DE102021129020A1

DE102021129020A1 - Zahnradvorrichtung und zahnrad

Info

Publication number: DE102021129020A1
Application number: DE102021129020.1A
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Tamura
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2041-11-09
Also published as: JP7483592B2; DE102021129020B4; JP2022076205A; CN114458736A

Abstract

Es wird eine Technik bereitgestellt, mit der es möglich ist, vorzugsweise die Härte einer Kontaktkomponente zu erhöhen. Eine Zahnradvorrichtung (10) des exzentrisch oszillierenden Typs umfasst eine Kontaktkomponente (42), die eine Kontaktfläche (44) enthält, die mit einer anderen Komponente (40) der Zahnradvorrichtung (10) in Kontakt kommt. Die Kontaktkomponente (42) enthält ein Basismaterial (46) und einen Überzugsabschnitt (48), der über eine Oberfläche des Basismaterials (46) gezogen ist, eine höhere Härte als das Basismaterial (46) aufweist und die Kontaktfläche (44) bildet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zahnradvorrichtung und ein Zahnrad.
Beschreibung des Standes der Technik
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2015-224707 offenbart eine Zahnradvorrichtung. Die Zahnradvorrichtung enthält einen Exzenterkörper und einen Wälzkörper, der zwischen dem Exzenterkörper und einem Außenzahnrad angeordnet ist. Der Exzenterkörper enthält eine Kontaktfläche, die mit dem Wälzkörper in Kontakt kommt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Exzenterkörper bei der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2015-224707 ist ein Beispiel für eine Kontaktkomponente, die mit einer anderen Komponente der Zahnradvorrichtung in Kontakt kommt. Ein weiteres Beispiel für die Kontaktkomponente ist ein Zahnrad oder dergleichen der Zahnradvorrichtung.
Eine Kontaktfläche der Kontaktkomponente muss eine hohe Härte aufweisen, um Ermüdungsfestigkeit zu verbessern. Als eine Oberflächenbehandlung zum Erzielen einer solchen hohen Härte wird hauptsächlich eine Oberflächenwärmebehandlung, wie beispielsweise Tauchabschrecken, verwendet, bei der die Härte der gesamten Oberfläche des Basismaterials der Kontaktkomponente erhöht wird.
In einem Fall, in dem eine solche Oberflächenwärmebehandlung verwendet wird, hängt jedoch die Härte der Kontaktfläche von den Eigenschaften des Basismaterials ab. Das heißt, da die Härte der Kontaktfläche der Kontaktkomponente durch das Basismaterial begrenzt ist, gibt es eine Grenze beim Erhöhen der Härte.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Technik bereitzustellen, mit der es möglich ist, vorzugsweise die Härte einer Kontaktkomponente zu erhöhen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Zahnradvorrichtung des exzentrisch oszillierenden Typs bereitgestellt, die ein oszillierendes Zahnrad und einen Exzenterkörper enthält, der bewirkt, dass das oszillierende Zahnrad oszilliert, wobei die Zahnradvorrichtung eine Kontaktkomponente umfasst, die eine Kontaktfläche enthält, die mit einer anderen Komponente der Zahnradvorrichtung in Kontakt kommt. Die Kontaktkomponente enthält ein Basismaterial und einen Überzugsabschnitt, der über eine Oberfläche des Basismaterials gezogen ist, eine höhere Härte als das Basismaterial aufweist und die Kontaktfläche bildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps bereitgestellt, die einen Wellengenerator und ein Biegezahnrad enthält, das durch den Wellengenerator gebogen und verformt wird, wobei die Zahnradvorrichtung eine Kontaktkomponente umfasst, die eine Kontaktfläche enthält, die mit einer anderen Komponente der Zahnradvorrichtung in Kontakt kommt. Die Kontaktkomponente enthält ein Basismaterial und einen Überzugsabschnitt, der über eine Oberfläche des Basismaterials gezogen ist, eine höhere Härte als das Basismaterial aufweist und die Kontaktfläche bildet.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Zahnrad bereitgestellt, das eine Kontaktfläche, die mit einem anderen Zahnrad in Kontakt kommt, ein Basismaterial und einen Überzugsabschnitt, der über eine Oberfläche des Basismaterials gezogen ist, eine höhere Härte als das Basismaterial aufweist und die Kontaktfläche bildet, umfasst. Eine Zahnoberfläche des Zahnrads enthält eine Region mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt gefertigt ist und die zumindest auf einem Mittelabschnitt in einer Zahnlängenrichtung des Zahnrads vorgesehen ist, und eine Region mit niedriger Härte, die eine niedrigere Härte als die Region mit hoher Härte aufweist, und die Region mit niedriger Härte ist an einem Zahngrundabschnitt des Außenzahnrads vorgesehen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, vorzugsweise die Härte einer Kontaktkomponente zu erhöhen.
Figurenliste

1 ist eine Seitenschnittansicht einer Zahnradvorrichtung einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Seitenschnittansicht von Exzenterkörpern der ersten Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Exzenterkörper der ersten Ausführungsform.
4 ist eine Schnittansicht entlang Linie A-A in 2.
5A ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch ein Bearbeitungsverfahren bei der ersten Ausführungsform zeigt, und zeigt einen Zustand inmitten eines Überzugsprozesses.
5B ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch das Bearbeitungsverfahren bei der ersten Ausführungsform zeigt, und zeigt einen Zustand nach dem Ende des Überzugsprozesses.
5C ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch das Bearbeitungsverfahren bei der ersten Ausführungsform zeigt und einen Schleifprozess zeigt.
6 ist eine Seitenansicht, die einen Zustand inmitten der Überzugsbearbeitung bei der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Vorderschnittansicht, die ein Außenzahnrad der ersten Ausführungsform zusammen mit einer Struktur in der Nähe davon zeigt.
8 ist eine Vorderschnittansicht, die einen Abschnitt des Außenzahnrads der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine Vorderschnittansicht, die einen Abschnitt des Außenzahnrads der ersten Ausführungsform zusammen mit einer Struktur in der Nähe davon zeigt.
10 ist eine Vorderschnittansicht, die einen Abschnitt eines Außenzahnrads einer zweiten Ausführungsform zusammen mit einer Struktur in der Nähe davon zeigt.
11 ist eine Vorderschnittansicht, die einen Teil eines Außenzahnrads einer dritten Ausführungsform zusammen mit einer Struktur in der Nähe davon zeigt.
12A ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch ein Bearbeitungsverfahren bei der dritten Ausführungsform zeigt, und zeigt ein in einem Vorbereitungsprozess vorbereitetes Bearbeitungszielmaterial.
12B ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch das Bearbeitungsverfahren bei der dritten Ausführungsform zeigt, und zeigt einen Zustand inmitten eines Überzugsprozesses.
12C ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch das Bearbeitungsverfahren bei der dritten Ausführungsform zeigt, und zeigt einen Zustand nach dem Ende des Überzugsprozesses.
13 ist eine Vorderschnittansicht, die einen Abschnitt eines Außenzahnrads einer vierten Ausführungsform zusammen mit einer Struktur in der Nähe davon zeigt.
14 ist eine Seitenschnittansicht einer Zahnradvorrichtung einer fünften Ausführungsform.
15 ist eine Vorderschnittansicht eines Wellengenerators der fünften Ausführungsform.
16 ist eine Vorderschnittansicht, die einen Abschnitt mehrerer Zahnräder einer sechsten Ausführungsform zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen beschrieben. Komponenten, die einander gleich sind, werden die gleichen Bezugszeichen gegeben und wiederholte Beschreibung wird weggelassen. In jeder Zeichnung sind Komponenten weggelassen, vergrößert oder verkleinert, wie es der Einfachheit der Beschreibung halber angemessen ist. Die Zeichnungen sind nach Richtungen von Symbolen zu betrachten.
(Erste Ausführungsform)
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 1. Eine Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Zahnradvorrichtung des exzentrisch oszillierenden Typs, bei der eine Oszillation eines oszillierenden Zahnrads mittels Exzenterkörper 26A und 26B bewirkt wird, so dass Außenzahnräder 14 oder ein Innenzahnrad 18 gedreht werden und eine axiale Drehkomponente davon ausgegeben wird. Die Zahnradvorrichtung 10 des exzentrisch oszillierenden Typs enthält eine Kurbelwelle 12, die Außenzahnräder 14, die als oszillierende Zahnräder dienen, die durch die Kurbelwelle 12 zum Oszillieren gebracht werden, und Exzenterkörperlager 16, die zwischen der Kurbelwelle 12 und den Außenzahnrädern 14 angeordnet sind. Darüber hinaus enthält die Zahnradvorrichtung 10 das Innenzahnrad 18, das in die Außenzahnräder 14 eingreift, einen Träger 20, der in Bezug auf die Außenzahnräder 14 in einer Axialrichtung der Außenzahnräder 14 angeordnet ist, und ein Gehäuse 22, das nahe einem Außenumfang der Außenzahnräder 14 angeordnet ist.
Die Kurbelwelle 12 kann mittels Drehkraft, die von einer Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) übertragen wird, gedreht werden. Die Antriebsvorrichtung ist beispielsweise ein Motor, ein Getriebemotor, eine Maschine oder dergleichen. Die Zahnradvorrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Zahnradvorrichtung des Mittelkurbeltyps, bei der die Kurbelwelle 12 auf derselben Achse wie eine Mittelachse CL1 des Innenzahnrads 18 vorgesehen ist.
Die Kurbelwelle 12 enthält einen Wellenkörper 24, auf den Drehkraft von der Antriebsvorrichtung übertragen wird, und die mehreren Exzenterkörper 26A und 26B, die sich integral mit dem Wellenkörper 24 drehen können. Obwohl die Exzenterkörper 26A und 26B bei der vorliegenden Ausführungsform separat von dem Wellenkörper 24 vorgesehen sind, können die Exzenterkörper 26A und 26B als ein Teil desselben Elements wie der Wellenkörper 24 vorgesehen sein.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 2. Jeder der Exzenterkörper 26A und 26B weist eine rohrförmige Form auf und eine Außenumfangsfläche davon weist eine Kreisform auf. Jede von axialen Mitten CL2 der Exzenterkörper 26A und 26B ist von einer Drehmittellinie CL3 um einen Exzentrizitätsbetrag e versetzt. Die Exzenterkörper 26A und 26B können bewirken, dass die Außenzahnräder 14 oszillieren, indem sie sich um die Drehmittellinie CL3 drehen. Die Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform enthält die mehreren (insbesondere zwei) Exzenterkörper 26A und 26B. Die mehreren Exzenterkörper 26A und 26B umfassen einen ersten Exzenterkörper 26A und einen zweiten Exzenterkörper 26B. Der erste Exzenterkörper 26A und der zweite Exzenterkörper 26B sind aus dem gleichen Element gefertigt. Die Phasen der einander benachbarten Exzenterkörper 26A und 26B sind in einer maximalen Exzenterrichtung (die später beschrieben wird) zueinander versetzt und sind bei der vorliegenden Ausführungsform um 180° zueinander versetzt. Es ist anzumerken, dass die Anzahl der Exzenterkörper 26A und 26B nicht besonders eingeschränkt ist und die mehreren Exzenterkörper 26A und 26B getrennt voneinander vorgesehen sein können.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 1. Die Außenzahnräder 14 sind einzeln vorgesehen, um jeweils den mehreren Exzenterkörpern 26A und 26B zu entsprechen, und sind durch die entsprechenden Exzenterkörper 26A und 26B via die Exzenterkörperlager 16 drehbar gelagert.
