JPH09235618A - 環状体の変形矯正熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】環状体の外径矯正型内でワークを外径を拘束し
つつ熱処理して、高寸法精度の熱処理ずみ環状体を量産
できる、小型で且つ環境汚染のおそれのない連続式の変
形矯正熱処理装置を提供する。 【解決手段】ターンテーブルＴ上にそれぞれ外径矯正型
１を有する複数個のステージＳを円周等分に配してあ
り、それらの複数個のステージＳは、型１へのワーク供
給手段１０を有するワーク供給ステージＳ１と、型予熱
手段５を有する予熱ステージＳ２と、ワーク加熱手段５
とワーク冷却手段６とを有する矯正焼入ステージＳ３及
びワーク加熱手段５のみを有する矯正焼戻しステージＳ
６の少なくとも一方と、ワーク取り出し手段８，９を有
するワーク取り出しステージＳ７とからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば転がり軸受
の軌道輪などのような鋼製の環状部品を対象とした変形
矯正のための熱処理装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルテンサイト変態を伴う鋼からなる環
状体は、熱処理時に変形が発生し、製造の品質やコスト
に大きく影響する。変形が発生する原因には次のような
ものがある。

【０００３】（１）焼入れ前の状態で素材が有している
変形。例えば旋削，冷間鍛造などの前処理加工による加
工歪や、浸炭等の熱処理による残留歪などの如く既に素
材に発生し、残留している歪が焼入れ冷却前の加熱時に
解放されて変形が発生する。

【０００４】（２）焼入れ冷却時に発生する熱歪と変態
歪によるもの。不均一加熱や不均一冷却によって変形量
は増加する。例えば油焼入れ時の蒸気膜段階において、
どこか先にこの蒸気膜が切れて断熱効果が途切れ、その
結果早く冷却が始まる所と、蒸気膜がなかなか切れず冷
却が遅くなる所とが生じると、冷却が不均一になって変
形が発生する。

【０００５】（３）焼入れ時に（２）に示すように変態
応力と熱応力の不均一により変形とともに内部に歪が残
留する。特にマルテンサイト変態中に変形矯正を行う場
合は、さらに変態に伴う外力が加わることで内部の歪が
増加する。この歪は、変形矯正完了後の冷却過程や、そ
の後の洗浄工程及び焼戻し工程などで残留オーステナイ
トが歪を解放する方向に変態膨張する。つまり変形力が
増加する。

【０００６】一般には、（２）が焼入れ変形の主原因と
されているが、変形量ばらつきの要因として（１），
（３）の変形も十分影響してくる。従来、この種の環状
体の焼入れ変形を矯正する場合は、焼入れ時もしくは焼
戻し時に単独の環状体に対して矯正を施す。すなわち、
焼入れ時の矯正では、焼入れ装置の冷却の際に環状体の
外径，内径の少なくとも一つを矯正型によりプレス矯正
して、焼入れ時に発生する変形を少なくする。一方、焼
戻し時の矯正では、焼入れ後に変形している環状体に適
当な治具等を用いて逆変形を与え、その状態で焼戻し
（６０〜１２０分間）を行うことにより変形を矯正す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の変形矯正法はいずれも、通常の熱処理設備を用いる
ことを前提としており、特に焼入れ単独で高精度に仕上
げるには強加工を要し、設備の大型化や環境悪化が避け
られない。また、焼戻し時矯正は、個々の環状体の変形
を考慮して治具の調整を行う必要があるので、一個あた
りの処理時間が非常に長くなり生産能率が極めて悪い。
しかも、焼入れ時の矯正と焼戻し時矯正の両者を併用す
ることは、それぞれの処理タクトの違いから極めて難し
く、実行されていない、等の未解決の課題がある。

【０００８】そこで、本発明は、このような従来の未解
決の課題に着目してなされたものであり、環状体の外径
矯正型内でワークを外径を拘束しつつ熱処理して高寸法
精度の熱処理ずみ環状体を量産可能な小型で且つ環境汚
染のおそれのない連続式の変形矯正熱処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の環状体の変形矯
正熱処理装置は、ターンテーブル上にそれぞれ外径矯正
型を有する複数個のステージを円周等分に配してあり、
それらの複数個のステージが、型へのワーク供給手段を
有するワーク供給ステージと、型予熱手段を有する予熱
ステージと、ワーク加熱手段とワーク冷却手段とを有す
る矯正焼入ステージ及びワーク加熱手段のみを有する矯
正焼戻しステージの少なくとも一方と、ワーク取り出し
手段を有するワーク取り出しステージとからなっている
ことを特徴とするものである。

【００１０】上記装置において、一個の外径矯正型に焼
入れ用と焼戻し用との二個の矯正部を設けて焼入れ，焼
戻し併用型とすることができる。また、焼入れ用矯正部
による焼入れ時の加工率を０．０２〜０．５％とするこ
とができる。

【００１１】また、焼戻し用矯正部にる焼戻し時の加工
率を０．０２〜０．９％とすることができる。また、焼
入れ工程前の型温度を３００〜４００℃，焼戻し工程前
の型温度を１５０〜２５０℃，ワーク取り出し前の型温
度を１００℃以下とすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は環状体の変形矯正熱処理装
置の一実施形態例の平面図、図２〜図８はその各ステー
ジ毎の詳細を示す側面図である。

【００１３】先ず構成を説明すると、本装置は量産対応
タイプで、一台のターンテーブルＴに１個の冷却ゾーン
Ｒｚと円周等分に配設した７つのステージＳ１〜Ｓ７と
を備えて構成されている。各ステージＳにはそれぞれ、
円筒形の外径矯正型１がターンテーブルＴに嵌め込んで
装着されている。

【００１４】その外径矯正型１は一つの型でワークＷの
外径の矯正焼入れと矯正焼戻しとを兼用するものであっ
て、その内径面に図２に示すように上下二つの矯正位置
（矯正面）が設けられている。上部の矯正位置１Ａは旋
削された鋼製の環状体であるワークＷの外径寸法より１
〜１．２％ほど大きい内径とされ、ワークＷの焼入れ変
形矯正を行う。下部の矯正位置１Ｂは、ワークＷの焼戻
し変形矯正を行うべく上部の矯正位置１Ａより若干小さ
い内径とされ、両矯正面はテーパ面でつながっている。
なお、以下の説明において「矯正焼入れ」を単に「焼入
れ」、「矯正焼戻し」を単に「焼戻し」ともいう。

【００１５】各ステージＳ毎の概略構成は以下の通りで
ある。 ステージＳ１：（図１，図２参照） ワーク供給ステージである。ターンテーブルＴの下方に
図示されない昇降手段により昇降する支え治具２がワー
クＷと同軸に設置されるとともに、外径矯正型１に上方
からワークＷを供給するワーク供給手段としての自動供
給装置１０が近傍に設置されている。外径矯正型１及び
支え治具２は、ステージＳ３での誘導加熱の影響を避け
るためにセラミック製もしくは非磁性鋼製である。この
ステージＳ１は外径矯正型１にワークＷを挿入するワー
クセット工程として機能する。

【００１６】ステージＳ２：（図１，図３参照） 型予熱ステージである。ターンテーブルＴの下方に上記
同様の支え治具２が設置されるとともに、図外のプレス
装置で駆動される上下一対の焼入れ保温用ホットプレー
ト４，４が型予熱手段として設置されている。各ホット
プレート４は４００〜５００℃間に加熱可能に設定さ
れ、外径矯正型１の内径近傍を上下から挟んで伝熱加熱
で３００〜４００℃に昇温させる能力を有している。こ
のステージＳ２は外径矯正型１の内径近傍を予熱する工
程として機能し、ステージＳ３での誘導加熱をより効果
的に行うと共に、特に外径矯正型１と接触するワークＷ
の外径側の温度勾配を軽減して均等な焼入れ品質を確保
するためのものである。

