(57)【要約】【課題】  構成が簡単で効率的にクラウニング付歯形が成形できるクラウニング付歯形の鍛造成形方法及びその鍛造成形装置を提供する。【解決手段】  素材７１の各歯７６が嵌合する複数の歯形成形溝２６を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔２４が貫通する円筒状のダイス２１を備え、ダイス２１の基端側及び頂端側を弾性収縮変形してクラウニング付歯形形状の歯８６を備えた歯車８１を成形し、しかる後、弾性収縮変形解除によりダイス２１を弾性復元して拡径したダイス孔２４から歯車８１を抜き出す。軸方向に亘って同一断面形状のダイス孔２４を備えた簡単な形状のダイス２１及び簡単な工程によってクラウニング付歯形形状の歯を備えた歯車を効率的に成形できる。【選択図】  図１
2007054874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備えた歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形の鍛造成形方法において、
上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通する円筒状のダイスを備え、
該ダイスのダイス孔内に上記歯車状の素材をセットし、ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与して、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とするクラウニング付歯形の鍛造成形方法。
【請求項２】
歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備え、かつ軸孔を有する歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形の鍛造成形方法において、
上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通する円筒状のダイスを備えると共に、上記歯車状の素材の軸孔に嵌入して内周面を押圧して軸孔を押し広げる軸孔押圧手段を有し、
上記軸孔押圧手段とダイスのダイス孔との間に上記素材をセットし、上記軸孔押圧手段により上記素材の軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げた状態で、上記ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与して、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とするクラウニング付歯形の鍛造成形方法。
【請求項３】
歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備えた歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形鍛造成形装置において、
ダイスホルダと、
該ダイスホルダに基端側が支持され、上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通すると共に外周面の基端側及び頂端側にそれぞれ環状の基端側当接部及び頂端側当接部が形成された円筒状のダイスと、
下降によりダイス押圧面が上記ダイスの基端側当接部及び頂端側当接部に当接して上記ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与するアウターパンチと、を備え、
上記ダイスのダイス孔内に上記歯車状の素材をセットし、アウターパンチの下降により上記ダイス押圧面が上記基端側当接部及び頂端側当接部に当接してダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与し、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とするクラウニング付歯形鍛造成形装置。
【請求項４】
歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備え、かつ軸孔を有する歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形鍛造成形装置において、
ダイスホルダと、
該ダイスホルダに基端側が支持され、上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通すると共に外周面の基端側及び頂端側にそれぞれ環状の基端側当接部及び頂端側当接部が形成された円筒状のダイスと、
上記素材の軸孔に嵌入して該軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げる軸孔押圧手段と、
下降によりダイス押圧面が上記ダイスの基端側当接部及び頂端側当接部に当接して上記ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与するアウターパンチと、を備え、
上記ダイスのダイス孔に上記歯車状の素材をセットし、上記軸孔押圧手段により上記素材の軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げた状態で、上記アウターパンチの下降により上記ダイス押圧面が上記基端側当接部及び頂端側当接部に当接してダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与し、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とするクラウニング付歯形鍛造成形装置。
【請求項５】
上記軸孔押圧手段は、
上記ダイスホルダに基部が支持されたダイスリーブの先端に形成された内孔を有して上記素材の軸孔に嵌入可能な円筒状のワーク保持部と、
下降により上記ワーク保持部の内孔に進入して上記ワーク保持部を押し広げるテーパ面状のダイスリーブ押圧面が先端外周面に形成されたインナパンチと、を備え、
上記素材の軸孔に嵌入した上記ワーク保持部の内孔に上記下降するインナパンチのダイスリーブ押圧面が進入して該ワーク保持部を弾性拡形変形させて軸孔を押し広げることを特徴とする請求項４に記載のクラウニング付歯形鍛造成形装置。
【請求項６】
上記軸孔押圧手段は、
下降により上記素材の軸孔に進入して上記ワーク保持部を押し広げるテーパ面状の軸孔押圧面が先端外周面に形成されたインナパンチを備え、
上記素材の軸孔に上記下降するインナパンチの軸孔押圧面が進入して軸孔を押し広げることを特徴とする請求項４に記載のクラウニング付歯形鍛造成形装置。
【請求項７】
上記基端側当接部は、
上記ダイスの基端側において外周面に周方向に沿って環状に突出形成され、
上記頂端側当接部は、
上記ダイスの頂端側において外周面に周方向に沿って環状に突出形成され、
上記ダイス押圧面は、
