特開 2022-34524 鍛造装置及びギヤの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022034524

(43)【公開日】2022-03-03

(54)【発明の名称】鍛造装置及びギヤの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21J 5/12 20060101AFI20220224BHJP

   B21J 5/06 20060101ALI20220224BHJP

   B21K 1/30 20060101ALN20220224BHJP

【ＦＩ】

B21J5/12 Z

B21J5/06 D

B21K1/30 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021116867

(22)【出願日】2021-07-15

(31)【優先権主張番号】P 2020137844

(32)【優先日】2020-08-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2021021326

(32)【優先日】2021-02-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000207816

【氏名又は名称】大豊精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000969

【氏名又は名称】特許業務法人中部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 敏孝

(72)【発明者】

【氏名】高橋 智正

(72)【発明者】

【氏名】築山 悦久

(72)【発明者】

【氏名】堀部 和剛

(72)【発明者】

【氏名】森田 康嗣

(72)【発明者】

【氏名】今野 匡

【テーマコード（参考）】

4E087

【Ｆターム（参考）】

4E087AA10

4E087CA22

4E087CA27

4E087CC03

4E087EA11

4E087EC18

4E087HA04

4E087HB02

(57)【要約】

【課題】少なくとも全体の工数を短縮でき、より好適には装置の取り換えなく成形形状の微調整が可能な鍛造装置を提供する。
【解決手段】本発明は、下方に移動することでワークＷを下方に押圧するパンチ２と、パンチ２の下方に配置されワークＷが載置されるカウンターパンチ３と、パンチ２の押圧によるカウンターパンチ３の下方への移動に対して反力を付与する反力付与装置４と、内周面に成形溝５ａが形成された環状の成形ダイ５と、成形ダイ５の外周側に配置され、上下方向の位置に応じて成形ダイ５を押圧する押圧力が変化するように構成された環状のリング部材６と、リング部材６を上下方向に移動させる駆動部７と、パンチ２の上下方向の位置情報を検出する検出部８と、検出部８の検出結果に基づいて駆動部７を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、
前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、
前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与する反力付与装置と、
内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、
前記成形ダイの外周側に配置され、状態に応じて前記成形ダイを押圧する押圧力が変化するように構成された環状のリング部材と、
前記リング部材の状態を変化させる駆動部と、
前記パンチの上下方向の位置情報を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、
を備える、鍛造装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記パンチの移動に同期して前記リング部材を移動させる、請求項１に記載の鍛造装置。

【請求項3】

前記成形溝は、歯形に形成され、
前記制御部は、
前記ワークの上端部又は下端部が前記成形ダイの上下方向における所定位置に位置する際の前記押圧力が、前記ワークの中間部が前記成形ダイの前記所定位置に位置する際の前記押圧力よりも大きくなるように、前記駆動部を制御する、請求項１又は２に記載の鍛造装置。

【請求項4】

前記リング部材及び前記成形ダイは、前記リング部材の上下方向の位置に応じて前記押圧力が変化するように構成され、
前記駆動部は、前記リング部材を上下方向に移動させる、請求項１～３の何れか一項に記載の鍛造装置。

【請求項5】

前記駆動部は、
成形完了後の前記ワークを前記成形ダイから取り出すためのノックアウトピンと、
前記ノックアウトピンを上下に駆動させる駆動源と、
前記ノックアウトピンの上下動を前記リング部材に伝達する動力伝達部材と、
を備える、請求項４に記載の鍛造装置。

【請求項6】

前記リング部材及び前記成形ダイは、前記リング部材が上方に移動するほど前記押圧力が小さくなるように構成されている、請求項５に記載の鍛造装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記ワークの前記成形ダイからの取り出しに際して、前記駆動部を制御して、前記押圧力を前記ワークの成形時の前記押圧力よりも小さくする、請求項１～６の何れか一項に記載の鍛造装置。

【請求項8】

下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、
前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、
前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与する反力付与装置と、
内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、
前記パンチの上下方向の位置情報を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記反力付与装置が付与する前記反力を制御する制御部と、
を備える、鍛造装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記パンチの移動に同期して前記反力を変更する、請求項８に記載の鍛造装置。

【請求項10】

前記成形溝は、歯形に形成され、
前記制御部は、
前記ワークの上端部又は下端部が前記成形ダイの上下方向における所定位置に位置する際の前記反力が、前記ワークの中間部が前記成形ダイの前記所定位置に位置する際の前記反力よりも小さくなるように、前記反力付与装置を制御する、請求項８又は９に記載の鍛造装置。

【請求項11】

前記反力付与装置は、前記ワークの成形中、常時、前記カウンターパンチに前記反力を付与する、請求項１～１０の何れか一項に記載の鍛造装置。

【請求項12】

下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、
前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、
内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、
前記カウンターパンチ又は前記カウンターパンチの下方への移動に連動して下方に移動する連動部材である移動部材の周囲に配置され、前記移動部材の下方への移動に対して摩擦力を発生させるカラー部材と、
を備え、
前記移動部材及び前記カラー部材は、前記摩擦力が前記移動部材の位置によって変化するように構成されている、鍛造装置。

【請求項13】

前記移動部材は、外周側に突出した第１凸部を有し、
前記カラー部材は、内周側に突出した第２凸部を有し、
前記移動部材及び前記カラー部材は、前記第１凸部と前記第２凸部とが当接することで、前記摩擦力が増大するように構成されている、請求項１２に記載の鍛造装置。

【請求項14】

前記成形溝は、歯形に形成され、
前記移動部材及び前記カラー部材は、前記ワークの上端部又は下端部が前記成形ダイの上下方向における所定位置に位置する際の前記摩擦力が、前記ワークの中間部が前記成形ダイの前記所定位置に位置する際の前記摩擦力よりも小さくなるように構成されている、請求項１２又は１３に記載の鍛造装置。

【請求項15】

下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、
前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、
前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与し、流体の圧力を前記反力として出力するように構成された反力付与装置と、
内周面に歯形の成形溝が形成された環状の成形ダイと、
を備える鍛造装置を用いたギヤの製造方法であって、
外径が前記成形ダイの最小内径よりも大きい前記ワークを、前記成形ダイに押し入れる絞り加工工程を含み、
前記絞り加工工程では、前記反力付与装置によって前記カウンターパンチに前記反力が付与された状態で、前記パンチが前記ワークを前記成形ダイに押し入れて前記ワークを圧縮変形させる、ギヤの製造方法。

【請求項16】

前記ワークの成形が完了した後に前記ワークを前記成形ダイから取り出す取り出し工程を含み、
前記鍛造装置は、前記成形ダイの外周面に加える押圧力を調整する押圧力調整手段を備え、
前記取り出し工程では、前記押圧力調整手段が、前記押圧力を前記ワークの成形時の前記押圧力よりも小さくする、請求項１５に記載のギヤの製造方法。

【請求項17】

下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、
前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、
前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与する反力付与装置と、
内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、
前記成形ダイの外周面に加える押圧力を調整して前記成形ダイの内径を変化させる押圧力調整手段と、
を備える、鍛造装置。

【請求項18】

前記押圧力調整手段は、前記パンチの移動に応じて前記押圧力を変化させる、請求項１７に記載の鍛造装置。

【請求項19】

前記成形溝は、歯形に形成され、
前記押圧力調整手段は、前記ワークの上端部又は下端部が前記成形ダイの上下方向における所定位置に位置する際の前記押圧力を、前記ワークの中間部が前記成形ダイの前記所定位置に位置する際の前記押圧力よりも大きくする、請求項１７又は１８に記載の鍛造装置。

【請求項20】

前記押圧力調整手段は、前記ワークの前記成形ダイからの取り出しに際して、前記押圧力を前記ワークの成形時の前記押圧力よりも小さくする、請求項１７～１９の何れか一項に記載の鍛造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鍛造装置及びギヤの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鍛造装置の技術は、例えば特開２０１７－２０９６９９号公報に記載されている。この公報には、歯形が形成された中間円筒状ギヤを冷間鍛造して、クラウニング付きのギヤに成形する鍛造装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２０９６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記鍛造装置では、一度中間円筒状ギヤを成形した後に、別途クラウニング成形を実行する必要があるため、全体の工数が多くなる。また、金型の構造が複雑であることから、クラウニング成形について微調整が困難である。例えば経年により成形ダイの摩擦抵抗が変化した場合に、クラウニングの形状が変化するおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、全体の工数を短縮できる鍛造装置を提供することであり、より好適には装置の取り換えなく成形形状の微調整が可能な鍛造装置を提供することである。また、本発明の別の目的は、鍛造装置を用いたギヤの製造において、ワークに肉ハリのよい歯形が成形可能なギヤの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１形態にかかる鍛造装置は、下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与する反力付与装置と、内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、前記成形ダイの外周側に配置され、状態に応じて前記成形ダイを押圧する押圧力が変化するように構成された環状のリング部材と、前記リング部材の状態を変化させる駆動部と、前記パンチの上下方向の位置情報を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備える。

【0007】

本発明の第２形態にかかる鍛造装置は、下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与する反力付与装置と、内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、前記パンチの上下方向の位置情報を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記反力付与装置が付与する前記反力を制御する制御部と、を備える。

【0008】

本発明の第３形態にかかる鍛造装置は、下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、前記カウンターパンチ又は前記カウンターパンチの下方への移動に連動して下方に移動する連動部材である移動部材の周囲に配置され、前記移動部材の下方への移動に対して摩擦力を発生させるカラー部材と、を備え、前記移動部材及び前記カラー部材は、前記摩擦力が前記移動部材の位置によって変化するように構成されている。

【0009】

本発明の第４形態にかかるギヤの製造方法は、下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与し、流体の圧力を前記反力として出力するように構成された反力付与装置と、内周面に歯形の成形溝が形成された環状の成形ダイと、を備える鍛造装置を用いたギヤの製造方法であって、外径が前記成形ダイの最小内径よりも大きい前記ワークを、前記成形ダイに押し入れる絞り加工工程を含み、前記絞り加工工程では、前記反力付与装置によって前記カウンターパンチに前記反力が付与された状態で、前記パンチが前記ワークを前記成形ダイに押し入れて前記ワークを圧縮変形させる。

【0010】

本発明の第５形態にかかる鍛造装置は、下方に移動することでワークを下方に押圧するパンチと、前記パンチの下方に配置され、前記ワークが載置されるカウンターパンチと、前記パンチの押圧による前記カウンターパンチの下方への移動に対して反力を付与する反力付与装置と、内周面に成形溝が形成された環状の成形ダイと、前記成形ダイの外周面に加える押圧力を調整して前記成形ダイの内径を変化させる押圧力調整手段と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明の第１形態によれば、リング部材が状態に応じた押圧力で成形ダイを押圧することで、成形ダイを弾性変形させ、その内径を変化させることができる。リング部材の押圧力が大きいほど、成形ダイが径方向内側に締め付けられ、その内径が小さくなる。つまり、成形中に歯形の径方向の寸法の変更が可能となる。成形ダイの径が小さくなるほど、成形溝の形状（溝幅等）も相似的に小さくなる。これにより、例えばクラウニング付きのギヤを成形するに際して、制御部が、パンチの位置に応じて押圧力を変化させて成形ダイの内径を変化させることで、１回のパンチで（中間円筒状ギヤの成形なしに）クラウニング付きのギヤを成形することが可能となる。また、この構成によれば、反力及び／又は押圧力の調整により成形形状を微調整できるため、摩擦抵抗の変化等が生じた場合でも、装置を取り換える必要がない。

【0012】

本発明の第２形態によれば、パンチの位置に応じて反力を変化させることで、ワークの変形度合いを変化させることができる。つまり、反力が大きいほど、ワークに対する上下方向の挟み力が大きくなり、ワークの径方向外側への膨出量が大きくなる。これにより、例えばクラウニング付きのギヤを成形するに際して、制御部が、パンチの位置に応じて反力を変化させることで、１回のパンチで（中間円筒状ギヤの成形なしに）クラウニング付きのギヤを成形することが可能となる。また、この構成によれば、反力の調整により成形形状を微調整できるため、摩擦抵抗の変化等が生じた場合でも、装置を取り換える必要がない。
このように、本発明の第１形態及び第２形態によれば、全体の工数を短縮でき、装置の取り換えなく成形形状の微調整が可能となる。

【0013】

本発明の第３形態によれば、移動部材（カウンターパンチ又は連動部材）の位置に応じて、移動部材とカラー部材との間の摩擦力が変化することで、パンチ中に反力を変化させることができる。これにより、第２形態同様、ワークの変形度合いを変化させることができる。つまり、反力（摩擦力）が大きいほどワークの径方向外側への膨出量が大きくなる。これにより、例えばクラウニング付きのギヤを成形するに際して、特別な制御なしに、１回のパンチで（中間円筒状ギヤの成形なしに）クラウニング付きのギヤを成形することが可能となる。

【0014】

また、本発明の第４形態によれば、ワークに流体圧による反力（進入抵抗）が付与された状態で、絞り加工（圧縮加工）が行われる。これにより、歯形の成形における歯先へのワーク（材料）の流れが補助される。すなわち、成形中、ワーク（材料）が成形溝の底面を押圧する押圧力が大きくなる。つまり、肉ハリが良い歯形が成形される。

【0015】

本発明の第５形態によれば、第１形態同様、押圧力調整手段により押圧力が調整されることで、成形中に、成形ダイの内径を変化させることができる。これにより、第１形態と同様の効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態の鍛造装置の構成図である。

【図2】第１実施形態の成形溝の形状を示す概念図（溝延伸方向に見た図）である。

【図3】第１実施形態の成形溝の構成を示す概念図（横から見た断面的説明図）である。

【図4】第１実施形態のリング部材の位置と押圧力を説明するための概念図である。

【図5】第１実施形態のクラウニングの概念図である。

【図6】第１実施形態の成形完了後のワークを示す図である。

【図7】第２実施形態の鍛造装置の構成図である。

【図8】第３実施形態の鍛造装置の構成図である。

【図9】第３実施形態の第１ノックアウトピンとカラー部材を説明するための概念図（断面図）である。

【図10】本実施形態のワークの別例を示す概念図である。

【図11】本実施形態のワーク及び鍛造装置の別例を説明するための概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図である。また、本説明において、固定は例えばねじ止め固定等である。図面では、ねじ止め固定で用いられるねじや、部材内が中空（例えば円筒状）であることの表示は省略されている。また、図１において、二点鎖線の左側が成形開始時の状態を表し、右側が成形完了後の状態を表している。また、図７において、二点鎖線の左側が装置の初期位置を表し、右側が成形完了後の状態を表している。鍛造装置は左右対称であり、図面の表示上、図１及び図７の符号は部材ごとに左右のいずれか一方にのみ付されている。

【0018】

＜第１実施形態＞
クラウニング付きのギヤ（歯車）を鍛造する鍛造装置を例として第１実施形態について説明する。成形対象であるワークＷは、環状（円筒状）に形成されている。第１実施形態の鍛造装置１は、電動サーボプレスである。

【0019】

第１実施形態の鍛造装置１は、図１に示すように、パンチ２と、カウンターパンチ３と、ガスシリンダ（「反力付与装置」に相当する）４と、成形ダイ５と、リング部材６と、駆動部７と、検出部８と、制御部９と、を備えている。パンチ２は、下方に移動することでワークＷを下方に押圧する上側のパンチ部材である。パンチ２は、内側パンチ部２１と、外側パンチ部２２と、移動部２３と、を備えている。

【0020】

内側パンチ部２１は、移動部２３に固定され、移動部２３から下方に延びた円柱状のパンチ部材である。外側パンチ部２２は、内側パンチ部２１の外周側に配置された円筒状のパンチ部材である。外側パンチ部２２は、移動部２３に、上下方向にスライド可能に係合している。内側パンチ部２１は、外側パンチ部２２に対して摺動可能に配置されている。少なくとも成形開始から完了までの間、内側パンチ部２１の下端は、外側パンチ部２２の下端よりも下方に位置している。ワークＷは、外側パンチ部２２の下端面２２ａの下方に配置される。

【0021】

移動部２３は、制御部９の制御により上下方向に移動する部材である。移動部２３には、下方に開口した凹部２３１が形成されている。凹部２３１の開口部には突起部２３１ａが形成されている。このため、外側パンチ部２２の上端部（フランジ部）２２１は、突起部２３１ａと係合し、凹部２３１の底面２３１ｂと突起部２３１ａとの間でスライド可能となる。内側パンチ部２１は、凹部２３１の底面２３１ｂ（移動部２３の上端部）の中央部分に固定されている。したがって、内側パンチ部２１は、移動部２３の移動とともに移動する。

【0022】

移動部２３が下方に移動する際、外側パンチ部２２は、底面２３１ｂに当接することで下方に移動する。また、移動部２３が上方に移動する際、外側パンチ部２２は、突起部２３１ａと上端部２２１とが当接することで上方に移動する。成形開始時には外側パンチ部２２と底面２３１ｂとが当接している。したがって、成形開始から完了まで、外側パンチ部２２は移動部２３の下方への移動とともに移動する。

【0023】

カウンターパンチ３は、パンチ２の下方に配置され、ワークＷが載置される下側のパンチ部材である。カウンターパンチ３は、パンチ２に対向配置されている。ワークＷは、パンチ２とカウンターパンチ３の間に配置される。カウンターパンチ３は、パンチ２による下方への押圧により下方に移動する。カウンターパンチ３は、下方から、受圧部３１、円柱部３２、及び円筒部３３を備えている。

【0024】

受圧部３１は、円板状であって、下面にガスシリンダ４の圧力伝達部４４が当接している。受圧部３１は、カウンターパンチ３の下方への移動に対して、ガスシリンダ４により上方に押圧される。円柱部３２は、受圧部３１の上端面から上方に延びた円柱状の部分である。

【0025】

円筒部３３は、外径が円柱部３２と同径であり、円柱部３２の上端面から円柱部３２と同軸的に上方に延びた円筒状の部分である。円筒部３３の上端面は、外側パンチ部２２の下端面２２ａ（パンチ２の段差面）に対向している。つまり、成形において、ワークＷは、外側パンチ部２２の下端面２２ａとカウンターパンチ３の円筒部３３とに挟まれている。カウンターパンチ３の上端部には、円筒部３３と円柱部３２の上端面とにより凹部３０が形成されている。内側パンチ部２１は、パンチ２の下方への移動に応じて、凹部３０内に進入する。内側パンチ部２１は、後述するガイドダイ５０とともに、ワークＷの軸ずれを防止する。

【0026】

ガスシリンダ４は、パンチ２の押圧によるカウンターパンチ３の下方への移動に対して反力を付与する装置である。ガスシリンダ４は、流体の圧力（背圧）によりカウンターパンチ３に反力を付与する装置である。ガスシリンダ４は、下方から、シリンダ部４１、ピストン部４２、台座部４３、及び圧力伝達部４４を備えている。

【0027】

シリンダ部４１には、ガスが充填されている。ピストン部４２は、上下方向に移動可能にシリンダ部４１に収容されている。ピストン部４２の下端面には、圧力が付与されている。ピストン部４２には、下方へのストロークに対して圧力により所定の反力（上方への押圧力）が付与される。

【0028】

台座部４３は、ピストン部４２の上端面に固定された円板状部材である。台座部４３の下方に、複数のシリンダ部４１及びピストン部４２が配置されている。台座部４３の上端面は、鍛造装置１の下側ユニット（筐体）１ａに当接しており、上方への移動が制限されている。台座部４３の中央には、ノックアウトピン７２が挿通される貫通孔が形成されている。

【0029】

圧力伝達部４４は、台座部４３の上端面に設けられた、背圧（反力）を伝達する部材である。圧力伝達部４４は、上下方向に延びている。圧力伝達部４４の上端部は、カウンターパンチ３の受圧部３１に当接している。ピストン部４２が受ける上方への押圧力は、台座部４３及び圧力伝達部４４を介してカウンターパンチ３に伝達される。

【0030】

ガスシリンダ４は、ワークＷの成形中、常時、カウンターパンチ３に反力を付与している。つまり、ワークＷの成形は、カウンターパンチ３に反力（背圧）が加わった状態で行われる。これにより、ワークＷに肉ハリが良い歯形が成形される。

【0031】

成形ダイ５は、内周面に成形溝５ａが形成された環状のダイである。成形ダイ５の内周側にワークＷが押し入れられることで、ワークＷの外周面に成形溝５ａに応じた形状が形成される。第１実施形態の成形ダイ５は、互いに上下幅が等しい複数のダイ、すなわち内側ダイ５１及び外側ダイ５２で構成されている。内側ダイ５１は、成形溝５ａを有する内側の環状部材である。

【0032】

外側ダイ５２は、内側ダイ５１の外周側に配置された環状部材である。外側ダイ５２の内周面は、内側ダイ５１の外周面に合わせた形状に形成されている。外側ダイ５２の内周面と内側ダイ５１の外周面とは全面的に当接している。外側ダイ５２の外周面は、下方に向かうほど大径となるテーパ状に形成されている。つまり、成形ダイ５の外径は、下方に向かうほど大きくなる。

【0033】

成形ダイ５の上方には、成形ダイ５と同軸的に、ガイドダイ５０が配置されている。ガイドダイ５０は、成形ダイ５同様、２つのダイで構成されている。ガイドダイ５０は、成形ダイ５に対して位置決め（固定）されている。ガイドダイ５０は、ワークＷの移動をガイドする。成形開始時、ワークＷは、ガイドダイ５０の内側に配置されている。パンチ２及びワークＷは、ガイドダイ５０を通って成形ダイ５の内側に進入する。

【0034】

リング部材６は、成形ダイ５の外周側に配置され、自身の上下方向の位置に応じて成形ダイ５を押圧する押圧力が変化するように構成された環状部材である。成形ダイ５は、リング部材６内に圧入される。リング部材６は、圧入リングといえる。リング部材６の内周面は、成形ダイ５の外周面に合わせたテーパ状に形成されている。つまり、リング部材６の内径は、下方へ向かうほど大きくなる。リング部材６の内周面と成形ダイ５の外周面とは当接している。リング部材６及び成形ダイ５は、リング部材６の上下方向の位置に応じてリング部材６の押圧力が変化するように構成されている。リング部材６及び成形ダイ５は、リング部材６が上方に移動するほど、リング部材６の押圧力が小さくなるように構成されている。

【0035】

駆動部７は、リング部材６を上下方向に移動させる装置である。駆動部７は、駆動源７１と、ノックアウトピン７２と、動力伝達部材７３と、を備えている。駆動源７１は、ノックアウトピンを駆動する装置である。駆動源７１は、例えばモータ及び直動変換部材を備え、モータの回転力を上下方向の移動力に変換してノックアウトピン７２に付与する。

【0036】

ノックアウトピン７２は、成形完了後のワークＷを成形ダイ５から取り出すための部材である。ノックアウトピン７２は、上下方向に延びた棒状部材（例えば円筒状部材）であり、駆動源７１の駆動力により上下方向に移動する。ノックアウトピン７２は、カウンターパンチ３の下方に配置されている。ノックアウトピン７２は、上方に移動すると、カウンターパンチ３の下端面に当接した後、カウンターパンチ３を上方に移動させる。成形完了後のワークＷは、ノックアウトピン７２及びカウンターパンチ３の上方への移動によって上方へ移動し、ガイドダイ５０の上方に押し出される。なお、この際、ノックアウトピン７２の移動とともに、パンチ２の移動部２３も上方に移動する。第１実施形態の鍛造装置１は、成形ダイ５に対して、ワークＷを、上方から押し入れ、上方から取り出すように構成されている。

【0037】

動力伝達部材７３は、ノックアウトピン７２の上下動（動力）をリング部材６に伝達する部材である。動力伝達部材７３は、ノックアウトピン７２の上下方向の移動に連動して上下方向に移動する。動力伝達部材７３は、ベース部７３１と、複数の接続部７３２と、を備えている。ベース部７３１は、ノックアウトピン７２に固定された板状部分である。ベース部７３１の中央部には、ノックアウトピン７２の上端部が固定されている。

【0038】

接続部７３２は、ベース部７３１の外周部から上方に延びた棒状部材である。接続部７３２の下端部はベース部７３１に固定され、上端部はリング部材６に固定されている。つまり、接続部７３２は、ベース部７３１とリング部材６とを接続している。ノックアウトピン７２とリング部材６とは、動力伝達部材７３により連動する。換言すると、ノックアウトピン７２、リング部材６、及び動力伝達部材７３は、一体的に上下動する。

【0039】

検出部８は、パンチ２の上下方向の位置情報を検出する装置である。検出部８は、例えばパンチ２の直線変位を計測するリニアゲージ（リニアセンサ）である。検出部８は、検出結果を制御部９に送信する。パンチ２の位置からワークＷの位置は推定できる。第１実施形態のように、電動サーボプレスでは、制御部９が、リニアゲージ（検出部８）によりパンチ２の位置を把握している。

【0040】

検出部８は、デジタルノギスでもよい。なお、パンチ２の位置は、リニアゲージの検出結果のように直接的な位置情報に限らず、例えば、モータの回転位置、パンチ２が受ける荷重、又はパンチ２が作動開始してからの経過時間等に基づいて演算されてもよい。つまり、検出部８は、パンチ２の位置を検出する手段として、例えば、回転角センサ、荷重センサ、又は制御部９のタイマー機能（時間計測機能）であってもよい。検出部８は、パンチ２の移動（移動量）を検出するともいえる。

【0041】

制御部９は、検出部８の検出結果に基づいて駆動部７（駆動源７１）を制御する。制御部９は、ＣＰＵやメモリ等を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）又はコンピュータである。制御部９は、制御対象に対して有線又は無線により通信可能となっている。制御部９は、パンチ２及びノックアウトピン７２の位置を制御する。パンチ２とノックアウトピン７２とは、連動するように制御可能である。制御部９は、例えば、パンチ２の移動と同期してノックアウトピン７２を移動させる。つまり、制御部９は、パンチ２の移動に応じて、リング部材６を移動させる。

【0042】

（クラウニング付きギヤの成形）
以下、説明において、リング部材６が成形ダイ５を押圧する押圧力を「リング押圧力」と称する。クラウニング付きのギヤ（ここではヘリカルギヤ）を成形するに際し、制御部９は、ワークＷの上端部又は下端部が成形ダイ５の上下方向における所定位置Ｐ（図３参照）に位置する際のリング押圧力が、ワークＷの中間部が成形ダイ５の所定位置Ｐに位置する際のリング押圧力よりも大きくなるように、駆動部７を制御する。成形溝５ａは、歯形に形成されている。

【0043】

図２に示すように、本例の成形溝５ａは、径方向外側（底面）に向かうほど溝幅（溝の延伸方向に直交する方向の長さ）が小さくなっている。また、図３に示すように、成形ダイ５の成形溝５ａには、アプローチ部５ａ１及びランド部５ａ２が設けられている。アプローチ部５ａ１は、成形溝５ａの上端部を構成し、下方に向かうほど径方向内側に位置するように傾斜した部分である。アプローチ部５ａ１により、ワークＷを徐々に変形させながら成形ダイ５内に入れることができる。

【0044】

ランド部５ａ２は、成形溝５ａのうち、アプローチ部５ａ１の下方に形成された部分である。ランド部５ａ２は、アプローチ部５ａ１の最も径方向内側の位置と同じ位置で下方に延びている。換言すると、ランド部５ａ２は、アプローチ部５ａ１の径方向内側への最大突出高さ（最大溝深さ）を維持するように、下方に延びている部分である。第１実施形態の所定位置Ｐは、ランド部５ａ２の上端部（又はアプローチ部５ａ１の下端）に相当する。

【0045】

成形溝５ａは、下方に押圧されたワークＷがアプローチ部５ａ１に進入して弾性変形しつつ、ランド部５ａ２に到達した際に塑性変形となるように形成されている。つまり、ワークＷが所定位置Ｐに位置する際に、ワークＷのうち所定位置Ｐに対向する部位の形状が決定される。ワークＷがランド部５ａ２に到達したときに、ワークＷの塑性領域での変形が行われる。なお、ワークＷの外径は、成形ダイ５（成形溝５ａ）の最小内径よりも大きく最大内径未満である（成形ダイ５の最小内径＜ワークＷの外径＜成形ダイ５の最大内径）。また、成形中（少なくともワークＷがランド部５ａ２に進入した後）、ワークＷと成形溝５ａの底面とは当接している。つまり、成形中、成形溝５ａの底面とワークＷとの間に隙間は発生しない。ワークＷの外径は、ガイドダイ５０によって成形ダイ５の最大内径未満に維持される。なお、ワークＷの外径は、成形ダイ５の最大内径以上であっても、本実施形態の成形は可能である。

【0046】

制御部９は、ワークＷの下端部が成形溝５ａの所定位置Ｐに位置する際、リング押圧力が相対的に大きくなるように、リング部材６の位置を制御する。制御部９は、成形開始にあたり、リング部材６を若干下方に移動させる。図４に示すように、リング部材６が下方に移動すると、テーパ面が作用し、成形ダイ５の上端部に対応するリング部材６の内径が小さくなる。これにより、成形ダイ５の外周面がリング部材６に押圧され、成形ダイ５の径が小さくなる。この状態で成形が開始され、パンチ２が下降し、ワークＷがアプローチ部５ａ１に進入し、小径となったランド部５ａ２に到達してワークＷの下端部が成形される。

【0047】

そして、検出部８によりワークＷの下端部が所定位置Ｐを通過しようとすることが検出されると、制御部９は、リング部材６を上方に移動させ、成形ダイ５の上端部に対応するリング部材６の内径を大きくする（図４参照）。これにより、リング押圧力が小さくなり、成形ダイ５の径は大きくなる。この状態で、所定位置Ｐには、ワークＷの中間部（下端部と上端部とを除く部分）が進入する。ワークＷの中間部は、下端部成形時よりも径が大きいランド部５ａ２により成形される。

【0048】

ワークＷの中間部が所定位置Ｐを通り過ぎ、ワークＷの上端部が所定位置Ｐに進入しようとした際、制御部９は、リング部材６を下方に移動させ、再びリング押圧力を大きくする。これにより、ワークＷの上端部は、下端部同様、小さい径の成形ダイ５により成形される。

【0049】

リング部材６の下方への移動量は、ワークＷの上端部成形時と下端部成形時とで同じである。なお、ワークＷの上端部が所定位置Ｐに位置する際、成形ダイ５の径が全体的に小さくなるため、所定位置Ｐを通過したワークＷの中間部及び下端部に対応する成形ダイ５の径も小さくなる。しかし、当該リング部材６の移動による成形ダイ５の径の変化は、弾性領域での変化（数十μｍオーダーの変化）である。したがって、ワークＷ上端部成形時にワークＷの中間部及び下端部は変形したとしても、それは弾性変形であり、成形完了後のワークＷの形状に影響は出ない。

【0050】

このように、制御部９は、ワークＷの上端部及び下端部ではリング押圧力を大きくして成形ダイ５の径を小さくし、ワークＷの中間部ではリング押圧力を小さくして成形ダイ５の径を大きくする。成形ダイ５の径が小さくなると、成形溝５ａの形状も相似的に小さくなる。つまり、成形ダイ５の径が小さくなるほど、成形溝５ａの溝幅も小さくなる。したがって、上記制御によれば、成形されたワークＷの歯幅は、上端部及び下端部が相対的に小さく、中間部が相対的に大きくなる。例えば図５及び図６に示すように、成形完了後のワークＷには、１回のパンチにより歯形及びクラウニングが成形されている。

【0051】

第１実施形態では、パンチ２の移動とリング部材６（ノックアウトピン７２）の移動とが連動するように設定されており、パンチ２を停止することなく成形することができる。例えば、制御部９は、成形開始時にパンチ２及びリング部材６を規定位置に位置させ、ワークＷの中間部が所定位置Ｐに近づくにつれて徐々にリング部材６を上方に移動させ、ワークＷの下端部が所定位置Ｐに近づくにつれて徐々にリング部材６を下方に移動させる。なお、パンチ２を停止させてからリング部材６の位置を変更することも可能である。

【0052】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態によれば、リング部材６が位置に応じたリング押圧力で成形ダイ５を押圧することで、成形ダイ５を弾性変形させ、その内径を変化させることができる。リング押圧力が大きいほど、成形ダイ５が径方向内側に締め付けられ、その内径が小さくなる。つまり、成形中に歯形の径方向の寸法の変更が可能となる。成形ダイ５の径が小さくなるほど、成形溝５ａの形状（溝幅等）も相似的に小さくなる。これにより、例えばクラウニング付きのギヤを成形するに際して、制御部９が、パンチ２の位置に応じてリング押圧力を変化させて成形ダイ５の内径を変化させることで、１回のパンチで（中間円筒状ギヤの成形なしに）クラウニング付きのギヤを成形することが可能となる。

【0053】

また、この構成によれば、反力及び／又はリング押圧力の調整により成形形状を微調整できるため、摩擦抵抗の変化等が生じた場合でも、装置を取り換える必要がない。例えば、制御部９がリング部材６の位置すなわちリング押圧力を調整することで、ワークＷに成形される歯幅・寸法等を調整することができる。

