JP6347770B2 - スプライン加工用金型 - Google Patents

Description

本発明は、スプライン加工用金型に関し、特に、強度の高いスプラインを得ることができると共に、製造コストを低減できるスプライン加工用金型に関する。

スプラインを加工する場合に、例えば、特許文献１のように、歯切り加工によってスプラインを加工する技術が知られている。

特開平０５−３３７７３６号公報（例えば、図９）

しかしながら、上述した特許文献１の技術では、塑性加工により形成されるスプラインのような強度が得られないという問題点があった。また、加工時間が長くなり、製造コストが嵩むという問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、強度の高いスプラインを得ることができると共に、製造コストを低減できるスプライン加工用金型を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

請求項１記載のスプライン加工用金型によれば、被加工物を同心状に取り囲む複数のダイス片と、それら複数のダイス片を外周側から保持する環状のガイドとを備え、ダイス片は、被加工物の外周面に対面する側に形成される加工歯と、その加工歯と反対側となる外周側に位置し傾斜して形成される摺動面とを備え、ガイドの内周面がダイス片の摺動面に対応して傾斜されるので、ガイドをダイス片に対してガイドの軸方向に相対変位させることで、ダイス片の摺動面がガイドの内周面に案内され、ダイス片を被加工物へ近接する方向へ変位させることができる。

これにより、被加工物に対して塑性加工によってスプラインを加工することができ、強度の高いスプラインを得ることができるという効果がある。更に、１回の複数のダイス片（加工歯）の押圧によってスプラインを加工することができるため、スプラインの製造コストを低減できるという効果がある。

また、ダイス片の摺動面は、周方向に並設されると共にそれぞれ互いに異なる向きを向く平坦面として形成される第１摺動面および第２摺動面を備え、ガイドの内周面は、ダイス片の第１摺動面および第２摺動面に対応して形成される第１内周面および第２内周面を備え、第１摺動面と第２摺動面とがガイドの軸を含む平面を対称面として面対称に配置されると共に、加工歯がガイドの軸を含む平面を対称面とする面対称の形状に形成されるので、ダイス片の摺動面とガイドの内周面とが摺動する際や、加工歯が被加工物に食い込む際に、ダイス片の向きがずれることを抑制できる。よって、被加工物に形成されるスプラインを精度良く加工す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金型によれば、請求項１記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、ダイス片の摺動面をガイドの内周面へ当接させる方向へ付勢する付勢手段を備えるので、ダイス片の摺動面とガイドの内周面とが付勢手段の付勢力によって互いに当接し、ダイス片の摺動面とガイドの内周面とが摺動する際や、加工歯が被加工物に食い込む際にダイス片（加工歯）の向きがずれることをより効果的に抑制することができる。よって、被加工物に形成されるスプラインをより精度良く加工することができるという効果がある。

また、付勢手段は、複数のダイス片の隣接するものどうしの間にそれぞれ配設されると共に隣接するものどうしの間隔を拡大させる方向へ付勢するので、複数のダイス片どうしの間のスペースを有効に利用してダイス片に付勢力を付与することができる。よって、付勢手段を配設するためのスペースを別途設ける必要がないため、スプライン加工用金型を小型化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金型によれば、請求項２記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、環状に形成される保持部材を備え、ダイス片は、保持部材の内周面に当接される被保持面を備えるので、付勢手段によってガイドの内周面へ当接される方向に付勢されたダイス片の変位を規制し、保持することができる。よって、付勢手段で付勢された複数のダイス片に対してガイドを嵌合させやすくできるという効果がある。

請求項４記載のスプライン加工用金型によれば、請求項１から３のいずれかに記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、ダイス片は、環状を周方向に分断した形状に形成され、複数のダイス片の中心角の合計が３６０°とされるので、スプライン加工の完了時のダイス片（加工歯）の向きが、隣接するダイス片の側面どうしが当接することによって規定される。即ち、ダイス片の摺動面とガイドの内周面とが摺動する際や、加工歯が被加工物に食い込む際にダイス片の向きがずれた場合であっても、スプライン加工の完了時のダイス片（加工歯）の向きは、常に一定の方向に規定される。よって、被加工物に形成されるスプラインを精度良く加工することができるという効果がある。

請求項５記載のスプライン加工用金型によれば、請求項４記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、複数のダイス片の中心角がそれぞれ同一の角度に設定されるので、被加工物に対して各ダイス片の加工歯が同じ様態で食い込み、各加工歯の食い込みによる素材の流れを各加工部分で同様とすることができる。よって、被加工物に形成されるスプラインをより精度良く加工することができるという効果がある。

請求項６記載のスプライン加工用金型によれば、請求項１から５のいずれかに記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、加工歯は、ガイドの軸方向に対して所定の角度で傾斜して延設されるので、塑性変形による被加工物の素材の流れを円滑にできる。即ち、被加工物に対してガイドの軸方向に全体が平行に延設される加工歯を押圧するのでは、加工歯の延設方向中心付近で素材の流れが阻害され、溝深さにムラが生じ、スプラインを直線的に加工することができない。これに対して、請求項６の加工歯によれば、加工歯の延設方向一端（被加工物に近い側の端）を起点に他端にかけて徐々に被加工物に押圧されるので、素材の流れを許容しながら加工することができる。よって、被加工物に形成されるスプラインの溝深さを均一に且つ直線的に加工することができるという効果がある。

請求項７記載のスプライン加工用金型によれば、請求項６記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、加工歯は、第１歯形と、その第１歯形に連設される第２歯形とを備え、それら第１歯形および第２歯形は、互いの連設部分ほどガイドの軸に近接される向きで傾斜して延設されるので、第１歯形および第２歯形の連設部分を起点に加工歯の一端および他端にかけて徐々に被加工物に押圧されるので、素材の流れを許容しながら加工することができると共に、加工歯の延設方向一端側に偏って素材が流れること抑制することができる。よって、被加工物に形成されるスプラインの溝深さをより均一に且つ直線的に加工することができるという効果がある。

請求項８記載のスプライン加工用金型によれば、請求項１から７のいずれかに記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、ダイス片は、加工歯および摺動面を有する加工部材と、その加工部材に締結固定される台座部材とを備えるので、加工部材と台座部材とを異なる材料で形成することができる。これにより、例えば、加工によって摩耗しやすい加工部材のみを耐摩耗性に優れる材料で形成することができるので、ダイス片を製造するための材料コストを低減できる。よって、スプライン加工用金型の製造コストを低減できるという効果がある。

請求項９記載のスプライン加工用金型によれば、請求項１から８のいずれかに記載のスプライン加工用金型の奏する効果に加え、加工歯の数が１０以下であるので、転造では加工歯と被加工物とがかみ合わずに加工することが不可能であった歯数１０以下の少数歯スプラインを加工することができるという効果がある。

（ａ）は、本発明の一実施形態におけるスプライン加工用金型の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線におけるスプライン加工用金型の側面図である。 （ａ）は、台座部材の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における台座部材の断面図であり、（ｃ）は、保持部材の正面図であり、（ｄ）は、（ｃ）のＩＩｄ−ＩＩｄ線における保持部材の断面図である。 （ａ）は、ダイス片の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線におけるダイス片の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）の矢印ＩＩＩｃ方向から見たダイス片の側面図であり、（ｄ）は、ガイドの正面図であり、（ｅ）は、（ｄ）のＩＩＩｅ−ＩＩＩｅ線におけるガイドの断面図である。 （ａ）は、スプライン加工前の状態を示す軸状部材およびスプライン加工用金型の断面図であり、（ｂ）は、スプライン加工時の状態を示す軸状部材およびスプライン加工用金型の断面図である。 （ａ）は、図４（ｂ）における矢印Ｖａ方向から見たスプライン加工用金型の正面図であり、（ｂ）は、スプラインを有する部品の正面図であり、（ｃ）は、スプラインを有する部品の側面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照し、スプライン加工用金型１の全体構成について説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態におけるスプライン加工用金型１の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線におけるスプライン加工用金型１の断面図である。尚、図１では、プレス機１００、台座部材１０、復帰ばね２０及び加工部材４０の一部が省略して図示される。また、理解を容易にするために、図１（ａ）では、ガイド５０及び棒状部材１０２は省略して図示される。

尚、以下の説明において、スプライン加工用金型１、台座部材１０、保持部材３０及びガイド５０の軸を軸Ｏと記載する。また、各構成の軸Ｏ側を内周側とし、その反対側を外周側と定義する。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、スプライン加工用金型１は、軸Ｏを同心状に取り囲む台座部材１０と、それら複数の台座部材１０どうしの間にそれぞれ配設される復帰ばね２０と、台座部材１０の外周側に台座部材１０と当接して配置される環状の保持部材３０と、台座部材１０に締結固定される加工部材４０と、環状に形成されるガイド５０とを備える。

