JPH07112230A - 転造加工装置および転造加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外周振れ量および酔歩量を極めて小さい値と
することによって噛合精度を高くすることができる転造
加工装置および転造加工方法を提供する。 【構成】 転造ダイス１２、１２の側部で軸状素材１０
の進み角と転造ダイス１２、１２の進み角とが互いに相
等しくなる線上に当接面１４ａ、１４ａ、１４ａ、１５
ａを形成していて転造終了の直前に当接面１４ａ、１４
ａ、１４ａ、１５ａを軸状素材１０の支持部１０ｃ、１
０ｄに押し当てる素材押圧部材１４、１５をそなえてい
る転造加工装置１および転造加工方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、軸状素材を転造ダイ
スのあいだで回転させながらウオームや雄ねじを成形す
るのに利用される転造加工装置および転造加工方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸状素材を転造ダイスのあいだで
回転させながらウオームや雄ねじを成形する転造加工装
置としては特公平３−３８０１１号公報において記載さ
れているものが知られており、転造ダイスの両側部にプ
レーンダイスを設けたものとしては図４、図５、図６に
示すものが知られている。

【０００３】図４に示す転造加工装置は転造ダイス４０
の一方の側部に軸状素材となるワーク５０に対する第１
の接触径Ｄ１を有する一方のプレーンダイス４１が設け
られており、転造ダイス４０の他方の側部にワーク５０
の外径Ｄ２を有する他方のプレーンダイス４２が設けら
れている。

【０００４】ワーク５０は、転造終了の間際にウオーム
成形部５０ａの先端側で一方のプレーンダイス４１に接
触し、ウオーム成形部５０ａの基端側で他方のプレーン
ダイス４２に接触した状態で転造が仕上がるため、転造
ダイス４０の側部に夫々設けられた両プレーンダイス４
１、４２によって長さ方向の曲りを抑えられたウオーム
部５０ａを有するウオームシャフト５０ｃが成形され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の転造加
工装置では、長さ方向の曲りを抑えるためワーク５０の
ウオーム成形部５０ａの先端側に第１の接触内径Ｄ１を
有する一方のプレーンダイス４１を接触させ、ウオーム
成形部５０ａの基端側にワーク５０の外径Ｄ２を有する
他方のプレーンダイス４２を接触させる構造であり、図
５により明らかなように、ワーク５０および転造ダイス
４０は、歯先５０ｂと歯底５０ｃとが成形されるワーク
５０の進み角および歯先４０ａと歯底４０ｂとを有する
転造ダイス４０の進み角とが互いに等しい線Ｄ０上を衝
として回転するのに、前記進み角が等しい線Ｄ０によっ
て形成される径寸法Ｄ０１に対する一方のプレーンダイ
ス４１の第１の接触径Ｄ１あるいは他方のプレーンダイ
ス４２の第２の接触径Ｄ２の偏差が大きな値になってい
る。ここで、転造中にダイス４０とワーク５０との接触
面Ｚには大きな摩擦力が作用しており、その摩擦力のバ
ランスしている部位Ｍは一般に転造ダイス４０の進み角
とワーク５０の進み角とが等しくなった線Ｄ０よりもワ
ーク５０側に寄ったものとなっている。図６により明ら
かなように、転造ダイス４０とワーク５０との相対回転
運動の衝がａであったとすると、転造ダイス４０に対す
るワーク５０の動きはＸａの方向になるため、図中にお
いて下方に向けて回転する転造ダイス４０の進み角によ
ってワーク５０はＹａの方向への流れを生じ、相対回転
運動の衝がｂであったとすると、転造ダイス４０に対す
るワーク５０の動きはＸｂの方向となるため、図中にお
いて下方に向けて回転する転造ダイス４０の進み角によ
ってワーク５０はＹｂの方向への流れを生じ、転造終了
間際の完成しつつあるウオーム歯形に対し、前記偏差は
摩擦力のバランスを崩す主因となり、前記流れによっ
て、噛合精度を阻害するリードのよろめきを増長するこ
とにもなりかねず、リードのよろめきが増長された状態
で成形されたウオームシャフト６０は円滑な噛合を得ら
れ難いという問題点があり、前記の問題点を解決するこ
とが課題となっていた。

