JPS5817244B2 - 歯車の高周波表面焼入法 - Google Patents
歯車の高周波表面焼入法Info
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- JPS5817244B2 JPS5817244B2 JP2220679A JP2220679A JPS5817244B2 JP S5817244 B2 JPS5817244 B2 JP S5817244B2 JP 2220679 A JP2220679 A JP 2220679A JP 2220679 A JP2220679 A JP 2220679A JP S5817244 B2 JPS5817244 B2 JP S5817244B2
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- tooth
- heating
- edge portions
- heated
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は歯車の新規な高周波表面焼入法に関するもので
ある。
ある。
従来より、リングギア等の歯車の歯及び歯底を高周波表
面焼入する場合には、第１図に示す如く、治具１に歯車
を装着支持させ、該歯車２の外周に沿って配設した円型
加熱コイル３に高周波電流を通じて該歯車２の全ての歯
２１・・・及び歯底２２・・・を誘導加熱し、加熱終了
後に加熱コイル３内周面の多数の噴射孔より冷媒を歯車
２に噴射するか、又は歯車２を冷媒浴中に浸漬すること
により、加熱部分を冷却して焼入するのが一般的であっ
た。
面焼入する場合には、第１図に示す如く、治具１に歯車
を装着支持させ、該歯車２の外周に沿って配設した円型
加熱コイル３に高周波電流を通じて該歯車２の全ての歯
２１・・・及び歯底２２・・・を誘導加熱し、加熱終了
後に加熱コイル３内周面の多数の噴射孔より冷媒を歯車
２に噴射するか、又は歯車２を冷媒浴中に浸漬すること
により、加熱部分を冷却して焼入するのが一般的であっ
た。
しかし乍ら、この焼入法によるときは、歯底２２の上下
エツジ部が高周波誘導加熱のエツジ効果のために歯底中
央部よりも優先的に加熱され、且つ発生熱も該両エツジ
部に集積される結果、第２図に示す如く、該両エツジ部
２２Ｌ２２２の硬化層深さは歯底中央部２２３よりも犬
となり、亦焼入組織も粗大化することから、時には焼割
れを生じたり、脆弱なものとなる等の大きい欠点があっ
た。
エツジ部が高周波誘導加熱のエツジ効果のために歯底中
央部よりも優先的に加熱され、且つ発生熱も該両エツジ
部に集積される結果、第２図に示す如く、該両エツジ部
２２Ｌ２２２の硬化層深さは歯底中央部２２３よりも犬
となり、亦焼入組織も粗大化することから、時には焼割
れを生じたり、脆弱なものとなる等の大きい欠点があっ
た。
かかる欠点は、理論的には加熱コイルの形状・寸法、加
熱コイルと歯車との相対的位置関係、加熱周波数、加熱
電力、及び加熱時間などの諸条件を最適なものに選択・
組合せることによって解決可能であるが、通常の高周波
加熱機では周波数が一定でこれを変えることが出来ない
等、実際には条件の選択・組合せにより上記欠点を解消
することは不可能に近いものであった。
熱コイルと歯車との相対的位置関係、加熱周波数、加熱
電力、及び加熱時間などの諸条件を最適なものに選択・
組合せることによって解決可能であるが、通常の高周波
加熱機では周波数が一定でこれを変えることが出来ない
等、実際には条件の選択・組合せにより上記欠点を解消
することは不可能に近いものであった。
本発明は紙上の事情に鑑みてなされたものであって、既
述の歯車の高周波表面焼入法に於て、歯車２の胴輪の上
下表面２０１，２０２を歯底２２・・・の上下エツジ部
２２１，２２２の近傍まで熱伝導性のよい被覆材にて被
覆したまま、高周波誘導加熱及び冷却を行なうことによ
り、上記の欠点を排除せんとするものである。
述の歯車の高周波表面焼入法に於て、歯車２の胴輪の上
下表面２０１，２０２を歯底２２・・・の上下エツジ部
２２１，２２２の近傍まで熱伝導性のよい被覆材にて被
覆したまま、高周波誘導加熱及び冷却を行なうことによ
り、上記の欠点を排除せんとするものである。
以下、歯車としてリングギアを焼入する場合を例に採っ
て、本発明焼入法を詳細に説明する。
て、本発明焼入法を詳細に説明する。
第３図は本発明焼入法の一実施態様を示す断面図、第４
図は第３図丸枠内の拡大図であって、この実施態様の方
法は、リングギア２の胴輪（リング部）の上下表面２０
１．２０２を歯底２２・・・の上下エツジ部２２１．２
２２の近傍まで、例えば黄銅、銅等の熱伝導性の良い金
属よりなる一対のリング状被覆材４，４１にて上下から
嵌合被覆し、これを治具１に装着支持させて回転させな
がら、リングギア２の外周に沿って配設した円型加熱コ
イル３に高周波電流を通じて、全ての歯２１・・・及び
歯底２２・・・を高周波誘導加熱し、加熱終了後に加熱
