2017 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of strength of sintered metal gear for environmental load reduction
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15K05763
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
小出 隆夫 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (60127446)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 篤敬 鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (30394836)
本宮 潤一 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (80781690)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 歯車 / 焼結金属 / 表面転造 / 曲げ疲労強度 / 歯面強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，焼結歯車の高強度化を図り，動力伝達用歯車の焼結歯車への代替を可能にして，動力伝達用歯車製造に関わる環境負荷低減を目的とするものである．本年度は，焼結金属歯車の実用化を目指すため，浸炭焼入れによる変形を考慮した歯面転造工具を用いて歯研レス表面転造浸炭焼入れ焼結金属歯車を製作し，運転試験を行い，浸炭焼入れ後の歯面形状が適切になるような表面転造を行うことによって，必ずしも歯面研削を行わなくても研削歯車と同程度の歯面強度を得ることができることを示した．
本研究のこれまでの３年間で，密度7.5 g/cm3以上の焼結材料を用いることにより，溶製材浸炭焼入れ歯車と同程度の動力伝達能力を有する歯車を製造することができること，母材密度7.5 g/cm3以上の焼結金属歯車は焼結後金型から取り出す際に歩留まりが悪くなるが，密度7.3 g/cm3以上あれば，表面転造あるいはショットピーニングを施すことにより，溶製材歯車に匹敵する強度を持たせることが可能になること，また合金成分を減らした低合金焼結金属歯車であっても密度7.3g/cm3以上の歯車に表面転造を施すことにより溶製材歯車と同程度の強度を持たせることが可能になることなどを示した．さらに，表面転造用工具の歯形形状を最適化することにより，歯面研削を施さなくても溶製材歯車に匹敵する荷重伝達能力を有する焼結金属歯車を製作可能であることを示した．
これらの結果より，焼結材料を動力伝達用歯車用材料として使用するためには，密度7.3 g/cm3程度以上の低合金焼結材料を用いて，歯形形状を最適化した転造工具により歯表面の転造を行うことにより，現在動力伝達用として用いられている溶製材浸炭焼入れ歯車と同程度の荷重伝達能力を有する歯車を低コストで製造することができるようになり，大幅な環境負荷低減が達成できるものと考えられる．
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