JPH11210866A - 耐摩耗性歯車 - Google Patents
耐摩耗性歯車Info
- Publication number
- JPH11210866A JPH11210866A JP1172598A JP1172598A JPH11210866A JP H11210866 A JPH11210866 A JP H11210866A JP 1172598 A JP1172598 A JP 1172598A JP 1172598 A JP1172598 A JP 1172598A JP H11210866 A JPH11210866 A JP H11210866A
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- JP
- Japan
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- vapor
- wear
- layer
- gear
- resistant
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
- F16H57/041—Coatings or solid lubricants, e.g. antiseize layers or pastes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】耐摩耗性を向上させて減速機構の小型化を図り
得る耐摩耗性歯車を得る。 【解決手段】 密着性に富む蒸着層４を内側に、耐摩耗
性を有する蒸着層を外側に有するコーティング層を歯面
に形成する。耐摩耗性を有する蒸着層は、硬度の高い蒸
着層６とその外側の潤滑性に富む蒸着層８との２層から
なる。更に、側面にも密着性に富む蒸着層と耐摩耗性を
有する蒸着層とを有するコーティング層を形成する。
得る耐摩耗性歯車を得る。 【解決手段】 密着性に富む蒸着層４を内側に、耐摩耗
性を有する蒸着層を外側に有するコーティング層を歯面
に形成する。耐摩耗性を有する蒸着層は、硬度の高い蒸
着層６とその外側の潤滑性に富む蒸着層８との２層から
なる。更に、側面にも密着性に富む蒸着層と耐摩耗性を
有する蒸着層とを有するコーティング層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
減速機構等に用いられる耐摩耗性歯車に関する。
減速機構等に用いられる耐摩耗性歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】設備への産業用ロボットの導入が増加し
つつあり、また、産業用ロボットに要求される性能もよ
り高速、高可搬、高精度、長寿命なものへと、その要求
が年々高まっている。一方では、設備の小スペース化が
要望されており、産業用ロボットの小型化への要求も同
時にある。
つつあり、また、産業用ロボットに要求される性能もよ
り高速、高可搬、高精度、長寿命なものへと、その要求
が年々高まっている。一方では、設備の小スペース化が
要望されており、産業用ロボットの小型化への要求も同
時にある。
【０００３】産業用ロボットには歯車を用いた減速機構
が用いられており、減速機構の歯車には、一般に構造用
炭素鋼、構造用合金鋼が用いられ、歯車の歯面には通常
熱処理が施されて、歯車としての必要な硬度を確保して
いる。
が用いられており、減速機構の歯車には、一般に構造用
炭素鋼、構造用合金鋼が用いられ、歯車の歯面には通常
熱処理が施されて、歯車としての必要な硬度を確保して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、産業用ロボットの高速、高可搬、高
精度、長寿命の要求に伴って、この要求性能を満足する
ために減速機構が大型化するという問題があった。
た従来のものでは、産業用ロボットの高速、高可搬、高
精度、長寿命の要求に伴って、この要求性能を満足する
ために減速機構が大型化するという問題があった。
【０００５】本発明の課題は、耐摩耗性を向上させて減
速機構の小型化を図り得る耐摩耗性歯車を提供すること
にある。
速機構の小型化を図り得る耐摩耗性歯車を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、密着性に富む蒸着層を内側に、耐摩耗性を有する蒸
着層を外側に有するコーティング層を歯面に形成したこ
とを特徴とする耐摩耗性歯車がそれである。
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、密着性に富む蒸着層を内側に、耐摩耗性を有する蒸
着層を外側に有するコーティング層を歯面に形成したこ
とを特徴とする耐摩耗性歯車がそれである。
【０００７】また、前記耐摩耗性を有する蒸着層は、硬
度の高い蒸着層であってもよく、あるいは、前記耐摩耗
性を有する蒸着層は、潤滑性に富む蒸着層であってもよ
い。更に、前記耐摩耗性を有する蒸着層は、硬度の高い
蒸着層とその外側の潤滑性に富む蒸着層との２層からな
るものでもよい。また、側面にも密着性に富む蒸着層と
耐摩耗性を有する蒸着層とを有するコーティング層を形
成してもよい。
度の高い蒸着層であってもよく、あるいは、前記耐摩耗
性を有する蒸着層は、潤滑性に富む蒸着層であってもよ
い。更に、前記耐摩耗性を有する蒸着層は、硬度の高い
蒸着層とその外側の潤滑性に富む蒸着層との２層からな
るものでもよい。また、側面にも密着性に富む蒸着層と
耐摩耗性を有する蒸着層とを有するコーティング層を形
成してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は耐摩
耗性歯車で、この耐摩耗性歯車１は構造用炭素鋼、構造
用合金鋼を素材として、切削加工により予め所定の形状
に形成される。そして、耐摩耗性歯車１は、高周波焼入
れ、浸炭処理、窒化処理等により歯面２に表面硬化処理
が施され、研削加工により所定の仕上げ精度に加工され
る。
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は耐摩
耗性歯車で、この耐摩耗性歯車１は構造用炭素鋼、構造
用合金鋼を素材として、切削加工により予め所定の形状
に形成される。そして、耐摩耗性歯車１は、高周波焼入
れ、浸炭処理、窒化処理等により歯面２に表面硬化処理
が施され、研削加工により所定の仕上げ精度に加工され
る。
【０００９】こうして加工された耐摩耗性歯車１には、
次に、コーティングが施される。コーティングを施す際
に、歯面２が焼き戻しされないように、歯面２が高温と
ならないコーティング法により行われる必要がある。こ
のようなコーティング法としては、物理蒸着法があり、
物理蒸着法にはイオンプレーティング法、スパッタリン
グ法、真空蒸着法等がある。物理蒸着法により、耐摩耗
性歯車１に、図２に示すように、コーティング層を形成
する。コーティング層の形成に際しては、まず、内側に
密着性に富む蒸着層４を形成する。
次に、コーティングが施される。コーティングを施す際
に、歯面２が焼き戻しされないように、歯面２が高温と
ならないコーティング法により行われる必要がある。こ
のようなコーティング法としては、物理蒸着法があり、
物理蒸着法にはイオンプレーティング法、スパッタリン
グ法、真空蒸着法等がある。物理蒸着法により、耐摩耗
性歯車１に、図２に示すように、コーティング層を形成
する。コーティング層の形成に際しては、まず、内側に
密着性に富む蒸着層４を形成する。
【００１０】この密着性に富む蒸着層４を形成する金属
には、本実施形態では、クロムが用いられている。クロ
ムを用いると、例えば、イオンプレーティング法を用い
た場合、歯車素材との親和性がよい。密着性に富む蒸着
層４を形成することにより、耐摩耗性歯車１の素材とコ
ーティング層との密着性を向上させ、コーティング層の
剥離を防止することができる。
には、本実施形態では、クロムが用いられている。クロ
ムを用いると、例えば、イオンプレーティング法を用い
た場合、歯車素材との親和性がよい。密着性に富む蒸着
層４を形成することにより、耐摩耗性歯車１の素材とコ
ーティング層との密着性を向上させ、コーティング層の
剥離を防止することができる。
【００１１】次に、この密着性に富む蒸着層４の上に、
硬度の高い蒸着層６を形成する。硬度の高い蒸着層６を
形成する金属には、本実施形態では、タングステンカー
バイトが用いられている。硬度の高い蒸着層６を形成す
ることにより、歯面２の耐摩耗性を向上させることがで
きる。
硬度の高い蒸着層６を形成する。硬度の高い蒸着層６を
形成する金属には、本実施形態では、タングステンカー
バイトが用いられている。硬度の高い蒸着層６を形成す
ることにより、歯面２の耐摩耗性を向上させることがで
きる。
【００１２】続いて、硬度の高い蒸着層６の上に、潤滑
性に富む蒸着層８を形成する。潤滑性に富む蒸着層８を
形成する素材には、本実施形態では、タングステンカー
バイトにカーボンを含有させたものを用いており、カー
ボンが潤滑剤として作用する。硬度の高い蒸着層６と同
じタングステンカーバイトを用いることにより、両層
６，８間の密着性もよく、また、硬度の低下も防げる。
潤滑性に富む蒸着層８を形成することにより、高速、高
可搬下でも、歯面２での潤滑が良好に行われて、耐摩耗
性が向上する。
性に富む蒸着層８を形成する。潤滑性に富む蒸着層８を
形成する素材には、本実施形態では、タングステンカー
バイトにカーボンを含有させたものを用いており、カー
ボンが潤滑剤として作用する。硬度の高い蒸着層６と同
じタングステンカーバイトを用いることにより、両層
６，８間の密着性もよく、また、硬度の低下も防げる。
潤滑性に富む蒸着層８を形成することにより、高速、高
可搬下でも、歯面２での潤滑が良好に行われて、耐摩耗
性が向上する。
【００１３】本実施形態では、硬度の高い蒸着層６と潤
滑性に富む蒸着層８とにより、耐摩耗性を有する蒸着層
を形成しているが、どちらか一方の蒸着層６，８のみを
形成しても実施可能である。また、密着性に富む蒸着層
４と硬度の高い蒸着層６と潤滑性に富む蒸着層８とを有
するコーティング層は、その全体の厚さが２〜３μｍと
なるように形成されている。コーティング層を形成した
ことにより、耐摩耗性歯車１の形状が大きくなり、歯車
寸法の精度が低下するのを防ぎ、更に、コーティング層
を形成したあと、研削加工等の仕上げ加工を施す必要が
ない。
滑性に富む蒸着層８とにより、耐摩耗性を有する蒸着層
を形成しているが、どちらか一方の蒸着層６，８のみを
形成しても実施可能である。また、密着性に富む蒸着層
４と硬度の高い蒸着層６と潤滑性に富む蒸着層８とを有
するコーティング層は、その全体の厚さが２〜３μｍと
なるように形成されている。コーティング層を形成した
ことにより、耐摩耗性歯車１の形状が大きくなり、歯車
寸法の精度が低下するのを防ぎ、更に、コーティング層
を形成したあと、研削加工等の仕上げ加工を施す必要が
ない。
【００１４】更に、耐摩耗性歯車１は、その側面１０に
も前述した密着性に富む蒸着層４と硬度の高い蒸着層６
と潤滑性に富む蒸着層８とを有するコーティング層が形
成されている。このコーティング層も硬度の高い蒸着層
６と潤滑性に富む蒸着層８とのどちらか一方の蒸着層
６，８のみを形成しても実施可能である。
も前述した密着性に富む蒸着層４と硬度の高い蒸着層６
と潤滑性に富む蒸着層８とを有するコーティング層が形
成されている。このコーティング層も硬度の高い蒸着層
６と潤滑性に富む蒸着層８とのどちらか一方の蒸着層
６，８のみを形成しても実施可能である。
【００１５】こうして形成された耐摩耗性歯車１によ
り、図３に示すように、減速機構１２を構成する。この
減速機構１２は、モータ１４の出力軸１６に取り付けら
れたピニオン歯車１８と、ピニオン歯車１８に噛合した
一対の大歯車２０と、大歯車２０に接続された一対の小
歯車２４と、小歯車２４に噛合した出力歯車２６とを備
えている。
り、図３に示すように、減速機構１２を構成する。この
減速機構１２は、モータ１４の出力軸１６に取り付けら
れたピニオン歯車１８と、ピニオン歯車１８に噛合した
一対の大歯車２０と、大歯車２０に接続された一対の小
歯車２４と、小歯車２４に噛合した出力歯車２６とを備
えている。
【００１６】大歯車２０はメイン大歯車２０ａとサブ大
歯車２０ｂとからなり、両大歯車２０ａ，２０ｂの側面
が摺動可能に密着されている。また、小歯車２４はメイ
ン小歯車２４ａとサブ小歯車２４ｂとからなり、両小歯
車２４ａ，２４ｂの側面が摺動可能に密着されている。
メイン大歯車２０ａとメイン小歯車２４ａとが連結軸２
２により接続されて一体となって回転するように構成さ
れている。
歯車２０ｂとからなり、両大歯車２０ａ，２０ｂの側面
が摺動可能に密着されている。また、小歯車２４はメイ
ン小歯車２４ａとサブ小歯車２４ｂとからなり、両小歯
車２４ａ，２４ｂの側面が摺動可能に密着されている。
メイン大歯車２０ａとメイン小歯車２４ａとが連結軸２
２により接続されて一体となって回転するように構成さ
れている。
【００１７】また、サブ大歯車２０ｂとサブ小歯車２４
ｂとは、連結軸２２内を貫通したトーションバー２８に
より接続されている。このトーションバー２８の付勢力
により、ピニオン歯車１８の歯をメイン大歯車２０ａと
サブ大歯車２０ｂとの歯で挟み、バックラッシュが０と
なるように、シザーズ歯車機構が構成されている。メイ
ン小歯車２４ａ、サブ小歯車２４ｂについても同様であ
る。
ｂとは、連結軸２２内を貫通したトーションバー２８に
より接続されている。このトーションバー２８の付勢力
により、ピニオン歯車１８の歯をメイン大歯車２０ａと
サブ大歯車２０ｂとの歯で挟み、バックラッシュが０と
なるように、シザーズ歯車機構が構成されている。メイ
ン小歯車２４ａ、サブ小歯車２４ｂについても同様であ
る。
【００１８】次に、前述した本実施形態の耐摩耗性歯車
の作動について、減速機構１２の作動と共に説明する。
ピニオン歯車１８とメイン大歯車２０ａとの噛み合いに
おいては、ピニオン歯車１８の回転駆動力により、両歯
車１８，２０ａの歯面が互いに接触した状態で滑りが生
じる。その際、歯面２には駆動力に応じた荷重が加わ
り、潤滑性に富む蒸着層８が互いに接触するので、潤滑
剤として含まれるカーボンにより潤滑作用が営まれる。
の作動について、減速機構１２の作動と共に説明する。
ピニオン歯車１８とメイン大歯車２０ａとの噛み合いに
おいては、ピニオン歯車１８の回転駆動力により、両歯
車１８，２０ａの歯面が互いに接触した状態で滑りが生
じる。その際、歯面２には駆動力に応じた荷重が加わ
り、潤滑性に富む蒸着層８が互いに接触するので、潤滑
剤として含まれるカーボンにより潤滑作用が営まれる。
【００１９】高速、高可搬であって、歯面２の接触面圧
が非常に高い場合には、潤滑剤が液体の油であると、潤
滑油が押し出されて潤滑油切れを起こすことがある。し
かし、カーボンを潤滑剤としているので、非常に大きな
面圧が作用しても、潤滑剤切れを起こすことがない。更
に、硬度の高い蒸着層６があるので、高速、高可搬下で
の歯面２の耐摩耗性が向上する。
が非常に高い場合には、潤滑剤が液体の油であると、潤
滑油が押し出されて潤滑油切れを起こすことがある。し
かし、カーボンを潤滑剤としているので、非常に大きな
面圧が作用しても、潤滑剤切れを起こすことがない。更
に、硬度の高い蒸着層６があるので、高速、高可搬下で
の歯面２の耐摩耗性が向上する。
【００２０】このように、硬度の高い蒸着層６、潤滑性
に富む蒸着層８があるので、耐摩耗性が向上するので、
両歯車１８，２０ａのモジュールを小さくでき、減速機
構１２を小型化することができる。メイン小歯車２４
ａ、出力歯車２６についても同様である。
に富む蒸着層８があるので、耐摩耗性が向上するので、
両歯車１８，２０ａのモジュールを小さくでき、減速機
構１２を小型化することができる。メイン小歯車２４
ａ、出力歯車２６についても同様である。
【００２１】しかも、メイン大歯車２０ａとサブ大歯車
２０ｂ、及びメイン小歯車２４ａとサブ小歯車２４ｂと
のそれぞれの側面１０にもコーティング層が形成されて
いるので、側面１０同士を接触させて摺動させることが
でき、この側面１０にスラストベアリングを別途設ける
必要がなく、この点からも減速機構１２が小型化され
る。
２０ｂ、及びメイン小歯車２４ａとサブ小歯車２４ｂと
のそれぞれの側面１０にもコーティング層が形成されて
いるので、側面１０同士を接触させて摺動させることが
でき、この側面１０にスラストベアリングを別途設ける
必要がなく、この点からも減速機構１２が小型化され
る。
【００２２】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の耐摩耗性歯
車は、歯面に密着性に富む蒸着層と耐摩耗性を有する蒸
着層とを有するコーティング層を形成したので、耐摩耗
性が向上し、歯車を小型化できるいう効果を奏する。ま
た、耐摩耗性を有する蒸着層を硬度の高い蒸着層と潤滑
性に富む蒸着層との２層から形成すると、より耐摩耗性
が向上する。更に、歯車の側面にもコーティング層を形
成することにより、スラストベアリングを別途設ける必
要がなく、減速機構等を小型化できる。
車は、歯面に密着性に富む蒸着層と耐摩耗性を有する蒸
着層とを有するコーティング層を形成したので、耐摩耗
性が向上し、歯車を小型化できるいう効果を奏する。ま
た、耐摩耗性を有する蒸着層を硬度の高い蒸着層と潤滑
性に富む蒸着層との２層から形成すると、より耐摩耗性
が向上する。更に、歯車の側面にもコーティング層を形
成することにより、スラストベアリングを別途設ける必
要がなく、減速機構等を小型化できる。
【図１】本発明の一実施形態としての耐摩耗性歯車の拡
大図である。
大図である。
【図２】図１のＡ部のコーティング層拡大図である。
【図３】本実施形態の耐摩耗性歯車を用いた減速機構の
概略斜視図である。
概略斜視図である。
１…耐摩耗性歯車 ２…歯面 ４…密着性に富む蒸着層 ６…硬度の高い蒸着層 ８…潤滑性に富む蒸着層 １０…側面 １２…減速機構 ２０ａ…メイン大歯車 ２０ｂ…サブ大歯車 ２４ａ…メイン小歯車 ２４ｂ…サブ小歯車
Claims (5)
- 【請求項１】 密着性に富む蒸着層を内側に、耐摩耗性
を有する蒸着層を外側に有するコーティング層を歯面に
形成したことを特徴とする耐摩耗性歯車。 - 【請求項２】 前記耐摩耗性を有する蒸着層は、硬度の
高い蒸着層であることを特徴とする請求項１記載の耐摩
耗性歯車。 - 【請求項３】 前記耐摩耗性を有する蒸着層は、潤滑性
に富む蒸着層であることを特徴とする請求項１記載の耐
摩耗性歯車。 - 【請求項４】 前記耐摩耗性を有する蒸着層は、硬度の
