JP2004285386A

JP2004285386A - 熱処理用治具

Info

Publication number: JP2004285386A
Application number: JP2003077564A
Authority: JP
Inventors: Koichi Asai; 浩一浅井
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】浸炭深さおよび焼き入れが均一で、かつワークに形成された貫通孔の開口端部分の真円度が確保できる熱処理用治具を提供する。
【解決手段】ワークである歯車５０の孔５３に棒状のワーク支持棒１０を挿通して歯車５０を吊下支持し、そのワーク支持棒１０を治具本体２０の相対向する側部２１、２３間に架け渡して支持する熱処理用治具１であって、ワーク支持棒１０は、歯車５０の孔５３に挿通して治具本体２０の側部２１、２３に架け渡して支持される棒状の基部１１に、基部１１に突設されて頂部が貫通孔５３の開口端部分５３ａから離れた内周面上部に当接して貫通孔５３と基部１１との間に間隙を形成して歯車５０を吊下支持するワーク支持部１７を有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理用治具に関し、特に貫通孔を有するワークを浸炭処理する際に、ワークを保持するための熱処理用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、歯車等機械類のワークには摩擦部分が多く、これらのワークは表面が硬く耐摩耗性に優れる一方、内部は靱性に富み、衝撃や振動に十分耐えることが好ましい。このため靱性のある鋼の表面層だけを硬化する表面硬化処理として浸炭処理が広く実施されている。
【０００３】
この浸炭処理は、例えば図１２に示すように熱処理ラインに沿って加熱炉１０１と、焼き入れ槽１０２と、焼き戻し炉１０３とが一連に配置された熱処理装置が用いられる。この加熱炉１０１の加熱室１０４に敷設された搬送レール１０５上に多数の歯車等のワークＷをセットした治具を搭載したトレイ１０６が載置され、各トレイ１０６が加熱炉１０１内に搬入されて搬送され、搬送の途中でワークＷが浸炭処理される。そして、加熱炉１０１から搬出されたトレイ１０６は、焼き入れ槽１０２上に配設されたエレベータバスケット１０７に搬入され、エレベータバスケット１０７が下降してトレイ１０６と共にワークＷを焼き入れ槽１０２内の焼き入れ油に浸漬して焼き入れ処理する。所定時間浸漬後に、エレベータバスケット１０７が上昇してトレイ１０６が搬出され、コンベヤで１０８で焼き戻し炉１０３に搬送され、焼き戻し炉１０３内を搬送される間にワークＷに焼き戻し処理を施すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、多数のワークＷを同時に処理する場合には、前後、左右壁および底面からなる熱処理用バスケット内に多数のワークＷを入れて熱処理する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、加熱炉内において浸炭処理、例えばガス浸炭法では加熱炉内にメタン、プロパン等の浸炭ガスを供給しながら加熱して浸炭させることから、互いに接触するワークＷ間には浸炭ガスが十分に浸入せず、ワークＷの均一な浸炭深さが妨げられる。また、焼き入れ時において焼き入れ油がワークＷ間に浸入できず焼き入れ性の低下を招く等の不具合がある。
【０００６】
この対策として、ワークＷ相互間の接触を回避する熱処理用治具が用いられている。この熱処理用治具１１０は、図１３に斜視図を示すように治具本体１１１とワーク支持棒１１５によって構成され、治具本体１１１は基枠１１２によって開口部を有する略箱状に形成されている。一方、ワーク支持棒１１５は、その一端に一対のフランジ部１１６が形成される棒状であって、ワーク支持部１１７に貫通孔Ｗａを有する環状のワークＷを互いに離間して複数個嵌装して吊下支持し、ワークＷを吊下したワーク支持棒１１５を治具本体１１１の基枠１１２の上部で相対向する上枠１１３間に複数本架け渡して治具本体１１１にセットする。
【０００７】
このように複数のワークＷを吊下したワーク支持棒１１５を、治具本体１１１にセットし、熱処理用治具１１０と共にワークＷを加熱炉、焼き入れ槽、焼き戻し炉等に搬入してワークＷに熱処理を施すものである。
【０００８】
また図１４に斜視図を示すように、長手方向に沿って上縁および下縁に略Ｖ字状のワーク受け部１２２が複数連続形成された一対の帯状部材１２１を対向配置し、対向する帯状部材１２１を連結部１２３で梯子状に連結したワーク支持棒１２０も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−３４７１６号公報
【特許文献２】
特開昭６４−５５３２４号公報
【特許文献３】
特開平９−１３１２０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１３に示す熱処理用治具によると、ワークＷを吊下した複数のワーク支持棒１１５を本治具本体１１１に架け渡してワークＷを熱処理用治具１１０にセットし、熱処理用治具１１０と共にワークＷを加熱炉、焼き入れ槽、焼き戻し炉等に搬入してワークＷに熱処理することによって、多数のワークＷを同時に熱処理することができる。
【００１１】
しかし、ワークＷの貫通孔Ｗａにワーク支持棒１１５のワーク支持部１１７を差し込んでワークＷをワーク支持棒１１５に吊下支持し、その状態で例えば９００℃前後の高温で浸炭処理する際、ワークＷの自重によってワーク支持部１１７に支持された貫通孔Ｗａの内周面Ｗｂの上部範囲が全長に亘って熱変形する。この熱変形に伴って貫通孔Ｗａの開口端部分が、例えば図１５（ａ）に熱処理前の断面形状を示すように真円度が確保された状態から、（ｂ）に熱処理後の断面形状を示すように真円度が大きく低下することがある。
【００１２】
また、図１４に示すワーク支持棒１２０によると、対向する帯状部材１２１に形成されたワーク受け部１２２によってワークＷの貫通孔Ｗａの開口端部分が点接触状態で保持され、浸炭ガスや焼き入れ油の流れが良好になり浸炭深さや焼き入れが均一になる。
【００１３】
しかし、ワークＷをワーク支持棒１２０のワーク受け部１２２に吊下支持して高温で浸炭処理する際に、ワークＷの自重によってワーク受け部１２２に点接触状態で支持された貫通孔Ｗａの開口端部分が熱変形して、貫通孔Ｗａの開口端部分の真円度が大きく低下することがある。
【００１４】
ワークＷに穿設された貫通孔Ｗａの開口端部分が熱変形してその真円度が低下すると、後工程における研磨加工等にあたり、加工機のセンタを貫通孔Ｗａの開口端部分に嵌合して芯出しした際、加工機のセンタ軸芯に対しワークＷの軸芯が偏芯して加工精度の低下を招くことが懸念される。
【００１５】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、浸炭深さおよび焼き入れが均一で、かつワークに形成された貫通孔の開口端部分の真円度が確保できる熱処理用治具を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の熱処理用治具の発明は、ワークに穿設された貫通孔にワーク支持棒を挿通して上記ワークを吊下支持し、該ワーク支持棒を治具本体の相対向する側部間に架け渡して支持する熱処理用治具において、上記ワーク支持棒は、上記ワークの貫通孔に挿通して上記治具本体の相対向する側部間に架け渡して支持される棒状の基部と、頂部が上記貫通孔の開口端部分から離れた内周面の上部に当接して上記貫通孔と上記基部との間に間隙を形成して上記ワークを吊下支持する上記基部に突設されたワーク支持部とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明によると、ワークに穿設された貫通孔の開口端部分から離れた内周面を基部から突出するワーク支持部によって支持することによって、貫通孔の開口端部部分はワーク支持棒と離間してワークが保持され、浸炭処理する際に、ワーク支持部によって支持された貫通孔の長手方向中央部範囲がワークの自重によって熱変形するものの、貫通孔の開口端部分は熱変形が有効的に防止されてその開口端部分は真円度が確保できる。
【００１８】
また、ワーク支持棒に吊り下げ支持されてワークは、ワーク支持部の頂部が当接する比較的小さい接触面積範囲を除いて貫通孔の内周面がワーク支持棒の基部から離れ、この内周面と基部の間に十分な隙間が形成されて浸炭処理の際に優れた浸炭ガスの通過性が得られて均一な浸炭深さが確保できる。また、焼き入れの際にも焼き入れ油の良好な流れが得られ、均一な焼き入れが確保できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の熱処理用治具において、上記ワーク支持棒は、上記ワーク支持部に吊下支持されたワークの両端部にそれぞれ対向してワークのワーク支持棒長手方向の移動を規制するワーク位置決め部を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項２によると、搬送等によって熱処理用治具を介してワークに振動が作用し、あるいはワーク支持棒が傾斜した場合でも、ワーク支持部に吊下支持されたワークがワーク位置決め部に当接して受け止められて、ワークの移動が防止されてワークの安定した支持状態が維持できる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２の熱処理用治具において、上記ワーク位置決め部は、上記基部から放射状に突出する複数のワーク係止突起であることを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明によると、浸炭ガスの流れ、および焼き入れ油の流れが、隣り合うワーク係合突起の間の隙間からも行われ、ワーク位置決め部による浸炭ガスや焼き入れ油の流れへの影響が抑制されて浸炭ガスおよび焼き入れ油の良好な流通性が確保できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの熱処理用治具において、上記ワーク支持部は、上記頂部が基部の長手方向に沿って連続し、かつ上記ワークの重心位置の上方において上記貫通孔の開口端部分から離れた内周面の上部に当接してワークを吊下支持するワーク支持突起であることを特徴とする。
【００２４】
請求項４の発明によると、ワークが、そのワークの重心位置の上方においてワーク支持突起の長手方向に連続する頂部によって安定した状態で吊り下げ支持され、搬送等によって熱処理用治具を介してワークに振動が作用し、あるいはワーク支持棒が傾斜した場合でもワークの揺動や移動が抑制され、安定した状態でワークが保持される。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項４の熱処理用治具において、上記ワーク支持突起は、上記基部から上側および下側にそれぞれ突設されて一対配置されたことを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明によると、ワーク支持突起を、基部から上側および下側にそれぞれ突設されて一対配置することから、ワーク支持棒を上下に反転して使用することができ、熱処理毎あるいは所定の熱処理回数毎に反転して使用することによってワーク支持棒の熱的変形を抑制することができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの熱処理用治具において、上記治具本体は、上記側部上縁に凹設された係合凹部を有し、上記ワーク支持棒は、上記基部と同軸上で係合凹部に嵌合する軸部と、該軸部に突設して上記係合凹部の端部に当接してワーク支持棒の回転を規制する係合リブと、係合凹部を両側から挟持してワーク支持棒の長手方向の移動を規制する一対のフランジ部とを備えた支持棒位置決め部とを有することを特徴とする。
【００２８】
請求項６の発明によると、治具本体の側部に凹設された係合凹部に、支持棒位置決め部の軸部を嵌合させて係合リブを係合凹部の端部に当接し、かつ一対のフランジ部によって係合凹部を挟持することによってワーク支持棒の回転および長手方向の移動が規制されたワーク支持棒を安定した状態で治具本体に保持することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱処理用治具の実施の形態をワークが歯車である場合を例に図１乃至図１０を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本実施の形態における熱処理用治具１の全体斜視図であり、熱処理用治具１は複数、本実施の形態では２本のワーク支持棒１０と、ワーク支持棒１０を位置決めして支持する治具本体２０とによって構成される。
【００３１】
図２はワーク支持棒１０の側面図、図３は図２の平面図、図４は図２のＡ矢視図、図５は図３のＩ−Ｉ線断面図、図６は図２のＢ部拡大図、図７は図２のＩＩ−ＩＩ線断面図、図８は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００３２】
熱処理を施すワークである歯車５０は、図２および図６に仮想線で示すように外周５１ａが歯切りされた円筒状のホイール５１およびこのホイール５１と同軸上で貫通孔である孔５３が穿孔されて両端が突出するハブ５２が一体形成されたハブ付き歯車である。
【００３３】
ワーク支持棒１０は、棒状の基部１１を有し、基部１１の一端に、図２乃至図５に示すように基部１１と同軸上で小径の軸部１２ａおよび軸部１２ａを介して対向する一対の大径のフランジ部１２ｂによって形成された支持棒位置決め部１２が一体に結合され、軸部１２ａから水平に突出して両フランジ部１２ｂに連結する一対の係止リブ１２ｃが突設している。また、各フランジ部１２ｂの上縁にワーク支持棒１０の上側および下側を識別するための識別表示手段である切り欠き部１２ｄが形成されている。一方、基部１１の他端に基部１１と同軸上でその長手方向外側に向けて円柱状で基部１１より大径の係合突部１３が一体に突出形成されている。この係合突部１３の外径ｄは、歯車５０の孔５３の内径Ｄより小さく設定され、歯車５０の孔５３に容易に挿入できる。
【００３４】
図２、図３および図８に示すように基部１１に、その長手方向に均等に離間して複数、本実施の形態では４箇所に、それぞれ周方向に等間隔で上方、下方、両側方に放射状に突出して頂部が長手方向に連続する断面円弧状のワーク係止突起１６ａ〜１６ｄを有するワーク位置決め部１５が設けられている。
【００３５】
また、基部１１には、それぞれの隣接するワーク位置決め部１５の間に、図２、図３および図７に示すように上下にそれぞれ基部１１から突出して頂部が長手方向に連続する断面円弧状のワーク支持突起１８ａ、１８ｂを有するワーク支持部１７が設けられている。
【００３６】
各隣接するワーク位置決め部１５の離間距離Ｌ１は、歯車５０のハブ５２の嵌挿を可能にするためにハブ５２の長さＬ０より若干大きく設定され、かつ各ワーク支持部１７のワーク支持突起１８ａと１８ｂの頂部間の距離Ｌ２は歯車５０に穿設された孔５３の内径Ｄより小さく設定されている。
【００３７】
また、ワーク支持突起１８ａ、１８ｂは、図２、図６に示すように歯車５０の孔５３に係合突部１３側から基部１１を差し込み、隣接するワーク位置決め部１５のそれぞれのワーク係止突起１６ａと１６ａの間に歯車５０のハブ５２を嵌挿した際に、長さ方向において円筒歯車５０の重心位置Ｇを含み、かつ孔５３の開口端部分５３ａおよびそれぞれのワーク位置決め部１５から離間して隣接するワーク位置決め部１５の間に突設し、その頂部によって歯車５０を安定した状態で保持するに十分な長さＬ３を有している。
【００３８】
さらに、図７および図８に示すように基部１１からワーク支持突起１８ａ、１８ｂのそれぞれの頂部までの高さ寸法ｈ１に対し、基部１１からワーク係止突起１６ａ〜１６ｄのそれぞれの頂部まで高さ寸法ｈ２が大きく設定され、かつワーク係止突起１６ａと１６ｃの頂部間の距離およびワーク係止突起１６ｂと１６ｄの頂部間の距離Ｌ４は歯車５０の孔５３の内径Ｄより小さく設定されている。
【００３９】
一方、治具本体２０は、上下が開放された箱状であって、その各側部２１〜２４にそれぞれ開口部２１ａ〜２４ａが開口し、相対向する側部２１および２３のそれぞれの上縁２１ｂ、２３ｂに、ワーク支持棒１０を保持するための係合凹部２６および２７が複数列設されている。
【００４０】
側部２１の上縁２１ｂに形成される係合凹部２６は、ワーク支持棒１０に設けられた支持棒位置決め部１２の軸部１２ａが嵌合する略半円形の凹形状であって、その両端部２６ａは、軸部１２ａを係合凹部２６に嵌合した状態でそれぞれの係止リブ１２ｃが当接あるいは近接する位置に形成され、係止リブ１２ｃを当接することによりワーク支持棒１０の回転を規制する。なお、支持棒位置決め部１２の対向するフランジ部１２ｂは軸部１２ａを介して係合凹部２６を両側から挟持可能な寸法だけ離間して形成され、係合凹部２６に軸部１２ａを嵌合した際ワーク支持棒１０の長手方向の位置決め機能を果たす。なお、係合凹部２６の形状は円弧形状に限らず、矩形の切り欠き等任意形状に変更することもできる。
【００４１】
側部２３の上縁２３ｂに形成される係合凹部２７は、側部２１に形成される係合凹部２６と対向して設けられ、係合凹部２６に支持棒位置決め部１２が嵌合して位置決めされたワーク支持棒１０の他端に突設された係合突部１３が嵌合可能な凹状に形成される。
【００４２】
次に、このように構成された熱処理用治具１の使用方法について説明する。
【００４３】
先ず、支持棒位置決め部１２のフランジ部１２ｂに形成された切り欠き部１２ｄを上方にしてワーク位置決め部１５のワーク係合突起１６ａおよびワーク支持部１７のワーク支持突起１８ａが上方側にした状態で、係合突部１３側からワーク支持棒１０を浸炭処理を施すべき複数の歯車５０の孔５３に差し込み、図２および図６に歯車５０を仮想線で示すように、相対向するワーク位置決め部１５間にハブ５２を嵌入した状態でワーク支持部１７に吊下する。
【００４４】
各ワーク支持部１７に吊下支持された歯車５０は、図６に示すように、歯車５０の両側に位置するそれぞれのワーク位置決め部１５のワーク係合突起１６ａにハブ５２の両端部５２ａが当接可能に対向してワーク支持棒１０の長手方向の移動が防止され、かつワーク支持部１７のワーク支持突起１８ａの頂部によって、歯車５０の重心位置Ｇの上方において孔５３の内周面５４の上部範囲が長手方向に延在する線接触状態で支持される。このワーク支持突起１８ａが当接する極めて小さい内周面５４の上部範囲を除いて孔５３の開口端部分５３ａの内側全周を含む内周面５４のほぼ全面がワーク支持棒１０の基部１１およびワーク支持突起１８ｂから離れた状態で安定した状態に保持される。
【００４５】
次に、このようにして複数の歯車５０を吊下して保持したワーク支持棒１０の端部に突出形成した係合突部１３を治具本体２０の側部２３の上縁２３ｂに凹設された係合凹部２７に嵌装し、かつ支持棒位置決め部１２の軸部１２ａを側部２１の上縁２１ｂに形成された対応する係合凹部２６に嵌入すると共に対向するフランジ部１２ｂ間によって係合凹部２６を挟持してワーク支持棒１０を治具本体２０に対して位置決めし、かつ各係止リブ１２ｃが係合凹部２６の両端部２６ａと当接あるいは近接させることによりワーク支持棒１０の回動を阻止した状態でワーク支持棒１０を側部２１と２３の間に架け渡す。
【００４６】
同様に、側部２１、２３の各対応する係合凹部２６と２７との間に歯車５０を吊下したワーク支持棒１０を架け渡して適宜個数のワーク支持棒１０を治具本体２０に並列した状態で保持する。
【００４７】
ワーク支持棒１０を治具本体２０に架け渡して保持させる上記作業にあたり、ワーク支持棒１０が傾斜した場合でも、吊下支持した歯車５０の移動が、ワーク位置決め部１５のワーク係合突起１６ａ〜１６ｄ等にハブ５２の端部５２ａが当接して阻止され、各歯車５０が互いに離れて安定した状態に保持される。
【００４８】
このように複数の歯車５０を吊下支持した複数のワーク支持棒１０が装着された治具本体２０、すなわち複数の歯車５０を支持した熱処理用治具１は、例えば熱処理ラインに沿って配置された加熱炉、焼き入れ槽、焼き戻し炉に順次搬送されて熱処理される。
【００４９】
加熱炉においては、例えば加熱室に敷設された搬送レール上のトレイに複数の歯車５０が吊下支持されたワーク支持棒１０を保持した治具本体２０からなる熱処理用治具１を載置し、トレイが加熱室内を搬送される間に、加熱炉内に浸炭ガスを供給しながら加熱され、浸炭処理する。
【００５０】
この加熱炉内において、ワーク支持部１７のワーク支持突起１８ａの頂部によって孔５３の内周面５４が支持された歯車５０は、その重心位置Ｇの上方においてワーク支持突起１８ａによって長手方向に延在する接線状に接触した安定した状態で吊下支持され、かつ対向配置されたワーク位置決め部１５の各ワーク係合突起１６ａ等によって長手方向の移動が防止されることから、搬送等によって熱処理用治具１を介して歯車５０に回動や長手方向の振動が作用し、あるいはワーク支持棒１０が傾斜した場合でも歯車５０の揺動や移動が抑制されて、各歯車５０が互いに当接することなく、歯車５０が安定した状態でワーク支持棒１０に保持される。
【００５１】
また、ワーク支持棒１０に吊り下げ支持された歯車５０は、ワーク支持突起１８ａの頂部が線接触状態で接触する内周面５４の極めて小さい接触面積範囲を除いた内周面５４のほぼ全面がワーク支持棒１０の基部１１から離れ、この内周面５４と基部１１の間に十分な隙間が形成されて浸炭ガスの通過性が優れ、浸炭深さのバラツキが大幅に減少して浸炭深さが均一になる。また、この内周面５４と基部１１との間の浸炭ガスの流れは、ワーク位置決め部１５の隣り合うワーク係合突起１６ａ〜１６ｄのそれぞれの隙間およびワーク支持部１７のワーク支持突起１８ａと１８ｂの間からも行われ、ワーク位置決め部１５およびワーク支持部１７に影響されることなく良好な浸炭ガスの流通性が確保できる。
【００５２】
ここで、歯車５０の孔５３の両端に位置する開口端部分５３ａから離れた内周面５４の長手方向中央部の上面部分がワーク支持突起１８ａによって支持され、内周面５４の開口端部分５３ａはワーク支持棒１０と離間して保持されることから、高温で浸炭処理する際、歯車５０の自重によってワーク支持突起１８ａによって支持された内周面５４の長手方向中央部範囲が熱変形するものの、孔５３の開口端部分５３ａは熱変形が有効的に防止され、孔５３の開口端部分５３ａはその真円度が維持される。
【００５３】
さらに、焼き入れのため熱処理用治具１を、例えばエレベータバスケットに載置して下降せしめて焼き入れ槽内の焼き入れ油に浸漬および焼き入れ油から引き上げる際、あるいは焼き入れ油の攪拌等の波動が作用した場合でも、歯車５０の揺動および接触が回避され、かつワーク支持突起１８ａの頂部が接触する部分を除いた内周面５４のほぼ全面がワーク支持棒１０から離れて十分に確保された内周面５４と基部１１の隙間を円滑に焼き入れ油が流れ、歯車５０の各部における冷却速度のバラツキが抑制されることと相まって、焼き入れムラの発生が回避され、均一な焼き入れが確保される。また、この内周面５４と基部１１との間の焼き入れ油の流れは、ワーク位置決め部１５の隣り合うワーク係合突起１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの間の隙間およびワーク支持部１７のワーク支持突起１８ａと１８ｂの間からも行われ、ワーク位置決め部１５およびワーク支持部１７に影響されることなく良好な焼き入れ油の流通性が確保できる。
【００５４】
また、焼き戻しにおいてもワーク支持棒１０に吊り下げ支持された各歯車５０の揺動および接触が上記同様回避される。
【００５５】
