JP5004541B2

JP5004541B2 - アイドラの誘導加熱焼入用コイル

Info

Publication number: JP5004541B2
Application number: JP2006250964A
Authority: JP
Inventors: 満之鈴木; 南海男牛山; 憲司福島
Original assignee: Neturen Co Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: JP2008069430A

Description

本発明は、キャタピラのアイドラの転動部の鍔両側面と両側踏み面とをワンショットで誘導加熱焼入れする加熱コイルに関するものである。

従来キャタピラのアイドラの誘導加熱焼入用コイルとしては、特許文献１の発明が開示されている。また、環状部材の焼入冷却装置としては特許文献２の発明が開示されている。
特開平０４−２６８０１４号公報特開昭６１−１８３４０９号公報

しかしながら、前記特許文献１のコイルは、構造が複雑なためにコストが高くなるという問題点があった。また、特許文献２の冷却装置はアイドラのような鍔を有する形状では冷却液の滞りが生じて冷却効率が低下する場合があるという問題点があった。
そこで、本発明は、これを解決したアイドラの誘導加熱焼入用コイルと冷却装置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、本発明のアイドラの誘導加熱焼入用コイルは、キャタピラのアイドラの転動部の両側踏み面と鍔両側面とをワンショットで誘導加熱焼入れする加熱コイルにおいて、焼入れ面に対応する２個のほぼ４分の１円弧状の第１、第２導体を組み合わせて形成させたほぼ半円の弧状導体と、同様形状の第３、第４導体を組み合わせて形成させたほぼ半円の弧状導体とを、前記第１導体と第３導体及び第２導体と第４導体を対応するようにして被焼入れアイドラの表裏両面に配設し、前記第１導体の第２導体側の一端にリード導体を連結し、他端の半円端を前記転動部を跨がる連結導体を介して前記第３導体の半円端に連結し、該第３導体の第４導体側端を転動部を跨がる連結導体を介して前記第２導体の第１導体側の一端に連結し、該第２導体の他端半円端を転動部を跨がる連結導体を介して前記第４導体の半円端に連結し、該第４導体の第３導体側端にリード導体を連結して加熱コイルを形成し、前記焼入れ面に対応するほぼ４分の１円弧状の各導体は、長さの異なる踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体が直列に連結されて構成され、前記第１導体と第２導体及び第３導体と第４導体がそれぞれ組み合わされたとき、該組み合わせ部に対して前記踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の接続部が非対称にされ、かつ表裏の相対する導体の踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の接続部が非対称になるように配設されたことを特徴とするものである。

すなわち、上記構成により、電流は一方のリード導体から、４分の１円の表面側の第１導体−連結導体−裏面側の第３導体−連結導体−表面側の第２導体−連結導体−裏面側の第４導体−他方のリード導体に流れてコイル回路を構成する。そして、被加熱アイドラを回転しながら加熱すると、各導体の踏み面加熱導体が両側の踏み面を加熱し、鍔側面加熱導体が鍔の両側面を加熱する。この際に踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の長さが異なるので、半円に組み合わされたとき平面においても、反対面に対しても踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の連結部が非対称に配設される。これにより、加熱面が均一に加熱されるという特徴がある。

また、本発明のアイドラの誘導加熱焼入用コイルは、踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体は、それぞれ被焼入れ踏み面と鍔側面に対応する平面を有するほぼ直方断面体であって、該踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の直方断面の一つの角部が前記踏み面と鍔側面の隅部に対応するように配設されて、該直方断面の角部の磁束により踏み面と鍔側面との隅部を加熱することを特徴とするものである。

従来は隅部を加熱するには、図５に示すような楔形断面の導体５を有するコイルが使用されていた。これに対して本発明のコイルは、図３に示すように、踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体に直方断面の導体を使用し、踏み面加熱導体の角部Ｆと鍔側面加熱導体の角部Ｅが隅部４に対応させて配設されるので、両導体の角部の磁束の相乗効果により隅部が十分に加熱される。これにより本発明のコイルは、隅部を加熱する楔形断面の導体が不要になり、操作が短縮化され加熱コイルの構造が簡単で安価になるという利点がある。

本発明のアイドラの誘導加熱焼入用コイルは、構造が簡単で、電力効率よく加熱面を均一温度に加熱でき、操作が短縮化されるので、誘導加熱焼入れにおいて、均一硬さの焼入れ部材が得られ、品質が向上しコストが低減できる。

以下、本発明のアイドラの誘導加熱焼入用コイルを図示の１実施形態について具体的に説明する。図１は本発明のアイドラの誘導加熱焼入用コイル（以下単にコイルという）の平面図、図２はその正面図、図３（ａ）は図１のＣ−Ｃ断面図、図３（ｂ）は図１のＤ−Ｄ断面図、図４は本発明実施形態の被焼入れアイドラの断面図である。

以下、これらの図を用いて説明する。本実施形態の被加熱部アイドラ（以下ワークＷという）は、図４に示すような断面の円板体であり、転動部１の鍔の両側面２と両側の踏み面３の表面及び隅部４が焼入れされる。このアイドラは直径が５００〜７００ｍｍφの大型のものである。

コイル１００は、ワークＷの表面側に配設される第１導体１０、第２導体２０と、裏面側に配設される第３導体３０、第４導体４０から構成される。各導体は前記踏み面３の加熱面に対応する内径を有するほぼ４分の１円の円弧状をなし、第１導体１０と第２導体２０、及び第３導体３０と第４導体４０を組み合わせたとき、それぞれほぼ半円をなす。そして、各導体は、踏み面３を加熱する踏み面加熱導体１０ａ，２０ａ，３０ａ，４０ａと、鍔側面２を加熱する鍔側面加熱導体１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂとがそれぞれ直列に接続されてなる。

前記各踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体は、図３に示すようにそれぞれ加熱面に対応する平面を有する筒状とリング状の直方断面の円弧状の導体で、両者は円周長さが異なり直列に接続されている。例えば、第１導体１０の踏み面加熱導体１０ａの円弧は鍔側面加熱導体１０ｂの円弧より短く、第２導体２０の踏み面加熱導体２０ａの円弧は鍔側面加熱導体２０ｂの円弧より長くされている。そして、踏み面加熱導体１０ａと２０ａを合わせた円弧長さと、鍔側面加熱導体１０ｂと２０ｂ合わせた円弧長さとがほぼ同じになるようにされている。これにより、第１導体１０と第２導体２０を組み合わせたとき、この組み合わせ部に対して前記踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の接続部が非対称になるようにされている。また、ワークＷの表裏の第１導体１０と第４導体４０、第２導体２０と第３導体３０の踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の接続部が非対称になるようにされている。これにより、これらを対称位置にした場合よりも加熱面が均一に加熱できることが判った。

図３に示すように、踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体は、それぞれ踏み面３と鍔側面２に対応するように配設され、両者が踏み面３と鍔側面２を加熱する。また、導体の直方断面の角部Ｅ，Ｆが踏み面３と鍔側面２の隅部４に対応するように配設されているので、隅部４は前記角部Ｅ，Ｆの磁束の相乗効果により加熱される。これにより、踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体は踏み面３と鍔側面２を加熱すると共に、隅部４を十分に加熱する。これにより、隅部４を加熱するために従来使用された図５に示すような楔形断面の導体が不要になり、操作が短縮化され、構造が簡単で安価になる。

上記の各導体は、第１導体１０の第２導体２０側の一端１０ｃがリード導体１１に連結され、他端１０ｄ（半円端という）がワークの転動部１を跨がる連結導体１２を介して第３導体３０の半円端３０ｄに連結される。該第３導体３０の第４導体４０側端３０ｃが転動部１を跨がる連結導体１３を介して第２導体２０の第１導体側の一端２０ｃに連結され、第２導体２０の半円端２０ｄが転動部１を跨がる連結導体１４を介して第４導体４０の半円端４０ｄに連結される。第４導体４０の第３導体側端４０ｃにリード導体１５が連結されて加熱コイル１００を形成する。

これにより、電流は、リード導体１１−第１導体１０−連結導体１２−第３導体３０−連結導体１３−第２導体２０−連結導体１４−第４導体４０−他方のリード導体１５に流れてコイル回路を構成する。
本実施形態では、転動部１の頭部外周は焼入れしないので、連結導体１２、１３、１４の連結部１２ａ，１３ａ，１４ａは頭部外周から離したが、頭部外周を焼入れする場合は、連結部１２ａ，１３ａ，１４ａを頭部外周に近接させて加熱焼き入れすることもできる。

図４に示す断面形状の直径ｄ＝６００ｍｍφのアイドラについて、下記条件で加熱した。
加熱焼入れ条件：周波数：３ｋＨｚ
加熱時間：９０ｓ
加熱温度：９００℃ 水冷
焼入れ硬さの試験結果を図６及び図７に示す。
図６は硬さ測定位置を示す図、図７は断面の硬さ測定値を示すグラフである。
測定結果から、本発明の誘導加熱コイルによる焼入れによれば、Ｈｖ４００以上の硬さが、鍔側面と踏み面で深さ２．５ｍｍ以上、隅部で０．５ｍｍ以上の規格値を十分満たしていることが見られる。

以上説明したように、本発明のアイドラの誘導加熱焼入用コイル、鍔側面加熱導体と踏み面加熱導体が非対称に配設されているので、従来の対称に配設されたコイルより容易に均一加熱できる。また、各導体の鍔側面加熱導体と踏み面加熱導体は、それぞれ被焼入れ鍔側面と踏み面に対応する平面の直方断面を有する弧状体からなり、それぞれの直方断面の角部の磁束より鍔側面と踏み面の隅部を加熱するので、従来の隅部を加熱する楔型断面の導体より、構造が簡単で確実に隅部が加熱できる。

以上述べたように、本発明のアイドラの誘導加熱焼入用コイルによれば、操作が短縮化され、均一温度に加熱・冷却できるので、誘導加熱焼入れによって均一硬さの焼入れ部材が得られ、品質が向上しコストが低減できる。

本発明実施形態のアイドラの誘導加熱焼入用コイルの平面図である。図１の正面図である。図１のＣ−Ｃ断面及びＤ−Ｄ断面図である。本発明実施形態のアイドラの断面図である。従来の隅部を加熱する楔型導体の断面図である。本発明実施例の硬さ測定位置を示す図である。本発明実施例の断面硬さ測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１転動部、２鍔側面、３踏み面、４隅部、５楔型導体、１０第１導体、１１リード導体、１２、１３、１４連結導体、１５リード導体、２０第２導体、３０第３導体、４０第４導体、１００加熱コイル

Claims

キャタピラのアイドラの転動部の両側踏み面と鍔両側面とをワンショットで誘導加熱焼入れする加熱コイルにおいて、焼入れ面に対応する２個のほぼ４分の１円弧状の第１、第２導体を組み合わせて形成させたほぼ半円の弧状導体と、同様形状の第３、第４導体を組み合わせて形成させたほぼ半円の弧状導体とを、前記第１導体と第３導体及び第２導体と第４導体を対応するようにして被焼入れアイドラの表裏両面に配設し、前記第１導体の第２導体側の一端にリード導体を連結し、他端の半円端を前記転動部を跨がる連結導体を介して前記第３導体の半円端に連結し、該第３導体の第４導体側端を転動部を跨がる連結導体を介して前記第２導体の第１導体側の一端に連結し、該第２導体の他端半円端を転動部を跨がる連結導体を介して前記第４導体の半円端に連結し、該第４導体の第３導体側端にリード導体を連結して加熱コイルを形成し、前記焼入れ面に対応するほぼ４分の１円弧状の各導体は、長さの異なる踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体が直列に連結されて構成され、前記第１導体と第２導体及び第３導体と第４導体がそれぞれ組み合わされたとき、該組み合わせ部に対して前記踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の接続部が非対称にされ、かつ表裏の相対する導体の踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の接続部が非対称になるように配設されたことを特徴とするアイドラの誘導加熱焼入用コイル。
前記踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体は、それぞれ被焼入れ踏み面と鍔側面に対応する平面を有するほぼ直方断面体であって、該踏み面加熱導体と鍔側面加熱導体の直方断面の一つの角部が前記踏み面と鍔側面の隅部に対応するように配設されて、該直方断面の角部の磁束により踏み面と鍔側面との隅部を加熱することを特徴とする請求項１に記載のアイドラの誘導加熱焼入用コイル。