JP2921181B2 - 歯車の製造方法 - Google Patents
歯車の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯面部分における耐ピ
ッチング性および歯元部分における疲労強度等に優れた
歯車を製造するのに利用される歯車の製造方法に関する
ものである。
ッチング性および歯元部分における疲労強度等に優れた
歯車を製造するのに利用される歯車の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車，フォークリフト，繊維機械，工
作機械，農業機械などの各種機械構造物の伝動系等にお
いては、各種の歯車が多く使用されており、その疲労強
度を向上させるために表面硬化処理やショットピーニン
グ処理などを行うことが多い。
作機械，農業機械などの各種機械構造物の伝動系等にお
いては、各種の歯車が多く使用されており、その疲労強
度を向上させるために表面硬化処理やショットピーニン
グ処理などを行うことが多い。
【０００３】この種の歯車を製造するに際しては、Ｓ１
５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫなどのはだ焼用炭素鋼や、ＳＮＣ４
１５，８１５，ＳＮＣＭ４２０，８１５，ＳＣｒ４１
５，４２０，ＳＣＭ４１５，４２０などのはだ焼用合金
鋼を素材として、切削加工や塑性加工などの加工手段に
より所定形状の歯形に成形し、次いで、浸炭，浸炭窒
化，窒化などの表面硬化処理を施すようにしていた。
５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫなどのはだ焼用炭素鋼や、ＳＮＣ４
１５，８１５，ＳＮＣＭ４２０，８１５，ＳＣｒ４１
５，４２０，ＳＣＭ４１５，４２０などのはだ焼用合金
鋼を素材として、切削加工や塑性加工などの加工手段に
より所定形状の歯形に成形し、次いで、浸炭，浸炭窒
化，窒化などの表面硬化処理を施すようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
歯車の製造方法では、歯車用に適する素材を用いて所定
形状の歯形に成形したのち浸炭ないしは窒化処理を施す
ようにしていたため、浸炭ないしは窒化処理層深さが歯
面部分と歯元部分とでほぼ同じものとなっていることか
ら、歯面部分において要求される特性と歯元部分におい
て要求される特性とに対応させうるように歯面部分と歯
元部分とにおける浸炭ないしは窒化処理層深さを調整
し、歯面部分と歯元部分とにおける浸炭ないしは窒化処
理層深さを意図的に異なるものにしようとするときに
は、例えば、浸炭処理において防炭や半防炭等の厄介な
手法を用いることが必要となり、また、歯面部分や歯元
部分における浸炭ないしは窒化処理層深さにばらつきを
生じやすくなって、歯車の製造性や品質を低下させるこ
とがあるという問題点があり、これらの問題点を解決す
ることが課題となっていた。
歯車の製造方法では、歯車用に適する素材を用いて所定
形状の歯形に成形したのち浸炭ないしは窒化処理を施す
ようにしていたため、浸炭ないしは窒化処理層深さが歯
面部分と歯元部分とでほぼ同じものとなっていることか
ら、歯面部分において要求される特性と歯元部分におい
て要求される特性とに対応させうるように歯面部分と歯
元部分とにおける浸炭ないしは窒化処理層深さを調整
し、歯面部分と歯元部分とにおける浸炭ないしは窒化処
理層深さを意図的に異なるものにしようとするときに
は、例えば、浸炭処理において防炭や半防炭等の厄介な
手法を用いることが必要となり、また、歯面部分や歯元
部分における浸炭ないしは窒化処理層深さにばらつきを
生じやすくなって、歯車の製造性や品質を低下させるこ
とがあるという問題点があり、これらの問題点を解決す
ることが課題となっていた。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんが
みてなされたもので、非駆動側歯面に比べて強度がより
要求される駆動側歯面の強度をより一層向上させた歯車
を得ることが可能であり、また、ピッチング性に優れて
いることが要求される歯面部分での浸炭ないしは窒化処
理層深さをより大きなものとして歯面部分での耐ピッチ
ング性を向上させると共に、疲労強度に優れていること
が要求される歯元部分での浸炭ないしは窒化処理層深さ
をより小さなものとして歯元部分での疲労強度を向上さ
せた歯車を得ることが可能である歯車の製造方法を提供
することを目的としている。
みてなされたもので、非駆動側歯面に比べて強度がより
要求される駆動側歯面の強度をより一層向上させた歯車
を得ることが可能であり、また、ピッチング性に優れて
いることが要求される歯面部分での浸炭ないしは窒化処
理層深さをより大きなものとして歯面部分での耐ピッチ
ング性を向上させると共に、疲労強度に優れていること
が要求される歯元部分での浸炭ないしは窒化処理層深さ
をより小さなものとして歯元部分での疲労強度を向上さ
せた歯車を得ることが可能である歯車の製造方法を提供
することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる歯車の製
造方法は、所定形状の歯形に成形する前の歯車粗材に対
して浸炭ないしは窒化処理を施したのち所定形状の歯形
に塑性加工するに際し、歯車粗材における歯表面付近で
のメタルフローの方向を調整して、塑性加工後の駆動側
歯面部分の浸炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面
部分の浸炭ないしは窒化処理層深さよりも大きくなって
いる歯車とする構成としたことを特徴としており、上記
した歯車の製造方法に係わる発明の構成を前述した従来
の課題を解決するための手段としている。
造方法は、所定形状の歯形に成形する前の歯車粗材に対
して浸炭ないしは窒化処理を施したのち所定形状の歯形
に塑性加工するに際し、歯車粗材における歯表面付近で
のメタルフローの方向を調整して、塑性加工後の駆動側
歯面部分の浸炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面
部分の浸炭ないしは窒化処理層深さよりも大きくなって
いる歯車とする構成としたことを特徴としており、上記
した歯車の製造方法に係わる発明の構成を前述した従来
の課題を解決するための手段としている。
【０００７】本発明に係わる歯車の製造方法において、
歯車の素材としては、例えば、Ｓ１５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫ
などのはだ焼用炭素鋼や、ＳＮＣ４１５，８１５，ＳＮ
ＣＭ４２０，８１５，ＳＣｒ４１５，４２０，ＳＣＭ４
１５，４２０などのはだ焼用合金鋼や、これらに対し適
宜合金成分を添加したり成分組成を変えたりして用途等
に応じて適した特性が得られるようにしたものなどが用
いられる。
歯車の素材としては、例えば、Ｓ１５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫ
などのはだ焼用炭素鋼や、ＳＮＣ４１５，８１５，ＳＮ
ＣＭ４２０，８１５，ＳＣｒ４１５，４２０，ＳＣＭ４
１５，４２０などのはだ焼用合金鋼や、これらに対し適
宜合金成分を添加したり成分組成を変えたりして用途等
に応じて適した特性が得られるようにしたものなどが用
いられる。
【０００８】そして、このような素材を用い、所定形状
の歯形に成形する前の歯車粗材に対して浸炭ないしは窒
化処理を施すが、この場合の歯車粗材としては、例え
ば、真円形状をなしていて外周部分に凹凸を一切有して
おらずいかなる歯数の歯車にも適用できるものから、製
造しようとする歯車の歯数を考慮した数の浅い凹凸ない
しは深い凹凸を切削加工や塑性加工などによって形成さ
せたものまでの中から、適宜の歯車粗材を選定して完成
後の歯車における歯面部分の浸炭ないしは窒化処理層深
さおよび歯元部分の浸炭ないしは窒化処理層深さが所望
のものとなるように選択される。
の歯形に成形する前の歯車粗材に対して浸炭ないしは窒
化処理を施すが、この場合の歯車粗材としては、例え
ば、真円形状をなしていて外周部分に凹凸を一切有して
おらずいかなる歯数の歯車にも適用できるものから、製
造しようとする歯車の歯数を考慮した数の浅い凹凸ない
しは深い凹凸を切削加工や塑性加工などによって形成さ
せたものまでの中から、適宜の歯車粗材を選定して完成
後の歯車における歯面部分の浸炭ないしは窒化処理層深
さおよび歯元部分の浸炭ないしは窒化処理層深さが所望
のものとなるように選択される。
【０００９】そして、このような歯車粗材に対して、浸
炭ないしは窒化処理を施して、表面にほぼ均一な浸炭な
いしは窒化処理層を有するものとし、この後、塑性加工
を行うことによって所定形状の歯形に成形する。
炭ないしは窒化処理を施して、表面にほぼ均一な浸炭な
いしは窒化処理層を有するものとし、この後、塑性加工
を行うことによって所定形状の歯形に成形する。
【００１０】この塑性加工において、冷間塑性加工や温
間塑性加工などによっても加工できる場合には、これら
の冷間ないしは温間加工方法を採用することが可能であ
るが、塑性加工用工具への負荷の大きさなどを考えると
熱間での塑性加工、とくに熱間での転造加工を行うよう
にするのが良い。
間塑性加工などによっても加工できる場合には、これら
の冷間ないしは温間加工方法を採用することが可能であ
るが、塑性加工用工具への負荷の大きさなどを考えると
熱間での塑性加工、とくに熱間での転造加工を行うよう
にするのが良い。
【００１１】このような塑性加工を行うことによって、
歯面部分での浸炭ないしは窒化処理層深さが比較的大き
いと共に歯元部分での浸炭ないしは窒化処理層深さが比
較的小さい歯車を製造し、歯面部分での耐ピッチング性
