JP2938390B2 - 歯車のショットピーニング方法および歯車 - Google Patents
歯車のショットピーニング方法および歯車Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯車を回転させて
その歯車の外表面に向けてショット粒のショットを行っ
てその外表面を硬化させる歯車のショットピーニング方
法およびそのショットピーニング処理が施されてなる歯
車に関するものである。
その歯車の外表面に向けてショット粒のショットを行っ
てその外表面を硬化させる歯車のショットピーニング方
法およびそのショットピーニング処理が施されてなる歯
車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば自動車用エンジンの小型化
の要請に伴い使用される歯車の寸法も小さくする必要が
生じている。しかしながら、単に寸法を小さくするのみ
では回転トルクなどの負荷に耐えることができなくなる
ため歯車の強度を向上させる研究がいろいろとなされて
いる。この歯車の強度向上の一つの手段としてショット
ピーニングが知られている。このショットピーニング
は、歯車の外周面にインペラーもしくはノズルにより鋼
球等のショット粒を衝突させてその歯車を硬化させる処
理である。
の要請に伴い使用される歯車の寸法も小さくする必要が
生じている。しかしながら、単に寸法を小さくするのみ
では回転トルクなどの負荷に耐えることができなくなる
ため歯車の強度を向上させる研究がいろいろとなされて
いる。この歯車の強度向上の一つの手段としてショット
ピーニングが知られている。このショットピーニング
は、歯車の外周面にインペラーもしくはノズルにより鋼
球等のショット粒を衝突させてその歯車を硬化させる処
理である。
【０００３】図７に、ノズル式のショットピーニングの
一例が示されている。この図７において、歯車１００の
外表面には鋼球のようなショット粒１０１が衝突される
ようにされている。ここで、前記歯車１００は、歯先面
１０２と、歯底面１０３と、この歯底面１０３から前記
歯先面１０２に向かって曲設される例えばインボリュー
ト曲線で構成される歯形面１０４と、この歯形面１０４
と前記歯先面１０２との間に設けられる面取り面１０５
とを有する形状とされ、前記ショット粒１０１はノズル
１０６からショットされる。このノズル１０６からのシ
ョット粒１０１のショット方向１０７は、回転している
歯車１００に対して歯底面１０３に略垂直な方向とされ
る。
一例が示されている。この図７において、歯車１００の
外表面には鋼球のようなショット粒１０１が衝突される
ようにされている。ここで、前記歯車１００は、歯先面
１０２と、歯底面１０３と、この歯底面１０３から前記
歯先面１０２に向かって曲設される例えばインボリュー
ト曲線で構成される歯形面１０４と、この歯形面１０４
と前記歯先面１０２との間に設けられる面取り面１０５
とを有する形状とされ、前記ショット粒１０１はノズル
１０６からショットされる。このノズル１０６からのシ
ョット粒１０１のショット方向１０７は、回転している
歯車１００に対して歯底面１０３に略垂直な方向とされ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のショットピーニング方法では、歯車１００の歯先
部、特に歯形面１０４と面取り面１０５との稜線の部分
においてショット粒１０１の衝突時の衝撃による塑性変
形が生じ、歯形面１０４側に小さな突起１０８が形成さ
れるという問題点がある。この小さな突起１０８が形成
されると、この歯車１００と噛み合う他の歯車が傷付き
その歯車の寿命が短くなってしまう。また、このような
突起１０８が形成されると、歯車同士の噛み合い時に騒
音が発生するという問題点もある。
来のショットピーニング方法では、歯車１００の歯先
部、特に歯形面１０４と面取り面１０５との稜線の部分
においてショット粒１０１の衝突時の衝撃による塑性変
形が生じ、歯形面１０４側に小さな突起１０８が形成さ
れるという問題点がある。この小さな突起１０８が形成
されると、この歯車１００と噛み合う他の歯車が傷付き
その歯車の寿命が短くなってしまう。また、このような
突起１０８が形成されると、歯車同士の噛み合い時に騒
音が発生するという問題点もある。
【０００５】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、歯車の歯先部に突起を形成させ
ることなくその歯車を硬化させることのできる歯車のシ
ョットピーニング方法、およびこのショットピーニング
方法により硬化された強度の高い歯車を提供することを
目的とするものである。
ためになされたもので、歯車の歯先部に突起を形成させ
ることなくその歯車を硬化させることのできる歯車のシ
ョットピーニング方法、およびこのショットピーニング
方法により硬化された強度の高い歯車を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明による歯車のショットピ
ーニング方法は、歯先面と、歯底面と、この歯底面から
前記歯先面に向かって曲設される歯形面と、この歯形面
と前記歯先面との間に設けられる面取り面とを有する歯
車を回転させ、この歯車の外表面に向けてショット粒の
ショットを行ってその外表面を硬化させる歯車のショッ
トピーニング方法であって、前記歯車の歯先部に選択的
にショット粒が衝突するようにそのショット粒のショッ
トを行う予備ショット工程と、この予備ショット工程の
後に前記歯車全体にショット粒が衝突するように前記歯
底面に略垂直にそのショット粒のショットを行う歯底ね
