JP2744766B2 - 段付き噛合部材の転造加工方法、転造加工装置、および転造平ダイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外周面に軸心と平行に
設けられた多数の凸条歯から成る第１噛合部と、その第
１噛合部と同心でころがり径が異なり且つ軸心まわりに
おいて第１噛合部の凸条歯と一定の関係を有するように
設けられた多数の凸条歯から成る第２噛合部とを備えた
段付き噛合部材を転造加工する方法、そのための転造加
工装置、その転造加工方法に好適に用いられる転造平ダ
イスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軸状素材の外周面にスプラインやセレー
ションなど軸心と平行な多数の凸条歯から成る噛合部を
形成する手段として転造加工が広く用いられている。例
えば、センタによって軸心まわりの回転可能に支持され
た軸状素材の両側に一対の転造平ダイスを配設し、その
一対の転造平ダイスを軸状素材の外周面に押圧しつつ、
その軸状素材の軸心と直角な方向へ同期して相対移動さ
せることにより、軸状素材を軸心まわりに回転させなが
ら所定の転造加工を行うのである。一方、径寸法が異な
る２種類の第１噛合部および第２噛合部を段付きの軸状
素材に転造加工する場合、ころがり径が異なるため２種
類の転造平ダイスを一体的に移動させて同時に転造加工
することはできず、別々に転造加工する必要がある。特
公平４−４８５３９号公報に記載されている転造加工装
置はその一例で、単一の装置に２組の転造平ダイスが取
り付けられているが、２種類の噛合部を別々に転造加工
するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
転造加工装置は第１噛合部の転造加工が終了した後、軸
状素材の軸心まわりの回転が一旦フリーとなり、その後
別の転造平ダイスによって第２噛合部の転造加工が行わ
れるため、２箇所の第１噛合部および第２噛合部の凸条
歯が、例えば歯数が同じ場合に軸心まわりの位置が互い
に同じになるようにするなど、一定の関係を有するよう
に形成することはできない。すなわち、第１噛合部およ
び第２噛合部の凸条歯が互いに一定の関係を有するよう
に転造加工する場合には、最初に転造加工される第１噛
合部の凸条歯に例えば実公平３−４７７０９号公報に記
載されているような連結部などの位置決め部を設け、そ
の位置決め部によって軸状素材の軸心まわりの位相を位
置決めして第２噛合部を転造加工しているのが普通で、
位置決め装置を備えた別の転造装置を用いて加工してい
る。

【０００４】しかしながら、このように２台の転造加工
装置を用いて別々に転造加工を行う場合、加工が面倒で
時間が掛かりコスト高となるばかりでなく、転造加工装
置が異なるため２箇所の噛合部の同心度が損なわれるこ
とがあるとともに、軸状素材の位置決め精度が十分に得
られずに凸条歯の位相がずれたりするなど、必ずしも十
分な加工精度が得られ難いという問題があった。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、単一の転造加工装置
に設けられた２組の転造ダイスによって、凸条歯が軸心
まわりにおいて互いに一定の関係を有する２箇所の異径
噛合部を高い精度で転造加工できるようにすることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成
するために、第１発明は、外周面に軸心と平行に設けら
れた多数の凸条歯から成る第１噛合部と、その第１噛合
部と同心でころがり径が異なり且つ軸心まわりにおいて
その第１噛合部の凸条歯と一定の関係を有するように設
けられた多数の凸条歯から成る第２噛合部とを備えた段
付き噛合部材を転造加工する方法であって、（ａ）第１
転造ダイスによって段付き軸状素材に前記第１噛合部を
転造加工する第１転造工程と、（ｂ）前記第１噛合部の
転造加工後に、その第１噛合部に前記第１転造ダイスが
噛み合っている状態で、その第１転造ダイスおよび第２
転造ダイスと前記段付き軸状素材とをその段付き軸状素
材の軸方向へ相対移動させ、その第１転造ダイスに対し
て前記第１噛合部および前記第２噛合部の凸条歯の関係
に応じて定められた所定の位置関係を満足するように、
転造方向において第１転造ダイスの後端部に前端部が重
複して配置されている前記第２転造ダイスをその段付き
軸状素材に食い付かせるとともに、その第１転造ダイス
と段付き軸状素材との噛合いを解除するシフト工程と、
（ｃ）前記第２転造ダイスによって前記段付き軸状素材
に前記第２噛合部を転造加工する第２転造工程とを有す
ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】このような段付き噛合部材の転造加工方法にお
いては、第１転造工程で第１転造ダイスによって段付き
軸状素材に第１噛合部を転造加工した後、第１噛合部に
第１転造ダイスが噛み合っている状態で、シフト工程に
おいて第１転造ダイスおよび第２転造ダイスと段付き軸
状素材とをその段付き軸状素材の軸方向へ相対移動さ
せ、第２転造ダイスを段付き軸状素材に食い付かせると
ともに第１転造ダイスと段付き軸状素材との噛合いを解
除する。段付き軸状素材は、第１噛合部が第１転造ダイ
スと噛み合わされた状態、すなわち第１転造ダイスに対
して軸心まわりの位相が位置決めされた状態で軸方向へ
相対移動させられる一方、第２転造ダイスは、第１転造
ダイスに対して第１噛合部および第２噛合部の凸条歯の
関係に応じて定められた所定の位置関係を満足するよう
に配置されているため、結局、第２転造ダイスは段付き
軸状素材の軸心まわりにおける所定位置に食い付くこと
になり、その後の第２転造工程では、第１噛合部の凸条
歯に対して一定の関係を有する状態で第２噛合部の凸条
歯が第２転造ダイスによって転造加工される。

