JP3361337B2 - 溝部加熱装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被加熱体の溝部を焼入
処理や焼戻処理等のために所要温度に加熱するのに用い
られる溝部加熱装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車部品等には、図７に示すよ
うな開口２０を有する溝部２１が形成された部品５０が
あり、その溝部２１を構成する溝面２１ａに焼入処理等
を施す必要があるものがある。このような溝部２１の溝
面２１ａを高周波焼入れのために加熱する装置として
は、従来より、図８及び図９に示す如き溝部加熱装置２
２が用いられている。 【０００３】この装置２２は、前記開口２０の溝幅Ｗ、
溝深さＨ、及び板厚Ｔ（図７参照）に対応するように銅
パイプ製の高周波誘導加熱コイル２３をいわゆるヘアー
ピン形状に構成し、このヘアーピン形コイル２３を図８
に示す如く溝部２１内に挿入配置して溝面２１ａの側部
２４及び底部２５を所要の焼入温度に高周波誘導加熱
し、しかる後に急速冷却することにより焼入れを施すよ
うにしたものである。これによれば、溝面２１ａの全域
に亘って均一な加熱パターンＡ（図８参照）ひいては均
一な焼入硬化層パターンを得ることができる。しかし、
この溝部加熱装置２２の場合、銅パイプに所要の高周波
電流を供給するためには直径２ｍｍ以上の銅パイプを用
いる必要があるため、溝幅Ｗが８ｍｍ程度以下になる
と、中空部を水冷できる銅パイプを溝面２１ａに沿って
ヘアーピン形状に巻くことに寸法的限界を生じる。 【０００４】そこで従来では、コイル２３を挿入配置で
きないような溝幅Ｗの溝部２１を焼入れのために加熱す
る場合には、図１０及び図１１に示す如き溝部加熱装置
２６を用いて焼入れするようにしている。すなわち、こ
の場合には、図１１に示すように高周波誘導加熱コイル
２７を溝部２１の付近の上端部２８に合せてヘアーピン
形状に構成し、このコイル２７を図１０に示す如くその
上端部２８に対向配置して溝面２１ａを加熱し、その後
に急速冷却するようにしている。或いは、上述のヘアー
ピン形高周波誘導加熱コイル２７を図１２及び図１３に
示すように垂直状にして狭い溝部２１内に挿入配置して
誘導加熱するようにしている。 【０００５】また、これとは別に、図１４及び図１５に
示す如く溝部２１の周縁３０に沿うように巻いて成る高
周波誘導加熱コイル２９を具備する溝部加熱装置３１を
用い、溝部２１の周縁３０から溝面２１ａを加熱するよ
うに構成する場合もある。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来の焼入装置２６，３１では、次のような問題点
があった。まず、図１０及び図１１に示す焼入装置２６
では、溝部２１は、上端部２８から加熱されて熱伝導作
用によりその底部２５まで順次加熱され、しかる後に急
速冷却するようにしているため、加熱パターンＢ及び焼
入硬化層パターンは図１０に示すように上端部２８にお
いて最も深くなり、底部２５では最も浅くなる。従っ
て、この装置２６では、一様な加熱パターンを得ること
ができないという欠点がある。特に、溝部２１の溝深さ
Ｈが大きくなればなるほど、加熱パターンＢの不均一の
程度がより大きくなる上に、溝部２１の開口２０箇所の
変形量がより大きくなる。このような事情により、前記
装置２６によって加熱できる溝部２１の溝深さＨに関し
ての限界があり、あまり深い溝部２１の加熱には適用す
ることができない。 【０００７】また、図１２及び図１３に示す如き焼入装
置２６では、上述の場合と同様に、溝部２１の底面部２
５と上端部２８及び側面部２４とにおける加熱パターン
Ｃが不均一になり易く、均一な焼入硬化層を得ることが
困難である。 【０００８】また、図１４及び図１５に示す如き焼入装
置３１では、溝部２１の溝幅Ｗが４ｍｍ程度以下になる
と、高周波誘導加熱コイル２３を溝部２１の外形形状に
沿って巻くことが困難であるため、コイル２３を構成す
る銅パイプの屈曲箇所におけるコイル冷却水の流れが悪
くなり、ひいてはコイル２３に大電流を供給できないと
いう問題点がある。 【０００９】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、被焼入体の溝部を極めて
簡単な操作にて効率良く均一加熱することができ、しか
も、従来では良好な高周波誘導加熱を施すことができな
い程度の寸法の溝部に対しても良好な均一加熱を簡単に
行うことができるような溝部加熱装置を提供することに
ある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、８ｍｍ以下の溝幅を有する被加熱体
の溝部を加熱する装置において、 （Ａ）第１導体と第２導体との間に電気的絶縁物を介在
させて成る単位導体と、 （Ｂ）前記第１導体に接続され、前記溝部の開口の一側
部に当接配置されるテーパ面を下端の外方側に有する第
１の接触電極と、 （Ｃ）前記第２導体に接続され、前記溝部の開口の他側
部に当接配置されるテーパ面を下端の外方側に有する第
２の接触電極と、 （Ｄ）前記第１接触電極及び第２接触電極のテーパ面を
前記開口の一側部及び他側部にそれぞれ当接配置するた
めの駆動機構と、 （Ｅ）前記第１導体と第２導体との間に接続される高周
波電源と、をそれぞれ具備し、前記第１及び第２接触電
極のテーパ面を前記開口の両端部にそれぞれ線接触状態
で当接させて前記溝部の溝面に高周波電流を直接流し、
高周波誘導作用を伴うことなく前記高周波電流の直接通
電のみによって、前記溝部を加熱するようにしている。 【００１１】 【作 用】第１導体及び第２導体を溝部の開口の両側部
に当接させると、溝部の溝面に沿って電流が直接流れ、
これに伴って高周波直接通電により溝面が加熱されるた
め、均一な加熱がなされる。そして、この後に急速冷却
することにより、均一な焼入硬化層パターンが得られ
る。 【００１２】 【実施例】以下、本発明の実施例に付き、図１〜図６を
参照して説明する。 【００１３】図１は本発明に係る溝部加熱装置１を示す
ものであって、本装置１は、第１導体２及び第２導体３
との間に絶縁板（電気的絶縁物）４を介在させて成る単
位導体５を具備している。 【００１４】上述の第１導体２及び第２導体３は、直角
状に屈曲成形された導電材から成る一対のＬ字状部材６
の屈曲部６ａを互いにボルト締め等にてそれぞれ結合し
て成るものであり、全体としてＴ字形状をなす第１及び
第２導体２，３の基体部２ａ，３ａの間には電気的絶縁
材から成る絶縁板４が介在されている。そして、第１及
び第２導体２，３の基体部２ａ，３ａの下端部には、ク
ロム銅等から成る第１及び第２接触電極７，８が電気的
に接続された状態でそれぞれ結合されると共に、これら
の第１及び第２接触電極７，８の下端の外方側には、所
定角度にテーパ加工されたテーパ面９，１０がそれぞれ
形状されている。なお、これらの第１及び第２接触電極
７，８の間には前記絶縁板４が延設され、これにより両
電極７，８は互いに電気的に絶縁されている。 【００１５】一方、第１及び第２導体２，３の基体部２
ａ，３ａの上部には高周波電源１１が接続されている。
そして、被加熱体１２は、図外の昇降機構により駆動さ
れて前記単位導体５に後述の如くセッティングされるよ
うに構成されている。 【００１６】ここで、上述の装置１を用いて焼入のため
の加熱処理が施される被焼入体１２について述べると、
被加熱体１２は自動車部品等の一種であって、その端面
１３に形成された開口（溝部開口）１４を有する比較的
小寸法の溝部１５が設けられている。なお、本例の場合
には、前記溝部１５は矩形に成形されたロック溝、キー
溝或いは合せ溝等であって、その溝面１５ａに焼入処理
を施す必要がある部品である。 【００１７】次に、本例の装置１を用いて前記被加熱体
１２の溝部１５を焼入れする際の動作並びに作用につい
て説明する。 【００１８】まず、被加熱体１２が所定位置にセットさ
れるのに伴い、図外の昇降機構が作動され、被加熱体１
２が単位導体５の側に向けて上方に移動される。これに
より、第１及び第２接触電極７，８のテーパ面９，１０
に被加熱体１２の溝部開口１４のコーナー箇所にそれぞ
れ線接触状態の下で所要圧力をもって当接配置される。 【００１９】しかる後に、高周波電源１１から単位導体
５に所要の高周波電流Ｉが供給されると、高周波電流Ｉ
は図１において矢印で示す如く、第１導体２から第１接
触電極７を通って被加熱体１２の溝部１５の一方の側壁
部分１８ａから底壁部分１８ｂに流れ、溝部１５の他方
の側壁部分１８ｃを通って第２接触電極８から第２導体
３へと流れる。かくして、溝面１５ａに沿って直接流れ
る高周波電流Ｉにより、側壁部分１８ａ，１８ｃ及び底
壁部分１８ｂがジュール加熱される。 【００２０】そして、溝面１５ａが所要の焼入温度（加
熱温度）に達した時点で、高周波電源１１からの電流供
給が遮断され、その直後に、図外の冷却環から冷却水が
溝部１５に噴射される。これにより、溝面１５ａ急速冷
却され、その結果、溝面１５ａに焼入硬化層が形成され
る。 【００２１】本例の装置１によれば、溝面１５ａに高周
波電流を直接流すこと（直接通電すること）により均一
なジュール加熱を効率良く施すことができ、ひいては均
一な加熱パターンを得ることができる。しかも、このよ
うな作用効果を奏し得るにも拘わらず、第１及び第２接
触電極７，８に溝部開口１４のコーナー箇所にそれぞれ
圧着状態で当接配置させるだけの極めて簡単な操作にて
行なうことができ、従って、装置１の構成が簡素なもの
でよいという利点がある。 【００２２】上述のような焼入処理の効果を確かめるべ
く、以下に示す如き実験を行なった。実験例 （１）被焼入体：図２に示す如き円筒状の自動車用バル
ブボディー （２）溝部の寸法（図３参照） 溝幅Ｗ＝３ｍｍ 溝深さＨ＝５ｍｍ 肉厚Ｔ＝３ｍｍ （３）材質：Ｓ−４５Ｃ （４）焼入条件 ＜ｉ＞ 周波数：２００ｋＨｚ／ｓｅｃ ＜ii＞ 入力：０．５ｋＷ ＜iii ＞ 加熱時間：１．０秒 ＜iv＞ 冷却液：ユーコンクエンチャントＡ１０％水溶
液 ＜ｖ＞ 冷却時間：２秒 ＜vi＞ 冷却液流量：１０リットル／分 以上の条件で焼入処理したところ、溝面の全範囲にわた
って硬化深さ１〜１．５ｍｍで均一な焼入硬化層が得ら
れた。 【００２３】上述の実験結果の比較のため、図１０及び
図１１に示す如き従来の溝部加熱装置２６を用いた場合
のデータをとったところ、５〜６ｋＷの入力で１．５ｍ
ｍの焼入硬化層が得られた（なお、加熱パターンＢは図
９に示す如く不均一）。 【００２４】この比較例と前記実験例とを比較すれば明
らかなように、本例によれば、極めて低い電力（従来の
約１／１０程度以下）にて、しかも、溝面の全範囲にわ
たって均一に加熱することができることが確認された。 【００２５】以上、本発明の一実施例に付き述べたが、
本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基いて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、第１及び第２接触電極７，８を溝部開口１
４のコーナー箇所に圧着する必要は必ずしもなく、図４
に示すように、第１及び第２接触電極７，８を、被加熱
体１２の溝部開口１４の近傍の端面箇所１９ａ，１９ｂ
に面接触させるように構成してもよい。 【００２６】また、本発明に係る溝部加熱装置１は、例
えば歯車等の加熱処理にも適用可能である。この場合に
は、図５に示すように、被加熱体としての歯車１２′の
歯部の先端角部Ｐ，Ｑに第１及び第２接触電極７，８を
圧着させることにより、歯側面及び歯底面を均一加熱
（加熱パターンＤ）することができる。また、図６に示
すように、歯車１２′の歯側面間に第１及び第２接触電
極７，８を圧着することにより、加熱を行ないにくい歯
底部のみの加熱を図６に示す如き加熱パターンＥをもっ
て効率良く行なうことも可能である。 【００２７】さらに、本発明に係る溝部加熱装置は、焼
入処理に限らず、焼なましや焼戻し等にも応用可能であ
る。 【００２８】以上の如く、本発明は、第１及び第２接触
電極のテーパ面を８ｍｍ以下の溝幅を有する被加熱体の
溝部開口の両端部（一側部及び他側部）に当接配置させ
て溝部に高周波電流を直接流すことにより、溝面の加熱
を高周波誘導作用を伴うことなく直接通電のみにて行な
うようにしたものであるから、極めて簡単な構成で操作
が容易な装置でありながら、高周波誘導加熱コイルを挿
入配置できないような狭い溝部の溝面を、高周波作用に
よる電力損失を生じること無く溝面を低電力にて効率良
くしかも均一に加熱することができる。従って、焼入処
理等に際しては、焼入歪等の発生を効果的に抑えること
ができ、均一な焼入硬化層を得ることができる。また、
本発明によれば、溝部の開口の両側部に当接配置される
第１及び第２の接触電極のテーパ面を設けるだけで済む
ため、８ｍｍ以下の各種の寸法形状の溝部（複数種類の
溝部）にそれぞれ共通して対応可能な１種類の溝部加熱
装置（第１及び第２の接触電極間の間隔が８ｍｍ以上の
装置）を用意すれば済み、溝部加熱装置の共用化・汎用
化を図ることができる。しかも、本発明の溝部加熱装置
