CN1820085A - 热处理装置以及热处理方法 - Google Patents

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Abstract

热处理装置(10)具有支撑单元(20)和感应加热线圈(30),该支撑单元(20)支撑该工件(12),以使圆柱状的工件(12)自由旋转;该感应加热线圈(30)感应加热自由旋转地支撑在该支撑单元(20)上的工件(12)。在支撑于支撑单元(20)上的工件(12)的下方,配置收容有冷却液的冷却槽(50)。工件(12)是由机械构造用碳素钢或弹簧钢等的各种钢制作的。工件(12)的材料有770℃的磁临界点,工件(12)的温度在该磁临界点以下时,工件(12)为强磁体,在工件(12)的温度超过该磁临界点时,工件(12)从强磁体变化为常磁体。

Description

热处理装置以及热处理方法
技术领域
本发明涉及利用感应加热的热处理装置以及热处理方法。
技术背景
以往,利用感应加热对钢进行热处理的各种热处理方法已被公知。作为象这样的热处理方法之一,下述的热处理方法已被公知,即,使感应加热线圈仅接近工件的一部分配置,通过该感应加热线圈,感应加热工件的一部分,然后,使工件旋转,使工件的其他部分接近感应加热线圈,对该其他的部分感应加热,对工件整体进行感应加热直至达到规定的温度。为了使工件旋转,就需要有使支撑工件的支撑部件旋转的马达等的驱动源。
发明内容
如上所述,在使工件的一部分被感应加热到规定的温度后,使工件旋转,对其他的部分进行感应加热,据此,工件整体被均匀地感应加热。开始使工件旋转的时期是工件的一部分刚刚被感应加热到规定的温度后,但是由于驱动源的机械的、电气的误差等的原因,存在着该旋转开始的时期错开的可能。无论旋转开始的时期提前或者滞后,都不能均匀地对工件整体进行感应加热。
本发明鉴于上述情况,其第一目的在于,提供一种例如即使使螺旋状部件或者螺旋弹簧等的工件旋转,也可以均匀地感应加热的热处理装置以及热处理方法。
但是,作为利用上述感应加热的热处理之一,已知对安装到汽车用发动机中的气门弹簧等的螺旋弹簧淬火的热处理。气门弹簧是指用于根据汽车用发动机的凸轮的形状,确实地开闭阀的部件。气门弹簧通过气门弹簧座和气门弹簧锁紧块安装在阀杆端。另外,作为螺旋弹簧,自行车或者摩托车用的前叉的减震器弹簧、产业机械用的螺旋弹簧等已被公知。
作为制造气门弹簧等的螺旋弹簧的制造方法,例如已知的方法是,对长大的材料实施淬火、回火,然后,将该材料切割成适宜的长度,卷成线圈状,制造规定长度的螺旋弹簧。在该制造方法中,因为是将通过淬火而硬化的材料或是切断或是卷成线圈状,所以这些切割作业或者卷曲作业困难,另外,存在着切割装置的寿命缩短的问题。
作为解决该问题的螺旋弹簧的制造方法,已知下述制造方法,即,不对长大的材料实施淬火、回火,将该材料切割成恰宜的长度,卷成线圈状,制作规定长度的线圈状部件,对该线圈状部件实施淬火、回火,制造螺旋弹簧。在对线圈状部件进行淬火时,利用了感应加热。
在利用感应加热对线圈状部件进行淬火时,沿该线圈状部件的外周面,配置在外周方向螺旋状延伸的感应加热线圈,将线圈状部件感应加热到淬火温度。这样的线圈状部件在短时间(例如大约5秒钟)的感应加热中,难以对其整体均匀地加热。因此,在感应加热线圈状部件时,进行长时间(例如数十秒)的感应加热。
在上述的线圈状部件中,其长度方向两端与其他的部分不接触的开放式,和其长度方向两端与其相比,稍稍与内侧部分接触的封闭式等已被公知。
在对开放式的线圈状部件经长时间感应加热的情况下,因为在线圈状部件的中央部分(长度方向两端部以外的部分),热传导到附近部分,所以虽然没有该中央部分过热(过热)的可能,但是在线圈状部件的长度方向两端部,由于可以传导热的部分只有中央侧部分,所以有过热的情况。过热的长度方向两端部产生结晶粒粗大化等的问题。在对封闭式的线圈状部件经长时间感应加热的情况下,因为是在长度方向两端部流动着短路电流,所以长度方向两端部过热。
如上所述,无论线圈状部件为开放式还是封闭式,在短时间的感应加热中都难以对整体均匀地感应加热,在长时间的感应加热中,存在着长度方向两端部过热的可能。因此,因为被淬火的螺旋弹簧的组织不均匀,所以存在产生硬度不一致的情况,存在质量降低的可能。
另外,在对长大的材料实施淬火、回火后,将该材料卷成线圈状的制造方法中,如上所述,因为是将硬化的材料或是切割或是卷成线圈状,所以这些切割作业或卷绕作业困难,另外,使切割装置的寿命缩短。因此,工时增加,制造成本提高。
本发明鉴于上述情况,其第二目的在于,提供一种用于比以往廉价地制造高质量的螺旋弹簧的螺旋弹簧热处理方法以及螺旋弹簧热处理装置。
用于实现上述第一目的的本发明的第一热处理装置,其特征在于,具有支撑机构和被固定的感应加热线圈,
(1)该支撑机构支撑工件,使该工件以规定的旋转轴为中心自由旋转;
(2)该感应加热线圈感应加热由该支撑机构支撑的工件中的与上述旋转轴并行延伸的带状部分。
用于实现上述第一目的的本发明的第二热处理装置,其特征在于,具有支撑机构和感应加热线圈,
(3)该支撑机构支撑工件,使该工件以规定的旋转轴为中心自由旋转;
(4)该感应加热线圈与由该支撑机构支撑的工件中的与上述旋转轴并行延伸的带状部分相对地配置。
用于实现上述第一目的的本发明的第三热处理装置,其特征在于,具有支撑机构和感应加热线圈,
(5)该支撑机构支撑柱形状的工件,使该工件以在其长度方向延伸的旋转轴为中心,在其外周方向自由旋转;
(6)该感应加热线圈与由该支撑机构支撑的上述工件的外周面中的与上述旋转轴并行延伸的带状部分相对地配置。
用于实现上述第一目的的本发明的第四热处理装置,其特征在于,具有沿工件的长度方向延伸的杆状的支撑机构和与上述支撑机构并行地延伸的感应加热线圈,
(7)该支撑机构被插入筒状的工件的中空部并支撑该工件,使该工件在其外周方向自由旋转;
(8)该感应加热线圈与由该支撑机构支撑的上述工件的外周面中的与上述支撑机构并行延伸的带状部分相对地配置。
上述筒状的工件是也包含管状的工件的概念。
在这里,
(9)也可以是上述支撑机构对在规定的磁临界点以下是强磁体、在超过该磁临界点时变化为常磁体的工件进行支撑。
另外,
(10)也可以是上述支撑机构是从支撑上述工件的支撑位置移动到不支撑该工件而使其落下的落下位置的机构,
(11)所述热处理装置具有冷却槽,该冷却槽配置在被该支撑机构支撑的工件的下方,收纳有冷却液。
再有,
(12)也可以是上述感应加热线圈具有隔着上述工件配置在相互相对的位置上的一对局部线圈。
还有,
(13)也可以是上述感应加热线圈是长方形状的感应加热线圈,
(14)上述支撑机构在被上述长方形状的感应加热线圈的一对长边夹着的位置上,支撑与该一对长边并行延伸的工件。
用于实现上述第一目的的本发明的第五热处理装置,其特征在于,具有陶瓷制的支撑杆和感应加热线圈,
(15)该支撑杆被插入螺旋状部件的中空部并支撑该螺旋状部件,使该螺旋状部件在其外周方向可自由旋转,该螺旋状部件是将在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的线材形成为螺旋状;
(16)该感应加热线圈与由该支撑杆支撑的上述螺旋状部件的外周面中的隔着上述支撑杆相对的相对部分相对地配置。
在这里,
(17)也可以是上述感应加热线圈具有隔着上述螺旋状部件配置在相互相对位置上的一对局部线圈。
另外,
(18)也可以是上述一对局部线圈是沿上述螺旋状部件的外周面在其长度方向延伸的部件,
(19)上述支撑杆是在被上述一对局部线圈夹着的位置与该一对局部线圈并行延伸的部件。
再有,
(20)也可以是上述支撑杆是从支撑上述螺旋状部件的支撑位置移动到不支撑该螺旋状部件而使其落下的落下位置的部件,
(21)所述热处理装置具有冷却槽,该冷却槽配置在被该支撑杆支撑的工件的下方,收纳有冷却液。
另外,用于实现上述第一目的的本发明的第一热处理方法,其特征在于,
(22)支撑工件使该工件以规定的旋转轴为中心自由旋转,
(23)使感应加热线圈接近该工件中的、与上述旋转轴并行延伸的带状部分,对该带状部分感应加热,
(24)在该带状部分超过规定温度时,上述工件通过磁力旋转,不同于上述带状部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
用于实现上述第一目的的本发明的第二热处理方法,其特征在于,
(25)在其外周方向可自由旋转地支撑柱形状的工件,
(26)使感应加热线圈接近该柱形状的工件的外周面中的、在该柱形状的工件的高度方向延伸的带状部分,对该带状部分感应加热,
(27)在该带状部分超过规定温度时,上述柱形状的工件通过磁力旋转,不同于上述带状部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
用于实现上述第一目的的本发明的第三热处理方法,其特征在于,
(28)通过被插入到筒状的工件的中空部的杆状的支撑机构支撑该工件,使该工件在其外周方向自由旋转,
(29)使感应加热线圈接近由上述支撑机构支撑的上述工件的外周面中的与上述支撑机构并行延伸的带状部分,对该带状部分感应加热,
(30)在该带状部分超过规定温度时,该工件通过磁力旋转,不同于上述带状部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
用于实现上述第一目的的本发明的第四热处理方法,其特征在于,
(31)将陶瓷制的支撑杆插入螺旋状部件的中空部并支撑该螺旋部件,使该螺旋部件在其外周方向自由旋转,该螺旋部件是由在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的材料制成,
