JPH0754049A - 動力伝達部品 - Google Patents
動力伝達部品Info
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- JPH0754049A JPH0754049A JP19727893A JP19727893A JPH0754049A JP H0754049 A JPH0754049 A JP H0754049A JP 19727893 A JP19727893 A JP 19727893A JP 19727893 A JP19727893 A JP 19727893A JP H0754049 A JPH0754049 A JP H0754049A
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- Japan
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- gear
- hardness
- driving power
- power transmission
- retained austenite
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】噛合部の表面の摩耗、損傷を抑制して、長寿命
化を図ること。 【構成】歯車１の素材を浸炭鋼とし、その刃先の表面硬
さをロックウェルＣ硬さ（ＨＲＣ）で６３〜６８に設定
しているとともに、表面残留オーステナイト量（γR）
を１３〜３０％に設定している。これにより、歯車１の
刃先の表面部分が適度な硬度となりながら、この表面部
分に適度な靭性が持たされてかつ残留オーステナイトが
マルテンサイト変態しにくい安定な構造となる。
化を図ること。 【構成】歯車１の素材を浸炭鋼とし、その刃先の表面硬
さをロックウェルＣ硬さ（ＨＲＣ）で６３〜６８に設定
しているとともに、表面残留オーステナイト量（γR）
を１３〜３０％に設定している。これにより、歯車１の
刃先の表面部分が適度な硬度となりながら、この表面部
分に適度な靭性が持たされてかつ残留オーステナイトが
マルテンサイト変態しにくい安定な構造となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯車などの動力伝達部
品に係り、特に噛合部を改良したものに関する。
品に係り、特に噛合部を改良したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の機械の動力伝達系には、歯車が幅
広く用いられており、これらの歯車の刃先は、主として
相手歯車に対して滑り接触するのであるが、使用状況に
よっては、振動による繰り返し微小衝突や一時的な衝撃
（繰り返し圧縮・摩擦力）を受けることもある。
広く用いられており、これらの歯車の刃先は、主として
相手歯車に対して滑り接触するのであるが、使用状況に
よっては、振動による繰り返し微小衝突や一時的な衝撃
（繰り返し圧縮・摩擦力）を受けることもある。
【０００３】そこで、歯車の耐久性向上とメンテナンス
フリー化を図るために、例えば歯車の刃先に対してショ
ットピーニング処理などを施すことにより刃先の表面を
硬化させることが考えられている。
フリー化を図るために、例えば歯車の刃先に対してショ
ットピーニング処理などを施すことにより刃先の表面を
硬化させることが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のよう
にショットピーニング処理によって歯車の刃先表面の硬
度をただ単に高めていても、それと反比例して靭性につ
いては低下するので、歯車の耐摩耗性が向上するもの
の、わずかな損傷によっても亀裂進展速度が速くなる
他、ピーリング現象が発生しやすいなど、短寿命となり
やすい。
にショットピーニング処理によって歯車の刃先表面の硬
度をただ単に高めていても、それと反比例して靭性につ
いては低下するので、歯車の耐摩耗性が向上するもの
の、わずかな損傷によっても亀裂進展速度が速くなる
他、ピーリング現象が発生しやすいなど、短寿命となり
やすい。
【０００５】また、発熱して焼き戻し現象を生じた場合
には、表面層の残留オーステナイトがマルテンサイト変
態を起こし、寸法の膨張を伴って上記表面の粗さが助長
されることになるので、摩擦による発熱で容易に焼き付
きが起きたり、刃先表面の軟化により早期にピッチング
が発生するなどの不都合を生じ、短寿命となりやすい。
には、表面層の残留オーステナイトがマルテンサイト変
態を起こし、寸法の膨張を伴って上記表面の粗さが助長
されることになるので、摩擦による発熱で容易に焼き付
きが起きたり、刃先表面の軟化により早期にピッチング
が発生するなどの不都合を生じ、短寿命となりやすい。
【０００６】さらに、前述のショットピーニング処理
は、一般的に、その処理条件の設定や管理が非常に難し
いだけでなく、仕上がり状態での特性がばらつきやすい
ことも指摘される。
は、一般的に、その処理条件の設定や管理が非常に難し
いだけでなく、仕上がり状態での特性がばらつきやすい
ことも指摘される。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、噛合部
の表面の摩耗、損傷を抑制して、長寿命化を図ることを
課題としている。
の表面の摩耗、損傷を抑制して、長寿命化を図ることを
課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、動力伝達を行
う噛合部を有する動力伝達部品において、全体を浸炭鋼
として、少なくとも噛合部の表面硬さをロックウェルＣ
硬さで６３〜６８に設定しているとともに、表面残留オ
ーステナイト量を１３〜３０％に設定していることに特
徴を有する。
う噛合部を有する動力伝達部品において、全体を浸炭鋼
として、少なくとも噛合部の表面硬さをロックウェルＣ
硬さで６３〜６８に設定しているとともに、表面残留オ
ーステナイト量を１３〜３０％に設定していることに特
徴を有する。
【０００９】
【作用】本発明では、歯車などの動力伝達部品の噛合部
のすべり接触面に必要な性質を検討して、すべり接触面
を適度な硬度としながら、このすべり接触面に適度な靭
性を持たせてかつ残留オーステナイトがマルテンサイト
変態しにくい安定な構造となるように工夫しているか
ら、すべり接触面の摩耗や損傷が抑制されるようになる
とともに、厳しい潤滑条件下であってもピッチングが発
生しにくくなる。
のすべり接触面に必要な性質を検討して、すべり接触面
を適度な硬度としながら、このすべり接触面に適度な靭
性を持たせてかつ残留オーステナイトがマルテンサイト
変態しにくい安定な構造となるように工夫しているか
ら、すべり接触面の摩耗や損傷が抑制されるようになる
とともに、厳しい潤滑条件下であってもピッチングが発
生しにくくなる。
【００１０】そして、ロックウェルＣ硬さ（ＨＲＣ）６
３未満の場合には表面硬さが十分でなく、異物をかみ込
んだ際あるいは潤滑条件が悪化して昇温による軟化が進
んだ場合に表面に傷がつきやすくなって剥離起点となり
やすく、またピッチングも生じやすくなり、耐摩耗性が
低下して寿命が短くなる。その一方で、ＨＲＣ６８を越
えると表面硬さは十分であるものの靭性が低下する。こ
のような観点から、ＨＲＣの臨界値を特定している。
３未満の場合には表面硬さが十分でなく、異物をかみ込
んだ際あるいは潤滑条件が悪化して昇温による軟化が進
んだ場合に表面に傷がつきやすくなって剥離起点となり
やすく、またピッチングも生じやすくなり、耐摩耗性が
低下して寿命が短くなる。その一方で、ＨＲＣ６８を越
えると表面硬さは十分であるものの靭性が低下する。こ
のような観点から、ＨＲＣの臨界値を特定している。
【００１１】残留オーステナイト量（γR）が１３％未
満であると靭性が著しく低下することが原因で亀裂進展
速度が速くなって寿命が低下する。その一方で、残留オ
ーステナイトが３０％を越えると発熱した際にマルテン
サイト変態を伴い寸法の著しい膨張を生むために、表面
粗さが助長されて焼き付きが起きやすくなる。このよう
な観点から、γRの臨界値を特定している。
満であると靭性が著しく低下することが原因で亀裂進展
速度が速くなって寿命が低下する。その一方で、残留オ
ーステナイトが３０％を越えると発熱した際にマルテン
サイト変態を伴い寸法の著しい膨張を生むために、表面
粗さが助長されて焼き付きが起きやすくなる。このよう
な観点から、γRの臨界値を特定している。
【００１２】
【実施例】本発明の詳細を図１および図２に示す実施例
に基づいて説明する。図１は動力伝達部品としての歯車
の使用状態を示している。歯車１は回転軸２の外周に針
