JPH0593224A - 歯車の製造方法 - Google Patents
歯車の製造方法Info
- Publication number
- JPH0593224A JPH0593224A JP25154791A JP25154791A JPH0593224A JP H0593224 A JPH0593224 A JP H0593224A JP 25154791 A JP25154791 A JP 25154791A JP 25154791 A JP25154791 A JP 25154791A JP H0593224 A JPH0593224 A JP H0593224A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- tooth
- induction heating
- fatigue strength
- residual stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 歯面の粗度を悪化させることなく歯元アール
部に圧縮の残留応力をより大きく付与して疲労強度をよ
り一層向上させる。 【構成】 表面に硬化処理を施した歯車４の歯底部分を
誘導加熱用コイル１等により再加熱したのち水冷ジャケ
ット２等により冷却して歯底部分を焼入れする。
部に圧縮の残留応力をより大きく付与して疲労強度をよ
り一層向上させる。 【構成】 表面に硬化処理を施した歯車４の歯底部分を
誘導加熱用コイル１等により再加熱したのち水冷ジャケ
ット２等により冷却して歯底部分を焼入れする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、疲労強度に優れた歯車
を製造するのに利用される歯車の製造方法に関するもの
である。
を製造するのに利用される歯車の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、歯車を製造するに際しては、例え
ば、ＪＩＳで制定されているはだ焼き用に適する機械構
造用鋼鋼材（例えば、ＳＯ９ＣＫ，Ｓ１５ＣＫ，Ｓ２０
ＣＫ，ＳＮＣ４１５，ＳＮＣ８１５，ＳＮＣＭ２２０，
ＳＮＣＭ４１５，ＳＮＣＭ４２０，ＳＣｒ４１５，ＳＣ
ｒ４２０，ＳＣＭ４１５，ＳＣＭ４１８，ＳＣＭ４２
０，ＳＭｎ４２０，ＳＭｎＣ４２０等々）を素材として
歯車形状に成形したのち、浸炭，浸炭窒化，窒化等の表
面硬化処理を施し、疲労強度をより一層向上させるため
にショット粒子を大量に噴射させるショットピーニング
を行うことにより歯元アール部に圧縮の残留応力を付与
させるようにしていた。
ば、ＪＩＳで制定されているはだ焼き用に適する機械構
造用鋼鋼材（例えば、ＳＯ９ＣＫ，Ｓ１５ＣＫ，Ｓ２０
ＣＫ，ＳＮＣ４１５，ＳＮＣ８１５，ＳＮＣＭ２２０，
ＳＮＣＭ４１５，ＳＮＣＭ４２０，ＳＣｒ４１５，ＳＣ
ｒ４２０，ＳＣＭ４１５，ＳＣＭ４１８，ＳＣＭ４２
０，ＳＭｎ４２０，ＳＭｎＣ４２０等々）を素材として
歯車形状に成形したのち、浸炭，浸炭窒化，窒化等の表
面硬化処理を施し、疲労強度をより一層向上させるため
にショット粒子を大量に噴射させるショットピーニング
を行うことにより歯元アール部に圧縮の残留応力を付与
させるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面に
硬化処理を施したのち、ショットピーニングを行う従来
の方法では、歯面にもショット粒子が当たるため、歯面
の粗度を悪化させるという問題点があり、このため、シ
ョットピーニングを行うに際して歯面にショット粒子が
当たらないようにする工夫も種々考えられてはいるが、
いずれも複雑な機構を用いるかサイクルタイムが長いも
のとなって、量産に適さないものであるという問題点が
あった。具体的にはこのようなショットピーニングによ
る場合には１〜５分程度のショットピーニング時間が必
要であり、これらの問題点を解決することが課題となっ
ていた。
硬化処理を施したのち、ショットピーニングを行う従来
の方法では、歯面にもショット粒子が当たるため、歯面
の粗度を悪化させるという問題点があり、このため、シ
ョットピーニングを行うに際して歯面にショット粒子が
当たらないようにする工夫も種々考えられてはいるが、
いずれも複雑な機構を用いるかサイクルタイムが長いも
のとなって、量産に適さないものであるという問題点が
