JP2013068241A - Gear and method of manufacturing gear - Google Patents

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Daiki Mitsuishi
大貴 三津石
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of manufacturing a gear to be carburized.SOLUTION: A planetary gear 36 used in a speed increaser for wind power generation is carburized. A plurality of grooves 104 shallower than a carburizing layer 102 are formed on tooth surfaces 100a of teeth 100 at equal intervals. The plurality of grooves 104 are formed along the direction of an axis of rotation R. A total area of the plurality of grooves 104 occupying the tooth surfaces 100a is smaller than those of other portions. No groove 104 is formed on a surface between a tooth and a tooth including tooth bottom surfaces 100c.

Description

本発明は、歯車およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a gear and a manufacturing method thereof.

ガス浸炭処理は、浸炭性ガスの雰囲気中で低炭素鋼や低炭素合金鋼の表面層の炭素量を増加させ、焼入れ硬化させることによって耐摩耗性や疲労強度などを向上させる処理である。浸炭処理にはガス浸炭処理以外にも、固体浸炭処理や液体浸炭処理や真空浸炭処理やプラズマ浸炭処理などがある。浸炭深さが大きいほど表面はより硬くなる。   The gas carburizing treatment is a treatment for improving wear resistance, fatigue strength, etc. by increasing the amount of carbon in the surface layer of low carbon steel or low carbon alloy steel in a carburizing gas atmosphere and quenching and hardening. In addition to the gas carburizing process, the carburizing process includes a solid carburizing process, a liquid carburizing process, a vacuum carburizing process, and a plasma carburizing process. The greater the carburization depth, the harder the surface.

近年では風力発電機はもはや珍しいものではなく、その小型化や軽量化が開発の方向性のひとつとなっている(例えば、特許文献1参照)。風力発電機の機械部分を小型化すると、そこで使用される歯車も小型化される。歯車を小型化するためには、荷重に耐えうるよう歯車の表面をより硬くする必要がある。したがって、浸炭処理された歯車、特に浸炭深さがより大きい歯車が好んで使用される。   In recent years, wind power generators are no longer unusual, and their miniaturization and weight reduction are one of the developmental directions (see, for example, Patent Document 1). If the mechanical part of a wind power generator is reduced in size, the gear used there will also be reduced in size. In order to reduce the size of the gear, the surface of the gear needs to be harder to withstand the load. Therefore, carburized gears, particularly gears with a greater carburization depth, are preferred.

特開2009−144533号公報JP 2009-144533 A

浸炭深さはHarrisの実験式

Figure 2013068241
により求められる。ここでDは浸炭深さであり、Kは温度定数であり、tは処理時間である。したがって求める浸炭深さが大きくなるほど処理時間はその2乗で増加していく。浸炭処理の処理時間が長くなると製造効率が悪化する可能性がある。 Carburizing depth is Harris's empirical formula
Figure 2013068241
Is required. Here, D is a carburizing depth, K is a temperature constant, and t is a processing time. Therefore, as the carburization depth to be obtained increases, the processing time increases by the square thereof. If the processing time of the carburizing process is increased, the production efficiency may be deteriorated.

上記の課題は風力発電機に使用される歯車に限らず、浸炭処理される歯車一般についても発生しうる。   The above-mentioned problems can occur not only for gears used in wind power generators but also for gears that are carburized in general.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は浸炭処理される歯車の製造効率を向上できる技術の提供にある。   This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the technique which can improve the manufacture efficiency of the gear carburized.

本発明のある態様は歯車に関する。この歯車は浸炭処理された歯車であって、歯面に浸炭層よりも浅い複数の凹部が設けられる。   One embodiment of the present invention relates to a gear. This gear is a carburized gear and is provided with a plurality of concave portions shallower than the carburized layer on the tooth surface.

この態様によると、効率的に浸炭層を形成できる。   According to this aspect, the carburized layer can be formed efficiently.

本発明の別の態様は、歯車の製造方法である。この方法は、歯車の歯面に複数の凹部を形成する工程と、複数の凹部が形成された歯車を浸炭処理する工程と、を含む。   Another aspect of the present invention is a gear manufacturing method. This method includes a step of forming a plurality of recesses on the tooth surface of the gear, and a step of carburizing the gear having the plurality of recesses formed thereon.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other among apparatuses, methods, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、浸炭処理される歯車の製造効率を向上できる。   According to the present invention, it is possible to improve the manufacturing efficiency of a gear to be carburized.

実施の形態に係る歯車が組み込まれた風力発電用の増速機の断面図である。It is sectional drawing of the step-up gear for wind power generation in which the gear concerning an embodiment was built. 図2(a)、(b)は、図1の遊星歯車を説明するための説明図である。2A and 2B are explanatory views for explaining the planetary gear of FIG. 図3(a)〜(c)は、第1変形例に係る歯車の歯を示す模式図である。FIGS. 3A to 3C are schematic views showing gear teeth according to a first modification. 図4(a)〜(c)は、第2から第4変形例に係る歯車をそれぞれ示す斜視図である。FIGS. 4A to 4C are perspective views showing gears according to second to fourth modified examples, respectively.

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。   Hereinafter, the same or equivalent components and members shown in the respective drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions thereof are omitted as appropriate. In addition, the dimensions of the members in each drawing are appropriately enlarged or reduced for easy understanding. Also, in the drawings, some of the members that are not important for describing the embodiment are omitted.

図1は、実施の形態に係る歯車が組み込まれた風力発電用の増速機20の断面図である。増速機20は、初段に遊星歯車機構22を備えると共に、中段及び後段に平行軸歯車機構24、26を備える。入力軸28から入力される回転は、計3段の歯車機構22、24、26によって増速され、出力軸30から出力される。出力軸30には発電機(不図示)が連結される。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a speed increasing device 20 for wind power generation in which a gear according to an embodiment is incorporated. The speed increaser 20 includes a planetary gear mechanism 22 in the first stage and parallel shaft gear mechanisms 24 and 26 in the middle stage and the rear stage. The rotation input from the input shaft 28 is accelerated by a total of three stages of gear mechanisms 22, 24, 26 and output from the output shaft 30. A generator (not shown) is connected to the output shaft 30.

遊星歯車機構22は、入力軸28と一体化されたキャリヤ32、キャリヤ32に固定された遊星ピン34、実施の形態に係る遊星歯車36、内歯歯車38、太陽歯車40、を備える。遊星歯車36は、遊星ピン34に回転自在に支持される。内歯歯車38及び太陽歯車40は、遊星歯車36と同時に噛合する。遊星歯車36、内歯歯車38および太陽歯車40はいずれも、低炭素鋼や低炭素合金鋼などの浸炭処理が可能な材料により形成されている。遊星歯車36、内歯歯車38および太陽歯車40はいずれも浸炭処理され、いずれの歯面にも浸炭層よりも浅い複数の凹部が設けられている。遊星歯車機構22において、太陽歯車40は遊星歯車機構22の出力軸42と一体化されると共に、内歯歯車38はケーシング44と一体化されている。遊星ピン34と遊星歯車36との間には、ころ軸受46が介在され、入力トルクが大きい場合にも対応できるように配慮されている。   The planetary gear mechanism 22 includes a carrier 32 integrated with the input shaft 28, a planetary pin 34 fixed to the carrier 32, a planetary gear 36 according to the embodiment, an internal gear 38, and a sun gear 40. The planetary gear 36 is rotatably supported by the planetary pin 34. The internal gear 38 and the sun gear 40 mesh with the planetary gear 36 at the same time. The planetary gear 36, the internal gear 38, and the sun gear 40 are all made of a material that can be carburized, such as low carbon steel or low carbon alloy steel. The planetary gear 36, the internal gear 38, and the sun gear 40 are all carburized, and a plurality of recesses shallower than the carburized layer are provided on any tooth surface. In the planetary gear mechanism 22, the sun gear 40 is integrated with the output shaft 42 of the planetary gear mechanism 22, and the internal gear 38 is integrated with the casing 44. A roller bearing 46 is interposed between the planetary pin 34 and the planetary gear 36 so that it is possible to cope with a case where the input torque is large.

