JP7286092B2 - 歯車の再利用可否判定方法および歯車の再利用可否判定システム - Google Patents

Description

本発明は、歯車の再利用可否判定方法および歯車の再利用可否判定システムに関する。

減速機などを構成する歯車部品は、高額であり、かつ入手困難な環境で用いられる場合が多いため、一定時間稼働した減速機から取り出し、所定の評価を行った上で健全であると認められるものについては、再利用することが求められている。現状の工程では、比較的低負荷の歯車部品に限って、作業者が歯面上の剥離の有無を目視確認し、再利用の可否判断を行っており、歯面剥離の無い歯車の約半数が再利用されている。高負荷の歯車部品については、所定の稼働期間が経過した段階で、一律に廃棄されている。

特許文献１では、Ｘ線回折法を用いて得られる観測ピークの半価幅から残存寿命を推定する方法が開示されている。特許文献２では、残留応力の変化を利用した余寿命評価式により、軸受部品の寿命を診断する方法が開示されている。特許文献３では、軸受部品の疲労損傷度に対し、残留γ相と半価幅、表面粗さの変化量を評価し、残存寿命を推定する方法が開示されている。特許文献４では、渦流探傷によって残留γ相の変化量を測定する方法が開示されている。

特開２０１９－２０２４９号公報 特開２０１８－４０７７１号公報 国際公開第２０１１／０７４６５４号 特開２０１２－１２２９９３号公報

高負荷で所定の時間使用される歯車部品に関しては、歯面剥離の無い健全状態であっても、全数スクラップ（廃棄）されている。歯車部品の再利用率の低さは、建設・鉱山現場における再生工程のコストアップに繋がっている。そのため、再利用率の向上を図れるように、品質を担保する科学的根拠に基づいた、合理的な再利用可否判断基準の確立が求められている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、利用中または利用後の歯車に対し、再利用可否を判定し、再利用比率を高めることを可能とする歯車の再利用可否判定方法および歯車の再利用可否判定システムを提供することを目的とする。

本発明者は、歯車の表層組織の変化を定量的に測定することにより、再利用可能な歯車と不可能な歯車の組織に差異があることを明らかにした。具体的には、歯車の非破壊的手法として、Ｘ線回折法を採用して、残留γ相の割合を測定した。その結果、歯車の表層組織において、残留γ相が、稼働中の負荷により減少していくことを見出した。残留γ相が減少するのは、加工誘起マルテンサイト変態によるものと考えられる。また、残留γ相からマルテンサイト相への変態により体積膨張が起きるため、残留応力が変化することが予測される。そこで、Ｘ線回折法を用いて残留応力を測定した結果、稼働後の残留応力の絶対値が、稼動前に比べて増加していくことを見出した。さらに、本発明者は、残留γ相の減少率と残留応力比の増加率の相関関係に着目し、これに基づいて、歯車の再利用可否判定が可能であることを見出した。本発明は、以下の手段を提供する。

（１）本発明の一実施形態に係る歯車の再利用可否判定方法は、利用中または利用後の歯車の再利用可否判定方法であって、前記歯車における残留γ相の含有量を測定する残留γ相測定工程と、前記残留γ相の含有量の変化率を算出する残留γ相変化率算出工程と、前記歯車に加わる残留応力を測定する残留応力測定工程と、前記残留応力の比を算出する残留応力比算出工程と、前記残留γ相変化率算出工程および前記残留応力比算出工程における算出結果に基づき、前記歯車の再利用可否を判定する再利用可否判定工程と、を有し、前記再利用可否判定工程において、前記歯車の状態が、前記歯車の利用開始時の状態を基準として、前記残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、前記残留応力の変化率が増加する第一フェーズ、前記第一フェーズ後に、前記残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、前記残留応力の変化率が前記第一フェーズより急峻に増加する第二フェーズ、前記第二フェーズ後に、前記残留応力の変化率が前記第二フェーズに対して断続的に減少する第三フェーズのうち、前記第一フェーズまたは前記第二フェーズに該当する場合に再利用可能と判定し、前記第三フェーズに該当する場合に再利用不可能と判定する。

