JP6398659B2 - 歯形部品の製造方法および歯形部品製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、歯形部品の製造方法および歯形部品製造装置に関する。

従来、外径の異なる２つの歯形が軸方向に並んで形成された段付きの歯形部品の製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、段付き素材を形成する熱間鍛造工程と、小径の歯形を形成するしごき加工工程（冷間鍛造工程）と、大径の歯形を形成する工程（大径歯形形成工程）とを備えた歯形部品の製造方法が開示されている。この特許文献１による歯形部品の製造方法では、熱間鍛造工程において、平坦な円盤状の素材に対して熱間鍛造を行うことによって、粗歯形を形成した小径部と円盤状の大径部とを有する段付き素材を形成した後、打ち抜きにより円筒状の段付き素材を形成する。その後、しごき加工工程（冷間鍛造工程）において、段付き素材の小径部に対して、冷間鍛造のしごき加工を２回（粗加工および仕上げ加工）行うことによって、小径の歯形を形成する。最後に、大径歯形形成工程において、段付き素材の大径部に、大径の歯形を形成する。

なお、上記特許文献１には、大径歯形形成工程における大径部の歯形の加工方法についての記載がなく、大径の歯形は、機械加工（切削加工）工程によって円筒状の大径部から直接形成されていると考えられる。

特開２０１４−１０５７４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような、従来の外径の異なる２つの歯形を有する歯形部品の製造方法では、小径部の歯形形成を行う熱間および冷間鍛造工程と、円筒状の大径部に切削により歯形形成を行う機械加工工程とを組み合わせる必要があるため、工程の切替作業などに時間がかかるという不都合がある。また、機械加工（切削加工）による大径部の歯形形成は、鍛造による歯形形成と比べて加工時間が長くなるという不都合もある。このように、従来の外径の異なる２つの歯形を有する歯形部品の製造方法では、歯形部品の製造に時間がかかるために生産性を向上させるのが困難である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、外径の異なる２つの歯形を有する歯形部品の加工時間を短縮し、生産性を向上させることが可能な歯形部品の製造方法および歯形部品製造装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における歯形部品の製造方法は、略同一の内径と略同一の外径とを有するリング形状であるワークの素材を絞り加工することにより、ワークの外周部に第１の外径を有する第１外周ギア部を形成する工程と、第１外周ギア部を形成した後、第１外周ギア部よりもワークの径方向の内側の部分をワークの軸方向に押し出し加工することにより、ワークの第１外周ギア部とは軸方向に異なる位置に、第１の外径よりも小さい第２の外径を有する第２外周ギア部を形成する工程とを備える。なお、本発明において「ギア部」とは、歯車同士を噛み合わせるためのギア部のみならず、外周側部材と回転方向に係合させるためのスプライン部を含む広い概念である。

この発明の第１の局面による歯形部品の製造方法では、上記のように、ワークを絞り加工することにより、ワークの外周部に第１の外径を有する第１外周ギア部を形成する工程と、第１外周ギア部よりもワークの径方向の内側の部分をワークの軸方向に押し出し加工することにより、ワークの第１外周ギア部とは軸方向に異なる位置に、第１の外径よりも小さい第２の外径を有する第２外周ギア部を形成する工程とを設けることによって、第１外周ギア部と第２外周ギア部との両方を、鍛造（絞り加工および押し出し加工）によって形成することができる。これにより、第１外周ギア部と第２外周ギア部とをそれぞれ鍛造と機械加工（切削加工）とによって形成する場合と比べて、歯形部品の製造に要する時間を短縮することができる。その結果、外径の異なる２つの歯形を有する歯形部品の加工時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

この発明の第２の局面における歯形部品製造装置は、略同一の内径と略同一の外径とを有するリング形状であるワークの素材の外周部に第１の外径を有する第１外周ギア部を形成するための第１外周ギア部形成用歯型と、ワークの第１外周ギア部とはワークの軸方向に異なる位置に第１の外径よりも小さい第２の外径を有する第２外周ギア部を形成するための第２外周ギア部形成用歯型と、ワークを第１外周ギア部形成用歯型の内周部に移動させて絞り加工することにより第１外周ギア部を形成するとともに、第１外周ギア部を形成した状態でワークの外周部よりもワークの径方向の内側の部分を第２外周ギア部形成用歯型の内周部に向けて軸方向に押し出し加工することにより第２外周ギア部を形成するためのパンチ部とを備える。

