JP3490331B2

JP3490331B2 - 高周波焼入装置およびこれに用いられる焼入制御方法

Info

Publication number: JP3490331B2
Application number: JP07474399A
Authority: JP
Inventors: 立美中村
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2000273543A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールネジをワー
クとする高周波焼入装置およびこれに用いられる焼入制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールネジは、その精度を規定するＪＩ
ＳＢ１１９１，１１９２によると、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ
３、Ｃ５の４等級からなる精密ボールネジと、Ｃ７、Ｃ
１０の２等級からなる一般用ボールネジとの２つに分け
られる。

【０００３】等級Ｃ０、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５では、リード
誤差としては累積実リード誤差・累積代表リード誤差・
変動の３項目について規定されている。前記変動につい
ては、例えば、ネジ軸のネジ部有効長さの間に任意にと
った３００ｍｍに対応する累積実リードの最大幅が規定
されており、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５のそれぞれの許容
値は、３．５μｍ、５μｍ、８μｍ、１８μｍとなって
いる。

【０００４】等級Ｃ７、Ｃ１０では、ネジ軸のネジ部有
効長さの間に任意にとった３００ｍｍのネジ溝間の合計
リードに対するリード誤差だけが規定されている。Ｃ
７、Ｃ１０の累積リード誤差の許容値はＣ７で５０μ
ｍ、Ｃ１０で２１０μｍとなっている。

【０００５】一方、ボールネジを製造方法から大別する
と、ネジ部を転造または切削加工する一般用ボールネジ
相当品と、ネジ部を精密ネジ研削加工（切削・研磨加
工）する精密ボールネジ相当品とに分けられる。更に、
加工方法によって分類すると、切削加工による切削ネジ
と、転造加工による転造ネジとに分けられる。なお、一
般的に、一般用ボールネジは比較的ロットが大きい場合
等には転造によって製造され、多品種少量のロットの場
合には切削によって製造されている。

【０００６】精密ボールネジも一般用ボールネジも、製
造段階の途中で、ネジ部に焼入を施している。

【０００７】ボールネジをワークＷとして移動焼入する
従来の高周波焼入装置９００としては、図３に示される
ように、焼入機構９１０と、この焼入機構９１０をワー
クＷに沿って移動させる移動機構９３０と、ワークＷを
回動させると共にワークＷの伸びを検出する回動・伸び
検出機構９５０と、これらを制御する図示しない制御部
とを備えている。

【０００８】焼入機構９１０は、いわゆる鞍型の高周波
加熱コイル体９１１と、この高周波加熱コイル体９１１
の電源回路であるカレントトランス９１２および高周波
発振器９１３と、焼入用の冷却液を噴射する冷却ジャケ
ット９１４とを有している。焼入機構９１０は、移動機
構９３０の後述するボールネジ９３１に移動可能に取り
付けられている。

【０００９】移動機構９３０は、ワークＷと平行に設置
されたボールネジ９３１と、これを回動させるモータ９
３２とを有している。

【００１０】回動・伸び検出機構９５０は、ワークＷを
回動させるためにワークＷの一端側を保持するチャック
９５１と、このチャック９５１を回動させるモータ９５
２と、チャック９５１と対をなしてワークＷの他端の中
心を押さえ且つワークＷの伸びを検出する測長ユニット
９５３とを有している。

【００１１】このように構成された従来の高周波焼入装
置９００においては、次のようにしてワークＷに焼入を
施していた。まず、事前準備として、焼入する本番用の
ワークＷと同様のワークを１本準備し、これに対して、
焼入仕様を満足する標準条件で焼入を施して、ひな型
（テンプレート）となるデータを作成する。ここでの標
準条件は、例えば、高周波加熱コイル体９１１に与える
電力が１５０ｋＷ、焼入機構９１０を移動させる送り速
度ｖが１０ｍｍ／ｓｅｃ（一定）である。これらの条件
は前記制御部に設定されて、前記ワークに焼入が施され
る。なお、このひな型用のワークであれ、後述の本番用
のワークＷであれ、焼入（移動焼入）前には、普通、停
止加熱がおこなわれる（図５参照）。

【００１２】前記ワークの焼入後、測長ユニット９５３
にて、前記ワークの全長が何ｍｍ伸びたかを、ワークが
完全に冷えてから測定する。この測定値により、伸び率
を計算する。例えば、前記ワークの全長が１ｍで、焼入
後に１ｍｍ伸びたとすると、前記ワークの伸び率は１パ
ーミル（ｐｅｒｍｉｌｌ）となる。この伸び率が基準
の伸び率となり、前記制御部に設定される。

【００１３】本番用のワークＷは、機械加工する際に、
予め、全長で１ｍｍ短めに補正して作る。

【００１４】次に、このように前補正された本番用のワ
ークＷに対して焼入を施す。なお、この際、ワークＷが
切削ネジである場合には、図４（Ａ）および図４（Ｃ）
に示されるように、焼入深さｘが所定の深さ（例えばｘ
＝３．２ｍｍ）なら伸びは零であるが、焼入深さｘが所
定の深さよりも深くなるにつれ伸び、逆に焼入深さｘが
所定の深さよりも浅くなるにつれ縮むという傾向があ
る。

【００１５】この傾向と、前記基準の伸び率と、測長ユ
ニット９５３による伸びの測定値とを利用して、移動焼
入期間中に前記制御部は次のようなフィードバック制御
をかけてワークＷに対する焼入を自動制御している。

【００１６】基本条件は前記標準条件と同じで、高周波
加熱コイル体９１１に与える電力が１５０ｋＷ、焼入機
構９１０を移動させる送り速度ｖが１０ｍｍ／ｓｅｃで
ある。この基本条件でワークＷに対する焼入を開始した
後、一定のスパン（時間間隔）で測長ユニット９５３に
てワークＷの伸びを測定することによって、制御部がワ
ークＷの伸び率を計算する。

【００１７】前記制御部では、この伸び率と前記基準の
伸び率（１パーミル）とを比較し、未達の場合は、送り
速度ｖを遅くし、超えた場合は送り速度ｖを早くし、限
りなく前記基準の伸び率に近くなるようにフィードバッ
ク制御する。なお、送り速度ｖを遅くすると、ワークＷ
の加熱量（単位面積当たりの加熱量）が大となり、これ
によって焼入深さが深くなり、図４（Ａ）の傾向を示す
ワークＷが伸び（場合によっては縮み量が減り）、伸び
率が大となる。一方、送り速度ｖを早くすると、ワーク
Ｗの加熱量が少となり、これによって焼入深さが浅くな
り、図４（Ａ）の傾向を示すワークＷが伸びる量が減り
（場合によっては縮み）、伸び率が小となる。即ち、送
り速度ｖを調節することで、伸び率が調節できるので、
このことを利用して前記フィードバック制御を行ってい
る。

【００１８】このようにフィードバック制御をするのは
次の理由による。ワークＷは、同じロット内では材質が
略同じであるものの、やはり材質のばらつきが多少あ
る。また、同じロット内でも、例えば、切削加工に用い
られる切削工具の切れ味が劣化した場合や、１回の削り
しろが変わった場合等には、ワークＷの加工後における
残留応力が多少とも異なる。もし前記フィードバック制
御しない場合は、送り速度ｖを１０ｍｍ／ｓｅｃで一定
とすることになり、前記ばらつき、残留応力の相違の影
響がそのまま出て、各ワークＷの焼入後寸法（即ち焼入
後のピッチ）が、ばらついてしまうからである。

【００１９】また、同じ材質であるべき次のロットを焼
入する際には、ロット間の材質のばらつきはロット内の
ばらつきよりも大きいことが多いため、もし前記フィー
ドバック制御をしない場合は、各ワークＷの焼入後寸法
のばらつきが更に大きくなるからである。なお、ロット
が変更された際に、前記ひな型を再度作り直すことも可
能であり、そのようにする場合もある。その場合、余計
な費用と時間とを費やす必要がある一方で、ロット内の
材質のばらつきの影響は回避できない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークＷが
転造ネジである場合には、図４（Ｂ）に示されるよう
に、焼入すると必ず縮み、焼入深さｘが深くなるにつれ
て更に縮むという傾向がある。そのため、もし高周波焼
入装置９００で上述のように事前準備し且つフィードバ
ック制御をかけながら焼入を施すと次のような問題があ
った。

【００２１】伸び率が未達の場合は、送り速度ｖを遅く
するため、焼入深さが深くなり、ワークＷの伸びは更に
マイナスの方向に進む。すると益々送り速度ｖが遅くな
るようにフィードバック制御がかかるため、究極的には
ワークＷへの加熱が過剰となり、ワークＷが溶けてしま
うまでになる。つまり、前記フィードバック制御は、ワ
ークＷが切削ネジであって、後述するように炭素鋼製で
あった場合には有効に機能させることも可能であるが、
転造ネジである場合には適用できない（ただし、上述の
ような事前準備をした場合である。）。そのため、ワー
クＷが転造ネジである場合には、焼入後寸法のばらつき
を抑える自動制御がされないため焼入後寸法のばらつき
が大きくなっていた。

【００２２】また、ワークＷが切削ネジであっても、合
金鋼製であった場合には、焼入時の伸びの状況が図５に
示されるようになり、次のような問題があった。移動焼
入期間中の焼入中の伸び率は、（Δｄ／ｄ）×１０００
である。ここで、ｄは測定の間隔寸法、Δｄは前記ｄの
測定の間隔寸法において測長ユニット９５３で検出され
た伸び寸法である。この焼入中の伸び率を測定し、送り
速度ｖを制御しているが、このΔｄの成分が問題であ
る。

【００２３】即ち、Δｄ＝「ワークＷのマルテンサイト
膨張による伸びの成分」＋「ワークＷの残温による伸び
の成分」であり、且つ、ワークＷの残温による伸びの方
が、ワークＷのマルテンサイト膨張による伸びの成分よ
りも大きい。このため、ワークＷの残温をほぼ零とする
ことのできる場合、即ち、ワークＷの焼入前の温度と焼
入後の温度とが殆ど等しくなるまで、冷却ジャケット９
１４からの冷却液の噴射により冷却できる炭素鋼製であ
る場合は比較的問題はない。

【００２４】しかし、ワークＷが合金鋼製である場合に
は、残温を８０℃程度残さないと割れが発生する。よっ
て、ワークＷが合金鋼製である場合には、ワークＷの残
温による伸びの成分がワークＷのマルテンサイト膨張に
よる伸びの成分よりも大きくなり、誤差が非常に大きく
なるため、実際上、前記フィードバック制御は不可能で
あった。したがって、ワークＷが合金鋼製である場合に
は、ワークＷが切削ネジであっても前記フィードバック
制御が不可能なため、焼入後寸法のばらつきを抑える自
動制御がされないため焼入後寸法のばらつきが大きくな
っていた。

【００２５】このように、ワークＷが切削ネジであって
炭素鋼製である場合のみ、従来の自動制御が有効に働く
ものの、ワークＷが切削ネジであって合金鋼製であった
り、転造ネジである場合（この場合は炭素鋼製でも合金
鋼製でも）、従来の自動制御は有効でない。よって、ワ
ークＷが切削ネジであって炭素鋼製である場合のみ、焼
入後寸法のばらつきを小さくできたが、それ以外では焼
入後寸法のばらつきが大きくなっていた。ただし、ワー
クＷが切削ネジであって炭素鋼製である場合であって
も、高周波焼入装置９００は、ワークＷの残温を検出す
る機能を有していないので、「ワークＷの残温による伸
びの成分」の影響は残り、焼入後寸法の調整の精度を十
分高くするまでには至っておらず、ばらつきが発生して
いた。

【００２６】なお、ワークＷが切削ネジであって合金鋼
製であった場合には、ワークＷであるボールネジは精密
ボールネジである場合と、一般用ボールネジである場合
の２つの可能性がある。精密ボールネジである場合に
は、焼入後の後工程でも研磨して、ピッチ誤差を補正す
る必要があるが、焼入後寸法のばらつきが精密ボールネ
ジに要求されるレベルからかけ離れているため、研磨時
間が長くかかる上、砥石の磨耗が激しく、これが製造コ
ストの削減の障害になっていた。一方、一般用ボールネ
ジである場合には、切削加工自体で、一般用ボールネジ
に要求される精度以上の精度が出せるので、焼入時のば
らつきを加えても、焼入後のばらつきが一般用ボールネ
ジに要求されるレベル内となっているのが普通であり問
題はない。

【００２７】また、ワークＷが転造ネジである場合に
は、ワークＷは一般用ボールネジである。したがって、
精度が要求されないので、焼入後の後工程で研磨するこ
とも殆どない。しかしながら、市場からの声としては、
低コスト化の可能な転造ネジで、精密ボールネジ並の精
度（ピッチ精度）を出して欲しいとの要望が強い。この
要望に応えるためには、焼入時のフィードバック制御が
不可欠となるが、上述のような理由でなされていなかっ
た。

【００２８】本発明の主たる目的は、ワークとしてのボ
ールネジが炭素鋼製でも合金鋼製でも、また、切削ネジ
でも転造ネジでも、焼入後のピッチ誤差を低減すること
のできる高周波焼入装置およびこれに用いられる焼入制
御方法を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る高周波焼入装置は、移動焼
入中にボールネジであるワークの全長を測定する測長装
置と、移動焼入中にワークの焼入前の部分の温度と当該
ワークの焼入直後の部分の温度とを測定する温度測定装
置と、ワークの基準の伸び率が予め記憶された制御部と
を具備しており、前記制御部は、移動焼入中に、前記温
度測定装置の出力データに基づいてワークの焼入前の部
分の温度と焼入直後の部分の温度との差を求め、前記測
長装置の出力データ及び前記温度差のデータに基づいて
ワークの伸び率を求め、当該ワークの伸び率と前記基準
の伸び率との偏差を求め、この偏差がゼロになるように
当該ワークに対する加熱量を制御することを特徴とす
る。

