(57)【要約】      （修正有）【課題】  鍛造成形後の寸法精度を向上させることができるクラウニング付き歯車を製造するための金型と、そのような金型の製造方法と、そのような金型によってクラウニング付き歯車を製造する方法を提供する。【解決手段】  クラウニング加工前において、クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコア１１が、その外周面に、クラウニングをつけるための締め代用の増量部を有する。そのようなクラウニング加工前のコアが、リング１０のテーパ状内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、クラウニング加工が行なわれ、クラウニング付き歯車の金型３が製造される。また、円筒状の外周面を有するクラウニング加工前のコアを、リングのクラウニング付き内壁面の中に圧入してクラウニング加工をしてもよい。【選択図】  図３
2007167862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングのテーパ状内壁面の中に圧入されたコアが、圧入によって形成されたクラウニングの付いた内歯歯車状の歯形を有することを特徴とする金型。
【請求項２】
リングのクラウニング付き内壁面の中に圧入されたコアが、圧入によって形成されたクラウニングの付いた内歯歯車状の歯形を有することを特徴とする金型。
【請求項３】
コアとリングとの軸心方向の相対位置が調節可能になっていて、コアとリングとの軸心方向の相対位置の調整により、コアの内歯歯車状の歯形のクラウニングの形状が補正可能になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金型。
【請求項４】
クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、リングの内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、そのとき、コアの外周面が変形し、それに伴ってコアの内周面の歯形にクラウニング加工が行なわれることを特徴とするクラウニング付き歯車の金型を製造する方法。
【請求項５】
クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、その外周面に、クラウニングをつけるための締め代用の増量部を有し、そのようなコアが、リングのテーパ状内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、増量部が消失してテーパ状となり、それに伴ってコアの内周面の歯形にクラウニング加工が行なわれることを特徴とするクラウニング付き歯車の金型を製造する方法。
【請求項６】
クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、円筒状の外周面を有し、そのようなコアが、リングのクラウニング付き内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、コアの内周面の歯形にクラウニング加工が行われることを特徴とするクラウニング付き歯車の金型を製造する方法。
【請求項７】
リングの軸心方向におけるコアの圧入量を調節することにより、クラウニングの形状を調節することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型によってクラウニング付き歯車を製造する方法。
【請求項９】
クラウニング加工前の歯車を冷間鍛造することにより、初期歯形の歯厚とほぼ同一に歯厚を維持するか、初期歯形の歯厚よりも１０％以下の範囲内で歯厚を減少させると同時に、初期歯形よりも歯先を突き出し成形することを特徴とする請求項８項に記載の方法。
【請求項１０】
クラウニング加工前の歯車の精度がＪＩＳ５級以上であることを特徴とする請求項８〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
クラウニング加工前の歯車を、張り出し成形したあと、突き出し成形することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
被加工品である歯車を冷間鍛造する際に、ノックアウトスリーブの外周に形成された歯形の端面で、被加工品である歯車の歯形の端面をサポートし、歯車の端面全体をノックアウトスリーブの端面全体でサポートすることを特徴とする、歯車の冷間鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の動力伝達機構の使用に適したクラウニング付き歯車を製造するための金型と、そのような金型の製造方法と、そのような金型によってクラウニング付き歯車を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外歯歯車の歯形は、負荷時の異常な咬み合いによる騒音や振動を避けるため、各歯の歯筋方向の中央部から端部に沿って歯厚が漸減するクラウニング付きのものに成形されている。
【０００３】
自動車に使用される、このような外歯歯車のクラウニング付き歯形を金型で成形する方法及び装置は、公知である。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、歯厚が一定の外歯歯車である粗材の歯をクラウニング付き歯形に成形するクラウニング付き歯形の鍛造成形方法が記載されている。
【０００５】
この方法においては、上パンチの押圧により粗材の歯を下端から第１空間に挿入して歯の下端から中央部までクラウニングを成形し、第１空間と上ダイの第２空間が滑らかに繋がるように下ダイと上ダイを密着させた後、下ダイ内に保持された粗材を下パンチの押圧により上端から第２空間に挿入して歯の上端から中央部にクラウニングを成形する。
【０００６】
また、特許文献２には、クラウニング付き歯形の金型を製造する方法が記載されている。
【０００７】
この特許文献２に記載の方法においては、内歯が全長に亘ってほぼ等歯厚に形成された一次金型を小径に弾性変形させ、一次金型に外歯の側面がクラウニング形状に形成されたクラウン歯電極を合わせ、クラウン歯電極を所定角度で円周方向に往復回動させて一次金型の各歯の側面形状をクラウン歯電極の歯の側面形状と対応する如く放電加工し、放電加工した後に一時金型を弾性復帰させ、クラウン歯電極を加工品から軸方向に抜き、内歯の側面が反クラウン形状となる仕上げ金型を製作する。
【特許文献１】特開２００３−２２０４４２号公報
【特許文献２】特開２００３−８０３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、鍛造成形後の寸法精度を向上させることができるクラウニング付き歯車を製造するための金型と、そのような金型の製造方法と、そのような金型によってクラウニング付き歯車を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。
【００１０】
（１）リングのテーパ状内壁面の中に圧入されたコアが、圧入によって形成されたクラウニングの付いた内歯歯車状の歯形を有することを特徴とする金型。
【００１１】
（２）リングのクラウニング付き内壁面の中に圧入されたコアが、圧入によって形成されたクラウニングの付いた内歯歯車状の歯形を有することを特徴とする金型。
【００１２】
（３）コアとリングとの軸心方向相対位置が調整可能になっていて、コアとリングとの軸心方向相対位置の調整により、コアの内歯歯車状の歯形のクラウニングの形状の補正が可能になっていることを特徴とする前述の金型。
【００１３】
（４）クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、リングの内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、そのとき、コアの内周面が変形し、それに伴ってコアの内周面の歯形にクラウニング加工が行なわれることを特徴とするクラウニング付き歯車の金型を製造する方法。
【００１４】
（５）クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、その外周面に、クラウニングをつけるための締め代用の増量部を有し、そのようなコアが、リングのテーパ状内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、増量部が消失してテーパ状となり、それに伴ってコアの内周面の歯形にクラウニング加工が行なわれることを特徴とするクラウニング付き歯車の金型を製造する方法。
【００１５】
（６）クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、円筒状の外周面を有し、そのようなコアが、リングのクラウニング付き内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、コアの内周面の歯形にクラウニング加工が行われることを特徴とするクラウニング付き歯車の金型を製造する方法。
【００１６】
（７）リングの軸心方向におけるコアの圧入量を調節することにより、クラウニングの形状を調節することを特徴とする前述の方法。
【００１７】
（８）前述の金型によってクラウニング付き歯車を製造する方法。
【００１８】
（９）クラウニング加工前の歯車を冷間鍛造することにより、初期歯形の歯厚とほぼ同一に歯厚を維持するか、初期歯形の歯厚よりも１０％以下の範囲内で歯厚を減少させると同時に、初期歯形よりも歯先を突き出すことを特徴とする前述の方法。
【００１９】
（１０）クラウニング加工前の歯車の精度がＪＩＳ５級以上であることを特徴とする前述の方法。
【００２０】
（１１）クラウニング加工前の歯車を、張り出し成形したあと、突き出し成形することを特徴とする前述の方法。
【００２１】
（１２）被加工品である歯車を冷間鍛造する際に、ノックアウトスリーブの外周に形成された歯形の端面で、被加工品である歯車の歯形の端面をサポートし、歯車の端面全体をノックアウトスリーブの端面全体でサポートすることを特徴とする、歯車の冷間鍛造方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明によれば、金型が、リングとその中に圧入されたコアからなる。リングの内壁面は、テーパ形状、クラウニング形状、その他の形状を有する。コアの内周面にクラウニング加工が行なわれる。たとえば、クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、リングの内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、そのとき、コアの外周面が変形し、それに伴ってコアの内周面の歯形にクラウニング加工が行なわれる。
【００２３】
本発明の１つの好ましい形態では、リングがテーパ状内壁面を有し、その中に圧入されたコアが、圧入によって形成されたクラウニングの付いた内歯歯車状の歯形を有する。
【００２４】
また、本発明の別の好ましい形態では、リングがクラウニング付き内壁面を有し、その中に圧入されたコアが、圧入によって形成されたクラウニングの付いた内歯歯車状の歯形を有する。
【００２５】
とくに、コアとリングとの軸心方向の相対位置が調節可能になっていて、コアとリングとの軸心方向の相対位置の調整により、コアの内歯歯車状の歯形のクラウニングの形状が補正可能になっていることが好ましい。
【００２６】
本発明の１つの好ましいクラウニング付き歯車の金型を製造する方法においては、クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、その外周面に、クラウニングをつけるための締め代用の増量部を有し、そのようなコアが、リングのテーパ状内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入される。そのとき、増量部が消失してテーパ状となり、それに伴ってコアの内周面にクラウニング加工が行なわれる。
【００２７】
本発明の他の好ましいクラウニング付き歯車の金型を製造する方法においては、クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコアが、テーパ状又は円筒状の外周面を有し、そのようなコアが、リングのクラウニング付き内壁面の中に、リングの軸心方向に圧入され、コアの内周面にクラウニング加工が行われる。
【００２８】
クラウニングの精度を高めるために重要なポイントは、コアとリングとの軸心方向の相対位置の調整、つまり、リングの軸心方向におけるコアの圧入量の調節を可能にすることである。リングの軸心方向におけるコアの圧入量を調節して、クラウニングの形状（とくにクラウニング加工をする領域のピッチ円等の直径）を調節することが好ましい。
【００２９】
前述の金型によってクラウニング付き歯車を製造すると、所望の高精度のクラウニング形状が容易かつ確実に加工できる。
【００３０】
クラウニング加工前の歯車を冷間鍛造による突き出しの形で加工するのが好ましい。たとえば、クラウニング加工前の歯車の初期歯形の歯厚とほぼ同一に歯厚を維持するか、初期歯形の歯厚よりも１０％以下の範囲内で歯厚を減少させると同時に、初期歯形よりも歯先を突き出す。そうすれば、極めて高精度のクラウニング形状が容易かつ確実に加工できる。
【００３１】
その際、クラウニング加工前の歯車の精度がＪＩＳ５級以上であることが好ましい。
【００３２】
歯車にクラウニング加工をする際に使用する鍛造機は、精密な荷重制御が可能なものにするのが好ましい。
【００３３】
クラウニング成形用の型は、クラウニング量が調節可能な構造とするとともに、型の構造をシンプルなものとし、かつ、普及している鍛造機を利用できるのが好ましい。
【００３４】
さらに、以下のようにすると、クラウニング形状を高精度にかつ確実・安価に製作することができる。
【００３５】
（１）圧入前のコアの製作
まず、スリーブ状又はリング状のコアの内壁面にクラウニングの無い内歯歯車状の歯形（初期歯形）をワイヤーカット放電加工によって形成し、ラップ仕上げする。
【００３６】
コアの外壁面は、前半部分をリングのテーパ穴に対応するテーパ形状とする。クラウニングを付けたい、コアの後半部分は、テーパ形状に対して締め代用増量分を加えた形状とする。このように、テーパ形状に対して締め代用の増量部を加えるように所望の形状に設定すれば、コアをリングのテーパ穴に圧入したとき、増量部が消失してテーパ状となり、それに伴ってコアの内壁面の初期歯形に所望のクラウニングを作り込むことが出来る。締め代用の増量部の形状は、数値制御式の円筒研磨機で容易に加工できる。
【００３７】
（２）テーパ穴付きリングへのコアの圧入組立
仮にコアの内壁面の初期歯形と外壁面のテーパ形状に多少の加工誤差があったとしても、テーパ穴付きリングへのコアの圧入量の調節により、クラウニングの形状（たとえば直径等の寸法）は１ミクロン単位で調節可能である。加工されたクラウニング形状を測定しながら、テーパ穴付きリングへのコアの圧入量の調節をすることを必要なだけくり返し、コアをリング内に圧入すれば、所望の値は確実に得られる。
【００３８】
（３）冷間鍛造によるクラウニング加工時の型の寸法変化に対する補正
鍛造荷重による型の歪と、被加工品（クラウニング付き歯車）のスプリングバッグによる型寸法及び被加工品の寸法差が生じる場合がある。この場合、型のクラウニング形状（とくに直径等の寸法）の補正が可能である。すなわち、このような寸法差は、コアとテーパ穴付きリングとの軸心方向の相対位置をずらすことにより簡単に調節できる。この調節が小幅なときは、単に鍛造荷重を調節するだけでも、調節することが可能である。
【００３９】
（４）クラウニング付き歯車（被加工品）の熱処理歪と歯面の粗さ
クラウニング成形を行う直前に、内部応力を除去するために焼鈍を行うことが好ましい。そうすることにより、熱処理歪は微少になる。
【００４０】
歯面の粗さは、熱処理後に行う微細粒の吹き付け工程（液体ホーニング）を追加設定することで、たとえば１〜６ミクロンの粗さに仕上げることができる。
【００４１】
（５）一般的なクラウニング付き歯車への対応
先述の説明による片側半分をクラウニング成形した後に、必要に応じて、被加工品（片側半分のみにクラウニングの付いた歯車）を反転挿入して、他方側の半分をクラウニング成形する。この場合、先に成形したクラウニング部分が変形して精度が損ねられることを回避するために、加圧ピンの外径を細くして、歯からの距離を大きくするのが好ましい。こうすれば、クラウニング成形荷重は必要最小限に設定できる。
【００４２】
本発明の好ましい他の形態においては、型の歯形成形開始部の構造は、正規の全歯たけを有する正規歯の前に、正規の全歯たけよりも低い歯たけを有する低歯が、多段の形に形成されているのが好ましい。さらに、低歯の途中に、歯形成形開始部の最初の傾斜面の終端より内向きに引っ込められた形でファイバー逃げ用段差が形成されている構造にするのが好ましい。
【００４３】
また、クラウニング加工前の歯車の初期歯形を冷間鍛造することによってクラウニング付き歯形を形成する際に、サイジング加工で完成歯形を形成する前に、冷間鍛造により、初期歯形の歯厚とほぼ同一に歯厚を維持するか、初期歯形の歯厚よりも１０％以下の範囲内で歯厚を減少させると同時に、初期歯形よりも歯先を突き出す工程を介在させることが好ましい。
【００４４】
本発明の最良の形態においては、前述の突き出し工程のとき、１つの型内で金属材料を突き出した後、仕上げ用のサイジングとして更に絞り加工によってクラウニングを成形する。
【００４５】
また、前述のいずれの実施形態においても、最終段を除いて、密閉鍛造をしないこと、つまり、複数の冷間鍛造の各々で、加工品の歯先部が型の歯元に到達する前に成形を停止することが、成形荷重の増大を避けるために好ましい。
【００４６】
本発明の更に別の実施形態においては、金属材料の張り出しと突き出しを２つの工程に分け、別々の型で実施し、更にサイジング（仕上げ絞り加工）工程と組み合わせて行う。
【００４７】
前述の張り出しと突き出しからなる成形は、精密鍛造（fine forging）であり、主に圧縮荷重によるものである。このような張り出しと突き出しからなる成形（精密鍛造）においては、両端面から放射状に成形が進行する。そのため、型に押し当てることになり、型の局部に過大な面圧や強い摩擦が生じない。
【００４８】
成形荷重の方向と塑性流動の形態は、以下に述べるようにするのが好ましい。上下両端面から荷重をかけ、上下対称に塑性流動させる。これを分流鍛造法という。この場合、被加工品の外周部のダレ（未成形部）が小さい。片面のみを切削加工すれば、完成品として所望の寸法に仕上げることが容易にできるので、切削コストが下がる。材料も少なくてすむ。型命数は、一般のものに比較して５〜７倍にできる。
【００４９】
本発明の張り出しと突き出しからなる成形は、一種の転写形態の成形であるから、面圧の差が比較的小さい。しかも、型の局部摩耗が軽微である。型の歪も少ない。型の加工面の精度を写しとるように成形出来るため、高精度と良好な面粗さが得られる。その結果、被加工物の精度と面粗さは、型とほとんど同一にできる。
【００５０】
必要に応じて、張り出し、突き出し、サイジング成形、焼なまし、潤滑被膜を順に行うことにより、高精度と良好な面粗の良好な特性を同時に得ることが可能となり、型命数が大幅に向上し、それによりコスト低減、品質バラツキ低減の効果が大きい。
【００５１】
本発明においては、精密鍛造機（とくに、サーボモータを使用して、成形時の速度を制御して、衝撃荷重の変動を小さくした精密鍛造機）を使用することが好ましい。さらに、鍛造荷重による機械の歪を少なくし、かつ鍛造機の剛性を高くすることが好ましい。例えば、鍛造機に発生する荷重を計測するために歪ゲージを使用する。
【００５２】
しかも、塑性の良い材料を使うのが好ましい。
【００５３】
精密冷間鍛造用の型の製作のために、高精度の放電加工機を使用し、かつ高精度のＮＣ切削加工機と加工プログラムを使う。
【００５４】
また、好ましくは、型の精度寿命を延ばすために表面硬化被膜処理をする。
【００５５】
本発明によれば、クラウニング付き歯車の歯形の三次元寸法を１ミクロン〜８ミクロンの公差内で作ることができる。
【００５６】
クラウニング成形の好ましい条件は次のとおりである。
【００５７】
１）クラウニング成形直前の歯車の精度がＪＩＳ５級、または、それより上級である。
【００５８】
