JPH09302419A - 熱変形しやすい歯車の誘導加熱用治具 - Google Patents
熱変形しやすい歯車の誘導加熱用治具Info
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Abstract
において変形のない熱処理が可能な歯車の誘導加熱用治
具を提供することを目的とする。 【解決手段】 歯形を誘導加熱により熱処理する際に被
加熱歯車の両側面を押板により押圧して熱変形を防止す
る歯車の誘導加熱用治具において、前記押板(11、2
1)は非磁性体からなり、該両側の押板(11、21)
の双方又は一方に被加熱歯車のリム端面内径に当接する
勾配面の当接面(13)が設けられ、該当接面(13)
を前記被加熱歯車(1)のリム(3)内径に押し込んで
該被加熱歯車(1)のリム(3)を放射方向に拡大する
力を与えるように前記両押板(11、21)を緊締する
非磁性体からなる1または複数の緊締ボルト(31)を
備える。
Description
より熱処理する歯車の誘導加熱において、歯車のリブが
薄肉だったりリブに抜孔が設けられたりして熱変形しや
すい形状の歯車を変形なく誘導加熱する誘導加熱用治具
に関するものである。
する熱処理は広く行われるが、例えば図7の(a)に示
すようなリブ2が薄肉でかつ重量軽減のために抜孔2a
が設けられているような歯車や、あるいは同図の(b)
に示すようにリブ2がリム3に対して偏って設けられて
いる歯車などは、歯形を誘導加熱により熱処理する際に
リム3が波打ったり、あるいは図6の矢印Xの方向に変
形して丁度リム3の端部径dが縮小するような形に変形
したりして、歯すじが傾いて歯車精度が低下するという
問題点があった。
に、リブ2を厚くして強度を増せば重量も増加する。ま
た、リム3の中央部にリブ2を設けることは装置の構成
上困難な場合もある。
すい歯車の歯形誘導加熱において変形のない熱処理が可
能な歯車の誘導加熱用治具を提供することを目的とす
る。
に本発明の熱変形しやすい歯車の誘導加熱用治具は、歯
形を誘導加熱により熱処理する際に被加熱歯車の両側面
を押板により押圧して熱変形を防止する歯車の誘導加熱
用治具において、前記押板は非磁性体からなり、該両側
の押板の双方又は一方に被加熱歯車のリム端面内径に当
接する勾配面の当接面が設けられ、該当接面を前記被加
熱歯車のリム内径に押し込んで該被加熱歯車のリムを放
射方向に拡大する力を与えるように前記両押板を緊締す
る非磁性体からなる1または複数の緊締ボルトを備えた
ことを特徴とするものである。
を緊締ボルトで締め付けると、該押板の双方又は一方に
設けられた当接部の勾配部が被加熱歯車のリム内径に押
し込まれこの勾配部の分力により、被加熱歯車のリムを
両面から押さえる軸方向の力と共にリムの端部の径を広
げようとする放射方向の力が与えられる。これにより歯
形の誘導加熱の際にリムが波打ったりリムの端部の径が
縮小するように変形することが防止でき、熱処理後に変
形のない歯車を得ることができる。また、押板と緊締ボ
ルトは非磁性体から形成されているので、誘導加熱の際
に誘導電流により加熱されることが少なく、押板と緊締
ボルトの強度低下がないので変形防止の効果が大きい。
締力の総和は、前記リム内径に当接する円周長さ1cm
当たり8kgf・cm以上であることが加熱の変形を抑
制するために望ましい。即ち、実験の結果両押板の歯車
を押さえる力はリム内径の円周長さ1cm当たり8kg
f・cm以上ないと変形防止効果が不足するが、この数
値以上であれば変形防止効果に十分であることが分かっ
た。これにより、不要に緊締ボルト数の増加したりボル
トに掛ける応力を過大にして緊締ボルトの寿命を減ずる
こともない。
について具体的に説明する。図1は本発明実施形態の歯
車の誘導加熱用治具の断面図、図2はその平面図であ
る。図3は本発明実施例における焼入れ前の歯の形状を
トポグラフィで表わした図、図4は本発明の誘導加熱用
治具を使用しないで誘導焼入れした場合の焼入れ後の歯
の形状をトポグラフィで表わした図、図5は本発明の誘
導加熱用治具を使用して誘導焼入れした場合の焼入れ後
の歯の形状をトポグラフィで表わした図である。図6は
本発明実施例に使用した歯車の平面図、図7は熱変形し
やすい歯車の例を示す断面図である。
治具は上押板11と下押板21と複数の緊締ボルト31
とからなる。上押板11及び下押板21は非磁性体材料
からなり、それぞれ中心に貫通孔12及び22を設けた
リング状円板をなし、このリング幅のほぼ中央部円周上
に等間隔に緊締ボルト31を挿通する複数の挿通孔14
が設けられている。そして、両押し板11及び21は被
加熱歯車を挟むようにその両側面に配設される。
られ、該勾配部が被加熱歯車1のリム3の図の上側端部
内径に当接する当接面13を形成している。また、下押
板12には上端面外周に段部を設け、該段部が被加熱歯
車1のリム3の図の下側内径に嵌合して嵌合部23を形
成している。本実施形態では、下押板12には段部を設
けて嵌合部23としたが、下押板12も上押板11と同
様に勾配面の当接面で当接させても良い。
に対して45度ないし30度が望ましい。勾配角度αが
45度以上になると被加熱歯車のリム3を軸方向に押さ
える分力は大きくなるがリム3を放射方向に拡大する分
力が小さくなり、30度以下になると被加熱歯車のリム
3を放射方向に拡大する分力は大きくなるがリム3を軸
方向に押さえる分力が小さくなり、いずれも変形防止の
効果が少なくなるからである。
規定するSUS631のような高抗張力の非磁性ステン
レスから作られ、対応する上押板11の挿通孔14と下
押板21の挿通孔24に被加熱歯車1の抜孔を貫通して
挿通されナット32により上押板11と下押板21で被
加熱歯車1を挟むように螺締される。この螺締する力は
被加熱歯車のリム3の内径円周の長さ1cm当たり8k
gf・cm以上であることが望ましい。8kgf・cm
以下では熱変形の応力に対して不足して変形の防止効果
が得られないが、8kgf・cm以上であれば熱変形の
防止力に十分であり、この力をあまり大きくすることは
緊締ボルトの数が多くなり緊締する時間が掛かるか、緊
締ボルトの応力を過大にして寿命を低下する。
ついて以下に説明する。被加熱歯車1は図6の平面図に
示すように、リム3の外周に歯5が刻まれ、リム3と軸
に装着されるボス4との間が薄肉のリブ2で接続され、
リブ2には重量軽減のための抜孔2aが設けられてい
る。したがってリブ2の横方向に対する曲げ強度が小さ
いため歯部を加熱すると全体が熱変形しやすく、とくに
前述の図7に示すように歯形加熱の際にリム3の端部径
dが内径側に変形しやすい。
歯車を上押板11と下押板21で挟んで緊締ボルト31
で締め付けると、上押板11の当接面13の勾配部が歯
車のリム3の上端部部内径に押し込まれ、リム3には勾
配部の分力により上押板11と下押板21の間で挟まれ
る力と、リム3の端部内径を放射方向に拡径する力が働
く。これにより、前記の歯形誘導加熱の際のリム端部内
径が縮小する熱変形が防止される。この際に上押板1
1、下押板21及び緊締ボルト31は非磁性体からなる
ので誘導電流により加熱されることが少なく温度上昇に
よる強度低下により変形することがない。とくに緊締ボ
ルト31の温度上昇がないので誘導電流により加熱され
て緊締力が低下する恐れがなく、歯車の熱変形防止の効
果が低下することがない。
いて、図6に示す形状の歯車を誘導加熱した場合の実施
例について説明する。その条件は下記である。 緊締方法: 各ボルトの力が50kgf・cmになるよ
うにトルクレンチを用いて締め付けた。 総緊締力: リム内径円周cm当たり8.57kgf・
cm 上記歯車の歯を誘導加熱により焼入れを行い、焼入れ後
の変形による歯すじの傾きをトポグラフを用いて測定し
た。
焼入れ前の素材歯車の歯の形状、図4は本発明の誘導加
熱用治具を使用しないで焼入れした場合の歯の形状、図
5は本発明の誘導加熱用治具を用いて焼入れした場合の
歯の形状をそれぞれトポグラフィで示した図である。
を表わしたもので、細線は計算状の線、太線は実測線を
示す。これらの図において、図4から分かるように本発
明の誘導加熱用治具を使用しないで焼入れした場合に
は、図3に示す焼入れ前の素材歯車の歯に比し前述のよ
うにリム端部の径が縮小するように変形するため(図4
の上側に傾く)、実歯先円径が径小になり元歯先円から
見ると刃先が細まって表示される。この歯すじの変形は
歯幅20mmに対して最大25〜30μm変形してい
る。これに対し、図5に示す本発明の誘導加熱用治具を
用いて焼入れした場合は、焼入れ後も焼入れ前の歯すじ
とほとんど変わらずリブの変形が防止でき精度の高い熱
処理した歯車が得られることが分かった。
変形しやすい歯車の誘導加熱用治具によれば、被加熱歯
車の両側に配設した押板の勾配部を被加熱歯車のリム内
径に押し込むように緊締ボルトで締め付けて誘導加熱す
るので、被加熱歯車のリムは両面の押板により圧力を持
って挟まれるとともに、リムを放射方向に広げる応力が
かかった状態で誘導加熱され、前述の加熱の際のリム端
部の内径方向の変形やリムの波打ちの変形が防止でき精
度の高い歯車の熱処理が可能となる。また、押板と緊締
ボルトは非磁性体から形成されているので、誘導加熱の
際に誘導電流により加熱されることが少なく、温度上昇
による押板と緊締ボルトの強度低下がなく変形防止の効
果が低下することもない。
和をリム内径に当接する円周長さ1cm当たり8kgf
・cm以上にすればよい。したがって、緊締ボルト数の
増加などの無駄を省くことができる。
の抜孔を設けた歯車を使用したので、6本の緊締ボルト
をこの抜孔に挿通して用いたが、抜孔の数により緊締ボ
ルトの数を変えればよく、抜孔のないリブの場合はボス
の軸穴に挿通した1本の太い緊締ボルトを使用すること
も可能である。
やすい歯車の誘導加熱用治具は、歯形加熱により内径側
に変形しようとするリム端部内径を、押板により放射方
向に広げる応力を与えながら押さえた状態で加熱するの
で、リブの肉が薄い歯車など熱変形しやすい歯車でも変
形しないで誘導加熱でき、精度の高い歯車を得ることが
できる。また、押板と緊締ボルトが非磁性体で形成され
ているので、これらが誘導電流により加熱されることが
少なく、治具の強度低下により変形防止の効果が低下す
ることもない。
加熱用治具の断面図である。
加熱用治具の平面図である。
ラフフィにより示した図である。
焼入れした歯の形状をトポグラフフィにより示した図で
ある。
れした歯の形状をトポグラフフィにより示した図であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 歯形を誘導加熱により熱処理する際に被
加熱歯車の両側面を押板により押圧して熱変形を防止す
る歯車の誘導加熱用治具において、前記押板は非磁性体
からなり、該両側の押板の双方又は一方に被加熱歯車の
リム端面内径に当接する勾配面の当接面が設けられ、該
当接面を前記被加熱歯車のリム内径に押し込んで該被加
熱歯車のリムを放射方向に拡大する力を与えるように前
記両押板を緊締する非磁性体からなる1または複数の緊
締ボルトを備えたことを特徴とする熱変形しやすい歯車
の誘導加熱用治具。 - 【請求項2】 前記1または複数の緊締ボルトの緊締力
の総和は、前記リム内径に当接する円周長さ1cm当た
り8kgf・cm以上であることを特徴とする請求項1
に記載の熱変形しやすい歯車の誘導加熱用治具。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP13976396A JP4029943B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13976396A JP4029943B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09302419A true JPH09302419A (ja) | 1997-11-25 |
| JP4029943B2 JP4029943B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=15252831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP13976396A Expired - Lifetime JP4029943B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具 |
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-
1996
- 1996-05-10 JP JP13976396A patent/JP4029943B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4029943B2 (ja) | 2008-01-09 |
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