(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚肉部と、該厚肉部よりも薄肉の薄肉部とを一体的に有し、浸炭焼入れ処理が施されるリング状ギヤであって、
前記厚肉部の外周側にヘリカルギヤ部が設けられ、
前記薄肉部の外周側にスパーギヤ部が設けられ、
前記厚肉部は、内径側に厚肉となっており、
前記リング状ギヤにおける前記厚肉部と前記薄肉部との間の前記厚肉部および前記薄肉部よりも薄肉の薄肉部分には、ギヤが設けられておらず、
前記厚肉部には、前記浸炭焼入れ処理前に前記薄肉部側の側壁面とは反対側の側壁面のみに対して所望の位置にかつ所望の形状の溝部が形成され、
前記溝部は、開口断面が矩形状を有するとともに、前記側壁面の全周にわたって形成されることを特徴とするリング状ギヤ。
【請求項２】
請求項１記載のリング状ギヤにおいて、前記溝部の深さＡ、前記厚肉部の内周面から前記溝部までの距離Ｂ、前記溝部の幅Ｃおよび前記溝部から前記厚肉部の歯底面までの距離Ｄは、Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄ＝５：６：４：５に設定されることを特徴とするリング状ギヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚肉部と薄肉部とを有し、浸炭焼入れ処理が施されるリング状ギヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のトランスミッションを構成するトランスミッションギヤとして、通常、図１１に示すように、厚肉部２と薄肉部４を一体的に有するリング状ギヤ６が用いられている。厚肉部２には、ヘリカルギヤ部８が設けられる一方、薄肉部４には、スパーギヤ部９が設けられている。
【０００３】
上記のリング状ギヤ６では、一般的に浸炭焼入れ処理を施すことにより、表面硬化の向上を図っている。ところが、リング状ギヤ６は、厚肉部２と薄肉部４を一体的に設けているために、浸炭焼入れ後に歪みが発生し易く、部品精度を有効に維持することは困難である。そこで、特公平２−５８１７号公報に開示されているように、浸炭焼入れ部材に対して物理的加工を施すことにより、切り欠き部を設ける方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、浸炭焼入れ処理が施されて硬化した浸炭焼入れ部材に対し加工工程が行われるため、加工作業が相当に煩雑化するとともに、多くの時間を要している。これにより、リング状ギヤの製造作業全体を効率的かつ経済的に遂行することが困難であるという問題が指摘されている。しかも、上記の従来技術では、厚肉部と薄肉部とを有するトランスミッションギヤのような複雑形状のリング状ギヤが用いられる際に、このリング状ギヤに発生する歪み等を有効に除去することができないという問題がある。
【０００５】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な工程で効率的かつ経済的に製造することができ、変形や寸法のばらつきのない高品質なリング状ギヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るリング状ギヤでは、リング状ギヤの厚肉部側壁面に溝部が形成された後、前記リング状ギヤに浸炭焼入れ処理が行われる。このため、リング状ギヤは、焼入れ後に肉厚の違いによる歪み等の発生を有効に低減することができ、浸炭焼入れ処理後に前記リング状ギヤに機械加工を施す必要がなく、該リング状ギヤの製造工程全体が効率的かつ経済的に遂行される。
【０００７】
また、溝部は、開口断面が矩形状を有するとともに、側壁面の全周にわたって形成されており、リング状ギヤの厚肉部全体に歪み等が発生することを確実に阻止することが可能になる。その際、溝部の深さＡ、厚肉部の内周面から前記溝部までの距離Ｂ、前記溝部の幅Ｃおよび前記溝部から前記厚肉部の歯底面までの距離Ｄが、Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄ≒５：６：４：５に設定される。これにより、特に、厚肉部と薄肉部とを有する複雑形状のリング状ギヤが用いられる際にも、焼入れによってこのリング状ギヤに歪み等が発生することがなく、高品質のリング状ギヤを、簡単な工程および構成で効率的に得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るリング状ギヤ１０の斜視説明図であり、図２は、前記リング状ギヤ１０の縦断面説明図である。
【０００９】
リング状ギヤ１０は、厚肉部１２と薄肉部１４とを一体的に有しており、この厚肉部１２の外周側にヘリカルギヤ部１６が設けられる一方、前記薄肉部１４の外周側にスパーギヤ部１８が設けられる。厚肉部１２には、後述する浸炭焼入れ処理前に薄肉部１４側の側壁面１９とは反対側の側壁面２０に溝部２４が形成されている。この溝部２４は、開口断面が矩形状を有するとともに、側壁面２０の全周にわたって周回している。
【００１０】
図３に示すように、溝部２４の深さＡ、厚肉部１２の内周面２２から前記溝部２４までの距離Ｂ、前記溝部２４の幅Ｃおよび前記溝部２４から前記厚肉部１２の歯底面２６までの距離Ｄが、それぞれ後述するように設定される。
【００１１】
このように構成されるリング状ギヤ１０を製造する方法について、以下に説明する。
【００１２】
先ず、図４中、ステップＳ１に示すように、リング状ギヤ形成工程により、例えば、ＳＣｒ４２０材（ＪＩＳによる）を用いて厚肉部１２と薄肉部１４を一体的に有するリング状ギヤ１０が形成される。次いで、リング状ギヤ１０の厚肉部１２には、その側壁面２０の所望の位置に対応して周回する凹状の溝部２４が形成される（ステップＳ２）。
【００１３】