【０００６】

【発明の目的】この発明に係わる転造加工装置および転
造加工方法は、外周振れ量も、酔歩量も非常に小さい値
とすることによって噛合精度を高くできる転造加工装置
および転造加工方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【発明の構成】

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる転造加工装置は、一対の転造ダイスにより、金属製
で円柱形状のシャフト部と、シャフト部に繋がって形成
された円柱形状の転造下地部とを有する軸状素材にウオ
ーム部を成形する転造加工装置であって、前記軸状素材
は、少なくともシャフト部と転造下地部とのあいだにシ
ャフト部とは異なる外径寸法で円柱形状の支持部とを有
し、一対の転造ダイスの側部には前記支持部に対向して
配置された当接面を有する素材押圧部材を設け、素材押
圧部材は転造終了の直前において軸状素材に成形された
ウオーム部の進み角と転造ダイスの進み角とが互いに等
しくなる位置を繋ぐ仮想線上に当接面が配設されている
構成としたことを特徴としており、この発明の請求項２
に係わる転造加工装置は、素材押圧部材は、軸状素材の
シャフト部と転造下地部とのあいだに単一に形成された
支持部に押し当てる当接面を形成していることとしてお
り、この発明の請求項３に係わる転造加工装置は、素材
押圧部材は、軸状素材の転造下地部の両側に形成された
支持部に押し当てる当接面を形成していることとしてお
り、この発明の請求項４に係わる転造加工装置は、一対
の転造ダイスにより、金属製で円柱形状のシャフト部
と、シャフト部に繋がって形成された円柱形状の転造下
地部とを有する軸状素材にウオーム部を成形する転造加
工方法であって、少なくともシャフト部と転造下地部と
のあいだにシャフト部とは異なる外径寸法で円柱形状の
支持部とを有する軸状素材を用い、一対の転造ダイスの
側部に前記支持部に対向した当接面を有する素材押圧部
材を配置し、転造終了の直前において軸状素材に成形さ
れたウオーム部の進み角と転造ダイスの進み角とが互い
に等しくなる位置を繋ぐ仮想線上で素材押圧部材の当接
面を支持部に押圧することとしており、この発明の請求
項５に係わる転造加工装置は、シャフト部と下地部との
あいだに単一の支持部が形成された軸状素材を用いるこ
ととしており、この発明の請求項６に係わる転造加工装
置は、下地部の両側に支持部が形成された軸状素材を用
いることとしている。

【０００９】

【発明の作用】この発明に係わる転造加工装置および転
造加工方法において、軸状素材は転造終了の直前に素材
押圧部材の当接面が押し当てられる。この当接面は転造
ダイスの側部で軸状素材の進み角と転造ダイスの進み角
とが互いに等しくなる位置を繋ぐ仮想線上に配設されて
いるため、転造ダイスと軸状素材とが接触する際に生じ
る摩擦力の集中部位は転造ダイスの進み角とワークの進
み角とが互いに等しくなる位置を繋ぐ仮想線上に配置さ
れるので軸状素材は流れのない状態で転造の仕上げが行
われるものとなる。

【００１０】

【実施例】図１ないし図３には、この発明に係わる転造
加工装置および転造加工方法の実施例が示されている。
図１は要部水平断面図、図２は軸状素材の側面図、図３
は転造ダイスと軸状素材まわりの水平断面図である。

【００１１】図示する転造加工装置１は、丸孔状に形成
された案内筒嵌合孔２ａを有する軸保持部材２の両端部
分に軸受３、４の外輪３ａ、４ａが夫々取付けられてお
り、軸受３、４の内輪３ｂ、４ｂは案内筒５に取付けら
れている。案内筒５は軸受３、４によって軸保持部材２
の内側で回転可能に保持されている。