が良好であると共に歯元部分での疲労強度が良好である
特性の優れた歯車を製造する。
歯面部分での浸炭ないしは窒化処理層深さが比較的大き
いと共に歯元部分での浸炭ないしは窒化処理層深さが比
較的小さい歯車を製造し、歯面部分での耐ピッチング性
が良好であると共に歯元部分での疲労強度が良好である
特性の優れた歯車を製造する。
【００１２】さらには、例えば、熱間転造において、転
造用工具の転位係数を調整し、転造用工具と歯車粗材と
のかみ合いピッチ円が歯中心の基準ピッチ円よりも歯元
側にずれるようにしたり、反対に前記かみ合いピッチ円
が歯中心の基準ピッチ円よりも歯先側にずれるようにし
たりして、歯車粗材における歯表面付近でのメタルフロ
ーの方向を調整し、これによって駆動側歯面における浸
炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面における浸炭
ないしは窒化処理層深さよりも大きなものとなるように
し、強度がより要求される駆動側歯面の浸炭ないしは窒
化処理層深さを大きくするようになす。
造用工具の転位係数を調整し、転造用工具と歯車粗材と
のかみ合いピッチ円が歯中心の基準ピッチ円よりも歯元
側にずれるようにしたり、反対に前記かみ合いピッチ円
が歯中心の基準ピッチ円よりも歯先側にずれるようにし
たりして、歯車粗材における歯表面付近でのメタルフロ
ーの方向を調整し、これによって駆動側歯面における浸
炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面における浸炭
ないしは窒化処理層深さよりも大きなものとなるように
し、強度がより要求される駆動側歯面の浸炭ないしは窒
化処理層深さを大きくするようになす。
【００１３】そして、このように、転造用工具と歯車粗
材とのかみ合いピッチ円をずらす場合の転位係数の選び
方としては、例えば、ＩＳＯ方式である「Ａｄｄｅｎｄ
ｕｍ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｅｅ
ｔｈ ｏｆ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｇｅａｒｓ ｆ
ｏｒ Ｓｐｅｅｄ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｇｅａｒ Ｐａｉ
ｒｓ」ＩＳＯ ＤＰ ４４６７（ＩＳＯ／ＴＣ ６０
Ｎ ３７９Ｅ資料）方式がある。
材とのかみ合いピッチ円をずらす場合の転位係数の選び
方としては、例えば、ＩＳＯ方式である「Ａｄｄｅｎｄ
ｕｍ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｅｅ
ｔｈ ｏｆ Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｇｅａｒｓ ｆ
ｏｒ Ｓｐｅｅｄ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｇｅａｒ Ｐａｉ
ｒｓ」ＩＳＯ ＤＰ ４４６７（ＩＳＯ／ＴＣ ６０
Ｎ ３７９Ｅ資料）方式がある。
【００１４】
【発明の作用】本発明に係わる歯車の製造方法では、所
定形状の歯形に成形する前の歯車粗材に対して浸炭ない
しは窒化処理を施したのち所定形状の歯形に塑性加工す
るに際し、歯車粗材における歯表面付近でのメタルフロ
ーの方向を調整して、塑性加工後の駆動側歯面部分の浸
炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面部分の浸炭な
いしは窒化処理層深さよりも大きくなっている歯車とす
るようにしたから、成形された歯車は非駆動側歯面に比
べて強度がより要求される駆動側歯面の強度がより一層
向上したものとなり、また、その歯面部分の浸炭ないし
は窒化処理層深さがより厚いものとなっていて耐ピッチ
ング性の向上に有利なものになっていると共に、その歯
元部分の浸炭ないしは窒化処理層深さがより薄いものと
なっていて疲労強度の向上に有利なものとなっている。
定形状の歯形に成形する前の歯車粗材に対して浸炭ない
しは窒化処理を施したのち所定形状の歯形に塑性加工す
るに際し、歯車粗材における歯表面付近でのメタルフロ
ーの方向を調整して、塑性加工後の駆動側歯面部分の浸
炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面部分の浸炭な
いしは窒化処理層深さよりも大きくなっている歯車とす
るようにしたから、成形された歯車は非駆動側歯面に比
べて強度がより要求される駆動側歯面の強度がより一層
向上したものとなり、また、その歯面部分の浸炭ないし
は窒化処理層深さがより厚いものとなっていて耐ピッチ
ング性の向上に有利なものになっていると共に、その歯
元部分の浸炭ないしは窒化処理層深さがより薄いものと
なっていて疲労強度の向上に有利なものとなっている。
【００１５】このように、駆動側歯面部分の浸炭ないし
は窒化処理層深さが非駆動側歯面部分の浸炭ないしは窒
化処理層深さよりも大きくなる歯面のすべり方向が得ら
れる塑性加工を行うことによって、駆動側における歯面
の強度がより一層向上した歯車となる。
は窒化処理層深さが非駆動側歯面部分の浸炭ないしは窒
化処理層深さよりも大きくなる歯面のすべり方向が得ら
れる塑性加工を行うことによって、駆動側における歯面
の強度がより一層向上した歯車となる。
【００１６】
【実施例】歯車素材としてＪＩＳ ＳＣｒ４２０鋼を選
び、この歯車素材から熱間転造用の歯車粗材を用意し
た。
び、この歯車素材から熱間転造用の歯車粗材を用意し
た。
【００１７】次いで、前記歯車粗材に対して、ガス浸炭
雰囲気中において浸炭処理を施して、表面に浸炭処理層
を形成させた。
雰囲気中において浸炭処理を施して、表面に浸炭処理層
を形成させた。
【００１８】続いて、表１の歯車欄に示す諸元の歯車に
成形するべく、同じく表１の工具欄に示す諸元の熱間転
造工具を用いて、熱間転造を行った。
成形するべく、同じく表１の工具欄に示す諸元の熱間転
造工具を用いて、熱間転造を行った。
【００１９】このとき、熱間転造に際しては、図１に示
すように、歯車粗材と転造工具とにおける転位係数を選
定することによって、歯車粗材と転造工具とのかみ合い
ピッチ円を定め、実施例Ｎｏ．１ではかみ合いピッチ円
Ｃ1 が基準ピッチ円近くにあるようにし、実施例Ｎｏ．
２ではかみ合いピッチ円Ｃ2 が歯先側に大きくずれてい
るようにし、実施例Ｎｏ．３ではかみ合いピッチ円Ｃ3
が歯元側に大きくずれているようにして、熱間転造の際
のメタルフローの方向（素材のすべり方向）が各図の矢
印方向となる熱間転造加工を行った。
すように、歯車粗材と転造工具とにおける転位係数を選
定することによって、歯車粗材と転造工具とのかみ合い
ピッチ円を定め、実施例Ｎｏ．１ではかみ合いピッチ円
Ｃ1 が基準ピッチ円近くにあるようにし、実施例Ｎｏ．
２ではかみ合いピッチ円Ｃ2 が歯先側に大きくずれてい
るようにし、実施例Ｎｏ．３ではかみ合いピッチ円Ｃ3
が歯元側に大きくずれているようにして、熱間転造の際
のメタルフローの方向（素材のすべり方向）が各図の矢
印方向となる熱間転造加工を行った。
【００２０】
【表１】
【００２１】この結果、実施例１，２，３の各歯車１，
２，３において、歯面部分の浸炭処理層深さが大きいも
のになっていると共に歯元部分の浸炭処理層深さが小さ
いものになっており、歯面部分の耐ピッチング性が良好
であると共に歯元部分の疲労強度が良好なものとなって
いた。
２，３において、歯面部分の浸炭処理層深さが大きいも
のになっていると共に歯元部分の浸炭処理層深さが小さ
いものになっており、歯面部分の耐ピッチング性が良好
であると共に歯元部分の疲労強度が良好なものとなって
いた。
【００２２】また、熱間転造の際の転位係数を選ぶこと
によってメタルフローの方向（素材のすべり方向）を調
整することにより、実施例Ｎｏ．２の歯車２では、図示
左側の歯面における浸炭処理層深さが右側の歯面におけ
る浸炭処理層深さよりも大きくなっていて、左側の歯面
が駆動側となり、実施例Ｎｏ．３の歯車３では、図示右
側の歯面における浸炭処理層深さが左側の歯面における
浸炭処理層深さよりも大きくなっていて、右側の歯面が
駆動側となるような使い方をするのに適したものとなっ
ていた。
によってメタルフローの方向（素材のすべり方向）を調
整することにより、実施例Ｎｏ．２の歯車２では、図示
左側の歯面における浸炭処理層深さが右側の歯面におけ
る浸炭処理層深さよりも大きくなっていて、左側の歯面
が駆動側となり、実施例Ｎｏ．３の歯車３では、図示右
側の歯面における浸炭処理層深さが左側の歯面における
浸炭処理層深さよりも大きくなっていて、右側の歯面が
駆動側となるような使い方をするのに適したものとなっ
ていた。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係わる歯車の製造方法では、所
定形状の歯形に成形する前の歯車粗材に対して浸炭ない
しは窒化処理を施したのち所定形状の歯形に塑性加工す
るに際し、歯車粗材における歯表面付近でのメタルフロ
ーの方向を調整して、塑性加工後の駆動側歯面部分の浸
炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面部分の浸炭な
いしは窒化処理層深さよりも大きくなっている歯車とす
る構成としたから、非駆動側歯面に比べて強度がより要
求される駆動側歯面の強度をより一層向上させたものと
することが可能であり、また、耐ピッチング性に優れて
いることが要求される歯面部分での浸炭ないしは窒化処
理層深さがより大きなものとなって歯面部分での耐ピッ
チング性が向上したものになると共に、疲労強度に優れ
ていることが要求される歯元部分での浸炭ないしは窒化
処理層深さがより小さなものとなって歯元部分の疲労強
