JPH07268482A - 歯車部材の焼入れ方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯車部材の歯の全表面を均一に冷却できる歯
車部材の焼入れ方法及びその装置を提供する。 【構成】 プレス焼入れ装置は、左右方向に移動可能な
下部可動ユニット３と、下部可動ユニット３に対して昇
降する押圧ユニット４とを有し、加熱されたハスバ歯車
からなる歯車部材２を支持板２２上にセット後、軸受け
４０により回転自在のセンタヘッド３９と、エキスパン
ダー４２とで歯車部材２の内側から拘束し、軸受け４８
により回転自在の押圧ヘッド４５により歯車部材２の外
周部を押圧し、ウォームギヤ２３とウォームホイール２
４とで支持板２２を回転させ、歯車部材２を回転させな
がら、冷却剤通路２８，２９へ冷却剤を供給して歯車部
材２を冷却して焼入れする。冷却剤の流量と、歯車部材
２の回転方向及び回転速度を制御することにより、歯車
部材２の歯に沿う冷却剤の流れの方向を、ハスバの形成
方向と平行にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯車部材の焼入れ方法
及びその装置に関し、特に、歯車部材を回転させながら
プレス焼入れする技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、歯車部材等を加熱してから焼入れ
する場合に、熱歪みにより変形するのを防止する為に、
歯車部材をその軸心を鉛直方向に向けて支持部材と押圧
ヘッド間に挟持拘束した状態で、油等の冷却剤を歯車部
材の下側から上方に流して冷却する歯車部材の焼入れ方
法及びそのプレス焼入れ装置は、公知であり、前記プレ
ス焼入れ装置において、冷却速度を調節する為に、冷却
剤の流量を制御する技術も公知である（例えば、特開平
４−９９１２１号公報参照）。従来のプレス焼入れ装置
において、歯車部材を載置支持する為の円板状の支持部
材は、高さ位置調節可能に形成されることもあるが、こ
の支持部材を回転させるようには構成されておらず、前
記歯車部材を焼入れする際、歯車部材は静止状態に保持
した状態で冷却剤で冷却して焼入れ処理される。

【０００３】尚、参考までに、高周波焼入れ装置におい
ては、焼入れ処理対象のワークを回転テーブル上に支持
し、この回転テーブル上にワークを拘束した状態におい
て、回転テーブルを介してワークを回転させつつ焼入れ
処理する技術も公知である（特公昭５６−１７４０７号
公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の、歯車部材をプ
レス焼入れ装置により焼入れする技術においては、歯車
部材を静止状態に保持して焼入れ処理するため、歯車部
材の歯の全表面に同一の条件で冷却剤が供給されること
がなく、冷却剤の流速や温度にバラツキが生じて、歯車
部材の歯の全表面を一様に焼入れすることが困難であっ
た。その結果、歯車部材の歯面の形状や硬度のバラツキ
が大きくなり、歯当り性能が低下して駆動力伝達性が低
下し、振動やノイズが発生しやすくなるという問題があ
る。以上の課題は、平歯車やハスバ歯車等の種々の歯車
部材に一般に該当することである。

【０００５】更に、特に滑らかな駆動力伝達性が要求さ
れるハスバ歯車からなる歯車部材を、プレス焼入れ装置
により冷却剤を用いて焼入れ処理する場合、図６に図示
のように、冷却剤の流れＣが、一方の歯面Ｆａ（専門用
語で左歯面という）にのみ流入するため、一方の歯面の
焼入れ度合いが高くなるが、他方の歯面Ｆｂ（専門用語
で右歯面という）の焼入れ度合いが低くなってしまうと
いう問題がある。その結果、歯車部材の歯面Ｆａ，Ｆｂ
の形状の、正規のインボリュート曲面形状に対する誤差
が大きくなって、歯面の形状や硬度のバラツキが大きく
なり、歯当り性能が低下して駆動力伝達性が低下し、振
動やノイズが発生しやすくなるという問題がある。本発
明の目的は、歯車部材の歯の全表面を均一に冷却できる
歯車部材の焼入れ方法及びその装置、ハスバ歯車部材の
全表面を均一に冷却できる歯車部材の焼入れ方法及びそ
の装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の歯車部材の焼
入れ方法は、歯車部材を加熱してから、プレス焼入れ装
置により冷却剤を用いて冷却する焼入れ方法において、
前記歯車部材を回転させながら冷却剤で冷却することを
特徴とするものである。請求項２の歯車部材の焼入れ方
法は、歯車部材を加熱した状態で支持部材と押圧ヘッド
間に挟持拘束し、その歯車部材を冷却剤を用いて冷却す
る焼入れ方法において、前記歯車部材を回転させながら
冷却剤で冷却することを特徴とするものである。

