(57)【要約】【課題】ダイスの内周面に形成された歯車の歯筋を斜歯に成形するための凸条部が割れることを防止して、歯筋が歯車の回転軸線に対して傾斜した歯車を成形する歯車の鍛造成形用金型の製品寿命を向上させることを課題とする。【解決手段】パンチ６がダイス２に近接する方向に移動してキャビティ２０内に配置されたビレット５０を加圧変形することにより、キャビティ２０の軸線Ａ１と同軸の回転軸線Ａ６を有し、歯筋が回転軸線Ａ６に対して傾斜した歯車６０を成形する、歯車の鍛造成形用金型１であって、ダイス２の内周面２２には、内周面２２の半径方向内側へ突出し、歯車６０の歯筋を成形するための凸条部３０が形成され、凸条部３０の長手方向はキャビティ２０の軸線Ａ１に対して傾斜しており、凸条部３０における開口部２１側の端面である開口部側端面３１は、キャビティ２０の軸線Ａ１側からみて、凸条部３０が傾斜する方向に対して垂直な面で構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成され、その内周面により開口部を有したキャビティが構成されるダイスと、
前記キャビティの軸線上で前記ダイスに近接離間する方向に移動可能に構成されるパンチと、を具備し、
該パンチが前記ダイスに近接する方向に移動して前記ダイスの開口部側から前記キャビティ内に進入し、前記キャビティ内に配置された鍛造成形の対象となるビレットを加圧変形することにより、前記キャビティの軸線と同軸の回転軸線を有し、歯筋が前記回転軸線に対して傾斜した歯車を成形する、歯車の鍛造成形用金型であって、
前記ダイスの内周面には、該内周面の半径方向内側へ突出し、前記歯車の歯筋を成形するための凸条部が形成され、
該凸条部の長手方向は前記キャビティの軸線に対して傾斜しており、
前記凸条部における前記開口部側の端面である前記開口部側端面は、前記キャビティの軸線側からみて、凸条部が傾斜する方向に対して垂直な面で構成される、歯車の鍛造成形用金型。
【請求項２】
前記凸条部は、該凸条部における前記開口部側の端面である開口部側端面と前記キャビティにおける環状の内周面との境界線である第一境界線から前記ダイスの開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離と、前記凸条部における前記キャビティの軸線に対向する面である凸先面と前記凸条部における開口部側端面との境界線である第二境界線から前記ダイスの前記開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離と、が同一となるように構成される、請求項１に記載の歯車の鍛造成形用金型。
【請求項３】
前記凸条部は、該凸条部における前記キャビティの軸線に対向する面である凸先面と前記凸条部における開口部側端面との境界線である第二境界線から前記ダイスの前記開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離が、前記凸条部における前記開口部側の端面である開口部側端面と前記キャビティにおける環状の内周面との境界線である第一境界線から前記ダイスの開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離に比べて長くなるように構成される、請求項１に記載の歯車の鍛造成形用金型。
【請求項４】
前記凸条部における開口部側端面は、前記第二境界線側に行くにしたがって凸条部の長手方向に沿って前記ダイスの開口部側と反対側に傾斜する面で構成される、請求項１又は請求項３に記載の歯車の鍛造成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の鍛造成形用金型の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
環状に形成され、その内周面により開口部を有するキャビティが構成されるダイスと、キャビティの軸線上でダイスに近接離間する方向に移動可能に構成されるパンチとを具備し、パンチがダイスに近接する方向に移動して、キャビティ内に配置されたビレットを加圧変形することにより、キャビティの軸線と同軸の回転軸線を有する歯車を成形する、歯車の鍛造成形用金型に関する技術は公知となっている。
このような歯車の鍛造成形用金型においては、ダイスの内周面に凸条部と凹条部とが形成されている。そして、当該凸条部と凹条部とによって、キャビティ内で加圧変形されるビレットの外周に歯車の歯筋を成形している。
【０００３】
そして、このような歯車の鍛造成形用金型の製品寿命を向上させる技術は種々開発されている。例えば特許文献１に示す歯車の鍛造成形用金型では、ダイスの内周面における凸条部と凹条部とを分割可能に構成して凸条部と凹条部とにかかる応力を分散させ、歯車の鍛造成形用金型の製品寿命を向上させている。
【０００４】