ここで、図３に示すように、溝部２４の位置および形状が設定される。すなわち、溝部２４の側壁面２０からの深さＡ、厚肉部１２の内周面２２からこの溝部２４までの距離Ｂおよび前記溝部２４の幅Ｃを因子とした水準１、水準２および水準３が、表１のように設定される。
【００１４】
【表１】
0004313899.tif 000002
【００１５】
そして、因子Ａ〜Ｃが焼入れ後のリング状ギヤ１０のヘリカルギヤ部１６の外形寸法（Ｏ．Ｂ．Ｄ）と内周面２２の内径に与える影響、例えば、歪みを測定した。その結果が、図５Ａ〜図５Ｃに示されている。これにより、Ｏ．Ｂ．Ｄと内径のそれぞれの歪みの差が最も小さくなる条件、すなわち、因子Ａが５ｍｍ、因子Ｂが６ｍｍおよび因子Ｃが４ｍｍに設定される。その際、溝部２４から厚肉部１２の歯底面２６までの距離Ｄが５ｍｍであり、その最適条件は、Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄ≒５：６：４：５となる。
【００１６】
溝部２４が形成されたリング状ギヤ１０は、図６に示すように、設置台３０に複数列かつ複数段に配置される。この設置台３０には、多段、例えば、３段に棒状部材３２ａ〜３２ｃが配置されている。棒状部材３２ａ〜３２ｃは、それぞれ複数個のリング状ギヤ１０の内周面２２に一体的に挿入されて前記リング状ギヤ１０を支持している。
【００１７】
次に、設置台３０が図示しないガス浸炭槽内に導入され、複数のリング状ギヤ１０にガス浸炭処理が一体的に施される（ステップＳ３）。複数のリング状ギヤ１０は、ガス浸炭処理後にオイル焼入れ処理が施されることにより、表面硬化処理がなされることになる。
【００１８】
そこで、従来品と本実施形態に係るリング状ギヤ１０（実施形態品）とを用いて、それぞれのヘリカルギヤ部８、１６の外形の変形とその寸法のばらつき、および内径の変形とその寸法のばらつきを検出する実験を行った。具体的には、図７に示すように、ヘリカルギヤ部１６（８）の軸方向に延在するＰ１、Ｐ２およびＰ３を測定位置とする一方、内周面２２の軸方向に延在するＰ４、Ｐ５およびＰ６を測定位置とした。
【００１９】
その結果、本実施形態では、図８Ａに示すように、ヘリカルギヤ部１６の変形が、従来品に比べて４０．９％減少し、図８Ｂに示すように、このヘリカルギヤ部１６の寸法のばらつきは、従来品に比べて３３．５％減少した。また、内周面２２においては、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、内径の変形が従来品に比べて６６％減少するとともに、その内径寸法のばらつきが２０％減少した。
【００２０】
このように、本実施形態では、予め、厚肉部１２の側壁面２０に対して所望の位置にかつ所望の形状の溝部２４が形成された後、リング状ギヤ１０にガス浸炭処理およびオイル焼入れ処理が施されている。このため、リング状ギヤ１０は、従来品に比べてヘリカルギヤ部１６の変形およびその寸法ばらつきと、内周面２２の変形およびその寸法のばらつきとを大幅に低減することができ、所望の部品精度を確実に維持することができる（図１０参照）。従って、従来品のように、焼入れ処理後に機械加工を施す必要がなく、製造作業全体が効率的かつ経済的に行われるという効果が得られる。
【００２１】
なお、スパーギヤ部１８においても同様の実験を行ったところ、このスパーギヤ部１８の変形が従来品に比べて１６％減少し、その寸法のばらつきが２４％減少するという結果が得られた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るリング状ギヤでは、リング状ギヤを構成する厚肉部の側壁面に対して所望の位置にかつ所望の形状の溝部が形成された後、このリング状ギヤに浸炭焼入れ処理が施されるため、焼入れによる熱歪み等により部品精度の低下が惹起されることがない。これにより、焼入れ後の硬化したリング状ギヤに機械加工を施す必要がなく、リング状ギヤの製造作業全体が効率的かつ経済的に遂行されるとともに、高品質なリング状ギヤを確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るリング状ギヤの斜視説明図である。
【図２】前記リング状ギヤの縦断面説明図である。
【図３】前記リング状ギヤに設けられる溝部の位置および形状を設定する際の説明図である。
【図４】前記リング状ギヤの製造方法の工程図である。
【図５】図５Ａは、因子Ａが各測定項目に与える影響を説明する図であり、図５Ｂは、因子Ｂが各測定項目に与える影響を説明する図であり、図５Ｃは、因子Ｃが各測定項目に与える影響を説明する図である。
【図６】前記リング状ギヤが配設される配置台の説明図である。
【図７】従来品と本実施形態に係るリング状ギヤの各測定位置の説明図である。
【図８】図８Ａは、従来品と本実施形態品の外径形状の変形結果を示す図であり、図８Ｂは、前記外径形状のばらつきの測定結果を示す図である。
【図９】図９Ａは、前記従来品と前記本実施形態品の内径形状の変形結果を示す図であり、図９Ｂは、前記内径寸法のばらつきの結果を示す図である。
【図１０】従来品と本実施形態品の変形状態の説明図である。
【図１１】従来技術に係るリング状ギヤの説明図である。
【符号の説明】
１０…リング状ギヤ            １２…厚肉部
１４…薄肉部                  １６…ヘリカルギヤ部
１８…スパーギヤ部            １９、２０…側壁面
２２…内周面                  ２４…溝部
２６…歯底面                  ３０…設置台
３２ａ〜３２ｃ…棒状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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