(57)【要約】【課題】鍛造された仕上歯の寸法精度を高めることができる鍛造装置を提供する。【解決手段】鍛造装置は、下型と上型とを備えて構成され、歯車部が一体に設けられたワークが歯車部の回転軸線を上下方向に位置して下型にセットされ、上型が下降することで歯車部に形成された粗歯を仕上歯に鍛造する鍛造装置であって、下型は、内側に成形歯が設けられるとともに外側に押圧面が設けられ、成形歯が粗歯の周方向に複数配置される成形ピンと、成形ピンを周方向に等間隔に支持するガイドを有するとともに、成形ピンを粗歯に向けて進退可能に支持する第１の支持面を上面に有するガイド金型と、上型が下降することで押圧面に摺接し、成形ピンを内側へ進出させるテーパー面が内周に設けられたリング形状のリング金型と、を備え、ガイド金型は、リング金型の下降時における成形歯の浮き上がりを抑制する浮き上がり抑制部を有する。【選択図】  図９
2017087234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と上型とを備えて構成され、
歯車部が一体に設けられたワークが前記歯車部の回転軸線を上下方向に位置して前記下型にセットされ、前記上型が下降することで前記歯車部に形成された粗歯を仕上歯に鍛造する鍛造装置であって、
前記下型は、
内側に成形歯が設けられるとともに外側に押圧面が設けられ、前記成形歯が前記粗歯の周方向に複数配置される成形ピンと、
前記成形ピンを周方向に等間隔に支持するガイドを有するとともに、前記成形ピンを前記粗歯に向けて進退可能に支持する第１の支持面を上面に有するガイド金型と、
前記上型が下降することで前記押圧面に摺接し、前記成形ピンを内側へ進出させるテーパー面が内周に設けられたリング形状のリング金型と、
を備え、
前記ガイド金型は、鍛造時における前記成形歯の浮き上がりを抑制する浮き上がり抑制部を有すること
を特徴とする鍛造装置。
【請求項２】
前記成形ピンは、前記押圧面の下側に突設された当接面を有し、
前記浮き上がり抑制部は、前記当接面に当接する上面を有すること
を特徴とする請求項１に記載の鍛造装置。
【請求項３】
前記成形ピンの下面は、階段状に形成され、前記第１の支持面を摺動する第１の摺動面と、該第１の摺動面の下方域に該第１の摺動面と平行に設けられ、前記当接面を形成する第２の摺動面と、を有し、
前記浮き上がり抑制部は、前記第１の支持面と平行であって前記第２の摺動面を支持する第２の支持面を有すること
を特徴とする請求項２に記載の鍛造装置。
【請求項４】
前記成形ピンの上面に配置し、前記成形ピンの上下動を規制する押さえ金型を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の鍛造装置。
【請求項５】
前記上型は、
前記上型が下降する際に前記押さえ金型を下方に押圧するガスシリンダーを備えることを特徴とする請求項４に記載の鍛造装置。
【請求項６】
前記押さえ金型は、下面が前記成形ピンの上面と対向する金型先端部と、前記下型に取り付けられる金型本体部と、を含むことを特徴とする特徴とする請求項４又は５に記載の鍛造装置。
【請求項７】
前記金型先端部の少なくとも下面の硬度は、前記成形ピンの上面の硬度と略同じであることを特徴とする請求項６に記載の鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鍛造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボス部の根元部から軸端部に向かって等歯厚となる一次クラッチ歯を、根元部の歯厚が軸端部の歯厚よりも小さくなる逆テーパー状に成形するクラッチ歯の成形装置（鍛造装置）が公知である（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたクラッチ歯の成形装置（鍛造装置）は、ボス部の下部外周に上下方向に延びかつ周方向に所定ピッチで形成された多数の一次クラッチ歯を各ダイ駒の成形歯に噛み合わせ、各ダイ駒を一次クラッチ歯が設けられた中間製品とともに下方に押圧移動させるものである。
