JP2003211247A - 転造工具、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被転造素材の転造端部に生じる転造不良（ダ
レ）を防止して、被転造素材へ歯形を精度良く転造する
ことができる転造工具及びその転造工具の製造方法を提
供すること。 【解決手段】 転造工具１の加工歯２は、外方（図１上
側）に向けて凸となる円弧状に形成されている。その結
果、加工歯２の歯先線２ａ及び歯底線２ｂの左右両端部
は、それぞれ被転造素材への食い込み方向と反対側へ向
けて略同一の後退量Ｌａ，Ｌｂで後退して形成されてい
る。このように、転造工具１は、加工歯２の歯幅方向両
端部が被転造素材への食い込み方向と反対側に後退して
形成されているので、被転造素材への食い込み量（圧下
量）を歯幅方向各位置において適正化することができ、
その結果、被転造素材の転造端部に生じる転造不良（ダ
レ）を防止して、被転造素材へ歯形を精度良く転造する
ことができるのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転造工具に関し、
特に、被転造素材の転造端部に生じる転造不良（ダレ）
を防止して、被転造素材へ歯形を精度良く転造すること
ができる転造工具及びその転造工具の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】 例えば、いわゆるスプラインは、軸部
材の外周面に軸心と略平行に設けられた複数条の凸条歯
（歯形）からなり、相手部材に嵌合してその相手部材と
の相対回転を阻止する作用を有するものである。このス
プラインは、切削加工に比べ短時間で大量に生産できる
ことから、転造工具を使用した転造加工により軸部材の
外周面に転造するのが一般的である。

【０００３】ここで、従来の転造工具１００について説
明する。転造工具１００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（図７（ａ）紙面手前側、（ｂ）上
側）には、スプライン転造面１０１が配設されている。
このスプライン転造面１０１には、複数の加工歯１０２
が刻設されており、かかる加工歯１０２を被転造素材の
外周面に食い込ませて塑性変形させることにより、被転
造素材の外周面にスプラインの転造を行う部位である。

【０００４】なお、複数の加工歯１０２は、被転造素材
の外周寸法に対応した一定のピッチを有しつつ互いに平
行な状態でスプライン転造面１０１に刻設されている。
また、この加工歯１０２の歯先線１０２ａ及び歯底線１
０２ｂは、図８（ａ）（図８（ａ）は、図７（ａ）のＡ
−Ａ線における断面図である）に示すように、歯幅方向
（図８（ａ）左右方向）全域にわたって平坦な直線状に
形成されている。

【０００５】スプライン転造面１０１は、その始端側か
ら終端側（図７（ａ），（ｂ）の右側から左側）へ向け
て連続して設けられる食付き部１０１ａ、仕上げ部１０
１ｂ及び逃げ部１０１ｃを備えている。食付き部１０１
ａは、転造工具１００のスプライン転造面１０１を被転
造素材の外周面に食い付かせる為の部位であり、転造工
具１００の始端側（図７（ｂ）右側）から仕上げ部１０
１ｂへ向けて所定の傾斜角κ１で上昇傾斜して形成され
ている。

【０００６】仕上げ部１０１ｂは、食付き部１０１ａに
よって被転造素材に転造された歯形を仕上げて、スプラ
インを被転造素材へ成形する部位であり、転造工具１０
０の下端面（図７（ｂ）下側）に対して略平行に形成さ
れている。逃げ部１０１ｃは、仕上げ部１０１ｂにより
仕上げられた被転造素材を転造工具１００のスプライン
転造面１０１から排出するための部位であり、仕上げ部
２ｂの終端から転造工具１００の終端側（図７（ｂ）左
側）へ向けて所定の傾斜角κ２で下降傾斜して形成され
ている。

【０００７】被転造素材１０３の外周面に例えばスプラ
インを転造する場合には、かかる被転造素材１０３を一
対の転造工具１００のスプライン転造面１０１の対向面
間に挟持し、かかる一対の転造工具１００を相対的に平
行移動させる。スプライン転造面１０１の対向面間に挟
持された被転造素材１０３は、複数の加工歯１０２が刻
設されたスプライン転造面１０１の食付き部１０１ａ、
仕上げ部１０１ｂおよび逃げ部１０１ｃを順次転動移動
することにより、外周面が徐々に塑性変形し、その外周
面にスプラインが転造されるのである（図８参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】 ところで、転造過程
においては、加工歯１０２が被転造素材１０３に徐々に
食い込み、押し退けられた被転造素材１０３の素材が軸
方向に塑性流動しつつ徐々に盛り上げられ、被転造素材
１０３の外周面に歯形（スプライン）が形成される。し
かしながら、従来の転造工具１００では、かかる転造過
程において、被転造素材１０３の素材が軸方向に塑性流
動することを適正に抑制することができなかった。その
ため、被転造素材１０３の転造端部（加工歯１０２の歯
幅方向端部に相当する位置）において素材が軸方向へ逃
げてしまい、その結果、被転造素材１０３の転造端部の
歯形形状にいわゆるダレ（例えば、歯底径や歯厚の減少
等）が発生するという問題点があった。