上記アウターパンチの基端側から先端側に移行するに従って漸次拡径するテーパ孔状でアウターパンチの先端側に形成され、かつアウターパンチの下降に伴って上記基端側当接部及び頂端側当接部の各頂端面に嵌合して摺接することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載のクラウニング付歯形鍛造成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラウニング付歯形を成形する鍛造成形方法及びクラウニング付歯形鍛造成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に外歯歯車の歯形は、片当たりを回避するために各歯の歯筋方向の中央部から端部に沿って歯厚が漸次減少する、いわゆるクラウニング付歯形に成形されている。
【０００３】
外歯歯車のクラウニング付歯形を形成する一般的な成形方法としては、棒材或いは鍛造による素材を歯切り等によって粗加工して歯厚が一定の歯を成形した後に、シェービング等によって歯をクラウニング付歯形に切削加工する方法がある。
【０００４】
しかし、シェービング等によってクラウニング付歯形を成形する切削加工には多くの時間を要する。
【０００５】
この対策として、切削によることなく鍛造によってクラウニング付歯形を成形する成形方法が種々提案されている。
【０００６】
鍛造によるクラウニング付歯形の成形方法は、例えばダイス部材のダイス孔内でパンチとカウンタパンチで素材を圧縮加工する際に、テーパ部材でダイス孔の開口端部を弾性収縮変形させ、ダイス孔内で素材からクラウニング付歯車を成形し、この成形された歯車をカウンタパンチでエジェクトするときには開口端部の弾性収縮変形を解除させ、歯車の歯が開口端部でしごき加工されずに歯車をエジェクトするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、粗加工によって形成された素材の歯をクラウニング付歯形に鍛造成形にあたり、下端側が小さくなる部分を有する複数の第１空間が設けられた下ダイと、上端側が小さくなる部分を有する複数の第２空間が設けられた上ダイを用い、上パンチの押圧により素材の歯の下端側から第１空間に挿入して素材の歯の下端から中央部の間にクラウニング付歯形を成形し、続いて第１空間と上ダイの第２空間が滑らかに接続するように下ダイと上ダイを密着させ、素材を下パンチの押圧により第１空間内に保持された歯を上端側から第２空間内に挿入して歯の上端から中央部の間にクラウニング付歯形を成形し、しかる後、下ダイと上ダイを離間させてクラウニング付歯形が成形された歯車を取り出すものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−５１７８８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２０４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１によると、ダイス部材のダイス孔内でパンチとカウンタパンチで素材を圧縮加工する際に、ダイス孔の開口端部を弾性収縮変形させることによってダイス孔内で素材からクラウニング付歯形の歯車が成形できる。
【００１０】
しかし、ダイス部材に形成するダイス孔に形成されて素材の歯を収容して歯にクラウニング付歯形を成形する溝の奥部、即ち開口端部と反対側にはクラウニング付歯形を成形するための複雑な形状を要し、更にダイス部材とコンテナ部が一体に形成されて構成が更に複雑になり鍛造成形装置の製造コスト及びメンテナンスコストの増大が懸念される。
【００１１】
一方、特許文献２によると、下端側が小さくなる部分を有する複数の第１空間が設けられた下ダイと、上端側が小さくなる部分を有する複数の第２空間が設けられた上ダイを用い、上パンチの押圧により素材の歯を第１空間に挿入して素材の歯の下端から中央部の間にクラウニング付歯形を成形し、素材を下パンチの押圧により第１空間内に保持された歯を第２空間内に挿入して歯の上端から中央部の間にクラウニングを成形することによってクラウニング付歯形の歯車が形成できる。
【００１２】
しかし、複雑な形状の第１空間が設けられた下ダイと第２空間が設けられた上ダイ、上パンチ及び下パンチを要することから鍛造成形装置の構成が複雑になると共に、上パンチの押圧により素材の歯を下ダイの第１空間に挿入して素材の歯の下端から中央部の間にクラウニング付歯形を成形する工程、下ダイと上ダイを密着させる工程、素材を下パンチの押圧により第１空間内に保持された歯を上端側から第２空間内に挿入して歯の上端から中央部の間にクラウニングする工程等の多くの工程を有し、作業時間の増大及び鍛造工程が複雑になり作業時間の増大が懸念される。
【００１３】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の第１の目的は、効率的にクラウニング付歯形が成形できるクラウニング付歯形の鍛造成形方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第２の目的は、構成が簡単で効率的にクラウニング付歯形が成形できるクラウニング付歯形鍛造成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記第１の目的を達成する請求項１に記載のクラウニング付歯形の鍛造成形方法の発明は、歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備えた歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形の鍛造成形方法において、上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通する円筒状のダイスを備え、該ダイスのダイス孔内に上記歯車状の素材をセットし、ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与して、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とする。
【００１６】
また、上記第１の目的を達成する請求項２に記載のクラウニング付歯形の鍛造成形方法の発明は、歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備え、かつ軸孔を有する歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形の鍛造成形方法において、上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通する円筒状のダイスを備えると共に、上記歯車状の素材の軸孔に嵌入して内周面を押圧して軸孔を押し広げる軸孔押圧手段を有し、上記軸孔押圧手段とダイスのダイス孔との間に上記素材をセットし、上記軸孔押圧手段により上記素材の軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げた状態で、上記ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与して、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とする。
【００１７】
上記第２の目的を達成する請求項３に記載のクラウニング付歯形鍛造成形装置の発明は、歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備えた歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形鍛造成形装置において、ダイスホルダと、該ダイスホルダに基端側が支持され、上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通すると共に外周面の基端側及び頂端側にそれぞれ環状の基端側当接部及び頂端側当接部が形成された円筒状のダイスと、下降によりダイス押圧面が上記ダイスの基端側当接部及び頂端側当接部に当接して上記ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与するアウターパンチと、を備え、上記ダイスのダイス孔内に上記歯車状の素材をセットし、アウターパンチの下降により上記ダイス押圧面が上記基端側当接部及び頂端側当接部に当接してダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与し、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とする。
【００１８】
さらに、第２の目的を達成する請求項４に記載のクラウニング付歯形鍛造成形装置の発明は、歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯を複数備え、かつ軸孔を有する歯車状の素材の上記各歯をクラウニング付歯形に成形するクラウニング付歯形鍛造成形装置において、ダイスホルダと、該ダイスホルダに基端側が支持され、上記素材の各歯が嵌合する複数の歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が基端側から頂端側に貫通すると共に外周面の基端側及び頂端側にそれぞれ環状の基端側当接部及び頂端側当接部が形成された円筒状のダイスと、上記素材の軸孔に嵌入して該軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げる軸孔押圧手段と、下降によりダイス押圧面が上記ダイスの基端側当接部及び頂端側当接部に当接して上記ダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与するアウターパンチと、を備え、上記ダイスのダイス孔に上記歯車状の素材をセットし、上記軸孔押圧手段により上記素材の軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げた状態で、上記アウターパンチの下降により上記ダイス押圧面が上記基端側当接部及び頂端側当接部に当接してダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ周方向及び半径方向の弾性収縮変形を付与し、該弾性収縮変形するダイスによって上記各歯を加圧してクラウニング付歯形を成形することを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４のクラウニング付歯形鍛造成形装置において、上記軸孔押圧手段は、上記ダイスホルダに基部が支持されたダイスリーブの先端に形成された内孔を有して上記素材の軸孔に嵌入可能な円筒状のワーク保持部と、下降により上記ワーク保持部の内孔に進入して上記ワーク保持部を押し広げるテーパ面状のダイスリーブ押圧面が先端外周面に形成されたインナパンチと、を備え、上記素材の軸孔に嵌入した上記ワーク保持部の内孔に上記下降するインナパンチのダイスリーブ押圧面が進入して該ワーク保持部を弾性拡形変形させて軸孔を押し広げることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４のクラウニング付歯形鍛造成形装置において、上記軸孔押圧手段は、下降により上記素材の軸孔に進入して上記ワーク保持部を押し広げるテーパ面状の軸孔押圧面が先端外周面に形成されたインナパンチを備え、上記素材の軸孔に上記下降するインナパンチの軸孔押圧面が進入して軸孔を押し広げることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか１項のクラウニング付歯形鍛造成形装置において、上記基端側当接部は、上記ダイスの基端側において外周面に周方向に沿って環状に突出形成され、上記頂端側当接部は、上記ダイスの頂端側において外周面に周方向に沿って環状に突出形成され、上記ダイス押圧面は、上記アウターパンチの基端側から先端側に移行するに従って漸次拡径するテーパ孔状でアウターパンチの先端側に形成され、かつアウターパンチの下降に伴って上記基端側当接部及び頂端側当接部の各頂端面に嵌合して摺接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によると、基端側から頂端側に亘って同一断面形状のダイス孔を備えた簡単な形状のダイスの基端側及び頂端側を弾性収縮変形することで、クラウニング付歯形の歯を備えた歯車を成形し、しかる後、弾性収縮変形の解除によりダイスが弾性復元して拡径したダイス孔からクラウニング付歯形の各歯が成形された歯車を抜き出すことが可能になり、基端側から頂端側に亘って同一断面形状のダイス孔を備えた簡単な形状のダイス及び簡単な工程によってクラウニング付歯形の歯を備えた歯車を効率的に成形できる。
【００２３】
請求項２の発明によると、軸孔押圧手段とダイスのダイス孔との間に素材をセットし、軸孔押圧手段により素材の軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げた状態で、ダイスの基端側及び頂端側を弾性収縮変形することで、クラウニング付歯形の歯を備えた歯車を成形し、しかる後、弾性収縮変形を解除してダイスの基端側及び頂端側を弾性復元させてクラウニング付歯形の各歯が成形された歯車をダイス孔から抜き出すことが可能になり、基端側から頂端側に亘って同一断面形状のダイス孔を有する簡単なダイス及び軸孔押圧手段による簡単な工程によってクラウニング付歯形形状の歯及び軸孔を備えた歯車を効率的に成形できる。
【００２４】
請求項３の発明によると、ダイスホルダと、素材の各歯が嵌合する歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が貫通し基端側及び頂端側にそれぞれ環状の基端側当接部及び頂端側当接部が形成された円筒状のダイスと、下降によりダイス押圧面がダイスの基端側当接部及び頂端側当接部に当接してダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から弾性収縮変形を付与するアウターパンチとを備え、ダイスのダイス孔内に素材をセットし、アウターパンチの下降によりダイス押圧面がダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ弾性収縮変形を付与し、弾性収縮変形するダイスによって各歯にクラウニング付歯形を成形し、しかる後、アウターパンチを上昇させて弾性収縮変形を解除することによってダイスの弾性復元により拡径したダイス孔からクラウニング付歯形形状の各歯が成形された歯車を抜き出すことが可能になり、基端側から頂端側に亘って同一断面形状のダイス孔を有する簡単なダイス、及びアウターパンチ等による簡単な構成のクラウニング付歯形鍛造成形装置によりクラウニング付歯形形状の歯を備えた歯車を効率的に成形できる。