らいショット工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
目的を達成するために、本発明による歯車のショットピ
ーニング方法は、歯先面と、歯底面と、この歯底面から
前記歯先面に向かって曲設される歯形面と、この歯形面
と前記歯先面との間に設けられる面取り面とを有する歯
車を回転させ、この歯車の外表面に向けてショット粒の
ショットを行ってその外表面を硬化させる歯車のショッ
トピーニング方法であって、前記歯車の歯先部に選択的
にショット粒が衝突するようにそのショット粒のショッ
トを行う予備ショット工程と、この予備ショット工程の
後に前記歯車全体にショット粒が衝突するように前記歯
底面に略垂直にそのショット粒のショットを行う歯底ね
らいショット工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
【０００７】本発明による歯車のショットピーニング方
法によれば、この歯車の歯底面に対し略垂直方向にショ
ット粒を衝突させる歯底ねらいショットに先立って、歯
車の歯先部に予備ショットとしてショット粒を衝突させ
ることによりその歯車の歯先部が予め硬化せしめられ
る。したがって、前記歯底ねらいショットにおいて歯先
部にショット粒が衝突してもその歯先部に突起が形成さ
れることがなく硬化の程度がより高められる。こうし
て、この歯車と噛み合う他の歯車の寿命を短くしたり、
また歯車同士の噛み合い時に騒音が発生するなどの不具
合を解消することができる。
法によれば、この歯車の歯底面に対し略垂直方向にショ
ット粒を衝突させる歯底ねらいショットに先立って、歯
車の歯先部に予備ショットとしてショット粒を衝突させ
ることによりその歯車の歯先部が予め硬化せしめられ
る。したがって、前記歯底ねらいショットにおいて歯先
部にショット粒が衝突してもその歯先部に突起が形成さ
れることがなく硬化の程度がより高められる。こうし
て、この歯車と噛み合う他の歯車の寿命を短くしたり、
また歯車同士の噛み合い時に騒音が発生するなどの不具
合を解消することができる。
【０００８】本発明においては、前記歯車の軸線に直交
する平面内において、前記予備ショット工程における前
記ショット粒のショットは、前記歯車の回転方向前部の
面取り線と歯形線との稜点をねらってなされ、かつその
稜点を角部とする内角の二等分線と、この稜点に対向す
る他の歯の最上点とを結ぶ直線とにより挟まれる領域内
にそのショットのためのノズル軸が位置せしめられるの
が好ましい。
する平面内において、前記予備ショット工程における前
記ショット粒のショットは、前記歯車の回転方向前部の
面取り線と歯形線との稜点をねらってなされ、かつその
稜点を角部とする内角の二等分線と、この稜点に対向す
る他の歯の最上点とを結ぶ直線とにより挟まれる領域内
にそのショットのためのノズル軸が位置せしめられるの
が好ましい。
【０００９】予備ショット工程におけるショット粒のシ
ョット方向を前述のように設定することにより、突起が
特に形成されやすい面取り線と歯形線との稜点の近傍部
分が硬化されるとともに押しつぶされて角がとれるかま
たはより鈍角になるように変形されるので、歯面への突
起形成がより効果的に抑止される。この場合、ショット
粒のショット方向の軸が前記稜点を角部とする内角の二
等分線を越えて外側に出ると、面取り面と歯形面との稜
線においてショット粒の衝突力が歯形面側に偏って加わ
るようになるので、この歯形面側に突起が生じやすくな
る。また、このショット方向の軸が前記稜点に対向する
他の歯の最上点とを結ぶ直線を越えて外側に出ると、こ
の対向する他の歯が邪魔になって前記稜点をねらうショ
ットができなくなる。
ョット方向を前述のように設定することにより、突起が
特に形成されやすい面取り線と歯形線との稜点の近傍部
分が硬化されるとともに押しつぶされて角がとれるかま
たはより鈍角になるように変形されるので、歯面への突
起形成がより効果的に抑止される。この場合、ショット
粒のショット方向の軸が前記稜点を角部とする内角の二
等分線を越えて外側に出ると、面取り面と歯形面との稜
線においてショット粒の衝突力が歯形面側に偏って加わ
るようになるので、この歯形面側に突起が生じやすくな
る。また、このショット方向の軸が前記稜点に対向する
他の歯の最上点とを結ぶ直線を越えて外側に出ると、こ
の対向する他の歯が邪魔になって前記稜点をねらうショ
ットができなくなる。
【００１０】また、本発明においては、前記歯車の軸線
に直交する平面内において、前記予備ショット工程にお
ける前記ショット粒のショットは、前記歯車の回転方向
後部の面取り線と歯形線との稜点をねらってなされ、か
つ前記歯先線の延長線と前記回転方向後部の面取り線の
延長線とにより挟まれる領域内にそのショットのための
ノズル軸が位置せしめられるようにすることもできる。
に直交する平面内において、前記予備ショット工程にお
ける前記ショット粒のショットは、前記歯車の回転方向
後部の面取り線と歯形線との稜点をねらってなされ、か
つ前記歯先線の延長線と前記回転方向後部の面取り線の
延長線とにより挟まれる領域内にそのショットのための
ノズル軸が位置せしめられるようにすることもできる。
【００１１】予備ショット工程におけるショット粒のシ
ョット方向をこのように設定するものにおいては、前記
ショット粒のショット方向の軸が前記歯車の回転方向後
部の面取り線の延長線を越えると、この回転方向後部の
面取り線とその面取り線に隣接する歯形線との稜点に横
方向からショット粒が衝突するのでその稜点部分より歯
形面側に突起が生じやすい。また、このショット方向の
軸が歯先線の延長線を越えるとその歯先線と前記歯車の
回転方向後部の面取り線との稜点をねらうショットがで
