JP4745295B2 - 転造ダイス - Google Patents

Description

本発明は、溝が形成された被転造素材の外周面にスプラインを転造すると共に溝の形状を止め輪が嵌着される止め輪溝の形状に保持する転造ダイスに関するものであり、特に、被転造素材を配設するための時間を短縮することにより生産効率の向上を図ることができる転造ダイスに関するものである。

従来、止め輪溝付きスプライン軸を製造するには、被転造素材にスプラインを転造した後に止め輪溝を切削加工していた。しかしながら、切削によるバリが発生し、バリ取りの工程が発生するので、工程数の削減が課題とされていた。

そこで、特開２００１−１２９６２９号公報には、無垢のワークＷ（被転造素材）の外周面にスプライン２１と止め輪溝２２とを同時に転造することで、切削工程とバリ取り工程を省略して、工程数の削減を図る技術が記載されている（特許文献１）。

しかしながら、無垢のワークＷ（被転造素材）の外周面にスプライン２１と止め輪溝２２とを同時に転造すると、止め輪溝２２が転造されることによりワークＷ（被転造素材）の外形が歪んだ状態でスプライン２１が転造され、スプライン２１の外形精度が低下していた。そのため、スプライン２１の外形精度の向上が課題とされていた。

そこで、特開平５−２５３６３３公報には、素材Ｗ（被転造素材）の外周面にあらかじめ欠肉１２，１３（溝）を施し、転造により発生する歪みを小さく抑え、外形の歪みを小さくすることができる技術が記載されている（特許文献２）。

即ち、特開平５−２５３６３３公報に記載される技術は、素材Ｗ（被転造素材）の欠肉１２，１３（溝）を溝加工用プレート３（止め輪溝用ダイス）で転造して止め輪溝を形成しながら素材Ｗ（被転造素材）の外周面にスプラインを転造することで、欠肉１２，１３（溝）を施した分、転造により発生する歪みを小さく抑えることができる技術である。そのため、予め被転造素材に欠肉１２，１３（溝）を切削加工する切削工程が必要ではあるが、転造した後に切削加工を行わないのでバリが発生せずバリ取りの工程が不要となり、工程数の増加を最小限に抑えながらスプラインの外形精度の向上を図ることができる。
特開２００１−１２９６２９号公報（段落［００３６］、第５図） 特開平４―３３６６６号公報（段落［００２０］、第６図）

しかしながら、上述した従来の技術では、予め被転造素材の外周面に溝を加工し、溝が加工された被転造素材を止め輪溝用ダイスの転造方向に配設して、配設された被転造素材に向かって止め輪溝用ダイスを移動させて転造を行っていた。そのため、被転造素材を配設する位置が被転造素材の軸心方向にずれると、溝と止め輪溝用ダイスとの位置がずれて、溝に止め輪溝用ダイスが円滑に挿入されず、転造される止め輪溝付スプライン軸の外形精度が悪化していた。また、溝と止め輪溝用ダイスとの位置のずれが大きい場合には、止め輪溝用ダイスが被転造素材の外周面に当たって破損していた。

よって、被転造素材を止め輪溝用ダイスに対して配設する際に、被転造素材の溝が止め輪溝用ダイスに円滑に挿入されるように被転造素材の軸心方向の位置を調整して配設する必要があり、その調整には、時間が掛かっていた。その結果、被転造素材を止め輪溝用ダイスに対して配設するための時間が長くなり、生産効率の悪化を招くという問題点があった。

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、被転造素材を止め輪溝用ダイスに対して配設するための時間を短縮することにより生産効率の向上を図ることができる転造ダイスを提供することを目的としている。

この目的を達成するために請求項１記載の転造ダイスによれば、軸状体に構成され外周面に溝が凹設された被転造素材を転造して止め輪溝の両側にスプラインが配設された止め輪溝付きスプライン軸を形成する転造ダイスであって、前記スプラインを転造する一対のスプライン用ダイスと、板状体に構成され前記一対のスプライン用ダイスの間から突設されると共に前記溝に挿入されることで前記板状体の側面により前記溝の幅を前記止め輪溝の幅に保持する止め輪溝用ダイスとを備える転造ダイスであって、前記止め輪溝用ダイスは、前記転造方向の始端側の端部に一対のガイド面を備え、前記一対のガイド面が、前記側面を前記転造方向の後端側から始端側に向けて延長する一対の延長側面の間に配設されると共に、前記一対のガイド面の間隔が、前記転造方向の後端側から始端側に向かって狭くなるように構成されている。

請求項２記載の転造ダイスによれば、請求項１記載の転造ダイスにおいて、前記一対のガイド面は、平面として構成されている。

請求項３記載の転造ダイスによれば、請求項１又は２に記載の転造ダイスにおいて、前記止め輪溝用ダイスは、前記転造方向の始端側の端部に一対の被狭持面を備え、それら一対の被狭持面の内の一方には、前記一対のスプライン用ダイスの内の一方が当接され、それら一対の被狭持面の内の他方には、前記一対のスプライン用ダイスの内の他方が当接されている。