【００３０】本発明の請求項２に係る高周波焼入装置
は、移動焼入中にボールネジであるワークの全長を測定
する測長装置と、移動焼入中にワークの焼入前の部分の
温度と当該ワークの焼入直後の部分の温度とを測定する
温度測定装置と、ワークの基準の伸び率が予め記憶され
た制御部とを具備しており、前記制御部は、移動焼入中
に、前記測長装置の出力データに基づいてワークの伸び
率を求め、当該ワークの伸び率と前記基準の伸び率との
偏差を求め、この偏差がゼロになるように当該ワークに
対する加熱量を制御する一方、前記温度測定装置の出力
データに基づいてワークの焼入前の部分の温度と焼入直
後の部分の温度との差を求め、この温度差がゼロになる
ように冷却ジャケットの冷却液の噴射量を制御すること
を特徴とする。

【００３１】より好ましくは、焼入前に前記ワークに対
して予備加熱を行う加熱機構を備えており、前記予備加
熱により所定の温度を保った状態の前記ワークに対して
焼入を行うことが望ましい。

【００３２】本発明の請求項４に係る高周波焼入装置
は、ワークとしてのボールネジを移動焼入する高周波焼
入装置において、前記ワークに高周波焼入を施す焼入機
構と、この焼入機構の下流側に設けられ、前記ワークの
焼入前の温度を測定する第１の温度測定装置と、この第
１の温度測定装置によって温度が測定されている部分の
所定のピッチ間の長さを測定する第１の測長装置と、前
記焼入機構の上流側に設けられ、前記ワークの焼入後の
温度を測定する第２の温度測定装置と、この第２の温度
測定装置によって温度が測定されている部分の所定のピ
ッチ間の長さを測定する第２の測長装置と、前記焼入機
構を前記ワークに沿って移動させる移動機構と、これら
を制御する制御部とを備えており、且つ、前記第１の測
長装置と前記第２の測長装置との間は所定の距離ｓに設
定されており、前記移動機構による前記焼入機構の送り
速度がｖとすると、前記第１の温度測定装置と前記第１
の測長装置とによって測定された温度と長さの測定のデ
ータと、前記測定のｓ／ｖ後に前記第２の温度測定装置
と前記第２の測長装置とによって測定された温度と長さ
の測定のデータとを利用して、これから焼入する前記ワ
ークの部分の加熱量を、ピッチ誤差を低減させるように
前記制御部が補正する構成となっていることを特徴とす
る。

【００３３】本発明の請求項５に係る焼入制御方法
は、移動焼入中にボールネジであるワークの全長を測定
する一方、移動焼入中にワークの焼入前の部分の温度と
当該ワークの焼入直後の部分の温度とを測定し、ワーク
の焼入前の部分の温度と焼入直後の部分の温度との差を
求め、その後、ワークの全長データ及び温度差のデータ
に基づいて当該ワークの伸び率を求め、このワークの伸
び率と予め用意されたワークの基準の伸び率との偏差を
求め、この偏差がゼロになるようにワークに対する加熱
量を調整するようにしたことを特徴としている。

【００３４】本発明の請求項６に係る焼入制御方法
は、移動焼入中にボールネジであるワークの全長を測定
する一方、移動焼入中にワークの焼入前の部分の温度と
当該ワークの焼入直後の部分の温度とを測定し、ワーク
の全長のデータに基づいて当該ワークの伸び率を求め、
このワークの伸び率及びワークの基準の伸び率の偏差を
求め、この偏差がゼロになるようにワークに対する加熱
量を調整する一方、ワークの焼入前の部分の温度と焼入
直後の部分の温度との差を求め、この温度差がゼロにな
るように冷却ジャケットの冷却液の噴射量を調整するよ
うにしたことを特徴とする。

【００３５】より好ましくは、焼入前に前記ワークに対
して予備加熱を行い、この予備加熱により所定の温度を
保った状態の前記ワークに対して焼入行う一方、焼入後
に前記ワークの温度を環境温度下で徐々に低下させるこ
とが望ましい。

【００３６】本発明の請求項８に係る焼入制御方法は、
ワークとしてのボールネジの焼入前の部分の長さおよび
温度と、前記部分の焼入後の長さおよび残温とを測定
し、その測定結果を利用して、これから焼入する前記ワ
ークの部分の加熱量を、ピッチ誤差を低減させるように
補正することを特徴とする。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の請求項５に係る焼
入制御方法を実現する本発明の第１の実施の形態に係る
高周波焼入装置を図１を参照しつつ説明する。なお、本
発明の第１の実施の形態に係る高周波焼入装置は本発明
の請求項１に係る高周波焼入装置の実施の形態である。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る高周波焼入装置
を示す概略的説明図である。

【００３８】本発明の第１の実施の形態に係る高周波焼
入装置１００は、ボールネジをワークＷとして移動焼入
する装置である。高周波焼入装置１００は、焼入機構１
１０と、この焼入機構１１０に取り付けられた温度測定
装置１８０と、焼入機構１１０をワークＷに沿って移動
させる移動機構１３０と、ワークＷを回動させると共に
ワークＷの伸びを検出する回動・伸び検出機構１５０
と、これらを制御する図示しない制御部とを備えてい
る。

【００３９】焼入機構１１０は、いわゆる鞍型の高周波
加熱コイル体１１１と、この高周波加熱コイル体１１１
の電源回路であるカレントトランス１１２および高周波
発振器１１３と、焼入用の冷却液を噴射する冷却ジャケ
ット１１４とを有している。焼入機構１１０は、移動機
構１３０の後述するボールネジ１３１に移動可能に取り
付けられている。

【００４０】移動機構１３０は、ワークＷと平行に設置
されたボールネジ１３１と、これを回動させるモータ１
３２とを有している。

【００４１】回動・伸び検出機構１５０は、ワークＷを
回動させるためにワークＷの一端側を保持するチャック
１５１と、このチャック１５１を回動させるモータ１５
２と、チャック１５１と対をなしてワークＷの他端の中
心を押さえ且つワークＷの伸びを検出する測長装置とし
ての測長ユニット１５３とを有している。

【００４２】温度測定装置１８０は、遠隔から測温でき
るものであって、例えば、放射温度計である。この温度
測定装置１８０は、カレントトランス１１２に物理的に
取り付けられている。温度測定装置１８０が測定するた
めに狙う方向は、回動・伸び検出機構１５０に保持され
ているワークＷの部分であって、冷却ジャケット１１４
のやや下流側の部分である。

