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【発明の名称】 転造ダイス
【発明者】 【氏名】伊藤 吉信

【氏名】松井 成仁

【要約】 【課題】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。

【解決手段】ワーク40は、転造方向始端側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、ガイド部11が転造方向に進んでガイド部先端11aが溝41に挿入される。そのため、溝41の幅よりガイド部先端11aの幅を小さく形成して、ガイド部先端11aを溝41内に位置させ易くすると、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に位置を調整する時間を省略することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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)。
【0004】
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。
【0005】
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)。
【0006】
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。
【特許文献1】特開2001−129629号公報(段落[0036]、第5図)
【特許文献2】特開平4―33666号公報(段落[0020]、第6図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【発明の効果】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【図面の簡単な説明】
【0078】
【図1】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。
【図2】(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。
【図3】(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。
【図4】(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。
【図5】(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。
【図6】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。
【図7】(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。
【図8】(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。
【図9】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】
【0079】
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
【出願人】 【識別番号】000103367
【氏名又は名称】オーエスジー株式会社
【出願日】 平成19年6月11日(2007.6.11)
【代理人】 【識別番号】110000534
【氏名又は名称】特許業務法人しんめいセンチュリー


【公開番号】 特開2008−302423(P2008−302423A)
【公開日】 平成20年12月18日(2008.12.18)
【出願番号】 特願2007−154589(P2007−154589)