【００１７】ステージＳ３：（図１，図４参照） 矯正焼入れステージである。ターンテーブルＴの下方に
上記同様の支え治具２が設置されるとともに、型加熱手
段としての誘導加熱装置５が設けられている。上下一対
の誘導加熱コイル５Ｃ，５Ｃは、外径矯正型１の上下両
面にそれぞれ対向配置されており、外径矯正型１内に挿
入されているワークＷを最高到達温度８２０〜１２００
℃まで誘導加熱できるものである。この温度範囲におい
て、ワークＷの材質に応じた焼入れ温度の設定を行う。
さらに、外径矯正型１の上方に同軸に、図外の昇降手段
で昇降駆動されるワーク冷却手段としての冷却液噴射装
置６が配設されている。この冷却液噴射装置６の先端部
の周面には多数の冷却液噴射口６ａが開設置されてお
り、ワークＷの誘導加熱終了後に直ちに下降して冷却液
噴射口６ａから吹き出す冷却液をワークＷの内径面に噴
射して焼入れを完了するようにしてある。このステージ
Ｓ３は、ワークＷの焼入れ変形矯正を行う工程として機
能し、外径拘束をワークＷがオーステナイト状態にある
うちに短時間で行い変形矯正を終了させる。これにより
外径矯正型１の上部の矯正位置１Ａ内にあるワークＷを
オーステナイト状態で拘束してその焼入れ変形を最小限
に抑えることができるものである。ここで処理された後
のワークＷの外径は、旋盤で旋削された外径寸法に対し
て０．１〜０．３％程膨張を生じる。

【００１８】ステージＳ４：（図１，図５参照） ターンテーブルＴの上方にワークＷと同軸に、図外の昇
降手段で昇降駆動される圧入治具７が配設されている。
このステージＳ３は、ワークＷを外径矯正型１の下部の
矯正位置１Ｂ内に軽圧入する工程として機能し、外径矯
正型１の上部の矯正位置１Ａ内にあるワークＷを圧入治
具７で押し下げて下部の矯正位置１Ｂ内にセットするも
のである。

【００１９】ステージＳ５：（図１，図６参照） 型予熱ステージである。ステージＳ２と同様の上下一対
の保温用ホットプレート４，４が設置されている。各ホ
ットプレート４は加熱温度２５０〜３５０℃間に設定さ
れ、外径矯正型１の内径近傍を１５０〜２５０℃に昇温
させる。このステージＳ５は外径矯正型１の内径近傍を
予熱する工程として機能し、ステージＳ６での誘導加熱
をより効果的に行うと共に、特に外径矯正型１と接触す
るワークＷの外径側の温度勾配を軽減して均等な焼戻し
品質を確保するためのものである。

【００２０】ステージＳ６：（図１，図７参照） 矯正焼戻しステージである。ステージＳ３と同様に型加
熱手段としての誘導加熱装置５が設けられている。上下
一対の誘導加熱コイル５Ｃ，５Ｃは、外径矯正型１の上
下両面にそれぞれ対向配置されており、外径矯正型１の
下部の矯正位置１Ｂに圧入されているワークＷを最高到
達温度３００〜５００℃まで誘導加熱できるものであ
る。この温度範囲において、ワークＷの材質や目的焼戻
し処理に応じた焼戻し温度の設定を行う。このステージ
Ｓ６は、ワークＷの焼戻し変形矯正を行う工程として機
能する。ワークＷは焼戻しの進行に伴いε炭化物を析出
拡散させ、マルテンサイトが正方晶から立方晶になって
靭性が付与される。同時に、この過程で現れる塑性を利
用して変形矯正を行うものであり、ここで処理された後
のワークＷの外径は、旋盤で旋削された外径寸法に対し
て次に述べる冷却のステージの終了後で０．２〜０．５
％程収縮する。

【００２１】冷却ゾーンＲｚ：（図１参照） ステージＳ６の直後からステージＳ７にかけて設けられ
たゾーンで、これ以前の工程で加熱された外径矯正型１
及びワークＷを冷却する工程として機能する。外径矯正
型１とワークＷとの双方を冷却することで、ステージＳ
７でのワークＷの取り出し，型内径の洗浄やステージＳ
１での次サイクルのワークＷのセットを無理なく行うた
めのものである。冷却方法は空冷式であり、外径矯正型
１の内径温度は５０℃程度，ワークＷの温度は２０℃程
度まで冷却可能である。

【００２２】ステージＳ７：（図１，図８参照） ワーク取り出しステージである。ターンテーブルＴの上
方にワークＷと同軸に、図外の昇降手段で昇降駆動され
る回転式の洗浄器８が配設されている。洗浄器８の先端
部は、外径矯正型１の内径面である上部の矯正位置１
Ａ，下部の矯正位置１Ｂ及びその両位置を連結するテー
パ面に対応させた形状を有してその表面にワイヤブラシ
が植設されている。また、ターンテーブルＴの下方には
外径矯正型１から取り出したワークＷを搬送するシュー
ト９が配置されている。

【００２３】前記洗浄器８とシュート９とでワーク取り
出し手段を構成しており、このステージＳ７はワークＷ
の取り出し及び外径矯正型１内径面の洗浄工程として機
能するものである。冷却されたワークＷの外径は、外径
矯正型１の内径寸法よりも０．２〜０．５％程小さくな
り、したがってワークＷは下降する洗浄器８に軽く押さ
れただけでシュート９に自然落下して装置外に取り出さ
れる。その後、洗浄器８は回転して外径矯正型１の内径
面に付着した焼入れ時の粉塵を除去するものである。

【００２４】次に、上記環状体の変形矯正熱処理装置の
作用を述べる。本装置では、主要な加熱手段に誘導加熱
を採用したため、ワーク温度上昇の急速化が可能とな
り、且つターンテーブル方式を用いたことで各処理工程
を同時進行させることができて処理時間の大幅な短縮が
可能になり、量産に十分対応できる。また、一個の外径
矯正型１に焼入れ用の矯正部である上部の矯正位置１Ａ
と焼戻し用の矯正部である下部の矯正位置１Ｂとを併設
してあるから、本装置一台で焼入れ，焼戻しを完了させ
ることができ、従来のような両者間の処理タクトの問題
は生じる余地がない。もっとも、本装置による焼入れ単
独または焼戻し単独の処理も可能であり、それらの処理
を自由に選択することで現場設備や処理タクト等の要請
に応じた効率の良い熱処理が可能である。

【００２５】本装置の各ステージＳ１〜Ｓ７におけるワ
ーク処理時間は、ワークＷの形状やサイズに応じて設定
され通常２〜１０秒の範囲である。この処理時間で各ス
テージＳ１〜Ｓ７において並行的に同時処理を行い、タ
ーンテーブルＴの回転で順次下流のステージＳに進行す
る。したがって、本装置のワーク１個あたりの処理能力
は２〜１０秒／個である。

【００２６】先ず、ワークセット工程であるステージＳ
１で、生材のワークＷが自動供給装置１０により外径矯
正型１の上部の矯正位置１Ａに挿入される。このとき、
支え治具２は上限位置に上昇している。ワークＷの内径
は外径矯正型１の内径より１〜１．２％小さいため、落
下したワークＷは自然に支え治具２の上に置かれた状態
になる。すると、ターンテーブルＴが所定角度回転して
ワークＷを入れた外径矯正型１は次の型内径予熱工程で
あるステージＳ２に送られる。