【０００７】請求項３の歯車部材の焼入れ方法は、ハス
バ歯車からなる歯車部材を加熱した状態で支持部材と押
圧ヘッド間に挟持拘束し、その歯車部材を冷却剤を用い
て冷却する焼入れ方法において、前記支持部材と押圧ヘ
ッドを介して歯車部材を回転させながら冷却剤で冷却す
ることを特徴とするものである。請求項４の歯車部材の
焼入れ方法は、請求項３の焼入れ方法において、前記歯
車部材の歯に対する冷却剤の流れの方向が、ハスバの形
成方向と平行になるように、前記歯車部材の歯に対する
冷却剤の流れの方向を制御することを特徴とするもので
ある。

【０００８】請求項５の歯車部材の焼入れ方法は、請求
項３の焼入れ方法において、前記歯車部材の歯に対する
冷却剤の流れの方向が、ハスバの形成方向と平行になる
ように、前記歯車部材の回転方向と回転速度及び冷却剤
の流量を制御することを特徴とするものである。

【０００９】請求項６の歯車部材の焼入れ装置は、加熱
した歯車部材を、冷却剤を用いて冷却する歯車部材の焼
入れ装置において、歯車部材を載置支持する為の回転可
能な支持部材を含む支持手段と、前記支持部材に対向す
る回転可能な押圧ヘッドを含み、この押圧ヘッドにより
歯車部材を支持部材に押圧して拘束する押圧手段と、前
記押圧手段により支持部材と押圧ヘッド間に挟持拘束さ
れた歯車部材を、支持部材及び押圧ヘッドとともに回転
させる回転駆動手段と、歯車部材の少なくとも歯の部分
に冷却剤を供給して冷却する冷却剤供給手段とを備えた
ものである。

【００１０】請求項７の歯車部材の焼入れ装置は、請求
項６の焼入れ装置において、前記歯車部材がハスバ歯車
部材からなり、前記冷却剤供給手段により供給される冷
却剤の流れの方向が、ハスバの形成方向と平行になるよ
うに、前記歯車部材の回転方向と回転速度及び冷却剤の
流量を制御する制御手段を設けたものである。

【００１１】

【発明の作用及び効果】請求項１の歯車部材の焼入れ方
法においては、歯車部材を加熱してから、プレス焼入れ
装置により冷却剤を用いて冷却する焼入れ方法におい
て、歯車部材を回転させながら冷却剤で冷却するので、
歯車部材の歯の全表面に亙って冷却剤による冷却条件を
均一化できるため、歯車部材の歯の全表面を均一に焼入
れすることができる。その結果、歯面の形状や硬度のバ
ラツキを著しく小さくして、歯車部材の歯当り性能や耐
摩耗性を高めることができる。

【００１２】請求項２の歯車部材の焼入れ方法において
は、歯車部材を加熱した状態で支持部材と押圧ヘッド間
に挟持拘束し、その歯車部材を冷却剤を用いて冷却する
焼入れ方法において、前記歯車部材を回転させながら冷
却剤で冷却するので、請求項１と同様の作用・効果が得
られる。

【００１３】請求項３の歯車部材の焼入れ方法において
は、ハスバ歯車からなる歯車部材を加熱した状態で支持
部材と押圧ヘッド間に挟持拘束し、その歯車部材を冷却
剤を用いて冷却する焼入れ方法において、支持部材と押
圧ヘッドを介して歯車部材を回転させながら冷却剤で冷
却するので請求項１と同様の作用・効果が得られる。更
に、前記歯車部材の歯に対する冷却剤の流れの方向が、
ハスバの形成方向と平行になるように、歯車部材の回転
方向と回転速度及び冷却剤の流量を制御することも可能
であり、その場合には、ハスバ歯車の歯の全表面に亙っ
て冷却剤による冷却条件を均一化できるため、歯車部材
の歯の全表面を均一に焼入れすることができる。その結
果、歯面の形状や硬度のバラツキを著しく小さくして、
歯車部材の歯当り性能や耐摩耗性を高めることができ
る。

【００１４】請求項４の歯車部材の焼入れ方法において
は、請求項３の焼入れ方法において、前記歯車部材の歯
に対する冷却剤の流れの方向が、ハスバの形成方向と平
行になるように、前記歯車部材の歯に対する冷却剤の流
れの方向を制御するので、請求項３に記載のように、ハ
スバ歯車の歯の全表面に亙って冷却剤による冷却条件を
均一化できるため、歯車部材の歯の全表面を均一に焼入
れすることができる。その結果、歯面の形状や硬度のバ
ラツキを著しく小さくして、歯車部材の歯当り性能や耐
摩耗性を高めることができる。

【００１５】請求項５の歯車部材の焼入れ方法において
は、請求項３の焼入れ方法において、前記歯車部材の歯
に対する冷却剤の流れの方向が、ハスバの形成方向と平
行になるように、前記歯車部材の回転方向と回転速度及
び冷却剤の流量を制御するので、請求項３に記載のよう
に、ハスバ歯車の歯の全表面に亙って冷却剤による冷却
条件を均一化できるため、歯車部材の歯の全表面を均一
に焼入れすることができる。その結果、歯面の形状や硬
度のバラツキを著しく小さくして、歯車部材の歯当り性
能や耐摩耗性を高めることができる。

【００１６】即ち、実施例に係る図４、図５において、
ハスバ歯車からなる歯車部材２が矢印Ａ方向に回転駆動
され、歯車部材２の軸心と平行な方向への冷却剤の流速
の速度ベクトルをＶａ、前記歯車部材２の回転に起因す
る歯車部材２と冷却剤との相対流速の速度ベクトルをＶ
ｂとし、速度ベクトルＶａと速度ベクトルＶｂとの合成
速度ベクトルＶｃを、ハスバの形成方向と平行にすれ
ば、各歯の歯面の全表面に亙って冷却剤による冷却条件
を均一化できる。冷却剤の流通通路が一定であるため、
前記速度ベクトルＶａは冷却剤の流量で決定され、速度
ベクトルＶｂは、歯車部材２の回転方向と回転速度とで
決定されることから、歯車部材２の回転方向と回転速度
及び冷却剤の流量を制御することで、歯車部材２の歯に
対する冷却剤の流れの方向が、ハスバの形成方向と平行
になるように制御できる。

【００１７】請求項６の歯車部材の焼入れ装置において
は、加熱した歯車部材を、冷却剤を用いて冷却する歯車
部材の焼入れ装置において、支持手段の回転可能な支持
部材に歯車部材を載置して支持できる。押圧手段は、支
持部材に対向し回転可能な押圧ヘッドを有し、この押圧
ヘッドにより歯車部材を支持部材に押圧して拘束する。
回転駆動手段は、前記押圧手段により支持部材と押圧ヘ
ッド間に挟持拘束された歯車部材を、支持部材及び押圧
ヘッドとともに回転させ、冷却剤供給手段は、歯車部材
の少なくとも歯の部分に冷却剤を供給して冷却する。

【００１８】従って、前記加熱した歯車部材を、押圧手
段の押圧ヘッドにより支持部材に押圧して拘束し、この
歯車部材を支持部材及び押圧ヘッドとともに回転させな
がら、冷却剤を供給して歯車部材を冷却して焼入れ処理
することができる。このように、歯車部材を回転させな
がら冷却剤で冷却すれば、歯車部材の歯面の全表面に亙
って均一に冷却することができ、歯車部材の歯面の形状
や硬度のバラツキを小さくすることができ、歯当り性能
や耐摩耗性を高めることができる。

【００１９】請求項７の歯車部材の焼入れ装置において
は、請求項６の焼入れ装置において、前記歯車部材がハ
スバ歯車部材からなり、制御手段は、冷却剤供給手段に
より供給される冷却剤の流れの方向が、ハスバの形成方
向と平行になるように、歯車部材の回転方向と回転速度
及び冷却剤の流量を制御する。従って、請求項５に記載
したように、歯車部材の回転方向と回転速度及び冷却剤
の流量を制御することで、冷却剤の流れの方向が、ハス
バの形成方向と平行になるように制御できる。これによ
り、ハスバ歯車の歯の全表面に亙って冷却剤による冷却
条件を均一化できるため、歯車部材の歯の全表面を均一
に焼入れすることができる。その結果、歯面の形状や硬
度のバラツキを著しく小さくして、歯車部材の歯当り性
能や耐摩耗性を高めることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ説明する。最初に、本発明特有の改良を付加した
改良型プレス焼入れ装置について説明する。図１、図２
に示すように、この改良型プレス焼入れ装置１（以下、
プレス焼入れ装置という）は、浸炭炉である加熱装置で
所定温度（例えば、８５０〜８８０℃）に加熱された歯
車部材２を所定温度（例えば、６５〜１２０℃）の冷却
剤（これは、焼入れ用油である）を用いて冷却して焼入
れ処理する為のものであり、このプレス焼入れ装置１
は、加熱された歯車部材２をプレスして押圧拘束した状
態で回転させながら冷却剤で冷却するように構成してあ
り、歯車部材２を加熱処理する加熱装置の近傍位置に配
設されている。

【００２１】このプレス焼入れ装置１は、下部可動ユニ
ット３と、押圧ユニット４と、この押圧ユニット４を昇
降させる昇降駆動ユニット５とを備えている。前記下部
可動ユニット３は、前後１対の水平なガイドロッド６に
より案内されて、加熱装置で加熱された歯車部材２を受
け取ったり、また、焼入れ処理後の歯車部材２を受け渡
す為に、左右方向に所定ストローク移動自在に構成さ
れ、各ガイドロッド６は、ベースフレーム７の上面に固
定された左右１対のブラケット８に支持されている。こ
の下部可動ユニット３が、図１に図示の位置にあると
き、下部可動ユニット３の下面は、板部材９上に固定さ
れた基台１０であって、その上面が右方上り傾斜状に形
成された基台１０に係合し、押圧ユニット４から下部可
動ユニット３に作用するプレス力は、板部材９と基台１
０を介してベースフレーム７で支持されるように構成し
てある。

【００２２】そして、下部可動ユニット３を左右方向に
所定ストローク移動させる移動装置は、下部可動ユニッ
ト３に両端部が連結されたチェーン部材１１を介して下
部可動ユニット３を移動させるように構成してある。前
記昇降駆動ユニット５には、複動型の油圧シリンダ１５
が立て向きに設けられ、その油圧シリンダ１５のピスト
ンロッド１６が、押圧ユニット４の上端に連結され、油
圧シリンダ１５のピストンから上方へロッド１７が延出
されている。押圧ユニット４には、昇降駆動ユニット５
を挿通した１対の案内ロッド１８が立設され、押圧ユニ
ット４は、これらの案内ロッド１８で上下方向に案内さ
れている。

