WO2008035524A1 - Procédé de trempe restreinte pour un élément annulaire - Google Patents

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WO2008035524A1
WO2008035524A1 PCT/JP2007/066159 JP2007066159W WO2008035524A1 WO 2008035524 A1 WO2008035524 A1 WO 2008035524A1 JP 2007066159 W JP2007066159 W JP 2007066159W WO 2008035524 A1 WO2008035524 A1 WO 2008035524A1
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annular member
restraining
cooling
restraint
temperature
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Chikara Ohki
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    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite

Definitions

  • the present invention relates to a method for restraining and quenching an annular member, and more specifically to a method for restraining and quenching an annular member that suppresses deformation by restraining the annular member.
  • annular member such as a bearing ring of a bearing
  • constrained quenching is used to cool the cooling.
  • This constrained quenching utilizes the fact that the steel constituting the annular member expands due to martensitic transformation during quenching. That is, by quenching quenching while the annular member is surrounded by the restraining member, the annular member expands along the wall surface of the restraining member, and an annular member having a desired shape can be obtained. .
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9 176740
  • the conventional restraint quenching method requires accurate prediction of the dimensions of the annular member and preparation of a large number of restraint members in order to ensure sufficient restraint effects.
  • There were problems such as complicated changeover (replacement).
  • the above-mentioned problems make it difficult to ensure sufficient restraining effects, reduce the processing efficiency of the quench hardening process, and increase the production cost of the annular member.
  • an object of the present invention is to provide an annular member that can easily ensure a sufficient restraining effect, increase the processing efficiency of the quench hardening treatment, and suppress the production cost of the annular member. It is to provide a constrained quenching method.
  • the method for constraining and quenching an annular member according to the present invention includes a step in which an annular member made of steel is heated to a temperature of point A or higher (heating step), and an annular member heated to a temperature of point A or higher Is cooled from the temperature above point A to the first cooling temperature below point M (first
  • Cooling process a process in which the annular member cooled to the first cooling temperature is restrained by the restraining member (restraining process), and a temperature at which the restraint member starts to restrain the annular member restrained by the restraining member.
  • the temperature is lower than the restraint start temperature, and is the temperature below the M point.
  • the outer circumferential surface and the end surface of the annular member intersect even if the annular member and the restraining member do not contact each other on the outer circumferential surface and the end surface of the annular member.
  • the ring member is restrained so that the restraint member and the ring member are in contact with each other, so that sufficient dimensional accuracy and roundness can be obtained.
  • the present inventor has found that sufficient dimensional accuracy and roundness can be obtained with a force S even if it is performed only on one side of the ridge line adjacent to the end face of the rim. I found it.
  • the annular member made of austenitic steel heated to a temperature not lower than the point A in the heating step is transferred to the first cooling step.
  • Martensitic transformation starts when cooled to the first cooling temperature below the s point.
  • the martensitic transformation of steel does not proceed unless the temperature is lowered.
  • the pearlite transformation and bainitic transformation also proceed.
  • the annular member is restrained at the ridgeline portion, and in the second cooling process, it is further cooled to the second cooling temperature, so that martensitic transformation proceeds, and the reduction in roundness and heat treatment deformation are suppressed.
  • the annular member is cured while being done.
  • a constraining surface force S that is a wall surface for contacting an annular member, a constraining member having a circular cross section in a plane perpendicular to one axis, or a constraining surface is inclined with respect to one axis.
  • a constraining member having a protruding portion specifically, a constraining member having a conical surface shape such as a conical surface or a spherical shape is employed. Then, the restraining surface of the restraining member and the ridge line portion of the annular member are brought into contact so that the one axis of the restraining member and the axis of the annular member coincide with each other.
  • the shape of the constraining surface corresponding to each dimension of the annular member (the above-mentioned There is no need to prepare a constraining member having a cross-sectional diameter perpendicular to one axis.
  • One constraining member can be used to constrain annular members of various sizes. Further, even in an actual production line, every time the dimension of the annular member to be quenched is changed, the quenching processing efficiency is improved without having to replace the restraining member to be used. For this reason, it is possible to increase the processing efficiency of the quench hardening process and to reduce the production cost of the annular member.
  • the constraining surface of the constraining member to be employed has a circular cross section perpendicular to the axial direction, such as a conical surface shape or a spherical shape, and the diameter of the cross section continuously decreases in the axial direction. It may be any restraining member having a wall surface.
  • the angle (constraint member taper angle) between the surface perpendicular to the axis and the restraint surface at the contact portion between the restraint member and the annular member in the cross section including the shaft of the restraint member is the restraint force in the radial direction. Considering the balance with the axial restraining force, it is ideally set to 45 degrees.
  • the processing accuracy of the force restraining member it is necessary to allow for a variation of about ⁇ 0.5 degrees. It can be more than 4 degrees and less than 45.5 degrees.
  • the inner peripheral surface of the annular member may be restrained, but basically, the restraint effect can be ensured by restraining the ridge line portion, so that the restraining effect can be secured. It does not have to be done.
  • the point A is a point corresponding to a temperature at which the steel structure starts to transform from ferrite to austenite when the steel is heated.
  • the M point means that austenitic steel is cold.
  • the annular member is used in the step of restraining the annular member by the restraining member and the step of cooling the annular member to the second cooling temperature.
  • the restraint member having a taper angle of 44.5 degrees or more and 45.5 degrees or less is restrained by being loaded with a load L or more that satisfies the relationship of the following expression (1).
  • L is the load (N)
  • S is the cross-sectional area (mm 2 ) of one of the two separated cross-sections in the cross-section of the annular member including the shaft
  • C is the annular member before restraint.
  • C is the roundness m) of the annular member required after quenching.
  • the circularity of the annular member before restraint is C
  • the constraining member taper is 45 degrees ⁇ 0.5 degrees (44.5 degrees or more and 45.5 degrees or less).
  • the roundness (C 1) of the annular member before restraint is almost the same value as the roundness before the start of quench hardening (before heating). Therefore, in equation (1), instead of the roundness (C) of the annular member before restraint, the roundness before the start of quench hardening (before heating) may be adopted. Roundness is roundness according to the least square center method (LSC) defined in JIS B7451.
  • the restraint start temperature is a temperature of M point or less.
  • the annular member and the restraining member are in contact with each other on the outer peripheral surface of the annular member and the one end surface.
  • the annular member is in contact with the restraining member and the annular member, and the annular member and the restraining member are in contact with each other on the end surface. May be restrained.
  • the present inventor has restrained the ridge line portion only on one side, and the end surface on the other side. It was found that sufficient dimensional accuracy and roundness can be obtained by being restrained. Therefore, according to the constrained quenching method for an annular member of the present invention, a sufficient restraint effect can be easily secured, the processing efficiency of quench hardening can be improved, and the production cost of the annular member can be suppressed. Can do.
  • the annular member when the annular member has a tapered shape with different radial thicknesses in the axial direction, the annular member is restrained by the restraining member and the annular member In the process of cooling the member to the second cooling temperature, the thickness of the annular member is large! /, The side end surface is the one end surface, the thickness is small! /, And the side end surface is the other An annular member may be constrained as the end face on the side.
  • the annular member in which the ridge line portion is constrained only on one side in the axial direction of the annular member, when the constrained annular member has a tapered shape, the annular member has a radial direction.
  • the ridgeline adjacent to the end face on the thicker side the ridgeline part adjacent to the end face on the annular member close to the part where the radial thickness is larger
  • the end face on the side where the radial thickness force S is smaller
  • the ability to obtain higher dimensional accuracy and roundness than in the case where the ridge line adjacent to is constrained is clarified by the study of the present inventors.
  • the annular member when the annular member has a taper shape, the annular member may be restrained with the end surface on the side where the thickness of the annular member is larger as one end surface and the end surface on the side where the thickness is smaller as the other end surface. As a result, a sufficient restraining effect can be ensured more reliably.
  • the restraint start temperature is a temperature below the M point.
  • the annular member and the restraining member do not come into contact with each other on the outer peripheral surface and the two end faces.
  • the restraining member and the annular member may contact each other at two ridge lines where the outer peripheral surface of the annular member and the two end surfaces intersect.
  • it is preferable that the annular member is constrained so that the constraining member taper angle and the radial thickness of the two end surfaces of the annular member satisfy the relationship represented by the following formula (2). .
  • ⁇ and / 3 are respectively one end face side of the two end faces of the annular member.
  • the constraining member taper angles a and b on the other end face side are the radial thicknesses on one end face and the other end face of the two end faces of the annular member, respectively.
  • the diameter of the annular member increases or decreases non-uniformly in the axial direction by the above-described quench hardening process with only the roundness, thereby including a cross section including the axis of the annular member.
  • deformation falling deformation
  • the inventor constrains the torsional deformation by restraining the annular member so that the taper angle of the restraining member and the radial thickness of the two end faces of the annular member satisfy the relationship represented by the above-described formula (2). We found that it can be effectively suppressed.
  • the constraining start temperature is preferably 150 ° C or higher.
  • the annular member is cooled while being constrained, and the martensitic transformation of the steel constituting the annular member proceeds, whereby the roundness of the annular member is increased. Reduction and heat treatment deformation are suppressed.
  • the restraint start temperature is less than 150 ° C, martensitic transformation has already progressed to a considerable extent before restraint starts, and the proportion of austenite that transforms to martensite after restraint starts is reduced.
  • the effect of suppressing heat treatment deformation and roundness reduction due to restraint is insufficient.
  • the restraint start temperature to 150 ° C. or higher, a sufficient ratio of austenite that transforms to martensite after restraint starts is sufficiently secured, and the heat treatment deformation and the decrease in roundness of the annular member are further suppressed.
  • the second cooling temperature is preferably 100 ° C or lower.
  • the ratio of austenite that undergoes a new martensitic transformation in the subsequent cooling is large, so that the heat treatment deformation and the roundness decrease occur in the subsequent cooling. There is a risk.
  • the second cooling temperature is set to 100 ° C. or lower, the ratio of austenite that subsequently undergoes martensitic transformation can be sufficiently suppressed, and the heat treatment deformation and the decrease in roundness of the annular member can be further suppressed. it can. If the annular member is kept restrained up to point M of the steel constituting the annular member, the remaining
  • the second cooling temperature can be made M point or higher. Where M point is austenite
  • the cooling rate in the step of cooling the annular member to the second cooling temperature is preferably 6 ° C / second or less.
  • the cooling rate in the second cooling step By setting the cooling rate in the second cooling step to 6 ° C / second or less, it is possible to further suppress the decrease in roundness and heat treatment deformation. If the cooling rate is less than 1 ° C / second, the effect of suppressing heat treatment deformation and the reduction in roundness is saturated, while the time required for the second cooling step becomes longer, and the quench hardening treatment efficiency is improved. descend. Therefore, it is preferable that the cooling rate in the second cooling step is 1 ° C./second or more.
  • the cooling rate refers to the temperature decrease per unit time.
  • the constrained quenching method for an annular member of the present invention it is easy to ensure a sufficient restraining effect and increase the processing efficiency of the quench hardening process. Therefore, it is possible to provide a method for restraining and quenching an annular member that can suppress the production cost of the annular member.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a bearing race as an annular member according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an outline of a constrained quenching method for an annular member in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a restraining step and a second cooling step in the restraining and quenching method of the annular member in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing the annular member in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a bearing race as an annular member of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a restraining step and a second cooling step in the restraining and quenching method for an annular member in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a restraining step and a second cooling step in the restraining and quenching method for an annular member in the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining a restraint step and a second cooling step in the restraint quenching method for an annular member in the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the constraint start temperature and the roundness.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the constraint end temperature (second cooling temperature) and roundness.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the cooling rate and roundness in the second cooling step.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the shape of the annular member and the roundness.
  • FIG. 13 is a view showing the relationship between the taper angle and the roundness of the lower restraining member.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between restraint load and roundness.
  • FIG. 15 is a diagram showing a three-dimensional FEM analysis model of the annular member in FIG.
  • FIG. 16 shows the test results of Example 3.
  • a bearing race 10 has a cylindrical shape, and has an outer circumference 11 and an inner circumference parallel to the outer circumference 11 in a cross section including the axis ⁇ of the bearing race 10.
  • a surface 13 and two end surfaces 12 and 12 intersecting (orthogonal) the outer peripheral surface 11 and the inner peripheral surface 13 are provided. Also two end faces Edge portions 14 and 14 are formed at portions where each of 12 and 12 and the outer peripheral surface 11 intersect.
  • the ridge line portion 14 is a chamfered portion that is a chamfered region, for example.
  • the constrained quenching method for the annular member in the first embodiment includes a heating step, a first cooling step, a constraining step, and a second cooling step.
  • the bearing ring 10 as an annular member made of steel such as bearing steel (for example, JIS standard SUJ2) is heated to a temperature of 800 ° C or higher and 1000 ° C or lower, ie, 850 ° C. Heated.
  • the bearing ring heated in the heating process is heated to a temperature of 150 ° C to 250 ° C, for example, 230 ° C.
  • bearing race ring 10 cooled to the first cooling temperature is restrained by restraining member 30.
  • the temperature of the bearing race 10 restrained by the restraining member 30 is the temperature at which restraint by the restraining member 30 starts, and M
  • quench hardening treatment performed by the heating and cooling
  • a normal quench hardening treatment that is heated in the air and then cooled
  • a bright heat treatment, carbonitriding, or the like may be employed, or a bright heat treatment, carbonitriding, or the like.
  • a quench hardening process that is heated in a controlled atmosphere such as a process and then cooled may be employed.
  • the bearing race 10 and the restraining member 30 are in contact with each other on the outer peripheral surface 11 and the two end faces 12, 12 of the bearing race 10.
  • the bearing track ring 10 is positioned so that the restraint member 30 and the bearing track ring 10 come into contact with each other at the ridge 14 where the outer peripheral surface 11 of the bearing race ring 10 and the two end faces 12 and 12 intersect. Be bound.
  • the bearing race ring 10 cooled to the first cooling temperature is restrained using the restraint cooling device 20, and in the second cooling process, the bearing race ring is restrained in the restraint process.
  • the bearing ring 10 is cooled to the second cooling temperature while maintaining the restrained state.
  • the restraint cooling device 20 in Embodiment 1 includes a support base 33, a lower restraint member 32 disposed on the support base 33, an upper restraint member 31 disposed on the lower restraint member 32, and And a load transmission member 34 disposed on the upper restraining member 31.
  • the lower restraining member 32 and the upper restraining member 31 constitute a restraining member 30.
  • a support surface 33A which is a flat surface, is formed on the support base 33.
  • the lower restraining member 32 is formed with a restraining surface 32A having a conical surface shape.
  • the constraining surface 32A has a shape constituting a part of the side surface of the right cone.
  • the lower restraining member 32 is arranged so as to contact the support surface 33A of the support base 33 on the bottom surface 32B which is a flat surface.
  • the lower restraining member 32 has a circle formed by intersecting the restraint surface 32A with a surface perpendicular to the axis / 3 that is an axis connecting the apex of the right cone including the restraint surface 32A and the center of the bottom surface.
  • the lower restraining member 32 is arranged on the support base 33 so that it is located on the side of the support base 33 on the apex force S of the right cone including the restraint face 32A as viewed from the restraint face 32A. That is, the lower restraining member 32 is arranged on the support base 33 so as to become smaller as it approaches the diameter support force 33 of the circle formed by intersecting the plane perpendicular to the axis / 3 and the restraint face 32A. ing.
  • the upper restraining member 31 is formed with a constraining surface 31A having a conical surface shape, and basically has the same configuration as the lower restraining member 32.