【0054】

また、ガスシリンダ４の圧力（背圧）を調整することで、ワークＷに成形される歯幅を調整することができる。例えば、ガスシリンダ４の圧力を高くするほど、パンチ２が下方に行きにくくなり、パンチ間に強い力でワークＷが挟まれる。この結果、ワークＷの径方向への変形が促され、ワークＷ（歯）が成形溝５ａの底面側に押し込まれる。これにより、成形形状を調整することが可能となる。

【0055】

このように、第１実施形態によれば、全体の工数を短縮でき、装置の取り換えなく成形形状の微調整が可能となる。また、リング部材６の位置制御をパンチ２の移動と同期させることで、連続的な成形制御が可能となる。第１実施形態の構成は、クラウニング付きギヤの製造において特に効果的である。なお、ガスシリンダ４の圧力の調整は、例えば、ガスシリンダ４の取り換えや、制御部９による圧力制御（後述の第２実施形態参照）によって為されてもよい。

【0056】

また、ノックアウトピン７２の構成を利用してリング部材６の位置を変えることができるため、部品の有効利用が図れる。成形完了後、ノックアウトピン７２が上昇し、ワークＷが取り出される際、リング部材６も上昇するため、リング押圧力が低下し（例えばリング部材６の成形ダイ５への圧入が解除され）、ワークＷが取り出しやすくなる。

【0057】

このように、ワークＷの成形ダイ５からの取り出しに際して、すなわちワークＷが成形ダイ５から取り出される前又は取り出される最中に、制御部９は、駆動部７を制御して、リング押圧力をワークＷの成形時のリング押圧力（成形中の最小値）よりも小さくする。ノックアウトピン７２を駆動部７の一部に利用した第１実施形態の構成では、ワークＷを取り出す際に、ノックアウトピン７２の上昇とともにリング押圧力が低下する。一方、駆動部７がノックアウトピン７２とは独立した構成であった場合でも、制御部９は、ワークＷの取り出しに際して、リング押圧力が小さくなるように駆動部７を制御すればよい。これにより、成形ダイ５の内径が成形時よりも大きくなり、ノックアウト荷重が低減し、上記のとおりワークＷが取り出しやすくなる。本構成によれば、成形完了後のワークＷの歯面に不要な力が加わることが抑制され、製品の寸法精度をより良く維持することができる。なお、制御部９は、ワークＷの取り出しに際して、例えばリング押圧力を構成上の最小値にしてもよい。

【0058】

＜第２実施形態＞
第２実施形態の鍛造装置１００は、第１実施形態と比べて、リング部材６及び動力伝達部材７３がなく、制御部９がガスシリンダ４の圧力（背圧）を調整可能に構成されている点で異なっている。したがって、異なっている部分のみを説明し、その他の部分の説明は省略する。第２実施形態の説明において、第１実施形態の説明及び図面を参照することができる。

【0059】

図７に示すように、鍛造装置１００は、パンチ２と、カウンターパンチ３と、ガスシリンダ（「反力付与装置」に相当する）４と、成形ダイ５と、検出部８と、制御部９と、を備えている。制御部９は、検出部８の検出結果に基づいてガスシリンダ４が付与する反力（背圧）を制御する。第２実施形態の制御部９は、パンチ２の移動に応じて（同期して）反力を変更する。

【0060】

クラウニング付きギヤの製造を例にすると、制御部９は、ワークＷの上端部又は下端部が成形ダイ５の上下方向における所定位置Ｐに位置する際の反力が、ワークＷの中間部が成形ダイ５の所定位置Ｐに位置する際の反力よりも小さくなるように、ガスシリンダ４を制御する。

【0061】

ガスシリンダ４は、反力を調整する手段として、例えばシリンダ部４１内の圧力を調整する圧力調整器（例えば電磁弁）４５を備えている。制御部９は、圧力調整器４５を制御して反力を制御する。成形時は、第１実施形態同様、常時、カウンターパンチ３にガスシリンダ４による反力（背圧）が加わっている。これにより、ワークＷに肉ハリが良い歯形が成形される。第２実施形態では、圧力伝達部４４がなく、台座部４３が直接的にカウンターパンチ３を押圧する。

【0062】

なお、ガスシリンダ４は、例えば、圧力が異なる複数のシリンダと、シリンダ切替器と、を含んで構成されてもよい。シリンダ切替器は、接続先のシリンダを切り替える電磁弁である。この場合、制御部９は、シリンダ切替器を制御してガスシリンダ４の出力圧を調整する。

【0063】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態によれば、パンチ２の位置に応じて反力を変化させることで、第１実施形態でのガスシリンダ４の調整と同様、ワークＷの変形度合いを変化させることができる。つまり、反力が大きいほど、ワークＷに対する上下方向の挟み力が大きくなり、ワークＷの径方向外側への膨出量が大きくなる。これにより、例えばクラウニング付きのギヤを成形するに際して、制御部９が、パンチ２の位置に応じて反力を変化させることで、１回のパンチで（中間円筒状ギヤの成形なしに）クラウニング付きのギヤを成形することが可能となる。また、この構成によれば、反力の調整により成形形状を微調整できるため、摩擦抵抗の変化等が生じた場合でも、装置を取り換える必要がない。

【0064】

このように、第２実施形態によれば、全体の工数を短縮でき、装置の取り換えなく成形形状の微調整が可能となる。また、ガスシリンダ４の圧力制御をパンチ２の移動と同期させることで、連続的な成形制御が可能となる。第２実施形態の構成も、クラウニング付きギヤの製造において特に効果的である。

【0065】

＜共通の製造方法＞
上記クラウニング付きギヤの製造における共通の製造方法を説明する。本実施形態の製造方法は、外径が成形ダイ５の最小内径よりも大きいワークＷを、成形ダイ５に押し入れる絞り加工工程を含んでいる。絞り加工工程では、反力付与装置（例えばガスシリンダ４）によりカウンターパンチに反力が付与された状態で、パンチ２がワークＷを成形ダイ５に押し入れてワークＷを圧縮変形させる。つまり、ワークＷに流体圧による反力（進入抵抗）が付与された状態で、絞り加工（圧縮加工）が行われる。これにより、歯形の成形における歯先の流れが補助され、成形中、ワークＷ（歯先）が成形溝５ａの底面を押圧する押圧力が大きくなる。つまり、ワークＷに肉ハリが良い歯形が成形される。

【0066】

＜第３実施形態＞
第３実施形態の鍛造装置１００Ａは、第２実施形態と比べて、制御部９が反力を調整するのではなく、移動部材（カウンターパンチ又は第１ノックアウトピン７２１）が移動する際の摩擦力が、移動部材の位置に応じて変化するように構成された点で異なっている。したがって、異なっている部分のみを説明し、その他の部分の説明は省略する。第３実施形態の説明において、第１及び第２実施形態の説明及び図面を参照することができる。

【0067】

図８に示すように、鍛造装置１００Ａは、パンチ２と、カウンターパンチ３と、成形ダイ５と、第１ノックアウトピン（「連動部材」及び「移動部材」に相当する）７２１と、第２ノックアウトピン７２２と、カラー部材７４と、検出部８と、制御部９と、を備えている。

【0068】

第１ノックアウトピン７２１は、カウンターパンチ３の下方への移動に連動して下方に移動する棒状の連動部材である。第１ノックアウトピン７２１は、カウンターパンチ３の下方に配置されている。初期位置において、第１ノックアウトピン７２１の上端面は、カウンターパンチ３の下端面に当接している。詳細構成については後述する。

【0069】

第２ノックアウトピン７２２は、第１ノックアウトピン７２１の下方に配置された棒状部材である。第２ノックアウトピン７２２は、第１ノックアウトピン７２１から離間しており、カウンターパンチ３が最下点に位置しても（すなわち成形完了時に）第１ノックアウトピン７２１と当接しないように（あるいはカウンターパンチ３が最下点に位置したときに当接するように）配置されている。

【0070】

第２ノックアウトピン７２２は、駆動源７１の作動により、第１ノックアウトピン７２１に当接した状態で第１ノックアウトピン７２１と一体的に上方に移動する。つまり、第１ノックアウトピン７２１と第２ノックアウトピンとが、１つのノックアウトピン７２として機能し、カウンターパンチ３を上方に押し上げる。なお、ノックアウトピンは、ノックアウトロッドとも呼ばれる。

【0071】

カラー部材７４は、第１ノックアウトピン７２１の周囲に配置され、第１ノックアウトピン７２１の移動に対して摩擦力を発生させる部材である。カラー部材７４は、環状に形成され、中央の貫通孔７４１に第１ノックアウトピン７２１が挿通されるように構成されている。カラー部材７４は、第１ノックアウトピン７２１が重力で下方に移動しないように、摩擦力によって第１ノックアウトピン７２１を上下移動可能に保持している。

【0072】

（第１ノックアウトピンとカラー部材の詳細）
第１ノックアウトピン７２１及びカラー部材７４は、第１ノックアウトピン７２１とカラー部材７４との間の摩擦力が、第１ノックアウトピン７２１の位置によって変化するように構成されている。

【0073】

第１ノックアウトピン７２１は、外周側に突出した第１凸部７２１ａを備えている。第１凸部７２１ａは、第１ノックアウトピン７２１の軸方向の一部において、全周にわたって突出した環形状に形成されている。図９に示すように、第１凸部７２１ａは、第１ノックアウトピン７２１の外径が、上端から頂点に向かって緩やかに拡径し、頂点から下端に向かって緩やかに縮径するように形成されている。

【0074】

カラー部材７４は、内周側に突出した第２凸部７４ａを備えている。第１ノックアウトピン７２１及びカラー部材７４は、第１凸部７２１ａと第２凸部７４ａとが当接することで、第１ノックアウトピン７２１とカラー部材７４との間の摩擦力が増大するように構成されている、

【0075】

第２凸部７４ａは、カラー部材７４の軸方向の一部において、全周にわたって突出した環形状に形成されている。第２凸部７４ａは、カラー部材７４の内径が、上端から頂点に向かって緩やかに縮径し、頂点から下端に向かって緩やかに拡径するように形成されている。この例の第２凸部７４ａは、第１凸部７２１ａにのみ当接するように構成されている。つまり、第２凸部７４ａの最小径は、第１凸部７２１ａを除く第１ノックアウトピン７２１の外径よりも大きい。

【0076】

第１凸部７２１ａは、カラー部材７４の内周面に当接するように構成されている。つまり、本例において、第１凸部７２１ａの最大径は、カラー部材７４の内径の最大値よりも大きい。したがって、第１ノックアウトピン７２１は、カラー部材７４内に圧入されて配置される。第１凸部７２１ａは、初期位置において、第２凸部７４ａの上方で、カラー部材７４の内周面に当接している。初期位置にある第１ノックアウトピン７２１は、第１凸部７２１ａとカラー部材７４との間の摩擦力によって位置決めされている。

【0077】

鍛造が開始され、カウンターパンチ３が下方に移動すると、第１ノックアウトピン７２１は、カウンターパンチ３に押圧されて下方に移動する。第１凸部７２１ａは、下方に移動すると、第２凸部７４ａに当接する。第１凸部７２１ａが下方に移動するにつれて、第２凸部７４ａにより貫通孔７４１の径が小さくなる。つまり、第２凸部７４ａが形成された部分で、圧入代が大きくなる。これにより、第２凸部７４ａを通過しようとする第１凸部７２１ａの通過抵抗（摩擦力）が大きくなり、カウンターパンチ３の下方への移動に対する反力は大きくなる。

【0078】

第１凸部７２１ａの頂点と第２凸部７４ａの頂点とが当接する際に、摩擦力（反力）は最大となる。そして、第１凸部７２１ａが第２凸部７４ａの頂点より下方に移動すると、摩擦力は小さくなる。第２凸部７４ａは、緩やかな勾配で形成されているため、摩擦力は徐々に変化する。つまり、第１凸部７２１ａと第２凸部７４ａとが当接することで、第１凸部７２１ａが下方に移動するほど、摩擦力は徐々に増大し、第２凸部７４ａの頂点を過ぎると摩擦力は徐々に減少する。

【0079】

このように、山形状の第２凸部７４ａによれば、圧入代（通過時の摩擦力）は、第２凸部７４ａの頂点を最大値とし、上端及び下端に向けて徐々に小さくなる。つまり、第３実施形態の第１ノックアウトピン７２１及びカラー部材７４は、ワークＷの上端部又は下端部が成形ダイ５の上下方向における所定位置Ｐに位置する際の摩擦力が、ワークＷの中間部が成形ダイ５の所定位置Ｐに位置する際の摩擦力よりも小さくなるように構成されている。また、成形溝５ａは、歯形に形成されている。

【0080】

（第３実施形態の効果）
第３実施形態によれば、カウンターパンチ３の位置に応じて、第１ノックアウトピン７２１とカラー部材７４との間の摩擦力が変化することで、反力を変化させることができる。これにより、第２実施形態同様、ワークＷの変形度合いを変化させることができる。つまり、反力（摩擦力）が大きいほどワークの径方向外側への膨出量が大きくなる。これにより、例えばクラウニング付きのギヤを成形するに際して、特別な制御なしに、１回のパンチで（中間円筒状ギヤの成形なしに）クラウニング付きのギヤを成形することが可能となる。