【００２５】
請求項４の発明によると、ダイスホルダと、素材の各歯が嵌合する歯形成形溝を有して軸方向に同一断面形状のダイス孔が貫通し基端側及び頂端側にそれぞれ環状の基端側当接部及び頂端側当接部が形成された円筒状のダイスと、素材の軸孔に嵌入して軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げる軸孔押圧手段と、下降によりダイス押圧面がダイスの基端側当接部及び頂端側当接部に当接してダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ外周側から弾性収縮変形を付与するアウターパンチとを備え、軸孔押圧手段とダイスのダイス孔との間に素材をセットし、軸孔押圧手段により素材の軸孔の内周面を押圧して軸孔を押し広げた状態で、アウターパンチの下降によりダイス押圧面がダイスの基端側及び頂端側にそれぞれ弾性収縮変形を付与し、弾性収縮変形するダイスによって各歯にクラウニング付歯形を成形し、しかる後、アウターパンチを上昇させて弾性収縮変形を解除することによってダイスの弾性復元により拡径したダイス孔からクラウニング付歯形形状の各歯が成形された歯車を抜き出すことが可能になり、基端側から頂端側に亘って同一断面形状のダイス孔を有する簡単なダイス、及びアウターパンチ等による簡単な構成のクラウニング付歯形鍛造成形装置によりクラウニング付歯形形状の歯を備えた歯車を効率的に成形できる。
【００２６】
請求項５の発明によると、ダイスホルダに基部が支持されたダイスリーブの先端に形成された内孔を有して素材の軸孔に嵌入可能な円筒状のワーク保持部と、下降により上記ワーク保持部の内孔に進入してワーク保持部を押し広げるテーパ面状のダイスリーブ押圧面が先端外周面に形成されたインナパンチとにより軸孔押圧手段が形成できる。
【００２７】
請求項６の発明によると、下降により素材の軸孔に進入して上記ワーク保持部を押し広げるテーパ面状の軸孔押圧面が先端外周面に形成されたインナパンチによって軸孔押圧手段が形成できる。
【００２８】
請求項７の発明によると、基端側当接部はダイスの基端側において外周面に周方向に沿って環状に突出形成することによって、頂端側当接部はダイスの頂端側において外周面に周方向に沿って環状に突出形成することによって、また、ダイス押圧面はアウターパンチの基端側から先端側に移行するに従って漸次拡径するテーパ孔状に形成することによって構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係るクラウニング付歯形の鍛造成形方法及びクラウニング付歯形鍛造成形装置の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３０】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態を、図１０（ａ）に示すように軸方向に貫通する軸孔７２を有し、基端面７４から頂端面７５に亘って外周に直線状の歯筋を有し一対の歯面７６ａ、７６ａ、これら歯面７６ａ、７６ａの先端間に連続する歯先面７６ｂを備え歯筋全体に亘って歯厚が一定の歯形を有する歯７６と歯底７７が等ピッチで交互に形成された歯車本体部７３と、頂端面７５から同芯上に一体形成された外周面７８ａ、端面７８ｂを有するハブ７８とを備えた歯車状に粗加工によって成形された素材７１から、図１０（ｂ）に示すように軸孔８２を有し、各歯筋の一端及び他端に近づく従って歯厚が減少する一対の歯面８６ａ、８６ａ及び歯先面８６ｂを有するクラウニング付歯形の歯８６と歯底８７が等ピッチで交互に形成された歯車本体８３とハブ８８が一体形成された歯車８１を成形する場合を例に説明する。
【００３１】
図１は本実施の形態にかかるクラウニング付歯形形状の歯を備えた歯車を成形するクラウニング付歯形鍛造成形装置１の構成を模式的に示す図である。図１に示す鍛造成形装置１は、図示しないボルスタに固定されたダイスホルダ１１に円筒状のダイスリーブ１５及びダイス２１が同軸上で設けられる一方、図示しないメインラムに設けられてメインラムと同期して下降及び上昇してダイスホルダ１１と接離する円筒状のアウターパンチ３１を有している。更にアウターパンチ３１と同軸上に配置されて図示しないインナラムに支持されたインナパンチ３６及びパンチ４１を備え、メインラム及びインナラムを上下動することによって図１０（ａ）に示す素材７１を加圧して歯７６にクラウニング付歯形を成形して図１０（ｂ）に示す製品としての歯車８１に鍛造成形する。
【００３２】
ダイスホルダ１１は、ダイスリーブ１５を保持するダイスリーブ保持孔１１ａが貫通し、ダイスリーブ保持孔１１ａを囲む平坦な環状の頂面１２ａ及び周面１２ｂを有して上方に突出するワーク支持部１２及び、ワーク支持部１２の周面１２ｂの下端縁に連続してワーク支持部１２を囲む平坦な環状の頂面１３ａ及び周面１３ｂを有して上方に突出するダイス支持部１３が一体形成されている。
【００３３】
ダイスリーブ１５は、内孔１５ａを有する円筒状で、ダイスリーブ保持孔１１ａに嵌合する外周１６ａを有する基部１６と、ワーク支持部１２の頂面１２ａに連続する平坦で環状の段部１６ｂを介して外周１７ａに素材７１の軸孔７２に嵌合可能な円筒状のワーク保持部１７が一体連続形成されている。ワーク保持部１７に対応して内孔１５ａに環状で突出し、各頂面１８ａ、１９ａが基部１６側に移行するに従って拡径するテーパ状でインナパンチ３６の先端外周に形成されたテーパ面状のダイスリーブ押圧面３７が嵌合可能な一対の先端側突起部１８及び基端側突起部１９が形成されている。
【００３４】
ダイス２１は、図２に一部破断斜視図を示すように基端面２２から頂端面２３に亘って軸方向に貫通するダイス孔２４及び外周面２７を有する円筒状であって、ダイス孔２４は図１０（ａ）に示す素材７１の歯底円より若干大径でかつダイスホルダ１１に形成されたワーク支持部１２の周面１２ｂが若干の間隙を有して嵌合可能な断面円形の内周面２５及びこの内周面２５から素材７１の各歯７６を形成する一対の歯面７６ａ、７６ａ及び歯先面７６ｂに対応する一対の歯面成形面２６ａ、２６ａ及び歯先面成形面２６ｂを有する歯形成形溝２６が複数形成されて軸方向に同一断面形状に形成されている。この各歯形成形溝２６にそれぞれ各歯７６が嵌合してダイス孔２４に素材７１が嵌挿可能に形成されている。
【００３５】
外周面２７には、基端面２２及び頂端面２３に沿ってそれぞれ環状の基端側当接部２８及び頂端側当接部２９が突出形成されている。基端側当接部２８及び頂端側当接部２９の頂端面２８ａ、２９ａは頂端面２３側から基端面２２側に移行する従って漸次拡径するテーパ面状であって、アウターパンチ３１の内孔３２に形成されたテーパ孔状のダイス押圧面３３と嵌合可能に形成されている。
【００３６】
このように構成されたダイス２１は、ダイス孔２４がダイホルダ１１のワーク支持部１２の周面１２ｂとの間に間隙を有して基端面２２がダイス支持部１３の頂面１３ａ上に載置支持されてダイホルダ１１に回転自在に保持される。
