JP2005273779A - Gear and spline member - Google Patents

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JP2005273779A JP2004088034A JP2004088034A JP2005273779A JP 2005273779 A JP2005273779 A JP 2005273779A JP 2004088034 A JP2004088034 A JP 2004088034A JP 2004088034 A JP2004088034 A JP 2004088034A JP 2005273779 A JP2005273779 A JP 2005273779A
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wear
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Hiroyuki Ochiai
宏行 落合
Mitsutoshi Watanabe
光敏 渡辺
Takashi Furukawa
崇 古川
Akihiro Goto
昭弘 後藤
Masao Akiyoshi
雅夫 秋吉
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IHI Corp
Mitsubishi Electric Corp
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IHI Corp
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To give a high hardness and anti-abrasiveness to the flanks of meshing teeth 13 without subjecting to a carburizing quenching process. <P>SOLUTION: A gear body 3 is furnished with a number of meshing teeth 13 at a constant spacing, and a pressure powder electrode 17 is formed from pressure a powder etc. molded by compressing the powder of a mixture of TiC as main component and a metal or alloy, and a pulsated electric discharge is generated between the flanks of the teeth 13 and the pressure powder electrode 17 in oil or in the air so that the electrode material etc. of the pressure powder electrode 17 is deposited, diffused, and/or welded to the flanks of the teeth 13 by the electric discharge energy, and thereby the flanks of the teeth 13 are coated with an anti-abrasive coat 15 having high hardness. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ジェットエンジンのエンジン部品等の機械部品の１つであって、動力の伝達に用いられる歯車及びスプライン部材に関する。   The present invention relates to a gear and a spline member which are one of mechanical parts such as engine parts of a jet engine and are used for power transmission.

動力の伝達に用いられる一般的な外歯車は、円形状の歯車本体をベースとして具備しており、この歯車本体の外周部には、多数の噛合歯が等間隔に形成されている。ここで、各噛合歯の歯面側をそれぞれ高硬度にするために、各噛合歯の歯面には、浸炭焼き入れ処理（浸炭処理と焼き入れ処理）がそれぞれ施されている。   A general external gear used for power transmission has a circular gear body as a base, and a large number of meshing teeth are formed at equal intervals on the outer periphery of the gear body. Here, in order to make each tooth surface side of each meshing tooth high in hardness, carburizing and quenching processing (carburizing and quenching processing) is performed on the tooth surface of each meshing tooth.

ところで、各噛合歯の歯面には浸炭処理がそれぞれ施されているため、前記外歯車の製造にあっては、浸炭処理の前に、浸炭処理を施す部位（各噛合歯の歯面）にマスキング処理を行って、浸炭処理を施さない部位に銅メッキ処理を行う必要がある。また、各噛合歯の歯面には焼き入れ処理がそれぞれ施されているため、前記外歯車の製造にあっては、焼き入れ処理に伴う前記噛合歯の熱変形を除去するように仕上げ研削する必要がある。そのため、前記外歯車の製造に要する工程数（処理数）が増えると共に、前記外歯車の仕上げ研削の時間が長くなって、前記外歯車の生産性（製造性）を高めることが困難であるという問題がある。   By the way, since the carburizing process is performed on the tooth surfaces of each meshing tooth, in the manufacture of the external gear, before the carburizing process, the part (the tooth surface of each meshing tooth) to be carburized is subjected to the carburizing process. It is necessary to perform a copper plating process to the part which does not perform a carburizing process by performing a masking process. In addition, since the tooth surfaces of the meshing teeth are subjected to quenching processing, in the manufacture of the external gear, finish grinding is performed so as to remove the thermal deformation of the meshing teeth accompanying the quenching processing. There is a need. For this reason, the number of steps (number of processes) required for manufacturing the external gear is increased, and the time for finish grinding of the external gear is increased, which makes it difficult to increase the productivity (manufacturability) of the external gear. There's a problem.

なお、前述の問題は、前記外歯車についてのみ生じるものではなく、内歯車、ラック等の歯車全般の他に、各嵌合歯の歯面に浸炭焼き入れ処理を施したスプライン部材においても生じるものである。   The above-mentioned problem does not occur only for the external gear, but also occurs in spline members in which the tooth surfaces of each fitting tooth are carburized and quenched in addition to the general gears such as the internal gear and the rack. It is.

請求項１に記載の発明にあっては、機械部品の１つであって、動力の伝達に用いられる歯車において、
歯車本体と；
前記歯車本体に等間隔に形成され、歯面に高硬度の耐摩耗コートがそれぞれコーティングされた多数の噛合歯と；を具備してあって、
各耐摩耗コートは、
ＴｉＣ（チタンカーバイド）を主成分とする導電材料の粉末又はｃＢＮ（ボラゾン）を主成分とする導電材料の粉末を圧縮成形した圧粉体、若しくは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、油中又は気中において前記噛合歯の歯面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより前記噛合歯の歯面に前記圧粉体電極の電極材料又は該電極材料の反応物質を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれコーティングされたことを特徴とする。 In the invention described in claim 1, in one of mechanical parts, the gear used for power transmission,
A gear body;
A plurality of meshing teeth formed at equal intervals on the gear body and coated with a high-hardness wear-resistant coating on the tooth surface;
Each wear-resistant coat
Powder compact of conductive material mainly composed of TiC (titanium carbide) or powder of conductive material principally composed of cBN (borazone), or processed green compact obtained by heat-treating the green compact Using a green compact electrode, and generating a pulsed discharge between the tooth surface of the meshing tooth and the green compact electrode in oil or in the air, and using the discharge energy, the tooth surface of the meshing tooth The electrode material of the green compact electrode or the reactant of the electrode material is coated, deposited, diffused, and / or welded.

ここで、前記歯車には、外歯車、内歯車、ラック等が含まれる。また、ＴｉＣを主成分とする導電材料、ｃＢＮを主成分とする導電材料は、金属又は合金を含むことがある。   Here, the gear includes an external gear, an internal gear, a rack, and the like. In addition, the conductive material containing TiC as a main component and the conductive material containing cBN as a main component may contain a metal or an alloy.

請求項１に記載の発明特定事項によると、各噛合歯の歯面に高硬度の前記耐摩耗コートがそれぞれコーティングされてあって、各耐摩耗コートは、放電エネルギーにより前記噛合歯の歯面に前記圧粉体電極の電極材料等を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれ形成されるため、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、各噛合歯の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができる。   According to the invention specific matter of the first aspect, the tooth surface of each meshing tooth is coated with the wear-resistant coat having high hardness, and each wear-resistant coat is applied to the tooth surface of the meshing tooth by discharge energy. Since each electrode material of the green compact electrode is formed, diffused and / or welded, the tooth surface side of each meshing tooth is made to have high hardness without performing carburizing and quenching treatment. Can do.

一方、前記耐摩耗コートのコーティング範囲は、放電が発生する範囲に限定されるため、前記耐摩耗コートのコーティングを施さない部位にマスキング処理をする必要がないと共に、放電エネルギーは前記噛合歯の歯面の極めて小さい箇所に局所的に作用するものであるため、前記耐摩耗コートのコーティングによって前記歯車に熱変形は生じないものである。   On the other hand, since the coating range of the wear-resistant coat is limited to a range where electric discharge occurs, it is not necessary to mask the portion where the wear-resistant coat is not applied, and the discharge energy is the teeth of the meshing teeth. Since it acts locally on a very small portion of the surface, the gear is not thermally deformed by the coating of the wear-resistant coat.

また、放電エネルギーによりコーティングされた前記耐摩耗コートと前記噛合歯の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記耐摩耗コートを前記噛合歯の歯面に対して強固に結合させることができる。   In addition, the boundary between the wear-resistant coat coated with discharge energy and the base material of the meshing teeth has a gradient alloy characteristic, and the wear-resistant coat is firmly attached to the tooth surface of the meshing teeth. Can be combined.

請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、各耐摩耗コートの表側にピーニング処理がそれぞれ施されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in addition to the matters specifying the invention according to claim 1, peening is performed on the front side of each wear-resistant coat.

ここで、ピーニング処理には、グラスビードピーニング処理、ショットピーニング処理等が含まれる。   Here, the peening process includes a glass bead peening process, a shot peening process, and the like.

請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、各耐摩耗コートの表側にピーニング処理がそれぞれ施されているため、各耐摩耗コートの表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができる。   According to the invention specific matter of the second aspect, in addition to the effect of the invention specific matter of the first aspect, since the peening treatment is performed on the front side of each wear resistant coat, the front side of each wear resistant coat Residual compressive stress can be given to each.

請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、前記機械部品は、ジェットエンジンのエンジン部品であって、
前記歯車本体は、Ｔｉ（チタン）合金により構成され、各噛合歯は、Ｔｉ合金によりそれぞれ構成されたことを特徴とする。 In the invention according to claim 3, in addition to the invention specific matter according to claim 1 or claim 2, the mechanical part is an engine part of a jet engine,
The gear main body is made of a Ti (titanium) alloy, and each meshing tooth is made of a Ti alloy.

請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項による作用の他に、前記歯車本体はＴｉ合金により構成され、各噛合歯はＴｉ合金によりそれぞれ構成されているため、前記歯車の重量を小さくすることができる。   According to the invention specific matter of claim 3, in addition to the action of the invention specific matter of claim 1 or claim 2, the gear body is made of a Ti alloy, and each meshing tooth is made of a Ti alloy. Therefore, the weight of the gear can be reduced.

請求項４に記載の発明にあっては、機械部品の１つであって、動力の伝達に用いられるスプライン部材において、
スプライン部材本体と；
前記スプライン部材本体に等間隔に形成され、歯面に高硬度の耐摩耗コートがそれぞれコーティングされた多数の嵌合歯と；を具備してあって、
各耐摩耗コートは、
ＴｉＣ（チタンカーバイド）を主成分とする導電材料の粉末又はｃＢＮ（ボラゾン）を主成分とする導電材料の粉末を圧縮成形した圧粉体、若しくは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、油中又は気中において前記嵌合歯の歯面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより前記嵌合歯の歯面に前記圧粉体電極の電極材料又は該電極材料の反応物質を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれ形成されたことを特徴とする。 In the invention according to claim 4, in the spline member which is one of the mechanical parts and used for power transmission,
A spline member body;
A plurality of mating teeth formed on the spline member body at equal intervals and having tooth surfaces each coated with a hard wear-resistant coat;
Each wear-resistant coat
Powder compact of conductive material mainly composed of TiC (titanium carbide) or powder of conductive material principally composed of cBN (borazone), or processed green compact obtained by heat-treating the green compact A powder electrode made of the above, and a pulsed discharge is generated between the tooth surface of the fitting tooth and the powder electrode in oil or air, and the discharge energy of the fitting tooth It is characterized by being formed by depositing, diffusing and / or welding the electrode material of the green compact electrode or the reactant of the electrode material on the tooth surface.

ここで、前記スプライン部材には、前記スプライン部材本体の外周部に多数の前記嵌合歯が形成された外スプライン部材と、前記スプライン部材本体の穴の内周部に多数の前記嵌合歯が形成された内スプライン部材がある。また、ＴｉＣを主成分とする導電材料、ｃＢＮを主成分とする導電材料は、金属又は合金を含むことがある。   Here, the spline member includes an outer spline member in which a large number of the fitting teeth are formed on an outer peripheral portion of the spline member main body, and a plurality of the fitting teeth on an inner peripheral portion of the hole of the spline member main body. There is a formed inner spline member. In addition, the conductive material containing TiC as a main component and the conductive material containing cBN as a main component may contain a metal or an alloy.

請求項４に記載の発明特定事項によると、各嵌合歯の歯面に前記耐摩耗コートがそれぞれコーティングされてあって、各耐摩耗コートは、放電エネルギーにより前記嵌合歯の歯面に前記圧粉体電極の電極材料等を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれ形成されるため、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、各嵌合歯の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができる。   According to the invention specific matter of claim 4, the wear-resistant coat is coated on the tooth surface of each fitting tooth, and each wear-resistant coat is applied to the tooth surface of the fitting tooth by discharge energy. Each electrode is made by depositing, diffusing and / or welding the electrode material of the green compact electrode, so the tooth surface side of each mating tooth is made to have high hardness without carburizing and quenching. Can do.

一方、前記耐摩耗コートのコーティング範囲は、放電が発生する範囲に限定されるため、前記耐摩耗コートのコーティングを施さない部位にマスキング処理をする必要がないと共に、放電エネルギーは前記嵌合歯の歯面の極めて小さい箇所に局所的に作用するものであるため、前記耐摩耗コートのコーティングによって前記スプライン部材に熱変形は生じないものである。   On the other hand, since the coating range of the wear-resistant coat is limited to a range where electric discharge occurs, it is not necessary to mask the portion where the wear-resistant coat is not applied, and the discharge energy is the amount of the fitting teeth. Since it acts locally on a very small portion of the tooth surface, the spline member is not thermally deformed by the coating of the wear-resistant coat.

また、放電エネルギーによりコーティングされた前記耐摩耗コートと前記嵌合歯の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、前記耐摩耗コートを前記嵌合歯の歯面に対して強固に結合させることができる。   The boundary between the wear-resistant coat coated with discharge energy and the base material of the fitting tooth has a gradient alloy characteristic, and the wear-resistant coat is placed on the tooth surface of the fitting tooth. It can be firmly bonded.

請求項５に記載の発明にあっては、請求項４に記載の発明特定事項の他に、各耐摩耗コートの表側にピーニング処理がそれぞれ施されていることを特徴とする。   The invention described in claim 5 is characterized in that, in addition to the matters specifying the invention described in claim 4, peening treatment is performed on the front side of each wear-resistant coat.

ここで、ピーニング処理には、グラスビードピーニング処理、ショットピーニング処理等が含まれる。   Here, the peening process includes a glass bead peening process, a shot peening process, and the like.

請求項５に記載の発明特定事項によると、請求項４に記載の発明特定事項による作用の他に、各耐摩耗コートの表側にピーニング処理がそれぞれ施されているため、各耐摩耗コートの表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができる。   According to the invention specific matter of the fifth aspect, in addition to the effect of the invention specific matter of the fourth aspect, since the peening treatment is performed on the front side of each wear resistant coat, the front side of each wear resistant coat Residual compressive stress can be given to each.

請求項６に記載の発明にあっては、請求項４又は請求項５に記載の発明特事項の他に、前記機械部品は、ジェットエンジンのエンジン部品であって、
前記スプライン部材本体は、Ｔｉ（チタン）合金により構成され、各嵌合歯は、Ｔｉ合金によりそれぞれ構成されたことを特徴とする。 In the invention described in claim 6, in addition to the features of the invention described in claim 4 or claim 5, the mechanical part is an engine part of a jet engine,
The spline member main body is made of a Ti (titanium) alloy, and each fitting tooth is made of a Ti alloy.

請求項６に記載の発明特定事項によると、請求項４又は請求項５に記載の発明特定事項による作用の他に、前記スプライン部材本体はＴｉ合金により構成され、各嵌合歯はＴｉ合金によりそれぞれ構成されているため、前記スプライン部材の重量を小さくすることができる。   According to the invention specific matter of claim 6, in addition to the action of the invention specific matter of claim 4 or claim 5, the spline member body is made of Ti alloy, and each fitting tooth is made of Ti alloy. Since each is comprised, the weight of the said spline member can be made small.

請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明よれば、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、換言すれば、マスキング処理を行ったり、前記歯車に熱変形が生じたりすることなく、各噛合歯の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができるため、前記歯車の製造に要する工程数（処理数）を削減すると共に、前記歯車の仕上げ研削の時間を短くして、前記歯車の生産性（製造性）を容易に高めることができる。   According to the invention described in any one of claims 1 to 3, the carburizing quenching process is not performed, in other words, the masking process is performed, or the gear is thermally deformed. Without reducing the number of steps (number of treatments) required to manufacture the gear, and shortening the time for finish grinding of the gear, since the tooth surface side of each meshing tooth can be made high hardness, The productivity (manufacturability) of the gear can be easily increased.

また、前記耐摩耗コートを前記嵌合歯の歯面に対して強固に結合させることができるため、前記耐摩耗コートが前記噛合歯の歯面から剥離し難くなって、前記歯車の品質が安定する。   Further, since the wear-resistant coat can be firmly bonded to the tooth surface of the fitting tooth, the wear-resistant coat is difficult to peel off from the tooth surface of the meshing tooth, and the quality of the gear is stable. To do.

請求項２又は請求項３に記載の発明によれば、各耐摩耗コートの表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができるため、各噛合歯の歯面の疲労強度をそれぞれ高めることができる。   According to the second or third aspect of the invention, since the residual compressive stress can be applied to the front side of each wear-resistant coat, the fatigue strength of the tooth surface of each meshing tooth can be increased.

請求項３に記載の発明によれば、前記歯車の重量を小さくすることができるため、前記ジェットエンジンの軽量化を促進できる。
請求項４から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載の発明よれば、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、換言すれば、マスキング処理を行ったり、前記スプライン部材に熱変形が生じたりすることなく、各嵌合歯の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができるため、前記スプライン部材の製造に要する工程数（処理数）を削減すると共に、前記スプライン部材の仕上げ研削の時間を短くして、前記スプライン部材の生産性（製造性）を容易に高めることができる。 According to invention of Claim 3, since the weight of the said gear can be made small, the weight reduction of the said jet engine can be accelerated | stimulated.
According to the invention according to any one of claims 4 to 6, without performing the carburizing and quenching process, in other words, performing a masking process or causing thermal deformation in the spline member. Therefore, the tooth surface side of each fitting tooth can be made to have high hardness, so that the number of processes (number of processes) required for manufacturing the spline member can be reduced and the time for finishing grinding of the spline member can be reduced. By shortening, the productivity (manufacturability) of the spline member can be easily increased.

また、前記耐摩耗コートを前記嵌合歯の歯面に対して強固に結合させることができるため、前記耐摩耗コートが前記嵌合歯の歯面から剥離し難くなって、前記スプライン部材の品質が安定する。   Further, since the wear-resistant coat can be firmly bonded to the tooth surface of the fitting tooth, the wear-resistant coat is difficult to peel off from the tooth surface of the fitting tooth, and the quality of the spline member is reduced. Is stable.

請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、各耐摩耗コートの表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができるため、各嵌合歯の歯面の疲労強度をそれぞれ高めることができる。   According to the invention described in claim 5 or claim 6, since the residual compressive stress can be applied to the front side of each wear-resistant coat, the fatigue strength of the tooth surface of each fitting tooth can be increased.

請求項６に記載の発明によれば、前記スプライン部材の重量を小さくすることができるため、前記ジェットエンジンの軽量化を促進できる。   According to the invention described in claim 6, since the weight of the spline member can be reduced, the weight reduction of the jet engine can be promoted.

第１の最良の形態について図１から図３を参照して説明する。   The first best mode will be described with reference to FIGS.

ここで、図１（ａ）は、圧粉体電極を用いて耐摩耗コートをコーティングしている状態を示す図であって、図１（ｂ）は、各噛合歯の歯面に耐摩耗コートがコーティングされた状態を示す図であって、図２は、図３におけるI-I線に沿った図であって、図３は、第１の最良の形態に係わる歯車の正面図である。   Here, FIG. 1 (a) is a view showing a state in which a wear-resistant coat is coated using a green compact electrode, and FIG. 1 (b) is a wear-resistant coat on the tooth surface of each meshing tooth. FIG. 2 is a view taken along the line II in FIG. 3, and FIG. 3 is a front view of the gear according to the first best mode.

図２及び図３に示すように、第１の最良の形態に係わる外歯車１は、ジェットエンジンのエンジン部品の１つであって、動力の伝達に用いられるものである。また、外歯車１は、円形状の歯車本体３をベースとして具備しており、この歯車本体３は、Ｔｉ（チタン）合金により構成されている。そして、歯車本体３は、別のエンジン部品である回転軸５に取付られるボス７と、このボス７の外周部に形成された環状のウェブ９と、このウェブ９の外周部に形成された環状のリム１１とからなっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the external gear 1 according to the first best mode is one of engine parts of a jet engine and is used for power transmission. The external gear 1 includes a circular gear body 3 as a base, and the gear body 3 is made of a Ti (titanium) alloy. The gear body 3 includes a boss 7 attached to the rotary shaft 5 which is another engine component, an annular web 9 formed on the outer peripheral portion of the boss 7, and an annular portion formed on the outer peripheral portion of the web 9. The rim 11 is made up of.

歯車本体３におけるウェブ９の外周部には、多数の噛合歯１３が等間隔に形成されており、各噛合歯１３は、Ｔｉ合金によりそれぞれ構成されている。また、図１（ｂ）に示すように、各噛合歯１３の歯面には、高硬度の耐摩耗コート１５がそれぞれコーティングされている。そして、各耐摩耗コート１５のコーティング態様は、次のようになる。   A large number of meshing teeth 13 are formed at equal intervals on the outer peripheral portion of the web 9 in the gear body 3, and each meshing tooth 13 is made of a Ti alloy. As shown in FIG. 1B, the tooth surfaces of the meshing teeth 13 are each coated with a high hardness wear-resistant coat 15. And the coating aspect of each abrasion-resistant coat 15 is as follows.

即ち、図１（ａ）に示すように、各耐摩耗コート１５は、圧粉体電極１７を用い、油中又は気中において噛合歯１３の歯面と圧粉体電極１７との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより噛合歯１３の歯面に圧粉体電極１７の電極材料又は該電極材料の反応物質を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれコーティングされるものである。   That is, as shown in FIG. 1A, each wear-resistant coat 15 uses a green compact electrode 17 and pulses between the tooth surface of the meshing tooth 13 and the green compact electrode 17 in oil or air. Are generated by depositing, diffusing, and / or welding the electrode material of the green compact electrode 17 or the reaction material of the electrode material on the tooth surface of the meshing teeth 13 by the discharge energy. Is.

