JPH0691428A - 歯車の歯形成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 切削加工で両歯面の形状が若干異なるクラウ
ニング形状に荒加工する第一工程と、両歯面の形状に合
わせて均一の切削しろで仕上げ加工する第二工程と、仕
上げ加工が完了した歯車に焼入れを行い、その焼入れ変
形により両歯面のクラウニング形状を対称に等しくする
第三工程とからなる。 【効果】 歯の切削しろが均一にでき歩留りが向上す
る。また、焼入れ前の仕上げ歯車における両歯面の熱変
形を見込んでクラウニング形状が変えてあるので、焼入
れ後の熱変形により歯車の歯における両歯面のクラウニ
ング形状を対称に等しくでき、歯車の品質を向上させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯車の歯形にホブ加工
等の荒加工、シェービング加工等の仕上げ加工、浸炭等
の焼入れを順次施す歯車の歯形成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のエンジン等に使用される
歯車の歯形成形方法は、予め鍛造成形により歯を有する
中間品を形成し、次にボブ加工により中間品の歯を荒加
工し、続いてシェービング加工により荒加工した歯を仕
上げ、最後に浸炭焼入れにより歯の表面を硬化させて、
歯車を製造していた。

【０００３】ここで中間品の歯を荒加工するホブ加工に
ついて図９を基に説明すると、まず中間品１０１ａをそ
の軸線の中心線を中心に回転させるとともに、中間品１
０１ａの軸線方向上方に、中間品１０１ａの歯１０２ａ
に対向するホブ歯１１２を有するホブカッタ１１１を配
置させる。ホブカッタ１１１はその軸線の中心線を中心
に、中間品１０１ａに同期して回転しながら図１０に示
す如く、中間品１０１ａの軸線方向上方から下方へ移動
する。この際、ホブカッタ１１１のホブ歯と中間品１０
１ａの歯１０２ａが接触する間に、ホブ歯が中間品１０
１ａの歯１０２ａを切削して荒加工を終了する。このよ
うに成形された歯車１０１ｂの歯１０２ｂは図１１に示
す如く、歯すじが直線的に成形される。

【０００４】しかし、歯すじが直線的になると、歯車と
してエンジン等に組込まれて駆動した場合、歯車の歯が
噛合ったとき面接触するため、噛合い具合が悪く、異音
発生の原因となる。

【０００５】そこで、歯車の歯を図１３に示す如く、歯
車２０１ｂの一端端面２０７ｂから他端端面２０８ｂに
向かって中央部２０９ｂが膨らむクラウニング形状にす
ることが行われる。このクラウニングの形成は図１２に
示す如く、ホブカッタ２１１を中間品２０１ａの軸線方
向上方より下方に向かって、その中心を中間品２０１ａ
側にもつ円弧状に移動させることによりクラウニングが
形成される。これにより歯車２０１ｂの歯２０２ｂが噛
合ったときの噛合い具合が良く、異音発生を抑制でき
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く歯車の歯の
噛合い具合を良くし、異音発生を抑制するため、両歯面
をクラウニング形状にするが、シェービング加工後に浸
炭焼入れを行うためその熱変形により両歯面のクラウニ
ング形状が異なってしまうという問題がある。従って焼
入れを廃止することも考えられるが耐久性、特に疲れ強
さを要求される歯車においては廃止することは難しい。

【０００７】従って、本発明は従来の課題を解決し、歯
車における歯の両歯面のクラウニング形状が対称で異音
発生が抑制され、耐久性においてもすぐれた歯車の歯形
成形方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は以下の如
きである。

【０００９】切削加工で両歯面の形状が若干異なるクラ
ウニング形状に荒加工する第一工程と、両歯面の形状に
合わせて均一の切削しろで仕上げ加工する第二工程と、
仕上げ加工が完了した歯車に焼入れを行い、その焼入れ
変形により両歯面のクラウニング形状を対称に等しくす
る第三工程とからなる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図１乃至図８に基づい
て説明する。

