JPH0123529B2 - - Google Patents
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- JPH0123529B2 JPH0123529B2 JP60198191A JP19819185A JPH0123529B2 JP H0123529 B2 JPH0123529 B2 JP H0123529B2 JP 60198191 A JP60198191 A JP 60198191A JP 19819185 A JP19819185 A JP 19819185A JP H0123529 B2 JPH0123529 B2 JP H0123529B2
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- steel annular
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、鋼製環状部品の部分焼入れ装置、
殊に、フオークリフトのマストローラ兼用軸受の
外輪の如く、マストレールに転接する外周面を例
えばHRC30程度の調質かたさとほぼ同等のかたさ
に保持し、転動体が転走する内周面を例えばHRC
60程度の適正かたさに焼入れされる鋼製環状部
品、或いは搬送装置のローラ兼用軸受の外輪等に
使用される鋼製環状部品の焼入れ装置に関する。 （従来の技術及び問題点） 例えばフオークリフトのマストローラ兼用軸受
において、その外輪が転走するマストレールは、
S45C等の一般機械構造用鋼材が使用されるため
に、外輪全体のかたさを通常のころがり軸受用外
輪の如く、HRC60程度に焼入れしておいた場合、
レール面が極度に摩耗して耐久性を著しく低下さ
せ、その摩耗粉が飛散して作業環境を著しく悪化
させるという不都合があつた。またこのような外
輪は、全体が高硬度のため、衝撃荷重、大荷重が
負荷されたときに破壊しやすく、その破損は材料
にじん性がないため多数の破片となつて飛散し、
作業者に危害を及ぼすような事故が発生してい
る。 このような摩耗および破損の危険を防止するた
めに、第１図に示すように、外輪１に浸炭材を使
用し、外周面部に防浸炭処理を施した後、内周面
及び両端面部に浸炭焼入れにより焼入れ層２を形
成させたものが提供されているが、これは防浸炭
処理が甚だ面倒であつて多くの作業時間と多大の
エネルギーを必要とし、その上材料が高価なため
に著しくコスト高になる欠点がある。また軸受外
輪としての強度を持たせるには、浸炭深さを充分
に深くする必要があるが、これに要する作業時間
とエネルギーが著しく多くなり、それでも充分な
浸炭深さを得ることが難しく、充分な強度が得ら
れない等の不都合を生じ易い欠点がある。 また特開昭54−8107号公報には、SUJ2製の鋼
製環状部品の上端面及び下端面全面に接する防御
リングを設け、外径側のみに、冷却速度を遅くす
るためのミスト状の冷却剤を噴射し、その後内径
側のみに液状の冷却剤を噴射し、外径側は低硬度
に、内径側は高硬度にする装置が示されている。 しかし、この装置で、SUJ2製鋼製環状部品に
焼入れすると、焼入れ部分が第６図ｄの影線部分
で示した如き状態となり、軌道面における硬度は
得られても両端面に焼入れがなされず、レールと
すべり接触することによる、この端面の摩耗が激
しかつた。かといつて端面にまで焼入れしようと
すると外径面まで焼入れされてしまい、外径面に
接触するマストレールが摩耗してしまう欠点があ
る。 さらに、上記公報の装置でSUJ2製の鋼製環状
部品に焼入れするには、SUJ2製の製品型番に応
じて予め温度―時間冷却曲線を求めておく必要が
あり、しかも、１秒以下の単位で焼入れ時間を設
定する装置を必要とする欠点がある。 （問題点を解決するための手段） この発明は以上のようなマストローラ兼用軸受
の外輪、或いは搬送装置に使用されるローラ兼用
軸受の外輪等であつて、転動体軌道面側が充分な
焼入れかたさを有し、外周面部が相手部材との間
に大きな硬度差を生ずることのない硬さとされ、
しかもマストレール等とすべり接触する端面にお
けるすべり摩耗を低減でき、さらに、軸受の外輪
として充分の強度と、耐衝撃性を具備し、かつ熱
処理がきわめて容易な軸受の外輪を製造する装置
を提供することを目的とする。 本発明は、焼入れ温度に加熱された一般構造用
鋼材からなる単一の鋼製環状部品を、軸を上下に
向けて支持する環状部品支持手段と、鋼製環状部
品の上端面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼
製環状部品の内外周の空間を内径側と外径側とに
仕切る上端面仕切り部材と、鋼製環状部品の下端
面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼製環状部
品の内外周の空間を内径側と外径側とに仕切る下
端面仕切り部材と、鋼製環状部品の内径側から、
鋼製環状部品の内周面に向けて焼入れ用冷却液を
噴射する冷却液噴射手段と、鋼製環状部品の外径
側から、鋼製環状部品の外周面に向けて、前記焼
入れ用冷却液と同時に圧縮空気を噴射する圧縮空
気噴射手段とを備えてなることを特徴とする鋼製
環状部品の部分焼入れ装置である。 なお、上下端面の厚さ中央部小面積というの
は、上下端面の厚さ方向中央部の小面積部分のこ
とであり、環状に、というのは、鋼製環状部品の
中心と同心で環状に形成されていることである。 （実施例） 以下、実施例について説明する。 焼入れ装置２０は、鋼製環状部品１０を外径案
内で載設支持する段部２１を備えた回転支台２２
（環状部品支持手段）と、回転支台２２の中心を
貫通して該支台２２上の鋼製環状部品１０の内径
面に対向する多数の冷却液噴出孔２３を備えた冷
却水路２４（冷却液の噴射手段）と、冷却水路２
４の上端部に着脱可能に装着されて周縁部２５を
回転支台２２上の鋼製環状部品１０の上端面の厚
さ中央部小面積に同心的に密接する蓋部材２６
（上端面仕切り部材）と、鋼製環状部品１０の外
周面に対し一定の間隔を置いて同心的に対向する
多数の圧縮空気噴出孔２７を備えた環状の圧縮空
気噴出管２８（圧縮空気噴射手段）とからなり、
回転支台２２の段部２１の内径縁部２９がそれに
載置された鋼製環状部品１０の下端面の厚さ中央
部小面積に密接して、該縁部２９（下端面仕切り
部材）と蓋部材２６の周縁部２５（上端面仕切り
部材）とにより、鋼製環状部品１０の内外周の空
間を内径側空間３０と外径側空間４０とに仕切
る。すなわち回転支台２２と蓋部材２６とが前記
空間を仕切るための仕切り部材である。 鋼製環状部品１０は、例えばS55C等の如き廉
価な焼入れ可能な一般構造用鋼材を所要形状（図
示はマストローラ兼用軸受の外輪）に施削等によ
り形成した後、電気炉等により所定焼入れ温度に
加熱する。 而して所定温度に加熱された鋼製環状部品１０
を回転する回転支台２２に載置し、冷却水路２４
の上端に蓋部材２６を取りつけてその周縁部２５
を前記部品１０の上端面に着座させてセツトを完
了する（回転支台の回転はセツト完了後でもよ
い）。 セツトが完了すれば、冷却水路２４の噴出孔２
３から鋼製環状部品１０の内径面及び仕切り部材
で仕切られた内径側の上下両端面に対し冷却液を
噴射して急冷させ、それと同時に圧縮空気噴出管
２８の噴出孔２７から鋼製環状部品１０の外径面
に対し圧縮空気を噴射して、鋼製環状部品の内径
側を所要の適正かたさに焼入れると共に、外径側
を調質かたさとほぼ同等のかたさに保持させる。 なお、両端部における厚みＴに対する硬化部寸
法ｔ１，ｔ２は、第２図に示すように仕切り部材
たる回転支台２２の段部２１の内周縁部２９の直
径Ｄ１および蓋部材２６の周縁部２５の内径Ｄ２
を適宜調整することによつて任意に定めることが
できる。 上記の例における中心部―線断面における
かたさ分布は、第５図に示す如く軌道側で深さ３
mm程度までHRC60以上のかたさを有し、外径側に
到るに従つてかたさを低下し、屈折点が７mmの位
置にあり、そこから外周面部（この場合環体厚み
を11mmとしたものを示した）までHRC30であつ
た。 なお鋼製環状部品は第３図の形状に限定される
ものではなく、第４図の形状或いはその他の形状
でも可能である。また、使用材料として、S55C、
S45C等S40C〜S60C程度の範囲内の一般構造用炭
素鋼が使用できる。 また、本発明に係る焼入れ装置２０は第２図に
例示したものに限定されず、同一機能を有する他
の構造に設計変更することができる。例えば冷却
液としては、水、油、その他任意の冷却液を、使
用材料、目的のかたさ、焼入れ深さ等に合わせて
適当に選択すればよく、同様に冷却速度も適宜調
整すればよい。 次に、本発明装置により製造した外輪（以下本
発明品という）の特性を調べるために行つた試験
結果について説明する。 (1) 破壊強度試験 フオークリフトマストローラ用軸受の外輪につ
いて、以下の試料を用いて耐圧試験機によりそれ
