JP6001321B2 - Induction hardening equipment - Google Patents
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Description
本発明は、長尺状の被加熱物を焼入れする高周波焼入装置に関するものである。 The present invention relates to an induction hardening apparatus for hardening a long object to be heated.
長尺状の被加熱物を高周波誘導焼入れする方法の一つとして、移動焼入れと称される焼入れ方法がある。移動焼入れ方法とは、長さが比較的短い加熱導体を、被加熱物の焼入れ対象部位の一部に対向させ、加熱導体と被加熱物を、被加熱物の長手方向に相対移動させることにより、被加熱物の焼入れ対象部位を部分的に順次誘導加熱し、さらに誘導加熱した箇所を順に冷却装置で急冷し、焼入れ対象部位を全長に渡って焼入れする方法である。 One method of induction-quenching a long object to be heated is a quenching method called transfer quenching. The moving quenching method is a method in which a heating conductor having a relatively short length is opposed to a part of a part to be quenched of the object to be heated, and the heating conductor and the object to be heated are relatively moved in the longitudinal direction of the object to be heated. In this method, the part to be quenched of the object to be heated is partially and sequentially heated by induction, and further the part that has been induction heated is quenched in turn by a cooling device, and the part to be quenched is quenched over the entire length.
移動焼入れ方法では、被加熱物全体を短時間で焼入れすることはできないが、1つの加熱導体で、長さの異なる被加熱物を焼入れすることができる。そのため、長さが異なる複数種類の加熱導体を用意する必要がないという利点がある。特許文献1には、移動焼入れ方法を実施することができる高周波加熱コイル体が開示されている。特許文献1に開示されている高周波加熱コイル体は、直線状の加熱導体部を有する。 In the moving quenching method, the entire object to be heated cannot be quenched in a short time, but objects to be heated having different lengths can be quenched with one heating conductor. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to prepare a plurality of types of heating conductors having different lengths. Patent Document 1 discloses a high-frequency heating coil body capable of carrying out a moving quenching method. The high-frequency heating coil body disclosed in Patent Document 1 has a linear heating conductor portion.
本件出願人は、特許文献1に開示されているような高周波加熱コイル体(加熱導体)を有する高周波焼入装置で、断面が略矩形形状の長尺状の被加熱物100の溝98a,98bを焼入れしてみた。
すなわち、図12に示す高周波焼入装置101で、長尺状の被加熱物100の側面100a,100bに設けられた溝98a,98bを焼入れした。被加熱物100は、レール部材であり、溝98a,98b内を車輪(図示せず)が走行する。
高周波焼入装置101は、高周波電流が供給される加熱導体90,搬送装置92,冷却液を噴射する冷却装置94等を有している。
The applicant of the present application is an induction hardening apparatus having an induction heating coil body (heating conductor) as disclosed in Patent Document 1, and has a substantially rectangular cross-section of the elongated object to be heated 100a, 98b. I tried quenching.
That is, the
The
図14に示すように、加熱導体90は、被加熱物100の溝98a,98bに近接対向する直線部91a〜91dを有する。直線部91a,91b同士は、上下に近接し、溝98aに対向している。同様に、直線部91c,91d同士は、溝98bに対向している。すなわち、1対の直線部91a,91bが、溝98a内に入り込んでおり、他の1対の直線部91c,91dが、溝98b内に入り込んでいる。
As shown in FIG. 14, the
被加熱物100は、搬送装置92によって、図12において矢印Fで示す方向に搬送され、焼入れ対象部位99a,99bが、加熱導体90(直線部91a〜91d)を通過する際に順次誘導加熱され、冷却装置94を通過する際に冷却液が噴射供給されて順次冷却される。
高周波焼入装置101では、加熱導体(直線部91a〜91d)から加熱導体と順次対向する被加熱物100の焼入れ対象部位99a,99bまでの距離が略一定となるように、被加熱物100を移動させている。すなわち、誘導加熱を実施しないで被加熱物100を移動させると、加熱導体(直線部91a〜91d)から被加熱物100の焼入れ対象部位99a,99bまでの距離は、図14に示す状態で、略一定に保たれている。
The object to be heated 100 is conveyed by the
In the
ところが、被加熱物100を移動焼入れした結果、本件出願人は、被加熱物100が上下方向に歪み、反り返る現象を確認した。被加熱物100が歪むと、焼入れ対象部位99a,99bから加熱導体90の直線部91a〜91dまでの距離が変動し、焼入れ対象部位99a,99bを一様に誘導加熱するのが困難になる。
However, as a result of moving and quenching the object to be heated 100, the present applicant confirmed a phenomenon in which the object to be heated 100 is warped and warped in the vertical direction. When the object to be heated 100 is distorted, the distance from the
そこで本件出願人は、図15に示すように、加熱導体90の前後であって、且つ、被加熱物100の上下に、矯正部材93a〜93dを配置した。矯正部材93a〜93dは、加熱導体90の前後(図12,図13の矢印Fの上流側と下流側)に配置されている。矯正部材93a,93cは、加熱導体90よりも矢印Fで示す搬送方向の上流側に配置されており、矯正部材93b,93dは、下流側に配置されている。よって、仮に被加熱物100が上下方向に歪んでも、被加熱物100は、いずれかの矯正部材93a〜93dに当接し、溝98a,98bと直線部91a〜91dの間隔は、誘導加熱に支障を来さない程度に保つことができるようになった。
Therefore, as shown in FIG. 15, the present applicant has arranged