【００４３】このように構成された高周波焼入装置１０
０は、次のように、移動焼入期間中に、制御部によって
フィードバック制御されて焼入後のピッチ誤差を低減し
ている。

【００４４】ワークＷが切削ネジであって、合金鋼製
である場合。まず、事前準備として従来同様、焼入する
本番用のワークＷと同様のワークを１本準備し、これに
対して、焼入仕様を満足する標準条件で焼入を施して、
ひな型（テンプレート）となるデータを作成する。ここ
での標準条件は、例えば、高周波加熱コイル体１１１に
与える電力が１５０ｋＷ、焼入機構１１０を移動させる
送り速度ｖが１０ｍｍ／ｓｅｃ（移動焼入期間中は一
定）であり、前記制御部に設定される。

【００４５】前記ワークの焼入後、測長ユニット１５３
にて、前記ワークの全長が何ｍｍ伸びたかを、ワークが
完全に冷えてから測定する。この測定値により、伸び率
を計算する。例えば、前記ワークの全長が１ｍで、焼入
後に１ｍｍ伸びたとすると、前記ワークの伸び率は１パ
ーミルとなる。この伸び率が基準の伸び率となり、前記
制御部に設定される。

【００４６】本番用のワークＷは、予め、全長で１ｍｍ
短めに機械加工する際に補正して作る。次に、このよう
に前補正された本番用のワークＷに対して、温度測定装
置１８０で残温等を測定し、測長ユニット１５３にて伸
びを測定しつつ、焼入を施す。この残温の測定のタイミ
ングは、測長ユニット１５３にて伸びを測定するタイミ
ングと同じでよい。ただし、焼入開始前には、その状態
をそれぞれ測定しておく。

【００４７】なお、この焼入の際には、ワークＷは伸縮
について前記図４（Ａ）の傾向を示すので、この傾向
と、測長ユニット１５３による伸びの測定値と、前記基
準の伸び率と、前記温度測定装置１８０の測定値とを利
用して、前記制御部は次のようなフィードバック制御を
かけてワークＷに対する焼入を自動制御している。

【００４８】基本条件は前記標準条件と同じで、高周波
加熱コイル体１１１に与える電力が１５０ｋＷ、焼入機
構１１０を移動させる送り速度ｖが１０ｍｍ／ｓｅｃ
（一定）である。この基本条件でワークＷに対する焼入
を開始した後、一定のスパンで測長ユニット１５３にて
ワークＷの伸びを測定することによって、制御部がワー
クＷの伸び率を計算する。

【００４９】ここでの伸び率は、従来と異なり、次のよ
うな補正がされている。測定の間隔がｄ、測長ユニット
１５３にて測定された伸びがΔｄ、焼入前のワークＷの
温度がＴ１℃、ワークＷの焼入直後の部分の温度（残
温）がＴ２℃、線膨張係数が１．１×１０^-5とする。「焼入だけによる伸び」＝Δｄ−１．１×１０^-5×ｄ
（Ｔ２−Ｔ１）であるから、「焼入だけによる伸び率」＝〔Δｄ−１．１×１０^-5×
ｄ（Ｔ２−Ｔ１）〕×１０００／ｄ＝〔Δｄ／ｄ−１．１×１０^-5（Ｔ２−Ｔ１）〕×１０
００である。よって、従来と異なり１．１×１０^-5（Ｔ２−
Ｔ１）×１０００という補正、即ち、１．１×１０
^-2（Ｔ２−Ｔ１）という補正が加わっている。

【００５０】前記制御部では、この焼入だけによる伸び
率と前記基準の伸び率（１パーミル）とを比較し、未達
の場合は高周波加熱コイル体１１１に与える電力量を大
きくし、超えた場合は高周波加熱コイル体１１１に与え
る電力量を小さくして、ワークＷに与える加熱量を調節
し、限りなく前記基準の伸び率に近くなるようにフィー
ドバック制御する。なお、前記加熱量を調節すると、焼
入深さが変わり、この焼入深さが変わることによって前
記図４（Ａ）の傾向を示すから、伸び量が変更され、前
記伸び率が調整されるわけである。

【００５１】このように、ワークＷが切削ネジであっ
て、合金鋼製であっても、前記補正をすることによっ
て、焼入後のピッチ誤差を低減する自動制御が可能にな
る。

【００５２】ワークＷが切削ネジであって、炭素鋼製
である場合。

【００５３】基本的にワークＷが切削ネジであって、合
金鋼製である前記の場合と同様である。ワークＷが炭
素鋼製であると、ワークＷの焼入直後の部分の残温を、
焼入前のワークＷの温度（環境温度）まで一気に下げら
れる点のみ異なる。即ち、前記Ｔ２とＴ１との関係をＴ
２＝Ｔ１とすることもできるが、その点については後述
する。

【００５４】ワークＷが切削ネジであって、炭素鋼製で
ある場合には、本発明の第１の実施の形態に係る焼入制
御方法による前記補正を加えれば、Ｔ２とＴ１とが異な
る値になっていても、焼入後のピッチ誤差を従来よりも
低減する自動制御が可能である。なお、このようにＴ２
＝Ｔ１としないときは、冷却ジャケット１１４による冷
却制御は、後述するように厳密に制御する必要がないの
で、簡単にできる。

【００５５】ワークＷが転造ネジであって、合金鋼製
である場合。この場合にも前記の場合と同様にする
が、ワークＷが転造ネジであると、焼入深さを深くする
ほど縮む一方であることから、事前準備は次のように異
なる。焼入する本番用のワークＷと同様の新たに準備さ
れるひな型用のワークは、前記標準条件で焼入を施さ
れ、ワークが完全に冷えてから測定されると縮んでい
る。この測定値により、伸び率（マイナスの伸び率）を
計算する。例えば、前記ワークの全長が１ｍで、焼入後
に−１ｍｍ伸びた（即ち１ｍｍ縮んだ）とすると、前記
ワークの伸び率は−１パーミルとなる。この伸び率が基
準の伸び率となり、前記制御部に設定される。

【００５６】本番用のワークＷは、機械加工する際に、
予め、全長で−１ｍｍ短め（即ち１ｍｍ長め）に補正し
て作ることになる。また、「焼入だけによる伸び率」＝
〔Δｄ／ｄ−１．１×１０^-5（Ｔ２−Ｔ１）〕×１００
０は、Δｄがマイナスの値となるだけなので、このまま
使用できる。前記制御部では、この焼入だけによる伸び
率（マイナスの伸び率）と前記基準の伸び率（−１パー
ミル）とを比較し、未達の場合は高周波加熱コイル体１
１１に与える電力量を大きくし、超えた場合は高周波加
熱コイル体１１１に与える電力量を小さくして、ワーク
Ｗに与える加熱量を調節し、限りなく前記基準の伸び率
に近くなるようにフィードバック制御する。なお、前記
加熱量を調節すると、焼入深さが変わり、この焼入深さ
が変わることによって前記図４（Ｂ）の傾向を示すか
ら、伸び量（マイナスの伸び量）が変更され、前記伸び
率（マイナスの伸び率）が調整されるわけである。

