WO2016117364A1

WO2016117364A1 - 機械部品の製造方法及び機械部品

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Publication number: WO2016117364A1
Application number: PCT/JP2016/050320
Authority: WO
Inventors: 山形　光晴; 修治山本; 康裕和田
Original assignee: 新日鐵住金株式会社
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2016-07-28
Also published as: BR112017012576A2; CN107107164A; CA2969640C; KR102024219B1; JPWO2016117364A1; CA2969640A1; EP3248708B1; JP6493418B2; MX2017009124A; US10675673B2; US20170348763A1; EP3248708A4; EP3248708A1; KR20170093937A; RU2676361C1

Abstract

本発明の機械部品の製造方法は、素材の端部に対して折り曲げ加工を実施することにより、前記素材の板厚に相当する厚さを有する層が複数重なり合う構造を有する被加工部を、前記層の板厚方向が前記素材の板厚方向に直交するように前記素材に形成する第１工程と；前記被加工部に対して鍛造加工を実施することにより、前記被加工部の前記層同士を塑性変形によって圧接させながら、前記被加工部の形状を目標形状に変化させる第２工程と；を有する。

Description

機械部品の製造方法及び機械部品

本発明は、機械部品の製造方法及び機械部品に関する。
本願は、２０１５年１月１９日に日本に出願された特願２０１５－７９１２号と、２０１５年６月１９日に日本に出願された特願２０１５－１２４０５０号とに基づき優先権を主張し、それらの内容をここに援用する。

金属製の機械部品、例えば、車両用自動変速装置の構成部品であるドライブプレート及びリングギヤにおいては、リングギヤの歯の強度を確保するために、リングギヤの板厚は、ドライブプレートの板厚よりも厚くなっている。この為、ドライブプレート及びリングギヤを別々に製造した後、ドライブプレートにリングギヤを溶接することにより、両方の構造を有する一個の歯形部品を製造することが一般的である。また、下記特許文献１及び２に開示されているように、単一の素材からドライブプレート及びリングギヤの両方の構造を有する一個の歯形部品を製造する方法も知られている。この方法では、単一の素材（例えば円形状の金属板）を絞り加工することにより、素材の外周に沿って円環状の壁部を形成した後、歯形状の金型を用いて前記壁部を鍛圧成形することにより、壁部を増肉させつつ壁部の周方向に沿って歯形部（リングギヤに対応する部分）を形成する。

日本国特開平７－２５６３７７号公報日本国特開平９－２２２１５８号公報

ドライブプレートとリングギヤとを溶接することにより一個の歯形部品を製造する方法は、製造工数が多いため製造コストが高くなるという問題、及び溶接時の組付け精度を確保することが難しいという問題などを有する。特許文献１及び２に開示されているように、鍛造加工によって単一の素材からドライブプレート及びリングギヤの両方の構造を有する歯形部品を製造する方法では、歯形部（リングギヤ部）の増肉量（厚さ）が素材の板厚によって制約を受けるので、歯形部の厚さを大きくするのにも限界がある。また、歯形部の強度を確保するためには、歯形部の増肉率を高くする必要があるが、増肉率を高くしようとすると、歯形部の根元に折込み不良が生じる可能性がある。

例えばドライブプレート及びリングギヤの両方の構造を有する歯形部品では、歯形部（リングギヤ部）とその他の円盤状の部位（ドライブプレート部）とで目標とする厚さが大きく異なる。具体的には、ドライブプレート部の厚さは素材の板厚と同じでよいが、歯形部の厚さは強度を確保するために素材の板厚の数倍とすることが要求される。なお、歯形部の厚さとは、歯形部品の径方向（素材の板厚方向に直交する方向）における歯形部の長さを指す。

しかしながら、上記のように、ドライブプレート及びリングギヤの両方の構造を有する歯形部品を単一の素材から鍛造加工によって製造する場合、歯形部の厚さは素材の板厚によって制限を受ける（言い換えれば増肉率に限界がある）ため、歯形部の厚さを目標の厚さ（素材の板厚の数倍）に設定することは困難である。そのため、従来から、部位によって目標とする厚さが大きく異なる機械部品を単一の素材から鍛造加工によって製造可能な技術の開発が要求されていた。

特に、近年では、自動変速装置用の歯形部品のように高い寸法精度及び強度が要求される機械部品を単一の素材から製造する方法として、冷間鍛造が注目されている。冷間鍛造は、熱間鍛造と比較して、高精度及び高強度の機械部品を得られ、さらに製造コストが低く、且つ歩留まりが高いなどの利点を有する。従って、部位によって目標とする厚さが大きく異なる機械部品を単一の素材から鍛造加工によって製造可能な技術を開発できれば、その技術と冷間鍛造との組み合わせによって、機械部品の品質上の利点（高精度化及び高強度化）と製造プロセス上の利点（低コスト化及び高歩留まり化）とを最大限に得られる理想的な技術を提供することが可能となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部位によって目標とする厚さが大きく異なる機械部品を単一の素材から鍛造加工によって製造可能な機械部品の製造方法、及びその製造方法によって製造された機械部品を提供することを目的とする。

　本発明は上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用する。
（１）本発明の一態様に係る機械部品の製造方法は、素材の端部に対して折り曲げ加工を実施することにより、前記素材の板厚に相当する厚さを有する層が複数重なり合う構造を有する被加工部を、前記層の板厚方向が前記素材の板厚方向に直交するように前記素材に形成する第１工程と；前記被加工部に対して鍛造加工を実施することにより、前記被加工部の前記層同士を塑性変形によって圧接させながら、前記被加工部の形状を目標形状に変化させる第２工程と；を有する。

（２）上記（１）に記載の機械部品の製造方法において、前記第１工程では、前記層が２つ又は３つ重なり合う構造を有する前記被加工部を前記素材に形成してもよい。

（３）上記（１）または（２）に記載の機械部品の製造方法において、前記第１工程が、前記素材の端部に対して前記折り曲げ加工を実施することにより、前記素材の板厚に相当する厚さを有する部位がジグザグ状に連続して成る予曲げ成形部を形成する予曲げ成形工程と；前記予曲げ成形部の前記部位が互いに重なり合うように前記予曲げ成形部に対して外力を加えることにより、前記部位が前記層として複数重なり合う構造を有する前記被加工部を形成する曲げ成形工程と；を有していてもよい。

（４）上記（１）～（３）のいずれか一つに記載の機械部品の製造方法において、前記第１工程が、前記素材の板厚方向から前記被加工部に対して押圧力を加えることにより、前記層の板厚方向に前記被加工部を増肉させる増肉工程を有していてもよい。

（５）上記（４）に記載の機械部品の製造方法において、前記層の板厚方向における前記被加工部の長さを前記被加工部の厚さと定義すると共に、前記増肉工程前の前記被加工部の厚さをＴ０、前記増肉工程終了後の前記被加工部の厚さをＴclと定義したとき、前記増肉工程では、前記厚さＴclを前記厚さＴ０で除算して得られる増肉率Ｔraが下記条件式（１）を満足するように前記被加工部の増肉量を制御してもよい。
１．０＜Ｔra≦１．５　　・・・（１）

（６）上記（１）～（５）のいずれか一つに記載の機械部品の製造方法において、前記素材が、前記素材の表面に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第１工程では、前記被加工部の前記層間の境界面で前記凸部と前記凹部とが互いに噛み合うように前記折り曲げ加工を実施してもよい。

（７）上記（１）～（６）のいずれか一つに記載の機械部品の製造方法において、前記層の前記板厚方向における前記被加工部の両端部のうち、前記素材の中心から最も離れた端部を外側端部、他方の端部を内側端部と定義したとき、前記第２工程では、前記被加工部が形成された前記素材をダイの上に載置し；前記ダイの側面が前記被加工部の前記外側端部に接した状態で、第１パンチの下面と前記ダイとの間に前記被加工部を除く前記素材の部位を挟み；軸押し突起が設けられた側面を有する第２パンチを前記素材の板厚方向に沿って前記ダイへ向けて移動させることにより、前記軸押し突起を前記被加工部の前記内側端部に押し込ませるとともに、前記被加工部を押し潰して前記被加工部の前記層同士を前記塑性変形によって圧接させながら、前記被加工部の形状を前記目標形状に変化させてもよい。

（８）本発明の一態様に係る機械部品は、上記（１）～（７）のいずれか一つに記載の機械部品の製造方法により製造された機械部品である。

（９）本発明の他の態様に係る機械部品は、平坦な第１部位と；前記第１部位の端部に設けられ、前記第１部位の表面から前記第１部位の板厚方向に突出する第２部位と；を備え、前記第１部位の板厚方向に直交する方向における前記第２部位の長さを前記第２部位の厚さと定義したとき、前記第２部位の厚さは、前記第１部位の板厚より大きく、前記第１部位の板厚方向及び前記第２部位の厚さ方向を含む断面で前記第２部位を見たとき、前記第２部位には層間境界線が存在する。

本発明の上記態様に係る機械部品の製造方法によれば、製造過程で素材に形成される被加工部の厚さ（素材の板厚方向に直交する方向における被加工部の長さ）を素材の板厚の数倍に設定できるので、部位によって目標とする厚さが大きく異なる機械部品を単一の素材から鍛造加工によって製造することが可能となる。

第１実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程（２重折り曲げ成形工程）の説明図である。第１実施形態に係る機械部品の製造方法における歯形成形工程の説明図である。第１実施形態に係る機械部品の製造方法により製造された歯形部品の外観を模式的に示す図である。第１実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程（２重折り曲げ成形工程）の変形例の説明図である。第２実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程（３重折り曲げ成形工程）の説明図である。第２実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程（３重折り曲げ成形工程）の変形例の説明図である。第２実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程（３重折り曲げ成形工程）の変形例の説明図である。第３実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程に含まれる予曲げ成形工程及び曲げ成形工程の説明図である。第４実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程に含まれる増肉工程の説明図である。第５実施形態に係る機械部品の製造方法で使用される素材の説明図である。第５実施形態に係る機械部品の製造方法における縦壁部成形工程の説明図である。第６実施形態に係る機械部品の製造方法における歯形成形工程で使用されるプレス装置の概略構成図である。図１２に示すプレス装置のＢ－Ｂ矢視断面図である。第６実施形態に係る機械部品の製造方法における歯形成形工程の説明図である。第６実施形態に係る機械部品の製造方法における歯形成形工程の説明図である。第６実施形態に係る機械部品の製造方法によって製造された歯形部品の一部を模式的に示す図である。第６実施形態の歯形成形工程によって形成された第２部位（リングギヤに対応する部位）の内部に存在する層間境界面を模式的に示す図である。

　以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明に係る機械部品の製造方法として、車両用自動変速装置の構成部品である歯形部品（例えば、ドライブプレート及びリングギヤの両方の構造を有する歯形部品）を単一の素材から鍛造加工によって製造する方法を例示する。既に説明したように、上記のような自動変速装置用の歯形部品は、部位によって目標とする厚さが大きく異なる機械部品の一つである。

（第１実施形態）
　まず、本発明の第１実施形態について説明する。
第１実施形態に係る機械部品（歯形部品）の製造方法は、縦壁部成形工程（第１工程）と歯形成形工程（第２工程）とを有する。図１は、縦壁部成形工程（２重折り曲げ成形工程）の説明図である。本実施形態では、素材１１として金属製の円板（例えば円形状を有する鋼板）を用いる。図１、２及び４～９では、素材１１のうち、素材１１の中心軸１から片側部分の断面形状を示している。

縦壁部成形工程では、まず、図１（ａ）に示した円板状の素材１１の外周部を、絞り成形によりＬ字形状に９０度折り曲げることにより、図１（ｂ）に示すように、カップ底部１５及び円環状の縦壁部１２を有する成形品１１Ａを成形する。続いて、成形品１１Ａの縦壁部１２を、前工程の曲げ方向と同一方向に９０度折り曲げてカップ底部１５に重ね合わせることにより、図１（ｃ）に示すように、２枚重ねの外周部１３を有する成形品１１Ｂを成形する。そして、２枚重ねの外周部１３を、該外周部１３の端１３ａを起点にして、これまでの曲げ方向とは逆方向へ９０度折り曲げることで、図１（ｄ）に示すように、２枚重ねの縦壁部１４を有する成形品１１Ｃを成形する。

本願明細書において、折り曲げる方向が同一方向であることとは、折り曲げる基点に対して、時計方向又は反時計方向において同一であることを意味する。また、折り曲げる方向が逆方向であることとは、時計方向に対する反時計方向や、反時計方向に対する時計方向であることを意味する。

縦壁部１４は、成形品１１Ｃの外周から立ち上がっている。なお、２枚重ねの縦壁部１４では、素材１１が折り曲げられた２つの折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂが成形品１１Ｃの径方向に重なっている。折り曲げ部１４１ａは、成形品１１Ｃの径方向外側に位置し、折り曲げ部１４１ｂは、成形品１１Ｃの径方向内側に位置している。
このように、縦壁部成形工程では、素材１１の外周部に対して折り曲げ加工を実施することにより、素材１１の板厚に相当する厚さを有する層（折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂ）が２つ重なり合う構造を有する縦壁部１４（被加工部）を、層の板厚方向が素材１１の板厚方向に直交するように素材１１に形成する。
以上により、縦壁部成形工程が終了する。上述した縦壁部成形工程の曲げ成形において、１回の曲げ成形で９０度に折り曲げることが成形品の形状精度を確保するなどの要求から難しい場合は、複数回の曲げ成形を行って、最終的に９０度に折り曲げることができる。例えば、４５度ずつ２回に分けて折り曲げ成形を行うことができる。

縦壁部成形工程では、図１（ａ）に示す初期の素材１１の一部を折り曲げているため、図１（ｄ）に示す成形品１１Ｃの外径は、図１（ａ）に示す初期の素材１１の外径よりも小さくなる。また、各折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂの厚さは、初期の素材１１の厚さと略等しいため、２つの折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂを重ねた縦壁部１４の厚さは、初期の素材１１の厚さよりも厚くなる。つまり、縦壁部１４は増肉されている。図１（ｄ）において、高さＨ１１は、カップ底部１５の上面から縦壁部１４の先端面までの長さであり、高さＨ１２は、カップ底部１５の下面から縦壁部１４の先端面までの長さである。

次に、歯形成形工程（プレス成形工程）について図２を参照して説明する。

歯形成形工程にて用いるプレス成形装置は、金型として、成形品１１Ｃが置かれるダイ２３と、ダイ２３に対向して配置される円柱状の板押さえ２４と、円環状に形成されて、板押さえ２４の外周面の外側に配置される内径歯形パンチ２１と、円環状に形成されて、内径歯形パンチ２１の外周面の外側に配置される外径歯形パンチ２２とを有する。内径歯形パンチ２１の外周面の一部には、歯形部２１１が形成されている。外径歯形パンチ２２は、内周面に歯形部２２１が形成された本体部２２２と、本体部２２２の上端から、外径歯形パンチ２２の径方向内側に突出する押さえ部２２３とを有する。歯形部２１１及び２２１は、内径歯形パンチ２１および外形歯形パンチ２２の径方向において対向している。押さえ部２２３の下面は、縦壁部１４の上端を押さえる押さえ面２２４となっている。押さえ部２２３の先端面は、内径歯形パンチ２１の外周面の上部に接する。内径歯形パンチ２１、外径歯形パンチ２２および板押さえ２４は、中心軸１に対して回転対称に配置され、それぞれ独立して中心軸１に沿って上方及び下方に移動できる。なお、図２（ａ）に示す高さＨ２１は、外径歯形パンチ２２の本体部２２２の下面から押さえ面２２４までの高さであり、図１（ｄ）に示す高さＨ１１と略等しい。また、図２（ａ）に示す高さＨ２２は、内径歯形パンチ２１の下面から押さえ面２２４までの高さであり、図１（ｄ）に示す高さＨ１２と略等しい。

歯形成形工程では、始めに、成形品１１Ｃは、ダイ２３に置かれており、板押さえ２４がカップ底部１５をダイ２３に押し付けることにより、成形品１１Ｃがダイ２３上に固定される。その後、内径歯形パンチ２１及び外径歯形パンチ２２を、２枚重ねの縦壁部１４に押込む。このとき、縦壁部１４は、内径歯形パンチ２１の歯形部２１１及び外径歯形パンチ２２の歯形部２２１によって押し込まれることによって塑性変形し、歯形部２１１及び２２１に沿った歯形形状に成形（鍛圧成形）される。

縦壁部１４の折り曲げ部１４１ｂは、内径歯形パンチ２１の歯形部２１１により、成形品１１Ｃの径方向外側へ押し付けられて塑性流動する。縦壁部１４の折り曲げ部１４１ａは、外径歯形パンチ２２の歯形部２２１により、成形品１１Ｃの径方向内側へ押し付けられて塑性流動する。また、押さえ面２２４は、縦壁部１４が上方に塑性流動することを抑制する。これにより、図２(ｂ)に示すように、縦壁部１４の内周面には、内径歯形パンチ２１の歯形部２１１に沿った歯形部１４２が成形されるとともに、縦壁部１４の外周面には、外径歯形パンチ２２の歯形部２２１に沿った歯形部１４３が成形され、歯形成形工程が終了する。

上述した歯形成形工程では、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂが、内径歯形パンチ２１の歯形部２１１及び外径歯形パンチ２２の歯形部２２１からの押し付け力を受けて塑性変形することにより、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂを重ね合わせた部分（重ね合わせ部）１８において、強固に締結（塑性締結）される。これにより、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂが重ねられた縦壁部１４に対して、必要十分な強度を持たせることができる。
以上のように、歯形成形工程では、縦壁部１４（被加工部）に対して鍛造加工を実施することにより、縦壁部１４の層同士（折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂ）を塑性変形によって締結（圧接）させながら、縦壁部１４の形状を目標形状（本実施形態では歯形形状）に変化させる。

縦壁部１４における図２（ｂ）のＡ－Ａ切断面の概略図を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。図３（ａ）及び（ｂ）では、歯形成形工程によって成形された最終成形品（歯形部品）の一部を示す。
図３に示すように、本実施形態に係る機械部品の製造方法によって、ドライブプレート及びリングギヤの両方の構造を有する歯形部品を得られる。すなわち、この歯形部品は、平坦な第１部位（ドライブプレートに対応する部位、つまり縦壁部１４以外の部位）と、第１部位の端部に設けられ、前記第１部位の表面から前記第１部位の板厚方向に突出する第２部位（リングギヤに対応する部位、つまり歯形部１４２及び１４３を含む縦壁部１４）とを備える。

第１部位（ドライブプレートに対応する部位）の厚さは、素材１１の厚さと同じであるが、第２部位（リングギヤに対応する縦壁部１４）の厚さは素材１１の厚さの２倍程度となっている。ここで、第２部位の厚さとは、歯形部品の径方向（素材１１の板厚方向に直交する方向）における縦壁部１４の長さを指す。また、第１部位の板厚方向及び第２部位の厚さ方向を含む断面（素材１１の周方向に直交する断面）で第２部位を見たとき、第２部位には層間境界線（つまり重ね合せ部１８）が存在する。

このように、本実施形態に係る機械部品の製造方法によれば、部位によって目標とする厚さが大きく異なる機械部品を単一の素材から鍛造加工によって製造することが可能となる。従って、本実施形態に係る機械部品の製造方法に冷間鍛造を組み合わせることによって、機械部品の品質上の利点（高精度化及び高強度化）と製造プロセス上の利点（低コスト化及び高歩留まり化）とを最大限に得ることが可能となる。

なお、縦壁部１４に歯形部１４２及び１４３を鍛圧成形する歯形成形工程は、本実施形態に示したように１工程に限るものではない。プレス成形の成形能力、金型の強度、歯形部１４２及び１４３の寸法精度などの各要求特性から、最大荷重を低減するための予成形、又は寸法精度出しのためのリストライクなどの工程を必要に応じて設けてもよい。

さらに、内径歯形パンチ２１の代わりに、歯形部２１１の無い円筒形の内径パンチを用いて、縦壁部１４の外周面にのみ歯形部１４３を成形することも可能である。この場合には、歯形部１４３を成形するとき、重ね合わせ部１８を塑性締結させることができる。また、外径歯形パンチ２２の代わりに、歯形部２２１の無い円筒形の外径パンチを用いて、縦壁部１４の内周面にのみ歯形部１４２を成形することも可能である。この場合には、歯形部１４２を成形するとき、重ね合わせ部１８を塑性締結させることができる。また、本実施形態では、内径歯形パンチ２１と外径歯形パンチ２２とを分けた金型構成の例を示したが、内径歯形パンチ２１と外径歯形パンチ２２とを一体構造とした金型構成でもよい。

（第１実施形態の変形例１）
縦壁部成形工程において、図１（ｃ）に示した成形品１１Ｂの２枚重ねの外周部１３を、該外周部１３の端１３ｂを起点にして、図４（ａ）に示すように、図１（ｂ）までの曲げ方向と同一方向へ９０度折り曲げることで、図４（ｂ）に示すように、２枚重ねの縦壁部１４を有する成形品１１Ｄを成形してもよい。

（第１実施形態の変形例２）
図４（ａ）に示した２枚重ねの外周部１３を有する成形品１１Ｂにおいて、２枚重ねの外周部１３を、外周部１３の端１３ｂよりさらに中心軸１に近い地点１１ａを起点にして、図１（ｂ）までの曲げ方向と同一方向へ９０度折り曲げることで、図４（ｃ）に示すように、２枚重ねの縦壁部１４を有する成形品１１Ｅを成形することも可能である。成形品１１Ｅでは、縦壁部１４の内径側の部分と、カップ底部１５との間に隙間２１２が形成される。変形例１，２の成形品１１Ｄ，１１Ｅに対して上述と同様の歯形成形工程を行うことで、縦壁部１４の内周面に歯形部１４２が成形されるとともに、縦壁部１４の外周面に歯形部１４３が成形された歯形部品が成形される。成形品１１Ｅから得られる歯形部品では、内径側の歯形部１４２とカップ底部１５との間に隙間２１２が形成される。従って、図４（ｃ）の成形品１１Ｅは、内径側の歯形部１４２とカップ底部１５との間に隙間２１２を有する歯形部品を成形するのに好適である。

（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。
上記第１実施形態と同様に、第２実施形態に係る機械部品（歯形部品）の製造方法も、縦壁部成形工程（第１工程）と歯形成形工程（第２工程）とを有する。上記第１実施形態では、縦壁部成形工程にて２層構造の縦壁部１４（被加工部）を素材１１に形成する場合を例示したが、第２実施形態では、縦壁部成形工程にて３層構造の縦壁部１７（被加工部）を素材１１に形成する点で第１実施形態と相違する。

図５（ａ）～（ｃ）は、素材１１を３重に折り曲げ成形する縦壁部成形工程（３重折り曲げ成形工程）の説明図である。素材１１を２重に折り曲げる図５（ａ）の工程までは、第１実施形態の図１（ｄ）までの工程と同一であるため、説明を省略する。図５（ａ）に示す２枚重ねの縦壁部１４を、さらに９０度折り曲げてカップ底部１５に重ね合わせ、図５（ｂ）に示すように、３枚重ねの外周部１６を成形する。そして、３枚重ねの外周部１６の端１６ａを、前工程の曲げ方向とは逆方向へ９０度折り折り曲げることで、図５（ｃ）に示すように、３枚重ねの縦壁部１７を有する成形品１１Ｆを成形する。このようにして成形された縦壁部１７では、３つの折り曲げ部１７１ａ、１７１ｂ及び１７１ｃが成形品１１Ｆの径方向に重なっている。第１実施形態と同様に、折り曲げ成形において素材１１を１回で９０度に折り曲げず、例えば、４５度ずつ２回に分けて折り曲げ成形を行っても構わない。
このように、第２実施形態の縦壁部成形工程では、素材１１の外周部に対して折り曲げ加工を実施することにより、素材１１の板厚に相当する厚さを有する層（折り曲げ部１７１ａ、１７１ｂ及び１７１ｃ）が３つ重なり合う構造を有する縦壁部１７（被加工部）を素材１１に形成する。

本実施形態の縦壁部成形工程では、第１実施形態の縦壁部成形工程と比べて、素材１１の外周部分が、素材１１の径方向内側に更に折り曲げられている。このため、成形品１１Ｆの外径は、図１（ｄ）に示す成形品１１Ｃの外径よりも小さくなる。また、縦壁部１７では、３つの折り曲げ部１７１ａ、１７１ｂ及び１７１ｃが重ねられているため、縦壁部１７の厚さは、２つの折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂが重ねられた図１（ｄ）に示す縦壁部１４の厚さよりも厚くなる。すなわち、本実施形態の縦壁部１７は、第１実施形態の縦壁部１４よりも更に増肉される。
従って、第２実施形態では、歯形成形工程終了後に得られる歯形部品において、ドライブプレートに対応する部位（縦壁部１７以外の部位）の厚さは、素材１１の厚さと同じであるが、リングギヤに対応する部位（歯形形状を有する縦壁部１７）の厚さを素材１１の厚さの３倍程度とすることができる。

（第２実施形態の変形例１）
上述の第２実施形態では、図１（ｄ）に示す２枚重ねの縦壁部１４を有する成形品１１Ｃを用い、折り曲げる方向を逆転させながら、図５（ｃ）に示す３枚重ねの縦壁部１７を有する成形品１１Ｆを成形した。これに対し、本変形例１のように、図４（ｂ）に示す２枚重ねの縦壁部１４を有する成形品１１Ｄを用い、折り曲げる方向を変えずに、図６（ｃ）に示すように、３枚重ねの縦壁部１７を有する成形品１１Ｇを成形してもよい。

図６（ａ）～（ｃ）は、素材１１を３重に折り曲げ成形する縦壁部成形工程（３重折り曲げ成形工程）の説明図である。素材１１を２重に折り曲げて、２枚重ねの縦壁部１４を有する成形品１１Ｄを成形する図６（ａ）の工程までは、第１実施形態の変形例１の図４（ｂ）の工程と同一であるため、説明を省略する。図６（ａ）に示す２枚重ねの縦壁部１４を、径方向内側の端１４ａを基点にさらに前工程の曲げ方向と同一方向へ９０度折り曲げてカップ底部１５に重ね合わせ、図６（ｂ）に示すように、３枚重ねの外周部１６を成形する。そして、３枚重ねの外周部１６を、径方向内側の端１６ｂを基点に前工程の曲げ方向と同一方向へ９０度折り曲げることで、図６（ｃ）に示すように、３枚重ねの縦壁部１７を有する成形品１１Ｇを成形する。このようにして成形された縦壁部１７では、３つの折り曲げ部１７１ａ、１７１ｂ及び１７１ｃが成形品１１Ｇの径方向に重なっている。本変形例１でも、第１実施形態と同様に、折り曲げ成形において素材１１を１回で９０度に折り曲げず、例えば、４５度ずつ２回に分けて折り曲げ成形を行っても構わない。

（第２実施形態の変形例２）
図７（ａ）及び（ｂ）は、素材１１を３重に折り曲げ成形する縦壁部成形工程（３重折り曲げ成形工程）の説明図である。３枚重ねの外周部１６を成形する図７（ａ）の工程までは、第２実施形態の変形例１の図６（ｂ）までの工程と同一であるため、説明を省略する。第２実施形態の変形例１では、３枚重ねの外周部１６を前工程の曲げ方向と同一方向へ９０度折り曲げることで、図６（ｃ）に示す３枚重ねの縦壁部１７を有する成形品１１Ｇを成形した。これに対し、本変形例２では、３枚重ねの外周部１６を、前工程の曲げ方向と逆方向へ９０度折り曲げることで、図７（ｂ）に示すように、３枚重ねの縦壁部１７を有する成形品１１Ｈを成形する。このようにして成形された縦壁部１７では、３つの折り曲げ部１７１ａ、１７１ｂ及び１７１ｃが成形品１１Ｈの径方向に重なっている。第１実施形態と同様に、折り曲げ成形において素材１１を１回で９０度に折り曲げず、例えば、４５度ずつ２回に分けて折り曲げ成形を行っても構わない。

折り曲げ成形は３重までに限られるものではなく、曲げ方向を適宜変えながら素材１１を折り曲げることにより、４つ以上の折り曲げ部を重ねて縦壁部を構成することも可能である。

３つの折り曲げ部１７１ａ、１７１ｂ及び１７１ｃが重ねられた縦壁部１７に対する歯形成形工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
上記第１実施形態と同様に、第３実施形態に係る機械部品（歯形部品）の製造方法も、縦壁部成形工程（第１工程）と歯形成形工程（第２工程）とを有する。第３実施形態では、縦壁部成形工程にて２層構造の縦壁部１４（被加工部）を素材１１に形成する点で第１実施形態と同様であるが、その形成プロセスが第１実施形態と異なる。

第１実施形態では、素材１１を折り曲げながら２つの折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂを重ねた縦壁部１４を形成する場合を例示した。また、第２実施形態では、素材１１を折り曲げながら３つの折り曲げ部１７１ａ、１７１ｂ及び１７１ｃを重ねた縦壁部１７を形成する場合を例示した。しかし、素材１１として曲げ限界の低い金属板を用いる場合、又は初期の素材１１の板厚が厚い場合には、折り曲げ成形後に、折り曲げた部分の外側表面に引張り応力が発生するため、折り曲げた部分の外側表面に割れが生じるおそれがある。これに対し、図８（ａ）～（ｃ）に示した第３実施形態の縦壁部成形工程では、図８（ａ）に示す素材１１の外周部を、曲げ割れが生じない範囲内で折り曲げる予曲げ成形工程を行うことで、図８（ｂ）に示すように、予曲げ成形部１９を有する成形品１１Ｉを成形する。予曲げ成形部１９は、カップ底部１５から径方向外側に斜めに立ち上がるテーパ状の折り曲げ部１９１と、折り曲げ部１９１の上端部から径方向外側かつ下方に傾斜するテーパ状の折り曲げ部１９２とを有する。曲げ外表面１９３は、折り曲げ部１９１及び１９２をつなぐ部分の外表面である。
このように、第３実施形態の縦壁部成形工程に含まれる予曲げ成形工程では、素材１１の外周部に対して折り曲げ加工を実施することにより、素材１１の板厚に相当する厚さを有する部位（折り曲げ部１９１及び１９２）がジグザグ状に連続して成る予曲げ成形部１９を形成する。

次に、図８（ｃ）に示すプレス成形装置を用いて、予曲げ成形部１９から縦壁部１４を成形する曲げ成形工程を行う。プレス成形装置は、第１実施形態と同様のダイ２３及び板押さえ２４の他に、円環状に形成されて、板押さえ２４の外周面の外側に配置される曲げ部押込みパンチ２５と、円環状に形成されて曲げ部押込みパンチ２５の外周面の外側に配置される絞りパンチ２６とを有する。絞りパンチ２６の内周面の下端には、曲面で構成されたパンチ肩Ｒ部２６１が形成されている。

成形品１１Ｉは、ダイ２３に置かれており、板押さえ２４が成形品１１Ｉのカップ底部１５をダイ２３に押し付けることにより、成形品１１Ｉはダイ２３上に固定される。そして、曲げ部押込みパンチ２５で予曲げ成形部１９の曲げ外表面１９３を押圧しながら、絞りパンチ２６を下方に移動させることで、パンチ肩Ｒ部２６１及び絞りパンチ２６の内周面により予曲げ成形部１９を変形させる。これにより、折り曲げ部１９２が折り曲げ部１９１に近づき、板押さえ２４の外周面および絞りパンチ２６の内周面の間で、折り曲げ部１９１及び１９２が重なる。曲げ外表面１９３は曲げ部押込みパンチ２５に押し付けられているため、予曲げ成形部１９を曲げ加工したときに、曲げ外表面１９３に働く引張り応力が緩和され、曲げ限界が向上する。その結果、予曲げ成形部１９の曲げ外表面１９３に曲げ割れを生ずることなく、２つの折り曲げ部１９１及び１９２を重ねた縦壁部１４を成形することが可能となる。
このように、第３実施形態の縦壁部成形工程に含まれる曲げ成形工程では、予曲げ成形部１９の折り曲げ部１９１及び１９２が互いに重なり合うように予曲げ成形部１９に対して外力を加えることにより、折り曲げ部１９１及び１９２が層として重なり合う２層構造を有する縦壁部１４を形成する。

本実施形態では、予曲げ成形工程によって、２つの折り曲げ部１９１及び１９２を成形しているが、これに限るものではなく、３つ以上の折り曲げ部を成形することもできる。予曲げ成形工程によって、３つ以上の折り曲げ部を成形した後では、本実施形態で説明したプレス装置を用いることにより、３つ以上の折り曲げ部を互いに重ねて、縦壁部１４を成形することができる。

縦壁部１４に対する歯形成形工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
上記第１実施形態と同様に、第４実施形態に係る機械部品（歯形部品）の製造方法も、縦壁部成形工程（第１工程）と歯形成形工程（第２工程）とを有する。第４実施形態では、縦壁部成形工程にて２層構造の縦壁部１４（被加工部）を素材１１に形成する点で第１実施形態と同様であるが、その形成プロセスが第１実施形態と異なる。
すなわち、第１実施形態では、素材１１を折り重ねることにより、縦壁部１４の増肉を行っているだけである。これに対し、第４実施形態では、素材１１を折り重ねるだけでなく、素材１１の厚さ自体を増加させる。

第４実施形態の縦壁部成形工程は、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、縦壁部１４の厚さを増加させる工程（増肉工程）を含む。増肉工程で用いるプレス装置は、第１実施形態と同様のダイ２３及び板押さえ２４の他に、円環状に形成されて、板押さえ２４の外周面の外側に配される増肉パンチ２７を備える。増肉パンチ２７は、増肉パンチ２７の径方向内側に突出する押込み部２７１を有する。押込み部２７１の下面は、増肉パンチ押込み面２７２となっている。押込み部２７１の先端面は、板押さえ２４の外周面に接する。

第１実施形態と同様に縦壁部１４が成形された成形品１１Ｃは、ダイ２３に置かれており、板押さえ２４がカップ底部１５をダイ２３に押し付けることにより、成形品１１Ｃをダイ２３上に固定する。この時、板押さえ２４の外周面２４１と、増肉パンチ２７の内周面２７３とで形成される半径方向のクリアランスＴclは、成形品１１Ｃの径方向における縦壁部１４の厚みＴ０よりも大きい。次に、増肉パンチ２７を下方に移動させ、増肉パンチ２７の増肉パンチ押込み面２７２を用いて縦壁部１４の曲げ外表面１４４を押圧する。これにより、縦壁部１４は、上下方向に押しつぶされて、成形品１１Ｃの径方向に広がり、図９（ｂ）に示すように、縦壁部１４の内周面が板押さえ２４の外周面２４１に接触する。したがって、縦壁部１４の厚さが増加し、増肉される。

このように、第４実施形態の縦壁部成形工程に含まれる増肉工程では、素材１１の板厚方向から縦壁部１４に対して押圧力を加えることにより、層の板厚方向（言い換えれば、素材１１の径方向）に縦壁部１４を増肉させる。
ここで、増肉工程前の縦壁部１４の厚さをＴ０、増肉工程終了後の縦壁部１４の厚さをＴclと定義すると、上記増肉工程では、厚さＴclを厚さＴ０で除算して得られる増肉率Ｔraが下記条件式（１）を満足するように縦壁部１４の増肉量を制御する。
１．０＜Ｔra≦１．５　　　…（１）
増肉率Ｔraが大きくなるに従い、縦壁部１４に座屈や折れ込み等の成形不良が発生しやすくなる為、増肉率Ｔraは上記条件式（１）に示す範囲で設定するのが好ましい。

