JP2000001722A - Method for hardening inner diameter surface of outside drum in traction roller type speed change gear - Google Patents

Method for hardening inner diameter surface of outside drum in traction roller type speed change gear

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JP2000001722A
JP2000001722A JP10169841A JP16984198A JP2000001722A JP 2000001722 A JP2000001722 A JP 2000001722A JP 10169841 A JP10169841 A JP 10169841A JP 16984198 A JP16984198 A JP 16984198A JP 2000001722 A JP2000001722 A JP 2000001722A
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Japan
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outer drum
quenching
outside drum
diameter surface
inner diameter
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Hideki Kokubu
秀樹 国分
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NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the imperfect hardening near the surface and the deformation of an outside drum and to reduce a cost for grinding and heat treatment by hardening the inner diameter surface of the outside drum with high energy beam in the state of inserting the outside drum into a die. SOLUTION: In the state of holding a first rotary shaft 2 of the outside drum 1 after cold-forging and grinding processes with a chuck 4 of a motor 3, the outer diameter surface of the outside drum 1 is inserted into a cavity 6 in the die 5 by extending the chuck 4 to restrict the whole outer diameter surface of the outside drum 1 in the die 5. Successively, the inner diameter surface of the outside drum 1 is irradiated with a laser beam from the upper opening part of the die 5 while rotating the outside drum 1 by driving the motor 3 to harden the whole inner diameter surface. During the beam irradiation, the thermal expansion of the outside drum 1 occurs, but since this thermal expansion is restricted with the die 5, the deformation of the outside drum 1 is corrected and the high circularity is secured. Further, since the heat capacity needed to harden with the beam is mode large by the die 5 and the cooling capacity is raised with the heat dispersion, the sufficient air-cooling effect is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種機械装置に減
速機又は増速機として組み込まれるトラクションローラ
式変速機の外側ドラム内径面の焼入れ方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for quenching the inner surface of an outer drum of a traction roller type transmission which is incorporated as a speed reducer or a speed increaser in various mechanical devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】トラクションローラ式変速機は、図5及
び図6に示すように、第1の回転軸2と一体の外側ドラ
ム1と、該外側ドラム1の内径面に中間ローラ3を介し
て摩擦係合する第2の回転軸4とを備えており、第2の
回転軸4と中間ローラ3との間及び中間ローラ3と外側
ドラム1の内径面との間に予圧を付与し、油やグリス等
の油膜を介しての摩擦力によりモータ軸の回転を減速ま
たは増速して伝達するようになっている。なお、第1の
回転軸2を入力軸とした場合は第2の回転軸4に増速回
転が伝達されて増速機となり、第2の回転軸4を入力軸
とした場合は第1の回転軸2に減速回転が伝達されて減
速機となる。
2. Description of the Related Art As shown in FIGS. 5 and 6, a traction roller type transmission has an outer drum 1 integral with a first rotating shaft 2 and an intermediate roller 3 on an inner diameter surface of the outer drum 1. A second rotating shaft 4 that frictionally engages, and applies a preload between the second rotating shaft 4 and the intermediate roller 3 and between the intermediate roller 3 and the inner diameter surface of the outer drum 1; The rotation of the motor shaft is transmitted at a reduced or increased speed by frictional force via an oil film such as grease or grease. When the first rotating shaft 2 is used as an input shaft, the speed increasing rotation is transmitted to the second rotating shaft 4 to become a gearbox, and when the second rotating shaft 4 is used as the input shaft, the first rotating shaft 2 becomes the first rotating shaft. The decelerated rotation is transmitted to the rotating shaft 2 to function as a reduction gear.

【0003】このようにトラクションローラ式変速機は
油膜を介しての摩擦力による伝達方式であるため、遊星
歯車等の歯車式変速機に比べて高速で回転した場合にも
発生する音が小さく、一般に電動モータの出力部に組み
込まれて減速機として使用されている。
[0003] As described above, the traction roller type transmission is a transmission system using a frictional force via an oil film, so that the noise generated even when rotating at high speed is smaller than that of a gear type transmission such as a planetary gear. Generally, it is incorporated in an output section of an electric motor and used as a speed reducer.

【0004】ところで、トラクションローラ式変速機の
駆動時には、第2の回転軸4、中間ローラ3及び外側ド
ラム1の内径面は接触応力が1〜2GPaで互いに押し
付けられて各転がり面に面圧に応じた内部せん断応力が
生じる。このため、外側ドラム1の内径面の転がり接触
部を硬化させる目的で、本出願人等は、特願平9−26
2373号明細書(未公開)に示すように、外側ドラム
1の材料として例えばSCr420等の低炭素合金鋼を
用い、これに浸炭、焼入れ処理を施す技術を先に提案し
た。
When the traction roller type transmission is driven, the inner surfaces of the second rotating shaft 4, the intermediate roller 3, and the outer drum 1 are pressed against each other at a contact stress of 1 to 2 GPa, and the rolling surface is subjected to surface pressure. A corresponding internal shear stress occurs. For this reason, in order to harden the rolling contact portion on the inner diameter surface of the outer drum 1, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. Hei 9-26926.
As shown in the specification of 2373 (not disclosed), a technique in which a low-carbon alloy steel such as SCr420 is used as a material of the outer drum 1 and carburizing and quenching treatment is performed has been proposed.

【0005】しかしながら、浸炭、焼入れ処理は熱処理
変形が大きいため、外側ドラム1と一体の第1の回転軸
2等に変形が生じてしまい、熱処理後は矯正が効かない
ため、研削取代を大きくとるといった対策をとらなけれ
ばならず研削コストが増大する。更に、新規設備を考え
ると浸炭設備は非常に高価であり、トラクションローラ
式変速機が低価格なために大幅なコストダウンが要求さ
れる外側ドラムの製作コストを低くする妨げになる。
However, the carburizing and quenching treatments have a large heat treatment deformation, so that the first rotary shaft 2 and the like integral with the outer drum 1 are deformed. Such measures must be taken, which increases the grinding cost. Furthermore, considering new equipment, carburizing equipment is very expensive, which hinders a reduction in the manufacturing cost of the outer drum, which requires a significant cost reduction because the traction roller type transmission is inexpensive.

【0006】そこで、かかる不都合を解消するために
は、硬化が必要なのは外側ドラムの内径面(転がり接触
部)のみであることから、安価な部分焼入れが考えられ
る。部分焼入れ方法としては、高周波焼入れ又は電子ビ
ーム、CO2 レーザ、YAGレーザ等の高エネルギービ
ームによる焼入れ等が挙げられる。
Therefore, in order to eliminate such inconvenience, it is necessary to harden only the inner diameter surface (rolling contact portion) of the outer drum, so that inexpensive partial quenching may be considered. Examples of the partial quenching method include induction quenching or quenching with a high energy beam such as an electron beam, a CO 2 laser, or a YAG laser.

【0007】高周波焼入れは、硬化させたい部分に誘導
コイルを近接配置し、交番電流を流すことによりワーク
に渦電流を流してそのヒステリシス熱により加熱し、加
熱後、冷却水をかけることで急冷して焼入れするもので
あり、比較的深く広い範囲を焼入れるのによく用いられ
ている。
In induction hardening, an induction coil is arranged in the vicinity of a part to be hardened, an eddy current is caused to flow through an alternating current, and the work is heated by hysteresis heat. After heating, the work is rapidly cooled by applying cooling water. It is often used to quench a relatively deep and wide area.

【0008】一方、電子ビーム、CO2 レーザ、YAG
レーザ等の高エネルギービームによる焼入れは、エネル
ギー密度の高いビームを硬化させたい部分に照射してそ
のビームエネルギーにより加熱し、加熱後、ワークの持
つ熱容量による熱の拡散により空冷されて焼入れされ
る。これらの高エネルギービームによる焼入れは急速加
熱であるので、狭い部分を浅く焼き入れることができ
る。
On the other hand, electron beam, CO 2 laser, YAG
In quenching by a high energy beam such as a laser, a portion having a high energy density is irradiated to a portion to be hardened and heated by the beam energy. After heating, the material is air-cooled and quenched by diffusion of heat due to the heat capacity of the work. Since quenching by these high energy beams is rapid heating, narrow portions can be quenched shallowly.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高周波
焼入れは、浅い硬化層を得ることが難しいことや肉の薄
い部分に焼入れることから、焼入れ硬化が外側ドラム1
の外径面まで貫通して焼き割れが生じやすく、また、熱
処理変形が問題となり、仮に硬化しても真円度を確保す
るために研削取代を大きくする必要が生じて研削コスト
がかかり、更には、冷却水を用いるため冷却設備が必要
となって環境が悪化するという不都合がある。
However, induction hardening hardens the outer drum 1 because it is difficult to obtain a shallow hardened layer and hardens thin portions.
It easily penetrates up to the outer diameter surface, and cracks easily occur, and heat treatment deformation becomes a problem, and even if it hardens, it is necessary to increase the grinding allowance to ensure roundness, and grinding costs increase, furthermore However, there is a disadvantage that the use of cooling water requires a cooling facility and deteriorates the environment.

【0010】一方、レーザ焼入れや電子ビーム焼入れに
代表される高エネルギービームによる焼入れは、冷却設
備を必要としないため環境良好でこの点で有効である
が、焼入れ部の肉厚が薄く外側ドラム1の熱容量が少な
いため、焼入れのための空冷効果が不十分となって表面
近傍が不完全焼入れとなってしまう問題が発生した。
On the other hand, quenching with a high energy beam represented by laser quenching or electron beam quenching is effective in this respect because it does not require cooling equipment and is effective in this respect. Because of its low heat capacity, the air cooling effect for quenching was insufficient, causing a problem that incomplete quenching occurred near the surface.

【0011】また、肉の薄い部分に焼入れることから、
高周波焼入れの場合と同様に熱処理変形が問題となり、
仮に硬化しても真円度を確保するために研削取代を大き
くする必要が生じて研削コストがかかり、更には、高エ
ネルギービームでは深い硬化層は得られないので、研削
取代が大きいと該研削により硬化層が無くなってしまう
場合がある。
Also, since the meat is quenched into thin parts,
As in the case of induction hardening, heat treatment deformation becomes a problem,
Even if it is hardened, it is necessary to increase the grinding allowance in order to secure roundness, and the grinding cost is increased. Further, a deep hardened layer cannot be obtained with a high energy beam. May cause the cured layer to disappear.

【0012】なお、従来の変形矯正方法としては、プレ
スクエンチ法が存在するが、これは浸炭焼入れやずぶ焼
入れのように全体を加熱してオーステナイト状態で拘束
し矯正したり、MS点直上で拘束し矯正したりするもの
で、上述した部分焼入れの矯正方法として適用できるも
のではない。
As a conventional deformation correcting method, there is a press quench method, which is performed by heating the whole body to restrain and correct it in an austenite state, such as carburizing quenching or soot quenching, or restraining just above the MS point. However, it is not applicable as a method for correcting the above-mentioned partial quenching.

【0013】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、請求項1の発明は、高エネルギービ
ームで外側ドラム内径面の焼入れを行う場合に、表面近
傍の不完全焼入れを防止することができると共に、外側
ドラムの変形を防止して研削コスト及び熱処理コストの
低減を図ることができるトラクションローラ式変速機の
外側ドラム内径面の焼入れ方法を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in order to solve such inconvenience, and the invention of claim 1 prevents incomplete quenching near the surface when quenching the inner surface of the outer drum with a high energy beam. It is an object of the present invention to provide a method of hardening the inner surface of the outer drum of a traction roller type transmission, which can prevent deformation of the outer drum and reduce grinding cost and heat treatment cost.

【0014】また、請求項2の発明は、高周波焼入れで
外側ドラム内径面の焼入れを行う場合に、焼き割れを防
止することができると共に、外側ドラムの変形を防止し
て研削コスト及び熱処理コストの低減を図ることができ
るトラクションローラ式変速機の外側ドラム内径面の焼
入れ方法をを提供することを目的とする。
Further, according to the second aspect of the present invention, when quenching of the inner surface of the outer drum is performed by induction hardening, it is possible to prevent quenching cracks and to prevent deformation of the outer drum to reduce grinding cost and heat treatment cost. It is an object of the present invention to provide a method of hardening the inner surface of an outer drum of a traction roller type transmission that can reduce the amount of reduction.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1に係るトラクションローラ式変速機の外
側ドラム内径面の焼入れ方法は、第1の回転軸と一体の
外側ドラムと、該外側ドラムの内径面に中間ローラを介
して摩擦係合する第2の回転軸とを備え、油膜を介して
モータ軸の回転を減速または増速して伝達するトラクシ
ョンローラ式変速機の前記外側ドラム内径面の焼入れ方
法において、前記外側ドラムを型内に挿入し、この状態
で高エネルギービームを使用して該外側ドラムの内径面
の焼入れを行うことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of quenching an inner surface of an outer drum of a traction roller type transmission, wherein the outer drum is integral with a first rotating shaft. A second rotating shaft that frictionally engages the inner surface of the outer drum via an intermediate roller, and the outer drum of a traction roller type transmission that transmits the rotation of the motor shaft at a reduced or increased speed via an oil film The method for quenching the inner diameter surface is characterized in that the outer drum is inserted into a mold, and in this state, the inner diameter surface of the outer drum is quenched using a high energy beam.

【0016】請求項2に係るトラクションローラ式変速
機の外側ドラム内径面の焼入れ方法は、請求項1におい
て、前記高エネルギービームに代えて高周波焼入れによ
り前記外側ドラム内径面の焼入れを行うことを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of hardening the inner surface of the outer drum of the traction roller type transmission according to the first aspect, wherein the inner surface of the outer drum is hardened by induction hardening instead of the high energy beam. And

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の第1の態様の実施の
形態であるトラクションローラ式変速機の外側ドラム内
径面の焼入れ方法に使用する焼入れ装置の概略図、図2
は外側ドラムの変形測定部を説明するための説明図、図
3は高エネルギービームの焦点位置を説明するための説
明図、図4は本発明の第2の態様の実施の形態であるト
ラクションローラ式変速機の外側ドラム内径面の焼入れ
方法に使用する焼入れ装置の概略図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a quenching apparatus used for a method of quenching the inner surface of an outer drum of a traction roller type transmission according to an embodiment of the first aspect of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a deformation measuring unit of the outer drum, FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a focal position of a high energy beam, and FIG. 4 is a traction roller according to a second embodiment of the present invention. It is the schematic of the quenching apparatus used for the quenching method of the outer drum inner diameter surface of a type transmission.

【0018】まず、本発明の第1の態様の実施の形態で
あるトラクションローラ式変速機の外側ドラム内径面の
焼入れ方法から説明する。図1において符号1は第1の
回転軸2と一体の外側ドラムであり、第1の回転軸2は
モータ3のチャック4に保持されている。モータ3は回
転数を可変制御できるACサーボモータ等が用いられ、
また、チャック4は伸縮駆動されて外側ドラム1を上下
動できるようになっている。モータ3の上方には型5が
固定配置され、該型5には外側ドラム1の外径面を回転
可能に拘束するキャビティ6が形成されている。型5の
材料としては、軟鋼や炭素鋼の生材などでもかまわない
が、耐熱性及び耐摩耗性を考慮して、超鋼、高速度工具
鋼或いはセラミックなどが望ましく、この実施の形態で
は、高速度工具鋼SKH57を用いている。型5の厚み
は材料の強度によりさまざまに選択できるが、冷却能力
を考慮して、外側ドラム1の外径に対して径で+20m
m以上が望ましい。
First, a method for hardening the inner surface of the outer drum of the traction roller type transmission according to the first embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an outer drum integrated with a first rotating shaft 2, and the first rotating shaft 2 is held by a chuck 4 of a motor 3. As the motor 3, an AC servomotor or the like capable of variably controlling the number of rotations is used.
The chuck 4 is driven to expand and contract to move the outer drum 1 up and down. A mold 5 is fixedly disposed above the motor 3, and the mold 5 has a cavity 6 for rotatably restraining the outer diameter surface of the outer drum 1. The material of the mold 5 may be a raw material such as mild steel or carbon steel, but in consideration of heat resistance and wear resistance, a super steel, a high speed tool steel or a ceramic is desirable. In this embodiment, High speed tool steel SKH57 is used. The thickness of the mold 5 can be variously selected according to the strength of the material, but in consideration of the cooling capacity, the diameter of the outer drum 1 is +20 m with respect to the outer diameter.
m or more is desirable.

【0019】そして、冷鍛及び旋削工程を経た後の外側
ドラム1の第1の回転軸2をモータ3のチャック4で保
持した状態で該チャック4を伸長させて外側ドラム1の
外径面を型5のキャビティ6に挿入し、これにより、該
外側ドラム1の外径面全面を型5によって拘束する。
After the first rotary shaft 2 of the outer drum 1 after the cold forging and turning steps is held by the chuck 4 of the motor 3, the chuck 4 is extended to remove the outer diameter surface of the outer drum 1. It is inserted into the cavity 6 of the mold 5, whereby the entire outer diameter surface of the outer drum 1 is restrained by the mold 5.

【0020】次いで、モータ3を駆動させて外側ドラム
1を回転させつつ型5の上部開口から外側ドラム1の内
径面にレーザビーム(又は電子ビーム)を照射して該内
径面全面の焼入れを行う。
Next, while the motor 3 is driven to rotate the outer drum 1, a laser beam (or an electron beam) is irradiated from the upper opening of the mold 5 onto the inner surface of the outer drum 1 to quench the entire inner surface. .

【0021】外側ドラム1の内径面にビームが照射され
ると外側ドラム1は熱膨張するが、型5により該熱膨張
が抑えられるので、外側ドラム1の変形が矯正されて真
円度が確保される。また、型5はビーム焼入れのために
必要な熱容量を大きくし、熱拡散による冷却能力を上げ
るように機能するため、十分な空冷効果を得ることがで
きる。
When the beam is applied to the inner diameter surface of the outer drum 1, the outer drum 1 thermally expands. However, since the thermal expansion is suppressed by the mold 5, the deformation of the outer drum 1 is corrected and the roundness is secured. Is done. In addition, the mold 5 functions to increase the heat capacity required for beam quenching and to increase the cooling capacity by heat diffusion, so that a sufficient air cooling effect can be obtained.

【0022】焼入れ終了後、モータ3のチャック4を収
縮させて外側ドラム1を離型し、チャック4から取り外
した後、研削仕上が施される。上記の説明から明らかな
ように、この実施の形態では、焼入れ時に型5により外
側ドラム1の変形が矯正されて真円度が確保されるた
め、研削コストの低減を図ることができ、しかも、高エ
ネルギービームよる部分焼入れであるため浸炭焼入れに
比べて熱処理コストを大幅に削減することができる。
After the quenching is completed, the chuck 4 of the motor 3 is contracted to release the outer drum 1 and is removed from the chuck 4 and then subjected to a grinding finish. As is apparent from the above description, in this embodiment, the deformation of the outer drum 1 is corrected by the mold 5 at the time of quenching and the roundness is secured, so that the grinding cost can be reduced, and Since partial quenching is performed using a high energy beam, heat treatment costs can be significantly reduced as compared with carburizing and quenching.

【0023】また、型5はビーム焼入れのために必要な
熱容量を大きくし、熱拡散による冷却能力を上げるよう
に機能して十分な空冷効果を得ることができるため、焼
入れ部の表面近傍の不完全焼入れ層を無くして健全なマ
ルテンサイト組織の硬化層を得ることができる。
Also, since the mold 5 functions to increase the heat capacity required for beam quenching and to increase the cooling capacity by heat diffusion and to obtain a sufficient air cooling effect, the mold 5 has an undesired effect near the surface of the quenched portion. A hardened layer with a sound martensite structure can be obtained without the completely quenched layer.

【0024】[0024]

【実施例1】SCr420の外側ドラムに浸炭焼入れを
施したものを比較例A、S53Cの外側ドラムの内径面
にレーザ焼入れを施したものを比較例B、S53Cの外
側ドラムの内径面に電子ビーム焼入れを施したものを比
較例C、図1の焼入れ装置を使用してS53Cの外側ド
ラムの内径面にレーザ焼入れを施したものを実施例A、
図1の焼入れ装置を使用してS53Cの外側ドラムの内
径面に電子ビーム焼入れを施したものを実施例Bとし、
第1の回転軸の変形量(変形量C:図2参照)、真円度
(d部真円度:図2参照)及び外側ドラム内径面の表面
硬さを測定した。なお、外側ドラムは比較例及び実施例
ともに同じ形状・大きさのものを用い、変形量C及びd
部真円度についてはダイヤルゲージを用いて測定した。
また、比較例B,C、実施例A,Bのレーザ焼入れ及び
電子ビーム焼入れは次の条件で行った。 レーザ焼入れ条件 使用レーザ 5kWマルチモード CO2 レーザ 周速 0.3m/min ビームオシレーション 100Hz 幅6mm 焦点外し量 a/b=1.2(図3参照) 出力 1.5kW 電子ビーム焼入れ条件 使用電子ビーム溶接機 6kW 150kV EBW 周速 0.3m/min ビームオシレーション 500Hz 幅10mm 焦点外し量 a/b=1.2(図3参照) ビーム電流 2mA 表1に結果を示す。
EXAMPLE 1 Comparative Example A was obtained by carburizing and quenching the outer drum of SCr420, and Comparative Example B was obtained by laser quenching the inner surface of the outer drum of S53C. Electron beam was applied to the inner surface of the outer drum of S53C. The quenched product was Comparative Example C, and the laser quenched inner surface of the outer drum of S53C using the quenching apparatus of FIG.
An example in which the inner surface of the outer drum of S53C was subjected to electron beam quenching using the quenching apparatus of FIG.
The deformation amount (deformation amount C: see FIG. 2), roundness (d portion roundness: see FIG. 2) of the first rotating shaft, and the surface hardness of the inner surface of the outer drum were measured. The outer drum has the same shape and size in both the comparative example and the example, and the deformation amounts C and d are used.
The roundness was measured using a dial gauge.
Laser hardening and electron beam hardening in Comparative Examples B and C and Examples A and B were performed under the following conditions. Laser quenching conditions Laser used 5 kW multi-mode CO 2 laser Circumferential speed 0.3 m / min Beam oscillation 100 Hz Width 6 mm Defocus amount a / b = 1.2 (see FIG. 3) Output 1.5 kW Electron beam quenching conditions Electron beam used Welder 6 kW 150 kV EBW Circumferential speed 0.3 m / min Beam oscillation 500 Hz Width 10 mm Defocus amount a / b = 1.2 (see FIG. 3) Beam current 2 mA Table 1 shows the results.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】表1から明らかなように、比較例Aの浸炭
品は表面の硬さは十分に得る事ができるが、熱処理変形
により第1の回転軸の曲がり(変形量C)が大きく、こ
のままでは使用できない。
As is clear from Table 1, the carburized product of Comparative Example A can obtain a sufficient surface hardness, but the bending (deformation C) of the first rotating shaft is large due to the heat treatment deformation. Cannot be used.

【0027】また、比較例B,Cのレーザ焼入れ、電子
ビーム焼入れでは型を用いず外側ドラムの内径面のみを
焼入れるため、第1の回転軸の変形量Cはほとんど無い
が、外側ドラムのd部真円度は悪い。また、空冷に必要
な熱容量が得られないため外側ドラム内径面の表面近傍
の硬さも低く、組織を調査したところトルースタイト組
職になっており、不完全焼入れ層となっていた。
In the laser quenching and the electron beam quenching of Comparative Examples B and C, since only the inner diameter surface of the outer drum is quenched without using a mold, the amount of deformation C of the first rotating shaft is almost nil. The roundness of the d part is poor. In addition, since the heat capacity required for air cooling was not obtained, the hardness near the surface of the inner surface of the outer drum was low. When the structure was examined, the structure was a troostite structure and an incompletely quenched layer.

【0028】これに対し、型を用いた実施例A,Bのレ
ーザ焼入れ、電子ビーム焼入れは、変形量C及びd部真
円度共に最も少なく、外側ドラム内径面の表面近傍も硬
い硬化層が得られた。
On the other hand, in the laser quenching and the electron beam quenching of Examples A and B using the molds, the hardened layer having the smallest deformation amount C and the roundness of the d portion was the smallest, and the hard surface near the surface of the inner surface of the outer drum was hard. Obtained.

【0029】次に、本発明の第2の態様の実施の形態で
あるトラクションローラ式変速機の外側ドラム内径面の
焼入れ方法を説明する。なお、この実施の形態は、上述
した第1の態様の実施の形態において、高エネルギービ
ーム焼入れを高周波焼入れに変更した点のみが相違する
ため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。
Next, a method of quenching the inner surface of the outer drum of the traction roller type transmission according to the second embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the above-described embodiment of the first aspect only in that high-energy beam quenching is changed to induction quenching. Omitted.

【0030】この実施の形態では、型5の上部開口から
高周波加熱装置20を挿入して該装置5を外側ドラム1
の内径面に対向配置し、この状態でモータ3を駆動させ
て外側ドラム1を回転させつつ高周波加熱装置20の加
熱コイル21に高周波電流を流して外側ドラム1の内径
面全面を加熱する。その後、高周波加熱装置20の冷却
水口22から外側ドラム1の内径面全面に冷却水を供給
して焼入れのための冷却を行う。
In this embodiment, the high-frequency heating device 20 is inserted from the upper opening of the mold 5 and the device 5 is connected to the outer drum 1.
In this state, the motor 3 is driven to rotate the outer drum 1, and a high-frequency current is supplied to the heating coil 21 of the high-frequency heating device 20 to heat the entire inner surface of the outer drum 1. Thereafter, cooling water is supplied from the cooling water port 22 of the high-frequency heating device 20 to the entire inner surface of the outer drum 1 to perform cooling for quenching.

【0031】外側ドラム1の内径面に加熱コイル21で
加熱されると外側ドラム1全体が熱膨張するが、型5に
より該熱膨張が抑えられるので、外側ドラム1の変形が
矯正されて真円度が確保される。また、型5は高周波焼
入れの焼入れ深さを調整する機能を持っており、肉厚が
薄いために硬化層が内径面から外径側に貫通してしまう
のを適度に押さえる役目を果たすようになっている。
When the inner surface of the outer drum 1 is heated by the heating coil 21, the entire outer drum 1 thermally expands. However, since the thermal expansion is suppressed by the mold 5, the deformation of the outer drum 1 is corrected and a perfect circle is formed. Degree is secured. Also, the mold 5 has a function of adjusting the quenching depth of the induction quenching, and since it has a small thickness, it plays a role of appropriately suppressing the penetration of the hardened layer from the inner diameter surface to the outer diameter side. Has become.

【0032】焼入れ終了後、モータ3のチャック4を収
縮させて外側ドラム1を離型し、チャック4から取り外
した後、研削仕上が施される。なお、外側ドラム1の離
型の際には、該外側ドラム1は冷却により収縮している
ので型5から容易に外すことができる。
After quenching is completed, the chuck 4 of the motor 3 is contracted to release the outer drum 1 and is removed from the chuck 4 and then subjected to a grinding finish. When the outer drum 1 is released from the mold 5, the outer drum 1 is contracted by cooling.

【0033】上記の説明から明らかなように、この実施
の形態では、焼入れ時に型5により外側ドラム1の変形
が矯正されて真円度が確保されるため、研削コストの低
減を図ることができ、しかも、高周波焼入れよる部分焼
入れであるため浸炭焼入れに比べて熱処理コストを大幅
に削減することができる。
As is apparent from the above description, in this embodiment, the deformation of the outer drum 1 is corrected by the mold 5 at the time of quenching and the roundness is secured, so that the grinding cost can be reduced. In addition, since the induction hardening is partial quenching, the heat treatment cost can be significantly reduced as compared with carburizing quenching.

【0034】また、型5は硬化層が外側ドラム1の内径
面から外径側に貫通してしまうのを適度に押さえる役目
を果たすため、外側ドラム1に焼き割れが発生するのを
良好に防止することができる。
Also, since the mold 5 has a function of appropriately preventing the hardened layer from penetrating from the inner diameter surface of the outer drum 1 to the outer diameter side, the occurrence of burning cracks in the outer drum 1 is satisfactorily prevented. can do.

【0035】なお、上記各実施の形態共に、トラクショ
ンローラ式変速機の外側ドラム1の内径面の焼入れを説
明したが、外側ドラム以外でリング状のワーク内径面に
硬化層を形成するものにも応用することができる。
In each of the above embodiments, the hardening of the inner surface of the outer drum 1 of the traction roller type transmission has been described. However, the hardened layer may be formed on the inner surface of the ring-shaped work other than the outer drum. Can be applied.

【0036】[0036]

【実施例2】SCr420の外側ドラムに浸炭焼入れを
施したものを比較例D、S53Cの外側ドラムの内径面
に高周波焼入れを施したものを比較例E、図4の焼入れ
装置を使用してS53Cの外側ドラムの内径面に高周波
焼入れを施したものを実施例Cとし、第1の回転軸の変
形量(変形量C:図2参照)及び真円度(d部真円度:
図2参照)をダイヤルゲージを用いて測定すると共に外
側ドラムの焼き割れの発生を調査した。なお、外側ドラ
ムは比較例及び実施例ともに同じ形状・大きさのものを
用いた。また、比較例E及び実施例Cの高周波焼入れは
次の条件で行った。 高周波焼入れ条件 高周波加熱装置 400kHz,50kW モータ回転数 240rpm 出力 11V×4秒 焼戻し条件 180°C×90分 表2に結果を示す。
Example 2 Comparative Example D obtained by carburizing and quenching the outer drum of SCr420, Comparative Example E obtained by performing induction hardening on the inner surface of the outer drum of S53C, and S53C using the quenching apparatus shown in FIG. In Example C, the inner diameter surface of the outer drum was subjected to induction hardening, and the deformation amount (deformation amount C: see FIG. 2) and the roundness (d portion roundness:
2) was measured using a dial gauge, and the occurrence of burning cracks on the outer drum was investigated. The outer drum used had the same shape and size in both the comparative example and the example. Further, induction hardening in Comparative Example E and Example C was performed under the following conditions. Induction hardening condition Induction heating device 400 kHz, 50 kW Motor rotation speed 240 rpm Output 11 V × 4 seconds Tempering condition 180 ° C. × 90 minutes Table 2 shows the results.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】表2から明らかなように、比較例Dの浸炭
品は表面の硬さは十分に得る事ができるが、熱処理変形
により第1の回転軸の曲がり(変形量C)が大きく、こ
のままでは使用できない。
As is clear from Table 2, the carburized product of Comparative Example D has a sufficient surface hardness, but the first rotating shaft has a large bending (deformation amount C) due to heat treatment deformation. Cannot be used.

【0039】また、比較例Eの高周波焼入れでは型を用
いず外側ドラムの内径面のみを焼入れるため、第1の回
転軸の変形量Cはほとんど無いが、外側ドラムのd部真
円度は悪く、また、外径側に硬化層が貫通してしまい、
焼き割れが見られた。
Further, in the induction hardening of Comparative Example E, since only the inner surface of the outer drum is hardened without using a mold, the amount of deformation C of the first rotary shaft is almost nil. Bad, the hardened layer penetrates to the outer diameter side,
Burnt cracks were seen.

【0040】これに対し、型を用いた実施例Cの高周波
焼入れは、変形量C及びd部真円度共に最も少なく、焼
き割れもない健全な硬化層が得られた。
In contrast, in the induction hardening of Example C using the mold, the amount of deformation C and the roundness of the d part were the smallest, and a sound hardened layer without quenching cracks was obtained.

【0041】[0041]

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、請求項
1の発明では、焼入れ時ににより外側ドラムの変形が矯
正されて真円度が確保されるため、研削コストの低減を
図ることができ、しかも、高エネルギービームよる部分
焼入れであるため浸炭焼入れに比べて熱処理コストを大
幅に削減することができるという効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the deformation of the outer drum is corrected by quenching and the roundness is secured, so that the grinding cost can be reduced. Moreover, since the partial quenching is performed by the high energy beam, the effect that the heat treatment cost can be significantly reduced as compared with the case of carburizing and quenching can be obtained.

【0042】また、型はビーム焼入れのために必要な熱
容量を大きくし、熱拡散による冷却能力を上げるように
機能して十分な空冷効果を得ることができるため、焼入
れ部の表面近傍の不完全焼入れ層を無くして健全なマル
テンサイト組織の硬化層を得ることができるという効果
が得られる。
Also, since the mold functions to increase the heat capacity necessary for beam quenching and to increase the cooling capacity by heat diffusion and to obtain a sufficient air cooling effect, the imperfections near the surface of the quenched portion are not sufficient. The effect is obtained that a hardened layer having a sound martensite structure can be obtained without the quenched layer.

【0043】請求項2の発明では、焼入れ時に型により
外側ドラムの変形が矯正されて真円度が確保されるた
め、研削コストの低減を図ることができ、しかも、高周
波焼入れよる部分焼入れであるため浸炭焼入れに比べて
熱処理コストを大幅に削減することができるという効果
が得られる。
According to the second aspect of the present invention, since the deformation of the outer drum is corrected by the mold at the time of quenching and the roundness is ensured, the grinding cost can be reduced, and the partial quenching is performed by induction hardening. Therefore, the effect that the heat treatment cost can be significantly reduced as compared with carburizing and quenching is obtained.

【0044】また、型は硬化層が外側ドラムの内径面か
ら外径側に貫通してしまうのを適度に押さえる役目を果
たすため、外側ドラムに焼き割れが発生するのを良好に
防止することができるという効果が得られる。
Further, since the mold has a function of appropriately preventing the hardened layer from penetrating from the inner diameter surface of the outer drum to the outer diameter side, it is possible to appropriately prevent the occurrence of burning cracks in the outer drum. The effect that it can be obtained is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の態様の実施の形態であるトラク
ションローラ式変速機の外側ドラム内径面の焼入れ方法
に使用する装置の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus used for a method of hardening an inner diameter surface of an outer drum of a traction roller type transmission according to an embodiment of the first aspect of the present invention.

【図2】外側ドラムの変形測定部を説明するための説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a deformation measuring unit of an outer drum.

【図3】レーザビームの焦点位置を説明するための説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a focal position of a laser beam.

【図4】本発明の第2の態様の実施の形態であるトラク
ションローラ式変速機の外側ドラム内径面の焼入れ方法
に使用する装置の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of an apparatus used for a method of hardening an inner surface of an outer drum of a traction roller type transmission according to an embodiment of the second aspect of the present invention.

【図5】トラクションローラ式変速機を説明するための
説明的断面図である。
FIG. 5 is an explanatory sectional view illustrating a traction roller type transmission.

【図6】図5のVI−VI線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外側ドラム 2…第1の回転軸 3…中間ローラ 4…第2の回転軸 5…型 20…高周波加熱装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer drum 2 ... 1st rotating shaft 3 ... Intermediate roller 4 ... 2nd rotating shaft 5 ... Mold 20 ... High frequency heating device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の回転軸と一体の外側ドラムと、該
外側ドラムの内径面に中間ローラを介して摩擦係合する
第2の回転軸とを備え、油膜を介してモータ軸の回転を
減速または増速して伝達するトラクションローラ式変速
機の前記外側ドラム内径面の焼入れ方法において、 前記外側ドラムを型内に挿入し、この状態で高エネルギ
ービームを使用して該外側ドラムの内径面の焼入れを行
うことを特徴とするトラクションローラ式変速機の外側
ドラム内径面の焼入れ方法。
An outer drum integrated with a first rotating shaft, and a second rotating shaft frictionally engaged with an inner peripheral surface of the outer drum via an intermediate roller, wherein rotation of the motor shaft via an oil film is provided. In the method of quenching the inner surface of the outer drum of the traction roller type transmission for reducing or increasing the speed of transmission, the outer drum is inserted into a mold, and in this state, the inner diameter of the outer drum is increased by using a high energy beam. A method of quenching the inner surface of the outer drum of a traction roller type transmission, wherein the surface is quenched.
【請求項2】 前記高エネルギービームに代えて高周波
焼入れにより前記外側ドラム内径面の焼入れを行うこと
を特徴とする請求項1記載のトラクションローラ式変速
機の外側ドラム内径面の焼入れ方法。
2. The method for quenching the inner surface of the outer drum of a traction roller type transmission according to claim 1, wherein the inner surface of the outer drum is quenched by induction hardening instead of the high energy beam.
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