  • the upper restraining member 31 is arranged so that the restraining surface 31A of the upper restraining member 31 and the restraining surface 32A of the lower restraining member 32 face each other.
  • the upper constraining member 31 has a circle formed by intersecting the constraining surface 31A and a surface perpendicular to the axis ⁇ that is an axis connecting the apex of the right cone including the constraining surface 31A and the center of the bottom surface. It is arranged to be parallel to the support surface 33mm.
  • the upper restraining member 31 is arranged so that the apex of the right cone including the restraining surface 31A is on the side opposite to the support base 33 when viewed from the restraining surface 31A. That is, the upper restraining member 31 is arranged on the lower restraining member 32 so that the diameter of a circle formed by intersecting the surface perpendicular to the axis ⁇ and the restraining surface 31A becomes larger as the support base 33 is approached.
  • the upper restraining member 31 and the lower restraining member 32 are arranged so that the axis / 3 of the upper restraining member 31 and the lower restraining member 32 and the axis ⁇ coincide with each other.
  • the load transmitting member 34 has a flat surface 34 ⁇ which is a flat surface, parallel to the support surface 33 ⁇ . And arranged so as to come into contact with the bottom surface 31B, which is a flat surface of the upper restraining member 31.
  • the bearing race 10 is lowered so that the axis ⁇ of the bearing race 10 cooled to the first cooling temperature coincides with the axis / 3 of the lower restraint 32 arranged on the support 33. Set so that 32 restraining surfaces touch 32cm.
  • the bearing race 10 contacts the restraint surface 32 ⁇ of the lower restraint member 32 at the ridgeline portion 14, and the outer peripheral surface 11 The inner peripheral surface 13 and the end surface 12 do not contact the lower restraining member 32.
  • the upper restraint member 31 is kept at a distance from the lower restraint member 32 while maintaining a state where it matches the axis ⁇ of the upper restraint member 31, the axis ⁇ of the bearing race 10 and the axis ⁇ of the lower restraint member 32. Move so as to reduce the contact, and contact the bearing ring 10.
  • the constraining surface 31A is also a part of the side surface of the right cone, the bearing race 10 contacts the constraining surface 31A of the upper constraining member 31 at the ridge line portion 14, and the outer peripheral surface 11, The peripheral surface 13 and the end surface 12 do not contact the upper restraining member 31.
  • a load transmitting member 34 is arranged on the upper restraining member 31 so as to come into contact with the bottom surface 31B, and a desired load L is applied to the load transmitting member 34 by a load loading device such as a press weight or a hydraulic cylinder (not shown). Be loaded. As a result, the bearing race 10 is restrained at the ridge line portion 14.
  • the bearing ring 10 constrained in the constraining step as described above is held at the second cooling temperature while maintaining the constrained state.
  • the bearing ring 10 may be cooled by being left in the atmosphere in a restrained state as described above (cooling), or an air blower such as a blower may be used. Gas may be blown and cooled (blast cooling).
  • the bearing race 10 may be immersed in oil or cooled by spraying oil! /, (Oil-cooled), and immersed in water. Alternatively, it may be cooled by spraying water (water cooling).
  • the bearing race ring is arranged so that the restraint member 30 and the bearing race ring 10 as the annular member are in contact with each other at the ridgeline portion 14.
  • the dimensions of the bearing race 10 at the start of restraint can be accurately predicted in advance by restraining the shaft ⁇ , the shaft / 3, and the shaft ⁇ .
  • the bearing race 10 can be restrained at the ridge line portion 14. Therefore, it is possible to easily secure a sufficient restraint effect.
  • the bearing race 10 is restrained at the ridge portion 14, so that the restraint member 30 having the shape of restraint surfaces 31 ⁇ and 32 ⁇ corresponding to the dimensions of the bearing race 10 is provided.
  • One restraint member 30 that does not need to be prepared can be used to restrain bearing races 10 of various sizes.
  • the restraint start temperature is preferably 150 ° C or higher.
  • the second cooling temperature is preferably 100 ° C or lower.
  • the cooling rate in the second cooling step is preferably 6 ° C / second or less. As a result, it is possible to further suppress heat treatment deformation and a decrease in roundness of the bearing race 10.
  • the bearing race 10 in the restraint quenching method for bearing race 10 in the first embodiment, in the restraint step and the second cooling step, the bearing race 10 has a restraint of 44.5 degrees or more and 45.5 degrees or less.
  • Bundle member taper angle lower restraint member taper angle ⁇ and upper restraint member taper angle With the restraining member 30 having ⁇
  • a load L or more satisfying the relationship of the following formula (1)
  • the method for manufacturing an annular member can be provided by employing the method for restraining and quenching the annular member in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 a method of manufacturing the annular member in the first embodiment will be described.
  • the method for manufacturing the annular member in the first embodiment includes a forming member preparation process, a quench hardening process, a tempering process, and a finishing process.
  • a forming member which is a member made of steel and formed into a schematic shape of the bearing race 10 as an annular member, is prepared.
  • a steel material made of JIS standard SUJ2 is processed by forging, cutting, or the like to produce a molded member.
  • the quench hardening process the molded member prepared in the molding member preparation process is quenched and cured.
  • the tempering process the strength of the molded part that has been hardened by quenching in the quenching and curing process.
  • the molded member that has been tempered in the tempering process is finished. Specifically, finish processing such as grinding and superfinishing is performed on the molded member, and the bearing race 10 as an annular member is completed.
  • the quenching process in the quench-hardening step is performed using the annular member restraining quenching method according to the first embodiment of the present invention.
  • the constrained quenching method for the annular member in the embodiment 1 that can easily ensure sufficient restraint effect and increase the processing efficiency of the quench hardening process is the quench hardening process.
  • bearing ring 10 as an annular member in the second embodiment has basically the same configuration as bearing ring 10 in the first embodiment.
  • the bearing race 10 according to the second embodiment is a taper having a raceway taper angle ⁇ as a taper angle of the annular member in which the outer peripheral surface 11 and the inner peripheral surface 13 are not parallel in the cross section including the axis ⁇ . It differs from the bearing race 10 of Embodiment 1 in that it has a shape.
  • the bearing race 10 has a thick-side end surface 12A having a large radial thickness and a thin-side end surface 12B having a smaller radial thickness than the thick-side end surface 12A.
  • the taper angle of the annular member is an angle formed by a straight line extending the inner peripheral surface and the axis in a cross section passing through the axis of the annular member.
  • the constrained quenching method for the annular member in the second embodiment is basically performed in the same manner as the constrained quenching method for the annular member in the first embodiment.
  • the constrained quenching method for the annular member in the first embodiment due to the difference in the shape of the bearing race 10 as an annular member and the configuration of the restraining member 30, it has a different point from the restraining quenching method of the annular member in the first embodiment.
  • restraint cooling device 20 in the second embodiment is not provided with lower restraining member 32 in the first embodiment, and support base 33 is a lower restraint in the first embodiment. It plays the role of member 32.
  • the upper restraint member 31 and the support base 33 constitute the restraint member 30.
  • the bearing ring 10 cooled to the first cooling temperature is set on the support base 33 so as to come into contact with the support surface 33A of the support base 33 at the thin end face 12B. That is, the bearing race 10 contacts the restraining member 30 at the thin end surface 12B, which is one end surface.
  • the upper restraint member 31 moves so as to reduce the distance from the support base 33 while maintaining a state where it matches the shaft rod 1S of the upper restraint member 31 and the axis ⁇ of the bearing race 10.
  • the constraining surface 31A is a right conical side surface. Since this is a part, the bearing race 10 contacts the restraining surface 31A of the upper restraining member 31 at the thick side ridge line portion 14A adjacent to the thick side end surface 12A, and the outer peripheral surface 11, the inner peripheral surface 13 and the thick wall The side end face 12A does not contact the upper restraining member 31.
  • a load transmitting member 34 is arranged on the upper restraining member 31 so as to contact the bottom surface 31B, and a desired load is applied to the load transmitting member 34 by a load loading device such as a press weight or a hydraulic cylinder (not shown). Be loaded. As a result, the bearing race 10 is restrained at the thick side ridge line portion 14A adjacent to the thick side end surface 12A and the thin side end surface 12B.
  • the bearing race 10 constrained in the constraining step is cooled to the second cooling temperature while maintaining the constrained state, as in the first embodiment. That is, the bearing ring 10 in the second embodiment has a tapered shape with different thicknesses in the radial direction in the axis ⁇ direction.
  • the thick end surface 12A which is the end surface on the side where the bearing race 10 is thick, is used as one end surface
  • the thin end surface 12B which is the end surface on the side where the thickness is small, is the other end.
  • the bearing race 10 is constrained at the compression side ridge line portion 14A, which is a portion where one end surface and the outer peripheral surface 11 intersect, and the other end surface.
  • the bearing race 10 force S as the annular member is constrained in the thick side ridge line portion 14A which is one ridge line portion.
  • the restraint of the annular member in the ridge line portion is not necessarily performed in the ridge line portion adjacent to the end faces on both sides, sufficient dimensional accuracy and roundness can be obtained.
  • the ridge portion is constrained only on one side, and the constrained annular member has a tapered shape, the annular member has a large thickness in the radial direction.
  • the ridge line part adjacent to the end face on the side (the ridge line part adjacent to the end face on the side close to the part having a large radial thickness on the annular member) is restrained, so that the radial thickness is small. Higher dimensional accuracy and roundness can be obtained than when the ridge line adjacent to the side end face is constrained.
  • both the ridge line portions 14A and 14B are constrained at the thickened ridge line portion 14A which is one ridge line portion of the bearing race 10 force.
  • Dimensional accuracy and perfect circle comparable to those restrained in You can power S to get the degree.
  • the bearing race ring 10 can be made thicker side ridge line portion 14A without accurately predicting in advance the size of the bearing race ring 10 at the start of restraint. Can be constrained. Therefore, sufficient restraint effect can be secured easily.
  • the dimension of the bearing race 10 is obtained by restraining the thick-side ridge line portion 14A by the restraint surface 31A of the upper restraint member 31 and restraining the thin-side end surface 12B by the support surface 33 ⁇ of the support base 33. It is possible to use the same restraining member 30 for restraining the bearing race ring 10 of various sizes without having to prepare the restraining member 30 having a shape corresponding to each. Furthermore, even in an actual production line, every time the dimension of the bearing race 10 to be quenched is changed, the quenching processing efficiency is improved without having to replace the restraining member 30 to be used. Therefore, it is possible to increase the processing efficiency of the quench hardening process and reduce the production cost of the bearing race 10.
  • the constrained quenching method of the annular member of the second embodiment it is possible to reduce the component (lower constraining member 32) of the constraining cooling device 20 as compared with the case of the first embodiment. it can. Therefore, if the restraint cooling device 20 can be simplified, even when the length of the bearing race ring 10 in the axial direction ⁇ (the height of the bearing race ring 10) is small, the restraint members 30 do not easily interfere with each other. Thus, the bearing race 10 having a wider range of dimensions can be restrained.
  • the quenching process in the hardening and hardening step of the manufacturing method of the annular member in the first embodiment described with reference to FIG. 4 uses the constraining quenching method of the annular member in the second embodiment. May be implemented. Further, in the above embodiment, the force described in the case where the support base 33 is used as the restraining member 30 is taken into consideration, and the support base 33 is brought into contact with the restraining surface 33 ⁇ of the support base 33 in consideration of the durability of the support base 33.
  • a flat plate-shaped restraining member for directly restraining the bearing race 10 may be disposed on 33.
  • the constrained quenching method for the annular member in the third embodiment is basically the same as the constrained quenching method for the annular member in the first embodiment. Be done . However, due to the difference in the configuration of the restraining member 30, it has a different point from the restraining quenching method for the annular member in the first embodiment.
  • the bearing race 10 and the restraining member 30 are in contact with each other on the outer peripheral surface 11 and one end face 12C of the bearing race 10.
  • the constraining member 30 and the bearing ring 10 are in contact with each other at the ridge line part 14C on one side, where the outer peripheral surface 11 of the bearing bearing ring 10 and the one end face 12C intersect, and opposite to the one end face 12C.
  • the bearing race 10 is restrained so that the bearing race 10 and the restraining member 30 come into contact with each other at the other end face 12D.
  • the restraint cooling device 20 includes a support base 33, an upper restraint member 31 disposed on the support base 33, and a load transmission member 34 disposed on the upper restraint member 31. I have.
  • the support base 33 and the upper restraint member 31 constitute a restraint member 30.
  • the support base 33 is formed with a restraining surface 33A that is a flat surface.
  • the upper restraining member 31 is formed with a constraining surface 31A having a conical surface shape, and the constraining surface 31A has a shape constituting a part of the side surface of the right cone.
  • the upper restraint member 31 is disposed on the support base 33 so as to face the restraint face 33A of the restraint face 31A1S support base 33.
  • the upper restraint member 31 is supported by a circle formed by intersecting the restraint surface 31A with a surface perpendicular to the axis ⁇ that is an axis connecting the apex of the right cone including the restraint surface 31A and the center of the bottom surface.
  • the upper restraining member 31 is disposed on the support base 33 so as to be opposite to the apex force support base 33 side of the right cone including the restraining face 31A when viewed from the restraint face 31A.
  • the upper restraint member 31 has a support base so that the diameter force S of the circle formed by intersecting the plane perpendicular to the axis ⁇ and the restraint face 31A and the force S approaching the support base 33 are increased. 33 is arranged on.
  • the load transmitting member 34 has a flat surface 34 ⁇ which is a flat surface parallel to the constraining surface 33 ⁇ of the support base 33 and a bottom surface 31B which is a flat surface of the upper restraining member 31. Touch It is arranged so that.
  • the bearing ring 10 cooled to the first cooling temperature is set on the support base 33 so as to come into contact with the restraining surface 33A of the support base 33 at the other end face 12D. That is, the bearing race 10 contacts the restraining member 30 at the other end surface 12D.
  • the upper restraint member 31 moves so as to reduce the distance from the support base 33 while maintaining the state where the axis ⁇ of the upper restraint member 31 and the axis ⁇ of the bearing race ring 10 coincide with each other.
  • the constraining surface 31A is a part of the side surface of a right cone
  • the bearing race 10 has a constraining surface of the upper constraining member 31 at the ridgeline portion 14C on one side adjacent to the one end surface 12C.
  • the outer peripheral surface 11, the inner peripheral surface 13 and the one end surface 12C are in contact with 31A and do not contact the upper restraining member 31.
  • a load transmitting member 34 is arranged on the upper restraining member 31 so as to be in contact with the bottom surface 31B, and a desired load L is applied to the load transmitting member 34 by a load loading device such as a press weight or a hydraulic cylinder (not shown). Is loaded. As a result, the bearing race 10 is constrained at the ridge line portion 14C on one side adjacent to the one end surface 12C and the other end surface 12D.
  • the bearing race ring 10 constrained in the constraining step as described above is held at the second cooling temperature while maintaining the constrained state.
  • the bearing ring 10 may be cooled by being left in the atmosphere in a restrained state as described above (cooling), or an air blower such as a blower may be used. Gas may be blown and cooled (blast cooling).
  • the bearing race 10 may be immersed in oil or cooled by spraying oil! /, (Oil-cooled), and immersed in water. Alternatively, it may be cooled by spraying water (water cooling).
  • the upper restraint member 31 that is one restraint member and the bearing race 10 are in contact with each other at the ridge line portion 14C on one side.
  • the support base 33, which is another restraining member, and the bearing race ring 10 are brought into contact and restrained to obtain sufficient dimensional accuracy and roundness. it can.
  • the axes ⁇ and ⁇ are By restricting the bearing ring 10 so as to match, the size of the bearing ring 10 at the start of restraint is accurately predicted in advance, and the bearing ring 10 is restricted at the ridge portion 14C and the other end face 12D on one side. Can do. For this reason, it is easy to ensure sufficient restraint effect with force S.
  • the bearing race 10 is restrained at the ridge line portion 14C on the one side and the other end face 12D, so that the restraint surfaces 31A, 33A corresponding to each dimension of the bearing race 10 are obtained.
  • a set of restraining members 30 that do not require preparation of the restraining members 30 having the following shapes can be used to restrain the bearing races 10 of various sizes. Further, even in an actual production line, every time the dimension of the bearing race 10 to be quenched is changed, the quenching processing efficiency is improved without having to replace the restraining member 30 to be used. For this reason, it is possible to improve the processing efficiency of the quench hardening process and to reduce the production cost of the bearing race 10.
  • the restraint start temperature is preferably 150 ° C or higher.
  • the second cooling temperature is preferably 100 ° C or lower.
  • the cooling rate in the second cooling step is preferably 6 ° C./second or less. As a result, it is possible to further suppress heat treatment deformation and a decrease in roundness of the bearing race 10.
  • the constrained quenching method for the annular member in the fourth embodiment is basically performed in the same manner as the constrained quenching method for the annular member in the first embodiment.
  • the constrained quenching method for the annular member in the first embodiment due to the different configurations of the bearing race 10 and the restraining member 30, there is a difference from the restraining quenching method for the annular member in the first embodiment.
  • the constraining member 30 and the bearing race 10 are Contact.
  • the upper constraining member taper angle ⁇ and the lower constraining member taper angle 0 as the constraining member taper angle which are the angles formed by the respective tangents at the part in contact with the bearing race 10 in FIG.
  • the bearing race 10 is constrained so that the radial thicknesses a and b of 12A and the thin-walled end face 12B satisfy the relationship shown in the equation (2).
  • the upper constraining member taper angle ⁇ and the lower constraining member taper angle 0 and the radial thicknesses a and b of the thick wall side end surface 12A and the thin wall side end surface 12B of the bearing track ring 10 are as follows: It is ideal to satisfy the relationship of equation (3).
  • the fall amount suppression effect can be suppressed to a practically acceptable range as compared to the case where Equation (3) is satisfied.
  • the upper restraint member taper angle ⁇ and the lower restraint member taper angle 0 the thick end surface 12A of the bearing race 10 and the thin It is preferable that the radial thicknesses a and b on the meat side end face 12B satisfy the relationship of the following formula (4).
  • the bearing race ring 10 cooled to the first cooling temperature is restrained by using the restraint cooling device 20, and in the second cooling process, the bearing restrained in the restraint process.
  • the bearing ring 10 is cooled to the second cooling temperature while maintaining the restrained state.
  • the restraint cooling device 20 in the present embodiment includes a support base 33, a lower restraint member 32 disposed on the support base 33, and an upper part disposed on the lower restraint member 32.
  • a restraining member 31 and a load transmitting member 34 disposed on the upper restraining member 31 are provided.
  • the lower restraint member 32 and the upper restraint member 31 constitute a restraint member 30.
  • the support base 33 is formed with a support surface 33A that is a flat surface.
  • the lower restraining member 32 is formed with a restraining surface 32A having a conical surface shape.
  • the constraining surface 32A has a shape constituting a part of the side surface of the right cone.
  • the lower restraining member 32 is arranged so as to contact the support surface 33A of the support base 33 on the bottom surface 32B which is a flat surface.
  • the lower restraint member 32 is supported by a circle formed by intersecting the restraint surface 32A with a surface perpendicular to the axis A, which is the axis connecting the apex of the right cone including the restraint surface 32A and the center of the bottom surface. Face to face 33A
  • the lower restraining member 32 is arranged on the support base 33 so that it is located on the side of the support base 33 on the apex force S of the right cone including the restraint face 32A as viewed from the restraint face 32A.
  • the lower restraining member 32 has a surface perpendicular to the axis A and the restraining surface 32.
  • the diameter force S of the circle formed by intersecting with A is arranged on the support base 33 so as to decrease as it approaches the support base 33.
  • the upper restraining member 31 is formed with a constraining surface 31A having a conical surface shape, and basically has the same configuration as the lower restraining member 32.
  • the upper restraining member 31 is arranged so that the restraining surface 31A of the upper restraining member 31 and the restraining surface 32A of the lower restraining member 32 face each other.
  • the upper restraint member 31 is suspended from an axis A that is an axis connecting the apex of the right cone including the restraint surface 31A and the center of the bottom surface.
  • a circle formed by intersecting the straight surface and the constraining surface 31A is parallel to the support surface 33A.
  • the upper restraining member 31 is arranged so that the apex of the right cone including the restraining surface 31A is on the side opposite to the support base 33 when viewed from the restraining surface 31A. That is, the upper restraining member 31 is formed by intersecting the surface perpendicular to the axis A and the restraining surface 31A.
  • the diameter of the circle is arranged on the lower restraining member 32 so that the diameter of the circle increases as it approaches the support base 33. Also, the axis A and axis A of the upper restraint member 31 and the lower restraint member 32
  • the upper restraining member 31 and the lower restraining member 32 are arranged so that 2 3 matches.
  • the upper restraining member taper angle ⁇ and the lower restraining member taper angle 0 and the radial thickness a at the thick end surface 12A and the thin end surface 12B of the bearing race 10 The upper restraining member 31 and the lower restraining member 32 are employed such that and b satisfy the relationship represented by the formula (2).
  • the load transmitting member 34 is arranged so that the flat surface 34A, which is a flat surface, is in parallel with the support surface 33A and is in contact with the bottom surface 31B, which is the flat surface of the upper restraint member 31. Has been.
  • the bearing race 10 cooled to the first cooling temperature is in contact with the restraint surface 32A of the lower restraint member 32 at the thin ridge 14B, and the axis A of the bearing race 10 is supported by the support base 33. Match the axis A of the lower restraining member 32 placed above
  • a load transmitting member 34 is arranged on the upper restraining member 31 so as to be in contact with the bottom surface 31B, and a desired load L is applied to the load transmitting member 34 by a load loading device such as a press weight or a hydraulic cylinder (not shown). Is done. Thereby, the bearing race 10 is restrained at the ridge portions 14A and 14B.
  • the bearing race 10 has the upper restraining member 31 at the two ridge portions 14A and 14B.
  • the upper and lower restraining members 31 and 32A are in contact with the restraining surfaces 31A and 32A of the lower restraining member 32, and the upper restraining member 31 and the lower restraining member 32 are connected to the outer peripheral surface 11, the inner peripheral surface 13 and the two end surfaces 12A and 12B. Do not touch.
  • the restraining member 30 As the restraining member 30, the upper restraining member taper angle ⁇ and the lower restraining member taper angle 0, and the radial thickness a at the thick end surface 12A and the thin end surface 12B of the bearing race 10 are a. Since the upper restraint member 31 and the lower restraint member 32 satisfying the relationship represented by the formula (2) and b are adopted, the bearing race 10 has a ridge line so as to satisfy the relationship represented by the formula (2). The parts 14A and 14B are restrained.
  • the bearing race 10 restrained in the restraining step as described above is cooled to the second cooling temperature while maintaining the restrained state.
  • the bearing ring 10 may be cooled by being left in the atmosphere in a restrained state as described above (cooling), or an air blower such as a blower may be used. Gas may be blown and cooled (blast cooling).
  • the bearing race 10 may be immersed in oil or cooled by spraying oil! /, (Oil-cooled), and immersed in water. Alternatively, it may be cooled by spraying water (water cooling).
  • the bearing race ring 10 that does not accurately predict in advance the size of the bearing race ring 10 at the start of restraint is provided with two ridge lines 14A. And can be restrained at 14B. Further, by performing the restraining step and the second cooling step as described above, sufficient roundness can be obtained, and collapse deformation can be suppressed. As a result, according to the constraining and quenching method of the annular member of the present embodiment, the bearing race as the annular member can be easily secured while ensuring the sufficient restraining effect and improving the processing efficiency of the quench hardening process. The production cost of the wheel 10 can be reduced.
  • the restraint start temperature is preferably 150 ° C or higher.
  • the second cooling temperature is preferably 100 ° C or lower.
  • the cooling rate in the second cooling step is preferably 6 ° C / second or less. As a result, it is possible to further suppress the decrease in the roundness and the falling deformation of the bearing race 10.
  • Example 1 of the present invention will be described below.
  • JIS standard SUJ2 steel which is a high-carbon chromium bearing steel, is formed by turning, etc. to form a cylindrical (no taper) annular member (Fig. 1) with an outer diameter of ⁇ 85. Omm and an inner diameter of 70. Omm.
  • a cylindrical (no taper) annular member (Fig. 1) with an outer diameter of ⁇ 85. Omm and an inner diameter of 70. Omm.
  • Two types of annular members (Fig. 5) with a tapered shape with a diameter of ⁇ 80.4 mm, an inner diameter of ⁇ 68.5 mm, and an inner diameter of ⁇ 75.6 mm were manufactured. Then, the annular member was inserted into a heating furnace adjusted to a reducing atmosphere to prevent decarburization, and held at 810 ° C. for 40 minutes.
  • the annular member is taken out of the heating furnace and immediately (within 1 second) in quenching oil adjusted to 80 ° C (cold type, high speed quench oil No. 1 070S manufactured by Nippon Grease Co., Ltd.) And cooled to the first cooling temperature, which is a temperature below the M point. And ring
  • the shaped member was taken out from the quenching oil and restrained using the restraint cooling device 20 in the first embodiment described with reference to FIG.
  • the ridge line portion adjacent to the end surface on the thin side was restrained so as to contact the lower restraining member 32.
  • the temperature of the annular member (restraint start temperature) at the time of starting restraint was measured.
  • the restraint start temperature is below the M point and is lower than the first cooling temperature.
  • the constrained annular member was cooled to a second cooling temperature lower than the constraining start temperature, and then taken out from the constraining cooling device.
  • the constraint start temperature, the constraint end temperature (second cooling temperature), the cooling rate in the second cooling process, the shape of the annular member, the lower constraint An annular member in which the taper angle and the restraining load of the bundle member were changed was produced and used as a sample.
  • the roundness was measured by the least square center method (LSC) defined in B7451.
  • LSC least square center method
  • Table 1 shows the test conditions and the roundness measurement results.
  • the standard deviation is calculated together with the average value of the measured roundness and is shown in Table 1.
  • the horizontal axis indicates the restraint start temperature
  • the vertical axis indicates the roundness
  • the circle indicates the average value of roundness
  • the cross indicates the standard deviation of roundness.
  • the restraint start temperature is preferably 150 ° C or higher, more preferably 250 ° C or higher.
  • the influence of the constraint end temperature (second cooling temperature) will be described.
  • the horizontal axis shows the restraint end temperature (second cooling temperature)
  • the vertical axis shows the roundness
  • the circle indicates the average value of roundness
  • the back indicates the standard deviation of roundness. Yes.
  • the restraint end temperature is preferably 100 ° C or lower, more preferably 80 ° C or lower.
  • the horizontal axis indicates the cooling rate in the second cooling step
  • the vertical axis indicates the roundness
  • the circle indicates the average value of roundness
  • the cross indicates the standard deviation of roundness.
  • the cooling rate in the second cooling step should be 6 ° C / sec or less. It was confirmed that it was preferable.
  • the horizontal axis indicates whether or not the annular member has a taper shape (A: taper shape in FIG. 5, B: non-taper shape in FIG. 1), and the vertical axis indicates roundness. Circles indicate the average value of roundness, and crosses indicate the standard deviation of roundness.
  • the horizontal axis represents the restraint load (load L applied to the load transmitting member 34 in Fig. 3)
  • the vertical axis represents the roundness
  • the circle represents the average value of roundness
  • the back represents true.
  • the standard deviation of circularity is shown.
  • the restraining load is preferably 20 kgf or more in the range of the shape of the annular member.
  • Example 2 of the present invention will be described below. An analysis was conducted to investigate the restraint load necessary to obtain the desired roundness. Hereinafter, the analysis method will be described.
  • the three-dimensional FEM analysis model of the annular member in FIG. 5 is a model in which the annular member in FIG. 5 is restrained by the load L by the restraint cooling device 20 described based on FIG.
  • the annular member shown in FIG. 1 a model that is restrained with a load L by the restraint cooling device 20 described based on FIG.
  • the lower constraining member taper angle ⁇ and the upper constraining member taper angle ⁇ were both 45 degrees.
  • L is the load (N)
  • S is the cross-sectional area (mm 2 ) of one of the two separated cross-sections in the cross-section of the annular member including the shaft
  • C is the annular member before restraint.
  • C is the roundness m) of the annular member required after quenching.
  • the desired roundness can be obtained by applying a load equal to or greater than the load L calculated by Equation (1).
  • Example 3 of the present invention will be described below. A test was conducted to investigate the effect of the constraining member taper angle on the falling deformation. Hereinafter, the test method will be described.
  • the upper restraint member taper angle ⁇ was kept constant at 45 °, and the lower restraint member taper angle / 3 (thin wall side ridge line part)
  • the degree of tilting of the annular member when the constraining member in contact with 14B was changed to 0 ° force, 45 °, and so on was measured! .
  • the amount of collapse was also measured in the case where the restraint by the restraining member was omitted (free quenching).
  • the amount of collapse is defined by the following equation (7).
  • (Falling amount) ⁇ (Average outer diameter at the thick end face) (Average outer diameter at the thin end face) ⁇ / 2 ⁇ ⁇ ⁇ (7)
  • the amount of collapse tends to decrease as the thin-side taper angle decreases.
  • the tilting amount is a negative value
  • the average value of the outer diameter at the thin-side end surface is larger than the average value of the outer diameter at the thick-side end surface.
  • the absolute value of the amount of tilt is the smallest!
  • the upper constraining member taper angle ⁇ and the lower constraining member taper angle 0 the thick side end surface 12A of the bearing race 10 and Ideally, the thicknesses a and b in the radial direction of the thin-side end face 12B satisfy the relationship of the following formula (3).
  • the constraining and quenching method for an annular member of the present invention can be applied particularly advantageously to the constraining and quenching method for an annular member that suppresses deformation by restraining the annular member made of steel.

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Description

明 細 書
環状部材の拘束焼入方法
技術分野
[0001] 本発明は環状部材の拘束焼入方法に関し、より特定的には、環状部材を拘束する ことにより変形を抑制する環状部材の拘束焼入方法に関するものである。
背景技術
[0002] 軸受の軌道輪などの環状部材に対する焼入硬化処理においては、熱処理の際に 生ずる変形 (熱処理変形)や真円度の低下を抑制するため、当該環状部材を拘束し た状態で焼入の冷却を実施する拘束焼入が採用される場合がある。この拘束焼入は 、焼入時において、環状部材を構成する鋼がマルテンサイト変態により膨張すること を利用したものである。すなわち、環状部材が拘束部材に囲まれた状態で焼入の冷 却が実施されることにより、環状部材が拘束部材の壁面に沿って膨張し、所望の形 状の環状部材を得ることができる。しかし、この方法によれば、拘束焼入の冷却が終 了した時点で、拘束部材の内壁と環状部材とが密着するため、環状部材を拘束部材 力 分離することが困難となり、焼入硬化処理の効率が低下する場合がある。
[0003] これに対し、上部および下部に円形の開口が形成された円柱形状の内壁を有する 拘束部材を採用し、環状部材を上部の開口から順次押し込んでいき、環状部材を冷 却するとともに、冷却が完了した環状部材を下部の開口から押し出す拘束焼入方法 が提案されている。これにより、環状部材の拘束部材からの分離が順次行なわれ、焼 入硬化処理の効率低下を抑制することができる（特開平 9 176740号公報（特許文 献 1) )。
特許文献 1：特開平 9 176740号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかしながら、特許文献 1に記載の拘束焼入方法を含めて、環状部材の外周面や 内周面に、拘束部材の壁面を密着させて環状部材を拘束する従来の拘束焼入方法 では、環状部材の拘束開始時点における寸法を予め正確に予測しておかなければ ならないという問題点がある。すなわち、環状部材の拘束開始時点における寸法が 拘束部材の壁面に囲まれた空間よりも大きい場合、拘束そのものが不可能となる。一 方、環状部材の拘束開始時点における寸法が拘束部材の壁面に囲まれた空間より も小さ過ぎる場合、焼入により環状部材が膨張しても、環状部材が拘束部材により十 分拘束されない。
[0005] また、上記従来の拘束焼入方法では、環状部材の拘束開始時点における寸法が 正確に予測できる場合であっても、焼入が行なわれる環状部材の寸法ごとに、それ に応じた寸法を有する拘束部材を準備する必要がある。さらに、実際の生産ラインに おいては、焼入が行なわれる環状部材の寸法が変更されるたびに、使用する拘束部 材を取り換える必要があり、焼入の処理効率が低下する。
[0006] 以上のように、従来の拘束焼入方法は、十分な拘束の効果を確保するために環状 部材の正確な寸法予測や多数の拘束部材の準備が必要である点、拘束部材の取り 替え (段取り換え）が煩雑である点、などの問題点を有していた。そして、上記問題点 は、十分な拘束の効果の確保を困難にするとともに、焼入硬化処理の処理効率を低 下させ、環状部材の生産コストの上昇を招来する。
[0007] そこで、本発明の目的は、容易に、十分な拘束の効果を確保するとともに、焼入硬 化処理の処理効率を上昇させ、環状部材の生産コストを抑制することが可能な環状 部材の拘束焼入方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明に従った環状部材の拘束焼入方法は、鋼からなる環状部材が A点以上の 温度に加熱される工程 (加熱工程）と、 A点以上の温度に加熱された環状部材が、 A点以上の温度から M点以下の温度である第 1冷却温度まで冷却される工程 (第 1
1 S
冷却工程）と、第 1冷却温度まで冷却された環状部材が拘束部材により拘束されるェ 程 (拘束工程）と、拘束部材により拘束された環状部材が、拘束部材による拘束が開 始される温度である拘束開始温度よりも低い温度であり、 M点以下の温度である第
S
2冷却温度まで、拘束部材により拘束されつつ冷却される工程 (第 2冷却工程）とを備 えている。そして、環状部材が拘束される工程および環状部材が第 2冷却温度まで 冷却される工程にお!/、ては、環状部材の一方の端面および他方の端面のうち少なく とも 1つの端面および外周面において環状部材と拘束部材とが接触することなぐ環 状部材の外周面と上記少なくとも 1つの端面とが交差する部位である稜線部におい て、拘束部材と環状部材とが接触するように環状部材が拘束される。
[0009] 一般に、環状部材の拘束焼入の冷却においては、環状部材の外周面および端面 が全体にわたって拘束部材と接触するように、環状部材が拘束される。これに対し、 本発明者は、環状部材の拘束焼入における拘束部位と、焼入後の環状部材の寸法 精度および真円度との関係について詳細な検討を行なった。その結果、以下のよう な知見を得た。
[0010] すなわち、環状部材の拘束焼入の冷却においては、環状部材の外周面および端 面において、環状部材と拘束部材とが接触しなくても、環状部材の外周面と端面とが 交差する部位である稜線部において、拘束部材と環状部材とが接触するように環状 部材が拘束されることにより、十分な寸法精度および真円度を得ることができること、 および稜線部における拘束は、必ずしも両側の端面に隣接する稜線部にお!/、て行 なわれる必要はなぐ一方側のみで行なわれても、十分な寸法精度および真円度を 得ること力 Sでさること、を本発明者は見出した。
[0011] 本発明の環状部材の拘束焼入方法では、加熱工程において A点以上の温度に 加熱されてオーステナイト化した鋼からなる環状部材は、第 1冷却工程にぉレ、て M
s 点以下の第 1冷却温度に冷却されることにより、マルテンサイト変態を開始する。ここ で、鋼のマルテンサイト変態は、温度を低下させなければ進行しない。また、鋼は、 M 点以下の温度に冷却されて!/、る場合、パーライト変態およびべイナイト変態も進行し
S
ない。そして、拘束工程で、環状部材が稜線部において拘束され、第 2冷却工程に おいてさらに第 2冷却温度まで冷却されることによりマルテンサイト変態が進行し、真 円度の低下および熱処理変形が抑制されつつ環状部材が硬化する。
[0012] ここで、たとえば環状部材と接触するための壁面である拘束面力 S、一の軸に垂直な 面における断面が円形である拘束部材、あるいは拘束面が一の軸に対して傾斜して いる部分を有する拘束部材、具体的には拘束面が円錐面形状、球面形状などの形 状を有する拘束部材が採用される。そして、拘束部材の当該一の軸と環状部材の軸 とが一致するように、拘束部材の拘束面と環状部材の稜線部とを接触させることによ り、環状部材の拘束開始時点における寸法を予め正確に予測することなぐ環状部 材を稜線部において拘束することができる。一方、上述のように、稜線部において、 拘束部材と環状部材とが接触するように環状部材が拘束されることにより、十分な寸 法精度および真円度を得ることができる。そのため、容易に、十分な拘束の効果を確 保すること力 Sでさる。
[0013] また、上述のように稜線部において環状部材が拘束されることにより、たとえば上記 のような拘束部材が採用されれば、環状部材の寸法ごとに、それに応じた拘束面の 形状（上記一の軸に垂直な断面の直径)を有する拘束部材を準備する必要がなぐ 一の拘束部材を種々の寸法の環状部材の拘束に使用することができる。さらに、実 際の生産ラインにおいても、焼入が行なわれる環状部材の寸法が変更されるたびに 、使用する拘束部材を取り換える必要がなぐ焼入の処理効率が向上する。そのため 、焼入硬化処理の処理効率を上昇させ、環状部材の生産コストを抑制することが可 能となる。
[0014] 以上のように本発明の環状部材の拘束焼入方法によれば、容易に、十分な拘束の 効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処理効率を上昇させ、環状部材の生産コ ストを抑制することができる。
[0015] なお、採用されるべき拘束部材の拘束面は、円錐面形状、球面形状など軸方向に 垂直な断面が円形であり、軸方向において断面の直径が連続的に小さくなるほたは 大きくなる）壁面を有する拘束部材であればよい。また、上記拘束部材の軸を含む断 面における拘束部材と環状部材との接触部での軸に垂直な面と拘束面とのなす角 度（拘束部材テーパ角度）は、径方向の拘束力と軸方向の拘束力とのバランスを考 慮して 45度とするのが理想的である力 拘束部材の加工精度等を考慮すると ± 0. 5 度程度のばらつきを見込む必要があり、 44. 5度以上 45. 5度以下とすることができ る。さらに、拘束工程および第 2冷却工程において、環状部材の内周面は拘束され てもよいが、基本的には上記稜線部が拘束されることで、十分な拘束の効果を確保 できるため、拘束されなくてもよい。
[0016] また、 A点とは鋼を加熱した場合に、鋼の組織がフェライトからオーステナイトに変 態を開始する温度に相当する点をいう。また、 M点とはオーステナイト化した鋼が冷 却される際に、マルテンサイト化を開始する温度に相当する点をいう。
[0017] 上記環状部材の拘束焼入方法において好ましくは、環状部材が拘束部材により拘 束される工程および環状部材が第 2冷却温度まで冷却される工程にお!/、ては、環状 部材は、 44. 5度以上 45. 5度以下の拘束部材テーパ角度を有する拘束部材により 、以下の式（1)の関係を満たす荷重 L以上の荷重が負荷されて拘束される。
[0018] L = 3. 175 X (C /C )— 1 754 X S · · · (1)
2 1
ここで、 Lは、荷重 (N)、 Sは、軸を含む環状部材の断面における分離した 2つの断 面のうち一方の断面の断面積 (mm2)、 Cは、拘束前における環状部材の真円度（ ^ m) , Cは、焼入後において要求される環状部材の真円度 m)である。
2
[0019] 本発明者による検討の結果、拘束前における環状部材の真円度が Cであって、 4 5度 ± 0. 5度（44. 5度以上 45. 5度以下）の拘束部材テーパ角度を有する拘束部 材により環状部材が拘束される場合、焼入後に真円度を Cまで改善するためには、
2
上記式（1)で表される荷重 L以上の荷重が必要であることが明ら力、となった。そのた め、環状部材が荷重 L以上の荷重が負荷されて拘束されることにより、所望の真円度 Cまで真円度を改善することが可能となる。
2
[0020] なお、拘束前における環状部材の真円度（C )は、焼入硬化処理開始前 (加熱前） の真円度とほとんど同一の値となる。そのため、式（1)においては、拘束前における 環状部材の真円度（C )に代えて、焼入硬化処理開始前 (加熱前）の真円度を採用 してもよい。また、真円度とは、 JIS B7451に規定された最小二乗中心法（LSC)に よる真円度である。
[0021] 上記環状部材の拘束焼入方法においては、拘束開始温度は M点以下の温度で
S
あり、環状部材が拘束部材により拘束される工程および環状部材が第 2冷却温度ま で冷却される工程においては、環状部材の外周面および上記一方の端面において 環状部材と拘束部材とが接触することなぐ環状部材の外周面と上記一方の端面と が交差する部位である稜線部において、拘束部材と環状部材とが接触し、かつ他方 の端面において環状部材と拘束部材とが接触するように環状部材が拘束されてもよ い。
[0022] 本発明者は、稜線部における拘束が一方側のみで行なわれ、他方側では端面が 拘束されることにより、十分な寸法精度および真円度を得ることができることを見出し た。したがって、上記本発明の環状部材の拘束焼入方法によれば、容易に、十分な 拘束の効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処理効率を向上させ、環状部材の 生産コストを抑制することができる。
[0023] 上記環状部材の拘束焼入方法においては、環状部材が、軸方向において、径方 向の厚みが異なるテーパ形状を有している場合、環状部材が拘束部材により拘束さ れる工程および環状部材が第 2冷却温度まで冷却される工程にお!/、ては、環状部材 の厚みが大き!/、側の端面を上記一方の端面とし、厚みが小さ!/、側の端面を上記他 方の端面として、環状部材が拘束されてもよい。
[0024] 環状部材の軸方向の一方側のみで稜線部が拘束される環状部材の拘束焼入方法 では、拘束される環状部材がテーパ形状を有している場合、環状部材において径方 向の厚みが大きい側の端面に隣接する稜線部（環状部材において径方向の厚みが 大きい部分に近い側の端面に隣接する稜線部）が拘束されることで、径方向の厚み 力 S小さい側の端面に隣接する稜線部が拘束される場合よりも、より高い寸法精度およ び真円度を得ることができること力 本発明者の検討により明らかとなった。したがつ て、環状部材がテーパ形状を有する場合、環状部材の厚みが大きい側の端面を一 方の端面とし、厚みが小さい側の端面を他方の端面として、環状部材が拘束されるこ とにより、一層確実に十分な拘束の効果を確保することができる。
[0025] 上記環状部材の拘束焼入方法においては、拘束開始温度は M点以下の温度で
S
あり、環状部材が拘束部材により拘束される工程および環状部材が第 2冷却温度ま で冷却される工程においては、環状部材の外周面および 2つの端面において環状 部材と拘束部材とが接触することなぐ環状部材の外周面と当該 2つの端面とが交差 する部位である 2つの稜線部において、拘束部材と環状部材とが接触してもよい。こ の場合、拘束部材テーパ角度と、環状部材の当該 2つの端面における径方向の厚 みとが、以下の式（2)に示す関係を満たすように環状部材が拘束されることが好まし い。
[0026] 0· 9 X (b/a)≤ (sin β /sin a )≤1. I X (b/a) · · · (2)
ここで、 αおよび /3は、それぞれ環状部材の上記 2つの端面のうちの一方の端面側 および他方の端面側における拘束部材テーパ角度、 aおよび bは、それぞれ環状部 材の上記 2つの端面のうちの一方の端面および他方の端面における径方向の厚み である。
[0027] 環状部材の拘束焼入においては、上述の真円度だけでなぐ焼入硬化処理により 環状部材の直径が軸方向に不均一に増大または減少することにより、環状部材の軸 を含む断面において、環状部材の外周面や内周面が軸に対して傾斜する変形 (倒 れ変形)をも抑制する必要がある。本発明者は、拘束部材テーパ角度と、環状部材 の 2つの端面における径方向の厚みとが、上述の式（2)に示す関係を満たすように 環状部材が拘束されることにより、倒れ変形を有効に抑制可能であることを見出した 。したがって、上記本発明の環状部材の拘束焼入方法によれば、容易に、十分な拘 束の効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処理効率を向上させ、環状部材の生 産コストを抑制することができる。
[0028] 上記環状部材の拘束焼入方法において好ましくは、拘束開始温度は 150°C以上 である。上述のように、本発明の環状部材の拘束焼入方法においては、環状部材が 拘束されつつ冷却され、環状部材を構成する鋼のマルテンサイト変態が進行すること により、環状部材の真円度の低下および熱処理変形が抑制される。しかし、拘束開 始温度が 150°C未満では、拘束開始前に既にマルテンサイト変態が相当程度進行 しており、拘束開始後にマルテンサイトに変態するオーステナイトの割合が少なくなつ ている。そのため、拘束による熱処理変形および真円度の低下の抑制効果が不十分 となる。拘束開始温度を 150°C以上とすることにより、拘束開始後にマルテンサイトに 変態するオーステナイトの割合が十分に確保され、環状部材の熱処理変形および真 円度の低下が一層抑制される。
[0029] 上記環状部材の拘束焼入方法において好ましくは、第 2冷却温度は 100°C以下で ある。 100°Cよりも高い温度で環状部材の拘束が終了した場合、その後の冷却にお いて新たにマルテンサイト変態するオーステナイトの割合が多いため、その後の冷却 において熱処理変形や真円度の低下が発生するおそれがある。第 2冷却温度を 10 0°C以下とすることにより、その後にマルテンサイト変態するオーステナイトの割合を 十分に抑制し、環状部材の熱処理変形および真円度の低下を一層抑制することが できる。なお、環状部材を構成する鋼の M点まで環状部材の拘束を継続すれば、残
f
存しているオーステナイトはなくなり、その後の冷却による真円度の低下や熱処理変 形をほぼ完全に回避することができる。したがって、 M点未満の温度域に環状部材
f
を冷却しても、更なる効果が期待できず、焼入硬化処理の効率低下を招来するため 、第 2冷却温度は M点以上とすることができる。ここで、 M点とは、オーステナイト化
f f
した鋼が冷却される際に、マルテンサイト化が完了する温度に相当する点をいう。
[0030] 上記環状部材の拘束焼入方法において好ましくは、環状部材が第 2冷却温度まで 冷却される工程における冷却速度は 6°C/秒以下である。
[0031] 第 2冷却工程における冷却速度を 6°C/秒以下とすることにより、真円度の低下や 熱処理変形を一層抑制することができる。なお、冷却速度が 1°C/秒未満では、熱処 理変形や真円度の低下の抑制効果が飽和する一方、第 2冷却工程に要する時間が 長くなり、焼入硬化処理の処理効率が低下する。そのため、第 2冷却工程における冷 却速度は 1°C/秒以上とすることが好ましい。ここで、冷却速度とは、単位時間あたり の温度の低下幅をいう。
発明の効果
[0032] 以上の説明から明らかなように、本発明の環状部材の拘束焼入方法によれば、容 易に、十分な拘束の効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処理効率を上昇させ 、環状部材の生産コストを抑制することが可能な環状部材の拘束焼入方法を提供す ること力 Sでさる。
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]実施の形態 1の環状部材としての軸受軌道輪の概略断面図である。
[図 2]実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法の概略を示す流れ図である。
[図 3]実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法の拘束工程および第 2冷却ェ 程を説明するための概略断面図である。
[図 4]実施の形態 1における環状部材の製造方法の概略を示す流れ図である。
[図 5]実施の形態 2の環状部材としての軸受軌道輪の概略断面図である。
[図 6]実施の形態 2における環状部材の拘束焼入方法の拘束工程および第 2冷却ェ 程を説明するための概略断面図である。 [図 7]実施の形態 3における環状部材の拘束焼入方法の拘束工程および第 2冷却ェ 程を説明するための概略断面図である。
[図 8]実施の形態 4における環状部材の拘束焼入方法の拘束工程および第 2冷却ェ 程を説明するための概略断面図である。
[図 9]拘束開始温度と真円度との関係を示した図である。
[図 10]拘束終了温度（第 2冷却温度）と真円度との関係を示した図である。
[図 11]第 2冷却工程での冷却速度と真円度との関係を示した図である。
[図 12]環状部材の形状と真円度との関係を示した図である。
[図 13]下部拘束部材のテーパ角度と真円度との関係を示した図である。
[図 14]拘束荷重と真円度との関係を示した図である。
[図 15]図 5の環状部材の三次元 FEM解析モデルを示す図である。
[図 16]実施例 3の試験結果を示す図である。
符号の説明
[0034] 10 軸受軌道輪、 11 外周面、 12 端面、 12A 厚肉側端面、 12B 薄肉側端面 、 12C 一方の端面、 12D 他方の端面、 13 内周面、 14 稜線部、 14A 厚肉側 稜線部、 14B 薄肉側稜線部、 14C 一方側の稜線部、 20 拘束冷却装置、 30 拘 束部材、 31 上部拘束部材、 31A 拘束面、 31B 底面、 32 下部拘束部材、 32A 拘束面、 32B 底面、 33 支持台、 33A 支持面、 34 荷重伝達部材、 34A 平坦 面。
発明を実施するための最良の形態
[0035] 以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面におい て同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
[0036] (実施の形態 1)
図 1〜図 3を参照して、実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法について 説明する。
[0037] 図 1を参照して、軸受軌道輪 10は、円筒状の形状を有しており、外周面 11と、軸受 軌道輪 10の軸 αを含む断面において外周面 11に平行な内周面 13と、外周面 11お よび内周面 13に交差（直交）する 2つの端面 12、 12を備えている。また、 2つの端面 12、 12の各々と外周面 11が交差する部位には、それぞれ稜線部 14、 14が形成さ れている。稜線部 14は、たとえば面取りされた領域である面取り部である。以下、軸 受軌道輪 10に対して実施される実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法に ついて説明する。
[0038] 図 2を参照して、実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法は、加熱工程と、 第 1冷却工程と、拘束工程と、第 2冷却工程とを備えている。加熱工程では、軸受鋼（ たとえば JIS規格 SUJ2)などの鋼からなる環状部材としての軸受軌道輪 10が A点以 上の温度である 800°C以上 1000°C以下の温度、たとえば 850°Cに加熱される。第 1 冷却工程では、加熱工程において加熱された軸受軌道輪 10力 A点以上の温度か ら M点以下の温度である 150°C以上 250°C以下の温度、たとえば 230°Cの第 1冷
S
却温度まで冷却される。
[0039] さらに、図 2および図 3を参照して、拘束工程では、第 1冷却温度まで冷却された軸 受軌道輪 10が拘束部材 30により拘束される。第 2冷却工程では、拘束部材 30により 拘束された軸受軌道輪 10が、拘束部材 30による拘束が開始される温度であり、 M
S
点以下の温度である拘束開始温度よりも低い温度である 30°C以上 100°C以下の温 度、たとえば 80°Cの第 2冷却温度まで、拘束部材 30により拘束されつつ冷却される。
[0040] ここで、上記加熱および冷却により行なわれる焼入硬化処理としては、大気中で加 熱され、その後冷却される通常の焼入硬化処理が採用されてもよいし、光輝熱処理、 浸炭窒化処理などの制御された雰囲気中で加熱され、その後冷却される焼入硬化 処理が採用されてもよい。
[0041] そして、拘束工程および第 2冷却工程においては、図 3を参照して、軸受軌道輪 10 の外周面 11および 2つの端面 12、 12において、軸受軌道輪 10と拘束部材 30とが 接触することなぐ軸受軌道輪 10の外周面 11と 2つの端面 12、 12とが交差する部位 である稜線部 14において、拘束部材 30と軸受軌道輪 10とが接触するように軸受軌 道輪 10が拘束される。
[0042] より具体的には、拘束工程においては、第 1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪 1 0が拘束冷却装置 20を用いて拘束され、第 2冷却工程においては、拘束工程におい て拘束された軸受軌道輪 10が、拘束された状態を保持しつつ、第 2冷却温度まで冷 却される。ここで、実施の形態 1における拘束冷却装置 20は、支持台 33と、支持台 3 3上に配置された下部拘束部材 32と、下部拘束部材 32上に配置された上部拘束部 材 31と、上部拘束部材 31上に配置された荷重伝達部材 34とを備えている。下部拘 束部材 32および上部拘束部材 31は、拘束部材 30を構成している。
[0043] 支持台 33には、平坦な面である支持面 33Aが形成されている。下部拘束部材 32 には、円錐面形状を有する拘束面 32Aが形成されている。拘束面 32Aは、直円錐の 側面の一部を構成する形状を有している。そして、下部拘束部材 32は、平坦な面で ある底面 32Bにおいて支持台 33の支持面 33Aに接触するように配置されている。ま た、下部拘束部材 32は、拘束面 32Aを含む直円錐の頂点と底面の中心とを結ぶ軸 である軸 /3に垂直な面と、拘束面 32Aとが交差して形成される円が支持面 33Aに対 して平行になるように配置されている。さらに、下部拘束部材 32は、拘束面 32Aから みて、拘束面 32Aを含む直円錐の頂点力 S、支持台 33の側になるように、支持台 33 上に配置されている。すなわち、下部拘束部材 32は、軸 /3に垂直な面と拘束面 32A とが交差して形成される円の直径力 支持台 33に近づくにしたがって小さくなるよう に、支持台 33上に配置されている。
[0044] 一方、上部拘束部材 31には、下部拘束部材 32と同様に、円錐面形状を有する拘 束面 31 Aが形成されているほか、基本的には下部拘束部材 32と同様の構成を有し ている。そして、上部拘束部材 31の拘束面 31Aと、下部拘束部材 32の拘束面 32A と力 互いに対向するように、上部拘束部材 31は配置されている。また、上部拘束部 材 31は、拘束面 31Aを含む直円錐の頂点と底面の中心とを結ぶ軸である軸 γに垂 直な面と、拘束面 31Aとが交差して形成される円が支持面 33Αに対して平行になる ように配置されている。さらに、上部拘束部材 31は、拘束面 31Aからみて、拘束面 3 1Aを含む直円錐の頂点が、支持台 33とは反対側の側になるように配置されている。 すなわち、上部拘束部材 31は、軸 γに垂直な面と拘束面 31Aとが交差して形成さ れる円の直径が、支持台 33に近づくにしたがって大きくなるように、下部拘束部材 32 上に配置されている。また、上部拘束部材 31および下部拘束部材 32の軸 /3と軸 γ とが一致するように、上部拘束部材 31および下部拘束部材 32は配置されている。
[0045] さらに、荷重伝達部材 34は、平坦な面である平坦面 34Αが、支持面 33Αと平行に なるように、かつ上部拘束部材 31の平坦な面である底面 31Bに接触するように配置 されている。
[0046] 次に、拘束工程における拘束冷却装置 20を用いた軸受軌道輪 10の拘束の手順 について説明する。まず、第 1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪 10の軸 αが、支 持台 33上に配置された下部拘束部材 32の軸 /3に一致するように、軸受軌道輪 10 が下部拘束部材 32の拘束面 32Αに接触するようにセットされる。ここで、前述のよう に、拘束面 32Αは直円錐の側面の一部であるため、軸受軌道輪 10は、稜線部 14に おいて下部拘束部材 32の拘束面 32Αに接触し、外周面 11、内周面 13、端面 12に おいては、下部拘束部材 32と接触しない。
[0047] その後、上部拘束部材 31は、上部拘束部材 31の軸 γ 、軸受軌道輪 10の軸 α および下部拘束部材 32の軸 βと一致する状態を保持しつつ、下部拘束部材 32との 距離を減じるように移動し、軸受軌道輪 10と接触する。ここで、前述のように、拘束面 31Aも直円錐の側面の一部であるため、軸受軌道輪 10は、稜線部 14において上部 拘束部材 31の拘束面 31Aに接触し、外周面 11、内周面 13、端面 12においては、 上部拘束部材 31と接触しない。そして、上部拘束部材 31上には底面 31Bに接触す るように荷重伝達部材 34が配置され、図示しないプレス用重錘、油圧シリンダなどの 荷重負荷装置により荷重伝達部材 34に所望の荷重 Lが負荷される。これにより、軸 受軌道輪 10は、稜線部 14において拘束される。
[0048] そして、第 2冷却工程にお!/、ては、上述のように拘束工程にお!/、て拘束された軸受 軌道輪 10が、拘束された状態を保持しつつ第 2冷却温度まで冷却される。ここで軸 受軌道輪 10は、上述のように拘束された状態で大気中に放置されることにより冷却さ れてもよいし (放冷）、ブロアなどの送風装置が用いられて空気などの気体が吹き付 けられて冷却されてもよい (衝風冷却）。また、焼入硬化処理の効率化を図るため、軸 受軌道輪 10が油中に浸漬されて、あるいは油が吹き付けられて冷却されてもよ!/、し ( 油冷）、水中に浸漬されて、あるいは水が吹き付けられて冷却されてもよい（水冷)。
[0049] 上述のように、実施の形態 1の拘束工程および第 2冷却工程では、稜線部 14にお いて、拘束部材 30と環状部材としての軸受軌道輪 10とが接触するように軸受軌道輪 10が拘束されることにより、十分な寸法精度および真円度を得ることができる。ここで 、実施の形態 1の拘束工程によれば、軸 α、軸 /3および軸 Ίがー致するように拘束 を行なうことで、軸受軌道輪 10の拘束開始時点における寸法を予め正確に予測する ことなく、軸受軌道輪 10を稜線部 14において拘束することができる。そのため、容易 に、十分な拘束の効果を確保することができる。
[0050] また、上述のように稜線部 14において軸受軌道輪 10が拘束されることにより、軸受 軌道輪 10の寸法ごとに、それに応じた拘束面 31Α、 32Αの形状を有する拘束部材 3 0を準備する必要がなぐ一の拘束部材 30を種々の寸法の軸受軌道輪 10の拘束に 使用すること力できる。さらに、実際の生産ラインにおいても、焼入が行なわれる軸受 軌道輪 10の寸法が変更されるたびに、使用する拘束部材 30を取り換える必要がなく 、焼入の処理効率が向上する。そのため、焼入硬化処理の処理効率を上昇させ、軸 受軌道輪 10の生産コストを抑制することが可能となる。
[0051] 以上のように実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法によれば、容易に、 十分な拘束の効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処理効率を上昇させ、環状 部材としての軸受軌道輪 10の生産コストを抑制することができる。
[0052] さらに、実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法においては、拘束開始温 度は 150°C以上であることが好ましい。これにより、拘束開始後にマルテンサイトに変 態するオーステナイトの割合が十分に確保され、軸受軌道輪 10の熱処理変形およ び真円度の低下が一層抑制される。
[0053] さらに、実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法においては、第 2冷却温 度は 100°C以下であることが好ましい。これにより、第 2冷却工程の後にマルテンサイ ト変態するオーステナイトの割合を十分に抑制し、軸受軌道輪 10の熱処理変形およ び真円度の低下を一層抑制することができる。
[0054] さらに、実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法においては、第 2冷却ェ 程における冷却速度は 6°C/秒以下であることが好ましい。これにより、軸受軌道輪 1 0の熱処理変形や真円度の低下を一層抑制することができる。
[0055] さらに、実施の形態 1における軸受軌道輪 10の拘束焼入方法においては、拘束ェ 程および第 2冷却工程において、軸受軌道輪 10が、 44. 5度以上 45. 5度以下の拘 束部材テーパ角度（下部拘束部材テーパ角度 Θ 、および上部拘束部材テーパ角度 θ )を有する拘束部材 30により、以下の式（1)の関係を満たす荷重 L以上の荷重が
2
負荷されて拘束されることが好ましレ、。
[0056] L = 3. 175 X (C /C )— 1 754 X S · · · (1)
2 1
これにより、所望の真円度 Cまで軸受軌道輪 10の真円度を改善することが可能と
2
なる。
[0057] さらに、上記本発明の実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法を採用し、 環状部材の製造方法を提供することができる。図 4を参照して、実施の形態 1におけ る環状部材の製造方法を説明する。
[0058] 図 4を参照して、実施の形態 1における環状部材の製造方法は、成形部材準備ェ 程と、焼入硬化工程と、焼戻工程と、仕上げ加工工程とを備えている。成形部材準備 工程では、鋼からなり、環状部材としての軸受軌道輪 10の概略形状に成形された部 材である成形部材が準備される。具体的には、たとえば JIS規格 SUJ2からなる鋼材 が鍛造、切削等により加工されて、成形部材が作製される。焼入硬化工程では、成 形部材準備工程にぉレ、て準備された成形部材が焼入硬化される。焼戻工程では、 焼入硬化工程において焼入硬化された成形部材力 A点未満の温度である 150°C 以上 300°C以下の温度、たとえば 180°Cに加熱され、 30分間以上 240分間以下の 時間、たとえば 120分間保持されて、その後室温の空気中で放冷される（空冷)。仕 上げ加工工程においては、焼戻工程において焼戻が実施された成形部材カ 仕上 げ加工される。具体的には、成形部材に対して、研削加工、超仕上げ加工などの仕 上げ加工が施され、環状部材としての軸受軌道輪 10が完成する。
[0059] そして、上記焼入硬化工程における焼入処理は、本発明の実施の形態 1における 環状部材の拘束焼入方法を用いて実施される。上述のように、容易に、十分な拘束 の効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処理効率を上昇させることが可能な実 施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法が焼入硬化工程において採用される ことにより、本発明の実施の形態 1における環状部材の製造方法によれば、熱処理 変形および真円度の低下が安定して抑制され、かつ生産コストが抑制される。
[0060] (実施の形態 2)
次に、図 5および図 6を参照して、実施の形態 2における環状部材の拘束焼入方法 について説明する。
[0061] 図 5を参照して、実施の形態 2における環状部材としての軸受軌道輪 10は、基本的 には実施の形態 1における軸受軌道輪 10と同様の構成を有している。しかし、実施 の形態 2における軸受軌道輪 10は、軸 αを含む断面において、外周面 11と内周面 13とが平行ではなぐ環状部材のテーパ角度としての軌道輪テーパ角度 Αをなすテ ーパ形状を有している点において、実施の形態 1の軸受軌道輪 10とは異なっている 。そして、軸受軌道輪 10は、径方向の厚みの大きい厚肉側端面 12Aと、厚肉側端面 12Aよりも径方向の厚みの小さい薄肉側端面 12Bとを有している。以下、軸受軌道 輪 10に対して実施される実施の形態 2における環状部材の拘束焼入方法について 説明する。なお、環状部材のテーパ角度とは、環状部材の軸を通る断面において、 内周面を延長した直線と軸とがなす角度である。
[0062] 図 6を参照して、実施の形態 2における環状部材の拘束焼入方法は、基本的には 実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法と同様に実施される。しかし、環状 部材としての軸受軌道輪 10の形状、および拘束部材 30の構成が異なっていることに 起因して、実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法とは異なる点を有してい
[0063] すなわち、図 6を参照して、実施の形態 2における拘束冷却装置 20は、実施の形態 1における下部拘束部材 32を備えておらず、支持台 33が実施の形態 1における下 部拘束部材 32の役割を果たしている。すなわち、実施の形態 2の拘束冷却装置 20 においては、上部拘束部材 31および支持台 33が、拘束部材 30を構成している。
[0064] 次に、実施の形態 2における拘束冷却装置 20を用いた軸受軌道輪 10の拘束の手 順について説明する。まず、第 1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪 10が、薄肉側 端面 12Bにおいて支持台 33の支持面 33Aに接触するように、支持台 33上にセットさ れる。すなわち、軸受軌道輪 10は、一方の端面である薄肉側端面 12Bにおいて、拘 束部材 30と接触する。
[0065] その後、上部拘束部材 31は、上部拘束部材 31の軸 Ί 1S、軸受軌道輪 10の軸 αと 一致する状態を保持しつつ、支持台 33との距離を減じるように移動し、軸受軌道輪 1 0と接触する。ここで、実施の形態 1の場合と同様に、拘束面 31Aは直円錐の側面の 一部であるため、軸受軌道輪 10は、厚肉側端面 12Aに隣接する厚肉側稜線部 14A において上部拘束部材 31の拘束面 31Aに接触し、外周面 11、内周面 13および厚 肉側端面 12Aにおいては、上部拘束部材 31と接触しない。そして、上部拘束部材 3 1上には底面 31Bに接触するように荷重伝達部材 34が配置され、図示しないプレス 用重錘、油圧シリンダなどの荷重負荷装置により荷重伝達部材 34に所望の荷重しが 負荷される。これにより、軸受軌道輪 10は、厚肉側端面 12Aに隣接する厚肉側稜線 部 14A、および薄肉側端面 12Bにおいて拘束される。
[0066] そして、第 2冷却工程においては、実施の形態 1の場合と同様に拘束工程において 拘束された軸受軌道輪 10が、拘束された状態を保持しつつ第 2冷却温度まで冷却さ れる。すなわち、実施の形態 2における軸受軌道輪 10は、軸 α方向において、径方 向の厚みが異なるテーパ形状を有している。そして、拘束工程および第 2冷却工程 においては、軸受軌道輪 10の厚みが大きい側の端面である厚肉側端面 12Aを一方 の端面とし、厚みが小さい側の端面である薄肉側端面 12Bを他方の端面として、一 方の端面と外周面 11とが交差する部位である圧肉側稜線部 14Aと他方の端面とに おいて、軸受軌道輪 10が拘束される。
[0067] 上述のように、実施の形態 2における環状部材の拘束焼入方法においては、環状 部材としての軸受軌道輪 10力 S、一方の稜線部である厚肉側稜線部 14Aにおいて拘 束される。ここで、稜線部における環状部材の拘束は、必ずしも両側の端面に隣接 する稜線部において行なわれる必要はなぐ一方側のみで行なわれても、十分な寸 法精度および真円度を得ることができる。また、一方側のみで稜線部が拘束される場 合であって、拘束される環状部材がテーパ形状を有している場合には、環状部材に お!/、て径方向の厚みが大きレ、側の端面に隣接する稜線部（環状部材にお!/、て径方 向の厚みが大きい部分に近い側の端面に隣接する稜線部）が拘束されることで、径 方向の厚みが小さい側の端面に隣接する稜線部が拘束される場合よりも、より高い 寸法精度および真円度を得ることができる。
[0068] そのため、実施の形態 2における環状部材の拘束焼入方法では、軸受軌道輪 10 力 一方の稜線部である厚肉側稜線部 14Aにおいて拘束されることにより、両方の 稜線部 14A、 14Bにおいて拘束された場合と遜色ない程度の寸法精度および真円 度を得ること力 Sできる。また、軸 αおよび軸 γがー致するように拘束を行なうことで、軸 受軌道輪 10の拘束開始時点における寸法を予め正確に予測することなぐ軸受軌 道輪 10を厚肉側稜線部 14Aにおいて拘束することができる。そのため、容易に、十 分な拘束の効果を確保することができる。
[0069] さらに、厚肉側稜線部 14Aが上部拘束部材 31の拘束面 31Aにより拘束され、かつ 薄肉側端面 12Bが支持台 33の支持面 33Αにより拘束されることにより、軸受軌道輪 10の寸法ごとに、それに応じた形状を有する拘束部材 30を準備する必要がなぐ一 の拘束部材 30を種々の寸法の軸受軌道輪 10の拘束に使用することができる。さらに 、実際の生産ラインにおいても、焼入が行なわれる軸受軌道輪 10の寸法が変更され るたびに、使用する拘束部材 30を取り換える必要がなぐ焼入の処理効率が向上す る。そのため、焼入硬化処理の処理効率を上昇させ、軸受軌道輪 10の生産コストを 抑制することが可能となる。
[0070] また、実施の形態 2の環状部材の拘束焼入方法によれば、実施の形態 1の場合に 比べて、拘束冷却装置 20の構成要素（下部拘束部材 32)を低減すること力 Sできる。 そのため、拘束冷却装置 20を簡略化できるば力、りでなぐ軸受軌道輪 10の軸 α方向 の長さ（軸受軌道輪 10の高さ）が小さい場合でも、拘束部材 30同士が干渉しにくくな り、より広い寸法範囲の軸受軌道輪 10を拘束することができる。
[0071] なお、図 4に基づいて説明した実施の形態 1における環状部材の製造方法の焼入 硬化工程における焼入処理は、上記実施の形態 2における環状部材の拘束焼入方 法を用いて実施されてもよい。また、上記実施の形態においては、支持台 33を拘束 部材 30として使用する場合について説明した力 支持台 33の耐久性を考慮して、支 持台 33の拘束面 33Αに接触するように支持台 33上に、軸受軌道輪 10を直接拘束 するための平板状の拘束部材を配置してもよい。
[0072] (実施の形態 3)
次に、図 1、図 2および図 7を参照して、実施の形態 3における環状部材の拘束焼 入方法について説明する。
[0073] 図 1、図 2および図 7を参照して、実施の形態 3における環状部材の拘束焼入方法 は、基本的には実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法と同様に実施される 。しかし、拘束部材 30の構成が異なっていることに起因して、実施の形態 1における 環状部材の拘束焼入方法とは異なる点を有している。
[0074] すなわち、拘束工程および第 2冷却工程においては、図 7を参照して、軸受軌道輪 10の外周面 11および一方の端面 12Cにおいて、軸受軌道輪 10と拘束部材 30とが 接触することなぐ軸受軌道輪 10の外周面 11と一方の端面 12Cとが交差する部位で ある一方側の稜線部 14Cにおいて、拘束部材 30と軸受軌道輪 10とが接触し、かつ 一方の端面 12Cとは反対側の端面である他方の端面 12Dにおいて軸受軌道輪 10と 拘束部材 30とが接触するように軸受軌道輪 10が拘束される。
[0075] より具体的には、拘束工程においては、第 1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪 1 0が拘束冷却装置 20を用いて拘束され、第 2冷却工程においては、拘束工程におい て拘束された軸受軌道輪 10が、拘束された状態を保持しつつ、第 2冷却温度まで冷 却される。ここで、実施の形態 3における拘束冷却装置 20は、支持台 33と、支持台 3 3上に配置された上部拘束部材 31と、上部拘束部材 31上に配置された荷重伝達部 材 34とを備えている。支持台 33および上部拘束部材 31は、拘束部材 30を構成して いる。
[0076] 支持台 33には、平坦な面である拘束面 33Aが形成されている。上部拘束部材 31 には、円錐面形状を有する拘束面 31Aが形成されており、拘束面 31Aは、直円錐の 側面の一部を構成する形状を有している。そして、上部拘束部材 31は、拘束面 31 A 1S 支持台 33の拘束面 33Aに対向するように、支持台 33上に配置されている。また 、上部拘束部材 31は、拘束面 31 Aを含む直円錐の頂点と底面の中心とを結ぶ軸で ある軸 γに垂直な面と、拘束面 31Aとが交差して形成される円が支持台 33の拘束面 33Αに対して平行になるように配置されている。さらに、上部拘束部材 31は、拘束面 31Aからみて、拘束面 31Aを含む直円錐の頂点力 支持台 33の側とは反対側にな るように、支持台 33上に配置されている。すなわち、上部拘束部材 31は、軸 γに垂 直な面と拘束面 31Aとが交差して形成される円の直径力 S、支持台 33に近づくにした 力 Sつて大きくなるように、支持台 33上に配置されている。
[0077] さらに、荷重伝達部材 34は、平坦な面である平坦面 34Αが、支持台 33の拘束面 3 3Αと平行になるように、かつ上部拘束部材 31の平坦な面である底面 31Bに接触す るように配置されている。
[0078] 次に、拘束工程における拘束冷却装置 20を用いた軸受軌道輪 10の拘束の手順 について説明する。まず、第 1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪 10が、他方の端 面 12Dにおいて支持台 33の拘束面 33Aに接触するように、支持台 33上にセットさ れる。すなわち、軸受軌道輪 10は、他方の端面 12Dにおいて、拘束部材 30と接触 する。
[0079] その後、上部拘束部材 31は、上部拘束部材 31の軸 γ 、軸受軌道輪 10の軸 αと 一致する状態を保持しつつ、支持台 33との距離を減じるように移動し、軸受軌道輪 1 0と接触する。ここで、上述のように、拘束面 31Aは直円錐の側面の一部であるため、 軸受軌道輪 10は、一方の端面 12Cに隣接する一方側の稜線部 14Cにおいて上部 拘束部材 31の拘束面 31Aに接触し、外周面 11、内周面 13および一方の端面 12C においては、上部拘束部材 31と接触しない。そして、上部拘束部材 31上には底面 3 1Bに接触するように荷重伝達部材 34が配置され、図示しないプレス用重錘、油圧シ リンダなどの荷重負荷装置により荷重伝達部材 34に所望の荷重 Lが負荷される。こ れにより、軸受軌道輪 10は、一方の端面 12Cに隣接する一方側の稜線部 14C、お よび他方の端面 12Dにおいて拘束される。
[0080] そして、第 2冷却工程にお!/、ては、上述のように拘束工程にお!/、て拘束された軸受 軌道輪 10が、拘束された状態を保持しつつ第 2冷却温度まで冷却される。ここで軸 受軌道輪 10は、上述のように拘束された状態で大気中に放置されることにより冷却さ れてもよいし (放冷）、ブロアなどの送風装置が用いられて空気などの気体が吹き付 けられて冷却されてもよい (衝風冷却）。また、焼入硬化処理の効率化を図るため、軸 受軌道輪 10が油中に浸漬されて、あるいは油が吹き付けられて冷却されてもよ!/、し ( 油冷）、水中に浸漬されて、あるいは水が吹き付けられて冷却されてもよい（水冷)。
[0081] 上述のように、実施の形態 3の拘束工程および第 2冷却工程では、一方側の稜線 部 14Cにおいて、一の拘束部材である上部拘束部材 31と軸受軌道輪 10とが接触し 、他方側の端面である他方の端面 12Dにおいて、他の拘束部材である支持台 33と 軸受軌道輪 10とが接触して拘束されることにより、十分な寸法精度および真円度を 得ること力 Sできる。ここで、実施の形態 3の拘束工程によれば、軸 αおよび軸 γがー 致するように拘束を行なうことで、軸受軌道輪 10の拘束開始時点における寸法を予 め正確に予測することなぐ軸受軌道輪 10を一方側の稜線部 14Cおよび他方の端 面 12Dにおいて拘束することができる。そのため、容易に、十分な拘束の効果を確保 すること力 Sでさる。
[0082] また、上述のように一方側の稜線部 14Cおよび他方の端面 12Dにおいて軸受軌道 輪 10が拘束されることにより、軸受軌道輪 10の寸法ごとに、それに応じた拘束面 31 A、 33Aの形状を有する拘束部材 30を準備する必要がなぐ一組の拘束部材 30を 種々の寸法の軸受軌道輪 10の拘束に使用することができる。さらに、実際の生産ラ インにおいても、焼入が行なわれる軸受軌道輪 10の寸法が変更されるたびに、使用 する拘束部材 30を取り換える必要がなぐ焼入の処理効率が向上する。そのため、 焼入硬化処理の処理効率を向上させ、軸受軌道輪 10の生産コストを抑制することが 可能となる。
[0083] 以上のように実施の形態 3における環状部材の拘束焼入方法によれば、容易に、 十分な拘束の効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処理効率を向上させ、環状 部材としての軸受軌道輪 10の生産コストを抑制することができる。
[0084] さらに、実施の形態 3における環状部材の拘束焼入方法においては、拘束開始温 度は 150°C以上であることが好ましい。これにより、拘束開始後にマルテンサイトに変 態するオーステナイトの割合が十分に確保され、軸受軌道輪 10の熱処理変形およ び真円度の低下が一層抑制される。
[0085] さらに、実施の形態 3における環状部材の拘束焼入方法においては、第 2冷却温 度は 100°C以下であることが好ましい。これにより、第 2冷却工程の後にマルテンサイ ト変態するオーステナイトの割合を十分に抑制し、軸受軌道輪 10の熱処理変形およ び真円度の低下を一層抑制することができる。
[0086] さらに、実施の形態 3における環状部材の拘束焼入方法においては、第 2冷却ェ 程における冷却速度は 6°C/秒以下であることが好ましい。これにより、軸受軌道輪 1 0の熱処理変形や真円度の低下を一層抑制することができる。
[0087] なお、上記本発明の実施の形態 3における環状部材の拘束焼入方法を採用し、実 施の形態 1の場合と同様に、環状部材の製造方法を提供することができる。 [0088] (実施の形態 4)
次に、図 2、図 5および図 8を参照して、実施の形態 4における環状部材の拘束焼 入方法について説明する。
