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齿轮装置的制造方法

文献发布时间:2023-06-19 15:24:30



本申请主张基于2020年11月20日申请的日本专利申请第2020-193684号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种齿轮装置的制造方法。

背景技术

专利文献1中记载了机械手手腕驱动用的动力传递装置。该动力传递装置具备输出彼此啮合的内齿轮与外齿轮的相对旋转成分的内销及与该内销连结在一起的输出凸缘体。在该输出凸缘体上形成有用于与外部附属装置连结的安装孔。

专利文献1:日本特开2006-263878号公报

本发明人对齿轮装置进行了深入研究,其结果发现了存在如下课题。关于齿轮装置,可以考虑根据用途或特性来设定各种规格。但是,齿轮装置的每个规格的生产台数可能会根据需要而变动,因此,希望齿轮装置能够灵活应对多种规格。专利文献1中公开的技术并未从该观点出发采取对策,因而尚有改良的余地。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的之一在于提供一种能够灵活应对多种规格的齿轮装置的技术。

为了解决上述课题,本发明的一种实施方式提供一种齿轮装置的制造方法,齿轮装置具备内齿轮、外齿轮及与外齿轮的自转成分或公转成分同步的轮架部件,该齿轮装置的制造方法具备如下工序:表面固化处理工序,对轮架部件实施表面固化处理;软化工序,对实施了表面固化处理后的轮架部件的特定部位照射激光束来降低该特定部位的硬度;及孔形成工序,在通过软化工序而硬度降低的特定部位上形成孔。

根据本发明,提供一种能够灵活应对多种规格的齿轮装置的技术。

附图说明

图1是表示具备通过实施方式的制造方法制造出的齿轮装置的减速机单元的俯视图。

图2是图1的减速机单元的剖视图。

图3是表示图1的齿轮装置的轮架部件的俯视图。

图4是表示图1的齿轮装置的输入轴的俯视图。

图5是表示图3的轮架部件的制造工序的工序图。

图6是表示图3的轮架部件的另一俯视图。

图7是表示图4的输入轴的制造工序的工序图。

图8是表示图4的输入轴的另一俯视图。

图中:10-齿轮装置,12-输入轴,12h、18h-固化层,12j、18j-滚动面,12s、18s-特定部位,T12、T18-螺孔,14-外齿轮,16-内齿轮,24g、30g-滚动体,B12、B20、B28、B42-螺栓,100-减速机单元,S112、S122-滚动面形成工序,S113、S123-表面固化处理工序,S115、S125-软化工序,S116、S126-孔形成工序。

具体实施方式

以下,对本发明的概要进行说明。本发明能够适用于具备内齿轮、外齿轮及与外齿轮的自转成分或公转成分同步的轮架部件的齿轮装置的制造方法。作为这种齿轮装置,可举出中心曲柄型、分配型等偏心摆动型齿轮装置;简单行星型齿轮装置;杯型、礼帽型、筒型等挠曲啮合式齿轮装置等。

在齿轮装置的轮架部件上形成有供用于连结被驱动部件等其他部件的螺栓紧固的螺孔等具有规定功能的功能孔。与功能孔相关的孔数、节圆直径(以下,称为“PCD”)、孔径及有无螺纹等规格根据齿轮装置的用途或特性而不同。为了扩大齿轮装置的用途,与各种规格的功能孔对应是重要的。但是,每个规格的需求会变动,并且还要考虑小批量生产,因此希望能够灵活应对需求的变动或小批量生产。因此,关于轮架部件,可以考虑预先对共同部分进行加工,然后通过后序加工形成根据需要发生变化的功能孔。但是,轮架部件为了承受从其他部件接收的高荷载而需要对工件整体实施表面固化处理,因此通过后序加工形成功能孔,可能会产生工具寿命变短等不良情况。

本发明的制造方法具备对轮架部件实施表面固化处理的表面固化处理工序、对实施有表面固化处理的轮架部件的特定部位照射激光束来降低该特定部位的硬度的软化工序及在通过软化工序而硬度降低的特定部位形成孔的孔形成工序。由此,在后序加工中容易形成功能孔,从而能够灵活应对齿轮装置的规格的变动或小批量生产。

并且,具有输入轴的齿轮装置的输入轴也存在相同的情况,因而能够适用相同的制造方法。

以下,作为本发明的一例,对齿轮装置为中心曲柄型的偏心摆动型齿轮装置的例子进行说明。

以下,参考各附图对本发明的优选实施方式进行说明。在实施方式及变形例中,对相同或等同的构成要件及部件标注相同的符号,并适当省略重复说明。并且,为了便于理解,在各附图中,适当放大或缩小表示各部件的尺寸。并且,在各附图中,省略对实施方式的说明并不重要的部件的一部分。

并且,针对存在共同点的不同构成要件,在其名称的开头标注“第1、第2”等来进行区别,而在进行统称时则省略它们。包含第1、第2等编号的术语用于说明各种构成要件,但该术语仅用于区分一个构成要件与其他构成要件的目的,该术语并不用于限定构成要件。并且,为了区别构成要件,有时在符号的末尾标注“-A、-B”等,并在无需区别而进行统称时则省略它们。

[实施方式]

以下,参考附图对本发明的实施方式所涉及的制造方法进行说明。首先,参考图1~图4对具备通过实施方式的制造方法制造出的齿轮装置10的减速机单元100的结构进行说明。图1是概略地表示减速机单元100的俯视图。图2是减速机单元100的侧视剖视图。图3是表示齿轮装置10的轮架部件18的俯视图。图4是表示齿轮装置10的输入轴12的俯视图。齿轮装置10的用途并不受限。该例子中的齿轮装置10构成能够用于多关节机械手的关节中的减速机单元100。

减速机单元100具备齿轮装置10及配置于齿轮装置10与马达40之间的马达接合器42。齿轮装置10在中央部具有沿轴向贯穿的空心部H。空心部H设置于圆筒部件28。旋转从搭载于马达接合器42的马达40输入到齿轮装置10。齿轮装置10对所输入的旋转进行减速后驱动马达接合器42进行旋转。即,马达接合器42作为被驱动部件。马达接合器42的旋转传递至与马达接合器42连结在一起的外部部件(例如机械手的臂部件)及圆筒部件28,以使其进行旋转。

以下,将沿着圆筒部件28的中心轴线La的方向称为“轴向”,将以该中心轴线La为中心的圆的圆周方向及半径方向分别称为“周向”及“径向”。并且,以下,为了便于说明,将轴向上的一侧(图中上侧)称为输入侧,将另一侧(图中下侧)称为输入相反侧。马达接合器42配置于齿轮装置10的输入侧。

首先,对齿轮装置10进行说明。图2的齿轮装置10主要具备输入轴12、外齿轮14、内齿轮16、轮架部件18、20、壳体22、主轴承24、26、圆筒部件28、内销32、输入齿轮36及中心齿轮38。本实施方式的齿轮装置10为输入轴12与内齿轮16的中心轴线La同轴配置的中心曲柄型齿轮装置。齿轮装置10具有设置于圆筒部件28的中央部的沿轴向贯穿的空心部H。轮架部件18、20包括配置于外齿轮14的输入侧侧部的第1轮架部件18及配置于外齿轮14的输入相反侧侧部的第2轮架部件20。轮架部件18、20与外齿轮14的自转成分或公转成分同步。

