JPH0772305B2 - スプロケットホイールの焼入方法及びこの方法に用いる高周波誘導子 - Google Patents
スプロケットホイールの焼入方法及びこの方法に用いる高周波誘導子Info
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- JPH0772305B2 JPH0772305B2 JP63286796A JP28679688A JPH0772305B2 JP H0772305 B2 JPH0772305 B2 JP H0772305B2 JP 63286796 A JP63286796 A JP 63286796A JP 28679688 A JP28679688 A JP 28679688A JP H0772305 B2 JPH0772305 B2 JP H0772305B2
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として屎尿処理や下水道処理に使用される
耐摩耗性及び耐疲労強度の高いステンレス製スプロケッ
トホイール、及びスプロケットの耐摩耗性や耐疲労強度
を向上させるため、その歯元及び歯側面を硬化させる焼
入方法及びこの方法に用いる高周波誘導子に関するもの
である。
耐摩耗性及び耐疲労強度の高いステンレス製スプロケッ
トホイール、及びスプロケットの耐摩耗性や耐疲労強度
を向上させるため、その歯元及び歯側面を硬化させる焼
入方法及びこの方法に用いる高周波誘導子に関するもの
である。
従来、屎尿処理や下水道処理に使用されるスプロケット
ホイールは、耐食性及び耐摩耗性を考慮してマルテンサ
イト系ステンレス鋳鋼製とし、これをフレームハード
（火炎焼入）又は高周波焼入によりその歯部を硬化させ
ている。
ホイールは、耐食性及び耐摩耗性を考慮してマルテンサ
イト系ステンレス鋳鋼製とし、これをフレームハード
（火炎焼入）又は高周波焼入によりその歯部を硬化させ
ている。
従来実際に行われている焼入方法としては、火炎焼入方
法、第３図に示すように、円環状の高周波誘導子Ｃを用
いてスプロケットホイールＳを囲撓し、高周波加熱によ
り全歯一発で焼入する高周波全歯一発焼入方法、及び、
第４に示すように、スプロケットホイールＳの歯側面S3
から歯底S1の間の凹陥部に特殊形状の高周波誘導子Cpを
を挿入し、高周波加熱により一歯づつ一発で焼入して、
歯底S1から歯側面S3を主に硬化させる高周波一歯一発焼
入方法がある。
法、第３図に示すように、円環状の高周波誘導子Ｃを用
いてスプロケットホイールＳを囲撓し、高周波加熱によ
り全歯一発で焼入する高周波全歯一発焼入方法、及び、
第４に示すように、スプロケットホイールＳの歯側面S3
から歯底S1の間の凹陥部に特殊形状の高周波誘導子Cpを
を挿入し、高周波加熱により一歯づつ一発で焼入して、
歯底S1から歯側面S3を主に硬化させる高周波一歯一発焼
入方法がある。
しかしながら、上記従来の焼入方法には、次のような問
題点がある。
題点がある。
すなわち、フレームハードは、表面からのみ加熱するの
で、硬化深さ5mm以上を得るには、表面を過加熱しなけ
ればならないため、品質を劣化させるので、この火炎焼
入での硬化深さの仕様は２〜4mm程度が適正とされてお
り、したがって、満足すべき焼入硬化を得ることが出来
ない。
で、硬化深さ5mm以上を得るには、表面を過加熱しなけ
ればならないため、品質を劣化させるので、この火炎焼
入での硬化深さの仕様は２〜4mm程度が適正とされてお
り、したがって、満足すべき焼入硬化を得ることが出来
ない。
また、従来の高周波全歯一発焼入方法では、全週の歯面
が硬化され、むしろ硬化させる必要のない歯先S4は誘導
子Ｃに近いため、その中央部は特に硬化層が深くなり、
ために緩衝部がなくなって残留応力が上昇する一方、深
い硬化層が望まれる歯底部は誘導子Ｃから離れているた
め、強度を要する歯元S2及び歯側面S3は歯先S4より硬化
層が浅くならざるを得ず、その結果、上記の要望を満足
さえることが出来ないばかりでなく、歯先部や歯底部等
からの焼割れが生じやすい。
が硬化され、むしろ硬化させる必要のない歯先S4は誘導
子Ｃに近いため、その中央部は特に硬化層が深くなり、
ために緩衝部がなくなって残留応力が上昇する一方、深
い硬化層が望まれる歯底部は誘導子Ｃから離れているた
め、強度を要する歯元S2及び歯側面S3は歯先S4より硬化
層が浅くならざるを得ず、その結果、上記の要望を満足
さえることが出来ないばかりでなく、歯先部や歯底部等
からの焼割れが生じやすい。
一方、高周波一歯一発焼入方法は、歯底S1から歯側面S3
の硬化深さも硬化パターンも良好で、品質的にも優れた
製品を得られるが、誘導子Cpを歯間に挿入して一歯づつ
焼入作業を行わなければならないので、処理時間が長く
かかり、コスト高とならざるを得ないのである。
の硬化深さも硬化パターンも良好で、品質的にも優れた
製品を得られるが、誘導子Cpを歯間に挿入して一歯づつ
焼入作業を行わなければならないので、処理時間が長く
