JPH11131133A - 焼入用治具及び焼入方法 - Google Patents
焼入用治具及び焼入方法Info
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- JPH11131133A JPH11131133A JP9295269A JP29526997A JPH11131133A JP H11131133 A JPH11131133 A JP H11131133A JP 9295269 A JP9295269 A JP 9295269A JP 29526997 A JP29526997 A JP 29526997A JP H11131133 A JPH11131133 A JP H11131133A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】円筒形状の被加熱物を高周波焼入れしても高さ
方向中央部の膨張をほとんど無くせる焼入用治具を提供
する。 【解決手段】中央部に孔４０ａが形成されたリング状の
第１拘束部４０と、この第１拘束部４０から所定間隔離
れて平行に配置されたリング状の第２拘束部５０を備え
た焼入用治具３０を作製した。第１拘束部４０は、金属
部材６０の高さ方向一端部６２の外径よりもかなり大き
い内径を有する第１外側リング部４２と、この一端部６
２の外径とほぼ等しい内径を有する第１内側リング４４
を備えている。また、第２拘束部５０も、金属部材６０
の高さ方向中央部６４の外径よりもかなり大きい内径を
有する第２外側リング部５２と、この中央部６４の外径
とほぼ等しい内径を有する第２内側リング５４を備えて
いる。
方向中央部の膨張をほとんど無くせる焼入用治具を提供
する。 【解決手段】中央部に孔４０ａが形成されたリング状の
第１拘束部４０と、この第１拘束部４０から所定間隔離
れて平行に配置されたリング状の第２拘束部５０を備え
た焼入用治具３０を作製した。第１拘束部４０は、金属
部材６０の高さ方向一端部６２の外径よりもかなり大き
い内径を有する第１外側リング部４２と、この一端部６
２の外径とほぼ等しい内径を有する第１内側リング４４
を備えている。また、第２拘束部５０も、金属部材６０
の高さ方向中央部６４の外径よりもかなり大きい内径を
有する第２外側リング部５２と、この中央部６４の外径
とほぼ等しい内径を有する第２内側リング５４を備えて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形状の被加熱
物の内壁を高周波焼入れする際に使用される焼入用治
具、及びこの内壁を高周波焼入れする焼入方法に関す
る。
物の内壁を高周波焼入れする際に使用される焼入用治
具、及びこの内壁を高周波焼入れする焼入方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】誘導加熱を利用して金属部材などの被加
熱物を加熱した後に急冷して硬化させる高周波焼入れが
従来から広く行われている。この高周波焼入れの対象と
なる被加熱物の一つに円筒形状の金属部材がある。円筒
形状の金属部材の内壁を高周波焼入するに際しては、通
常、図７（ａ）に示すように、円筒形状の金属部材１０
を、その底壁１２を上にして回転台（図示せず）に置い
て下端部（回転台に近い部分）を外側から治具２０で拘
束し、金属部材１０の下方からその中空部１４に誘導加
熱コイル（図示せず）を挿入させておき、金属部材１０
を治具２０と共に回転させながらその内壁１６を誘導加
熱コイルで加熱した後に急冷する。これにより、円筒形
状の金属部材１０の内壁１６が硬化される。
熱物を加熱した後に急冷して硬化させる高周波焼入れが
従来から広く行われている。この高周波焼入れの対象と
なる被加熱物の一つに円筒形状の金属部材がある。円筒
形状の金属部材の内壁を高周波焼入するに際しては、通
常、図７（ａ）に示すように、円筒形状の金属部材１０
を、その底壁１２を上にして回転台（図示せず）に置い
て下端部（回転台に近い部分）を外側から治具２０で拘
束し、金属部材１０の下方からその中空部１４に誘導加
熱コイル（図示せず）を挿入させておき、金属部材１０
を治具２０と共に回転させながらその内壁１６を誘導加
熱コイルで加熱した後に急冷する。これにより、円筒形
状の金属部材１０の内壁１６が硬化される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】円筒形状の金属部材１
０ではその中空部１４に相手部品（図示せず）を組み込
んで使用することがある。この場合、相手部品が内壁１
６に接触して固定されたり内壁１６を摺動したりするこ
とが多い。ところが、上述した従来の方法では、図７
（ｂ）に示すように、金属部材１０の高さ方向中央部１
８が膨張し、全体として樽形になることが本発明者によ
って判明された。
０ではその中空部１４に相手部品（図示せず）を組み込
んで使用することがある。この場合、相手部品が内壁１
６に接触して固定されたり内壁１６を摺動したりするこ
とが多い。ところが、上述した従来の方法では、図７
（ｂ）に示すように、金属部材１０の高さ方向中央部１
８が膨張し、全体として樽形になることが本発明者によ
って判明された。
【０００４】このように金属部材１０の高さ方向中央部
１８が膨張していると、高さ方向中央部１８の内壁１６
ａと相手部品との間に隙間ができることがあり、この隙
間に起因して振動や騒音が起こることがある。この振動
や騒音を防止する方法としては、例えば高周波焼入れ後
の切削加工によって内壁１６を所定形状に成形して内壁
１６と相手部品との間の隙間を無くす方法が考えられ
る。しかし、この方法では、切削加工するための手間が
かかりコストアップになる。また、場合によっては切削
加工によって内壁１６の硬化層が削り取られてしまい、
高周波焼入れが無駄になる。
１８が膨張していると、高さ方向中央部１８の内壁１６
ａと相手部品との間に隙間ができることがあり、この隙
間に起因して振動や騒音が起こることがある。この振動
や騒音を防止する方法としては、例えば高周波焼入れ後
の切削加工によって内壁１６を所定形状に成形して内壁
１６と相手部品との間の隙間を無くす方法が考えられ
る。しかし、この方法では、切削加工するための手間が
かかりコストアップになる。また、場合によっては切削
加工によって内壁１６の硬化層が削り取られてしまい、
高周波焼入れが無駄になる。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、円筒形状の被
加熱物を高周波焼入しても高さ方向中央部の膨張をほと
んど無くせる焼入用治具及び焼入方法を提供することを
目的とする。
加熱物を高周波焼入しても高さ方向中央部の膨張をほと
んど無くせる焼入用治具及び焼入方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の焼入用治具は、円筒形状の被加熱物の内壁を
高周波焼入れする際に上記被加熱物を拘束する焼入用治
具において、 （１）上記被加熱物の高さ方向一端部を外側から拘束す
る第１拘束部 （２）上記被加熱部の高さ方向中央部のうち、この被加
熱物の底部からこの被加熱物の高さの４０％以上６０％
以下の範囲内の部分を外側から拘束する第２拘束部 を備えたことを特徴とするものである。
の本発明の焼入用治具は、円筒形状の被加熱物の内壁を
高周波焼入れする際に上記被加熱物を拘束する焼入用治
具において、 （１）上記被加熱物の高さ方向一端部を外側から拘束す
る第１拘束部 （２）上記被加熱部の高さ方向中央部のうち、この被加
熱物の底部からこの被加熱物の高さの４０％以上６０％
以下の範囲内の部分を外側から拘束する第２拘束部 を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】ここで、焼入用治具は、 （３）上記第１拘束部と上記第２拘束部との間隔を変更
する変更手段を備えてもよい。
する変更手段を備えてもよい。
【０００８】また、上記第２拘束部は、 （４）上記被加熱物の上記中央部の外径よりも大きい内
径を有する外側リング （５）上記被加熱物の上記中央部の外径とほぼ等しい内
径を有する、上記外側リングの内側に着脱自在に嵌め込
まれた内側リングを備えてもよい。
径を有する外側リング （５）上記被加熱物の上記中央部の外径とほぼ等しい内
径を有する、上記外側リングの内側に着脱自在に嵌め込
まれた内側リングを備えてもよい。
【０００９】また、上記目的を達成するための本発明の
焼入方法は、円筒形状の被加熱物の内壁を高周波焼入れ
する焼入方法において、 （６）上記被加熱物の高さ方向一端部を外側から拘束す
ると共に、上記被加熱物の高さ方向中央部のうち、この
被加熱物の底部からこの被加熱物の高さの４０％以上６
０％以下の範囲内の部分を外側から拘束しながら上記被
加熱物の上記内壁を高周波焼入れする ことを特徴とするものである。
焼入方法は、円筒形状の被加熱物の内壁を高周波焼入れ
する焼入方法において、 （６）上記被加熱物の高さ方向一端部を外側から拘束す
ると共に、上記被加熱物の高さ方向中央部のうち、この
被加熱物の底部からこの被加熱物の高さの４０％以上６
０％以下の範囲内の部分を外側から拘束しながら上記被
加熱物の上記内壁を高周波焼入れする ことを特徴とするものである。
【００１０】ここで、円筒形状の被加熱物とは、高さ方
向の両端に開口が形成されたもの、高さ方向の一端に開
口が形成されて他端に底壁が形成されたもの、この底壁
に軸が形成されたもの、外周にフランジが形成されたも
のなどを含む広い概念である。
向の両端に開口が形成されたもの、高さ方向の一端に開
口が形成されて他端に底壁が形成されたもの、この底壁
に軸が形成されたもの、外周にフランジが形成されたも
のなどを含む広い概念である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
施形態を説明する。
【００１２】図１、図２を参照して焼入用治具の一例を
説明する。
説明する。
【００１３】図１は、本発明の焼入用治具の一実施形態
の概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１の焼入用
治具が備え付けられた高周波焼入装置を示す断面図であ
る。図１に示すように、焼入用治具３０は、中央部に孔
４０ａが形成されたリング状の第１拘束部４０と、この
第１拘束部４０から所定間隔離れて平行に配置されたリ
ング状の第２拘束部５０を備えている。第１拘束部４０
と第２拘束部５０は複数のボルト３２とナット３４（本
発明にいう変更手段の一例である）で互いに固定されて
いる。ナット３４の位置を変えることにより第２拘束部
５０を移動させて第１拘束部４０との間隔を自在に調節
できる。このため、異なる高さの円筒形状の金属部材６
０に焼入用治具３０を対応させることができる。
の概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１の焼入用
治具が備え付けられた高周波焼入装置を示す断面図であ
る。図１に示すように、焼入用治具３０は、中央部に孔
４０ａが形成されたリング状の第１拘束部４０と、この
第１拘束部４０から所定間隔離れて平行に配置されたリ
ング状の第２拘束部５０を備えている。第１拘束部４０
と第２拘束部５０は複数のボルト３２とナット３４（本
発明にいう変更手段の一例である）で互いに固定されて
いる。ナット３４の位置を変えることにより第２拘束部
５０を移動させて第１拘束部４０との間隔を自在に調節
できる。このため、異なる高さの円筒形状の金属部材６
０に焼入用治具３０を対応させることができる。
【００１４】第１拘束部４０は、金属部材６０の高さ方
向一端部６２の外径よりもかなり大きい内径を有する第
１外側リング部４２と、この一端部６２の外径とほぼ等
しい内径を有する第１内側リング４４を備えており、第
１内側リング４４は第１外側リング４２の内側に着脱自
在に嵌め込まれている。このため、内径の異なる複数個
の第１内側リング４４を用意しておくことにより、金属
部材６０の高さ方向一端部６２の外径が異なっても対応
できる。また、第１拘束部４０には、金属部材６０が安
定して載置される載置台４６が形成されている。
向一端部６２の外径よりもかなり大きい内径を有する第
１外側リング部４２と、この一端部６２の外径とほぼ等
しい内径を有する第１内側リング４４を備えており、第
１内側リング４４は第１外側リング４２の内側に着脱自
在に嵌め込まれている。このため、内径の異なる複数個
の第１内側リング４４を用意しておくことにより、金属
部材６０の高さ方向一端部６２の外径が異なっても対応
できる。また、第１拘束部４０には、金属部材６０が安
定して載置される載置台４６が形成されている。
【００１５】第２拘束部５０には、金属部材６０が貫通
する孔５０ａが形成されている。また、この第２拘束部
５０は、金属部材６０の高さ方向中央部６４の外径より
もかなり大きい内径を有する第２外側リング部５２と、
この中央部６４の外径とほぼ等しい内径を有する第２内
側リング５４を備えている。第２内側リング５４は第２
外側リング５２の内側に着脱自在に嵌め込まれている。
このため、内径の異なる複数個の第２内側リング５４を
用意しておくことにより、金属部材６０の高さ方向中央
部６４の外径が異なっても対応できる。
する孔５０ａが形成されている。また、この第２拘束部
５０は、金属部材６０の高さ方向中央部６４の外径より
もかなり大きい内径を有する第２外側リング部５２と、
この中央部６４の外径とほぼ等しい内径を有する第２内
側リング５４を備えている。第２内側リング５４は第２
外側リング５２の内側に着脱自在に嵌め込まれている。
このため、内径の異なる複数個の第２内側リング５４を
用意しておくことにより、金属部材６０の高さ方向中央
部６４の外径が異なっても対応できる。
【００１６】上述したように、第１拘束部４０の第１内
側リング４４及び第２拘束部５０の第２内側リング５４
はそれぞれ、第１外側リング４２及び第２外側リング５
２の内側に着脱自在に嵌め込まれている。このため、金
属部材６０の一端部６２の外径と中央部６４の外径に合
わせて第１内側リング４４と第２内側リング５４を取り
替えることにより、異なるサイズの金属部材６０の焼入
用治具として使用できる。
側リング４４及び第２拘束部５０の第２内側リング５４
はそれぞれ、第１外側リング４２及び第２外側リング５
２の内側に着脱自在に嵌め込まれている。このため、金
属部材６０の一端部６２の外径と中央部６４の外径に合
わせて第１内側リング４４と第２内側リング５４を取り
替えることにより、異なるサイズの金属部材６０の焼入
用治具として使用できる。
【００１７】図２に示すように、高周波焼入装置７０は
焼入用治具３０の他、焼入用治具３０と共に金属部材６
０を回転させる回転台７２や、金属部材６０の中空部６
６に挿入される誘導加熱コイル７４を備えている。焼入
用治具３０の第２拘束部５０は、金属部材６０の高さの
４０％以上６０％以下の範囲内にある中央部６４に接触
する位置に配置されている。また、高周波焼入装置７０
は、金属部材６０を外側から冷却する冷却器７６も備え
ており、冷却器７６には冷却液が噴出する多数の噴出孔
７６ａが形成されている。
焼入用治具３０の他、焼入用治具３０と共に金属部材６
０を回転させる回転台７２や、金属部材６０の中空部６
６に挿入される誘導加熱コイル７４を備えている。焼入
用治具３０の第２拘束部５０は、金属部材６０の高さの
４０％以上６０％以下の範囲内にある中央部６４に接触
する位置に配置されている。また、高周波焼入装置７０
は、金属部材６０を外側から冷却する冷却器７６も備え
ており、冷却器７６には冷却液が噴出する多数の噴出孔
７６ａが形成されている。
【００１８】高周波焼入装置７０を用いて金属部材６０
を高周波焼入れするに当っては、底壁６８を上にして金
属部材６０を第１及び第２拘束部４０，５０の孔４０
ａ，５０ａに貫通させて第１拘束部４０の載置台４６に
載置する。上述したように第１拘束部４０の第１内側リ
ング４４の内径は金属部材６０の高さ方向一端部６２の
外径とほぼ同じであり、第２拘束部５０の第２内側リン
グ５４の内径は金属部材６０の高さ方向中央部６４の外
径とほぼ同じであるので、第１拘束部４０が金属部材６
０の高さ方向一端部６２に外側から接触し、一方、第２
拘束部５０が金属部材６０の高さ方向中央部６４に外側
から接触する。これにより、金属部材６０の高さ方向一
端部６２が第１拘束部４０によって外側から拘束される
と共に金属部材６０の高さ方向中央部６４が第２拘束部
５０によって外側から拘束されながら、金属部材６０の
内壁６９が高周波焼入れされることとなる。
を高周波焼入れするに当っては、底壁６８を上にして金
属部材６０を第１及び第２拘束部４０，５０の孔４０
ａ，５０ａに貫通させて第１拘束部４０の載置台４６に
載置する。上述したように第１拘束部４０の第１内側リ
ング４４の内径は金属部材６０の高さ方向一端部６２の
外径とほぼ同じであり、第２拘束部５０の第２内側リン
グ５４の内径は金属部材６０の高さ方向中央部６４の外
径とほぼ同じであるので、第１拘束部４０が金属部材６
０の高さ方向一端部６２に外側から接触し、一方、第２
拘束部５０が金属部材６０の高さ方向中央部６４に外側
から接触する。これにより、金属部材６０の高さ方向一
端部６２が第１拘束部４０によって外側から拘束される
と共に金属部材６０の高さ方向中央部６４が第２拘束部
５０によって外側から拘束されながら、金属部材６０の
内壁６９が高周波焼入れされることとなる。
【００１９】このように金属部材６０の高さ方向中央部
６４を第２拘束部５０によって外側から拘束しながら金
属部材６０の内壁６９を高周波焼入れするので、この高
さ方向中央部６４が誘導加熱コイル７４によって誘導加
熱されて外側に膨張しようとしても、第２拘束部５０の
第２内側リング５４に拘束されてその膨張が妨げられ
る。この結果、円筒形状の金属部材６０を高周波焼入れ
しても、金属部材６０はその中央部６４が膨れた樽状に
ならず高周波焼入れ前とほぼ同様の形状もしくは若干鼓
状になる。従って、金属部材６０の中空部６６に相手部
品を組み込んでも、高さ方向中央部６６の内壁６９ａと
相手部品との間に隙間ができず、隙間に起因する騒音や
振動が防止される。
６４を第２拘束部５０によって外側から拘束しながら金
属部材６０の内壁６９を高周波焼入れするので、この高
さ方向中央部６４が誘導加熱コイル７４によって誘導加
熱されて外側に膨張しようとしても、第２拘束部５０の
第２内側リング５４に拘束されてその膨張が妨げられ
る。この結果、円筒形状の金属部材６０を高周波焼入れ
しても、金属部材６０はその中央部６４が膨れた樽状に
ならず高周波焼入れ前とほぼ同様の形状もしくは若干鼓
状になる。従って、金属部材６０の中空部６６に相手部
品を組み込んでも、高さ方向中央部６６の内壁６９ａと
相手部品との間に隙間ができず、隙間に起因する騒音や
振動が防止される。
【００２０】また、焼入用治具３０では、金属部材６０
の高さ方向一端部６２及び高さ方向中央部６４をそれぞ
れ第１及び第２拘束部４０，５０によって外側から拘束
できるので、内径の異なる第１内側リング４４及び第２
内側リング５４を使用することにより、高周波焼入後の
金属部材６０が所定の形状になるように変形（定変形）
させることもできる。
の高さ方向一端部６２及び高さ方向中央部６４をそれぞ
れ第１及び第２拘束部４０，５０によって外側から拘束
できるので、内径の異なる第１内側リング４４及び第２
内側リング５４を使用することにより、高周波焼入後の
金属部材６０が所定の形状になるように変形（定変形）
させることもできる。
【００２１】上述した高周波焼入装置７０を使用して円
筒形状の金属部材６０を高周波焼入れした際の内径の変
化について表１を参照して説明する。
筒形状の金属部材６０を高周波焼入れした際の内径の変
化について表１を参照して説明する。
【００２２】ここでは、底壁６８に近い位置、中央部６
４、及び一端部６２の３箇所の内径を測定した。内径の
測定に際しては、同一の位置で１２０°ずつずらして内
径を測定した。表１中のａ、ｂ、ｃは、１２０°ずつず
らして内径を測定したときの値を表わす。また、「焼入
れ前」の欄は高周波焼入れする前の内径を表わし、「第
２拘束部無し」の欄は、図１に示す焼入用治具３０を用
いずに金属部材６０の一端部６２だけを外側から拘束し
ながら高周波焼入れしたときの、「焼入れ前」の内径と
の差を示す。「第２拘束部有り」の欄は、図２に示すよ
うにして金属部材６０を高周波焼入れしたときの、「焼
入れ前」の内径との差を示す。なお、表中の「−」は縮
小を表わす。
４、及び一端部６２の３箇所の内径を測定した。内径の
測定に際しては、同一の位置で１２０°ずつずらして内
径を測定した。表１中のａ、ｂ、ｃは、１２０°ずつず
らして内径を測定したときの値を表わす。また、「焼入
れ前」の欄は高周波焼入れする前の内径を表わし、「第
２拘束部無し」の欄は、図１に示す焼入用治具３０を用
いずに金属部材６０の一端部６２だけを外側から拘束し
ながら高周波焼入れしたときの、「焼入れ前」の内径と
の差を示す。「第２拘束部有り」の欄は、図２に示すよ
うにして金属部材６０を高周波焼入れしたときの、「焼
入れ前」の内径との差を示す。なお、表中の「−」は縮
小を表わす。
【００２３】金属部材６０の材質はＳ５３Ｃ（ＪＩＳ規
格）であり、外形寸法は高さ７０ｍｍ、内径８０ｍｍ、
