JP2012012667A - 誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 - Google Patents
誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012012667A JP2012012667A JP2010150411A JP2010150411A JP2012012667A JP 2012012667 A JP2012012667 A JP 2012012667A JP 2010150411 A JP2010150411 A JP 2010150411A JP 2010150411 A JP2010150411 A JP 2010150411A JP 2012012667 A JP2012012667 A JP 2012012667A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- induction heating
- circumferential direction
- induction
- processing target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
【課題】高い処理効率で、所望の加熱領域の熱処理を容易に実現することが出来る誘導加熱焼入装置及び誘導加熱方法を提供する。
【解決手段】ワーク12と加熱コイルの少なくとも一方の回動により、ワーク12の被処理部Aの周方向に沿ってワーク12と加熱コイル26を相対的に移動させるとともに、被処理部Aの周方向Rと交差する軸方向の異なる部分を誘導加熱する加熱導体部31Aを有する加熱コイル26を備え、加熱コイル26は、軸方向の一方側に開口する屈曲部34と、軸方向の他方側に開口する屈曲部35とが、交互に、対向する向きで、周方向Rに沿って連続して配置されるジグザグ形状を成す。
【選択図】図1
【解決手段】ワーク12と加熱コイルの少なくとも一方の回動により、ワーク12の被処理部Aの周方向に沿ってワーク12と加熱コイル26を相対的に移動させるとともに、被処理部Aの周方向Rと交差する軸方向の異なる部分を誘導加熱する加熱導体部31Aを有する加熱コイル26を備え、加熱コイル26は、軸方向の一方側に開口する屈曲部34と、軸方向の他方側に開口する屈曲部35とが、交互に、対向する向きで、周方向Rに沿って連続して配置されるジグザグ形状を成す。
【選択図】図1
Description
本発明は、誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法に関する。
金属部材に高周波焼入れ等の熱処理を行う誘導加熱焼入方法において、被処理部に対向する誘導加熱コイルを用いて処理を行う誘導加熱焼入方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。通常、このような誘導加熱焼入方法では、被処理部の大きさ、形状、求められる加熱領域に応じた形状や条件設定で、誘導加熱コイルを用いて加熱処理を行っている。
しかしながら、上記技術には以下のような問題がある。すなわち、上述の加熱方式の誘導加熱焼入装置では、被処理部の大きさや形状に対応する誘導加熱コイルを用いる必要があるため、例えば被処理部の形状が複雑な場合には、誘導加熱コイルの形状や条件設定が複雑なものとなり、実現が困難あるいは不可能となる。また、被処理部が大きい場合には大型の誘導加熱コイルが必要となり、高出力の電力を要するという問題がある。
そこで、本発明は、高い電力を必要とせず、所望の加熱領域の熱処理を容易に実現出来る誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法を提供することを目的とする。
処理対象物と加熱コイルの少なくとも一方の回動により、前記処理対象物の被処理部の周方向に沿って前記処理対象物と前記加熱コイルを相対的に移動させるとともに、前記被処理部の前記周方向と交差する軸方向の異なる部分を誘導加熱する加熱導体部を有する複数の加熱コイルを備え、前記複数の加熱コイルのうち少なくとも1つは、前記軸方向の一方側に開口する曲部と、前記軸方向の他方側に開口する曲部とが、交互に、対向する向きで、前記周方向に沿って連続して配置されるジグザグ形状を成す加熱導体部を有することとした。
処理対象物の被処理部の周方向と交差する軸方向の異なる部分をそれぞれ誘導加熱する加熱導体部を有する複数の加熱コイルを、前記被処理部の少なくとも一部にそれぞれ対向させ、前記被処理部に対して前記複数の加熱コイルによる熱処理を施しながら、前記被処理部の周方向に沿って相対的に前記被処理部と前記加熱コイルを移動させる移動加熱工程を備え、前記複数の加熱コイルの加熱導体部により加熱される前記被処理部の各々の領域が、1つの連続した加熱領域をなし、前記複数の加熱コイルのうち少なくとも1つは、前記軸方向の一方側に開口する曲部と、前記軸方向の他方側に開口する曲部とが、交互に、対向する向きで、前記周方向に沿って連続して配置されるジグザグ形状を成す加熱導体部を有することとした。
本発明によれば、高い処理効率で、所望の加熱領域の熱処理を容易に実現することが可能となる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態にかかる誘導加熱焼入装置、及び誘導加熱焼入方法について、図1乃至図9を参照して説明する。図中矢印X,Y,Zはそれぞれ互いに直交する3方向を示す。また、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。
以下、本発明の第1実施形態にかかる誘導加熱焼入装置、及び誘導加熱焼入方法について、図1乃至図9を参照して説明する。図中矢印X,Y,Zはそれぞれ互いに直交する3方向を示す。また、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。
図1は本実施形態に係る誘導加熱焼入装置1の構成を示す断面図、図2は平面図である。図1及び図2に示すように、誘導加熱焼入装置1は、処理対象物であるワーク12を移動可能に支持する移動支持部(移動手段)と、ワーク12の外周にそれぞれ複数配置された各加熱装置10A、10Bと、ワーク12の加熱処理工程の後にワーク12を冷却する冷却部13(冷却手段)と、を備えて構成される。下方に設けられた冷却部13は、加熱処理後に下方に移動したワーク12の外側を囲むように筒状に構成され、内側の空間13aに配されたワーク12を冷却する。
本実施形態においては、例えば段差を有する円筒形状のワーク12を用い、このワークの段付きの外周面を被処理部Aとする。
処理対象物の一例としてのワーク12は、軸C1を中心とした段付きの円筒状部材であり、軸方向中央に内側に凹んだ凹部12aが形成され、軸方向両端に外側に突出した凸部12bが形成されている。例えばここでは凸部外側半径r1=1800mm、凹部外側半径r2=1780mm、内径半径r3=1700mm、軸方向(第2方向)長さh1=250mmのワーク12を用いる。なお、外側肉厚δ1=100mm、内側肉厚δ2=80mmである。
ワーク12を軸C1を中心に回転移動させながら、ワーク12の周りの所定の経路に沿って配された複数の第1加熱装置10Aと複数の第2加熱装置10Bとにより、無端のループ状である円形状に連続する被処理部Aをループの連続方向である周方向全域にわたって加熱する。
被処理部Aのうち、軸方向中央の凹部12aの外周面領域を第1領域A1とし、軸方向両端の一対の凸部12bの外周面領域を第2領域A2とする。第1領域A1と第2領域A2とは、処理対象物の軸方向において互いに離間しているとともに径方向においても互いに離間している。第1領域A1は、軸方向長さh2=150mmの円形の帯状領域であり、一対の第2領域A2はそれぞれ軸方向長さh3=50mmの円形の帯状領域である。
図2に示すように、複数の第1加熱装置10Aは、周方向に沿う経路において、中心角90度で互いに離間する4箇所に、それぞれ配置されている。第2加熱装置10Bは、周方向に沿う経路において、中心角90度で互いに離間する4箇所に配置され、それぞれの箇所において上下一対の凸部12bに対応するように軸方向に2つずつ並列配置されている。
第1加熱装置10Aと第2加熱装置10Bとは互いに周方向及び軸方向に離間して交互に配置されている。
第1領域A1に対向して、所定のギャップ寸法G1を確保して、第1加熱装置10Aの第1の加熱導体部31Aが配置される。第1加熱装置10Aは、ワーク12の外周の被処理部Aのうち第1領域A1を重点的に誘導加熱する。第2領域A2に対向して、所定のギャップ寸法G2を確保して、第2加熱装置10Bの加熱導体部31Bが配置される。第2加熱装置10Bは、第2領域A2を重点的に誘導加熱する。
この実施形態では、軸C1を中心としてワーク12の外周面に沿う周方向Rを第1方向とし、ワーク12の軸方向であるZ方向を第2方向とする。なお、ワーク12は段付き形状であるので、第1加熱導体部と第2加熱導体部とでは周方向Rの半径寸法が異なるが、ワーク12を軸C1を中心に回転させることで、両方の周方向に沿って移動することとなる。周方向R1及びR2を含む経路を移動経路として規定するとともに、R1及びR2を含めC1を中心とした回転方向を第1方向Rとする。周方向R1の半径は凹部12aの外径寸法の半径寸法r2にギャップ寸法G1を足した値であって、r2+G1となる。周方向R2の半径は凸部12bの外径寸法の半径寸法r1に、ギャップ寸法G2を足した値であって、r1+G2となる。
図1乃至図4に示すように、複数の第1加熱装置10A及び第2加熱装置10Bは、それぞれ電源供給手段としての高周波電源21と、高周波電源21に接続されるリード線22、23と、リード線22,23に接続される一対の導電板24,25を備えるスペーサ28と、両端が一対の導電板24,25にそれぞれ接続された誘導加熱コイル26と、誘導加熱コイル26の加熱導体部31A,31Bの裏側に配置されるコア27とを備えて構成されている。
加熱装置10Aの誘導加熱コイル26は、ワーク12の第1領域A1に対向するジグザグ形状の加熱導体部31Aと、加熱導体部31Aの一端側31aに連続する第1の接続導体部32と、加熱導体部31Aの他端側31bに連続する第2の接続導体部33と、をそれぞれ連続して一体に備えている。
図4に示すように、第1加熱装置10Aの加熱導体部31Aは、複数のコ字状の屈曲部34、35がZ方向における中央に向かって開口して、交互に対向する向きで、周方向Rに沿って複数連続して配置されるジグザグ形状を成す。屈曲部34は下向きに開口したコ字形状を成し、屈曲部35は上向きに開口したコ字形状を成す。隣り合うコイルの間隔R5は、コイル幅であるR4の寸法の1倍以上、かつ、2倍以下に設定する。ここでは、一例として、4つの加熱導体部31Aの第1方向の寸法l1の合計が、第1領域A1の第1方向の全周の寸法の1/3程度に設定されている。すなわち、第1領域A1に対する1つの加熱導体部31Aの第1方向の寸法の割合であるカバー率は1/12、中心角α1は30度に設定されている。
図5及び図6に示すように、第2加熱装置10Bの誘導加熱コイル26は、ワーク12の第2領域A2に対向するヘアピン形状の加熱導体部31Bと、加熱導体部31Bの一端側31aに連続する第1の接続導体部32と、加熱導体部31Bの他端側31bに連続する第2の接続導体部33と、を連続して一体に備えている。加熱導体部31Bは正面視において図6中左側の一端側31aから矩形の枠形状に屈曲して他端側31bが一端側31aの図中下方に戻るように構成され、図中左側の両端31a,31bにおいて接続導体部32、33に連続している。なお、第2加熱装置10Bのカバー率は、第1加熱装置10Aと同じにするとは限らず、ワークの形状に対応して変わる。
各加熱装置10A,10Bにおいて、第1の接続導体部32と第2の接続導体部33とは、スペーサ28を挟んで配置されている。スペーサ28は、それぞれ矩形の平板状を成す一対の導電板24,25と、これら一対の導電板24,25の間に挟まれる矩形の平板状の絶縁板38とが重ねて配置されるとともに、これら導電板24,25及び絶縁板38が絶縁ブッシュ39を介してボルト41及びナット42により固定されて構成されている。各導電板24,25は、リード線22,23を介して高周波電源21に接続されている。第1の接続導体部32及び第2の接続導体部33の端部には冷却液用のホースなどの部品を接続するためのカップラ36、36(一方のみ図示)がそれぞれ設けられている。
図7にその断面を示すように、誘導加熱コイル26は銅などの材質から例えば矩形の中空形状に形成されている。この中空部分26aは冷却液が流通する通路となる。コア27は、ケイ素鋼板、ポリアイアンコア、フェロトン等の高透磁率を有する材料からなり、加熱導体部31A,31Bの裏側に配置されている。コア27は、加熱導体部31A、31Bの両側部及び後方の壁部を一体に備える断面コ字形状に形成されている。
図1に示す移動支持部11は、ワーク12を、所定位置にセットした状態で、軸C1を中心に回転移動させる機能を有する。このとき、移動支持部11は、加熱導体部31Aと第1領域A1との間のギャップ寸法G1を所定値に維持するとともに、加熱導体部31Bと第2領域A2との間のギャップ寸法G2を所定値に維持するように制御する。
以上のように、第1加熱導体部31Aと第2加熱導体部31Bとは互いに異なる形状を有するとともに軸方向に沿って離間しており、各領域A1,A2の大きさ、形状、及び位置も互いに異なっている。このため、図8に示すように、凹部12aのZ方向中央部を中心として形成される第1の加熱領域P1と、上下一対の凸部12bのZ方向中央を中心として形成される第2の加熱領域P2とは軸方向において異なる加熱領域を対象としている。
以下、本実施形態にかかる誘導加熱焼入方法について説明する。本実施形態の誘導加熱焼入方法は、被処理部Aを加熱しながら被処理部Aと加熱導体部31A,31Bを相対移動させる移動加熱工程と、移動加熱工程後に被処理部Aを冷却する冷却工程とで構成される。
移動加熱工程においては、第1加熱導体部31Aに被処理部Aの一部である第1領域A1を対向させるとともに、第1加熱導体部31Aによる第1の加熱領域P1とは異なる第2の加熱領域P2を有する第2加熱導体部31Bに被処理部Aの少なくとも一部である第2領域A2を対向させ、被処理部Aに対して第1加熱導体部31A及び第2加熱導体部31Bで加熱しながら、第1加熱導体部31A及び第2加熱導体部31Bに対して所定の第1方向Rに沿って領域A1、A2を相対的に移動させる。
具体的には、加熱導体部31A、31Bをそれぞれ第1領域A1,A2に対向させた状態で、高周波電源21をON状態とすると、高周波電流が、リード線22、第1の導電板24、第1の接続導体部32、加熱導体部31、第2の接続導体部33、第2の導電板25、及びリード線23、を順に経て、高周波電源21に戻る。このとき、加熱導体部31A,31Bにおいて高周波電流が一端31a側から他端31b側へ向かって流れ、加熱導体部31A,31Bの表面に誘導電流が発生し、対向配置される領域A1、A2がそれぞれ重点的に加熱される。すると、軸方向及び径方向において一定距離離間した複数箇所において、同時に加熱がなされる。すなわち、互いに離間した各箇所においてそれぞれ対向するワーク12の表面に加熱処理を施す。
この加熱処理を行いながら、移動支持部11により、ギャップ寸法G1、G2を所定値に維持した状態で、ワーク12を軸C1を中心として回転することで、加熱導体部31A、31Bに対して被処理部Aを、第1方向Rに沿って、所定の速度で相対移動させる。例えばここでは、電力を100〜150kW、ギャップ寸法G1,G2=2.5mmを維持しながら、200〜300mm/secの速度で相対移動させる。
この移動加熱工程によって、被処理部Aの各部位において前記第1加熱導体部による第1熱処理と前記第2加熱導体部による第2加熱とが順番に施される。ここではワーク12を90度回転させることにより被処理部Aの全周にそれぞれ第1及び第2の加熱がなされる。複数の加熱導体部31A,31Bにより加熱される被処理部Aの各々の加熱領域P1,P2は1つの連続した加熱領域P3を形成する。このため、図8及び図9に示すように、第1及び第2の加熱領域P1,P2が合成され、所望の第3の加熱領域P3で熱処理が行われることとなる。
ついで、被処理部の前記第1方向における全行程に対する移動加熱工程の後に、移動支持部11は、ワーク12を軸方向に沿って下方の冷却部13に移動させる。冷却部13は冷却ジャケットに囲まれた冷却領域である空間13aに配置されたワーク12を冷却液で冷却する(冷却工程)。
本実施形態にかかる誘導加熱コイル、誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法によれば、以下のような効果が得られる。
上記実施形態によれば、複数の加熱導体部31A,31Bを組み合わせて熱処理を行うことにより、位置が異なる複数の加熱領域を合成し、1つの連続した加熱領域を得ることができるため、単純な構成で所望の加熱領域の熱処理を実現することが可能となる。被処理部の形状が複雑な場合にも、単純な構成で均一な所望の熱処理が実現できる。
また、軸方向に広い領域である第1領域A1を加熱する第1の加熱導体部31Aを、複数の曲部を連続して有するジグザグ形状としたことにより、強磁界を確保できるとともに、良好な温度パターンが得られる。このため、少ない電力で、高速かつ均一な熱処理が可能となる。本実施形態にかかるジグザグ形状の加熱導体部31を用いた場合には、電力100kWとして第1領域A1の表面の到達温度850度にする場合には200〜300mm/secの速度とし、加熱時間=300sで実現できる。すなわち、ジグザグ形状の加熱導体部31を有する誘導加熱コイル26を用いることで、例えば第1領域A1に対応するヘアピン状の誘導加熱コイルでは実現できない移動式の部分加熱による大型ワークの熱処理が実現可能となる。例えばヘアピン状の誘導加熱コイルでの平面(端面)加熱ではコイル効率が30〜40%とされているが、上記ジグザグ形状の誘導加熱コイルではコイル効率が70%を超える。
また、このように高効率の加熱コイルを使用することにより、被処理部Aがループ状の場合に処理開始端及び終了端においてソフトゾーンのない均一な熱処理が可能となる。このため、例えば転がり軸受をワークとし、転動体が通過する軌道面を被処理部Aとした場合に、ソフトゾーンのない均一な硬化層を形成できるので、特に良好な特性を得ることができる。
被処理部Aの一部のみに対向させつつ相対移動させながら加熱処理を行うこととしたので、被処理部A及びワーク12が大型となる場合であっても加熱導体部31のサイズを小さく抑えることができ、各加熱装置10A,10Bを小型にすることができる。このため、必要な電力を低くするとともに製造コストを低く抑えることが可能となる。
また、被処理部Aの一部のみに対向させつつ相対移動させながら加熱処理を行うこととしたので、円形などの曲部を有する部材をワークとした場合に、熱膨張等の要因によりワークが変形しても、容易に、適正なギャップ寸法を維持することができる。例えば円形の被処理部に対応する円環状の誘導加熱コイルを用いて一発加熱方式で熱処理を行う場合には、熱膨張によりワークが変形するため、誘導加熱コイルを予め大きめに設定する必要があるので、加熱効率が悪くなるという問題があるが、本実施形態のようにカバー率が小さい場合には、ワークとの配置を調整するだけで適正なギャップを維持することが出来る。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態にかかる誘導加熱焼入装置2について図10及び図11を参照して説明する。なお、ワーク112及び加熱導体部31の形状以外は上記第1実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。なお、ワーク112は円環状の平面部を有する円筒状の形状となっている。
以下、本発明の第2実施形態にかかる誘導加熱焼入装置2について図10及び図11を参照して説明する。なお、ワーク112及び加熱導体部31の形状以外は上記第1実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。なお、ワーク112は円環状の平面部を有する円筒状の形状となっている。
図10は、本実施形態に係る誘導加熱焼入装置2の配置を示す平面図であり、図11は同誘導加熱焼入装置2の加熱導体部31の形状を示す説明図である。
本実施形態において、図10に示すように、ワーク112は、上下の端面が平面状の円筒形状をなし、この端面を被処理部Aとした。また、第1加熱装置10Aの加熱導体部31は、いずれも複数の屈曲部134、135が交互に対向する向きで周方向Rに沿って複数連続して配置されるとともに、対向する屈曲部134、135の間にそれぞれ曲成された導体部分136が配されるジグザグ形状を成す。複数の屈曲部134は移動方向に交差する方向の一方側である外側向きに開口した屈曲形状を成し、屈曲部135は他方側である径方向内側向きに開口した屈曲形状を成す。
図10及び11に示すように、複数の導体部分136は、周方向Rに対して交差して延びるとともに、回転の中心である軸C1から遠い部位における周方向の長さが軸C1から近い部位における周方向の長さに比べて長く構成され、周方向における長さが前記周方向における速度に対応するように形成されている。導体部分136は、その延設方向に直交する断面積及び断面の形状を一定に保ったまま、軸C1から遠い部位における延設角度が、軸C1から近い部位における延設角度に比べて、周方向Rに対する角度が小さくなるように曲成されることで、周方向の速度と長さが対応するようになっている。
本実施形態では、複数の導体部分136は径方向において3つの部分に区分けされ、その中心線C2が隣り合う部分の境界においてそれぞれα1=α2=150度で、屈曲している。この中心線は各部分の延設方向に沿っている。径方向内側の第1部分136aは周方向Rに対してθ1=90度の角度を成し、中間の第2部分136bは周方向Rに対してθ2=60度の角度を成すように傾斜し、最も外側の第3部分136cは周方向Rに対してθ3=30度の角度を成すように傾斜している。すなわちθ1>θ2>θ3となっている。
例えばここでは、ワークの最も内側の点P1と最も外側の点P3の2箇所を基準として寸法設定をする。第1部分136aに対向する被処理部A1上のある基準点P1の回転半径(軸心C1からの距離)をr4、第3部分136cに対向する被処理部A1上のある基準点P3の回転半径(軸心C1からの距離)をr5とし、P1に対向する第1部分136aの周方向寸法をl1、P3に対向する第3部分136cの周方向寸法をl3とすると、導体部分136は、l1:l3≒r4:r5に設定され、回転中心である軸C1からの距離と周方向寸法とが対応している。この場合、P1とP3を基準としてみれば、回転径に比例する周方向速度に対して、周方向寸法(距離)が反比例することとなり、通過に係る時間すなわち加熱時間が一定に保たれる。また中間の第2部分136bの寸法l2は、l1とl3の間の寸法となるように、l1<l2<l3に設定した。
本実施形態においても上記第1実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態の誘導加熱焼入装置2は、軸C1を中心としてワーク112が回転移動した場合にワーク112が加熱導体部31を横切って通過する速度が速くなる外周側において、速度が遅くなる内側よりも、加熱導体部31の移動方向の寸法が大きくなるように設定されているため、通過にかかる時間を均一化することができ、熱処理時間が均一化される。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態にかかる誘導加熱焼入装置2について図12を参照して説明する。なお、ワーク212の形状と、加熱導体部31がワーク212の傾斜面に沿っている点以外は上記実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態にかかる誘導加熱焼入装置2について図12を参照して説明する。なお、ワーク212の形状と、加熱導体部31がワーク212の傾斜面に沿っている点以外は上記実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。
誘導加熱焼入装置2の平面図は図10と同様であり、加熱導体部31の平面図は図11と同様であるため省略する。
本実施形態において、図12に示すように、ワーク212は、上下の外周面が傾斜する鼓形状をなし、この外周面を被処理部Aとした。ワーク212の傾斜する上外周面を第1領域A1、傾斜する下外周面を第2領域A2とした。本実施形態に係る誘導加熱焼入装置3は上面の第1領域A1を誘導加熱する第1加熱装置10Aと、下面の第2領域A2を誘導加熱する第2加熱装置10Aを備えて構成される。
本実施形態の加熱導体部31Aはいずれも軸方向及び周方向に対して傾斜しており、ワーク212の上下の外周面にそれぞれ沿って構成されている。
図10に示すように、第1加熱装置10Aの加熱導体部31Aは、いずれも複数の屈曲部134、135が交互に対向する向きで周方向Rに沿って複数連続して配置されるとともに、対向する屈曲部134、135の間にそれぞれ曲成された導体部分136が配されるジグザグ形状を成す。複数の屈曲部134は移動方向に交差する方向の一方側である外側向きに開口した屈曲形状を成し、屈曲部135は他方側である径方向内側向きに開口した屈曲形状を成す。複数の導体部分136は、周方向Rに対して交差して延びるとともに、回転の中心である軸C1から遠い部位における周方向の長さが軸C1から近い部位における周方向の長さに比べて長く構成され、周方向における長さが前記周方向における速度に対応するように形成されている。導体部分136は、その延設方向に直交する断面積及び断面の形状を一定に保ったまま、軸C1から遠い部位における延設角度が、軸C1から近い部位における延設角度に比べて、周方向Rに対する角度が小さくなるように曲成されることで、周方向の速度と長さが対応するようになっている。
本実施形態においても、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。
[第4実施形態]
以下、本発明の第4実施形態にかかる誘導加熱焼入装置3について図13を参照して説明する。図13は本実施形態に係る誘導加熱焼入装置の配置を示す説明図である。なお、ワーク312の形状以外は上記第2実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。
以下、本発明の第4実施形態にかかる誘導加熱焼入装置3について図13を参照して説明する。図13は本実施形態に係る誘導加熱焼入装置の配置を示す説明図である。なお、ワーク312の形状以外は上記第2実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。
ワーク312は中空体状であり、軸方向及び周方向に対して傾斜した内周面を有している。
本実施形態の加熱導体部31Aはいずれも軸方向及び周方向に対して傾斜しており、ワーク312の上下の内周面にそれぞれ沿って構成されている。
図10に示すように、第1加熱装置10Aの加熱導体部31Aは、いずれも複数の屈曲部134、135が交互に対向する向きで周方向Rに沿って複数連続して配置されるとともに、対向する屈曲部134、135の間にそれぞれ曲成された導体部分136が配されるジグザグ形状を成す。複数の屈曲部134は移動方向に交差する方向の一方側である外側向きに開口した屈曲形状を成し、屈曲部135は他方側である径方向内側向きに開口した屈曲形状を成す。複数の導体部分136は、周方向Rに対して交差して延びるとともに、回転の中心である軸C1から遠い部位における周方向の長さが軸C1から近い部位における周方向の長さに比べて長く構成され、周方向における長さが前記周方向における速度に対応するように形成されている。導体部分136は、その延設方向に直交する断面積及び断面の形状を一定に保ったまま、軸C1から遠い部位における延設角度が、軸C1から近い部位における延設角度に比べて、周方向Rに対する角度が小さくなるように曲成されることで、周方向の速度と長さが対応するようになっている。
本実施形態においても、上記第1〜3実施形態と同様の効果が得られる。
[第5実施形態]
以下、本発明の第5実施形態にかかる誘導加熱焼入装置4について図14を参照して説明する。なお、ワーク412の形状及び被処理部Aが傾斜している点以外は上記第1実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。
以下、本発明の第5実施形態にかかる誘導加熱焼入装置4について図14を参照して説明する。なお、ワーク412の形状及び被処理部Aが傾斜している点以外は上記第1実施形態と同様であるため、共通する説明を省略する。
図14は、本実施形態に係る誘導加熱焼入装置4の配置を示す側面図である。
本実施形態においては、図14に示すように、段付きの断面台形状のワーク412の周面を被処理部Aとした。軸方向中央部分の外周面を第1領域A1とし,軸方向両端において外側に突出する段差部分の外周面を第2領域A2とした。
誘導加熱焼入装置4は、軸方向中央部分の第1被処理部A1を誘導加熱する第1加熱装置10Aと、軸方向両端の2箇所の第2被処理部A2を誘導加熱する第2加熱装置10Bを備えている。領域A1,A2は軸に対して傾斜した面をなし、回動の中心からの距離が変化している。本実施形態の加熱導体部31A、31Bはいずれも軸方向及び周方向に対して傾斜しており、ワーク412の上下の外周面に沿って構成されている。加熱導体部31Aの形状は、例えば第3実施形態と同様の加熱導体部31Aを用いる。すなわち、軸方向に傾斜するとともに、対向する屈曲部134,135を有するジグザグ形状であって、導体部分136は、その延設方向に直交する断面積及び断面の形状を一定に保ったまま、軸C1から遠い部位における延設角度が、軸C1から近い部位における延設角度に比べて、周方向Rに対する角度が小さくなるように曲成されている。
本実施形態においても、上記第1〜4実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、各構成は適宜変形実施可能である。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、処理条件や、ワークやコイルなどの各構成要素の具体的形状、材質、材料、寸法などは上記実施形態で例示したものに限られず、適宜変更可能である。
上記実施形態では、曲部として、断面コ字状に矩形に屈曲した屈曲部34,35を例示したがこれに限られるものではない。例えば図15に示すように半円周状に湾曲した形状の湾曲部(曲部)34,35を有する構造の第1加熱導体部31Cを適用してもよい。また、図16に示すように台形状に屈曲した曲部34,35を有する構造の第1加熱導体部31Dを適用しても良い。さらに、これらのような屈曲形状ではなく、第1実施形態に示すようなジグザグ形状としてもよい。
上記実施形態においてはワーク12を回転させることにより相対移動をする例を挙げたが、これに限られるものではなく、加熱導体部31A,31B側を移動させることにより相対移動させてもよい。
上記第1〜5実施形態では、第1加熱装置10A及び第2加熱装置10Bをそれぞれ4箇所に配置した場合を例示したが、これに限られるものではない。例えば図17乃至図22に、本発明の他の実施形態として、第1加熱装置10A及び第2加熱装置10Bをそれぞれ2つ、3つ、5つ、及び6つずつ配置した場合の位置関係を概略的に示す。また、コイル配置は交互に配置したり、対向配置を例示したが、これに限るものではなく、1:3等、任意に配置できる。
上記実施形態においては段差が1つであるワーク12を例示したが、これに限られるものではなく、2以上の段差を有するワークを対象とした場合にも本発明を適用可能である。例えば図21に示すように2段の段差を有するワーク412を対象とした場合には、ワークの外周面である被処理部Aにおいて、段差の位置に応じて、3つの第1乃至第3領域A1,A2,A3を設定する。なお、ここではワーク412は上下方向に対称であり上下にそれぞれ段差を有しているため、第2領域A2,第3領域A3は軸方向において2箇所にそれぞれ配される。ここでは、3つの誘導加熱焼入装置10A,10B,10Cを用い、領域A1,A2,A3にそれぞれ対向させるように加熱導体部31A,31B,31Cを配置する。この場合にも、上記実施形態と同様に、加熱導体部31Aにより加熱される第1加熱領域P4、加熱導体部31Bにより加熱される第2加熱領域P5、加熱導体部31Cにより加熱される第3加熱領域P6が合成されることで、1つの連続した所望の加熱領域P7を容易に処理することができる。
また、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合せてもよい。また、ワークは中空に限らず、中実のものでもよい。
A…被処理部、A1…第1領域、A2…第2領域、A3…第3領域、
R…周方向(第1方向)、P1…第1の加熱領域、P2…第2の加熱領域、
P3…第3の加熱領域、1…誘導加熱焼入装置、10A…第1加熱装置、
10B…第2加熱装置、10C…第3加熱装置、11…移動支持部(移動手段)、
12,112,212,312,412…ワーク、13…冷却部(冷却手段)、31A…第1加熱導体部、31B…第2加熱導体部、31C…第3加熱導体部。
R…周方向(第1方向)、P1…第1の加熱領域、P2…第2の加熱領域、
P3…第3の加熱領域、1…誘導加熱焼入装置、10A…第1加熱装置、
10B…第2加熱装置、10C…第3加熱装置、11…移動支持部(移動手段)、
12,112,212,312,412…ワーク、13…冷却部(冷却手段)、31A…第1加熱導体部、31B…第2加熱導体部、31C…第3加熱導体部。
Claims (13)
- 処理対象物と加熱コイルの少なくとも一方の回動により、前記処理対象物の被処理部の周方向に沿って前記処理対象物と前記加熱コイルを相対的に移動させるとともに、
前記被処理部の前記周方向と交差する軸方向の異なる部分を誘導加熱する加熱導体部を有する複数の加熱コイルを備え、
前記複数の加熱コイルのうち少なくとも1つは、前記軸方向の一方側に開口する曲部と、前記軸方向の他方側に開口する曲部とが、交互に、対向する向きで、前記周方向に沿って連続して配置されるジグザグ形状を成す加熱導体部を有することを特徴とする誘導加熱焼入装置。 - 前記加熱コイルは、隣り合う屈曲部の間隔が、前記加熱導体部の幅寸法の1倍以上、かつ、2倍以下であることを特徴とする請求項1記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記複数の加熱コイルのうち少なくとも1つは、前記回転の周方向に対して交差して延びるとともに、前記回転移動の中心から遠い部位における前記周方向の長さが前記中心から近い部位における前記周方向の長さに比べて長く構成された加熱導体部分を有することを特徴とする請求項1記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記加熱導体部分は、その断面積が一定であって、前記中心から遠い部位における延設角度が、前記中心から近い部位における延設角度に比べて、前記周方向に対する角度が小さくなるように曲成されたことを特徴とする請求項3記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記加熱コイルの前記周方向の寸法は、前記被処理部の前記周方向の寸法の1/10以上1/2以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記被処理部は前記周方向に沿う無端のループ状に連続することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記処理対象物の被処理部は1つ以上の段差を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記処理対象物は鼓形状を成すことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記処理対象物は中空体であって軸方向及び周方向に対して傾斜した内周面が形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記複数の加熱コイルの加熱導体部により加熱される前記被処理部の各々の領域が、1つの連続した加熱領域をなすことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか記載の誘導加熱焼入装置。
- 前記被処理部の前記周方向における全行程において複数の前記加熱コイルによる加熱処理が施された後に前記被処理部の冷却処理を行う冷却部を備えたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか記載の誘導加熱焼入装置。
- 処理対象物の被処理部の周方向と交差する軸方向の異なる部分をそれぞれ誘導加熱する加熱導体部を有する複数の加熱コイルを、前記被処理部の少なくとも一部にそれぞれ対向させ、前記被処理部に対して前記複数の加熱コイルによる熱処理を施しながら、前記被処理部の周方向に沿って相対的に前記被処理部と前記加熱コイルを移動させる移動加熱工程を備え、
前記複数の加熱コイルの加熱導体部により加熱される前記被処理部の各々の領域が、1つの連続した加熱領域をなし、
前記複数の加熱コイルのうち少なくとも1つは、前記軸方向の一方側に開口する曲部と、前記軸方向の他方側に開口する曲部とが、交互に、対向する向きで、前記周方向に沿って連続して配置されるジグザグ形状を成す加熱導体部を有する誘導加熱焼入方法。 - 前記被処理部の前記周方向における全行程に対する移動加熱工程の後に、前記被処理部を冷却する冷却工程を備えたことを特徴とする請求項12記載の誘導加熱焼入方法。
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010150411A JP2012012667A (ja) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | 誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 |
CN201510175153.4A CN104762447A (zh) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | 感应加热淬火装置、感应加热淬火方法、感应加热线圈、热处理装置及热处理方法 |
CN201510176797.5A CN104762448B (zh) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | 感应加热淬火装置、感应加热淬火方法、感应加热线圈、热处理装置及热处理方法 |
KR1020127002580A KR101370568B1 (ko) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | 유도 가열 담금질 장치, 유도 가열 담금질 방법, 유도 가열 코일, 열처리 장치 및 열처리 방법 |
IN835DEN2012 IN2012DN00835A (ja) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | |
CN201080033937.9A CN102626001B (zh) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | 感应加热淬火装置、感应加热淬火方法、感应加热线圈、热处理装置及热处理方法 |
RU2012107329/07A RU2520569C2 (ru) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | Устройство для индукционной закалки, способ индукционной закалки, катушка для индукционного нагрева, устройство для термообработки и способ термообработки |
EP10804520.4A EP2461646B1 (en) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | Induction heating and quenching device, and induction heating and quenching method |
KR1020137012302A KR101367271B1 (ko) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | 유도 가열 코일, 열처리 장치 및 열처리 방법 |
PCT/JP2010/062847 WO2011013774A1 (ja) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | 誘導加熱焼入装置、誘導加熱焼入方法、誘導加熱コイル、熱処理装置及び熱処理方法 |
US13/360,274 US9534267B2 (en) | 2009-07-30 | 2012-01-27 | Induction hardening apparatus, induction hardening method, induction heating coil, heat treatment apparatus, and heat treatment method |
US15/354,885 US10648052B2 (en) | 2009-07-30 | 2016-11-17 | Induction hardening apparatus, induction hardening method, induction heating coil, heat treatment apparatus, and heat treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010150411A JP2012012667A (ja) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | 誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015033928A Division JP5886992B2 (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | 誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012012667A true JP2012012667A (ja) | 2012-01-19 |
Family
ID=45599442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010150411A Pending JP2012012667A (ja) | 2009-07-30 | 2010-06-30 | 誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012012667A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002235111A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-23 | Toyota Motor Corp | 低歪焼入装置と焼入方法 |
JP2004353035A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 誘導加熱装置および薄肉部加熱方法 |
JP2008231496A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 高周波熱処理装置 |
-
2010
- 2010-06-30 JP JP2010150411A patent/JP2012012667A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002235111A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-23 | Toyota Motor Corp | 低歪焼入装置と焼入方法 |
JP2004353035A (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 誘導加熱装置および薄肉部加熱方法 |
JP2008231496A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 高周波熱処理装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011013774A1 (ja) | 誘導加熱焼入装置、誘導加熱焼入方法、誘導加熱コイル、熱処理装置及び熱処理方法 | |
JP5985141B2 (ja) | 誘導加熱コイル、熱処理装置、及び熱処理方法 | |
JP5611982B2 (ja) | 複雑形状の加工品の誘導加熱処理 | |
JP6282294B2 (ja) | 複合ワークピースのシングルショット誘導加熱用インダクタ | |
JP4023623B2 (ja) | カムシャフト高周波誘導加熱コイル及びその加熱コイルを用いたカムシャフト高周波誘導加熱方法 | |
JP5886992B2 (ja) | 誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 | |
JP2012012667A (ja) | 誘導加熱焼入装置及び誘導加熱焼入方法 | |
US11846001B2 (en) | Split multiple coil electric induction heat treatment systems for simultaneous heating of multiple features of a bearing component | |
JP5096065B2 (ja) | 高周波誘導加熱コイル及び高周波誘導加熱方法 | |
JP3548524B2 (ja) | 高周波誘導加熱コイル | |
JP5902379B2 (ja) | 誘導加熱コイル、熱処理装置及び熱処理方法 | |
JP5667786B2 (ja) | 誘導加熱装置及び誘導加熱方法 | |
JP4658027B2 (ja) | 軸状部材加熱用の高周波誘導加熱コイル | |
JP6445282B2 (ja) | 誘導加熱コイル | |
JP4209227B2 (ja) | クランクシャフトの高周波誘導加熱方法及び装置 | |
JP7133361B2 (ja) | 加熱コイル | |
JP2003213329A (ja) | ワークの誘導加熱方法 | |
JP2009174037A (ja) | 誘導加熱装置の高周波加熱コイル | |
CN102626001B (zh) | 感应加热淬火装置、感应加热淬火方法、感应加热线圈、热处理装置及热处理方法 | |
JPH07161461A (ja) | 誘導加熱コイル | |
JP2008274438A (ja) | 軸状部材加熱用の高周波誘導加熱装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130416 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140318 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140519 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141125 |