JPH07113401B2 - 真空環境用歯車伝達機構 - Google Patents

真空環境用歯車伝達機構

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JPH07113401B2
JPH07113401B2 JP3009706A JP970691A JPH07113401B2 JP H07113401 B2 JPH07113401 B2 JP H07113401B2 JP 3009706 A JP3009706 A JP 3009706A JP 970691 A JP970691 A JP 970691A JP H07113401 B2 JPH07113401 B2 JP H07113401B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば宇宙空間等の
真空環境において使用される真空環境用歯車伝達機構に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の真空環境用歯車伝達機
構は図５に示すように、ステンレス鋼を用いたステンレ
ス製歯車１ａ同志、あるいはステンレス製歯車１ａと窒
化鋼で形成した窒化鋼製歯車１ｂ、窒化鋼製歯車１ｂ同
志を歯合組合わせることで、グリース等の潤滑剤を用い
ることなく、高性能な作動が実現される。そして、この
ような真空環境用歯車伝達機構にあっては、特に、保守
点検が困難で、限界設計の要求される宇宙空間において
使用する場合、少なくとも歯形の噛合い部に金、銀、二
流化モリブデン等で個体潤滑膜が形成され、この固体潤
滑膜で潤滑することにより寿命の長期化が図られてい
る。
【０００３】ところで、最近の宇宙開発の分野において
は、その搭載機器の大形化に伴って、その駆動部等に使
用される歯車伝達機構に対して高荷重で、しかもより長
寿命化の要請がある。しかし、従来の真空環境用歯車伝
達機構では、その要請を満足するのが困難であるという
問題を有していた。そこで、このような真空環境用歯車
伝達機構にあっては、高荷重使用において、長寿命化を
図り得るように改良することが課題とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の真空環境用歯車伝達機構では、高荷重使用により寿
命が短命となるという問題を有していた。
【０００５】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、簡易な構成で、信頼性の高い作動を実現し得るよ
うにして、長寿命化の促進を図った真空環境用歯車伝達
機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は少なくとも歯
の噛合い部を合金工具鋼で形成し、この噛合い部にリン
酸マンガン下地処理層及び固定潤滑膜を順に形成した固
体潤滑歯車を備えて真空環境用歯車伝達機構を構成した
ものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、リン酸マンガン下地処理層
は合金工具鋼と協働して固体潤滑膜にいわゆるくわえ込
む作用を持つ表面を形成することにより、積層した固体
潤滑膜の付着強度を強化する。従って、固体潤滑歯車の
噛合い動作に伴う固体潤滑膜の剥がれの防止が促進さ
れ、高荷重使用においても所望の寿命の確保が可能とな
る。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。
【０００９】図１はこの発明の一実施例に係る真空環境
用歯車伝達機構に用いられる固体潤滑歯車１０の歯形１
１を取出して示すもので、合金工具鋼で形成される。歯
形１１の周囲にはリン酸マンガン下地処理層１２が形成
される。このリン酸マンガン下地処理層１２上には二流
化モリブデン、金、銀等で固体潤滑膜１３が形成され
る。リン酸マンガン下地処理層１２は歯形１１の合金工
具鋼と協働して固体潤滑膜１３のいわゆるくわえ込み作
用を強化して、該固体潤滑膜１３の表面の付着強度を強
化する。これにより、歯形１１の固体潤滑膜１３は、そ
の付着強度が強化され、前記図５の如く固体潤滑歯車１
０，１０同志の噛合い動作に伴う剥離防止が図れる。
【００１０】これは、固体潤滑歯車１０の固体潤滑膜１
３として、異なる３種類の二流化モリブデン焼成膜Ａ、
Ｃ、Ｄを形成し、これらの固体潤滑歯車を組合わせて、
負荷加重１０ｋｇｆで押付け荷重面圧６０ｋｇｆ／ｍｍ
2 、すべり率１０％、相対すべり速度０．２６ｍ／ｓ
で、真空中、常温ころがりすべり試験機を用いて摩耗形
態の模擬試験を行うことにより確認される。即ち、測定
結果は、図２に示すように被膜破断までの寿命時間がそ
れぞれ焼成膜におうじて２４５時間（Ｈ）、３９０時間
（Ｈ）、２７０時間（Ｈ）となることが確認され、その
際の摩擦係数の変化が検出された。
【００１１】これに対して、従来の窒化鋼で形成した歯
車１ｂにリン酸マンガン下地処理層を形成しものと、ス
テンレス鋼で形成した歯車１ａに硝酸クロム下地処理層
を形成したものに、同様に固体潤滑膜１３として３種類
の二流化モリブデン焼成膜Ａ、Ｃ、Ｄを形成して同様の
ころがりすべり試験機を用いて摩擦形態の模擬試験を実
施した。この測定結果は図３に示すように、その被膜破
断までの寿命時間がそれぞれ焼成膜に応じて６８時間
（Ｈ）、８９時間（Ｈ）、１２３時間（Ｈ）となり、上
記図２に比べて短命であることが確認される。この場
合、摩擦係数の変化については、二流化モリブデン焼成
膜Ｃ及びＤおいて、図２に比べて若干大きいことが確認
される。
【００１２】また、ステンレス鋼で形成した歯車１ａに
硝酸クロム下地処理層を形成したものに、同様に固体潤
滑膜１３として３種類の二流化モリブデン焼成膜Ａ、
Ｃ、Ｄを形成して組合わせて同様のころがりすべり試験
機を用いて摩擦形態の模擬試験を実施した。この測定結
果は図４に示すように、その被膜破断までの寿命時間が
それぞれ焼成膜に応じて４６時間（Ｈ）、６２時間
（Ｈ）、２３７．５時間（Ｈ）となり、同様に図２に比
べて短命であることが確認される。この場合には、その
際の摩擦係数の変化においても図２に比べて非常に不安
定であることが確認される。
【００１３】このように、上記真空環境用歯車伝達機構
は固体潤滑歯車１０の歯形１１を合金工具鋼で形成し
て、リン酸マンガン下地処理層１２及び固体潤滑膜１３
を順に形成するように構成したことにより、その歯形１
１の合金工具鋼がリン酸マンガン下地処理層１２と協働
して固体潤滑膜１３に作用して該固体潤滑膜１３の表面
のくわえ込み作用を強化し、該固体潤滑膜１３の付着さ
せる。これによれば、歯形１０の固体潤滑膜１３は、噛
合い動作に伴う剥離防止が促進され、寿命の長期化が図
れる。
【００１４】なお、上記実施例では、固体潤滑膜１３と
して、二流化モリブデンを用いて構成した場合で説明し
たが、これに限ることなく、構成することが可能であ
る。
【００１５】また、上記実施例では、固体潤滑歯車１０
の歯形１１を合金工具鋼で形成して、リン酸マンガン下
地処理層１２及び固体潤滑膜１３を形成するように構成
した場合で説明したが、これに限ることなく、歯車全体
を合金工具鋼で形成して、リン酸マンガン下地処理層１
２及び固体潤滑膜１３をそれぞれ形成するように構成す
ることも可能である。即ち、この発明による固体潤滑歯
車１０は少なくとも歯形１１の噛合い部を合金工具鋼で
形成して、リン酸マンガン下地処理層１２及び固体潤滑
膜１３を形成することで略同様の効果が期待される。
【００１６】よって、この発明は上記実施例に限ること
なく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形を実施し得ることは勿論のことである。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、簡易な構成で、信頼性の高い作動を実現し得るよう
にして、長寿命化の促進を図った真空環境用歯車伝達機
構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る真空環境用歯車伝達
機構の固体潤滑歯車の要部を取出して示す図。
【図２】図１の固体潤滑歯車の潤滑性能を示す特性図。
【図３】図２の潤滑性能の効果を説明するために示した
従来の固体潤滑歯車の潤滑性能を示す特性図。
【図４】図２の潤滑性能の効果を説明するために示した
従来の固体潤滑歯車の潤滑性能を示す特性図。
【図５】従来の真空環境用歯車伝達機構を示す図。
【符号の説明】
１０…固体潤滑歯車、１１…歯形、１２…リン酸マンガ
ン下地処理層、１３…固体潤滑膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも歯の噛合い部を合金工具鋼で
    形成し、この噛合い部にリン酸マンガン下地処理層及び
    固定潤滑膜を順に形成した固体潤滑歯車を具備したこと
    を特徴とする真空環境用歯車伝達機構。
  2. 【請求項２】 前記固体潤滑膜は二流化モリブデンで形
    成されてなることを特徴とする請求項１記載の真空環境
    用歯車伝達機構。
JP3009706A 1991-01-30 1991-01-30 真空環境用歯車伝達機構 Expired - Lifetime JPH07113401B2 (ja)

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US07/828,166 US5203224A (en) 1991-01-30 1992-01-30 Gear for use in vacuum space
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