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【発明の名称】 |
焼結部品の熱処理治具及びそれを用いたリング状焼結部品の熱処理方法 |
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【氏名】岡 久人
【住所又は居所】岡山県川上郡成羽町大字成羽２９０１番地 住友電工焼結合金株式会社内 |
【課題】リング状をなすインターナルギヤなどの焼結部品を、効率よく、かつ、歪を小さく抑えて熱処理するための熱処理治具を提供する。
【解決手段】リング状の焼結部品Ａの穴に通し、その焼結部品の中心を通る垂線に対して線対称位置で部品の穴内周面を支える２本の平行配置の支持棒２、３を有し、この２本の支持棒を、吊り下げる焼結部品の中心でθ＝８５°〜９５°の交差角をもって交わる線上に配置し、複数個並べて熱処理できる熱処理治具を構成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状に形成された焼結部品の穴に通してこの部品を熱処理するときに吊り下げる平行配置の、前記焼結部品の中心を通る垂線に対して線対称位置で部品の穴内周面を支える２本の支持棒を有し、この２本の支持棒を、吊り下げた部品の中心でθ＝１２０°以下の交差角をもって交わる線上に配置した焼結部品の熱処理治具。
【請求項２】
前記２本の支持棒を、吊り下げた部品の中心でθ＝８５°〜９５°の交差角をもって交わる線上に配置した請求項１に記載の焼結部品の熱処理治具。
【請求項３】
前記２本の支持棒を、複数本の継ぎ棒で連結した請求項１または２に記載の焼結部品の熱処理治具。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の熱処理治具で部品を吊り下げて熱処理を行うことを特徴とするリング状焼結部品の熱処理方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、インターナルギヤなどのリング状焼結部品に焼き入れなどの熱処理を施すときにその部品を吊り下げて保持する焼結部品の熱処理治具とその熱処理治具を使用して行うリング状焼結部品の熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、量産されるギヤなどの機械部品を焼き入れする場合、その部品を耐火板（敷板）などに載せて加熱する方法が一般的に採られているが、この方法は、効率的な熱処理が望み難い。
【０００３】
また、機械部品を多段に積み重ねて熱処理することもなされているが、この方法は、部品の均一加熱が望み難い。また、均一加熱のために下記特許文献１が開示しているような焼結用治具を用いて部品の局部支持を行うと、部品の大部分が宙に浮き、部品の各部に熱が通り易くなるが、この方法では部品が歪みやすくなる。
【特許文献１】特開２００３−７３７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リング状焼結部品を吊り下げて効率よく熱処理することができ、また、その部品の熱処理による歪も小さく抑えることができる熱処理治具と熱処理方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、この発明においては、リング状に形成された焼結部品の穴に通してこの部品を熱処理するときに吊り下げる平行配置の、前記焼結部品の中心を通る垂線に対して線対称位置で部品の穴内周面を支える２本の支持棒を有し、この２本の支持棒を、吊り下げた部品の中心でθ＝１２０°以下の交差角をもって交わる線上に配置した焼結部品の熱処理治具を提供する。
【０００６】
この熱処理治具は、前記２本の支持棒を、吊り下げた部品の中心でθ＝８５°〜９５°の交差角をもって交わる線上に配置したものや、２本の支持棒を、複数本の継ぎ棒で連結したものが特に好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の熱処理治具を使用すると、軸心が水平になる姿勢にした焼結部品を、２本の支持棒によって２点支持がなされるように吊り下げて複数個並べ、効率よく熱処理することができる。
【０００８】
また、部品が２点で支持されて吊り下げられるので加熱もスムーズにムラなく行われ、不均一加熱による部品の歪が小さく抑えられる。
【０００９】
さらに、この発明の熱処理治具は、吊り下げた部品の中心でθ＝１２０°以下、より好ましくはθ＝８５°〜９５°の交差角をもって交わる線上に２本の支持棒を配置して２点支持を行う。一本の支持棒で吊り下げる場合よりも歪を小さくすることができる。さらに、２本の支持棒を前述のθが８５°以上、９５°以下となる線上に配置した治具に部品を吊り下げる場合には、加熱された部品の自重による歪がさらに小さく抑えられる。
【００１０】
なお、２本の支持棒を複数本の継ぎ棒で連結した熱処理治具は、部品の重量による支持棒の撓みが小さくなり、部品に与える悪影響が小さくなって部品の歪がより小さくなる。２本の支持棒を継ぎ棒で連結すれば熱の通りに支障がでず、部品の均一加熱がなされる。従って、２本の支持棒の連結は継ぎ棒を介して行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１〜図４に基づいて説明する。図１の熱処理治具１は、リング状をなす鉄系焼結部品Ａ（以下単に焼結部品Ａ、又は部品Ａと言う）を焼き入れする際に使用するものであって、支持棒２、３と、各支持棒２、３の両端を支える保持具４とから成る。
【００１２】
支持棒２、３は、焼結部品Ａの穴に通してその部品を吊り下げた図１の状態において、焼結部品Ａの中心Ｏで角度θ（以下中心角度と言う）をもって交差する線Ｌ1 、Ｌ2 上に配置されている。このときの中心角度θが、１２０°以下、より好ましくは８５°〜９５°となるように、また、それぞれの支持棒の高さ位置が等しくなるように２本の支持棒２、３の位置が定められている。保持具４は、支持棒２、３の両端を支持してその支持棒２、３を設定位置に保つ。
【００１３】
このとき、保持具４には、支持棒２、３を支える支持面４ａに支持棒２、３の中心間ピッチＰを保つ突起４ｂを設けてもよい。支持棒２、３は突起４ｂにより支持棒２、３の中心間ピッチＰが一定になるので、焼結部品Ａを吊り下げた状態で所定の中心角度θに保つことができる。
【００１４】
さらに、支持面４ａを平面にしているので、図２に示すピッチ変更ブロック４ｃを突起４ｂに取り付けて支持棒２、３の中心間ピッチＰを変更することができ、大きさの異なる焼結部品Ａを吊り下げるときにも、容易に型替え対応して適正な中心角度θでの吊り下げを行うことができる。
【００１５】
図３は、２本の支持棒２、３を、長さの一定した複数本の継ぎ棒５を介して連結したものである。継ぎ棒５は、支持棒２、３の長手方向に適当な間隔を開けて設置されている。この図３の熱処理治具１１は、継ぎ棒５を設けた点が図１の熱処理治具と異なるが、その他の構成は図１の熱処理治具１と同じであるので、同一部分の説明は省略する。
【００１６】
図４は、この発明の熱処理治具１（又は１１）に焼結部品Ａを吊り下げた状態を示している。このように、焼結部品Ａは複数個を横一列に並べて吊り下げる。このときの部品の総重量が大きいと支持棒２、３が撓み、使用を繰り返すとその支持棒２、３が曲がって復元しなくなり、２点での支持がアンバランスになって歪抑制の効果が低下することが考えられる。図３の熱処理治具１１は、各支持棒２、３が継ぎ棒５によって補強されているので、その問題が起こり難い。
【００１７】
支持棒２、３は互いの高さ位置を等しくしてあり、部品Ａは図１に示すようにその部品の中心を通る垂線に対して線対称位置で穴内周面が２本の支持棒２、３により支えられる。この発明の熱処理治具は、このときの支持点が適正に設定されているので、１本の支持棒で１点支持する場合や、中心角度θを本発明の範囲外にした２本の支持棒で２点支持する場合に比べて熱による部品Ａの歪が発生し難い。
【００１８】
以下に、この発明の効果の確認試験結果を記す。試験は、直径φ８ｍｍのシャフトを２本用意し、図５に示すようにそのシャフトを支持棒２、３として平行に配置し、その２本の支持棒２、３で外径φ６８．８５ｍｍ、内径５５．７５ｍｍ、重量１００ｇの焼結部品Ａを吊り下げ、このときの支持棒を配置する線の中心角度θを表１に示すように変化させ、焼結部品Ａの熱処理（焼き入れ）前後の内径変化量（ａ点とｂ点間の距離）を調べた。 焼結部品Ａの１０個平均での熱処理前後の内径変化量の測定結果を表１と図６に示す。なお、１本の支持棒で焼結部品Ａを吊り下げたときの部品の熱処理前後の内径変化量は、０．０８８ｍｍであった。
【００１９】
【表１】
【００２０】
この試験結果からわかるように、中心角度θを８５°〜９５°にした試料No.６〜１０は、熱処理前後の内径変化量が極端に小さい。また、１本の支持棒で焼結部品Ａを吊り下げたときの部品の熱処理前後の内径変化量は０．０８８ｍｍであるので、中心角度θが１２０°以下なら１本吊りの場合よりも精度の良い焼結部品が得られることがわかる。
【００２１】
熱処理時の歪が大きくなると製品の不良率が高まり好ましくない。中心角度θ＝９０°の位置に支持棒２、３を配置した熱処理治具（発明品）と、中心角度θ＝６０°の位置に支持棒２、３を配置した熱処理治具（比較品１）と、１本の支持棒で一点支持する熱処理治具（比較品２）を用いて熱処理の比較試験を行ったところ、比較品１使用時の部品の不良発生率は約８％、比較品２使用時の不良発生率は約１０％であったのに対し、発明品使用時には、その不良発生率が約２％に低下した。
【００２２】
また、図１の熱処理治具と図３の熱処理治具は、ほとんど差のない結果が得られたが、図３の熱処理治具の方が耐久性に優れ、歪抑制の効果が長期にわたって維持されることは明白である。
【００２３】
この試験結果からもわかるようにこの発明の熱処理治具を使用することで焼結後に熱処理して作られる焼結部品の不良発生率を大きく低減させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）実施例の熱処理治具を使用状態にして示す断面図、（ｂ）保持具の要部を示す斜視図
【図２】（ａ）熱処理治具の他の実施例を示す断面図、（ｂ）保持具の要部を示す斜視図
【図３】（ａ）熱処理治具のさらに他の実施例を示す斜視図、（ｂ）その治具の端面図
【図４】図１又は図３の熱処理治具に焼結部品を吊り下げた状態を示す側面視断面図
【図５】効果の確認試験における内径変化量測定点を示す図
【図６】試験結果における二本吊りでの中心角度と内径変化量の関係を示す図
【符号の説明】
【００２５】
１、１１ 熱処理治具
２、３ 支持棒
４ 保持具
４ａ 支持面
４ｂ 突起
４ｃ ピッチ変更ブロック
５ 継ぎ棒
Ａ 焼結部品
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９３０１６４１１
【氏名又は名称】住友電工焼結合金株式会社
【住所又は居所】岡山県高梁市成羽町成羽２９０１番地
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| 【出願日】 |
平成１６年６月２５日（２００４．６．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４２０６
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
【識別番号】１０００８４８５８
【弁理士】
【氏名又は名称】東尾 正博
【識別番号】１０００８７５３８
【弁理士】
【氏名又は名称】鳥居 和久
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| 【公開番号】 |
特開２００６−９０９２（Ｐ２００６−９０９２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１８年１月１２日（２００６．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−１８７９３４（Ｐ２００４−１８７９３４） |
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