かかり、コスト高とならざるを得ないのである。
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑み、高周
波一歯一発焼入方法と同じ特性を得られ、しかも短時間
で熱処理することの出来るスプロケットホイールの焼入
方法及びこの方法に用いる高周波誘導子を提供すること
を目的としてなされたもので、その焼入方法の構成は、
スプロケットホイールの外周に、このホイールの歯部の
凹凸に沿った形状の高周波誘導子を周設し、前記歯部を
誘導加熱してスプロケットホイールの全歯一発焼入を行
うに際し、該スプロケットホイールの歯先中央部に対向
する前記高周波誘導子の各部位にそれぞれ噴射用ノズル
を設け、該ノズルから各歯先中央部に向けて冷却水を噴
射して各歯中央部の温度を変態点以下に抑えながら誘導
加熱を行い、歯先中央部を非硬化のままに残して焼入す
ることを特徴とするものであり、また、この方法に用い
る高周波誘導子の構成は、スプロケットホイールをその
歯部の凹凸に沿って囲撓し得る形状の全歯一発焼入用高
周波誘導子であって、この誘導子の前記スプロケットホ
イールの歯先中央部に対向すべき各部位に、誘導加熱中
に前記歯先中央部に向けて冷却水を噴射するためノズル
をそれぞれに設けて成ることを特徴とするものである。
波一歯一発焼入方法と同じ特性を得られ、しかも短時間
で熱処理することの出来るスプロケットホイールの焼入
方法及びこの方法に用いる高周波誘導子を提供すること
を目的としてなされたもので、その焼入方法の構成は、
スプロケットホイールの外周に、このホイールの歯部の
凹凸に沿った形状の高周波誘導子を周設し、前記歯部を
誘導加熱してスプロケットホイールの全歯一発焼入を行
うに際し、該スプロケットホイールの歯先中央部に対向
する前記高周波誘導子の各部位にそれぞれ噴射用ノズル
を設け、該ノズルから各歯先中央部に向けて冷却水を噴
射して各歯中央部の温度を変態点以下に抑えながら誘導
加熱を行い、歯先中央部を非硬化のままに残して焼入す
ることを特徴とするものであり、また、この方法に用い
る高周波誘導子の構成は、スプロケットホイールをその
歯部の凹凸に沿って囲撓し得る形状の全歯一発焼入用高
周波誘導子であって、この誘導子の前記スプロケットホ
イールの歯先中央部に対向すべき各部位に、誘導加熱中
に前記歯先中央部に向けて冷却水を噴射するためノズル
をそれぞれに設けて成ることを特徴とするものである。
本発明焼入方法においては、高周波誘導子の形状を、焼
入すべきスプロケットホイールの外形状に沿った形状と
し、かつ、そのスプロケットホイールの歯先中央部に対
向する部位に冷却水を噴射するためのノズルを設けて、
スプロケットホイールを誘導加熱するとともに、その歯
先中央部を冷却ノズルで冷却することにより、その温度
を変態点以下に抑えながら焼入するから、歯先中央部を
硬化させることなく、所要部分のみを効果的に焼入する
ことができて、上記のスプロケットホイールを容易に得
ることができる。
入すべきスプロケットホイールの外形状に沿った形状と
し、かつ、そのスプロケットホイールの歯先中央部に対
向する部位に冷却水を噴射するためのノズルを設けて、
スプロケットホイールを誘導加熱するとともに、その歯
先中央部を冷却ノズルで冷却することにより、その温度
を変態点以下に抑えながら焼入するから、歯先中央部を
硬化させることなく、所要部分のみを効果的に焼入する
ことができて、上記のスプロケットホイールを容易に得
ることができる。
本発明方法に焼入されたスプロケットホイールは、その
歯元及び歯側面が硬化され、歯先中央部に非硬化層が残
されているため、全体として靭性が高くなり、残留応力
が低いので、過酷な使用状態においても破損しにくくな
る。
歯元及び歯側面が硬化され、歯先中央部に非硬化層が残
されているため、全体として靭性が高くなり、残留応力
が低いので、過酷な使用状態においても破損しにくくな
る。
次に本発明の実施例を図により説明する。
第１図は、以下に述べる方法によって加工された本発明
方により焼入されたスプロケットホイールの平面図で、
Ｈは硬化層、NHは非硬化部であり、歯元S2及び歯側面S3
における硬化層Ｈは硬度がHv450以上、硬化深さが5mm以
上である。
方により焼入されたスプロケットホイールの平面図で、
Ｈは硬化層、NHは非硬化部であり、歯元S2及び歯側面S3
における硬化層Ｈは硬度がHv450以上、硬化深さが5mm以
上である。
また、第２図は本発明方法の一例を示す図で、高周波誘
導子Ｃは、その形状を焼入すべきスプロケットホイール
Ｓの外形状に沿った形状とし、該スプロケットホイール
の歯底S1及び歯側面S3に合わせて凹陥した歯底加熱部C1
を形成すると共に、前記歯先S4に対応する歯先対応部C4
の中央部に冷却ノズルＮを設けて、加熱時に歯先S4の中
央部に向けて冷却水を噴射するようにした。
導子Ｃは、その形状を焼入すべきスプロケットホイール
Ｓの外形状に沿った形状とし、該スプロケットホイール
の歯底S1及び歯側面S3に合わせて凹陥した歯底加熱部C1
を形成すると共に、前記歯先S4に対応する歯先対応部C4
の中央部に冷却ノズルＮを設けて、加熱時に歯先S4の中
央部に向けて冷却水を噴射するようにした。
したがって、第２図々示のように、誘導子Ｃをスプロケ
ットホイールＳの外側に配し、該誘導子Ｃに電流を流し
て該スプロケットホイールＳを誘導加熱するとともに、
冷却ノズルＮから冷却水を噴射して歯先S4中央部を冷却
し、該中央部の温度を変態点以下に抑えながら焼入する
ことにより、歯先中央部に非硬化部を残し、歯底S1及び
歯側面S3を所望の硬さに一様に硬化させることができる
のである。
ットホイールＳの外側に配し、該誘導子Ｃに電流を流し
て該スプロケットホイールＳを誘導加熱するとともに、
冷却ノズルＮから冷却水を噴射して歯先S4中央部を冷却
し、該中央部の温度を変態点以下に抑えながら焼入する
ことにより、歯先中央部に非硬化部を残し、歯底S1及び
歯側面S3を所望の硬さに一様に硬化させることができる
のである。
因みに、歯元S2及び歯側面S3は表面において硬度がHv50
0以上であり、歯先S4の中央部近傍は硬度がHv300以下で
ある。
0以上であり、歯先S4の中央部近傍は硬度がHv300以下で
ある。
なお、冷却ノズルＮから噴射させる冷却水は、歯先S4C
中央部に霧状且つ縦放射状になるように噴射させると、
効果的である。
中央部に霧状且つ縦放射状になるように噴射させると、
効果的である。
しかして、下記のスプロケットホイールを供試材とし、
下記の仕様で 従来の全歯一発焼入、 本発明全歯一発焼入、 一歯一発焼入、 フレームハード、 により焼入試験を行い、それそれの焼入部の割れ、断面
硬度分布、第５図に示す位置における残留応力を測定す
るとともに、マクロ外観及びミクロ組織を写真により観
察した。
下記の仕様で 従来の全歯一発焼入、 本発明全歯一発焼入、 一歯一発焼入、 フレームハード、 により焼入試験を行い、それそれの焼入部の割れ、断面
硬度分布、第５図に示す位置における残留応力を測定す
るとともに、マクロ外観及びミクロ組織を写真により観
察した。
・供試材（スプロケットホイール） 形 状 OD＝φ562 NT＝11 材 質 SCS2 ・仕 様 硬 さ HS50〜70 硬化深度 HS50 5mm以上 ・焼戻条件 180℃×5Hr. 上記試験の結果は次のとおりであった。
・焼入部の割れ 磁粉深傷検査を行ったところ、供試材すべて割れは無か
った。
った。
・断面硬度分布 焼入部の歯元部断面硬度及び歯先中央部の断面硬度は、
第６図１及び２の図表に示すとおりで、本発明の方法に
よるものは、他の方法によるものに比較して最も良い焼
入パターンを得られた。
第６図１及び２の図表に示すとおりで、本発明の方法に
よるものは、他の方法によるものに比較して最も良い焼
入パターンを得られた。
・残留応力 残留応力測定結果は次表のとおりであった。
ここで、測定方向は、測定位置1,5は歯先で円周方向、
3,7は歯底で円周方向、2,4,6,8は側面歯底で接線方向で
あり、 また（5mm）は０〜5mm、（10mm）は５〜10mm、（15mm）
は10〜15mmの間の表面からの深さを示す。
3,7は歯底で円周方向、2,4,6,8は側面歯底で接線方向で
あり、 また（5mm）は０〜5mm、（10mm）は５〜10mm、（15mm）
は10〜15mmの間の表面からの深さを示す。
上記の測定結果から、本発明方法により焼入された供試
材２は他の方法により焼入されたものに比較すると、全
体として残留応力値は小さい。
材２は他の方法により焼入されたものに比較すると、全
体として残留応力値は小さい。
このことは、屎尿処理や下水処理等の腐食環境下で使用
しても、割れの発生が低く使用上好結果を得られる。
しても、割れの発生が低く使用上好結果を得られる。
・焼入部の金属組織のマクロ写真 また、焼入部の状態は第７図１〜４の金属組織のマクロ
写真に示すとおりで、、従来の全歯一発焼入以外は歯先
中央部は硬化されていない。
写真に示すとおりで、、従来の全歯一発焼入以外は歯先
中央部は硬化されていない。
このマクロ写真において、黒く強く表されている部分は
オーバーヒートされたところで、腐食されており、この
オーバーヒートされた部分は方法の歯先中央部、方
法の歯底中央部、方法の歯底から歯側面の全面に見ら
れたが、本発明の方法によるものには見られなかっ
た。
オーバーヒートされたところで、腐食されており、この
オーバーヒートされた部分は方法の歯先中央部、方
法の歯底中央部、方法の歯底から歯側面の全面に見ら
れたが、本発明の方法によるものには見られなかっ
た。
・歯元部の金属組織 歯元部の金属組織は第８図１−１〜５のミクロ写真に、
方法による歯先中央部、方法及び方法による歯底
の金属組織は第８図２−１〜３に示すとおりで、本発明
の方法によるものにはオーバーヒート部は見られなか
ったが方法では歯先に、及び方法によるものには
歯底にオーバーヒート部が見られた。
方法による歯先中央部、方法及び方法による歯底
の金属組織は第８図２−１〜３に示すとおりで、本発明
の方法によるものにはオーバーヒート部は見られなか
ったが方法では歯先に、及び方法によるものには
歯底にオーバーヒート部が見られた。
以上の試験結果から、本発明方法はすべての点で従来方
法にまさり、本発明方法によれば、特に従来方法で高品
質を得られたの一歯一発焼入方法に比較して処理時間
を著しく短縮することが出来てコストダウンを図ること
が出来るばかりでなく、品質的にも前記方法にいより
硬化層の深い均一な焼入組織のスプロケットホイールを
提供することが可能となった。
法にまさり、本発明方法によれば、特に従来方法で高品
質を得られたの一歯一発焼入方法に比較して処理時間
を著しく短縮することが出来てコストダウンを図ること
が出来るばかりでなく、品質的にも前記方法にいより
硬化層の深い均一な焼入組織のスプロケットホイールを
提供することが可能となった。
本発明は上述のとおりであって、本発明により焼入され
たスプロケットホイールは歯先中央部に非硬化部を残
し、歯元及び歯側面を硬化させたから、耐摩耗性や耐疲
労強度が高くなり、従って、素材にステンレスを用いれ
ば、屎尿処理や下水道処理に使用されるスプロケットホ
イール等として好適であり、また、本発明焼入方法は、
屎尿処理や下水道処理に使用されるステンレス製スプロ
ケットホイール等の耐摩耗性や耐疲労強度を向上させる
ための焼入方法として好適である。
たスプロケットホイールは歯先中央部に非硬化部を残
し、歯元及び歯側面を硬化させたから、耐摩耗性や耐疲
労強度が高くなり、従って、素材にステンレスを用いれ
ば、屎尿処理や下水道処理に使用されるスプロケットホ
イール等として好適であり、また、本発明焼入方法は、
屎尿処理や下水道処理に使用されるステンレス製スプロ
ケットホイール等の耐摩耗性や耐疲労強度を向上させる
ための焼入方法として好適である。
第１図は本発明方法により焼入されたスプロケットホイ
ールの一例の平面図、第２図は本発明方法の一例を示す
図、第３図は従来の全歯一発焼入方法を示す図、第４図
は同じく一歯一発焼入方向を示す図、第５図は焼入した
製品の残留応力を測定する位置を示す図、第６図１は焼
入した製品の歯元部断面硬度を、第６図２は同じく歯先
中央部の断面硬度を示す図表、第７図１〜４は焼入した
製品の焼入部の金属組織のマクロ写真、第８図１−１〜
５は焼入した製品の歯元部の金属組織を示すミクロ写
真、第８図２−１〜３は前記製品のオーバーヒート部の
金属組織を示すミクロ写真である。 Ｓ……スプロケットホイール、Ｈ……硬化層、NH……非
硬化部 Ｃ……高周波誘導子、Ｎ……冷却ノズル
ールの一例の平面図、第２図は本発明方法の一例を示す
図、第３図は従来の全歯一発焼入方法を示す図、第４図
は同じく一歯一発焼入方向を示す図、第５図は焼入した
製品の残留応力を測定する位置を示す図、第６図１は焼
入した製品の歯元部断面硬度を、第６図２は同じく歯先
中央部の断面硬度を示す図表、第７図１〜４は焼入した
製品の焼入部の金属組織のマクロ写真、第８図１−１〜
５は焼入した製品の歯元部の金属組織を示すミクロ写
真、第８図２−１〜３は前記製品のオーバーヒート部の
金属組織を示すミクロ写真である。 Ｓ……スプロケットホイール、Ｈ……硬化層、NH……非
硬化部 Ｃ……高周波誘導子、Ｎ……冷却ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 章 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目８番３号 第一高周波工業株式会社川崎工場内 (72)発明者 永松 弘充 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社熊谷工場内 (56)参考文献 特開 昭60−208422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−60821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−30209（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−79726（ＪＰ，Ａ) 実公 昭58−15488（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (2)
- 【請求項１】スプロケットホイールの外周に、このホイ
ールの歯部の凹凸に沿った形状の高周波誘導子を周設
し、前記歯部を誘導加熱してスプロケットホイールの全
歯一発焼入を行うに際し、該スプロケットホイールの歯
先中央部に対向する前記高周波誘導子の各部位にそれぞ
れ噴射用ノズルを設け、該ノズルから各歯先中央部に向
けて冷却水を噴射して各歯先中央部の温度を変態点以下
に抑えながら誘導加熱を行い、歯先中央部を非硬化のま
まに残して焼入することを特徴とするスプロケットホイ
ールの焼入方法。 - 【請求項２】スプロケットホイールをその歯部の凹凸に
沿って囲撓し得る形状の全歯一発焼入用高周波誘導子で
あって、この誘導子の前記スプロケットホイールの歯先
