平ダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
スプライン転造加工用平ダイスは、円柱状転造ワークが食付くようにされ、さらに歯を形成するように徐々に歯丈が漸増する食付勾配歯部と、歯丈が一定で完全歯形形状で仕上げを行う仕上げ歯部と、転造ワークが平ダイスより容易に逃げられるように歯丈が急速に漸減する逃げ歯部とが順次長手方向に設けられている。従来のスプライン転造加工用平ダイスとしては、特許文献１では本願の図６、図７（特許文献１の図５、図６、第２欄第12〜22行目）に示すように、仕上げ歯部52の歯先線T3、ピッチ線P3及び歯底線B3は平ダイスの移動方向 Fに対してそれぞれ平行にされて仕上げ歯部52は完全歯形による仕上げ加工を行うようにされ、食付勾配歯部54の歯先線T1は平ダイスの移動方向 Fに対して傾斜させ、食付勾配歯部のピッチ線P2及び歯底線B3は平ダイスの移動方向 Fに対してそれぞれ平行にされて本願の図７に示すように、食付勾配歯部の歯は、徐々に歯丈が漸増しかつ歯幅が漸減して歯高方向にのみ食い込むようにされている。特許文献２では食付勾配歯部の食付き性を向上させて転造ワークのピッチ誤差を改善できる平ダイスとして、食付勾配歯部の歯先線は平ダイスの移動方向に対して傾斜させ、食付勾配歯部の前半部の歯底線は前記食付勾配歯部の歯先線と逆方向に、転造時に転造ワークの外径部を平ダイス歯底に干渉させ、その干渉量が一定となるような歯底勾配をもつよう、小さく傾斜させたものが開示されている。
【特許文献１】実公平２−２５１６号公報
【特許文献２】実開昭６２−１０５７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図６、図７に示す従来の転造加工用平ダイスでは、食付勾配歯部54の歯は、本願の図７に示すように、歯丈が漸増するいわゆる歯高方向に漸増して食い込むようにされているが、食付勾配歯部において、転造加工用平ダイスの弾性戻りによる歪みが避けられず、一対の平ダイスの位置関係が微妙にずれている場合、くい付きでのワークの転がりが安定せず、転造初期でワーク円周上に等ピッチで溝が形成されず、累積ピッチ誤差を少なくし高精度の加工精度を得ることができなかった。また、特許文献２に示す従来の転造加工用平ダイスでは、食付勾配歯部の前半部で転造時に転造ワークの外径部を平ダイス歯底に干渉させるよう、平ダイス歯面に転造ワークの肉が充満されるため、くい付きでのワークの転がりは安定するが、平ダイス歯面にかかる力が大きくなり、寿命が短いという課題があった。
【０００４】
本発明の課題は、かかる従来の課題を解決した、平ダイス寿命を犠牲にすることなく、一対の平ダイスの位置関係が微妙にずれている場合でも、転造加工用平ダイスの弾性戻りによる歪みを防止し、累積ピッチ誤差を少なくし高精度の加工精度を得ることができる転造加工用平ダイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明は、一対の平ダイス間に配置して円柱状転造ワークの周面転造部にスプライン及び歯車を含む歯車状の歯を加工するための食付勾配歯部、仕上げ歯部及び逃げ歯部を有するスプライン転造加工用平ダイスにおいて、
前記食付勾配歯部の歯先線は平ダイスの移動方向に対して傾斜させ、
前記食付勾配歯部の前半部のピッチ線及び歯底線は、前記食付勾配歯部の歯先線と逆方向に、転造時に転造ワークの外径部を平ダイス歯底に干渉させないように、大きく傾斜しており、前記食付勾配歯部の前半部の歯は歯丈が漸増しかつ歯幅が漸減して歯高方向にのみ食い込むようにされ、かつ前記食付勾配歯部の前半部の平ダイスの歯先及び歯面にサンドブラストを含む表面粗さを粗くする処理が施され、
前記食付勾配歯部の後半部の歯のピッチ線及び歯底線は前記食付勾配歯部の歯先線に対してそれぞれ同方向に平行に傾斜して、歯高及び歯面方向に食い込むようにされており、  前記仕上げ歯部の歯先線、ピッチ線及び歯底線はそれぞれ平ダイスの移動方向に対して平行にされ完全歯形による仕上げ加工を行うようにしたことを特徴とするスプライン転造加工用平ダイスを提供することにより上述した本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００６】
