JPH02190222A - 倣い焼入れ歯車の形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に歯車の調法、ことに倣い焼入れした歯
車（ｃｏｎｔｏｕｒ　ｈａｒｄｅｎｅｄ　ｇｅａｒ　）
を形成する新規な方法に関する。

〔発明の背景〕

歯車製性の分野では、歯車の輪郭を焼入れするのにこれ
等の歯車に種種の金属処理法を施すことがよく知られて
いる。このような輪郭焼入れすなわち倣い焼入れ歯車は
一般に、歯の内部領域又は心部よりかなシ硬い比較的薄
い外層又は表皮を特長とする。この薄い焼入れした層は
、歯車内に深く侵透するのでなくてこの歯車の歯の輪郭
に追従する。

倣い焼入れ歯車の焼入れされた外面は、これ等の面が使
用中に歯面に加わる比較的高い接触力に耐えることがで
きるので望ましいものである。又このような歯車は歯の
根元に受ける比較的高い曲げ力に耐えることができる。

従って倣い焼入れ歯車は、疲労から生ずる早期破損が極
めて生じにくい。このような歯車の比較的軟らかい心部
は、これ等の高い衝撃力の衝撃を吸収する弾性手段とな
り、さらに歯の表面に好ましい残留圧縮応力を生ずる。

倣い焼入歯車の心部は、その焼入れした外皮より幾分軟
らかいが、このような心部は、歯に加わる接触荷重及び
曲げ荷重を支えるように、成る程度同様に焼入れしなけ
ればならない。このような焼入れの程度は歯車に対する
所期の用途による。

歯車の心部の十分な焼入れを行わないと、歯面につぶれ
及び砕けが生じ、又歯元に破砕が生ずる。

従来は倣い焼入れ歯車は、切削してない歯車ブラック（
すなわち歯を形成してない金属環状体）を心部の所望の
強さにより定まる所定の硬さレベルに初めに予備焼入れ
することにより形成した。

このような予備焼入れは、炉内で歯車ブランクの温度を
上げ引続いてこのブランクを所定の速度及び温度で急冷
し焼戻すことにより、行った。このような初期予備焼入
れに次いで、切削してない歯車ブランクを機械加工しこ
のブランクの周辺のまわりに複数枚の歯車歯を形成した
。最後にこの歯車は誘導子又はコイル内で倣い焼入れ処
理を行い、十分に強い予備焼入れ心部を持つ倣い焼入れ
歯車を形成するようにした。この方法は倣い焼入れ歯車
を生成するには有効であったが、この方法は、切削して
ない歯車ブランクを予備焼入れした後に機械加工するの
でブランクが軟らかい状態にあるときよシもむずかしい
ことが分っている。

〔発明の要約〕

本発明は、倣い焼入れ歯車を形成する新規な方法に係わ
る。。初めに切削してない歯車ブランクを熱処理により
軟らかくし全体にわたり比較的軟らかいレベルの硬さを
生ずるようにする。次いで軟らかくした歯車ブランクを
機械加工しその周辺のまわりに複数枚の歯を形成するよ
うにする。比較的軟らかい機械加工した歯車は次いで予
備焼入れ処理を行う。この処理では歯の表面と心部の外
部領域とは所定の中間レベルの硬さに焼入れする。

最後にこの予備焼入れした歯車は倣い焼入れ処理を行い
各歯車歯の表面をさらに強く焼入れするようにする。歯
車の心部の外部領域は中間硬さレベルに留めるが、心部
の内部領域は比較的軟らかいレベルに留める。

本発明の目的は、倣い焼入れ歯車を形成する新規な方法
を提供することにある。

本発明の他の目的は、歯車ブランクが比較的軟らかい状
態にあるときに歯車歯の機械加工を行うこのような方法
を提供することにある。

〔実施例〕

実施例について図面を参照して説明すると、第１図は金
属質歯車ブランク１０の一部分を例示しである。歯車ブ
ランク１０は、本発明の処理を受けたときに十分な焼入
性を生ずる任意の等級の鋼たとえば５ＡＥ５１５５鋼か
ら形成する。歯車ブランク１０は、一般に形状が環状で
６Ｄ普通の鍛造又は板ぬき法により形成する。ブランク
形状は本発明形成法により形成しようとする仕上がり歯
車の全体形状を持つ。すなわち歯車ブランク１０の外径
は、形成しようとする歯車の歯の外径よりわずかに太き
いだけである。

歯車ブランク１０は初めに軟化処理を行いその金属材を
所望の硬さレベルに軟化するようにする。

歯車ブランク１０の軟化の程度は使用金属材の等級に依
存する。しかし一般にこのような軟化は後述のようにそ
の比較的容易な機械加工（たとえば歯切シ）ができるの
に十分でなければならない。

歯車ブランクを約９８ＲＢ（ロックウェルＢ硬さスケー
ル）又はそれ以下まで軟化させると、歯車ブランク１０
は十分に軟らかい。特殊な例として、歯車ブランク１０
を前記したＳＡＥ　５１５５材料から形成するときは、
初めの軟化処理を使い歯車ブランク１０を約８９ＲＢ１
で軟化する。

金属質歯車ブランク１０の軟化は、任意普通の熱処理法
により行うことができる。たとえば歯車ブランク１０は
任意のよく知られた方法で焼なましして歯車ブランク１
０の金属材を軟化する。或は歯車ブランク１０は焼なら
しし又は急冷し焼戻シシテ所望のレベルの軟らかさが得
られるようにする。歯車ブランク１０を軟化するのに使
う特定の方法の選択はとくに、ブランク１０を形成する
のに金属の等級と得ようとする所望の軟らかさとに依存
する。

初めに歯車ブランク１０の金属材をこのレベルに軟化す
ることにより、複数枚の歯１２を持つ第２図の歯車１１
を形成する方法の次の工程を行うことが比較的容易にな
る。歯車歯１２は、歯車ブランク１０の所定の部分から
材料を除去することにより形成する。このような除去を
行うには任意普通の機械加工法を使えばよい。歯車歯１
２の形成は歯車１１のどの部分でも硬さレベルを変えな
いのは明らかである。すなわち歯車１１の全部の領域が
歯車歯１２の形成後に８９ＲＢの硬さレベルに留まる。

機械加工工程に次いで歯車１１は予備焼入れ処理を行う
。なお詳しく後述するように予備焼入れ工程は歯車１１
の上部にその所期の用途に要求される適正な硬さ及び強
さを与えることが必要である。予備焼入れ工程中に歯車
１１の一部又は全体の温度は、歯車１１を形成するのに
使う特定の材料がオーステナイトに変る臨界温度以上に
高める。

この臨界温度は特定の等級の使用材料によって変るのは
もちろんである。歯車１１の加熱は誘導子又はコイルの
ような任意普通の装置を使い誘導加熱により行うのがよ
い。

歯車１１は所定の時限にわたり臨界温度で加熱すること
により、第３図及び第４図の上部の外部環状領域１３と
して例示した歯車１１内に所定の深さにわたってオース
テナイト変態を生ずる。特定の浸透深さは歯車１１の上
部の所望の強さに依存し、又この上部の所望強さはこの
歯車の所期の用途に依存する。歯車１１を加熱する時間
長さと歯車１１を形成するのに使う材料の等級とにより
、浸透の深さが定まる。このような深さは用途によって
変えることができるが、一般に上部の外部領域１３は、
所望の強さが生ずるようにするのに歯車歯１２の歯九線
の少なくとも下方に延びる必要がある。

所定の時限にわたり臨界温度以上に加熱すると、この場
合歯車１１は比較的遅い速度で冷却する。

このような速度は、歯車１１の上部の外部領域１３の所
望の硬さと歯車１１を形成するのに材料の等級とにより
定める。遅い冷却処理は又歯車１１のゆがみを最少にす
るのに役立つ。冷却処理は１歯車１１を単に空気中で冷
却することにより又は強制の空気又は不活性ガスを使い
歯車１１をガスで急冷することにより行うことができる
。或は歯車１１は、歯車１１を形成するのに使う金属の
等級が比較的低いレベルの焼入性を持つ場合には液体急
冷により冷却してもよい。

前記した予備焼入れ工程の後に歯車１１は第１３図に例
示した一般構造を持つ。この場合歯１２とその歯車１１
の右部の外部環状領域１３とは初期の軟化条件以上に強
く焼入れしである。たとえば歯１２と歯車１１の右部の
外部領域１３とは、歯車１１の一般的用途に対し満足の
得られる硬さレベルである２５ＲＣないし４５ＲＣ（ロ
ックウェルＣ硬さスケール）に焼入れすればよい。

しかし歯車１１の右部の内部領域１４は一層軟らかい８
９ＲＢの硬さレベルのままになっている。

その理由は、予備焼入れ工程の持続時間が前記したよう
に内部領域１４の温度を臨界温度以上に上昇させるのに
十分なだけ長くなかったからである。

この処理の最終工程では歯車１１の輪郭部すなわち表皮
部の焼入れを行う。倣い焼入れ工程では又、前記した予
備焼入れ工程と同様に歯車１１の一部分の温度を臨界温
度以上に上昇させる。しかし加熱の持続時間は倣い焼入
れ工程では予備焼入れ工程の場合よりはるかに短かくし
て、浸透深さを歯車１１の比較的薄い輪郭部に制限する
ようにしである。このような加熱に次いで歯車１１は急
速に冷却して第４図に例示した一般組織を生ずる。

この場合歯車歯１２の外部輪郭部すなわち表皮１５は、
右部の外部領域１３に対してたとえば５２ＲＣ−＆いし
６５ＲＣの間までさらに焼入れする。歯車１１の右部の
外部領域１３は２５ＲＣ’ないし４５ＲＣの範囲に留ま
るが、歯車１１の右部の内部領域１４は一層低い８９Ｒ
Ｈの硬さレベルに留まる。倣い焼入れ処理は任意普通の
手段により行われ、たとえば前記した予備加熱工程を行
う同じ誘導子又はコイルにより行うことができる。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図はそれぞれ本発明に
よる倣い焼入れ歯車の形成法の逐次の工程で示す歯車の
部分縦断面図である。 １０・・・歯車ブランク、１１・・・歯車、１２・・・
歯車歯、１３・・・外部領域、１４・・・内部領域、１
５・・・輪郭部 〜 ― 手続補正書珈０ 特 許 庁 長 官 殿 １、事件の表示 平成１年特許願第２４８２３７号 ２、発明の名称 倣い焼入れ歯車の形成法 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）歯車ブランクを用意し、 （ｂ）この歯車ブランクをその全体にわたり比較的軟ら
   かい硬さレベルが生ずるように熱処理により軟化させ、 （ｃ）この軟化した歯車ブランクを機械加工してその周
   辺のまわりに複数枚の歯を形成するようにし、 （ｄ）前記の機械加工した歯車ブランクを、前記各歯の
   表面と歯車心部の外部領域とが中間レベルの硬さに焼入
   れされるように予備焼入れし、 （ｅ）この予備焼入れした歯車を前記各歯車歯の表面が
   さらに或る程度焼入れされるように倣い焼入れするが、
   前記の歯車の心部の外部領域は中間の硬さレベルに留め
   又前記心部の内部領域は比較的軟らかい硬さレベルに留
   めることから成る倣い焼入れ歯車を形成する方法。 ２、工程（ｂ）の熱処理を歯車ブランクの焼なましによ
   り行う請求項１記載の倣い焼入れ歯車を形成する方法。 ３、工程（ｂ）の熱処理を、歯車ブランクの焼ならしに
   より行う請求項１記載の倣い焼入れ歯車を形成する方法
   。 ４、工程（ｂ）の熱処理を、歯車ブランクの加熱、急冷
   及び焼戻しにより行う請求項１記載の倣い焼入れ歯車を
   形成する方法。 ５、工程（ｂ）の熱処理により歯車ブランクをロックウ
   ェルＢ硬さスケールの９８に又は一層軟らかく軟化する
   請求項１記載の倣い焼入れ歯車を形成する方法。 ６、工程（ｄ）の予備焼入れ処理が歯車歯により定まる
   歯元線の少なくとも下方で歯車心部の外部領域に延びる
   ようにする請求項１記載の倣い焼入れ歯車を形成する方
   法。 ７、工程（ｄ）の予備焼入れ処理を誘導加熱により行う
   請求項１記載の倣い焼入れ歯車を形成する方法。 ８、工程（ｄ）の予備焼入れ処理により、機械加工した
   歯車ブランクをロックウェルＣ硬さスケール２５ないし
   ４５に焼入れする請求項１記載の倣い焼入れ歯車を形成
   する方法。 ９　工程（ｅ）の倣い焼入れ処理を誘導加熱により行う
   請求項１記載の倣い焼入れ歯車を形成する方法。 １０、工程（ｅ）の倣い焼入れ処理により、歯車歯機械
   加工した歯車ブランクの表面をロックウェルＣ硬さスケ
   ールで５７ないし６５に焼入れする請求項１記載の倣い
   焼入れ歯車を形成する方法。