あった。具体的にはこのようなショットピーニングによ
る場合には１〜５分程度のショットピーニング時間が必
要であり、これらの問題点を解決することが課題となっ
ていた。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんが
みてなされたものであって、歯面の粗度を悪化させるこ
となく歯元アール部に圧縮の残留応力をより大きく付与
させることが可能であって、疲労強度をより一層向上さ
せることが可能であると共に、歯元アール部に圧縮の残
留応力を付与するための処理時間を短いものとすること
が可能である歯車の製造方法を提供することを目的とし
ている。
みてなされたものであって、歯面の粗度を悪化させるこ
となく歯元アール部に圧縮の残留応力をより大きく付与
させることが可能であって、疲労強度をより一層向上さ
せることが可能であると共に、歯元アール部に圧縮の残
留応力を付与するための処理時間を短いものとすること
が可能である歯車の製造方法を提供することを目的とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる歯車の製
造方法は、表面硬化処理を施した歯車の歯底部分を再加
熱して焼入れする構成としたことを特徴としており、こ
のような歯車の製造方法に係わる発明の構成を前述した
従来の課題を解決するための手段としている。
造方法は、表面硬化処理を施した歯車の歯底部分を再加
熱して焼入れする構成としたことを特徴としており、こ
のような歯車の製造方法に係わる発明の構成を前述した
従来の課題を解決するための手段としている。
【０００６】本発明に係わる歯車の製造方法において、
歯車の素材はとくに限定されず、例えば、ＪＩＳにおい
て制定されているはだ焼用に使用される機械構造用炭素
鋼ないしは合金鋼を用いることが可能であり、また、適
宜化学成分を添加したり組成を変更したりしたものなど
を用いることが可能であり、特に限定はされない。
歯車の素材はとくに限定されず、例えば、ＪＩＳにおい
て制定されているはだ焼用に使用される機械構造用炭素
鋼ないしは合金鋼を用いることが可能であり、また、適
宜化学成分を添加したり組成を変更したりしたものなど
を用いることが可能であり、特に限定はされない。
【０００７】そして、適宜選定した素材を用いて歯車の
形状に成形したのち表面硬化処理を施すが、この表面硬
化処理においても特に限定されず、従来より多岐にわた
って採用されている浸炭，浸炭窒化，窒化，高周波焼入
れなどを採用することが可能である。
形状に成形したのち表面硬化処理を施すが、この表面硬
化処理においても特に限定されず、従来より多岐にわた
って採用されている浸炭，浸炭窒化，窒化，高周波焼入
れなどを採用することが可能である。
【０００８】次いで、このような表面に硬化処理を施し
た歯車の歯底部分を再加熱して焼入れすることにより、
歯元アール部に圧縮の残留応力を付与し、従来のごとく
ショットピーニングによって歯元アール部に圧縮の残留
応力を付与する場合のように歯面の粗度を悪化させるこ
となく、歯車の疲労強度をより一層向上したものとす
る。
た歯車の歯底部分を再加熱して焼入れすることにより、
歯元アール部に圧縮の残留応力を付与し、従来のごとく
ショットピーニングによって歯元アール部に圧縮の残留
応力を付与する場合のように歯面の粗度を悪化させるこ
となく、歯車の疲労強度をより一層向上したものとす
る。
【０００９】そして、表面に硬化処理を施した歯車の歯
底部分を再加熱して焼入れする際の再加熱手段として
は、周波数が１０ｋＨｚ以下の誘導加熱を用いるように
することができる。
底部分を再加熱して焼入れする際の再加熱手段として
は、周波数が１０ｋＨｚ以下の誘導加熱を用いるように
することができる。
【００１０】このとき、誘導加熱の周波数を１０ｋＨｚ
以下とするのが望ましいのは、周波数が高くなるにつれ
て再加熱焼入れされる部分が歯先の方へと移行するよう
になり、歯先に近い部分が再加熱焼入れされることとな
って歯元アール部の圧縮残留応力が低下して、歯車の疲
労強度を向上させることができなくなるためである。
以下とするのが望ましいのは、周波数が高くなるにつれ
て再加熱焼入れされる部分が歯先の方へと移行するよう
になり、歯先に近い部分が再加熱焼入れされることとな
って歯元アール部の圧縮残留応力が低下して、歯車の疲
労強度を向上させることができなくなるためである。
