(57)【要約】【課題】装置の構造が簡単であると共に装置の耐久性に優れ、かつはすば歯車を精度よく製造することができる歯車鍛造装置及び歯車鍛造方法を提供すること。【解決手段】歯車鍛造装置１は、歯車用素材７０の軸方向上端面を加圧するパンチ２と、歯車用素材７０の外周面につる巻き状歯面を成形するダイス４と、パンチ２と対向して歯車用素材７０の軸方向下端面を受け止めるダイスリーブ６とを有している。ダイス４は、ダイケース５内に保持された状態で、ダイケース５及びダイスリーブ６に対して回転可能である。歯車鍛造装置１は、鍛造後のはすば歯車７をダイス４の歯型成形穴４１から取り出す際には、押下ロッド３１によって、ガスクッション５１の付勢力に抗してダイス４を押し下げることにより、ダイス４を、ダイケース５、はすば歯車７及びダイスリーブ６に対して回転させて、はすば歯車７を取り出すよう構成してある。【選択図】図１
2008073701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車用素材から、はすば歯車を鍛造する装置であって、
上記歯車用素材の軸方向上端面を加圧するパンチと、該パンチを保持するパンチホルダと、上記歯車用素材の外周面につる巻き状歯面を成形するダイスと、該ダイスを保持するダイケースと、上記パンチと対向して上記歯車用素材の軸方向下端面を受け止めるダイスリーブと、該ダイスリーブ及び上記ダイケースを固定するダイベースとを有しており、
上記ダイスは、上記ダイケース及び上記ダイスリーブに対して回転可能であると共に、上記つる巻き状歯面を成形するための歯型成形穴を有しており、
上記ダイスの外周面と、該外周面を保持する上記ダイケースの内周面との間には、いずれか一方に、つる巻き状溝を形成すると共に、他方に、該つる巻き状溝に係合する係合突起が形成してあり、
上記パンチは、上記ダイスの上記歯型成形穴及び上記ダイスリーブと共に上記はすば歯車を鍛造するための鍛造空間を形成するよう構成してあり、
上記パンチホルダには、上記ダイスを押し下げる押下ロッドが上下に移動可能に配設してあり、
上記ダイスリーブは、上記歯型成形穴の形状に沿った歯型外周面を備えると共に、該歯型外周面が上記歯型成形穴内に係合した状態で配置してあり、
上記歯型成形穴における歯面と、上記歯型外周面における歯面と、上記つる巻き状溝とは同一のリードに形成してあり、
鍛造後の上記はすば歯車を上記ダイスの上記歯型成形穴内から取り出す際には、上記押下ロッドによって上記ダイスを押し下げることにより、該ダイスを上記ダイケース、上記はすば歯車及び上記ダイスリーブに対して回転させて、上記はすば歯車を取り出すよう構成してあることを特徴とする歯車鍛造装置。
【請求項２】
請求項１において、上記ダイスは、上記ダイベースに配設した付勢手段によって上方へ付勢されており、
上記パンチは、上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスを押し下げるよう構成してあり、
上記押下ロッドは、上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスを押し下げるよう構成してあることを特徴とする歯車鍛造装置。
【請求項３】
請求項２において、上記付勢手段は、ガスの圧力を利用して反発力を発生させるガスクッションであることを特徴とする歯車鍛造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記係合突起には、上記つる巻き状溝内を回転しながら当該係合突起と共に移動するローラが配設してあることを特徴とする歯車鍛造装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記歯車用素材は、軸穴を備えた筒形状を有しており、
上記パンチは、上記歯車用素材の上記軸穴に挿入配置するマンドレル部を有していることを特徴とする歯車鍛造装置。
【請求項６】
上記歯車用素材の軸方向上端面を加圧するパンチと、該パンチを保持するパンチホルダと、上記歯車用素材の外周面につる巻き状歯面を成形するダイスと、該ダイスを保持するダイケースと、上記パンチと対向して上記歯車用素材の軸方向下端面を受け止めるダイスリーブと、該ダイスリーブ及び上記ダイケースを固定するダイベースとを有する歯車鍛造装置を用いて、歯車用素材から、はすば歯車を鍛造する方法であって、
上記ダイスは、上記ダイケース及び上記ダイスリーブに対して回転可能であると共に、上記つる巻き状歯面を成形するための歯型成形穴を有しており、
上記ダイスの外周面と、該外周面を保持する上記ダイケースの内周面との間には、いずれか一方に、つる巻き状溝を形成すると共に、他方に、該つる巻き状溝に係合する係合突起が形成してあり、
上記パンチは、上記ダイスの上記歯型成形穴及び上記ダイスリーブと共に上記はすば歯車を鍛造するための鍛造空間を形成するよう構成してあり、
上記パンチホルダには、上記ダイスを押し下げる押下ロッドが上下に移動可能に配設してあり、
上記ダイスリーブは、上記歯型成形穴の形状に沿った歯型外周面を備えると共に、該歯型外周面が上記歯型成形穴内に係合した状態で配置してあり、
上記歯型成形穴における歯面と、上記歯型外周面における歯面と、上記つる巻き状溝とは同一のリードに形成してあり、
上記鍛造空間内に配置した歯車用素材の軸方向下端面を上記ダイスリーブによって受け止めた状態で、当該歯車用素材の軸方向上端面を上記パンチによって加圧することにより、上記歯車用素材を押し潰して上記鍛造空間内に上記歯車を鍛造する鍛造工程と、
上記鍛造後のはすば歯車を上記歯型成形穴内に保持した状態の上記ダイスを、上記押下ロッドによって押し下げることにより、当該ダイスを上記ダイケース、上記はすば歯車及び上記ダイスリーブに対して回転させて、上記はすば歯車を当該ダイスの上記歯型成形穴内から取り出す取出工程とを含むことを特徴とする歯車鍛造方法。
【請求項７】
請求項６において、上記ダイスは、上記ダイベースに配設した付勢手段によって上方へ付勢されており、
上記鍛造工程においては、上記パンチが上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスを押し下げながら上記はすば歯車を鍛造し、
上記取出工程においては、上記パンチを上記ダイスから退避させると共に、上記押下ロッドによって上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスをさらに押し下げることにより、上記はすば歯車を取り出すことを特徴とする歯車鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車用素材から、はすば歯車を製造する歯車鍛造装置及び歯車鍛造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間鍛造等の鍛造を行って、外周面につる巻状の歯面を有する歯車（はすば歯車）を製造する装置又は方法としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１においては、つる巻き状の歯面を形成したダイスの歯型成形穴内に歯車用素材を配置した状態において、パンチとダイスリーブとにより歯車用素材の軸方向における両端面を加圧して、ダイスの歯型成形面内に外周面につる巻状の歯面を有する歯車を成形している。
【０００３】
また、特許文献１においては、ダイスは、ダイケースに対して回転可能に配設してあり、ダイスリーブは、ダイス及びダイスリーブホルダー（固定部）に対して回転可能に配設してある。
そして、歯車を成形した後には、ダイスリーブが、ダイスの成形面における歯筋に沿って自ら回転しながら前進することによって、成形後の歯車をダイスより取り出している。これにより、成形後の歯車に変形が生じることを防止し、寸法精度の優れた歯車を製造している。
【０００４】
しかしながら、上記従来の歯車鍛造装置又は歯車鍛造方法においては、以下の問題がある。すなわち、特許文献１においては、ダイスを回転可能にするだけでなくダイスリーブも回転可能にする必要がある。そのため、装置の構造が複雑である。
また、ダイスとダイケースとの間に、つる巻き状の溝とこれに係合するピンとが形成されているだけでなく、ダイスリーブとダイスリーブホルダーとの間にも、つる巻き状の溝とこれに係合するピンとが形成されている。
【０００５】