かかるクラッチ歯の成形装置は、上部の内周面が下方に向かって縮小するテーパー状のカム面を有するダイ孔が設けられた金型本体と、ダイ孔の下部に上下動可能に嵌合された可動受金と、内端部に歯厚が上方に向かって厚くなる成形歯が周方向に複数個形成された多数のダイ駒と、を備え、各ダイ駒は内周側から外周側に向かって広幅となる平面視扇状に形成するとともに、内端部に各成形歯を周方向に分割する短尺なスリットを、該スリットから外周側に離間した位置に分散孔を、それぞれ形成してなる。
かかるクラッチ歯の成形装置は、各ダイ駒をそれぞれの周方向両端面を互いに接近させて可動受金の外周部に放射状に配列するとともに、各ダイ駒の外周面をダイ孔のカム面に当接させ、一次クラッチ歯が設けられた中間製品を各ダイ駒の上部に載置するとともに、各一次クラッチ歯をダイ駒の成形歯に噛み合わせ、各ダイ駒を中間製品とともに下方に押圧移動させる。
【０００４】
特許文献２に開示されたクラッチ歯の成形装置（鍛造装置）は、内端部に個別の成形歯を有するピン状のダイを半径方向に延長させて放射状に配置し、各ダイの外端面をカムの傾斜したダイ押圧面に当接させ、カム面を押し下げながらその傾斜したダイ押圧面で各ダイを軸心方向に移動させて変速用歯車のスプライン歯間に押し込むものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３７２６８８号公報
【特許文献２】特公平６−７３７１２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、特許文献１に開示された成形装置（鍛造装置）では、各ダイ駒を中間製品とともに下方に押圧移動させる際にダイ駒が上下方向に回転すると成形歯が位置決めリングの上面から浮き上がるので、鍛造されるギヤ（仕上歯）の寸法精度を高めるには限界がある。
また、特許文献２に開示された成形装置（鍛造装置）では、カム面を押し下げながらその傾斜したダイ押圧面で各ダイを軸心方向に移動させる際にダイが上下方向に回転するとダイ先端が下型の上面から浮き上がるので、鍛造されるギヤ（仕上歯）の寸法精度を高めるには限界がある。
【０００７】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる鍛造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る鍛造装置は、下型と上型とを備えて構成され、歯車部が一体に設けられたワークが前記歯車部の回転軸線を上下方向に位置して前記下型にセットされ、前記上型が下降することで前記歯車部に形成された粗歯を仕上歯に鍛造する鍛造装置であって、前記下型は、内側に成形歯が設けられるとともに外側に押圧面が設けられ、前記成形歯が前記粗歯の周方向に複数配置される成形ピンと、前記成形ピンを周方向に等間隔に支持するガイドを有するとともに、前記成形ピンを前記粗歯に向けて進退可能に支持する第１の支持面を上面に有するガイド金型と、前記上型が下降することで前記押圧面に摺接し、前記成形ピンを内側へ進出させるテーパー面が内周に設けられたリング形状のリング金型と、を備え、前記ガイド金型は、鍛造時における前記成形歯の浮き上がりを抑制する浮き上がり抑制部を有する。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、ガイド金型は、鍛造時における成形歯の浮き上がりを抑制する浮き上がり抑制部を有するので、リング金型の下降時における成形歯の浮き上がりを抑制することができる。これにより、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記成形ピンは、前記押圧面の下側に突設された当接面を有し、前記浮き上がり抑制部は、前記当接面に当接する上面を有する。
上記（２）の構成によれば、成形ピンが押圧面の下側に有する突設された当接面がガイド金型の浮き上がり抑制部が有する上面に当接するので、鍛造時の成形ピンに生じる回転力にガイド金型の浮き上がり抑制部が有する上面で対抗することができる。これにより、鍛造時における成形歯の浮き上がりを抑制することができ、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記成形ピンの下面は、階段状に形成され、前記第１の支持面を摺動する第１の摺動面と、該第１の摺動面の下方域に該第１の摺動面と平行に設けられ、前記当接面を形成する第２の摺動面と、を有し、前記浮き上がり抑制部は、前記第１の支持面と平行であって前記第２の摺動面を支持する第２の支持面を有する。
上記（３）の構成によれば、成形ピンの第１の摺動面が第１の支持面に支持され、成形ピンの第２の摺動面が第２の支持面に支持されるので、鍛造時の成形ピンに生じる回転力に第２の支持面で対抗することができる。これにより、鍛造時における成形歯の浮き上がりを抑制することができ、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる。
【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれか一つの構成において、前記成形ピンの上面に配置し、前記成形ピンの上下動を規制する押さえ金型を備える。
上記（４）の構成によれば、押さえ金型が成形ピンの上面に配置し、成形ピンの上下動を規制するので、鍛造時に成形ピンに生じる回転力に押さえ金型で対抗することができる。これにより、鍛造時における成形歯の浮き上がりを抑制することができ、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる。
【００１３】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記上型は、前記上型が下降する際に前記押さえ金型を下方に押圧するガスシリンダーを備える。
上記（５）の構成によれば、上型が下降する際にガスシリンダーが押さえ金型を下方に押圧するので、押さえ金型の浮き上がりが抑制され、鍛造時に成形ピンに生じる回転力に押さえ金型で対抗することができる。これにより、鍛造時における成形歯の浮き上がりを抑制することができ、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる。
【００１４】
（６）幾つかの実施形態では、（４）又は（５）の構成において、前記押さえ金型は、下面が前記成形ピンの上面と対向する金型先端部と、前記下型に取り付けられる金型本体部と、を含む。
上記（６）の構成によれば、押さえ金型は、下面が前記成形ピンの上面と対向する金型先端部と下型に取り付けられる金型本体部とを含むので、金型先端部に金型本体部の材料と異なる材料を採用することができる。これにより、金型先端部に高硬度の材料を採用することができる。
【００１５】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、前記金型先端部の少なくとも下面の硬度は、前記成形ピンの上面の硬度と略同じである。
上記（７）の構成によれば、金型先端部の少なくとも下面の硬度は、成形ピンの上面の硬度と略同じであるので、金型先端部の下面と成形ピンの上面の摩耗を抑制することができる。これにより、金型先端部の下面と成形ピンの上面の摩耗による成形歯の浮き上がりをも抑制することができるので、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、鍛造される仕上歯の寸法精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るクラッチギヤの製造工程を説明するための図であって、熱間鍛造における形状変化を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るクラッチギヤの製造工程を説明するための図であって、冷間鍛造における形状変化を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る鍛造装置の要部を説明するための図であって、上型が上死点に位置する状態を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る鍛造装置の要部を説明するための図であって、上型が下型に接した状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る鍛造装置の要部を説明するための図であって、上型が下死点に位置する状態を示す図である。
