JPH02228427A - 電子ビームによる歯車の焼入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、歯車の歯面を電子ビームを用いて焼入する
電子ビームによる歯車の焼入方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、電子ビームによる歯車の焼入方法として。

例えば特開昭６２−６７１１０号公報に示されたものが
あり、これを第４図、第５図によって説明する。図にお
いて、歯車（１）Ｋ接離する熱吸収周当て金（２）Ｋ、
冷却水送給口（３）および冷却水排出口（４）が設けら
れており、当て金（２）はシリンダ（５）で駆動される
。レーザビームまたは電子ビニム（６）は、歯車（１）
の歯面（７１（８１Ｋ照射される。

焼入れ方法は、まず、−車（１１を第４図に示す位置と
は裏返しの状態に取付け、ビーム（６）を歯面（７）Ｋ
照射して焼入し、１箇所の焼入が済んだらビーム照射な
止め、歯車（１）を角度θだけ回転させ、次の歯面（７
）を同様圧して焼入する。角変θは、歯車（１）の歯数
をＮとすると、θ−３６０／Ｎ（度）である。

全部の歯の１面（７）を焼入したら、歯車（１）を反転
させて、第４図に示すように、ビーム（６）が焼入して
いない歯面（８）を照射できるように、＊］１（１）を
固定し、熱吸収周当て金（２）をシリンダ（５）によっ
て歯車（１）の谷の部分に挿入し、焼入が終った歯面（
７）Ｋ熱吸収用当て金（２）を密着させる。その後、ビ
ーム（ａ）を歯面（８）Ｋ照射して焼入を行う、この歯
面（８）の焼入の際、熱吸収周当て金（２）は冷却水送
給口（３）から送られる冷却水で冷却されており、熱吸
収周当て金（２）で歯面（７）Ｋ歯車（１）内部を通し
て伝達された熱を吸収し、焼入が完了した歯面（７）が
高温になるのを防止する。したがって、焼入が完了した
歯面（７）の焼戻しが生じるのを防ぎ、全歯面−様な硬
度とすることができる。

次に、第５図に示すようＫ、熱吸収用当て金（２）をシ
リンダ（５）で後退させ、歯車（１）を矢印（Ａ）の方
向へ角匿θだけ回転させて前記の手順を繰返す。このよ
うに、熱吸収用当て金（２）を用いない焼入がＮ回（ｖ
ｉｉ車の回数）行われ、反転して熱吸収用当て金（２）
を用いる焼入が、同様に、Ｎ回行わねることになる。

２Ｎ回の焼入が完了したところで、歯車（１）の全部の
歯の両面の焼入が達成される。

〔発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来の電子ビームによる歯車の焼入方法は
、全部の歯の片面（７）を焼入したら歯車（１）を反転
させ、ビーム（６）が焼入していない他方の歯面（８）
Ｋ照射できるよう歯車を固定し、焼入完了した歯面（７
）が焼戻しされないよう熱吸収用当て金（２）を密着す
る要があり、作業能率が悪く、装置が複ｍＫなるという
問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するため罠なされた
もので、歯車を作業途中で反転させる必要がな（、かつ
、焼入完了した面忙熱吸収用当て金を密着する必要のな
い、電子ビームによる歯車の焼入方法を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電子ビームによる歯車の焼入方法は、偏
向コイルに高速偏向装置からの信１号を与えてビームを
２分割し、相異なる方向に向う分割ビームを一定距離離
れた歯車の歯面に照射すると同時Ｋ、歯車を高速回転さ
せて瞬時に歯面全体を加熱する。

〔作　用〕

この発明においては、偏向コイルで電子ビームが２箇所
に分割され、かつ、歯車が高速回転されているので、作
業途中で歯車を反転させる必要がなく、かつ、電子ビー
ムをしゃ断した後、自己冷却作用を行うので、熱吸収当
て金が不用である。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して
説明する。なお、４１図中、符号（１）　（６）（７）
で示すものは従来方法において同一符号で示した。