また、環状に形成され、その内周面により開口部を有するキャビティが構成されるダイスと、キャビティの軸線上でダイスに近接離間する方向に移動可能に構成されるパンチとを具備し、パンチがダイスに近接する方向に移動して、キャビティ内に配置されたビレットを加圧変形することにより、キャビティの軸線と同軸の回転軸線を有し、歯筋が歯車の回転軸線に対して傾斜した歯車を成形する、歯車の鍛造成形用金型も公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２００６−２６７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような歯筋が歯車の回転軸線に対して傾斜した歯車を成形する歯車の鍛造成形用金型では、ダイスの内周面に形成された歯車の歯筋を成形するための凸条部の長手方向は、キャビティの軸線に対して傾斜している。つまり、凸条部の長手方向の両側面（以下、前記両側面のうち、パンチ側から凸条部を見た際に視認することができる側の側面を第一側面と、死角となる側の側面を第二側面と称する）は、キャビティの軸線に対して傾斜し、且つ、凸条部の長手方向に対して平行となるように構成されている。さらに、凸条部における開口部側の端面は、ダイスにおける開口部の開口面（ダイスにおける開口部側の端面）と平行に構成されている。
即ち、開口部側の端面を含む凸条部における開口部側の端部は、開口部側の端面と第一側面とで成す角が、開口部側の端面と第二側面とで成す角に比べて鈍角となるように構成されている。また、凸条部における開口部側の端面位置は、ダイスにおける開口部側の端面位置と略面一となっている。
【０００７】
そして、パンチがダイスの開口部側からキャビティ内に進入してキャビティ内のビレットを加圧変形する際には、凸条部間にビレットが充填されることにより該凸条部の第一側面及び第二側面には高い圧力がかかっているが、前記凸条部の開口部側の端面には、鍛造成形の後期までさほど高い圧力はかかっていない。
【０００８】
このため、当該歯車の鍛造成形用金型では、ビレットをキャビティ内で加圧変形する際の鍛造成形の後期において、開口部側の端面にかかる応力と、第二側面における前記端面に対向する部分にかかる応力との間に吊合いが取れず、開口部側の端部に曲げモーメントが生じることとなる。
このように、当該歯車の鍛造成形用金型では、凸条部における開口部側の端部に曲げモーメントが生じることによって、当該凸条部が割れてしまい、歯車の鍛造用金型の製品寿命が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、ダイスの内周面に形成された歯車の歯筋を斜歯に成形するための凸条部が割れることを防止して、歯筋が歯車の回転軸線に対して傾斜した歯車を成形する歯車の鍛造成形用金型の製品寿命を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、環状に形成され、その内周面により開口部を有したキャビティが構成されるダイスと、前記キャビティの軸線上で前記ダイスに近接離間する方向に移動可能に構成されるパンチと、を具備し、該パンチが前記ダイスに近接する方向に移動して前記ダイスの開口部側から前記キャビティ内に進入し、前記キャビティ内に配置された鍛造成形の対象となるビレットを加圧変形することにより、前記キャビティの軸線と同軸の回転軸線を有し、歯筋が前記回転軸線に対して傾斜した歯車を成形する、歯車の鍛造成形用金型であって、前記ダイスの内周面には、該内周面の半径方向内側へ突出し、前記歯車の歯筋を成形するための凸条部が形成され、該凸条部の長手方向は前記キャビティの軸線に対して傾斜しており、前記凸条部における前記開口部側の端面である前記開口部側端面は、前記キャビティの軸線側からみて、凸条部が傾斜する方向に対して垂直な面で構成されるものである。
【００１２】
請求項２においては、前記凸条部は、該凸条部における前記開口部側の端面である開口部側端面と前記キャビティにおける環状の内周面との境界線である第一境界線から前記ダイスの開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離と、前記凸条部における前記キャビティの軸線に対向する面である凸先面と前記凸条部における開口部側端面との境界線である第二境界線から前記ダイスの前記開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離と、が同一となるように構成されるものである。
【００１３】
請求項３においては、前記凸条部は、該凸条部における前記キャビティの軸線に対向する面である凸先面と前記凸条部における開口部側端面との境界線である第二境界線から前記ダイスの前記開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離が、前記凸条部における前記開口部側の端面である開口部側端面と前記キャビティにおける環状の内周面との境界線である第一境界線から前記ダイスの開口部までの前記キャビティの軸線方向の距離に比べて長くなるように構成されるものである。
【００１４】
