CN102192275A - 偏心摆动型减速机及其偏心体轴的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种偏心摆动型减速机及其偏心体轴的制造方法，其大大延长偏心摆动型减速机的偏心体轴的寿命，从而进一步提高偏心摆动型减速机其本身的耐久性。在使所述外齿轮(24A、24B)通过偏心体轴(20)偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于内齿轮(28)的偏心摆动型减速机(12)中，对所述偏心体轴(20)赋予使该偏心体轴(20)的材料特性发生变化的热负荷之前，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为(A1)，对偏心体轴(20)赋予所述热负荷之后，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为(A2)时，对偏心体轴实施具有A2/A1之比成为1.0以下的特性的硬化处理。

Description

偏心摆动型减速机及其偏心体轴的制造方法

技术领域

本发明涉及一种偏心摆动型减速机及其偏心体轴的制造方法。

本申请主张基于2010年2月3日申请的日本专利申请第2010-022575号的优先权。本申请的全部内容通过参照援用于本说明书中。

背景技术

在专利文献1公开了偏心摆动型减速机。该减速机具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮与所述偏心体之间；及内齿轮。

这种减速机中，通过输入轴的旋转使偏心体轴旋转，且通过偏心体轴的旋转，使所述外齿轮通过所述偏心体轴的偏心体偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮。通过该内啮合在内齿轮与外齿轮之间发生对应该内齿轮与外齿轮的齿数差的相对旋转，因此约束内齿轮或外齿轮中任意一侧的自转，并从另一侧输出该相对旋转成分。

专利文献：日本特开2008-267571号公报

这种偏心摆动型减速机中，配置于外齿轮与偏心体之间的轴承的滚动体(在施加外齿轮偏心摆动时的动态变动转矩的状况下)直接滚动接触在偏心体轴上。因此，实际情况为如下：该偏心体轴在耐久性上处于严峻的状态下，该偏心体轴的寿命成为决定减速机整体的寿命的较大要素。

但是，以往几乎没有对涉及偏心体轴的耐久性的机构详细调查研究的例子，因此，当制造偏心体轴时，实际情况为如下：只不过进行如后述的图2、图6中的以往的硬化处理例P中所示的一般的表面硬化处理。

发明内容

本发明是在这种状况下，基于详细地探求涉及偏心体轴的耐久性的机构的结果所得到的见解而完成的，其课题为大大地延长偏心体轴的寿命，从而进一步提高偏心摆动型减速机的耐久性。

本发明通过设成如下结构解决上述课题，即一种偏心摆动型减速机，具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮与所述偏心体之间；及内齿轮，使所述外齿轮通过所述偏心体轴的偏心体偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮，在对所述偏心体轴，赋予使该偏心体轴的材料特性发生变化的热负荷之前，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A1，对所述偏心体轴赋予所述热负荷之后，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A2时，对所述偏心体轴实施具有A2/A1之比成为1.0以下的特性的硬化处理。

本发明是基于阐明以往未完全验证的偏心体轴的劣化(损伤或磨损)的机构的见解而完成的。着眼的具体的课题本身并非公知的内容，因此对该具体的课题与其解决的原理在后面详细地进行说明。

在本发明中作为结论着眼于，对偏心体轴赋予如使其材料的特性发生变化的热负荷之前与之后所进行的压痕试验中，各自的压痕隆起高度的大小。

即，在对偏心体轴在赋予使该偏心体轴的材料特性发生变化的热负荷之前，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A1，对偏心体轴在赋予使所述热负荷之后，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A2时，对偏心体轴实施具有A2/A1之比成为1.0以下的特性的硬化处理。

其结果，能够得到如经使用耐久性反而(经时地)提高的理想的定性特性，且能够使偏心体轴的耐久性飞跃地延长。

并且，本发明从其他观点考虑着眼于对偏心轴体赋予如材料特性发生变化的热负荷之前与之后的维氏硬度的变化。

具体而言，本发明也通过如下解决上述课题，即一种偏心摆动型减速机，具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮与所述偏心体之间；及内齿轮，使所述外齿轮通过所述偏心体轴的偏心体偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮，其特征在于，赋予使偏心体轴的材料特性发生变化的热负荷之前的所述偏心体轴的维氏硬度为HV1，赋予使所述热负荷之后的所述偏心体轴的维氏硬度为HV2时，对所述偏心体轴实施使HV1-HV2的变化抑制在不足60HV的特性的硬化处理。

通过该结构，与上述相同，也能够使偏心体轴的耐久性飞跃地延长。

另外，通过实施相当于上述硬化处理的处理中的一种硬化处理，在本发明的偏心体轴的表层部析出最大粒径不足4μm的粒状碳化物，由此能够使偏心体轴的耐久性飞跃地延长。

发明的效果

根据本发明，能够大大延长偏心摆动型减速机的偏心体轴的寿命，从而进一步大大提高偏心摆动型减速机其本身的耐久性。

附图说明

图1是表示(A)试验用热负荷赋予前，及(B)试验用热负荷赋予后的压痕隆起高度与寿命的关系的图表。

图2是各种硬化处理的性能、各因素等的一览表(其中，P表示以往)。

图3是表示偏心体轴受到损伤或磨损的机构的一方式(假设)的说明图。

图4是表示示出本发明的实施方式的一例的偏心摆动型减速机的剖视图。

图5是沿图4的向视V-V线的剖视图。

图6是表示偏心摆动型减速机的偏心体轴的制造工序中的各种硬化处理的热负荷赋予方式例的时序图(其中，(P)表示以往)。

图7是示意地表示马氏体的组织图。

图中：12-偏心摆动型减速机，14-输入轴，16-恒星齿轮，18-传动齿轮，20-偏心体轴，22A、22B-偏心体，24A、24B-外齿轮，26A、26B-滚子(偏心体轴承)，28-内齿轮。

具体实施方式

[本发明的具体课题与其解决原理]

本发明是基于阐明以往未完全验证的偏心体轴的劣化(损伤或磨损)的机构的见解而完成的。着眼的具体的课题本身并非公知的内容，因此进入实施方式的说明之前，首先，对在本发明着眼的具体的课题与其解决的原理详细地进行说明。

发明者们推定出如下机构作为偏心体轴劣化的机构(原因)之一：如图3所示，在偏心体轴的偏心体E与偏心体轴承(的滚动体)R之间混入齿轮的磨损颗粒D等异物时，在偏心体E的表面发生小的压痕M(图1A→B)，应力集中在该压痕M的边缘上(图B)，并扩展到表面剥离H(图3C)。若该推定正确，则在进行压痕试验(调查在试验载重30kgf下实施维氏硬度试验时的压痕隆起高度的试验)时，压痕的隆起高度越小，(因为压痕很难发生)应力集中也越难发生，寿命应该延长。

但是，如图1(A)所示，得到即使在压痕试验中隆起高度大致相同的偏心体轴中，寿命上也产生大的差距的实验结果，确认了压痕的隆起高度“并不是单纯地对寿命产生影响(不是说仅仅压痕的隆起高度低就好)”。

其中，在该试验例(及后述的实施方式)中，作为压痕隆起试验，进行了在试验负载30kgf下的维氏硬度试验，但只要是在偏心体轴形成压痕，则试验负载或试验方法并不限定于此，例如可以为30kgf以外的试验负载，也可以进行洛氏硬度试验。而且，压痕隆起高度是指如图3所示的转移面与隆起部分最顶部之间的距离，进一步具体而言，在该试验例(及后述的实施方式)中，将对置的2点处的隆起高度的平均值作为压痕隆起高度A1、A2。但是，压痕隆起高度的决定方法并不限定于此，例如可以采用某特定的一点的隆起高度，也可以采用3点以上的平均值。

另一方面，发明者明在阐明或观察偏心体轴劣化的机构的过程中注意到这种减速机的偏心体轴一旦开始劣化，则该劣化的进行速度更快的现象。发明者们对该原因设定了如下假设。

即，一般偏心体轴-偏心体轴承的滚动体-外齿轮之间的径向间隙设定为-10μm～10μm左右。在要求精度的机械手的关节等的用途中有时要求-3μm～3μm左右。而且，近几年的产业机械中，强烈要求加快作业速度，因而偏心体轴的转速的高速化也显著。因此，DmN值，即偏心体轴的转速(rpm)×偏心体轴承的滚动体的节圆直径(mm)的值在10,000以上的情况下使用的情况也较多，处于热性非常严峻的状态(偏心体轴在减速机的运转中成为超高温)。因此，发明者们推测“在新品减速机的偏心体轴与经过使用开始进行劣化后的减速机的偏心体轴中，是不是(因为减速机的运转中发生的热)在该偏心体轴的材料的特性上发生变化”。

即，发明者们推测，偏心体轴因减速机的运转而变成超高温，且偏心体轴的材料特性因该热负荷发生变化后的状况，或者材料特性发生变化“前”与“后”的状况是否与偏心体轴的寿命有较大关系。

而且，为了验证该假设，与减速机的运转中相同，为了使偏心体轴材料特性通过热负荷发生变化，(对新产品的偏心体轴)有意地施以规定的试验用热负荷(例如，在300℃下曝晒3小时的试验用热负荷)，并在赋予该试验用热负荷的“前”与“后”分别进行了压痕试验。

然后确认了，如在图2的P栏中所示，以往的减速机的偏心体轴的情况，在赋予所述试验用热负荷之前的压痕试验中只不过是2.6μm的隆起，但在赋予该试验用热负荷后的压痕试验中隆起高度增大(软化)至4.2μm。

该实验结果与发明者们的“一旦开始劣化，则该劣化的进行速度好像变快”的感觉一致，也证实了“在新产品的偏心轴体、与经减速机的使用而施加由热引起的负荷后的偏心体轴中，在材料的特性上有变化”的推测是正确的。而且可认定，如图1(B)所示，施以试验用热负荷之后的压痕试验中的隆起高度与偏心体轴的寿命明确地有负的相关。

因此，发明者们组合考虑这个与先前的图1(A)中“(未施以试验用热负荷的状态下)压痕试验中的隆起高度一定与寿命无相关关系”，而重新推测，新产品当初(施加减速机的使用引起的热性负荷之前)的压痕的隆起高度A1、与该施加热性负荷之后的压痕试验中的隆起高度A2的大小是否对偏心体轴的寿命发生更大的影响。而且，在该观点上进一步对还包含至今对这种偏心体轴从未采用过的硬化处理的多种硬化处理也进行了相同的试验，结果确认了有如下处理例(例如，后述的图2、图6的第1～第5的硬化处理例)，该处理例中，实施“特定的硬化处理”时，可得到所述试验用热负荷赋予后的压痕试验中的隆起高度A2反而小于该试验用热负荷赋予前压痕试验中的隆起高度A1(A2/A1≤1)如此的特性。而且，进行具有该倾向的硬化处理时，如后述的图2中所见，确认了寿命大大延长(以往的1.44～3.13倍的寿命)。

因此，本发明中着眼于偏心体轴通过减速机的运转变成超高温，偏心体轴的材料特性由于其热负荷而发生变化后的状况。也就是说，着眼于赋予使偏心体轴的材料特性发生变化的程度的试验用热负荷后的压痕试验的结果，更具体而言，着眼于比较赋予试验用热负荷的之前与之后所进行的压痕试验的结果。即，其特征在于，并不是对偏心体轴仅施加一般(尤其是未赋予试验用热负荷的状态下的)压痕试验中较低抑制压痕的隆起高度A1的硬化处理这种态度，而是赋予试验用热性负荷后较低抑制压痕的隆起高度A2的态度，更具体而言，进行赋予试验用热负荷后所进行的压痕试验中的压痕隆起高度A2小于赋予试验用热负荷之前的压痕试验中的隆起高度A1变小这样的硬化处理(满足A2/A1≤1的硬化处理)。

满足该(A2/A1≤1)关系的特性为，总而言之为“若由于减速机的使用而施加热性负荷，则因压痕引起的隆起变小”。若持续使用则压痕反而很难发生的倾向，对减速机的运转中施加显著的热性负荷的偏心轴体而言，可以说为非常优选的定性倾向。

另外，发明者们在与压痕隆起高度不同的观点上还着眼于，偏心体轴的材料特性因热负荷发生变化前后的维氏硬度(维氏硬度)HV的变化。而且，为了验证，调查了对偏心体轴赋予与上述相同的试验用热负荷的“前(HV1)”和“后(HV2)”的维氏硬度的变化(HV2-HV1)、与寿命之间的关系。

然后，如图2所示，确认了对偏心体轴实施特定的硬化处理(硬化处理1～5)时，与以往的硬化处理相比，赋予试验用热负荷前后(即，偏心体轴的材料特性发生变化的前后)的维氏硬度的降低(HV2-HV1)较小(另外，在图2中记载有HV2-HV1的数值，因此成为负的数值)。而且，确认了进行具有该倾向的硬化处理时，寿命大大延长(以往的1.44～3.13倍的寿命)。

因此，本发明中，着眼于因减速机的运转而偏心体轴变成超高温，偏心体轴的材料特性因其热负荷发生变化后的状况，更具体而言，着眼于赋予偏心体轴的材料特性发生变化的程度的试验用热负荷前与后的偏心体轴的维氏硬度的变化。即，其特征在于，并不是对偏心体轴仅(尤其是未赋予试验用热负荷的状态下的)实施硬化处理的态度，而是进行赋予试验用热性负荷前与后抑制维氏硬度下降这样的硬化处理(将维氏硬度的变化抑制在不足60Hv的硬化处理)。

[适用本发明的减速机的例子]

以下，对本发明的更具体的实施方式的一例详细地进行说明。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的偏心摆动型减速机的一例的剖视图，图5沿图1的向视V-V线的剖视图。

该偏心摆动型减速机12具备：外齿轮24A、24B；偏心体轴20，一体地具有偏心体22A、22B；滚子(偏心体轴承)26A、26B，配置于该外齿轮24A、24B与所述偏心体22A、22B之间；及内齿轮28，并且使外齿轮24A、24B通过偏心体轴20的偏心体22A、22B偏心摆动的同时内啮合于内齿轮28。输出作为外齿轮24A、24B的自转成分从第1、第2轮架32、34取出。以下进行详细叙述。

输入轴14可与未图示的马达的输出轴连结。输入轴14的前端一体地形成有恒星齿轮16。恒星齿轮16同时与多个(该例子中为3个)的传动齿轮18相啮合。

各传动齿轮18分别组装在设置有多根(该例子中为3根)的偏心体轴20，并可同时且同方向驱动3根偏心体轴20。各偏心体轴20上分别沿轴向并排且以120°的相位一体地设置有偏心体22A、22B。另外，处于各轴的轴向相同位置的偏心体22A彼此，及偏心体22B彼此分别以同相位且相同方向可旋转的方式组装。

在外齿轮24A与3个偏心体22A之间配置有构成偏心体轴承的滚子(滚动体)26A。在外齿轮24B与3个偏心体22B之间也配置有构成偏心体轴承的滚子(滚动体)26B。外齿轮24A、24B通过偏心体轴20的偏心体22A、22B偏心摆动的同时，可分别内啮合于内齿轮28。

在外齿轮24A、24B的轴向两侧配置有第1、第2轮架32、34。第1、第2轮架32、34通过从第2轮架34侧由压入而突出形成的轮架销34A及螺栓40相互连结，其整体通过轴承36、38可旋转地支承于外壳30。

内齿轮28与外壳30成一体化，并具备滚子状的销28P作为“内齿”。销28P可分别与外齿轮24A、24B相啮合。

下面，说明该偏心摆动型减速机12的作用。

若输入轴14旋转，则3根偏心体轴20通过与该输入轴14相啮合的传动齿轮18同时减速旋转。其结果，一体地安装于各个偏心体轴20的偏心体22A彼此及22B彼此以同相位旋转，外齿轮24A、24B内接于内齿轮28，并且分别维持120度的相位差的同时摇摆旋转。由于内齿轮28与外壳30成一体化，并处于固定的状态，因此若偏心体轴20旋转，则外齿轮24A、24B通过偏心体22A、22B摆动旋转，而发生该外齿轮24A、24B与作为内齿轮28的内齿的销28P的啮合位置依次移动的现象。

这时，外齿轮24A、24B的齿数仅稍微少于内齿轮28的齿数，因此通过该啮合位置的移动，相对于固定状态的内齿轮28仅偏移相当于齿数差的量的外齿轮24A、24B的相位(自转)。因此，偏心体轴20以相当于该自转成分的速度以输入轴14为中心公转，支承该偏心体轴20的第1、第2轮架32、34以相当于该公转速度的速度旋转。第1、第2轮架32、34通过螺栓40及轮架销34A连结，因此该第1、第2轮架32、34成为一体(成为一个大块)慢慢地旋转，并驱动通过螺栓孔42连结的未图示的对象机械(被驱动机械)。

另外，如该实施方式，固定有外壳30(内齿轮28)时，能够从第1、第2轮架32、34侧取出外齿轮24A、24B与内齿轮28的相对位移，为约束第1、第2轮架32、34的自转的结构时，通过外齿轮24A、24B的(约束自转)摆动，可将该相对位移作为外壳30侧的旋转(旋转范围)取出。

其中，偏心体22A(22B)-偏心体轴承的滚动体26A(26B)-外齿轮24A(24B)之间的径向间隙(偏心体-滚动体之间的径向间隙、与滚动体-外齿轮之间的径向间隙的总计)在该实施方式中设定为-3μm～3μm左右，且制造误差的吸收值极小。而且，偏心体轴以高速旋转，因此成为DmN值，即偏心体轴的转速(rpm)×偏心体轴承的滚动体的节圆直径(mm)的值超过10,000的状态。在这种状态下，偏心体轴20上始终施有通过偏心体22A、22B及滚动体26A、26B使外齿轮24A、24B摆动旋转时的“高速变动的负荷转矩”。因此，偏心体轴20处于热性非常严峻的状况(成为超高温)。

因此，本实施方式中，对偏心体轴20实施特定的硬化处理。为了容易理解，首先，以比较的目的从以往的这种偏心体轴的硬化处理例P进行说明。

如图6的P所示，以往，偏心体轴(20)通过如下的方法硬化处理。其中，实施硬化处理P的偏心体轴的材质为铁(Fe)中含有C：0.18～0.23重量％、Si：0.15～0.35重量％、Mn：0.60～0.90重量％、P：0.030重量％以下、S：0.030重量％以下、Ni：0.25重量％以下，Cr：0.90～1.20重量％、Mo：0.15～0.25重量％的材质。

[以往的硬化处理例P]

a)将偏心体轴与含碳的材料(可以是如木炭的固体材料，也可以是如天然气或石油气的气体材料，或者还可以是液体材料)一起在1203K(绝对温度：930℃)加热8.1k秒(135分钟)。

b)加热温度降低至1103K(830℃)，维持该状态1.8k秒(30分钟)。

c)将偏心体轴放入油(也可以为水)中急冷(淬火)。

d)再次加热至443K(170℃)的回火温度维持7.2k秒(120分钟)并进行回火。

通过以上的处理，碳入侵、扩散至偏心体轴的表层部，表层部的碳量成为0.8～0.9重量％左右。

如图2的示为P的栏中所示，由该以往的硬化处理例P中处理的偏心体轴的硬化处理的处理深度为0.4mm左右，硬化处理后的新产品的状态(尤其为未施以试验用热负荷的状态)下压痕试验的隆起高度为2.6μm。其中，硬化处理的处理深度是指硬化成所期望的硬度以上的层的深度，即为有效硬化层深度，在本硬化处理例P(硬化处理例1～5也相同)中为从维氏硬度513(Hv)以上的层距离偏心体轴表面的深度。但是，该“有效硬化层深度”的指标并不限定于硬化成维氏硬度513(Hv)以上的层的厚度，只要是为了特定在硬化处理的前后有效地硬化的层而选择适宜数值即可，而且也可以将侵入、扩散的碳(在以下进行说明的硬化处理例1、2中为碳及氮)的部分距离偏心体轴表面的硬度作为硬化处理的处理深度。

而且，在本实施方式中，进行各硬化处理(硬化处理P，1～5)后，在偏心体轴表面实施研磨处理后，进行压痕隆起试验或图2所示的各种数值的计测。

另外，马氏体宽度为5μm。另外，在此所说的马氏体宽度是指，在图7中表示的马氏体的示意图中以符号W1表示的块晶界的宽度。顺便，在图7中，粗点线表示多斗式晶界，粗实线表示旧γ颗粒。

发明者们对已实施上述硬化处理P的偏心体轴意图地施以可以理解为偏心体轴的材料特性发生变化的如在300℃下曝晒3小时的试验用热负荷，其后对已施以该试验用热负荷的偏心体轴进行压痕试验。其结果，如前所述隆起的高度确实上升至4.2μm。这个相当于后述的A2/A1提高至4.2/2.6＝1.61的状态。以维氏硬度的“硬度变化”的观点考虑将该状态，用另一种方法调查的结果换算，则这相当于可以理解为赋予试验用热负荷前的偏心体轴的维氏硬度为HV1，赋予所述试验用热负荷后的所述偏心体轴的维氏硬度为HV2时，对偏心体轴HV1-HV2的变化具有65HV(软化)的状况(另外，如前所述，图2中，记载有HV2-HV1的数值，因此成为负值)。如这种情况下，理所当然地由损伤或磨损引起的劣化更快地进行。

另一方面，在该试验研究的过程中，对以往从未对偏心体轴实施过的各种硬化处理进行相同试验的结果，至少对以下5种硬化处理例1～5可确认具有相反特性，即具有“赋予试验用热负荷之前进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A1，赋予该试验用热负荷后进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A2时，(A2/A1≤1)的关系成立的特性”。若从别的观点来说可确认，“赋予试验用热负荷的前与后的偏心体轴的维氏硬度的变化抑制在不足60HV”。以下依次进行说明。

[本实施方式所涉及的硬化处理1]

硬化处理例1中，进行如下处理。其中，实施硬化处理例1的偏心体轴的材质与实施上述硬化处理例P的偏心体轴相同。

1a)将偏心体轴在包括含有碳的气体和NH₃气体(氨气)的气氛中，以1203K(930℃)加热10.8k秒(180分钟)。

1b)将加热温度降低至1133K(860℃)，并维持1.2k(20分钟)。

1c)将偏心体轴放入油(也可以为水)中急冷(淬火)。

1d)再次加热至553K(280℃)的回火温度维持1.8k秒(30分钟)并进行回火。

通过以上的处理，碳及氮入侵、扩散至偏心体轴的表层部。

另外，以上的各硬化处理及在以下说明的各硬化处理中的加热温度或加热时间，未必需要精确至每℃单位、每分钟单位，只要能够得到关于上述的压痕隆起高度的特性(负载试验用热负荷之后的压痕隆起高度抑制较低的特性，A2/A1≤1的关系成立的特性)，或者若得到关于维氏硬度的特性(赋予试验用热负荷的前与后的偏心体轴的维氏硬度的变化抑制在不足60HV的特性)，则可适当调整。而且，与偏心体轴一同加热的材料也不限定于上述气体。

根据该硬化处理例1，如图2所示，得到(A2/A1＝2.7/2.7＝1)的特性。试验用热负荷赋予后的硬度变化仅为-29HV(即试验用热负荷赋予前后的维氏硬度的变化为29HV)，相对以往的硬化处理P得到1.59倍的寿命。

[本实施方式所涉及的硬化处理2]

在硬化处理例2中，进行如下处理。其中，实施硬化处理例2的偏心体轴的材质为铁(Fe)中含有C：0.33～0.38重量％、Si：0.15～0.35重量％、Mn：0.60～0.90重量％、P：0.030重量％以下、S：0.030重量％以下、Ni：0.25重量％以下，Cr：0.90～1.20重量％、Mo：0.15～0.3重量％的材质。

2a)将偏心体轴在包括含有碳的气体和NH₃气体的气氛中，以1213K(930℃)加热14.4k秒(240分钟)。

2b)将加热温度降低至1133K(860℃)，并维持1.2k(20分钟)。

2c)将偏心体轴放入油(也可以为水)中急冷(淬火)。

2d)再次加热至553K(280℃)的回火温度维持1.8k秒(30分钟)并进行回火。

通过以上的处理，碳及氮入侵、扩散至偏心体轴的表层部，这一点与硬化处理1相同，但若基于本硬化处理例2则处理深度成为比硬化处理1的处理深度(0.8mm)深的1.6mm。

在该硬化处理例2中，如图2所示，得到(A2/A1＝2.4/2.5＝0.96≤1)的特性。试验用热负荷赋予后的硬度变化为-28HV(即试验用热负荷赋予前后的维氏硬度的变化为28HV)，相对以往的硬化处理P得到2.10倍的寿命。而且，在本硬化处理例2中，偏心体轴表层部的残留奥氏体大大超过10体积％而成为19体积％，这也有助于偏心体轴的寿命提高。

[本实施方式所涉及的硬化处理3]

在硬化处理例3中，进行如下处理。其中，实施硬化处理例3的偏心体轴的材质与实施上述硬化处理P的偏心体轴相同。

3a)将偏心体轴与含碳的材料(可以是如木炭的固体材料，也可以是如天然气或石油气的气体材料，或者还可以是液体材料)一同以1203K(绝对温度：930℃)加热16.2k秒(270分钟)。

3b)将加热温度降低至1103K(830℃)，并维持1.8k(30分钟)。

3c)将偏心体轴放入油(也可以为水)中急冷(淬火)。

3d)再次加热至443K(170℃)的低温回火温度维持7.2k秒(120分钟)并进行回火。

通过以上的处理，碳入侵、扩散至偏心体轴的表层部，这一点与硬化处理P相同，但若基于本硬化处理例3则处理深度成为比硬化处理P的处理深度(0.4mm)深的0.8mm～1.2mm左右。其中，硬化处理例P的处理深度(0.4mm)是指，由于(在使用成为各硬化处理的对象的偏心体轴的大小或负载条件的减速机中)与偏心体轴承的滚子在偏心体轴上滚动时的半径方向的剪切应力分布中发生最大剪切应力的深度大致相等，因此在本硬化处理例3中，硬化处理进行至偏心体轴承的滚子在偏心体轴上滚动时在半径方向上的剪切应力分布中比发生最大剪切应力的深度深的位置。更具体而言，硬化处理进行至发生最大剪切应力的深度的2倍以上的深度。

在该硬化处理例3中，如图2所示，得到(A2/A1＝3.2/3.3＝0.96≤1)的特性。试验用热负荷赋予后的硬度变化为-58HV(即试验用热负荷赋予前后的维氏硬度的变化为58HV)，相对以往的硬化处理P得到2.21倍的寿命。而且，在本硬化处理例3中，偏心体轴表层部的马氏体宽度小至4μm，这也有助于偏心体轴的寿命提高。即，通过将偏心体轴表层部的材料中的马氏体宽度设成4μm以下也可得到寿命的提高。

[本实施方式所涉及的硬化处理4]

在硬化处理例4中，进行如下处理。其中，实施硬化处理例4的偏心体轴的材质与实施上述硬化处理P的偏心体轴相同。

4a)将偏心体轴与含碳的材料(可以是如木炭的固体材料，也可以是如天然气或石油气的气体材料，或者还可以是液体材料)一同以1203K(绝对温度：930℃)加热38.4k秒(640分钟)。

4b)将加热温度降低至1103K(830℃)，并维持1.8k(30分钟)。

4c)将偏心体轴放入油(也可以为水)中急冷(淬火)。

4d)再次加热至443K(170℃)的低温回火温度维持7.2k秒(120分钟)并进行回火。

通过以上的处理，碳入侵、扩散至偏心体轴的表层部，这一点与硬化处理P相同，但若基于本硬化处理例4则处理深度成为比硬化处理P的处理深度(0.4mm)深的1.2mm～1.6mm左右。即，在本硬化处理例4中，硬化处理进行到偏心体轴承的滚子在偏心体轴上滚动时的在半径方向上的剪切应力分布中比发生最大剪切应力的深度深的位置，具体而言，进行至发生最大剪切应力的深度的3倍以上的深度。

在该硬化处理例4中，如图2所示，得到(A2/A1＝3.2/3.9＝0.82≤1)的特性。试验用热负荷赋予后的硬度变化为-32HV(即试验用热负荷赋予前后的维氏硬度的变化为32HV)，相对以往的硬化处理P得到1.44倍的寿命。

[本实施方式所涉及的硬化处理5]

在硬化处理例5中，进行如下处理。其中，实施硬化处理例5的偏心体轴的材质与实施上述硬化处理例P的偏心体轴相同。

5a)在减压至10kPa以下的气氛中，将偏心体轴与烃系气体(例如，甲烷、丙烷、乙烯、乙炔等)一同以1223K(950℃)加热24.6k秒(410分钟)。

5b)由气体冷却降低加热温度后，再次提高至1123K(850℃)，并且维持6.3k(105分钟)。

5c)暂时由气体冷却降低温度后，使加热温度再次上升至1123K(850℃)，并维持1.8k秒(30分钟)。

5d)将偏心体轴放入油(也可以为水)中急冷(淬火)。

5e)再次加热至443K(170℃)的低温回火温度维持7.2k秒(120分钟)并进行回火。

通过以上的处理，碳入侵、扩散至偏心体轴的表层部，但在本硬化处理例5中，在处理中供给与硬化处理例P相比更多量的碳(Acm饱和碳量以上的碳)，因此表层部的碳量成为1.2～2.5重量％左右。而且，在本硬化处理例5中，偏心体轴表层部的马氏体组织中析出多量的粒状(具体的形状为球状)的金属碳化物。另外，在偏心体轴的表层部中所述粒状碳化物所占的面积比例为15～25％。另外，加热偏心体轴的气氛不限于上述内容，这一点与其他硬化处理例说明的内容相同。

在该硬化处理例5中，如图2所示，得到(A2/A1＝2.7/3.1＝0.87≤1)的特性。试验用热负荷赋予后的硬度变化为-29HV(即试验用热负荷赋予前后的维氏硬度的变化为29HV)，相对以往的硬化处理得到3.13倍的寿命。在该硬化处理例5中，处理深度提高至1.4mm，与上述硬化处理例3或硬化处理例4相同，硬化处理进行至偏心体轴承的滚子在偏心体轴上滚动时的在半径方向上的剪切应力分布中比发生最大剪切应力的深度还深的位置，这也有助于偏心体轴的寿命提高。而且在本硬化处理例5中，偏心体轴表层部的残留奥氏体超过14％和10％，与上述硬化处理例2相同有助于偏心体轴的寿命提高。

并且，在本硬化处理例5中，偏心体轴的表层部析出有上述的其他硬化处理例中未见过的细微的粒状碳化物，因此与其他硬化处理例相比得到大幅度的寿命提高。其中，关于粒状碳化物，其最大粒径优选不足4μm(在本硬化处理例5得到的粒状碳化物的最大粒径为1～2μm)，其颗粒形状优选为球状，(在本硬化处理例5中得到的粒状碳化物的颗粒形状为球状)粒状碳化物在偏心体轴的表层部所占的面积比例优选为15～25％。

发明者们确认了以上的5种硬化处理例1～5的存在，但当然不应该局限在这些例子。但是就至少该5种硬化处理例1～5而言，若因减速机的使用而偏心体轴被施以热性负荷，则根据材料特性的变质，该偏心体轴得到其压痕反而很难隆起的特性。其结果，如图2所示，得到比通过以往的硬化处理得到的寿命时间更长的寿命。

另外，在本发明中，试验用热负荷为试验性地赋予在减速机的使用中负载于偏心体轴的热负荷的负荷，应成为基准的是根据实际的使用方式负载的热负荷。但是，其目的与减速机的使用中相同，是为了赋予偏心体轴的材料特性发生变化的程度的热负荷，所以未必需要与实际负载于该减速机的热负荷有关联。总而言之，若是偏心体轴的材料的特性发生变化的热负荷，则可掌握上述隆起高度A1、A2的定性倾向。该试验用热负荷在设定成比实际热负荷更严峻的条件，例如高于低温回火温度(150℃～200℃)的条件下，反而有进行赋予前后的压痕隆起试验时的比较变得容易的倾向。在这种意义上本发明者们采用的例如“在300℃下曝晒3小时”的条件可以说是显著地显现定性倾向的适当的热负荷。反而言之，本发明所涉及的偏心体轴的硬化处理原本就不限于基于“热处理”的硬化处理。总而言之，作为结果，只要是上述(A2/A1≤1)的关系成立的硬化处理，较低抑制负载试验用热负荷后的压痕隆起高度的硬化处理，赋予试验用热负荷的前与后的偏心体轴的维氏硬度的变化抑制至不足60HV的硬化处理，或者若指在偏心体轴的表层部析出微细的粒状碳化物的硬化处理，则例如适当地组合喷丸硬化等机械式硬化处理，高频淬火等电气硬化处理等的硬化处理等，不论其具体处理手法。在这种意义上，上述用语，即，“低温回火温度”并不是指实际热处理该偏心体轴自身时的回火温度。

另外，本发明所涉及的偏心摆动型减速机的具体的减速结构也不限于上述例，例如也可以为在减速机的半径方向中央部仅具有一根偏心体轴，并通过配置于该减速机中央的偏心体轴的偏心体摆动旋转外齿轮的减速结构。并且，也可以为外齿轮挠曲的同时内啮合于内齿轮的所谓挠曲啮合类型的偏心摆动型减速机。此时，可将一体具备使外齿轮挠曲的偏心体(非圆形体)的轴理解成本发明涉及的“偏心体轴”。

另外，若进一步从其他观点理解本发明，则具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮与所述偏心体之间；及内齿轮，使所述外齿轮通过所述偏心体轴的偏心体偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮的偏心摆动型减速机中，也能够理解成实施对所述偏心体轴赋予热负荷之后进行隆起试验的结果所产生的隆起高度小于进行了以往的硬化处理P的偏心体轴的硬化处理。

Claims (13)

1.一种偏心摆动型减速机，具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮与所述偏心体之间；及内齿轮，使所述外齿轮通过所述偏心体轴的偏心体偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮，其特征在于，

在对所述偏心体轴赋予使该偏心体轴的材料特性发生变化的热负荷之前，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A1，对所述偏心体轴赋予所述热负荷之后，进行压痕隆起试验的结果所产生的隆起高度为A2时，

对所述偏心体轴实施具有A2/A1之比成为1.0以下的特性的硬化处理。

2.一种偏心摆动型减速机，具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮与所述偏心体之间；及内齿轮，使所述外齿轮通过所述偏心体轴的偏心体偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮，其特征在于，

在赋予使偏心体轴的材料特性发生变化的热负荷之前的所述偏心体轴的维氏硬度为HV1，赋予所述热负荷之后的所述偏心体轴的维氏硬度为HV2时，

对所述偏心体轴实施HV1-HV2的变化抑制为不足60HV的硬化处理。

3.如权利要求1或2所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

赋予低温回火温度以上的热负荷作为所述热负荷。

4.如权利要求3所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述赋予的热负荷是指在300℃以上的状态下将所述偏心体轴曝晒3小时以上的热负荷。

5.如权利要求1～4中任一项所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述硬化处理中包含所述偏心体轴的材料中的马氏体宽度为4μm以下的处理。

6.如权利要求1～5中任一项所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述硬化处理中包含所述偏心体轴的材料中的残留奥氏体为10％以上的处理。

7.如权利要求1～6中任一项所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述硬化处理进行到比剪切应力分布中发生最大剪切应力的深度更深的位置，所述剪切应力分布为所述轴承的滚动体在所述偏心体轴上滚动时在半径方向上的剪切应力分布。

8.一种偏心摆动型减速机，具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮与所述偏心体之间；及内齿轮，使所述外齿轮通过所述偏心体轴的偏心体偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮，其特征在于，

在所述偏心体轴的表层部析出有最大粒径不足4μm的粒状碳化物。

9.如权利要求8所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述粒状碳化物的颗粒形状呈球状。

10.如权利要求8或9所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述粒状碳化物在所述偏心体轴的表层部中所占的面积比例为15～25％。

11.如权利要求1～10中任一项所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述偏心体轴、偏心体轴承、及外齿轮之间的径向间隙的总计为-10μm～10μm，所述偏心体轴的转速与偏心体轴承的滚动体的节圆直径之积为10000rpm·mm以上。

12.一种偏心摆动型减速机的偏心体轴的制造方法，所述偏心摆动型减速机具备：外齿轮；偏心体轴，具有偏心体；偏心体轴承，配置于该外齿轮和所述偏心体轴之间；及内齿轮，使所述外齿轮通过所述偏心体轴偏心或挠曲摆动的同时，内啮合于所述内齿轮，其特征在于，

包括使最大粒径不足4μm的粒状碳化物析出于所述偏心体轴的表层部的工序。

13.如权利要求12所述的偏心体轴的制造方法，其特征在于，

使所述粒状碳化物析出的工序包括如下工序，即与含碳的材料一同加热偏心体轴，使碳在偏心体轴的表层部侵入、扩散至其碳量成为1.2～2.5％。

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