JP4751102B2 - スプライン加工用転造工具、及び、スプライン加工用転造工具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スプライン加工用転造工具、及び、スプライン加工用転造工具の製造方法に関し、特に、加工歯の強度を確保して、その耐久性の向上を図ることができると共に、安価に製造することができるスプライン加工用転造工具、及び、スプライン加工用転造工具の製造方法に関するものである。

軸部材の外周面に設けられた複数条の歯形からなるスプラインは、相手部材と嵌合することにより動力（回転力）伝達等を可能とする為のものである。このスプラインは、一般に、転造工具を使用した転造加工により被転造素材の外周面に転造される。ところで、このようなスプラインは、その谷部の長手方向端部（切り上がり部）から折損等が生じ易く、かかる部位のねじり強度の確保が課題とされていた（特許文献１）。

これに対し、本願の出願人は、図８に示すようなスプライン１００（本出願時において未公知）を発明した。即ち、このスプライン１００は、図８に示すように、切り上がり部に段部１０１ａが設けられており、谷部１０１の谷径が軸芯Ｏ方向（図８左右方向）に沿って変化するように構成されている。これにより、切り上がり部の強度を確保して、ねじり強度の向上を図ることができる。

このスプライン１００を転造加工するための転造工具は、加工歯の歯幅方向一端側に山払い加工が施され（図２参照）、スプライン１００の谷部１０１に段部１０１ａを転造することができるように構成されている。
特開平１１−２９０９７８号公報（段落［０００４］等）

しかしながら、この場合、加工歯に山払い加工を行うと、山払い面部の周縁部が鋭角となるため、加工歯（山払い面部）にチッピング等の損傷が生じ易くなる一方、スプライン１００には角部が形成されるため、応力集中が生じ易くなり、その結果、転造工具及び被転造素材の耐久性の低下を招くという問題点があった。

ここで、例えば、特開平９−３０８９３５号公報には、各歯（加工歯）の側面を面取りして、応力集中による強度低下を防止し得るように構成されたスプライン加工用転造工具が開示されている。しかしながら、このような面取り加工は、従来、作業者が手作業により行っていたため、作業時間が嵩み、加工コストの大幅な上昇を招くという問題点があった。また、手作業であるため、面取り形状や表面粗さのばらつきが大きく、十分な加工精度が得られないという問題点もあった。

一方、特許文献１に開示されるように、砥石を所定の軌跡で移動させる技術を応用して、山払い面の周縁部に面取り加工を施すことも考えられる。しかしながら、段付きに山払いされた山払い面部に対し、その周縁部全域をＲ状に面取り加工するためには、砥石を極めて高精度に３軸制御する必要が生じ、制御コストが極めて嵩むと共に、この加工を転造歯形面の各加工歯それぞれに行う必要があるため、作業時間も極めて嵩み、結局、加工コストの大幅な上昇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、加工歯の強度を確保して、その耐久性の向上を図ることができると共に、安価に製造することができるスプライン加工用転造工具、及び、スプライン加工用転造工具の製造方法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記載のスプライン加工用転造工具は、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被転造素材の外周面に食い込ませ、その被転造素材の外周面にスプラインを転造するものであり、前記転造歯形面の各加工歯は、その加工歯の歯幅方向一端側に山払い加工を施して形成される山払い面部と、その山払い面部の周縁部に面取り加工を施して形成される面取り面部とを備え、前記山払い面部は、研削砥石を回転させつつその研削砥石を前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより前記歯幅方向一端側に形成され、断面円弧状に形成される湾曲面部と、その湾曲面部に連設されると共に前記加工歯の頂部と略平行に形成される平面部と、その平面部に連設されると共に前記平面部から前記加工歯の歯幅方向他端側へ向けて上昇傾斜して形成される傾斜面部とを備え、前記面取り面部は、砥粒が付着された複数の毛材を有するワイヤブラシを回転させつつそのワイヤブラシを前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより、前記山払い面部の周縁部に断面Ｒ状に形成されるものであり、かつ、その面取り面部の表面粗さが略３．２μｍ以下に設定されている。

請求項２記載のスプライン加工用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被転造素材の外周面に食い込ませ、その被転造素材の外周面にスプラインを転造するスプライン加工用転造工具であって、前記転造歯形面の各加工歯が、その加工歯の歯幅方向一端側に山払い加工を施して形成される山払い面部と、その山払い面部の周縁部に面取り加工を施して形成される面取り面部とを備えるスプライン加工用転造工具の製造方法であり、前記スプライン加工用転造工具の転造歯形面に研削砥石を用いて加工歯を形成する歯研加工工程と、その歯研加工工程により形成された前記加工歯に研削砥石を前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させる山払い加工を施して、前記歯幅方向一端側に位置し断面円弧状に形成される湾曲面部と、その湾曲面部に連設されると共に前記隣接する加工歯の頂部と略平行に形成される平面部と、その平面部に連設されると共に前記平面部から前記加工歯の歯幅方向他端側へ向けて上昇傾斜して形成される傾斜面部とを備える山払い面部を形成する山払い加工工程と、その山払い加工工程により山払い面部が形成された前記加工歯に、砥粒が付着された複数の毛材を有するワイヤブラシを用いた面取り加工を施して、前記山払い面部の周縁部に断面Ｒ状で且つ表面粗さが略３．２μｍ以下に設定される面取り面部を形成する面取り加工工程と、を備え、その面取り加工工程は、前記ワイヤブラシを回転させつつそのワイヤブラシを前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより行われるものである。

請求項３記載のスプライン加工用転造工具の製造方法は、請求項２記載のスプライン加工用転造工具の製造方法において、前記面取り加工工程において前記ワイヤブラシを平行移動させる移動方向は、前記面取り加工工程において研削砥石を平行移動させる移動方向と一致している。

請求項１記載のスプライン加工用転造工具によれば、湾曲面部、平面部及び傾斜面部を備える山払い面部が各加工歯の歯幅方向一端側に設けられているので、スプラインの谷部をその谷径が軸芯方向に沿って変化するように形成して、切り上がり部に大径の段部を設けることができる。即ち、切り上がり部のねじり強度の向上が図られたスプラインを転造することができるという効果がある。

この場合、加工歯に山払い面部を設けると、その山払い面部の周縁部が鋭角となり、加工歯及びスプラインの耐久性の低下を招くところ、本発明のスプライン加工用転造工具によれば、山払い面部の周縁部には、面取り加工が施され、断面Ｒ状かつ表面粗さ略３．２μｍ以下の面取り面部が形成されているので、加工歯がチッピング等により損傷することを抑制して、スプライン加工用転造工具自体の耐久性の向上を図ることができるという効果がある。

一方、被転造素材にスプラインを転造する際には、そのスプラインの切り上がり部に角部が形成されることを抑制することができると共に、切り上がり部の表面粗さも向上させることができるので、被転造素材に高強度のスプラインを転造することができるという効果がある。その結果、スプラインの耐久性の向上を図ることができる。

ここで、面取り面部は、砥粒が付着された複数の毛材を有するワイヤブラシを回転させつつそのワイヤブラシを加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより形成されるものである。そのため、本発明のように、山払い面部が湾曲面部、平面部及び傾斜面部を有する複雑な形状からなる場合であっても、毛材を撓ませて山払い面部の形状に追従させることができるので、かかる山払い面部の周縁部に断面Ｒ状かつ面粗さ略３．２μｍ以下の面取り面部を高効率かつ高精度に形成することができる。

その結果、従来品のように、面取り加工が手作業で行われるために、面取り形状や表面粗さのばらつきが大きくなるという不具合を回避して、断面Ｒ状の面取り面部を均一に形成することができる。よって、加工歯のチッピング等を抑制してその耐久性の向上を図ることができると共に、スプラインの切り上がり部に角部が形成されることを抑制して高強度のスプラインを転造することができるという効果がある。

更に、従来品のように、面取り加工により加工歯が削られ過ぎ、加工歯のストレート部が減少するという不具合を回避して、加工歯の面取り形状精度の向上を図ることができる。よって、高精度のスプラインを転造して、スプラインの嵌合精度の向上を図ることができるという効果もある。