（２）本発明の一実施形態に係る歯車の再利用可否判定システムは、利用中または利用後の歯車の再利用可否判定システムであって、前記歯車における残留γ相の含有量を測定する残留γ相測定部、および前記歯車に加わる残留応力を測定する残留応力測定部を有する測定装置と、前記残留γ相の含有量の変化率を算出する残留γ相変化率算出部、前記残留応力の比を算出する残留応力比算出部、および前記歯車が再利用可能であるか再利用不可能であるかの判定を行う判定部を有する判定装置と、を備え、前記判定部は、残留γ相変化率算出部、前記残留応力比算出部の算出結果に基づき、前記歯車の状態が、前記歯車の利用開始時の状態を基準として、前記残留応力の変化率が増大するにつれて、前記残留γ相の含有量の変化率が減少する第一フェーズ、前記第一フェーズ後に、前記残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、前記残留応力の変化率が前記第一フェーズより急峻に増加する第二フェーズ、前記第二フェーズ後に、前記残留応力の変化率が前記第二フェーズに対して断続的に減少する第三フェーズのうち、いずれに該当するのかを判定するフェーズ判定手段を有する。

（３）前記（２）に記載の歯車の再利用可否判定システムにおいて、前記判定装置は、前記残留γ相の含有量と前記残留応力との相関関係に関する、既知のデータを格納するデータベースを、さらに有していてもよい。

本発明によれば、残留γ相の減少率および残留応力の増加率の相関関係から導いた再利用可否判定の基準点により、歯車の再利用可否を合理的に判定することができる。また、本発明によれば、非破壊検査による再利用可否の判定を実現することができる。その結果、これまでは外観検査でさえ実施していなかった全量スクラップの歯車部品をも含めて、簡便かつ客観的に再利用判定することが可能となり、信頼性の高い品質管理技術の構築と共に、スクラップ率を大幅に低減し、部品コストを削減することができる。

本発明の一実施形態に係る、歯車の再利用可否判定システムの構成を模式的に示した図である。 （ａ）本発明の一実施形態に係る二つの歯車同士が、互いに噛み合いながら回転している様子を示した図である。（ｂ）（ａ）の歯車の一部を拡大し、最大応力負荷領域を明示した図である。 （ａ）～（ｄ）歯車に生じる亀裂の伝播のメカニズムを説明する図である。 歯車の各稼働状態における、残留γ相変化率と残留応力比との関係を示すグラフである。 （ａ）、（ｂ）本発明の二つの実施形態に対応する、歯車の再利用可否判定方法に含まれる工程のフローを示した図である。 （ａ）～（ｃ）稼働後の各段階で得られた歯車断面のＳＥＭ画像である。 歯車の各稼働状態における、残留γ相の粒面積のヒストグラムである。

以下、本発明を適用した実施形態である歯車の再利用可否判定方法および歯車の再利用可否判定システムについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る歯車の再利用可否判定システム１００の構成を模式的に示す図である。歯車の再利用可否判定システム１００は、利用中または利用後の歯車の再利用可否判定システムであって、主に、測定装置１０１と、判定装置１０２とを備えている。測定装置１０１は、主に、残留γ相測定部１０３と、残留応力測定部１０４とを有する。判定装置１０２は、主に、残留γ相変化率算出部１０５と、残留応力比算出部１０６と、判定部１０７とを有する。

残留γ相測定部１０３は、歯車における残留γ（オーステナイト）相（面心立方格子）の含有量を測定する測定装置である。残留γ相は、浸炭処理された焼戻しマルテンサイト組織であって、強靭化に寄与するものと考えられている。試料全体における残留γ相の単位面積は０．００５μｍ^２～５０μｍ^２程度であり、同残留γ相存比は３５ｍａｓｓ％以下である。残留γ相の含有量については、例えば、歯車の最大応力範囲の領域についてＸ線回折測定を行い、各相のピーク強度比から存在比（単位：ｍａｓｓ％）を算出し、評価する。

残留応力測定部１０４は、歯車に加わる残留応力を測定する測定装置である。残留応力測定部１０２としては、Ｘ線回折装置を用いることができる。残留応力は、各歯車が、回転中に他の歯車と噛み合うことによって変化する。図５（ａ）は、二つの歯車Ａ、Ｂが、互いに噛み合いながら回転している様子を示した図である。図５（ｂ）は、歯車Ｂを構成する一つの歯１０を拡大し、最大応力負荷領域を明示した図である。歯車Ｂに対し、歯車Ａを方向Ｄに回転させた場合、歯車Ｂの各領域に残留応力が負荷されることになり、歯車Ｂの各歯１０のうち、歯車Ａとの歯面噛み合い部となる歯たけ方向３の中央領域１、および歯元部の中央領域２が、最大応力負荷領域となる。歯車の厚み方向において歯１０の形状が一様であれば、歯１０に負荷される残留応力は、歯幅方向４においては一様となる。

残留γ相変化率算出部１０５は、残留γ相の含有量の変化率（残留γ相変化率）を算出する算出装置である。残留応力比算出部１０６は、残留応力比を算出する算出装置である。ここでの残留γ相変化率、残留応力比は、歯車として稼働する前の状態（初期状態、製造直後の未損傷の新品状態）を基準とした比率を意味している。すなわち、残留γ相変化率は、測定時の残留γ相の含有量／稼働前の残留γ相の含有量を意味し、同様に、残留応力比は、測定時の残留応力比／稼働前の残留応力比を意味している。

判定部（比較判定部）１０７は、残留γ相変化率算出部１０５、残留応力比算出部１０６における算出結果に基づき、歯車の状態が、再利用可能な状態であるか、再利用不可能な状態であるかの判定を行う判定手段を有する装置である。

この判定は、歯車に発生する亀裂の伝播が、残留γ相の含有量と残留応力とに起因していることに着目して行うものである。図３（ａ）～（ｄ）は、歯車に生じる亀裂の伝播のメカニズムを説明する図である。

図３（ａ）に示すように、初期状態の歯車Ａには、複数の残留γ相５とマルテンサイト相（α’相）６とが存在する。この歯車Ａを稼働させると、歯車Ａに対して外部負荷が加わる。これにより、稼働の第一フェーズ（第一段階）においては、図３（ｂ）に示すように、初期状態の歯車に含有されている残留γ相５のうち比較的大きいもの５Ａが、より大きい構造（体積）を有する加工誘起マルテンサイト相（α_γ’相、体心立方格子）に変態する。その結果として、全体として残留γ相５の含有量は、初期状態に比べて減少する。

続く第二フェーズ（第二段階）においては、図３（ｃ）に示すように、比較的小さい残留γ相５Ｂの一部が、加工誘起マルテンサイト相に変態しているが、比較的大きい残留γ相５Ａの加工誘起マルテンサイト相への変態も進行しており、全体として残留γ相５の含有量の減少している。

その後の第三フェーズ（第三段階）においては、図３（ｄ）に示すように、比較的小さい残留γ相５Ｂのほとんどが変態し、全体として残留γ相５の含有量は、第二フェーズに比べてさらに減少する。残留γ相５のほぼ全てが加工誘起マルテンサイト相に変態し、体積膨張が拘束されることによって、内部応力が発生する。同時に、亀裂が発生し内部応力が開放される事により、残留応力変化率が急激に減少する。

なお、応力拡大係数ΔＫ、内部応力Δσ、残留γ相の最大面積Ｓ_ｒは、下記（１）式で示す関係を満たし、ΔＫが約５．７ＭＰａ・ｍ^１／２であるのに対し、下限界応力拡大係数範囲ΔＫ_ｔｈは約５ＭＰａ・ｍ^１／２となる。したがって、変態による内部応力だけでは亀裂は進展しないものと考えられる。ただし、外部応力（外部負荷）が加わった場合には、変態した残留γの内部応力に重畳するため、ΔＫ_ｔｈを容易に超え、亀裂が進展するものと考えられる。
ΔＫ＝Δσ√Ｓ_ｒ （１）

図４は、各歯車における、残留γ相の含有量と、残留応力との関係を示すグラフである。グラフの横軸は初期状態に対する残留γ変化率を示し、グラフの縦軸は初期状態に対する残留応力比を示している。残留γ変化率および残留応力比によって規定される歯車の状態は、グラフにプロットされているように、三つのフェーズ（第一フェーズＰ_１、第二フェーズＰ_２、第三フェーズＰ_３）のうち、いずれかに該当する。各プロットは、残留γ変化率が１の初期状態（稼働時間）Ｌ_０から経過した稼働時間と、稼働中の負荷の合計との積（Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４）の順に並んでいる。

第一フェーズＰ_１は、歯車の利用開始時の状態（初期状態）を基準として、残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、残留応力の変化率が増加するフェーズである。第一フェーズＰ_１では、主に１μｍ²以上の大きい残留γ相が、加工誘起マルテンサイト相に変態する。

第二フェーズＰ_２は、第一フェーズＰ_１後に、残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、残留応力の変化率が第一フェーズＰ_１より急峻に増加するフェーズである。第二フェーズＰ_２では、ほとんどの大きい残留γ相が変態し終わり、０．５μｍ²未満の小さい残留γ相に対して外部負荷が作用する。

第三フェーズＰ_３は、第二フェーズＰ_２後に、残留応力の変化率が第二フェーズＰ_２に対して断続的に減少するフェーズである。第三フェーズＰ_３の残留応力の変化率は、残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、さらに連続的または断続的に減少し続ける場合もあるし、一定の値を維持する場合もある。第三フェーズＰ_３では、主に０．５μｍ²未満の小さい残留γ相でも、加工誘起マルテンサイト相に変態する。

第一フェーズＰ_１、第二フェーズＰ_２、第三フェーズＰ_３のプロットは、それぞれ別々の分布直線Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３に沿って分布している。第一フェーズＰ_１と第二フェーズＰ_２との境界、第二フェーズＰ_２と第三フェーズＰ_３との境界には、それぞれ、分布直線の傾きが不連続に変わる変曲点Ｃ_１２、Ｃ_２３が存在する。つまり、変曲点Ｃ_１２の前後、変曲点Ｃ_２３の前後で、それぞれ歯車の劣化状態が異なっている。変曲点Ｃ_１２、Ｃ_２３の位置は歯車の材質ごとに決定される。

変曲点Ｃ_２３より前の第一フェーズ、第二フェーズでは、初期状態に比べると加工誘起マルテンサイト相が増加して体積膨張が拘束されているが、歯車内部の破損、目視では確認できない剥離等の発生には至っておらず、歯車は再利用可能な状態となっている。一方、変曲点Ｃ_２３より後の第三フェーズでは、内部応力の開放が示すように歯車内部には破損が生じており、歯車は再利用に適さない状態となっている。したがって、歯車について、変曲点Ｃ_２３を再利用基準点とすることができ、変曲点Ｃ_２３より前の状態であれば再利用可能であり、変曲点Ｃ_２３より後の状態であれば再利用不可能であると判定することができる。

歯車の再利用可否判定システム１００は、残留γ相の含有量と残留応力との相関関係に関する、既知のデータを格納するデータベース１０９を、さらに有していてもよい。この場合、測定で得られたデータが残留γ相あるいは残留応力のいずれか一方のみであっても、両者の相関関係を格納したデータベースを参照することにより、変曲点Ｃ_２３を推定することができるため、再利用可否をより簡便に判定することができる。また、歯車の再利用可否判定システム１００は、残留γ相の含有量、残留応力等の測定値を記憶する測定値記憶部１０７を有し、この測定値記憶部に蓄積された残留γ相の含有量および/または残留応力を参照することで、残留γ相変化率算出部１０５及びまたは残留応力比算出部１０６は、残留γ相の含有量および/または残留応力の経時変化を把握することができる。これにより、各測定値がどのフェーズあるいはそれらのフェーズ間の変曲点にあるのかを判定することができる。また、歯車の再利用可否判定システム１００は、再利用可否判定の結果を報知するための報知コントローラ１０８、報知部１１０を有していてもよい。

図５（ａ）は、本発明の一実施形態に係る、歯車の再利用可否判定方法に含まれる工程のフローを示した図である。歯車の再利用可否判定方法は、利用中または利用後の歯車に対し、上述した歯車の再利用可否判定システムを用いて実施するものであり、主に、残留γ相測定工程Ｓ_１と、残留γ相変化率算出工程Ｓ_２と、残留応力測定工程Ｓ_３と、残留応力比算出工程Ｓ_４と、再利用可否判定工程Ｓ_５と、を有する。

残留γ相測定工程Ｓ_１において、Ｘ線回折法を用いて、歯車の最大応力負荷領域における残留γ相の含有量を測定する。続いて、残留γ相変化率算出工程Ｓ_２において、初期（歯車の稼働前）の残留γ相の含有量に対する、測定された残留γ相の含有量の変化率を算出する。続いて、再利用可否判定工程Ｓ_５において、算出結果に基づく歯車の状態が、上述した第一フェーズＰ_１、第二フェーズＰ_２、第三フェーズＰ_３のいずれに該当するかを確認する。歯車の状態が第三フェーズに該当する場合、この歯車は再利用不可能と判定する。歯車の状態が第一フェーズＰ_１または第二フェーズＰ_２に該当する場合、次の残留応力測定工程Ｓ_３に進める。

残留応力測定工程Ｓ_３において、Ｘ線回折法を用いて、歯車の最大応力負荷領域における残留応力を測定する。続いて、残留応力比測定工程Ｓ_４において、初期（歯車の稼働前）の残留γ相の含有量に対する、測定された残留γ相の含有量の変化率を算出する。続いて、再利用可否判定工程Ｓ_５において、算出結果に基づく歯車の状態が、上述した第一フェーズＰ１、第二フェーズＰ_２、第三フェーズＰ_３のいずれに該当するかを確認する。歯車の状態が第三フェーズに該当する場合、この歯車は再利用不可能と判定する。歯車の状態が第一フェーズＰ_１または第二フェーズＰ_２に該当する場合、この歯車は再利用可能と判定する。

なお、残留γ相測定工程Ｓ_１および残留γ相変化率算出工程Ｓ_２と、残留応力測定工程Ｓ_３とおよび残留応力比算出工程Ｓ_４と、の順番は入れ替えてもよい。また、残留γ相変化率算出工程Ｓ_２および残留応力比算出工程Ｓ_４の後に、再利用可否判定工程Ｓ_５を一回だけ行ってもよい。

図５（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る、歯車の再利用可否判定方法に含まれる工程のフローを示した図である。歯車の再利用可否判定方法は、主に、残留γ相または残留応力のいずれかを測定する工程Ｓ_６と、残留γ相変化率または残留応力比のいずれかを算出する工程Ｓ_７と、データベース参照工程Ｓ_８と、再利用可否判定工程Ｓ_９と、を有する。

残留γ相または残留応力のいずれかを測定する工程Ｓ_６において、Ｘ線回折法を用いて、歯車の最大応力負荷領域における残留γ相の含有量または残留応力のいずれかを測定する。続いて、残留γ相変化率または残留応力比のいずれかを算出する工程Ｓ_７において、初期（歯車の稼働前）の残留γ相の含有量または残留応力に対する、測定された残留γ相の含有量の変化率または残留応力比を算出する。続いて、再利用可否判定工程Ｓ_８において、算出結果に基づく歯車の状態が、上述した第一フェーズＰ_１、第二フェーズＰ_２、第三フェーズＰ_３のいずれに該当するかを確認する。歯車の状態が第三フェーズに該当する場合、この歯車は再利用不可能と判定する。歯車の状態が第一フェーズＰ_１または第二フェーズＰ２に該当する場合、次のデータベース参照工程Ｓ_８に進める。

データベース参照工程Ｓ_８において、対応する残留γ相の含有量と残留応力の相関関係のデータを記憶した、データベースを用い、残留γ相または残留応力の一方または両方のデータを補足する。その上で、再利用可否判定工程Ｓ_９において、算出結果に基づく歯車の状態が、上述した第一フェーズＰ_１、第二フェーズＰ_２、第三フェーズＰ_３のいずれに該当するかを確認する。歯車の状態が第三フェーズに該当する場合、この歯車は再利用不可能と判定する。歯車の状態が第一フェーズＰ_１または第二フェーズＰ_２に該当する場合、この歯車は再利用可能と判定する。

以上のように、本実施形態によれば、残留γ相の減少率および残留応力の増加率の相関関係から導いた再利用可否判定の基準点により、歯車の再利用可否を合理的に判定することができる。また、本実施形態によれば、非破壊検査による再利用可否の判定を実現することができる。その結果、これまでは外観検査でさえ実施していなかった全量スクラップの歯車部品をも含めて、簡便かつ客観的に再利用判定することが可能となり、信頼性の高い品質管理技術の構築と共に、スクラップ率を大幅に低減し、部品コストを削減することができる。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

稼働前および稼働後の歯車に対して電解研磨を行い、歯車の歯面に残留γ相を露出させ、残留γ相の分布状態を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて画像化した。図６（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、稼働前、稼働後回収歯車１、稼働後回収歯車２のＳＥＭ画像（組織写真）である。歯面表層から深さ約２０μｍ、歯面表層に沿って幅約２５μｍの視野としている。このＳＥＭ画像から、板状に並んだマルテンサイト相６の存在を確認することができる。また、そのマルテンサイト相６中には、白色の粒状物として炭化物７も確認することができる。一方で、残留γ相５は、炭化物を含んでいないため、フラットかつ単一のコントラストになっている。

図６（ａ）に示すように、稼働前には残留γ相５が多く存在し、それらの粒面積は、小さいもので０．００５μｍ^２程度、大きいものでは５０μｍ^２に達している。この状態は、上述した第一フェーズに該当する。

図６（ｂ）に示すように、稼働後回収歯車１では、残留γ相５の存在比が減少している。特に、幅２μｍを超える様な粗大な残留γ相が分割されている。残留γ相５の一部は加工誘起マルテンサイト相８に変態している。この状態は、上述した第二フェーズに該当する。

