JP2023012338A - 熱処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザー光を用いてワークを焼入れするうえで焼戻しの発生を抑制すること。【解決手段】ワークの焼入れ対象部位に焼入れする熱処理方法であって、ワークは、偏心揺動型歯車装置又は撓み噛み合い型歯車装置の構成部品となり、焼入れ対象部位を熱源により加熱する第1加熱工程と、熱源により加熱された焼入れ対象部位を、レーザー光の照射により焼入れ温度以上に加熱する第2加熱工程と、を含む。【選択図】図7
Description
本開示は、熱処理方法に関する。
特許文献1は、ワークに対してレーザー光を照射することによってワークを部分的に焼入れする熱処理方法を開示する。
レーザー光を用いてワークを焼入れする場合、通常、ワークの焼入れ対象部位の全体にレーザー光を照射するため、レーザー光の照射位置を移動させる必要がある。この過程で、レーザー光の照射によって焼入れした箇所にレーザー光を再照射してしまうと、その再照射箇所は、焼戻しによって軟化してしまうという問題がある。この焼戻しが発生してしまうと、ワークの焼入れ対象部位において均一な硬度分布を得られなくなってしまうため、その改善が望まれる。
本開示の目的の1つは、レーザー光を用いてワークを焼入れするうえで焼戻しの発生を抑制することにある。
本開示の熱処理方法は、ワークの焼入れ対象部位に焼入れする熱処理方法であって、前記ワークは、偏心揺動型歯車装置又は撓み噛み合い型歯車装置の構成部品となり、前記焼入れ対象部位を熱源により加熱する第1加熱工程と、前記熱源により加熱された前記焼入れ対象部位を、レーザー光の照射により焼入れ温度以上に加熱する第2加熱工程と、を含む。
本開示の他の熱処理方法は、ワークの焼入れ対象部位に焼入れする熱処理方法であって、前記ワークは、中空部を有するとともに外周に前記焼入れ対象部位を有し、前記焼入れ対象部位を前記中空部内に配置された熱源により加熱する第1加熱工程と、前記熱源により加熱された前記焼入れ対象部位を、レーザー光の照射により焼入れ温度以上に加熱する第2加熱工程と、を含む。
本開示の他の熱処理方法は、ワークの焼入れ対象部位に焼入れする熱処理方法であって、前記ワークは、中空部を有するとともに前記中空部に前記焼入れ対象部位を有し、前記焼入れ対象部位を前記ワークの外周側に配置した熱源により加熱する第1加熱工程と、前記熱源により加熱された前記焼入れ対象部位を、レーザー光の照射により焼入れ温度以上に加熱する第2加熱工程と、を含む。
本開示によれば、レーザー光を用いてワークを焼入れするうえで焼戻しの発生を抑制することができる。
以下、実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。
(第1実施形態)図1を参照する。まず、本実施形態の熱処理方法が用いられる伝動装置10を説明する。伝動装置10は、入力軸12と、入力軸12の回転を変速する伝動機構14と、伝動機構14から取り出された出力回転を取り出す出力部材16と、伝動機構14を収容するケーシング18と、を備える。
本実施形態の伝動装置10は、偏心揺動型歯車装置である。この伝動装置10の伝動機構14は、互いに噛み合うとともに一方が揺動歯車20となる外歯歯車22及び内歯歯車24を備える。この伝動機構14は、揺動歯車20を揺動させることで外歯歯車22及び内歯歯車24の一方を自転させ、その自転成分を出力回転として出力部材16から取り出し可能である。
伝動装置10は、この他に、入力軸12となる偏心体軸26と、偏心体軸26の偏心体28と揺動歯車20との間に配置される偏心体軸受30と、揺動歯車20の軸方向側方に配置されるキャリヤ部材32A、32Bと、ケーシング18とキャリヤ部材32A、32Bとの間に配置される主軸受34と、を備える。キャリヤ部材32A、32Bは、揺動歯車20の軸方向一方側(図中右側)に配置される第1キャリヤ部材32Aと、軸方向他方側(図中左側)に配置される第2キャリヤ部材32Bとを含む。伝動装置10は、第2キャリヤ部材32Bから突出する第1柱部材36を備える。本実施形態の揺動歯車20は外歯歯車22であり、出力部材16は第2キャリヤ部材32Bである。
入力軸12は、駆動源(不図示)から伝達される回転動力によって回転可能である。駆動源は、例えば、モータ、ギヤモータ、エンジン等である。
偏心体軸26は、駆動源から回転動力が伝達される軸体27と、軸体27の外周側部分に設けられるとともに軸体27と一体回転可能な複数の偏心体28を有する。本実施形態の軸体27と偏心体28は同じ部材の一部として一体に設けられるが、互いに別体に設けられてもよい。偏心体28の軸心(不図示)は、偏心体軸26の軸心CL1(軸体27の軸心)に対して偏心しており、その軸心周りに回転することで揺動歯車20を揺動させることができる。複数の偏心体28の偏心位相は、偏心体28の個数をM個(本実施形態では3個)とするとき、360°/Mの分だけずれている。偏心体28の個数は特に限定されず、単数、二つ及び四つ以上の何れでもよい。
偏心体軸受30は、複数の第1転動体38を備える。偏心体軸受30の内輪は偏心体28が兼ねており、その外周面が第1内側転動面40を構成する。偏心体軸受30の外輪は外歯歯車22の第1貫通孔44(後述する)が兼ねており、その内周面が第1外側転動面42を構成する。この他にも、偏心体軸受30は専用の外輪及び内輪を備えてもよい。
外歯歯車22は、複数の偏心体28に対応して個別に設けられ、偏心体軸受30を介して対応する偏心体28に相対回転可能に支持される。外歯歯車22は、外歯歯車22の軸心(不図示)を軸方向に貫通する第1貫通孔44と、軸心からオフセットした位置を軸方向に貫通する複数の第2貫通孔46とを含む。本実施形態では、偏心体軸26が第1貫通孔44を貫通し、第1柱部材36が第2貫通孔46を貫通する。
内歯歯車24は、ケーシング18と一体化される。キャリヤ部材32A、32Bは、キャリヤ部材32A、32Bを貫通する第3貫通孔48を備える。キャリヤ部材32A、32Bは全体として円盤状をなす。
主軸受34は、キャリヤ部材32A、32Bの外周に配置され、ケーシング18とキャリヤ部材32A、32Bの相対回転を許容する。主軸受34は、複数の第2転動体52を備える。主軸受34の内輪はキャリヤ部材32A、32Bが兼ねており、その外周面が第2内側転動面54を構成する。キャリヤ部材32A、32Bは、キャリヤ部材32A、32Bの外周に設けられる第2内側転動面54を備えることになる。この他にも、主軸受34は、専用の内輪を備えてもよい。
