高周波焼き入れ方法及び焼入用治具
【課題】リング状の鋼部材の真円度低下を抑制することができる高周波焼き入れ方法及びこれに用いる治具を提供すること。
【解決手段】外周リング部８１を有する鋼部材８の外周リング部８１の外周面８１０に高周波焼き入れを行う方法である。基準面１５、２５を備えた基板１２、２２と、突出部１３、２３とを有してなり、突出部１３、２３の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面１１、２１を備えた押圧部材１０、２を用いる。軸方向端面８０１、８０２と基準面１５、２５との間に隙間を設けた状態で、外周リング部８１の内周側に押圧面１１、２１を当接させるよう押圧部材１０、２を押し当て、押圧部材１０、２に付勢力を付与した状態で、外周面８１０に高周波焼き入れ処理を施し、処理中において基準面１５、２５が軸方向端面８０１、８０２に当接するまで押圧部材１０、２を相対的に前進させる。
【解決手段】外周リング部８１を有する鋼部材８の外周リング部８１の外周面８１０に高周波焼き入れを行う方法である。基準面１５、２５を備えた基板１２、２２と、突出部１３、２３とを有してなり、突出部１３、２３の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面１１、２１を備えた押圧部材１０、２を用いる。軸方向端面８０１、８０２と基準面１５、２５との間に隙間を設けた状態で、外周リング部８１の内周側に押圧面１１、２１を当接させるよう押圧部材１０、２を押し当て、押圧部材１０、２に付勢力を付与した状態で、外周面８１０に高周波焼き入れ処理を施し、処理中において基準面１５、２５が軸方向端面８０１、８０２に当接するまで押圧部材１０、２を相対的に前進させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状の鋼部材に高周波焼き入れする際の寸法精度向上策に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯形を外周面に有するギア部品等のリング状を呈する鋼部材は、各種機械装置の部品として広く用いられている。たとえば自動車の自動変速機においては、デフリングギア、カウンタギア、その他の多数のリング状部品が使われている。
これらのリング状の鋼部材は、通常、高強度特性が要求されるので、その対策として外周面に高周波焼き入れを施す場合がある。
【０００３】
ところで、高周波焼き入れは強度向上策として非常に優れたものであるが、寸法精度を低下させる場合がある。たとえば高周波焼き入れ後に、その処理前よりも真円度が低下する場合がある。この真円度の低下が性能低下に繋がらない部品であれば、従来の高周波焼き入れ方法を採用しても問題はない。しかし、真円度の低下がその部品の性能低下に繋がるような場合には、高周波焼き入れ後に真円度向上のための矯正工程等を追加することが必要となる。
【０００４】
そのため、高周波焼き入れにおける真円度の低下を抑制しうる方法の開発が望まれているが、未だ十分な解決方法が生み出されていない。
例えば特許文献１には、円筒形状の部材をその内周面に高周波焼き入れする際に円筒度向上を図るために用いる治具が開示されている。しかし、ここに示された治具では、外周面に高周波焼き入れする際の真円度向上を図ることはできない。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３１１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、リング状の鋼部材の真円度低下を抑制することができる高周波焼き入れ方法及びこれに用いる治具を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う方法であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備えた押圧部材を用い、
上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部を当接させるよう上記押圧部材を押し当て、
該押圧部材に対して該押圧部材が上記鋼部材に相対的に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れ処理を施し、該高周波焼き入れ処理中において上記基準面が上記軸方向端面に当接するまで上記押圧部材を相対的に前進させることを特徴とする高周波焼き入れ方法にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の高周波焼き入れ方法においては、上記押圧面と基準面とを備えた特殊な構造の押圧部材を含む焼入用治具を用いる。そして、上記押圧面を上記外周リング部の内周側に当接させる一方、上記基準面と外周リング部の軸方向端面との間に隙間を設けておき、かつ、押圧部材が鋼部材に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記の高周波焼き入れを施す。
【０００９】
高周波焼き入れ処理では、まず、誘導加熱により上記外周リング部の外周面を加熱するので、外周リング部は熱膨張する。そのため、外周リング部の内周側と押圧面とは離れようとする。ここで、押圧部材には上記のごとく鋼部材に近づく方向に付勢力が付与されているので、押圧部材には相対的に前進する方向へ力が作用する。この相対前進力によって、少なくも外周リング部の熱膨張の度合いが少ない初期段階では、押圧面と外周リング部の内周側との当接状態が維持されると共に、押圧面から外周リング部の内周側に真円度を高めるように力が作用する。これにより、加熱時における真円度を保つ効果を得ることができる。
【００１０】
加熱による外周リング部の膨張が進むにつれて、上記押圧部材が相対前進するが、押圧面の周囲の基準面が外周リング部の端面に当接すると、相対前進が規制される。この時点でさらに外周リング部が膨張すると、その内周側と押圧面とは離れた状態となる。もちろん、この時点でも、両者の寸法関係を調整しておき、当接関係を維持し続けるようにしてもよい。
【００１１】
次いで、高周波焼き入れ処理では、水冷等の急冷を行う。このとき、外周リング部が冷却により収縮する。これにより、押圧部材の押圧面と外周リング部の内周側とは、加熱時にその両者の当接状態が維持されている場合だけでなく、当接状態が解除されていた場合にも両者の当接状態が復活し、両者が強く押し付けられる。即ち、冷却による収縮時には、上記外周リング部の内周側が上記押圧面に強く押しつけられ、その真円度低下が抑制される。
【００１２】
このように、本発明の高周波焼き入れ方法においては、上記押圧面と基準面とを備えた特殊な構造の押圧部材を含む焼入用治具を用いることにより、上記リング状の鋼部材の真円度低下を抑制しながら、その外周面への高周波焼き入れ処理を行うことができる。