このように熱処理された歯車５０は、ワーク支持棒１０のワーク支持部１７のワーク支持突起１８ａに線接触で安定した状態に保持され、浸炭ガスおよび焼き入れ油等の流れが良好になり、浸炭深さおよび焼き入れ性が均一になり歯車５０の変形や歪みが防止できる。
【００５６】
特に、歯車５０の孔５３の両端に位置する開口端部分５３ａから離れた内周面５４の上面部分をワーク支持突起１８ａによって支持することによって、孔５３の開口端部分５３ａ付近はワーク支持棒１０と離間して保持され、浸炭処理する際の孔５３の開口端部５３ａ付近の熱変形が有効的に防止され、孔５３の開口端部分５３ａの真円度が維持される。
【００５７】
ここで、この熱処理用治具１を使用して孔５３の内径Ｄが３０ｍｍの歯車５０を熱処理したところ、図６に仮想線ａ−ａで示す孔５３の開口端部分における熱処理前の断面形を図９（ａ）に示し、かつ熱処理後の断面形状を同図（ｂ）に示すように熱処理前の真円度が３μｍであり、熱処理後の真円度が１５μｍであった。同様に図１０に示すように通常の円柱状のワーク支持棒６０を使用して孔５３の内径Ｄが３０ｍｍの歯車５０を熱処理したところ、仮想線ｂ−ｂで示す孔５３の開口端部分における熱処理前の断面形状を図１１（ａ）に示し、熱処理後の断面形状を同図（ｂ）に示すように熱処理前の真円度が３μｍであったが、熱処理に伴って、歯車５０の自重によってワーク支持棒６０に支持された孔５３の上部範囲が大きく熱変形し、熱処理後の真円度が３０μｍに大きく低下した。これから本実施の形態による熱処理用治具１を使用することによって、熱処理に伴う孔５３の開口端部分の真円度の低下が極めて抑制できることが確認できた。
【００５８】
このように歯車５０に穿設された孔５３の開口端部分の真円度が確保できることから、後工程における研磨加工等にあたり、加工機のセンタを孔５３の開口端に嵌合して芯出しした際、加工機のセンタ軸芯に対し歯車５０の軸芯の偏芯が極めて少なくなり、加工作業が容易になるとともに加工精度の向上が得られ、不良品の発生率が低減できる。
【００５９】
また、ワーク支持棒１０の支持棒位置決め部１２、係合突部１３および基部１１に形成されるワーク支持部１７、ワーク位置決め部１５の主要部の形状が上下に対称形に形成されることから、ワーク支持突起１８ｂ側が上方になるように反転して使用することができ、熱処理毎あるいは所定熱処理回数毎に反転して使用することによってワーク支持棒１０の熱的変形を抑制することができる。このワーク支持棒１０の上側および下側は支持棒位置決め部１２のフランジ部１２ｂに形成された切り欠き部１２ｄによって容易に確認できる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではワーク支持部１７をワーク支持棒１０の長手方向の３箇所に設定したが、熱処理すべき歯車の寸法や熱処理用治具１の大きさ等により他の複数箇所に配置することも可能であり、ワーク係止突起の数を適宜個数に変更することもできる。また、歯車以外の貫通孔を有する他のワークの熱処理に適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明した本発明の熱処理用治具によると、ワークに穿設された貫通孔の開口端部分から離れた内周面を、ワーク支持棒の基部から突出するワーク支持部によって吊り下げ支持することから、貫通孔の開口端部分と基部との間に間隙が形成されて貫通孔の開口端部分はワーク支持棒と離間して保持され、浸炭処理する際、ワークの自重に起因する熱変形が貫通孔の開口端部分において有効的に防止され、貫通孔の開口端部分の真円度が維持される。
【００６２】
また、ワーク支持棒に吊り下げ支持されたワークは、ワーク支持部の頂部が当接する小さい接触面積範囲を除いた内周面のほぼ全面がワーク支持棒から離れ、この内周面と基部の間に十分な隙間が形成されて浸炭処理の際の浸炭ガスの通過性に優れ、浸炭深さが均一になり、かつ焼き入れの際にも焼き入れ油の通過性に優れ、均一な焼き入れが確保されて優れた熱処理が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱処理用治具の実施の形態の概要を示す熱処理用治具の全体斜視図である。
【図２】ワーク支持棒の側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図２のＡ矢視図である。
【図５】図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図６】図２のＢ部拡大図である。
【図７】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図８】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図９】熱処理前と熱処理後における孔の開口部分の真円度の説明図であり、（ａ）は熱処理前における図６のａ−ａ線断面図、（ｂ）は熱処理後のａ−ａ線断面図である。
【図１０】本実施の形態と比較する従来の熱処理用治具の概要説明図である。
【図１１】図１０に示す熱処理用治具を用いた熱処理前と熱処理後における孔の開口部分の真円度の説明図であり、（ａ）は熱処理前における図１０のｂ−ｂ線断面図、（ｂ）は熱処理後のａ−ａ線断面図である。
【図１２】浸炭処理の概要を示す説明図である。
【図１３】従来の熱処理用治具の説明図である。
【図１４】従来の熱処理用治具の説明図である。
【図１５】従来の熱処理用治具を用いた熱処理に伴うワークの熱変形の概要を示す説明図であり、（ａ）は熱処理前の状態を示す図、（ｂ）は熱処理後の状態を示す図である。
【符号の説明】
１熱処理用治具
１０ワーク支持棒
１１基部
１２支持棒位置決め部
１２ａ軸部
１２ｂフランジ部
１２ｃ係止リブ
１３係合突部
１５ワーク位置決め部
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄワーク係合突起
１７ワーク支持部
１８ａ、１８ｂワーク支持突起
２０治具本体
２１、２２、２３、２４側部
２１ｂ、２３ｂ上縁
２６係合凹部
２６ａ端部
２７係合凹部
５０歯車（ワーク）
５３孔（貫通孔）
５３ａ開口端部分

Claims

ワークに穿設された貫通孔にワーク支持棒を挿通して上記ワークを吊下支持し、該ワーク支持棒を治具本体の相対向する側部間に架け渡して支持する熱処理用治具において、
上記ワーク支持棒は、
上記ワークの貫通孔に挿通して上記治具本体の相対向する側部間に架け渡して支持される棒状の基部と、
頂部が上記貫通孔の開口端部分から離れた内周面の上部に当接して上記貫通孔と上記基部との間に間隙を形成して上記ワークを吊下支持する上記基部に突設されたワーク支持部とを有することを特徴とする熱処理用治具。
上記ワーク支持棒は、
上記ワーク支持部に吊下支持されたワークの両端部にそれぞれ対向してワークのワーク支持棒長手方向の移動を規制するワーク位置決め部を有することを特徴とする請求項１に記載の熱処理用治具。
上記ワーク位置決め部は、
上記基部から放射状に突出する複数のワーク係止突起であることを特徴とする請求項２に記載の熱処理用治具。
上記ワーク支持部は、
上記頂部が基部の長手方向に沿って連続し、かつ上記ワークの重心位置の上方において上記貫通孔の開口端部分から離れた内周面の上部に当接してワークを吊下支持するワーク支持突起であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理用治具。
上記ワーク支持突起は、
上記基部から上側および下側にそれぞれ突設されて一対配置されたことを特徴とする請求項４に記載の熱処理用治具。
上記治具本体は、
上記側部上縁に凹設された係合凹部を有し、
上記ワーク支持棒は、
上記基部と同軸上で上記係合凹部に嵌合する軸部と、該軸部に突設して上記係合凹部の端部に当接してワーク支持棒の回転を規制する係合リブと、係合凹部を両側から挟持してワーク支持棒の長手方向の移動を規制する一対のフランジ部とを備えた支持棒位置決め部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理用治具。