コイル３内周面の多数の噴射孔（不図示）より冷媒を該
加熱部分に噴射して冷却することによって、リングギア
２の全ての歯２１・・・及び歯底２２・・・を一発で高
周波表面焼入するものである。
図は第３図丸枠内の拡大図であって、この実施態様の方
法は、リングギア２の胴輪（リング部）の上下表面２０
１．２０２を歯底２２・・・の上下エツジ部２２１．２
２２の近傍まで、例えば黄銅、銅等の熱伝導性の良い金
属よりなる一対のリング状被覆材４，４１にて上下から
嵌合被覆し、これを治具１に装着支持させて回転させな
がら、リングギア２の外周に沿って配設した円型加熱コ
イル３に高周波電流を通じて、全ての歯２１・・・及び
歯底２２・・・を高周波誘導加熱し、加熱終了後に加熱
コイル３内周面の多数の噴射孔（不図示）より冷媒を該
加熱部分に噴射して冷却することによって、リングギア
２の全ての歯２１・・・及び歯底２２・・・を一発で高
周波表面焼入するものである。
このようにリングギア２の胴輪の上下表面２０１．２０
２を上下両エツジ部２２１．２２２の近傍まで熱伝導性
のよい被覆材４，４１で被覆して歯２１・・・及び歯底
２２・・・を高周波表面焼入すると、歯底硬化層５の両
エツジ部２２１，２２２における深さが中央部２２３に
おける深さとほぼ同様（第４図参照）か、又は浅くなり
（第６図参照）、両エツジ部２２１．２２２の焼入組織
の粗大化を防止することができる。
２を上下両エツジ部２２１．２２２の近傍まで熱伝導性
のよい被覆材４，４１で被覆して歯２１・・・及び歯底
２２・・・を高周波表面焼入すると、歯底硬化層５の両
エツジ部２２１，２２２における深さが中央部２２３に
おける深さとほぼ同様（第４図参照）か、又は浅くなり
（第６図参照）、両エツジ部２２１．２２２の焼入組織
の粗大化を防止することができる。
その理由は、胴輪の上下表面２０１．２０２の大半が被
覆材４，４１で被覆されているため、その被覆部分に於
ては高周波誘導加熱を受けず、且つ両エツジ部２２１゜
２２２に発生した熱が熱伝導性の良い被覆材４゜４１に
伝導して拡散するため、両エツジ部２２１゜２２２にお
ける熱の過剰蓄積も生じないからである。
覆材４，４１で被覆されているため、その被覆部分に於
ては高周波誘導加熱を受けず、且つ両エツジ部２２１゜
２２２に発生した熱が熱伝導性の良い被覆材４゜４１に
伝導して拡散するため、両エツジ部２２１゜２２２にお
ける熱の過剰蓄積も生じないからである。
従って、本発明焼入法に於いては、被覆材４゜４１の材
質、体積、形状、被覆面積等を種々変えることにより、
歯底２２・・・の両エツジ部２２１゜２２２の硬化層深
さを調節することが可能である３第５図及び第６図は、
その一例を示すもので、ここでは上側の被覆材４として
厚肉で体積の大きいリング状被覆材を使用する一方、下
側の被覆材４１として熱伝導性のよい治具１を兼用し、
これら被覆材４，４１による胴輪上下表面２０１゜２０
２の被覆面積を増大させると共に、両エツジ部２２１．
２２２から被覆材４，４１への熱拡散を一層大ならしめ
て、両エツジ部２２１．２２２における硬化層深さが歯
底中央部２２３よりも浅くなるように焼入している。
質、体積、形状、被覆面積等を種々変えることにより、
歯底２２・・・の両エツジ部２２１゜２２２の硬化層深
さを調節することが可能である３第５図及び第６図は、
その一例を示すもので、ここでは上側の被覆材４として
厚肉で体積の大きいリング状被覆材を使用する一方、下
側の被覆材４１として熱伝導性のよい治具１を兼用し、
これら被覆材４，４１による胴輪上下表面２０１゜２０
２の被覆面積を増大させると共に、両エツジ部２２１．
２２２から被覆材４，４１への熱拡散を一層大ならしめ
て、両エツジ部２２１．２２２における硬化層深さが歯
底中央部２２３よりも浅くなるように焼入している。
このような硬化層深さの調節の仕方をすれば、上下両エ
ツジ部２２１゜２２２の硬化層深さを零とすることも可
能である。
ツジ部２２１゜２２２の硬化層深さを零とすることも可
能である。
尚、図例の場合は、いずれも円型加熱コイル３内周面の
多数の噴射孔（不図示）より冷媒をリングギア２の加熱
部分（歯２１・・・及び歯底２２・・・）に噴射して冷
却するようにしであるが、加熱終了後にリングギア２を
冷媒浴中に浸漬して冷却してもよいことは云うまでもな
い。
多数の噴射孔（不図示）より冷媒をリングギア２の加熱
部分（歯２１・・・及び歯底２２・・・）に噴射して冷
却するようにしであるが、加熱終了後にリングギア２を
冷媒浴中に浸漬して冷却してもよいことは云うまでもな
い。
次に実施例を挙げて本発明焼入法を具体的に説明する。
実施例
第７図イに示す寸法形状のりングギア（モジュール２，
５、歯数９６、材質５４５Ｃ）を、同図／１に示す寸法
形状の治具（材質ＢＣ）に嵌着支持させ、その上から同
図口に示す寸法形状の被覆材（材質ＢＣ）を嵌合し、こ
れを３５０ ｋＷ−４０ＫＨｚの高周波焼入機にセット
