JP7010369B2 - 高周波焼入れ装置 - Google Patents
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Description
本願は、2018年4月16日に、日本に出願された特願2018-078300号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、特許文献2では、焼入れ部位を加熱する加熱手段と、加熱手段によって加熱されている部位に冷却流体を噴出する冷却手段との間に、加熱されている部位への冷却流体の付着を防止するための噴射流体噴出手段を備えた焼入れ装置が提案されている。
[1]本発明の一態様に係る高周波焼入れ装置は、軸状体を高周波焼入れする装置であって、
高周波電流が流される巻き線からなる一次コイル部材と、前記一次コイル部材の前記巻き線の内部に配置され、前記一次コイル部材と相互の相対位置が固定され、かつ前記軸状体が挿通可能な中空筒状の二次コイル部材とを有し、前記軸状体の軸方向に沿って相対移動可能とされた加熱部と、
前記軸状体の表面に冷却液を噴射可能な噴射ノズルを有し、前記加熱部の相対移動方向後方に配置され、かつ、前記加熱部とともに前記軸状体の軸方向に沿って相対移動可能とされた冷却部と、を備え、
前記二次コイル部材は、前記冷却部側のコイル端が、前記一次コイル部材の前記冷却部側のコイル端よりも前記冷却部側に突出していることを特徴とする高周波焼入れ装置。
上記の態様に係る高周波焼入れ装置によれば、二次コイル部材の冷却部側のコイル端が一次コイル部材の冷却部側のコイル端よりも冷却部側に突出しているため、スケールのような固形物が冷却液の噴射によって飛散したとしても、飛散したスケールは一次コイル部材に付着する前に二次コイル部材に衝突するので、一次コイル部材へのスケールの付着を防止できる。
[2]上記[1]に記載の高周波焼入れ装置では、前記二次コイル部材は、その相対移動方向に沿う長さが前記一次コイル部材のコイル長さより長くともよい。
上記の態様に係る高周波焼入れ装置によれば、二次コイル部材の長さが一次コイル部材のコイル長さより長くなっているので、飛散したスケールは一次コイル部材に付着する前に二次コイル部材に衝突するので、一次コイル部材へのスケールの付着を確実に防止できる。
[3]上記[1]又は[2]に記載の高周波焼入れ装置では、前記二次コイル部材の前記冷却部と反対側のコイル端が、前記一次コイル部材の前記冷却部と反対側のコイル端よりも前記冷却部の反対側に突出していてもよい。
上記の態様に係る高周波焼入れ装置によれば、二次コイル部材の冷却部と反対側のコイル端が、一次コイル部材の冷却部と反対側のコイル端よりも冷却部の反対側に突出しているため、一次コイル部材の冷却部と反対側のコイル端が二次コイル部材によって遮蔽されることになり、スケールのような固形物が広く飛散したとしても、飛散したスケールは一次コイル部材に付着する前に二次コイル部材に衝突するので、スケールの一次コイル部材への付着を防止できる。
[4]上記[1]から[3]のいずれか一項に記載の高周波焼入れ装置では、前記加熱部を前記軸状体の軸方向に沿って相対移動させる移動手段が備えられていてもよい。
上記の態様に係る高周波焼入れ装置によれば、移動手段によって、一次コイル部材及び二次コイル部材が相対位置を固定したまま移動するので、一次コイル部材に対する二次コイル部材の位置が常に変わらず、一次コイル部材へのスケールの付着を防止できる。
[5]上記[1]から[4]のいずれか一項に記載の高周波焼入れ装置では、前記二次コイル部材には、その相対移動方向に沿ってスリットが設けられ、前記スリット内に絶縁物が設けられていてもよい。
上記の態様に係る高周波焼入れ装置によれば、二次コイル部材に、その相対移動方向に沿ってスリットが設けられ、スリット内に絶縁物が設けられているので、スケールのスリットの通過が絶縁物によって妨げられ、スケールがスリットを通って一次コイル部材に付着してしまうことを防止できる。
図1に示すように、本実施形態の高周波焼入れ装置1は、例えば、鉄道車両用の車軸等の軸状体101に、高周波電流を用いて移動焼入れを行うための装置である。移動焼入れ(traverse hardening)とは、軸状体101に対して高周波誘導加熱コイル(以下、高周波コイルという)をなす加熱部と、冷却部とを軸線方向に相対的に移動させながら焼入れする手法である。
図2及び図3に示すように、二次コイル部材13は、その相対移動方向に沿う長さL2が一次コイル部材11のコイル長さL1より長くなっているが、本発明はこれに限らず、二次コイル部材13の長さL2が一次コイル部材11のコイル長さL1と同じでもよく、二次コイル部材13の長さL2が一次コイル部材11のコイル長さL1より短くてもよい。
距離L1及びL2はいずれも、一次コイル部材12及び二次コイル部材13の相対移動方向に沿った各端部の距離である。上述の上流側とは、言い換えれば、移動焼入れ時に、軸状体101に対して二次コイル部材13が移動する際の二次コイル部材13の進行方向である。また下流側とは、言い換えれば、移動焼き入れ時に、二次コイル部材13に対して軸状体101が移動する際の軸状体101の進行方向である。
まず、図1に示すように、加熱部11及び冷却部16を、軸状体101の下端側に位置させる。次に、カーレントトランス14を駆動させて一次コイル部材12に高周波電流を流す。また、ポンプ19を駆動して、冷却部16の複数の噴射ノズル18から冷却液Lを噴出させる。次に、モータ52を駆動させて、ラック部材54に対して支え板51を上方に移動させる。これにより、軸状体101に対して、加熱部11及び冷却部16が順に外挿され、上方に移動する。一次コイル部材12及び二次コイル部材13は、上記の位置関係を保ったまま、軸状体101に対して相対移動する。
また、二次コイル部材13のスリット13bに絶縁物13cを充填した場合は、飛散したスケールSが絶縁物13cに当たるため、一次コイル部材12へのスケールSの付着が防止されるようになる。なお、二次コイル部材13のスリット13bのすべての空間に絶縁物13cが充填されてもよく、あるいは、その一部に絶縁物13cが充填されてもよい。
また、本実施形態の高周波焼入れ装置1によれば、二次コイル部材13の長さL2が一次コイル部材12のコイル長さL1より長くなっているので、飛散したスケールは一次コイル部材12に付着する前に二次コイル部材13に確実に衝突するので、一次コイル部材12へのスケールの付着を防止できる。
また、本実施形態の高周波焼入れ装置1によれば、移動装置50によって、一次コイル部材12及び二次コイル部材13が相対位置を固定したまま移動するので、一次コイル部材12に対する二次コイル部材13の位置が常に変わらず、飛散したスケールに対して、二次コイル部材13によって常に一次コイル部材12が遮蔽された状態になり、一次コイル部材12へのスケールの付着を防止できる。
更にまた、本実施形態の高周波焼入れ装置1によれば、二次コイル部材13に、その相対移動方向に沿ってスリット13bが設けられ、スリット13bが絶縁物13cによって充填されているので、スケールのスリット13bの通過が絶縁物13cによって妨げられ、スケールがスリット13bを通って一次コイル部材12に付着してしまうことを防止できる。
Claims (5)
- 軸状体を高周波焼入れする装置であって、
高周波電流が流される巻き線からなる一次コイル部材と、前記一次コイル部材の前記巻き線の内部に配置され、前記一次コイル部材と相互の相対位置が固定され、かつ前記軸状体が挿通可能な中空筒状の二次コイル部材とを有し、前記軸状体の軸方向に沿って相対移動可能とされた加熱部と、
前記軸状体の表面に冷却液を噴射可能な噴射ノズルを有し、前記加熱部の相対移動方向後方に配置され、かつ、前記加熱部とともに前記軸状体の軸方向に沿って相対移動可能とされた冷却部と、
を備え、
前記二次コイル部材は、前記冷却部側のコイル端が、前記一次コイル部材の前記冷却部側のコイル端よりも前記冷却部側に突出している
ことを特徴とする高周波焼入れ装置。 - 前記二次コイル部材は、その相対移動方向に沿う長さが前記一次コイル部材のコイル長さより長い
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波焼入れ装置。 - 前記二次コイル部材の前記冷却部と反対側のコイル端が、前記一次コイル部材の前記冷却部と反対側のコイル端よりも前記冷却部の反対側に突出している
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高周波焼入れ装置。 - 前記加熱部を前記軸状体の軸方向に沿って相対移動させる移動手段が備えられている
ことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の高周波焼入れ装置。 - 前記二次コイル部材には、その相対移動方向に沿ってスリットが設けられ、前記スリット内に絶縁物が設けられていることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の高周波焼入れ装置。
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