WO2016117369A1 - 歯形部品の製造方法及び歯形部品 - Google Patents

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tooth
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tooth forming
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山形 光晴
修治 山本
保嗣 塚野
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新日鐵住金株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a tooth profile component and a tooth profile component.
  • the present application is filed in Japan on Jan. 21, 2015, including Japanese Patent Application Nos. 2015-9637, 2015-9710, Nos. The priority is claimed based on Japanese Patent Application No. 2015-226209 and Japanese Patent Application No. 2015-225947 filed in Japan on the day, and the contents thereof are incorporated herein.
  • Patent Document 1 discloses a method of integrally manufacturing a drive plate and a ring gear, which are components of a vehicle automatic transmission, as one tooth profile part.
  • the method includes a step of obtaining a bottomed cylindrical container by drawing a sheet metal material (material to be processed), and a state in which the inner peripheral surface of the side wall of the cylindrical container is constrained and the side wall is formed by forging. Forming a tooth profile on the side wall while increasing the thickness.
  • the tooth profile component 11 includes a bottom surface portion 11a and a side wall portion 11b that stands up from an outer edge portion of the bottom surface portion 11a.
  • a part of the inner peripheral surface of the side wall portion 11b overlaps the upper surface of the bottom surface portion 11a at the boundary between the upper surface of the bottom surface portion 11a and the inner peripheral surface of the side wall portion 11b.
  • the spear 11e hereinafter referred to as an overlapping spear
  • the mechanism of occurrence of the overlapping flaw 11e will be described.
  • the same reference numeral 11 is also used for a cylindrical container obtained in the manufacturing process of the tooth profile part 11.
  • a cylindrical container 11 obtained by drawing a workpiece is placed on a die 14, and the flat portion 12a of the restraint punch 12 and the flat portion 14a of the die 14 The bottom surface portion 11a is restrained.
  • the tooth profile is formed by pushing the open end 11 d of the cylindrical container 11 with the flat surface portion 13 a of the forging punch 13.
  • the plate thickness of the corner portion 11c of the cylindrical container 11 is thinner than the plate thickness of the bottom surface portion 11a and the side wall portion 11b before forging.
  • FIG. 1B when the forging is started, that is, when the forging punch 13 is lowered, the side wall 11b is crushed downward to increase the thickness of the side wall 11b.
  • cold forging has attracted attention as a method for manufacturing mechanical parts that require high dimensional accuracy and strength, such as tooth profile parts for automatic transmissions.
  • Cold forging has advantages such as high-precision and high-strength machine parts, lower manufacturing costs, and higher yield than hot forging.
  • the overlapping flaws generated in the manufacturing process of the tooth profile component as described above cause a decrease in yield, so that the advantage of high yield that should originally be obtained by adopting cold forging cannot be sufficiently obtained. Therefore, even when cold forging is used as a manufacturing method of tooth profile parts that require high dimensional accuracy and strength (that is, tooth quality parts that require high quality), overlapping wrinkles may occur during the manufacturing process.
  • This invention is made
  • a method of manufacturing a tooth profile component according to one aspect of the present invention includes a drawing step of drawing a workpiece to obtain a cylindrical container having a bottom surface portion and a side surface portion; Among these, the diameter reducing step of increasing the thickness of the corner between the bottom surface portion and the side surface portion by reducing the diameter of the specific portion where the tooth tip portion is formed; A tooth forming step of obtaining a tooth profile part having the bottom surface portion, the side surface portion, and the tooth tip portion by forming the tooth tip portion at the specific portion of the cylindrical container.
  • a straight line L1 that is in parallel with the bottom surface portion of the cylindrical container and the cylindrical container An intersection point with a straight line L2 that is in parallel with the side surface portion is defined as P0, a point at which the straight line L1 starts to leave the bottom surface portion of the cylindrical container is P1, and the straight line L2 is the side surface portion of the cylindrical container.
  • the outer shape of the corner portion of the cylindrical container is expressed by the following conditional expression (1) expressed using the plate thickness t of the cylindrical container and the lengths ⁇ R and ⁇ H: The corners are thickened so as to satisfy. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 2t (1)
  • the method for manufacturing a tooth profile part according to (1) above includes a diameter expansion process for expanding the specific part of the cylindrical container obtained by the expansion process, and the expansion process and the diameter reduction process. You may have further in between.
  • the tooth forming step forms a rough tooth profile at the specific portion of the cylindrical container reduced in diameter in the diameter reducing step.
  • the workpiece is provided so as to alternately appear along a circumferential direction centering on a material axis.
  • the workpiece may be a circular flat plate or a polygonal flat plate.
  • the workpiece has a peak portion and a valley portion that are provided so as to alternately appear along a circumferential direction centering on a material axis.
  • the crest is a portion protruding from the trough toward the outside in the radial direction with the material axis as the center; in the drawing step, the side surface of the cylindrical container
  • the workpiece is drawn so as to include a crest and a trough; in the diameter reducing step, the crest included in the side portion of the cylindrical container obtained by the drawing step is specified. You may reduce a diameter as a site
  • a punch and a die having a central axis coaxially arranged in the drawing step are used; the punch is orthogonal to the central axis.
  • a punch plane portion parallel to the radial direction, a punch side surface portion extending in a first direction parallel to the central axis, and continuous through the punch plane portion and the punch curved surface portion, Mountain ridges and valley ridges extending in the first direction are formed;
  • the die has a die plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis, and the first direction continuously to the die plane portion.
  • a ridge and a valley extending in the first direction are formed on the die side surface; and the ridge of the workpiece is the valley of the die. Placing the work piece on the die so as to be positioned on the die; The by relatively moving in the direction of the die may be obtained the cylindrical container in which the side portions are upright with respect to the bottom portion.
  • a punch, a counter punch, and an outer periphery of the counter punch in the diameter reduction step, a punch, a counter punch, and an outer periphery of the counter punch, the central axes of which are coaxially arranged.
  • the punch has a punch plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis, and a first punch parallel to the central axis continuously through the punch plane portion and the punch curved surface portion.
  • a punch side surface portion extending in a direction and having a radius equal to an inner radius of the tooth tip portion of the tooth profile part; the counter punch includes a counter punch plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis;
  • a counter punch side surface extending continuously in a direction opposite to the first direction and having a radius equal to the outer radius of the tooth tip portion of the tooth-shaped part; Extending in the first direction And a die side surface portion having a radius equal to the outer radius of the tooth tip portion of the tooth profile part, the die side surface portion and the die curved surface portion, and is orthogonal to the central axis as it proceeds in the first direction.
  • a die inclined portion that expands in the direction; the punch and the counter punch are held in a state where the bottom portion of the cylindrical container obtained by the drawing step is sandwiched between the punch and the counter punch.
  • the crest portion included in the side surface portion of the cylindrical container may be reduced in diameter as the specific portion by relatively moving in the direction of the die.
  • an inner punch having a central axis coaxially arranged in the tooth forming step, Using an outer punch disposed on the outer periphery, a counter punch, and a die disposed on the outer periphery of the counter punch; the inner punch includes an inner punch plane portion parallel to a radial direction perpendicular to the central axis; An inner punch side surface portion extending in a first direction parallel to the central axis continuously through an inner punch flat surface portion and an inner punch curved surface portion, and the inner punch side surface portion includes an inner punch side surface portion extending in the first direction.
  • Punch crests and inner punch valleys are formed; the die continues through the die side surface extending in the first direction, the die side surface portion and the die curved surface portion, and proceeds in the first direction.
  • a die valley line and a die mountain line extending in the first direction are formed on the side surface part of the die; and the outer punch is an outer part parallel to a radial direction perpendicular to the central axis.
  • a punch flat surface portion, an outer punch first side surface portion extending in the first direction along the inner punch side surface portion continuously with the outer punch flat surface portion, and a die side surface portion continuously with the outer punch flat surface portion.
  • An outer punch second side surface portion extending in the first direction along the counter punch, and the counter punch is continuous with the counter punch side surface portion extending in the first direction along the die side surface portion and the counter punch side surface portion.
  • a counter punch plane portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis; and the crest portion of the cylindrical container having a diameter reduced in the diameter reducing step is located at the die valley.
  • the bottom surface of the cylindrical container is The outer punch plane part is brought into contact with the open end of the cylindrical container in a state of being sandwiched between the flat plane part and the counter punch plane part; and then the inner punch, the outer punch and the counter punch are Relative movement in the direction of the die; after the outer punch plane portion passes through the die curved surface portion, the outer punch is moved in the counter punch direction with the inner punch, the counter punch and the die fixed.
  • the tooth tip portion may be formed on the crest portion of the cylindrical container by being moved.
  • the tooth formation process is performed on the crest portion of the cylindrical container having a diameter reduced in the diameter reduction process.
  • a rough tooth forming punch in which a central axis is coaxially disposed, and an outer periphery of the coarse tooth forming punch.
  • the coarse tooth forming inner punch is orthogonal to the central axis A rough tooth-forming inner punch plane portion parallel to the radial direction, and a coarse tooth shape extending in a first direction parallel to the central axis continuously through the rough tooth-forming inner punch plane portion and the rough tooth-forming inner punch curved surface portion.
  • Tooth forming die is the front A rough tooth forming die side surface extending in the first direction, continuous through the rough tooth forming die side surface portion and the rough tooth forming die curved surface portion, and expanding in a direction perpendicular to the central axis as it proceeds in the first direction.
  • a rough tooth forming die inclined portion, and a rough tooth forming die trough and a rough tooth forming die mountain extending in the first direction are formed on the side surface portion of the rough tooth forming die;
  • the non-molding punch has a rough tooth forming outer punch plane portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis, and the coarse tooth forming inner punch side surface portion continuous with the coarse tooth forming outer punch plane portion.
  • Coarse tooth formation type external punch first side surface extending in one direction and coarse tooth formation type external punch second extending in the first direction along the rough tooth formation die side surface portion in succession to the rough tooth formation outer punch plane portion.
  • a rough tooth forming type counter -The punch is parallel to the rough tooth forming counter punch side surface extending in the first direction along the rough tooth forming die side surface and the radial direction perpendicular to the central axis continuous with the rough tooth forming counter punch side surface.
  • the bottom surface of the cylindrical container so that the crest of the cylindrical container reduced in diameter in the diameter reducing step is located in the rough tooth forming die valley.
  • the rough tooth forming outer punch flat portion is brought into contact with the open end of the cylindrical container; By moving the inner punch, the outer outer punch and the outer counter counter punch in the direction of the outer die, the outer teeth are formed on the crest of the cylindrical container. It may be formed.
  • a punch in the completed tooth forming mold having a central axis coaxially disposed, and an outer periphery of the punch in the completed tooth forming mold A finished tooth forming outer punch and a finished tooth forming die which are disposed;
  • the finished tooth forming inner punch is a finished tooth forming inner punch plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis;
  • the finished tooth forming die A finished tooth forming inner punch side surface extending in a first direction parallel to the central axis continuously through an inner punch flat surface portion and a finished tooth forming inner punch curved surface portion,
  • the shape and dimensions of the cross section perpendicular to the central axis are the same as the side surface portion of the rough tooth forming inner punch, and the finished tooth forming inner punch crest and the finished tooth forming inner punch valley are extended in the first direction.
  • the denture forming die includes a completed tooth forming die plane portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis, and a completed tooth forming die side surface portion extending in the first direction continuously to the completed tooth forming die plane portion.
  • the completed tooth forming die side surface portion has the same cross-sectional shape and dimensions as those of the coarse tooth forming die side surface portion orthogonal to the central axis, and the completed tooth forming die mountain line extending in the first direction;
  • a finished tooth forming die punch, and the finished tooth forming outer punch plane is continuous with the finished tooth forming outer punch plane portion parallel to the radial direction perpendicular to the central axis; and the completed tooth forming outer punch plane portion.
  • the finished tooth forming outer punch first side surface extending in the first direction along the finished tooth forming inner punch side surface, and the finished tooth forming die outer surface along the finished tooth forming die die side surface.
  • Extending in the first direction A finished tooth forming outer punch second side surface portion; and the coarse tooth shape formed in the peak portion of the cylindrical container in the coarse tooth forming step is positioned in the finished tooth forming die valley
  • the open end of the cylindrical container is pushed in by the finished tooth forming outer punch flat surface portion.
  • the complete tooth profile may be formed in the peak portion of the cylindrical container.
  • the method for manufacturing a tooth profile component according to (1) above includes a step of expanding a diameter of the specific portion of the cylindrical container obtained by the step of drawing, and a step of reducing the diameter of the cylindrical portion.
  • a flat plate having crests and troughs provided so that the workpiece alternately appears along a circumferential direction centered on a material axis, wherein the crests are It is a portion that protrudes from the trough toward the outside in the radial direction with the material axis as the center; in the drawing step, the crest and trough are included in the side surface of the cylindrical container
  • the workpiece is drawn; in the diameter expanding step, the diameter of the protruding portion deformed by the peak included in the side surface portion of the cylindrical container obtained by the drawing step is increased as the specific portion;
  • the cylindrical container expanded in the diameter increasing step Serial protrusions may be reduced in diameter a.
  • the second punch has a second punch plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis, and the second punch plane portion and the second punch curved surface portion continuously in the first direction.
  • the second punch side surface portion has the same shape and dimensions as the first punch side surface portion, and is formed with mountain and valley lines extending in the first direction.
  • the second die is a second die flat parallel to a radial direction perpendicular to the central axis. And a second die side surface portion extending in the first direction continuously to the second die plane portion, and the second die side surface portion has the same shape and dimensions as the first die side surface portion.
  • the protruding part in which the mountain part of the cylindrical container obtained by the drawing step is deformed is the first die. Placing the cylindrical container on the first die so as to be positioned at the valley streak; and then moving the first punch in the direction of the first die to expand the diameter of the protrusion; In the second step, the cylindrical container is placed on the second die so that the projecting portion whose diameter has been enlarged is positioned on the valley of the second die; and then, the second punch is placed on the second die. By making the relative movement in the direction of the die, the side surface portion becomes the bottom surface You may obtain the said cylindrical container standing upright with respect to a part.
  • a punch, a counter punch, and an outer periphery of the counter punch in the diameter reduction step, a punch, a counter punch, and an outer periphery of the counter punch, the central axes of which are coaxially arranged.
  • the punch has a punch plane portion parallel to the radial direction perpendicular to the central axis, and a first punch parallel to the central axis continuously through the punch plane portion and the punch curved surface portion.
  • a punch side surface portion extending in a direction and having a radius equal to an inner radius of the tooth tip portion of the tooth profile part;
  • the counter punch includes a counter punch plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis;
  • a counter punch side surface extending continuously in a direction opposite to the first direction and having a radius equal to the outer radius of the tooth tip portion of the tooth-shaped part;
  • the first The central axis extending in the first direction and continuing through the die side surface portion and the die curved surface portion, the die side surface portion having a radius equal to the outer radius of the tooth tip portion of the tooth profile part, and proceeding in the first direction.
  • an inner punch having a central axis coaxially arranged in the tooth forming step, and the inner punch Using an outer punch disposed on the outer periphery, a counter punch, and a die disposed on the outer periphery of the counter punch; the inner punch includes an inner punch plane portion parallel to a radial direction perpendicular to the central axis; An inner punch side surface portion extending in a first direction parallel to the central axis continuously through an inner punch flat surface portion and an inner punch curved surface portion, and the inner punch side surface portion includes an inner punch side surface portion extending in the first direction.
  • Punch crests and inner punch valleys are formed; the die continues through the die side surface extending in the first direction, the die side surface and the die curved surface, and proceeds in the first direction. In a direction perpendicular to the central axis A die inclined portion that opens, and a die trough and a die crest extending in the first direction are formed on the side surface portion of the die; and the outer punch is in a radial direction perpendicular to the central axis.
  • An outer punch second side surface portion extending in the first direction along the side surface portion; the counter punch includes a counter punch side surface portion extending in the first direction along the die side surface portion and the counter punch side surface.
  • the bottom surface of the container is The outer punch plane part is brought into contact with the open end of the cylindrical container in a state of being sandwiched between the flat plane part and the counter punch plane part; and then the inner punch, the outer punch and the counter punch are Relative movement in the direction of the die; after the outer punch plane portion passes through the die curved surface portion, the outer punch is moved in the counter punch direction with the inner punch, the counter punch and the die fixed.
  • the tooth tip portion may be formed on the protruding portion of the cylindrical container by being moved.
  • the tooth forming step is performed on the protrusion of the cylindrical container having a diameter reduced in the diameter reducing step.
  • a rough tooth forming punch in which a central axis is coaxially disposed, and an outer periphery of the coarse tooth forming punch.
  • the coarse tooth forming inner punch is orthogonal to the central axis
  • Tooth forming die is the front A rough tooth forming die side surface extending in the first direction, continuous through the rough tooth forming die side surface portion and the rough tooth forming die curved surface portion, and expanding in a direction perpendicular to the central axis as it proceeds in the first direction.
  • a rough tooth forming die inclined portion, and a rough tooth forming die trough and a rough tooth forming die mountain extending in the first direction are formed on the side surface portion of the rough tooth forming die;
  • the non-molding punch has a rough tooth forming outer punch plane portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis, and the coarse tooth forming inner punch side surface portion continuous with the coarse tooth forming outer punch plane portion.
  • Coarse tooth formation type external punch first side surface extending in one direction and coarse tooth formation type external punch second extending in the first direction along the rough tooth formation die side surface portion in succession to the rough tooth formation outer punch plane portion.
  • a rough tooth forming type counter -The punch is parallel to the rough tooth forming counter punch side surface extending in the first direction along the rough tooth forming die side surface and the radial direction perpendicular to the central axis continuous with the rough tooth forming counter punch side surface.
  • a rough tooth-forming counter punch flat surface portion; and the bottom portion of the cylindrical container is placed on the rough tooth shape so that the protrusion reduced in diameter in the diameter reducing step is positioned in the rough tooth-forming die valley.
  • the outer punch flat surface portion of the rough tooth forming shape is brought into contact with the open end of the cylindrical container in a state of being sandwiched between the inner punch flat surface portion and the rough tooth forming counter punch flat portion;
  • the coarse tooth profile is formed on the projection of the cylindrical container by relatively moving the punch, the coarse tooth forming punch and the coarse tooth counter punch in the direction of the coarse die. Also good.
  • a punch in the completed tooth forming mold having a central axis coaxially disposed, and an outer periphery of the punch in the completed tooth forming mold A finished tooth forming outer punch and a finished tooth forming die which are disposed;
  • the finished tooth forming inner punch is a finished tooth forming inner punch plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis;
  • the finished tooth forming die A finished tooth forming inner punch side surface extending in a first direction parallel to the central axis continuously through an inner punch flat surface portion and a finished tooth forming inner punch curved surface portion,
  • the shape and dimensions of the cross section perpendicular to the central axis are the same as the side surface portion of the rough tooth forming inner punch, and the finished tooth forming inner punch crest and the finished tooth forming inner punch valley are extended in the first direction.
  • the denture forming die includes a completed tooth forming die plane portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis, and a completed tooth forming die side surface portion extending in the first direction continuously to the completed tooth forming die plane portion.
  • the completed tooth forming die side surface portion has the same cross-sectional shape and dimensions as those of the coarse tooth forming die side surface portion orthogonal to the central axis, and the completed tooth forming die mountain line extending in the first direction;
  • a finished tooth forming die punch, and the finished tooth forming outer punch plane is continuous with the finished tooth forming outer punch plane portion parallel to the radial direction perpendicular to the central axis; and the completed tooth forming outer punch plane portion.
  • the finished tooth forming outer punch first side surface extending in the first direction along the finished tooth forming inner punch side surface, and the finished tooth forming die outer surface along the finished tooth forming die die side surface.
  • Extending in the first direction A finished tooth forming outer punch second side surface portion; and the coarse tooth shape formed on the protrusion of the cylindrical container in the coarse tooth forming step is positioned at the finished tooth forming die valley
  • the open end of the cylindrical container is pushed in by the finished tooth forming outer punch flat surface portion. Accordingly, the complete tooth profile may be formed on the protrusion of the cylindrical container.
  • the method for manufacturing a tooth profile component according to (1) above includes a diameter expansion process for expanding the specific part of the cylindrical container obtained by the expansion process, and the expansion process and the diameter reduction process.
  • the cylindrical container may be obtained by drawing the workpiece that is a circular flat plate.
  • a first step using a first punch and a first die having a central axis coaxially disposed, and a central axis A second step using a second punch and a second die arranged on the same axis;
  • the first punch has a first punch plane portion parallel to a radial direction perpendicular to the central axis;
  • a first punch inclined portion that is continuous through the first punch plane portion and the first punch first curved surface portion and expands in a radial direction perpendicular to the central axis as it proceeds in a first direction parallel to the central axis;
  • a first punch side surface portion that extends continuously in the first direction via the first punch inclined portion and the first punch second curved surface portion, and the first punch side surface portion includes the first punch side surface portion.
  • the first die is in the first direction
  • a first die first side surface portion that extends, a first die flat surface portion that is continuous with the first die first side surface portion and that is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis, and a first die plane portion that is continuous.
  • a first die second side surface portion extending in the first direction, and the first die second side surface portion has a plate thickness of the workpiece in a radial direction from the first punch side surface portion.
  • the second punch has a second punch plane portion parallel to a radial direction orthogonal to the central axis, and the second punch plane portion and the second punch curved surface portion; A second punch side surface portion continuously extending in the first direction, the second punch side surface portion having the same shape and dimensions as the first punch side surface portion, and a mountain extending in the first direction; Streaks and troughs are formed; the second die has a second die first side surface extending in the first direction; A second die plane portion parallel to the radial direction perpendicular to the central axis and continuous with the first side surface portion of the second die; and a second die extending continuously in the first direction with the second die plane portion.
  • a second side surface portion, and the second die second side surface portion has the same shape and dimensions as the first die second side surface portion, and has a mountain line and a valley line extending in the first direction.
  • the cylindrical container obtained by the squeezing step is placed on the first die; and then the first punch is relatively moved in the direction of the first die, The diameter of the specific part included in the side surface portion is increased by the mountain line of the first punch; in the second step, the specific part that has been expanded is positioned at the valley line of the second die.
  • a cylindrical container is placed on the second die plane; then the second punch The cylindrical container in which the side surface portion stands upright with respect to the bottom surface portion may be obtained by relatively moving in the direction of the second die.
  • a punch side surface portion extending in a first direction parallel to the central axis and having a radius equal to the inner radius of the tooth tip portion of the tooth profile part; the counter punch is orthogonal to the central axis A counter punch plane part parallel to the radial direction to be stretched, and a counter punch extending continuously in the opposite direction to the first direction continuously to the counter punch plane part and having a radius equal to the outer radius of the tooth tip part of the tooth profile part Side part
  • the die extends in the first direction and has an inner radius equal to the outer radius of the tooth tip portion of the tooth profile part via the die side surface portion and the die curved surface portion.
  • an inner punch having coaxial axes arranged on each other, An outer punch disposed along the outer periphery, a counter punch disposed opposite to the inner punch, and a die disposed along the outer periphery of the counter punch; and the inner punch is orthogonal to the central axis An inner punch plane portion parallel to the radial direction, and an inner punch side surface portion extending continuously in a first direction parallel to the central axis through the inner punch plane portion and the inner punch curved surface portion, and An inner punch crest and an inner punch trough extending in the first direction are formed on the inner punch side surface; the die includes a die side surface extending in the first direction, the die side surface and the die Continuously through the curved portion.
  • a die inclined part that expands in a direction perpendicular to the central axis as it goes in the direction, and a die valley line and a die mountain line extending in the first direction are formed on the side surface part of the die;
  • the outer punch has a cylindrical shape, an outer punch first side surface portion extending in the first direction along the inner punch side surface portion, and the central axis continuous with the outer punch first side surface portion.
  • the outer punch plane portion has a recessed portion in which a portion corresponding to a portion between the tooth tip portions adjacent to each other is recessed; the counter punch extends in the first direction along the die side surface portion. Counter punch side surface and the counter punch side surface And a counter punch plane portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis; and the cylindrical container so that the specific portion reduced in diameter by the diameter reduction step is located in the die valley
  • the outer punch flat surface portion is brought into contact with the open end of the cylindrical container in a state where the bottom surface portion is sandwiched between the inner punch flat surface portion and the counter punch flat surface portion;
  • the punch and the counter punch are moved relative to each other in the direction of the die; after the outer punch plane portion has passed through the die curved surface portion, the inner punch, the counter punch and the die are fixed, and the outer punch is
  • the tooth tip portion may be formed at the specific portion of the cylindrical container by relatively moving in the direction of the counter punch.
  • the tooth forming process is performed on the specific portion of the cylindrical container that has been reduced in diameter in the diameter reduction process.
  • a rough tooth forming inner punch whose central axes are arranged coaxially with each other, and an outer periphery of the coarse tooth forming inner punch
  • a coarse tooth forming outer punch arranged along, a coarse tooth forming counter punch arranged opposite to the coarse tooth forming inner punch, and a rough tooth forming die arranged along the outer periphery of the coarse tooth forming counter punch,
  • the coarse tooth forming punch in the rough tooth forming punch parallel to the radial direction perpendicular to the central axis, the rough tooth forming punch flat portion, and the coarse tooth forming punch curved surface portion.
  • Muscle and coarse tooth formation An inner punch valley is formed; the coarse tooth forming die is continuous through a rough tooth forming die side surface extending in the first direction, the rough tooth forming die side surface portion, and the coarse tooth forming die curved surface portion.
  • a coarse tooth forming die inclined portion that expands in a direction orthogonal to the central axis as it advances in the first direction, and the rough tooth shape extending in the first direction on the rough tooth forming die side surface portion.
  • a forming die trough and a rough tooth forming die mountain streak are formed; the rough tooth forming outer punch has a cylindrical shape and extends in the first direction along the side surface of the rough tooth forming inner punch. Coarse tooth forming outer punch first side surface, coarse tooth forming outer punch flat surface portion continuous to the first axial side surface of the coarse tooth forming outer punch and parallel to the radial direction orthogonal to the central axis, and outside the coarse tooth forming outer shape The rough tooth forming die is continuously formed on the rough surface of the punch. A rough tooth forming outer punch second side surface portion extending in the first direction along the forming die side surface portion, and the rough tooth forming outer punch flat surface portion between the tooth tip portions adjacent to each other.
  • a portion corresponding to the portion has a recessed portion;
  • the rough tooth forming counter punch has a rough tooth forming counter punch side surface extending in the first direction along the rough tooth forming die side surface portion;
  • the coarse tooth forming outer punch In the state where the bottom surface portion of the cylindrical container is sandwiched between the rough tooth forming inner punch plane portion and the coarse tooth forming counter punch surface portion so as to be positioned in the forming die valley, the coarse tooth forming outer punch The flat part is the circle
  • the cylindrical container is brought into contact with the open end of the cylindrical container; and then, the cylindrical container is moved relative to the coarse-tooth-forming die in the direction of the rough-tooth-forming die by moving the coarse-tooth-shaped inner punch, the coarse-tooth-shaped outer punch, and the coarse-tooth-shaped counter punch
  • the coarse tooth profile may be formed at the specific site.
  • the finished tooth forming inner punch is continuous through a completed tooth forming inner punch plane portion parallel to a radial direction perpendicular to the central axis, the completed tooth forming inner punch plane portion, and the completed tooth forming inner punch curved surface portion;
  • a finished tooth forming inner punch side surface extending in a first direction parallel to the central axis, and the completed tooth forming inner punch side surface has a cross-sectional shape and dimensions perpendicular to the central axis. Is the same as the side surface portion of the rough tooth forming inner punch and has a completed tooth forming inner punch crest and a finished tooth forming inner punch valley extending in the first direction; and the completed tooth forming die has the first direction.
  • a completed tooth forming die first side surface extending in the direction of the first tooth, a completed tooth forming die flat surface portion which is continuous with the first tooth side surface of the completed tooth forming die and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis, and the completed tooth forming die.
  • a completed tooth forming die second side surface portion extending in the first direction continuously to the flat surface portion, and the completed tooth forming die second side surface portion has a cross-sectional shape and dimensions orthogonal to the central axis.
  • a complete tooth-forming die crest and a complete tooth-forming die trough extending in the first direction, the same as the rough tooth-forming die side surface; and the finished tooth-forming external punch has a cylindrical shape; Along the side surface of the punch in the complete tooth forming shape The finished tooth forming outer punch first side surface extending in the first direction, and the finished tooth forming outer punch flat surface portion that is continuous with the first tooth side of the completed tooth forming outer punch and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis. And a finished tooth forming outer punch second side surface extending in the first direction along the finished tooth forming die second side surface portion continuously to the finished tooth forming shape outer punch flat surface portion, and the completed tooth shape.
  • the non-molding punch flat part has a hollow part in which a part corresponding to a part between the tooth tip parts adjacent to each other is depressed; and formed in the specific part of the cylindrical container in the coarse tooth forming step
  • the circle at the flat part of the punch outside the completed tooth formation The complete tooth profile may be formed at the specific portion of the cylindrical container by pushing the open end of the cylindrical container.
  • the method for manufacturing a tooth profile component according to any one of (20) to (26) further includes a step of cutting and flattening an end portion of the tooth profile component after the tooth formation step. You may do it.
  • a tooth profile component according to an aspect of the present invention is a tooth profile component manufactured by the method for molding a tooth profile component according to any one of (1) to (27) above.
  • a tooth profile component includes a bottom surface portion; a side surface portion standing upright with respect to the bottom surface portion; and a tooth tip portion formed on the side surface portion, and has no draft angle.
  • the dimensional accuracy of thickness is ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm.
  • the method for manufacturing a tooth profile component it is possible to suppress the occurrence of overlapping wrinkles in the manufacturing process of the tooth profile component, so that the yield of the tooth profile component can be improved.
  • this manufacturing method can provide a high-quality tooth profile component without overlapping wrinkles.
  • cold forging is applied to the manufacturing method of tooth profile parts, not only will there be no overlap flaws, there will be no draft, and the dimensional accuracy of thickness will be ⁇ 0.05mm to ⁇ 0.3mm, High quality tooth profile parts can be obtained.
  • FIG. 13 is a view showing a state before the start of the tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile according to the first embodiment, and is a sectional view taken along the line DD of FIG. FIG.
  • FIG. 11 is a view showing a state before the start of the tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile part according to the first embodiment, and is a cross-sectional plan view taken along line AA of FIG. 10. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line AA of the tooth profile component shown in FIG. 16A. It is sectional drawing which shows the state before the shaping
  • FIG. 1 It is a figure which shows the state after shaping
  • FIG. 27 is a diagram showing a state before the start of the coarse tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile part according to the second embodiment, and is a DD cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 25 is a view showing a state before the start of the coarse tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the second embodiment, and is a cross-sectional plan view taken along line AA of FIG. 24. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 33 is a view showing a state before the start of molding in the complete tooth forming process in the method for manufacturing a tooth profile part according to the second embodiment, and is a DD cross-sectional view of FIG. 32.
  • FIG. 32 is a diagram showing a state before the start of the completed tooth forming process in the method for manufacturing a tooth profile part according to the second embodiment, and is a cross-sectional plan view taken along line AA of FIG. 30. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 35B is a cross-sectional view taken along line AA of the tooth profile component shown in FIG. 35A. It is sectional drawing which shows the state before the shaping
  • FIG. 42 is a view showing a state before the start of molding in the first step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile according to the third embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 41. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 46 is a view showing a state before the start of molding in the second step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile according to the third embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 52 is a view showing a state before the start of molding in a tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the third embodiment, and is a sectional view taken along the line DD in FIG. 51.
  • FIG. 52 is a view showing a state before the start of molding in a tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the third embodiment, and is a sectional view taken along the line DD in FIG. 51.
  • FIG. 50 is a view showing a state before the start of the tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile according to the third embodiment, and is a cross-sectional plan view taken along the line AA of FIG. 49. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 55B is a sectional view taken along the line AA of the tooth profile component shown in FIG. 55A. It is sectional drawing which shows the state before the shaping
  • FIG. 66 is a view showing a state before the start of molding in the first step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the fourth embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 61. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 66 is a view showing a state before the start of molding in the second step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the fourth embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 65. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 72 is a view showing a state before the start of the coarse tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile according to the fourth embodiment, and is a sectional view taken along the line DD in FIG. 71.
  • FIG. 70 is a view showing a state before the start of the coarse tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the fourth embodiment, and is a cross-sectional plan view taken along line AA of FIG. 69. It is a figure which shows the state before a shaping
  • FIG. 78 is a view showing a state before the start of molding in the completed tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the fourth embodiment, and is a DD cross-sectional view of FIG. 77.
  • 76 is a view showing a state before the start of molding in the completed tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the fourth embodiment, and is a cross-sectional plan view taken along line AA of FIG. It is a figure which shows the state before the shaping
  • FIG. 80B is a sectional view taken along the line AA of the tooth profile component shown in FIG. 80A. It is sectional drawing which shows the state before the drawing process in the manufacturing method of the tooth profile component which concerns on 5th Embodiment. It is sectional drawing which shows the state after the drawing process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 5th Embodiment.
  • FIG. 85 is a view showing a state before the first step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile according to the fifth embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 84.
  • FIG. 1 shows the state before the 1st step of the diameter expansion process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 5th Embodiment, and is a Y view top view of FIG. It is sectional drawing which shows the state after the 1st step of the diameter expansion process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 5th Embodiment. It is a top view of the 1st diameter expansion cylindrical container after the 1st step of a diameter expansion process. It is a perspective view of the 1st diameter expansion cylindrical container after the 1st step of a diameter expansion process.
  • FIG. 89 is a diagram showing a state before the second step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the fifth embodiment, and is a sectional view taken along line AA in FIG. 88. It is a figure which shows the state before the 2nd step of the diameter expansion process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 5th Embodiment, and is the Y view top view of FIG. It is sectional drawing which shows the state after the 2nd step of the diameter expansion process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 5th Embodiment. It is sectional drawing which shows the state before the diameter reduction process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 5th Embodiment.
  • FIG. 95 is a diagram showing a state before a tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile according to the fifth embodiment, and is a DD sectional view of FIG. 94.
  • FIG. 92 is a view showing a state before a tooth forming step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the fifth embodiment, and is a cross-sectional plan view taken along line AA of FIG. 92.
  • FIG. 99B is an AA cross-sectional view of the tooth profile component shown in FIG. 99A. It is sectional drawing which shows the state before the drawing process in the manufacturing method of the tooth profile component which concerns on 6th Embodiment. It is sectional drawing which shows the state after the drawing process in the manufacturing method of the tooth profile component which concerns on 6th Embodiment.
  • FIG. 103 is a view showing a state before the first step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the sixth embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 103.
  • FIG. 102 is a Y-view plan view of FIG. 102 showing a state before the first step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the sixth embodiment. It is sectional drawing which shows the state after the 1st step of the diameter expansion process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 6th Embodiment. It is a top view of the 1st diameter expansion cylindrical container after the 1st step of a diameter expansion process. It is a perspective view of the 1st diameter expansion cylindrical container after the 1st step of a diameter expansion process.
  • FIG. 108 is a view showing a state before the second step of the diameter expanding step in the method for manufacturing a tooth profile component according to the sixth embodiment, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 107. It is a figure which shows the state before the 2nd step of the diameter expansion process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 6th Embodiment, and is Y top view of FIG. It is sectional drawing which shows the state after the 2nd step of the diameter expansion process in the manufacturing method of the tooth profile part which concerns on 6th Embodiment. It is sectional drawing which shows the state before the diameter reduction process in the manufacturing method of the tooth profile component which concerns on 6th Embodiment.
  • FIG. 2A is a plan view of the tooth profile component 21 manufactured by the method for manufacturing the tooth profile component according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of the tooth profile component 21 shown in FIG. 2A.
  • the tooth profile component 21 has a bottomed cylindrical shape in which one end is opened and the other end is closed in the direction of the material axis (the chain line shown in FIG. 2B). It is a part having.
  • the tooth profile component 21 includes a bottom surface portion 21c and a side surface portion 21d that rises from an outer edge portion of the bottom surface portion 21c.
  • the angle outside the corner formed by the bottom surface portion 21c and the side surface portion 21d is substantially a right angle.
  • the side surface portion 21d includes a tooth tip portion 21a and a tooth bottom portion 21b provided so as to alternately appear along a circumferential direction centering on the material axis.
  • the number of each of the tooth tip portion 21a and the tooth bottom portion 21b is eight is exemplified, but the number of the tooth tip portion 21a and the tooth bottom portion 21b (that is, the number of teeth of the tooth profile part 21) is The number is not limited to eight and may be plural.
  • the tooth tip portion 21a is a portion that protrudes outward in the radial direction around the material axis rather than the tooth bottom portion 21b. More specifically, as shown in FIG. 2A, the outer peripheral surface of the tooth tip portion 21a is located on the circumference of the radius Ra centered on the material axis, and on the circumference of the radius Rc centered on the material axis. The inner peripheral surface of the tooth tip portion 21a and the outer peripheral surface of the tooth bottom portion 21b are located, and the inner peripheral surface of the tooth bottom portion 21b is located on the circumference of the radius Rb centered on the material axis.
  • the radius Ra is referred to as an outer radius of the tooth tip portion 21a
  • the radius Rc is referred to as an inner radius of the tooth tip portion 21a
  • the radius Rb is referred to as an inner radius of the tooth bottom portion 21b.
  • ⁇ g represents an angle between the tooth tip portions 21a adjacent to each other in the circumferential direction around the material axis.
  • the tooth profile component 21 manufactured by the manufacturing method of the tooth profile component according to the present embodiment has no draft and no draft, and has a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm. It has the characteristic of being. Although details will be described later, in the present embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that there is no draft and thickness dimensional accuracy compared to a tooth profile component manufactured by hot forging. A tooth shape component 21 that is an order of magnitude smaller can be obtained without a cutting step.
  • a high-quality tooth profile component 21 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • the method for manufacturing a tooth profile component according to the first embodiment includes a drawing process, a diameter reducing process, and a tooth forming process. Details of each step will be described below. Note that, as described above, in this embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that each step is performed at room temperature.
  • FIG. 3 shows a state before the forming of the drawing step
  • FIGS. 4 and 5 show a state after the forming of the drawing step.
  • the press machine includes a punch 32, a knockout 33, and a die 34, each center axis C being arranged on the same axis.
  • the knockout 33 and the die 34 are disposed to face the punch 32.
  • the workpiece 31 includes trough portions 31 a and peak portions 31 b provided so as to appear alternately along the circumferential direction around the material axis (the central axis of the workpiece 31). It is a metal flat plate (for example, steel plate), and the peak portion 31b is a portion that protrudes outward from the valley portion 31a in the radial direction around the material axis.
  • the workpiece 31 also has an inclined portion 31c that connects the peak portion 31b and the valley portion 31a.
  • the trough part 31a becomes a part corresponding to the tooth bottom part 21b.
  • the number of crests 31b and troughs 31a matches the number of teeth of the tooth profile component 21, and the crests 31b, the inclined portions 31c, and the troughs 31a are formed at predetermined intervals along the circumferential direction around the material axis.
  • the material of the work material is excessive at the tooth bottom of the tooth profile, and in the space formed by the mold at an early stage Since it fills up, the molding load becomes excessive.
  • a portion corresponding to the tooth bottom portion 21b is defined as a trough portion 31a.
  • the depth d of the valley 31a with respect to the peak 31b is the tooth profile shown in FIG. 2A.
  • the region angle ⁇ 1 of the valley portion 31a may be about 1 / of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 2A).
  • the region angle ⁇ 2 of the inclined portion 31c may be about 1/6 of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 2A).
  • the punch 32 has a central axis C continuously connected to the flat surface portion 32a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved surface portion 32b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 32a, and the flat surface portion 32a and the curved surface portion 32b. And a side surface portion 32c extending in the upward direction (first direction) in FIG. On the side surface portion 32c, mountain streaks 32d and valley streaks 32e extending in the first direction are formed alternately at a predetermined interval in the circumferential direction, and the number of mountain streaks 32d and valley streaks 32e is the number of teeth of the tooth profile component 21. Matches.
  • the radius Rd of the ridge 32d (the length between the outer peripheral surface of the ridge 32d and the central axis C in the radial direction centered on the central axis C) is 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 21a.
  • the ratio is preferably 1.17 times or less. The reason will be described in the diameter reduction process.
  • the punch 32 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 33 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 33 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the die 34 is continuous with the first side surface portion 34a extending in the first direction, the first side surface portion 34a, the flat surface portion 34b parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and the first continuous surface with the flat surface portion 34b.
  • a second side surface portion 34c extending in the direction, and a flat surface portion 34e that is continuous through the second side surface portion 34c and the curved surface portion 34d and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C.
  • mountain streaks 34f and valley streaks 34g extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of mountain streaks 34f and valley streaks 34g is the number of teeth of the tooth profile. Matches.
  • the second side surface portion 34 c is arranged in a form offset from the side surface portion 32 c of the punch 32 in the radial direction by the approximate plate thickness of the workpiece 31. The die 34 is fixed.
  • the punch 32 and the die 34 are arranged so that the crest 32 d of the punch 32 faces the valley 34 g of the die 34, in other words, the valley 32 e of the punch 32 is crest 34 f of the die 34. It arrange
  • the workpiece 31 is placed on the flat portion 34 e of the die 34 so that the axis of the workpiece 31 coincides with the center axis C of the press.
  • the peak portion 31 b of the workpiece 31 is positioned at the valley line 34 g of the die 34.
  • the punch 32 is moved downward until the end portion 31d of the workpiece 31 passes through the curved surface portion 34d of the die 34 to perform drawing, and the flat portion 34b of the die 34 is the bottom surface of the workpiece 31.
  • the corrugated cylindrical container 35 is formed by moving the punch 32 downward until it comes into contact with the portion.
  • the side surface portion 35b of the corrugated cylindrical container 35 has a shape standing upright with respect to the bottom surface portion 35a. After molding, the knockout 33 is raised and the corrugated cylindrical container 35 is removed from the die 34. 6A and 6B are external views of the corrugated cylindrical container 35. FIG.
  • FIG. 8 shows a state before the start of the diameter reduction process.
  • the press machine includes a punch 62, a counter punch 63, and a die 64 disposed on the outer periphery of counter punch 63, each center axis C being disposed coaxially.
  • the counter punch 63 and the die 64 are disposed to face the punch 62.
  • the punch 62 has a central axis C continuously connected to the flat surface portion 62a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved surface portion 62b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 62a, and the flat surface portion 62a and the curved surface portion 62b. And a side surface portion 62c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the radius Re of the side surface portion 62c is substantially equal to the inner radius Rc of the tooth tip portion 21a.
  • the punch 62 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 63 has a flat surface portion 63a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a side surface portion 63b extending in the downward direction in FIG.
  • the radius Rf of the side surface portion 63b is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 21a.
  • the counter punch 63 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 64 is continuous through the side surface portion 64a extending in the first direction, the curved surface portion 64b provided at the upper end portion of the side surface portion 64a, the side surface portion 64a and the curved surface portion 64b, and the central axis C as it proceeds in the first direction. And an inclined portion 64c that expands in a radial direction perpendicular to the horizontal axis.
  • the radius Rg of the side surface portion 64a is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 21a.
  • the die 64 is a fixed type.
  • the corrugated cylindrical container 35 is counter-punched so that the corrugated cylindrical container 35 formed in the diameter reduction process is a workpiece, and the material axis of the corrugated cylindrical container 35 coincides with the center axis C of the press.
  • the flat surface portion 63 a of the punch 62 and the flat surface portion 63 a of the counter punch 63 sandwich the bottom surface portion 35 a of the corrugated cylindrical container 35.
  • the punch 62 and the counter punch 63 are moved downward to form the reduced diameter cylindrical container 65 as shown in FIG. 9A. That is, as shown in FIG.
  • the mountain side surface portion 35c corresponding to the mountain portion 31b (specific portion where the tooth tip portion 21a is formed)
  • the diameter is reduced by the inclined portion 64c of the die 64 (hereinafter, this portion is referred to as a reduced diameter side surface portion 65b).
  • angular part 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 is thickened so that the outer shape of the corner
  • Conditional expression (1) is expressed as follows using the plate thickness t of the reduced diameter cylindrical container 65 and the above lengths ⁇ R and ⁇ H. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 2t (1) That is, when the corner 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 is thickened so that the outer shape of the corner 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 satisfies the conditional expression (1), the outer angle of the corner 65a is a right angle. A value close to.
  • the outer shape of the corner portion 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 satisfies the following conditional expression (2). It is preferable to increase the thickness of the corner 65a of the reduced diameter cylindrical container 65. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 1.5t (2)
  • the desirable value of the radius Rd of the mountain streak 32d of the side surface portion 32c of the punch 32 in the drawing process is 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 21a will be described below. If the radius Rd of the crest 32d is less than 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 21a, the amount of diameter reduction in the diameter reduction process is small, and the thickness increase of the corner portion 65a is insufficient, and the next tooth forming shape This is because overlapping wrinkles occur in the process.
  • the press machine has an inner punch 72, a central punch C, a peripheral punch 73, a counter punch 74, a counter punch, and an outer punch 73 disposed on the outer periphery of the inner punch 72.
  • 74 and a die 75 disposed on the outer periphery of 74.
  • the counter punch 74 and the die 75 are disposed to face the inner punch 72 and the outer punch 73.
  • the inner punch 72 includes a flat portion 72a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved portion 72b provided on the outer peripheral edge of the flat portion 72a, and a central axis continuously through the flat portion 72a and the curved portion 72b. And a side surface portion 72c extending in the upward direction (first direction) in FIG. In the side surface portion 72c, in order to form the tooth tip portion 21a and the tooth bottom portion 21b, a mountain streak 72d and a valley streak 72e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the inner punch 72 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 75 is continuous through the side surface portion 75a extending in the first direction, the curved surface portion 75b provided at the upper end portion of the side surface portion 75a, the side surface portion 75a and the curved surface portion 75b, and the central axis as it advances in the first direction. And an inclined portion 75c that expands in the orthogonal radial direction.
  • a mountain streak 75d and a valley streak 75e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the die 75 is a fixed type.
  • the inner punch 72 and the die 75 are arranged so that the mountain streak 72 d of the inner punch 72 faces the valley streak 75 e of the die 75. It arrange
  • the outer punch 73 includes a flat surface portion 73a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a first side surface portion 73b extending in the first direction continuously to an inner edge portion of the flat surface portion 73a, and an outer side of the flat surface portion 73a. And a second side surface portion 73c extending in the first direction.
  • mountain streaks 73d and valley streaks 73e extending in the first direction are formed alternately at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the outer punch 73 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 74 has a side surface portion 74a extending in the first direction and a flat surface portion 74b that is continuous with the side surface portion 74a and parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C. On the side surface portion 74a, mountain streaks 74d and valley streaks 74e extending in the first direction are formed along the side surface portion 75a of the die 75 alternately at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the counter punch 74 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the diameter-reduced cylindrical container 65 formed in the diameter-reducing step is used as a workpiece, and the diameter of the diameter-reduced cylindrical container 65 is reduced so that the material axis of the diameter-reduced cylindrical container 65 coincides with the center axis C of the press
  • the cylindrical container 65 is placed on the flat surface portion 74b of the counter punch 74, and the flat surface portion 72a of the inner punch 72 and the flat surface portion 74b of the counter punch 74 sandwich the bottom surface portion 65c of the reduced diameter cylindrical container 65.
  • the reduced diameter side surface portion 65 b is positioned at the valley line 75 e of the die 75.
  • the flat portion 73 a of the outer punch 73 is brought into contact with the opening end 65 d of the reduced diameter cylindrical container 65.
  • the inner punch 72, the outer punch 73, and the counter punch 74 are moved downward until the flat surface portion 73a of the outer punch 73 passes through the curved surface portion 75b of the die 75.
  • the outer punch 73 is moved downward to compress the side surface portion of the reduced diameter cylindrical container 65, as shown in FIG. The material is filled in the space surrounded by the punch 72, the outer punch 73, the counter punch 74, and the die 75.
  • the tooth tip portion 21a is formed on the reduced diameter side surface portion 65b (the portion corresponding to the peak portion 31b) of the reduced diameter cylindrical container 65, and the other portion (corresponding to the valley portion 31a) of the side surface portion of the reduced diameter cylindrical container 65.
  • the tooth bottom part 21b is formed in the part to be performed.
  • FIG. 15 shows an external view of the tooth profile component 21 after the tooth formation. Overlapping wrinkles are not generated on the inner surface 21e of the corner of the tooth profile component 21.
  • the curved surface portion 72b of the inner punch 72 and the corner portion 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 are formed in contact with each other, and the outer angle of the corner portion 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 is a value close to a right angle. Since the adjustment is made, in the tooth formation step, the gap between the corner portion where the flat portion 74b of the counter punch 74 and the side surface portion 75a of the die 75 are in contact with the corner portion 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 can be reduced. .
  • the corner portion 65a of the reduced diameter cylindrical container 65 is not separated from the curved surface portion 72b of the inner punch 72 in the middle of the tooth forming step, so that the upper surface of the bottom surface portion 21c and the side wall portion 21d It is possible to obtain the tooth profile part 21 which does not overlap and overlap at the boundary with the inner peripheral surface.
  • the tooth profile part 21 since cold forging is adopted as a manufacturing method of the tooth profile part, there is no draft and the tooth profile whose thickness dimensional accuracy is an order of magnitude smaller than that of the tooth profile part manufactured by hot forging.
  • the part 21 can be obtained without a cutting process. That is, according to the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, a high-quality tooth profile component 21 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • FIG. 16A is a plan view of a tooth profile component 121 manufactured by the method for manufacturing a tooth profile component according to the second embodiment.
  • FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line AA of the tooth profile part 121 shown in FIG. 16A.
  • the tooth profile 121 has a bottomed cylindrical shape in which one end is opened and the other end is closed in the direction of the material axis (the chain line shown in FIG. 16B). It is a part having.
  • the tooth profile component 121 includes a bottom surface portion 121c and a side surface portion 121d that rises from an outer edge portion of the bottom surface portion 121c.
  • the angle outside the corner formed by the bottom surface portion 121c and the side surface portion 121d is substantially a right angle.
  • the side surface portion 121d has a tooth tip portion 121a and a tooth bottom portion 121b provided so as to alternately appear along a circumferential direction centering on the material axis.
  • the tooth tip portion 121a is a portion that protrudes outward in the radial direction centering on the material axis rather than the tooth bottom portion 121b. More specifically, as shown in FIG. 16A, the outer peripheral surface of the tooth tip 121a is located on the circumference of the radius Ra centered on the material axis, and on the circumference of the radius Rc centered on the material axis.
  • the inner peripheral surface of the tooth tip portion 121a and the outer peripheral surface of the tooth bottom portion 121b are located, and the inner peripheral surface of the tooth bottom portion 121b is located on the circumference of the radius Rb centering on the material axis.
  • the radius Ra is referred to as an outer radius of the tooth tip portion 121a
  • the radius Rc is referred to as an inner radius of the tooth tip portion 121a
  • the radius Rb is referred to as an inner radius of the tooth bottom portion 121b.
  • ⁇ g represents an angle between the tooth tip portions 121a adjacent to each other in the circumferential direction around the material axis.
  • the tooth profile part 121 manufactured by the method for manufacturing a tooth profile part according to the present embodiment has no draft and no draft, and has a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm. It has the characteristic of being. Although details will be described later, in this embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile, so that there is no draft and thickness dimensional accuracy compared to a tooth profile manufactured by hot forging.
  • the tooth profile 121 that is an order of magnitude smaller can be obtained without a cutting process.
  • a high-quality tooth profile component 121 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • the method for manufacturing a tooth profile component according to the second embodiment includes a drawing process, a diameter reducing process, and a tooth forming process (coarse tooth forming process and completed tooth forming process). . Details of each step will be described below. Note that, as described above, in this embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that each step is performed at room temperature.
  • FIG. 17 shows a state before starting the forming of the drawing step
  • FIGS. 18 and 19 show a state after forming of the drawing step.
  • the press machine includes a punch 132, a knockout 133, and a die 134 in which the respective central axes C are arranged coaxially.
  • the knockout 133 and the die 134 are disposed to face the punch 132.
  • the workpiece 131 includes trough portions 131 a and peak portions 131 b provided so as to alternately appear along the circumferential direction around the material axis (the central axis of the workpiece 131). It is a metal flat plate (for example, a steel plate), and the peak 131b is a part protruding from the valley 131a toward the outside in the radial direction centering on the material axis.
  • the workpiece 131 also has an inclined portion 131c that connects the peak 131b and the valley 131a.
  • the trough part 131a becomes a part corresponding to the tooth bottom part 121b.
  • the number of peaks 131b and valleys 131a matches the number of teeth of the tooth profile 121, and the peaks 131b, slopes 131c, and valleys 131a are formed at predetermined intervals along the circumferential direction around the material axis.
  • the material of the work material is excessive at the tooth bottom of the tooth profile, and in the space formed by the mold at an early stage Since it fills up, the molding load becomes excessive.
  • a portion corresponding to the tooth bottom 121b is defined as a trough 131a.
  • the depth d of the valley 131a with respect to the peak 131b is the tooth profile shown in FIG. 16A.
  • the region angle ⁇ 1 of the valley portion 131a may be about 1/3 of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 16A).
  • the region angle ⁇ 2 of the inclined portion 131c may be about 1 / of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 16A).
  • the punch 132 has a central portion C continuously connected to the flat portion 132a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved portion 132b provided on the outer periphery of the flat portion 132a, and the flat portion 132a and the curved portion 132b. And a side surface portion 132c extending in the upward direction (first direction) in FIG. On the side surface portion 132c, mountain streaks 132d and valley streaks 132e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of mountain streaks 132d and valley streaks 132e is the number of teeth of the tooth profile part 121. Matches.
  • the radius Rd of the mountain reinforcement 132d (the length between the outer peripheral surface of the mountain reinforcement 132d and the central axis C in the radial direction centered on the central axis C) is 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 121a.
  • the ratio is preferably 1.17 times or less. The reason will be described in the diameter reduction process.
  • the punch 132 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 133 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 133 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the die 134 is continuous with the first side surface portion 134a extending in the first direction, the first side surface portion 134a, the flat surface portion 134b parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and the first continuous surface with the flat surface portion 134b.
  • a second side surface portion 134c extending in the direction, and a flat surface portion 134e that is continuous through the second side surface portion 134c and the curved surface portion 134d and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C.
  • the second side surface 134c is formed with mountain streaks 134f and valley streaks 134g extending in the first direction alternately at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of mountain streaks 134f and valley streaks 134g is the number of teeth of the tooth profile. Matches.
  • the second side surface portion 134 c is arranged in a form offset from the side surface portion 132 c of the punch 132 in the radial direction by the approximate plate thickness of the workpiece 131.
  • the die 134 is fixed.
  • the punch 132 and the die 134 are arranged so that the mountain streaks 132d of the punch 132 face the valley streaks 134g of the die 134.
  • the valley streaks 132e of the punch 132 are It arrange
  • the workpiece 131 is placed on the flat portion 134 e of the die 134 so that the axis of the workpiece 131 coincides with the center axis C of the press.
  • the peak 131 b of the workpiece 131 is positioned at the valley line 134 g of the die 134.
  • the punch 132 is moved downward until the end portion 131 d of the workpiece 131 passes through the curved surface portion 134 d of the die 134 to perform drawing, and the flat portion 134 b of the die 134 is the bottom surface of the workpiece 131.
  • the corrugated cylindrical container 135 is formed by moving the punch 132 downward until it comes into contact with the portion.
  • the side surface portion 135b of the corrugated cylindrical container 135 has a shape that stands upright with respect to the bottom surface portion 135a. After molding, knockout 133 is raised to remove corrugated cylindrical container 135 from die 134.
  • 20A and 20B are external views of the corrugated cylindrical container 135. FIG.
  • FIG. 22 shows a state before the start of the diameter reduction process.
  • the press machine includes a punch 162, a counter punch 163, and a die 164 disposed on the outer periphery of counter punch 163, each center axis C being arranged coaxially.
  • the counter punch 163 and the die 164 are disposed to face the punch 162.
  • the punch 162 has a central axis C continuously through the plane part 162a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, the curved part 162b provided on the outer peripheral edge of the planar part 162a, and the planar part 162a and the curved part 162b. And a side surface portion 162c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the radius Re of the side surface portion 162c is substantially equal to the inner radius Rc of the tooth tip portion 121a.
  • the punch 162 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 163 has a flat surface portion 163a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a side surface portion 163b extending in the downward direction in FIG.
  • the radius Rf of the side surface portion 163b is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 121a.
  • the counter punch 163 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 164 is continuous through the side surface portion 164a extending in the first direction, the curved surface portion 164b provided at the upper end portion of the side surface portion 164a, the side surface portion 164a and the curved surface portion 164b, and with the central axis as it proceeds in the first direction. And an inclined portion 164c that expands in the orthogonal radial direction.
  • the radius Rg of the side surface portion 164a is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 121a.
  • the die 164 is a fixed type.
  • the corrugated cylindrical container 135 is counter-punched so that the corrugated cylindrical container 135 formed in the diameter reduction process is a workpiece, and the material axis of the corrugated cylindrical container 135 coincides with the center axis C of the press.
  • the flat surface portion 163a of the 163 is sandwiched, and the flat surface portion 162a of the punch 162 and the flat surface portion 163a of the counter punch 163 sandwich the bottom surface portion 135a of the corrugated cylindrical container 135.
  • the punch 162 and the counter punch 163 are moved downward to form a reduced diameter cylindrical container 165 as shown in FIG. 23A. That is, as shown in FIG.
  • the mountain side surface portion 135c corresponding to the mountain portion 31b (specific portion where the tooth tip portion 21a is formed)
  • the diameter is reduced by the inclined portion 164c of the die 164 (hereinafter, this portion is referred to as a reduced diameter side surface portion 165b).
  • the corner portion 165a of the reduced diameter cylindrical container 165 is thickened so that the outer shape of the corner portion 165a of the reduced diameter cylindrical container 165 satisfies the following conditional expression (1).
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • Conditional expression (1) is expressed as follows using the plate thickness t of the reduced diameter cylindrical container 165 and the above lengths ⁇ R and ⁇ H. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 2t (1) That is, when the corner 165a of the reduced diameter cylindrical container 165 is thickened so that the outer shape of the corner 165a of the reduced diameter cylindrical container 165 satisfies the conditional expression (1), the outer angle of the corner 165a is a right angle. A value close to.
  • the outer shape of the corner portion 165a of the reduced diameter cylindrical container 165 satisfies the following conditional expression (2). It is preferable to increase the thickness of the corner portion 165a of the reduced diameter cylindrical container 165. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 1.5t (2)
  • the reason why the desirable value of the radius Rd of the mountain streak 132d of the side surface portion 132c of the punch 132 in the drawing process is set to 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 121a will be described below.
  • the radius Rd of the mountain streak 132d is less than 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 121a, the amount of diameter reduction in the diameter reduction process is small, and the thickness increase of the corner portion 165a is insufficient, and the next tooth forming shape is formed. This is because overlapping wrinkles occur in the process.
  • the press machine includes an inner punch 172 for a coarse tooth forming shape in which each central axis C is coaxially arranged, and an outer punch for a coarse tooth forming shape arranged on the outer periphery of the inner punch 172. 173, a counter punch 174 for forming a coarse tooth, and a die 175 for forming a coarse tooth disposed on the outer periphery of the counter punch 174.
  • the counter punch 174 and the die 175 are disposed to face the inner punch 172 and the outer punch 173.
  • the inner punch 172 has a central axis continuously extending through a flat surface portion 172a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved surface portion 172b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 172a, and the flat surface portion 172a and the curved surface portion 172b. 24 and a side surface portion 172c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • a mountain streak 172d and a valley streak 172e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the inner punch 172 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 175 is continuous with the side surface portion 175a extending in the first direction, the curved surface portion 175b provided at the upper end portion of the side surface portion 175a, the side surface portion 175a and the curved surface portion 175b, and the central axis as it advances in the first direction. And an inclined portion 175c that expands in the orthogonal radial direction.
  • a mountain streak 175d and a valley streak 175e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the die 175 is fixed.
  • the inner punch 172 and the die 175 are formed so that the mountain streak 172d of the inner punch 172 faces the valley streak 175e of the die 175, in other words, the valley streak 172e of the inner punch 172 It arrange
  • the outer punch 173 includes a planar portion 173a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a first side surface portion 173b extending in the first direction continuously to an inner edge of the planar portion 173a, and an outer side of the planar portion 173a. And a second side surface portion 173c extending in the first direction continuously to the edge portion.
  • a mountain streak 173d and a valley streak 173e extending in the first direction are formed alternately at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the outer punch 173 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 174 has a side surface portion 174a extending in the first direction and a flat surface portion 174b that is continuous with the side surface portion 174a and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C. On the side surface portion 174a, along the side surface portion 175a of the die 175, mountain streaks 174d and valley streaks 174e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the counter punch 174 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the diameter-reduced cylindrical container 165 formed in the diameter-reducing step is used as a workpiece, and the diameter of the diameter-reduced cylindrical container 165 is reduced so that the material axis coincides with the center axis C of the press machine.
  • the cylindrical container 165 is placed on the flat surface portion 174b of the counter punch 174, and the flat surface portion 172a of the inner punch 172 and the flat surface portion 174b of the counter punch 174 sandwich the bottom surface portion 165c of the reduced diameter cylindrical container 165.
  • the reduced-diameter side surface portion 165b is positioned at the valley line 175e of the die 175.
  • FIG. 29 is an external view of the coarse tooth forming product 176.
  • the press machine has an inner punch 182 for a complete tooth forming shape, each center axis C being arranged coaxially, and an outer punch for a complete tooth forming shape disposed on the outer periphery of inner punch 182.
  • 183 a knockout 184 for a complete tooth forming shape, and a die 185 for a complete tooth forming shape disposed on the outer periphery of the knockout 184.
  • the knockout 184 and the die 185 are disposed to face the inner punch 182 and the outer punch 183.
  • the inner punch 182 has a flat central portion 182a that is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 182b that is provided on the outer periphery of the flat surface portion 182a, and a central shaft that is continuously connected to the central punch shaft 182a and the curved surface portion 182b. And a side surface portion 182c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the side surface portion 182c has the same cross-sectional shape and dimensions as the side axis 172c of the inner punch 172 in the coarse tooth forming process, and the mountain line 182d and the valley line 182e extending in the first direction surround the side surface 182c. It is formed at predetermined intervals alternately in the direction.
  • the inner punch 182 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 185 is continuous with the first side surface portion 185a extending in the first direction, the first side surface portion 185a, the flat surface portion 185b parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, and the first continuous surface with the flat surface portion 185b. And a second side surface portion 185c extending in the direction.
  • the second side surface portion 185c has the same cross-sectional shape and dimensions as the side surface portion 175a of the die 175 in the coarse tooth forming step, and has a mountain line 185d and a valley line 185e extending in the first direction. They are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the die 185 is a fixed type.
  • the inner punch 182 and the die 185 are arranged so that the mountain line 182 d of the inner punch 182 faces the valley line 185 e of the die 185, in other words, the valley line 182 e of the inner punch 182 It arrange
  • the outer punch 183 includes a planar portion 183a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a first side surface portion 183b extending in the first direction continuously to an inner edge of the planar portion 183a, and an outer side of the planar portion 183a. And a second side surface portion 183c extending in the first direction.
  • the first side surface portion 183b has the same cross-sectional shape and size as the side surface portion 173b of the outer punch 173 in the coarse tooth forming process, and has a mountain line 183d and a valley line 183e extending in the first direction. Are formed at predetermined intervals alternately in the circumferential direction.
  • the second side surface portion 183c has the same cross-sectional shape and dimension as the side surface 173c of the outer punch 173 in the coarse tooth forming step, and the mountain streak 183f and the valley extending in the first direction.
  • the lines 183g are alternately formed at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the outer punch 183 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 184 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 184 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the rough tooth forming product 176 formed in the coarse tooth forming process is used as a work material, and the material axis of the coarse tooth forming product 176 is aligned with the central axis C of the press.
  • the flat surface portion 182a of the punch 182 and the flat surface portion 185b of the die 185 sandwich the bottom surface portion 176b of the coarse tooth forming product 176.
  • the coarse tooth tip 176 a of the coarse tooth forming product 176 is positioned at the valley line 185 e of the die 185.
  • the open end 176c of the coarse tooth forming product 176 is pushed downward by the flat surface portion 183a of the outer punch 183, and the side surface portion 176d of the coarse tooth forming product 176 is compressed, thereby, as shown in FIG.
  • the material is filled in the space surrounded by the 182, the outer punch 183, the knockout 184 and the die 185.
  • a completed tooth shape is formed as a tooth tip portion 121a in a portion corresponding to the peak portion 131b in the side surface portion 176d of the coarse tooth forming product 176, and another portion (valley portion 131a) of the side surface portion 176d of the rough tooth forming product 176.
  • the tooth bottom portion 121b is formed at a portion corresponding to the above. Through the above steps, the tooth profile part 121 having the bottom surface portion 121c, the side surface portion 121d, the tooth tip portion 121a, and the tooth bottom portion 121b is completed.
  • FIG. 34 shows an external view of the tooth profile part 121 after the tooth formation. Overlap wrinkles are not generated on the inner surface 121e of the corner of the tooth profile 121.
  • the curved surface portion 182b of the inner punch 182 for the complete tooth forming shape and the corner portion 176e of the coarse tooth forming product 176 are formed in contact with each other, and the angle outside the corner portion 165a of the reduced diameter cylindrical container 165 is set. Since it is adjusted to a value close to a right angle, in the completed tooth forming process, the vicinity of the corner formed by the boundary between the flat surface 185b and the side surface 185c of the completed tooth forming die 185 and the corner 176e of the coarse tooth forming product 176 are formed.
  • the corner portion 176e of the coarse tooth forming product 176 does not move away from the curved surface portion 182b of the inner punch 182 during the completed tooth forming step, so that the upper surface and the side wall portion of the bottom surface portion 121c are completed after the completed tooth forming step. It is possible to obtain a tooth-shaped part 121 having no overlapping wrinkles at the boundary with the inner peripheral surface of 121d.
  • the tooth profile part since cold forging is adopted as a manufacturing method of the tooth profile part, there is no draft and the tooth profile whose thickness dimensional accuracy is an order of magnitude smaller than that of the tooth profile part manufactured by hot forging.
  • the part 121 can be obtained without a cutting process. That is, according to the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, a high-quality tooth profile component 121 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • FIG. 35A is a plan view of a tooth profile component 221 manufactured by the method for manufacturing a tooth profile component according to the third embodiment.
  • FIG. 35B is a cross-sectional view taken along line AA of the tooth profile component 221 shown in FIG. 35A.
  • the tooth profile component 221 has a bottomed cylindrical shape in which one end is open and the other end is closed in the direction of the material axis (the chain line shown in FIG. 35B). It is a part having.
  • the tooth profile component 221 includes a bottom surface portion 221c and a side surface portion 221d that rises from an outer edge portion of the bottom surface portion 221c.
  • the angle outside the corner formed by the bottom surface portion 221c and the side surface portion 221d is substantially a right angle.
  • the side surface part 221d has a tooth top part 221a and a tooth bottom part 221b provided so as to alternately appear along a circumferential direction centering on the material axis.
  • the tooth tip portion 221a is a portion that protrudes outward in the radial direction with the material axis as the center from the tooth bottom portion 221b. More specifically, as shown in FIG. 35A, the outer peripheral surface of the tooth tip portion 221a is located on the circumference of the radius Ra centered on the material axis, and on the circumference of the radius Rc centered on the material axis. The inner peripheral surface of the tooth tip portion 221a and the outer peripheral surface of the tooth bottom portion 221b are located, and the inner peripheral surface of the tooth bottom portion 221b is located on the circumference of the radius Rb around the material axis.
  • the radius Ra is referred to as an outer radius of the tooth tip portion 221a
  • the radius Rc is referred to as an inner radius of the tooth tip portion 221a
  • the radius Rb is referred to as an inner radius of the tooth bottom portion 221b.
  • ⁇ g represents an angle between the tooth tip portions 221a adjacent to each other along the circumferential direction around the material axis.
  • the tooth profile part 221 manufactured by the manufacturing method of the tooth profile part according to the present embodiment has no draft and has no draft, and has a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm. It has the characteristic of being. Although details will be described later, in the present embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that there is no draft and thickness dimensional accuracy compared to a tooth profile component manufactured by hot forging. Tooth profile parts 221 that are an order of magnitude smaller can be obtained without a cutting step.
  • a high-quality tooth profile component 221 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • the method for manufacturing a tooth profile component according to the third embodiment includes a drawing process, a diameter expanding process, a diameter reducing process, and a tooth forming process. Details of each step will be described below. Note that, as described above, in this embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that each step is performed at room temperature.
  • FIG. 36 shows a state before the start of molding in the drawing process.
  • the press machine includes a punch 232, a knockout 233, and a die 234 in which the respective central axes C are arranged coaxially. Knockout 233 and die 234 are disposed opposite punch 232.
  • the workpiece 231 includes trough portions 231a and peak portions 231b provided so as to alternately appear along the circumferential direction around the material axis (the central axis of the workpiece 231). It is a metal flat plate (for example, steel plate), and the peak part 231b is a part which protrudes toward the outer side of radial direction centering on a material axis from the trough part 231a.
  • the workpiece 231 also includes an inclined portion 231c that connects the peak portion 231b and the valley portion 231a.
  • the valley portion 231a is a portion corresponding to the tooth bottom portion 221b.
  • the number of peak portions 231b and valley portions 231a matches the number of teeth of the tooth profile part 221, and the peak portions 231b, the inclined portions 231c, and the valley portions 231a are formed at predetermined intervals along the circumferential direction around the material axis.
  • the material of the work material is excessive at the tooth bottom of the tooth profile, and in the space formed by the mold at an early stage Since it fills up, the molding load becomes excessive.
  • the part corresponding to the tooth bottom part 221b is defined as a valley part 231a.
  • the depth d of the valley part 231a with respect to the peak part 231b is the tooth profile component shown in FIG. 35A.
  • the region angle ⁇ 1 of the valley portion 231a may be about 1 / of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 35A).
  • the region angle ⁇ 2 of the inclined portion 231c may be about 1/6 of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 35A).
  • the punch 232 has a central axis C continuously through the plane portion 232a parallel to the radial direction orthogonal to the center axis C, a curved surface portion 232b provided on the outer peripheral edge of the plane portion 232a, and the plane portion 232a and the curved surface portion 232b. And a side surface portion 232c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the punch 232 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 233 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 233 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the die 234 is continuous through the side surface portion 234a extending in the first direction, the curved surface portion 234b provided at the upper end portion of the side surface portion 234a, the side surface portion 234a and the curved surface portion 234b, and in the radial direction perpendicular to the central axis C. And a parallel plane portion 234c.
  • the die 234 is fixed.
  • FIG. 36 shows an external view of the cylindrical container 235.
  • the cylindrical container 235 has a bottom surface portion 235b, a side surface portion 235d continuous through the bottom surface portion 235b and the curved surface portion 235c, and a protruding portion 235a deformed so that the peak portion 231b protrudes in the first direction is formed. .
  • knockout 233 is raised and cylindrical container 235 is removed from die 234.
  • the diameter expansion process has a first step and a second step. 40 and 41 show a state before the start of molding in the first step of the diameter expansion process.
  • the press machine includes a first punch 242, a first knockout 243, and a first die 244 disposed on the outer periphery of the first knockout 243, each center axis C being disposed coaxially. With. The first knockout 243 and the first die 244 are disposed to face the first punch 242.
  • the first punch 242 includes a flat surface portion 242a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a first curved surface portion 242b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 242a, and the flat surface portion 242a and the first curved surface portion 242b.
  • An inclined portion 242c that expands in a radial direction perpendicular to the central axis C as it goes in the upward direction (first direction) in FIG. 40 that is continuous and parallel to the central axis C, and a second curved surface provided at the upper end of the inclined portion 242c Part 242d, and side part 242e extending in the first direction continuously through inclined part 242c and second curved surface part 242d.
  • the side surface 242e is formed with mountain streaks 242f and valley streaks 242g extending in the first direction alternately at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the number of the mountain streaks 242f and the valley streaks 242g is the number of teeth of the tooth profile component 221. Matches.
  • the radius Rd of the mountain reinforcement 242f (the length between the outer peripheral surface of the mountain reinforcement 242f and the central axis C in the radial direction centered on the central axis C) is 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 221a.
  • the ratio is preferably 1.17 times or less. The reason will be described in the diameter reduction process.
  • the first punch 242 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the first knockout 243 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the first knockout 243 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the first die 244 is continuous with the first side surface portion 244a extending in the first direction, the first side surface portion 244a, the flat surface portion 244b parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and the flat surface portion 244b.
  • a second side surface portion 244c extending in the first direction.
  • mountain streaks 244d and valley streaks 244e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of the mountain streaks 244d and the valley streaks 244e is the number of the tooth profile component 221. It matches the number of teeth.
  • the second side surface portion 244c is arranged in a form offset from the side surface portion 242e of the first punch 242 in the radial direction by the approximate plate thickness of the workpiece 235.
  • the first die 244 is fixed.
  • the first punch 242 and the first die 244 are arranged so that the mountain streak 242f of the first punch 242 faces the valley streak 244e of the first die 244, in other words, the first punch 242
  • the valley line 242g is arranged to face the mountain line 244d of the first die 244.
  • the cylindrical container 235 is first knocked out so that the cylindrical container 235 formed in the drawing process is a work material and the material axis of the cylindrical container 235 coincides with the central axis C of the press machine. 243 and the first die 244.
  • the protrusion 235a obtained by deforming the peak portion 231b is positioned at the valley line 244e of the first die 244.
  • the first punch 242 is moved downward until the flat surface portion 242a of the first punch 242 contacts the bottom surface portion 235b of the cylindrical container 235, and the first expanded cylindrical container 245 is moved as shown in FIG. Mold.
  • 43A and 43B are external views of the first expanded cylindrical container 245.
  • the protrusion 235a (specific part) in which the peak part 231b is deformed is expanded in the side surface part 235d of the cylindrical container 235 (hereinafter, this part is referred to as an enlarged diameter side part 245a).
  • the first knockout 243 is raised to remove the first enlarged cylindrical container 245 from the first die 244.
  • the press machine has a second punch 252, a second knockout 253, and a second die 254 disposed on the outer periphery of the second knockout 253, each center axis C being disposed coaxially.
  • the second knockout 253 and the second die 254 are disposed to face the second punch 252.
  • the second punch 252 is centered continuously via a flat surface portion 252a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 252b provided on the outer periphery of the flat surface portion 252a, and the flat surface portion 252a and the curved surface portion 252b. 44 and a side surface portion 252c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the shape and dimensions of the cross section perpendicular to the central axis C of the side surface portion 252c are the same as those of the side surface portion 242e of the first punch 242.
  • mountain streaks 252d and valley streaks 252e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of mountain streaks 252d and valley streaks 252e is the number of teeth of the tooth profile component 221. Matches.
  • the second punch 252 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the second knockout 253 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the second knockout 253 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the second die 254 has the same shape and dimensions as the first die 244, is continuous with the first side surface portion 254a extending in the first direction, the first side surface portion 254a, and parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C.
  • a flat surface portion 254b and a second side surface portion 254c extending in the first direction continuously to the flat surface portion 254b.
  • mountain streaks 254d and valley streaks 254e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of mountain streaks 254d and valley streaks 254e is the number of teeth of the tooth profile. Matches.
  • the second die 254 is a fixed type.
  • the second punch 252 and the second die 254 are arranged such that the mountain streak 252d of the second punch 252 faces the valley streak 254e of the second die 254, in other words, the second punch 252
  • the valley lines 252e are arranged so as to face the mountain lines 254d of the second die 254.
  • the first expanded cylindrical container 245 formed in the first step is used as a workpiece, so that the material axis of the first expanded cylindrical container 245 coincides with the central axis C of the press machine.
  • the first enlarged cylindrical container 245 is placed on the second knockout 253 and the second die 254.
  • the enlarged diameter side surface portion 245a is positioned at the valley line 254e of the second die 254.
  • the second punch 252 is moved downward until the flat portion 252a of the second punch 252 contacts the bottom surface of the first diameter-enlarged cylindrical container 245, and as shown in FIG. A container 255 is formed.
  • the side surface portion 255b of the second diameter-expanded cylindrical container 255 has a shape that stands upright with respect to the bottom surface portion 255a. After molding, the second knockout 253 is raised to remove the second expanded cylindrical container 255 from the second die 254.
  • FIG. 47 shows a state before the start of the diameter reduction process.
  • the press includes a punch 262, a counter punch 263, and a die 264 disposed on the outer periphery of counter punch 263, each center axis C being arranged coaxially.
  • the counter punch 263 and the die 264 are disposed to face the punch 262.
  • the punch 262 has a central axis C continuously connected via a flat surface portion 262a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 262b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 262a, and the flat surface portion 262a and the curved surface portion 262b. And a side surface portion 262c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the radius Re of the side surface portion 262c is substantially equal to the inner radius Rc of the tooth tip portion 221a.
  • the punch 262 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 263 has a flat surface portion 263a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a side surface portion 263b extending in a downward direction in FIG. 47 continuous to the flat surface portion 263a and parallel to the central axis C.
  • the radius Rf of the side surface portion 263b is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 221a.
  • the counter punch 263 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 264 is continuous through the side surface portion 264a extending in the first direction, the curved surface portion 264b provided at the upper end of the side surface portion 264a, the side surface portion 264a and the curved surface portion 264b, and the central axis C as it proceeds in the first direction. And an inclined portion 264c that expands in a radial direction orthogonal to the horizontal axis.
  • the radius Rg of the side surface portion 264a is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 221a.
  • the die 264 is a fixed type.
  • the second enlarged cylindrical container 255 formed in the reduced diameter process is used as a workpiece, and the second expanded cylindrical container 255 has a material axis aligned with the central axis C of the press machine.
  • the second enlarged cylindrical container 255 is placed on the flat part 263a of the counter punch 263, and the flat part 262a of the punch 262 and the flat part 263a of the counter punch 263 sandwich the bottom face part 255a of the second enlarged cylindrical container 255.
  • the punch 262 and the counter punch 263 are moved downward to form a reduced diameter cylindrical container 265 as shown in FIG. 48A. That is, as shown in FIG.
  • the diameter-expanded side surface portion 245 a that has been expanded in the diameter expansion step is formed by the inclined portion 264 c of the die 264.
  • the diameter is reduced (hereinafter, this portion is referred to as a reduced diameter side portion 265b).
  • the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 is increased in thickness so that the outer shape of the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 satisfies the following conditional expression (1).
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • Conditional expression (1) is expressed as follows using the plate thickness t of the reduced diameter cylindrical container 265 and the above lengths ⁇ R and ⁇ H. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 2t (1) That is, when the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 is thickened so that the outer shape of the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 satisfies the conditional expression (1), the outer angle of the corner portion 265a is a right angle. A value close to.
  • the outer shape of the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 satisfies the following conditional expression (2). It is preferable to increase the thickness of the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 1.5t (2)
  • the reason why the desirable value of the radius Rd of the mountain streak 242f of the side surface portion 242e of the first punch 242 in the diameter expansion step is 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 221a is as follows. In the following. If the radius Rd of the mountain reinforcement 242f is less than 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 221a, the amount of reduction in the diameter reduction process is small, and the increase in the thickness of the corner portion 265a is insufficient, and the next tooth forming shape This is because overlapping wrinkles occur in the process.
  • the press machine has an inner punch 272 in which each central axis C is coaxially arranged, an outer punch 273 disposed on the outer periphery of inner punch 272, a counter punch 274, and a counter punch. And a die 275 disposed on the outer periphery of the 274.
  • the counter punch 274 and the die 275 are disposed to face the inner punch 272 and the outer punch 273.
  • the inner punch 272 has a central axis continuously connected to the flat portion 272a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved portion 272b provided on the outer peripheral edge of the flat portion 272a, and the flat portion 272a and the curved portion 272b. 49 that extends in the upward direction (first direction) in FIG.
  • mountain streaks 272d and valley streaks 272e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the inner punch 272 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 275 is continuous through the side surface portion 275a extending in the first direction, the curved surface portion 275b provided at the upper end portion of the side surface portion 275a, the side surface portion 275a and the curved surface portion 275b, and the central axis as it advances in the first direction. And an inclined portion 275c that expands in the orthogonal radial direction.
  • mountain streaks 275d and valley streaks 275e extending in the first direction are formed alternately at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the die 275 is a fixed type.
  • the inner punch 272 and the die 275 are formed so that the mountain streak 272d of the inner punch 272 faces the valley streak 275e of the die 275, in other words, the valley streak 272e of the inner punch 272 is It arrange
  • the outer punch 273 includes a flat surface portion 273a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a first side surface portion 273b extending in the first direction continuously to an inner edge of the flat surface portion 273a, and an outer side of the flat surface portion 273a. And a second side surface portion 273c extending in the first direction.
  • mountain streaks 273d and valley streaks 273e extending in the first direction are formed alternately at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the outer punch 273 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 274 has a side surface portion 274a extending in the first direction and a flat surface portion 274b that is continuous with the side surface portion 274a and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C. On the side surface portion 274a, along the side surface portion 275a of the die 275, mountain streaks 274d and valley streaks 274e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the counter punch 274 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the diameter-reduced cylindrical container 265 formed in the diameter-reducing step is used as a workpiece, and the diameter of the diameter-reduced cylindrical container 265 is reduced so that the material axis coincides with the center axis C of the press.
  • the cylindrical container 265 is placed on the flat surface part 274b of the counter punch 274, and the bottom surface part 265c of the reduced diameter cylindrical container 265 is held between the flat surface part 272a of the inner punch 272 and the flat surface part 274b of the counter punch 274.
  • the reduced diameter side surface portion 265b is positioned at the valley streak 275e of the die 275.
  • the flat portion 273a of the outer punch 273 is brought into contact with the open end 265d of the reduced diameter cylindrical container 265.
  • the inner punch 272, the outer punch 273, and the counter punch 274 are moved downward until the flat surface portion 273a of the outer punch 273 passes through the curved surface portion 275b of the die 275.
  • the outer punch 273 is moved downward to compress the side surface portion of the reduced diameter cylindrical container 265, as shown in FIG. The material is filled in the space surrounded by the punch 272, the outer punch 273, the counter punch 274, and the die 275.
  • the tooth tip portion 221a is formed on the reduced diameter side surface portion 265b of the reduced diameter cylindrical container 265 (the portion corresponding to the protruding portion where the peak portion 231b is deformed), and the other portion of the side surface portion of the reduced diameter cylindrical container 265 ( A tooth bottom portion 221b is formed at a portion corresponding to the valley portion 231a.
  • FIG. 54 shows an external view of the tooth profile component 221 after the tooth formation. Overlap wrinkles are not generated on the inner surface 221e of the corner of the tooth profile component 221.
  • the curved surface portion 272b of the inner punch 272 and the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 are formed in contact with each other, and the outer angle of the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 is set to a value close to a right angle. Since the adjustment is made, the gap between the vicinity of the corner where the flat surface portion 274b of the counter punch 274 and the side surface portion 275a of the die 275 are in contact with the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 can be reduced in the tooth forming step. .
  • the corner portion 265a of the reduced diameter cylindrical container 265 is not separated from the curved surface portion 272b of the inner punch 272 in the middle of the tooth forming step, so that after the tooth forming step, the upper surface of the bottom surface portion 221c and the side wall portion 221d It is possible to obtain a tooth profile component 221 that overlaps the boundary with the inner peripheral surface and has no wrinkles.
  • the tooth profile part since cold forging is adopted as a manufacturing method of the tooth profile part, there is no draft and the tooth profile whose thickness dimensional accuracy is an order of magnitude smaller than that of the tooth profile part manufactured by hot forging.
  • the part 221 can be obtained without a cutting process. That is, according to the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, a high-quality tooth profile component 221 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • FIG. 55A is a plan view of a tooth profile component 321 manufactured by the method for manufacturing a tooth profile component according to the fourth embodiment.
  • FIG. 55B is a cross-sectional view taken along line AA of the tooth profile component 321 shown in FIG. 55A.
  • the tooth profile part 321 has a bottomed cylindrical shape in which one end is opened and the other end is closed in the direction of the material axis (the chain line shown in FIG. 55B). It is a part having.
  • the tooth profile component 321 has a bottom surface portion 321c and a side surface portion 321d rising from the outer edge portion of the bottom surface portion 321c.
  • the angle outside the corner formed by the bottom surface portion 321c and the side surface portion 321d is substantially a right angle.
  • the side surface portion 321d has a tooth tip portion 321a and a tooth bottom portion 321b provided so as to alternately appear along a circumferential direction centering on the material axis.
  • the case where the number of each of the tooth tip portion 321a and the tooth bottom portion 321b is eight is exemplified, but the number of the tooth tip portion 321a and the tooth bottom portion 321b (that is, the number of teeth of the tooth profile part 321) is The number is not limited to eight and may be plural.
  • the tooth tip portion 321a is a portion that protrudes outward in the radial direction with the material axis as the center from the tooth bottom portion 321b. More specifically, as shown in FIG. 55A, the outer peripheral surface of the tooth tip portion 321a is located on the circumference of the radius Ra centered on the material axis, and on the circumference of the radius Rc centered on the material axis. The inner peripheral surface of the tooth tip portion 321a and the outer peripheral surface of the tooth bottom portion 321b are located, and the inner peripheral surface of the tooth bottom portion 321b is located on the circumference of the radius Rb centered on the material axis.
  • the radius Ra is referred to as an outer radius of the tooth tip portion 321a
  • the radius Rc is referred to as an inner radius of the tooth tip portion 321a
  • the radius Rb is referred to as an inner radius of the tooth bottom portion 321b.
  • ⁇ g indicates an angle between the tooth tip portions 321a adjacent to each other along the circumferential direction around the material axis.
  • the tooth profile part 321 manufactured by the manufacturing method of the tooth profile part according to the present embodiment has no draft, and has a draft accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm. It has the characteristic of being.
  • cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that there is no draft and thickness dimensional accuracy compared to a tooth profile component manufactured by hot forging.
  • a tooth profile part 321 that is an order of magnitude smaller can be obtained without a cutting step. That is, according to the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, a high-quality tooth profile component 321 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained.
  • the tooth profile component manufacturing method according to the fourth embodiment includes a drawing process, a diameter expansion process, a diameter reduction process, and a tooth formation process (coarse tooth formation process and completed tooth formation process). Process). Details of each step will be described below. Note that, as described above, in this embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that each step is performed at room temperature.
  • FIG. 56 shows a state before the start of molding in the drawing step.
  • the press machine includes a punch 332, a knockout 333, and a die 334, each center axis C being arranged on the same axis.
  • Knockout 333 and die 334 are disposed opposite to punch 332.
  • the workpiece 331 includes trough portions 331a and peak portions 331b provided so as to alternately appear along the circumferential direction around the material axis (the central axis of the workpiece 331).
  • the peak part 331b is a part which protrudes toward the outer side of radial direction centering on a material axis from the trough part 331a.
  • the workpiece 331 also includes an inclined portion 331c that connects the peak portion 331b and the valley portion 331a.
  • the valley portion 331a is a portion corresponding to the tooth bottom portion 321b.
  • the number of peak portions 331b and valley portions 331a matches the number of teeth of the tooth profile component 321.
  • the peak portions 331b, the inclined portions 331c, and the valley portions 331a are formed at predetermined intervals along the circumferential direction around the material axis.
  • the material of the work material is excessive at the tooth bottom of the tooth profile, and in the space formed by the mold at an early stage Since it fills up, the molding load becomes excessive.
  • the part corresponding to the tooth bottom part 321b is defined as a valley part 331a.
  • the depth d of the valley portion 331a with respect to the peak portion 331b is a tooth profile component shown in FIG. 55A.
  • the region angle ⁇ 1 of the valley portion 331a may be about 1 / of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 55A).
  • the region angle ⁇ 2 of the inclined portion 331c may be about 1/6 of the region angle of one tooth ( ⁇ g shown in FIG. 55A).
  • the punch 332 has a central axis C continuously connected via a flat surface portion 332a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 332b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 332a, and the flat surface portion 332a and the curved surface portion 332b. 56 and a side surface portion 332c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the punch 332 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 333 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 333 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the die 334 is continuous through the side surface portion 334a extending in the first direction, the curved surface portion 334b provided at the upper end portion of the side surface portion 334a, the side surface portion 334a and the curved surface portion 334b, and in the radial direction perpendicular to the central axis C. And a parallel plane portion 334c.
  • the die 334 is fixed.
  • the workpiece 331 is placed on the flat portion 334c of the die 334 so that the axis of the workpiece 331 coincides with the center axis C of the press. Then, the cylindrical container 335 is formed as shown in FIG. 57 by moving the punch 332 downward until the end portion 331d of the workpiece 331 passes through the curved surface portion 334b of the die 334 to perform drawing.
  • FIG. 59 shows an external view of the cylindrical container 335.
  • the cylindrical container 335 includes a bottom surface portion 335b, and a side surface portion 335d continuous through the bottom surface portion 335b and the curved surface portion 335c, and a protruding portion 335a that is deformed so that the peak portion 331b protrudes in the first direction is formed. .
  • knockout 333 is raised and cylindrical container 335 is removed from die 334.
  • the diameter expansion process has a first step and a second step. 60 and 61 show a state before the start of molding in the first step of the diameter expansion process.
  • the press machine includes a first punch 342, a first knockout 343, and a first die 344 disposed on the outer periphery of the first knockout 343, each center axis C being disposed coaxially. With. The first knockout 343 and the first die 344 are disposed to face the first punch 342.
  • the first punch 342 includes a flat surface portion 342a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a first curved surface portion 342b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 342a, and the flat surface portion 342a and the first curved surface portion 342b.
  • An inclined portion 342c that expands in a radial direction perpendicular to the central axis C as it proceeds in the upward direction (first direction) in FIG. 60 that is continuous and parallel to the central axis C, and a second curved surface provided at the upper end of the inclined portion 342c Part 342d, and inclined part 342c and side part 342e extending in the first direction continuously via second curved surface part 342d.
  • the side surface 342e is formed with a mountain streak 342f and a valley streak 342g extending in the first direction alternately at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the number of the mountain streak 342f and the valley streak 342g is the number of teeth of the tooth profile part 321. Matches.
  • the radius Rd of the mountain streak 342f (the length between the outer peripheral surface of the mountain streak 342f and the central axis C in the radial direction centered on the central axis C) is 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip 321a.
  • the ratio is preferably 1.17 times or less. The reason will be described in the diameter reduction process.
  • the first punch 342 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the first knockout 343 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the first knockout 343 is movable so that it can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the first die 344 is continuous with the first side surface portion 344a extending in the first direction, the first side surface portion 344a, the plane portion 344b parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, and the plane portion 344b. And a second side surface portion 344c extending in the first direction.
  • mountain bars 344d and valley bars 344e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of mountain bars 344d and valley bars 344e is the number of tooth profile parts 321. It matches the number of teeth.
  • the second side surface portion 344c is disposed in a form offset from the side surface portion 342e of the first punch 342 in the radial direction by a substantially plate thickness of the workpiece 335. The first die 344 is fixed.
  • the first punch 342 and the first die 344 are arranged so that the mountain streak 342f of the first punch 342 faces the valley streak 344e of the first die 344, in other words,
  • the valley lines 342g are arranged so as to face the mountain lines 344d of the first die 344.
  • the cylindrical container 335 is formed in the first knockout so that the cylindrical container 335 formed in the drawing process is a workpiece and the material axis of the cylindrical container 335 coincides with the central axis C of the press machine. 343 and first die 344.
  • the protruding portion 335 a obtained by deforming the peak portion 331 b is positioned at the valley line 344 e of the first die 344.
  • the first punch 342 is moved downward until the flat surface portion 342a of the first punch 342 comes into contact with the bottom surface portion 335b of the cylindrical container 335, and as shown in FIG. Mold. 63A and 63B are external views of the first expanded cylindrical container 345.
  • FIG. 63A and 63B are external views of the first expanded cylindrical container 345.
  • the protrusion 335a (specific part) in which the peak part 331b is deformed is expanded in the side surface part 335d of the cylindrical container 335 (hereinafter, this part is referred to as an enlarged diameter side part 345a).
  • the first knockout 343 is raised to remove the first enlarged cylindrical container 345 from the first die 344.
  • FIG.64 and FIG.65 shows the state before the shaping
  • the press machine includes a second punch 352, a second knockout 353, and a second die 354 disposed on the outer periphery of the second knockout 353, each center axis C being disposed coaxially. With. The second knockout 353 and the second die 354 are disposed to face the second punch 352.
  • the second punch 352 is centered continuously via a flat surface portion 352a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved surface portion 352b provided on the outer periphery of the flat surface portion 352a, and the flat surface portion 352a and the curved surface portion 352b.
  • a side surface portion 352c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the shape and dimensions of the cross section perpendicular to the central axis C of the side surface portion 352c are the same as those of the side surface portion 342e of the first punch 342.
  • the side surface 352c is formed with mountain streaks 352d and valley streaks 352e extending in the first direction alternately at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of the mountain streaks 352d and the valley streaks 352e is the number of teeth of the tooth profile part 321. Matches.
  • the second punch 352 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the second knockout 353 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the second knockout 353 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the second die 354 has the same shape and dimensions as the first die 344, is continuous with the first side surface portion 354a extending in the first direction, the first side surface portion 354a, and parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C.
  • a flat surface portion 354b and a second side surface portion 354c extending in the first direction continuously to the flat surface portion 354b.
  • mountain streaks 354d and valley streaks 354e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and the number of mountain streaks 354d and valley streaks 354e is the number of teeth of the tooth profile. Matches.
  • the second die 354 is a fixed type.
  • the second punch 352 and the second die 354 are arranged so that the mountain streak 352d of the second punch 352 faces the valley streak 354e of the second die 354.
  • the valley line 352e is disposed so as to face the mountain line 354d of the second die 354.
  • the first expanded cylindrical container 345 formed in the first step is used as a workpiece, and the material axis of the first expanded cylindrical container 345 coincides with the central axis C of the press machine.
  • the first enlarged cylindrical container 345 is placed on the second knockout 353 and the second die 354.
  • the enlarged diameter side surface portion 345a is positioned at the valley line 354e of the second die 354.
  • the second punch 352 is moved downward until the flat portion 352a of the second punch 352 contacts the bottom surface of the first diameter-enlarged cylindrical container 345, and as shown in FIG. A container 355 is formed.
  • the side surface portion 355b of the second diameter-expanded cylindrical container 355 has a shape that stands upright with respect to the bottom surface portion 355a. After molding, the second knockout 353 is raised and the second enlarged cylindrical container 355 is removed from the second die 354.
  • FIG. 67 shows a state before the start of the diameter reduction process.
  • the press includes a punch 362, a counter punch 363, and a die 64 disposed on the outer periphery of counter punch 363, each center axis C being disposed coaxially.
  • the counter punch 363 and the die 364 are disposed to face the punch 362.
  • the punch 362 includes a central axis C continuously through a plane portion 362a parallel to the radial direction orthogonal to the center axis C, a curved surface portion 362b provided on the outer peripheral edge of the plane portion 362a, and the plane portion 362a and the curved surface portion 362b. 67 and a side surface portion 362c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the radius Re of the side surface portion 362c is substantially equal to the inner radius Rc of the tooth tip portion 321a.
  • the punch 362 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 363 includes a flat surface portion 363a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a side surface portion 363b extending in the downward direction in FIG. 67 and continuing to the flat surface portion 363a and parallel to the central axis C.
  • the radius Rf of the side surface portion 363b is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 321a.
  • the counter punch 363 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 364 is continuous with the side surface portion 364a extending in the first direction, the curved surface portion 364b provided at the upper end portion of the side surface portion 364a, the side surface portion 364a and the curved surface portion 364b, and the central axis as it advances in the first direction. And an inclined portion 364c that expands in the orthogonal radial direction.
  • the radius Rg of the side surface portion 364a is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 321a.
  • the die 364 is a fixed type.
  • the second diameter-expanded cylindrical container 355 has a material axis aligned with the center axis C of the press machine.
  • the second enlarged cylindrical container 355 is placed on the flat part 363a of the counter punch 363, and the flat part 362a of the punch 362 and the flat part 363a of the counter punch 363 sandwich the bottom part 355a of the second enlarged cylindrical container 355.
  • the punch 362 and the counter punch 363 are moved downward to form a reduced diameter cylindrical container 365 as shown in FIG. 68A. That is, as shown in FIG.
  • the diameter-expanded side surface portion 345 a that has been expanded in the diameter expansion step is formed by the inclined portion 364 c of the die 364.
  • the diameter is reduced (hereinafter, this portion is referred to as a reduced diameter side portion 365b).
  • angular part 365a of the diameter-reduced cylindrical container 365 is thickened so that the outer shape of the corner
  • Conditional expression (1) is expressed as follows using the thickness t of the reduced diameter cylindrical container 365 and the above lengths ⁇ R and ⁇ H. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 2t (1) That is, when the corner portion 365a of the reduced diameter cylindrical container 365 is thickened so that the outer shape of the corner portion 365a of the reduced diameter cylindrical container 365 satisfies the conditional expression (1), the outer angle of the corner portion 365a is a right angle. A value close to.
  • the outer shape of the corner portion 365a of the reduced diameter cylindrical container 365 satisfies the following conditional expression (2). It is preferable to increase the thickness of the corner portion 365a of the reduced diameter cylindrical container 365. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 1.5t (2)
  • the reason why the desirable value of the radius Rd of the mountain streak 342f of the side surface portion 342e of the first punch 342 in the diameter expansion step is 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 321a is as follows. In the following. If the radius Rd of the mountain reinforcement 342f is less than 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 321a, the amount of reduction in the diameter reduction process is small, and the increase in the thickness of the corner portion 365a is insufficient. This is because overlapping wrinkles occur in the process.
  • the press machine has an inner punch 372 for coarse teeth forming shape in which each central axis C is coaxially arranged, and an outer punch for coarse tooth forming shapes arranged on the outer periphery of inner punch 372. 373, a coarse tooth forming counter punch 374, and a rough tooth forming die 375 disposed on the outer periphery of the counter punch 374.
  • the counter punch 374 and the die 375 are disposed to face the inner punch 372 and the outer punch 373.
  • the inner punch 372 has a central axis continuously extending through a flat surface portion 372a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved surface portion 372b provided on the outer peripheral edge of the flat surface portion 372a, and the flat surface portion 372a and the curved surface portion 372b. 69, which is parallel to C and extends in the upward direction (first direction) in FIG.
  • a mountain line 372d and a valley line 372e extending in the first direction are alternately formed in the circumferential direction at a predetermined interval.
  • the inner punch 372 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 375 is continuous through the side surface portion 375a extending in the first direction, the curved surface portion 375b provided at the upper end portion of the side surface portion 375a, the side surface portion 375a and the curved surface portion 375b, and with the central axis as it proceeds in the first direction. And an inclined portion 375c that expands in the orthogonal radial direction.
  • a mountain line 375d and a valley line 375e extending in the first direction are alternately formed in the circumferential direction at predetermined intervals.
  • the die 375 is a fixed type.
  • the inner punch 372 and the die 375 are arranged so that the mountain streak 372d of the inner punch 372 faces the valley streak 375e of the die 375, in other words, the valley streak 372e of the inner punch 372 It arrange
  • the outer punch 373 includes a flat surface portion 373a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a first side surface portion 373b extending in the first direction continuously to the inner edge of the flat surface portion 373a, and the outer side of the flat surface portion 373a. And a second side surface portion 373c extending continuously in the first direction.
  • mountain streaks 373d and valley streaks 373e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the outer punch 373 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 374 includes a side surface portion 374a extending in the first direction and a flat surface portion 374b that is continuous with the side surface portion 374a and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C. On the side surface portion 374a, along the side surface portion 375a of the die 375, mountain streaks 374d and valley streaks 374e extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the counter punch 374 is a movable type that can be moved up and down by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the diameter-reduced cylindrical container 365 formed in the diameter-reducing step is used as a workpiece, and the diameter of the diameter-reduced cylindrical container 365 is reduced so as to coincide with the center axis C of the press machine.
  • the cylindrical container 365 is placed on the flat surface part 374b of the counter punch 374, and the flat surface part 372a of the inner punch 372 and the flat surface part 374b of the counter punch 374 sandwich the bottom surface part 365c of the reduced diameter cylindrical container 365.
  • the reduced-diameter side surface portion 365b is positioned at the valley line 375e of the die 375.
  • the flat portion 373 a of the outer punch 373 is brought into contact with the open end 365 d of the reduced diameter cylindrical container 365.
  • the inner punch 372, the outer punch 373, and the counter punch 374 are moved downward until the flat surface portion 373a of the outer punch 373 passes through the curved surface portion 375b of the die 375, and the reduced diameter side surface of the reduced diameter cylindrical container 365 is moved.
  • a coarse tooth shape is formed on the portion 365b (the portion corresponding to the protruding portion 335a in which the peak portion 331b is deformed), as shown in FIG. 73, a coarse tooth forming product 376 is formed.
  • FIG. 74 shows an external view of the coarse tooth forming product 376.
  • FIG. 75 to FIG. 77 show the state before the start of molding in the complete tooth forming process following the coarse tooth forming process.
  • the press machine includes an inner punch 382 for a complete tooth forming shape, each center axis C being disposed coaxially, and an outer punch for a complete tooth forming shape disposed on the outer periphery of inner punch 382. 383, a complete tooth forming form knockout 384, and a complete tooth forming form die 385 disposed on the outer periphery of the knockout 384.
  • the knockout 384 and the die 385 are disposed to face the inner punch 382 and the outer punch 383.
  • the inner punch 382 includes a flat portion 382a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved portion 382b provided on the outer peripheral edge of the flat portion 382a, and a central axis continuously through the flat portion 382a and the curved portion 382b. And a side surface portion 382c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the side surface portion 382c has the same cross-sectional shape and dimensions as the side axis 372c of the inner punch 372 in the coarse tooth forming step, and the mountain and valley lines 382d and 382e extending in the first direction are circumferential. It is formed at predetermined intervals alternately in the direction.
  • the inner punch 382 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 385 is continuous with the first side surface portion 385a extending in the first direction, the first side surface portion 385a, the flat surface portion 385b parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, and the first continuous surface with the flat surface portion 385b. And a second side surface portion 385c extending in the direction.
  • the second side surface portion 385c has the same cross-sectional shape and dimensions as the side surface portion 375a of the die 375 in the coarse tooth forming process, and has a mountain line 385d and a valley line 385e extending in the first direction. They are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the die 385 is a fixed type.
  • the inner punch 382 and the die 385 are formed so that the mountain streak 382d of the inner punch 382 faces the valley streak 385e of the die 385, in other words, the valley streak 382e of the inner punch 382 is formed on the die 385. It arrange
  • the outer punch 383 includes a plane portion 383a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a first side surface portion 383b extending in the first direction continuously to an inner edge of the plane portion 383a, and an outer side of the plane portion 383a. And a second side surface portion 383c extending in the first direction.
  • the first side surface portion 383b has the same cross-sectional shape and dimension as the side surface portion 373b of the outer punch 373 in the coarse tooth forming step, and has a mountain line 383d and a valley line 383e extending in the first direction. Are formed at predetermined intervals alternately in the circumferential direction.
  • the second side surface portion 383c has the same shape and dimensions of the cross section perpendicular to the central axis C as the side surface portion 373c of the outer punch 373 in the coarse tooth forming step, and has a mountain line 383f and valleys extending in the first direction.
  • the stripes 383g are alternately formed at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the outer punch 383 is a movable type that can be raised and lowered by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 384 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 384 is a movable type that can be moved up and down by a drive source (not shown).
  • the rough tooth forming product 376 formed in the coarse tooth forming process is used as a work material, and the material axis of the rough tooth forming product 376 is aligned with the central axis C of the press.
  • the flat surface portion 382a of the punch 382 and the flat surface portion 385b of the die 385 sandwich the bottom surface portion 376b of the coarse tooth forming product 376.
  • the coarse tooth tip 376 a of the coarse tooth forming product 376 is positioned at the valley line 385 e of the die 385.
  • the tooth bottom part 321b is formed in the part (part corresponding to the valley part 331a). Through the above steps, a tooth profile component 321 having a bottom surface portion 321c, a side surface portion 321d, a tooth tip portion 321a, and a tooth bottom portion 321b is completed.
  • FIG. 79 shows an external view of the tooth profile part 321 after the tooth formation. Overlap wrinkles are not generated on the inner surface 321e of the corner portion of the tooth profile component 321.
  • the curved portion 382b of the inner punch 382 for the completed tooth forming shape and the corner portion 376e of the coarse tooth forming product 376 are formed in contact with each other, and the outer angle of the corner portion 365a of the reduced diameter cylindrical container 365 is set.
  • the tooth profile part since cold forging is adopted as a manufacturing method of the tooth profile part, there is no draft and the tooth profile whose thickness dimensional accuracy is an order of magnitude smaller than that of the tooth profile part manufactured by hot forging.
  • the part 321 can be obtained without a cutting process. That is, according to the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, a high-quality tooth profile component 321 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • FIG. 80A is a plan view of a tooth profile component 421 manufactured by the method for manufacturing a tooth profile component according to the fifth embodiment.
  • FIG. 80B is an AA cross-sectional view of the tooth profile component 421 shown in FIG. 80A.
  • the tooth profile component 421 has a bottomed cylindrical shape in which one end is opened and the other end is closed in the direction of the material axis (the chain line shown in FIG. 80B). It is a part having.
  • the tooth profile part 421 has a container bottom part 4210 and a side part 4211.
  • the side part 4211 is provided so as to rise from the outer edge part of the container bottom part 4210.
  • the angle of the outer corner formed by the container bottom portion 4210 and the side surface portion 4211 is substantially a right angle.
  • the side surface part 4211 has a tooth tip part 421a and a tooth bottom part 421b provided so as to appear alternately along the circumferential direction around the material axis.
  • the case where the number of each of the tooth tip portion 421a and the tooth bottom portion 421b is eight is exemplified, but the number of the tooth tip portion 421a and the tooth bottom portion 421b (that is, the number of teeth of the tooth profile part 421) is as follows. The number is not limited to eight and may be plural.
  • the tooth tip portion 421a is a portion that protrudes outward in the radial direction with the material axis as the center from the tooth bottom portion 421b. More specifically, as shown in FIG. 80A, the outer peripheral surface of the tooth tip portion 421a is located on the circumference of the radius Ra centered on the material axis, and on the circumference of the radius Rc centered on the material axis. The inner peripheral surface of the tooth tip portion 421a and the outer peripheral surface of the tooth bottom portion 421b are located, and the inner peripheral surface of the tooth bottom portion 421b is located on the circumference of the radius Rb centered on the material axis.
  • the radius Ra is referred to as an outer radius of the tooth tip portion 421a
  • the radius Rc is referred to as an inner radius of the tooth tip portion 421a
  • the radius Rb is referred to as an inner radius of the tooth bottom portion 421b.
  • ⁇ g indicates an angle between the tooth tip portions 421a adjacent to each other along the circumferential direction around the material axis.
  • the tooth profile part 421 manufactured by the manufacturing method of the tooth profile part according to the present embodiment has no draft and no draft, and has a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm. It has the characteristic of being. Although details will be described later, in the present embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that there is no draft and thickness dimensional accuracy compared to a tooth profile component manufactured by hot forging. A tooth profile part 421 that is an order of magnitude smaller can be obtained without a cutting step.
  • a high-quality tooth profile component 421 having no overlapping wrinkles and drafts and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • the method for manufacturing a tooth profile component according to the fifth embodiment includes a drawing process, a diameter expanding process, a diameter reducing process, and a tooth forming process. Details of each step will be described below. Note that, as described above, in this embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that each step is performed at room temperature.
  • the press used in the drawing process includes a punch 432, a knockout 433, and a die 434 each having a central axis C arranged coaxially.
  • the knockout 433 and the die 434 are disposed to face the punch 432.
  • the punch 432 has a central axis C continuously connected via a flat surface portion 432a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved surface portion 432b provided on an outer edge portion of the flat surface portion 432a, and the flat surface portion 432a and the curved surface portion 432b. And a side surface portion 432c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the punch 432 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 433 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 433 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a drive source (not shown).
  • the die 434 has a side surface portion 434a extending in the first direction, a curved surface portion 434b provided at the upper end portion of the side surface portion 434a, and a flat surface extending in the radial direction perpendicular to the central axis via the side surface portion 434a and the curved surface portion 434b. Part 434c.
  • the die 434 is a fixed type.
  • a workpiece 431 that is a metal flat plate (for example, a steel plate) having a circular shape is drawn and a cylindrical container 435 is formed.
  • the cylindrical container 435 formed in this squeezing step includes a substantially circular container bottom 4351 in a plan view, a container curved surface 4352 provided at the outer edge of the container bottom 4351, and a container side surface continuous with the container bottom 4351 through the container curved surface 4352. Part 4353.
  • the workpiece 431 is placed on the flat portion 434c of the die 434 so that the axis of the workpiece 431 coincides with the center axis C of the press. Then, as shown in FIG.
  • the punch 432 is moved downward until the end portion 431a of the workpiece 431 passes through the curved surface portion 434b of the die 434, and the drawing is performed. Thereby, the cylindrical container 435 is formed. After forming the cylindrical container 435, the knockout 433 is raised and the cylindrical container 435 is removed from the die 434.
  • the diameter expansion process has a first step and a second step.
  • 83 and 84 are views schematically showing a state before the start of the first step of the diameter expanding step
  • FIG. 83 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 84
  • FIG. 84 is a plan view.
  • the press used in the first step of the diameter expansion process includes a first punch 442, a first knockout 443, and a first die each having a central axis C arranged coaxially. 444.
  • the first knockout 443 and the first die 444 are disposed to face the first punch 442.
  • the first punch 442 includes a flat surface portion 442a, a first curved surface portion 442b, an inclined portion 442c, a second curved surface portion 442d, and a side surface portion 442e.
  • the flat portion 442a is a portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C.
  • the first curved surface portion 442b is provided on the outer edge portion of the flat surface portion 442a.
  • the inclined portion 442c is continuous through the flat surface portion 442a and the first curved surface portion 442b, and is parallel to the central axis C and extends in the radial direction orthogonal to the central axis C as it proceeds upward (first direction) in FIG. Expand.
  • the second curved surface portion 442d is provided at the upper end portion of the inclined portion 442c.
  • the side surface portion 442e continuously extends in the first direction via the inclined portion 442c and the second curved surface portion 442d.
  • a plurality of mountain streaks 442f and a plurality of valley streaks 442g extending along the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the side surface portion 442e.
  • the numbers of the mountain bars 442f and the valley bars 442g coincide with the number (the number of teeth) of the tooth top part 421a and the tooth bottom part 421b of the tooth profile part 421.
  • the outer radius Rd of the mountain trace 442f (the length between the outer peripheral surface of the mountain trace 442f and the central axis C in the radial direction centered on the central axis C) is the inner radius Rc of the tooth tip portion 421a of the tooth profile part 421. It is desirable that it is in the range of 1.08 times or more and 1.17 times or less. The reason will be described in the diameter reduction process.
  • the first punch 442 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the first knockout 443 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the first knockout 443 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a drive source (not shown).
  • the first die 444 is fixed.
  • the first die 444 includes a first side surface portion 444a extending in a first direction parallel to the central axis C, a flat surface portion 444b continuous to the first side surface portion 444a and parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, It has the 2nd side part 444c extended
  • the second side surface portion 444c is offset from the side surface portion 442e of the first punch 442 in the radial direction by a substantially plate thickness of the workpiece 431 (metal plate), and has a plurality of mountain bars 444d arranged alternately in the circumferential direction. And a plurality of valley lines 444e.
  • the cylindrical container 435 formed in the drawing process is used as the workpiece 441 and the container side surface portion 4353 of the cylindrical container 435 is expanded in diameter.
  • An expanded cylindrical container 445 is formed.
  • the workpiece 441 is moved to the first knockout 443 and the first die so that the axis of the workpiece 441 (cylindrical container 435) coincides with the center axis C of the press machine. 444. Then, as shown in FIG.
  • the first punch 442 is moved downward until the flat surface portion 442a of the first punch 442 comes into contact with the bottom surface portion 445a of the first diameter-expanded cylindrical container 445, and diameter expansion molding is performed.
  • a plurality of portions of the container side surface portion 4353 of the cylindrical container 435 are radiused by the mountain bars 442f of the first punch 442. Extruded to the outside in the direction and expanded in diameter to become a plurality of expanded diameter side portions 445b.
  • the 1st diameter expansion cylindrical container 445 which has the some diameter expansion side part 445b is shape
  • 86A and 86B are external views of the first diameter-expanded cylindrical container 445 in which the diameter-expanded side surface portion 445b is formed by the diameter-expanding process.
  • 86A is a plan view of the first enlarged cylindrical container 445
  • FIG. 86B is a perspective view of the first enlarged cylindrical container 445.
  • the first diameter-expanded cylindrical container 445 has a plurality of diameter-expanded side surface parts 445b in which the tooth tip parts 421a of the tooth-shaped parts 421 are formed.
  • 87 and 88 are diagrams schematically showing a state before molding in the second step of the diameter expansion process.
  • 87 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 88
  • FIG. 88 is a plan view.
  • the press machine used in the second step of the diameter expansion process includes a second punch 452, a second knockout 453, and a second die each having a central axis C arranged coaxially. 454.
  • the second knockout 453 and the second die 454 are disposed so as to face the second punch 452.
  • the second punch 452 is continuously centered via a flat surface portion 452a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 452b provided at the outer edge of the flat surface portion 452a, and the flat surface portion 452a and the curved surface portion 452b. And a side surface portion 452c extending parallel to the axis C and extending upward (first direction) in FIG.
  • the shape and size of the cross section perpendicular to the central axis C of the side surface portion 452c are the same as those of the side surface portion 442e of the first punch 442.
  • a plurality of mountain streaks 452d and a plurality of valley streaks 452e extending along the first direction are formed alternately at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the number of the mountain streak 452d and the valley streak 452e is the same as the number (tooth number) of the tooth tip part 421a and the tooth bottom part 421b of the tooth profile part 421.
  • the second punch 452 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the second knockout 453 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the second knockout 453 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a drive source (not shown).
  • the second die 454 has the same shape and dimensions as the first die 444 in the first step. That is, the second die 454 includes a first side surface portion 454a extending in a first direction parallel to the central axis C, a flat surface portion 454b parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a first side extending in the first direction. 2 side surface portions 454c.
  • the second side surface portion 454c is provided with a plurality of mountain streaks 454d and valley streaks 454e extending in a direction parallel to the central axis C so as to be alternately arranged in the circumferential direction.
  • the number of the plurality of mountain streaks 454d and the plurality of valley streaks 454e matches the number (tooth number) of the tooth top part 421a and the tooth bottom part 421b of the tooth profile part 421.
  • the first enlarged cylindrical container 455 formed in the first step is used as the workpiece 451, and the second enlarged cylindrical container 455 having a shape in which the side surface portion 455b stands upright with respect to the bottom surface portion 455a is formed.
  • the diameter-expanded side surface expanded in the first step so that the material axis of the workpiece 451 (first diameter-enlarged cylindrical container 445) coincides with the center axis C of the press machine.
  • the first expanded cylindrical container 445 that is the workpiece 451 is placed on the flat surface portion 454b of the second die 454 so that the portion 445b is positioned at the valley line 454e of the second die 454. Then, as shown in FIG.
  • the second punch 452 is moved downward until the flat surface portion 452a of the second punch 452 comes into contact with the bottom surface portion 445a of the first expanded cylindrical container 445.
  • the 2nd diameter expansion cylindrical container 455 is shape
  • the side surface portion 455b of the second diameter-expanded cylindrical container 455 is formed into a shape that stands upright with respect to the bottom surface portion 455a.
  • FIG. 90 is a cross-sectional view schematically showing a state before forming by the diameter reducing step.
  • the press used in the diameter reduction process includes a punch 462, a counter punch 463, and a die 464 in which the respective central axes C are arranged coaxially.
  • the counter punch 463 and the die 464 are disposed to face the punch 462.
  • the punch 462 is continuously connected to the central axis through the flat surface portion 462a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, the curved surface portion 462b provided at the peripheral edge of the flat surface portion 462a, and the flat surface portion 462a and the curved surface portion 462b. And a side surface portion 462c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the outer radius Re of the side surface portion 462c is substantially equal to the inner radius Rc of the tooth tip portion 421a of the tooth profile component 421.
  • the punch 462 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 463 has a flat surface portion 463a that is parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a side surface portion 463b that extends downward along the central axis C in FIG.
  • the radius Rf of the side surface portion 463b is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 421a of the tooth profile component 421.
  • the counter punch 463 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 464 is a fixed type.
  • the die 464 includes a side surface portion 464a extending in a first direction parallel to the central axis C and upward in FIG. 90, a curved surface portion 464b provided at an upper end portion of the side surface portion 464a, a side surface portion 464a, and a curved surface portion 464b. And an inclined portion 464c that expands in a radial direction perpendicular to the central axis as it proceeds in the first direction.
  • the inner radius Rg of the side surface portion 464a is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 421a of the tooth profile component 421.
  • the second diameter-expanded cylindrical container 455 is used as the workpiece 461.
  • the second expanded cylindrical container 455 which is the workpiece 461 is placed on the plane of the counter punch 463 so that the material axis of the workpiece 461 (second expanded cylindrical container 455) coincides with the center axis C of the press machine. Place it in the part 463a.
  • the punch 462 and the counter punch 463 are moved downward in a state where the bottom surface portion 461a of the workpiece 461 is held between the flat surface portion 462a of the punch 462 and the flat surface portion 463a of the counter punch 463.
  • 91A is a cross-sectional view schematically showing a state in which the punch 462 and the counter punch 463 are moved downward.
  • the diameter-expanded side surface portion 461b that has been expanded in the diameter expansion step is reduced in diameter by the inclined portion 464c of the die 464 to form the diameter-reduced side surface portion.
  • the corner portion 465a (shoulder portion) of the reduced diameter cylindrical container 465 is thickened so that the outer shape of the corner portion 465a of the reduced diameter cylindrical container 465 satisfies the following conditional expression (1).
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • Conditional expression (1) is expressed as follows using the plate thickness t of the reduced diameter cylindrical container 465 and the above lengths ⁇ R and ⁇ H. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 2t (1) That is, when the corner portion 465a of the reduced diameter cylindrical container 465 is thickened so that the outer shape of the corner portion 465a of the reduced diameter cylindrical container 465 satisfies the conditional expression (1), the outer angle of the corner portion 465a is a right angle. A value close to.
  • the outer shape of the corner portion 465a of the reduced diameter cylindrical container 465 satisfies the following conditional expression (2). It is preferable to increase the thickness of the corner portion 465a of the reduced diameter cylindrical container 465. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 1.5t (2)
  • the desired value of the radius Rd of the crest 442f of the side surface portion 442e of the first punch 442 in the diameter expansion process is set to be 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 421a of the tooth profile part 421.
  • the reason will be described below.
  • the radius Rd of the mountain reinforcement 442f is less than 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 421a, the amount of diameter reduction in the diameter reduction process is small, and the increase in the thickness of the corner portion 465a is insufficient, and the next tooth forming shape There is a risk of overlapping wrinkles in the process.
  • the radius Rd of the mountain reinforcement 442f is more than 1.17 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 421a
  • the side surface portion 455b becomes too thin in the diameter expansion process, and as a result, the corner portion 465a is not thickened.
  • the radius Rd of the crest 442f of the side surface portion 442e of the first punch 442 in the diameter expansion process is 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 421a of the tooth profile part 421. Is desirable.
  • FIG. 92 to 95 are views schematically showing a state before molding by the tooth forming process.
  • 92 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 94) cut along a plane passing through the central axis C
  • FIG. 93 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 92
  • FIG. 92 is a view (plan view) taken along arrow B of FIG. 92
  • FIG. 95 is a view taken along arrow E (view bottom view) of FIG.
  • the press used in the tooth forming process includes an inner punch 472, an outer punch 473, a counter punch 474, and a die 475 in which the central axes C are arranged coaxially.
  • the counter punch 474 and the die 475 are disposed to face the inner punch 472.
  • the inner punch 472 has a flat portion 472a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 472b provided on the outer edge of the flat surface portion 472a, and a central portion continuously through the flat surface portion 472a and the curved surface portion 472b.
  • a side surface portion 472c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • a plurality of mountain bars 472d and a plurality of valley bars 472e extending in parallel with the first direction are alternately specified in the circumferential direction. It is formed at intervals.
  • the inner punch 472 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 475 is a fixed type.
  • the die 475 proceeds in the first direction continuously via the side surface portion 475a extending parallel to the first direction, the curved surface portion 475b provided at the upper end portion of the side surface portion 475a, and the side surface portion 475a and the curved surface portion 475b.
  • an inclined portion 475c that expands in the radial direction perpendicular to the central axis C.
  • a tooth tip portion 421a and a tooth bottom portion 421b of the tooth profile part 421 are formed, and thus a plurality of mountain bars 475d and a plurality of valley bars 475e extending in a direction parallel to the first direction are alternately arranged in the circumferential direction. Are formed at predetermined intervals.
  • the outer punch 473 has a cylindrical shape and is disposed along the outer periphery of the inner punch 472.
  • the outer punch 473 is in contact with the flat portion 473a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, the edge portion on the small diameter side of the flat portion 473a, and the first side surface portion 473b extending in the first direction, and the flat portion 473a.
  • a second side surface portion 473c extending in the first direction.
  • the flat surface portion 473a has a hollow portion 473d in which a portion corresponding to a tooth bottom portion 421b (a portion between adjacent tooth tip portions 421a) of the tooth profile component 421 is recessed in the first direction.
  • a plurality of mountain reinforcing bars 473e and a plurality of valley reinforcing bars 473f extending in the first direction are formed in the first side surface part 473b alternately at predetermined intervals in the circumferential direction along the side surface part 472c of the inner punch 472. .
  • a plurality of mountain streaks 473g and a plurality of valley streaks 473h extending in the first direction are formed alternately at predetermined intervals in the circumferential direction along the side surface portion 475a of the die 475.
  • the outer punch 473 is a movable type that can be reciprocated (movable up and down) in a direction parallel to the central axis C along the outer periphery of the inner punch 472 by a mechanical (hydraulic, servo motor, etc.) drive source (not shown). It is.
  • the counter punch 474 has a side surface portion 474a extending in the first direction and a flat surface portion 474b that is continuous with the side surface portion 474a and is parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C.
  • a plurality of mountain streaks 474d and a plurality of valley streaks 474e extending in the first direction are formed on the side surface portion 474a alternately at predetermined intervals in the circumferential direction along the side surface portion 475a of the die 475.
  • the counter punch 474 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the tooth profile part 421 is formed using the reduced diameter cylindrical container 465 formed in the aforementioned diameter reducing step as the workpiece 471.
  • the reduced diameter of the container side surface 465b of the reduced diameter cylindrical container 465 so that the material axis of the workpiece 471 (reduced diameter cylindrical container 465) coincides with the center axis C of the press machine.
  • the reduced diameter cylindrical container 465 which is the workpiece 471 is placed on the flat surface portion 474b of the counter punch 474 so that the reduced diameter side surface portion 471a is positioned at the valley line 475e of the die 475.
  • the bottom surface portion 465c of the workpiece 471 is held between the flat portion 472a of the inner punch 472 and the flat portion 474b of the counter punch 474, and the flat portion 473a of the outer punch 473 is sandwiched between the end portions 465d of the workpiece 471. It is set as the state contacted. In this state, as shown in FIG. 97, the inner punch 472, the outer punch 473, and the counter punch 474 are moved downward until the flat surface portion 473a of the outer punch 473 passes through the curved surface portion 475b of the die 475.
  • the outer punch 473 is moved downward to compress the side surface portion 471d of the workpiece 471.
  • the material is filled in the space surrounded by the inner punch 472, the outer punch 473, the counter punch 474, and the die 475.
  • a tooth tip portion 421a is formed on the reduced diameter side surface portion 471a of the reduced diameter cylindrical container 465 (workpiece 471), and teeth are formed on other parts of the side surface portion 471d of the reduced diameter cylindrical container 465 (workpiece material 471).
  • a bottom portion 421b is formed.
  • FIG. 98 is a diagram schematically showing the appearance of the tooth profile component 421 after the tooth formation.
  • the manufacturing method of the tooth profile component according to the present embodiment it is possible to prevent the occurrence of overlapping wrinkles on the inner surface 4213 of the corner portion of the tooth profile component 421. That is, in the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, the curved surface portion 472b of the inner punch 472 and the corner portion 471d of the workpiece 471 (reduced diameter cylindrical container 465) are formed in contact with each other before the tooth formation.
  • the outer angle of the corner portion 265a of the workpiece 471 (reduced diameter cylindrical container 465) is adjusted to a value close to a right angle, the flat portion 474b of the counter punch 474 and the side surface of the die 475 are formed in the tooth forming step.
  • the gap between the vicinity of the corner where the portion 475a contacts and the corner 471d of the workpiece 471 can be reduced.
  • the corner portion 471d of the workpiece 471 (reduced diameter cylindrical container 465) does not move away from the curved surface portion 472b of the inner punch 472 during the tooth forming step, so that the bottom portion 421c of the bottom surface portion 421c is finished after the tooth forming step. It is possible to obtain a tooth-shaped part 421 that overlaps the boundary between the upper surface and the inner peripheral surface of the side wall part 421d and has no wrinkles.
  • the tooth profile part since cold forging is adopted as a manufacturing method of the tooth profile part, there is no draft and the tooth profile whose thickness dimensional accuracy is an order of magnitude smaller than that of the tooth profile part manufactured by hot forging.
  • the part 421 can be obtained without a cutting process. That is, according to the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, a high-quality tooth profile component 421 having no overlapping wrinkles and drafts and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • the workpiece 471 does not come into contact with the entire flat portion 473a. Increase in molding load can be suppressed.
  • the depression shape is not particularly specified, and may be any shape that does not allow the workpiece 471 to fill the flat portion 473a.
  • the tooth profile part 421 has a shape in which the end of the tooth bottom part 421b protrudes. However, when it is desirable that the end part is flat as shown in FIGS. 80A and 80B, the end of the tooth profile part 421 is formed after the tooth forming process. You may provide the process of cutting a part and flattening.
  • the specific cutting method is not particularly limited, and various known cutting methods can be applied.
  • FIG. 99A is a plan view of a tooth profile component 521 manufactured by the method for manufacturing a tooth profile component according to the sixth embodiment.
  • FIG. 99B is a cross-sectional view taken along line AA of the tooth profile component 521 shown in FIG. 99A.
  • the tooth profile part 521 has a bottomed cylindrical shape in which one end is opened and the other end is closed in the direction of the material axis (the chain line shown in FIG. 99B). It is a part having.
  • the tooth profile part 521 has a container bottom part 5210 and a side part 5211.
  • the side part 5211 is provided so as to rise from the outer edge part of the container bottom part 5210.
  • the angle of the outer corner formed by the container bottom portion 5210 and the side surface portion 5211 is substantially a right angle.
  • the side surface portion 5211 has a tooth tip portion 521a and a tooth bottom portion 521b provided so as to alternately appear along a circumferential direction centering on the material axis.
  • the number of each of the tooth tip portion 521a and the tooth bottom portion 521b is eight is exemplified, but the number of the tooth tip portion 521a and the tooth bottom portion 521b (that is, the number of teeth of the tooth profile part 521) is as follows. The number is not limited to eight and may be plural.
  • the tooth tip portion 521a is a portion that protrudes outward in the radial direction with the material axis as the center from the tooth bottom portion 521b. More specifically, as shown in FIG. 99A, the outer peripheral surface of the tooth tip portion 521a is located on the circumference of the radius Ra centered on the material axis, and on the circumference of the radius Rc centered on the material axis. The inner peripheral surface of the tooth tip portion 521a and the outer peripheral surface of the tooth bottom portion 521b are located, and the inner peripheral surface of the tooth bottom portion 521b is located on the circumference of the radius Rb around the material axis.
  • the radius Ra is referred to as an outer radius of the tooth tip portion 521a
  • the radius Rc is referred to as an inner radius of the tooth tip portion 521a
  • the radius Rb is referred to as an inner radius of the tooth bottom portion 521b.
  • ⁇ g indicates an angle between the tooth tip portions 521a adjacent to each other along the circumferential direction around the material axis.
  • the tooth profile part 521 manufactured by the manufacturing method of the tooth profile part according to the present embodiment has no draft and no draft, and has a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm. It has the characteristic of being. Although details will be described later, in the present embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that there is no draft and thickness dimensional accuracy compared to a tooth profile component manufactured by hot forging. A tooth profile part 521 that is an order of magnitude smaller can be obtained without a cutting step.
  • the manufacturing method of the tooth profile component 521 according to the sixth embodiment includes a drawing process, a diameter expanding process, a diameter reducing process, a tooth forming process (coarse tooth forming process and completed tooth profile). Forming step). Details of each step will be described below. Note that, as described above, in this embodiment, cold forging is adopted as a method for manufacturing a tooth profile component, so that each step is performed at room temperature.
  • the press used in the drawing process includes a punch 532, a knockout 533, and a die 534 each having a central axis C arranged coaxially. Knockout 533 and die 534 are disposed opposite to punch 532.
  • the punch 532 has a central axis C continuously connected to the flat surface portion 532a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 532b provided on the outer edge of the flat surface portion 532a, and the flat surface portion 532a and the curved surface portion 532b. Side surface portion 532c extending in the upward direction (first direction) in FIG.
  • the punch 532 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the knockout 533 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the knockout 533 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a drive source (not shown).
  • the die 534 includes a side surface portion 534a extending in the first direction, a curved surface portion 534b provided at an upper end portion of the side surface portion 534a, and a flat surface extending in the radial direction orthogonal to the central axis via the side surface portion 534a and the curved surface portion 534b. Part 534c.
  • the die 534 is fixed.
  • a workpiece 531 that is a metal flat plate (for example, a steel plate) having a circular shape is drawn and a cylindrical container 535 is formed.
  • the cylindrical container 535 formed in the drawing step includes a substantially circular container bottom 5351 in a plan view, a container curved surface 5352 provided at an outer edge of the container bottom 5351, and a container side surface continuous with the container bottom 5351 through the container curved surface 5352. Part 5353.
  • the workpiece 531 is placed on the flat surface 534c of the die 534 so that the axis of the workpiece 531 coincides with the center axis C of the press machine. Then, as shown in FIG.
  • the punch 532 is moved downward until the end portion 531a of the workpiece 531 passes through the curved surface portion 534b of the die 534, and the drawing is performed. Thereby, the cylindrical container 535 is formed. After forming the cylindrical container 535, the knockout 533 is raised and the cylindrical container 535 is removed from the die 534.
  • the diameter expansion process has a first step and a second step.
  • 102 and 103 are views schematically showing a state before the start of the first step of the diameter expansion step
  • FIG. 102 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 103
  • FIG. 103 is a plan view.
  • the press used in the first step of the diameter expansion process includes a first punch 542, a first knockout 543, and a first die each having a central axis C arranged coaxially. 544.
  • the first knockout 543 and the first die 544 are disposed to face the first punch 542.
  • the first punch 542 includes a flat surface portion 542a, a first curved surface portion 542b, an inclined portion 542c, a second curved surface portion 542d, and a side surface portion 542e.
  • the flat surface portion 542a is a portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C.
  • the first curved surface portion 542b is provided on the outer edge portion of the flat surface portion 542a.
  • the inclined portion 542c is continuous via the flat surface portion 542a and the first curved surface portion 542b, and is parallel to the central axis C and extends in the radial direction perpendicular to the central axis C as it proceeds upward (first direction) in FIG. Expand.
  • the second curved surface portion 542d is provided at the upper end portion of the inclined portion 542c.
  • the side surface portion 542e continuously extends in the first direction via the inclined portion 542c and the second curved surface portion 542d.
  • a plurality of mountain streaks 542f and a plurality of valley streaks 542g extending along the first direction are formed alternately at predetermined intervals in the circumferential direction on the side surface portion 542e.
  • the number of the mountain streak 542f and the valley streak 542g is the same as the number (tooth number) of the tooth tip portion 521a and the tooth bottom portion 521b of the tooth profile component 521.
  • the outer radius Rd of the mountain streak 542f (the length between the outer peripheral surface of the mountain streak 542f and the central axis C in the radial direction centered on the central axis C) is the inner radius Rc of the tooth tip portion 521a of the tooth profile component 521. It is desirable that it is in the range of 1.08 times or more and 1.17 times or less. The reason will be described in the diameter reduction process.
  • the first punch 542 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the first knockout 543 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the first knockout 543 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a drive source (not shown).
  • the first die 544 is fixed.
  • the first die 544 includes a first side surface portion 544a extending in a first direction parallel to the central axis C, a flat surface portion 544b continuous to the first side surface portion 544a and parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, It has the 2nd side part 544c extended
  • the second side surface portion 544c is offset from the side surface portion 542e of the first punch 542 in the radial direction by a substantial plate thickness of the workpiece 531 (metal plate), and a plurality of mountain bars 544d arranged alternately in the circumferential direction. And a plurality of valley lines 544e.
  • the cylindrical container 535 formed in the drawing process is used as the workpiece 541 and the container side surface portion 5353 of the cylindrical container 535 is expanded in diameter.
  • An expanded cylindrical container 545 is formed.
  • the workpiece 541 is moved to the first knockout 543 and the first die so that the axis of the workpiece 541 (cylindrical container 535) coincides with the center axis C of the press machine. Place on top of 544. Then, as shown in FIG.
  • the first punch 542 is moved downward until the flat portion 542a of the first punch 542 comes into contact with the bottom surface portion 545a of the first diameter-expanded cylindrical container 545, and diameter expansion molding is performed.
  • a plurality of portions of the container side surface portion 5353 of the cylindrical container 535 are radiused by the mountain bars 542f of the first punch 542. Extruded to the outside in the direction and expanded in diameter to become a plurality of expanded diameter side portions 545b.
  • the 1st diameter expansion cylindrical container 545 which has the some diameter expansion side part 545b is shape
  • 105A and 105B are external views of the first diameter-expanded cylindrical container 545 in which the diameter-expanded side surface portion 545b is formed by the diameter-expanding process.
  • 105A is a plan view of the first enlarged cylindrical container 545
  • FIG. 105B is a perspective view of the first enlarged cylindrical container 545.
  • the first diameter-expanded cylindrical container 545 has a plurality of diameter-expanded side surface parts 545b in which the tooth tip parts 521a of the tooth-shaped parts 521 are formed.
  • 106 and 107 are diagrams schematically showing a state before molding in the second step of the diameter expansion process.
  • 106 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 107
  • FIG. 107 is a plan view.
  • the press used in the second step of the diameter expansion process includes a second punch 552, a second knockout 553, and a second die each having a central axis C arranged coaxially. 554.
  • the second knockout 553 and the second die 554 are disposed to face the second punch 552.
  • the second punch 552 is centered continuously via a flat surface portion 552a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 552b provided at the outer edge of the flat surface portion 552a, and the flat surface portion 552a and the curved surface portion 552b. And a side surface portion 552c extending parallel to the axis C and extending upward (first direction) in FIG.
  • the shape and size of the cross section perpendicular to the central axis C of the side surface portion 552c are the same as the side surface portion 542e of the first punch 542.
  • a plurality of mountain streaks 552d and a plurality of valley streaks 552e extending along the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the side surface 552c.
  • the number of the mountain streak 552d and the valley streak 552e is the same as the number (tooth number) of the tooth tip portion 521a and the tooth bottom portion 521b of the tooth profile component 521.
  • the second punch 552 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the second knockout 553 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the second knockout 553 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a drive source (not shown).
  • the second die 554 has the same shape and dimensions as the first die 544 in the first step. That is, the second die 554 includes a first side surface portion 554a extending in a first direction parallel to the central axis C, a flat surface portion 554b orthogonal to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a first side extending in the first direction. 2 side surface portions 554c.
  • the second side surface portion 554c is provided with a plurality of mountain streaks 554d and valley streaks 554e extending in a direction parallel to the central axis C so as to be alternately arranged in the circumferential direction.
  • the number of the plurality of mountain streaks 554d and the plurality of valley streaks 554e matches the number (the number of teeth) of the tooth tip portion 521a and the tooth bottom portion 521b of the tooth profile component 521.
  • the first enlarged cylindrical container 555 formed in the first step is used as the workpiece 551, and the second enlarged cylindrical container 555 having a shape in which the side surface portion 555b stands upright with respect to the bottom surface portion 555a is formed.
  • the diameter-expanded side surface expanded in the first step so that the material axis of the workpiece 551 (first diameter-expanded cylindrical container 545) coincides with the center axis C of the press machine.
  • the first enlarged cylindrical container 545 that is the workpiece 551 is placed on the flat surface portion 554b of the second die 554 so that the portion 545b is positioned at the valley line 554e of the second die 554. Then, as shown in FIG.
  • the second punch 552 is moved downward until the flat surface portion 552a of the second punch 552 comes into contact with the bottom surface portion 545a of the first expanded cylindrical container 545.
  • the 2nd diameter expansion cylindrical container 555 is shape
  • the side surface portion 555b of the second diameter-expanded cylindrical container 555 is formed into a shape that stands upright with respect to the bottom surface portion 555a.
  • the second knockout 553 is raised and the second enlarged cylindrical container 555 is removed from the second die 554.
  • FIG. 109 is a cross-sectional view schematically showing a state before molding by the diameter reducing step.
  • the press used in the diameter reduction process includes a punch 562, a counter punch 563, and a die 564 in which the respective central axes C are arranged coaxially.
  • the counter punch 563 and the die 564 are disposed to face the punch 562.
  • the punch 562 is continuously connected to the central axis through the flat surface portion 562a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, the curved surface portion 562b provided at the peripheral edge of the flat surface portion 562a, and the flat surface portion 562a and the curved surface portion 562b. And a side surface portion 562c extending parallel to C and extending upward (first direction) in FIG.
  • the outer radius Re of the side surface portion 562c is substantially equal to the inner radius Rc of the tooth tip portion 521a of the tooth profile component 521.
  • the punch 562 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the counter punch 563 has a flat surface portion 563a that is parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, and a side surface portion 563b that extends downward along the central axis C in FIG.
  • the radius Rf of the side surface portion 563b is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 521a of the tooth profile component 521.
  • the counter punch 563 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the die 564 is a fixed type.
  • the die 564 includes a side surface portion 564a that is parallel to the central axis C and extends in a first direction that is the upward direction in FIG. 109, a curved surface portion 564b that is provided at the upper end of the side surface portion 564a, a side surface portion 564a, and a curved surface portion 564b. And an inclined portion 564c that expands in a radial direction perpendicular to the central axis as it proceeds in the first direction.
  • the inner radius Rg of the side surface portion 564a is substantially equal to the outer radius Ra of the tooth tip portion 521a of the tooth profile component 521.
  • the second diameter-expanded cylindrical container 555 is used as the workpiece 561.
  • the second expanded cylindrical container 555 which is the workpiece 561 is placed on the plane of the counter punch 563 so that the material axis of the workpiece 561 (second expanded cylindrical container 555) coincides with the center axis C of the press machine. Placed in part 563a.
  • the punch 562 and the counter punch 563 are moved downward in a state where the bottom surface portion 561a of the workpiece 561 is held between the flat surface portion 562a of the punch 562 and the flat surface portion 563a of the counter punch 563.
  • 110A is a cross-sectional view schematically showing a state in which the punch 562 and the counter punch 563 are moved downward.
  • the diameter-expanded side surface portion 561b expanded in the diameter expansion step is reduced in diameter by the inclined portion 564c of the die 564 to form the diameter-reduced side surface portion.
  • the corner portion 565a (shoulder portion) of the reduced diameter cylindrical container 565 is increased so that the outer shape of the corner portion 565a of the reduced diameter cylindrical container 565 satisfies the following conditional expression (1).
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • Conditional expression (1) is expressed as follows using the plate thickness t of the reduced diameter cylindrical container 565 and the above lengths ⁇ R and ⁇ H. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 2t (1) That is, when the corner 565a of the reduced diameter cylindrical container 565 is thickened so that the outer shape of the corner 565a of the reduced diameter cylindrical container 565 satisfies the conditional expression (1), the outer angle of the corner 565a is a right angle. A value close to.
  • the outer shape of the corner portion 565a of the reduced diameter cylindrical container 565 satisfies the following conditional expression (2). It is preferable to increase the thickness of the corner portion 565a of the reduced diameter cylindrical container 565. ( ⁇ R + ⁇ H) ⁇ 1.5t (2)
  • a desirable value of the radius Rd of the mountain streak 542f of the side surface portion 542e of the first punch 542 in the diameter expansion process is set to be 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 521a of the tooth profile part 521. The reason will be described below.
  • the radius Rd of the mountain streak 542f is less than 1.08 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 521a, the amount of diameter reduction in the diameter reduction process is small, and the increase in the thickness of the corner portion 565a is insufficient, and the next coarse tooth profile Overlapping wrinkles may occur in the molding process and the complete tooth forming process.
  • the radius Rd of the mountain reinforcement 542f is more than 1.17 times the inner radius Rc of the tooth tip portion 521a
  • the side surface portion 555b becomes too thin in the diameter expanding step, and as a result, the corner portion 565a is not thickened.
  • the radius Rd of the mountain streak 542f of the side surface portion 542e of the first punch 542 in the diameter expansion process is 1.08 times or more and 1.17 times or less of the inner radius Rc of the tooth tip portion 521a of the tooth profile part 521. Is desirable.
  • FIG. 111 to 114 are diagrams schematically showing a state before forming by the coarse tooth forming step.
  • 111 is a cross-sectional view taken along a plane passing through the central axis C (a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 113)
  • FIG. 112 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 111
  • FIG. 111 is a view (plan view) as viewed from the arrow B in FIG. 111
  • FIG. 114 is a view (view from the bottom) as viewed from the arrow E in FIG.
  • the press used in the coarse tooth forming process includes a coarse tooth forming inner punch 572, a coarse tooth forming outer punch 573, and a coarse tooth forming counter each having a central axis C arranged coaxially.
  • a punch 574 and a coarse tooth forming die 575 are provided.
  • the coarse tooth forming counter punch 574 and the coarse tooth forming die 575 are disposed opposite to the coarse tooth forming punch 572.
  • the coarse tooth forming inner punch 572 is continuous via a flat surface portion 572a parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C, a curved surface portion 572b provided on the outer edge portion of the flat surface portion 572a, and the flat surface portion 572a and the curved surface portion 572b. And a side surface portion 572c extending in the upward direction (first direction) in FIG. 111 along the central axis C. In the side surface portion 572c, in order to form the tooth tip portion 521a and the tooth bottom portion 521b of the tooth profile component 521, a plurality of mountain streak 572d and a plurality of valley streaks 572e extending in parallel with the first direction are alternately specified in the circumferential direction.
  • the coarse tooth forming punch 572 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the coarse tooth forming die 575 is a fixed type.
  • the coarse-tooth forming die 575 includes a side surface portion 575a extending parallel to the first direction, a curved surface portion 575b provided at an upper end portion of the side surface portion 575a, and a first surface continuously through the side surface portion 575a and the curved surface portion 575b. And an inclined portion 575c that expands in a radial direction perpendicular to the central axis C as it advances in the direction.
  • a plurality of mountain streaks 575d and a plurality of valley streaks 575e extending in a direction parallel to the first direction are alternately arranged in the circumferential direction. Are formed at predetermined intervals.
  • the coarse tooth forming outer punch 573 has a cylindrical shape and is disposed along the outer periphery of the coarse tooth forming inner punch 572.
  • the coarse tooth forming punch 573 has a flat portion 573a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a first side surface portion 573b extending in the first direction, in contact with the edge on the small diameter side of the flat portion 573a, It has the 2nd side part 573c which contact
  • the flat surface portion 573a has a recessed portion 573d in which a portion corresponding to a tooth bottom portion 521b (a portion between adjacent tooth tip portions 521a) of the tooth profile component 521 is recessed in the first direction.
  • a plurality of mountain bars 573e and a plurality of valley bars 573f extending in the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the second side surface portion 573c has a plurality of mountain streaks 573g and a plurality of valley streaks 573h extending in the first direction along the side surface portion 575a of the coarse-tooth forming die 575, and are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the coarse tooth forming punch 573 can reciprocate in the direction parallel to the central axis C along the outer periphery of the coarse tooth forming punch 572 by a mechanical (hydraulic, servo motor, etc.) drive source (not shown). It can be moved up and down).
  • the coarse tooth forming counter punch 574 includes a side surface portion 574a extending in the first direction and a flat surface portion 574b that is continuous with the side surface portion 574a and parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C.
  • a plurality of mountain streaks 574d and a plurality of valley streaks 574e extending in the first direction are formed on the side surface portion 574a alternately at predetermined intervals in the circumferential direction along the side surface portion 575a of the coarse tooth forming die 575.
  • the coarse tooth forming counter punch 574 is a movable type capable of reciprocating (moving up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the coarse tooth component 576 is formed using the reduced diameter cylindrical container 565 formed in the aforementioned diameter reducing step as the workpiece 571.
  • the material axis of the workpiece 571 coincides with the center axis C of the press machine, and the diameter of the container side surface portion 565b of the reduced diameter cylindrical container 565 is reduced.
  • the reduced diameter cylindrical container 565 which is the workpiece 571, is placed on the flat surface portion 574b of the coarse tooth forming counter punch 574 so that the reduced diameter side surface portion 571a is positioned at the valley line 575e of the coarse tooth forming die 575.
  • the bottom surface portion 565c of the workpiece 571 is sandwiched between the flat surface portion 572a of the coarse tooth forming inner punch 572 and the flat surface portion 574b of the coarse tooth forming counter punch 574, and the flat surface portion 573a of the rough tooth forming outer punch 573 is used. Is brought into contact with the end 565d of the workpiece 571. In this state, as shown in FIG. 116, the coarse tooth forming inner punch 572, the coarse tooth forming outer punch 573, the coarse tooth forming counter punch 574, and the flat surface portion 573 a of the coarse tooth forming outer punch 573 are of the coarse tooth forming die 575. It moves downward until it passes through the curved surface portion 575b.
  • FIG. 117 is a diagram schematically showing the appearance of the coarse tooth component 576 after the coarse tooth formation.
  • the flat surface portion 573a of the coarse tooth forming outer punch 573 has a hollow portion 573d in which a portion corresponding to the tooth bottom portion 521b of the tooth profile component 521 is recessed, the workpiece 571 does not contact the entire flat surface portion 573a. An increase in molding load due to hydrostatic pressure can be suppressed.
  • the recess shape is not particularly defined as long as the workpiece 571 does not fill the flat portion 573a.
  • FIG. 118 to FIG. 120 are diagrams schematically showing a state before molding in the complete tooth forming process following the coarse tooth forming process.
  • 118 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 120
  • FIG. 119 is a plan view taken along the line AA in FIG. 118
  • the press used in the completed tooth forming process includes a completed tooth forming inner punch 582 in which the central axes C are coaxially arranged, a completed tooth forming outer punch 583, and a completed tooth forming knockout. 584 and a complete tooth forming die 585.
  • the complete tooth forming knockout 584 and the complete tooth forming die 585 are disposed opposite to the complete tooth forming inner punch 582.
  • the finished tooth forming inner punch 582 has a plane portion 582a parallel to the radial direction perpendicular to the central axis C, a curved surface portion 582b, and a direction parallel to the central axis C through the flat surface portion 582a and the curved surface portion 582b.
  • 118 has a side surface portion 582c extending upward (first direction) in FIG.
  • the side surface portion 582c has the same shape and dimensions of a cross section perpendicular to the central axis C as the side surface portion 572c of the coarse tooth forming inner punch 572 used in the rough tooth forming step.
  • the complete tooth forming inner punch 582 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic pressure, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the complete tooth forming die 585 is a fixed type, and includes a first side surface portion 585a extending in the first direction, a flat surface portion 585b continuous to the first side surface portion 585a and parallel to the radial direction perpendicular to the central axis, and a flat surface.
  • a second side surface portion 585c extending in the first direction continuously to the portion 585b.
  • the second side surface portion 585c has the same shape and dimensions of a cross section perpendicular to the central axis C as the side surface portion 575c of the rough tooth forming die 575 in the rough tooth forming step.
  • a plurality of mountain streaks 585d and a plurality of valley streaks 585e extending in a direction parallel to the first direction are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the finished tooth forming outer punch 583 has substantially the same shape as the coarse tooth forming outer punch 573. That is, the finished tooth forming outer punch 583 has a cylindrical shape and is disposed along the outer periphery of the finished tooth forming inner punch 582.
  • the finished tooth forming outer punch 583 has a flat surface portion 583a, a first side surface portion 583b, and a second side surface portion 583c.
  • the flat surface portion 583a is a portion parallel to the radial direction orthogonal to the central axis C.
  • the first side surface portion 583b is in contact with the edge portion on the smaller diameter side of the flat surface portion 583a and extends in the first direction along the side surface portion 582c of the finished tooth forming inner punch 582.
  • the second side surface portion 583c is in contact with the large-diameter edge of the flat surface portion 583a and extends in the first direction along the second side surface portion 585c of the complete tooth forming die 585.
  • the flat surface portion 583a has a recessed portion 583d in which a portion corresponding to a tooth bottom portion 521b (a portion between adjacent tooth tip portions 521a) of the tooth profile component 521 is recessed.
  • the first side surface portion 583b has the same shape and dimensions of a cross section perpendicular to the central axis C as the side surface portion 573b of the coarse tooth forming outer punch 573 used in the rough tooth forming step.
  • a plurality of mountain streaks 583e and a plurality of valley streaks 583f extending in a direction parallel to the first direction are formed alternately at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the second side surface portion 583c has the same cross-sectional shape and dimensions perpendicular to the central axis C as the side surface portion 573c of the coarse tooth forming outer punch 573 used in the rough tooth forming step.
  • a plurality of mountain streaks 583g and a plurality of valley streaks 583h extending in a direction parallel to the first direction are formed alternately at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the complete tooth forming outer punch 583 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the complete tooth forming knockout 584 has a cylindrical shape and is for removing the molded product from the mold.
  • the complete tooth forming knockout 584 is a movable type that can be reciprocated (moved up and down) in a direction parallel to the central axis C by a mechanical (hydraulic, servo motor, etc.) drive source (not shown).
  • the rough tooth tip portion 581a of the rough tooth profile part 576 that is the work material 581 is formed so that the material axis of the work material 581 (coarse tooth forming shape 576) coincides with the center axis C of the press machine.
  • the bottom surface portion 581b of the workpiece 581 is sandwiched between the flat surface portion 582a of the finished tooth forming inner punch 582 and the flat surface portion 585b of the completed tooth forming die 585 so as to be positioned at the valley streak 585e.
  • the open end 581c of the workpiece 581 is pushed downward by the flat portion 583a of the finished tooth forming punch 583, and the side portion 581d of the workpiece 581 is compressed.
  • the work material 581 is filled in the space surrounded by the completed tooth formation inner punch 582, the completed tooth formation outer punch 583, the completed tooth formation knockout 584, and the completed tooth formation die 585.
  • a complete tooth shape is formed as a tooth tip portion 521a at a specific portion (a portion where the rough tooth tip portion 581a is formed) of the side surface portion 581d of the coarse tooth shape shape product 576 (workpiece 581).
  • a tooth bottom portion 521b is formed in another part of the side surface portion 581d of the (workpiece 581).
  • FIG. 123 is an external view of the tooth profile component 521 after the completed tooth profile is formed.
  • the manufacturing method of the tooth profile component according to the present embodiment it is possible to prevent the occurrence of overlapping wrinkles on the inner surface 5213 of the corner portion of the tooth profile component 521. That is, in the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, before the complete tooth formation shape, the curved surface portion 582b of the punch 582 in the complete tooth formation shape and the corner portion 581e of the workpiece 581 are in contact with each other, and the shrinkage is reduced.
  • the corner portion 565a of the diameter cylindrical container 565 Since the outer angle of the corner portion 565a of the diameter cylindrical container 565 is adjusted to a value close to a right angle, the corner portion formed by the boundary between the flat surface portion 585b and the side surface portion 585c of the complete tooth forming die 585 in the complete tooth forming die process. A gap between the vicinity and the corner 581e of the workpiece 581 can be reduced. As a result, the corner portion 581e of the workpiece 581 does not move away from the curved surface portion 582b of the finished tooth forming inner punch 582 during the completed tooth forming step, so that the upper surface of the bottom surface portion 521c It is possible to obtain the tooth profile component 521 having no overlapping wrinkles at the boundary with the inner peripheral surface of the side wall portion 521d.
  • the tooth profile part since cold forging is adopted as a manufacturing method of the tooth profile part, there is no draft and the tooth profile whose thickness dimensional accuracy is an order of magnitude smaller than that of the tooth profile part manufactured by hot forging.
  • the part 521 can be obtained without a cutting process. That is, according to the method for manufacturing a tooth profile component according to the present embodiment, a high-quality tooth profile component 521 having no overlapping wrinkles and draft and having a thickness dimensional accuracy of ⁇ 0.05 mm to ⁇ 0.3 mm is obtained. be able to.
  • the flat surface portion 583a of the finished tooth forming outer punch 583 has a recessed portion 583d in which a portion corresponding to the tooth bottom portion 521b of the tooth profile component 521 is recessed. For this reason, the workpiece 581 does not contact the entire flat portion 583a, and an increase in the molding load due to the hydrostatic pressure can be suppressed.
  • the recess shape is not particularly defined as long as the workpiece 581 does not fill the flat portion 583a.
  • the tooth profile component 521 has a shape in which the end portion of the tooth bottom portion 521b protrudes. However, when it is desirable that the end portion is flat as shown in FIGS. 99A and 99B, after the tooth forming step (that is, the completed tooth forming step). After), a step of cutting and flattening the end portion of the tooth profile part 521 may be provided.
  • the specific cutting method is not particularly limited, and various known cutting methods can be applied.
  • the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
  • various known materials that can be plastically processed such as metals such as iron, steel, aluminum, titanium, stainless steel, and copper, or alloys thereof, can be employed.
  • a composite material of metal and resin, or a composite material of dissimilar metals may be employed as the workpiece.
  • the case where the workpiece is a flat plate having crests and troughs provided so as to alternately appear along the circumferential direction around the material axis is exemplified.
  • the case where the workpiece was a circular flat plate was illustrated.
  • the shape of the workpiece is not limited to the above shape, and for example, a flat plate having a polygonal shape may be used as the workpiece.
  • the present invention is not limited to the tooth profile component that is a component of the vehicle automatic transmission, but can be applied to the manufacture of a tooth profile component that is a component of a driving force transmission mechanism of a general machine or a ship.
  • the case where cold forging is applied to the method for manufacturing a tooth profile is illustrated. However, if a tooth profile having the required accuracy and strength can be obtained, the cold forging can be obtained. Instead of hot forging, hot forging may be applied.

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Abstract

歯形部品の製造方法は、被加工材を絞り成形することにより、底面部及び側面部を有する円筒容器を得る絞り工程と;前記円筒容器の前記側面部のうち、歯先部が形成される特定部位を縮径することにより、前記底面部と前記側面部との間の角部の外側の形状が下記条件式(1)を満たすように前記角部を増肉させる縮径工程と;前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記特定部位に前記歯先部を形成することにより、前記底面部、前記側面部及び前記歯先部を有する歯形部品を得る歯形成形工程と;を有する。 (ΔR+ΔH)≦ 2t …(1)

Description

歯形部品の製造方法及び歯形部品
 本発明は、歯形部品の製造方法及び歯形部品に関する。
 本願は、2015年1月21日に日本に出願された、特願2015-9637号、特願2015-9710号、特願2015-9711号及び特願2015-9719号と、2015年11月18日に日本に出願された、特願2015-226009号及び特願2015-225947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。
従来から、プレス成形により金属製の歯形部品を製造する方法が知られている。例えば下記特許文献1には、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アを一つの歯形部品として一体的に製造する方法が開示されている。その方法は、板金素材(被加工材)を絞り成形することにより、有底の円筒容器を得る工程と、その円筒容器の側壁部の内周面を拘束した状態で、鍛圧成形により側壁部を増肉しながら、側壁部に歯形を形成する工程とを有する。
 図1Dに示すように、歯形部品11は、底面部11aと、この底面部11aの外縁部から起立する側壁部11bとを備える。従来の歯形部品の製造方法では、底面部11aの上面と側壁部11bの内周面との間の境界に、側壁部11bの内周面の一部が底面部11aの上面に重なることにより形成される疵11e(以下、重なり疵と呼称する)が発生する場合がある。
 以下に、重なり疵11eの発生メカニズムを説明する。なお、以下では、説明の便宜上、歯形部品11の製造過程で得られる円筒容器にも同じ符号11を使用する。図1Aに示すように、被加工材を絞り成形することにより得られた円筒容器11をダイ14の上に置き、拘束パンチ12の平面部12aとダイ14の平面部14aとで円筒容器11の底面部11aを拘束する。この状態で、鍛圧パンチ13の平面部13aで円筒容器11の開口端11dを押込むことにより、歯形の成形を行う。図1Aに示すように、鍛圧成形前において円筒容器11の角部11cの板厚は、底面部11a及び側壁部11bの板厚より薄い。図1Bに示すように、鍛圧成形が開始される、すなわち鍛圧パンチ13の下降動作が開始されると、側壁部11bが下方に押し潰されることにより、側壁部11bが増肉される。そのため、鍛圧成形の過程で、角部11cにおいて図中の矢印の方向に材料流れが生じ、その結果、角部11cの内面側と拘束パンチ12の肩R部12bとの間に隙間15が生じる。その後、鍛圧パンチ13で円筒容器11の開口端11dを更に押込むと、図1Cに示すように、側壁部11bの内周面の一部が盛り上がって隙間15に流入する。その結果、図1Dに示すように、鍛圧成形終了後に、側壁部11bの内周面の一部が底面部11aの上面に重なることにより、底面部11aの上面と側壁部11bの内周面との間の境界に重なり疵11eが形成される。
日本国特許第2885266号公報
 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の製造方法として、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。
 しかしながら、上記のような歯形部品の製造過程で生じる重なり疵は、歩留まり低下の原因となるので、冷間鍛造を採用することで本来得られるはずの高歩留まりという利点を十分に得ることができない。
 そのため、高い寸法精度及び強度が要求される歯形部品(つまり高い品質が要求される歯形部品)の製造方法として冷間鍛造を採用した場合であっても、製造過程で重なり疵が発生することを抑制することで歯形部品の歩留まりを向上することが可能な技術が要求されていた。

 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、歯形部品の歩留まりを向上することが可能な歯形部品の製造方法及び高品質の歯形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歯形部品の製造方法は、被加工材を絞り成形することにより、底面部及び側面部を有する円筒容器を得る絞り工程と;前記円筒容器の前記側面部のうち、歯先部が形成される特定部位を縮径することにより、前記底面部と前記側面部との間の角部を増肉させる縮径工程と;前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記特定部位に前記歯先部を形成することにより、前記底面部、前記側面部及び前記歯先部を有する歯形部品を得る歯形成形工程と;を有する。前記縮径工程では、前記円筒容器の中心軸方向及び径方向を含む断面で前記円筒容器を見た場合に、前記円筒容器の前記底面部に対して平行に接する直線L1と、前記円筒容器の前記側面部に対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義し、前記直線L1が前記円筒容器の前記底面部から離脱し始める点をP1、前記直線L2が前記円筒容器の前記側面部から離脱し始める点をP2と定義し、さらに、前記直線L1上の前記交点P0と前記点P1との間の長さをΔR、前記直線L2上の前記交点P0と前記点P2との間の長さをΔHと定義したとき、前記円筒容器の前記角部の外側の形状が、前記円筒容器の板厚tと、前記長さΔR及びΔHとを用いて表される下記条件式(1)を満たすように前記角部を増肉させる。
(ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
(2)上記(1)に記載の歯形部品の製造方法が、前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記特定部位を拡径する拡径工程を、前記絞り工程と前記縮径工程との間にさらに有していてもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載の歯形部品の製造方法において、前記歯形成形工程が、前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記特定部位に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;前記粗歯形を加工することにより前記特定部位に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;を有していてもよい。
(4)上記(1)~(3)いずれか一つに記載の歯形部品の製造方法において、前記被加工材が、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた山部及び谷部を有する平板であって、前記山部は、前記谷部から前記材軸を前記中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位であってもよい。
(5)上記(1)~(3)いずれか一つに記載の歯形部品の製造方法において、前記被加工材が、円形状の平板、または多角形状の平板であってもよい。
(6)上記(1)に記載の歯形部品の製造方法において、前記被加工材が、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた山部及び谷部を有する平板であって、前記山部は、前記谷部から前記材軸を前記中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位であり;前記絞り工程では、前記円筒容器の前記側面部に、前記山部及び前記谷部が含まれるように、前記被加工材を絞り成形し;前記縮径工程では、前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記山部を前記特定部位として縮径してもよい。
(7)上記(6)に記載の歯形部品の製造方法では、前記絞り工程において、中心軸が同軸上に配置された、パンチと、ダイとを用い;前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部とパンチ曲面部を介して連続し、前記中心軸と平行な第1方向に延びるパンチ側面部とを有し、前記パンチ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行なダイ平面部と、前記ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びるダイ側面部とを有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記被加工材の前記山部が前記ダイの前記谷筋に位置するように前記被加工材を前記ダイの上に置き;その後、前記パンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記側面部が前記底面部に対して直立する前記円筒容器を得てもよい。
(8)上記(6)または(7)に記載の歯形部品の製造方法では、前記縮径工程において、中心軸が同軸上に配置された、パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い;前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部とパンチ曲面部を介して連続して前記中心軸と平行な第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の内半径と同等のパンチ側面部とを有し;前記カウンターパンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、前記カウンターパンチ平面部に連続して前記第1方向と逆方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のカウンターパンチ側面部とを有し;前記ダイは、前記第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のダイ側面部と、前記ダイ側面部とダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し;前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記底面部を前記パンチと前記カウンターパンチとの間に挟んだ状態で、前記パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記山部を前記特定部位として縮径してもよい。
(9)上記(6)~(8)のいずれか一つに記載の歯形部品の製造方法では、前記歯形成形工程において、中心軸が同軸上に配置された、内パンチと、前記内パンチの外周に配置される外パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い;前記内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な内パンチ平面部と、前記内パンチ平面部と内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる内パンチ側面部とを有し、前記内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる内パンチ山筋及び内パンチ谷筋が形成されており;前記ダイは、前記第1方向に延びるダイ側面部と、前記ダイ側面部とダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延びるダイ谷筋及びダイ山筋が形成されており;前記外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な外パンチ平面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第1側面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第2側面部とを有し;前記カウンターパンチは、前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びるカウンターパンチ側面部と、前記カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部とを有し;前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記山部が前記ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記内パンチ平面部と前記カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ;その後、前記内パンチ、前記外パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させ;前記外パンチ平面部が前記ダイ曲面部を通過した後、前記内パンチ、前記カウンターパンチ及び前記ダイを固定した状態で、前記外パンチを前記カウンターパンチの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記山部に前記歯先部を形成してもよい。

