JP3166902B2 - 高周波焼入れ装置 - Google Patents
高周波焼入れ装置Info
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波焼入れ装置の
珪素鋼板飛び出し防止技術に関する。
珪素鋼板飛び出し防止技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の半円開放型高周波焼入れ装
置の原理図であり、誘導コイル１０１は、腕部１０２、
１／４円部１０３、縦部１０４、半円部１０５、縦部１
０６、１／４円部１０７及び腕部１０８とからなり、高
周波電流は腕部１０２→１／４円部１０３→縦部１０４
→半円部１０５→縦部１０６→１／４円部１０７→腕部
１０８の順に流れる。なお、誘導コイル１０１は冷却水
を通すために中空材で形成したものである。誘導コイル
１０１は平面視で半円を呈し、図左下から図示せぬワー
クを出し入れすることができるため、半円開放型とい
う。円柱状ワーク（ワーク）側を回転させることで、ワ
ークの表面を高周波誘導加熱する装置である。
置の原理図であり、誘導コイル１０１は、腕部１０２、
１／４円部１０３、縦部１０４、半円部１０５、縦部１
０６、１／４円部１０７及び腕部１０８とからなり、高
周波電流は腕部１０２→１／４円部１０３→縦部１０４
→半円部１０５→縦部１０６→１／４円部１０７→腕部
１０８の順に流れる。なお、誘導コイル１０１は冷却水
を通すために中空材で形成したものである。誘導コイル
１０１は平面視で半円を呈し、図左下から図示せぬワー
クを出し入れすることができるため、半円開放型とい
う。円柱状ワーク（ワーク）側を回転させることで、ワ
ークの表面を高周波誘導加熱する装置である。
【０００３】図５は図４の５−５線断面図であり、縦部
１０４，１０６にコ字形の珪素鋼板１１１，１１２を矢
印，の如く取付けたことを示す。珪素鋼板１１１，
１１２は、図４に示した通り薄板を多数枚積層したもの
を使用する。珪素鋼板１１１・・・（・・・は複数を示す。以
下同様。）はいわゆる鉄心であり、コイル１０１（図
４）に珪素鋼板１１１・・・を付加することにより、磁束
を飛躍的に増加させることができる。一方、鉄心の内部
に渦電流が発生しこれが損失となる。この損失（鉄損、
渦電流損）は鉄心が大きいほど顕著になるため、鉄心を
細分化し、渦電流の発生を押える技術があり、この技術
の一貫として薄い珪素鋼板１１１・・・を多数枚積層した
ものを鉄心として使用するわけである。珪素鋼板１１２
・・・も同様である。
１０４，１０６にコ字形の珪素鋼板１１１，１１２を矢
印，の如く取付けたことを示す。珪素鋼板１１１，
１１２は、図４に示した通り薄板を多数枚積層したもの
を使用する。珪素鋼板１１１・・・（・・・は複数を示す。以
下同様。）はいわゆる鉄心であり、コイル１０１（図
４）に珪素鋼板１１１・・・を付加することにより、磁束
を飛躍的に増加させることができる。一方、鉄心の内部
に渦電流が発生しこれが損失となる。この損失（鉄損、
渦電流損）は鉄心が大きいほど顕著になるため、鉄心を
細分化し、渦電流の発生を押える技術があり、この技術
の一貫として薄い珪素鋼板１１１・・・を多数枚積層した
ものを鉄心として使用するわけである。珪素鋼板１１２
・・・も同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の誘導コイル
１０１で数千本の円柱状ワークＷを焼入れ処理したとこ
ろ、ワークＷの硬さが予定硬度に達しないものが発生す
るようになってきた。そこで、調査をしたところ次の様
な問題点が見つかった。
１０１で数千本の円柱状ワークＷを焼入れ処理したとこ
ろ、ワークＷの硬さが予定硬度に達しないものが発生す
るようになってきた。そこで、調査をしたところ次の様
な問題点が見つかった。
【０００５】図６は図４の６矢視図であり、円柱状ワー
クＷを回転させながら高周波加熱したところ、珪素鋼板
１１１・・・がδだけ図右に飛び出した様子を示す。すな
わち、向って左の珪素鋼板１１２・・・は正常な位置にあ
るが、右の珪素鋼板１１１・・・は飛び出したことを示
す。ただし、左右の珪素鋼板１１２，１１１を異なった
形態に記載したが、現実には左右の珪素鋼板１１２，１
１１は同じ様に飛び出す。
クＷを回転させながら高周波加熱したところ、珪素鋼板
１１１・・・がδだけ図右に飛び出した様子を示す。すな
わち、向って左の珪素鋼板１１２・・・は正常な位置にあ