きなくなる。
ョット方向をこのように設定するものにおいては、前記
ショット粒のショット方向の軸が前記歯車の回転方向後
部の面取り線の延長線を越えると、この回転方向後部の
面取り線とその面取り線に隣接する歯形線との稜点に横
方向からショット粒が衝突するのでその稜点部分より歯
形面側に突起が生じやすい。また、このショット方向の
軸が歯先線の延長線を越えるとその歯先線と前記歯車の
回転方向後部の面取り線との稜点をねらうショットがで
きなくなる。
【００１２】次に、本発明による歯車は、歯先面と、歯
底面と、この歯底面から前記歯先面に向かって曲設され
る歯形面と、この歯形面と前記歯先面との間に設けられ
る面取り面とを有する外表面を備え、この外表面にショ
ット粒の衝突によるショットピーニング処理が施されて
なる歯車であって、このショットピーニング処理は、前
記歯車の歯先部に選択的にショット粒が衝突するように
そのショット粒のショットを行う予備ショットと、この
予備ショットの後に前記歯車全体にショット粒が衝突す
るように前記歯底面に略垂直にそのショット粒のショッ
トを行う歯底ねらいショットとを含む処理であることを
特徴とするものである。
底面と、この歯底面から前記歯先面に向かって曲設され
る歯形面と、この歯形面と前記歯先面との間に設けられ
る面取り面とを有する外表面を備え、この外表面にショ
ット粒の衝突によるショットピーニング処理が施されて
なる歯車であって、このショットピーニング処理は、前
記歯車の歯先部に選択的にショット粒が衝突するように
そのショット粒のショットを行う予備ショットと、この
予備ショットの後に前記歯車全体にショット粒が衝突す
るように前記歯底面に略垂直にそのショット粒のショッ
トを行う歯底ねらいショットとを含む処理であることを
特徴とするものである。
【００１３】本発明による歯車は、この歯車の歯底面に
対して直交方向でショット粒をその歯車に衝突させる歯
底ねらいショットに先立って、歯車の歯先部に予備ショ
ットとしてショット粒を衝突させることによりその歯車
の歯先部を予め硬化させることにより得られるものであ
るため、歯先部に突起が形成されていない。
対して直交方向でショット粒をその歯車に衝突させる歯
底ねらいショットに先立って、歯車の歯先部に予備ショ
ットとしてショット粒を衝突させることによりその歯車
の歯先部を予め硬化させることにより得られるものであ
るため、歯先部に突起が形成されていない。
【００１４】本発明による歯車において、前記歯車の軸
線に直交する平面内において、前記予備ショットにおけ
る前記ショット粒のショットは、前記歯車の回転方向前
部の面取り線と歯形線との稜点をねらってなされ、かつ
その稜点を角部とする内角の二等分線と、この稜点に対
向する他の歯の最上点とを結ぶ直線とにより挟まれる領
域内にそのショットのためのノズル軸が位置せしめられ
るものであるのが好ましい。
線に直交する平面内において、前記予備ショットにおけ
る前記ショット粒のショットは、前記歯車の回転方向前
部の面取り線と歯形線との稜点をねらってなされ、かつ
その稜点を角部とする内角の二等分線と、この稜点に対
向する他の歯の最上点とを結ぶ直線とにより挟まれる領
域内にそのショットのためのノズル軸が位置せしめられ
るものであるのが好ましい。
【００１５】また、前記歯車の軸線に直交する平面内に
おいて、前記予備ショット工程における前記ショット粒
のショットは、前記歯車の回転方向後部の面取り線と歯
形線との稜点をねらってなされ、かつ前記歯先線の延長
線と前記回転方向後部の面取り線の延長線とにより挟ま
れる領域内にそのショットのためのノズル軸が位置せし
められるものであるものであっても良い。
おいて、前記予備ショット工程における前記ショット粒
のショットは、前記歯車の回転方向後部の面取り線と歯
形線との稜点をねらってなされ、かつ前記歯先線の延長
線と前記回転方向後部の面取り線の延長線とにより挟ま
れる領域内にそのショットのためのノズル軸が位置せし
められるものであるものであっても良い。
【００１６】本発明においては、前記歯底ねらいショッ
トのアークハイト値を０．６ｍｍＡ以上にし、かつ前記
歯形面と前記面取り面との稜線に生成される歯先突起量
を５μ以下にしてなる歯車とすることができる。
トのアークハイト値を０．６ｍｍＡ以上にし、かつ前記
歯形面と前記面取り面との稜線に生成される歯先突起量
を５μ以下にしてなる歯車とすることができる。
【００１７】このような歯車によれば、歯形面と面取り
面との稜線に生成される歯先突起量が、歯面の面粗さな
どから検討した場合の許容される突起量である５μ以下
にされており、かつアークハイト値が０．６ｍｍＡ以上
にされてハードショットピーニングと称される高い圧縮
残留応力が付与されて高強度化が図られている。したが
って、製品としての強度と精度とを両立させることので
きる歯車を得ることができる。
面との稜線に生成される歯先突起量が、歯面の面粗さな
どから検討した場合の許容される突起量である５μ以下
にされており、かつアークハイト値が０．６ｍｍＡ以上
にされてハードショットピーニングと称される高い圧縮
残留応力が付与されて高強度化が図られている。したが
って、製品としての強度と精度とを両立させることので
きる歯車を得ることができる。
【００１８】本発明の他の目的は、後述される詳細な説
明から明らかにされる。しかしながら、詳細な説明およ
び具体的実施例は最も好ましい実施態様について説明す
るが、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変
形はその詳細な説明から当業者にとって明らかであるこ
とから、具体的例として述べるものである。
明から明らかにされる。しかしながら、詳細な説明およ
び具体的実施例は最も好ましい実施態様について説明す
るが、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変
形はその詳細な説明から当業者にとって明らかであるこ
とから、具体的例として述べるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明による歯車のショッ
トピーニング方法および歯車の具体的実施例につき図面
を参照しつつ説明する。
トピーニング方法および歯車の具体的実施例につき図面
を参照しつつ説明する。
【００２０】図１に、本発明の一実施例に係る歯車の予
備ショット工程を示す部分的側面図が示されている。
備ショット工程を示す部分的側面図が示されている。
【００２１】本実施例の歯車においては、外表面が、歯
先面１と、歯底面２と、この歯底面２から前記歯先面１
に向かって曲設されるとともに歯３Ａの側面をなす左右
のインボリュート面４ａ，４ｂと、このインボリュート
面４ａ，４ｂと前記歯先面１との間に設けられる面取り
面５ａ，５ｂとを有する形状とされている。この図１に
おいて左側のインボリュート面４ａと面取り面５ａとが
なす稜線（以下、説明を分かりやすくするために、この
稜線を歯車の軸線に直交する平面内の点（稜点）６ａと
して説明する。）をねらうようにショット粒（本実施例
では鋼球）のショットのためのエアーノズル７が配され
る、言い換えれば、エアーノズル７からの鋼球ショット
の軸線８が稜点６ａを通るようにそのエアーノズル７が
配される。
先面１と、歯底面２と、この歯底面２から前記歯先面１
に向かって曲設されるとともに歯３Ａの側面をなす左右
のインボリュート面４ａ，４ｂと、このインボリュート
面４ａ，４ｂと前記歯先面１との間に設けられる面取り
面５ａ，５ｂとを有する形状とされている。この図１に
おいて左側のインボリュート面４ａと面取り面５ａとが
なす稜線（以下、説明を分かりやすくするために、この
稜線を歯車の軸線に直交する平面内の点（稜点）６ａと
して説明する。）をねらうようにショット粒（本実施例
では鋼球）のショットのためのエアーノズル７が配され
る、言い換えれば、エアーノズル７からの鋼球ショット
の軸線８が稜点６ａを通るようにそのエアーノズル７が
配される。
【００２２】また、このエアーノズル７の軸線８は、前
記稜点６ａの角部の内角の二等分線９と、この稜点６ａ
に対向する歯３Ｂの最上点とを結ぶ直線１０とにより挟
まれる領域内に位置せしめられる。ここで、歯車は図１
において反時計方向に回転しており前記稜点６ａ，面取
り面５ａ，インボリュート面４ａはそのエアーノズル７
に対面して向かっていくように移動する。なお、図１に
示される状態は一瞬の状態を捕らえたものである。した
がって、エアーノズル７からショットされた鋼球は前記
稜点６ａおよびその周囲の領域、言い換えれば歯３Ａの
歯先部に衝突してその歯先部を硬化させる。特に前記稜
点６ａにおいては、前述の従来例（図７）に示されるよ
うな突起１０８が形成されやすいインボリュート面４ａ
側が押しつぶされ、角がとれるかまたは鈍角になる。こ
の結果、後述する歯底ねらいショットにおいて前記稜点
６ａのインボリュート面４ａ側に突起が形成されなくな
る。
記稜点６ａの角部の内角の二等分線９と、この稜点６ａ
に対向する歯３Ｂの最上点とを結ぶ直線１０とにより挟
まれる領域内に位置せしめられる。ここで、歯車は図１
において反時計方向に回転しており前記稜点６ａ，面取
り面５ａ，インボリュート面４ａはそのエアーノズル７
に対面して向かっていくように移動する。なお、図１に
示される状態は一瞬の状態を捕らえたものである。した
がって、エアーノズル７からショットされた鋼球は前記
稜点６ａおよびその周囲の領域、言い換えれば歯３Ａの
歯先部に衝突してその歯先部を硬化させる。特に前記稜
点６ａにおいては、前述の従来例（図７）に示されるよ
うな突起１０８が形成されやすいインボリュート面４ａ
側が押しつぶされ、角がとれるかまたは鈍角になる。こ
の結果、後述する歯底ねらいショットにおいて前記稜点
６ａのインボリュート面４ａ側に突起が形成されなくな
る。
【００２３】ここで、エアーノズル７の軸線８が前記直
線１０の外側（図中下側）に出ると歯３Ｂが邪魔になっ
て前記稜点６をねらうことができなくなり、またエアー
ノズル７の軸線８が前記二等分線９の外側（図中上側）
に出ると前記稜点６のインボリュート面４ａ側に突起が
形成され易くなってしまう。
線１０の外側（図中下側）に出ると歯３Ｂが邪魔になっ
て前記稜点６をねらうことができなくなり、またエアー
ノズル７の軸線８が前記二等分線９の外側（図中上側）
に出ると前記稜点６のインボリュート面４ａ側に突起が
形成され易くなってしまう。
【００２４】なお、好ましくは、歯車は図１のように反
時計方向に回転して歯先部が硬化された後、表裏反転さ
れて同様の予備ショットが行われるのが良い。こうする
ことで、歯３Ａは左右対象に硬化され、左右均一に強度
が向上する。
時計方向に回転して歯先部が硬化された後、表裏反転さ
れて同様の予備ショットが行われるのが良い。こうする
ことで、歯３Ａは左右対象に硬化され、左右均一に強度
が向上する。
【００２５】図２に、エアーノズル７のショット方向の
別の実施例が示されている。この図２に示される例にお
いて、エアーノズル７の軸線８は、このエアーノズル７
に向かってくる面取り面５ａに対し歯車の回転方向後部
の面取り面５ｂと歯先面１との稜点１１を通過するとと
もに、この歯先面１の延長線１２と前記回転方向後部の
面取り面５ｂの延長線１３とにより挟まれる領域内に位
置せしめられる。この図２の状態も一瞬を捕らえたもの
