JPH0144770B2

JPH0144770B2 -

Info

Publication number: JPH0144770B2
Application number: JP25073983A
Authority: JP
Inventors: Isao Matsumoto; Masao Watanabe
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1989-09-29
Also published as: JPS60141827A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えば焼入処理行程において、筒状
部材の内周面に設けられた複数の軌道溝を高周波
誘導加熱する方法に関する。

従来では、上記軌道溝の焼入処理を行なうに際
しては、まず第１図及び第２図に示すように円筒
状部材１の内周面１ａに設けられた２つの軌道溝
２，３のうちの一方、例えば軌道溝２に対応する
ように単巻の高周波誘導加熱コイル（以下、単に
高周波コイルと記載する）４を配置して、円筒状
部材１をその軸心を中心に回転させつつ誘導加熱
し、次いで、所定の焼入温度になつた時点で冷却
剤を噴射して焼入処理を行ない、しかる後に、円
筒状部材１の上下を逆にして他方の軌道溝３の焼
入処理を行なうようにしていた。このように、従
来では、複数の軌道溝２，３を有する円筒状部材
１における前記軌道溝２，３の加熱・焼入処理
は、１ケ所づつ複数の行程にてそれぞれ別々に行
なつている。

なお、この場合、円筒状部材１の内周面１ａの
うち、両端面側の部分は大径部６となされ、これ
らの間の部分は小径部７となされている。これ
は、前記内周面１ａ内に挿入配置される高周波コ
イル４を軌道溝２，３に対してできる限り近接さ
せて効率良く高周波誘導加熱を行ない得るように
するためである。従つて、このような構成を採つ
た場合、単巻の高周波コイル４を溝数に合わせて
複数個配置し、複数の軌道溝を同時に加熱・焼入
処理しようとしても、高周波コイル４の外形寸法
l₁が円筒状部材１の小径部７の内径寸法l₂よりも
大きいため、円筒状部材１内に複数個の高周波コ
イル４を同一方向から挿入して、加熱処理すべき
軌道溝に対向配置することができない。

なお、第３図に示すように、前記高周波コイル
４の外径寸法l₁を前記円筒状部材１の小径部７の
内径寸法l₂よりも僅かに小さく構成すれば、複数
の高周波コイル４を円筒状部材１内に同一方向か
ら挿入して軌道溝２，３に対向配置させることが
できるが、この場合には、第３図において符号Ａ
で示す加熱領域（ひいては硬化層パターン）が不
均一となる。その結果、円筒状部材１の内周面に
おいて、その小径部７の側が最も深く焼きが入
り、その大径部６の側にゆくにしたがつて徐々に
焼きが浅くなり、均一な硬化層パターンを得るこ
とができない。

上述の如き理由により、従来では、複数の軌道
溝を同時に加熱・焼入処理することは行なわれて
いないのが実状である。

しかしながら、焼入工程における従来の高周波
誘導加熱方法にあつては、軌道溝２，３を１箇所
づつ個々に加熱処理していたため、その作業能率
が非常に悪いという問題点があつた。また、一方
の軌道溝２を焼入処理してから他方の軌道溝３を
加熱・焼入処理する際、軌道溝３の加熱時にその
熱が焼入後の軌道溝２に移動してこの軌道溝２が
焼戻される傾向があつた。この場合、軌道溝２，
３間の距離が近ければ近いほど上記傾向は著し
い。所要の焼入硬さを維持できない場合には、最
初に焼入処理した軌道溝２が焼戻されないよう
に、この軌道溝２を水面下に浸漬しなければなら
ず、非常に作業性が悪く、しかも非常に不安定な
焼入処理となつてしまう欠点がある。

その上、軌道溝２，３を個々に加熱・焼入処理
すると、焼入れによつて軌道溝２，３部分の収縮
変形量が各溝２，３の相互間で差が生じる。即
ち、一方の軌道溝が他方の軌道溝に比べて大きく
収縮変形し、上記一方の軌道溝はそれほど大きく
は収縮変形しない。従つて、円筒状部材１の製品
としての寸法精度が悪いという不都合があつた。

本発明は、上述の如き種々の問題点に着目して
なされたものであつて、本発明の目的とするとこ
ろは、複数の軌道溝を同時に作業能率良く均一加
熱し得るような高周波誘導加熱方法を提供するこ
とにある。

本発明の特徴とするところは、筒状部材の断面
円形の内周面にそれぞれ円周方向に沿つて延びる
ように設けられた断面円弧状の複数の軌道を高周
波誘導加熱する方法において、前記筒状部材の内
周面の最小径部の内径よりも小さい外径をそれぞ
れ有する円環状の高周波誘導加熱コイルを前記筒
状部材の中空部内に挿入することにより前記複数
の軌道溝の各々に対応配置し、ついで複数の前記
高周波誘導加熱コイルの一部を前記軌道溝に近接
させるために前記高周波誘導加熱コイルを前記軌
道溝に対して偏心した位置に相対的に移動し、こ
の状態の下で、前記筒状部材と前記高周波誘導加
熱コイルと相対的に回転させつつ前記複数の軌道
溝を同時に高周波誘導加熱するようにしたことに
ある。

以下、第４図及び第５図に示す一実施例に基づ
いて、本発明を詳細に説明する。なお第４図及び
第５図において第１図と同様の部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。

本実施例においては、円筒状部材１の断面円形
の内周面１ａにそれぞれ円周方向に沿つて延びる
ように設けられた断面円弧状の２つの軌道溝２，
３に対応するように、互いに直列接続された同径
の円環状高周波誘導加熱コイル（以下、単に高周
波コイルと記載する）４ａ，４ｂが用いられる。
これらの高周波コイル４ａ，４ｂ間の間隔は前記
軌道溝２，３間の間隔に等しくなつており、高周
波コイル４ａ，４ｂの外形寸法L₁は円筒状部材
１の小径部（最小内径部）７の内径寸法L₂より
も僅かに小さく構成されている。

なお、図示を省略したが、中空水冷式の高周波
コイル４ａ，４ｂは内部に冷却水を流すために、
一端は冷却パイプに連結されると共に、他端は排
水管に接続されている。また、この高周波コイル
４ａ，４ｂはリード１０を介して高周波電源１１
に接続されており、この高周波電源１１から高周
波コイル４ａ，４ｂに高周波大電流が供給される
ようになつている。

さらに、上述の高周波コイル４ａ，４ｂは、図
外の移動手段によつて第４図において水平方向に
移動されるように構成されている。

次に、本発明の高周波誘導加熱方法を述べる。

まず最初に、円筒状部材１を取付治具１２の上
に載置してこれを固定支持する。次いで、円筒状
部材１が上記取付治具１２と共に、図外の上下昇
降装置により、所定位置に固定配置されている高
周波コイル４ａ，４ｂの側に向けて上方に移動さ
れる。これにより、高周波コイル４ａ，４ｂが円
筒状部材１の中空部内に挿入される。この際、高
周波コイル４ａ，４ｂの外形寸法L₁は円筒状部
材１の小径部７の内径寸法L₂よりも僅かに小さ
く構成されているので一方の高周波コイル４ｂが
上記小径部７を相対的に通過し、第４図において
二点鎖線で示すように高周波コイル４ａ，４ｂが
円筒状部材１の軌通溝２，３にそれぞれ対応配置
される。しかる後に、高周波コイル４ａ，４ｂは
図外の移動装置により水平方向例えば第４図にお
いて矢印Ｂ方向に水平移動され、第５図に明示す
るように軌道溝２，３に対して偏心した位置に配
置される。これにより高周波コイル４ａ，４ｂの
一部が軌道溝２，３に対して片寄つた状態で近接
配置されることになる。

このような状態の下で、円筒状部材１が図外の
回転駆動装置により回転駆動される。そして、上
述の高周波コイル４ａ，４ｂに高周波電源１１か
ら高周波大電流が供給され、これにより、円筒部
材１の軌道溝２，３が高周波誘導加熱作用にて同
時に加熱され、これらの軌道溝２，３の周面部分
が所要の焼入温度となされる。このようにして焼
入温度に達した後に、通常行なわれている噴射冷
却等にて焼入処理を行う。

以上のような加熱・焼入方法を採用した場合に
は、軌道溝２，３の周面部分の均一加熱ひいては
均一焼入れがなされることになる。即ち、高周波
コイル４ａ，４ｂが第４図において二点鎖線で示
される位置に配置された状態の下で高周波誘導加
熱を行なつた場合には、高周波コイル４ａ，４ｂ
と軌道溝２，３との間の間隔が比較的広いため加
熱効率が悪い上に、硬化層パターンＡが第３図に
示す如く軌道溝２，３の周面に沿つて均一な深さ
にならない。

また高周波コイル４ａ，４ｂを第４図において
実線で示すように水平移動させた位置（偏心位
置）に配置した場合、これらの高周波コイル４
ａ，４ｂを回転させることなく静止状態のまま高
周波誘導加熱及び冷却処理したならば、加熱領域
ひいては硬化層パターンＡは第６図に示す如くに
なる。この場合、第６図から明らかなように、軌
道溝２，３のうち高周波コイル４ａ，４ｂが最も
近接している部分における硬化層パターン８ａは
軌道溝２，３の各中央部で最も深く焼きが入つて
おり、各中央部から遠ざかるについて浅くなる。
一方、軌道溝２，３のうち高周波コイル４ａ，４
ｂが最も離れた部分における硬化層パターン８ｂ
は円筒状部材１の小径部７側が最も深く焼きが入
つており、その大径部６側にゆくにつれて徐々に
浅くなる。

しかし本実施例の場合のように、高周波コイル
４ａ，４ｂを第４図及び第５図に示すように偏心
位置に水平移動させた状態の下で回転加熱すれ
ば、軌道溝２，３が近接している高周波コイル部
分によつて効率良く加熱することができると同時
に、回転加熱により主として上記高周波コイル部
分にて均一加熱がなされる。従つて、軌道溝２，
３の全周面に沿つて第４図に示すごとく均一加熱
がなされ、ひいては焼入れ深さの硬化パターンＡ
を効率良く得ることができる。

なお、既述の実施例では、断面円弧状の軌道溝
２，３の場合を示しているが、これに限ることな
く、断面コ字状等の角型の軌道溝に対しても本方
法は適用可能である。

以上の如く本発明の高周波誘導加熱方法によれ
ば、筒状部材の断面円形の内周面にそれぞれ円周
方向に沿つて延びるように設けられた断面円弧状
の複数の軌道溝にそれぞれ対向配置した円環状の
高周波誘導加熱コイルを前記軌道溝に対して相対
的に偏心させてその一部を前記軌道溝に近接配置
し、この状態の下で前記筒部材と前記高周波誘導
加熱コイルとを相対的に回転させつつ前記複数の
軌道溝を同時に高周波誘導加熱するようにしたの
で、従来方法のように各軌道溝を個々に加熱する
必要がなくなり作業能率を大巾に向上させること
ができる上に、各々の軌道溝を均一加熱すること
ができる。従つて、加熱後に焼入処理を行なう場
合、各軌道溝を同時に冷却して焼入れすることが
可能であるため、熱の移動に基づく焼戻し現象が
生じることがない。しかも、個々の焼入れによる
軌道溝相互間の収縮変形量の差が生じることな
く、変形量の少ない均一な焼入硬化層の形成され
た筒状部材を能率的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の高周波誘導加熱方法
を説明するものであつて、第１図は加熱時におけ
る円筒状部材及び高周波コイルの概略断面図、第
２図は同上の概略平面図、第３図は円筒状部材の
複数の軌道溝に高周波コイルをそれぞれ対応配置
した状態を示す第１図と同様の概略断面図、第４
図及び第５図は本発明の高周波誘導加熱方法を説
明するためのものであつて、第４図は第１図と同
様の概略断面図、第５図は第２図と同様の概略平
面図、第６図は円筒状部材と高周波コイルとを相
対的に回転しない場合を示す第１図と同様の概略
断面図である。１……円筒状部材、２，３……軌道溝、４ａ，
４ｂ……高周波誘導加熱コイル、８ａ，８ｂ……
硬化層パターン、Ａ……加熱領域（硬化層パター
ン）、L₁……高周波誘導加熱コイルの外形寸法、
L₂……円筒状部材の小径部の内径寸法。

Claims

【特許請求の範囲】

１筒状部材の断面円形の内周面にそれぞれ円周
方向に沿つて延びるように設けられた断面円弧状
の複数の軌道溝を高周波誘導加熱する方法におい
て、前記筒状部材の内周面の最小径部の内径より
も小さい外径をそれぞれ有する円環状の高周波誘
導加熱コイルを前記筒状部材の中空部内に挿入す
ることにより前記複数の軌道溝の各々に対応配置
し、ついで複数の前記高周波誘導加熱コイルの一
部を前記軌道溝に近接させるために前記高周波誘
導加熱コイルを前記軌道溝に対して偏心した位置
に相対的に移動し、この状態の下で、前記筒状部
材と前記高周波誘導加熱コイルとを相対的に回転
させつつ前記複数の軌道溝を同時に高周波誘導加
熱するようにしたことを特徴とする高周波誘導加
熱方法。