JP3730192B2

JP3730192B2 - 内周面焼入装置

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Publication number: JP3730192B2
Application number: JP2002163717A
Authority: JP
Inventors: 精一沢津橋; 秀明片沼
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2022-06-05
Also published as: JP2004010928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両端の開口部よりも内側に最小径部を有する貫通孔が形成された環状部品の内周面焼入装置に関し、さらに詳しくは、例えばハブユニットの外輪（ハブ外輪）おいて、この外輪の内周面部の２箇所に設けられた円錐台形状の一対の軌道面（テーパー面）、並びに、これら一対の軌道面の間に挟まれた最小径部を焼入処理する内周面焼入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
両端の開口部よりも内側に最小径部を有する貫通孔が形成され、この貫通孔において前記最小径部からテーパー状に内径が広がる２箇所のテーパー部と、これらのテーパー部から端面にまでに繋がる２箇所の開口部とを有する環状部品の一つとして、ハブユニットの外輪が知られている。
【０００３】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は、ハブユニットの外輪１を示すものである。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この外輪１は、貫通孔２を有する円筒状本体部３と、この円筒状本体部３の外周面に一体成形された例えば４つのハブホイール取付部４とから成る鋼製の環状部品であり、その貫通孔２内にローラ軸受が配設されるようになっている。なお、上述の貫通孔２においては、外輪（環状部品）１の円筒状本体部３の両端の開口部５ａ，５ｂの間に最小径部６が形成されると共に、これらの開口部５ａ，５ｂと最小径部６との間の領域にそれぞれ最小径部６から開口部５ａ，５ｂに向けて円錐台形状に広がる一対のテーパー部７ａ，７ｂが形成されている。そして、これら一対のテーパー部７ａ，７ｂに軸受用のローラ（図示せず）が転動可能に当接されるようになっている。
【０００４】
一方、ローラが当接される外輪１の貫通孔２の内周面に関しては摩耗を抑える必要があるため、この貫通孔２に設けられたクリップ溝８ａ，８ｂの間の内周面部分を高周波焼入（焼入処理）してその表面に図４（Ｂ）に示すように深さがほぼ均一な焼入硬化層９を形成し、これにより耐摩耗性を向上させるようにしている。
【０００５】
従来、外輪１の貫通孔２の内周面２ａを高周波焼入により焼入処理する場合には、図５に示すように、加熱手段として２つの高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂを一体に連結した加熱コイル体１０を用いるようにしている。すなわち、このコイル体１０としては、被焼入部である貫通孔２の内周面２ａの形状に対応するように、これらの高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂを図５に示す如く円錐台形状に成形して互いに逆向きに配置すると共にそれらの小径部α，βを上下方向において僅かな間隔を隔てて対向配置して成る２ターン構造のものを使用するようにしている。
【０００６】
なお、高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂにより外輪１の貫通孔２のテーパー部７ａ，７ｂを高周波誘導加熱すべく高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂを貫通孔２の内部（中空部）に挿入して前記テーパー部７ａ，７ｂにそれぞれ対応配置する際には、高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂの何れか一方のコイル１０ｂを外輪１の開口部５ａを通してさらに貫通孔２の最小径部６を通過させる必要があるため、当該コイル１０ｂの最大外径部の直径Ｒ₁を前記貫通孔２の最小径部６の直径Ｒ₂よりも小さく設定しなければならない。そのため、前記最小径部６を通過させるべきコイルが例えば下側の高周波誘導加熱コイル１０ｂである場合には、その高周波誘導加熱コイル１０ｂのターン外径部Ｓと貫通孔２のテーパー部７ｂとの間隔Ｇ₁が広くなってしまい、これに起因して開口部５ｂ側のテーパー部７ｂ部分における高周波誘導加熱の効率が低くなって焼入硬化層深さが浅くなり、テーパー形状に沿った焼入硬化層パターンを得ることができないという不具合を生じる。
【０００７】
そこで、従来では、図６に示すように、高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂを貫通孔２の内部の所定位置（各高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂがテーパー部７ａ，７ｂにそれぞれ対応する位置）に配置した後に、加熱コイル体１０を図６において水平方向（矢印Ｙ方向）に沿って片側に距離Ｌだけ偏倚（偏芯）させて高周波誘導加熱コイル１０ａ，１０ｂの片側部分を前記テーパー部７ａ，７ｂに近づけた位置（隙間Ｇ₂，隙間Ｇ₃参照）に配置し、この状態の下で外輪１をその軸線を中心に回転させながら高周波誘導加熱を行なうことにより開口部５ｂ側のテーパー部７ｂ部分における高周波誘導加効率を高め、これによりテーパー部７ａ，７ｂに均一な焼入硬化層パターンを形成するようにしているのが実状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱コイル体１０の軸線を焼入対象である外輪１の軸線からずらしてコイル体１０を外輪１に対して片側に偏倚させた位置で高周波誘導加熱を行うようにした場合には、加熱コイル体１０の偏芯動作（移動動作）のための時間が必要になることから、加熱コイル体１０を偏倚させないで高周波誘導加熱を行う場合に比べてコイル体偏芯動作時間の分だけサイクルタイム（１つの外輪１を焼入処理するのに要する時間）が長くなるという問題点がある。また、加熱コイル体１０を偏芯させるための機構が必要となるため、焼入装置の設備費が増加するという問題点がある。
【０００９】
また、加熱コイル体１０の偏芯動作に伴う位置精度が焼入硬化層パターンの良否ひいては焼入品質の良否に直接的に影響を与えることとなるので、加熱コイル体１０の偏芯動作時における位置精度を確認することが必要となる。そのため、位置精度の確認のための機構を焼入装置に設けなければならず、焼入装置が複雑な構成となる等の問題点もある。
【００１０】
本発明は、これらの問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、焼入対象物である環状部品の貫通孔の内周面に対して高周波誘導加熱コイルを偏倚（偏芯）させなることなく、その貫通孔の内周面の最小径部及びテーパー部に連続した均一な焼入硬化層パターンを得ることができるような内周面焼入装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、両端の開口部の間に最小径部を有すると共に、前記両端の開口部と前記最小径部との間の領域にそれぞれ前記最小径部から前記両端の開口部に向けて円錐台形状に広がる一対のテーパー部を有する貫通孔を備える環状部品を焼入対象物とする内周面焼入装置において、
（ａ）高周波電源に接続された第１及び第２リード部と、
（ｂ）前記第１及び第２リード部にそれぞれ接続されると共に、所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第１及び第２加熱導体部と、
（ｃ）前記第１及び第２加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行状に対向配置されたストレート形状の第３及び第４加熱導体部と、
（ｄ）前記第３及び第４加熱導体部に対して直角に接続されると共に、前記所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置され、かつ、前記第１及び第２加熱導体部に対してそれぞれ平行に対向配置された円弧形状の第５及び第６加熱導体部と、
（ｅ）前記第５及び第６加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行に対向配置され、かつ、前記第３及び第４加熱導体部に対して平行に対向配置されたストレート形状の第７及び第８加熱導体部と、
（ｆ）前記第７及び第８加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、前記第１及び第２加熱導体部の配置平面上において前記所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第９及び第１０加熱導体部と、
（ｇ）前記第９及び第１０加熱導体部の間に接続されると共に、前記第１及び第２リード部に対して間隔を隔てた位置に配置された接続導体部と、
を有する直列接続構造体から成る２ターン巻き構造の高周波誘導加熱コイルであって、
円弧形状の前記第１，第２，第９，及び第１０加熱導体にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになると共に、円弧形状の前記第５及び第６加熱導体部にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになるように構成された高周波誘導加熱コイルを具備し、
前記高周波誘導加熱コイルを前記環状部品の貫通孔内の中空部の同軸位置に挿入配置して、前記環状部品の貫通孔の最小径部をストレート形状の前記第３，第４，第７及び第８加熱導体部にて高周波誘導加熱する一方、前記環状部品の貫通孔の内周面のうちで高周波誘導加熱されにくい部位である一方のテーパー部の開口側部分を円弧形状の前記第１，第２，第９，及び第１０加熱導体部並びにストレート形状の前記第３，第４，第７，及び第８加熱導体により高周波誘導加熱すると共に、前記環状部品の内周面のうちで高周波誘導加熱されにくい部位である他方のテーパー部の開口側部分を円弧形状の前記第５及び第６加熱導体部並びにストレート形状の前記第３，第４，第７，及び第８加熱導体により高周波誘導加熱し、しかる後に冷却することにより前記貫通孔の内周面を焼入処理するようにしている。
また、本発明では、前記第１〜第１０加熱導体部の外周面のうち、前記環状部品の貫通孔の内周面と対向する箇所以外の箇所に、磁性材を取付けるようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、図１〜図３において、図４〜図６と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る内周面焼入装置２０を示すものであって、この内周面焼入装置２０は、ハブユニットの外輪１の貫通孔２の内周面２ａを高周波焼入する（すなわち、外輪１の貫通孔２の内周面２ａを高周波誘導加熱して冷却することによりその貫通孔２の内周面２ａを焼入処理する）ために使用されるものである。すなわち、内周面焼入装置２０を使用して焼入処理すべき焼入対象物は、両端の開口部５ａ，５ｂの間に最小径部６を有すると共に、両端の開口部５ａ，５ｂと最小径部６との間の領域にそれぞれ最小径部６から開口部５ａ，５ｂに向けて円錐台形状に広がる一対のテーパー部７ａ，７ｂを有する貫通孔２を備えるハブユニットの外輪１（環状部品の一種）である。
【００１４】
本実施形態の内周面焼入装置２０は、図１に示すように、焼入対象物である外輪１（ワーク）を所定位置に保持するワーク受け治具２１と、図外の昇降移動機構により上下方向に移動される高周波誘導加熱コイル２２と、ワーク受け治具２１にて保持される外輪１の外周を取り囲むように配置された円環状の冷却液噴射ジャケット（外周ジャケット）２３とを備えている。なお、図示を省略したが、ワーク受け治具２１にて保持される外輪１の貫通孔２内に配置される冷却液噴射ジャケット（内周ジャケット）も備えている。
【００１５】
本装置２０に用いられる高周波誘導加熱コイル２２は、図２に示すように、例えば断面矩形状の導電性パイプ材から成る一続きの（一連の）直列接続構造体として構成されたものであって、高周波電源（図示せず）に接続されたＬ字形状の第１及び第２リード部３０，３１と、これらの第１及び第２リード部３０，３１にそれぞれ接続されると共に、所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第１及び第２加熱導体部３２，３３と、これらの第１及び第２加熱導体部３２，３３に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行状に対向配置されたストレート形状の第３及び第４加熱導体部３４，３５と、これらの第３及び第４加熱導体部３４，３５に対して直角に接続されると共に、所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置され、かつ、第１及び第２加熱導体部に対してそれぞれ平行に対向配置された円弧形状の第５及び第６加熱導体部３６，３７と、これらの第５及び第６加熱導体部３６，３７に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行に対向配置され、かつ、第３及び第４加熱導体部３４，３５に対して平行に対向配置されたストレート形状の第７及び第８加熱導体部３８，３９と、これらの第７及び第８加熱導体部３８，３９に対してそれぞれ直角に接続されると共に、第１及び第２加熱導体部３２，３３の配置平面上において所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第９及び第１０加熱導体部４０，４１と、これらの第９及び第１０加熱導体部４０，４１の間に接続されると共に、第１及び第２リード部３０，３１に対して間隔を隔てた位置に配置された接続導体部４２とをそれぞれ具備している。かくして、高周波誘導加熱コイル２２の第１及び第２リード部３０，３１に給電されると、図２において矢印で示すように、ストレート形状の第３及び第４加熱導体部３４，３５にそれぞれ流れる電流の方向が互いに逆向きになると共に、ストレート形状の第７及び第８加熱導体部３８，３９にそれぞれ流れる電流の方向が互いに逆向きになり、かつ、円弧形状の第１，第２，第９，及び第１０加熱導体３２，３３，４０，４１にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになると共に、円弧形状の第５及び第６加熱導体部３６，３７にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになるように構成されている。なお、通電電流は交流電流なので、図２において矢印で示す電流方向は、次の瞬間には逆方向になる。
【００１６】
更に具体的に述べると、上述の円弧形状の第１，第２，第９，及び第１０加熱導体部３２，３３，４０，４１が第１の平面上において所定の直径（焼入対象物である外輪１の貫通孔２の最小径部６の直径よりも僅かに小さな直径）の円周に沿って延びるように配置されると共に、上述の円弧形状の第５及び第６の加熱導体部３６，３７が前記加熱導体部３２〜４１の配設平面から所定の距離だけ隔てた第２の平面上において前記所定半径と同様の直径の円周に沿って延びるように配置されている。そして、上述のストレート形状の第３，第４，第７，及び第８加熱導体部３４，３５，３８，３９が互いに平行上に対向配置されている。また、上述のＬ字形状の第１及び第２のリード部３０，３１の屈曲部３０ａ，３０ｂが前記第１の平面上において同一の直線に沿って配置されると共に、上述のストレート形状の接続導体部４２が前記第１の平面上において前記第１及び第２のリード部３０，３１の屈曲部３０ａ，３０ｂに対して僅かな間隔を隔てて平行状に配置されている。かくして、高周波誘導加熱コイル２２は、２ターン巻き構造となされている。すなわち、高周波誘導加熱コイル２２は、第１の１ターンが、第２加熱導体部３３，第４加熱導体部３５，第６加熱導体部３７，第８加熱導体部３９，及び第１０加熱導体部４１にて構成されると共に、第２の１ターンが、第９加熱導体部４０，第７加熱導体部３８，第５加熱導体部３６，第３加熱導体部３４，及び第１加熱導体部３２にて構成されて計２ターンの巻き構造となされている。
【００１７】
また、図３に示すように、既述の第１〜第１０加熱導体部３２〜４１には、焼入対象物に対向する面（ワーク対向面）Ｍを除く面Ｎを覆うように磁性材４３が取付けられており、これにより高周波磁束が焼入対象物である外輪１に集中するような構造となされている。そして、第１及び第２のリード部３０，３１の間の僅かな隙間部、並びに、第１及び第２のリード部３０，３１の屈曲部３０ａ，３０ｂと接続導体部４２との間の僅かな隙間部には、絶縁版（図示省略）がそれぞれ挟持状態で介在されている。なお、高周波誘導加熱コイル２２内の一連の中空部には図外の冷却液供給機構から冷却液が流されるように構成されている。
【００１８】
ここで、上述の高周波焼入装置２０を用いて外輪１の貫通孔２の内周面２ａを焼入処理する際の手順を述べると、次の通りである。まず、焼入対象物である外輪１を図１に示すようにワーク受け治具２１の上部に載置した状態で保持する。すなわち、外輪１の一方（下端側）の開口部５ｂの外周部分をワーク受け治具２１にて固定状態で保持し、外輪１の他端側の開口部５ａを上方に向けて貫通孔２の軸線を鉛直方向に沿って配置すると共に、外輪１を円環状の冷却液噴射ジャケット２３の内部の中心位置に配置する。次いで、図外の昇降移動機構を作動させることにより高周波誘導加熱コイル２２を下降移動させて外輪１の上方の開口部５ａ及び貫通孔２の最小径部６を順次に通して外輪１の貫通孔２内（外輪１の中空部内」）に挿入配置し、外輪１と高周波誘導加熱コイル２２とを互いに同軸状態（軸線Ｘ）に配置する。そして、高周波誘導加熱コイル２２の第１，第２，第９，第１０加熱導体部３２，３３，４０，４１を外輪１の貫通孔２の上方側のテーパー７ａのうちの上端の開口部５ａの側の部分Ｍに対して僅かな間隔を隔てて対向配置すると共に、高周波誘導加熱コイル２２の第５，第６加熱導体部３６，３７を外輪１の貫通孔２の下方側のテーパー７ｂのうちの下端の開口部５ｂの側の部分Ｎに対して僅かな間隔を隔てて対向配置する。
【００１９】
しかる後に、ワーク受け治具２１を外輪１と一緒に軸線Ｘを中心に回転駆動すると共に、外輪１を図外の高周波電源から高周波誘導加熱コイル２２の第１及び第２リード部３０，３１に所定周波数の高周波電流を供給し、外輪１の貫通孔２の内面２ａであってかつクリップ溝８ａ，８ｂ間の面、すなわち、前記貫通孔２の最小径部６及びこの最小径部６に連なる一対のテーパー部７ａ，７ｂを高周波誘導加熱する。そして、所要の焼入温度に達した時点で高周波誘導加熱コイル２２への通電を遮断し、その直後に内周ジャケット（図示省略）から前記貫通孔２の内周面２ａに、また冷却液噴射ジャケット（外周ジャケット）２３の噴射孔２３ａから外輪１の外周面（ワーク外周面）に冷却液を噴射して冷却を行って前記最小径部６及びテーパー部７ａ，７ｂに焼入硬化層を形成する。
【００２０】
このような高周波誘導加熱装置によれば、上述の如く特殊形状に構成した高周波誘導加熱コイル２２を用いるようにしているので、高周波誘導加熱コイル２２を外輪１の上端の開口５ａ及び最小径部６を通して貫通孔２の内部に同軸位置に配置した状態のままで、高周波誘導加熱コイル２２を前記貫通孔２の内周面２ａに対して水平方向に移動（偏倚）させることなく、高周波誘導加熱を効率良く行って均一な焼入硬化層パターンを得ることが可能である。すなわち、高周波誘導加熱を行なう際には、外輪１の貫通孔２の最小径部６に高周波誘導加熱コイル２２のストレート形状の第３，第４，第７及び第８加熱導体部３４，３５，３８，３９を対向配置して最小径部６を高周波誘導加熱する一方、前記貫通孔２の内周面２ａのうちで高周波誘導加熱されにくい部位（高周波誘導加熱コイル２２との間の間隔が相対的に広くなる部位）であるテーパー部７ａの開口部５ａ側の部分Ｐ（一方のテーパー部の開口側部分）に高周波誘導加熱コイル２２の第１，第２，第９，及び第１０加熱導体部３２，３３，４０，４１並びにストレート形状の第３，第４，第７及び第８加熱導体部３４，３５，３８，３９を対向配置してこれらの加熱導体部にて前記部分Ｐを高周波誘導加熱すると共に、前記貫通孔２の内周面２ａのうちで高周波誘導加熱されにくい部位（高周波誘導加熱コイル２２との間の間隔が相対的に広くなる部位）であるテーパー部７ｂの開口部５ｂ側の部分Ｑ（他方のテーパー部の開口側部分）に第５及び第６加熱導体部３６，３７並びにストレート形状の第３，第４，第７及び第８加熱導体部３４，３５，３８，３９を対向配置してこれらの加熱導体部にて前記部分Ｑを高周波誘導加熱するようにしているので、テーパー部７ａ，７ｂの開口部５ａ，５ｂ側の部分Ｐ，Ｑにおける高周波磁束が増大され、その結果、これらの部分Ｐ，Ｑの高周波誘導加熱を良好に行なうことができる。
【００２１】
また、外輪１の最小径部６から開口部５ａ，５ｂにそれぞれ向かうにつれて内径が徐々に広がる２箇所のテーパー部７ａ，７ｂに対応して、高周波誘導加熱コイル２２の第３，第４，第７，及び第８加熱導体部３４，３５，３８，３９を配置するようにしているので、外輪１のテーパー部開口側の部分Ｐ，Ｑだけでなくワーク開口側から最小径部６に至るまでの領域の全体にわたり、ほぼ均一に高周波誘導加熱することができ、ひいては連続した均一深さの焼入硬化層パターンを得ることができる。
【００２２】
さらに、本実施形態においては、図２に示すように加熱導体部に磁性材４３を取付けて高周波磁束を増加させるようにしているので、外輪１のテーパー部７ａと高周波誘導加熱コイル２２の第１，第２，第９，第１０加熱導体部３２，３３，４０，４１との間の隙間Ｇ₄、並びに、テーパー部７ｂと高周波誘導加熱コイル２２の第５、第６加熱導体部３６，３７との間の隙間Ｇ₅が前記隙間Ｇ₂（図６参照）より広くなることによる高周波誘導加熱効率の低下を補うことができ、従って誘導加熱効率を良好にすることができる。
【００２３】
以下に、本発明に係わる具体的な実施例を示す。
実施例
（１）ワーク：ハブユニットの外輪
（ａ）材質：Ｓ５３Ｃ
（２）高周波誘導加熱条件
（ａ）周波数：３０ｋＨｚ
（ｂ）プレート電圧：９．３ｋＶ
（ｃ）プレート電流：１６．５Ａ
（ｄ）グリット電流：３．６Ａ
（ｅ）加熱時間：６．５ｓｅｃ
（ｆ）回転数：１２０ｒｐｍ
（３）冷却条件
（ａ）冷却液：ユーコンクェンチャントＡ（８％）
（浜松長瀬株式会社製の水溶性焼入剤の商品名）
（ｂ）液温：３０℃
（ｃ）流量
内周：４０Ｌ／ｍｉｎ
外周：８０Ｌ／ｍｉｎ
【００２４】
上記加工条件により、ハブユニットの外輪１の内周面部を焼入処理したところ、得られた焼入硬化層パターンは、クリップ溝８ａ，８ｂ間のテーパー部から最小径部６にかけて、１.０〜３.０ｍｍの範囲の焼入硬化層深さとなった。また、外輪１の貫通孔２の焼入部の表面硬さは、Ｈｖ７００以上であり、貫通孔２のテーパー部に接触されるローラ軸による接触摩耗に充分に耐え得る表面硬さを確保することができた。
【００２５】
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、外輪１に限らず、最小径部及びこの最小径部に連なる一対のテーパー部を有する貫通孔を被焼入部とする各種の部品を焼入処理することが可能である。
【００２６】
請求項１に記載の本発明は、両端の開口部の間に最小径部を有すると共に、前記両端の開口部と前記最小径部との間の領域にそれぞれ前記最小径部から前記両端の開口部に向けて円錐台形状に広がる一対のテーパー部を有する貫通孔を備える環状部品（例えば、既述の実施形態で示したハブユニットの外輪１）を焼入対象物とし、特殊な形状に構成した高周波誘導加熱コイルを用いて環状部品の貫通孔の内周面を高周波焼入するようにしたものであるから、高周波誘導加熱コイルを環状部品の貫通孔に挿入配置した後にこの高周波誘導加熱コイルを前記貫通孔内において偏倚させる操作（前記内周面に対して片側に近寄らせる操作）を行なうことなく焼入処理することにより、均一な焼入硬化層パターンを得ることできる。すなわち、本発明によれば、高周波電源に接続された第１及び第２リード部と、第１及び第２リード部にそれぞれ接続されると共に、所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第１及び第２加熱導体部と、第１及び第２加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行状に対向配置されたストレート形状の第３及び第４加熱導体部と、第３及び第４加熱導体部に対して直角に接続されると共に、所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置され、かつ、第１及び第２加熱導体部に対してそれぞれ平行に対向配置された円弧形状の第５及び第６加熱導体部と、第５及び第６加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行に対向配置され、かつ、第３及び第４加熱導体部に対して平行に対向配置されたストレート形状の第７及び第８加熱導体部と、第７及び第８加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、第１及び第２加熱導体部の配置平面上において所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第９及び第１０加熱導体部と、第９及び第１０加熱導体部の間に接続されると共に、第１及び第２リード部に対して間隔を隔てた位置に配置された接続導体部とから成る直列接続構造体としての高周波誘導加熱コイルであっって、円弧形状の前記第１，第２，第９，及び第１０加熱導体にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになると共に、円弧形状の前記第５及び第６加熱導体部にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになるように構成された高周波誘導加熱コイルを用い、環状部品のテーパー部と最小径部に対向して加熱導体部を配置して高周波誘導加熱を行なうようにしているので、環状部品の最小径部並びにこの最小径部から開口部にまでテーパー状に内径が広がる２箇所のテーパー部（環状部品の一対の開口部からテーパー部を介して最小径部にわたる部分）に、連続した均一な焼入硬化層パターンを得ることできる。さらに具体的に述べると、本発明によれば、焼入対象物である環状部品の貫通孔の最小径部に高周波誘導加熱コイルのストレート形状の第３，第４，第７，及び第８加熱導体部を対向配置する一方、前記貫通孔の内周面のうちで高周波誘導加熱されにくい部位である一方のテーパー部の開口側部分に円弧形状の第１，第２，第９，及び第１０加熱導体部（電流方向は互いに同一方向）並びにストレート形状の第３，第４，第７及び第８加熱導体部３４，３５，３８，３９を対向配置すると共に、前記貫通孔の内周面のうちで高周波誘導加熱されにくい部位である他方のテーパー部の開口側部分に円弧形状の第５及び第６加熱導体部（電流方向は互いに同一方向）並びにストレート形状の第３，第４，第７及び第８加熱導体部３４，３５，３８，３９をそれぞれ対向配置して高周波誘導加熱を行なうことにより、加熱されにくいテーパー部の部分を効率よく高周波誘導加熱することができ、ひいては環状部品の貫通孔のテーパー部開口部からテーパー部を介して最小径部までの領域の全体にわたって連続した均一な焼入硬化層パターンを得ることができる。また、本発明の内周面焼入装置によれば、上述の如く環状部品に対する高周波誘導加熱コイルの偏倚（偏芯）動作が不要となるので、焼入サイクルの短縮を図ることが可能になると共に、高周波誘導加熱コイルの偏倚機構の省略により設備コストの低減を図ることが可能になる。
【００２７】
また、請求項２に記載の本発明は、第１乃至第１０加熱導体部の外周面のうち、環状部品の貫通孔の内周面と対向する箇所以外の箇所に、磁性材を取付けるようにしたものであるから、この磁性材の存在により前記内周面への磁束を増大させることができて誘導加熱効率の向上を図ることが可能であると共に、高周波誘導加熱コイルに配設する磁性材の量を適宜に調整することにより環状部材のテーパー部及び最小径部の焼入硬化層深さを調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内周面焼入装置を示す断面図である。
【図２】図１の内周面焼入装置に用いられる高周波誘導加熱コイルの斜視図である。
【図３】図２の高周波誘導加熱コイルへの磁性材の取付状態を示す断面図である。
【図４】焼入対象物であるハブユニットの外輪を示すものであって、図４（Ａ）は外輪の平面図、図４（Ｂ）は外輪の断面図である。
【図５】従来の内周面焼入装置に用いられる高周波誘導加熱コイルの側面図である。
【図６】従来の内周面焼入装置の高周波誘導加熱コイルにて外輪の貫通孔の内周面高周波誘導加熱している状態を示す図である。
【符号の説明】
１外輪
２貫通孔
２ａ内周面
３円筒状本体部
５ａ，５ｂ開口部
６最小径部
７ａ，７ｂテーパー部
２０内周面焼入装置
２１ワーク受け治具
２２高周波誘導加熱コイル
２３冷却液噴射ジャケット
３０第１リード部
３１第２リード部
３２第１加熱導体部
３３第２加熱導体部
３４第３加熱導体部
３５第４加熱導体部
３６第５加熱導体部
３７第６加熱導体部
３８第７加熱導体部
３９第８加熱導体部
４０第９加熱導体部
４１第１０加熱導体部
４２接続導体部
４３磁性材

Claims

両端の開口部の間に最小径部を有すると共に、前記両端の開口部と前記最小径部との間の領域にそれぞれ前記最小径部から前記両端の開口部に向けて円錐台形状に広がる一対のテーパー部を有する貫通孔を備える環状部品を焼入対象物とする内周面焼入装置において、
（ａ）高周波電源に接続された第１及び第２リード部と、
（ｂ）前記第１及び第２リード部にそれぞれ接続されると共に、所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第１及び第２加熱導体部と、
（ｃ）前記第１及び第２加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行状に対向配置されたストレート形状の第３及び第４加熱導体部と、
（ｄ）前記第３及び第４加熱導体部に対して直角に接続されると共に、前記所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置され、かつ、前記第１及び第２加熱導体部に対してそれぞれ平行に対向配置された円弧形状の第５及び第６加熱導体部と、
（ｅ）前記第５及び第６加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、互いに間隔を隔てた位置において平行に対向配置され、かつ、前記第３及び第４加熱導体部に対して平行に対向配置されたストレート形状の第７及び第８加熱導体部と、
（ｆ）前記第７及び第８加熱導体部に対してそれぞれ直角に接続されると共に、前記第１及び第２加熱導体部の配置平面上において前記所定の直径の円周面上に互いに対称の関係をもって対向配置された円弧形状の第９及び第１０加熱導体部と、
（ｇ）前記第９及び第１０加熱導体部の間に接続されると共に、前記第１及び第２リード部に対して間隔を隔てた位置に配置された接続導体部と、
を有する直列接続構造体から成る２ターン巻き構造の高周波誘導加熱コイルであって、
円弧形状の前記第１，第２，第９，及び第１０加熱導体にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになると共に、円弧形状の前記第５及び第６加熱導体部にそれぞれ流れる電流の方向が互いに同じ向きになるように構成された高周波誘導加熱コイルを具備し、
前記高周波誘導加熱コイルを前記環状部品の貫通孔内の中空部の同軸位置に挿入配置して、前記環状部品の貫通孔の最小径部をストレート形状の前記第３，第４，第７及び第８加熱導体部にて高周波誘導加熱する一方、前記環状部品の貫通孔の内周面のうちで高周波誘導加熱されにくい部位である一方のテーパー部の開口側部分を円弧形状の前記第１，第２，第９，及び第１０加熱導体部並びにストレート形状の前記第３，第４，第７，及び第８加熱導体により高周波誘導加熱すると共に、前記環状部品の内周面のうちで高周波誘導加熱されにくい部位である他方のテーパー部の開口側部分を円弧形状の前記第５及び第６加熱導体部並びにストレート形状の前記第３，第４，第７，及び第８加熱導体により高周波誘導加熱し、しかる後に冷却することにより前記貫通孔の内周面を焼入処理するようにしたこと、
を特徴とする内周面焼入装置。
前記第１〜第１０加熱導体部の外周面のうち、前記環状部品の貫通孔の内周面と対向する箇所以外の箇所に、磁性材を取付けたことを特徴とする請求項１に記載の内周面焼入装置。