であり、実際には鋼球は歯３Ａの歯先部全体に衝突す
る。
別の実施例が示されている。この図２に示される例にお
いて、エアーノズル７の軸線８は、このエアーノズル７
に向かってくる面取り面５ａに対し歯車の回転方向後部
の面取り面５ｂと歯先面１との稜点１１を通過するとと
もに、この歯先面１の延長線１２と前記回転方向後部の
面取り面５ｂの延長線１３とにより挟まれる領域内に位
置せしめられる。この図２の状態も一瞬を捕らえたもの
であり、実際には鋼球は歯３Ａの歯先部全体に衝突す
る。
【００２６】ここで、エアーノズル７の軸線８が前記延
長線１２の外側（図中下側）に出ると前記稜点１１をね
らうことができなくなり、またエアーノズル７の軸線８
が前記延長線１３の外側（図中上側）に出ると右側の面
取り面５ｂとインボリュート面４ｂとがなす稜点６ｂの
そのインボリュート面４ｂ側に突起が形成されるように
なる。
長線１２の外側（図中下側）に出ると前記稜点１１をね
らうことができなくなり、またエアーノズル７の軸線８
が前記延長線１３の外側（図中上側）に出ると右側の面
取り面５ｂとインボリュート面４ｂとがなす稜点６ｂの
そのインボリュート面４ｂ側に突起が形成されるように
なる。
【００２７】また、この態様においても、好ましくは、
歯車が図２のように反時計方向に回転して歯先部が硬化
された後、表裏反転されて同様の予備ショットが行われ
るのが良い。こうすることで、歯３Ａは左右対象に硬化
され、左右均一に強度が向上する。
歯車が図２のように反時計方向に回転して歯先部が硬化
された後、表裏反転されて同様の予備ショットが行われ
るのが良い。こうすることで、歯３Ａは左右対象に硬化
され、左右均一に強度が向上する。
【００２８】次に、前記図１，図２に示されるように予
備ショットを行うことにより歯車の歯先部を硬化させた
後、図３に示されるようにエアーノズル７’の軸線８’
が歯底面２に垂直になるようにそのエアーノズル７’を
配して、歯底ねらいショットを行う。この歯底ねらいシ
ョットの際も歯車は回転しているので、鋼球は、歯底面
２，インボリュート面４ａ，４ｂ，面取り面５ａ，５
ｂ，歯先面１の全てに衝突し歯車全体を硬化させる。こ
の歯底ねらいショットにおいて、歯先部は前記予備ショ
ットにより硬化されているのでその歯先部に突起が形成
されることはない。
備ショットを行うことにより歯車の歯先部を硬化させた
後、図３に示されるようにエアーノズル７’の軸線８’
が歯底面２に垂直になるようにそのエアーノズル７’を
配して、歯底ねらいショットを行う。この歯底ねらいシ
ョットの際も歯車は回転しているので、鋼球は、歯底面
２，インボリュート面４ａ，４ｂ，面取り面５ａ，５
ｂ，歯先面１の全てに衝突し歯車全体を硬化させる。こ
の歯底ねらいショットにおいて、歯先部は前記予備ショ
ットにより硬化されているのでその歯先部に突起が形成
されることはない。
【００２９】図４に、歯車とエアーノズル７，７’との
位置関係が示されている。一例として、この歯車の直径
は１０５．８８ｍｍであり、またエアーノズル７は鋼球
２０をショットする幅（ショット領域の左端部２１から
右端部２２までの距離）が２０ｍｍである。このエアー
ノズル７の位置は、前記ショット領域の左端部２１が、
このエアーノズル７の軸線８と垂直な歯車の半径線分２
３と３４°の角度をなす半径線分２４の先端部と接する
位置になるようにされている。この結果、このエアーノ
ズル７の軸線と歯車の中心２５との距離が５９ｍｍとな
る。このエアーノズル７の歯車に対する位置は前記図２
に示す予備ショットを行うための位置である。
位置関係が示されている。一例として、この歯車の直径
は１０５．８８ｍｍであり、またエアーノズル７は鋼球
２０をショットする幅（ショット領域の左端部２１から
右端部２２までの距離）が２０ｍｍである。このエアー
ノズル７の位置は、前記ショット領域の左端部２１が、
このエアーノズル７の軸線８と垂直な歯車の半径線分２
３と３４°の角度をなす半径線分２４の先端部と接する
位置になるようにされている。この結果、このエアーノ
ズル７の軸線と歯車の中心２５との距離が５９ｍｍとな
る。このエアーノズル７の歯車に対する位置は前記図２
に示す予備ショットを行うための位置である。
【００３０】図４において、歯底ねらいショットのため
のエアーノズル７’は前記エアーノズル７と同じ寸法を
有しそのエアーノズル７と平行に配されている。歯底ね
らいショットのためのエアーノズル７’の軸線８’は歯
車の中心２５を通り、このエアーノズル７’の軸線８’
とエアーノズル７の軸線８との距離は５９ｍｍとされて
いる。
のエアーノズル７’は前記エアーノズル７と同じ寸法を
有しそのエアーノズル７と平行に配されている。歯底ね
らいショットのためのエアーノズル７’の軸線８’は歯
車の中心２５を通り、このエアーノズル７’の軸線８’
とエアーノズル７の軸線８との距離は５９ｍｍとされて
いる。
【００３１】次に、この図４に示される装置を利用して
歯車にショットピーニングを施した場合の具体例を図
５，図６によって説明する。歯車としては、前述のよう
に直径１０５．８８ｍｍの平歯車（モジュール：３．
０、圧力角：２０°、歯数：３３、材質：ＳＮＣＭ２２
０Ｈ，熱処理，浸炭浸窒，焼入れ焼き戻し）を用いる。
この歯車については、図６に示される上半分にはエアー
ノズル７とエアーノズル７’とを用いて予備ショットと
歯底ねらいショットとを行い、下半分についてはエアー
ノズル７’のみを用いて歯底ねらいショットを行う。な
お、各ショットは、種々のアークハイト値（ショットの
強さを示す指標）について行うとともに、同一アークハ
イト値に対して１０回行う。表１に、上半分および下半
分のそれぞれのテストの手順が工程順に示されている。
歯車にショットピーニングを施した場合の具体例を図
５，図６によって説明する。歯車としては、前述のよう
に直径１０５．８８ｍｍの平歯車（モジュール：３．
０、圧力角：２０°、歯数：３３、材質：ＳＮＣＭ２２
０Ｈ，熱処理，浸炭浸窒，焼入れ焼き戻し）を用いる。
この歯車については、図６に示される上半分にはエアー
ノズル７とエアーノズル７’とを用いて予備ショットと
歯底ねらいショットとを行い、下半分についてはエアー
ノズル７’のみを用いて歯底ねらいショットを行う。な
お、各ショットは、種々のアークハイト値（ショットの
強さを示す指標）について行うとともに、同一アークハ
イト値に対して１０回行う。表１に、上半分および下半
分のそれぞれのテストの手順が工程順に示されている。
【００３２】
【表１】
【００３３】このテストにおいて、予備ショットは２ｋ
ｇ／ｃｍ2 で、鋼球をショット粒として行われる。この
予備ショットは、歯先部全体を平均的に硬化させるのが
目的であり、条件的な制約は特にないが、実用上は歯形
面の面粗さを大きく荒らさせないように、歯底ねらいの
アークハイト値を上回らないアークハイト値で実施する
のが好ましい。図５（ａ），（ｂ）に、このテストの結
果が予備ショットありの場合と、予備ショットなしの場
合とを比較する形で示されている。（ａ）は、アークハ
イト値と最大歯先突起量および圧縮残留応力の関係を示
すグラフであり、（ｂ）はアークハイト値と平均歯先突
起量の関係を示すグラフである。
ｇ／ｃｍ2 で、鋼球をショット粒として行われる。この
予備ショットは、歯先部全体を平均的に硬化させるのが
目的であり、条件的な制約は特にないが、実用上は歯形
面の面粗さを大きく荒らさせないように、歯底ねらいの
アークハイト値を上回らないアークハイト値で実施する
のが好ましい。図５（ａ），（ｂ）に、このテストの結
果が予備ショットありの場合と、予備ショットなしの場
合とを比較する形で示されている。（ａ）は、アークハ
イト値と最大歯先突起量および圧縮残留応力の関係を示
すグラフであり、（ｂ）はアークハイト値と平均歯先突
起量の関係を示すグラフである。
【００３４】図５のグラフから明らかなように、予備シ
ョットがない場合には、アークハイト値が増加するほど
圧縮残留応力が増加するが、逆に歯先突起量も増加し、
強度が向上する反面、歯形形状が低下することがわか
る。また、予備ショットを施せば、アークハイト値を増
加させても最大歯先突起量および平均歯先突起量がいず
れも小さく抑えられることがわかる。
ョットがない場合には、アークハイト値が増加するほど
圧縮残留応力が増加するが、逆に歯先突起量も増加し、
強度が向上する反面、歯形形状が低下することがわか
る。また、予備ショットを施せば、アークハイト値を増
加させても最大歯先突起量および平均歯先突起量がいず
れも小さく抑えられることがわかる。
【００３５】ところで、一般に、許容できる歯先突起量
は、面粗さなどから検討した場合に５μ程度であること
から、アークハイト値が０．６ｍｍＡ未満では予備ショ
ットなしでも実用上問題がないが、ハードショットピー
ニングと称される、高い圧縮残留応力を付与して高強度
化を図った歯車では１００ｋｇ／ｍｍ2 （図５ではマイ
ナス値で表されている。）以上の圧縮応力が必要とされ
ており、アークハイト値に換算すると、０．６ｍｍＡ以
上の強度が必要である。すなわち、アークハイト値が
０．６ｍｍＡ以上の高強度の歯車を製作する場合には、
歯先突起量が５μ以上となるために、本実施例の予備シ
ョットが不可欠になると言える。なお、アークハイト値
が１．０ｍｍＡを越えた場合にも予備ショットは有効で
あるが、実用上は圧縮残留応力が飽和する１．０ｍｍＡ
以下のアークハイト値で操業するのが普通である。
は、面粗さなどから検討した場合に５μ程度であること
から、アークハイト値が０．６ｍｍＡ未満では予備ショ
ットなしでも実用上問題がないが、ハードショットピー
ニングと称される、高い圧縮残留応力を付与して高強度
化を図った歯車では１００ｋｇ／ｍｍ2 （図５ではマイ
ナス値で表されている。）以上の圧縮応力が必要とされ
ており、アークハイト値に換算すると、０．６ｍｍＡ以
上の強度が必要である。すなわち、アークハイト値が
０．６ｍｍＡ以上の高強度の歯車を製作する場合には、
歯先突起量が５μ以上となるために、本実施例の予備シ
ョットが不可欠になると言える。なお、アークハイト値
が１．０ｍｍＡを越えた場合にも予備ショットは有効で
あるが、実用上は圧縮残留応力が飽和する１．０ｍｍＡ
以下のアークハイト値で操業するのが普通である。
【００３６】本実施例においては、予備ショットのため
のエアーノズル７とは別に歯底ねらいショットのための
エアーノズル７’を用いるものとしたが、１台のショッ
トピーニング装置において、予備ショットのためのエア
ーノズル７の設置角度を変えて歯底ねらいショットに用
いてもよい。また、歯車の歯の予備ショットにおいて左
右両面を均一に硬化させるためにその歯車を表裏反転す
る代わりに、エアーノズル７として左側面をねらう予備
ショットのものと右側面をねらう予備ショットのものの
２基を設けるようにしても良い。また１基のエアーノズ
ルを左右側部から予備ショットできるように方向を変え
るようにしてもよい。
のエアーノズル７とは別に歯底ねらいショットのための
エアーノズル７’を用いるものとしたが、１台のショッ
トピーニング装置において、予備ショットのためのエア
ーノズル７の設置角度を変えて歯底ねらいショットに用
いてもよい。また、歯車の歯の予備ショットにおいて左
右両面を均一に硬化させるためにその歯車を表裏反転す
る代わりに、エアーノズル７として左側面をねらう予備
ショットのものと右側面をねらう予備ショットのものの
２基を設けるようにしても良い。また１基のエアーノズ
ルを左右側部から予備ショットできるように方向を変え
るようにしてもよい。
【００３７】本実施例においては、ショット粒として鋼
球を用いるものを説明したが、この鋼球以外に、ガラス
ビーズ，アルミナ球もしくは超硬球などを用いることも
可能である。また、予備ショットのショット粒の大きさ
も特に制約はない。ただ、一般的には直径１．２ｍｍ以
下のものが用いられる。
球を用いるものを説明したが、この鋼球以外に、ガラス
ビーズ，アルミナ球もしくは超硬球などを用いることも
可能である。また、予備ショットのショット粒の大きさ
も特に制約はない。ただ、一般的には直径１．２ｍｍ以
下のものが用いられる。
【００３８】本実施例においては、歯形曲線としてイン
ボリュート曲線のものを説明したが、この歯形曲線は、
他にサイクロイド曲線や直線等の種々のものがある。本
発明はそれら種々の歯形曲線のものに適用しても有効で
ある。
ボリュート曲線のものを説明したが、この歯形曲線は、
他にサイクロイド曲線や直線等の種々のものがある。本
発明はそれら種々の歯形曲線のものに適用しても有効で
ある。
【００３９】前述のように、本発明は、種々に変更可能
なことは明らかである。このような変更は本発明の精神
および範囲に反することなく、また当業者にとって明瞭
な全てのそのような変形、変更は請求の範囲に含まれる
ものである。
なことは明らかである。このような変更は本発明の精神
および範囲に反することなく、また当業者にとって明瞭
な全てのそのような変形、変更は請求の範囲に含まれる
ものである。
【図１】図１は、本実施例における予備ショット工程を
示す部分的側面図である。
示す部分的側面図である。
【図２】図２は、本実施例における別の予備ショット工
程を示す部分的側面図である。
程を示す部分的側面図である。
【図３】図３は、本実施例における歯底ねらいショット
工程を示す部分的側面図である。
工程を示す部分的側面図である。
【図４】図４は、本実施例の歯車のショットピーニング
方法を実施するための概略構成図である。
方法を実施するための概略構成図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、本実施例によるショット
ピーニングのテスト結果を示すグラフである。
ピーニングのテスト結果を示すグラフである。
【図６】図６は、本実施例において硬化される歯車の斜
視図である。
視図である。
【図７】図７は、従来技術の問題点を示す図である。
１ 歯先面 ２ 歯底面 ３Ａ，３Ｂ 歯 ４ａ，４ｂ インボリュート面 ５ａ，５ｂ 面取り面 ６ａ，６ｂ，１１ 稜点 ７，７’ エアーノズル ８，８’ 軸線 ２０ 鋼球
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−301513（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−256672（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−97568（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−242994（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−21757（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−141521（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−254765（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107418（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−33047（ＪＰ，Ａ) 特開 平61−290272（ＪＰ，Ａ) 特開 平63−123673（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−120366（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−7245（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24C 1/10 F16H 55/06 C21D 7/06
Claims (7)
- 【請求項１】 歯先面と、歯底面と、この歯底面から前
記歯先面に向かって曲設される歯形面と、この歯形面と
前記歯先面との間に設けられる面取り面とを有する歯車
を回転させ、この歯車の外表面に向けてショット粒のシ
ョットを行ってその外表面を硬化させる歯車のショット
ピーニング方法であって、 前記歯車の歯先部に選択的にショット粒が衝突するよう
にそのショット粒のショットを行う予備ショット工程
と、この予備ショット工程の後に前記歯車全体にショッ
ト粒が衝突するように前記歯底面に略垂直にそのショッ
ト粒のショットを行う歯底ねらいショット工程とを含む
ことを特徴とする歯車のショットピーニング方法。 - 【請求項２】 前記歯車の軸線に直交する平面内におい
て、前記予備ショット工程における前記ショット粒のシ
ョットは、前記歯車の回転方向前部の面取り線と歯形線
との稜点をねらってなされ、かつその稜点を角部とする
内角の二等分線と、この稜点に対向する他の歯の最上点
とを結ぶ直線とにより挟まれる領域内にそのショットの
ためのノズル軸が位置せしめられることを特徴とする請
求項１に記載の歯車のショットピーニング方法。 - 【請求項３】 前記歯車の軸線に直交する平面内におい