壳体22构成齿轮装置10的外壳。轮架部件18、20配置于壳体22的内侧,并且相对于壳体22进行相对旋转。

马达40只要能够向齿轮装置10输入旋转驱动力即可,可以采用基于各种原理的马达。该例子中,马达40为伺服马达。

输入齿轮36与马达40的马达轴40s连结在一起,从而与马达轴40s一体地旋转。中心齿轮38与输入齿轮36啮合。中心齿轮38环绕于圆筒部件28。输入齿轮36及中心齿轮38构成初级变速机,并且作为以规定的齿数比来对马达40的旋转进行变速并将其传递至输入轴12的动力传递部件而发挥作用。输入齿轮36及中心齿轮38可以是正齿轮,也可以是斜齿轮。

在中心齿轮38的从中心轴线La偏移的位置上,沿周向以规定间隔设置有沿轴向贯穿的多个(本例中为八个)齿轮孔38h。中心齿轮38通过将螺栓B12穿过齿轮孔38h而拧入输入轴12的输入侧的轴向端面12e的螺孔T12中而与输入轴12连结在一起。换言之,螺孔T12为供将动力传递部件(即,中心齿轮38)连结于输入轴12的螺栓B12紧固的螺孔。

输入轴12为以其与圆筒部件28之间存在间隙的方式环绕于圆筒部件28的中空圆筒状。如图4所示,在输入轴12的输入侧的轴向端面12e的从中心轴线La偏移的位置上,沿周向以规定间隔设置有多个(本例中为八个)螺孔T12。如上所述,螺孔T12的PCD、孔数及孔径根据齿轮装置10的用途或特性而不同,其按照每个生产批次进行设定。

输入轴12具有用于使外齿轮14摆动的多个偏心部12a。在该例子中,输入轴12具有相位彼此偏离180°的两个偏心部12a。如图2的圆B所示,偏心部12a的外周面作为供偏心轴承30的滚动体30g滚动的滚动面12j而发挥作用。输入轴12的两端部经由输入轴轴承34支承于轮架部件18、20。

输入轴12可以由通过表面固化处理(淬火等)能够提高表面硬度的铁系金属制成。在本实施方式中,作为一例,输入轴12的材料使用SCM440、AISI4150等铬钼钢钢材的机械结构用合金钢钢材。

如图2的圆B所示,偏心轴承30将输入轴12的偏心部12a的旋转传递至外齿轮14。作为一例,偏心轴承30为具有圆筒状的滚动体30g的滚子轴承。滚动体30g的内周侧与输入轴12的偏心部12a的滚动面12j抵接,滚动体30g的外周侧则与外齿轮14的中心孔14c抵接。外齿轮14分别对应于各个偏心体12a而设置。外齿轮14经由偏心轴承30能够摆动地组装于偏心部12a的外周。外齿轮14通过输入轴12的偏心部12a的旋转而进行摆动旋转。

在外齿轮14的从其轴心偏移的位置上形成有多个内销孔14h。内销32贯穿于内销孔14h。形成于外齿轮14的外周的齿与内齿轮16的齿啮合的同时进行旋转,由此外齿轮14进行摆动。

本实施方式的内齿轮16一体地形成在壳体22的内周部。内齿轮16的齿数比外齿轮14的外齿数多一个。

第1轮架部件18及第2轮架部件20经由主轴承24及主轴承26旋转自如地支承于壳体22。第1轮架部件18及第2轮架部件20经由输入轴轴承34支承输入轴12。第1轮架部件18及第2轮架部件20可以由通过表面固化处理(淬火等)能够提高表面硬度的铁系金属制成。在本实施方式中,作为一例,第1轮架部件18及第2轮架部件20的材料使用铬钼钢钢材等机械结构用合金钢钢材。

第1轮架部件18与第2轮架部件20经由内销32连结在一起。内销32在从外齿轮14的轴芯沿径向偏移的位置上沿轴向贯穿外齿轮14的内销孔14h。

如上所述,轮架部件18、20与外齿轮14的自转成分或公转成分同步。本实施方式的轮架部件18、20与外齿轮14的自转成分同步。轮架部件18、20及壳体22中的一个作为对被驱动装置输出旋转动力的输出部件而发挥作用,另一个作为固定在用于支承齿轮装置10的外部部件的被固定部件而发挥作用。在此,“轮架部件与外齿轮的自转成分同步”是指:当轮架部件18、20作为输出部件而发挥作用时,外齿轮14的自转经由内销32传递至轮架部件18、20,使得轮架部件18、20也进行自转,而当轮架部件18、20作为被固定部件而发挥作用时,轮架部件18、20的自转被限制,由此经由内销32而外齿轮14的自转也被限制(不进行自转)。另外,像简单行星型齿轮装置那样“轮架部件与外齿轮的公转成分同步”是指:当轮架部件作为输出部件而发挥作用时,外齿轮14的公转经由行星销传递至轮架部件,使得轮架部件进行自转,而当轮架部件作为被固定部件而发挥作用时,轮架部件的自转被限制,由此经由行星销而外齿轮的公转也被限制(不进行公转)。在本实施方式中,输出部件为第1轮架部件18及第2轮架部件20,被固定部件为壳体22。

主轴承24、26包括配置于外齿轮14的输入侧的侧部的第1主轴承24及配置于外齿轮14的输入相反侧的侧部的第2主轴承26。主轴承24、26配置于第1轮架部件18与壳体22之间及第2轮架部件20与壳体22之间。

如图2的圆C及圆D所示,主轴承24、26的外圈24e、26e支承于壳体22。主轴承24、26的内圈与轮架部件18、20形成为一体。即,轮架部件18、20具有供主轴承24、26的滚动体24g、26g滚动的滚动面18j、20j,并且作为主轴承24、26的内圈而发挥作用。主轴承24、26的滚动体24g、26g在外圈24e、26e的滚动面与轮架部件18、20的滚动面18j、20j之间滚动。滚动体24g、26g的形状并不受限定,例如可以是滚子,但在该例子中,滚动体24g、26g为球体。即,主轴承24、26为具有球状的滚动体24g、26g的角接触球轴承。

如图3所示,在第1轮架部件18的输入侧的第1端面18e的、从中心轴线La偏移的位置上,沿周向以规定间隔设置有多个(本例中为十二个)螺孔T18。马达接合器42连结于第1轮架部件18的第1端面18e。如上所述,螺孔T18的PCD、孔数及孔径根据齿轮装置10的用途或特性而不同,其按照每个生产批次进行设定。

如图1及图2所示,马达接合器42具有在俯视观察时覆盖齿轮装置10的大致圆板状的形状。在马达接合器42的从中心轴线La偏移的位置上,沿周向以规定间隔设置有沿轴向贯穿的多个(本例中为十二个)接合孔42h。在接合孔42h设置有作为螺栓B42的座而发挥作用的阶梯部。马达接合器42通过将螺栓B42穿过接合孔42h而拧入第1轮架部件18的输入侧的第1端面18e上的螺孔T18中而与第1轮架部件18连结在一起。换言之,螺孔T18为供将被驱动部件(即,马达接合器42)连结于第1轮架部件18的螺栓B42紧固的螺孔。

进一步对马达接合器42进行说明。马达接合器42在马达接合器42的周向上的一部分上具有支承马达40的马达支承部42m。马达支承部42m具有与马达40的输入侧的端部嵌合的嵌合部42n及用于连结马达40的凸缘42f。在俯视观察时,凸缘42f具有大致矩形形状,其外周部的一部分朝向空心部H的中心伸出。在俯视观察时,空心部H具有不干涉凸缘42f的大小。

进一步对内销32进行说明。在该例子中,在周向上以36°间隔配置有十根内销32。在图2中仅示出了一个内销32。内销32的输入侧固定于第1轮架部件18,输入相反侧固定于第2轮架部件20。内销32连结第1轮架部件18与第2轮架部件20。在图2的例子中,内销32与第1轮架部件18形成为一体,其输入相反侧则通过螺栓B20固定于第2轮架部件20。在内销32的外周设置有套管32s。内销32以其与内销孔14h之间具有间隙的状态插穿于内销孔14h。内销32经由套管32s与内销孔14h的一部分抵接。内销32限制外齿轮14的自转并且仅允许外齿轮14摆动。

圆筒部件28具有包围空心部H的圆筒状的圆筒部28s及从圆筒部28s的输入相反侧的端部朝向径向外侧伸出的凸缘部28f。圆筒部28s以其与输入轴12之间具有间隙的方式环绕于输入轴12。圆筒部28s的一部分与第2轮架部件20锁扣嵌合。凸缘部28f通过螺栓B28等紧固件固定于第2轮架部件20的输入相反侧的端面。

壳体22为环绕于轮架部件18、20的中空圆筒状的部件,且其具有朝向径向外侧突出的壳体凸缘22f。壳体凸缘22f固定并支承于外部部件。

接着,对上述结构的齿轮装置10的动作进行说明。若旋转从马达40经由输入齿轮36及中心齿轮38传递至输入轴12,则输入轴12的偏心部12a以通过输入轴12的旋转中心线为中心进行旋转,由此外齿轮14进行摆动。若外齿轮14进行摆动,则外齿轮14与内齿轮16的啮合位置依次错开。其结果,输入轴12每旋转一次,外齿轮14及内齿轮16中的一个齿轮自转相当于外齿轮14与内齿轮16的齿数差的量。在本实施方式中,外齿轮14进行自转,该自转经由内销32传递至第1轮架部件18及第2轮架部件20,并从第1轮架部件18及第2轮架部件20输出减速旋转。通过第1轮架部件18的旋转,与第1轮架部件18连结在一起的马达接合器42及与马达接合器连结在一起的外部部件进行旋转。通过第2轮架部件20的旋转,与第2轮架部件20连结在一起的圆筒部件28进行旋转。

接着,对上述结构的齿轮装置10的制造方法进行说明。齿轮装置10的制造方法包括制造各构成部件的工序及组装各构成部件的工序。制造齿轮装置10的各构成部件的工序包括制造第1轮架部件18的制造工序S110及制造输入轴12的制造工序S120。

参考图5及图6对第1轮架部件18的制造工序S110进行说明。图5是表示第1轮架部件18的制造工序S110的概要的工序图。图6是表示加工中途的第1轮架部件18(以下,称为“第1轮架部件18-A”或“工件”)的俯视图。制造工序S110包括外形形成工序S111、表面固化处理工序S113、精加工处理工序S114、软化工序S115及孔形成工序S116。

外形形成工序S111为对规定材料进行切削加工来形成工件外形的工序。另外,形成工件外形的工序并不只限于切削加工,可以采用各种加工方法,例如也可以采用锻造。外形形成工序S111具有在工件上形成供第1主轴承24的滚动体24g滚动的滚动面18j的滚动面形成工序S112。此时,能够在单一工件上形成滚动面18j及螺孔T18,因此,与形成于不同部件上的情况相比,能够减少组件件数。

表面固化处理工序S113为对经过了包括滚动面形成工序S112在内的外形形成工序S111之后的工件实施表面固化处理的工序。作为表面固化处理,可以采用公知的各种方法。在该例子中,对工件整体实施使用了高频加热的高频淬火等表面固化处理。所期望的表面固化层深度或硬度可以通过实验等而对表面固化处理的方法及条件进行调整来实现。

通过实施表面固化处理,在包含滚动面18j及第1端面18e的工件的表面形成硬度比材料的硬度更高的固化层18h。在固化层18h,例如设置有以马氏体等为主相的淬火组织。固化层18h的硬度可以考虑滚动面18j的疲劳强度或韧性等来设定。固化层18h的硬度的下限值并不受特别限制,但从确保充分的疲劳强度的观点出发,例如优选为洛氏硬度标尺C(以下,称为“HRC”)55以上。固化层18h的硬度的上限值并不受特别限制,但例如为HRC64以下。

精加工处理工序S114为对在表面固化处理工序S113中实施了表面固化处理后的工件进行精加工处理的工序。在精加工处理工序S114中,通过切削加工、磨削加工及抛光加工等对规定部位进行精加工。另外,并非一定要包括精加工处理工序S114。经过了精加工处理工序S114后的工件可以以该状态暂时保管。也可以对所保管的工件以与齿轮装置10的用途或特性相对应的规格来执行软化工序S115以后的工序。

软化工序S115为对实施了表面固化处理后的工件的特定部位18s照射激光束来降低特定部位18s的硬度的工序。如图6所示,特定部位18s为在形成有固化层18h的第1端面18e中的形成螺孔T18的部位。本实施方式的特定部位18s为与针对工件设定的螺孔T18的孔径相同的直径或大于该孔径的直径的圆形区域,并且与针对工件设定的螺孔T18的PCD及孔数相对应。即,关于特定部位18s,在第1端面18e的从中心轴线La偏移的位置上沿周向等间隔设定有多个(本例中为十二个)特定部位18s。

软化工序S115的软化处理为通过照射高功率的激光束而对特定部位18s进行升温后使其缓慢冷却从而降低硬度的处理。该处理的照射条件及缓慢冷却方法等具体处理条件可以通过实验并根据所期望的硬度来设定。在本实施方式的软化处理中,特定部位18s被加热至相变点温度以上,之后,通过自然风冷缓慢冷却。特定部位18s的洛氏硬度只要低于固化层18h的洛氏硬度即可,关于其具体硬度并不受特别限制,例如为HRC30~50的范围。

在软化处理中,若对特定部位18s进行了加热,则滚动面18j的温度会基于热传导而上升,因而可以认为对其硬度带来影响。从确保疲劳强度的观点出发,并不优选滚动面18j的硬度因软化处理而明显降低。因此,在本实施方式的软化处理中,通过激光束的照射来对特定部位18s进行加热。激光束照射能够在短时间内对狭窄的范围进行加热,因此能够抑制对滚动面18j带来影响。

图6的圆E中示意性地示出了特定部位18s的截面。在该图中,相对强调表示了深度方向。第1端面18e的表面形成有固化层18h,特定部位18s形成有通过软化处理而被软化的软化层18w。固化层18h及软化层18w层叠于热处理未波及的材料层18m之上。

若基于软化处理的特定部位18s的软化层18w的软化深度d2浅于固化层18h的深度d1,则在软化层的下方会残留硬的部分,因而可以认为孔形成时的工具寿命会变短。因此,在本实施方式的软化工序S115中,如图6的圆E所示,软化至比通过表面固化处理固化的固化层18h的深度d1更深的位置。即,软化深度d2深于固化层18h的深度d1。此时,在软化层的下方几乎不会残留有硬的部分,因此能够改善孔形成时的工具寿命。所期望的软化深度d2可以通过实验等而对软化处理的方法及条件进行调整来实现。

孔形成工序S116为在通过软化工序而硬度降低的特定部位18s形成孔的工序。本实施方式的孔形成工序S116中的加工方法并不受特别限定,但在本实施方式中,使用钻头对工件的特定部位18s进行穿孔并使用丝锥设置内螺纹来形成螺孔T18。由于特定部位18s的硬度得到了降低,因此可加工性变好。若形成螺孔T18,则结束制造工序S110。制造工序S110的工序S111~S116只不过是一例,可以进行各种变形。

接着,参考图7及图8对输入轴12的制造工序S120进行说明。图7是表示输入轴12的制造工序S120的概要的工序图。图8是表示加工中途的输入轴12(以下,称为“输入轴12-A”或“工件”)的俯视图。制造工序S120包括外形形成工序S121、表面固化处理工序S123、精加工处理工序S124、软化工序S125及孔形成工序S126。

加工方法并不受特别限定,但在本实施方式中,外形形成工序S121为对规定材料进行切削加工来形成工件外形的工序。外形形成工序S121具有在工件上形成供偏心轴承30的滚动体30g滚动的滚动面12j的滚动面形成工序S122。此时,能够在单一工件上形成滚动面12j及螺孔T12,因此,与形成于不同部件的情况下相比,能够减少组件件数。

表面固化处理工序S123为对经过了包括滚动面形成工序S122在内的外形形成工序S121之后的工件实施表面固化处理的工序。作为表面固化处理,可以采用公知的各种方法。在该例子中,对工件整体实施使用了高频加热的高频淬火等表面固化处理。所期望的表面固化层深度或硬度可以通过实验等而对表面固化处理的方法及条件进行调整来实现。

通过实施表面固化处理,在包含滚动面12j及轴向端面12e的工件的表面形成硬度比材料的硬度更高的固化层12h。在固化层12h,例如设置有以马氏体等为主相的淬火组织。固化层12h的硬度可以考虑滚动面12j的疲劳强度或韧性等来设定。固化层12h的硬度的下限值并不受特别限制,但从确保充分的疲劳强度的观点出发,例如优选为HRC55以上。固化层12h的硬度的上限值并不受特别限制,但例如为HRC64以下。

精加工处理工序S124为对在表面固化处理工序S123中实施了表面固化处理后的工件进行精加工处理的工序。在精加工处理工序S124中,通过切削加工、磨削加工及抛光加工等对规定部位进行精加工。另外,并非一定要包括精加工处理工序S124。经过了精加工处理工序S124后的工件可以以该状态暂时保管。也可以对所保管的工件以与齿轮装置10的用途或特性相对应的规格来实施软化工序S125以后的工序。

软化工序S125为对实施了表面固化处理后的工件的特定部位12s照射激光束来降低特定部位12s的硬度的工序。如图8所示,特定部位12s为在形成有固化层12h的轴向端面12e中的形成螺孔T12的部位。本实施方式的特定部位12s为与针对工件设定的螺孔T12的孔径相同的直径或大于该孔径的直径的圆形区域,并且与针对工件设定的螺孔T12的PCD及孔数相对应。即,关于特定部位12s,在轴向端面12e的从中心轴线La偏移的位置上沿周向等间隔设定有多个(本例中为八个)特定部位12s。

软化工序S125的软化处理为通过照射高功率的激光束而对特定部位12s进行升温后使其缓慢冷却从而降低硬度的处理。该处理的照射条件及缓慢冷却方法等具体处理条件可以通过实验并根据所期望的硬度来设定。在本实施方式的软化处理中,特定部位12s被加热至相变点温度以上,之后,通过自然风冷缓慢冷却。特定部位12s的洛氏硬度只要低于固化层12h的洛氏硬度即可,关于其具体的硬度并不受特别限制,例如为HRC30~50的范围。

在软化处理中,若对特定部位12s进行了加热,则滚动面12j的温度会基于热传导而上升,因而可以认为对其硬度带来影响。从确保疲劳强度的观点出发,并不优选滚动面12j的硬度因软化处理而明显降低。因此,在本实施方式的软化处理中,通过激光束的照射来对特定部位12s进行加热。激光束照射能够在短时间内对狭窄的范围进行加热,因此能够抑制对滚动面12j带来影响。

图8的圆F中示意性地示出了特定部位12s的截面。在该图中,相对强调表示了深度方向。轴向端面12e的表面形成有固化层12h,特定部位12s形成有通过软化处理而被软化的软化层12w。固化层12h及软化层12w层叠于热处理未波及的材料层12m之上。

若基于软化处理的特定部位12s的软化层12w的软化深度d2浅于固化层12h的深度d1,则在软化层的下方会残留硬的部分,因而可以认为孔形成时的工具寿命会变短。因此,在本实施方式的软化工序S125中,如图8的圆F所示,软化至比通过表面固化处理固化的固化层12h的深度d1更深的位置。即,软化深度d2比固化层12h的深度d1深。此时,在软化层的下方几乎不会残留有硬的部分,因此能够改善孔形成时的工具寿命。所期望的软化深度d2可以通过实验等而对软化处理的方法及条件进行调整来实现。

孔形成工序S126为在通过软化工序而硬度降低的特定部位12s形成孔的工序。本实施方式的孔形成工序S126中的加工方法并不受特别限定,但在本实施方式中,使用钻头对工件的特定部位12s进行穿孔并使用丝锥设置内螺纹来形成螺孔T12。特定部位12s的硬度得到了降低,因此可加工性变好。若形成螺孔T12,则结束制造工序S120。制造工序S120的工序S121~S126只不过是一例,可以进行各种变形。

接着,对本实施方式的特征进行说明。本实施方式的齿轮装置10的制造方法包括将第1轮架部件18或输入轴12作为工件来进行制造的制造工序S110、S120。该制造工序S110、S120具备:表面固化处理工序S113、S123,对工件实施表面固化处理;软化工序S115、S125,对实施了表面固化处理后的工件的特定部位18s、12s照射激光束来降低该特定部位18s、12s的硬度;及孔形成工序S116、S126,在通过软化工序S115、S125而硬度降低的特定部位18s、12s上形成螺孔T18、T12。

根据该方法,可以使与根据需要发生变化的功能孔的规格相对应的区域软化并在该区域上形成该功能孔,因此能够灵活应对需求的变化。并且,根据该方法,可以改善孔加工的工具寿命,从而能够减少工具更换的损失时间,能够提高生产率。

以上,对本发明的实施方式的例子进行了详细说明。上述实施方式均只不过是用于实施本发明的具体例。实施方式的内容并不用于限定本发明的技术范围,在不脱离权利要求书中所规定的发明的思想的范围内,可以进行构成要件的变更、追加、删除等多种设计变更。在上述的实施方式中,关于能够进行这种设计变更的内容,标注了“实施方式的”“实施方式中”等标记来进行了说明,但并不意味着没有这种标记的内容就不容许设计变更。并且,在附图的截面上标注的阴影线并不用于限定标注有阴影线的对象的材质。

以下,对变形例进行说明。在变形例的附图及说明中,对与实施方式相同或等同的构成要件及部件标注相同的符号。适当省略与实施方式重复的说明,重点对与实施方式不同的结构进行说明。

[变形例]

在实施方式的说明中,示出了特定部位12s、18s的软化区域的表面形状为圆形的例子,但软化区域的表面形状并不受限定,例如也可以是椭圆形或多边形等。并且,多个软化区域并非一定要彼此分开,多个软化区域的一部分或全部可以彼此相连,软化区域也可以是成为环绕中心轴线La的带状的环的区域。

在实施方式的说明中,示出了表面固化处理工序S113、S123中使用高频淬火的例子,但并不只限于此。例如,表面固化处理工序S113、S123也可以是使用渗碳淬火、渗碳氮化淬火等的表面固化处理。

在实施方式的说明中,示出了在孔形成工序S116、S126中形成螺孔的例子,但并不只限于此。例如,也可以在孔形成工序S116、S126中形成没有螺纹的通常孔。

在实施方式的说明中,示出了与输入轴12的特定部位12s连结的动力传递部件为齿轮(中心齿轮38)的例子,但并不只限于此。例如,该动力传递部件也可以是带轮等。

在实施方式的说明中,在精加工处理工序S114、S124之后进行了软化工序S115、S125,但并不只限于此,也可以在软化工序之后进行精加工处理工序。

上述各变形例也能够发挥与实施方式相同的作用效果。

上述实施方式的构成要件与变形例的任意组合也作为本发明的实施方式而有效。通过组合而产生的新的实施方式兼具所组合的各实施方式及变形例各自的效果。

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