JPH1129821A

JPH1129821A - 浸炭焼入装置

Info

Publication number: JPH1129821A
Application number: JP9186323A
Authority: JP
Inventors: Taichiro Furukawa; 太一郎古川; Shingo Mizoguchi; 伸五溝口; 忠義 ▲吉▼岡; Tadayoshi Yoshioka; Masanori Ichikawa; 正典市川; Yukio Hashimoto; 幸夫橋本
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】浸炭室から冷却室へ素早く薄板部品を移動さ
せることができ、かつコンパクトで大量の薄板部品を焼
入できる浸炭焼入装置を提供する。【解決手段】浸炭焼入装置は、薄板部品を浸炭処理す
るための複数の浸炭室２と、浸炭室２で浸炭処理された
薄板部品を冷却するためのガス冷却室１と、ガス冷却室
１に冷却ガスを送り込むためにガス冷却室１と接続され
たリザーブタンク３とを備える。複数の浸炭室２は、ガ
ス冷却室１を取囲むようにガス冷却室１がほぼ等しい距
離に位置決めされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、浸炭焼入装置に
関し、特に、薄板部品を浸炭焼入するための浸炭焼入装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スラスト針状ころ軸受の軌道輪として
は、クロムモリブデン鋼からなり厚さ１ｍｍ程度で直径
が６０ｍｍ程度の環状の薄板部品が用いられる。この薄
板部品には、軌道輪としての機能を果たすため、ある程
度の硬さが必要とされる。硬さを得るために薄板部品に
浸炭処理をした後焼入を行なう必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】浸炭焼入の際には、従
来は、メッシュベルト式連続炉やオールケース炉が使用
されていた。このメッシュベルト式連続炉では、メッシ
ュベルトとして幅広で長いものが必要であるため大きな
スペースを必要とするという問題があった。また、オー
ルケース炉では、１つのバッチが浸炭室に入ると、浸炭
が完了するまで次のバッチを浸炭室に入れられないた
め、処理能力が少ないという問題があった。

【０００４】さらに、従来のメッシュベルト式連続炉や
オールケース炉では、油などの液体を用いて焼入を行な
っていたため、薄板部品の冷却速度が大きくなりすぎ、
薄板部品に熱処理歪（反り歪）が生じるという問題があ
った。

【０００５】一方、浸炭処理した薄板部品をガスで冷却
する従来のガス冷炉では、浸炭が完了してから薄板部品
を入れたトレイを移動させるために時間がかかり、ま
た、冷却室において冷却用のガスの圧力を上げるのに時
間がかかっていたため、その間に製品の温度が下がり、
十分な焼入硬化ができないという問題があった。

【０００６】従来のオールケース炉等のバッチ炉では、
昇温・均熱完了後に炉内の浸炭雰囲気を調整するのが一
般的であるので、製品を炉内に投入する際には直前に処
理していた浸炭性のガスが存在しているため、昇温の過
程で浸炭してしまい、スラスト針状ころ軸受の軌道輪の
ような薄板部品に浅い浸炭層を得ることは困難であっ
た。

【０００７】そこで、この発明は、上述のような問題を
解決するためになされたものであり、小型で、処理能力
が高く、さらに浸炭が完了した薄板部品を素早く冷却で
きる浸炭焼入装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に従った浸炭焼
入装置は、薄板部品に浸炭焼入をするためのものであ
り、薄板部品を浸炭処理するための複数の浸炭室と、浸
炭室で浸炭処理された薄板部品を冷却するための冷却室
と、冷却室に冷却ガスを送り込むために冷却室と接続さ
れた冷却促進手段とを備え、複数の浸炭室は冷却室を取
囲むように冷却室からほぼ等しい距離に位置決めされて
いる。

【０００９】このように構成された浸炭焼入装置におい
ては、複数の浸炭室が冷却室を取囲むように位置決めさ
れているため、浸炭室で浸炭を終えた薄板部品を冷却室
へ素早く移動させて冷却することができる。そのため、
薄板部品に確実に焼入をすることができる。

【００１０】また、複数の浸炭室を設けているため、複
数の冷却室の各々で浸炭を終えた薄板部品を次々に冷却
室へ搬入して冷却することができる。そのため、冷却室
の稼動率が上がり、処理能力が向上する。

【００１１】さらに、冷却室を取囲むように複数の浸炭
室を設けているため装置を小型化することができる。

【００１２】また、冷却促進手段を設けているため、浸
炭を終えた薄板部品を急速に冷却することができる。

【００１３】また、冷却室は、冷却ガスによる薄板部品
の冷却速度を調整するための冷却速度調整手段を備える
ことが好ましい。この場合、冷却速度を冷却速度調整手
段が調整することにより、薄板部品に最適な焼入を行な
うことができる。