によれば、第１及び第２の接触電極のテーパ面を単に溝
部の開口の両側部に当てがうだけの作業を行なうだけで
良いため、第１の接触電極及び第２の接触電極を溝部の
開口の両側部に当接配置するための駆動機構としては特
別に位置決め精度が高いものは必要なく、簡素で安価な
駆動機構で済むという実用的な利点を有する。また、本
発明によれば、溝部の開口の寸法が大きい場合でも小さ
い場合でも溝面の均一加熱を行うことができ、非常に実
用的である。すなわち、本発明では、溝部の開口の両端
部に第１及び第２の接触電極のテーパ面を線接触状態で
当接配置するようにしているので、溝部の開口の寸法が
大きい場合でも小さい場合でも（溝部の形状に多少のば
らつきがあったとしても）、前記溝部の開口の両端部と
前記テーパ面との間のガイド作用にて確実に相互接触せ
しめて均一加熱を行うことができる。
処理や焼戻処理等のために所要温度に加熱するのに用い
られる溝部加熱装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】例えば自動車部品等には、図７に示すよ
うな開口２０を有する溝部２１が形成された部品５０が
あり、その溝部２１を構成する溝面２１ａに焼入処理等
を施す必要があるものがある。このような溝部２１の溝
面２１ａを高周波焼入れのために加熱する装置として
は、従来より、図８及び図９に示す如き溝部加熱装置２
２が用いられている。 【０００３】この装置２２は、前記開口２０の溝幅Ｗ、
溝深さＨ、及び板厚Ｔ（図７参照）に対応するように銅
パイプ製の高周波誘導加熱コイル２３をいわゆるヘアー
ピン形状に構成し、このヘアーピン形コイル２３を図８
に示す如く溝部２１内に挿入配置して溝面２１ａの側部
２４及び底部２５を所要の焼入温度に高周波誘導加熱
し、しかる後に急速冷却することにより焼入れを施すよ
うにしたものである。これによれば、溝面２１ａの全域
に亘って均一な加熱パターンＡ（図８参照）ひいては均
一な焼入硬化層パターンを得ることができる。しかし、
この溝部加熱装置２２の場合、銅パイプに所要の高周波
電流を供給するためには直径２ｍｍ以上の銅パイプを用
いる必要があるため、溝幅Ｗが８ｍｍ程度以下になる
と、中空部を水冷できる銅パイプを溝面２１ａに沿って
ヘアーピン形状に巻くことに寸法的限界を生じる。 【０００４】そこで従来では、コイル２３を挿入配置で
きないような溝幅Ｗの溝部２１を焼入れのために加熱す
る場合には、図１０及び図１１に示す如き溝部加熱装置
２６を用いて焼入れするようにしている。すなわち、こ
の場合には、図１１に示すように高周波誘導加熱コイル
２７を溝部２１の付近の上端部２８に合せてヘアーピン
形状に構成し、このコイル２７を図１０に示す如くその
上端部２８に対向配置して溝面２１ａを加熱し、その後
に急速冷却するようにしている。或いは、上述のヘアー
ピン形高周波誘導加熱コイル２７を図１２及び図１３に
示すように垂直状にして狭い溝部２１内に挿入配置して
誘導加熱するようにしている。 【０００５】また、これとは別に、図１４及び図１５に
示す如く溝部２１の周縁３０に沿うように巻いて成る高
周波誘導加熱コイル２９を具備する溝部加熱装置３１を
用い、溝部２１の周縁３０から溝面２１ａを加熱するよ
うに構成する場合もある。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来の焼入装置２６，３１では、次のような問題点
があった。まず、図１０及び図１１に示す焼入装置２６
では、溝部２１は、上端部２８から加熱されて熱伝導作
用によりその底部２５まで順次加熱され、しかる後に急
速冷却するようにしているため、加熱パターンＢ及び焼
入硬化層パターンは図１０に示すように上端部２８にお
いて最も深くなり、底部２５では最も浅くなる。従っ
て、この装置２６では、一様な加熱パターンを得ること
ができないという欠点がある。特に、溝部２１の溝深さ
Ｈが大きくなればなるほど、加熱パターンＢの不均一の
程度がより大きくなる上に、溝部２１の開口２０箇所の
変形量がより大きくなる。このような事情により、前記
装置２６によって加熱できる溝部２１の溝深さＨに関し
ての限界があり、あまり深い溝部２１の加熱には適用す
ることができない。 【０００７】また、図１２及び図１３に示す如き焼入装
置２６では、上述の場合と同様に、溝部２１の底面部２
５と上端部２８及び側面部２４とにおける加熱パターン
Ｃが不均一になり易く、均一な焼入硬化層を得ることが
困難である。 【０００８】また、図１４及び図１５に示す如き焼入装
置３１では、溝部２１の溝幅Ｗが４ｍｍ程度以下になる
と、高周波誘導加熱コイル２３を溝部２１の外形形状に
沿って巻くことが困難であるため、コイル２３を構成す
る銅パイプの屈曲箇所におけるコイル冷却水の流れが悪
くなり、ひいてはコイル２３に大電流を供給できないと
いう問題点がある。 【０００９】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、被焼入体の溝部を極めて
簡単な操作にて効率良く均一加熱することができ、しか
も、従来では良好な高周波誘導加熱を施すことができな
い程度の寸法の溝部に対しても良好な均一加熱を簡単に
行うことができるような溝部加熱装置を提供することに
ある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、８ｍｍ以下の溝幅を有する被加熱体
の溝部を加熱する装置において、 （Ａ）第１導体と第２導体との間に電気的絶縁物を介在
させて成る単位導体と、 （Ｂ）前記第１導体に接続され、前記溝部の開口の一側
部に当接配置されるテーパ面を下端の外方側に有する第
１の接触電極と、 （Ｃ）前記第２導体に接続され、前記溝部の開口の他側
部に当接配置されるテーパ面を下端の外方側に有する第
２の接触電極と、 （Ｄ）前記第１接触電極及び第２接触電極のテーパ面を
前記開口の一側部及び他側部にそれぞれ当接配置するた
めの駆動機構と、 （Ｅ）前記第１導体と第２導体との間に接続される高周
波電源と、をそれぞれ具備し、前記第１及び第２接触電
極のテーパ面を前記開口の両端部にそれぞれ線接触状態
で当接させて前記溝部の溝面に高周波電流を直接流し、
高周波誘導作用を伴うことなく前記高周波電流の直接通
電のみによって、前記溝部を加熱するようにしている。 【００１１】 【作 用】第１導体及び第２導体を溝部の開口の両側部
に当接させると、溝部の溝面に沿って電流が直接流れ、
これに伴って高周波直接通電により溝面が加熱されるた
め、均一な加熱がなされる。そして、この後に急速冷却
することにより、均一な焼入硬化層パターンが得られ
る。 【００１２】 【実施例】以下、本発明の実施例に付き、図１〜図６を
参照して説明する。 【００１３】図１は本発明に係る溝部加熱装置１を示す
ものであって、本装置１は、第１導体２及び第２導体３
との間に絶縁板（電気的絶縁物）４を介在させて成る単
位導体５を具備している。 【００１４】上述の第１導体２及び第２導体３は、直角
状に屈曲成形された導電材から成る一対のＬ字状部材６
の屈曲部６ａを互いにボルト締め等にてそれぞれ結合し
て成るものであり、全体としてＴ字形状をなす第１及び
第２導体２，３の基体部２ａ，３ａの間には電気的絶縁
材から成る絶縁板４が介在されている。そして、第１及
び第２導体２，３の基体部２ａ，３ａの下端部には、ク
ロム銅等から成る第１及び第２接触電極７，８が電気的
に接続された状態でそれぞれ結合されると共に、これら
の第１及び第２接触電極７，８の下端の外方側には、所
定角度にテーパ加工されたテーパ面９，１０がそれぞれ
形状されている。なお、これらの第１及び第２接触電極
７，８の間には前記絶縁板４が延設され、これにより両
電極７，８は互いに電気的に絶縁されている。 【００１５】一方、第１及び第２導体２，３の基体部２
ａ，３ａの上部には高周波電源１１が接続されている。
そして、被加熱体１２は、図外の昇降機構により駆動さ
れて前記単位導体５に後述の如くセッティングされるよ
うに構成されている。 【００１６】ここで、上述の装置１を用いて焼入のため
の加熱処理が施される被焼入体１２について述べると、
被加熱体１２は自動車部品等の一種であって、その端面
１３に形成された開口（溝部開口）１４を有する比較的
小寸法の溝部１５が設けられている。なお、本例の場合
には、前記溝部１５は矩形に成形されたロック溝、キー
溝或いは合せ溝等であって、その溝面１５ａに焼入処理
を施す必要がある部品である。 【００１７】次に、本例の装置１を用いて前記被加熱体
１２の溝部１５を焼入れする際の動作並びに作用につい
て説明する。 【００１８】まず、被加熱体１２が所定位置にセットさ
れるのに伴い、図外の昇降機構が作動され、被加熱体１
２が単位導体５の側に向けて上方に移動される。これに
より、第１及び第２接触電極７，８のテーパ面９，１０
に被加熱体１２の溝部開口１４のコーナー箇所にそれぞ
れ線接触状態の下で所要圧力をもって当接配置される。 【００１９】しかる後に、高周波電源１１から単位導体
５に所要の高周波電流Ｉが供給されると、高周波電流Ｉ
は図１において矢印で示す如く、第１導体２から第１接
触電極７を通って被加熱体１２の溝部１５の一方の側壁
部分１８ａから底壁部分１８ｂに流れ、溝部１５の他方
の側壁部分１８ｃを通って第２接触電極８から第２導体
３へと流れる。かくして、溝面１５ａに沿って直接流れ
る高周波電流Ｉにより、側壁部分１８ａ，１８ｃ及び底
壁部分１８ｂがジュール加熱される。 【００２０】そして、溝面１５ａが所要の焼入温度（加
熱温度）に達した時点で、高周波電源１１からの電流供
給が遮断され、その直後に、図外の冷却環から冷却水が
溝部１５に噴射される。これにより、溝面１５ａ急速冷
却され、その結果、溝面１５ａに焼入硬化層が形成され
る。 【００２１】本例の装置１によれば、溝面１５ａに高周
波電流を直接流すこと（直接通電すること）により均一
なジュール加熱を効率良く施すことができ、ひいては均
一な加熱パターンを得ることができる。しかも、このよ
うな作用効果を奏し得るにも拘わらず、第１及び第２接
触電極７，８に溝部開口１４のコーナー箇所にそれぞれ
圧着状態で当接配置させるだけの極めて簡単な操作にて
行なうことができ、従って、装置１の構成が簡素なもの
でよいという利点がある。 【００２２】上述のような焼入処理の効果を確かめるべ
く、以下に示す如き実験を行なった。実験例 （１）被焼入体：図２に示す如き円筒状の自動車用バル
ブボディー （２）溝部の寸法（図３参照） 溝幅Ｗ＝３ｍｍ 溝深さＨ＝５ｍｍ 肉厚Ｔ＝３ｍｍ （３）材質：Ｓ−４５Ｃ （４）焼入条件 ＜ｉ＞ 周波数：２００ｋＨｚ／ｓｅｃ ＜ii＞ 入力：０．５ｋＷ ＜iii ＞ 加熱時間：１．０秒 ＜iv＞ 冷却液：ユーコンクエンチャントＡ１０％水溶
液 ＜ｖ＞ 冷却時間：２秒 ＜vi＞ 冷却液流量：１０リットル／分 以上の条件で焼入処理したところ、溝面の全範囲にわた
って硬化深さ１〜１．５ｍｍで均一な焼入硬化層が得ら
れた。 【００２３】上述の実験結果の比較のため、図１０及び
図１１に示す如き従来の溝部加熱装置２６を用いた場合
のデータをとったところ、５〜６ｋＷの入力で１．５ｍ
ｍの焼入硬化層が得られた（なお、加熱パターンＢは図
９に示す如く不均一）。 【００２４】この比較例と前記実験例とを比較すれば明
らかなように、本例によれば、極めて低い電力（従来の
約１／１０程度以下）にて、しかも、溝面の全範囲にわ
たって均一に加熱することができることが確認された。 【００２５】以上、本発明の一実施例に付き述べたが、
本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基いて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、第１及び第２接触電極７，８を溝部開口１
４のコーナー箇所に圧着する必要は必ずしもなく、図４
に示すように、第１及び第２接触電極７，８を、被加熱
体１２の溝部開口１４の近傍の端面箇所１９ａ，１９ｂ
に面接触させるように構成してもよい。 【００２６】また、本発明に係る溝部加熱装置１は、例
えば歯車等の加熱処理にも適用可能である。この場合に
は、図５に示すように、被加熱体としての歯車１２′の
歯部の先端角部Ｐ，Ｑに第１及び第２接触電極７，８を
圧着させることにより、歯側面及び歯底面を均一加熱
（加熱パターンＤ）することができる。また、図６に示
すように、歯車１２′の歯側面間に第１及び第２接触電
極７，８を圧着することにより、加熱を行ないにくい歯
底部のみの加熱を図６に示す如き加熱パターンＥをもっ
て効率良く行なうことも可能である。 【００２７】さらに、本発明に係る溝部加熱装置は、焼
入処理に限らず、焼なましや焼戻し等にも応用可能であ
る。 【００２８】以上の如く、本発明は、第１及び第２接触
電極のテーパ面を８ｍｍ以下の溝幅を有する被加熱体の
溝部開口の両端部（一側部及び他側部）に当接配置させ
て溝部に高周波電流を直接流すことにより、溝面の加熱
を高周波誘導作用を伴うことなく直接通電のみにて行な
うようにしたものであるから、極めて簡単な構成で操作
が容易な装置でありながら、高周波誘導加熱コイルを挿
入配置できないような狭い溝部の溝面を、高周波作用に