２）クラウニング成形直前の歯車の歯幅、穴径、穴の偏心、直角度、平行度、表面粗さ等の精度は、ＪＩＳ５級の歯車と同等又はそれ以上である。
【００５９】
３）クラウニング成形直前の歯車の硬さは塑性加工可能な範囲内である。
【００６０】
４）成形型の精度及び剛性は、成形荷重の負荷状態で歯車の必要精度を満足するものとする。
【００６１】
５）鍛造機は、成形荷重の上限値・下限値を設定でき、かつ、精密に制御可能なものとする。
【００６２】
６）鍛造機は、被加工品の精度保持に必要な精度・剛性を持っている。
【００６３】
７）被加工品は、潤滑被膜をもたせた方が良い。なぜなら、摩擦係数が安定し、被加工品精度のバラツキが小さくなるからである。しかも、成形荷重が下がるので、型の歪が小さくなり、型寿命が延びる。
【実施例】
【００６４】
図１は、本発明の１つの好ましい実施例を示す。
【００６５】
図１において、鍛造機１は、ホルダ２と、その内側に配置された金型３と、その金型３をホルダ２内で下から支持して固定する支持部材４と、中心軸心に沿って移動可能に設けられているマンドレル５と、そのマンドレル５の周囲を上下方向に移動可能に設けているパンチスリーブ６およびノックアウトスリ−ブ７を有する。
【００６６】
金型３は、リング１０とコア１１を組立てたものである。リング１０の中にコア１１が圧入されている。リング１０は、テーパ状の内壁面１０ａ（テーパ穴に相当する）を有する。コア１１は、そのリング１０のテーパ状内壁面１０ａの中に軸心方向（図１においては下向き）に圧入されて、所望位置に調節可能に固定されている。
【００６７】
図１〜２を参照して、この点（調節可能に固定する点）を詳細に説明する。
【００６８】
図２を参照して、まず、クラウニング加工前のコア１１について述べる。
【００６９】
コア１１の内壁面にクラウニングのない内歯歯車状の歯形１１ａをワイヤーカット放電加工装置（図示せず）によって形成して、初期歯形をつくる。この初期歯形は、ラップ仕上げしておくのが望ましい。
【００７０】
図２によく示すように、クラウニング加工前のコア１１の外壁面１１ｂは、入口側の前半部分１１ｃがテーパ形状になっており、その後方に続く後半部分１１ｄがその前半部分１１ｃの延長線上の架空のテーパ形状に対して締め代用の増量部をＡの寸法だけ加えた形状になっている。
【００７１】
この増量部は、クラウニング加工に必要なものであるが、たとえば、図２に示すように、大きな半径Ｒを有する円弧の形にすることができる。
【００７２】
図２に示すように、クラウニング加工前のコア１１の内歯歯車状の歯形１１ａは、後半部分１１ｄにおいて所定の直径Ｄ１のピッチ円を有する。
【００７３】
他方、リング１０の内壁面１０ａ（テーパ穴に相当する）のテーパ傾斜角度（Ｂ）は、１°〜２°とする。前述のクラウニング加工前のコア１１の前半部分１１Ｃの外周面のテーパの傾斜角度も、リング１０の内壁面１０ａのテーパ傾斜角度（Ｂ）と全く同一とするのが好ましい。
【００７４】
このような形状のコア１１がリング１０のテーパ状の内壁面１０ａ（つまりテーパ穴）の中に軸心に沿って（図２において下向きに）圧入される。
【００７５】
このように、クラウニングのない内歯歯車状の歯形１１ａを内周面に有するコア１１が、その外周面１１ｂの後半部分１１ｄに、クラウニングをつけるための締め代用の増量部を有し、そのようなコア１１が、リング１０のテーパ状内壁面１０ａの中に、リング１０の軸心方向に圧入され、増量部が消失して、コア１１の外周面１１ｂの全体がテーパ状となり、それに伴ってコア１１の内周面の歯形１１ａにクラウニング加工が行なわれる。
【００７６】
図３は、そのようにクラウニング加工が行なわれた状態（図１の状態と同じ）、すなわち、コア１１をリング１０のテーパ状内壁面１０ａ（テーパ穴）の所望位置に位置調整可能に固定した状態を示す。
【００７７】
図３において、コア１１は、２つのリング状の調整部材１２、１３に狭持されて、リング１０のテーパ状内壁面１０ａ内の所望位置に固定されている。コア１１の固定位置が変化すれば、クラウニング形状は変化する。下方の調整部材１２の厚みＨを調節することにより、リング１０内のコア１１の位置を上下方向に調整できる。たとえば、まず下方の調節部材１２の厚みＨを所定の値よりも少し大きめに設定して、図３の状態にコア１１をリング１０内に圧入し、クラウニング形状を測定する。そのあと、それらを分解して、厚みＨを小さな値にした調節部材１２を使用して再び組立てる。このようにすれば、コア１１は、リング１０の内壁面１０の下方位置に少しずれる。その結果、クラウニングの形状は変化する。とくに被加工品（１７）の下端に対応するポイント（図３に黒丸で示すポイント）でのピッチ円の直径Ｄ２が減少する。
【００７８】
このように下方の調整部材１２の厚みＨの微調整をくり返すことにより、所望の正確なクラウニング形状が得られる。
【００７９】
符号１５は、上方の調整部材１３を下向きに押し付けて固定するためにリング１０の上端面の所定位置１８にボルト（図示せず）で止めるための押え部材を示す。
【００８０】
コア１１の材料は、高速度鋼又はダイス鋼とし、焼入・焼戻しをし、コア１１の硬度をＨＲｃ５８〜６５とするのが好ましい。
【００８１】
また、コア１１の厚みＷは、被加工品である歯車（１７）の下端に対応するポイント（図３に黒丸で示すポイント）でのピッチ円の直径Ｄ２の約１割、例えば、Ｄ２が６０ｍｍのとき、６〜９ｍｍとするのが好ましい。
【００８２】
図３に示すように、コア１１の内周面の歯形１１ａは、入口側に形成されたガイド部１１ｅと絞り部１１ｆからなる。ガイド部１１ｅは、コア１１の口元に倣（ならい）のために設けられる。ガイド部１１ｅのピッチ円の直径は、突き出し加工される前の被加工品（１７）のピッチ円の直径より僅かに大きくするのが良い。例えば０．０５〜０．２ｍｍ大きくするのが良い。ガイド部１１ｅの軸方向長さは歯モジュールの５倍以上が好ましい。
【００８３】
絞り部１１ｆは、ガイド部１１ｅの終端に連続して設けられる。絞り部１１ｆの歯形は、正規のクラウニング付き歯形である。
【００８４】
被加工品（１７）の完成歯形を成形する際、まず、ガイド部１１ｅにより金属材料の張り出し成形をし、そのあと、絞り部１１ｆにより突き出し成形をする。これにより精密な歯スジを成形できる。
【００８５】
被加工品の歯車１７は、ガイド部１１ｅを介して供給する場合の方が、供給を容易かつ的確にできるため、正規のクラウニング付き歯形を有する絞り部１１ｆに直接供給する場合よりも好ましい。
【００８６】
突き出し成形された歯面を倣（ならい）面として、絞り部１１ｆにより金属材料を０．０５〜０．２ｍｍ突き出し成形する。これにより歯形の誤差を極めて小さくすることができる。
【００８７】
図３に示す組立状態の金型３を、図１に示すように鍛造機１に設定した状態で、クラウニング加工前の歯車、好ましくはＪＩＳ５級以上のクラウニングなしの歯車１７を、被加工品として、まず片側半分について、金型３によって冷間断造でクラウニング加工する。
【００８８】
そのあと、必要に応じて、その歯車１７を反転させて金型３内に再挿入して、他方側の半分についてクラウニング加工をする。
【００８９】
図１に示すように、ノックアウトスリーブ７の上端近くの外周は、加工後の歯車１７のクラウニング付き歯形の下端に対応させて歯形７ａを有するのが好ましい。
【００９０】
このように歯形７ａが存在すると、その歯形７ａの上端部が金型３のコア１１の歯形１１ａの下端部に少し入った状態（図１の状態）で、被加工品の歯車１７がクラウニング加工されるため、加工時に、歯車１７の歯形部分の下端面が、ノックアウトスリーブ７の歯形７ａの上端面によってサポートされる。その結果、加工後の歯車１７の下端面は、歯形部分を含めて、全体的に所望の平面となり、後工程で切削加工する必要がなくなる。
【００９１】
クラウニング加工が完了したら、まず、パンチスリーブ６が上昇し、そのあと、ノックアウトスリーブ７が、その上に加工後の歯車１７をのせたまま、上昇する。所定の上昇位置で、加工後の歯車１７は、金型３から取り出される。
【００９２】
図４は、本発明の別の実施例を示す。図１〜３の実施例と図４の実施例とは、金型が相違するだけで、他の構成は同一である。
【００９３】
図４の実施例においては、金型３がリング２０とコア２１を有する。クラウニング加工前は、クラウニングのない内歯歯車状の歯形を内周面に有するコア２１が、クラウニングのない円筒状又はテーパ状の外周面を有し、そのようなクラウニング加工前のコア２１が、リング２０のクラウニング付き内壁面２０ａの中に、リング２０の軸心方向（図４では下向き）に圧入される。そのとき、コア２１の外周面がリング２０のクラウニング付き内壁面２０ａに沿ってクラウニング形状に変形し、それに伴って、コア２１の内周面の歯形２１ａが、リング２０のクラウニング付き内壁面２０ａに沿ってクラウニング形状に変形する。そのようにして、コア２１の内周面の歯形２１ａにクラウニング加工が行なわれる。
【００９４】
図４の組立状態において、コア２１の外周面２１ｂの約３分の２の領域の前半部分２１ｃがテーパ形状に形成されており、それに続く後半部分２１ｄがクラウニング形状に形成されている。
【００９５】
コア２１の内周面の歯形２１ａは、図１〜３の実施例のガイド部１１ｅおよび絞り部１１ｆにそれぞれ対応するガイド部２１ｅおよび絞り部２１ｆを有する。これらのガイド部２１ｅおよび絞り部２１ｆの作用は、図１〜３の実施例と同一である。
【００９６】
なお、図３〜４の一点鎖線は、被加工品である歯車１７がクラウニング加工された状態の位置を示している。この状態において、歯車１７は、コア１１、２１の内周面の歯形１１ａ、２１ａの絞り部１１ｆ、２１ｆの内側に位置している。そして、第１回目のクラウニング加工のとき、歯車１７の歯形の下方半分がクラウニング加工されており、歯車１７の歯形の上方半分はクラウニング加工されていない。
【００９７】
なお、本発明は、前述の実施例に限定されない。
【００９８】
たとえば、図示したコア１１の初期歯形は、張り出しと突き出しからなる成形をするために二段形状となっているが、この形状以外のものでもよい。
【００９９】
また、本発明は、ノックアウトスリ−ブに歯形７ａを設ける実施例に限らず、加工後の歯車１７の歯型部分を支持しない形にしてもよい。このように、ノックアウトスリーブ７に歯形７ａが存在しない場合は、クラウニング加工時に、被加工品である歯車１７の下端の歯形部分がノックアウトスリーブ７によって支持されない。この場合、必要に応じて、被加工品の歯車１７の下端を切削加工する。
【０１００】
また、被加工品である歯車を冷間鍛造する際に、ノックアウトスリーブの外周に形成された歯形の端面で、被加工品である歯車の歯形の端面をサポートし、歯車の端面全体をノックアウトスリーブの端面全体でサポートする、歯車の冷間鍛造方法は、前述のクラウニング付きの金型に限らず、クラウニングの付いていない、種々の金型に対しても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の１つの実施例による型を使用して、冷間鍛造で歯車にクラウニング加工をする状況を示す概略縦断面図。
【図２】図１に示した型の組立前の状態を示す縦断面図。
【図３】図１に示した型の組立後の状態を示す縦断面図。
【図４】本発明の他の実施例による型の組立後の状態を示す縦断面図。
【符号の説明】
【０１０２】
１      鍛造機
２      ホルダ
３      金型
４      支持部材
５      マンドレル
６      パンチスリーブ
７      ノックアウトスリーブ
１０    リング
１０ａ  リング１０の内壁面
１１    コア
１１ａ  コア１１の内周面に形成された歯形
１１ｂ  コア１１の外周面
１１ｃ  コア１１の前半部分
１１ｄ  コア１１の後半部分
１１ｅ  コア１１のガイド部
１１ｆ  コア１１の絞り部
１２    調整部材
１３    調整部材
１５    押え部材
１７    被加工品（歯車）
１８    締め付けボルトの位置を示す中心線
２０    リング
２０ａ  リング２０の内壁面
２１    コア
２１ａ  コア２１の内周面の歯形
Ｈ      調整部材の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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