(10)上記(6)~(8)のいずれか一つに記載の歯形部品の製造方法において、前記歯形成形工程が、前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記山部に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;前記粗歯形を加工することにより前記山部に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;を有していてもよい。
(11)上記(10)に記載の歯形部品の製造方法では、前記粗歯形成形工程において、中心軸が同軸上に配置された、粗歯形成形内パンチと、前記粗歯形成形内パンチの外周に配置される粗歯形成形外パンチと、粗歯形成形カウンターパンチと、前記粗歯形成形カウンターパンチの外周に配置される粗歯形成形ダイとを用い;前記粗歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形内パンチ平面部と、前記粗歯形成形内パンチ平面部及び粗歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記粗歯形成形内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ山筋及び粗歯形成形内パンチ谷筋が形成されており;前記粗歯形成形ダイは、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ側面部と、前記粗歯形成形ダイ側面部及び粗歯形成形ダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開する粗歯形成形ダイ傾斜部とを有し、前記粗歯形成形ダイ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ谷筋及び粗歯形成形ダイ山筋が形成されており;前記粗歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形外パンチ平面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第1側面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第2側面部とを有し;前記粗歯形成形カウンターパンチは、前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形カウンターパンチ側面部と、前記粗歯形成形カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形カウンターパンチ平面部とを有し;前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記山部が前記粗歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記粗歯形成形内パンチ平面部と前記粗歯形成形カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記粗歯形成形外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ;その後、前記粗歯形成形内パンチ、前記粗歯形成形外パンチ及び前記粗歯形成形カウンターパンチを前記粗歯形成形ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記山部に前記粗歯形を形成してもよい。
(12)上記(11)に記載の歯形部品の製造方法では、前記完成歯形成形工程において、中心軸が同軸上に配置された、完成歯形成形内パンチと、前記完成歯形成形内パンチの外周に配置される完成歯形成形外パンチと、完成歯形成形ダイとを用い;前記完成歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形内パンチ平面部と、前記完成歯形成形内パンチ平面部及び完成歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる完成歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記完成歯形成形内パンチ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形内パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形内パンチ山筋及び完成歯形成形内パンチ谷筋を有し;前記完成歯形成形ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形ダイ平面部と、前記完成歯形成形ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる完成歯形成形ダイ側面部とを有し、前記完成歯形成形ダイ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ山筋及び完成歯形成形ダイ谷筋を有し;前記完成歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形外パンチ平面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第1側面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第2側面部とを有し;前記粗歯形成形工程にて前記円筒容器の前記山部に形成された前記粗歯形が前記完成歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記完成歯形成形内パンチ平面部と前記完成歯形成形ダイ平面部との間に挟んだ状態で、前記完成歯形成形外パンチ平面部で前記円筒容器の開口端を押込むことにより、前記円筒容器の前記山部に前記完成歯形を形成してもよい。
(13)上記(1)に記載の歯形部品の製造方法が、前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記特定部位を拡径する拡径工程を、前記絞り工程と前記縮径工程との間にさらに有し;前記被加工材が、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた山部及び谷部を有する平板であって、前記山部は、前記谷部から前記材軸を前記中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位であり;前記絞り工程では、前記円筒容器の前記側面部に、前記山部及び前記谷部が含まれるように、前記被加工材を絞り成形し;前記拡径工程では、前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記山部が変形した突起部を前記特定部位として拡径し;前記縮径工程では、前記拡径工程にて拡径された前記円筒容器の前記突起部を縮径してもよい。
(14)上記(13)に記載の歯形部品の製造方法では、前記拡径工程において、中心軸が同軸上に配置された、第1パンチと、第1ダイとを用いた第1ステップと、中心軸が同軸上に配置された、第2パンチと、第2ダイとを用いた第2ステップとを有し;前記第1パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第1パンチ平面部と、前記第1パンチ平面部及び第1パンチ第1曲面部を介して連続し、前記中心軸と平行な第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する径方向に拡開する第1パンチ傾斜部と、前記第1パンチ傾斜部及び第1パンチ第2曲面部を介して連続して前記第1方向に延びる第1パンチ側面部とを有し、前記第1パンチ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記第1ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第1ダイ平面部と、前記第1ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる第1ダイ側面部とを有し、前記第1ダイ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、さらに前記第1ダイ側面部は、前記第1パンチ側面部から径方向に前記被加工材の板厚分をオフセットしたかたちで配置され;前記第2パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第2パンチ平面部と、前記第2パンチ平面部及び第2パンチ曲面部を介して連続して前記第1方向に延びる第2パンチ側面部とを有し、前記第2パンチ側面部は、形状及び寸法が前記第1パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記第2ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第2ダイ平面部と、前記第2ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる第2ダイ側面部とを有し、前記第2ダイ側面部は、形状及び寸法が前記第1ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記第1ステップでは、前記絞り工程により得られる前記円筒容器の前記山部が変形した前記突起部が前記第1ダイの前記谷筋に位置するように前記円筒容器を前記第1ダイの上に置き;その後、前記第1パンチを前記第1ダイの方向に相対移動させることにより、前記突起部を拡径し;前記第2ステップでは、拡径された前記突起部が前記第2ダイの前記谷筋に位置するように前記円筒容器を前記第2ダイの上に置き;その後、前記第2パンチを前記第2ダイの方向に相対移動させることにより、前記側面部が前記底面部に対して直立する前記円筒容器を得てもよい。
(15)上記(13)または(14)に記載の歯形部品の製造方法では、前記縮径工程において、中心軸が同軸上に配置された、パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い;前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部及びパンチ曲面部を介して連続して前記中心軸と平行な第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の内半径と同等のパンチ側面部とを有し;前記カウンターパンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、前記カウンターパンチ平面部に連続して前記第1方向と逆方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のカウンターパンチ側面部とを有し;前記ダイは、前記第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し;前記拡径工程により拡径された前記突起部を有する前記円筒容器の前記底面部を前記パンチと前記カウンターパンチとの間に挟んだ状態で、前記パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記突起部を縮径してもよい。
(16)上記(13)~(15)のいずれか一つに記載の歯形部品の製造方法では、前記歯形成形工程において、中心軸が同軸上に配置された、内パンチと、前記内パンチの外周に配置される外パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い;前記内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な内パンチ平面部と、前記内パンチ平面部及び内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる内パンチ側面部とを有し、前記内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる内パンチ山筋及び内パンチ谷筋が形成されており;前記ダイは、前記第1方向に延びるダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延びるダイ谷筋及びダイ山筋が形成されており;前記外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な外パンチ平面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第1側面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第2側面部とを有し;前記カウンターパンチは、前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びるカウンターパンチ側面部と、前記カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部とを有し;前記縮径工程により縮径された前記突起部が前記ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記内パンチ平面部と前記カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ;その後、前記内パンチ、前記外パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させ;前記外パンチ平面部が前記ダイ曲面部を通過した後、前記内パンチ、前記カウンターパンチ及び前記ダイを固定した状態で、前記外パンチを前記カウンターパンチの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記突起部に前記歯先部を形成してもよい。
(17)上記(13)~(15)のいずれか一つに記載の歯形部品の製造方法では、前記歯形成形工程が、前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記突起部に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;前記粗歯形を加工することにより前記突起部に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;を有していてもよい。
(18)上記(17)に記載の歯形部品の製造方法では、前記粗歯形成形工程において、中心軸が同軸上に配置された、粗歯形成形内パンチと、前記粗歯形成形内パンチの外周に配置される粗歯形成形外パンチと、粗歯形成形カウンターパンチと、前記粗歯形成形カウンターパンチの外周に配置される粗歯形成形ダイとを用い;前記粗歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形内パンチ平面部と、前記粗歯形成形内パンチ平面部及び粗歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記粗歯形成形内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ山筋及び粗歯形成形内パンチ谷筋が形成されており;前記粗歯形成形ダイは、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ側面部と、前記粗歯形成形ダイ側面部及び粗歯形成形ダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開する粗歯形成形ダイ傾斜部とを有し、前記粗歯形成形ダイ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ谷筋及び粗歯形成形ダイ山筋が形成されており;前記粗歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形外パンチ平面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第1側面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第2側面部とを有し;前記粗歯形成形カウンターパンチは、前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形カウンターパンチ側面部と、前記粗歯形成形カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形カウンターパンチ平面部とを有し;前記縮径工程により縮径された前記突起部が前記粗歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記粗歯形成形内パンチ平面部と前記粗歯形成形カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記粗歯形成形外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ;その後、前記粗歯形成形内パンチ、前記粗歯形成形外パンチ及び前記粗歯形成形カウンターパンチを前記粗歯形成形ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記突起部に前記粗歯形を形成してもよい。
(19)上記(18)に記載の歯形部品の製造方法では、前記完成歯形成形工程において、中心軸が同軸上に配置された、完成歯形成形内パンチと、前記完成歯形成形内パンチの外周に配置される完成歯形成形外パンチと、完成歯形成形ダイとを用い;前記完成歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形内パンチ平面部と、前記完成歯形成形内パンチ平面部及び完成歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる完成歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記完成歯形成形内パンチ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形内パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形内パンチ山筋及び完成歯形成形内パンチ谷筋を有し;前記完成歯形成形ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形ダイ平面部と、前記完成歯形成形ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる完成歯形成形ダイ側面部とを有し、前記完成歯形成形ダイ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ山筋及び完成歯形成形ダイ谷筋を有し;前記完成歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形外パンチ平面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第1側面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第2側面部とを有し;前記粗歯形成形工程にて前記円筒容器の前記突起部に形成された前記粗歯形が前記完成歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記完成歯形成形内パンチ平面部と前記完成歯形成形ダイ平面部との間に挟んだ状態で、前記完成歯形成形外パンチ平面部で前記円筒容器の開口端を押込むことにより、前記円筒容器の前記突起部に前記完成歯形を形成してもよい。
(20)上記(1)に記載の歯形部品の製造方法が、前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記特定部位を拡径する拡径工程を、前記絞り工程と前記縮径工程との間にさらに有し;前記絞り工程では、円形状の平板である前記被加工材を絞り成形することにより、前記円筒容器を得てもよい。
(21)上記(20)に記載の歯形部品の製造方法では、前記拡径工程において、中心軸が同軸上に配置された第1パンチと第1ダイとを用いた第1ステップと、中心軸が同軸上に配置された第2パンチと第2ダイとを用いた第2ステップとを有し;前記第1パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第1パンチ平面部と、前記第1パンチ平面部及び第1パンチ第1曲面部を介して連続し、前記中心軸と平行な第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する径方向に拡開する第1パンチ傾斜部と、前記第1パンチ傾斜部と第1パンチ第2曲面部を介して連続して前記第1方向に延伸する第1パンチ側面部と、を有し、前記第1パンチ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記第1ダイは、前記第1方向に延伸する第1ダイ第1側面部と、前記第1ダイ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な第1ダイ平面部と、前記第1ダイ平面部に連続して前記第1方向に延伸する第1ダイ第2側面部と、を有し、前記第1ダイ第2側面部は、前記第1パンチ側面部から径方向に前記被加工材の板厚分をオフセットした山筋及び谷筋を有し;前記第2パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第2パンチ平面部と、前記第2パンチ平面部及び第2パンチ曲面部を介して連続して前記第1方向に延伸する第2パンチ側面部を有し、前記第2パンチ側面部は、形状及び寸法が前記第1パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記第2ダイは、前記第1方向に延伸する第2ダイ第1側面部と、前記第2ダイ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な第2ダイ平面部と、前記第2ダイ平面部に連続して前記第1方向に延伸する第2ダイ第2側面部と、を有し、前記第2ダイ第2側面部は、形状及び寸法が前記第1ダイ第2側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており;前記第1ステップでは、前記絞り工程により得られる前記円筒容器を前記第1ダイの上に置き;その後、前記第1パンチを前記第1ダイの方向に相対移動させることにより、前記第1パンチの山筋により前記側面部に含まれる前記特定部位を拡径し;前記第2ステップでは、拡径された前記特定部位が前記第2ダイの前記谷筋に位置するように前記円筒容器を前記第2ダイ平面部の上に置き;その後、前記第2パンチを前記第2ダイの方向に相対移動させることにより、前記側面部が前記底面部に対して直立する前記円筒容器を得てもよい。
(22)上記(20)または(21)に記載の歯形部品の製造方法では、前記縮径工程において、パンチと、前記パンチと中心軸が同軸上に配置されるカウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に沿って配置されるダイと、を用い;前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部及びパンチ曲面部を介して連続して中心軸に沿って前記中心軸に平行な第1方向に延伸し、半径が前記歯形部品の前記歯先部の内半径と同等のパンチ側面部と、を有し;前記カウンターパンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、カウンターパンチ平面部に連続して前記第1方向と逆方向に延伸し、半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等であるカウンターパンチ側面部と、を有し;前記ダイは、前記第1方向に延伸し、内半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続して前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部と、を有し;前記拡径工程により拡径された前記特定部位を有する前記円筒容器の前記底面部を前記パンチと前記カウンターパンチとの間に挟んだ状態で、前記パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記特定部位を縮径してもよい。
(23)上記(20)~(22)のいずれか一つに記載の歯形部品の製造方法では、前記歯形成形工程において、互いに中心軸が同軸上に配置される内パンチと、前記内パンチの外周に沿って配置される外パンチと、前記内パンチに対向配置されるカウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に沿って配置されるダイと、を用い;前記内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な内パンチ平面部と、前記内パンチ平面部と内パンチ曲面部を介して連続して中心軸に平行な第1方向に延伸する内パンチ側面部と、を有し、前記内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる内パンチ山筋及び内パンチ谷筋が形成されており;前記ダイは、前記第1方向に延伸するダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続して前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部と、を有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延びるダイ谷筋及びダイ山筋が形成されており;前記外パンチは、筒状の形状であり、前記内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延伸する外パンチ第1側面部と、前記外パンチ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な外パンチ平面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記ダイの前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸する外パンチ第2側面部と、を有し、前記外パンチ平面部は、互いに隣合う前記歯先部の間の部位に対応する部位が窪んだ窪み部を有し;前記カウンターパンチは、前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸するカウンターパンチ側面部と、前記カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、を有し;前記縮径工程により縮径された前記特定部位が前記ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記内パンチ平面部と前記カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ;その後、前記内パンチ、前記外パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させ;前記外パンチ平面部が前記ダイ曲面部を通過した後、前記内パンチ、前記カウンターパンチ及び前記ダイを固定した状態で、前記外パンチを前記カウンターパンチの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記特定部位に前記歯先部を形成してもよい。
(24)上記(20)~(22)のいずれか一つに記載の歯形部品の製造方法では、前記歯形成形工程が、前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記特定部位に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;前記粗歯形を加工することにより前記特定部位に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;を有していてもよい。
(25)上記(24)に記載の歯形部品の製造方法では、前記粗歯形成形工程において、互いに中心軸が同軸上に配置される粗歯形成形内パンチと、前記粗歯形成形内パンチの外周に沿って配置される粗歯形成形外パンチと、前記粗歯形成形内パンチに対向配置される粗歯形成形カウンターパンチと、前記粗歯形成形カウンターパンチの外周に沿って配置される粗歯形成形ダイと、を用い;前記粗歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形内パンチ平面部と、前記粗歯形成形内パンチ平面部及び粗歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して中心軸に平行な第1方向に延伸する粗歯形成形内パンチ側面部と、を有し、前記粗歯形成形内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ山筋及び粗歯形成形内パンチ谷筋が形成されており;前記粗歯形成形ダイは、前記第1方向に延伸する粗歯形成形ダイ側面部と、前記粗歯形成形ダイ側面部及び粗歯形成形ダイ曲面部を介して連続して前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開する粗歯形成形ダイ傾斜部と、を有し、前記粗歯形成形ダイ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ谷筋及び粗歯形成形ダイ山筋が形成されており;前記粗歯形成形外パンチは、筒状の形状であり、前記粗歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延伸する粗歯形成形外パンチ第1側面部と、前記粗歯形成形外パンチ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形外パンチ平面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形ダイの前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸する粗歯形成形外パンチ第2側面部と、を有し、前記粗歯形成形外パンチ平面部は、互いに隣合う前記歯先部の間の部位に対応する部位が窪んだ窪み部を有し;前記粗歯形成形カウンターパンチは、前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸する粗歯形成形カウンターパンチ側面部と、前記粗歯形成形カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形カウンターパンチ平面部と、を有し;前記縮径工程により縮径された前記特定部位が前記粗歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記粗歯形成形内パンチ平面部と前記粗歯形成形カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記粗歯形成形外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ;その後、前記粗歯形成形内パンチ、前記粗歯形成形外パンチ及び前記粗歯形成形カウンターパンチを前記粗歯形成形ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記特定部位に前記粗歯形を形成してもよい。
(26)上記(25)に記載の歯形部品の製造方法では、前記完成歯形成形工程において、互いに中心軸が同軸上に配置される完成歯形成形内パンチと、前記完成歯形成形内パンチの外周に沿って配置される完成歯形成形外パンチと、前記完成歯形成形内パンチに対向配置される完成歯形成形ノックアウトと、前記完成歯形成形ノックアウトの外周に沿って配置される完成歯形成形ダイと、を用い;前記完成歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形内パンチ平面部と、前記完成歯形成形内パンチ平面部及び完成歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延伸する完成歯形成形内パンチ側面部を有し、前記完成歯形成形内パンチ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形内パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延びる完成歯形成形内パンチ山筋及び完成歯形成形内パンチ谷筋を有し;前記完成歯形成形ダイは、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ第1側面部と、前記完成歯形成形ダイ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形ダイ平面部と、前記完成歯形成形ダイ平面部に連続して、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ第2側面部とを有し、前記完成歯形成形ダイ第2側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延びる完成歯形成形ダイ山筋及び完成歯形成形ダイ谷筋を有し;前記完成歯形成形外パンチは、筒状の形状であり、前記完成歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延伸する完成歯形成形外パンチ第1側面部と、前記完成歯形成形外パンチ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形外パンチ平面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形ダイ第2側面部に沿って前記第1方向に延伸する完成歯形成形外パンチ第2側面部とを有し、前記完成歯形成形外パンチ平面部は、互いに隣り合う前記歯先部の間の部位に対応する部位が窪んだ窪み部を有し;前記粗歯形成形工程にて前記円筒容器の前記特定部位に形成された前記粗歯形が前記完成歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記完成歯形成形内パンチ平面部と前記完成歯形成形ダイ平面部との間に挟んだ状態で、前記完成歯形成形外パンチ平面部にて前記円筒容器の開口端を押込むことにより、前記円筒容器の前記特定部位に前記完成歯形を形成してもよい。
(27)上記(20)~(26)のいずれか一つに記載の歯形部品の製造方法が、前記歯形成形工程の後に、前記歯形部品の端部を切削して平坦にする工程をさらに有していてもよい。
(28)本発明の一態様に係る歯形部品は、上記(1)~(27)のいずれか一つに記載の歯形部品の成形方法によって製造された歯形部品である。
(29)本発明の他の態様に係る歯形部品は、底面部と;前記底面部に対して直立する側面部と;前記側面部に形成された歯先部と;を備え、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmである。
本発明の上記態様に係る歯形部品の製造方法によれば、歯形部品の製造過程で重なり疵が発生することを抑制できるので、歯形部品の歩留まりを向上することができる。また、この製造方法により、重なり疵の無い高品質な歯形部品を得ることができる。さらに、歯形部品の製造方法に冷間鍛造を適用すれば、重なり疵が無いだけでなく、抜き勾配が無く、且つ厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという、より高品質な歯形部品を得ることができる。

従来の歯形部品の製造方法を説明するための図であり、成形開始前の状態を示す断面図である。 従来の歯形部品の製造方法を説明するための図であり、成形途中の状態を示す断面図である。 従来の歯形部品の製造方法を説明するための図であり、成形途中の状態を示す断面図である。 従来の歯形部品の製造方法を説明するための図であり、成形後の状態を示す断面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法により製造された歯形部品の平面図である。 図2Aに示す歯形部品のA-A断面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形後の状態を示す断面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形後の状態を示す図であり、図4のY視平面図である。 絞り工程により成形される波状円筒容器の平面図である。 絞り工程により成形される波状円筒容器の斜視図である。 絞り工程の被加工材である金属板を示す平面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形後の状態を示す断面図である。 縮径工程により得られた縮径円筒容器の角部の外側形状に関する説明図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図12のD-D断面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図10のA-A断面平面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図10のB視平面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図10のE視底面図である。 第1実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形後の状態を示す断面図である。 歯形成形工程により成形される歯形部品を示す斜視図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法により成形される歯形部品の平面図である。 図16Aに示す歯形部品のA-A断面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形後の状態を示す断面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形後の状態を示す図であり、図18のY視平面図である。 絞り工程により成形される波状円筒容器の平面図である。 絞り工程により成形される波状円筒容器の斜視図である。 絞り工程の被加工材である金属板を示す平面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形後の状態を示す断面図である。 縮径工程により得られた縮径円筒容器の角部の外側形状に関する説明図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図26のD-D断面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図24のA-A断面平面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図24のB視平面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図24のE視底面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形後の状態を示す断面図である。 粗歯形成形工程により成形される粗歯形部品を示す斜視図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図32のD-D断面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図30のA-A断面平面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図30のB視平面図である。 第2実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形後の状態を示す断面図である。 完成歯形成形工程により成形される歯形部品を示す斜視図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法により成形される歯形部品の平面図である。 図35Aに示す歯形部品のA-A断面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形後の状態を示す断面図である。 絞り工程の被加工材である金属板を示す平面図である。 絞り工程により成形される円筒容器を示す斜視図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図41のA-A断面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図40のY視平面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの成形後の状態を示す断面図である。 拡径工程の第1ステップにより成形される第1拡径円筒容器の平面図である。 拡径工程の第1ステップにより成形される第1拡径円筒容器の斜視図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図45のA-A断面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図44のY視平面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの成形後の状態を示す断面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形後の状態を示す断面図である。 縮径工程により得られた縮径円筒容器の角部の外側形状に関する説明図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図51のD-D断面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図49のA-A断面平面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図49のB視平面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図49のE視底面図である。 第3実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の成形後の状態を示す断面図である。 歯形成形工程により成形される歯形部品を示す斜視図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法により成形される歯形部品の平面図である。 図55Aに示す歯形部品のA-A断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の成形後の状態を示す断面図である。 絞り工程の被加工材である金属板を示す平面図である。 絞り工程により成形される円筒容器を示す斜視図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図61のA-A断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図60のY視平面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの成形後の状態を示す断面図である。 拡径工程の第1ステップにより成形される第1拡径円筒容器の平面図である。 拡径工程の第1ステップにより成形される第1拡径円筒容器の斜視図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図65のA-A断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの成形開始前の状態を示す図であり、図64のY視平面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの成形後の状態を示す断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形開始前の状態を示す断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の成形後の状態を示す断面図である。 縮径工程により得られた縮径円筒容器の角部の外側形状に関する説明図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図71のD-D断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図69のA-A断面平面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図69のB視平面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図69のE視底面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の成形後の状態を示す断面図である。 粗歯形成形工程により成形される粗歯形成形品を示す斜視図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図77のD-D断面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図75のA-A断面平面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す図であり、図75のB視平面図である。 第4実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の成形後の状態を示す断面図である。 完成歯形成形工程により成形される歯形部品を示す斜視図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法により成形される歯形部品の平面図である。 図80Aに示す歯形部品のA-A断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の前の状態を示す断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の後の状態を示す断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの前の状態を示す図であり、図84のA-A断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの前の状態を示す図であり、図83のY視平面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの後の状態を示す断面図である。 拡径工程の第1ステップの後の第1拡径円筒容器の平面図である。 拡径工程の第1ステップの後の第1拡径円筒容器の斜視図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの前の状態を示す図であり、図88のA-A断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの前の状態を示す図であり、図87のY視平面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの後の状態を示す断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の前の状態を示す断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の後の状態を示す断面図である。 縮径工程により得られた縮径円筒容器の角部の外側形状に関する説明図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図94のD-D断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図92のA-A断面平面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図92のB視平面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図92のE視底面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における外パンチの斜視図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の後の状態を示す断面図である。 第5実施形態に係る歯形部品の製造方法における歯形成形工程の後の歯形部品の斜視図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法により成形される歯形部品の平面図である。 図99Aに示す歯形部品のA-A断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の前の状態を示す断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における絞り工程の後の状態を示す断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの前の状態を示す図であり、図103のA-A断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの前の状態を示す図102のY視平面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第1ステップの後の状態を示す断面図である。 拡径工程の第1ステップの後の第1拡径円筒容器の平面図である。 拡径工程の第1ステップの後の第1拡径円筒容器の斜視図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの前の状態を示す図であり、図107のA-A断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの前の状態を示す図であり、図106のY視平面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における拡径工程の第2ステップの後の状態を示す断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の前の状態を示す断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における縮径工程の後の状態を示す断面図である。 縮径工程により得られた縮径円筒容器の角部の外側形状に関する説明図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図113のD-D断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の成形方法における粗歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図111のA-A断面平面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図111のB視平面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図111のE視底面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形外パンチの斜視図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の後の状態を示す断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における粗歯形成形工程の後の成形品の斜視図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図120のD-D断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図118のA-A断面平面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の前の状態を示す図であり、図118のE視平面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形外パンチの斜視図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の後の状態を示す断面図である。 第6実施形態に係る歯形部品の製造方法における完成歯形成形工程の後の歯形部品の斜視図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
[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。
 図2Aは、第1実施形態に係る歯形部品の製造方法により製造された歯形部品21の平面図である。図2Bは、図2Aに示す歯形部品21のA-A断面図である。図2A及び図2Bに示すように、歯形部品21は、材軸(図2Bに示す一点鎖線)の方向において、一方の端部が開放され、且つ他方の端部が閉鎖された有底円筒形状を有する部品である。
歯形部品21は、底面部21cと、底面部21cの外縁部から立ち上がる側面部21dとを有する。底面部21cと側面部21dとにより形成される角部の外側の角度は、略直角である。側面部21dは、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた歯先部21a及び歯底部21bを有する。本実施形態では、歯先部21a及び歯底部21bのそれぞれの個数が8個である場合を例示しているが、歯先部21a及び歯底部21bの個数(すなわち歯形部品21の歯数)は8個に限定されず、複数であればよい。
歯先部21aは、歯底部21bよりも材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。より具体的には、図2Aに示すように、材軸を中心とする半径Raの円周上に歯先部21aの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rcの円周上に歯先部21aの内周面及び歯底部21bの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rbの円周上に歯底部21bの内周面が位置する。以下では、上記半径Raを歯先部21aの外半径と呼称し、上記半径Rcを歯先部21aの内半径と呼称し、上記半径Rbを歯底部21bの内半径と呼称する。
また、図2Aにおいて、θgは、材軸を中心とする円周方向において互いに隣り合う歯先部21a間の角度を示す。
本実施形態に係る歯形部品の製造方法によって製造された歯形部品21は、重なり疵が無いことは勿論のこと、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという特徴を有する。
詳細は後述するが、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品21を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品21を得ることができる。 このような歯形部品21を製造するため、第1実施形態に係る歯形部品の製造方法は、絞り工程と、縮径工程と、歯形成形工程とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。なお、上記のように、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、各工程は常温下で実施される。
(絞り工程)
 図3は、絞り工程の成形開始前の状態を示し、図4及び図5は、絞り工程の成形後の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ32と、ノックアウト33と、ダイ34とを備える。ノックアウト33及びダイ34は、パンチ32に対向配置されている。
図7に示すように、被加工材31は、材軸(被加工材31の中心軸)を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた谷部31a及び山部31bを有する金属製の平板(例えば鋼板)であって、山部31bは、谷部31aから材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。また、被加工材31は、山部31bと谷部31aとを繋ぐ傾斜部31cも有する。
谷部31aが、歯底部21bに対応する部位となる。山部31b及び谷部31aの数は歯形部品21の歯数に一致すると共に、山部31b、傾斜部31c及び谷部31aが材軸を中心とする円周方向に沿って所定の間隔で形成されている。
被加工材の外径が同一の円板形状の場合、歯形成形工程で歯形を成形する際に、歯形の歯底部で被加工材の材料が余り、早期に金型で形成される空間内に充満するため、成形荷重が過大になる。それを軽減するため、歯底部21bに対応する部位を谷部31aとしている。山部31bに対する谷部31aの深さd(材軸を中心とする径方向における、山部31bの外周縁と谷部31aの外周縁との間の長さ)は、図2Aに示す歯形部品21の歯先部21aの外半径Raから歯底部21bの内半径Rbを引いた長さΔr(=Ra-Rb)程度にすればよい。また、谷部31aの領域角θ1は、一つの歯の領域角(図2Aに示すθg)の1/3程度にすればよい。また、傾斜部31cの領域角θ2は、一つの歯の領域角(図2Aに示すθg)の1/6程度にすればよい。
パンチ32は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部32aと、平面部32aの外周縁に設けられる曲面部32bと、平面部32a及び曲面部32bを介して連続して中心軸Cと平行な図3の上方向(第1方向)に延びる側面部32cとを有する。側面部32cには、第1方向に延伸する山筋32d及び谷筋32eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋32d及び谷筋32eの数は歯形部品21の歯数と一致する。山筋32dの半径Rd(中心軸Cを中心とする径方向における、山筋32dの外周面と中心軸Cとの間の長さ)は、歯先部21aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下が望ましい。その理由は、縮径工程にて述べる。パンチ32は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ノックアウト33は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト33は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ダイ34は、第1方向に延びる第1側面部34aと、第1側面部34aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部34bと、平面部34bに連続して第1方向に延びる第2側面部34cと、第2側面部34c及び曲面部34dを介して連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部34eを有する。第2側面部34cには、第1方向に延伸する山筋34f及び谷筋34gが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋34f及び谷筋34gの数は歯形の歯数と一致する。第2側面部34cは、パンチ32の側面部32cから径方向に被加工材31の略板厚分だけオフセットしたかたちで配置される。ダイ34は、固定式である。
 パンチ32とダイ34とは、図5に示すように、パンチ32の山筋32dがダイ34の谷筋34gに対向するように、換言すればパンチ32の谷筋32eがダイ34の山筋34fに対向するように配置される。
図3に示すように、被加工材31の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材31をダイ34の平面部34eに置く。このとき、被加工材31の山部31bがダイ34の谷筋34gに位置するようにする。この状態で、被加工材31の端部31dがダイ34の曲面部34dを通過するまでパンチ32を下方に移動させて絞り成形を行うとともに、ダイ34の平面部34bが被加工材31の底面部と接触するまでパンチ32を下方に移動させて、図4に示すように、波状円筒容器35を成形する。波状円筒容器35の側面部35bは、底面部35aに対して直立する形状になる。成形後、ノックアウト33を上昇させて波状円筒容器35をダイ34から取り外す。図6A及び図6Bに、波状円筒容器35の外観図を示す。
(縮径工程)
図8は、縮径工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ62と、カウンターパンチ63と、カウンターパンチ63の外周に配置されるダイ64とを備える。カウンターパンチ63及びダイ64は、パンチ62に対向配置されている。
パンチ62は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部62aと、平面部62aの外周縁に設けられる曲面部62bと、平面部62a及び曲面部62bを介して連続して中心軸Cと平行な図8の上方向(第1方向)に延びる側面部62cとを有する。側面部62cの半径Reは、歯先部21aの内半径Rcと略同等である。パンチ62は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 カウンターパンチ63は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部63aと、平面部63aに連続して中心軸Cに平行な図8の下方向に延びる側面部63bとを有する。側面部63bの半径Rfは、歯先部21aの外半径Raと略同等である。カウンターパンチ63は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ダイ64は、第1方向に延びる側面部64aと、側面部64aの上端部に設けられる曲面部64bと、側面部64a及び曲面部64bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する傾斜部64cとを有する。側面部64aの半径Rgは、歯先部21aの外半径Raと略同等である。ダイ64は、固定式である。
図8に示すように、縮径工程で成形した波状円筒容器35を被加工材として、波状円筒容器35の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、波状円筒容器35をカウンターパンチ63の平面部63aに置き、パンチ62の平面部62aとカウンターパンチ63の平面部63aとで波状円筒容器35の底面部35aを狭持する。この状態で、パンチ62とカウンターパンチ63とを下方に移動させて、図9Aに示すように、縮径円筒容器65を成形する。すなわち、図9Aに示すように、被加工材である波状円筒容器35の側面部35bのうち、山部31b(歯先部21aが形成される特定部位)に対応する山部側面部35cが、ダイ64の傾斜部64cによって縮径する(以下、この部分を縮径側面部65bと呼ぶ)。そして、縮径円筒容器65の角部65aの外側の形状が以下の条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器65の角部65aを増肉させる。
 ここで、図9Bに示すように、縮径円筒容器65の中心軸方向及び径方向を含む断面で縮径円筒容器65を見た場合、縮径円筒容器65の底面部65cに対して平行に接する直線L1と、縮径円筒容器65の側面部65bに対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義する。また、図9Bに示すように、直線L1が縮径円筒容器65の底面部65cから離脱し始める点をP1、直線L2が縮径円筒容器65の側面部65bから離脱し始める点をP2と定義する。さらに、図9Bに示すように、直線L1上の交点P0と点P1との間の長さをΔR、直線L2上の交点P0と点P2との間の長さをΔHと定義する。
 条件式(1)は、縮径円筒容器65の板厚tと、上記の長さΔR及びΔHとを用いて以下のように表される。
         (ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
 すなわち、縮径円筒容器65の角部65aの外側の形状が条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器65の角部65aを増肉させると、角部65aの外側の角度が直角に近い値となる。
 なお、縮径円筒容器65の角部65aの外側の角度をより直角に近い値にするために、縮径円筒容器65の角部65aの外側の形状が下記条件式(2)を満たすように、縮径円筒容器65の角部65aを増肉させることが好ましい。
(ΔR+ΔH)≦ 1.5t  …(2)
 絞り工程でのパンチ32の側面部32cの山筋32dの半径Rdの望ましい値を、歯先部21aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下にした理由を、以下に述べる。山筋32dの半径Rdが歯先部21aの内半径Rcの1.08倍未満では、縮径工程での縮径量が小さく、角部65aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程で、重なり疵が発生するためである。一方、山筋32dの半径Rdが歯先21aの内半径Rcの1.17倍超では、絞り工程で側面部35bが薄くなり過ぎ、その結果、角部65aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程にて、重なり疵が発生するためである。
(歯形成形工程)
図10~図13は、歯形成形工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、内パンチ72と、内パンチ72の外周に配置される外パンチ73と、カウンターパンチ74と、カウンターパンチ74の外周に配置されるダイ75とを備える。カウンターパンチ74及びダイ75は、内パンチ72及び外パンチ73に対向配置されている。
内パンチ72は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部72aと、平面部72aの外周縁に設けられる曲面部72bと、平面部72a及び曲面部72bを介して連続して中心軸Cに平行な図10の上方向(第1方向)に延びる側面部72cとを有する。側面部72cには、歯先部21a及び歯底部21bを成形するため、第1方向に延伸する山筋72d及び谷筋72eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。内パンチ72は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ダイ75は、第1方向に延びる側面部75aと、側面部75aの上端部に設けられる曲面部75bと、側面部75a及び曲面部75bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部75cとを有する。側面部75aには、歯先部21a及び歯底部21bを成形するため、第1方向に延伸する山筋75d及び谷筋75eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。ダイ75は、固定式である。
 内パンチ72とダイ75とは、図12に示すように、内パンチ72の山筋72dがダイ75の谷筋75eに対向するように、換言すれば内パンチ72の谷筋72eがダイ75の山筋75dに対向するように配置される。
 外パンチ73は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部73aと、平面部73aの内側の縁部に連続して第1方向に延びる第1側面部73bと、平面部73aの外側の縁部に連続して第1方向に延びる第2側面部73cとを有する。第1側面部73bには、内パンチ72の側面部72cに沿って、第1方向に延伸する山筋73d及び谷筋73eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。また、第2側面部73cには、ダイ75の側面部75aに沿って、第1方向に延伸する山筋73f及び谷筋73gが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。外パンチ73は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 カウンターパンチ74は、第1方向に延びる側面部74aと、側面部74aに連続して中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部74bとを有する。側面部74aには、ダイ75の側面部75aに沿って、第1方向に延伸する山筋74d及び谷筋74eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。カウンターパンチ74は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 図10~図13に示すように、縮径工程で成形した縮径円筒容器65を被加工材として、縮径円筒容器65の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、縮径円筒容器65をカウンターパンチ74の平面部74bに置き、内パンチ72の平面部72aとカウンターパンチ74の平面部74bとで縮径円筒容器65の底面部65cを狭持する。このとき、縮径側面部65bがダイ75の谷筋75eに位置するようにする。また、外パンチ73の平面部73aを縮径円筒容器65の開口端65dに当接させる。この状態で、内パンチ72と外パンチ73とカウンターパンチ74を、外パンチ73の平面部73aがダイ75の曲面部75bを通過するまで下方に移動させる。続いて、内パンチ72とカウンターパンチ74とダイ75を固定した状態で、外パンチ73を下方に移動させ、縮径円筒容器65の側面部を圧縮することにより、図14に示すように、内パンチ72と外パンチ73とカウンターパンチ74とダイ75とにより囲まれた空間内に材料が充満する。その結果、縮径円筒容器65の縮径側面部65b(山部31bに対応する部位)に歯先部21aが形成され、縮径円筒容器65の側面部の他の部位(谷部31aに対応する部位)に歯底部21bが形成される。以上の各工程により、底面部21c、側面部21d、歯先部21a及び歯底部21bを有する歯形部品21が完成する。
 図15に、歯形成形後の歯形部品21の外観図を示す。歯形部品21の角部の内表面21eに、重なり疵は発生していない。歯形成形前に内パンチ72の曲面部72bと縮径円筒容器65の角部65aとが接触するように成形し、且つ縮径円筒容器65の角部65aの外側の角度を直角に近い値に調整しているので、歯形成形工程において、カウンターパンチ74の平面部74bとダイ75の側面部75aが接触する角部付近と縮径円筒容器65の角部65aとの隙間を小さくすることができる。その結果、歯形成形工程の途中で縮径円筒容器65の角部65aが内パンチ72の曲面部72bから離れることがないので、歯形成形工程の終了後に、底面部21cの上面と側壁部21dの内周面との間の境界に重なり疵の無い歯形部品21を得ることができる。
 また、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品21を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品21を得ることができる。
[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。
 図16Aは、第2実施形態に係る歯形部品の製造方法により製造された歯形部品121の平面図である。図16Bは、図16Aに示す歯形部品121のA-A断面図である。図16A及び図16Bに示すように、歯形部品121は、材軸(図16Bに示す一点鎖線)の方向において、一方の端部が開放され、且つ他方の端部が閉鎖された有底円筒形状を有する部品である。
歯形部品121は、底面部121cと、底面部121cの外縁部から立ち上がる側面部121dとを有する。底面部121cと側面部121dとにより形成される角部の外側の角度は、略直角である。側面部121dは、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた歯先部121a及び歯底部121bを有する。本実施形態では、歯先部121a及び歯底部121bのそれぞれの個数が8個である場合を例示しているが、歯先部121a及び歯底部121bの個数(すなわち歯形部品121の歯数)は8個に限定されず、複数であればよい。
歯先部121aは、歯底部121bよりも材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。より具体的には、図16Aに示すように、材軸を中心とする半径Raの円周上に歯先部121aの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rcの円周上に歯先部121aの内周面及び歯底部121bの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rbの円周上に歯底部121bの内周面が位置する。以下では、上記半径Raを歯先部121aの外半径と呼称し、上記半径Rcを歯先部121aの内半径と呼称し、上記半径Rbを歯底部121bの内半径と呼称する。
また、図16Aにおいて、θgは、材軸を中心とする円周方向において互いに隣り合う歯先部121a間の角度を示す。
本実施形態に係る歯形部品の製造方法によって製造された歯形部品121は、重なり疵が無いことは勿論のこと、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという特徴を有する。詳細は後述するが、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品121を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品121を得ることができる。
 このような歯形部品121を製造するため、第2実施形態に係る歯形部品の製造方法は、絞り工程と、縮径工程と、歯形成形工程(粗歯形成形工程及び完成歯形成形工程)とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。なお、上記のように、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、各工程は常温下で実施される。
(絞り工程)
 図17は、絞り工程の成形開始前の状態を示し、図18及び図19は、絞り工程の成形後の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ132と、ノックアウト133と、ダイ134とを備える。ノックアウト133及びダイ134は、パンチ132に対向配置されている。
図21に示すように、被加工材131は、材軸(被加工材131の中心軸)を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた谷部131a及び山部131bを有する金属製の平板(例えば鋼板)であって、山部131bは、谷部131aから材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。また、被加工材131は、山部131bと谷部131aとを繋ぐ傾斜部131cも有する。
谷部131aが、歯底部121bに対応する部位となる。山部131b及び谷部131aの数は歯形部品121の歯数に一致すると共に、山部131b、傾斜部131c及び谷部131aが材軸を中心とする円周方向に沿って所定の間隔で形成されている。
被加工材の外径が同一の円板形状の場合、歯形成形工程で歯形を成形する際に、歯形の歯底部で被加工材の材料が余り、早期に金型で形成される空間内に充満するため、成形荷重が過大になる。それを軽減するため、歯底部121bに対応する部位を谷部131aとしている。山部131bに対する谷部131aの深さd(材軸を中心とする径方向における、山部131bの外周縁と谷部131aの外周縁との間の長さ)は、図16Aに示す歯形部品121の歯先部121aの外半径Raから歯底部121bの内半径Rbを引いた長さΔr(=Ra-Rb)程度にすればよい。また、谷部131aの領域角θ1は、一つの歯の領域角(図16Aに示すθg)の1/3程度にすればよい。また、傾斜部131cの領域角θ2は、一つの歯の領域角(図16Aに示すθg)の1/6程度にすればよい。
パンチ132は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部132aと、平面部132aの外周縁に設けられる曲面部132bと、平面部132a及び曲面部132bを介して連続して中心軸Cと平行な図17の上方向(第1方向)に延びる側面部132cとを有する。側面部132cには、第1方向に延伸する山筋132d及び谷筋132eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋132d及び谷筋132eの数は歯形部品121の歯数と一致する。山筋132dの半径Rd(中心軸Cを中心とする径方向における、山筋132dの外周面と中心軸Cとの間の長さ)は、歯先部121aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下が望ましい。その理由は、縮径工程にて述べる。パンチ132は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ノックアウト133は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト133は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ダイ134は、第1方向に延びる第1側面部134aと、第1側面部134aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部134bと、平面部134bに連続して第1方向に延びる第2側面部134cと、第2側面部134c及び曲面部134dを介して連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部134eを有する。第2側面部134cには、第1方向に延伸する山筋134f及び谷筋134gが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋134f及び谷筋134gの数は歯形の歯数と一致する。第2側面部134cは、パンチ132の側面部132cから径方向に被加工材131の略板厚分だけオフセットしたかたちで配置される。ダイ134は、固定式である。
 パンチ132とダイ134とは、図19に示すように、パンチ132の山筋132dがダイ134の谷筋134gに対向するように、換言すればパンチ132の谷筋132eがダイ134の山筋134fに対向するように配置される。
図17に示すように、被加工材131の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材131をダイ134の平面部134eに置く。このとき、被加工材131の山部131bがダイ134の谷筋134gに位置するようにする。この状態で、被加工材131の端部131dがダイ134の曲面部134dを通過するまでパンチ132を下方に移動させて絞り成形を行うとともに、ダイ134の平面部134bが被加工材131の底面部と接触するまでパンチ132を下方に移動させて、図18に示すように、波状円筒容器135を成形する。波状円筒容器135の側面部135bは、底面部135aに対して直立する形状になる。成形後、ノックアウト133を上昇させて波状円筒容器135をダイ134から取り外す。図20A及び図20Bに、波状円筒容器135の外観図を示す。
(縮径工程)
図22は、縮径工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ162と、カウンターパンチ163と、カウンターパンチ163の外周に配置されるダイ164とを備える。カウンターパンチ163及びダイ164は、パンチ162に対向配置されている。
パンチ162は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部162aと、平面部162aの外周縁に設けられる曲面部162bと、平面部162a及び曲面部162bを介して連続して中心軸Cと平行な図22の上方向(第1方向)に延びる側面部162cとを有する。側面部162cの半径Reは、歯先部121aの内半径Rcと略同等である。パンチ162は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 カウンターパンチ163は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部163aと、平面部163aに連続して中心軸Cに平行な図22の下方向に延びる側面部163bとを有する。側面部163bの半径Rfは、歯先部121aの外半径Raと略同等である。カウンターパンチ163は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ダイ164は、第1方向に延びる側面部164aと、側面部164aの上端部に設けられる曲面部164bと、側面部164a及び曲面部164bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部164cとを有する。側面部164aの半径Rgは、歯先部121aの外半径Raと略同等である。ダイ164は、固定式である。
図22に示すように、縮径工程で成形した波状円筒容器135を被加工材として、波状円筒容器135の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、波状円筒容器135をカウンターパンチ163の平面部163aに置き、パンチ162の平面部162aとカウンターパンチ163の平面部163aとで波状円筒容器135の底面部135aを狭持する。この状態で、パンチ162とカウンターパンチ163とを下方に移動させて、図23Aに示すように、縮径円筒容器165を成形する。すなわち、図23Aに示すように、被加工材である波状円筒容器135の側面部135bのうち、山部31b(歯先部21aが形成される特定部位)に対応する山部側面部135cが、ダイ164の傾斜部164cによって縮径する(以下、この部分を縮径側面部165bと呼ぶ)。そして、縮径円筒容器165の角部165aの外側の形状が以下の条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器165の角部165aを増肉させる。
ここで、図23Bに示すように、縮径円筒容器165の中心軸方向及び径方向を含む断面で縮径円筒容器165を見た場合、縮径円筒容器165の底面部165cに対して平行に接する直線L1と、縮径円筒容器165の側面部165bに対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義する。また、図23Bに示すように、直線L1が縮径円筒容器165の底面部165cから離脱し始める点をP1、直線L2が縮径円筒容器165の側面部165bから離脱し始める点をP2と定義する。さらに、図23Bに示すように、直線L1上の交点P0と点P1との間の長さをΔR、直線L2上の交点P0と点P2との間の長さをΔHと定義する。
 条件式(1)は、縮径円筒容器165の板厚tと、上記の長さΔR及びΔHとを用いて以下のように表される。
         (ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
 すなわち、縮径円筒容器165の角部165aの外側の形状が条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器165の角部165aを増肉させると、角部165aの外側の角度が直角に近い値となる。
 なお、縮径円筒容器165の角部165aの外側の角度をより直角に近い値にするために、縮径円筒容器165の角部165aの外側の形状が下記条件式(2)を満たすように、縮径円筒容器165の角部165aを増肉させることが好ましい。
(ΔR+ΔH)≦ 1.5t  …(2)
 絞り工程でのパンチ132の側面部132cの山筋132dの半径Rdの望ましい値を、歯先部121aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下にした理由を、以下に述べる。山筋132dの半径Rdが歯先部121aの内半径Rcの1.08倍未満では、縮径工程での縮径量が小さく、角部165aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程で、重なり疵が発生するためである。一方、山筋132dの半径Rdが歯先121aの内半径Rcの1.17倍超では、絞り工程で側面部135bが薄くなり過ぎ、その結果、角部165aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程にて、重なり疵が発生するためである。
(粗歯形成形工程)
図24~図27は、粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、粗歯形成形用の内パンチ172と、内パンチ172の外周に配置される粗歯形成形用の外パンチ173と、粗歯形成形用のカウンターパンチ174と、カウンターパンチ174の外周に配置される粗歯形成形用のダイ175とを備える。カウンターパンチ174及びダイ175は、内パンチ172及び外パンチ173に対向配置されている。
内パンチ172は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部172aと、平面部172aの外周縁に設けられる曲面部172bと、平面部172a及び曲面部172bを介して連続して中心軸Cに平行な図24の上方向(第1方向)に延びる側面部172cとを有する。側面部172cには、歯先部121a及び歯底部121bを成形するため、第1方向に延伸する山筋172d及び谷筋172eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。内パンチ172は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 ダイ175は、第1方向に延びる側面部175aと、側面部175aの上端部に設けられる曲面部175bと、側面部175a及び曲面部175bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部175cとを有する。側面部175aには、歯先部121a及び歯底部121bを成形するため、第1方向に延伸する山筋175d及び谷筋175eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。ダイ175は、固定式である。
 内パンチ172とダイ175とは、図26に示すように、内パンチ172の山筋172dがダイ175の谷筋175eに対向するように、換言すれば内パンチ172の谷筋172eがダイ175の山筋175dに対向するように配置される。
 外パンチ173は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部173aと、平面部173aの内側の縁部に連続して第1方向に延びる第1側面部173bと、平面部173aの外側の縁部に連続して第1方向に延びる第2側面部173cとを有する。第1側面部173bには、内パンチ172の側面部172cに沿って、第1方向に延伸する山筋173d及び谷筋173eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。また、第2側面部173cには、ダイ175の側面部175aに沿って、第1方向に延伸する山筋173f及び谷筋173gが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。外パンチ173は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 カウンターパンチ174は、第1方向に延びる側面部174aと、側面部174aに連続して中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部174bとを有する。側面部174aには、ダイ175の側面部175aに沿って、第1方向に延伸する山筋174d及び谷筋174eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。カウンターパンチ174は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
 図24~図27に示すように、縮径工程で成形した縮径円筒容器165を被加工材として、縮径円筒容器165の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、縮径円筒容器165をカウンターパンチ174の平面部174bに置き、内パンチ172の平面部172aとカウンターパンチ174の平面部174bとで縮径円筒容器165の底面部165cを狭持する。このとき、縮径側面部165bがダイ175の谷筋175eに位置するようにする。また、外パンチ173の平面部173aを縮径円筒容器165の開口端165dに当接させる。この状態で、内パンチ172と外パンチ173とカウンターパンチ174を、外パンチ173の平面部173aがダイ175の曲面部175bを通過するまで下方に移動させて、縮径円筒容器165の縮径側面部65b(山部31bに対応する部位)に粗歯形を形成することにより、図28に示すように、粗歯形成形品176を成形する。図29に、粗歯形成形品176の外観図を示す。
(完成歯形成形工程)
 図30~図32は、粗歯形成形工程に続く完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、完成歯形成形用の内パンチ182と、内パンチ182の外周に配置される完成歯形成形用の外パンチ183と、完成歯形成形用のノックアウト184と、ノックアウト184の外周に配置される完成歯形成形用のダイ185とを備える。ノックアウト184及びダイ185は、内パンチ182及び外パンチ183に対向配置されている。
内パンチ182は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部182aと、平面部182aの外周縁に設けられる曲面部182bと、平面部182a及び曲面部182bを介して連続して中心軸Cに平行な図30の上方向(第1方向)に延びる側面部182cとを有する。側面部182cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程の内パンチ172の側面部172cと同一であり、第1方向に延伸する山筋182d及び谷筋182eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。内パンチ182は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ185は、第1方向に延びる第1側面部185aと、第1側面部185aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部185bと、平面部185bに連続して第1方向に延びる第2側面部185cとを有する。第2側面部185cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程のダイ175の側面部175aと同一であり、第1方向に延伸する山筋185d及び谷筋185eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。ダイ185は、固定式である。
内パンチ182とダイ185とは、図31に示すように、内パンチ182の山筋182dがダイ185の谷筋185eに対向するように、換言すれば内パンチ182の谷筋182eがダイ185の山筋185dに対向するように配置される。
外パンチ183は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部183aと、平面部183aの内側の縁部に連続して第1方向に延びる第1側面部183bと、平面部183aの外側の縁部に連続して第1方向に延びる第2側面部183cとを有する。第1側面部183bは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程の外パンチ173の側面部173bと同一であり、第1方向に延伸する山筋183d及び谷筋183eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。また、第2側面部183cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程の外パンチ173の側面部173cと同一であり、第1方向に延伸する山筋183f及び谷筋183gが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。外パンチ183は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ノックアウト184は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト184は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
図30~図32に示すように、粗歯形成形工程で成形した粗歯形成形品176を被加工材として、粗歯形成形品176の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、内パンチ182の平面部182aとダイ185の平面部185bとで粗歯形成形品176の底面部176bを狭持する。このとき、粗歯形成形品176の粗歯先部176aがダイ185の谷筋185eに位置するようにする。この状態で、外パンチ183の平面部183aで粗歯形成形品176の開口端176cを下方に押込み、粗歯形成形品176の側面部176dを圧縮することにより、図33に示すように、内パンチ182と外パンチ183とノックアウト184とダイ185とにより囲まれた空間内に材料が充満する。その結果、粗歯形成形品176の側面部176dのうち山部131bに対応する部位に完成歯形が歯先部121aとして形成され、粗歯形成形品176の側面部176dの他の部位(谷部131aに対応する部位)に歯底部121bが形成される。以上の各工程により、底面部121c、側面部121d、歯先部121a及び歯底部121bを有する歯形部品121が完成する。
図34に、歯形成形後の歯形部品121の外観図を示す。歯形部品121の角部の内表面121eに、重なり疵は発生していない。歯形成形前に完成歯形成形用の内パンチ182の曲面部182bと粗歯形成形品176の角部176eとが接触するように成形し、且つ縮径円筒容器165の角部165aの外側の角度を直角に近い値に調整しているので、完成歯形成形工程において、完成歯形成形用のダイ185の平面部185bと側面部185cとの境界が成す角部付近と粗歯形成形品176の角部176eとの隙間を小さくすることができる。その結果、完成歯形成形工程の途中で粗歯形成形品176の角部176eが内パンチ182の曲面部182bから離れることがないので、完成歯形成形工程の終了後に、底面部121cの上面と側壁部121dの内周面との間の境界に重なり疵の無い歯形部品121を得ることができる。
また、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品121を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品121を得ることができる。
[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。
図35Aは、第3実施形態に係る歯形部品の製造方法により製造された歯形部品221の平面図である。図35Bは、図35Aに示す歯形部品221のA-A断面図である。図35A及び図35Bに示すように、歯形部品221は、材軸(図35Bに示す一点鎖線)の方向において、一方の端部が開放され、且つ他方の端部が閉鎖された有底円筒形状を有する部品である。
歯形部品221は、底面部221cと、底面部221cの外縁部から立ち上がる側面部221dとを有する。底面部221cと側面部221dとにより形成される角部の外側の角度は、略直角である。側面部221dは、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた歯先部221a及び歯底部221bを有する。本実施形態では、歯先部221a及び歯底部221bのそれぞれの個数が8個である場合を例示しているが、歯先部221a及び歯底部221bの個数(すなわち歯形部品221の歯数)は8個に限定されず、複数であればよい。
歯先部221aは、歯底部221bよりも材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。より具体的には、図35Aに示すように、材軸を中心とする半径Raの円周上に歯先部221aの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rcの円周上に歯先部221aの内周面及び歯底部221bの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rbの円周上に歯底部221bの内周面が位置する。以下では、上記半径Raを歯先部221aの外半径と呼称し、上記半径Rcを歯先部221aの内半径と呼称し、上記半径Rbを歯底部221bの内半径と呼称する。
また、図35Aにおいて、θgは、材軸を中心とする円周方向に沿って互いに隣り合う歯先部221a間の角度を示す。
本実施形態に係る歯形部品の製造方法によって製造された歯形部品221は、重なり疵が無いことは勿論のこと、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという特徴を有する。詳細は後述するが、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品221を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品221を得ることができる。
このような歯形部品221を製造するため、第3実施形態に係る歯形部品の製造方法は、絞り工程と、拡径工程と、縮径工程と、歯形成形工程とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。なお、上記のように、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、各工程は常温下で実施される。
(絞り工程)
図36は、絞り工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ232と、ノックアウト233と、ダイ234とを備える。ノックアウト233及びダイ234は、パンチ232に対向配置されている。
図38に示すように、被加工材231は、材軸(被加工材231の中心軸)を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた谷部231a及び山部231bを有する金属製の平板(例えば鋼板)であって、山部231bは、谷部231aから材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。また、被加工材231は、山部231bと谷部231aとを繋ぐ傾斜部231cも有する。
谷部231aが、歯底部221bに対応する部位となる。山部231b及び谷部231aの数は歯形部品221の歯数に一致すると共に、山部231b、傾斜部231c及び谷部231aが材軸を中心とする円周方向に沿って所定の間隔で形成されている。
被加工材の外径が同一の円板形状の場合、歯形成形工程で歯形を成形する際に、歯形の歯底部で被加工材の材料が余り、早期に金型で形成される空間内に充満するため、成形荷重が過大になる。それを軽減するため、歯底部221bに対応する部位を谷部231aとしている。山部231bに対する谷部231aの深さd(材軸を中心とする径方向における、山部231bの外周縁と谷部231aの外周縁との間の長さ)は、図35Aに示す歯形部品221の歯先部221aの外半径Raから歯底部221bの内半径Rbを引いた長さΔr(=Ra-Rb)程度にすればよい。また、谷部231aの領域角θ1は、一つの歯の領域角(図35Aに示すθg)の1/3程度にすればよい。また、傾斜部231cの領域角θ2は、一つの歯の領域角(図35Aに示すθg)の1/6程度にすればよい。
パンチ232は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部232aと、平面部232aの外周縁に設けられる曲面部232bと、平面部232a及び曲面部232bを介して連続して中心軸Cと平行な図36の上方向(第1方向)に延びる側面部232cとを有する。パンチ232は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ノックアウト233は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト233は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ234は、第1方向に延びる側面部234aと、側面部234aの上端部に設けられる曲面部234bと、側面部234a及び曲面部234bを介して連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部234cとを有する。ダイ234は、固定式である。
図36に示すように、被加工材231の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材231をダイ234の平面部234cに置く。そして、被加工材231の端部231dがダイ234の曲面部234bを通過するまでパンチ232を下方に移動させて絞りを行うことにより、図37に示すように、円筒容器235を成形する。図39に、円筒容器235の外観図を示す。円筒容器235は、底面部235bと、底面部235bと曲面部235cを介して連続する側面部235dとを有し、山部231bが第1方向に突き出るように変形した突起部235aが形成される。成形後、ノックアウト233を上昇させて円筒容器235をダイ234から取り外す。
(拡径工程)
拡径工程は、第1ステップと第2ステップとを有する。
図40及び図41は、拡径工程の第1ステップの成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、第1パンチ242と、第1ノックアウト243と、第1ノックアウト243の外周に配置される第1ダイ244とを備える。第1ノックアウト243及び第1ダイ244は、第1パンチ242に対向配置されている。
第1パンチ242は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部242aと、平面部242aの外周縁に設けられる第1曲面部242bと、平面部242a及び第1曲面部242bを介して連続し、中心軸Cと平行な図40の上方向(第1方向)に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する傾斜部242cと、傾斜部242cの上端に設けられる第2曲面部242dと、傾斜部242c及び第2曲面部242dを介して連続して第1方向に延びる側面部242eとを有する。側面部242eには、第1方向に延伸する山筋242f及び谷筋242gが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋242f及び谷筋242gの数は歯形部品221の歯数と一致する。山筋242fの半径Rd(中心軸Cを中心とする径方向における、山筋242fの外周面と中心軸Cとの間の長さ)は、歯先部221aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下が望ましい。その理由は、縮径工程にて述べる。第1パンチ242は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第1ノックアウト243は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第1ノックアウト243は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第1ダイ244は、第1方向に延びる第1側面部244aと、第1側面部244aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部244bと、平面部244bに連続して第1方向に延びる第2側面部244cとを有する。第2側面部244cには、第1方向に延伸する山筋244d及び谷筋244eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋244d及び谷筋244eの数は歯形部品221の歯数と一致する。第2側面部244cは、第1パンチ242の側面部242eから径方向に被加工材235の略板厚分だけオフセットしたかたちで配置される。第1ダイ244は、固定式である。
第1パンチ242と第1ダイ244とは、図41に示すように、第1パンチ242の山筋242fが第1ダイ244の谷筋244eに対向するように、換言すれば第1パンチ242の谷筋242gが第1ダイ244の山筋244dに対向するように配置される。
図40及び図41に示すように、絞り工程で成形した円筒容器235を被加工材として、円筒容器235の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、円筒容器235を第1ノックアウト243及び第1ダイ244の上に置く。このとき、山部231bが変形した突起部235aが第1ダイ244の谷筋244eに位置するようにする。この状態で、第1パンチ242の平面部242aが円筒容器235の底面部235bと接触するまで第1パンチ242を下方に移動させて、図42に示すように、第1拡径円筒容器245を成形する。図43A及び図43Bに、第1拡径円筒容器245の外観図を示す。第1拡径円筒容器245では、円筒容器235の側面部235dのうち、山部231bが変形した突起部235a(特定部位)が拡径される(以下、この部分を拡径側面部245aと呼ぶ)。成形後、第1ノックアウト243を上昇させて第1拡径円筒容器245を第1ダイ244から取り外す。
図44及び図45は、拡径工程の第2ステップの成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、第2パンチ252と、第2ノックアウト253と、第2ノックアウト253の外周に配置される第2ダイ254とを備える。第2ノックアウト253及び第2ダイ254は、第2パンチ252に対向配置されている。
第2パンチ252は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部252aと、平面部252aの外周縁に設けられる曲面部252bと、平面部252a及び曲面部252bを介して連続して中心軸Cと平行な図44の上方向(第1方向)に延びる側面部252cとを有する。側面部252cの中心軸Cと直交する断面の形状及び寸法は、第1パンチ242の側面部242eと同一である。側面部252cには、第1方向に延伸する山筋252d及び谷筋252eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋252d及び谷筋252eの数は歯形部品221の歯数と一致する。第2パンチ252は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第2ノックアウト253は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第2ノックアウト253は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第2ダイ254は、第1ダイ244と形状及び寸法が同一であり、第1方向に延びる第1側面部254aと、第1側面部254aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部254bと、平面部254bに連続して第1方向に延びる第2側面部254cとを有する。第2側面部254cには、第1方向に延伸する山筋254d及び谷筋254eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋254d及び谷筋254eの数は歯形の歯数と一致する。第2ダイ254は、固定式である。
第2パンチ252と第2ダイ254とは、図45に示すように、第2パンチ252の山筋252dが第2ダイ254の谷筋254eに対向するように、換言すれば第2パンチ252の谷筋252eが第2ダイ254の山筋254dに対向するように配置される。
図44及び図45に示すように、第1ステップで成形した第1拡径円筒容器245を被加工材として、第1拡径円筒容器245の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、第1拡径円筒容器245を第2ノックアウト253及び第2ダイ254の上に置く。このとき、拡径側面部245aが第2ダイ254の谷筋254eに位置するようにする。この状態で、第2パンチ252の平面部252aが第1拡径円筒容器245の底面部と接触するまで第2パンチ252を下方に移動させて、図46に示すように、第2拡径円筒容器255を成形する。第2拡径円筒容器255の側面部255bは、底面部255aに対して直立する形状になる。成形後、第2ノックアウト253を上昇させて第2拡径円筒容器255を第2ダイ254から取り外す。
(縮径工程)
図47は、縮径工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ262と、カウンターパンチ263と、カウンターパンチ263の外周に配置されるダイ264とを備える。カウンターパンチ263及びダイ264は、パンチ262に対向配置されている。
パンチ262は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部262aと、平面部262aの外周縁に設けられる曲面部262bと、平面部262a及び曲面部262bを介して連続して中心軸Cと平行な図47の上方向(第1方向)に延びる側面部262cとを有する。側面部262cの半径Reは、歯先部221aの内半径Rcと略同等である。パンチ262は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
カウンターパンチ263は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部263aと、平面部263aに連続して中心軸Cに平行な図47の下方向に延びる側面部263bとを有する。側面部263bの半径Rfは、歯先部221aの外半径Raと略同等である。カウンターパンチ263は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ264は、第1方向に延びる側面部264aと、側面部264aの上端部に設けられる曲面部264bと、側面部264a及び曲面部264bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する傾斜部264cとを有する。側面部264aの半径Rgは、歯先部221aの外半径Raと略同等である。ダイ264は、固定式である。
図47に示すように、縮径工程で成形した第2拡径円筒容器255を被加工材として、第2拡径円筒容器255の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、第2拡径円筒容器255をカウンターパンチ263の平面部263aに置き、パンチ262の平面部262aとカウンターパンチ263の平面部263aとで第2拡径円筒容器255の底面部255aを狭持する。この状態で、パンチ262とカウンターパンチ263とを下方に移動させて、図48Aに示すように、縮径円筒容器265を成形する。すなわち、図48Aに示すように、被加工材である第2拡径円筒容器255の側面部255のうち、拡径工程で拡径された拡径側面部245aが、ダイ264の傾斜部264cによって縮径する(以下、この部分を縮径側面部265bと呼ぶ)。そして、縮径円筒容器265の角部265aの外側の形状が以下の条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器265の角部265aを増肉させる。
ここで、図48Bに示すように、縮径円筒容器265の中心軸方向及び径方向を含む断面で縮径円筒容器265を見た場合、縮径円筒容器265の底面部265cに対して平行に接する直線L1と、縮径円筒容器265の側面部265bに対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義する。また、図48Bに示すように、直線L1が縮径円筒容器265の底面部265cから離脱し始める点をP1、直線L2が縮径円筒容器265の側面部265bから離脱し始める点をP2と定義する。さらに、図48Bに示すように、直線L1上の交点P0と点P1との間の長さをΔR、直線L2上の交点P0と点P2との間の長さをΔHと定義する。
 条件式(1)は、縮径円筒容器265の板厚tと、上記の長さΔR及びΔHとを用いて以下のように表される。
         (ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
 すなわち、縮径円筒容器265の角部265aの外側の形状が条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器265の角部265aを増肉させると、角部265aの外側の角度が直角に近い値となる。
 なお、縮径円筒容器265の角部265aの外側の角度をより直角に近い値にするために、縮径円筒容器265の角部265aの外側の形状が下記条件式(2)を満たすように、縮径円筒容器265の角部265aを増肉させることが好ましい。
(ΔR+ΔH)≦ 1.5t  …(2)
拡径工程での第1パンチ242の側面部242eの山筋242fの半径Rdの望ましい値を、歯先部221aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下にした理由を、以下に述べる。山筋242fの半径Rdが歯先部221aの内半径Rcの1.08倍未満では、縮径工程での縮径量が小さく、角部265aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程で、重なり疵が発生するためである。一方、山筋242fの半径Rdが歯先221aの内半径Rcの1.17倍超では、拡径工程で側面部255bが薄くなり過ぎ、その結果、角部265aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程にて、重なり疵が発生するためである。
(歯形成形工程)
図49~図52は、歯形成形工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、内パンチ272と、内パンチ272の外周に配置される外パンチ273と、カウンターパンチ274と、カウンターパンチ274の外周に配置されるダイ275とを備える。カウンターパンチ274及びダイ275は、内パンチ272及び外パンチ273に対向配置されている。
内パンチ272は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部272aと、平面部272aの外周縁に設けられる曲面部272bと、平面部272a及び曲面部272bを介して連続して中心軸Cに平行な図49の上方向(第1方向)に延びる側面部272cとを有する。側面部272cには、歯先部221a及び歯底部221bを成形するため、第1方向に延伸する山筋272d及び谷筋272eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。内パンチ272は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ275は、第1方向に延びる側面部275aと、側面部275aの上端部に設けられる曲面部275bと、側面部275a及び曲面部275bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部275cとを有する。側面部275aには、歯先部221a及び歯底部221bを成形するため、第1方向に延伸する山筋275d及び谷筋275eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。ダイ275は、固定式である。
内パンチ272とダイ275とは、図51に示すように、内パンチ272の山筋272dがダイ275の谷筋275eに対向するように、換言すれば内パンチ272の谷筋272eがダイ275の山筋275dに対向するように配置される。
外パンチ273は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部273aと、平面部273aの内側の縁部に連続して第1方向に延びる第1側面部273bと、平面部273aの外側の縁部に連続して第1方向に延びる第2側面部273cとを有する。第1側面部273bには、内パンチ272の側面部272cに沿って、第1方向に延伸する山筋273d及び谷筋273eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。また、第2側面部273cには、ダイ275の側面部275aに沿って、第1方向に延伸する山筋273f及び谷筋273gが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。外パンチ273は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
カウンターパンチ274は、第1方向に延びる側面部274aと、側面部274aに連続して中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部274bとを有する。側面部274aには、ダイ275の側面部275aに沿って、第1方向に延伸する山筋274d及び谷筋274eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。カウンターパンチ274は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
図49~図52に示すように、縮径工程で成形した縮径円筒容器265を被加工材として、縮径円筒容器265の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、縮径円筒容器265をカウンターパンチ274の平面部274bに置き、内パンチ272の平面部272aとカウンターパンチ274の平面部274bとで縮径円筒容器265の底面部265cを狭持する。このとき、縮径側面部265bがダイ275の谷筋275eに位置するようにする。
また、外パンチ273の平面部273aを縮径円筒容器265の開口端265dに当接させる。この状態で、内パンチ272と外パンチ273とカウンターパンチ274を、外パンチ273の平面部273aがダイ275の曲面部275bを通過するまで下方に移動させる。続いて、内パンチ272とカウンターパンチ274とダイ275を固定した状態で、外パンチ273を下方に移動させ、縮径円筒容器265の側面部を圧縮することにより、図53に示すように、内パンチ272と外パンチ273とカウンターパンチ274とダイ275とにより囲まれた空間内に材料が充満する。その結果、縮径円筒容器265の縮径側面部265b(山部231bが変形した突起部に対応する部位)に歯先部221aが形成され、縮径円筒容器265の側面部の他の部位(谷部231aに対応する部位)に歯底部221bが形成される。以上の各工程により、底面部221c、側面部221d、歯先部221a及び歯底部221bを有する歯形部品221が完成する。
図54に、歯形成形後の歯形部品221の外観図を示す。歯形部品221の角部の内表面221eに、重なり疵は発生していない。歯形成形前に内パンチ272の曲面部272bと縮径円筒容器265の角部265aとが接触するように成形し、且つ縮径円筒容器265の角部265aの外側の角度を直角に近い値に調整しているので、歯形成形工程において、カウンターパンチ274の平面部274bとダイ275の側面部275aが接触する角部付近と縮径円筒容器265の角部265aとの隙間を小さくすることができる。その結果、歯形成形工程の途中で縮径円筒容器265の角部265aが内パンチ272の曲面部272bから離れることがないので、歯形成形工程の終了後に、底面部221cの上面と側壁部221dの内周面との間の境界に重なり疵の無い歯形部品221を得ることができる。
 また、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品221を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品221を得ることができる。
[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。
図55Aは、第4実施形態に係る歯形部品の製造方法により製造された歯形部品321の平面図である。図55Bは、図55Aに示す歯形部品321のA-A断面図である。図55A及び図55Bに示すように、歯形部品321は、材軸(図55Bに示す一点鎖線)の方向において、一方の端部が開放され、且つ他方の端部が閉鎖された有底円筒形状を有する部品である。
歯形部品321は、底面部321cと、底面部321cの外縁部から立ち上がる側面部321dとを有する。底面部321cと側面部321dとにより形成される角部の外側の角度は、略直角である。そして、側面部321dは、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた歯先部321a及び歯底部321bを有する。本実施形態では、歯先部321a及び歯底部321bのそれぞれの個数が8個である場合を例示しているが、歯先部321a及び歯底部321bの個数(すなわち歯形部品321の歯数)は8個に限定されず、複数であればよい。
歯先部321aは、歯底部321bよりも材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。より具体的には、図55Aに示すように、材軸を中心とする半径Raの円周上に歯先部321aの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rcの円周上に歯先部321aの内周面及び歯底部321bの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rbの円周上に歯底部321bの内周面が位置する。以下では、上記半径Raを歯先部321aの外半径と呼称し、上記半径Rcを歯先部321aの内半径と呼称し、上記半径Rbを歯底部321bの内半径と呼称する。
また、図55Aにおいて、θgは、材軸を中心とする円周方向に沿って互いに隣り合う歯先部321a間の角度を示す。
本実施形態に係る歯形部品の製造方法によって製造された歯形部品321は、重なり疵が無いことは勿論のこと、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという特徴を有する。詳細は後述するが、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品321を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品321を得ることができる。
このような歯形部品321を製造するため、第4実施形態に係る歯形部品の製造方法は、絞り工程と、拡径工程と、縮径工程と、歯形成形工程(粗歯形成形工程及び完成歯形成形工程)とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。なお、上記のように、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、各工程は常温下で実施される。
(絞り工程)
図56は、絞り工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ332と、ノックアウト333と、ダイ334とを備える。ノックアウト333及びダイ334は、パンチ332に対向配置されている。
図58に示すように、被加工材331は、材軸(被加工材331の中心軸)を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた谷部331a及び山部331bを有する金属製の平板(例えば鋼板)であって、山部331bは、谷部331aから材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。また、被加工材331は、山部331bと谷部331aとを繋ぐ傾斜部331cも有する。
谷部331aが、歯底部321bに対応する部位となる。山部331b及び谷部331aの数は歯形部品321の歯数に一致すると共に、山部331b、傾斜部331c及び谷部331aが材軸を中心とする円周方向に沿って所定の間隔で形成されている。
被加工材の外径が同一の円板形状の場合、歯形成形工程で歯形を成形する際に、歯形の歯底部で被加工材の材料が余り、早期に金型で形成される空間内に充満するため、成形荷重が過大になる。それを軽減するため、歯底部321bに対応する部位を谷部331aとしている。山部331bに対する谷部331aの深さd(材軸を中心とする径方向における、山部331bの外周縁と谷部331aの外周縁との間の長さ)は、図55Aに示す歯形部品321の歯先部321aの外半径Raから歯底部321bの内半径Rbを引いた長さΔr(=Ra-Rb)程度にすればよい。また、谷部331aの領域角θ1は、一つの歯の領域角(図55Aに示すθg)の1/3程度にすればよい。また、傾斜部331cの領域角θ2は、一つの歯の領域角(図55Aに示すθg)の1/6程度にすればよい。
パンチ332は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部332aと、平面部332aの外周縁に設けられる曲面部332bと、平面部332a及び曲面部332bを介して連続して中心軸Cと平行な図56の上方向(第1方向)に延びる側面部332cとを有する。パンチ332は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ノックアウト333は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト333は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ334は、第1方向に延びる側面部334aと、側面部334aの上端部に設けられる曲面部334bと、側面部334a及び曲面部334bを介して連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部334cとを有する。ダイ334は、固定式である。
図56に示すように、被加工材331の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材331をダイ334の平面部334cに置く。そして、被加工材331の端部331dがダイ334の曲面部334bを通過するまでパンチ332を下方に移動させて絞りを行うことにより、図57に示すように、円筒容器335を成形する。図59に、円筒容器335の外観図を示す。円筒容器335は、底面部335bと、底面部335bと曲面部335cを介して連続する側面部335dとを有し、山部331bが第1方向に突き出るように変形した突起部335aが形成される。成形後、ノックアウト333を上昇させて円筒容器335をダイ334から取り外す。
(拡径工程)
拡径工程は、第1ステップと第2ステップとを有する。
図60及び図61は、拡径工程の第1ステップの成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、第1パンチ342と、第1ノックアウト343と、第1ノックアウト343の外周に配置される第1ダイ344とを備える。第1ノックアウト343及び第1ダイ344は、第1パンチ342に対向配置されている。
第1パンチ342は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部342aと、平面部342aの外周縁に設けられる第1曲面部342bと、平面部342a及び第1曲面部342bを介して連続し、中心軸Cと平行な図60の上方向(第1方向)に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する傾斜部342cと、傾斜部342cの上端に設けられる第2曲面部342dと、傾斜部342cと第2曲面部342dを介して連続して第1方向に延びる側面部342eとを有する。側面部342eには、第1方向に延伸する山筋342f及び谷筋342gが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋342f及び谷筋342gの数は歯形部品321の歯数と一致する。山筋342fの半径Rd(中心軸Cを中心とする径方向における、山筋342fの外周面と中心軸Cとの間の長さ)は、歯先部321aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下が望ましい。その理由は、縮径工程にて述べる。第1パンチ342は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第1ノックアウト343は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第1ノックアウト343は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第1ダイ344は、第1方向に延びる第1側面部344aと、第1側面部344aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部344bと、平面部344bに連続して第1方向に延びる第2側面部344cとを有する。第2側面部344cには、第1方向に延伸する山筋344d及び谷筋344eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋344d及び谷筋344eの数は歯形部品321の歯数と一致する。第2側面部344cは、第1パンチ342の側面部342eから径方向に被加工材335の略板厚分だけオフセットしたかたちで配置される。第1ダイ344は、固定式である。
第1パンチ342と第1ダイ344とは、図61に示すように、第1パンチ342の山筋342fが第1ダイ344の谷筋344eに対向するように、換言すれば第1パンチ342の谷筋342gが第1ダイ344の山筋344dに対向するように配置される。
図60及び図61に示すように、絞り工程で成形した円筒容器335を被加工材として、円筒容器335の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、円筒容器335を第1ノックアウト343及び第1ダイ344の上に置く。このとき、山部331bが変形した突起部335aが第1ダイ344の谷筋344eに位置するようにする。この状態で、第1パンチ342の平面部342aが円筒容器335の底面部335bと接触するまで第1パンチ342を下方に移動させて、図62に示すように、第1拡径円筒容器345を成形する。図63A及び図63Bに、第1拡径円筒容器345の外観図を示す。第1拡径円筒容器345では、円筒容器335の側面部335dのうち、山部331bが変形した突起部335a(特定部位)が拡径される(以下、この部分を拡径側面部345aと呼ぶ)。成形後、第1ノックアウト343を上昇させて第1拡径円筒容器345を第1ダイ344から取り外す。
図64及び図65は、拡径工程の第2ステップの成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、第2パンチ352と、第2ノックアウト353と、第2ノックアウト353の外周に配置される第2ダイ354とを備える。第2ノックアウト353及び第2ダイ354は、第2パンチ352に対向配置されている。
第2パンチ352は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部352aと、平面部352aの外周縁に設けられる曲面部352bと、平面部352a及び曲面部352bを介して連続して中心軸Cと平行な図64の上方向(第1方向)に延びる側面部352cとを有する。側面部352cの中心軸Cと直交する断面の形状及び寸法は、第1パンチ342の側面部342eと同一である。側面部352cには、第1方向に延伸する山筋352d及び谷筋352eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋352d及び谷筋352eの数は歯形部品321の歯数と一致する。第2パンチ352は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第2ノックアウト353は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第2ノックアウト353は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
第2ダイ354は、第1ダイ344と形状及び寸法が同一であり、第1方向に延びる第1側面部354aと、第1側面部354aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部354bと、平面部354bに連続して第1方向に延びる第2側面部354cとを有する。第2側面部354cには、第1方向に延伸する山筋354d及び谷筋354eが周方向に交互に所定の間隔で形成されており、山筋354d及び谷筋354eの数は歯形の歯数と一致する。第2ダイ354は、固定式である。
第2パンチ352と第2ダイ354とは、図65に示すように、第2パンチ352の山筋352dが第2ダイ354の谷筋354eに対向するように、換言すれば第2パンチ352の谷筋352eが第2ダイ354の山筋354dに対向するように配置される。
図64及び図65に示すように、第1ステップで成形した第1拡径円筒容器345を被加工材として、第1拡径円筒容器345の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、第1拡径円筒容器345を第2ノックアウト353及び第2ダイ354の上に置く。このとき、拡径側面部345aが第2ダイ354の谷筋354eに位置するようにする。この状態で、第2パンチ352の平面部352aが第1拡径円筒容器345の底面部と接触するまで第2パンチ352を下方に移動させて、図66に示すように、第2拡径円筒容器355を成形する。第2拡径円筒容器355の側面部355bは、底面部355aに対して直立する形状になる。成形後、第2ノックアウト353を上昇させて第2拡径円筒容器355を第2ダイ354から取り外す。
(縮径工程)
図67は、縮径工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、パンチ362と、カウンターパンチ363と、カウンターパンチ363の外周に配置されるダイ64とを備える。カウンターパンチ363及びダイ364は、パンチ362に対向配置されている。
パンチ362は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部362aと、平面部362aの外周縁に設けられる曲面部362bと、平面部362a及び曲面部362bを介して連続して中心軸Cと平行な図67の上方向(第1方向)に延びる側面部362cとを有する。側面部362cの半径Reは、歯先部321aの内半径Rcと略同等である。パンチ362は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
カウンターパンチ363は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部363aと、平面部363aに連続して中心軸Cに平行な図67の下方向に延びる側面部363bとを有する。側面部363bの半径Rfは、歯先部321aの外半径Raと略同等である。カウンターパンチ363は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ364は、第1方向に延びる側面部364aと、側面部364aの上端部に設けられる曲面部364bと、側面部364aと曲面部364bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部364cとを有する。側面部364aの半径Rgは、歯先部321aの外半径Raと略同等である。ダイ364は、固定式である。
図67に示すように、縮径工程で成形した第2拡径円筒容器355を被加工材として、第2拡径円筒容器355の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、第2拡径円筒容器355をカウンターパンチ363の平面部363aに置き、パンチ362の平面部362aとカウンターパンチ363の平面部363aとで第2拡径円筒容器355の底面部355aを狭持する。この状態で、パンチ362とカウンターパンチ363とを下方に移動させて、図68Aに示すように、縮径円筒容器365を成形する。すなわち、図68Aに示すように、被加工材である第2拡径円筒容器355の側面部355のうち、拡径工程で拡径された拡径側面部345aが、ダイ364の傾斜部364cによって縮径する(以下、この部分を縮径側面部365bと呼ぶ)。そして、縮径円筒容器365の角部365aの外側の形状が以下の条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器365の角部365aを増肉させる。
ここで、図68Bに示すように、縮径円筒容器365の中心軸方向及び径方向を含む断面で縮径円筒容器365を見た場合、縮径円筒容器365の底面部365cに対して平行に接する直線L1と、縮径円筒容器365の側面部365bに対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義する。また、図68Bに示すように、直線L1が縮径円筒容器365の底面部365cから離脱し始める点をP1、直線L2が縮径円筒容器365の側面部365bから離脱し始める点をP2と定義する。さらに、図68Bに示すように、直線L1上の交点P0と点P1との間の長さをΔR、直線L2上の交点P0と点P2との間の長さをΔHと定義する。
 条件式(1)は、縮径円筒容器365の板厚tと、上記の長さΔR及びΔHとを用いて以下のように表される。
         (ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
 すなわち、縮径円筒容器365の角部365aの外側の形状が条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器365の角部365aを増肉させると、角部365aの外側の角度が直角に近い値となる。
 なお、縮径円筒容器365の角部365aの外側の角度をより直角に近い値にするために、縮径円筒容器365の角部365aの外側の形状が下記条件式(2)を満たすように、縮径円筒容器365の角部365aを増肉させることが好ましい。
(ΔR+ΔH)≦ 1.5t  …(2)
拡径工程での第1パンチ342の側面部342eの山筋342fの半径Rdの望ましい値を、歯先部321aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下にした理由を、以下に述べる。山筋342fの半径Rdが歯先部321aの内半径Rcの1.08倍未満では、縮径工程での縮径量が小さく、角部365aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程で、重なり疵が発生するためである。一方、山筋342fの半径Rdが歯先321aの内半径Rcの1.17倍超では、拡径工程で側面部355bが薄くなり過ぎ、その結果、角部365aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程にて、重なり疵が発生するためである。
(粗歯形成形工程)
図69~図72は、粗歯形成形工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、粗歯形成形用の内パンチ372と、内パンチ372の外周に配置される粗歯形成形用の外パンチ373と、粗歯形成形用のカウンターパンチ374と、カウンターパンチ374の外周に配置される粗歯形成形用のダイ375とを備える。カウンターパンチ374及びダイ375は、内パンチ372及び外パンチ373に対向配置されている。
内パンチ372は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部372aと、平面部372aの外周縁に設けられる曲面部372bと、平面部372a及び曲面部372bを介して連続して中心軸Cに平行な図69の上方向(第1方向)に延びる側面部372cとを有する。側面部372cには、歯先部321a及び歯底部321bを成形するため、第1方向に延伸する山筋372d及び谷筋372eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。内パンチ372は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ375は、第1方向に延びる側面部375aと、側面部375aの上端部に設けられる曲面部375bと、側面部375a及び曲面部375bを介して連続し、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部375cとを有する。側面部375aには、歯先部321a及び歯底部321bを成形するため、第1方向に延伸する山筋375d及び谷筋375eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。ダイ375は、固定式である。
内パンチ372とダイ375とは、図71に示すように、内パンチ372の山筋372dがダイ375の谷筋375eに対向するように、換言すれば内パンチ372の谷筋372eがダイ375の山筋375dに対向するように配置される。
外パンチ373は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部373aと、平面部373aの内側の縁部に連続して第1方向に延びる第1側面部373bと、平面部373aの外側の縁部に連続して第1方向に延びる第2側面部373cとを有する。第1側面部373bには、内パンチ372の側面部372cに沿って、第1方向に延伸する山筋373d及び谷筋373eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。また、第2側面部373cには、ダイ375の側面部375aに沿って、第1方向に延伸する山筋373f及び谷筋373gが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。外パンチ373は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
カウンターパンチ374は、第1方向に延びる側面部374aと、側面部374aに連続して中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部374bとを有する。側面部374aには、ダイ375の側面部375aに沿って、第1方向に延伸する山筋374d及び谷筋374eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。カウンターパンチ374は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
図69~図72に示すように、縮径工程で成形した縮径円筒容器365を被加工材として、縮径円筒容器365の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、縮径円筒容器365をカウンターパンチ374の平面部374bに置き、内パンチ372の平面部372aとカウンターパンチ374の平面部374bとで縮径円筒容器365の底面部365cを狭持する。このとき、縮径側面部365bがダイ375の谷筋375eに位置するようにする。また、外パンチ373の平面部373aを縮径円筒容器365の開口端365dに当接させる。この状態で、内パンチ372と外パンチ373とカウンターパンチ374を、外パンチ373の平面部373aがダイ375の曲面部375bを通過するまで下方に移動させて、縮径円筒容器365の縮径側面部365b(山部331bが変形した突起部335aに対応する部位)に粗歯形を形成することにより、図73に示すように、粗歯形成形品376を成形する。図74に、粗歯形成形品376の外観図を示す。
(完成歯形成形工程)
図75~図77は、粗歯形成形工程に続く完成歯形成形工程の成形開始前の状態を示す。同図を参照して、プレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された、完成歯形成形用の内パンチ382と、内パンチ382の外周に配置される完成歯形成形用の外パンチ383と、完成歯形成形用のノックアウト384と、ノックアウト384の外周に配置される完成歯形成形用のダイ385とを備える。ノックアウト384及びダイ385は、内パンチ382及び外パンチ383に対向配置されている。
内パンチ382は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部382aと、平面部382aの外周縁に設けられる曲面部382bと、平面部382a及び曲面部382bを介して連続して中心軸Cに平行な図75の上方向(第1方向)に延びる側面部382cとを有する。側面部382cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程の内パンチ372の側面部372cと同一であり、第1方向に延伸する山筋382d及び谷筋382eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。内パンチ382は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ダイ385は、第1方向に延びる第1側面部385aと、第1側面部385aに連続し、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部385bと、平面部385bに連続して第1方向に延びる第2側面部385cとを有する。第2側面部385cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程のダイ375の側面部375aと同一であり、第1方向に延伸する山筋385d及び谷筋385eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。ダイ385は、固定式である。
内パンチ382とダイ385とは、図76に示すように、内パンチ382の山筋382dがダイ385の谷筋385eに対向するように、換言すれば内パンチ382の谷筋382eがダイ385の山筋385dに対向するように配置される。
外パンチ383は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部383aと、平面部383aの内側の縁部に連続して第1方向に延びる第1側面部383bと、平面部383aの外側の縁部に連続して第1方向に延びる第2側面部383cとを有する。第1側面部383bは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程の外パンチ373の側面部373bと同一であり、第1方向に延伸する山筋383d及び谷筋383eが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。また、第2側面部383cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程の外パンチ373の側面部373cと同一であり、第1方向に延伸する山筋383f及び谷筋383gが周方向に交互に所定の間隔で形成されている。外パンチ383は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
ノックアウト384は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト384は、駆動源(図示省略)により昇降可能な可動式である。
図75~図77に示すように、粗歯形成形工程で成形した粗歯形成形品376を被加工材として、粗歯形成形品376の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、内パンチ382の平面部382aとダイ385の平面部385bとで粗歯形成形品376の底面部376bを狭持する。このとき、粗歯形成形品376の粗歯先部376aがダイ385の谷筋385eに位置するようにする。この状態で、外パンチ383の平面部383aで粗歯形成形品376の開口端376cを下方に押込み、粗歯形成形品376の側面部376dを圧縮することにより、図78に示すように、内パンチ382と外パンチ383とノックアウト384とダイ385とにより囲まれた空間内に材料が充満する。その結果、粗歯形成形品376の側面部376dのうち山部331bが変形した突起部335aに対応する部位に完成歯形が歯先部321aとして形成され、粗歯形成形品376の側面部376dの他の部位(谷部331aに対応する部位)に歯底部321bが形成される。以上の各工程により、底面部321c、側面部321d、歯先部321a及び歯底部321bを有する歯形部品321が完成する。
図79に、歯形成形後の歯形部品321の外観図を示す。歯形部品321の角部の内表面321eに、重なり疵は発生していない。歯形成形前に完成歯形成形用の内パンチ382の曲面部382bと粗歯形成形品376の角部376eとが接触するように成形し、且つ縮径円筒容器365の角部365aの外側の角度を直角に近い値に調整しているので、完成歯形成形工程において、完成歯形成形用のダイ385の平面部385bと側面部385cとの境界が成す角部付近と粗歯形成形品376の角部376eとの隙間を小さくすることができる。その結果、完成歯形成形工程の途中で粗歯形成形品376の角部376eが内パンチ382の曲面部382bから離れることがないので、完成歯形成形工程の終了後に、底面部321cの上面と側壁部321dの内周面との間の境界に重なり疵の無い歯形部品321を得ることができる。
また、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品321を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品321を得ることができる。

[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。
図80Aは、第5実施形態に係る歯形部品の製造方法により製造された歯形部品421の平面図である。図80Bは、図80Aに示す歯形部品421のA-A断面図である。図80A及び図80Bに示すように、歯形部品421は、材軸(図80Bに示す一点鎖線)の方向において、一方の端部が開放され、且つ他方の端部が閉鎖された有底円筒形状を有する部品である。
歯形部品421は、容器底部4210と側面部4211とを有する。側面部4211は、容器底部4210の外縁部から立ち上がるように設けられる。容器底部4210と側面部4211とにより形成される外側の角部の角度は、略直角である。側面部4211は、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた歯先部421a及び歯底部421bを有する。本実施形態では、歯先部421a及び歯底部421bのそれぞれの個数が8個である場合を例示しているが、歯先部421a及び歯底部421bの個数(すなわち歯形部品421の歯数)は8個に限定されず、複数であればよい。
歯先部421aは、歯底部421bよりも材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。より具体的には、図80Aに示すように、材軸を中心とする半径Raの円周上に歯先部421aの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rcの円周上に歯先部421aの内周面及び歯底部421bの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rbの円周上に歯底部421bの内周面が位置する。以下では、上記半径Raを歯先部421aの外半径と呼称し、上記半径Rcを歯先部421aの内半径と呼称し、上記半径Rbを歯底部421bの内半径と呼称する。
また、図80Aにおいて、θgは、材軸を中心とする円周方向に沿って互いに隣り合う歯先部421a間の角度を示す。
本実施形態に係る歯形部品の製造方法によって製造された歯形部品421は、重なり疵が無いことは勿論のこと、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという特徴を有する。
詳細は後述するが、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品421を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品421を得ることができる。
このような歯形部品421を製造するため、第5実施形態に係る歯形部品の製造方法は、絞り工程と、拡径工程と、縮径工程と、歯形成形工程とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。なお、上記のように、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、各工程は常温下で実施される。
(絞り工程)
図81及び図82は、それぞれ絞り工程の成形前及び成形後の状態を模式的に示す断面図である。図81及び図82に示すように、絞り工程で用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置されたパンチ432と、ノックアウト433と、ダイ434とを備える。ノックアウト433及びダイ434は、パンチ432に対向配置されている。
パンチ432は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部432aと、平面部432aの外縁部に設けられる曲面部432bと、平面部432a及び曲面部432bを介して連続して中心軸Cに平行な方向に図81の上方向(第1方向)に延伸する側面部432cとを有する。パンチ432は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
ノックアウト433は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト433は、駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
ダイ434は、第1方向に延伸する側面部434aと、側面部434aの上端部に設けられる曲面部434bと、側面部434a及び曲面部434bを介して中心軸と直交する径方向に延伸する平面部434cと有する。ダイ434は、固定式である。
絞り工程においては、円形状を有する金属製の平板(例えば鋼板)である被加工材431を絞り成形し、円筒容器435を成形する。この絞り工程で成形する円筒容器435は、平面視において略円形の容器底部4351と、容器底部4351の外縁部に設けられる容器曲面4352と、容器曲面4352を介して容器底部4351と連続する容器側面部4353とを有する。まず、図81に示すように、被加工材431の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材431を、ダイ434の平面部434cに置く。そして、図82に示すように、被加工材431の端部431aがダイ434の曲面部434bを通過するまでパンチ432を下方に移動させて絞りを行う。これにより、円筒容器435を成形する。円筒容器435の成形後、ノックアウト433を上昇させ、円筒容器435をダイ434から取り外す。
(拡径工程)
拡径工程は、第1ステップと第2ステップとを有する。図83及び図84は、拡径工程の第1ステップの開始前の状態を模式的に示す図であり、図83は図84のA-A線断面図、図84は平面図である。図83及び図84に示すように、拡径工程の第1ステップで用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された第1パンチ442と、第1ノックアウト443と、第1ダイ444とを備える。第1ノックアウト443及び第1ダイ444は、第1パンチ442に対向配置されている。
第1パンチ442は、平面部442aと、第1曲面部442bと、傾斜部442cと、第2曲面部442dと、側面部442eとを有する。平面部442aは、中心軸Cと直交する径方向に平行な部分である。第1曲面部442bは、平面部442aの外縁部に設けられる。傾斜部442cは、平面部442a及び第1曲面部442bを介して連続しており、中心軸Cに平行で図83の上方向(第1方向)に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する。第2曲面部442dは、傾斜部442cの上端部に設けられる。側面部442eは、傾斜部442c及び第2曲面部442dを介して連続して第1方向に延伸する。さらに側面部442eには、第1方向に沿って延伸する複数の山筋442f及び複数の谷筋442gが、周方向に交互に所定間隔で形成される。これらの山筋442f及び谷筋442gの数は、歯形部品421の歯先部421a及び歯底部421bの数(歯数)と一致する。山筋442fの外半径Rd(中心軸Cを中心とする径方向における、山筋442fの外周面と中心軸Cとの間の長さ)は、歯形部品421の歯先部421aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下の範囲であることが望ましい。その理由は、縮径工程にて述べる。第1パンチ442は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第1ノックアウト443は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第1ノックアウト443は、駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第1ダイ444は固定式である。第1ダイ444は、中心軸Cに平行な第1方向に延伸する第1側面部444aと、第1側面部444aに連続して中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部444bと、平面部444bに連続して第1方向に延伸する第2側面部444cとを有する。第2側面部444cは、第1パンチ442の側面部442eから径方向に被加工材431(金属板)の略板厚分をオフセットし、円周方向に交互に配列される複数の山筋444d及び複数の谷筋444eを有する。
拡径工程の第1ステップでは、図83及び図84に示すように、絞り成形工程にて成形した円筒容器435を被加工材441として、円筒容器435の容器側面部4353を拡径した第1拡径円筒容器445を成形する。まず、図83及び図84に示すように、被加工材441(円筒容器435)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材441を第1ノックアウト443及び第1ダイ444の上に置く。そして、図85に示すように、第1パンチ442の平面部442aが第1拡径円筒容器445の底面部445aと接触するまで、第1パンチ442を下方に移動させて拡径成形を行う。この拡径工程の第1ステップにより、円筒容器435の容器側面部4353の複数の部位(歯形部品421の歯先部421aが形成される特定部位)が、第1パンチ442の山筋442fによって半径方向外側に押し出されて拡径し、複数の拡径側面部445bになる。このように、複数の拡径側面部445bを有する第1拡径円筒容器445が成形される。図86A及び図86Bは、拡径工程により拡径側面部445bが成形された第1拡径円筒容器445の外観図である。なお、図86Aは第1拡径円筒容器445の平面図であり、図86Bは第1拡径円筒容器445の斜視図である。図86A及び図86Bに示すように、第1拡径円筒容器445は、歯形部品421の歯先部421aが形成される複数の拡径側面部445bを有する。拡径工程の第1ステップの終了後、第1ノックアウト443を上昇させて、第1拡径円筒容器445を第1ダイ444から取り外す。
図87及び図88は、拡径工程の第2ステップの成形前の状態を模式的に示す図である。なお、図87は図88のA-A線断面図であり、図88は平面図である。図87及び図88に示すように、拡径工程の第2ステップで用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された第2パンチ452と、第2ノックアウト453と、第2ダイ454とを備える。第2ノックアウト453及び第2ダイ454は、第2パンチ452に対向配置されている。
第2パンチ452は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部452aと、平面部452aの外縁部に設けられる曲面部452bと、平面部452a及び曲面部452bを介して連続して中心軸Cに平行で図87の上方向(第1方向)に延伸する側面部452cとを有する。側面部452cの中心軸Cと直交する断面の形状及び寸法は、第1パンチ442の側面部442eと同一である。側面部452cには、第1方向に沿って延伸する複数の山筋452d及び複数の谷筋452eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。これらの山筋452d及び谷筋452eの数は、歯形部品421の歯先部421a及び歯底部421bの数(歯数)と一致する。第2パンチ452は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第2ノックアウト453は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第2ノックアウト453は、駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第2ダイ454は、第1ステップの第1ダイ444と形状及び寸法が同一である。すなわち、第2ダイ454は、中心軸Cに平行な第1方向に延伸する第1側面部454aと、中心軸Cに直交する径方向に平行な平面部454bと、第1方向に延伸する第2側面部454cとを有する。第2側面部454cには、中心軸Cに平行な方向に延伸する複数の山筋454d及び谷筋454eが、周方向に交互に配列されるように設けられる。これらの複数の山筋454d及び複数の谷筋454eの数は、第1ダイ444と同様に、歯形部品421の歯先部421a及び歯底部421bの数(歯数)と一致する。
第2ステップでは、第1ステップで成形した第1拡径円筒容器445を被加工材451として、側面部455bが底面部455aに対して直立する形状を有する第2拡径円筒容器455を成形する。まず、図87に示すように、被加工材451(第1拡径円筒容器445)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、且つ第1ステップで拡径された拡径側面部445bが第2ダイ454の谷筋454eに位置するように、被加工材451である第1拡径円筒容器445を第2ダイ454の平面部454bの上に置く。そして、図89に示すように、第2パンチ452の平面部452aが第1拡径円筒容器445の底面部445aと接触するまで、第2パンチ452を下方に移動させる。これにより、第2拡径円筒容器455が成形される。第2拡径円筒容器455の側面部455bは、底面部455aに対して直立する形状に成形される。第2拡径円筒容器455の成形後、第2ノックアウト453を上昇させて、第2拡径円筒容器455を第2ダイ454から取り外す。
(縮径工程)
 図90は、縮径工程による成形前の状態を模式的に示す断面図である。図90に示すように、縮径工程で用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置されたパンチ462と、カウンターパンチ463と、ダイ464とを備える。カウンターパンチ463及びダイ464は、パンチ462に対向配置されている。
パンチ462は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部462aと、平面部462aの周縁部に設けられる曲面部462bと、平面部462a及び曲面部462bを介して連続して、中心軸Cに平行で図90の上方向(第1方向)に延伸する側面部462cとを有する。側面部462cの外半径Reは、歯形部品421の歯先部421aの内半径Rcと略同等である。パンチ462は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
カウンターパンチ463は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部463aと、中心軸Cに沿って図90の下方向に延伸する側面部463bとを有する。側面部463bの半径Rfは、歯形部品421の歯先部421aの外半径Raと略同等である。カウンターパンチ463は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
ダイ464は、固定式である。ダイ464は、中心軸Cに平行で図90において上方向である第1方向に延伸する側面部464aと、側面部464aの上端部に設けられる曲面部464bと、側面部464a及び曲面部464bを介して連続して、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部464cとを有する。側面部464aの内半径Rgは、歯形部品421の歯先部421aの外半径Raと略同等である。
縮径工程では、第2拡径円筒容器455を被加工材461とする。まず、被加工材461(第2拡径円筒容器455)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材461である第2拡径円筒容器455をカウンターパンチ463の平面部463aに置く。そして、パンチ462の平面部462aとカウンターパンチ463の平面部463aにて被加工材461の底面部461aを狭持した状態で、パンチ462とカウンターパンチ463とを下方に移動させる。図91Aは、パンチ462とカウンターパンチ463とを下方に移動させた状態を模式的に示す断面図である。このように、拡径工程にて拡径された拡径側面部461bを、ダイ464の傾斜部464cによって縮径して縮径側面部を成形する。さらに、縮径円筒容器465の角部465aの外側の形状が以下の条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器465の角部465a(肩部)を増肉させる。ここで、図91Bに示すように、縮径円筒容器465の中心軸方向及び径方向を含む断面で縮径円筒容器465を見た場合、縮径円筒容器465の底面部465cに対して平行に接する直線L1と、縮径円筒容器465の側面部465bに対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義する。また、図91Bに示すように、直線L1が縮径円筒容器465の底面部465cから離脱し始める点をP1、直線L2が縮径円筒容器465の側面部465bから離脱し始める点をP2と定義する。さらに、図91Bに示すように、直線L1上の交点P0と点P1との間の長さをΔR、直線L2上の交点P0と点P2との間の長さをΔHと定義する。
 条件式(1)は、縮径円筒容器465の板厚tと、上記の長さΔR及びΔHとを用いて以下のように表される。
         (ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
 すなわち、縮径円筒容器465の角部465aの外側の形状が条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器465の角部465aを増肉させると、角部465aの外側の角度が直角に近い値となる。
 なお、縮径円筒容器465の角部465aの外側の角度をより直角に近い値にするために、縮径円筒容器465の角部465aの外側の形状が下記条件式(2)を満たすように、縮径円筒容器465の角部465aを増肉させることが好ましい。

(ΔR+ΔH)≦ 1.5t  …(2)
拡径工程での第1パンチ442の側面部442eの山筋442fの半径Rdの望ましい値を、歯形部品421の歯先部421aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下にした理由を、以下に述べる。山筋442fの半径Rdが歯先部421aの内半径Rcの1.08倍未満では、縮径工程での縮径量が小さく、角部465aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程にて、重なり疵が発生するおそれがある。一方、山筋442fの半径Rdが歯先部421aの内半径Rcの1.17倍超では、拡径工程にて、側面部455bが薄くなり過ぎ、その結果、角部465aの増肉が不十分になり、次の歯形成形工程にて、重なり疵が発生するおそれがある。したがって、拡径工程での第1パンチ442の側面部442eの山筋442fの半径Rdは、歯形部品421の歯先部421aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下であることが望ましい。
(歯形成形工程)
図92~図95は、歯形成形工程による成形前の状態を模式的に示す図である。なお、図92は、中心軸Cを通過する面で切断した断面図(図94のD-D線断面図)であり、図93は図92のA-A線断面図であり、図94は図92のB矢視図(平面図)であり、図95は図92のE矢視図(視底面図)である。これらの図に示すように、歯形成形工程で用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された内パンチ472と、外パンチ473と、カウンターパンチ474と、ダイ475とを備える。カウンターパンチ474及びダイ475は、内パンチ472に対向配置されている。
内パンチ472は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部472aと、平面部472aの外縁部に設けられる曲面部472bと、平面部472a及び曲面部472bを介して連続して、中心軸Cに沿って図92の上方向(第1方向)に延伸する側面部472cとを有する。側面部472cには、歯形部品421の歯先部421a及び歯底部421bを成形するため、第1方向に平行に延伸する複数の山筋472d及び複数の谷筋472eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。内パンチ472は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
ダイ475は、固定式である。ダイ475は、第1方向に平行に延伸する側面部475aと、側面部475aの上端部に設けられる曲面部475bと、側面部475a及び曲面部475bを介して連続して、第1方向に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する傾斜部475cとを有する。側面部475aには、歯形部品421の歯先部421aと歯底部421bを形成するため、第1方向に平行な方向に延伸する複数の山筋475d及び複数の谷筋475eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。
外パンチ473は、筒状の形状であり、内パンチ472の外周に沿って配設される。外パンチ473は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部473aと、平面部473aの径小側の縁部と接し、第1方向に延伸する第1側面部473bと、平面部473aの径大側の縁部と接し、第1方向に延伸する第2側面部473cとを有する。図96に示すように、平面部473aは、歯形部品421の歯底部421b(互いに隣合う歯先部421aの間の部位)に対応する部位が第1方向に窪んだ窪み部473dを有する。第1側面部473bには、内パンチ472の側面部472cに沿って、第1方向に延伸する複数の山筋473e及び複数の谷筋473fが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。第2側面部473cは、ダイ475の側面部475aに沿って、第1方向に延伸する複数の山筋473g及び複数の谷筋473hが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。外パンチ473は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、内パンチ472の外周に沿って、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
カウンターパンチ474は、第1方向に延伸する側面部474aと、側面部474aに連続して中心軸Cと直交する径方向と平行な平面部474bとを有している。側面部474aには、ダイ475の側面部475aに沿って、第1方向に延伸する複数の山筋474d及び複数の谷筋474eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。カウンターパンチ474は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
歯形成形工程では、前述の縮径工程で成形した縮径円筒容器465を被加工材471として、歯形部品421を成形する。まず、図93に示すように、被加工材471(縮径円筒容器465)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、且つ縮径円筒容器465の容器側面部465bの縮径された縮径側面部471aがダイ475の谷筋475eに位置するように、被加工材471である縮径円筒容器465をカウンターパンチ474の平面部474bに置く。そして、内パンチ472の平面部472aとカウンターパンチ474の平面部474bにて被加工材471の底面部465cを狭持し、かつ、外パンチ473の平面部473aを被加工材471の端部465dに当接させた状態とする。その状態で、図97に示すように、内パンチ472と外パンチ473とカウンターパンチ474を、外パンチ473の平面部473aがダイ475の曲面部475bを通過するまで下方に移動させる。続いて、内パンチ472とカウンターパンチ474とダイ475とを固定した状態で、外パンチ473を下方に移動させ、被加工材471の側面部471dを圧縮する。これにより、図97に示すように、内パンチ472と外パンチ473とカウンターパンチ474とダイ475とに囲まれた空間内に材料が充満する。その結果、縮径円筒容器465(被加工材471)の縮径側面部471aに歯先部421aが形成され、縮径円筒容器465(被加工材471)の側面部471dの他の部位に歯底部421bが形成される。以上の各工程により、底面部421c、側面部421d、歯先部421a及び歯底部421bを有する歯形部品421が完成する。
図98は、歯形成形後の歯形部品421の外観を模式的に示す図である。本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、歯形部品421の角部の内表面4213に、重なり疵が発生することを防止できる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法においては、歯形成形前に内パンチ472の曲面部472bと被加工材471(縮径円筒容器465)の角部471dが接触するように成形し、且つ、被加工材471(縮径円筒容器465)の角部265aの外側の角度を直角に近い値に調整しているので、歯形成形工程において、カウンターパンチ474の平面部474bとダイ475の側面部475aが接触する角部近傍と被加工材471の角部471dとの隙間を小さくすることができる。その結果、歯形成形工程の途中で被加工材471(縮径円筒容器465)の角部471dが内パンチ472の曲面部472bから離れることがないので、歯形成形工程の終了後に、底面部421cの上面と側壁部421dの内周面との間の境界に重なり疵の無い歯形部品421を得ることができる。
また、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品421を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品421を得ることができる。
外パンチ473の平面部473aは、歯形部品421の歯底部421bに対応する部位が窪んだ窪み部473dを有するため、被加工材471が平面部473aの全体に接触することがなく、静水圧による成形荷重の増加を抑制できる。窪み形状は、特に規定するものではなく、被加工材471が平面部473aに充満しないような形状であればよい。
歯形部品421は、歯底部421bの端部が突き出た形状になるが、図80A及び図80Bに示すように端部が平坦であることが望ましい場合、歯形成形工程の後に、歯形部品421の端部を切削して平坦にする工程を設けてもよい。なお、具体的な切削加工の方法は特に限定されるものではなく、公知の各種切削加工が適用できる。
[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。
図99Aは、第6実施形態に係る歯形部品の製造方法により製造された歯形部品521の平面図である。図99Bは、図99Aに示す歯形部品521のA-A断面図である。図99A及び図99Bに示すように、歯形部品521は、材軸(図99Bに示す一点鎖線)の方向において、一方の端部が開放され、且つ他方の端部が閉鎖された有底円筒形状を有する部品である。
歯形部品521は、容器底部5210と側面部5211とを有する。側面部5211は、容器底部5210の外縁部から立ち上がるように設けられる。容器底部5210と側面部5211とにより形成される外側の角部の角度は、略直角である。側面部5211は、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた歯先部521a及び歯底部521bを有する。本実施形態では、歯先部521a及び歯底部521bのそれぞれの個数が8個である場合を例示しているが、歯先部521a及び歯底部521bの個数(すなわち歯形部品521の歯数)は8個に限定されず、複数であればよい。
歯先部521aは、歯底部521bよりも材軸を中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位である。より具体的には、図99Aに示すように、材軸を中心とする半径Raの円周上に歯先部521aの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rcの円周上に歯先部521aの内周面及び歯底部521bの外周面が位置し、材軸を中心とする半径Rbの円周上に歯底部521bの内周面が位置する。以下では、上記半径Raを歯先部521aの外半径と呼称し、上記半径Rcを歯先部521aの内半径と呼称し、上記半径Rbを歯底部521bの内半径と呼称する。
また、図99Aにおいて、θgは、材軸を中心とする円周方向に沿って互いに隣り合う歯先部521a間の角度を示す。
本実施形態に係る歯形部品の製造方法によって製造された歯形部品521は、重なり疵が無いことは勿論のこと、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという特徴を有する。
詳細は後述するが、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品521を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品521を得ることができる。
このような歯形部品521を製造するため、第6実施形態に係る歯形部品521の製造方法は、絞り工程と、拡径工程と、縮径工程と、歯形成形工程(粗歯形成形工程及び完成歯形成形工程)とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。なお、上記のように、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、各工程は常温下で実施される。
(絞り工程)
図100及び図101は、それぞれ絞り工程の成形前及び成形後の状態を模式的に示す断面図である。図100及び図101に示すように、絞り工程で用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置されたパンチ532と、ノックアウト533と、ダイ534とを備える。ノックアウト533及びダイ534は、パンチ532に対向配置されている。
パンチ532は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部532aと、平面部532aの外縁部に設けられる曲面部532bと、平面部532a及び曲面部532bを介して連続して中心軸Cに平行な方向に図100の上方向(第1方向)に延伸する側面部532cとを有する。パンチ532は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
ノックアウト533は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。ノックアウト533は、駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
ダイ534は、第1方向に延伸する側面部534aと、側面部534aの上端部に設けられる曲面部534bと、側面部534a及び曲面部534bを介して中心軸と直交する径方向に延伸する平面部534cと有する。ダイ534は、固定式である。
絞り工程においては、円形状を有する金属製の平板(例えば鋼板)である被加工材531を絞り成形し、円筒容器535を成形する。この絞り工程で成形する円筒容器535は、平面視において略円形の容器底部5351と、容器底部5351の外縁部に設けられる容器曲面5352と、容器曲面5352を介して容器底部5351と連続する容器側面部5353とを有する。まず、図100に示すように、被加工材531の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材531を、ダイ534の平面部534cに置く。そして、図101に示すように、被加工材531の端部531aがダイ534の曲面部534bを通過するまでパンチ532を下方に移動させて絞りを行う。これにより、円筒容器535を成形する。円筒容器535の成形後、ノックアウト533を上昇させ、円筒容器535をダイ534から取り外す。
(拡径工程)
拡径工程は、第1ステップと第2ステップとを有する。図102及び図103は、拡径工程の第1ステップの開始前の状態を模式的に示す図であり、図102は図103のA-A線断面図、図103は平面図である。図102及び図103に示すように、拡径工程の第1ステップで用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された第1パンチ542と、第1ノックアウト543と、第1ダイ544とを備える。第1ノックアウト543及び第1ダイ544は、第1パンチ542に対向配置されている。
第1パンチ542は、平面部542aと、第1曲面部542bと、傾斜部542cと、第2曲面部542dと、側面部542eとを有する。平面部542aは、中心軸Cと直交する径方向に平行な部分である。第1曲面部542bは、平面部542aの外縁部に設けられる。傾斜部542cは、平面部542a及び第1曲面部542bを介して連続しており、中心軸Cに平行で図102の上方向(第1方向)に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する。第2曲面部542dは、傾斜部542cの上端部に設けられる。側面部542eは、傾斜部542c及び第2曲面部542dを介して連続して第1方向に延伸する。さらに側面部542eには、第1方向に沿って延伸する複数の山筋542f及び複数の谷筋542gが、周方向に交互に所定間隔で形成される。これらの山筋542f及び谷筋542gの数は、歯形部品521の歯先部521a及び歯底部521bの数(歯数)と一致する。山筋542fの外半径Rd(中心軸Cを中心とする径方向における、山筋542fの外周面と中心軸Cとの間の長さ)は、歯形部品521の歯先部521aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下の範囲であることが望ましい。その理由は、縮径工程にて述べる。第1パンチ542は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第1ノックアウト543は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第1ノックアウト543は、駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第1ダイ544は固定式である。第1ダイ544は、中心軸Cに平行な第1方向に延伸する第1側面部544aと、第1側面部544aに連続して中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部544bと、平面部544bに連続して第1方向に延伸する第2側面部544cとを有する。第2側面部544cは、第1パンチ542の側面部542eから径方向に被加工材531(金属板)の略板厚分をオフセットし、円周方向に交互に配列される複数の山筋544d及び複数の谷筋544eを有する。
拡径工程の第1ステップでは、図102及び図103に示すように、絞り成形工程にて成形した円筒容器535を被加工材541として、円筒容器535の容器側面部5353を拡径した第1拡径円筒容器545を成形する。まず、図102及び図103に示すように、被加工材541(円筒容器535)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材541を第1ノックアウト543及び第1ダイ544の上に置く。そして、図104に示すように、第1パンチ542の平面部542aが第1拡径円筒容器545の底面部545aと接触するまで、第1パンチ542を下方に移動させて拡径成形を行う。この拡径工程の第1ステップにより、円筒容器535の容器側面部5353の複数の部位(歯形部品521の歯先部521aが形成される特定部位)が、第1パンチ542の山筋542fによって半径方向外側に押し出されて拡径し、複数の拡径側面部545bになる。このように、複数の拡径側面部545bを有する第1拡径円筒容器545が成形される。図105A及び図105Bは、拡径工程により拡径側面部545bが成形された第1拡径円筒容器545の外観図である。なお、図105Aは第1拡径円筒容器545の平面図であり、図105Bは第1拡径円筒容器545の斜視図である。図105A及び図105Bに示すように、第1拡径円筒容器545は、歯形部品521の歯先部521aが形成される複数の拡径側面部545bを有する。拡径工程の第1ステップの終了後、第1ノックアウト543を上昇させて、第1拡径円筒容器545を第1ダイ544から取り外す。
図106及び図107は、拡径工程の第2ステップの成形前の状態を模式的に示す図である。なお、図106は図107のA-A線断面図であり、図107は平面図である。図106及び図107に示すように、拡径工程の第2ステップで用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された第2パンチ552と、第2ノックアウト553と、第2ダイ554とを備える。第2ノックアウト553及び第2ダイ554は、第2パンチ552に対向配置されている。
第2パンチ552は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部552aと、平面部552aの外縁部に設けられる曲面部552bと、平面部552a及び曲面部552bを介して連続して中心軸Cに平行で図106の上方向(第1方向)に延伸する側面部552cとを有する。側面部552cの中心軸Cと直交する断面の形状及び寸法は、第1パンチ542の側面部542eと同一である。側面部552cには、第1方向に沿って延伸する複数の山筋552d及び複数の谷筋552eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。これらの山筋552d及び谷筋552eの数は、歯形部品521の歯先部521a及び歯底部521bの数(歯数)と一致する。第2パンチ552は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第2ノックアウト553は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。第2ノックアウト553は、駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
第2ダイ554は、第1ステップの第1ダイ544と形状及び寸法が同一である。すなわち、第2ダイ554は、中心軸Cに平行な第1方向に延伸する第1側面部554aと、中心軸Cに直交する径方向に平行な平面部554bと、第1方向に延伸する第2側面部554cとを有する。第2側面部554cには、中心軸Cに平行な方向に延伸する複数の山筋554d及び谷筋554eが、周方向に交互に配列されるように設けられる。これらの複数の山筋554d及び複数の谷筋554eの数は、第1ダイ544と同様に、歯形部品521の歯先部521a及び歯底部521bの数(歯数)と一致する。
第2ステップでは、第1ステップで成形した第1拡径円筒容器545を被加工材551として、側面部555bが底面部555aに対して直立する形状を有する第2拡径円筒容器555を成形する。まず、図106に示すように、被加工材551(第1拡径円筒容器545)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、且つ第1ステップで拡径された拡径側面部545bが第2ダイ554の谷筋554eに位置するように、被加工材551である第1拡径円筒容器545を第2ダイ554の平面部554bの上に置く。そして、図108に示すように、第2パンチ552の平面部552aが第1拡径円筒容器545の底面部545aと接触するまで、第2パンチ552を下方に移動させる。これにより、第2拡径円筒容器555が成形される。第2拡径円筒容器555の側面部555bは、底面部555aに対して直立する形状に成形される。第2拡径円筒容器555の成形後、第2ノックアウト553を上昇させて、第2拡径円筒容器555を第2ダイ554から取り外す。
(縮径工程)
図109は、縮径工程による成形前の状態を模式的に示す断面図である。図109に示すように、縮径工程で用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置されたパンチ562と、カウンターパンチ563と、ダイ564とを備える。カウンターパンチ563及びダイ564は、パンチ562に対向配置されている。
パンチ562は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部562aと、平面部562aの周縁部に設けられる曲面部562bと、平面部562a及び曲面部562bを介して連続して、中心軸Cに平行で図109の上方向(第1方向)に延伸する側面部562cとを有する。側面部562cの外半径Reは、歯形部品521の歯先部521aの内半径Rcと略同等である。パンチ562は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
カウンターパンチ563は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部563aと、中心軸Cに沿って図109の下方向に延伸する側面部563bとを有する。側面部563bの半径Rfは、歯形部品521の歯先部521aの外半径Raと略同等である。カウンターパンチ563は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
ダイ564は、固定式である。ダイ564は、中心軸Cに平行で図109において上方向である第1方向に延伸する側面部564aと、側面部564aの上端部に設けられる曲面部564bと、側面部564a及び曲面部564bを介して連続して、第1方向に進むに従って中心軸と直交する径方向に拡開する傾斜部564cとを有する。側面部564aの内半径Rgは、歯形部品521の歯先部521aの外半径Raと略同等である。
縮径工程では、第2拡径円筒容器555を被加工材561とする。まず、被加工材561(第2拡径円筒容器555)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、被加工材561である第2拡径円筒容器555をカウンターパンチ563の平面部563aに置く。そして、パンチ562の平面部562aとカウンターパンチ563の平面部563aにて被加工材561の底面部561aを狭持した状態で、パンチ562とカウンターパンチ563とを下方に移動させる。図110Aは、パンチ562とカウンターパンチ563とを下方に移動させた状態を模式的に示す断面図である。このように、拡径工程にて拡径された拡径側面部561bを、ダイ564の傾斜部564cによって縮径して縮径側面部を成形する。さらに、縮径円筒容器565の角部565aの外側の形状が以下の条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器565の角部565a(肩部)を増肉させる。ここで、図110Bに示すように、縮径円筒容器565の中心軸方向及び径方向を含む断面で縮径円筒容器565を見た場合、縮径円筒容器565の底面部565cに対して平行に接する直線L1と、縮径円筒容器565の側面部565bに対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義する。また、図110Bに示すように、直線L1が縮径円筒容器565の底面部565cから離脱し始める点をP1、直線L2が縮径円筒容器565の側面部565bから離脱し始める点をP2と定義する。さらに、図110Bに示すように、直線L1上の交点P0と点P1との間の長さをΔR、直線L2上の交点P0と点P2との間の長さをΔHと定義する。
 条件式(1)は、縮径円筒容器565の板厚tと、上記の長さΔR及びΔHとを用いて以下のように表される。
         (ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
 すなわち、縮径円筒容器565の角部565aの外側の形状が条件式(1)を満たすように、縮径円筒容器565の角部565aを増肉させると、角部565aの外側の角度が直角に近い値となる。
 なお、縮径円筒容器565の角部565aの外側の角度をより直角に近い値にするために、縮径円筒容器565の角部565aの外側の形状が下記条件式(2)を満たすように、縮径円筒容器565の角部565aを増肉させることが好ましい。

(ΔR+ΔH)≦ 1.5t  …(2)
拡径工程での第1パンチ542の側面部542eの山筋542fの半径Rdの望ましい値を、歯形部品521の歯先部521aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下にした理由を、以下に述べる。山筋542fの半径Rdが歯先部521aの内半径Rcの1.08倍未満では、縮径工程での縮径量が小さく、角部565aの増肉が不十分になり、次の粗歯形成形工程および完成歯形成形工程にて、重なり疵が発生するおそれがある。一方、山筋542fの半径Rdが歯先部521aの内半径Rcの1.17倍超では、拡径工程にて、側面部555bが薄くなり過ぎ、その結果、角部565aの増肉が不十分になり、次の粗歯形成形工程および完成歯形成形工程にて、重なり疵が発生するおそれがある。したがって、拡径工程での第1パンチ542の側面部542eの山筋542fの半径Rdは、歯形部品521の歯先部521aの内半径Rcの1.08倍以上1.17倍以下であることが望ましい。
(粗歯形成形工程)
図111~図114は、粗歯形成形工程による成形前の状態を模式的に示す図である。なお、図111は、中心軸Cを通過する面で切断した断面図(図113のD-D線断面図)であり、図112は図111のA-A線断面図であり、図113は図111のB矢視図(平面図)であり、図114は図111のE矢視図(視底面図)である。これらの図に示すように、粗歯形成形工程で用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された粗歯形成形内パンチ572と、粗歯形成形外パンチ573と、粗歯形成形カウンターパンチ574と、粗歯形成形ダイ575とを備える。粗歯形成形カウンターパンチ574及び粗歯形成形ダイ575は、粗歯形成形内パンチ572に対向配置されている。
粗歯形成形内パンチ572は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部572aと、平面部572aの外縁部に設けられる曲面部572bと、平面部572a及び曲面部572bを介して連続して、中心軸Cに沿って図111の上方向(第1方向)に延伸する側面部572cとを有する。側面部572cには、歯形部品521の歯先部521a及び歯底部521bを成形するため、第1方向に平行に延伸する複数の山筋572d及び複数の谷筋572eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。粗歯形成形内パンチ572は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
粗歯形成形ダイ575は、固定式である。粗歯形成形ダイ575は、第1方向に平行に延伸する側面部575aと、側面部575aの上端部に設けられる曲面部575bと、側面部575a及び曲面部575bを介して連続して、第1方向に進むに従って中心軸Cと直交する径方向に拡開する傾斜部575cとを有する。側面部575aには、歯形部品521の歯先部521a及び歯底部521bを形成するため、第1方向に平行な方向に延伸する複数の山筋575d及び複数の谷筋575eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。
粗歯形成形外パンチ573は、筒状の形状であり、粗歯形成形内パンチ572の外周に沿って配設される。粗歯形成形外パンチ573は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部573aと、平面部573aの径小側の縁部と接し、第1方向に延伸する第1側面部573bと、平面部573aの径大側の縁部と接し、第1方向に延伸する第2側面部573cとを有する。図115に示すように、平面部573aは、歯形部品521の歯底部521b(互いに隣合う歯先部521aの間の部位)に対応する部位が第1方向に窪んだ窪み部573dを有する。第1側面部573bには、粗歯形成形内パンチ572の側面部572cに沿って、第1方向に延伸する複数の山筋573e及び複数の谷筋573fが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。第2側面部573cは、粗歯形成形ダイ575の側面部575aに沿って、第1方向に延伸する複数の山筋573g及び複数の谷筋573hが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。粗歯形成形外パンチ573は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、粗歯形成形内パンチ572の外周に沿って、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
粗歯形成形カウンターパンチ574は、第1方向に延伸する側面部574aと、側面部574aに連続して中心軸Cと直交する径方向と平行な平面部574bとを有している。側面部574aには、粗歯形成形ダイ575の側面部575aに沿って、第1方向に延伸する複数の山筋574d及び複数の谷筋574eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。粗歯形成形カウンターパンチ574は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
粗歯形成形工程では、前述の縮径工程で成形した縮径円筒容器565を被加工材571として、粗歯形部品576を成形する。まず、図112に示すように、被加工材571(縮径円筒容器565)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、且つ縮径円筒容器565の容器側面部565bの縮径された縮径側面部571aが粗歯形成形ダイ575の谷筋575eに位置するように、被加工材571である縮径円筒容器565を粗歯形成形カウンターパンチ574の平面部574bに置く。そして、粗歯形成形内パンチ572の平面部572aと粗歯形成形カウンターパンチ574の平面部574bにて被加工材571の底面部565cを狭持し、かつ、粗歯形成形外パンチ573の平面部573aを被加工材571の端部565dに当接させた状態とする。その状態で、図116に示すように、粗歯形成形内パンチ572と粗歯形成形外パンチ573と粗歯形成形カウンターパンチ574を、粗歯形成形外パンチ573の平面部573aが粗歯形成形ダイ575の曲面部575bを通過するまで下方に移動させる。これにより、被加工材571(縮径円筒容器565)の縮径側面部571aに粗歯形(粗歯先部581a)が形成されて、粗歯形部品576が成形される。図117は、粗歯形成形後の粗歯形部品576の外観を模式的に示す図である。
粗歯形成形外パンチ573の平面部573aは、歯形部品521の歯底部521bに対応する部位が窪んだ窪み部573dを有するため、被加工材571が平面部573aの全体に接触することがなく、静水圧による成形荷重の増加を抑制できる。窪み形状は、特に規定するものではなく、被加工材571が平面部573aに充満しないような形状であればよい。
(完成歯形成形工程)
図118~図120は、粗歯形成形工程に続く完成歯形成形工程の成形前の状態を模式的に示す図である。図118は図120のD-D断面図であり、図119は図118のA-A断面平面図であり、図120は図118のE矢視図である。これらの図に示すように、完成歯形成形工程で用いるプレス機は、各々の中心軸Cが同軸上に配置された完成歯形成形内パンチ582と、完成歯形成形外パンチ583と、完成歯形成形ノックアウト584と、完成歯形成形ダイ585とを備える。完成歯形成形ノックアウト584及び完成歯形成形ダイ585は、完成歯形成形内パンチ582に対向配置されている。
完成歯形成形内パンチ582は、中心軸Cと直交する径方向に平行な平面部582aと、曲面部582bと、平面部582a及び曲面部582bを介して連続して、中心軸Cに平行な方向に図118の上方向(第1方向)に延伸する側面部582cとを有する。側面部582cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程で用いる粗歯形成形内パンチ572の側面部572cと同一である。側面部582cには、第1方向に平行な方向に延伸する複数の山筋582d及び複数の谷筋582eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。完成歯形成形内パンチ582は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
完成歯形成形ダイ585は、固定式であり、第1方向に延伸する第1側面部585aと、第1側面部585aに連続して中心軸に直交する径方向に平行な平面部585bと、平面部585bに連続して第1方向に延伸する第2側面部585cとを有する。第2側面部585cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程の粗歯形成形ダイ575の側面部575cと同一である。第2側面部585cには、第1方向に平行な方向に延伸する複数の山筋585d及び複数の谷筋585eが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。
完成歯形成形外パンチ583は、粗歯形成形外パンチ573と略同等の形状を有している。すなわち、完成歯形成形外パンチ583は、筒状の形状であり、完成歯形成形内パンチ582の外周に沿って配置される。完成歯形成形外パンチ583は、平面部583aと、第1側面部583bと、第2側面部583cとを有する。平面部583aは、中心軸Cと直交する径方向に平行な部分である。第1側面部583bは、平面部583aの径小側の縁部と接し、完成歯形成形内パンチ582の側面部582cに沿って第1方向に延伸する。第2側面部583cは、平面部583aの径大側の縁部と接し、完成歯形成形ダイ585の第2側面部585cに沿って、第1方向に延伸する。図121に示すように、平面部583aは、歯形部品521の歯底部521b(互いに隣り合う歯先部521aの間の部位)に対応する部位が窪んだ窪み部583dを有する。第1側面部583bは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程で用いる粗歯形成形外パンチ573の側面部573bと同一である。第1側面部583bには、第1方向に平行な方向に延伸する複数の山筋583e及び複数の谷筋583fが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。第2側面部583cは、中心軸Cに直交する断面の形状及び寸法が、粗歯形成形工程で用いる粗歯形成形外パンチ573の側面部573cと同一である。第2側面部583cには、第1方向に平行な方向に延伸する複数の山筋583g及び複数の谷筋583hが、周方向に交互に所定間隔で形成されている。完成歯形成形外パンチ583は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
完成歯形成形ノックアウト584は、円柱状の形状であり、成形品を金型から取り外すためのものである。完成歯形成形ノックアウト584は、機械式(油圧、サーボモータ等)の駆動源(図示省略)により、中心軸Cに平行な方向に往復動可能(昇降可能)な可動式である。
被加工材581(粗歯形成形品576)の材軸がプレス機の中心軸Cと一致するように、且つ被加工材581である粗歯形部品576の粗歯先部581aが完成歯形成形ダイ585の谷筋585eに位置するように、完成歯形成形内パンチ582の平面部582aと完成歯形成形ダイ585の平面部585bにて被加工材581の底面部581bを狭持する。その状態で、完成歯形成形外パンチ583の平面部583aにて被加工材581の開口端581cを下方に押込み、被加工材581の側面部581dを圧縮する。これにより、図122に示すように、完成歯形成形内パンチ582と完成歯形成形外パンチ583と完成歯形成形ノックアウト584と完成歯形成形ダイ585とにより囲まれた空間内に被加工材581が充満する。その結果、粗歯形成形品576(被加工材581)の側面部581dの特定部位(粗歯先部581aが形成された部位)に完成歯形が歯先部521aとして形成され、粗歯形成形品576(被加工材581)の側面部581dの他の部位に歯底部521bが形成される。以上の各工程により、底面部521c、側面部521d、歯先部521a及び歯底部521bを有する歯形部品521が完成する。
図123は、完成歯形の成形後の歯形部品521の外観図である。本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、歯形部品521の角部の内表面5213に、重なり疵が発生することを防止できる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法においては、完成歯形成形前に完成歯形成形内パンチ582の曲面部582bと被加工材581の角部581eが接触するように成形し、且つ、縮径円筒容器565の角部565aの外側の角度を直角に近い値に調整しているので、完成歯形成形工程において、完成歯形成形ダイ585の平面部585bと側面部585cとの境界が成す角部付近と被加工材581の角部581eとの隙間を小さくすることができる。その結果、完成歯形成形工程の途中で被加工材581の角部581eが完成歯形成形内パンチ582の曲面部582bから離れることがないので、完成歯形成形工程の終了後に、底面部521cの上面と側壁部521dの内周面との間の境界に重なり疵の無い歯形部品521を得ることができる。
また、本実施形態では、歯形部品の製造方法として冷間鍛造を採用するので、熱間鍛造により製造された歯形部品と比較して、抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が一桁小さい歯形部品521を切削工程無しで得ることができる。すなわち、本実施形態に係る歯形部品の製造方法によれば、重なり疵及び抜き勾配が無く、厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmであるという高品質の歯形部品521を得ることができる。
完成歯形成形外パンチ583の平面部583aは、歯形部品521の歯底部521bに対応する部位が窪んだ窪み部583dを有する。このため、被加工材581が平面部583aの全体に接触することがなく、静水圧による成形荷重の増加を抑制できる。窪み形状は、特に規定するものではなく、被加工材581が平面部583aに充満しないような形状であればよい。
歯形部品521は、歯底部521bの端部が突き出た形状になるが、図99A及び図99Bに示すように端部が平坦であることが望ましい場合、歯形成形工程の後(つまり完成歯形成形工程の後)に、歯形部品521の端部を切削して平坦にする工程を設けてもよい。なお、具体的な切削加工の方法は特に限定されるものではなく、公知の各種切削加工が適用できる。
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

 被加工材の材質としては、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被加工材として採用してもよい。
 上記第1~第4実施形態では、被加工材が材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた山部及び谷部を有する平板である場合を例示し、上記第5及び第6実施形態では、被加工材が円形状の平板である場合を例示した。
 しかしながら、被加工材の形状は上記の形状に限定されず、例えば多角形状を有する平板を被加工材として使用してもよい。
 本発明は、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。また、上記第1~第6実施形態では、歯形部品の製造方法に冷間鍛造を適用する場合を例示したが、要求される精度及び強度を有する歯形部品を得ることができるのであれば、冷間鍛造に代えて熱間鍛造を適用してもよい。
21  歯形部品
21a  歯先部
21b  歯底部
31  被加工材
31a  谷部
31b  山部
31c  傾斜部
32  パンチ
34  ダイ
35  波状円筒容器
62  パンチ
63  カウンターパンチ
64  ダイ
65  縮径円筒容器
72  内パンチ
73  外パンチ
74  カウンターパンチ

75  ダイ
121  歯形部品
121a  歯先部
121b  歯底部
131  被加工材
131a  谷部
131b  山部
131c  傾斜部
132  パンチ
134  ダイ
135  波状円筒容器
162  パンチ
163  カウンターパンチ
164  ダイ
165  縮径円筒容器
172  粗歯形成形用の内パンチ
173  粗歯形成形用の外パンチ
174  粗歯形成形用のカウンターパンチ
175  粗歯形成形用のダイ
176  粗歯形成形品
182  完成歯形成形用の内パンチ
183  完成歯形成形用の外パンチ
184  完成歯形成形用のノックアウト

185  完成歯形成形用のダイ
221  歯形部品
221a  歯先部
221b  歯底部
231  被加工材
231a  谷部
231b  山部
231c  傾斜部
232  パンチ
234  ダイ
235  円筒容器
242  第1パンチ
244  第1ダイ
245  第1拡径円筒容器
252  第2パンチ
254  第2ダイ
255  第2拡径円筒容器
262  パンチ
263  カウンターパンチ
264  ダイ
265  縮径円筒容器
272  内パンチ
273  外パンチ
274  カウンターパンチ
275  ダイ
321  歯形部品
321a  歯先部
321b  歯底部
331  被加工材
331a  谷部
331b  山部
331c  傾斜部
332  パンチ
334  ダイ
335  円筒容器
342  第1パンチ
344  第1ダイ
345  第1拡径円筒容器
352  第2パンチ
354  第2ダイ
355  第2拡径円筒容器
362  パンチ
363  カウンターパンチ
364  ダイ
365  縮径円筒容器
372  粗歯形成形用の内パンチ
373  粗歯形成形用の外パンチ
374  粗歯形成形用のカウンターパンチ
375  粗歯形成形用のダイ
376  粗歯形成形品
382  完成歯形成形用の内パンチ
383  完成歯形成形用の外パンチ
384  完成歯形成形用のノックアウト
385  完成歯形成形用のダイ
421  歯形部品
421a  歯先部
421b  歯底部
431  被加工材
432  パンチ
433  ノックアウト
434  ダイ
435  円筒容器
442  第1パンチ
443  第1ノックアウト
444  第1ダイ
445  第1拡径円筒容器
452  第1パンチ
453  第1ノックアウト
454  第1ダイ
455  第2拡径円筒容器
462  パンチ
463  カウンターパンチ
464  ダイ
465  縮径円筒容器
472  内パンチ
473  外パンチ
474  カウンターパンチ
475  ダイ
521  歯形部品
521a  歯先部
521b  歯底部
531  被加工材
532  パンチ
533  ノックアウト
534  ダイ
535  円筒容器
542  第1パンチ
543  第1ノックアウト
544  第1ダイ
545  第1拡径円筒容器
552  第1パンチ
553  第1ノックアウト
554  第1ダイ
555  第2拡径円筒容器
562  パンチ
563  カウンターパンチ
564  ダイ
565  縮径円筒容器
572  粗歯形成形内パンチ
573  粗歯形成形外パンチ
574  粗歯形成形カウンターパンチ
575  粗歯形成形ダイ
576  粗歯形部品
582  完成歯形成形内パンチ
583  完成歯形成形外パンチ
584  完成歯形成形カウンターパンチ
585  完成歯形成形ダイ

Claims (29)

  1.  被加工材を絞り成形することにより、底面部及び側面部を有する円筒容器を得る絞り工程と;
     前記円筒容器の前記側面部のうち、歯先部が形成される特定部位を縮径することにより、前記底面部と前記側面部との間の角部を増肉させる縮径工程と;
     前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記特定部位に前記歯先部を形成することにより、前記底面部、前記側面部及び前記歯先部を有する歯形部品を得る歯形成形工程と;
    を有し、
    前記縮径工程では、
    前記円筒容器の中心軸方向及び径方向を含む断面で前記円筒容器を見た場合に、前記円筒容器の前記底面部に対して平行に接する直線L1と、前記円筒容器の前記側面部に対して平行に接する直線L2との交点をP0と定義し、前記直線L1が前記円筒容器の前記底面部から離脱し始める点をP1、前記直線L2が前記円筒容器の前記側面部から離脱し始める点をP2と定義し、さらに、前記直線L1上の前記交点P0と前記点P1との間の長さをΔR、前記直線L2上の前記交点P0と前記点P2との間の長さをΔHと定義したとき、
     前記円筒容器の前記角部の外側の形状が、前記円筒容器の板厚tと、前記長さΔR及びΔHとを用いて表される下記条件式(1)を満たすように前記角部を増肉させることを特徴とする歯形部品の製造方法。
    (ΔR+ΔH)≦ 2t  …(1)
  2. 前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記特定部位を拡径する拡径工程を、前記絞り工程と前記縮径工程との間にさらに有することを特徴とする請求項1に記載の歯形部品の製造方法。
  3. 前記歯形成形工程が、
    前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記特定部位に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;
    前記粗歯形を加工することにより前記特定部位に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;
    を有することを特徴とする請求項1または2に記載の歯形部品の製造方法。  
  4.  前記被加工材は、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた山部及び谷部を有する平板であって、前記山部は、前記谷部から前記材軸を前記中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位であ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歯形部品の製造方法。
  5.  前記被加工材は、円形状の平板、または多角形状の平板であ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歯形部品の製造方法。
  6.  前記被加工材は、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた山部及び谷部を有する平板であって、前記山部は、前記谷部から前記材軸を前記中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位であり、
     前記絞り工程では、前記円筒容器の前記側面部に、前記山部及び前記谷部が含まれるように、前記被加工材を絞り成形し、
     前記縮径工程では、前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記山部を前記特定部位として縮径する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の歯形部品の製造方法。
  7. 前記絞り工程において、
     中心軸が同軸上に配置された、パンチと、ダイとを用い、
     前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部とパンチ曲面部を介して連続し、前記中心軸と平行な第1方向に延びるパンチ側面部とを有し、前記パンチ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、
     前記ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行なダイ平面部と、前記ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びるダイ側面部とを有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、

     前記被加工材の前記山部が前記ダイの前記谷筋に位置するように前記被加工材を前記ダイの上に置き、
    その後、前記パンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記側面部が前記底面部に対して直立する前記円筒容器を得る
    ことを特徴とする請求項6に記載の歯形部品の製造方法。
  8. 前記縮径工程において、
     中心軸が同軸上に配置された、パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い、
     前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部とパンチ曲面部を介して連続して前記中心軸と平行な第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の内半径と同等のパンチ側面部とを有し、
     前記カウンターパンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、前記カウンターパンチ平面部に連続して前記第1方向と逆方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のカウンターパンチ側面部とを有し、
     前記ダイは、前記第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のダイ側面部と、前記ダイ側面部とダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し、

    前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記底面部を前記パンチと前記カウンターパンチとの間に挟んだ状態で、前記パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記山部を前記特定部位として縮径する、
    ことを特徴とする請求項6または7に記載の歯形部品の製造方法。
  9. 前記歯形成形工程において、
     中心軸が同軸上に配置された、内パンチと、前記内パンチの外周に配置される外パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い、
     前記内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な内パンチ平面部と、前記内パンチ平面部と内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる内パンチ側面部とを有し、前記内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる内パンチ山筋及び内パンチ谷筋が形成されており、
     前記ダイは、前記第1方向に延びるダイ側面部と、前記ダイ側面部とダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延びるダイ谷筋及びダイ山筋が形成されており、
     前記外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な外パンチ平面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第1側面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第2側面部とを有し、
     前記カウンターパンチは、前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びるカウンターパンチ側面部と、前記カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部とを有し、

     前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記山部が前記ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記内パンチ平面部と前記カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ、
    その後、前記内パンチ、前記外パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させ、
    前記外パンチ平面部が前記ダイ曲面部を通過した後、前記内パンチ、前記カウンターパンチ及び前記ダイを固定した状態で、前記外パンチを前記カウンターパンチの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記山部に前記歯先部を形成する、
    ことを特徴とする請求項6~8のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法。
  10. 前記歯形成形工程が、
    前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記山部に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;
    前記粗歯形を加工することにより前記山部に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;
    を有することを特徴とする請求項6~8のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法。
  11. 前記粗歯形成形工程において、
     中心軸が同軸上に配置された、粗歯形成形内パンチと、前記粗歯形成形内パンチの外周に配置される粗歯形成形外パンチと、粗歯形成形カウンターパンチと、前記粗歯形成形カウンターパンチの外周に配置される粗歯形成形ダイとを用い、
     前記粗歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形内パンチ平面部と、前記粗歯形成形内パンチ平面部及び粗歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記粗歯形成形内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ山筋及び粗歯形成形内パンチ谷筋が形成されており、
     前記粗歯形成形ダイは、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ側面部と、前記粗歯形成形ダイ側面部及び粗歯形成形ダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開する粗歯形成形ダイ傾斜部とを有し、前記粗歯形成形ダイ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ谷筋及び粗歯形成形ダイ山筋が形成されており、
     前記粗歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形外パンチ平面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第1側面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第2側面部とを有し、
     前記粗歯形成形カウンターパンチは、前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形カウンターパンチ側面部と、前記粗歯形成形カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形カウンターパンチ平面部とを有し、

     前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記山部が前記粗歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記粗歯形成形内パンチ平面部と前記粗歯形成形カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記粗歯形成形外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ、
    その後、前記粗歯形成形内パンチ、前記粗歯形成形外パンチ及び前記粗歯形成形カウンターパンチを前記粗歯形成形ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記山部に前記粗歯形を形成する、
    ことを特徴とする請求項10に記載の歯形部品の製造方法。  
  12. 前記完成歯形成形工程において、
     中心軸が同軸上に配置された、完成歯形成形内パンチと、前記完成歯形成形内パンチの外周に配置される完成歯形成形外パンチと、完成歯形成形ダイとを用い、
     前記完成歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形内パンチ平面部と、前記完成歯形成形内パンチ平面部及び完成歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる完成歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記完成歯形成形内パンチ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形内パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形内パンチ山筋及び完成歯形成形内パンチ谷筋を有し、
     前記完成歯形成形ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形ダイ平面部と、前記完成歯形成形ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる完成歯形成形ダイ側面部とを有し、前記完成歯形成形ダイ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ山筋及び完成歯形成形ダイ谷筋を有し、
     前記完成歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形外パンチ平面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第1側面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第2側面部とを有し、

     前記粗歯形成形工程にて前記円筒容器の前記山部に形成された前記粗歯形が前記完成歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記完成歯形成形内パンチ平面部と前記完成歯形成形ダイ平面部との間に挟んだ状態で、前記完成歯形成形外パンチ平面部で前記円筒容器の開口端を押込むことにより、前記円筒容器の前記山部に前記完成歯形を形成する、
    ことを特徴とする請求項11に記載の歯形部品の製造方法。
  13.  前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記特定部位を拡径する拡径工程を、前記絞り工程と前記縮径工程との間にさらに有し、
    前記被加工材は、材軸を中心とする円周方向に沿って交互に現れるように設けられた山部及び谷部を有する平板であって、前記山部は、前記谷部から前記材軸を前記中心とする径方向の外側へ向かって突出する部位であり、
     前記絞り工程では、前記円筒容器の前記側面部に、前記山部及び前記谷部が含まれるように、前記被加工材を絞り成形し、
     前記拡径工程では、前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記山部が変形した突起部を前記特定部位として拡径し、
     前記縮径工程では、前記拡径工程にて拡径された前記円筒容器の前記突起部を縮径する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の歯形部品の製造方法。
  14. 前記拡径工程において、
    中心軸が同軸上に配置された、第1パンチと、第1ダイとを用いた第1ステップと、
    中心軸が同軸上に配置された、第2パンチと、第2ダイとを用いた第2ステップとを有し、
    前記第1パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第1パンチ平面部と、前記第1パンチ平面部及び第1パンチ第1曲面部を介して連続し、前記中心軸と平行な第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する径方向に拡開する第1パンチ傾斜部と、前記第1パンチ傾斜部及び第1パンチ第2曲面部を介して連続して前記第1方向に延びる第1パンチ側面部とを有し、前記第1パンチ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、
    前記第1ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第1ダイ平面部と、前記第1ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる第1ダイ側面部とを有し、前記第1ダイ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、さらに前記第1ダイ側面部は、前記第1パンチ側面部から径方向に前記被加工材の板厚分をオフセットしたかたちで配置され、
    前記第2パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第2パンチ平面部と、前記第2パンチ平面部及び第2パンチ曲面部を介して連続して前記第1方向に延びる第2パンチ側面部とを有し、前記第2パンチ側面部は、形状及び寸法が前記第1パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、
    前記第2ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第2ダイ平面部と、前記第2ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる第2ダイ側面部とを有し、前記第2ダイ側面部は、形状及び寸法が前記第1ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、
    前記第1ステップでは、前記絞り工程により得られる前記円筒容器の前記山部が変形した前記突起部が前記第1ダイの前記谷筋に位置するように前記円筒容器を前記第1ダイの上に置き、
    その後、前記第1パンチを前記第1ダイの方向に相対移動させることにより、前記突起部を拡径し、
    前記第2ステップでは、拡径された前記突起部が前記第2ダイの前記谷筋に位置するように前記円筒容器を前記第2ダイの上に置き、
    その後、前記第2パンチを前記第2ダイの方向に相対移動させることにより、前記側面部が前記底面部に対して直立する前記円筒容器を得る、
    ことを特徴とする請求項13に記載の歯形部品の製造方法。
  15. 前記縮径工程において、
    中心軸が同軸上に配置された、パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い、
    前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部及びパンチ曲面部を介して連続して前記中心軸と平行な第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の内半径と同等のパンチ側面部とを有し、
    前記カウンターパンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、前記カウンターパンチ平面部に連続して前記第1方向と逆方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のカウンターパンチ側面部とを有し、
    前記ダイは、前記第1方向に延び、且つ半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し、
    前記拡径工程により拡径された前記突起部を有する前記円筒容器の前記底面部を前記パンチと前記カウンターパンチとの間に挟んだ状態で、前記パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記突起部を縮径する、
    ことを特徴とする請求項13または14に記載の歯形部品の製造方法。
  16. 前記歯形成形工程において、
    中心軸が同軸上に配置された、内パンチと、前記内パンチの外周に配置される外パンチと、カウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に配置されるダイとを用い、
    前記内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な内パンチ平面部と、前記内パンチ平面部及び内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる内パンチ側面部とを有し、前記内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる内パンチ山筋及び内パンチ谷筋が形成されており、
    前記ダイは、前記第1方向に延びるダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部とを有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延びるダイ谷筋及びダイ山筋が形成されており、
    前記外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な外パンチ平面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第1側面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる外パンチ第2側面部とを有し、
    前記カウンターパンチは、前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びるカウンターパンチ側面部と、前記カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部とを有し、
    前記縮径工程により縮径された前記突起部が前記ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記内パンチ平面部と前記カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ、 
    その後、前記内パンチ、前記外パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させ、
    前記外パンチ平面部が前記ダイ曲面部を通過した後、前記内パンチ、前記カウンターパンチ及び前記ダイを固定した状態で、前記外パンチを前記カウンターパンチの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記突起部に前記歯先部を形成する、
    ことを特徴とする請求項13~15のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法。
  17. 前記歯形成形工程が、
    前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記突起部に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;
    前記粗歯形を加工することにより前記突起部に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;
    を有することを特徴とする請求項13~15のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法。
  18. 前記粗歯形成形工程において、
    中心軸が同軸上に配置された、粗歯形成形内パンチと、前記粗歯形成形内パンチの外周に配置される粗歯形成形外パンチと、粗歯形成形カウンターパンチと、前記粗歯形成形カウンターパンチの外周に配置される粗歯形成形ダイとを用い、
    前記粗歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形内パンチ平面部と、前記粗歯形成形内パンチ平面部及び粗歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記粗歯形成形内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ山筋及び粗歯形成形内パンチ谷筋が形成されており、
    前記粗歯形成形ダイは、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ側面部と、前記粗歯形成形ダイ側面部及び粗歯形成形ダイ曲面部を介して連続し、前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開する粗歯形成形ダイ傾斜部とを有し、前記粗歯形成形ダイ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ谷筋及び粗歯形成形ダイ山筋が形成されており、
    前記粗歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形外パンチ平面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第1側面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形外パンチ第2側面部とを有し、
    前記粗歯形成形カウンターパンチは、前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる粗歯形成形カウンターパンチ側面部と、前記粗歯形成形カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形カウンターパンチ平面部とを有し、
    前記縮径工程により縮径された前記突起部が前記粗歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記粗歯形成形内パンチ平面部と前記粗歯形成形カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記粗歯形成形外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ、
    その後、前記粗歯形成形内パンチ、前記粗歯形成形外パンチ及び前記粗歯形成形カウンターパンチを前記粗歯形成形ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記突起部に前記粗歯形を形成する、
    ことを特徴とする請求項17に記載の歯形部品の製造方法。
  19. 前記完成歯形成形工程において、
    中心軸が同軸上に配置された、完成歯形成形内パンチと、前記完成歯形成形内パンチの外周に配置される完成歯形成形外パンチと、完成歯形成形ダイとを用い、
    前記完成歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形内パンチ平面部と、前記完成歯形成形内パンチ平面部及び完成歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延びる完成歯形成形内パンチ側面部とを有し、前記完成歯形成形内パンチ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形内パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形内パンチ山筋及び完成歯形成形内パンチ谷筋を有し、
    前記完成歯形成形ダイは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形ダイ平面部と、前記完成歯形成形ダイ平面部に連続して前記第1方向に延びる完成歯形成形ダイ側面部とを有し、前記完成歯形成形ダイ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ山筋及び完成歯形成形ダイ谷筋を有し、
    前記完成歯形成形外パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形外パンチ平面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第1側面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延びる完成歯形成形外パンチ第2側面部とを有し、
    前記粗歯形成形工程にて前記円筒容器の前記突起部に形成された前記粗歯形が前記完成歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記完成歯形成形内パンチ平面部と前記完成歯形成形ダイ平面部との間に挟んだ状態で、前記完成歯形成形外パンチ平面部で前記円筒容器の開口端を押込むことにより、前記円筒容器の前記突起部に前記完成歯形を形成する、
    ことを特徴とする請求項18に記載の歯形部品の製造方法。
  20. 前記絞り工程により得られた前記円筒容器の前記特定部位を拡径する拡径工程を、前記絞り工程と前記縮径工程との間にさらに有し、
     前記絞り工程では、円形状の平板である前記被加工材を絞り成形することにより、前記円筒容器を得る、
    ことを特徴とする請求項1に記載の歯形部品の製造方法。
  21. 前記拡径工程において、
    中心軸が同軸上に配置された第1パンチと第1ダイとを用いた第1ステップと、
    中心軸が同軸上に配置された第2パンチと第2ダイとを用いた第2ステップとを有し、
    前記第1パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第1パンチ平面部と、前記第1パンチ平面部及び第1パンチ第1曲面部を介して連続し、前記中心軸と平行な第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する径方向に拡開する第1パンチ傾斜部と、前記第1パンチ傾斜部と第1パンチ第2曲面部を介して連続して前記第1方向に延伸する第1パンチ側面部と、を有し、前記第1パンチ側面部には、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、
    前記第1ダイは、前記第1方向に延伸する第1ダイ第1側面部と、前記第1ダイ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な第1ダイ平面部と、前記第1ダイ平面部に連続して前記第1方向に延伸する第1ダイ第2側面部と、を有し、前記第1ダイ第2側面部は、前記第1パンチ側面部から径方向に前記被加工材の板厚分をオフセットした山筋及び谷筋を有し、
    前記第2パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な第2パンチ平面部と、前記第2パンチ平面部及び第2パンチ曲面部を介して連続して前記第1方向に延伸する第2パンチ側面部を有し、前記第2パンチ側面部は、形状及び寸法が前記第1パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、
    前記第2ダイは、前記第1方向に延伸する第2ダイ第1側面部と、前記第2ダイ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な第2ダイ平面部と、前記第2ダイ平面部に連続して前記第1方向に延伸する第2ダイ第2側面部と、を有し、前記第2ダイ第2側面部は、形状及び寸法が前記第1ダイ第2側面部と同一であり、前記第1方向に延伸する山筋及び谷筋が形成されており、
    前記第1ステップでは、前記絞り工程により得られる前記円筒容器を前記第1ダイの上に置き、
    その後、前記第1パンチを前記第1ダイの方向に相対移動させることにより、前記第1パンチの山筋により前記側面部に含まれる前記特定部位を拡径し、
    前記第2ステップでは、拡径された前記特定部位が前記第2ダイの前記谷筋に位置するように前記円筒容器を前記第2ダイ平面部の上に置き、
    その後、前記第2パンチを前記第2ダイの方向に相対移動させることにより、前記側面部が前記底面部に対して直立する前記円筒容器を得る、
    ことを特徴とする請求項20に記載の歯形部品の製造方法。
  22.  前記縮径工程において、
    パンチと、前記パンチと中心軸が同軸上に配置されるカウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に沿って配置されるダイと、を用い、
    前記パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なパンチ平面部と、前記パンチ平面部及びパンチ曲面部を介して連続して中心軸に沿って前記中心軸に平行な第1方向に延伸し、半径が前記歯形部品の前記歯先部の内半径と同等のパンチ側面部と、を有し、
    前記カウンターパンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、カウンターパンチ平面部に連続して前記第1方向と逆方向に延伸し、半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等であるカウンターパンチ側面部と、を有し、
    前記ダイは、前記第1方向に延伸し、内半径が前記歯形部品の前記歯先部の外半径と同等のダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続して前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部と、を有し、
    前記拡径工程により拡径された前記特定部位を有する前記円筒容器の前記底面部を前記パンチと前記カウンターパンチとの間に挟んだ状態で、前記パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記側面部に含まれる前記特定部位を縮径する、
    ことを特徴とする請求項20または21に記載の歯形部品の製造方法。
  23. 前記歯形成形工程において、
    互いに中心軸が同軸上に配置される内パンチと、前記内パンチの外周に沿って配置される外パンチと、前記内パンチに対向配置されるカウンターパンチと、前記カウンターパンチの外周に沿って配置されるダイと、を用い、
    前記内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な内パンチ平面部と、前記内パンチ平面部と内パンチ曲面部を介して連続して中心軸に平行な第1方向に延伸する内パンチ側面部と、を有し、前記内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる内パンチ山筋及び内パンチ谷筋が形成されており、
    前記ダイは、前記第1方向に延伸するダイ側面部と、前記ダイ側面部及びダイ曲面部を介して連続して前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開するダイ傾斜部と、を有し、前記ダイ側面部には、前記第1方向に延びるダイ谷筋及びダイ山筋が形成されており、
    前記外パンチは、筒状の形状であり、前記内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延伸する外パンチ第1側面部と、前記外パンチ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な外パンチ平面部と、前記外パンチ平面部に連続して前記ダイの前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸する外パンチ第2側面部と、を有し、前記外パンチ平面部は、互いに隣合う前記歯先部の間の部位に対応する部位が窪んだ窪み部を有し、
    前記カウンターパンチは、前記ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸するカウンターパンチ側面部と、前記カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行なカウンターパンチ平面部と、を有し、
    前記縮径工程により縮径された前記特定部位が前記ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記内パンチ平面部と前記カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ、
    その後、前記内パンチ、前記外パンチ及び前記カウンターパンチを前記ダイの方向に相対移動させ、
    前記外パンチ平面部が前記ダイ曲面部を通過した後、前記内パンチ、前記カウンターパンチ及び前記ダイを固定した状態で、前記外パンチを前記カウンターパンチの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記特定部位に前記歯先部を形成する、
    ことを特徴とする請求項20~22のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法。
  24. 前記歯形成形工程が、
    前記縮径工程にて縮径された前記円筒容器の前記特定部位に粗歯形を形成する粗歯形成形工程と;
    前記粗歯形を加工することにより前記特定部位に完成歯形を前記歯先部として形成する完成歯形成形工程と;
    を有することを特徴とする請求項20~22のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法。
  25. 前記粗歯形成形工程において、
    互いに中心軸が同軸上に配置される粗歯形成形内パンチと、前記粗歯形成形内パンチの外周に沿って配置される粗歯形成形外パンチと、前記粗歯形成形内パンチに対向配置される粗歯形成形カウンターパンチと、前記粗歯形成形カウンターパンチの外周に沿って配置される粗歯形成形ダイと、を用い、
    前記粗歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形内パンチ平面部と、前記粗歯形成形内パンチ平面部及び粗歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して中心軸に平行な第1方向に延伸する粗歯形成形内パンチ側面部と、を有し、前記粗歯形成形内パンチ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形内パンチ山筋及び粗歯形成形内パンチ谷筋が形成されており、
    前記粗歯形成形ダイは、前記第1方向に延伸する粗歯形成形ダイ側面部と、前記粗歯形成形ダイ側面部及び粗歯形成形ダイ曲面部を介して連続して前記第1方向に進むに従って前記中心軸と直交する方向に拡開する粗歯形成形ダイ傾斜部と、を有し、前記粗歯形成形ダイ側面部には、前記第1方向に延びる粗歯形成形ダイ谷筋及び粗歯形成形ダイ山筋が形成されており、
    前記粗歯形成形外パンチは、筒状の形状であり、前記粗歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延伸する粗歯形成形外パンチ第1側面部と、前記粗歯形成形外パンチ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形外パンチ平面部と、前記粗歯形成形外パンチ平面部に連続して前記粗歯形成形ダイの前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸する粗歯形成形外パンチ第2側面部と、を有し、前記粗歯形成形外パンチ平面部は、互いに隣合う前記歯先部の間の部位に対応する部位が窪んだ窪み部を有し、
    前記粗歯形成形カウンターパンチは、前記粗歯形成形ダイ側面部に沿って前記第1方向に延伸する粗歯形成形カウンターパンチ側面部と、前記粗歯形成形カウンターパンチ側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な粗歯形成形カウンターパンチ平面部と、を有し、
    前記縮径工程により縮径された前記特定部位が前記粗歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記粗歯形成形内パンチ平面部と前記粗歯形成形カウンターパンチ平面部との間に挟んだ状態で、前記粗歯形成形外パンチ平面部を前記円筒容器の開口端に当接させ、
    その後、前記粗歯形成形内パンチ、前記粗歯形成形外パンチ及び前記粗歯形成形カウンターパンチを前記粗歯形成形ダイの方向に相対移動させることにより、前記円筒容器の前記特定部位に前記粗歯形を形成する、
    ことを特徴とする請求項24に記載の歯形部品の製造方法。
  26. 前記完成歯形成形工程において、
    互いに中心軸が同軸上に配置される完成歯形成形内パンチと、前記完成歯形成形内パンチの外周に沿って配置される完成歯形成形外パンチと、前記完成歯形成形内パンチに対向配置される完成歯形成形ノックアウトと、前記完成歯形成形ノックアウトの外周に沿って配置される完成歯形成形ダイと、を用い、
    前記完成歯形成形内パンチは、前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形内パンチ平面部と、前記完成歯形成形内パンチ平面部及び完成歯形成形内パンチ曲面部を介して連続して前記中心軸に平行な第1方向に延伸する完成歯形成形内パンチ側面部を有し、前記完成歯形成形内パンチ側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形内パンチ側面部と同一であり、前記第1方向に延びる完成歯形成形内パンチ山筋及び完成歯形成形内パンチ谷筋を有し、
    前記完成歯形成形ダイは、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ第1側面部と、前記完成歯形成形ダイ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形ダイ平面部と、前記完成歯形成形ダイ平面部に連続して、前記第1方向に延伸する完成歯形成形ダイ第2側面部とを有し、前記完成歯形成形ダイ第2側面部は、前記中心軸に直交する断面の形状及び寸法が前記粗歯形成形ダイ側面部と同一であり、前記第1方向に延びる完成歯形成形ダイ山筋及び完成歯形成形ダイ谷筋を有し、
    前記完成歯形成形外パンチは、筒状の形状であり、前記完成歯形成形内パンチ側面部に沿って前記第1方向に延伸する完成歯形成形外パンチ第1側面部と、前記完成歯形成形外パンチ第1側面部に連続して前記中心軸と直交する径方向に平行な完成歯形成形外パンチ平面部と、前記完成歯形成形外パンチ平面部に連続して前記完成歯形成形ダイ第2側面部に沿って前記第1方向に延伸する完成歯形成形外パンチ第2側面部とを有し、前記完成歯形成形外パンチ平面部は、互いに隣り合う前記歯先部の間の部位に対応する部位が窪んだ窪み部を有し、
    前記粗歯形成形工程にて前記円筒容器の前記特定部位に形成された前記粗歯形が前記完成歯形成形ダイ谷筋に位置するように、前記円筒容器の前記底面部を前記完成歯形成形内パンチ平面部と前記完成歯形成形ダイ平面部との間に挟んだ状態で、前記完成歯形成形外パンチ平面部にて前記円筒容器の開口端を押込むことにより、前記円筒容器の前記特定部位に前記完成歯形を形成する、
    ことを特徴とする請求項25に記載の歯形部品の製造方法。
  27. 前記歯形成形工程の後に、前記歯形部品の端部を切削して平坦にする工程をさらに有することを特徴とする請求項20~26のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法。
  28.  請求項1~27のいずれか一項に記載の歯形部品の製造方法によって製造されたことを特徴とする歯形部品。
  29.  底面部と;
     前記底面部に対して直立する側面部と;
     前記側面部に形成された歯先部と;
    を備え、
     抜き勾配が無く、
     厚さの寸法精度が±0.05mm~±0.3mmである、
    ことを特徴とする歯形部品。
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