JP7487077B2

JP7487077B2 - Gear Manufacturing Method

Info

Publication number: JP7487077B2
Application number: JP2020190771A
Authority: JP
Inventors: 亘津野田; 具永小山田; 光正安村; 安弘岩本
Original assignee: Hitachi Nico Transmission Co Ltd
Current assignee: Hitachi Nico Transmission Co Ltd
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2024-05-20
Anticipated expiration: 2040-11-17
Also published as: JP2022079904A

Description

本発明は、歯面に溝を形成した歯車、その歯車を用いた歯車装置、および、歯車の歯面に溝を形成する歯車製造方法に関する。 The present invention relates to a gear with grooves formed on the tooth surface, a gear device using the gear, and a gear manufacturing method for forming grooves on the tooth surface of a gear.

産業用歯車装置においては、歯車の小型化による歯車装置の小型化や低コスト化が望まれている。しかし、歯車を単に小型化しただけでは、動力伝達時に歯面にかかる接触応力が増加してしまい、歯面が損傷し、歯車装置の振動や騒音が発生したり、歯車装置の機能が喪失したりするおそれがある。 In industrial gear devices, there is a demand for smaller gears to reduce the size and cost of the gear device. However, simply making the gears smaller increases the contact stress on the tooth surfaces during power transmission, which can damage the tooth surfaces and cause vibrations and noise in the gear device, or even cause the gear device to lose its functionality.

歯車に許容される接触応力は、材料条件（硬度分布や材料の清浄度など）に加えて、歯面同士の潤滑条件によっても律速される。前者の材料条件については、材料の選定や焼入れ条件により決定される。本発明では、後者の潤滑条件に着目する。 The allowable contact stress of gears is determined not only by the material conditions (hardness distribution, material cleanliness, etc.) but also by the lubrication conditions between the tooth surfaces. The former material conditions are determined by the material selection and hardening conditions. This invention focuses on the latter lubrication conditions.

歯車装置内では、歯面同士の接触部にすべり速度が発生するため、歯面間に油膜を形成するのが一般的である。この油膜が厚いほど、歯面同士の金属接触を回避でき、許容接触応力が向上することが知られている。そして、歯面間に厚い油膜を形成するには、より多くの潤滑油を滞留させる構造を接触部に設ける必要がある。潤滑油を滞留させる構造としては、例えば、接触の進行方向（平歯車の場合、歯丈方向）に油溝を形成した歯車が提案されている（非特許文献１）。しかし、歯車製造時に広く用いられる歯車研削盤では、接触の進行方向に油溝を形成することができず、潤滑油の十分な滞留効果が望めなかった。 In gear devices, a sliding velocity occurs at the contact points between the tooth flanks, so it is common to form an oil film between the tooth flanks. It is known that the thicker the oil film, the more metal contact between the tooth flanks can be avoided and the allowable contact stress can be improved. To form a thick oil film between the tooth flanks, a structure that retains more lubricating oil must be provided at the contact points. As a structure for retaining lubricating oil, for example, a gear with an oil groove formed in the contact direction (tooth height direction in the case of spur gears) has been proposed (Non-Patent Document 1). However, with gear grinding machines that are widely used in gear manufacturing, it is not possible to form an oil groove in the contact direction, and sufficient retention of lubricating oil cannot be expected.