て、前記予備ショット工程における前記ショット粒のシ
ョットは、前記歯車の回転方向後部の面取り線と歯形線
との稜点をねらってなされ、かつ前記歯先線の延長線と
前記回転方向後部の面取り線の延長線とにより挟まれる
領域内にそのショットのためのノズル軸が位置せしめら
れることを特徴とする請求項１に記載の歯車のショット
ピーニング方法。 - 【請求項４】 歯先面と、歯底面と、この歯底面から前
記歯先面に向かって曲設される歯形面と、この歯形面と
前記歯先面との間に設けられる面取り面とを有する外表
面を備え、この外表面にショット粒の衝突によるショッ
トピーニング処理が施されてなる歯車であって、 このショットピーニング処理は、前記歯車の歯先部に選
択的にショット粒が衝突するようにそのショット粒のシ
ョットを行う予備ショットと、この予備ショットの後に
前記歯車全体にショット粒が衝突するように前記歯底面
に略垂直にそのショット粒のショットを行う歯底ねらい
ショットとを含む処理であることを特徴とする歯車。 - 【請求項５】 前記歯車の軸線に直交する平面内におい
て、前記予備ショットにおける前記ショット粒のショッ
トは、前記歯車の回転方向前部の面取り線と歯形線との
稜点をねらってなされ、かつその稜点を角部とする内角
の二等分線と、この稜点に対向する他の歯の最上点とを
結ぶ直線とにより挟まれる領域内にそのショットのため
のノズル軸が位置せしめられるものであることを特徴と
する請求項４に記載の歯車。 - 【請求項６】 前記歯車の軸線に直交する平面内におい
て、前記予備ショット工程における前記ショット粒のシ
ョットは、前記歯車の回転方向後部の面取り線と歯形線
との稜点をねらってなされ、かつ前記歯先線の延長線と
前記回転方向後部の面取り線の延長線とにより挟まれる
領域内にそのショットのためのノズル軸が位置せしめら
れるものであることを特徴とする請求項４に記載の歯
車。 - 【請求項７】 前記歯底ねらいショットのアークハイト
値を０．６ｍｍＡ以上にし、かつ前記歯形面と前記面取
り面との稜線に生成される歯先突起量を５μ以下にして
なる請求項４〜６のいずれかに記載の歯車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16191596A JP2938390B2 (ja) | 1995-07-13 | 1996-06-21 | 歯車のショットピーニング方法および歯車 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-177779 | 1995-07-13 | ||
| JP17777995 | 1995-07-13 | ||
| JP16191596A JP2938390B2 (ja) | 1995-07-13 | 1996-06-21 | 歯車のショットピーニング方法および歯車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985624A JPH0985624A (ja) | 1997-03-31 |
| JP2938390B2 true JP2938390B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=26487866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16191596A Expired - Fee Related JP2938390B2 (ja) | 1995-07-13 | 1996-06-21 | 歯車のショットピーニング方法および歯車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938390B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008164176A (ja) * | 2008-03-28 | 2008-07-17 | Jtekt Corp | 遊星歯車機構を備えた車輌用差動歯車装置およびその製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008286386A (ja) * | 2007-04-16 | 2008-11-27 | Ntn Corp | 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置 |
| CA2709474C (en) | 2009-07-14 | 2016-04-26 | Engineered Abrasives, Inc. | Peen finishing |
| JP7077906B2 (ja) | 2018-10-12 | 2022-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 歯車の製造方法 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16191596A patent/JP2938390B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008164176A (ja) * | 2008-03-28 | 2008-07-17 | Jtekt Corp | 遊星歯車機構を備えた車輌用差動歯車装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0985624A (ja) | 1997-03-31 |
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