して下記の焼入条件でリングギアの歯及び歯底を高周波
表面焼入れした。
５、歯数９６、材質５４５Ｃ）を、同図／１に示す寸法
形状の治具（材質ＢＣ）に嵌着支持させ、その上から同
図口に示す寸法形状の被覆材（材質ＢＣ）を嵌合し、こ
れを３５０ ｋＷ−４０ＫＨｚの高周波焼入機にセット
して下記の焼入条件でリングギアの歯及び歯底を高周波
表面焼入れした。
加熱コイル：外径２８０ｍｍ、内径２５５ｍｍ、厚み９
ｍｙｒｔの長方形断面を有する円型コイル加熱コイルト
歯先との距離：約４．５ｍｍ電圧：８．ＯｋＶ 電流：１６Ａ 入カニ１２８ｋＷ 加熱時間： ４ ｓｅｃ 冷却遅延時間：０°５ ＳｅＣ 冷却方式：加熱コイルからの噴射式 冷媒：ＹＳ］３（ヤナセ製油■の水溶性油の商品名）の
３〜４％水溶液、２５℃ 冷媒噴射量：約５１／ｍｉｎ 冷却時間： ４．４ ｓｅｃ リングギアの回転速度： ６０ ｒ、ｐ、ｍ。
ｍｙｒｔの長方形断面を有する円型コイル加熱コイルト
歯先との距離：約４．５ｍｍ電圧：８．ＯｋＶ 電流：１６Ａ 入カニ１２８ｋＷ 加熱時間： ４ ｓｅｃ 冷却遅延時間：０°５ ＳｅＣ 冷却方式：加熱コイルからの噴射式 冷媒：ＹＳ］３（ヤナセ製油■の水溶性油の商品名）の
３〜４％水溶液、２５℃ 冷媒噴射量：約５１／ｍｉｎ 冷却時間： ４．４ ｓｅｃ リングギアの回転速度： ６０ ｒ、ｐ、ｍ。
焼入終了後、歯底の硬度（Ｈｖ）測定を行なったところ
、第８図のグラフに示す結果が得られた。
、第８図のグラフに示す結果が得られた。
但し、グラフ中、Ａ、Ｂ及びＣは夫々歯底の上エツジ部
（上端からＬｏａｍの深さ）、中央部（上下両端から４
．５ ｍｍの深さ）、及び下エツジ部（下端から１．０
龍の深さ）の測定値である。
（上端からＬｏａｍの深さ）、中央部（上下両端から４
．５ ｍｍの深さ）、及び下エツジ部（下端から１．０
龍の深さ）の測定値である。
第８図のグラフから、４５０Ｈｖ以上の有効硬化層深さ
は、歯底の上エツジ部で１．３５ｍｍ、中央部で１．５
ｍｍ、下エツジ部で１．３５ｍｍであって、第６図に示
すような歯底硬化層形状となっていることが判る。
は、歯底の上エツジ部で１．３５ｍｍ、中央部で１．５
ｍｍ、下エツジ部で１．３５ｍｍであって、第６図に示
すような歯底硬化層形状となっていることが判る。
以上の説明並びに実施例から理解できるように、本発明
焼入法によれば、歯底の両エツジ部２２１゜２２２が中
央部２２３より深く焼入されないので、焼割れの発生、
或は焼入組織粗大化による脆弱化を充分防止することが
可能であり、亦被覆材４゜４１の材質、体積、形状、被
覆面積等を種々選択することによって、奥底両エツジ部
２２１，２２２の硬化層深さを調節し歯底の硬化層形状
を変更できるのである。
焼入法によれば、歯底の両エツジ部２２１゜２２２が中
央部２２３より深く焼入されないので、焼割れの発生、
或は焼入組織粗大化による脆弱化を充分防止することが
可能であり、亦被覆材４゜４１の材質、体積、形状、被
覆面積等を種々選択することによって、奥底両エツジ部
２２１，２２２の硬化層深さを調節し歯底の硬化層形状
を変更できるのである。
しかも、このように被覆材４，４１にて自由に調節でき
ると、加熱周波数の適用範囲が広くなり、各工場におけ
る現有設備装置がいずれも使用可能となるばかりではな
く、加熱コイルの形状・寸法、加熱コイルと歯車との相
対位置関係その他の条件設定の誤差許容範囲も広くなり
、条件設定並びに作業管理が楽で作業の再現性が向上す
るという利点もある。
ると、加熱周波数の適用範囲が広くなり、各工場におけ
る現有設備装置がいずれも使用可能となるばかりではな
く、加熱コイルの形状・寸法、加熱コイルと歯車との相
対位置関係その他の条件設定の誤差許容範囲も広くなり
、条件設定並びに作業管理が楽で作業の再現性が向上す
るという利点もある。
紙上の如く、本発明は顕著な効果を奏し、すこぶる有用
なものである。
なものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の歯車の高周波表面焼入法を説明する断面
図、第２図は第１図丸枠内の拡大図、第３図は本発明焼
入法の一実施態様を示す断面図、第４図は第３図丸枠内
の拡大図、第５図は本発明焼入法のもう一つの実施態様
を示す断面図、第６図は第５図丸枠内の拡大図、第７図
イ、口及びハはそれぞれ実施例で使用したリングギア、
被覆材及び治具の寸法図、第８図は歯底からの距離とＨ
ｖ硬度との関係を示すグラフである。 図面の簡単な説明、１・・・・・・治具、２・・・・・
・歯車（リングギア）、２１・・・・・・歯、２２・・
・・・・歯底、２０１．２０２・・・・・・胴輪の一ト
下表面、２２１・・・・・・上エツジ部、２２２・・・
・・・下エツジ部、２２３・・・・・・中央部、３・・
・・・・加熱コイル、４，４１・・・・・・被覆材、５
・・・・・・硬化層。
図、第２図は第１図丸枠内の拡大図、第３図は本発明焼
入法の一実施態様を示す断面図、第４図は第３図丸枠内