しかし、被加熱物100の、矢印F方向の搬送が進むと、図15に示すように、やがて被加熱物100の後端部95が、矯正部材93a,93cを通過し、矯正部材93a,93cから外れる。図15では、被加熱物100が矯正部材93bに当接し、被加熱物100の後端部95が、上方へ反り返っている。そのため、後端部95では、溝98a〜98dと、加熱導体90(直線部91a〜91d)との距離が変化し、当該部位の焼入れが不良になる可能性がある。図16では、被加熱物100の後端部95(図15)が、上方へ反り返ったために、直線部91b,91dが、各々溝98a,98bに接触するという極端な状態を示している。
However, when conveyance of the object to be heated 100 in the direction of arrow F proceeds, as shown in FIG. 15, the
そこで従来は、このような事態が生じた場合に備え、被加熱物100の長さを、製品長さよりも若干長くしておき、被加熱物を移動焼入れした後に、焼入れが不良となった末端部分を切断し、製品全体の焼入れ品質を一定に保つ等の処置が必要であった。
そのため、従来は、製品よりも長い被加熱物100が必要であり、さらに、焼入れ完了後に、被加熱物100の末端部分を切断するという作業が必要であった。
Therefore, conventionally, in case such a situation occurs, the length of the object to be heated 100 is slightly longer than the product length, and after the object to be heated is moved and quenched, the end of which the quenching is poor It was necessary to take measures such as cutting the part and keeping the quenching quality of the entire product constant.
Therefore, conventionally, the object to be heated 100 longer than the product is required, and further, the work of cutting the end portion of the object to be heated 100 after the completion of quenching is necessary.
そこで本発明は、上記事情に鑑み、長尺状の被加熱物の末端部分まで一様に移動焼入れすることができる高周波焼入装置を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an induction hardening apparatus capable of moving and quenching uniformly to the end portion of a long object to be heated.
上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、
長尺状の被加熱物の表面に形成された、長手方向にのびる溝を高周波焼入れする高周波焼入装置であって、前記高周波焼入装置は、前記溝を誘導加熱するための加熱導体を有する誘導加熱装置と、誘導加熱された溝を急冷する冷却装置とを有し、前記加熱導体は、被加熱物の長手方向にのびる対向部を有しており、前記対向部は、被加熱物の溝内に収容されて被加熱物の溝の長手方向の一部に対向し、高周波焼入装置は、前記誘導加熱装置及び冷却装置に対して、被加熱物を長手方向に相対移動させながら、前記溝を順に高周波焼入れするものであり、加熱導体における被加熱物の相対移動方向の上流側と、下流側と、被加熱物の加熱中の部位を含む横断面内に、各々矯正部材が配置されており、前記各矯正部材は、誘導加熱された被加熱物が歪む方向の表面から、所定間隔をおいて配置されて、被加熱物の歪み量を規制するものであり、被加熱物が歪んで前記矯正部材に当接して、前記矯正部材は被加熱物がそれ以上歪むことを規制することを特徴とする高周波焼入装置である。
すなわち、長尺状の被加熱物の表面に形成された、長手方向にのびる溝を高周波焼入れする高周波焼入装置であって、前記高周波焼入装置は、前記溝を誘導加熱するための加熱導体を有する誘導加熱装置と、誘導加熱された溝を急冷する冷却装置とを有し、前記加熱導体は、被加熱物の溝内に全部又は一部が収容されて、被加熱物の溝の長手方向の一部に対向し、高周波焼入装置は、前記誘導加熱装置及び冷却装置に対して、被加熱物を長手方向に相対移動させながら、前記溝を順に高周波焼入れするものであり、加熱導体における被加熱物の相対移動方向の上流側と、下流側と、被加熱物の加熱中の部位を含む横断面内に、各々矯正部材が配置されており、前記各矯正部材は、誘導加熱された被加熱物が歪む方向の表面から、所定間隔をおいて配置されて、被加熱物の歪み量を規制するものであり、被加熱物が歪んで前記矯正部材に当接すると、前記溝から加熱導体までの距離が、焼入れ深さが所定深さ以下となる距離に規制されることを特徴とする高周波焼入装置である。
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is as follows.
An induction hardening apparatus for induction hardening a groove extending in a longitudinal direction formed on a surface of a long object to be heated, the induction hardening apparatus having a heating conductor for induction heating the groove An induction heating device and a cooling device for rapidly cooling the induction-heated groove, and the heating conductor has a facing portion extending in a longitudinal direction of the object to be heated, and the facing portion is formed of the object to be heated. is accommodated in the groove is opposed to a part of the longitudinal grooves of the object to be heated, induction hardening apparatus for the inductive heating device and cooling device, while relatively moving the object to be heated in a longitudinal direction, The grooves are induction-quenched in order, and correction members are arranged in the cross section including the upstream side, the downstream side, and the heated part of the heated object in the relative movement direction of the heated object in the heating conductor. Each of the correction members is heated by induction heating The distorted direction of the surface, are arranged at a predetermined interval, which regulates the amount of strain of the object to be heated, and contact with the straightening member is distorted object to be heated, wherein the straightening member is heated object There is a induction hardening apparatus characterized that you restrict being distorted more.
That is, an induction hardening apparatus for induction-quenching a groove extending in the longitudinal direction formed on the surface of a long object to be heated, the induction hardening apparatus being a heating conductor for inductively heating the groove And a cooling device that rapidly cools the induction-heated groove, and the heating conductor is housed in the groove of the object to be heated in whole or in part, and the length of the groove of the object to be heated is Opposing to a part of the direction, the induction hardening device is for induction hardening the groove in order while moving the object to be heated relative to the induction heating device and the cooling device in the longitudinal direction, and the heating conductor Correction members are arranged in the cross section including the upstream side, the downstream side, and the heated part of the heated object in the relative movement direction of the heated object, and each of the correcting members is induction-heated. From the surface in the direction in which the heated object is distorted. Arranged to regulate the amount of distortion of the object to be heated, and when the object to be heated is distorted and abuts against the correction member, the distance from the groove to the heating conductor is such that the quenching depth is a predetermined depth or less. The induction hardening apparatus is characterized in that it is restricted to a distance of
請求項1に記載の発明では、各矯正部材が、誘導加熱された被加熱物が歪む方向の表面から、所定間隔をおいて配置されているので、被加熱物が歪み、いずれかの矯正部材に当接すると、被加熱物は、当接した矯正部材によって歪み量が規制される。そして、溝から加熱導体までの距離が、焼入れ深さが所定深さ以下となる距離に規制される。そのため、長手方向にのびる溝の焼入れ深さは、略均一化される。
特に、被加熱物の加熱中の部位を含む横断面内に、矯正部材を配置したことにより、被加熱物の移動方向の末端部分が当該矯正部材に当接することによって、被加熱物の溝は、全長に渡って、略均一に焼入れされる。
In the invention according to claim 1, since each of the correction members is disposed at a predetermined interval from the surface in the direction in which the induction-heated object to be heated is distorted, the object to be heated is distorted, and any of the correction members When abutting on the object, the amount of distortion of the heated object is regulated by the abutting correction member. And the distance from a groove | channel to a heating conductor is controlled by the distance from which a quenching depth becomes below predetermined depth. Therefore, the quenching depth of the groove extending in the longitudinal direction is made substantially uniform.
In particular, by arranging the correction member in the cross section including the part being heated of the heated object, the end portion in the moving direction of the heated object comes into contact with the correction member, so that the groove of the heated object is It is hardened substantially uniformly over the entire length.
請求項2に記載の発明は、被加熱物における溝が形成されている表面は、側面であり、被加熱物の下面であって、且つ、被加熱物の加熱中の部位を含む横断面内に、冷却液を噴射する冷却液供給装置をさらに設けたことを特徴とする請求項1に記載の高周波焼入装置である。 According to the second aspect of the present invention, the surface of the object to be heated on which the groove is formed is a side surface, the lower surface of the object to be heated, and the cross section including the portion being heated of the object to be heated. The induction hardening apparatus according to claim 1, further comprising a cooling liquid supply device for injecting the cooling liquid.
請求項2に記載の発明では、焼入れのための冷却装置とは別に設けた冷却液供給装置によって、被加熱物の下面であって、且つ、被加熱物の加熱中の部位を含む横断面内の部位に、冷却液を噴射する。すなわち、同一横断面内における側面が誘導加熱されているときに、下面が冷却される。これによって、誘導加熱中の被加熱物の歪みを低減することができる。 In the second aspect of the present invention, the cooling liquid supply device provided separately from the cooling device for quenching includes a lower surface of the object to be heated and a cross section including a portion during heating of the object to be heated. The coolant is sprayed on the part. That is, when the side surface in the same cross section is induction-heated, the lower surface is cooled. Thereby, distortion of the object to be heated during induction heating can be reduced.
請求項3に記載の発明は、前記冷却液供給装置の一部が矯正部を構成しており、前記矯正部は、被加熱物の下面から、所定間隔をおいて配置されており、前記矯正部は、被加熱物の歪み量を規制し、被加熱物が歪んで前記矯正部に当接すると、前記溝から加熱導体までの距離が、焼入れ深さが所定深さ以下となる距離に規制されることを特徴とする請求項2に記載の高周波焼入装置である。 According to a third aspect of the present invention, a part of the coolant supply device constitutes a correction part, and the correction part is arranged at a predetermined interval from the lower surface of the object to be heated. The portion regulates the amount of distortion of the object to be heated, and when the object to be heated is distorted and comes into contact with the correction part, the distance from the groove to the heating conductor is restricted to a distance at which the quenching depth is a predetermined depth or less. The induction hardening apparatus according to claim 2, wherein the induction hardening apparatus is provided.
請求項3に記載の発明では、被加熱物が下方へ歪み、冷却液供給装置の矯正部に、被加熱物が当接すると、被加熱物のそれ以上の歪みが抑制される。すなわち、被加熱物が加熱導体に対して相対移動し、被加熱物の末端部分が、被加熱物の移動方向の最も上流側に配置された矯正部材を通過すると、被加熱物は当該矯正部材によって矯正できなくなる。しかしこのとき、被加熱物は、冷却液供給装置の矯正部に当接し、歪み量が規制される。そして、溝は、全長に渡って、略一様に焼入れされる。 In the invention according to the third aspect, when the object to be heated is distorted downward and the object to be heated comes into contact with the correction portion of the coolant supply device, further distortion of the object to be heated is suppressed. That is, when the object to be heated moves relative to the heating conductor, and the end portion of the object to be heated passes through the correction member arranged on the most upstream side in the moving direction of the object to be heated, the object to be heated becomes the correction member. It becomes impossible to correct by. However, at this time, the object to be heated comes into contact with the correction portion of the coolant supply device, and the amount of distortion is regulated. And a groove | channel is quenched substantially uniformly over the full length.
本発明では、加熱導体の全部又は一部が、長尺状の被加熱物の溝に収容されて対向しており、加熱導体を含む横断面内であって、誘導加熱された被加熱物が歪む方向の表面から所定間隔をおいて矯正部材を配置した。そして、被加熱物が歪み、被加熱物が矯正部材に当接すると、被加熱物の歪み量が規制される。よって、被加熱物の溝を、全長に渡って一様に焼入れすることができる。 In the present invention, all or a part of the heating conductor is accommodated in the elongated groove of the object to be heated and is in the transverse section including the heating conductor, and the object to be heated that is induction-heated is The correction member was disposed at a predetermined interval from the surface in the distorting direction. When the object to be heated is distorted and the object to be heated contacts the correction member, the amount of distortion of the object to be heated is regulated. Therefore, the groove of the object to be heated can be uniformly quenched over the entire length.
高周波焼入装置1で焼入れする被加熱物100は、側面100a,100bに溝98a,98bが形成されている。この溝98a,98bの溝底とその周辺の部位が、焼入れ対象部位99a,99bである。焼入れ対象部位99a,99bは、被加熱物100の長手方向に沿ってのびている。
As for the to-
図1に示すように、高周波焼入装置1は、誘導加熱装置2、冷却装置9a,9b、支持機構10、搬送装置11を有する。以下、各構成について順に説明する。
As shown in FIG. 1, the induction hardening apparatus 1 includes an induction heating device 2,
誘導加熱装置2は、図2に示すように、高周波電源8、トランス5、リード4a、4b、及び加熱導体3を有する。
As shown in FIG. 2, the induction heating device 2 includes a high
高周波電源8は、交流電源7と高周波発信器6とを有する。すなわち、交流電源7から供給される交流の周波数が、高周波発信器で高周波化される。
The high
トランス5は、一次側5aと二次側5bとを有する。一次側5aは、高周波電源8と接続されている。よって、トランス5の一次側5aには高周波電流が入力される。トランス5の二次側には、図示しない入出力端子を介してリード4a,4bが接続されている。リード4a,4bは、良導体からなる中空の導線(例えば銅管)である。リード4a,4b内部には冷却液が循環供給可能である。
The
加熱導体3は、良導体からなる中空の導線(例えば銅管)からなる部材である。加熱導体3は、各部を屈曲,湾曲、又は導線同士をろう付けすることによって、図3に示す形状に構成される。図3に示すように、加熱導体3は、入出力部3a,3bと、直線部23a,23b(対向部24a)と、直線部23c,23d(対向部24b)と、迂回部29〜33、及び接続部34〜41を有する。
The heating conductor 3 is a member made of a hollow conductive wire (for example, a copper tube) made of a good conductor. The heating conductor 3 is formed into a shape shown in FIG. 3 by bending, bending, or brazing the conductors of each part. As shown in FIG. 3, the heating conductor 3 includes input /
入出力部3a,3bの横断面形状と迂回部29〜33の横断面形状は同じである。また、接続部34〜41の横断面形状と直線部23a〜23dの横断面形状は同じであるが、当該横断面の大きさは入出力部3a,3bの横断面の大きさの半分程度である。具体的には、入出力部3a,3bの横断面と迂回部29〜33の横断面は正方形形状であり、接続部34〜41の横断面と直線部23a〜23dの横断面は正方形を二分した様な長方形形状である。
The cross-sectional shape of the input /
直線部23a〜23dは、直線状の中空の導線である。各直線部23a〜23dは、同じ長さを有する。直線部23aと直線部23bは近接し、且つ、平行に配置されて対向部24aを構成している。すなわち、対向部24aは2つの直線部23a,23bから成る。同様に、直線部23cと直線部23dは近接し、且つ、平行に配置されて対向部24bを構成している。すなわち、対向部24bは2つの直線部23c,23dから成る。
The
迂回部29は、張出部29aと退避部29bを有する。張出部29aと退避部29bは共に直線状であり、両者は直交して連続している。
The
迂回部30は、迂回部29と同様の、直交する張出部30aと退避部30bを有する。
The
迂回部31は、直線状の退避部31a,張出部31b,渡し部31c,退避部31dを有する。退避部31aと張出部31bは直交して連続している。張出部31bの長さは、接続部34の幅と同程度か、又は若干大きい。また、張出部31bには、渡し部31cの一端が連続している。渡し部31cは、退避部31aと張出部31bのいずれにも直交している。渡し部31cの他端は、退避部31dと連続している。退避部31dは、渡し部31c及び張出部31bとは直交し、退避部31aと平行である。また、退避部31aと退避部31dは、直交して連続する張出部31bと渡し部31cを含む平面に対して同じ側に配置されている。
The
迂回部32は、直線状の退避部32a,渡し部32b,退避部32cを有する。渡し部32bの両端に、各々退避部32aと退避部32cが連続している。退避部32aと退避部32cは平行であり、両者は渡し部32bと直交している。また、退避部32aと退避部32cは、渡し部32bに対して同じ側に配置されている。
The
迂回部33は、迂回部32と同様の構成を有する。すなわち、迂回部33は、直線状の退避部33a,渡し部33b,退避部33cを有する。渡し部33bの両端に各々退避部33aと退避部33cが連続し、退避部33aと退避部33cは平行である。また、退避部33aと退避部33cは、渡し部33bと直交している。
The
各接続部34〜41は直線状の中空の導線である。 Each connection part 34-41 is a linear hollow conducting wire.