【００２３】図２に示すように、下部可動ユニット３の
ケーシング２０の上部内には、平面視にて円形の所定の
厚さを有し中央部に凹部２１を有する支持板２２が鉛直
軸心回りに回転自在に設けられ、この支持板２２の下側
には、ウォームギヤ２３に噛み合ったウォームホイール
２４が、その軸心を鉛直向けて配設され、支持板２２は
リング状部材２５を介してウォームホイール２４に固定
され、ウォームホイール２４は、スラスト軸受け２６
ａ，２６ｂを介してリング部材２７に回転自在に支持さ
れ、リング部材２７は、ケーシング２０により強力に支
持されている。前記ウォームギヤ２３は電動モータ１３
（図１参照）により回転駆動される。下部可動ユニット
３のケーシング２０の上半部内には、環状の冷却剤通路
２８，２９が形成され、支持板２２の上面の外周部に
は、複数の放射溝３０が円周方向所定ピッチで形成さ
れ、歯車部材２の下面側へも冷却剤が流入するように構
成してある。前記冷却剤通路２９の上端外周部に、押圧
ユニット４の外筒部材３５の下端部が嵌まった状態にお
いては、シール部材１４で冷却剤が外部に漏れないよう
にシールされる。冷却剤供給装置（図３の冷却剤ポンプ
６３と、モータ６４と、冷却剤タンク６６とを含む）か
ら延びる冷却剤ホース１２がケーシング２０の冷却剤通
路２８に対応する位置に接続されている（図１参照）。

【００２４】図１、図２に示すように、押圧ユニット４
は、上端壁部材３１と、その下端に固定されたシリンダ
形成部材３２と、その下端外周に固定された中間筒部材
３３と、この中間筒部材３３の下端近傍部に内嵌状に固
定された棚壁部材３４と、その外周部に外嵌状に固定さ
れて下方へ延びる外筒部材３５とを有する。押圧ユニッ
ト４のシリンダ形成部材３２の中心部には、複動型の油
圧シリンダ３６が設けられ、そのピストンロッド３７の
下端にヘッド支持部材３８が固定され、このヘッド支持
部材３８の下面側に配設されたセンタヘッド３９は、ス
ラスト軸受け４０を介してボルト４１により、ヘッド支
持部材３８に回転自在に連結され、センタヘッド３９
は、油圧シリンダ３６により所定ストローク上下に往復
駆動可能に構成されている。

【００２５】センタヘッド３９の下側には、その下半部
のテーパー部が嵌まるエキスパンダー４２が配設され、
このエキスパンダー４２は、その下側に位置しボルト４
３でセンタヘッド３９に上下可動に支持された円形板４
４で支持できるように構成されている。前記エキスパン
ダー４２は、周方向に複数等分された部材からなり、ス
プリングリング１９により分解しないように拘束されて
いる。前記歯車部材２は、本実施例では、ハスバ歯車か
らなるリングギヤであり、その外周近傍部に対応する位
置において、歯車部材２の上方には、歯車部材２を支持
板２２に挟持拘束する為のリング状の押圧ヘッド４５が
配設され、押圧ヘッド４５の上側には、筒壁部材４６が
設けられ、押圧ヘッド４５の上端部の外周部は、筒壁部
材４６に固定されたＬ形部材４７に係止支持され、スラ
スト軸受け４８を介して筒壁部材４６に対して回転自在
に設けられている。

【００２６】前記シリンダ形成部材３２内には、押圧ヘ
ッド４５を昇降駆動する複数の複動型油圧シリンダ４９
が設けられ、それら油圧シリンダ４９のピストンロッド
５０の下端に連結された円柱状部材５１は、筒壁部材４
６の上端に固定的に連結されている。前記複数の油圧シ
リンダ４９により、押圧ヘッド４５を所定ストローク上
下に往復駆動可能に構成されている。前記筒壁部材４６
の内側には、環状のインナ筒壁部材５２が配設され、シ
リンダ形成部材３２内に形成された複数の油圧シリンダ
（図示略）のピストンロッド５３の下端部がインナ筒壁
部材５２に連結され、歯車部材２の形状に応じて必要が
あるときには、インナ筒壁部材５２にインナ押圧ヘッド
（図示略）がスラスト軸受け（図示略）を介して回転自
在に取付けられる。

