研究開発された技術紹介

超高密度で高性能な焼結鋼歯車に仕上げ転造を施し、歯表面層の組織を緻密化し、適切な熱処理をすれば、荷重負荷能力を必要とする自動車のトランスミッション用に使える。しかし仕上げ加工後正しいインボリュート歯形をもつ歯車を得るためには、転造用ダイス工具に適切な歯形修整を施さなければならない。そこで工具修整を最適化できる汎用歯形解析システムを開発し、加工テスト評価を行ない、高精度仕上げ転造システムを開発する

高強度焼結歯車の高精度仕上げ転造システム技術の確立
・転造金型の歯型修正用ソフトウェアの開発
→歯形修整の工数:従来の1/5
・圧密度合いを計測する測定方法の開発
→従来の破壊検査法の1/10程度に工数削減
(新技術)
転造
(特徴)
・精度が上がる
・金型は外歯、修正簡単
・小圧力、逐次加工

・ダイス設計システム、工具修整歯形自動生成ソフトウェアの開発
‐転造される種々の諸元をもつ素材焼結歯車に対して、転造用ダイスと工具修正歯形を机上で設計・最適化できる汎用歯形解析システムを開発
‐工具修整歯形自動生成ソフトウェア及び自動修正のためのデータ保管・管理ソフトウェアを開発
‐これらより、転造金型設計・製作のリードタイム短縮が可能に
・転造実験の実施
‐4種類の歯車について金型と焼結素材を用意し、転造実験を実施
‐開発した修正歯形の自動生成システムを活用し、金型の最適化を図った
‐転造歯形の形状精度は、はすば歯車のような複雑な形状の方が平歯車より、転写精度がよいことが判明
・歯車疲労強度評価を実施
‐検出コイルを用いた圧密度合い(空孔率)測定用渦電流計測システムの開発を進めた
‐上記システムにより、圧密度合いの管理方式の高速化、非破壊検査方式化が可能になる
‐また、供試サンプル(本研究の焼結材料と同一材質)の平歯車m3.0を使用して歯車疲労強度評価を実施。想定した面圧強度(2.0GPa以上)と、曲げ強度(1.05GPa)が得られた

・論文:安里優一(信州大学大学院)「過電流センサを用いた焼結歯車の空孔率局所測定」(H23.3)、安里優一(信州大学大学院)「転造加工を施した焼結鋼の表面からの深さに存在する抵抗率と非透滋率」(H23.9)
・出展:MF東京(H23.8)、関西機械要素技術展(H23.10)

自動車のトランスミッション用歯車製造システムとして導入し、従来と同程度の荷重付加能力を持ち工数の削減と40%のコストダウンを実現

・H25年度の実用化を目指し、補完研究を継続
・転造試作を実施(有償)

・低コスト化:従来工法と同一の強度と精度を持ち40%のコストダウン
・管理能力向上(品質管理):品質管理能力が70%向上可能
・小型化

H25年度の事業化を目指し、補完研究を継続
・転造シミュレーションの3次元モデル化と高精度非接触測定システムの高性能化・小型化を実施するため、補完研究を継続
・また、川下企業から試作テストを受けて、性能評価・耐久試験を実施
・H25年度の事業化を目指して、H24年度は高性能CNC転造機を販売しながら、開発した技術をステップごとに搭載させる