第1柱部材36は、第2キャリヤ部材32Bの軸心からオフセットした位置において、その軸心周りに間隔を空けて複数設けられる。第1柱部材36は、揺動歯車20としての外歯歯車22が揺動するとき、外歯歯車22の自転成分と同期可能である。この自転成分は、外歯歯車22が実際に自転する場合に取り得る正値の他に、外歯歯車22が自転しない場合に取り得るゼロ値となり得る。第1柱部材36と外歯歯車22との間には、これらに転がり接触可能なローラ50が配置される。
本実施形態の第1柱部材36は、第1キャリヤ部材32Aと第2キャリヤ部材32Bを連結している。本実施形態の第1柱部材36は、第2キャリヤ部材32Bと同じ部材の一部となる。第2キャリヤ部材32Bは、円盤状の本体部56の他に、第1柱部材36を備えることになる。この他にも、第1柱部材36は、第2キャリヤ部材32Bとは別体でもよいし、第1キャリヤ部材32Aと第2キャリヤ部材32Bを連結しなくともよい。
以上の伝動装置10では、駆動源によって偏心体軸26(入力軸12)が回転すると、偏心体28によって揺動歯車20が揺動する。揺動歯車20が揺動すると、外歯歯車22と内歯歯車24の噛合位置が順次に周方向に変化する。この結果、外歯歯車22と内歯歯車24の何れか一方が自転し、その自転成分が出力回転として出力部材16から取り出される。
図2を参照する。伝動装置10は、焼入れ対象部品60を備える。本実施形態の焼入れ対象部品60は偏心体軸26である。焼入れ対象部品60は、本実施形態の熱処理方法によって焼入れ対象部品60を得るためのワークWを熱処理するときに焼入れの対象となる。ワークWは、焼入れ対象部品60の製造工程で用いられる中間製品であり、焼入れ対象部品60と共通の形状を持つ。ワークWに対して後述の熱処理方法を含む所要の後工程を経ることで、最終製品としての焼入れ対象部品60となる。ここでの後工程は、例えば、研削等による仕上げ工程、貫通穴を形成する穴加工工程等がある。焼入れ対象部品60は、クロムモリブデン鋼鋼材(JISでいうSCM材)等の鋼材、つまり、金属を素材とする。
伝動装置10は、この他に、伝動装置10の作動時に焼入れ対象部品60に対して相対運動するとともに焼入れ対象部品60に接触する接触部品62を備える。本実施形態の接触部品62は偏心体軸受30の第1転動体38である。
焼入れ対象部品60は、焼入れ対象部品60の軸方向Xに焼入れ対象部品60を貫通する中空部64を有する。ここでの軸方向Xとは、焼入れ対象部品60の軸心CLaに沿った方向をいう。この軸心CLaは、本実施形態では偏心体軸26の軸心となる。本実施形態の中空部64は、焼入れ対象部品60の軸心CLaを軸方向Xに貫通している。この他にも、中空部64は、焼入れ対象部品60の軸心CLaからオフセットした位置を軸方向Xに貫通していてもよい。これは、例えば、焼入れ対象部品60が外歯歯車22であり、中空部64が外歯歯車22の第2貫通孔46になる場合を想定している。
焼入れ対象部品60は、焼入れ対象部品60及び接触部品62が相対運動するとき、接触部品62との間での接触位置が連続的に変化する接触面66を備える。焼入れ対象部品60の接触面66に対する接触部品62の接触位置は、転がり接触及び滑り接触の少なくとも一方によって変化する。本実施形態では、焼入れ対象部品60の接触面66は、偏心体軸26の第1内側転動面40となり、その接触面66に対する接触部品62(第1転動体38)の接触位置は転がり接触によって変化する。
焼入れ対象部品60は、少なくとも一つの焼入れ対象部位68を備える。図2では、焼入れ対象部位68のみにハッチングを付す。焼入れ対象部位68は、焼入れ対象部品60となるワークWにおいて焼入れの対象となる部位である。焼入れ対象部位68の表面硬度は、焼入れ対象部品60の焼入れ対象部位68以外の箇所と比べて高硬度になる。焼入れ対象部位68のミクロ組織は、例えば、マルテンサイト組織を主相とする。焼入れ対象部品60において焼入れ対象部位68以外の箇所のミクロ組織は、例えば、焼入れ対象部品60の母材組織(例えば、フェライトとパーライトの混合組織)を主相とする。
焼入れ対象部位68は、例えば、焼入れ対象部品60において耐摩耗性又は疲労強度を要求される箇所が対象となる。これら何れかの特性を要求される箇所を高硬度化することによって、その特性の向上を図ることができる。焼入れ対象部位68は、本実施形態では、転がり接触又は滑り接触に対する耐摩耗性を要求される焼入れ対象部品60の接触面66が対象となる。詳しくは、焼入れ対象部位68は、複数の偏心体28それぞれの第1内側転動面40が対象となる。焼入れ対象部位68は、焼入れ対象部品60の外周(偏心体28の外周)に設けられることになる。この他に、焼入れ対象部位68は、後述のように、曲げ応力に対する疲労強度を要求される第1柱部材36の根本部36aを対象としてもよい。ここでの焼入れ対象部位68は、偏心体28の個数と同様に複数あるが、その個数は特に限定されず、単数でもよい。
本実施形態の焼入れ対象部位68は、焼入れ対象部品60に設けられる周状の部位である。ここでの周状とは、焼入れ対象部位68の軸心CLb(本実施形態では偏心体28の軸心)周りを無端状に繋がる形状をいう。ここでの周状は、例えば、円形状、多角形状等の形状でもよいし、これらの一部又は全部に凹凸部を設けた形状でもよい。本実施形態の焼入れ対象部位68は、焼入れ対象部品60の外周に設けられる。
次に、本実施形態の熱処理方法に用いられる熱処理装置100を説明する。熱処理装置100は、焼入れ対象部品60となるワークWを加熱する熱源102と、ワークWにレーザー光104を照射するヘッド106と、ワークWをチャッキングした状態で動かすことができるチャック装置(不図示)と、を備える。熱源102は、ワークWを加熱することができるのであれば、その具体例は特に限定されない。熱源102は、例えば、シーズヒータ、鋳込みヒータ、ホットプレート、バンドヒータ、誘導加熱器等である。熱源102は、ワークWに接触した状態で加熱してもよいし、接触していない状態で加熱してもよい。
次に、ワークWに用いられる熱処理方法を説明する。図3、図4を参照する。図4は、図3の切断位置Pcで切断した焼入れ対象部位68を平面に展開した展開図でもある。図4では、レーザー光104の光軸の通過箇所に線を付することで、レーザー光の照射経路110(後述する)を示す。図4の例では、レーザー光104の照射経路110の始点Sと終点Gが同じ位置にある。
本実施形態の熱処理方法では、後述のように、焼入れ対象部位68に対するレーザー光104の照射箇所を予め定められた照射経路110に沿って移動させることで、ワークWの焼入れ対象部位68を加熱する。レーザー光104の照射箇所を移動させるうえでは、レーザー光104及びワークWの何れかを移動させる。これを実現するうえで、レーザー光104を照射するヘッド106を移動させるか、チャック装置によってワークWを移動させる。図3では、ワークWを焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに回転させることで、レーザー光104の照射箇所を移動させる例を示す。
レーザー光の照射経路110は、次の経路条件を満たすように設定される。この経路条件は、第一には、焼入れ対象部位68の全域にレーザー光を照射することを条件とする。また、経路条件は、第二には、先行するレーザー光の照射箇所112に対して、後続するレーザー光の照射箇所114が部分的にオーバーラップすることを条件とする。図3、図4では、レーザー光のオーバーラップ箇所116にダブルハッチングを付す。これを実現するうえで、本実施形態におけるレーザー光の照射経路110は、周状の焼入れ対象部位68の全域にレーザー光を照射するため、環状に連続している。環状に連続する照射経路110は、先行するレーザー光の照射箇所112となる始点部118と、後続するレーザー光の照射箇所114となる終点部120とがオーバーラップしている。
この経路条件を満たすための具体例はこれに限定されない。この他にも、この経路条件を満たすうえで、図5に示すように、レーザー光の照射経路110は、複数の線状経路122A、122B、122Cによって構成されてもよい。複数の線状経路122A、122B、122Cは、例えば、図5に示すように、蛇行状に連続していてもよい。この他にも、複数の線状経路122A、122B、122Cは、例えば、渦巻状に連続してもよいし、不連続に配置されていてもよい。この場合、前述の経路条件を満たすうえで、例えば、先行するレーザー光の照射箇所112となる隣り合う一方の線状経路122Aと、後続するレーザー光の照射箇所114となる隣り合う他方の線状経路122Cとがオーバーラップしていればよい。
次に、本実施形態の熱処理方法を説明する。まず、説明の便宜から、参考形態の熱処理方法を説明する。図6を参照する。図6のTRは室温、Mfはマルテンサイト変態終了点、Msはマルテンサイト変態開始点、TAは焼入れ温度である。Ms点は、焼入れ温度TAから冷却するときに、マルテンサイト変態を開始する温度であり、Mf点は、そのマルテンサイト変態が終了する温度である。焼入れ温度TAは、その温度TAへの加熱後に冷却することで焼入れできる温度である。焼入れ温度TAは、例えば、亜共析鋼であればA3点としてよいし、過共析鋼であればAc1点としてもよい。Ms点、Mf点、焼入れ温度TAは、ワークWの素材に応じて予め定められた温度に設定される。
参考形態の熱処理方法は、周辺の環境温度を室温TR(例えば、25℃)とした条件下において行われる。この熱処理方法では、前述した照射経路110に沿ってレーザー光の照射箇所を移動させることによって、ワークWの焼入れ対象部位68を加熱する。この過程において、焼入れ対象部位68のオーバーラップ箇所116に先行してレーザー光が照射される(時点ta1参照)。このレーザー光により焼入れ温度TA以上の温度域に加熱されることで、その照射箇所のフェライト組織がオーステナイト組織に変態する。
この後、焼入れ対象部位68のオーバーラップ箇所116にレーザー光が照射されなくなると、自己冷却(空冷)によってMs点以下の温度域(本例ではMf点以下の温度域)まで冷却される(時点ta2参照)。これにより、オーバーラップ箇所116のオーステナイト組織が高硬度のマルテンサイト組織にマルテンサイト変態する。
この後、オーバーラップ箇所116に後続するレーザー光が再照射される(時点ta3参照)。この後、オーバーラップ箇所116にレーザー光が照射されなくなると、オーバーラップ箇所116が自己冷却(空冷)される(時点ta4参照)。これにより、オーバーラップ箇所116にあるマルテンサイト組織が焼入れ温度TA以上の温度への加熱後に冷却されることで、トルースタイト組織、ソルバイト組織等の焼戻し組織に変態する。この焼戻し組織が焼戻しによる軟化の原因となる。
この対策となる本実施形態の熱処理方法の概要を説明する。図7を参照する。図7のTR、Mf、Ms、TAは図6と同様である。本実施形態の熱処理方法も、例えば、周辺の環境温度を室温TRとした条件下において行われる。
まず、熱源102によってワークWの焼入れ対象部位68を加熱する第1加熱工程を行う(時点tb1参照)。第1加熱工程では、後続する第2加熱工程において、ワークWの焼入れ対象部位68の全体を目標温度(例えば、Ms点)超の温度域に維持できるように、ワークWの焼入れ対象部位68を加熱する。本実施形態では、後続する第2加熱工程においても、熱源102によるワークWの加熱を継続しており、第1加熱工程、第2加熱工程の何れにあるときも目標温度超の温度域に維持できるようにワークWを加熱する。
次に、前述した照射経路110に沿ってレーザー光を照射することによって、熱源102によって加熱された焼入れ対象部位68を焼入れ温度TA以上に加熱する第2加熱工程を行う。この第2加熱工程において、焼入れ対象部位68のオーバーラップ箇所116に先行してレーザー光が照射される(時点tb2参照)。先行するレーザー光の照射によって、参考形態と同様、焼入れ温度TA以上に加熱されることで、その照射箇所のフェライト組織がオーステナイト組織に変態する。
この後、オーバーラップ箇所116にレーザー光が照射されなくなると、自己冷却によって、焼入れ温度TA未満の温度域に冷却される(時点tb3参照)。このとき、第1加熱工程において熱源102によって加熱されているため、オーバーラップ箇所116の温度を、周辺の環境温度より高い目標温度(ここではMs点)以上の温度域に維持することができる。これにより、熱源102によって加熱しない場合と比べ、オーバーラップ箇所116にあるオーステナイト組織のマルテンサイト変態の発生を抑制できる。このとき、オーバーラップ箇所116にあるオーステナイト組織は、過冷オーステナイト組織の状態で保持される。
この後、オーバーラップ箇所116に後続するレーザー光が再照射される(時点tb4参照)。このとき、オーバーラップ箇所116では、マルテンサイト組織ではなく過冷オーステナイト組織がレーザー光により焼入れ温度TA以上に加熱される。このため、後続するレーザー光をオーバーラップ箇所116に再照射しても、マルテンサイト組織から焼戻し組織への変態の発生を抑制できる。
