JPS63248580A

JPS63248580A - 歯車の製造方法

Info

Publication number: JPS63248580A
Application number: JP8076587A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iwata; 岩田　建司; Yuichi Komizo; 裕一小溝
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-14

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、高品質かつ低価格で容易に歯車を製造できる
方法に関するものである。

（従来の技術）歯車には種々の形状のものがあるが通常はリム部（歯部
）、板部、ボス部及び軸から構成されている。そしてそ
の製造法は大別して、■鍛造、圧延、鋳造等により一体
品として成形する方法、■各部を鍛造、圧延、鋳造等に
より製造した後これらを溶接により一体とする方法、又
は■前記■と同様に各部を製造した後これらを焼ばめ、
ボルト締め等の様に機械的に締結する方法等がある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、前記した３つの方法のうち■の一体成形
による方法は、金属組織上は最も好ましい方法であるが
、鍛造、圧延の際に製品毎の寸法に見合った金型又はロ
ールが必要であり、且つ製品形状が複雑な場合には鍛造
又は圧延のみで最終形状に近い形状及び寸法のものを得
ることは困難である。従って、鍛造、圧延等により一体
に成形する方法は、単純形状の量産品には適するが、複
雑形状品又は少量品には不適当であり、製造コストが高
くなるという欠点がある。

また、通常の使用状況下では歯車各部のうち歯部に作用
する負荷が最も高い為、材質の選定はこれを基準にして
行われる。この為、一部品の場合の板部、ボス部は通常
は必要以上の高級材質を使用していることになる。

更に、鋳造による場合は最終形状にかなり近い形状のも
のが得られるが、鋳造欠陥を皆無にすることが困難なた
め歯車の製造法として適切とは言い難い。また鋳型の必
要性、押湯、湯道などによる歩留りの低さを考慮すると
コスト的にも必ずしも優位にあるとは言えない。

次に■の溶接により一体とする方法は、元来前記■の一
体成形による問題点を解決するべく実用されたものであ
り、単純形状品を溶接組立して製造する為、歩留りや最
終形状に近い点では一体成形品に対して明らかに有利で
ある。また、部品毎に材質を変えられる点でも有利であ
る。しかしながら、歯車に使用される材質、中でも歯部
に使用される材質には硬さ及び焼入性の良さが要求され
、これらはいずれも溶接性と全く相反する材質特性の為
、一般に溶接歯車の製作には完備した品質管理体制と卓
越した溶接技能者が必要である。従って、溶接性の面か
ら使用し得る材質に制約がある。

また、現行用いられている溶接法はアーク溶接に代表さ
れる溶融溶接のため、溶接部に隣接して必ず材質の変質
部（劣化部）が存在するという問題がある。

次に■の機械的に締結する方法は、前記■の溶接により
一体とする方法と同様の長所はあるものの、製作精度が
悪いと焼ばめ個所がスリップする等して歯車としての価
値がなくなったりする為、製作精度を高くする必要があ
りコスト高を招来する。又ボルト締めによる方法では長
期間の使用中に緩みが発生したり小型化が困難である等
の問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みて成されたものであり、溶
接により製造する方法の長所はそのままで、短所のみ解
決できる歯車の製造方法を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、先ず歯車を構成する各部品を最適の素材で製
作し、次にこれら各部品を組立てた後これら各部品間の
必要箇所あるいは全部を拡散接合し、しかる後画質処理
することを要旨とする歯車の製造方法である。

すなわち、本発明はアーク溶接の如き溶融溶接に替わる
接合手段として拡散接合を使用するのである。

拡散接合そのものは従来から既知の手法であるが、従来
この方法による場合は高温、高圧で長時間を要した。こ
のため適用範囲は非常に限られており、末法でなければ
接合できないもの、例えばＭＯｌＷ等に限られていた。

この場合接合コストは高く、歯車への適用は困難である
。

そこで、本発明方法に使用する拡散接合は、被接合部材
である歯車を構成する各部品の接合部を溶射するか、あ
るいはインサート材を挿入し、これらを１０００〜１２
００℃の温度で加熱した状態で所要の圧縮力を付与しな
がら、あるいは前記各部品を挟持して接合するものであ
り、本出願人が先に特願昭６１−２６５３６９号明細書
で開示したものである。本出願人が先に開示した拡散接
合法によれば簡便且つ短時間に接合が可能でありコスト
的に有利である。またいずれの方法によった場合も接合
温度は１２００℃以下のため母材が溶融することは無く
熱影響も少ない。更に今までの試験によりＣ＝０．７重
量％程度の高炭素鋼にも適用できることが判明し、材質
に対する制約は溶融溶接による場合よりも少ない利点が
ある。

