JP7374361B2 - 撓み噛合い式歯車装置の製造方法 - Google Patents
撓み噛合い式歯車装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7374361B2 JP7374361B2 JP2023016574A JP2023016574A JP7374361B2 JP 7374361 B2 JP7374361 B2 JP 7374361B2 JP 2023016574 A JP2023016574 A JP 2023016574A JP 2023016574 A JP2023016574 A JP 2023016574A JP 7374361 B2 JP7374361 B2 JP 7374361B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hardness
- heat treatment
- internal
- forming
- gear
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 11
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 202
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 28
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 25
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007545 Vickers hardness test Methods 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 102220259718 rs34120878 Human genes 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/003—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass bearings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/14—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass gear parts, e.g. gear wheels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
- C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/581—Raceways; Race rings integral with other parts, e.g. with housings or machine elements such as shafts or gear wheels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/64—Special methods of manufacture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/029—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by means for sealing the gearboxes, e.g. to improve airtightness
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/042—Guidance of lubricant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
- C21D2221/10—Differential treatment of inner with respect to outer regions, e.g. core and periphery, respectively
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
- F16C2202/02—Mechanical properties
- F16C2202/04—Hardness
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/61—Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/17—Toothed wheels
- F16H2055/176—Ring gears with inner teeth
-
- 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
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Retarders (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
そして、このような撓み噛合い式歯車装置には、減速回転の出力や入力を支持する軸受の内輪と内歯歯車とを一体化して部品点数の低減を行っているものがある。
起振体と、前記起振体により撓み変形する外歯歯車と、前記外歯歯車が噛合う内歯歯車と、前記内歯歯車を支持する主軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置の製造方法である。
内周に前記内歯歯車の内歯が形成されるとともに、外周に前記主軸受の内輪転走面が一体的に設けられる内歯部材の形成材料に対して、前記内輪転走面を形成するための溝を外周に形成する溝形成工程と、
前記形成材料に対して、第一の熱処理を行う第一の熱処理工程と、
前記第一の熱処理工程後に、前記形成材料の前記内輪転走面を形成するための溝に対して、第二の熱処理を行う第二の熱処理工程と、
前記第二の熱処理工程後に、前記内歯を形成する内歯形成工程と、を有するように構成されている。
図1は、本発明の実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置1を示す断面図である。本明細書では、回転軸O1に沿った方向を軸方向、回転軸O1に直交する方向を径方向、回転軸O1を中心とする回転方向を周方向と定義する。
起振体軸10には、軸受31の配置箇所に隣接して(軸方向の中央側に)外径が大きく変化する段差h1が設けられている。第1カバー26には、軸受31の配置箇所に隣接して(軸方向の一端側に)内径が小さく変化する段差h2が設けられている。軸方向において、軸受31は、段差h1、h2の間に配置される。段差h1、h2は、軸受31が軸方向に移動するのを係止するストッパーとして機能する。つまり、軸受31は、第1カバー26及び起振体軸10のそれぞれに対してインロー嵌合構造によって取り付けられ、段差h1、h2が軸受31の軸方向の位置決めを行う。
起振体軸10には、軸受32の配置箇所に隣接して(軸方向の中央側に)外径が大きく変化する段差h3が設けられている。第2カバー27には、軸受32の配置箇所に隣接して(軸方向の一端側に)内径が小さく変化する段差h4が設けられている。軸方向において、軸受32は、段差h3、h4の間に配置される。段差h3、h4は、軸受32が軸方向に移動するのを係止するストッパーとして機能する。つまり、軸受32は、第2カバー27及び起振体軸10のそれぞれに対してインロー嵌合構造によって取り付けられ、段差h3、h4が軸受32の軸方向の位置決めを行う。
もう一方のオイルシール42は、軸方向の他端部で、起振体軸10の軸部10Cと第2カバー27との間に配置され、軸方向外側への潤滑剤の流出を抑制する。
オイルシール43は、第2ケーシング24と内歯部材23との間に配置され、この部分からの潤滑剤の流出を抑制する。
内輪331は、内歯部材23の外周面上に形成された、溝底部の開き角度が90°となるV字溝(軸方向断面がV字型の溝)を有している。また、外輪332は、第2ケーシング24の内周面上に形成された、溝底部の開き角度が90°となるV字溝を有している。
内輪331のV字溝と外輪332のV字溝(逆V字溝)は同一の開口幅であって、互いに対向している。そして、内輪331のV字溝の内側には、互いに逆方向に傾斜した一対の内輪転走面334,335(図2参照)が形成されており、外輪332のV字溝の内側には、互いに逆方向に傾斜した一対の外輪転走面が形成されている。
さらに、内輪331のV字溝と外輪332のV字溝の内側には、周方向に間隔を空けてクロスローラである複数の転動体333が配置されている。複数の転動体333は、転動軸が各V字溝の一方の転走面に垂直となるものと、他方の転走面に垂直となるものとが周方向に交互に配置されている。
図2の例では、内歯歯車23gの内歯の軸方向全体の範囲と内輪転走面334及び335の軸方向全体の範囲とが、径方向から見て略一致するように重なっているが、内歯の一部の範囲と内輪転走面334又は335のいずれか一方の一部の範囲とが重なる配置であっても良い。なお、この場合、少なくとも、内輪転走面334又は335のいずれか一方の軸方向における中間点と内歯とが径方向から見て重なることが好ましい。
また、内歯部材23の内周には、内歯と軸方向に隣接して内歯よりも内径の大きい第1隣接内周面234および第2隣接内周面235が設けられている。第1隣接内周面234は、第1ケーシング22から遠い側に設けられ、軸方向端部の面取り部を除いて内径が一定とされている。第2隣接内周面235は、第1ケーシング22に近い側に設けられ、第1ケーシング22に向かって内径が徐々に大きくなる傾斜面とされている。なお、第1隣接内周面234および第2隣接内周面235は、いずれか一方のみ設けられてもよい。
上記撓み噛合い式歯車装置1では、図示略のモータ等から回転運動が入力され、起振体軸10が回転すると、起振体10Aの運動が外歯歯車12に伝わる。このとき、外歯歯車12は、起振体10Aの外周面に沿った形状に規制され、軸方向から見て、長軸部分と短軸部分とを有する楕円形状に撓んでいる。さらに、外歯歯車12は、固定された第1ケーシング22の内歯歯車22gと長軸部分で噛合っている。このため、外歯歯車12は起振体10Aと同じ回転速度で回転することはなく、外歯歯車12の内側で起振体10Aが相対的に回転する。そして、この相対的な回転に伴って、外歯歯車12は長軸位置と短軸位置とが周方向に移動するように撓み変形する。この変形の周期は、起振体軸10の回転周期に比例する。
図3は内歯部材23の径方向における硬度分布を示すグラフである。この図3に基づいて、内歯部材23の特徴的な硬度分布について説明する。
内歯部材23は、金属材料、例えば、クロムモリブデン鋼鋼材(JISでいうSCM材)やS55C等の機械構造用合金鋼鋼材等を素材としている。
そして、内歯部材23は、前述したように、その外周に主軸受33の内輪331が一体的に設けられ、その内周に内歯歯車23gが一体的に設けられている。このため、内歯歯車23gの内歯と内輪331の内輪転走面334,335とで要求される硬度に差があることから、内歯部材23は、その製造工程において、全体的に焼き入れ、焼き戻しからなる第一の熱処理が行われ、その後に、内輪331の内輪転走面334,335に対して第二の熱処理である高周波焼き入れが行われている。そして、これにより、内歯部材23は、径方向における硬度分布に関して図3に示すような特徴を有している。
また、縦軸は、JIS Z2244に準拠したビッカース硬さ試験に準じた方法により測定された硬度を示しており、縦軸の一目盛りは200[HV0.3]である。
また、実施例(2)の内歯部材23も実施例(1)と同様に、内輪転走面334から内歯に向けて、転走面硬度部H21と、当該転走面硬度部H21から硬度が急激に低下する硬度急低下部H22と、硬度急低下部H22よりも硬度変化の傾きの絶対値が小さくなるように硬度が上昇する硬度上昇部H23と、をこの順に有する硬度分布となっている。なお、硬度上昇部H13、H23の終点が、内歯の表面硬度となる。
硬度急低下部H12は、転走面硬度部H11から硬度上昇部H13まで連続し、硬度急低下部H22は、転走面硬度部H21から硬度上昇部H23まで連続している。
硬度上昇部H13は、硬度急低下部H12から内歯歯車23gの内歯の表面まで連続し、硬度上昇部H23は、硬度急低下部H22から内歯歯車23gの内歯の表面まで連続している。
転走面334は、前述したように、高周波焼き入れによる表面硬化処理が施されており、上記の深さ範囲まで、マルテンサイト等を主相とする焼入れ組織からなる硬化層が形成されている。このため、転走面硬度部H11、H21では、一定の高硬度が維持されている。この転走面硬度部H11、H21における硬度は、内輪331の転走面334、335に要求される硬度を満足する範囲である。
硬度急低下部H12,H22は、高周波焼き入れによる組織変化が及ばなくなる深さ範囲であり、その硬度は急激に低下を生じる。硬度急低下部H12,H22は、内歯歯車23gの内歯に要求される硬度又はそれよりも幾分低硬度まで低下を生じる。
硬度上昇部H13,H23では、一部で硬度変化が増加しない測定点が含まれるが、硬度上昇部H13,H23の測定点の硬度変化の傾きの全体的な平均をとると、硬度は増加している。
また、この硬度上昇部H13,H23の径方向における深さ範囲の幅は、前述した転走面硬度部H11、H21の径方向における深さ範囲の幅の1倍以上、3倍未満であることが好ましい。
また、この硬度上昇部H13,H23では、全体で(起点から終点までで)少なくとも20[HV0.3]以上の硬度の増加が生じることが好ましい。
このため、転走面334,335には、表面硬化処理として高周波焼き入れ(第二の熱処理)を行っている。これにより、転走面334,335の表面に近い範囲では、硬度が増加して転走面に要求される硬度を満足することができる。一方、転走面334,335の表面から離れた部分では、転走面334,335よりも低温で高周波焼き入れの熱が伝わって、硬度の低下が生じる。
本実施形態では、内歯部材23を所定の製造方法で製造することにより、高周波焼き入れによる硬度低下の影響を抑制し、硬度上昇部H13,H23における硬度増加を図っている。
図4(A)~図5(C)は内歯部材23の製造方法の各工程を順番に示した説明図である。
内歯部材23の製造に当たっては、まず、内歯部材23の形成材料(母材)である円柱状の金属ブロック23Mが素材から切り出される(図4(A):素材切断工程)。
なお、貫通孔231Mは、内歯歯車23gの内歯を形成する位置よりも内径が十分に小さい小孔であることが望ましく、例えば金属ブロック23Mの外径の3分の1未満であることが望ましい。従って、この段階では、金属ブロック23Mは、内歯を形成する位置よりも径方向内側に肉を残した状態となっている。この余分な肉は、後述する二次旋削工程において除去される。また、この貫通孔231Mは、軸方向に内径が一定とされる(ただし、貫通孔231Mの両端部に面取りを施した場合、当該面取り部は除く)。
このとき、第一の熱処理工程では、金属ブロック23Mは、内歯を形成する位置よりも径方向内側の肉を残した状態で焼き入れと焼き戻しとが行われる。
さらに、第一の熱処理工程済みの金属ブロック23MのV字溝232Mに対して、高周波焼き入れが実行される(図4(B):第二の熱処理工程)。
このとき、内周面233Mの軸方向における内歯歯車23gの内歯の形成位置については、軸方向両側の隣接内周面234,235よりも内径が小径となるように旋削が行われる。
また、旋削後の内周面233Mの各部に研削が行われ、金属ブロック23Mの軸方向他端部側の端面に穴あけ加工が行われ、タップを使用してボルト連結用穴23h及びボルト穴23jが形成される。
さらに、金属ブロック23Mの外周面のV字溝232Mの内面の研削が行われ、目標とする表面粗さでV字溝232M内に内輪転走面334,335が形成される(図5(B):転走面形成工程)。これにより、内歯部材23が出来上がる。
なお、図4(A)~(D)および図5(A)、(B)に基づいて説明した上記各工程の順序は、上記説明した順序に限定されるものではなく、順序に意味のない工程については適宜順序を入れ替えてよい。例えば、内歯形成工程と転走面形成工程の順序は逆でもよい。
以上のように、撓み噛合い式歯車装置1は、内歯部材23が、内輪331の内輪転走面334,335から内歯歯車23gの内歯に向けて、転走面硬度部H11,H21と硬度急低下部H12,H22と硬度上昇部H13,H23とをこの順に有している。
このため、内歯部材23に、要求される硬度が異なる内輪331の内輪転走面334,335と内歯歯車23gの内歯とが設けられる場合でも、個々の硬度の要求に適正に対応する内歯部材23を提供することが可能となる。
このため、金属ブロック23Mの熱容量が高い状態で、内輪転走面を形成するための溝に対して第二の熱処理としての高周波焼き入れを行うことができる。従って、高い硬度が要求される内輪転走面を形成するための溝の表面付近よりも径方向内側部分への熱伝達量が低減することができる。これにより、第一の熱処理を行われた径方向内側部分に対して、高周波焼き入れの再加熱による硬度低下を抑制することができ、硬度上昇部H13,H23による必要硬度を容易に実現することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られず、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、撓み噛合い式歯車装置として、所謂筒型の構成を示したが、これに限定されず、本発明に係る撓み噛合い式歯車装置は、例えば所謂カップ型又はシルクハット型の撓み噛合い式歯車装置であってもよい。
また、主軸受33は、クロスローラ軸受を例示したが、これに限定されず、各種軸受を採用でき、例えば4点接触玉軸受、深溝玉軸受、ころ軸受なども採用できる。この場合、内歯部材23には採用した軸受に対応した内輪転走面を有する溝が設けられる。
また、これらの硬度分布を満たすための熱処理の具体的な諸条件は、実験や解析等によって定めてもよい。
10 起振体軸
10A 起振体
12 外歯歯車
22g、23g 内歯歯車
23 内歯部材
23M 金属ブロック(形成材料)
33 主軸受
231M 貫通孔
232M V字溝
233M 内周面
234,235 隣接内周面
331 内輪
332 外輪
333 転動体
334,335 内輪転走面
H11、H21 転走面硬度部
H12,H22 硬度急低下部
H13、H23 硬度上昇部
O1 回転軸
P 中間点
Claims (5)
- 起振体と、前記起振体により撓み変形する外歯歯車と、前記外歯歯車が噛合う内歯歯車と、前記内歯歯車を支持する主軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置の製造方法であって、
内周に前記内歯歯車の内歯が形成されるとともに、外周に前記主軸受の内輪転走面が一体的に設けられる内歯部材の形成材料に対して、前記内輪転走面を形成するための溝を外周に形成する溝形成工程と、
前記形成材料に対して、第一の熱処理を行う第一の熱処理工程と、
前記第一の熱処理工程後に、前記形成材料の前記内輪転走面を形成するための溝に対して、第二の熱処理を行う第二の熱処理工程と、
前記第二の熱処理工程後に、前記内歯を形成する内歯形成工程と、を有する撓み噛合い式歯車装置の製造方法。 - 前記形成材料に対して、前記内歯を形成する位置よりも径方向内側に貫通孔を形成する貫通孔形成工程をさらに有し、
前記第二の熱処理工程では、前記貫通孔が形成された形成材料に対して、前記第二の熱処理が行われることを特徴とする請求項1に記載の撓み噛合い式歯車装置の製造方法。 - 前記貫通孔形成工程においては、軸方向において内径が一定の貫通孔を形成し、
前記第二の熱処理工程後に、前記内歯と軸方向に隣接する部分に、内歯よりも内径の大きい隣接内周面を形成する隣接内周面形成工程をさらに有する請求項2に記載の撓み噛合い式歯車装置の製造方法。 - 前記第一の熱処理工程においては、前記形成材料に対して、前記内歯を形成する位置よりも径方向内側に肉を残した状態で第一の熱処理を行い、
前記第二の熱処理工程においては、前記内歯を形成する位置よりも径方向内側に肉を残した状態で、前記形成材料の前記内輪転走面を形成するための溝に対して第二の熱処理を行い、
前記第二の熱処理工程後に、前記内歯を形成する位置よりも径方向内側の前記肉を除去する内周面形成工程を有する請求項1に記載の撓み噛合い式歯車装置の製造方法。 - 前記第二の熱処理は、高周波焼入れである請求項1に記載の撓み噛合い式歯車装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023016574A JP7374361B2 (ja) | 2019-02-21 | 2023-02-07 | 撓み噛合い式歯車装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019029798A JP7438666B2 (ja) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 撓み噛合い式歯車装置及びその製造方法 |
JP2023016574A JP7374361B2 (ja) | 2019-02-21 | 2023-02-07 | 撓み噛合い式歯車装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019029798A Division JP7438666B2 (ja) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 撓み噛合い式歯車装置及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023054008A JP2023054008A (ja) | 2023-04-13 |
JP7374361B2 true JP7374361B2 (ja) | 2023-11-06 |
Family
ID=72139002
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019029798A Active JP7438666B2 (ja) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 撓み噛合い式歯車装置及びその製造方法 |
JP2023016574A Active JP7374361B2 (ja) | 2019-02-21 | 2023-02-07 | 撓み噛合い式歯車装置の製造方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019029798A Active JP7438666B2 (ja) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | 撓み噛合い式歯車装置及びその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7438666B2 (ja) |
CN (1) | CN111594582B (ja) |
DE (1) | DE102020102403B4 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021181126A (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 住友重機械工業株式会社 | 歯車の製造方法、歯車及び撓み噛合い式歯車装置 |
JP7492444B2 (ja) * | 2020-11-20 | 2024-05-29 | 住友重機械工業株式会社 | 歯車装置の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017517441A (ja) | 2014-04-23 | 2017-06-29 | イルジン グローバル カンパニー リミテッド | 駆動ホイールベアリングおよびその製造方法 |
JP2018091444A (ja) | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛合い式歯車装置 |
JP2018115669A (ja) | 2017-01-16 | 2018-07-26 | 住友重機械工業株式会社 | 減速装置及びワークの加工方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5939210Y2 (ja) * | 1980-10-07 | 1984-11-01 | 日本精工株式会社 | 旋回輪軸受 |
CN100347459C (zh) * | 2002-07-15 | 2007-11-07 | 日本精工株式会社 | 车轮支撑用滚动轴承单元 |
JP5487376B2 (ja) * | 2012-02-28 | 2014-05-07 | 富士高周波工業株式会社 | レーザクラッディング方法及び工具材 |
US10151377B2 (en) * | 2015-03-05 | 2018-12-11 | California Institute Of Technology | Systems and methods for implementing tailored metallic glass-based strain wave gears and strain wave gear components |
JP2017096478A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛合い式歯車装置およびその起振体の製造方法 |
JP6779116B2 (ja) | 2015-12-08 | 2020-11-04 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛合い式歯車装置 |
JP6685889B2 (ja) | 2016-12-16 | 2020-04-22 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛合い式歯車装置 |
-
2019
- 2019-02-21 JP JP2019029798A patent/JP7438666B2/ja active Active
- 2019-12-26 CN CN201911369079.4A patent/CN111594582B/zh active Active
-
2020
- 2020-01-31 DE DE102020102403.7A patent/DE102020102403B4/de active Active
-
2023
- 2023-02-07 JP JP2023016574A patent/JP7374361B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017517441A (ja) | 2014-04-23 | 2017-06-29 | イルジン グローバル カンパニー リミテッド | 駆動ホイールベアリングおよびその製造方法 |
JP2018091444A (ja) | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 住友重機械工業株式会社 | 撓み噛合い式歯車装置 |
JP2018115669A (ja) | 2017-01-16 | 2018-07-26 | 住友重機械工業株式会社 | 減速装置及びワークの加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111594582B (zh) | 2023-05-02 |
DE102020102403A1 (de) | 2020-08-27 |
JP7438666B2 (ja) | 2024-02-27 |
JP2020133800A (ja) | 2020-08-31 |
DE102020102403B4 (de) | 2023-06-22 |
CN111594582A (zh) | 2020-08-28 |
JP2023054008A (ja) | 2023-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7374361B2 (ja) | 撓み噛合い式歯車装置の製造方法 | |
US20190353230A1 (en) | Ball Screw Device | |
KR20170062378A (ko) | 휨 맞물림식 기어장치 및 그 기진체의 제조방법 | |
CN100378353C (zh) | 四点接触滚珠轴承 | |
CN103534501A (zh) | 具有绝缘材料的滚动轴承 | |
US10962058B2 (en) | Rotator support shaft, method for manufacturing rotator support shaft, and roller bearing | |
US10458461B2 (en) | Bearing shaft and bearing | |
EP3492775B1 (en) | Wave generator, and wave gear device | |
EP3076035A1 (en) | Bearing structure and manufacturing method thereof | |
US10514063B2 (en) | Rolling bearing | |
JP2020106087A (ja) | トリポード型等速自在継手 | |
KR20160031965A (ko) | 허브 유닛 제조 장치 | |
EP1816230A2 (en) | Ball bearing for pinion shaft | |
US9995343B2 (en) | Rolling bearing | |
CN114542580A (zh) | 偏心摆动型减速装置 | |
JP2009079656A (ja) | 無段変速機のアクチュエータ | |
US10830279B2 (en) | Tapered roller bearing | |
US20160178002A1 (en) | Double-row spherical roller bearing | |
CN112135981B (zh) | 滚动轴承的滚道圈中间部件、滚道圈、滚动轴承及其制造方法 | |
JP6867837B2 (ja) | 偏心揺動型の歯車装置およびその製造方法 | |
US7435007B2 (en) | Self-aligning roller bearing | |
JP2009275878A (ja) | スプライン軸、動力伝達シャフトおよび等速自在継手外輪 | |
US11313415B2 (en) | Method for manufacturing a sensor bearing unit, and associated sensor bearing unit | |
JP7273210B2 (ja) | 円錐ころ軸受 | |
JPWO2019193772A1 (ja) | 転がり軸受の軌道輪の製造方法及び転がり軸受の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230926 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230929 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231024 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7374361 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |