JP2020033587A - Tempering heat treatment apparatus and heat treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼戻し用熱処理装置、及び熱処理方法に関する。 The present invention relates to a tempering heat treatment apparatus and a heat treatment method.
例えば、転がり軸受が有する軌道輪の製造工程には、熱処理工程として、焼入れ工程及び焼戻し工程が含まれる。特許文献1には、車両用のハブユニットの軌道輪の熱処理について開示されている。焼戻し工程では、治具に載せられた軌道輪((以下、「ワーク」と称する。)に誘導加熱コイル(以下、「コイル」と称する。)が接近し、コイルによってワークが加熱(誘導加熱)される。従来、治具の材質として、熱に強く誘導加熱の影響のないフッ素樹脂が採用されている。 For example, a manufacturing process of a bearing ring included in a rolling bearing includes a quenching process and a tempering process as a heat treatment process. Patent Literature 1 discloses heat treatment of a bearing ring of a hub unit for a vehicle. In the tempering process, an induction heating coil (hereinafter, referred to as a "coil") approaches a track ring (hereinafter, referred to as a "work") placed on a jig, and the work is heated by the coil (induction heating). Conventionally, as a material of the jig, a fluororesin which is strong against heat and is not affected by induction heating has been adopted.
焼戻し工程では、コイルをワークに接近させる(つまり、コイルギャップが小さい)ことから、品質管理のためにコイルタッチ機構が熱処理装置に設けられる。コイルタッチ機構は、ワークを加熱する際にコイルがワークに接触すると、異常として検出する。異常と検出されたワークは不良品として処理される。コイルがワークに接触すると、電流がコイルからワークを介して治具に流れる。そこで、コイルタッチ機構は、治具を流れた電流を検知する構成を有する。このため、治具において、ワークと接触する部分を金属製とする必要がある。 In the tempering process, a coil touch mechanism is provided in the heat treatment apparatus for quality control because the coil is brought close to the work (that is, the coil gap is small). The coil touch mechanism detects an abnormality when the coil contacts the work when heating the work. A work detected as abnormal is treated as a defective product. When the coil contacts the work, current flows from the coil to the jig via the work. Therefore, the coil touch mechanism has a configuration for detecting a current flowing through the jig. For this reason, in the jig, a portion that comes into contact with the work needs to be made of metal.
焼戻しのために、治具に載せたワークはコイルによって所要温度まで加熱され、その温度が所要時間について維持され、その後、ワークは冷却される。製造効率の向上のために、ワークを冷却する時間帯に、別のワークの加熱及び温度維持が行われる。このために、治具の上で加熱され温度維持されたワークは、別の受台に移送され、異なる領域で冷却される。ワークは次の工程で冷却されるが、前記治具は冷却されないまま、繰り返し使用される。 For tempering, the work placed on the jig is heated by a coil to a required temperature, which is maintained for the required time, and then the work is cooled. In order to improve the production efficiency, another work is heated and the temperature is maintained during a time period for cooling the work. For this purpose, the work heated and maintained on the jig is transferred to another receiving stand and cooled in different areas. The work is cooled in the next step, but the jig is repeatedly used without cooling.
すると、治具に含まれる金属製部分は、加熱されたワークからの伝熱により熱が蓄積される。ワークの加熱が繰り返し行われると、治具の金属製部分の温度が上昇し、高温(ワークの加熱温度付近、例えば200℃前後)の状態で維持される。焼戻しのための各工程の時間サイクルは様々であることから、例えば、ワークは加熱開始前に治具に載ったままの状態が継続したり、加熱したワークの温度を維持する所要時間が経過しているにもかかわらず、そのワークが次の冷却工程に進まなかったりすることがある。このような場合、ワークは、治具に載ったままであることから、治具の金属製部分により予定よりも長い時間、熱せられる。この結果、ワークは必要硬さよりも軟化し、熱処理品質に悪影響を与えてしまう可能性がある。なお、治具の金属製部分の上昇温度である200℃は例示であり、条件によって変わる。 Then, heat is accumulated in the metal portion included in the jig due to heat transfer from the heated work. When the heating of the work is repeated, the temperature of the metal part of the jig rises and is maintained at a high temperature (near the heating temperature of the work, for example, around 200 ° C.). Since the time cycle of each process for tempering is various, for example, the work may remain on the jig before the start of heating, or the time required to maintain the temperature of the heated work may elapse. However, the work may not proceed to the next cooling step. In such a case, since the workpiece remains on the jig, it is heated by the metal portion of the jig for a longer time than expected. As a result, the work softens more than the required hardness, and may adversely affect the heat treatment quality. In addition, 200 degreeC which is the temperature rise of the metal part of a jig is an illustration, and changes with conditions.
そこで、本発明の目的は、焼戻し処理において、治具によってワークが熱せられるのを防ぐことにある。 Therefore, an object of the present invention is to prevent a work from being heated by a jig in a tempering process.
本発明の焼戻し用熱処理装置は、ワークを焼戻しするために誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記ワークを載せて支持すると共に当該ワークと接触する金属製部分を有する治具と、前記金属製部分に流れる電流に基づいてコイルタッチを検知するコイルタッチ機構と、前記治具を冷却するための冷却水を流す流路、及び当該冷却水の流量を調整する調整部を有する冷却機構と、を備える。 The heat treatment apparatus for tempering of the present invention includes an induction heating coil for performing induction heating for tempering a work, a jig having a metal part for placing and supporting the work and contacting the work, and a jig having the metal part. The apparatus includes a coil touch mechanism for detecting a coil touch based on a flowing current, a flow path for flowing cooling water for cooling the jig, and a cooling mechanism having an adjustment unit for adjusting a flow rate of the cooling water.
この焼戻し用熱処理装置によれば、加熱されたワークによって治具の金属製部分が熱せられても、冷却水によって治具を冷却することができる。冷却水の流量が調整されることで、治具の温度を低い温度に保つことができる。よって、焼戻し処理において、例えば誘導加熱コイルによる加熱が終わったワークが、治具によって更に熱せられるのを防ぐことが可能となる。なお、前記「流量の調整」は、流量をゼロとする場合も含む。 According to this heat treatment apparatus for tempering, even if the metal part of the jig is heated by the heated work, the jig can be cooled by the cooling water. By adjusting the flow rate of the cooling water, the temperature of the jig can be kept at a low temperature. Therefore, in the tempering process, for example, it is possible to prevent the work heated by the induction heating coil from being further heated by the jig. The “adjustment of the flow rate” includes the case where the flow rate is set to zero.
また、前記治具は、底壁部と、前記金属製部分を含み前記底壁部の外周部に沿って設けられている側壁部と、当該底壁部の上方に当該底壁部と間隔をあけて設けられた蓋部と、を有し、前記底壁部と前記側壁部と前記蓋部とによって囲まれることで形成された空間が、前記流路となる構成としてもよい。この場合、治具を広く冷却することが可能となる。 Further, the jig has a bottom wall, a side wall including the metal part, and a side wall provided along an outer peripheral portion of the bottom wall, and a distance between the bottom wall and the bottom wall. And a space formed by being surrounded by the bottom wall portion, the side wall portion, and the lid portion. In this case, the jig can be cooled widely.
または、前記治具は、底壁部と、前記金属製部分を含み前記底壁部の外周部に沿って設けられている側壁部と、を有し、前記冷却機構は、前記流路として、前記底壁部に沿って設けられた配管部材を有する構成としてもよい。この場合、配管部材が必要箇所に設けられることで、効率よく治具を冷却することが可能となる。
また、この場合において、前記配管部材は、前記底壁部から離れていてもよいが、前記配管部材は、前記底壁部に接触して設けられているのが好ましい。この場合、より一層効率よく治具を冷却することが可能となる。
また、前記配管部材は、前記底壁部の上に設けられていて、前記配管部材の一部に当該配管部材内を流れる冷却水を外部へ流出させる流出口が設けられ、前記治具には、前記底壁部の上の冷却水を当該治具の外へ排出するドレイン孔が設けられているのが好ましい。この場合、配管部材を流れた冷却水によって、より一層効率よく治具を冷却することが可能となる。
Alternatively, the jig has a bottom wall portion, and a side wall portion including the metal portion and provided along an outer peripheral portion of the bottom wall portion, and the cooling mechanism includes: It is good also as composition which has a piping member provided along the above-mentioned bottom wall part. In this case, the jig can be efficiently cooled by providing the pipe member at a necessary place.
In this case, the piping member may be separated from the bottom wall, but the piping member is preferably provided in contact with the bottom wall. In this case, the jig can be cooled more efficiently.
Further, the pipe member is provided on the bottom wall portion, and an outlet for discharging cooling water flowing in the pipe member to the outside is provided in a part of the pipe member, and the jig is provided in the jig. Preferably, a drain hole for discharging the cooling water on the bottom wall to the outside of the jig is provided. In this case, the jig can be more efficiently cooled by the cooling water flowing through the piping member.
または、前記焼戻し用熱処理装置は、前記治具を取り外し可能として載置させるベース盤を、更に備え、前記ベース盤と前記治具との間に空間が形成され、当該空間の範囲で前記治具に向かって開口する流路孔が前記ベース盤の内部に形成され、前記空間が、前記流路となる構成としてもよい。この場合、ワークの変更(例えば、形状の変更)に伴い、治具を変更する場合であっても、ベース盤に設けられた流路孔を通じて流す冷却水によって、治具を冷却することが可能となる。 Alternatively, the heat treatment apparatus for tempering further includes a base board on which the jig is detachably mounted, wherein a space is formed between the base board and the jig, and the jig is provided in a range of the space. A flow path hole that opens toward the base plate may be formed inside the base board, and the space may be the flow path. In this case, the jig can be cooled by the cooling water flowing through the flow passage hole provided in the base board even when the jig is changed in accordance with the change of the work (for example, the change of the shape). Becomes
また、本発明は、治具に載せたワークを誘導加熱コイルによって加熱して焼戻しを行う熱処理方法であって、前記治具が有し前記ワークと接触する金属製部分に流れる電流に基づいて前記ワークに対するコイルタッチを検知しながら、当該ワークを前記誘導加熱コイルによって加熱する工程と、少なくとも前記ワークを加熱している間の時間帯で、前記治具を冷却水によって当該冷却水の流量を調整しつつ冷却する工程と、を含む。 Further, the present invention is a heat treatment method for performing tempering by heating a work placed on a jig by an induction heating coil, wherein the jig has a current based on a current flowing through a metal portion that comes into contact with the work. Heating the work with the induction heating coil while detecting the coil touch on the work, and adjusting the flow rate of the cooling water with the jig at least in a time zone while the work is being heated. Cooling while cooling.
この熱処理方法によれば、加熱されたワークによって治具の金属製部分が熱せられても、冷却水によって治具を冷却することができる。冷却水の流量が調整されることで、治具の温度を低い温度に保つことができる。よって、焼戻し処理において、例えば誘導加熱コイルによる加熱が終わったワークが、治具によって更に熱せられるのを防ぐことが可能となる。 According to this heat treatment method, even if the metal part of the jig is heated by the heated work, the jig can be cooled by the cooling water. By adjusting the flow rate of the cooling water, the temperature of the jig can be kept at a low temperature. Therefore, in the tempering process, for example, it is possible to prevent the work heated by the induction heating coil from being further heated by the jig.
本発明によれば、焼戻し処理において、治具によってワークが熱せられるのを防ぐことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent the work from being heated by the jig in the tempering process.
図1は、焼戻し用熱処理装置10の一例を示す断面図である。本実施形態の焼戻し用熱処理10(以下、「熱処理装置10」と称する。)は、焼入れ処理されたワークWを焼戻し処理するために用いられる。ワークWは鋼製の部品である。本実施形態のワークWは、車両用軸受装置(いわゆるハブユニット)の軌道輪であり、図例のワークWは外輪である。なお、ワークWは軌道輪以外であってもよい。ワークWは全体として筒形状を有する。図例のワークWは、円筒状である筒部Waと、筒部Waから径方向外方へ延びているフランジ部Wbとを有する。ワークWの中心線を鉛直方向に一致させた状態として、ワークWは治具12に載置される。この状態で、ワークWは加熱され、ワークWの温度が所要時間について維持され、その後、冷却される。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a
ワークWの加熱が、図1の熱処理装置10によって行われる。冷却は他の装置によって行われる。熱処理装置10は、誘導加熱コイル11(以下、「コイル11」と称する。)と、治具12と、コイルタッチ機構14と、冷却機構15とを備える。更に、熱処理装置10は、ベース盤26、及び押さえ部材33を備える。
The heating of the work W is performed by the
コイル11は、図外の電源装置に接続され、交流電圧が印加される。これにより、ワークWを誘導加熱する。本実施形態のコイル11は、ワークWの径方向外方側に設置される。コイル11はワークWに接近した状態で配置される。つまり、ワークWとコイル11との間の隙間(コイルギャップ)は小さい。低周波誘導加熱によりワークWを全体的に加熱する。
The
治具12は、有底円筒形状を有する。具体的に説明すると、治具12は、円板状である底壁部18と、底壁部18の外周部19に沿って設けられている側壁部20とを有する。側壁部20は外周部19から上に向かって延びて設けられている。側壁部20は円筒形状を有する。前記のとおり、ワークWは筒部Wa及びフランジ部Wbを有する。筒部Waの一部(図例では下側の一部)が側壁部20の内周側に収容された状態となると共に、フランジ部Wbが側壁部20の上側の一部(後述する側壁本体部30)に載った状態となる。これにより、治具12は、ワークWを載せて支持することができる。ワークWの中心線が治具12の中心線Cと一致するように、ワークWは治具12上に載った状態となる。
The
側壁部20は、ガイド部29と、側壁本体部30とを有する。ガイド部29は、フッ素樹脂製であり、側壁本体部30に取り付けられている。ガイド部29は、ワークWの一部の径方向外方に隙間を有して位置し、ワークWが径方向に位置ずれするのを防ぐ。ガイド部29は、比較的コイル11に近いことから、誘導加熱の影響を受けないようにフッ素樹脂製である。側壁本体部30は、金属製であり、本実施形態ではステンレス鋼製である。側壁本体部30と底壁部18とは同一部材により構成されている。つまり、底壁部18及び側壁本体部30はステンレス鋼製である。フランジ部Wbが、側壁本体部30に載った状態となり、ワークWは側壁本体部30に接触する。これにより、ワークWと側壁本体部30とは電気的に接続可能な状態となっている。
The
図1に示される治具12は、更に蓋部21を有する。蓋部21も底壁部18と同じ材質である。蓋部21は、板状の部材であり、側壁部20の内周側に嵌った状態となって設けられる。蓋部21は、底壁部18の上方に底壁部18と間隔をあけて設けられている。蓋部21はボルト等により底壁部18に着脱可能となって取り付けられている。以上より、治具12の大部分は金属製である。治具12は、ワークWと接触する金属製部分13として、側壁本体部30及び底壁部18を有する。
The
押さえ部材33は、治具12に載った状態にあるワークWを上から押さえて支持する。押さえ部材33により、治具12上でワークWは安定する。
The holding
ベース盤26は、図外の架台に設けられた盤状の部材である。ベース盤26は金属製(例えばステンレス鋼製)である。治具12はベース盤26の上に載置した状態で設置される。治具12はベース盤26に図外のボルト等によって取り付けられるが、このボルトを外すことで治具12はベース盤26から取り外し可能である。治具12(金属製部分13)とベース盤26とは接触した状態にあり、これらは電気的に接続可能な状態となっている。
The
コイル11によってワークWを誘導加熱している際に、コイル11がワークWに接触すると、電流がコイル11からワークWに流れる。前記のとおり、ワークWと治具12とベース盤26とは電気的に接続可能な状態にある。そこで、本実施形態のコイルタッチ機構14は、ベース盤26と電線31を通じて接続されている。コイルタッチ機構14は、治具12の金属製部分13を流れた電流を、ベース盤26を通じて検知する構成を有する。なお、電線31は治具12の金属製部分13に接続されていてもよい。以上より、コイルタッチ機構14は、品質管理のために、金属製部分13に流れる電流に基づいてコイルタッチを検知する。コイルタッチ機構14の構成は、従来、知られている構成が採用される。
When the
加熱されたワークWは、治具12の金属製部分13に載った状態となる。このため、金属製部分13はワークWからの伝熱により温度が上昇する。そこで、冷却機構15は、治具12の温度上昇を抑えるために、治具12を冷却水によって冷却する。冷却機構15は、冷却水を流す流路16を有する。図1に示される形態では、治具12が有する底壁部18と側壁部20と蓋部21とによって囲まれることで形成された空間22が、冷却水を流す流路16である。
The heated work W is placed on the
ベース盤26には、上下方向に貫通する第一孔41が設けられている。底壁部18の中央には、第一孔41と連続する上下方向に貫通する第二孔42が設けられている。第二孔42は前記空間22の中央で開口している。第一孔41に外部配管40の一端部が接続されている。外部配管40の他端部側には、冷却水を前記流路16側へ送り出すポンプ39が接続されている。冷却機構15は、外部配管40の他に、外部配管40を流れる冷却水の流量を調整するバルブ38と、外部配管40を流れる冷却水の流量を計測する流量計37と、制御盤35とを有する。ポンプ39が送り出す冷却水は、タンク36から供給される。流量計37は外部配管40を流れる冷却水の流量を計測し、計測結果を制御盤35へ出力する。制御盤35は前記計測結果に基づいてバルブ38の開度を決定する制御を行う。以上より、ポンプ39から、外部配管40、第一孔41、及び第二孔42を通じて所要量の冷却水が治具12の前記空間22(前記流路16)に供給される。
The
空間22の外縁部には、ドレイン孔32が形成されている。ドレイン孔32は、空間22と治具12の外部とを繋ぐ孔である。ドレイン孔32に図外のドレイン配管が接続され、空間22に供給された冷却水は、ドレイン孔32を通じて治具12の外部へ流出する。流出した冷却水はタンク36に戻る。ドレイン孔32は空間22の外縁部に形成されていることから、冷却水は空間22の中央から空間22の外縁部に向かって(放射状に)流れる。
A
前記のとおり、治具12を冷却するために流路16に供給される冷却水の流量が、流量計37によって調整される。これにより、流量制御された冷却水が、前記空間22を流れる。図1の形態では、制御盤35、流量計37、及びバルブ38によって、冷却水の流量を調整する調整部17が構成される。なお、バルブ38を省略し、流量計37の計測結果に基づいてポンプ39の出力が調整されてもよい。この場合においても、冷却水の流量が調整される。以上より、冷却機構15は、冷却水の流量を調整する調整部17を有する。なお、調整部17による冷却水の流量調整は、その流量をゼロとする(ゼロに調整する)場合も含む。
As described above, the flow rate of the cooling water supplied to the
〔流路16の変形例(その1)〕
図2は、異なる形態の流路16を備えた熱処理装置10の断面図である。図2に示される熱処理装置10(以下、「第二の熱処理装置10」と称する。)が備える治具12は、底壁部18と、金属製部分13を含み底壁部18の外周部19に沿って設けられている側壁部20とを有する。側壁部20は、側壁本体部30を有する。側壁本体部30は金属製(ステンレス鋼製)であることから、側壁部20は、金属製部分13を含む。以上の点は、図1に示される第一の熱処理装置10が備える治具12と同じである。第二の治具12では、図1の蓋部21が省略されている。その代わりに、底壁部18に沿って配管部材23が設けられている。配管部材23は、水平面に沿って底壁部18の上に設けられている。
[Modified Example of Channel 16 (Part 1)]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
配管部材23の一部に、外部配管40が第一孔41及び第二孔42を介して接続されている。配管部材23の他部に、図外のドレイン配管が接続されている。ポンプ39が送り出した冷却水は、配管部材23内を通過する。このように、第二の熱処理装置10の冷却機構15は、前記流路16として、底壁部18に沿って設けられた配管部材23を有する。なお、第一の熱処理装置10(図1)と第二の熱処理装置10(図2)とで、同じ構成については同じ符号が付されている。同じ構成の説明は省略する。
An
図2に示される形態では、配管部材23は、底壁部18に接触して設けられている。配管部材23は、熱伝導性が比較的高い素材(銅又はステンレス鋼等の金属)により構成されているのが好ましい。配管部材23が底壁部18に接触していることで、冷却水による治具12の冷却効果が高まる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the piping
図2に示されるように、治具12には、前記配管部材23とは別に、冷却水を流す第二の流路48が設けられていてもよい。底壁部18の外周部19の一部に、周方向に連続する凹周溝34が形成されている。ベース盤26上であって底壁部18の外周側に、筒状の周壁部材47が設けられている。治具12がベース盤26に載った状態で、周壁部材47は凹周溝34を側方から塞いでいる。この塞がれた空間が、冷却水を流す第二の流路48となる。
As shown in FIG. 2, the
図3は、配管部材23の変形例を示す拡大図である。図3には、底壁部18の中央部、及びその周囲が主に示されている。配管部材23は、水平面に沿って底壁部18の上に設けられている。配管部材23は、底壁部18と上下方向に隙間をあけて設けられている。配管部材23の一部に孔から成る流出口24が設けられている。流出口24は、配管部材23内を流れる冷却水を外部(配管部材23の外部)へ流出させる。これにより、底壁部18上を冷却水が流れる。そして、治具12には、ドレイン孔32が設けられている。本実施形態では、底壁部18にドレイン孔32が設けられている。ドレイン孔32は、底壁部18の上の冷却水を治具12の外へ排出する。ドレイン孔32は、第一の熱処理装置10(図1)のドレイン孔32と同じ構成及び機能を有する。
FIG. 3 is an enlarged view showing a modified example of the piping
配管部材23の流出口24は、底壁部18の中央部の上方位置で開口している。ドレイン孔32は、底壁部18の外縁部に形成されている。このため、冷却水は底壁部18の中央から外縁部に向かって(放射状に)流れる。なお、図3では、配管部材23は、底壁部18から離れて設けられているが、底壁部18に接触していてもよい。また、流出口24の開口方向は下向き以外であってもよく水平方向であってもよい。
The
〔流路16の変形例(その2)〕
図4は、異なる形態の流路16を備えた熱処理装置10の断面図である。図4に示される熱処理装置10(以下、「第三の熱処理装置10」と称する。)では、ベース盤26と治具12との間に、治具12を冷却水によって冷却するための流路16が設けられている。具体的に説明すると、ベース盤26の内部に流路孔28が形成されている。ベース盤26の下面において流路孔28は開口し、この開口に外部配管40が接続されている。ベース盤26内で流路孔28は分岐していて、ベース盤26の上面において流路孔28は複数箇所で開口している。
[Modified Example of Channel 16 (Part 2)]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
ベース盤26の上部中央と治具12の下部中央との間に凹部43及び凸部44が設けられている。ベース盤26に治具12を載せると、凹部43と凸部44とが嵌合する。これにより、ベース盤26に対して治具12は水平方向について位置決めされる。凹部43と凸部44とが嵌合した状態で、ベース盤26と治具12との間に環状の空間27が形成される。この空間27の範囲で治具12に向かって流路孔28が開口している。外部配管40を通じて流路孔28に供給された冷却水は、流路孔28の開口(開口部45)から流出し、空間27を流れる。この空間27が、治具12を冷却水によって冷却するための流路16となる。開口部45は、周方向に沿って複数形成されている。また、図示しないが、ベース盤26の上面部には複数の開口部45を繋ぐ周溝が形成されていてもよい。なお、第一の熱処理装置10(図1)と第三の熱処理装置10(図4)とで、同じ構成については同じ符号が付されている。同じ構成の説明は省略する。
A
〔前記各形態の熱処理装置10について〕
図1から図4に示される前記各形態の熱処理装置10は、ワークWを焼戻しするために誘導加熱する誘導加熱コイル11と、ワークWを載せて支持する治具12とを備える。治具12は、ワークWと接触する金属製部分13を有する。熱処理装置10は、コイルタッチ機構14を備え、コイルタッチ機構14は、金属製部分13に流れる電流に基づいてコイルタッチを検知する。熱処理装置10は、更に、冷却機構15を備える。冷却機構15は、治具12を冷却するための冷却水を流す流路16、及びこの冷却水の流量を調整する調整部17を有する。
[Regarding
1 to 4 includes an
前記構成を備えた熱処理装置10によって行われる熱処理方法は、次のとおりである。すなわち、その方法は、治具12に載せたワークWを誘導加熱コイル11によって加熱して焼戻しを行う熱処理方法であって、ワーク加熱工程と治具冷却工程とを含む。ワーク加熱工程は、ワークWと接触する治具12の金属製部分13に流れる電流に基づいてワークWに対するコイルタッチを検知しながら、ワークWを誘導加熱コイル11によって加熱する工程である。治具冷却工程は、少なくとも、ワークWを加熱している間(前記ワーク加熱工程)の時間帯で、前記治具12を冷却水によってその流量を調整しつつ冷却する工程である。
The heat treatment method performed by the
なお、ワークWを焼戻しするために、ワークWを所要温度まで加熱した後、ワークWを治具12に載せた状態のまま、所要温度で所要時間について維持する。ワークWの温度を維持する時間帯において、ワークWがコイル11によって加熱される場合、この時間帯もワーク加熱工程に含まれる。また、ワークWを加熱していない時間帯であっても、治具12を冷却水によってその流量を調整しつつ冷却してもよい。この時間帯も治具冷却工程に含まれる。
In order to temper the work W, the work W is heated to a required temperature, and then maintained at the required temperature for a required time while the work W is placed on the
前記各形態の熱処理装置10、及び熱処理装置10によって実行される熱処理方法によれば、加熱されたワークWによって治具12の金属製部分13が熱せられても、冷却水によって治具12を冷却することができる。冷却水の流量が調整されることで、治具12の温度を、熱処理品質に影響を与えない程度の低い温度(例えば60℃以下)に保つことができる。よって、例えば誘導加熱コイル11による加熱が終わったワークWが、治具12によって更に熱せられるのを防ぐことが可能となる。また、加熱を開始する前であって治具12に載ったワークWが、この治具12によって加熱されるのを防ぐことが可能となる。なお、治具12における前記温度である60℃は例示であり、品質条件によって変わる。
According to the
冷却水によって治具12が冷却され、しかも、治具12の温度を一定とするように調整部17によって冷却水の流量が制御されることで、治具12の熱膨張及び熱収縮を抑えることができる。治具12の熱膨張が大きくなると、前記のとおりコイルギャップが小さいことから、治具12に載ったワークWがコイル11に接触してしまう可能性がある。しかし、前記各形態の熱処理装置10によれば、治具12の熱膨張が抑えられ、ワークWがコイル11に接触することを防ぐことができる。
The
また、前記各形態では、ガイド部29を除く治具12の大部分が金属製である。このため、治具12の全体がフッ素樹脂である場合と比較して、治具12を精度良く製造することが容易となる。また、治具12を金属製とすることにより、追加的な加工が容易となる。例えば、熱処理装置10は、ワークWの着座検知機能を備えることができる。つまり、図1に示されるように、治具12の側壁本体部30に、エアを通過可能とするエア孔46が形成されている。エア孔46は、ワークWの一部が接触する側壁本体部30の上面で開口する。エア孔46に、図外のエア源からエアを供給している状態で、ワークWの一部が、側壁本体部30の上面に載り、ワークWがエア孔46を塞ぐと、エア孔46を流すためのエアの圧力が、所定の値となる。これに対して、例えばワークWが傾いた状態で側壁本体部30の上面に載っていると、ワークWはエア孔46を塞がない。すると、エアの圧力が前記所定の値とならない。このようにエア孔46を流すエアの圧力を検知することで、ワークWの中心線が治具12の中心線Cと一致した状態で、ワークWが治具12に載置されているか否かの検出が可能となる。治具12を金属製とすることにより、エア孔46を治具12に追加的に設けることが容易となる。
In each of the above embodiments, most of the
図1に示される第一の熱処理装置10の場合、底壁部18の上方に蓋部21が底壁部18と間隔をあけて設けられている。底壁部18と側壁部20と蓋部21とによって囲まれることで形成された空間22が、冷却水を通過させる流路16である。この構成によれば、底壁部18、側壁部20、及び蓋部21に冷却水が接触可能である。このため、治具12を広く冷却することが可能となる。
In the case of the first
図2及び図3に示される第二の熱処理装置10の場合、冷却機構15は、冷却水を通過させる流路16として、底壁部18に沿って設けられた配管部材23を有する。この構成によれば、配管部材23が必要箇所に設けられることで、効率よく治具12を冷却することが可能となる。なお、配管部材23の配置は、図2及び図3に示される形態以外であってもよい。特に図3に示される形態の場合、配管部材23の一部に流出口24が設けられていて、治具12には、底壁部18の上の冷却水を治具12の外へ排出するドレイン孔32が設けられている。この構成によれば、配管部材23を流れた冷却水によって、より一層効率よく治具12を冷却することが可能となる。
In the case of the second
図4に示される第三の熱処理装置10は、治具12を取り外し可能として載置させるベース盤26を備える。ベース盤26と治具12との間に空間27が形成され、この空間27の範囲で、治具12に向かって開口する流路孔28がベース盤26の内部に形成されている。そして、前記空間27が、冷却水を通過させる流路16となる。ワークWの大きさ等に応じて治具12のサイズを変更するとしても、治具12の範囲内(つまり、治具12内)に流路16が形成されないことから、治具12の変更が容易となる。つまり、ワークWの変更(例えば、形状の変更)に伴い、治具12を変更する場合であっても、ベース盤26に設けられた流路孔28を通じて流す冷却水によって、治具12を冷却することが可能となる。
The third
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time is an example in all respects and is not restrictive. The scope of rights of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes all modifications within a scope equivalent to the configuration described in the claims.
10:焼戻し用熱処理 11:誘導加熱コイル 12:治具
13:金属製部分 14:コイルタッチ機構 15:冷却機構
16:流路 17:調整部 18:底壁部
19:外周部 20:側壁部 21:蓋部
22:空間 23:配管部材 24:流出口
26:ベース盤 27:空間 28:流路孔
32:ドレイン孔 W:ワーク
10: Heat treatment for tempering 11: Induction heating coil 12: Jig 13: Metal part 14: Coil touch mechanism 15: Cooling mechanism 16: Flow path 17: Adjusting section 18: Bottom wall section 19: Outer circumference section 20: Side wall section 21 : Cover 22: Space 23: Piping member 24: Outlet 26: Base board 27: Space 28: Channel hole 32: Drain hole W: Work
Claims (7)
前記ワークを載せて支持すると共に当該ワークと接触する金属製部分を有する治具と、
前記金属製部分に流れる電流に基づいてコイルタッチを検知するコイルタッチ機構と、
前記治具を冷却するための冷却水を流す流路、及び当該冷却水の流量を調整する調整部を有する冷却機構と、
を備える、焼戻し用熱処理装置。 An induction heating coil for induction heating to temper the workpiece,
A jig having a metal part that supports and supports the work and that comes into contact with the work,
A coil touch mechanism that detects a coil touch based on a current flowing through the metal part,
A flow path for flowing cooling water for cooling the jig, and a cooling mechanism having an adjusting unit for adjusting a flow rate of the cooling water,
A heat treatment apparatus for tempering, comprising:
前記底壁部と前記側壁部と前記蓋部とによって囲まれることで形成された空間が、前記流路である、請求項1に記載の焼戻し用熱処理装置。 The jig includes a bottom wall portion, a side wall portion including the metal portion and provided along an outer peripheral portion of the bottom wall portion, and a space between the bottom wall portion and the bottom wall portion above the bottom wall portion. And a provided lid portion,
The tempering heat treatment apparatus according to claim 1, wherein a space formed by being surrounded by the bottom wall, the side wall, and the lid is the flow path.
前記冷却機構は、前記流路として、前記底壁部に沿って設けられた配管部材を有する、請求項1に記載の焼戻し用熱処理装置。 The jig has a bottom wall portion and a side wall portion including the metal portion and provided along an outer peripheral portion of the bottom wall portion,
The tempering heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the cooling mechanism includes a pipe member provided along the bottom wall as the flow path.
前記配管部材の一部に当該配管部材内を流れる冷却水を外部へ流出させる流出口が設けられ、
前記治具には、前記底壁部の上の冷却水を当該治具の外へ排出するドレイン孔が設けられている、請求項3又は4に記載の焼戻し用熱処理装置。 The piping member is provided on the bottom wall portion,
An outlet is provided in a part of the pipe member to allow cooling water flowing in the pipe member to flow out,
The heat treatment apparatus for tempering according to claim 3 or 4, wherein the jig is provided with a drain hole for discharging the cooling water on the bottom wall to the outside of the jig.
前記ベース盤と前記治具との間に空間が形成され、当該空間の範囲で前記治具に向かって開口する流路孔が前記ベース盤の内部に形成され、
前記空間が、前記流路となる、請求項1に記載の焼戻し用熱処理装置。 A base board on which the jig is detachably mounted, further comprising:
A space is formed between the base board and the jig, and a flow path hole that opens toward the jig in a range of the space is formed inside the base board,
The heat treatment apparatus for tempering according to claim 1, wherein the space serves as the flow path.
前記治具が有し前記ワークと接触する金属製部分に流れる電流に基づいて前記ワークに対するコイルタッチを検知しながら、当該ワークを前記誘導加熱コイルによって加熱する工程と、
少なくとも前記ワークを加熱している間の時間帯で、前記治具を冷却水によって当該冷却水の流量を調整しつつ冷却する工程と、
を含む熱処理方法。 A heat treatment method for performing tempering by heating a work placed on a jig by an induction heating coil,
A step of heating the work by the induction heating coil while detecting a coil touch on the work based on a current flowing through a metal part of the jig and having contact with the work,
At least in a time period during which the work is being heated, a step of cooling the jig while adjusting the flow rate of the cooling water with the cooling water,
A heat treatment method comprising:
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