【００２７】ステージＳ２で、上下に退避していた保温
用ホットプレート４，４が昇降駆動されて閉じ、外径矯
正型１の上下面にそれぞれ当接して型内径近傍を３００
〜４００℃に伝熱加熱する。その後直ちに保温用ホット
プレート４，４は開き、ターンテーブルＴが再び回転し
てワークＷを入れた外径矯正型１は次の矯正焼入れ工程
であるステージＳ３に送られる。

【００２８】ステージＳ３では、誘導加熱コイル５Ｃに
よる誘導加熱が行われて、ワークＷは最高温度８２０〜
１２００℃に加熱されて熱膨張し、その外径面が外径矯
正型１の上部の矯正位置１Ａの面に密着して拘束され
る。ワークＷが予め設定した規定の最高温度に到達した
後に誘導加熱を終了し、直ちに冷却液噴射装置６を下降
させて冷却液噴射口６ａから冷却液をワーク内径面に噴
射し急冷して焼入れを完了する。ワークＷはオーステナ
イト状態で拘束されるため、最小限の焼入れ変形で済
む。この処理後のワークＷの外径寸法は、旋削加工され
た生材の外径より０．１〜０．３％程膨張している。

【００２９】焼入れが完了したワークＷは、ターンテー
ブルＴの回転で次の焼戻し矯正位置セット工程であるス
テージＳ４に送られる。ステージＳ４では、圧入治具７
を下降させて、焼入れ時に外径矯正型１の上部の（焼入
れ）矯正位置１ＡにあったワークＷを下部の（焼戻し）
矯正位置１Ｂにセットし直す。ワークＷは軽く圧入さ
れ、その外径面が型に密着する。

【００３０】この外径矯正型１とワークＷとが、ターン
テーブルＴの回転で次の型内径予熱工程であるステージ
Ｓ５に送られる。ステージＳ５では、上下に退避してい
た保温用ホットプレート４，４が昇降駆動されて閉じ、
外径矯正型１の上下面にそれぞれ当接して型内径近傍を
１５０〜２５０℃に予熱する。これにより外径矯正型１
と接触するワークＷの外径側の温度勾配が軽減される結
果、次工程で均等な焼戻し品質を確保することができ
る。予熱後直ちに保温用ホットプレート４，４は開き、
ターンテーブルＴが再び回転してワークＷを入れた外径
矯正型１は次の矯正焼戻し工程であるステージＳ６に送
られる。

【００３１】ステージＳ６では、誘導加熱コイル５Ｃに
よる誘導加熱が行われて、ワークＷは材質等に応じ最高
温度３００〜５００℃に焼戻し加熱される。加熱開始か
らワークＷは熱膨張を始めてその外径面が外径矯正型１
の下部の矯正位置１Ｂの面に強く密着して拘束される。
ワークＷが予め設定した規定の最高温度に到達した後に
誘導加熱を終り焼戻しを完了する。ワークＷはこの過程
で現れる塑性を利用して変形矯正される。焼戻しが完了
したワークＷは、ターンテーブルＴの回転で、次の冷却
ゾーンＲｚを経て最後のステージＳ７に送られる。

【００３２】冷却ゾーンＲｚでは、温度が高くなってい
る外径矯正型１が及びワークＷが空冷されて、型内径温
度は５０℃、ワーク温度は２０℃程度になる。ステージ
Ｓ７で、ワーク取り出し及び型内径洗浄が行われる。即
ち冷却ゾーンＲｚで冷却されたワークＷは、型内径より
も０．２〜０．５％程小さくなっており、洗浄器８を下
降させることで容易に突き出されてシュート９に自然落
下する。その後、洗浄器８を回転させて、焼入れ時に外
径矯正型１の内径面に付着した粉塵を除去し清浄にす
る。

【００３３】こうして、１サイクルを終了した後、引き
続き次サイクル以降を上記同様に繰り返すことにより、
環状体の変形矯正熱処理を連続的に行い製品を量産する
ことができる。