肉厚５ｍｍである。金属部材６０の内壁６９を誘導加熱
する際の高周波電源の周波数を８０ｋＨｚ、出力を１０
０ｋＷとして３０秒間加熱した。また、加熱後に冷却す
るときは、冷却器７０を用いて金属部材の外側から冷却
液を５．０秒間噴出して急冷した。
格）であり、外形寸法は高さ７０ｍｍ、内径８０ｍｍ、
肉厚５ｍｍである。金属部材６０の内壁６９を誘導加熱
する際の高周波電源の周波数を８０ｋＨｚ、出力を１０
０ｋＷとして３０秒間加熱した。また、加熱後に冷却す
るときは、冷却器７０を用いて金属部材の外側から冷却
液を５．０秒間噴出して急冷した。
【００２４】
【表１】 表１に示すように、高周波焼入れする前には８０．００
ｍｍであった内径が高周波焼入れすることにより変化し
た。「第２拘束部無し」の場合、金属部材６０の中央部
６４が１０μｍ〜３０μｍの範囲内で膨張した。この膨
張の原因は、中央部６４を外側から拘束せずに高周波焼
入れしたためだと考えられる。一方、「第２拘束部有
り」の場合、中央部６４の変形は−１０μｍ〜１０μｍ
の範囲内であり、「第２拘束部無し」に比べて変形が小
さい。このように変形が小さい原因は、中央部６４を第
２拘束部５０で外側から拘束しながら高周波焼入れした
ためだと考えられる。なお、表１に示すように、底壁に
近い位置や一端部における変形も低減できた。
ｍｍであった内径が高周波焼入れすることにより変化し
た。「第２拘束部無し」の場合、金属部材６０の中央部
６４が１０μｍ〜３０μｍの範囲内で膨張した。この膨
張の原因は、中央部６４を外側から拘束せずに高周波焼
入れしたためだと考えられる。一方、「第２拘束部有
り」の場合、中央部６４の変形は−１０μｍ〜１０μｍ
の範囲内であり、「第２拘束部無し」に比べて変形が小
さい。このように変形が小さい原因は、中央部６４を第
２拘束部５０で外側から拘束しながら高周波焼入れした
ためだと考えられる。なお、表１に示すように、底壁に
近い位置や一端部における変形も低減できた。
【００２５】次に、図４と表２を参照して、第２拘束部
５０で拘束する位置を変えた場合の例を説明する。
５０で拘束する位置を変えた場合の例を説明する。
【００２６】図４は、図１の焼入用治具の第２拘束部で
拘束する位置を示す模式図である。表２中のａ、ｂ、ｃ
は、１２０°ずつずらして内径を測定したときの値を表
わし、数値の前に付された「−」は縮小を表わす。
拘束する位置を示す模式図である。表２中のａ、ｂ、ｃ
は、１２０°ずつずらして内径を測定したときの値を表
わし、数値の前に付された「−」は縮小を表わす。
【００２７】
【表２】 表２に示すように、金属部材６０の高さ方向中央部のう
ち、底壁から４０％以上６０％以下の範囲内の部分を拘
束したときは、変形量±１０μｍ以下に抑えることがで
きた。一方、この範囲を外れた部分を拘束したときは、
変形量が±４０μｍの範囲内のものとなり変形量にばら
つきが生じた。
ち、底壁から４０％以上６０％以下の範囲内の部分を拘
束したときは、変形量±１０μｍ以下に抑えることがで
きた。一方、この範囲を外れた部分を拘束したときは、
変形量が±４０μｍの範囲内のものとなり変形量にばら
つきが生じた。
【００２８】図４を参照して、金属部材の高さ方向中央
部の硬さ分布を示す。
部の硬さ分布を示す。
【００２９】図４は、金属部材６０の高さ方向中央部の
内壁６９ａの硬さ分布を示すグラフであり、白丸、黒丸
共に、金属部材６０の高さ方向中央部の内壁６９ａの硬
さを示すが、測定位置は互いに１８０°ずれた位置であ
る。
内壁６９ａの硬さ分布を示すグラフであり、白丸、黒丸
共に、金属部材６０の高さ方向中央部の内壁６９ａの硬
さを示すが、測定位置は互いに１８０°ずれた位置であ
る。
【００３０】図４に示すように、第２拘束部で高さ方向
中央部を外側から拘束して焼入れしても、１．５ｍｍの
深さでの硬さが約ＨＶ５１３であり、ここでは規格を満
足した。
中央部を外側から拘束して焼入れしても、１．５ｍｍの
深さでの硬さが約ＨＶ５１３であり、ここでは規格を満
足した。
【００３１】次に、図５、図６を参照して、図２に示す
円筒形状とは異なる他の円筒形状の金属部材を高周波焼
入れしたときの内径の変化と硬さ分布を説明する。
円筒形状とは異なる他の円筒形状の金属部材を高周波焼
入れしたときの内径の変化と硬さ分布を説明する。
【００３２】図５（ａ）は、一端部にフランジが形成さ
れた円筒形状の金属部材を示す断面図、（ｂ）は、底壁
に軸が形成された円筒形状の金属部材を示す断面図であ
り、（ａ）、（ｂ）共に長手方向中心軸に対して対称で
あるので半分だけを示す。また、図６（ａ）は、図５
（ａ）の金属部材の硬さ分布を示すグラフであり、図６
（ｂ）は、図５（ｂ）の金属部材の硬さ分布を示すグラ
フである。図６（ａ）では、白丸で示す硬さ分布は図５
（ａ）におけるａ方向の硬さ分布、三角で示す硬さ分布
は図５（ａ）におけるｂ方向の硬さ分布、四角で示す硬
さ分布は図５（ａ）におけるｃ方向の硬さ分布である。
図６（ｂ）では、白丸で示す硬さ分布は図５（ｂ）にお
けるｄ方向の硬さ分布、三角で示す硬さ分布は図５
（ｂ）におけるｅ方向の硬さ分布、四角で示す硬さ分布
は図５（ｂ）におけるｆ方向の硬さ分布である。
れた円筒形状の金属部材を示す断面図、（ｂ）は、底壁
に軸が形成された円筒形状の金属部材を示す断面図であ
り、（ａ）、（ｂ）共に長手方向中心軸に対して対称で
あるので半分だけを示す。また、図６（ａ）は、図５
（ａ）の金属部材の硬さ分布を示すグラフであり、図６
（ｂ）は、図５（ｂ）の金属部材の硬さ分布を示すグラ
フである。図６（ａ）では、白丸で示す硬さ分布は図５
（ａ）におけるａ方向の硬さ分布、三角で示す硬さ分布
は図５（ａ）におけるｂ方向の硬さ分布、四角で示す硬
さ分布は図５（ａ）におけるｃ方向の硬さ分布である。
図６（ｂ）では、白丸で示す硬さ分布は図５（ｂ）にお
けるｄ方向の硬さ分布、三角で示す硬さ分布は図５
（ｂ）におけるｅ方向の硬さ分布、四角で示す硬さ分布
は図５（ｂ）におけるｆ方向の硬さ分布である。
【００３３】金属部材８０，９０の材質はＳ５３Ｃ（Ｊ
ＩＳ規格）であり、外形寸法は高さ７０ｍｍ、内径６５
ｍｍ、肉厚５ｍｍである。金属部材８０，９０の内壁を
誘導加熱する際の高周波電源の周波数を３０ｋＨｚ、出
力を２５０ｋＷとして３〜５秒間加熱した。また、加熱
後に冷却するときは、金属部材の外側から冷却液を５〜
７秒間噴出して急冷した。
ＩＳ規格）であり、外形寸法は高さ７０ｍｍ、内径６５
ｍｍ、肉厚５ｍｍである。金属部材８０，９０の内壁を
誘導加熱する際の高周波電源の周波数を３０ｋＨｚ、出
力を２５０ｋＷとして３〜５秒間加熱した。また、加熱
後に冷却するときは、金属部材の外側から冷却液を５〜
７秒間噴出して急冷した。
【００３４】図５（ａ）に示す金属部材の内径の変化と
して、底壁に近い位置、中央部、及びフランジ８４の部
分の３箇所の内径を測定した。内径の測定に際しては、
同一の位置で１２０°ずつずらして内径を測定した。変
形量はいずれも焼入れ前の寸法に対し±１５μｍの範囲
内であった。このように変形が小さい理由は、高さ方向
中央部を第２拘束部５０（図２参照）で外側から拘束し
ながら高周波焼入れしたためだと考えられる。
して、底壁に近い位置、中央部、及びフランジ８４の部
分の３箇所の内径を測定した。内径の測定に際しては、
同一の位置で１２０°ずつずらして内径を測定した。変
形量はいずれも焼入れ前の寸法に対し±１５μｍの範囲
内であった。このように変形が小さい理由は、高さ方向
中央部を第２拘束部５０（図２参照）で外側から拘束し
ながら高周波焼入れしたためだと考えられる。
【００３５】また、図５（ａ）に示すように、一端部８
２にフランジ８４が形成された円筒形状の金属部材８０
では、１．５ｍｍの深さでの硬さがＨＶ５１３を超えて
おり、ここでは規格を満足した。また、図５（ｂ）に示
すように、底壁９２に軸９４が形成された円筒形状の金
属部材９０では、１．７５ｍｍの深さでの硬さがＨＶ５
１３を超えており、ここでは規格を満足した。
２にフランジ８４が形成された円筒形状の金属部材８０
では、１．５ｍｍの深さでの硬さがＨＶ５１３を超えて
おり、ここでは規格を満足した。また、図５（ｂ）に示
すように、底壁９２に軸９４が形成された円筒形状の金
属部材９０では、１．７５ｍｍの深さでの硬さがＨＶ５
１３を超えており、ここでは規格を満足した。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の焼入用治
具では、円筒形状の被加熱物の高さ方向中央部のうち、
被加熱物の底部からこの被加熱物の高さの４０％以上６
０％以下の範囲内の部分を第２拘束部で外側から拘束で
きるので、この高さ方向中央部の膨張をほとんど無くす
ことができる。
具では、円筒形状の被加熱物の高さ方向中央部のうち、
被加熱物の底部からこの被加熱物の高さの４０％以上６
０％以下の範囲内の部分を第２拘束部で外側から拘束で
きるので、この高さ方向中央部の膨張をほとんど無くす
ことができる。
【００３７】ここで、焼入用治具が、第１拘束部と第２
拘束部との間隔を変更する変更手段を備えた場合は、変
更手段で第１拘束部と第２拘束部との間隔を変更するこ
とにより、異なる高さの被加熱物にも焼入用治具を対応
させることができる。
拘束部との間隔を変更する変更手段を備えた場合は、変
更手段で第１拘束部と第２拘束部との間隔を変更するこ
とにより、異なる高さの被加熱物にも焼入用治具を対応
させることができる。
【００３８】また、第２拘束部が、被加熱物の中央部の
外径よりも大きい内径を有する外側リングと、この中央
部の外径とほぼ等しい内径を有する、外側リングの内側
に着脱自在に嵌め込まれた内側リングとを備えたもので
ある場合は、異なる内径の内側リングを複数個作製して
おくことにより、被加熱物のサイズに応じて内側リング
を取り替えることができ、異なるサイズの円筒形状の被
加熱物に焼入用治具を使用できる。
外径よりも大きい内径を有する外側リングと、この中央
部の外径とほぼ等しい内径を有する、外側リングの内側
に着脱自在に嵌め込まれた内側リングとを備えたもので
ある場合は、異なる内径の内側リングを複数個作製して
おくことにより、被加熱物のサイズに応じて内側リング
を取り替えることができ、異なるサイズの円筒形状の被
加熱物に焼入用治具を使用できる。
【００３９】また、本発明の焼入方法によれば、被加熱
物の高さ方向中央部のうち、被加熱物の底部からこの被
加熱物の高さの４０％以上６０％以下の範囲内の部分が
外側から拘束されながらこの被加熱物が高周波焼入れさ
れるので、高さ方向中央部の膨張をほとんど無くせる。
物の高さ方向中央部のうち、被加熱物の底部からこの被
加熱物の高さの４０％以上６０％以下の範囲内の部分が
外側から拘束されながらこの被加熱物が高周波焼入れさ
れるので、高さ方向中央部の膨張をほとんど無くせる。
【図１】本発明の焼入用治具の一実施形態の概略構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】図１の焼入用治具が備え付けられた高周波焼入
装置を示す断面図である。
装置を示す断面図である。
【図３】図１の焼入用治具の第２拘束部で拘束する位置
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図４】図２の金属部材の高さ方向中央部の内壁の硬さ
分布を示すグラフである。
分布を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、一端部にフランジが形成された円筒
形状の金属部材を示す断面図、（ｂ）は、底壁に軸が形
成された円筒形状の金属部材を示す断面図である。
形状の金属部材を示す断面図、（ｂ）は、底壁に軸が形
成された円筒形状の金属部材を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、図５（ａ）の金属部材の硬さ分布を
示すグラフであり、（ｂ）は、図５（ｂ）の金属部材の
硬さ分布を示すグラフである。
示すグラフであり、（ｂ）は、図５（ｂ）の金属部材の
硬さ分布を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、従来の焼入用治具に円筒形状の金属
部材を取り付けた状態を示す模式図であり、（ｂ）は、
（ａ）に示す金属部材を高周波焼入れした後の変形を示
す模式図である。
部材を取り付けた状態を示す模式図であり、（ｂ）は、
（ａ）に示す金属部材を高周波焼入れした後の変形を示
す模式図である。
３０ 焼入用治具 ３２ ボルト ３４ ナット ４０ 第１拘束部 ５０ 第２拘束部 ５２ 第２内側リング ５４ 第２外側リング ６０ 被加熱物 ６２ 被加熱物の高さ方向一端部 ６４ 被加熱物の高さ方向中央部
Claims (4)
- 【請求項１】 円筒形状の被加熱物の内壁を高周波焼入
れする際に前記被加熱物を拘束する焼入用治具におい
て、 前記被加熱物の高さ方向一端部を外側から拘束する第１
拘束部と、 前記被加熱部の高さ方向中央部のうち、該被加熱物の底
部から該被加熱物の高さの４０％以上６０％以下の範囲
内の部分を外側から拘束する第２拘束部とを備えたこと
を特徴とする焼入用治具。 - 【請求項２】 前記第１拘束部と前記第２拘束部との間
隔を変更する変更手段を備えたことを特徴とする請求項
１に記載の焼入用治具。 - 【請求項３】 前記第２拘束部は、 前記被加熱物の前記中央部の外径よりも大きい内径を有
する外側リングと、 前記被加熱物の前記中央部の外径とほぼ等しい内径を有
する、前記外側リングの内側に着脱自在に嵌め込まれた
内側リングとを備えたものであることを特徴とする請求
項１又は２に記載の焼入用治具。 - 【請求項４】 円筒形状の被加熱物の内壁を高周波焼入
れする焼入方法において、 前記被加熱物の高さ方向一端部を外側から拘束すると共
に、前記被加熱物の高さ方向中央部のうち、該被加熱物
の底部から該被加熱物の高さの４０％以上６０％以下の
範囲内の部分を外側から拘束しながら前記被加熱物の前
記内壁を高周波焼入れすることを特徴とする焼入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29526997A JP3642665B2 (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 焼入用治具及び焼入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29526997A JP3642665B2 (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 焼入用治具及び焼入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11131133A true JPH11131133A (ja) | 1999-05-18 |
| JP3642665B2 JP3642665B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=17818416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29526997A Expired - Fee Related JP3642665B2 (ja) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | 焼入用治具及び焼入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3642665B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005054213A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-03 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 底つき筒体の筒部の内表面の焼入れ方法 |
| WO2007034911A1 (ja) | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Aisin Aw Co., Ltd. | 鋼部材、その熱処理方法、及びその製造方法 |
| US8034201B2 (en) | 2004-10-21 | 2011-10-11 | Aisin Aw Co., Ltd. | Induction hardening method and jig used in induction hardening process |
| JP2013532233A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-08-15 | アクティエボラゲット・エスコーエッフ | 機械構成要素、および表面硬化方法 |
| CN103952526A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-30 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 金属材料超薄开口环形件淬硬定型夹具 |
| JP2018123393A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 大同特殊鋼株式会社 | 熱処理方法およびこれに用いる歪み抑制治具 |
| JP2018151386A (ja) * | 2018-03-09 | 2018-09-27 | 高周波熱錬株式会社 | 熱処理判定装置及び熱処理判定方法 |
| CN108605388A (zh) * | 2016-03-02 | 2018-09-28 | Ntn株式会社 | 热处理装置以及热处理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102461771B1 (ko) * | 2021-04-13 | 2022-11-01 | (주)피티아이 | 열처리공정용 그리드 커플링 고정지그 |
-
1997
- 1997-10-28 JP JP29526997A patent/JP3642665B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2005054213A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-03 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 底つき筒体の筒部の内表面の焼入れ方法 |
| US8034201B2 (en) | 2004-10-21 | 2011-10-11 | Aisin Aw Co., Ltd. | Induction hardening method and jig used in induction hardening process |
| WO2007034911A1 (ja) | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Aisin Aw Co., Ltd. | 鋼部材、その熱処理方法、及びその製造方法 |
| US7998282B2 (en) | 2005-09-26 | 2011-08-16 | Aisin Aw Co., Ltd. | Heat treatment method of steel components, steel components and manufacture method of steel components |
| JP2013532233A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-08-15 | アクティエボラゲット・エスコーエッフ | 機械構成要素、および表面硬化方法 |
| CN103952526A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-30 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 金属材料超薄开口环形件淬硬定型夹具 |
| CN108605388A (zh) * | 2016-03-02 | 2018-09-28 | Ntn株式会社 | 热处理装置以及热处理方法 |
| CN108605388B (zh) * | 2016-03-02 | 2021-08-31 | Ntn株式会社 | 热处理装置以及热处理方法 |
| JP2018123393A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 大同特殊鋼株式会社 | 熱処理方法およびこれに用いる歪み抑制治具 |
| JP2018151386A (ja) * | 2018-03-09 | 2018-09-27 | 高周波熱錬株式会社 | 熱処理判定装置及び熱処理判定方法 |
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| JP3642665B2 (ja) | 2005-04-27 |
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