請求項１記載の転造ダイスによれば、止め輪溝用ダイスが被転造素材に向かって移動されて、被転造素材の外周面に形成された溝に止め輪溝用ダイスの端部が挿入される。止め輪溝用ダイスは、転造方向の始端側の端部に一対のガイド面を備え、一対のガイド面は、延長側面の間に配設され、一対のガイド面の間隔が転造方向の後端側から始端側に向かって狭くなるように構成されているので、一対のガイド面の間隔が狭くなっている分、止め輪溝用ダイスに対して被転造素材の溝の位置がずれても被転造素材の溝に一対のガイド面が挿入される。そのため、止め輪溝用ダイスに対して被転造素材の配設位置を調整する時間を省略することができる。よって、被転造素材を配設するための時間を短縮することにより生産効率の向上を図ることができるという効果がある。

請求項２記載の転造ダイスによれば、請求項１記載の転造ダイスの奏する効果に加え、一対のガイド面が平面として構成されているので、被転造素材の溝がガイド面のどの位置に当接しても、当接される位置での転造方向に対してのガイド面の角度が一定となるので、止め輪溝用ダイスから被転造素材が受ける転造方向の力を一定とすることができる。よって、止め輪溝用ダイスに対する被転造素材の配設位置がばらつくことで、止め輪溝用ダイスの溝がガイド面に当接される位置がばらついても、被転造素材が受ける力を安定させることができ、被転造素材の傾きのばらつきを防止することができる。そのため、止め輪溝付スプライン軸の外形精度を安定させることができるので、外形精度が目標とする値から外れた不良品の発生率を低下させて生産効率の向上を図ることができるという効果がある。

請求項３記載の転造ダイスによれば、請求項１又は２に記載の転造ダイスの奏する効果に加え、止め輪溝用ダイスは、転造方向の始端側の端部に一対の被狭持面を備え、一対の狭持面の内の一方には、一対のスプライン用ダイスの内の一方が当接され、一対の狭持面の内の他方には、一対のスプライン用ダイスの内の他方が当接されているので、外形精度が目標とする値から外れた不良品の発生率を低下させて、生産効率の向上を図ることができるという効果がある。

即ち、止め輪溝用ダイスの剛性が高められるので、止め輪溝用ダイスの始端側の端部は、一対の狭持面の内の一方と他方とを結ぶ方向への変形が抑えられる。よって、転造方向の始端側の端部に形成される一対のガイド面も同様に保持されるので、被転造素材が受ける力で一対の狭持面の内の一方と他方とを結ぶ方向の力の反力が一対のガイド面に作用しても、一対のガイド面の位置の変化を抑えることができる。

その結果、反力による一対のガイド面の位置の変化を防止することができるので、被転造素材が受ける力を安定させ、被転造素材の傾きのばらつきを防止することができる。そのため、止め輪溝付スプライン軸の外形精度を安定させることができるので、外形精度が目標とする値から外れた不良品の発生率を低下させて、生産効率の向上を図ることができるという効果がある。

以下、本発明の好ましい第１実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の第１実施の形態における止め輪溝付スプラインダイス（以下、「転造ダイス」と称す。）１００（図３（ａ）から図３（ｃ）参照）に使用される止め輪溝用ダイス１０の構成について説明する。

図１は、第１実施の形態における止め輪溝用ダイス１０の外観斜視図である。また、図１に示す矢印Ｓは、転造方向の始端方向を示し、矢印Ｅは、転造方向の終端方向を示し、矢印Ｌ，Ｒは、転造方向に直交する方向を示している。また、図１に示す２点鎖線は、形状保持部１２と第１被狭持部１３との境界線及び第１被狭持部１３と第２被狭持部１４との境界線を示している。なお、転造方向と止め輪溝用ダイス１０の長手方向は、同一の方向である。

止め輪溝用ダイス１０は、転造方向始端方向（図１矢印Ｓ方向）に配設されるワーク４０に向かって移動し転造方向始端側の端部からワーク４０の溝４１に挿入されて、転造により変形される溝４１の断面形状を保持し、止め輪溝５１（図４参照）の断面形状を形成する工具である。

図１に示すように、止め輪溝用ダイス１０は、合金工具鋼の金属材料で形成された略平板状体で構成されており、ガイド部１１と形状保持部１２と第１被狭持部１３と第２被狭持部１４とを備えている。

ガイド部１１は、溝４１（図４（ａ）参照）に挿入されることでワーク４０（図４（ａ）参照）を形状保持部１２に移送する部位であり、止め輪溝用ダイス１０の転造方向始端側（図１矢印Ｓ方向側）の上端部（図１上側端部）に設けられている。なお、ガイド部１１の転造方向後端側（図１矢印Ｅ方向側）の端部には、形状保持部１２が連設されている。

