JPH0665463U - 周面に小孔が開口する軸部材の表面焼入れ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 栓部材や磁性材煉粉等を用いなくても、前記
小孔周辺の過加熱・過冷却の恐れな焼入れすることがで
きる周面に小孔が開口する軸材の表面焼入れ装置を提供
する。 【構成】 一方側センタ軸２０と他方側センタ軸５０、
一方側センタ軸２０の他方側センタ軸側端部に外嵌固定
された軸部材支承管４０、一方側センタ軸２０を、その
軸方向一定間隔を隔てる一対の軸受３２ａ、３２ｂを介
して覆う固定のケース３０を備え、固定のケース３０内
には、一対の軸受３２ａ、３２ｂと一方側センタ軸２０
の外周面およびケース内周面とで周回溝Ｓが区画される
とともに当該ケース３０には周回溝Ｓと連通する半径方
向孔３３が形成され、一方側センタ軸２０には、軸部材
支承管４０側端面に開口する有底の孔２３１と当該孔２
３１及び周回溝Ｓに連通する半径方向孔２４が形成され
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、周面に油孔等の小孔が開口する軸部材の表面を誘導加熱焼入れする 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、表面に油孔等の小孔が開口している被処理軸部材を誘導加熱焼入れする 場合、加熱時には小孔の開口周縁に誘導加熱の特性とされるエッジ効果で磁束が 集中するため、他の部分に比べて異常に高温度となり、急冷時には稜線部分が冷 却され易いために、他の部分に比べて深部まで過度に冷却され、これが起因して 部材内応力に破綻を生じて焼き割れが惹起される恐れがあり、焼き割れに到らな いまてせも、過度の焼入れとなって、均一な焼入れ仕上がりが得られないので、 小孔に銅材製の栓部材を嵌着したり、磁性材煉粉を詰めたりした上で、焼入れ処 理を施すようにしている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

焼入れ処理の前工程として、小孔に栓部材を嵌着したり、磁性材煉粉を詰めた りする作業と、焼入れ処理の後工程として、小孔から栓部材や磁性材煉粉を抜き とる作業はすへて人手に頼らざるを得ず、その上、栓部材は焼入れ処理後には小 孔内に焼きばめ状態となるので抜き出しが容易ではなく、その上、栓部材が小孔 を完全に密封しないと（完全に密封しない場合が常態である）、焼入れ用冷却流 体（水溶性樹脂剤の水溶が使用される場合が多い）が小孔内に進入して加熱時に 孔壁に焼成付着して焼入れ工程終了後に小さなワイヤブラシで除去しなければ発 錆原因を残すことになり、磁性材煉粉は注意しないと孔内に片が残留するなど、 極めて煩雑かつ時間がかかり、生産性が低下するという問題があった。

【０００４】 本考案はこの問題を解消するためになされたもので、栓部材や磁性材煉粉等を 用いなくても、前記小孔周辺の過加熱・過冷却の恐れな焼入れすることができる 周面に小孔が開口する軸部材の表面焼入れ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するため、 所定間隔を隔てて先端を相対向させて上記軸部材を両端面から軸回転可能に保 持する一方側センタ軸２０と他方側センタ軸５０、一方側センタ軸２０の他方側 センタ軸側端部に外嵌固定された軸部材支承管４０、一方側センタ軸２０を、そ の軸方向一定間隔を隔てる一対の軸受３２ａ、３２ｂを介して覆う固定のケース ３０を備え、 固定のケース３０内には、一対の軸受３２ａ、３２ｂと一方側センタ軸２０の 外周面およびケース内周面とで周回溝Ｓが区画されるとともに当該ケース３０に は周回溝Ｓと連通する半径方向孔３３が形成され、 一方側センタ軸２０には、軸部材支承管４０側端面にに開口する有底の孔２３ １と当該孔２３１及び周回溝Ｓに連通する半径方向孔２４が形成され、 軸部材支承管４０には、軸部材Ｗの受け口となる大内径部４１と当該内径部４ １の底を一方側センタ軸２０の孔２３１に連絡する小内径部４２が形成され、 ケース３０に形成された半径方向孔３３に気体供給源が接続される構成とした 。