【０００９】具体的には、被転造素材１０３の転造端部
が軸方向へ逃げることによって、図９（ａ）（被転造素
材１０３に転造されたスプラインの歯底に沿って切断し
た軸断面図である）に示すように、転造端部における歯
底径ｒ１，ｒ２が設計上の狙い値ｒ０に対して小さくな
り、また、図９（ｂ）（図９（ａ）の矢印Ｘ方向から見
た一条のスプラインの上面図である）に示すように、転
造端部における歯厚ｗ１，ｗ２が薄く形成されてしまう
のである。その結果、被転造素材１０３は、そのスプラ
インに嵌合する相手物との接触面積が減少してしまい、
相手物との適正な嵌合状態を得ることができなくなるの
である。

【００１０】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、被転造素材の転造端部に生じる
転造不良（ダレ）を防止して、被転造素材へ歯形を精度
良く転造することができる転造工具及びその製造方法を
提供することを目的としている。

【００１１】

【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記載の転造工具は、複数の加工歯が設けら
れた転造歯形面を備え、その転造歯形面の加工歯を当接
された被転造素材の外周面に食い込ませ、その外周面を
塑性変形させることによって複数条の歯形を転造するも
のであって、前記転造歯形面の加工歯は、その歯幅方向
における両端部または一方の端部が前記被転造素材への
食い込み方向と反対側へ後退して形成されている。

【００１２】請求項２記載の転造工具は、請求項１記載
の転造工具において、前記加工歯の歯幅方向における両
端部または一方の端部が被転造素材への食い込み方向と
反対側へ後退する後退量は、前記被転造素材にモジュー
ルがｍとされる歯形を転造する場合、そのモジュールｍ
に対して、０．５％以上、且つ、３％以下の範囲とされ
ている。

【００１３】請求項３記載の転造工具の製造方法は、複
数の加工歯が設けられた転造歯形面を備え、その転造歯
形面の加工歯を当接された被転造素材の外周面に食い込
ませ、その外周面を塑性変形させることによって複数条
の歯形を転造する転造工具であって、前記加工歯の歯幅
方向における両端部または一方の端部が、前記被転造素
材への食い込み方向と反対側へ後退して形成された転造
工具を製造する方法であって、転造工具の転造歯形面に
複数の加工歯を形設する形設工程と、その形設工程によ
って加工歯が形設された転造工具を使用して、被転造素
材の外周面に複数条の歯形を転造する転造試行工程と、
その転造試行工程によって被転造素材の外周面に転造さ
れた複数条の歯形の外形寸法を測定する測定工程と、そ
の測定工程により測定された測定値が基準値を満たして
いるか否かを判定する判定工程とを備え、その判定工程
において、前記測定工程により測定された測定値が基準
値を満たしていると判定された場合には、転造工具が完
成状態に達したと判断して全行程を終了し、一方、前記
判定工程において、前記測定工程により測定された測定
値が基準値を満たしていないと判定された場合には、前
記測定工程によって測定された測定値に基づいて、前記
加工歯の歯幅方向における両端部または一方の端部が被
転造素材への食い込み方向と反対側へ後退する後退量を
補正する補正工程と、その補正工程によって加工歯の後
退量が補正された補正後の転造工具を使用して、被転造
素材の外周面に複数条の歯形を転造する補正後転造工程
と、前記測定工程と、前記判定工程とを、かかる判定工
程において前記測定工程により測定された測定値が基準
値を満たしていると判定されまで繰り返し実行する。

【００１４】請求項４記載の転造工具の製造方法は、請
求項３記載の転造工具の製造方法において、前記判定工
程において、前記測定工程により測定された測定値が基
準値を満たしていると判定された場合に、前記形設工程
により形設された加工歯の形状データ、或いは、前記補
正工程によりその後退量が補正された加工歯の補正後の
形状データを取得するマスタデータ取得工程と、そのマ
スタデータ取得工程により取得された形状データに基づ
いて、１又は２以上の転造工具を製造する製造工程とを
備えている。

【００１５】

【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。なお、本発明
における転造工具１は、その加工歯２の形状等に特徴を
有するものであり、他の基本的な構成においては、従来
の転造工具１００と略同一に構成されている。従来の転
造工具１００の構成、作用等については、既に「従来の
技術」として詳細に説明した。従って、本発明における
転造工具１については、従来の転造工具１００と同一の
部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００１６】図１は、本発明の第１実施例における転造
工具１の加工歯２を示した図である。なお、図１は、図
７（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、この図７
（ａ）におけるＡ−Ａ線は、転造工具１をその加工歯２
の歯底線２ｂに沿って切断する切断線である。また、図
１では、転造工具１の下端面を省略して図示している。

【００１７】加工歯２は、被転造素材の外周面に食い込
んで、その外周面を塑性変形させることによりスプライ
ン等の転造を行うための部位であり、転造工具１の外方
（図１上側）に向けて凸となる円弧状に形成されてい
る。その結果、加工歯２の歯幅方向（図１左右方向）両
端部は、被転造素材への食い込み方向（図１上方）と反
対側へ向けて後退して形成されている。