【0081】

また、第１凸部７２１ａ及び／又は第２凸部７４ａの形状や面粗度の変更（例えばやすりがけ等）により、摩擦力を微調整することも可能である。つまり、背圧力（反力）は、第１ノックアウトピン７２１とカラー部材７４との間の圧入代、及び／又は両者の接触面の面粗度によって調整可能である。また、カウンターパンチ３の下方への移動中、圧入の作用により常に摩擦力が発生するため、ワークＷに肉ハリが良い歯形が成形される。

【0082】

（第３実施形態の変形例）
第１凸部７２１ａは、第２凸部７４ａとのみ当接するように形成されてもよい。この場合、第１凸部７２１ａと第２凸部７４ａとが当接することで、第１ノックアウトピン７２１とカラー部材７４とが係合する。つまり、この場合、初期位置から第１凸部７２１ａと第２凸部７４ａとが当接している。そして、第１凸部７２１ａの頂点位置が第２凸部７４ａの下端より下方になると、摩擦力がなくなり、第１ノックアウトピン７２１と第２ノックアウトピン７２２とが当接する。この構成であっても、クラウニング付きギヤが製造可能である。

【0083】

また、第２凸部７４ａの内径の最小値は、第１ノックアウトピン７２１の最小径よりも小さくてもよい。つまり、初期位置において、第２凸部７４ａが第１ノックアウトピン７２１の外周面に当接していてもよい。例えば、この場合、第１凸部７２１ａの最大径は、カラー部材７４の内径の最大値より小さくてもよい。つまり、第１凸部７２１ａと第２凸部７４ａとが当接していない状態でも、第１凸部７２１ａ及び第２凸部７４ａの少なくとも一方によって摩擦力が発生するように設計されてもよい。

【0084】

また、図８の点線で示すように、第１ノックアウトピン７２１の下方に反力付与装置（例えばガスシリンダ４）が配置されてもよい。これによれば、カウンターパンチ３には、反力として、反力付与装置による背圧と、第１ノックアウトピン７２１とカラー部材７４との間の摩擦力が加わることとなる。反力付与装置は、反力を制御可能な構成としてもよい。

【0085】

また、第１凸部７２１ａは、カウンターパンチ３（「移動部材」に相当する）に設けられてもよい。この場合、第２凸部７４ａを有するカラー部材７４は、カウンターパンチ３の周囲に配置される。これによっても上記同様の効果が発揮される。このように、カラー部材７４は、カウンターパンチ３、又はカウンターパンチ３の下方への移動に連動して下方に移動する連動部材（第１ノックアウトピン７２１）の周囲に配置される。つまり、カラー部材７４の内側には、第１ノックアウトピン７２１（連動部材）又はカウンターパンチ３である移動部材が配置される。なお、連動部材は、第１ノックアウトピン７２１に限らず、別の部材であってもよい。

【0086】

＜その他＞
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、成形物は、クラウニング付きギヤ以外のものでもよい。つまり、鍛造装置１、１００は、クラウニング付きギヤ以外の成形も可能である。また、リング押圧力の制御は、ワークＷの上端部、中間部、及び下端部に対して切り替える制御に限らず、成形目標に応じて設定されればよい。また、ワークＷの上端部及び下端部の幅は、クラウニングの設計に応じて設定可能である。また、カウンターパンチ３に反力を付与する反力付与装置としては、流体の圧力を反力として出力する背圧付与装置（例えばガスシリンダ４やストロークシミュレータ）でもよいし、それ以外のものでもよい。

【0087】

また、成形溝５ａのランド部５ａ２は、上端部よりも下方の部分が、上端部よりも径方向外側に位置して（溝が浅くなって）いてもよい。つまり、ランド部５ａ２の上端部のみが最も径方向内側に位置する（溝が深くなる）ように構成されてもよい。さらに換言すると、成形溝５ａのうち所定位置Ｐを含む部分が成形ダイ５の中心に向けて凸形状となっている。これによれば、ワークＷの上端部成形時に成形ダイ５の径が小さくなった際、成形溝５ａが既に成形済みのワークＷの中間部及び下端部を押圧することを抑制することができる。また、成形溝５ａの溝幅は、図２のように径方向外側ほど小さくならなくてもよく、例えば一定の幅でもよい。

【0088】

また、リング部材６は、内側に成形ダイ５を配置した万力など、制御部９によりリング押圧力を制御可能に構成された部材でもよい。この場合、駆動部７は、万力のハンドルを回転させる装置となる。つまり、本発明において、リング部材６は、状態に応じて成形ダイ５を押圧する押圧力（リング押圧力）が変化するように構成された部材であり、駆動部７は、リング部材６の状態を変化させる装置であればよい。状態は、例えばリング部材６の上下位置やハンドルの回転位置等であって、リング部材６が成形ダイ５に押圧力を加える部位の状態（最小内径の値）ともいえる。

【0089】

また、ワークＷは、環状に限らず、例えば図８に示すように、ギヤ部分に軸状部分が設けられた軸付き部材（成型後は軸付きギヤ）であってもよい。この場合、例えば、図９に示すように、パンチ２の下端部及びカウンターパンチ３の上端部は、中心部分が凹んだ凹形状に形成されている。ワークＷの軸状部分は、各パンチの凹部内に配置される。このような構成であっても、上記実施形態同様の効果が発揮される。

【0090】

本発明の概念として、鍛造装置１は、成形ダイ５の外周面に加える押圧力（リング押圧力に相当する）を調整して成形ダイ５の内径を変化させる押圧力調整手段（リング部材６、駆動部７、及び制御部９）を備えているといえる。第１実施形態のように、押圧力調整手段は、パンチ２の移動に応じて可変押圧力を変化させる。また、押圧力調整手段は、ワークＷの上端部又は下端部が成形ダイ５の上下方向における所定位置Ｐに位置する際の可変押圧力を、ワークＷの中間部が成形ダイ５の所定位置Ｐに位置する際の可変押圧力よりも大きくする。

【0091】

また、押圧力調整手段は、ワークＷの成形ダイ５からの取り出しに際して、可変押圧力をワークＷの成形時よりも小さくする。ギヤの製造方法は、ワークＷの成形が完了した後にワークＷを成形ダイ５から取り出す取り出し工程を含んでいる。この取り出し工程では、押圧力調整手段が、成形ダイ５の外周面に加わる押圧力（以下、可変押圧力という）をワークＷの成形時よりも小さくする。これにより、成形ダイ５の内径（内側の寸法、通路断面積）が大きくなり、成形完了後のワークＷを精度よく取り出すことができる。

【符号の説明】

【0092】

１、１００、１００Ａ…鍛造装置、２…パンチ、３…カウンターパンチ（移動部材）、４…ガスシリンダ（反力付与装置）、５…成形ダイ、５ａ…成形溝、６…リング部材、７…駆動部、７２１…第１ノックアウトピン（連動部材、移動部材）、７３…カラー部材、８…検出部、９…制御部、Ｗ…ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】