【００１２】案内筒５の一方側にはフライホイール６が
配置されており、このフライホイール６には案内筒５の
内周に挿入したワーク１０の外周面１０ａを常時押圧す
るスプリングプランジャ１１が内蔵されている。

【００１３】スプリングプランジャ１１はフライホイー
ル６および案内筒５に形成したねじ孔６ａ、５ａにボー
ル１１ａと戻しばね１１ｂを順次挿入してから押圧力調
整用のねじ１１ｃをねじ孔６ａ、５ａにねじ込んでいく
ことによって案内筒５の内周側に挿入されたワーク１０
の外周部分をボール１１ａにより押圧してワーク１０を
案内筒５に係止させる機能を有する。

【００１４】そして、前記案内筒５の他方側から予め定
められた距離を置いて転造ダイス１２、１２が配置され
ており、案内筒５内に係止させた軸状素材となるワーク
１０を他方側から突出させ、この突出部分に転造ダイス
１２、１２が配置される。

【００１５】前記転造ダイス１２、１２は一対の丸ダイ
スであって、転造ダイス１２、１２の一方の側部となる
図２中の左方側には第１の素材押圧部材１４、１４が配
設され、転造ダイス１２、１２の他方の側部となる図２
中の右方側には第２の素材押圧部材１５、１５が配設さ
れている。転造ダイス１２、１２、１４、１４、１５、
１５は平ダイスでも良い。

【００１６】ワーク１０は図２により明らかなように、
ウオーム部２０ａを成形するための下地部１０ｂがシャ
フト部１０ａの一方側に設けられている。この場合、下
地部１０ｂの外径寸法Ｄ３はシャフト部１０ａの外径寸
法Ｄ４よりも小さくなっている。下地部１０ｂの外径寸
法Ｄ３はシャフト部１０ａの外径寸法Ｄ４と同一でもよ
い。

【００１７】下地部１０ｂとシャフト部１０ａとのあい
だには支持部の一方となる第１の支持部１０ｃが設けら
れており、この第１の支持部１０ｃの外径寸法Ｄ５はシ
ャフト部１０ａの外径寸法Ｄ４と異なったものとして成
形されている。なお、ここでは説明の都合上外径寸法を
変えて示しているが、実用上は下地部１０ｂの外径寸法
Ｄ３と同じでもよい。

【００１８】また、下地部１０ｂを介して前記第１の支
持部１０ｃと反対側には支持部の他方となる第２の支持
部１０ｄが設けられており、この第２の支持部１０ｄの
外径寸法Ｄ６はシャフト部１０ａの外径寸法Ｄ４と異な
ったものに成形されている。なお、ここでも説明の都合
上外径寸法を変えて示しているが、実用上は下地部１０
ｂの外径寸法Ｄ３も同じでよい。第２の支持部１０ｄは
必要に応じて設けられる。

【００１９】一方、転造ダイス１２、１２の一方の側部
に配設されている第１の素材押圧部材１４、１４のワー
ク１０側には、平坦状をなすものとして形成された第１
の当接面１４ａ、１４ａが夫々設けられており、第１の
当接面１４ａ、１４ａによって形成される内径寸法Ｄ７
はワーク１０の進み角と転造ダイス１２、１２の進み角
とが等しくなる線Ｄ０（図５参照。）によって形成され
る内径寸法Ｄ０１（図５参照。）に相等しい。第１の素
材押圧部材１４、１４の第１の当接面１４ａ、１４ａは
転造終了の直前に第１の支持部１０ｃに押し当てられ
る。

【００２０】また、転造ダイス１２、１２の他方の側部
に配設されている第２の素材押圧部材１５、１５のワー
ク１０側には、第１の素材押圧部材１４、１４と同様に
して平坦状をなす第２の当接面１５ａ、１５ａ夫々設け
られており、第２の当接面１５ａ、１５ａによって形成
される外径寸法Ｄ８はワーク１０の進み角と転造ダイス
１２、１２の進み角とが等しくなる線Ｄ０（図５参
照。）によって形成される径寸法Ｄ０１（図５参照。）
に相等しい。第２の素材押圧部材１５、１５の第２の当
接面１５ａ、１５ａは転造終了の直前に第２の支持部１
０ｄに押し当てられる。第２の素材押圧部材１５、１５
は第２の支持部１０ｄを設けていないワーク１０に対す
る転造を行う場合設けてなくてもよい。、ここで、第１
の素材押圧部材１４、１４の当接面１４ａ、１４ａおよ
び第２の素材押圧部材１５、１５の当接面１５ａ、１５
ａによって形成される外径寸法Ｄ７およびＤ８がワーク
１０の進み角と転造ダイス１２、１２の進み角とが等し
くなる線Ｄ０によって形成される径寸法Ｄ０１に相等し
いものとなっているため、転造ダイス１２、１２とワー
ク１０とが接触している際においての摩擦力がバランス
している位置Ｍ（図６参照。）はワーク１０側に寄った
ものとなっておらず、第１、第２の当接面１４ａ、１５
ａの摩擦力はワーク１０の進み角と転造ダイス１２、１
２の進み角とが等しくなる線Ｄ０によって形成されるこ
とを助長する。

【００２１】このような構造を有する転造加工装置１を
用いてウオームシャフト２０を作成するに際し、ワーク
１０を図１中の左方側から案内筒５内に挿入し、押圧力
調整用のねじ１１ｃをねじ孔６ａ、５ａにねじ込んでい
くことによってワーク１０を案内筒５に係止させて保持
させたうえで、案内筒５からワーク１０の一方側を突出
させる。その後、ワーク１０から離れていた一対の転造
ダイス１２、１２が回転しながらワーク１０に接近し、
ワーク１０の両側から転造ダイス１２、１２が予め定め
られた時間で回転しながら下地部１０ａに接触し押圧さ
れる。

【００２２】転造ダイス１２、１２が下地部１０ｂに接
触して押圧することにより下地部１０ａにウオーム部２
０ａを成形する。

【００２３】このとき、転造ダイス１２、１２とワーク
１０とが互いに予め定められた回転を終了した際、すな
わち、転造終了の直前に転造ダイス１２、１２の側部に
配置された第１の素材押圧部材１４、１４の当接面１４
ａ、１４ａが第１の支持部１０ｃに押し当てられ、第２
の素材押圧部材１５、１５の当接面１５ａ、１５ａが第
２の支持部１０ｄに押し当てられる。

【００２４】転造ダイス１２、１２の側部に配置された
第１の素材押圧部材１４、１４の当接面１４ａ、１４ａ
が第１の支持部１０ｃに押し当てられ、第２の素材押圧
部材１５、１５の当接面１５ａ、１５ａが第２の支持部
１０ｄに押し当てられからも転造ダイス１２、１２とワ
ーク１０とは互いに回転を続けるため、転造の仕上げに
おいて第１の素材押圧部材１４、１４の当接面１４ａ、
１４ａおよび第２の素材押圧部材１５、１５の当接面１
５ａ、１５ａによって形成される内径寸法Ｄ７およびＤ
８がワーク１０の進み角と転造ダイス１２、１２の進み
角とが等しくなる線Ｄ０によって形成される内径寸法Ｄ
０１に相等しいものとなり、転造ダイス１２、１２とワ
ーク１０とが接触している際においての摩擦力がバラン
スしている位置Ｍ（図６参照。）がワーク１０側に寄ら
ず、ワーク１０の進み角と転造ダイス１２、１２の進み
角とが等しくなる線Ｄ０によって形成される内径線上に
位置する状態でウオーム部２０ａの転造が行われる。

【００２５】また、ワーク１０の下地部１０ｂの長さ寸
法Ｌ１は、転造により成形するウオームシャフト２０の
長さ方向の曲りにより生ずる外周振れ量や酔歩量を平均
化するためウオームシャフト２０に噛み合うウオームホ
イールとの噛み合い寸法に対して必要以上に大きくする
のが一般的であるが、リードのよろめきが極力抑えられ
た状態で転造を行うため、下地部１０ａの長さを大きく
できない構造のものに使用する際においても小さい長さ
で外周振れ量も酔歩量も抑えられるものとなる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
わる転造加工装置および転造加工方法は上述した構成と
したことから、転造終了の直前に転造ダイスの側部で軸
状素材の進み角と転造ダイスの進み角とが相等しくなる
線上に形成された素材押圧部材の当接面を押し当てるた
め、転造ダイスと軸状素材とが接触する際に生じる摩擦
力の集中部位は転造ダイスの進み角とワークの進み角と
の等しい線上に配置されるので、軸状素材は流れのない
状態で転造が行われるものとなり、外周振れ量も、酔歩
量も非常に小さい値となって噛合精度を高くできるとい
う優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる転造加工装置および転造加工
方法においての転造加工装置の要部水平断面図である。

【図２】図１に示した転造加工装置に用いる軸状素材の
側面図である。

【図３】図１に示した転造加工装置においての転造ダイ
スと軸状素材まわりの水平断面図である。

【図４】従来の転造加工装置の転造ダイスと軸状素材の
説明図である。

【図５】従来の転造加工装置においての転造ダイスと軸
状素材との衝を説明する断面図である。

【図６】従来の転造加工装置においての軸状素材に生ず
る流れを説明する転造ダイスの外観図である。

【符号の説明】

１ 転造加工装置 １０ 軸状素材（ワーク） １０ａ シャフト部 １０ｂ 下地部 １０ｃ，１０ｄ 支持部 １２，１２ 転造ダイス １４，１５ 素材押圧部材 １４ａ，１４ａ，１５ａ，１５ａ 当接面 ２０ａ ウオーム部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の転造ダイスにより、金属製で円柱
   形状のシャフト部と、シャフト部に繋がって形成された
   円柱形状の転造下地部とを有する軸状素材にウオーム部
   を成形する転造加工装置であって、 前記軸状素材は、少なくともシャフト部と転造下地部と
   のあいだにシャフト部とは異なる外径寸法で円柱形状の
   支持部とを有し、 一対の転造ダイスの側部には前記支持部に対向して配置
   された当接面を有する素材押圧部材を設け、素材押圧部
   材は転造終了の直前において軸状素材に成形されたウオ
   ーム部の進み角と転造ダイスの進み角とが互いに等しく
   なる位置を繋ぐ仮想線上に当接面が配設されていること
   を特徴とする転造加工装置。
2. 【請求項２】 素材押圧部材は、軸状素材のシャフト部
   と転造下地部とのあいだに単一に形成された支持部に押
   し当てる当接面を形成している請求項１に記載の転造加
   工装置。
3. 【請求項３】 素材押圧部材は、軸状素材の転造下地部
   の両側に形成された支持部に押し当てる当接面を形成し
   ている請求項１に記載の転造加工装置。
4. 【請求項４】 一対の転造ダイスにより、金属製で円柱
   形状のシャフト部と、シャフト部に繋がって形成された
   円柱形状の転造下地部とを有する軸状素材にウオーム部
   を成形する転造加工方法であって、 少なくともシャフト部と転造下地部とのあいだにシャフ
   ト部とは異なる外径寸法で円柱形状の支持部とを有する
   軸状素材を用い、 一対の転造ダイスの側部に前記支持部に対向した当接面
   を有する素材押圧部材を配置し、転造終了の直前におい
   て軸状素材に成形されたウオーム部の進み角と転造ダイ
   スの進み角とが互いに等しくなる位置を繋ぐ仮想線上で
   素材押圧部材の当接面を支持部に押圧することを特徴と
   する転造加工方法。
5. 【請求項５】 シャフト部と下地部とのあいだに単一の
   支持部が形成された軸状素材を用いる請求項４に記載の
   転造加工方法。
6. 【請求項６】 下地部の両側に支持部が形成された軸状
   素材を用いる請求項４に記載の転造加工方法。