(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
はすば歯車を密閉鍛造するために用いる鍛造用金型であって、
該鍛造用金型は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有しており、
上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面のねじれ角は、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面のねじれ角よりも大きくなっており、
上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔は、成形した上記はすば歯車を上記成形穴から払い出す方向に向かうほど狭くなっていることを特徴とする鍛造用金型。
【請求項２】
はすば歯車を押出成形するために用いる鍛造用金型であって、
該鍛造用金型は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有しており、
上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面のねじれ角は、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面のねじれ角よりも大きくなっており、
上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔は、上記はすば歯車を押出成形する方向に向かうほど狭くなっていることを特徴とする鍛造用金型。
【請求項３】
つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型を加工する方法であって、
上記鍛造用金型にするための金型用素材を素材側電極とし、上記金型用素材に上記一方歯面を加工するための第１電極型を加工側電極として放電加工を行って、上記金型用素材に上記一方歯面を形成し、
上記金型用素材を素材側電極とし、該金型用素材に上記他方歯面を加工するための第２電極型を加工側電極として放電加工を行って、上記金型用素材に上記他方歯面を形成することを特徴とする鍛造用金型の加工方法。
【請求項４】
請求項３において、上記第１電極型及び上記第２電極型として、上記金型用素材に粗加工を行うための粗加工電極型と、上記粗加工を行った金型用素材に仕上げ加工を行う仕上げ加工電極型とを用い、
上記粗加工電極型によって放電加工を行った後、上記仕上げ加工電極型によって放電加工を行うことを特徴とする鍛造用金型の加工方法。
【請求項５】
つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に上方から螺合するパンチと、
上記鍛造用金型の上記成形穴に下方から螺合するダイスリーブとを有しており、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、
上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面が下方を向き上記他方歯面が上方を向く状態であって、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記成形穴の上方に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設してあることを特徴とする歯車鍛造装置。
【請求項６】
つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に螺合する押出パンチとを有しており、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、
上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記押出パンチによって押出成形する方向に向かうほど狭くなっていることを特徴とする歯車鍛造装置。
【請求項７】
つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に上方から螺合するパンチと、
上記鍛造用金型の上記成形穴に下方から螺合するダイスリーブとを用い、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面が下方を向き上記他方歯面が上方を向く状態であって、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記成形穴の上方に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設しておき、
上記成形穴と上記パンチと上記ダイスリーブとによって囲まれて形成された密閉鍛造空間において、はすば歯車を成形した後、上記ダイスリーブを上昇させて、上記鍛造用金型の上記成形穴から成形後のはすば歯車を取り出すときに、該成形後のはすば歯車において上記一方歯面によって成形された第１成形歯面が、下方に位置する部分ほど上記一方歯面に長い時間押し当てられて多く塑性変形することにより、当該第１成形歯面のねじれ角を、上記他方歯面によって成形された第２成形歯面のねじれ角に近づけることを特徴とする歯車鍛造方法。
【請求項８】
つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に螺合する押出パンチとを用い、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記押出パンチの押出方向に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設しておき、
上記押出パンチによって歯車用素材を上記成形穴内に押出成形して、はすば歯車を成形すると同時に取り出すときには、該成形後のはすば歯車において上記一方歯面によって成形された第１成形歯面が、上記押出方向とは反対方向に位置する部分ほど上記一方歯面に長い時間押し当てられて多く塑性変形することにより、当該第１成形歯面のねじれ角を、上記他方歯面によって成形された第２成形歯面のねじれ角に近づける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、鍛造用金型及びその加工方法、並びに歯車鍛造装置及び歯車鍛造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間密閉鍛造を行って、外周面につる巻状の歯面を有する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、円筒状の素材における中央穴に挿入するコアパンチと、素材の軸方向における一方の端面を加圧する押圧パンチと、素材の外周面を成形するダイスと、素材の軸方向における他方の端面を加圧するダイスリーブとを備えた円筒部品の成形装置及び成形方法が開示されている。そして、ダイスリーブを上昇させることにより、成形後のはすば歯車をダイス内から取り出している。
【０００３】
しかしながら、成形するはすば歯車の成形精度を向上させるためには、特許文献１においても十分ではない。すなわち、ダイスリーブによって成形後のはすば歯車を払い出す際には、成形後のはすば歯車における複数のつる巻き状の歯山部の一対の歯面のうち、払出方向に位置する歯面だけが、ダイスに強く押し付けられるため、当該歯面に集中して摩耗（塑性変形）が発生する。そのため、成形後のはすば歯車における複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面においては、軸方向に対する傾斜角度によって表されるねじれ角が互いに異なってしまうおそれがある。
【０００４】
なお、特許文献２には、放電加工を行ってヘリカルギヤ用金型を製造する方法が開示されている。しかしながら、特許文献２においても、成形後のはすば歯車における複数のつる巻き状の歯筋の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を改善するための工夫はなされていない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１６１３２３号公報
【特許文献２】特開平１１−２０７５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を成形することができる鍛造用金型及びその加工方法、並びに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】
【０００７】
第１の発明は、はすば歯車を密閉鍛造するために用いる鍛造用金型であって、
該鍛造用金型は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有しており、
上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面のねじれ角は、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面のねじれ角よりも大きくなっており、
上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔は、成形した上記はすば歯車を上記成形穴から払い出す方向に向かうほど狭くなっていることを特徴とする鍛造用金型にある（請求項１）。
第２の発明は、はすば歯車を押出成形するために用いる鍛造用金型であって、
該鍛造用金型は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有しており、
上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面のねじれ角は、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面のねじれ角よりも大きくなっており、
上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔は、上記はすば歯車を押出成形する方向に向かうほど狭くなっていることを特徴とする鍛造用金型にある（請求項２）。
【０００８】
第１の発明の鍛造用金型は、複数の歯山部における一方歯面と他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせている。
これにより、本発明の鍛造用金型を用いてはすば歯車を成形した後、成形穴内から成形後のはすば歯車を払い出すときには、はすば歯車においては、払い出し方向側において、一対の歯面（一方歯面及び他方歯面）のうちねじれ角が大きい方の歯面によって成形した第１成形歯面側の面圧が高くなって、その塑性変形量が多くなる一方、払い出し方向とは反対側において、ねじれ角が小さい方の歯面によって成形した第２成形歯面側の面圧が低くなって、その塑性変形量が少なくなる。
【０００９】
また、第１成形歯面が、ねじれ角が大きい方の歯面に長い時間押し当てられて多く塑性変形することにより、当該第１成形歯面のねじれ角を第２成形歯面のねじれ角に近づけることができる。
それ故、本発明の鍛造用金型によれば、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を容易に成形することができる。
【００１０】
第３の発明は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型を加工する方法であって、
上記鍛造用金型にするための金型用素材を素材側電極とし、上記金型用素材に上記一方歯面を加工するための第１電極型を加工側電極として放電加工を行って、上記金型用素材に上記一方歯面を形成し、
上記金型用素材を素材側電極とし、該金型用素材に上記他方歯面を加工するための第２電極型を加工側電極として放電加工を行って、上記金型用素材に上記他方歯面を形成することを特徴とする鍛造用金型の加工方法にある（請求項３）。
【００１１】
本発明の鍛造用金型の加工方法は、複数の歯山部における一方歯面と他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせた鍛造用金型を加工するのに適した加工方法である。
本発明においては、金型用素材に一方歯面を形成するための第１電極型と、金型用素材に他方歯面を形成するための第２電極型とを用いる。そして、第１電極型を用いて放電加工を行って一方歯面を形成した後、第２電極型を用いて放電加工を行って他方歯面を形成する。これにより、金型用素材に対して、ねじれ角が互いに異なる一方歯面及び他方歯面を有する複数のつる巻き状の歯山部を容易に形成することができる。
【００１２】
それ故、本発明の鍛造用金型の加工方法によれば、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を成形することができる鍛造用金型を容易に加工することができる。
【００１３】
第４の発明は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に上方から螺合するパンチと、
上記鍛造用金型の上記成形穴に下方から螺合するダイスリーブとを有しており、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、
上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面が下方を向き上記他方歯面が上方を向く状態であって、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記成形穴の上方に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設してあることを特徴とする歯車鍛造装置にある（請求項５）。
第５の発明は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に螺合する押出パンチとを有しており、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、
上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記押出パンチによって押出成形する方向に向かうほど狭くなっていることを特徴とする歯車鍛造装置にある（請求項６）。
【００１４】
第４の発明の歯車鍛造装置は、上述した鍛造用金型を用い、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を成形（鍛造）するのに適した装置である。
本発明の歯車鍛造装置においては、成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表されるねじれ角は、一方歯面が他方歯面よりも大きくなっている。また、歯車鍛造装置において、鍛造用金型は、複数の歯山部において、一方歯面が下方を向き他方歯面が上方を向く状態で、一方歯面と他方歯面との間の間隔が成形穴の上方に向かうほど狭くなる向きに配設してある。
【００１５】