そのため、つる巻き状の溝とピンとの間のクリアランスにより、ダイスがダイケースに対してがたつくだけでなく、ダイスリーブがダイスリーブホルダーに対してがたついてしまうおそれがある。これにより、歯車の成形時において、ダイスの歯型成形穴におけるつる巻き状の歯面と、ダイスリーブの螺合摺動面におけるつる巻き状の歯面とが干渉（衝突）しやすくなってしまう。したがって、ダイス及びダイスリーブの耐久性を悪化させてしまうおそれがある。
【０００６】
また、特許文献２においては、軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形を有する歯形成形部と円筒状空孔を有する軸部成形部とを同軸状に備えた成形型を用いてヘリカルギヤを製造する方法が開示されている。そして、歯形成形部及び軸部成形部のうちの少なくとも一方を回転自在に配置しておき、成形後のヘリカルギヤを成形型から取り出す際には、歯形成形部及び軸部成形部のうちの少なくとも一方を回転させて取り出している。また、特許文献２においては、成形時にはダイスが回転することを防止し、ヘリカルギヤの取出時にのみダイスを回転させるための工夫も行っている。
【０００７】
しかしながら、特許文献２においては、押出し加工を行ってヘリカルギヤを成形しており、成形すると同時に歯面の精度が悪化してしまうおそれがある。すなわち、軸部成形部の円筒状空孔に配置した素材を、パンチによって歯形成形部の歯形に向けて押し出すことにより、ヘリカルギヤを成形している。そのため、軸方向に対してつる巻き状にねじれた歯面に対して、軸方向に素材を押し出すことになり、ヘリカルギヤの各歯面における一方の側面と他方の側面との精度が異なり、歯面の精度が悪化してしまうおそれがある。
【０００８】
また、特許文献２においては、製品であるヘリカルギヤを突き上げる力を利用してダイスを回転させている。そのため、ヘリカルギヤの歯面に変形が生じるおそれがあり、精度よく歯車を成形するためには十分ではない。
さらに、特許文献２においては、シリンダによって歯形成形部の回転制御を行うよう構成した場合には、エゼクタにより歯形成形部内から成形後のヘリカルギヤを取り出す際に、エゼクタの上昇動作と、シリンダのストローク動作との同期をとる必要が生じ、ヘリカルギヤを取り出す際の制御が困難になってしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−９８１５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３４６６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、装置の構造が簡単であると共に装置の耐久性に優れ、かつはすば歯車を精度よく製造することができる歯車鍛造装置及び歯車鍛造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、歯車用素材から、はすば歯車を鍛造する装置であって、
上記歯車用素材の軸方向上端面を加圧するパンチと、該パンチを保持するパンチホルダと、上記歯車用素材の外周面につる巻き状歯面を成形するダイスと、該ダイスを保持するダイケースと、上記パンチと対向して上記歯車用素材の軸方向下端面を受け止めるダイスリーブと、該ダイスリーブ及び上記ダイケースを固定するダイベースとを有しており、
上記ダイスは、上記ダイケース及び上記ダイスリーブに対して回転可能であると共に、上記つる巻き状歯面を成形するための歯型成形穴を有しており、
上記ダイスの外周面と、該外周面を保持する上記ダイケースの内周面との間には、いずれか一方に、つる巻き状溝を形成すると共に、他方に、該つる巻き状溝に係合する係合突起が形成してあり、
上記パンチは、上記ダイスの上記歯型成形穴及び上記ダイスリーブと共に上記はすば歯車を鍛造するための鍛造空間を形成するよう構成してあり、
上記パンチホルダには、上記ダイスを押し下げる押下ロッドが上下に移動可能に配設してあり、
上記ダイスリーブは、上記歯型成形穴の形状に沿った歯型外周面を備えると共に、該歯型外周面が上記歯型成形穴内に係合した状態で配置してあり、
上記歯型成形穴における歯面と、上記歯型外周面における歯面と、上記つる巻き状溝とは同一のリードに形成してあり、
鍛造後の上記はすば歯車を上記ダイスの上記歯型成形穴内から取り出す際には、上記押下ロッドによって上記ダイスを押し下げることにより、該ダイスを上記ダイケース、上記はすば歯車及び上記ダイスリーブに対して回転させて、上記はすば歯車を取り出すよう構成してあることを特徴とする歯車鍛造装置にある（請求項１）。
【００１２】
本発明の歯車鍛造装置は、上記パンチ、パンチホルダ、ダイス、ダイケース、ダイスリーブ及びダイベースを備えており、ダイスは、ダイケース内に保持された状態で、ダイケース及びダイスリーブに対して回転可能にしてあり、パンチホルダには、ダイスを押し下げる押下ロッドが上下に移動可能に配設してある。
【００１３】
そして、歯車用素材からはすば歯車を鍛造するに当たっては、鍛造空間内に配置した歯車用素材の軸方向下端面をダイスリーブによって受け止めた状態で、当該歯車用素材の軸方向上端面をパンチによって加圧し、歯車用素材を押し潰して鍛造空間内にはすば歯車を鍛造する。このとき、パンチをダイスに向けて下降させて、ダイスの歯型成形穴、パンチ及びダイスリーブによって鍛造空間を形成する。そして、歯車用素材の外周面をダイスの歯型成形穴に押し当てて、はすば歯車の閉塞鍛造を行うことができる。これにより、鍛造後のはすば歯車の各つる巻き状歯面における一方の側面と他方の側面との精度が異なってしまうことを防止することができ、つる巻き状歯面の精度を安定させることができる。
【００１４】
次いで、パンチホルダに対して押下ロッドを下降させ、押下ロッドによってダイスを押し下げる。このとき、鍛造後のはすば歯車を歯型成形穴内に保持した状態のダイスは、係合突起がつる巻き状溝に沿って相対移動することにより、鍛造後のはすば歯車と同一のリード（１回転したときに軸方向へ進む距離を示す。）で、ダイケースに対して強制的に回転しながら下降することができる。これにより、押下ロッドがダイスを押し下げる力が鍛造後のはすば歯車に直接加わることを防止することができる。そのため、鍛造後のはすば歯車の各つる巻き状歯面における一対の側面の精度が悪化してしまうことを防止して、歯形成形穴内からはすば歯車を取り出すことができる。
【００１５】
また、本発明においては、はすば歯車の鍛造を行う際及び鍛造後のはすば歯車を取り出す際のいずれにおいても、ダイスリーブは、回転させる必要がなく、歯車鍛造装置において固定しておくことができる。そのため、ダイスリーブを回転させるためのつる巻き状溝を形成する必要がなく、はすば歯車の鍛造時に、ダイスリーブががたついてしまうことを防止することができる。これにより、はすば歯車の鍛造時において、ダイスの歯型成形穴におけるつる巻き状の歯面と、ダイスリーブの歯型外周面におけるつる巻き状の歯面との間に、干渉（衝突）が生じることを抑制することができる。したがって、ダイス及びダイスリーブの耐久性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、鍛造後のはすば歯車を介してダイスを回転させるのではなく、押下ロッドによりダイスを直接押し下げて、歯形成形穴内からはすば歯車を取り出すことができる。これにより、はすば歯車に変形が生じることを防止することができ、精度に優れたはすば歯車を製造することができる。また、本発明においては、ダイスを回転させるために、特別な制御を行う必要がなく、歯車鍛造装置の構造を簡単にすることができる。
それ故、本発明の歯車鍛造装置によれば、装置の構造が簡単であると共に装置の耐久性に優れ、かつはすば歯車を精度よく製造することができる。
【００１７】
第２の発明は、上記歯車用素材の軸方向上端面を加圧するパンチと、該パンチを保持するパンチホルダと、上記歯車用素材の外周面につる巻き状歯面を成形するダイスと、該ダイスを保持するダイケースと、上記パンチと対向して上記歯車用素材の軸方向下端面を受け止めるダイスリーブと、該ダイスリーブ及び上記ダイケースを固定するダイベースとを有する歯車鍛造装置を用いて、歯車用素材から、はすば歯車を鍛造する方法であって、
上記ダイスは、上記ダイケース及び上記ダイスリーブに対して回転可能であると共に、上記つる巻き状歯面を成形するための歯型成形穴を有しており、
上記ダイスの外周面と、該外周面を保持する上記ダイケースの内周面との間には、いずれか一方に、つる巻き状溝を形成すると共に、他方に、該つる巻き状溝に係合する係合突起が形成してあり、
上記パンチは、上記ダイスの上記歯型成形穴及び上記ダイスリーブと共に上記はすば歯車を鍛造するための鍛造空間を形成するよう構成してあり、
上記パンチホルダには、上記ダイスを押し下げる押下ロッドが上下に移動可能に配設してあり、
上記ダイスリーブは、上記歯型成形穴の形状に沿った歯型外周面を備えると共に、該歯型外周面が上記歯型成形穴内に係合した状態で配置してあり、
上記歯型成形穴における歯面と、上記歯型外周面における歯面と、上記つる巻き状溝とは同一のリードに形成してあり、
上記鍛造空間内に配置した歯車用素材の軸方向下端面を上記ダイスリーブによって受け止めた状態で、当該歯車用素材の軸方向上端面を上記パンチによって加圧することにより、上記歯車用素材を押し潰して上記鍛造空間内に上記歯車を鍛造する鍛造工程と、
上記鍛造後のはすば歯車を上記歯型成形穴内に保持した状態の上記ダイスを、上記押下ロッドによって押し下げることにより、当該ダイスを上記ダイケース、上記はすば歯車及び上記ダイスリーブに対して回転させて、上記はすば歯車を当該ダイスの上記歯型成形穴内から取り出す取出工程とを含むことを特徴とする歯車鍛造方法にある（請求項６）。
【００１８】
本発明の歯車鍛造方法においては、上述した歯車鍛造装置を用いて、歯車用素材から、はすば歯車を製造する。
具体的には、上記鍛造工程においては、鍛造空間内に配置した歯車用素材の軸方向下端面をダイスリーブによって受け止めた状態で、当該歯車用素材の軸方向上端面をパンチによって加圧することにより、歯車用素材を押し潰して鍛造空間内にはすば歯車を鍛造する。このとき、パンチをダイスに向けて下降させて、ダイスの歯型成形穴、パンチ及びダイスリーブによって鍛造空間を形成する。
【００１９】
次いで、上記取出工程においては、はすば歯車の鍛造が行われた後に、パンチホルダに対して押下ロッドを下降させ、押下ロッドによってダイスを押し下げる。このとき、鍛造後のはすば歯車を歯型成形穴内に保持した状態のダイスは、係合突起がつる巻き状溝に沿って相対移動することにより、鍛造後のはすば歯車と同一のリードで、ダイケースに対して強制的に回転しながら下降することができる。そして、ダイスの下降により、歯形成形穴内からはすば歯車を取り出すことができる。
【００２０】
それ故、本発明の歯車鍛造方法によれば、上述した歯車鍛造装置の発明と同様に、装置の構造が簡単であると共に装置の耐久性に優れ、かつはすば歯車を精度よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明においては、上記ダイスは、上記ダイベースに配設した付勢手段によって上方へ付勢されており、上記パンチは、上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスを押し下げるよう構成し、上記押下ロッドは、上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスを押し下げるよう構成することが好ましい（請求項２）。
また、第２の発明においては、上記ダイスは、上記ダイベースに配設した付勢手段によって上方へ付勢されており、上記鍛造工程においては、上記パンチが上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスを押し下げながら上記はすば歯車を鍛造し、上記取出工程においては、上記パンチを上記ダイスから退避させると共に、上記押下ロッドによって上記付勢手段の付勢力に抗して上記ダイスをさらに押し下げることにより、上記はすば歯車を取り出すことが好ましい（請求項７）。
【００２２】
これらの場合には、付勢手段を用いることにより、ダイスが昇降可能な構造を容易に形成することができる。
また、パンチは、付勢手段の付勢力に抗してダイスを押し下げながらはすば歯車を鍛造することができる。これにより、ダイスの歯型成形穴、パンチ及びダイスリーブによって、安定して鍛造空間を形成することができ、はすば歯車の鍛造を安定して行うことができる。また、押下ロッドは、付勢手段の付勢力に抗してダイスをさらに押し下げることができる。これにより、鍛造後のはすば歯車をダイスの歯型成形穴内から取り出すことが容易であると共に、このはすば歯車の取出後には、付勢手段の付勢力によって容易にダイスを元の位置に復帰させることができる。
【００２３】
また、上記付勢手段は、ガスの圧力を利用して反発力を発生させるガスクッションであることが好ましい（請求項３）。この場合には、ダイスが安定して昇降可能な構造を一層容易に形成することができる。
なお、付勢手段は、圧縮バネ、油圧シリンダー等によっても構成することが可能である。
【００２４】
また、上記係合突起には、上記つる巻き状溝内を回転しながら当該係合突起と共に移動するローラが配設してあることが好ましい（請求項４）。この場合には、係合突起とつる巻き状溝との磨耗量を低減させることができ、これらの耐久性を向上させることができる。
【００２５】
また、上記歯車用素材は、軸穴を備えた筒形状を有しており、上記パンチは、上記歯車用素材の上記軸穴に挿入配置するマンドレル部を有していることができる（請求項５）。この場合には、軸穴を備えたはすば歯車を精度よく製造することができる。
【実施例】
【００２６】
以下に、本発明の歯車鍛造装置及び歯車鍛造方法にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の歯車鍛造装置１は、図１、図２、図４に示すごとく、歯車用素材７０から、外周面７０１につる巻状歯面７１を備えたはすば歯車７（以下、はすば歯車７という。）を製造する装置である。歯車鍛造装置１は、歯車用素材７０の軸方向上端面を加圧するパンチ２と、このパンチ２を保持するパンチホルダ３と、歯車用素材７０の外周面７０１につる巻き状歯面７１を成形するダイス４と、このダイス４を保持するダイケース５と、パンチ２と対向して歯車用素材７０の軸方向下端面を受け止めるダイスリーブ６と、このダイスリーブ６及びダイケース５を固定するダイベース１１とを有している。
【００２７】
上記ダイス４は、ダイケース５内に保持された状態で、ダイケース５及びダイスリーブ６に対して回転可能であると共に、付勢手段としてのガスクッション５１によって上方へ付勢されており、かつ、歯車用素材７０につる巻き状歯面７１を成形するための歯型成形穴４１を有している。
また、ダイス４の外周面と、この外周面を保持するダイケース５の内周面との間には、いずれか一方に、つる巻き状溝５４を形成すると共に、他方に、つる巻き状溝５４に係合する係合突起４３が形成してある。
【００２８】
上記パンチ２は、パンチホルダ３内に保持してあると共に、ダイス４及びダイスリーブ６と共にはすば歯車７を鍛造するための鍛造空間１０を形成するよう構成してある。上記パンチホルダ３には、ダイス４をガスクッション５１の付勢力に抗して押し下げる押下ロッド３１が上下に移動可能に配設してある。
また、上記ダイスリーブ６は、歯型成形穴４１の形状に沿った歯型外周面６１を備えており、この歯型外周面６１は、歯型成形穴４１内に係合している。
【００２９】
また、ダイス４の歯型成形穴４１における歯面のリード（１回転したときに軸方向へ進む距離を示す。）と、ダイスリーブ６の歯型外周面６１における歯面のリードと、つる巻き状溝５４のリードとは、同一に設定してある。
そして、図３に示すごとく、歯車鍛造装置１は、鍛造後のはすば歯車７をダイス４の歯型成形穴４１から取り出す際には、押下ロッド３１によって、ガスクッション５１の付勢力に抗してダイス４を押し下げることにより、ダイス４を、ダイケース５、はすば歯車７及びダイスリーブ６に対して回転させて、はすば歯車７を取り出すよう構成してある。
【００３０】
以下に、本例の歯車鍛造装置１及び歯車鍛造方法につき、図１〜図８と共に詳説する。
本例の歯車用素材７０は、図４に示すごとく、軸穴７２を備えた筒形状を有しており、本例の歯車鍛造装置１において製造するはすば歯車７は、軸穴７２を備えたものである。また、本例の軸穴７２には、スプライン状の歯筋が形成されている。そして、図１に示すごとく、上記パンチ２は、歯車用素材７０の軸穴７２に挿入配置するマンドレル部２１を有しており、マンドレル部２１には、軸穴７２にスプライン状の歯筋を形成するためのスプライン成形歯２１１が形成してある。
なお、歯車鍛造装置１によって製造するはすば歯車７は、パンチ２及びダイスリーブ６の形状を変更して、図５に示すごとく、軸穴７２を有していないものや、図６に示すごとく、軸穴７２にスプライン状の歯筋を有しないものとすることもできる。
【００３１】
図１、図２に示すごとく、上記ダイス４の歯型成形穴４１の上方開口部には、パンチ２の下端部を嵌入させるための嵌入凹部４２が形成してある。そして、パンチ２の下端部が嵌入凹部４２内に嵌入されることによって、上記鍛造空間１０を安定して形成することができる。