【００５７】このように、ワークＷが転造ネジであっ
て、合金鋼製であっても、前記補正をすることによっ
て、焼入後のピッチ誤差を低減する自動制御が可能にな
る。

【００５８】ワークＷが転造ネジであって、炭素鋼製
である場合。前記の内容を前記の内容に当てはめた
状態となるだけであり、その説明は省略するが、ワーク
Ｗが転造ネジであって、炭素鋼製であっても、前記補正
をすることによって、焼入後のピッチ誤差を低減する自
動制御が可能になる。

【００５９】なお、本発明の第１の実施の形態に係る焼
入制御方法において、加熱量の調節（即ち、焼入深さの
調節をしていることになる。）は、送り速度ｖを一定と
しつつ、高周波加熱コイル体１１１に与える電力量の調
節で行ったが、その代わりに、例えば、高周波加熱コイ
ル体１１１に与える電力量を一定としつつ、送り速度ｖ
の調節で行ってもよい。

【００６０】次に、本発明の請求項６および請求項７に
係る焼入制御方法を実現する本発明の第２〜第４の実施
の形態に係る高周波焼入装置（本発明の請求項２および
請求項３の実施の形態に係る高周波焼入装置）を説明す
る。この本発明の第２〜第４の実施の形態に係る高周波
焼入装置は、前記本発明の第１の実施の形態に係る高周
波焼入装置１００の一部を変更したものであるので、前
記図１の高周波焼入装置１００を参照しつつ説明する。
なお、本発明の第２〜第４の実施の形態に係る高周波焼
入装置の共通事項は次のようになっている。

【００６１】本発明の請求項６に係る焼入制御方法で
は、ワークＷの残温の影響を、前記Ｔ２＝Ｔ１（または
Ｔ２≒Ｔ１）即ちＴ２−Ｔ１＝０（またはＴ２−Ｔ１≒
０）とすることでなくす（または殆どなくす）ことで焼
入後のピッチ誤差を低減する。

【００６２】また、ワークＷが炭素鋼製であれば、切削
ネジであっても転造ネジであっても、ワークＷの焼入直
後の部分の温度（残温）Ｔ２を、焼入前のワークＷの温
度Ｔ１（通常、環境温度となっている。）まで一気に冷
却ジャケット１１４の冷却液の噴射で下げられる。よっ
て、ワークＷが炭素鋼製の場合は、前記制御部が、冷却
ジャケット１１４の冷却液の噴射量を、温度測定装置１
８０の測定値Ｔ１、Ｔ２をもとにＴ１＝Ｔ２とすべく制
御する。

【００６３】一方、ワークＷが合金鋼製であれば、切削
ネジであっても転造ネジであっても、ワークＷの焼入直
後の部分の温度（残温）Ｔ２を、焼入前のワークＷの温
度Ｔ１（通常、環境温度となっている。）まで一気に冷
却ジャケット１１４の冷却液の噴射で下げるとワークＷ
が割れるおそれがある。そこで、Ｔ１＝Ｔ２とするに
は、焼入前のワークＷの温度Ｔ１の方を、次の（１）〜
（３）のようにして、予めＴ１′（＝Ｔ２＋α）まで上
げ、ワークＷの焼入開始時にＴ１″（＝Ｔ２）となるよ
うにする。なお、ここでのＴ１は環境温度、Ｔ１′は事
前加熱温度、Ｔ１″はワークＷが合金鋼製である場合の
冷却目標温度（ここでは、例えば８０℃）である。

【００６４】（１）焼入前のワークＷの温度Ｔ１の方
を、予め事前加熱温度Ｔ１′（＝Ｔ２＋α＝８０℃＋
α）まで上げるための構成を有する本発明の第２の実施
の形態に係る高周波焼入装置は次のようになっている。
本発明の第２の実施の形態に係る高周波焼入装置は、高
周波焼入装置１００に対して、別体の炉（図示省略）を
付加したものである。この炉は、ワークＷを高周波焼入
装置１００の部分に装着する前に、前記Ｔ１′（＝Ｔ２
＋α＝８０℃＋α）まで事前加熱するものである。

【００６５】作業者は、この炉にワークＷを投入して事
前加熱し、取り出して高周波焼入装置１００にセットす
る。前記αは、このセット後、移動焼入開始までの間に
ワークＷの温度が下がることを見越したものである。よ
って、移動焼入開始は、ワークＷの温度が、冷却目標温
度Ｔ１″＝８０℃にほぼなったことを温度測定装置１８
０によって確認できてから開始することになる。

【００６６】（２）焼入前のワークＷの温度Ｔ１の方
を、予め事前加熱温度Ｔ１′（＝Ｔ２＋α＝８０℃＋
α）まで上げるための別の構成を有する本発明の第３の
実施の形態に係る高周波焼入装置は次のようになってい
る。本発明の第３の実施の形態に係る高周波焼入装置
は、高周波焼入装置１００の制御部の制御プログラムが
次のように若干変更されて、焼入機構１１０が事前加熱
に直接寄与するようにしている。即ち、焼入機構１１０
によって、焼入前にワークＷを事前加熱するのである。
もちろん、その際冷却ジャケット１１４は機能させな
い。

【００６７】よって、例えば、停止加熱期間の前に、焼
入機構１１０をワークＷに沿って、ワークＷの基端から
先端まで移動機構１３０で一定速度で移動させ、そのと
きに、焼入の際よりも低い所定の電力を高周波加熱コイ
ル体１１１に与えて、ワークＷを事前加熱温度Ｔ１′に
する。焼入機構１１０を前記基端側へリターンさせて、
停止加熱以降の所定の焼入動作をする。移動焼入開始
は、ワークＷの焼入開始位置付近が冷却目標温度Ｔ１″
＝８０℃となってから始めることとなる。

【００６８】なお、事前加熱温度Ｔ１′にするのに、焼
入の際よりも低い所定の電力を高周波加熱コイル体１１
１に与えるとしたが、その代わりに焼入の際と同じ電力
を高周波加熱コイル体１１１に与え且つ焼入機構１１０
の移動速度を上げるのでもよい。また、焼入機構１１０
を前記基端側へリターンさせるのはやめて、停止加熱以
降の所定の焼入動作を、ワークＷの先端側から基端側に
行うようにしてもよい。

【００６９】（３）焼入前のワークＷの温度Ｔ１の方
を、予め事前加熱温度Ｔ１′（＝Ｔ２＋α＝８０℃＋
α）まで上げるための更に別の構成を有する本発明の第
４の実施の形態に係る高周波焼入装置は次のようになっ
ている。高周波焼入装置１００の焼入機構１１０の部分
であって、高周波加熱コイル体１１１の前方（ワークＷ
の先端方向）に事前加熱用の高周波加熱コイル体を新た
に設け、これに伴い、この高周波加熱コイル体用のカレ
ントトランスも新たに設ける。これによって、高周波加
熱コイル体１１１を使用して焼入するときに事前加熱用
の高周波加熱コイル体も働かせる。この場合には、＋α
の大きさは零に近いもでよい。

【００７０】このようにして、本発明の第２〜第４の実
施の形態に係る高周波焼入装置は、ワークＷが炭素鋼製
でも合金鋼製でも、また、切削ネジでも転造ネジでも、
焼入後のピッチ誤差を低減することができる。

【００７１】なお、本発明の第２〜第４の実施の形態に
係る高周波焼入装置の場合、予め、事前加熱温度Ｔ１′
（＝Ｔ２＋α＝８０℃＋α）にするとしたが、その代わ
りに、事前加熱温度をＴ２（＝８０℃）とし、その温度
が低下しないように熱源を追加してもよい。前記熱源
は、ヒータや温風装置等であって、これをワークＷをセ
ットする位置に沿って設けるとよい。これにより、誤差
の原因となる温度変化を防ぐことができるので、焼入後
のピッチ誤差を低減することができる。

【００７２】また、本発明の第２〜第４の実施の形態に
係る高周波焼入装置の場合、焼入中に高周波加熱コイル
体に与える電力量または送り速度を制御しているので、
ワークＷに与えられる加熱量が変化するが、冷却ジャケ
ットからの冷却液の噴射による冷却量も一定であれば残
温が変わってしまうので、冷却量は、電力量または送り
速度の変化に伴って、多くまたは少なくと制御するとよ
い。

【００７３】また、本発明の第２〜第４の実施の形態に
係る高周波焼入装置の場合には、残温の影響をなくすべ
く、Ｔ２−Ｔ１＝０としようとしているが、温度変化が
多少あることを考慮すると、焼入後のピッチ誤差を低減
するために、本発明の第１の実施の形態で説明した補正
を制御に加えるようにしてももちろんよい。

【００７４】ところで、本発明の請求項６および請求項
７に係る焼入制御方法は、従来の高周波焼入装置９００
にも適用可能である。ただし、従来の高周波焼入装置９
００は温度測定装置１８０に相当するものを有していな
いので、正確な温度管理ができず、本発明の第２〜第４
の実施の形態に係る高周波焼入装置ほどの精度は出せな
い。

【００７５】次に、本発明の請求項８に係る焼入制御方
法を実現する本発明の第５の実施の形態に係る高周波焼
入装置を図２を参照しつつ説明する。なお、本発明の第
５の実施の形態に係る高周波焼入装置は本発明の請求項
４に係る高周波焼入装置の実施の形態である。図２は本
発明の第５の実施の形態に係る高周波焼入装置を示す概
略的説明図である。

【００７６】本発明の第５の実施の形態に係る高周波焼
入装置２００も、ボールネジをワークＷとして移動焼入
する装置である。高周波焼入装置２００は、焼入機構１
１０と同様の焼入機構と、この焼入機構に取り付けられ
た第１の温度測定装置２８１および第２の温度測定装置
２８２と、前記焼入機構の前後にワークＷに載置するよ
うにそれぞれ設けられる第１の測長装置２９１、第２の
測長装置２９２と、前記焼入機構をワークＷに沿って移
動させる移動機構１３０と同様の移動機構（図示省略）
と、ワークＷを回動させると共にワークＷの伸びを検出
する回動・伸び検出機構１５０と同様の回動・伸び検出
機構（図示省略）と、これらを制御する制御部（図示省
略）とを備えている。

【００７７】前記焼入機構は、いわゆる鞍型の高周波加
熱コイル体２１１と、この高周波加熱コイル体２１１の
電源回路であるカレントトランス（図示省略）および高
周波発振器（図示省略）と、焼入用の冷却液を噴射する
冷却ジャケット２１４とを有している。このように構成
された焼入機構は、前記移動機構のボールネジ１３１と
同様のボールネジに移動可能に取り付けられている。

【００７８】第１の温度測定装置２８１および第２の温
度測定装置２８２は、温度測定装置１８０と同じもので
あり、前記カレントトランスに物理的に取り付けられて
いる。第１の温度測定装置２８１が測定するために狙う
方向は、前記回動・伸び検出機構に保持されているワー
クＷの部分であって、高周波加熱コイル体２１１のやや
下流側（即ち焼入前の部分）である。第２の温度測定装
置２８２が測定するために狙う方向は、前記回動・伸び
検出機構に保持されているワークＷの部分であって、冷
却ジャケット２１４のやや上流側の部分（即ち焼入後の
部分）である。

【００７９】第１の測長装置２９１、第２の測長装置２
９２は、それぞれワークＷの溝ＷＭに係合する一対の球
部２９５と、この一対の球部２９５にそれぞれ設けられ
た軸体２９６と、一対の軸体２９６間に設けられた変位
センサー部２９７とを有している。一対の球部２９５は
ワークＷのピッチに合わせて設けられている。変位セン
サー部２９７は、マグネスケール等のリニアセンサーで
ある。

【００８０】第１の測長装置２９１と第２の測長装置２
９２とは、所定の距離を開けて設けられている。第１の
測長装置２９１が設けられる位置は、第１の温度測定装
置２８１が測定するために狙っている部分（即ち焼入前
の部分）である。また、第２の測長装置２９２が設けら
れる位置は、第２の温度測定装置２８２が測定するため
に狙っている部分（即ち焼入後の部分）である。

【００８１】このように高周波焼入装置２００を構成し
たのは次の理由による。本発明の第１〜第４の実施の形
態に係る高周波焼入装置においては、測長ユニット１５
３にてワークＷの全長を測定し、伸び率を算出し、フィ
ードバックしているので、ワークＷの全長にわたって温
度（特にワークＷの残温）が一定でないと誤差が出る。
この誤差を極力小さくするために、本発明の第５の実施
の形態に係る高周波焼入装置２００では、測長する箇所
を高周波加熱コイル体２１１の前後１カ所ずつ（つま
り、焼入前の部分と焼入後の部分）としている。

【００８２】このような高周波焼入装置２００によって
測定されたデータにより、焼入だけによる伸び率は次の
ようにして算出される。なお、焼入前の部分のワークＷ
の温度がＴ１℃、ワークＷの焼入後の部分の温度（残
温）がＴ２℃、焼入前の部分の測定長さがｄ１、焼入後
の部分の測定長さがｄ２であるとする。

【００８３】「焼入だけによる伸び率」＝〔（ｄ２−ｄ
１）−１．１×１０^-5×ｄ１（Ｔ２−Ｔ１）〕×１００
０／ｄ１＝〔ｄ２／ｄ１−１−１．１×１０^-5（Ｔ２−
Ｔ１）〕×１０００である。

【００８４】高周波焼入装置２００においては、第１の
温度測定装置２８１と第２の温度測定装置２８２とによ
る測温と、第１の測長装置２９１と第２の測長装置２９
２とによる測長とを、後述のような方法を用いて、ある
一定の期間をかけて同一の部分について行い、それらの
測定データを制御部に送る。制御部では、前記焼入だけ
による伸び率の式に前記測定データを代入して演算し、
この演算結果と予め設定された伸び率とを比較する。こ
の比較結果に基づき、制御部は、上述同様に、電力量ま
たは送り速度にフィードバック制御をかけることにな
る。この自動制御により、ワークＷが炭素鋼製でも合金
鋼製でも、また、切削ネジでも転造ネジでも、焼入後の
ピッチ誤差を低減することができる。

【００８５】なお、前記各測温と各測長とのタイミング
としては、第１の測長装置２９１と第２の測長装置２９
２との各先端側の球部２９５中心間の距離ｓを例えば１
００ｍｍ、送り速度ｖが２０ｍｍ／ｓｅｃであるとする
と、第１の温度測定装置２８１および第１の測長装置２
９１による測定の５秒後に、第２の温度測定装置２８２
および第２の測長装置２９２による測定を行えばよい。
このようにすることで、同一の部分について、焼入前の
状態と焼入後の状態とを測定しているので、長いワーク
Ｗの全長にわたって、たとえ温度差があったとしても、
この温度差による誤差を解消することができるのであ
る。

【００８６】ところで、上述してきた本発明の装置・方
法によると、ロット内の材質のばらつきやロット間のば
らつきがあっても、ピッチ誤差を低減させる自動制御が
なされる。ただし、前記各ひな型と極端に異なる材質の
ものには対応不可能となる場合もあり、その場合には、
それに見合ったひな型を作り直せばよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る高周波焼入装置は、移動焼入中にボールネジであ
るワークの全長を測定する測長装置と、移動焼入中にワ
ークの焼入前の部分の温度と当該ワークの焼入直後の部
分の温度とを測定する温度測定装置と、ワークの基準の
伸び率が予め記憶された制御部とを具備しており、前記
制御部は、移動焼入中に、前記温度測定装置の出力デー
タに基づいてワークの焼入前の部分の温度と焼入直後の
部分の温度との差を求め、前記測長装置の出力データ及
び前記温度差のデータに基づいてワークの伸び率を求
め、当該ワークの伸び率と前記基準の伸び率との偏差を
求め、この偏差がゼロになるように当該ワークに対する
加熱量を制御することを特徴とする。

【００８８】よって、本発明の請求項１に係る高周波
焼入装置の場合には、前記測長装置の出力データ及び前
記温度差のデータに基づいてワークの伸び率を求め、当
該ワークの伸び率と前記基準の伸び率との偏差を求め、
この偏差がゼロになるように当該ワークに対する加熱量
を制御するようになっているので、ワークとしてのボー
ルネジが炭素鋼製でも合金鋼製でも、また、切削ネジで
も転造ネジであっても、焼入後のピッチ誤差を低減する
ことが可能になる。従って、低コスト化を図ることがで
きる。

【００８９】本発明の請求項２に係る高周波焼入装置
は、移動焼入中にボールネジであるワークの全長を測定
する測長装置と、移動焼入中にワークの焼入前の部分の
温度と当該ワークの焼入直後の部分の温度とを測定する
温度測定装置と、ワークの基準の伸び率が予め記憶され
た制御部とを具備しており、前記制御部は、移動焼入中
に、前記測長装置の出力データに基づいてワークの伸び
率を求め、当該ワークの伸び率と前記基準の伸び率との
偏差を求め、この偏差がゼロになるように当該ワークに
対する加熱量を制御する一方、前記温度測定装置の出力
データに基づいてワークの焼入前の部分の温度と焼入直
後の部分の温度との差を求め、この温度差がゼロになる
ように冷却ジャケットの冷却液の噴射量を制御すること
を特徴とする。

【００９０】よって、本発明の請求項２に係る高周波
焼入装置の場合には、前記測長装置の出力データに基づ
いてワークの伸び率を求め、当該ワークの伸び率と前記
基準の伸び率との偏差を求め、この偏差がゼロになるよ
うに当該ワークに対する加熱量を制御する一方、前記温
度測定装置の出力データに基づいてワークの焼入前の部
分の温度と焼入直後の部分の温度との差を求め、この温
度差がゼロになるように冷却ジャケットの冷却液の噴射
量を制御するようにしているので、ワークとしてのボー
ルネジが炭素鋼製でも、また、切削ネジでも転造ネジで
あっても、焼入後のピッチ誤差を低減することが可能に
なる。従って、低コスト化を図ることができる。

【００９１】本発明の請求項３に係る高周波焼入装置
は、請求項２記載の高周波焼入装置において、焼入前に
前記ワークに対して予備加熱を行う加熱機構を備えてお
り、前記予備加熱により所定の温度を保った状態の前記
ワークに対して焼入を行うことを特徴とする。

【００９２】よって、本発明の請求項３に係る高周波焼
入装置の場合には、材質上、ワークの焼入直後の部分の
冷却目標温度を一旦、所定の高めの温度に維持した後
に、ワークを環境温度になじませる必要がある合金鋼製
の場合でも、的確に、焼入後のピッチ誤差を低減するこ
とができる。したがって、ボールネジの低コスト化が図
られる。

【００９３】本発明の請求項４に係る高周波焼入装置
は、ワークとしてのボールネジを移動焼入する高周波焼
入装置において、前記ワークに高周波焼入を施す焼入機
構と、この焼入機構の下流側に設けられ、前記ワークの
焼入前の温度を測定する第１の温度測定装置と、この第
１の温度測定装置によって温度が測定されている部分の
所定のピッチ間の長さを測定する第１の測長装置と、前
記焼入機構の上流側に設けられ、前記ワークの焼入後の
温度を測定する第２の温度測定装置と、この第２の温度
測定装置によって温度が測定されている部分の所定のピ
ッチ間の長さを測定する第２の測長装置と、前記焼入機
構を前記ワークに沿って移動させる移動機構と、これら
を制御する制御部とを備えており、且つ、前記第１の測
長装置と前記第２の測長装置との間は所定の距離ｓに設
定されており、前記移動機構による前記焼入機構の送り
速度がｖとすると、前記第１の温度測定装置と前記第１
の測長装置とによって測定された温度と長さの測定のデ
ータと、前記測定のｓ／ｖ後に前記第２の温度測定装置
と前記第２の測長装置とによって測定された温度と長さ
の測定のデータとを利用して、これから焼入する前記ワ
ークの部分の加熱量を、ピッチ誤差を低減させるように
前記制御部が補正する構成となっていることを特徴とす
る。

【００９４】よって、本発明の請求項４に係る高周波焼
入装置の場合には、ワークの同じ部分について、ワーク
の焼入前の温度および長さと、ワークの焼入後の温度お
よび長さとを測定することによって、ワークとしてのボ
ールネジが炭素鋼製でも合金鋼製でも、また、切削ネジ
でも転造ネジでも、更に、ワークの全長にわたって温度
誤差があったとしても、焼入後のピッチ誤差を低減する
補正の制御が的確に行えるので、焼入後のピッチ誤差を
低減することができる。したがって、ボールネジの低コ
スト化が図られる。

【００９５】本発明の請求項５〜請求項８に係る焼入制
御方法は、前記本発明の請求項１〜４に係る高周波焼入
装置で実現される。よって、本発明の請求項５〜請求項
８に係る焼入制御方法は、前記本発明の請求項１〜４に
係る高周波焼入装置と同じ効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高周波焼入装
置を示す概略的説明図である。

【図２】本発明の第５の実施の形態に係る高周波焼入装
置を示す概略的説明図である。

【図３】従来の高周波焼入装置を示す概略的説明図であ
る。

【図４】ワークの焼入深さと伸びとの関係を説明する図
であって、同図（Ａ）はワークが切削ネジの場合の焼入
深さと伸びとの関係図、同図（Ｂ）はワークが転造ネジ
の場合の焼入深さと伸びとの関係図、同図（Ｃ）は焼入
深さを説明する図である。

【図５】移動焼入における、加熱開始から冷却終了まで
のワークの伸びの変化を示す概略的説明図である。

【符号の説明】

１００高周波焼入装置１１０焼入機構１３０移動機構１５０回動・伸び検出機構１５３測長ユニット（測長装置）１８０温度測定装置Ｗワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 9/00 - 9/44,9/50 C21D 1/02 - 1/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】移動焼入中にボールネジであるワークの
全長を測定する測長装置と、移動焼入中にワークの焼入
前の部分の温度と当該ワークの焼入直後の部分の温度と
を測定する温度測定装置と、ワークの基準の伸び率が予
め記憶された制御部とを具備しており、前記制御部は、
移動焼入中に、前記温度測定装置の出力データに基づい
てワークの焼入前の部分の温度と焼入直後の部分の温度
との差を求め、前記測長装置の出力データ及び前記温度
差のデータに基づいてワークの伸び率を求め、当該ワー
クの伸び率と前記基準の伸び率との偏差を求め、この偏
差がゼロになるように当該ワークに対する加熱量を制御
することを特徴とする高周波焼入装置。
【請求項２】移動焼入中にボールネジであるワークの
全長を測定する測長装置と、移動焼入中にワークの焼入
前の部分の温度と当該ワークの焼入直後の部分の温度と
を測定する温度測定装置と、ワークの基準の伸び率が予
め記憶された制御部とを具備しており、前記制御部は、
移動焼入中に、前記測長装置の出力データに基づいてワ
ークの伸び率を求め、当該ワークの伸び率と前記基準の
伸び率との偏差を求め、この偏差がゼロになるように当
該ワークに対する加熱量を制御する一方、前記温度測定
装置の出力データに基づいてワークの焼入前の部分の温
度と焼入直後の部分の温度との差を求め、この温度差が
ゼロになるように冷却ジャケットの冷却液の噴射量を制
御することを特徴とする高周波焼入装置。
【請求項３】焼入前に前記ワークに対して予備加熱を
行う加熱機構を備えており、前記予備加熱により所定の
温度を保った状態の前記ワークに対して焼入を行うこと
を特徴とする請求項２記載の高周波焼入装置。
【請求項４】ワークとしてのボールネジを移動焼入す
る高周波焼入装置において、前記ワークに高周波焼入を
施す焼入機構と、この焼入機構の下流側に設けられ、前
記ワークの焼入前の部分の温度を測定する第１の温度測
定装置と、この第１の温度測定装置によって温度が測定
されている部分の所定のピッチ間の長さを測定する第１
の測長装置と、前記焼入機構の上流側に設けられ、前記
ワークの焼入後の温度を測定する第２の温度測定装置
と、この第２の温度測定装置によって温度が測定されて
いる部分の所定のピッチ間の長さを測定する第２の測長
装置と、前記焼入機構を前記ワークに沿って移動させる
移動機構と、これらを制御する制御部とを具備してお
り、且つ、前記第１の測長装置と第２の測長装置との間
は所定の距離ｓに設定されており、前記移動機構による
前記焼入機構の送り速度がｖとすると、前記第１の温度
測定装置と前記第１の測長装置とによって測定れた温度
と長さの測定のデータと、前記測定のｓ／ｖ後に前記第
２の温度測定装置と前記第２の測長装置とによって測定
された温度と長さの測定のデータとを利用して、これか
ら焼入する前記ワークの部分の加熱量を、ピッチ誤差を
低減させるように前記制御部が補正する構成となってい
ることを特徴とする高周波焼入装置。
【請求項５】移動焼入中にボールネジであるワークの
全長を測定する一方、移動焼入中にワークの焼入前の部
分の温度と当該ワークの焼入直後の部分の温度とを測定
し、ワークの焼入前の部分の温度と焼入直後の部分の温
度との差を求め、その後、ワークの全長のデータ及び温
度差のデータに基づいて当該ワークの伸び率を求め、こ
のワークの伸び率と予め用意されたワークの基準の伸び
率との偏差を求め、この偏差がゼロになるようにワーク
に対する加熱量を調整するようにしたことを特徴とする
焼入制御方法。
【請求項６】移動焼入中にボールネジであるワークの
全長を測定する一方、移動焼入中にワークの焼入前の部
分の温度と当該ワークの焼入直後の部分の温度とを測定
し、ワークの全長のデータに基づいて当該ワークの伸び
率を求め、このワークの伸び率及びワークの基準の伸び
率の偏差を求め、この偏差がゼロになるようにワークに
対する加熱量を調整する一方、ワークの焼入前の部分の
温度と焼入直後の部分の温度との差を求め、この温度差
がゼロになるように冷却ジャケットの冷却液の噴射量を
調整するようにしたことを特徴とする焼入制御方法。
【請求項７】焼入前に前記ワークに対して予備加熱を
行い、この予備加熱により所定の温度を保った状態の前
記ワークに対して焼入行う一方、焼入後に前記ワークの
温度を環境温度下で徐々に低下させることを特徴とする
請求項６記載の焼入制御方法。
【請求項８】ワークとしてのボールネジの焼入前の部
分の長さおよび温度と、前記部分の焼入後の長さおよび
残温とを測定し、その測定結果を利用して、これから焼入する前記ワークの部分の加熱量を、ピッチ
誤差を低減させるように補正することを特徴とする焼入
制御方法。