また、非特許文献１とは目的が異なるが、歯面の進行方向に溝を形成する歯車の加工方法として、特許文献１の製造方法が知られている。この文献の要約書には「本出願は、インボリュート歯車として形成された複数のスパーギアと、前記複数のスパーギアに噛み合い、前記複数のスパーギアを同期回転させるインプットギアと、を備えるギア装置を開示する。前記複数のスパーギアそれぞれは、歯形方向に延びる研磨目が形成された歯面を有する。」との記載があり、また、段落００８２、００８３には「作業者は、遊離砥粒を、ノズル１４１から噴射させる。この結果、遊離砥粒は、第１インボリュート歯車１５０と第２インボリュート歯車１６０との噛合部分に供給される。」、「遊離砥粒は、第１インボリュート歯車１５０の歯面と第２インボリュート歯車１６０の歯面との間に介在するので、第１インボリュート歯車１５０及び第２インボリュート歯車１６０の歯面には、歯形方向に延びる研磨目が効率的に形成される。」との記載がある。すなわち、特許文献１によれば、遊離砥粒を歯面に供給し、歯形方向（歯面の進行方向）に延びる研磨目を形成することで、かみ合い部から発生する騒音を低減している。 Although the purpose is different from that of Non-Patent Document 1, the manufacturing method of Patent Document 1 is known as a gear processing method that forms grooves on the tooth surface in the direction of travel. The abstract of this document states, "This application discloses a gear device that includes a plurality of spur gears formed as involute gears and an input gear that meshes with the plurality of spur gears and rotates the plurality of spur gears synchronously. Each of the plurality of spur gears has a tooth surface on which grinding marks extending in the tooth profile direction are formed." Also, paragraphs 0082 and 0083 state, "The operator sprays free abrasive grains from the nozzle 141. As a result, the free abrasive grains are supplied to the meshing portion between the first involute gear 150 and the second involute gear 160." and "Since the free abrasive grains are interposed between the tooth surface of the first involute gear 150 and the tooth surface of the second involute gear 160, grinding marks extending in the tooth profile direction are efficiently formed on the tooth surfaces of the first involute gear 150 and the second involute gear 160." That is, according to Patent Document 1, noise generated from the meshing portion is reduced by supplying free abrasive grains to the tooth surface and forming grinding marks that extend in the tooth profile direction (the direction in which the tooth surface advances).

特開２０１７－２１４９４１号公報JP 2017-214941 A

日本理工学出版会、吉田彰、トライボ設計のための転がり疲れ寿命と面圧強さJapan Science and Technology Publishing Company, Akira Yoshida, Rolling fatigue life and surface pressure strength for tribo-design

上記したように、歯車の歯面強さを向上させるには、歯車装置の歯面間の油膜を厚くすれば良い。このためには、歯車の歯面に潤滑油を滞留させる溝を設けることが有効であるが、非特許文献１や特許文献１の歯車製造方法では、歯面の一方向にしか溝を設けることができず、十分な量の潤滑油を歯面に滞留させることが困難だった。 As mentioned above, the surface durability of gears can be improved by thickening the oil film between the tooth surfaces of the gear device. For this purpose, it is effective to provide grooves on the tooth surfaces of the gears to retain the lubricating oil, but with the gear manufacturing methods of Non-Patent Document 1 and Patent Document 1, grooves can only be provided in one direction on the tooth surfaces, making it difficult to retain a sufficient amount of lubricating oil on the tooth surfaces.

そこで、本発明では、回転工具を歯車の接触進行方向に走査して１方向目の溝を加工形成する際に、その溝と直交する２方向目の溝も同時に加工形成することで、潤滑油を十分に滞留できる数の溝を歯車歯面に加工形成する歯車製造方法、および、この製造方法により製造された歯車を提供することを目的する。 The present invention aims to provide a gear manufacturing method that processes and forms a number of grooves on the gear tooth surface that can adequately retain lubricating oil by scanning a rotating tool in the contact advancement direction of the gear to process and form grooves in a first direction, while simultaneously processing and forming grooves in a second direction perpendicular to the first groove, and to provide gears manufactured by this manufacturing method.

回転工具を歯車に接触させながら歯面の進行方向に走査することで前記歯面に進行方向溝を加工形成する第一ステップと、前記回転工具を前記歯車と接触させずに前記進行方向の直交方向に走査することで前記進行方向溝のない領域に前記回転工具を移動させる第二ステップと、を繰り返すことで、前記歯面に複数の前記進行方向溝を加工形成する歯車製造方法であって、前記第一ステップでは、前記回転工具が前記進行方向溝を加工形成する際に、前記進行方向溝と直交する直交方向溝が加工形成されることを特徴とする歯車製造方法。 A gear manufacturing method for machining and forming a plurality of progression direction grooves on the tooth surface by repeating a first step of machining and forming a progression direction groove on the tooth surface by scanning the rotating tool in the progression direction while in contact with the gear, and a second step of moving the rotating tool to an area without the progression direction groove by scanning the rotating tool in a direction perpendicular to the progression direction without contacting the gear, characterized in that in the first step, when the rotating tool machines and forms the progression direction groove, an orthogonal direction groove perpendicular to the progression direction groove is machined and formed.

本発明の歯車製造方法によれば、回転工具を歯車の接触進行方向に走査して１方向目の溝を加工形成する際に、その溝と直交する２方向目の溝も同時に加工形成することで、潤滑油を十分に滞留できる数の溝を歯車歯面に加工形成することができる。 According to the gear manufacturing method of the present invention, when a rotating tool is scanned in the contact advancement direction of the gear to machine and form grooves in a first direction, grooves in a second direction perpendicular to the first groove are also machined at the same time, so that a number of grooves that can adequately retain lubricating oil can be machined and formed on the gear tooth surface.

そして、本発明の歯車製造方法により製造した歯車によれば、歯車を小型化した場合であっても、十分な潤滑油を歯面に滞留させることができるので、歯面強さを向上させることができ歯車装置の小形化や長寿命化を図ることができる。 Furthermore, with gears manufactured using the gear manufacturing method of the present invention, sufficient lubricating oil can be retained on the tooth surface even when the gear is miniaturized, improving tooth surface durability and enabling the gear device to be miniaturized and have a longer life.

上記した以外の課題および構成、効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 Other issues, configurations, and advantages will become clearer in the following examples.

実施例１の歯車装置を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a gear device according to a first embodiment of the present invention; 実施例１の歯車の歯面を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a tooth surface of a gear according to a first embodiment; 実施例２の歯車製造方法を示す概念図FIG. 1 is a conceptual diagram showing a gear manufacturing method according to a second embodiment of the present invention; 実施例２の歯車製造方法を示す補助図FIG. 11 is an auxiliary view showing a gear manufacturing method according to a second embodiment of the present invention. 実施例２の油溝加工形成方法を示す概念図Conceptual diagram showing the oil groove machining method of Example 2

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

まず、図１と図２を用いて、本発明の実施例１にかかる歯車装置１０と歯車１１，１２を説明する。 First, the gear device 10 and gears 11 and 12 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 and 2.

図１は、本実施例の歯車装置１０の一例を示す斜視図である。ここに示す歯車装置１０は、平歯車である歯車１１と歯車１２をかみ合わせ、一方を駆動歯車、他方を被動歯車とすることで、一方の回転軸から他方の回転軸に動力を伝達する装置である。なお、図１では、説明簡略化のため、必要最低限の構成として単数の歯車対を例示したが、実際の歯車装置１０では、複数の歯車対や、別種の歯車を用いても良い。 Figure 1 is a perspective view showing an example of a gear device 10 of this embodiment. The gear device 10 shown here is a device that transmits power from one rotating shaft to the other rotating shaft by meshing spur gears 11 and 12, one of which is a drive gear and the other a driven gear. Note that in Figure 1, a single gear pair is shown as an example of the minimum necessary configuration for the sake of simplicity of explanation, but in an actual gear device 10, multiple gear pairs or different types of gears may be used.

