JP3588310B2 - High frequency heating coil body, high frequency heat treatment apparatus and high frequency heat treatment method - Google Patents

High frequency heating coil body, high frequency heat treatment apparatus and high frequency heat treatment method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークが存在する場合において、いずれのワークに対しても、前記凹部の内面に、前記長さ方向の端から端まで直線状に加熱を施す高周波加熱コイル体、高周波熱処理装置および高周波熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記ワークとしては、例えば、図４に示されるように、長尺状のレール体８００の長手方向に沿ってスライド自在なスライダーＷがある。前記スライド自在とするために、スライダーＷとレール体８００との間には、複数のボールベアリング９００が介在されている。レール体８００は、断面視略矩形状であって、その両側面の長手方向にそれぞれ断面視略半円状のボールベアリング転動溝８１０が形成されている。
【０００３】
一方、スライダーＷは、凹部７０１を有して略コ字状となっており、且つ長さ方向の寸法Ａの異なるものが複数種類存在する。スライダーＷは平板状部７０５と、この平板状部７０５の両端からそれぞれ垂下されて設けられた側面板部７１０とからなる。側面板部７１０には、凹部７０１の内側面７１１に、レール体８００のボールベアリング転動溝８１０に対応した断面視略半円状のボールベアリング転動溝７１１ａがスライダーＷの長さ方向に形成されている。
【０００４】
なお、ボールベアリング９００は、次のように循環するようになっている。スライダーＷの前後には、図示はしないが、それぞれ端ブロックが設けられる。この端ブロックは、スライダーＷと同様に略コ字状のものである。端ブロックには、Ｕ字状のボールベアリングＵターン穴が設けられている。ボールベアリングＵターン穴の一端は、ボールベアリング転動溝７１１ａとボールベアリング転動溝８１０とに対向するように設けられている。ボールベアリングＵターン穴の他端は、スライダーＷ内に形成された図示しない直線状のボールベアリング循環穴に対向するように設けられている。ボールベアリング９００は、ボールベアリング転動溝７１１ａとボールベアリング転動溝８１０との間→一方のボールベアリングＵターン穴→スライダーＷ内のボールベアリング循環穴→他方のボールベアリングＵターン穴→前記ボールベアリング転動溝７１１ａとボールベアリング転動溝８１０との間というように循環させられる。
【０００５】
したがって、レール体８００が垂直に設置されたとしても、水平に設置されたとしても、スライダーＷにおいてボールベアリング９００が圧接されるのは、ボールベアリング転動溝７１１ａだけである。よって、スライダーＷの凹部７０１の内面の長さ方向の端から端まで形成されているボールベアリング転動溝７１１ａは、耐磨耗性を向上させるために、焼入によって高硬度化する必要がある。
【０００６】
また、スライダーＷには上述したように長さ方向の寸法Ａの異なるものが複数種類存在する。即ち、焼入対象となるボールベアリング転動溝７１１ａの長さ方向の寸法が異なるものが複数種類存在する。
【０００７】
このようなスライダーＷ（以下、「ワークＷ」とも呼ぶ。）に対して焼入のための加熱を施す従来の高周波加熱コイル体としては、長さ方向の寸法Ａの異なる複数種類のワークＷの各種類ごとに専用のものを準備することも可能である。しかし、それでは高周波加熱コイル体が多種類必要となるため、コストアップとなる。また、長さ方向の寸法Ａの異なる別のワークＷを加熱したいときに、いちいち高周波加熱コイル体を交換する必要があるので、手間であり、生産効率が悪い。
【０００８】
そこで、長さ方向の寸法Ａの異なる複数種類のワークＷのいずれにも対応可能な、図５に示されるような従来の高周波加熱コイル体６００がある。この高周波加熱コイル体６００は、例えば長さ方向の寸法Ａが、２ｄ、１．５ｄ、ｄである３種類のワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣのいずれにも対応可能なものである。なお、図５は、高周波加熱コイル体６００と、ワークＷＡとが対向された状態を示すとともに、対向されていないワークＷＢ、ＷＣも併せて図示した概略的説明図である。
【０００９】
高周波加熱コイル体６００は、１巻きのコイルであって、一対の直線状の加熱導体部６１０と、この一対の加熱導体部６１０の一端間を接続する接続導体部６２０と、一方の加熱導体部６１０の他端から延設された接続導体部６３０と、他方の加熱導体部６１０の他端から延設された接続導体部６４０と、接続導体部６３０、６４０から更に延設された一対の給電導体部６５０とからなる。
【００１０】
接続導体部６２０は、略Ｕ字状をしており、前記直線状の加熱導体部６１０の一端から更に真っ直ぐに延設された一対の直線部６２１と、この一対の直線部６２１間を接続する略半円状部６２２とからなる。接続導体部６３０は、前記一方の直線状の加熱導体部６１０の他端から更に真っ直ぐ延設されたものである。接続導体部６４０は、前記他方の直線状の加熱導体部６１０の他端から更に真っ直ぐ延設された直線部６４１と、この直線部６４１から更に湾曲させて延設した湾曲部６４２とからなる。
【００１１】
加熱導体部６１０の長さ寸法Ｌは、前記３種類のワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣのうちで長さ方向の寸法が最大のワークＷＡの長さ方向の寸法Ａ＝２ｄに合わせている。直線部６２１、６４１の各長さ寸法Ｇは、ワークＷＡ等の前後の端部に不要な焼入（加熱）がされないように、略半円状部６２２や湾曲部６４２からの磁界の影響を無視できる寸法に設定されている。
【００１２】
なお、略半円状部６２２や湾曲部６４２が曲線を有しているのは、高周波加熱コイル体６００が、断面視略半円状のボールベアリング転動溝７１１ａの加熱に適した長尺状の丸パイプを曲げて形成されているがためである。丸パイプの内部には、コイル冷却液が流通させられるので、丸パイプを直角に折り曲げるわけにはいかないし、また、切った丸パイプを直角に繋げるのは困難であるからである。もし、高周波加熱コイル体６００が断面視矩形状であれば、略半円状部６２２や湾曲部６４２は直線状にできる。即ち、接続導体部６２０は略コ字状、接続導体部６４０は略Ｌ字状となる。
【００１３】
このような３種類のワークＷ（ワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣ）のいずれにも焼入のための加熱を施すことが可能な従来の高周波加熱コイル体６００を用いるときには次のような従来の高周波熱処理方法がとられていた。
【００１４】
ワークＷＡを加熱する場合、例えば所定の位置に搬入された１つのワークＷＡに対して、高周波加熱コイル体６００をセットする。この高周波加熱コイル体６００に通電してワークＷＡを加熱する。このような一連の作業は、ワークＷＢ、ＷＣについても同様である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、１回の作業で、１つの高周波加熱コイル体６００で加熱できるワークＷの数は１つに過ぎない。したがって、作業効率、即ち、生産効率が悪い。
【００１６】
また、ワークＷＡを加熱する場合には、加熱導体部６１０の全長を利用しているものの、ワークＷＢの場合には、加熱導体部６１０の未使用領域のトータル長さ寸法が、０．５ｄ＋０．５ｄ＝ｄ存在し、更にワークＷＣの場合には、加熱導体部６１０の未使用領域のトータル長さ寸法が、ｄ＋ｄ＝２ｄ存在する。一方、１つのワークＷに対して、一対の加熱導体部６１０の他に、接続導体部６２０、６３０、６４０と給電導体部６５０、６５０とのトータル長さ寸法の導体を使用している。したがって、１つのワークＷに対して、高周波加熱コイル体６００で消費される電力効率が悪い。即ち、高周波加熱コイル体６００での生産効率が悪い。
【００１７】
なお、加熱導体部６１０の長さ寸法Ｌは、ワークＷＣの長さ方向の寸法Ａ＝ｄのちょうど２倍である。よって、ワークＷＣを２個くっつけて、長さ方向に並べて置き、高周波加熱コイル体６００で加熱することも考えられる。しかしながら、ワークＷＣを２個くっつけて置いた場合、ワークＷＣ、ＷＣ間に僅かな隙間ができて、ワークＷＣ、ＷＣ間でスパークが発生するおそれが高い。
【００１８】
スパークが発生すると、ワークＷＣの面に小さな穴とその周囲の盛り上がりとが出来てしまう。前記盛り上がりを削っただけでは、前記小さな穴が、見栄え上悪く残ってしまう。しかし、見栄えを改善するため前記小さな穴も削ると、ワークＷＣの寸法が変わってしまうことになる。また、削った後の寸法を規格範囲内に納めることができたとしても、前記小さな穴や盛り上がりを削るのは手間であるとともに、削る作業が必要な分、生産効率が悪くなる。
【００１９】
そのため、ワークＷＣを２個くっつけて置いた上で、高周波加熱コイル体６００で加熱する方法はとられていなかった。
【００２０】
また、仮に、ワークＷＣよりも、長さ方向の寸法の短い別のワークが存在したとしても、２個以上の前記別のワークをある程度の間隔寸法を開けて置いた上で、高周波加熱コイル体６００で加熱する方法はとられていなかった。この場合、前記ある程度の間隔寸法が小さ過ぎると、前記スパークが発生するおそれがあったことと、逆に、前記ある程度の間隔寸法が大きいと、ワークＷの種類によって次のような別の問題もあったからである。
【００２１】
ワークＷのように、その端部、即ち角部まで焼入のための加熱を施す必要が有る場合、角部がオーバーヒートされやすい。これは、角部には、対向する加熱導体部６１０による誘導電流の他に、後述する余計な誘導電流も加わるため、誘導電流が集中し易いためである。また、誘導電流によって発生した熱は、周囲に伝導していくが、角部で集中する熱量が、輻射で失われる熱量を大きく上回るためである。なお、前記余計な誘導電流は、ワークＷが対向していない加熱導体部６１０の未使用領域からの磁界およびワークＷが対向することのない接続導体部６２０、６３０、６４０の加熱導体部６１０寄りの部分からの磁界が、空気よりも透磁率の高いワークＷ、即ち、特に前記角部に引き寄せられるために発生する。
【００２２】
ただし、上述した２種類の誘導電流によって発生した熱は、側面板部７１０の厚み方向等の周囲方向に伝導していくので、側面板部７１０の厚み方向寸法が比較的大きいと、そのマスが大きいことにより、オーバーヒートは緩和される。したがって、側面板部７１０の厚み方向寸法が比較的大きいワークＷのときには、オーバーヒートはたいして問題とならないが、側面板部７１０の厚み方向寸法が小さいワークＷのときには、オーバーヒートが問題となる。オーバーヒート状態になるとワークＷの角部に熱変形が起きて、その変形分を磨く加工をワークＷに対して施す必要があるからである。この加工は、焼入された部分に対する加工となる。そのため、加工に時間がかかるとともに、加工具の磨耗が大きいので、生産効率が悪くなる。これが、ワークＷの種類によって発生する前記別の問題である。
【００２３】
したがって、前記スパークの問題と前記別の問題とがあっために、従来、複数のワークＷを同時に加熱しようとする考えはなかった。
なお、高周波加熱コイル体６００で１つのワークＷを加熱する場合でも、もちろん前記余計な誘導電流の影響を受けるが、前記スパークの問題が少なくともない。また、側面板部７１０の厚み方向寸法が比較的大きいときには、前記別の問題も比較的小さな問題に過ぎない。側面板部７１０の厚み方向寸法が小さいときに、前記別の問題が大きくなるが、そのときのみ、生産効率が悪くなるのは甘んじていたのである。
【００２４】
本発明の主たる目的は、生産効率がよい高周波加熱コイル体、高周波熱処理装置および高周波熱処理方法を提供することにある。
【００２５】
【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に係る高周波加熱コイル体は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのいずれのワークに対しても、前記凹部の内面に、前記長さ方向の端から端まで直線状に加熱を施す高周波加熱コイル体であって、直線状の加熱導体部を備えており、前記加熱導体部の長さ寸法は、前記長さ方向の寸法が最大のワークを、その長さ方向に、スパークが発生しない最小間隔寸法以上を開けて複数個配置した状態における両端のワークの外端間の寸法とした。
【００２６】
本発明の請求項２に係る高周波熱処理装置は、請求項１記載の高周波加熱コイル体と、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークが前記高周波加熱コイル体によって加熱されるときに、隣り合うワーク間に挟まれて用いられる絶縁性のスペーサとを備えており、前記スペーサの長さ方向の寸法は、前記隣り合うワーク間でスパークが発生しない最小間隔寸法以上とした。
【００２７】
本発明の請求項３に係る高周波熱処理装置は、請求項１記載の高周波加熱コイル体と、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークが前記高周波加熱コイル体によって加熱されるときに、隣り合うワーク間に挟まれて用いられるスペーサとを備えており、前記スペーサは、空気よりも透磁率の高い中間体と、その長さ方向の前後に設けられた絶縁性の端部体とを有しており、前記端部体の長さ方向の寸法は、前記ワークと前記中間体との間でスパークが発生しない最小間隔寸法以上とした。
【００２８】
本発明の請求項４に係る高周波熱処理装置は、前記中間体は、前記ワークの材質よりも導電率の高いものとした。
【００２９】
本発明の請求項５に係る高周波熱処理装置は、請求項２、３または４記載の高周波熱処理装置において、前記スペーサの長さ方向の寸法は、両端に配置される前記ワークの外端間の寸法が前記加熱導体部の長さ寸法と一致するように設定された。
【００３０】
本発明の請求項６に係る高周波熱処理装置は、前記スペーサの断面形状は、前記ワークの断面形状と同様にした。
【００３１】
本発明の請求項７に係る高周波熱処理装置は、前記スペーサの長さ方向の寸法は、種類の異なる各ワーク毎に、前記加熱導体部に沿って同種のワークが最も多く設けられるように設定された。
【００３２】
本発明の請求項８に係る高周波熱処理方法は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項１記載の高周波加熱コイル体を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスパークが発生しない間隔を開けて配置された複数個のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数のワークを同時に高周波加熱する。
【００３３】
本発明の請求項９に係る高周波熱処理方法は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項２、３、４、５または６記載の高周波熱処理装置を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスペーサを隣り合うワーク間に挟んだ状態の複数個のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数個のワークを同時に高周波加熱する。
【００３４】
本発明の請求項１０に係る高周波熱処理方法は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項７記載の高周波熱処理装置を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスペーサを隣り合うワーク間に挟んだ状態の複数個の同種のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数個のワークを同時に高周波加熱する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る高周波加熱コイル体を備え、本発明の実施の形態に係る高周波熱処理方法を実現する本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置を図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００３６】
図１は本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置に用いられる高周波加熱コイル体およびスペーサとワークとを示す概略的説明図であって、同図（Ａ）〜同図（Ｃ）は高周波加熱コイル体に対してそれぞれ長さ方向の寸法が異なるワークおよびスペーサを対向させた状態の図、図２は本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置に用いられるスペーサを示す概略的斜視図であって、同図（Ａ）は３つのものを合わせて１つのスペーサとした場合の実施例を示す図、同図（Ｂ）は１つからなるスペーサとした場合の実施例を示す図、図３は本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置に用いられる別の高周波加熱コイル体および別のスペーサとワークとを示す概略的説明図であって、同図（Ａ）〜同図（Ｃ）は高周波加熱コイル体に対してそれぞれ長さ方向の寸法が異なるワークおよびスペーサを対向させた状態の図である。
【００３７】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡは、上述した凹部７０１（前記図４等も参照）を有し且つ長さ方向の寸法ＡがＡ＝２ｄ、１．５ｄ、ｄというように異なる３種類の略コ字状のワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣ（図１参照）のいずれのワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣに対しても凹部７０１の両内側面７１１に、前記長さ方向の端から端まで直線状に形成された断面視略半円状のボールベアリング転動溝７１１ａに焼入可能ないわゆる高周波焼入装置である。高周波熱処理装置ＨＡは、図１に示されるように、３個のワークＷＡ、または、３個のワークＷＢ、または、５個のワークＷＣを同時に焼入のための加熱が可能となっている。
【００３８】
高周波熱処理装置ＨＡは、ワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣのうちのいずれであっても上述した複数個ずつ、同時に焼入のための加熱が可能な高周波加熱コイル体１００と、この高周波加熱コイル体１００に電力を供給する高周波電源部（図示省略）と、ワークＷＡ（またはＷＢまたはＷＣ）が高周波加熱コイル体１００によって加熱されるときに、隣り合うワークＷＡ（またはＷＢまたはＷＣ）間に挟まれて用いられるスペーサ２００Ａ（または２００Ｂまたは２００Ｃ）と、高周波加熱コイル体１００によって加熱されたワークＷＡ（またはＷＢまたはＷＣ）およびスペーサ２００Ａ（または２００Ｂまたは２００Ｃ）に対して冷却液を噴射する冷却ジャケット（図示省略）とを備えている。
【００３９】
また、高周波熱処理装置ＨＡは、前記加熱の前にワークＷＡ（またはＷＢまたはＷＣ）およびスペーサ２００Ａ（または２００Ｂまたは２００Ｃ）が所定の状態にセットされるセット台（図示省略）と、前記加熱の前に前記セット台に対してワークＷＡ（またはＷＢまたはＷＣ）およびスペーサ２００Ａ（または２００Ｂまたは２００Ｃ）を搬入するとともに、焼入後に前記セット台からワークＷＡ（またはＷＢまたはＷＣ）およびスペーサ２００Ａ（または２００Ｂまたは２００Ｃ）を搬出する自動搬出入装置（図示省略）と、前記セット台にセットされたワークＷＡ（またはＷＢまたはＷＣ）およびスペーサ２００Ａ（または２００Ｂまたは２００Ｃ）に対して、前記加熱の前に高周波加熱コイル体１００および冷却ジャケットをセットする一方、焼入後に高周波加熱コイル体１００および冷却ジャケットを元の位置に戻す移動機構（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。
【００４０】
高周波加熱コイル体１００は、１巻きのコイルであって、一対の直線状の加熱導体部１１０と、この一対の加熱導体部１１０の一端間を接続する接続導体部１２０と、一方の加熱導体部１１０の他端から延設された接続導体部１３０と、他方の加熱導体部１１０の他端から延設された接続導体部１４０と、接続導体部１３０、１４０から更に延設された一対の給電導体部１５０とからなる。この高周波加熱コイル体１００は、基本的に、一対の加熱導体部１１０の長さ寸法以外は、従来の高周波加熱コイル体６００と同様である。
【００４１】
即ち、接続導体部１２０は、従来の接続導体部６２０と同様に略Ｕ字状をしており、前記直線状の加熱導体部１１０の一端から更に真っ直ぐに延設された一対の直線部１２１と、この一対の直線部１２１間を接続する略半円状部１２２とからなる。接続導体部１３０は、従来の接続導体部６３０と同様に、前記一方の直線状の加熱導体部１１０の他端から更に真っ直ぐ延設されたものである。接続導体部１４０は、従来の接続導体部６４０と同様に、前記他方の直線状の加熱導体部１１０の他端から更に真っ直ぐ延設された直線部１４１と、この直線部１４１から更に湾曲させて延設した湾曲部１４２とからなる。
【００４２】
加熱導体部１１０の長さ寸法Ｌ１は、３種類のワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣのうちで長さ方向の寸法が最大のワークＷＡを、その長さ方向に、スパークが発生しない最小間隔寸法以上開けて３個配置した状態における両端のワークＷＡの外端間寸法である。また、加熱導体部１１０の長さ寸法Ｌ１は、３個のワークＷＡが、隣り合うワークＷＡ、ＷＡ間に前記スパークが発生しないようにするためのスペーサ２００Ａを挟んだ状態で、前記長さ方向に並べられたものが、ちょうど加熱導体部１００の全長に渡って対向するように設定されている。即ち、加熱導体部１１０の長さ寸法Ｌ１は、ワークＷＡの長さ方向の寸法Ａ＝２ｄの３倍の寸法に対して、スペーサ２００Ａの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ１の２倍を加算した寸法６ｄ＋２ｂ１に設定されている。
【００４３】
なお、加熱導体部１１０は、加熱対象となるボールベアリング転動溝７１１ａに対向させるものであるから、ボールベアリング転動溝７１１ａの深さが深いときには、ボールベアリング転動溝７１１ａの底の焼入深さを確保すべく、ボールベアリング転動溝７１１ａの内部空間に加熱導体部１１０がさしかかるようにする。前記内部空間に加熱導体部１１０がかかるようにした場合、２つの加熱導体部１１０の外端間寸法は、凹部７０１の幅寸法よりも若干大きくなる。一方、ボールベアリング転動溝７１１ａの深さがさほど深くない場合には、ボールベアリング転動溝７１１ａの内部空間に加熱導体部１１０がさしかからないようにしてもよい。前記内部空間に加熱導体部１１０がさしかからないようにした場合、２つの加熱導体部１１０の外端間寸法は、凹部７０１の幅寸法よりも若干小さくなる。
【００４４】
直線部１２１、１４１の各長さ寸法は、従来の直線部６２１、６４１の各長さ寸法Ｇと同じであって、ワークＷＡ等の前後の端部に不要な焼入（加熱）がされないように、略半円状部１２２や湾曲部１４２からの磁界の影響を無視できる寸法に設定されている。
【００４５】
スペーサ２００Ａは、図１および図２（Ａ）に示されるように、その長さ方向の寸法Ｂがｂ１であって、断面形状がワークＷＡ等と同じになっているものである。即ち、スペーサ２００Ａは、凹部７０１と同様の凹部２０１Ａを有する略コ字状体であって、ボールベアリング転動溝７１１ａと同様の溝２０２Ａを端から端まで有する。ただし、スペーサ２００Ａは、空気よりも透磁率の高い中間体２２０Ａと、その長さ方向の前後に設けられた絶縁性の端部体２１０Ａとを備えた三層構造からなるものである。端部体２１０Ａの長さ方向の寸法Ｂ２は、ワークＷＡと中間体２２０Ａとの間でスパークが発生しない最小間隔寸法以上としている。これにより、スペーサ２００Ａの長さ方向寸法Ｂ（＝ｂ１）は、隣り合うワークＷＡ、ＷＡ間でスパークが発生しない寸法以上にもなっている。
【００４６】
端部体２１０Ａは、絶縁性を有している必要があるとともに、スペーサ２００Ａが繰り返し使用されることも考慮して傷の付きにくい硬質材料製であることが望ましい。よって、端部体２１０Ａは、例えば、セラミックス製やフェライト素子製である。
【００４７】
中間体２２０Ａは、空気よりも透磁率の高いものとすることで、ワークＷが対向していない加熱導体部１１０の未使用領域からの磁界およびワークＷが対向することのない接続導体部１２０、１３０、１４０の加熱導体部１１０寄りの部分からの磁界が、空気よりも透磁率の高いワークＷＡの角部に引き寄せられる傾向となるのを抑制するために設けるものである。また、スペーサ２００Ａが繰り返し使用されることも考慮して傷の付きにくい硬質材料製であることが望ましい。
【００４８】
よって、中間体２２０Ａは、例えば、銅製、真鍮製、ステンレス製、鉄製等である。ただし、中間体２２０Ａは、加熱されたときに変形されるとよくないので、ワークＷＡの材質（通常、鉄）よりも導電率の高い銅製、真鍮製、ステンレス製の方が好ましい。中間体２２０Ａを鉄製とする場合には、前記変形を防止するために、高周波加熱コイル体１００が通電される際に、少なくとも中間体２２０Ａを冷却する一般的な放熱手段を設けると好ましい。前記放熱手段は、例えば放熱フィンであって、前記通電される際に、少なくとも中間体２２０Ａに対して圧接されるものである。
【００４９】
なお、端部体２１０Ａをフェライト素子製とした場合には、端部体２１０Ａ自身も中間体２２０Ａと同様に、ワークＷＡが対向していない加熱導体部１１０の未使用領域からの磁界およびワークＷが対向することのない接続導体部１２０、１３０、１４０の加熱導体部１１０寄りの部分からの磁界が、空気よりも透磁率の高いワークＷＡの角部に引き寄せられる傾向となるのを抑制する。
【００５０】
このような２つの端部体２１０Ａと、中間体２２０Ａとの間は、ろう付やネジ止め等の固定手段で固定される。ろう付とする場合には、スペーサ２００Ａに対して加熱導体部１１０が対向されたときに、端部体２１０Ａと、中間体２２０Ａとにおいて、加熱導体部１１０による熱の影響を受けにくい加熱導体部１１０から離れた位置でろう付するとよい。ろう付を補強するように、または、ろう付をしない場合にネジ止めする。このネジは、例えばセラミックス等の絶縁性のものとする。
【００５１】
スペーサ２００Ｂ、２００Ｃは、スペーサ２００Ａの中間体２２０Ａの長さ方向の寸法Ｂ１のみが異なるものである。
なお、長さ方向の寸法が最大のワークＷＡとともに用いられるスペーサ２００Ａの長さ方向の寸法は、高周波熱処理装置ＨＡで用いられるスペーサ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ中で最小となるように設定した。即ち、スペーサ２００Ａの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ１以上の寸法を、スペーサ２００Ｂの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ２と、２００Ｃの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ３とは有することになる。
【００５２】
スペーサ２００Ｂ、２００Ｃは、次のようにして、その長さ方向の寸法Ｂが設定されている。
スペーサ２００Ｂは、加熱導体部１１０の全長に対して、できるだけ多くのワークＷＢを、その長さ方向に、スパークが発生しない最小間隔寸法以上を開けて配置可能とした上で、前記開けた間隔を確保するためのものとなる。即ち、加熱導体部１１０の長さ寸法Ｌ１＝６ｄ＋２ｂ１に対して、長さ方向の寸法Ａがそれぞれ１．５ｄである隣り合うワークＷＢに、長さ方向の寸法Ｂがｂ１以上の寸法であってできるだけｂ１に近い寸法であるスペーサ２００Ｂを挟んだ状態で、できるだけ多くのワークＷＢが加熱導体部１００の全長に渡って対向するように、スペーサ２００Ｂの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ２が設定される。
【００５３】
加熱導体部１１０に対向可能なワークＷＢの数をＮ２とし、スペーサ２００Ｂの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ２＝ｂ１＋α、αは０以上であるとすると、次のような関係式が成り立つ。
Ｌ１＝６ｄ＋２ｂ１＝Ｎ２×１．５ｄ＋（Ｎ２−１）×ｂ２＝Ｎ２×１．５ｄ＋（Ｎ２−１）×（ｂ１＋α）
ここで、Ｎ２は自然数であり、αはできるだけ零に近い寸法であることが望ましいことから、αを一旦零と仮定した状態で、先ず自然数Ｎ２を求めた上で、この自然数Ｎ２の結果に基づいてαを求めて、このαに基づいてｂ２を求めればよい。
【００５４】
即ち、Ｎ２＝（６ｄ＋３ｂ１）／（１．５ｄ＋ｂ１）であって、図１のように長さ方向の寸法が最小のワークＷＣの長さ方向の寸法ｄが、長さ方向の寸法が最小のスペーサ２００Ａの長さ方向の寸法ｂ１よりも大きい場合、自然数Ｎ２は３となる。このことは、例えばｄ＝３０ｍｍと仮定し、ｂ１＝１０ｍｍと仮定すると判る。即ち、Ｎ２＝２１０／５５＝３（自然数）となる。
一方、α＝〔（６−１．５ ×Ｎ２）×ｄ＋（３−Ｎ２）×ｂ１〕／（Ｎ２−１）であるから、Ｎ２＝３を代入すると、α＝０．７５ｄとなる。
よって、ｂ２＝ｂ１＋０．７５ｄ＝３２．５ｍｍ（＞ｂ１）となる。
【００５５】
スペーサ２００Ｃも、スペーサ２００Ｂと同様に考えればよい。
スペーサ２００Ｃは、加熱導体部１１０の全長に対して、できるだけ多くのワークＷＣを、その長さ方向に、スパークが発生しない最小間隔寸法以上を開けて配置可能とした上で、前記開けた間隔を確保するためのものとなる。即ち、加熱導体部１１０の長さ寸法Ｌ１＝６ｄ＋２ｂ１に対して、長さ方向の寸法Ａがそれぞれｄである隣り合うワークＷＣに、長さ方向の寸法Ｂがｂ１以上の寸法であってできるだけｂ１に近い寸法であるスペーサ２００Ｃを挟んだ状態で、できるだけ多くのワークＷＣが加熱導体部１００の全長に渡って対向するように、スペーサ２００Ｃの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ３が設定される。
【００５６】
加熱導体部１１０に対向可能なワークＷＣの数をＮ３とし、スペーサ２００Ｃの長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ３＝ｂ１＋β、βは０以上であるとすると、次のような関係式が成り立つ。
Ｌ１＝６ｄ＋２ｂ１＝Ｎ３×ｄ＋（Ｎ３−１）×ｂ３＝Ｎ３×ｄ＋（Ｎ３−１）×（ｂ１＋β）
ここで、Ｎ３は自然数であり、βはできるだけ零に近い寸法であることが望ましいことから、βを一旦零と仮定した状態で、先ず自然数Ｎ３を求めた上で、この自然数Ｎ３の結果に基づいてβを求めて、このβに基づいてｂ３を求めればよい。
【００５７】
即ち、Ｎ３＝（６ｄ＋３ｂ１）／（ｄ＋ｂ１）であって、図１のように長さ方向の寸法が最小のワークＷＣの長さ方向の寸法ｄが、長さ方向の寸法が最小のスペーサ２００Ａの長さ方向の寸法ｂ１よりも大きい場合、自然数Ｎ３は５となる。このことは、例えばｄ＝３０ｍｍと仮定し、ｂ１＝１０ｍｍと仮定すると判る。即ち、Ｎ３＝２１０／４０＝５（自然数）となる。
一方、β＝〔（６−Ｎ３）×ｄ＋（３−Ｎ３）×ｂ１〕／（Ｎ３−１）であるから、Ｎ３＝５を代入すると、β＝（ｄ−２ｂ１）／４となる。
よって、ｂ３＝ｂ１＋（ｄ−２ｂ１）／４＝（２ｂ１＋ｄ）／４＝１２．５ｍｍ（＞ｂ１）となる。
【００５８】
なお、長さ方向の寸法が最小のスペーサ２００Ａの長さ方向の寸法ｂ１を１０ｍｍと仮定したのは、次の理由による。
スペーサ２００Ａ等の前記長さ方向の寸法Ｂは、できるだけ数多くワークＷＡ等を高周波加熱コイル体１００の加熱導体部１１０に対向させられるのが望ましいことと、スペーサ２００Ａ等が取り扱い易く且つ加工しやすい前記長さ方向の寸法とするのが望ましいこととの兼ね合いで設定される。ここで、端部体２１０Ａの長さ方向の寸法は絶縁性を確保するために１ｍｍ程度もあれば十分である。また、最小のスペーサ２００Ａであっても、自立する方が取り扱いやすい。加工しやすい前記長さ方向の寸法とすることも考慮し、且つできるだけ数多くワークＷＡ等を高周波加熱コイル体１００の加熱導体部１１０に対向させられるようにする場合、長さ方向の寸法ｂ１は、例えば１０ｍｍ程度であればよいからである。
【００５９】
冷却ジャケットは、冷却液吹き出し口がワークＷＡ等やスペーサ２００Ａ等の加熱される領域に向かって開口された長尺状体を備えている。この長尺状体の長さ方向の寸法は、高周波加熱コイル体１００の加熱導体部１１０と対向されるワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等との両方を冷却するように、加熱導体部１１０の長さ寸法Ｌ１とほぼ同様にされている。このような長尺状体は、高周波加熱コイル体１００の上部側に取り付けられている。
【００６０】
セット台は、台部と、この台部上にセットされるワークＷＡ等およびスペーサ２００Ａ等の全体の前後左右を規制する規制部とを有している。台部と、規制部とは、セットされるワークＷＡ等およびスペーサ２００Ａ等と接触する部分に少なくともセラミックス等の絶縁材を使用している。規制部は、少なくともワークＷＡ等およびスペーサ２００Ａ等の台部寄りの部分を規制すれば十分であるとともに、水平移動されてワークＷＡ等およびスペーサ２００Ａ等に対向するように後述の移動機構によってセットされる高周波加熱コイル体１００および冷却ジャケットの移動の障害とならないようにすればよい。
【００６１】
よって、規制部は、例えば、ワークＷＡ等の長さ方向の前後を規制する一対の前後側規制部と、左右側を規制する一対の左右側規制部とを備える。前記一対の前後側規制部と一対の左右側規制部とは、固定式とする。台部上にセットされるワークＷＡ等およびスペーサ２００Ａ等の幅寸法も、長さ方向のトータル寸法も一定となるようにしているから敢えて移動式とする必要がないからである。左右側規制部の高さは、後述する自動搬出入装置がワークＷＡ等やスペーサ２００Ａ等を摘んだ状態で搬入または搬出するのに支障がない高さに設定されている。前後側規制部は、端に配置されるワークＷＡ等の角部のオーバーヒートを防止するために、スペーサ２００Ａ等と同様のものを用いると好ましい。ただし、端部体２１０Ａに相当するものは、２つでなく１つでよく、ワークＷＡ等と接触する側のみに設ければよい。
【００６２】
自動搬出入装置は、ワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とを、１つずつ、または、まとめて、摘んだ状態で移動させるアーム部と、このアーム部にワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とを順番に供給する供給機構とを備える。
【００６３】
移動機構は、高周波加熱コイル体１００および冷却ジャケットをその長手方向に水平に、焼入時位置（加熱時位置）と元の位置との間で前後移動させる一般的な水平移動機構を備えたものである。前記焼入時位置は、高周波加熱コイル体１００の加熱導体部１１０が、前記台部上の規制部内にセットされたワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とに対向する位置である。前記元の位置は、高周波加熱コイル体１００および冷却ジャケットが、前記規制部外に退避されている退避位置である。
【００６４】
水平移動機構は、例えばボールベアリング機構等を用いればよい。このような水平移動機構を備えたものとするのは、高周波加熱コイル体１００が断面視略半円状のボールベアリング転動溝７１１ａの空間にさしかかる場合もあることを考慮する必要があるからである。即ち、高周波加熱コイル体１００が断面視略半円状のボールベアリング転動溝７１１ａの空間にさしかかる場合には、上下方向から高周波加熱コイル体１００をワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とに対してセットするのは不可能だからである。
【００６５】
このように構成された高周波熱処理装置ＨＡは、制御部によって次のように制御される。
【００６６】
（１）ワークＷＡを焼入する場合。
自動搬出入装置が、ワークＷＡとスペーサ２００Ａとを、１つずつ、または、隣り合うワークＷＡ、ＷＡ間にスペーサ２００Ａを挟んだ状態の３つのワークＷＡ（以下、「１ユニットのワークＷＡおよびスペーサ２００Ａ」とも呼ぶ。）を、台部の規制部内にセットさせる。移動機構が、セットされた１ユニットのワークＷＡおよびスペーサ２００Ａに対して、冷却ジャケットを伴った高周波加熱コイル体１００を加熱時位置まで移動させる。高周波電源部が、高周波加熱コイル体１００に通電させる。冷却ジャケットが、１ユニットのワークＷＡおよびスペーサ２００Ａに冷却液を噴射する。これにより、同時に３つのワークＷＡの焼入が完了する。移動機構が、冷却ジャケットを伴った高周波加熱コイル体１００を元の位置まで復帰させる。自動搬出入装置が、１ユニットのワークＷＡおよびスペーサ２００Ａを搬出する。搬出された３つのワークＷＡには適切な焼入が施されていることになる。搬出された２つのスペーサ２００Ａは再利用される。自動搬出入装置が、新たな１ユニットのワークＷＡおよびスペーサ２００Ａを台部の規制部内にセットさせて、以上の繰り返しとなる。
【００６７】
（２）ワークＷＢを焼入する場合。
自動搬出入装置が、ワークＷＢとスペーサ２００Ｂとを、１つずつ、または、隣り合うワークＷＢ、ＷＢ間にスペーサ２００Ｂを挟んだ状態の３つのワークＷＢ（以下、「１ユニットのワークＷＢおよびスペーサ２００Ｂ」とも呼ぶ。）を、台部の規制部内にセットさせる。移動機構が、セットされた１ユニットのワークＷＢおよびスペーサ２００Ｂに対して、冷却ジャケットを伴った高周波加熱コイル体１００を加熱時位置まで移動させる。高周波電源部が、高周波加熱コイル体１００に通電させる。冷却ジャケットが、１ユニットのワークＷＢおよびスペーサ２００Ｂに冷却液を噴射する。これにより、同時に３つのワークＷＢの焼入が完了する。移動機構が、冷却ジャケットを伴った高周波加熱コイル体１００を元の位置まで復帰させる。自動搬出入装置が、１ユニットのワークＷＢおよびスペーサ２００Ｂを搬出する。搬出された３つのワークＷＢには適切な焼入が施されていることになる。搬出されたスペーサ２００Ｂは再利用される。自動搬出入装置が、新たな１ユニットのワークＷＢおよびスペーサ２００Ｂを台部の規制部内にセットさせて、以上の繰り返しとなる。
【００６８】
（３）ワークＷＣを焼入する場合。
自動搬出入装置が、ワークＷＣとスペーサ２００Ｃとを、１つずつ、または、隣り合うワークＷＣ、ＷＣ間にスペーサ２００Ｃを挟んだ状態の５つのワークＷＣ（以下、「１ユニットのワークＷＣおよびスペーサ２００Ｃ」とも呼ぶ。）を、台部の規制部内にセットさせる。移動機構が、セットされた１ユニットのワークＷＣおよびスペーサ２００Ｃに対して、冷却ジャケットを伴った高周波加熱コイル体１００を加熱時位置まで移動させる。高周波電源部が、高周波加熱コイル体１００に通電させる。冷却ジャケットが、１ユニットのワークＷＣおよびスペーサ２００Ｃに冷却液を噴射する。これにより、同時に５つのワークＷＣの焼入が完了する。移動機構が、冷却ジャケットを伴った高周波加熱コイル体１００を元の位置まで復帰させる。自動搬出入装置が、１ユニットのワークＷＣおよびスペーサ２００Ｃを搬出する。搬出された５つのワークＷＣには適切な焼入が施されていることになる。搬出されたスペーサ２００Ｃは再利用される。自動搬出入装置が、新たな１ユニットのワークＷＣおよびスペーサ２００Ｃを台部の規制部内にセットさせて、以上の繰り返しとなる。
【００６９】
なお、スペーサ２００Ａ等は上述したように再利用されるものであるが、セット作業効率を上げたいときには多数準備しておけばよい。
【００７０】
ところで、図１と図５とを比較することで、高周波加熱コイル体１００を使用すると、従来の高周波加熱コイル体６００のときよりも１個のワークＷＡ等当たりの電力効率がよいことがわかる。電力効率は、それぞれ高周波加熱コイル体１００、６００の導体部のトータル長さ寸法に比例すると考えてよいからである。なお、寸法Ｇは通常２０ｍｍ程度である。略半円状部１２２、６２２は、例えば半径２０〜２５ｍｍ程度である。給電導体部１５０、６５０は、寸法Ｇよりも通常かなり長い。
【００７１】
なお、本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいて、スペーサは、スペーサ２００Ａのように三層構造からなるものとしたが、その代わりに絶縁体だけからなるものとしてもよい。このようにする場合、例えばスペーサ２００Ａに対応するスペーサ２００Ａ″は、図 ２（Ｂ）に示されるのようになっている。このスペーサ２００Ａ″も、断面形状がワークＷＡ等と同じになっている。即ち、スペーサ２００Ａ″は、凹部７０１と同様の凹部２０１Ａ″を有する略コ字状体であって、ボールベアリング転動溝７１１ａと同様の溝２０２Ａ″を端から端まで有する。スペーサ２００Ａ″の長さ方向の寸法Ｂは、もちろんスペーサ２００Ａと同様にｂ１である。
【００７２】
スペーサ２００Ａ″は、絶縁性を有している必要があるとともに、スペーサ２００Ａ″が繰り返し使用されることも考慮して傷の付きにくい硬質材料製であることが望ましい。よって、スペーサ２００Ａ″は、例えば、セラミックス製やフェライト素子製である。スペーサ２００Ａ″をフェライト素子製とした場合には、ワークＷが対向していない加熱導体部１１０の未使用領域からの磁界およびワークＷが対向することのない接続導体部１２０、１３０、１４０の加熱導体部１１０寄りの部分からの磁界が、空気よりも透磁率の高いワークＷＡ等の角部に引き寄せられる傾向となるのを抑制する。
【００７３】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいて、自動搬出入装置は、ワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とを、１つずつ、または、まとめて、摘んだ状態で移動させるアーム部を備えたものとしているが、そのアーム部の代わりに、例えばワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とを、１つずつ、または、まとめて、規制部内に押し入れる一般的なプッシュ式機構としてもよい。一方、規制部は、一対の前後側規制部と、左右側を規制する一対の左右側規制部とは、上下方向または前後方向等に移動可能とする。
【００７４】
ワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とが規制部内にセットされるとき、前記プッシュ式機構から見て手前側の前後側規制部または左右側規制部が移動されて、前記プッシュ式機構で押されたワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とを迎え入れる。ワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とは、奥側となる前後側規制部または左右側規制部に押し付けられて、整然と配置される。手前側の前後側規制部または左右側規制部が元の位置に戻される。加熱・冷却後（即ち焼入後）に、プッシュ式機構の前進方向の前後側規制部または左右側規制部が移動させられ、プッシュ式機構によって熱処理後のワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とが奥側に払い出される。
【００７５】
なお、アーム部を備えたものとしたときでも、上述したように前後側規制部または左右側規制部が移動されるものとしてもよい。
【００７６】
また、加熱時位置にワークＷＡ等とスペーサ２００Ａ等とが、自動搬出入装置によって整然と配置できる場合には、規制部は省略することも可能である。
【００７７】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいては、自動搬出入装置を備えたものとしたが、その代わりに自動搬出入装置を省いてワークＷＡ等の搬出入を手作業で行ってもよい。手作業で行う場合、例えばスペーサ２００Ａ″は、その長手方向の寸法が小さいものでもよく、１ｍｍ程度の厚みの絶縁体としてもよい。スペーサ２００Ａも、その長手方向の寸法が例えば３ｍｍ程度にしてもよい。もちろん、自動搬出入装置を用いるときでも、スペーサ２００Ａ、スペーサ２００Ａ″の長さ方向の寸法を上述したように小さくしてもよい。
【００７８】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいては、スペーサ２００Ａ等は独立したものとしたが、その代わりに、スペーサ２００Ａ等を水平スライド自在に吊り下げて使用するようにしてもよい。
【００７９】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいては、スペーサ２００Ａ等はワークＷＡ等と断面形状が同じであるとした。前記断面形状は同じである方が好ましいものの、異なるようにしてもよい。ただし、高周波加熱コイル体１００等の移動の妨げにならない断面形状にする必要はある。
【００８０】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいては、スペーサ２００Ａ等はワークＷＡ等間に挟まれるものとして説明した。即ち、スペーサ２００Ａ等はワークＷＡ等とぴったりくっつくようにして用いられるものとして説明した。しかし、スペーサは必ずしもワークＷＡ等とくっつくようにして用いる必要はない。即ち、スペーサを介在させる場合でも、ワークＷＡ等との間に隙間がある状態とすることもできる。このときのスペーサは、空気よりも透磁率の高い材質からなるものとすれば、角部でのオーバーヒートが緩和される。
【００８１】
また、スペーサを介在させる方が好ましいものの、スペーサを介在させないでもワークの角部の熱変形が起きにくいほどマスが大きなワークの場合には、スペーサを介在させないで、スパークが発生しない間隔を確保しつつ高周波加熱コイル体１００を用いて加熱してもよい。
【００８２】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいては、移動機構は、水平移動機構を備えたものとした。しかし、ワークが溝の深さが浅いものに限られる場合や、溝がないものに限られる場合には、上下方向のセットも可能である。このような場合には、移動機構は、水平移動機構の代わりに上下方向移動機構を備えたものとしてもよい。
【００８３】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいては、ワークＷＡ等を高周波加熱コイル体１００の加熱導体部１１０に向き合わせて配置するのに、高周波加熱コイル体１００を移動させたが、その代わりに高周波加熱コイル体１００を固定してワークＷＡ等を移動させてもよい。
【００８４】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡにおいては、冷却ジャケットを高周波加熱コイル体と別体としたが、高周波加熱コイル体に冷却液噴射穴を設けて冷却ジャケットを一体化してもよい。
【００８５】
本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置ＨＡは、焼入のための装置であるとして説明したが、焼入以外の焼き戻し等の加熱にも、もちろん上述の構成や方法は適用できることは言うまでもない。
【００８６】
高周波熱処理装置ＨＡは、高周波加熱コイル体１００を備えるものとしたが、高周波加熱コイル体１００の代わりに、次のような高周波加熱コイル体１００′（図３参照）を備え、且つこれに伴いスペーサ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの代わりにスペーサ２００Ａ′、２００Ｂ′、２００Ｃ′を備える高周波熱処理装置ＨＢとしてもよい。ただし、スペーサ２００Ａ′は、スペーサ２００Ａと全く同じものである。即ち、スペーサ２００Ａ′の長さ方向の寸法Ｂはｂ１である。
【００８７】
高周波加熱コイル体１００′は、高周波加熱コイル体１００の加熱導体部１１０を加熱導体部１１０′としたもので、これ以外の部分は同じである。
【００８８】
加熱導体部１１０′の長さ寸法Ｌ２は、３種類のワークＷＡ、ＷＢ、ＷＣのうちで長さ方向の寸法が最大のワークＷＡを、その長さ方向に、スパークが発生しない最小間隔寸法以上開けて２個配置した状態における両端のワークＷＡの外端間寸法である。また、加熱導体部１１０′の長さ寸法Ｌ２は、２個のワークＷＡが、隣り合うワークＷＡ、ＷＡ間に前記スパークが発生しないようにするためのスペーサ２００Ａ′（即ち、スペーサ２００Ａ）を挟んだ状態で、前記長さ方向に並べられたものが、ちょうど加熱導体部１００′の全長に渡って対向するように設定されている。即ち、加熱導体部１１０′の長さ寸法Ｌ２は、ワークＷＡの長さ方向の寸法Ａ＝２ｄの２倍の寸法に対して、スペーサ２００Ａ′の長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ１を加算した寸法４ｄ＋ｂ１に設定されている。
【００８９】
スペーサ２００Ｂ′、２００Ｃ′は、スペーサ２００Ｂ、２００Ｃと同様に、それぞれ、ワークＷＢ、ＷＣ間に挟まれて使用されるものである。スペーサ２００Ｂ′、２００Ｃ′は、それぞれスペーサ２００Ａ′と長さ方向の寸法Ｂのみが異なるものである。
【００９０】
即ち、加熱導体部１１０′に対向可能なワークＷＢの数をＮ２′とし、スペーサ２００Ｂ′の長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ４＝ｂ１＋α′、α′は０以上であるとすると、次のような関係式が成り立つ。
Ｌ２＝４ｄ＋ｂ１＝Ｎ２′×１．５ｄ＋（Ｎ２′−１）×ｂ４＝Ｎ２′×１．５ｄ＋（Ｎ２′−１）×（ｂ１＋α′）
ここで、Ｎ２′は自然数であり、α′はできるだけ零に近い寸法であることが望ましいことから、α′を一旦零と仮定した状態で、先ず自然数Ｎ２′を求めた上で、この自然数Ｎ２′の結果に基づいてα′を求めて、このα′に基づいてｂ４を求めればよい。
【００９１】
即ち、Ｎ２′＝（４ｄ＋２ｂ１）／（１．５ｄ＋ｂ１）であって、図３のように長さ方向の寸法が最小のワークＷＣの長さ方向の寸法ｄが、長さ方向の寸法が最小のスペーサ２００Ａ′の長さ方向の寸法ｂ１よりも大きい場合、自然数Ｎ２′は２となる。例えばｄ＝３０ｍｍと仮定し、ｂ１＝１０ｍｍと仮定すると、Ｎ２′＝１４０／５５＝２（自然数）となることからも判る。
一方、α′＝〔（４−１．５ ×Ｎ２′）×ｄ＋（２−Ｎ２′）×ｂ１〕／（Ｎ２′−１）であるから、Ｎ２′＝２を代入すると、α′＝ｄとなる。
よって、ｂ４＝ｂ１＋ｄ＝４０ｍｍ（＞ｂ１）となる。
【００９２】
同様に、加熱導体部１１０′に対向可能なワークＷＣの数をＮ３′とし、スペーサ２００Ｃ′の長さ方向の寸法Ｂ＝ｂ５＝ｂ１＋β′、β′は０以上であるとすると、次のような関係式が成り立つ。
Ｌ２＝４ｄ＋ｂ１＝Ｎ３′×ｄ＋（Ｎ３′−１）×ｂ５＝Ｎ３′×ｄ＋（Ｎ３′−１）×（ｂ１＋β′）
ここで、Ｎ３′は自然数であり、β′はできるだけ零に近い寸法であることが望ましいことから、β′を一旦零と仮定した状態で、先ず自然数Ｎ３′を求めた上で、この自然数Ｎ３′の結果に基づいてβ′を求めて、このβ′に基づいてｂ５を求めればよい。
【００９３】
即ち、Ｎ３′＝（４ｄ＋２ｂ１）／（ｄ＋ｂ１）であって、図３のように長さ方向の寸法が最小のワークＷＣの長さ方向の寸法ｄが、長さ方向の寸法が最小のスペーサ２００Ａ′の長さ方向の寸法ｂ１よりも大きい場合、自然数Ｎ３′は３となる。例えばｄ＝３０ｍｍと仮定し、ｂ１＝１０ｍｍと仮定すると、Ｎ３′＝１４０／４０＝３（自然数）となることからも判る。
一方、β′＝〔（４−Ｎ３′）×ｄ＋（２−Ｎ３′）×ｂ１〕／（Ｎ３−１）であるから、Ｎ３′＝３を代入すると、β′＝（ｄ−ｂ１）／２となる。
よって、ｂ５＝ｂ１＋（ｄ−ｂ１）／２＝（ｂ１＋ｄ）／２＝２０ｍｍ（＞ｂ１）となる。
【００９４】
以上のことより、ワークＷＡを３個同時焼入可能な高周波加熱コイル体１００の方が、ワークＷＡを２個同時焼入可能な高周波加熱コイル体１００′よりも電力効率を高くすることができると言える。また、ワークＷＡを４個以上同時焼入可能な高周波加熱コイル体の方が、ワークＷＡを３個同時焼入可能な高周波加熱コイル体１００よりも電力効率を高くすることができることになる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る高周波加熱コイル体は、本発明の請求項１に係る高周波加熱コイル体は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのいずれのワークに対しても、前記凹部の内面に、前記長さ方向の端から端まで直線状に加熱を施す高周波加熱コイル体であって、直線状の加熱導体部を備えており、前記加熱導体部の長さ寸法は、前記長さ方向の寸法が最大のワークを、その長さ方向に、スパークが発生しない最小間隔寸法以上を開けて複数個配置した状態における両端のワークの外端間の寸法とした。
【００９６】
よって、本発明の請求項１に係る高周波加熱コイル体を用いると、複数個のワークを同時に加熱することができるので、生産効率が高い。
【００９７】
本発明の請求項２に係る高周波熱処理装置は、請求項１記載の高周波加熱コイル体と、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークが前記高周波加熱コイル体によって加熱されるときに、隣り合うワーク間に挟まれて用いられる絶縁性のスペーサとを備えており、前記スペーサの長さ方向の寸法は、前記隣り合うワーク間でスパークが発生しない最小間隔寸法以上とした。
【００９８】
よって、本発明の請求項２に係る高周波熱処理装置の場合には、絶縁性のスペーサを用いて、隣り合うワーク間でスパークが発生しないようにできる上、作業効率もよいので、生産効率が高い。
【００９９】
本発明の請求項３に係る高周波熱処理装置は、請求項１記載の高周波加熱コイル体と、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークが前記高周波加熱コイル体によって加熱されるときに、隣り合うワーク間に挟まれて用いられるスペーサとを備えており、前記スペーサは、空気よりも透磁率の高い中間体と、その長さ方向の前後に設けられた絶縁性の端部体とを有しており、前記端部体の長さ方向の寸法は、前記ワークと前記中間体との間でスパークが発生しない最小間隔寸法以上とした。
【０１００】
よって、本発明の請求項３に係る高周波熱処理装置の場合には、スペーサに中間体を設けたことにより、ワークの角部のオーバーヒートを抑制することができるので、熱処理後の変形分を磨く加工にかかる時間を減らせる。即ち、生産効率がより高い。
【０１０１】
本発明の請求項４に係る高周波熱処理装置は、前記中間体は、前記ワークの材質よりも導電率の高いものとした。
【０１０２】
よって、本発明の請求項４に係る高周波熱処理装置の場合には、繰り返し使用されるスペーサの熱変形を防止できる。したがって、生産効率がより高い。
【０１０３】
本発明の請求項５に係る高周波熱処理装置は、請求項２、３または４記載の高周波熱処理装置において、前記スペーサの長さ方向の寸法は、両端に配置される前記ワークの外端間の寸法が前記加熱導体部の長さ寸法と一致するように設定された。
【０１０４】
よって、本発明の請求項５に係る高周波熱処理装置の場合には、長さ寸法の調整作業が不要となり、生産効率がより高い。
【０１０５】
本発明の請求項６に係る高周波熱処理装置は、前記スペーサの断面形状は、前記ワークの断面形状と同様にした。
【０１０６】
よって、本発明の請求項６に係る高周波熱処理装置の場合には、このようなスペーサはワークと長さ方向の寸法が異なるだけであるので、高周波熱処理装置の構成が簡単になるとともに、ワークの角部のオーバーヒートの抑制に効果的である。したがって、生産効率がより高い。
【０１０７】
本発明の請求項７に係る高周波熱処理装置は、前記スペーサの長さ方向の寸法は、種類の異なる各ワーク毎に、前記加熱導体部に沿って同種のワークが最も多く設けられるように設定された。
【０１０８】
よって、本発明の請求項７に係る高周波熱処理装置の場合には、同時に加熱することのできるワークの数を多くすることができるので、生産効率がより高い。
【０１０９】
本発明の請求項８に係る高周波熱処理方法は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項１記載の高周波加熱コイル体を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスパークが発生しない間隔を開けて配置された複数個のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数のワークを同時に高周波加熱する。
【０１１０】
よって、本発明の請求項８に係る高周波熱処理方法の場合には、請求項１記載の高周波加熱コイル体と同様の効果を有する。
【０１１１】
本発明の請求項９に係る高周波熱処理方法は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項２、３、４、５または６記載の高周波熱処理装置を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスペーサを隣り合うワーク間に挟んだ状態の複数個のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数個のワークを同時に高周波加熱する。
【０１１２】
よって、本発明の請求項９に係る高周波熱処理方法の場合には、請求項２、３、４、５または６記載の高周波熱処理装置と同様の効果を有する。
【０１１３】
本発明の請求項１０に係る高周波熱処理方法は、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項７記載の高周波熱処理装置を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスペーサを隣り合うワーク間に挟んだ状態の複数個の同種のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数個のワークを同時に高周波加熱する。
【０１１４】
よって、本発明の請求項１０に係る高周波熱処理方法の場合には、請求項７記載の高周波熱処理装置と同様の効果を有する。
【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熱処理装置に用いられる高周波加熱コイル体およびスペーサとワークとを示す概略的説明図であって、同図（Ａ）〜同図（Ｃ）は高周波加熱コイル体に対してそれぞれ長さ方向の寸法が異なるワークおよびスペーサを対向させた状態の図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置に用いられるスペーサを示す概略的斜視図であって、同図（Ａ）は３つのものを合わせて１つのスペーサとした場合の実施例を示す図、同図（Ｂ）は１つからなるスペーサとした場合の実施例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る高周波熱処理装置に用いられる別の高周波加熱コイル体および別のスペーサとワークとを示す概略的説明図であって、同図（Ａ）〜同図（Ｃ）は高周波加熱コイル体に対してそれぞれ長さ方向の寸法が異なるワークおよびスペーサを対向させた状態の図である。
【図４】ワークであるスライダーと、このスライダーと共に用いられるレール体およびボールベアリングとを示す概略的斜視図である。
【図５】従来の高周波加熱コイル体とワークとを示す概略的説明図である。
【符号の説明】
ＷＡ、ＷＢ、ＷＣ ワーク
１００ 高周波加熱コイル体
１１０ 加熱導体部
２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ スペーサ
７０１ 凹部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention, when there are a plurality of types of substantially U-shaped work having a concave portion and having different dimensions in the longitudinal direction, for any of the works, the inner surface of the concave portion, the longitudinal direction The present invention relates to a high-frequency heating coil, a high-frequency heat treatment apparatus, and a high-frequency heat treatment method for heating linearly from one end to the other.
[0002]
[Prior art]
As the work, for example, as shown in FIG. 4, there is a slider W slidable along the longitudinal direction of a long rail 800. A plurality of ball bearings 900 are interposed between the slider W and the rail body 800 so as to be slidable. The rail body 800 has a substantially rectangular shape in cross section, and ball bearing rolling grooves 810 each having a substantially semicircular cross section in a longitudinal direction on both side surfaces thereof.
[0003]
On the other hand, the slider W has a substantially U-shape having the concave portion 701, and a plurality of types of the slider W having different lengths A in the length direction exist. The slider W includes a flat plate portion 705 and side plate portions 710 that are provided to hang down from both ends of the flat plate portion 705, respectively. In the side plate portion 710, a ball bearing rolling groove 711 a having a substantially semicircular cross section in a cross section corresponding to the ball bearing rolling groove 810 of the rail 800 is formed in the inner surface 711 of the concave portion 701 in the length direction of the slider W. Have been.
[0004]
The ball bearing 900 circulates as follows. Although not shown, end blocks are provided before and after the slider W, respectively. This end block is substantially U-shaped like the slider W. The end block has a U-shaped ball bearing U-turn hole. One end of the ball bearing U-turn hole is provided so as to face the ball bearing rolling groove 711 a and the ball bearing rolling groove 810. The other end of the ball bearing U-turn hole is provided so as to face a linear ball bearing circulation hole (not shown) formed in the slider W. The ball bearing 900 is located between the ball bearing rolling groove 711a and the ball bearing rolling groove 810 → one ball bearing U-turn hole → ball bearing circulation hole in the slider W → the other ball bearing U-turn hole → the ball bearing. It is circulated between the rolling groove 711 a and the ball bearing rolling groove 810.
[0005]
Therefore, regardless of whether the rail body 800 is installed vertically or horizontally, only the ball bearing rolling groove 711a is pressed against the ball bearing 900 in the slider W. Therefore, the ball bearing rolling grooves 711a formed from end to end in the length direction of the inner surface of the concave portion 701 of the slider W need to be hardened by quenching in order to improve wear resistance. .
[0006]
As described above, there are a plurality of types of sliders W having different lengths A in the length direction. That is, there are a plurality of ball bearing rolling grooves 711a to be quenched which have different lengthwise dimensions.
[0007]
As a conventional high-frequency heating coil body for heating such a slider W (hereinafter also referred to as “work W”) for quenching, a plurality of types of works W having different dimensions A in the longitudinal direction are used. It is also possible to prepare a dedicated one for each type. However, this requires a large number of high-frequency heating coil bodies, which increases costs. Further, when it is desired to heat another work W having a different dimension A in the length direction, it is necessary to replace the high-frequency heating coil body, so that it is troublesome and production efficiency is poor.
[0008]
Therefore, there is a conventional high-frequency heating coil body 600 as shown in FIG. 5 that can cope with any of a plurality of types of works W having different lengths A in the length direction. The high-frequency heating coil body 600 can correspond to any of the three types of workpieces WA, WB, and WC having, for example, a dimension A in the length direction of 2d, 1.5d, and d. FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a state in which the high-frequency heating coil body 600 and the work WA are opposed to each other, and also shows the non-opposed works WB and WC.
[0009]
The high-frequency heating coil body 600 is a single-turn coil, and includes a pair of linear heating conductor portions 610, a connection conductor portion 620 connecting one end of the pair of heating conductor portions 610, and one heating conductor portion. A connecting conductor 630 extending from the other end of the heating conductor 610, a connecting conductor 640 extending from the other end of the other heating conductor 610, and a pair of power supply further extending from the connecting conductors 630 and 640. And a conductor portion 650.
[0010]
The connection conductor 620 has a substantially U-shape, and connects the pair of linear portions 621 further extending straight from one end of the linear heating conductor 610 to the pair of linear portions 621. And a substantially semicircular portion 622. The connection conductor portion 630 extends further straight from the other end of the one linear heating conductor portion 610. The connection conductor section 640 includes a straight section 641 further extending straight from the other end of the other linear heating conductor section 610, and a curved section 642 further curved and extended from the straight section 641.
[0011]
The length L of the heating conductor 610 is set to the dimension A = 2d in the length direction of the workpiece WA having the largest dimension in the length direction among the three types of works WA, WB, and WC. The length G of each of the straight portions 621 and 641 is controlled by the influence of the magnetic field from the substantially semicircular portion 622 and the curved portion 642 so that unnecessary quenching (heating) is not performed on the front and rear ends of the work WA and the like. The dimensions are set to be ignored.
[0012]
The reason why the substantially semicircular portion 622 and the curved portion 642 have curves is that the high-frequency heating coil body 600 has a long shape suitable for heating a ball bearing rolling groove 711a having a substantially semicircular cross section. This is because the round pipe is bent. This is because the coil cooling liquid flows through the inside of the round pipe, so that the round pipe cannot be bent at a right angle, and it is difficult to connect the cut round pipes at a right angle. If the high-frequency heating coil body 600 is rectangular in cross section, the substantially semicircular portion 622 and the curved portion 642 can be linear. That is, the connection conductor 620 has a substantially U shape, and the connection conductor 640 has a substantially L shape.
[0013]
When using the conventional high-frequency heating coil body 600 capable of performing heating for quenching to any of the three types of works W (works WA, WB, and WC), the following conventional high-frequency heat treatment is performed. The way was being taken.
[0014]
When heating the work WA, for example, the high-frequency heating coil body 600 is set for one work WA carried into a predetermined position. The high-frequency heating coil body 600 is energized to heat the work WA. Such a series of operations is the same for the works WB and WC.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
That is, the number of works W that can be heated by one high-frequency heating coil body 600 in one operation is only one. Therefore, work efficiency, that is, production efficiency is poor.
[0016]
Further, when heating the work WA, the entire length of the heating conductor 610 is used, but in the case of the work WB, the total length of the unused area of the heating conductor 610 is 0.5d + 0. 5d = d, and in the case of the work WC, the total length dimension of the unused area of the heating conductor 610 is d + d = 2d. On the other hand, for one work W, a conductor having a total length of the connection conductors 620, 630, 640 and the power supply conductors 650, 650 is used in addition to the pair of heating conductors 610. Therefore, the power efficiency consumed by the high-frequency heating coil body 600 for one work W is poor. That is, the production efficiency of the high-frequency heating coil body 600 is poor.
[0017]
The length L of the heating conductor 610 is exactly twice the length A = d in the length direction of the work WC. Therefore, it is conceivable to attach two works WC, arrange them in the length direction, and heat them with the high-frequency heating coil 600. However, when two works WC are put together, there is a small gap between the works WC and WC, and there is a high possibility that a spark is generated between the works WC and WC.
[0018]
When a spark is generated, a small hole is formed on the surface of the work WC and a bulge is formed around the hole. The small holes will remain unsightly just by shaving the swell. However, if the small holes are also cut to improve the appearance, the dimensions of the work WC will change. Further, even if the cut dimensions can be kept within the standard range, it is troublesome to cut the small holes and swells, and the production efficiency deteriorates due to the necessity of the cut work.
[0019]
Therefore, there has been no method in which two works WC are attached to each other and heated by the high-frequency heating coil body 600.
[0020]
Further, even if there is another work whose dimension in the length direction is shorter than the work WC, the high-frequency heating coil body is placed on the two or more different works with a certain interval therebetween. The method of heating at 600 was not taken. In this case, if the certain dimension is too small, the spark may be generated. Conversely, if the certain dimension is large, another problem such as the following may occur depending on the type of the work W. Because there was.
[0021]
When it is necessary to perform heating for quenching to the end, that is, the corner, like the work W, the corner is easily overheated. This is because the induced current is likely to be concentrated at the corners, in addition to the induced current caused by the opposed heating conductor 610, as well as an extra induced current described later. Also, heat generated by the induced current is conducted to the surroundings, but the amount of heat concentrated at the corner greatly exceeds the amount of heat lost by radiation. The unnecessary induced current is generated by a magnetic field from an unused area of the heating conductor 610 where the workpiece W does not face and the heating conductor 610 of the connection conductors 620, 630 and 640 where the workpiece W does not face. Is generated because the magnetic field from the portion is attracted to the work W having a higher magnetic permeability than air, that is, particularly to the corner.
[0022]
However, since the heat generated by the two types of induced currents described above is conducted in a peripheral direction such as the thickness direction of the side plate portion 710, if the size of the side plate portion 710 in the thickness direction is relatively large, the mass becomes large. By being large, overheating is mitigated. Therefore, when the work W has a relatively large size in the thickness direction of the side plate portion 710, overheating is not a problem, but when the work W has a small size in the thickness direction of the side plate portion 710, overheating becomes a problem. This is because, when the overheating state occurs, the corners of the work W are thermally deformed, and it is necessary to apply a process for polishing the deformation to the work W. This processing is processing for the quenched portion. For this reason, the processing takes a long time, and the wear of the processing tool is large, so that the production efficiency is deteriorated. This is another problem that occurs depending on the type of the work W.
[0023]
Therefore, in consideration of the problem of the spark and the another problem, there has conventionally been no idea to simultaneously heat a plurality of works W.
Note that, even when one work W is heated by the high-frequency heating coil body 600, it is of course affected by the extra induced current, but there is at least no problem of the spark. Further, when the size in the thickness direction of the side plate portion 710 is relatively large, the other problem is only a relatively small problem. When the dimension in the thickness direction of the side plate portion 710 is small, the above-mentioned another problem is increased. However, only at that time, the production efficiency deteriorates.
[0024]
A main object of the present invention is to provide a high-frequency heating coil body, a high-frequency heat treatment apparatus, and a high-frequency heat treatment method with high production efficiency.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the high-frequency heating coil according to claim 1 of the present invention is applicable to any one of a plurality of types of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different longitudinal dimensions. Also, on the inner surface of the concave portion, a high-frequency heating coil body that linearly heats from the end in the length direction to the end, including a linear heating conductor portion, the length dimension of the heating conductor portion Is the dimension between the outer ends of the workpieces at both ends in a state where a plurality of the workpieces having the largest dimension in the length direction are arranged in the length direction at least a minimum interval dimension at which spark does not occur.
[0026]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a high-frequency heat treatment apparatus according to any one of the high-frequency heating coil body according to the first aspect and a plurality of types of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different length dimensions. When a plurality of works are heated by the high-frequency heating coil body, the work includes an insulating spacer that is used to be sandwiched between adjacent works. The dimension was set to the minimum gap size at which sparks did not occur between matching works.
[0027]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a high-frequency heat treatment apparatus according to any one of the high-frequency heating coil body according to the first aspect and a plurality of types of substantially U-shaped workpieces having concave portions and different length dimensions. When a plurality of workpieces are heated by the high-frequency heating coil body, the workpiece includes a spacer used to be sandwiched between adjacent workpieces, and the spacer has an intermediate having a higher magnetic permeability than air. An insulating end body provided before and after the length direction thereof, and the length dimension of the end body is a minimum length at which spark does not occur between the work and the intermediate body. It was more than the interval size.
[0028]
In the induction heat treatment apparatus according to claim 4 of the present invention, the intermediate has a higher conductivity than a material of the work.
[0029]
A high frequency heat treatment apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the high frequency heat treatment apparatus according to the second, third or fourth aspect, wherein a dimension in a length direction of the spacer is a dimension between outer ends of the works arranged at both ends. Was set to match the length dimension of the heating conductor.
[0030]
In the induction heat treatment apparatus according to claim 6 of the present invention, the cross-sectional shape of the spacer is the same as the cross-sectional shape of the work.
[0031]
In the high-frequency heat treatment apparatus according to claim 7 of the present invention, the dimension in the length direction of the spacer is set such that the same type of work is provided most along the heating conductor portion for each type of work. Was.
[0032]
The high frequency heat treatment method according to claim 8 of the present invention is directed to any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different lengthwise dimensions. A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heating coil body according to the above, wherein a plurality of workpieces arranged at intervals where sparks do not occur in the length direction are arranged facing the heating conductor portion of the high-frequency heating coil body. Then, the plurality of workpieces are simultaneously subjected to high-frequency heating by energizing the heating conductor.
[0033]
The high-frequency heat treatment method according to claim 9 of the present invention is directed to any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different longitudinal dimensions. 7. A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heat treatment apparatus according to 3, 4, 5, or 6, wherein a plurality of works in a state where a spacer is interposed between adjacent works in the length direction are heated by a high-frequency heating coil body. After being arranged facing the conductor, the heating conductor is energized to simultaneously heat the plurality of workpieces with high frequency.
[0034]
The high-frequency heat treatment method according to claim 10 of the present invention is directed to any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different longitudinal dimensions. A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heat treatment apparatus according to the above, wherein a plurality of the same type of work in a state where a spacer is sandwiched between adjacent works in the length direction, facing a heating conductor portion of the high-frequency heating coil body. After the arrangement, the heating conductor is energized to simultaneously heat the plurality of works at a high frequency.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a high-frequency heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention that includes a high-frequency heating coil body according to an embodiment of the present invention and realizes the high-frequency heat treatment method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. It explains while doing.
[0036]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a high-frequency heating coil body, a spacer, and a work used in the high-frequency heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a state in which a workpiece and a spacer having different dimensions in the length direction are opposed to the coil body, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing a spacer used in the high frequency heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention. 3A shows an embodiment in which three spacers are combined into one spacer, and FIG. 3B shows an embodiment in which one spacer is used. FIGS. 4A to 4C are schematic explanatory views showing another high-frequency heating coil body, another spacer, and a work used in the high-frequency heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention. FIGS. For high frequency heating coil The dimensions of respective length direction is a diagram of a state of being opposed to different work and spacers.
[0037]
The high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention has the above-described concave portion 701 (see also FIG. 4 and the like), and the dimension A in the length direction is different as A = 2d, 1.5d, d. For any of the three types of substantially WA-shaped workpieces WA, WB, and WC (see FIG. 1), the inner side face 711 of the concave portion 701 has the above-described lengthwise end to end. This is a so-called induction hardening device capable of hardening a ball bearing rolling groove 711a formed in a linear shape and having a substantially semicircular cross section in cross section. As shown in FIG. 1, the induction heat treatment apparatus HA can heat three workpieces WA, three workpieces WB, or five workpieces WC simultaneously for quenching.
[0038]
The high-frequency heat treatment apparatus HA includes a high-frequency heating coil body 100 capable of simultaneously heating for quenching, regardless of any of the workpieces WA, WB, and WC. When the work WA (or WB or WC) is heated by the high-frequency heating coil body 100, the work WA (or WB or WC) is used to be sandwiched between adjacent works WA (or WB or WC). Spacer 200A (or 200B or 200C) to be cooled, and a cooling jacket (not shown) for spraying a cooling liquid to the work WA (or WB or WC) and the spacer 200A (or 200B or 200C) heated by the high-frequency heating coil body 100. ).
[0039]
Further, the induction heat treatment apparatus HA includes a set table (not shown) on which the work WA (or WB or WC) and the spacer 200A (or 200B or 200C) are set in a predetermined state before the heating, and The work WA (or WB or WC) and the spacer 200A (or 200B or 200C) are carried into the set table, and the work WA (or WB or WC) and the spacer 200A (or 200B) are quenched from the set table after quenching. Or an unloading / unloading device (not shown) for unloading the workpiece WA (or WB or WC) and the spacer 200A (or 200B or 200C) set on the set table before the heating. Set heating coil 100 and cooling jacket That one, and a moving mechanism to return to its original position high frequency heating coil body 100 and the cooling jacket after quenching (not shown), control unit for controlling them and (not shown).
[0040]
The high-frequency heating coil body 100 is a single-turn coil, and includes a pair of linear heating conductors 110, a connection conductor 120 connecting one end of the pair of heating conductors 110, and one heating conductor A connecting conductor 130 extending from the other end of the heating conductor 110, a connecting conductor 140 extending from the other end of the other heating conductor 110, and a pair of power supply further extending from the connecting conductors 130 and 140. And a conductor 150. This high-frequency heating coil body 100 is basically the same as the conventional high-frequency heating coil body 600 except for the length dimension of the pair of heating conductor portions 110.
[0041]
That is, the connection conductor 120 has a substantially U-shape as in the case of the conventional connection conductor 620, and a pair of straight portions 121 extending straight from one end of the linear heating conductor 110. And a substantially semicircular portion 122 connecting between the pair of linear portions 121. The connection conductor section 130 extends further straight from the other end of the one linear heating conductor section 110 similarly to the conventional connection conductor section 630. Similar to the conventional connection conductor section 640, the connection conductor section 140 has a straight section 141 extending straight from the other end of the other linear heating conductor section 110, and a further curved section from the straight section 141. And an extended bending portion 142.
[0042]
The length dimension L1 of the heating conductor portion 110 is larger than the minimum gap dimension at which spark does not occur in the length direction of the work WA having the largest dimension in the length direction among the three types of works WA, WB, and WC. Is the distance between the outer ends of the workpieces WA at both ends in a state where three pieces of the work WA are arranged. Further, the length dimension L1 of the heating conductor portion 110 is such that three workpieces WA sandwich the spacer 200A between adjacent workpieces WA to prevent the spark from being generated. Are arranged so as to face each other over the entire length of the heating conductor 100. In other words, the length dimension L1 of the heating conductor 110 is three times the dimension A = 2d in the length direction of the work WA and twice the dimension B = b1 in the length direction of the spacer 200A. The dimension is set to 6d + 2b1.
[0043]
Since the heating conductor 110 is opposed to the ball bearing rolling groove 711a to be heated, when the depth of the ball bearing rolling groove 711a is deep, the bottom of the ball bearing rolling groove 711a is hardened. In order to secure the depth, the heating conductor 110 is made to approach the internal space of the ball bearing rolling groove 711a. When the heating conductor 110 is placed in the internal space, the dimension between the outer ends of the two heating conductors 110 is slightly larger than the width of the recess 701. On the other hand, when the depth of the ball bearing rolling groove 711a is not so deep, the heating conductor portion 110 may be located only in the internal space of the ball bearing rolling groove 711a. When the heating conductor portion 110 is placed only in the internal space, the dimension between the outer ends of the two heating conductor portions 110 is slightly smaller than the width dimension of the concave portion 701.
[0044]
The lengths of the straight portions 121 and 141 are the same as the lengths G of the conventional straight portions 621 and 641 so that unnecessary quenching (heating) is not performed on the front and rear ends of the work WA and the like. In addition, the size is set such that the influence of the magnetic field from the substantially semicircular portion 122 and the curved portion 142 can be ignored.
[0045]
As shown in FIGS. 1 and 2A, the spacer 200A has a dimension B in the length direction b1 and has the same cross-sectional shape as that of the work WA or the like. That is, the spacer 200A is a substantially U-shaped body having a recess 201A similar to the recess 701, and has a groove 202A similar to the ball bearing rolling groove 711a from one end to the other. However, the spacer 200A has a three-layer structure including an intermediate body 220A having a higher magnetic permeability than air and insulating end bodies 210A provided before and after the intermediate body 220A. The length B2 in the length direction of the end body 210A is set to be equal to or larger than the minimum gap dimension at which spark does not occur between the work WA and the intermediate body 220A. As a result, the length B (= b1) in the length direction of the spacer 200A is greater than or equal to the dimension at which spark does not occur between the adjacent works WA.
[0046]
The end body 210A needs to have an insulating property, and is desirably made of a hard material that is not easily scratched in consideration of the repeated use of the spacer 200A. Therefore, the end body 210A is made of, for example, a ceramic or a ferrite element.
[0047]
The intermediate body 220A has a magnetic permeability higher than that of air, so that the magnetic field from an unused area of the heating conductor 110 where the work W does not face and the connection conductor 120 where the work W does not face, The magnetic field is provided to suppress the tendency of the magnetic field from the portions 130 and 140 near the heating conductor 110 to be drawn to the corners of the work WA having higher magnetic permeability than air. Further, it is preferable that the spacer 200A is made of a hard material that is not easily scratched in consideration of repeated use.
[0048]
Therefore, the intermediate 220A is made of, for example, copper, brass, stainless steel, iron, or the like. However, since it is not good that the intermediate body 220A is deformed when heated, the intermediate body 220A is preferably made of copper, brass, or stainless steel having higher conductivity than the material of the work WA (normally, iron). When the intermediate 220A is made of iron, it is preferable to provide a general heat radiating means for cooling at least the intermediate 220A when the high-frequency heating coil body 100 is energized in order to prevent the deformation. The heat dissipating means is, for example, a heat dissipating fin, which is pressed against at least the intermediate body 220A when the current is supplied.
[0049]
When the end body 210A is made of a ferrite element, the end body 210A itself, like the intermediate body 220A, receives the magnetic field and the work W from the unused area of the heating conductor 110 where the work WA does not face. Prevents the magnetic field from the portions of the connection conductor portions 120, 130, 140 that are not opposed to the heating conductor portion 110 from being attracted to the corners of the work WA having higher magnetic permeability than air.
[0050]
The space between the two end bodies 210A and the intermediate body 220A is fixed by fixing means such as brazing or screwing. In the case of brazing, when the heating conductor portion 110 is opposed to the spacer 200A, the heating conductor portion which is not easily affected by the heat by the heating conductor portion 110 in the end body 210A and the intermediate body 220A. It is good to braze away from 110. To reinforce brazing or screw when not brazing. The screws are made of insulating material such as ceramics.
[0051]
The spacers 200B and 200C are different only in the length B1 in the length direction of the intermediate body 220A of the spacer 200A.
The length dimension of the spacer 200A used with the workpiece WA having the largest dimension in the length direction was set to be the smallest among the spacers 200A, 200B, and 200C used in the high frequency heat treatment apparatus HA. That is, the dimension B = b1 or more in the length direction of the spacer 200A has the dimension B = b2 in the length direction of the spacer 200B and the dimension B = b3 in the length direction of the spacer 200C.
[0052]
The dimension B in the length direction of the spacers 200B and 200C is set as follows.
The spacer 200B allows as many workpieces WB as possible with respect to the entire length of the heating conductor portion 110 to be arranged in the length direction with an interval larger than a minimum interval dimension at which sparks do not occur. It is for securing. That is, with respect to the length dimension L1 of the heating conductor portion 110 = 6d + 2b1, the adjacent workpieces WB each having the length dimension A of 1.5d are arranged such that the length dimension B is equal to or greater than b1. The dimension B = b2 in the length direction of the spacer 200B is set such that as many workpieces WB as possible are opposed to each other over the entire length of the heating conductor portion 100 with the spacer 200B having a dimension as close to b1 as possible. .
[0053]
Assuming that the number of workpieces WB that can face the heating conductor portion 110 is N2 and the dimension B = b2 = b1 + α, α in the length direction of the spacer 200B is 0 or more, the following relational expression holds.
L1 = 6d + 2b1 = N2 × 1.5d + (N2-1) × b2 = N2 × 1.5d + (N2-1) × (b1 + α)
Here, N2 is a natural number, and α is desirably a dimension as close to zero as possible. Therefore, in the state where α is once assumed to be zero, the natural number N2 is first obtained, and based on the result of the natural number N2. May be obtained by calculating α2, and b2 may be obtained based on this α.
[0054]
That is, N2 = (6d + 3b1) / (1.5d + b1), and as shown in FIG. 1, the length dimension d of the work WC having the smallest length dimension is the spacer having the smallest dimension in the length direction. If it is larger than the length b1 in the length direction of 200A, the natural number N2 is 3. This can be understood assuming that d = 30 mm and b1 = 10 mm, for example. That is, N2 = 210/55 = 3 (natural number).
On the other hand, since α = [(6-1.5 × N2) × d + (3-N2) × b1] / (N2-1), substituting N2 = 3 results in α = 0.75d.
Therefore, b2 = b1 + 0.75d = 32.5 mm (> b1).
[0055]
The spacer 200C may be considered in the same manner as the spacer 200B.
The spacer 200C allows as many workpieces WC as possible with respect to the entire length of the heating conductor portion 110 to be arranged in the length direction with a minimum interval dimension that does not cause sparking. It is for securing. That is, for the length dimension L1 = 6d + 2b1 of the heating conductor portion 110, the adjacent workpieces WC whose length dimension A is d each have a dimension B in the length direction that is equal to or more than b1. The dimension B = b3 in the length direction of the spacer 200C is set such that as many workpieces WC as possible are opposed to each other over the entire length of the heating conductor portion 100 with the spacer 200C having a size close to that of the spacer 200C interposed therebetween.
[0056]
Assuming that the number of works WC that can face the heating conductor portion 110 is N3 and the length B of the spacer 200C in the longitudinal direction is B = b3 = b1 + β, and β is 0 or more, the following relational expression is established.
L1 = 6d + 2b1 = N3 × d + (N3-1) × b3 = N3 × d + (N3-1) × (b1 + β)
Here, N3 is a natural number, and β is desirably a dimension as close to zero as possible. First, a natural number N3 is obtained with β once assumed to be zero, and based on the result of the natural number N3. , And b3 may be obtained based on this β.
[0057]
That is, N3 = (6d + 3b1) / (d + b1), and as shown in FIG. 1, the length dimension d of the work WC having the smallest dimension in the length direction is the same as that of the spacer 200A having the smallest dimension in the length direction. When it is larger than the length b1 in the length direction, the natural number N3 is 5. This can be understood assuming that d = 30 mm and b1 = 10 mm, for example. That is, N3 = 210/40 = 5 (natural number).
On the other hand, since β = [(6-N3) × d + (3-N3) × b1] / (N3-1), if N3 = 5 is substituted, β = (d−2b1) / 4.
Therefore, b3 = b1 + (d-2b1) / 4 = (2b1 + d) /4=12.5 mm (> b1).
[0058]
The length b1 in the length direction of the spacer 200A having the minimum length in the length direction is assumed to be 10 mm for the following reason.
The dimension B in the length direction of the spacer 200A or the like is preferably such that as many workpieces WA or the like as possible are opposed to the heating conductor portion 110 of the high-frequency heating coil body 100, and the spacer 200A or the like is easy to handle and easy to process. It is set in consideration of the fact that it is desirable to set the dimension in the length direction. Here, the length in the length direction of the end body 210A is sufficient if it is about 1 mm in order to secure insulation. Also, even with the smallest spacer 200A, it is easier to handle if it is self-supporting. In consideration of the length in the length direction, which is easy to process, and when allowing as many workpieces WA as possible to face the heating conductor portion 110 of the high-frequency heating coil body 100, the length dimension b1 is: For example, it may be about 10 mm.
[0059]
The cooling jacket includes an elongated body having a coolant outlet opening toward a heated area such as the work WA or the spacer 200A. The length in the longitudinal direction of the elongated body is set to be equal to the length of the heating conductor 110 so as to cool both the work WA and the spacer 200A facing the heating conductor 110 of the high-frequency heating coil 100. It is almost the same as the dimension L1. Such an elongated body is attached to the upper side of the high-frequency heating coil body 100.
[0060]
The setting table has a table section and a regulating section that regulates the front, rear, left and right of the entire work WA and the spacer 200A set on the table section. The base portion and the regulating portion use at least an insulating material such as ceramics at a portion that comes into contact with the set work WA or the like and the spacer 200A or the like. It is sufficient that the regulating portion regulates at least a portion of the work WA or the like near the pedestal portion such as the spacer 200A, and is set by a moving mechanism described later so as to be horizontally moved to face the work WA or the like and the spacer 200A or the like. The high-frequency heating coil body 100 and the cooling jacket may be prevented from moving.
[0061]
Therefore, the regulating portion includes, for example, a pair of front and rear regulating portions that regulate the front and rear in the longitudinal direction of the work WA and the like, and a pair of left and right regulating portions that regulate the left and right sides. The pair of front-rear regulation portions and the pair of left-right regulation portions are fixed. This is because the width dimension of the work WA and the like set on the base and the spacer 200A and the total dimension in the length direction are also constant, so that there is no need to dare to move the work. The height of the right and left regulating portions is set to a height that does not hinder the carrying-in or carrying-out of the automatic carrying-in / out device to be described later with the work WA or the spacer 200A or the like being pinched. It is preferable to use the same thing as the spacer 200A and the like for the front and rear side regulating portions in order to prevent overheating of the corners of the work WA and the like arranged at the end. However, the one corresponding to the end body 210A may be one instead of two, and may be provided only on the side that comes into contact with the work WA or the like.
[0062]
The automatic carrying-in / out device is configured to sequentially move the work WA or the like and the spacer 200A or the like one by one or collectively, and move the work WA or the like and the spacer 200A or the like to the arm in this order. And a supply mechanism for supplying.
[0063]
The moving mechanism includes a general horizontal moving mechanism that moves the high-frequency heating coil body 100 and the cooling jacket back and forth horizontally between the quenching position (heating position) and the original position in the longitudinal direction thereof. It is. The quenching position is a position where the heating conductor portion 110 of the high-frequency heating coil body 100 faces the work WA or the like set in the regulating portion on the base and the spacer 200A or the like. The original position is a retracted position where the high-frequency heating coil body 100 and the cooling jacket are retracted outside the regulation section.
[0064]
As the horizontal moving mechanism, for example, a ball bearing mechanism or the like may be used. The reason why such a horizontal movement mechanism is provided is that it is necessary to consider that the high-frequency heating coil body 100 may reach the space of the ball bearing rolling groove 711a having a substantially semicircular cross section in some cases. is there. That is, when the high-frequency heating coil body 100 approaches the space of the ball bearing rolling groove 711a having a substantially semicircular cross-sectional view, the high-frequency heating coil body 100 is set on the work WA or the like and the spacer 200A or the like from above and below. For it is impossible.
[0065]
The high-frequency heat treatment apparatus HA configured as above is controlled by the control unit as follows.
[0066]
(1) When the work WA is hardened.
The automatic loading / unloading device may separate the workpiece WA and the spacer 200A one by one or three workpieces WA in a state where the spacer 200A is sandwiched between the adjacent workpieces WA, WA (hereinafter, “one unit of the workpiece WA and the spacer 200A”). 200A ") is set in the regulation portion of the base. The moving mechanism moves the high-frequency heating coil body 100 with the cooling jacket to the heating position with respect to the set work WA and the spacer 200A of one unit. The high-frequency power supply unit energizes the high-frequency heating coil body 100. The cooling jacket injects a cooling liquid to one unit of the work WA and the spacer 200A. Thereby, the quenching of the three workpieces WA is completed at the same time. The moving mechanism returns the high-frequency heating coil body 100 with the cooling jacket to the original position. The automatic carrying-in / out device carries out one unit of the work WA and the spacer 200A. Appropriate quenching is performed on the three works WA carried out. The two unloaded spacers 200A are reused. The automatic carry-in / out device sets a new unit of the work WA and the new spacer 200A in the regulation portion of the base portion, and the above operations are repeated.
[0067]
(2) When hardening the work WB.
The automatic carrying-in / out device may separate the work WB and the spacer 200B one by one or three works WB in a state where the spacer 200B is sandwiched between the adjacent works WB, WB (hereinafter, “one unit of work WB and the spacer 200B”). 200B ") is set in the regulation section of the base. The moving mechanism moves the high-frequency heating coil body 100 with the cooling jacket to the heating position with respect to the set one work WB and the spacer 200B. The high-frequency power supply unit energizes the high-frequency heating coil body 100. The cooling jacket injects the cooling liquid to one unit of the work WB and the spacer 200B. Thereby, the quenching of the three works WB is completed at the same time. The moving mechanism returns the high-frequency heating coil body 100 with the cooling jacket to the original position. The automatic carry-in / out device carries out one unit of the work WB and the spacer 200B. Appropriate quenching is performed on the three unloaded workpieces WB. The unloaded spacer 200B is reused. The automatic loading / unloading device sets a new unit of the work WB and the new spacer 200B in the regulating portion of the base portion, and the above operation is repeated.
[0068]
(3) When quenching work WC.
The automatic carry-in / out device may separate the work WC and the spacer 200C one by one or five works WC in a state where the spacer 200C is sandwiched between the adjacent works WC, WC (hereinafter, “1 unit of work WC and the spacer 200C”). 200C ") is set in the regulating portion of the base. The moving mechanism moves the high-frequency heating coil body 100 with the cooling jacket to the heating position with respect to the set one work WC and the spacer 200C. The high-frequency power supply unit energizes the high-frequency heating coil body 100. The cooling jacket injects the cooling liquid to one unit of the work WC and the spacer 200C. Thereby, the quenching of the five workpieces WC is completed at the same time. The moving mechanism returns the high-frequency heating coil body 100 with the cooling jacket to the original position. The automatic carry-in / out device carries out one unit of the work WC and the spacer 200C. Appropriate quenching is performed on the five unloaded workpieces WC. The unloaded spacer 200C is reused. The automatic carry-in / out device sets a new one unit of the work WC and the spacer 200C in the regulating portion of the base portion, and the above operation is repeated.
[0069]
Although the spacers 200A and the like are reused as described above, a large number of spacers may be prepared when it is desired to increase the setting work efficiency.
[0070]
By comparison between FIG. 1 and FIG. 5, it can be seen that when the high-frequency heating coil body 100 is used, the power efficiency per one work WA or the like is higher than when the conventional high-frequency heating coil body 600 is used. This is because the power efficiency may be considered to be proportional to the total length of the conductors of the high-frequency heating coil bodies 100 and 600, respectively. The dimension G is usually about 20 mm. The semi-circular portions 122 and 622 have a radius of, for example, about 20 to 25 mm. The feed conductors 150, 650 are usually much longer than the dimension G.
[0071]
In the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the spacer has a three-layer structure like the spacer 200A. However, the spacer may be made of only an insulator instead. In this case, for example, the spacer 200A ″ corresponding to the spacer 200A is as shown in FIG. 2B. The spacer 200A ″ also has the same cross-sectional shape as the work WA or the like. . That is, the spacer 200A "is a substantially U-shaped body having a recess 201A" similar to the recess 701, and has a groove 202A "similar to the ball bearing rolling groove 711a from one end to the other. The length of the spacer 200A" The dimension B in the vertical direction is, of course, b1 like the spacer 200A.
[0072]
The spacer 200A "is required to have an insulating property, and is desirably made of a hard material which is not easily damaged in consideration of the repeated use of the spacer 200A". Therefore, the spacer 200A ″ is made of, for example, a ceramic or a ferrite element. When the spacer 200A ″ is made of a ferrite element, the magnetic field from the unused area of the heating conductor portion 110 where the work W is not opposed is reduced. The magnetic field from the portion of the connection conductors 120, 130, 140 near the heating conductor 110 where the workpiece W does not face is likely to be attracted to the corners of the workpiece WA having higher magnetic permeability than air. Suppress.
[0073]
In the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the automatic carry-in / out apparatus includes an arm unit that moves the work WA or the like and the spacer 200A or the like one by one or collectively and in a pinched state. However, instead of the arm portion, for example, a general push-type mechanism that pushes the work WA or the like and the spacer 200A or the like one by one or collectively into the regulating portion may be used. On the other hand, the pair of front-rear regulation portions and the pair of left-right regulation portions for regulating the left and right sides are movable in the vertical direction or the front-rear direction.
[0074]
When the work WA or the like and the spacer 200A or the like are set in the restricting portion, the front-rear-side restricting portion or the left-right restricting portion on the near side as viewed from the push-type mechanism is moved, and the work pushed by the push-type mechanism is moved. The WA and the like and the spacer 200A and the like are welcomed. The work WA and the like and the spacers 200A and the like are pressed against the front and rear regulating portions or the left and right regulating portions on the back side, and are arranged in an orderly manner. The front / rear regulating portion or the left / right regulating portion on the front side is returned to the original position. After heating and cooling (that is, after quenching), the front-rear regulating portion or the left-right regulating portion in the forward direction of the push-type mechanism is moved, and the work WA and the spacer 200A and the like after the heat treatment are moved backward by the push-type mechanism. Be paid to the side.
[0075]
In addition, even if it is provided with an arm part, as mentioned above, the front-back regulation part or the left-right regulation part may be moved.
[0076]
In addition, when the work WA and the like and the spacer 200A and the like can be arranged neatly by the automatic loading / unloading device at the heating position, the regulating unit can be omitted.
[0077]
Although the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention is provided with the automatic loading / unloading apparatus, the automatic loading / unloading apparatus may be omitted and the loading / unloading of the work WA or the like may be performed manually. Good. When the spacer 200A ″ is manually formed, for example, the spacer 200A ″ may have a small size in the longitudinal direction, or may be an insulator having a thickness of about 1 mm. Needless to say, even when the automatic carrying-in / out device is used, the length dimension of the spacer 200A and the spacer 200A ″ may be reduced as described above.
[0078]
In the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the spacers 200A and the like are independent, but instead the spacers 200A and the like may be used by hanging them horizontally slidably.
[0079]
In the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the spacer 200A and the like have the same sectional shape as the work WA and the like. The cross-sectional shapes are preferably the same, but may be different. However, it is necessary to have a cross-sectional shape that does not hinder the movement of the high-frequency heating coil body 100 and the like.
[0080]
In the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the spacer 200A and the like have been described as being sandwiched between the works WA and the like. That is, it has been described that the spacer 200A and the like are used so as to be tightly attached to the work WA and the like. However, it is not always necessary to use the spacer so as to stick to the work WA or the like. That is, even when the spacer is interposed, a state where there is a gap between the work WA and the like can be provided. At this time, if the spacer is made of a material having a higher magnetic permeability than air, overheating at corners is reduced.
[0081]
In addition, although it is preferable to interpose a spacer, in the case of a work whose mass is so large that thermal deformation of the corner portion of the work is unlikely to occur even without the spacer, without a spacer, a space where spark does not occur is secured. The heating may be performed using the high-frequency heating coil body 100 while the heating is performed.
[0082]
In the high frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the moving mechanism has a horizontal moving mechanism. However, when the work is limited to those having a shallow groove, or when the work is limited to those having no groove, vertical setting is also possible. In such a case, the moving mechanism may include a vertical moving mechanism instead of the horizontal moving mechanism.
[0083]
In the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the high-frequency heating coil body 100 is moved to arrange the work WA or the like so as to face the heating conductor portion 110 of the high-frequency heating coil body 100. Instead, the work WA or the like may be moved while the high-frequency heating coil body 100 is fixed.
[0084]
In the high-frequency heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention, the cooling jacket is provided separately from the high-frequency heating coil body. However, the cooling jacket may be integrated with the high-frequency heating coil body by providing a cooling liquid injection hole.
[0085]
The induction heat treatment apparatus HA according to the embodiment of the present invention has been described as an apparatus for quenching, but it goes without saying that the above-described configuration and method can be applied to heating such as tempering other than quenching. No.
[0086]
Although the high-frequency heat treatment apparatus HA includes the high-frequency heating coil 100, the following high-frequency heating coil 100 '(see FIG. 3) is provided instead of the high-frequency heating coil 100, and a spacer is accordingly provided. A high-frequency heat treatment apparatus HB including spacers 200A ', 200B' and 200C 'may be used instead of 200A, 200B and 200C. However, the spacer 200A 'is exactly the same as the spacer 200A. That is, the dimension B in the length direction of the spacer 200A 'is b1.
[0087]
The high-frequency heating coil body 100 'is the same as the high-frequency heating coil body 100 except that the heating conductor 110 of the high-frequency heating coil 100 is replaced by a heating conductor 110'.
[0088]
The length L2 of the heating conductor portion 110 'is equal to or greater than the minimum interval dimension at which spark does not occur in the length direction of the work WA having the largest dimension in the length direction among the three types of works WA, WB, and WC. This is the dimension between the outer ends of the workpieces WA at both ends in a state where two pieces are opened and arranged. The length L2 of the heating conductor 110 'is such that the two works WA sandwich a spacer 200A' (that is, the spacer 200A) for preventing the spark from being generated between the adjacent works WA. In such a state, the components arranged in the length direction are set so as to face each other over the entire length of the heating conductor 100 '. That is, the length dimension L2 of the heating conductor 110 'is a dimension obtained by adding the dimension B = b1 in the length direction of the spacer 200A' to twice the dimension A = 2d in the length direction of the work WA. 4d + b1 is set.
[0089]
The spacers 200B 'and 200C' are used between the workpieces WB and WC, similarly to the spacers 200B and 200C. The spacers 200B 'and 200C' are different from the spacer 200A 'only in the dimension B in the length direction.
[0090]
That is, assuming that the number of works WB that can be opposed to the heating conductor 110 'is N2' and the length dimension B = b4 = b1 + α ', α' of the spacer 200B 'is 0 or more, the following is obtained. The relational expression holds.
L2 = 4d + b1 = N2 '* 1.5d + (N2'-1) * b4 = N2' * 1.5d + (N2'-1) * (b1 + α ')
Here, N2 'is a natural number, and α' is desirably a dimension as close to zero as possible. Therefore, with α 'once assumed to be zero, a natural number N2' is first obtained, and then this natural number N2 ′ May be obtained based on the result of ′, and b4 may be obtained based on this α ′.
[0091]
That is, N2 '= (4d + 2b1) / (1.5d + b1), and the dimension d in the length direction of the work WC having the minimum dimension in the length direction as shown in FIG. If the length is larger than the length b1 of the spacer 200A 'in the length direction, the natural number N2' is 2. For example, assuming that d = 30 mm and b1 = 10 mm, N2 ′ = 140/55 = 2 (natural number), which is also clear.
On the other hand, since α ′ = [(4-1.5 × N2 ′) × d + (2-N2 ′) × b1] / (N2′−1), when N2 ′ = 2 is substituted, α ′ = d It becomes.
Therefore, b4 = b1 + d = 40 mm (> b1).
[0092]
Similarly, assuming that the number of works WC that can face the heating conductor portion 110 'is N3' and the length B in the length direction of the spacer 200C 'is B = b5 = b1 + β' and β 'is 0 or more, as follows. The following relational expression holds.
L2 = 4d + b1 = N3 ′ × d + (N3′−1) × b5 = N3 ′ × d + (N3′−1) × (b1 + β ′)
Here, N3 'is a natural number, and β' is desirably a dimension as close to zero as possible. Therefore, assuming that β 'is once zero, a natural number N3' is first obtained, and then this natural number N3 ′ May be obtained based on the result of ′, and b5 may be obtained based on this β ′.
[0093]
That is, N3 '= (4d + 2b1) / (d + b1), and as shown in FIG. 3, the length dimension d of the workpiece WC having the minimum length dimension is the spacer 200A having the minimum dimension in the length direction. ′, The natural number N3 ′ is 3. For example, assuming that d = 30 mm and b1 = 10 mm, N3 '= 140/40 = 3 (natural number), which is also clear.
On the other hand, since β ′ = [(4-N3 ′) × d + (2-N3 ′) × b1] / (N3-1), if N3 ′ = 3 is substituted, β ′ = (d−b1) / It becomes 2.
Therefore, b5 = b1 + (d−b1) / 2 = (b1 + d) / 2 = 20 mm (> b1).
[0094]
As described above, the high-frequency heating coil body 100 capable of simultaneously quenching three workpieces WA can have higher power efficiency than the high-frequency heating coil body 100 ′ capable of simultaneously quenching two workpieces WA. It can be said. Further, the high-frequency heating coil body capable of simultaneously quenching four or more workpieces WA can have higher power efficiency than the high-frequency heating coil body 100 capable of simultaneously quenching three workpieces WA.
[0095]
【The invention's effect】
As described above, the high-frequency heating coil body according to claim 1 of the present invention is a high-frequency heating coil body according to claim 1 of the present invention, which has a plurality of types of substantially high-frequency heating coil bodies having concave portions and having different longitudinal dimensions. For any of the U-shaped work, a high-frequency heating coil body for heating the inner surface of the concave portion linearly from end to end in the longitudinal direction, wherein a linear heating conductor portion is provided. The length dimension of the heating conductor portion is such that the workpiece having the largest dimension in the length direction is disposed in the length direction with a plurality of gaps at least equal to the minimum interval dimension at which spark does not occur. The dimension between the outer ends of the workpiece was determined.
[0096]
Therefore, when the high-frequency heating coil body according to the first aspect of the present invention is used, a plurality of works can be heated at the same time, so that the production efficiency is high.
[0097]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a high-frequency heat treatment apparatus according to any one of the high-frequency heating coil body according to the first aspect and a plurality of types of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different length dimensions. When a plurality of works are heated by the high-frequency heating coil body, the work includes an insulating spacer that is used to be sandwiched between adjacent works. The dimension was set to the minimum gap size at which sparks did not occur between matching works.
[0098]
Therefore, in the case of the high-frequency heat treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, the use of insulating spacers can prevent sparks from being generated between adjacent works, and the work efficiency is high, so that the production efficiency is high. .
[0099]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a high-frequency heat treatment apparatus according to any one of the high-frequency heating coil body according to the first aspect and a plurality of types of substantially U-shaped workpieces having concave portions and different length dimensions. When a plurality of workpieces are heated by the high-frequency heating coil body, the workpiece includes a spacer used to be sandwiched between adjacent workpieces, and the spacer has an intermediate having a higher magnetic permeability than air. An insulating end body provided before and after the length direction thereof, and the length dimension of the end body is a minimum length at which spark does not occur between the work and the intermediate body. It was more than the interval size.
[0100]
Therefore, in the case of the high-frequency heat treatment apparatus according to claim 3 of the present invention, since the spacer is provided with the intermediate body, overheating of the corner portion of the work can be suppressed, so that the deformation after the heat treatment is polished. Reduce the time it takes to That is, the production efficiency is higher.
[0101]
In the induction heat treatment apparatus according to claim 4 of the present invention, the intermediate has a higher conductivity than a material of the work.
[0102]
Therefore, in the case of the high-frequency heat treatment apparatus according to claim 4 of the present invention, it is possible to prevent thermal deformation of the repeatedly used spacer. Therefore, the production efficiency is higher.
[0103]
A high frequency heat treatment apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the high frequency heat treatment apparatus according to the second, third or fourth aspect, wherein a dimension in a length direction of the spacer is a dimension between outer ends of the works arranged at both ends. Was set to match the length dimension of the heating conductor.
[0104]
Therefore, in the case of the induction heat treatment apparatus according to claim 5 of the present invention, the operation of adjusting the length is not required, and the production efficiency is higher.
[0105]
In the induction heat treatment apparatus according to claim 6 of the present invention, the cross-sectional shape of the spacer is the same as the cross-sectional shape of the work.
[0106]
Therefore, in the case of the high frequency heat treatment apparatus according to claim 6 of the present invention, since such a spacer only differs in dimension in the length direction from the work, the configuration of the high frequency heat treatment apparatus is simplified, and It is effective in suppressing overheating of the corners. Therefore, the production efficiency is higher.
[0107]
In the high-frequency heat treatment apparatus according to claim 7 of the present invention, the dimension in the length direction of the spacer is set such that the same type of work is provided most along the heating conductor portion for each type of work. Was.
[0108]
Therefore, in the case of the high frequency heat treatment apparatus according to claim 7 of the present invention, the number of works that can be heated simultaneously can be increased, so that the production efficiency is higher.
[0109]
The high frequency heat treatment method according to claim 8 of the present invention is directed to any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different lengthwise dimensions. A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heating coil body according to the above, wherein a plurality of workpieces arranged at intervals where sparks do not occur in the length direction are arranged facing the heating conductor portion of the high-frequency heating coil body. Then, the plurality of workpieces are simultaneously subjected to high-frequency heating by energizing the heating conductor.
[0110]
Therefore, in the case of the high frequency heat treatment method according to claim 8 of the present invention, the same effect as the high frequency heating coil body according to claim 1 is obtained.
[0111]
The high-frequency heat treatment method according to claim 9 of the present invention is directed to any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different longitudinal dimensions. 7. A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heat treatment apparatus according to 3, 4, 5, or 6, wherein a plurality of works in a state where a spacer is interposed between adjacent works in the length direction are heated by a high-frequency heating coil body. After being arranged facing the conductor, the heating conductor is energized to simultaneously heat the plurality of workpieces with high frequency.
[0112]
Therefore, in the case of the high frequency heat treatment method according to the ninth aspect of the present invention, the same effects as those of the high frequency heat treatment apparatus according to the second, third, fourth, fifth or sixth aspect are obtained.
[0113]
The high-frequency heat treatment method according to claim 10 of the present invention is directed to any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different longitudinal dimensions. A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heat treatment apparatus according to the above, wherein a plurality of the same type of work in a state where a spacer is sandwiched between adjacent works in the length direction, facing a heating conductor portion of the high-frequency heating coil body. After the arrangement, the heating conductor is energized to simultaneously heat the plurality of works at a high frequency.
[0114]
Therefore, in the case of the induction heat treatment method according to claim 10 of the present invention, the same effect as that of the induction heat treatment apparatus according to claim 7 is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a high-frequency heating coil body, a spacer, and a work used in a high-frequency heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein FIGS. It is a figure of the state where the work and the spacer from which the dimension of a longitudinal direction differed with respect to a heating coil body respectively were opposed.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a spacer used in an induction heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A shows an example in which three spacers are combined into one spacer. FIG. 2B is a diagram showing an embodiment in which one spacer is used.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing another high-frequency heating coil body, another spacer, and a work used in the high-frequency heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIGS. (C) is a diagram showing a state in which a work and a spacer having different lengths in the longitudinal direction are opposed to the high-frequency heating coil body.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a slider that is a work, a rail body and a ball bearing used with the slider.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a conventional high-frequency heating coil body and a work.
[Explanation of symbols]
WA, WB, WC Work
100 High frequency heating coil
110 Heating conductor
200A, 200B, 200C Spacer
701 recess

Claims (10)

凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのいずれのワークに対しても、前記凹部の内面に、前記長さ方向の端から端まで直線状に加熱を施す高周波加熱コイル体であって、
直線状の加熱導体部を具備しており、前記加熱導体部の長さ寸法は、前記長さ方向の寸法が最大のワークを、その長さ方向に、スパークが発生しない最小間隔寸法以上を開けて複数個配置した状態における両端のワークの外端間の寸法としたことを特徴とする高周波加熱コイル体。For any of a plurality of types of substantially U-shaped workpieces having a concave portion and having different longitudinal dimensions, the inner surface of the concave portion is heated linearly from one end to the other in the longitudinal direction. A high-frequency heating coil to be applied,
A linear heating conductor portion is provided, and the length dimension of the heating conductor portion is larger than the minimum interval dimension at which spark does not occur in the length direction of the work having the largest dimension in the length direction. A high-frequency heating coil body having a dimension between outer ends of works at both ends in a state where a plurality of workpieces are arranged. 請求項１記載の高周波加熱コイル体と、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークが前記高周波加熱コイル体によって加熱されるときに、隣り合うワーク間に挟まれて用いられる絶縁性のスペーサとを具備しており、前記スペーサの長さ方向の寸法は、前記隣り合うワーク間でスパークが発生しない最小間隔寸法以上としたことを特徴とする高周波熱処理装置。2. The high-frequency heating coil body according to claim 1, and a plurality of any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having a concave portion and having different longitudinal dimensions are heated by the high-frequency heating coil body. And an insulating spacer to be used between adjacent works when the work is performed. The dimension in the length direction of the spacer is equal to or larger than the minimum interval dimension at which spark does not occur between the adjacent works. An induction heat treatment apparatus, characterized in that: 請求項１記載の高周波加熱コイル体と、凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークが前記高周波加熱コイル体によって加熱されるときに、隣り合うワーク間に挟まれて用いられるスペーサとを具備しており、前記スペーサは、空気よりも透磁率の高い中間体と、その長さ方向の前後に設けられた絶縁性の端部体とを有しており、前記端部体の長さ方向の寸法は、前記ワークと前記中間体との間でスパークが発生しない最小間隔寸法以上としたことを特徴とする高周波熱処理装置。2. The high-frequency heating coil body according to claim 1, and a plurality of any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having a concave portion and having different longitudinal dimensions are heated by the high-frequency heating coil body. A spacer which is used between adjacent works when the intermediate member has a magnetic permeability higher than that of air, and an insulating member provided before and after the intermediate member in the longitudinal direction. Wherein the length dimension of the end body is not less than a minimum gap dimension at which spark does not occur between the workpiece and the intermediate body. apparatus. 前記中間体は、前記ワークの材質よりも導電率の高いものとしたことを特徴とする請求項３記載の高周波熱処理装置。The high-frequency heat treatment apparatus according to claim 3, wherein the intermediate has a higher conductivity than a material of the work. 請求項２、３または４記載の高周波熱処理装置において、前記スペーサの長さ方向の寸法は、両端に配置される前記ワークの外端間の寸法が前記加熱導体部の長さ寸法と一致するように設定されたことを特徴とする高周波熱処理装置。5. The high-frequency heat treatment apparatus according to claim 2, wherein a dimension in a length direction of the spacer is such that a dimension between outer ends of the works disposed at both ends matches a length dimension of the heating conductor. An induction heat treatment apparatus characterized in that: 前記スペーサの断面形状は、前記ワークの断面形状と同様にしたことを特徴とする請求項２、３、４または５記載の高周波熱処理装置。The high-frequency heat treatment apparatus according to claim 2, wherein a cross-sectional shape of the spacer is similar to a cross-sectional shape of the work. 前記スペーサの長さ方向の寸法は、種類の異なる各ワーク毎に、前記加熱導体部に沿って同種のワークが最も多く設けられるように設定されたことを特徴とする請求項２、３、４、５または６記載の高周波熱処理装置。The dimension of the spacer in the length direction is set so that the same type of work is provided most along the heating conductor portion for each of different types of work. 7. The induction heat treatment apparatus according to 5 or 6. 凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項１記載の高周波加熱コイル体を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスパークが発生しない間隔を開けて配置された複数個のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数のワークを同時に高周波加熱することを特徴とする高周波熱処理方法。A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heating coil body according to claim 1, wherein the plurality of types of substantially U-shaped workpieces having concave portions and having different dimensions in the longitudinal direction are used for any one of the plurality of workpieces. After arranging a plurality of workpieces arranged at intervals in which sparks do not occur in the length direction so as to face the heating conductor of the high-frequency heating coil body, the heating conductor is energized and the plurality of workpieces are energized. A high-frequency heat treatment method, wherein high-frequency heating is simultaneously performed on the workpieces. 凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項２、３、４、５または６記載の高周波熱処理装置を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスペーサを隣り合うワーク間に挟んだ状態の複数個のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数個のワークを同時に高周波加熱することを特徴とする高周波熱処理方法。The high frequency heat treatment apparatus according to claim 2, 3, 4, 5, or 6, wherein any one of a plurality of substantially U-shaped workpieces having a concave portion and having different longitudinal dimensions is used. In the method of high-frequency heat treatment, a plurality of works in a state where a spacer is sandwiched between adjacent works in the length direction are arranged facing a heating conductor portion of a high-frequency heating coil body, and then the heating conductor is disposed. A high-frequency heat treatment method, wherein the plurality of workpieces are simultaneously subjected to high-frequency heating by energizing parts. 凹部を有し且つ長さ方向の寸法が異なる複数種類の略コ字状のワークのうちのいずれかの複数個のワークに対して請求項７記載の高周波熱処理装置を用いる高周波熱処理方法であって、前記長さ方向にスペーサを隣り合うワーク間に挟んだ状態の複数個の同種のワークを、高周波加熱コイル体の加熱導体部に向き合わせて配置した後に、前記加熱導体部に通電して前記複数個のワークを同時に高周波加熱することを特徴とする高周波熱処理方法。A high-frequency heat treatment method using the high-frequency heat treatment apparatus according to claim 7 for a plurality of any of a plurality of substantially U-shaped works having a concave portion and having different longitudinal dimensions. After arranging a plurality of works of the same type in a state where the spacer is sandwiched between adjacent works in the length direction, facing the heating conductor portion of the high-frequency heating coil body, the power is supplied to the heating conductor portion, A high-frequency heat treatment method characterized by simultaneously heating a plurality of workpieces with high-frequency.
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