また、縦壁部１４の高さＨ３（図９（ａ））が大きくなるに従い、座屈や折れ込み等の成形不良が生じやすくなる。その為、縦壁部１４の高さＨ３を大きく取りたい場合、縦壁部１４を構成する折り曲げ部の数を増やして成形品１１Ｃの径方向における縦壁部１４の厚みＴ０を増加させ、増肉率Ｔraを小さくすることが好ましい。

なお、３つ以上の折り曲げ部を重ねた縦壁部を増肉する工程においても、本実施形態で説明した縦壁部１４の増肉工程と同様である。素材１１の外周部に図９（ａ）の縦壁部１４を成形する縦壁部成形工程、及び図９（ｂ）の増肉された縦壁部１４に対する歯形成形工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第５実施形態）
　次に、本発明の第５実施形態について説明する。
上記第１実施形態と同様に、第５実施形態に係る機械部品（歯形部品）の製造方法も、縦壁部成形工程（第１工程）と歯形成形工程（第２工程）とを有する。第５実施形態では、縦壁部成形工程にて２層構造の縦壁部１４（被加工部）を素材１１に形成する点で第１実施形態と同様であるが、素材１１に突起部１１１（凸部）及び溝部１１２（凹部）が設けられている点で第１実施形態と異なる。

第５実施形態では、図１０（ａ）及び（ｂ）と、図１１（ａ）～（ｄ）に示すように、素材１１の一方の表面（すなわち、上面）１１ｂの外周部に溝部１１２（凹部）および突起部１１１（凸部）が設けられている。本実施形態では、図１１（ａ）～（ｄ）に示すように、縦壁部成形工程において、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂを重ね合わせた部分（重ね合わせ部）１８に凹凸形状が位置するように、素材１１の外周部を折り曲げて２枚重ねの縦壁部１４を成形する。

本実施形態では、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、素材１１の上面１１ｂの外周部に円環状の溝部１１２および突起部１１１が同心円状に複数設けられている。溝部１１２および突起部１１１によって形成される凹凸形状は、図１０（ｂ）に示すように、基準点１２ａを中心として、点対称になっている。

基準点１２ａよりも素材１１の径方向外側に位置する領域１１ｃでは、素材１１の径方向内側から径方向外側に向かって、突起部１１１、溝部１１２、および突起部１１１の順で配置されている。基準点１２ａよりも素材１１の径方向内側に位置する領域１１ｄでは、素材１１の径方向外側から径方向内側に向かって、溝部１１２、突起部１１１、および溝部１１２の順で配置されている。なお、図１０（ｃ）に示すように、領域１１ｃに突起部１１１のみが配置され、領域１１ｄに溝部１１２のみが配置されてもよい。また、領域１１ｃに溝部１１２のみが配置され、領域１１ｄに突起部１１１のみが配置されてもよい。溝部１１２および突起部１１１は、図１０（ａ）に示す環状でなくてもよい。

領域１１ｃおよび領域１１ｄは、図１１（ｄ）に示す２枚重ねの縦壁部１４を構成する。すなわち、領域１１ｃは折り曲げ部１４１ａを構成し、領域１１ｄは折り曲げ部１４１ｂを構成する。本実施形態では、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂとなる領域１１ｃ及び１１ｄが凹凸形状（突起部１１１及び溝部１１２）を有することで、図２（ｂ）に示す歯形成形時に、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂを重ね合わせた部分（重ね合わせ部）１８の表面積が増える。そのため、本実施形態では、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂ同士がより強固に締結（塑性締結）される。

また、本実施形態では、互いに重ね合わされる折り曲げ部１４１ａの凹凸形状（溝部１１２および突起部１１１）と、折り曲げ部１４１ｂの凹凸形状（溝部１１２および突起部１１１）とが、嵌合するように各凹凸形状が構成されているので、折り曲げ部１４１ａ及び１４１ｂの締結力をより高めることができる。

以上のように、第５実施形態では、素材１１が、素材１１の上面１１ｂに設けられた突起部１１１（凸部）及び溝部１１２（凹部）を有しており、縦壁部成形工程では、縦壁部１４の層間の境界面（折り曲げ部１４１ａと折り曲げ部１４１ｂとの間の境界面：すなわち、重ね合わせ部１８）で突出部１１１と溝部１１２とが互いに噛み合うように折り曲げ加工を実施する。

本実施形態では、２枚重ねの縦壁部１４を成形する場合について説明したが、３枚重ね以上の縦壁部を成形する場合であっても、本実施形態を適用することができる。例えば、図５（ｃ）に示す成形品１１Ｆ、図６（ｃ）に示す成形品１１Ｇ、及び図７（ｂ）に示す成形品１１Ｈにおいて、折り曲げ部１７１ａ及び１７１ｂが重ね合わされる面と、折り曲げ部１７１ｂ及び１７１ｃが重ね合わされる面とに、本実施形態と同様の凹凸形状（突起部１１１および溝部１１２）を形成してもよい。

（第６実施形態）
　次に、本発明の第６実施形態について説明する。
上記第１実施形態と同様に、第６実施形態に係る機械部品（歯形部品）の製造方法も、縦壁部成形工程（第１工程）と歯形成形工程（第２工程）とを有する。第６実施形態では、縦壁部成形工程にて２層構造の縦壁部１４（被加工部）を素材１１に形成する点で第１実施形態と同様であるが、歯形成形工程における鍛造プロセスが第１実施形態と異なる。

図１２は、第６実施形態の歯形成形工程で使用されるプレス装置の概略構成図である。図１３は、図１２に示すプレス装置のＢ－Ｂ矢視断面図である。図１２に示すように、第６実施形態の歯形成形工程で使用されるプレス装置は、ダイ３００と、第１パンチ３１０と、第２パンチ３２０とを備えている。

ダイ３００は、プレス装置の駆動軸線Ｄを中心軸線として共有し、且つ片端に底を有する円筒形状の金型部品である。ダイ３００は、平坦な面である底部上面３０１と、駆動軸線Ｄを中心とする半径Ｒ１の曲面である内周面３０２（側面）と、この内周面３０２から駆動軸線Ｄを中心とする径方向内側へ向かって突出する複数の突起３０３とを有する。各突起３０３は、駆動軸線Ｄに沿って延在するように内周面３０２に設けられている。また、各突起３０３は、駆動軸線Ｄを中心とする周方向に沿って所定の間隔で並ぶように内周面３０２に設けられている。各突起３０３の下端は、底部上面３０１に接続されている。
このように、ダイ３００の内周面３０２は、縦壁部１４の目標形状（つまり本実施形態では歯形形状）に対応する形状を有する側面である。以下では、ダイ３００の内周面３０２に設けられた突起３０３を歯形突起と呼称する。

第１パンチ３１０は、プレス装置の駆動軸線Ｄを中心軸線として共有する円柱形状の金型部品である。第１パンチ３１０は、平坦な面である下面３１１と、駆動軸線Ｄを中心とする半径Ｒ２の曲面である外周面３１２とを有する。第１パンチ３１０の外周面３１２の半径Ｒ２（つまり第１パンチ３１０の外径Ｒ２）は、ダイ３００の内周面３０２の半径Ｒ１（つまりダイ３００の内径Ｒ１）よりも小さい。第１パンチ３１０は、ダイ３００の内部空間（底部上面３０１の上部空間）を駆動軸線Ｄに沿って移動自在に設置されている。

第２パンチ３２０は、プレス装置の駆動軸線Ｄを中心軸線として共有する円環形状の金型部品である。第２パンチ３２０は、駆動軸線Ｄを中心とする半径Ｒ３の曲面である内周面３２１と、第２パンチ３２０の下部に設けられ、且つ駆動軸線Ｄを中心とする半径Ｒ４の曲面である下部外周面３２２（側面）と、この下部外周面３２２から駆動軸線Ｄを中心とする径方向外側へ向かって突出する複数の軸押し突起３２３と、下部外周面３２２から駆動軸線Ｄを中心とする径方向外側へ突出し、且つ駆動軸線Ｄを中心とする周方向に沿って環状に延在するように下部外周面３２２の上部に設けられた押圧部３２４と、押圧部３２４の平坦な底面である押圧面３２５とを有する。

第２パンチ３２０の内周面３２１の半径Ｒ３（つまり第２パンチ３２０の内径Ｒ３）は、第１パンチ３１０の外径Ｒ２と等しい。つまり、第２パンチ３２０の内部空間に第１パンチ３１０を収容することが可能である。第２パンチ３２０の下部外周面３２２の半径Ｒ４は、第１パンチ３１０の外径Ｒ２（＝Ｒ３）より大きく、且つダイ３００の内径Ｒ１より小さい。

各軸押し突起３２３は、駆動軸線Ｄに沿って延在するように下部外周面３２２に設けられている。また、各軸押し突起３２３は、駆動軸線Ｄを中心とする周方向に沿って所定の間隔で並ぶように下部外周面３２２に設けられている。各軸押し突起３２３の下端は、下部外周面３２２へ向かって傾斜している。各軸押し突起３２３の上端は、押圧面３２５に接続されている。

また、図１３に示すように、第２パンチ３２０の各軸押し突起３２３は、ダイ３００の内周面３０２に設けられた互いに隣り合う歯形突起３０３間に位置するように下部外周面３２２に配置されている。なお、第２パンチ３２０の下部外周面３２２と、ダイ３００の内周面３０２とは、駆動軸線Ｄを中心とする周方向に沿う曲面であるが、図１３では便宜上、第２パンチ３２０の下部外周面３２２及びダイ３００の内周面３０２を平らな面として図示している。

図１３に示すように、第２パンチ３２０の押圧部３２４の平面形状、すなわち、押圧面３２５の形状（図１３の斜線部分）は、第２パンチ３２０とダイ３００との間の空間が隙間なく閉鎖されるように設定されている。従って、図１２に示すように、駆動軸線Ｄを中心とする径方向における駆動軸線Ｄから押圧部３２４の端面までの最大長さをＲ５と定義したとき、この最大長さＲ５は、ダイ３００の内径Ｒ１と等しい。
上記のように構成された第２パンチ３２０は、ダイ３００の内部空間（底部上面３０１の上部空間）を駆動軸線Ｄに沿って移動自在に設置されている。図１２に示すように、駆動軸線Ｄ上における第２パンチ３２０の初期位置は、第１パンチ３１０の上部に設定されている。

図１４及び図１５は、第６実施形態に係る機械部品の製造方法における歯形成形工程の説明図である。第６実施形態の縦壁部成形工程は第１実施形態と同様なので説明を省略するが、第６実施形態の縦壁部成形工程により、図１４に示すような、２層構造の縦壁部１４を有する素材１１が得られたと想定する。なお、以下では、層の板厚方向（素材１１の径方向）における縦壁部１４の両端部のうち、素材１１の中心（中心軸１）から最も離れた端部を外側端部、他方の端部を内側端部と定義する。

図１４に示すように、第６実施形態の歯形成形工程では、まず、ダイ３００を駆動軸線Ｄ上の所定位置に固定した状態で、縦壁部１４が形成された素材１１をダイ３００の底部上面３０１に載置する。このとき、素材１１の中心軸１がプレス装置の駆動軸線Ｄと一致するように、素材１１をダイ３００に載置する。

続いて、第１パンチ３１０の下面３１１が素材１１に接触するまで、第１パンチ３１０を駆動軸線Ｄ（つまり素材１１の板厚方向）に沿ってダイ３００の底部上面３０１へ向けて移動（下降）させる。そして、ダイ３００の内周面３０２に設けられた歯形突起３０３が縦壁部１４の外側端部に接した状態で、第１パンチ３１０の下面３１１とダイ３００の底部上面３０１との間に縦壁部１４を除く素材１１の部位（つまりドライブプレートに対応する部位）を挟み込む。
このように、素材１１が第１パンチ３１０とダイ３００との間に挟まれた状態において、第１パンチ３１０の外周面３１２と縦壁部１４の内側端部との間には、第１パンチ３１０の外径Ｒ２と第２パンチ３２０の下部外周面３２２の半径Ｒ４との差分に等しい長さを有する隙間が形成される。

続いて、図１５に示すように、第２パンチ３２０の下端が素材１１に接触するまで、第２パンチ３２０を駆動軸線Ｄに沿ってダイ３００の底部上面３０１へ向けて下降させることにより、第２パンチ３２０の軸押し突起３２３を縦壁部１４の内側端部に押し込ませるとともに、第２パンチ３２０の押圧面３２５で縦壁部１４を押し潰して縦壁部１４の層同士を塑性変形によって締結（圧接）させながら、縦壁部１４の形状を歯形突起３０３で規定される歯形形状（目標形状）に変化させる。
第２パンチ３２０の下降中において、第２パンチ３２０の内部空間に第１パンチ３１０が収容されながら、第１パンチ３１０の外周面３１２と縦壁部１４の内側端部との間の隙間に、第２パンチ３２０の下部外周面３２２と内周面３２１との間の肉壁が挿入される。そのため、第２パンチ３２０の下端が素材１１に接触するまで、第２パンチ３２０をスムーズに下降させることができる。
また、図１５から理解されるように、縦壁部１４の増肉量は、第２パンチ３２０の下端と押圧面３２５との間の長さ、すなわち、第２パンチ３２０の下部外周面３２２の駆動軸線Ｄ方向の長さに依存する。従って、増肉量の目標値に応じて、下部外周面３２２の駆動軸線Ｄ方向の長さを適切に設定すればよい。

以上のような歯形成形工程の終了後に、図１６に示す歯形部品４００が得られる。すなわち、この歯形部品４００は、平坦な第１部位４１０（ドライブプレートに対応する部位）と、第１部位４１０の端部に設けられ、前記第１部位４１０の表面から第１部位４１０の板厚方向に突出する第２部位４２０（リングギヤに対応する部位）とを備える。

歯形部品４００の径方向における第２部位４２０の両端部のうち、歯形部品４００の中心から最も遠い端部を外側端部、他方の端部を内側端部と定義したとき、第２部位４２０の外側端部には、ダイ３００の歯形突起３０３で規定される歯形形状を有する歯形部４２１が、歯形部品４００の周方向に沿って形成されている。また、第２部位４２０の内側端部には、第２パンチ３２０の軸押し突起３２３が素材１１の縦壁部１４に押し込まれることによって生じた窪み４２２が、歯形部品４００の周方向に沿って形成されている。