高い蒸着層とその外側の潤滑性に富む蒸着層との２層か
らなることを特徴とする請求項１記載の耐摩耗性歯車。 - 【請求項５】 側面にも密着性に富む蒸着層と耐摩耗性
を有する蒸着層とを有するコーティング層を形成したこ
とを特徴とする請求項１記載の耐摩耗性歯車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172598A JPH11210866A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 耐摩耗性歯車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172598A JPH11210866A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 耐摩耗性歯車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210866A true JPH11210866A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11786023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172598A Pending JPH11210866A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 耐摩耗性歯車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11210866A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10215881A1 (de) * | 2002-04-11 | 2003-10-23 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Zahnrad zur Verwendung bei einer Verzahnung |
| JP2007132207A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Nabtesco Corp | ピッチ駆動装置 |
| DE10393256B4 (de) * | 2002-09-06 | 2011-12-22 | General Motors Llc ( N. D. Ges. D. Staates Delaware ) | Planetenradsatz mit mehrlagig beschichtetem Sonnenrad |
| CN103748384A (zh) * | 2011-05-11 | 2014-04-23 | 高科涂层有限公司 | 具有适应性涂层的零件 |
| US9447860B2 (en) | 2011-05-11 | 2016-09-20 | High Tech Coatings Gmbh | Component with an adaptive coating |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP1172598A patent/JPH11210866A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10215881A1 (de) * | 2002-04-11 | 2003-10-23 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Zahnrad zur Verwendung bei einer Verzahnung |
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| US9447860B2 (en) | 2011-05-11 | 2016-09-20 | High Tech Coatings Gmbh | Component with an adaptive coating |
| US9447861B2 (en) | 2011-05-11 | 2016-09-20 | High Tech Coatings Gmbh | Component with an adaptive coating |
| CN103748384B (zh) * | 2011-05-11 | 2016-10-19 | 高科涂层有限公司 | 具有适应性涂层的零件 |
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