JPS5835575B2 - 歯車の焼き入れ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は歯車の焼き入れ時に生じる熱収縮を均一にする
ことにより熱変形による歪を極力小さくすることを目的
とする歯車の焼き入れ装置に関するものである。

歯車の焼き入れは歯車に所定の硬度を与えるために行な
われるが、通常焼き入れされる前の歯車はシェービング
加工のような超仕上げを施される。

また、このとき焼き入れ時に生じる冷却収縮量を予め考
慮に入れた加工精度で最終仕上げをされるため、焼き入
れ後の歯車の精度は所定の寸法精度を得られるように焼
き入れされることが要求されるが、第１図のようにテー
ブル１上に赤熱された歯車２を置き、上方に設けた押え
部材３を矢印Ａ方向に下方変位させて、円周状に配され
たその爪部４を歯車の側部に単に押え付け、さらに冷却
油５に歯車２全体を浸漬して焼き入れを行なう場合、歯
車２を押え部材３でテーブルに押え付けているため、矢
印Ｂ方向の変形を防止できる。

ところが、上記の場合でも、押え部材３の爪部４が歯車
２の軸孔部６の中心線りから等距離の位置で歯車側部を
押え付ければ、歯車２は変形することなく焼き入れされ
るが、通常流れ作業においては上記のように押え部材３
の爪部４は歯車２に対して同心円的に押え付けることは
困難で、歯車に対して偏心した状態で押し付けて焼き入
れを行なうことが多く、そのために冷却後の歯車２は矢
印Ｂ方には変形しないが、矢印Ｃ方向に熱収縮をして橢
円状の変形を生ずる。

これを回避するために、第２図に示されるように、テー
ブル１に円柱体状のプラグ７を押え部材３の中心軸線Ｅ
に一致するように設け、とのプラグＩに歯車の軸孔部６
を挿通させることにより歯車２を押え部材３と同心円状
にセットできるようにする。

すると、上記のように橢円状の変形を回避でき軸孔部６
を真円に保持できるが、冷却後に冷却油を除去して歯車
２をプラグ７から引き抜くとき、歯車の熱収縮により軸
孔部６の内径がプラグＴに焼き嵌め状態となって嵌合し
ているため、軸孔部６がこじ起こされてしまい、軸孔部
６の真円状態が維持されないばかりか、引き抜き力によ
り歯車の変形が全体に及ぶという欠点があった。

本発明は上記従来装置の不具合を解消することを目的と
して工夫されたものであって、テーブルに設けられた下
型、同下型上に下端開口部を載置させた円筒体状の張り
芯金、同張り芯金の上端開口部に当接可能に形成された
上型、同上型に設ゆられ上記上型を上記張り芯金の上下
軸線に沿って上下動できるように形成された上型上下作
動手段、同上型上下作動手段に設りられ下記張り芯金に
中心軸孔部を挿通してセットされた被焼き入れ歯車を上
方から押圧する歯車抑圧作動手段を具え、上記歯車を焼
き入れするとき、上記上型上下作動手段により上記張り
芯金を膨張させて上記歯車の中心軸孔部内周面に当接さ
せると共に、上記歯車押圧作動手段により上記歯車を押
圧した状態で焼き入れするように構成したことを特徴と
する歯車の焼き入れ装置を要旨とするものである。

本発明によれば、焼き入れ時歯車を張り芯金に遊挿させ
、同張り芯金にその上下両開口部から加圧して張り芯金
を外方に膨張変形させて歯車を保持し、焼き入れを終了
した後は、上記加圧力を除去して張り芯金をこの状態に
復帰させることにより、歯車軸孔部を張り芯金から損傷
することなく円滑に抜き取ることができると共に、焼き
入れ後の歯車に生じる変形を効果的に防止できるすぐれ
た作用効果を有する。

本発明を第３〜５図に示す実施例にもとづいて具体的に
説明すると、先ず符号８は第１テーブル９上に固定され
円錐台形状の頭部を有する下型、１０は第２テーブル１
１中央孔部に嵌め込まれたリング形状のリテーナ・テー
ブル、１２は同リテーナ・テーブル１０の中心孔の段差
部１３にセットされ後述する張り芯金の膨張変位を一定
限度内に拘束する円筒体状のストッパ・リング、１４は
第２テーブル１１上面と下面との間に貫通されかつリテ
ーナ・テーブル１０と同心円的に適宜数形成された冷却
油通路である。

１５は上記下型８上に載置された自体公知の円筒体状の
張り芯金１６は同張り芯金１５に装填された焼き入れを
する歯車である。

この張り芯金１５の周壁には第５図に示す如く、上端開
口部１７から下方に向う上部スリット１８が、また下端
開口部１９から上方に向う下部スリット２０がそれぞれ
形成され、さらに上下端両開口部１７．１９内周側には
、下型８および後述する上型の円錐台面に面接触するよ
うに円錐面２１が形成されるものである。

２２は張り芯金１５上方の本実施例装置の本体２３にシ
リンダ２４を固定して設けられエア、油などの流体圧に
よって作動する上型上下作動手段である。

２５は上型上下作動手段２２のロッド２６下部に形成さ
れエア、油などの流体圧によって作動する歯車押圧作動
手段で、上記ロッド２６に直結されるシャフト部２７、
ピストン部２８、シリンダ部２９、同シリンダ部２９内
に形成された第１室３０、第２室３１．上記シリンダ部
２９下方に固設した押え部材３２からなっている。

３３はシャフト部２７下端に取り付けられ、上記下型８
と同一形状である円錐台面３４を有する上型である。

押え部材３２は焼き入れする歯車の形状に合せてシリン
ダ部２９に適宜脱着できるものであるが、押え部材３２
の下端に形成した爪部３２′はシャフト部２７に対して
同心円的になるように適宜敷設ゆられるものである。

３４はシリンダ部２９に固設された支持プレートで、そ
の外周縁にボルト３５を遊挿し、同ボルト３５下端には
冷却油を保有する円柱形状の保持カバー３６が取り付け
られる。

こうして同保持カバー３６はボルト３５を介して支持プ
レート３４に懸垂される。

３γは支持プレート３４と保持カバー３６との間に介装
されたばねである。

なお、保持カバー３６の下端には上記第２テーブル１１
の冷却油通路１４と連通ずるように形成した冷却油吐出
口３８が、また、上方には冷却油を自然流出させる流出
口３９がそれぞれ形成され、さらには保持カバー３６を
第２テーブル１１に下して接触させたとき、冷却油が外
部に洩れないように保持カバー３６下端と第２テーブル
１１との間には自体公知手段であるゴム合成樹脂材など
のシール材によってシールされる。

また、第２テーブル１１とリテーナ・テーブル１０との
間、同リテーナ・テーブル１０とストッパリング１２と
の間および図示はしないが下型８とリテーナ・テーブル
１０との間にそれぞれゴム、合成樹脂材などにより冷却
油洩れを防止している。

なお、４０はロッド２６の摺動変位を安定させるための
ガイド部である。

こうして、ロッド２６、シャフト部２７、上型３３、押
え部材３２、保持カバー３６の軸線Ｆは、下型８、同下
型８に載置された張り芯金１５の上下軸線Ｇと一致する
ように構成されると共に、上型３３部分が下型８部分へ
下方変位するときも、上記両軸線Ｆ、 Ｇは常時一致し
たままであるように構成される。

次に、上記構成を有する実施例装置の作動を説明すると
、第３図に示されるように上型上下作動手段２２により
上型３３を上方に引き上げた場合において、図示しない
ロボットのアームに把持した赤熱状態の歯車１６の中心
軸孔部１６′を張り芯金１５に遊挿してリテーナ・テー
ブル１０に載置する。

次いで、上型上下作動手段２２を作動させてロッド２６
を下方変位させる。

すると、シャフト部２７と一体となって保持カバー３６
、押え部材３２、上型３３、歯車押圧作動手段２５がロ
ッド２６の予め設定されたストローク量により所定位置
まで下方変位して、はぼ第４図に示す状態になる。

このとき保持カバー３６はばね３７のばね力により第２
テーブル１１上に密着し、第２テーブル１１の冷却油通
路１４と吐出口３８とが連通して冷却油のタンクが形成
される。

また同時に、上型３３は張り芯金１５の上端開口部１７
に圧接し、張り芯金１５は上型３３と下型８とにより第
５図に示す矢印Ｈ方向に圧縮応力を受けて、上部スリッ
ト１８、下部スリット２０のスリット機能によってスト
ッパリング１２内周に当接するまで矢印■方向に膨張変
位する。