図１７に示すように、第６実施形態の歯形成形工程によって形成された第２部位４２０では、第２部位４２０の内部に存在する層間境界面４２３が３次元的に複雑に湾曲した形状となる。従って、第６実施形態に係る機械部品の製造方法によれば、第２部位４２０の内部における層間結合力を高めることができ、その結果、歯形部品４００の第２部位４２０（すなわちリングギアに対応する部位）の強度を高めることができる。
なお、上記第６実施形態の歯形成形工程を第１～第５実施形態の歯形成形工程として採用してもよい。

また、縦壁部成形工程（第１工程）後の縦壁部１４の厚さが、歯底部（歯形部品４００の第２部位４２０において隣合う歯形部４２１間の部位）の厚みよりも大きい場合は、前述の歯形成形工程（第２工程）の前に、予備歯形成形工程として、歯底部分のしごき成形工程を追加しても良い。

以上、本願発明を種々の実施形態と共に説明したが、本願発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本願発明の範囲内で変更等が可能である。前記各実施形態では、ダイ２３及び板押さえ２４を固定し、パンチ２１、２２、２５、２６及び２７をダイ２３に対して下動させたが、パンチ２１、２２、２５、２６及び２７はダイ２３に対して相対的に移動させればよい。

上記実施形態では、素材１１が金属製の円板（例えば円形状を有する鋼板）である場合を例示した。これに限らず、素材１１の材質としては、鉄、鋼、アルミニウム、チタン、ステンレス、又は銅等の金属、若しくは、これらの合金等、塑性加工が可能な公知の各種のものを採用できる。また、金属と樹脂との複合材料、又は異種金属の複合材料なども素材１１として採用してもよい。

また、本発明に係る機械部品の製造方法は、車両用自動変速装置の構成要素である歯形部品に限らず、一般機械又は船舶等の駆動力伝達機構の構成要素である歯形部品の製造に対して適用することができる。
さらに、素材１１の形状も円形状に限定されない。例えば、長い板状の素材から部位によって目標とする厚さが大きく異なる機械部品を製造する方法としても、本発明に係る機械部品の製造方法を適用することができる。言い換えれば、本発明に係る機械部品の製造方法によって製造可能な機械部品は歯形部品に限定されない。

１　　　中心軸
１１　　被加工材
１１Ａ～１１Ｉ　成形品
１１ａ　地点
１１ｂ　上面
１１ｃ　領域
１１ｄ　領域
１１１　突起部
１１２　溝部
１２　　縦壁部
１２ａ　基準点
１３　　２枚重ね外周部
１３ａ　端
１３ｂ　端
１４　　２枚重ねの縦壁部
１４ａ　端
１４１ａ、１４１ｂ　折り曲げ部
１４２、１４３　歯形部
１５　　カップ底部
１６　　３枚重ねの外周部
１６ａ　端
１６ｂ　端
１６ｃ　端
１７　　３枚重ねの縦壁部
１７１ａ～１７１ｃ　折り曲げ部
１９　　予曲げ成形部
１９１、１９２　折り曲げ部
１９３　曲げ外表面
２１　　内径歯形パンチ
２１１　歯形部
２１２　隙間
２２　　外径歯形パンチ
２２１　歯形部
２２２　本体
２２３　押さえ部
２２４　押さえ面
２３　　ダイ
２４　　板押さえ
２４１　外周面
２５　　曲げ部押込みパンチ
２６　　絞りパンチ
２６１　パンチ肩Ｒ部
２７　　増肉パンチ
２７１　押込み部
２７２　増肉パンチ押込み面
２７３　内周面
３００　ダイ
３１０　第１パンチ
３２０　第２パンチ
４００　歯形部品
４１０　第１部位
４２０　第２部位

Claims

素材の端部に対して折り曲げ加工を実施することにより、前記素材の板厚に相当する厚さを有する層が複数重なり合う構造を有する被加工部を、前記層の板厚方向が前記素材の板厚方向に直交するように前記素材に形成する第１工程と；
前記被加工部に対して鍛造加工を実施することにより、前記被加工部の前記層同士を塑性変形によって圧接させながら、前記被加工部の形状を目標形状に変化させる第２工程と；
を有することを特徴とする機械部品の製造方法。
前記第１工程では、前記層が２つ又は３つ重なり合う構造を有する前記被加工部を前記素材に形成することを特徴とする請求項１に記載の機械部品の製造方法。
前記第１工程は、
前記素材の端部に対して前記折り曲げ加工を実施することにより、前記素材の板厚に相当する厚さを有する部位がジグザグ状に連続して成る予曲げ成形部を形成する予曲げ成形工程と；
前記予曲げ成形部の前記部位が互いに重なり合うように前記予曲げ成形部に対して外力を加えることにより、前記部位が前記層として複数重なり合う構造を有する前記被加工部を形成する曲げ成形工程と；
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の機械部品の製造方法。
前記第１工程は、前記素材の板厚方向から前記被加工部に対して押圧力を加えることにより、前記層の板厚方向に前記被加工部を増肉させる増肉工程を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の機械部品の製造方法。
前記層の板厚方向における前記被加工部の長さを前記被加工部の厚さと定義すると共に、前記増肉工程前の前記被加工部の厚さをＴ０、前記増肉工程終了後の前記被加工部の厚さをＴclと定義したとき、前記増肉工程では、前記厚さＴclを前記厚さＴ０で除算して得られる増肉率Ｔraが下記条件式（１）を満足するように前記被加工部の増肉量を制御することを特徴とする請求項４に記載の機械部品の製造方法。
１．０＜Ｔra≦１．５　　・・・（１）
前記素材は、前記素材の表面に設けられた凸部及び凹部を有し、
前記第１工程では、前記被加工部の前記層間の境界面で前記凸部と前記凹部とが互いに噛み合うように前記折り曲げ加工を実施することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の機械部品の製造方法。
前記層の前記板厚方向における前記被加工部の両端部のうち、前記素材の中心から最も離れた端部を外側端部、他方の端部を内側端部と定義したとき、
前記第２工程では、
前記被加工部が形成された前記素材をダイの上に載置し；
前記ダイの側面が前記被加工部の前記外側端部に接した状態で、第１パンチの下面と前記ダイとの間に前記被加工部を除く前記素材の部位を挟み；
軸押し突起が設けられた側面を有する第２パンチを前記素材の板厚方向に沿って前記ダイへ向けて移動させることにより、前記軸押し突起を前記被加工部の前記内側端部に押し込ませるとともに、前記被加工部を押し潰して前記被加工部の前記層同士を前記塑性変形によって圧接させながら、前記被加工部の形状を前記目標形状に変化させる；
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の機械部品の製造方法。
請求項１～７のいずれか一項に記載の機械部品の製造方法により製造されたことを特徴とする機械部品。
平坦な第１部位と；
前記第１部位の端部に設けられ、前記第１部位の表面から前記第１部位の板厚方向に突出する第２部位と；
を備え、
前記第１部位の板厚方向に直交する方向における前記第２部位の長さを前記第２部位の厚さと定義したとき、前記第２部位の厚さは、前記第１部位の板厚より大きく、
前記第１部位の板厚方向及び前記第２部位の厚さ方向を含む断面で前記第２部位を見たとき、前記第２部位には層間境界線が存在する、
ことを特徴とする機械部品。