この後、オーバーラップ箇所116にレーザー光が照射されなくなると、自己冷却によって、焼入れ温度TA未満の温度域に冷却される(時点tb5参照)。このときも、第1加熱工程において熱源102によって加熱されているため、オーバーラップ箇所116を周辺の環境温度より高い目標温度(ここではMs点)超の温度域に維持することができる。
この後、レーザー光の照射後に焼入れ対象部位68の全体を冷却する冷却工程を行う(時点tb6参照)。これにより、焼入れ対象部位68の全体でのマルテンサイト変態が一気に進行し、焼入れ対象部位68の過冷オーステナイト組織がマルテンサイト組織に変態する。
以上のように、本実施形態の熱処理方法は、前述した第1加熱工程、第2加熱工程、冷却工程の順で行われる。以下、各工程の詳細を説明する。図2、図7を参照する。
第1加熱工程では、前述の通り、熱源102によって焼入れ対象部位68を加熱する(時間tb1参照)。熱源102は、前述のように、第2加熱工程を行うときにワークWの焼入れ対象部位68の全体を目標温度以上の温度域に維持できるようワークWを加熱する。この目標温度は、例えば、Ms点超焼入れ温度TA未満の温度域で設定される。
本実施形態において、熱源102は、ワークWの中空部64内に配置する。この熱源102によって、ワークWの外周にある焼入れ対象部位68を加熱する。第1加熱工程において、熱源102は、ワークWにおける焼入れ対象部位68とは別の部位に入熱する。本実施形態の熱源102は、ここでの「別の部位」として、中空部64の内周面に入熱する。本実施形態での熱源102による入熱箇所は、焼入れ対象部位68に対して径方向に重なっている。本実施形態では、ワークWの中空部64の全周に亘る範囲が入熱箇所となる。ここでの「径方向」とは、焼入れ対象部位68の軸心CLbを円中心とする半径方向をいう。
第2加熱工程では、前述の通り、熱源102によって加熱されたワークWの焼入れ対象部位68を、レーザー光104を照射することによって焼入れ温度TA以上の温度域に加熱する(時点tb2、tb4参照)。第2加熱工程での加熱温度の上限値は特に限定されないが、現実的には、焼入れ対象部品60の素材の融点が上限値となる。
第2加熱工程では、前述した照射経路110に沿ってレーザー光の照射箇所を移動させることで、焼入れ対象部位68の全域を焼入れ温度TA以上の温度域に加熱する。本実施形態では、レーザー光の照射位置を焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに変えることで、照射経路110に沿ってレーザー光を照射する(図3参照)。また、本実施形態では、前述の通り、照射経路110の始点部118と終点部120とがオーバーラップしている。このため、周状の焼入れ対象部位68を全周範囲でレーザー光を照射した後、そのオーバーラップ箇所116でレーザー光を再照射することになる。
第2加熱工程では、前述の熱源102による加熱によって目標温度(例えば、Ms点)超の温度域に維持された焼入れ対象部位68を、レーザー光の照射によって焼入れ温度TA以上に加熱する。本実施形態の第2加熱工程では、焼入れ対象部位68を目標温度超の温度域に維持するうえで、前述の通り、熱源102による加熱を継続した状態のまま、レーザー光を照射している。この他にも、第1加熱工程において目標温度よりも十分に高い温度域まで熱源102によって焼入れ対象部位68を加熱しておき、その余熱によって第2加熱工程において目標温度超の温度域に維持してもよい。この場合、第2加熱工程では、熱源102による加熱を停止した状態でレーザー光を照射する。この場合、第2加熱工程を開始してから終了するまでの時間間隔をできるだけ短くすることが好ましい。これにより、レーザー光の照射箇所が自己冷却によって焼入れ温度TA未満の温度域に冷却されるとき、目標温度(ここではMs点)以下の温度域まで冷却される事態を回避できる(時点tb3、tb5参照)。
冷却工程では、前述の通り、焼入れ対象部位68の全体を冷却することで、焼入れ対象部位68の全体を焼入れする(時点tb6参照)。この冷却工程は、レーザー光による焼入れ対象部位68の全体への加熱が完了したタイミングで行う。言い換えると、冷却工程は、レーザー光の照射経路110に沿ったレーザー光の照射が完了したタイミングで行う。本実施形態では、Mf点以下となる周辺の環境温度(本実施形態では室温TR)の温度域まで焼入れ対象部位68の全体を冷却することで、焼入れ対象部位68の全体を焼入れする。
冷却工程は、マルテンサイト変態を生じさせることのできる冷却速度(例えば、下部臨界冷却速度以上の冷却速度)で焼入れ対象部位68を冷却する。これを実現するうえで、本実施形態では、熱源102による焼入れ対象部位68の加熱を停止する。これにより、Ms点以下の周囲の環境温度となるまで、空冷によって、焼入れ対象部位68を冷却できる。この冷却態様は特に限定されず、水冷、油冷等でもよい。
焼入れ対象部品60に複数の焼入れ対象部位68がある場合、個々の焼入れ対象部位68毎に、これら第1加熱工程、第2加熱工程、冷却工程からなる一連の工程を行ってもよい。この他にも、複数の焼入れ対象部位68にまとめて各工程を行ってもよい。例えば、複数の焼入れ対象部位68にまとめて第1加熱工程を行い、複数の焼入れ対象部位68のそれぞれに個別に第2加熱工程を行い、複数の焼入れ対象部位68にまとめて冷却工程を行ってもよい。
また、第2加熱工程において、焼入れ対象部位68に対するレーザー光の照射を開始してから冷却工程が終了するまでの時間間隔tx(図7参照)を想定する。この時間間隔txが長くなりすぎると、恒温変態によって、焼入れ対象部位68にマルテンサイト組織の替わりに、パーライト組織、ベイナイト組織等が生じてしまう。これを避けるため、この時間間隔txは、予め定められた時間間隔として、恒温変態が生じない時間間隔に設定しておくと好ましい。この時間間隔txは、実験、解析等によって求めればよい。
以上の熱処理方法の効果を説明する。
(A)実施形態の熱処理方法では、熱源102によって加熱されたワークWの焼入れ対象部位68を、レーザー光の照射により焼入れ温度TA以上に加熱している。よって、レーザー光の照射による加熱後に焼入れ対象部位68が自己冷却したとき、熱源102によって加熱しない場合と比べ、マルテンサイト変態を促進するような大きな温度低下を避けることができる。ここでの大きな温度低下とは、本実施形態では、目標温度(Ms点)以下となる温度低下をいう。これにより、レーザー光の照射箇所にレーザー光を再照射したときの焼戻しの発生を抑制できる。ひいては、レーザー光の照射範囲での部分的な焼戻しにより軟化が生じ難くなり、焼入れ対象部位68において均一な硬度分布を得ることが容易となる。
(B)第1加熱工程において、焼入れ対象部位68の外周にある焼入れ対象部位68を加熱するにあたって、ワークWの中空部64内に配置した熱源102を用いている。よって、熱源102によってワークWを加熱するとき、熱源102から発した熱をワークWの中空部64内にこもらせ易くなる。ひいては、ワークWの中空部64外に熱源102を配置する場合と比べ、ワークWを所望の温度(本実施形態では目標温度超の温度)まで早期に加熱し易くすることができる。
(C)第2加熱工程において、レーザー光の照射経路110の始点部118と終点部120とがオーバーラップしている。このようなレーザー光の照射経路110を辿る場合でも、オーバーラップ箇所116での焼戻しの発生を防止できる。
(D)第1加熱工程において、ワークWにおける焼入れ対象部位68とは別の部位に熱源102により入熱している。これにより、第2加熱工程において、レーザー光を照射するヘッド106と熱源102との干渉を避け易くすることができる。
(E)熱源102による入熱箇所は、ワークWの焼入れ対象部位68と径方向に重なる位置となる。よって、熱源102による入熱箇所がワークWの軸方向Xの側面になる場合と比べ、焼入れ対象部位68の軸方向Xでの温度分布を均一化し易くなる。
(第2実施形態)図8を参照する。第2実施形態でも、第1実施形態の伝動装置10の構成部品が焼入れ対象部品60となる。詳しくは、第2実施形態の焼入れ対象部品60は第2キャリヤ部材32Bであり、この焼入れ対象部品60に接触する接触部品62は主軸受34の第2転動体52である。焼入れ対象部品60がキャリヤ部材32Bとなる場合、焼入れ対象部品60の軸心CLaは、キャリヤ部材32Bの本体部56の軸心となる。また、焼入れ対象部品60の接触面66は第2内側転動面54であり、焼入れ対象部位68は、その第2内側転動面54となる。本実施形態では、この焼入れ対象部位68の軸心CLbは焼入れ対象部品60の軸心CLaと同じになる。また、焼入れ対象部品60の中空部64はキャリヤ部材32の第3貫通孔48となる。
第1加熱工程において、熱源102は、第1実施形態と同様、焼入れ対象部品60となるワークWの中空部64(第3貫通孔48)の内側に配置される。これ以外の点は、熱処理方法に関して、第1実施形態と同様となる。例えば、第2加熱工程において、第1実施形態と同様、レーザー光の照射位置を焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに変えることで、環状に連続する照射経路110に沿ってレーザー光を照射する。
本実施形態の熱処理方法でも、前述した(A)~(E)で説明した構成要素を備え、それらの説明に対応する効果を得られる。
(第3実施形態)図9を参照する。第3実施形態でも、第1実施形態の伝動装置10の構成部品が焼入れ対象部品60となる。詳しくは、第3実施形態の焼入れ対象部品60は第2キャリヤ部材32Bである。本実施形態の焼入れ対象部位68は、前述の実施形態と異なり、焼入れ対象部品60の接触面66ではなく、第2キャリヤ部材32Bにおける第1柱部材36の根本部36aの外周に設けられる周状の部位となる。第1柱部材36の根本部36aでは曲げ応力に対する疲労強度を要求される。この根本部36aの外周を高硬度化することによって、疲労強度の向上を図ることができる。この焼入れ対象部位68の軸心CLb(柱部材36の軸心)は焼入れ対象部品60の軸心CLaからオフセットした位置にある。
第1加熱工程において、熱源102は、焼入れ対象部品60(第2キャリヤ部材32B)となるワークWの軸方向Xの側方に配置される。第1加熱工程において、第1実施形態と同様、熱源102は、ワークWにおける焼入れ対象部位68とは別の部位に入熱する。これを実現するうえで、本実施形態の焼入れ対象部位68は、ワークWの軸方向Xの一方側側部にあり、熱源102は、ワークWの軸方向Xの他方側に配置される。本実施形態での熱源102による入熱箇所は、焼入れ対象部位68に対して軸方向Xに重なっている。
これ以外の点は、熱処理方法に関して、第1実施形態と同様となる。例えば、第2加熱工程において、第1実施形態と同様、レーザー光の照射位置を焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに変えることで、環状に連続する照射経路110に沿ってレーザー光を照射する。
本実施形態の熱処理方法でも、前述した(A)、(C)、(D)で説明した構成要素を備え、それらの説明に対応する効果を得られる。
(第4実施形態)図10を参照する。第4実施形態でも、第1実施形態の伝動装置10の構成部品が焼入れ対象部品60となる。詳しくは、第4実施形態の焼入れ対象部品60は外歯歯車22であり、この焼入れ対象部品60に接触する接触部品62は内歯歯車24である。この焼入れ対象部品60の軸心CLaは、外歯歯車22の軸心となる。また、焼入れ対象部品60の接触面66は外歯歯車22の外周に設けられる歯面130であり、焼入れ対象部位68は、その歯面130となる。本実施形態では、この焼入れ対象部位68の軸心CLbは焼入れ対象部品60の軸心CLaと同じになる。また、焼入れ対象部品60の中空部64は外歯歯車22の第1貫通孔44となる。
第1加熱工程において、熱源102は、外歯歯車22の第1貫通孔44となる焼入れ対象部品60の中空部64の内側に配置される。これ以外の点は、熱処理方法に関して、第1実施形態と同様となる。例えば、第2加熱工程において、第1実施形態と同様、レーザー光の照射位置を焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに変えることで、環状に連続する照射経路110に沿ってレーザー光を照射する。
本実施形態の熱処理方法でも、前述した(A)~(E)で説明した構成要素を備え、それらの説明に対応する効果を得られる。
(第5実施形態)図11を参照する。第5実施形態でも、第1実施形態の伝動装置10の構成部品が焼入れ対象部品60となる。詳しくは、第5実施形態の焼入れ対象部品60は外歯歯車22であり、この焼入れ対象部品60に接触する接触部品62は偏心体軸受30の第1転動体38である。また、焼入れ対象部品60の接触面66は、外歯歯車22における第1貫通孔44の第1外側転動面42であり、焼入れ対象部位68は、その第1外側転動面42となる。本実施形態では、この焼入れ対象部位68の軸心CLbは焼入れ対象部品60の軸心CLaと同じになる。また、焼入れ対象部品60の中空部64は外歯歯車22の第1貫通孔44となる。