【０００８】ここで、上記第１転造ダイスと第２転造ダ
イスとの位置関係は、両ダイスを相対移動不能に一体的
に固設して転造加工を行う場合には、予め所定の関係を
満足するように第１転造ダイスの後端部（例えば逃げ
部）に第２転造ダイスの前端部（例えば食付き部）が重
複して配設されるが、両ダイスを別々に駆動して転造加
工を行う場合には、少なくとも第１転造工程の終了時、
言い換えればシフト工程で段付き軸状素材に対して相対
移動させる際に所定の位置関係を満足するようになって
おれば良い。

【０００９】また、上記第１転造ダイス，第２転造ダイ
スとしては、転造平ダイスは勿論、転造丸ダイスなど良
く知られた種々の転造ダイスを用いることができる。

【００１０】また、第１噛合部および第２噛合部の凸条
歯の一定の関係は、両噛合部の歯数が同じ場合に各凸条
歯が軸心まわりで互いに一致すること、或いは凸条歯と
凸条歯の間に他方の噛合部の凸条歯が位置すること、一
方の噛合部の歯数が他方の噛合部の歯数の整数倍の場合
に、他方の噛合部の各凸条歯が一方の噛合部の凸条歯と
軸心まわりで一致することなど、適宜定められる。

【００１１】なお、図９に示すように、軸状素材１００
を軸心まわりの回転可能に支持しつつ軸方向へ移動させ
て一対の転造平ダイス１０２，１０４間に挿入しなが
ら、その転造平ダイス１０２，１０４を軸状素材１００
の軸心と直角な方向、すなわち紙面に垂直な方向へ相対
移動させて軸状素材１００を軸心まわりに回転させ、そ
の外周面に転造加工を行う転造加工方法が、特開平２−
２８０９３６号公報に記載されているが、これは過度の
転造圧力による変形や精度低下を防止するためのもの
で、２箇所の噛合部の凸条歯の位相が一定の関係となる
ように、転造ダイスの転造方向の移動を停止した状態で
第１転造ダイスにより位置決めしながら段付き軸状素材
を相対移動させ、第２転造ダイスを食い付かせる本発明
とは、その手段や作用効果が全く異なる異質の技術であ
る。

【００１２】

【第１発明の効果】このように、本発明の転造加工方法
によれば、第１噛合部に第１転造ダイスが噛み合わされ
た状態で段付き軸状素材が軸方向へ相対移動させられる
ことにより、第１転造ダイスに対して所定の位置関係を
満足するように配置された第２転造ダイスが段付き軸状
素材に食い付き、第２噛合部を転造加工するようになっ
ているため、第１噛合部の凸条歯と第２噛合部の凸条歯
との位置関係がメカ的に規定されることになり、第１噛
合部の凸条歯に対して予め定められた一定の関係を有す
るように第２噛合部の凸条歯が高い精度で転造加工され
る。また、第１転造ダイスおよび第２転造ダイスと段付
き軸状素材とを段付き軸状素材の軸方向へ相対移動させ
るだけで、第１噛合部および第２噛合部を連続的に転造
加工できるため、それ等２箇所の噛合部を２台の転造装
置を用いて別々に転造加工する場合に比較して、段付き
噛合部材の加工コストや加工時間が大幅に低減されると
ともに、２箇所の噛合部の同心度が向上するなど加工精
度も向上する。

【００１３】

【課題を解決するための第２の手段】第２発明は、前記
第１発明の段付き噛合部材の転造加工方法を好適に実施
できる転造加工装置に関するもので、外周面に軸心と平
行に設けられた多数の凸条歯から成る第１噛合部と、そ
の第１噛合部と同心でころがり径が異なり且つ軸心まわ
りにおいてその第１噛合部の凸条歯と一定の関係を有す
るように設けられた多数の凸条歯から成る第２噛合部と
を備えた段付き噛合部材を転造加工するための装置であ
って、（ａ）前記第１噛合部を転造加工するための第１
転造平ダイスと、（ｂ）その第１転造平ダイスによって
段付き軸状素材に前記第１噛合部を転造加工させる第１
転造手段と、（ｃ）前記第１転造平ダイスから前記段付
き軸状素材の軸方向に離間し、且つ少なくともその第１
転造平ダイスによる前記第１噛合部の転造加工終了時点
でその第１転造平ダイスに対し、その第１噛合部および
前記第２噛合部の凸条歯の関係に応じて定められた所定
の位置関係を満足するように、転造方向において第１転
造平ダイスの後端部に前端部が重複して配設された、そ
の第２噛合部を転造加工するための第２転造平ダイス
と、（ｄ）前記第１転造平ダイスによる前記第１噛合部
の転造加工終了後に、その第１噛合部に第１転造平ダイ
スが噛み合っている状態で、その第１転造平ダイスおよ
び前記第２転造平ダイスと前記段付き軸状素材とを段付
き軸状素材の軸方向へ相対移動させて、その第２転造平
ダイスを段付き軸状素材に食い付かせるとともに第１転
造平ダイスと段付き軸状素材との噛合いを解除するシフ
ト手段と、（ｅ）前記段付き軸状素材に噛み合わされた
前記第２転造平ダイスによってその段付き軸状素材に前
記第２噛合部を転造加工させる第２転造手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１４】