【００２７】前記押圧ヘッド４５には、周方向小間隔お
きに多数のスリット状の通路穴５４が形成されている。
図２に示すように、歯車部材２を図示のように支持板２
２上に載置支持させ、歯車部材２の外周部の歯形部を、
冷却剤通路２９に臨ませ、油圧シリンダ１５により、押
圧ユニット４を下降させて、外筒部材３５の下端部を下
部可動ユニット３の冷却剤通路２９の外周部に係合させ
た状態において、外部の冷却剤供給装置から冷却剤ホー
ス１２（図１参照）を介して冷却剤通路２８，２９内に
供給された冷却剤の一部は、複数の放射溝３０から歯車
部材２の下側へ流入し、冷却剤の大部分は、矢印で示す
ように、冷却剤通路２９から歯車部材２の歯形部を冷却
しつつ上方へ流れ、通路穴５４から外筒部材３５内の中
心側へ流入して上方へ流れ、中間筒部材３３内の冷却剤
通路５５に流入し、この冷却剤通路５５の冷却剤は、排
出穴５６から外部へ排出される。

【００２８】次に、プレス焼入れ装置１の制御系につい
て説明する。図４に示すように、このプレス焼入れ装置
１を制御するコントロールユニット６０には、加熱装置
６１と、この加熱装置６１内に設けられ加熱された歯車
部材２の温度を検出する温度センサ６２と、ウォームギ
ヤ２３を駆動する電動モータ１３と、冷却剤ポンプ６３
を駆動する電動モータ６４と、冷却剤ポンプ６３が冷却
剤を吸入する冷却剤タンク６６に付設され冷却剤の温度
を検出する温度センサ６６と、前記複数の油圧シリンダ
１５，３６，４９の油圧系のバルブ類を収容したバルブ
ユニット６７とが接続されている。

【００２９】このコントロールユニット６０は、マイク
ロコンピュータを内蔵したものであり、そのマイクロコ
ンピュータには、次のようにモータ１３の回転速度を制
御する制御プログラムと、諸データ（歯車部材２の径、
歯車部材２の外周側の冷却剤通路２９の通路面積Ａｏ、
ウォームギヤとウォームホイールとからなる減速機構の
減速率、冷却剤流量Ｑ、ハスバ歯車からなる歯車部材２
のハスバ形成方向の角度θ等）（図４、図５参照）とが
予め格納されている。所定温度に加熱された歯車部材２
を支持板２２上にセットし、図２に示すように、下部可
動ユニット３と押圧ユニット４内に冷却剤を供給して歯
車部材２を冷却する為にモータ１３を駆動する際のモー
タ１３の回転速度は、次のように制御される。

【００３０】即ち、図４、図５に示すように、歯車部材
２を矢印Ａ方向へ回転させながら流量Ｑの冷却剤を供給
する場合、冷却剤通路２９を上方に流れる冷却剤の流れ
の速度ベクトルＶａと、歯車部材２の回転に伴って発生
する歯車部材２の外周の歯形部２ａに対する冷却剤の相
対速度の速度ベクトルＶｂとの合成ベクトルＶｃが、歯
車部材２のハスバの形成方向と平行となるように、歯車
部材２の回転速度を設定する。即ち、速度ベクトルＶａ
の大きさはＶａｖ＝Ｑ／Ａｏで決定される。速度ベクト
ルＶｂの大きさＶｂｖ＝Ｖａｖ／ｔａｎθとなるので、
歯車部材２の外周の周速がＶｂｖとなるように、歯車部
材２の径、ウォームギヤとウォームホイールとからなる
減速機構の減速率等の数値に基いてモータ１３の回転速
度を設定する。尚、歯車部材２を回転させる回転方向
は、図４、図５の矢印Ａで示す方向に設定する。

【００３１】但し、前記は、冷却剤の流量Ｑを一定とし
て、モータ１３の回転速度を設定する場合を例として説
明したが、質量の大きな歯車部材の場合には、冷却剤の
流量Ｑを大きくし、かつ歯車部材２の回転速度を大きく
することが望ましいことから、歯車部材２の大きさに応
じて冷却剤の流量Ｑを変更し、その変更された流量Ｑに
応じて、前記同様にモータ１３の回転速度を設定しても
よい。更に、また、加熱された歯車部材２の温度（これ
は、温度センサ６２により検出される）と、冷却剤の温
度（これは、温度センサ６６により検出される）とに基
いて、所定のテーブルやマップによって冷却剤の流量Ｑ
を設定し、その設定された流量Ｑに応じて、前記同様に
モータ１３の回転速度を設定してもよい。

【００３２】以上説明したプレス焼入れ装置１の作用に
ついて説明するが、この説明は、歯車部材の焼入れ方法
の説明を含むものである。初期状態として、図１に示す
ように、プレス焼入れ装置１の押圧ユニット４は、油圧
シリンダ１５により上昇位置に保持され、複数の油圧シ
リンダ３６，４９のピストンも上昇位置に保持され、下
部可動ユニット３は、押圧ユニット４の直下の位置にあ
る。次に、加熱装置により歯車部材２を加熱中に、下部
可動ユニット３は、図１の図示位置から左方へ移動し、
加熱装置の近くの受取り位置にセットされ、歯車部材２
が所定温度に加熱されると、その歯車部材２が、下部可
動ユニット３の支持板２２上に載置される。

【００３３】次に、下部可動ユニット３が、図１に示す
原位置に復帰移動後、押圧ユニット３が、油圧シリンダ
１５により下降され、押圧ユニット４の外筒部材３５の
下端部が下部可動ユニット３の冷却剤通路２９の外周部
に係合される。次に、油圧シリンダ３６によりピストン
ロッド３７が下降駆動され、エキスパンダー４２が歯車
部材２の内側に嵌合され、エキスパンダー４２により歯
車部材２が内側からリング形状を保持するように拘束さ
れるとともに、複数の油圧シリンダ４９により複数のピ
ストンロッド５０が夫々下降駆動されて、押圧ヘッド４
５が歯車部材２の上面に当接され、押圧ヘッド４５によ
り歯車部材２が熱変形しないように所定の押圧力で拘束
される。

【００３４】次に、モータ１３が、前記のように設定し
た回転速度にて回転駆動され、その結果、歯車部材２が
回転状態に設定される。このように加熱された状態の歯
車部材２を回転させ、かつ押圧ヘッド４５と支持板２２
とで挟持拘束した状態において、冷却剤ポンプ６３が、
前記所定の流量Ｑの冷却剤を吐出するように所定の回転
速度にて、予め設定された所定時間の間駆動される。こ
のように、歯車部材２をエキスパンダー４２により円形
形状を保持するように拘束し、且つ歯車部材２を押圧ヘ
ッド５４で支持板２２に押圧して熱歪みで変形しないよ
うに挟持拘束し、歯車部材２を回転させながら冷却剤で
冷却して焼入れする。

【００３５】この焼入れの際、前記説明したように、冷
却剤の流量と、モータ１３の回転速度とを制御し、歯車
部材２の歯形部２ａを流れる冷却剤の流れの方向が、ハ
スバの形成方向と平行になるように設定するので、ハス
バ歯車の全部の歯型部２ａの全表面に亙って冷却剤によ
る冷却条件を均一化できるため、歯車部材２の歯形部２
ａの全表面を均一に焼入れすることができる。その結
果、歯面の形状や硬度のバラツキを著しく小さくして、
歯車部材２の歯当り性能や耐摩耗性を高めることができ
る。

【００３６】ここで、本実施例では、歯車部材２を回転
しながら冷却剤で冷却することで、歯車部材２の歯形部
に沿って流れる冷却剤の流れの方向を、ハスバの形成方
向と平行にして冷却条件を均一化できるが、ハスバ歯車
以外の歯車部材、例えば、平歯車の場合においても、歯
車部材２を回転させることによって、歯車部材２の全周
に亙って冷却条件を均一化できる。

【００３７】尚、前記実施例は、ハスバ歯車からなるリ
ング状の歯車部材２の場合を例として説明したが、リン
グ状でないハスバ歯車、ハスバ歯車以外の種々の歯車部
材（リング状の歯車部材、リング状でない歯車部材をも
含む）にも、本発明を同様に適用できることは勿論であ
る。前記実施例における、歯車部材２の加熱温度と、冷
却剤の温度とは、一例に過ぎず、歯車部材の材質等に応
じて適宜設定されるし、冷却剤としては、油以外の冷却
剤を適用することもある。前記押圧ヘッド４５の構造は
一例に過ぎず、種々の構造の押圧ヘッドを適用可能であ
り、また、リング状でない歯車部材を対象とする場合に
は、センタヘッド３９と、エキスパンダー４２の代わり
に、歯車部材の上面を押さえる別構造のセンタヘッドが
適用されることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る改良型プレス焼入れ装置の概略正
面図である。

【図２】前記改良型プレス焼入れ装置の下部可動ユニッ
トと押圧ユニットの要部の縦断側面図である。

【図３】前記改良型プレス焼入れ装置の制御系の概略ブ
ロック図である。

【図４】ハスバ歯車からなる歯車部材の斜視図である。

【図５】ハスバ歯車のハスバ形成方向と冷却剤の流れの
速度ベクトルの説明図である。

【図６】従来技術に係るハスバ歯車の歯形部に沿う冷却
剤の流れの説明図である。

【符号の説明】 １ 改良型プレス焼入れ装置 ２ 歯車部材（ハスバ歯車からなる歯車部材） ３ 下部可動ユニット ４ 押圧ユニット ５ 昇降駆動ユニット １３ 電動モータ ２２ 支持板 ２３ ウォームギヤ ２４ ウォームホイール ４５ 押圧ヘッド ４９ 油圧シリンダ ６０ コントロールユニット ６３ 冷却剤ポンプ ６４ モータ ６５ 冷却剤タンク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車部材を加熱してから、プレス焼入れ
   装置により冷却剤を用いて冷却する焼入れ方法におい
   て、 前記歯車部材を回転させながら冷却剤で冷却することを
   特徴とする歯車部材の焼入れ方法。
2. 【請求項２】 歯車部材を加熱した状態で支持部材と押
   圧ヘッド間に挟持拘束し、その歯車部材を冷却剤を用い
   て冷却する焼入れ方法において、 前記歯車部材を回転させながら冷却剤で冷却することを
   特徴とする歯車部材の焼入れ方法。
3. 【請求項３】 ハスバ歯車からなる歯車部材を加熱した
   状態で支持部材と押圧ヘッド間に挟持拘束し、その歯車
   部材を冷却剤を用いて冷却する焼入れ方法において、 前記支持部材と押圧ヘッドを介して歯車部材を回転させ
   ながら冷却剤で冷却することを特徴とする歯車部材の焼
   入れ方法。
4. 【請求項４】 前記歯車部材の歯に対する冷却剤の流れ
   の方向が、ハスバの形成方向と平行になるように、前記
   歯車部材の歯に対する冷却剤の流れの方向を制御するこ
   とを特徴とする請求項３に記載の歯車部材の焼入れ方
   法。
5. 【請求項５】 前記歯車部材の歯に対する冷却剤の流れ
   の方向が、ハスバの形成方向と平行になるように、前記
   歯車部材の回転方向と回転速度及び冷却剤の流量を制御
   することを特徴とする請求項３に記載の歯車部材の焼入
   れ方法。
6. 【請求項６】 加熱した歯車部材を、冷却剤を用いて冷
   却する歯車部材の焼入れ装置において、 歯車部材を載置支持する為の回転可能な支持部材を含む
   支持手段と、 前記支持部材に対向する回転可能な押圧ヘッドを含み、
   この押圧ヘッドにより歯車部材を支持部材に押圧して拘
   束する押圧手段と、 前記押圧手段により支持部材と押圧ヘッド間に挟持拘束
   された歯車部材を、支持部材及び押圧ヘッドとともに回
   転させる回転駆動手段と、 前記歯車部材の少なくとも歯の部分に冷却剤を供給して
   冷却する冷却剤供給手段と、 を備えたことを特徴とする歯車部材の焼入れ装置。
7. 【請求項７】 前記歯車部材がハスバ歯車部材からな
   り、前記冷却剤供給手段により供給される冷却剤の流れ
   の方向が、ハスバの形成方向と平行になるように、前記
   歯車部材の回転方向と回転速度及び冷却剤の流量を制御
   する制御手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載
   の歯車部材の焼入れ装置。