請求項４においては、前記凸条部における開口部側端面は、前記第二境界線側に行くにしたがって凸条部の長手方向に沿って前記ダイスの開口部側と反対側に傾斜する面で構成されるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
即ち、本発明によれば、ダイスの内周面に形成された歯車の歯筋を斜歯に成形するための凸条部が割れることを防止して、歯筋が歯車の回転軸線に対して傾斜した歯車を成形する歯車の鍛造成形用金型の製品寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の全体的な構成を示した正面断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の図１における領域Ｚ１を示した斜視図。
【図３】（ａ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の図２における領域Ｚ２を示した斜視図、（ｂ）本発明の本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の概念図。
【図４】（ａ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の正面模式図、（ｂ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の側面模式図。
【図５】本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の全体的な構成を示した正面断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の全体的な構成を示した正面断面図。
【図７】本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の全体的な構成を示した正面断面図。
【図８】（ａ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の正面模式図、（ｂ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の正面模式図。
【図９】（ａ）従来における歯車の鍛造成形用の金型の正面模式図、（ｂ）従来における歯車の鍛造成形用の金型の斜視図。
【図１０】（ａ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の図２における領域Ｚ２を示した斜視図、（ｂ）本発明の本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の概念図。
【図１１】（ａ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の正面模式図、（ｂ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の側面模式図。
【図１２】（ａ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の正面模式図、（ｂ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の側面模式図。
【図１３】（ａ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の正面模式図、（ｂ）本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型の側面模式図。
【図１４】（ａ）歯車の歯筋の正面模式図、（ｂ）歯車の歯筋の正面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態に係る歯車の鍛造成形用の金型１を、図１から図１４を用いて説明する。
【００１９】
図１及び図２に示す如く、金型１は、成形品である歯車６０を鍛造成形するための金型であり、ダイス２と、下型３と、ベース台４と、ノックアウト型５と、パンチ６とを具備する。なお以下において、歯車６０とは、傘歯斜歯の歯車、即ち、スパイラルベベルギアを示すものとして説明する。
【００２０】
ダイス２は下型３によって支持され、当該下型３はベース台４によって支持される。さらに、ダイス２及び下型３の外周部にはクランプ７が配置されており、当該クランプ７により下型３がベース台４に固定されるとともに、ダイス２が下型３に固定されている。また、ノックアウト型５は、上下摺動自在に下型３及びベース台４に嵌挿されている。
【００２１】
ダイス２は、上下方向に貫通する孔を備えた環状部材にて構成され、環状の内周面２２を有している。
ノックアウト型５の上端面はダイス２における貫通孔の下端に位置しており、ダイス２の内周面２２とノックアウト型５の上端面とで囲まれた空間がキャビティ２０として構成されている。
キャビティ２０の上端面は開口して開口部２１を構成している。開口部２１における開口面（ダイス２の貫通孔における上端側の周縁部にて囲まれる仮想面）は、キャビティ２０の軸線Ａ１に対して垂直な姿勢となっている。