【作用】このような段付き噛合部材の転造加工装置にお
いては、第１転造手段により第１転造平ダイスで段付き
軸状素材に第１噛合部を転造加工した後、第１噛合部に
第１転造平ダイスが噛み合っている状態で、シフト手段
により第１転造平ダイスおよび第２転造平ダイスと段付
き軸状素材とを段付き軸状素材の軸方向へ相対移動さ
せ、第２転造平ダイスを段付き軸状素材に食い付かせる
とともに第１転造平ダイスと段付き軸状素材との噛合い
を解除する。段付き軸状素材は、第１噛合部が第１転造
平ダイスと噛み合わされた状態、すなわち第１転造平ダ
イスに対して軸心まわりの位相が位置決めされた状態で
軸方向へ相対移動させられる一方、第２転造平ダイス
は、第１転造平ダイスに対して第１噛合部および第２噛
合部の凸条歯の関係に応じて定められた所定の位置関係
を満足するように配置されているため、結局、第２転造
平ダイスは段付き軸状素材の軸心まわりにおいて第１噛
合部の凸条歯に対して一定の関係を有する位置に食い付
くことになる。したがって、その後、第２転造手段によ
り上記第２転造平ダイスで第２噛合部が転造加工される
際には、第１噛合部の凸条歯に対して一定の関係を有す
る状態で第２噛合部の凸条歯が転造加工される。

【００１５】ここで、上記第１転造手段および第２転造
手段は、第１転造平ダイスおよび第２転造平ダイスをそ
れぞれ別個に駆動するように別々に構成しても良いが、
例えば、両転造平ダイスが所定の位置関係を満足するよ
うに位置固定に配設されたスライダを、一対のセンタに
よって軸心まわりの回転可能に支持された段付き軸状素
材の軸心と直角な方向へ直線移動させるとともに、第１
転造平ダイスによる第１噛合部の転造加工が終了する中
間位置で停止させる単一のダイス移動手段にて構成する
こともできる。また、シフト手段は、上記スライダが中
間位置で停止させられた時に、例えば上記一対のセンタ
を軸方向へ移動させるセンタ移動手段などによって構成
される。なお、位置固定に配設された転造平ダイスに対
して、段付き軸状素材を押圧しつつその転造平ダイスの
長手方向（転造方向）へ転動させて転造加工を行うこと
もでき、その場合の第１転造手段，第２転造手段は、段
付き軸状素材を軸心まわりの回転可能に支持しながら、
或いは軸心まわりに回転駆動しながらダイス長手方向へ
移動させるように構成される。

【００１６】

【第２発明の効果】このように、第２発明の転造加工装
置は、第１発明の転造加工方法に従って段付き噛合部材
を転造加工するもので、実質的に第１発明と同様の作用
効果が得られる。

【００１７】

【課題を解決するための第３の手段】第３発明は、第１
発明の段付き噛合部材の転造加工方法において前記第２
転造ダイスとして用いられる転造平ダイスであって、前
記段付き軸状素材の軸方向へ相対移動させられることに
よりその段付き軸状素材に食い付く加工歯には、その食
付き方向の先端側へ向かうに従って高さが低くなる食付
き傾斜面が設けられていることを特徴とする。

【００１８】

【作用】すなわち、この第３発明は、第１発明の転造加
工方法における第２転造ダイス、第２発明の転造加工装
置における第２転造平ダイスとして好適に用いられる転
造平ダイスに関するもので、前記シフト工程で段付き軸
状素材の軸方向へ相対移動させられることによりその段
付き軸状素材に食い付く加工歯に、その食付き方向すな
わち転造方向と直角なダイス幅方向で加工歯の長手方向
の先端側へ向かうに従って高さが低くなる食付き傾斜面
を設けたのである。これにより、シフト工程で第２転造
ダイスが段付き軸状素材に食い付く際の食付き抵抗が小
さくなって円滑に食い付くようになり、第１噛合部の凸
条歯に対する第２噛合部の凸条歯の軸心まわりの位置精
度が向上するとともに、第１転造ダイスによる第１噛合
部の転造加工から第２転造ダイスによる第２噛合部の転
造加工へ滑らかに移行するようになる。

【００１９】ここで、上記食付き傾斜面は単なる面取り
などではなく、面取りより緩やかな傾斜で長い範囲に設
けられ、例えばモジュールｍが０．５の場合は、段付き
軸状素材の軸心と平行な平面に対する傾斜角度が７°程
度で、段付き軸状素材の軸心方向すなわちダイスの幅方
向へ３ｍｍ程度の範囲に設けることが望ましい。ｍ＝
０．６５の場合は４°×１０ｍｍ程度、ｍ＝０．８の場
合は３°〜１０°×２〜１２ｍｍ程度の範囲で、シフト
工程の移動寸法などを考慮して定められる。そして、少
なくともシフト工程で第２転造ダイスの加工歯が段付き
軸状素材に食い付く際に、その食付き傾斜面の途中から
段付き軸状素材に食い付くようになっておれば良い。

【００２０】また、シフト工程では必ずしも第２噛合部
の全長に亘って第２転造ダイスを食い付かせる必要はな
く、第２転造ダイスの前端部に切欠などを設けて幅寸法
を小さくし、第２噛合部の一部に第２転造ダイスを食い
付かせるだけでも差し支えない。その場合は、第２噛合
部の全長に亘って第２転造ダイスを食い付かせる場合に
比較して、第２転造ダイスの食付き抵抗が更に小さくな
る。