ここで、圧粉体電極とは、ＴｉＣ（チタンカーバイド）を主成分とする導電材料の粉末又はｃＢＮ（ボラゾン）を主成分とする導電材料の粉末を圧縮成形した圧粉体、若しくは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる電極のことをいう。なお、ＴｉＣを主成分とする導電材料、ｃＢＮを主成分とする導電材料は、金属（例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）等）又は合金（例えば、Ｃｒ（クロム）を含むＣｏ合金等）を含むことがあって、ｃＢＮを主成分とする導電材料の粉末には、表面にニッケルメッキを施したｃＢＮの粉末も含まれる。また、「堆積、拡散、及び／又は溶着」とは、「堆積」、「拡散」、「溶着」、「堆積と拡散の２つの混合現象」、「堆積と溶着の２つの混合現象」、「拡散と溶着の２つの混合現象」、「堆積と拡散と溶着の３つの混合現象」のいずれも含む意である。   Here, the green compact electrode is a powder of a conductive material mainly composed of TiC (titanium carbide), a green compact obtained by compression molding a powder of a conductive material mainly composed of cBN (borazone), or the green compact. An electrode made of a processed green compact obtained by heat-treating a body. Note that the conductive material mainly composed of TiC and the conductive material mainly composed of cBN are metals (for example, Ti (titanium), Ni (nickel), Co (cobalt), etc.) or alloys (for example, Cr (chromium)). The conductive material powder containing cBN as a main component includes cBN powder having a nickel plated surface. Further, “deposition, diffusion, and / or welding” means “deposition”, “diffusion”, “welding”, “two mixing phenomena of deposition and diffusion”, “two mixing phenomena of deposition and welding”, “ It is meant to include both “two mixing phenomena of diffusion and welding” and “three mixing phenomena of deposition, diffusion and welding”.

更に、各耐摩耗コート１５の表側には、グラスビードピーニング処理、ショットピーニング処理等のピーニング処理がそれぞれ施されている。なお、各噛合歯の高精度に仕上げる場合には、各耐摩耗コート１５に対してラップピング等の研削処理を施すことが望ましい。   Further, peening treatment such as glass bead peening treatment and shot peening treatment is performed on the front side of each wear-resistant coat 15. In addition, when finishing each meshing tooth with high accuracy, it is desirable to perform grinding processing such as lapping on each wear-resistant coat 15.

次に、第１の最良の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the first best mode will be described.

各噛合歯１３の歯面に高硬度の耐摩耗コート１５がそれぞれコーティングされてあって、各耐摩耗コート１５は、放電エネルギーにより噛合歯１３の歯面に圧粉体電極１７の電極材料等を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれ形成されるため、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、各噛合歯１３の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができる。   The tooth surface of each meshing tooth 13 is coated with a high hardness wear-resistant coat 15, and each wear-resistant coat 15 applies the electrode material of the green compact electrode 17 to the tooth surface of the meshing tooth 13 by discharge energy. Since each is formed by depositing, diffusing and / or welding, the tooth surface side of each of the meshing teeth 13 can be made to have high hardness without performing carburizing and quenching.

一方、耐摩耗コート１５のコーティング範囲は、放電が発生する範囲に限定されるため、耐摩耗コート１５のコーティングを施さない部位にマスキング処理をする必要がないと共に、放電エネルギーは噛合歯１３の歯面の極めて小さい箇所に局所的に作用するものであるため、耐摩耗コート１５のコーティングによって外歯車１に熱変形は生じないものである。   On the other hand, since the coating range of the wear-resistant coat 15 is limited to a range where electric discharge occurs, it is not necessary to mask the portion where the wear-resistant coat 15 is not coated, and the discharge energy is the teeth of the meshing teeth 13. Since it acts locally on a very small portion of the surface, thermal deformation does not occur in the external gear 1 due to the coating of the wear-resistant coat 15.

また、放電エネルギーによりコーティングされた耐摩耗コート１５と噛合歯１３の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、耐摩耗コート１５を噛合歯１３の歯面に対して強固に結合させることができる。   Further, the boundary between the wear-resistant coat 15 coated with the discharge energy and the base material of the meshing teeth 13 has a gradient alloy characteristic, so that the wear-resistant coat 15 is firmly attached to the tooth surface of the meshing teeth 13. Can be combined.

更に、各耐摩耗コート１５の表側にピーニング処理がそれぞれ施されているため、各耐摩耗コート１５の表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができる。   Furthermore, since the peening process is performed on the front side of each wear-resistant coat 15, residual compressive stress can be applied to the front side of each wear-resistant coat 15.

また、歯車本体３はＴｉ合金により構成され、各噛合歯１３はＴｉ合金によりそれぞれ構成されているため、外歯車１の重量を小さくすることができる。   Further, since the gear body 3 is made of a Ti alloy and each meshing tooth 13 is made of a Ti alloy, the weight of the external gear 1 can be reduced.

以上の如き、第１の最良の形態によれば、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、換言すれば、マスキング処理を行ったり、外歯車１に熱変形が生じたりすることなく、各噛合歯１３の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができるため、外歯車１の製造に要する工程数（処理数）を削減すると共に、外歯車１の仕上げ研削の時間を短くして、外歯車１の生産性（製造性）を容易に高めることができる。   As described above, according to the first best mode, each meshing tooth 13 is not subjected to carburizing and quenching treatment, in other words, without performing masking treatment or thermal deformation of the external gear 1. Since each tooth surface side can be made to have high hardness, the number of steps (number of treatments) required for manufacturing the external gear 1 is reduced, and the time for finish grinding of the external gear 1 is shortened. Productivity (manufacturability) can be easily increased.

また、耐摩耗コート１５を噛合歯１３の歯面に対して強固に結合させることができるため、耐摩耗コート１５が噛合歯１３の歯面から剥離し難くなって、外歯車１の品質が安定する。   Further, since the wear-resistant coat 15 can be firmly bonded to the tooth surfaces of the meshing teeth 13, the wear-resistant coat 15 is difficult to peel off from the tooth surfaces of the meshing teeth 13, and the quality of the external gear 1 is stable. To do.

更に、各耐摩耗コート１５の表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができるため、各噛合歯１３の歯面の疲労強度をそれぞれ高めることができる。   Furthermore, since the residual compressive stress can be applied to the front side of each wear-resistant coat 15, the fatigue strength of the tooth surfaces of each meshing tooth 13 can be increased.

また、外歯車１の重量を小さくすることができるため、前記ジェットエンジンの軽量化を促進できる。   Moreover, since the weight of the external gear 1 can be reduced, the weight reduction of the jet engine can be promoted.

なお、本発明は、第１の最良の形態の説明に限るものではなく、例えば、外歯車１の他に、内歯車、ラック等の噛合歯の歯面に耐摩耗コート１５と同じような耐摩耗コートがコーティングされる等、適宜の変更を行うことにより種々の態様で実施可能である。   The present invention is not limited to the description of the first best mode. For example, in addition to the external gear 1, the tooth surfaces of the meshing teeth such as the internal gear and the rack are resistant to the same wear resistance as the wear-resistant coating 15. It can be implemented in various modes by making appropriate changes such as coating with a wear coat.

第２の最良の形態について図４及び図５を参照して説明する。
ここで、図４は、第２の最良の形態に係わる外スプライン部材と内スプライン部材の嵌合した状態を示す図であって、図５は、第２の最良の形態に係わる外スプライン部材の一部を示す斜視図である。 The second best mode will be described with reference to FIGS.
Here, FIG. 4 is a view showing a state in which the outer spline member and the inner spline member according to the second best mode are fitted, and FIG. 5 is a view of the outer spline member according to the second best mode. It is a perspective view which shows a part.

図４及び図５に示すように、第２の発明の最良の形態に係わる外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１は、それぞれ、ジェットエンジンのエンジン部品の１つであって、動力の伝達に用いられるものである。   As shown in FIGS. 4 and 5, the outer spline member 19 and the inner spline member 21 according to the best mode of the second invention are each one of engine parts of a jet engine, and are used for power transmission. It is what

外スプライン部材１９は、円形のスプライン部材本体２３をベースとしており、スプライン部材本体２３は、Ｔｉ合金により構成されている。   The outer spline member 19 is based on a circular spline member main body 23, and the spline member main body 23 is made of a Ti alloy.

スプライン部材本体２３の外周部には、多数の嵌合歯２５が等間隔に形成されており、各嵌合歯２５は、Ｔｉ合金によりそれぞれ構成されている。また、各嵌合歯２５の歯面には、高硬度の耐摩耗コート２７が第１の最良の形態に係わる耐摩耗コート１５のコーティング態様と同様のコーティング態様（換言すれば、圧粉体電極１７を用いた態様）によってそれぞれコーティングされている。更に、各耐摩耗コート２７の表側には、グラスビードピーニング処理、ショットピーニング処理等のピーニング処理がそれぞれ施されている。なお、各嵌合歯２５の高精度に仕上げる場合には、各耐摩耗コート２７に対してラップピング等の研削処理を施すことが望ましい。   A large number of fitting teeth 25 are formed at equal intervals on the outer peripheral portion of the spline member body 23, and each fitting tooth 25 is made of a Ti alloy. Further, on the tooth surface of each fitting tooth 25, a high-hardness wear-resistant coat 27 is coated in the same manner as that of the wear-resistant coat 15 according to the first best mode (in other words, a green compact electrode). 17), respectively. Further, peening such as glass bead peening and shot peening is performed on the front side of each wear-resistant coat 27. In addition, when finishing each fitting tooth 25 with high accuracy, it is desirable to perform grinding processing such as lapping on each wear-resistant coat 27.

同様に、内スプライン部材２１は、スプライン部材本体２９をベースとしており、スプライン部材本体２９は、穴３１を有してあって、Ｔｉ合金により構成されている。   Similarly, the inner spline member 21 is based on a spline member main body 29. The spline member main body 29 has a hole 31 and is made of a Ti alloy.

スプライン部材本体２９の穴３１の内周部には、多数の嵌合歯３３が等間隔に形成されており、各嵌合歯３３は、Ｔｉ合金によりそれぞれ構成されている。また、各嵌合歯３３の歯面には、高硬度の耐摩耗コート３５が第１の最良の形態に係わる耐摩耗コート１５のコーティング態様と同様のコーティング態様によってそれぞれコーティングされている。更に、各耐摩耗コート３５の表側には、グラスビードピーニング処理、ショットピーニング処理等のピーニング処理がそれぞれ施されている。なお、各嵌合歯３３の高精度に仕上げる場合には、各耐摩耗コート３５に対してラップピング等の研削処理を施すことが望ましい。   A large number of fitting teeth 33 are formed at equal intervals on the inner peripheral portion of the hole 31 of the spline member main body 29, and each fitting tooth 33 is made of a Ti alloy. Further, the tooth surface of each fitting tooth 33 is coated with a high-hardness wear-resistant coat 35 in the same coating manner as that of the wear-resistant coat 15 according to the first best mode. Further, peening treatment such as glass bead peening treatment and shot peening treatment is performed on the front side of each wear-resistant coat 35. In addition, when finishing each fitting tooth 33 with high accuracy, it is desirable to perform grinding processing such as lapping on each wear-resistant coat 35.

次に、第２の最良の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the second best mode will be described.

各嵌合歯２５（３３）の歯面に耐摩耗コート２７（３５）がそれぞれコーティングされてあって、各耐摩耗コート２７（３５）は、放電エネルギーにより嵌合歯２５（３３）の歯面に圧粉体電極１７の電極材料等を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれ形成されるため、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、各嵌合歯２５（３３）の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができる。   The tooth surface of each fitting tooth 25 (33) is coated with a wear-resistant coat 27 (35), and each wear-resistant coat 27 (35) is a tooth surface of the fitting tooth 25 (33) by discharge energy. Are formed by depositing, diffusing, and / or welding the electrode material and the like of the green compact electrode 17 to each other. Each can have a high hardness.

一方、耐摩耗コート２７（３５）のコーティング範囲は、放電が発生する範囲に限定されるため、耐摩耗コート２７（３５）のコーティングを施さない部位にマスキング処理をする必要がないと共に、放電エネルギーは嵌合歯２５（３３）の歯面の極めて小さい箇所に局所的に作用するものであるため、耐摩耗コート２７（３３）のコーティングによって外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１に熱変形は生じないものである。   On the other hand, since the coating range of the wear-resistant coat 27 (35) is limited to a range where electric discharge occurs, it is not necessary to mask the portion where the wear-resistant coat 27 (35) is not coated, and the discharge energy. Acts locally on a very small portion of the tooth surface of the fitting tooth 25 (33), so that the outer spline member 19 and the inner spline member 21 are thermally deformed by the coating of the wear resistant coat 27 (33). There is nothing.

また、放電エネルギーによりコーティングされた耐摩耗コート２７（３５）と嵌合歯２５（３３）の母材との境界は、傾斜合金特性を有してあって、耐摩耗コート２７（３５）を嵌合歯２５（３３）の歯面に対して強固に結合させることができる。   Further, the boundary between the wear-resistant coat 27 (35) coated with the discharge energy and the base material of the fitting teeth 25 (33) has a gradient alloy characteristic, and the wear-resistant coat 27 (35) is fitted. It can be firmly coupled to the tooth surface of the tooth 25 (33).

更に、各耐摩耗コート２７（３５）の表側にピーニング処理がそれぞれ施されているため、各耐摩耗コート２７（３５）の表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができる。   Further, since the peening process is performed on the front side of each wear-resistant coat 27 (35), residual compressive stress can be applied to the front side of each wear-resistant coat 27 (35).

また、スプライン部材本体２３及びスプライン部材本体２９はＴｉ合金によりそれぞれ構成され、各嵌合歯２５（３３）はＴｉ合金によりそれぞれ構成されているため、外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１の重量を小さくすることができる。   Moreover, since the spline member main body 23 and the spline member main body 29 are each made of Ti alloy and each fitting tooth 25 (33) is made of Ti alloy, the weight of the outer spline member 19 and the inner spline member 21 is reduced. Can be small.

以上の如き、第２の最良の形態によれば、浸炭焼き入れ処理を行うことなく、換言すれば、マスキング処理を行ったり、外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１に熱変形が生じたりすることなく、各嵌合歯２５（３３）の歯面側をそれぞれ高硬度にすることができるため、外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１の製造に要する工程数（処理数）を削減すると共に、外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１の仕上げ研削の時間を短くして、外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１の生産性（製造性）を容易に高めることができる。   As described above, according to the second best mode, the carburizing quenching process is not performed, in other words, the masking process is performed, or the outer spline member 19 and the inner spline member 21 are thermally deformed. In addition, since the tooth surface side of each fitting tooth 25 (33) can be made to have high hardness, the number of processes (number of processes) required for manufacturing the outer spline member 19 and the inner spline member 21 can be reduced, and The time for finish grinding of the spline member 19 and the inner spline member 21 can be shortened, and the productivity (manufacturability) of the outer spline member 19 and the inner spline member 21 can be easily increased.

また、耐摩耗コート２７（３５）を嵌合歯２５（３３）の歯面に対して強固に結合させることができるため、耐摩耗コート２７（３５）が嵌合歯２５（３３）の歯面から剥離し難くなって、外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１の品質が安定する。   Further, since the wear resistant coat 27 (35) can be firmly bonded to the tooth surface of the fitting tooth 25 (33), the wear resistant coat 27 (35) is a tooth surface of the fitting tooth 25 (33). Therefore, the quality of the outer spline member 19 and the inner spline member 21 is stabilized.

更に、各耐摩耗コート２７（３５）の表側に残留圧縮応力をそれぞれ与えることができるため、各嵌合歯２５（３３）の歯面の疲労強度をそれぞれ高めることができる。   Further, since the residual compressive stress can be applied to the front side of each wear-resistant coat 27 (35), the fatigue strength of the tooth surface of each fitting tooth 25 (33) can be increased.

また、外スプライン部材１９及び内スプライン部材２１の重量を小さくすることができるため、前記ジェットエンジンの軽量化を促進できる。   Moreover, since the weight of the outer spline member 19 and the inner spline member 21 can be reduced, weight reduction of the jet engine can be promoted.

なお、本発明は、第２の最良の形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより種々の態様で実施可能である。   The present invention is not limited to the description of the second best mode, and can be implemented in various modes by making appropriate changes.

図１（ａ）は、圧粉体電極を用いて耐摩耗コートをコーティングしている状態を示す図であって、図１（ｂ）は、各噛合歯の歯面に耐摩耗コートがコーティングされた状態を示す図である。FIG. 1 (a) is a diagram showing a state where a wear resistant coat is coated using a green compact electrode, and FIG. 1 (b) is a diagram in which the wear resistant coat is coated on the tooth surface of each meshing tooth. FIG. 図３におけるI-I線に沿った図である。FIG. 4 is a view taken along line II in FIG. 3. 第１の最良の形態に係わる歯車の正面図である。It is a front view of the gearwheel concerning the 1st best form. 第２の最良の形態に係わる外スプライン部材と内スプライン部材の嵌合した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the outer spline member concerning the 2nd best form and the inner spline member fitted. 第２の最良の形態に係わる外スプライン部材の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of outer spline member concerning a 2nd best form.

符号の説明Explanation of symbols

１ 外歯車
３ 外歯車本体
１３ 噛合歯
１５ 耐摩耗コート
１７ 圧粉体電極
１９ 外スプライン部材
２１ 内スプライン部材
２３ スプライン部材本体
２５ 嵌合歯
２７ 耐摩耗コート
２９ スプライン部材本体
３３ 嵌合歯
３５ 耐摩耗コート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 External gear 3 External gear main body 13 Engagement tooth | gear 15 Wear-resistant coat 17 Green compact electrode 19 Outer spline member 21 Inner spline member 23 Spline member main body 25 Fitting tooth 27 Abrasion-resistant coat 29 Spline member main body 33 Fitting tooth 35 Abrasion resistance coat

Claims (6)

機械部品の１つであって、動力の伝達に用いられる歯車において、
歯車本体と；
前記歯車本体に等間隔に形成され、歯面に高硬度の耐摩耗コートがそれぞれコーティングされた多数の噛合歯と；を具備してあって、
各耐摩耗コートは、
ＴｉＣ（チタンカーバイド）を主成分とする導電材料の粉末又はｃＢＮ（ボラゾン）を主成分とする導電材料の粉末を圧縮成形した圧粉体、若しくは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、油中又は気中において前記噛合歯の歯面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより前記噛合歯の歯面に前記圧粉体電極の電極材料又は該電極材料の反応物質を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれコーティングされたことを特徴とする歯車。 One of the mechanical parts that is used for power transmission,
A gear body;
A plurality of meshing teeth formed at equal intervals on the gear body and coated with a high-hardness wear-resistant coating on the tooth surface;
Each wear-resistant coat
Powder compact of conductive material mainly composed of TiC (titanium carbide) or powder of conductive material principally composed of cBN (borazone), or processed green compact obtained by heat-treating the green compact Using a green compact electrode, and generating a pulsed discharge between the tooth surface of the meshing tooth and the green compact electrode in oil or in the air, and using the discharge energy, the tooth surface of the meshing tooth The gears are respectively coated by depositing, diffusing and / or welding the electrode material of the green compact electrode or the reactant of the electrode material. 各耐摩耗コートの表側にピーニング処理がそれぞれ施されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車。   The gear according to claim 1, wherein a peening process is performed on the front side of each wear-resistant coat. 前記機械部品は、ジェットエンジンのエンジン部品であって、
前記歯車本体は、Ｔｉ（チタン）合金により構成され、各噛合歯は、Ｔｉ合金によりそれぞれ構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯車。 The mechanical part is an engine part of a jet engine,
The gear according to claim 1 or 2, wherein the gear body is made of a Ti (titanium) alloy, and each meshing tooth is made of a Ti alloy. 機械部品の１つであって、動力の伝達に用いられるスプライン部材において、
スプライン部材本体と；
前記スプライン部材本体に等間隔に形成され、歯面に高硬度の耐摩耗コートがそれぞれコーティングされた多数の嵌合歯と；を具備してあって、
各耐摩耗コートは、
ＴｉＣ（チタンカーバイド）を主成分とする導電材料の粉末又はｃＢＮ（ボラゾン）を主成分とする導電材料の粉末を圧縮成形した圧粉体、若しくは該圧粉体を加熱処理した処理済み圧粉体からなる圧粉体電極を用い、油中又は気中において前記嵌合歯の歯面と前記圧粉体電極との間にパルス状の放電を発生させて、その放電エネルギーにより前記嵌合歯の歯面に前記圧粉体電極の電極材料又は該電極材料の反応物質を堆積、拡散、及び／又は溶着させることによってそれぞれ形成されたことを特徴とするスプライン部材。 In a spline member that is one of mechanical parts and is used for power transmission,
A spline member body;
A plurality of mating teeth formed on the spline member body at equal intervals and having tooth surfaces each coated with a hard wear-resistant coat;
Each wear-resistant coat
Powder compact of conductive material mainly composed of TiC (titanium carbide) or powder of conductive material principally composed of cBN (borazone), or processed green compact obtained by heat-treating the green compact A powder electrode made of the above, and a pulsed discharge is generated between the tooth surface of the fitting tooth and the powder electrode in oil or air, and the discharge energy of the fitting tooth A spline member formed by depositing, diffusing and / or welding an electrode material of the green compact electrode or a reactant of the electrode material on a tooth surface. 各耐摩耗コートの表側にピーニング処理がそれぞれ施されていることを特徴とする請求項４に記載のスプライン部材。   The spline member according to claim 4, wherein a peening process is performed on the front side of each wear-resistant coat. 前記機械部品は、ジェットエンジンのエンジン部品であって、
前記スプライン部材本体は、Ｔｉ（チタン）合金により構成され、各嵌合歯は、Ｔｉ合金によりそれぞれ構成されたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のスプライン部材。 The mechanical part is an engine part of a jet engine,
The spline member according to claim 4 or 5, wherein the spline member body is made of a Ti (titanium) alloy, and each fitting tooth is made of a Ti alloy.
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