第１図において、ビーム（６）を集束させるための電磁
コイル（９）、集束させたビーム（６）を偏向させるた
めの偏向コイル（１０）、偏向コイル（ｌＯ）へ信号を
送る昼速偏向装置（１１）等が設けられ、さらＫ、ビー
ム出力が安定するまで待機させるもので、通常熱各蓋の
高い銅ブロック等が使用さするビームコレクタ（１２）
が用いラレル。

次に焼入方法について説明する。歯車（１）を、図示は
しないが、回転極＃にて高速（５回／派程度）で回転す
る。この場合１回転方向はどちらでもよい。次に電子ビ
ーム（６）をビームコレクタ（１２）上でＯＮｔ、、ビ
ーム特性が安定するまで（通常１鼻以内）待機する。

その後、高速偏向装置（１１）で、電子ビーム（６）を
相異なる方向に分割させるため、第２図に示すような矩
形波信号（ａ）を偏向コイル（１０）Ｋ与え、備向角±
１度で２分割して一定距離離れた１方の歯面に０．５ｍ
９ｅＣ停止し、瞬時に（ｚｏｏｍ／ｓｅｃ程度）他方の
歯面に移動して同じ（ｏ、ｓｍ（８）停止してまた元の
車面へ移動する。これをｌＫＨ２周期でくり返す。

この場合、電子ビーム（６）が一定距離離れた歯面間を
高速（２００ｍ／ｓｅｅ　）で移動しているため、歯先
が高温に加熱されることはない。

また、歯幅方向への焼入面積を増加させるため、上記ビ
ーム移動方向と直角方向に、第３図に示すようなサイン
波信号（ｂ）を偏向フィル（１０’３に与え、Ｉ　Ｋ’
ａｚで偏向角±０．３度の定速振幅運動を重畳させた２
方向の電子ビーム（６）を、同時に短時間（１（８））
照射した後、元のビームコレクタ（１２）上へもどし、
電子ビーム（６）および歯車回転を停止する。

歯車（１）は、電子ビーム（６）がビームコレクタ（１
２）上へ移動すると同時に自己冷却作用が始まり、他の
冷却媒体を使用せずに焼入される。なお、このようＫし
て焼入された歯車（１１は、短時間ビーム照射される間
に歯車が高速回転されているため、歯部全体が均一に加
熱され、＆化層部分が完全マルテンサイド変態しており
、硬度も、硬化層の淳い歯面の歯先部において６００　
Ｈｖ以上の硬度が得られ、均一焼入されている。

上記実施例における歯車の仕様および加工条件を第１表
および第２表に示す。

なお、今回実験に使用した歯車（１）は比較的小物であ
るため、自己冷却作用を助けるためにビームをビームコ
レクタ（１２）上へ待機させて余分なエネルギーを与え
ないように配慮したが、自己冷却作用の十分ある歯車の
場＝１１その必要性がない。

また、今回は歯幅方向へビームを振幅させて焼入範囲を
増加させたが、山幅の小さいものに関してはその必要性
がない。

＠１表　歯車の仕様 第２表 加工条件 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、偏向コイルで電子ビ
ームを２箇所に分割し、一定距離離れた歯車の歯面を同
時加熱するとともに歯車を高速回転させ、歯車の歯面の
みを瞬時に、しかも、均一に加熱するようにしたので、
作業途中で歯車な反転させる必要がなく、冷却媒体の必
要もないため、作業能率が一段と向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

向する方法を説明するための波形線図、第４図および第
５図は従来の歯車の焼入方法を説明するための要部正断
面図である。 （１）・・歯車、（６）・・電子ビーム、（７）・・歯
面、（９１−拳集束コイル、（ｌＯ）・−偏向コイル、
（１１）・・高速偏向装置、（１２）・・ビームコレク
タ。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高速偏向装置により電子ビームを２分割し、相異なる方
   向に向う分割ビームを歯車の一定距離離れた歯面に照射
   すると同時に、前記歯車を高速回転させて瞬時に前記歯
   面全体を加熱、焼入する電子ビームによる歯車の焼入方
   法。