中央部に対向すべき各部位に、誘導加熱中に前記歯先中
央部に向けて冷却水を噴射するためのノズルをそれぞれ
に設けて成ることを特徴とするスプロケットホイール焼
入用高周波誘導子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286796A JPH0772305B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | スプロケットホイールの焼入方法及びこの方法に用いる高周波誘導子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286796A JPH0772305B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | スプロケットホイールの焼入方法及びこの方法に用いる高周波誘導子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133527A JPH02133527A (ja) | 1990-05-22 |
| JPH0772305B2 true JPH0772305B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=17709155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286796A Expired - Fee Related JPH0772305B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | スプロケットホイールの焼入方法及びこの方法に用いる高周波誘導子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772305B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69522599T2 (de) * | 1994-03-29 | 2002-07-11 | Mazda Motor | Aufkohlungshärtungsverfahren und dadurch hergestellte Kraftübertragungselemente |
| JP3860233B2 (ja) * | 1994-11-25 | 2006-12-20 | サンスター技研株式会社 | 自動二輪車の動力伝達用のスプロケットの製造方法 |
| JP4797647B2 (ja) * | 2006-01-25 | 2011-10-19 | サンスター技研株式会社 | ステンレス製スプロケット及びそれを用いた自動二輪車 |
| JP5278812B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2013-09-04 | 日立金属株式会社 | 磁気歯車およびその製造方法 |
| CN103740920B (zh) * | 2013-09-12 | 2016-03-16 | 江苏万达特种轴承有限公司 | 双硬度链轮 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4026732A (en) * | 1975-08-28 | 1977-05-31 | Cincinnati Steel Treating Co. | Method for induction hardening gear teeth |
| JPS5815488U (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-31 | ティーディーケイ株式会社 | スイツチング電源 |
| JPS60208422A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-21 | Kobe Steel Ltd | 歯車の高周波焼入れコイル |
| JPS6160821A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-28 | Isuzu Motors Ltd | ワ−クの高周波焼入方法 |
| JPS6179726A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-23 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 歯形部材の焼入れ方法および焼入れ装置における冷却装置 |
-
1988
- 1988-11-15 JP JP63286796A patent/JPH0772305B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02133527A (ja) | 1990-05-22 |
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