また、面取り面部は、ワイヤブラシを加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることで形成されるものであるため、極めて短時間でその面取り加工を行うことができる。即ち、ＮＣ工作機を用いて研削砥石を山払い面の周縁部に沿って３軸移動させると共にその加工を転造歯形面のすべての加工歯にそれぞれ施すといった煩雑な作業を行う必要がなく、転造歯形面のすべての加工歯の面取り加工を一度に行うことができる。その結果、面取り加工工程を簡素化して、作業時間を短縮することができるので、加工コストが削減され、その分、スプライン加工用転造工具全体としての製品コストの削減を図ることができるという効果がある。

請求項２記載のスプライン加工用転造工具の製造方法によれば、湾曲面部、平面部及び傾斜面部を備える山払い面部を加工歯の歯幅方向一端側に設ける山払い加工工程を備えるので、谷部の谷径が軸芯方向に沿って変化するスプラインを転造可能なスプライン加工用転造工具を製造することができるという効果がある。即ち、このスプライン加工用転造工具を用いれば、切り上がり部に大径の段部を有し、その切り上がり部のねじり強度の向上が図られたスプラインを転造することができる。

この場合、山払い加工工程において、加工歯に研削砥石による山払い加工を施すと、その山払い面部の周縁部が鋭角となり、加工歯及びスプラインの耐久性の低下を招く。これに対し、本発明のスプライン加工用転造工具の製造方法によれば、面取り加工工程を備えており、山払い面部の周縁部に断面Ｒ状かつ表面粗さ略３．２μｍ以下の面取り面部を形成することができるので、加工歯のチッピング等による損傷が抑制され、その耐久性の向上が図られたスプライン加工用転造工具を製造することができるという効果がある。

一方、このように、山払い面部の周縁部に上記構成の面取り面部を有するスプライン加工用転造工具を製造することができれば、このスプライン加工用転造工具を用いて被転造素材にスプラインを転造する際には、スプラインの切り上がり部に角部が形成されることを抑制することができると共に、切り上がり部の表面粗さを向上させることもできる。よって、本発明のスプライン加工用転造工具の製造方法によれば、被転造素材に高強度のスプラインを転造し得るスプライン加工用転造工具を製造することができるという効果がある。

ここで、面取り加工工程は、山払い加工工程により山払い面部が形成された加工歯に、砥粒が付着された複数の毛材を有するワイヤブラシを用いた面取り加工を施して、山払い面部の周縁部に断面Ｒ状で且つ表面粗さが略３．２μｍ以下に設定される面取り面部を形成するものである。

そのため、本発明のように、山払い面部が湾曲面部、平面部及び傾斜面部を有する複雑な形状からなる場合であっても、毛材を撓ませて山払い面部の形状に追従させることができるので、かかる山払い面部の周縁部に断面Ｒ状かつ面粗さ略３．２μｍ以下の面取り面部を高効率かつ高精度に形成することができるという効果がある。

その結果、従来の製造方法のように、面取り加工を手作業で行うために、面取り形状や表面粗さのばらつきが大きくなるという不具合を回避して、断面Ｒ状の面取り面部を均一に形成することができる。その結果、加工歯のチッピング等を抑制して、スプライン加工用転造工具の耐久性の向上を図ることができるという効果がある。

そして、このスプライン加工用転造工具を用いれば、スプラインの切り上がり部に角部が形成されることを抑制し得ると共に、被転造面の表面粗さが向上して、高強度のスプラインを転造することができるという効果がある。

また、従来の製造方法では、面取り加工時に加工歯が削られ過ぎ、加工歯のストレート部が減少するという不具合があったところ、本発明の製造方法では、剛性の弱い加工歯の角部から順にワイヤブラシが削って行くので、加工歯のストレート部を確保することができるという効果がある。よって、加工歯の面取り形状精度の向上を図ることができるので、高精度のスプラインを転造して、スプラインの嵌合精度の向上を図ることができるという効果がある。

