(57)【要約】【課題】浸炭する前に歯面に粒子を押し付け、浸炭後に粒子を取り除いて歯面に窪みを形成する。【解決手段】鋼材の歯車２の歯面２２の表面加工方法であって、歯部形状をなした焼き入れ処理前の歯車素材を、鋼材より硬度が高く所定の粒径を有する粒子１２ａを含んだ液体１２に浸漬し、液体１２中の粒子１２ａを歯面２２にめり込ませるように、歯部形状に対応する形状を有する工具本体１１により、粒子１２ａの歯面２２への押付けを実行し、歯車２の焼き入れを行い、歯面２２にめり込んだ粒子１２ａを脱落させるように歯面２２を研磨する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の歯車の歯面の表面加工方法であって、
歯部形状をなした焼き入れ処理前の歯車素材を、前記鋼材より硬度が高く所定の粒径を有する粒子を含んだ液体に浸漬し、
前記液体中の前記粒子を前記歯面にめり込ませるように、前記歯部形状に対応する形状を有する工具本体により、前記粒子の前記歯面への押付けを実行し、
前記歯車の焼き入れを行い、
前記歯面にめり込んだ粒子を脱落させるように前記歯面を研磨する、
歯車の歯面の表面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削加工された歯車の歯面の表面加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、歯車における動力伝達効率を向上させるため、歯面強度を維持しつつ、歯面に潤滑油を充分に保持することができるディンプルを形成することが行われている。
【０００３】
従来、このような分野の技術として、特開２００４−３４５０２２号公報がある。この公報に記載された歯車の歯面の表面加工方法では、切削加工された歯車の歯面に鋼球粒子をショットして歯面にディンプルを設け、浸炭処理で表面を硬化させ、その後、ショットピーニング処理を実施することにより、平坦部と凹部を有する歯面を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の歯車の歯面の表面加工方法では、表面を硬化させる浸炭処理の前に１回目のショットピーニング処理を行い、浸炭処理の後に２回目のショットピーニング処理を行っている。歯車製作においては製作にかかるコストを低減することが望まれるが、ショットピーニング処理は、歯車製作においてコストが高い処理である。
本発明は、低コストで歯面にディンプルを形成することができる歯車の歯面の表面加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる歯車の歯面の表面加工方法は、鋼材の歯車の歯面の表面加工方法であって、歯部形状をなした焼き入れ処理前の歯車素材を、前記鋼材より硬度が高く所定の粒径を有する粒子を含んだ液体に浸漬し、前記液体中の前記粒子を前記歯面にめり込ませるように、前記歯部形状に対応する形状を有する工具本体により、前記粒子の前記歯面への押付けを実行し、前記歯車の焼き入れを行い、前記歯面にめり込んだ粒子を脱落させるように前記歯面を研磨する。
これにより、浸炭する前に歯面に粒子を押し付け、浸炭後に粒子を取り除いて歯面に窪みを形成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、低コストで歯面にディンプルを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】表面加工装置の装置本体に歯車がセットされた状態を示す図である。
【図２】表面加工装置の装置本体に歯車がセットされた状態の一部の拡大図である。
【図３】歯車の製造工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、歯面の表面加工装置１は、環状の歯車２を内部に入れた状態にセットできる環状の工具本体１１と、工具本体１１内において歯車２を浸漬するための液体１２と、を備える。
【００１０】
歯車２には、外周面において、外側に突出するように複数の歯２１が形成されている。複数の歯２１は、環状の歯車２の周方向に沿って、連続するように配置されている。なお、以下では、歯面２２とは歯２１の輪郭であるものとして説明する。なお、歯車２は、鋼材により形成されている。
【００１１】
工具本体１１は、焼入加工前の歯車２より硬い素材が用いられている。図２に示すように、工具本体１１には、内周面から中心方向に向けて突出した複数の突出部１３が形成されている。この複数の突出部１３は、歯車２の歯２１に対応するように、工具本体１１の内周面において周方向に連続するように配置されている。
【００１２】
また、突出部１３の形状は、歯面２２の形状に対応する形状である。言い換えると、工具本体１１は、歯部形状をなした焼き入れ処理前の歯車素材に対応する形状を有している。また例えば、工具本体１１は、歯車２及び液体１２を内部に挿入した状態で、密封できるものであっても良い。なお図２は、図１の一部を拡大した図である。
【００１３】
例えば、図１に示すように上面視において、歯車２が工具本体１１内に中心軸が合うようにセットされた状態で、工具本体１１を反時計周り方向に動かすように力を加えた場合に、歯面２２における当接部２２ａの曲面と、突出部１３における当接部１３ａの曲面が合致する。すなわち、突出部１３は、歯面２２における当接部２２ａと、突出部１３における当接部１３ａの隙間が小さくなるように形成されている。
【００１４】
液体１２は、工具本体１１内において、歯車２を浸漬する。液体１２は、少なくとも歯車２の外周側と工具本体１１の内周側との間の空間を満たすように充填される。液体１２には、焼き入れ処理を行う前の歯車２の素材より硬度が高く、所定の径を有する粒子１２ａが含まれている。すなわち粒子１２ａは、例えば歯車２の素材として用いられる鋼材より硬度が高いものが用いられる。
【００１５】
粒子１２ａは、工具本体１１を動作させて、突出部１３を歯車２の歯面２２に押し付けた場合に、突出部１３と歯面２２の間に挟まるように配置されることによって、歯面２２にめり込む。例えば粒子１２ａは、径がφ１００〜φ１１０の球形である。
【００１６】
次に、歯車２の製造フローについて説明する。図３は、歯車２の製造工程の一例を示している。
【００１７】
最初に、歯車素材を歯車２の形状に切削する歯切りを行う（ステップＳ１）。
【００１８】
次に、歯車２のディンプル加工を行う（ステップＳ２）。
【００１９】
具体的には、焼入加工前の柔らかい歯車２を、工具本体１１にセットする（ステップＳ２１）。このとき、工具本体１１の突出部１３が、歯車２の歯に対して、互い違いに噛み合うような状態でセットされる。
【００２０】
表面加工装置１において、粒子１２ａが含まれる液体１２を挿入し、歯車２が浸漬された状態にする（ステップＳ２２）。このとき、径がφ１００〜φ１１０程度である粒子１２ａは、歯車２の歯面２２と、工具本体１１の突出部１３との間に入った状態とする。
【００２１】
工具本体１１を動作させ、歯車２に押し付ける（ステップＳ２３）。より具体的には、図１に示すように、工具本体１１及び歯車２のそれぞれの軸方向を上下方向として、工具本体１１を、上面視における反時計回り方向に動作させる。これにより、工具本体１１の突出部１３が、歯車２の歯面２２に対して押し付けられる。
【００２２】
ここで、歯車２の歯面２２と、工具本体１１の突出部１３との間は液体１２で満たされており、粒子１２ａが配置されている。そのため、図２に示すように、工具本体１１を歯車２に押し付けるように動作させることで、粒子１２ａが、歯車２の歯面２２にめり込んだ状態となる（ステップＳ２４）。
【００２３】
次に、歯車２の焼き入れを行う（ステップＳ３）。焼き入れを実行することにより、歯車２は硬化する。
【００２４】
次に、歯面２２の研削を行う（ステップＳ４）。例えば、歯面２２の研削では、０．１ｍｍを削ることで、歯面２２の表面にめり込んだ粒子１２ａを脱落させる。これにより、歯面２２には、深さ数μｍのディンプルが付与された状態となる。
【００２５】
このようにして、歯車の製造工程において、歯切りの工程と焼入の工程の間に、歯面に極小の粒子を埋め込む工程を加えておき、その後に実行される焼き入れの後に、粒子が押し付けられた歯面の表面を削ることができる。これにより歯面では、押し付けられた粒子を除外しつつ、潤滑油を充分に保持するために適切な大きさの窪みが形成された状態となる。このような方法により、コストが高いショットピーニングを複数回行う方法を用いずに、歯面にディンプルを形成することができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、工具本体１１を上面視における反時計回り方向に動作させることにより、突出部１３によって粒子１２ａを歯面２２に押し付けるものとして説明したが、これに限られない。例えば、工具本体１１を上面視における時計回り方向に動作させてもよく、その他の方法で、粒子１２ａを歯面２２に押し付けることとしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１            表面加工装置
２            歯車
１１            工具本体
１２            液体
１２ａ            粒子
１３            突出部
１３ａ            当接部
２１            歯
２２            歯面
２２ａ            当接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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