JP2004027311A - リング部材の誘導加熱焼入方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リング部材の全面を効率よく焼入れする誘導加熱焼入方法及び装置
【解決手段】複数対の鍔３ａ，３ｂ…を有する鍔付軸２の各対の鍔間３ａ−３ｂ，３ｃ−３ｄに複数のワーク（リング部材）Ｗａ，Ｗｂを載置し、それぞれのワークＷａ，Ｗｂの両側面に同方向に電流の流れるほぼ半円形の加熱コイル１０ａ，１０ｂ…を配設し、鍔付軸２によりワークＷａ，Ｗｂを回転しながらワークの内外周面と両側面とを加熱してワークの全面を焼入れする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブッシュなどのリング部材を誘導加熱により焼入する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブッシュなどのリング部材の内外周と両側面の全面を誘導加熱焼入れを行う場合には、被焼入リング部材の下部の３点などを支持し、円筒加熱コイルを使用して外周から加熱して焼入れする方法が採られた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、図５に示すようにリング部材Ｗの支持点に対応する部分ｓの温度が低くなり、部分的に焼入硬さの低いソフトスポットが生ずるという問題点があった。また、この方法では外周からリング全体を均一加熱して内周まで加熱するので電力を要して加熱時間が長くなり、生産性が低下し、コストも上昇するという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、これらの問題点を解決し、リング部材を短時間でかつ均一に加熱して生産性を向上しコスト低減するリング部材の誘導加熱焼入方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のリング部材の誘導加熱焼入方法は、被焼入リング部材の両側面に配設された同方向に電流の流れる１対の円形又は半月形の加熱コイルにより該リング部材を回転しながら加熱して、該リング部材の内外周面と両側面とを焼入れすることを特徴とするものである。
【０００６】
すなわち、本発明によれば、被焼入リング部材を両側面から加熱するので、リングの外周および内周も両面から加熱されて温度が上昇し、従来の円筒コイルで外周から加熱する場合に比して側面、内周の温度上昇が早く短時間で加熱できる。またリング部材の両側面の加熱コイルには同方向に電流が流れるために、磁束が相殺されることなく効率よく加熱できる。さらに、リング部材を回転しながら加熱するのでリングの全体が均一加熱され、焼入れ面のソフトスポットが生ずることがない。
【０００７】
上記焼入れを行うために本発明のリング部材の誘導加熱焼入装置は、被焼入リング部材を回転駆動する回転手段と、該被焼入リング部材の両側面に配設された同方向に電流の流れる１対の円形又は半月形の加熱コイルとを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のリング部材の誘導加熱焼入装置は、複数の被焼入リング部材を同時回転駆動する回転手段と、該複数の被焼入リング部材の両側面にそれぞれ配設された同方向に電流の流れる複数対の円形又は半月形の加熱コイルとを備えることが、多数のリング部材を同時に焼入れすることができ、生産性を向上しコスト低減するために望ましい。
【０００９】
前記回転手段は、平行に配設された対称位置に１対または複数対の鍔が設けられた２本の鍔付軸を備え、該鍔付軸上の各対の鍔間に被焼入リング部材を載置し、該鍔付軸を回転して１または複数の被焼入リング部材を回転駆動することが簡易に上記目的を達成するために望ましい。この場合に前記半月形の加熱コイルを使用すると鍔付軸がコイルに干渉することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図示の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明実施形態の２個の焼入リング部材を同時に焼入れする誘導加熱焼入装置の斜視図、図２はその上面図、図３はその側面図、図４は加熱コイルの結線を示す図である。
【００１１】
これらの図において、被焼入リング部材（以下ワークという）Ｗを回転する回転手段１は、平行に配設された２本の鍔付軸２，２からなる。鍔付軸２，２にはそれぞれ対称位置に１対の鍔３ａ，３ｂと３ｃ，３ｄの２組の鍔が設けられている。そして、１対の鍔３ａ，３ｂと３ｃ，３ｄの内側の間隔は、鍔３ａ，３ｂと３ｃ，３ｄの間の軸上にそれぞれワークＷａ，Ｗｂを載置したとき、鍔がガイドになってワークが滑動回転できるようにされている。こうして、図示しないモータなどの駆動手段により鍔付軸２，２を回転し、軸２，２とワークＷのフリクションによりワークＷを回転駆動するようになっている。
【００１２】
加熱コイル１０は、円弧部１１と直線の弦部１３を有する半月形をなし、円弧部１１の一端と弦部１３の一端とが連結され、円弧部１１の他端と弦部１３の他端とにそれぞれ円弧引出し部１２と弦引出し部１４が接続されている。そして１対の半月形加熱コイル１０ａ，１０ｂが前記鍔付軸上に載置された１つのワークＷａの両側面に、他の１対の加熱コイル１０ｃ，１０ｄがもう１つのワークＷｂの両側面にそれぞれワークの側面から所定の隙間を設けて配設されている。円弧部１１の形状はコイルがワークＷの側面を覆って、ワークＷの側面と内外周を加熱するようにされている。
【００１３】
これらの２対の加熱コイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはすべてのコイルに同方向に電流が流れるように結線されている。すなわち図４に示すように高周波電源に接続されるターミナル２０が連結導体１５を介して加熱コイル１０ａの円弧引出し部１２ａに接続され、同コイルの弦引出し部１４ａが連結導体１６を介して加熱コイル１０ｂの円弧引出し部１２ｂに接続される。同様に加熱コイル１０ｂの弦引出し部１４ｂが連結導体１７を介して加熱コイル１０ｃの円弧引出し部１２ｃに接続され、弦引出し部１４ｃが連結導体１８を介して加熱コイル１０ｄの円弧引出し部１２ｄに接続される。加熱コイル１０ｄの弦引出し部１４ｄが連結導体１９を介してターミナル２１に接続される。これにより、ターミナル２０、２１から電流を付加すると図４に示すように４個の加熱コイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄには同方向に電流が流れるようになっている。
【００１４】
ここでいう加熱コイルの半月形は、半円より小さい弧の場合も、また大きい弧の場合の形状も含むものである。本実施例のように鍔付軸を使用してワークを回転駆動する場合は軸と干渉しないので半月形が好ましいが、駆動方法により円形コイルを使用してもよい。また本実施形態においては２個のワークを同時焼入れする場合について説明したが、３個以上を同時焼入れすることもできる。
【００１５】
上記構成のリング部材の誘導加熱焼入装置による焼入方法について説明する。まず鍔付軸２，２のそれぞれの１対の鍔３ａ，３ｂと３ｃ，３ｄの間にワークＷａ，Ｗｂを載置する。そして図示しないモータなどの駆動手段により鍔付軸２，２を回転してワークＷａ，Ｗｂを回転駆動する。
【００１６】
そしてワークを回転した状態で、高周波電源２５から加熱コイル１０ａ，１０ｂ．１０ｃ，１０ｄに電流を付加する。すると、ワークＷは両側面から加熱され、順次内外周面も加熱される。ワークＷが焼入温度に加熱されると、図示しない冷却手段により冷却液噴射などで急冷されて焼入れされる。
【００１７】
このように本発明の方法によれば、ワークが両側面から加熱されるので、外周から加熱する従来方法に比して短時間で全面が加熱される。これにより電力が少なく焼入熱処理のコストを下げることができる。また、加熱時にワークの支持点がないので、従来の支持点に対応する焼入れ時のソフトスポットが発生することなく全体が均一に加熱焼入れされる。また、複数のリング部材を同時に焼入れすることもできるので量産性が高い。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリング部材の誘導加熱焼入方法と装置によれば、電力効率がよく、短時間でリング部材の全面に均一な焼入層を形成することができるので、熱処理コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のリング部材の誘導加熱焼入装置の斜視図
【図２】本発明実施形態のリング部材の誘導加熱焼入装置の上面図
【図３】本発明実施形態のリング部材の誘導加熱焼入装置の側面図
【図４】本発明実施形態のリング部材の誘導加熱焼入装置の加熱コイルの結線図
【図５】従来方法によるリング部材の誘導加熱焼入した場合の生ずるソフトスポットを説明する図面
【符号の説明】
Ｗ　ワーク（リング部材）、１　回転手段、２　鍔付軸、３　鍔、１０　加熱コイル、１１　円弧部、１２　円弧引出し部、１３　弦部、１４　弦引出し部、１５、１６、１７、１８、１９　連結導体、２０、２１　ターミナル

Claims (4)

1. 被焼入リング部材の両側面に配設された同方向に電流の流れる１対の円形又は半月形の加熱コイルにより該リング部材を回転しながら加熱して、該リング部材の内外周面と両側面とを焼入れすることを特徴とするリング部材の誘導加熱焼入方法。
2. 被焼入リング部材を回転駆動する回転手段と、該被焼入リング部材の両側面に配設された同方向に電流の流れる１対の円形又は半月形の加熱コイルとを備えたことを特徴とするリング部材の誘導加熱焼入装置。
3. 複数の被焼入リング部材を同時回転駆動する回転手段と、該複数の被焼入リング部材の両側面にそれぞれ配設された同方向に電流の流れる複数対の円形又は半月形の加熱コイルとを備えたことを特徴とする請求項２に記載のリング部材の誘導加熱焼入装置。
4. 前記回転手段は、平行に配設された対称位置に１対または複数対の鍔が設けられた２本の鍔付軸を備え、該鍔付軸上の各対の鍔間に被焼入リング部材を載置し、該鍔付軸を回転して１または複数の被焼入リング部材を回転駆動することを特徴とする請求項２または３に記載のリング部材の誘導加熱焼入装置。

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