第1加熱工程において、熱源102は、焼入れ対象部品60となるワークWの軸方向Xの側方に配置する。これ以外の点は、熱処理方法に関して、第1実施形態と同様となる。例えば、第2加熱工程において、第1実施形態と同様、レーザー光の照射位置を焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに変えることで、環状に連続する照射経路に沿ってレーザー光を照射する。
本実施形態の熱処理方法でも、前述した(A)、(C)、(D)で説明した構成要素を備え、それらの説明に対応する効果を得られる。
(第6実施形態)図12を参照する。本実施形態の熱処理方法が用いられる伝動装置10は、前述の実施形態とは異なり、撓み噛み合い型歯車装置である。この伝動装置10の伝動機構14は、互いに噛み合うとともに一方が撓み歯車150となる外歯歯車152及び内歯歯車154A、154Bを備える。この伝動機構14は、起振体158によって撓み歯車150を撓み変形させることで外歯歯車152及び内歯歯車154A、154Bの一方を自転させ、その自転成分を出力回転として出力部材16から取り出し可能である。本実施形態の伝動装置10は、複数の内歯歯車154A、154Bを用いた筒型の撓み噛み合い歯車装置である。
伝動装置10は、この他に、入力軸12となる起振体軸156と、起振体軸156の起振体158と撓み歯車150との間に配置される起振体軸受160と、撓み歯車150の軸方向一方側に配置される第1カバー162Aと、撓み歯車150の軸方向他方側に配置される第2カバー162Bと、を備える。本実施形態の撓み歯車150は外歯歯車152であり、出力部材16は第2カバー162Bである。
起振体軸156は、起振体158と、起振体158に対して軸方向両側に設けられる軸部159と、を備える。起振体158は、自身の回転によって撓み歯車150を撓み変形させることができるができる程度の剛性を持つ。起振体158の外周形状は、起振体軸156の軸方向に直交する断面において楕円状をなす。軸部159の外周形状は、起振体軸156の軸方向に直交する断面において円状をなす。本明細書での「楕円」とは、幾何学的に厳密な楕円に限定されず、略楕円も含まれる。
起振体軸受160は、複数の内歯歯車154A、154Bのそれぞれに対応しており、その対応する内歯歯車154A、154Bの内側に個別に配置される。起振体軸受160は、複数の第3転動体164を備える。起振体軸受160の内輪は起振体158の外周面が兼ねており、その外周面が第3内側転動面166を構成する。この他にも、起振体軸受160は、専用の内輪を備えてもよい。
撓み歯車150を構成する外歯歯車152は、可撓性を持つ筒状部材である。
内歯歯車154A、154Bは、起振体158の回転に追従して変形しない程度の剛性を持つ。内歯歯車154A、154Bは、外歯歯車152の外歯数(例えば、100)とは異なる内歯数(例えば、102)の第1内歯歯車154Aの他に、外歯歯車152の外歯数と同数の内歯数の第2内歯歯車154Bとを含む。
ケーシング18は、第1内歯歯車154Aを兼ねる第1ケーシング部材168と、第2内歯歯車154Bの外周側に配置される第2ケーシング部材170とを含む。第1ケーシング部材168と第2ケーシング部材170は互いに連結されることで一体化される。第2ケーシング部材170と第2内歯歯車154Bとの間には、これらの相対回転を許容する主軸受34が配置される。第1カバー162Aは、ケーシング18と連結されることで、ケーシング18と一体化される。第2カバー162Bは、第2内歯歯車154Bと連結されることで、第2内歯歯車154Bと一体化される。
以上の伝動装置10では、駆動源によって起振体軸156(入力軸12)が回転すると、起振体158の形状に合わせた楕円状をなすように撓み歯車150が撓み変形させられる。このように撓み歯車150が撓み変形すると、外歯歯車152と内歯歯車154A、54Bの噛合位置が起振体158の回転方向に変化する。このとき、異なる歯数を持つ外歯歯車152と第1内歯歯車154Aの噛合位置が一周する毎に、これらの噛み合う歯が周方向にずれていく。この結果、これらのうちの一方(本実施形態では外歯歯車152)が自転し、その自転成分が出力回転として出力部材16から取り出される。このとき、外歯歯車152と第2内歯歯車154Bは、互いに同じ歯数を持つため、それらの噛合位置が一周しても、相対回転せずに同期する。このため、外歯歯車152の自転成分は、外歯歯車152と同期する第2内歯歯車154Bを通して、出力部材16としての第2カバー162Bから取り出される。
図13を参照する。ここで、本実施形態での焼入れ対象部品60は起振体軸156であり、この焼入れ対象部品60に接触する接触部品62は起振体軸受160の第3転動体164である。この焼入れ対象部品60の軸心CLaは、起振体軸156の軸心となる。また、焼入れ対象部品60の接触面66は起振体158の外周に設けられる第3内側転動面166となり、焼入れ対象部位68は、起振体158の外周(第3内側転動面166)となる。本実施形態では、この焼入れ対象部位68の軸心CLbは焼入れ対象部品60の軸心CLaと同じになる。
第1加熱工程において、熱源102は、第1実施形態と同様、焼入れ対象部品60となるワークWの中空部64の内側に配置される。これ以外の点は、熱処理方法に関して、第1実施形態と同様となる。例えば、第2加熱工程において、第1実施形態と同様、レーザー光の照射位置を焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに変えることで、環状に連続する照射経路110に沿ってレーザー光を照射する。
本実施形態の熱処理方法でも、前述した(A)~(E)で説明した構成要素を備え、それらの説明に対応する効果を得られる。
(第7実施形態)図14を参照する。本実施形態の熱処理方法が用いられる伝動装置10は、前述の実施形態とは異なり、遊星式伝動装置10であり、詳しくはトラクションドライブである。この伝動装置10の伝動機構14は、入力軸12の回転が伝達される太陽部材180と、太陽部材180の回転により自転しながら公転する複数の遊星部材182と、遊星部材182を貫通する第2柱部材184と、第2柱部材184と一体化されるとともに遊星部材182の公転成分と同期する第3キャリヤ部材186と、第2柱部材184と遊星部材182との間に配置されるニードル軸受188と、を備える。
