JP2002167618A5 - 軸付球状体の誘導加熱コイルおよび焼入装置 - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 軸付球状体の外周形状に沿って、該部材の被処理表面との間に所定の隙間を形成する形状の３本の導体が軸方向に配設され、該３本の導体の球状頭部側端同士が連結され、両側の２本の導体の軸側端同士が連結され、中央の導体の軸側端のリード部と前記両側の軸側端同士が連結されたリード部とに電源を接続して３本足コイルを形成させ、前記３本の導体の１以上の導体について被処理軸付球状体のくびれ部に対向する部分に部分的に幅を狭くした切欠部を設けたことを特徴とする軸付球状体の誘導加熱コイル。
【請求項２】 前記３本の導体のうち、中央の導体の幅を両側の２本の導体の幅より大きくし、該中央の導体の被処理軸付球状体のくびれ部に対向する部分に部分的に幅を狭くした切欠部を設け、かつ該部の導体に磁束集中材を装着したことを特徴とする請求項１に記載の軸付球状体の誘導加熱コイル。
【請求項３】 請求項１または２に記載の誘導加熱コイルと、被処理部材を回転しながら誘導加熱する加熱回転手段と、焼入温度に加熱された被処理部材を回転しながら冷却する冷却手段と冷却回転手段とを備えたことを特徴とする軸付球状体の誘導加熱焼入装置。
【請求項４】 前記冷却手段は、被処理軸付球状体の表面との間に所定の隙間を形成するようにして該部材の円周を取り囲む内壁を有し、該内壁に被焼入面にほぼ垂直に冷却液を噴出する噴出口が設けられた冷却ジャケットからなり、該ジャケットが部材の軸方向に対称に２つ割りされ、かつ該部材の長さ方向に２以上に分割されたことを特徴とする請求項３に記載の軸付球状体の誘導加熱焼入装置。

そこで本発明は、図２に示す軸付球状体のような異形円筒部材の誘導加熱焼入れにおいて、焼入性の不十分な材料でも、均一な硬さに焼入れできる誘導加熱コイルと焼入装置を提供することを目的とする。

【０００６】
【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軸付球状体の誘導加熱コイルは、軸付球状体の外周形状に沿って、該部材の被処理表面との間に所定の隙間を形成する形状の３本の導体が軸方向に配設され、該３本の導体の球状頭部側端同士が連結され、両側の２本の導体の軸側端同士が連結され、中央の導体の軸側端のリード部と前記両側の軸側端同士が連結されたリード部とに電源を接続して３本足コイルを形成させ、前記３本の導体の１以上の導体について被処理軸付球状体のくびれ部に対向する部分に部分的に幅を狭くした切欠部を設けたことを特徴とするものである。

前述したように、通常、軸付球状体を加熱する際には、そのくびれの部分が加熱され難いという問題がある。これに対し、本発明のコイルはくびれに相当するコイルの部分の幅を小さくすることにより、この部分の電流密度が上がるので、くびれ部分が加熱されやすくなるという特徴がある。
さらに、前記３本の導体のうち、中央の導体の幅を両側の２本の導体の幅より大きくし、該中央の導体の被処理軸付球状体のくびれ部に対向する部分に部分的に幅を狭くした切欠部を設け、かつ該部の導体に磁束集中材を装着することが望ましい。導体のこの部分に磁束集中材を装着すれば一層効果を増すことができる。もとより両側の導体のくびれ部に対向する部分にも磁束集中材を装着すれば、くびれの加熱効果を増すことができ、導体のその他の部分にも適宜磁束集中材を装着すると良い。

また、本発明の軸付球状体の誘導加熱焼入装置は、前記の誘導加熱コイルと、被処理部材を回転しながら誘導加熱する加熱回転手段と、焼入温度に加熱された被処理部材を回転しながら冷却する冷却手段と冷却回転手段とを備えたことを特徴とするものである。

この冷却手段は、被処理軸付球状体の表面との間に所定の隙間を形成するようにして該部材の円周を取り囲む内壁を有し、該内壁に被焼入面にほぼ垂直に冷却液を噴出する噴出口が設けられた冷却ジャケットからなり、該ジャケットが部材の軸方向に対称に２つ割りされ、かつ該部材の長さ方向に２以上に分割されたものであることが望ましい。

本実施形態における被処理軸付球状体（以下ワークという）Ｗは、図１、図２の鎖線で示すように球状のヘッド１にテーパの軸部２が付設され、くびれ部２ａを有するボールスタッドであり、球状ヘッド１の頂点部を除く球面と軸部テーパ部を焼入れするものである。

図１において、加熱コイル１０の３本の導体１１、１２、１３はワークＷの表面との間に所定の隙間を形成する形状の曲線に曲げられた導体であり、ワークＷのくびれ部２ａを含む外周形状に沿って軸方向に延長して配設される。その一端１１ａ，１２ａ，１３ａは半円の導体１４により連結されている。

以上述べたように、本発明の軸付球状体の誘導加熱コイルおよび焼入装置によれば、ワーク表面との間に所定の隙間が形成される形状の３本の導体により３本足コイルが形成されたコイルにより加熱するので、通常の２本導体のコイルによる加熱よりも加熱速度が速く、かつ均熱される。また、ワークのくびれに相当する部の導体に部分的に幅を狭くした切欠部を設けて、この部の電流密度を増すようにしているので、通常加熱し難いワークのくびれ部も均一に加熱される。さらにこの部分に磁束集中材を装着しているので、くびれ部も均一な焼入硬さが得られる。

【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸付球状体の誘導加熱コイルおよび焼入装置によれば、焼入性の不十分な炭素鋼などの軸付球状体でも均一な焼入硬さが得られるので、ボールスタッドなどの部品の品質の向上と製造コストの低減が可能になる。