ぞれの破壊強度を調べた。 (A) 試料〔第６図参照（斜線は硬化部を示す）〕 試料１：S55C製の本発明品 （硬化層パターンは第６図ａ） 試料２：SAE8620製の浸炭製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｂ） 試料３：SUJ2製のズブ焼製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｃ） 試料４：S55C製の軌道高周波製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｄ） (B) 試験方法 第７図に示すように、上記試料を外輪ａとして
使用した軸受ｂにラジアル方向の負荷を加えたと
きの破壊値を測定する。 (C) 試験装置 東京衡機製CM―100C型耐圧試験機 (D) 試験条件 負荷速度 200Kg／sec 試験結果を第１表に示すとともに、この試験結
果から求めた破壊値比を第２表に示す。なお、破
壊値比は次の式で求められる。 破壊値比＝試料の破壊値／試料３の平均破壊値
殊に、フオークリフトのマストローラ兼用軸受の
外輪の如く、マストレールに転接する外周面を例
えばHRC30程度の調質かたさとほぼ同等のかたさ
に保持し、転動体が転走する内周面を例えばHRC
60程度の適正かたさに焼入れされる鋼製環状部
品、或いは搬送装置のローラ兼用軸受の外輪等に
使用される鋼製環状部品の焼入れ装置に関する。 （従来の技術及び問題点） 例えばフオークリフトのマストローラ兼用軸受
において、その外輪が転走するマストレールは、
S45C等の一般機械構造用鋼材が使用されるため
に、外輪全体のかたさを通常のころがり軸受用外
輪の如く、HRC60程度に焼入れしておいた場合、
レール面が極度に摩耗して耐久性を著しく低下さ
せ、その摩耗粉が飛散して作業環境を著しく悪化
させるという不都合があつた。またこのような外
輪は、全体が高硬度のため、衝撃荷重、大荷重が
負荷されたときに破壊しやすく、その破損は材料
にじん性がないため多数の破片となつて飛散し、
作業者に危害を及ぼすような事故が発生してい
る。 このような摩耗および破損の危険を防止するた
めに、第１図に示すように、外輪１に浸炭材を使
用し、外周面部に防浸炭処理を施した後、内周面
及び両端面部に浸炭焼入れにより焼入れ層２を形
成させたものが提供されているが、これは防浸炭
処理が甚だ面倒であつて多くの作業時間と多大の
エネルギーを必要とし、その上材料が高価なため
に著しくコスト高になる欠点がある。また軸受外
輪としての強度を持たせるには、浸炭深さを充分
に深くする必要があるが、これに要する作業時間
とエネルギーが著しく多くなり、それでも充分な
浸炭深さを得ることが難しく、充分な強度が得ら
れない等の不都合を生じ易い欠点がある。 また特開昭54−8107号公報には、SUJ2製の鋼
製環状部品の上端面及び下端面全面に接する防御
リングを設け、外径側のみに、冷却速度を遅くす
るためのミスト状の冷却剤を噴射し、その後内径
側のみに液状の冷却剤を噴射し、外径側は低硬度
に、内径側は高硬度にする装置が示されている。 しかし、この装置で、SUJ2製鋼製環状部品に
焼入れすると、焼入れ部分が第６図ｄの影線部分
で示した如き状態となり、軌道面における硬度は
得られても両端面に焼入れがなされず、レールと
すべり接触することによる、この端面の摩耗が激
しかつた。かといつて端面にまで焼入れしようと
すると外径面まで焼入れされてしまい、外径面に
接触するマストレールが摩耗してしまう欠点があ
る。 さらに、上記公報の装置でSUJ2製の鋼製環状
部品に焼入れするには、SUJ2製の製品型番に応
じて予め温度―時間冷却曲線を求めておく必要が
あり、しかも、１秒以下の単位で焼入れ時間を設
定する装置を必要とする欠点がある。 （問題点を解決するための手段） この発明は以上のようなマストローラ兼用軸受
の外輪、或いは搬送装置に使用されるローラ兼用
軸受の外輪等であつて、転動体軌道面側が充分な
焼入れかたさを有し、外周面部が相手部材との間
に大きな硬度差を生ずることのない硬さとされ、
しかもマストレール等とすべり接触する端面にお
けるすべり摩耗を低減でき、さらに、軸受の外輪
として充分の強度と、耐衝撃性を具備し、かつ熱
処理がきわめて容易な軸受の外輪を製造する装置
を提供することを目的とする。 本発明は、焼入れ温度に加熱された一般構造用
鋼材からなる単一の鋼製環状部品を、軸を上下に
向けて支持する環状部品支持手段と、鋼製環状部
品の上端面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼
製環状部品の内外周の空間を内径側と外径側とに
仕切る上端面仕切り部材と、鋼製環状部品の下端
面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼製環状部
品の内外周の空間を内径側と外径側とに仕切る下
端面仕切り部材と、鋼製環状部品の内径側から、
鋼製環状部品の内周面に向けて焼入れ用冷却液を
噴射する冷却液噴射手段と、鋼製環状部品の外径
側から、鋼製環状部品の外周面に向けて、前記焼
入れ用冷却液と同時に圧縮空気を噴射する圧縮空
気噴射手段とを備えてなることを特徴とする鋼製
環状部品の部分焼入れ装置である。 なお、上下端面の厚さ中央部小面積というの
は、上下端面の厚さ方向中央部の小面積部分のこ
とであり、環状に、というのは、鋼製環状部品の
中心と同心で環状に形成されていることである。 （実施例） 以下、実施例について説明する。 焼入れ装置２０は、鋼製環状部品１０を外径案
内で載設支持する段部２１を備えた回転支台２２
（環状部品支持手段）と、回転支台２２の中心を
貫通して該支台２２上の鋼製環状部品１０の内径
面に対向する多数の冷却液噴出孔２３を備えた冷
却水路２４（冷却液の噴射手段）と、冷却水路２
４の上端部に着脱可能に装着されて周縁部２５を
回転支台２２上の鋼製環状部品１０の上端面の厚
さ中央部小面積に同心的に密接する蓋部材２６
（上端面仕切り部材）と、鋼製環状部品１０の外
周面に対し一定の間隔を置いて同心的に対向する
多数の圧縮空気噴出孔２７を備えた環状の圧縮空
気噴出管２８（圧縮空気噴射手段）とからなり、
回転支台２２の段部２１の内径縁部２９がそれに
載置された鋼製環状部品１０の下端面の厚さ中央
部小面積に密接して、該縁部２９（下端面仕切り
部材）と蓋部材２６の周縁部２５（上端面仕切り
部材）とにより、鋼製環状部品１０の内外周の空
間を内径側空間３０と外径側空間４０とに仕切
る。すなわち回転支台２２と蓋部材２６とが前記
空間を仕切るための仕切り部材である。 鋼製環状部品１０は、例えばS55C等の如き廉
価な焼入れ可能な一般構造用鋼材を所要形状（図
示はマストローラ兼用軸受の外輪）に施削等によ
り形成した後、電気炉等により所定焼入れ温度に
加熱する。 而して所定温度に加熱された鋼製環状部品１０
を回転する回転支台２２に載置し、冷却水路２４
の上端に蓋部材２６を取りつけてその周縁部２５
を前記部品１０の上端面に着座させてセツトを完
了する（回転支台の回転はセツト完了後でもよ
い）。 セツトが完了すれば、冷却水路２４の噴出孔２
３から鋼製環状部品１０の内径面及び仕切り部材
で仕切られた内径側の上下両端面に対し冷却液を
噴射して急冷させ、それと同時に圧縮空気噴出管
２８の噴出孔２７から鋼製環状部品１０の外径面
に対し圧縮空気を噴射して、鋼製環状部品の内径
側を所要の適正かたさに焼入れると共に、外径側
を調質かたさとほぼ同等のかたさに保持させる。 なお、両端部における厚みＴに対する硬化部寸
法ｔ１，ｔ２は、第２図に示すように仕切り部材
たる回転支台２２の段部２１の内周縁部２９の直
径Ｄ１および蓋部材２６の周縁部２５の内径Ｄ２
を適宜調整することによつて任意に定めることが
できる。 上記の例における中心部―線断面における
かたさ分布は、第５図に示す如く軌道側で深さ３
mm程度までHRC60以上のかたさを有し、外径側に
到るに従つてかたさを低下し、屈折点が７mmの位
置にあり、そこから外周面部（この場合環体厚み
を11mmとしたものを示した）までHRC30であつ
た。 なお鋼製環状部品は第３図の形状に限定される
ものではなく、第４図の形状或いはその他の形状
でも可能である。また、使用材料として、S55C、
S45C等S40C〜S60C程度の範囲内の一般構造用炭
素鋼が使用できる。 また、本発明に係る焼入れ装置２０は第２図に
例示したものに限定されず、同一機能を有する他
の構造に設計変更することができる。例えば冷却
液としては、水、油、その他任意の冷却液を、使
用材料、目的のかたさ、焼入れ深さ等に合わせて
適当に選択すればよく、同様に冷却速度も適宜調
整すればよい。 次に、本発明装置により製造した外輪（以下本
発明品という）の特性を調べるために行つた試験
結果について説明する。 (1) 破壊強度試験 フオークリフトマストローラ用軸受の外輪につ
いて、以下の試料を用いて耐圧試験機によりそれ
ぞれの破壊強度を調べた。 (A) 試料〔第６図参照（斜線は硬化部を示す）〕 試料１：S55C製の本発明品 （硬化層パターンは第６図ａ） 試料２：SAE8620製の浸炭製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｂ） 試料３：SUJ2製のズブ焼製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｃ） 試料４：S55C製の軌道高周波製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｄ） (B) 試験方法 第７図に示すように、上記試料を外輪ａとして
使用した軸受ｂにラジアル方向の負荷を加えたと
きの破壊値を測定する。 (C) 試験装置 東京衡機製CM―100C型耐圧試験機 (D) 試験条件 負荷速度 200Kg／sec 試験結果を第１表に示すとともに、この試験結
果から求めた破壊値比を第２表に示す。なお、破
壊値比は次の式で求められる。 破壊値比＝試料の破壊値／試料３の平均破壊値
【表】
【表】
上記試験結果より、本発明品（試料１）は耐強
度が従来品（試料２〜４）に比較してはるかに優
れていることが判明した。 (2) 摩耗試験 フオークリフトマストローラ用軸受の外輪につ
いて、以下の試料を用いて回転試験を行い、該試
料とマストレールとの接触部分の摩耗状況を調べ
る。 (A) 試料 試料５：S55C製の本発明品 （硬化層パターンは第６図ａ） 試料６：SUJ2製のズブ焼製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｃ） (B) 試験方法 第８図に示すように、上記試料を外輪として使
用した軸受ｃに、マストレール相当の材質からな
るタイヤｄを接触させた状態で該タイヤｄを回転
させ、このときの摩耗量を測定する。 (C) 試料条件 第３表に示す。
度が従来品（試料２〜４）に比較してはるかに優
れていることが判明した。 (2) 摩耗試験 フオークリフトマストローラ用軸受の外輪につ
いて、以下の試料を用いて回転試験を行い、該試
料とマストレールとの接触部分の摩耗状況を調べ
る。 (A) 試料 試料５：S55C製の本発明品 （硬化層パターンは第６図ａ） 試料６：SUJ2製のズブ焼製品（従来品） （硬化層パターンは第６図ｃ） (B) 試験方法 第８図に示すように、上記試料を外輪として使
用した軸受ｃに、マストレール相当の材質からな
るタイヤｄを接触させた状態で該タイヤｄを回転
させ、このときの摩耗量を測定する。 (C) 試料条件 第３表に示す。
【表】
試験結果を第９図および第１０図に示す。この
試験結果より、軸受外輪の回転数が0.72×106回
転（実車使用３年分に相当）となつたとき、本発
明品（試料５）はある程度摩耗しているのに対し
て従来品（試料６）はほとんど摩耗せず、逆に本
発明品に対応するタイヤは従来品に対応するタイ
ヤよりも摩耗量が1/3程度であることが判明した。
これは、本発明品の方が従来品よりも、マストレ
ールのレール面摩耗防止用製品としてはるかに優
れていることを示している。ちなみに、マストレ
ールはマストローラ用軸受に比較してはるかに製
品コストが高い。また、本発明品によるマストレ
ールの摩耗の程度は実用上支障のない範囲内にあ
る。 （発明の効果） 本発明は、焼入れ温度に加熱された一般構造用
鋼材からなる単一の鋼製環状部品を、軸を上下に
向けて支持する環状部品支持手段と、鋼製環状部
品の上端面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼
製環状部品の内外周の空間を内径側と外径側とに
仕切る上端面仕切り部材と、鋼製環状部品の下端
面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼製環状部
品の内外周の空間を内径側と外径側とに仕切る下
端面仕切り部材と、鋼製環状部品の内径側から、
鋼製環状部品の内周面に向けて焼入れ用冷却液を
噴射する冷却液噴射手段と、鋼製環状部品の外径
側から、鋼製環状部品の外周面に向けて、前記焼
入れ用冷却液と同時に圧縮空気を噴射する圧縮空
気噴射手段とを備えてなることを特徴とするの
で、焼入れ硬化部が、第３図に濃いハツチングを
付して示す如く、両端部で深く、中心部（―
線）で浅いほぼ曲率半径Ｒの凹形の焼入れ硬化層
となつた鋼製環状部品が得られた。 すなわち、鋼製環状部品が一般構造用鋼材から
なり、単一の鋼製環状部品の上下端面を上端面仕
切り部材と下端面仕切り部材とでそれぞれ仕切つ
ており、しかも、この上下端面仕切り部材が、い
ずれも、上下端面の厚さ中央部小面積に環状に接
して鋼製環状部品の内外周の空間を内径側と外径
側とに仕切り、内径側から焼入れ用冷却液を噴射
し、同時に外径側から圧縮空気を噴射するように
したことにより、該鋼製環状部品は、上記した状
態の硬化層が形成され、これにより廉価なS55C
等の一般構造用鋼材を使用するにもかかわらず、
従来の浸炭焼入れを行つたもの、或いは高周波焼
入れ等による表面硬化処理を行つたものに比べて
焼入れ深さが充分に深く、例えばマストローラ兼
用軸受の外輪に要求される強度を充分に保持して
いる鋼製環状部品を製造できたのである。 殊に焼入れ硬化層が第３図の如く曲率半径がほ
ぼＲになる凹形の断面形状を有し、この焼入れ層
が内径側から両端面に向かつて連続し均質な焼入
れ層に形成され、両端面部分の焼入れ部寸法が、
環状部品の厚みに対し、中央部より増大し、例え
ば軸受の外輪においてその軌道面の補強効果が著
しく大となり、その剛性を高め強度が向上した。 しかも、外径側の、調質かたさとほぼ同等のか
たさ部分がじん性を向上して大荷重、高衝撃力に
対する耐力を大幅に向上させ、かつ相手部材、例
えばマストローラの摩耗防止に効果大であつた。 その上、上下端面仕切り部材が鋼製環状部品の
上下端面の厚さ方向中央部小面積に環状に接して
内径側に焼入れ冷却液を噴射するようになされて
いることにより、焼入れされた鋼製環状部品は、
端面のほぼ外周面近くまで焼入れされ、端面と、
該端面と接触するレールとの間のすべり接触に対
する十分な耐摩耗性を有する鋼製環状部品を製造
できた。 しかも、一般構造用鋼材からなる鋼製環状部品
を上下端面仕切り部材が仕切つて、内径側から冷
却液を、外径側から圧縮空気を噴射するようにし
ていることにより、焼入れ時間の好適時間幅が大
きく、焼入れ時間の設定が極めて容易である。 さらに本発明の焼入れ装置によれば、内径側と
外径側の何れか一方から鋼製環状部品に向かつて
焼入れ用冷却液を噴射し、それと同時に他方から
圧縮空気を噴射して、冷却液を噴射した側の焼入
れを行うと同時に他方の周面を調質かたさとほぼ
同等のかたさとするので、焼入れ工程は１回でよ
く、工程管理が容易であり、均質な製品を連続し
て製造することが容易となつた。
試験結果より、軸受外輪の回転数が0.72×106回
転（実車使用３年分に相当）となつたとき、本発
明品（試料５）はある程度摩耗しているのに対し
て従来品（試料６）はほとんど摩耗せず、逆に本
発明品に対応するタイヤは従来品に対応するタイ
ヤよりも摩耗量が1/3程度であることが判明した。
これは、本発明品の方が従来品よりも、マストレ
ールのレール面摩耗防止用製品としてはるかに優
れていることを示している。ちなみに、マストレ
ールはマストローラ用軸受に比較してはるかに製
品コストが高い。また、本発明品によるマストレ
ールの摩耗の程度は実用上支障のない範囲内にあ
る。 （発明の効果） 本発明は、焼入れ温度に加熱された一般構造用
鋼材からなる単一の鋼製環状部品を、軸を上下に
向けて支持する環状部品支持手段と、鋼製環状部
品の上端面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼
製環状部品の内外周の空間を内径側と外径側とに
仕切る上端面仕切り部材と、鋼製環状部品の下端
面の厚さ中央部小面積に環状に接し、鋼製環状部
品の内外周の空間を内径側と外径側とに仕切る下
端面仕切り部材と、鋼製環状部品の内径側から、
鋼製環状部品の内周面に向けて焼入れ用冷却液を
噴射する冷却液噴射手段と、鋼製環状部品の外径
側から、鋼製環状部品の外周面に向けて、前記焼
入れ用冷却液と同時に圧縮空気を噴射する圧縮空
気噴射手段とを備えてなることを特徴とするの
で、焼入れ硬化部が、第３図に濃いハツチングを
付して示す如く、両端部で深く、中心部（―
線）で浅いほぼ曲率半径Ｒの凹形の焼入れ硬化層
となつた鋼製環状部品が得られた。 すなわち、鋼製環状部品が一般構造用鋼材から
なり、単一の鋼製環状部品の上下端面を上端面仕
切り部材と下端面仕切り部材とでそれぞれ仕切つ
ており、しかも、この上下端面仕切り部材が、い
ずれも、上下端面の厚さ中央部小面積に環状に接
して鋼製環状部品の内外周の空間を内径側と外径
側とに仕切り、内径側から焼入れ用冷却液を噴射
し、同時に外径側から圧縮空気を噴射するように
したことにより、該鋼製環状部品は、上記した状
態の硬化層が形成され、これにより廉価なS55C
等の一般構造用鋼材を使用するにもかかわらず、
従来の浸炭焼入れを行つたもの、或いは高周波焼
入れ等による表面硬化処理を行つたものに比べて
焼入れ深さが充分に深く、例えばマストローラ兼
用軸受の外輪に要求される強度を充分に保持して