(32)使感应加热线圈接近由支撑杆支撑的上述螺旋状部件的外周面中的、隔着上述支撑杆相对的相对部分,对该相对部分感应加热,
(33)在这些相对部分超过上述磁临界点时,上述螺旋状部件通过磁力旋转,不同于该螺旋状部件的外周面中的上述相对部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
在这里,
(34)也可以是在上述螺旋状部件达到规定的淬火温度时,将上述支撑杆从上述螺旋状部件的中空部拔出,使该螺旋状部件落下到收容有冷却液的冷却槽中。
本发明中所述的柱形状的工件不仅仅是圆柱,也包含有三角柱或六角柱等的角柱的概念。
本发明中所述的筒状的工件不仅仅是圆筒,也包含有外观为三角柱或六角柱,形成在其长度方向延伸的贯通孔的概念。
本发明中所述的螺旋状部件不仅仅是整体形状为圆筒状的工件,也包含有整体形状为圆锥形、桶形、鼓形等的概念。另外,本发明中所述的螺旋状部件还包含有卷成线圈状的线圈状部件的概念。
另外,用于实现上述第二目的的螺旋弹簧的热处理装置,其特征在于,具有陶瓷制的支撑杆和感应加热线圈,
(35)该支撑杆被插入螺旋弹簧的中空部并支撑该螺旋弹簧,使该螺旋弹簧在其外周方向可自由旋转,该螺旋弹簧是将在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的线材形成为线圈状;
(36)该感应加热线圈与由该支撑杆支撑的上述螺旋弹簧的外周面中的隔着上述支撑杆相对的相对部分相对地配置。
在这里,
(37)也可以是上述感应加热线圈具有隔着上述螺旋弹簧配置在相互相对位置上的一对局部线圈。
另外,
(38)也可以是上述一对局部线圈是沿上述螺旋弹簧的外周面在其长度方向延伸的部件,
(39)上述支撑杆是在被上述一对局部线圈夹着的位置与该一对局部线圈并行延伸的部件。
再有,
(40)也可以是上述支撑杆是从支撑上述螺旋弹簧的支撑位置移动到不支撑该螺旋弹簧而使其落下的落下位置的部件,
(41)所述热处理装置具有冷却槽,该冷却槽配置在被该支撑杆支撑的螺旋弹簧的下方,收纳有冷却液。
另外,用于实现上述第二目的的螺旋弹簧的热处理方法,其特征在于,
(42)将陶瓷制的支撑杆插入螺旋弹簧的中空部并支撑该螺旋弹簧,使该螺旋弹簧在其外周方向自由旋转,该螺旋弹簧是由在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的材料制成,
(43)使感应加热线圈接近由支撑杆支撑的上述螺旋弹簧的外周面中的、隔着上述支撑杆相对的相对部分,对该相对部分感应加热,
(44)在这些相对部分超过上述磁临界点时,上述螺旋弹簧通过磁力旋转,不同于该螺旋弹簧的外周面中的上述相对部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
在这里,
(45)在上述螺旋弹簧达到规定的淬火温度时,将上述支撑杆从上述螺旋弹簧的中空部拔出,使该螺旋弹簧落下到收容有冷却液的冷却槽中,据此,可以对螺旋弹簧淬火。
在这里所述的螺旋弹簧是包含有气门弹簧等的线圈状的部件的概念。
附图说明
图1是示意地表示实施例1的热处理装置的主视图。
图2是示意地表示图1的热处理装置的俯视图。
图3是示意地表示工件落下中的热处理装置的主视图。
图4(a)是示意地表示2个带状部分通过图1的热处理装置被加热的圆柱状工件的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的圆柱状工件的剖视图。
图5(a)是示意地表示2个带状部分被加热的角柱状工件的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的角柱状工件的剖视图。
图6(a)是表示同时对圆柱状工件的3个带状部分进行感应加热的例子的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的圆柱状工件的剖视图。
图7(a)是表示同时对圆柱状工件的4个带状部分进行感应加热的例子的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的圆柱状工件的剖视图。
图8是示意地表示实施例2的热处理装置的主视图。
图9是示意地表示图8的热处理装置的俯视图。
图10是示意地表示工件落下中的热处理装置的主视图。
图11(a)是示意地表示2个带状部分通过图8的热处理装置被加热的圆筒状工件的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的圆筒状工件的剖视图。
图12(a)是示意地表示2个带状部分被加热的角柱状工件的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的角柱状工件的剖视图。
图13(a)是表示同时对圆筒状工件的3个带状部分进行感应加热的例子的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的圆筒状工件的剖视图。
图14(a)是表示同时对圆筒状工件的4个带状部分进行感应加热的例子的剖视图,(b)是表示刚刚通过磁力旋转后的圆筒状工件的剖视图。
图15是示意地表示实施例3的热处理装置的立体图。
图16是图15所示的热处理装置的主视图。
图17是表示螺旋状部件的加热状态的示意图。
图18是示意地表示实施例4的热处理装置的立体图。
图19是图18所示的热处理装置的主视图。
图20是表示螺旋状部件的加热状态的示意图。
图21是示意地表示实施例5的热处理装置的立体图。
图22是图21所示的热处理装置的主视图。
图23是表示螺旋状部件的加热状态的示意图。
图24是示意地表示实施例的螺旋弹簧热处理装置的主视图。
图25是示意地表示图24的螺旋弹簧热处理装置的感应加热线圈的立体图。
图26表示热处理方法,(a)表示设定线圈状部件的状态,(b)表示感应加热线圈状部件的状态,(c)表示使支撑杆移动到落下位置,使线圈状部件落下的状态。
图27(a)是示意地表示一对相对的部分被感应加热的线圈状部件的剖视图,(b)是示意地表示刚刚通过磁力旋转后的线圈状部件的剖视图。
具体实施方式
在对具有磁临界点(居里温度)的材料进行热处理时,可以适用本发明的热处理装置以及热处理方法。
另外,在汽车用的悬架弹簧、组装在汽车用发动机中的气门弹簧、自行车或摩托车用的前叉的减震弹簧、产业机械用螺旋弹簧等的螺旋弹簧的热处理方法以及热处理装置上实现了本发明。
参照附图,说明本发明的实施方式。
[实施例1]
参照图1至图7,说明本发明的实施例1。
热处理装置10具有支撑单元20(是在本发明中所述的支撑机构的一个例子)和钢制的感应加热线圈30,该支撑单元20支撑该工件12,使圆柱状的工件12自由旋转;该感应加热线圈30对自由旋转地支撑在该支撑单元20上的工件12进行感应加热。感应加热线圈30通过陶瓷制的柱32等,被固定在基台40上。另外,在被支撑于支撑单元20的工件12的下方,配置收纳着冷却液的冷却槽50。
圆柱状的工件12是实心部件,在其内部没有形成孔等的空心。在工件12的长度方向两端面12a、12b的中央部分别形成凹部14a、14b。另外,工件12是由机械构造用碳素钢或弹簧钢等的各种钢制成的。工件12的材料具有用Fe-C平衡状态图表示的770℃的磁临界点(居里温度),工件12的温度在该磁临界点以下时,工件12为强磁体,在工件12的温度超过该磁临界点时,工件12从强磁体变化为常磁体。
支撑单元20具有从工件12的长度方向一端面12a侧支撑工件12的陶瓷制的第一支撑杆22,和从工件12的长度方向一端面12b侧支撑工件12的陶瓷制的第二支撑杆24。第一支撑杆22和第二支撑杆24配置在一条直线上,这些两个支撑杆22、24是本发明所述的旋转轴的一个例子。
第一支撑杆22的前端部22a自由旋转地嵌入凹部14a中。第一支撑杆22的后端部大致直角地弯曲,向下方延伸,其下端部22b固定在基台40上。另外,第二支撑杆24的前端部24a自由旋转地嵌入凹部14b中。第二支撑杆24的后端部安装在缸26上,第二支撑杆24随着缸26的驱动,在箭头A、B方向移动。缸26通过支撑柱28固定在基台40上。
在使工件12支撑在支撑单元20上时,通过使缸26驱动,使第二支撑杆24向箭头A方向移动,而将前端部22a和前端部24a的距离保持为比工件12的长度L长,将被固定的第一支撑杆22的前端部22a嵌入工件12的凹部14a中,接着,通过使缸26驱动,使第二支撑杆24向箭头B方向移动,而将其前端部24a嵌入工件12的凹部14b中。据此,工件12可通过外力等自由旋转地被支撑在支撑单元20上。
为了支撑工件12,第二支撑杆24向箭头B方向移动时的位置是本发明所述的支撑位置,第二支撑杆24向箭头A方向移动,不能支撑工件12时的位置是本发明所述的落下位置。
感应加热线圈30如图2所示,从上方看时是长方形状,在该长方形的内部配置工件12。感应加热线圈30具有相当于长方形的一对长边的一对长边局部线圈34、34(是本发明所述的局部线圈的一个例子),和相当于长方形的短边的一对短边局部线圈36、36,以及将一个短边局部线圈36连接到高频电源38上的连接线圈39。长边局部线圈34、34比工件12的长度L长,短边局部线圈36、36的长度比工件12的直径R长。另外,长边局部线圈34、34以及短边局部线圈36、36的宽度W如图1所示,比工件12的直径R长。在一对短边线圈36、36中的没有与连接线圈39连接的短边36上,形成第二支撑杆24贯通的贯通孔36a。
一对长边局部线圈34、34配置在隔着被支撑在支撑单元20上的工件12相互相对的位置上,与该工件12的长度方向(与箭头A、B方向相同的方向)平行(是本发明所述的并行的一个例子)地延伸。因此,长边局部线圈34、34和与工件12中的第一支撑杆22和第二支撑杆24并行延伸的带状部分16相对地被配置。在这里所述的带状部分不仅仅是平的细长的薄板状物,其概念还包含弯曲略厚的板状物。
说明使用上述热处理装置10对工件12进行淬火的方法。
首先,使缸26驱动,使第二支撑杆24向箭头A方向移动,将第一支撑杆22的前端部22a嵌入工件12的凹部14a中,接着,通过使缸26驱动,使第二支撑杆24向箭头B方向移动,而将其前端部24a嵌入工件12的凹部14b中。据此,工件12可通过外力等自由旋转地被支撑在支撑单元20上。
接着,从高频电源38向感应加热线圈30仅仅供给规定的供给时间的规定电力。该供给的电力以及供给时间根据或是对工件12的表面层进行淬火或是对工件12的整体进行淬火(浸激淬火)而不同。例如,电力为80kW、电压为440V、频率为49.8kHz、供给时间为3.5秒。象这样,通过仅仅短时间从高频电源38向感应加热线圈30供给大电力,如图4(a)所示,工件12中的与长边局部线圈34、34相对的带状部分16(在图4的斜线所示的部分)在短时间(在这里是3.5秒)从室温被感应加热到淬火温度(例如900℃)。
在带状部分16被感应加热到淬火温度的途中,带状部分16通过磁临界点(在这里是770℃),带状部分16从强磁体变化为常磁体。但是,因为实际上不是平衡状态,所以在通过磁临界点后,带状部分16刚刚到达淬火温度后,带状部分16从强磁体变化为常磁体,这点已经试验地判明。另一方面,工件12中的带状部分16以外的未加热部分17仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈30生成的磁场,工件12将旋转轴(第12支撑杆以及第二支撑杆24)作为中心轴,向箭头C方向(或是其相反方向、外周方向)仅旋转90度,如图4(b)所示,带状部分16位于上下,同时,未加热部分17与长边局部线圈34、34相对。在该状态下,因为感应加热线圈30被继续供给电力,所以接着带状部分16,未加热部分17被感应加热,在3.5秒间到达淬火温度。
上述缸26是通过控制高频电源38的控制器(未图示出)控制。该控制器对缸26进行控制,以便在从高频电源38向感应加热线圈30供给电力开始7.0秒后,使第二支撑杆24向箭头A方向移动,到达落下位置。因此,从工件12被感应加热开始7.0秒后,如图3所示,工件12落下。在从工件12被感应加热开始7.0秒后,如图4(b)所示,工件12的从外周面到规定深度的部分到达淬火温度。因为工件12在该状态落下到冷却槽50中而被冷却,所以工件12的从外周面到规定深度的部分被迅速冷却硬化。
如以上所说明的那样,在工件12的一部分(在这里,带状部分16)刚刚被感应加热到规定温度(淬火温度)后,工件12通过磁力旋转,接着,通过对其他的部分(在这里,未加热部分17)进行感应加热,工件12的从外周面到规定深度的部分的整体被均匀地感应加热。因为工件12不是通过马达等的驱动源旋转而构成,所以不存在以驱动源的机械的、电气的误差为起因的该旋转开始的时期的错开。因此,工件12的规定部分可以被均匀地感应加热,硬化。
在上述的例子中,作为工件例举了圆柱状的工件12,如图5(a)、(b)所示,在热处理装置10中,也可以使角柱状的工件13的规定部分均匀地硬化。在该情况下,如图5(a)所示,在带状部分13a到达淬火温度后,工件13向箭头C方向仅旋转90度,如图5(b)所示,带状部分13a位于上下,同时,未加热部分13b与长边局部线圈34、34相对。在该状态下,因为感应加热线圈30被继续供给电力,所以未加热部分13b也被感应加热,在3.5秒间到达淬火温度。其后,按照与上述相同的顺序,带状部分13a和未加热部分13b被硬化。
在上述的例子中,将工件12在外周方向四分割,通过一对长边局部线圈34、34,同时感应加热不相邻的2个带状部分16,接着,感应加热剩余的2个带状部分17(未加热部分)。但是,也可以如图6所示,将工件12在外周方向六分割,通过局部线圈44a、44b、44c,感应加热不相邻的3个带状部分16、16、16,接着,向箭头C方向(工件12的外周方向)旋转60度,感应加热剩余的3个带状部分17、17、17(未加热部分)。在该情况下,其构成为,为了在工件12落下时不会成为妨碍,而使局部线圈44b、44c移动。
再有,也可以如图7所示,将工件12在外周方向八分割,通过局部线圈45a、45b、45c、45d,感应加热不相邻的4个带状部分16、16、16、16,接着,向箭头C方向(工件12的外周方向)旋转45度,感应加热剩余的4个带状部分17、17、17、17(未加热部分)。在该情况下,其构成为,为了在工件12落下时不会成为妨碍,而使局部线圈45c移动。
另外,在不对工件12进行迅速冷却时,不需要上述的使局部线圈移动的构成,也不需要冷却槽。
[实施例2]
参照图8至图14,说明本发明的实施例2。
热处理装置60具有支撑单元70(是在本发明中所述的支撑机构的一个例子)和感应加热线圈80,该支撑单元70支撑工件62,使该圆筒状的工件62自由旋转;该感应加热线圈80对自由旋转地支撑在该支撑单元70上的工件62进行感应加热。感应加热线圈80通过陶瓷制的柱82等,被固定在基台90上。另外,在被支撑于支撑单元70的工件62的下方,配置收纳着冷却液的冷却槽92。
圆筒状的工件62是筒状,在其横截面的中央部,形成在其长度方向延伸的贯通孔64(中空部)。工件62是由机械构造用碳素钢或弹簧钢等的各种钢制成的。工件62的材料具有用Fe-C平衡状态图表示的770℃的磁临界点(居里温度),工件62的温度在该磁临界点以下时,工件62为强磁体,在工件62的温度超过该磁临界点时,工件62从强磁体变化为常磁体。
支撑单元70具有被插入工件62的贯通孔64的陶瓷制的杆状部件72。杆状部件72是本发明所述的旋转轴的一个例子。支撑单元70也具有支撑板74,在该支撑板74上形成有杆状部件72的前端部72a插入的凹部74a。该支撑板74配置在感应加热线圈80的内侧而被固定。杆状部件72的后端部安装在缸76上,杆状部件72随着缸76的驱动,在箭头A、B方向移动。缸76通过支撑柱78固定在基台90上。
在使工件62支撑在支撑单元70上时,通过使缸76驱动,使杆状部件72向箭头A方向移动,而使前端部72a成为稍微向感应加热线圈80的内部突出的状态,将工件62配置在感应加热线圈80的内部,接着,使缸76驱动,使杆状部件72向箭头B方向移动,贯通工件62的贯通孔64,将杆状部件72的前端部72a插入支撑板74的凹部74a中。据此,工件62可通过外力等自由旋转地被支撑在支撑单元70上。
为了支撑工件62,杆状部件72向箭头B方向移动时的位置是本发明所述的支撑位置,杆状部件72向箭头A方向移动,不能支撑工件62时的位置是本发明所述的落下位置。
感应加热线圈80如图9所示,从上方看时是长方形状,在该长方形的内部配置工件62。感应加热线圈80具有相当于长方形的一对长边的一对长边局部线圈84、84(是本发明所述的局部线圈的一个例子),和相当于长方形的短边的一对短边局部线圈86、86,以及将一个短边局部线圈86连接到高频电源88上的连接线圈89。长边局部线圈84、84比工件62的长度L长,短边局部线圈86、86的长度比工件62的直径R长。另外,长边局部线圈84、84以及短边局部线圈86、86的宽度W如图8所示,比工件62的直径R长。在一对短边线圈86、86中的没有与连接线圈89连接的短边86上,形成杆状部件72贯通的贯通孔86a。另外,在该短边86的内侧,固定着防止工件62与该短边86接触的陶瓷制的挡板85。
一对长边局部线圈84、84配置在隔着被支撑在支撑单元70上的工件62相互相对的位置上,与该工件62的长度方向(与箭头A、B方向相同的方向)平行(是本发明所述的并行的一个例子)地延伸。因此,长边局部线圈84、84和与杆状部件72并行延伸的带状部分76相对地配置。在这里所述的带状部分不仅仅是平的细长的薄板状物,其概念也包含弯曲略厚的板状物。
说明使用上述热处理装置60对工件62进行淬火的方法。
首先,通过使缸76驱动,使杆状部件72向箭头A方向移动,而使杆状部件72的前端部72a成为稍微向感应加热线圈80的内部突出的状态,将工件62配置在感应加热线圈80的内部,接着,使缸76驱动,使杆状部件72向箭头B方向移动,贯通工件62的贯通孔64,将杆状部件72的前端部72a插入支撑板74的凹部74a中。据此,工件62可通过外力等自由旋转地被支撑在支撑单元70上。
接着,从高频电源88向感应加热线圈80仅仅供给规定的供给时间的规定的电力。该供给的电力以及供给时间根据或是对工件62的表面层进行淬火或是对工件62的整体进行淬火(浸激淬火)而不同。例如,电力为80kW、电压为440V、频率为49.8kHz、供给时间为2.5秒。象这样,通过仅仅短时间从高频电源88向感应加热线圈80供给大电力,如图11(a)所示,工件62中的与长边局部线圈84、84相对的带状部分66(图11的斜线所示的部分)在短时间(在这里是2.5秒)从室温被感应加热到淬火温度(例如900℃)。
在带状部分66被感应加热到淬火温度的途中,带状部分66通过磁临界点(在这里是770℃),带状部分66从强磁体变化为常磁体。但是,因为实际上不是平衡状态,所以在通过磁临界点后,带状部分66刚刚到达淬火温度后,带状部分66从强磁体变化为常磁体,这点已经试验地判明。另一方面,工件62中的带状部分66以外的未加热部分67仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈80生成的磁场,工件62将旋转轴(是与杆状部件72平行的轴,贯通工件62的横截面的中央的轴)作为中心轴,向箭头C方向(或是其相反方向、外周方向)仅旋转90度,如图11(b)所示,带状部分66位于上下,同时未加热部分67与长边局部线圈84、84相对。在该状态下,因为感应加热线圈80被继续供给电力,所以接着带状部分66,未加热部分67被感应加热,在2.5秒间到达淬火温度。
上述缸76是通过控制高频电源88的控制器(未图示出)控制。该控制器对缸76进行控制,以便在从高频电源88向感应加热线圈80供给电力开始5.0秒后,使杆状支撑部件72向箭头A方向移动,到达落下位置。因此,从工件62被感应加热开始5.0秒后,如图10所示,工件62落下。在从工件62被感应加热开始5.0秒后,如图11(b)所示,工件62的整体到达淬火温度。因为工件62在该状态下落下到冷却槽92中而被冷却,所以工件62的整体被迅速冷却硬化。
如以上说明的那样,工件62的一部分(在这里,带状部分66)刚刚被感应加热到规定温度(淬火温度)后,工件62通过磁力旋转,接着,通过对其他的部分(在这里,未加热部分67)进行感应加热,使工件62的整体被均匀地感应加热。因为工件62不是通过马达等的驱动源旋转的构成,所以不存在以驱动源的机械的、电气的误差为起因的,该旋转开始的时期的错开。因此,工件62的规定部分可以被均匀地感应加热,硬化。
在上述的例子中,作为工件例举了圆筒状的工件62,如图12(a)、(b)所示,在热处理装置60中,横截面是正方形,筒状的工件63的整体也可以均匀地硬化。在该情况下,如图12(a)所示,在带状部分63a到达淬火温度后,工件63向箭头C方向仅旋转90度,如图12(b)所示,带状部分63a位于上下,同时未加热部分63b与长边局部线圈84、84相对。在该状态下,因为感应加热线圈80被继续供给电力,所以未加热部分63b也被感应加热,在2.5秒间到达淬火温度。其后,按照与上述相同的顺序,带状部分63a和未加热部分63b被硬化。
在上述的例子中,将工件62在外周方向四分割,通过一对长边局部线圈84、84,同时感应加热不相邻的2个带状部分66,接着,感应加热剩余的2个带状部分67(未加热部分)。但是,也可以如图13所示,将工件62在外周方向六分割,通过局部线圈94a、94b、94c,感应加热不相邻的3个带状部分66、66、66,接着,向箭头C方向(工件62的外周方向)旋转60度,感应加热剩余的3个带状部分67、67、67(未加热部分)。在该情况下,其构成为,为了在工件62落下时不会成为妨碍,而使局部线圈94b、94c移动。
再有,也可以如图14所示,将工件62在外周方向八分割,通过局部线圈95a、95b、95c、95d,感应加热不相邻的4个带状部件66、66、66、66,接着,向箭头C方向(工件62的外周方向)旋转45度,感应加热剩余的4个带状部分67、67、67、67(未加热部分)。在该情况下,其构成为,为了在工件62落下时不会成为妨碍,而使局部线圈95c移动。
[实施例3]
参照图15至图17,说明本发明的实施例3。
热处理装置100是用于对圆锥形的螺旋状部件102进行淬火的装置。热处理装置100具有支撑单元110(是本发明中所述的支撑机构的一个例子)和感应加热线圈120,该支撑单元110支撑螺旋状部件102,使该螺旋状部件102自由旋转;该感应加热线圈120对自由旋转地支撑在该支撑单元110上的螺旋状部件102进行感应加热。感应加热线圈120通过陶瓷制的柱123等被固定在基台130上。另外,在被支撑于支撑单元110上的螺旋状部件102的下方,配置收纳着冷却液的冷却槽132。
螺旋状部件102是将线材形成为圆锥形的螺旋状而制作的。螺旋状部件102是由机械构造用碳素钢或弹簧钢等的各种钢制成的。螺旋状部件102的材料具有用Fe-C平衡状态图表示的770℃的磁临界点(居里温度),螺旋状部件102的温度在该磁临界点以下时,螺旋状部件102为强磁体,在螺旋状部件102的温度超过该磁临界点时,螺旋状部件102从强磁体变化为常磁体。
支撑单元110具有被插入螺旋状部件102的中空部104的陶瓷制的圆锥形的支撑杆112。支撑单元110也具有支撑板124,在该支撑板124上形成有支撑杆112的前端部112a插入的凹部124a。该支撑板124是陶瓷制,配置在感应加热线圈120的内侧并被固定。支撑杆112的后端部安装在缸105上,支撑杆112随着缸105的驱动,在箭头A、B方向移动。缸105通过支撑柱107固定在基台130上。
在使螺旋状部件102支撑在支撑单元110上时,通过使缸105驱动,使支撑杆112向箭头A方向移动,而使前端部112a成为稍微向感应加热线圈120的内部突出的状态,将螺旋状部件102配置在感应加热线圈120的内部,接着,使缸105驱动,使支撑杆112向箭头B方向移动,贯通螺旋状部件102的中空部104,将支撑杆112的前端部112a插入支撑板124的凹部124a中。据此,螺旋状部件102可通过外力等自由旋转地被支撑在支撑单元110上。
为了支撑螺旋状部件102,支撑杆112向箭头B方向移动时的位置是本发明所述的支撑位置,支撑杆112向箭头A方向移动,不能支撑螺旋状部件102时的位置是本发明所述的落下位置。
感应加热线圈120如图15所示,是梯形状,在该梯形的内部配置螺旋状部件102。感应加热线圈120具有隔着被支撑在支撑杆112上的螺旋状部件102配置在相互相对位置上的一对局部线圈122、122。该一对局部线圈122、122是沿螺旋状部件102的外周面,在其长度方向延伸的板状的部件。另外,一对局部线圈122、122的宽度W随着螺旋状部件102的直径减小而变细。上述的支撑杆112在被一对局部线圈122,122夹着的位置,与该一对局部线圈122、122并行地延伸。一对局部线圈122、122比螺旋状部件102的长度(高度)长。
另外,感应加热线圈120具有相当于梯形的上边的上边局部线圈126,和相当于梯形的下边的下边局部线圈128,以及将上边局部线圈126连接到高频电源131上的连接线圈127。上边局部线圈126的宽度WU比螺旋状部件102的上端的外径RU稍大。下边局部线圈128的宽度WD比螺旋状部件102的下端的外径RD稍大。在下边局部线圈128上,形成支撑杆112贯通的贯通孔128a。另外,在下边局部线圈128的内侧,固定着防止螺旋状部件102与该下边局部线圈128接触的陶瓷制的挡板129。
说明使用上述热处理装置100,对螺旋状部件102进行淬火的方法。
首先,通过使缸105驱动,使支撑杆112向箭头A方向移动,而使支撑杆112的前端部112a成为稍微向感应加热线圈120的内部(被各线圈122、122、126、128包围的区域)突出的状态,将螺旋状部件102配置在感应加热线圈120的内部,接着,使缸105驱动,使支撑杆112向箭头B方向移动,贯通螺旋状部件102的中空部104,将支撑杆112的前端部112a插入支撑板124的凹部124a中。据此,螺旋状部件102可通过外力等自由旋转地被支撑在支撑单元110上。
接着,从高频电源131向感应加热线圈120仅仅供给规定的供给时间的规定的电力。该供给的电力以及供给时间根据或是对螺旋状部件102的表面层进行淬火或是对螺旋状部件102的整体进行淬火(浸激淬火)而不同。例如,电力为80kW、电压为440V、频率为49.8kHz、供给时间为2.5秒。象这样,通过仅仅短时间从高频电源131向感应加热线圈120供给大电力,如图17(a)所示,螺旋状部件102中的与一对局部线圈122、122相对的部分106(图17的实线的斜线所示的部分)在短时间(在这里是2.5秒)从室温被感应加热到淬火温度(例如900℃)。
在相对部分106被感应加热到淬火温度的途中,相对部分106通过磁临界点(在这里是770℃),相对部分106从强磁体变化为常磁体。但是,因为实际上不是平衡状态,所以在通过磁临界点后,相对部分106刚刚到达淬火温度后,相对部分106从强磁体变化为常磁体,这点已经试验地判明。另一方面,螺旋状部件102中的相对部分106以外的未加热部分108仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈120生成的磁场,螺旋状部件102将旋转轴(是与支撑杆112平行的轴,贯通螺旋状部件102的横截面的中央部的轴)作为中心轴,向箭头C方向(或是其相反方向、外周方向)仅旋转90度,如图17(b)所示,相对部分106位于上下,同时未加热部分108与一对局部线圈122、122相对。在该状态下,因为感应加热线圈120被继续供给电力,所以接着相对部分106,未加热部分108被感应加热,在2.5秒间到达淬火温度。
上述的缸105是通过控制高频电源131的控制器(未图示出)控制。该控制器对缸105进行控制,以便在从高频电源131向感应加热线圈120供给电力开始5.0秒后,使支撑杆112向箭头A方向移动,到达落下位置。因此,从螺旋状部件102被感应加热开始5.0秒后,螺旋状部件102落下。从螺旋状部件102被感应加热开始5.0秒后,如图17(b)所示,螺旋状部件102的整体到达淬火温度。因为螺旋状部件102在该状态下落下到冷却槽132中而被冷却,所以螺旋状部件102的整体被迅速冷却硬化。
如以上说明的那样,螺旋状部件102的一部分(在这里,相对部分106)刚刚被感应加热到规定温度(淬火温度)后,螺旋状部件102通过磁力旋转,接着,通过对其他的部分(在这里,未加热部分108)进行感应加热,使螺旋状部件102的整体被均匀地感应加热。因为螺旋状部件102不是通过马达等的驱动源旋转的构成,所以不存在以驱动源的机械的、电气的误差为起因的,该旋转开始的时期的错开。因此,螺旋状部件102的规定部分可以被均匀地感应加热,硬化。
[实施例4]
参照图18至图20,说明本发明的实施例4。
热处理装置200是用于对桶形的螺旋状部件202进行淬火的装置。热处理装置200具有支撑单元210(是在本发明中所述的支撑机构的一个例子)和感应加热线圈220,该支撑单元210支撑螺旋状部件202,使该螺旋状部件202自由旋转;该感应加热线圈220对自由旋转地支撑在该支撑单元210上的螺旋状部件202进行感应加热。感应加热线圈220通过陶瓷制的柱222等,被固定在基台230上。另外,在被支撑于支撑单元210上的螺旋状部件202的下方,配置收纳着冷却液的冷却槽232。
螺旋状部件202是将线材形成为桶形的螺旋状而制作出的。螺旋状部件202是由机械构造用碳素钢或弹簧钢等的各种钢制成的。螺旋状部件202的材料具有用Fe-C平衡状态图表示的770℃的磁临界点(居里温度),螺旋状部件202的温度在该磁临界点以下时,螺旋状部件202为强磁体,螺旋状部件202的温度超过该磁临界点时,螺旋状部件202从强磁体变化为常磁体。
支撑单元210具有被插入螺旋状部件202的中空部204中的陶瓷制的支撑杆212。支撑单元210还具有形成着被支撑杆212的前端部212a插入的凹部224a的支撑板224。该支撑板224是陶瓷制,被配置固定在感应加热线圈220的内侧。支撑杆212的后端部安装在缸205上,支撑杆212随着缸205的驱动,在箭头A、B方向移动。缸205通过支撑柱207,被固定在基台230上。
在使螺旋状部件202支撑在支撑单元210上时,通过使缸205驱动,使支撑杆212向箭头A方向移动,而使前端部212a成为稍向感应加热线圈220的内部突出的状态,将螺旋状部件202配置在感应加热线圈220的内部,接着,通过使缸205驱动,使支撑杆212向箭头B方向移动,贯通螺旋状部件202的中空部204,将支撑杆212的前端部212a插入支撑板224的凹部224a中。据此,螺旋状部件202可通过外力等自由旋转地被支撑在支撑单元210上。
为了支撑螺旋状部件202,支撑杆212向箭头B方向移动时的位置是本发明所述的支撑位置,支撑杆212向箭头A方向移动,不能支撑螺旋状部件202时的位置是本发明所述的落下位置。
感应加热线圈220是如图18所示的桶形状,在该桶形的内部配置螺旋状部件202。感应加热线圈220具有隔着被支撑杆212支撑的螺旋状部件202,配置在相互相对位置上的一对局部线圈222、222。该一对局部线圈222、222是沿着螺旋状部件202的外周面,在其长度方向延伸的板状,其中央部向外侧突出地弯曲。另外,一对局部线圈222、222的宽度W随着螺旋状部件202的直径的减小而狭窄。上述的支撑杆212在被一对局部线圈222、222夹着的位置,与该一对局部线圈222、222并行地延伸。一对局部线圈222、222比螺旋状部件202的长度(高度)长。
另外,感应加热线圈220具有相当于桶形的上边的上边局部线圈226,和相当于桶形的下边的下边局部线圈228,以及将上边局部线圈226连接到高频电源231的连接线圈227。上边局部线圈226的宽度WU比螺旋状部件202的最小外径RM稍大。下边局部线圈228的宽度也同样。在下边局部线圈228上,形成支撑杆212贯通的贯通孔228a。另外,在下边局部线圈228的内侧,固定着防止螺旋状部件202与该下边局部线圈228接触的陶瓷制的挡板229。
说明使用上述热处理装置200对螺旋状部件202进行淬火的方法。
首先,通过使缸205驱动,使支撑杆212向箭头A方向移动,而使支撑杆212的前端部212a成为稍向感应加热线圈220的内部(被各线圈222、222、226、228包围的区域)突出的状态,将螺旋状部件202配置在感应加热线圈220的内部,接着,通过使缸205驱动,使支撑杆212向箭头B方向移动,贯通螺旋状部件202的中空部204,将支撑杆212的前端部212a插入支撑板224的凹部224a中。据此,螺旋状部件202可通过外力等,自由旋转地被支撑在支撑单元210上。
接着,从高频电源231向感应加热线圈220仅仅供给规定的供给时间的规定电力。该供给的电力以及供给时间根据或是对螺旋状部件202的表面层进行淬火,或是对螺旋状部件202的整体进行淬火(浸激淬火)而不同。例如,电力为80kW、电压为440V、频率为49.8kHz、供给时间为2.5秒。象这样,通过仅仅短时间从高频电源231向感应加热线圈220供给大电力,如图20(a)所示,螺旋状部件202中的与一对局部线圈222、222相对的相对部分206(图20的实线的斜线所示的部分)在短时间(在这里是2.5秒)从室温被感应加热到淬火温度(例如900℃)。
在相对部分206被感应加热到淬火温度的途中,相对部分206通过磁临界点(在这里是770℃),相对部分206从强磁体变化为常磁体。但是,因为实际上不是平衡状态,所以在通过磁临界点后,相对部分206刚刚到达淬火温度后,相对部分206从强磁体变化为常磁体,这点已经试验地判明。另一方面,螺旋状部件202中的相对部分206以外的未加热部分208仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈220生成的磁场,螺旋状部件202将旋转轴(是与支撑杆212平行的轴,贯穿螺旋状部件202的横截面的中央部的轴)作为中心轴,向箭头C方向(或是其相反方向、外周方向)仅旋转90度,如图20(b)所示,相对部分206位于上下,同时,未加热部分208与一对局部线圈222、222相对。在该状态下,因为感应加热线圈220被继续供给电力,所以接着相对部分206,未加热部分208被感应加热,在2.5秒间到达淬火温度。
上述缸205是通过控制高频电源231的控制器(未图示出)控制。该控制器对缸205进行控制,以便在从高频电源231向感应加热线圈220供给电力开始5.0秒后,使支撑杆212向箭头A方向移动,到达落下位置。因此,从螺旋状部件202被感应加热开始5.0秒后,螺旋状部件202落下。在螺旋状部件202被感应加热开始5.0秒后,如图20(b)所示,螺旋状部件202的整体到达淬火温度。因为螺旋状部件202在该状态下落下到冷却槽232中而被冷却,所以螺旋状部件202的整体被迅速冷却硬化。
如以上所说明的那样,在螺旋状部件202的一部分(在这里,是相对部分206)刚刚被感应加热到规定温度(淬火温度)后,螺旋状部件202通过磁力旋转,接着,通过对其他的部分(在这里,未加热部分208)进行感应加热,螺旋状部件202的整体被均匀地感应加热。因为螺旋状部件202为不是通过马达等的驱动源旋转的构成,所以不存在以驱动源的机械的、电气的误差为起因的该旋转开始的时期的错开。因此,螺旋状部件202的规定部分可以被均匀地感应加热,硬化。
[实施例5]
参照图21至图23,说明本发明的实施例5。
热处理装置300是用于对鼓形的螺旋状部件302进行淬火的装置。热处理装置300具有支撑单元310(是在本发明中所述的支撑机构的一个例子)和感应加热线圈320,该支撑单元310支撑螺旋状部件302,使该螺旋状部件302自由旋转;该感应加热线圈320对自由旋转地支撑在该支撑单元310上的螺旋状部件302进行感应加热。感应加热线圈320通过陶瓷制的柱322等,被固定在基台330上。另外,在被支撑单元310支撑的螺旋状部件302的下方,配置收纳着冷却液的冷却槽332。
螺旋状部件302是将线材形成为鼓形的螺旋状而制作出的。螺旋状部件302是由机械构造用碳素钢或弹簧钢等的各种钢制成的。螺旋状部件302的材料具有用Fe-C平衡状态图表示的770℃的磁临界点(居里温度),螺旋状部件302的温度在该磁临界点以下时,螺旋状部件302为强磁体,螺旋状部件302的温度超过该磁临界点时,螺旋状部件302从强磁体变化为常磁体。
支撑单元310具有被插入螺旋状部件302的中空部304的陶瓷制的支撑杆312。支撑单元310还具有形成着被支撑杆312的前端部312a插入的凹部324a的支撑板324。该支撑板324是陶瓷制,被配置固定在感应加热线圈320的内侧。支撑杆312的后端部安装在缸305上,支撑杆312随着缸305的驱动,在箭头A、B方向移动。缸305通过支撑柱307,被固定在基台330上。
在使螺旋状部件302支撑在支撑单元310上时,通过使缸305驱动,使支撑杆312向箭头A方向移动,而使前端部312a成为稍向感应加热线圈320的内部突出的状态,将螺旋状部件302配置在感应加热线圈320的内部,接着,通过使缸305驱动,使支撑杆312向箭头B方向移动,贯通螺旋状部件302的中空部304,将支撑杆312的前端部312a插入支撑板324的凹部324a中。据此,螺旋状部件302可通过外力等,自由旋转地被支撑在支撑单元310上。
为了支撑螺旋状部件302,支撑杆312向箭头B方向移动时的位置是本发明所述的支撑位置,支撑杆312向箭头A方向移动,不能支撑螺旋状部件302时的位置是本发明所述的落下位置。
感应加热线圈320是如图21所示的鼓形状,在该鼓形的内部配置螺旋状部件302。感应加热线圈320具有隔着被支撑杆312支撑的螺旋状部件302配置在相互相对的位置的一对局部线圈322、322。该一对局部线圈322、322是沿螺旋状部件302的外周面在其长度方向延伸的板状,其中央部向内侧突出地弯曲。另外,一对局部线圈322、322的宽度W随着螺旋状部件302的直径的减小而狭窄。上述支撑杆312在被一对局部线圈322、322夹着的位置,与该一对局部线圈322、322并行地延伸。一对局部线圈322、322比螺旋状部件302的长度(高度)长。
另外,感应加热线圈320具有相当于鼓形的上边的上边局部线圈326,和相当于鼓形的下边的下边局部线圈328,以及将上边局部线圈326连接到高频电源331的连接线圈327。上边局部线圈326的宽度WU比螺旋状部件302的最大外径RM稍大。下边局部线圈328的宽度也同样。在下边局部线圈328上形成支撑杆312贯通的贯通孔328a。另外,在下边局部线圈328的内侧,固定着防止螺旋状部件302与该下边局部线圈328接触的陶瓷制的挡板329。
说明使用上述热处理装置300,对螺旋状部件302进行淬火的方法。
首先,通过驱动缸305,使支撑杆312向箭头A方向移动,而使支撑杆312的前端部312a成为稍向感应加热线圈320的内部(被各线圈322、322、326、328包围的区域)突出的状态,将螺旋状部件302配置在感应加热线圈320的内部,接着,通过驱动缸305,使支撑杆312向箭头B方向移动,贯通螺旋状部件302的中空部304,将支撑杆312的前端部312a插入支撑板324的凹部324a中。据此,螺旋状部件302可通过外力等,自由旋转地被支撑在支撑单元310上。
接着,从高频电源331向感应加热线圈320仅仅供给规定的供给时间的规定电力。该供给的电力以及供给时间根据或是对螺旋状部件302的表面层进行淬火,或是对螺旋状部件302的整体进行淬火(浸激淬火)而不同。例如,电力为80kW、电压为440V、频率为49.8kHz、供给时间为2.5秒。象这样,通过仅仅短时间从高频电源331向感应加热线圈320供给大电力,如图23(a)所示,螺旋状部件302中的与一对局部线圈322、322相对的相对部分306(图23的实线的斜线所示的部分)在短时间(在这里是2.5秒)从室温被感应加热到淬火温度(例如900℃)。
在相对部分306被感应加热到淬火温度的途中,相对部分306通过磁临界点(在这里是770℃),相对部分306从强磁体变化为常磁体。但是,因为实际上不是平衡状态,所以在通过磁临界点后,相对部分306刚刚到达淬火温度后,相对部分306从强磁体变化为常磁体,这点已经试验地判明。另一方面,螺旋状部件302中的相对部分306以外的未加热部分308仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈320生成的磁场,螺旋状部件302将旋转轴(是与支撑杆312平行的轴,贯穿螺旋状部件302的横截面的中央部的轴)作为中心轴,向箭头C方向(或是其相反方向、外周方向)仅旋转90度,如图23(b)所示,相对部分306位于上下,同时,未加热部分308与一对局部线圈322、322相对。在该状态下,因为感应加热线圈320被继续供给电力,所以接着相对部分306,未加热部分308被感应加热,在2.5秒间到达淬火温度。
上述缸305是通过控制高频电源331的控制器(未图示出)控制。该控制器对缸305进行控制,以便在从高频电源331向感应加热线圈320供给电力开始5.0秒后,使支撑杆312向箭头A方向移动,到达落下位置。因此,从螺旋状部件302被感应加热开始5.0秒后,螺旋状部件302落下。在螺旋状部件302被感应加热开始5.0秒后,如图23(b)所示,螺旋状部件302的整体到达淬火温度。因为螺旋状部件302在该状态落下到冷却槽332中而被冷却,所以螺旋状部件302的整体被迅速冷却硬化。
如以上所说明的那样,在螺旋状部件302的一部分(在这里,相对部分306)刚刚被感应加热到规定温度(淬火温度)后,螺旋状部件302通过磁力旋转,接着,通过对其他的部分(在这里,未加热部分308)进行感应加热,螺旋状部件302的整体被均匀地感应加热。因为螺旋状部件302为不是通过马达等的驱动源旋转的构成,所以不存在以驱动源的机械的、电气的误差为起因的该旋转开始的时期的错开。因此,螺旋状部件302的规定部分可以被均匀地感应加热,硬化。
[实施例6]
参照图24至图27,说明本发明的实施例6。在这里,将通过对线圈状部件进行淬火制造出的部件称为螺旋弹簧。
螺旋弹簧热处理装置410具有陶瓷制的细长的圆柱状的支撑杆420和感应加热线圈430,该支撑杆420支撑线圈状部件412,使被卷成线圈状的线圈状部件412自由旋转;该感应加热线圈430对自由旋转地支撑在该支撑杆420上的线圈状部件412进行感应加热。感应加热线圈430通过陶瓷制的柱432等,被固定在基台440上。另外,在被支撑杆420支撑的线圈状部件412的下方,配置收纳着冷却液的冷却槽450。
线圈状部件412是将由未经淬火的长的弹簧钢构成的材料卷成线圈状制作出的。线圈状部件412的材料具有用Fe-C平衡状态图表示的770℃的磁临界点(居里温度),线圈状部件412的温度在该磁临界点以下时,线圈状部件412为强磁体,线圈状部件412的温度超过该磁临界点时,线圈状部件412从强磁体变化为常磁体。
在感应加热线圈430的内侧,在支撑杆420的前端侧固定陶瓷制的支撑板460。在该支撑板460上形成支撑杆420的前端部420a插入的凹部460a。支撑杆420的后端部安装在缸462上,支撑杆420随着缸462的驱动在箭头A、B方向移动。缸462通过支撑柱464固定在基台440上。
在用支撑杆420支撑线圈状部件412时,使缸462驱动,使支撑杆420向箭头A方向移动,如图26(a)所示,使支撑杆420的前端部420a成为稍向感应加热线圈430的内部突出的状态,将线圈状部件412配置在感应加热线圈430的内部,接着,如图26(b)所示,使缸462驱动,使支撑杆420向箭头B方向移动,贯通线圈状部件412的中空部412a,将支撑杆420的前端部420a插入支撑板460的凹部460a中。据此,线圈状部件412可通过外力等,自由旋转地被支撑在支撑杆420上。
为了支撑线圈状部件412,支撑杆420向箭头B方向移动时的位置是本发明所述的支撑位置,支撑杆420向箭头A方向移动,不能支撑线圈状部件412时的位置是本发明所述的落下位置。
感应加热线圈430是如图25所示的长方形状,在该长方形的内部配置线圈状部件412。感应加热线圈430具有相当于长方形的一对长边的一对长边局部线圈434、434,和相当于长方形的短边的一对短边局部线圈436、436,以及将一个短边局部线圈436连接到高频电源470的连接线圈438。长边局部线圈434、434比线圈状部件412的长度L(参照图24)长,短边局部线圈436、436的长度比线圈状部件412的直径R(参照图27)长。另外,长边局部线圈434、434以及短边局部线圈436、436的宽度W比线圈状部件412的直径R长。在一对短边线圈436、436中的没有与连接线圈438连接的短边局部线圈436上,形成支撑杆420贯通的贯通孔436a。另外,在该短边局部线圈436的内侧,固定着防止线圈状部件412与该短边局部线圈436接触的陶瓷制的挡板472。
一对长边局部线圈434、434隔着被支撑杆420支撑的线圈状部件412配置在相互相对的位置,与该线圈状部件412的长度方向(与箭头A、B方向相同的方向)平行(是本发明中所述的并行的一个例子)地延伸。因此,长边局部线圈434、434和线圈状部件412中的与支撑杆420平行地延伸的相对部分相对地配置。
说明使用上述螺旋弹簧热处理装置410,对线圈状部件412进行淬火,对螺旋弹簧进行热处理的方法。
首先,通过使缸462驱动,使支撑杆420向箭头A方向移动,如图26(a)所示,支撑杆420的前端部420a成为稍向感应加热线圈430的内部突出的状态,将线圈状部件412配置在感应加热线圈430的内部,接着,使缸462驱动,使支撑杆420向箭头B方向移动,贯通线圈状部件412的中空部412a,如图26(b)所示,将支撑杆420的前端部420a插入支撑板460的凹部460a。据此,线圈状部件412可通过外力等,自由旋转地被支撑在支撑杆420上。
接着,从高频电源470向感应加热线圈430仅仅供给规定的供给时间的规定电力。该供给的电力以及供给时间根据或是对线圈状部件412的表面层进行淬火,或是对线圈状部件412的整体进行淬火(浸激淬火)而不同。例如,电力为80kW、电压为440V、频率为49.8kHz、供给时间为2.5秒。象这样,通过仅仅短时间从高频电源470向感应加热线圈430供给大电力,如图27(a)所示,线圈状部件412中的与长边局部线圈434、434相对的相对部分414(图27的实线的斜线所示的部分)在短时间(在这里是2.5秒)从室温被感应加热到淬火温度(例如900℃)。
在相对部分414被感应加热到淬火温度的途中,相对部分414通过磁临界点(在这里是770℃),相对部分414从强磁体变化为常磁体。但是,因为实际上不是平衡状态,所以在通过磁临界点后,相对部分414刚刚到达淬火温度后,相对部分414从强磁体变化为常磁体,这点已经试验地判明。另一方面,线圈状部件412中的相对部分414以外的未加热部分416仍为强磁体。因此,通过长边局部线圈434、434生成的磁场,线圈状部件412将旋转轴(与支撑杆420平行的轴,贯穿线圈状部件412的横截面的中央的轴)作为中心轴,向箭头C方向(或是其相反方向、外周方向)仅旋转90度,如图27(b)所示,相对部分414位于上下,同时,未加热部分416与长边局部线圈434、434相对。在该状态下,因为感应加热线圈430被继续供给电力,所以接着相对部分414,未加热部分416被感应加热,在2.5秒间到达淬火温度。
上述缸462是通过控制高频电源470的控制器(未图示出)控制。该控制器对缸462进行控制,以便在从高频电源470向感应加热线圈430供给电力开始5.0秒后,使支撑杆420向箭头A方向移动,到达落下位置。因此,从线圈状部件412被感应加热开始5.0秒后,如图26(c)所示,线圈状部件412落下。在线圈状部件412被感应加热开始5.0秒后,如图27(b)所示,线圈状部件412的整体到达淬火温度。因为线圈状部件412在该状态下落下到冷却槽450中而被冷却,所以线圈状部件412的整体被迅速冷却硬化。其结果为能得到高质量的螺旋弹簧。
如以上所说明的那样,在线圈状部件412的一部分(在这里,相对部分414)在短时间刚刚被感应加热到规定温度(淬火温度)后,线圈状部件412通过磁力旋转,接着,通过对其他的部分(在这里,未加热部分416)进行感应加热,线圈状部件412的整体被均匀地感应加热。随即,通过使支撑杆420从支撑位置移动到落下位置,线圈状部件412落下到冷却槽450中而硬化。象这样,因为线圈状部件412在短时间被均匀地感应加热到淬火温度而被淬火,所以可以廉价地制造组织以及硬度都均匀的螺旋弹簧。另外,因为对线圈状部件412的感应加热时间是5.0秒以下的短时间,所以无论线圈状部件412是封闭式还是开放式,其长度方向两端部都不会过热。因此,因为可以防止结晶粒的粗大化等,所以可以对高品质的气门弹簧等的螺旋弹簧实施热处理。
在上述的例中,对线圈状部件412进行感应加热的时间是5.0秒,但也可以通过增加向感应加热线圈430供给的电力,来进一步缩短时间。在感应加热时间在5.0秒以下时,可以更好地切实地抑制线圈状部件412的长度方向两端部的过热。
另外,也可以增长支撑杆420,支撑多个线圈状部件412,一次对多个线圈状部件412进行淬火。象这样,通过一次对多个线圈状部件412进行淬火,可以以更低的成本对螺旋弹簧进行热处理。另外,本发明不仅仅限于螺旋弹簧,也可以应用在对钢制的线圈状部件进行淬火的用途中。
产业上利用的可能性
根据本发明的第一热处理装置,被支撑机构支撑的工件中的与旋转轴并行延伸的带状部分被感应加热线圈感应加热。在为超过规定的磁临界点时,从强磁体变化为常磁体的工件的情况下,对上述的带状部分感应加热的结果是,当该带状部分的温度超过磁临界点时,该带状部分从强磁体变化为常磁体。另一方面,因为工件中的带状部分以外的部分(未加热部分)基本没有被加热,所以即使上述带状部分超过磁临界点,未加热部分是磁临界点以下的温度,仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈生成的磁场,未加热部分被感应加热线圈吸引。其结果为,即使没有驱动马达等,工件也自然旋转,未加热部分被感应加热线圈感应加热。象这样,因为接着工件中的带状部分,未加热部分也被感应加热,所以工件中的与旋转轴并行的整个部分都被均匀地感应加热。另外,在利用夹具等强制工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑工件,所以夹具与工件接触的接触压升高,存在工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使工件自然旋转,所以可以抑制工件的变形。
另外,根据本发明的第二热处理装置,通过与被支撑机构支撑的工件中的与旋转轴并行延伸的带状部分相对地配置的感应加热线圈,对该带状部分进行感应加热。在为超过规定的磁临界点时,从强磁体变化为常磁体的工件的情况下,对上述的带状部分感应加热的结果是,当该带状部分的温度超过磁临界点时,该带状部分从强磁体变化为常磁体。另一方面,因为工件中的带状部分以外的部分(未加热部分)并不与感应加热线圈相对,所以基本没有被加热。因此,即使带状部分超过磁临界点,未加热部分是磁临界点以下的温度,仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈生成的磁场,未加热部分被感应加热线圈吸引。其结果为,即使没有驱动马达等,工件也自然旋转,未加热部分被感应加热线圈感应加热。象这样,因为接着工件的带状部分,未加热部分也被感应加热,所以工件中的与旋转轴并行的整个部分都被均匀地感应加热。另外,在利用夹具等强制工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑工件,所以夹具与工件接触的接触压升高,存在工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使工件自然旋转,所以可以抑制工件的变形。
另外,根据本发明的第三热处理装置,通过与被支撑机构支撑的工件的外周面中的与旋转轴并行延伸的带状部分相对地配置的感应加热线圈,对该带状部分进行感应加热。在为超过规定的磁临界点时,从强磁体变化为常磁体的工件的情况下,对上述的带状部分感应加热的结果是,当该带状部分的温度超过磁临界点时,该带状部分从强磁体变化为常磁体。另一方面,因为工件的外周面的带状部分以外的部分(未加热部分)并不与感应加热线圈相对,所以基本没有被加热。因此,即使带状部分超过磁临界点,未加热部分是磁临界点以下的温度,仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈生成的磁场的磁力,未加热部分被感应加热线圈吸引。其结果为,即使没有驱动马达等,工件也自然旋转,未加热部分被感应加热线圈感应加热。象这样,因为接着带状部分,未加热部分也被感应加热,所以工件中的与旋转轴并行的整个部分都被均匀地感应加热。另外,在利用夹具等强制柱形状的工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑柱形状的工件,所以夹具与柱形状的工件接触的接触压升高,存在柱形状的工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力使柱形状的工件自然旋转,所以可以抑制柱形状的工件的变形。
另外,根据本发明的第四热处理装置,通过与被支撑机构支撑的工件的带状部分相对地配置的感应加热线圈,对该带状部分进行感应加热。在为超过规定的磁临界点时,从强磁体变化为常磁体的工件的情况下,对上述的带状部分感应加热的结果是,当该带状部分的温度超过磁临界点时,该带状部分从强磁体变化为常磁体。另一方面,因为工件的外周面的带状部分以外的部分(未加热部分)并不与感应加热线圈相对,所以基本没有被加热。因此,即使带状部分超过磁临界点,未加热部分是磁临界点以下的温度,仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈生成的磁场,未加热部分被感应加热线圈吸引。其结果为,即使没有驱动马达等,工件也自然旋转,未加热部分被感应加热线圈感应加热。象这样,因为接着工件中的带状部分,未加热部分也被感应加热,所以工件中的与支撑机构并行的整个部分都被均匀地感应加热。另外,在利用夹具等,强制筒状工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑筒状工件,所以夹具与筒状工件接触的接触压升高,存在筒状工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使筒状工件自然旋转,所以可以抑制筒状工件的变形。
另外,根据本发明的第五热处理装置,通过与被支撑杆支撑的螺旋状部件的外周面的相对部分相对地配置的感应加热线圈,对该相对部分进行感应加热。对该相对部分感应加热的结果是,当该相对部分的温度超过磁临界点时,该相对部分从强磁体变化为常磁体。另一方面,因为螺旋状部件的外周面的相对部分以外的部分(未加热部分)并不与感应加热线圈相对,所以基本没有被加热。因此,即使相对部分超过磁临界点,未加热部分是磁临界点以下的温度,仍为强磁体。因此,通过感应加热线圈生成的磁场,未加热部分被感应加热线圈吸引。其结果为,即使没有驱动马达等,螺旋状部件也自然旋转,未加热部分被感应加热线圈感应加热。象这样,因为接着螺旋状部件中的相对部分,未加热部分也被感应加热,所以螺旋状部件中的沿旋转方向的整个部分都被均匀地感应加热。另外,在利用夹具等,强制螺旋状部件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑螺旋状部件,所以夹具与螺旋状部件接触的接触压升高,存在螺旋状部件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使螺旋状部件自然旋转,所以可以抑制螺旋状部件的变形。
根据本发明的第一热处理方法,旋转自由地支撑的工件中的与旋转轴并行的带状部分被感应加热。在为超过规定的磁临界点时,从强磁体变化为常磁体的工件的情况下,因为当上述的带状部分超过规定温度时,不同于该带状部分的其他的部分通过磁场被感应加热线圈吸引,所以即使没有驱动马达等,工件也自然旋转,不同于该带状部分的其他部分接近感应加热线圈而被感应加热。象这样,因为接着工件的带状部分,其他部分也接近感应加热线圈而被感应加热,所以工件中的与旋转轴并行的整个部分被均匀地感应加热。另外,在利用夹具等,强制工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑工件,所以夹具与工件接触的接触压升高,存在工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使工件自然旋转,所以可以抑制工件的变形。
另外,根据本发明的第二热处理方法,旋转自由地支撑的柱形状的工件中的与杆状的支撑机构并行的带状部分被感应加热。在为超过规定的磁临界点时,从强磁体变化为常磁体的柱形状的工件的情况下,因为当上述的带状部分超过规定温度时,不同于该带状部分的其他部分通过磁场被感应加热线圈吸引,所以即使没有驱动马达等,柱形状的工件也自然旋转,不同于该带状部分的其他部分接近感应加热线圈,被感应加热。象这样,因为接着柱形状的工件的带状部分,其他部分也接近感应加热线圈,被感应加热,所以柱形状的工件中的与旋转轴并行的所有部分被均匀地感应加热。另外,在利用夹具等,强制柱形状的工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑柱形状的工件,所以夹具与柱形状的工件接触的接触压升高,存在柱形状的工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使柱形状的工件自然旋转,所以可以抑制柱形状的工件的变形。
另外,根据本发明的第三热处理方法,可以对筒状工件的整体均匀地感应加热。另外,在利用夹具等,强制筒状工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑筒状工件,所以夹具与筒状工件接触的接触压升高,存在筒状工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使筒状工件自然旋转,所以可以抑制筒状工件的变形。
另外,根据本发明的第四热处理方法,可以对螺旋状部件的整体均匀地感应加热。另外,在利用夹具等强制螺旋状的工件旋转的情况下,因为是用夹具或是抓住或是支撑螺旋状的工件,所以夹具与螺旋状的工件接触的接触压升高,存在螺旋状的工件变形的可能。但是,在本发明中,因为是利用磁力,使螺旋状的工件自然旋转,所以可以抑制螺旋状的工件的变形。
另外,根据本发明的螺旋弹簧热处理方法以及螺旋弹簧热处理装置,因为长方形状的感应加热线圈的长边与被支撑杆支撑的线圈状部件相对,所以线圈状部件中的与该长边相对的部分(相对部分)被感应加热。该相对部分相当于线圈状部件的外周中的约四分之一圈的部分及其相反侧的约四分之一圈的部分。对该相对部分感应加热的结果是,当该相对部分的温度超过磁临界点时,该相对部分从强磁体变化为常磁体。另一方面,因为线圈状部件的外周面中的该相对部分以外的部分(未加热部分)并不与感应加热线圈相对,所以基本没有被加热。因此,即使该相对部分超过磁临界点,未加热部分是磁临界点以下的温度,仍为强磁体。因此,通过磁场,未加热部分被感应加热线圈吸引。其结果为,线圈状部件旋转,未加热部分被感应加热线圈感应加热。象这样,因为接着线圈状部件中的相对部分,未加热部分也被感应加热,所以线圈状部件中的沿旋转方向的整个部分被均匀地感应加热到淬火温度。另外,在对线圈状部件感应加热后,通过使支撑杆从支撑位置移动到落下位置,线圈状部件落下到冷却槽中而硬化。象这样,因为线圈状部件被均匀地感应加热到淬火温度而被淬火,所以可以廉价地制造组织以及硬度都均匀的螺旋弹簧。另外,本发明的螺旋弹簧热处理方法以及螺旋弹簧热处理装置在对气门弹簧等的小型的螺旋弹簧进行热处理方面特别有效。

Claims (23)

1.一种热处理装置,其特征在于,具有支撑机构和被固定的感应加热线圈,
该支撑机构支撑工件,使该工件以规定的旋转轴为中心自由旋转;
该感应加热线圈感应加热由该支撑机构支撑的工件中的与上述旋转轴并行延伸的带状部分。
2.一种热处理装置,其特征在于,具有支撑机构和感应加热线圈,
该支撑机构支撑工件,使该工件以规定的旋转轴为中心自由旋转;
该感应加热线圈与由该支撑机构支撑的工件中的与上述旋转轴并行延伸的带状部分相对地配置。
3.一种热处理装置,其特征在于,具有支撑机构和感应加热线圈,
该支撑机构支撑柱形状的工件,使该工件以在其长度方向延伸的旋转轴为中心,在其外周方向自由旋转;
该感应加热线圈与由该支撑机构支撑的上述工件的外周面中的与上述旋转轴并行延伸的带状部分相对地配置。
4.一种热处理装置,其特征在于,具有沿工件的长度方向延伸的杆状的支撑机构和与上述支撑机构并行地延伸的感应加热线圈,
该支撑机构被插入筒状的工件的中空部并支撑该工件,使该工件在其外周方向自由旋转;
该感应加热线圈与由该支撑机构支撑的上述工件的外周面中的与上述支撑机构并行延伸的带状部分相对地配置。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的热处理装置,其特征在于,上述支撑机构对在规定的磁临界点以下是强磁体、在超过该磁临界点时变化为常磁体的工件进行支撑。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的热处理装置,其特征在于,上述支撑机构是从支撑上述工件的支撑位置移动到不支撑该工件而使其落下的落下位置的机构,
所述热处理装置具有冷却槽,该冷却槽配置在被该支撑机构支撑的工件的下方,收纳有冷却液。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的热处理装置,其特征在于,上述感应加热线圈具有隔着上述工件配置在相互相对的位置上的一对局部线圈。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的热处理装置,其特征在于,
上述感应加热线圈是长方形状的感应加热线圈,
上述支撑机构在被上述长方形状的感应加热线圈的一对长边夹着的位置上,支撑与该一对长边并行延伸的工件。
9.一种热处理装置,其特征在于,具有陶瓷制的支撑杆和感应加热线圈,
该支撑杆被插入螺旋状部件的中空部并支撑该螺旋状部件,使该螺旋状部件在其外周方向可自由旋转,该螺旋状部件是将在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的线材形成为螺旋状;
该感应加热线圈与由该支撑杆支撑的上述螺旋状部件的外周面中的隔着上述支撑杆相对的相对部分相对地配置。
10.如权利要求9所述的热处理装置,其特征在于,上述感应加热线圈具有隔着上述螺旋状部件配置在相互相对位置上的一对局部线圈。
11.如权利要求10所述的热处理装置,其特征在于,上述一对局部线圈是沿上述螺旋状部件的外周面在其长度方向延伸的部件,
上述支撑杆是在被上述一对局部线圈夹着的位置与该一对局部线圈并行延伸的部件。
12.如权利要求9、10或11所述的热处理装置,其特征在于,上述支撑杆是从支撑上述螺旋状部件的支撑位置移动到不支撑该螺旋状部件而使其落下的落下位置的部件,
所述热处理装置具有冷却槽,该冷却槽配置在被该支撑杆支撑的工件的下方,收纳有冷却液。
13.一种热处理方法,其特征在于,支撑工件使该工件以规定的旋转轴为中心自由旋转,
使感应加热线圈接近该工件中的、与上述旋转轴并行延伸的带状部分,对该带状部分感应加热,
在该带状部分超过规定温度时,上述工件通过磁力旋转,不同于上述带状部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
14.一种热处理方法,其特征在于,在其外周方向可自由旋转地支撑柱形状的工件,
使感应加热线圈接近该柱形状的工件的外周面中的、在该柱形状的工件的高度方向延伸的带状部分,对该带状部分感应加热,
在该带状部分超过规定温度时,上述柱形状的工件通过磁力旋转,不同于上述带状部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
15.一种热处理方法,其特征在于,通过被插入到筒状的工件的中空部的杆状的支撑机构支撑该工件,使该工件在其外周方向自由旋转,
使感应加热线圈接近由上述支撑机构支撑的上述工件的外周面中的与上述支撑机构并行延伸的带状部分,对该带状部分感应加热,
在该带状部分超过规定温度时,该工件通过磁力旋转,不同于上述带状部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
16.一种热处理方法,其特征在于,将陶瓷制的支撑杆插入螺旋状部件的中空部并支撑该螺旋状部件,使该螺旋状部件在其外周方向自由旋转,该螺旋状部件是由在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的材料制成,
使感应加热线圈接近由该支撑杆支撑的上述螺旋状部件的外周面中的、隔着上述支撑杆相对的相对部分,对该相对部分感应加热,
在这些相对部分超过上述磁临界点时,上述螺旋状部件通过磁力旋转,不同于该螺旋状部件的外周面中的上述相对部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
17.如权利要求16所述的热处理方法,其特征在于,在上述螺旋状部件达到规定的淬火温度时,将上述支撑杆从上述螺旋状部件的中空部拔出,使该螺旋状部件落下到收容有冷却液的冷却槽中。
18.一种热处理装置,其特征在于,具有陶瓷制的支撑杆和感应加热线圈,
该支撑杆被插入螺旋弹簧的中空部并支撑该螺旋弹簧,使该螺旋弹簧在其外周方向可自由旋转,该螺旋弹簧是将在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的线材形成为线圈状;
该感应加热线圈与由该支撑杆支撑的上述螺旋弹簧的外周面中的隔着上述支撑杆相对的相对部分相对地配置。
19.如权利要求18所述的热处理装置,其特征在于,上述感应加热线圈具有隔着上述螺旋弹簧配置在相互相对的位置上的一对局部线圈。
20.如权利要求19所述的热处理装置,其特征在于,上述一对局部线圈是沿上述螺旋弹簧的外周面在其长度方向延伸的部件,
上述支撑杆是在被上述一对局部线圈夹着的位置与该一对局部线圈并行延伸的部件。
21.如权利要求18、19或20所述的热处理装置,其特征在于,上述支撑杆是从支撑上述螺旋弹簧的支撑位置移动到不支撑该螺旋弹簧而使其落下的落下位置的部件,
所述热处理装置具有冷却槽,该冷却槽配置在被该支撑杆支撑的螺旋弹簧的下方,收纳有冷却液。
22.一种热处理方法,其特征在于,将陶瓷制的支撑杆插入螺旋弹簧的中空部并支撑该螺旋弹簧,使该螺旋弹簧在其外周方向自由旋转,该螺旋弹簧是由在超过规定的磁临界点时从强磁体变化为常磁体的材料制成,
使感应加热线圈接近由支撑杆支撑的上述螺旋弹簧的外周面中的、隔着上述支撑杆相对的相对部分,对该相对部分感应加热,
在这些相对部分超过上述磁临界点时,上述螺旋弹簧通过磁力旋转,不同于该螺旋弹簧的外周面中的上述相对部分的其他部分接近上述感应加热线圈,被感应加热。
23.如权利要求22所述的热处理方法,其特征在于,在上述螺旋弹簧达到规定的淬火温度时,将上述支撑杆从上述螺旋弹簧的中空部拔出,使该螺旋弹簧落下到收容有冷却液的冷却槽中。
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