の拡大図、第５図は本発明焼入法のもう一つの実施態様
を示す断面図、第６図は第５図丸枠内の拡大図、第７図
イ、口及びハはそれぞれ実施例で使用したリングギア、
被覆材及び治具の寸法図、第８図は歯底からの距離とＨ
ｖ硬度との関係を示すグラフである。 図面の簡単な説明、１・・・・・・治具、２・・・・・
・歯車（リングギア）、２１・・・・・・歯、２２・・
・・・・歯底、２０１．２０２・・・・・・胴輪の一ト
下表面、２２１・・・・・・上エツジ部、２２２・・・
・・・下エツジ部、２２３・・・・・・中央部、３・・
・・・・加熱コイル、４，４１・・・・・・被覆材、５
・・・・・・硬化層。
Claims (1)
- １ 治具１に歯車２を装着支持させて回転させ、該歯車
２の外周に沿って配設した円型加熱コイル３に高周波電
流を通じて歯車２の全ての歯２１・・・及び歯底２２・
・・を高周波誘導加熱し、加熱終了後に冷却して該歯２
１・・・及び歯底２２・・・を表面焼入する方法に於て
、歯車２の胴輪の上下表面２０１゜２０２を、歯底２２
・・・の上下エツジ部２２１゜２２２の近傍まで熱伝導
性のよい被覆材４，４１で被覆して、上記の高周波誘導
加熱及び冷却を行なうことを特徴とする歯車の高周波表
面焼入法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220679A JPS5817244B2 (ja) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | 歯車の高周波表面焼入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220679A JPS5817244B2 (ja) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | 歯車の高周波表面焼入法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55113836A JPS55113836A (en) | 1980-09-02 |
| JPS5817244B2 true JPS5817244B2 (ja) | 1983-04-06 |
Family
ID=12076312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220679A Expired JPS5817244B2 (ja) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | 歯車の高周波表面焼入法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817244B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63176722U (ja) * | 1986-10-22 | 1988-11-16 | ||
| RU2740130C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-01-11 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Способ закалки зубчатых колес |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576877B2 (en) * | 2001-09-14 | 2003-06-10 | The Boeing Company | Induction processing with the aid of a conductive shield |
| KR101186149B1 (ko) | 2010-05-10 | 2012-10-02 | 주식회사 흥국 | 롤러 냉각장치용 롤러안착테이블 |
-
1979
- 1979-02-26 JP JP2220679A patent/JPS5817244B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63176722U (ja) * | 1986-10-22 | 1988-11-16 | ||
| RU2740130C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-01-11 | Акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (АО "ВНИКТИ") | Способ закалки зубчатых колес |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55113836A (en) | 1980-09-02 |
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