(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯形成用歯部を有するとともに下パンチの孔部に摺動自在に挿通された下インサートパンチの側周壁部に保持された歯車素材を、外歯形成用歯部を有するダイで囲繞する第１の工程と、
上パンチおよび前記上パンチの孔部に摺動自在に挿通された上インサートパンチを前記歯車素材の上端面に当接させた状態で、前記下パンチで前記歯車素材を押圧することによって該歯車素材を拡径する第２の工程と、
前記下インサートパンチを前記上インサートパンチに指向して変位させることに伴って前記歯車素材を押圧して該歯車素材の肉を塑性流動させ、前記ダイの外歯形成用歯部によって前記歯車素材の側周壁部に外歯を形成するとともに前記下インサートパンチの内歯形成用歯部によって前記歯車素材の貫通孔の内周壁部に内歯を形成して歯車を得る第３の工程と、
を有することを特徴とする歯車成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の歯車成形方法において、前記第３の工程で前記歯車素材に対する前記上インサートパンチによる押圧力を解除することにより前記下インサートパンチと前記上パンチとの間に前記歯車素材の肉を塑性流動させ、前記外歯が形成された側周壁部に比して直径が小さい小径部が設けられた歯車とすることを特徴とする歯車成形方法。
【請求項３】
請求項２記載の歯車成形方法において、前記第３の工程で前記歯車素材の前記内歯と前記小径部の内周壁部との間にテーパ部を設けることを特徴とする歯車成形方法。
【請求項４】
側周壁部に外歯を有する一方、貫通孔の内周壁部に内歯を有する歯車を成形するための歯車成形装置であって、
孔部を有する下パンチと、
前記下パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ前記内歯を形成するための内歯形成用歯部を有する下インサートパンチと、
前記外歯を形成するための外歯形成用歯部を有するダイと、
前記ダイに係合する上パンチと、
前記上パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ前記下インサートパンチの端部が挿入される開口部を有する上インサートパンチと、
を備え、
前記下インサートパンチの側周壁部に保持された歯車素材の上端面に前記上パンチおよび前記上インサートパンチを当接させた状態で、前記歯車素材を前記下パンチで押圧することによって拡径し、
前記下インサートパンチが前記上インサートパンチに指向して変位した際に、前記ダイの外歯形成用歯部によって前記歯車素材の側周壁部に外歯を形成するとともに、前記下パンチの内歯形成用歯部によって前記歯車素材の貫通孔の内周壁部に内歯を形成して歯車とすることを特徴とする歯車成形装置。
【請求項５】
請求項４記載の歯車成形装置において、前記上インサートパンチの開口部に挿入される前記下インサートパンチの端部が、該下インサートパンチの前記内歯形成用歯部が設けられた部位に比して小径であることを特徴とする歯車成形装置。
【請求項６】
請求項５記載の歯車成形装置において、前記上インサートパンチの開口部に挿入される前記下インサートパンチの端部と該下インサートパンチの前記内歯形成用歯部との間にテーパ部が設けられていることを特徴とする歯車成形装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の歯車成形装置において、前記下パンチの側周壁部に、前記ダイの外歯形成用歯部に噛合する外歯が設けられていることを特徴とする歯車成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内歯と外歯を有する歯車を熱間鍛造または冷間鍛造によって成形するための歯車成形方法および歯車成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の変速機等に用いられる平歯車を図１１に示す。この平歯車１は、大径部２と、該大径部２に比して小径な小径部３とを有し、大径部２の側周壁部には外歯４が設けられている。そして、大径部２から小径部３に亘って延在する貫通孔５の内周壁部には、大径部２に対応する部位に内歯６が形成されている。
【０００３】
この平歯車１は、通常、以下のようにして製造されている。すなわち、図１２に示されるリング状成形体（歯車素材）７に対して、まず、焼鈍処理、ショットブラスト処理および潤滑化処理を施す。
【０００４】
次に、リング状成形体７の側周壁部の一部を切削除去することにより、小径部３と大径部２を設ける。すなわち、切削除去が施されなかった部位が大径部２となり、一方、切削除去された部位の残余の肉が小径部３となる。
【０００５】
次に、大径部２の側周壁部および貫通孔５の内周壁部の一部に対し、カッタで切削加工を施すことにより、該側周壁部および内周壁部に予備外歯および予備内歯をそれぞれ形成する。
【０００６】
最後に、予備外歯および予備内歯に対して仕上げ転造加工を施すことにより、所定の寸法精度を有する外歯４および内歯６が設けられた平歯車１が得られるに至る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記から諒解されるように、外歯４および内歯６を有する平歯車１の一般的な製造方法においては、多数の加工工程が営まれる。このため、平歯車１が完成されるに至るまで長時間を要する。換言すれば、従来技術に係る製造方法には、外歯４および内歯６を有する平歯車１を効率的に製造することが困難であるという不具合が顕在化している。
【０００８】
また、各加工工程では互いに異なる加工装置が必要であり、このために高額の設備投資費が必要となる。すなわち、この製造方法には、加工コストが上昇してしまうという不具合がある。
【０００９】
さらに、小径部３を設けるためにリング状成形体７から切削除去された肉や、予備外歯および予備内歯を形成するために切削除去された肉は、通常、再利用されることなく廃棄されている。このため、廃棄コストが必要となる上、材料歩留まりが著しく低下してしまうので材料調達コストも高騰するという事態を招いている。
【００１０】
結局、従来技術に係る外歯および内歯を有する平歯車の製造方法には、材料歩留まりが低く、かつ製造コストを低廉化することが困難であるという不具合がある。
【００１１】
本発明は上記した課題を解決するためになされたもので、材料歩留まりを向上することが可能であり、しかも、製造コストの低廉化を達成することも可能な歯車成形方法および歯車成形装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、内歯形成用歯部を有するとともに下パンチの孔部に摺動自在に挿通された下インサートパンチの側周壁部に保持された歯車素材を、外歯形成用歯部を有するダイで囲繞する第１の工程と、
上パンチおよび前記上パンチの孔部に摺動自在に挿通された上インサートパンチを前記歯車素材の上端面に当接させた状態で、前記下パンチで前記歯車素材を押圧することによって該歯車素材を拡径する第２の工程と、
前記下インサートパンチを前記上インサートパンチに指向して変位させることに伴って前記歯車素材を押圧して該歯車素材の肉を塑性流動させ、前記ダイの外歯形成用歯部によって前記歯車素材の側周壁部に外歯を形成するとともに前記下インサートパンチの内歯形成用歯部によって前記歯車素材の貫通孔の内周壁部に内歯を形成して歯車を得る第３の工程と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明に係る成形方法においては、歯車素材が塑性変形されることによって外歯および内歯を有する歯車が作製される。このため、歯車素材の肉を切削除去する必要がないので、材料歩留まりが著しく向上するとともに切削除去された肉の廃棄コストを低減することができる。
【００１４】
なお、歯部を有しない小径部を歯車素材に設ける場合、前記第３の工程で歯車素材に対する上インサートパンチによる押圧力を解除することによって、下インサートパンチと前記上パンチとの間に前記歯車素材の肉を塑性流動させるようにすればよい。これに伴って、塑性流動した肉が上インサートパンチを押し上げるようになる。結局、上インサートパンチを押し上げて下インサートパンチと前記上パンチとの間に導入された肉が小径部となる。
【００１５】
この場合、前記第３の工程で、前記歯車素材の前記内歯と前記小径部の内周壁部との間にテーパ部を設けることが好ましい。テーパ部が存在することにより、肉が容易に塑性流動することができるようになるからである。換言すれば、歯車素材を容易に塑性変形させることができるようになるからである。
【００１６】
また、本発明は、側周壁部に外歯を有する一方、貫通孔の内周壁部に内歯を有する歯車を成形するための歯車成形装置であって、
孔部を有する下パンチと、
前記下パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ前記内歯を形成するための内歯形成用歯部を有する下インサートパンチと、
前記歯車の外歯を形成するための外歯形成用歯部を有するダイと、