この発明の第２の局面による歯形部品製造装置では、上記のように、ワークを第１外周ギア部形成用歯型の内周部に移動させて絞り加工することにより第１外周ギア部を形成するとともに、ワークの外周部よりもワークの径方向の内側の部分を第２外周ギア部形成用歯型の内周部に向けて軸方向に押し出し加工することにより第２外周ギア部を形成するためのパンチ部を設けることによって、第１外周ギア部と第２外周ギア部との両方を、鍛造（絞り加工および押し出し加工）によって形成することができる。これにより、第１外周ギア部と第２外周ギア部とをそれぞれ鍛造と機械加工（切削加工）とによって形成する場合と比べて、歯形部品の製造に要する時間を短縮することができる。その結果、外径の異なる２つの歯形を有する歯形部品の加工時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

本発明によれば、上記のように、外径の異なる２つの歯形を有する歯形部品の加工時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

歯形部品の一例としてのリングギアを示した斜視図である。 図１に示したリングギアの縦断面図である。 本発明の一実施形態による歯形部品製造装置の概略構成を示した模式図である。 粗材の段階のリング形状のワークを示した斜視図である。 図３に示した歯形部品製造装置の詳細な構造を説明するための拡大断面図である。 本発明の一実施形態による歯形部品の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図６の絞り加工工程を説明するための拡大断面図である。 図６の押し出し加工工程を説明するための拡大断面図である。 図６のしごき加工工程を説明するための拡大断面図である。 本発明の一実施形態の変形例によるマンドレルの内歯形成用歯型を説明するための模式的な部分拡大斜視図である。 本発明の一実施形態の変形例により形成されるリングギアを示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による歯形部品の製造方法について説明する。以下、歯形部品の構造、歯形部品製造装置の構成および歯形部品の製造工程の順に説明する。

［歯形部品の構造］
まず、本実施形態による歯形部品の製造方法により形成される歯形部品について説明する。図１に示すように、歯形部品は、たとえば、自動車の変速機用部品として用いられるリングギア１０である。リングギア１０は、円形のリング形状（環状形状）を有し、外径の異なる２つ（２段）の歯形を有する。すなわち、リングギア１０は、中心軸Ａに沿った軸方向（Ｚ方向）の異なる位置に大径の第１外周ギア部１１と小径の第２外周ギア部１２とを含む。

リングギア１０は、外周部１５に第１外周ギア部１１が形成された大径部１３ａと、外周部１５に第２外周ギア部１２が形成された小径部１３ｂとを含む。図２に示すように、第１外周ギア部１１は、第１の外径Ｄ１を有する。第２外周ギア部１２は、第１の外径Ｄ１よりも小さい第２の外径Ｄ２を有する。第１外周ギア部１１および第２外周ギア部１２は、共に、歯形が軸方向（Ｚ方向）に沿って直線状に延びるスプライン（図１参照）である。

第１外周ギア部１１と第２外周ギア部１２との軸方向（Ｚ方向）の間の位置には、傾斜部１４が形成されている。傾斜部１４は、大径部１３ａと小径部１３ｂとの間を接続しており、小径部１３ｂ側に向かって徐々に外径が小さくなるように形成されている。本実施形態では、第１外周ギア部１１（第１外周ギア部１１の下端部）と第２外周ギア部１２（第２外周ギア部１２の上端部）とは、軸方向の距離Ｌを隔てて配置されている。言い換えると、傾斜部１４が、軸方向の長さＬを有する。また、傾斜部１４は、第１外周ギア部１１が形成される大径部１３ａの外周部表面に対して、角度θで傾斜している。

大径部１３ａおよび小径部１３ｂは、それぞれ円筒形状（図１参照）を有する。大径部１３ａは、第１外周ギア部１１を含めて肉厚ｔ１を有する。小径部１３ｂは、第２外周ギア部１２を含めて肉厚ｔ２を有する。小径部１３ｂの肉厚ｔ２は、大径部１３ａの肉厚ｔ１よりも大きい。小径部１３ｂの肉厚ｔ２は、内周部１６にリングギア１０の内歯（図示せず）を形成するための切削代を含んでいる。なお、内歯は、ピニオンギア（遊星ギア）と噛み合う遊星歯車機構の一部を構成するが、本実施形態による歯形部品の製造方法の後工程として形成されるものであるので、ここでは説明を省略する。第１外周ギア部１１および第２外周ギア部１２は、たとえば、多板式クラッチおよび多板式ブレーキの摩擦板などと係合する。