【００３７】
この構成により、ダイス２１のダイス孔２４に嵌挿された素材７１が、その軸孔７２がダイスリーブ１５のワーク保持部１７に嵌合し、基端面７４がワーク支持部１２の頂面１２ａに当接して安定した姿勢で保持される。
【００３８】
一方、メインラムに設けられて下降及び上昇するアウターパンチ３１は、基端側がメインラムに支持されて軸方向に沿って延在する内孔３２を有する円筒状であって、内孔３２の先端側に基端側から先端側に移行するに従って漸次拡径するテーパ孔状で、ダイス２１の外周面２７に形成された基端側当接部２８及び頂端側当接部２９の頂端面２８ａ、２９ａと嵌合可能なダイス押圧面３３が形成されている。
【００３９】
インナパンチ３６は、インナラムに支持された板状の可動板３５に基端部が一体的に配設された円柱状であって、先端外周に基端側から先端側に移行するに従って漸次縮径するテーパ面状でダイスリーブ１５の内孔１５ａに突出形成された先端側突起部１８及び基端側突起部１９の各頂面１８ａ、１９ａに当接して嵌合可能なダイススリーブ押圧面３７が形成されている。このインナパンチ３６及びダイスリーブ１５のワーク保持部１７によってダイスリーブ１５のワーク保持部１７に嵌合する素材７１の軸孔７２の内周面７２ａを押圧して軸孔７２を押し広げる軸孔押圧手段を構成する。
【００４０】
パンチ４１は、インナパンチ３６が貫通する内孔４２とアウターパンチ３１の内孔３２に摺動可能に嵌合する外周４３を備えた円筒状で可動板３５に基端部が一体的に配置され、頂部４５にダイホルダ１１上にセットされたダイス２１の頂端面２３に当接可能な環状のダイスクランプ部４６と、素材７１の頂端面７５及びハブ７８の外周面７８ａ、端面７８ｂに嵌合するワーククランプ部４７が形成されている。
【００４１】
次にクラウニング付歯形鍛造成形装置１の作動を説明する。
【００４２】
先ず、図１に示すように、メインラムに設けられたアウターパンチ３１、インナラムに支持されたインナパンチ３６及びパンチ４１等が上昇した状態において、予め粗加工によって成形された図１０（ａ）に示す歯車状の素材７１を仮想線で示すように、その軸孔７２をダイスリーブ１５のワーク保持部１７に嵌合すると共に、ダイスホルダ１１のダイス支持部１３に保持されたダイス２１のダイス孔２４に歯車本体部７３を嵌入して素材７１を鍛造成形装置１にセットする。
【００４３】
このとき、セットされた素材７１は、図３（ａ）及び（ｂ）に図１のＩ−Ｉ線断面図及びＩＩ−ＩＩ線断面図を模式的に示し、同図（ｃ）に（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図を示すように、素材７１の軸孔７２がダイスリーブ１５のワーク保持部１７に嵌合すると共に、各歯７６がダイス２１の各歯形成形溝２６に嵌合してダイスリーブ１５のワーク保持部１７とダイス２１のダイス孔２４との間に保持され、かつ素材７１の基端面７４がダイスホルダ１１に形成されたワーク支持部１２の頂面１２ａ及びダイスリーブ１５の段部１６ｂに当接してダイス２１に対する素材７１の軸方向の位置が規制されて安定した状態に保持される。また、このセットされた素材７１の歯車本体部７３の基端面７４及び頂端面７５がそれぞれダイスリーブ１５の基端側突起部１９及び先端側突起部１８の軸方向位置とほぼ対応する。
【００４４】
次に、インナラムの下降によりインナラムに支持されたインナパンチ３６及びパンチ４１を下降させる。
【００４５】
この下降動作に伴って図４に示すように、インナパンチ３６の先端外周に形成されたテーパ面状のダイスリーブ押圧面３７がダイスリーブ１５の内孔１５ａ内に進入して先端側突起部１８及び基端側突起部１９の各頂面１８ａ、１９ａに圧接及び摺接して嵌合し、下降動作が停止する。このテーパ状に形成されたインナパンチ３６のダイスリーブ押圧面３７がダイスリーブ１５の内孔１５ａに進入しつつ、先端側突起部１８及び基端側突起部１９の各頂面１８ａ、１９ａに圧接及び摺接することにより、ダイスリーブ１５のワーク保持部１７が弾性拡径変形する。ワーク保持部１７の弾性拡径変形に伴ってワーク保持部１７の外周１７ａが素材７１の軸孔７２の内周面７２ａを押圧して軸孔７２を押し広げて素材７１を成形する。このワーク保持部１７の弾性拡径変形による素材７１の成形は、インナラムの下降が停止した後においてもインナパンチ３６のダイスリーブ押圧面３７が先端側突起部１８及び基端側突起部１９の各頂面１８ａ、１９ａに圧接した状態が維持され、ワーク保持部１７の弾性拡径変形状態が維持される。
【００４６】
同様に、インナラムの下降に伴うパンチ４１の下降により、パンチ４１の頂部４５に形成されたダイスクランプ部４６がダイス２１の頂端面２３に圧接してダイス２１を保持し、かつワーククランプ部４７が素材７１に形成されたハブ７８の外周面７８ａに嵌合すると共に歯車本体部７３の頂端面７５及びハブ７８の端面７８ｂに圧接して、素材７１をダイスホルダ１１に形成されたワーク支持部１２の頂面１２ａ及びダイスリーブ１５の段部１６ｂとワーククランプ部４７によってクランプする。
【００４７】
次に、パンチ４１により素材７１をクランプした状態で、メインラムの下降によりアウターパンチ３１を下降させて、アウターパンチ３１の内孔３２に形成されたテーパ孔状のダイス押圧面３３をダイス２１の外周面２７に形成された基端側当接部２８の頂端面２８ａ及び頂端側当接部２９の頂端面２９ａに当接して嵌合させ、更にアウターパンチ３１を図５に示す下降端位置まで下降させる。アウターパンチ３１の下降動作にともなってアウターパンチ３１のダイス押圧面３３がダイス２１の基端側当接部２８の頂端面２８ａ及び頂端側当接部２９の頂端面２９ａに圧接しつつ摺接することによってダイス２１の基端側及び頂端側には外周から内周方向への押圧力を受けて基端側及び先端側が半径方向に弾性収縮変形する。このダイス２１の弾性収縮変形によって素材７１の歯車本体部７３は、ダイスリーブ１５のワーク保持部１７とダイス２１のダイス孔２４とに加圧されて圧縮塑性加工されると共に、ダイスリーブ１５のワーク保持部１７及び段部１６ｂ、パンチ４１のワーククランプ部４７、ダイスホルダ１１のワーク支持部１２及びダイス２１のダイス孔２４によって形成された空間部内を充満する。
【００４８】
このようにアウターパンチ３１が下降するとテーパ孔状のダイス押圧面３３によりダイス２１の基端側及び頂端側は半径方向に弾性収縮すると共に円周方向にも弾性収縮変化し、図６及び図７にそれぞれ図５のＩＶ−ＩＶ線断面及びＶ−Ｖ線断面を示すように、ダイス２１の基端側及び頂端側には矢印で示した圧縮力Ｆａで弾性収縮変形する。
【００４９】
この基端側における弾性収縮変形は基端面２２で最も大きく、この弾性収縮変形量は基端面２２から軸方向に離れるに従って次第に小さくなり、同様に先端側における弾性収縮変形は頂端面２３で最も大きく、この弾性収縮変形量は頂端面２３から軸方向に離れるに従って次第に小さくなる。これにより図８に図６のＶＩ−ＶＩ線断面図を示すように、各歯形成形溝２６の対向する歯面成形面２６ａと２６ａの溝巾Ｌａは基端面２２と頂端面２３とにおいて最も小さく、基端面２２，頂端面２３から軸方向に離れるに従って、すなわち軸方向の中央部に移行するに従い次第に大きくなる。この弾性収縮変形するダイス２１の歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａによって各歯７６の歯面７６ａを加圧して各歯７６にクラウニングを成形する。