また、キャビティ２０を構成するダイス２の内周面２２は、下方（下型３方向）に向かって小径となる円錐状面（テーパー面）に形成されている。
【００２２】
キャビティ２０を構成するダイス２の内周面２２には、歯車６０の歯筋を成形するための凸条部３０が、当該内周面２２の半径方向内側へ突出するように、内周面２２の周方向において所定の間隔をあけて複数個形成されている。また、凸条部３０は、その長手方向が軸線Ａ１に対して所定の角度で傾斜するように構成される（図３（ｂ）及び図４参照）。
【００２３】
ノックアウト型５は、成形品となった歯車６０を金型１（ダイス２）から離型する際に、キャビティ２０内にある当該歯車６０の離型を容易にするためのものであり、軸線Ａ１上の所定の範囲で上下摺動自在に構成されている。
【００２４】
ダイス２における内周面２２とノックアウト型５の上端面とで囲まれたキャビティ２０が、鍛造成形の対象となるビレット５０が配置される成形空間となっている。
【００２５】
パンチ６は、ダイス２のキャビティ２０内に配置されたビレット５０を加圧変形させるためのものであり、軸線Ａ１上でダイス２に近接離間する方向（上下方向）に移動可能に構成され、ダイス２の開口部２１の上方に配置されている。
【００２６】
ダイス２の凸条部３０の詳細形状について、図３及び図４を用いて説明する。
図３及び図４に示す如く、ダイス２の凸条部３０は、内周面２２の開口部２１側端部からノックアウト型５側へ向けて延出しており、その延出方向を長手方向としている。また、凸条部３０は、開口部側端面３１と、凸先面３２と、第一側面３３と、第二側面３４と、具備している。
【００２７】
開口部側端面３１は、凸条部３０における開口部２１側の端面を構成し、平面状に形成されている。凸先面３２は、凸条部３０におけるキャビティ２０の半径方向内側を向く面を構成し、Ｒ面状に形成されている。第一側面３３は、凸条部３０における内周面２２の周方向を向く一方の側面を構成し、平面状に形成されている。第二側面３４は、凸条部３０における内周面２２の周方向を向く他方の側面を構成し、平面状に形成されている。なお、ここに言う平面状とは、厳格な意味において平面状であることを言うものではなく、若干の湾曲を伴う形状も含むものとする。
開口部側端部３７とは、開口部側端面３１、凸先面３２、第一側面３３、及び第二側面３４を含む凸条部３０における上端部（開口部２１側の端部）を示す。
【００２８】
なお、図３若しくは図４中における平行線Ａ２は軸線Ａ１に対して平行な線を示し、直交線Ａ３は軸線Ａ１と直交し、軸線Ａ１および平行線Ａ２と交差する線を示し、また、傾斜線Ａ４は凸条部３０の長手方向が傾斜する方向を示す。つまり、傾斜線Ａ４は、軸線Ａ１及び平行線Ａ２に対して、軸線Ａ１及び平行線Ａ２を含む面と直交する方向へ傾斜している。また傾斜線Ａ４は、ダイス２の内周面２２に対して平行な線である。
図３（ｂ）における面Ｓ１は、ダイス２の開口部２１における前記開口面を示す。つまり、面Ｓ１は、軸線Ａ１（及び平行線Ａ２）に対して垂直な面である。
【００２９】
凸条部３０の開口部側端面３１とダイス２の内周面２２との境界線である第一境界線４１は、傾斜線Ａ４と直交している。即ち、第一境界線４１は、凸条部３０が傾斜する方向に対して垂直な線である。
第一境界線４１と直交線Ａ３とは、第一境界線４１上の点Ｐで直交している。凸条部３０の開口部側端面３１と、凸条部３０における凸先面３２との境界線である第二境界線４２と直交線Ａ３とは、第二境界線４２上の点Ｑで交差している。即ち、凸条部３０の開口部側端面３１は、直交線Ａ３の一部を含んでいる。また、凸条部３０の開口部側端面３１は、平面状に形成されている。つまり、凸条部３０の開口部側端面３１は、直交線Ａ３の一部を含む平面で構成されている。
以上のことから、凸条部３０の開口部側端面３１は、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて、傾斜線Ａ４に対して垂直な平面で構成される（図４（ａ）参照）。また、開口部側端面３１は、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて、面Ｓ１に対して傾斜する平面で構成されている。
つまり、開口部側端面３１は、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて凸条部３０の延出方向（長手方向）に対して垂直な面である。
なお、平行線Ａ２と直交線Ａ３とは、第一境界線４１上の点Ｐで直交している。
【００３０】
凸先面３２は、傾斜線Ａ４及びダイス２の内周面２２と平行となるように構成されている。即ち、凸先面３２は、軸線Ａ１に対して傾斜している。
【００３１】
第一側面３３及び第二側面３４は、傾斜線Ａ４と平行となるように構成されている。即ち、第一側面３３と第二側面３４とは、軸線Ａ１に対して傾斜している。