［歯形部品製造装置の構成］
次に、本実施形態による歯形部品の製造方法に用いる歯形部品製造装置について説明する。図３に示すように、歯形部品製造装置３０は、冷間鍛造によりワーク１をプレス加工するプレス機械である。ワーク１は、冷間鍛造可能な金属材料からなり、加工前の粗材において中心軸Ａを中心とする円形のリング形状（図４参照）を有する。

歯形部品製造装置３０は、上型３１ａおよび下型３１ｂを含む。上型３１ａは、圧縮リング３２と、パンチ３３とを含む。圧縮リング３２およびパンチ３３は、共に本発明の「パンチ部」の一例である。下型３１ｂは、ダイス３４と、マンドレル３５とを含む。マンドレル３５は、本発明の「しごき加工部」の一例である。

図５に示すように、圧縮リング３２は、第１外周ギア部１１の第１の外径Ｄ１（図２参照）と略等しい外径Ｄ３を有する。圧縮リング３２は、ワーク１の軸方向（上下方向（Ｚ方向））に昇降可能であり、ワーク１の外周部１５を軸方向（Ｚ方向）に押圧可能に構成されている。圧縮リング３２の上端は、昇降軸３２ａに接続されており、パンチ３３とは別個に圧縮リング３２の昇降制御および圧力制御を行うことが可能である。ここで、本実施形態では、ワーク１は、ワーク１の軸方向が歯形部品製造装置３０の上下方向に一致するようにダイス３４に装着される。なお、第１歯型３６は、本発明の「第１外周ギア部形成用歯型」の一例である。

パンチ３３は、圧縮リング３２よりも内側に配置され、圧縮リング３２と同軸のリング状に形成されている。パンチ３３は、第２外周ギア部１２の第２の外径Ｄ２（図２参照）と略等しい外径Ｄ４を有する。また、パンチ３３は、Ｚ方向（上下方向）に昇降可能であり、ワーク１の外周部１５よりも内側の部分をＺ方向（上下方向）に押圧可能に構成されている。第２歯型３７は、本発明の「第２外周ギア部形成用歯型」の一例である。

本実施形態では、パンチ３３は、同心円状に配置された外周側のアウターパンチ３３ａと、内周側のインナーパンチ３３ｂとを含んでいる。アウターパンチ３３ａとインナーパンチ３３ｂとは、Ｚ方向（上下方向）に互いに独立して昇降可能に構成されている。アウターパンチ３３ａの外径Ｄ４が、第２外周ギア部１２の第２の外径Ｄ２と略等しく、アウターパンチ３３ａが第２歯型３７に対してワーク１を押圧する。インナーパンチ３３ｂは、アウターパンチ３３ａの外径Ｄ４よりも小さい外径Ｄ５を有し、アウターパンチ３３ａよりも内周側で、ワーク１の内周部１６側の部分を押圧して押し出し加工する。図３に示すように、インナーパンチ３３ｂの上端は、昇降軸３３ｃに接続されており、アウターパンチ３３ａおよび圧縮リング３２とは別個にインナーパンチ３３ｂの昇降制御および圧力制御を行うことが可能である。アウターパンチ３３ａは、上型３１ａに吊り下げられるように保持されており、上型３１ａ全体の昇降動作に伴って昇降移動する。具体的には、上型３１ａを下降させてアウターパンチ３３ａの下端（Ｚ２方向端部）がワーク１に当接した後で、上型３１ａを更に下降させると、アウターパンチ３３ａの上端（Ｚ１方向端部）が上型３１ａと当接してワーク１に押圧力が付与されるようになる。

ダイス３４は、図５に示すように、第１歯型３６と第２歯型３７とを有する内周部３４ｃを含む。

第１歯型３６は、第１の外径Ｄ１を有する第１外周ギア部１１を形成するために設けられている。第２歯型３７は、第１の外径Ｄ１よりも小さい第２の外径Ｄ２を有する第２外周ギア部１２を、ワーク１の第１外周ギア部１１とは軸方向に異なる位置に形成するために設けられている。