【００５０】
このダイス２１の弾性収縮変形はダイス２１の外周面２７の基端側に形成された環状の基端側当接部２８の全周に亘って加圧され、しかもテーパ孔状のダイス押圧面３３の傾斜に従って徐々に収縮変形する。この弾性収縮変形するダイス２１の歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａによって上記各歯７６の歯面７６ａを加圧して各歯７６にクラウニングを成形する。テーパ孔状のダイス押圧面３３の傾斜に従ってダイス２１の外周面２７の基端側当接部２８の全周に亘って加圧されて徐々に収縮変形することによって素材７１の各歯７６が静圧成形されて割れ等のない優れた鍛造製品（歯車８１）が得られる。同様にダイス２１の外周面２７の頂端側に形成された環状の頂端側当接部２９の全周に亘って加圧され、しかもテーパ孔状のダイス押圧面３３の傾斜に従って徐々に収縮変形することによって素材７１の各歯７６が静圧成形されて割れ等のない優れた鍛造製品が得られる。
【００５１】
このようなダイスリーブ１５とダイス２１とによる素材７１の収縮変形が終了した時には、ダイスリーブ１５とダイス２１の圧縮荷重による素材７１の塑性変形は終わっており、この時における歯形成形溝２６を含むダイス孔２４の形状は生産しようとする歯車８１のクラウニング付歯形形状と正確に一致しているため、ダイス孔２４内で歯車８１が成形される。
【００５２】
しかる後、メインラムの上昇によりアウターパンチ３１が上昇すると、ダイス２１の基端側当接部２８及び頂端側当接部２９の各頂端面２８ａ、２９ａからアウターパンチ３１のダイス押圧面３３が離れ、ダイス２１の基端側及び頂端側に付与されていた弾性収縮変形は解除され、ダイス２１の基端側及び頂端側は弾性復元して拡径し、図９に示すように各歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａと２６ａの溝巾Ｌａが基端面２２から頂端面２３に亘って一定になり、歯面成形面２６ａ、２６ａの基端側及び頂端側は歯面８６ａ、８６ａから離れると共に歯先面成形面２６ｂにおいても歯先面８６ｂから離れる。
【００５３】
更に、インナラムの上昇動作によりインナパンチ３６がダイスリーブ１５の内孔１５ａから引き出され、先端側突起部１８及び基端側突起部１９の頂面１８ａ、１９ａからインナパンチ３６のダイススリーブ押圧面３７が離れ、ダイスリーブ１５のワーク保持部１７に付与されていた弾性拡径変形が解除される。これにより、ワーク保持部１７は弾性縮径復元して、ワーク保持部１７の外周１７ａと歯車８１の軸孔８２との圧接が解除される。
【００５４】
また、インナラムの上昇動作に伴ってパンチ４１が上昇してダイスクランプ部４６がダイス２１の頂端面２３から離れてダイス２１をアンクランプすると共に、ワーククランプ部４７が歯車８１の歯車本体８３及びハブ８８から離れて歯車８１をアンクランプする。
【００５５】
この後、ダイスリーブ１５のワーク保持部１７及びダイス２１のダイス孔２４の間から歯車８１を抜き出し鍛造成形装置１から搬出する。このダイスリーブ１５とダイス２１との間から歯車８１の抜き出しは、ダイスリーブ１５のワーク保持部１７が弾性縮径されて歯車８１の軸孔８２とワーク保持部１７の外周１７ａの間に間隙が形成され、かつダイス２１の基端側及び頂端側は弾性復元して拡径して各歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａと２６ａの溝巾Ｌａが基端面２２から頂端面２３に亘って一定になり、歯面成形面２６ａ、２６ａの基端側及び頂端側は歯面８６ａ、８６ａから離れると共に歯先面成形面２６ｂにおいても歯先面８６ｂから離れることから、歯車８１は各歯８６が各歯形成形溝２６でしごき加工されずにダイス２１から抜き出すことができる。
【００５６】
本実施の形態によると、素材７１の軸孔７２に挿入するダイスリーブ１５の内孔１５ａにインナパンチ３６のダイススリーブ押圧面３７を挿入してダイスリーブ１５を弾性拡径変形させて素材７１を保持する一方、ダイス２１が内周面２５及びこの内周面２５に複数の歯形成形溝２６が形成された同一断面形状で軸方向に連続するダイス孔２４を有し、素材７１の歯車本体部７３に形成された各歯７６をそれぞれ歯形成形溝２６に嵌合させて素材７１をダイス孔２４及びダイスリーブ１５の間にセットし、アウターパンチ３１によってダイス２１の基端側及び頂端側を弾性収縮変形させて各歯７６を塑性変形させて各歯７６をクラウニング付歯形形状に成形し、しかる後、アウターパンチ３１により付与されていた弾性収縮変形を解除してダイス２１の基端側及び先端側を弾性復元して拡径してクラウニング付歯形形状の各歯８６が成形された歯車８１をダイス孔２４から抜き出すことが可能になり、基端側から先端側に亘って同一断面形状のダイス孔２４を備えた簡単な形状のダイス２１及び簡単な工程によってクラウニング付歯形形状の歯８６が成形された歯車８１が得られ、効率的な歯車８１の製造が可能となり、歯車製造コストの削減、及びクラウニング付歯形鍛造成形装置１自体のコスト低減も期待できる。
【００５７】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態を図１１〜図１９を参照して説明する。なお、図１１〜図１９において図１乃至図９と対応する部分には同一符号を付することで該部の詳細な説明は省略し、異なる部分を主に説明する。
【００５８】
図１１は本実施の形態にかかるクラウニング付歯形鍛造成形装置５０の構成を模式的に示す図である。
【００５９】
鍛造成形装置５０は、図示しないボルスタに固定されたダイスホルダ１１に円筒状のダイスリーブ５１及びダイス２１が設けられる一方、図示しないメインラムに設けられて下降及び上昇してダイスホルダ１１と接離する円筒状のアウターパンチ３１、このアウターパンチ３１と同軸上に配置されてアウターパンチ３１内に図示しない第１インナラムに支持されたインナパンチ５５及び第２インナラムに支持されたパンチ６１を備え、メインラム、第１インナラム、第２インナラムを上下動することによって第１実施の形態と同様に図１０（ａ）に示す素材７１を圧縮して各歯７６にクラウニングを成形して図１０（ｂ）に示す歯車８１を鍛造する。ここで、ダイスホルダ１１、ダイス２１及びアウターパンチ３１は、第１実施の形態と同様の構成であり、これらの詳細な説明を省略する。
【００６０】
ダイスリーブ５１は、インナパンチ５５が挿入可能な内孔５１ａを有する円筒状でダイスリーブ保持孔１１ａに嵌合支持され、ダイスリーブ５１の先端部５１ｂがダイスホルダ１１のワーク支持部１２の頂面１２ａに連続する平坦面に形成されている。
【００６１】
一方、インナパンチ５５は、第１インナラムに支持されて外周面５６ａを有する円柱状の基部５６の先端外周に基端側から先端側に移行するに従って漸次縮径して素材７１の軸孔７２に圧入可能なテーパ面状の軸孔押圧面５７が形成されている。このインナパンチ３６は素材７１の軸孔７２の内周面を押圧して軸孔７２を押し広げる軸孔押圧手段を構成する。
【００６２】
また、インナパンチ５５の基端側にはパンチ６１の係合部６８に係止可能な係止フランジ５８が形成されている。
【００６３】
パンチ６１は、インナパンチ５５が貫通する内孔６２とアウターパンチ３１の内孔３２に摺動可能に嵌合する外周６３を備えた円筒状で、頂部６５にダイスホルダ１１上にセットされたダイス２１の頂端面２３に当接可能な環状のダイスクランプ部６６と、素材７１の頂端面７５、ハブ７８の外周面７８ａ及び端面７８ｂに嵌合するワーククランプ部６７が形成されている。更にパンチ６１の内孔６２にインナパンチ５５の係止フランジ５８に係合可能な係合部６８が形成されている。
【００６４】
次にクラウニング付歯形鍛造成形装置５０の作動を説明する。
【００６５】
先ず、図１１に示すように、メインラムに設けられたアウターパンチ３１、第１インナラム及び第２インナラムに支持されたインナパンチ５５及びパンチ６１等が上昇した状態において、ダイスホルダ１１のダイス支持部１３に保持されたダイス２１のダイス孔２４に、素材７１を仮想線で示すように歯車本体部７３を嵌入して素材７１を鍛造成形装置５０にセットする。
【００６６】
このとき、セットされた素材７１は、図１２（ａ）に図１１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図及び同図（ｂ）に（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図を示すように素材７１の各歯７６がダイス２１の各歯形成形溝２６に嵌合して保持され、かつ素材７１の基端面７４がダイスホルダ１１に形成されたワーク支持部１２の頂面１２ａ及びダイスリーブ５１の先端部５１ｂに当接してダイス２１に対する素材７１の軸方向の位置が規制されて安定した状態に保持される。
【００６７】
次に、第１インナラム、第２インナラム、メインラムの下降によりインナパンチ５５、パンチ６１及びアウターパンチ３１を所定量だけ下降させた後、さらに第１インナラムを下降させて図１３に示すように第１インナラムに支持されたインナパンチ５５の先端外周に形成されたテーパ面状の軸孔押圧面５７が素材７１の軸孔７２に進入し、このテーパ状に形成されたインナパンチ５５の軸孔押圧面５７が素材７１の軸孔７２内に進入しつつ、素材７１の軸孔７２の内周面を押圧して軸孔７２を押し広げて素材７１を成形する。
【００６８】
次に、第２インナラムを下降し、図１４に示すように第２インナラムの下降に伴うパンチ６１の下降により、パンチ６１の頂部６５に形成されダイスクランプ部６６がダイス２１の頂端面２３に圧接してダイス２１を保持し、かつワーククランプ部６７が素材７１に形成されたハブ７８の外周面７８ａに嵌合すると共に歯車本体部７３の頂端面７５及びハブ７８の端面７８ｂに圧接して、素材７１をダイスホルダ１１に形成されたワーク支持部１２の頂面１２ａ及びダイスリーブ５１の先端部５１ｂとワーククランプ部６７によってクランプする。このときインナパンチ５５の係止フランジ５８とパンチ６１の係合部６８とが係合してインナパンチ５５とパンチ６１の相対位置が規制される。
【００６９】
次に、パンチ６１により素材７１をクランプした状態で、メインラムの下降によりアウターパンチ３１を下降させて、アウターパンチ３１の内孔３２に形成されたテーパ孔状のダイス押圧面３３をダイス２１の外周面２７に形成された基端側当接部２８の頂端面２８ａ及び頂端側当接部２９の頂端面２９ａに当接して嵌合させ、更にアウターパンチ３１を図１５に示す下降端位置まで下降させる。アウターパンチ３１の下降動作にともなってアウターパンチ３１のダイス押圧面３３がダイス２１の基端側当接部２８の頂端面２８ａ及び頂端側当接部２９の頂端面２９ａに圧接しつつ摺接することによってダイス２１の基端側及び頂端側には内周方向への押圧力を受けて基端側及び先端側が半径方向に弾性収縮変形する。
【００７０】
このようにアウターパンチ３１が下降するとテーパ孔状のダイス押圧面３３によりダイス２１の基端側及び頂端側は半径方向に弾性収縮すると共に、円周方向にも弾性収縮変化して、図１６及び図１７にそれぞれ図１５のＩＸ−ＩＸ線断面図及びＸ−Ｘ線断面図を示すように、ダイス２１の基端側及び頂端側は矢印で示した圧縮力Ｆａで弾性収縮変形する。
【００７１】
この基端側における弾性収縮変形は基端面２２で最も大きく、この弾性収縮変形量は基端面２２から軸方向に離れるに従って次第に小さくなり、同様に先端側における弾性収縮変形は頂端面２３で最も大きく、この弾性収縮変形量は頂端面２３から軸方向に離れるに従って次第に小さくなる。これにより図１６のＸＩ−ＸＩ線断面図を図１８に示すように、各歯形成形溝２６の対向する歯面成形面２６ａと２６ａの溝巾Ｌａは基端面２２と頂端面２３とにおいて最も小さく、基端面２２，頂端面２３から軸方向に離れるに従って、すなわち軸方向の中央部に移行するに従い次第に大きくなる。この弾性収縮変形するダイス２１の歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａによって各歯７６の歯面７６ａを加圧して各歯７６にクラウニングを成形する。
【００７２】
このダイス２１の弾性収縮変形はダイス２１の外周面２７の基端側に形成された環状の基端側当接部２８の全周に亘って加圧され、しかもテーパ孔状のダイス押圧面３３の傾斜に従って徐々に収縮変形する。この弾性収縮変形するダイス２１の歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａによって上記各歯７６の歯面７６ａを加圧して各歯７６にクラウニングを成形する。テーパ孔状のダイス押圧面３３の傾斜に従ってダイス２１の外周面２７の基端側当接部２８の全周に亘って加圧されて徐々に収縮変形することによって素材７１の各歯７６が静圧成形されて割れ等のない優れた鍛造製品（歯車８１）が得られる。同様にダイス２１の外周面２７の頂端側に形成された環状の頂端側当接部２９の全周に亘って加圧され、しかもテーパ孔状のダイス押圧面３３の傾斜に従って徐々に収縮変形することによって素材７１の各歯７６が静圧成形されて割れ等のない優れた鍛造製品が得られる。
【００７３】
このようなインナパンチ５５とダイス２１とによる素材７１の弾性収縮変形が終了した時には、インナパンチ５５とダイス２１の圧縮荷重による素材７１の塑性変形は終わっており、この時における歯形成形溝２６を含むダイス孔２４の形状は生産しようとする歯車８１のクラウニング付歯形形状と正確に一致しているため、ダイス孔２４内で歯車８１が成形される。
【００７４】
しかる後、メインラムの上昇によりアウターパンチ３１が上昇すると、ダイス２１の基端側当接部２８及び頂端側当接部２９の各頂端面２８ａ、２９ａからアウターパンチ３１のダイス押圧面３３が離れ、弾性収縮変形が解除されたダイス２１の基端側及び頂端側は弾性復元して拡径し、図１９に示すように各歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａと２６ａの溝巾Ｌａが基端面２２から頂端面２３に亘って一定になり、歯面成形面２６ａ、２６ａの基端側及び頂端側は歯面８６ａ、８６ａから離れると共に歯先面成形面２６ｂにおいても歯先面８６ｂから離れる。
