JPH0421732B2 - - Google Patents
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- JPH0421732B2 JPH0421732B2 JP59011988A JP1198884A JPH0421732B2 JP H0421732 B2 JPH0421732 B2 JP H0421732B2 JP 59011988 A JP59011988 A JP 59011988A JP 1198884 A JP1198884 A JP 1198884A JP H0421732 B2 JPH0421732 B2 JP H0421732B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
本発明は鍔付きの筒体の低歪焼入れ装置に関す
る。 機械や装置類には第１図ａおよびｂに示される
如き周方向に均等な鍔f1付き筒体W1や第１図ｃ
およびｄに示される如き周方向に不均一な鍔f2付
き筒体W2が多く使用されている。これら鍔ｆ付
き筒体Ｗはボルト孔ｂを用いて部材に緊定され筒
内に摺動軸や回転軸等を保持する軸受け、ブツシ
ユ等または内周にセレーシヨン加工がされ外周に
取付け鍔がついていて駆動力伝達部材として用い
られる場合が多いので、例えば摺動面やセレーシ
ヨン部となるような内周の所定局部周壁にＨとし
て示される表面焼入れを施し、当該部分の耐摩耗
性および強度の向上を図るようにしている。 ところで、上記筒体Ｗの焼入れは従来以下に述
べるようにして実施されていた。 第２図ａは従来焼入れ方法を示すものである。
第２図ａにおいて、Ｗは筒体、Ｃは加熱・冷却機
能を具えた誘導加熱コイルであつて、当該誘導加
熱コイルＣは焼入れ台Ｓの所定位置に孔設されて
いる昇降口Ｍを矢印ｕ−ｄ方向へ変位可能であ
る。筒体Ｗは焼入れ台Ｓの上記昇降口Ｍの周縁に
配置されている、例えば複数箇の駒部材Ｐが画す
る焼入れ定位置に搬入されて焼入れ台Ｓ上に載置
され、しかる後ｄ方向からｕ方向へ変位して筒体
内周の所定局部周壁に対向する誘導加熱コイルＣ
により加熱・冷却が施される。尚r1・r2はそれぞ
れ図示しない電源と誘導加熱コイルＣを接続する
リードであり、qhは誘導加熱コイルＣに焼入れ
用の冷却流体を供給する冷却流体供給ホースであ
る。 上記従来方法によつて焼入れを実施すると、第
２図ｂの如く鍔ｆが反り返る焼入れ歪と、第２図
ｃの如く筒体Ｗの径が例えばＸ・Ｘ方向で縮小、
Ｙ・Ｙ方向で膨大して真円度が低下する焼入れ歪
とが常に発生し、これがため焼入れ工程に続いて
焼入れ歪矯正工程を必須とし、当該工程に多大の
時間および労力を投入せねばならず、従来焼入れ
方法に替る低歪焼入れ方法の創出が強く求められ
ていた。 ところで、低歪焼入れを行う公知手段には、例
えば肉厚の薄い板状部材についてはプレスクエン
チが、また環状部材や筒状部材については芯金を
貫通孔に挿入したり外周に拘束部材を配設したり
する拘束焼入れがある。しかし乍ら上記従来公知
手段は、本発明実施の対象が肉厚の薄い板状の鍔
部と筒状部との複合体であり、しかも被焼入れ部
が筒状部の内周の所定局部周壁に限定されている
という特殊条件下では以下に述べる理由から適用
するのが甚だ困難であることが理解されるであろ
う。 (1) 一般にプレスクエンチは平板状部材を予め加
熱ステーシヨンで全体加熱し、冷却ステーシヨ
ンに搬入して加圧機構を用いて上下方向から加
圧するものであり、形状が複合体であり、局部
焼入れを行う場合には論外の手段である。 (2) 芯金を用いる拘束焼入れも一般に環状部材や
筒状部材を予め全体加熱し、ついて芯金を内周
内に挿入して冷却するものであるので、本願の
如く加熱・冷却機能を具えた加熱コイルを筒体
内に挿入して所定局部周壁を焼入れする場合に
は矛盾する手段である。 (3) 外周に拘束部材を配設する拘束焼入れ手段が
考えられるが、形状が複合体である場合に適用
するには鍔部の拘束と筒体部の拘束とを同時に
可能な拘束部材乃至拘束機構が必要となるので
設備が極めて複雑となる。 以上の理由が上記従来焼入れ方法に見られる
が如き非拘束状態下の焼入れが実行されていた
所以である。 本発明は上記特殊条件を踏まえたうえでなされ
たものであつて、鍔付き筒体の内周所定局部周壁
焼入れを低歪とする焼入れ方法および焼入れ装置
を提供するものであり、しかも簡易な設備で顕著
な効果を挙げうるものである。 本発明の基本技術思想は、 (1) 筒体内周の所定局部周壁を加熱・急冷して焼
入れする全焼入れ工程にわたり、鍔を含む筒体
外周全長に冷却流体を噴射して冷却することに
より、局部加熱の熱を当該局部のみに留めて熱
伝導で他部分が昇温するのを阻止する。 (2) 部材の所定局部加熱を伴う熱膨張もしくは冷
却に伴う収縮は自由に行わせるが、当該膨張も
しくは収縮が楕円状に発現せんとするのを筒体
の開口端部で規制する。 (3) 上記両作用を相乗せしめることによつて鍔の
反り返りと筒体の真円度の低下とを同時に効果
的に防止する。 ことにある。 本発明を第３図に示す実施例に従つてさらに詳
述する。 第３図において、焼入れ台Ｓの所定位置には昇
降口Ｍが孔設されていて、加熱・冷却機能を具え
た誘導加熱コイルＣが当該昇降口Ｍを矢印ｕ−ｄ
に従つて変位可能であることは従来装置と同様で
ある。本発明では１として示される筒状の外周冷
却器が上記焼入れ台Ｓの上方所定位置に昇降口と
同軸的に配置される。当該外周冷却器１は被処理
筒体Ｗの全長とほぼ等しい長さおよび鍔ｆの外径
より大なる内径を有し、内壁面には多数の細孔が
孔設されていて、図示しない冷却流体供給源から
供給される冷却流体を軸線方向へ噴射可能であ
る。 昇降口Ｍの周縁表面には内周２１ａの径を被処
理筒体Ｗの常温時における一方開口端面Waの外
径より所定寸法大に設定した巾広の環状部材から
なる拘束治具２ａが固定されている。また当該拘
束治具２ａの直上所定位置には内周２１ｂの径を
被処理筒体Ｗの常温時における他方開口面Wbの
外径より所定寸法大に設定した巾広の環状部材か
らなる拘束治具２ｂが配設されていて、例えば指
示部材２２を介して図示しない上下駆動機構によ
つて矢印ｄ−ｕ方向への変位が可能に構成されて
いる。 而して緒元を所定の如く設定することにより、
拘束治具２ｂをｕ方向へ変位したうえで筒体Ｗを
その一方開口端面Waが下向きとなる如く外周冷
却器１の筒内へ挿入して焼入れ台Ｓ上に載置と
し、拘束治具２ｂをｄ方向へ変位させれば、筒体
Ｗの鍔ｆを含む外周のほぼ全長は外周冷却器１に
よつて囲繞されるとともに、一方開口端部外周お
よび他方開口端部外周それぞれ拘束治具２ａおよ
び下降変位して点描位置にある拘束治具２ｂの内
周壁と所定間隙をへだてて対向する如く配設可能
である。 上記構成からなる焼入れ装置を用いて鍔付き筒
体Ｗ内周の所定局部周壁を焼入れする過程につい
て以下に説明する。誘導加熱コイルＣはｄ方向
へ、拘束治具２ｂはｕ方向へ変位させた状態で筒
体Ｗを一方開口端面Waが下向きとなる如く焼入
れ台Ｓ上に載置し、ついで拘束治具２ｂをｄ方向
へ変位させて筒体Ｗの他方開口端部外周に対向さ
せ、また誘導加熱コイルＣをｕ方向へ変位させて
筒体Ｗ内周の所定局部周壁に対向させた後、外周
冷却器１へ冷却流体の供給を開始する。冷却流体
は外周冷却器１の内壁面の細孔から噴射され、鍔
ｆを含む筒体Ｗのほぼ全長外周を衝射する。しか
し衝射によつて生ずる飛沫は巾広の環状部材から
なる拘束治具２ａ，２ｂによつて遮られ筒体Ｗの
筒内へ侵入することはない。この状態において図
示しない加熱電源を所定時間ONとし、リード
r1・r2を介して誘導加熱コイルＣへ通電して対向
局部周壁を所定温度まで昇温させたうえで冷却流
体供給ホースqhを介して冷却流体を誘導加熱コ
イルＣへ供給して被加熱壁面を急冷焼入れする。 上記誘導加熱コイルＣによる筒体Ｗの内周所定
局部周壁の加熱時には、筒体Ｗのほぼ全長にわた
る外周冷却器１から噴射される冷却流体で冷却さ
れつつある状態下にあるので、被加熱周壁の熱は
他部分へ殆んど伝導せず、また加熱によつて生ず
る局部的な熱膨張の結果として惹起する筒体の径
の歪みが軸線に対して所定方向へのみ発現せんと
すれば拘束治具２ａ，２ｂが両開口端部外周に位
置してこれを規制する。かように両作用が相乗的
に働いて被加熱壁面は真円度の高い状態で膨張
し、冷却時には当該真円度の高い状態から誘導加
熱コイルＣが噴射する冷却流体で急冷されること
となり、鍔ｆの反り返りと筒体径の歪とが効果的
に阻止される。 筒体Ｗ内周の所定局部周壁の焼入れが終了した
時点で外周冷却器１への冷却流体の供給を停止
し、ついで誘導加熱コイルＣをｄ方向へ変位、拘
束治具２ｂをｕ方向へ変位させて鍔付き筒体Ｗを
搬出する。 上記実施例では、拘束治具２ａ，２ｂを筒体Ｗ
の両開口端外周に配設して加熱に伴う筒体径の楕
円的膨張を規制するようにしたが、これに替えて
冷却に伴う筒体径の楕円的収縮を規制するように
してもよい。これを第４図に示す。 第４図において、第３図と同一記号番号は同一
部材であつてその作用も同一である。 第４図が第３図と異るところは３ａおよび３ｂ
として示す拘束治具である。当該拘束治具３ａ，
３ｂそれぞれは環状部材であつて、内周縁が上方
および下方に屈折して縁取り部３１ａおよび３１
ｂに形成され、当該縁取り部３１ａの外周径は筒
体Ｗの一方開口端面内周径より所定寸法小に、ま
た縁取り部３１ｂの外周径は筒体Ｗの他方開口端
面内周径より所定寸法小に形成されている。それ
故筒体Ｗは前記実施例の場合には焼入れ台Ｓ上に
載置されたが、この場合には焼入れ台Ｓに固定し
た拘束治具３ａの表面上に縁取り部３１ａを筒内
に収容して載置され、かつ筒体Ｗの他方開口端面
に拘束治具３ｂの下方端面が当接し縁取り部３１
ｂを筒内に収容状態で焼入れが実施されることと
なる。従つて、加熱時における筒体Ｗの所定局部
膨張から齋らされる筒体Ｗの開口端面の歪みは自
由放任されるが、冷却時における筒体Ｗの収縮に
伴う楕円的な歪みの発現は筒体両開口端部内周に
配設されている拘束治具３ａおよび３ｂによつて
規制されるので、外周冷却器１による鍔ｆを含む
筒体Ｗのほぼ全長にわたる外周方向からの冷却に
よる熱伝導阻止作用と相乗的に作用して鍔ｆの反
り返りと筒体径の楕円的歪みが効果的に防止され
る。 ところで、上記２実施例において拘束治具２
ａ，２ｂの内周径それぞれを筒体Ｗの両開口端面
の外径より如何程大にするか、もしくは拘束治具
３ａ，３ｂの縁取り部３１ａ，３１ｂの外周径そ
れぞれを筒体Ｗの両開口端面の内径より如何程小
にするかについて言及するが、その程度は筒体Ｗ
の径の大小・筒壁の肉厚・焼入れ局部からの距離
および筒体の材質等の諸条件によつて定められ
る。従つて数値的限定をなし得ないこと勿論であ
る。しかし乍ら基本的には膨張を強く強制するの
は後記実施例の結果を示す第６図ａにみられると
おり好結果を得られるものではなく、極端な楕円
的膨張となるのを規制するように拘束治具２ａ，
２ｂの内径を設定し、また極端な楕円的収縮を規
制するように拘束治具３ａ，３ｂの縁取り部３１
ａ，３１ｂの外径を設定すればよい。元来本発明
では拘束治具２ａ，２ｂおよび３ａ，３ｂが外周
冷却器１の作用効果の補充的役割乃至防壁的作用
効果を果しているとも云えるものであるからであ
る。 本発明の実施が鍔ｆの反り返りおよび筒体径の
楕円的変形を如何に防止して低歪焼入れをなし得
るかを実証する実施例下記に示す。 実験例 １ 実験方法；第１図ａに示す形状で、下記材質・寸
法からなる周方向に均等な鍔付き筒体を供試体
として用い、複数箇づつを１つのグループとし
て複数グループに分け、No.１グループは従来方
法による焼入れを、No.２〜No.７グループには条
件を種々変えて本発明による焼入を各供試体内
周の第１図ｂにＨで示す所定局部周壁に施し
た。 尚、焼入れは全ての供試体の鍔に近い筒体端
面を焼入れ台方向として実施した。 供試体材質；S53C相当材鍛造品 供試体寸法；内径 ……53.56mm 外 径 ……71.0mm 長 さ ……72.15mm 鍔 径 ……58.60mm 鍔厚さ ……7.25mm 実験結果；焼入れ済供試体それぞれの鍔の反り返
り値αを第５図ａに示す測定方法で測定し、ま
た上方および下方開口端面外周それぞれの真円
度を焼入れ前のそれと比較して変化値を求め、
各供試体グループごとの平均値を算出して第１
表を作成した。 第１表から鍔の反り返りを考察すれば、従来方
法実施グループNo.１の甚大な歪に比べ本発明実施
供試体各グループNo.２〜No.７のそれは僅少で、特
に外周冷却流体流量を大とした供試体グループNo.
５〜No.７は鍔反り返り値と冷却流体流量との関係
を示す第５図ｂに示されるように好結果を示して
いる。また第１表は真円度の変化についても従来
方法実施供試体グループNo.１に比較して本発明実
施の各供試体グループNo.２〜No.７では変化が小で
低歪焼入れがなされていることが確認された。 上記実施例１では拘束治具と筒体の外径もしく
は内径との差それぞれを各供試体とも同一に設定
し、また供試体として周方向に均一
る。 機械や装置類には第１図ａおよびｂに示される
如き周方向に均等な鍔f1付き筒体W1や第１図ｃ
およびｄに示される如き周方向に不均一な鍔f2付
き筒体W2が多く使用されている。これら鍔ｆ付
き筒体Ｗはボルト孔ｂを用いて部材に緊定され筒
内に摺動軸や回転軸等を保持する軸受け、ブツシ
ユ等または内周にセレーシヨン加工がされ外周に
取付け鍔がついていて駆動力伝達部材として用い
られる場合が多いので、例えば摺動面やセレーシ
ヨン部となるような内周の所定局部周壁にＨとし
て示される表面焼入れを施し、当該部分の耐摩耗
性および強度の向上を図るようにしている。 ところで、上記筒体Ｗの焼入れは従来以下に述
べるようにして実施されていた。 第２図ａは従来焼入れ方法を示すものである。
第２図ａにおいて、Ｗは筒体、Ｃは加熱・冷却機
能を具えた誘導加熱コイルであつて、当該誘導加
熱コイルＣは焼入れ台Ｓの所定位置に孔設されて
いる昇降口Ｍを矢印ｕ−ｄ方向へ変位可能であ
る。筒体Ｗは焼入れ台Ｓの上記昇降口Ｍの周縁に
配置されている、例えば複数箇の駒部材Ｐが画す
る焼入れ定位置に搬入されて焼入れ台Ｓ上に載置
され、しかる後ｄ方向からｕ方向へ変位して筒体
内周の所定局部周壁に対向する誘導加熱コイルＣ
により加熱・冷却が施される。尚r1・r2はそれぞ
れ図示しない電源と誘導加熱コイルＣを接続する
リードであり、qhは誘導加熱コイルＣに焼入れ
用の冷却流体を供給する冷却流体供給ホースであ
る。 上記従来方法によつて焼入れを実施すると、第
２図ｂの如く鍔ｆが反り返る焼入れ歪と、第２図
ｃの如く筒体Ｗの径が例えばＸ・Ｘ方向で縮小、
Ｙ・Ｙ方向で膨大して真円度が低下する焼入れ歪
とが常に発生し、これがため焼入れ工程に続いて
焼入れ歪矯正工程を必須とし、当該工程に多大の
時間および労力を投入せねばならず、従来焼入れ
方法に替る低歪焼入れ方法の創出が強く求められ
ていた。 ところで、低歪焼入れを行う公知手段には、例
えば肉厚の薄い板状部材についてはプレスクエン
チが、また環状部材や筒状部材については芯金を
貫通孔に挿入したり外周に拘束部材を配設したり
する拘束焼入れがある。しかし乍ら上記従来公知
手段は、本発明実施の対象が肉厚の薄い板状の鍔
部と筒状部との複合体であり、しかも被焼入れ部
が筒状部の内周の所定局部周壁に限定されている
という特殊条件下では以下に述べる理由から適用
するのが甚だ困難であることが理解されるであろ
う。 (1) 一般にプレスクエンチは平板状部材を予め加
熱ステーシヨンで全体加熱し、冷却ステーシヨ
ンに搬入して加圧機構を用いて上下方向から加
圧するものであり、形状が複合体であり、局部
焼入れを行う場合には論外の手段である。 (2) 芯金を用いる拘束焼入れも一般に環状部材や
筒状部材を予め全体加熱し、ついて芯金を内周
内に挿入して冷却するものであるので、本願の
如く加熱・冷却機能を具えた加熱コイルを筒体
内に挿入して所定局部周壁を焼入れする場合に
は矛盾する手段である。 (3) 外周に拘束部材を配設する拘束焼入れ手段が
考えられるが、形状が複合体である場合に適用
するには鍔部の拘束と筒体部の拘束とを同時に
可能な拘束部材乃至拘束機構が必要となるので
設備が極めて複雑となる。 以上の理由が上記従来焼入れ方法に見られる
が如き非拘束状態下の焼入れが実行されていた
所以である。 本発明は上記特殊条件を踏まえたうえでなされ
たものであつて、鍔付き筒体の内周所定局部周壁
焼入れを低歪とする焼入れ方法および焼入れ装置
を提供するものであり、しかも簡易な設備で顕著
な効果を挙げうるものである。 本発明の基本技術思想は、 (1) 筒体内周の所定局部周壁を加熱・急冷して焼
入れする全焼入れ工程にわたり、鍔を含む筒体
外周全長に冷却流体を噴射して冷却することに
より、局部加熱の熱を当該局部のみに留めて熱
伝導で他部分が昇温するのを阻止する。 (2) 部材の所定局部加熱を伴う熱膨張もしくは冷
却に伴う収縮は自由に行わせるが、当該膨張も
しくは収縮が楕円状に発現せんとするのを筒体
の開口端部で規制する。 (3) 上記両作用を相乗せしめることによつて鍔の
反り返りと筒体の真円度の低下とを同時に効果
的に防止する。 ことにある。 本発明を第３図に示す実施例に従つてさらに詳
述する。 第３図において、焼入れ台Ｓの所定位置には昇
降口Ｍが孔設されていて、加熱・冷却機能を具え
た誘導加熱コイルＣが当該昇降口Ｍを矢印ｕ−ｄ
に従つて変位可能であることは従来装置と同様で
ある。本発明では１として示される筒状の外周冷
却器が上記焼入れ台Ｓの上方所定位置に昇降口と
同軸的に配置される。当該外周冷却器１は被処理
筒体Ｗの全長とほぼ等しい長さおよび鍔ｆの外径
より大なる内径を有し、内壁面には多数の細孔が
孔設されていて、図示しない冷却流体供給源から
供給される冷却流体を軸線方向へ噴射可能であ
る。 昇降口Ｍの周縁表面には内周２１ａの径を被処
理筒体Ｗの常温時における一方開口端面Waの外
径より所定寸法大に設定した巾広の環状部材から
なる拘束治具２ａが固定されている。また当該拘
束治具２ａの直上所定位置には内周２１ｂの径を
被処理筒体Ｗの常温時における他方開口面Wbの
外径より所定寸法大に設定した巾広の環状部材か
らなる拘束治具２ｂが配設されていて、例えば指
示部材２２を介して図示しない上下駆動機構によ
つて矢印ｄ−ｕ方向への変位が可能に構成されて
いる。 而して緒元を所定の如く設定することにより、
拘束治具２ｂをｕ方向へ変位したうえで筒体Ｗを
その一方開口端面Waが下向きとなる如く外周冷
却器１の筒内へ挿入して焼入れ台Ｓ上に載置と
し、拘束治具２ｂをｄ方向へ変位させれば、筒体
Ｗの鍔ｆを含む外周のほぼ全長は外周冷却器１に
よつて囲繞されるとともに、一方開口端部外周お
よび他方開口端部外周それぞれ拘束治具２ａおよ
び下降変位して点描位置にある拘束治具２ｂの内
周壁と所定間隙をへだてて対向する如く配設可能
である。 上記構成からなる焼入れ装置を用いて鍔付き筒
体Ｗ内周の所定局部周壁を焼入れする過程につい
て以下に説明する。誘導加熱コイルＣはｄ方向
へ、拘束治具２ｂはｕ方向へ変位させた状態で筒
体Ｗを一方開口端面Waが下向きとなる如く焼入
れ台Ｓ上に載置し、ついで拘束治具２ｂをｄ方向
へ変位させて筒体Ｗの他方開口端部外周に対向さ
せ、また誘導加熱コイルＣをｕ方向へ変位させて
筒体Ｗ内周の所定局部周壁に対向させた後、外周
冷却器１へ冷却流体の供給を開始する。冷却流体
は外周冷却器１の内壁面の細孔から噴射され、鍔
ｆを含む筒体Ｗのほぼ全長外周を衝射する。しか
し衝射によつて生ずる飛沫は巾広の環状部材から
なる拘束治具２ａ，２ｂによつて遮られ筒体Ｗの
筒内へ侵入することはない。この状態において図
示しない加熱電源を所定時間ONとし、リード
r1・r2を介して誘導加熱コイルＣへ通電して対向
局部周壁を所定温度まで昇温させたうえで冷却流
体供給ホースqhを介して冷却流体を誘導加熱コ
イルＣへ供給して被加熱壁面を急冷焼入れする。 上記誘導加熱コイルＣによる筒体Ｗの内周所定
局部周壁の加熱時には、筒体Ｗのほぼ全長にわた
る外周冷却器１から噴射される冷却流体で冷却さ
れつつある状態下にあるので、被加熱周壁の熱は
他部分へ殆んど伝導せず、また加熱によつて生ず
る局部的な熱膨張の結果として惹起する筒体の径
の歪みが軸線に対して所定方向へのみ発現せんと
すれば拘束治具２ａ，２ｂが両開口端部外周に位
置してこれを規制する。かように両作用が相乗的
に働いて被加熱壁面は真円度の高い状態で膨張
し、冷却時には当該真円度の高い状態から誘導加
熱コイルＣが噴射する冷却流体で急冷されること
となり、鍔ｆの反り返りと筒体径の歪とが効果的
に阻止される。 筒体Ｗ内周の所定局部周壁の焼入れが終了した
時点で外周冷却器１への冷却流体の供給を停止
し、ついで誘導加熱コイルＣをｄ方向へ変位、拘
束治具２ｂをｕ方向へ変位させて鍔付き筒体Ｗを
搬出する。 上記実施例では、拘束治具２ａ，２ｂを筒体Ｗ
の両開口端外周に配設して加熱に伴う筒体径の楕
円的膨張を規制するようにしたが、これに替えて
冷却に伴う筒体径の楕円的収縮を規制するように
してもよい。これを第４図に示す。 第４図において、第３図と同一記号番号は同一
部材であつてその作用も同一である。 第４図が第３図と異るところは３ａおよび３ｂ
として示す拘束治具である。当該拘束治具３ａ，
３ｂそれぞれは環状部材であつて、内周縁が上方
および下方に屈折して縁取り部３１ａおよび３１
ｂに形成され、当該縁取り部３１ａの外周径は筒
体Ｗの一方開口端面内周径より所定寸法小に、ま
た縁取り部３１ｂの外周径は筒体Ｗの他方開口端
面内周径より所定寸法小に形成されている。それ
故筒体Ｗは前記実施例の場合には焼入れ台Ｓ上に
載置されたが、この場合には焼入れ台Ｓに固定し
た拘束治具３ａの表面上に縁取り部３１ａを筒内
に収容して載置され、かつ筒体Ｗの他方開口端面
に拘束治具３ｂの下方端面が当接し縁取り部３１
ｂを筒内に収容状態で焼入れが実施されることと
なる。従つて、加熱時における筒体Ｗの所定局部
膨張から齋らされる筒体Ｗの開口端面の歪みは自
由放任されるが、冷却時における筒体Ｗの収縮に
伴う楕円的な歪みの発現は筒体両開口端部内周に
配設されている拘束治具３ａおよび３ｂによつて
規制されるので、外周冷却器１による鍔ｆを含む
筒体Ｗのほぼ全長にわたる外周方向からの冷却に
よる熱伝導阻止作用と相乗的に作用して鍔ｆの反
り返りと筒体径の楕円的歪みが効果的に防止され
る。 ところで、上記２実施例において拘束治具２
ａ，２ｂの内周径それぞれを筒体Ｗの両開口端面
の外径より如何程大にするか、もしくは拘束治具
３ａ，３ｂの縁取り部３１ａ，３１ｂの外周径そ
れぞれを筒体Ｗの両開口端面の内径より如何程小
にするかについて言及するが、その程度は筒体Ｗ
の径の大小・筒壁の肉厚・焼入れ局部からの距離
および筒体の材質等の諸条件によつて定められ
る。従つて数値的限定をなし得ないこと勿論であ
る。しかし乍ら基本的には膨張を強く強制するの
は後記実施例の結果を示す第６図ａにみられると
おり好結果を得られるものではなく、極端な楕円
的膨張となるのを規制するように拘束治具２ａ，
２ｂの内径を設定し、また極端な楕円的収縮を規
制するように拘束治具３ａ，３ｂの縁取り部３１
ａ，３１ｂの外径を設定すればよい。元来本発明
では拘束治具２ａ，２ｂおよび３ａ，３ｂが外周
冷却器１の作用効果の補充的役割乃至防壁的作用