【００１１】
【発明の作用】本発明に係わる歯車の製造方法では、表
面硬化処理を施した歯車の歯底部分を再加熱して焼入れ
する構成としているので、歯車の歯元アール部に圧縮の
残留応力が付与されるものとなり、ショットピーニング
により圧縮の残留応力を付与させる場合のような歯面の
粗度を悪化させることなく、歯元アール部に圧縮の残留
応力が付与されることとなり、表面硬化処理のみを施し
た歯車に比べて歯車の疲労強度がより一層向上したもの
となる。
面硬化処理を施した歯車の歯底部分を再加熱して焼入れ
する構成としているので、歯車の歯元アール部に圧縮の
残留応力が付与されるものとなり、ショットピーニング
により圧縮の残留応力を付与させる場合のような歯面の
粗度を悪化させることなく、歯元アール部に圧縮の残留
応力が付与されることとなり、表面硬化処理のみを施し
た歯車に比べて歯車の疲労強度がより一層向上したもの
となる。
【００１２】
【実施例】表１に示す諸元の歯車を成形したのち、浸炭
焼入れ焼もどしによる表面硬化処理を施し、図１に示す
誘導加熱焼入れ装置により表２に示す条件で誘導加熱し
て再加熱したのち急冷することにより焼入れを行った。
焼入れ焼もどしによる表面硬化処理を施し、図１に示す
誘導加熱焼入れ装置により表２に示す条件で誘導加熱し
て再加熱したのち急冷することにより焼入れを行った。
【００１３】図１に示す誘導加熱焼入れ装置は、誘導加
熱用コイル１と水冷ジャケット２をそなえたものであ
り、矢印Ｒ方向に回転すると共に矢印Ｓ１，Ｓ２方向に
往復移動する歯車固定軸３に固定した表面硬化処理後の
歯車４を誘導加熱用コイル１に近づけた状態にし、矢印
Ｒ方向に２４０ｒｐｍの回転速度で回転させながら誘導
加熱を行い、所要の加熱温度に到達した時点で歯車固定
軸３を矢印Ｓ１方向に移動させることによって、水冷ジ
ャケット２により歯車４を急冷し、これによって歯車４
に対する再加熱焼入れを完了した。
熱用コイル１と水冷ジャケット２をそなえたものであ
り、矢印Ｒ方向に回転すると共に矢印Ｓ１，Ｓ２方向に
往復移動する歯車固定軸３に固定した表面硬化処理後の
歯車４を誘導加熱用コイル１に近づけた状態にし、矢印
Ｒ方向に２４０ｒｐｍの回転速度で回転させながら誘導
加熱を行い、所要の加熱温度に到達した時点で歯車固定
軸３を矢印Ｓ１方向に移動させることによって、水冷ジ
ャケット２により歯車４を急冷し、これによって歯車４
に対する再加熱焼入れを完了した。
【００１４】このとき、誘導加熱用コイル１による誘導
加熱に際して周波数を表２に示す条件Ａ，Ｂ，Ｃのごと
く変化させたところ、図２のそれぞれ（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）に示すごとくであった。
加熱に際して周波数を表２に示す条件Ａ，Ｂ，Ｃのごと
く変化させたところ、図２のそれぞれ（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）に示すごとくであった。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】すなわち、誘導加熱の際の周波数が３ｋＨ
ｚである条件Ａの場合には、図２の（Ａ）に示すよう
に、歯底部分のみが再加熱焼入れ層Ｑとなっていて、歯
側面部分および歯先部分は浸炭焼入れ層Ｈとなってお
り、周波数が７ｋＨｚである条件Ｂの場合には、図２の
（Ｂ）に示すように、歯底部分および歯側面部分が再加
熱焼入れ層Ｑとなっていると共に歯先部分のみが浸炭焼
入れ層Ｈとなっており、いずれの場合にも、図３に示す
ように、歯底アール部に比較的大きい圧縮の残留応力を
付与することが可能であった。
ｚである条件Ａの場合には、図２の（Ａ）に示すよう
に、歯底部分のみが再加熱焼入れ層Ｑとなっていて、歯
側面部分および歯先部分は浸炭焼入れ層Ｈとなってお
り、周波数が７ｋＨｚである条件Ｂの場合には、図２の
（Ｂ）に示すように、歯底部分および歯側面部分が再加
熱焼入れ層Ｑとなっていると共に歯先部分のみが浸炭焼
入れ層Ｈとなっており、いずれの場合にも、図３に示す
ように、歯底アール部に比較的大きい圧縮の残留応力を
付与することが可能であった。
【００１８】これに対して、誘導加熱の際の周波数が１
１ｋＨｚである条件Ｃの場合には、歯底部分が浸炭焼入
れ層Ｈのままとなり、歯側面部分および歯先部分が再加