形状保持部１２は、止め輪溝５１の断面形状を形成するための部位であり、ガイド部１１の転造方向後端側（図１矢印Ｅ方向側）の端部から止め輪溝用ダイス１０の転造方向後端側（図１矢印Ｅ方向側）の端部まで延設されている。なお、形状保持部１２の両側（図１矢印Ｌ，Ｒ側）面は、平行に形成されており、形状保持部１２には、転造方向（図１矢印Ｓ，Ｅ方向）に直交する方向（図１矢印Ｌ，Ｒ方向）に第１被狭持部１３が連設されている。

第１被狭持部１３は、止め輪溝用ダイス１０を後述するスプライン用ダイス小２０（図３（ａ）及び図３（ｃ）参照）及びスプライン用ダイス大３０（図３（ａ）及び図３（ｃ）参照）が狭持するための部位であり、止め輪溝用ダイス１０の転造方向後端側（図１矢印Ｅ方向側）の端部から転造方向始端側（図１矢印Ｓ方向側）に形状保持部１２の長手方向の寸法値と同等の寸法値で延設されている。なお、第１被狭持部１３の両側（図１矢印Ｌ，Ｒ側）面は、平行に形成されている。

また、第１被狭持部１３には、貫通孔である複数（第１実施の形態では、２個）のノックピン貫通孔１６及び貫通孔である複数（第１実施の形態では、２個）のねじ貫通孔１５が形成されている。なお、第１被狭持部１３の転造方向始端側（図１矢印Ｓ方向側）には、第２被狭持部１４が連設されている。

第２被狭持部１４は、止め輪溝用ダイス１０の転造方向始端側（図１矢印Ｓ方向側）の端部をスプライン用ダイス小２０及びスプライン用ダイス大３０が狭持するための部位であり、第１被狭持部１３の転造方向始端側（図１矢印Ｓ方向側）の端部から止め輪溝用ダイス１０の転造方向始端側（図１矢印Ｓ方向側）の端部まで延設されている。なお、第２被狭持部１４の両側（図１矢印Ｌ，Ｒ側）面は、平行に形成されている。

図２（ａ）から図２（ｃ）を参照して、止め輪溝用ダイス１０の転造方向始端側に位置するガイド部１１の詳細な構成について説明する。図２（ａ）は、ガイド部１１の上面（図１上面）を示した上面図であり、図２（ｂ）は、ガイド部１１の正面（図１矢印Ｅ方向視の面）を示した正面図であり、図２（ｃ）は、ガイド部１１の側面（図１矢印Ｌ方向視の面）を示した側面図である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ガイド部１１は、形状保持部１２に連設されており上面視（図２（ａ）紙面垂直方向視）略くさび形の先端部を切断した形状に構成されている。形状保持部１２の幅（図２（ａ）矢印Ｌ，Ｒ方向寸法）Ｔ３は、長手方向（図２（ａ）矢印Ｓ，Ｅ方向）に一定の寸法値とされており、ガイド部１１の幅（図２（ａ）矢印Ｌ，Ｒ方向寸法）Ｔ２は、連設部１１ｂからガイド部先端１１ａに向かうに従って漸減されている。なお、ガイド部１１の連設部１１ｂは、形状保持部１２と面一で連設している。

そのため、ガイド部１１の幅Ｔ２は、形状保持部１２の幅Ｔ３より小さく、ガイド部先端１１ａの幅Ｔ１は、ガイド部１１の幅Ｔ２より小さくされている（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）。また、ガイド部１１を構成する一対のガイド面１１ｃは、転造方向（図２（ａ）矢印Ｓ，Ｅ方向）に対して傾斜した平面に構成されており、上面視（図２（ａ）紙面垂直方向視）直線形状となっている。また、上面視において、一対のガイド面の内の一方が転造方向に対して成す角度は、他方が転造方向に対して成す角度と同一とされている。
なお、第１実施の形態では、ガイド部先端１１ａの幅Ｔ１が１．２ｍｍとされ、形状保持部１２の幅Ｔ３が２．２ｍｍとされている。

図２（ｃ）に示すように、ガイド部１１は、側面視（図２（ｃ）紙面垂直方向視）略長方形形状に構成されており、転造方向（図２（ｃ）矢印Ｓ，Ｅ方向寸法）に長さＬの寸法値に、転造方向と直交する方向（図２（ｃ）上下方向寸法）に高さＨの寸法値に構成されている。また、ガイド部１１の先端に配設されるガイド部先端１１ａの上部の断面形状は、曲率１．０ｍｍの円弧形状に構成されている。なお、長さＬは、２０ｍｍから４０ｍｍの間に設定されるのが好ましく、第１実施の形態では、長さＬが２０ｍｍとされ、高さＨが３．０ｍｍとされている。