なお、このとき押え部材３２の爪部３２′は歯車に接近
するが、未だ歯車１６に当接しない。

これによって、歯車１６は自動的に芯出しされ、歯車の
中心軸孔部１６′の軸線（歯車の回転軸線）が軸線Ｇと
一致する。

この芯出しが行なわれた後は、歯車押圧作動手段２５で
ある第２室３１に流体圧が供給される。

すると、シリンダ部２９はばね３７のばね力に抗してシ
ャフト部２７にガイドされながら下方変位する。

このため、押え部材３２の爪部３２′はシリンダ部２９
と連動して下方変位し、歯車１６の上面を押圧すること
になり歯車のセットが完了する。

なお、支持プレート３４は常時保持カバー３６の上端部
３６′に接触しないように構成されている。

この状態において、第２テーブル１１の冷却油通路１４
に図示しない冷却油供給装置により矢印Ｊ方向に冷却油
を流し、吐出口３８から保持カバー３６内に冷却油を供
給する。

こうして、歯車１６は冷却油に浸漬されて冷却され、焼
き入れが行なわれる。

過剰に供給された冷却油は流出口３９から外部の油だめ
に放流される。

焼き入れが終了すると、冷却油は吐出口３８から通路１
４を経て、矢印Ｊとは逆方向に吸引して排出される。

上型上下作動手段２４によりロッド２６をシリンダ２４
に収納すると、上型３３、保持カバー３６および押え部
材３２は一挙に上方に引き上げられると、張り芯金１５
への圧縮応力は除荷され、同芯金１５は元の形状に復元
し、歯車の中心軸孔部１６′は張り芯金１５に遊嵌状態
になっているため、歯車１６を損傷することなく張り芯
金１５から容易に取り外すことができるだりでなく、熱
収縮による変形の存しない歯車を得ることができるとい
った作用効果を奏する。

なお、上記焼き入れは短時間に行なわれるが、歯車の形
状によっては焼き入れ時歯車に生じる熱収縮による応力
を除荷しながら行なう場合、第１室３０側に流体圧を供
給して、押え部材３２を歯車１６から上方へ離脱し、再
び第２室３１側を膨張させて押え部材３２を下方へ押し
付ければよい。

また、上型上下作動手段２２適宜上下動させて、張り芯
金１５の張り出し量をコントロールすれば、所望の内外
径寸法を有する歯車を得ることも可能である。

上記実施例装置における上型上下作動手段２２、歯車押
圧作動手段２５の作動順序は、自体公知の流体集中制御
回路や、電気的制御回路などにより適宜設定できるもの
であることはいうまでもない。

また、上記では下型８を第１テーブル９上に設けたが、
第２テーブル１１上に一体に設りた構成でもよい。

さらに上記では保護カバー３６を上下動させたが、第２
テーブル１１側に固定した形態のものでも上記実施例と
同様の作用効果を得られるのはもちろんである。

なおまた、歯車の形状によっては、寸法の異なる張り芯
金を対応して設けるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置における概略側面図、第２図は他の従
来装置における概略側面図、第３図は本発明の実施例に
おりる縦断側面図、第４図は上記実施例装置の作動を示
す説明図、第５図は張り芯金の外観拡大斜視図である。 ８・・・・・・下型、９・・・・・・第１テーブル、１
０・・・・・・リテーナ・テーブル、１１・・・・・・
第２テーブル、１５・・・・・・張り芯金、２２・・・
・・・上型上下作動手段、２５・・・・・・歯車押圧作
動手段、２６・・・・・・ロッド、２７・・・・・・シ
ャフト部、３２・・・・・・押え部材、３２′・・・・
・・爪部、３３・・・・・・上型、３６・・・・・・保
持カバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ テーブルに設けられた下型、同下型上に下端開口部
   を載置させた円筒体状の張り芯金、同張り芯金の上端開
   口部に当接可能に形成された上型、同上型に設けられ上
   記上型を上記張り芯金の上下軸線に沿って上下動できる
   ように形成された上型上下作動手段、同上型上下作動手
   段に設けられ上記張り芯金に中心軸孔部を挿通してセッ
   トされた被焼き入れ歯車を上方から押圧する歯車抑圧作
   動手段を具え、上記歯車を焼き入れするとき、上記上型
   上下作動手段により上記張り芯金を膨張させて上記歯車
   の中心軸孔部内周面に当接させると共に、上記歯車抑圧
   作動手段により上記歯車を押圧した状態で焼き入れする
   ように構成したことを特徴とする歯車の焼き入れ装置。