Die Exzenterkörperlager 16 enthalten mehrere Wälzkörper 28, die zwischen den Außenzahnrädern 14 und den Exzenterkörpern 26A und 26B in einer Umfangsrichtung in Abständen angeordnet sind. Die Wälzkörper 28 der vorliegenden Ausführungsform sind Walzen. Die Exzenterkörperlager 16 enthalten keine dedizierten Innenringe. Stattdessen dienen Außenumfangsflächen der Exzenterkörper 26A und 26B auch als Innenringe, und die Außenumfangsflächen bilden innere Wälzkontaktflächen. Die Exzenterkörperlager 16 enthalten keine dedizierten Außenringe. Stattdessen dienen Innenumfangsflächen von Mittellöchern 78 (die später beschrieben werden) der Außenzahnräder 14 auch als Außenringe, und die Innenumfangsflächen bilden äußere Wälzkontaktflächen. Die Wälzkörper 28 wälzen auf jeder der inneren Wälzkontaktflächen und der äußeren Wälzkontaktflächen.
Das Innenzahnrad 18 enthält einen Innenzahnrad-Hauptkörper 30, der mit dem Gehäuse 22 integriert ist und der eine rohrförmige Form, und mehrere Innenzähne 32, die auf einem Innenumfangsabschnitt des Innenzahnrad-Hauptkörpers 30 vorgesehen sind, aufweist. Die Innenzähne 32 der vorliegenden Ausführungsform sind aus mehreren Stiftelementen gefertigt, die separat von dem Innenzahnrad-Hauptkörper 30 vorgesehen sind. Die Stiftelemente sind durch eine Stiftnut, die auf dem Innenumfangsabschnitt des Innenzahnrad-Hauptkörpers 30 vorgesehen ist, drehbar gelagert.
Das Gehäuse 22 nimmt andere Komponenten der Zahnradvorrichtung 10 auf, wie beispielsweise die Exzenterkörper 26A und 26B.
Ein Element, das Drehkraft an eine angetriebene Vorrichtung ausgibt, wird als ein Abtriebselement 34 bezeichnet, und ein Element, das an einem Außenelement zu fixieren ist, um die Zahnradvorrichtung 10 zu tragen, wird als ein fixiertes Element 36 bezeichnet. Eines von dem Abtriebselement 34 und dem fixierten Element 36 ist der Träger 20 und das andere von dem Abtriebselement 34 und dem fixierten Element 36 ist das Gehäuse 22. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Träger 20 das Abtriebselement 34. Das Abtriebselement 34 ist durch das fixierte Element 36 via Hauptlager 38 drehbar gelagert.
Der Betrieb der oben beschriebenen Zahnradvorrichtung 10 wird beschrieben. In einem Fall, in dem Drehkraft von der Antriebsvorrichtung auf die Kurbelwelle 12 übertragen wird, dreht sich die Kurbelwelle 12 um die Drehmittellinie CL3, und die Exzenterkörper 26A und 26B davon bewirken, dass die Außenzahnräder 14 oszillieren. In einem Fall, in dem die Außenzahnräder 14 oszillieren, werden Positionen, an denen die Außenzahnräder 14 und das Innenzahnrad 18 ineinandergreifen, sequentiell in der Umfangsrichtung verschoben. Infolgedessen tritt jedes Mal, wenn sich die Kurbelwelle 12 einmal dreht, Drehung des Innenzahnrads 18 oder der Außenzahnräder 14 auf, die einer Differenz zwischen der Anzahl der Zähne der Außenzahnräder 14 und der Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 18 entspricht.
In einem Fall, in dem der Träger 20 als das Abtriebselement 34 dient, werden die Außenzahnräder 14 gedreht. Andererseits wird in einem Fall, in dem das Gehäuse 22 als das Abtriebselement 34 dient, das Innenzahnrad 18 gedreht. Das Abtriebselement 34 dreht sich synchron mit einer axialen Drehkomponente der Außenzahnräder 14 oder des Innenzahnrads 18, um die axiale Drehkomponente an die angetriebene Vorrichtung auszugeben. In diesem Fall wird Drehung der Kurbelwelle 12 an die angetriebene Vorrichtung ausgegeben, nachdem sie mit einem Übersetzungsverhältnis verschoben wurde, das der Differenz zwischen der Anzahl der Zähne der Außenzahnräder 14 und der Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 18 entspricht. Die Zahnradvorrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform fungiert als ein Drehzahlminderer, der die Drehung der Kurbelwelle 12 nach Verringern der Drehzahl an die angetriebene Vorrichtung ausgibt.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 2 bis 4. Die Zahnradvorrichtung 10 enthält Kontaktkomponenten 42, die mit anderen Komponenten 40 der Zahnradvorrichtung 10 in Kontakt kommen. Nachstehend wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Kontaktkomponenten 42 die Exzenterkörper 26A und 26B sind und die Komponenten 40 die Wälzkörper 28 sind.
Die Kontaktkomponenten 42 enthalten Kontaktflächen 44, die mit den Komponenten 40 in Kontakt kommen. Die Kontaktflächen 44 sind an Umfangsflächen der Kontaktkomponenten 42 vorgesehen. Der Begriff „Umfangsfläche“ bedeutet bei der vorliegenden Beschreibung eine Außenumfangsfläche und eine Innenumfangsfläche einer hierin erwähnten Komponente (in diesem Fall der Kontaktkomponente 42). In einem Fall, in dem die Kontaktkomponenten 42 die Exzenterkörper 26A und 26B sind und die Komponenten 40 die Wälzkörper 28 sind, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, sind die Kontaktflächen 44 an Außenumfangsflächen vorgesehen, die deren Umfangsflächen sind. Die „Innenumfangsflächen“ bei der vorliegenden Beschreibung umfassen Oberflächen, die die axialen Mitten der Kontaktkomponenten 42 umgeben, und eine Oberfläche (beispielsweise eine Innenumfangsfläche eines exzentrischen Lochs 80 in 7), die an einer radial von den axialen Mitten versetzten Position vorgesehen ist.
Die Kontaktflächen 44 kommen mit den Komponenten 40 zumindest durch Wälzkontakt oder Gleitkontakt in Kontakt. Die Kontaktflächen 44 können als Flächen angesehen werden, deren Kontaktpositionen sich in Bezug auf die Komponenten 40 während des Betriebs der Zahnradvorrichtung 10 ständig ändern.
Jede Kontaktkomponente 42 enthält ein Basismaterial 46 und einen Überzugsabschnitt 48, der eine Oberfläche des Basismaterials 46 überzieht. Das Basismaterial 46 ist ein durch Überzugsbearbeitung zu bearbeitendes Ziel. Der Überzugsabschnitt 48 ist eine Schicht, mit der durch die Überzugsbearbeitung das Basismaterial 46 überzogen wird. Die Überzugsbearbeitung ist beispielsweise Laserauftragschweißen, Plasma-Pulver-Auftragschweißen oder dergleichen. Der Überzugsabschnitt 48 der vorliegenden Ausführungsform ist an einer Außenumfangsfläche des Basismaterials 46, die ein Abschnitt der Oberfläche des Basismaterials 46 ist, überzogen. Der Überzugsabschnitt 48 bildet die Kontaktfläche 44.
Das Basismaterial 46 besteht beispielsweise aus einem Stahlmaterial für Maschinenstruktur (d. h. einem Metall), wie beispielsweise Chrom-Molybdän-Stahl (SCM-Material). Der Überzugsabschnitt 48 besteht aus einem Metall mit einer höheren Härte als der des Basismaterials 46. Das Metall ist beispielsweise ein Werkzeugstahl wie ein Hochgeschwindigkeitswerkzeugstahl.
Die Härte des Basismaterials 46 liegt beispielsweise in einem Bereich von 250 oder mehr und 400 oder weniger in der Vickers-Härte. Die Härte des Überzugsabschnitts 48 ist beispielsweise um 100 HV oder mehr in der Vickers-Härte höher als die Härte des Basismaterials 46. Die Härte der Kontaktfläche 44 beträgt beispielsweise weniger als 800 HV in einem Fall, wenn eine Oberflächenwärmebehandlung zum Erhöhen der Härte der Oberfläche des die Kontaktfläche 44 bildenden Basismaterials 46 verwendet wird. Es wird hier angenommen, dass die Oberflächenwärmebehandlung beispielsweise Oberflächenabschrecken, wie Aufkohlen und Abschrecken, Nitrierungsbehandlung oder dergleichen ist. Diesbezüglich kann in einem Fall, in dem Überzugsbearbeitung verwendet wird, die Härte des Überzugsabschnitts 48, der die Kontaktfläche 44 bildet, beispielsweise 1000 HV oder mehr betragen. Solange eine Bedingung erfüllt ist, dass die Härte des Überzugsabschnitts 48 höher ist als die des Basismaterials 46, sind die Härten des Basismaterials 46 und des Überzugsabschnitts 48 nicht besonders eingeschränkt.
Jede Kontaktkomponente 42 enthält eine Komponentenseitenfläche 50, die einer Außenseite in der Axialrichtung der Kontaktkomponente 42 zugewandt ist. Das Basismaterial 46 enthält einen freiliegenden Abschnitt 52, der nach außen freiliegt, ohne von dem Überzugsabschnitt 48 bedeckt zu sein. Der freiliegende Abschnitt 52 ist zum Beispiel aus einem Seitenflächenabschnitt des Basismaterials 46 gefertigt, der die Komponentenseitenfläche 50 der Kontaktkomponente 42 bildet.
Es werden nun die Wirkungen des obigen erfinderischen Punktes beschrieben.
(A) Jede Kontaktkomponente 42 enthält den Überzugsabschnitt 48, der eine höhere Härte als das Basismaterial 46 aufweist. Daher kann die Härte der Kontaktfläche 44 geeignet erhöht werden, ohne durch das Basismaterial 46 beeinflusst zu werden, das die Kontaktkomponente 42 bildet. Dies bedeutet, dass die Härte der Kontaktfläche 44 größer als eine Härte, die durch Oberflächenwärmebehandlung des Basismaterials 46 (zum Beispiel Aufkohlen und Abschrecken, Nitrierungsbehandlung oder dergleichen) erhalten wird, gemacht werden kann. Außerdem ist es möglich, die Ermüdungsfestigkeit der Kontaktkomponente 42 zu verbessern und die Lebensdauer der Kontaktkomponente 42 zu erhöhen.
(B) Darüber hinaus kann der freiliegende Abschnitt 52 des Basismaterials 46 an einer anderen Position als der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 vorgesehen sein. Die Härte des freiliegenden Abschnitts 52 des Basismaterials 46 ist niedriger als die des Überzugsabschnitts 48. Daher kann an dem freiliegenden Abschnitt 52 des Basismaterials 46 im Vergleich zu einem Fall, in dem Oberflächenwärmebehandlung an der gesamten Oberfläche des Basismaterials 46 durchgeführt wird, eine günstige Prozesseffizienz aufrechterhalten werden. Das heißt, es ist möglich, die Prozesseffizienz an dem freiliegenden Abschnitt 52 des Basismaterials 46 aufrechtzuerhalten, während Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 erreicht wird. In dem Fall des Exzenterkörpers 26 der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise ein axiales Durchgangsloch zum Einsetzen einer Motorwelle in dem freiliegenden Abschnitt 52 des Basismaterials 46 ausgebildet. Beim Ausbilden des axialen Durchgangslochs kann eine günstige Prozesseffizienz aufrechterhalten werden.
(C) Da darüber hinaus Oberflächenwärmebehandlung nicht auf der gesamten Oberfläche des Basismaterials 46 durchgeführt werden muss, um die Härte der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 zu erhöhen, kann Verformung des gesamten Basismaterials 46, die durch die Oberflächenwärmebehandlung verursacht wird, unterdrückt werden.
Als nächstes werden weitere erfinderische Punkte beschrieben. Jede der Außenumfangsflächen der Exzenterkörper 26A und 26B, die die Kontaktflächen 44 der Kontaktkomponenten 42 sind, enthält eine Region 54 mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt 48 gefertigt ist, und eine Region 56 mit niedriger Härte, die eine niedrigere Härte als die Region 54 mit hoher Härte aufweist. In 3 ist die Region 56 mit niedriger Härte schraffiert und die Region 54 mit hoher Härte ist nicht schraffiert. Der Begriff „Härte“ bedeutet hier die Härte eines Oberflächenabschnitts der Kontaktkomponente 42, welche die Kontaktfläche 44 enthält. Die Härte ist der Durchschnitt aller Härten, die in Abständen einer vorbestimmten Einheitstiefe (zum Beispiel 0,1 mm) in Bezug auf einen vorbestimmten Bereich (zum Beispiel 1,0 mm) in einer Tiefenrichtung (einer Normalenrichtung) von der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 gemessen wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Region 56 mit niedriger Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der durch die Überzugsbearbeitung erweicht wird, wie später beschrieben wird. Außerdem ist die Region 54 mit hoher Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl die Region 56 mit niedriger Härte als auch die Region 54 mit hoher Härte aus dem Überzugsabschnitt 48 gefertigt. Alternativ kann die Region 56 mit niedriger Härte aus dem Basismaterial 46 gefertigt sein, und die Region 54 mit hoher Härte kann aus dem Überzugsabschnitt 48 gefertigt sein, wie später beschrieben wird. In jedem Fall beträgt eine Differenz zwischen der Härte der Region 54 mit hoher Härte und der Härte der Region 56 mit niedriger Härte beispielsweise 50 HV oder mehr in der Vickers-Härte. Die Region 56 mit niedriger Härte erstreckt sich bei der vorliegenden Ausführungsform in der Axialrichtung der Exzenterkörper 26A und 26B und weist eine bandartige Form auf, die in Bezug auf die Axialrichtung geneigt ist.
Eine Richtung von der Drehmittellinie CL3 der Exzenterkörper 26A und 26B zur axialen Mitte CL2 wird als eine maximale Exzenterrichtung Pa1 bezeichnet, und eine Richtung entgegengesetzt zu der maximalen Exzenterrichtung Pa1 in Bezug auf die Drehmittellinie CL3 wird als eine maximale Gegenexzenterrichtung Pa2 bezeichnet. Die maximale Exzenterrichtung Pa1 und die maximale Gegenexzenterrichtung Pa2 sind Richtungen entlang einer Halblinie, die durch die axiale Mitte CL2 und die Drehmittellinie CL3 verläuft. Die axialen Mitten CL2 der Exzenterkörper 26A und 26B sind die geometrischen Mittelpunkte (die Schwerpunkte) der Formen, die durch die Außenumfangsflächen der Exzenterkörper 26A und 26B in einem Schnitt senkrecht zu der Axialrichtung der Exzenterkörper 26A und 26B gebildet werden. Da die Außenumfangsflächen der Exzenterkörper 26A und 26B bei der vorliegenden Ausführungsform Kreisformen aufweisen, sind die Mittelpunkte der Kreisformen die axialen Mitten CL2 der Exzenterkörper 26A und 26B.
Eine Linie, die sich in der maximalen Gegenexzenterrichtung Pa2 von der axialen Mitte CL2 der Exzenterkörper 26A und 26B in einem Bereich um die axiale Mitte CL2 der Exzenterkörper 26A und 26B erstreckt, wird als eine erste Referenzlinie La1 bezeichnet, und eine Linie, die sich in der maximalen Exzenterrichtung Pa1 von der axialen Mitte CL2 erstreckt, wird als eine zweite Referenzlinie La2 bezeichnet. Ein Bereich von ±90 Grad von der ersten Referenzlinie La1 der Exzenterkörper 26A und 26B wird als ein Nulllastbereich Sa1 bezeichnet, und ein Bereich von ±90 Grad von der zweiten Referenzlinie La2 wird als ein Lastbereich Sa2 bezeichnet. Die maximale Last wird auf die Exzenterkörper 26A und 26B in dem Lastbereich Sa2 ausgeübt, und in dem Nulllastbereich Sa1 wird nahezu keine Last auf die Exzenterkörper 26A und 26B ausgeübt. In dem Nulllastbereich Sa1 wird eine besonders geringe Last auf einen Bereich Sa3 von ±30 Grad von der ersten Referenzlinie La1 ausgeübt.
Die Region 56 mit niedriger Härte ist in dem Nulllastbereich Sa1 vorgesehen. Die gesamte Region 56 mit niedriger Härte ist so vorgesehen, dass sie in den Nulllastbereich Sa1 fällt. Die Region 54 mit hoher Härte ist jedoch über den gesamten Lastbereich Sa2 und einen Teil des Nulllastbereichs Sa1, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält, vorgesehen.
(D) In einem Fall, in dem Überzugsbearbeitung verwendet wird, können die Region 54 mit hoher Härte und die Region 56 mit niedriger Härte auf der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 erscheinen. Selbst in diesem Fall ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine große Last auf die Region 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird, da die Region 56 mit niedriger Härte innerhalb des Nulllastbereichs Sa1 vorgesehen ist. Außerdem ist es selbst in einem Fall, in dem die Region 56 mit niedriger Härte durch Verwendung von Überzugsbearbeitung erscheint, möglich, eine Verringerung der Lebensdauer zu verhindern, die durch eine große Last verursacht wird, die auf die Region 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird.
In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, dass die Region 56 mit niedriger Härte bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Bereich Sa3 von ±30 Grad von der ersten Referenzlinie La1 auf den Außenumfangsflächen der Exzenterkörper 26A und 26B vorgesehen ist.
Es wird nun ein Beispiel eines Bearbeitungsverfahrens für die Kontaktkomponente 42 beschrieben. Das Bearbeitungsverfahren umfasst einen Vorbereitungsprozess, einen Überzugsprozess und einen Schleifprozess.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 5A und 6. Der Vorbereitungsprozess ist ein Prozess zum Vorbereiten des Basismaterials 46, das ein Rohstoff für die Überzugsbearbeitung ist, als ein Verarbeitungszielmaterial 58. Das Basismaterial 46, das das Bearbeitungszielmaterial 58 ist, weist eine Außenform auf, die erhalten wird, wenn ein Abschnitt der Kontaktkomponente 42 entsprechend der Dicke des Überzugsabschnitts 48 an einer Position entfernt wird, auf die der Überzugsabschnitt 48 gelegt wird.
Der Überzugsprozess wird durchgeführt, indem eine Überzugsbearbeitung durchgeführt wird, bei der eine geplante Überzugsposition des Basismaterials 46 mittels einer Überzugsvorrichtung 60 mit einem Überzugsabschnitt 48 überzogen wird. Die geplante Überzugsposition bedeutet hier eine Position, an der das Basismaterial 46 mit dem Überzugsabschnitt 48 überzogen werden soll. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Laserauftragschweißen als die Überzugsbearbeitung verwendet. Die Überzugsvorrichtung 60 enthält eine Düse 64, die Metallpulver 62 zuführt, und einen Kopf 68, der Bestrahlung mit einer Wärmequelle 66 durchführt, um dem Metallpulver 62 Wärme zuzuführen. In einem Fall, bei dem Laserauftragschweißen angewendet wird, wird Laserlicht als die Wärmequelle 66 verwendet. Alternativ kann ein Lichtbogen, ein Elektronenstrahl oder dergleichen als die Wärmequelle 66 verwendet werden. Die Überzugsbearbeitung wird durch Schmelzen des Metallpulvers 62 mittels der vom Kopf 68 emittierten Wärmequelle 66 durchgeführt, während das Metallpulver 62 mit der Düse 64 zugeführt wird.
In dem Fall der Überzugsbearbeitung der vorliegenden Ausführungsform werden die relativen Positionen einer Zufuhrposition des Metallpulvers 62, einer Bestrahlungsposition der Wärmequelle 66 und des Bearbeitungszielmaterials 58 kontinuierlich geändert, um die Überzugsbearbeitung in einer Umfangsrichtung kontinuierlich über die gesamte geplante Überzugsposition auf dem Basismaterial 46 durchzuführen. Um dies zu realisieren, wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Bearbeitungszielmaterial 58 von einer Drehspannvorrichtung getragen, um um eine axiale Mitte CL4 des Bearbeitungszielmaterials 58 drehbar zu sein. Die axiale Mitte CL4 des Bearbeitungszielmaterials 58 stimmt mit der axialen Mitte CL2 der Kontaktkomponente 42 überein, die nach Bearbeitung des Bearbeitungszielmaterials 58 erhalten wurde. Wird das Bearbeitungszielmaterial 58 durch die Drehspannvorrichtung um die axiale Mitte CL4 gedreht, wird die Position (Phase) des Basismaterials 46 kontinuierlich geändert, ohne die Positionen des Kopfes 68 und der Düse 64 zu ändern. Alternativ können die Zufuhrposition des Metallpulvers 62 und die Bestrahlungsposition der Wärmequelle 66 mittels des Kopfes 68 und der Düse 64 geändert werden, um dies zu realisieren.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 5B. Da der Überzugsabschnitt 48 kontinuierlich auf das Basismaterial 46 in der Umfangsrichtung gezogen wird, sind ein Anfangsendabschnitt 70 des Überzugsabschnitts 48, der sich auf der Seite mit der Position, an der eine Überzugsbearbeitung beginnt, befindet, und ein Abschlussendabschnitt 72 des Überzugsabschnitts 48, der sich auf der Seite mit der Position, an der die Überzugsbearbeitung endet, befindet, vorgesehen. Bei dem Überzugsprozess der vorliegenden Ausführungsform überlappen der Anfangsendabschnitt 70 und der Abschlussendabschnitt 72 einander derart, dass ein Überlappungsabschnitt 74 gebildet wird. In diesem Fall wird dem Anfangsendabschnitt 70 erneut Wärme mittels der Wärmequelle 66 in einem Prozess zugeführt, in dem der Abschlussendabschnitt 72 den Anfangsendabschnitt 70 überlappt. Dementsprechend wird der Anfangsendabschnitt 70 im Vergleich zu anderen Positionen erweicht, an denen mittels der Wärmequelle 66 keine Wärme erneut zugeführt wird. Als ein Ergebnis ist die Region 56 mit niedriger Härte, deren Härte niedriger ist als die der anderen Positionen, denen keine Wärme mittels der Wärmequelle 66 zugeführt wird, am Anfangsendabschnitt 70 vorgesehen. Da jedoch die anderen Positionen auf dem Überzugsabschnitt 48 durch Wärmezufuhr dorthin mittels der Wärmequelle 66 nicht erweicht werden, ist die Region 54 mit hoher Härte, die eine höhere Härte als die Region 56 mit niedriger Härte aufweist, vorgesehen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Region 54 mit hoher Härte durch Abschrecken eines Metalls, das ein Rohstoff des Metallpulvers 62 ist, durch Wärmezufuhr zu derselben mittels der Wärmequelle 66 erhalten. Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Region 56 mit niedriger Härte durch Tempern des abgeschreckten Metalls unter erneuter Wärmezufuhr zu derselben mittels der Wärmequelle 66 erhalten. Daher ist in der Region 54 mit hoher Härte beispielsweise eine abgeschreckte Struktur mit Martensit oder dergleichen als Hauptphase vorgesehen. Ferner ist in der Region 56 mit niedriger Härte beispielsweise eine getemperte Struktur mit einer Mischstruktur aus Ferrit und Austenit als eine Hauptphase vorgesehen.
Der Überlappungsabschnitt 74 ist so eingestellt, dass er in den oben beschriebenen Nulllastbereich Sa1 fällt. Dementsprechend ist die Region 56 mit niedriger Härte innerhalb des Nulllastbereichs Sa1 vorgesehen, und die Region 54 mit hoher Härte ist an einer anderen Position vorgesehen. Die Bestrahlungsposition, ein Bestrahlungswinkel, ein Bestrahlungsbereich und dergleichen der Wärmequelle 66 durch den Kopf 68 werden so eingestellt, dass der Überlappungsabschnitt 74 eine bandähnliche Form ähnlich der oben beschriebenen Region 56 mit niedriger Härte aufweist.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 5C. In dem auf den Überzugsprozess folgenden Schleifprozess wird eine Oberfläche des Überzugsabschnitts 48, der in dem Überzugsprozess gelegt wurde, so geschliffen, dass die Kontaktkomponente 42 mit einer gewünschten Form erhalten wird. In einem Fall, in dem die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 eine vorbestimmte Oberflächenrauheit aufweisen muss, wird die Oberfläche des Überzugsabschnitts 48 so geschliffen, dass die Kontaktfläche 44 mit der Oberflächenrauheit erhalten wird. Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Überzugsabschnitt 48 so geschliffen, dass der Abschlussendabschnitt 72 des Überzugsabschnitts 48 in einem Bereich, der den Überlappungsabschnitt 74 enthält, entfernt wird. Dementsprechend ist der Anfangsendabschnitt 70 des Überzugsabschnitts 48, der den Überlappungsabschnitt 74 bildet, nach außen freiliegend. Danach wird eine Oberfläche des Überzugsabschnitts 48 in einem Bereich, der den Anfangsendabschnitt 70 des Überzugsabschnitts 48 enthält, so geschliffen, dass die Kontaktfläche 44 mit einer gewünschten Oberflächenrauheit an der Oberfläche erhalten wird.
Vorstehend wurde als Beispiel ein Fall beschrieben, bei dem die Kontaktkomponenten 42, die mit den Überzugsabschnitten 48 versehen sind, die Exzenterkörper 26A und 26B sind. Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Kontaktkomponente 42, die mit dem Überzugsabschnitt 48 versehen ist, das Außenzahnrad 14 ist, das in der Zahnradvorrichtung 10 des exzentrischen Oszillationstyps verwendet wird.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 7 und 8. Das Außenzahnrad 14 enthält mehrere Zähne 76, die an einer Zahnoberfläche des Außenzahnrads 14 vorgesehen sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die mehreren Zähne 76 ein trochoidales Zahnprofil mit einer epitrochoidalen parallelen Krümmung auf.
Im Folgenden wird ein Beispiel, bei dem die Kontaktkomponente 42 das Außenzahnrad 14 (das im Folgenden als „Zahnräder 14 und 110“ bezeichnet sein kann) ist und die Komponente 40, die mit der Kontaktkomponente 42 in Kontakt kommt, das Innenzahnrad 18 (das im Folgenden als „andere Zahnräder 18 und 112“ bezeichnet sein kann) ist, beschrieben. In diesem Fall sind die Kontaktflächen 44 der Kontaktkomponenten 42 an Umfangsflächen der Zahnräder 14 und 110 vorgesehen, wo Zahnoberflächen vorgesehen sind.
Die Überzugsabschnitte 48 der vorliegenden Ausführungsform sind an den Umfangsflächen der Zahnräder 14 und 110 vorgesehen, wo Zahnoberflächen vorgesehen sind. Die Überzugsabschnitte 48 der vorliegenden Ausführungsform sind auf den gesamten Umfängen der Zahnoberflächen der Zahnräder 14 und 110 vorgesehen. Obwohl nicht gezeigt, ist der freiliegende Abschnitt 52 des Basismaterials 46 aus dem Seitenoberflächenabschnitt des Basismaterials 46 gefertigt, der die Komponentenseitenfläche 50 der Kontaktkomponente 42 bildet, wie oben beschrieben.
Wie oben beschrieben, enthält jede der Zahnoberflächen der Zahnräder 14 und 110, die die Kontaktflächen 44 der Kontaktkomponenten 42 sind, die Region 54 mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt 48 gefertigt ist, und die Region 56 mit niedriger Härte, die eine niedrigere Härte als die Region 54 mit hoher Härte aufweist. Die Region 56 mit niedriger Härte ist aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der durch die Überzugsbearbeitung wie oben beschrieben erweicht wird. Außerdem ist die Region 54 mit hoher Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält.
Die Region 54 mit hoher Härte ist zumindest an einem Mittelabschnitt 76a in einer Zahnlängenrichtung der Zahnoberfläche in Bezug auf zumindest einen Zahn 76 vorgesehen. Insbesondere ist die Region 54 mit hoher Härte zumindest an den Mittelabschnitten 76a in der Zahnlängenrichtung der Zahnoberfläche in Bezug auf alle Zähne 76 vorgesehen. Die Zahnlängenrichtung bedeutet hier eine Radialrichtung des Zahnrads 14. Außerdem ist einer Breite, die einer Differenz zwischen dem Radius eines Zahnspitzenkreises C1, der außen tangential zu den Zähnen 76 der Zahnräder 14 und 110 verläuft, und dem Radius eines Zahngrundkreises C2, der innen tangential zu den Zahngründen der Zahnräder 14 und 110 verläuft, ein Bezugszeichen „W“ zugeordnet, und ein Kreis, der die Breite W gleich teilt und der konzentrisch zu dem Zahnspitzenkreis C1 und dem Zahngrundkreis C2 ist, wird mit dem Bezugszeichen „C3“ bezeichnet. In diesem Fall bedeutet der Mittelabschnitt 76a des Zahns 76 einen Abschnitt in der Nähe eines Schnittpunkts zwischen der Zahnoberfläche und dem Kreis C3. Außerdem ist die Region 54 mit hoher Härte der vorliegenden Ausführungsform auch an Zahnspitzenabschnitten 76b vorgesehen, die sich auf alle Zähne 76 auf der Zahnoberfläche beziehen.
Die Region 56 mit niedriger Härte ist zumindest an einem von mehreren Zahngrundabschnitten 76c auf der Zahnoberfläche vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Region 56 mit niedriger Härte nur an einem der mehreren Zahngrundabschnitte 76c vorgesehen, und die Region 54 mit hoher Härte ist an den anderen Zahngrundabschnitten 76c vorgesehen.
Wie oben beschrieben, sind die Überzugsabschnitte 48 der Zahnräder 14 und 110, die die Kontaktkomponenten 42 sind, auf deren Zahnoberflächen vorgesehen. Als ein Ergebnis können die oben unter (A), (B) und (C) beschriebenen Wirkungen für die Zahnräder 14 und 110 erzielt werden.
(E) Außerdem sind die Regionen 56 mit niedriger Härte der Zahnräder 14 und 110 an den Zahngrundabschnitten 76c der Zahnräder 14 und 110 vorgesehen. Auf die Zahnräder 14 und 110 wird an den Mittelabschnitten 76a in der Zahnlängenrichtung aufgrund von Kontakt zwischen den Zahnrädern 14 und 110 und den anderen Zahnrädern 18 und 112 eine große Last ausgeübt, und auf die Zahngrundabschnitte 76c und die Zahnspitzenabschnitte 76b wird nahezu keine Last ausgeübt. Da die Regionen 56 mit niedriger Härte auf solchen Zahngrundabschnitten 76c vorgesehen sind, wie oben unter (D) beschrieben, ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine große Last auf die Regionen 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird, selbst in einem Fall, in dem die Regionen 54 mit hoher Härte und die Regionen 56 mit niedriger Härte auf den Kontaktflächen 44 der Zahnräder 14 und 110 erscheinen.
Außerdem muss in einem Fall, in dem die Basismaterialien 46 teilweise an den Zahnoberflächen der Zahnräder 14 und 110 verbleiben, ein Vorsprung 90 (siehe 12A, die später beschrieben wird) an einem Abschnitt jedes Basismaterials 46 vorgesehen werden, und die Form des Basismaterials 46 wird kompliziert. In einem Fall, in dem die Überzugsabschnitte 48 jedoch über die gesamten Umfänge der Zahnoberflächen der Zahnräder 14 und 110 vorgesehen sind, besteht ein Vorteil darin, dass kein Vorsprung 90 an einem Abschnitt des Basismaterials 46 vorgesehen werden muss. Es ist zu beachten, dass der oben beschriebene Vorteil als eine Wirkung angesehen werden kann, die erreicht wird, indem der Überzugsabschnitt 48 über den gesamten Umfang der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 vorgesehen wird.
Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Kontaktkomponente 42 das Außenzahnrad 14 ist und die Komponenten 40 Walzen 84 (die später beschrieben werden) sind. Es wird eine Struktur in der Nähe der Walzen 84 beschrieben. Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 7. Das Außenzahnrad 14 enthält mehrere der exzentrischen Löcher 80, die an Positionen vorgesehen sind, die von einer axialen Mitte CL5 des Außenzahnrads 14 in einer Radialrichtung des Außenzahnrads 14 versetzt sind, zusätzlich zu dem Mittelloch 78, das die axiale Mitte CL5 umgibt.
Die Zahnradvorrichtung 10 enthält Stiftkörper 82, die von dem Träger 20 gehalten sind, und die Walzen 84, die drehbar von den Stiftkörpern 82 gehalten sind.
Die Stiftkörper 82 durchdringen die exzentrischen Löcher 80 des Außenzahnrads 14 in der Axialrichtung des Außenzahnrads 14. Die Stiftkörper 82 nehmen eine Last von dem Außenzahnrad 14 auf, wenn das Außenzahnrad 14 oszilliert, und können mit der axialen Drehkomponente des Außenzahnrads 14 synchronisiert werden. Der Ausdruck „mit der axialen Drehkomponente synchronisiert“ bedeutet hier, dass die axiale Drehkomponente des Außenzahnrads 14 und eine Umdrehungskomponente der Stiftkörper 82 innerhalb eines numerischen Bereichs einschließlich Null auf den gleichen Größenordnungen, wie sie sie zueinander aufweisen, gehalten werden. In einem Fall, in dem das Ausgangselement 34 beispielsweise der Träger 20 ist, dreht sich das Außenzahnrad 14 mit einer axialen Drehkomponente innerhalb eines positiven Zahlenbereichs. In Verbindung mit der Drehung drehen sich die Stiftkörper 82 mit einer Umdrehungskomponente, die dieselbe Größenordnung wie die axiale Drehkomponente des Außenzahnrads 14 aufweist, und die Stiftkörper 82 werden mit der axialen Drehkomponente des Außenzahnrads 14 synchronisiert. Diesbezüglich wird, in einem Fall, in dem das Ausgangselement 34 das Gehäuse 22 ist, Drehung des Außenzahnrads 14 durch die Stiftkörper 82 eingeschränkt, und ein Zustand, in dem die axiale Drehkomponente des Außenzahnrads 14 null ist, wird aufrechterhalten. Gleichzeitig wird die Umdrehungskomponente der Stiftkörper 82 in einem Zustand von Null gehalten, so dass die Stiftkörper 82 mit der axialen Drehkomponente des Außenzahnrads 14 synchronisiert sind.
Die Walzen 84 sind nahe den Außenumfangsseiten der Stiftkörper 82 angeordnet. Die Walzen 84 sind in den exzentrischen Löchern 80 angeordnet und kommen mit den Innenumfangsflächen der exzentrischen Löcher 80 in Kontakt.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 9. In einem Fall, in dem die Kontaktkomponente 42 das Außenzahnrad 14 ist und die Komponente 40, die mit der Kontaktkomponente 42 in Kontakt kommt, die Walze 84 ist, ist die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 die Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80 der Kontaktkomponente 42.
Der Überzugsabschnitt 48 der vorliegenden Ausführungsform ist an der Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80 vorgesehen. Der Überzugsabschnitt 48 der vorliegenden Ausführungsform ist auf dem gesamten Umfang der Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80 vorgesehen. Obwohl nicht gezeigt, ist der freiliegende Abschnitt 52 des Basismaterials 46 der Kontaktkomponente 42 aus dem Seitenflächenabschnitt des Basismaterials 46 gefertigt, der die Komponentenseitenfläche 50 der Kontaktkomponente 42 bildet, wie oben beschrieben.
Die Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80, die die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 ist, enthält die Region 54 mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt 48 und der Region 56 mit niedriger Härte gefertigt ist, die eine niedrigere Härte als die Region 54 mit hoher Härte aufweist. Die Region 56 mit niedriger Härte ist aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der durch die Überzugsbearbeitung wie oben beschrieben erweicht wird. Außerdem ist die Region 54 mit hoher Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält.
Die Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80 enthält einen Innenbereich 86, der bezüglich einer Lochmitte CL6 des exzentrischen Lochs 80 auf einer radial inneren Seite liegt, und einen Außenbereich 88, der bezüglich der Lochmitte CL6 auf einer Außenumfangsseite liegt, gesehen in der Axialrichtung der Kontaktkomponente 42. Die Lochmitte CL6 bedeutet hier das geometrische Zentrum (den Schwerpunkt) einer Form, die durch die Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80 gebildet ist, wenn ein Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung der Kontaktkomponente 42 von der Axialrichtung aus betrachtet wird. Eine Linie senkrecht zu einer geraden Linie Lb1, die durch die axiale Mitte CL5 des Außenzahnrads 14 und die Lochmitte CL6 verläuft, wird als eine imaginäre Linie Lb2 bezeichnet. Der Innenbereich 86 und der Außenbereich 88 sind Bereiche, die in der Radialrichtung der Kontaktkomponente 42 mit der imaginären Linie Lb2 als eine Grenze voneinander getrennt sind. Die Region 56 mit niedriger Härte ist so vorgesehen, dass sie in den Innenbereich 86 des exzentrischen Lochs 80 fällt. Die Region 54 mit hoher Härte ist jedoch über den gesamten Außenbereich 88 und einen Abschnitt des Innenbereichs 86 mit Ausnahme der Region 56 mit niedriger Härte vorgesehen.
Aufgrund von Kontakt zwischen dem Zahnrad 14 und der Walze 84 wird an dem Außenbereich 88 eine große Last auf das Außenzahnrad 14 ausgeübt, und auf den Innenbereich 86 wird nahezu keine Last ausgeübt. Da die Region 56 mit niedriger Härte an einer solchen Position vorgesehen ist, wie sie oben unter (D) beschrieben ist, ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine große Last auf die Region 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird, selbst in einem Fall, in dem die Region 54 mit hoher Härte und die Region 56 mit niedriger Härte auf der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 erscheinen. In Bezug auf die hierin beschriebene Wirkung kann die Komponente 40, die mit der Kontaktkomponente 42 in Kontakt kommt, der Stiftkörper 82 sein, der in dem exzentrischen Loch 80 des Außenzahnrads 14 angeordnet ist.
(Zweite Ausführungsform)
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 10. Anders als bei der ersten Ausführungsform ist die Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Zahnradvorrichtung des Verteilungstyps, bei der mehrere Kurbelwellen 12 an Positionen angeordnet sind, die von der Mittelachse (nicht gezeigt) des Innenzahnrads 18 in der Radialrichtung versetzt sind. In der Zeichnung wird nur eine Kurbelwelle 12 gezeigt. Die mehreren Kurbelwellen 12 sind in Abständen um die Mittelachse des Innenzahnrads 18 angeordnet. Die mehreren Kurbelwellen 12 greifen mit einem gemeinsamen Verteilungszahnrad (nicht gezeigt) ein. Die Drehkraft der Antriebsvorrichtung wird via das Verteilungszahnrad auf die mehreren Kurbelwellen 12 verteilt, und die mehreren Kurbelwellen 12 können sich mit derselben Drehzahl in dieselbe Richtung drehen. Die mehreren Kurbelwellen 12 durchdringen die exzentrischen Löcher 80 des Außenzahnrads 14 in der Axialrichtung des Außenzahnrads 14. Die Wälzkörper 28 der Exzenterkörperlager 16 sind zwischen den exzentrischen Löchern 80 des Außenzahnrads 14 und den Kurbelwellen 12 angeordnet.
Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Kontaktkomponente 42 das Außenzahnrad 14 ist und die Komponenten 40, die mit der Kontaktkomponente 42 in Kontakt kommen, die Wälzkörper 28 sind. In diesem Fall ist die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 die Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80.
Die Innenumfangsfläche des exzentrischen Lochs 80, die die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 ist, enthält die Region 54 mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt 48 und der Region 56 mit niedriger Härte gefertigt ist, die eine niedrigere Härte als die Region 54 mit hoher Härte aufweist. Die Region 56 mit niedriger Härte ist aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der durch die Überzugsbearbeitung wie oben beschrieben erweicht wird. Außerdem ist die Region 54 mit hoher Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält.
Die Region 56 mit niedriger Härte ist so vorgesehen, dass sie in den Innenbereich 86 des exzentrischen Lochs 80 fällt, wie oben beschrieben. Dagegen ist die Region 54 mit hoher Härte über den gesamten Außenbereich 88 und einen Abschnitt des Innenbereichs 86 mit Ausnahme der Region 56 mit niedriger Härte vorgesehen. Dementsprechend ist es, wie oben unter (D) beschrieben, möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine große Last auf die Region 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird, selbst in einem Fall, in dem die Region 54 mit hoher Härte und die Region 56 mit niedriger Härte auf der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 erscheinen.
(Dritte Ausführungsform)
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 11. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, wie bei der ersten Ausführungsform, die Kontaktkomponente 42 das Außenzahnrad 14, das für die Zahnradvorrichtung 10 des exzentrischen Oszillationstyps verwendet wird, und die Komponente 40, die mit der Kontaktkomponente 42 in Kontakt kommt, ist das Innenzahnrad 18.
Die Überzugsabschnitte 48 der vorliegenden Ausführungsform sind teilweise auf den Zahnoberflächen der Zahnräder 14 und 110 vorgesehen, anstatt über deren gesamten Umfang vorgesehen zu sein. Insbesondere ist der Überzugsabschnitt 48 über den gesamten Bereich der Zahnoberfläche mit Ausnahme des freiliegenden Abschnitts 52 (der später beschrieben wird) des Basismaterials 46 vorgesehen.
Wie bei der ersten Ausführungsform enthält jede der Zahnoberflächen der Zahnräder 14 und 110, die die Kontaktflächen 44 der Kontaktkomponenten 42 sind, die Region 54 mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt 48 und der Region 56 mit niedriger Härte gefertigt ist, die eine niedriger Härte als die Region 54 mit hoher Härte aufweist. Die Region 56 mit niedriger Härte unterscheidet sich von der in dem in 8 gezeigten Beispiel darin, dass die Region 56 mit niedriger Härte aus dem Basismaterial 46 anstelle des Überzugsabschnitts 48 gefertigt ist. Das Basismaterial 46, das die Region 56 mit niedriger Härte bildet, bildet den freiliegenden Abschnitt 52, der an dem Zahngrundabschnitt 76c des Zahnrads 14 freiliegt. Der freiliegende Abschnitt 52 ist an einem der mehreren Zahngrundabschnitte 76c auf der Zahnoberfläche vorgesehen.
Die Region 54 mit hoher Härte ist aus einem Abschnitt gefertigt, der die Region 56 mit niedriger Härte , die aus dem Basismaterial 46 gefertigt ist, nicht enthält. Eine solche Region 54 mit hoher Härte ist zumindest auf dem Mittelabschnitt 76a in der Zahnlängenrichtung der Zahnoberfläche in Bezug auf zumindest einen Zahn 76 vorgesehen. Insbesondere ist die Region 54 mit hoher Härte an den Mittelabschnitten 76a in der Zahnlängenrichtung der Zahnoberfläche in Bezug auf alle Zähne 76 vorgesehen. Außerdem ist die Region 54 mit hoher Härte der vorliegenden Ausführungsform auch an den Zahnspitzenabschnitten 76b in Bezug auf alle Zähne auf der Zahnoberfläche vorgesehen.
Der Überzugsabschnitt 48 kann zumindest auf dem Mittelabschnitt 76a in der Zahnlängenrichtung auf der Zahnoberfläche als vorgesehen angesehen werden.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform können die oben unter (A), (B) und (C) beschriebenen Wirkungen für die Zahnräder 14 und 110 erzielt werden.
Außerdem ist die Region 56 mit niedriger Härte, die aus dem Basismaterial 46 gefertigt ist, an dem Zahngrundabschnitt 76c des Zahnrads 14 vorgesehen. Da die Region 56 mit niedriger Härte an einer solchen Position vorgesehen ist, wie sie oben unter (E) beschrieben ist, ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine große Last auf die Region 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird, selbst wenn die Region 54 mit hoher Härte und die Region 56 mit niedriger Härte auf jeder der Kontaktflächen 44 der Zahnräder 14 und 110 erscheinen.
Ein Beispiel eines Bearbeitungsverfahrens für die Kontaktkomponente 42 wird in Bezug auf einen Fall beschrieben, in dem der Überzugsabschnitt 48 teilweise auf einer Umfangsfläche vorgesehen ist, die die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 ist, wie oben beschrieben. Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 12A bis 12C. In der Zeichnung sind die Zahnräder 14 und 110 schematisch mit einem zylindrischen Objekt gezeigt und die Zähne 76 des Zahnrads 14 sind weggelassen.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 12A. In diesem Fall wird in dem oben beschriebenen Vorbereitungsprozess das Basismaterial 46, auf dem der Vorsprung 90, der als ein Abschnitt der Zahnoberfläche dient, auf einem Abschnitt einer Umfangsfläche vorgesehen ist, als das Bearbeitungszielmaterial 58 vorbereitet. Der Vorsprung 90 kann auch als ein Abschnitt der Kontaktfläche 44 angesehen werden. Der Vorsprung 90 bildet die Region 56 mit niedriger Härte des Basismaterials 46.
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 12B und 12C. Bei dem auf den Vorbereitungsprozess folgenden Überzugsprozess wird die Überzugsbearbeitung kontinuierlich in der Umfangsrichtung über die gesamte geplante Überzugsposition auf dem Basismaterial 46 wie oben beschrieben durchgeführt. In diesem Fall ist der Anfangsendabschnitt 70 des Überzugsabschnitts 48 auf einer Seite in der Umfangsrichtung in Bezug auf den Vorsprung 90 des Basismaterials 46 vorgesehen, und der Abschlussendabschnitt 72 des Überzugsabschnitts 48 ist auf der anderen Seite in der Umfangsrichtung in Bezug auf den Vorsprung 90 vorgesehen. Anders als bei der ersten Ausführungsform überlappen der Anfangsendabschnitt 70 und der Abschlussendabschnitt 72 des Überzugsabschnitts 48 einander nicht.
Bei dem auf den Überzugsprozess folgenden Schleifprozess wird eine Oberfläche des Überzugsabschnitts 48, der in dem Überzugsprozess gelegt wurde, so geschliffen, dass die Kontaktkomponente 42 mit einer gewünschten Form erhalten wird. In diesem Fall werden in einem Fall, in dem die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 eine vorbestimmte Oberflächenrauheit aufweisen muss, die Oberflächen sowohl des Überzugsabschnitts 48 als auch des die Kontaktfläche 44 bildenden Basismaterials 46 so geschliffen, dass die Oberflächenrauheit erreicht wird.
(Vierte Ausführungsform)
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 13. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, wie bei dem in 11 gezeigten Beispiel, die Komponente 40 das Innenzahnrad 18 und die Kontaktkomponente 42 ist das Außenzahnrad 14. Wie oben beschrieben, wird aufgrund von Kontakt zwischen den Zahnrädern 14 und 110 und den anderen Zahnrädern 18 und 112 nahezu keine Last auf die Zahngrundabschnitte 76c und die Zahnspitzenabschnitte 76b der Zahnräder 14 und 110 ausgeübt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Regionen 56 mit niedriger Härte an allen Zahngrundabschnitten 76c und den Zahnspitzenabschnitten 76b der Zahnräder 14 und 110 vorgesehen. Dementsprechend ist es, wie oben unter (E) beschrieben, möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine große Last auf die Regionen 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird, selbst wenn die Regionen 54 mit hoher Härte und die Regionen 56 mit niedriger Härte auf den Kontaktflächen 44 der Zahnräder 14 und 110 erscheinen.
Wie bei dem in 11 gezeigten Beispiel sind die Regionen 56 mit niedriger Härte aus den freiliegenden Abschnitten 52 des Basismaterials 46 gefertigt. Wie bei dem in 11 gezeigten Beispiel sind die Regionen 54 mit hoher Härte aus den Überzugsabschnitten 48 gefertigt. Mehrere der Regionen 54 mit hoher Härte (der Überzugsabschnitte 48) der vorliegenden Ausführungsform sind in Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Regionen 56 mit niedriger Härte, die aus dem Basismaterial 46 gefertigt sind, und die Regionen 54 mit hoher Härte, die aus den Überzugsabschnitten 48 gefertigt sind, sind abwechselnd in der Umfangsrichtung vorgesehen. Obwohl nicht gezeigt, wird das Basismaterial 46 durch die Überzugsbearbeitung, die kontinuierlich an den geplanten Überzugspositionen des Basismaterials 46 in der Umfangsrichtung oder der Axialrichtung ausgeführt wird, mit den Überzugsabschnitten 48 der vorliegenden Ausführungsform überzogen.
(Fünfte Ausführungsform)
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 14. Die Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, bei der bewirkt wird, dass ein Biegezahnrad mittels eines Wellengenerators 100 gebogen und verformt wird, so dass das Außenzahnrad 14 oder die Innenzahnräder 18 gedreht werden und eine axiale Drehkomponente davon ausgegeben wird. Die Zahnradvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eine rohrförmige Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps, bei der mehrere der Innenzahnräder 18 verwendet werden. Die Zahnradvorrichtung 10 des Biegeeingriffstyps enthält den Wellengenerator 100, das Außenzahnrad 14 als das Biegezahnrad, das durch den Wellengenerator 100 gebogen und verformt wird, und Wellengeneratorlager 102, die zwischen dem Wellengenerator 100 und dem Außenzahnrad 14 angeordnet sind. Darüber hinaus enthält die Zahnradvorrichtung 10 die Innenzahnräder 18, die in das Außenzahnrad 14 eingreift, einen Träger 20, der in Bezug auf das Außenzahnrad 14 in der Axialrichtung des Außenzahnrads 14 angeordnet ist, und ein Gehäuse 22, das nahe dem Außenumfang des Außenzahnrads 14 angeordnet ist.
Der Wellengenerator 100 kann mittels Drehkraft, die von einer Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) übertragen wird, gedreht werden. Der Wellengenerator 100 ist ein rohrförmiges Element mit einer Steifigkeit, die ausreicht, um zu bewirken, dass das Außenzahnrad 14 durch seine Drehung gebogen und verformt wird. Der Wellengenerator 100 enthält einen Zwischenwellenabschnitt 100a, der an einem Zwischenabschnitt in einer Axialrichtung davon vorgesehen ist. Die Form des Außenumfangs des Zwischenwellenabschnitts 100a des Wellengenerators 100 ist eine ovale Form, gesehen in einem Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung. Der Begriff „ovale Form“ ist hier nicht auf eine geometrisch exakte ovale Form beschränkt, sondern bedeutet auch eine annähernd ovale Form.
Das Außenzahnrad 14 der vorliegenden Ausführungsform ist ein biegsames, rohrförmiges Element, das nahe einer Außenumfangsseite des Zwischenwellenabschnitts 100a des Wellengenerators 100 angeordnet ist. Das Außenzahnrad 14 ist durch den Wellengenerator 100 via die Wellengeneratorlager 102 drehbar gelagert.
Die Wellengeneratorlager 102 der vorliegenden Ausführungsform entsprechen jeweils mehreren Innenzahnrädern 18A und 18B und sind separat innerhalb der entsprechenden Innenzahnräder 18A und 18B angeordnet. Die Wellengeneratorlager 102 enthalten mehrere Wälzkörper 104, die zwischen dem Wellengenerator 100 und dem Außenzahnrad 14 in Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und flexible Außenringe 106, die nahe den Außenumfangsseiten der mehreren Wälzkörper 104 angeordnet sind. Die Außenringe 106 werden durch den Wellengenerator 100 wie bei dem Außenzahnrad 14 gebogen und verformt. Die Wellengeneratorlager 102 enthalten keine dedizierten Innenringe. Stattdessen dient eine Außenumfangsfläche des Zwischenwellenabschnitts 100a des Wellengenerators 100 auch als ein Innenring, und die Außenumfangsfläche bildet eine innere Wälzkontaktfläche.
Die Innenzahnräder 18 sind ringförmige Elemente, die nahe der Außenumfangsseite des Außenzahnrads14 angeordnet sind. Die Innenzahnräder 18 weisen eine solche Steifigkeit auf, dass die Innenzahnräder 18 nach der Drehung des Wellengenerators 100 nicht verformt werden. Die Innenzahnräder 18 der vorliegenden Ausführungsform enthalten ein Abtriebsinnenzahnrad 18B, dessen Anzahl an Innenzähnen gleich der Anzahl der Außenzähne des Außenzahnrads 14 ist, zusätzlich zu einem Schalt-Innenzahnrad 18A, dessen Anzahl an Innenzähnen sich von der Anzahl der Außenzähne des Außenzahnrads 14 unterscheidet.
Wie bei der ersten Ausführungsform, ist eines von dem Abtriebselement 34 und dem fixierten Element 36 der Träger 20 und das andere von dem Abtriebselement 34 und dem fixierten Element 36 ist das Gehäuse 22. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Träger 20 das Abtriebselement 34.
Der Betrieb der oben beschriebenen Zahnradvorrichtung 10 wird beschrieben. In einem Fall, in dem Drehkraft von der Antriebsvorrichtung auf den Wellengenerator 100 übertragen wird, wird der Wellengenerator 100 gedreht. In einem Fall, in dem der Wellengenerator 100 gedreht wird, wird das Außenzahnrad 14 gebogen und in eine ovale Form verformt, die der Form des Wellengenerators 100 entspricht, während Positionen, an denen das Außenzahnrad 14 und die Innenzahnräder 18 miteinander eingreifen, in der Umfangsrichtung geändert werden. Dementsprechend tritt jedes Mal, wenn sich der Wellengenerator 100 einmal dreht, Drehung des Schalt-Innenzahnrads 18A oder des Außenzahnrads 14 entsprechend einer Differenz zwischen der Anzahl der Zähne des Außenzahnrads 14 und der Anzahl der Zähne des Schalt-Innenzahnrads 18A auf.
In einem Fall, in dem der Träger 20 das Abtriebselement 34 ist, dreht sich das Außenzahnrad 14 zusammen mit dem Abtriebsinnenzahnrad 18B. Andererseits wird in einem Fall, in dem das Gehäuse 22 als das Abtriebselement 34 dient, das Schalt-Innenzahnrad 18A gedreht. Das Abtriebselement 34 dreht sich synchron mit einer axialen Drehkomponente des Außenzahnrads 14 oder des Schalt-Innenzahnrads 18A, um die axiale Drehkomponente an die angetriebene Vorrichtung auszugeben. In diesem Fall wird Drehung des Wellengenerators 100 an die angetriebene Vorrichtung ausgegeben, nachdem sie mit einem Übersetzungsverhältnis verschoben wurde, das der Differenz zwischen der Anzahl der Zähne des Außenzahnrads 14 und der Anzahl der Zähne des Innenzahnrads 18 entspricht. Die Zahnradvorrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform fungiert als ein Drehzahlminderer, der die Drehung des Wellengenerators 100 nach Verringern der Drehzahl an die angetriebene Vorrichtung ausgibt.
Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Kontaktkomponente 42 der Wellengenerator 100 ist und die Komponenten 40, die mit der Kontaktkomponente 42 in Kontakt kommen, die Wälzkörper 104 sind. Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 15. Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 an einer Außenumfangsfläche vorgesehen, die die Umfangsfläche davon ist. Der Überzugsabschnitt 48 der vorliegenden Ausführungsform bildet die Außenumfangsfläche, die die Kontaktfläche 44 des Wellengenerators 100 ist. Der Überzugsabschnitt 48 der vorliegenden Ausführungsform bildet die Kontaktfläche 44 über den gesamten Umfang der Kontaktfläche 44 des Wellengenerators 100.
Dementsprechend können die gleichen Wirkungen wie die unter (A) bis (C) beschriebenen auch mittels der Zahnradvorrichtung 10 des Biegeeingriffstyps erhalten werden.
Wie bei der ersten Ausführungsform enthält die Außenumfangsfläche des Wellengenerators 100, die die Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 ist, die Region
54 mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt 48 und der Region 56 mit niedriger Härte gefertigt ist, die eine niedrigere Härte als die Region 54 mit hoher Härte aufweist. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Region 56 mit niedriger Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der durch die Überzugsbearbeitung erweicht wird. Außerdem ist die Region 54 mit hoher Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält.
Eine Linie, die sich entlang einer Nebenachsenrichtung Da des Wellengenerators 100 von einer Drehmittellinie CL7 des Wellengenerators 100 erstreckt, wird als eine dritte Referenzlinie Lc1 bezeichnet, und eine Linie, die sich in einer Hauptachsenrichtung Db von der Drehmittellinie CL7 erstreckt, wird als eine vierte Referenzlinie Lc2 bezeichnet. Die Nebenachsenrichtung Da bedeutet eine Nebenachsenrichtung einer ovalen Form, die durch eine Querschnittsform des Wellengenerators 100 gebildet wird. Die Nebenachsenrichtung Da ist eine Richtung entlang einer geraden Linie, die zwei Nebenachsenpositionen verbindet, bei denen ein Abstand von der Drehmittellinie CL7 des Wellengenerators 100 zu der Außenumfangsfläche seinen Mindestwert aufweist. Die Hauptachsenrichtung Db bedeutet eine Hauptachsenrichtung der ovalen Form, die durch die Querschnittsform des Wellengenerators 100 gebildet wird. Die Querschnittsform des Wellengenerators 100 bedeutet hier eine Form, wie sie in einem Querschnitt senkrecht zur Drehmittellinie CL7 gesehen wird. Ein Bereich von ±45 Grad von der dritten Referenzlinie Lc1 innerhalb eines Bereichs um die Drehmittellinie CL7 des Wellengenerators 100 wird als ein Nulllastbereich Sb1 bezeichnet, und ein Bereich von ±45 Grad von der vierten Referenzlinie Lc2 innerhalb eines Bereichs um die Drehmittellinie CL7 des Wellengenerators 100 wird als ein Lastbereich Sb2 bezeichnet.
Hinsichtlich des Wellengenerators 100 wird die maximale Last auf den Lastbereich Sb2 ausgeübt, und nahezu keine Last wird auf den Nulllastbereich Sb1 ausgeübt. Die Region 56 mit niedriger Härte ist im Nulllastbereich Sb1 vorgesehen. Die gesamte Region 56 mit niedriger Härte ist so vorgesehen, dass sie in den Nulllastbereich Sb1 fällt. Dagegen ist die Region 54 mit hoher Härte über den gesamten Lastbereich Sb2 und einen Teil des Nulllastbereichs Sb1, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält, vorgesehen. Dementsprechend ist es, wie oben unter (D) beschrieben, möglich, eine Situation zu vermeiden, in der eine große Last auf die Region 56 mit niedriger Härte ausgeübt wird, selbst in einem Fall, in dem die Region 54 mit hoher Härte und die Region 56 mit niedriger Härte auf der Kontaktfläche 44 der Kontaktkomponente 42 erscheinen. In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, dass die Region 56 mit niedriger Härte in einem Bereich von ±30 Grad von der dritten Referenzlinie Lc1 auf der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 100 vorgesehen ist.
(Sechste Ausführungsform)
Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf 16. In einem Fall, in dem die der Überzugsbearbeitung zu unterziehende Kontaktkomponente 42 das Zahnrad 110 ist, ist der Typ der Zahnradvorrichtung 10, in der das Zahnrad 110 verwendet wird, nicht besonders eingeschränkt. Dies bedeutet, dass das Zahnrad 110, das die Kontaktkomponente 42 ist, für die Zahnradvorrichtung 10 anders als die Zahnradvorrichtung 10 des exzentrisch oszillierenden Typs und die Zahnradvorrichtung 10 des Biegeeingriffstyps verwendet werden kann. Die Zahnradvorrichtung ist beispielsweise eine Zahnradvorrichtung, für die ein Planetengetriebemechanismus, ein orthogonaler Achsengetriebemechanismus, ein Parallelachsengetriebemechanismus oder dergleichen verwendet wird. Hier wird ein Evolventenzahnrad als ein Beispiel für das Zahnrad 110 verwendet. In diesem Fall kommt das Zahnrad 110 als die Kontaktkomponente 42 mit einem anderen Zahnrad 112 als die Komponente 40 in Kontakt. Von den unter Verwendung von 8 und dergleichen beschriebenen Elementen, können unter Verwendung der Begriffe „Zahnräder 14 und 110“ und „andere Zahnräder 18 und 112“ beschriebene Elemente auch auf die Zahnräder 110 und 112 der Zahnradvorrichtung 10 angewendet werden, die nicht abhängig von dem Typ der Zahnradvorrichtung 10 sind.
Selbst in einem Fall, in dem das Zahnrad 110 wie oben beschrieben verwendet wird, wie bei der Beschreibung unter Verwendung von 8, ist die Kontaktfläche 44 des Zahnrads 110 an einer Umfangsfläche des Zahnrads 110 vorgesehen, wo eine Zahnoberfläche vorgesehen ist. Auch in diesem Fall kommt die Kontaktfläche 44 des Zahnrads 110 mit dem anderen Zahnrad 112 durch zumindest einen Wälzkontakt oder Gleitkontakt in Kontakt.
Wie bei der Beschreibung unter Verwendung von 8 ist der Überzugsabschnitt 48 an der Umfangsfläche des Zahnrads 110 vorgesehen, wo die Zahnoberfläche vorgesehen ist. Der Überzugsabschnitt 48 der vorliegenden Ausführungsform ist auf dem gesamten Umfang der Zahnoberfläche des Zahnrads 110 vorgesehen. Obwohl nicht gezeigt, ist der freiliegende Abschnitt 52 des Basismaterials 46 des Zahnrads 110 aus dem Seitenflächenabschnitt des Basismaterials 46 gefertigt, der die Komponentenseitenfläche 50 des Zahnrads 110 bildet, wie oben beschrieben.
Wie bei der ersten Ausführungsform enthält die Zahnoberfläche des Zahnrads 110, die die Kontaktoberfläche 44 der Kontaktkomponente 42 ist, die Region 54 mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt 48 und der Region 56 mit niedriger Härte besteht, die eine niedrigere Härte als die Region 54 mit hoher Härte aufweist. Wie bei der ersten Ausführungsform kann die Region 56 mit niedriger Härte aus einem Abschnitt des Überzugsabschnitts 48 gefertigt sein, der durch die Überzugsbearbeitung erweicht wird.
Alternativ kann die Region 56 mit niedriger Härte aus dem Basismaterial 46 gefertigt sein, das wie bei der dritten Ausführungsform an der Zahnoberfläche freiliegt. Die Region 54 mit hoher Härte ist aus einem Abschnitt gefertigt, der die Region 56 mit niedriger Härte nicht enthält.
Die Region 54 mit hoher Härte ist wie bei der ersten Ausführungsform zumindest auf dem Mittelabschnitt 76a in der Zahnlängenrichtung des Zahnrads 110 vorgesehen. Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Region 56 mit niedriger Härte zumindest an einem von mehreren Zahngrundabschnitten 76c auf der Zahnoberfläche vorgesehen. Dies bedeutet, dass die Region 56 mit niedriger Härte an einem oder zwei oder mehr Zahngrundabschnitten 76c vorgesehen sein kann. Alternativ kann die Region 56 mit niedriger Härte an einem oder zwei oder mehr der mehreren Zahnspitzenabschnitte 76b vorgesehen sein.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die oben unter (A), (B), (C) und (E) beschriebenen Wirkungen für das Zahnrad 110 erhalten werden.
Hier wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der Überzugsabschnitt 48 an dem Zahnrad 110 vorgesehen ist. Alternativ kann der Überzugsabschnitt 48 sowohl an dem Zahnrad 110 als auch an dem anderen Zahnrad 112 vorgesehen sein.
Es werden nun andere modifizierte Ausführungsformen jeder Komponente beschrieben.
Bei der Zahnradvorrichtung 10 des exzentrisch oszillierenden Typs ist das Zahnprofil des Außenzahnrads 14 in einem Fall, in dem die Kontaktkomponente 42 das Außenzahnrad 14 ist, nicht besonders eingeschränkt. Bei den Ausführungsformen wurde die Zahnradvorrichtung 10 des exzentrisch oszillierenden Typs beschrieben, bei der bewirkt wird, dass das Außenzahnrad 14 als ein oszillierendes Zahnrad oszilliert. Alternativ kann auch eine Zahnradvorrichtung 10 des exzentrisch oszillierenden Typs verwendet werden, bei der bewirkt wird, dass das Innenzahnrad 18 als ein oszillierendes Zahnrad oszilliert.
In dem Fall der Zahnradvorrichtung 10 des Biegeeingriffstyps ist deren spezifischer Typ nicht besonders beschränkt. Zusätzlich zu einem rohrförmigen Typ kann beispielsweise auch ein Topftyp oder ein Zylindertyp verwendet werden. Bei den Ausführungsformen wurde die Zahnradvorrichtung 10 des Biegeeingriffstyps beschrieben, bei der das Außenzahnrad 14 als ein Biegezahnrad gebogen und verformt wird. Alternativ kann auch eine Zahnradvorrichtung 10 des Biegeeingriffstyps verwendet werden, bei der ein Innenzahnrad als ein Biegezahnrad gebogen und verformt wird.
Bei der Zahnradvorrichtung 10 des exzentrisch oszillierenden Typs ist ein spezifisches Beispiel der Kontaktkomponente 42, die den Überzugsabschnitt 48 enthält, nicht auf die Exzenterkörper 26A und 26B und das Außenzahnrad 14 beschränkt. Bei der Zahnradvorrichtung 10 des Biegeeingriffstyps ist ein spezifisches Beispiel der Kontaktkomponente 42, die den Überzugsabschnitt 48 enthält, nicht auf den Wellengenerator 100 beschränkt. Die Kontaktkomponente 42, die den Überzugsabschnitt 48 enthält, kann beispielsweise das Innenzahnrad 18 oder dergleichen in einer beliebigen Zahnradvorrichtung des Biegeeingriffstyps und der Zahnradvorrichtung des exzentrisch oszillierenden Typs sein.
Ein Fall, bei dem die Kontaktkomponenten 42 die Exzenterkörper 26A und 26B sind, wird beschrieben. Positionen, an denen die Regionen 56 mit niedriger Härte an den Exzenterkörpern 26A und 26B vorgesehen sind, sind nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise können die Regionen 56 mit niedriger Härte in den Lastbereichen Sa2 der Exzenterkörper 26A und 26B vorgesehen sein.
Ein Fall, bei dem die Kontaktkomponente 42 das Zahnrad 110 ist, wird beschrieben. Eine Position, an der die Region 56 mit niedriger Härte an der Kontaktkomponente 42 vorgesehen ist, ist nicht besonders eingeschränkt. Zum Beispiel kann die Region 56 mit niedriger Härte der Kontaktkomponente 42 auf zwei oder mehr der mehreren Zahngrundabschnitte 76c auf der Zahnoberfläche vorgesehen sein (siehe zum Beispiel 13). Alternativ kann die Region 56 mit niedriger Härte zumindest an einem der mehreren Zahnspitzenabschnitte 76b auf der Zahnoberfläche vorgesehen sein (siehe zum Beispiel 13). In jedem Fall wird davon ausgegangen, dass die Region 54 mit hoher Härte an den Mittelabschnitten 76a in der Zahnlängenrichtung auf der Zahnoberfläche vorgesehen ist. Dementsprechend kann die gleiche Wirkung wie oben beschrieben (E) erhalten werden.
In einem Fall, bei dem die Region 56 mit niedriger Härte der Kontaktkomponente 42 aus dem Basismaterial 46 gefertigt ist, kann das Basismaterial 46 an zwei oder mehr der mehreren Zahngrundabschnitte 76c freigelegt sein. Alternativ kann das Basismaterial 46, das die Region 56 mit niedriger Härte bildet, an einem Abschnitt der Zahnoberfläche, der die Zahngrundabschnitte 76c nicht enthält, freigelegt sein.
In einem Fall, bei dem das Zahnrad 110, das nicht von dem Typ der Zahnradvorrichtung 10 abhängt, als die Kontaktkomponente 42 verwendet wird, ist der Typ des Zahnrads 110 nicht besonders eingeschränkt. Das Zahnrad 110 kann beispielsweise anstelle eines Stirnrads ein Innenzahnrad, ein Schrägzahnrad oder dergleichen sein.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen und die modifizierten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele. Die durch Abstrahieren der Ausführungsformen und modifizierten Ausführungsformen erhaltenen technischen Ideen sollten nicht als auf die Inhalte der Ausführungsformen und modifizierten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Hinsichtlich der Inhalte der Ausführungsformen und der modifizierten Ausführungsformen können verschiedene Konstruktionsänderungen, wie beispielsweise Ändern, Hinzufügen und Weglassen einer Komponente, vorgenommen werden. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind Inhalte, die einer solchen Konstruktionsänderung unterliegen können, durch das Hinzufügen der Bezeichnung „Ausführungsform“ hervorgehoben. Konstruktionsänderungen sind jedoch auch für Inhalte ohne solche Bezeichnung zulässig. Schraffur in den Abschnitten der Ansichten ist nicht dafür vorgesehen, das Material eines schraffierten Objekts zu beschränken.
Jede Kombination der oben beschriebenen Komponenten ist ebenfalls geeignet. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform mit jeglichen Elementen kombiniert werden, die in einer anderen Ausführungsform beschrieben sind, und eine modifizierte Ausführungsform kann mit jeglichen Elementen kombiniert werden, die in der Ausführungsform und der anderen Ausführungsform beschrieben sind.
Beispielsweise können bei der Zahnradvorrichtung 10 des Mittelkurbeltyps bei der ersten Ausführungsform die Exzenterkörper 26A und 26B in 4 und das Außenzahnrad 14 in mindestens einer der 8 und 9 miteinander kombiniert werden. In ähnlicher Weise können bei der Zahnradvorrichtung 10 des Verteilungstyps bei der zweiten Ausführungsform die Exzenterkörper 26A und 26B in 4 und das Außenzahnrad 14 in mindestens einer der 8 und 10 miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

10: Zahnradvorrichtung
14: Außenzahnrad
26A, 26B: Exzenterkörper
40: Komponente
42: Kontaktkomponente
44: Kontaktfläche
46: Basismaterial
48: Überzugsabschnitt
54: Region mit hoher Härte
56: Region mit niedriger Härte
76: Zahn
76a: Mittelabschnitt
76c: Zahngrundabschnitt
100: Wellengenerator
110, 112: Zahnrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015224707 [0002]

Claims

Zahnradvorrichtung (10) des exzentrisch oszillierenden Typs, die ein oszillierendes Zahnrad und einen Exzenterkörper (26A, 26B) enthält, der bewirkt, dass das oszillierende Zahnrad oszilliert, wobei die Zahnradvorrichtung (10) umfasst: eine Kontaktkomponente (42), die eine Kontaktfläche (44) enthält, die mit einer anderen Komponente (40) der Zahnradvorrichtung (10) in Kontakt kommt, wobei die Kontaktkomponente (42) enthält: ein Basismaterial (46), und einen Überzugsabschnitt (48), der über eine Oberfläche des Basismaterials (46) gezogen ist, eine höhere Härte als das Basismaterial (46) aufweist und die Kontaktfläche (44) bildet.
Zahnradvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktkomponente (42) der Exzenterkörper (26A, 26B) ist, eine Außenumfangsfläche des Exzenterkörpers (26A, 26B) eine Region (54) mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt (48) gefertigt ist, und eine Region (56) mit niedriger Härte, die eine niedrigere Härte als die Region (54) mit hoher Härte aufweist, enthält, und die Region (56) mit niedriger Härte in einem Bereich (Sa1) von ± 90 Grad von einer Referenzlinie (La1), die sich in einer gegenmaximalen Exzenterrichtung (Pa2) von einer axialen Mitte (CL2) des Exzenterkörpers (26A, 26B) in einem Bereich um die axiale Mitte (CL2) erstreckt, vorgesehen ist.
Zahnradvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Kontaktkomponente (42) ein Außenzahnrad (14) ist, das das oszillierende Zahnrad bildet, und der Überzugsabschnitt (48) auf einer Zahnoberfläche des Außenzahnrads (14) vorgesehen ist.
Zahnradvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei der Überzugsabschnitt (48) auf einem Mittelabschnitt (76a) in einer Zahnlängenrichtung der Zahnoberfläche vorgesehen ist, und das Basismaterial (46) an einem Zahngrundabschnitt (76c) des Außenzahnrads (14) freiliegt.
Zahnradvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei der Überzugsabschnitt (48) über einen gesamten Umfang der Zahnoberfläche des Außenzahnrads (14) vorgesehen ist, die Zahnoberfläche eine Region (54) mit hoher Härte und eine Region (56) mit niedriger Härte, die eine niedrigere Härte als die Region (54) mit hoher Härte aufweist, enthält, und die Region (56) mit niedriger Härte an einem Zahngrundabschnitt (76c) des Außenzahnrads (14) vorgesehen ist.
Zahnradvorrichtung (10) des Biegeeingriffstyps, die einen Wellengenerator (100) und ein Biegezahnrad enthält, das durch den Wellengenerator (100) gebogen und verformt wird, wobei die Zahnradvorrichtung (10) umfasst: eine Kontaktkomponente (42), die eine Kontaktfläche (44) enthält, die mit einer anderen Komponente (40) der Zahnradvorrichtung (10) in Kontakt kommt, wobei die Kontaktkomponente (42) enthält ein Basismaterial (46), und einen Überzugsabschnitt (48), der über eine Oberfläche des Basismaterials (46) gezogen ist, eine höhere Härte als das Basismaterial (46) aufweist und die Kontaktfläche (44) bildet.
Zahnradvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Kontaktkomponente (42) der Wellengenerator (100) ist, eine Außenumfangsfläche des Wellengenerators (100) eine Region (54) mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt (48) gefertigt ist, und eine Region (56) mit niedriger Härte, die eine niedrigere Härte als die Region (54) mit hoher Härte aufweist, enthält, und die Region (56) mit niedriger Härte in einem Bereich (Sb1) von ± 45 Grad von einer Referenzlinie (Lc1) vorgesehen ist, die sich in einer Nebenachsenrichtung (Da) des Wellengenerators (100) von einer Drehmittellinie (CL3) des Wellengenerators (100) in einem Bereich um die Drehmittellinie (CL3) erstreckt.
Zahnrad (14, 110), umfassend: eine Kontaktfläche (44), die mit einem anderen Zahnrad (18, 112) in Kontakt kommt; ein Basismaterial (46); und einen Überzugsabschnitt (48), der über eine Oberfläche des Basismaterials (46) gezogen ist, eine höhere Härte als das Basismaterial (46) aufweist und die Kontaktfläche (44) bildet, wobei eine Zahnoberfläche des Zahnrads (14, 110) eine Region (54) mit hoher Härte, die aus dem Überzugsabschnitt (48) gefertigt ist und die zumindest auf einem Mittelabschnitt (76a) in einer Zahnlängenrichtung des Zahnrads (14, 110) vorgesehen ist, und eine Region (56) mit niedriger Härte, die eine niedrigere Härte als die Region (54) mit hoher Härte aufweist, enthält, und die Region (56) mit niedriger Härte an einem Zahngrundabschnitt (76c) des Zahnrads (14, 110) vorgesehen ist.