なお、上記押圧部材における基準面としては、上記押圧面を設けた突出部の外周側全周に設けてあることが好ましいが、全周ではなく部分的に設けてあってももちろんよい。
【００１３】
次に、第２の発明は、略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う際に上記鋼部材に装着する焼入用治具であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備え、上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部が当接可能に構成されている押圧部材を含むことを特徴とする焼入用治具にある（請求項７）。
【００１４】
本発明の焼入用治具は、上記基準面及び押圧面を備えた特殊な構造の押圧部材を有している。そのため、これを用いることにより、上述したように、優れた高周波焼き入れ方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記第１の発明においては、焼入用治具として、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを用い、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接させ、上記第１押圧部材と上記第２押圧部材とに対して、両者の間隔が狭くなる方向に付勢力を与えた状態で、上記高周波焼き入れ処理を施すことが好ましい（請求項２）。
【００１６】
この場合には、上記第１押圧部材と第２押圧部材により上記鋼部材を挟み込んだ状態で高周波焼き入れを実施する。これにより、上記２つの押圧部材の押圧面が、それぞれが対面する上記外周リング部の真円度向上を図ることができる。つまり、外周リング部の両端から真円度向上効果を得ることができる。そのため、軸方向において径がばらつくテーパ不良をも抑制することが可能となる。
【００１７】
また、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記押圧面と上記外周リング部の内周側との当接状態を容易に実現することができる。
また、この場合に、上記押圧部材の上記押圧面は、上記外周リング部における軸方向端面と内周面との間の頂角部分に当接させることが好ましい（請求項４）。これにより、上記テーパ面よりなる押圧面と上記外周リング部の内周側との当接状態をさらに容易に実現することができる。
【００１８】
また、上記押圧部材としては、上記突出部の先端面を平面状にした円錐台形状又は円柱形状を呈したものを用い、上記押圧面における上記先端面につながる先端角部を、上記外周リング部における内周面に当接させることもできる（請求項５）。
【００１９】
また、上記鋼部材は、上記外周リング部の外周面に歯形を形成してなるリングギアであることが好ましい（請求項６）。例えば自動車の自動変速機等に用いられるデフリングギアに代表されるリングギアは、外周面に形成された歯形表面を高硬度化する必要があると共に、高い真円度が求められる。そのため、本発明の高周波焼き入れ方法を採用することが非常に有効である。
【００２０】
第２の発明においては、上記焼入用治具は、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを有し、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接可能に構成されていることが好ましい（請求項８）。この焼入用治具によれば、上述したように２つの押圧部材により鋼部材を挟み込んだ状態で高周波焼き入れ処理することができ、真円度低下の抑制効果およびテーパ不良抑制効果を得ることができる。
【００２１】
また、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることが好ましい（請求項９）。この場合には、上記テーパ面の存在によって、外周リング部の内周側との当接関係を容易に実現することができる。
なお、上記押圧面を設けた上記突出部としては、円錐台形状または円柱形状を呈するものとすることができるが、円錐台形状にすることによって上記テーパ面よりなる押圧面を設けることができる。
【００２２】
また、上記第１および第２の発明を適用可能な鋼部材としては、上記外周リング部の部分のみより構成された部品、外周リング部の内部にこれよりも薄い内輪部を備えたもの、さらには、内輪部が外周リング部の内周面の中央部近傍に位置しており、外周リング部の両端面側に上記頂角部分が存在するもの、あるいは、内輪部が外周リング部の一方の端面側に連なり、その反対側の面にしか上記頂角部分が存在しないものなど、様々な形状のものがある。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
本発明の実施例に係る高周波焼き入れ方法および焼入用治具につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例では、図７に示すごとく、略円筒形状の外周リング部８１を有する鋼部材８における上記外周リング部８１の外周面８１０に高周波焼き入れを行う。鋼部材８は、具体的には、自動車の自動変速機（Ａ／Ｔ）用の部品であるデフリングギアであって、外周リング部８１の外周面８１０に、多数の歯８１１を有する歯形を形成してなる。また、外周リング部８１の内周側には、外周リング部８１よりも軸方向寸法（厚み）が小さい内輪部８３が形成されている。内輪部８３は、外周リング部８１の内周面８１６の中央部分から延設されており、その両側に内周面８１６が存在している。そして、外周リング部８１の両方の軸方向端面８０１、８０２と内周面８１６との間に頂角部分８２１、８２２が存在している。なお、頂角部分８２１、８２２には、後述する図４等に示すように、面取り処理によって２つの角部が存在し、その一方が本発明における頂角部分として機能する。
【００２４】
また、本例で用いる焼入用治具１は、図１に示すごとく、２つの押圧部材（第１押圧部材１０と第２押圧部材２）を含むものである。第１押圧部材１０と第２押圧部材２は、いずれも、平面状の基準面１５、２５を備えた基板１２、２２と、該基板１２、２２の中央部分において基準面１２、２２から突出するように設けられた突出部１３、２３とを有してなる。突出部１３、２３は、その断面形状が真円であると共にその外周には押圧面１１、２１を備えている。また、本例の突出部１３、２３は、上記押圧面１１、２１が
先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であり、これを側面に備えた円錐台状を呈している。また、第１押圧部材１１には、上記突出部１３を設けた面と反対側に、後述するスプリング４の配設位置等を規制するための裏側突出部１９を設けてある。
【００２５】
このような構成の押圧部材１０、２を有する焼入用治具１を用いて上記鋼部材８に高周波焼き入れ処理を施すに当たっては、まず、図１に示すごとく、鋼部材８の軸方向両端面側から、それぞれ第１押圧部材１０と第２押圧部材２とを押し当てる。
そして、図２に示すごとく、外周リング部８１の一方の軸方向端面８０１と内周面８１６との間の頂角部分８２１に、第１押圧部材１０のテーパ面１１を当接させる。また、外周リング部８１の他方の軸方向端面８０２と内周面８１６との間の頂角部分８２２に、第２押圧部材２のテーパ面２１を当接させる。
また、このとき、第１押圧部材１０及び第２押圧部材２の基準面１５、２５は、いずれも外周リング部８１の軸方向端面８０１、８０２と離隔した状態が維持される。
【００２６】
また、第１押圧部材１０の裏面側には、付勢板３をスプリング４を介して配置した。スプリング４は、第１押圧部材１０の裏側突出部１９と、付勢板３の突出部３９の外周側に配置してある。そして、これらは、図３に示すごとく、高周波焼き入れ装置の載置台７１上に上記第２押圧部材２から順次配置し、上記付勢板３に接続された付勢軸７２によって所定の圧力により付勢板３を下方に押圧した状態で固定する。
【００２７】
この状態で、外周リング部８１の外周面８１０に対面するよう配置されたコイル７５に通電することによって、外周面８１０を誘導加熱する。
誘導加熱の実行によって外周リング部８１が徐々に熱膨張するので、図４に示すごとく、第１押圧部材１０のテーパ面１１と頂角部分８２１との当接位置が、同図（ａ）の状態から同図（ｂ）の状態へと変化し、基準面１５が外周リング部８１の軸方向端面８０１に当接する位置まで鋼部材８に近づくように前進する。第２押圧部材２と頂角部分８２２との当接状態も同様に変化する（図示略）。
【００２８】
さらに、外周リング部８１の熱膨張が進むと、図４（ｃ）に示すごとく、その内周側の頂角部分８２１と、第１押圧部材１０の押圧面１２との当接状態が解除され、両者の間に間隙が生まれる。第２押圧部材２と頂角部分８２２との当接状態も同様に変化する（図示略）。なお、押圧面１２と離れるまでは、押圧面１２から及ぼされる力により、外周リング部８１の真円度は保たれる。
【００２９】
次に、図５に示すごとく、外周リング部８１の外周面８１０に対する加熱が完了した際に、コイル７５から冷却水７７を噴出し、外周面８１０から外周リング部８１を急冷する。これにより、図４（ｄ）及び図６に示すごとく、外周リング部８１が冷却により収縮し、再び第１押圧部材１０の押圧面１１と外周リング部８１の内周側の頂角部分８１１との当接状態、及び第２押圧部材２の押圧面２１と外周リング部８１の内周側の頂角部分８２１との当接状態が復帰する。そして、押圧面１１、２１から外周リング部８１の内周側に真円度を向上させる力が付与される。
その後、焼入用治具１から鋼部材８を取り出すことにより、鋼部材８に対する一連の高周波焼き入れ処理が完了する。
【００３０】
このように、本例の高周波焼き入れ方法においては、上記テーパ面１１、２１及び基準面１５、２５を備えた特殊な構造の第１押圧部材１０及び第２押圧部材２を有する焼入用治具１を用いる。そして、外周リング部８１の軸方向端面８０１、８０２と基準面１５、２５との間に隙間を設けた状態で、テーパ面１１、２１を頂角部分８２１、８２２に当接させる。そして、押圧部材１１、２が鋼部材８に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記の高周波焼き入れを施す。そのため、加熱途中及び冷却時には、テーパ面１１、２１と頂角部分８２１、８２２との当接状態が維持され、外周リング部８１の真円度低下を抑制することができる。
【００３１】
以上のように、本例の高周波焼き入れ方法においては、基準面１５、２５及びテーパ面１１、２１を備えた特殊な構造の押圧部材１０、２を有する焼入用治具１を用いることにより、上記リング状の鋼部材８の真円度低下を抑制しながら、その外周面８１０への高周波焼き入れ処理を行うことができる。
【００３２】
（実施例２）
本例は、図８（ａ）〜（ｄ）に示すごとく、高周波焼き入れ処理の前のセット段階において、第１押圧部材１０の押圧面１１の先端角部１１９と、外周リング部８１の内周面８１６とが当接するよう構成された第１押圧部材１０と、同様に構成された第２焼き入れ部材（図示略）を用いた例である。
この場合には、第１、第２押圧部材１０、２の押圧面１１、２１と、外周リング部８１の内周側の当接位置が実施例１と異なっているだけであり、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００３３】
（実施例３）
本例は、図９（ａ）〜（ｄ）に示すごとく、高周波焼き入れ処理の前のセット段階において、第１押圧部材１０の押圧面１１と、外周リング部８１の内周面８１６とが面同士で当接するよう構成された第１押圧部材１０と、同様に構成された第２焼き入れ部材（図示略）を用いた例である。
この場合にも、第１、第２押圧部材１０、２の押圧面１１、２１と、外周リング部８１の内周側の当接位置が実施例１と異なっているだけであり、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００３４】
（実施例４）
本例では、実施例１による優れた効果を定量的に判断するために、他の実施例及び比較例となる試料と共に、焼き入れ処理後の楕円量を測定して真円度の評価を行った。試料として準備したものは、いずれも実施例１と同形状の鋼部材を焼き入れ処理したものである。
試料Ｎｏ．Ｅ１としては、実施例１により高周波焼き入れ処理したものを用いた。すなわち、第１押圧部材１０及び第２押圧部材２のテーパ面１１、２１により表裏対象に頂角部分８２１、８２２を押圧した例である。
【００３５】
試料Ｎｏ．Ｅ２は、図１０に示すごとく、焼入用治具の構成を変更して実施例１と同様の高周波焼き入れ処理を行ったものである。焼入用治具としては、一方の軸方向端面８０１側に当接させる第１押圧部材１０は実施例１と同様のものを用い、他方の軸方向端面８０２側に当接させる部材としては、テーパ面９１１が頂角部分８２２に全く接触しない部材９１を用いた。すなわち、当接状態を表裏において非対称とした例である。
【００３６】
試料Ｎｏ．Ｃ１は、図１１に示すごとく、焼入用治具の構成を変更して実施例１と同様の高周波焼き入れ処理を行ったものである。焼入用治具としては、両方の軸方向端面８０１、８０２側に当接させる両方の部材９２、９３ともに、テーパ面９２１、９３１が頂角部分８２１、８２２に全く接触しない構成とした。すなわち、外周リング部８１の頂角部分８２１、８２２を拘束しないフリー状態とした例である。
【００３７】
試料Ｎｏ．Ｃ２は、図１２に示すごとく、高周波焼き入れではなく、浸炭処理後急冷を行う浸炭焼き入れ処理を行ったものである。焼入用治具としては、鋼部材８を、その軸方向が水平方向に向くように配置し、内輪部８３の内周面８３６を支持する受け台９４１を備えたものを用いた。
【００３８】