第１歯型３６は、第１の外径Ｄ１に略等しい内径ｄ１を有する。第２歯型３７は、第１歯型３６とは軸方向に異なる下方位置（Ｚ２側位置）に並んで配置され、第２の外径Ｄ２に略等しい内径ｄ２を有する。したがって、圧縮リング３２およびパンチ３３は、軸方向における第１歯型３６が配置される側（Ｚ１側）にある。

なお、図５の例では、ダイス３４は、上部ダイス３４ａと下部ダイス３４ｂとにより構成されている。上部ダイス３４ａにおける内周部３４ｃには、第１歯型３６が形成されている。下部ダイス３４ｂにおける内周部３４ｄには、第１歯型３６の一部（下端部）と、第２歯型３７とが形成されている。また、上部ダイス３４ａにおいて第１歯型３６の上側（Ｚ１側）には、平坦な直線部３８が形成されている。下部ダイス３４ｂにおいて第２歯型３７の上側（第１歯型３６と第２歯型３７との間）には、テーパ部３９が形成されている。テーパ部３９は、第２歯型３７が配置された下方に向かって内径が徐々に縮小するテーパ形状を有する。ダイス３４は、上部ダイス３４ａと下部ダイス３４ｂとに分割することなく一体（単体）で構成されていてもよい。

マンドレル３５は、軸中心に配置された円柱軸であり、リング状のワーク１の内側に配置されてワーク１の内周部を支持するとともにワーク１の中心軸Ａの位置基準となる。マンドレル３５は、上下方向（Ｚ方向）に昇降可能に構成されている。本実施形態では、マンドレル３５は、リング状のワーク１のうち、第２外周ギア部１２（図２参照）に対応する内周部１６に対して、しごき加工を行うように構成されている。

マンドレル３５は、外径Ｄ６を有する上軸部３５ａと、上軸部３５ａよりも大きい外径Ｄ７を有する下軸部３５ｂと、上軸部３５ａおよび下軸部３５ｂを接続するテーパ状の中間軸部３５ｃとを含む。上軸部３５ａおよび下軸部３５ｂは円柱形状を有し、中間軸部３５ｃは、上軸部３５ａに向けて先細りとなっている。

このような構成により、歯形部品製造装置３０は、ワーク１を第１歯型３６に対して押圧して絞り加工することにより、第１外周ギア部１１を形成するように構成されている。絞り加工は、圧縮リング３２およびパンチ３３によりリング状のワーク１（粗材）を上部ダイス３４ａに押圧することによって、ワーク１の水平断面積を減少させる加工である。

また、上部ダイス３４ａで絞り加工が行われたワーク１に対して、歯形部品製造装置３０は、ワーク１の外周部１５よりもワーク１の径方向の内側の部分（小径部１３ｂ）を第２歯型３７に対して下方向（Ｚ２方向）に押し出し加工することにより、第２外周ギア部１２を形成するように構成されている。押し出し加工は、パンチ３３によりワーク１を下部ダイス３４ｂ側に押圧してワーク１の内周側部分を下部ダイス３４ｂ側（Ｚ２方向）に流動させる加工（前方押し出し加工）である。

本実施形態では、歯形部品製造装置３０は、第１歯型３６と、第２歯型３７と、圧縮リング３２およびパンチ３３とを用いて、第１外周ギア部１１と第２外周ギア部１２とを１回のプレス加工工程（１ストローク）により形成するように構成されている。つまり、歯形部品製造装置３０は、圧縮リング３２およびパンチ３３が第１歯型３６と第２歯型３７とに向かって軸方向（Ｚ２方向）に移動する１ストローク動作により、絞り加工と押し出し加工とをこの順序で連続的に行うように構成されている。