いる鋼製環状部品を製造できたのである。 殊に焼入れ硬化層が第３図の如く曲率半径がほ
ぼＲになる凹形の断面形状を有し、この焼入れ層
が内径側から両端面に向かつて連続し均質な焼入
れ層に形成され、両端面部分の焼入れ部寸法が、
環状部品の厚みに対し、中央部より増大し、例え
ば軸受の外輪においてその軌道面の補強効果が著
しく大となり、その剛性を高め強度が向上した。 しかも、外径側の、調質かたさとほぼ同等のか
たさ部分がじん性を向上して大荷重、高衝撃力に
対する耐力を大幅に向上させ、かつ相手部材、例
えばマストローラの摩耗防止に効果大であつた。 その上、上下端面仕切り部材が鋼製環状部品の
上下端面の厚さ方向中央部小面積に環状に接して
内径側に焼入れ冷却液を噴射するようになされて
いることにより、焼入れされた鋼製環状部品は、
端面のほぼ外周面近くまで焼入れされ、端面と、
該端面と接触するレールとの間のすべり接触に対
する十分な耐摩耗性を有する鋼製環状部品を製造
できた。 しかも、一般構造用鋼材からなる鋼製環状部品
を上下端面仕切り部材が仕切つて、内径側から冷
却液を、外径側から圧縮空気を噴射するようにし
ていることにより、焼入れ時間の好適時間幅が大
きく、焼入れ時間の設定が極めて容易である。 さらに本発明の焼入れ装置によれば、内径側と
外径側の何れか一方から鋼製環状部品に向かつて
焼入れ用冷却液を噴射し、それと同時に他方から
圧縮空気を噴射して、冷却液を噴射した側の焼入
れを行うと同時に他方の周面を調質かたさとほぼ
同等のかたさとするので、焼入れ工程は１回でよ
く、工程管理が容易であり、均質な製品を連続し
て製造することが容易となつた。
第１図は従来の鋼製環状部品の断面図、第２図
は本発明に係る焼入れ装置の一例を示す図、第３
図、第４図は同装置により焼入れされた鋼製環状
部品を例示する断面図、第５図は同部品のかたさ
分布を示す図、第６図は外輪の硬化層パターンを
示す断面図、第７図は破壊強度試験の試験方法説
明図、第８図は外輪の摩耗試験の試験方法説明
図、第９図および第１０図は同摩耗試験の試験結
果を示す線図である。 １０……鋼製環状部品、２０……焼入れ装置、
２２……回転支台（仕切り部材）、２４……冷却
水路（冷却液噴射手段）、２６……蓋部材（仕切
り部材）、２８……圧縮空気噴出管、３０……内
径側空間、４０……外径側空間。
は本発明に係る焼入れ装置の一例を示す図、第３
図、第４図は同装置により焼入れされた鋼製環状
部品を例示する断面図、第５図は同部品のかたさ
分布を示す図、第６図は外輪の硬化層パターンを
示す断面図、第７図は破壊強度試験の試験方法説
明図、第８図は外輪の摩耗試験の試験方法説明
図、第９図および第１０図は同摩耗試験の試験結
果を示す線図である。 １０……鋼製環状部品、２０……焼入れ装置、
２２……回転支台（仕切り部材）、２４……冷却
水路（冷却液噴射手段）、２６……蓋部材（仕切
り部材）、２８……圧縮空気噴出管、３０……内
径側空間、４０……外径側空間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 焼入れ温度に加熱された一般構造用鋼材から
なる単一の鋼製環状部品１０を、軸を上下に向け
て支持する環状部品支持手段２１，２２と、 鋼製環状部品１０の上端面の厚さ中央部小面積
に環状に接し、鋼製環状部品の内外周の空間を内
径側３０と外径側４０とに仕切る上端面仕切り部
材２５，２６と、 鋼製環状部品１０の下端面の厚さ中央部小面積
に環状に接し、鋼製環状部品の内外周の空間を内
径側３０と外径側４０とに仕切る下端面仕切り部
材２９と、 鋼製環状部品の内径側３０から、鋼製環状部品
の内周面に向けて焼入れ用冷却液を噴射する冷却
液噴射手段２３，２４と、 鋼製環状部品の外径側４０から、鋼製環状部品
の外周面に向けて、前記焼入れ用冷却液と同時に
圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射手段２７，２８
とを備えてなることを特徴とする 鋼製環状部品の部分焼入れ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19819185A JPS61235509A (ja) | 1985-09-07 | 1985-09-07 | 鋼製環状部品の部分焼入れ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19819185A JPS61235509A (ja) | 1985-09-07 | 1985-09-07 | 鋼製環状部品の部分焼入れ装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6014681A Division JPS57174415A (en) | 1981-04-21 | 1981-04-21 | Partial hardening method of steel ring parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235509A JPS61235509A (ja) | 1986-10-20 |
| JPH0123529B2 true JPH0123529B2 (ja) | 1989-05-02 |
Family
ID=16386984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19819185A Granted JPS61235509A (ja) | 1985-09-07 | 1985-09-07 | 鋼製環状部品の部分焼入れ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235509A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1006539C2 (nl) | 1997-07-10 | 1999-01-12 | Skf Ind Trading & Dev | Werkwijze voor het uitvoeren van een warmtebehandeling op metalen ringen, en aldus verkregen lagerring. |
| KR20050004843A (ko) | 2002-05-14 | 2005-01-12 | 고요 세이코 가부시키가이샤 | 베어링 궤도 부재의 제조 방법 |
| JP5169030B2 (ja) * | 2007-06-08 | 2013-03-27 | 日産自動車株式会社 | 焼入れ方法および焼入れ装置 |
| CN104004893B (zh) * | 2013-02-25 | 2016-04-13 | 上银科技股份有限公司 | 内径淬火装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS548107A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-22 | Toyo Bearing Mfg Co | Partial quenching method of steel parts |
| JPS54163706A (en) * | 1978-06-16 | 1979-12-26 | Toyo Bearing Mfg Co | Annealing steel parts |
| JPS5531102A (en) * | 1978-05-04 | 1980-03-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Partially hardening method |
-
1985
- 1985-09-07 JP JP19819185A patent/JPS61235509A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS548107A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-22 | Toyo Bearing Mfg Co | Partial quenching method of steel parts |
| JPS5531102A (en) * | 1978-05-04 | 1980-03-05 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Partially hardening method |
| JPS54163706A (en) * | 1978-06-16 | 1979-12-26 | Toyo Bearing Mfg Co | Annealing steel parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61235509A (ja) | 1986-10-20 |
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