そして、各試料の真円度の評価として、外周リング部８１の外周面８１０から、厚み方向の３箇所（上、中、下）において直径を径方向複数の位置で測定し、得られた最大径と最小径との差を楕円量（μｍ）として算出した。
また、軸方向上位置と下位置の２箇所における直径の平均値を求め、それらの差（μｍ）をテーパ量として算出した。
これらの結果を図１３に示す。同図には、楕円量の測定結果を棒グラフとして測定位置ごとに示し、その下段に楕円量の数値と評価結果を、さらにその下段にテーパ量の数値と評価結果を示した。
【００３９】
同図から知られるように、実施例１の試料Ｎｏ．Ｅ１は、楕円量がどの測定位置においても小さく、非常に優れた真円度を有していることが分かる。また、テーパ量も非常に小さく、軸方向における径のばらつきも極めて小さいことが分かる。
また、試料Ｎｏ．Ｅ２は、後述する試料Ｎｏ．Ｃ１、Ｃ２に比べて楕円量が小さく、真円度が十分に高いことが分かる。一方、テーパ量は比較的大きくなり、軸方向における径のばらつきが大きくなった。このような結果は、上記のごとく、非対称な押圧条件で処理したことによると考えられる。また、この結果から、真円度さえ良好であれば問題ない製品においては、この試料Ｎｏ．Ｅ２の処理条件で十分であることが分かる。
一方、試料Ｎｏ．Ｃ１、Ｃ２は、テーパ量は小さく軸方向の径のばらつきは少ないが、真円度低下の抑制効果は、上記試料Ｎｏ．Ｅ１、Ｅ２に比べて低い結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１における、焼入用治具を鋼部材にセットする手順を示す説明図。
【図２】実施例１における、焼入用治具を鋼部材にセットした状態を示す説明図。
【図３】実施例１における、鋼部材の外周リング部の外周面を誘導加熱している状態を示す説明図。
【図４】実施例１における、（ａ）外周リング部が熱膨張する前の状態を示す説明図、（ｂ）外周リング部が熱膨張している途中であって、基準面が外周リング部の軸方向端面に当接した直後の状態を示す説明図、（ｃ）外周リング部の熱膨張が完了して押圧面と外周リング部の内周側が離隔した状態を示す説明図、（ｄ）外周リング部を冷却した後の状態を示す説明図。
【図５】実施例１における、鋼部材の外周リング部の外周面を水冷している状態を示す説明図。
【図６】実施例１における、外周リング部が熱膨張した後の状態を示す説明図。
【図７】実施例１における、鋼部材の形状を示す、（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線矢視断面図。
【図８】実施例２における、（ａ）外周リング部が熱膨張する前の状態を示す説明図、（ｂ）外周リング部が熱膨張している途中であって、基準面が外周リング部の軸方向端面に当接した直後の状態を示す説明図、（ｃ）外周リング部の熱膨張が完了して押圧面と外周リング部の内周側が離隔した状態を示す説明図、（ｄ）外周リング部を冷却した後の状態を示す説明図。
【図９】実施例３における、（ａ）外周リング部が熱膨張する前の状態を示す説明図、（ｂ）外周リング部が熱膨張している途中であって、基準面が外周リング部の軸方向端面に当接した直後の状態を示す説明図、（ｃ）外周リング部の熱膨張が完了して押圧面と外周リング部の内周側が離隔した状態を示す説明図、（ｄ）外周リング部を冷却した後の状態を示す説明図。
【図１０】実施例４における、試料Ｎｏ．Ｅ２を処理する際の焼入用治具のセット状態を示す説明図。
【図１１】実施例４における、試料Ｎｏ．Ｃ１を処理する際の焼入用治具のセット状態を示す説明図。
【図１２】実施例４における、試料Ｎｏ．Ｃ２を処理する際の焼入用治具のセット状態を示す説明図。
【図１３】実施例４における、評価結果を示す説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１ 焼入用治具
１０ 第１押圧部材
１１ テーパ面
２ 第２押圧部材
２１ テーパ面
８ 鋼部材
８１ 外周リング部
８１０ 外周面
８０１、８０２ 軸方向端面
８１６ 内周面
８２１、８２２ 頂角部分
８３ 内輪部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状の鋼部材に高周波焼き入れする際の寸法精度向上策に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯形を外周面に有するギア部品等のリング状を呈する鋼部材は、各種機械装置の部品として広く用いられている。たとえば自動車の自動変速機においては、デフリングギア、カウンタギア、その他の多数のリング状部品が使われている。
これらのリング状の鋼部材は、通常、高強度特性が要求されるので、その対策として外周面に高周波焼き入れを施す場合がある。
【０００３】
ところで、高周波焼き入れは強度向上策として非常に優れたものであるが、寸法精度を低下させる場合がある。たとえば高周波焼き入れ後に、その処理前よりも真円度が低下する場合がある。この真円度の低下が性能低下に繋がらない部品であれば、従来の高周波焼き入れ方法を採用しても問題はない。しかし、真円度の低下がその部品の性能低下に繋がるような場合には、高周波焼き入れ後に真円度向上のための矯正工程等を追加することが必要となる。
【０００４】
そのため、高周波焼き入れにおける真円度の低下を抑制しうる方法の開発が望まれているが、未だ十分な解決方法が生み出されていない。
例えば特許文献１には、円筒形状の部材をその内周面に高周波焼き入れする際に円筒度向上を図るために用いる治具が開示されている。しかし、ここに示された治具では、外周面に高周波焼き入れする際の真円度向上を図ることはできない。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３１１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、リング状の鋼部材の真円度低下を抑制することができる高周波焼き入れ方法及びこれに用いる治具を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う方法であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備えた押圧部材を用い、
上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部を当接させるよう上記押圧部材を押し当て、
該押圧部材に対して該押圧部材が上記鋼部材に相対的に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れ処理を施し、該高周波焼き入れ処理中において上記基準面が上記軸方向端面に当接するまで上記押圧部材を相対的に前進させることを特徴とする高周波焼き入れ方法にある（請求項１）。
【０００８】
本発明の高周波焼き入れ方法においては、上記押圧面と基準面とを備えた特殊な構造の押圧部材を含む焼入用治具を用いる。そして、上記押圧面を上記外周リング部の内周側に当接させる一方、上記基準面と外周リング部の軸方向端面との間に隙間を設けておき、かつ、押圧部材が鋼部材に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記の高周波焼き入れを施す。
【０００９】
高周波焼き入れ処理では、まず、誘導加熱により上記外周リング部の外周面を加熱するので、外周リング部は熱膨張する。そのため、外周リング部の内周側と押圧面とは離れようとする。ここで、押圧部材には上記のごとく鋼部材に近づく方向に付勢力が付与されているので、押圧部材には相対的に前進する方向へ力が作用する。この相対前進力によって、少なくも外周リング部の熱膨張の度合いが少ない初期段階では、押圧面と外周リング部の内周側との当接状態が維持されると共に、押圧面から外周リング部の内周側に真円度を高めるように力が作用する。これにより、加熱時における真円度を保つ効果を得ることができる。
【００１０】
加熱による外周リング部の膨張が進むにつれて、上記押圧部材が相対前進するが、押圧面の周囲の基準面が外周リング部の端面に当接すると、相対前進が規制される。この時点でさらに外周リング部が膨張すると、その内周側と押圧面とは離れた状態となる。もちろん、この時点でも、両者の寸法関係を調整しておき、当接関係を維持し続けるようにしてもよい。
【００１１】
次いで、高周波焼き入れ処理では、水冷等の急冷を行う。このとき、外周リング部が冷却により収縮する。これにより、押圧部材の押圧面と外周リング部の内周側とは、加熱時にその両者の当接状態が維持されている場合だけでなく、当接状態が解除されていた場合にも両者の当接状態が復活し、両者が強く押し付けられる。即ち、冷却による収縮時には、上記外周リング部の内周側が上記押圧面に強く押しつけられ、その真円度低下が抑制される。
【００１２】
このように、本発明の高周波焼き入れ方法においては、上記押圧面と基準面とを備えた特殊な構造の押圧部材を含む焼入用治具を用いることにより、上記リング状の鋼部材の真円度低下を抑制しながら、その外周面への高周波焼き入れ処理を行うことができる。
なお、上記押圧部材における基準面としては、上記押圧面を設けた突出部の外周側全周に設けてあることが好ましいが、全周ではなく部分的に設けてあってももちろんよい。
【００１３】
次に、第２の発明は、略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う際に上記鋼部材に装着する焼入用治具であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備え、上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部が当接可能に構成されている押圧部材を含むことを特徴とする焼入用治具にある（請求項７）。
【００１４】
本発明の焼入用治具は、上記基準面及び押圧面を備えた特殊な構造の押圧部材を有している。そのため、これを用いることにより、上述したように、優れた高周波焼き入れ方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記第１の発明においては、焼入用治具として、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを用い、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接させ、上記第１押圧部材と上記第２押圧部材とに対して、両者の間隔が狭くなる方向に付勢力を与えた状態で、上記高周波焼き入れ処理を施すことが好ましい（請求項２）。
【００１６】
この場合には、上記第１押圧部材と第２押圧部材により上記鋼部材を挟み込んだ状態で高周波焼き入れを実施する。これにより、上記２つの押圧部材の押圧面が、それぞれが対面する上記外周リング部の真円度向上を図ることができる。つまり、外周リング部の両端から真円度向上効果を得ることができる。そのため、軸方向において径がばらつくテーパ不良をも抑制することが可能となる。
【００１７】
また、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記押圧面と上記外周リング部の内周側との当接状態を容易に実現することができる。
また、この場合に、上記押圧部材の上記押圧面は、上記外周リング部における軸方向端面と内周面との間の頂角部分に当接させることが好ましい（請求項４）。これにより、上記テーパ面よりなる押圧面と上記外周リング部の内周側との当接状態をさらに容易に実現することができる。
【００１８】
また、上記押圧部材としては、上記突出部の先端面を平面状にした円錐台形状又は円柱形状を呈したものを用い、上記押圧面における上記先端面につながる先端角部を、上記外周リング部における内周面に当接させることもできる（請求項５）。
【００１９】
また、上記鋼部材は、上記外周リング部の外周面に歯形を形成してなるリングギアであることが好ましい（請求項６）。例えば自動車の自動変速機等に用いられるデフリングギアに代表されるリングギアは、外周面に形成された歯形表面を高硬度化する必要があると共に、高い真円度が求められる。そのため、本発明の高周波焼き入れ方法を採用することが非常に有効である。
【００２０】
第２の発明においては、上記焼入用治具は、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを有し、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接可能に構成されていることが好ましい（請求項８）。この焼入用治具によれば、上述したように２つの押圧部材により鋼部材を挟み込んだ状態で高周波焼き入れ処理することができ、真円度低下の抑制効果およびテーパ不良抑制効果を得ることができる。
【００２１】
また、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることが好ましい（請求項９）。この場合には、上記テーパ面の存在によって、外周リング部の内周側との当接関係を容易に実現することができる。
なお、上記押圧面を設けた上記突出部としては、円錐台形状または円柱形状を呈するものとすることができるが、円錐台形状にすることによって上記テーパ面よりなる押圧面を設けることができる。
【００２２】
また、上記第１および第２の発明を適用可能な鋼部材としては、上記外周リング部の部分のみより構成された部品、外周リング部の内部にこれよりも薄い内輪部を備えたもの、さらには、内輪部が外周リング部の内周面の中央部近傍に位置しており、外周リング部の両端面側に上記頂角部分が存在するもの、あるいは、内輪部が外周リング部の一方の端面側に連なり、その反対側の面にしか上記頂角部分が存在しないものなど、様々な形状のものがある。
【実施例】
【００２３】
（実施例１）
本発明の実施例に係る高周波焼き入れ方法および焼入用治具につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例では、図７に示すごとく、略円筒形状の外周リング部８１を有する鋼部材８における上記外周リング部８１の外周面８１０に高周波焼き入れを行う。鋼部材８は、具体的には、自動車の自動変速機（Ａ／Ｔ）用の部品であるデフリングギアであって、外周リング部８１の外周面８１０に、多数の歯８１１を有する歯形を形成してなる。また、外周リング部８１の内周側には、外周リング部８１よりも軸方向寸法（厚み）が小さい内輪部８３が形成されている。内輪部８３は、外周リング部８１の内周面８１６の中央部分から延設されており、その両側に内周面８１６が存在している。そして、外周リング部８１の両方の軸方向端面８０１、８０２と内周面８１６との間に頂角部分８２１、８２２が存在している。なお、頂角部分８２１、８２２には、後述する図４等に示すように、面取り処理によって２つの角部が存在し、その一方が本発明における頂角部分として機能する。
【００２４】
また、本例で用いる焼入用治具１は、図１に示すごとく、２つの押圧部材（第１押圧部材１０と第２押圧部材２）を含むものである。第１押圧部材１０と第２押圧部材２は、いずれも、平面状の基準面１５、２５を備えた基板１２、２２と、該基板１２、２２の中央部分において基準面１２、２２から突出するように設けられた突出部１３、２３とを有してなる。突出部１３、２３は、その断面形状が真円であると共にその外周には押圧面１１、２１を備えている。また、本例の突出部１３、２３は、上記押圧面１１、２１が
先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であり、これを側面に備えた円錐台状を呈している。また、第１押圧部材１１には、上記突出部１３を設けた面と反対側に、後述するスプリング４の配設位置等を規制するための裏側突出部１９を設けてある。
【００２５】
このような構成の押圧部材１０、２を有する焼入用治具１を用いて上記鋼部材８に高周波焼き入れ処理を施すに当たっては、まず、図１に示すごとく、鋼部材８の軸方向両端面側から、それぞれ第１押圧部材１０と第２押圧部材２とを押し当てる。
そして、図２に示すごとく、外周リング部８１の一方の軸方向端面８０１と内周面８１６との間の頂角部分８２１に、第１押圧部材１０のテーパ面１１を当接させる。また、外周リング部８１の他方の軸方向端面８０２と内周面８１６との間の頂角部分８２２に、第２押圧部材２のテーパ面２１を当接させる。
また、このとき、第１押圧部材１０及び第２押圧部材２の基準面１５、２５は、いずれも外周リング部８１の軸方向端面８０１、８０２と離隔した状態が維持される。
【００２６】
また、第１押圧部材１０の裏面側には、付勢板３をスプリング４を介して配置した。スプリング４は、第１押圧部材１０の裏側突出部１９と、付勢板３の突出部３９の外周側に配置してある。そして、これらは、図３に示すごとく、高周波焼き入れ装置の載置台７１上に上記第２押圧部材２から順次配置し、上記付勢板３に接続された付勢軸７２によって所定の圧力により付勢板３を下方に押圧した状態で固定する。
【００２７】
この状態で、外周リング部８１の外周面８１０に対面するよう配置されたコイル７５に通電することによって、外周面８１０を誘導加熱する。
誘導加熱の実行によって外周リング部８１が徐々に熱膨張するので、図４に示すごとく、第１押圧部材１０のテーパ面１１と頂角部分８２１との当接位置が、同図（ａ）の状態から同図（ｂ）の状態へと変化し、基準面１５が外周リング部８１の軸方向端面８０１に当接する位置まで鋼部材８に近づくように前進する。第２押圧部材２と頂角部分８２２との当接状態も同様に変化する（図示略）。
【００２８】
さらに、外周リング部８１の熱膨張が進むと、図４（ｃ）に示すごとく、その内周側の頂角部分８２１と、第１押圧部材１０の押圧面１２との当接状態が解除され、両者の間に間隙が生まれる。第２押圧部材２と頂角部分８２２との当接状態も同様に変化する（図示略）。なお、押圧面１２と離れるまでは、押圧面１２から及ぼされる力により、外周リング部８１の真円度は保たれる。
【００２９】
次に、図５に示すごとく、外周リング部８１の外周面８１０に対する加熱が完了した際に、コイル７５から冷却水７７を噴出し、外周面８１０から外周リング部８１を急冷する。これにより、図４（ｄ）及び図６に示すごとく、外周リング部８１が冷却により収縮し、再び第１押圧部材１０の押圧面１１と外周リング部８１の内周側の頂角部分８１１との当接状態、及び第２押圧部材２の押圧面２１と外周リング部８１の内周側の頂角部分８２１との当接状態が復帰する。そして、押圧面１１、２１から外周リング部８１の内周側に真円度を向上させる力が付与される。
その後、焼入用治具１から鋼部材８を取り出すことにより、鋼部材８に対する一連の高周波焼き入れ処理が完了する。
【００３０】
このように、本例の高周波焼き入れ方法においては、上記テーパ面１１、２１及び基準面１５、２５を備えた特殊な構造の第１押圧部材１０及び第２押圧部材２を有する焼入用治具１を用いる。そして、外周リング部８１の軸方向端面８０１、８０２と基準面１５、２５との間に隙間を設けた状態で、テーパ面１１、２１を頂角部分８２１、８２２に当接させる。そして、押圧部材１１、２が鋼部材８に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記の高周波焼き入れを施す。そのため、加熱途中及び冷却時には、テーパ面１１、２１と頂角部分８２１、８２２との当接状態が維持され、外周リング部８１の真円度低下を抑制することができる。
【００３１】
以上のように、本例の高周波焼き入れ方法においては、基準面１５、２５及びテーパ面１１、２１を備えた特殊な構造の押圧部材１０、２を有する焼入用治具１を用いることにより、上記リング状の鋼部材８の真円度低下を抑制しながら、その外周面８１０への高周波焼き入れ処理を行うことができる。
【００３２】
（実施例２）
本例は、図８（ａ）〜（ｄ）に示すごとく、高周波焼き入れ処理の前のセット段階において、第１押圧部材１０の押圧面１１の先端角部１１９と、外周リング部８１の内周面８１６とが当接するよう構成された第１押圧部材１０と、同様に構成された第２焼き入れ部材（図示略）を用いた例である。
この場合には、第１、第２押圧部材１０、２の押圧面１１、２１と、外周リング部８１の内周側の当接位置が実施例１と異なっているだけであり、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００３３】
（実施例３）
本例は、図９（ａ）〜（ｄ）に示すごとく、高周波焼き入れ処理の前のセット段階において、第１押圧部材１０の押圧面１１と、外周リング部８１の内周面８１６とが面同士で当接するよう構成された第１押圧部材１０と、同様に構成された第２焼き入れ部材（図示略）を用いた例である。