前記ダイに係合する上パンチと、
前記上パンチの孔部に摺動自在に挿通されてかつ前記下インサートパンチの端部が挿入される開口部を有する上インサートパンチと、
を備え、
前記下インサートパンチの側周壁部に保持された歯車素材の上端面に前記上パンチおよび前記上インサートパンチを当接させた状態で、前記歯車素材を前記下パンチで押圧することによって拡径し、
前記下インサートパンチが前記上インサートパンチに指向して変位した際に、前記ダイの外歯形成用歯部によって前記歯車素材の側周壁部に外歯を形成するとともに、前記下パンチの内歯形成用歯部によって前記歯車素材の貫通孔の内周壁部に内歯を形成して歯車とすることを特徴とする。
【００１７】
このような構成の装置では、下パンチの側周壁部に歯車素材を保持した後、下パンチ、下インサートパンチ、上パンチおよび上インサートパンチを所定の順序で変位させることによって連続的に歯車を作製することができる。すなわち、歯車の生産効率が著しく向上する。
【００１８】
しかも、この場合、歯車素材から歯車を得るためには上記の歯車成形装置のみを使用すればよく、他の加工装置は特に必要としない。このため、設備投資費の低廉化を図ることもできる。
【００１９】
歯部を有しない小径部を歯車素材に設ける場合には、上インサートパンチの開口部に挿入される下インサートパンチの端部を、前記内歯形成用歯部が設けられた部位に比して小径にすればよい。
【００２０】
そして、この場合、前記上インサートパンチの開口部に挿入される前記下インサートパンチの端部と該下インサートパンチの前記内歯形成用歯部との間にテーパ部を設けることが好ましい。上記したように、歯車素材の肉がこのテーパ部に沿って容易に塑性流動することができるようになるからである。
【００２１】
さらに、下パンチの側周壁部には、ダイの外歯形成用歯部に噛合する外歯が設けられていることが好ましい。これにより下パンチがダイに案内されながら上下方向に変位することができるようになるので、該下パンチの側周壁部に保持された歯車素材に設けられる外歯の寸法精度が良好となるからである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る歯車成形方法につきそれを遂行する歯車成形装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本実施の形態に係る歯車成形装置の要部概略縦断面図を図１に示す。この歯車成形装置１０は、図１２に示されるリング状成形体７に類似するリング状成形体１２を鍛造成形して平歯車１（図１１参照）に成形するためのものであり、固定部１４と、該固定部１４に対して接近または離間自在な可動部１６とを有する（図１参照）。
【００２４】
ここで、従来技術に係る歯車成形方法では、平歯車１の大径部２と略同等の直径を有するリング状成形体７が選定されるのに対し、本実施の形態では、直径が平歯車１の小径部３に比してやや大径であるリング状成形体１２を使用する。すなわち、本実施の形態においては、リング状成形体１２としては、リング状成形体７に比して小径のものが使用される。
【００２５】
固定部１４は、略中央部に第１貫通孔１８が形成された基盤２０を備える。この基盤２０における第１貫通孔１８の半径方向外方には略矩形状の凹部２２が形成されており、このため、該基盤２０は、第１貫通孔１８が形成された第１凸部２４と、凹部２２を介して該第１凸部２４を囲繞する第２凸部２６とを有する。
【００２６】
第１貫通孔１８には、後述する下インサートパンチ２８を上下方向に変位させるためのロッド部材３０が挿通されており、一方、凹部２２には、ガスダンパ３２が配設されている。さらに、第１凸部２４における第１貫通孔１８と凹部２２との間には第２貫通孔３４が設けられており、該第２貫通孔３４には、下パンチ３６を上下方向に変位させるための押圧ピン３８が挿通されている。後述するように、ロッド部材３０と押圧ピン３８とは個別に変位させることが可能であり、したがって、下インサートパンチ２８と下パンチ３６は個別に変位させることができる。
【００２７】
基盤２０の第１凸部２４には、第１貫通孔１８の開口を囲繞するように第１ホルダ４０が連結されている。この第１ホルダ４０の略中央部には大貫通孔４２が設けられており、かつ該大貫通孔４２の近傍には小貫通孔４４、４４が設けられている。このうち、大貫通孔４２には、ロッド部材３０の先端部と下インサートパンチ２８の下端部とが挿入されている。すなわち、ロッド部材３０の先端部に設けられた大径部４５と下インサートパンチ２８の各側周壁部は、大貫通孔４２の内周壁部に摺接する。なお、下インサートパンチ２８の下端部は、ロッド部材３０の大径部４５の先端面に当接している。
【００２８】
一方、小貫通孔４４には、押圧ピン３８の先端部が挿入されている。そして、押圧ピン３８の先端部には環状スペーサ４６が固着されており、該環状スペーサ４６は第１ホルダ４０の上端面に載置されている。さらに、この環状スペーサ４６上には、図１における下方が厚肉でかつ上方が薄肉に形成された下パンチ３６が載置されている。
【００２９】
図２に示すように、下パンチ３６の薄肉部には外歯４８が形成されている。一方、図３に示すように、該薄肉部を囲繞するダイ５０には外歯形成用歯部５２が設けられており、前記外歯４８は、この外歯形成用歯部５２に噛合している。このため、下パンチ３６は、外歯４８に噛合した外歯形成用歯部５２に案内されながら上下に変位する。後述するように、この外歯形成用歯部５２によってリング状成形体１２に外歯４が形成される。
【００３０】
該下パンチ３６に設けられた貫通孔５４（図１および図２参照）には、下インサートパンチ２８が挿通されている。上記したように、該下インサートパンチ２８の下端部はロッド部材３０の大径部４５の先端面に当接しており、一方、上端部は下パンチ３６から突出している。
【００３１】
図２に示すように、この下インサートパンチ２８は、大径部５５と、該大径部５５に連設されてテーパ状に縮径したテーパ部５６と、該テーパ部５６から延在する小径部５８とを有する。なお、テーパ部５６の直径はリング状成形体１２の貫通孔の直径に比して大きく、したがって、リング状成形体１２がテーパ部５６と小径部５８との境界線よりも下降することはない。
【００３２】
該下インサートパンチ２８においては、大径部５５の終端部からテーパ部５６の起部に至るまで内歯形成用歯部６０が設けられている。後述するように、この内歯形成用歯部６０によってリング状成形体１２の内周壁部に内歯６が形成される。
【００３３】
ここで、下インサートパンチ２８と下パンチ３６とは、個別に変位させることができる。すなわち、図４に示すように、ロッド部材３０の下端部は、プレート６２と、該プレート６２に立設されたスリーブ６４と、該スリーブ６４の上側開口端部を閉塞する閉塞部材６６とを介して図示しない第１駆動機構に連結されている。そして、スリーブ６４の孔部６８には図示しない第２駆動機構を構成するロッド７０が挿入されており、このロッド７０の大径部７１は、閉塞部材６６の貫通孔を介してスリーブ６４の孔部６８まで通された押圧ピン３８の下端面に当接している。勿論、ロッド７０の大径部７１における側周壁部は、スリーブ６４の内周壁部に対して摺動自在である。
【００３４】
したがって、第１駆動機構が付勢されることに伴ってプレート６２、スリーブ６４および閉塞部材６６が上下方向に変位した場合であっても、スリーブ６４の孔部６８に配設されたロッド７０が変位することはないので、押圧ピン３８、ひいては下パンチ３６が変位することもない。一方、第２駆動機構が付勢された際にはロッド７０がスリーブ６４内で変位するが、これに伴って該スリーブ６４が変位することはないので、閉塞部材６６に連結されたロッド部材３０、ひいては下インサートパンチ２８が変位することもない。
【００３５】
なお、閉塞部材６６は、基盤２０を支持する支持盤７２に設けられた孔部に摺動自在に収容されている。すなわち、該閉塞部材６６が孔部内で上下方向に変位する際、その外周壁部が孔部の内周壁部に摺接する。
【００３６】
図１に示すように、凹部２２に配設されたガスダンパ３２を構成するロッド７３の先端部には、セットプレート７４が固定されている。すなわち、該セットプレート７４は、ガスダンパ３２によって可動部１６側に指向して常時弾発付勢されている。
【００３７】
また、第１凸部２４と第２凸部２６上には第２ホルダ７６が連結されている。この第２ホルダ７６には孔部７５が設けられており、ガスダンパ３２は、該孔部７５に収容されている。なお、第２ホルダ７６の外周面は、基盤２０の外周面よりも半径方向外方に突出している。
【００３８】
さらに、第２ホルダ７６上には環状の第３ホルダ７８が連結されている。この第３ホルダ７８の上端面開口に突出形成された第１ストッパ部８０は、前記ダイ５０を外嵌して支持するようにセットプレート７４に連結された支持部材８２がガスダンパ３２によって弾発付勢された際、該支持部材８２の側周壁部から突出形成された第２ストッパ部８４に当接する。
【００３９】
ダイ５０には、上記したように外歯形成用歯部５２が形成されている（図２参照）。この外歯形成用歯部５２の鉛直方向寸法は下パンチ３６の外歯４８よりも大きく、したがって、該外歯形成用歯部５２の一部は露呈して、下インサートパンチ２８の側周壁部に保持されたリング状成形体１２に所定間隔で離間して対向する。
【００４０】
支持部材８２およびダイ５０の上部略中央には、テーパ部８６を有する凹部８８が形成されている（図１参照）。可動部１６が固定部１４に接近した際、この凹部８８には、上パンチ９０および上インサートパンチ９２の先端部が挿入される。すなわち、上パンチ９０はダイ５０に係合する。
【００４１】
以上の構成において、基盤２０、第２ホルダ７６および第３ホルダ７８には、第４ホルダ９４が外嵌されている。
【００４２】
一方、可動部１６は、図１に示すように、ロッド９６と、該ロッド９６の下端部に連結された略円柱状のマンドレル９８を有し、前記上インサートパンチ９２はこのマンドレル９８に外嵌されている。マンドレル９８の鉛直方向寸法は上インサートパンチ９２に比して小さく、したがって、該上インサートパンチ９２の下端部には開口部１００が形成された形態となっている。
【００４３】
ここで、ロッド９６の上端部は、図示しない第３駆動機構に連結されている。すなわち、ロッド９６は、第３駆動機構の作用下に上下方向に変位自在である。このようにしてロッド９６が変位することに追従してマンドレル９８が変位し、最終的に下インサートパンチ２８が変位する。
【００４４】
ロッド９６を囲繞するスペーサ１０２の底面には、前記上パンチ９０が連結されている。この上パンチ９０は、上インサートパンチ９２の外周面に対して摺動自在である。また、該上パンチ９０の先端外周部には、ダイ５０および支持部材８２の凹部８８のテーパ部８６の形状に対応するテーパ部１０４が形成されている。
【００４５】
上パンチ９０と上インサートパンチ９２もまた、個別に上下方向に変位させることが可能である。すなわち、上パンチ９０の外周面には、該上パンチ９０をスペーサ１０２側に指向して支持固定する第５ホルダ１０６が嵌合されており、かつスペーサ１０２および第５ホルダ１０６には第６ホルダ１０８が外嵌されている。そして、スペーサ１０２は、スリーブ１１０を介して図１における上方で第４駆動機構（図示せず）に連結されている。したがって、この第４駆動機構が付勢されることに追従してスリーブ１１０、スペーサ１０２および第６ホルダ１０８が上下方向に変位することに伴い、最終的に上パンチ９０が変位する。この際、上パンチ９０の内周壁部は上インサートパンチ９２の外周面を摺接するので、上パンチ９０が変位することに伴って上インサートパンチ９２が変位することはない。
【００４６】
勿論、第１〜第４駆動機構のうち、任意数の駆動機構同士を同期して駆動することも可能である。
【００４７】
本実施の形態に係る歯車成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用および効果について歯車成形方法との関係で説明する。
【００４８】
まず、可動部１６を固定部１４から離間した状態とし（図１参照）、リング状成形体１２の貫通孔に下インサートパンチ２８を通す。上記したように、下インサートパンチ２８のテーパ部５６の直径がリング状成形体１２の貫通孔の直径に比して大きいので、リング状成形体１２の下端面はテーパ部５６と小径部５８との境界線上で停止する。これにより、リング状成形体１２が下パンチ３６の側周壁部に保持され、かつダイ５０で囲繞される（第１の工程）。
【００４９】
この状態で、前記第３駆動機構および前記第４駆動機構を同期して駆動するように付勢し、可動部１６を鉛直下方向に移動させて固定部１４に接近させる。この際、ダイ５０および支持部材８２の凹部８８におけるテーパ部８６に上パンチ９０のテーパ部１０４が当接するとともに、下インサートパンチ２８の先端部が上インサートパンチ９２の開口部１００に挿入され、マンドレル９８の下端面と所定間隔で離間して対向する。また、上パンチ９０および上インサートパンチ９２の各下端面がリング状成形体１２の上端面に当接する。
【００５０】
可動部１６をさらに下方に変位させると、上パンチ９０および上インサートパンチ９２によってダイ５０および支持部材８２が押圧され、その結果、ガスダンパ３２の弾発力に抗して、図５に示すように、ダイ５０、支持部材８２およびセットプレート７４が下方に変位する。すなわち、第３ホルダ７８の第１ストッパ部８０と支持部材８２の第２ストッパ部８４とが互いに離間する。
【００５１】
また、この際、下インサートパンチ２８は、リング状成形体１２を介して上パンチ９０および上インサートパンチ９２によって押圧される。この時点ではロッド７０の押圧ピン３８に対する押圧力が解除されているので、リング状成形体１２および下インサートパンチ２８は、ダイ５０、支持部材８２およびセットプレート７４とともに下方に指向して変位する。この変位は、最終的に、可動部１６の下方への変位が停止されることにより停止される。
【００５２】
次いで、第２駆動機構を付勢して下パンチ３６を上インサートパンチ９２側に指向して上昇動作させ、リング状成形体１２をその下端面から押圧する。この押圧によって、リング状成形体１２の肉が塑性流動を起こす。
【００５３】
この肉の上方への塑性流動は、図６から諒解されるように、上インサートパンチ９２および上パンチ９０により堰き止められる。したがって、前記肉は、ダイ５０に指向する方向にのみ流動することができる。このような肉の塑性流動が起こる結果、リング状成形体１２が拡径される（第２の工程）。換言すれば、第２の工程では、リング状成形体１２に対して据え込み成形加工が施される。
【００５４】
リング状成形体１２を拡径した後、該リング状成形体１２に小径部３、外歯４および内歯６を設ける。具体的には、前記第３駆動機構の付勢を停止することにより上インサートパンチ９２を変位自在とする。すなわち、上インサートパンチ９２のリング状成形体１２に対する押圧力を解除する。
【００５５】
この状態で、前記第１駆動機構を付勢してロッド部材３０（図１および図４参照）を上昇動作させる。これにより、図７に示すように、押圧ピン３８およびプレート６２を介して下インサートパンチ２８が上昇する。これによりリング状成形体１２の肉が再度塑性流動を起こし、上インサートパンチ９２に当接した箇所においては、該上インサートパンチ９２を押し上げる。すなわち、下インサートパンチ２８と上パンチ９０との間に肉が導入され、結局、リング状成形体１２に小径部が形成される。
【００５６】
さらに、この際、リング状成形体１２の側周壁部の肉がダイ５０に設けられた外歯形成用歯部５２に指向して塑性流動する。その結果、外歯形成用歯部５２の形状に対応する形状の外歯４がリング状成形体１２の側周壁部に成形される。
【００５７】
また、上記したように、下インサートパンチ２８の側周壁部には内歯形成用歯部６０が設けられている。このため、内歯形成用歯部６０の形状に対応する形状の内歯６がリング状成形体１２の貫通孔の内周壁部に成形され、これにより外歯４および内歯６を有する平歯車１が得られるに至る（第３の工程）。
【００５８】
ここで、下インサートパンチ２８においては、大径部５５の上側終端部と小径部５８との間にテーパ部５６が設けられている。この場合、リング状成形体１２の肉がこのテーパ部５６に沿って容易に塑性流動することができる。すなわち、下インサートパンチ２８にテーパ部５６を設けることによって、リング状成形体１２を容易に塑性変形させることができる。したがって、この平歯車１における内壁部には、内歯６と小径部３との間に、下インサートパンチ２８のテーパ部５６に対応する形状のテーパ面１１２が成形されたものとなる（図７参照）。
【００５９】
このように、本実施の形態によれば、リング状成形体１２を塑性変形させることによって、該リング状成形体１２の肉を切削除去することなく平歯車１を作製するようにしている。このため、肉の廃棄コストが不要となる。また、材料歩留まりが著しく向上するので、材料調達コストも低減することができる。
【００６０】
しかも、この場合、歯車成形装置１０にリング状成形体１２をセットした後、該歯車成形装置１０を上記のように動作させることによって効率的に平歯車１を連続作製することができる。このため、平歯車１を作製するに当たり、他の加工装置を特に必要としない。換言すれば、設備投資費を低減しながらも平歯車１を大量生産することができるので、平歯車１の加工コストを大幅に低減することができる。
【００６１】
なお、上記した実施の形態においては、外歯および内歯をともに平歯としたが、少なくともいずれか一方の歯をヘリカル歯としてもよい。例えば、外歯をヘリカル歯とする場合、図８に示すように、鉛直方向に対して所定の角度θだけ傾斜した外歯形成用歯部１５０を有するダイ１５２を使用すればよい。
【００６２】
また、この実施の形態では、下インサートパンチ２８にテーパ部５６を設けてリング状成形体１２の塑性変形を容易にし、平歯車１の内壁部にテーパ面１１２が形成されるようにしているが、図９に示すように、下インサートパンチ２８にテーパ部５６を設けることなく歯車素材１６０の肉を塑性流動させるようにしてもよい。この場合においても、リング状成形体１２の塑性変形が充分に進行して平歯車１が作製されるに至る。勿論、この場合、平歯車１にテーパ面１１２は形成されない。
【００６３】
図９に示される実施の形態においては、塑性流動を容易にするために、図１０に示すように、歯車素材１６０の外壁面に段部１６２を予め設けておくことが好ましい。この場合、歯車素材１６０は、その底面１６０ａが下インサートパンチ２８の大径部５５に当接することによって該下インサートパンチ２８の側周壁部に保持される。この状態で下インサートパンチ２８を上昇動作させると、歯車素材１６０には、内歯形成用歯部６０によって内壁面に内歯６が設けられる。そして、下インサートパンチ２８の上昇動作を抑止することにより、内歯６の形成を終了することができる（図９参照）。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る歯車成形方法によれば、歯車素材から肉を切削除去することなく歯車を得ることができる。このため、材料歩留まりを著しく向上させることができ、かつ材料調達コストおよび肉の廃棄コストを低減させることもできる。
【００６５】
また、本発明に係る歯車成形装置によれば、歯車を効率よく連続製造することができる。このため、他の加工装置を特に必要としない。すなわち、設備投資費を低減しながらも歯車を大量生産することができるので、歯車の加工コストを大幅に低減することができる。
【００６６】
結局、本発明によれば、歯車の生産効率が向上し、しかも、歯車の製造コストを著しく低減することができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る歯車成形装置の要部概略縦断面図である。
【図２】図１の歯車成形装置を構成する下パンチ、下インサートパンチおよびダイの要部拡大縦断面図である。
【図３】外歯として平歯を有する歯車を成形するための外歯形成用歯部が形成されたダイの全体概略縦断面図である。
【図４】図１の歯車成形装置の下部概略縦断面図である。
【図５】図１の歯車成形装置において、上パンチをダイに係合させた状態を示す要部概略縦断面図である。
【図６】リング状成形体を拡径している状態を示す要部概略縦断面図である。
【図７】拡径されたリング状成形体に対して外歯および内歯を成形している状態を示す要部概略縦断面図である。
【図８】外歯としてヘリカル歯を有する歯車を成形するための外歯形成用歯部が形成されたダイの全体概略縦断面図である。
【図９】別の実施の形態に係る歯車成形装置を構成する下パンチ、下インサートパンチおよびダイによって、リング状成形体に対して外歯および内歯を成形している状態を示す要部概略縦断面図である。
【図１０】内壁面に段部が形成されたリング状成形体の概略縦断面図である。
【図１１】平歯の外歯および内歯を有する平歯車の概略全体斜視図である。
【図１２】リング状成形体（歯車素材）の概略全体斜視図である。
【符号の説明】
１…平歯車                            ２…大径部
３…小径部                            ４…外歯
５…貫通孔                            ６…内歯
７、１２…リング状成形体（歯車素材）  １０…歯車成形装置
１４…固定部                          １６…可動部
２０…基盤                            ２８…下インサートパンチ
３０…ロッド部材                      ３２…ガスダンパ
３６…下パンチ                        ３８…押圧ピン
４６…環状スペーサ                    ４８…外歯
５０、１５２…ダイ                    ５２、１５０…外歯形成用歯部
５６…テーパ部                        ６０…内歯形成用歯部
６２…プレート                        ６４…スリーブ
７０、７３、９６…ロッド              ７４…セットプレート
９０…上パンチ                        ９２…上インサートパンチ
９８…マンドレル                      １００…開口部
１１２…テーパ面                      １６０…歯車素材
１６２…段部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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