(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形成形部が周面に形成されてなる成形型であって、該成形型は、前記歯形成形部の成形ランド部における溝幅より、該成形ランド部に続く逃がし部における溝幅が広く形成され、該成形型の前記軸線方向に歯車素材を押込んでハスバ歯車を押出し成形する方法において、
前記成形型を、
歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続しておく一方、
歯車素材の流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面と、前記上流側を向く逃がし部上流側向き歯面とを、段差をつけることなく、前記逃がし部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角が、前記成形ランド部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角より微小角度γ小さくなるようにして接続しておき、
前記逃がし部上流側向き歯面に、前記軸線方向に押込まれて前記成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方を押し付けさせて流すことを特徴とするハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項２】
請求項１において、微小角度γを０．０６度を超えない大きさとしたハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項３】
軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形成形部が周面に形成されてなる成形型であって、該成形型は、前記歯形成形部の成形ランド部における溝幅より、該成形ランド部に続く逃がし部における溝幅が広く形成され、該成形型の前記軸線方向に歯車素材を押込んでハスバ歯車を押出し成形する方法において、
前記成形型を、
歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続しておく一方、
歯車素材の流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面と、前記上流側を向く逃がし部上流側向き歯面とを、逃がし部における溝幅が広がる方に、前記逃がし部下流側向き歯面における溝幅の広がり分より小さくて微小な段差δ２をつけるとともに、歯すじのねじれ角を同じにして接続しておき、
前記逃がし部上流側向き歯面に、前記軸線方向に押込まれて前記成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方を押し付けさせて流すことを特徴とするハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項４】
請求項３において、微小な段差δ２を６０μｍを超えない大きさとしたハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項５】
軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形成形部が周面に形成されてなる成形型であって、該成形型は、前記歯形成形部の成形ランド部における溝幅より、該成形ランド部に続く逃がし部における溝幅が広く形成され、該成形型の前記軸線方向に歯車素材を押込んでハスバ歯車を押出し成形する方法において、
前記成形型を、
歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続しておく一方、
歯車素材の流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面と、前記上流側を向く逃がし部上流側向き歯面とを、逃がし部における溝幅が広がる方に、前記逃がし部下流側向き歯面における溝幅の広がり分より小さくて微小な段差δ２をつけるとともに、前記逃がし部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角が、前記成形ランド部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角より微小角度γ小さくなるようにして接続しておき、
前記逃がし部上流側向き歯面に、前記軸線方向に押込まれて前記成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方を押し付けさせて流すことを特徴とするハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項６】
請求項５において、微小な段差δ２を６０μｍを超えない大きさとし、微小角度γを０．０６度を超えない大きさとしたハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項７】
前記成形型は、外歯ハスバ歯車成形用のものであり、前記歯形成形部が内周面に形成されている請求項１〜６記載のハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項８】
前記成形型は、内歯ハスバ歯車成形用のものであり、前記歯形成形部が外周面に形成されている請求項１〜６記載のハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項９】
請求項７において、前記歯車素材が、成形されるハスバ歯車の歯形輪郭より径方向及び周方向に大きい歯形輪郭を有するものである、ハスバ歯車の押出し成形方法。
【請求項１０】
請求項８において、前記歯車素材が、成形されるハスバ歯車の歯形輪郭より径方向及び周方向に小さい歯形輪郭を有するものである、ハスバ歯車の押出し成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハスバ（はすば）歯車（ヘリカルギヤないしヘリカル歯形ともいわれる）の押出し成形方法（製造方法）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハスバ歯車も平歯車（スパーギヤ）のように、押出し（鍛造）成形により製造されることがあるが、押出し（鍛造）成形によってハスバ歯車を製造する場合には、従来、歯すじのねじれ角に十分な精度が確保できなかった。したがって、高精度のねじれ角が要求されるハスバ歯車を押出し成形で製造することは実用化されていない。その理由を説明する前に、平歯車（歯形製品）を押し出しで成形する場合について説明する。このような平歯車は、図２８（Ａ）に示した縦断面形状（構造）及び同図（Ｂ）に示した横断面（上面）形状をもつ成形型（ダイス）１で押出し成形される。この成形型（以下、金型ともいう）１の内周面２には、図２９の展開図に示したような、歯形成形部５が放電加工などにより形成されており、横断面の内周面の輪郭が製造する歯車の横断面の外周面の輪郭を呈する、いわば内歯車形状をしている。歯形成形部５を歯車素材Ｓの押し込み方向（素材の流れ方向）に上流側からみると、素材Ｓが装填される導入部（空孔）７に続き、成形ランド部９及び逃がし部１０が続けて設けられるのが普通である。ここに導入部７は、素材を装填するための円筒形の空孔であり、成形ランド部９は歯形の成形を実質的に受け持つ部分であり、逃がし部１０は、詳しくは次記するが成形ランド部９を補強する部分である。
【０００３】
歯形成形部５のうちの内歯（軸線側に突出する部分）６を、その歯のある高さの面で切りとると、つまり内歯車の軸線Ｇと同心の仮想円筒で、その円筒面が内歯６の歯底円Ｄ１と歯先円Ｄ２の中間（ピッチ円）を通るように切り取ると、その断面は図３０、３１のようになる。図３１において、逃がし部１０における溝幅（内歯相互間の溝幅）Ｗ２は、成形ランド部９における溝幅Ｗｌよりも段差１１を介するようにして左右均等に微小（量）寸法広くなるように形成されている。例えば、片側で５０〜１００μｍ程度広く形成されている。その理由は次のようである。
【０００４】
歯車の成形は、図２８の金型１の上部の導入部７に、その内径より僅かに小さい直径の円柱形の材料つまり歯車素材（以下、単に素材ともいう）Ｓを装填し、それをプレスで加圧して押し込み、歯形成形部５を通すことにより行なわれる。その際、図３１に示したように、歯形成形部５の内歯６相互間を素材Ｓが流れることにより歯が成形される。このうち、前記したように成形ランド部９を通過することで歯形が成形されるようにその部分の横断面における形状、寸法が設定されており、逃がし部１０は、成形ランド部９の強度確保のためのものである。つまり、成形ランド部９として必要な軸線方向の長さは本来数ｍｍないし十数ｍｍと僅かで足りるのであるが、素材Ｓの押し込み（加圧力）により成形ランド部９をなす内歯が軸線方向に受ける応力に抗し、金型１の寿命ないし強度を維持するためには成形ランド部９に続けて凸条をなすように相当長さの逃がし部１０がその補強のために必要となる。ところが、逃がし部１０が長いと、逃がし部を通過する際においてそこを流れる歯車素材と成形型面との摩擦が大きくなりすぎて成形できなくなってしまう。
【０００５】
そこで、逃がし部１０を通過する際の摩擦を低減するため、逃がし部１０における溝幅Ｗ２を、成形ランド部９における溝幅Ｗｌよりも広くしているのである。一方、図３１中の拡大図に示したように、成形ランド部９を通過し、逃がし部１０に入った素材Ｓは、横断面が成形ランド部９にあったときよりも歯厚が膨らむように若干増大する。これは、成形時の弾性歪（変形）に起因して金型１は素材Ｓによって径方向に押し広げられ作用を受ける一方、素材は金型によって径方向に押し縮められる作用を受けているためである。よって、逃がし部１０における溝幅Ｗ２は、成形ランド部９における溝幅Ｗｌよりも単に広いというだけでは、素材Ｓが逃がし部１０を通過する際の摩擦力の低減に寄与しない場合がある。すなわち、素材Ｓが逃がし部１０にはいって横断面が成形ランド部９にあったときよりも若干広くなっても摩擦が発生せず、円滑に素材を流すことができる程度に溝幅Ｗ２を設定する必要がある。
【０００６】
一方、溝幅Ｗ２を溝幅Ｗｌよりも広くしすぎれば成形ランド部９の張り出し（段差）が大きくなる結果、成形ランド部９の強度の低下を招くことになる。これらを考慮して成形ランド部９における溝幅Ｗｌに対し、上記したように逃がし部１０における溝幅Ｗ２が１００〜２００μｍ程度広く設定されている。つまり、逃がし部１０における溝幅Ｗ２をこの程度広くしておけば、成形ランド部９の強度の低下を招くことなく、しかも素材Ｓが逃がし部１０を通過する際の摩擦力を低減でき、或いはその摩擦を０にできるのである。図３１は、そのような歯車の成形過程において内歯間を素材Ｓが流れる状態を示した説明図であり、逃がし部１０ではその歯面に素材Ｓが接することなく流れている状態が誇張して示されている。
【０００７】
ところで、図３２に示したハスバ歯車（ヘリカルギヤ）２０を押し出しによって製造する場合には、従来、図３３に示したような成形型２１が使用されていた。この成形型２１の内周面２の歯形成形部５をなす成形ランド部９及び逃がし部１０は、ハスバ歯車２０のねじれ角に対応してねじられている。一方、この歯形製品の成形方法は、前述した平歯車におけるのと同様、円柱形状の素材Ｓを金型２１の導入部７に入れ、プレスで加圧し金型２０内に押し込むことによるものであり、前記した平歯車の成形の場合と基本的に同じである。図３４は従来のこのような金型２０の内周面２の歯形成形部５を展開して表したものであり、上記した平歯車成型用の成形型１と同様に、素材の流れ方向の上流側（図上側）から見て、導入部７、歯形成形部５とからなっており、歯形成形部５は、上流側（上）からみて成形ランド部９、及びこれに続いて成形ランド部における溝幅Ｗ１よりも溝幅Ｗ２が微量広い逃がし部１０とからなっており、平歯車を成形する金型１との基本的相違は歯形成形部（成形ランド部及び逃がし部）５における歯すじ方向のねじれ角θの有無だけである。
【０００８】
このようなハスバ歯車の成形型２１の歯形成形部５の内歯６を、同軸でその中ほどの高さを通る仮想円筒で切断すると、その切断面形状は図３５、図３６に示したようになっている。同図に示したように、従来のハスバ歯車成形型２１においても、逃がし部１０における溝幅Ｗ２は成形ランド部９における溝幅Ｗ１より左右均等に微量広く（大きく）形成されていた。こうすることで、平歯車の成形における場合と同様に成形ランド部９の強度の低下を招くことなく、成形時における素材と金型との間の摩擦力を低減するというものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、このような成形型２１でハスバ歯車２０を押し出し成形する場合には、誤差（寸法精度）が数μｍないし十数μ単位で要求される高精度のハスバ歯車は製造できないといった問題があった。その原因は次のようである。このような成形型においても、逃がし部１０の溝幅Ｗ２が成形ランド部９の溝幅Ｗｌより左右に均等に片側で５０μｍ〜１００μｍ程度広く設定されている。このため、図３６に示されるように、成形ランド部９を通過して逃がし部１０に入った素材Ｓは、この広がり分、素材Ｓの先端側が、歯すじのねじれ角θの方向（図３６右方向）と反対側（図３６左側）に変形して（曲がって）流れる。その結果、歯車製品の歯すじのねじれ角が金型の歯すじのねじれ角θよりも小さくなる。つまり、逃がし部１０における内歯相互間の溝に入った素材Ｓの先端部は歯すじのねじれ方向と反対側に変形し、図３６中のＰ点において、金型の逃がし部１０の歯面のうち、歯車素材Ｓの流れ方向の上流側を向く逃がし部上流側（素材の当り側）向き歯面１０ａに押し付けられるとともに素材Ｓが当らない流れ方向の下流側を向く逃がし部下流側（素材の非当り側）向き歯面１０ｂから離れるようにねじれ角度を変え、その形態において押し出されるように成形が進行する。そして、その変形は、（Ｗ２−Ｗｌ）／２、つまり５０〜１００μｍとなることから、数μｍないし十数μ単位で寸法精度が要求されるハスバ歯車の製造には実用化できないのである。
【００１０】
すなわち、従来の製法に用いられていたハスバ歯車の成形型では、平歯車の成形型と異なり、歯形成形部５が歯すじのねじれ角度に対応してねじれている一方で、素材Ｓは軸線方向に押し込まれるため、歯形成形部のうち、成形ランド部９で成形された成形過程の歯車素材が逃がし部１０に入ると、逃がし部上流側向き歯面１０ａに偏って当るようにねじれ角度を変えて流れるため、歯すじのねじれ角に精度の低下を招くのである。これより分かるが、ハスバ歯車の成形型では、成形ランド部の強度に問題がないとしても、逃がし部がなければ、また、逃がし部上流側向き歯面１０ａがあっても、成形ランド部９における溝幅Ｗｌと、逃がし部１０における溝幅Ｗ２が平歯車成形用の成形型と同様に設定されていては歯すじのねじれ角が高精度に設定されたハスバ歯車は成形できない。さらに、ハスバ歯車の成形型では、平歯車の成形型のように単に強度上の理由から逃がし部が必要というのではなく、逃がし部は歯すじのねじれ角の精度保持のための案内部として必須の要素であることも判明した。
【００１１】
本発明は、上記したハスバ歯車の製造における精度上の問題点を解消すべく、前記知見に基づいて成されたもので、押出しによりハスバ歯車を成形する場合においても、歯すじに高精度のねじれ角が確保できるハスバ歯車の押出し成形方法を提供することをその目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明を説明する前に、その発明とは別の参考技術について説明する。すなわち、本発明とは別の参考技術は、軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形成形部が周面に形成されてなる成形型であって、該成形型は、前記歯形成形部の成形ランド部における溝幅より、該成形ランド部に続く逃がし部における溝幅が広く形成され、該成形型の前記軸線方向に歯車素材を押込んでハスバ歯車を押出し成形する方法において、
前記成形型を、
歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続しておく一方、
歯車素材の流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面と、前記上流側を向く逃がし部上流側向き歯面とを、段差をつけることなく歯すじのねじれ角を同じにして接続しておき、
前記逃がし部上流側向き歯面に、前記軸線方向に押込まれて前記成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方を押し付けさせて流すことにある。
【００１３】
本発明とは別のこの参考技術に係る方法では、成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯が、逃がし部に至ると、弾性歪に起因して歯厚が膨らむように増大するものの、その大きくなった厚さ分は、歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続してあることによる逃がし部下流側向き歯面の広がりの部位に吸収される。なお、この広がりは、歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、逃がし部における溝幅が広がる方に微小な段差δ１（例えばピッチ円上で４０〜５０μｍ）をつけるとともに、歯すじのねじれ角を同じにして接続するなどにより、形成できる。ただし、この広がりは、弾性歪に起因する歯厚の増大が吸収できれば良く、したがって、広がりの態様は段差に限らず、歯すじのねじれ角を大きくすることでも形成できる。
【００１４】
そして、逃がし部上流側向き歯面に、成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方が押し付けられて流れることから、成形されたハスバ歯車の歯すじのねじれ角精度は高度に保持される。上記した参考技術に係る方法は、モジュールが１．５以下、とくに１以下と小さいギヤの成形のように、逃がし部に至ったときの、弾性歪に起因する歯厚の増大が２〜３μｍ程度と極小のものにおいて効果的である。つまり、この程度のギヤではその膨らみ分が小さいため、逃がし部下流側向き歯面において偏って吸収されても、ねじれ角度の精度に影響しないためである。
【００１５】
上記の目的を達成するための請求項1に記載の発明は、軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形成形部が周面に形成されてなる成形型であって、該成形型は、前記歯形成形部の成形ランド部における溝幅より、該成形ランド部に続く逃がし部における溝幅が広く形成され、該成形型の前記軸線方向に歯車素材を押込んでハスバ歯車を押出し成形する方法において、
前記成形型を、
歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続しておく一方、
歯車素材の流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面と、前記上流側を向く逃がし部上流側向き歯面とを、段差をつけることなく、前記逃がし部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角が、前記成形ランド部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角より微小角度γ小さくなるようにして接続しておき、
前記逃がし部上流側向き歯面に、前記軸線方向に押込まれて前記成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方を押し付けさせて流すことを特徴とする。
【００１６】
請求項１の方法においても、成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯が、逃がし部に至ると、弾性歪に起因して歯厚が膨らむように増大し、その大きくなった厚さ分は、上記した本発明とは別の参考技術の場合と同様に、逃がし部下流側向き歯面による広がり部位にて吸収される。ところが、本請求項１の方法によれば、この弾性歪に起因する歯厚の増大が、逃がし部上流側向き歯面につけられた微小角度γによっても次第に吸収される。つまり、モジュールが大きいギヤにおいては、逃がし部に至ったときの歯厚の増大（弾性変形量）が、５〜１０μｍ程度と大きくなるため、上記した本発明とは別の参考技術における構成では、その増大が逃がし部下流側向き歯面の段差などによる広がり側に偏って吸収される。このため、歯が逆方向（ねじれ角が増大する方向）にねじれる形となるため、歯すじのねじれ精度の低下を招いてしまうのに対し、本請求項１の方法では、逃がし部上流側向き歯面でもその増大を幾分か吸収できるから、その精度の低下を防止できる。モジュールが大きいギヤでは、弾性変形量の半分程度が逃がし部上流側向き歯面でも吸収されるように補正をしつつ、同逃がし部上流側向き歯面に素材を押し付けさせることで、ねじれ精度の低下を防止する必要がある。本方法はモジュールが０．７５〜３．５、好ましくは１〜３の範囲にあるギヤの成形に好適である。
【００１７】
なお、請求項１において、微小角度γは、モジュール、ねじれ角、歯数などの歯車の諸元に応じて、ねじれ角の精度の低下を招かないように設定するのであるが、一般的には請求項２に記載したように、０．０６度を超えない大きさとするのが好ましいが、０．０１〜０．０３度の範囲に設定するのがより好ましい。
【００１８】
また請求項３に記載の発明は、軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形成形部が周面に形成されてなる成形型であって、該成形型は、前記歯形成形部の成形ランド部における溝幅より、該成形ランド部に続く逃がし部における溝幅が広く形成され、該成形型の前記軸線方向に歯車素材を押込んでハスバ歯車を押出し成形する方法において、
前記成形型を、
歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続しておく一方、
歯車素材の流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面と、前記上流側を向く逃がし部上流側向き歯面とを、逃がし部における溝幅が広がる方に、前記逃がし部下流側向き歯面における溝幅の広がり分より小さくて微小な段差δ２をつけるとともに、歯すじのねじれ角を同じにして接続しておき、
前記逃がし部上流側向き歯面に、前記軸線方向に押込まれて前記成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方を押し付けさせて流すことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の方法では、逃がし部における溝幅が、逃がし部下流側向き歯面における段差などによる広がりより小さい範囲で、逃がし部上流側向き歯面に、微小な段差δ２を設け、いわば両歯面において広くなるようにしたものである。しかして、この手段によっても、弾性変形量の幾分かが逃がし部上流側向き歯面でも吸収できるとともに、同逃がし部上流側向き歯面に素材が押し付けられて流れるため、ねじれ精度の低下が防止される。本方法はモジュールが０．７５〜３．５、好ましくは１．５〜３の範囲にあるギヤの成形に好適である。なお、成形ランド部上流側向き歯面と、逃がし部上流側向き歯面との間の段差は、緩やかな傾斜の斜面或いは曲面で形成するのが適切である。
【００２０】
なお、請求項３における微小な段差δ２は、歯車の諸元に応じて、ねじれ角の精度の低下を招かないように設定するのであるが、一般的には、請求項４に記載のように、６０μｍを超えない大きさとするのが好ましいが、５〜３０μｍの範囲に設定するのがより好ましい。逃がし部に至ったときの歯厚の増大（弾性変形量）の半分程度の範囲にするのが好ましい。
【００２１】
さらに、請求項５に記載の発明は、軸線に対して斜めにねじれた複数の歯形成形部が周面に形成されてなる成形型であって、該成形型は、前記歯形成形部の成形ランド部における溝幅より、該成形ランド部に続く逃がし部における溝幅が広く形成され、該成形型の前記軸線方向に歯車素材を押込んでハスバ歯車を押出し成形する方法において、
前記成形型を、
歯車素材の流れ方向の下流側を向く成形ランド部下流側向き歯面と、前記下流側を向く逃がし部下流側向き歯面とを、成形ランド部における溝幅より逃がし部における溝幅が広くなるようにして接続しておく一方、
歯車素材の流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面と、前記上流側を向く逃がし部上流側向き歯面とを、逃がし部における溝幅が広がる方に、前記逃がし部下流側向き歯面における溝幅の広がり分より小さくて微小な段差δ２をつけるとともに、前記逃がし部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角が、前記成形ランド部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角より微小角度γ小さくなるようにして接続しておき、
前記逃がし部上流側向き歯面に、前記軸線方向に押込まれて前記成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方を押し付けさせて流すことを特徴とする。
【００２２】
本方法は、請求項１と３の内容を組み合わせたものである。本方法は、モジュールが２以上、とくに２．５以上ある大きなハスバ歯車の成形において好適である。なお、請求項５においては、請求項６のように、微小な段差δ２を６０μｍを超えない大きさとし、微小角度γを０．０６度を超えない大きさとするのが適切である。ただし、微小な段差δ２を５〜３０μｍの範囲とし、微小角度γを０．０１〜０．０３度の範囲に設定するのがより好ましい。
【００２３】
また、本発明は、外歯ハスバ歯車の成形に限られず、内歯ハスバ歯車の成形においても適用できる。つまり、上記いずれの手段（請求項１〜６）においても、前記成形型は、請求項７に記載のように、外歯ハスバ歯車成形用のものであり、前記歯形成形部が内周面に形成されているものであってもよいし、請求項８に記載のように、内歯ハスバ歯車成形用のものであり、前記歯形成形部が外周面に形成されているものであってもよい。
【００２４】
そして、前記歯車素材には、外歯ハスバ歯車の成形には丸棒状（円柱状）のものが、内歯ハスバ歯車の成形にはリング状のもの或いは丸棒状（円柱状）のものが、それぞれ使用されるのが普通であるが、本発明ではこれらに限定されるものではなく、サイジング用に歯車形状に形成されたもの（歯形輪郭を有する歯車素材）を用いることもできる。すなわち、請求項９に記載のように、請求項７において、前記歯車素材が、成形されるハスバ歯車の歯形輪郭より径方向及び周方向に大きい歯形輪郭を有するものであってもよいし、請求項１０に記載のように、請求項８において、前記歯車素材が、成形されるハスバ歯車の歯形輪郭より径方向及び周方向に小さい歯形輪郭を有するものであってもよい。
【００２５】
いずれも、成形されるべき歯車の歯形輪郭に対して、適切なサイジング代が付く大きさのものとすればよい。サイジング代は歯車のモジュールなどに対応して適切な大きさとすればよいが、一般には径方向に片側（半径側）で０．１〜１ｍｍ、そして周方向にも片側で０．１〜１ｍｍのサイジング代が付くようにするのが好ましい。このような歯車素材を用いる場合には、丸棒状のもの或いはリング状のものと異なり、変形代を少なくできる分、押出しに必要なプレス荷重を小さくできるため鍛造装置の小型化を図ることができるし、成形精度の向上を図ることができる。なお、歯形輪郭を有するサイジング用の歯車素材には、機械加工、焼結、鋳造、射出成形などに加えて鍛造で製造したものをも使用できる。これより分かるように、本発明において、成形されるハスバ歯車には、歯車製品としてのハスバ歯車に加えて、サイジング用の歯車素材（歯形輪郭を有する歯車素材）も含まれる。
【００２６】
本発明における成形型は、外歯ハスバ歯車成形用のもの、及び内歯ハスバ歯車成形用のものについても超硬合金製とするのが耐久性からして好ましい。すなわち、外歯、内歯にかかわらず、ハスバ歯車（ヘリカル歯車）の成形においては成形型（金型）にかかる力が極めて大となる。したがって、各種の工具鋼からなる成形型材では型自体の低コスト化が図られるものの、成形型は強度不足となり極めて短寿命となってしまう。これに対し、超硬合金製の成形型とすることでその長寿命化が得られ、結果として成形されるハスバ歯車の製造コストの低減が図られる。したがって、本発明に係る、ハスバ歯車の成形型は超硬合金製とするのが好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る請求項１の実施の形態を説明する前に、本発明とは別の参考技術である参考例１について、図１〜４を参照しながら詳細に説明する。図１は、外歯ハスバ歯車（図３２参照）を製造するヘリカル歯形の押出し成形型（ダイス）３１の中央縦断面図、及びその内周面２の歯形成形部５の導入側寄り部位を水平方向から（軸線Ｇに垂直な断面に沿って）見た展開図（拡大展開図）である。そして、図２は図１中のＡ−Ａ断面図、図３は、歯形成形部５の導入側の端部４寄り部位を軸線Ｇを同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図である。図１に示したように、成形型３１は、軸線Ｇに対して斜めにねじれた複数の歯形成形部５が内周面２に形成されており、その歯形成形部５は、成形型３１内の軸線Ｇ側に突出する内歯状をなし、その歯形成形部５の図示上方には素材装填用の導入部（空孔）７を備えている。そして、歯形成形部５は、横断面の内周輪郭が成形する歯車の横断面（軸に垂直な面で切断した面）の外周輪郭をなす成形ランド部９と、これに続く素材の流れ方向（図１中の矢印Ｎ）の下流側には、逃がし部１０を備えている。以上は従来の成形型と同じである。なお、成形ランド部９の導入側端部４は、軸線Ｇ方向に向かって歯車素材Ｓの流れ方向の下流側に傾斜する傾斜面とされている。
【００２８】
図１〜３に示したように、歯車素材の流れ方向の下流側（図示下側）を向く成形ランド部下流側向き歯面９ｂと、同下流側を向く逃がし部下流側向き歯面１０ｂとは、逃がし部１０における溝幅Ｗ２が広がる方に、つまり逃がし部下流側向き歯面１０ｂを凹設する方に微小な段差δ１がつけられており、逃がし部（内歯）１０の歯厚を小さくするようにして、歯すじのねじれ角θと同じねじれ角で接続されている。なお、段差δ１は、図では急斜面の緩斜面１１を介して誇張して示されているが、実際には例えば、歯すじに対し５度程度（３度から１０度）の緩斜面で連なるように設定される。
【００２９】
一方、歯車素材Ｓの流れ方向の下流側と反対、つまり上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面９ａと、同上流側を向く逃がし部上流側向き歯面１０ａとは、段差をつけることなく歯すじのねじれ角θを同じにして接続されている。図３に示したように参考例１では、歯形成形部５の成形ランド部９における溝幅Ｗ１より、これに続く逃がし部１０における溝幅Ｗ２がピッチ円上で微量δ１（本参考例１では４０〜５０μｍ）広くなるように形成されているが、逃がし部上流側向き歯面１０ａは成形ランド部上流側向き歯面９ａと、段差をつけることなく歯すじのねじれ角θを同じにして接続されている。
【００３０】
このような成形型３１にて、その導入部７に丸棒状の歯車素材Ｓを装填して図示しないポンチで押し込むことで、例えばモジュール１程度のハスバ歯車を成形する際には次のようである。すなわち、素材Ｓは押し込まれることで、成形ランド部９にて次第に成形されて下流側に流れ、図４に示したように成形ランド部９を出て逃がし部１０に入る。逃がし部１０に入った素材Ｓの先端部分は、逃がし部１０における溝幅Ｗ２がδ１分広いため、弾性歪分、逃がし部下流側向き歯面１０ｂに向かって大きくなるが、その量は２〜３μｍ程度と僅かである。そして、素材Ｓの先端は、逃がし部１０の歯面のうち、歯車素材Ｓの流れ方向の上流側を向く逃がし部上流側（素材Ｓの当り側）向き歯面１０ａに、積極的に押し付けられて接触しながら流れる。一方、逃がし部下流側（素材Ｓの非当り側）向き歯面１０ｂに対向する素材Ｓはこれと接触することなく下流側に流れ、素材Ｓの横断面全体として押し出されるように成形が進行する。
【００３１】
以上の説明から明らかなように、この流れにおいて素材Ｓは、歯すじのねじれ角θの方向と反対側に変形することなく、逃がし部上流側向き歯面１０ａに案内されて流れる。つまり、逃がし部上流側向き歯面１０ａのねじれ角θに沿って同逃がし部上流側向き歯面１０ａに押し付けられるようにして流れるため、成形されたハスバ歯車の歯すじのねじれ角精度が保持される。なお、本参考例１では、成形ランド部９で成形された成形過程の歯車素材Ｓの歯が、逃がし部１０に至ると、前記したように、弾性歪に起因して歯厚が膨らむように増大するが、その増大分（２〜３μｍ）は、逃がし部下流側向き歯面１０ｂの段差δ１による広がり（４０〜５０μｍ）の部位に吸収されるが、その大きさからしてねじれ角精度の低下を招かない。
【００３２】
さて次に、本発明とは別の参考技術である参考例２について、図５に示したような管状に形成された歯車素材Ｓから図６に示した内歯ハスバ歯車２０１を成形する場合について図７〜図９に基づいて説明する。ただし、このような内歯ハスバ歯車２０１の押出し成形は、図７、８に示したように、外周面に歯形成形部５を形成してなる成形型（オス型）１３１と、歯車素材Ｓを収容するように形成された成形型（メス型）２１０とを用い、収容された歯車素材Ｓの内周面側にオス型の成形型１３１を押し込むことによる点が、上記した外歯ハスバ歯車を成形する場合と異なるものの、オス型をなす成形型１３１の歯形成形部５を展開して表した図（図８）と、図１中の拡大図は同じである。そして歯車素材Ｓから内歯ハスバ歯車２０１への成形過程は上記した外歯ハスバ歯車の成形の場合と本質的相違はない。したがって、随時上記した外歯ハスバ歯車の成形の説明において使用した展開図等（図２〜４）を用いて説明するとともに、適宜その説明を省略する。
【００３３】
すなわち、図７、図８に示したように、内歯ハスバ歯車の押出し成形は、軸部の外周面に歯形成形部５を形成してなる内歯ハスバ歯車成形用の成形型（オス型）１３１に対し、歯車素材を収容、保持するように形成された成形型（メス型）２１０を図示上方に同軸状に配置する。なお実際の成形では、オス型１３１が上でメス型２１０が下の配置となるのが普通であるが、理解を容易とするために上下逆に図示して説明する。
【００３４】
成形型（オス型）１３１は、大径の円柱状基部１３２にテーパー部１３３を介して同軸状に形成された円柱状軸部１３４の外周面２の図示上端寄り部位に、軸線Ｇに対して斜めにねじれた複数の歯形成形部５が彫りこむようにして形成されてなるものである。その歯形成形部５は、成形型１３１の外側に突出する外歯状をなすとともに、その歯形成形部５の図示上方には素材押込みガイド（ボス）１０７を備えている。素材押込みガイド１０７は歯車素材Ｓの内周面に嵌合し得る円断面の外径とされ、押込み時のガイドをなすようにされている。そして、歯形成形部５は、図８に示したように、横断面の外周輪郭が、成形する歯車の横断面（軸に垂直な面で切断した面）の内周輪郭（歯形輪郭）をなすように形成された成形ランド部９と、これに続く素材の流れ方向（図８中の矢印Ｎ）の下流側には、逃がし部１０を備えている。なお、成形ランド部９の素材押込み側の端部４は、半径外方向に向かって歯車素材Ｓの流れ方向の下流側に傾斜する傾斜面とされている。
【００３５】
そして、歯車素材の流れ方向の下流側（図示下側）を向く成形ランド部下流側向き歯面９ｂと、同下流側を向く逃がし部下流側向き歯面１０ｂとは、図８、図２〜４に示したように逃がし部１０における溝幅Ｗ２が広がる方に、つまり逃がし部下流側向き歯面１０ｂを凹設する方に微小な段差δ１がつけられており、逃がし部（外歯）１０の歯厚を小さくするようにして、歯すじのねじれ角θと同じねじれ角で接続されている。なお、段差δ１は、図では急斜面の緩斜面１１を介して誇張して示されているが、実際には例えば、歯すじに対し５度程度（３度から１０度）の緩斜面で連なるように設定される。
【００３６】
一方、歯車素材Ｓの流れ方向の下流側と反対、つまり上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面９ａと、同上流側を向く逃がし部上流側向き歯面１０ａとは、段差をつけることなく歯すじのねじれ角θを同じにして接続されている。本参考例２では、歯形成形部５の成形ランド部９における溝幅Ｗ１より、これに続く逃がし部１０における溝幅Ｗ２がピッチ円上で微量δ１（本参考例２では４０〜５０μｍ）広くなるように形成されているが、逃がし部上流側向き歯面１０ａは成形ランド部上流側向き歯面９ａと、段差をつけることなく歯すじのねじれ角θを同じにして接続されている（図３参照）。
【００３７】
このように、図６に示したような内歯ハスバ歯車２０１を成形する成形型（オス型）１３１は、その歯形成形部５が、外周面に外歯状に形成されている点を除けば、外歯ハスバ歯車を成形する成形型３１と本質的な相違はない。すなわち、このような外周面の歯形成形部５の端部４寄り部位を、水平方向から（軸線Ｇに垂直な断面に沿って）見た拡大展開図（図８）は、図１中の拡大展開図と同じである。
【００３８】
しかして図７、図９に示したように、成形型（メス型）２１０中に歯車素材Ｓを収容し、成形型（オス型）１３１をその先端の素材押込みガイド（ボス）１０７側から同軸状に歯車素材Ｓの内周面側に押し込む。こうすることで、図６に示したような、内歯ハスバ歯車２０１が成形される。なお、成形型２１０の歯車素材Ｓの収容部は、歯車素材Ｓを隙間嵌め状に嵌合可能に凹設されているとともに、成形型（オス型）１３１の端部寄り部位が遊嵌するように同心状に貫通されている。なお、こうして押し込まれた素材Ｓは、外歯ハスバ歯車が成形されるときと全く同様に、相対的に歯形成形部５に沿って流れ、逃がし部上流側向き歯面１０ａのねじれ角θに沿って同逃がし部上流側向き歯面１０ａに押し付けられるようにして流れるため、成形された内歯ハスバ歯車２０１の歯すじのねじれ角精度が保持される（図４参照）。
【００３９】
このように本参考例２は、前記した参考例１とは歯形成形部５をなす成形型１３１のメス、オスの相違があることと、歯車素材の形状が異なるものの、参考例１と同様の作用効果が得られることは明らかであり、歯すじのねじれ角θが高精度の内歯ハスバ歯車が製造できる。
本発明は、外歯ハスバ歯車又は内歯ハスバ歯車の成形にかかわらず、同様の効果が得られるため、後述する本発明の実施の形態においてはとくに明記しない限り、外歯ハスバ歯車および内歯ハスバ歯車の区別なく説明する。なお、内歯ハスバ歯車を成形するのに使用した歯車素材は、上記においては管状に形成したものを使用したが、図１０に示したようなカップ形状の内歯ハスバ歯車２０２を形成する場合は、図１１に示したように、円柱状（円板状）の歯車素材Ｓを用い、これを収容するように凹設された成形型（メス型）２１２に入れ、端部２３４まで歯形成形部５が存在するような成形型２３１を用いて前記したのと同様にして押出し成形することでよい。
【００４０】
さらに本発明のハスバ歯車の押出し成形方法においては、サイジングによって成形することができる。そして、その場合には、それぞれの歯形輪郭に近い輪郭形状を有する歯車素材を用いるのが精度アップのために好ましい。例えば、外歯ハスバ歯車の成形においては、図１２に示したように、成形すべきハスバ歯車Ｓの歯形輪郭より径外方向及び周方向に、それぞれ微小寸法大きく形成された歯車素材Ｓ２を用いるとよい。なお、サイジング代としては、モジュールに応じて、径方向に片側（半径側）で０．１〜１ｍｍ、周方向にも片側で０．１〜１ｍｍの範囲で付与するのが適切である。サイジングによって成形する場合には、プレス圧も小さくできるため、成形装置の小型化が図られる。なおサイジング用の歯車素材Ｓ２も本発明方法で製造するとよい。
【００４１】
ところで、サイジングによって押出し成形する場合には、歯車素材Ｓ２の歯Ｓｈが、成形型の歯形成形部の内歯相互間に位置するようにセットし、その状態の下で押出し成形しないといけない。このため、その位置決め案内手段が必要となるが、例えば、外歯ハスバ歯車の成形においては、図１３、１４に示した成形型３３１のように、歯形成形部５の図示上端部に、サイジング用の歯車素材Ｓ２の歯Ｓｈが少しの隙間で嵌るように形成された内歯１３からなる案内手段を設けるとよい。ただし、案内手段は、歯車素材Ｓ２の歯Ｓｈが成形型３３１の歯形成形部５の内歯１３相互間に位置することができればよいことから、その内歯１３は少なくとも１つあればよい。また、案内手段は、このような内歯に限られるものではなく、図１５、１６に示した成形型４３１のように、例えば歯形成形部５の各端部４と、その歯面９ａ、９ｂとのなす角つまり歯形輪郭に面取り１４、１４をつけておくことでもよい。このようにしておけば、歯車素材Ｓ２の歯Ｓｈが、成形型４３１の歯形成形部５の内歯相互間に位置するようにセットしやすい上に、その面取り１４に案内させることで押出し成形できるためである。
【００４２】
また、サイジングによって内歯ハスバ歯車を成形する場合には、成形すべき内歯ハスバ歯車の歯形輪郭より、径（内）方向及び周方向に、それぞれサイジング代分、微小寸法小さく形成された歯車素材を用いればよい。そして、この場合においても、前記と同様の内歯或いは面取りからなる案内手段を設けることで、歯車素材の位置決め案内が容易となる。
【００４３】
上記における成形型３１、１３１、３３１、４３１は、モジュールの小さい歯車において適するものである。そしてその段差δ１は、モジュールが１程度ならば、４０μｍ以上となるようにし、モジュールが２程度ならば、５０μｍ以上となるように設定するのが好ましい。ただし、成形圧力や金型の材質や肉厚或いは歯車の諸元などにより、歯厚の弾性変形量が大きくなる場合には、次に説明する本発明の請求項１の実施形態のようにすると良い。なお、以下のいずれの形態においても、上記したように、歯形輪郭に近い輪郭形状を有する歯車素材を用いることでサイジングによって成形することもできるし、その際には上記したのと同様の案内手段を設けるのが好ましい。
【００４４】
さて次に本発明の請求項１の実施形態について図１７及び図１８に基づいて説明するが、前記参考例との相違点は、成形型４１の歯形成形部５のうち、歯車素材Ｓの流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面９ａと、これに続く同上流側を向く逃がし部上流側向き歯面１０ａの構成のみであることから、その相違する構成を中心として説明し、同一部位には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００４５】
図１７は成形型４１の内周面の歯形成形部５の導入側寄り部位４を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た展開図である。そして、図１８は、歯形成形部５の導入側の端部寄り部位を軸線を同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図である。図示したように、歯車素材Ｓの流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面９ａと、この上流側を向く逃がし部上流側向き歯面１０ａとを、前記参考例と同様に段差を設けてはいないが、成形ランド部上流側向き歯面９ａの下流側終点Ｋから、逃がし部上流側向き歯面１０ａの歯すじのねじれ角θ２が、成形ランド部上流側向き歯面９ａの歯すじのねじれ角θより微小角度γ（０．０１度〜０．０３度）小さくなるようにして接続したものである。つまり、本形態は、逃がし部上流側向き歯面１０ａの歯すじに、成形ランド部上流側向き歯面９ａのねじれ側と逆向きに微小角度γをつけることで、逃がし部１０における溝幅Ｗ２が成形ランド部上流側向き歯面９ａの下流側終点Ｋから次第に広がるようにしたものである。
【００４６】
しかして、このような成形型４１を用い、その導入部に歯車素材Ｓを装填して押し込むことで、例えばモジュール１．５程度のハスバ歯車を成形する際には、次のようである。すなわち、素材Ｓは押し込まれることで、成形ランド部９にて次第に成形されて下流側に流れ、図１８に示したように成形ランド部９を出て逃がし部１０に入る。逃がし部１０に至った成形過程の歯車素材Ｓの歯は、弾性歪に起因して歯厚が膨らむように増大する。その増大分は、逃がし部下流側向き歯面１０ｂの段差δ１による広がり（４０〜５０μｍ）側にのみ偏って吸収されるのではなく、成形ランド部上流側向き歯面９ａの下流側終点Ｋからその下流側の逃がし部上流側向き歯面１０ａが微小角度γ分で溝幅Ｗ２が次第に広がっているため、逃がし部上流側向き歯面１０ａ側においても次第に吸収される。なお、微小角度γは、成形される歯車の歯幅方向の先端において、予想される歯厚の膨らみの半分程度が吸収されるように、その歯車の諸元に基づいて設定するとよいが、最大でも０．０６度以内の極小角度に設定すると良い。
【００４７】
モジュールが１．５程度のギヤでは、その膨らみが前記参考例における２〜３μｍよりも大きく、５〜１０μｍ程度となるため、前記参考例における成形型３１を用いて成形するときは、歯厚の増大分が逃がし部下流側向き歯面１０ｂの段差δ１による広がり（４０〜５０μｍ）側に偏って吸収されため、逆にねじれ角がθより大きくなるように変形し、したがって精度が低下する。これに対して本形態では、弾性歪に起因する歯厚にこのような大きな増大がある場合でも、逃がし部下流側向き歯面１０ｂ側における吸収に加えて、逃がし部上流側向き歯面１０ａでも微小角度γ分、偏りを補正するようにその吸収がなされる。すなわち、歯厚の増大を逃がし部１０における歯面の両側でバランス良く吸収させ、その状態の下で素材Ｓの歯面の一方が逃がし部上流側向き歯面１０ａに押し付けられて流れるため、歯厚の増大が大きくても高精度のねじれ角が保持される。
【００４８】
さて次に本発明の請求項３の実施形態について、図１９〜図２１に基づいて説明するが、これも成形型５１の歯形成形部５のうち、歯車素材Ｓの流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面９ａと、これに続く同上流側を向く逃がし部上流側向き歯面１０ａの構成のみが相違するだけであるから、その相違する構成を中心として説明し、同一部位には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００４９】
図１９は成形型５１の内周面の歯形成形部５の導入側寄り部位４を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た展開図である。図２０は図１９中のＡ−Ａ断面図であり、図２１は歯形成形部５の導入側の端部寄り部位を軸線を同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図である。同図に示したように、歯車素材Ｓの流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面９ａと、上流側を向く逃がし部上流側向き歯面１０ａとを、逃がし部１０における溝幅Ｗ２が広がる方に、逃がし部下流側向き歯面１０ｂに設けた微小な段差δ１より小さく、予想される歯厚の膨らみの半分程度の段差δ２（本例では５〜１０μｍ）をつける一方、歯すじのねじれ角は同じにして接続したものである。すなわち、逃がし部１０における溝幅Ｗ２が、成形ランド部上流側向き歯面９ａの下流側終点Ｋから、歯すじのねじれ角θ２は同じで、微小な段差δ２分、上流側向き歯面においても広くなるようにしたものである。
【００５０】
このような成形型５１を用い、その導入部に歯車素材Ｓを装填して押し込むことで、例えばモジュール２．０程度のハスバ歯車を成形する際には次のようである。すなわち、素材Ｓは押し込まれることで、成形ランド部９にて次第に成形されて下流側に流れ、図２１に示したように、成形ランド部９を出て逃がし部１０に入る。逃がし部１０に至った成形過程の歯車素材Ｓの歯は、弾性歪に起因して歯厚が膨らむように増大する。その増大分は、逃がし部下流側向き歯面１０ｂの段差δ１による広がり（４０〜５０μｍ）側にのみ偏って吸収されるのではなく、成形ランド部上流側向き歯面９ａの下流側終点Ｋから、逃がし部上流側向き歯面１０ａが微小な段差δ２（５〜１０μｍ）分、溝幅Ｗ２が広くなっているため、この逃がし部上流側向き歯面１０ａ側においてもδ２分吸収される。
【００５１】
モジュールが２．０程度のギヤでは、その歯厚の膨らみが１０〜２０μｍ程度と大きくなるため、参考例における成形型３１を用いて成形する場合には、歯厚の増大分が逃がし部下流側向き歯面１０ｂの段差δ１による広がり（４０〜５０μｍ）側に偏って吸収される。このため、前記したように、逆にねじれ角がθより大きくなるように変形して精度が低下するのに対し、本形態では、逃がし部下流側向き歯面１０ｂ側における吸収だけでなく、逃がし部上流側向き歯面１０ａでも、その増大分がバランス良く吸収される。つまり、吸収の偏りをなくすように補正しつつ、逃がし部上流側向き歯面１０ａに、素材Ｓの歯面の一方が押し付けられて流れるため、歯厚の増大が大きくても適切なねじれ角が保持される。
【００５２】
さて次に本発明の請求項５の実施形態について図２２及び図２３に基づいて説明するが、本形態は、請求項１と３のものを組み合わせた（重ね合わせた）ものであることから、それらとの相違点を中心として説明し、同一部位には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００５３】
図２２は本形態の方法に用いる成形型６１の内周面の歯形成形部５の導入側寄り部位を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た展開図である。そして、図２３は、歯形成形部５の導入側の端部寄り部位を軸線を同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図である。同図に示したように、歯車素材Ｓの流れ方向の上流側を向く成形ランド部上流側向き歯面９ａと、上流側を向く逃がし部上流側向き歯面１０ａとを、逃がし部１０における溝幅Ｗ２が広がる方に、逃がし部上流側向き歯面１０ａに、逃がし部下流側向き歯面１０ｂに設けた微小な段差δ１よりさらに微小な段差δ２（５〜１０μｍ）をつけるとともに、逃がし部上流側向き歯面１０ａの歯すじのねじれ角が、成形ランド部上流側向き歯面９ａの歯すじのねじれ角θより微小角度γ（０．０１〜０．０３度）小さいθ２となるようにして接続したものである。すなわち、逃がし部１０における溝幅Ｗ２が、成形ランド部上流側向き歯面９ａの下流側終点Ｋから、段差δ２（５〜１０μｍ）に加えて微小角度γ分、次第に広くなるようになっている。
【００５４】
このような成形型６１を用い、その導入部に歯車素材Ｓを装填して押し込むことで、例えばモジュール２．５程度のハスバ歯車を成形する際には次のようである。すなわち、素材Ｓは押し込まれることで、成形ランド部９にて次第に成形されて下流側に流れ、図２３に示したように、成形ランド部９を出て逃がし部１０に入る。逃がし部に至った成形過程の歯車素材Ｓの歯は、弾性歪に起因して歯厚が膨らむように増大する。その増大分は、逃がし部下流側向き歯面１０ｂの段差δ１による広がり（４０〜５０μｍ）側にのみ偏って吸収されるのではなく、成形ランド部上流側向き歯面９ａの下流側終点Ｋから、逃がし部上流側向き歯面１０ａが微小な段差δ２（５〜１０μｍ）分で溝幅Ｗ２が広くなっている分と、微小角度γ（０．０１〜０．０３度）による広がる分との両方で吸収される。
【００５５】
すなわち、本形態では前記した成形型６１を用いることで、歯厚の増大を、逃がし部下流側向き歯面１０ｂにおける段差δ１による広がりに加えて、それと反対側の逃がし部上流側向き歯面１０ａにおける微小な段差δ２と微小角度γ分、両歯面においてバランス良く吸収させるようにしたものである。かくして押し出される素材Ｓは、吸収の偏りがなくなるように補正されながら、逃がし部上流側向き歯面１０ａに、該素材Ｓの歯面の一方を押し付けるようにして流れるため、適切なねじれ角が保持される。モジュールが２．５を超えるようなギヤのように歯厚のより大きな増大が発生するとみられるハスバ歯車の成形に適する。なお、微小な段差δ２と微小角度γは、成形する歯車に応じて適数値に設定すればよい。
【００５６】
なお、ギアの歯の底は、成形ランド部９の歯先面（内歯の歯先面）で形成される。また、ギアの歯先は成形ランド部９における溝底面（内歯の相互間の溝底面）で形成される。そして、これらも素材Ｓが成形ランド９を超えて逃し部１０に入ることで、弾性歪により大きくなろうとする。したがって、上記のいずれの形態においても、図２４、図２５に示したように、成形ランド部９の歯先面９ｃと、逃がし部１０の歯先面１０ｃとの間に段差δ３を設けて、その段差δ３分逃がし部１０の歯先面１０ｃを半径方向に凹設、すなわち大径にしておいても良い。なおこの段差δ３は、１００μｍを超えない大きさとするのが好ましいが、より好ましくは５〜３０μｍの範囲である。
【００５７】
また、図２６、図２７に示したように、成形ランド部９における溝底面９ｄと逃がし部１０における溝底面１０ｄとの面間にも段差δ４を設けて、その段差δ４分逃がし部１０における溝底面１０ｄを半径方向に凹設、すなわち大径にしておいても良い。なおこの段差δ４、１００μｍを超えない大きさとするのが好ましいが、より好ましくは５〜３０μｍの範囲である。このようにしておけば、逃がし部１０を通過する際の摩擦を確実に低減できる。ただしこのような段差δ３、δ４の有無は、歯すじのねじれ角についての精度には影響しない要素であり、したがって、本発明における本質的な構成要件ではない。
【００５８】
本発明は、図３２に示したような軸部をもつハスバ歯車でも、また図示はしないが軸部を持たないハスバ歯車の製造のいずれにおいても適用できる。また、軸部のある歯車では、素材を所定量押し込んだ後で押し戻すことで、そして軸部のない歯車では素材を成形型内を押し通すことで形成される。さらに、成形型内の軸線側に突出する歯形成形部の成形ランド部のうち、歯車素材の導入側の端部の形状は適宜の形状とすれば良いが、端部の少なくとも一部に、軸線回りにおいて該軸線に対する歯形成形部のねじれ方向と逆方向に傾斜する傾斜面を設け、この傾斜面に軸線方向に押込まれる歯車素材を押付けさせ、歯形成形部のねじれによってその導入側の端部寄り部位が受ける力を小さくするようにしておくとよい。本発明は、上記実施例におけるものに限定されるものではない。また、本発明は前記した内容のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更して具体化できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明のハスバ歯車の押出し成形方法によれば、歯すじのねじれ角が高精度のハスバ歯車が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明とは別の参考技術（参考例１）を説明する図であって、ハスバ歯車を製造するヘリカル歯形の押出し成形型の中央縦断面図、及びその内周面の歯形成形部の導入側寄り部位を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た展開図（拡大展開図）。
【図２】  図１中のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図３】  歯形成形部の導入側の端部寄り部位を軸線を同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図（ハッチング省略）。
【図４】  図３において逃がし部上流側向き歯面に、軸線方向に押込まれて成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方が押し付けられて流れている状態の説明図。
【図５】  管状に形成された歯車素材の斜視図。
【図６】  内歯ハスバ歯車の断面斜視図。
【図７】  本発明とは別の参考技術（参考例２）を説明する図であって、内歯ハスバ歯車を製造するヘリカル歯形の押出し成形型（オス型及びメス型）の中央縦断面図。
【図８】  図７のＨ部（外周面の歯形成形部の導入側寄り部位）を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た拡大展開図。
【図９】  図７において内歯ハスバ歯車を押出し成形する説明用断面図。
【図１０】  カップ形状の内歯ハスバ歯車の断面斜視図。
【図１１】  図１０に示した内歯ハスバ歯車を押出し成形する説明用断面図。
【図１２】  外歯ハスバ歯車のサイジング用の歯車素材を示す斜視図。
【図１３】  Ａは外歯ハスバ歯車のサイジング用の成形型の断面図、Ｂはその平面図。
【図１４】  図１３の案内手段（内歯）を説明するＪ部拡大展開図。
【図１５】  Ａは外歯ハスバ歯車のサイジング用の成形型の断面図、Ｂはその平面図。
【図１６】  図１５の案内手段（面取り）を説明する拡大展開図。
【図１７】  請求項１の実施形態について説明した図であり、成形型の内周面の歯形形部の導入側寄り部位を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た拡大展開図。
【図１８】  図１７において歯形成形部の導入側の端部寄り部位を軸線を同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図、及びその逃がし部上流側向き歯面に、軸線方向に押込まれて成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方が押し付けられて流れている状態の説明図。
【図１９】  請求項３の実施形態について説明した図であり、成形型の内周面の歯形形部の導入側寄り部位を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た拡大展開図。
【図２０】  図１９中のＡ−Ａ断面図。
【図２１】  図１９において歯形成形部の導入側の端部寄り部位を軸線を同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図、及びその逃がし部上流側向き歯面に、軸線方向に押込まれて成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方が押し付けられて流れている状態の説明図。
【図２２】  請求項５の実施形態について説明した図であり、成形型の内周面の歯形形部の導入側寄り部位を水平方向から（軸線に垂直な断面に沿って）見た拡大展開図。
【図２３】  図２２において歯形成形部の導入側の端部寄り部位を軸線を同じとする仮想円筒で切断し、これを展開してみた断面図、及びその逃がし部上流側向き歯面に、軸線方向に押込まれて成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方が押し付けられて流れている状態の説明図。
【図２４】  歯形成形部の別例を示したものであって、１つの歯形成形部（凸部）の導入側の端部寄り部位を軸線側から見た図。
【図２５】  図２４のＥ−Ｅ線縦断面図。
【図２６】  歯形成形部の別例を示したものであって、歯形成形部（凹部）の導入側の端部寄り部位を軸線側から見た図。
【図２７】  図２６のＦ−Ｆ線縦断面図。
【図２８】  Ａは平歯車を押し出しで成形するための成形型（ダイス）の縦断面、Ｂはそのの横断面。
【図２９】  成形型内周面の歯形成形部の展開図。
【図３０】  歯形成形部のうちの内歯を、軸線と同心の仮想円筒で、その円筒面が内歯の歯底円と歯先円の中間を通るように切り取った展開図。
【図３１】  歯車の成形過程において内歯間を素材が流れる状態を示した説明図。
【図３２】  従来のハスバ歯車（ヘリカルギヤ）の正面図。
【図３３】  ハスバ歯車を押し出しによって製造する成形型の説明用縦断面図。
【図３４】  従来のハスバ歯車の成形用金型の内周面の歯形成形部を展開して表した図。
【図３５】  歯形成形部のうちの内歯を、軸線と同心の仮想円筒で、その円筒面が内歯の歯底円と歯先円の中間を通るように切り取った展開図。
【図３６】  図３５において軸線方向に押込まれて成形ランド部で成形された成形過程の歯車素材の歯の歯面の一方が逃がし部上流側向き歯面に押し付けられて流れている状態の説明図。
【符号の説明】
２  内周面
５  歯形成形部
９  成形ランド部
９ａ  成形ランド部上流側向き歯面
９ｂ  成形ランド部下流側向き歯面
１０  逃がし部
１０ａ  逃がし部上流側向き歯面
１０ｂ  逃がし部下流側向き歯面
２０  ハスバ歯車
３１，１３１，２３１，３３１，４１，５１，６１  成形型
Ｇ  軸線
Ｗ１  成形ランド部における溝幅
Ｗ２  逃がし部における溝幅
Ｓ  歯車素材
δ２  逃がし部上流側向き歯面につけた微小な段差
θ、θ２  逃がし部上流側向き歯面の歯すじのねじれ角
γ   微小角度
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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