そして、成形穴とパンチとダイスリーブとによって囲まれて形成された密閉鍛造空間において、はすば歯車を成形した後、ダイスリーブを上昇させて、鍛造用金型の成形穴から成形後のはすば歯車を取り出すときには、成形後のはすば歯車において一方歯面によって成形された第１成形歯面が、下方に位置する部分ほど上記一方歯面に長い時間押し当てられて多く塑性変形することになる。
これにより、第１成形歯面のねじれ角を、他方歯面によって成形された第２成形歯面のねじれ角に近づけることができる。
【００１６】
それ故、本発明の歯車鍛造装置によれば、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を容易に成形することができる。
【００１７】
第６の発明は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に上方から螺合するパンチと、
上記鍛造用金型の上記成形穴に下方から螺合するダイスリーブとを用い、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面が下方を向き上記他方歯面が上方を向く状態であって、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記成形穴の上方に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設しておき、
上記成形穴と上記パンチと上記ダイスリーブとによって囲まれて形成された密閉鍛造空間において、はすば歯車を成形した後、上記ダイスリーブを上昇させて、上記鍛造用金型の上記成形穴から成形後のはすば歯車を取り出すときに、該成形後のはすば歯車において上記一方歯面によって成形された第１成形歯面が、下方に位置する部分ほど上記一方歯面に長い時間押し当てられて多く塑性変形することにより、当該第１成形歯面のねじれ角を、上記他方歯面によって成形された第２成形歯面のねじれ角に近づけることを特徴とする歯車鍛造方法にある（請求項７）。
【００１８】
本発明の歯車鍛造方法は、上述した鍛造用金型を含む歯車鍛造装置を用い、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を成形（鍛造）するのに適した方法である。
本発明においても、上記歯車鍛造装置の場合と同様に、鍛造用金型を配設しておき、鍛造用金型の成形穴から成形後のはすば歯車を取り出したときには、第１成形歯面のねじれ角を、他方歯面によって成形された第２成形歯面のねじれ角に近づけることができる。
【００１９】
それ故、本発明の歯車鍛造方法によれば、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を容易に成形することができる。
【００２０】
第７の発明は、つる巻き状の歯山部を複数形成した成形穴を有し、上記複数の歯山部において、当該成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、当該成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせてなる鍛造用金型と、
該鍛造用金型の上記成形穴に螺合する押出パンチとを用い、
上記成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表される上記ねじれ角は、上記一方歯面が上記他方歯面よりも大きくなっており、上記鍛造用金型は、上記複数の歯山部において、上記一方歯面と上記他方歯面との間の間隔が上記押出パンチの押出方向に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設しておき、
上記押出パンチによって歯車用素材を上記成形穴内に押出成形して、はすば歯車を成形すると同時に取り出すときには、該成形後のはすば歯車において上記一方歯面によって成形された第１成形歯面が、上記押出方向とは反対方向に位置する部分ほど上記一方歯面に長い時間押し当てられて多く塑性変形することにより、当該第１成形歯面のねじれ角を、上記他方歯面によって成形された第２成形歯面のねじれ角に近づけることを特徴とする歯車鍛造方法にある（請求項８）。
【００２１】
本発明の歯車鍛造方法も、上述した鍛造用金型を用い、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を成形（鍛造）するのに適した方法である。
本発明の歯車鍛造方法においても、成形穴の軸方向に対する傾斜角度で表されるねじれ角は、一方歯面が他方歯面よりも大きくなっている。また、鍛造用金型は、複数の歯山部において、一方歯面と他方歯面との間の間隔が押出パンチの押出方向に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設しておく。
【００２２】
そして、押出パンチによって歯車用素材を成形穴内に押出成形して、はすば歯車を成形すると同時に取り出すときには、成形後のはすば歯車において一方歯面によって成形された第１成形歯面が、押出方向とは反対方向に位置する部分ほど一方歯面に長い時間押し当てられて多く塑性変形することになる。これにより、第１成形歯面のねじれ角を、他方歯面によって成形された第２成形歯面のねじれ角に近づけることができる。
【００２３】
それ故、本発明の歯車鍛造方法によっても、複数のつる巻き状の歯山部の両側の歯面に生じるねじれ角の相違を抑制したはすば歯車を容易に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
上述した第１〜第７の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第３の発明においては、上記第１電極型及び上記第２電極型として、上記金型用素材に粗加工を行うための粗加工電極型と、上記粗加工を行った金型用素材に仕上げ加工を行う仕上げ加工電極型とを用い、上記粗加工電極型によって放電加工を行った後、上記仕上げ加工電極型によって放電加工を行うことが好ましい（請求項４）。
この場合には、粗加工と仕上げ加工との段階を追って放電加工を行うことにより、複数の歯山部における一対の歯面の加工精度をより向上させることができる。
【００２５】
なお、第１、第２の発明の鍛造用金型は、第３の発明の加工方法によって加工する以外にも、複数の歯山部における歯面を研磨することによって、成形穴の周方向の一方に位置する一方歯面と、成形穴の周方向の他方に位置する他方歯面とのねじれ角を互いに異ならせることも可能である。
【実施例】
【００２６】
以下に、本発明の鍛造用金型及びその加工方法、並びに歯車鍛造装置及び歯車鍛造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の鍛造用金型２は、図２、図４に示すごとく、はすば歯車６の冷間密閉鍛造を行うために用いるものである。鍛造用金型２は、図１に示すごとく、つる巻き状の歯山部２２を複数形成した成形穴２１を有している。また、鍛造用金型２は、複数の歯山部２２において、成形穴２１の周方向Ｃの一方に位置する一方歯面２２１のねじれ角θ１と、成形穴２１の周方向Ｃの他方に位置する他方歯面２２２のねじれ角θ２とを互いに異ならせて形成されている。なお、ねじれ角θ１、θ２は、成形穴２１の軸方向Ｌと歯筋とがなす角度をいい、歯筋とは、複数の歯山部２２の歯面２２１、２２２とピッチ円との交線のことをいう。また、はすば歯車６においては、ねじれ角は、その軸線と歯筋とがなす角度で表され、歯筋は、歯面とピッチ円との交線で表される。
【００２７】
以下に、本例の鍛造用金型２及びその加工方法、並びに歯車鍛造装置１及び歯車鍛造方法にかかる実施例につき、図１〜図１２を参照して詳説する。
各図において、成形穴２１又はこれに対応する部位の軸方向を矢印Ｌで示し、成形穴２１又はこれに対応する部位の周方向を矢印Ｃで示す。
図９に示すごとく、本例の鍛造用金型２の成形穴２１において、複数の歯山部２２における一方歯面２２１のねじれ角θ１は、他方歯面２２２のねじれ角θ２よりも大きくなっている。また、歯山部２２とは、成形穴２１の内周側に突出した部分のことをいう。
【００２８】
図３に示すごとく、本例の鍛造用金型２は、はすば歯車６を成形（鍛造）するための歯車鍛造装置１における金型（ダイス）として用いる。歯車鍛造装置１は、鍛造用金型２と、鍛造用金型２の成形穴２１に上方から螺合するパンチ３１と、鍛造用金型２の成形穴２１に下方から螺合するダイスリーブ３２とを有している。鍛造用金型２の上側面には、パンチ３１が嵌入する嵌入凹部２３が形成されている。
図４、図５に示すごとく、歯車鍛造装置１は、パンチ３１を、はすば歯車６の成形時に加圧力を発生させながら下降するよう構成し、鍛造用金型２を上方への付勢力を与えた状態で回転可能に配設し、ダイスリーブ３２を、はすば歯車６の成形時には固定する一方、成形後のはすば歯車６を上方へ払い出すよう構成している。
【００２９】
また、図９に示すごとく、歯車鍛造装置１において、鍛造用金型２は、複数の歯山部２２において、一方歯面２２１が下方を向き他方歯面２２２が上方を向く状態であって、一方歯面２２１と他方歯面２２２との間の間隔Ｘが成形穴２１の上方に向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設してある。なお、図９は、鍛造用金型２の成形穴２１を模式化して示す図であり、理解を容易にするため、一対の歯面２２１、２２２のねじれ角θ１、θ２の差を誇張して示す図である。
【００３０】
図６に示すごとく、本例の鍛造用金型２は、絶縁性の液体４１１を貯留するタンク４１と、絶縁性の液体４１１中に配置した素材側電極（金型用素材）２０と加工側電極５との間に形成される微小な隙間にアーク放電を発生させるための電圧印加手段４２とを有する型彫放電加工装置４を用いる。
図７、図８に示すごとく、本例の型彫放電加工装置４においては、鍛造用金型２にするための金型用素材２０に一方歯面２２１を加工するための第１電極型５１と、金型用素材２０に他方歯面２２２を加工するための第２電極型５２とを用いる。本例においては、第１電極型５１における複数の歯山部（歯筋）５１１のねじれ角（軸方向Ｌに対する傾斜角度）は、第２電極型５２における複数の歯山部５２１（歯筋）のねじれ角（軸方向Ｌに対する傾斜角度）よりも大きくなっている。
【００３１】
また、型彫放電加工装置４においては、粗加工、中仕上げ加工、本仕上げ加工と段階を追って放電加工を行う。そして、第１電極型５１は、金型用素材２０に一方歯面２２１の粗加工を行うための第１粗加工電極型５１Ａと、粗加工を行った一方歯面２２１に中仕上げ加工を行う第１中仕上げ加工電極型５１Ｂと、中仕上げ加工を行った一方歯面２２１に本仕上げ加工を行う第１本仕上げ加工電極型５１Ｃとがそれぞれ準備してある。また、第２電極型５２は、金型用素材２０に他方歯面２２２の粗加工を行うための第２粗加工電極型５２Ａと、粗加工を行った他方歯面２２２に中仕上げ加工を行う第２中仕上げ加工電極型５２Ｂと、中仕上げ加工を行った他方歯面２２２に本仕上げ加工を行う第２本仕上げ加工電極型５２Ｃとがそれぞれ準備してある。
【００３２】
本例においては、まず、図７に示すごとく、金型用素材２０を素材側電極とすると共に、第１粗加工電極型５１Ａを加工側電極５として放電加工を行って、金型用素材２０に粗加工状態の一方歯面２２１を形成する。なお、この放電加工をする際には、金型用素材（素材側電極）２０及び加工側電極５を絶縁性の液体４１１中に浸漬し、両電極間に、電圧印加手段４２によって電圧を印加してアーク放電を発生させ、このアーク放電の熱によって金型用素材２０を部分的に溶融させて加工する。
また、図８に示すごとく、第２粗加工電極型５２Ａを加工側電極５として放電加工を行って、上記金型用素材２０に粗加工状態の他方歯面２２２を形成する。
【００３３】
次いで、図７に示すごとく、第１中仕上げ加工電極型５１Ｂを加工側電極５として放電加工を行って、粗加工状態の一方歯面２２１に中仕上げ加工を行う。また、図８に示すごとく、第２中仕上げ加工電極型５２Ｂを加工側電極５として放電加工を行って、粗加工状態の他方歯面２２２に中仕上げ加工を行う。
次いで、図７に示すごとく、第１本仕上げ加工電極型５１Ｃを加工側電極５として放電加工を行って、中仕上げ加工状態の一方歯面２２１に本仕上げ加工を行う。また、図８に示すごとく、第２本仕上げ加工電極型５２Ｃを加工側電極５として放電加工を行って、中仕上げ加工状態の他方歯面２２２に本仕上げ加工を行う。
【００３４】
こうして、図１、図９に示すごとく、一方歯面２２１のねじれ角θ１が他方歯面２２２のねじれ角θ２よりも大きい複数の歯山部２２を備えた鍛造用金型２を作製することができる。
なお、本例においては、ねじれ角が大きい方の一方歯面２２１を他方歯面２２２よりも先に放電加工したが、これとは逆に、ねじれ角が小さい方の歯面を一方歯面２２１として放電加工した後、他方歯面２２２を放電加工することもできる。また、金型用素材２０に対して、粗加工、中仕上げ加工及び本仕上げ加工を行って一方歯面２２１を形成した後、当該金型用素材２０に対して、粗加工、中仕上げ加工及び本仕上げ加工を行って他方歯面２２２を形成することもできる。
【００３５】
次に、上記歯車鍛造装置１を用いて、はすば歯車６を鍛造する方法について説明する。
本例の歯車鍛造方法においては、まず、図３に示すごとく、ダイスリーブ３２を螺合させた状態の鍛造用金型２の成形穴２１内に、歯車用素材６０を配置する。次いで、図４に示すごとく、パンチ３１を下降させ、鍛造用金型２を複数の歯山部（歯筋）２２に沿って回転させながら下降させて、鍛造用金型２の成形穴２１とパンチ３１とダイスリーブ３２とによって囲まれた密閉鍛造空間２５を形成すると共に、この密閉鍛造空間２５内において、パンチ３１とダイスリーブ３２とによって歯車用素材６０を加圧する。
【００３６】
このとき、図１０に示すごとく、歯車用素材６０の外周面に、成形穴２１における複数の歯山部２２の形状が転写成形される。そして、歯山部６１における一対の歯面６１１、６１２のねじれ角θ１、θ２が互いに異なるはすば歯車６を成形することができる。なお、図１０は、鍛造用金型２の成形穴２１内にはすば歯車６を成形した状態を模式化して示す図であり、理解を容易にするため、一対の歯面２２１、２２２のねじれ角θ１、θ２の差を誇張して示す図である。
【００３７】
その後、図５に示すごとく、ダイスリーブ３２を上昇させて、鍛造用金型２の成形穴２１から成形後のはすば歯車６を取り出す（払い出す）。このとき、はすば歯車６においては、払い出し方向側において、ねじれ角θ１が大きい方の一方歯面２２１によって成形した第１成形歯面６１１側の面圧が高くなって、その塑性変形量が多くなる一方、払い出し方向とは反対側において、ねじれ角θ２が小さい方の他方歯面２２２によって成形した第２成形歯面６１２側の面圧が低くなって、その塑性変形量が少なくなる。
【００３８】
また、成形後のはすば歯車６の複数の歯山部６１において一方歯面２２１によって成形された第１成形歯面６１１が、下方に位置する部分ほど一方歯面２２１に長い時間押し当てられて多く塑性変形することになる。図１１には、鍛造用金型２の成形穴２１から成形後のはすば歯車６を取り出すときに、第１成形歯面６１１が塑性変形（摩耗）して、第１成形歯面６１１のねじれ角α１が小さくなることを模式的に示す。
これにより、第１成形歯面６１１のねじれ角α１を、他方歯面２２２によって成形された第２成形歯面６１２のねじれ角α２に近づけることができる。
【００３９】
なお、実際に、鍛造用金型２における複数の歯山部２２の一方歯面２２１のねじれ角θ１と他方歯面２２２のねじれ角θ２との間の差は、極めて微小であり、例えば、０．００１〜０．０１°の範囲内で差をつけることができる。また、一対の歯面２２１、２２２のねじれ角θ１、θ２は、例えば、１５〜３０°の範囲で設定することができる。また、成形後のはすば歯車６を成形穴２１から取り出すときには、鍛造用金型２又はダイスリーブ３２が回転することになる。
【００４０】
それ故、本例の鍛造用金型２を用いた歯車鍛造装置１及び歯車鍛造方法によれば、複数のつる巻き状の歯山部６１の両側の歯面に生じるねじれ角α１、α２の相違を抑制したはすば歯車６を容易に成形することができる。
【００４１】
（実施例２）
本例は、図１３に示すごとく、複数の歯山部２２における一方歯面２２１のねじれ角θ１が他方歯面２２２のねじれ角θ２よりも大きい鍛造用金型２を用いて、押出成形を行う歯車鍛造装置１Ａ及び歯車鍛造方法について示す例である。
本例の歯車鍛造装置１は、鍛造用金型２と、鍛造用金型２の成形穴２１に螺合する押出パンチ３５とを用いて構成してある。本例においても、一方歯面２２１のねじれ角（成形穴２１の軸方向Ｌに対する傾斜角度）θ１が、他方歯面２２２のねじれ角θ２よりも大きくなっている。また、鍛造用金型２は、複数の歯山部２２において、一方歯面２２１と他方歯面２２２との間の間隔が押出パンチ３５の押出方向Ｆに向かうほど狭くなる状態が形成される向きに配設してある。
また、本例の鍛造用金型２は、複数の歯山部２２における一対の歯面のねじれ角が同じである他の鍛造用金型（図示略）によって、粗成形を行った後の歯車用素材６０に対して、仕上げ成形を行うために用いる。なお、鍛造用金型２は、仕上げ成形前の予備成形において用いることもできる。
【００４２】
そして、図１３に示すごとく、他の鍛造用金型によって粗成形を行った歯車用素材６０を、押出パンチ３５によって鍛造用金型２の成形穴２１内に押出成形する。このとき、成形穴２１から取り出される成形後のはすば歯車６においては、一方歯面２２１によって成形された第１成形歯面６１１が、押出方向Ｆとは反対方向に位置する部分ほど一方歯面２２１に長い時間押し当てられて多く塑性変形することになる。これにより、第１成形歯面６１１のねじれ角α１を、他方歯面２２２によって成形された第２成形歯面６１２のねじれ角α２に近づけることができる。
【００４３】
それ故、本例の歯車鍛造装置１Ａ及び歯車鍛造方法によっても、複数のつる巻き状の歯山部６１の両側の歯面６１１、６１２に生じるねじれ角α１、α２の相違を抑制したはすば歯車６を容易に成形することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１における、鍛造用金型の成形穴の一部を示す斜視図。
【図２】実施例１における、はすば歯車を示す斜視図。
【図３】実施例１における、はすば歯車の鍛造前の歯車鍛造装置を示す説明図。
【図４】実施例１における、はすば歯車の鍛造時の歯車鍛造装置を示す説明図。
【図５】実施例１における、はすば歯車の払出時の歯車鍛造装置を示す説明図。
【図６】実施例１における、型彫放電加工装置を示す説明図。
【図７】実施例１における、第１電極型によって鍛造用金型の一方歯面を加工する状態を示す説明図。
【図８】実施例１における、第２電極型によって鍛造用金型の他方歯面を加工する状態を示す説明図。
【図９】実施例１における、鍛造用金型の成形穴を模式化して示す説明図。
【図１０】実施例１における、鍛造用金型の成形穴にはすば歯車を成形した状態を模式化して示す説明図。
【図１１】実施例１における、鍛造用金型の成形穴からはすば歯車を払い出す状態を模式化して示す説明図。
【図１２】実施例１における、鍛造用金型の成形穴から払い出したはすば歯車を模式化して示す説明図。
【図１３】実施例２における、歯車鍛造装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００４５】
１  歯車鍛造装置
２  鍛造用金型
２  金型用素材
２１  成形穴
２２  歯山部
２２１  一方歯面
２２２  他方歯面
３１  パンチ
３２  ダイスリーブ
３５  押出パンチ
４  型彫放電加工装置
５  加工側電極
５１  第１電極型
５２  第２電極型
６  はすば歯車
６０  歯車用素材
６１  歯山部
６１１  第１成形歯面
６１２  第２成形歯面
θ１、θ２、α１、α２  ねじれ角
Ｃ  周方向
Ｌ  軸方向
【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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