JP2009066744A - 歯研砥石および歯車加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に熱処理工程後において歪みのないアンダーカット部を形成できる歯研砥石および歯車加工方法を提供する。
【解決手段】ワーク歯車Ｗの歯切り工程、この歯切り工程後の熱処理工程、この熱処理工程後の歯研砥石による歯研工程を含む歯車の加工方法において、歯幅方向における歯先の両端に、ワーク歯車Ｗの歯元２にアンダーカット部３を形成するための突出部６を設けた歯研砥石Ｔを使用し、歯研工程において歯元２にアンダーカット部３を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、歯研砥石および歯車加工方法に関するものである。

一般的なヘリカル歯車の製造工程は、ホブカッタによる歯切り工程、フレージングカッタによる面取り工程および仕上げとしてのシェービング工程から構成され、高耐摩耗性等が要求される歯車の場合には、その後に浸炭を目的とした熱処理工程が加わり、歯研砥石による歯研工程を経て最終のホーニング工程に至る。なお、熱処理工程が加わる場合にはシェービング工程は省略される場合が多い。

大きな荷重がかかる歯車においては、インボリュート曲線の歯元の曲率半径よりも大きな曲率半径からなるアンダーカット部（プロチュバランス部ともいう）を歯元に設けて応力を分散させる技術が公知であり、その例が特許文献１、２に開示されている。特許文献１には、少なくともシェービング工程よりも前の工程でアンダーカット部を設ける旨記載され、特許文献２には、鍛造工法、圧造工法、サイジング工法によりアンダーカット部を設ける旨記載されている。
特開昭６０−１８０７１５号公報 特開平８−１０５５１３号公報

前記熱処理工程では熱の影響で歯面に歪みが生じる場合があり、それゆえ歯研工程でその歪み分を除去するべく歯面を研削しているが、アンダーカット部を形成した歯車に関しては、歯研工程で使用する従来の歯研砥石では、アンダーカット部まで届かずにアンダーカット部の歪みには対応しづらいという問題がある。

本発明は以上のような課題を解決するために創案されたものであり、容易に熱処理工程後において歪みのないアンダーカット部を形成できる歯研砥石および歯車加工方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、熱処理後のワーク歯車の歯研を行う歯研砥石であって、歯幅方向における歯先の両端に、ワーク歯車の歯元にアンダーカット部を形成するための突出部を設けたことを特徴とする歯研砥石とした。

この歯研砥石によれば、ワーク歯車の歯面の通常の研削が行われるとともに、突出部が歯元を研削することによりアンダーカット部が形成される。アンダーカット部の形成は、熱処理工程後の歯研工程において行われるので、熱の影響を受けない。したがって、各ワーク歯車間において均一な形状のアンダーカット部を得ることができる。

また、本発明は、表面の砥粒層が立方晶窒化ホウ素砥粒からなることを特徴とする歯研砥石とした。

この歯研砥石によれば、耐熱性、耐摩耗性など研削性能に優れた歯研砥石となる。

また、本発明は、ワーク歯車の歯切り工程、この歯切り工程後の熱処理工程、この熱処理工程後の歯研砥石による歯研工程を含む歯車の加工方法において、歯幅方向における歯先の両端に、ワーク歯車の歯元にアンダーカット部を形成するための突出部を設けた歯研砥石を使用し、歯研工程において歯元にアンダーカット部を形成することを特徴とする歯車加工方法とした。

この歯車加工方法によれば、ワーク歯車の歯面の通常の研削が行われるとともに、突出部が歯元を研削することによりアンダーカット部が形成される。アンダーカット部の形成は、熱処理工程後の歯研工程において行われるので、熱の影響を受けない。したがって、各ワーク歯車間において均一な形状のアンダーカット部を得ることができる。

また、本発明は、前記ワーク歯車は、車両の変速機用の歯車であることを特徴とする歯車加工方法とした。

この再生方法によれば、騒音低減等のために高精度な寸法管理が要求される車両の変速機用の歯車を経済的に加工製造することができる。

本発明によれば、容易に歯車の熱処理工程後において歪みのないアンダーカット部を形成できる。

図１は、歯車の製造工程の流れを示す説明図、図２は本発明に係る歯研砥石とこの歯研砥石によって研削された製造対象の歯車を示す部分断面図、図３は歯研砥石と製造対象の歯車の各一例を示す外観斜視図である。以下では、製造対象の歯車をワーク歯車と称して説明する。

図１において、ワーク歯車Ｗは、例えばヘリカル歯車等であって、歯切り工程においてホブカッタ（図示せず）により歯切りが行われ、次いで面取り工程においてフレージングカッタ（図示せず）により歯面１の面取りやバリ取りが行われる。後述のアンダーカット部３を設けるにあたり、従来では歯切り工程において形成していたのであるが、本発明では歯切り工程でアンダーカット部３を形成する必要はなく、歯元２の形状は通常のホブカッタによる切削形状（一般にはインボリュート曲線状）である。

面取り工程後、熱処理工程において浸炭等を目的として焼入れが行われる。後に歯研工程やホーニング工程があるため、面取り工程と熱処理工程との間のシェービング工程は省くことができる。

歯研工程では、熱処理工程で生じた歯面１の歪みを除去するべく歯面１を研削する。研削厚みは適宜に設定されるが、一般的には１０ミクロン〜数百ミクロン程度である。本発明は、アンダーカット部３の形成を歯研工程で行うことを特徴としており、図２に示すように、歯面１の研削用砥石である歯研砥石Ｔを用いる。図３では、ワーク歯車Ｗをヘリカル歯車とし、歯研砥石Ｔをウォーム形の砥石から構成した場合を示している。

図２に示す歯研砥石Ｔの歯断面において、歯幅方向における歯先４の両端、つまり各側逃げ面５の先端には、ワーク歯車Ｗの歯元２にアンダーカット部３を形成するための突出部６が設けられる。側逃げ面５に連なって描かれた仮想線は、突出部６が形成されていない従来の歯研砥石Ｔの歯形状を示している。突出部６は、その表面が緩やかな曲面をなすように歯先４の端部から隆起するかたちで形成される。

本発明の歯研砥石Ｔを用いれば、ワーク歯車Ｗの歯面１の通常の研削が行われるとともに、突出部６が歯元２を研削することによりアンダーカット部３が形成される。このようにアンダーカット部３の形成は歯研工程において行われるので、すなわち熱処理工程後に行われるので、熱の影響を受けることはなく、各ワーク歯車Ｗ間において均一な形状のアンダーカット部３を得ることができる。

図４に示すように、歯研砥石Ｔの表面の砥粒層７としては、研削性能の点からＣＢＮ砥粒（立方晶窒化ホウ素砥粒）から構成された層とすることが好ましい。なお、突出部６の形成は砥粒層７側のみで形成することは困難なので、基体８側で突出させておく。

図１に戻り、以上の歯研工程終了後は、例えば内歯形のホーニング砥石によるホーニング工程でワーク歯車Ｗの最終仕上げとなる。ホーニング工程での研磨厚みは、一般的には数ミクロン〜数十ミクロン程度である。

以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明は、高精度な歯車、例えば騒音低減等の観点から特に高精度を要求される車両の変速機用の歯車（特に、大きな負荷のかかるファイナルギア）の製造に関して有効である。

歯車の製造工程の流れを示す説明図である。 本発明に係る歯研砥石とこの歯研砥石によって研削された製造対象の歯車を示す部分断面図である。 歯研砥石と製造対象の歯車の各一例を示す外観斜視図である。 本発明に係る歯研砥石の表面の砥粒層を示す断面図である。

符号の説明

１ 歯面
２ 歯元
３ アンダーカット部
４ 歯先
５ 側逃げ面
６ 突出部
７ 砥粒層
Ｔ 歯研砥石
Ｗ ワーク歯車

Claims (4)

1. 熱処理後のワーク歯車の歯研を行う歯研砥石であって、
   歯幅方向における歯先の両端に、ワーク歯車の歯元にアンダーカット部を形成するための突出部を設けたことを特徴とする歯研砥石。
2. 表面の砥粒層が立方晶窒化ホウ素砥粒からなることを特徴とする請求項１に記載の歯研砥石。
3. ワーク歯車の歯切り工程、この歯切り工程後の熱処理工程、この熱処理工程後の歯研砥石による歯研工程を含む歯車の加工方法において、
   歯幅方向における歯先の両端に、ワーク歯車の歯元にアンダーカット部を形成するための突出部を設けた歯研砥石を使用し、歯研工程において歯元にアンダーカット部を形成することを特徴とする歯車加工方法。
4. 前記ワーク歯車は、車両の変速機用の歯車であることを特徴とする請求項３に記載の歯車加工方法。

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