各歯車の歯面１の摺動面１ａでは、高い接触応力やすべりが生じており、歯車材料に転がり疲労に伴う損傷が発生する。現在考えられている歯面１の損傷発生メカニズムの１つとして、歯面１の表面粗さ程度のサイズの突起が、相手歯面の突起と接触し、歯面損傷の起点となるという現象が挙げられる。その一方で、歯面のすべりを考慮して、歯面間には油膜を形成しており、これにより歯面同士が直接個体接触することを防いでいる。そのため、歯面間の油膜の厚さを厚くすれば、歯面強さが向上する。 High contact stress and slippage occur on the sliding surface 1a of the tooth flank 1 of each gear, causing damage to the gear material due to rolling fatigue. One currently thought mechanism for damage to the tooth flank 1 is the phenomenon in which protrusions of a size similar to the surface roughness of the tooth flank 1 come into contact with protrusions on the mating tooth flank, becoming the starting point for tooth flank damage. On the other hand, to take into account the slippage of the tooth flanks, an oil film is formed between the tooth flanks, preventing the tooth flanks from coming into direct solid contact with each other. Therefore, increasing the thickness of the oil film between the tooth flanks improves the tooth surface durability.

歯面間の油膜を厚くするには、潤滑油が歯面同士の接触部から逃げないように、歯面に油溝２を形成すれば良い。本実施例では、図２に示すように、各歯車の歯面に、歯面の接触進行方向（平歯車の場合、歯丈方向）の油溝（以下「進行方向溝２ａ」）と、それと直交する方向（平歯車の場合、歯筋方向）の油溝（以下「直交方向溝２ｂ」）を形成した。なお、図２では、歯面の全面に進行方向溝２ａと直交方向溝２ｂを形成しているが、これらの溝を全面に形成する必要は無く、例えば、歯車装置１０の稼働時に歯車同士が実際に接触する摺動面１ａにのみ、進行方向溝２ａと直交方向溝２ｂを形成した構成としても良い。また、図２は平歯車の例であるが、はすば歯車や傘歯車でも同様の構成となる。 To thicken the oil film between the tooth surfaces, an oil groove 2 may be formed on the tooth surface so that the lubricating oil does not escape from the contact area between the tooth surfaces. In this embodiment, as shown in FIG. 2, an oil groove (hereinafter referred to as "progression groove 2a") in the contact progression direction of the tooth surface (tooth depth direction in the case of spur gears) and an oil groove (hereinafter referred to as "orthogonal groove 2b") in the direction perpendicular to the contact progression direction (tooth trace direction in the case of spur gears) are formed on the tooth surface of each gear. In FIG. 2, the progression groove 2a and the orthogonal groove 2b are formed on the entire surface of the tooth surface, but it is not necessary to form these grooves on the entire surface. For example, the progression groove 2a and the orthogonal groove 2b may be formed only on the sliding surface 1a where the gears actually contact each other when the gear device 10 is in operation. Also, FIG. 2 shows an example of a spur gear, but the same configuration can be used for helical gears and bevel gears.

歯車装置１０の稼働時に歯車対の接触部で高圧となった潤滑油は、歯面１の接触進行方向（歯丈方向）やその直交方向（歯筋方向）に逃げようとする。しかし、本実施例の歯面１には進行方向溝２ａがあるため、歯車対の回転時には、潤滑油が進行方向溝２ａ内に滞留し、潤滑油の歯筋方向への移動が抑制される。そして、進行方向溝２ａ内を歯丈方向に移動した潤滑油は、次回のかみ合い時の油膜形成に再利用される。また、進行方向溝２ａ内には直交方向溝２ｂを設けているため、進行方向溝２ａ内を歯丈方向に移動する潤滑油の量もできるだけ小さくすることができる。 When the gear device 10 is in operation, the lubricating oil becomes highly pressurized at the contact points of the gear pair and tries to escape in the contact progression direction of the tooth surface 1 (tooth height direction) or in the perpendicular direction (tooth trace direction). However, since the tooth surface 1 of this embodiment has a progression direction groove 2a, the lubricating oil remains in the progression direction groove 2a when the gear pair rotates, and the movement of the lubricating oil in the tooth trace direction is suppressed. The lubricating oil that moves in the tooth height direction within the progression direction groove 2a is reused to form an oil film at the next meshing. In addition, since the perpendicular direction groove 2b is provided within the progression direction groove 2a, the amount of lubricating oil that moves in the tooth height direction within the progression direction groove 2a can be minimized.

なお、各歯車の歯面間の油膜の厚さを適切に維持するには、潤滑油の接触進行方向（歯丈方向）への移動をある程度許容しつつ、その直交方向（歯筋方向）への移動をより厳しく抑制する必要がある。このため、本実施例では、接触進行方向（歯丈方向）に形成した進行方向溝２ａの深さを、その直交方向（歯筋方向）に形成した直交方向溝２ｂの深さよりも深くしている。この構造により、歯車装置１０の稼働時には、歯車対の接触部の潤滑油は、接触進行方向（歯丈方向）の直交方向（歯筋方向）への移動が抑制されるため、歯面１の外部に潤滑油が逃げる状況を回避でき、歯面間の油膜の厚さを適切に維持することができる。 In order to properly maintain the thickness of the oil film between the tooth surfaces of each gear, it is necessary to allow some movement of the lubricant in the contact advance direction (tooth height direction) while more strictly suppressing movement in the perpendicular direction (tooth trace direction). For this reason, in this embodiment, the depth of the advance direction groove 2a formed in the contact advance direction (tooth height direction) is made deeper than the depth of the perpendicular direction groove 2b formed in the perpendicular direction (tooth trace direction). With this structure, when the gear device 10 is in operation, the lubricant in the contact part of the gear pair is suppressed from moving in the perpendicular direction (tooth trace direction) to the contact advance direction (tooth height direction), so that it is possible to avoid the situation where the lubricant escapes outside the tooth surface 1, and the thickness of the oil film between the tooth surfaces can be properly maintained.

以上で説明した本実施例によれば、歯車の歯面に、接触進行方向の油溝と、それと直交する方向の油溝を形成することで、十分な量の潤滑油を歯面に滞留させることができ、歯車装置の稼働中に、歯車対の接触部に十分な厚さの油膜を形成することができる。これにより、歯車装置の稼働中の歯面強さを向上させることが可能となる。 According to the present embodiment described above, by forming an oil groove in the contact advance direction and an oil groove in the direction perpendicular to the contact direction on the tooth surface of the gear, a sufficient amount of lubricating oil can be retained on the tooth surface, and a sufficiently thick oil film can be formed on the contact portion of the gear pair while the gear device is in operation. This makes it possible to improve the tooth surface durability while the gear device is in operation.

次に、図３と図４を用いて、実施例１の歯面１の具体的な加工方法を説明する。なお、実施例１との共通点は重複説明を省略する。 Next, a specific method for machining the tooth surface 1 of Example 1 will be described with reference to Figures 3 and 4. Note that overlapping explanations of points common to Example 1 will be omitted.

本実施例では、油溝２の加工形成にマシニングセンタを利用する。マシニングセンタは、高速回転させた回転工具２０のツールパスＰを自由に制御することで、任意の表面形状を形成加工する工作機械である。本実施例では、歯面１を設計上の表面粗さ（通常、数１０μｍ以下）に加工する切削工程や研削工程の加工跡を油溝２として利用することで、油溝２の加工だけのための加工工程を省略し、加工時間の短縮を図るが、歯面１を設計上の表面粗さに加工した後に、油溝２を加工形成するための工程を別途設けても良い。 In this embodiment, a machining center is used to machine and form the oil groove 2. A machining center is a machine tool that can freely control the tool path P of a rotating tool 20 rotated at high speed to machine any surface shape. In this embodiment, the machining marks from the cutting and grinding processes that machine the tooth surface 1 to the designed surface roughness (usually several tens of μm or less) are used as the oil groove 2, thereby eliminating the machining process just for machining the oil groove 2 and shortening the machining time, but a separate process for machining and forming the oil groove 2 may also be provided after machining the tooth surface 1 to the designed surface roughness.

図３は、マシニングセンタの回転工具２０が歯面１の表面を設計上の表面粗さに加工する工程を示す斜視図である。ここに示すように、ｒ方向に高速回転する回転工具２０を歯元から歯先に向かうツールパスＰに沿って走査することで、回転工具２０の円周上に配置されたカッター２１が歯面１の表面の余分な金属を除去し、進行方向溝２ａを形成加工することができる。 Figure 3 is a perspective view showing the process in which a rotating tool 20 of a machining center processes the surface of tooth surface 1 to the designed surface roughness. As shown here, the rotating tool 20, which rotates at high speed in the r direction, scans along a tool path P from the base to the tip of the tooth, allowing cutters 21 arranged on the circumference of the rotating tool 20 to remove excess metal from the surface of tooth surface 1 and form a progression direction groove 2a.

具体的には、まず、高速回転する回転工具２０を、歯面１の左端部にて、歯面１と接触させながらツールパスＰ_１に沿って走査する。これにより、歯面１の左端部に、接触の進行方向（平歯車の場合は歯丈方向）と平行な、１つ目の進行方向溝２ａが加工形成される。ツールパスＰ_１の加工後は、高速回転する回転工具２０を、歯面１と接触させずにツールパスＰ_１から歯筋方向にずれた場所に移動させた後、その場所にて、歯面１と接触させながらツールパスＰ_２に沿って走査する。これにより、１つ目の進行方向溝２ａの隣に、２つ目の進行方向溝２ａが加工形成される。そして、これを繰り返すことで、歯面１の全面にわたり、進行方向溝２ａを形成加工することができる。 Specifically, first, the rotating tool 20 rotating at high speed is scanned along the tool path _P1 while being in contact with the tooth surface 1 at the left end of the tooth surface 1. As a result, a first progression direction groove 2a parallel to the contact progression direction (tooth height direction in the case of a spur gear) is machined and formed at the left end of the tooth surface 1. After machining the tool path _P1 , the rotating tool 20 rotating at high speed is moved to a location shifted in the tooth trace direction from the tool path _P1 without contacting the tooth surface 1, and then scanned along the tool path _P2 at that location while being in contact with the tooth surface 1. As a result, a second progression direction groove 2a is machined and formed next to the first progression direction groove 2a. Then, by repeating this, progression direction grooves 2a can be formed over the entire surface of the tooth surface 1.

＜進行方向溝２ａの詳細＞
ここで、図４の断面図を用いて、任意のｎ個目のツールパスＰ_ｎとｎ＋１個目のツールパスＰ_ｎ＋１により形成加工される進行方向溝２ａの位置関係を説明する。 <Details of the Progressive Direction Groove 2a>
Here, the positional relationship of the progression direction grooves 2a formed by an arbitrary n-th tool path _Pn and an (n+1)-th tool path Pn ₊₁ will be described with reference to the cross-sectional view of FIG.

図４は、ツールパスＰの法線方向の断面図であり、各々のツールパスＰにより形成される進行方向溝２ａの位置と大きさを示す図である。この図では、回転工具２０のカッター２１の外周の直径をＤ、ツールパス間隔をｘ、進行方向溝２ａの深さをδとしている。これらの関係は次の式１で表される。 Figure 4 is a cross-sectional view in the normal direction of the tool path P, showing the position and size of the advancement direction groove 2a formed by each tool path P. In this figure, the outer diameter of the cutter 21 of the rotating tool 20 is D, the tool path interval is x, and the depth of the advancement direction groove 2a is δ. The relationship between these is expressed by the following equation 1.

回転工具径Ｄは既知であり、進行方向溝２ａの深さδは歯面１の表面粗さの指定値δ_０以下とすべきであるため、ツールパス間隔ｘは次の式２で律速される。 Since the rotary tool diameter D is known and the depth δ of the groove 2a in the advance direction should be equal to or less than the designated value δ ₀ of the surface roughness of the tooth surface 1, the tool path interval x is determined by the following equation 2.

歯面１に十分な数の進行方向溝２ａを形成加工するため、この工程は、歯車の接触部である歯あたり部全体、もしくは、歯面全体に実施されるべきである。 To form a sufficient number of forward grooves 2a on the tooth surface 1, this process should be performed on the entire tooth contact area, which is the contact area of the gear, or on the entire tooth surface.

＜直交方向溝２ｂの詳細＞
図３、図４で示したように、マシニングセンタを用いて進行方向溝２ａを加工形成した場合、回転工具２０の芯ブレ、アンバランス振動、または、カッター２１の外径誤差の影響によって、進行方向溝２ａの内部に周期的な溝（直交方向溝２ｂ）ができる。直交方向溝２ｂが形成される原理を、図５を用いて説明する。 <Details of orthogonal groove 2b>
3 and 4, when the progression direction grooves 2a are machined and formed using a machining center, periodic grooves (orthogonal direction grooves 2b) are formed inside the progression direction grooves 2a due to the influence of core runout, unbalanced vibration, or outer diameter error of the cutter 21 of the rotating tool 20. The principle of how the orthogonal direction grooves 2b are formed will be described with reference to FIG.

図５は、図３に示すツールパスＰ_ｎとツールパスＰ_ｎ＋１に沿って回転工具２０を走査したときに形成された、進行方向溝２ａの一部を示す拡大平面図である。上記の加工方法を適用して進行方向溝２ａを形成加工した場合、回転工具２０の芯ブレ等によって、進行方向溝２ａの内部には、ツールパスＰ_ｎやツールパスＰ_ｎ＋１に直交した直交方向溝２ｂが形成される。 Fig. 5 is an enlarged plan view showing a part of the progress direction groove 2a formed when the rotating tool 20 is scanned along the tool path _Pn and the tool path _Pn+1 shown in Fig. 3. When the progress direction groove 2a is formed by applying the above-mentioned machining method, an orthogonal direction groove 2b perpendicular to the tool path _Pn and the tool path _Pn+1 is formed inside the progress direction groove 2a due to core runout of the rotating tool 20 or the like.

この直交方向溝２ｂは、回転工具２０の芯ブレ等によるカッター２１の先端の周期的な変動に起因して形成加工されるものであるため、ツールパスＰに沿った回転工具２０の走査速度が一定であれば、各々の直交方向溝２ｂの配置は周期的なものとなる。また、回転工具２０の芯ブレ等の大きさは、回転工具２０の直径Ｄに比べて小さいため、進行方向溝２ａの深さは直交方向溝２ｂの深さよりも深く、かつ、進行方向溝２ａの幅は直交方向溝２ｂの幅よりも広くなる。 The orthogonal grooves 2b are formed due to periodic fluctuations in the tip of the cutter 21 caused by core wobble of the rotating tool 20, etc., so if the scanning speed of the rotating tool 20 along the tool path P is constant, the arrangement of each orthogonal groove 2b will be periodic. In addition, since the magnitude of core wobble of the rotating tool 20 is smaller than the diameter D of the rotating tool 20, the depth of the advancement direction groove 2a is deeper than the depth of the orthogonal direction groove 2b, and the width of the advancement direction groove 2a is wider than the width of the orthogonal direction groove 2b.

本実施例の歯車製造方法により製造した歯車によれば、歯車を小型化した場合であっても、十分な潤滑油を歯面１に滞留させることができるので、歯面強さを向上させることができ歯車装置１０の小形化や長寿命化を図ることができる。 Gears manufactured using the gear manufacturing method of this embodiment allow sufficient lubricating oil to remain on the tooth surface 1, even when the gear is miniaturized, improving the tooth surface durability and enabling the gear device 10 to be miniaturized and have a longer life.

次に、本発明の実施例３を説明する。なお、上記実施例との共通点は重複説明を省略する。 Next, we will explain the third embodiment of the present invention. Note that we will not repeat the explanation of the points in common with the above embodiments.

上記実施例では歯車の具体例として平歯車を例示したが、本発明を他種の歯車に適用しても良い。例えば、歯車の一種である、ベベルギアやスパイラルベベルギアは、大型船舶などで使用されるため、少量生産のニーズが有る。少量生産の歯車の製造には、マシニングセンタによる加工が用いられることが多いが、通常用いられる接触進行方向と直交するパスに沿って回転工具２０を走査すると、歯面１に鱗模様が生成されてしまい、ピッチングの原因となる。そこで、本実施例では、回転工具２０の走査方向を、歯車の接触進行方向にすることで、意図的に歯面強さの向上に寄与する油溝を生成する。このように、本提案は、ベベルギアの加工において特に有効である。 In the above embodiment, spur gears are used as specific examples of gears, but the present invention may be applied to other types of gears. For example, bevel gears and spiral bevel gears, which are types of gears, are used on large ships and the like, and there is a need for small-scale production. Gears produced in small quantities are often processed using a machining center, but if the rotating tool 20 is scanned along a path perpendicular to the normally used contact advance direction, a scale pattern is generated on the tooth surface 1, which causes pitting. Therefore, in this embodiment, the scanning direction of the rotating tool 20 is set to the contact advance direction of the gear, thereby intentionally generating oil grooves that contribute to improving the tooth surface durability. In this way, this proposal is particularly effective in processing bevel gears.

１歯面
１ａ摺動面
２油溝
２ａ進行方向溝
２ｂ直交方向溝
１０歯車装置
１１、１２歯車
２０回転工具
２１カッター REFERENCE SIGNS LIST 1 tooth surface 1a sliding surface 2 oil groove 2a groove in forward direction 2b groove in perpendicular direction 10 gear device 11, 12 gear 20 rotary tool 21 cutter

Claims

回転工具を歯車に接触させながら歯面の進行方向に走査することで前記歯面に進行方向溝を加工形成する第一ステップと、
前記回転工具を前記歯車と接触させずに前記進行方向の直交方向に走査することで前記進行方向溝のない領域に前記回転工具を移動させる第二ステップと、
を繰り返すことで、前記歯面に複数の前記進行方向溝を加工形成する歯車製造方法であって、
前記第一ステップでは、前記回転工具が前記進行方向溝を加工形成する際に、前記進行方向溝と直交する直交方向溝が加工形成されることを特徴とする歯車製造方法。 a first step of machining and forming a groove in the tooth surface in a progression direction by scanning a rotary tool in contact with the tooth surface in a progression direction;
a second step of moving the rotating tool to a region where there is no groove in the direction of travel by scanning the rotating tool in a direction perpendicular to the direction of travel without contacting the gear;
a gear manufacturing method for machining and forming a plurality of the progression direction grooves on the tooth surface by repeating the steps of:
a gear manufacturing method comprising the steps of: forming a groove in a direction perpendicular to the groove in the first step of machining the groove in the ...

請求項１に記載の歯車製造方法において、
前記直交方向溝は、前記回転工具を前記進行方向に走査する際に、前記回転工具の芯ブレ、アンバランス振動、または、外形誤差の影響で加工形成される周期的な溝であることを特徴とする歯車製造方法。 2. The method for producing a gear according to claim 1 ,
a gear manufacturing method according to claim 1, wherein the orthogonal grooves are periodic grooves that are machined and formed due to the influence of core runout, unbalanced vibration, or external shape error of the rotating tool when the rotating tool is scanned in the traveling direction.

請求項２に記載の歯車製造方法において、
前記進行方向溝は前記直交方向溝より溝が深いことを特徴とする歯車製造方法。 3. The gear manufacturing method according to claim 2 ,
The gear manufacturing method according to claim 1, wherein the groove in the forward direction is deeper than the groove in the perpendicular direction.