るが、右の珪素鋼板１１１・・・は飛び出したことを示
す。ただし、左右の珪素鋼板１１２，１１１を異なった
形態に記載したが、現実には左右の珪素鋼板１１２，１
１１は同じ様に飛び出す。
【０００６】珪素鋼板１１１・・・は上下を比較的厚いス
トッパプレート１１３，１１３で挟んだ状態で縦部１０
４に押込んだものであり、且つワークＷとは接触しない
ので簡単には飛び出さないはずである。ところが、ワー
クＷと誘導コイル１０１とは互いに磁気的に強く反発す
るため、この反発力が珪素鋼板１１１・・・にも作用して
珪素鋼板１１１・・・を徐々にではあるが飛び出させると
いうわけである。
トッパプレート１１３，１１３で挟んだ状態で縦部１０
４に押込んだものであり、且つワークＷとは接触しない
ので簡単には飛び出さないはずである。ところが、ワー
クＷと誘導コイル１０１とは互いに磁気的に強く反発す
るため、この反発力が珪素鋼板１１１・・・にも作用して
珪素鋼板１１１・・・を徐々にではあるが飛び出させると
いうわけである。
【０００７】図７は珪素鋼板の飛び出し量と硬さの関係
を示すグラフである。縦軸が硬さ、横軸が珪素鋼板の飛
び出し量であり、珪素鋼板が１．５ｍｍ程度飛び出すと
大幅に硬さが低下することが分かる。そこで、本発明の
目的は珪素鋼板の飛び出し対策を講じることにある。
を示すグラフである。縦軸が硬さ、横軸が珪素鋼板の飛
び出し量であり、珪素鋼板が１．５ｍｍ程度飛び出すと
大幅に硬さが低下することが分かる。そこで、本発明の
目的は珪素鋼板の飛び出し対策を講じることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、誘導コイルの途中に積層珪素鋼板を備え
るとともに、この珪素鋼板と冷却ジャケットとの間に珪
素鋼板の飛び出しを防止するための絶縁材ブロックを介
在させたことを特徴とする。珪素鋼板が飛び出さないの
で、長時間に亘ってワークの焼入れが実施でき、生産能
率が向上するとともに、設備の保守点検費用を削減する
ことができる。
に請求項１は、誘導コイルの途中に積層珪素鋼板を備え
るとともに、この珪素鋼板と冷却ジャケットとの間に珪
素鋼板の飛び出しを防止するための絶縁材ブロックを介
在させたことを特徴とする。珪素鋼板が飛び出さないの
で、長時間に亘ってワークの焼入れが実施でき、生産能
率が向上するとともに、設備の保守点検費用を削減する
ことができる。
【０００９】請求項２は、絶縁材ブロックをガラスエポ
キシとしたことを特徴とする。入手容易なガラスエポキ
シを採用することにより、設備費の高騰を押えることが
できる。
キシとしたことを特徴とする。入手容易なガラスエポキ
シを採用することにより、設備費の高騰を押えることが
できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係る高周波焼入
れ装置の平面図であり、高周波焼入れ装置１は半円開放
型高周波焼入れ装置であり、誘導コイル２と、この誘導
コイル２の外側に所定の隙間を保って配置した水冷ジャ
ケット３，３と、誘導コイル２の縦部４，５に嵌合した
コ字状珪素鋼板６・・・，７・・・と、珪素鋼板６・・・と水冷
ジャケット３との間に介在させた絶縁材ブロック８と、
珪素鋼板７・・・と水冷ジャケット３との間に介在させた
絶縁材ブロック９とからなる。１１・・・は絶縁材であ
る。誘導コイル２は従来技術で述べた誘導コイル１０１
と同構造であるから説明は省略する。
づいて以下に説明する。図１は本発明に係る高周波焼入
れ装置の平面図であり、高周波焼入れ装置１は半円開放
型高周波焼入れ装置であり、誘導コイル２と、この誘導
コイル２の外側に所定の隙間を保って配置した水冷ジャ
ケット３，３と、誘導コイル２の縦部４，５に嵌合した
コ字状珪素鋼板６・・・，７・・・と、珪素鋼板６・・・と水冷
ジャケット３との間に介在させた絶縁材ブロック８と、
珪素鋼板７・・・と水冷ジャケット３との間に介在させた
絶縁材ブロック９とからなる。１１・・・は絶縁材であ
る。誘導コイル２は従来技術で述べた誘導コイル１０１
と同構造であるから説明は省略する。
【００１１】水冷ジャケット３，３は図示せぬ多数の小
孔からワークＷに向って冷却水を噴射するボックスであ
り、図示せぬボルトで取外し可能に取付けられている。
ボルト固定となっているので、絶縁材ブロック８，８を
珪素鋼板６，７に添わせたのちに水冷ジャケット３，３
を取付けることができる。誘導コイル２で加熱すること