図2(a)、(b)は、遊星歯車36を説明するための説明図である。図2(a)は遊星歯車36の斜視図である。図2(b)は遊星歯車36の歯100の歯面100aの一部を、遊星歯車36の回転軸Rに垂直な面で切断した断面図である。遊星歯車36の表面には、浸炭処理により浸炭層102が形成されている。浸炭層102の厚さは浸炭深さDである。   FIGS. 2A and 2B are explanatory views for explaining the planetary gear 36. FIG. 2A is a perspective view of the planetary gear 36. FIG. 2B is a cross-sectional view of a part of the tooth surface 100 a of the tooth 100 of the planetary gear 36 taken along a plane perpendicular to the rotation axis R of the planetary gear 36. A carburized layer 102 is formed on the surface of the planetary gear 36 by carburizing. The thickness of the carburized layer 102 is a carburized depth D.

歯面100aには、浸炭層102よりも浅い複数の凹部すなわち回転軸R方向に沿って形成された複数の溝104が設けられている。溝104は歯面100aに亘って均一に、すなわち等間隔で設けられている。溝104の断面は略コの字の形状を有する。溝104の幅wは表面と底とで均一であることが望ましい。溝104の幅wは溝104の深さdよりも小さい。溝104の深さdは浸炭深さDよりも小さい。すなわち、溝104は浸炭層102よりも浅い。歯100の歯先面100bにも同様な溝104が設けられている。歯と歯の間の表面には溝104は設けられていない。歯と歯の間の表面は、歯底円に沿う表面であってもよいし、歯底面100cであってもよい。
なお、図2(a)および以降の斜視図においては、複数の凹部のうちの代表的なものが図示されており、凹部の全てが図示されているわけではない。
The tooth surface 100 a is provided with a plurality of recesses shallower than the carburized layer 102, that is, a plurality of grooves 104 formed along the rotation axis R direction. The grooves 104 are provided uniformly over the tooth surface 100a, that is, at equal intervals. The cross section of the groove 104 has a substantially U shape. The width w of the groove 104 is desirably uniform between the surface and the bottom. The width w of the groove 104 is smaller than the depth d of the groove 104. The depth d of the groove 104 is smaller than the carburization depth D. That is, the groove 104 is shallower than the carburized layer 102. A similar groove 104 is provided in the tooth tip surface 100b of the tooth 100. There is no groove 104 in the surface between the teeth. The surface between the teeth may be a surface along the root circle or the bottom surface 100c.
In FIG. 2A and the following perspective views, representative ones of the plurality of recesses are shown, and not all of the recesses are shown.

歯面100aに占める溝104の面積(平面視での面積)はそれ以外の部分(歯面100aの溝104が形成されていない部分)の面積よりも小さい。特に溝104は等間隔で設けられているので、溝104の幅wは溝104のピッチPの半分よりも小さい。これにより、歯面100aの面圧強度の低下を抑えることができる。
内歯歯車38、太陽歯車40および増速機20に組み込まれている他の歯車は、遊星歯車36と同様に構成されてもよい。
The area (area in plan view) of the groove 104 occupying the tooth surface 100a is smaller than the area of the other part (the part where the groove 104 of the tooth surface 100a is not formed). In particular, since the grooves 104 are provided at equal intervals, the width w of the grooves 104 is smaller than half the pitch P of the grooves 104. Thereby, the fall of the surface pressure intensity | strength of the tooth surface 100a can be suppressed.
Other gears incorporated in the internal gear 38, the sun gear 40, and the speed increaser 20 may be configured in the same manner as the planetary gear 36.

実施の形態に係る歯車の製造方法を説明する。
この製造方法では、まず切削加工により低炭素鋼の材料を所定の初期歯車形状に形成する。この初期歯車形状は、製造後の歯車が有するべき目標歯車形状よりも少し大きく設定されてもよい。そのように形成された歯車の歯面に、切削加工により複数の溝を形成する。歯面に複数の溝が形成された歯車をガス浸炭処理する。通常、浸炭処理を施すと歯車の形状は変化するので、浸炭処理された歯車の歯面が所望の形状となるよう歯車に切削加工を施す。あるいはまた、初期歯車形状が目標歯車形状よりも大きく設定されている場合は、浸炭処理による形状の変化の度合いにかかわらず切削加工を施す。このようにして目標歯車形状を有する歯車が製造される。
A method for manufacturing a gear according to the embodiment will be described.
In this manufacturing method, first, a low carbon steel material is formed into a predetermined initial gear shape by cutting. The initial gear shape may be set to be slightly larger than the target gear shape that the manufactured gear should have. A plurality of grooves are formed by cutting on the tooth surface of the gear thus formed. A gear having a plurality of grooves formed on the tooth surface is gas carburized. Usually, since the shape of the gear changes when carburizing is performed, the gear is cut so that the tooth surface of the carburized gear has a desired shape. Alternatively, when the initial gear shape is set to be larger than the target gear shape, cutting is performed regardless of the degree of change in the shape due to the carburizing process. In this way, a gear having the target gear shape is manufactured.

浸炭処理においては複数の溝の側面や底面からも浸炭が進むので、このようにして製造された歯車の浸炭層は溝よりも深くなる。
なお、浸炭処理された歯車の歯面に複数の溝がなくなるよう歯車に切削加工を施してもよい。この場合、溝による歯面の面圧強度の低下はなくなる。
In the carburizing process, carburization proceeds from the side surfaces and the bottom surfaces of the plurality of grooves, so that the carburized layer of the gear manufactured in this way becomes deeper than the grooves.
The gear may be cut so that a plurality of grooves are not formed on the tooth surface of the carburized gear. In this case, the reduction in the surface pressure strength of the tooth surface due to the grooves is eliminated.

実施の形態に係る歯車の製造方法によると、浸炭処理の対象となる歯車の歯面に複数の溝が設けられているので、浸炭処理において溝の側面や底面からも浸炭が進む。したがって、浸炭処理をより効率化できる。すなわち、溝を設けない場合よりも同じ処理時間で大きな浸炭深さを得ることができる。または、溝を設けない場合よりも短い処理時間で同じ浸炭深さを得ることができる。その結果、歯車の製造効率を向上できる。
また、溝の幅よりも深さが長い方が時間短縮の効果がより高いと考えられる。
According to the gear manufacturing method according to the embodiment, since a plurality of grooves are provided on the tooth surface of the gear to be carburized, carburization proceeds from the side and bottom surfaces of the grooves in the carburizing process. Therefore, the carburizing process can be made more efficient. That is, a larger carburization depth can be obtained in the same processing time than when no groove is provided. Alternatively, the same carburization depth can be obtained in a shorter processing time than when no groove is provided. As a result, the gear manufacturing efficiency can be improved.
Further, it is considered that the effect of shortening the time is higher when the depth is longer than the width of the groove.

浸炭処理の処理時間を短縮するためには、処理温度を高くしたり冷却効率を高めたりすることも考えられる。しかしながら、炉の性能面での限界や装置の改造に必要なコストなどから、そのような製造方法の大幅な変更は難しい場合が多い。これに対して実施の形態に係る歯車の製造方法では材料に加工を施すだけであり、浸炭処理の装置に手を加える必要はない。したがって、より低コストで処理時間の短縮を実現できる。   In order to shorten the processing time of the carburizing process, it is conceivable to increase the processing temperature or increase the cooling efficiency. However, it is often difficult to make a significant change in such a manufacturing method due to limitations in the performance of the furnace and the cost required to modify the equipment. In contrast, in the gear manufacturing method according to the embodiment, only the material is processed, and it is not necessary to modify the carburizing apparatus. Therefore, the processing time can be shortened at a lower cost.

また、歯車の表面に複数の凹部を設けることで、潤滑油に対する有効表面積を増やすことができる。これにより、歯車の表面は潤滑油を保持しやすくなり、油膜が切れる可能性を低減できる。   Moreover, the effective surface area with respect to lubricating oil can be increased by providing a several recessed part in the surface of a gearwheel. Thereby, the surface of the gear can easily hold the lubricating oil, and the possibility of the oil film being cut can be reduced.

浸炭処理のコストは主に炉の使用時間によって決定される。したがって、浸炭処理の処理時間を短縮できればそれだけコストダウンの効果が予想される。実際の処理時間は処理温度や浸炭ガス濃度、歯車の大きさなどの様々な条件によりある程度左右されるが、以下、単純にHarrisの実験式から計算した試算を説明する。目標浸炭深さが1mmの場合と2mmの場合とを比較すると、後者の処理時間は前者の処理時間の4倍となる。ここで歯車の表面に深さ1mm程度の溝を形成し、そのように溝が形成された歯車を浸炭処理すると、溝がない場合に目標浸炭深さ1mmを達成するために必要な処理時間で2mmの浸炭深さを達成できる。すなわち、処理時間を約1/4に短縮できる。   The cost of the carburizing process is mainly determined by the furnace usage time. Therefore, if the carburizing time can be shortened, the cost reduction effect is expected. Although the actual processing time depends to some extent on various conditions such as processing temperature, carburizing gas concentration, and gear size, a simple calculation calculated from the Harris equation will be described below. Comparing the case where the target carburization depth is 1 mm and the case where it is 2 mm, the latter processing time is four times the processing time of the former. Here, if a groove having a depth of about 1 mm is formed on the surface of the gear, and the gear having such a groove is carburized, the processing time required to achieve the target carburizing depth of 1 mm when there is no groove. A carburization depth of 2 mm can be achieved. That is, the processing time can be reduced to about 1/4.

歯車の歯面は他の歯車と接触する部分であるので、そこでの浸炭をより深くし面圧強度を高める必要がある。一方で歯と歯の間(歯底)の表面は通常他の歯車と接触しないので、歯面ほどの面圧強度は必要とされない。そこで、実施の形態に係る遊星歯車36のように歯と歯の間の表面に溝104を設けないこととすると、面圧強度の向上が不要な部分では浸炭を比較的浅くして浸炭による変形や脆性の増大を抑えることができる。   Since the tooth surface of the gear is a part in contact with another gear, it is necessary to deepen the carburization there to increase the surface pressure strength. On the other hand, since the surface between the teeth (the root) does not normally contact other gears, the surface pressure strength as much as the tooth surface is not required. Therefore, if the groove 104 is not provided on the surface between the teeth as in the planetary gear 36 according to the embodiment, the carburization is relatively shallow at the portion where the improvement of the surface pressure strength is unnecessary, and the deformation due to the carburization is performed. And increase in brittleness can be suppressed.

より一般化すると、歯車の表面に設ける凹部の、単位面積当たりの数を調整することで、浸炭の深さすなわち面圧強度を調整できる。
図3(a)〜(c)は、第1変形例に係る歯車の歯110を示す模式図である。図3(a)は歯110の側面図である。図3(b)は歯110の歯面110aのうち他の歯車とかみ合うべきかみ合い部分110bを、回転軸に垂直な面で切断した断面図である。図3(c)は歯面110aのうち他の歯車とかみ合わない歯元の部分110cを、回転軸に垂直な面で切断した断面図である。
More generally, the depth of carburization, that is, the surface pressure strength, can be adjusted by adjusting the number of concave portions provided on the surface of the gear per unit area.
FIGS. 3A to 3C are schematic views showing gear teeth 110 according to a first modification. FIG. 3A is a side view of the tooth 110. FIG. 3B is a cross-sectional view of the tooth portion 110b of the tooth 110 cut along a plane perpendicular to the rotation axis, which is an engagement portion 110b to be engaged with another gear. FIG. 3C is a cross-sectional view of a tooth portion 110c of the tooth surface 110a that does not mesh with other gears, cut along a plane perpendicular to the rotation axis.

歯面110aには回転軸方向に沿って複数の溝112が設けられている。かみ合い部分110bの単位面積当たりの溝112の数は、他の部分例えば歯元の部分110cの単位面積当たりの溝112の数よりも多い。かみ合い部分110bの溝112のピッチP1は歯元の部分110cの溝112のピッチP2よりも小さい。かみ合い部分110bの溝112はより密に設けられているので、そこでの浸炭層114の厚さD1はほぼ一定である。歯元の部分110cの溝112はより疎に設けられているので、そこでの浸炭層116の厚さは位置により変動する。歯元の部分110cの浸炭層116の平均厚さD2は、かみ合い部分110bの浸炭層114の厚さD1よりも小さい。   The tooth surface 110a is provided with a plurality of grooves 112 along the rotation axis direction. The number of grooves 112 per unit area of the meshing portion 110b is larger than the number of grooves 112 per unit area of the other portion, for example, the root portion 110c. The pitch P1 of the groove 112 of the meshing portion 110b is smaller than the pitch P2 of the groove 112 of the toothed portion 110c. Since the grooves 112 of the meshing portion 110b are provided more densely, the thickness D1 of the carburized layer 114 is almost constant. Since the groove 112 of the tooth base portion 110c is provided more sparsely, the thickness of the carburized layer 116 varies depending on the position. The average thickness D2 of the carburized layer 116 of the tooth portion 110c is smaller than the thickness D1 of the carburized layer 114 of the meshing portion 110b.

第1変形例によると、歯面110aのなかでも比較的面圧強度が高くなくてもよい歯元の部分110cにおいて浸炭が浅くなるので、そこでの浸炭による変形や脆性の増大を抑えることができる。また、高い面圧強度が必要なかみ合い部分110bでは浸炭をより深くして十分な硬さを得ることができる。
なお、歯元の部分110cに溝112を設けなくてもよい。また、歯先の部分を歯元の部分110cと同様に構成してもよい。
According to the first modification, carburization is shallow in the tooth base portion 110c, which may not have a relatively high surface pressure strength, among the tooth surfaces 110a, so that deformation and increase in brittleness due to carburization there can be suppressed. . Further, in the meshing portion 110b that requires high surface pressure strength, carburization can be deepened to obtain sufficient hardness.
The groove 112 may not be provided in the tooth base portion 110c. Further, the tooth tip portion may be configured in the same manner as the tooth root portion 110c.

以上、実施の形態に係る歯車およびその製造方法について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   Heretofore, the gear according to the embodiment and the manufacturing method thereof have been described. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements, and such modifications are also within the scope of the present invention.

実施の形態では、歯と歯の間の表面に溝104が設けられていない場合について説明したが、これに限られない。例えば、歯と歯の間の表面の単位面積当たりの凹部の数は、歯面の単位面積当たりの凹部の数よりも少なくてもよい。この場合でも、面圧強度の向上が不要な部分では浸炭を比較的浅くして浸炭による変形や脆性の増大を抑えることができる。   In the embodiment, the case where the groove 104 is not provided on the surface between the teeth has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the number of recesses per unit area of the surface between teeth may be smaller than the number of recesses per unit area of the tooth surface. Even in this case, the carburization can be made relatively shallow at a portion where the improvement of the surface pressure strength is not required, and deformation due to carburization and an increase in brittleness can be suppressed.

実施の形態では、風力発電用の増速機20に組み込まれる歯車を例として説明したが、これに限られず、本実施の形態に係る技術的思想は任意の歯車に適用可能である。   In the embodiment, the gear incorporated in the gearbox 20 for wind power generation has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the technical idea according to the present embodiment can be applied to any gear.

実施の形態では、遊星歯車36の歯100の歯面100aに回転軸R方向に沿って複数の溝104を形成する場合について説明したが、これに限られない。図4(a)〜(c)は、第2から第4変形例に係る歯車120、130、140をそれぞれ示す斜視図である。第2変形例に係る歯車120の歯面には、歯車120の周方向に沿ってすなわち回転軸を囲むように複数の溝122が設けられている。第3変形例に係る歯車130の歯面には、歯車130の回転軸に対して斜めになるように複数の溝132が設けられている。第4変形例に係る歯車140の歯面には複数の孔142が設けられている。これらの変形例によると実施の形態と同様に浸炭処理をより効率化できる。
遊星歯車36のように回転軸R方向に沿って溝104を形成する場合、第2から第4変形例と比較して切削加工による溝の形成がより容易となり加工性が良い。
In the embodiment, the case where the plurality of grooves 104 are formed along the rotation axis R direction on the tooth surface 100a of the tooth 100 of the planetary gear 36 has been described. However, the present invention is not limited to this. 4A to 4C are perspective views showing gears 120, 130, and 140 according to second to fourth modifications, respectively. The tooth surface of the gear 120 according to the second modification is provided with a plurality of grooves 122 along the circumferential direction of the gear 120, that is, so as to surround the rotation shaft. A plurality of grooves 132 are provided on the tooth surface of the gear 130 according to the third modification so as to be inclined with respect to the rotation axis of the gear 130. A plurality of holes 142 are provided in the tooth surface of the gear 140 according to the fourth modification. According to these modified examples, the carburizing process can be made more efficient as in the embodiment.
When the groove 104 is formed along the direction of the rotation axis R as in the planetary gear 36, it is easier to form the groove by cutting as compared with the second to fourth modifications, and the workability is good.

実施の形態では、大きさや形状が実質的に等しい複数の凹部を歯面に設ける場合について説明したが、これに限られず、凹部の大きさや形状を異ならせてもよい。例えば、歯面のかみ合い部分と歯元の部分とで単位面積当たりの凹部の数を同じとしつつ、かみ合い部分における凹部を歯元の部分における凹部よりも大きくすることができる。この場合、かみ合い部分での凹部の面積は歯元の部分での凹部の面積よりも大きくなる。あるいはまた、かみ合い部分における単位面積当たりの凹部の数を歯元の部分における単位面積当たりの凹部の数よりも少なくしつつ、かみ合い部分での凹部の面積を歯元の部分での凹部の面積よりも大きくすることができる。   In the embodiment, the case where a plurality of recesses having substantially the same size and shape are provided on the tooth surface has been described. However, the present invention is not limited to this, and the size and shape of the recesses may be different. For example, the number of recesses per unit area can be the same between the meshing portion of the tooth surface and the root portion, and the recess in the meshing portion can be made larger than the recess in the tooth base portion. In this case, the area of the concave portion at the meshing portion is larger than the area of the concave portion at the tooth base portion. Alternatively, the number of recesses per unit area in the meshing portion is smaller than the number of recesses per unit area in the tooth root portion, while the area of the recess in the meshing portion is smaller than the area of the recess in the tooth root portion. Can also be increased.

36 遊星歯車、 100 歯、 100a 歯面、 102 浸炭層、 104 溝、 R 回転軸。   36 planetary gear, 100 teeth, 100a tooth surface, 102 carburized layer, 104 grooves, R rotation axis.

Claims (9)

浸炭処理された歯車であって、歯面に浸炭層よりも浅い複数の凹部が設けられたことを特徴とする歯車。   A gear carburized, wherein a plurality of recesses shallower than the carburized layer are provided on a tooth surface. 前記複数の凹部は、本歯車の回転軸方向に沿って形成された複数の溝であることを特徴とする請求項1に記載の歯車。   The gear according to claim 1, wherein the plurality of recesses are a plurality of grooves formed along a rotation axis direction of the gear. 歯面に占める前記複数の凹部の面積は、それ以外の部分の面積よりも小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の歯車。   3. The gear according to claim 1, wherein an area of the plurality of recesses occupying a tooth surface is smaller than an area of other portions. 歯と歯の間の表面には凹部が設けられていないことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の歯車。   The gear according to any one of claims 1 to 3, wherein a concave portion is not provided on a surface between the teeth. 歯と歯の間の表面の単位面積当たりの凹部の数または凹部の面積は、歯面の単位面積当たりの凹部の数または凹部の面積よりも少ないことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の歯車。   4. The number of recesses per unit area of the surface between teeth or the area of the recesses is smaller than the number of recesses per unit area of the tooth surface or the area of the recesses. The gear according to Crab. 歯面のうち他の歯車とかみ合うべき部分の単位面積当たりの凹部の数または凹部の面積は、他の部分の単位面積当たりの凹部の数または凹部の面積よりも多いことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の歯車。   The number of recesses per unit area or the area of the recesses of a portion of the tooth surface to be engaged with another gear is greater than the number of recesses or the area of the recesses per unit area of the other portion. The gear according to any one of 1 to 5. 歯車の歯面に複数の凹部を形成する工程と、
前記複数の凹部が形成された歯車を浸炭処理する工程と、を含むことを特徴とする歯車の製造方法。
Forming a plurality of recesses in the tooth surface of the gear;
And a step of carburizing the gear in which the plurality of recesses are formed.
浸炭処理された歯車の歯面を削る工程をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 7, further comprising a step of cutting a tooth surface of the carburized gear. 前記削る工程は、前記複数の凹部がなくなるように歯面を削る工程であることを特徴とする請求項8に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 8, wherein the cutting step is a step of cutting a tooth surface so that the plurality of concave portions are eliminated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111550543A (en) * 2020-06-11 2020-08-18 哈尔滨华跃科技研发有限公司 Gear transmission device with hydrodynamic grooves
JP7380326B2 (en) 2020-02-28 2023-11-15 セイコーエプソン株式会社 gearing and robots

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