JP4831738B2 - 内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイル - Google Patents

Description

本発明は、例えば図２に示すような、内面に２つのリング状溝２、３が付された円筒状の内面溝付輪について、溝面と２つの溝の間の円筒内面４を加熱焼入れする誘導加熱焼入用コイルに関するものである。

円筒内面にリング状溝が付された内面溝付輪の溝の誘導加熱焼入れは広く行われており２つのリング状溝を同時に加熱する誘導加熱コイルも開示されている（特許文献１）。
特開昭６０−１４１８２７号公報

しかしながら、上記従来のコイルでは、図１のリング状溝２、３は一度に加熱焼入れできるが、２つの溝の間の円筒内面４は同時には加熱できない。これを同時加熱するために、溝部と溝間内面とを一体の環状導体のコイルで加熱することも考えられる。しかし、このようにすると、溝間内面の加熱量が多くなり、溝間内面の焼入れ深さが深くなりすぎるという問題点がある。

そこで発明者らは、溝間内面の加熱量を少なくして加熱する方法として、溝部を環状導体で加熱し、溝間内面を円筒軸方向の直線導体で加熱することを試みた。その方法として、図４に示すように従来の加熱コイルを用いて、上下の環状導体５、６を連結する軸方向導体７により溝間内面を加熱した。しかし、図４のように従来のコイル形状では軸方向導体は１本しかとれず、１本の軸方向導体で溝と溝間内面とを同時に加熱すると溝間内面の加熱が不十分で、溝間内面の焼入れ深さが足りないことが分かった。また、単純な軸方向導体では溝間内面の溝間側の溝縁は両側からの加熱により、加熱深さが深くなることも分かった。

さらに、従来の加熱コイルのようにコイルの両端から冷却水を出入りさせる冷却では、冷却が不十分で、加熱コイルに高負荷をかけることができず、均一な焼入れ深さが得難いことが分かった。

そこで本発明は、上記問題点を解決し、溝と溝間内面が均一深さに焼入れされる内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルは、円筒内面に２つのリング状溝が付された内面溝付輪の溝と溝間平面部とを焼入れする誘導加熱焼入用コイルにおいて、被加熱溝に対応する断面形状の円弧状導体が前記２つの被加熱溝に対応する位置に配設され、該２つの円弧状導体の両端が円筒軸方向に配設された連結導体によりそれぞれ連結され、一方の円弧状導体のほぼ中央部が切り欠かれ該切り欠き部の両端にそれぞれ入出力端子が連結されて直列の回路が形成され、前記連結導体は前記２つの溝間の円筒内面に対応する平面部を有し、かつ前記円弧状導体と該平面部との連結部に被加熱溝の縁部から遠ざかるように窪みを設け、前記２つの被加熱溝間側の溝の縁部の過熱を防止して２つの溝と該溝間の円筒内面とを同時に加熱することを特徴とするものである。

このように、２つ溝を円弧状導体により加熱して、溝間の円筒内面を円筒軸方向の２本の連結導体により加熱することにより、２つの溝と溝間内面とが均一深さに同時に加熱焼入れすることができる。

しかし、２つの円弧状導体と連結導体を単に直線で連結すると、２つの溝間側の溝縁は両側の溝の加熱により過熱されて焼入れ深さが深くなり易い。
そこで、前記円弧状導体と該平面部との連結部が被加熱溝の縁部から遠ざかるように窪みを設けることにより、前記２つの被加熱溝間側の溝の縁部の過熱を防止して均一深さに加熱・焼入れができる。

本発明の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルにおいては、前記導体の入出力部のそれぞれと前記回路のほぼ中間部とに冷却水の出入口が設けられ、前記回路導体のほぼ半分づつが別流路で冷却されることが、コイルに高負荷をかけて短時間加熱するために望ましい。

本発明の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルによれば、２つの溝と溝間の円筒内面とを均一な焼入れ深さに同時に加熱焼入れすることができるので、品質の均一化と内面溝付輪の熱処理コストを低減することができる。

以下、本発明の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルについて、図示の実施形態により具体的に説明する。図１（ａ）は本発明実施形態の２本溝付の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルの正面図、図１（ｂ）はその側面図、図１（ｃ）はその平面図である。図２は本発明実施形態の２本溝付の被焼入内面溝付輪の断面図、図３は本発明実施形態の２本溝の加熱コイルの回路を示す図である。

以下、これらの図を用いて説明する。本実施形態の被焼入内面溝付輪（以下ワークＷという）は、図２に示すように、円筒１の内面に２つのリング状溝２と３が設けられた円筒部材である。そして、この２つの溝２、３と溝間の円筒内面４とを均一深さに焼入れすることを目的とするものである。

図１及び３を用いて、本発明実施形態のコイルの構造を説明する。まず、図３により本発明のコイルの回路を説明する。
電流は入力端子１５から入力され、図２の溝２に対応する断面形状のほぼ４分の１円の円弧状導体１１ｂから、円筒軸方向の連結導体１３を介して図２の溝３に対応する断面形状のほぼ半円の円弧状導体１２を通り、円筒軸方向の連結導体１４を介して図２の溝２に対応する断面形状のほぼ４分の１円の円弧状導体１１ａに流れて出力端子１６から出力される。ここで、連結導体１３、１４は溝間の円筒内面が均等に加熱されるような形状にされている。これについては詳細を以下に説明する。

図１を用いてさらに具体的に説明する。図２のワークの溝２を加熱する円弧状導体は、溝２、３に対応する断面形状のほぼ半円の円弧状導体１１、１２からなる。上部の溝２に対応する円弧状導体１１は、ほぼ半円を半分に切欠いたほぼ４分の１円の円弧状導体１１ａ，１１ｂからなり、切欠いた部分の端部にそれぞれ入出力端子１５、１６が接続される。そして、円弧状導体１１ａ，１１ｂの他端はそれぞれ、軸方向連結導体１３，１４の一端に連結される。軸方向連結導体１３，１４の他端は、図２のワークの溝３を加熱する溝３に対応する断面形状のほぼ半円の円弧状導体１２の両端にそれぞれ連結される。これにより、入力端子１５−４分の１円の円弧状導体１１ｂ−連結導体１３−半円の円弧状導体１２−連結導体１４−４分の１円の円弧状導体１１ａ−出力端子１６の回路が形成される。

連結導体１３、１４は同形状で、円弧状導体１１、１２の断面部と平面部１３ｃ、１４ｃとの連結部に窪み１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂが設けられている。これにより、溝２、３の縁部２ａ，３ａの過熱がなく、溝２、３と溝間の円筒内面４とを均一厚さに加熱することができる。

上記円弧状導体１１ａ，１１ｂ，１２と連結導体１３、１４は導通する中空にされている。そして、円弧状導体１２のほぼ中央部に冷却水の給水口１７が接続され、入力端子１５と出力端子１６近傍の排水口１８、１９とが接続される。これにより、コイルの冷却水は連結された導体のほぼ半分づつを別の流路で流れるので、冷却水を増して、負荷電力を大きくすることができる。

上記構成の本発明の誘導加熱焼入用コイルを用いて、円筒内面に２つのリング状溝が付された内面溝付輪の溝部を焼入温度に誘導加熱すると、２つの溝と溝間の円筒内面が均一深さに加熱されるので、これを図示しない冷却手段により急冷することにより、２つの溝と溝間の円筒内面に均一深さの焼入層が得られる。

以上述べたように本発明の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルによれば、円筒内面に２つのリング状溝が付された内面溝付輪の溝の焼入れにおいて、２つの溝と溝間の円筒内面とが均一深さに同時加熱焼入れできるので、内面溝付輪の熱処理の原価を低減し産業の発展に寄与する。

本発明実施形態の２本溝付の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイルの図である。 本発明実施形態の２本溝付の被焼入内面溝付輪の断面図である。 本発明実施形態の２本溝の内面溝付輪の加熱コイルの回路を示す図である。 従来の２本溝の内面溝付輪の加熱コイルを改造した回路を示す図である。

符号の説明

Ｗ ワーク（被焼入内面溝付輪）、１ 円筒部、２ 溝、３、溝、４ 溝間平面部、１１，１２ 円弧状導体、１３，１４ 連結導体、１５ 入力端子、１６ 出力端子、１７ 給水口、１８，１９ 排水口

Claims (2)

1. 円筒内面に２つのリング状溝が付された内面溝付輪の溝と溝間平面部とを焼入れする誘導加熱焼入用コイルにおいて、被加熱溝に対応する断面形状の円弧状導体が前記２つの被加熱溝に対応する位置に配設され、該２つの円弧状導体の両端が円筒軸方向に配設された連結導体によりそれぞれ連結され、一方の円弧状導体のほぼ中央部が切り欠かれ該切り欠き部の両端にそれぞれ入出力端子が連結されて直列の回路が形成され、前記連結導体は前記２つの溝間の円筒内面に対応する平面部を有し、かつ前記円弧状導体と該平面部との連結部に被加熱溝の縁部から遠ざかるように窪みを設けて、前記２つの被加熱溝間側の溝の縁部の過熱を防止して２つの溝と該溝間の円筒内面とを同時に加熱することを特徴とする内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイル。
2. 前記導体の入出力部のそれぞれと前記回路のほぼ中間部とに冷却水の出入口が設けられ、前記回路導体のほぼ半分づつが別流路で冷却されることを特徴とする請求項１に記載の内面溝付輪の誘導加熱焼入用コイル。

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