【００１８】加工歯２は、その歯先線２ａ及び歯底線２
ｂが、図１に示すように、それぞれ曲率半径Ｒａ，Ｒｂ
を有する同心円弧状に形成されており、その曲率中心
は、転造工具１の幅方向（図１左右方向）略中央位置に
配設されている。よって、加工歯２は、その形状が略左
右対称に形成されると共に、その歯の高さ（歯底線２ｂ
から歯先線２ａまでの距離）が歯幅方向（図１左右方
向）全域にわたって略一定の高さに形成されている。

【００１９】従って、加工歯２の歯幅方向（図１左右方
向）における歯先線２ａの左右両端部は、それぞれ被転
造素材への食い込み方向（図１上方）と反対側（図１下
方）へ向けて略同一の後退量Ｌａで後退し、同様に、歯
底線２ｂの左右両端部はそれぞれ略同一の後退量Ｌｂで
後退して形成されている。なお、歯先線２ａ及び歯底線
２ｂの後退量Ｌａ，Ｌｂは、被転造素材にモジュールを
ｍとする歯形を転造する場合には、そのモジュールｍに
対して、０．５％以上、且つ、３％以下の範囲（０．０
０５ｍ＜Ｌａ＜０．０３ｍ、０．００５ｍ＜Ｌｂ＜０．
０３ｍ）とされている。

【００２０】このように、加工歯２は、その歯幅方向
（図１左右方向）両端部が被転造素材への食い込み方向
と反対側へ向けて後退して形成されている。そのため、
被転造素材への食い込み量（圧下量）を歯幅方向各位置
において適正化することができ、その結果、被転造素材
の転造端部の素材がその軸方向（加工歯２の歯幅方向）
へ逃げることを抑制することができる。よって、被転造
素材の転造端部に生じる歯形形状のダレを防止すること
ができ、被転造素材へ歯形を精度良く転造することがで
きるのである。

【００２１】また、加工歯２の歯先線２ａ及び歯底線２
ｂは、一定の曲率Ｒａ，Ｒｂを有した円弧状に構成さ
れ、つなぎ目や段差の無い滑らかな外形形状とされてい
る。よって、転造工具１は、被転造素材へ歯形を転造す
る場合において、その被転造素材の転造面につなぎ目や
段差が生じてしまうことを防止することができ、外観品
質に優れた歯形を被転造素材に転造することができるの
である。

【００２２】なお、転造工具１の加工歯２は、転造工具
１の転造方向始端（食付き部）側から終端（逃げ部）側
までの全ての加工歯において、上述したように、歯幅方
向端部が被転造素材への食い込み方向と反対側へ向けて
後退して形成されている。但し、食付き部および逃げ部
における一部の加工歯２は、その山頂が所定の食付き角
κ１及び逃げ角κ２（図７（ｂ）参照）で山払いされて
いるので、その端部の後退量が０となり得る。

【００２３】次に、上述のように構成された転造工具１
を用いて行った転造試験について説明する。この転造試
験は、被転造素材３の外周面にインボリュートスプライ
ンを転造し、その転造されたスプラインの形状寸法（精
度）を確認する試験である。なお、被転造物の仕様は、
歯形：インボリュート、モジュール：１．３５、歯数：
２０、圧力角：３０°、歯先円直径：２９ｍｍ、基準ピ
ッチ円直径：２７ｍｍである。

【００２４】また、転造試験には、従来の転造工具１０
０（図７及び図８（ａ）参照。以下、「従来品Ａ」と称
す）と、その従来品と基本構成は同一であるが加工歯２
の歯幅方向端部が後退して形成された転造工具１（図１
参照。以下、「本発明品Ｂ」と称す）とを用いて行っ
た。なお、従来品Ａおよび本発明品Ｂの仕様は、ダイス
幅（図１及び図８（ａ）左右方向幅）：１７．５ｍｍで
あり、また、本発明品Ｂの加工歯２は、その歯幅方向端
部の後退量（歯先線２ａの後退量Ｌａ、図１参照）が
０．０２３ｍｍ（被転造物のモジュールの１．７％）と
なるように、所定の曲率半径を有した円弧状に形成され
ている。

【００２５】図２は、転造試験後の被転造素材３の軸断
面図であり、転造されたスプラインの歯底に沿って切断
した軸断面図である。なお、図２では、従来品Ａにより
被転造素材３に転造されたスプライン３Ａの形状を破線
で、本発明品Ｂにより被転造素材３に転造されたスプラ
イン３Ｂの形状を実線で示している。

【００２６】従来品Ａにより被転造素材３に転造された
スプライン３Ａは、図２に示すように、スプライン３Ａ
の軸方向端部（図２左右方向端部）においてダレが発生
しており、かかる部位における歯底径（歯先径）が小さ
く形成されている。これに対して、本発明品Ｂにより被
転造素材３に転造されたスプライン３Ｂでは、その軸方
向端部（図２左右方向端部）におけるダレの発生が回避
されており、良好な歯形形状が得られている。

【００２７】また、本発明品Ｂによる転造加工では、ス
プラインＢの歯底径（歯先径）を転造部一端から他端
（図２左右方向）までにわたって略均一の径に形成する
ことができた。これは、本発明品Ｂの加工歯２を、被転
造素材側に向かって凸となる円弧状（図１参照）に形成
したことに起因するものである。即ち、本転造試験にお
いては、加工歯３２の歯幅方向端部を後退させるに際
し、その端部を直線状に傾斜させて構成した転造工具３
０（図６参照）を用いた転造試験も行い比較した。その
結果、スプラインＢの歯底径（歯先径）を転造部一端か
ら他端までにわたって略均一の径に形成するには、加工
歯を被転造素材側に向かって凸となる円弧状に形成する
ことがより好ましいと判明した。

【００２８】図３は、転造試験後の被転造素材３を図２
の矢印Ｙ方向から見た上面図であり、基準ピッチ円にお
けるスプラインの歯厚を示した図である。なお、図３で
は、図２と同様に、従来品Ａ及び本発明品Ｂにより転造
されたスプライン３Ａ，３Ｂの歯厚形状をそれぞれ破
線、実線を用いて表し、また、理論上形成されるであろ
う理想的なスプライン３Ｉの歯厚形状を一点鎖線を用い
て表している。

【００２９】従来品Ａにより転造されたスプライン３Ａ
の歯厚は、図３に示すように、その軸方向端部（図３左
右方向端部）の歯厚がスプライン３Ｉに対して薄く形成
される一方、軸方向略中央部の歯厚がスプライン３Ｉに
対して厚く形成されている。これに対して、本発明品Ｂ
により転造されたスプライン３Ｂの歯厚は、その軸方向
端部（図３左右方向端部）においてスプライン３Ｉより
も若干薄く形成されたが、全体にわたってスプライン３
Ｉと略同一の歯厚に形成されている。

【００３０】また、被転造素材３のスプライン３Ａ，３
Ｂついてオーバーピン径のばらつきを測定した。なお、
測定数は、従来品Ａ及び本発明品Ｂ共にそれぞれ３であ
る。被転造素材３に生じたオーバーピン径のばらつき
は、従来品Ａにより転造された場合には、最小略２３μ
ｍから最大略２５μｍの範囲（平均略２２．５μｍ）で
あった。一方、本発明品Ｂにより転造された場合には、
最小略７μｍから最大略１１μｍの範囲（平均略８．９
μｍ）であった。即ち、本発明品Ｂは、従来品Ａと比較
すると、オーバーピン径のばらつきを２倍以上の精度に
向上させて、被転造素材へスプラインを転造することが
できた。

【００３１】このように、加工歯２の歯幅方向（図１左
右方向）端部が被転造素材３への食い込み方向と反対側
へ向けて後退して形成された本発明品Ｂは、被転造素材
３の転造端部に生じるダレを防止して、被転造素材３に
適正な歯底径（歯先径）及び歯厚を有したスプラインを
高精度で転造し得ることが確認された。

【００３２】次に、以上のように構成された転造工具１
の製造工程の一例について図４を参照して説明する。図
４は、転造工具１の製造工程を概念的に表した工程図で
ある。素材１０は、転造工具２の母体となるものであ
り、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いる。図４では、ま
ず、かかる素材１０の一面側に研削加工等により加工歯
２を形設する形設工程を実行する（Ｐ１）。

【００３３】なお、かかる形設工程（Ｐ１）において素
材１０に形設される加工歯２は、必ずしも上述のように
転造工具１の外方（図１上側）に向けて突出して、即
ち、歯幅方向端部が被転造素材への食い込み方向と反対
側へ向けて後退して形成されている必要はない。加工歯
２の後退量は、後述する補正工程（Ｐ５）において補正
できるので、加工歯２の初期形状は、従来の転造工具１
００のように歯幅方向全域にわたって平坦な直線状に形
成しても良いのである（図８（ａ）参照）。

【００３４】次いで、転造試行工程（Ｐ２）に移行す
る。この工程では、形設工程（Ｐ１）により形設された
加工歯２が適正な形状であるか否か、即ち、その加工歯
２の転造性能を確認すべく、素材１０に形設された加工
歯２による転造加工を試行して、被転造素材の外周面に
複数条の歯形を転造する（Ｐ２）。

【００３５】転造工程（Ｐ２）の実行後は、この転造試
行工程により転造加工された被転造素材に対して、転造
された歯形の外形寸法等を測定し（Ｐ３）、この測定値
が予め定められた基準値を満たしているか否かを判定す
る（Ｐ４）。

【００３６】なお、歯形の外形寸法等の測定とは、特
に、被転造素材の転造端部（加工歯２の歯幅方向端部）
の歯形形状の測定を意味するが、被転造素材の他の部位
を測定することは当然に可能である。その測定方法は、
オーバーピン径やまたぎ歯厚、或いは、単一ピッチ誤差
や隣接ピッチ誤差など転造する歯形の種類（例えば、歯
車やスプライン、セレーション等）に応じて適宜変更す
ることができる。同様に、判定工程（Ｐ４）における基
準値も転造する歯形の許容寸法公差等に応じて適宜変更
して設定することができる。

【００３７】判定工程（Ｐ４）において、転造した歯形
の外形寸法等の測定値が基準値を満たしていないと判定
された場合には（Ｐ４：ＮＧ）、加工歯２の形状（歯幅
方向端部の後退量Ｌａ，Ｌｂ）が適正な状態に形成され
ていないので、かかる加工歯２の形状が適正な状態とな
るまで、次に説明する補正工程（Ｐ５）、補正後転造工
程（Ｐ６）、測定工程（Ｐ３）及び判定工程（Ｐ４）を
繰り返し実行する。

【００３８】即ち、被転造素材に転造された歯形の測定
値が基準値を満たしていないと判定された場合には（Ｐ
４：ＮＧ）、まず、被転造素材に転造された歯形の測定
値に基づいて、加工歯２の後退量Ｌａ，Ｌｂを補正する
（Ｐ５）。次いで、この補正工程（Ｐ５）における補正
によって、加工歯２が適正な形状に補正されたか否か、
即ち、加工歯２の後退量Ｌａ，Ｌｂが適正な状態に補正
されたか否かを確認すべく、かかる補正後の加工歯２
（素材１０）を使用して転造加工を再度実行して、被転
造素材の外周面に複数条の歯形を転造する（Ｐ６）。

【００３９】そして、補正後転造工程（Ｐ６）により歯
形が転造された被転造素材に対して、上述したと同様
に、転造された歯形の外形寸法等を測定し（Ｐ３）、か
かる測定工程（Ｐ３）により測定した測定値が基準値を
満たしているか否かを判定する（Ｐ４）。判定の結果、
基準値を満たしていない場合には（Ｐ４：ＮＧ）、かか
る判定工程において歯形の測定値が基準値を満たしてい
ると判定されまで、補正工程（Ｐ５）、補正後転造工程
（Ｐ６）、測定工程（Ｐ３）及び判定工程（Ｐ４）の一
連の工程を繰り返し実行する。

【００４０】なお、補正工程（Ｐ５）における補正に
は、上述した形設工程（Ｐ１）において素材１０に形設
された加工歯２の形状を研削加工等により研削するだけ
でなく、新たに準備した素材１０に加工歯２を形設し直
すことも含まれる。また、この補正工程（Ｐ５）では、
加工歯２の後退量Ｌａ，Ｌｂを補正するだけでなく、他
の部位の形状等を補正することも当然に可能である。更
に、補正工程（Ｐ５）を複数回繰り返す場合には、直前
の測定工程（Ｐ３）で測定された測定値のみならず、そ
れ以前に測定された測定値にも基づいて加工歯２の後退
量Ｌａ，Ｌｂを補正することは当然である。

【００４１】一方、判定工程（Ｐ４）において、転造し
た歯形の外形寸法等の測定値が基準値を満たしていると
判定された場合には（Ｐ４：ＯＫ）、上述した形成工程
（Ｐ１）により加工歯２が適正な形状に形設されている
か、或いは、補正工程（Ｐ５）により加工歯２が適正な
形状に補正されているので、この加工歯２を有する素材
１０は転造工具として完成状態に達したと判断して、ま
ず第１の転造工具１の製造を終了する。

【００４２】但し、この第１の転造工具１の製造が終了
したとは、少なくとも転造工具１の転造性能が所定の基
準に達したことを意味するものであり、製品として出荷
できる状態に達したというものではない。例えば、表示
の刻印等はその後に実行されても良い。なお、請求項３
において記載した「転造工具が完成状態に達したと判断
して全行程を終了する」も同様の趣旨である。

【００４３】このように、転造工具１の製造は、被転造
素材に転造した歯形から測定した実際の測定値に基づい
て行われる。即ち、転造工具１は、実際の転造結果に基
づいて加工歯２の歯幅方向端部の後退量Ｌａ，Ｌｂが補
正される。よって、被転造素材に転造される歯形の外
径、歯数、歯幅方向長さ、或いは、被転造素材の材質等
に応じて変動する転造端部のダレを確実に、且つ、効率
よく防止することができるのである。

【００４４】第１の転造工具１を製造した後に、更に１
又は２以上の転造工具１を製造する場合には、マスター
データ取得工程（Ｐ７）と製造工程（Ｐ８）とを実行す
る。まず、既に製造が終了した第１の転造工具１に対し
て、上述した形設工程（Ｐ２）により形設された加工歯
２の形状データを取得する。但し、補正工程（Ｐ５）が
行われている場合には、その後退量Ｌａ，Ｌｂが補正さ
れた補正後の加工歯２の形状データを取得する（Ｓ
７）。次いで、この取得した形状データに基づいて、１
又は２以上の転造工具１を製造するのである（Ｐ８）。

【００４５】このように、第１の転造工具１の製造が終
了した後は、この第１の転造工具１に形設（補正）され
た加工歯２の形状データに基づいて、１又は２以上の転
造工具１を量産する。そのため、多数の転造工具１を製
造する場合でも、加工歯２の適正な後退量Ｌａ，Ｌｂを
決定するために、各転造工具１毎に転造加工を試行して
加工歯２の後退量Ｌａ，Ｌｂを補正等する必要がないの
で、１又は２以上の転造工具１を製造する為の設計、製
造工数が低減され、その結果、転造工具１の製造コスト
を低減することができるのである。

【００４６】なお、製造工程（Ｐ８）では、マスタデー
タ取得工程（Ｐ７）において取得した形状データと同一
形状の加工歯２を形設する必要はなく、上述した測定工
程（Ｐ３）で測定された被転造素材の歯形の測定値をも
参考にして、より適正と思われる形状の加工歯２を形設
することが好ましい。

【００４７】次に、図５および図６を参照して第２から
第４実施例について説明する。なお、図５および図６で
は、上述した第１実施例と同一の部分についての説明は
省略する。

【００４８】図５（ａ）は、本発明の第２実施例におけ
る転造工具１０の加工歯１２を示した図である。第１実
施例の加工歯２が歯幅方向全域にわたって円弧状に構成
されていたのに対し、第２実施例の加工歯１２には、歯
幅方向略中央部に山払いが施されている。

【００４９】加工歯１２の歯先線１２ａ及び歯底線１２
ｂは、第１実施例と同様に、それぞれ曲率半径Ｒａ，Ｒ
ｂを有する同心円弧状に形成されており、その曲率中心
は、転造工具１０の幅方向（図５（ａ）左右方向）略中
央位置に配設されている。また、歯先線１２ａの幅方向
（図５（ａ）左右方向）略中央部には、転造工具１０の
下端面と略平行に山払いＴが施されている。

【００５０】その結果、加工歯１２の歯幅方向（図５
（ａ）左右方向）における歯先線１２ａの左右両端部
は、それぞれ被転造素材への食い込み方向（図５（ａ）
上方）と反対側（図５（ａ）下方）へ向けて略同一の後
退量Ｓａで後退し、同様に、歯底線１２ｂの左右両端部
はそれぞれ略同一の後退量Ｓｂで後退して形成される。

【００５１】このように、加工歯２０の歯先線１２ａに
山払いＴを施すことにより、かかる加工歯２０（転造工
具１０）は、被転造素材の歯形の歯底を軸方向と平行な
平坦面状に形成（転造）することができ、その結果、こ
の被転造素材は、相手物との良好なはめあい状態を得る
ことができるのである。なお、歯先線１２ａに山払いＴ
を施すだけでなく、同様に、歯底線１２ｂの略中央部を
転造工具１０の下端面と略平行な直線状に形成しても良
い。

【００５２】図５（ｂ）は、本発明の第３実施例におけ
る転造工具２０の加工歯２２を示した図である。第１実
施例の加工歯２が左右対称に構成されていたのに対し、
第３実施例の加工歯２２は、歯幅方向の形状が非対称形
状に構成されている。

【００５３】加工歯２２の歯先線２２ａ及び歯底線２２
ｂは、第１実施例と同様に、それぞれ曲率半径Ｒａ，Ｒ
ｂを有する同心円弧状に形成されているが、その曲率中
心は、転造工具２０の幅方向（図５（ｂ）左右方向）左
側に偏って配設されている。そのため、加工歯２２の歯
幅方向（図５（ｂ）左右方向）における歯先線２２ａの
左右両端部は、それぞれ被転造素材への食い込み方向
（図５（ｂ）上方）と反対側（図５（ｂ）下方）へ向け
てそれぞれ後退量Ｍａ，Ｎａで後退し、Ｎａ＜Ｍａとさ
れている。同様に、歯底線２２ｂの左右両端部はそれぞ
れ後退量Ｍｂ，Ｎｂで後退して形成され、Ｎｂ＜Ｍｂと
されている。

【００５４】図６は、本発明の第４実施例における転造
工具３０の加工歯３２を示した図である。第１実施例の
加工歯２が円弧状の歯先線２ａ及び歯底線２ｂを有して
構成されていたのに対し、第４実施例の加工歯３２は、
その歯先線３２ａ及び歯底線３２ｂが直線状に形成され
ている。

【００５５】即ち、第４実施例の加工歯３２は、第１実
施例と同様に、歯先線３２ａ及び歯底線３２ｂの両端部
が、それぞれ被転造素材への食い込み方向（図６上方）
と反対側（図６下方）へ向けて略同一の後退量Ｔａ，Ｔ
ｂで後退して形成されている。この歯先線３２ａ及び歯
底線３２ｂは、図６に示すように、その両端部が直線状
に下降傾斜して形成されると共に、その歯幅方向（図６
左右方向）略中央部が転造工具３０の下端面と略平行な
直線状に形成されている。

【００５６】このように、加工歯３２の歯幅方向端部
は、直線状に下降傾斜して形成されているので、上述し
た補正工程（Ｐ５、図４参照）において、加工歯３２の
後退量Ｔａ，Ｔｂの補正加工を容易に行うことができ
る。よって、加工歯３２の加工が簡素化されるので、加
工歯３２の加工コストを低減して、その分、転造工具３
０全体としての製造コストを低減することができるので
ある。

【００５７】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。

【００５８】例えば、本実施例の転造工具１，１０，２
０，３０は、軸心方向に略平行に延びる複数条の歯形を
被転造素材の外周面に転造するよう構成されたが、必ず
しもこれに限られるわけではなく、軸心まわりにねじれ
たねじれ歯形、例えば、ヘリカルギヤ等を被転造素材に
転造するように構成されていても良い。

【００５９】また、第１から第３実施例における加工歯
２，１２，２２の形状は、一定の曲率半径（Ｒａ，Ｒ
ｂ）を有する円弧状に構成されたが、少なくとも歯幅方
向における両端部または一方の端部が被転造素材への食
い込み方向と反対側へ後退して形成されていれば良く、
複数の曲率半径が組み合わされて構成されていても良
く、或いは、任意の自由曲線から構成されていても良
い。

【００６０】また、加工歯２，１２，２２，３２の歯幅
方向における両端部または一方の端部が被転造素材への
食い込み方向と反対側へ後退する後退量（Ｌａ，Ｌｂ
等）は、転造工具１，１０，２０，３０の食付き部から
逃げ部までに設けられた全ての加工歯２，１２，２２，
３２が等しい必要はなく、転造過程においてかかる後退
量（Ｌａ，Ｌｂ等）が漸増、或いは、漸減するように構
成されていても良い。

【００６１】

【発明の効果】 請求項１記載の転造工具によれば、転
造歯形面に設けられる加工歯は、その歯幅方向における
両端部または一方の端部が被転造素材への食い込み方向
と反対側へ後退して形成されているので、その加工歯の
歯幅方向端部が被転造素材へ過度に食い込むことを抑制
することができる。よって、転造加工に伴う塑性流動に
より被転造素材の転造部が加工歯の歯幅方向へ伸びるこ
とに起因して、その転造端部が加工歯の歯幅方向へ逃
げ、被転造素材の転造端部、即ち、加工歯の歯幅方向端
部に相当する位置に歯形形状のダレが発生することを抑
制することができるという効果がある。

【００６２】従って、被転造素材の転造端部における歯
底径や歯幅の減少を防止することができ、その結果、例
えば、被転造素材にスプライン等の複数条の歯形を転造
する場合には、オーバーピン径やまたぎ歯厚等のばらつ
きを低減することができると共に、その被転造素材の歯
形に嵌合する相手物との接触面積を確保することがで
き、適正な嵌合状態を得ることができるという効果があ
る。

【００６３】請求項２記載の転造工具によれば、請求項
１記載の転造工具の奏する効果に加え、加工歯の歯幅方
向における両端部または一方の端部が被転造素材への食
い込み方向と反対側へ後退する後退量は、被転造素材に
転造される歯形のモジュールに対して、０．５％以上と
されているので、その加工歯の歯幅方向端部が被転造素
材へ過度に食い込みことを抑制することができ、転造に
おける被転造素材の歯形形状のダレを確実に防止するこ
とができるという効果がある。

【００６４】更に、その後退量は、被転造素材に転造さ
れる歯形のモジュールに対して、３％以下とされてい
る。よって、加工歯の被転造素材への食い込み量が不足
することを防止し、被転造素材に塑性流動不良が生じる
ことを回避することができる。従って、塑性流動不足に
よる転造不良の発生を確実に防止することができるとい
う効果があり、その結果、被転造素材に適正な形状の歯
形を精度良く転造することができるのである。

【００６５】請求項３記載の転造工具の製造方法によれ
ば、転造工具の製造に際し、まず転造工具の転造歯形面
に複数の加工歯を形成する。そして、その転造工具を使
用して被転造素材に歯形を転造した後、その転造された
歯形の外形寸法の測定値に基づいて転造工具が完成状態
に達したか否かを判断する。また、転造された歯形の外
形寸法の測定値が基準値に達していない場合には、加工
歯の後退量が補正される。この加工歯の後退量の補正
は、転造された歯形の外形寸法の測定値に基づいて行わ
れる。

【００６６】ここで、被転造素材に形成される歯形の外
形寸法、特に、転造により発生する転造端部の歯形形状
のダレは、被転造素材に転造すべき歯形の外径、歯数、
歯幅方向長さ、或いは、素材の材質等に応じて大きく変
動する。そのため、転造工具の設計値を正確に把握する
ことが非常に困難であるという問題点を有し、その結
果、設計工数が増加し、設計コストの上昇を招くという
問題点を有する。

【００６７】そこで、上述のように、実際に被転造素材
に転造された歯形の外形寸法の測定値に基づいて転造工
具が完成状態に達したか否かを判断し、転造工具に形設
される加工歯の両端部または一方の端部の後退量を決定
することにより、設計工数が低減され、その設計コスト
を抑制することができるという効果を有するばかりか、
加工歯の後退量を適切に決定することができるので、被
転造素材の転造端部に生じる転造不良（ダレ）を防止し
て、被転造素材へ歯形を精度良く転造し得る転造工具を
確実、且つ、効率良く製造することができるという効果
がある。

【００６８】また、加工歯の後退量は、被転造素材に転
造された歯形の外形寸法の測定値に基づいて補正される
ので、その後退量をより適切に決定することができる。
よって、設計コストを低減できるという効果に加え、被
転造素材の転造端部に生じる転造不良（ダレ）を防止し
て、被転造素材へ歯形を精度良く転造し得る転造工具を
確実、且つ、効率良く製造することができるという効果
がある。

【００６９】請求項４記載の転造工具の製造方法によれ
ば、請求項３記載の転造工具の製造方法の奏する効果に
加え、測定工程により測定された測定値が基準値を満た
していると判定された場合には、転造工具に形設された
加工歯（その後退量が既に補正されている場合には、補
正後の加工歯）の形状データが取得され、その取得した
形状データに基づいて１又は２以上の転造工具が製造さ
れる。

【００７０】よって、多数の転造工具を製造する場合で
も、加工歯の後退量を決定するために、各転造工具毎に
転造加工を試行して加工歯の後退量を補正等する必要が
ないので、多数の転造工具を製造する為の設計、製造コ
ストが低減され、その結果、転造工具の製造コストを低
減しつつ、被転造素材の転造端部に生じる転造不良（ダ
レ）を防止して、被転造素材へ歯形を精度良く転造し得
る転造工具を製造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】 本発明の第１実施例における転造工具の加工
歯を示した断面図である。

【図２】 転造試験後の被転造素材の軸断面図である。

【図３】 図２の矢印Ｙ方向から見た被転造素材の上面
図である。

【図４】 転造工具の製造工程を概念的に表した工程図
である。

【図５】 （ａ）は第２実施例における転造工具の加工
歯を示した図であり、（ｂ）は第３実施例における転造
工具の加工歯を示した図である。

【図６】 第４実施例における転造工具の加工歯を示し
た図である。

【図７】 従来の転造工具を示した図であり、（ａ）は
転造工具の正面図であり、（ｂ）は転造工具の側面図で
ある。

【図８】 （ａ）は従来の転造工具の加工歯を示した断
面図であり、（ｂ）はスプラインが転造されたワークの
斜視図である。

【図９】 （ａ）はワークの軸断面図であり、（ｂ）は
図９（ａ）の矢印Ｘ方向から見たワークの上面図であ
る。

【符号の説明】

１，１０，２０，３０，１００ 転造工具 ２，１２，２２，３２，１０２ 加工歯 ２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，１０２ａ 歯先線 ２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，１０２ｂ 歯底線 ３，１０３ 被転造素
材 １０１ スプライ
ン転造面（転造歯形面） １０１ａ 食付き部 １０１ｂ 仕上げ部 １０１ｃ 逃げ部 Ｌａ，Ｌｂ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｎａ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｔｂ 後退量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅林義弘 愛知県豊橋市賀茂町字神山３−12 オーエ スジー株式会社内 (72)発明者 神谷文敬 愛知県安城市緑町１−37−25 オーエスジ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の加工歯が設けられた転造歯形面を
   備え、その転造歯形面の加工歯を当接された被転造素材
   の外周面に食い込ませ、その外周面を塑性変形させるこ
   とによって複数条の歯形を転造する転造工具において、 前記転造歯形面の加工歯は、その歯幅方向における両端
   部または一方の端部が前記被転造素材への食い込み方向
   と反対側へ後退して形成されていることを特徴とする転
   造工具。
2. 【請求項２】 前記加工歯の歯幅方向における両端部ま
   たは一方の端部が被転造素材への食い込み方向と反対側
   へ後退する後退量は、前記被転造素材にモジュールがｍ
   とされる歯形を転造する場合、そのモジュールｍに対し
   て、０．５％以上、且つ、３％以下の範囲とされている
   ことを特徴とする請求項１記載の転造工具。
3. 【請求項３】 複数の加工歯が設けられた転造歯形面を
   備え、その転造歯形面の加工歯を当接された被転造素材
   の外周面に食い込ませ、その外周面を塑性変形させるこ
   とによって複数条の歯形を転造する転造工具であって、
   前記加工歯の歯幅方向における両端部または一方の端部
   が、前記被転造素材への食い込み方向と反対側へ後退し
   て形成された転造工具の製造方法において、 転造工具の転造歯形面に複数の加工歯を形設する形設工
   程と、 その形設工程によって加工歯が形設された転造工具を使
   用して、被転造素材の外周面に複数条の歯形を転造する
   転造試行工程と、 その転造試行工程によって被転造素材の外周面に転造さ
   れた複数条の歯形の外形寸法を測定する測定工程と、 その測定工程により測定された測定値が基準値を満たし
   ているか否かを判定する判定工程とを備え、 その判定工程において、前記測定工程により測定された
   測定値が基準値を満たしていると判定された場合には、
   転造工具が完成状態に達したと判断して全行程を終了
   し、 一方、前記判定工程において、前記測定工程により測定
   された測定値が基準値を満たしていないと判定された場
   合には、 前記測定工程によって測定された測定値に基づいて、前
   記加工歯の歯幅方向における両端部または一方の端部が
   被転造素材への食い込み方向と反対側へ後退する後退量
   を補正する補正工程と、 その補正工程によって加工歯の後退量が補正された補正
   後の転造工具を使用して、被転造素材の外周面に複数条
   の歯形を転造する補正後転造工程と、 前記測定工程と、 前記判定工程とを、かかる判定工程において前記測定工
   程により測定された測定値が基準値を満たしていると判
   定されまで繰り返し実行することを特徴とする転造工具
   の製造方法。
4. 【請求項４】 前記判定工程において、前記測定工程に
   より測定された測定値が基準値を満たしていると判定さ
   れた場合に、前記形設工程により形設された加工歯の形
   状データ、或いは、前記補正工程によりその後退量が補
   正された加工歯の補正後の形状データを取得するマスタ
   データ取得工程と、 そのマスタデータ取得工程により取得された形状データ
   に基づいて、１又は２以上の転造工具を製造する製造工
   程とを備えていることを特徴とする請求項３記載の転造
   工具の製造方法。