そして、以下に説明するように、入出力部3a,3b、直線部23a,23b、直線部23c,23d、迂回部29〜33、及び接続部34〜41が連続して、加熱導体3が構成されている。
As described below, the input /
そして図2に示すように、入出力部3a,3bの一端は、図示しない入出力端子を介して、各々リード4a,4bと接続されている。
As shown in FIG. 2, one ends of the input /
迂回部29の張出部29a側の端部は、入出力部3aの他端に接続されている。そして迂回部29の退避部29b側の端部には、接続部34の一端が接続されている。接続部34は扁平な直線状の導線である。接続部34は、迂回部29の張出部29aと平行であり、退避部29bに対して張出部29aと同じ側に配置されている。
The end portion of the
接続部34の他端には、直線部23bの一端が接続されている。すなわち、迂回部29と直線部23bは、接続部34を介して接続されている。直線部23bは、迂回部29の張出部29aと退避部29bのいずれに対しても直交している。直線部23bの他端には接続部35の一端が接続されている。接続部35と接続部34は平行であり、両者は対向している。
One end of the
接続部35の他端には迂回部33の退避部33a側の端部が接続されている。すなわち、直線部23bと迂回部33は、接続部35を介して接続されている。また、迂回部33の退避部33c側の端部には接続部36の一端が接続されている。接続部36は、渡し部33bと平行である。また、接続部36は接続部35と同一直線状に配置されている。
The other end of the connecting
接続部36の他端には、対向部24bの直線部23dの一端が連続している。すなわち、迂回部33は接続部36を介して直線部23dと接続されている。直線部23dは、直線部23bと平行であり、直線部23bと距離Sを隔てて配置されている。直線部23dの他端には、接続部37を介して迂回部31の退避部31dが接続されている。
One end of the
迂回部31の退避部31aは、接続部38を介して直線部23aの一端と接続されている。ここで接続部38は、一辺38aと他辺38bを有し、両辺は直交している。接続部38の一辺38aは迂回部31の張出部31bと平行に対向配置され、他辺38bは接続部34と平行に対向配置されている。その結果、直線部23aの一端は、直線部23bの一端と近接対向する位置に配置されている。そして直線部23aと直線部23bとで対向部24aが構成される。
The retracting
直線部23aは、直線部23bと同じ長さである。また、直線部23aは直線部23bに近接して対向配置されている。さらに直線部23aの他端は、接続部39を介して迂回部32の退避部32aと接続されている。接続部39は、接続部35と同方向にのびている。
The
迂回部32の退避部32cは、接続部40を介して直線部23cの一端と接続されている。直線部23cと直線部23dは同じ長さである。また、直線部23cは直線部23dと近接し、対向している。直線部23cの他端は、接続部41を介して迂回部30の退避部30bと接続されている。接続部41は、接続部37と同じ方向にのびている。
The retracting
ここで、退避部30bは迂回部29の退避部29bと離間して対向している。また、退避部30bは、退避部29bよりも若干短い。そして迂回部30の退避部30bは、接続部41を介して、対向部24bの直線部23c(図3で見て上側の直線部)に接続されており、迂回部29の退避部29bは、接続部34を介して、直線部23b(図3で見て下側の直線部)に接続されている。
Here, the retracting
加熱導体3では、迂回部29、30、31によって環42が構成され、迂回部32、33によって環43が構成される。各接続部34、38、37、41は環42の内側に向かってのび、各接続部35、39、36、40は環43の内側に向かってのびる。その結果、各直線部23a〜23dの両端は、環42及び環43の内側に配置される。また、各直線部23a〜23dは、環42と環43の間に配置される。
In the heating conductor 3, the
図1に示すように、冷却装置9a、9bは、多数のノズル45を有する。冷却装置9a、9bは、図示しない冷却配管を介して冷却液供給源と接続されている。そしてノズル45から、加圧された冷却液を噴射することができる。冷却装置9a、9bは、被加熱物100を挟んで配置される。
As shown in FIG. 1, the
支持機構10は、複数の支持ユニット14を有する。各支持ユニット14は、各々支持部材12と押圧部材13とを有する。
The
支持部材12は、下部回転体15で構成されている。図4,図5に示すように、下部回転体15は、軸20,分割片50,51,介在部材19等を有する。
The
軸20は、中央部分の装着部20cと、両端部分のねじ部20a,20bとを有する。
介在部材19は、孔19aを有する環状の部材である。
The axis |
The
分割片50は、大径部16aと小径部17aとが同芯状に連続した構造を呈する。そして、分割片50の中心には孔52aが設けられている。すなわち孔52aは、大径部16a側から小径部17a側へ貫通している。さらに大径部16aと小径部17aの間には段部18aが形成される。分割片51は、分割片50と同じ構造を有する。すなわち、分割片51は、大径部16b,小径部17b,段部18bを有し、中心には孔52bが設けられている。分割片50の孔52a(分割片51の孔52b)の内径は、軸20の装着部20cを挿通可能な大きさを有する。
The
下部回転体15は、軸20の装着部20cに、分割片50,介在部材19,分割片51を配置している。すなわち、分割片50の孔52a、介在部材19の孔19a、分割片51の孔52bに、軸20の装着部20cが挿通されている。そして、軸20のねじ部20aには座金54aが嵌まっており、さらにボルト53aが螺合している。また、ねじ部20bには座金54bが嵌まっており、さらにボルト53bが螺合している。このように、下部回転体15(図5)が構成されている。ここで、介在部材19は、被加熱物100の幅寸法に合わせて用いる。すなわち、被加熱物100の幅が大きければ、幅の広い介在部材19を使用する。よって、仮に被加熱物100の幅寸法が小さければ、介在部材19は設ける必要がない。
In the lower
軸20は、図示しない架台に回転可能に設置されている。よって、下部回転体15は、その場で回転が可能である。
The axis |
支持機構10の押圧部材13は、図1に示すように、上部回転体21と付勢部材22とを有する。上部回転体21は、中心に軸46が挿通されており、軸46を中心に回転可能である。付勢部材22は、図示しないエアシリンダで往復駆動されるアーム部47a,47bを有する。軸46は、アーム部47a,47bの先端(下端)を貫通しており、軸46が、アーム部47a,47bで支持されている。すなわち、図示しないエアシリンダを駆動すると、軸46(上部回転体21)は往復移動することができる。
As shown in FIG. 1, the pressing
支持部材12と押圧部材13とで構成される複数(図1では2つのみ描写)の支持ユニット14が、被加熱物100の搬送経路に沿って所定の間隔を置いて配置される。
A plurality of (only two depicted in FIG. 1)
搬送装置11(図1)は、モータである。搬送装置11は、図示しない制御装置によって制御され、複数の支持ユニット14(支持部材12)の下部回転体15のうちの少なくとも一つを回転駆動する。
The transport device 11 (FIG. 1) is a motor. The transport device 11 is controlled by a control device (not shown) and rotationally drives at least one of the lower
さらに高周波焼入装置1は、矯正部材55〜58と、本発明の特徴的な構成である矯正部材25,冷却液供給装置26とを有する。
Furthermore, the induction hardening apparatus 1 includes
図1,図6に示すように、矯正部材55,56は、高周波焼入装置1の図示しない筐体に固定されており、先端(下端)が、被加熱物100の上面97に近接配置されている。すなわち、矯正部材55,56の先端と、上面97の間には若干の隙間が設けられている。この隙間は、被加熱物100から加熱導体3までの距離よりも小さい。矯正部材55は加熱導体3よりも上流側(被加熱物100の搬送経路の上流側)の直近に配置されている。また、矯正部材56は加熱導体3よりも下流側の直近に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 6, the
同様に、矯正部材57,58(図6)は、高周波焼入装置1の図示しない筐体に固定されて、被加熱物100の下側に配置されている。矯正部材57,58の先端(上端)と、被加熱物100の下面96の間には、若干の隙間が設けられている。この隙間は、被加熱物100から加熱導体3までの距離よりも小さい。矯正部材57は、矯正部材55の真下に配置されており、矯正部材58は矯正部材56の真下に配置されている。
Similarly, the
図6のA−A断面図である図7は、加熱導体3の直線部23a〜23dを含む横断面図である。この横断面内には、矯正部材25と、冷却液供給装置26が配置されている。
FIG. 7 which is an AA cross-sectional view of FIG. 6 is a transverse cross-sectional view including the
図7に示すように、矯正部材25は、高周波焼入装置1の、図示しない筐体に固定されており、加熱導体3における、環42と環43の間(各直線部23a〜23dの長さの範囲内)に配置されている。また、矯正部材25の先端(下端)は、上面97に近接配置されている。矯正部材25の先端と、被加熱物100の上面97の間には、隙間G(所定間隔)が設けられている。この隙間Gは、被加熱物100から加熱導体3までの距離Dよりも小さい。
As shown in FIG. 7, the
冷却液供給装置26(図7)は、ノズル27と矯正部28とを有する。ノズル27は、被加熱物100の下面96に対向している。また、矯正部28は、冷却液供給装置26本体に起立して設けられたブロック状の部材である。矯正部28の先端と、被加熱物100の下面96の間には隙間が設けられる。この隙間は、矯正部材25の先端から被加熱物100の上面までの距離Gと同等であり、被加熱物100から加熱導体3までの距離Dよりも小さい。
The coolant supply device 26 (FIG. 7) includes a
高周波焼入装置1は、以上説明した構成を備えている。以下では、この高周波焼入装置1の動作について説明する。
まず、図示しない搬送装置によって、被加熱物100を高周波焼入装置1の近くまで搬送する。そして被加熱物100の先端部を、搬送経路上の最も上流側に配置されている支持ユニット14の支持部材12と押圧部材13の間で挟持する。そして搬送装置11を駆動し、下部回転体15を回転させ、被加熱物100を所定の速さで移動させる。
The induction hardening apparatus 1 has the configuration described above. Below, operation | movement of this induction hardening apparatus 1 is demonstrated.
First, the object to be heated 100 is transported to the vicinity of the induction hardening apparatus 1 by a transport device (not shown). And the front-end | tip part of the to-
高周波電源8をONとし、加熱導体3に高周波電流を供給する。その際、対向部24aの直線部23aと直線部23bには高周波電流が同期して同方向に流れる。また、対向部24bの直線部23cと直線部23dにも高周波電流が同期して同方向に流れる。
The high
被加熱物100の焼入れ対象部位99a,99bは、静止する加熱導体3の対向部24a,24bに接近し、やがて図7に示すように対向する。加熱導体3には高周波電流が流れ、対向部24a,24bと対向する焼入れ対象部位99aには高周波の誘導電流が励起される。そして焼入れ対象部位99a,99bは、対向部24a,24bを通過するまで誘導加熱される。
The quenching
また、被加熱物100における、対向部24a,24bと対向する範囲が、同時に誘導加熱される。冷却液供給装置26は、対向部24a,24bで誘導加熱される範囲内の中央部分の下面96と対向している。そして、誘導加熱中、冷却液供給装置26のノズル27から冷却液が噴射供給され、被加熱物100の下面96が冷却される。すなわち、被加熱物100は、側面(溝98a,98b)が誘導加熱されると同時に、下面96が冷却される。冷却液供給装置26による冷却液の噴射量は、被加熱物100の歪みが小さくなる程度に調整される。
Moreover, the range which opposes the opposing
さらに、加熱導体3を通過した焼入れ対象部位99a,99b(溝98a,98b)は、加熱導体3の下流側に配置された冷却装置9a,9bと順次対向する。そして冷却装置9a、9bのノズル45から焼入れ対象部位99a,99bに向けて冷却液が噴射供給され、焼入れ対象部位99a,99bは急冷される。
Further, the quenching
被加熱物100が、連続的に誘導加熱及び急冷されると、被加熱物100は歪む。しかし、本実施形態では、被加熱物100の上下には、適宜矯正部材等が配置されているので、被加熱物100から加熱導体3(対向部24a,24b)までの距離が、所定範囲内に保たれる。
When the object to be heated 100 is continuously induction-heated and rapidly cooled, the object to be heated 100 is distorted. However, in the present embodiment, since correction members and the like are appropriately disposed above and below the object to be heated 100, the distance from the object to be heated 100 to the heating conductor 3 (opposing
ところで、被加熱物100の後端部95が、加熱導体3の上流側の矯正部材55,57を通過すると、矯正部材55,57による矯正がなくなる。その結果、被加熱物100の後端部95は、上方又は下方に歪む。しかし、本実施形態の高周波焼入装置1では、被加熱物100の後端部95が、加熱導体3の上流側直近の矯正部材55,57を通過しても、被加熱物100の上面97又は下面96が、矯正部材25、又は冷却液供給装置26の矯正部28に当接して、歪み量が規制される。そのため、被加熱物100(焼入れ対象部位99a,99b)と、加熱導体3(対向部24a,24b)の、後述の図9及び図11に示す隙間(D−G)は、焼入れの品質を保つ上で必要な所定範囲内に収まる。
By the way, when the
図8及び図9は、後端部95が矯正部材55,57を通過し、さらに被加熱物100が歪み、後端部95が下方へ移動した状態を示す。被加熱物100の下面96が、冷却液供給装置26の矯正部28に当接することにより、被加熱物100の歪み量は規制される。その結果、直線部23a,23cと、焼入れ対象部位99a,99bの間隔が小さくなるものの、当該間隔は、焼入れ品質を所定レベルに保つ間隔に維持される。すなわち、図9に示すように、直線部23a,23cと、溝98a,98bの間には、隙間(D−G)が確保されている。隙間(D−G)は、被加熱物100から加熱導体3までの距離D(図7)と、隙間G(図7)の差である。
8 and 9 show a state where the
直線部23a,23cと溝98a,98bの間の隙間は、隙間Dを基準に、隙間(D−G)から隙間(D+G)の範囲であれば、焼入れ深さが略一様とみなすことができる。すなわち、直線部23a,23cから溝98a,98bまでの距離の変動は、隙間Gの範囲で許容される。一般に、焼入れ深さは、2mm〜4mmの範囲内であれば良好であり、被加熱物100が歪んで、矯正部28に当接したとしても、被加熱物100の後端部95の焼入れ深さが、2mm〜4mmの範囲となるように、隙間Gを設定する。
The clearance between the
また、図10及び図11は、被加熱物100が歪み、後端部95が上方へ移動した状態を示す。被加熱物100の上面が、矯正部材25に当接することにより、被加熱物100は矯正される。その結果、直線部23b,23dと焼入れ対象部位99a,99bの間隔が小さくなるものの、当該間隔は、焼入れ品質を所定レベルに保つ間隔に維持される。すなわち、図9に示すように、直線部23b,23dと、溝98a,98bの間には、隙間(D−G)が確保されている。その結果、被加熱物100が歪んで矯正部材25に当接したとしても、被加熱物100の後端部95付近の焼入れ深さは、2mm〜4mmの範囲内に収まる。
10 and 11 show a state where the object to be heated 100 is distorted and the
本実施形態の高周波焼入装置1では、被加熱物100の後端部95が、矯正部材55,57を通過しても、矯正部材25や冷却液供給装置26の矯正部28を設けることによって、被加熱物100(溝98a,98b)が、加熱導体(直線部23b,23d)と接触することがなく、被加熱物100及び加熱導体3を損傷させる事態を、確実に回避することができる。
In the induction hardening apparatus 1 of this embodiment, even if the
また、本実施形態では、加熱導体3の環42と環43の間に配置した矯正部材は1つであるが、矢印Fで示す被加熱物100の搬送方向に沿って複数個を配置してもよい。例えば、環42と環43の間における、環42の近傍や環43の近傍に矯正部材を配置することもできる。さらに、矯正部材の形状は、図示したものに限らず、どのような形状であっても差し支えない。
Moreover, in this embodiment, although the correction | amendment member arrange | positioned between the
1 高周波焼入装置
2 誘導加熱装置
3 加熱導体
9a,9b 冷却装置
23a〜23d 加熱導体の直線部
24a,24b 加熱導体の対向部
25 矯正部材
26 冷却液供給装置
28 冷却液供給装置の矯正部
96 被加熱物の下面
97 被加熱物の上面
98a,98b 溝
99a,99b 焼入れ対象部位
100 被加熱物
100a 被加熱物の側面(表面)
G 隙間(所定間隔)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Induction hardening apparatus 2 Induction heating apparatus 3
G gap (predetermined interval)
Claims (3)
前記加熱導体は、被加熱物の長手方向にのびる対向部を有しており、
前記対向部は、被加熱物の溝内に収容されて被加熱物の溝の長手方向の一部に対向し、
高周波焼入装置は、前記誘導加熱装置及び冷却装置に対して、被加熱物を長手方向に相対移動させながら、前記溝を順に高周波焼入れするものであり、
加熱導体における被加熱物の相対移動方向の上流側と、下流側と、被加熱物の加熱中の部位を含む横断面内に、各々矯正部材が配置されており、
前記各矯正部材は、誘導加熱された被加熱物が歪む方向の表面から、所定間隔をおいて配置されて、被加熱物の歪み量を規制するものであり、
被加熱物が歪んで前記矯正部材に当接して、前記矯正部材は被加熱物がそれ以上歪むことを規制することを特徴とする高周波焼入装置。 An induction hardening apparatus for induction hardening a groove extending in a longitudinal direction formed on a surface of a long object to be heated, the induction hardening apparatus having a heating conductor for induction heating the groove An induction heating device and a cooling device for rapidly cooling the induction-heated groove;
The heating conductor has a facing portion extending in the longitudinal direction of the object to be heated,
The opposing portion is opposed to a portion of the longitudinal grooves of the object to be heated is accommodated in the groove of the heated object,
The induction hardening apparatus is for induction hardening the grooves in order while moving the object to be heated in the longitudinal direction relative to the induction heating apparatus and the cooling apparatus,
Correction members are arranged in each of the upstream side in the relative movement direction of the heated object in the heating conductor, the downstream side, and the cross section including the part being heated of the heated object,
Each of the correction members is arranged at a predetermined interval from the surface in the direction in which the heated object to be heated is distorted, and regulates the amount of distortion of the heated object.
And contact with the straightening member is distorted object to be heated, wherein the straightening member is induction hardening apparatus characterized that you restrict the distorted object to be heated more.
前記矯正部は、被加熱物の下面から、所定間隔をおいて配置されており、
前記矯正部は、被加熱物の歪み量を規制し、
被加熱物が歪んで前記矯正部に当接すると、前記溝から加熱導体までの距離が、焼入れ深さが所定深さ以下となる距離に規制されることを特徴とする請求項2に記載の高周波焼入装置。 A part of the coolant supply device constitutes a correction part,
The correction part is arranged at a predetermined interval from the lower surface of the object to be heated,
The straightening part regulates the amount of distortion of the object to be heated,
The distance from the groove to the heating conductor is restricted to a distance at which a quenching depth is equal to or less than a predetermined depth when the object to be heated is distorted and abuts on the correction portion. Induction hardening equipment.
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