度が向上したものとなっており、駆動側における歯面の
強度がより一層向上していると共に耐ピッチング性と疲
労強度の両方共に優れた歯車を防炭や半防炭などの面倒
な手段を用いることなく製造することが可能であり、特
性のばらつきも小さい品質のすぐれた歯車を塑性加工に
よって効率良く製造することが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
定形状の歯形に成形する前の歯車粗材に対して浸炭ない
しは窒化処理を施したのち所定形状の歯形に塑性加工す
るに際し、歯車粗材における歯表面付近でのメタルフロ
ーの方向を調整して、塑性加工後の駆動側歯面部分の浸
炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側歯面部分の浸炭な
いしは窒化処理層深さよりも大きくなっている歯車とす
る構成としたから、非駆動側歯面に比べて強度がより要
求される駆動側歯面の強度をより一層向上させたものと
することが可能であり、また、耐ピッチング性に優れて
いることが要求される歯面部分での浸炭ないしは窒化処
理層深さがより大きなものとなって歯面部分での耐ピッ
チング性が向上したものになると共に、疲労強度に優れ
ていることが要求される歯元部分での浸炭ないしは窒化
処理層深さがより小さなものとなって歯元部分の疲労強
度が向上したものとなっており、駆動側における歯面の
強度がより一層向上していると共に耐ピッチング性と疲
労強度の両方共に優れた歯車を防炭や半防炭などの面倒
な手段を用いることなく製造することが可能であり、特
性のばらつきも小さい品質のすぐれた歯車を塑性加工に
よって効率良く製造することが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例において製造した歯車の歯形部
分を拡大して示す説明図である。
分を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】 １ 歯車 ２ 歯車 ３ 歯車
Claims (2)
- 【請求項１】 所定形状の歯形に成形する前の歯車粗材
に対して浸炭ないしは窒化処理を施したのち所定形状の
歯形に塑性加工するに際し、歯車粗材における歯表面付
近でのメタルフローの方向を調整して、塑性加工後の駆
動側歯面部分の浸炭ないしは窒化処理層深さが非駆動側
歯面部分の浸炭ないしは窒化処理層深さよりも大きくな
っている歯車とすることを特徴とする歯車の製造方法。 - 【請求項２】 塑性加工後の歯面部分の浸炭ないしは窒
化処理層深さが大きくなっていると共に歯元部分の浸炭
ないしは窒化処理層深さが小さくなっている請求項１に
記載の歯車の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17983091A JP2921181B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17983091A JP2921181B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 歯車の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525610A JPH0525610A (ja) | 1993-02-02 |
| JP2921181B2 true JP2921181B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=16072642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17983091A Expired - Fee Related JP2921181B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 歯車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921181B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4629064B2 (ja) | 2007-03-23 | 2011-02-09 | 本田技研工業株式会社 | 浸炭部品の製造方法 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP17983091A patent/JP2921181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0525610A (ja) | 1993-02-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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