【００２１】

【第３発明の効果】このように、本発明の転造平ダイス
を前記第２転造ダイスとして用いれば、シフト工程で第
２転造ダイスが段付き軸状素材に円滑に食い付くように
なり、第１噛合部の凸条歯に対する第２噛合部の凸条歯
の軸心まわりの位置精度が更に向上するとともに、第１
転造ダイスによる第１噛合部の転造加工から第２転造ダ
イスによる第２噛合部の転造加工へ滑らかに移行するよ
うになる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、第１発明の転造加工方法を好適に
実施できる段付き噛合部材の転造加工装置１０の構成を
説明する図で、第２発明の一実施例を成すものである。
この転造加工装置１０は、一対のスライダ１２ａ，１２
ｂにそれぞれ一体的に固設された第１転造平ダイス１４
ａ，１４ｂ、第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂと、スラ
イダ１２ａ，１２ｂを同期して上下方向へ相対移動させ
る同期機構１８と、一方のスライダ１２ａを上下方向へ
往復移動させるダイス移動手段２０とを備えており、転
造加工を施すべき段付き軸状素材２２は、スライダ１２
ａと１２ｂとの間にそれ等の移動方向と直角で且つ転造
平ダイス１４ａ，１４ｂ、１６ａ，１６ｂの転造加工面
と平行、すなわち図１の紙面に垂直な軸心Ｏまわりの回
転可能に配置されるようになっている。段付き軸状素材
２２は、図２に示されているように一対の小径部２２
ａ，２２ｂと、大径部２２ｃと、小径部２２ｂと大径部
２２ｃとの間に設けられた小径の首部２２ｄとを同心に
一体に備えており、一対のセンタ２４ａ，２４ｂによっ
て軸心Ｏまわりの回転可能に支持されるとともに、それ
等のセンタ２４ａ，２４ｂは、段付き軸状素材２２を保
持したままセンタ移動手段２６によって軸心Ｏ方向へ一
体的に移動させられるようになっている。図２は、一方
のスライダ１２ａに対する転造平ダイス１４ａおよび１
６ａの配置形態を示す図である。

【００２３】図５は、上記転造加工装置１０を用いて転
造加工された段付き噛合部材３０の斜視図で、図６は左
側面図である。この段付き噛合部材３０は、前記段付き
軸状素材２２の小径部２２ａ，２２ｂの外周面に軸心Ｏ
と平行に設けられた多数の凸条歯３２から成る第１噛合
部としての第１セレーション部３４と、大径部２２ｃの
外周面に軸心Ｏと平行に設けられた多数の凸条歯３６か
ら成る第２噛合部としての第２セレーション部３８とを
備えており、それ等のセレーション部３４，３８が転造
加工装置１０によって転造加工される。両セレーション
部３４，３８は、軸心Ｏと同心に設けられているが、素
材径が異なることからころがり径が異なる。しかし、図
６から明らかなように、凸条歯３２，３６の歯数は互い
に等しく且つ軸心Ｏまわりにおいて同じ位置に設けられ
ている。かかる第１セレーション部３４，第２セレーシ
ョン部３８の具体的諸元の一例を表１に示す。

【００２４】上記第２セレーション部３８には、転造加
工後に平面加工が施されて軸心Ｏと平行な平面部４０が
設けられ、組付け加工時にその平面部４０が固定される
ようになっている。また、その平面部４０と軸心Ｏを挟
んで反対側には素材径のままの連結部４２が残され、そ
の連結部４２を基準として平面部４０が加工されるよう
になっている。連結部４２は、転造加工装置１０による
転造加工時に、転造加工されずに残された部分で、例え
ば実公平３−４７７０９号公報に記載されているよう
に、ダイス加工歯の一部を除去することによって設ける
ことができる。

【００２５】前記第１転造平ダイス１４ａ，１４ｂ、第
２転造平ダイス１６ａ，１６ｂは、それぞれ上記第１セ
レーション部３４、第２セレーション部３８を転造加工
するためのもので、転造方向と直角なダイス幅方向と平
行に多数の加工歯４６，４８がそれぞれ所定の間隔で設
けられている。第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂの加工
歯４８は、前記連結部４２を残すために部分的に切り欠
かれている。また、それ等の第１転造平ダイス１４ａ，
１４ｂ、第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂは、軸心Ｏと
平行な方向に隣接して配置されているとともに、転造方
向すなわちダイス長手方向においてずらされており、第
１転造平ダイス１４ａ，１４ｂが第２転造平ダイス１６
ａ，１６ｂよりも転造方向前側に配置されることによ
り、第１転造平ダイス１４ａ，１４ｂによって第１セレ
ーション部３４を転造加工した後、第２転造平ダイス１
６ａ，１６ｂによって第２セレーション部３８を転造加
工するようになっている。なお、これ等の転造平ダイス
１４ａ，１４ｂ、１６ａ，１６ｂは、それぞれ転造方向
前方すなわちダイス前端側へ向かうに従って加工歯４
６，４８の高さが漸減する食付き部、加工歯４６，４８
の高さが等しい完全山部、転造方向後方すなわちダイス
後端側へ向かうに従って加工歯４６，４８の高さが漸減
する逃げ部を備えている。

【００２６】両転造平ダイス１４ａ，１４ｂ、１６ａ，
１６ｂはまた、第１転造平ダイス１４ａ，１４ｂの後端
部５０に第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂの前端部５２
が転造方向において重複させられており、且つ、その重
複部の略中央であるシフト位置ＳＴ（図２参照）で両加
工歯４６，４８が一致させられている。後端部５０およ
び前端部５２は、図２から明らかなようにそれぞれ外側
から切欠５４，５６が設けられることにより、前記首部
２２ｄの長さ寸法より小さい幅寸法とされており、図２
の（ａ）に示されているように第１転造平ダイス１４ａ
と小径部２２ａ，２２ｂとが略一致する第１転造位置に
段付き軸状素材２２が保持された状態では、上記前端部
５２は首部２２ｄと一致させられ、上記シフト位置ＳＴ
が軸心Ｏと一致する中間位置までスライダ１２ａ，１２
ｂが移動させられても段付き軸状素材２２に対して非接
触とされる。また、同図の（ｂ）に示されているように
第２転造平ダイス１６ａと大径部２２ｃとが略一致する
第２転造位置に段付き軸状素材２２が保持された状態で
は、上記後端部５０は首部２２ｄと一致させられ、段付
き軸状素材２２に対して非接触とされる。

【００２７】上記シフト位置ＳＴ上における第２転造平
ダイス１６ａ，１６ｂの加工歯４８には、図３に拡大し
て示されているように、第１転造平ダイス１４ａ，１４
ｂから離間する方向へ向かうに従って、すなわちシフト
位置ＳＴが軸心Ｏと一致する中間位置にスライダ１２
ａ，１２ｂが位置させられた状態で段付き軸状素材２２
が第１転造位置から第２転造位置へ移動させられること
により加工歯４８が大径部２２ｃに食い付く際の食付き
方向の先端側で、図３の右方向へ向かうに従って、高さ
が低くなる食付き傾斜面５８が設けられている。この食
付き傾斜面５８は、シフト工程時の移動寸法やモジュー
ルなどを考慮して適宜設定され、例えばモジュールｍが
０．５の場合は、段付き軸状素材２２の軸心Ｏと平行な
平面に対する傾斜角度が７°程度で、段付き軸状素材２
２の軸心Ｏ方向すなわちダイスの幅方向へ３ｍｍ程度の
範囲に設けることが望ましい。ｍ＝０．６５の場合は４
°×１０ｍｍ程度、ｍ＝０．８の場合は３°〜１０°×
２〜１２ｍｍ程度の範囲で定められ、少なくともシフト
工程で加工歯４８が大径部２２ｃに食い付く際に、その
食付き傾斜面５８の途中から大径部２２ｃに食い付くよ
うになっている。なお、シフト位置ＳＴ上の加工歯４８
に近接する複数の加工歯４８が大径部２２ｃに食い付く
場合には、それらの複数の加工歯４８に食付き傾斜面５
８を設けることが望ましい。

【００２８】前記同期機構１８は、例えば前記スライダ
１２ａ，１２ｂに一体的に設けられた一対のラックと、
その一対のラックに噛み合うピニオンとを備え、両スラ
イダ１２ａ，１２ｂを互いに反対方向へ同じ速度で相対
移動させるように構成される。スライダ１２ａ，１２ｂ
は、それぞれ図示しないガイドレール等の案内手段を介
して上下方向の移動可能に配設されている。また、前記
ダイス移動手段２０は、一方のスライダ１２ａを図１に
示されている原位置から中間位置、すなわちシフト位置
ＳＴが軸心Ｏと一致する高さ位置まで移動させるととも
に、その中間位置から上方の移動端、すなわち第２転造
平ダイス１６ａの後端部が軸心Ｏより高くなる位置まで
２段階でスライダ１２ａを移動させるもので、例えば２
段式の油圧シリンダによって構成される。サーボモータ
などの電動モータによって回転駆動されるねじ軸と、そ
のねじ軸に螺合されるとともにスライダ１２ａに一体的
に配設されるナット部材とを備え、ねじ軸が回転駆動さ
れることによりスライダ１２ａを上下方向へ往復移動さ
せるように構成することもできるし、上記同期機構１８
を設けることなく一対のダイス移動手段２０を設けて両
スライダ１２ａ，１２ｂを反対方向へ同時に駆動するよ
うにしても良い。

【００２９】前記センタ移動手段２６は、一対のセンタ
２４ａ，２４ｂを段付き軸状素材２２と共に一体的に軸
心Ｏ方向へ移動させ、前記第１転造位置および第２転造
位置に位置決めするもので、上記ダイス移動手段２０と
同様にシリンダやねじ軸などを用いて構成され、ガイド
レールなどによって軸心Ｏ方向の移動可能に配設された
センタ２４ａ，２４ｂを往復移動させる。第１転造位置
と第２転造位置との間のストロークは、段付き軸状素材
２２の首部２２ｄの長さ寸法と略同じ寸法である。な
お、一対のセンタ２４ａ，２４ｂは、ワーク着脱手段に
よって相対的に接近離間させられ、段付き軸状素材２２
を着脱できるようになっている。

【００３０】上記ダイス移動手段２０およびセンタ移動
手段２６は、コントローラ６０によって制御されるよう
になっている。コントローラ６０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，
ＲＯＭ等を有してＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲ
ＯＭに予め定められたプログラムに従って信号処理を行
うマイクロコンピュータ等を備えて構成され、例えば図
４に示すフローチャートに従って信号処理を行う。

【００３１】図４において、ステップＳ１では、図１お
よび図２の（ａ）に示されているようにスライダ１２
ａ，１２ｂが原位置に保持され且つ段付き軸状素材２２
が第１転造位置に保持されている状態において、ダイス
移動手段２０によりスライダ１２ａ，１２ｂを中間位
置、すなわちシフト位置ＳＴが軸心Ｏと一致する高さ位
置まで移動させる。これにより、第１転造平ダイス１４
ａ，１４ｂによって小径部２２ａ，２２ｂに第１セレー
ション部３４が転造加工される。このステップＳ１は第
１転造工程に相当し、コントローラ６０による一連の信
号処理のうちステップＳ１を実行する部分は、同期機構
１８およびダイス移動手段２０と共に第１転造手段を構
成している。また、第１転造平ダイス１４ａ，１４ｂは
第１発明の第１転造ダイスに相当する。

【００３２】次のステップＳ２では、上記第１セレーシ
ョン部３４のみが転造加工され且つ未だその第１セレー
ション部３４が第１転造平ダイス１４ａ，１４ｂの加工
歯４６と噛み合わされている段付き軸状素材２２を、セ
ンタ移動手段２６によって第１転造位置から第２転造位
置へ移動させる。これにより、図２の（ｂ）に示されて
いるように、第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂの加工歯
４８が大径部２２ｃに食い付くとともに、第１転造平ダ
イス１４ａ，１４ｂと第１セレーション部３４との噛合
いが解除される。図３は、この段付き軸状素材２２の移
動過程を示す図で、段付き軸状素材２２は第１転造平ダ
イス１４ａ，１４ｂの加工歯４６と第１セレーション部
３４との噛合いによって軸心まわりの位相が位置決めさ
れた状態で軸心Ｏ方向へ移動させられるため、第１転造
平ダイス１４ａ，１４ｂに対して予め定められた位置関
係で配置されている第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂ
は、段付き軸状素材２２の軸心Ｏまわりにおける所定位
置、具体的には軸心Ｏまわりにおいて第１転造平ダイス
１４ａ，１４ｂの加工歯４６が噛み合っている位置と同
じ位置に第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂの加工歯４８
が食い付く。このステップＳ２はシフト工程に相当し、
コントローラ６０による一連の信号処理のうちステップ
Ｓ２を実行する部分は、センタ移動手段２６と共にシフ
ト手段を構成している。また、第２転造平ダイス１６
ａ，１６ｂは第１発明の第２転造ダイスに相当し、第３
発明の転造平ダイスの一実施例である。

【００３３】上記大径部２２ｃに食い付く加工歯４８、
すなわちシフト位置ＳＴ上の加工歯４８には食付き傾斜
面５８が設けられているため、食付き抵抗が小さくなっ
て円滑に食い付き、第１セレーション部３４の凸条歯３
２と同じ位置に加工歯４８が高い精度で食い付くことが
できる。また、第１転造平ダイス１４ａ，１４ｂの後端
部５０、第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂの前端部５２
は、それぞれ首部２２ｄの長さ寸法より小さな幅寸法と
され、シフト工程では、その前端部５２の幅寸法分が大
径部２２に食い付くだけであるため、大径部２２の全長
に亘って第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂを食い付かせ
る場合に比較して、シフト工程での食付き抵抗が更に小
さくなる。

【００３４】ステップＳ３では、前記ステップＳ１で中
間位置まで移動させられたスライダ１２ａ，１２ｂを、
ダイス移動手段２０によって移動端まで移動させる。こ
れにより、第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂによって大
径部２２ｃに第２セレーション部３８が転造加工され
る。このステップＳ３は第２転造工程に相当し、コント
ローラ６０による一連の信号処理のうちステップＳ３を
実行する部分は、同期機構１８およびダイス移動手段２
０と共に第２転造手段を構成している。

【００３５】ステップＳ４では、図示しないワーク着脱
手段により一対のセンタ２４ａ，２４ｂを相対的に離間
させ、転造加工後の段付き軸状素材２２をシュータ上に
落下させて排出する。また、ステップＳ５では、スライ
ダ１２ａ，１２ｂをダイス移動手段２０によって原位置
まで移動させるとともに、センタ２４ａ，２４ｂをセン
タ移動手段２６により原位置すなわち第１転造位置へ移
動させる。

【００３６】ここで、本実施例では、スライダ１２ａ，
１２ｂを中間位置まで移動させて第１転造平ダイス１４
ａ，１４ｂにより第１セレーション部３４を転造加工し
た後、その第１セレーション部３４に第１転造平ダイス
１４ａ，１４ｂが噛み合わされた状態で段付き軸状素材
２２を軸心Ｏ方向へ移動させ、第２転造平ダイス１６
ａ，１６ｂを段付き軸状素材２２の大径部２２ｃに食い
付かせるようになっているため、第１セレーション部３
４の凸条歯３２と第２セレーション部３８の凸条歯３６
との位置関係がメカ的に規定されることになり、第１セ
レーション部３４の凸条歯３２に対して予め定められた
一定の関係を有するように、具体的には凸条歯３２およ
び３６が軸心Ｏまわりにおいて同じ位置となるように第
２セレーション部３８が高い精度で転造加工される。

【００３７】また、本実施例では、シフト工程で大径部
２２ｃに食い付く加工歯４８、すなわちシフト位置ＳＴ
上の加工歯４８に食付き傾斜面５８が設けられているた
め、食付き抵抗が小さくなって円滑に食い付くようにな
り、第１セレーション部３４の凸条歯３２に対する第２
セレーション部３８の凸条歯３６の軸心Ｏまわりの位置
精度が更に向上するとともに、第１転造平ダイス１４
ａ，１４ｂによる第１セレーション部３４の転造加工か
ら第２転造平ダイス１６ａ，１６ｂによる第２セレーシ
ョン部３８の転造加工へ滑らかに移行する。しかも、第
１転造平ダイス１４ａ，１４ｂの後端部５０、第２転造
平ダイス１６ａ，１６ｂの前端部５２は、それぞれ首部
２２ｄの長さ寸法より小さな幅寸法とされ、シフト工程
では、その前端部５２の幅寸法分が大径部２２に食い付
くだけであるため、大径部２２の全長に亘って第２転造
平ダイス１６ａ，１６ｂを食い付かせる場合に比較し
て、シフト工程での食付き抵抗が更に小さくなり、加工
精度が一層向上する。

【００３８】また、スライダ１２ａ，１２ｂを中間位置
まで移動させて停止し、段付き軸状素材２２を軸心Ｏ方
向へ移動させたのち再びスライダ１２ａ，１２ｂを移動
端まで移動させることにより、径寸法が異なる第１セレ
ーション部３４および第２セレーション部３８を１台の
転造加工装置１０によって連続的に転造加工できるた
め、それ等２箇所のセレーション部３４，３８を２台の
転造装置を用いて別々に転造加工する場合に比較して、
段付き噛合部材３０の加工コストや加工時間が大幅に低
減されるとともに、２箇所のセレーション部３４，３８
の同心度が向上するなど加工精度も向上する。

【００３９】また、本実施例では一対のスライダ１２
ａ，１２ｂに２組の転造平ダイス１４ａ，１４ｂ、１６
ａ，１６ｂが一体的に取り付けられ、単一のダイス移動
手段２０で２組の転造平ダイス１４ａ，１４ｂ、１６
ａ，１６ｂを同時に移動させるようになっているため、
転造加工装置１０が簡単且つ安価に構成される。

【００４０】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通す
る部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

【００４１】図７は、前記第１転造平ダイス１４ａと第
２転造平ダイス１６ａとを別々に配置し、別個の第１ダ
イス移動手段６４，第２ダイス移動手段６６によって移
動させるようにしたもので、図は両転造平ダイス１４
ａ，１６ａが原位置に保持された状態であり、第２転造
平ダイス１６ａの前端部５２は軸心Ｏと同じ高さに位置
させられている。そして、先ず第１ダイス移動手段６４
によって第１転造平ダイス１４ａを上昇端、すなわち後
端部５０が軸心Ｏと同じ高さとなる位置まで移動させて
第１セレーション部３４を転造加工した後、段付き軸状
素材２２を第１転造位置から第２転造位置へ移動させ、
続いて第２ダイス移動手段６６により第２転造平ダイス
１６ａを上昇端まで移動させて第２セレーション部３８
を転造加工する。段付き軸状素材２２を第１転造位置か
ら第２転造位置へ移動させるシフト工程では、両転造平
ダイス１４ａ，１６ａおよび段付き軸状素材２２の位置
関係は前記図２の（ｂ）と同じ状態となるため、前記第
１実施例と同様な作用効果が得られる。上記第１ダイス
移動手段６４は第１転造手段に相当し、第２ダイス移動
手段６６は第２転造手段に相当する。

【００４２】また、前記実施例では小径部２２ａ，２２
ｂと大径部２２ｃとの間に首部２２ｄを有する段付き軸
状素材２２に転造加工を行う場合であったが、図８に示
されているように小径部７０ａおよび大径部７０ｂのみ
から成る段付き軸状素材７０に転造加工を行うこともで
きるなど、転造加工を施すべき段付き軸状素材、更には
段付き噛合部材の形状は適宜変更され得る。図８の
（ａ）は、第１転造平ダイス７２の後端部、第２転造平
ダイス７４の前端部にそれぞれ切欠が設けられてダイス
幅寸法が小さくされている場合で、シフト工程での段付
き軸状素材７０の移動量が小さくて済むとともに、両転
造平ダイス７２，７４を接近させて配置できるが、図８
の（ｂ）のように端部までダイス幅寸法が一定の第１転
造平ダイス７６，第２転造平ダイス７８を用いて転造加
工を行うことも可能である。これ等の図は、何れもシフ
ト工程で段付き軸状素材７０を移動させる直前の状態を
示している。

【００４３】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００４４】例えば、前記実施例では２組の転造平ダイ
ス１４ａ，１４ｂ、１６ａ，１６ｂにより２種類の第１
セレーション部３４，第２セレーション部３８を転造加
工する場合について説明したが、３組以上の転造平ダイ
スを用いて３種類以上の噛合部を転造加工することも可
能である。

【００４５】また、前記実施例では小径の第１セレーシ
ョン部３４を転造加工したのち大径の第２セレーション
部３８を転造加工するようになっているが、大径のセレ
ーション部を先に転造加工することも勿論可能である。

【００４６】また、前記実施例は噛合部としてセレーシ
ョン部３４，３８を転造加工する場合であったが、スプ
ラインを転造加工する場合にも本発明は同様に適用され
得る。セレーションおよびスプラインを転造加工するこ
とも可能である。

【００４７】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の転造加工方法を好適に実施できる第
２発明の一実施例である転造加工装置の構成を説明する
図である。

【図２】図１の転造加工装置の一方のスライダに配設さ
れた一対の転造平ダイスの配置形態を示す図である。

【図３】図１の転造加工装置によって転造加工が行われ
る際のシフト工程時の状態を示す図である。

【図４】図１の転造加工装置の作動を説明するフローチ
ャートである。

【図５】図１の転造加工装置によって転造加工される段
付き噛合部材の一例を示す斜視図である。

【図６】図５の段付き噛合部材の左側面図である。

【図７】本発明の他の実施例の要部を示す構成図であ
る。

【図８】本発明の更に別の実施例を説明する図で、シフ
ト工程直前の状態である。

【図９】転造平ダイスの側方から素材を挿入しながら転
造加工を行う従来の転造加工方法を説明する断面図であ
る。

【符号の説明】

１０：転造加工装置 １４ａ，１４ｂ，７２，７６：第１転造平ダイス（第１
転造ダイス） １６ａ，１６ｂ，７４，７８：第２転造平ダイス（第２
転造ダイス） １８：同期機構 ２０：ダイス移動手段 ２２，７０：段付き軸状素材 ２６：センタ移動手段 ３０：段付き噛合部材 ３４：第１セレーション部（第１噛合部） ３８：第２セレーション部（第２噛合部） ５８：食付き傾斜面 ６４：第１ダイス移動手段（第１転造手段） ６６：第２ダイス移動手段（第２転造手段） ステップＳ１：第１転造工程，第１転造手段 ステップＳ２：シフト工程，シフト手段 ステップＳ３：第２転造工程，第２転造手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に軸心と平行に設けられた多数の
   凸条歯から成る第１噛合部と、該第１噛合部と同心でこ
   ろがり径が異なり且つ軸心まわりにおいて該第１噛合部
   の凸条歯と一定の関係を有するように設けられた多数の
   凸条歯から成る第２噛合部とを備えた段付き噛合部材を
   転造加工する方法であって、 第１転造ダイスによって段付き軸状素材に前記第１噛合
   部を転造加工する第１転造工程と、 前記第１噛合部の転造加工後に、該第１噛合部に前記第
   １転造ダイスが噛み合っている状態で、該第１転造ダイ
   スおよび第２転造ダイスと前記段付き軸状素材とを該段
   付き軸状素材の軸方向へ相対移動させ、該第１転造ダイ
   スに対して前記第１噛合部および前記第２噛合部の凸条
   歯の関係に応じて定められた所定の位置関係を満足する
   ように、転造方向において該第１転造ダイスの後端部に
   前端部が重複して配置されている前記第２転造ダイスを
   該段付き軸状素材に食い付かせるとともに、該第１転造
   ダイスと該段付き軸状素材との噛合いを解除するシフト
   工程と、 前記第２転造ダイスによって前記段付き軸状素材に前記
   第２噛合部を転造加工する第２転造工程とを有すること
   を特徴とする段付き噛合部材の転造加工方法。
2. 【請求項２】 外周面に軸心と平行に設けられた多数の
   凸条歯から成る第１噛合部と、該第１噛合部と同心でこ
   ろがり径が異なり且つ軸心まわりにおいて該第１噛合部
   の凸条歯と一定の関係を有するように設けられた多数の
   凸条歯から成る第２噛合部とを備えた段付き噛合部材を
   転造加工するための装置であって、 前記第１噛合部を転造加工するための第１転造平ダイス
   と、 該第１転造平ダイスによって段付き軸状素材に前記第１
   噛合部を転造加工させる第１転造手段と、 前記第１転造平ダイスから前記段付き軸状素材の軸方向
   に離間し、且つ少なくとも該第１転造平ダイスによる前
   記第１噛合部の転造加工終了時点で該第１転造平ダイス
   に対し、該第１噛合部および前記第２噛合部の凸条歯の
   関係に応じて定められた所定の位置関係を満足するよう
   に、転造方向において該第１転造平ダイスの後端部に前
   端部が重複して配設された、該第２噛合部を転造加工す
   るための第２転造平ダイスと、 前記第１転造平ダイスによる前記第１噛合部の転造加工
   終了後に、該第１噛合部に該第１転造平ダイスが噛み合
   っている状態で、該第１転造平ダイスおよび前記第２転
   造平ダイスと前記段付き軸状素材とを該段付き軸状素材
   の軸方向へ相対移動させて、該第２転造平ダイスを該段
   付き軸状素材に食い付かせるとともに該第１転造平ダイ
   スと該段付き軸状素材との噛合いを解除するシフト手段
   と、 前記段付き軸状素材に噛み合わされた前記第２転造平ダ
   イスによって該段付き軸状素材に前記第２噛合部を転造
   加工させる第２転造手段とを有することを特徴とする段
   付き噛合部材の転造加工装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の段付き噛合部材の転造
   加工方法において前記第２転造ダイスとして用いられる
   転造平ダイスであって、 前記段付き軸状素材の軸方向へ相対移動させられること
   により該段付き軸状素材に食い付く加工歯には、その食
   付き方向の先端側へ向かうに従って高さが低くなる食付
   き傾斜面が設けられていることを特徴とする転造平ダイ
   ス。