JP6798893B2 - 転造平ダイス - Google Patents

Description

本発明は、転造平ダイスに関し、特に、被加工物にスプラインを精度良く転造できる転造平ダイスに関する。

転造平ダイスの食付き部の加工歯に山払い加工を施すことで山払い面を形成する技術が知られている。例えば、特許文献１には、食付き部の加工歯に山払い面を形成し、食付き部の転造方向における始端側に位置する加工歯から終端側に位置する加工歯にかけて山払い面の高さ（加工歯の山高さ）が徐々に高く形成される転造平ダイスが開示される。この転造平ダイスによれば、食付き部での被加工物への転造時に、仕上げ部に近づくにつれて徐々に被加工物を塑性変形させてスプラインを転造することができる。

実開昭６１−２２２４０号公報（例えば、５頁１３行目から６頁９行目、図１）

しかしながら、上述した従来の技術では、食付き部の加工歯のフランク面のフランク角が、仕上げ部のフランク面のフランク角と同一に設定されるので、食付き部の始端側に位置する加工歯の山払い面の転造方向における幅寸法が長くなる。よって、食付き部での加工の初期段階で、加工歯が被加工物に食い込み難くなるので、被加工物に対するスプラインの転造の精度が低下する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、被加工物にスプラインを精度良く転造できる転造平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本発明の転造平ダイスは、食付き部の加工歯として形成されると共に、山払い面を有する複数の第１加工歯と、その第１加工歯の転造方向終端側に連設されると共に、仕上げ部の加工歯として形成される複数の第２加工歯と、を備えるものであり、前記複数の第１加工歯のうちの少なくとも転造方向始端側から所定数の前記第１加工歯は、そのフランク面および前記山払い面の接続部分が面取りされて形成される面取り面を備え、前記食付き部の側面視において、前記面取り面および前記山払い面の接続点である第１位置と、前記面取り面および前記フランク面の接続点である第２位置とを結ぶ直線どうしのなす角度が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて、前記第２加工歯のフランク面のフランク角に近づく態様で形成され、前記山払い面は、転造方向における幅寸法を所定割合残して面取りされ、その割合が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて一定に設定される。
本発明の転造平ダイスは、食付き部の加工歯として形成されると共に、山払い面を有する複数の第１加工歯と、その第１加工歯の転造方向終端側に連設されると共に、仕上げ部の加工歯として形成される複数の第２加工歯と、を備えるものであり、前記複数の第１加工歯のうちの少なくとも転造方向始端側から所定数の前記第１加工歯は、そのフランク面および前記山払い面の接続部分が面取りされて形成される面取り面を備え、前記食付き部の側面視において、前記面取り面および前記山払い面の接続点である第１位置と、前記面取り面および前記フランク面の接続点である第２位置とを結ぶ直線どうしのなす角度が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて、前記第２加工歯のフランク面どうしのなす角度に近づく態様で形成され、前記山払い面は、転造方向における幅寸法を所定割合残して面取りされ、その割合が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて徐々に減少するように構成される。

請求項１及び請求項２記載の転造平ダイスによれば、次の効果を奏する。複数の第１加工歯のうちの少なくとも転造方向始端側から所定数の第１加工歯は、そのフランク面および山払い面の接続部分が面取りされて形成される面取り面を備えるので、転造方向始端側に位置する第１加工歯において、山払い面の転造方向における幅寸法を短くすることができる。よって、食付き部での転造の初期段階で第１加工歯を被加工物に食い込みやすくして、かかる初期段階での被加工物に対する転造の精度を高めることができる。

更に、食付き部の側面視において、面取り面および山払い面の接続点である第１位置と、面取り面およびフランク面の接続点である第２位置とを結ぶ直線どうしのなす角度（第１加工歯のフランク角）が、転造方向始端側に位置する第１加工歯から終端側に位置する第１加工歯にかけて、第２加工歯のフランク面のフランク角に近づく態様で形成されるので、食付き部の始端側から終端側の第１加工歯にかけて、その第１加工歯の形状を徐々に第２加工歯の形状に近づけることができる。よって、食付き部での転造時に、被加工物を徐々に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

また、請求項１記載の転造平ダイスによれば、山払い面は、転造方向における幅寸法を所定割合残して面取りされ、その割合が、転造方向始端側に位置する第１加工歯から終端側に位置する第１加工歯にかけて一定に設定されるので、山払い面の転造方向における幅寸法を、食付き部の始端側から終端側の第１加工歯にかけて徐々に短く形成することができる。よって、食付き部での転造時に、被加工物を徐々に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造することができるという効果がある。
また、請求項２記載の転造平ダイスによれば、山払い面は、転造方向における幅寸法を所定割合残して面取りされ、その割合が、転造方向始端側に位置する第１加工歯から終端側に位置する第１加工歯にかけて徐々に減少するように構成されるので、転造方向始端側に位置する第１加工歯と被加工物との接触面積を確保して駆動抵抗を高めると共に、転造方向終端側に位置する第１加工歯の山払い面の幅寸法を短くできる。よって、転造の初期段階において、第１加工歯と被加工物との滑りを抑制すると共に、食付き部の転造方向終端側から仕上げ部にかけて被加工物を円滑に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

請求項３記載の転造平ダイスによれば、請求項１又は２に記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。第２位置の高さが、転造方向始端側に位置する第１加工歯から終端側に位置する第１加工歯にかけて一定の高さに設定されるので、食付き部の始端側から終端側の第１加工歯にかけて、面取り面（第１位置と第２位置とを結ぶ直線）どうしがなす角度（第１加工歯のフランク角）を徐々に第２加工歯のフランク面のフランク角に近づけることができる。よって、食付き部において被加工物を徐々に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

請求項４記載の転造平ダイスによれば、請求項１又は２に記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。第２位置の高さが、転造方向始端側に位置する第１加工歯から終端側に位置する第１加工歯にかけて徐々に高く設定されるので、例えば、かかる高さが一定である場合に比べ、食付き部の始端側から終端側の第１加工歯にかけて、面取り面（第１位置と第２位置とを結ぶ直線）どうしがなす角度（第１加工歯のフランク角）をより緩やかに第２加工歯のフランク面のフランク角に近づけることができる。よって、食付き部での転造時に、被加工物をより緩やかに塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

請求項５記載の転造平ダイスによれば、請求項１から４のいずれかに記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。山払い面は、転造方向における幅寸法を７０％以上且つ８０％以下残して面取りされるので、第１加工歯の山払い面と、被加工物との接触面積を確保することができる。即ち、第１加工歯に面取り面を形成した場合であっても、その第１加工歯と被加工物との駆動抵抗を確保して、滑りが生じることを抑制できる。よって、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

請求項６記載の転造平ダイスによれば、請求項２記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。第１加工歯の全体が面取り面を備え、転造方向始端側に位置する第１加工歯の山払い面は、幅寸法を８０％残して面取りされるので、食付き部の始端側に位置する第１加工歯と被加工物との駆動抵抗をより高めることができる。よって、食付き部での転造の初期段階において、第１加工歯と被加工物との滑りをより確実に抑制できる。

更に、転造方向終端側に位置する第１加工歯の山払い面は、幅寸法を７０％残して面取りされるので、食付き部の終端側に位置する第１加工歯の山払い面の幅寸法を短くして、かかる山払い面の形状を第２加工歯の山頂に近い形状とすることができる。よって、食付き部の終端から仕上げ部にかけて被加工物を円滑に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

請求項７記載の転造平ダイスによれば、請求項１から６のいずれかに記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。面取り面が曲面として形成されるので、例えば、面取り面が直線状に形成される場合に比べ、被加工物を円滑に塑性変形させることができる。よって、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

請求項８記載の転造平ダイスによれば、請求項７記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。面取り面の曲率半径が、転造方向始端側に位置する第１加工歯から終端側に位置する第１加工歯にかけて徐々に大きく形成されるので、仕上げ部に近づくにつれて面取り面を徐々に直線に近い形状に近づけることができる。よって、食付き部での転造時に、仕上げ部に近づくにつれて被加工物を徐々に仕上げ部の加工歯に近い形状に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

請求項９記載の転造平ダイスによれば、請求項１から６のいずれかに記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。面取り面が平坦面として形成されるので、面取り面を容易に形成することができるという効果がある。

請求項１０記載の転造平ダイスによれば、請求項９記載の転造平ダイスの奏する効果に加え、次の効果を奏する。転造方向始端側に位置する第１加工歯の面取り面どうしのなす角度（第１加工歯のフランク角）が９０°以上且つ１１０°以下に設定されるので、食付き部での転造時に、被加工物が過剰に塑性変形することを抑制できる。よって、被加工物にスプラインを精度良く転造できるという効果がある。

（ａ）は、本発明の第１実施の形態における転造平ダイスの上面図であり、（ｂ）は、転造平ダイスの側面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）のＩＩａ部分における仕上げ部の部分拡大図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）のＩＩｂ部分における食付き部の終端側の部分拡大図であり、（ｃ）は、図１（ｂ）のＩＩｃ部分における食付き部の中央部分の部分拡大図であり、（ｄ）は、図１（ｂ）のＩＩｄ部分における食付き部の始端側の部分拡大図である。 （ａ）は、第２実施の形態における仕上げ部の部分拡大図であり、（ｂ）は、食付き部の終端側の部分拡大図であり、（ｃ）は、食付き部の中央部分の部分拡大図であり、（ｄ）は、食付き部の始端側の部分拡大図である。 （ａ）は、第３実施の形態における仕上げ部の部分拡大図であり、（ｂ）は、食付き部の終端側の部分拡大図であり、（ｃ）は、食付き部の中央部分の部分拡大図であり、（ｄ）は、食付き部の始端側の部分拡大図である。 （ａ）は、第４実施の形態における仕上げ部の部分拡大図であり、（ｂ）は、食付き部の終端側の部分拡大図であり、（ｃ）は、食付き部の中央部分の部分拡大図であり、（ｄ）は、食付き部の始端側の部分拡大図である。 （ａ）は、第５実施の形態における仕上げ部の部分拡大図であり、（ｂ）は、食付き部の終端側の部分拡大図であり、（ｃ）は、食付き部の中央部分の部分拡大図であり、（ｄ）は、食付き部の始端側の部分拡大図である。

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。まず、図１を参照して、転造平ダイス１の全体構成について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態における転造平ダイス１の上面図であり、図１（ｂ）は、転造平ダイス１の側面図である。なお、図１では、一対の転造平ダイス１のうち、一方の転造平ダイス１のみが図示され、その一方の転造平ダイス１に対して平行移動される他方の転造平ダイス１の図示を省略している。

図１に示すように、転造平ダイス１は、円柱状の被加工物の外周面を塑性変形させてスプラインを転造するための工具であり、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る。

転造平ダイス１は、その上面（図１（ａ）の紙面手前側、図１（ｂ）の紙面上側）における始端側から終端側（図１の右側から左側）へ向けて形成される食付き部２と、その食付き部２の終端側に連設される仕上げ部３と、その仕上げ部３の終端側に連設される逃げ部４と、を備える。なお、「始端側」及び「終端側」とは、転造方向（図１の左右方向）における始端側および終端側と定義し、以下の説明においても同様とする。

これら食付き部２、仕上げ部３及び逃げ部４には、複数の加工歯が刻設され、それら複数の加工歯が食付き部２の始端側から逃げ部４の終端側にかけて連続して形成される。また、これら複数の加工歯は、転造方向に対してねじれを有さずに（即ち、リード角が略９０°で）刻設される。なお、この複数の加工歯のうち、食付き部２に形成されるものを第１加工歯２０、仕上げ部３に形成されるものを第２加工歯３０、仕上げ部４に形成されるものを加工歯４０として説明する。

食付き部２は、第１加工歯２０を被加工物の外周面に食付かせると共に、その第１加工歯２０によって被加工物を徐々に塑性変形させるための部位であり、始端側から後端側にかけて上昇傾斜して形成される。

仕上げ部３は、食付き部２において被加工物に転造されたスプラインを仕上げるための部位であり、その仕上げ部３の第２加工歯３０の山頂どうし結ぶ平面は、転造平ダイス１の支持面（図１（ｂ）の下側の面）に対して平行に形成される。

逃げ部４は、仕上げ部３によって仕上げられた被加工物を排出するための部位であり、その逃げ部４の加工歯４０どうしを結ぶ平面は、始端側から終端側にかけて下降傾斜して形成される。

次いで、図２を参照して、食付き部２の第１加工歯２０及び仕上げ部３の第２加工歯３０の詳細構成について説明する。図２（ａ）は、図１（ｂ）のＩＩａ部分における仕上げ部３の部分拡大図であり、図２（ｂ）は、図１（ｂ）のＩＩｂ部分における食付き部２の終端側の部分拡大図であり、図２（ｃ）は、図１（ｂ）のＩＩｃ部分における食付き部２の中央部分の部分拡大図であり、図２（ｄ）は、図１（ｂ）のＩＩｄ部分における食付き部２の始端側の部分拡大図である。なお、「中央部分」とは、食付き部２の転造方向における中央部分と定義し、以下の説明においても同様とする。

図２に示すように、第２加工歯３０は、上方（図２の上側）に凸の曲面として形成される山頂３１と、その山頂３１の転造方向（図２の左右方向）における両端から下降傾斜して形成される一対のフランク面３２と、そのフランク面３２に接続される谷底３３と、を備え、フランク面３２のフランク角θが７２°に設定される。

食付き部２の第１加工歯２０は、食付き部２に元より形成されていた加工歯（図２（ｂ）〜図２（ｄ）の２点鎖線で示されるもの）に対し、その加工歯の山払い面とフランク面との接続部分Ｃが面取りされることで形成される。なお、山払い面とは、加工歯の山頂の一部が山払い（研削）されて形成される平坦面であって、食付き部２の側面視において転造方向に沿って形成される歯先面であり、この山払い面の谷底２４からの高さは、食付き部２の始端側の加工歯から終端側の加工歯にかけて徐々に高くなる態様で形成される。

第１加工歯２０は、接続部分Ｃを面取して形成される山払い面２１と、その面取りによって形成される平坦面であって、山払い面２１の転造方向両端にから下降傾斜して形成される一対の面取り面２２と、それら一対の面取り面２２のそれぞれに接続されると共に、一対の面取り面２２のフランク角（面取り面２２が形成されることによる第１加工歯２０のフランク角）よりも小さいフランク角を有する一対のフランク面２３と、それら一対のフランク面２３にそれぞれ連設される谷底２４と、を備える。

山払い面２１は、転造方向に沿って平行な平坦面として形成され、その山払い面２１の谷底２４からの高さは、食付き部２の始端側の第１加工歯２０から終端側の第１加工歯２０にかけて徐々に高くなる態様で形成される。

また、食付き部２の始端側の第１加工歯２０の山払い面２１（図２（ｄ）参照）は、その面取り前の幅寸法Ｌが２．４ｍｍであるのに対し、面取り後の山払い面２１の幅寸法Ｌａが１．８ｍｍ（Ｌａ／Ｌ＝０．７５）に設定される。即ち、食付き部２の始端側の第１加工歯２０の山払い面２１は、転造方向における幅寸法を７５％残して面取りされる。

これにより、第１加工歯２０に面取り面２２が形成されて（接続部分Ｃが面取りされて）、食付き部２の始端側に位置する第１加工歯２０の山払い面２１の幅寸法を短くすることができる。よって、食付き部２での転造の初期段階で第１加工歯２０を被加工物に食い込みやすくし、被加工物の塑性変形に伴う材料の流れを円滑にすることにより、かかる初期段階での被加工物に対する転造の精度を高めることができる。なお、「幅寸法」とは、食付き部２の側面視における転造方向に沿った幅寸法であり、以下の説明においても同様とする。

この場合、本実施の形態では、面取り前の山払い面の幅寸法に対する面取り後の山払い面２１の幅寸法の割合（面取りによって残される山払い面２１の幅寸法の割合（以下、単に「面取り後の山払い面２１の割合」と記載する）は、食付き部２の全ての第１加工歯２０において一定に設定される。

よって、山払い面２１の転造方向における幅寸法は、食付き部２の始端側から終端側の第１加工歯２０にかけて徐々に短く（Ｌａから徐々に短く）形成される。これにより、食付き部２での転造時に、被加工物を徐々に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造することができる。

ここで、食付き部２の始端側に位置する第１加工歯２０（面取り面２２）のフランク角θ１は１０２°、食付き部２の中央部分に位置する第１加工歯２０（面取り面２２）のフランク角θ２は９４°、食付き部２の終端側に位置する第１加工歯２０（面取り面２２）のフランク角θ３は８６°にそれぞれ設定され、θ１からθ３にかけてそのフランク角が徐々に増加する。

即ち、第１加工歯２０（面取り面２２）のフランク角（食付き部２の側面視において、面取り面２２および山払い面２１の接続点である第１位置Ｐ１と、面取り面２２およびフランク面２３の接続点である第２位置Ｐ２とを結ぶ直線どうしのなす角度）が、始端側に位置する第１加工歯２０から終端側に位置する第１加工歯２０にかけて、第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角θに徐々に近づく態様で形成される。

これにより、仕上げ部３に近づくにつれて、第１加工歯２０が徐々に第２加工歯３０の形状に近づくので、食付き部２での転造時に、被加工物を徐々に塑性変形させることができる。よって、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。また、面取り面２２が平坦面として形成されるので、面取り面２２を容易に形成でき、転造平ダイス１の製品コストを低減できる。

なお、「第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ直線」とは、第１加工歯２０の歯幅方向一側（図２の左右方向左側）に位置する第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ直線、及び、第１加工歯２０の歯幅方向他側（図２の左右方向右側）に位置する第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ直線と定義する。

また、面取り面２２とフランク面２３との接続点である第２位置Ｐ２は、谷底２４からの高さＬｂ（本実施の形態では、０．５ｍｍ）が、食付き部２の始端側に位置する第１加工歯２０から終端側に位置する第１加工歯２０にかけて一定の高さに設定される。これにより、食付き部２の始端側から終端側の第１加工歯２０にかけて、面取り面２２（第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ直線）を第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角に徐々に近づけることができる。よって、食付き部２での転造時に、被加工物を徐々に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

次いで、図３を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、第２位置Ｐ２の谷底２４からの高さＬｂが、食付き部２の始端側から終端側にかけて一定の高さに設定される場合を説明したが、第２実施の形態では、第２位置Ｐ２の谷底２４からの高さＬｂ１が変化する場合について説明する。なお、上述した第１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を省略する。

図３（ａ）は、第２実施の形態における仕上げ部３の部分拡大図であり、図３（ｂ）は、食付き部２０２の終端側の部分拡大図であり、図３（ｃ）は、食付き部２０２の中央部分の部分拡大図であり、図３（ｄ）は、食付き部２０２の始端側の部分拡大図である。

図３に示すように、第１加工歯２２０（面取り面２２２）のフランク角は、始端側に位置する第１加工歯２２０から終端側に位置する第１加工歯２２０にかけて、第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角θに徐々に近づく態様で形成される。

食付き部２０２の始端側に位置する第１加工歯２２０の第２位置Ｐ２の高さＬｂ１は、０．５ｍｍ、中央部分に位置する第１加工歯２２０の第２位置Ｐ２の高さＬｂ２は、０．７ｍｍ、終端側に位置する第１加工歯２２０の第２位置Ｐ２の高さＬｂ３は、０．９ｍｍ、にそれぞれ設定される。

即ち、第２位置Ｐ２の谷底からの高さは、食付き部２０２の始端側に位置する第１加工歯２２０から終端側に位置する第１加工歯２２０にかけて徐々に高く形成される（フランク面２３の長さが徐々に長くなる）。また、面取り後の山払い面２１の割合（本実施の形態では、７５％）は、食付き部２の全ての第１加工歯２０において一定に設定される。

これにより、第２位置Ｐ２の高さと、面取り後の山払い面２１の割合とが共に一定に設定される第１実施の形態に比べ、第１加工歯２２０（面取り面２２２）のフランク角（即ち、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ直線どうしがなす角度）を、食付き部２０２の始端側に位置する第１加工歯２２０から終端側に位置する第１加工歯２２０にかけて、より緩やかにフランク面３２のフランク角θに近づけることができる。よって、食付き部２０２での転造に、被加工物をより緩やかに塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。更に、面取り面２２２を形成するための研削量を減少させることができるので、転造平ダイスを容易に形成することができる。

次いで、図４を参照して、第３実施の形態について説明する。第１実施の形態では、山払い面２１の幅寸法の割合が、全ての第１加工歯２０において７５％で一定に設定される場合を説明したが、第３実施の形態では、かかる割合が変化する場合について説明する。なお、上述した第１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を省略する。

図４（ａ）は、第３実施の形態における仕上げ部３の部分拡大図であり、図４（ｂ）は、食付き部３０２の終端側の部分拡大図であり、図４（ｃ）は、食付き部３０２の中央部分の部分拡大図であり、図４（ｄ）は、食付き部３０２の始端側の部分拡大図である。

図４に示すように、第１加工歯３２０（面取り面３２２）のフランク角は、始端側に位置する第１加工歯３２０から終端側に位置する第１加工歯３２０にかけて、第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角θに徐々に近づく態様で形成される。

食付き部３０２の始端側に位置する第１加工歯３２０は、面取り前の山払い面３２１の幅寸法Ｌ１が２．４ｍｍ、面取り後の山払い面３２１の幅寸法Ｌａ１が２ｍｍに設定される。また、食付き部３０２の中央部分に位置する第１加工歯３２０は、幅寸法Ｌ２が１．９ｍｍ、幅寸法Ｌａ２が１．３３ｍｍに設定され、終端側に位置する第１加工歯３２０は、幅寸法Ｌ３が１．４ｍｍ、幅寸法Ｌａ３が１．０５ｍｍに設定される。

即ち、食付き部３０２の始端側に位置する第１加工歯３２０は、面取り後の山払い面３２１の割合が８０％、中央部分に位置する第１加工歯３２０は、面取り後の山払い面３２１の割合が７５％、終端側に位置する第１加工歯３２０は、面取り後の山払い面３２１の割合が７０％、にそれぞれ設定され、その割合が食付き部３０２の始端側から終端側の第１加工歯３２０にかけて徐々に減少するように設定される。

これにより、食付き部３０２の始端側に位置する第１加工歯３２０と被加工物との接触面積を確保して駆動抵抗を高めると共に、食付き部３０２の終端側に位置する第１加工歯３２０の山払い面３２１の幅寸法を短くして、第２加工歯３０の山頂３１に近い形状とすることができる。よって、食付き部３０２での転造の初期段階において、第１加工歯３２０と被加工物との滑りをより確実に抑制すると共に、食付き部３０２の終端側から仕上げ部３にかけて被加工物を円滑に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

また、本実施の形態では、第２位置Ｐ２の谷底２４からの高さＬｂが一定に設定されると共に、面取り後の山払い面３２１の割合が食付き部３０２の始端側から終端側にかけて徐々に減少するように設定される。

これにより、第２位置Ｐ２の高さと、面取り後の山払い面２１の割合とが共に一定に設定される第１実施の形態に比べ、第１加工歯３２０（面取り面３２２）のフランク角（即ち、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ直線どうしがなす角度）を、食付き部３０２の始端側に位置する第１加工歯３２０から終端側に位置する第１加工歯３２０にかけてより緩やかにフランク面３２のフランク角θに近づけることができる。よって、食付き部３０２での転造に、被加工物をより緩やかに塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

次いで、図５を参照して、第４実施の形態について説明する。第２実施の形態では、第２位置Ｐ２の高さが変化する場合について説明し、第３実施の形態では、面取り後の山払い面３２１の割合が変化する場合について説明したが、第４実施の形態では、第２位置Ｐ２の高さ位置と、面取り後の山払い面３２１の割合との双方が変化する場合について説明する。なお、上述した第２，３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を省略する。

図５（ａ）は、第４実施の形態における仕上げ部３の部分拡大図であり、図５（ｂ）は、食付き部４０２の終端側の部分拡大図であり、図５（ｃ）は、食付き部４０２の中央部分の部分拡大図であり、図５（ｄ）は、食付き部４０２の始端側の部分拡大図である。

図５に示すように、第１加工歯４２０（面取り面４２２）のフランク角は、始端側に位置する第１加工歯４２０から終端側に位置する第１加工歯４２０にかけて、第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角θに徐々に近づく態様で形成される。

第１加工歯４２０は、第２実施の形態と同様に、第２位置Ｐ２の高さ位置が、食付き部４０２の始端側から終端側の第１加工歯４２０にかけて徐々に高く形成されると共に、第３実施の形態と同様に、面取り後の山払い面３２１の割合が食付き部４０２の始端側から終端側の第１加工歯４２０にかけて徐々に減少するように設定される。

これにより、第２位置Ｐ２の高さＬｂ１、又は、面取り後の山払い面３２１の割合のいずれかが変化する第２実施の形態または第３実施の形態に比べ、第１加工歯４２０（面取り面４２２）のフランク角（即ち、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ直線どうしがなす角度）を、食付き部４０２の始端側に位置する第１加工歯４２０から終端側に位置する第１加工歯４２０にかけてより緩やかにフランク面３２のフランク角θに近づけることができる。よって、食付き部３０２での転造に、被加工物をより緩やかに塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

次いで、図６を参照して、第５実施の形態について説明する。第１実施の形態では、面取り面２２が平坦面として形成される場合を説明したが、第５実施の形態では、面取り面５２２が曲面として形成される。なお、上述した第１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を省略する。

図６（ａ）は、第５実施の形態における仕上げ部３の部分拡大図であり、図６（ｂ）は、食付き部５０２の終端側の部分拡大図であり、図６（ｃ）は、食付き部５０２の中央部分の部分拡大図であり、図６（ｄ）は、食付き部５０２の始端側の部分拡大図である。

図６に示すように、第１加工歯５２０は、面取り面５２２が曲面として形成される以外は、第１実施の形態の第１加工歯２０と全て同一の構成とされる。面取り面５２２は、食付き部５０２の側面視において、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ円弧状に形成されると共に、一対の面取り面５２２の対向方向外側に向けて凸形状に形成される。

これにより、面取り面２２が直線状に形成される第１実施の形態に比べ、食付き部５０２での転造時に、山払い面２１から面取り面５２２にかけて被加工物の材料が流れやすくなるので、被加工物を円滑に塑性変形させることができる。よって、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

また、本実施の形態では、食付き部５０２の側面視において、面取り面５２２の曲率半径が食付き部５０２の始端側から終端側の第１加工歯５２０にかけて徐々に大きく形成される。これにより、仕上げ部３に近づくにつれて面取り面５２２を徐々に平坦面に近い形状（即ち、第２加工歯３０のフランク面３２に近い形状）に近づけることができる。よって、食付き部５０２での転造時に、仕上げ部３に近づくにつれて被加工物を徐々に第２加工歯３０に近い形状に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

以上、上記実施の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、加工歯のフランク面のフランク角、山払い面の幅および第２位置の高さのそれぞれの寸法は例示であり、適宜設定できる。

上記各実施の形態では、食付き部２，２０２，３０２，４０２，５０２における全ての第１加工歯２０，２２０，３２０，４２０，５２０に面取り面２２，２２２，３２２，４２２，５２２が形成されることで第１加工歯２０，２２０，３２０，４２０，５２０のフランク角が変化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い。食付き部の転造方向始端側から少なくとも所定数の第１加工歯であって、少なくとも食付き部の転造方向始端に位置する第１加工歯から食付き部の転造方向中央に位置する第１加工歯（食付き長さの略１／２までの領域）に面取り面を形成し、第１加工歯（面取り面）のフランク角を徐々に第２加工歯のフランク角に近づけることが好ましい。

即ち、食付き部の転造方向略中央部分での加工時には、第２加工歯に近い形状に被加工物の塑性変形が進んでいるので、少なくとも食付き長さの略１／２の位置で第１加工歯（面取り面）のフランク角が第２加工歯のフランク角と同等に形成されていれば、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

また、食付き部の転造方向始端に位置する第１加工歯から食付き部の転造方向中央よりも終端側に位置する第１加工歯（食付き長さの略１／２以上の領域）に面取り面を形成し、第１加工歯（面取り面）のフランク角を徐々に第２加工歯のフランク角に近づけることがより好ましい。これにより、第１加工歯の形状の変化を緩やかにして、被加工物を徐々に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインをより精度良く転造できる。

また、食付き部の転造方向始端に位置する第１加工歯から食付き部の転造方向終端に位置する第１加工歯（食付き長さの全面の領域）に面取り面を形成し、第１加工歯（面取り面）のフランク角を徐々に第２加工歯のフランク角に近づけることが最も好ましい。これにより、第１加工歯の形状の変化をより緩やかにして（食付き部の始端から終端にかけて連続的に第１加工歯の形状を変化させて）、被加工物を徐々に塑性変形させることができるので、被加工物にスプラインをより精度良く転造できる。

上記各実施の形態では、仕上げ部３の第２加工歯３０の山頂３１が曲面として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、平坦面として形成される（即ち、仕上げ部３の側面視において、第２加工歯３０が台形状に形成される）構成でも良い。

上記各実施の形態では、仕上げ部３の第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角が７２°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い。例えば、上記各実施の形態の技術思想は、仕上げ部３のフランク面３２のフランク角が３０°以上且つ７５°以下（例えば、３０°又は６０°）で形成される転造平ダイスに適用することが好ましい。

即ち、第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角が７５°以下で形成される場合、面取り面を非形成とする構成では、食付き部の始端側の加工歯のフランク面のフランク角も７５°未満となり、食付き部での転造の初期段階における精度が低下する。

よって、第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角が３０°以上且つ７５°以下（例えば、３０°又は６０°）で形成される場合に、食付き部の加工歯に面取り面を形成することが好ましい。

また、この場合には、食付き部の始端側に位置する第１加工歯（面取り面）のフランク角が９０°以上且つ１１０°以下に設定されることが好ましい。これにより、食付き部での転造時に、被加工物が過剰に塑性変形することを抑制できる（食付き部の始端側と後端側とで第１加工歯（面取り面）のフランク角の差が大きいと、被加工物を過剰に塑性変形させなければならない。若しくは、食付き部の全長を長くしなければならない）。

上記各実施の形態では、第２位置Ｐ２（面取り面の下端位置）の谷底からの高さが０．５ｍｍ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、第２位置Ｐ２は、第１加工歯の山高さ（谷底から山払い面までの高さ）の１／２以下の高さに設定することが好ましい。即ち、面取り面は、第１加工歯のフランク角を変化させるためのフランク面として形成されるものであり、第２位置Ｐ２を第１加工歯の山高さ（谷底から山払い面までの高さ）の１／２以下の高さに設定することにより、面取り面を第１加工歯のフランク面として機能させることができる。

上記第１，２実施の形態では、山払い面２１，２２１の面取り後の割合が７５％に設定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、山払い面２１，２２１の面取り後の割合は、７０％以上且つ８０％以下に設定することが好ましい。

即ち、山払い面２１の面取り後の割合を７０％未満に設定すると、食付き部２での転造の初期段階における山払い面２１と被加工物との駆動抵抗が低下し、転造の精度が低下する。また、山払い面２１の面取り後の割合を８０％よりも大きく設定すると、転造の初期段階において第１加工歯２０が被加工物に食い込み難くなるため、転造の精度が低下する。

よって、山払い面２１の面取り後の割合を７０％以上且つ８０％以下に設定することにより、食付き部２での転造の初期段階における山払い面２１と被加工物との駆動抵抗を確保することと、第１加工歯２０を被加工物に食い込みやすくすることとを両立させることができるので、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

上記第２，３実施の形態では、第２位置Ｐ２の高さが、食付き部２０２の始端側から終端側の第１加工歯２２０にかけて徐々に高く形成される場合や、面取り後の山払い面３２１の割合が食付き部３０２の始端側から終端側の第１加工歯３２０にかけて徐々に減少するように設定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。

例えば、第２位置Ｐ２の高さ位置が、食付き部の始端側から終端側の第１加工歯にかけて徐々に低く形成される構成や、面取り後の山払い面の割合が食付き部の始端側から終端側の第１加工歯にかけて徐々に増加するように構成しても良く、これらの構成を組み合わせてもよい。

これにより、第１加工歯（面取り面）のフランク角（第１位置と第２位置とを結ぶ直線どうしのなす角度）をより早い段階で第２加工歯３０のフランク面３２のフランク角に近づけることができる。

即ち、第１加工歯に面取り面を形成することで食付き部の初期段階での転造精度を高めることができれば、被加工物をより早い段階で仕上げ部３の第２加工歯３０の形状に転造することが好ましい。よって、第１加工歯（面取り面）のフランク角をより早い段階で仕上げ部３のフランク面３２のフランク角に近づけることで、被加工物にスプラインを精度良く転造できる。

上記第５実施の形態では、第１実施の形態の面取り面２２を曲面として形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第２，３，４実施の形態の面取り面２２２，３２２，４２２をそれぞれ曲面として構成しても良い。この場合には、食付き部２０２，３０２，４０２の側面視において、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２とを結ぶ円弧状の曲面として面取り面２２２，３２２，４２２を形成すれば良い。

上記第５実施の形態では、面取り面５２２の曲率半径の具体的数値についての説明を省略したが、例えば、面取り面を曲面として形成する場合の曲率半径は、加工歯どうしのピッチの１０倍に設定すれば良い。

１ 転造平ダイス
２ 食付き部
３ 仕上げ部
２０，２２０，３２０，４２０，５２０ 第１加工歯
２１，３２１ 山払い面
２２，２２２，３２２，４２２，５２２ 面取り面
２３，２２３ 第１加工歯のフランク面
３０ 第２加工歯
３２ 第２加工歯のフランク面
Ｃ 接続部分
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置

Claims (10)

1. 食付き部の加工歯として形成されると共に、山払い面を有する複数の第１加工歯と、その第１加工歯の転造方向終端側に連設されると共に、仕上げ部の加工歯として形成される複数の第２加工歯と、を備える転造平ダイスにおいて、
   前記複数の第１加工歯のうちの少なくとも転造方向始端側から所定数の前記第１加工歯は、そのフランク面および前記山払い面の接続部分が面取りされて形成される面取り面を備え、
   前記食付き部の側面視において、前記面取り面および前記山払い面の接続点である第１位置と、前記面取り面および前記フランク面の接続点である第２位置とを結ぶ直線どうしのなす角度が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて、前記第２加工歯のフランク面どうしのなす角度に近づく態様で形成され、
   前記山払い面は、転造方向における幅寸法を所定割合残して面取りされ、その割合が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて一定に設定されることを特徴とする転造平ダイス。
2. 食付き部の加工歯として形成されると共に、山払い面を有する複数の第１加工歯と、その第１加工歯の転造方向終端側に連設されると共に、仕上げ部の加工歯として形成される複数の第２加工歯と、を備える転造平ダイスにおいて、
   前記複数の第１加工歯のうちの少なくとも転造方向始端側から所定数の前記第１加工歯は、そのフランク面および前記山払い面の接続部分が面取りされて形成される面取り面を備え、
   前記食付き部の側面視において、前記面取り面および前記山払い面の接続点である第１位置と、前記面取り面および前記フランク面の接続点である第２位置とを結ぶ直線どうしのなす角度が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて、前記第２加工歯のフランク面どうしのなす角度に近づく態様で形成され、
   前記山払い面は、転造方向における幅寸法を所定割合残して面取りされ、その割合が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて徐々に減少するように構成されることを特徴とする転造平ダイス。
3. 前記第２位置の高さが、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて一定の高さに設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の転造平ダイス。
4. 前記第２位置の高さが、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて徐々に高く設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の転造平ダイス。
5. 前記山払い面は、転造方向における幅寸法を７０％以上且つ８０％以下残して面取りされることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の転造平ダイス。
6. 前記第１加工歯の全体が前記面取り面を備え、
   転造方向始端側に位置する前記第１加工歯の前記山払い面は、前記幅寸法を８０％残して面取りされ、
   転造方向終端側に位置する前記第１加工歯の前記山払い面は、前記幅寸法を７０％残して面取りされることを特徴とする請求項２記載の転造平ダイス。
7. 前記面取り面が曲面として形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の転造平ダイス。
8. 前記面取り面の曲率半径が、転造方向始端側に位置する前記第１加工歯から終端側に位置する前記第１加工歯にかけて徐々に大きく形成されることを特徴とする請求項７記載の転造平ダイス。
9. 前記面取り面が平坦面として形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の転造平ダイス。
10. 転造方向始端側に位置する前記第１加工歯の面取り面どうしのなす角度が９０°以上且つ１１０°以下に設定されることを特徴とする請求項９記載の転造平ダイス。
    

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