【００３４】（実施例）以下、本発明の環状体の変形矯
正熱処理装置を用いて行った熱処理試験について、図面
を参照して説明する。

【００３５】この試験の供試環状体であるワークＷとし
て、外径４７．３ｍｍ，内径４３．３ｍｍ，高さ７ｍｍ
のＳＵＪ２リングを主体に用いた。また、ワークＷの焼
入れ温度は８４０℃と１０５０℃、焼戻し温度は３２０
℃（低温焼戻し）と４６０℃（高温焼戻し）の２種類づ
つとした。また、外径矯正型１の内径温度は、焼入れ前
２３０〜４３０℃、焼戻し前５０〜２７０℃、取り出し
前５０〜１５０℃の範囲で試験を行った。なお、上記ワ
ークＷの温度は、その内径部の最高到達温度を示したも
のである。

【００３６】表１に各実施例Ａ1 〜Ａ7 ，Ｂ1 〜Ｂ5 ，
Ｃ1 〜Ｃ5 ，Ｄ1 ，Ｅ1 ，Ｆ1 についての、また表２に
各比較例Ｇ1 〜Ｇ5 ，Ｈ1 ，Ｉ1 ，Ｊ1 ，Ｋ1 について
の熱処理条件〔ワークＷの材質，形状，熱処理区分，焼
入れ温度，焼戻し温度，加工率，型（内径面）温度，１
個当たり処理時間〕を示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】ここで、加工率（％）とは、（ワーク外径
−外径矯正型内径）／外径矯正型内径×１００で求めら
れ、矯正加工の程度を表す。また、表１中、熱処理区分
の表記の内容は次の通りである。

【００４０】 Ｑ＋Ｔ：矯正焼入れ＋矯正焼戻し Ｑ ：矯正焼入れ＋フリー焼戻し（加工率０％の焼戻し） Ｔ ：フリー焼入れ（加工率０％の焼入れ）＋矯正焼戻し Ｆ ：フリー焼入れ＋フリー焼戻し １_st ：１ステージによる変形矯正装置を用いたもの（すなわち、全ステー ジを直列的に処理を行ったもの） また、表３に上記の各実施例についての、表４に各比較
例についての試験結果、即ち焼入れ後真円度，焼戻し後
真円度，品質，型寿命（同一型の最大処理回数）をそれ
ぞれ示した。

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】表３，表４中、品質評価は供試環状体の断
面硬さ（ビッカス硬さＨｖ）と、その５点測定による最
大値と最小値との差（ｍａｘ−ｍｉｎ）で行った。ｍａ
ｘ−ｍｉｎの値が小さいもの程硬さムラが少なく品質の
均等性が良好である。

【００４４】上記の表１，表２及び表３，表４のデータ
をグラフにプロットしたものを図９〜図１５に示す。以
下、これらの各図について述べる。

【００４５】図９は、焼入れ前の型温度と供試環状体の
硬さムラ及び焼入れ処理時間との関係を示している。型
温度の上昇とともに硬さムラが少なくなる傾向があり、
２５０℃以下ではＨｖ２０を超えるムラとなり品質が不
均一で好ましくない。

【００４６】処理時間については、この実験では装置の
構造上、外径矯正型１の内径近傍を予熱するホットプレ
ート４の最高温度が５００℃である。この保温用ホット
プレート４で型温度を４３０℃まで上昇させるに必要な
処理時間は最大１２秒であった（比較例Ｇ2 ）。この時
間が本装置における全工程の処理タクトを決める要因で
あり、量産時の生産効率を考慮すると処理時間は１０秒
以下とすることが望ましい。

【００４７】以上の結果から、本発明の焼入れ前の型温
度は２５０〜４００℃とするのが良い。すなわち、焼入
れ前型温度が２５０℃未満では供試環状体の品質（硬さ
ムラ）が悪くなり、一方４００℃を超えると生産性が悪
く量産に不利となる。

【００４８】図１０は、焼戻し前の型温度と供試環状体
の硬さとの関係を示している。図１の焼入れ前の場合と
同じく型温度の上昇とともに硬さムラが少なくなる傾向
があるが、焼入れと比較して型温度は低くなっている。
しかし型温度１００℃未満では硬さムラがＨｖ２０を超
えてしまい品質が不均一で好ましくない。一方、型温度
が２５０℃を超えると比較例Ｇ4 のように製品硬さがＨ
ｖ６００以下となってしまい硬さを必要とする例えば軸
受軌道輪の等の部品の場合には適しない。

【００４９】以上の結果から、本発明の焼戻し前の型温
度は１００〜２５０℃とするのが良い。図１１は、取り
出し前の型温度と型寿命との関係を示している。取り出
し前の型温度が１００℃を超えると（比較例Ｇ5 ）、型
寿命が急激に低下する。

【００５０】以上の結果から、本発明の取り出し前の型
温度は１００℃以下とするのが良い。図１２は、矯正焼
入れの加工率と矯正後のワーク真円度（外径及び内径）
との関係を示している。

【００５１】また図１３は、矯正焼戻しの加工率と矯正
後のワーク真円度（外径及び内径）との関係を示してい
る。両図とも、矯正前（矯正なし）のワークの真円度は
１２０〜１３０μｍ（比較例Ｊ1 参照）と最悪品を対象
としている。加工率の下限はワーク外径及び内径ともに
０．０２％から矯正可能である。その後は、ワーク外径
については加工率の上昇とは無関係にほぼ一定の真円度
が維持される。しかしワーク内径については、加工率の
上昇にともない真円度が悪化する傾向が認められる。こ
れはワークの偏肉，偏心が内径側に影響を及ぼすためで
ある。いずれにしても、例えば次工程に研削工程が必要
な場合、取代をできるだけ小さくするため、真円度は最
悪でも５５μｍ以下としたく、そのためにはワーク径の
矯正率＝（矯正前真円度−矯正後真円度）／矯正前真円
度×１００を６０％程度とすることが必要である。図１
２の結果から矯正焼入れ加工率は０．０２〜０．５％と
し、また図１３の結果から矯正焼戻し加工率は０．０２
〜０．９ ％の範囲とするのが良い。

【００５２】図１４は、ワーク外径についての焼入れ後
真円度と焼戻し後真円度との関係を処理区分別に整理し
て示したものである。図１５は、ワーク内径について、
同様に焼入れ後真円度と焼戻し後真円度との関係を処理
区分別に整理して示したものである。

【００５３】両図１４，１５での処理区分について、Ｑ
＋Ｔ，Ｑ，Ｔ，及びＦの意味は前記の通りであり、その
後の数値は順に焼入れ温度及び焼戻し温度を示す。例え
ば○は８４０℃で矯正焼入れ後、３２０℃で矯正焼戻し
を行ったもの、■は８４０℃でフリー焼入れ後、４６０
℃で矯正焼戻しを行ったものであることを示す。

【００５４】矯正加工率は全て０．０２％のもののみと
りあげた。図１４，１５の結果から、処理後の真円度５
０μｍ以下を満足し、より好ましくは３０μｍ以下を満
足するためには、Ｑ＋Ｔ（矯正焼入れ＋矯正焼戻し）処
理を行うとよいことがわかる。

【００５５】但し高温焼戻し、すなわち４６℃での焼戻
しの場合については、Ｔ処理でも矯正テンパー効果が大
きいため、十分な真円度を得ることが可能となる。比較
例Ｋ1 は、矯正焼入れ及び矯正焼戻しの加工率の条件
と、各段階の型温度とをいずれも前記の好ましい範囲と
しているので、真円度，品質とも良好である。しかし、
装置の構造上、一つのワーク毎に矯正焼入れ及び矯正焼
戻しが終了するまで待たねばならず、ワーク１個あたり
の処理時間が３０秒必要であった。このため、多数のワ
ークを連続的に処理する実際の熱処理設備の場合には、
熱処理工程に長時間を要してしまい生産効率を下げる要
因となる。