本実施形態の出力部材16は、第3キャリヤ部材186と一体化されている。本実施形態において、太陽部材180及び遊星部材182は太陽ローラ及び遊星ローラを構成し、両者の間では摩擦伝動により動力が伝達される。この他にも、太陽部材180及び遊星部材182は、太陽歯車及び遊星歯車を構成してもよい。遊星部材182は第2柱部材184が貫通する第4貫通孔190を備える。
ニードル軸受188は、複数の第4転動体192を備える。ニードル軸受188の外輪は、遊星部材182の第4貫通孔190が兼ねており、その内周面によって第4転動体192が転動する第2外側転動面194が構成される。この他にも、ニードル軸受188は、専用の外輪を備えてもよい。
以上の伝動装置10では、入力軸12の回転によって太陽部材180を回転させると、遊星部材182が自転しながら公転する。遊星部材182が公転すると、その公転成分が第3キャリヤ部材186を介して出力回転として出力部材16から取り出される。
図15を参照する。本実施形態の焼入れ対象部品60は遊星部材182であり、この焼入れ対象部品60に接触する接触部品62はニードル軸受188の第4転動体192となる。この焼入れ対象部品60の軸心CLaは、遊星部材182の軸心となる。また、焼入れ対象部品60の接触面66は遊星部材182の第4貫通孔190の第2外側転動面194となり、焼入れ対象部位68は、その第2外側転動面194、つまり、中空部64の内周面となる。本実施形態では、この焼入れ対象部位68の軸心CLb(中空部64の軸心)は焼入れ対象部品60の軸心CLaと同じになる。また、焼入れ対象部品60の中空部64は遊星部材182の第4貫通孔190となる。
第1加熱工程において、熱源102は、前述の実施形態と異なり、焼入れ対象部品60(遊星部材182)となるワークWの外周側に配置する。これ以外の点は、熱処理方法に関して、第1実施形態と同様となる。例えば、第2加熱工程において、第1実施形態と同様、レーザー光の照射位置を焼入れ対象部位68の軸心CLb周りに変えることで、環状に連続する照射経路に沿ってレーザー光を照射する。
本実施形態の熱処理方法でも、前述した(A)、(C)、(D)、(E)で説明した構成要素を備え、それらの説明に対応する効果を得られる。
各構成要素の他の変形形態を説明する。
第1実施形態等では、偏心揺動型歯車装置の種類として、内歯歯車24の軸心上に偏心体軸26が配置されるセンタークランクタイプを例に説明した。この種類は特に限定されず、この他にも、内歯歯車24の軸心からオフセットした位置に複数の偏心体軸26が配置される振り分けタイプでもよい。振り分けタイプの場合、偏心体軸26は中実構造である場合が多い。中実構造の偏心体軸26の偏心体に焼入れを行う場合には、例えば偏心体軸26の軸方向端面や偏心体に隣接する軸部の外周に、熱源102を対向させて第1加熱工程を行えばよい。また、偏心揺動型歯車装置において、外歯歯車22に替えて、内歯歯車24を揺動歯車20としてもよい。また、偏心揺動型歯車装置において、出力部材16の具体例は特に限定されず、ケーシング18等でもよい。
撓み噛み合い型歯車装置の種類として筒型を例に説明した。この種類は特に限定されず、例えば、カップ型、シルクハット型でもよい。また、撓み噛み合い型歯車装置において、外歯歯車22に替えて、内歯歯車24を撓み歯車150としてもよい。また、撓み噛み合い型歯車装置において、出力部材16の具体例は特に限定されず、ケーシング18等でもよい。
(A)の効果との関係で、偏心揺動型歯車装置、撓み噛み合い型歯車装置に用いられる焼入れ対象部品60となるワークWに熱処理する場合、ワークWの中空部64の有無は問わない。例えば、偏心体軸26、起振体軸156、第2キャリヤ部材32BとなるワークWは中空部64がなくともよいということである。また、偏心揺動型歯車装置に用いられる焼入れ対象部品60となるワークWに熱処理する場合、焼入れ対象部品60の具体例は特に限定されない。ワークWは、偏心体軸26(第1実施形態)、第2キャリヤ部材32B(第2、第3実施形態)、外歯歯車22(第4、第5実施形態)となる例を説明した。この他にも、ワークWは、偏心揺動型歯車装置のケーシング18となってもよいし、主軸受34、偏心体軸受30等の軸受の構成部品(例えば、外輪、内輪)となってもよい。また、撓み噛み合い型歯車装置に用いられる焼入れ対象部品60となるワークWに熱処理する場合、その具体例は特に限定されない。ワークWは、起振体軸156(第6実施形態)となる例を説明した。この他にも、撓み噛み合い型歯車装置のケーシング18、カバー162A、162Bとなってもよいし、主軸受34、起振体軸受160等の軸受の構成部品となってもよい。
(A)の効果との関係で、ワークWに中空部64があり、焼入れ対象部位68をワークWの外周又は中空部64とする場合、ワークWから得られる焼入れ対象部品60が用いられる伝動装置10の具体例は特に限定されない。この伝動装置10は、例えば、歯車装置の他にも、モータ、ベルトコンベア等でもよい。また、この伝動装置10が歯車装置となる場合、この歯車装置の種類は特に限定されない。この具体例として、偏心揺動型歯車装置、撓み噛み合い型歯車装置の他にも、平行軸歯車装置、直交軸歯車装置、単純遊星歯車装置等が用いられてもよい。
また、中空部64を有するワークWの外周を焼入れ対象部位68とする場合、ワークWから得られる焼入れ対象部品60の具体例は特に限定されない。例えば、焼入れ対象部品60は、前述した歯車装置の種々の構成部品(例えば、ケーシング18、内歯歯車24、軸受の外輪又は内輪等)でもよい。
また、中空部64を有するワークWの中空部64を焼入れ対象部位68とする場合、ワークWから得られる焼入れ対象部品60の具体例は特に限定されない。例えば、焼入れ対象部品60は、前述した歯車装置の種々の構成部品(例えば、偏心体軸26、外歯歯車22、内歯歯車24、起振体軸156等)の何れでもよい。また、この条件を満たす焼入れ対象部品60として遊星部材182を用いる場合、遊星部材182は、遊星ローラの他にも遊星歯車等でもよい。
第2加熱工程を行うときにワークWの焼入れ対象部位68を目標温度超の温度域に維持できるように第1加熱工程において熱源102を加熱するうえで、目標温度はMs点である例を説明した。この目標温度は、熱源102により加熱しない場合と比べ、第2加熱工程での自己冷却においてマルテンサイト変態の促進を避けることできるものであればよい(つまり、焼戻しによる軟化を抑制できればよい)。この条件を満たすことができるのであれば、その具体的な温度はMs点未満の温度であってもよい。