第一側面３３は、凸条部３０においてその長手方向の側面のうち、パンチ６側から凸条部３０を見た際に視認することができる側の側面を構成する。第二側面３４は、凸条部３０においてその長手方向の側面のうち、パンチ６側から凸条部３０を見た際に死角となる側の側面を構成する。
【００３２】
また、開口部側端面３１は、これを凸条部３０の凸先面３２側から見た際に傾斜線Ａ４に対して垂直な面となるように構成され、且つ、第一側面３３及び第二側面３４は傾斜線Ａ４と平行であることから、開口部側端面３１と第一側面３３とで成す角、及び、開口部側端面３１と第二側面３４とで成す角は、各々の角度が９０度となるように構成されている。即ち、凸条部３０は、開口部側端面３１と第一側面３３とで成す角の角度と、開口部側端面３１と第二側面３４とで成す角の角度とが同一となるように構成されている。
【００３３】
また以下において、第三境界線４３は、凸条部３０における開口部側端面３１と第一側面３３との境界線を示す。第四境界線４４は、凸条部３０における開口部側端面３１と第二側面３４との境界線を示す。
図４（ｂ）に示す如く、凸条部３０は、第一境界線４１と第三境界線４３との境界点である点ｐ１から面Ｓ１までの垂直距離Ｘ１と、第二境界線４２と第三境界線４３との境界点である点ｑ１から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ１とが同一となるように構成されている。
また、凸条部３０は、第一境界線４１と第四境界線４４との境界点である点ｐ２から面Ｓ１までの垂直距離Ｘ２と、第二境界線４２と第四境界線４４との境界点である点ｑ２から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ２とが同一となるように構成されている。
以上のことから、凸条部３０は、第二境界線４２から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）と、第一境界線４１から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）とが同一となるように構成されている。
【００３４】
次に、以上のように構成される金型１にて歯車６０を成形する工程について、図１及び図５から図７を用いて説明する。
金型１にて歯車６０を成形する際には、まず図１に示す如く、ダイス２の開口部２１からそのキャビティ２０内（成形空間内）にビレット５０を配置する。
【００３５】
次に、図５に示す如く、パンチ６を軸線Ａ１上でダイス２に近接する方向（下方）に移動させて、これをダイス２の開口部２１側からキャビティ２０（成形空間）内に進入させ、前記キャビティ２０内に配置されたビレット５０を加圧する。
当該パンチ６によって加圧されたビレット５０は、パンチ６からの圧力によりその外周が外側へ膨出していき、当該外側へ膨出するビレット５０が、ダイス２の凸条部３０間に充填されていく。なお、ビレット５０が凸条部３０間に充填されていく当初の段階（鍛造成形の初期）では、当該ビレット５０は、まず凸条部３０の上下中途部あたりに充填され、次第に凸条部３０の上端部及び下端部に向かって充填されていく（図８（ａ）参照）。
さらにパンチ６を下方に移動させて前記ビレット５０を加圧していき、ビレット５０が凸条部３０間に充填されていく後期の段階（鍛造成形の後期）になると、当該ビレット５０は、凸条部３０間の上端及び下端に充填されて、凸条部３０の開口部側端部３７、即ち、開口部側端面３１に至る（図８（ｂ）参照）。
【００３６】
キャビティ２０内のビレット５０が加圧変形されて、ビレット５０の外周に歯車６０の歯筋が形成された後、図６に示す如く、前記キャビティ２０（成形空間）内に進入したパンチ６を、軸線Ａ１上でダイス２から離間する方向に移動させて、ビレット５０の加圧状態を開放する。
そして、図７に示す如く、ノックアウト型５を軸線Ａ１上で上方に摺動させて、キャビティ２０内にある前記加圧変形されて成形品となった歯車６０を下方から上方に突き上げて、金型１（ダイス２）からこれを離型させる。
以上のようにして歯車６０は成形される。また、当該金型１にて成形された歯車６０は、軸線Ａ１と同軸の回転軸線Ａ６を有し、歯筋が形成される側面は円錐状（傘歯）に形成され、その歯筋は、前記回転軸線Ａ６に対して傾斜した歯筋（斜歯）に形成されている。
【００３７】
次に、キャビティ２０内のビレット５０を加圧変形する際に、金型１の凸条部３０にかかる圧力について、図８及び図９を用いて説明する。なお、図８及び図９中の黒色矢印は、凸条部３０にかかる圧力を示す。
【００３８】
前記鍛造成形の初期では、ビレット５０は、凸条部３０の長手方向における途中部から、次第に凸条部３０の上端部及び下端部に向かって充填されていく状態にある。つまり、当該ビレット５０は、凸条部３０の上端部及び下端部には未だ充填されていない。このため、図８（ａ）に示す如く、凸条部３０間にビレット５０が充填されることによって、該凸条部３０の第一側面３３及び第二側面３４には高い圧力がかかっているが、前記凸条部３０の開口部側端面３１には、さほど高い圧力はかかっていない。
