JP2010537047A - 可変ケース深さの粉末金属歯車及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
12 歯
14 粉末金属
16 一定有効ケース深さ
50 第一ディファレンシャルサイドギヤ
52 歯
54 第一表面部
56 歯元
58 可変ケース深さ分布
64 先端表面部
66 ピッチ線表面部
68 歯面表面部
70 ランド表面部
84 予備成形物
85 浸炭予備成形物
86 一定炭素ケース深さ
Claims (22)
- 第一表面部及び歯元を各々が備える複数の歯と、前記複数の歯に形成されている可変ケース深さ分布とを備えている歯車であって、前記可変ケース深さ分布が、前記第一表面部上に改良された歯の荷重及び前記歯元内に改良された曲げ疲労を有していることを特徴とする歯車。
- 前記歯車が、回転軸を備えている傘歯車で、該傘歯車の歯が、前記回転軸に対し傾斜して放射状に延在していることを特徴とする請求項1記載の歯車。
- 前記傘歯車が、軸方向に溝の付いた内部分を有しているディファレンシャルサイドギヤであることを特徴とする請求項2記載の歯車。
- 前記歯車が、低合金の鉄金属歯車であることを特徴とする請求項1記載の歯車。
- 前記各々の歯の第一表面部が、先端表面部、ピッチ線表面部、歯面表面部、及び、歯元ランド表面部で構成されていることを特徴とする請求項1記載の歯車。
- 前記可変ケース深さ分布が、前記先端表面部で約2.4mm、前記ピッチ線表面部で約1.9mm、前記歯面表面部で約0.4mm、及び、前記歯元ランド表面部で約0.8mmの有効ケース深さで表されることを特徴とする請求項5記載の歯車。
- 前記可変ケース深さ分布が、(前記歯元ランド表面部)/(前記歯面表面部)= 約2/1のケース深さ比で表されることを特徴とする請求項5記載の歯車。
- 前記可変ケース深さ分布が、(前記先端表面部)/(前記歯面表面部)= 約6/1の有効ケース深さ比で表されることを特徴とする請求項5記載の歯車。
- 前記歯元が、約43HRCの硬度を有する中間歯部、約31HRCの硬度を有する歯元部、及び、約32HRCの硬度を有する芯部から構成されていることを特徴とする請求項1記載の歯車。
- 前記歯元が、中間歯部、歯元部及び芯部とを備え、(前記中間歯部の硬度)/(前記歯元部又は芯部の硬度)= 約4/3であることを特徴とする請求項1記載の歯車。
- 複数の歯に形成されている可変ケース深さ分布を備える粉末金属製歯車を得る方法が、
金属粉末を、ほぼ均一な初期炭素量を有し、少なくとも一つの断面表面部に所望の可変ケース深さ分布を与える予備成形物に圧縮する工程と、
所望温度で順次又は同時に、焼結と、制御された炭素雰囲気を与えて初期炭素量を増加させ、かつ、ほぼ一定の炭素ケース深さを得るべく前記制御された雰囲気に所定時間維持して予備成形物を浸炭する工程と、
前記可変ケース深さ分布が前記複数の歯に対し対称的で、略密で純正形状の鍛造部を得るべく前記予備成形物を鍛造温度及び鍛造圧力で鍛造する工程と、
前記鍛造部を冷却する工程とを備えている歯車の製造方法であって、
金属の重要な流動を可変に高める一式の鍛造金型を用いて前記可変ケース深さ分布を得て、鍛造中に前記複数の鍛造部の歯を形成することを特徴とする歯車の製造方法。 - 鍛造前に前記予備成形物を予備鍛造温度に予備加熱し、焼入れで前記鍛造部を冷却する工程を更に備えていることを特徴とする請求項11記載の歯車の製造方法。
- 鍛造後及び焼入れ前に温度を安定化させるべく前記鍛造部を保圧期間保圧する工程を更に備えていることを特徴とする請求項11記載の歯車の製造方法。
- 冷却後、前記歯車に細い溝を形成する工程を更に備えていることを特徴とする請求項11記載の歯車の製造方法。
- 冷却後、表面削り、表面仕上げ、旋削、又は、ショットピーニングの工程を備えていることを特徴とする請求項11記載の歯車の製造方法。
- 前記金属粉末が、低合金鉄金属粉末であることを特徴とする請求項11記載の歯車の製造方法。
- 請求項11記載の製造方法で製造される傘歯車において、該傘歯車が回転軸を備え、前記傘歯車の複数の歯が、前記回転軸に対し傾斜して放射状に延在していることを特徴とする傘歯車。
- 前記傘歯車が、溝付きディファレンシャルサイドギヤであることを特徴とする請求項17記載の傘歯車。
- 前記歯車が、鍛造及び冷却後で純正形状に近いものであることを特徴とする請求項11記載の歯車の製造方法。
- 複数の歯で略対称的な可変ケース深さ分布を備える粉末金属部を得る処理で形成される歯車が、
金属粉末を、ほぼ均一な初期炭素量を有し、少なくとも一つの断面表面部に所望の前記可変ケース深さ分布を与える予備成形物に圧縮する工程と、
所望温度で順次又は同時に、焼結と、制御された炭素雰囲気を与えて初期炭素量を増加させ、かつ、ほぼ一定の炭素ケース深さを得るべく前記制御された雰囲気に所定時間維持して予備成形物を浸炭する工程と、
前記可変ケース深さ分布が複数の歯に対し対称的な鍛造部を得るべく前記予備成形物を所望の鍛造温度で所望密度に鍛造する工程と、
前記鍛造部を冷却する工程とから成る製造工程を備え、
金属の重要な流動を可変に高めるように設計した一式の鍛造金型を用いて前記可変ケース深さ分布を得て、鍛造中に前記複数の鍛造部の歯を形成していることを特徴とする歯車。 - 前記可変ケース深さ分布が、少なくとも一つの歯元ランド表面部/歯面表面部=約2/1、先端表面部/前記歯面表面部=約6/1、又は、ピッチ線表面部/前記歯面表面部=約19/4で満たされるケース深さ比で表されることを特徴とする請求項20記載の歯車。
- 各々が歯の先端表面部及び歯元表面部とを有する第一表面部を備えている複数の歯と、前記複数の歯の前記第一表面部に形成されている可変ケース深さ分布とを備えている粉末鍛造歯車において、
前記各第一表面部の前記可変ケース深さ分布において、前記歯の先端表面部が、前記歯元表面部よりも深いケース深さを有し、鍛造前に、鍛造で前記歯車の前記第一表面部となる前記歯車粉末金属予備成形物の表面部の浸炭で前記可変ケース深さ分布を略一定深さに形成し、前記歯の先端表面部と前記歯元表面部との間の前記浸炭表面部の前記ケース深さを減少させるように前記浸炭予備成形物を鍛造して、前記歯の先端表面部と前記歯元表面部との間に異なる摩耗、疲労強度、及び、耐衝撃特性を与えるようにしていることを特徴とする粉末鍛造歯車。
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