焼入れ対象部位68は、周状の部位である例を説明したが、これに限定されない。焼入れ対象部位68は、例えば、焼入れ対象部品60の周方向に連続する部分的な範囲であってもよい。これは、例えば、ワークWから得られる焼入れ対象部品60が歯車であり、焼入れ対象部位68が歯車の歯当たり面のみとなる場合を想定している。
ワークWにおける焼入れ対象部位68と熱源102による入熱箇所の相対位置関係は、特に限定されない。これらは、例えば、実施形態とは異なり、同じであってもよい。
また、ワークWにおける焼入れ対象部位68の位置及び熱源102の配置箇所は特に限定されない。例えば、偏心体軸26又は起振体軸156となるワークWに熱処理する場合、これらの中空部64、軸方向Xの側面の何れかを焼入れ対象部位68としてもよい。また、このワークWに熱処理する場合、熱源102は、ワークWの中空部64の内側に替えて、ワークWの外部に配置してもよい。
この他にも、キャリヤ部材32A、32BとなるワークWに熱処理する場合、焼入れ対象部位68は、例えば、第1柱部材36の外周部、キャリヤ部材32Bの貫通孔48等になってもよい。また、キャリヤ部材32A、32Bの第2内側転動面54が焼入れ対象部位68となるとき(図8参照)、熱源102は、ワークWの中空部64の内側に替えて、ワークWの軸方向Xの側方に配置してもよい。また、キャリヤ部材32の第1柱部材36の根本部36aが焼入れ対象部位68となるとき(図9参照)、熱源102は、ワークWの軸方向Xの側方に替えて、ワークWの中空部64の内側に配置されてもよい。
この他にも、偏心揺動型歯車装置の外歯歯車22の歯面130が焼入れ対象部位68となるとき(図10参照)、熱源102は、ワークWの中空部64の内側に替えて、ワークWの軸方向Xの側方に配置されてもよい。また、外歯歯車22の第1貫通孔44又は第2貫通孔46が焼入れ対象部位68になるとき(図11参照)、熱源102は、ワークWの軸方向Xの側方に替えて、ワークWの中空部64の内側に配置されてもよい。ここでのワークWの中空部64は、外歯歯車22の第1貫通孔44又は第2貫通孔46の何れとなってもよい。
以上の実施形態及び変形形態は例示である。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形形態の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形形態の内容は、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。
以上の構成要素の任意の組み合わせも有効である。例えば、実施形態に対して他の実施形態の任意の説明事項を組み合わせてもよいし、変形形態に対して実施形態及び他の変形形態の任意の説明事項を組み合わせてもよい。
W…ワーク、22…外歯歯車、26…偏心体軸、28…偏心体、32A、32B…キャリヤ部材、34…主軸受、36…柱部材、36a…根本部、44、46…貫通孔、64…中空部、68…焼入れ対象部位、102…熱源、104…レーザー光、110…照射経路、118…始点部、120…終点部、130…歯面、156…起振体軸、158…起振体。
Claims (11)
- ワークの焼入れ対象部位に焼入れする熱処理方法であって、
前記ワークは、偏心揺動型歯車装置又は撓み噛み合い型歯車装置の構成部品となり、
前記焼入れ対象部位を熱源により加熱する第1加熱工程と、
前記熱源により加熱された前記焼入れ対象部位を、レーザー光の照射により焼入れ温度以上に加熱する第2加熱工程と、を含む熱処理方法。 - ワークの焼入れ対象部位に焼入れする熱処理方法であって、
前記ワークは、中空部を有するとともに外周に前記焼入れ対象部位を有し、
前記焼入れ対象部位を前記中空部内に配置された熱源により加熱する第1加熱工程と、
前記熱源により加熱された前記焼入れ対象部位を、レーザー光の照射により焼入れ温度以上に加熱する第2加熱工程と、を含む熱処理方法。 - ワークの焼入れ対象部位に焼入れする熱処理方法であって、
前記ワークは、中空部を有するとともに前記中空部に前記焼入れ対象部位を有し、
前記焼入れ対象部位を前記ワークの外周側に配置した熱源により加熱する第1加熱工程と、
前記熱源により加熱された前記焼入れ対象部位を、レーザー光の照射により焼入れ温度以上に加熱する第2加熱工程と、を含む熱処理方法。 - 前記レーザー光の照射後に前記焼入れ対象部位を冷却することで焼入れする冷却工程を含む請求項1から3のいずれかに記載の熱処理方法。
- 前記第1加熱工程において、前記第2加熱工程において前記焼入れ対象部位をマルテンサイト変態開始点超の温度域に維持できるように、前記熱源により前記焼入れ対象部位を加熱する請求項1から4のいずれかに記載の熱処理方法。
- 前記焼入れ対象部位は周状の部位であり、
前記第2加熱工程において、前記焼入れ対象部位に対する前記レーザー光の照射箇所を照射経路に沿って移動させることで前記焼入れ対象部位を加熱し、
前記照射経路の始点部と終点部とはオーバーラップする請求項1から5のいずれかに記載の熱処理方法。 - 前記第1加熱工程において、前記熱源は、前記ワークにおける前記焼入れ対象部位とは別の部位に入熱する請求項1から6のいずれかに記載の熱処理方法。
- 前記ワークは、前記偏心揺動型歯車装置における偏心体を有する偏心体軸となるとともに中空部を有し、
前記焼入れ対象部位は、前記偏心体の外周となり、
前記熱源は、前記中空部内に配置される請求項1、4~7のいずれかに記載の熱処理方法。 - 前記ワークは、前記撓み噛み合い型歯車装置における起振体を有する起振体軸となるとともに中空部を有し、
前記焼入れ対象部位は、前記起振体の外周となり、
前記熱源は、前記中空部内に配置される請求項1、4~7のいずれかに記載の熱処理方法。 - 前記ワークは、外歯歯車の軸方向側方に配置されるキャリヤ部材となり、
前記焼入れ対象部位は、前記キャリヤ部材の外周に配置される主軸受の内側転動面、又は、前記キャリヤ部材から突出して前記外歯歯車を貫通する柱部材の根本部となり、
前記熱源は、前記ワークに設けられた中空部の内側又は前記ワークの軸方向側方に配置される請求項1、4~7のいずれかに記載の熱処理方法。 - 前記ワークは、前記偏心揺動型歯車装置の外歯歯車となり、
前記焼入れ対象部位は、前記外歯歯車に設けられた貫通孔の内周面又は歯面となり、
前記熱源は、前記貫通孔となる前記ワークの中空部の内側又は前記ワークの軸方向側方に配置される請求項1、4~7のいずれかに記載の熱処理方法。
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