によりワークＷの表層をオーステナイト組織にし、これ
を水冷ジャケット３，３から噴射した冷却水で強制冷却
することにより、マルテンサイト化することができる。
孔からワークＷに向って冷却水を噴射するボックスであ
り、図示せぬボルトで取外し可能に取付けられている。
ボルト固定となっているので、絶縁材ブロック８，８を
珪素鋼板６，７に添わせたのちに水冷ジャケット３，３
を取付けることができる。誘導コイル２で加熱すること
によりワークＷの表層をオーステナイト組織にし、これ
を水冷ジャケット３，３から噴射した冷却水で強制冷却
することにより、マルテンサイト化することができる。
【００１２】図２は図１の要部拡大断面図であり、絶縁
材ブロック８の正面８ａは珪素鋼板６・・・の背面に倣っ
た単純な平面であるが、背面前部８ｂ及び背面後部８ｃ
は水冷ジャケット３の形状に倣った形状に成形したもの
で、具体的には背面前部８ｂが単純平面で、背面後部８
ｃが湾曲面であることを特徴とする。
材ブロック８の正面８ａは珪素鋼板６・・・の背面に倣っ
た単純な平面であるが、背面前部８ｂ及び背面後部８ｃ
は水冷ジャケット３の形状に倣った形状に成形したもの
で、具体的には背面前部８ｂが単純平面で、背面後部８
ｃが湾曲面であることを特徴とする。
【００１３】以上の構成からなる高周波焼入れ装置及び
絶縁材ブロックの作用を次に述べる。本発明者らは珪素
鋼板の飛び出しが焼入れ不良の原因であること突き止
め、珪素鋼板の飛び出し防止対策を種々試みたので、そ
れらのいくつかを紹介する。なお、前述の図５におい
て、珪素鋼板１１１，１１２を矢印以外の方向（全３
方向）から入れることも検討したが、いずれもワークＷ
側に珪素鋼板１１１，１１２の一部が突出するために、
採用できなかった。
絶縁材ブロックの作用を次に述べる。本発明者らは珪素
鋼板の飛び出しが焼入れ不良の原因であること突き止
め、珪素鋼板の飛び出し防止対策を種々試みたので、そ
れらのいくつかを紹介する。なお、前述の図５におい
て、珪素鋼板１１１，１１２を矢印以外の方向（全３
方向）から入れることも検討したが、いずれもワークＷ
側に珪素鋼板１１１，１１２の一部が突出するために、
採用できなかった。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１中、対策Ａは、珪素鋼板同士を樹脂で
固めるとともに誘導コイルにも接着したものである。し
かし、接着剤が燃えて炭化し、接着作用を発揮しなくな
り、珪素鋼板が飛出し始めたので、評価は×である。対
策Ｂは、単純なガラスエポキシのブロックを珪素鋼板と
冷却ジャケットとの間に挟み、接着剤で固定したもので
ある。しかし、接着剤が燃えてしまい、ブロックが脱落
した。ただし、脱落までにかなりの数のワークの生産が
可能であったので評価は△である。対策Ｃは、テフロン
（商品名）テープを積層したものを、珪素鋼板と冷却ジ
ャケットとの間に挟んだものである。接着剤は使用しな
かった。しかし、テープは脱落した。ただし、脱落まで
にかなりの数のワークの生産が可能であったので評価は
△である。対策Ｄは、ガラスエポキシのブロックを冷却
ジャケットに倣って曲面成形し、接着剤を使用せずに、
珪素鋼板と冷却ジャケットとの間に挟んだものである。
結果、脱落せずに長期間生産が可能であったので評価は
○である。
固めるとともに誘導コイルにも接着したものである。し
かし、接着剤が燃えて炭化し、接着作用を発揮しなくな
り、珪素鋼板が飛出し始めたので、評価は×である。対
策Ｂは、単純なガラスエポキシのブロックを珪素鋼板と
冷却ジャケットとの間に挟み、接着剤で固定したもので
ある。しかし、接着剤が燃えてしまい、ブロックが脱落
した。ただし、脱落までにかなりの数のワークの生産が
可能であったので評価は△である。対策Ｃは、テフロン
（商品名）テープを積層したものを、珪素鋼板と冷却ジ
ャケットとの間に挟んだものである。接着剤は使用しな
かった。しかし、テープは脱落した。ただし、脱落まで
にかなりの数のワークの生産が可能であったので評価は
△である。対策Ｄは、ガラスエポキシのブロックを冷却
ジャケットに倣って曲面成形し、接着剤を使用せずに、
珪素鋼板と冷却ジャケットとの間に挟んだものである。
結果、脱落せずに長期間生産が可能であったので評価は
○である。
【００１６】以上のことから、ガラスエポキシの様な耐
熱絶縁材を、接着剤を使用せずに、珪素鋼板と冷却ジャ
ケットとの間に挟むことで、珪素鋼板の飛出しを十分に
防止できることが確認できた。
熱絶縁材を、接着剤を使用せずに、珪素鋼板と冷却ジャ
ケットとの間に挟むことで、珪素鋼板の飛出しを十分に
防止できることが確認できた。
【００１７】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る絶縁材
ブロックの別実施例図である。（ａ）は絶縁材ブロック
１１に矩形凹部１２を形成したものであり、この矩形凹
部１２を珪素鋼板６・・・の背面に被せる。振動等を受け
ても絶縁材ブロック１１が脱落する心配はない。なお、
絶縁材ブロック１１の背面前部８ｂは単純平面で背面後
部８ｃは湾曲面である。（ｂ）は絶縁材ブロック１３に
鍔１４を形成したものであり、この鍔１４が珪素鋼板の
上縁に引っ掛かるために、簡単には脱落しない。（ｃ）
は絶縁材ブロック１５に一辺を開放した凹部１６を形成
したものであり、この凹部 を珪素鋼板６・・・の背面に
被せる。振動等を受けても絶縁材ブロック１５が脱落す
る心配はない。このように、絶縁材ブロック１１，１
３，１５に脱落防止の為の凹部１２，１６や鍔１４を設
けることは好ましいことである。
ブロックの別実施例図である。（ａ）は絶縁材ブロック
１１に矩形凹部１２を形成したものであり、この矩形凹
部１２を珪素鋼板６・・・の背面に被せる。振動等を受け
ても絶縁材ブロック１１が脱落する心配はない。なお、
絶縁材ブロック１１の背面前部８ｂは単純平面で背面後
部８ｃは湾曲面である。（ｂ）は絶縁材ブロック１３に
鍔１４を形成したものであり、この鍔１４が珪素鋼板の
上縁に引っ掛かるために、簡単には脱落しない。（ｃ）
は絶縁材ブロック１５に一辺を開放した凹部１６を形成
したものであり、この凹部 を珪素鋼板６・・・の背面に
被せる。振動等を受けても絶縁材ブロック１５が脱落す
る心配はない。このように、絶縁材ブロック１１，１
３，１５に脱落防止の為の凹部１２，１６や鍔１４を設
けることは好ましいことである。
【００１８】尚、本実施例では絶縁材ブロック８，９，
１１，１３，１５をガラスエポキシとしたのは、ガラス
エポキシが入手容易な材料であり、エポキシをガラスで
強化したため十分な強度を有するからである。しかし、
絶縁材ブロック８，９，１１，１３，１５は、文字通
り、電気的絶縁性と高温強度を兼ね備えた材料であれば
よく、例えばガラスポリイミド、アラミド繊維・ポリイ
ミドであってもよい。
１１，１３，１５をガラスエポキシとしたのは、ガラス
エポキシが入手容易な材料であり、エポキシをガラスで
強化したため十分な強度を有するからである。しかし、
絶縁材ブロック８，９，１１，１３，１５は、文字通
り、電気的絶縁性と高温強度を兼ね備えた材料であれば
よく、例えばガラスポリイミド、アラミド繊維・ポリイ
ミドであってもよい。
【００１９】また、本実施例では半円開放型高周波焼入
れ装置を例に説明したが、本発明は誘導コイルに珪素鋼
板を備え、この珪素鋼板の外側に冷却ジャケットがある
形式の装置であれば、各種の高周波焼入れ装置を本発明
を適用することができる。
れ装置を例に説明したが、本発明は誘導コイルに珪素鋼
板を備え、この珪素鋼板の外側に冷却ジャケットがある
形式の装置であれば、各種の高周波焼入れ装置を本発明
を適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、誘導コイルの途中に積層珪素鋼板を
備えるとともに、この珪素鋼板と冷却ジャケットとの間
に珪素鋼板の飛び出しを防止するための絶縁材ブロック
を介在させたことを特徴とする。珪素鋼板が飛び出さな
いので、長時間に亘ってワークの焼入れが実施でき、生
産能率が向上するとともに、設備の保守点検費用を削減
することができる。
する。請求項１は、誘導コイルの途中に積層珪素鋼板を
備えるとともに、この珪素鋼板と冷却ジャケットとの間
に珪素鋼板の飛び出しを防止するための絶縁材ブロック
を介在させたことを特徴とする。珪素鋼板が飛び出さな
いので、長時間に亘ってワークの焼入れが実施でき、生
産能率が向上するとともに、設備の保守点検費用を削減
することができる。
【００２１】請求項２は、絶縁材ブロックをガラスエポ
キシとしたことを特徴とする。入手容易なガラスエポキ
シを採用することにより、設備費の高騰を押えることが
できる。
キシとしたことを特徴とする。入手容易なガラスエポキ
シを採用することにより、設備費の高騰を押えることが
できる。
【図１】本発明に係る高周波焼入れ装置の平面図
【図２】図１の要部拡大断面図
【図３】本発明に係る絶縁材ブロックの別実施例図
【図４】従来の半円開放型高周波焼入れ装置の原理図
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】図４の６矢視図
【図７】珪素鋼板の飛び出し量と硬さの関係を示すグラ
フ
フ
１…高周波焼入れ装置、２…誘導コイル、３…水冷ジャ
ケット、６，７…珪素鋼板、８，９，１１，１３，１５
…絶縁材ブロック。
ケット、６，７…珪素鋼板、８，９，１１，１３，１５
…絶縁材ブロック。
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/00 - 9/44 C21D 9/50
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導コイルの外側に所定の隙間を保って
冷却ジャケットを配置した高周波焼入れ装置において、
この装置は、前記誘導コイルの途中に積層珪素鋼板を備
えるとともに、この珪素鋼板と前記冷却ジャケットとの
間に珪素鋼板の飛び出しを防止するための絶縁材ブロッ
クを介在させたことを特徴とする高周波焼入れ装置。 - 【請求項２】 前記絶縁材ブロックはガラスエポキシで
あることを特徴とした請求項１記載の高周波焼入れ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35030896A JP3166902B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 高周波焼入れ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35030896A JP3166902B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 高周波焼入れ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10195527A JPH10195527A (ja) | 1998-07-28 |
| JP3166902B2 true JP3166902B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=18409613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35030896A Expired - Fee Related JP3166902B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 高周波焼入れ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166902B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103074470A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-05-01 | 万向钱潮传动轴有限公司 | 一种小直径内花键表面淬火感应器 |
| CN103667662A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-26 | 大连热处理有限公司 | 惰轮中频淬火感应器 |
| CN105274286B (zh) * | 2015-10-29 | 2018-06-26 | 常州宝隆冶金设备制造有限公司 | 刀轴淬火用感应加热装置 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35030896A patent/JP3166902B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10195527A (ja) | 1998-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080309 Year of fee payment: 7 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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