JPH0776379B2

JPH0776379B2 - 内面歯車焼入方法および装置

Info

Publication number: JPH0776379B2
Application number: JP2414270A
Authority: JP
Inventors: 立美中村; 朝正湧川
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH04224627A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内面歯車の焼入方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、図面を参照して従来の技術を説明
する。従来、図３に示す内面歯車（以下単に歯車ともい
う) W の各歯1 の歯先部2 を残し、歯底部3 および歯側
部4 を焼入するには、歯車W の歯底部3 お歯側部4 を高
周波誘導加熱する図５に示したコイル体10を歯間5 に配
設後歯車W の軸方向（周方向と直角な方向)に移動しな
がら、コ字状に折曲した加熱コイル11に高周波電流を通
電し、また、コイル体10と同期して歯間5 を移動するジ
ャケット20の噴射孔21から焼入冷却液を噴射して歯側部
4 および歯底部3を焼入する。

【０００３】コイル体10は、加熱コイル11の他に、加熱
コイル11をカレントトランスの２次側に接続する１対の
電源供給導体13と、台形状のフェライト製等の磁性体の
コア12を備えている。また、ジャケット20は焼入冷却液
を噴射する複数個の噴射孔21を前面20a および側面20b
に、焼入冷却液を供給する冷却液供給管22を後面に備え
ている。このコア15を設けた場合の効果については昭和
58年実用新案公告第15488 号公報に述べられている。

【０００４】なお、上記焼入の際、歯先部2 は焼入しな
いので、コイル体10の両側の歯1 の歯先部2 に接近対向
するように磁性物体、例えば直方体形状のフェライト製
等の１対のコア15を図３に示すように配設し、コイル体
10と連動して移動させて磁束が歯先部2 に極力集束しな
いようにしている。

【０００５】実際的には、コイル体10、コア12およびコ
ア15は図３では図示しない枠体に一体として取り付けら
れており、焼入中は内面歯車W を固定し、この枠体を歯
車W の軸方向に移動させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように歯底部3
とこの歯底部3の両側の歯側部4 を焼入する場合、ま
ず、加熱コイル11の先端部分11a およびコア12の１対の
側面12a を、それぞれ、歯1 の歯底部3 およびこの歯底
部3 の両側の１対の歯側部4に所定の距離を隔てて接近
配置し、また、ジャケット20の先端部分20a および１対
の側面20b も、それぞれ、歯1 の歯底部3および歯側部4
に所定の距離を隔てて接近配置する。

【０００７】このようにコイル体10とジャケット20を手
作業で歯間5 の所定の位置に配置しているが、この配置
を正確に行うには極めて熟練を必要とする。しかも、１
個の歯車W を焼入するのに、この手作業を歯1 の数だけ
繰り返さねばならない。また、歯底部3 と歯側部4を焼
入後、次の歯底部3 と歯側部4 を焼入するために、歯車
W を歯1 の１ピッチ分だけ手作業で回転させているが、
この手作業も１個の歯車W の焼入完了迄に歯1 の数だけ
行う必要があり極めて手間がかかる。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、コイル体を内面歯車の歯間の所定位置に正確
に機械的に配置後、各歯の歯底部および歯側部を順次機
械的に繰り返して焼入する方法および装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の内面歯車焼入方法は、内面歯車を水平に且
つ前記歯車に噛み合ったピニオンによって前記歯車の中
心の周りに回動自在に配設後、前記歯車の歯底部と歯側
部を高周波誘導加熱するコイル体と、このコイル体の下
方にコイル体と一体的に結合されたジャケットと、コイ
ル体の両側方にコイル体と同じ高さでコイル体と一体的
に結合されコイル体を前記歯車の歯間に挿入したときに
この歯間の両側の歯先部に接近配設される１対の磁性体
とを前記歯車の内側下方に配設すると共に、コイル体の
両側方で前記内側に前記歯車とほぼ同じ高さに配設され
コイル体と同期して水平移動する１対のコイル位置決め
板を配設してから、コイル位置決め板、コイル体、ジャ
ケットおよび磁性体を歯に向かって水平移動させ、コイ
ル位置決め板の先端部分を歯間に挿入して歯側部に当接
させると共に、コイル体とジャケットとを歯間下方に位
置させた後、コイル体とジャケットとを歯間下方から上
方まで移動させこの間コイル体に高周波電流を通電し、
また、ジャケットから焼入冷却液を噴射して歯底部と歯
側部とを焼入し、次いでコイル体、ジャケット、磁性体
およびコイル位置決め板を前記歯車の中心に向かって水
平に移動して歯間から遠ざけてから降下させると共に、
前記ピニオンを駆動して内面歯車を所定の歯数分回転さ
せて後、前記と同様の焼入を繰り返している。

【００１０】また、上記問題を解決するために、本発明
の内面歯車焼入装置は、焼入機構とワーク回転機構とを
具備し水平に配置された内面歯車を焼入する内面歯車焼
入装置において、前記焼入機構は、前記歯車の内側に配
置され前記歯車の歯底部と歯側部とを高周波誘導加熱す
るコイル体と、このコイル体の下方にコイル体と一体的
に結合され焼入冷却液を噴射するジャケットと、コイル
体の両側方にコイル体とほぼ同じ高さでコイル体と一体
的に結合されコイル体を前記歯車の歯間に挿入したとき
にこの歯間の両側の歯先部に接近配設される１対の磁性
体と、コイル体の両側方で前記内側に前記歯車とほぼ同
じ高さに配設されコイル体と同期して水平移動しコイル
体が歯間に挿入されたときにこの歯間の両側方の１対の
歯間に挿入されて先端が歯側部に当接する１対のコイル
位置決め板と、コイル体、ジャケット、およびコイル位
置決め板を同期して水平移動させる手段と、コイル体と
ジャケットを昇降させる手段とを有し、前記ワーク回転
機構は、前記歯車の周辺部分を支持し垂直軸の周りに回
動自在なワーク受台と、前記歯車に噛み合って前記歯車
を回転させるピニオンと、このピニオンを回転駆動する
手段とを有する。

【００１１】そして、本発明の内面歯車焼入装置におい
て、ピニオンの歯数と同数で等間隔に形成した突起を周
辺に有し且つピニオンを回転駆動する手段に取り付けら
れた円盤と、前記突起によって作動してピニオンを回転
駆動する手段にピニオンの回転駆動を停止する信号を発
するスイッチとを備えることが好ましい。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の内面歯車焼入
方法を実現することができる装置の一実施例を説明す
る。図１〜図６はこの実施例を説明するための図面であ
って、図１は一部縦断正面説明図、図２は図１のＸ−Ｘ
線矢視平面説明図、図３は要部の拡大平面説明図、図４
は円盤と近接スイッチの平面説明図、図５はコイル体の
斜視図、図６はジャケットの斜視図である。

【００１３】図１に示すように、本実施例の内面歯車焼
入装置は、焼入機構A、ワーク回転機構B 、制御装置C
およびこれら２つの機構と１つの装置を取り付けた共通
台D とを備えている。そして、焼入機構A は、歯車W を
焼入する機能とコイル体10を歯車W に対して精密に位置
決めする機能とを有し、ワーク回転機構B は、歯車W を
その軸方向を中心として回転させてコイル体10に対する
歯車W の概略位置を設定する機能を有し、制御装置C は
焼入機構A とワーク回転機構B が上記機能を行うように
制御する機能を備えている。

【００１４】焼入機構A は、コイル体10、ジャケット20
およびコイル体10に高周波電流を供給するカレントトラ
ンス30を備えている。コイル体10とジャケット20そのも
のは、従来の技術で説明したものと同様であるので、こ
こでは説明を省略する。

【００１５】カレントトランス30の下部には１対のスラ
イダ33が固定されており、このスライダ33は、トランス
台36上に設けた１対の支持部材35間に橋架したロッド34
に摺動自在に外挿されている。共通台D 上には、ロッド
38およびコイル体昇降モータ42を上面に取り付けたコイ
ル体昇降モータ台41が立設されており、トランス台36の
上端部分と下端部分がロッド38に摺動自在に外挿されて
いる。

【００１６】コイル体昇降モータ42の下方に延出された
出力軸39には台形ネジが形成されており、この台形ネジ
に移動子37が螺合されている。移動子37の一端部分はト
ランス台36に固定されており、また、移動子37は前記ロ
ッド38に摺動自在に外挿されている。

【００１７】カレントトランス30の側面には直方体状の
カレントトランス出力部31が取り付けられており、この
カレントトランス出力部31の側面には、下方に延出され
たほぼく字状のコイル体保持部32が固定されている。そ
して、コイル体保持部32の下端には、コイル体10とジャ
ケット20が、コイル体10が上側でジャケット20が、コイ
ル体10の直下となるように取り付けられている。

【００１８】また、カレントトランス30には、図示しな
い可撓電線が接続されており、この可撓電線を介して図
示しない高周波電源からカレントトランス30に高周波電
流が供給される。なお、従来の技術で説明した１対のコ
ア15は、コイル体保持部32の下面に突設した１対の部材
16（図３参照) にそれぞれ固定されている。

【００１９】コイル体10の電源供給導体13およびジャケ
ット20の冷却液供給管22は、コイル体保持部32内、カレ
ントトランス出力部31内およびカレントトランス30内迄
延出されて適宜支持されており、電源供給導体13はカレ
ントトランス30内でカレントトランス30の２次巻線に接
続されている。また、冷却液供給管22はカレントトラン
ス30内で図示しない冷却液管に接続されている。

【００２０】共通台D の上に立設した１対の部材65間に
は水平に配設した１対のロッド63が橋架されており、こ
れらロッド63にほぼ直方体形状のスライダ61が摺動自在
に外挿されている。一方の部材65には油圧シリンダ62が
取り付けられており、この油圧シリンダのピストン64の
先端部分はスライダ61に接続されている。

【００２１】スライダ61の上面および両側面には、それ
ぞれ、１対のロッド66および１対のコイル体位置決め板
50が垂直に立設されている。ロッド66はカレントトラン
ス出力部31を貫通している。この貫通は、コイル体昇降
モータ42を作動させたときに、カレントトランス30が昇
降自在であるが、油圧シリンダ62の作動によってロッド
66が水平移動したときに、カレントトランス30がロッド
66の移動と同期連動して水平移動する程度にタイトな貫
通としてある。

【００２２】１対のコイル位置決め板50は、図３に示す
ように、平面視において先端部分51がほぼ円形に形成さ
れており、コイル体10の歯1 に対する位置決めを行うた
めに、この先端部分51を歯1 の歯側部4 に当接させる。
このように、１対のコイル位置決め板50の先端部分51を
歯1 の歯側部4 に当接させたときに、平面視において、
加熱コイル11とジャケット20とが歯間5 にあり、且つ、
加熱コイル11の先端部分11a とコア12の側面12a がそれ
ぞれ歯底部3 と歯側部4 に所定の距離を隔てて接近配設
されるように、また、ジャケット20の先端部分20a と側
面20bもそれぞれ歯底部3 と歯側部4 に所定の距離を隔
てて接近配設されるように、更に、コア15が歯先部2 に
所定の距離を隔てて接近配設されるように、コイル体1
0、ジャケット20、コア15およびコイル位置決め板50間
の相対位置が設定されている。

【００２３】ワーク回転機構B は、水平に配置された歯
車W の周辺部分を支持する環状のワーク受台71と、ワー
ク受台71を支持する環状のスラストベアリング72と、ス
ラストベアリング72を支持し共通台D 上に固定された円
筒状の台73を備えている。そして、台73には開孔部76が
設けられており、この開孔部76を貫通するように前記ス
ライダ61が配設されている。従って、油圧シリンダ62は
台73の内部に配置されている。

【００２４】ワーク回転機構B は、また、歯車W の歯1
に噛み合って歯車W を回転させるピニオン81と、ピニオ
ン81が上端部分に取り付けられた垂直な歯車駆動軸82
と、この軸82を共通台D に軸支するスリーブ状の軸受83
と、歯車駆動軸72の下端に結合された減速機構付の歯車
駆動モータ84を備えている。歯車駆動軸82には円盤85が
取り付けられており、この円盤85の周辺には、ピニオン
81の歯数と同数（本実施例では12個) の突起86が等間隔
に設けられている。なお、87はこの突起86によって作動
して制御装置C に歯車駆動モータ84を停止させる信号を
発する近接スイッチである。

【００２５】制御装置C は、マイコンまたはシーケンサ
等を内蔵しており、制御装置C に対して予め、１つの歯
車W に対する焼入回数（歯数) の設定、各歯の焼入条件
（加熱コイル11に通電する高周波電流の大きさと通電時
間、ジャケット20が噴射する焼入冷却液の噴射開始時
期、噴射時間等) 等が設定されている。そして、制御装
置C はこれら設定に基づいて前記高周波電源、焼入冷却
液の噴射開始停止を制御する図示しない弁、コイル体昇
降モータ42、歯車駆動モータ84、油圧シリンダ62等を制
御する。

【００２６】次に、上記装置によって歯車W の各歯1 の
歯底部3および歯側部4 を焼入する方法を説明する。ま
ず、制御装置C に上記した設定を行う。次いで制御装置
C を介して（以下制御装置C を介して行う制御であって
も特にこのことを述べない) コイル体昇降モータ42を動
作させてカレントトランス30、即ちコイル体10を最高位
置に保持する。

【００２７】そして、歯車W をワーク受台71上に載置し
てピニオン81と歯1 を噛み合わせる。この際、任意の歯
1 の歯底部3がコイル体10に対向した位置にあるように
する。次に、コイル体昇降モータ42を動作させてコイル
体10とジャケット20を歯車W より下方まで降下させると
共に、油圧シリンダ62を動作させてピストン64を吸引し
てスライダ61を油圧シリンダ62寄りに移動させる。この
スライダ61の動作によって、コイル体10は１対のロッド
66を介して歯車W の中心の方向へ移動する。

【００２８】コイル体１０のこの状態が、歯１の焼入を
開始する位置であって、この位置はコイル体１０が図１
に示す矢印Ｓの方向の移動を終了した位置である。次い
で油圧シリンダ６２によってスライダ６１を矢印Ｐの方
向に前進させ１対のコイル位置決め板５０の先端部分５
１を、図３に示すように、歯１の歯側部４に当接させる
と、歯車Ｗが固定されて、その歯１の歯間５が焼入位置
に位置決めされると共に、平面視において、コイル体１
０およびジャケット２０は歯間５に挿入された状態にな
る。コイル体１０およびジャケット２０が歯間５に挿入
された状態では、加熱コイル１１の先端部分１１ａおよ
びジャケット２０の先端部分２０ａが歯底部３と所定の
距離を隔て、また、コア１２の側面１２ａおよびジャケ
ット２０の側面２０ｂが歯側部４と所定の距離を隔て、
更にコア１５は歯先部２と所定の距離を隔てて、それぞ
れ、接近配設される。なお、この時点では、コイル体１
０およびジャケット２０は、未だ歯間５に挿入されてお
らず、歯間５の下方に位置している。

【００２９】次に、加熱コイル１１に通電を始め、ま
た、ジャケット２０から焼入冷却液の噴出を始めた後、
コイル体昇降モータ４２の動作を開始し、コイル体１
０、ジャケット２０およびコア１５を矢印Ｑの方向に上
昇させて歯間５を下から上へ通過させることにより、歯
底部３および歯側部４を移動焼入する。このとき、１対
のコイル位置決め板５０は動かず、歯車Ｗを固定し続け
る。そして、ジャケット２０が歯１の上方にきたとき
に、コイル体昇降モータ４２を停止し且つ加熱コイル１
１への通電とジャケット２０からの焼入冷却液の噴射を
停止する。

【００３０】この後、順次、油圧シリンダ62とコイル体
昇降モータ42を動作させて、まずコイル体10、ジャケッ
ト20、コア15およびコイル位置決め板50を矢印R の方向
に後退させ、次いでコイル体10、ジャケット20およびコ
ア15を矢印S の方向に降下させて焼入開始時の位置に復
帰させる。

【００３１】そして、歯車駆動モータ84を駆動してピニ
オン81を回転させる。ピニオン81がその１歯分回転した
とき、カム85の突起86が近接スイッチ87に接近して近接
スイッチ87を動作させて歯車駆動モータ84の回転を停止
させる。このとき、歯車W も１歯分回転している。

【００３２】これから後は、２回目の焼入となる。即
ち、油圧シリンダ62を動作させてコイル位置決め板50を
歯側部4 に当接させると共に、平面視において、コイル
体10およびジャケット20を１回目の焼入と同様に、歯底
部3 と歯側部4 に所定の距離を隔てて、また、コア15を
歯先部2 と所定の距離を隔てて接近配設させる。次い
で、１回目の焼入と同様の焼入を行った後に、油圧シリ
ンダ62とコイル体昇降モータ42を動作させてコイル体1
0、ジャケット20、コア15およびコイル位置決め板50を
初めの位置に戻して２回目の焼入を終える。以下、同様
の要領で全ての歯1 を焼入する。

【００３３】本実施例では、歯底部3 とその両側の歯側
部4 とを焼入後、この歯底部3 に隣り合った歯底部3 と
その両側の歯側部4 を焼入してゆく方法について述べた
が、この方法にこだわるものではなく、焼入による歯車
の歪みの低減等を考慮して隣り合う歯底部3 を飛び越し
て何個か離れた歯底部3 とその両側の歯側部4 とを焼入
してゆくことも行われる。この場合には、制御装置C に
そのような指令を与えておけばよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内面歯車
焼入方法および装置においては、内面歯車を水平に且つ
前記歯車に噛み合ったピニオンによって前記歯車の中心
の周りに回動自在に配設後、前記歯車の歯底部と歯側部
を高周波誘導加熱するコイル体と、このコイル体の下方
にコイル体と一体的に結合されたジャケットと、コイル
体の両側方にコイル体と同じ高さでコイル体と一体的に
結合されコイル体を前記歯車の歯間に挿入したときにこ
の歯間の両側の歯先部に接近配設される１対の磁性体と
を前記歯車の内側下方に配設すると共に、コイル体の両
側方で前記内側に前記歯車とほぼ同じ高さに配設されコ
イル体と同期して水平移動する１対のコイル位置決め板
を配設してから、コイル位置決め板、コイル体、ジャケ
ットおよび磁性体を歯に向かって水平移動させ、コイル
位置決め板の先端部分を歯間に挿入して歯側部に当接さ
せると共に、コイル体とジャケットとを歯間下方に位置
させた後、コイル体とジャケットとを歯間下方から上方
まで移動させこの間コイル体に高周波電流を通電し、ま
た、ジャケットから焼入冷却液を噴射して歯底部と歯側
部とを焼入し、次いでコイル体、ジャケット、磁性体お
よびコイル位置決め板を前記歯車の中心に向かって水平
に移動して歯間から遠ざけてから降下させると共に、前
記ピニオンを駆動して内面歯車を所定の歯数分回転させ
て後、前記と同様の焼入を繰り返している。

【００３５】従って、本発明の内面歯車焼入方法および
装置によれば、コイル体とジャケットを歯間の所定位置
に繰り返し機械的に配置して歯底部と歯側部を焼入する
ことができ、故に、内面歯車の焼入に際し手間を少なく
することができる。しかも、コイル体およびジャケット
の位置決めに際し、歯車を内側のピニヨンにより回転さ
せ、コイル位置決め板を歯に向かって移動させて、コイ
ル位置決め板の先端部分を歯間に挿入することにより、
歯車を固定して、その歯の歯間を焼入位置に位置決め
し、この状態でコイル体とジャケットを歯間下方から上
方まで移動させるという手段を採用するので、コイル体
およびジャケットを簡単な機構で精度よく位置決めする
ことができる。更に、歯車を水平にセットするので、歯
面が鉛直方向を向き、コイル体の下方に設けられたジャ
ケットから噴出される焼入液が加熱途中の歯面に殆どか
からず、焼きむらができ難いために、良好な焼入品質を
確保することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の一部縦断正面説明図であ
る。

【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視平面説明図である。

【図３】本発明の一実施例の要部の拡大平面説明図であ
る。

【図４】本発明の一実施例の円盤と近接スイッチの平面
説明図である。

【図５】本発明の一実施例のコイル体の斜視図である。

【図６】本発明の一実施例のジャケットの斜視図であ
る。

【符号の説明】

A 焼入機構 B ワーク回転機構 C 制御装置 W 内面歯車 1 歯 2 歯先部 3 歯底部 4 歯側部 5 歯間 10 コイル体 15 コア 20 ジャケット 33 スライダ 34 ロッド 36 トランス台 37 摺動子 39 出力軸 42 コイル体昇降モータ 50 コイル位置決め板 51 先端部分 61 スライダ 62 油圧シリンダ 63 ロッド 64 ピストン 66 ロッド 71 ワーク受台 72 スラストベアリング 81 ピニオン 84 歯車駆動モータ85 円盤87 リミットスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面歯車の焼入方法において、前記歯車
を水平に且つ前記歯車に噛み合ったピニオンによって前
記歯車の中心の周りに回動自在に配設後、前記歯車の歯
底部と歯側部を高周波誘導加熱するコイル体と、このコ
イル体の下方にコイル体と一体的に結合されたジャケッ
トと、コイル体の両側方にコイル体と同じ高さでコイル
体と一体的に結合されコイル体を前記歯車の歯間に挿入
したときにこの歯間の両側の歯先部に接近配設される１
対の磁性体とを前記歯車の内側下方に配設すると共に、
コイル体の両側方で前記内側に前記歯車とほぼ同じ高さ
に配設されコイル体と同期して水平移動する１対のコイ
ル位置決め板を配設してから、コイル位置決め板、コイ
ル体、ジャケットおよび磁性体を歯に向かって水平移動
させ、コイル位置決め板の先端部分を歯間に挿入して歯
側部に当接させると共に、コイル体とジャケットとを歯
間下方に位置させた後、コイル体とジャケットとを歯間
下方から上方まで移動させこの間コイル体に高周波電流
を通電し、また、ジャケットから焼入冷却液を噴射して
歯底部と歯側部とを焼入し、次いでコイル体、ジャケッ
ト、磁性体およびコイル位置決め板を前記歯車の中心に
向かって水平に移動して歯間から遠ざけてから降下させ
ると共に、前記ピニオンを駆動して内面歯車を所定の歯
数分回転させて後、前記と同様の焼入を繰り返すことを
特徴とする内面歯車焼入方法。
【請求項２】焼入機構とワーク回転機構とを具備し水
平に配置された内面歯車を焼入する内面歯車焼入装置に
おいて、前記焼入機構は、前記歯車の内側に配置され前
記歯車の歯底部と歯側部とを高周波誘導加熱するコイル
体と、このコイル体の下方にコイル体と一体的に結合さ
れ焼入冷却液を噴射するジャケットと、コイル体の両側
方にコイル体とほぼ同じ高さでコイル体と一体的に結合
されコイル体を前記歯車の歯間に挿入したときにこの歯
間の両側の歯先部に接近配設される１対の磁性体と、コ
イル体の両側方で前記内側に前記歯車とほぼ同じ高さに
配設されコイル体と同期して水平移動しコイル体が歯間
に挿入されたときにこの歯間の両側方の１対の歯間に挿
入されて先端が歯側部に当接する１対のコイル位置決め
板と、コイル体、ジャケット、およびコイル位置決め板
を同期して水平移動させる手段と、コイル体とジャケッ
トを昇降させる手段とを有し、前記ワーク回転機構は、
前記歯車の周辺部分を支持し垂直軸の周りに回動自在な
ワーク受台と、前記歯車に噛み合って前記歯車を回転さ
せるピニオンと、このピニオンを回転駆動する手段とを
有することを特徴とする内面歯車焼入装置。
【請求項３】ピニオンの歯数と同数で等間隔に形成し
た突起を周辺に有し且つピニオンを回転駆動する手段に
取り付けられた円盤と、前記突起によって作動してピニ
オンを回転駆動する手段にピニオンの回転駆動を停止す
る信号を発するスイッチとを備えた請求項３記載の内面
歯車焼入装置。