JPH0124211B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は閉端面を有する筒体の低歪内壁焼入れ
方法および装置に関する。

従来、閉端面を有する筒体の内周壁を全周にわ
たり、または全周方向における所定複数部分面に
わたり誘導加熱焼入装置を用いて表面焼入れする
場合には第１図ａに示すような方法によつてい
た。

第１図ａにおいて、Ｂは焼入台であつて、その
所定位置には加熱コイルＣと冷却ジヤケツトＪと
を挿通可能な筒体の開口とほぼ等しい大きさの貫
通孔Ｈが孔設されており、かつ上記貫通孔Ｈの周
囲焼入台上には筒体Ｗの外周形状寸法に合せた内
径を有する環状位置決め部材Ｒが貫通孔Ｈの中心
と同心に固定配置されているか、あるいは上記環
状位置決め部材Ｒの配置されるべき位置上に複数
の駒部材をとびとびに固定配置して位置決め部材
Ｒとしている。筒体Ｗは開端面が下向きとなるよ
うな状態で上記位置決め部材Ｒによつて囲まれる
焼入台Ｂ上に載置して位置決めされる。加熱コイ
ルＣと冷却ジヤケツトＪとは焼入台Ｂの下方から
矢印に従つて上昇し、上記貫通孔Ｈを通過して筒
体Ｗの腔内に進入し、筒体Ｗの内壁の所定面を加
熱および冷却し例えばＱとして示す如く内壁を焼
入れする。

上記焼入れにおいて、筒体Ｗの内壁は加熱時に
は周方向へ膨大し、また冷却時には中心方向へ収
縮する現象が生ずる。

ところで、前述の従来焼入れ方法では筒体Ｗを
位置決め部材Ｒによつて囲まれる焼入台Ｂ上に位
置決め載置しつつ焼入れするので、上記位置決め
部材Ｒとその外周が接触する筒体Ｗの開端面近傍
は、加熱時には位置決め部材Ｒが周方向への膨大
を規制するので中心方向へ膨大し、冷却時にも中
心方向へ収縮するため、第１図ｂに示す如く開端
面近傍のみが焼入れ前の径より小径となる焼入歪
が多発し問題点とされていた。

本発明は上述の従来焼入れ方法に存する欠点を
解消するためになされたものであつて、閉端面を
有する筒体の開端面近傍に殆んど歪を発生せしめ
ることなく焼入れすることが可能となる低歪内壁
焼入れ方法および装置を提供するものである。

本発明は第２図ａおよびｂに示す実施例に従つ
て説明する。

第２図ａにおいては焼入れステーシヨンであ
つて、例えば筒体の円形内壁を全深さにわたつて
加熱可能な多巻回加熱コイルＣと冷却ジヤケツト
Ｊとを具えており、図示しない駆動機構によつて
矢印ａ←→ｂとして示す如く所定距離を垂直移動可
能に設定されている。は位置決めステーシヨン
である。当該位置決めステーシヨンには１として
示す筒体位置調整部材が前進後退運動機構である
例えばシリンダー１０のロツド１１の先端に固定
されている。当該筒体位置調整部材１は筒体Ｗの
例えば円形内壁周径より僅かに小径の柱体であつ
て、上記ロツドに固定側の反対端にはテーパー部
１２が形成されてなり、上記シリンダー１０を駆
動することにより、テーパー部１２を先方として
矢印ｃ←→ｄとして示す如く所定距離を垂直移動可
能に設定されている。上記焼入れステーシヨン
に具えられている加熱コイルＣと冷却ジヤケツト
Ｊとの上方先端位置と、上記位置決めステーシヨ
ンに具えられている筒体位置調整部材１の上方
先端位置とは、それぞれ下方変位時にほぼ水平を
維持するように設定されることが好ましい。２は
水平な上面を有する焼入台である。当該焼入台２
は図視左方の前進後退運動機構例えばシリンダ２
０に駆動されて前進後退をするロツド２１の先端
に側端面が固定されていて、ガイドバーＧの案内
により位置決めステーシヨンと焼入れステーシ
ヨンとの間を水平移動可能となつている。而し
て当該焼入台２の所定位置には上記筒体位置調整
部材１を挿通可能かつ上記加熱コイルＣと冷却ジ
ヤケツトＪをも挿通可能な、筒体Ｗの開口とほぼ
等しい大きさの貫通孔２２が孔設されている。従
つて焼入台２が滑動するガイドバＧの設定位置お
よび水平移動距離その他の諸元を所定の如く設定
することによつて、上記シリンダ２０を駆動して
ロツド２１を後退させ、焼入台２を矢印ｆ方向へ
変位として位置決めステーシヨン内に滞在せし
めた際、当該焼入台２が下方変位時の筒体位置調
整部材１の先端から所定間隔をへだてた上方にあ
り、かつ貫通貫２２の軸線が上記筒体位置調整部
材１の中心線の延長線上にある如く、また上方変
位時の筒体位置調整部材１が貫通孔２２を挿通し
て所定長さ部分だけ焼入台２の上面より突出して
いるが如く構成可能であり、また上記シリンダ２
０を駆動してロツド２１を前進させ、焼入台２を
矢印ｅ方向へ変位として焼入れステーシヨン内
に滞在せしめた際、当該焼入台２が下方変位時の
加熱コイルＣと冷却ジヤケツトＪの先端から所定
間隔をへだてた上方にあり、かつ貫通孔２２の軸
線が上記加熱コイルＣおよび冷却ジヤケツトＪそ
れぞれの軸線の延長線上にある如く、また上方変
位時の加熱コイルＣおよび冷却ジヤケツトＪが貫
通孔２２を挿通して焼入台２の上面より突出した
位置にある如く構成可能である。また焼入台２上
には例えば枠体３が設けられており、当該枠体３
には前進後退運動機構例えばシリンダ３０が固定
配置され、当該シリンダ３０のロツド３１は先端
が例えばテーパー状に形成されてなるとともに上
記貫通孔２２の軸線の延長上を垂直方向へ矢印ｇ
←→ｈの如く前進後退可能に設定されている。尚Ｓ
およびS′はそれぞれ焼入台２が水平移動する際の
停止位置を定めるガイドバーＧの両端に設けられ
たストツパーである。

上記構成からなる実施例をもちいて閉端面を有
する筒体Ｗの内壁を焼入れする場合について以下
に説明する。

先ず位置決めステーシヨンの筒体位置調整部
材１はシリンダー１０を駆動してロツド１１を後
退せしめることによつて下方変位させておき、ま
た焼入れステーシヨンの加熱コイルＣと冷却ジ
ヤケツトＪも図示しない駆動装置を用いて下方変
位させ、ついでシリンダー２０を駆動してロツド
２１を後退せしめることによつて焼入台２を矢印
ｆ方向へ移動させて位置決めステーシヨン内に
滞在とするとともに、シリンダー３０を駆動して
ロツド３１をｇ方向へ後退させ、焼入台２の上方
を開としておく。この状態において筒体Ｗは第２
図ｂに例えば矢印ｊに従つて焼入台２上に閉端面
を上方として搬入載置される。搬入された筒体Ｗ
は多くの場合、図示の如くその開端面開口が焼入
台２の貫通孔２２と位置ずれした状態にある。つ
いでシリンダー１０を駆動としてロツド１１を前
進させ、当該ロツド１１の前進に伴つて筒体位置
調整部材１を矢印Ｃに従つて貫通孔２２を通過さ
せて上昇せしめ、当該筒体位置調整部材１の先端
から所定長さ部分が焼入台２の上面より突出して
上方変位するまでの間、筒体Ｗの腔内に侵入しつ
つその先端に設けられているテーパー部１２によ
り開端面縁が上記貫通孔２２の周縁と一致するよ
うに筒体Ｗの載置位置を調整し、これにより焼入
台２上に筒体Ｗを位置決めする。筒体位置調整部
材１は上記動作終了後直ちに切り換え駆動されて
後退するロツド１１によつて矢印ｄに従つて下降
し、筒体Ｗの腔内より退出して焼入台２より下方
の所定位置まで下方変位する。前記筒体Ｗの位置
決め終了と同時にまたは所定時素後、上記シリン
ダー３０を駆動としてロツド３１を矢印ｈ方向へ
前進せしめる。筒体Ｗの閉端面外壁中央部には切
削・研摩等の加工時の便に供するためのセンター
穴、Wcが設けられているので、上記前進するロ
ツド３１はその先端に形成されているテーパー部
をセンター孔Wcに挿入して前進が停止される。
この場合のシリンダー圧は余り高圧でない方が好
ましく、筒体Ｗを焼入台上に軽く抑えて定置位置
を保持する程度とする。次にシリンダー２０が駆
動される。これによりロツド２１は前進となつ
て、上記焼入台２を矢印ｅに従つて水平移動せし
める。当該焼入台２はその上面に上記シリンダー
３０のロツド３１によつて筒体Ｗを載置保持した
状態で焼入れステーシヨンへ移動する。当該焼
入れステーシヨンの加熱コイルＣと冷却ジヤケ
ツトＪとは図示しない駆動源を駆動とすることに
よつて直ちに矢印ａ方向への上昇を開始し、当該
焼入れステーシヨン内に滞在中の焼入台２の貫
通孔２２を通過して当該焼入台２上に開口を貫通
孔２２と合致させる如く位置決めされかつロツド
３１によつて閉端面中央方向から抑えられて載置
されている筒体Ｗの腔内に侵入し、全長が焼入台
２の上面に突出状態となつた時点で上昇を停止と
する。この状態で図示しない高周波電源から所定
時間の通電が加熱コイルＣへなされ、かつ通電停
止後、これも図示しない冷却流体供給源から所定
時間の冷却流体の供給が冷却ジヤケツトＪへなさ
れ、筒体Ｗの内壁の所定部分は上記加熱コイルＣ
による所定温度までの加熱と、上記冷却ジヤケツ
トＪから噴射される冷却流体による所定加熱温度
からの急冷によつて焼入れされる。上記加熱およ
び急冷が行われている間、筒体Ｗは前述の如く閉
端面外壁中央部方向からロツド３１によつて焼入
台２上の所定焼入れ定位置に軽く抑えられていて
外壁周方向からは全長にわたつて全く規制されて
いないので、加熱時に発生する外周方向への熱膨
脹および急冷時に発生する内周方向への収縮は筒
体全長および全周にわたつてそれぞれ均等に行わ
れる。筒体Ｗの焼入れが終了すると加熱コイルＣ
と冷却ジヤケツトＪとを矢印ｂ方向へ下方変位さ
せ、またシリンダー３０を駆動としてロツド３１
を矢印ｇ方向へ後退させて筒体Ｗを焼入台２上に
解放としたうえで、当該筒体Ｗを焼入台２上より
搬出し、焼入工程が完了する。

上記実施例では、筒体Ｗの腔内形状が断面円形
である場合を例にとつて説明したが、例えば複数
溝が軸方向にそつた内壁に設けられているような
断面異形であつても同様に本発明が適用される。
ただしこの場合には筒体位置調整部材は円柱形状
ではなく、腔内の異形断面に合わせた位置調整部
材や、異形断面に準じた形状の焼入れ台の貫通孔
が必要とされることは勿論、また加熱コイルも異
形断面の所定焼入れ内壁に適合可能な形状に作成
されねばならないことは云うまでもない。

また上記実施例では、筒体を閉端面外壁中央部
方向から焼入台上に抑える手段として筒体閉端面
中央部にあるセンター穴と、先端をテーパー状に
形成したロツドとを用いているが、これに限定さ
れるものではない、例えば筒体閉端面に形成され
ている突起物等があるなら、これを被覆する椀形
部材をロツドの先端に固定して行つてもよく、要
は位置決めステーシヨンから焼入れステーシヨン
への搬送時および焼入れステーシヨンでの焼入れ
時に筒体の位置ずれを生ずることがないように筒
体を閉端面中央から焼入台上に軽く抑える作用の
ある接触が可能であればその形状を問うものでは
ない。

さらに、上記実施例では筒体内壁のワンシヨツ
ト焼入れの場合を挙げて説明したが、移動焼入れ
の場合にも本発明が適用され、同様の効果が得ら
れることは云うまでもない。

また、位置決めされた筒体を抑えるロツドを有
するシリンダー等の前進後退運動機構は上記実施
例の如く焼入台上に設けられた枠に固定する構成
に限られるものではなく、すくなくとも焼入台の
移動に追随して移動が可能であつて本発明の目的
が達せられるような作用が備わつているならば、
その構造の如何を問わない。

本発明は、上述の如く一方端面が閉面となつて
いる筒体の内壁を、加熱コイルと冷却ジヤケツト
とが通過可能な貫通孔が孔設されている焼入台上
の上記貫通孔周面に予め筒体の開端面縁を接して
位置決めしたうえ、閉端面の中心方向から焼入台
上に抑えて保持しつつ、加熱コイルと冷却ジヤケ
ツトとを焼入台の下方から貫通孔を通して筒体腔
内に上昇させ、ワンシヨツトまたは移動で表面焼
入れをし、その焼入における加熱時および急冷時
を通じて外周方向から筒体を全く拘束しないよう
にしているので、筒体は軸方向全長にわたつて規
制されない熱膨脹と収縮とを行うことが可能とし
たものである。

本発明によれば、従来の如く焼入台上に筒体を
位置決めするために用いた焼入台上の位置決め部
材が焼入れ時に筒体を規制しないので、開口端部
近傍の歪の発生を皆無とした筒体内壁低歪焼入れ
が可能となり、焼入工程後の矯正工程を廃止でき
るのでそのもたらす効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは閉端面を有する筒体の内壁を焼入す
る従来方法を示す断面正面図、第１図ｂは従来方
法の問題点を説明するための焼入後の筒体の断面
正面図、第２図ａは本発の一実施例を示す断面正
面図、第２図ｂは第２図ａにおけるＡ−Ａ線断面
正面図である。 １……筒体位置調整部材、２……焼入台、２２
……貫通孔、３０……前進後退運動機構、３１…
…ロツド、Ｗ……筒体、Vc……センター穴、Ｃ
……加熱コイル、Ｊ……冷却ジヤケツト、……
焼入れステーシヨン、……位置決めステーシヨ
ン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方端面が閉面となつている筒体の内壁を全
   周にわたりまたは全周方向の所定複数部分にわた
   つて誘導加熱表面焼入れする場合において、加熱
   コイルと冷却ジヤケツトとが通過可能な貫通孔が
   孔設されている焼入台上の上記貫通孔周面にその
   開端面縁を接して位置決め載置されている上記筒
   体を、当該筒体の閉端面外壁部の中心方向から焼
   入台上に抑えて保持しつつ、上記加熱コイルと冷
   却ジヤケツトとを焼入台の下方から貫通孔を通し
   て筒体腔内に上昇させ、筒体を外周方向から拘束
   することなく移動または定置焼入れすることを特
   徴とする閉端面を有する筒体の低歪内壁焼入れ方
   法。 ２ 一方端面が閉面となつている筒体の内壁を全
   周にわたりまたは全周方向の所定複数部分にわた
   り誘導加熱手段をもちいた移動または定置焼入れ
   をする装置を、焼入れステーシヨンと位置決めス
   テーシヨンと上記両ステーシヨン間を水平移動可
   能な焼入台とから構成され、上記焼入れステーシ
   ヨンは垂直方向に所定距離移動可能な加熱コイル
   と冷却ジヤケツトとを具え、上記位置決めステー
   シヨンは垂直方向に所定距離移動可能な筒体位置
   調整部材を具え、上記焼入台は水平な上面を有す
   る部材の所定位置に上記筒体の開口とほぼ等しい
   大きさの貫通孔が上下方向に孔設されてなるとと
   もに、当該焼入台には上記貫通孔の中心を指向し
   て上方から垂直に前進後退可能でその先端部が筒
   体の閉端面外壁中央部に接触可能な形状に形成さ
   れているロツドを有する前進後退運動機構が焼入
   台に追随移動可能に配置されてなり、上記焼入れ
   ステーシヨンの加熱コイルと冷却ジヤケツトとは
   当該焼入れステーシヨンにある上記焼入台の貫通
   孔の軸線の延長線上にその軸線があつて、下方変
   位時にはその上方端が焼入台より下方に位置する
   如く、上方変位時には貫通孔を介して焼入台の上
   面より突出する如く設定し、また上記位置決めス
   テーシヨンの筒体位置調整部材は当該位置決めス
   テーシヨンにある上記焼入台の貫通孔の軸線の延
   長線上にその軸線があつて、下方変位時にはその
   上方端が焼入台より下方に位置する如く、上方変
   位時には貫通孔を介して焼入台の上面より所定長
   部分を突出する如く設定したことを特徴とする閉
   端面を有する筒体の低歪内面焼入装置。 ３ 焼入台に追随移動可能な前進後退運動機構の
   ロツドの先端部が筒体の閉端面外壁中央部に設け
   られているセンター穴に挿入可能なテーパ状に形
   成されてなる特許請求の範囲第２項記載の閉端面
   を有する筒体の低歪内壁焼入装置。