【００１４】さらに、冷却ガスは不活性ガスであること
が好ましい。この場合、不活性ガスは薄板部品と化学反
応を起こさないため、確実に焼入をすることができる。

【００１５】また、薄板部品はスラスト針状ころ軸受の
軌道輪であることが好ましい。この場合、歪が少なく、
かつ精度の高いスラスト針状ころ軸受の軌道輪を大量に
提供することができる。

【００１６】また浸炭焼入装置は、浸炭処理される前の
薄板部品を加熱するための加熱室をさらに備えることが
好ましい。この場合、加熱室で予め加熱された薄板部品
を浸炭室に送れば、浸炭室で昇温する必要がないため、
昇温時に浸炭が起こることがない。その結果、所定の浅
い浸炭層を薄板部品の形成できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００１８】図１および２を参照して、この発明に従っ
た浸炭焼入装置は、ガス冷却室１と、ガス冷却室１に隣
接した設けられた浸炭室２と、ガス冷却室１とバルブ６
を介在させて接続された冷却促進手段としてのリザーブ
タンク３とを備える。ガス冷却室１は、冷却容器９と、
冷却容器９内に設けられた攪拌翼４と、攪拌翼４を回転
させるためのモータ８と、冷却容器９内の温度を測定す
るための熱電対５と、排気バルブ７を備える。攪拌翼４
と、モータ８と、熱電対５が冷却速度調整手段を構成す
る。ガス冷却室１内で薄板部品を冷却する際には図２に
示すように搬送手段としての搬送テーブル１０に載せら
れたバスケット１１が冷却容器９内に入れられる。浸炭
室２の隣に加熱室１２が設けられる。

【００１９】また、図３に示すように、ガス冷却室１を
取囲むをように３つの浸炭室２を設け、浸炭室２の隣に
加熱室１２を設けてもよい。浸炭室２の数は、これに制
限されるものではない。

【００２０】次に、この装置を用いて薄板部品に浸炭焼
入をする手順について説明する。まず、図４および５で
示すような焼入されていない薄板部品１５を準備する。

【００２１】次に、この薄板部品１５を図６で示すよう
に治具１６により支持する。このとき、隣り合う薄板部
品１５が接触しないようにする。この治具１６を図７で
示すようにトレイ１２上のバスケット１１に位置決めす
る。この状態でバスケット１１を図１ので示すように
加熱室１２に搬入する。加熱室１２内で薄板部品は、た
とえば温度８５０℃で１５分間窒素雰囲気中で加熱され
る。次に、バスケット１１は、搬送テーブル１０により
で示すように、図１中の左側の浸炭室２に搬入され
る。ここで、薄板部品１５はたとえば温度９００℃で３
０分間浸炭性ガス雰囲気中で浸炭処理される。

【００２２】薄板部品１５が設置された別のバスケット
１１が図１ので示すように加熱室２に搬入される。薄
板部品１５は加熱室２で所定時間加熱された後に搬送テ
ーブル１０により図１中ので示すように図１中の右側
の浸炭室２で浸炭処理される。

【００２３】図１中の左側の浸炭室２で浸炭処理された
薄板部品１５が搬送テーブル１０によりガス冷却室１内
に搬入される。バルブ６が開くことにより、リザーブタ
ンク３内の窒素ガスのような不活性の冷却ガスがガス冷
却室１へ流れ込み、約１秒でガス冷却室１内の圧力が数
気圧となる。また、熱電対５でガス冷却室１内の温度を
測定し、温度が、たとえば１５０℃以上であれば攪拌翼
４によりガス冷却室１内のガスを攪拌する。また、ガス
冷却室１内の温度がたとえば１５０℃以下となると、攪
拌翼４による攪拌を止める。冷却が終わると排気バルブ
７が開き、ガス冷却室１内の圧力が大気圧とされた後
に、搬送テーブル１０が図１ので示すようにバスケッ
ト１１をガス冷却室１から取出す。

【００２４】次に、図１ので示すように搬送テーブル
１０が図１の右側の浸炭室２で浸炭が終了したバスケッ
ト１１を冷却室１に搬入する。冷却室１内で冷却を終え
たバスケット１１は、冷却室から取出される。このよう
にして、薄板部品が浸炭焼入処理される。

【００２５】以上に示した浸炭焼入装置では、図１また
は図３で示すように、浸炭室２がガス冷却室１を取囲む
ようにガス冷却室１からほぼ等しい距離に設けられてい
るため、浸炭室２で浸炭が完了した薄板部品１５を素早
くガス冷却室１へ移動させて冷却することができる。そ
のため、焼入を確実に行なうことができる。また、リザ
ーブタンク３内の高圧の不活性ガスをガス冷却室１に送
り込むため、薄板部品１５を急速に冷却できる。

【００２６】さらに、浸炭室２で浸炭処理を終えた薄板
部品１５をガス冷却室１で冷却する際には、別の浸炭室
２で薄板部品１５を浸炭している。そのため、ガス冷却
室１で薄板部品１５の冷却が終えれば別の浸炭室２から
ガス冷却室１へ薄板部品１５を移すことが可能となり、
ガス冷却室１の稼動率を向上させることができる。その
結果、浸炭焼入装置全体として生産効率が向上する。

【００２７】さらに、複数の浸炭室２に対してガス冷却
室１が１つであるため、浸炭室が１つでガス冷却室１が
１つの浸炭焼入装置を複数台用いた場合に比べて装置全
体がコンパクトになる。また、攪拌翼４、熱電対５およ
びモータ８を用いてガス冷却室１内の温度を適正化する
ことにより、最適な焼入を実現できる。また、薄板部品
を冷却する際には攪拌翼４を回転させるが、薄板部品１
５は、図７で示すように鉛直方向に立てられた状態でか
つ互いに距離を隔てて置かれているため、薄板部品１５
の間を冷却ガスがほぼ層流の状態で流れる。したがっ
て、冷却むらが生じにくく、均一に薄板部品１５を冷却
でき、反り歪を抑制できる。さらに、攪拌翼４の回転数
および回転時間を、外部のインバータおよびタイマによ
り制御すれば薄板部品１５の冷却速度がコントロールさ
れる。これにより、たとえば薄板部品１５のマルテンサ
イトへの変態開始点（Ｍｓ点）直上までは比較的速く、
そして、Ｍｓ点直上温度以降は比較的ゆっくりと冷却す
ることにより、薄板部品１５の歪を防止することができ
る。また、薄板部品１５はバスケット１１に取り囲まれ
ているため、バスケット１１を浸炭室２からガス冷却室
１へ移動させる際にも薄板部品１５はバスケット１１か
らの熱の輻射を受け、温度が降下しにくい。

【００２８】以上、この発明の実施の形態について説明
したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形が可
能である。まず、冷却ガスとしては窒素ガスだけでなく
ヘリウムなどの他の不活性ガスを使用することができ
る。また、薄板部品１５の寸法も必要に応じて適宜変え
ることができる。さらに、加熱室１２内の温度や浸炭室
２内での浸炭条件などは製造物に応じて適宜変更するこ
とが可能である。今回開示された実施の形態はすべての
点で例示であって制限的なものではないと考えられるべ
きである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許
請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意
味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図
される。

【００２９】

【発明の効果】この発明に従えば浸炭室から冷却室へ素
早く薄板部品を移動させることができ、焼入を確実に行
なえる。

【００３０】また、浸炭室を複数設けたため、冷却室を
遊ばせることがなく生産効率を向上させることができ
る。

【００３１】また、冷却速度を調整することにより、最
適な焼入を行なうことができる。さらに、冷却ガスとし
て不活性ガスを用いることにより、確実に焼入を行なう
ことができる。

【００３２】また、反りが少ないスラスト針状ころ軸受
軌道輪を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に従った浸炭焼入装置
を模式的に示す平面図である。

【図２】図１中のガス冷却室を模式的に示す側面図であ
る。

【図３】この発明に従った浸炭焼入装置の変形例を示す
模式的な平面図である。

【図４】浸炭焼入される薄板部品を示す平面図である。

【図５】図４中のＶ−Ｖ線に沿って見た断面を示す図で
ある。

【図６】治具に支持された薄板部品を示す斜視図であ
る。

【図７】薄板部品を収納するためのバスケットとトレイ
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ガス冷却室２浸炭室３リザーブタンク４攪拌翼５熱電対８モータ１５薄板部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本幸夫愛知県豊田市柿本町６丁目９番地11 新和実業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄板部品に浸炭焼入をするための浸炭焼
入装置であって、薄板部品を浸炭処理するための複数の浸炭室と、前記浸炭室で浸炭処理された薄板部品を冷却するための
冷却室と、前記冷却室に冷却ガスを送り込むために前記冷却室と接
続された冷却促進手段とを備え、前記複数の浸炭室は、前記冷却室を取囲むように前記冷
却室からほぼ等しい距離に位置決めされている、浸炭焼
入装置。
【請求項２】前記冷却室は、冷却ガスによる薄板部品
の冷却速度を調整するための冷却速度調整手段を備え
る、請求項１に記載の浸炭焼入装置。
【請求項３】前記冷却ガスは不活性ガスである、請求
項１または２に記載の浸炭焼入装置。
【請求項４】前記薄板部品はスラスト針状ころ軸受の
軌道輪である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の浸
炭焼入装置。
【請求項５】浸炭処理される前の薄板部品を加熱する
ための加熱室をさらに備える、請求項１〜４のいずれか
１項に記載の浸炭焼入装置。