さらに、本実施形態では、歯形部品製造装置３０は、下部ダイス３４ｂで押し出し加工が行われたワーク１のうち、第２外周ギア部１２に対応する内周部（小径部１３ｂの内周部１６）に対して、しごき加工を行うように構成されている。しごき加工は、ある金型と、これとは別の金型との隙間を、ワークの肉厚よりも狭く設定し、この隙間にワークを通して金型で挟み込むことにより、ワークの肉厚を減少させる成形方法である。すなわち、歯形部品製造装置３０は、内周側のマンドレル３５をＺ１方向に上昇させて下部ダイス３４ｂの内周部３４ｃとマンドレル３５の下軸部３５ｂとの間にワーク１を通して内周部３４ｃと下軸部３５ｂとの間に挟み込むことにより、ワーク１の肉厚を減少させる。本実施形態では、歯形部品製造装置３０は、これらの絞り加工、押し出し加工およびしごき加工を、１回のプレス加工工程（１ストローク）により行うように構成されている。

［歯型部品の製造工程］
次に、歯形部品製造装置３０による歯型部品の製造工程について具体的に説明する。以下の各工程Ｓ１〜Ｓ３は、冷間鍛造により行われる。

図６の工程Ｓ１において、歯形部品製造装置３０は、絞り加工により第１外周ギア部１１を形成する。図７に示すように、上部ダイス３４ａとマンドレル３５との間で第１歯型３６上の直線部３８にワーク１（粗材）が配置された状態で、圧縮リング３２およびパンチ３３がＺ２方向に下降する。圧縮リング３２およびパンチ３３（インナーパンチ３３ｂおよびアウターパンチ３３ａ）は、ワーク１の上面を押圧する。圧縮リング３２およびパンチ３３の下降に伴って、ワーク１が直線部３８から押し下げられ、ワーク１の外周部１５が第１歯型３６によって半径方向に圧縮される。この結果、ワーク１の外径が上部ダイス３４ａの第１歯型３６の内面に沿うように減少され、ワーク１の外周部１５に第１外周ギア部１１が形成される。これにより、ワーク１の外周部１５のうち、第１外周ギア部１１の歯先の外径がＤ１（≒Ｄ３）となり、第１外周ギア部１１の歯元の外径が第１歯型３６の内径ｄ１と略一致する。

図６の工程Ｓ２において、歯形部品製造装置３０は、押し出し加工により第２外周ギア部１２を形成する。図８に示すように、圧縮リング３２の圧力（荷重）を維持したまま、パンチ３３の荷重が増大される。これにより、パンチ３３が圧縮リング３２とは独立してＺ２方向に下降する。インナーパンチ３３ｂおよびアウターパンチ３３ａは、軸方向位置が揃えられたままである。パンチ３３の下降に伴って、ワーク１の内周側部分が下方（Ｚ２方向）に流動して、下部ダイス３４ｂ側に押し出される。

詳細には、ワーク１が下方（Ｚ２方向）に押し出される過程で、下部ダイス３４ｂのテーパ部３９とマンドレル３５の上軸部３５ａとの間で、テーパ部３９に沿って材料が流動することにより、傾斜部１４が形成される。傾斜部１４よりも内周側の材料は、そのままＺ２方向に押し出され、外周部１５が第２歯型３７によって半径方向に圧縮される。この結果、外径が下部ダイス３４ｂの第２歯型３７の内面に沿うように減少され、第１外周ギア部１１とは軸方向に異なる下方側の小径部１３ｂの外周部に、第２外周ギア部１２が形成される。これにより、ワーク１の外周部１５のうち、第２外周ギア部１２の歯先の外径がＤ２となり、第２外周ギア部１２の歯元の外径が第２歯型３７の内径ｄ２と略一致する。

なお、パンチ３３は、第１外周ギア部１１の下端部近傍の位置まで下降する。第１外周ギア部１１の上方側は、圧縮リング３２によって一定圧で維持されるため、後方に押し出されずに保持される。この結果、パンチ３３の外側面と上部ダイス３４ａの内周面との間で、肉厚ｔ１の大径部１３ａが形成される。

図６の工程Ｓ３において、歯形部品製造装置３０は、第２外周ギア部１２が形成されたワーク１の内周部１６に対して、しごき加工を行う。図９に示すように、下型３１ｂのマンドレル３５を上方（Ｚ１方向）に移動させる。ワーク１の内周部１６のうち、外径Ｄ６の上軸部３５ａと下部ダイス３４ｂとの間に挟まれていた材料が、マンドレル３５の上昇に伴って、内径が下軸部３５ｂの外径Ｄ７に一致するまで外側に圧縮される。この結果、外周側の第２外周ギア部１２が下部ダイス３４ｂの第２歯型３７に対して半径方向に押圧されることによって、第２歯型３７の歯形に対して第２外周ギア部１２が正確に転写される。特に、歯形のうち、歯先の角部および歯元（歯溝）の角部などの形状を正確に転写することが可能となる。

