(57)【要約】【課題】ショットピーニングに伴うバリの発生が防止でき、かつ歯車の加工コストの低減が期待できる歯車の加工方法を提供する。【解決手段】歯車１の歯面２と外周面３によって形成される歯先エッジ部に、歯面２に第１稜線６を介して連続する第１面取り部４と、この第１面取り部４に第２稜線７を介して連続すると共に第３稜線８を介して外周面３に連続する第２面取り部５とを面取り加工した後に、ショットピーニングを施す。歯面２と第１面取り部４によって形成される第１稜線６の部分の角度が比較的大きな鈍角に形成され、歯面２と第１面取り部４が比較的滑らかに連続形成されてショットピーニングにより第１稜線６部分に発生するバリの発生が防止できる。【選択図】  図２
2004249401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車の歯面と外周面によって形成される歯先エッジ部に、上記歯面に第１稜線を介して連続する第１面取り部と、該第１面取り部に第２稜線を介して連続すると共に第３稜線を介して上記外周面に連続する第２面取り部とを面取りした後に、ショットピーニングを施すことを特徴とする歯車の加工方法。
【請求項２】
歯車の歯面と外周面によって形成される歯先エッジ部に、上記歯面に第１稜線を介して連続する第１面取り部と、該第１面取り部に第２稜線を介して連続すると共に第３稜線を介して上記外周面に連続する第２面取り部とを面取りした後に、上記歯面にシェービングを施し、かつショットピーニングを施すことを特徴とする歯車の加工方法。
【請求項３】
上記第１稜線部分おける上記歯面の接線と第１面取り部とのなす角度が１０〜２５°であり、上記第２稜線部分における上記第１面取り部の接線と第２面取り部とのなす角度が１０〜３０°であることを特徴とする請求項１または２に記載の歯車の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯車の加工方法に関し、特に歯切りされた歯車にショットピーニングを施す歯車の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、円筒歯車は、搬送時および積み替え時等の衝撃より互いに歯車同士がぶつかり合って発生する歯面の打痕を防止し、かつ歯先の欠損を防ぐと共に歯車の噛み合いを滑らかにする目的で、図５（ａ）に要部を示し、かつ同図（ｂ）にＢ部拡大を示すように、歯車２１の歯面２２と外周面２３とによって形成される歯先エッジ部２４の部分に、外周面２３に対して４５〜５５°程度の面取り部２５を形成する面取りが施される。さらに、例えば高い強度が要求される自動車の動力伝達系に組み込まれる歯車２１は、表面硬化による強度向上を目的としたショットピーニングが施される。
【０００３】
しかし、面取りされた歯車２１にショットピーニングを施すと、外周側から投射されたショットピーニング粒が面取り部２５に衝突し、その投射衝撃によって図６に示すように、面取り部２５と歯面２２とによって形成される稜線２６の部分が面取り部２５側から歯面２２側に押し出されるように塑性変形してバリ２７が発生する。このバリ２７が歯車噛み合い時に異音等の発生要因となる。
【０００４】
このため、後工程においてバリ２７の除去を目的とした研削仕上げ加工等の仕上げ加工が必要になり、加工工数の増大を招くことになる。
【０００５】
この対策として、歯元部に丸みを有するアール面取り用の刃部が形成されたセミトッピング付きホブにより歯切りを行い、この歯切りと同時に図７に要部を示すように歯面２２と外周面２３によって形成される歯先エッジ部分にアール面取りを施して、歯先エッジ部分にアール面取り部２８を形成することにより稜線部分をなくし、しかる後のショットピーニングに伴うバリの発生を回避する歯車の加工方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２５２８５１９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の歯車の加工方法によると、アール面取り用の刃部が形成されたセミトッピング付きホブにより歯切りと同時に歯先エッジ部分にアール面取り部２８を形成して稜線部分をなくすことにより、しかる後のショットピーニングに伴うバリの発生が抑制できる。
【０００８】
しかし、ホブにアール面取り用の刃部を有することから、ホブの製造コストおよびメンテナンスコストの増大を招き、歯車の加工コストの増大が懸念される。
【０００９】
また、一般に歯切りされた歯車は、例えば図７に仮想線で示すようにショットピーニングに先立って歯面２２をシェービングカッタにより平滑に削り取り、歯形やピッチを修正するシェービングが施される。
【００１０】
そのシェービングによって平滑に削り取られた歯面２２とアール面取り部２８とによって稜線２９が形成される。この歯面２２とアール面取り部２８によって形成される稜線２９部分の角度によっては、ショットピーニングにより稜線２９の部分にバリが発生することが懸念される。さらに、シェービングによる切削量ｔのバラツキにより稜線２９の部分における歯面２２とアール面取り部２８の角度が変化し、歯車噛み合い時、特に互いの歯が接触する噛み合い開始および互いの歯が離れる噛み合い終了の際に騒音の発生を誘発する要因となり、所期のシェービング効果が達成できないことが懸念される。
【００１１】
したがって、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、ショットピーニングに伴うバリの発生が防止でき、かつ歯車の加工コストの低減が期待できる歯車の加工方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の歯車の加工方法の発明は、歯車の歯面と外周面によって形成される歯先エッジ部に、上記歯面に第１稜線を介して連続する第１面取り部と、該第１面取り部に第２稜線を介して連続すると共に第３稜線を介して上記外周面に連続する第２面取り部とを面取りした後に、ショットピーニングを施すことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によると、歯面と外周面によって形成される歯先エッジ部に、歯面に第１稜線を介して連続する第１面取り部と、この第１面取り部に第２稜線を介して連続すると共に第３稜線を介して外周面に連続する第２面取り部とを面取りすることによって、歯面と第１面取り部によって形成される第１稜線部分の角度が比較的大きな鈍角に形成される。すなわち、歯面と第１面取り部が比較的滑らかに連続形成されてショットピーニングに伴って第１稜線部分に発生するバリが防止できる。
【００１４】
さらに、外周面に第３稜線を介して連続する第２面取り部を形成することによって、歯車の搬送時および積み替え時等の衝撃より歯車同士がぶつかり合って発生する歯面の打痕や、歯先の欠損を防止することができる。
【００１５】
請求項２に記載の歯車の加工方法の発明は、歯車の歯面と外周面によって形成される歯先エッジ部に、上記歯面に第１稜線を介して連続する第１面取り部と、該第１面取り部に第２稜線を介して連続すると共に第３稜線を介して上記外周面に連続する第２面取り部とを面取りした後に、上記歯面にシェービングを施し、かつショットピーニングを施すことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の歯車の加工方法に加え、ショットピーニングに先だって歯面にシェービングを施すものであっては、シェービングによって歯面が平滑に切削されても歯面と第１面取り部によって形成される第１稜線部分の角度が一定あるいは略一定に維持されることから、請求項１の効果に加えシェービングの効果が確保できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の歯車加工方法において、上記第１稜線部分おける上記歯面の接線と第１面取り部とのなす角度が１０〜２５°であり、上記第２稜線部分における上記第１面取り部の接線と第２面取り部とのなす角度が１０〜３０°であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１または２の第１面取り部および第２面取り部を具体的に限定するものであって、第１稜線部分おける歯面の接線と第１面取り部とのなす角度が１０〜２５°であって、第２稜線部分における第１面取り部の接線と第２面取り部とのなす角度が１０〜３０°において、歯面と第１面取り部によって形成される第１稜線部分の角度および第１面取り部と第２面取り部によって形成される第２稜線部分の角度が共に比較的大きな鈍角に形成されて比較的滑らかに連続形成され、ショットピーニングによる第１稜線および第２稜線の部分に発生するバリの発生が防止でき、有効的に請求項１の方法を実施することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による歯車の加工方法の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２０】
図１は本実施の形態における歯車の加工方法の工程図、図２は、本加工方法の歯切り工程で歯切りされた円筒歯車の要部を示す説明図であり、図３は図２のＡ部拡大図である。
【００２１】
図２および図３に示す歯車１のインボリュート曲線で形成された歯面２と外周面３によって形成される歯先エッジ部に、第１稜線６を介して歯面２と連続する断面直線状の第１面取り部４と、この第１面取り部４に第２稜線７を介して連続すると共に第３稜線８を介して外周面３に連続する断面直線状の第２面取り部５が形成されている。また、第１稜線６の部分おける歯面２の接線ａと第１面取り部４とのなす角度αが１０〜２５°であり、第２稜線７の部分における第１面取り部４の接線ｂと第２面取り部５とのなす角度βが１０〜３０°に設定される。
【００２２】
すなわち、歯面２の接線ａと第１面取り部４によって形成される角度αが１０〜２５°に設定されて歯面２と第１面取り部４によって形成される第１稜線６の部分の角度γが１５５〜１７０°と比較的大きな鈍角に形成されて歯面２と第１面取り部４が比較的滑らかに連続形成されると共に、第１面取り部４の接線ｂと第２面取り部５によって形成される角度βが１０〜３０°に設定され、第１面取り部４と第２面取り部５によって形成される第２稜線７の部分における角度δが１５０〜１８０°と比較的大きな鈍角に形成されて第１面取り部４と第２面取り部５が比較的滑らかに連続形成される。
【００２３】
また、歯面２と外周面３の間を、第１稜線６、第２稜線７、第３稜線８を介して連続する第１面取り部４および第２面取り部５によって連続形成することによって、第２面取り部５と外周面３によって形成される第３稜線８の部分の角度εも比較的大きな鈍角に形成されて第２面取り部５と外周面３が比較的滑らかに連続形成される。
【００２４】
この歯車１を歯切りする歯切り工程Ｓ１は、例えば図４にセミトッピング付きホブ１０の歯形を示すように、歯車歯切り用切り刃１１の左右の切り刃面１２、１３と歯底面１４を結ぶ歯元部に直線状で連続する第１面取り用の刃部１５および第２面取り用の刃部１６を有するセミトッピング付きホブ１０により、歯面２の歯切りと同時に第１面取り部４および第２面取り部５の面取りをすることによって、容易に加工することができる。
【００２５】
このセミトッピング付きホブ１０は、直線状で連続する第１面取り用の刃部１５および第２面取り用の刃部１６によって面取り用刃部を形成することから、特許文献１に示されるようなアール面取り用の刃部が形成されたセミトッピング付きホブに比べ、製造およびメンテナンスが容易で、製造コストおよびメンテナンスコストの低減が期待できる。
【００２６】
また、この歯切りは、歯車用ホブ、ピニオンカッタおよびラックカッタ等によって歯面２を歯切りした後、第１面取り部４および第２面取り部５を面取りすることによっても実現できる。
【００２７】
このように歯切りされた歯車１は、シェービング工程Ｓ２において、その歯面２をシェービングカッタによって平滑に削り取り、歯形やピッチを修正するシェービングを施す。このシェービング工程Ｓ２によって、例えば図３に仮想線で示すように歯面２が削り取られるが、歯面２に第１稜線６を介して連続する第１面取り部４が断面直線状であることから、シェービングによる切削量ｔにバラツキがあっても、そのシェービングによって切削加工された歯面２と第１面取り部４の角度αは常に一定あるいは略一定に維持される。
【００２８】
シェービングが施された歯車１は、次のショットピーニング工程Ｓ３において、外周側からショットピーニング粒を投射して、そのショットピーニング粒の激突による表面の塑性変形による加工硬化、すなわち表面硬化によって表面の強度を向上させるショットピーニングを施す。
【００２９】
このショットピーニングにあたり、歯面２と第１面取り部４によって形成される第１稜線６の部分の角度γが比較的大きな鈍角に形成されて歯面２と第１面取り部４が比較的滑らかに連続形成されることから、第１稜線６の部分に発生するバリが防止できる。同様に第１面取り部４と第２面取り部５によって形成される第２稜線７の部分の角度δが比較的大きな鈍角に形成されて第１面取り部４と第２面取り部５が比較的滑らかに連続形成されることから第２稜線７の部分に発生するバリが防止できる。
【００３０】
さらに、第２面取り部５と外周面３によって形成される第３稜線８の部分の角度εも比較的大きな鈍角に形成されて第２面取り部５と外周面３が比較的滑らかに連続形成され、第３稜線８の部分においてもバリの発生が防止できる。
【００３１】
したがって、歯面２と第１面取り部４によって形成される第１稜線６、第１面取り部４と第２面取り部５によって形成される第２稜線７および第２面取り部５と外周面３によって形成される第３稜線８のすべての稜線部分においてバリの発生が防止でき、バリに起因する歯車噛み合い時に発生する異音等が回避できる。また、後工程においてバリの除去を目的とした研削仕上げ加工等の仕上げ加工を省略することができ、歯車の製造コストの低減が期待できる。
【００３２】
また、歯面２に第１稜線６を介して連続する第１面取り部４が断面直線状であり、シェービングによる切削量ｔにバラツキがあっても、その切削加工された歯面２と第１面取り部４の角度αが一定あるいは略一定に維持されることから、歯面と面取り部の角度変化に起因して発生する歯車噛み合い時、特に互いの歯が接触する噛み合い開始および互いの歯が離れる噛み合い終了の際に発生する騒音を有効的に抑制することができ、所期のシェービングの加工効果が確保できる。
【００３３】
また、外周面３に第３稜線８を介して連続する第２面取り部５を形成することによって、多数の歯車１を搬送および積み替え時等の衝撃より互いに歯車１同士がぶつかり合って発生する歯面２の打痕や歯先の欠損を有効的に防止することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した歯車の加工方法の発明によると、歯面と外周面によって形成される歯先エッジ部に、歯面に第１稜線を介して連続する第１面取り部と、この第１面取り部に第２稜線を介して連続すると共に第３稜線を介して外周面に連続する第２面取り部とを面取りすることによって、歯面と第１面取り部によって形成される第１稜線部分の角度が比較的大きな鈍角に形成される。すなわち、歯面と第１面取り部が比較的滑らかに連続形成されて後工程のショットピーニングによる第１稜線部分に発生するバリが防止できる。また、後工程においてバリの除去を目的とした研削仕上げ加工等の仕上げ加工を省略することができ、歯車の製造コストの低減が期待できる。
【００３５】
また、ショットピーニングに先だって歯面にシェービングを施すものであっても、シェービングによって歯面が平滑に加工されても歯面と第１面取り部によって形成される第１稜線部分の角度が一定あるいは略一定に維持されて、所期のシェービングの効果が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯車の加工方法における実施の形態の工程図である。
【図２】歯切りされた歯車の要部説明図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】本実施の形態において使用されるセミトッピング付きホブの説明図である。
【図５】従来の歯車の要部を示す説明図であり、（ａ）は要部説明図、（ｂ）はＢ部拡大図である。
【図６】従来の歯車におけるバリの発生状況を示す説明図である。
【図７】従来の歯切りされた歯車の説明図である。
【符号の説明】
１      歯車
２      歯面
３      外周面
４      第１面取り部
５      第２面取り部
６      第１稜線
７      第２稜線
８      第３稜線
１０      セミトッピング付きホブ
１１      歯車歯切り用切り刃
１２、１３    切り刃面
１５      第１面取り用の刃部
１６      第２面取り用の刃部
ａ      歯面の接線
ｂ      第１面取り部の接線
α      歯面の接線と第１面取り部との角度
β      第１面取り部の接線と第２面取り部との角度
Ｓ１      歯切り工程
Ｓ２      シェービング工程
Ｓ３      ショットピーニング工程
【図１】
2004249401.tif 000003
【図２】
2004249401.tif 000004
【図３】
2004249401.tif 000005
【図４】
2004249401.tif 000006
【図５】
2004249401.tif 000007
【図６】
2004249401.tif 000008
【図７】
2004249401.tif 000009