熱焼入れ層Ｑとなっているため、図３に示すように、歯
底アール部に大きな圧縮の残留応力を付与することがで
きないものであった。
１ｋＨｚである条件Ｃの場合には、歯底部分が浸炭焼入
れ層Ｈのままとなり、歯側面部分および歯先部分が再加
熱焼入れ層Ｑとなっているため、図３に示すように、歯
底アール部に大きな圧縮の残留応力を付与することがで
きないものであった。
【００１９】次に、表２に示した三条件で再加熱焼入れ
を行った各歯車の疲労強度を測定したところ、図４に示
すように、条件Ａ，Ｂで再加熱焼入れした歯車の場合に
は、浸炭処理後にショットピーニングを施した歯車に匹
敵する優れた疲労強度を有するものとなっており、ショ
ットピーニングを施す場合のように歯面の粗度を悪化さ
せることなく、かつまた１〜５分程度のショットピーニ
ング処理時間に比べてかなり短い数十秒程度の再加熱焼
入れによって、疲労強度により一層優れた歯車を製造す
ることが可能であった。
を行った各歯車の疲労強度を測定したところ、図４に示
すように、条件Ａ，Ｂで再加熱焼入れした歯車の場合に
は、浸炭処理後にショットピーニングを施した歯車に匹
敵する優れた疲労強度を有するものとなっており、ショ
ットピーニングを施す場合のように歯面の粗度を悪化さ
せることなく、かつまた１〜５分程度のショットピーニ
ング処理時間に比べてかなり短い数十秒程度の再加熱焼
入れによって、疲労強度により一層優れた歯車を製造す
ることが可能であった。
【００２０】これに対して、条件Ｃで再加熱焼入れした
歯車の場合には、条件Ａ，Ｂで再加熱焼入れした歯車に
比べて疲労強度が劣るものとなっていた。
歯車の場合には、条件Ａ，Ｂで再加熱焼入れした歯車に
比べて疲労強度が劣るものとなっていた。
【００２１】この結果、表面硬化処理を施した歯車の歯
底部分に対する再加熱を誘導加熱によって行う場合に
は、誘導加熱の際の周波数を１０ｋＨｚ以下とし、再加
熱焼入れ硬化層が歯元部分に形成されるようにして歯元
アール部に圧縮の残留応力が付与されるようにすること
が有効であることを確かめた。
底部分に対する再加熱を誘導加熱によって行う場合に
は、誘導加熱の際の周波数を１０ｋＨｚ以下とし、再加
熱焼入れ硬化層が歯元部分に形成されるようにして歯元
アール部に圧縮の残留応力が付与されるようにすること
が有効であることを確かめた。
【００２２】また、成形後の歯車粗材に対して高濃度浸
炭を施すことにより硬化層に球状化セメンタイトを析出
させた歯車とし、この歯車の歯底部のみを誘導加熱し
て、歯元アール部の硬化層のセメンタイトを固溶させて
焼入れを行うと、歯面のピッチング強度および歯元の疲
労強度を共に向上させることができるので効果的である
ことも確かめられた。
炭を施すことにより硬化層に球状化セメンタイトを析出
させた歯車とし、この歯車の歯底部のみを誘導加熱し
て、歯元アール部の硬化層のセメンタイトを固溶させて
焼入れを行うと、歯面のピッチング強度および歯元の疲
労強度を共に向上させることができるので効果的である
ことも確かめられた。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係わる歯車の製造方法では、表
面に硬化処理を施した歯車の歯底部分を再加熱して焼入
れする構成とし、精度に関係のない歯底部分を再加熱し
て焼入れするようにしたから、歯面の粗度を悪化させる
ことなく歯元アール部に圧縮の残留応力を付与させるこ
とが可能であって、歯車の精度を低下させることなく歯
車の疲労強度のより一層の向上を実現することが可能で
あり、歯元アール部に圧縮の残留応力を付与するための
処理時間も短いものにすることが可能であるという著し
く優れた効果がもたらされる。
面に硬化処理を施した歯車の歯底部分を再加熱して焼入
れする構成とし、精度に関係のない歯底部分を再加熱し
て焼入れするようにしたから、歯面の粗度を悪化させる
ことなく歯元アール部に圧縮の残留応力を付与させるこ
とが可能であって、歯車の精度を低下させることなく歯
車の疲労強度のより一層の向上を実現することが可能で
あり、歯元アール部に圧縮の残留応力を付与するための
処理時間も短いものにすることが可能であるという著し
く優れた効果がもたらされる。
【図１】本発明の実施例で用いた誘導加熱焼入れ装置の
概要を示す説明図である。
概要を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例で誘導加熱の際の周波数を変え
たことによる再加熱焼入れ層の位置変化を示す各々説明
図である。
たことによる再加熱焼入れ層の位置変化を示す各々説明
図である。
【図３】本発明の実施例において表面硬化処理を施した
歯車を再加熱焼入れした後の歯元アール部の残留応力を
調べた結果を示すグラフである。
歯車を再加熱焼入れした後の歯元アール部の残留応力を
調べた結果を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例において表面硬化処理を施した
歯車を再加熱焼入れした後の疲労強度を測定した結果を
示すグラフである。
歯車を再加熱焼入れした後の疲労強度を測定した結果を
示すグラフである。
１ 誘導加熱用コイル ２ 水冷ジャケット ３ 歯車固定軸 ４ 歯車
Claims (2)
- 【請求項１】 表面に硬化処理を施した歯車の歯底部分
を再加熱して焼入れすることを特徴とする歯車の製造方
法。 - 【請求項２】 再加熱に、周波数が１０ｋＨｚ以下の誘
導加熱を用いる請求項１に記載の歯車の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25154791A JPH0593224A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25154791A JPH0593224A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 歯車の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593224A true JPH0593224A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17224456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25154791A Pending JPH0593224A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 歯車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0593224A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011014307A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Neturen Co Ltd | 加熱コイル及び誘導加熱装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214409A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-18 | Nec Corp | ヘッド切り替え処理回路 |
| JPH03104853A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Mazda Motor Corp | 歯車の製造方法 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP25154791A patent/JPH0593224A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214409A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-18 | Nec Corp | ヘッド切り替え処理回路 |
| JPH03104853A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-05-01 | Mazda Motor Corp | 歯車の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011014307A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Neturen Co Ltd | 加熱コイル及び誘導加熱装置 |
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