スプライン加工用金型１は、円柱状の素材である軸状部材Ｍ（図４（ａ）参照）の外周面を塑性変形させてスプラインを有する部品Ｃ（図５（ｂ）および図５（ｃ）参照）を加工するための金型であり、プレス機１００に設置される。

プレス機１００は、スライド（図示せず）とベッド１０１とを上下に備える油圧プレス機であり、公知の構成が採用可能であるので、その詳細な説明は省略する。

保持部材３０は、ボルトＢ１によって固定されることでベッド１０１に設置され、ガイド５０は、棒状部材１０２を介してスライドに固定される。即ち、スライドに連動したガイド５０の上下動によってスプライン加工用金型１の開閉動作が行われる。

次いで、図２及び図３を参照し、スプライン加工用金型１を構成する各部の詳細構成について説明する。図２（ａ）は、台座部材１０の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における台座部材１０の断面図であり、図２（ｃ）は、保持部材３０の正面図であり、図２（ｄ）は、図２（ｃ）のＩＩｄ−ＩＩｄ線における保持部材３０の断面図である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、台座部材１０は、軸Ｏ方向視において略三角形状で形成され、本実施形態では、軸Ｏを同心状に取り囲むように１０個の台座部材１０が周方向に略一定の間隔で配置される。

台座部材１０は、台座部材１０の外周側の面に軸Ｏを中心とする円弧状に湾曲して形成される被保持面１１と、ベッド１０１と当接する側の面から延設されると共に台座部材１０の外周方向に突設して形成されるフランジ部１２と、加工部材４０と当接する側の面に形成されるめねじ部１３とを備える。

復帰ばね２０は、複数の台座部材１０の隣接するものどうしの間にそれぞれ配設されることで、複数の台座部材１０の隣接するものどうしの間隔を拡大させる方向に付勢する。これにより、複数の台座部材１０をその外周側（軸Ｏから離間する側）へ付勢することができる。また、複数の加工部材４０どうしの間のスペースを有効に利用して加工部材４０に付勢力を付与することができる。よって、加工部材４０を配設するためのスペースを、例えば、台座部材１０の底面側，内周側，軸Ｏ側や外周側に別途設ける必要がないため、スプライン加工用金型１を小型化できる。

図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、保持部材３０は、軸Ｏ方向視環状に形成される。保持部材３０は、環状の内径部分を形成する内周面３１と、ベッド１０１と当接する側の面に形成される切欠き部３２と、軸Ｏ方向に貫通して形成される貫通孔３３とを備える。

内周面３１によって形成される保持部材３０の内径は、復帰ばね２０によって付勢された状態（図２（ａ）の状態）における複数の台座部材１０（被保持面１１）によって形成される外周の直径よりも小さい内径に形成される。

切欠き部３２は、保持部材３０のベッド１０１と当接する側の面における内径側の縁を切り欠くことで形成される環状の空洞である。切欠き部３２の軸Ｏ方向の高さは、台座部材１０のフランジ部１２の軸Ｏ方向における立設高さと略同一か又は若干高い寸法とされる。

貫通孔３３は、保持部材３０の軸Ｏ方向一側の面と他側の面とを貫通するように形成されると共に、保持部材３０の外周側の端に周方向に略一定の間隔で形成される。貫通孔３３は、ボルトＢ１が挿通可能に形成され、ボルトＢ１とベッド１０１に形成されるめねじとが螺合することで保持部材３０をベッド１０１に固定することが可能とされる。

図３（ａ）は、加工部材４０の正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における加工部材４０の断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｃ方向から見た加工部材４０の側面図であり、図３（ｄ）は、ガイド５０の正面図であり、図３（ｅ）は、図３（ｄ）のＩＩＩｅ−ＩＩＩｅ線におけるガイド５０の断面図である。

図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、加工部材４０は、軸状部材Ｍ（図４（ａ）参照）の外周面に対面する側（軸Ｏ側）に形成される加工歯４１と、その加工歯４１から加工部材４０の外周側に向けて連設される２箇所の側面部４２と、その２箇所の側面部４２から連設されると共に加工歯４１と反対側となる外周側に形成される摺動面４３と、軸Ｏ方向に貫通して形成される貫通孔４４とを備える。

加工歯４１は、軸Ｏを含む平面（図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線を含む平面）を対称面とする面対称の形状で加工部材４０の軸Ｏ側に形成される。加工歯４１は、第１歯形４１ａと、その第１歯形４１ａに連設される第２歯形４１ｂとを備え、それら第１歯形４１ａ及び第２歯形４１ｂは、互いの連設部分ほど軸Ｏに近接される向きで傾斜して延設される。即ち、加工歯４１は、上述した対称面により切断された断面視（図３（ｂ）参照）において軸Ｏに向けて凸の形状で延設される（加工歯４１の略中央部分に頂点を持つテーパが形成される）。本実施形態では、第１歯形４１ａと第２歯形４１ｂとが成す角度は１７９°４５′（１７９度４５分）に設定される（第１歯形４１ａ及び第２歯形４１ｂの軸Ｏに対する角度がそれぞれ０°０７′３０″（０度７分３０秒）に設定される）。

側面部４２は、加工歯４１の幅方向（図３（ａ）の上下方向）一端および他端から加工部材４０の外周方向に向けて連設されると共に、軸Ｏ方向に立設されることで加工部材４０の２箇所の側面を形成し、本実施形態では、それら２箇所の側面部４２がなす角度が３６°とされる。即ち、加工部材４０の中心角θが３６°に設定される。

摺動面４３は、軸Ｏの周方向に並設されると共にそれぞれ互いに異なる向きを向く平坦面として形成される第１摺動面４３ａ及び第２摺動面摺動面４３ｂを備える。

第１摺動面４３ａは、側面部４２の加工歯４１が連設される辺とは反対側の辺から連設されることで加工部材４０の外周側に平坦面として形成される。第１摺動面４３ａは、側面部４２から直角に連設されると共に、軸Ｏ方向に対して１５°の角度で軸Ｏ側に向けて傾斜して形成される。

第２摺動面４３ｂは、上述した軸Ｏを含む平面（図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線を含む平面）を対称面として第１摺動面４３ａと対称に形成される。この場合、上述の通り、２箇所の側面部４２が成す角度が３６°であり、第１摺動面４３ａ（第２摺動面４３ｂ）と側面部４２とが成す角度が９０°であるため、第１摺動面４３ａと第２摺動面４３ｂとが成す角度は１４４°となる。

また、第１摺動面４３ａ（第２摺動面４３ｂ）と側面部４２とが成す角度が９０°であるので、２個の加工部材４０の側面部４２どうしを当接させた場合、一方の加工部材４０の第１摺動面４３ａと他方の加工部材４０の第２摺動面４３ｂとが面一となる。

貫通孔４４は、加工部材４０の軸Ｏ方向一側の面と他側の面とを貫通して形成される孔であり、ボルトＢ２が挿通可能に形成され、ボルトＢ２と台座部材１０のめねじ部１３とが螺合することで加工部材４０を台座部材１０に固定することが可能とされる。

図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示すように、ガイド５０は、軸Ｏ方向視環状に形成されると共に、その内周部分に内周面５１が形成される。

内周面５１は、ガイド５０の軸Ｏ方向一端側の面から他端側の面にかけて１５°の角度で傾斜して加工部材４０に向けて拡径して形成される。内周面５１は、第１摺動面４３ａ及び第２摺動面４３ｂに対応して形成される第１内周面５１ａ及び第２内周面５１ｂを備え、それら第１内周面５１ａ及び第２内周面５１ｂが交互に周方向に併設されることで、第１内周面５１ａと第２内周面５１ｂとを対とする５組が内周面に形成される。

第１内周面５１ａ及び第２内周面５１ｂは、加工部材４０の第１摺動面４３ａ及び第２摺動面４３ｂの傾斜角と同一の角度である１５°の角度で傾斜して形成されると共に、第１内周面５１ａと第２内周面５１ｂとが成す角度が１４４°となるように形成される。

次いで、図１に戻り、スプライン加工用金型１の組み立て方法について説明する。

図１に示すように、まず、プレス機１００のベッド１０１上に台座部材１０を配置させる。上述の通り、保持部材３０の内径は、復帰ばね２０によって付勢された状態（図２（ａ）の状態）における複数の台座部材１０（被保持面１１）によって形成される外周の直径よりも小さい内径に形成されるため、台座部材１０を軸Ｏ側に寄せつつ台座部材１０のフランジ部１２の上に保持部材３０を配置させる。

次に、保持部材３０の貫通孔３３にボルトＢ１を挿通させ、ベッド１０１の図示しないめねじに螺合させることで保持部材３０をベッド１０１に固定する。これにより、台座部材１０の被保持面１１と保持部材３０の内周面３１とが当接し、復帰ばね２０によってガイド５０の内周面へ当接される方向（軸Ｏから離間する方向）に付勢された台座部材１０の変位を規制し、保持することができる。よって、復帰ばね２０で付勢された複数の加工部材４０に対して、ガイド５０を嵌合させやすくできる。

次に、加工部材４０を台座部材１０のベッド１０１側とは反対側の面に加工歯４１を軸Ｏに向けた状態で配置し、加工部材４０の貫通孔４４にボルトＢ２を挿通させ、台座部材１０のめねじ部１３に螺合させることで加工部材４０を固定する。

次に、ガイド５０を棒状部材１０２を介してスライド（図示せず）に固定することで、スプライン加工用金型１の設置が完了する。

ここで、加工部材４０を取り換える場合、台座部材１０と加工部材４０とが一体に形成される構成では、保持部材３０を取り外し、さらに復帰ばね２０を外さなければ加工部材４０を取り替えることができない。

これに対して、本実施形態では、台座部材１０と加工部材４０とが別体で形成されてボルトＢ２により締結固定される構成であるため、加工部材４０の取り換えが容易であり、作業性が向上する。

また、台座部材１０と加工部材４０とが別体で形成されるため、台座部材１０と加工部材４０とを異なる材料で形成することができる。これにより、例えば、加工によって摩耗しやすい加工部材４０のみを耐摩耗性に優れる材料で形成することができるので、台座部材１０と加工部材４０とを耐摩耗性に優れる材料で形成するのに比べ、材料コストを低減できる。よって、スプライン加工用金型１の製造コストを低減できる。

次いで、図４及び図５を参照し、スプライン加工用金型１の使用方法について説明する。図４（ａ）は、スプライン加工前の状態を示す軸状部材Ｍおよびスプライン加工用金型１の断面図であり、図４（ｂ）は、スプライン加工時の状態を示す軸状部材Ｍスプライン加工用金型１の断面図である。図５（ａ）は、図４（ｂ）における矢印Ｖａ方向から見た加工部材４０の正面図であり、図５（ｂ）は、スプラインを有する部品Ｃの正面図であり、図５（ｃ）は、スプラインを有する部品Ｃの側面図である。

尚、図４では、プレス機１００、台座部材１０、復帰ばね２０及び加工部材４０の一部が省略して図示される。また、図５（ａ）では、理解を容易にするために、加工部材４０以外の構成が省略して図示される。

図４（ａ）に示すように、まず、軸状部材Ｍを支持部材（図示せず）に支持させるために、図１（ｂ）の状態からガイド５０を軸Ｏ方向のベッド１０１側に下降させる。

ここで、上述の通り、加工部材４０は、その外周側に摺動面４３が傾斜して形成され、ガイド５０の内周面５１が摺動面４３に対応して傾斜されるので、ガイド５０を加工部材４０に対して軸Ｏ方向に相対変位させる（ガイド５０を軸Ｏ方向のベッド１０１側に下降させる）ことで、摺動面４３が内周面５１に案内され、加工部材４０は、軸状部材Ｍへ近接する方向（軸Ｏへ向けた方向）へ変位する。

この場合、第１摺動面４３ａと第２摺動面４３ｂとが成す角度およびガイド５０の第１内周面５１ａと第２内周面５１ｂとが成す角度がそれぞれ同一の角度で形成されているので、第１摺動面４３ａ及び第２摺動面４３ｂの連設部分の凸と、第１内周面５１ａ及び第２内周面５１ｂの凹とが嵌合しながら摺動する。よって、摺動面４３と内周面５１とが摺動する際に加工部材４０がボルトＢ２を軸に回転することや、軸Ｏの周方向にずれることを抑制できる。

更に、復帰ばね２０の作用によって、台座部材１０に固定される加工部材４０がガイド５０の内周面５１へ当接される方向へ付勢されているため、摺動面４３と内周面５１とが摺動する際に加工部材４０がボルトＢ２を軸に回転することや、軸Ｏの周方向にずれることより効果的に抑制できる。よって、スプライン加工前の初期状態における加工部材４０の向きのずれを抑制することにより、後のスプライン加工において、精度良くスプラインを形成することができる。

図４（ａ）に示すスプライン加工前の初期状態では、軸状部材Ｍは、支持部材（図示せず）により軸Ｏ方向一端側を支持されると共に、軸Ｏを同心状に取り囲む加工部材４０の中心に配置される。

この状態からさらにガイド５０を加工部材４０に対して軸Ｏ方向に相対変位させる（ガイド５０を軸Ｏ方向のベッド１０１側に下降させる）ことで、加工部材４０が軸Ｏに向けて変位する。かかるガイド５０の変位が下降端に達すると、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、軸状部材Ｍには、同心状に取り囲まれる１０個の加工部材４０の加工歯４１が押圧される。

図５（ａ）に示すように、ガイド５０が下降端に達した状態の各加工歯４１は、軸Ｏ方向視において、軸Ｏに向けた凹凸が連続するように形成される。これにより、各加工歯４１の凹凸に対応したスプラインの溝が軸状部材Ｍの外周に形成され、部品Ｃが加工される（図５（ｂ）及び図５（ｃ）参照）。

本実施形態では、各加工歯４１が軸Ｏにむけて凸の形状で形成される。これにより、軸状部材Ｍに形成される溝に向けて加工部材４０（加工歯４１）の押圧力が効率よく伝達されるため、軸状部材Ｍに形成されるスプラインの精度が向上する。

また、軸状部材Ｍに対して塑性加工によってスプラインを加工することができるので、強度の高いスプラインを得ることができる。更に、１０個の加工部材４０（加工歯４１）を同時に押圧することによる１回のプレス（加工部材４０（加工歯４１）の押圧）によってスプラインを加工することができるため、スプラインの製造コストを低減できる。

また、同心状に取り囲まれる加工部材４０によって加工歯４１が押圧されて軸状部材Ｍにスプラインが形成されるため、歯数１０以下の少数歯スプラインであっても、加工歯４１と軸状部材Ｍとのかみ合いを考慮する必要が無い。よって、転造では加工歯と軸状部材Ｍとがかみ合わずに加工することが不可能であった歯数１０以下の少数歯スプラインを加工することができる。

また、上述の通り、第１摺動面４３ａ及び第２摺動面４３ｂの連設部分の凸と、第１内周面５１ａ及び第２内周面５１ｂの凹とが嵌合しながら摺動面４３及び内周面５１が摺動しつつスプラインが加工されるため、加工歯４１が軸状部材Ｍに食い込む際に加工部材４０の向きがずれることを抑制できる。更に、復帰ばね２０の作用によって、台座部材１０に固定される加工部材４０がガイド５０の内周面５１へ当接される方向へ付勢されているため、加工時の加工部材４０の向きのずれをより効果的に抑制することができる。よって、軸状部材Ｍに形成されるスプラインを精度良く加工することができる。

また、１０個の加工部材４０の中心角θの合計が３６０°とされるので、スプライン加工の完了時（ガイド５０が下降端に達した状態）の加工部材４０の向きが、隣接する加工部材４０の側面部４２どうしが当接することによって規定される。よって、例えば、加工前の初期状態で加工部材４０の向きが軸Ｏに向けた方向からずれている場合や、加工歯４１が軸状部材Ｍに食い込む際に加工部材４０の向きがずれた場合であっても、スプライン加工の完了時の加工部材４０（加工歯４１）の向きは、常に一定の方向に規定される（図５（ａ）参照）。よって、軸状部材Ｍに形成されるスプラインを精度良く加工することができる。

更に、複数の加工部材４０の中心角θがそれぞれ同一の角度に設定されるので、軸状部材Ｍに対して各加工部材４０の各加工歯４１が同じ様態で食い込み、各加工歯４１の食い込みによる素材の流れを各加工部分で同様とすることができる。よって、軸状部材Ｍに形成されるスプラインを精度良く加工することができる。

本実施形態では、加工歯４１（第１歯形４１ａ及び第２歯形４１ｂ）が軸Ｏに対して所定の角度で傾斜して延設されるので（図３（ｂ）参照）、塑性変形による軸状部材Ｍの素材の流れを円滑にできる。即ち、軸状部材Ｍに対して、軸Ｏ方向に全体が平行に延設される加工歯を押圧するのでは、加工歯の延設方向中心付近で素材の流れが阻害されやすくなる。これに対して、加工歯４１を軸Ｏに対して傾斜させた場合、加工歯４１の延設方向一端（軸状部材Ｍに近い側の端）を起点に他端にかけて徐々に軸状部材Ｍに押圧されるので、素材の流れを許容しながら加工することができる。よって、軸状部材Ｍに形成されるスプラインの溝深さを均一に且つ直線的に加工することができる。

更に、本実施形態では、上述した対称面により切断された断面視（図３（ｃ）参照）において軸Ｏに向けて凸の形状に形成される（加工歯４１の略中央部分に頂点を持つテーパが形成される）ので、第１歯形４１ａおよび第２歯形４１ｂの連設部分を起点に加工歯４１の一端および他端にかけて徐々に軸状部材Ｍに押圧されるので、素材の流れを許容しながら加工することができると共に、加工歯４１の延設方向一端側に偏って素材が流れること抑制することができる。よって、軸状部材Ｍに形成されるスプラインの溝深さをより均一に且つ直線的に加工することができる。

また、復帰ばね２０の作用により、スプライン加工完了後にガイド５０を初期状態に復帰させた場合、それと同時に加工部材４０も初期状態に復帰させることができる。よって、スプラインを加工する作業性が向上する。

以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記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変形改良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、第１歯形４１ａと第２歯形４１ｂとが成す角度、第１摺動面４３ａと第２摺動面４３ｂとが成す角度、第１内周面５１ａと第２内周面５１ｂとが成す角度および摺動面４３（内周面５１）の傾斜の角度の数値は例示であり、適宜設定できる。

上記実施形態では、加工部材４０が１０個であ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、例えば、９個以下でも良く、１１個以上の数でも良い。但し、各加工歯４１の食い込みによる軸状部材Ｍの素材の流れを各加工部分で同様とするために、スプラインの歯数に対応させることが好ましい。

また、上記実施形態では、加工部材４０全てが同一形状の加工歯４１を備えてスプラインを形成す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、例えば、一部の加工歯４１がスプラインとは異なる機能を有する加工歯であっても良い。その一例としてキー溝を形成する加工歯があげられる。

また、上記実施形態では、加工歯４１が軸Ｏ方向視において軸Ｏに向けて凸の形状であ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、例えば、軸Ｏに向けて凹の形状であっても良い。即ち、スプラインの凹凸に対応して形成される加工歯４１の凹凸は、連続するスプラインの凹凸のどの部分であっても良いが、スプラインを精度良く加工するためには、上述した軸Ｏを含む平面（図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線を含む平面）を対称面とした面対称の形状であることが好ましい。

また、上記実施形態では、第１歯形４１ａと第２歯形４１ｂとが成す角度が１７９°４５′（１７９度４５分）に設定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、例えば、１７９°４０′〜１８０°（１７９度４０分〜１８０度）に設定されても良い。この場合、第１歯形４１ａと第２歯形４１ｂとが成す角度を１７９°４０′〜１７９°５０′（１７９度４０分〜１７９度５０分）の範囲内に設定することが好ましく、これにより、軸状部材Ｍに形成されるスプラインの溝深さを均一に且つ直線的に加工することができる。

また、第１歯形４１ａと第２歯形４１ｂとが成す角度が１８０°に設定される場合、即ち、加工歯４１が直線状に形成される場合は、加工歯４１の軸Ｏに対する角度を０°〜０°２０′（０度〜０度２０分）の範囲内に設定すれば良い。この場合、加工歯４１の軸Ｏに対する角度を０°０５′〜０°１０′（０度５分〜０度１０分）の範囲内に設定することが好ましく、これにより、軸状部材Ｍに形成されるスプラインの溝深さを均一に且つ直線的に加工することができる。

また、上記実施形態では、１０個の加工部材４０の中心角θが全て同一に設定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、例えば、一部または全ての中心角θが相違する構成でも良い。

また、上記実施形態では、復帰ばね２０が各台座部材１０の間に配設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、例えば、ベッド１０１に、軸Ｏに向けて凹設された溝に復帰ばね２０を配設し、その復帰ばね２０により台座部材１０を軸Ｏから離れる方向へ付勢させる構成でも良い。

また、上記実施形態では、摺動面４３が２箇所の摺動面（第１摺動面４３ａ及び第２摺動面４３ｂ）を備え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、例えば、１箇所又は３箇所以上の摺動面を形成しても良い。この場合には、ガイド５０をそれに対応させた形状に形成すれば良い。

また、上記実施形態では、第１摺動面４３ａ及び第２摺動面４３ｂがそれぞれ平坦面で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、例えば、曲面であっても良い。この場合には、ガイド５０をそれに対応させた形状に形成すれば良い。

また、上記実施形態では、加工部材４０を軸Ｏに向けて直線的に変位させ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、例えば、台座部材１０の底面の外周側の縁をベッド１０１に対して回転可能に軸支して加工部材４０を軸Ｏに向けて円弧を描くように変位させる構成でも良い。この場合、加工歯４１が、その延設方向の一端から他端にかけて徐々に軸状部材Ｍに食い込むため、加工歯４１が軸Ｏに対して平行に延設される場合であっても、塑性変形による軸状部材Ｍの素材の流れを円滑にでき、軸状部材Ｍに形成されるスプラインの溝深さを均一に且つ直線的に加工することができる。

また、上記実施形態では、軸状部材Ｍを支持部材で支持す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、支持部材を省略し、例えば、作業者が軸状部材Ｍを保持し目視で位置決めをして加工しても良い。一方、本実施形態のように支持部材を設ける場合は、支持部材を軸Ｏ方向に可動である構成にすることが好ましい。軸状部材Ｍは、スプライン加工によって軸Ｏ方向両方向に伸びるため、上下に支持するものが無い状態の方が材料の伸びを許容でき、軸状部材Ｍに加工されるスプラインをより精度良く加工できるからである。

１ スプライン加工用金型
１０ 台座部材（ダイス片）
１１ 被保持面
２０ 復帰ばね（付勢手段）
３０ 保持部材
３１ 内周面
４０ 加工部材（ダイス片）
４１ 加工歯
４１ａ 第１歯形
４１ｂ 第２歯形
４３ 摺動面
４３ａ 第１摺動面
４３ｂ 第２摺動面
５０ ガイド
５１ 内周面
５１ａ 第１内周面
５１ｂ 第２内周面
Ｍ 軸状部材（被加工物）
Ｏ 軸
θ 中心角

Claims (9)

1. 丸棒状の被加工物の外周面を塑性変形させてスプラインを形成するスプライン加工用金型であって、
   被加工物を同心状に取り囲む複数のダイス片と、それら複数のダイス片を外周側から保持する環状のガイドとを備え、
   前記ダイス片は、前記被加工物の外周面に対面する側に形成されると共に前記ガイドの軸を含む平面を対称面とする面対称の形状に形成される加工歯と、その加工歯と反対側となる外周側に位置し傾斜して形成される摺動面とを備え、
   前記ダイス片の摺動面は、周方向に並設されると共にそれぞれ互いに異なる向きを向く平坦面として形成される第１摺動面および第２摺動面を備え、
   前記第１摺動面と前記第２摺動面とが前記ガイドの軸を含む平面を対称面として面対称に配置され、
   前記ガイドの内周面は、前記ダイス片の前記第１摺動面および前記第２摺動面に対応した傾斜面として形成される第１内周面および第２内周面を備え、
   前記ガイドが前記ダイス片に対して前記ガイドの軸方向に相対変位され、前記第１摺動面および前記第２摺動面が前記第１内周面および前記第２内周面に案内されることで、前記ダイス片が前記被加工物へ近接する方向へ変位され、
   複数の前記ダイス片の側面どうしが当接した場合に、隣接する前記ダイス片どうしの前記第１摺動面と前記第２摺動面とが面一となることを特徴とするスプライン加工用金型。
2. 前記ダイス片の摺動面を前記ガイドの内周面へ当接させる方向へ付勢する付勢手段を備え、
   前記付勢手段は、前記複数のダイス片の隣接するものどうしの間にそれぞれ配設されると共に前記隣接するものどうしの間隔を拡大させる方向へ付勢することを特徴とする請求項１記載のスプライン加工用金型。
3. 環状に形成される保持部材を備え、
   前記ダイス片は、前記保持部材の内周面に当接される被保持面を備えることを特徴とする請求項２記載のスプライン加工用金型。
4. 前記ダイス片は、環状を周方向に分断した形状に形成され、前記複数のダイス片の中心角の合計が３６０°とされることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスプライン加工用金型。
5. 前記複数のダイス片の中心角がそれぞれ同一の角度に設定されることを特徴とする請求項４記載のスプライン加工用金型。
6. 前記加工歯は、前記ガイドの軸方向に対して所定の角度で傾斜して延設されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスプライン加工用金型。
7. 前記加工歯は、第１歯形と、その第１歯形に連設される第２歯形とを備え、
   前記第１歯形および第２歯形は、互いの連設部分ほど前記ガイドの軸に近接される向きで傾斜して延設されることを特徴とする請求項６記載のスプライン加工用金型。
8. 前記ダイス片は、前記加工歯および摺動面を有する加工部材と、その加工部材に締結固定される台座部材とを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のスプライン加工用金型。
9. 前記加工歯の数が１０以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のスプライン加工用金型。
   

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