【００１１】図１及び図２は、ホブ加工による中間品１
ａの歯２ａの荒加工を表す。

【００１２】図１において、１ａは予め鍛造加工により
外周に複数の歯２ａを有するリング形状に成形された中
間品である。１１は中間品１ａの歯に荒加工を施す円筒
状のホブカッタで、ホブカッタ１１の外周には螺旋状で
不連続にホブ歯１２が形成されている。ホブ歯１２は軸
線方向断面略台形で図３に示す如く、ホブ歯１２の両歯
面１３，１４は互いに若干形状が異なり、一方歯面１４
が他方は面１３より膨らみを有している。また、ホブ歯
１２は軸線方向に中間品１ａの歯数より多い歯を有す
る。ホブカッタ１１は、その軸線に沿って中心を貫通す
る貫通孔２０が形成されており、その貫通孔２０には図
示せぬ駆動軸がかん挿され、ホブカッタ１１をその軸線
中心線を中心に回転させる。尚、２１は駆動軸に形成さ
れた突起とかん合させてホブカッタ１１と駆動軸とのす
べりを防止する割り溝である。また図２に示す如く、３
１は中間体１ａをその軸線中心線を中心に回転させる回
転治具であり、回転治具３１は中間体１ａをかん挿させ
る保持部３３を有するとともに回転する駆動軸３２と、
保持部３３に螺合し中間体１ａを固定する固定部材３４
とからなる。

【００１３】上述の如き装置により、中間品１ａの歯２
ａに荒加工を施す方法を説明する。

【００１４】まず、駆動軸３２の保持部３３に中間体１
ａを上方よりかん挿し、続いて固定部材３４を保持部３
３上端に形成されたネジ部に螺合して、中間体１ａを保
持部３３に固定する。ホブカッタ１１は中間体１ａより
上方で中間体１ａの軸線に対して垂直な状態に配置さ
れ、更に中間体１ａとホブカッタ１１との位置関係は、
平面視で、中間体１ａの歯２ａとホブカッタ１１のホブ
歯１２とが重なる位置にある。この状態で中間体１ａと
ホブカッタ１１とがかん挿された各々駆動軸を回転さ
せ、中間体１ａとホブカッタ１１の回転を同期させると
ともに、ホブカッタ１１を中間品１ａの軸線方向上方よ
り下方に向かって円弧状に移動させる。この円弧の中心
は中間品１ａ側で、中間品１ａの軸線方向肉厚の中央線
Ｘ上の位置にある。従って、ホブカッタ１１のホブ歯１
２は移動中に中間体１ａの歯２ａと噛み合いながら歯２
ａの荒加工を行うときホブカッタ１１が円弧状に移動す
るので、中間品１ａの両端面では噛み合い量が多く中央
部で噛み合い量が少ないため、両端面より中央部の切削
量が少なくなり、図４に示す如く歯２ａの両歯面３ｂ，
４ｂが各々一端端面７ｂから他端端面８ｂに向かって中
央部９ｂが膨らむクラウニング形状をなす。ここで図３
に示す如く、ホブカッタ１１のホブ歯１２の両歯面１
３，１４における膨みの形状が若干異なるため、荒加工
の終了した荒加工歯車１ｂの歯２ｂのクラウニング量は
両歯面３ｂ，４ｂにおいても若干膨みが異なる。

【００１５】上記の如くホブ加工が終わった荒加工歯車
１ｂは保持部３３から抜脱され、次にシェービング加工
が施される。

【００１６】図５はシェービング加工による荒加工歯車
１ｂの歯２ｂの仕上げ加工を表す。

【００１７】図５において、荒加工歯車１ｂは、図示せ
ぬ回転可能な保持具に保持される。また４１はシェービ
ングカッタ４１で、外周に複数のシェービング歯４２を
有するリング形状で、図示せぬ回転可能な駆動軸に固着
される。シェービングカッタ４１の歯４２は、図６に示
す如く、その両歯面４３，４４が互いに若干形状が異な
り、一方歯面４４が他方歯面４３より膨みを有してい
る。

【００１８】上述の如きシェービングカッタ４１によ
り、荒加工歯車１ｂの歯２ｂに仕上げ加工を施す方法を
説明する。

【００１９】まず保持具に保持される荒加工歯車１ｂを
回転する。シェービングカッタ４１は荒加工歯車１ｂよ
り軸線方向上方に荒加工歯車１ｂと水平な状態に配置さ
れ、更に荒加工歯車１ｂとシェービングカッタ４１との
位置関係は、平面視で荒加工歯車１ｂの歯２ｂとシェー
ビングカッタ４１のシェービング歯４２とが重なる位置
にある。この状態でシェービングカッタ４１を荒加工歯
車１ｂの回転と同期をとって回転させるとともに、シェ
ービングカッタ４１を荒加工歯車１ｂの軸線方向上方よ
り下方に向かって移動させる。このときシエービングカ
ッタ４１のシェービング歯４２は移動中に荒加工歯車１
ｂの歯２ｂと噛み合いながら歯２ｂの仕上げ加工を行う
が、シェービングカッタ４１のシェービング歯４２は、
その両歯面４３，４４が互いに若干形状が異なり、荒加
工歯車１ｂの歯２ｂの両歯面３ｂ，４ｂの形状に合わせ
て均一の切削しろで仕上げ加工されるようになってお
り、図７に示す如く歯２ｃの両歯面３ｃ，４ｃのクラウ
ニング形状が異なる仕上げ歯車１ｃが形成される。

【００２０】そして最後にシェービング加工が終了した
仕上げ歯車１ｃに浸炭焼入れを行い、歯上げ歯車１ｃの
表面を硬化させるとともに、焼入れの熱変形により仕上
げ歯車１ｃの歯２ｃにおける両歯面３ｃ，４ｃのクラウ
ニング形状を対称に等しくする（図８）。

【００２１】尚、焼入れの熱変形は予め実験により測定
しておき、その熱変形を見込んで荒加工歯車１ｂ及び仕
上げ歯車１ｃの歯２ｂ，２ｃにおける両歯面３ａ，４
ａ，３ｂ，４ｂのクラウニング形状を変えておく。

【００２２】従って、荒加工歯車１ｂ及び仕上げ歯車１
ｃに略同一のクラウニングを形成したので、切削しろが
均一にできる。また焼入れ前の仕上げ歯車１ｃにおける
両歯面３ｃ，４ｃの熱変形を見込んでクラウニング形状
が変えてあるので、焼入れ後の熱変形により歯車１の歯
２における両歯面３，４のクラウニング形状を対称に等
しくできる。

【００２３】上記実施例では平歯車を使って説明した
が、本発明は平歯車に限るものではなく、ヘリカル歯車
等の歯車にも使用できる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、切削加工
で両歯面の形状が若干異なるクラウニング形状に荒加工
する第一工程と、両歯面の形状に合わせて均一の切削し
ろで仕上げ加工する第二工程と、仕上げ加工が完了した
歯車に焼入れを行い、その焼入れ変形により両歯面のク
ラウニング形状を対称に等しくする第三工程とからなる
ので、歯の切削しろが均一にでき歩留りが向上する。ま
た、焼入れ前の仕上げ歯車における両歯面の熱変形を見
込んでクラウニング形状が変えてあるので、焼入れ後の
熱変形により歯車の歯における両歯面のクラウニング形
状を対称に等しくでき、歯車の品質を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯形成形方法の実施例による荒加工工
程を表す部分断面平面図である。

【図２】本発明の歯形成形方法の実施例による荒加工工
程を表す正面図である。

【図３】図１に示すホブカッタの要部拡大図である。

【図４】本発明の歯形成形方法の実施例による荒加工工
程終了後の荒加工歯車の歯を表す斜視図である。

【図５】本発明の歯形成形方法の実施例による仕上げ加
工工程を表す斜視図である。

【図６】図５に示すシェービングカッタの要部拡大平面
図である。

【図７】本発明の歯形成形方法の実施例による仕上げ加
工工程終了後の仕上げ歯車の歯を表す斜視図である。

【図８】本発明の歯形成形方法の実施例による焼入れ工
程後の歯車の歯を表す斜視図である。

【図９】従来の歯形成形方法の荒加工工程を表す部分断
面平面図である。

【図１０】従来の第１の歯形成形方法の荒加工工程を表
す正面図である。

【図１１】従来の第１の歯形成形方法の荒加工工程終了
後の荒加工歯車の歯を表す斜視図である。

【図１２】従来の第２の歯形成形方法の荒加工工程を表
す正面図である。

【図１３】従来の第２の歯形成形方法の荒加工工程終了
後の荒加工歯車の歯を表す斜視図である。

【符号の説明】

１ 歯車 ２ 歯 ３，３ｂ，３ｃ 歯面 ４，４ｂ，４ｃ 歯面 ７ 端面 ８ 端面 ９ 中央部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周に複数の歯（２）を有し、該歯（２）の両歯面
   （３），（４）が各々一端端面（７）から他端端面
   （８）に向かって中央部（９）が膨らむクラウニング形
   状をなす歯車の歯形成形方法において、まず切削加工で
   両歯面（３ｂ），（４ｂ）の形状が若干異なるクラウニ
   ング形状に荒加工する第一工程と、両歯面（３ｂ），
   （４ｂ）の形状に合わせて均一の切削しろで仕上げ加工
   する第二工程と、仕上げ加工が完了した歯車（１）に焼
   入れを行い、その焼入れ変形により両歯面（３），
   （４）のクラウニング形状を対称に等しくする第３工程
   とからなる歯車の歯形成形方法。