【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は、軸線を中心として外周面との間で
複数の異る半径を有する機械部品（以下、軸線を
中心として半径の異る機械部品という）の両側端
面に高周波焼入れを施す方法に関するものであ
る。
一般に、軸線を中心として半径の異る機械部品
としては、各種の歯車およびカム類、さらにはク
ラツチハブなどの伝動部品があるが、これら機械
部品の両側端面には耐摩耗性付与の目的で高周波
焼入れ処理が施されている。すなわち、これらの
機械部品のうちの自動車用クラツチハブを例にと
り具体的に説明すると、この自動車用クラツチハ
ブは、第１図に正面図で、第２図に第１図−
線視断面図で示されるように、軸線を中心として
他の部分に比して半径が小径となる切欠き部分１
を円周にそつて所要数（この例では３ケ所）有す
るものである。
したがつて、その両側端面３に高周波焼入れを
施す場合、高周波加熱による前記端面加熱時に切
欠き１のある面部分の温度は肉薄であることから
他の面部分に比して高温に達する、すなわち、外
周の形の相違（この例では切欠きのある部分１と
ない部分２）により自動車用クラツチハブの部位
に熱的アンバランスが生じる。すなわち、外周に
切欠きのある部分１とない部分２とでは熱伝導の
速度が異なるため、温度分布の不均一に原因し
て、熱的歪が発生し外周に反りが生じる寸法変形
の問題点が顕在化していた。
そこで、本発明者等は、上記のような軸線を中
心として半径の異なる機械部品の両側端面に高周
波焼入れを施すに際して生じている問題点を解決
すべく研究を行つた結果、機械部品を、軸線方向
を同じとし、かつ熱膨張代としてのクリアランス
を存在させた状態で鋼製リング内に装填し、この
状態で機械部品の両側端面にそれぞれ高周波焼入
れを施すと、焼入れ時に発生する熱は鋼製リング
４を通して放熱するため、機械部品の各部位に均
一な温度分布が確保されることになり熱的歪は解
消され、外周の反りの発生を防止できるようにな
るという知見を得たのである。
この発明は上記知見にもとづいてなされたもの
であつて、軸線を中心として半径の異なる機械部
品の両側端面に高周波焼入れを施すに際し、これ
に先立つて、該機械部品を鋼製リング内に装填
し、これに焼入れ処理を施すことにより、前記機
械部品外周に反りが発生するのを防止したことに
特徴を有するものである。
ついで、実施例により比較例と対比しながらこ
の発明を具体的に説明する。
実施例
第３図に正面図で、第４図に第３図−線視
断面図で示される形状を有し、かつａ：23mm、
ｂ：30mm、ｃ：32mm、ｄ：26mm、ｅ：12mmの寸法
を有する自動車用クラツチハブの外周に内径Ａ
（機械部品と、30μ程度のクリアランスを有する
鋼材リングの内径）：32mm、高さＢ：12mm、厚さ
Ｃ：３mmの鋼材リング４を装填し、この状態でそ
れぞれの端面３に対向した状態で高周波コイルを
配して加熱し、前記端面における温度を750〜800
℃に５〜10秒保持後、６〜10秒水冷することによ
つて本発明を実施した。
なお、鋼材リングの寸法については、機械部
品とのクリアランス（機械部品と鋼材リングを同
心円に位置させた場合は直径方向に）は、20〜
100μ望ましくは40〜50μ程度が最適である。鋼
材リングの厚みは機械部品外径の２〜10％望まし
くは５％前後とする。鋼材リングの高さは機械
部品の焼入れ部分の厚さをｔとすると、ｔ±25％
ｔ相当が適当である。
また、比較の目的で、上記鋼材リング４を装填
しない以外は同一の条件で比較法を実施した。こ
の両方を実施した後の自動車用クラツチハブの外
周の反り（膨張）を測定した。この測定結果を第
１表に示した。
The present invention relates to a method for induction hardening both end surfaces of a mechanical component having a plurality of different radii between the axis and the outer peripheral surface (hereinafter referred to as a mechanical component with different radii around the axis). be. In general, mechanical parts with different radii around the axis include various gears, cams, and transmission parts such as clutch hubs, and both end surfaces of these mechanical parts are induction hardened for the purpose of imparting wear resistance. Processed. That is, to specifically explain one of these mechanical parts using an automobile clutch hub as an example, this automobile clutch hub is shown in FIG. 1 as a front view, and in FIG.
As shown in the sectional view, a cutout portion 1 has a smaller radius than other portions around the axis.
The required number of points (three in this example) are provided along the circumference. Therefore, when induction hardening is applied to both end surfaces 3, the temperature of the surface portion where the notch 1 is located reaches a higher temperature than other surface portions due to the thin wall when the end surface is heated by high frequency heating, i.e. Due to the difference in the shape of the outer periphery (in this example, a portion 1 with a cutout and a portion 2 without a cutout), a thermal imbalance occurs in the parts of the automobile clutch hub. In other words, since the rate of heat conduction is different between the part 1 with a notch on the outer periphery and the part 2 without a notch, thermal distortion occurs due to uneven temperature distribution, resulting in dimensional deformation that causes warping of the outer periphery. was becoming evident. Therefore, the inventors of the present invention conducted research to solve the problems that occur when induction hardening is applied to both end surfaces of mechanical parts that have different radii around the axis as described above. If the machine parts are loaded into a steel ring in the same direction and with a clearance for thermal expansion, and induction hardening is applied to both end faces of the mechanical parts in this state, the heat generated during quenching will be absorbed by the steel ring. It was discovered that since heat is radiated through the ring 4, uniform temperature distribution is ensured in each part of the mechanical component, thermal distortion is eliminated, and warping of the outer periphery can be prevented. This invention has been made based on the above knowledge, and is based on the fact that when induction hardening is applied to both side end surfaces of a mechanical component having different radii around the axis, the mechanical component is loaded into a steel ring prior to induction hardening. , is characterized in that by subjecting it to a quenching treatment, warpage is prevented from occurring on the outer periphery of the mechanical component. Next, the present invention will be specifically explained using Examples and in comparison with Comparative Examples. Example It has the shape shown in the front view in Fig. 3 and the Fig. 3 - line sectional view in Fig. 4, and a: 23 mm,
Inner diameter A on the outer periphery of an automobile clutch hub with dimensions b: 30 mm, c: 32 mm, d: 26 mm, e: 12 mm.
(Inner diameter of the steel ring with a clearance of about 30 μ from mechanical parts): 32 mm, height B: 12 mm, thickness C: 3 mm Steel ring 4 is loaded, and in this state it is facing each end face 3. A high-frequency coil is arranged to heat the end surface to a temperature of 750 to 800.
The present invention was carried out by holding at a temperature of 5 to 10 seconds and then cooling with water for 6 to 10 seconds. Regarding the dimensions of the steel ring, the clearance with the mechanical parts (in the diametrical direction if the mechanical parts and the steel ring are placed concentrically) is 20~
The optimum thickness is 100μ, preferably about 40 to 50μ. The thickness of the steel ring should be 2 to 10%, preferably about 5%, of the outer diameter of the machine part. The height of the steel ring is t ± 25%, where t is the thickness of the hardened part of the machine part.
A value equivalent to t is appropriate. Further, for the purpose of comparison, a comparative method was carried out under the same conditions except that the steel ring 4 was not loaded. After both of these tests were carried out, the warpage (expansion) of the outer periphery of the automobile clutch hub was measured. The measurement results are shown in Table 1.
【表】
上表で示される結果から、本発明においては、
外周の膨張はいづれの実施例においても小さく、
すなわち、反りがほとんど見られないのに対し
て、比較法では外周の膨張が著しく大きく、この
ことは反りの発生防止を期待できないことが明ら
かである。なお、上記実施例では自動車用クラツ
チハブについて述べたが、各種の歯車およびカム
類についても同様な結果が得られることは勿論で
ある。
上述のように、この発明によれば、外周にそつ
て断続的に切欠きのある自動車用クラツチハブ
や、外周面が不規則に変化する各種のカム類およ
び歯車類などの伝導部品など、軸線を中心として
半径の異なる機械部品の外周に、反りの発生な
く、良好な高周波焼入れを施すことが得られるな
ど、工業上有用な効果がもたらされるのである。[Table] From the results shown in the above table, in the present invention,
The expansion of the outer periphery is small in all examples.
That is, while almost no warpage was observed, the expansion of the outer periphery was significantly large in the comparative method, which clearly indicates that prevention of warpage cannot be expected. In the above embodiments, a clutch hub for an automobile was described, but it goes without saying that similar results can be obtained with various gears and cams. As described above, according to the present invention, the axis can be used in automobile clutch hubs that have intermittent notches along the outer circumference, and transmission parts such as various cams and gears whose outer circumferential surface changes irregularly. Industrially useful effects are brought about, such as the ability to perform good induction hardening on the outer periphery of mechanical parts that have different radii around the center without causing warping.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は自動車用クラツチハブの正面図、第２
図は第１図−線視断面図、第３図はこの発明
の方法を実施するに際して用いた鋼材リングを自
動車用クラツチハブに装填した正面図、第４図は
第３図−線視断面図である。図面において、
１……切欠き部分、２……切欠きのない部分、
３……端面、４……鋼材リング。
Figure 1 is a front view of an automobile clutch hub, Figure 2
The figures are a cross-sectional view taken from FIG. 1, a front view of a steel ring used in carrying out the method of the present invention loaded into an automobile clutch hub, and a cross-sectional view taken from FIG. 3. be. In the drawings, 1... cutout part, 2... part without notch,
3... End face, 4... Steel ring.