JP2010014184A - 遊星歯車用支持軸及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸方向長さを20〜80mm、外径を10mm以下、軸方向孔15及び径方向孔16の内径を1mm以上、外周面とこの軸方向孔15の内周面との径方向距離を3mm以下、上記焼き入れ硬化層18の径方向厚さを0.4〜2.0mm、この焼き入れ硬化層18よりも径方向内側部分である芯部の残留オーステナイト量を0〜3容量%、この焼き入れ硬化層18の残留オーステナイト量を15〜50容量%とする。上記軸方向孔15は、上記焼き入れ硬化層18を形成してから形成する。熱容量の差をなくして、この焼き入れ硬化層18の厚さを均一にできて、上記課題を解決できる。
【選択図】図1
Description
このうちの軸方向孔は、遊星歯車用支持軸の中心軸部に形成されたもので、軸方向一端面に開口すると共に、軸方向中間部に迄達する。
又、上記径方向孔は、上記軸方向孔の奥部と外周面とを連通させるもので、上記遊星歯車用支持軸の軸方向中間部に、この遊星歯車用支持軸の径方向に形成されている。
又、上記焼き入れ硬化層は、上記遊星歯車用支持軸の軸方向中間部を高周波焼き入れする事により、この軸方向中間部の外周寄り部分に設けられている。
そして、両端部を遊星歯車式変速機を構成するキャリアに支持固定し、この焼き入れ硬化層を設けた部分の周囲に遊星歯車を回転自在に支持する。
(A) 軸方向長さが20〜80mm
(B) 外径が10mm以下
(C) 上記軸方向孔及び上記径方向孔の内径が1mm以上
(D) 外周面とこの軸方向孔の内周面との径方向距離が3mm以下
(E) 上記焼き入れ硬化層(硬さがHv550以上の部分)の径方向厚さが0.4〜2.0mm
(F) この焼き入れ硬化層よりも径方向内側部分である芯部の残留オーステナイト量が0〜3容量%
(G) 上記焼き入れ硬化層の残留オーステナイト量が15〜50容量%
尚、上記焼き入れ硬化層は、高周波焼き入れにより形成するが、この高周波焼き入れは、単に高周波焼き入れの後低温焼き戻しする方法を含め、次の(a)(b)の工程を経て行う方法等、前述の特許文献7に記載された方法を適宜使用できる。要は、必要とする硬さ及び厚さを有する焼き入れ硬化層を得られる熱処理方法を選択使用する。
(a) 高周波焼き入れ→低温焼き戻し
(b) 浸炭窒化処理→高温焼き戻し→高周波焼き入れ→低温焼き戻し
尚、このうちの(a) の方法を採用すれば、芯部の残留オーステナイト量を0〜3容量%とし、表面(焼き入れ硬化層)の残留オーステナイト量を50容量%以下にできる。又、上記(b) の方法を採用すれば、芯部の残留オーステナイト量を0〜3容量%とし、表面(焼き入れ硬化層)の残留オーステナイト量を15〜50容量%にできる。又、高周波焼き入れや浸炭窒化処理に先立って切削加工を施す事もできるし、この切削加工と高周波焼き入れとの間に高温焼き戻しを施す事もできる。
先ず、焼き入れ硬化層の径方向厚さを0.4〜2.0mmの範囲に規制しているので、外径が10mm以下の小径の遊星歯車用支持軸で、潤滑油の供給量を確保すべく、軸方向孔及び径方向孔の内径を1mm以上確保する結果、外周面とこの軸方向孔の内周面との径方向距離が3mm以下になっても、上記遊星歯車用支持軸の靱性を確保できる。即ち、上記焼き入れ硬化層の径方向厚さを2.0mm以下に抑えているので、この焼き入れ硬化層と上記軸方向孔との間に、焼き入れ硬化せずに(生のままで)靱性の高い金属材料を存在させて、上記小径の遊星歯車用支持軸に欠損等の損傷が発生しにくくできる。これに対して、上記焼き入れ硬化層の径方向厚さを0.4mm以上確保しているので、上記遊星歯車用支持軸の中間部外周面及びその表層部分の剛性を十分に高くして、この外周面部分の転がり疲れ寿命を確保できる。尚、上記靱性確保の面から好ましくは、上記焼き入れ硬化せずに生のままである(硬さがHv550未満である)部分の径方向の厚さを、上記外周面とこの軸方向孔の内周面との径方向距離の30%以上確保する。
一方、軸方向長さが20mm未満の短い遊星歯車用支持軸の場合には、使用時に加わる曲げ応力が小さく、本発明により靱性の向上を図らなくても、破損防止を十分に図れる。これに対して、軸方向長さが80mmを越える様な長い遊星歯車用支持軸の場合には、使用時に加わる曲げ応力が大きくなり、本発明によって靱性の向上を図っても、十分な破損防止を図る事は難しくなる。
これに対して、上記焼き入れ硬化層部分に関しては、残留オーステナイト量を15〜50容量%としている為、ピーリングの発生を抑え、転がり疲れ寿命を確保できる。即ち、比較的軟らかい金属組織であり、緩衝作用を有する残留オーステナイトを適正量含有させる事で、摩耗粉等の硬い異物が混入した潤滑油での潤滑を行う等、厳しい使用条件下でもピーリングの発生を抑え、転がり疲れ寿命を確保できる。但し、上記焼き入れ硬化層部分の残留オーステナイト量が15容量%未満の場合には、上記作用・効果を十分に得られない。これに対して、50容量%を越えると、残留オーステナイトの分解に伴う上記遊星歯車用支持軸の変形や寸法変化を抑えにくくなる。
先ず、アンコイラから引き出した、外径が10mm以下である長尺な素材(断面円形の線材)を所定長さ(完成後の長さである20〜80mmに、軸方向両端面の形状を整える為に必要とする削り代を加えた長さ)に切断する。尚、上記素材の材質としては、前述した様な、SCM420、SK5、SUJ2〜4、S70C等が使用可能である。又、何れの材質を使用する場合でも、金属材料自体の(焼き入れせずに生のままの状態での)硬さが、Hv200〜500程度のものを使用する。この硬さがHv200未満の場合には、完成後の遊星歯車用支持軸20の曲げ剛性を確保する事が難しくなる。これに対して、上記硬さがHv500を越えると、軸方向両端部をキャリアにかしめ固定すべく、この軸方向両端部を拡径(直径を広げる方向に塑性変形)しにくくなる。又、完成後の遊星歯車用支持軸20の靱性確保も難しくなる。
1a 歯
2 リング歯車
2a 歯
3 遊星歯車
3a 歯
4、4a 支持軸
5 ニードル
6 キャリア
7 基板
8a、8b 通孔
9 係止ピン
10 円筒部
11 回転軸
12 連結板
13 内輪軌道
14 外輪軌道
15 軸方向孔
16 径方向孔
17 潤滑油供給路
18、18a、18b 焼き入れ硬化層
19 中間素材
20 遊星歯車用支持軸
21a、21b 円形凹部
22 第二中間素材
23 第三中間素材
Claims (2)
- 軸方向一端面に開口すると共に、軸方向中間部に迄達する軸方向孔を中心部に、この軸方向孔の奥部と外周面とを連通させる径方向孔を軸方向中間部に、軸方向中間部の外周寄り部分に焼き入れ硬化層を、それぞれ有し、両端部を遊星歯車式変速機を構成するキャリアに支持固定し、この焼き入れ硬化層を設けた部分の周囲に遊星歯車を回転自在に支持する遊星歯車用支持軸に於いて、軸方向長さが20〜80mmであり、外径が10mm以下であり、上記軸方向孔及び上記径方向孔の内径が1mm以上であり、外周面とこの軸方向孔の内周面との径方向距離が3mm以下であり、上記焼き入れ硬化層の径方向厚さが0.4〜2.0mmであり、この焼き入れ硬化層よりも径方向内側部分である芯部の残留オーステナイト量が0〜3容量%であり、この焼き入れ硬化層の残留オーステナイト量が15〜50容量%である事を特徴とする遊星歯車用支持軸。
- 軸方向一端面に開口すると共に、軸方向中間部に迄達する軸方向孔を中心部に、この軸方向孔の奥部と外周面とを連通させる径方向孔を軸方向中間部に、軸方向中間部の外周寄り部分に焼き入れ硬化層を、それぞれ有し、両端部を遊星歯車式変速機を構成するキャリアに支持固定し、この焼き入れ硬化層を設けた部分の周囲に遊星歯車を回転自在に支持する遊星歯車用支持軸を造る為に、上記焼き入れ硬化層を形成してから上記軸方向孔を形成する事を特徴とする遊星歯車用支持軸の製造方法。
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JP2008174164A JP2010014184A (ja) | 2008-07-03 | 2008-07-03 | 遊星歯車用支持軸及びその製造方法 |
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