更に、面取り加工工程は、ワイヤブラシを回転させつつそのワイヤブラシを加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより行われるものであるので、極めて短時間でその面取り加工を行うことができるという効果がある。即ち、ＮＣ工作機を用いて研削砥石を山払い面の周縁部に沿って３軸移動させると共にその加工を転造歯形面のすべての加工歯にそれぞれ施すといった煩雑な作業を行う必要がなく、転造歯形面のすべての加工歯の面取り加工を一度に行うことができる。その結果、面取り加工工程を簡素化して、作業時間を短縮することができるので、加工コストが削減され、その分、スプライン加工用転造工具の製造コストの削減を図ることができるという効果がある。
また、ワイヤブラシを平行移動させる方向が加工歯の歯幅方向と略直交する方向とされているので、本発明のように、山払い面部が湾曲面部、平面部及び傾斜面部を有し複雑な形状とされている場合であっても、ワイヤブラシの各毛材を山払い面部の周縁部に適切に当接させて、高効率かつ確実に面取り加工を行うことができるという効果がある。

請求項３記載のスプライン加工用転造工具の製造方法によれば、請求項２記載のスプライン加工用転造工具の製造方法の奏する効果に加え、面取り加工工程においてワイヤブラシを平行移動させる移動方向は、面取り加工工程において研削砥石を平行移動させる移動方向と一致しているので、山払い加工工程において山払い面部の周縁部にバリが発生した場合には、そのバリをワイヤブラシの各毛材で適切に除去できるという効果がある。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるスプライン加工用転造工具１を説明する図であり、（ａ）はスプライン加工用転造工具１の上面図であり、（ｂ）は、スプライン加工用転造工具１の側面図である。なお、図１では、山払い面部３０と面取り面部４０との図示が省略されている。

まず、図１を参照して、スプライン加工用転造工具１の全体構成について説明する。スプライン加工用転造工具１は、円柱状の軸状素材として構成された被転造素材の外周面を塑性変形させて、谷部１０１の切り上がり部に段部１０１ａが形成されたスプライン１００（図８参照）を転造加工により転造するための工具である。

なお、図１では、一対のスプライン加工用転造工具１のうち、転造盤（図示せず）に固定される一方のスプライン加工用転造工具１を図示しており、かかる一方のスプライン加工用転造工具１に対して平行移動される他方のスプライン加工用転造工具１の図示を省略している。

スプライン加工用転造工具１は、図１に示すように、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、その上面側（図１（ａ）紙面手前側、図１（ｂ）上側）には、被転造素材の外周面にスプライン１００（図８参照）の転造を行うための転造歯形面１１が設けられている。

転造歯形面１１には、図１に示すように、スプライン加工用転造工具１の転造方向始端側（図１右側）から終端側（図１左側）へ向けて、食付き部１１ａ、仕上げ部１１ｂおよび逃げ部１１ｃが順に連続して設けられている。

食付き部１１ａは、転造歯形面１１を被転造素材の外周面に食い付かせる為の部位であり、いわゆる食付き部として用いられる。この食付き部１１ａは、図１（ｂ）に示すように、スプライン加工用転造工具１の転造方向始端側（図１右側）から仕上げ部１１ｂ側（図１左側）へ向けて傾斜角κ１で上昇傾斜して形成されている。

仕上げ部１１ｂは、食付き部１１ａによって被転造素材に転造されたスプライン１００（図８参照）を仕上げるための部位であり、図１（ｂ）に示すように、スプライン加工用転造工具１の支持面（図１（ｂ）下側面）に対して略平行に形成されている。

逃げ部１１ｃは、仕上げ部１１ｂにより仕上げられた被転造素材を転造歯形面１１から排出するための部位であり、いわゆる逃げ部として用いられている。この逃げ部１１ｃは、図１（ｂ）に示すように、仕上げ部１１ｂの終端からスプライン加工用転造工具１の転造方向終端（図１（ｂ）左側）へ向けて傾斜角κ２で下降傾斜して形成されている。

これら食付き部１１ａ、仕上げ部１１ｂ及び逃げ部１１ｃで構成された転造歯形面１１には、複数の歯形（以下、「加工歯」と称す。）１２が刻設されている。これら複数の加工歯１２は、被転造素材の外周寸法に対応した一定のピッチで転造方向（スプライン加工用転造工具１の長手方向、図１の左右方向）へ向けて連続して形成されると共に、転造方向に対して略直交する方向（図１（ａ）の上下方向）へ列設されている。被転造素材は、転造歯形面１１上を転造方向始端側から終端側へ向けて相対的に転動移動することにより、その外周面にスプライン１００（図８参照）が転造される。

次いで、図２を参照して、加工歯１２の詳細構成について説明する。図２（ａ）は、図１（ａ）のＩＩａ−ＩＩａ線におけるスプライン加工用転造工具１の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向から見たスプライン加工用転造工具１の側面図である。なお、図２（ａ）は、スプライン加工用転造工具１を加工歯１２の歯底線１２ｂに沿って断面視した断面図に対応する。

加工歯１２は、上述したように、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１００の転造を行うための部位であり、図２に示すように、その歯幅方向（図２（ａ）左右方向）一端側（図２（ａ）右側）に山払い加工を施して形成される山払い面部３０と、その山払い面部３０の周縁部に面取り加工を施して形成される面取り面部４０とを備えている。

山払い面部３０は、スプライン１００の谷部１０１に段部１０１ａ（図８参照）を転造するために歯丈が低く形成された部位であり、図２に示すように、湾曲面部３０ａと、平面部３０ｂと、傾斜面部３０ｃとを主に備えて構成されている。

図２に示すように、湾曲面部３０ａは、加工歯１２の歯幅方向（図２（ａ）左右方向）一端側（図２（ａ）右側）に位置し断面円弧状に形成され、平面部３０ｂは、湾曲面部３０ａに連設されると共に加工歯１２の頂部と略平行に形成されている。また、傾斜面部３０ｃは、平面部３０ｂに連設されると共に平面部３０ｂから加工歯１２の歯幅方向他端側（図２（ａ）左側）へ向けて上昇傾斜して形成されている。

これにより、被転造素材にスプラインを転造する場合には、谷部の谷径が軸芯方向に沿って変化するように形成して、切り上がり部に大径の段部を設けることができ（図８参照）、その結果、切り上がり部のねじり強度の向上が図られたスプラインを転造することができる。

なお、加工歯１２に山払い加工を施し山払い面部３０を設けると、その山払い面部３０の周縁部が鋭角となり、加工歯１２及びスプラインの耐久性の低下を招く。そこで、本発明のスプライン加工用転造工具１では、後述するように、山払い面部３０の周縁部に面取り加工が施され面取り面部４０が形成されている。

これにより、加工歯１２がチッピング等により損傷することを抑制して、スプライン加工用転造工具１の耐久性の向上を図ることができる。また、被転造素材にスプラインを転造する際には、そのスプラインの切り上がり部に角部が形成されることを抑制して、高強度のスプラインを転造することができる。

面取り面部４０は、山払い面部３０の周縁部を断面Ｒ形状に面取り加工した部位であり（図５参照）、後述するように、砥粒が付着された複数の毛材７１ａを有するワイヤブラシ７０（図６参照）により形成される。

なお、面取り面部４０は、その表面粗さが略３．２μｍ以下に設定されているので、被転造素材にスプラインを転造する際には、切り上がり部の表面粗さを向上させることができるので、より高強度のスプラインを転造することができ、その結果、スプラインの耐久性の向上を図ることができる。

次いで、図３から図５を参照して、スプライン加工用転造工具１の製造方法について説明する。図３は、歯研加工工程により歯研された加工歯１２の斜視図であり、図４は、山払い加工工程により山払い加工が施されて山払い面部３０が形成された加工歯１２の斜視図であり、図５は、面取り加工工程により面取り加工が施され面取り面部４０が形成された加工歯１２の斜視図である。

スプライン加工用転造工具１の製造に際しては、まず、合金工具鋼または高速度工具鋼等の金属材料からなるダイス素材を略直方体状に切断した後、そのダイス素材に熱処理を施す。そして、その熱処理を施したダイス素材の一面側に研削砥石を用いた研削加工を施して、加工歯１２を形成する（歯研加工工程）。

即ち、歯研加工工程では、円盤状の研削砥石を回転させながら、かかる研削砥石を図３中の矢印Ｗ方向（スプライン加工用転造工具１の幅方向、図１（ａ）上下方向）に平行移動させることにより、図３に示すように、多数の加工歯１２を転造歯形面１１（図１参照）に形成する。

歯研加工工程で使用される研削砥石の断面形状は、一山又は二山（一溝又は二溝）分の加工歯１２の断面形状（即ち、歯底及び刃先の各円弧部を直線で接続した形状）に対応して形成されており、一般には、その研削砥石を矢印Ｗ方向へ１ストロークさせる毎に、一山又は二山（一溝又は二溝）の加工歯１２が形成される。

なお、本実施の形態では、転造歯形面１１に２４３山（食付き部１１ａに１８８山、仕上げ部１１ｂに４３山、逃げ部１１ｃに１２山）の加工歯１２が形成される。また、加工歯１２の歯の高さは最大略０．９７５ｍｍ、各加工歯１２のピッチ（転造方向間隔）は略２．５０３ｍｍとされている。

歯研加工工程の後は、山払い加工工程に移行して、加工歯１２に山払い加工を施す。即ち、山払い加工工程では、上述した歯研加工工程と同様に、円盤状の研削砥石を回転させつつ、その研削砥石を図４中の矢印Ｌ方向（加工歯１２の歯幅方向と略直交する方向、例えば、図１（ａ）上下方向）に平行移動させることにより、加工歯１２の幅方向一端側（図４手前側）に山払い加工を施して、図４に示すように、山払い面部３０を形成する。

山払い加工工程で使用される研削砥石の断面形状は、加工歯１２の断面形状（即ち、加工歯１２を歯幅方向で切断した断面形状）に対応して形成されており、一般には、その研削砥石を矢印Ｌ方向へ１ストロークさせることで、複数の加工歯１２の山払い加工が一度に連続して行われ、図４に示すように、各加工歯１２に山払い面部３０（湾曲面部３０ａ、平面部３０ｂ及び傾斜面部３０ｃ）が形成される。

なお、本実施の形態では、加工歯１２の山払い量（加工歯１２の頂部から平面部３０ｂまでの距離）が略０．２３８mmに、湾曲面部３０ａの円弧半径が略５．５ｍｍに、傾斜面部３０ｃの傾斜角（平面部３０ｂと傾斜面部３０ｃの延長面とがなす角）が略１２°に、山払い面部３０の長さ（加工歯１２の歯幅方向長さ）が略７．５ｍｍに、それぞれ設定されている。

山払い加工工程により山払い加工を施すと、山払い面部３０の周縁部が鋭角となるばかりか、バリが生じることもあるため、加工歯１２（山払い面部３０）にチッピング等の損傷が生じ易くなる。また、かかる加工歯１２で転造されたスプライン１００には角部が形成されるため、応力集中が生じ易くなる。

そこで、山払い加工工程で山払い加工を行った後は、面取り加工工程に移行して、加工歯１２に面取り加工を施す。面取り加工は、ワイヤブラシ７０を使用して行われる。ここで、図６及び図７を参照して、ワイヤブラシ７０の詳細構成について説明する。

図６は、ワイヤブラシ７０の底面図である。なお、図６では、多数の毛材群７２の内の一部のみを実線で図示し、残りは２点鎖線を用いて模式的に図示する。

ワイヤブラシ７０は、図６に示すように、基体部材７１の底面に多数の毛材群７２を有して構成されている。なお、本実施の形態では、基体部材７１がアルミニウム合金から直径略１５０ｍｍの円板状体に構成され、毛材群７２は、基体部材７１の軸芯と同心の仮想円に沿って２列に配置されている。内周側の列の毛材群７２は、周方向略１８°間隔の２０箇所に、外周側の列の毛材群７２は、周方向略１８°間隔の３０箇所に、それぞれ配置されている。

毛材群７２は、３０本の毛材７２ａから構成され、これら３０本の毛材７２ａは、直径略１０ｍｍの仮想円内に密集して配置されている。毛材７２ａは、砥粒が付着（含有）されたナイロンなどの樹脂材料から線状に構成されると共に、その毛径（直径）が略１ｍｍに、毛丈（基体部材７１の底面からの突き出し寸法）が、略１３ｍｍに、それぞれ設定されている。また、砥粒の粒材は、ＧＣ（グリーンカーボンランダム）であり、その粒度は♯１２０である。

図７は、ワイヤブラシ７０による加工歯１２の面取り加工を模式的に示した模式図である。ワイヤブラシ７０は、後述するように、基体部材７１の軸芯を回転中心として回転されつつ、図７中の矢印Ｌ方向へ移動される。この場合、毛材７２ａは、図７に示すように、円弧状に撓みつつ移動することができるので、山払い面部３０の複雑な形状に対しても、その形状に追従し、山払い面部３０の周縁部を全域にわたって均一な断面円弧状に面取りすることができる。

なお、手作業により面取り加工を行うと、加工歯１２が削られ過ぎ、そのストレート部が減少するという不具合があったところ、本発明では、毛材７２ａに剛性の弱い加工歯１２の角部から順に削らせることができるので、加工歯１２のストレート部を確保することができる。その結果、被転造素材に転造したスプラインの嵌合精度の向上を図ることができる。

図５に戻って説明する。面取り加工工程では、上述のように構成されたワイヤブラシ７０を回転させつつ、図５中の矢印Ｌ方向（図４の矢印Ｌと同じ方向）に平行移動させる。これにより、ワイヤブラシ７０の毛材７２ａに付着された砥流により加工歯１２に面取り加工が施され、図５に示すように、山払い面部３０の周縁部に面取り面部４０が形成される。

ここで、面取り加工工程では、ワイヤブラシ７０が矢印Ｌ方向へ１ストロークすることで、複数の加工歯１２（山払い面部３０の周縁部）への面取り加工が一度に連続して行われるので、極めて短時間で面取り加工工程を完了することができる。

即ち、ＮＣ工作機を用いる場合のように、研削砥石を山払い面部３０の周縁部に沿って３軸移動させると共に、その加工を転造歯形面１１の多数の加工歯１２にそれぞれ施すといった煩雑な作業を行う必要がなく、転造歯形面１１の多数の加工歯１２の面取り加工を一度に連続して行うことができる。その結果、面取り加工工程を簡素化して、作業時間を大幅に短縮することができるので、加工コストが削減され、その分、スプライン加工用転造工具１の製造コストの削減を図ることができる。

なお、ワイヤブラシ７０を平行移動させる方向（矢印Ｌ方向）は、加工歯１２の歯幅方向と略直交する方向とされているので、本発明のように、山払い面部３０が湾曲面部３０ａ、平面部３０ｂ及び傾斜面部３０ｃを有し複雑な形状とされている場合であっても、ワイヤブラシ７０の各毛材７２ａを山払い面部３０の周縁部に適切に当接させて、高効率かつ確実に面取り加工を行うことができる。

更に、ワイヤブラシ７０を平行移動させる方向（矢印Ｌ方向）は、加工歯１２に山払い加工を施す場合の研削砥石の移動方向（矢印Ｌ方向）と一致しているので、かかる山払い加工により山払い面部３０の周縁部にバリが発生した場合には、そのバリをワイヤブラシ７０の各毛材７２ａで適切に除去することができる。

即ち、ワイヤブラシ７０を矢印Ｌと略直交する方向（加工歯１２の歯幅方向）へ平行移動させたのでは、ワイヤブラシ７０の回転による各毛材７２ａの変位方向が加工歯１２の歯幅方向と略直交する方向となるため、各毛材７２ａにより除去されたバリが各毛材７２ａと共に山払い面部３０上や面取り面部４０上を滑動し、山払い面部３０や面取り面部４０の表面を損傷させてしまう。

これに対し、ワイヤブラシ７０を矢印Ｌ方向へ平行移動させれば、ワイヤブラシ７０の回転による各毛材７２ａの変位方向が加工歯１２の歯幅方向となるため、各毛材７２ａにより除去されたバリを外部に飛散させることができる。よって、除去されたバリにより山払い面部３０や面取り面部４０の表面が損傷することなく、面取り面部４０の面取り加工を行うことができる。

なお、ワイヤブラシ７０は、その毛材７２ａの先端が湾曲面部３０ａの下端に一致する高さ位置（本実施の形態では、山払い量の略０．２３８ｍｍと湾曲面部３０ａの円弧半径の略５．５ｍｍとを合わせた略５．７３８ｍｍだけ加工歯１２の頂部よりも下方位置に毛材７２ａの先端が位置する）に固定され、その高さ位置を固定したまま、図５中の矢印Ｌ方向へ平行移動される。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態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。

例えば、上記実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

また、上記実施の形態では、加工歯１２の歯幅方向一端側のみに山払い加工が施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、加工歯１２の歯幅方向両端側にそれぞれ山払い加工を施すことは当然可能である。

本発明の一実施の形態におけるスプライン加工用転造工具を説明する図であり、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれスプライン加工用転造工具の上面図及び側面図である。 （ａ）は、図１（ａ）のＩＩａ−ＩＩａ線におけるスプライン加工用転造工具の断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｂ方向から見たスプライン加工用転造工具の側面図である。 歯研加工工程により歯研された加工歯の斜視図である。 山払い加工工程により山払い加工が施されて山払い面部が形成された加工歯の斜視図である。 面取り加工工程により面取り加工が施され面取り面部が形成された加工歯の斜視図である。 ワイヤブラシの底面図である。 ワイヤブラシによる加工歯の面取り加工を模式的に示した模式図である。 段部を有するスプラインの断面図である。

１ スプライン加工用転造工具
１１ 転造歯形面
１２ 加工歯
３０ 山払い面部
３０ａ 湾曲面部
３０ｂ 平面部
３０ｃ 傾斜面部
４０ 面取り面部
７０ ワイヤブラシ
７２ａ 毛材
１００ スプライン
Ｌ １の方向（加工歯の歯幅方向と略直交する方向）

Claims (3)

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被転造素材の外周面に食い込ませ、その被転造素材の外周面にスプラインを転造するスプライン加工用転造工具において、
   前記転造歯形面の各加工歯は、その加工歯の歯幅方向一端側に山払い加工を施して形成される山払い面部と、その山払い面部の周縁部に面取り加工を施して形成される面取り面部とを備え、
   前記山払い面部は、研削砥石を回転させつつその研削砥石を前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより前記歯幅方向一端側に形成され、断面円弧状に形成される湾曲面部と、その湾曲面部に連設されると共に前記加工歯の頂部と略平行に形成される平面部と、その平面部に連設されると共に前記平面部から前記加工歯の歯幅方向他端側へ向けて上昇傾斜して形成される傾斜面部とを備え、
   前記面取り面部は、砥粒が付着された複数の毛材を有するワイヤブラシを回転させつつそのワイヤブラシを前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより、前記山払い面部の周縁部に断面Ｒ状に形成されるものであり、かつ、その面取り面部の表面粗さが略３．２μｍ以下に設定されていることを特徴とするスプライン加工用転造工具。
2. 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被転造素材の外周面に食い込ませ、その被転造素材の外周面にスプラインを転造するスプライン加工用転造工具であって、前記転造歯形面の各加工歯が、その加工歯の歯幅方向一端側に山払い加工を施して形成される山払い面部と、その山払い面部の周縁部に面取り加工を施して形成される面取り面部とを備えるスプライン加工用転造工具の製造方法において、
   前記スプライン加工用転造工具の転造歯形面に研削砥石を用いて加工歯を形成する歯研加工工程と、
   その歯研加工工程により形成された前記加工歯に研削砥石を前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させる山払い加工を施して、前記歯幅方向一端側に位置し断面円弧状に形成される湾曲面部と、その湾曲面部に連設されると共に前記隣接する加工歯の頂部と略平行に形成される平面部と、その平面部に連設されると共に前記平面部から前記加工歯の歯幅方向他端側へ向けて上昇傾斜して形成される傾斜面部とを備える山払い面部を形成する山払い加工工程と、
   その山払い加工工程により山払い面部が形成された前記加工歯に、砥粒が付着された複数の毛材を有するワイヤブラシを用いた面取り加工を施して、前記山払い面部の周縁部に断面Ｒ状で且つ表面粗さが略３．２μｍ以下に設定される面取り面部を形成する面取り加工工程と、を備え、
   その面取り加工工程は、前記ワイヤブラシを回転させつつそのワイヤブラシを前記加工歯の歯幅方向と略直交する方向へ平行移動させることにより行われるものであることを特徴とするスプライン加工用転造工具の製造方法。
3. 前記面取り加工工程において前記ワイヤブラシを平行移動させる移動方向は、前記面取り加工工程において研削砥石を平行移動させる移動方向と一致していることを特徴とする請求項２記載のスプライン加工用転造工具の製造方法。

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