特許文献１、２に示す従来の転造加工用平ダイスでは、食付勾配歯部で転造時に、一対の平ダイスの一方の位置関係が他方の平ダイスに対してずれている場合には、食付勾配歯部の一方の平ダイスによる最初の半回転の転造でワークに形成された歯溝が、次の半回転で他方の平ダイスとかみ合う際に、一方の平ダイスにより最初の半回転でワークに形成された歯溝が他方の平ダイスの歯と干渉し、一方の平ダイスの最初の半回転の転造によりワークに形成されたずれた歯溝に倣うよう、以後の歯溝が形成されるため、最終的に加工された転造ワークの累積ピッチ誤差含む歯形加工精度を得ることができなかった。
本願のスプライン転造加工用平ダイスでは、食付勾配歯部の前半部のピッチ線及び歯底線は、前記食付勾配歯部の歯先線と逆方向に、転造時に転造ワークの外径部を平ダイス歯底に干渉させないように、大きく傾斜しているので、ダイス歯先のランド幅が漸減し、この漸減の度合いは図６に示す従来の通常の歯丈が漸増するいわゆる歯高あがりのダイスより大きい。これにより、食付勾配歯部前半部では、一方の平ダイスにより最初の半回転で転造ワークに形成された歯溝が、次の半回転で他方の平ダイスにかみ合う際に、他方の平ダイスの歯と転造ワークの溝位置がずれていても、他方の平ダイスの歯と転造ワークの溝が干渉することがないので、一方の平ダイスにより最初の半回転で転造ワークに形成されたずれた歯溝に倣うことなく、転造ワークの中心に対し点対称で、円周上等ピッチの他方の平ダイスの歯の溝が形成される。このとき、食付勾配歯部の前半部の歯底は十分深くされているので、転造ワークの余肉がダイスの歯底に接触することがなく、ダイスに無理な力がかかることがないので、寿命が低下することがない。さらに食付勾配歯部の後半部のピッチ線及び歯底線は食付勾配歯部の歯先線と平行に同方向に傾斜しており、ピッチ線上の歯厚が一定にされているため、塑性流動が安定し、等ピッチで良好な歯形が形成され、累積ピッチ誤差の小さい高精度な転造加工を実現する転造加工用平ダイスを提供するものとなった。
【０００７】
好ましくは、前記食付勾配歯部は、前半部、移行部及び後半部を順次有し、前記移行部のピッチ線及び歯底線はそれぞれ平ダイスの移動方向に対して平行にされたことにより、前半部から後半部への平ダイスの移動を滑らかに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態のスプライン転造加工用平ダイスを図１乃至図７を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態のスプライン転造加工用平ダイスの全体の概略側面図、図２は図１の平ダイスの仕上げ歯部の拡大歯直角断面図と仕上げ歯部と食付勾配歯部の歯先線、ピッチ線及び歯底線をそれぞれ示す概略拡大側面図、図３は図１の平ダイスの食付勾配歯部と仕上げ歯部の食い込み進行状況を示す説明図、図４は一対の平ダイスの一方の中心位置関係C2が他方の平ダイスの図３の中心位置関係C1に対してずれている場合に、一方の平ダイスにより最初の半回転で転造ワークに形成された歯溝 (1)〜(4) の位置C2が本発明の平ダイスにより、歯溝 (5)以降において他方の平ダイスの図３の歯溝 (5)以降の位置C1に補正される状況を示す図３に対応した説明図、図５は一対の平ダイスとその間に配置した円柱状転造ワークとの位置関係を示す概略縮小側面図、図６は本発明の第２の実施形態のスプライン転造加工用平ダイスの全体の概略側面図、図７は図６の平ダイスの仕上げ歯部の拡大歯直角断面図と仕上げ歯部と食付勾配歯部の歯先線、ピッチ線及び歯底線をそれぞれ示す概略拡大側面図、図８は特許文献１の図５に示す従来の平ダイスの全体の概略側面図、図９は図８の平ダイスの食付勾配歯部の食い込み進行状況を示す説明図、をそれぞれ示す。
【０００９】