しごき加工において、圧縮リング３２は、一定圧を維持したまま移動しない。また、パンチ３３のうち、アウターパンチ３３ａは、所定の一定圧が維持されて移動しない。一方、インナーパンチ３３ｂは、マンドレル３５によってしごき成形された内周部側の余肉が逃げられるように、上方向（Ｚ１方向）に移動される。マンドレル３５は、下軸部３５ｂの上端が少なくとも第２歯型３７を通過するまで上方（Ｚ１方向）に上昇する。しごき加工の結果、ワーク１の内周部１６に上方に突出する凸部１７が形成されるとともに、第２外周ギア部１２を有する肉厚ｔ２の小径部１３ｂが形成される。小径部１３ｂの内周部１６は円筒内面となる。これにより、図１に示したリングギア１０が形成される。

以上の各工程が、上型３１ａおよび下型３１ｂのそれぞれの動作を含む歯形部品製造装置３０の１回のプレス加工工程（１ストローク）で行われる。

図１に示したリングギア１０が形成されると、リングギア１０が後工程に送られる。後工程としては、リングギア１０が変速機の遊星歯車機構に用いられる場合、たとえば切削加工により小径部１３ｂの内周部１６に内歯（図示せず）が形成され、仕上げ加工や洗浄処理などが施される。これにより、リングギア１０が完成される。

［本実施形態の効果]
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

すなわち、本実施形態では、上記のように、ワーク１を絞り加工することにより、ワーク１の外周部１５に第１の外径Ｄ１を有する第１外周ギア部１１を形成する工程と、第１外周ギア部１１よりもワーク１の径方向の内側の部分をワーク１の軸方向（Ｚ方向）に押し出し加工することにより、ワーク１の第１外周ギア部１１とは軸方向に異なる位置（小径部１３ｂ）に、第１の外径Ｄ１よりも小さい第２の外径Ｄ２を有する第２外周ギア部１２を形成する工程とを設ける。これにより、第１外周ギア部１１と第２外周ギア部１２との両方を、鍛造（絞り加工および押し出し加工）によって形成することができる。このため、第１外周ギア部１１と第２外周ギア部１２とをそれぞれ鍛造と機械加工（切削加工）とによって形成する場合と比べて、リングギア１０の製造に要する時間を短縮することができる。その結果、外径の異なる２つの歯形を有するリングギア１０の加工時間を短縮し、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、リング状のワーク１のうち、第２外周ギア部１２に対応する内周部１６に対して、しごき加工を行う工程を設ける。これにより、押し出し加工によって形成した第２外周ギア部１２を、しごき加工によって半径方向外側の下部ダイス３４ｂ（第２歯型３７）に押圧することにより、歯形形状を整えることができる。この結果、第２外周ギア部１２の歯形を精度よく形成することができるので、リングギア１０の品質を向上させることができる。

なお、リングギア１０における第１外周ギア部１１と第２外周ギア部１２との軸方向の距離Ｌ（図２参照）が小さい場合には、しごき加工を行う工程を設けることが好ましい。すなわち、距離Ｌが小さく、大径部１３ａと小径部１３ｂとをつなぐ傾斜部１４の角度θ（図２参照）が大きい（たとえば４５度以上）場合には、押し出し加工によって第２外周ギア部１２を形成する場合のワーク１の外周部１５における変形量が大きくなる。そのため、距離Ｌが小さい場合には、冷間鍛造による１回の押し出し加工によって第２歯型３７の細部にまでワーク１の材料を流動させることが難しくなり、第２外周ギア部１２の歯形を精度よく形成することの難易度が上昇する。このため、押し出し加工により形成した第２外周ギア部１２の形状をしごき加工によって高精度に整えることにより、距離Ｌが小さく、傾斜部１４の角度θが大きいリングギアであっても、機械加工（切削加工）によらずに第１外周ギア部１１と第２外周ギア部１２とを形成することが可能となる。

たとえば、距離Ｌが、ホブ盤を用いて第２外周ギア部１２を形成（歯切り加工）する場合に必要とされる逃げ代よりも小さい場合、より精密な加工を行うのにギアシェーパーによる切削加工を要するため、切削加工に要する加工時間が増大しやすい。このような場合でも、本実施形態の製造方法によれば、ギアシェーパーによる切削加工よりも短時間で第２外周ギア部１２を形成することができるので、リングギア１０の生産性を効果的に向上させることができ、かつ、製造設備を簡略化することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１外周ギア部１１を形成する工程と、第２外周ギア部１２を形成する工程とを冷間鍛造を用いて行うことにより、第１外周ギア部１１および第２外周ギア部１２を備えたリングギア１０を形成する。これにより、たとえば熱間鍛造と比較して成型品の精度を得やすい冷間鍛造を用いることによって、仕上げ処理に要する時間を削減することができる。この結果、第１外周ギア部１１および第２外周ギア部１２を備えたリングギア１０の生産性を更に向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１歯型３６と第２歯型３７とを、軸方向（Ｚ方向）に並んで配置し、圧縮リング３２およびパンチ３３を、軸方向における第１歯型３６が配置されるＺ１側に配置する。そして、圧縮リング３２およびパンチ３３が第１歯型３６と第２歯型３７とに向かって軸方向（Ｚ２方向）に移動する１ストローク動作により、絞り加工と押し出し加工とをこの順序で連続的に行うように歯形部品製造装置３０を構成する。これにより、第１外周ギア部１１を形成する工程と、第２外周ギア部１２を形成する工程との両方を１ストロークで行うことができるので、その分、リングギア１０の製造に要する時間を短縮することができる。その結果、リングギア１０の生産性をより向上させることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、しごき加工を行う工程によって、リングギア１０に円筒内面の内周部１６を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、しごき加工を行う工程によって、内周部１６に内歯の歯形形成を行ってもよい。すなわち、しごき加工を行う工程は、リング状のワーク１の第２外周ギア部１２に対応する内周部１６を歯型加工する工程を含んでもいてもよい。

この場合、しごき加工を行うためのマンドレル３５の外周面に、図１０に示す変形例のように内歯形成用歯型１３５を設ける。図１０では、軸方向に対して歯すじが傾斜したヘリカルギアを形成するための内歯形成用歯型の例を示している。この変形例による歯型部品形成装置では、マンドレル３５を昇降可能かつ軸線回りに回動可能に構成する。しごき加工（図９参照）においてマンドレル３５を上方（Ｚ１方向）に移動させることによって、第２外周ギア部１２を整形しつつ、小径部１３ｂの内周部１６側には内歯形成用歯型１３５に対応するヘリカル歯形の内周ギア部１１７（図１１参照）を形成することが可能である。これにより、図１１に示すように、１回のプレス加工工程によって、第１外周ギア部１１および第２外周ギア部１２に加えて、内周ギア部１１７をさらに備えたリングギア１１０が形成される。なお、リングギア１１０は、本発明の「歯形部品」の一例である。

上記変形例のように構成すれば、しごき加工によって第２外周ギア部１２の形状を整えるだけでなく、第２外周ギア部１２の内周部１６に別のギア部（内周ギア部１１７）を形成することができる。この結果、加工工数を増大させることなく、より複雑な構造を有するリングギア１１０を形成することができるので、リングギア１１０の生産性を更に向上させることができる。なお、図１１ではヘリカル歯形の内周ギア部１１７を形成する例を示したが、本発明では、たとえば平歯形（スパーギア）の内周ギア部を形成してもよい。

また、上記実施形態では、第１外周ギア部１１を形成する工程と、第２外周ギア部１２を形成する工程とを、１回のプレス加工工程（１ストローク）により行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１外周ギア部１１を形成する工程と、第２外周ギア部１２を形成する工程とを、別個のプレス加工工程により行ってもよい。

また、上記実施形態では、第１外周ギア部１１を形成する工程と、第２外周ギア部１２を形成する工程と、しごき加工を行う工程とを、１回のプレス加工工程により行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１外周ギア部１１を形成する工程と、第２外周ギア部１２を形成する工程とを１回のプレス加工工程（１ストローク）により行い、しごき加工を別のプレス加工工程により行ってもよい。また、第１外周ギア部１１を形成する工程と、第２外周ギア部１２を形成する工程と、しごき加工を行う工程とを、別個のプレス加工工程により行ってもよい。

また、上記実施形態では、リング状のワーク１に対して第１外周ギア部１１および第２外周ギア部１２を形成して、リングギア１０を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、形成する歯形部品はリングギアに限らず、どのような形状の歯形部品を形成してもよい。たとえば、円盤状のワークの外周部に第１外周ギア部および第２外周ギア部を形成して、円盤状の歯形部品を形成してもよい。

また、上記実施形態では、第１外周ギア部１１および第２外周ギア部１２として軸方向（Ｚ方向）に沿った直線状のスプラインを形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１外周ギア部および第２外周ギア部が、直線状の平歯車（スパーギア）や、ヘリカルギアなどであってもよい。

１ ワーク
１０、１１０ リングギア（歯形部品）
１１ 第１外周ギア部
１２ 第２外周ギア部
１５ 外周部
１６ 内周部
３０ 歯形部品製造装置
３２ 圧縮リング（パンチ部）
３３ パンチ（パンチ部）
３５ マンドレル（しごき加工部）
３６ 第１歯型（第１外周ギア部形成用歯型）
３７ 第２歯型（第２外周ギア部形成用歯型）
Ｄ１ 第１の外径
Ｄ２ 第２の外径

Claims (7)

1. 略同一の内径と略同一の外径とを有するリング形状であるワークの素材を絞り加工することにより、前記ワークの外周部に第１の外径を有する第１外周ギア部を形成する工程と、
   該第１外周ギア部を形成した後、該第１外周ギア部よりも前記ワークの径方向の内側の部分を前記ワークの軸方向に押し出し加工することにより、前記ワークの前記第１外周ギア部とは前記軸方向に異なる位置に、前記第１の外径よりも小さい第２の外径を有する第２外周ギア部を形成する工程とを備える、歯形部品の製造方法。
2. 前記ワークは、リング状の形状を有し、
   前記リング状のワークのうち、前記第２外周ギア部に対応する内周部に対して、しごき加工を行う工程をさらに備える、請求項１に記載の歯形部品の製造方法。
3. 前記しごき加工を行う工程は、前記リング状のワークの前記第２外周ギア部に対応する前記内周部を歯形加工する工程を含む、請求項２に記載の歯形部品の製造方法。
4. 前記ワークは、リング状の形状を有し、
   前記第１外周ギア部を形成する工程と、前記第２外周ギア部を形成する工程とを冷間鍛造を用いて行うことにより、前記第１外周ギア部および前記第２外周ギア部を備えたリングギアを形成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯形部品の製造方法。
5. 略同一の内径と略同一の外径とを有するリング形状であるワークの素材の外周部に第１の外径を有する第１外周ギア部を形成するための第１外周ギア部形成用歯型と、
   前記ワークの前記第１外周ギア部とは前記ワークの軸方向に異なる位置に前記第１の外径よりも小さい第２の外径を有する第２外周ギア部を形成するための第２外周ギア部形成用歯型と、
   前記ワークを前記第１外周ギア部形成用歯型の内周部に移動させて絞り加工することにより前記第１外周ギア部を形成するとともに、前記第１外周ギア部を形成した状態で前記ワークの外周部よりも前記ワークの径方向の内側の部分を前記第２外周ギア部形成用歯型の内周部に向けて前記軸方向に押し出し加工することにより前記第２外周ギア部を形成するためのパンチ部と、を備える、歯形部品製造装置。
6. 前記ワークは、リング状の形状を有し、
   前記リング状のワークのうち、前記第２外周ギア部に対応する内周部に対して、しごき加工を行うしごき加工部をさらに備える、請求項５に記載の歯形部品製造装置。
7. 前記第１外周ギア部形成用歯型と前記第２外周ギア部形成用歯型とは、前記軸方向に並んで配置され、
   前記パンチ部は、前記軸方向における前記第１外周ギア部形成用歯型が配置される側にあり、
   前記パンチ部が前記第１外周ギア部形成用歯型と前記第２外周ギア部形成用歯型とに向かって前記軸方向に移動する１ストローク動作により、前記絞り加工と前記押し出し加工とがこの順序で連続的に行われるように構成されている、請求項５または６に記載の歯形部品製造装置。

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