【０００６】

【作用】

本考案では、軸部材Ｗの焼入れ中、気体が、半径方向孔３３から軸部材Ｗの貫 通孔Ｈを通り小孔ｈに抜けるので、小孔ｈから貫通孔Ｈ内への冷却流体の侵入は 防止される。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の１実施例を図面を参照して説明する。

【０００８】 図１において、Ｗは軸部材、１０は駆動軸部であり、２０は一方側センタ軸、 ３０は上記センタ軸２０の元部方向外周を被覆するケース、４０は軸部材支承管 、５０は他方センタ軸、６０は閉鎖部材である。

【０００９】 上記軸部材Ｗは、一方端面から他方端面にかけて大径孔Ｈａ、中径孔Ｈｂ、小 径孔Ｈｃとそれぞれ径の異なる孔が軸栓に沿って穿設され、途中で折曲してはい るが、連通する貫通孔Ｈを形成し、当該貫通孔Ｈには、所定位置から分岐して周 面に開口する小孔ｈがある。

【００１０】 上記駆動軸部１０は、軸受１２にベアリング群１３を介して支承され、図示し ない回転駆動源により回転する駆動軸１１からなり、当該駆動軸１１の先端面に は所定内径の差込み孔１４が穿設され、先端部外周はねじ部１５となっていて、 端面に所定内意径の透孔を備えた締め付けキャップ１６が螺合可能である。

【００１１】 駆動軸１０の差込み孔１４には、一方側センタ軸２０が鍔部２０まてそうにゆ うされてキャップ１６により緊定してあり、駆動軸部１０の回動に伴って回動可 能である。一方側センタ軸２０は、差込みされる元部方向が中実部２２、先端面 から所定長さ部分ガ中空の管状部２３に形成してある。

【００１２】 ケース３０は、一方側センタ軸２０と同軸状となる如く前記軸受１２の端面に 一方端面を固定され、締め付けキャップ１６から一方側センタ軸２０の管状部２ ３の所定範囲までを含むことが可能な長さの筒体からなる。当該ケース３０の上 記軸受け並びに駆動軸１１方向の端面および先端方向の端面それぞれはオイルシ ール３１されており、ケース３０の成す壁と一方側センタ軸２０の外周との間に 形成される空間には、所定の間隔Ｓを維持して例えばボールベアリング３２ａ、 ３２ｂが嵌着されている。

【００１３】 従って、センタ軸２０は、ボールベアリング３２ａ、３２ｂ間の間隔Ｓで形成 される周回溝に囲まれ、かつケース３０内で気密を維持しつつ回動可能である。 一方側センタ軸２０の管状部２３を上記周回溝Ｓに囲まれる部位まで達する如 く諸元を設定する一方、他方では、当該管状部２３の管壁に管内２３１と周回溝 Ｓとを連通する透孔２４を設けるとともに、上記ケース３０に周回溝Ｓの所定位 置へ開口する通路３３を設け、当該通路に図示しない気体供給源例えばエア・コ ンプレッサと接続する導管を接続可能に設定する。

【００１４】 軸部材支承管４０は、所定長さ部分が軸部材の一方端部が嵌入可能な小内径部 ４２に形成した二段内径の管状材からなり、一方側センタ軸２０の先端部に、そ の端面が上記大内径部４１と所定の間隔部Ｋを維持して小内径部４２内に位置す る如く、ねし孔４３を用いてボルト締め固定配置される。小内径部４２の内径は 少なくとも軸部材Ｗの一方端面のいずれかの位置にある貫通孔Ｈの孔口が含まれ る大きさに設定されなくてはならない。

【００１５】 他方側センタ軸５０は閉塞部材６０と一体構造となっていて、図示しない前進 ・後退運動機構を備えており、一方側センタ軸２０に対して相寄る方向および相 離れる方向へ変位可能、かつ図示しない軸受に支承されて自由回動可能な変位軸 ５１、当該変位軸５１の先端部にねじ孔６１を用いてボルト締め固定配置された 段付き貫通孔６２を有する閉塞部材６０、上記貫通孔６２の一方側センタ軸２０ に対向するコーン５２１に形成されている本体が挿入され鍔部５２２が小内径部 にあるコーン軸５２、上記変位軸５１が閉塞部材６０の中内径段差に当接してい る端面と上記コーン軸５２の鍔部５２２との端面間に介挿された圧縮コイルばね ５３とからなる。

【００１６】 上記閉塞部材６０の端面は軸部材Ｗの他方側端面とほぼ同形に形成されている 。また、コーン軸５２のコーン５２１と軸部材Ｗの他方端面のセンタ孔に挿入可 能に形成されている。

【００１７】 他方側センタ軸５０が一方側センタ軸２０に対して相離れる方向に変位させて 両軸間に、軸部材Ｗを搬入し、搬入された軸部材Ｗを図示矢印方向へ移動させて 一方端部を軸部材支承管４０の大内径部４１内に端面が段差と当接するまで嵌入 する。

【００１８】 次いで、前記前進・後退機構を駆動して他方側センタ軸５０のへんいじく５１ を相寄る方向へ変位させる。これにより、閉塞部材６０は装着したコーン軸５２ 、圧縮コイルばね５３を随伴して敷く部材Ｗの他方端面に向かって前進し、コー ン５２１を当該軸部材Ｗの他方端面に設けてるセンタ孔に挿入して軸部材Ｗを一 方側センタ軸２０方向へ押圧しつつ一方側センタ軸２０と協同して支承する。

【００１９】 この状態において、閉塞部材６０の端面は軸部材Ｗの他方側端面と圧設状態にあ る。

【００２０】 軸部材Ｗがセンタ軸２０と５０により支承されると、ケース３０の通路３３は 周回溝Ｓ−一方側センタ軸２０の透孔２４−管状部２３のの管内２３１−軸部材 支承管４０の小内径部４２内所定間隔部Ｋを通して軸部材Ｗの貫通孔Ｈの一方側 大内径部Ｈａの孔口に連通する。貫通孔Ｈの他方端方向にある小内径部Ｈｃの孔 口が閉塞部材６０で通する。閉塞されているので、結局は、貫通孔Ｈから分岐す る小孔ｈを介して軸部材Ｗの外周面の開口に連通する通路ができる。

【００２１】 次いで、図示しない回転駆動源を作動して駆動軸１１を回動させるとともに、 図示しない気体供給源から導管を介して通路３３へ単位時間当たり所定流量に調 整した気体を流入する。軸部材Ｗは、駆動軸１１の回転に随伴して回転する一方 側センタ軸２０と自由回転する他方側センタ軸５０に支承されつつ回転し、通路 ３３から流入した気体は回転中の軸材Ｗの貫通孔Ｈ経由で周面の開口から噴出す る。

【００２２】 この状態で、軸部材Ｗは例えば鞍状の加熱コイルを用いた誘導加熱が施され、 当該誘導加熱により表層を所定焼入れ温度まで加熱された軸部材Ｗへは所定位置 に設けてある冷却ジャケットから焼入れ用冷却流体が噴射されて、或いは所定の 移動機構で両センタ軸２０、５０が当該回転および気体供給状態としたまま焼入 れ用冷却流体を満たしてある冷却槽中に軸部材Ｗを移動して浸漬することにより 、急冷が施され、焼入れされる。

【００２３】 この間、小孔ｈの周面の開口からは気体の噴出が続き、開口周縁部は加熱時の 過熱と急冷時の過冷却が防止され、軸部材Ｗの被処理部周面には全面に亘って均 一の深さまで均一の形さ分布からなる焼入れ層が形成される。

【００２４】 焼入れが完了した軸部材Ｗは他方側センタ軸５０の一方側センタ軸２０から相 離れる方向へん変位により支承状態から解放される。

【００２５】 この実施例では、気体が、通路３３から軸部材Ｗの貫通孔Ｈを通り小孔ｈに抜 けるので、小孔ｈから貫通孔Ｈ内への冷却流体の侵入は防止される。このため、 水溶性樹脂剤からなる冷却流体を使用しても、当該冷却流体が孔壁に付着・焼成 るして被膜となる恐れは無い。

【００２６】 上記実施例では、一方側センタ軸２０を駆動軸１１側、他方側センタ軸５０を 変位軸に設定しているが、これを逆に設定してもよい。

【００２７】 また、ケース３０内の構成は、上記実施例に限定されるものではなく、一方側 センタ軸２０の管状部２３管内２３１に気体導入可能かつ当該一方側センタ軸２ ０が気密を維持しつつ回転可能な構成だあればよい。

【００２８】 さらに、他方側センタ軸５０に固定配置する閉塞部材６０を第２図に示す如く ねじ孔６１で変位軸５１に固定配置する本体６０１と、コーン軸５２が貫通する 閉塞板６０２との２部材とし、両部材６０１、６０２間に例えば更ばね６３等の 弾性体を介挿して閉塞板６０２にコーン軸５２と同様に弾性を持たせる構成とし 、軸部材Ｗが加熱時・冷却時に氏名膨張・収縮挙動にコーン軸とともに追随させ つつ閉塞作用を行なわせるようにしてもよい。

【００２９】 上記実施例では、軸部材Ｗに貫通孔Ｈが穿設されているものを挙げて説明した が、軸部材Ｗに軸線に沿った盲孔が穿設されている場合でも、当該軸部材Ｗの盲 孔の孔口がある端面を一方側センタ軸２０の先端部に固着配設する軸部材支承管 ４０に嵌着するようにすればよく、この場合には、他方側センタ軸５０に閉塞部 材６０、閉塞板６０２を用いず、通常の軸材焼入れ用コーン軸を使用してもよい 。

【００３０】 使用する気体は、通常の場合、空気でよいが、必要に応じ、貫通孔Ｈもしくは 盲孔および小孔が焼入れ時に酸化するのを防止するため、不活性ガスを使用する ようにしてもよい。また、この気体の流量は、小孔ｈの開口周縁部の加熱時にお ける過熱分の奪熱と冷却流体の小孔ｈへの侵入を防止するに足る量であればよい 。

【００３１】

【考案の効果】

本考案は以上説明した通り、栓部材や磁性煉粉で小孔を塞がなくてもよいから 、軸部材焼入れ前および焼入れ前後の手間が省けだけでなく、冷却流体の小孔か らの侵入を防止することができるので、水溶性樹脂剤からなる冷却流体を使用し ても、当該冷却流体が孔壁に付着・焼成して被膜となる恐れは無く、また、発錆 の恐れもなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の断面正面図である。

【図２】本考案の他の実施例の一部断面正面図である。

【符号の説明】

２０ 一方側センタ軸 ３０ ケース ３３ 通路 ４０ 軸部材支承管 ４１ 大内径部 ４２ 小内径部 ５０ 一方側センタ軸 ６０ 閉塞部材 Ｈ、Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ 貫通孔もしくは盲孔 ｈ 小孔 Ｓ 周回溝 Ｗ 軸部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線に沿って一方端面から他方端面まで
   穿孔されている貫通孔もしくは一方端面から所定位置ま
   で穿孔されている盲孔より分岐した小孔が周面に開口す
   る軸部材の周表面を誘導加熱焼入れする装置において、 所定間隔を隔てて先端を相対向させて上記軸部材を両端
   面から軸回転可能に保持する一方側センタ軸２０と他方
   側センタ軸５０、一方側センタ軸２０の他方側センタ軸
   側端部に外嵌固定された軸部材支承管４０、一方側セン
   タ軸２０を、その軸方向一定間隔を隔てる一対の軸受３
   ２ａ、３２ｂを介して覆う固定のケース３０を備え、 固定のケース３０内には、一対の軸受３２ａ、３２ｂと
   一方側センタ軸２０の外周面およびケース内周面とで周
   回溝Ｓが気密に区画されるとともに当該ケース３０には
   周回溝Ｓと連通する半径方向孔３３が形成され、 一方側センタ軸２０には、軸部材支承管４０側端面に開
   口する有底の孔２３１と当該孔２３１及び周回溝Ｓに連
   通する半径方向孔２４が形成され、 軸部材支承管４０には、軸部材Ｗの受け口となる大内径
   部４１と当該大内径部４１の底を一方側センタ軸２０の
   孔２３１に連絡する小内径部４２が形成され、 ケース３０に形成された半径方向孔３３に気体供給源が
   接続されることを特徴とする周面に小孔が開口する軸部
   材の表面焼入れ装置。