本発明の実施形態のスプライン転造加工用平ダイスは、図５に示すように、一対のホルダ 5に支持された平ダイス 1（図１乃至図２では片側のみ示す）の間に配置して円柱状ワーク 6の周面転造部にスプライン及び歯車を含む歯車状の歯を加工するための、図１、図２に示すような、食付勾配歯部 4、仕上げ歯部 7及び逃げ歯部 8を有するスプライン転造加工用平ダイスにおいて、食付勾配歯部 4の歯先線 9は平ダイスの移動方向 Fに対して傾斜させ、食付勾配歯部 4の前半部 2の歯は、図３の (1)〜(4) に示すように、歯丈が漸増しかつ歯幅が32から31へと漸減して歯高方向にのみ食い込むようにされ、食付勾配歯部 4の前半部 2のピッチ線11及び歯底線17は、それぞれ、食付勾配歯部 4の歯先線 9と逆方向に、転造時に転造ワーク 6の外径部を平ダイス歯底に干渉させないように、大きく傾斜しており、かつ食付勾配歯部 4の前半部 2の平ダイスの歯先及び歯面にサンドブラストを含む表面粗さを粗くする処理が施され、それによる歯面の粗さは20〜35μRzであり、食付勾配歯部 4の後半部 3の歯の歯先線 9は食付勾配歯部 4の歯先線 9上にあり、食付勾配歯部 4の後半部 3の歯のピッチ線10及び歯底線18は食付勾配歯部 4の歯先線 9に対してそれぞれ同方向に平行に傾斜して、徐々に歯丈が漸増しかつ歯幅を一定にして、図３の (5)〜(8) に示すように、歯高及び歯面方向に食い込みを行うようにし、
仕上げ歯部 7の歯先線13、ピッチ線16及び歯底線14はそれぞれ平ダイスの移動方向に対して平行にされていることにより、ワーク全体の弾性変形を逃した後、完全歯形による仕上げ加工を行うようにしたものである。食付勾配歯部 4の前半部 2及び後半部 3の長さは、それぞれワークの約２回転相当分である。
【００１０】
作動においては、転造ワーク 6に最初に食いつくのは、食付勾配歯部 4の前半部 2であり、転造ワーク 6の外周に形成されるスプライン溝は浅く、ワークの回転力は主に平ダイスの歯先面とワークとの摩擦により与えられる。平ダイスの歯先が押圧され、押し出された余肉は各歯の谷部に移動してスプラインの初期の段階の歯が形成される。転造初期で問題になるのは、平ダイスの歯先面とワークとの間のすべりであるが、図３の (1)〜(4) に示すように、食付勾配歯部 4の前半部 2では歯丈が漸増しかつ歯幅が32から31へと漸減して歯高方向にのみ食い込むようにされ、平ダイスの歯先の接触幅は最初は大きくとり、なおかつ平ダイスの歯先にサンドブラストを含む表面粗さを粗くする処理が施すことにより摩擦を増やし、かつ歯面方向の食い込みを与えないことにより円周方向の発生力を減らし、歯先のワーク円周方向のすべりを抑制している。このとき、食付勾配歯部 4の前半部 2のピッチ線11及び歯底線17は、それぞれ、食付勾配歯部 4の歯先線 9と逆方向に、転造時に転造ワーク 6の外径部を平ダイス歯底に干渉させないように、大きく傾斜しており、仕上げ歯部 7のピッチ線16の延長線上での歯厚が漸減するとともに、平ダイスの歯先のランド幅も図１のT1⇒T2⇒T3・・と漸減し、この漸減の度合いは図６の従来品の歯丈が漸増するいわゆる歯高上がりのダイスよりも大きいために、図３の (1)〜(4) に示すように、初期の食い込みの幅漸減の度合いは、図７の従来品のランド幅漸減の度合いより大きい。これにより、歯面方向にのみ食い込みを行うようにしてワークの歯面方向の食い込みを行わないようにし、一方の平ダイスの食付勾配歯部の前半部により最初の半回転で転造ワークに形成された歯溝が、次の半回転で他方の平ダイスの歯にかみ合う際に、他方の平ダイスの歯と転造ワークの溝位置がずれていても、他方の平ダイスの歯と転造されたワークのずれた溝が干渉することがないので、一方の平ダイスにより最初の半回転で転造ワークに形成されたずれた歯溝に倣うことなく、転造ワークの中心に対し点対称で、円周上等ピッチの他方の平ダイスの歯により形成された溝が形成される。このとき、食付勾配歯部の前半部の歯底は十分深くされているので、転造ワークの余肉がダイスの歯底に接触することがなく、ダイスに無理な力がかかることがないので、寿命が低下することがない。続いて、食付勾配歯部の後半部の加工が行われるが、この段階ではワークにスプライン歯形が完成歯の半分程度まで形成されているため、ワークの回転は平ダイス歯面とワークの歯面のかみあいにより与えられ、かつ形成される歯の歯丈も高くなるので、平ダイス歯先が食い込みやすく、図４の (5)〜(8) に示すように、食付勾配歯部 4の後半部 3の歯のピッチ線10及び歯底線18は食付勾配歯部 4の前半部 2の歯先線 9に対してそれぞれ同方向に平行に傾斜して、徐々に歯丈が漸増しかつ歯幅を一定にして、図３の(5) 〜(8) に示すように、歯高及び歯面方向に食い込みを行うようにし、食付勾配歯部の後半部のピッチ線及び歯底線は食付勾配歯部の前半部の歯先線と平行に同方向に傾斜しており、仕上げ歯部 7のピッチ線16の延長線上での歯厚が漸増するようにされているため、塑性流動が安定する。最後に、仕上げ歯部 7の歯先線13、ピッチ線16及び歯底線14はそれぞれ平ダイスの移動方向に対して平行にされていることにより、ワーク全体の弾性変形を逃した後、完全歯形による仕上げ加工を行うようにしたものである。
【００１１】
図６は本発明の第２の実施形態のスプライン転造加工用平ダイスの全体の概略側面図、図７は図６の平ダイスの仕上げ歯部の拡大歯直角断面図と仕上げ歯部と食付勾配歯部の歯先線、ピッチ線及び歯底線をそれぞれ示す概略拡大側面図を示す。図６、図７の食付勾配歯部は、前半部 2、移行部60及び後半部 3を順次有し、移行部60のピッチ線61及び歯底線62はそれぞれ平ダイスの移動方向 Fに対して平行にされたことにより、前半部 2から後半部 3への平ダイスの移動を滑らかに行うことができる。
【００１２】
本発明のスプライン転造加工用平ダイスでは、食付勾配歯部 4の前半部 2の平ダイスの歯先及び歯面にサンドブラストを含む表面粗さを粗くする処理では、サンドブラスト処理以外に、液体ホーニング、ＷＣ（炭化タングステン）溶射、レーザー溶射、放電加工の処理でも同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態のスプライン転造加工用平ダイスの全体の概略側面図。
【図２】図１の平ダイスの仕上げ歯部の拡大歯直角断面図と仕上げ歯部と食付勾配歯部の歯先線、ピッチ線及び歯底線をそれぞれ示す概略拡大側面図。
【図３】図１の平ダイスの食付勾配歯部と仕上げ歯部の食い込み進行状況を示す説明図。
【図４】一対の平ダイスの一方の中心位置関係C2が他方の平ダイスの図３の中心位置関係C1に対してずれている場合に、一方の平ダイスにより最初の半回転で転造ワークに形成された歯溝 (1)〜(4) の位置C2が本発明の平ダイスにより、歯溝 (5)以降において他方の平ダイスの図３の歯溝 (5)以降の位置C1に補正される状況を示す図３に対応した説明図。
【図５】図４の平ダイスの食付勾配歯部と仕上げ歯部の食い込み進行状況を示す説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態のスプライン転造加工用平ダイスの全体の概略側面図。
【図７】図６の平ダイスの仕上げ歯部の拡大歯直角断面図と仕上げ歯部と食付勾配歯部の歯先線、ピッチ線及び歯底線をそれぞれ示す概略拡大側面図。
【図８】特許文献１の図５に示す従来の平ダイスの全体の概略側面図。
【図９】図８の平ダイスの食付勾配歯部の食い込み進行状況を示す説明図。
【符号の説明】
【００１４】
１：平ダイス、２：食付勾配歯部の前半部、３：食付勾配歯部の後半部、４：食付勾配歯部、６：転造ワーク、７：仕上げ歯部、８：逃げ歯部、９：食付勾配歯部の刃先線、10：食付勾配歯部の後半部のピッチ線、11：食付勾配歯部の前半部のピッチ線、13：仕上げ歯部の刃先線、14：仕上げ歯部の刃底線、16：仕上げ歯部のピッチ線、17：食付勾配歯部の前半部の刃底線、18：食付勾配歯部の後半部の刃底
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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