【００７５】
更に、第１インナラムの上昇動作によりインナパンチ５５が歯車８１の軸孔８２から引き出される。しかる後、第２インナラムの上昇動作に伴ってパンチ６１が上昇してダイスクランプ部６６がダイス２１の頂端面２３から離れてダイス２１をアンクランプすると共に、ワーククランプ部６７が歯車８１の歯車本体８３及びハブ８８から離れて歯車８１をアンクランプする。
【００７６】
この後、ダイス２１のダイス孔２４から歯車８１を抜き出し鍛造成形装置５０から搬出する。このダイス２１のダイス孔２４から歯車８１の抜き出しは、ダイス２１の基端側及び頂端側は弾性復元して拡径して各歯形成形溝２６の歯面成形面２６ａと２６ａの溝巾Ｌが基端面２２から頂端面２３に亘って一定であり、歯面成形面２６ａ、２６ａの基端側及び頂端側は歯面８６ａ、８６ａから離れると共に歯先面成形面２６ｂにおいても歯先面８６ｂから離れることから、歯車８１は各歯８６が各歯形成形溝２６でしごき加工されずにダイス２１から抜き出すことができる。
【００７７】
本実施の形態によると、素材７１の軸孔７２にインナパンチ５５を挿入して素材７１を保持する一方、内周面２５に複数の歯形成形溝２６が形成された同一断面形状で軸方向に連続するダイス孔２４を有し、素材７１の歯車本体部７３に形成された各歯７６をそれぞれ歯形成形溝２６に嵌合させて素材７１をダイス孔２４及びインナパンチ５５との間にセットし、アウターパンチ３１によってダイス２１の基端側及び頂端側を弾性収縮変形させて各歯７６を塑性変形させて各歯７６をクラウニング付歯形形状に成形し、しかる後、弾性収縮変形を解除してダイス２１の基端側及び先端側を弾性復元してクラウニング付歯形形状の各歯８６が成形された歯車８１をダイス孔２４から抜き出すことから、基端側から先端側に亘って同一断面形状のダイス孔２４を備えた簡単な形状のダイス２１及び簡単な工程によってクラウニング付歯形形状の歯８６が成形された歯車８１が得られ、効率的な歯車８１の製造が可能となり、歯車製造コストの削減、及びクラウニング付歯形鍛造装置１自体のコスト低減も期待できる。
【００７８】
また、第２実施の形態においては、第１実施の形態に対し、インナパンチ５５を直接、素材７１の軸孔７２内に進入させて鍛造成形を行うことから、より簡素に実現できる。
【００７９】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上記各実施の形態では、平歯車８１を例に説明したが、ダイス２１のダイス孔２４に形成される各歯形成形溝２６を軸方向に対し捩れ角を付加することによってヘリカル歯車の歯をクラウニング成形することもできる。
【００８０】
また、上記実施の形態では軸孔を備えた歯車状の素材の各歯にクラウニングを成形する場合を例に説明したが、第２実施の形態においてインナパンチを省略することによって軸孔を備えない歯車状の各歯にクラウニングを成形することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施の形態にかかるクラウニング付歯形鍛造成形装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】ダイスの一部破断斜視図である。
【図３】鍛造成形装置にセットされた素材の状態を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は図１のＩ−Ｉ線断面図及びＩＩ−ＩＩ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】鍛造成形装置の下降動作を示す図である。
【図５】鍛造成形装置の下降動作を示す図である。
【図６】ダイスの弾性収縮変化状態を示す図５のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図７】ダイスの弾性収縮変化状態を示す図５のＶ−Ｖ線断面図である。
【図８】ダイスの弾性収縮変形状態を示す図６のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図９】ダイスの弾性収縮変化が解除された状態を示す図である。
【図１０】素材及び歯車の説明図であり、（ａ）は素材の斜視図、（ｂ）は歯車の斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施の形態にかかるクラウニング付歯形鍛造成形装置の構成を模式的に示す図である。
【図１２】鍛造成形装置にセットされた素材の状態を示す図であり、（ａ）は図１１のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図１３】鍛造成形装置の下降動作を示す図である。
【図１４】鍛造成形装置の下降動作を示す図である。
【図１５】鍛造成形装置の下降動作を示す図である。
【図１６】図１５のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１７】図１５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１８】図１６のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１９】ダイスの弾性収縮変化が解除された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１        クラウニング付歯形鍛造成形装置
１１      ダイスホルダ
１２      ワーク支持部
１３      ダイス支持部
１５      ダイスリーブ
１５ａ    内孔
１７      ワーク保持部（軸孔押圧手段）
１８      先端側突起部
１９      基端側突起部
１８ａ、１９ａ    頂面
２１      ダイス
２４      ダイス孔
２５      内周面
２６      歯形成形溝
２８      基端側当接部
２９      頂端側当接部
２８ａ、２９ａ    頂端面
３１      アウターパンチ
３２      内孔
３３      ダイス押圧面
３６      インナパンチ（軸孔押圧手段）
３７      ダイスリーブ押圧面
４１      パンチ
４６      ダイスクランプ部
４７      ワーククランプ部
５０      クラウニング付歯形鍛造成形装置
５１      ダイスリーブ
５１ａ    内孔
５１ｂ    先端部
５５      インナパンチ（軸孔押圧手段）
５７      軸孔押圧面
６１      パンチ
７１      素材
７２      軸孔
７２ａ    内周面
７３      歯車本体部
７６      歯
７６ａ、７６ａ    歯面
８１      歯車
８２      軸孔
８３      歯車本体
８６      歯
８６ａ    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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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