状ころ軸受３を介して相対回転自在に取り付けられてい
る。針状ころ軸受３は、複数のころ４と、円周一箇所に
割り６が設けられた保持器５とからなるケージアンドロ
ーラと呼ばれるタイプである。そして、本発明の特徴構
成は、歯車１を浸炭鋼とし、その刃先の表面硬さをロッ
クウェルＣ硬さ（ＨＲＣ）で６３〜６８に設定している
とともに、表面残留オーステナイト量（γR）を１３〜
３０％に設定していることである。ここでの表面とは、
最表面から深さ約５０μｍまでの部分を言う。浸炭鋼と
しては、例えばＳＣｒ４２０Ｈ、ＳＣＭ４２０Ｈ、ＳＮ
ＣＭ２２０Ｈ、ＳＮＣＭ４２０Ｈ、ＳＮＣＭ８１５や、
ＳＡＥ４３２０、ＳＡＥ５１２０などが挙げられる。
に基づいて説明する。図１は動力伝達部品としての歯車
の使用状態を示している。歯車１は回転軸２の外周に針
状ころ軸受３を介して相対回転自在に取り付けられてい
る。針状ころ軸受３は、複数のころ４と、円周一箇所に
割り６が設けられた保持器５とからなるケージアンドロ
ーラと呼ばれるタイプである。そして、本発明の特徴構
成は、歯車１を浸炭鋼とし、その刃先の表面硬さをロッ
クウェルＣ硬さ（ＨＲＣ）で６３〜６８に設定している
とともに、表面残留オーステナイト量（γR）を１３〜
３０％に設定していることである。ここでの表面とは、
最表面から深さ約５０μｍまでの部分を言う。浸炭鋼と
しては、例えばＳＣｒ４２０Ｈ、ＳＣＭ４２０Ｈ、ＳＮ
ＣＭ２２０Ｈ、ＳＮＣＭ４２０Ｈ、ＳＮＣＭ８１５や、
ＳＡＥ４３２０、ＳＡＥ５１２０などが挙げられる。
【００１３】このような特徴構成を有する歯車１は、そ
の素材となる浸炭鋼に対して浸炭焼き入れ処理、予備焼
き戻し処理、サブゼロ処理、本焼き戻し処理といった一
連の熱処理を施すことにより製作することができる。具
体的に、図２のグラフに示すように、例えばまず最初
に、ＳＡＥ５１２０材から所定形状に成形した歯車母材
に対して９３０℃で５時間保持して浸炭を行った後に８
５０℃の焼き入れ温度に降温して０．５時間保持する浸
炭焼き入れ処理を行い、この後、１２０℃で１時間保持
した後に空冷する予備焼き戻し処理を行い、続いて、−
７０℃で２時間保持するサブゼロ処理を行い、最後に、
１６０℃で２時間保持した後に空冷する本焼き戻し処理
を行う。このようにして得た歯車１の刃先表面を研削加
工を施す。このようにして得られる歯車１の刃先の表面
のＨＲＣは６５、γRは２５％となる。なお、所望のＨ
ＲＣとγRの関係に応じて、前述の各処理の諸条件が調
整される。
の素材となる浸炭鋼に対して浸炭焼き入れ処理、予備焼
き戻し処理、サブゼロ処理、本焼き戻し処理といった一
連の熱処理を施すことにより製作することができる。具
体的に、図２のグラフに示すように、例えばまず最初
に、ＳＡＥ５１２０材から所定形状に成形した歯車母材
に対して９３０℃で５時間保持して浸炭を行った後に８
５０℃の焼き入れ温度に降温して０．５時間保持する浸
炭焼き入れ処理を行い、この後、１２０℃で１時間保持
した後に空冷する予備焼き戻し処理を行い、続いて、−
７０℃で２時間保持するサブゼロ処理を行い、最後に、
１６０℃で２時間保持した後に空冷する本焼き戻し処理
を行う。このようにして得た歯車１の刃先表面を研削加
工を施す。このようにして得られる歯車１の刃先の表面
のＨＲＣは６５、γRは２５％となる。なお、所望のＨ
ＲＣとγRの関係に応じて、前述の各処理の諸条件が調
整される。
【００１４】ところで、歯車１の刃先表面の構成を前述
のように特定した理由を、寿命試験による結果（表１）
に基づいて説明する。この試験では、歯車寿命試験機を
用いており、運転試験条件は回転数３６５０ｒｐｍ、モ
ジュール２．５（２８枚×３２枚組み合わせ）、評価は
１０7回疲労強度（Ｋｇｆ／ｍｍ2）に基づいて行ってい
る。次頁表１に示すように、実質的に、歯車１の刃先の
ＨＲＣを６３．０〜６８．０、γRを１３〜３０％とす
れば、長寿命となることが明らかとなった。また、表面
硬さとしては実用上ＨＲＣ６４以上に設定するのが望ま
しい。
のように特定した理由を、寿命試験による結果（表１）
に基づいて説明する。この試験では、歯車寿命試験機を
用いており、運転試験条件は回転数３６５０ｒｐｍ、モ
ジュール２．５（２８枚×３２枚組み合わせ）、評価は
１０7回疲労強度（Ｋｇｆ／ｍｍ2）に基づいて行ってい
る。次頁表１に示すように、実質的に、歯車１の刃先の
ＨＲＣを６３．０〜６８．０、γRを１３〜３０％とす
れば、長寿命となることが明らかとなった。また、表面
硬さとしては実用上ＨＲＣ６４以上に設定するのが望ま
しい。
【００１５】
【表１】
【００１６】このように、歯車１の刃先の表面硬さを比
較的硬く設定しながらも、その表面部分の残留オーステ
ナイトを調整することにより発熱時に残留オーステナイ
トがマルテンサイト変態しにくい安定な構造にできる。
較的硬く設定しながらも、その表面部分の残留オーステ
ナイトを調整することにより発熱時に残留オーステナイ
トがマルテンサイト変態しにくい安定な構造にできる。
【００１７】なお、上記各実施例では、歯車の刃先を含
めて全体を本願要旨の構成としているが、これを刃先に
のみとどめ、他の部分例えばころの転動面となる歯車の
内周面に防炭処理を施して浸炭時の浸炭度合を抑制する
ようにしてもよい。
めて全体を本願要旨の構成としているが、これを刃先に
のみとどめ、他の部分例えばころの転動面となる歯車の
内周面に防炭処理を施して浸炭時の浸炭度合を抑制する
ようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、動力伝達部品の噛合部
の表面部分を適度な硬度としながら、この表面部分に適
度な靭性を持たせてかつ残留オーステナイトがマルテン
サイト変態しにくい安定な構造となるように工夫してい
るから、特に動力伝達部品の噛合部の表面における摩
耗、損傷抑制効果が従来に比べて著しく向上するととも
に、噛合部の表面が発熱して焼き戻し現象を生じるよう
な状況においても、寸法膨張が抑制されて焼き付きやピ
ッチングが発生しにくくなる結果となり、長寿命化を達
成できるようになる。
の表面部分を適度な硬度としながら、この表面部分に適
度な靭性を持たせてかつ残留オーステナイトがマルテン
サイト変態しにくい安定な構造となるように工夫してい
るから、特に動力伝達部品の噛合部の表面における摩
耗、損傷抑制効果が従来に比べて著しく向上するととも
に、噛合部の表面が発熱して焼き戻し現象を生じるよう
な状況においても、寸法膨張が抑制されて焼き付きやピ
ッチングが発生しにくくなる結果となり、長寿命化を達
成できるようになる。
【図１】本発明の歯車の使用状態を示す縦断面図。
【図２】歯車に対する熱処理工程を示すグラフ。
１ 歯車
Claims (1)
- 【請求項１】 動力伝達を行う噛合部を有する動力伝達
部品であって、全体が浸炭鋼よりなり、少なくとも噛合
部の表面硬さがロックウェルＣ硬さで６３〜６８に設定
されているとともに、表面残留オーステナイト量が１３
〜３０％に設定されている、ことを特徴とする動力伝達
部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19727893A JPH0754049A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 動力伝達部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19727893A JPH0754049A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 動力伝達部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754049A true JPH0754049A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16371808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19727893A Pending JPH0754049A (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 動力伝達部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754049A (ja) |
-
1993
- 1993-08-09 JP JP19727893A patent/JPH0754049A/ja active Pending
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