この場合にも、第１、第２押圧部材１０、２の押圧面１１、２１と、外周リング部８１の内周側の当接位置が実施例１と異なっているだけであり、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００３４】
（実施例４）
本例では、実施例１による優れた効果を定量的に判断するために、他の実施例及び比較例となる試料と共に、焼き入れ処理後の楕円量を測定して真円度の評価を行った。試料として準備したものは、いずれも実施例１と同形状の鋼部材を焼き入れ処理したものである。
試料Ｎｏ．Ｅ１としては、実施例１により高周波焼き入れ処理したものを用いた。すなわち、第１押圧部材１０及び第２押圧部材２のテーパ面１１、２１により表裏対象に頂角部分８２１、８２２を押圧した例である。
【００３５】
試料Ｎｏ．Ｅ２は、図１０に示すごとく、焼入用治具の構成を変更して実施例１と同様の高周波焼き入れ処理を行ったものである。焼入用治具としては、一方の軸方向端面８０１側に当接させる第１押圧部材１０は実施例１と同様のものを用い、他方の軸方向端面８０２側に当接させる部材としては、テーパ面９１１が頂角部分８２２に全く接触しない部材９１を用いた。すなわち、当接状態を表裏において非対称とした例である。
【００３６】
試料Ｎｏ．Ｃ１は、図１１に示すごとく、焼入用治具の構成を変更して実施例１と同様の高周波焼き入れ処理を行ったものである。焼入用治具としては、両方の軸方向端面８０１、８０２側に当接させる両方の部材９２、９３ともに、テーパ面９２１、９３１が頂角部分８２１、８２２に全く接触しない構成とした。すなわち、外周リング部８１の頂角部分８２１、８２２を拘束しないフリー状態とした例である。
【００３７】
試料Ｎｏ．Ｃ２は、図１２に示すごとく、高周波焼き入れではなく、浸炭処理後急冷を行う浸炭焼き入れ処理を行ったものである。焼入用治具としては、鋼部材８を、その軸方向が水平方向に向くように配置し、内輪部８３の内周面８３６を支持する受け台９４１を備えたものを用いた。
【００３８】
そして、各試料の真円度の評価として、外周リング部８１の外周面８１０から、厚み方向の３箇所（上、中、下）において直径を径方向複数の位置で測定し、得られた最大径と最小径との差を楕円量（μｍ）として算出した。
また、軸方向上位置と下位置の２箇所における直径の平均値を求め、それらの差（μｍ）をテーパ量として算出した。
これらの結果を図１３に示す。同図には、楕円量の測定結果を棒グラフとして測定位置ごとに示し、その下段に楕円量の数値と評価結果を、さらにその下段にテーパ量の数値と評価結果を示した。
【００３９】
同図から知られるように、実施例１の試料Ｎｏ．Ｅ１は、楕円量がどの測定位置においても小さく、非常に優れた真円度を有していることが分かる。また、テーパ量も非常に小さく、軸方向における径のばらつきも極めて小さいことが分かる。
また、試料Ｎｏ．Ｅ２は、後述する試料Ｎｏ．Ｃ１、Ｃ２に比べて楕円量が小さく、真円度が十分に高いことが分かる。一方、テーパ量は比較的大きくなり、軸方向における径のばらつきが大きくなった。このような結果は、上記のごとく、非対称な押圧条件で処理したことによると考えられる。また、この結果から、真円度さえ良好であれば問題ない製品においては、この試料Ｎｏ．Ｅ２の処理条件で十分であることが分かる。
一方、試料Ｎｏ．Ｃ１、Ｃ２は、テーパ量は小さく軸方向の径のばらつきは少ないが、真円度低下の抑制効果は、上記試料Ｎｏ．Ｅ１、Ｅ２に比べて低い結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１における、焼入用治具を鋼部材にセットする手順を示す説明図。
【図２】実施例１における、焼入用治具を鋼部材にセットした状態を示す説明図。
【図３】実施例１における、鋼部材の外周リング部の外周面を誘導加熱している状態を示す説明図。
【図４】実施例１における、（ａ）外周リング部が熱膨張する前の状態を示す説明図、（ｂ）外周リング部が熱膨張している途中であって、基準面が外周リング部の軸方向端面に当接した直後の状態を示す説明図、（ｃ）外周リング部の熱膨張が完了して押圧面と外周リング部の内周側が離隔した状態を示す説明図、（ｄ）外周リング部を冷却した後の状態を示す説明図。
【図５】実施例１における、鋼部材の外周リング部の外周面を水冷している状態を示す説明図。
【図６】実施例１における、外周リング部が熱膨張した後の状態を示す説明図。
【図７】実施例１における、鋼部材の形状を示す、（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線矢視断面図。
【図８】実施例２における、（ａ）外周リング部が熱膨張する前の状態を示す説明図、（ｂ）外周リング部が熱膨張している途中であって、基準面が外周リング部の軸方向端面に当接した直後の状態を示す説明図、（ｃ）外周リング部の熱膨張が完了して押圧面と外周リング部の内周側が離隔した状態を示す説明図、（ｄ）外周リング部を冷却した後の状態を示す説明図。
【図９】実施例３における、（ａ）外周リング部が熱膨張する前の状態を示す説明図、（ｂ）外周リング部が熱膨張している途中であって、基準面が外周リング部の軸方向端面に当接した直後の状態を示す説明図、（ｃ）外周リング部の熱膨張が完了して押圧面と外周リング部の内周側が離隔した状態を示す説明図、（ｄ）外周リング部を冷却した後の状態を示す説明図。
【図１０】実施例４における、試料Ｎｏ．Ｅ２を処理する際の焼入用治具のセット状態を示す説明図。
【図１１】実施例４における、試料Ｎｏ．Ｃ１を処理する際の焼入用治具のセット状態を示す説明図。
【図１２】実施例４における、試料Ｎｏ．Ｃ２を処理する際の焼入用治具のセット状態を示す説明図。
【図１３】実施例４における、評価結果を示す説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１ 焼入用治具
１０ 第１押圧部材
１１ テーパ面
２ 第２押圧部材
２１ テーパ面
８ 鋼部材
８１ 外周リング部
８１０ 外周面
８０１、８０２ 軸方向端面
８１６ 内周面
８２１、８２２ 頂角部分
８３ 内輪部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う方法であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備えた押圧部材を用い、
上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部を当接させるよう上記押圧部材を押し当て、
該押圧部材に対して該押圧部材が上記鋼部材に相対的に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れ処理を施し、該高周波焼き入れ処理中において上記基準面が上記軸方向端面に当接するまで上記押圧部材を相対的に前進させることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項２】
請求項１において、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを用い、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接させ、上記第１押圧部材と上記第２押圧部材とに対して、両者の間隔が狭くなる方向に付勢力を与えた状態で、上記高周波焼き入れ処理を施すことを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項４】
請求項３において、上記押圧部材の上記押圧面は、上記外周リング部における軸方向端面と内周面との間の頂角部分に当接させることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記押圧部材としては、上記突出部の先端面を平面状にした円錐台形状又は円柱形状を呈したものを用い、上記押圧面における上記先端面につながる先端角部を、上記外周リング部における内周面に当接させることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記鋼部材は、上記外周リング部の外周面に歯形を形成してなるリングギアであることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項７】
略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う際に上記鋼部材に装着する焼入用治具であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備え、上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部が当接可能に構成されている押圧部材を含むことを特徴とする焼入用治具。
【請求項８】
請求項７において、上記焼入用治具は、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを有し、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接可能に構成されていることを特徴とする焼入用治具。
【請求項９】
請求項７又は８において、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることを特徴とする焼入用治具。
【請求項１】
略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う方法であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備えた押圧部材を用い、
上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部を当接させるよう上記押圧部材を押し当て、
該押圧部材に対して該押圧部材が上記鋼部材に相対的に近づく方向に付勢力を付与した状態で、上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れ処理を施し、該高周波焼き入れ処理中において上記基準面が上記軸方向端面に当接するまで上記押圧部材を相対的に前進させることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項２】
請求項１において、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを用い、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接させ、上記第１押圧部材と上記第２押圧部材とに対して、両者の間隔が狭くなる方向に付勢力を与えた状態で、上記高周波焼き入れ処理を施すことを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項４】
請求項３において、上記押圧部材の上記押圧面は、上記外周リング部における軸方向端面と内周面との間の頂角部分に当接させることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記押圧部材としては、上記突出部の先端面を平面状にした円錐台形状又は円柱形状を呈したものを用い、上記押圧面における上記先端面につながる先端角部を、上記外周リング部における内周面に当接させることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記鋼部材は、上記外周リング部の外周面に歯形を形成してなるリングギアであることを特徴とする高周波焼き入れ方法。
【請求項７】
略円筒形状の外周リング部を有する鋼部材における上記外周リング部の外周面に高周波焼き入れを行う際に上記鋼部材に装着する焼入用治具であって、
平面状の基準面を備えた基板と、該基板の中央部分において上記基準面から突出するように設けられた突出部とを有してなり、該突出部の断面形状が真円であると共にその外周に押圧面を備え、上記外周リング部における少なくとも一方の軸方向端面側から、該軸方向端面と上記基準面との間に隙間を設けた状態で、上記外周リング部の内周側に上記押圧面の少なくとも一部が当接可能に構成されている押圧部材を含むことを特徴とする焼入用治具。
【請求項８】
請求項７において、上記焼入用治具は、上記外周リング部における一方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第１押圧部材と、他方の軸方向端面側から当接させる上記押圧部材である第２押圧部材とを有し、これらにより上記鋼部材を挟みこむと共に、上記第１押圧部材の上記押圧面及び上記第２押圧部材の上記押圧面を、それぞれが対面する上記外周リング部の内周側に当接可能に構成されていることを特徴とする焼入用治具。
【請求項９】
請求項７又は８において、上記押圧部材の上記押圧面は、先端に近づくに従って外径が小さくなるよう傾斜したテーパ面であることを特徴とする焼入用治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１１７９９６（Ｐ２００６−１１７９９６Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０６８８６（Ｐ２００４−３０６８８６）
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２１日（２００４．１０．２１）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Ｆターム（参考）】
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