【００３２】
上記ガスクッション５１は、ダイベース１１に配設してあり、ガスクッション５１の可動部５１１には、ダイス４を回転可能にするためのスラストベアリング５３を配設したダイス保持部５２が配設してある。ダイス４は、スラストベアリング５３を介してダイス保持部５２に回転可能に配設してあると共に、ガスクッション５１によって上下に揺動可能である。なお、ガスクッション５１は、ガスの流動によってストロークするピストン構造を有しており、ガスの圧力を利用して所定の反発力を発生させるものである。
【００３３】
また、図７、図８に示すごとく、本例においては、ダイス４の外周面を保持するダイケース５の内周面に、つる巻き状溝５４が形成してあり、ダイス４の外周面に、つる巻き状溝５４に係合する係合突起（係合ピン）４３が配設してある。また、本例のつる巻き状溝５４と係合突起４３とは、ダイケース５に対してダイス４を安定して摺動させるために、ダイケース５の内周面とダイス４の外周面との複数箇所において形成してある。
【００３４】
また、係合突起４３には、つる巻き状溝５４内を、回転しながら係合突起４３と共に移動するローラ４３１が配設してある。このローラ４３１の配設により、係合突起４３とつる巻き状溝５４との磨耗量を低減させることができ、これらの耐久性を向上させることができる。
なお、ダイス４の外周面に上記つる巻き状溝５４を形成し、ダイケース５の内周面に上記係合突起４３を形成することもできる。
【００３５】
また、本例においては、図１、図２に示すごとく、上記ダイス保持部５２がダイケース５に対して回転してしまうことを防止するため、ダイス保持部５２には、上下方向に沿った直線溝５２１が形成してあり、ダイケース５には、直線溝５２１に係合する係合部５５が形成してある。なお、ダイケース５に直線溝５２１を形成し、ダイス保持部５２に係合部５５を形成することもできる。
【００３６】
また、上記ダイスリーブ６は、ダイケース５に対して固定してあり、ダイス４の回転に伴って回転しないよう構成してある。また、ダイス４は、その歯型成形穴４１を、ダイスリーブ６の歯型外周面６１に沿って摺動させることによって回転しながら上昇又は下降するよう構成してある。
また、図示は省略するが、本例の押下ロッド３１は、油圧シリンダーによって加圧されて下降し、ダイス４を押し下げるよう構成してある。
【００３７】
また、図１に示すごとく、本例のダイベース１１は、ダイケース５、ダイスリーブ６、ガスクッション５１を固定する圧力板であり、ダイケース５は、結合部材１３を介してダイベース１１に固定してあり、ダイスリーブ６は、ダイスリーブホルダ１２によってダイベース１１に固定してある。また、ダイケース５の上端面には、ガスクッション５１によって上方へ付勢されたダイス４の上昇端を形成するストッパー５６が配設してある。
なお、ダイケース５及び結合部材１３は、位置決めピン及びボルトを介してダイベース１１に固定してあり、ダイスリーブホルダ１２は、位置決めピンを介してダイベース１１に固定してあり、ダイスリーブ６は、回り止めピンを介してダイスリーブホルダ１２に対して回り止めがなされている。
【００３８】
次に、上記歯車鍛造装置１を用いてはすば歯車７を鍛造する方法につき説明する。
はすば歯車７を鍛造するに当たっては、まず、図１に示すごとく、配置工程として、ガスクッション５１によって上昇した位置にあるダイス４の歯型成形穴４１内に、歯車用素材７０を配置する。
次いで、図２に示すごとく、鍛造工程として、パンチ２をダイス４に向けて下降させる。このとき、ダイス４の嵌入凹部４２内にパンチ２の下端部が嵌入されて、ダイス４の歯型成形穴４１、パンチ２及びダイスリーブ６によって鍛造空間１０が形成される。そして、パンチ２がガスクッション５１の付勢力に抗してダイス４を押し下げながら、歯車用素材７０の軸方向下端面をダイスリーブ６によって受け止めた状態で、当該歯車用素材７０の軸方向上端面をパンチ２によって加圧することにより、歯車用素材７０が押し潰されて鍛造空間１０内にはすば歯車７が鍛造される。
【００３９】
そして、歯車用素材７０の外周面をダイス４の歯型成形穴４１に押し当てて、はすば歯車７の閉塞鍛造を行うことができる。これにより、鍛造後のはすば歯車７の各つる巻き状歯面７１における一方の側面７１１と他方の側面７１２との精度が異なってしまうことを防止することができ、つる巻き状歯面７１の精度を安定させることができる（図４参照）。
【００４０】
次いで、図３に示すごとく、取出工程として、パンチ２をダイス４から退避させると共に、パンチホルダ３に対して押下ロッド３１を下降させる。そして、押下ロッド３１によってガスクッション５１の付勢力に抗してダイス４をさらに押し下げる。
このとき、鍛造後のはすば歯車７を歯型成形穴４１内に保持した状態のダイス４は、係合突起４３がつる巻き状溝５４に沿って相対移動することにより、鍛造後のはすば歯車７と同一のリードで、ダイケース５に対して強制的に回転しながら下降することができる。
【００４１】
これにより、押下ロッド３１がダイス４を押し下げる力が鍛造後のはすば歯車７に直接加わることを防止することができる。そのため、鍛造後のはすば歯車７の各つる巻き状歯面７１における一対の側面７１１、７１２の精度が悪化してしまうことを防止して、歯形成形穴４１内からはすば歯車７を取り出すことができる。
そして、歯型成形穴４１内からはすば歯車７を取り出した後には、ガスクッション５１の付勢力によって容易にダイス４を元の上昇した位置に復帰させることができる。
【００４２】
また、本例においては、はすば歯車７の鍛造を行う際及び鍛造後のはすば歯車７を取り出す際のいずれにおいても、ダイスリーブ６は、回転させる必要がなく、歯車鍛造装置１において固定しておくことができる。そのため、ダイスリーブ６を回転させるためのつる巻き状溝を形成する必要がなく、はすば歯車７の鍛造時に、ダイスリーブ６ががたついてしまうことを防止することができる。これにより、はすば歯車７の鍛造時において、ダイス４の歯型成形穴４１におけるつる巻き状の歯面と、ダイスリーブ６の歯型外周面６１におけるつる巻き状の歯面との間に、こじれ又は干渉（衝突）が生じることを抑制することができる。したがって、ダイス４及びダイスリーブ６の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、本例においては、鍛造後のはすば歯車７を介してダイス４を回転させるのではなく、押下ロッド３１によりダイス４を直接押し下げて、歯形成形穴４１内からはすば歯車７を取り出すことができる。これにより、はすば歯車７に変形が生じることを防止することができ、精度に優れたはすば歯車７を製造することができる。また、本例においては、ダイス４を回転させるために、特別な制御を行う必要がなく、歯車鍛造装置１の構造を簡単にすることができる。
それ故、本例の歯車鍛造装置１及び歯車鍛造方法によれば、装置の構造が簡単であると共に装置の耐久性に優れ、かつ外周面７０１につる巻状歯面７１を備えたはすば歯車７を精度よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例における、歯車用素材を配置した状態の歯車鍛造装置を示す断面説明図。
【図２】実施例における、歯車を鍛造する状態の歯車鍛造装置を示す断面説明図。
【図３】実施例における、歯車を取り出す状態の歯車鍛造装置を示す断面説明図。
【図４】実施例における、歯車鍛造装置によって鍛造する歯車を示す斜視図。
【図５】実施例における、歯車鍛造装置によって鍛造することができる他の歯車を示す斜視図。
【図６】実施例における、歯車鍛造装置によって鍛造することができる他の歯車を示す斜視図。
【図７】実施例における、ダイケースの内周面に形成したつる巻き状溝と、ダイスの外周面に配設した係合突起との係合状態を示す上方断面説明図。
【図８】実施例における、ダイケースの内周面に形成したつる巻き状溝と、ダイスの外周面に配設した係合突起との係合状態を示す側方断面説明図。
【符号の説明】
【００４５】
１  歯車鍛造装置
１０  鍛造空間
１１  ダイベース
１２  ダイスリーブホルダ
２  パンチ
３  パンチホルダ
３１  押下ロッド
４  ダイス
４１  歯型成形穴
５  ダイケース
５１  ガスクッション
６  ダイスリーブ
６１  歯型外周面
７  歯車
７０  歯車用素材
７１  つる巻状歯面
【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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