しかし、前記鍛造成形の後期になると、図８（ｂ）に示す如く、ビレット５０が凸条部３０の開口部側端面３１に至ることによって、開口部側端面３１にも高い圧力がかかることとなる。
【００３９】
ここで、図９（ａ）に示す如く、従来における歯車の鍛造成形用の金型１０１では、ダイス１０２における凸条部１３０の開口部側端面１３１と第一側面１３３とで成す角が、ダイス１０２における凸条部１３０の開口部側端面１３１と第二側面１３４とで成す角に比べて鈍角となるように構成されており、開口部側端面１３１は凸条部１３０の延出方向と平行な傾斜線Ａ１０４と垂直な姿勢になっていない。
このため、金型１０１では、前記鍛造成形の後期において、開口部側端面１３１にかかる圧力と、第二側面１３４における開口部側端面１３１に対向する部分にかかる圧力との間に吊合いが取れない。つまり、凸条部１３０の開口部側端部１３７において、傾斜線Ａ１０４の一側からかかる圧力（例えば開口部側端面１３１にかかる圧力）と、傾斜線Ａ１０４の他側からかかる圧力（例えば第二側面１３４にかかる圧力）との間に吊合いが取れない。
従って、開口部側端部１３７に図中白色矢印の方向の曲げモーメントが生じることとなる。
このように凸条部１３０における開口部側端部１３７に曲げモーメントが生じることによって、金型１０１では、その凸条部１３０が割れてしまうおそれがある（図９（ｂ）参照）。
【００４０】
これに対し、本実施形態に係る金型１のダイス２の第一境界線４１は、凸条部３０が傾斜する方向（傾斜線Ａ４）に対して垂直な線である。また、凸条部３０の開口部側端面３１は、直交線Ａ３の一部を含む面で構成されて、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて、傾斜線Ａ４に対して垂直な平面で構成される。また、凸条部３０の第一側面３３及び第二側面３４は、傾斜線Ａ４と平行となるように構成されている。また、凸条部３０は、開口部側端面３１と第一側面３３とで成す角、及び、開口部側端面３１と第二側面３４とで成す角は、各々の角度が９０度で同一となるように構成されている。
このように、凸条部３０の開口部側端面３１は、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて傾斜線Ａ４に対して垂直な面となっており、金型１では、図８（ｂ）に示す如く、鍛造成形の後期において、開口部側端面３１にかかる圧力は傾斜線Ａ４と平行な方向の力となるため、凸条部３０の開口部側端部３７において、傾斜線Ａ４の一側からかかる圧力は例えば第一側面３３にかかる圧力となり、傾斜線Ａ４の他側からかかる圧力は例えば第二側面３４にかかる圧力となって、両側の圧力の間には吊合いが取れるようになっている。
従って、凸条部３０の開口部側端部３７には曲げモーメントが生じ難くなる。
これにより、金型１においては、凸条部３０の開口部側端部３７に曲げモーメントが生じることによって凸条部３０が割れることが防止され、当該金型１（歯車６０（ベベルギア）の鍛造成形用金型）の製品寿命を向上させることができる。
【００４１】
また、金型１では、ダイス２における凸条部３０の開口部側端面３１は、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて、傾斜線Ａ４に対して垂直な平面で構成される。
このため、当該開口部側端面３１を含む開口部側端部３７を容易に形成することができ、このような製品寿命を向上させた金型１を容易に実現することができる。
【００４２】
なお、凸条部３０における、開口部側端面３１とダイス２の内周面２２と境界部分、開口部側端面３１と凸先面３２との境界部分、開口部側端面３１と第一側面３３との境界開部分、開口部側端面３１と第二側面３４との境界部分、凸先面３２と第一側面３３との境界部分、及び凸先面３２と第二側面３４との境界部分は、例えばＲ面取りされている。
また、金型１における凸条部３０の開口部側端面３１、第一側面３３、及び第二側面３４は、Ｒ面状に形成されてもよいものとする。
【００４３】
なお、図４において、便宜上、第一側面３３及び第二側面３４は互いに略並行に表されているが、凸条部３０は実際には、これらを互いに略並行にして構成されるもではなく、図３（ａ）に示す如く、第一側面３３と第二側面３４とを、両者の間隔が凸先面３２側に行くにしたがって狭くなるように配置して、凸条部３０が凸先面３２側に行くにしたがって幅狭になるように構成されている。
【００４４】
凸条部３０の長手方向が傾斜する方向を示す線である傾斜線Ａ４は、直線であることに限定するものではない。つまり、「傾斜線Ａ４と第一境界線４１とが直交する」とは、傾斜線Ａ４と第一境界線４１とが交差する点で、概ね直交しているものを含む。また、「凸条部３０の開口部側端面３１は、傾斜線Ａ４に対して垂直な平面で構成される」とは、開口部側端面３１と、傾斜線Ａ４とが交差する点で、概ね直交しているものを含む。また、「第一側面３３及び第二側面３４は傾斜線Ａ４と平行」とは、第一側面３３及び第二側面３４と傾斜線Ａ４とが概ね平行であるものも含む。
