JP2010027483A - Induction heating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating device capable of evenly induction-heating the peripheral surface of a sprocket, in which the width of the top and the width of the bottom of a gear tooth are different from each other. <P>SOLUTION: The induction heating device 1 induction-heats the peripheral surface 11 of a sprocket 2, in which the top width d1 and the bottom width d2 of a gear tooth are different from each other, and includes an annular heating coil 3. The heating coil 3 includes a part 5 formed narrow in width and a part 4 formed wide in width. In the heating coil 3, the circumferential length of the part 5 formed narrow in width and the circumferential length of the part 4 formed wide in width are formed nearly equal to each other, and the part 5 formed narrow in depth and the part 4 formed wide in width are arranged each other, and width dimension D2 of the part 5 formed narrow in the width of the heating coil 3 is formed nearly equal to the width dimension d2 of the bottom 7 of the gear tooth the sprocket 2, and width dimension D1 of the part 4 formed wide in the width of the heating coil 3 is formed nearly equal to the width dimension d1 of the top 6 of the gear tooth of the sprocket 2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、歯車又はスプロケットの外周面を誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。   The present invention relates to an induction heating apparatus for induction heating an outer peripheral surface of a gear or a sprocket.

スプロケット(又は歯車)の外周面の歯を誘導加熱する際、歯先と歯底とを個別に誘導加熱すると、全周に連続した硬化層を形成することが出来ず、スプロケット全体の剛性を向上させることができない。   When induction heating of the teeth on the outer peripheral surface of the sprocket (or gear), if the tooth tip and bottom of the tooth are induction heated separately, a continuous hardened layer cannot be formed on the entire circumference, improving the rigidity of the entire sprocket. I can't let you.

そこで、特許文献1や特許文献2に開示されているようにスプロケットを環状の加熱コイルで誘導加熱すると、誘導電流がスプロケットの外周面に沿って歯先から歯底へ、そして歯底から歯先へと流れ、外周面の全周に渡って連続した硬化層を形成することができるようになる。   Therefore, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, when the sprocket is induction-heated with an annular heating coil, the induced current flows from the tooth tip to the tooth bottom along the outer peripheral surface of the sprocket, and from the tooth bottom to the tooth tip. It becomes possible to form a continuous hardened layer over the entire circumference of the outer peripheral surface.

特許文献1に開示されているように、スプロケットの外周面を誘導加熱する誘導加熱装置の加熱コイルは、環状型のものが周知である。特許文献1のスプロケットの製造方法では、スプロケットの周囲に環状の加熱コイルが配置され、歯面が誘導加熱される工程が開示されている。   As disclosed in Patent Document 1, an annular heating coil of an induction heating device that induction-heats the outer peripheral surface of a sprocket is well known. In the sprocket manufacturing method of Patent Document 1, a process is disclosed in which an annular heating coil is arranged around the sprocket and the tooth surface is induction-heated.

特許文献1のスプロケットの製造方法では、比較的径が小さく、また、歯先の幅と歯底の幅が均一の一般的なスプロケットの製造方法が開示されており、特許文献1の図4に示されるように、スプロケットの周囲に環状の加熱コイルが配置されて、スプロケットの歯面(外周面)が誘導加熱される。   In the sprocket manufacturing method of Patent Document 1, a general sprocket manufacturing method is disclosed in which the diameter is relatively small, and the width of the tooth tip and the width of the tooth bottom is uniform. As shown, an annular heating coil is arranged around the sprocket, and the tooth surface (outer peripheral surface) of the sprocket is induction-heated.

また、特許文献2の図6にも、スプロケットの外周に環状の高周波誘導加熱コイルが配置された状態が描写されている。特許文献2の図6の例では、高周波誘導加熱コイルは、歯の形状に合わせて起伏しており、スプロケットに対して移動させずに焼入作業を行うものである。   FIG. 6 of Patent Document 2 also depicts a state in which an annular high frequency induction heating coil is disposed on the outer periphery of the sprocket. In the example of FIG. 6 of Patent Document 2, the high-frequency induction heating coil undulates in accordance with the shape of the teeth, and performs a quenching operation without moving the sprocket.

特許文献1や特許文献2に開示されているように、スプロケットの外周面を誘導加熱する際には、歯先から歯底へ、また、歯底から歯先へ誘導電流が流れるように環状の加熱コイルが採用されることが多い。このように、環状の加熱コイルを使用することにより、スプロケットの外周面に連続した硬化層を形成することができるようになる。
特開平8−143967号公報 特開平5−156345号公報
As disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, when the outer peripheral surface of the sprocket is induction-heated, an annular current is flown so that an induced current flows from the tooth tip to the tooth bottom and from the tooth bottom to the tooth tip. A heating coil is often employed. Thus, by using the annular heating coil, a continuous hardened layer can be formed on the outer peripheral surface of the sprocket.
JP-A-8-143967 JP-A-5-156345

ところで、スプロケット(又は歯車)には様々な形状及び大きさのものがあり、例えば、建設機械等に採用される無限軌道の動力伝達に使用されるスプロケットには、歯先の幅が歯底の幅より大きいものがある。従来は、スプロケット(又は歯車)がどのような形状であっても、特許文献1の図4や、特許文献2の図6に描写されているような環状でいずれの部位も幅が均一の加熱コイルで誘導加熱されていた。すなわち、歯先の幅が歯底の幅より大きいスプロケット(又は歯車)の外周面に対して、均一幅の環状の加熱コイルを対向配置し、誘導加熱していた。その結果、焼入深さに差異が生じ易く、特に歯底の端面部と中央部とが均一に焼入されにくかった。   By the way, there are various shapes and sizes of sprockets (or gears). For example, sprockets used for power transmission on endless tracks used in construction machines and the like have a tooth tip width of the root. Some are larger than the width. Conventionally, regardless of the shape of the sprocket (or gear), it is an annular shape as depicted in FIG. 4 of Patent Document 1 or FIG. It was induction heated with a coil. That is, an annular heating coil having a uniform width is disposed opposite to the outer peripheral surface of the sprocket (or gear) whose tooth tip width is larger than the tooth bottom width, and induction heating is performed. As a result, a difference in the quenching depth is likely to occur, and in particular, the end surface portion and the center portion of the tooth bottom are difficult to be hardened uniformly.

また、特許文献2の図6に描写されている加熱コイルは、スプロケットの歯の形状に沿って屈曲しており、誘導加熱時には加熱コイルはスプロケットに対して回転移動しない。そのため、スプロケットの全周囲が均等に加熱されず、特に、加熱コイルが歯先を挟み込むことによって歯先部分の焼入が他の部位より深くなり、さらに、加熱コイルの形状が複雑であるため、製作コストが高くなる。   Further, the heating coil depicted in FIG. 6 of Patent Document 2 is bent along the shape of the sprocket teeth, and the heating coil does not rotate with respect to the sprocket during induction heating. Therefore, the entire circumference of the sprocket is not heated evenly, especially because the heating coil sandwiches the tooth tip, the quenching of the tooth tip part becomes deeper than other parts, and furthermore, the shape of the heating coil is complicated, Production cost increases.

そこで本発明は、歯先の幅と歯底の幅とが相違する歯車やスプロケットの外周面の誘導加熱を均等化することができる誘導加熱装置を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the induction heating apparatus which can equalize the induction heating of the outer peripheral surface of the gearwheel and sprocket from which the width | variety of a tooth tip differs from the width | variety of a tooth root.

上記課題を解決するための請求項1の発明は、歯先幅と歯底幅とが異なる歯車又はスプロケットの外周面を誘導加熱する誘導加熱装置であって、環状の加熱コイルを備えており、該加熱コイルと歯車又はスプロケットとは相対的に回転可能であり、前記加熱コイルは、幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位とを有していることを特徴とする誘導加熱装置である。   The invention of claim 1 for solving the above-mentioned problem is an induction heating device for induction heating the outer peripheral surface of a gear or sprocket having a different tooth tip width and tooth bottom width, and includes an annular heating coil, The heating coil and the gear or the sprocket are relatively rotatable, and the heating coil has a portion configured to be narrow and a portion configured to be wide. Device.

請求項1の発明では、加熱コイルと歯車又はスプロケットとが相対的に回転可能であるので、歯車又はスプロケットの外周面に対する加熱が均等に実施される。さらに、加熱コイルが、幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位とを有しているので、加熱可能な幅が狭い部位と広い部位とができる。これにより、歯先幅と歯底幅とが異なる歯車又はスプロケットの外周面を誘導加熱すると、歯車又はスプロケットの外周面の焼入深さの均等化を図ることができる。   In the invention of claim 1, since the heating coil and the gear or the sprocket are relatively rotatable, the outer peripheral surface of the gear or the sprocket is heated evenly. Furthermore, since the heating coil has a portion having a narrow width and a portion having a wide width, a portion having a narrow width and a wide portion that can be heated can be formed. Thereby, when the outer peripheral surface of a gear or sprocket having a different tip width and bottom width is induction-heated, it is possible to equalize the quenching depth of the outer peripheral surface of the gear or sprocket.

請求項2の発明は、前記加熱コイルはリング状であり、ワンターン内で幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位とを有していることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置である。   The invention according to claim 2 is characterized in that the heating coil is ring-shaped, and has a portion configured to be narrow and a portion configured to be wide in one turn. This is an induction heating device.

請求項2の発明では、加熱コイルがリング状であり、ワンターン内で幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位とを有しているので、構成の簡易化を図ることができる。   In the invention of claim 2, since the heating coil has a ring shape and has a portion configured to be narrow and a portion configured to be wide in one turn, the configuration can be simplified. .

請求項3の発明は、加熱コイルの、幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位の周方向の長さが同程度であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の誘導加熱装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the heating coil, the length in the circumferential direction of the portion configured to be narrow and the portion configured to be wide are approximately the same. It is an induction heating apparatus of description.

請求項3の発明では、加熱コイルの、幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位の周方向の長さが同程度であるので、スプロケットの外周面は、幅が狭く加熱される機会と幅が広く加熱される機会が均等である。これにより、幅広の歯先の過度の加熱が防止されると共に、加熱コイルから遠い歯底の加熱を十分に実施することができる。ここで長さが同程度であるとは、両者の差が10〜20%未満であることを意味する。   In the invention of claim 3, since the circumferential length of the portion of the heating coil that is configured to be narrow and the portion of the configuration that is configured to be wide are approximately the same, the outer peripheral surface of the sprocket is heated with a narrow width. The opportunity to be heated and the opportunity to be heated widely are even. Thereby, excessive heating of the wide tooth tip is prevented, and heating of the tooth root far from the heating coil can be sufficiently performed. Here, having the same length means that the difference between the two is less than 10 to 20%.

請求項4の発明は、加熱コイルの幅が狭く構成された部位の幅寸法は、歯車又はスプロケットの歯底の幅寸法と同程度であり、加熱コイルの幅が広く構成された部位の幅寸法は、歯車又はスプロケットの歯先の幅寸法と同程度であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれかに記載の誘導加熱装置である。   In the invention of claim 4, the width dimension of the portion where the width of the heating coil is configured is approximately the same as the width dimension of the tooth bottom of the gear or sprocket, and the width dimension of the portion where the width of the heating coil is configured wide The induction heating device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is approximately equal to a width dimension of a tooth tip of a gear or a sprocket.

請求項4の発明では、加熱コイルの幅が狭く構成された部位の幅寸法は、歯車又はスプロケットの歯底の幅寸法と同程度であり、加熱コイルの幅が広く構成された部位の幅寸法は、歯車又はスプロケットの歯先の幅寸法と同程度であるので、歯車又はスプロケットが適度に加熱される。ここで幅寸法が同程度であるとは、両者の差が10〜20%未満であることを意味する。   In the invention of claim 4, the width dimension of the portion where the width of the heating coil is configured is the same as the width dimension of the tooth bottom of the gear or the sprocket, and the width dimension of the portion where the width of the heating coil is configured wide. Is approximately the same as the width of the tooth tip of the gear or sprocket, so that the gear or sprocket is heated appropriately. Here, that the width dimension is comparable means that the difference between the two is less than 10 to 20%.

本発明を実施すると、歯先幅と歯底幅とが異なる歯車又はスプロケットの外周面を誘導加熱すると、歯車又はスプロケットの外周面の焼入深さの均等化を図ることができる。   When the present invention is implemented, when the outer peripheral surface of a gear or sprocket having a different tip width and bottom width is induction-heated, the quenching depth of the outer peripheral surface of the gear or sprocket can be equalized.

図1は、本発明の誘導加熱装置の正面図であり、(a)はスプロケットを加熱コイル内に配置する直前の状態を示しており、(b)はスプロケットを加熱コイル内に配置した状態を示している。図1(a)に示すように本発明の誘導加熱装置1は、周知の誘導加熱装置と同様の高周波電源,トランス,冷却液21を貯留する水槽14,及びスプロケット2(又は歯車)を載せる台座12,加熱コイル3,及び台座12を回転及び昇降させる駆動装置13を備えている。水槽14の内部には仕切27が設けられており、仕切27の上側の室には冷却液21が貯留されている。   FIG. 1 is a front view of the induction heating device of the present invention, where (a) shows a state immediately before the sprocket is placed in the heating coil, and (b) shows a state in which the sprocket is placed in the heating coil. Show. As shown in FIG. 1 (a), an induction heating apparatus 1 of the present invention is a pedestal on which a high-frequency power source, a transformer, a water tank 14 for storing a coolant 21 and a sprocket 2 (or gears) similar to a known induction heating apparatus are placed. 12, a heating coil 3, and a driving device 13 for rotating and raising and lowering the pedestal 12 are provided. A partition 27 is provided inside the water tank 14, and a coolant 21 is stored in a chamber above the partition 27.

駆動装置13は水槽14の下方の室内に配置されており、台座12を支持し且つ回転させる回転軸28が、仕切27を水密を保ち貫通している。回転軸28は、駆動装置13内に設けられた昇降機構(図示せず)によって昇降可能であり、回転軸28,台座12,及びスプロケット12は、一体的に昇降する。これにより、誘導加熱時にスプロケット2を液面上の後述する加熱コイル3の内部に配置したり、誘導加熱後のスプロケット2を水槽14の冷却液21内に液没させて冷却することができる。さらに駆動装置13は、誘導加熱時に、回転軸28によってスプロケット2を台座12ごと回転させることができる。   The driving device 13 is disposed in a room below the water tank 14, and a rotating shaft 28 that supports and rotates the pedestal 12 penetrates the partition 27 while keeping the watertight. The rotary shaft 28 can be moved up and down by an elevating mechanism (not shown) provided in the drive device 13, and the rotary shaft 28, the pedestal 12, and the sprocket 12 move up and down integrally. Thereby, at the time of induction heating, the sprocket 2 can be disposed inside a heating coil 3 described later on the liquid surface, or the sprocket 2 after induction heating can be submerged in the cooling liquid 21 of the water tank 14 and cooled. Furthermore, the drive device 13 can rotate the sprocket 2 together with the base 12 by the rotating shaft 28 during induction heating.

以下では、まず誘導加熱の対象であるスプロケット2の形状について説明し、続いて、本発明の誘導加熱装置1の特徴部分である加熱コイル3の構造について説明する。図2は、本発明の誘導加熱装置で誘導加熱するスプロケットの斜視図である。また、図3は、スプロケットの部分拡大図であり、(a)は一部破断正面図、(b)は(a)のb−b矢視図、(c)及び(d)は(a)のc−c断面矢視図である。図3(c)は、本発明の誘導加熱装置で誘導加熱した場合における焼入状態が示されており、図3(d)は、従来の誘導加熱装置によって誘導加熱された場合における焼入状態が示されている。   Below, the shape of the sprocket 2 which is the object of induction heating will be described first, and then the structure of the heating coil 3 which is a characteristic part of the induction heating device 1 of the present invention will be described. FIG. 2 is a perspective view of a sprocket that is induction-heated by the induction heating apparatus of the present invention. FIG. 3 is a partially enlarged view of the sprocket, (a) is a partially broken front view, (b) is a view taken along the line bb of (a), and (c) and (d) are (a). FIG. FIG. 3C shows a quenching state when induction heating is performed by the induction heating device of the present invention, and FIG. 3D is a quenching state when induction heating is performed by a conventional induction heating device. It is shown.

本発明の誘導加熱装置1で焼入を実施するスプロケット2は、直径が400mm以上の建機用に採用されるものである。図2に示すようにスプロケット2は、平板部9を備えている。この平板部9の中心部分には、駆動軸を貫通させる孔10が設けてある。また、この平板部9の外周縁には環状外周部11が形成されており、環状外周部11(外周面)に歯8が形成されている。   The sprocket 2 that performs quenching with the induction heating device 1 of the present invention is used for a construction machine having a diameter of 400 mm or more. As shown in FIG. 2, the sprocket 2 includes a flat plate portion 9. A hole 10 through which the drive shaft passes is provided in the central portion of the flat plate portion 9. An annular outer peripheral portion 11 is formed on the outer peripheral edge of the flat plate portion 9, and teeth 8 are formed on the annular outer peripheral portion 11 (outer peripheral surface).

スプロケット2の歯8の幅は一定ではなく、歯先6の幅d1は、歯底7の中央部7aの幅d2よりも大きい。すなわち、歯底7はくびれており、歯底7の幅は、歯先6から遠ざかるほど広く(すなわち、中央部7aに近づくほど狭く)なっている。よって、環状外周部11では、歯底7の中央部7a部分が最も誘導加熱され易くなっている。   The width of the tooth 8 of the sprocket 2 is not constant, and the width d1 of the tooth tip 6 is larger than the width d2 of the center portion 7a of the tooth bottom 7. That is, the bottom 7 is constricted, and the width of the bottom 7 becomes wider as it goes away from the tooth tip 6 (that is, it becomes narrower as it approaches the center portion 7a). Therefore, in the annular outer peripheral portion 11, the central portion 7a portion of the tooth bottom 7 is most easily induction-heated.

上記のような、環状外周部11の肉厚及び幅寸法が不均一なワークであるスプロケット2を誘導加熱する本発明の誘導加熱装置1は、次のような構成の加熱コイル3を備えている。図4は、本発明の誘導加熱装置に設けられる加熱コイルの斜視図である。   The induction heating apparatus 1 of the present invention for induction heating the sprocket 2 which is a workpiece having a non-uniform thickness and width dimension of the annular outer peripheral portion 11 as described above includes a heating coil 3 having the following configuration. . FIG. 4 is a perspective view of a heating coil provided in the induction heating apparatus of the present invention.

図4に示すように、誘導加熱装置1の加熱コイル3はワンターン形状を呈しており、図1に示すように、一端側には幅が広い幅広部4が形成されており、他端側には幅が狭い幅狭部5が形成されている。幅広部4の幅寸法D1とスプロケット2の歯先6の幅寸法d1とは、差が10〜20%未満である。また、幅狭部5の幅寸法D2とスプロケット2の歯底7の中央部7aの幅寸法d2も、差は10〜20%未満である。さらに、幅広部4と幅狭部5の周方向の長さの差も10〜20%未満であり、両者は途中で接続されている。   As shown in FIG. 4, the heating coil 3 of the induction heating device 1 has a one-turn shape. As shown in FIG. 1, a wide portion 4 having a wide width is formed on one end side, and on the other end side. A narrow portion 5 having a narrow width is formed. The difference between the width dimension D1 of the wide portion 4 and the width dimension d1 of the tooth tip 6 of the sprocket 2 is less than 10 to 20%. The difference between the width dimension D2 of the narrow portion 5 and the width dimension d2 of the central portion 7a of the tooth bottom 7 of the sprocket 2 is also less than 10 to 20%. Furthermore, the difference of the length of the circumferential direction of the wide part 4 and the narrow part 5 is also less than 10-20%, and both are connected on the way.

この加熱コイル3には、高周波電源の電力が、トランスで増幅されて供給される。誘導加熱時に加熱コイル3が過熱焼損しないように、加熱コイル3の内部には冷却水を通過させる冷却水通路(図示せず)が設けられている。この冷却水通路の通路幅は、幅広部4では広く、幅狭部5では狭く設定されている。すなわち、加熱コイル3の肉厚は、均一化が図られている。よって、冷却水通路に冷却水が供給されると、加熱コイル3は略一様に冷却される。   The heating coil 3 is supplied with power from a high frequency power source after being amplified by a transformer. A cooling water passage (not shown) for allowing the cooling water to pass therethrough is provided inside the heating coil 3 so that the heating coil 3 does not burn out during induction heating. The width of the cooling water passage is set to be wide in the wide portion 4 and narrow in the narrow portion 5. That is, the thickness of the heating coil 3 is made uniform. Therefore, when the cooling water is supplied to the cooling water passage, the heating coil 3 is cooled substantially uniformly.

この加熱コイル3は、水槽14(図1)の上方において、環状の中心線Cが鉛直方向を向くように配置されている。そして、誘導過熱時には、加熱コイル3の中心線C上にスプロケット2の中心がくるように、スプロケット2は駆動装置13によって上昇駆動され、加熱コイル3内に配置される。   The heating coil 3 is disposed above the water tank 14 (FIG. 1) so that the annular center line C faces the vertical direction. And at the time of induction overheating, the sprocket 2 is driven up by the drive device 13 and disposed in the heating coil 3 so that the center of the sprocket 2 is on the center line C of the heating coil 3.

また、駆動装置13によってスプロケット2は回転駆動されるが、どの回転位置においても加熱コイル3からスプロケット2までの距離は一定である。すなわち、加熱コイル3からスプロケット2までの距離は、歯先6部分と歯底7部分とでは相違するが、個々の部位における加熱コイル3までの距離は不変である。例えば、歯先6から加熱コイル3までの距離,歯底7から加熱コイル3までの距離は不変である。   Moreover, although the sprocket 2 is rotationally driven by the drive device 13, the distance from the heating coil 3 to the sprocket 2 is constant at any rotational position. That is, the distance from the heating coil 3 to the sprocket 2 is different between the tooth tip 6 portion and the tooth bottom 7 portion, but the distance to the heating coil 3 in each part is unchanged. For example, the distance from the tooth tip 6 to the heating coil 3 and the distance from the tooth bottom 7 to the heating coil 3 are unchanged.

上述したように、スプロケット2の環状外周部11の肉厚は不均一であり、歯底7の肉厚が比較的薄くなっており、さらに中央部7a部分の幅が他の部位の幅よりも狭くなっている。そのため、歯底7(特に中央部7a)においては、他の部位よりも焼入深さが深くなり易い。ところが、本発明を実施した誘導加熱装置1の加熱コイル3は、幅広部4と幅狭部5とを備えており、歯先6は深く焼入されるが、歯底7(中央部7a)が深く焼入されることがない。   As described above, the thickness of the annular outer peripheral portion 11 of the sprocket 2 is non-uniform, the thickness of the tooth bottom 7 is relatively thin, and the width of the central portion 7a is larger than the width of other portions. It is narrower. For this reason, in the tooth bottom 7 (particularly the central portion 7a), the quenching depth is likely to be deeper than other portions. However, the heating coil 3 of the induction heating apparatus 1 embodying the present invention includes the wide portion 4 and the narrow portion 5, and the tooth tip 6 is deeply quenched, but the tooth bottom 7 (central portion 7a). Is not deeply quenched.

すなわち、駆動装置13でスプロケット2を回転させると、各歯先6と各歯底7は、幅広部4と幅狭部5に対して交互に対向する。これにより、幅が広い歯先6は広範囲に且つ深く加熱され、幅が狭い歯底7(中央部7a)は、加熱コイル3から距離が離れている上に、幅狭部5によって加熱される範囲が狭くなるので、略均等に加熱される。   That is, when the sprocket 2 is rotated by the driving device 13, the respective tooth tips 6 and the respective tooth bottoms 7 alternately face the wide portion 4 and the narrow portion 5. Accordingly, the wide tooth tip 6 is heated extensively and deeply, and the narrow tooth bottom 7 (center portion 7a) is separated from the heating coil 3 and is heated by the narrow portion 5. Since the range becomes narrow, it is heated almost evenly.

その結果、図3(a)に示すように、歯先6から歯底7に至るまで環状外周部11(外周面)の焼入深さはほぼ均等となる。すなわち、図3(a)において、左肩上がりのハッチングで示される領域が、誘導加熱された焼入部位23である。この焼入部位23は、スプロケット2の環状外周部11において、歯先6から歯底7に渡って連続形成されている。   As a result, as shown in FIG. 3A, the quenching depth of the annular outer peripheral portion 11 (outer peripheral surface) is substantially uniform from the tooth tip 6 to the tooth bottom 7. That is, in FIG. 3A, the region indicated by hatching that rises to the left is the quenching portion 23 that has been induction-heated. The quenching portion 23 is continuously formed from the tooth tip 6 to the tooth bottom 7 in the annular outer peripheral portion 11 of the sprocket 2.

図3(a)では、焼入部位23(すなわち硬化層)は、ごく一部だけが描写されているが、実際にはスプロケット2の全周囲に渡って連続形成されている。よって、誘導加熱装置1で誘導加熱されたスプロケット2は、全周囲に渡って耐摩耗性と剛性とが提供される。   In FIG. 3A, only a part of the quenching portion 23 (that is, the hardened layer) is depicted, but actually, it is continuously formed over the entire circumference of the sprocket 2. Therefore, the sprocket 2 induction-heated by the induction heating device 1 is provided with wear resistance and rigidity over the entire periphery.

また、図3(c)に示すように、スプロケット2の歯底7の焼入深さは、両端部と中央部とでほぼ同じ(直線状)になる。図3(c)において左肩上がりのハッチングで示される部位が焼入部位23である。この焼入部位23は、誘導加熱(焼入)後のスプロケット2の断面をエッチング処理することによって浮き彫りとなる。   Moreover, as shown in FIG.3 (c), the quenching depth of the tooth root 7 of the sprocket 2 becomes substantially the same (linear shape) in both ends and the center part. In FIG. 3 (c), the part indicated by hatching that rises to the left is the quenched part 23. This quenching part 23 is embossed by etching the cross section of the sprocket 2 after induction heating (quenching).

ちなみに、図3(d)は、幅広部4と幅狭部5とを設けていない従来の加熱コイルで、同型のスプロケット2を誘導加熱した場合の焼入部位24を示している。全周囲が均一な幅の環状加熱コイルでスプロケット2を誘導加熱すると、図3(d)に示すように、スプロケット2の歯底7の両端部と中央部とで焼入深さに差異が生じてしまう。すなわち、両端部が中央部よりも深く焼入れされてしまう。   Incidentally, FIG. 3D shows a quenching portion 24 when the sprocket 2 of the same type is induction-heated with a conventional heating coil that does not have the wide portion 4 and the narrow portion 5. When the sprocket 2 is induction-heated with an annular heating coil having a uniform width around the entire circumference, as shown in FIG. 3 (d), there is a difference in the quenching depth between the both ends and the center of the bottom 7 of the sprocket 2. End up. That is, both end portions are quenched deeper than the central portion.

加熱コイル3は、幅広部4と幅狭部5とを備えているが、代わりに図5に示すような加熱コイル15を採用することもできる。図5は、図4の加熱コイルとは別の、本発明の誘導加熱装置に採用することができる加熱コイルの斜視図である。   Although the heating coil 3 includes the wide portion 4 and the narrow portion 5, a heating coil 15 as shown in FIG. 5 may be employed instead. FIG. 5 is a perspective view of a heating coil that can be employed in the induction heating apparatus of the present invention, different from the heating coil of FIG.

図5に示すように加熱コイル15は、銅製の管路25が分岐部19で同一太さの中空の管路16,17に分岐され、さらに管路16,17は、合流部20で合流して管路26に至っている。中空の管路16,17内には冷却水が供給される。加熱コイル15に供給される電流は交流であるが、説明の都合上、直流であると仮定して説明すると、電流及び冷却水は、管路25から分岐部19で管路16及び17に分岐して流れ、合流部20で合流して管路26に至る。すなわち管路16,17では、電流は同じ方向に流れ、ワーク(スプロケット)に生じさせる誘導電流は相殺されない。   As shown in FIG. 5, in the heating coil 15, the copper pipe 25 is branched into the hollow pipes 16 and 17 having the same thickness at the branch part 19, and the pipes 16 and 17 are joined at the joining part 20. To the conduit 26. Cooling water is supplied into the hollow pipe lines 16 and 17. The current supplied to the heating coil 15 is an alternating current. However, for the sake of explanation, it is assumed that the current is a direct current. The current and the cooling water branch from the pipe 25 to the pipes 16 and 17 at the branch portion 19. And then merges at the merging portion 20 and reaches the pipe 26. That is, in the pipes 16 and 17, the current flows in the same direction, and the induced current generated in the workpiece (sprocket) is not canceled out.

また、管路16,17は、途中で屈曲しており、段部28,18が形成されている。そのため、段部28,18の両側で管路16,17の間隔は相違している。すなわち、分岐部19側の両者の間隔(ワークに対向配置される幅)はD1であり、合流部20側の両者の間隔(ワークに対向配置される幅)はD2となっている。これにより、加熱コイル15は、前述の加熱コイル3と同様の効果を奏することができる。   Moreover, the pipe lines 16 and 17 are bent in the middle, and step portions 28 and 18 are formed. Therefore, the intervals between the pipes 16 and 17 are different on both sides of the step portions 28 and 18. That is, the distance between the two on the branching portion 19 side (width disposed opposite to the workpiece) is D1, and the distance between the two on the junction 20 side (width disposed opposite to the workpiece) is D2. Thereby, the heating coil 15 can have the same effect as the heating coil 3 described above.

以上では、加熱コイル3(,15)の幅広部4と幅狭部5とが、各々二つの領域に分かれる例を示したが、幅が広い部位と幅が狭い部位とが交互に配置されるように加熱コイルを構成してもよい。   Although the example in which the wide part 4 and the narrow part 5 of the heating coil 3 (, 15) are each divided into two regions has been described above, the wide part and the narrow part are alternately arranged. A heating coil may be configured as described above.

なお、加熱コイル3,又は加熱コイル15に供給する電力と加熱時間は、誘導加熱するスプロケット2の大きさや形状に応じて適宜調整するのが好ましい。
また、上述の実施形態では、スプロケット側を回転させる例を示したが、加熱コイル側を回転させても同様の効果が得られる。
In addition, it is preferable to adjust suitably the electric power supplied to the heating coil 3 or the heating coil 15, and the heating time according to the magnitude | size and shape of the sprocket 2 to be induction-heated.
Moreover, although the example which rotates the sprocket side was shown in the above-mentioned embodiment, even if it rotates the heating coil side, the same effect is acquired.

次に、図4,図5で示した加熱コイルの変形例を図6に示す。図6は、図4,図5の加熱コイルとは別の、本発明の誘導加熱装置に採用することができる加熱コイルの斜視図である。   Next, a modification of the heating coil shown in FIGS. 4 and 5 is shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view of a heating coil that can be employed in the induction heating device of the present invention, different from the heating coil of FIGS. 4 and 5.

図6に示す加熱コイル30は、図5の加熱コイル15と同様に、管路25が分岐部19で管路16,管路17に分岐する構造を備えている。管路16,管路17の間隔(ワークに対向配置される幅)は、加熱コイル15と同様にD1である。   The heating coil 30 shown in FIG. 6 has a structure in which the pipe line 25 branches into the pipe line 16 and the pipe line 17 at the branching portion 19, similarly to the heating coil 15 in FIG. 5. The interval between the pipe line 16 and the pipe line 17 (the width facing the workpiece) is D1 as in the heating coil 15.

また、分岐部19で分岐した管路16,管路17の他端側は、屈曲して管路31に接続されている。管路31の幅は、図4の加熱コイル3と同様にD2である。よって、加熱コイル30の管路31は、加熱コイル3の幅狭部5と同様の構成である。管路16,管路17が管路31に接続される部位には、段部28,18が形成されている。   The other ends of the pipes 16 and 17 branched at the branching portion 19 are bent and connected to the pipe 31. The width of the pipe line 31 is D2 similarly to the heating coil 3 of FIG. Therefore, the pipe line 31 of the heating coil 30 has the same configuration as the narrow portion 5 of the heating coil 3. Step portions 28 and 18 are formed at portions where the pipeline 16 and the pipeline 17 are connected to the pipeline 31.

そして管路31の他端側には、管路26が接続されている。よって、管路25側から供給された電力(実際には交流電流であるが、直流電流であると仮定)や冷却水は、分岐部19で管路16側と管路17側とに分岐して流れ、管路31で再び合流して管路26に至る。電力又は冷却水が流れる方向は逆であっても差し支えない。すなわち電力又は冷却水は、管路26側から供給され、管路25側から回収されてもよい。このように構成された加熱コイル30は、前述の加熱コイル3,15と同様の効果を奏することができる。   A pipe 26 is connected to the other end side of the pipe 31. Therefore, the power supplied from the pipe 25 side (actually an alternating current but assumed to be a direct current) and cooling water branch into the pipe 16 side and the pipe 17 side at the branching section 19. And then merge again in the pipe 31 to reach the pipe 26. The direction in which power or cooling water flows may be reversed. That is, electric power or cooling water may be supplied from the pipeline 26 side and recovered from the pipeline 25 side. The heating coil 30 configured in this way can achieve the same effects as the heating coils 3 and 15 described above.

さらに、図4〜図6に示した加熱コイルの変形例を図7に示す。図7は、図4〜図6の加熱コイルとはさらに別の、本発明の誘導加熱装置に採用することができる加熱コイルの斜視図である。   Furthermore, the modification of the heating coil shown in FIGS. 4-6 is shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view of a heating coil that can be employed in the induction heating apparatus of the present invention, which is different from the heating coil of FIGS. 4 to 6.

図7に示す加熱コイル40は、図5の加熱コイル15のように分岐部19がなく、管路25が2周する構造を備えている。図7に示すように管路25は、途中で分岐せず、屈曲部41a,41b,42a,42b,43a,43b,及び44a,44bを備えている。これらの屈曲部によって、1周目の管路25と2周目の管路25との間に幅D1の幅広部45と幅D2の幅狭部46とが形成される。すなわち、加熱コイル40は、管路25を屈曲させて構成されている。また、幅広部45と幅狭部46の周方向の長さは同程度(両者の差が10〜20%未満)である。   The heating coil 40 shown in FIG. 7 has a structure in which the branch portion 19 is not provided and the pipe line 25 makes two rounds like the heating coil 15 in FIG. As shown in FIG. 7, the pipeline 25 does not branch on the way, and includes bent portions 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, and 44a, 44b. By these bent portions, a wide portion 45 having a width D1 and a narrow portion 46 having a width D2 are formed between the pipeline 25 in the first round and the pipeline 25 in the second round. That is, the heating coil 40 is configured by bending the pipe 25. Moreover, the length of the circumferential direction of the wide part 45 and the narrow part 46 is comparable (the difference of both is less than 10 to 20%).

このような加熱コイル40では、管路25上を流れる電流が途中で分岐しないので、図5に示す加熱コイル15よりも少ない電流(半分程度の電流)で加熱コイル15と同等の誘導加熱を行うことができる。   In such a heating coil 40, since the current flowing on the pipe line 25 does not branch in the middle, induction heating equivalent to that of the heating coil 15 is performed with less current (about half the current) than the heating coil 15 shown in FIG. be able to.

本実施の形態におけるスプロケットは、建設機械等に採用される無限軌道(キャタピラ)の動力伝達用に使用されるものとしたが、歯先の幅と歯底の幅とが相違する歯を備えたスプロケット(又は歯車)であれば、用途に関わらず、本発明の誘導加熱装置で誘導加熱することによって均等に焼入することができる。   The sprocket according to the present embodiment is used for power transmission of an endless track (caterpillar) employed in construction machines or the like, but has teeth with different tooth tip widths and tooth bottom widths. If it is a sprocket (or gear), it can harden equally by induction heating with the induction heating apparatus of this invention irrespective of a use.

本発明の誘導加熱装置の正面図であり、(a)はスプロケットを加熱コイル内に配置する直前の状態を示しており、(b)はスプロケットを加熱コイル内に配置した状態を示している。It is a front view of the induction heating apparatus of this invention, (a) has shown the state just before arrange | positioning a sprocket in a heating coil, (b) has shown the state which has arrange | positioned the sprocket in a heating coil. 本発明の誘導加熱装置で誘導加熱するスプロケットの斜視図である。It is a perspective view of the sprocket which carries out induction heating with the induction heating apparatus of this invention. スプロケットの部分拡大図であり、(a)は一部破断正面図、(b)は(a)のb−b矢視図、(c)及び(d)は(a)のc−c断面矢視図である。It is the elements on larger scale of a sprocket, (a) is a partially broken front view, (b) is a bb arrow line view of (a), (c) and (d) are cc section arrows of (a). FIG. 本発明の誘導加熱装置に設けられる加熱コイルの斜視図である。It is a perspective view of the heating coil provided in the induction heating apparatus of this invention. 図4の加熱コイルとは別の、本発明の誘導加熱装置に採用することができる加熱コイルの斜視図である。It is a perspective view of the heating coil which can be employ | adopted for the induction heating apparatus of this invention different from the heating coil of FIG. 図4,図5の加熱コイルとは別の、本発明の誘導加熱装置に採用することができる加熱コイルの斜視図である。It is a perspective view of the heating coil which can be employ | adopted for the induction heating apparatus of this invention different from the heating coil of FIG. 4, FIG. 図4〜図6の加熱コイルとはさらに別の、本発明の誘導加熱装置に採用することができる加熱コイルの斜視図である。It is a perspective view of the heating coil which can be employ | adopted for the induction heating apparatus of this invention different from the heating coil of FIGS.

符号の説明Explanation of symbols

1 誘導加熱装置
2 スプロケット
3 加熱コイル
4 加熱コイルの幅広部
5 加熱コイルの幅狭部
6 スプロケットの歯先
7 スプロケットの歯底
8 スプロケットの歯
11 環状外周部(外周面)
15 加熱コイル
23 焼入部位
30 加熱コイル
d1 スプロケットの歯先幅
d2 スプロケットの歯底幅
D1 加熱コイルの幅広部の幅
D2 加熱コイルの幅狭部の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Induction heating apparatus 2 Sprocket 3 Heating coil 4 Wide part of heating coil 5 Narrow part of heating coil 6 Sprocket tooth tip 7 Sprocket tooth bottom 8 Sprocket tooth 11 Annular outer periphery (outer peripheral surface)
15 Heating coil 23 Quenching part 30 Heating coil d1 Sprocket tooth tip width d2 Sprocket tooth bottom width D1 Heating coil wide part width D2 Heating coil narrow part width

Claims (4)

歯先幅と歯底幅とが異なる歯車又はスプロケットの外周面を誘導加熱する誘導加熱装置であって、環状の加熱コイルを備えており、該加熱コイルと歯車又はスプロケットとは相対的に回転可能であり、前記加熱コイルは、幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位とを有していることを特徴とする誘導加熱装置。   An induction heating device that induction-heats the outer peripheral surface of a gear or sprocket having a different tip width and bottom width, and is provided with an annular heating coil, and the heating coil and the gear or sprocket are relatively rotatable. The induction heating apparatus is characterized in that the heating coil has a portion having a narrow width and a portion having a wide width. 前記加熱コイルはリング状であり、ワンターン内で幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位とを有していることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置。   The induction heating apparatus according to claim 1, wherein the heating coil has a ring shape and has a portion configured to be narrow and a portion configured to be wide in one turn. 加熱コイルの、幅が狭く構成された部位と幅が広く構成された部位の周方向の長さが同程度であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の誘導加熱装置。   The induction heating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the length of the heating coil in the circumferential direction is substantially the same as that of the portion configured to be narrow and the portion configured to be wide. 加熱コイルの幅が狭く構成された部位の幅寸法は、歯車又はスプロケットの歯底の幅寸法と同程度であり、加熱コイルの幅が広く構成された部位の幅寸法は、スプロケットの歯先の幅寸法と同程度であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれかに記載の誘導加熱装置。   The width dimension of the part where the width of the heating coil is configured is the same as the width dimension of the tooth bottom of the gear or sprocket, and the width dimension of the part where the width of the heating coil is configured is The induction heating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the induction heating device is approximately equal to a width dimension.
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