JP5224671B2 - 環状部材の拘束焼入方法 - Google Patents
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Description
ここで、αおよびβは、それぞれ環状部材の2つの端面のうちの一方の端面側および他方の端面側における拘束部材テーパ角度、aおよびbは、それぞれ環状部材の2つの端面のうちの上記一方の端面および上記他方の端面における径方向の厚みである。また、第2冷却工程における冷却速度は6℃/秒以下である。
しかし、式(1)の関係を満たす範囲であれば、倒れ量の抑制効果は式(2)を満たす場合と比べてほとんど遜色なく、倒れ量を実用上許容可能な範囲に抑制することができる。なお、倒れ量を特に抑制する必要がある場合、上部拘束部材テーパ角度αおよび下部拘束部材テーパ角度βと、軸受軌道輪10の厚肉側端面12Aおよび薄肉側端面12Bにおける径方向の厚みaおよびbとは、以下の式(3)の関係を満たすことが好ましい。
より具体的には、拘束工程においては、第1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪10が拘束冷却装置20を用いて拘束され、第2冷却工程においては、拘束工程において拘束された軸受軌道輪10が、拘束された状態を保持しつつ、第2冷却温度まで冷却される。ここで、図3を参照して、本実施の形態における拘束冷却装置20は、支持台33と、支持台33上に配置された下部拘束部材32と、下部拘束部材32上に配置された上部拘束部材31と、上部拘束部材31上に配置された荷重伝達部材34とを備えている。下部拘束部材32および上部拘束部材31は、拘束部材30を構成している。
まず、稜線部における拘束の有無の影響について説明する。表1を参照して、拘束を実施していないサンプル番号1と、上述のように稜線部における拘束を実施したサンプル番号2〜17とを比較すると、稜線部における拘束を実施したサンプル番号2〜17は、サンプル番号1に比べて真円度の平均値および標準偏差が小さくなっている。このことから、稜線部において環状部材を拘束することにより、真円度を向上させることが可能であることが確認された。
次に、拘束開始温度の影響について説明する。図5は、表1のサンプル番号10、11および3のデータに基づき、拘束開始温度と真円度との関係を示した図である。図5において、横軸は拘束開始温度、縦軸は真円度を示しており、丸印は真円度の平均値、バツ印は真円度の標準偏差を示している。
次に、拘束終了温度(第2冷却温度)の影響について説明する。図6は、表1のサンプル番号12〜14および3のデータに基づき、拘束終了温度(第2冷却温度)と真円度との関係を示した図である。図6において、横軸は拘束終了温度(第2冷却温度)、縦軸は真円度を示しており、丸印は真円度の平均値、バツ印は真円度の標準偏差を示している。
次に、第2冷却工程での冷却速度の影響について説明する。図7は、表1のサンプル番号15〜17および3のデータに基づき、第2冷却工程での冷却速度と真円度との関係を示した図である。図7において、横軸は第2冷却工程での冷却速度、縦軸は真円度を示しており、丸印は真円度の平均値、バツ印は真円度の標準偏差を示している。
次に、下部拘束部材のテーパ角度βの影響について説明する。図8は、表1のサンプル番号5〜9および4のデータに基づき、下部拘束部材のテーパ角度と真円度との関係を示した図である。図8において、横軸は下部拘束部材のテーパ角度β、縦軸は真円度を示しており、丸印は真円度の平均値、バツ印は真円度の標準偏差を示している。
次に、拘束荷重の影響について説明する。図9は、表1のサンプル番号2〜4のデータに基づき、拘束荷重と真円度との関係を示した図である。図9において、横軸は拘束荷重(図3において荷重伝達部材34に負荷される荷重L)、縦軸は真円度を示しており、丸印は真円度の平均値、バツ印は真円度の標準偏差を示している。
次に、試験結果について説明する。図10は、実施例2の試験結果を示す図である。図10においては、各薄肉側テーパ角およびフリー焼入の場合における倒れ量が示されている。
本実施例においては、a=5.95mm、b=2.4mm、α=45°であるため、式(2)より、β=16.5°が理想的である。これに対し、図10を参照して、本実施例の試験結果によれば、薄肉側テーパ角、すなわち下部拘束部材テーパ角度βが17°の場合に、倒れ量の絶対値が最も小さくなっている。このことから、本発明の環状部材の拘束焼入方法による、倒れ変形の抑制効果が確認された。
Claims (3)
- 鋼からなる環状部材がA1点以上の温度に加熱される加熱工程と、
前記加熱工程において加熱された前記環状部材が、A1点以上の温度からMS点以下の温度である第1冷却温度まで冷却される第1冷却工程と、
前記第1冷却温度まで冷却された前記環状部材が拘束部材により拘束される拘束工程と、
前記拘束部材により拘束された前記環状部材が、前記拘束部材による拘束が開始される温度であり、MS点以下の温度である拘束開始温度よりも低い温度である第2冷却温度まで、前記拘束部材により拘束されつつ冷却される第2冷却工程とを備え、
前記拘束工程および前記第2冷却工程においては、
前記環状部材の外周面および2つの端面において前記環状部材と前記拘束部材とが接触することなく、前記環状部材の前記外周面と前記2つの端面とが交差する部位である2つの稜線部において、前記拘束部材と前記環状部材とが接触し、
前記環状部材の軸を含む断面において、前記拘束部材に負荷される荷重の方向に垂直な面と、前記拘束部材において前記環状部材と接触する部位における接線とがなす角度である拘束部材テーパ角度と、前記環状部材の前記2つの端面における径方向の厚みとが、以下の式(1)に示す関係を満たすように前記環状部材が拘束され、
前記第2冷却工程における冷却速度は6℃/秒以下である、環状部材の拘束焼入方法。
0.9×(b/a)≦(sinβ/sinα)≦1.1×(b/a)・・・(1)
ここで、αおよびβは、それぞれ環状部材の前記2つの端面のうちの一方の端面側および他方の端面側における拘束部材テーパ角度、aおよびbは、それぞれ環状部材の前記2つの端面のうちの前記一方の端面および前記他方の端面における径方向の厚みである。 - 前記拘束開始温度は150℃以上である、請求項1に記載の環状部材の拘束焼入方法。
- 前記第2冷却温度は100℃以下である、請求項1または2のいずれか1項に記載の環状部材の拘束焼入方法。
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