[0089] 図 2、 5および図 8を参照して、実施の形態 4における環状部材の拘束焼入方法は 、基本的には実施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法と同様に実施される。 しかし、軸受軌道輪 10および拘束部材 30の構成が異なっていることに起因して、実 施の形態 1における環状部材の拘束焼入方法とは異なる点を有している。
[0090] すなわち、拘束工程および第 2冷却工程においては、図 8を参照して、軸受軌道輪
10の外周面 11および 2つの端面である厚肉側端面 12Aおよび薄肉側端面 12Bに おいて軸受軌道輪 10と拘束部材 30とが接触することなぐ軸受軌道輪 10の外周面 11と 2つの端面である厚肉側端面 12Aおよび薄肉側端面 12Bとが交差する部位で ある 2つの稜線部としての厚肉側稜線部 14Aおよび薄肉側稜線部 14Bにおいて、拘 束部材 30と軸受軌道輪 10とが接触する。
[0091] さらに、軸受軌道輪 10の軸 Aを含む断面において、拘束部材 30に負荷される荷 重 Lの方向に垂直な面と、拘束部材 30を構成する上部拘束部材 31および下部拘束 部材 32において軸受軌道輪 10と接触する部位におけるそれぞれの接線とがなす角 度である拘束部材テーパ角度としての上部拘束部材テーパ角度 αおよび下部拘束 部材テーパ角度 0と、軸受軌道輪 10の厚肉側端面 12Aおよび薄肉側端面 12Bに おける径方向の厚み aおよび bとが、式（2)に示す関係を満たすように軸受軌道輪 10 が拘束される。
[0092] ここで、上部拘束部材テーパ角度 αおよび下部拘束部材テーパ角度 0と、軸受軌 道輪 10の厚肉側端面 12Aおよび薄肉側端面 12Bにおける径方向の厚み aおよび b とは、以下の式（3)の関係を満たすことが理想的である。
[0093] (b/a) = (sin β /sin α ) · · · (3)
しかし、式（2)の関係を満たす範囲であれば、倒れ量の抑制効果は式（3)を満たす 場合と比べてほとんど遜色なぐ倒れ量を実用上許容可能な範囲に抑制することが できる。なお、倒れ量を特に抑制する必要がある場合、上部拘束部材テーパ角度 α および下部拘束部材テーパ角度 0と、軸受軌道輪 10の厚肉側端面 12Aおよび薄 肉側端面 12Bにおける径方向の厚み aおよび bとは、以下の式 (4)の関係を満たすこ とが好ましい。
[0094] 0. 95 X (b/a)≤ (sin β /sin a )≤1. 05 X (b/a) . · · (4)
より具体的には、拘束工程においては、第 1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪 1 0が拘束冷却装置 20を用いて拘束され、第 2冷却工程においては、拘束工程におい て拘束された軸受軌道輪 10が、拘束された状態を保持しつつ、第 2冷却温度まで冷 却される。ここで、図 8を参照して、本実施の形態における拘束冷却装置 20は、支持 台 33と、支持台 33上に配置された下部拘束部材 32と、下部拘束部材 32上に配置 された上部拘束部材 31と、上部拘束部材 31上に配置された荷重伝達部材 34とを備 えている。下部拘束部材 32および上部拘束部材 31は、拘束部材 30を構成している
[0095] 支持台 33には、平坦な面である支持面 33Aが形成されている。下部拘束部材 32 には、円錐面形状を有する拘束面 32Aが形成されている。拘束面 32Aは、直円錐の 側面の一部を構成する形状を有している。そして、下部拘束部材 32は、平坦な面で ある底面 32Bにおいて支持台 33の支持面 33Aに接触するように配置されている。ま た、下部拘束部材 32は、拘束面 32Aを含む直円錐の頂点と底面の中心とを結ぶ軸 である軸 Aに垂直な面と、拘束面 32Aとが交差して形成される円が支持面 33Aに対
2
して平行になるように配置されている。さらに、下部拘束部材 32は、拘束面 32Aから みて、拘束面 32Aを含む直円錐の頂点力 S、支持台 33の側になるように、支持台 33 上に配置されている。すなわち、下部拘束部材 32は、軸 Aに垂直な面と拘束面 32
2
Aとが交差して形成される円の直径力 S、支持台 33に近づくにしたがって小さくなるよう に、支持台 33上に配置されている。
[0096] 一方、上部拘束部材 31には、下部拘束部材 32と同様に、円錐面形状を有する拘 束面 31 Aが形成されているほか、基本的には下部拘束部材 32と同様の構成を有し ている。そして、上部拘束部材 31の拘束面 31Aと、下部拘束部材 32の拘束面 32A と力 互いに対向するように、上部拘束部材 31は配置されている。また、上部拘束部 材 31は、拘束面 31 Aを含む直円錐の頂点と底面の中心とを結ぶ軸である軸 Aに垂
3 直な面と、拘束面 31Aとが交差して形成される円が支持面 33Aに対して平行になる ように配置されている。さらに、上部拘束部材 31は、拘束面 31Aからみて、拘束面 3 1Aを含む直円錐の頂点が、支持台 33とは反対側の側になるように配置されている。 すなわち、上部拘束部材 31は、軸 Aに垂直な面と拘束面 31Aとが交差して形成さ
3
れる円の直径が、支持台 33に近づくにしたがって大きくなるように、下部拘束部材 32 上に配置されている。また、上部拘束部材 31および下部拘束部材 32の軸 Aと軸 A
2 3 とが一致するように、上部拘束部材 31および下部拘束部材 32は配置されている。
[0097] ここで、拘束部材 30としては、上部拘束部材テーパ角度 αおよび下部拘束部材テ ーパ角度 0と、軸受軌道輪 10の厚肉側端面 12Aおよび薄肉側端面 12Bにおける 径方向の厚み aおよび bとが、式（2)に示す関係を満たすような上部拘束部材 31およ び下部拘束部材 32が採用される。
[0098] さらに、荷重伝達部材 34は、平坦な面である平坦面 34Aが、支持面 33Aと平行に なるように、かつ上部拘束部材 31の平坦な面である底面 31Bに接触するように配置 されている。
[0099] 次に、拘束工程における拘束冷却装置 20を用いた軸受軌道輪 10の拘束の手順 について説明する。まず、第 1冷却温度まで冷却された軸受軌道輪 10が薄肉側稜 線部 14Bにおいて、下部拘束部材 32の拘束面 32Aに接触するように、かつ軸受軌 道輪 10の軸 Aが支持台 33上に配置された下部拘束部材 32の軸 Aに一致するよう
1 2
に、セットされる。
[0100] その後、上部拘束部材 31は、上部拘束部材 31の軸 A力 軸受軌道輪 10の軸 A
3 1 および下部拘束部材 32の軸 Aと一致する状態を保持しつつ、下部拘束部材 32との
2
距離を減じるように移動し、軸受軌道輪 10と接触する。そして、上部拘束部材 31上 には底面 31Bに接触するように荷重伝達部材 34が配置され、図示しないプレス用重 錘、油圧シリンダなどの荷重負荷装置により荷重伝達部材 34に所望の荷重 Lが負荷 される。これにより、軸受軌道輪 10は、稜線部 14A、 14Bにおいて拘束される。
[0101] ここで、前述のように、拘束部材 30の拘束面 31A、 32Aは直円錐の側面の一部で あるため、軸受軌道輪 10は、 2つの稜線部 14A、 14Bにおいて上部拘束部材 31お よび下部拘束部材 32の拘束面 31Aおよび 32Aに接触し、外周面 11、内周面 13お よび 2つの端面 12A、 12Bにおいては、上部拘束部材 31および下部拘束部材 32と 接触しない。また、前述のように、拘束部材 30としては、上部拘束部材テーパ角度 α および下部拘束部材テーパ角度 0と、軸受軌道輪 10の厚肉側端面 12Aおよび薄 肉側端面 12Bにおける径方向の厚み aおよび bとが、式（2)に示す関係を満たすよう な上部拘束部材 31および下部拘束部材 32が採用されているため、軸受軌道輪 10 は、式（2)に示す関係を満たすように稜線部 14A、 14Bにおいて拘束される。
[0102] そして、第 2冷却工程においては、上述のように拘束工程において拘束された軸受 軌道輪 10が、拘束された状態を保持しつつ第 2冷却温度まで冷却される。ここで軸 受軌道輪 10は、上述のように拘束された状態で大気中に放置されることにより冷却さ れてもよいし (放冷）、ブロアなどの送風装置が用いられて空気などの気体が吹き付 けられて冷却されてもよい (衝風冷却）。また、焼入硬化処理の効率化を図るため、軸 受軌道輪 10が油中に浸漬されて、あるいは油が吹き付けられて冷却されてもよ!/、し ( 油冷）、水中に浸漬されて、あるいは水が吹き付けられて冷却されてもよい（水冷)。
[0103] 上述のように拘束工程および第 2冷却工程が実施されることにより、軸受軌道輪 10 の拘束開始時点における寸法を予め正確に予測することなぐ軸受軌道輪 10を 2つ の稜線部 14Aおよび 14Bにおいて拘束することができる。また、上述のように拘束ェ 程および第 2冷却工程が実施されることにより、十分な真円度を得ることができ、かつ 倒れ変形を抑制することができる。その結果、本実施の形態の環状部材の拘束焼入 方法によれば、容易に、十分な拘束の効果を確保するとともに、焼入硬化処理の処 理効率を向上させ、環状部材としての軸受軌道輪 10の生産コストを抑制することが できる。
[0104] さらに、上記実施の形態における環状部材の拘束焼入方法においては、拘束開始 温度は 150°C以上であることが好ましい。これにより、拘束開始後にマルテンサイトに 変態するオーステナイトの割合が十分に確保され、軸受軌道輪 10の真円度の低下 および倒れ変形が一層抑制される。
[0105] さらに、上記実施の形態における環状部材の拘束焼入方法においては、第 2冷却 温度は 100°C以下であることが好ましい。これにより、第 2冷却工程の後にマルテン サイト変態するオーステナイトの割合を十分に抑制し、軸受軌道輪 10の真円度の低 下および倒れ変形を一層抑制することができる。 [0106] さらに、上記実施の形態における環状部材の拘束焼入方法においては、第 2冷却 工程における冷却速度は 6°C/秒以下であることが好ましい。これにより、軸受軌道 輪 10の真円度の低下および倒れ変形を一層抑制することができる。
[0107] なお、上記本発明の実施の形態 4における環状部材の拘束焼入方法を採用し、実 施の形態 1の場合と同様に、環状部材の製造方法を提供することができる。
[0108] (実施例 1)
以下、本発明の実施例 1について説明する。環状部材の真円度に及ぼす（1)拘束 の有無、（2)拘束開始温度、（3)拘束終了温度（第 2冷却温度）、（4)第 2冷却工程 での冷却速度、（5)環状部材の形状、（6)下部拘束部材のテーパ角度、（7)拘束荷 重、の影響につ!/、て調査する試験を行なった。
[0109] まず、試験方法につ!/、て説明する。高炭素クロム軸受鋼である JIS規格 SUJ2の鋼 材を旋削加工等により成形し、外径 Φ 85. Omm、内径 φ 70. Ommの円筒状（テー パなし）の環状部材（図 1)および外径 Φ 80. 4mm、厚肉側内径 φ 68. 5mm、薄肉 側内径 Φ 75. 6mmのテーパ形状を有する環状部材（図 5)の 2種類の環状部材を作 製した。そして、当該環状部材を、脱炭を防止するために還元性の雰囲気に調整さ れた加熱炉中に揷入し、 810°Cに 40分間保持した。
[0110] その後、環状部材を加熱炉から取り出し、直ちに（1秒以内に） 80°Cに調整された 焼入油（コールドタイプ、 日本グリース株式会社製ハイスピードクェンチオイル No. 1 070S)中に浸漬し、 M点以下の温度である第 1冷却温度まで冷却した。そして、環
S
状部材を焼入油中から取り出し、図 3に基づいて説明した実施の形態 1における拘 束冷却装置 20を用いて拘束した。このとき、テーパ形状を有する環状部材に関して は、薄肉側の端面に隣接する稜線部が下部拘束部材 32に接触するように拘束した。 また、拘束を開始した時点での環状部材の温度 (拘束開始温度）を測定した。拘束 開始温度は、 M点以下の温度となっており、かつ第 1冷却温度よりも低い温度となつ
S
ていた。
[0111] さらに、拘束された環状部材を拘束開始温度よりも低い第 2冷却温度まで冷却し、 その後、拘束冷却装置から取り出した。上述の手順において、拘束開始温度、拘束 終了温度（第 2冷却温度）、第 2冷却工程での冷却速度、環状部材の形状、下部拘 束部材のテーパ角度および拘束荷重を変化させた環状部材を作製し、サンプルとし た。
[0112] そして、上述のように作製されたサンプルについて、真円度測定装置を用いて、 JIS
B7451に規定された最小二乗中心法 (LSC)による真円度を測定した。なお、真円 度は、その数値が小さいほど真円に近ぐ真円度が優れていることを表わす。
[0113] また、拘束の効果を確認するため、上述の手順のうち、拘束冷却装置による拘束を 省略したサンプルも作製し、真円度を測定した。
[0114] 次に、試験の結果について説明する。表 1には、試験の条件および真円度の測定 結果が示されている。ここで、実際の量産工程を考慮すると、真円度に関しては、ば らつきが小さいことも重要となる。そのため、測定された真円度の平均値とともに標準 偏差も算出され、表 1に表示されている。
[0115] [表 1]
Figure imgf000029_0001
[0116] (1)拘束の有無
まず、稜線部における拘束の有無の影響について説明する。表 1を参照して、拘束 を実施していないサンプル番号 1および 2と、上述のように稜線部における拘束を実 施したサンプル番号 3〜； 19とを比較すると、稜線部における拘束を実施したサンプノレ 番号 3〜； 19は、サンプル番号 1および 2に比べて真円度の平均値および標準偏差が 小さくなつている。このこと力、ら、稜線部において環状部材を拘束することにより、真円 度を向上させることが可能であることが確認された。
[0117] (2)拘束開始温度
次に、図 9を参照して、拘束開始温度の影響について説明する。図 9において、横 軸は拘束開始温度、縦軸は真円度を示しており、丸印は真円度の平均値、バッ印は 真円度の標準偏差を示している。
[0118] 図 9を参照して、拘束開始温度が 150°C以上では、真円度の平均値は一定となつ ているのに対し、拘束開始温度が 150°C未満では、真円度が 2倍以上に悪化してい る。これは、拘束開始温度が 150°C未満では、拘束開始後にマルテンサイトに変態 するオーステナイトの割合が少なくなつているため、拘束による熱処理変形および真 円度の低下の抑制効果が不十分となるためであると考えられる。また、図 9を参照し て、拘束開始温度を 250°Cとすると、真円度の平均値には差がないものの、標準偏 差が大幅に抑制されており、真円度のばらつきが小さくなつていることが分かる。
[0119] 以上より、真円度を向上させるためには、拘束開始温度は、 150°C以上とすること が好ましぐ 250°C以上とすることがより好ましいことが確認された。
[0120] (3)拘束終了温度（第 2冷却温度）
次に、図 10を参照して、拘束終了温度（第 2冷却温度）の影響について説明する。 図 10において、横軸は拘束終了温度（第 2冷却温度）、縦軸は真円度を示しており、 丸印は真円度の平均値、バッ印は真円度の標準偏差を示している。
[0121] 図 10を参照して、拘束終了温度が 100°C以下である場合、真円度の平均値は一 定となっているのに対し、拘束終了温度が 100°Cを超えると、真円度が大幅に悪化し ている。これは、 100°Cよりも高い温度で環状部材の拘束が終了した場合、その後の 冷却において新たにマルテンサイト変態するオーステナイトの割合が多いため、その 後の冷却において熱処理変形や真円度の低下が発生したためであると考えられる。 また、図 10を参照して、拘束終了温度を 80°C以下とすると、真円度の平均値には差 がないものの、標準偏差が大幅に抑制されており、真円度のばらつきが小さくなつて いることが分かる。
[0122] 以上より、真円度を向上させるためには、拘束終了温度は、 100°C以下とすること が好ましぐ 80°C以下とすることがより好ましいことが確認された。
[0123] (4)第 2冷却工程での冷却速度
次に、図 11を参照して、第 2冷却工程での冷却速度の影響について説明する。図 11において、横軸は第 2冷却工程での冷却速度、縦軸は真円度を示しており、丸印 は真円度の平均値、バッ印は真円度の標準偏差を示している。
[0124] 図 11を参照して、冷却速度が 6°C/秒以下である場合、真円度の平均値はほぼ一 定となっているのに対し、冷却速度が 6°C/秒を超えると、真円度が大幅に悪化して いる。これは、 6°C/秒を超える冷却速度で環状部材が冷却された場合、変態時の 変態超塑性における応力と歪との関係の冷却速度依存性が大きくなるためであると 考えられる。また、図 11を参照して、冷却速度を 3°C/秒以下とすると、真円度の平 均値には差がないものの、標準偏差が大幅に抑制されており、真円度のばらつきが /J、さくなつて!/、ること力 S分力、る。
[0125] 以上より、真円度を向上させるためには、第 2冷却工程での冷却速度は、 6°C/秒 以下とすること力 S好ましく、 3°C/秒以下とすることがより好ましいことが確認された。
[0126] (5)環状部材の形状
次に、図 12を参照して、環状部材の形状の影響について説明する。図 12において 、横軸は環状部材がテーパ形状を有しているか否力、 (A:図 5のテーパ形状、 B :図 1 の非テーパ形状）、縦軸は真円度を示しており、丸印は真円度の平均値、バッ印は 真円度の標準偏差を示している。
[0127] 図 12を参照して、いずれの環状部材の形状でもほぼ同等の真円度が得られており
、環状部材がテーパ形状を有しているか否かは、真円度にほとんど影響を与えない ことが分かった。
[0128] (6)下部拘束部材のテーパ角度 次に、図 13を参照して、下部拘束部材のテーパ角度の影響について説明する。図 13において、横軸は下部拘束部材のテーパ角度、縦軸は真円度を示しており、丸 印は真円度の平均値、バッ印は真円度の標準偏差を示している。
[0129] 図 13を参照して、下部拘束部材のテーパ角度が大きくなると、真円度の平均値が やや大きくなる傾向にあるとも考えられるが、標準偏差がほぼ一定であることも考慮 すると、下部拘束部材のテーパ角度が真円度に及ぼす影響は小さいといえる。また、 下部拘束部材のテーパ角度が 0度の場合、すなわち下部拘束部材が平板形状であ つて環状部材を径方向に拘束してレ、なレ、場合であっても、真円度は低下して!/、な!/、
[0130] 以上より、環状部材の稜線部における拘束は、必ずしも両側の端面に隣接する稜 線部において行なわれる必要はなぐ一方側のみで行なわれても、両側で行なわれ た場合と同等の真円度が得られることが確認された。
[0131] (7)拘束荷重
次に、図 14を参照して、拘束荷重の影響について説明する。図 14において、横軸 は拘束荷重（図 3において荷重伝達部材 34に負荷される荷重 L)、縦軸は真円度を 示しており、丸印は真円度の平均値、バッ印は真円度の標準偏差を示している。
[0132] 図 14を参照して、拘束荷重が 20kgf以上である場合、真円度はほぼ一定となって いるのに対し、拘束荷重が 20kgf未満では、真円度が大幅に悪化している。したがつ て、上記環状部材の形状の範囲では、拘束荷重は 20kgf以上であることが好ましい といえる。
[0133] ここで、第 1冷却工程での冷却速度が十分であって、表面から内部まで均一に焼入 硬化される焼入条件においては、環状部材は表面から内部まで均一に冷却される。 そのため、上述の（1)〜（6)において説明した関係は、環状部材の大きさおよび形 状に関わらず、成立するものと考えられる。ただし、（7)において説明した拘束荷重と 真円度との関係は、環状部材の大きさおよび形状に依存する可能性がある。そのた め、拘束荷重と真円度との関係については、以下の実施例 2において別途詳細に検 討した。
[0134] (実施例 2) 以下、本発明の実施例 2について説明する。所望の真円度を得るために必要な拘 束荷重を調査する解析を行なった。以下、解析方法について説明する。
[0135] まず、図 1および図 5に基づいて説明した環状部材に関して、三次元 FEM (Finite
Element Method ;有限要素法）解析モデルを作成した。図 15を参照して、図 5 の環状部材の三次元 FEM解析モデルは、図 3に基づいて説明した拘束冷却装置 2 0により図 5の環状部材を荷重 Lで拘束するモデルである。また、図 1の環状部材につ いても、図 15と同様に、図 3に基づいて説明した拘束冷却装置 20により荷重 Lで拘 束するモデルを作成した。なお、下部拘束部材テーパ角度 Θ 、および上部拘束部 材テーパ角度 Θ は、いずれも 45度とした。また、解析モデルの環状部材には、予め
2
真円度 150 mの楕円変形を与えた。
[0136] 次に、上述の実施例 1における試験結果の拘束荷重と真円度の平均値との関係に 合うように、 FEM解析によりマルテンサイト変態進行中の変態超塑性における応力 σと歪 εとの関係（σ— 8線図）を導出した。その結果、以下の式（5)に示す応力 σ と歪 εとの関係が得られた。ただし、環状部材のヤング率は 210GPaとした。
[0137] σ = 1. 4 Χ 107 + 2 Χ 1010 ε Ρ · · · (5)
ここで、 σは応力（Pa)、 ε Ρは相当塑性歪である。
[0138] この σ — εの関係を用いて、種々の形状および大きさを有する環状部材を種々の 拘束荷重で拘束した場合の真円度を算出した。表 2に解析の条件および解析の結 果得られた拘束終了後（焼入処理終了後）の真円度を示す。
[0139] [表 2]
解析条件 解析結果 環状部材
最大肉厚 外径 拘束前真円度 拘束す可重 拘束後真円度 テ一パ角度
(mm) (mm) (kgf) ( i m)
(度）
10 4. 64 60 100 50 47
10 4. 64 60 100 250 22
10 4. 64 60 200 50 73
10 4. 64 60 200 250 44
10 4. 64 100 100 50 62
10 4. 64 100 100 250 19
10 4. 64 100 200 50 84
10 4. 64 100 200 250 35
30 10. 661 60 100 50 80
30 10. 661 60 100 250 36
30 10. 661 60 200 50 179
30 10. 661 60 200 250 72
30 10. 661 100 100 50 57
30 10. 661 100 100 250 34
30 10. 661 100 200 50 102
30 10. 661 100 200 250 54
10 10. 661 60 100 50 100
10 10. 661 60 100 250 41
10 10. 661 60 200 50 202
10 10. 661 60 200 250 79
10 10. 661 100 100 50 76
10 10. 661 100 100 250 42
10 10. 661 100 200 50 1 75
10 10. 661 100 200 250 65
[0140] そして、表 2の結果を回帰分析したところ、以下の式（6)が得られた。
L/S = 3. 175 X (C /C )— 1 754· · · (6)
2 1
ここで、 Lは、荷重 (N)、 Sは、軸を含む環状部材の断面における分離した 2つの断 面のうち一方の断面の断面積 (mm2)、 Cは、拘束前における環状部材の真円度（ ^ m) , Cは、焼入後において要求される環状部材の真円度 m)である。
2
[0141] この式（6)より、以下の式（1)が得られる。そして、 Cを、焼入後において要求され
2
る環状部材の真円度 m)、すなわち所望の真円度とすると、式（1)により算出され る荷重 L以上の荷重が負荷されることにより、当該所望の真円度が得られる。
[0142] L = 3. 175 X (C /C )— 1 754 X S …ひ）
2 1
(実施例 3) 以下、本発明の実施例 3について説明する。倒れ変形に及ぼす拘束部材テーパ角 度の影響を調査する試験を行なった。以下、試験方法について説明する。
[0143] 図 5および図 8を参照して、実施例 1と同様の試験方法において、上部拘束部材テ ーパ角度 αを 45° で一定とし、下部拘束部材テーパ角度 /3 (薄肉側稜線部 14Bと 接触している拘束部材のテーパ角度である薄肉側テーパ角）を 0° 力、ら 45° まで変 化させた場合における環状部材の倒れ変形の度合!/、である倒れ量を測定した。なお 、比較のため、上述の試験方法において、拘束部材による拘束を省略したもの（フリ 一焼入）についても、同様に倒れ量を測定した。ここで、倒れ量は、以下の式（7)によ り定義される。
[0144] (倒れ量） = { (厚肉側端面における外径の平均値） （薄肉側端面における外径 の平均値） } /2 · · · (7)
次に、図 16を参照して、試験結果について説明する。図 16においては、各薄肉側 テーパ角およびフリー焼入の場合における倒れ量が示されている。
[0145] 図 16を参照して、薄肉側テーパ角が小さくなるにつれて、倒れ量が小さくなる傾向 があることが確認される。そして、薄肉側テーパ角が 0° の場合、倒れ量はマイナスの 値となっており、薄肉側端面における外径の平均値が厚肉側端面における外径の平 均値よりも大きくなつていることが分かる。また、薄肉側テーパ角が 17° の場合に、倒 れ量の絶対値が最も小さくなつて!/、る。
[0146] ここで、前述のように、本発明の環状部材の拘束焼入方法においては、上部拘束 部材テーパ角度 αおよび下部拘束部材テーパ角度 0と、軸受軌道輪 10の厚肉側 端面 12Aおよび薄肉側端面 12Bにおける径方向の厚み aおよび bとは、以下の式（3 )の関係を満たすことが理想的である。
[0147] (b/a) = (sin β /sin α ) · · · (3)
本実施例においては、 a = 5. 95mm, b = 2. 4mm、 a =45° であるため、式（3) より、 β = 16. 5° が理想的である。これに対し、図 16を参照して、本実施例の試験 結果によれば、薄肉側テーパ角、すなわち下部拘束部材テーパ角度 0が 17。 の場 合に、倒れ量の絶対値が最も小さくなつている。このことから、本発明の環状部材の 拘束焼入方法による、倒れ変形の抑制効果が確認された。 [0148] 今回開示された実施の形態および実施例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請求 の範囲によって示され、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。
産業上の利用可能性
[0149] 本発明の環状部材の拘束焼入方法は、鋼からなる環状部材を拘束することにより 変形を抑制する環状部材の拘束焼入方法に、特に有利に適用され得る。

Claims

請求の範囲
[1] 鋼からなる環状部材（10)が 点以上の温度に加熱される工程と、
A点以上の温度に加熱された前記環状部材（10)が、 A点以上の温度から M点
1 1 S 以下の温度である第 1冷却温度まで冷却される工程と、
前記第 1冷却温度まで冷却された前記環状部材（10)が拘束部材（30)により拘束 される工程と、
前記拘束部材（30)により拘束された前記環状部材（10)が、前記拘束部材（30) による拘束が開始される温度である拘束開始温度よりも低い温度であり、 M点以下
S
の温度である第 2冷却温度まで、前記拘束部材（30)により拘束されつつ冷却される 工程とを備え、
前記環状部材（10)が拘束される工程および前記環状部材（10)が前記第 2冷却 温度まで冷却される工程においては、前記環状部材（10)の一方の端面（12)および 他方の端面（12)のうち少なくとも 1つの端面（12)および外周面（11)において前記 環状部材（10)と前記拘束部材（30)とが接触することなぐ前記環状部材（10)の前 記外周面（11)と前記少なくとも 1つの端面（12)とが交差する部位である稜線部（14 )において、前記拘束部材（30)と前記環状部材（10)とが接触するように前記環状部 材（10)が拘束される、環状部材（10)の拘束焼入方法。
[2] 前記拘束開始温度は 150°C以上である、請求の範囲第 1項に記載の環状部材（1 0)の拘束焼入方法。
[3] 前記第 2冷却温度は 100°C以下である、請求の範囲第 1項に記載の環状部材（10 )の拘束焼入方法。
[4] 前記環状部材（10)が前記第 2冷却温度まで冷却される工程における冷却速度は 6°C/秒以下である、請求の範囲第 1項に記載の環状部材の拘束焼入方法。
[5] 前記環状部材（10)が前記拘束部材（30)により拘束される工程および前記環状部 材（10)が前記第 2冷却温度まで冷却される工程においては、前記環状部材（10)は 、 44. 5度以上 45. 5度以下の拘束部材テーパ角度を有する前記拘束部材（30)に より、以下の式（1)の関係を満たす荷重 L以上の荷重が負荷されて拘束される、請求 の範囲第 1項に記載の環状部材（10)の拘束焼入方法。 L = 3. 175 X (C /C )— 1 754 X S · · · (1)
2 1
ここで、 Lは、荷重 (N)、 Sは、軸を含む環状部材の断面における分離した 2つの断 面のうち一方の断面の断面積 (mm2)、 は、拘束前における環状部材の真円度（ ^ m) , Cは、焼入後において要求される環状部材の真円度 m)である。
2
[6] 前記拘束開始温度は M点以下の温度であり、
S
前記環状部材（10)が前記拘束部材（30)により拘束される工程および前記環状部 材（10)が前記第 2冷却温度まで冷却される工程においては、前記環状部材（10)の 外周面（11)および前記一方の端面（12A)において前記環状部材（10)と前記拘束 部材 (30)とが接触することなぐ前記環状部材（10)の前記外周面（11)と前記一方 の端面（12A)とが交差する部位である稜線部（14A)において、前記拘束部材（30) と前記環状部材（10)とが接触し、かつ前記他方の端面（12B)において前記環状部 材（10)と前記拘束部材（30)とが接触するように前記環状部材（10)が拘束される、 請求の範囲第 1項に記載の環状部材（10)の拘束焼入方法。
[7] 前記環状部材（10)は、軸方向において、径方向の厚みが異なるテーパ形状を有 しており、
前記環状部材（10)が前記拘束部材（30)により拘束される工程および前記環状部 材（10)が前記第 2冷却温度まで冷却される工程においては、前記環状部材（10)の 前記厚みが大きい側の端面を前記一方の端面（12A)とし、前記厚みが小さい側の 端面を前記他方の端面（12B)として、前記環状部材（10)が拘束される、請求の範 囲第 6項に記載の環状部材（10)の拘束焼入方法。
[8] 前記拘束開始温度は 150°C以上である、請求の範囲第 6項に記載の環状部材（1 0)の拘束焼入方法。
[9] 前記第 2冷却温度は 100°C以下である、請求の範囲第 6項に記載の環状部材（10 )の拘束焼入方法。
[10] 前記環状部材（10)が前記第 2冷却温度まで冷却される工程における冷却速度は
6°C/秒以下である、請求の範囲第 6項に記載の環状部材（10)の拘束焼入方法。
[11] 前記拘束開始温度は M点以下の温度であり、
S
前記環状部材（10)が前記拘束部材（30)により拘束される工程および前記環状部 材（10)が前記第 2冷却温度まで冷却される工程においては、
前記環状部材（10)の外周面（11)および 2つの端面（12)において前記環状部材
(10)と前記拘束部材 (30)とが接触することなぐ前記環状部材（10)の前記外周面
(11)と前記 2つの端面（12)とが交差する部位である 2つの稜線部（14)において、 前記拘束部材 (30)と前記環状部材（10)とが接触し、
拘束部材テーパ角度と、前記環状部材（10)の前記 2つの端面（12)における径方 向の厚みとが、以下の式（2)に示す関係を満たすように前記環状部材（10)が拘束さ れる、請求の範囲第 1項に記載の環状部材（10)の拘束焼入方法。
0. 9 X (b/a)≤ (sin /3 /sin a )≤1. 1 X (b/a) · · · (2)
ここで、 αおよび /3は、それぞれ環状部材（10)の前記 2つの端面（12)のうちの一 方の端面（ 12Α)側および他方の端面（ 12Β)側における拘束部材テーパ角度、 aお よび bは、それぞれ環状部材（10)の前記 2つの端面（12)のうちの前記一方の端面（ 12A)および前記他方の端面（12B)における径方向の厚みである。
[12] 前記拘束開始温度は 150°C以上である、請求の範囲第 11項に記載の環状部材（
10)の拘束焼入方法。
[13] 前記第 2冷却温度は 100°C以下である、請求の範囲第 11項に記載の環状部材（1 0)の拘束焼入方法。
[14] 前記環状部材（10)が前記第 2冷却温度まで冷却される工程における冷却速度は
6°C/秒以下である、請求の範囲第 11項に記載の環状部材（10)の拘束焼入方法。
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