JP4029943B2 - 熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具 - Google Patents
熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4029943B2 JP4029943B2 JP13976396A JP13976396A JP4029943B2 JP 4029943 B2 JP4029943 B2 JP 4029943B2 JP 13976396 A JP13976396 A JP 13976396A JP 13976396 A JP13976396 A JP 13976396A JP 4029943 B2 JP4029943 B2 JP 4029943B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- rim
- induction heating
- jig
- rib
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯形を誘導加熱に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。
【0002】
【従来の技術】
歯車の歯形だけを誘導加熱により焼入れする熱処理は広く行われるが、例えば図7(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7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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
これを解決するために、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。
【0004】
そこで本発明は、上記のような熱変形しやすい歯車の歯形を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焼入用治具を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具は、外周に歯形を有するリムと、中心部のボスと、該リムとボスを接合するリブとを有し、該リブが薄肉か又は抜孔を有するか若しくは該リブが前記リムに対して偏って設けられた歯車の歯形を誘導加熱により焼入れする歯車の誘導加熱焼入用治具において、前記歯車のリム内周の一方の角部に当接する勾配面である当接面が設けられた非磁性体からなる一方の押板と、前記リム内周の他方の角部に嵌合する段部が設けられた非磁性体からなる他方の押板と、前記一方の押板の当接面を前記歯車のリム内周に押し込んで該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又は複数の緊締ボルトとを備えたことを特徴とするものである。
【0006】
即ち、被加熱歯車の両側に配設された押板を緊締ボルトで締め付けると、一方の押板に設けられた当接部の勾配部が被加熱歯車のリム内周に押し込まれ、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。
【0007】
また、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8kgf・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。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態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。
【0009】
図1及び2において、本発明の誘導加熱用治具は上押板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。
【0010】
上押板11はその下面外周に勾配部が設けられ、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21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の図の下側内周に嵌合して嵌合部23を形成している。
【0011】
前記当接面13の勾配角度αは歯車の軸線に対して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。
【0012】
複数の緊締ボルト31は、例えばJISに規定する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8kgf・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。
【0013】
上記構成の歯車の誘導加熱用治具の作用に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、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。
【0014】
本発明の歯車の誘導加熱用治具は、被加熱歯車を上押板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11、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。
【0015】
【実施例】
以下に上記構成の歯車の誘導加熱用治具を用いて、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。
被加熱歯車:ピッチ円直径: 125.0mm
歯幅: 20mm
モジュール: 2.5
リム内径: 111.5mm
誘導加熱用治具:
押板: 材質:JIS SUS304
上押板の当接部の勾配: 45度
緊締ボルト:材質:JIS SUS631
本数:10φ×6本
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。
【0016】
加熱実験結果を図3〜図5に示す。図3は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。
【0017】
これらの図は、各図中(a)で示される歯を表わしたもので、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。
【0018】
以上述べたように、本発明の実施形態の熱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。
【0019】
前記複数の緊締ボルトの緊締力は、その総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。
【0020】
本実施例では被加熱歯車としてリブに6個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。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具は、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の熱変形しやすい歯車の誘導加熱用治具の断面図である。
【図2】本発明の実施形態の熱変形しやすい歯車の誘導加熱用治具の平面図である。
【図3】本発明の実施例の焼入れ前の歯の形状をトポグラフフィにより示した図である。
【図4】本発明の歯車の誘導加熱用治具を使用しないで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。
【図5】本発明の歯車の誘導加熱用治具を使用して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。
【図6】本発明の実施例の被加熱歯車の平面図である。
【図7】熱変形しやすい歯車を示す断面図である。
【符号の説明】
1 被加熱歯車
2 リブ
2a 抜孔
3 リム
4 ボス
5 歯
11 上押板
12 貫通孔
13 当接面
14 挿通孔
21 下押板
22 貫通孔
23 段部
24 挿通孔
31 緊締ボルト
32 ナット
Claims (1)
- 外周に歯形を有するリムと、中心部のボスと、該リムとボスを接合するリブとを有し、該リブが薄肉か又は抜孔を有するか若しくは該リブが前記リムに対して偏って設けられた歯車の歯形を誘導加熱により焼入れする歯車の誘導加熱焼入用治具において、前記歯車のリム内周の一方の角部に当接する勾配面である当接面が設けられた非磁性体からなる一方の押板と、前記リム内周の他方の角部に嵌合する段部が設けられた非磁性体からなる他方の押板と、前記一方の押板の当接面を前記歯車のリム内周に押し込んで該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又は複数の緊締ボルトと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焼入用治具。
Priority Applications (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 |
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 |
---|---|
JPH09302419A JPH09302419A (ja) | 1997-11-25 |
JP4029943B2 true JP4029943B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=15252831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4029943B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10307341B4 (de) * | 2003-02-21 | 2006-02-02 | Bayerische Motoren Werke Ag | Tragplatte zur Aufnahme eines Tellerrades |
KR101005727B1 (ko) * | 2003-07-16 | 2011-01-06 | 한국항공우주산업 주식회사 | 항공기 랜딩기어 테스트 모형 변형방지장치 |
JP4492292B2 (ja) * | 2004-10-21 | 2010-06-30 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 高周波焼き入れ方法及び焼入用治具 |
JP5036168B2 (ja) * | 2005-11-16 | 2012-09-26 | Ntn株式会社 | リング状品の型焼入れ方法および拘束型装置 |
KR101585887B1 (ko) * | 2014-04-25 | 2016-01-18 | 한전원자력연료 주식회사 | 필거다이 소재의 열처리용 치구 |
JP6816541B2 (ja) * | 2017-02-02 | 2021-01-20 | 大同特殊鋼株式会社 | 歪み抑制治具 |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP13976396A patent/JP4029943B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09302419A (ja) | 1997-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2030807B1 (en) | Wheel bearing device | |
JP4029943B2 (ja) | 熱変形しやすい歯車の誘導加熱焼入用治具 | |
JP3942366B2 (ja) | 車輪軸受装置およびその製造方法 | |
CN100506575C (zh) | 用于车辆驱动轮的轴承装置 | |
JP3813802B2 (ja) | ディスクブレーキパッド用裏金およびその製造方法 | |
GB2038682A (en) | Method of coupling two metallic members | |
JP3837334B2 (ja) | シャフト/ハブ継手の製造方法 | |
EP1016803A2 (en) | Method of manufacturing a ventilated brake disc | |
JPH07151126A (ja) | ナット | |
JP2008296826A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JPS62231725A (ja) | ピストンリングの製造方法 | |
GB2102706A (en) | Method of reducing the distortion due to hardening during the casehardening of a steel toothed rim and apparatus for use in the method | |
JP6207544B2 (ja) | ドライブプレートとその製造方法 | |
US4006803A (en) | Wheel with brake discs for rail vehicles | |
JP3851450B2 (ja) | ドライブプレートの誘導加熱焼入用治具及び焼入方法 | |
US6883997B1 (en) | Device for connecting a shaft to a ring | |
JPS62180018A (ja) | ステアリングラツクの高周波焼入方法 | |
JP2007107573A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP2888350B2 (ja) | セラミック部材と金属部材の接合構造 | |
JP2780757B2 (ja) | 異種材結合構造並びにその結合方法 | |
JP2525605Y2 (ja) | ドライブプレートの熱処理治具 | |
JP3303324B2 (ja) | 円盤組立体 | |
JPH0618668Y2 (ja) | スプライン成形型 | |
JP4575541B2 (ja) | 内視鏡用チューブの接続方法 | |
JP4294704B2 (ja) | 車輪用軸受装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 19980126 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20010907 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041101 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050301 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050427 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071010 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131026 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |