JPH046769B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はブツシユその他の筒体の内面を誘導加
熱手段を用いて表面焼入れする場合の移動焼入れ
方法に関する。

（従来技術） ブツシユその他として使用される筒体は通常小
形のもので40mmφ・50mmｌ、大形のもので120mm
φ・150mmｌ程度の範囲内である。この種筒体の
内面を誘導加熱手段を用いて表面焼入れする場
合、例えばボールベアリングのレース部材の如き
両端面間の間隔が狭い部材に対して実施されるワ
ンシヨツト焼入れ……両端面間全長全内面を一度
に加熱し一度に冷却する……は適用できず、通例
第３図ａに示されるように、移動焼入れによつて
いる。

図において、１は中央に貫通孔を具えた固定台
であり、当該固定台１上には回転テーブル２が配
置されている。当該回転テーブル２は例えばボー
ルベアリング２１と図示しない駆動源によつて回
転駆動される駆動ロール２２が回転テーブル２の
周面に接触するので固定台上で強制回転可能であ
る。また回転テーブル２の中央には貫通孔が設け
られていて、Ｃとして示す加熱コイルとこの下方
に固定されたＪとして示す冷却ジヤケツトが、固
定台１および当該回転テーブル２それぞれの貫通
孔を通過して昇降自在に設定されている。筒体Ｗ
は回転テーブル２の貫通孔周縁に設けられた位置
決め部材２３内に一方端面が接する如く載置さ
れ、回転テーブル２の下方から垂直に上昇する加
熱コイルＣとこれに追随する冷却ジヤケツトＪと
によつて回転中の筒体Ｗの下方端面から上方端面
へと順次焼入れされる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記移動焼入れ方法に従つて内面に表面焼入層
ｈが形成された筒体Ｗの両端面内径を計測すると
必ず焼入れ開始端面内径Ｓが焼入れ終了端面内径
Ｆより僅差ではあるが大となり、さらに中間部内
径の計測でも焼入れ開始端から終了端方向へかけ
て第３図ｂに示す如き大小の傾向を示すので、焼
入れ済の筒体の内面は内面研摩によつて上記内径
の修正を行う後工程が必要とされていた。

例えば、筒体内面の中間部分焼入れにおいて両
端面径の変形防止を目的とした手段ではあるが、
第４図ａに示す如く端面内周を拘束する環状突起
３１を具えた回転可能な蓋３を回転する筒体Ｗに
かぶせて定置または移動焼入れをする方法をこれ
に実施したとしても、図示のように加熱コイルＣ
が蓋に邪魔されて内面全長にわたる加熱が出来
ず、さらに加熱コイルＣに追随する冷却ジヤケツ
トＪの冷却範囲が加熱可能範囲より短少となるた
め、焼入れ結果は第４図ｂのように、表面焼入れ
範囲がｈとして示される範囲に止まるばかりか、
焼入れ範囲ｈ終端近傍にくびれが生じ、全く問題
解決にはならない。

（発明の目的） 本発明は上記筒体内面を全長にわたつて表面焼
入れする場合に存する焼入れ開始端面側の内径が
大で、焼入れ終了端側にかけて内径が順次小とな
る現象を防止する目的でなされたものである。

（発明の要旨） 本発明の要旨とするところは、 (1) 筒体の内面を一方端面から他方端面にかけて
移動する加熱コイルとこれに追随する冷却ジヤ
ケツトとで表面焼入れする場合において、 (2) 上記筒体の外周長手方向にそつて当該筒体の
全長にわたる長さを有する自由回転可能または
回転駆動される複数のローラを配置し、 (3) 当該それぞれのローラが回転中の筒体を焼入
れ開始端面側から終了端面側にかけて漸減する
周方向拘束力を付与しつつ焼入れするようにし
た ことを特徴とする筒体内面の移動焼入れ方法にあ
る。

発明者は本発明をなすにあたり、焼入れ後の筒
体内径に差の生ずる原因をまず究明し、焼入れ開
始端面側Ｓでは、筒体Ｗは表面層を常温から所定
焼入れ温度まで急熱され急冷されるが、移動焼入
れが進行するに伴つて被加熱部の熱が未加熱部方
向へ熱伝導で伝播するため、焼入れ終了端面側Ｆ
にゆくに従つて熱堆積が表面層に限らず全層にわ
たつて多くなり、これが故に焼入れ開始端側Ｓか
ら終了端側Ｆにかけて順次ヒートマスが増大し、
ヒートマスが大きければ大きい程収縮が大とな
り、上記結果を惹起せしめると判断した。

本発明は上記判断にもとづき、ヒートマスが小
である焼入れ開始端側Ｓでは筒体Ｗを外周方向か
ら大なる拘束力で拘束して加熱時の膨脹と冷却時
の収縮とが全て筒壁の内方向へ向う如く、終了端
側Ｆでは筒体Ｗを外周方向から小なる拘束力で拘
束して熱膨脹を筒壁内外へ自由に……ただし周形
の変形を生じない程度の拘束をしつつ……行わ
せ、急冷時の収縮も筒壁内外へ自由に行わせるよ
うにして収縮量を平均化するという技術思想に基
づくものである。

実施例 １ 第１図ａおよびｂは本発明を前述従来方法とし
て示した第３図の焼入れ装置に実施した場合であ
る。

図において１は固定台、２は駆動ローラ２２に
よつて回転可能な回転テーブル、ＣおよびＪはそ
れぞれ加熱コイルおよび冷却ジヤケツトであつ
て、上記固定台１および回転テーブル２に孔設さ
れている貫通孔をとおつて昇降可能なことは前述
のとおりである。本発明実施例では、回転テーブ
ル２上の所定位置には複数本の軸４１が垂直に固
定され、当該軸４１それぞれには下方端面側が大
径・上方端面側が小径に形成された所定テーパ状
のローラ４が自由回転可能に装着されている。当
該ローラ４は少くとも筒体Ｗの軸方向長さ以上の
長さを有し、周径の大・小が焼入れによつて生ず
ると想定される、もしくは予備実験によつて確認
される焼入れ開始端面内径と終了端面内径との差
に応じて下方周径を大とし上方周径を小とするよ
うに形成される。而して複数のローラ４は回転テ
ーブル２の貫通孔の周縁所定焼入れ定位置に載置
される焼入れ前の筒体Ｗの下方端面側周にそれぞ
れの下方周がきつちり当該する如く配設される。

上記構成からなる実施例装置を用いて筒体Ｗを
焼入れする場合を以下に述べる。

筒体Ｗを屹立する複数のローラ４間に押込み回
転テーブル２上に載置すれば位置決めも自ずから
定まる。ついで駆動ローラ２２を回転駆動して回
転テーブルを回転させると、回転テーブル２は筒
体Ｗを載置して回転し、同時に回転テーブル２上
に垂直に固定してある軸４１も回転に伴つて上記
筒体Ｗの軸線を回転中心線として回動するので、
当該軸４１に自由回転可能に装着され、かつその
下方周を筒体Ｗの下方端面周に当接しているロー
ラ群４が回転状態となる。この状態下において加
熱コイルＣと冷却ジヤケツトＪとを上昇させて筒
体Ｗの内面をその下方端面側から上方端面側へと
順次移動焼入れする。筒体Ｗの下方端面側、即ち
焼入れ開始端側Ｓでは、加熱コイルＣによつて加
熱される筒壁の膨張は外周をローラ群４の下方周
で規制されているので、筒体Ｗの軸線方向、即ち
内周壁方向へ発現し、かつ急冷による収縮も内周
壁方向へ発現する。また筒体Ｗの上方端面側、即
ち焼入れ終了端側Ｆでは順次焼入れ開始端方向か
らの加熱に伴つて伝導してくる熱によつて筒壁の
温度が上昇して膨張するが、当該終了端側Ｆ方向
の外周は周囲に配設されているローラ群４の上方
周とは焼入れ前には非接触状態にあるので、その
膨張は筒壁の内外方向へ自由に発現し、かつ少く
とも周形が変形を生じない程度まで外周方向へ膨
張し、また急冷による収縮も自由膨張中心へと求
心収縮する。この筒壁の膨張・収縮の量は焼入れ
開始端側から終了端側にかけてなだらかに発現
し、かつ外周方向からの拘束力も焼入れ開始端側
で大・終了端側で小となる如くローラ群４のテー
パがなだらかに設定されているので、焼入れ済の
筒体Ｗの内周は上記膨張・収縮と外周方向からの
拘束力との釣合いによつて、焼入れ開始端面側Ｓ
から終了端面側Ｆに至るまで、ほぼ均一内径を保
持する内面表面焼入れ層に仕上げることが出来
る。

実施例 ２ 本発明の第２実施例を第２図ａおよびｂに従つ
て説明する。

図において、５は回転テーブル２上に載置され
た筒体Ｗの軸線Owと下方において近接・上方に
おいて隔離する如く所定斜傾して固定された軸５
１に自由回転可能に装着された平行周径ローラで
ある。上記ローラ群５の回転軸の外方傾斜は、焼
入れによつて生ずると想定される焼入れ開始端面
内径と終了端面内径との差に応じてなされる。当
該ローラ５の作用は前記実施例１に示すテーパ状
のローラ４の場合と全く同一である。

（その他の実施例） 上記２実施例は駆動ローラ２２で強制回転され
る回転テーブル２上に載置された筒体Ｗに本発明
を実施する場合であるが、これに限らず、自由回
転可能な回転テーブル上に載置された筒体を、そ
れぞれが駆動源によつて回転駆動される回転軸に
枢着されるローラ群を用いてもよい。即ち筒体の
軸線に平行な回転軸に枢着されるテーパ状のロー
ラまたは筒体の軸線に傾斜する回転軸に枢着され
る平行周径のローラを、回転テーブル上に載置し
た筒体に、拘束力が焼入れ開始端面側で大・終了
端面側で小となる如くその周側に配置し、当該ロ
ーラそれぞれの回転によつて筒体を回転テーブル
ごと回転せしめつつ焼入れを行うようにしてもよ
い。

尚実施例装置では加熱・冷却機構を回転テーブ
ルの下か筒体内へ挿入して上昇中に焼入れするよ
うにしているが、勿論上方から筒体内下方まで挿
入して上昇中に焼入れするようにしてもよく、そ
の場合も上記と同様である。

（発明の効果） 本発明を実施することにより、従来筒体内面の
移動焼入れに存した焼入れ開始端側内径が大・終
了端側内径が小となる焼入れ仕上りの問題点が解
消され、全長にわたつて平行な内径に仕上げるこ
とができるので、焼入れ後に必須とされた研摩に
よる径差修正工程を省くこととなり、また焼入れ
工程でも筒体が位置決め部材なしで自動的に位置
決め可能となるなど、その斉らされる効果は顕著
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂはそれぞれ本発明実施例装置
の上面図および一部断面正面図、第２図ａおよび
ｂはそれぞれ本発明の他の実施例装置の上面図お
よび要部断面正面図、第３図ａは従来方法による
装置の断面正面図、第３図ｂは第３図ａに示す装
置を用いて筒体内面を移動焼入れした場合に存す
る問題点を説明するための筒体の断面正面図、第
４図ａは他の従来装置の一部断面部分正面図、第
４図ｂは第４図ａに示す装置が不適であることを
説明するための筒体の断面正面図である。 ４，５……ローラ、４１，５１……回転軸、Ｗ
……筒体、Ｃ……加熱コイル、Ｊ……冷却ジヤケ
ツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒体の内面を一方端面から他方端面にかけて
   移動する加熱コイルとこれに追随する冷却ジヤケ
   ツトとで表面焼入れする場合において、上記筒体
   の外周長手方向にそつて等該筒体の全長にわたる
   長さを有する自由回転可能または回転駆動される
   複数のローラを配置し、当該それぞれのローラが
   回転中の筒体を焼入れ開始端面側から終了端面側
   にかけて潮減する周方向拘束力を付与しつつ焼入
   れするようにしたことを特徴とする筒体内面の移
   動焼入れ方法。 ２ 焼入れ開始端面側から終了端面側にかけて潮
   減する周方向拘束力が、回転軸を筒体の軸線に平
   行とし、焼入れによつて生ずる焼入れ開始端面内
   径と終了端内径との差に応じて焼入れ開始端面方
   向外周径を大・終了端面方向外周径を小とするが
   如きテーパ状のローラによつて付与されるもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の筒体内面の移動焼入れ方法。 ３ 焼入れ開始端面側から終了端面側にかけて潮
   減する周方向拘束力が、焼入れによつて生ずる焼
   入れ開始端面内径と終了端面内径との差に応じて
   回転軸を筒体の軸線に対して焼入れ開始端方向か
   いら終了端方向にむかい外方傾斜する如く設定し
   た平行周径ローラによつて付与されるものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の筒
   体内面の移動焼入れ方法。