【００４５】
また、金型１は、その凸条部３０の開口部側端面３１が、第二境界線４２側に行くにしたがって、傾斜線Ａ４に沿って下方（ダイス２の開口部側と反対側）に傾斜する面で構成されてもよいものとする。
詳細には、図１０及び図１１に示す如く、凸条部３０の開口部側端面３１は、面Ｓ２に比べて、第一境界線４１を軸にして第二境界線４２が傾斜線Ａ４に沿って所定の角度で下方に傾斜する平面で構成されている。なお、図１０及び図１１における面Ｓ２は、軸線Ａ１側から凸条部３０の開口部側端面３１をみた際の、傾斜線Ａ４に対して垂直な仮想の平面を示す。
【００４６】
また、凸条部３０は、図１１に示す如く、第一境界線４１と第三境界線４３との境界点である点ｐ１から面Ｓ１までの垂直距離Ｘ１に比べて、第二境界線４２と第三境界線４３との境界点である点ｑ１から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ１が長くなるように構成されている。
また、凸条部３０は、第一境界線４１と第四境界線４４との境界点である点ｐ２から面Ｓ１までの垂直距離Ｘ２に比べて、第二境界線４２と第四境界線４４との境界点である点ｑ２から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ２が長くなるように構成されている。
以上のことから、凸条部３０は、第二境界線４２から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）は、第一境界線４１から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）に比べて長くなるように構成されている。
【００４７】
また、凸条部３０は、図１１に示す如く、垂直距離Ｘ１及び距離Ｘ２に比べて、最も軸線Ａ１側に位置する第二境界線４２上の点ｑ３から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ３が長くなるように構成されている。
以上のことからも、凸条部３０は、第二境界線４２から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）は、第一境界線４１から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）に比べて長くなるように構成されている。なお、金型１は、垂直距離Ｘ１及び距離Ｘ２に比べて、垂直距離Ｙ３が長くなるように構成されることに特に限定するものではない。
【００４８】
このように構成された金型１でも、鍛造成形の後期において、開口部側端面３１にかかる圧力は傾斜線Ａ４と平行な方向の力となるため、凸条部３０の開口部側端部３７において、傾斜線Ａ４の一側からかかる圧力は例えば第一側面３３にかかる圧力となり、傾斜線Ａ４の他側からかかる圧力は例えば第二側面３４にかかる圧力となって、両側の圧力の間には吊合いが取れるようになっている。従って、凸条部３０の開口部側端部３７には曲げモーメントが生じ難くなる。
これにより、金型１においては、凸条部３０の開口部側端部３７に曲げモーメントが生じることによって凸条部３０が割れることが防止され、当該金型１（歯車６０（ベベルギア）の鍛造成形用金型）の製品寿命を向上させることができる。
【００４９】
また、金型１では、ダイス２における凸条部３０の開口部側端面３１は、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて、傾斜線Ａ４に対して垂直な平面で構成されるので、当該開口部側端面３１を含む開口部側端部３７を容易に形成することができ、このような製品寿命を向上させた金型１を容易に実現することができる。
【００５０】
なお、金型１における凸条部３０の開口部側端面３１が、第二境界線４２側に行くにしたがって、傾斜線Ａ４に沿って下方に傾斜する面は、平面状に形成されていることに限定するものではなく、図１２に示す如く、第二境界線４２側に行くにしたがって、傾斜線Ａ４に沿って下方（ダイス２の開口部２１側と反対側）に湾曲しながら傾斜する（第二境界線４２側に行くにしたがって下方への傾斜角度が大きくなる）面で構成されていてもよいものとする。
【００５１】
また、金型１は、その凸条部３０の開口部側端面３１は、軸線Ａ１側からみて、傾斜線Ａ４に対して垂直な平面を一部に含む面で構成されてもよいものとする。
詳細には、図１３に示す如く、凸条部３０の開口部側端面３１は、これを軸線Ａ１側（凸先面３２側）からみて傾斜線Ａ４に対して垂直な、第一境界線４１上の点Ｐで直交する直交線Ａ３を含む平面と、前記平面の軸線Ａ１側から第二境界線４２側に行くにしたがって、傾斜線Ａ４に沿って下方（ダイス２の開口部２１側と反対側）に傾斜する平面と、で構成されている。
さらに、凸条部３０は、第一境界線４１と第三境界線４３との境界点である点ｐ１から面Ｓ１までの垂直距離Ｘ１に比べて、第二境界線４２と第三境界線４３との境界点である点ｑ１から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ１が長くなるように構成されている。
凸条部３０は、第一境界線４１と第四境界線４４との境界点である点ｐ２から面Ｓ１までの垂直距離Ｘ２に比べて、第二境界線４２と第四境界線４４との境界点である点ｑ２から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ２が長くなるように構成されている。
以上のことから、凸条部３０は、第二境界線４２から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）は、第一境界線４１から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）に比べて長くなるように構成されている。
【００５２】
また、凸条部３０は、図１３に示す如く、垂直距離Ｘ１及び距離Ｘ２に比べて、最も軸線Ａ１側に位置する第二境界線４２上の点ｑ３から面Ｓ１までの垂直距離Ｙ３が長くなるように構成されている。
以上のことからも、凸条部３０は、第二境界線４２から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）は、第一境界線４１から面Ｓ１までの軸線Ａ１方向の距離（垂直距離）に比べて長くなるように構成されている。
【００５３】
また、従来における歯車１６０（ベベルギア）では、金型による成形後の状態においては、その歯筋１６１の上端面１６２（または下面）は、図１４（ａ）に示す如く、歯車１６０の回転軸線Ａ１０６に対して垂直な面で構成され、その歯筋両側面１６３・１６４は、歯車１６０の回転軸線Ａ１０６に対して傾斜して構成されている。
つまり、当該歯車１６０では、前記歯筋両側面１６３・１６４のうち歯車１６０の上端側から歯筋１６１を見た際に視認することができる側の側面である第一歯筋側面１６３と歯筋１６１の上端面１６２とで成す角が、前記歯筋両側面１６３・１６４のうち歯車１６０の上端側から歯筋１６１を見た際に死角となる側の側面である第二歯筋側面１６４と歯筋１６１の上端面１６２とで成す角に比べて鈍角となるように構成されている。
このため、当該歯車１６０では、その上端面１６２を、歯車６０の回転軸線Ａ１０６に対して並行に第一歯筋側面１６３から第二歯筋側面１６４に向けて切削加工を行うと、切削工具が第二歯筋側面１６４に抜ける際に、当該第二歯筋側面１６４の切削工具が抜ける部分（切削後の第二歯筋側面１６４の上端部）から切削バリ７０が発生するおそれがある。
【００５４】
これに対し、歯車６０を、図１４（ｂ）に示す如く、その上端面６２（下端面）が、側面視でその歯筋６１が傾斜する方向に対して垂直な面となるように、金型１にて鍛造成形した場合には、当該歯車６０では、第一歯筋側面６３と歯筋６１の上端面６２とで成す角と、第二歯筋側面６４と歯筋６１の上端面６２とで成す角とが略９０度で同一となるように構成される。つまり、当該歯車６０においては、その第二歯筋側面６４と上端面６２とで成す角部は、前記従来の歯車１６０の第二歯筋側面１６４と上端面１６２とで成す角部に比べて肉厚状となっている。さらに、当該歯車６０では、その上端面６２における第二側歯筋側面６４寄りの部分は、切削バリ７０が発生することを防止するために面取りされた状態と同様の状態となっている。
したがって、当該歯車６０によれば、その上端面６２と第一歯筋側面６３とで成す角を、歯車６０の回転軸線Ａ６に対して並行に、第一歯筋側面６３から上端面６２に向けて切削加工を行っても、切削工具が前記上端面６２に抜ける際に、当該上端面６２の切削工具が抜ける部分から切削バリ７０が発生することを防止することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１    金型
２    ダイス
７    パンチ
２０    キャビティ
２１    開口部
２２    内周面
３０    凸条部
３１    開口部側端面
３２    凸先面
４１    第一境界線
４２    第二境界線
４３    第三境界線
４４    第四境界線
５０    ビレット
６０    歯車
６１    歯筋
Ａ１    軸線
Ａ４    傾斜線
Ａ６    回転軸線
【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】
2011000615.tif 000007
【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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【図１３】
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【図１４】
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