（実　施　例）次に本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説明す
る。

図面は本発明方法を適用した場合の一般的なボス付歯車
の製造工程を示すものであり、先ず素材１を所要寸法に
切断した後、この切断素材２を圧延して歯車を構成する
リム部３、板部４やボス部５等の各部品を製作する。な
お、板部４やボス部５についてはそれぞれ鋼板、圧延棒
鋼を用いても差し支えない。

次に、これら各部品３〜５を半仕上げした後各部品の接
合部７及び８を溶射する。この溶射は、先に本出願人が
開示した特許出願中のインサート材に相当し、各部品３
〜５の形状あるいは分割の方法によって、接合部の強度
品質保証を図るうえで該接合部に酸化物等を残存させる
おそれのない非晶質金属箔帯のインサートの使用も可能
である。

そして、前記溶射を行った後、例えば焼嵌めによって組
立て、この接合部を例えば高周波加熱コイル６を用いて
１０００〜１２００℃に加熱して拡散接合する。ここで
、前記焼嵌めは接合面に圧縮応力を付与するためであり
、これに代えて必要な応力を付与してもよい。また、加
熱についても、必要な温度が得られるものであれば高周
波加熱コイル６によるものに限らない。

かかる如く拡散接合をした後は、所定の画質処理を行い
、次いで、歯切、歯面硬化処理を施して仕上加工を行い
、歯車が製造できる。

ちなみに、リム部としてＳＣＭ４４０を、また板部及び
ボス部として５Ｓ４１及び５２５Ｃを使用して各部品を
製作し、しかる後これら各部品の接合部を溶射した後、
これらを焼嵌めし、高周波加熱コイルで１１５０℃に１
２０秒間加熱して拡散接合した。しかる後、これを８５
０℃Ｘ２ｈで焼入れ、５６０℃ｘ６ｈで焼戻しを行った
。

そして、最後に歯切、歯面高周波焼入れを経て仕上加工
を行った。

このように製造した歯車は、アーク溶接により一体化し
て製造した歯車のような熱影響もなく優れた品質もので
あった。

（発明の効果）以上説明した如く本発明に係る歯車の製造方法は、先ず
歯車を構成する各部品を最適の素材で製作し、次にこれ
ら各部品を組立てた後これら各部品間の必要箇所あるい
は全部を拡散接合し、しかる後調質処理することを特徴
とするものである為、以下に列挙する効果が得られる。

■　歯車の各部を分割して製造するため、複雑形状品で
も歩留りが高くなる。

■　各部分毎に材質を変えられるため、部分的に低級材
の使用が可能である。

■　溶融溶接に比較して品質の安定が図れる。また技能
者の限定が不要となる。

■　上記諸点より製造コストが低減する。

■　従来の溶接歯車と比較して材質選定の自由度が増す
。セラミックス等の新素材の適用も可能となる。

■　面接合のため分割位置に対する制約が少なく、設計
の自由度が増す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の一実施例を示す概略説明図である。３はリム部、４は板部、５はボス部、６は高周波加熱コ
イル。手続補正書く方式）１．事件の表示特願昭６２−８０７６５号２、発明の名称歯車の製造方法３、補正をする者事件との関係　　　　特許出願人住　　所　　大阪府大阪市東区北浜５丁目１５番地名　
　称　　（２１１）住友金属工業株式会社４、代理人６、補正の対象明細書の「図面の簡単な説明」の欄図　　面補正の内容（１）本願発明明細書第９頁第３行目に「図面は、　　
・・・」とある記載を「第１図は・・・」と補正する。（２）本願明細書に添付の図面を、図面の全体にかけて
第１図と図番号を付したものに補正して差替えます。８、添付書類の目録

Claims

【特許請求の範囲】

（１）先ず歯車を構成する各部品を最適の素材で製作し
、次にこれら各部品を組立てた後これら各部品間の必要
箇所あるいは全部を拡散接合し、しかる後調質処理する
ことを特徴とする歯車の製造方法。