【図６】図６は、図３から図５に示した成形ピンと成形ピンをガイドするガイドリングとを示す平面図である。
【図７】図７は、図３から図５に示した成形ピンを示す単品図である。
【図８】図８は、粗歯から仕上歯への鍛造を説明するための詳細図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る鍛造装置において成形ピンに作用する力を説明するための詳細図である。
【図１０】図１０は、比較例に係る鍛造装置において成形ピンに作用する力を説明するための詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００１９】
ここでは、シンクロメッシュ型変速機に用いられる、スピードギヤと一体に設けられるクラッチギヤを鍛造する鍛造装置１を例に説明するが、これに限られるものではない。
【００２０】
まず、図１及び図２に基づいて、本発明の実施形態に係るクラッチギヤの製造工程の概略を説明する。尚、図１及び図２は、本発明の実施形態に係るクラッチギヤの製造工程の概略を説明するための図であって、図１は、熱間鍛造における形状変化を示す図であり、図２は、冷間鍛造における形状変化を示す図である。
【００２１】
スピードギヤと一体に設けられるクラッチギヤは、材料切断工程、熱間鍛造工程、熱処理工程、ショットブラスト工程、第１目視検査工程、潤滑工程、第１冷間鍛造工程、第２冷間鍛造工程、及び、第２目視検査工程を経て完成する。
【００２２】
材料切断工程は、機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ材）、クロムモリブデン鋼鋼材（ＳＣＭ材）、ニッケルクロム鋼鋼材（ＳＮＣ材）、ニッケルクロムモリブデン鋼鋼材（ＳＮＣＭ材）又はクロム鋼鋼材（ＳＣＲ材）等のギヤとして使用可能な棒状の鋼材をギヤの大きさ及び形状等に適したものとなるように所定長さに切断する工程である（図１（ａ））。
【００２３】
熱間鍛造工程は、金属材料を再結晶温度以上の高温に加熱して成形する工程であり、成形された金属材料は高い強度と靱性を得ることができる。
図１に示すように、本実施形態に係る熱間鍛造工程は、切断工程で切断された鋼材ａをクラッチギヤの粗歯Ｔを含む大まかな形状（以下「鍛造品Ｆ」という）に鍛造するもので、複数の形状変形（ａ→ｂ→ｃ→d）を経てスピードギヤが形成される大径歯車部Ｌとクラッチギヤが形成される小径歯車部Ｓとを形成し、小径歯車部Ｓにクラッチギヤの粗歯Ｔを形成する（図１（ｂ）から（ｅ））。
【００２４】
熱処理工程は、加熱及び冷却により鋼材の性質を変化させる工程であり、本実施形態に係る熱処理工程は、機械的性質の改善や切削性の向上のために、鍛造品Ｆの結晶を均一微細化させる焼きならしを行う（図１（ｅ））。
【００２５】
ショットブラスト工程は、投射材と称される粒体を鋼材に衝突させる工程であり、本実施形態に係るショットブラスト工程では、熱処理工程で焼きならした鍛造品Ｆに投射材を衝突させることにより、熱処理工程で鍛造品Ｆの表面に付着した酸化スケールを除去する（図１（ｅ））。
【００２６】
その後、第１目視検査工程で、目視で検査し、酸化スケールを除去した鍛造品Ｆの外観の不良等を確認する。そして、潤滑工程で、鍛造品Ｆの表面に潤滑剤を塗布する。
【００２７】
第１冷間鍛造工程は、熱間鍛造工程で鍛造された鍛造品Ｆの寸法精度を高めるためのもので、図２（ｆ）に示すように、本実施形態に係る第１冷間鍛造工程は、コイニング成形により熱間鍛造工程で大まかに成形されたクラッチギヤの粗歯Ｔを矯正し、クラッチギヤの粗歯Ｔを寸法精度を高めた粗歯Ｔ１にする。すなわち、粗歯Ｔを根元部の歯厚が軸端部の歯厚と同等のストレート面の粗歯（スプライン）Ｔ１に鍛造する。
【００２８】
第２冷間鍛造工程は、第１冷間鍛造工程で寸法精度が高められた鍛造品（以下「ワークＷ」という）にさらに鍛造を加えるもので、本実施形態に係る第２冷間鍛造工程は、図２（ｇ）に示すように、第１冷間鍛造工程で寸法精度が高められたストレート面のクラッチギヤの粗歯Ｔ１を根元部の歯厚が軸端部の歯厚よりも小さくなる逆テーパー面が形成された仕上歯（スプライン）Ｔ２に鍛造する。
【００２９】
その後、第２目視検査工程で、目視で検査し、逆テーパー面が形成されたクラッチギヤ（仕上歯Ｔ２）の外観を確認する。そして、第２目視検査工程でクラッチギヤの外観を確認したワークＷは次の工程に出荷される。
【００３０】
つぎに、図３から図５に基づいて、本発明の実施形態に係る鍛造装置１を説明する。尚、図３から図５は、本発明の実施形態に係る鍛造装置１の要部を説明するための図であって、図３は、上型１２が上死点に位置する状態を示す図、図４は、上型１２が下型１１に接した状態を示す図、図５は、上型１２が下死点に位置する状態を示す図である。
【００３１】
本実施形態に係る鍛造装置１は、上述した第２冷間鍛造工程で用いられる鍛造装置であって、第１冷間鍛造工程で寸法精度が高められたクラッチギヤの粗歯（スプライン）Ｔ１を根元部の歯厚が軸端部の歯厚よりも小さくなる逆テーパー面が形成された仕上歯（スプライン）Ｔ２に鍛造する。
図３から図５に示すように、本実施形態に係る鍛造装置１において、ワークＷは、大径歯車部Ｌと小径歯車部Ｓとが一体に設けられた歯車部品からなり、鍛造装置１は、下型１１と上型１２とを備えて構成されている。ワークＷは、共通の回転軸線Ｏを上下方向に沿わせて下型１１にセットされ、上型１２が下降することで小径歯車部Ｓに設けられた粗歯Ｔ１を仕上歯Ｔ２に鍛造する（図２参照）。
【００３２】
図３から図５に示すように、下型１１は、成形ピン２、ガイド金型３、リング金型４及び成形ピン押さえ金型５を備えている。
成形ピン２は、粗歯Ｔ１を仕上歯Ｔ２に成形するためのもので、高速度工具鋼などの高硬度で使用される靱性に優れた鋼で構成されている。図６に示すように、成形ピン２は、粗歯Ｔ１と同数の成形ピン２が粗歯Ｔ１の外側に放射状に配置されている。図７に示すように、成形ピン２は、内側から外側に延びる板状体で構成され、その内側に成形歯２１が設けられ、その外側に押圧面２２が設けられている。成形歯２１は、前面が上方から下方に向けて幅が狭くなる台形状に形成され、上面が内側から外側に向けて幅が広くなる台形状に形成されている。押圧面２２は、上方から下方に向けて外側に傾斜する平坦な傾斜面で構成されている。
【００３３】
成形ピン２は、成形歯２１と押圧面２２の大部分とが形成される本体部２３と、押圧面２２の残り部分が形成される突起部２４とを有している。本体部２３は、側面視略矩形であって、その下面に平坦な摺動面２３ａ（以下、「第１摺動面２３ａ」という）が設けられ、その上面に平坦で第１摺動面２３ａと平行な摺動面２３ｂ（以下、「第２摺動面２３ｂ」という）が設けられている。突起部２４は、本体部２３の外側部分から下方に突出して設けられている。突起部２４は、側面視略矩形であって、その下面に平坦で第１摺動面２３ａと平行な摺動面２４ａ（以下「第３摺動面２４ａ」という）が設けられている。
【００３４】
図３から図５に示すように、ガイド金型３は、粗歯Ｔ１の歯数と同数の成形ピン２を進退可能に支持するためのもので、ガイド金型３の下方域に設置されたホルダ金型１１１に固定されている。
図８に示すように、ガイド金型３は、断面が略矩形の環状体で構成され、その上面に成形ピン２を進退可能に支持するための支持面３ａ（以下「第１支持面３ａ」という）が設けられている。第１支持面３ａは水平であって、その外周側に成形ピン２と同数のガイド３１が設けられている。ガイド３１は、成形ピン２をガイド金型３の半径方向に進退可能に支持するためのもので、ガイド金型３の周方向に等間隔であって、ガイド金型３の上面から上方に突出して設けられている。ガイド３１は、側面視略矩形であって、ガイド３１の高さは成形ピン２の本体部２３の高さより僅かに高くし、その上面に平坦で第１支持面３ａと平行な密着面３１ａが設けられている。
【００３５】
また、ガイド金型３は、その外周に成形ピン２と同数の孔３２（以下、「バネ孔３２」という）が設けられている。バネ孔３２は、バネ３２１を収容するためのもので、隣り合うガイド３１の中央下方域に設けられている。バネ孔３２には、バネ３２１が収容されている。バネ３２１は、成形ピン２の突起部２４を外側に押圧するためのもので、例えば、圧縮コイルバネが用いられている。
