JP2007092088A - Heat treatment apparatus and heat treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱処理装置および熱処理方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method.
被熱処理材を回転させた状態で、高周波誘導加熱によって昇温させた後、回転を停止し、冷却液を噴出して温度を低下させることで、焼き入れを施している(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、被熱処理材を均一に冷却することが可能であるが、サイクルタイムが長くなるため、生産性に問題を有する。 However, although it is possible to cool the heat-treated material uniformly, there is a problem in productivity because the cycle time becomes long.
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な生産性を有し、かつ、被熱処理材を均一に冷却可能である熱処理装置および熱処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems associated with the above-described prior art, and provides a heat treatment apparatus and a heat treatment method that have good productivity and can uniformly cool a material to be heat treated. With the goal.
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、
焼入れ温度に昇温された被熱処理材を、回転させるための第1駆動手段、および、
回転中の前記被熱処理材を、冷却するための冷却手段を有し、
前記被熱処理材は、周方向に凹凸状部を有し、前記凹凸状部は、前記被熱処理材の回転方向に関して、表面側および背面側を有し、
前記冷却手段は、前記表面側および背面側を冷却する冷却媒体を噴射するための第1および第2ノズルを有し、
前記第1および第2ノズルの向きは、前記表面側の冷却速度と前記背面側の冷却速度との差異を、縮小させるように、設定されていることを特徴とする熱処理装置である。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
First driving means for rotating the material to be heat-treated at the quenching temperature; and
A cooling means for cooling the heat treated material in rotation;
The heat-treated material has a concavo-convex portion in a circumferential direction, and the concavo-convex portion has a front side and a back side with respect to a rotation direction of the heat-treated material,
The cooling means includes first and second nozzles for injecting a cooling medium for cooling the front surface side and the back surface side,
In the heat treatment apparatus, the directions of the first and second nozzles are set so as to reduce a difference between the cooling rate on the front side and the cooling rate on the back side.
上記目的を達成するための請求項17に記載の発明は、
焼入れ温度に昇温された被熱処理材を、第1駆動手段によって回転させながら冷却するための冷却工程を有し、
前記被熱処理材は、周方向に凹凸状部を有し、前記凹凸状部は、前記被熱処理材の回転方向に関して、表面側および背面側を有し、
前記表面側および背面側は、第1および第2ノズルから噴射される冷却媒体によって、それぞれ冷却され、
前記第1および第2ノズルの向きは、前記表面側の冷却速度と前記背面側の冷却速度との差異を、縮小させるように、設定されている
ことを特徴とする熱処理方法である。
In order to achieve the above object, the invention according to
Having a cooling step for cooling the heat-treated material heated to the quenching temperature while being rotated by the first driving means;
The heat-treated material has a concavo-convex portion in a circumferential direction, and the concavo-convex portion has a front side and a back side with respect to a rotation direction of the heat-treated material,
The front side and the rear side are cooled by a cooling medium sprayed from the first and second nozzles, respectively.
The directions of the first and second nozzles are set so as to reduce the difference between the cooling rate on the front side and the cooling rate on the back side.
請求項1に記載の発明によれば、第1および第2ノズルの向きに基づき、被熱処理材の表面側の冷却速度と背面側の冷却速度との差異を、縮小させることが可能であり、冷却ムラを抑制できる。また、被熱処理材は、回転させた状態で、冷却されるため、サイクルタイムの延長を抑制することが可能である。したがって、良好な生産性を有し、かつ、被熱処理材を均一に冷却可能である熱処理装置を提供することができる。 According to the invention described in claim 1, based on the orientation of the first and second nozzles, it is possible to reduce the difference between the cooling rate on the surface side of the heat-treated material and the cooling rate on the back side, Cooling unevenness can be suppressed. In addition, since the material to be heat-treated is cooled in a rotated state, it is possible to suppress an increase in cycle time. Therefore, it is possible to provide a heat treatment apparatus that has good productivity and can uniformly cool the material to be heat treated.