よる電力損失を生じること無く溝面を低電力にて効率良
くしかも均一に加熱することができる。従って、焼入処
理等に際しては、焼入歪等の発生を効果的に抑えること
ができ、均一な焼入硬化層を得ることができる。また、
本発明によれば、溝部の開口の両側部に当接配置される
第１及び第２の接触電極のテーパ面を設けるだけで済む
ため、８ｍｍ以下の各種の寸法形状の溝部（複数種類の
溝部）にそれぞれ共通して対応可能な１種類の溝部加熱
装置（第１及び第２の接触電極間の間隔が８ｍｍ以上の
装置）を用意すれば済み、溝部加熱装置の共用化・汎用
化を図ることができる。しかも、本発明の溝部加熱装置
によれば、第１及び第２の接触電極のテーパ面を単に溝
部の開口の両側部に当てがうだけの作業を行なうだけで
良いため、第１の接触電極及び第２の接触電極を溝部の
開口の両側部に当接配置するための駆動機構としては特
別に位置決め精度が高いものは必要なく、簡素で安価な
駆動機構で済むという実用的な利点を有する。また、本
発明によれば、溝部の開口の寸法が大きい場合でも小さ
い場合でも溝面の均一加熱を行うことができ、非常に実
用的である。すなわち、本発明では、溝部の開口の両端
部に第１及び第２の接触電極のテーパ面を線接触状態で
当接配置するようにしているので、溝部の開口の寸法が
大きい場合でも小さい場合でも（溝部の形状に多少のば
らつきがあったとしても）、前記溝部の開口の両端部と
前記テーパ面との間のガイド作用にて確実に相互接触せ
しめて均一加熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溝部加熱装置の一実施例を示す斜
視図である。 【図２】溝部を有する被加熱体の斜視図である。 【図３】被加熱体の溝部を示す要部拡大斜視図である。 【図４】本発明に係る溝部加熱装置の別の実施例を示す
概略正面図である。 【図５】被加熱体としての歯車の歯面を加熱している状
態を示す概略正面図である。 【図６】被加熱体としての歯車の歯底面のみを加熱して
いる状態を示す概略正面図である。 【図７】溝部を有する被加熱体の要部拡大斜視図であ
る。 【図８】被加熱体の溝部内にヘアーピン形高周波誘導加
熱コイルを挿入配置して溝面を誘導加熱している状態を
示す概略正面図である。 【図９】同上の状態を示す概略平面図である。 【図１０】被加熱体の溝部近傍の端面箇所にヘアーピン
形高周波誘導加熱コイルを対応配置して溝面を誘導加熱
している状態を示す概略正面図である。 【図１１】同上の状態を示す概略平面図である。 【図１２】被加熱体の狭い溝部内にヘアーピン形高周波
誘導加熱コイルを垂直に挿入配置して溝面を誘導加熱し
ている状態を示す概略正面図である。 【図１３】同上の状態を示す概略平面図である。 【図１４】被加熱体の溝部の周縁に沿うように巻かれた
高周波誘導加熱コイルにて溝面を高周波誘導加熱してい
る状態を示す概略正面図である。 【図１５】同上の状態を示す概略平面図である。 【符号の説明】 １ 溝部加熱装置 ２ 第１導体 ３ 第２導体 ４ 絶縁板 ５ 単位導体 ７ 第１接触電極 ８ 第２接触電極 ９，１０ テーパ面 １１ 高周波電源 １２ 被加熱体 １２′ 被加熱体としての歯車 １４ 開口（溝部開口） １５ 溝部
視図である。 【図２】溝部を有する被加熱体の斜視図である。 【図３】被加熱体の溝部を示す要部拡大斜視図である。 【図４】本発明に係る溝部加熱装置の別の実施例を示す
概略正面図である。 【図５】被加熱体としての歯車の歯面を加熱している状
態を示す概略正面図である。 【図６】被加熱体としての歯車の歯底面のみを加熱して
いる状態を示す概略正面図である。 【図７】溝部を有する被加熱体の要部拡大斜視図であ
る。 【図８】被加熱体の溝部内にヘアーピン形高周波誘導加
熱コイルを挿入配置して溝面を誘導加熱している状態を
示す概略正面図である。 【図９】同上の状態を示す概略平面図である。 【図１０】被加熱体の溝部近傍の端面箇所にヘアーピン
形高周波誘導加熱コイルを対応配置して溝面を誘導加熱
している状態を示す概略正面図である。 【図１１】同上の状態を示す概略平面図である。 【図１２】被加熱体の狭い溝部内にヘアーピン形高周波
誘導加熱コイルを垂直に挿入配置して溝面を誘導加熱し
ている状態を示す概略正面図である。 【図１３】同上の状態を示す概略平面図である。 【図１４】被加熱体の溝部の周縁に沿うように巻かれた
高周波誘導加熱コイルにて溝面を高周波誘導加熱してい
る状態を示す概略正面図である。 【図１５】同上の状態を示す概略平面図である。 【符号の説明】 １ 溝部加熱装置 ２ 第１導体 ３ 第２導体 ４ 絶縁板 ５ 単位導体 ７ 第１接触電極 ８ 第２接触電極 ９，１０ テーパ面 １１ 高周波電源 １２ 被加熱体 １２′ 被加熱体としての歯車 １４ 開口（溝部開口） １５ 溝部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−197820（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−158325（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−187712（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−115552（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭39−27992（ＪＰ，Ｂ１)
実公 昭63−32129（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 1/09
C21D 1/40
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ８ｍｍ以下の溝幅を有する被加熱体の溝
部を加熱する装置において、 （Ａ）第１導体と第２導体との間に電気的絶縁物を介在
させて成る単位導体と、 （Ｂ）前記第１導体に接続され、前記溝部の開口の一側
部に当接配置されるテーパ面を下端の外方側に有する第
１の接触電極と、 （Ｃ）前記第２導体に接続され、前記溝部の開口の他側
部に当接配置されるテーパ面を下端の外方側に有する第
２の接触電極と、 （Ｄ）前記第１接触電極及び第２接触電極のテーパ面を
前記開口の一側部及び他側部にそれぞれ当接配置するた
めの駆動機構と、 （Ｅ）前記第１導体と第２導体との間に接続される高周
波電源と、 をそれぞれ具備し、前記第１及び第２接触電極のテーパ
面を前記開口の両端部にそれぞれ線接触状態で当接させ
て前記溝部の溝面に高周波電流を直接流し、高周波誘導
作用を伴うことなく前記高周波電流の直接通電のみによ
って、前記溝部を加熱するようにしたことを特徴とする
溝部加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17053292A JP3361337B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 溝部加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17053292A JP3361337B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 溝部加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610035A JPH0610035A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3361337B2 true JP3361337B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=15906672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17053292A Expired - Fee Related JP3361337B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | 溝部加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3361337B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP17053292A patent/JP3361337B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610035A (ja) | 1994-01-18 |
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