図６（ｃ）に示すように、稼働後回収歯車２では、残留γ相５の存在比がさらに著しく減少し、他のＳＥＭ画像で認められる微細な残留γ相自体が、顕著に減少している。大部分が加工誘起マルテンサイト相８になっている。この状態は、上述した第三フェーズに該当する。

図６（ａ）～（ｃ）の各ＳＥＭ画像における、２５μｍ×２０μｍの領域に含まれる残留γ相について、粒面積ごとの個数を算出した。図７は、算出結果をまとめたヒストグラムであり、横軸が残留γ相の粒面積（μｍ^２）を示し、縦軸が残留γ相の個数を示している。稼働前の残留γ相は、０．５μｍ^２以下のものが最も多く、粒面積が大きいものほど少なくなっている。この傾向は、稼働後の残留γ相でも同様であるが、特に、稼働後回収歯車２では、微細な粒面積の残留γ相の減少が顕著になっている。

１００ 歯車の再利用可否判定システム
１０１ 測定装置
１０２ 判定装置
１０３ 残留γ相測定部
１０４ 残留応力測定部
１０５ 残留γ相変化率算出部
１０６ 残留応力比算出部
１０７ 判定部
１０８ 報知コントローラ
１０９ データベース
１１０ 報知部
１０ 歯
１ 歯たけ方向の中央領域
２ 歯元部の中央領域
３ 歯たけ方向
４ 歯幅方向
５、５Ａ、５Ｂ 残留γ相
６ マルテンサイト相
７ 加工誘起マルテンサイト相
Ａ、Ｂ 歯車
Ｃ_１２、Ｃ_２３ 変曲点
Ｄ 回転方向
Ｐ_１ 第一フェーズ
Ｐ_２ 第二フェーズ
Ｐ_３ 第三フェーズ

Claims (3)

1. 利用中または利用後の歯車の再利用可否判定方法であって、
   前記歯車における残留γ相の含有量を測定する残留γ相測定工程と、
   前記残留γ相の含有量の変化率を算出する残留γ相変化率算出工程と、
   前記歯車に加わる残留応力を測定する残留応力測定工程と、
   前記残留応力の比を算出する残留応力比算出工程と、
   前記残留γ相変化率算出工程および前記残留応力比算出工程における算出結果に基づき、前記歯車の再利用可否を判定する再利用可否判定工程と、を有し、
   前記再利用可否判定工程において、
   前記歯車の状態が、
   前記歯車の利用開始時の状態を基準として、前記残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、前記残留応力の変化率が増加する第一フェーズ、
   前記第一フェーズ後に、前記残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、前記残留応力の変化率が前記第一フェーズより急峻に増加する第二フェーズ、
   前記第二フェーズ後に、前記残留応力の変化率が前記第二フェーズに対して断続的に減少する第三フェーズのうち、
   前記第一フェーズまたは前記第二フェーズに該当する場合に再利用可能と判定し、
   前記第三フェーズに該当する場合に再利用不可能と判定することを特徴とする歯車の再利用可否判定方法。
2. 利用中または利用後の歯車の再利用可否判定システムであって、
   前記歯車における残留γ相の含有量を測定する残留γ相測定部、および前記歯車に加わる残留応力を測定する残留応力測定部を有する測定装置と、
   前記残留γ相の含有量の変化率を算出する残留γ相変化率算出部、前記残留応力の比を算出する残留応力比算出部、および前記歯車が再利用可能であるか再利用不可能であるかの判定を行う判定部を有する判定装置と、を備え、
   前記判定部は、残留γ相変化率算出部、前記残留応力比算出部の算出結果に基づき、前記歯車の状態が、
   前記歯車の利用開始時の状態を基準として、前記残留応力の変化率が増大するにつれて、前記残留γ相の含有量の変化率が減少する第一フェーズ、
   前記第一フェーズ後に、前記残留γ相の含有量の変化率が減少するにつれて、前記残留応力の変化率が前記第一フェーズより急峻に増加する第二フェーズ、
   前記第二フェーズ後に、前記残留応力の変化率が前記第二フェーズに対して断続的に減少する第三フェーズのうち、いずれに該当するのかを判定するフェーズ判定手段を有することを特徴とする歯車の再利用可否判定システム。
3. 前記判定装置は、前記残留γ相の含有量と前記残留応力との相関関係に関する、既知のデータを格納するデータベースを、さらに有することを特徴とする請求項２に記載の歯車の再利用可否判定システム。

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