次に、図３を参照して、止め輪溝用ダイス１０を使用した転造ダイス１００の構成について説明する。図３（ａ）は、第１実施の形態における転造ダイス１００の上面を示した上面図であり、図３（ｂ）は、転造ダイス１００の側面を模式的に示した側面模式図である。また、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃ線における転造ダイス１００の断面を示した断面図であり、図３（ｄ）は、図３（ｂ）のＩＩＩｄ−ＩＩＩｄ線における転造ダイス１００の断面を示した断面図である。なお、図３（ｂ）においては、理解を容易とするために、止め輪溝用ダイス１０の高さ方向（図３（ｂ）上下方向）寸法値、ダイス小転造面２１の高さ方向（図３（ｂ）上下方向）寸法値およびダイス大転造面３１の高さ方向（図３（ｂ）上下方向）寸法値を実際より拡大した状態で図示する。

転造ダイス１００は、ワーク４０（図４参照）を狭持してワーク４０に対して移動することでワーク４０の外周面４２に止め輪溝５１（図４参照）とスプライン５２（図４参照）とを形成する工具である。

図３（ａ）示すように、転造ダイス１００は、平面視略長方形形状に形成されており、スプライン５２（図４参照）を転造するスプライン用ダイス小２０、スプライン５２（図４参照）を転造するスプライン用ダイス大３０及び前述した止め輪溝用ダイス１０を備えている。

スプライン用ダイス小２０の上面には、ダイス小転造面２１が設けられており、そのダイス小転造面２１には、転造方向始端側（図３（ａ）Ｓ方向側）から終端側（図３（ａ）Ｅ方向側）に向けて、ダイス小食い付き山払い面２１ａ、ダイス小仕上げ面２１ｂ及びダイス小逃げ面２１ｃが順に連続して設けられている。また、スプライン用ダイス大３０の上面には、ダイス大転造面３１が設けられており、そのダイス大転造面３１には、転造方向始端側から終端側に向けて、ダイス大食い付き山払い面３１ａとダイス大仕上げ面３１ｂとダイス大逃げ面３１ｃが順に連続して設けられている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、止め輪溝用ダイス１０は、スプライン用ダイス小２０とスプライン用ダイス大３０との対向面間に狭持されており、止め輪溝用ダイス１０の上端部がスプライン用ダイス小２０の上面およびスプライン用ダイス大３０の上面から上方（図３（ｂ）上方）へ突出するように立設されている。

図３（ｂ）に示すように、また、転造方向（図３（ｂ）矢印Ｓ，Ｅ方向）に対するダイス大食い付き山払い面３１ａの傾斜は、転造方向に対するダイス小食い付き山払い面２１ａの傾斜より緩やかに形成されており、転造方向始端側（図３（ｂ）Ｓ方向側）の端部では、ダイス大食い付き山払い面３１ａの方がダイス小食い付き山払い面２１ａより上方（図３（ｂ）上方）に位置している。

図３（ｂ）に示すように、スプライン用ダイス大３０には、その幅方向（図３（ｂ）紙面垂直方向）に貫通する複数（第１実施の形態では２個）のねじ嵌合孔３５及び複数（第１実施の形態では２個）のノックピン貫通孔３６が設けられる。

図３（ｃ）に示すように、スプライン用ダイス小２０には、ノックピン貫通孔３６に対応して、幅方向（図３（ｃ）矢印Ｌ，Ｒ方向）に貫通する複数（第１実施の形態では２個）のノックピン貫通孔２６が形成されている。また、止め輪溝用ダイス１０には、ノックピン貫通孔２６，３６に対応してノックピン貫通孔１６が設けられている。

図３（ｄ）に示すように、スプライン用ダイス小２０には、ねじ嵌合孔３５に対応して、幅方向（図３（ｄ）矢印Ｌ，Ｒ方向）に貫通する複数（第１実施の形態では２個）のねじ孔２５が形成されている。

また、止め輪溝用ダイス１０には、ねじ嵌合孔３５及びねじ孔２５に対応してねじ貫通孔１５が設けられており、ボルトをねじ嵌合孔３５及びねじ貫通孔１５に挿通させてねじ孔２５に螺着させることで、止め輪溝用ダイス１０がスプライン用ダイス小２０とスプライン用ダイス大３０との間に共締めされ、転造ダイス１００が組み上げられる。

このように、ボルトをねじ貫通孔１５、ねじ嵌合孔３５に挿通しつつスプライン用ダイス小２０に形成されるねじ孔２５に螺着させることにより転造ダイス１００を組み上げることができるので、ボルトを螺着させる別部品としてのナットを省略することができる。そのため、転造ダイス１００には、ボルトのみを組み付ければ良く組み付けの手間を省くことができる。

なお、ノックピン貫通孔１６，２６，３６は、転造ダイス１００がボルトを介して組み上げられた後に放電加工にて同時に形成されており、ノックピン貫通孔１６，２６，３６にノックピンが挿入されている。そのため、転造ダイス１００を組み上げているボルトが緩んだときにでもスプライン用ダイス小２０とスプライン用ダイス大３０との相対位置がずれることを防止することができる。

図４を参照して、転造ダイス１００によって転造されるワーク４０とワーク４０を転造することで形成される止め輪溝付スプライン軸５０とについて説明する。図４（ａ）は、ワーク４０の外観斜視図であり、図４（ｂ）は、止め輪溝付スプライン軸５０の外観斜視図である。なお、図４（ｂ）では、スプライン５２を模式的に図示している。

ワーク４０は、外径Ｒ１の軸状に構成されており、その周方向に凹設される溝４１は、底面が外径Ｒ２の円筒形状に形成されワーク４０の軸心方向の寸法が幅Ｗ１とされワーク４０の径方向の寸法が深さＤ１とされている。その溝４１の両側には、一対の外周面４２が形成されている。なお、第１実施の形態では、ワーク４０の外径Ｒ１が３０ｍｍとされ、溝４１の底面の外径Ｒ２が２６ｍｍとされ、溝４１の幅Ｗ１が２．４ｍｍとされ、深さＤ１が２．０ｍｍとされている。

止め輪溝付スプライン軸５０は、外径Ｒ３の軸状に構成されており、その周方向に凹設される止め輪溝５１は、底面が外径Ｒ２の円筒形状に形成され止め輪溝付スプライン軸５０の軸心方向の寸法が幅Ｗ２とされ止め輪溝付スプライン軸５０の径方向の寸法が深さＤ２とされている。

止め輪溝付スプライン軸５０は、ワーク４０を転造することで形成されるものであり、ワーク４０が転造されることでワーク４０の外径Ｒ１が拡大されて止め輪溝付スプライン軸５０の外径Ｒ３となり（Ｒ３＞Ｒ１）、外径の拡大に伴ってワーク４０の深さＤ１が深くなり止め輪溝付スプライン軸５０の深さＤ２となり（Ｄ２＞Ｄ１）、ワーク４０の幅Ｗ１が絞られて止め輪溝付スプライン軸５０の幅Ｗ２となる（Ｗ１＞Ｗ２）。なお、第１実施の形態では、止め輪溝付スプライン軸５０の外径Ｒ３が３２ｍｍとされ、止め輪溝５１の底面の外径Ｒ２が２６ｍｍとされ、幅Ｗ２が２．２ｍｍとされ、深さＤ２が３．０ｍｍとされている。

図５から図８を順に参照して、転造ダイス１００によってワーク４０が転造され止め輪溝５１が形成される形成過程について説明する。図５（ａ）は、一対の転造ダイス１００のガイド部１１に対してワーク４０が配設された状態を模式的に示した模式図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線におけるワーク４０の部分断面および転造ダイス１００の正面の一部を示した正面部分断面図である。

図５（ａ）に示すように、一対の転造ダイス１００は、それぞれのダイス小転造面２１及びダイス大転造面３１を対向させつつダイス小転造面２１及びダイス大転造面３１に対して垂直方向（図５（ａ）上下方向）に所定の距離を隔て転造盤（図示せず）に取り付けられている。一方、ワーク４０は、一対の転造ダイス１００の間で回転可能且つワーク４０の軸心方向に移動可能に転造盤（図示せず）によって支持されている。

図５（ｂ）に示すように、ワーク４０は、転造方向始端側（図５（ｂ）紙面垂直方向）から見てガイド部先端１１ａが溝４１内に位置するように軸心方向の位置を調整して配設される。そのため、溝４１の幅Ｗ１（図４（ａ）参照）よりガイド部先端１１ａの幅Ｔ１（図２（ａ）参照）が小さいほど、ワーク４０を支持した後に、ガイド部先端１１ａが溝４１外に位置することが少なくなり、軸心方向の位置を調整する頻度が減る。または、調整する場合でも、ガイド部先端１１ａの幅Ｔ１が溝４１の幅Ｗ１より小さいので、ガイド部先端１１ａを溝４１内に位置させることが容易となる。そのため、転造ダイス１００に対してワーク４０を精度良く配設するための時間を省略することができる。よって、ワーク４０を配設するための時間を短縮することにより生産効率の向上を図ることができる。

なお、上述した垂直方向（図５（ａ）上下方向）に所定の距離とは、両ガイド部１１，１１の垂直方向（図５（ａ）上下方向）の距離であり、両転造ダイス１００，１００が相対的に反対方向へ移動する際に、ガイド部１１が溝４１の底面に接触せず、且つ溝４１の側面間に位置することができる距離である。上述したように、溝４１の外径Ｒ２が２６ｍｍとされ、ワーク４０の外径Ｒ１が３０ｍｍとされているので、所定の距離が２６ｍｍより大きく、３０ｍｍより小さく設定されることが好ましく、第１実施の形態では、所定の距離が２８ｍｍとされている。

例えば、ワーク４０の溝４１の底面がガイド部１１に接触すると、ガイド面１１ｃがワーク４０を案内するときの抵抗となり、ガイド面１１ｃに抵抗の反力が加えられる。そして、その反力の一部は、ワーク４０をワーク４０の軸心を時計まわり（図６矢印Ｍ方向）に回転させる方向（図６矢印Ｓ方向）に作用する力となるので、ワーク４０が転造方向に対して傾き、ワーク４０の外周面４２に形成されるスプライン５２の外径精度を悪化させる。

それに対し、第１実施の形態では、ワーク４０の溝４１の底面がガイド部１１に接触しないように構成されているので、ワーク４０をワーク４０の軸心を時計まわり（図６矢印Ｍ方向）に回転させる方向（図６矢印Ｓ方向）に作用する力を省略することができ、止め輪溝付スプライン軸５０の外形精度の向上を図ることができる。

図６は、転造ダイス１００に対して配設されたワーク４０にガイド面１１ｃが当接された状態の転造ダイス１００の上面を示した上面図である。なお、実際には、転造ダイス１００がワーク４０に対して移動するが、図を簡素化して理解を容易とするために、転造ダイス１００を固定してワーク４０を移動させた状態を図示し、ワーク４０を２点差線で図示し、ダイス小転造面２１およびダイス大転造面３１については、歯形の形状の図示を省略している。

また、図６では、矢印Ｌ側のガイド面１１ｃにワーク４０が当接された状態をワーク４０ａ、４０ｂとして図示しているが、矢印Ｒ側のガイド面１１ｃにワーク４０が当接される場合もあり、その場合は、ワーク４０が回転される方向（図６矢印Ｍ方向）が反対方向になる違いのみであるので、説明を省略する。

図６に示すように、両転造ダイス１００，１００が同一速度で相対的に反対方向（図５（ａ）矢印Ｘ１，Ｘ２方向）へ移動した後、ガイド部先端１１ａ（図５（ａ）参照）の転造方向後端側に連設されるガイド面１１ｃが溝４１の側面に当接される。また、溝４１を備えるワーク４０は、ワーク４０の軸心方向（図６矢印Ｌ，Ｒ方向）に移動可能に支持されているので、転造ダイス１００の移動に伴ってガイド面１１ｃ沿ってワーク４０の軸心方向に移送される。上述したようにガイド面１１ｃは平面として構成されているので、上面視（図６紙面垂直方向視）直線形状になり、転造方向（図６矢印Ｓ，Ｅ方向）に対して一定の角度を成す。

そのため、溝４１の側面がガイド面１１ｃの任意の位置に当接した場合でも、溝４１の側面に当接されたガイド面１１ｃの部位は、転造方向に対して一定の角度を成しているので、転造ダイス１００からガイド面１１ｃを介してワーク４０が受ける力の内のワーク４０をワーク４０の軸心方向（図６矢印Ｌ，Ｒ方向）に対して時計まわり（図６矢印Ｍ方向）に回転させる方向（図６矢印Ｓ方向）の力を一定とすることができる。

例えば、ワーク４０の軸心方向（図６矢印Ｌ，Ｒ方向）での配設位置が異なるワーク４０ａとワーク４０ｂがガイド部１１に挿入される場合には、ワーク４０ａの溝４１ａがガイド面１１ｃに当接されるとワーク４０ａの軸心方向に対してワーク４０ａを時計まわり（図６矢印Ｍ方向）に回転させる方向（図６矢印Ｓ方向）の力Ｆ１が作用する。また、同様に、ワーク４０ａの溝４１ｂがガイド面１１ｃに当接されるとワーク４０ｂの軸心方向に対してワーク４０ｂを時計まわりに回転させる方向の力Ｆ２が作用する。

これらワーク４０ａ，４０ｂの軸心方向に対してワーク４０ａ，４０ｂを時計まわり（図６矢印Ｍ方向）に回転させる方向（図６矢印Ｓ方向）の力Ｆ１，Ｆ２は、転造方向（図６矢印Ｓ，Ｅ方向）に対するガイド面１１ｃの成す角度によって大きさが決まるので、ガイド面１１ｃを介してワーク４０ａ，４０ｂが受ける力の大きさが同じで有れば、ガイド面１１ｃが転造方向（図６矢印Ｓ，Ｅ方向）に対して一定の角度を成すことで同じ大きさとなる（Ｆ１＝Ｆ２）。なお、ワーク４０ａ，４０ｂが受ける力とは、転造ダイス１００がワーク４０ａ，４０ｂを狭持する力であり、ワーク４０の軸心方向（図６矢印Ｌ，Ｒ方向）での配設位置が異なっても変化しないため、ワーク４０ａ，４０ｂの受ける力は、同じである。

よって、ワーク４０の配設される位置のばらつきによって溝４１の側面がガイド面１１ｃに当接される位置がばらついてもワーク４０を軸心方向（図６矢印Ｌ，Ｒ方向）に対して時計まわり（図６矢印Ｍ方向）に回転させる方向（図６矢印Ｓ方向）の力を一定とすることができるので、ワーク４０の転造方向に対する傾きが一定となり、ワーク４０が転造されて形成される止め輪溝付スプライン軸５０の外径精度を安定させることができる。その結果、外形精度が目標とする値から外れた不良品の発生率を低下させて生産効率の向上を図ることができる。

また、止め輪溝用ダイス１０の転造方向（図６矢印Ｓ，Ｅ方向）始端側に形成される第２被狭持部１４は、両側（図６矢印Ｌ，Ｒ方向）面をスプライン用ダイス小２０とスプライン用ダイス大３０とにより共締めされているので、止め輪溝用ダイス１０の転造方向始端側の剛性を高めることができる。

そのため、止め輪溝用ダイス１０の転造方向始端に形成されるガイド部１１にワーク４０を案内するための力が掛かった場合に、止め輪溝用ダイス１０が転造方向と直角方向（図６矢印Ｌ，Ｒ方向）に変形することを防止して、ガイド部１１が傾くことを防ぐことができる。よって、ガイド部１１のガイド面１１ｃが転造方向に対して成す角度の変化を防ぐことができるので、ワーク４０の転造方向に対する傾きが一定となり、ワーク４０が転造されて形成される止め輪溝付スプライン軸５０の外径精度を安定させることができる。その結果、外形精度が目標とする値から外れた不良品の発生率を低下させて生産効率の向上を図ることができる。

また、ダイス大転造面３１のダイス大食い付き山払い面３１ａは、ワーク４０の外周面４２の内、接触面積の広い方の外周面４２を転造し、ダイス小転造面２１のダイス小食い付き山払い面２１ａは、接触面積の狭い方の外周面４２を転造する。そこで、ダイス大食い付き山払い面３１ａの先端高さをダイス小食い付き山払い面２１ａの先端高さより若干高く設定することで、始めに、面積の広い外周面４２にダイス大食い付き山払い面３１ａを当接させて外周面４２の滑りを防止すると共にワーク４０を軸心方向に対して回転させる方向（図６矢印Ｍ方向）の力に対してもワーク４０が傾かないように保持している。その結果、ワーク４０が転造されて形成される止め輪溝付スプライン軸５０の外径精度を向上させることができる。

図７（ａ）は、一対の転造ダイス１００の形状保持部１２がワーク４０に挿入された状態を模式的に示した模式図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線におけるワーク４０の一部および転造ダイス１００の一部の断面を示した部分断面図である。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ワーク４０の溝４１に、ガイド部１１のガイド部先端１１ａが挿入された後に、両転造ダイス１００，１００の移動が継続されるとガイド面１１ｃが溝４１の側面に当接されガイド面１１ｃによってワーク４０が軸心方向（図５（ｂ）右方向）に移動されて、形状保持部１２が溝４１に挿入される。

図８（ａ）は、一対の転造ダイス１００によりワーク４０が転造され止め輪溝付スプライン軸５０が形成された状態を模式的に示した模式図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線における止め輪溝付スプライン軸５０一部および転造ダイス１００の一部の断面を示した部分断面図である。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、形状保持部１２がワーク４０の溝４１に挿入された後に、両転造ダイス１００，１００の移動が継続されると、ワーク４０（図７（ａ）参照）の外周面４２をダイス小転造面２１及びダイス大転造面３１が転造して、外周面４２が塑性変形してスプライン５２が形成される。

図８（ｂ）に示すように、スプライン５２への変形の過程で、溝４１の側面が溝４１の内側に向けて変形し、形状保持部１２に当接することで、溝４１の断面形状が形状保持部１２の断面形状に形成され、止め輪溝５１の断面形状となる。

その結果、ワーク４０の外周面４２にスプライン５２が形成され、ワーク４０の溝４１に止め輪溝５１が形成されて、ワーク４０から止め輪溝付スプライン軸５０が転造により形成される。

次に、図９を参照して、第２実施の形態について説明する。図９は、第２実施の形態における止め輪溝用ダイス２１０の転造方向始端側に位置する挿入部２１１の上面を拡大した拡大上面図であり、図２（ａ）における止め輪溝用ダイス１０の転造方向始端側に位置するガイド部１１を拡大した拡大上面図に対応する。

第１実施の形態（図２（ａ）参照）では、ガイド部１１は、転造方向（図２（ａ）矢印Ｓ，Ｅ方向）に対して傾斜した平面に構成される一対のガイド面１１ｃを備える構成としたが、第２実施の形態では、ガイド部２１１は、一対のガイド面２１１ｃの内の一方が形状保持部１２の側面と面一に構成されている。なお、上記各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図９に示すように、ガイド部２１１は、止め輪溝用ダイス２１０の転造方向始端側（図９矢印Ｓ方向側）の上端部に設けられている。なお、ガイド部２１１の転造方向後端側（図９矢印Ｅ方向側）の端部には、形状保持部１２が連設されている。ガイド部２１１を構成する一対のガイド面２１１ｃの内の一方は、形状保持部１２の側面と面一に構成されている。

よって、一方のガイド面２１１ｃでのみがワーク４０の溝４１に当接することになり、ワーク４０の軸心方向（図９矢印Ｌ，Ｒ方向）に対して時計まわり（図９矢印Ｍ方向）に回転させる方向（図９矢印Ｓ方向）の力が発生されることになる。そのため、ワーク４０を回転させる方向の力が一方向のみになるので、ワーク４０を回転させる方向の力が両方向に発生される場合に比べて、ワーク４０が転造方向に対して傾く角度量が半分となる。その結果、ワーク４０が転造されて形成される止め輪溝付スプライン軸５０の外径精度の向上を図ることができる。

さらに、止め輪溝用ダイス２１０が板状体から加工される場合には、一対のガイド面２１１ｃの内の転造方向に対して傾斜している一方のみを加工すればよいので、他方の加工を省略することができる。よって、止め輪溝用ダイス２１０の加工工数を削減することができ、止め輪溝用ダイス２１０を使用する転造ダイス２１００の製品コストの削減を図ることができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態になん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更が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記各実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量や寸法など）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記実施の形態では、ノックピン貫通孔１６，２６，３６が、転造ダイス１００が組み上げられた後に形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、これに代えて、転造ダイス１００を組み上げる前にノックピン貫通孔１６，２６，３６が止め輪溝用ダイス１０、スプライン用ダイス小２０及びスプライン用ダイス大３０に形成されても良い。

この場合、ノックピン貫通孔１６，２６，３６にノックピンを挿入することで止め輪溝用ダイス１０、スプライン用ダイス小２０及びスプライン用ダイス大３０の相対位置を一義的に決めることができる。よって、止め輪溝用ダイス１０、スプライン用ダイス小２０及びスプライン用ダイス大３０を組み付ける手間を省略することができる。

本発明の第１実施の形態における止め輪溝用ダイスの外観斜視図である。 （ａ）は、ガイド部の上面を示した上面図であり、（ｂ）は、ガイド部の正面を示した正面図であり、（ｃ）は、ガイド部の側面を示した側面図である。 （ａ）は、第１実施の形態における転造ダイスの上面を示した上面図であり、（ｂ）は、転造ダイスの側面を模式的に示した側面模式図である。また、（ｃ）は、図３（ｂ）のＩＩＩｃ−ＩＩＩｃ線における転造ダイスの断面を示した断面図であり、（ｄ）は、図３（ｂ）のＩＩＩｄ−ＩＩＩｄ線における転造ダイスの断面を示した断面図である。 （ａ）は、ワークの側面を示した外観斜視図であり、（ｂ）は、止め輪溝付スプライン軸の側面を示した外観斜視図である。 （ａ）は、一対の転造ダイスのガイド部に対してワークが配設された状態を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線におけるワークの部分断面および転造ダイスの正面の一部を示した正面部分断面図である。 転造ダイスに対して配設されたワークにガイド面が当接された状態の転造ダイスの上面を示した上面図である。 （ａ）は、一対の転造ダイスの形状保持部がワークに挿入された状態を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線におけるワークの一部および転造ダイスの一部の断面を示した部分断面図である。 （ａ）は、一対の転造ダイスによりワークが転造され止め輪溝付スプライン軸が形成された状態を模式的に示した模式図であり、（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線における止め輪溝付スプライン軸一部および転造ダイスの一部の断面を示した部分断面図である。 第２実施の形態における止め輪溝用ダイスの転造方向始端側に位置する挿入部の上面を拡大した拡大上面図である。

符号の説明

１００ 止め輪溝付スプラインダイス（転造ダイス）
１０ 止め輪溝用ダイス（止め輪溝用ダイス）
１１ｃ ガイド面
１４ 第２被狭持部
２０ スプライン用ダイス小（スプライン用ダイスの一部）
３０ スプライン用ダイス大（スプライン用ダイスの一部）
４０ ワーク（被転造素材）
４１ 溝
４２ 外周面
５０ 止め輪溝付スプライン軸
５１ 止め輪溝
５２ スプライン

Claims (3)

1. 軸状体に構成され外周面に溝が凹設された被転造素材を転造して止め輪溝の両側にスプラインが配設された止め輪溝付きスプライン軸を形成する転造ダイスであって、前記スプラインを転造する一対のスプライン用ダイスと、板状体に構成され前記一対のスプライン用ダイスの間から突設されると共に前記溝に挿入されることで前記板状体の側面により前記溝の幅を前記止め輪溝の幅に保持する止め輪溝用ダイスとを備える転造ダイスにおいて、
   前記止め輪溝用ダイスは、前記転造方向の始端側の端部に一対のガイド面を備え、前記一対のガイド面が、前記側面を前記転造方向の後端側から始端側に向けて延長する一対の延長側面の間に配設されると共に、前記一対のガイド面の間隔が、前記転造方向の後端側から始端側に向かって狭くなるように構成されていることを特徴とする転造ダイス。
2. 前記一対のガイド面は、平面として構成されていることを特徴とする請求項１記載の転造ダイス。
3. 前記止め輪溝用ダイスは、
   前記転造方向の始端側の端部に一対の被狭持面を備え、
   それら一対の被狭持面の内の一方には、前記一対のスプライン用ダイスの内の一方が当接され、それら一対の被狭持面の内の他方には、前記一対のスプライン用ダイスの内の他方が当接されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転造ダイス。

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