【００３６】
図３から図５に示すように、リング金型４は、成形ピン２をガイド金型３の半径方向内側に進出させるためのもので、圧縮コイルバネ１１２に支持されている。
図８に示すように、リング金型４は、断面が略矩形の環状体で構成され、その内周に上方から下方に向けて一定の割合で徐々に拡開するテーパー面４１が設けられている。テーパー面４１の傾斜角度は、成形ピン２の押圧面２２の傾斜角度と同一であって、リング金型４のテーパー面４１は、成形ピン２の押圧面２２に摺接する（図８（ａ）参照）。これにより、リング金型４が下降すると、図８（ｂ）に示すように、リング金型４のテーパー面４１が成形ピン２の押圧面２２を押圧し、成形ピン２をガイド金型３の半径方向内側に進出させる。
【００３７】
また、図９に示すように、上述したガイド金型３は、浮き上がり抑制部３３を有している。浮き上がり抑制部３３は、鍛造時における成形歯２１の浮き上がりを抑制するためのもので、バネ孔３２よりも下方域に設けられている。浮き上がり抑制部３３は、その上面に平坦でガイド金型３の第１支持面３ａと平行な支持面３３ａ（以下「第２支持面３３ａ」という）を有する。第２支持面３３ａは、第１支持面３ａから成形ピン２の突起部２４の高さだけ下方に設けられている。これにより、成形ピン２は、本体部２３の第１摺動面２３ａがガイド金型３の第１支持面３ａに支持されるとともに、突起部２４の第３摺動面２４ａが浮き上がり抑制部３３の第２支持面３３ａに支持される。
【００３８】
図３から図５に示すように、成形ピン押さえ金型５は、リング金型４の上面を覆うとともに、成形ピン２の上下動を規制するためのもので、リング金型４を囲むホルダ金型１１１に固定されている。成形ピン押さえ金型５は、金型本体部５１と金型本体部５１に取り付けられる金型先端部５２とを含んでいる。
図８に示すように、金型本体部５１は、主にリング金型４の上面を覆うためのもので、内周側が下方に突出した環状体で構成され、その外周側がホルダ金型１１１に固定されている。金型本体部５１には、複数の貫通穴５１ａが回転軸線Ｏを中心に等間隔に設けられている。
図９に示すように、金型先端部５２は、主に成形ピン２の上下動を規制するためのもので、高速度工具鋼などの高硬度で使用される耐摩耗性に優れた鋼で構成されている。金型先端部５２は、断面が略矩形の環状体で構成され、金型本体部５１の内周側に固定されている。金型先端部５２は、その下面が平坦な水平面で構成され、ガイド金型３のガイド３１に設けられた密着面３１ａに密着されている。これにより、成形ピン２は、本体部２３の第２摺動面２３ｂが金型先端部５２の下面に規制され、成形ピン２の上下動は規制される。
尚、金型先端部５２の下面の幅は、ガイド金型３のガイド３１の上面の幅と同一又はそれよりもやや狭く設定されている。これは、金型先端部５２の下面の幅が広ければリング金型４の下降時における成形ピンの回転力に対抗することができる一方、ワークＷとの干渉及びリング金型４との干渉を考慮する必要があるからである。
【００３９】
また、金型先端部５２の少なくとも下面５２ａは、成形ピン２の本体部２３の第２摺動面２３ｂの硬度と略同一である。これにより、金型先端部５２の下面５２ａを成形ピン２の本体部２３の第２摺動面２３ｂが摺動しても、金型先端部５２の下面５２ａ及び成形ピン２の本体部２３の第２摺動面２３ｂが摩耗しにくくなる。
【００４０】
図３から図５に示すように、上型１２は、ワーク押さえ金型６、押圧ピン７、及びガスシリンダー８を備えている。
ワーク押さえ金型６は、下型１１にセットされたワークＷを下方に押さえるためのもので、下面が閉塞された有底の円筒状に形成されている。ワーク押さえ金型６は、上下方向に進退可能であり、圧縮コイルバネ１２１に付勢されている。これにより、図４及び図５に示すように、上型１２が下降すると、下型１１にセットされたワークＷがワーク押さえ金型６に押圧される。
【００４１】
図３から図５に示すように、押圧ピン７は、上述したリング金型４を押圧するためのもので、上述した成形ピン押さえ金型５の金型本体部５１に設けられた貫通穴５１ａの数と同数の押圧ピン７がワーク押さえ金型６の軸線（図示せず）を中心に貫通穴５１ａと同一の等間隔で設けられている。これにより、図４及び図５に示すように、上型１２が下降すると、押圧ピン７が成形ピン押さえ金型５の金型本体部５１に設けられた貫通穴５１ａに進入し貫通してリング金型４を押圧する。
【００４２】
図３から図５に示すように、ガスシリンダー８は、上述した成形ピン押さえ金型５の金型本体部５１を押圧するためのもので、上方からの平面視で周方向において上述した押圧ピン７の間に等間隔に設けられている。これにより、図５に示すように、上型１２が下降すると、ガスシリンダー８のピストン先端部８１が成形ピン押さえ金型５の金型本体部５１の上面を押圧し、金型先端部５２の下面５２ａがガイド金型３のガイド３１に設けられた密着面３１ａに密着する（図９参照）。
【００４３】
つぎに、図３から図５に基づいて、本発明の実施形態に係る鍛造方法を説明する。
図３に示すように、本実施形態に係る鍛造方法では、ワークＷが大径歯車部Ｌと小径歯車部Ｓとが一体に設けられた歯車部品からなり、ワークＷは、共通の回転軸線Ｏを上下方向に沿わせるとともに、ワークＷの小径歯車部Ｓに設けられた粗歯Ｔ１（図２参照）が隣り合う成形ピン２の成形歯２１の間に位置するようにワークＷを下型１１にセットされる。
【００４４】
つぎに、上型１２を下降させる。上型１２が下降すると、押圧ピン７が成形ピン押さえ金型５の金型本体部５１に設けられた貫通穴５１ａに進入するとともに、ワーク押さえ金型６の下面が下型１１にセットされたワークＷに到達する。
【００４５】
さらに上型１２が下降すると、図４に示すように、押圧ピン７の先端がリング金型４に到達し、押圧ピン７の先端面がリング金型４の上面を押圧する。これにより、リング金型４は圧縮コイルバネ１１２の付勢力に抗して下方に押し下げられる（図５参照）。このように、リング金型４が押し下げられると、リング金型４の内周面に設けられたテーパー面４１が成形ピン２に設けられた押圧面２２を押圧する。すると、成形ピン２は、バネ３２１の弾性復元力に抗してガイド金型３の半径方向内側に進出を開始する。
【００４６】
さらに上型１２が下降すると、ガスシリンダー８のピストン先端部８１が成形ピン押さえ金型５に到達し（図５参照）、ガスシリンダー８のピストン先端部８１の先端面が成形ピン押さえ金型５の上面を押圧する。これにより、図９に示すように、成形ピン２は、成形歯２１がガイド金型３の第１支持面から浮き上がろうとする力が働いても本体部２３の第２摺動面２３ｂが金型先端部５２の下面５２ａに規制され、成形ピン２の上下動は規制される。
【００４７】
さらに上型１２が下降すると、成形ピン２の内側に設けられた成形歯２１がワークＷの小径歯車部Ｓに設けられた粗歯Ｔ１に進入し、ワークＷの小径歯車部Ｓに設けられた粗歯Ｔ１に根元部の歯厚が軸端部の歯厚よりも小さくなる逆テーパー面（図示せず）の形成を開始する。
そして、図５に示すように、上型１２が下死点に到達すると、逆テーパー面の形成が終了し、一連の鍛造工程（第２冷間鍛造工程）が終了する。
【００４８】
以上説明したように、図９に示すように、本実施形態に係る鍛造装置１によれば、ガイド金型３は、鍛造時における成形歯２１の浮き上がりを抑制する浮き上がり抑制部３３を有するので、鍛造時における成形歯２１の浮き上がりを抑制することができる。これにより、鍛造される仕上歯Ｔ２の寸法精度を高めることができる。
これに対して、図１０に示す比較例に係る鍛造装置によれば、ガイド金型Ｅ３は、浮き上がり抑制部３３に相当する部分を有しないので、鍛造時の成形ピン２に生じる回転力により成形歯２１がガイド金型Ｅ３の第１支持面Ｅ３ａから浮き上がる。これにより、鍛造される仕上歯Ｔ２の寸法精度を高めようとしても限界がある。
【００４９】
また、本実施形態に係る鍛造装置１によれば、成形ピン２の本体部２３の下面に設けられた第１摺動面２３ａがガイド金型３の上面に設けられた第１支持面３ａに支持され、成形ピン２の突起部２４の下面に設けられた第３摺動面２４ａが浮き上がり抑制部３３に設けられた第３支持面に支持される。これにより、鍛造時の成形ピン２に生じる回転力（図９において矢印で示す）に第３支持面で対抗することができる。この結果、鍛造時における成形歯２１の浮き上がりを抑制することができ、鍛造される仕上歯Ｔ２の寸法精度を高めることができる。
これに対して、図１０に示す比較例に係る鍛造装置は、本実施形態に係る鍛造装置１のように、第３支持面を有しないので、鍛造時の成形ピン２に生じる回転力に十分に対抗することができない。これにより、鍛造時に成形ピンに生じる回転力により成形ピン２が回転し、成形歯２１がガイド金型Ｅ３の第１支持面Ｅ３ａから浮き上がる。これにより、鍛造される仕上歯Ｔ２の寸法精度を高めようとしても限界がある。
【００５０】
また、本実施形態に係る鍛造装置１によれば、ガイド金型３のガイド３１の上面に設けられた密着面３１ａに密着するとともに、下面が成形ピン２の本体部２３の上面に設けられた第２摺動面２３ｂと対向し、成形ピン２の上下動を規制する成形ピン押さえ金型５を備える。これにより、鍛造時の成形ピン２に生じる回転力に成形ピン押さえ金型５の下面で対抗することができる。この結果、鍛造時における成形歯２１の浮き上がりを抑制することができ、鍛造される仕上歯Ｔ２の寸法精度を高めることができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る鍛造装置１によれば、上型１２が下降する際にガスシリンダー８が成形ピン押さえ金型５を押圧するので、成形ピン押さえ金型５の浮き上がりが抑制される。これにより、鍛造時の成形ピン２に生じる回転力に成形ピン押さえ金型５の下面で対抗することができる。この結果、鍛造時における成形歯２１の浮き上がりを抑制することができ、鍛造される仕上歯Ｔ２の寸法精度を高めることができる。
【００５２】
また、本実施形態に係る鍛造装置１によれば、成形ピン押さえ金型５は、金型本体部５１と金型先端部５２とを含むので、金型先端部５２に金型本体部５１の材料と異なる材料を採用することができる。これにより、金型先端部５２に高硬度の材料を採用することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る鍛造装置１によれば、金型先端部５２の少なくとも下面５２ａの硬度は、成形ピン２の本体部２３の上面に設けられた第２摺動面２３ｂの硬度と略同じである。これにより、金型先端部５２の下面５２ａと成形ピン２の本体部２３の上面に設けられた第２摺動面２３ｂの摩耗を抑制することができる。この結果、金型先端部５２の下面５２ａと成形ピン２の本体部２３の上面に設けられた第２摺動面２３ｂの摩耗による成形歯２１の浮き上がりをも抑制することができるので、鍛造される仕上歯Ｔ２の寸法精度を高めることができる。
【００５４】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００５５】
１    鍛造装置
１１    下型
１１１    ホルダ金型
１１２    圧縮コイルバネ
１２    上型
１２１    圧縮コイルバネ
２    成形ピン
２１    成形歯
２２    押圧面
２３    本体部
２３ａ    第１摺動面（第１の摺動面）
２３ｂ    第２摺動面
２４    突起部
２４ａ    第３摺動面（第２の摺動面）
３    ガイド金型
３ａ    第１支持面（第１の支持面）
３１    ガイド
３１ａ    密着面
３２    バネ孔（孔）
３２１    バネ
３３    抑制部
３３ａ    第２支持面（第２の支持面）
４    リング金型
４１    テーパー面
５    成形ピン押さえ金型（押さえ金型）
５１    金型本体部
５１ａ    貫通穴
５２    金型先端部
５２ａ    下面
６    ワーク押さえ金型
７    押圧ピン
８    ガスシリンダー
８１    ピストン先端部
Ｆ    鍛造品
Ｗ    ワーク
Ｌ    大径歯車部
Ｓ    小径歯車部
Ｏ    回転軸線
Ｔ，Ｔ１    粗歯
Ｔ２    仕上歯
【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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