JP2003166020A - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents
熱処理装置及び熱処理方法Info
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- JP2003166020A JP2003166020A JP2001368507A JP2001368507A JP2003166020A JP 2003166020 A JP2003166020 A JP 2003166020A JP 2001368507 A JP2001368507 A JP 2001368507A JP 2001368507 A JP2001368507 A JP 2001368507A JP 2003166020 A JP2003166020 A JP 2003166020A
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- 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
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】円板状歯車を熱処理する際に歪みを十分に抑制
できる熱処理装置を提供する。 【解決手段】熱処理装置３０は、ほぼ水平に配置された
円板状歯車１０を上から押える上押え治具４０と、下か
ら押える下押え治具５０とを有する押え治具を備えてい
る。また、熱処理装置３０は、冷却器を兼ねた誘導加熱
コイル（冷却器）６０も備えている。上押え治具４０
は、円板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだけ
上方から差し込まれる上円柱４２と、円板状歯車１０の
うち歯部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）の
上面を押える上押え部材４４とを有する。下押え治具５
０は、円板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだ
け下方から差し込まれる下円柱５２と、円板状歯車１０
のうち歯部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）
の下面を押える下押え部材５４とを有する。
できる熱処理装置を提供する。 【解決手段】熱処理装置３０は、ほぼ水平に配置された
円板状歯車１０を上から押える上押え治具４０と、下か
ら押える下押え治具５０とを有する押え治具を備えてい
る。また、熱処理装置３０は、冷却器を兼ねた誘導加熱
コイル（冷却器）６０も備えている。上押え治具４０
は、円板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだけ
上方から差し込まれる上円柱４２と、円板状歯車１０の
うち歯部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）の
上面を押える上押え部材４４とを有する。下押え治具５
０は、円板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだ
け下方から差し込まれる下円柱５２と、円板状歯車１０
のうち歯部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）
の下面を押える下押え部材５４とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円板状歯車を熱処
理する熱処理装置及び熱処理方法に関し、例えば肉厚の
薄い円板状歯車に好適な熱処理装置及び熱処理方法に関
する。
理する熱処理装置及び熱処理方法に関し、例えば肉厚の
薄い円板状歯車に好適な熱処理装置及び熱処理方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば自動車のドライブプレ
ートとして、外周部に歯部が形成された円板状歯車が使
用されている。歯部は、歯車の歯を構成する凹凸（山）
が連続して形成されたものである。周知のように、歯部
には焼入れなどの熱処理が施される。この熱処理の際に
は、一般に、円板状歯車に歪みが生じる。
ートとして、外周部に歯部が形成された円板状歯車が使
用されている。歯部は、歯車の歯を構成する凹凸（山）
が連続して形成されたものである。周知のように、歯部
には焼入れなどの熱処理が施される。この熱処理の際に
は、一般に、円板状歯車に歪みが生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、円板状歯車の
歪みを抑制する熱処理技術が種々提案されている（例え
ば、特開平９−３０２４１９号、特開２０００−１７３
２８号、特開２００１−２００１７号参照）。しかし、
いずれの熱処理技術であっても、歪みを十分に抑制でき
るとは言い難い。
歪みを抑制する熱処理技術が種々提案されている（例え
ば、特開平９−３０２４１９号、特開２０００−１７３
２８号、特開２００１−２００１７号参照）。しかし、
いずれの熱処理技術であっても、歪みを十分に抑制でき
るとは言い難い。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、円板状歯車を
熱処理する際に歪みを十分に抑制できる熱処理装置及び
熱処理方法を提供することを目的とする。
熱処理する際に歪みを十分に抑制できる熱処理装置及び
熱処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の熱処理装置は、円板状歯車の外周部に形成さ
れた歯部を加熱する誘導加熱コイルを備え、該誘導加熱
コイルで前記歯部を加熱して熱処理する熱処理装置にお
いて、（１）前記円板状歯車のうち前記歯部よりも内側
の部分の両面を押える押え機能と、前記誘導加熱コイル
によって生成された交番磁束を遮蔽する遮蔽機能と、前
記歯部の熱が前記内側の部分に伝導することを抑止する
冷却機能とを有する押え治具を備えたことを特徴とする
ものである。
の本発明の熱処理装置は、円板状歯車の外周部に形成さ
れた歯部を加熱する誘導加熱コイルを備え、該誘導加熱
コイルで前記歯部を加熱して熱処理する熱処理装置にお
いて、（１）前記円板状歯車のうち前記歯部よりも内側
の部分の両面を押える押え機能と、前記誘導加熱コイル
によって生成された交番磁束を遮蔽する遮蔽機能と、前
記歯部の熱が前記内側の部分に伝導することを抑止する
冷却機能とを有する押え治具を備えたことを特徴とする
ものである。
【０００６】ここで、（２）前記押え治具は、磁性材で
形成されたものであってもよい。
形成されたものであってもよい。
【０００７】さらに、（３）前記押え治具は、前記歯部
よりも内側の部分のうち前記歯部の歯元よりも０．５ｍ
ｍ以上２．０ｍｍ以下離れた範囲内の部分を押えるもの
であってもよい。
よりも内側の部分のうち前記歯部の歯元よりも０．５ｍ
ｍ以上２．０ｍｍ以下離れた範囲内の部分を押えるもの
であってもよい。
【０００８】さらにまた、上記の熱処理装置は、（４）
前記歯部に冷却液を噴射する多数の冷却液噴射口が形成
された冷却液流入管と、（５）該冷却液流入管に冷却液
を供給するために該冷却液流入管に接続された複数の冷
却液供給部と、（６）これら複数の冷却液供給部それぞ
れに接続されて各冷却液供給部からの距離が等しくなる
位置に配置された複数の電磁バルブとを有する冷却器を
備えてもよい。
前記歯部に冷却液を噴射する多数の冷却液噴射口が形成
された冷却液流入管と、（５）該冷却液流入管に冷却液
を供給するために該冷却液流入管に接続された複数の冷
却液供給部と、（６）これら複数の冷却液供給部それぞ
れに接続されて各冷却液供給部からの距離が等しくなる
位置に配置された複数の電磁バルブとを有する冷却器を
備えてもよい。
【０００９】また、上記目的を達成するための本発明の
熱処理方法は、円板状歯車の外周部に形成された歯部を
誘導加熱コイルで加熱しながら、前記円板状歯車のうち
前記歯部よりも内側の部分の両面を押え治具で押える熱
処理方法において、（７）前記円板状歯車から前記押え
治具を取り外した後に該押え治具を冷却することを特徴
とするものである。
熱処理方法は、円板状歯車の外周部に形成された歯部を
誘導加熱コイルで加熱しながら、前記円板状歯車のうち
前記歯部よりも内側の部分の両面を押え治具で押える熱
処理方法において、（７）前記円板状歯車から前記押え
治具を取り外した後に該押え治具を冷却することを特徴
とするものである。
【００１０】ここで、（８）前記押え治具によって前記
両面を押える際に、該押え治具によって、前記誘導加熱
コイルによって生成された交番磁束を遮蔽すると同時
に、前記歯部の熱が前記内側の部分に伝導することを抑
止してもよい。
両面を押える際に、該押え治具によって、前記誘導加熱
コイルによって生成された交番磁束を遮蔽すると同時
に、前記歯部の熱が前記内側の部分に伝導することを抑
止してもよい。
【００１１】さらに、（９）前記円板状歯車を前記誘導
加熱コイルで加熱する際に、前記円板状歯車と前記誘導
加熱コイルを相対的に所定の回転速度で回転させながら
加熱し、（１０）前記円板状歯車を加熱した後、前記所
定の回転速度よりも遅い回転速度で前記円板状歯車と前
記誘導加熱コイルを相対的に回転させながら前記円板状
歯車の前記歯部を冷却してもよい。
加熱コイルで加熱する際に、前記円板状歯車と前記誘導
加熱コイルを相対的に所定の回転速度で回転させながら
加熱し、（１０）前記円板状歯車を加熱した後、前記所
定の回転速度よりも遅い回転速度で前記円板状歯車と前
記誘導加熱コイルを相対的に回転させながら前記円板状
歯車の前記歯部を冷却してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施形態
を説明する。
を説明する。
【００１３】図１を参照して、熱処理される円板状歯車
を説明する。
を説明する。
【００１４】図１（ａ）は、円板状歯車を示す斜視図で
あり、（ｂ）は、（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
あり、（ｂ）は、（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
【００１５】円板状歯車１０は薄い円板状のものであ
り、その外周部の側面１２には歯部１４が形成されてい
る。歯部１４は、歯車の歯を構成する凹凸（山１６）が
連続して形成されたものである。歯部１４のうち側面１
２に接触している部分は歯元１８である。
り、その外周部の側面１２には歯部１４が形成されてい
る。歯部１４は、歯車の歯を構成する凹凸（山１６）が
連続して形成されたものである。歯部１４のうち側面１
２に接触している部分は歯元１８である。
【００１６】歯元１８よりも内側の部分２０（平坦部２
０）は平らである。この平坦部２０よりもさらに内側に
は傾斜面２２が形成されている。なお、円板状歯車１０
の中央部には中央孔２４が形成されている。また、円板
状歯車１０の厚さは約５ｍｍである
０）は平らである。この平坦部２０よりもさらに内側に
は傾斜面２２が形成されている。なお、円板状歯車１０
の中央部には中央孔２４が形成されている。また、円板
状歯車１０の厚さは約５ｍｍである
【００１７】上記した円板状歯車１０を熱処理する熱処
理装置及び熱処理方法を、図２から図５までを参照して
説明する。
理装置及び熱処理方法を、図２から図５までを参照して
説明する。
【００１８】図２は、熱処理装置を模式的に示す側面図
である。図３（ａ）は、円板状歯車のうち押え治具が押
えている部分を拡大して示す側面図であり、（ｂ）は、
押え治具が押える領域を模式的に示す平面図である。図
４は、円板状歯車を取り囲んだ誘導加熱コイル（冷却
器）を模式的に示す斜視図である。図５は、図４の誘導
加熱コイルを模式的に示す平面図である。
である。図３（ａ）は、円板状歯車のうち押え治具が押
えている部分を拡大して示す側面図であり、（ｂ）は、
押え治具が押える領域を模式的に示す平面図である。図
４は、円板状歯車を取り囲んだ誘導加熱コイル（冷却
器）を模式的に示す斜視図である。図５は、図４の誘導
加熱コイルを模式的に示す平面図である。
【００１９】熱処理装置３０は、ほぼ水平に配置された
円板状歯車１０を上から押える上押え治具４０と、下か
ら押える下押え治具５０とを有する押え治具を備えてい
る。また、熱処理装置３０は、冷却器を兼ねた誘導加熱
コイル（冷却器）６０も備えている。
円板状歯車１０を上から押える上押え治具４０と、下か
ら押える下押え治具５０とを有する押え治具を備えてい
る。また、熱処理装置３０は、冷却器を兼ねた誘導加熱
コイル（冷却器）６０も備えている。
【００２０】上押え治具４０は、図２に示すように、円
板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだけ上方か
ら差し込まれる上円柱４２と、円板状歯車１０のうち歯
部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）の上面を
押える上押え部材４４とを有する。上円柱４２は円柱状
のものであり、上押え部材４４は環状のものである。上
押え治具４０は上下動するように構成されており、円板
状歯車１０を押えるときは円板状歯車１０の上方から下
降し、この逆に、円板状歯車１０から離れるとき（円板
状歯車を取り外すとき）は上昇する。
板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだけ上方か
ら差し込まれる上円柱４２と、円板状歯車１０のうち歯
部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）の上面を
押える上押え部材４４とを有する。上円柱４２は円柱状
のものであり、上押え部材４４は環状のものである。上
押え治具４０は上下動するように構成されており、円板
状歯車１０を押えるときは円板状歯車１０の上方から下
降し、この逆に、円板状歯車１０から離れるとき（円板
状歯車を取り外すとき）は上昇する。
【００２１】下押え治具５０は、図２に示すように、円
板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだけ下方か
ら差し込まれる下円柱５２と、円板状歯車１０のうち歯
部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）の下面を
押える下押え部材５４とを有する。下円柱５２は円柱状
のものであり、下押え部材５４は環状のものである。
板状歯車１０の中央孔２４に半分程度の深さだけ下方か
ら差し込まれる下円柱５２と、円板状歯車１０のうち歯
部１６よりも内側部分（ここでは平坦部２０）の下面を
押える下押え部材５４とを有する。下円柱５２は円柱状
のものであり、下押え部材５４は環状のものである。
【００２２】上押え治具４０と下押え治具５０から構成
される押え治具は、上述したように、円板状歯車１０の
歯部１６よりも内側の両面を押える機能（押え機能）を
有する。押え治具が押える位置は、図３に示すように、
歯元１８よりも０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の距離
（Ｌで示す距離）だけ内側に離れた範囲（Ｗで示す範
囲）内の部分である。このため、円板状歯車１０のうち
押え治具で押えられた部分やその近傍部分では、熱処理
後の歪みが抑えられる。
される押え治具は、上述したように、円板状歯車１０の
歯部１６よりも内側の両面を押える機能（押え機能）を
有する。押え治具が押える位置は、図３に示すように、
歯元１８よりも０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の距離
（Ｌで示す距離）だけ内側に離れた範囲（Ｗで示す範
囲）内の部分である。このため、円板状歯車１０のうち
押え治具で押えられた部分やその近傍部分では、熱処理
後の歪みが抑えられる。
【００２３】また、上押え治具４０と下押え治具５０
は、例えばマルテンサイト系ステンレスのような磁性体
から形成されている。従って、後述する誘導加熱コイル
（冷却器）６０によって生成された交番磁束を遮蔽する
機能（遮蔽機能）も有する。このため、円板状歯車１０
のうち歯部１６よりも内側の部分は誘導加熱されにくい
ので、熱処理中の加熱に起因する歪みが抑えられる。な
お、磁性体の押え治具は歯元１８よりも０．５ｍｍ以上
２．０ｍｍ以下の距離だけ内側に離れているので歯底部
は誘導加熱され、歯部１６の歯底には適切な深さの硬化
層が形成される。
は、例えばマルテンサイト系ステンレスのような磁性体
から形成されている。従って、後述する誘導加熱コイル
（冷却器）６０によって生成された交番磁束を遮蔽する
機能（遮蔽機能）も有する。このため、円板状歯車１０
のうち歯部１６よりも内側の部分は誘導加熱されにくい
ので、熱処理中の加熱に起因する歪みが抑えられる。な
お、磁性体の押え治具は歯元１８よりも０．５ｍｍ以上
２．０ｍｍ以下の距離だけ内側に離れているので歯底部
は誘導加熱され、歯部１６の歯底には適切な深さの硬化
層が形成される。
【００２４】また、上押え治具４０と下押え治具５０
は、誘導加熱コイル（冷却器）６０によって加熱されて
いる歯部１６の熱が内側に伝導することを抑止する機
能、いわゆる冷し金のような機能（冷却機能）を有す
る。このため、円板状歯車１０のうち歯部１６よりも内
側の部分に歯部１６からの熱が伝導しにくいので、歯部
１６から伝導された熱に起因する歪みが抑えられる。
は、誘導加熱コイル（冷却器）６０によって加熱されて
いる歯部１６の熱が内側に伝導することを抑止する機
能、いわゆる冷し金のような機能（冷却機能）を有す
る。このため、円板状歯車１０のうち歯部１６よりも内
側の部分に歯部１６からの熱が伝導しにくいので、歯部
１６から伝導された熱に起因する歪みが抑えられる。
【００２５】熱処理装置３０は、上述したように、冷却
器を兼ねた誘導加熱コイル（冷却器）６０を備えてい
る。誘導加熱コイル（冷却器）６０は、図４に示すよう
に、内部に冷却液が通る空間（冷却液路）６２ａが形成
された環状の冷却液流入管６２を有する。冷却液流入管
６２の内周壁には、歯部１６に冷却液を噴射するための
多数の冷却液噴射口６２ｂが形成されている。この冷却
液流入管６２は、板状歯車１０の歯部１６を取り囲むよ
うに配置される。
器を兼ねた誘導加熱コイル（冷却器）６０を備えてい
る。誘導加熱コイル（冷却器）６０は、図４に示すよう
に、内部に冷却液が通る空間（冷却液路）６２ａが形成
された環状の冷却液流入管６２を有する。冷却液流入管
６２の内周壁には、歯部１６に冷却液を噴射するための
多数の冷却液噴射口６２ｂが形成されている。この冷却
液流入管６２は、板状歯車１０の歯部１６を取り囲むよ
うに配置される。
【００２６】冷却液流入管６２の外周壁には、図５に示
すように、冷却液流入管６２に冷却液を供給するための
４つの冷却液供給部７１，７２，７３，７４がほぼ等間
隔で接続されている。４つの冷却液供給部７１，７２，
７３，７４にはそれぞれ電磁バルブ８１，８２，８３，
８４が接続されている。各冷却液供給部７１，７２，７
３，７４から、それぞれに接続された電磁バルブ８１，
８２，８３，８４までの距離は等しい。即ち、冷却液供
給部７１から電磁バルブ８１までの距離、冷却液供給部
７２から電磁バルブ８２までの距離、冷却液供給部７３
から電磁バルブ８３までの距離、冷却液供給部７４から
電磁バルブ８４までの距離は、全て等しい。
すように、冷却液流入管６２に冷却液を供給するための
４つの冷却液供給部７１，７２，７３，７４がほぼ等間
隔で接続されている。４つの冷却液供給部７１，７２，
７３，７４にはそれぞれ電磁バルブ８１，８２，８３，
８４が接続されている。各冷却液供給部７１，７２，７
３，７４から、それぞれに接続された電磁バルブ８１，
８２，８３，８４までの距離は等しい。即ち、冷却液供
給部７１から電磁バルブ８１までの距離、冷却液供給部
７２から電磁バルブ８２までの距離、冷却液供給部７３
から電磁バルブ８３までの距離、冷却液供給部７４から
電磁バルブ８４までの距離は、全て等しい。
【００２７】各電磁バルブ８１，８２，８３，８４はソ
レノイド（ＳＯＬ）によって開閉される。また、４つの
電磁バルブ８１，８２，８３，８４は１つの電磁バルブ
８０に接続されており、この電磁バルブ８０を開くこと
により、冷却液が液路９０を通って４つの電磁バルブ８
１，８２，８３，８４に到達して冷却液流入管６２に供
給される。
レノイド（ＳＯＬ）によって開閉される。また、４つの
電磁バルブ８１，８２，８３，８４は１つの電磁バルブ
８０に接続されており、この電磁バルブ８０を開くこと
により、冷却液が液路９０を通って４つの電磁バルブ８
１，８２，８３，８４に到達して冷却液流入管６２に供
給される。
【００２８】上述したように、各冷却液供給部７１，７
２，７３，７４から各電磁バルブ８１，８２，８３，８
４までの距離が等しいので、冷却液を冷却液流入管６２
に供給するタイミングが各冷却液供給部７１，７２，７
３，７４において等しくなる。このため、多数の冷却液
噴射口６２ｂから冷却液が噴射されるタイミングもほぼ
等しくなる。従って、歯部１６のどの部分も均一に冷却
されることとなり、冷却の不均一に起因する歪みを抑制
できる。
２，７３，７４から各電磁バルブ８１，８２，８３，８
４までの距離が等しいので、冷却液を冷却液流入管６２
に供給するタイミングが各冷却液供給部７１，７２，７
３，７４において等しくなる。このため、多数の冷却液
噴射口６２ｂから冷却液が噴射されるタイミングもほぼ
等しくなる。従って、歯部１６のどの部分も均一に冷却
されることとなり、冷却の不均一に起因する歪みを抑制
できる。
【００２９】上記した熱処理装置３０を用いて円板状歯
車１０の歯部１６を焼入れる熱処理方法を説明する。こ
こでは、材質がＳ５０Ｃ（ＪＩＳ）の円板状歯車１０に
輪郭焼入れを施した。
車１０の歯部１６を焼入れる熱処理方法を説明する。こ
こでは、材質がＳ５０Ｃ（ＪＩＳ）の円板状歯車１０に
輪郭焼入れを施した。
【００３０】先ず、円板状歯車１０の中央孔２４に半分
程度の深さだけ下押え治具５０の下円柱５２を差し込む
と共に、図３に示す範囲Ｗを下押え治具５０で支えるよ
うに、円板状歯車１０を配置（セット）する。続いて、
上押え治具４０を下降させて円板状歯車１０の中央孔２
４に半分程度の深さだけ上押え治具４０の上円柱４２を
差し込むと共に、図３に示す範囲Ｗを上押え治具４０で
押える。これにより、円板状歯車１０のうち歯部１６よ
りも内側の部分の両面が押え治具で押えられる。押え治
具は、上述したように、押え機能、遮蔽機能、及び冷却
機能を有するので、歯部１６を焼入れした後の円板状歯
車１０は歪みが非常に少ない。この点については後述す
る。
程度の深さだけ下押え治具５０の下円柱５２を差し込む
と共に、図３に示す範囲Ｗを下押え治具５０で支えるよ
うに、円板状歯車１０を配置（セット）する。続いて、
上押え治具４０を下降させて円板状歯車１０の中央孔２
４に半分程度の深さだけ上押え治具４０の上円柱４２を
差し込むと共に、図３に示す範囲Ｗを上押え治具４０で
押える。これにより、円板状歯車１０のうち歯部１６よ
りも内側の部分の両面が押え治具で押えられる。押え治
具は、上述したように、押え機能、遮蔽機能、及び冷却
機能を有するので、歯部１６を焼入れした後の円板状歯
車１０は歪みが非常に少ない。この点については後述す
る。
【００３１】上記のように円板状歯車１０を押えた状態
で押え治具を回転させて円板状歯車１０を約１０００ｒ
ｐｍで回転させながら、誘導加熱コイル（冷却器）６０
で歯部１６を１００℃〜７００℃の範囲内の温度に０．
５秒間で予熱する。なお、誘導加熱コイル（冷却器）６
０は回転させずに固定したままである。この予熱の後、
誘導加熱コイル（冷却器）６０に交流電力を供給せずに
１．５秒間だけ放冷する。この放冷後、円板状歯車１０
を約１０００ｒｐｍで回転させながら誘導加熱コイル
（冷却器）６０で歯部１６を約０．３１秒間ほど本加熱
して焼入温度（約９５０℃）にする。ここでは円板状歯
車１０を約１０００ｒｐｍで回転させたが、４００ｒｐ
ｍ以上２０００ｒｐｍ以下の範囲内の回転数ならば良
い。なお、本加熱が終了する少し前に、電磁バルブ８０
を開けて冷却液を４つの電磁バルブ８１，８２，８３，
８４まで到達させておく。
で押え治具を回転させて円板状歯車１０を約１０００ｒ
ｐｍで回転させながら、誘導加熱コイル（冷却器）６０
で歯部１６を１００℃〜７００℃の範囲内の温度に０．
５秒間で予熱する。なお、誘導加熱コイル（冷却器）６
０は回転させずに固定したままである。この予熱の後、
誘導加熱コイル（冷却器）６０に交流電力を供給せずに
１．５秒間だけ放冷する。この放冷後、円板状歯車１０
を約１０００ｒｐｍで回転させながら誘導加熱コイル
（冷却器）６０で歯部１６を約０．３１秒間ほど本加熱
して焼入温度（約９５０℃）にする。ここでは円板状歯
車１０を約１０００ｒｐｍで回転させたが、４００ｒｐ
ｍ以上２０００ｒｐｍ以下の範囲内の回転数ならば良
い。なお、本加熱が終了する少し前に、電磁バルブ８０
を開けて冷却液を４つの電磁バルブ８１，８２，８３，
８４まで到達させておく。
【００３２】本加熱の終了後、直ちに、円板状歯車１０
の回転数を１００ｒｐｍ以下（例えば６０ｒｐｍ）に下
げる。円板状歯車１０が例えば６０ｒｐｍになったとき
に４つの電磁バルブ８１，８２，８３，８４を同時に開
ける。各電磁バルブ８１，８２，８３，８４はそれぞ
れ、上述したように、各冷却液供給部７１，７２，７
３，７４までの距離が等しい。従って、４つの電磁バル
ブ８１，８２，８３，８４を同時に開けることにより、
４つの冷却液供給部７１，７２，７３，７４に同時に冷
却液が供給される。この結果、多数の冷却液噴射口６２
ｂから冷却液が噴射されるタイミングもほぼ等しくな
る。従って、歯部１６のどの部分も均一に冷却され始め
ることとなり、冷却の不均一に起因する歪みを抑制でき
る。
の回転数を１００ｒｐｍ以下（例えば６０ｒｐｍ）に下
げる。円板状歯車１０が例えば６０ｒｐｍになったとき
に４つの電磁バルブ８１，８２，８３，８４を同時に開
ける。各電磁バルブ８１，８２，８３，８４はそれぞ
れ、上述したように、各冷却液供給部７１，７２，７
３，７４までの距離が等しい。従って、４つの電磁バル
ブ８１，８２，８３，８４を同時に開けることにより、
４つの冷却液供給部７１，７２，７３，７４に同時に冷
却液が供給される。この結果、多数の冷却液噴射口６２
ｂから冷却液が噴射されるタイミングもほぼ等しくな
る。従って、歯部１６のどの部分も均一に冷却され始め
ることとなり、冷却の不均一に起因する歪みを抑制でき
る。
【００３３】上記のようにして歯部１６を冷却した後、
上押え治具４０を上昇させて円板状歯車１０を押え治具
から取り出す。その後、押え治具を冷却する。これによ
り、次の円板状歯車を熱処理するときには、冷却されて
低温になった押え治具が使用されることとなる。従っ
て、円板状歯車１０が押え治具によって加熱されること
がなく、このような加熱に起因する円板状歯車の歪みを
防止できる。
上押え治具４０を上昇させて円板状歯車１０を押え治具
から取り出す。その後、押え治具を冷却する。これによ
り、次の円板状歯車を熱処理するときには、冷却されて
低温になった押え治具が使用されることとなる。従っ
て、円板状歯車１０が押え治具によって加熱されること
がなく、このような加熱に起因する円板状歯車の歪みを
防止できる。
【００３４】ここで、図６を参照して、上記のように冷
却された押え治具の温度について説明する。
却された押え治具の温度について説明する。
【００３５】図６は、押え治具の温度を示すグラフであ
り、縦軸は、上押え治具と下押え治具の温度（℃）を表
し、横軸は、板状歯車１０を焼入れした回数を表す。温
度を測定した位置は、上押え部材４４の外周面と下押え
部材５４の外周面である。
り、縦軸は、上押え治具と下押え治具の温度（℃）を表
し、横軸は、板状歯車１０を焼入れした回数を表す。温
度を測定した位置は、上押え部材４４の外周面と下押え
部材５４の外周面である。
【００３６】焼入れ回数が８回程度までは、図６に示す
ように、焼入れ回数が増えるにしたがって、上押え治具
４０と下押え治具５０の温度は高くなっている。しか
し、焼入れ回数が９回目を超えるあたりからは、上押え
治具４０と下押え治具５０の温度は、約２５℃〜２８℃
の範囲内である。従って、円板状歯車１０が上押え治具
と下押え治具によって加熱されることは無い。
ように、焼入れ回数が増えるにしたがって、上押え治具
４０と下押え治具５０の温度は高くなっている。しか
し、焼入れ回数が９回目を超えるあたりからは、上押え
治具４０と下押え治具５０の温度は、約２５℃〜２８℃
の範囲内である。従って、円板状歯車１０が上押え治具
と下押え治具によって加熱されることは無い。
【００３７】表１を参照して、焼入れ後の円板状歯車１
０の歪みについて説明する。
０の歪みについて説明する。
【００３８】表１は、上述した輪郭焼入れを施した後の
円板状歯車１０の歪みと、ガス軟窒化を施した後の円板
状歯車１０の歪みとを比較して表したものである。ここ
では、輪郭焼入れとガス軟窒化をそれぞれ５回施した。
歪みの測定に際しては、円板状歯車１０の中央孔２４に
コレット（円柱状のもの）を差し込んで定盤上に固定し
ておき、歯元１８（図１参照）の両面における歪みをダ
イヤルインジケータで測定し、面振れを求めた。表１に
おいてＦ側とは、歯元１８の一面側をいい、Ｒ側とは、
歯元１８の他面側をいう。
円板状歯車１０の歪みと、ガス軟窒化を施した後の円板
状歯車１０の歪みとを比較して表したものである。ここ
では、輪郭焼入れとガス軟窒化をそれぞれ５回施した。
歪みの測定に際しては、円板状歯車１０の中央孔２４に
コレット（円柱状のもの）を差し込んで定盤上に固定し
ておき、歯元１８（図１参照）の両面における歪みをダ
イヤルインジケータで測定し、面振れを求めた。表１に
おいてＦ側とは、歯元１８の一面側をいい、Ｒ側とは、
歯元１８の他面側をいう。
【表１】
【００３９】表１に示されたように、輪郭焼入れでは、
熱処理前と熱処理後において変化が生じなかった。即
ち、変化量はゼロであった。これに対し、ガス軟窒化で
は、熱処理後に＋０．０１ｍｍから＋０．０２ｍｍの面
振れが生じた。従って、上記した輪郭焼入れによれば、
歪みを生じさせずに円板状歯車１０の歯部１６を焼入れ
できる。
熱処理前と熱処理後において変化が生じなかった。即
ち、変化量はゼロであった。これに対し、ガス軟窒化で
は、熱処理後に＋０．０１ｍｍから＋０．０２ｍｍの面
振れが生じた。従って、上記した輪郭焼入れによれば、
歪みを生じさせずに円板状歯車１０の歯部１６を焼入れ
できる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の熱処理装置
では、押え治具が押え機能を発揮するので、円板状歯車
のうち押え治具で押えられた部分やその近傍部分では歪
みが抑えられる。また、押え治具が遮蔽機能を発揮する
ことにより、円板状歯車のうち歯部よりも内側の押え治
具で押えられた部分は誘導加熱されにくいので、加熱に
起因する歪みが抑えられる。この場合、押え治具で歯元
を押えても、交番磁束が遮蔽されないので、歯底も加熱
される。従って、歯底も焼入れできる。さらに、押え治
具が冷却機能を発揮することにより、円板状歯車のうち
歯部よりも内側の部分に歯部からの熱が伝導しにくいの
で、歯部からの熱に起因する歪みが抑えられる。これら
の結果、歯部を熱処理した後の円板状歯車では歪みが非
常に少ない。
では、押え治具が押え機能を発揮するので、円板状歯車
のうち押え治具で押えられた部分やその近傍部分では歪
みが抑えられる。また、押え治具が遮蔽機能を発揮する
ことにより、円板状歯車のうち歯部よりも内側の押え治
具で押えられた部分は誘導加熱されにくいので、加熱に
起因する歪みが抑えられる。この場合、押え治具で歯元
を押えても、交番磁束が遮蔽されないので、歯底も加熱
される。従って、歯底も焼入れできる。さらに、押え治
具が冷却機能を発揮することにより、円板状歯車のうち
歯部よりも内側の部分に歯部からの熱が伝導しにくいの
で、歯部からの熱に起因する歪みが抑えられる。これら
の結果、歯部を熱処理した後の円板状歯車では歪みが非
常に少ない。
【００４１】ここで、前記押え治具は、磁性材で形成さ
れたものである場合は、押え治具が交番磁束を確実に遮
蔽するので、歯部の歯元に適切な深さの硬化層が形成さ
れる。
れたものである場合は、押え治具が交番磁束を確実に遮
蔽するので、歯部の歯元に適切な深さの硬化層が形成さ
れる。
【００４２】さらに、前記押え治具は、前記歯部よりも
内側の部分のうち前記歯部の歯元よりも０．５ｍｍ以上
２．０ｍｍ以下離れた範囲内の部分を押えるものである
場合は、歯元に近い部分を押えられるので、円板状歯車
の変形をいっそう抑えられる。
内側の部分のうち前記歯部の歯元よりも０．５ｍｍ以上
２．０ｍｍ以下離れた範囲内の部分を押えるものである
場合は、歯元に近い部分を押えられるので、円板状歯車
の変形をいっそう抑えられる。
【００４３】さらにまた、前記歯部に冷却液を噴射する
多数の冷却液噴射口が形成された冷却液流入管と、該冷
却液流入管に冷却液を供給するために該冷却液流入管に
接続された複数の冷却液供給部と、これら複数の冷却液
供給部それぞれに接続されて各冷却液供給部からの距離
が等しくなる位置に配置された複数の電磁バルブとを有
する冷却器を備えた場合は、各電磁バルブから各冷却液
供給部までの距離が等しいので、冷却液を冷却液流入管
に供給するタイミングが各冷却液供給部において等しく
なる。このため、多数の冷却液噴射口から冷却液が噴射
されるタイミングもほぼ等しくなる。従って、歯部のど
の部分も均一に冷却されることとなる。
多数の冷却液噴射口が形成された冷却液流入管と、該冷
却液流入管に冷却液を供給するために該冷却液流入管に
接続された複数の冷却液供給部と、これら複数の冷却液
供給部それぞれに接続されて各冷却液供給部からの距離
が等しくなる位置に配置された複数の電磁バルブとを有
する冷却器を備えた場合は、各電磁バルブから各冷却液
供給部までの距離が等しいので、冷却液を冷却液流入管
に供給するタイミングが各冷却液供給部において等しく
なる。このため、多数の冷却液噴射口から冷却液が噴射
されるタイミングもほぼ等しくなる。従って、歯部のど
の部分も均一に冷却されることとなる。
【００４４】また、本発明の熱処理方法によれば、円板
状歯車から取り外された押え治具を冷却するので、押え
治具を次の熱処理で使用するときは、冷却された押え治
具を使用することとなる。従って、円板状歯車が押え治
具からの熱伝導によって加熱されることがなく、このよ
うな加熱に起因する円板状歯車の歪みを防止できる。
状歯車から取り外された押え治具を冷却するので、押え
治具を次の熱処理で使用するときは、冷却された押え治
具を使用することとなる。従って、円板状歯車が押え治
具からの熱伝導によって加熱されることがなく、このよ
うな加熱に起因する円板状歯車の歪みを防止できる。
【００４５】ここで、前記押え治具によって前記両面を
押える際に、該押え治具によって、前記誘導加熱コイル
によって生成された交番磁束を遮蔽すると同時に前記歯
部の熱が前記内側の部分に伝導することを抑止する場合
は、押え治具によって交番磁束を遮蔽するので、円板状
歯車のうち歯部よりも内側の部分は誘導加熱されにくく
なる。この結果、加熱に起因する歪みが抑えられる。こ
のとき、押え治具で歯元を押えても、交番磁束が遮蔽さ
れないので、歯底も加熱される。従って、歯底も焼入れ
できる。さらに、押え治具が熱の伝導を抑止するので、
円板状歯車のうち歯部よりも内側の部分に歯部からの熱
が伝導しにくくなり、この結果、歯部からの熱に起因す
る歪みが抑えられる。これらの結果、歯部を熱処理した
後の円板状歯車では歪みが非常に少ない。
押える際に、該押え治具によって、前記誘導加熱コイル
によって生成された交番磁束を遮蔽すると同時に前記歯
部の熱が前記内側の部分に伝導することを抑止する場合
は、押え治具によって交番磁束を遮蔽するので、円板状
歯車のうち歯部よりも内側の部分は誘導加熱されにくく
なる。この結果、加熱に起因する歪みが抑えられる。こ
のとき、押え治具で歯元を押えても、交番磁束が遮蔽さ
れないので、歯底も加熱される。従って、歯底も焼入れ
できる。さらに、押え治具が熱の伝導を抑止するので、
円板状歯車のうち歯部よりも内側の部分に歯部からの熱
が伝導しにくくなり、この結果、歯部からの熱に起因す
る歪みが抑えられる。これらの結果、歯部を熱処理した
後の円板状歯車では歪みが非常に少ない。
【００４６】さらに、前記円板状歯車を前記誘導加熱コ
イルで加熱する際に、前記円板状歯車と前記誘導加熱コ
イルを相対的に所定の回転速度で回転させながら加熱
し、前記円板状歯車を加熱した後、前記所定の回転速度
よりも遅い回転速度で前記円板状歯車と前記誘導加熱コ
イルを相対的に回転させながら前記円板状歯車の前記歯
部を冷却する場合は、冷却時に円板状歯車が低速で回転
するので、円板状歯車が均一に冷却される。
イルで加熱する際に、前記円板状歯車と前記誘導加熱コ
イルを相対的に所定の回転速度で回転させながら加熱
し、前記円板状歯車を加熱した後、前記所定の回転速度
よりも遅い回転速度で前記円板状歯車と前記誘導加熱コ
イルを相対的に回転させながら前記円板状歯車の前記歯
部を冷却する場合は、冷却時に円板状歯車が低速で回転
するので、円板状歯車が均一に冷却される。
【図１】（ａ）は、円板状歯車を示す斜視図であり、
（ｂ）は、（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
（ｂ）は、（ａ）のＡ―Ａ断面図である。
【図２】熱処理装置を模式的に示す側面図である。
【図３】（ａ）は、円板状歯車のうち押え治具が押えて
いる部分を拡大して示す側面図であり、（ｂ）は、押え
治具が押える領域を模式的に示す平面図である。
いる部分を拡大して示す側面図であり、（ｂ）は、押え
治具が押える領域を模式的に示す平面図である。
【図４】円板状歯車を取り囲んだ誘導加熱コイル（冷却
器）を模式的に示す斜視図である。
器）を模式的に示す斜視図である。
【図５】図４の誘導加熱コイル（冷却器）を模式的に示
す平面図である。
す平面図である。
【図６】押え治具の温度を示すグラフである。
１０ 円板状歯車
１６ 歯部
３０ 熱処理装置
４０ 上押え治具
４４ 上押え部材
５０ 下押え治具
５４ 下押え部材
６０ 誘導加熱コイル（冷却器）
６２ 冷却液流入管
７１，７２，７３，７４ 冷却液供給部
８１，８２，８３，８４ 電磁バルブ
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２１Ｄ 1/18 Ｃ２１Ｄ 1/18 Ｑ
// Ｃ２１Ｄ 1/00 1/00 Ｆ
(72)発明者 伊藤 大二
愛知県豊明市沓掛町八幡前77番地41号 高
周波熱錬株式会社内
(72)発明者 清澤 裕
神奈川県平塚市田村5893番地 高周波熱錬
株式会社内
(72)発明者 三阪 佳孝
神奈川県平塚市田村5893番地 高周波熱錬
株式会社内
(72)発明者 齋藤 優
埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ
ーゼル工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4K034 AA02 AA04 AA19 BA02 BA10
DA02 DA05 DA06 DB02 DB03
DB04 FA04 FB01 FB02 FB03
4K042 AA18 BA03 BA10 DA01 DB01
DC02 DC03 DD02 DD04 DE02
DF02 EA01
Claims (7)
- 【請求項１】 円板状歯車の外周部に形成された歯部を
加熱する誘導加熱コイルを備え、該誘導加熱コイルで前
記歯部を加熱して熱処理する熱処理装置において、 前記円板状歯車のうち前記歯部よりも内側の部分の両面
を押える押え機能と、前記誘導加熱コイルによって生成
された交番磁束を遮蔽する遮蔽機能と、前記歯部の熱が
前記内側の部分に伝導することを抑止する冷却機能とを
有する押え治具を備えたことを特徴とする熱処理装置。 - 【請求項２】 前記押え治具は、 磁性材で形成されたものであることを特徴とする請求項
１に記載の熱処理装置。 - 【請求項３】 前記押え治具は、 前記歯部よりも内側の部分のうち前記歯部の歯元よりも
０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下離れた範囲内の部分を押
えるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載
の熱処理装置。 - 【請求項４】 前記歯部に冷却液を噴射する多数の冷却
液噴射口が形成された冷却液流入管と、 該冷却液流入管に冷却液を供給するために該冷却液流入
管に接続された複数の冷却液供給部と、 これら複数の冷却液供給部それぞれに接続されて各冷却
液供給部からの距離が等しくなる位置に配置された複数
の電磁バルブとを有する冷却器を備えたことを特徴とす
る請求項１，２，又は３に記載の熱処理装置。 - 【請求項５】 円板状歯車の外周部に形成された歯部を
誘導加熱コイルで加熱しながら、前記円板状歯車のうち
前記歯部よりも内側の部分の両面を押え治具で押える熱
処理方法において、 前記円板状歯車から前記押え治具を取り外した後に該押
え治具を冷却することを特徴とする熱処理方法。 - 【請求項６】 前記押え治具によって前記両面を押える
際に、 該押え治具によって、前記誘導加熱コイルによって生成
された交番磁束を遮蔽すると同時に、前記歯部の熱が前
記内側の部分に伝導することを抑止することを特徴とす
る請求項５に記載の熱処理方法。 - 【請求項７】 前記円板状歯車を前記誘導加熱コイルで
加熱する際に、前記円板状歯車と前記誘導加熱コイルを
相対的に所定の回転速度で回転させながら加熱し、 前記円板状歯車を加熱した後、前記所定の回転速度より
も遅い回転速度で前記円板状歯車と前記誘導加熱コイル
を相対的に回転させながら前記円板状歯車の前記歯部を
冷却することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001368507A JP4137435B2 (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | 熱処理装置及び熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001368507A JP4137435B2 (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | 熱処理装置及び熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003166020A true JP2003166020A (ja) | 2003-06-13 |
| JP4137435B2 JP4137435B2 (ja) | 2008-08-20 |
Family
ID=19178089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001368507A Expired - Fee Related JP4137435B2 (ja) | 2001-12-03 | 2001-12-03 | 熱処理装置及び熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4137435B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006318889A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法 |
| JP2007262549A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | High Frequency Heattreat Co Ltd | ドライブプレートの誘導加熱コイルと焼入治具及び焼入方法 |
| KR100780841B1 (ko) | 2006-06-23 | 2007-11-29 | 주식회사 엠에스 오토텍 | 프레스타입의 국부 열처리용 지그장치 |
| KR20150062171A (ko) * | 2012-10-08 | 2015-06-05 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | 차량 시트 구조물 및 구성요소에 대한 열 처리 |
| CN115522039A (zh) * | 2022-10-27 | 2022-12-27 | 江苏政田新材料有限公司 | 一种船舶用齿轮热处理装置 |
-
2001
- 2001-12-03 JP JP2001368507A patent/JP4137435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006318889A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法 |
| JP2007262549A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | High Frequency Heattreat Co Ltd | ドライブプレートの誘導加熱コイルと焼入治具及び焼入方法 |
| JP4662275B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-03-30 | 高周波熱錬株式会社 | ドライブプレートの誘導加熱コイルと焼入治具及び焼入方法 |
| KR100780841B1 (ko) | 2006-06-23 | 2007-11-29 | 주식회사 엠에스 오토텍 | 프레스타입의 국부 열처리용 지그장치 |
| KR20150062171A (ko) * | 2012-10-08 | 2015-06-05 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | 차량 시트 구조물 및 구성요소에 대한 열 처리 |
| KR101671691B1 (ko) | 2012-10-08 | 2016-11-02 | 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 | 차량 시트 구조물 및 구성요소에 대한 열 처리 |
| CN115522039A (zh) * | 2022-10-27 | 2022-12-27 | 江苏政田新材料有限公司 | 一种船舶用齿轮热处理装置 |
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|---|---|
| JP4137435B2 (ja) | 2008-08-20 |
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Legal Events
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