請求項17に記載の発明によれば、第1および第2ノズルの向きに基づき、被熱処理材が回転している場合において、被熱処理材の表面側の冷却速度と背面側の冷却速度との差異は、縮小され、冷却ムラが抑制される。また、被熱処理材は、回転させた状態で、冷却されるため、サイクルタイムの延長が抑制される。したがって、良好な生産性を有し、かつ、被熱処理材を均一に冷却可能である熱処理方法を提供することができる。
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施の形態1に係るワークを説明するための平面図、図2は、図1に示されるワークの側面図である。 FIG. 1 is a plan view for explaining a workpiece according to Embodiment 1, and FIG. 2 is a side view of the workpiece shown in FIG.
ワーク(被熱処理材)10は、周方向に凹凸状部を有するコンロッド(連接棒)であり、内燃機関におけるピストンとクランクシャフトとを連結し、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝達するために使用される。 The workpiece (material to be heat-treated) 10 is a connecting rod having a concavo-convex portion in the circumferential direction, and is used to connect a piston and a crankshaft in an internal combustion engine and transmit the reciprocating motion of the piston to the crankshaft. Is done.
ワーク10は、本体をなす連接部14と、連接部14の一端側に位置する大端部11と、連接部14の他端側に位置する小端部16とを有する。連接部14は、断面形状が略同一であり、I型断面を有する。
The
大端部11は、分割式であり、半円状部12を有し、例えば、ボルトを使用してコンロッドキャップが組み合わされ、クランクシャフトのピンに連結される。小端部16は、ピストンピンを連結するための開口部17を有する。
The
大端部11と連接部14との間および連接部14と小端部16との間には、つなぎ部13,15が形成されている。つなぎ部13,15の断面積は、連接部14に向かって連続的に減少している。連接部14は、縮径部であり、大端部11、つなぎ部13,15、および小端部16は、連接部14の両端から延長する拡径部である。
Connecting
ワーク10の製造方法は、鍛造工程、焼き入れ工程、ショットブラスト工程、コイニング工程、および機械加工工程を有する。
The manufacturing method of the
鍛造工程においては、素材鋼が熱間鍛造によって成形される。素材鋼は、例えば、炭素鋼(S40C〜S50C)である。 In the forging process, the material steel is formed by hot forging. The material steel is, for example, carbon steel (S40C to S50C).
焼き入れ工程は、昇温工程および冷却工程を有し、ワーク10に対して、実施の形態1に係る熱処理装置および熱処理方法が適用される。
The quenching process includes a temperature raising process and a cooling process, and the heat treatment apparatus and the heat treatment method according to the first embodiment are applied to the
ショットブラスト工程においては、ワーク10の表面の酸化スケールが除去される。コイニング工程においては、軽度の冷間鍛造によって、例えば、ワーク10の厚さが修正される。
In the shot blasting process, the oxide scale on the surface of the
機械加工工程においては、大端部および小端部の摺動部の仕上げや、大端部および小端部に油穴を形成するために、機械加工が施され、製品としてのコンロッドが得られる。コイニング工程と機械加工工程の間に、ショットピーニングを施すことによって、疲労強度を向上させることも可能である。 In the machining process, machining is applied to finish the sliding parts of the large end and small end, and to form oil holes in the large end and small end, and a connecting rod as a product is obtained. . It is also possible to improve fatigue strength by performing shot peening between the coining process and the machining process.
図3は、実施の形態1に係る熱処理装置における中空部材を説明するための斜視図、図4は、図3に示される第1および第2ノズルを説明するための概略図、図5は、実施の形態1に係る熱処理装置におけるワークの固定手段を説明するための側面図である。 3 is a perspective view for explaining a hollow member in the heat treatment apparatus according to Embodiment 1, FIG. 4 is a schematic view for explaining the first and second nozzles shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a side view for explaining a workpiece fixing means in the heat treatment apparatus according to Embodiment 1. FIG.
熱処理装置は、ワーク10が内側に挿入される冷却装置100、ワーク10を把持する固定手段180、および、ワーク10を回転させるための駆動装置185を有する。
The heat treatment apparatus includes a
冷却装置100は、略円筒状の中空部材であり、本体部110、ブラケット部150、絶縁体155、注入口162,167、および第1および第2ノズル172,177を有する。
The
本体部110は、導電体であり、ワーク10の連接部14が配置可能である略円筒状形状を有する。ブラケット部150は、導電体であり、略T字状形状を有し、本体部110から延長する支柱部151、および支柱部151の端部から略直角方向に延長する基部152を有する。基部152は、高周波発生装置(不図示)への固定用のボルト穴153が配置されている。高周波発生装置に対する冷却装置100の固定方法は、ボルト締結に限定されず、適宜変更可能である。
The
絶縁体155は、ブラケット部150の基部152の端面から、支柱部151を経由し、本体部110の内周面115の端面まで、延長している。したがって、本体部110は、高周波発生装置からの交流電流が供給されると、誘導加熱用のコイルとして機能し、ワーク10の連接部14を焼入れ温度に昇温するための加熱手段を構成する。つまり、誘導加熱用のコイルは、冷却装置100と一体化されている。
The
注入口162,167は、冷却媒体C1,C2を供給するための第1および第2配管系142,147が連結されている。冷却媒体C1,C2は、例えば、水である。
The
第1および第2ノズル172,177は、本体部110の内周面115に配置され、本体部110の内部に配置される第1および第2流路を介して、注入口162,167と連通している。したがって、第1および第2ノズル172,177は、注入口162,167に供給される冷却媒体C1,C2を、ワーク10の連接部14に向かって、噴射することが可能である。
The first and
ワーク10の凹凸状部は、ワーク10の回転方向に関して、表面側および背面側を有する。第1ノズル172は、ワーク10の凹凸状部の表面側を冷却する冷却媒体C1を噴射するために使用される。第2ノズル177は、ワーク10の凹凸状部の背面側を冷却する冷却媒体C2を噴射するために使用される。
The concavo-convex portion of the
第1および第2ノズル172,177の向きは、ワーク10の凹凸状部の表面側の冷却速度と背面側の冷却速度との差異を、縮小させるように、設定されている。つまり、実施の形態1に係る熱処理装置は、被熱処理材が回転している場合において、第1および第2ノズル172,177の向きに基づき、被熱処理材の表面側の冷却速度と背面側の冷却速度との差異を、縮小させることが可能であり、冷却ムラを抑制できる。
The orientations of the first and
冷却媒体C1は、表面側に対して略垂直に噴射され、冷却媒体C2は、背面側に対して略垂直に噴射されることが好ましい。 Coolant C 1 is substantially perpendicular injection to the surface side, the cooling medium C 2 are preferably substantially perpendicular injection to the back side.
固定手段180は、例えば、油圧式の可動アームを有する上部チャック部182および下部チャック部184を有する。上部チャック部182は、ワーク10の大端部11を把持するために使用され、回転自在に設置される。下部チャック部184は、ワーク10の小端部16を把持するために使用され、回転自在に設置される。ワーク10の大端部11およびの小端部16を把持する機構は、特に限定されない。
The fixing means 180 includes, for example, an
駆動装置185は、例えば、モータであり、上部チャック部182を駆動して、ワーク10を回転させるために使用される。一方、冷却装置100は、誘導加熱用のコイルが一体化され、かつワーク10を冷却するための第1および第2ノズル172,177を有する。したがって、駆動装置185は、ワーク10を焼入れ温度に昇温する際および焼入れ温度に昇温されたワーク10を冷却する際に、使用される。つまり、駆動装置185は、焼入れ温度に昇温させるために、コイルに挿入された被熱処理材を、回転させるための第2駆動手段、および、焼入れ温度に昇温された被熱処理材を、回転させるための第1駆動手段を兼ねている。
The
次に、中空部材を詳細に説明する。図6は、図3に示される中空部材の平面図、図7は、図6に示される外層部の第1区画と内層部を説明するための断面図、図8は、図6に示される外層部の第2区画と内層部を説明するための断面図である。 Next, the hollow member will be described in detail. 6 is a plan view of the hollow member shown in FIG. 3, FIG. 7 is a sectional view for explaining the first section and the inner layer portion of the outer layer portion shown in FIG. 6, and FIG. 8 is shown in FIG. It is sectional drawing for demonstrating the 2nd division and inner layer part of an outer layer part.
冷却装置100の本体部110は、外層部120および外層部120の内側に位置する内層部130を有する。
The
外層部120は、隔壁125で2分割されており、注入口162が接続される第1区画122、および、注入口167が接続される第2区画127を有する。注入口167に連結される第2配管系147から供給される冷却媒体C2は、注入口162に連結される第1配管系142から供給される冷却媒体C1より、高圧である。
The
内層部130は、第1および第2ノズル172,177の配置数および配置位置に対応して、分割されており、第1ノズル172が配置される内周面115を有する第1小区画132、および第2ノズル177が配置される内周面115を有する第2小区画137を有する。
The
第1小区画132は、第1区画122と連通するための開口部133を有する。第1区画122、開口部133および第1小区画132は、第1ノズル172と第1配管系142とを接続するための第1流路を構成する。第2小区画137は、第2区画127と連通するための開口部138を有する。第2区画127、開口部138および第2小区画137は、第2ノズル177と第2配管系147とを接続するための第2流路を構成する。
The first
第2区画127の内圧は、第1区画122の内圧より大きいため、第2小区画137の内圧は、第1小区画132より大きい。第1および第2ノズル172,177の内径が同一である場合、低圧の冷却媒体C1が供給される第1ノズル172の噴射速度は、高圧の冷却媒体C2が供給される第2ノズル177の噴射速度より小さくなる。したがって、ワーク10が回転している場合において、ワーク10の凹凸状部の表面側における冷却媒体C1の相対速度と、ワーク10の凹凸状部の背面側における冷却媒体C2の相対速度との差異を、縮小させることが可能である。
Since the internal pressure of the
ワーク10の凹凸状部の表面側および背面側における冷却媒体C1,C2の相対速度は、冷却速度と対応するため、相対速度の差異の縮小は、冷却速度の差異の縮小をもたらす。そのため、冷却媒体C1,C2の噴射速度を調整し、相対速度を、一致させることが好ましい。
Since the relative speeds of the cooling media C 1 and C 2 on the front surface side and the back surface side of the concavo-convex portion of the
冷却媒体C1,C2の噴射速度は、冷却媒体C1,C2の圧力によって調整することに限定されず、第1および第2ノズル172,177の内径によって調整することも可能である。例えば、第1ノズル172の内径を、第2ノズル177の内径より大きくすることで、第1および第2ノズル172,177に供給される冷却媒体C1,C2の圧力が同一である場合であっても、ワーク10の凹凸状部の表面側における冷却媒体C1の相対速度と、ワーク10の凹凸状部の背面側における冷却媒体C2の相対速度との差異を、縮小させることが可能である。
Jet velocity of the coolant C 1, C 2 is not limited to adjusting the pressure of the cooling medium C 1, C 2, can be adjusted by the inner diameter of the first and
また、第1および第2ノズル172,177の内径および冷却媒体C1,C2の圧力の両者を調整し、冷却媒体C1,C2の噴射速度を制御することも可能である。さらに、冷却媒体C1,C2の噴射速度は、冷却媒体の供給量によって調整することも可能である。
Moreover, both the inner and the pressure of the cooling medium C 1, C 2 of the first and
次に、実施の形態1に係る熱処理方法を説明する。 Next, the heat treatment method according to Embodiment 1 will be described.
昇温工程においては、まず、ワーク10が、冷却装置100の本体部110に挿入される。ワーク10の連接部14は、本体部110の内周面115に相対して配置され、ワーク10の大端部11およびの小端部16は、固定手段180の上部チャック部182および下部チャック部184によって把持される。
In the temperature raising step, first, the
駆動装置185が、上部チャック部182を駆動して、ワーク10を回転させる。高周波発生装置が起動され、冷却装置100のブラケット部150の基部152および支柱部151を経由して、冷却装置100の本体部110に交流電流を供給する。本体部110は、誘導加熱用のコイルとして機能し、回転しているワーク10の連接部14を加熱する。
The
ワーク10の連接部14が、所定の焼入れ温度に昇温すると、高周波発生装置の作動が停止される。
When the connecting
ワーク10の連接部14が相対する本体部110の内周面115には、冷却媒体C1,C2を噴射するための第1および第2ノズル172,177が配置されているため、昇温工程において焼入れ温度に昇温されたワーク10は、回転を継続しながら冷却工程に、移行する。つまり、昇温工程と冷却工程の移行の際、ワーク10の回転の中断が無く、昇温工程から連続的に冷却工程に移行するため、サイクルタイムの短縮化を図り、生産性を向上させることが可能である。
Since the first and
冷却工程においては、まず、冷却媒体C1,C2が、第1および第2配管系142,147および注入口162,167を経由し、冷却装置100の本体部110の外層部120に、供給される。
In the cooling process, first, the cooling media C 1 and C 2 are supplied to the
冷却媒体C1は、注入口162が接続される第1区画122、および開口部133を経由し、第1ノズル172が配置される内周面115を有する第1小区画132に、導入される。冷却媒体C2は、注入口167が接続される第2区画127、および開口部138を経由し、第2ノズル177が配置される内周面115を有する第2小区画137に、導入される。
The cooling medium C 1 is introduced into the first
したがって、第1および第2ノズル172,177は、冷却媒体C1および冷却媒体C2を噴射し、焼入れ温度に昇温されかつ回転中のワーク10の凹凸状部の表面側および平面側を、それぞれ冷却する。
Therefore, the first and
第1および第2ノズル172,177の向きは、ワーク10の凹凸状部の表面側の冷却速度と背面側の冷却速度との差異を、縮小させるように、設定されている。つまり、実施の形態1に係る熱処理方法においては、被熱処理材が回転している場合において、第1および第2ノズル172,177の向きに基づき、被熱処理材の表面側の冷却速度と背面側の冷却速度との差異は、縮小され、冷却ムラが抑制される。
The orientations of the first and
なお、冷却媒体C1は、表面側に対して略垂直に噴射され、冷却媒体C2は、背面側に対して略垂直に噴射されることが好ましい。 The cooling medium C 1 is substantially perpendicular injection to the surface side, the cooling medium C 2 are preferably substantially perpendicular injection to the back side.
ワーク10の凹凸状部の表面側および背面側における冷却媒体C1,C2の相対速度は、冷却速度と対応するため、相対速度の差異の縮小は、冷却速度の差異の縮小をもたらす。そのため、冷却媒体C1,C2の噴射速度を調整し、相対速度を、一致させることが好ましい。冷却媒体C1,C2の噴射速度は、冷却媒体C1,C2の圧力および/又は第1および第2ノズル172,177の内径によって調整することも可能である。
Since the relative speeds of the cooling media C 1 and C 2 on the front surface side and the back surface side of the concavo-convex portion of the
以上のように、実施の形態1は、良好な生産性を有し、かつ、被熱処理材を均一に冷却可能である熱処理装置および熱処理方法を提供することができる。 As described above, Embodiment 1 can provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method that have good productivity and can uniformly cool a material to be heat treated.
なお、冷却速度の差異の縮小は、第1および第2ノズルの向き、第1および第2ノズルにおける冷却媒体の噴射速度差、第1および第2ノズルの内径差、第1および第2ノズルに供給される冷却媒体の圧力差を利用する形態に限定されず、第1および第2ノズルに対する冷却媒体の供給量の差異や、冷却媒体の温度差を利用することも可能である。 Note that the reduction in the difference in cooling rate is caused by the direction of the first and second nozzles, the difference in the cooling medium injection speed in the first and second nozzles, the inner diameter difference between the first and second nozzles, and the first and second nozzles. It is not limited to the form using the pressure difference of the supplied cooling medium, but it is also possible to use the difference in the amount of cooling medium supplied to the first and second nozzles and the temperature difference of the cooling medium.
第1および第2ノズルの配置数および配置位置は、特に限定されず、被熱処理材のサイズ、凹凸状部の形状(複雑度)、除熱量(被熱処理材の焼入れ温度)、冷却媒体の物性などを考慮して、適宜設定することが可能である。 The number and position of the first and second nozzles are not particularly limited, and the size of the material to be heat treated, the shape of the concavo-convex portion (complexity), the amount of heat removal (quenching temperature of the material to be heat treated), and the physical properties of the cooling medium It is possible to set as appropriate in consideration of the above.
誘導加熱用のコイルは、被熱処理材を冷却するために使用される冷却装置(中空部材)と一体化させることに限定されず、独立した部品として配置することも可能である。 The induction heating coil is not limited to being integrated with a cooling device (hollow member) used for cooling the material to be heat-treated, and can be arranged as an independent component.
図9は、実施の形態2に係る熱処理装置を説明するための概略図である。なお、実施の形態1と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the heat treatment apparatus according to the second embodiment. In addition, about the member which has the function similar to Embodiment 1, the same code | symbol is used and in order to avoid duplication, the description is abbreviate | omitted.
実施の形態2に係る熱処理装置は、回転計291、流速計293,294、圧力計296,298、圧力調整装置297,299、および制御装置290を有する。
The heat treatment apparatus according to Embodiment 2 includes a
回転計291は、固定手段の上部チャック部の回転軸に配置されており、ワーク10の回転速度の変化を検出するための検出手段を構成し、ワーク10の回転数データを、制御装置290に送信する。
The
流速計293,294は、第1および第2ノズル272,277の先端に配置され、第1および第2ノズル272,277から噴射される冷却媒体C1,C2の速度データを、制御装置290に送信する。
圧力計296,298および圧力調整装置297,299は、注入口262,267の近傍における第1および第2配管系242,247に配置される。圧力計296,298は、第1および第2配管系242,247の圧力つまり第1および第2ノズル272,277に供給される冷却媒体C1,C2の圧力データを、制御装置290に送信する。圧力調整装置297,299は、冷却媒体C1,C2の圧力を変更するために使用される。
The pressure gauges 296, 298 and the
制御装置290は、回転計291、流速計293,294、圧力計296,298、および圧力調整装置297,299に対してデータの授受をするためのインターフェースを有し、ワーク10の回転数のバラツキによる悪影響を除去し、ワーク10の熱処理品質を一定に保つために使用される。
The
詳述すると、回転計291からの回転数データの変動により、ワーク10の回転数のバラツキが、リアルタイムで検出される。そして、前記バラツキに基づく、ワーク10の凹凸状部の表面側および背面側における冷却媒体C1および冷却媒体C2の相対速度の変動が算出される。
More specifically, variations in the number of revolutions of the
次に、前記相対速度の変動を除去するために必要とされる、第1および第2ノズル272,277から噴射される冷却媒体C1,C2の速度が算出される。そして、流速計293,294からの第1および第2ノズル272,277から噴射される冷却媒体C1,C2の速度データが、算出された速度と一致するように、圧力調整装置297,299を制御し、第1および第2ノズル272,277に供給される冷却媒体C1,C2の圧力を、変更する。
Next, the speeds of the cooling media C 1 and C 2 ejected from the first and
以上のように、実施の形態2は、ワーク10の回転数のバラツキによる悪影響を除去し、ワーク10の均一な熱処理品質を確保することができる。
As described above, the second embodiment can remove the adverse effect due to the variation in the rotational speed of the
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、被熱処理材は、コンロッドに限定されず、例えば、周方向に凹凸状部を有する歯車に適用することも可能である。 For example, the material to be heat-treated is not limited to the connecting rod, and can be applied to, for example, a gear having an uneven portion in the circumferential direction.
10・・ワーク(被熱処理材)、
11・・大端部、
12・・半円状部、
13,15・・つなぎ部、
14・・連接部、
16・・小端部、
17・・開口部、
100・・中空部材、
110・・本体部、
115・・内周面、
120・・外層部、
122・・第1区画、
125・・隔壁、
127・・第2区画、
130・・内層部、
132・・第1小区画、
133・・開口部、
137・・第2小区画、
138・・開口部、
142・・第1配管系、
147・・第2配管系、
150・・ブラケット部、
151・・支柱部、
152・・基部、
153・・ボルト穴、
155・・絶縁体、
162・・第1注入口、
167・・第2注入口、
172・・第1ノズル、
177・・第2ノズル、
180・・固定手段、
182・・上部チャック部、
184・・下部チャック部、
185・・駆動装置、
242・・第1配管系、
247・・第2配管系、
262・・第1注入口、
267・・第2注入口、
272・・第1ノズル、
277・・第2ノズル、
290・・制御装置、
291・・回転計、
293,294・・流速計、
296,298・・圧力計、
297,299・・圧力調整装置。
10. Work (material to be heat treated),
11. Large end,
12. Semi-circular part,
13, 15 ... Connection part,
14. Connection parts,
16. Small end,
17 .. opening,
100 .. Hollow member,
110 .. Body part,
115 .. Inner surface,
120 .. outer layer part,
122 .. 1st section,
125 .. Bulkhead,
127 .. second section,
130 .. Inner layer,
132 .. 1st subdivision,
133 .. opening,
137 .. Second subdivision,
138 .. opening,
142 .. First piping system,
147 .. Second piping system,
150 .. Bracket part,
151 .. strut part,
152 .. Base
153 .. Bolt hole,
155..Insulator,
162 .. first inlet,
167 .. Second inlet,
172 .. First nozzle,
177 ... second nozzle,
180 .. fixing means,
182 .. Upper chuck part,
184 .. Lower chuck part,
185 .. Drive device,
241, the first piping system,
247 ... Second piping system,
262 .. First inlet,
267 ... the second inlet,
272 ... the first nozzle,
277 ... Second nozzle,
290 .. Control device,
291 ・ ・ Tachometer,
293,294 ・ ・ velocimeter,
296,298 ・ ・ Pressure gauge,
297, 299 ... Pressure adjusting device.
Claims (28)
回転中の前記被熱処理材を、冷却するための冷却手段を有し、
前記被熱処理材は、周方向に凹凸状部を有し、前記凹凸状部は、前記被熱処理材の回転方向に関して、表面側および背面側を有し、
前記冷却手段は、前記表面側および背面側を冷却する冷却媒体を噴射するための第1および第2ノズルを有し、
前記第1および第2ノズルの向きは、前記表面側の冷却速度と前記背面側の冷却速度との差異を、縮小させるように、設定されていることを特徴とする熱処理装置。 First driving means for rotating the material to be heat-treated at the quenching temperature; and
A cooling means for cooling the heat treated material in rotation;
The heat-treated material has a concavo-convex portion in a circumferential direction, and the concavo-convex portion has a front side and a back side with respect to a rotation direction of the heat-treated material,
The cooling means includes first and second nozzles for injecting a cooling medium for cooling the front surface side and the back surface side,
An orientation of the first and second nozzles is set so as to reduce a difference between the cooling rate on the front side and the cooling rate on the back side.
前記検出手段によって検出される前記回転速度の変化に応じて、前記第1ノズルから噴射される冷却媒体の速度および/又は前記第2ノズルから噴射される冷却媒体の速度を調整するための制御手段を有する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱処理装置。 Detecting means for detecting a change in the rotational speed of the heat-treated material; and
Control means for adjusting the speed of the cooling medium ejected from the first nozzle and / or the speed of the cooling medium ejected from the second nozzle according to the change in the rotational speed detected by the detecting means. It has these. The heat processing apparatus of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
前記中空部材は、前記第1ノズルと前記第1配管系とを接続するための第1流路、および、前記第2ノズルと前記第2配管系を接続するための第2流路を有することを特徴とする請求項9に記載の熱処理装置 The cooling means has a first piping system for supplying a cooling medium to the first nozzle part, and a second piping system for supplying a cooling medium to the second nozzle part,
The hollow member has a first flow path for connecting the first nozzle and the first piping system, and a second flow path for connecting the second nozzle and the second piping system. The heat treatment apparatus according to claim 9.
前記外層部は、前記第1配管系が接続される第1区画および前記第2配管系が接続される第2区画を有し、
前記内層部は、前記第1ノズルが配置される内周面を有する第1小区画および前記第2ノズルが配置される内周面を有する第2小区画を有し、
前記第1小区画は、前記第1区画と連通するための開口部を有し、
前記第2小区画は、前記第2区画と連通するための開口部を有する
ことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の熱処理装置。 The hollow member has an outer layer part and an inner layer part located inside the outer layer part,
The outer layer portion has a first section to which the first piping system is connected and a second section to which the second piping system is connected,
The inner layer portion has a first small section having an inner peripheral surface on which the first nozzle is disposed and a second small section having an inner peripheral surface on which the second nozzle is disposed;
The first small section has an opening for communicating with the first section,
The heat treatment apparatus according to claim 9 or 10, wherein the second small section has an opening for communicating with the second section.
前記コイルに挿入された前記被熱処理材を、回転させるための第2駆動手段
を有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の熱処理装置。 A coil for induction heating to raise the heat-treated material to a quenching temperature; and
The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 11, further comprising: second driving means for rotating the heat treatment material inserted into the coil.
前記コイルに挿入された前記被熱処理材を、回転させるための第2駆動手段を有し、
前記コイルは、前記中空部材と一体化されていることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の熱処理装置。 A coil for induction heating for raising the temperature of the heat-treated material to a quenching temperature; and
A second drive means for rotating the heat-treated material inserted in the coil;
The heat treatment apparatus according to any one of claims 9 to 11, wherein the coil is integrated with the hollow member.
前記被熱処理材は、周方向に凹凸状部を有し、前記凹凸状部は、前記被熱処理材の回転方向に関して、表面側および背面側を有し、
前記表面側および背面側は、第1および第2ノズルから噴射される冷却媒体によって、それぞれ冷却され、
前記第1および第2ノズルの向きは、前記表面側の冷却速度と前記背面側の冷却速度との差異を、縮小させるように、設定されている
ことを特徴とする熱処理方法。 Having a cooling step for cooling the heat-treated material heated to the quenching temperature while being rotated by the first driving means;
The heat-treated material has a concavo-convex portion in a circumferential direction, and the concavo-convex portion has a front side and a back side with respect to a rotation direction of the heat-treated material,
The front side and the rear side are cooled by a cooling medium sprayed from the first and second nozzles, respectively.
The direction of the first and second nozzles is set so as to reduce the difference between the cooling rate on the front side and the cooling rate on the back side.
ことを特徴とする請求項17〜22のいずれか1項に記載の熱処理方法。 The speed of the cooling medium ejected from the first nozzle and / or the speed of the cooling medium ejected from the second nozzle is adjusted according to a change in the rotation speed of the heat-treated material. Item 23. The heat treatment method according to any one of Items 17-22.
前記第1駆動手段は、前記第2駆動手段を兼用しており、
前記昇温工程において焼入れ温度に昇温された前記被熱処理材は、回転を継続しながら前記冷却工程に、移行することを特徴とする請求項25に記載の熱処理方法。 The coil is integrated with a substantially cylindrical hollow member having an inner peripheral surface on which the first and second nozzles are disposed and the heat-treated material is disposed on the inside.
The first driving means also serves as the second driving means,
26. The heat treatment method according to claim 25, wherein the heat treated material heated to the quenching temperature in the temperature raising step shifts to the cooling step while continuing to rotate.
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