【００５６】これに対し本発明の装置では、ターンテー
ブル上にそれぞれ外径矯正型を有する複数個のステージ
を配した構造としており、同時に複数ワークの処理が進
められる。このため、多数のワークを連続的に処理する
場合、本実施例の場合で４〜１０秒の間隔で処理済のワ
ークを得ることができる。

【００５７】なお、上記実施形態例の説明では、環状体
の変形矯正熱処理を矯正焼入れＱと矯正焼戻しＴとの併
用即ちＱ＋Ｔの工程で行うものを説明したが、本発明の
環状体の変形矯正熱処理装置はこれに限らず、矯正焼入
れ又は矯正焼戻し工程のいずれか一方の処理のみを行う
ようにしてもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の環状体の
変形矯正熱処理装置によれば、ターンテーブル上に複数
個のステージを円周等分に配し、各ステージにそれぞれ
外径矯正型を設置するとともに、それら複数個のステー
ジをワーク供給ステージと予熱ステージと矯正焼入ステ
ージ及び矯正焼戻しステージの少なくとも一方とワーク
取り出しステージとで構成したため、高寸法精度を有す
る熱処理ずみ環状体を連続的に効率良く生産することが
できて、その結果、高寸法精度の熱処理ずみ環状体を環
境汚染のおそれなしに低コストで提供できるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例の全体配置を示す平面図
である。

【図２】ワーク供給ステージの断面図である。

【図３】（焼入れ）予熱ステージの断面図である。

【図４】矯正焼入ステージの断面図である。

【図５】矯正焼戻し位置セットステージの断面図であ
る。

【図６】（焼戻し）予熱ステージの断面図である。

【図７】矯正焼戻しステージの断面図である。

【図８】ワーク取り出しステージの断面図である。

【図９】焼入れ前の型温度と供試環状体の硬さムラ及び
焼入れ処理時間との関係を示すグラフである。

【図１０】焼戻し前の型温度と供試環状体の硬さとの関
係を示すグラフである。

【図１１】取り出し前の型温度と型寿命との関係を示す
グラフである。

【図１２】矯正焼入れの加工率と矯正後のワーク真円度
（外径及び内径）との関係を示すグラフである。

【図１３】矯正焼戻しの加工率と矯正後のワーク真円度
（外径及び内径）との関係を示すグラフである。

【図１４】ワーク外径についての焼入れ後真円度と焼戻
し後真円度との関係を処理区分別に整理して示すグラフ
である。

【図１５】ワーク内径についての焼入れ後真円度と焼戻
し後真円度との関係を処理区分別に整理して示すグラフ
である。

【符号の説明】

１ 外径矯正型 ４ 型予熱手段 ５ 誘導加熱装置（ワーク加熱手段） ５Ｃ 加熱コイル（ワーク加熱手段） ６ ワーク冷却手段 ８ 洗浄器（ワーク取り出し手段） ９ シュート（ワーク取り出し手段） １０ ワーク供給手段 Ｔ ターンテーブル Ｓ1 ワーク供給ステージ Ｓ2 予熱ステージ Ｓ3 焼入れ矯正ステージ Ｓ5 予熱ステージ Ｓ6 焼戻し矯正ステージ Ｓ7 ワーク取り出しステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｃ 33/64 Ｆ１６Ｃ 33/64

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターンテーブル上に、円周等分に配した
   複数個のステージを備え、各ステージにそれぞれ外径矯
   正型を配置するとともに、前記複数個のステージが、型
   へのワーク供給手段を有するワーク供給ステージと、型
   予熱手段を有する予熱ステージと、ワーク加熱手段とワ
   ーク冷却手段とを有する矯正焼入ステージ及びワーク加
   熱手段のみを有する矯正焼戻しステージの少なくとも一
   方と、ワーク取り出し手段を有するワーク取り出しステ
   ージとからなることを特徴とする環状体の変形矯正熱処
   理装置。