効果を果しているとも云えるものであるからであ
る。 本発明の実施が鍔ｆの反り返りおよび筒体径の
楕円的変形を如何に防止して低歪焼入れをなし得
るかを実証する実施例下記に示す。 実験例 １ 実験方法；第１図ａに示す形状で、下記材質・寸
法からなる周方向に均等な鍔付き筒体を供試体
として用い、複数箇づつを１つのグループとし
て複数グループに分け、No.１グループは従来方
法による焼入れを、No.２〜No.７グループには条
件を種々変えて本発明による焼入を各供試体内
周の第１図ｂにＨで示す所定局部周壁に施し
た。 尚、焼入れは全ての供試体の鍔に近い筒体端
面を焼入れ台方向として実施した。 供試体材質；S53C相当材鍛造品 供試体寸法；内径 ……53.56mm 外 径 ……71.0mm 長 さ ……72.15mm 鍔 径 ……58.60mm 鍔厚さ ……7.25mm 実験結果；焼入れ済供試体それぞれの鍔の反り返
り値αを第５図ａに示す測定方法で測定し、ま
た上方および下方開口端面外周それぞれの真円
度を焼入れ前のそれと比較して変化値を求め、
各供試体グループごとの平均値を算出して第１
表を作成した。 第１表から鍔の反り返りを考察すれば、従来方
法実施グループNo.１の甚大な歪に比べ本発明実施
供試体各グループNo.２〜No.７のそれは僅少で、特
に外周冷却流体流量を大とした供試体グループNo.
５〜No.７は鍔反り返り値と冷却流体流量との関係
を示す第５図ｂに示されるように好結果を示して
いる。また第１表は真円度の変化についても従来
方法実施供試体グループNo.１に比較して本発明実
施の各供試体グループNo.２〜No.７では変化が小で
低歪焼入れがなされていることが確認された。 上記実施例１では拘束治具と筒体の外径もしく
は内径との差それぞれを各供試体とも同一に設定
し、また供試体として周方向に均一
【表】
な鍔を有するものを使用した場合であつたため、
本発明の鍔の反り返り阻止効果を強調する傾向が
あつたので、本発明者はさらに本発明の筒体の真
円度低下防止効果を十分確認するための実験を行
つた。これを以下に示す。 実験例 ２ 実験方法；第１図ｃに示す形状で下記材質・寸法
からなる周方向に不均等な鍔付き筒体を供試体
として用い、複数箇づつを１供試体グループと
した多数グループを用意し、その半数からなる
Ａグループ群には外周冷却をせずに加熱時の膨
張を規制する拘束治具を筒体両開口端部に配置
する構成として上記拘束治具の内径をグループ
ごとに種々変えた焼入れを、また残余からなる
Ｂグループ群には本発明を、但し外周冷却流体
の流量は60／minに統一設定のうえ加熱時の
膨張を規制する拘束治具の内径をグループごと
に種々変えた焼入れを、各供試体内周の所定局
部周壁に施した。 供試体材質；S53C相当材鍛造品 供試体寸法；セレーシヨン 内 径 ……42.4mm 外 径 ……60.5mm 長 さ ……45.36mm 鍔長辺 ……95.0mm 鍔厚さ ……7.25mm 実験結果；焼入れ済供試体それぞれの両開口端面
外径を第２図ｃに示されるＸ・Ｘ線およびＹ・
Ｙ線にそつて測定し、焼入れ前の測定値との差
を求め、その差を各グループごとに集計して平
均値を算出のうえＡグループ群およびＢグルー
プ群それぞれが拘束治具の間隙条件との関係に
おいて如何なる楕円傾向を示すかを座標上に求
めた。第６図のａはＡグループ群、ｂはＢグル
ープ群である。図において、○印および△印そ
れぞれは鍔に近接した開口端面外径Ｘ・Ｘ線お
よびＹ・Ｙ線の、また●印および▲印それぞれ
は鍔から離れた開口端面外径Ｘ・Ｘ線および
Ｙ・Ｙ線の膨張または収縮平均値を示す。 また、各供試体それぞれの真円度を焼入れ前
のそれと比較して変化値を求めたうえで各グル
ープごとの平均変化値xおよび標準偏差値σを
算出し、Ａグループ群およびＢグループ群それ
ぞれについての鍔近接開口端面と鍔離間開口端
面との真円度変化値として、Ａグループ群は第
７図ａまたはＢグループ群は第７図ｂに表示し
た。 第６図ａ，ｂからは、Ｘ・Ｘ線Ｙ・Ｙ線それぞ
れの膨張・収縮平均値の開きから判断される楕円
度がＡグループ群に比較して本発明実施Ｂグルー
プ群ではるかに低いことが確認されるとともに、
拘束治具内径と端面外径との適正間隙範囲を広く
設定しうることも判明し、本発明の外周冷却実施
が局部加熱による局部膨張する際の楕円的な歪の
発現阻止に十分奏効していることが証明された。 また第７図ａ，ｂからもＡグループ群に比較し
て本発明実施Ｂグループ群が極めて高い真円度を
保持し、かつばらつきが殆んどなく、供試体全長
にわたる外周の冷却と所定の如く間隙を設定され
た拘束治具による拘束とを併用した本発明が顕著
に奏効していることが証明された。 尚前記実施例装置では外周冷却器１を固定配置
した場合を挙げて説明したが、例えば筒体Ｗの焼
入れ台Ｓへの搬入に不便ならば、当該外周冷却器
１を上下方向可動に構成してもよい。
本発明の鍔の反り返り阻止効果を強調する傾向が
あつたので、本発明者はさらに本発明の筒体の真
円度低下防止効果を十分確認するための実験を行
つた。これを以下に示す。 実験例 ２ 実験方法；第１図ｃに示す形状で下記材質・寸法
からなる周方向に不均等な鍔付き筒体を供試体
として用い、複数箇づつを１供試体グループと
した多数グループを用意し、その半数からなる
Ａグループ群には外周冷却をせずに加熱時の膨
張を規制する拘束治具を筒体両開口端部に配置
する構成として上記拘束治具の内径をグループ
ごとに種々変えた焼入れを、また残余からなる
Ｂグループ群には本発明を、但し外周冷却流体
の流量は60／minに統一設定のうえ加熱時の
膨張を規制する拘束治具の内径をグループごと
に種々変えた焼入れを、各供試体内周の所定局
部周壁に施した。 供試体材質；S53C相当材鍛造品 供試体寸法；セレーシヨン 内 径 ……42.4mm 外 径 ……60.5mm 長 さ ……45.36mm 鍔長辺 ……95.0mm 鍔厚さ ……7.25mm 実験結果；焼入れ済供試体それぞれの両開口端面
外径を第２図ｃに示されるＸ・Ｘ線およびＹ・
Ｙ線にそつて測定し、焼入れ前の測定値との差
を求め、その差を各グループごとに集計して平
均値を算出のうえＡグループ群およびＢグルー
プ群それぞれが拘束治具の間隙条件との関係に
おいて如何なる楕円傾向を示すかを座標上に求
めた。第６図のａはＡグループ群、ｂはＢグル
ープ群である。図において、○印および△印そ
れぞれは鍔に近接した開口端面外径Ｘ・Ｘ線お
よびＹ・Ｙ線の、また●印および▲印それぞれ
は鍔から離れた開口端面外径Ｘ・Ｘ線および
Ｙ・Ｙ線の膨張または収縮平均値を示す。 また、各供試体それぞれの真円度を焼入れ前
のそれと比較して変化値を求めたうえで各グル
ープごとの平均変化値xおよび標準偏差値σを
算出し、Ａグループ群およびＢグループ群それ
ぞれについての鍔近接開口端面と鍔離間開口端
面との真円度変化値として、Ａグループ群は第
７図ａまたはＢグループ群は第７図ｂに表示し
た。 第６図ａ，ｂからは、Ｘ・Ｘ線Ｙ・Ｙ線それぞ
れの膨張・収縮平均値の開きから判断される楕円
度がＡグループ群に比較して本発明実施Ｂグルー
プ群ではるかに低いことが確認されるとともに、
拘束治具内径と端面外径との適正間隙範囲を広く
設定しうることも判明し、本発明の外周冷却実施
が局部加熱による局部膨張する際の楕円的な歪の
発現阻止に十分奏効していることが証明された。 また第７図ａ，ｂからもＡグループ群に比較し
て本発明実施Ｂグループ群が極めて高い真円度を
保持し、かつばらつきが殆んどなく、供試体全長
にわたる外周の冷却と所定の如く間隙を設定され
た拘束治具による拘束とを併用した本発明が顕著
に奏効していることが証明された。 尚前記実施例装置では外周冷却器１を固定配置
した場合を挙げて説明したが、例えば筒体Ｗの焼
入れ台Ｓへの搬入に不便ならば、当該外周冷却器
１を上下方向可動に構成してもよい。
第１図ａおよびｃはそれぞれ本発明実施対象鍔
付き筒体例の上面図、第１図ｂおよびｄはそれぞ
れ第１図ａにおけるＸ・Ｘ線断面図正面図および
第１図ｃにおけるX′・X′線断面正面図、第２図
ａは従来焼入れ方法を説明するための一部断面正
面図、第２図ｂおよびｃはそれぞれ従来焼入れ方
法による場合の焼入れ歪発生状態を示す断面正面
図および上面図、第３図は本発明実施例を示す一
部断面正面図、第４図は本発明の他の実施例を示
す一部断面正面図、第５図ａは鍔反り返りの測定
方法を示す正面図、第５図ｂは外周冷却流体流量
と鍔反り返り値との関係を示す線図、第６図ａお
よびｂはそれぞれ本発明一部実施例および本発明
完全実施例の楕円傾向を示す線図、第７図ａおよ
びｂはそれぞれ本発明一部実施例および本発明完
全実施例の真円度と標準偏差値とを示す線図であ
る。 １……外周冷却器、２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ…
…拘束治具、Ｗ，W1，W2……鍔付き筒体、Ｓ…
…焼入れ台、Ｍ……昇降口、Ｃ……誘導加熱コイ
ル、３１ａ，３１ｂ……縁取り部。
付き筒体例の上面図、第１図ｂおよびｄはそれぞ
れ第１図ａにおけるＸ・Ｘ線断面図正面図および
第１図ｃにおけるX′・X′線断面正面図、第２図
ａは従来焼入れ方法を説明するための一部断面正
面図、第２図ｂおよびｃはそれぞれ従来焼入れ方
法による場合の焼入れ歪発生状態を示す断面正面
図および上面図、第３図は本発明実施例を示す一
部断面正面図、第４図は本発明の他の実施例を示
す一部断面正面図、第５図ａは鍔反り返りの測定
方法を示す正面図、第５図ｂは外周冷却流体流量
と鍔反り返り値との関係を示す線図、第６図ａお
よびｂはそれぞれ本発明一部実施例および本発明
完全実施例の楕円傾向を示す線図、第７図ａおよ
びｂはそれぞれ本発明一部実施例および本発明完
全実施例の真円度と標準偏差値とを示す線図であ
る。 １……外周冷却器、２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ…
…拘束治具、Ｗ，W1，W2……鍔付き筒体、Ｓ…
…焼入れ台、Ｍ……昇降口、Ｃ……誘導加熱コイ
ル、３１ａ，３１ｂ……縁取り部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鍔付き筒体内周の所定局部周壁に誘導加熱表
面焼入れを施す装置において、上記筒体の全長と
ほぼ等しい長さおよび鍔の径より大なる内径を有
し内壁面に多数の冷却流体噴射孔が孔設されてい
る筒状の外周冷却器と、内径が常温時の筒体の両
開口端面外径それぞれより所定寸法大に設定され
た環状部材からなる拘束治具とを具えていて、上
記筒体が焼入れ台に孔設された加熱・冷却機能を
有する加熱コイルが昇降可能な昇降口の周縁に固
定されている一方の拘束治具の環内に一方の開口
端部が挿入され、変位可能な他方の拘束治具の環
内に他方開口端部が挿入され、かつ上記外周冷却
器に周囲を囲まれる如く配設可能に構成したこと
を特徴とする鍔付き筒体の低歪焼入れ装置。 ２ 拘束治具である環状部材の半径方向巾が巾広
に形成されていて、外周冷却器から噴射され鍔付
き筒体の外周に射衝して飛散する冷却流体の筒体
内への侵入が阻止可能に構成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の鍔付き筒体
の低歪焼入れ装置。 ３ 鍔付き筒体内周の所定局部周壁に誘導加熱表
面焼入れを施す装置において、上記筒体の全長と
ほぼ等しい長さおよび鍔の径より大なる内径を有
し内壁面に多数の冷却流体体噴射孔が孔設されて
いる筒状の外周冷却器と、環状部材からなり内周
先端がＬ字状に屈折して縁取り部となつていて、
当該縁取り部の外周径が常温時の筒体の両開口端
面内径をそれぞれより所定寸法小に設定されてい
る拘束治具とを具えていて、上記筒体が焼入れ台
に孔設された加熱・冷却機能を有する加熱コイル
が昇降可能な昇降口の周縁に縁取り部を上方に向
けて固定してある一方の拘束治具の縁取り部を一
方の開口端部内に収容し、変位可能な他方の拘束
治具の縁取り部を他方の開口端部内に収容し、か
つ上記外周冷却器に周囲を囲まれる如く配設可能
に構成したことを特徴とする鍔付き筒体の低歪焼
入れ装置。 ４ 拘束治具である環状部材の半径方向巾が巾広
に形成されていて、外周冷却器から噴射され鍔付
き筒体の外周に射衝して飛散する冷却流体の筒体
内への侵入が阻止可能に構成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第３項記載の鍔付き筒体
の低歪焼入れ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1198884A JPS60159114A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 鍔付き筒体の低歪焼入れ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1198884A JPS60159114A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 鍔付き筒体の低歪焼入れ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60159114A JPS60159114A (ja) | 1985-08-20 |
| JPH0421732B2 true JPH0421732B2 (ja) | 1992-04-13 |
Family
ID=11792965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1198884A Granted JPS60159114A (ja) | 1984-01-27 | 1984-01-27 | 鍔付き筒体の低歪焼入れ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60159114A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4546843B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2010-09-22 | Ｎｔｎ株式会社 | スラスト軸受の軌道盤の製造方法およびスラスト軸受の製造方法 |
| JP5179203B2 (ja) * | 2008-01-17 | 2013-04-10 | Ｔｈｋ株式会社 | 筒形金属部材用熱処理装置 |
| JP5365831B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2013-12-11 | 株式会社ジェイテクト | 車輪用転がり軸受装置の熱処理方法と内軸の冷却装置 |
| JP5408974B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2014-02-05 | 富士電子工業株式会社 | ボールハウジングの誘導加熱装置 |
| JP2013167027A (ja) * | 2013-06-07 | 2013-08-29 | Jtekt Corp | 車輪用転がり軸受装置の熱処理方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197220A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-16 | Denki Kogyo Kk | 高周波焼入方法 |
-
1984
- 1984-01-27 JP JP1198884A patent/JPS60159114A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197220A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-16 | Denki Kogyo Kk | 高周波焼入方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60159114A (ja) | 1985-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |