JP3140986B2 - 高周波焼入コイル - Google Patents

高周波焼入コイル

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JP3140986B2 JP09150165A JP15016597A JP3140986B2 JP 3140986 B2 JP3140986 B2 JP 3140986B2 JP 09150165 A JP09150165 A JP 09150165A JP 15016597 A JP15016597 A JP 15016597A JP 3140986 B2 JP3140986 B2 JP 3140986B2
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日吉 渡邊
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内面に複数の溝が
形成された有底筒状ワークの内面を加熱する高周波焼入
コイルに関する。
【0002】内面に複数の溝が形成された有底筒状ワー
クとしては、等速ジョイントに用いられるトリポートハ
ウジング部材Wがある。この図2に示すトリポートハウ
ジング部材Wの内面に高周波焼入を施すための高周波焼
入コイルとしては、図3に示すようなものがある。
【0003】まず、図3に示される高周波焼入コイル
は、トリポートハウジング部材Wの各内面に沿ってほぼ
一定の間隔を隔てて対向配置されるものである。しかし
ながら、この高周波焼入コイルでは、厚肉部W3には高
周波焼入が施されて硬化層(図3では斜線で示してい
る)が形成されるが、溝W1の左右の両側面W11及び
薄肉部W12には高周波焼入が施されず、硬化層が形成
されないという問題点がある。この原因は、凸部は加熱
されやすいが凹部は加熱されにくいという高周波加熱に
おける特性である。また、この高周波焼入コイルで溝W
1の両側面W11及び薄肉部W12にも高周波焼入を施
して硬化層を形成するために、より大きな電流を流すこ
とも考えられるが、これでは厚肉部W3が、特に溝W1
と厚肉部W3との境目のコーナー部が過熱状態となり、
トリポートハウジング部材の内面に熱的アンバランスに
起因する変形が生じるおそれがある。
【0004】そこで、図4に示す高周波焼入コイルが考
えられる。かかる高周波焼入コイルは、厚肉部W3に対
応する部分の加熱導体を厚肉部W3から離して設けてあ
る。この状態で厚肉部W3に所定の高周波焼入を施すこ
とができる電流を高周波焼入コイルに流すと、溝W1の
両側面W11と薄肉部W12とが過熱されて特に薄肉部
W12にはズブ焼入状態になるおそれがある。このよう
に、厚肉部W3から離しても円周方向の磁力線により前
記コーナー部の過熱が避けられない。
【0005】特に、3つの溝W1の硬化層のパターンを
揃えることが困難である。これは、トリポートハウジン
グ部材Wの溝W1に挿入される部分を溝W1から見て同
一に揃えることが困難だからである。つまり、1つの溝
W1に挿入される部分を修正すると、他の挿入される部
分にまでその修正の影響が及ぶことがあるためである。
【0006】かかる問題を解消するために、特公昭63
−42839号公報に記載されているような高周波焼入
コイルが創案されている。かかる高周波焼入コイルは、
その特許請求の範囲にもあるように、『不等肉厚部を有
する筒状体内面の移動焼入用高周波焼入コイルにおい
て、上記筒状体内面のうち厚肉部に対応する加熱導体
に、上記筒状体の軸心方向に沿って延びかつ上記最厚肉
部に対して平行に延設配置される立上り部を一対設ける
と共に、これらの立上り部を互いに平行状に近接配置
し、近接配置された上記立上り部に互いに逆方向の電流
を流すように構成』したのものである。
【0007】これにより、(最)厚肉部に対向した立上
り部では電磁作用が相殺されるため、立上り部による厚
肉部の加熱が抑制されて、厚肉部の過熱が防止されるの
である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した3種類の高周
波焼入コイルは、加熱を行う加熱導体が1つの高周波電
源に直列に接続されたものである。このため、従来の高
周波焼入コイルには、高電圧の高周波電源が必要となる
とともに、高周波焼入コイルの寿命も短くなりがちであ
った。
【0009】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、低電圧の高周波電源でもよく、複数の溝に形成され
る硬化層のパターンを各々調整可能とし、複数の溝の硬
化層のパターンを同一に揃えることができ、しかも寿命
が長い高周波焼入コイルを提供することを目的としてい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波焼入
コイルは、内面に複数の溝が形成された有底筒状ワーク
の内面を加熱する高周波焼入コイルであって、前記溝に
対応した溝加加熱導体部と、この溝加熱導体部に接続さ
れた給電導体部とを有する複数の加熱導体を備えてお
り、前記加熱導体は、それぞれが独立した高周波電源に
接続されており、各給電導体部は、前記有底筒状ワーク
の中心軸と前記溝の中心とを結ぶ線の上に位置してい
る。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
高周波焼入コイルと有底筒状ワークであるトリポートハ
ウジング部材との関係を示す概略的底面図である。
【0012】本発明の実施の形態に係る高周波焼入コイ
ルは、内面に3つの溝W1が形成された有底筒状ワーク
としてのトリポートハウジング部材Wの内面を加熱する
高周波焼入コイルであって、前記溝W1に対応した溝加
熱導体部110A、110B、110Cと、この溝加熱
導体部110A、110B、110Cに接続された給電
導体部120A、120B、120Cとを有する3つの
加熱導体100A、100B、100Cを備えており、
前記加熱導体100A、100B、100Cは、それぞ
れが独立した高周波電源200A、200B、200C
に接続されており、各給電導体部120A、120B、
120Cは、前記トリポートハウジング部材Wの中心軸
WOと前記溝W1の中心とを結ぶ線Lの上に位置してい
る。
【0013】トリポートハウジング部材Wは、図2に示
すように、3つの溝W1が120°間隔で形成されてい
る。従って、溝W1は、溝W1の左右の両側面W11
と、この両側面W11の間にある薄肉部W12とから構
成される。また、溝W1の間は、最も肉厚の厚肉部W3
となっている。
【0014】この高周波焼入コイルを構成する各加熱導
体100A、100B、100Cは、トリポートハウジ
ング部材Wを加熱した際に自身が過熱されることを防止
するため、内部に冷却液を循環させることができるよう
に、導電性を有するパイプから構成されている。
【0015】3つの加熱導体100A、100B、10
0Cは、略同一に形成されている。1つの加熱導体10
0Aは、溝W1の内面、すなわち左右の両側面W11と
その間に位置する薄肉部W12とに所定の間隔を有して
対向する溝加熱導体部110Aを有している。
【0016】この溝加熱導体部110Aは、溝W1の形
状に合わせて略扇形に形成されている。そして、この扇
の要に相当する部分、すなわち溝加熱導体部110Aの
内側において溝加熱導体部110Aとは直交する方向に
一対の給電導体部120Aが垂設されている。
【0017】この給電導体部120Aは、図1に示すよ
うに、前記トリポートハウジング部材Wの中心軸WOと
前記溝W1の中心とを結ぶ線Lの上に位置している。
の給電導体120Aは、加熱導体100Aにのみ高周波
電流を供給する高周波電源200Aに接続されている。
【0018】他の2つの加熱導体100B、100C
も、上述した加熱導体100Aと同様に構成されてい
る。
【0019】ここで、3つの加熱導体100A、100
B、100Cは、溝加熱導体部110A、110B、1
10Cが同一平面上に並ぶように設定されている。ま
た、この3つの加熱導体100A、100B、100C
のそれぞれの給電導体部120A、120B、120C
は、トリポートハウジング部材Wの中心軸WOを中心と
してそれぞれ120°の間隔で位置するようになってい
る。
【0020】また、この3つの加熱導体100A、10
0B、100Cは、それぞれの溝加熱導体部110A、
110B、110Cの位置関係、すなわち同一平面上に
並ぶ関係、溝W1に合わせて120°の間隔で並んでい
る関係が変わらないように、絶縁性を有する図外の連結
部材によって相互に連結されている。
【0021】また、この高周波焼入コイルの各加熱導体
100A、100B、100Cの溝加熱導体部110
A、110B、110Cの下方には、溝加熱導体部11
0A、110B、110Cで加熱された部分、すなわち
トリポートハウジング部材Wの溝W1の内周面に冷却液
を噴射する内側冷却ジャケット (図示省略) が設けられ
ている。この内側冷却ジャケットは、高周波焼入コイル
に取り付けられているので、高周波焼入コイルとともに
トリポートハウジング部材Wの内部を移動するようにな
っている。
【0022】さらに、トリポートハウジング部材Wの過
熱を防止するため、トリポートハウジング部材Wの外周
面には、外周面に向かって冷却液を噴射する外側冷却ジ
ャケットも設けられている。
【0023】次に、上述したように構成された高周波焼
入コイルによるトリポートハウジング部材Wの内周面の
高周波焼入について説明する。トリポートハウジング部
材Wは開放された側を下向きにして図外のコンセントリ
ングに載置される。図1に示すように、固定された高周
波焼入コイルをトリポートハウジング部材Wに挿入し、
トリポートハウジング部材Wを下側に向かって移動させ
る。この時、3つの溝W1には、3つの加熱導体100
A、100B、100Cのそれぞれの溝加熱導体部11
0A、110B、110Cが挿入されていることは勿論
である。
【0024】各加熱導体100A、100B、100C
には、それぞれ別個の高周波電源200A、200B、
200Cから高周波電流が供給されているため、3つの
溝W1の内面である左右の両側面W11及びその間の薄
肉部W12下流から順次加熱されていく。例えば、加熱
導体100Aにおける高周波電流は、一方の給電導体部
120A→溝加熱導体部110A→他方の給電導体部1
20Aあるいはその逆方向に流れる。他の2つの加熱導
体100B、100Cでも同様である。なお、厚肉部W
3は積極的には加熱しないが、加熱された溝W1からの
熱によって受動的に加熱される。また、各加熱導体10
0A、100B、100Cの給電導体部120A、12
0B、120Cは、前記中心軸WOからみて前後になる
ように、トリポートハウジング部材Wの中心軸WOと前
記溝W1の中心とを結ぶ線Lの上に位置しているため、
各給電導体部120A、120B、120Cにおける磁
力線は、図1に矢印Aで示すように、溝W1に対して垂
直方向に形成される。このため、溝W1と厚肉部W3と
の境目であるコーナー部に影響を及ぼさず、コーナー部
の加熱には寄与しない。
【0025】この高周波焼入コイルによって加熱された
部分は、内側冷却ジャケットによって冷却されることに
よって高周波焼入が施される。また、トリポートハウジ
ング部材Wは、外側冷却ジャケットよっても冷却されて
いるので、高周波焼入による硬化層が外周面にまで及ぶ
ズブ焼入状態になることはない。
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】また、このように各給電導体部120A、
120B、120Cを構成すると、より小さなトリポー
トハウジング部材Wに有効である。つまり、小さなトリ
ポートハウジング部材Wでは、溝W1の幅寸法も小さい
ため、一対の給電導体部120A、120B、120C
を溝W1からみて横方向に並べることはスペースの余裕
がないことが多いため、このように縦方向に並べること
によってスペースの余裕を得ることができ、ひいては高
周波焼入コイルの設計も行い易いのである。
【0030】なお、上述した説明では、内面に複数の溝
W1を有する有底筒状ワークとして3つの溝W1を有す
るトリポートハウジング部材Wを例に挙げたが、本発明
がこれに限定されるものではない。例えば、6つの溝を
もつものであってもよい。
【0031】また、この高周波焼入コイルによるトリポ
ートハウジング部材Wの内面の加熱の際に、高周波焼入
コイルを固定してトリポートハウジング部材Wを下側に
向かって移動させるとしたが、高周波焼入コイルとトリ
ポートハウジング部材Wとは相対的に移動すればよいの
で、トリポートハウジング部材Wを固定して高周波焼入
コイルを上側に向かって移動させてもよいし、高周波焼
入コイルは上側に向かって、トリポートハウジング部材
Wは下側に向かってそれぞれ移動させるようにしてもよ
い。
【0032】
【発明の効果】本発明に係る高周波焼入コイルは、内面
に複数の溝が形成された有底筒状ワークの内面を加熱す
る高周波焼入コイルであって、前記溝に対応した溝加加
熱導体部と、この溝加熱導体部に接続された給電導体部
とを有する複数の加熱導体を備えており、前記加熱導体
は、それぞれが独立した高周波電源に接続されており、
各給電導体部は、前記有底筒状ワークの中心軸と前記溝
の中心とを結ぶ線の上に位置している。
【0033】このため、複数の加熱導体を直列に接続し
た従来の高周波焼入コイルより低い電圧の高周波電源で
よく、電流も少なくてよいので従来の高周波焼入コイル
より寿命が長くなる。また、各加熱導体の給電導体部
は、有底筒状ワークの中心軸からみて前後になるよう
に、前記中心軸と前記溝Wの中心とを結ぶ線の上に位置
しているため、各給電導体部における磁力線は、溝に対
して垂直方向に形成される。このため、溝と厚肉部との
境目であるコーナー部に影響を及ぼさず、コーナー部の
加熱には寄与しない。さらに、より小さな有底筒状ワー
クに有効である。
【0034】また、複数の加熱導体はそれぞれ独立して
いるので、複数の溝の加熱の度合い、すなわち高周波焼
入によって形成される硬化層のパターンを揃えるため、
1つの加熱導体の溝加熱導体部を修正したとしても、そ
の修正の影響は他の加熱導体には及ばない。このため、
すべての硬化層のパターンを揃えるようにすることが従
来の高周波焼入コイルより容易になったという効果もあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る高周波焼入コイルと
有底筒状ワークであるトリポートハウジング部材との関
係を示す概略的底面図である。
【図2】内面に複数の溝が形成された有底筒状ワークの
一例としてのトリポートハウジング部材の概略的底面図
である。
【図3】従来の高周波焼入コイルとトリポートハウジン
グ部材との関係を示す概略的底面図である。
【図4】従来の他の高周波焼入コイルとトリポートハウ
ジング部材との関係を示す概略的底面図である。
【符号の説明】
100A、100B、100C 加熱導体 110A、110B、110C 溝加熱導体部 120A、120B、120C 給電導体部 200A、200B、200C 高周波電源 W トリポートハウジング部材(有底筒状ワーク) W1 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 1/10 C21D 1/42 C21D 1/667 C21D 9/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内面に複数の溝が形成された有底筒状ワ
    ークの内面を加熱する高周波焼入コイルにおいて、前記
    溝に対応した溝加加熱導体部と、この溝加熱導体部に接
    続された給電導体部とを有する複数の加熱導体を具備し
    ており、前記加熱導体は、それぞれが独立した高周波電
    源に接続されており、各給電導体部は、前記有底筒状ワ
    ークの中心軸と前記溝の中心とを結ぶ線の上に位置して
    いることを特徴とする高周波焼入コイル。
JP09150165A 1997-05-23 1997-05-23 高周波焼入コイル Expired - Fee Related JP3140986B2 (ja)

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