JPH02185914A - 鉄製部品の焼き入れ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係る鉄製部品の焼き入れ装置は、転がり軸受
の軌道輪等、硬度を要求される鉄製部品を焼き入れ硬化
させる為に利用する。

（従来の技術） 転がり軸受の軌道輪は、鉄材を鍛造等により所望の形状
に形成した後、例えば第５図に示す様な焼き入れ装置に
より、表面を焼き入れ硬化させる事で造られる。

この第５図に於いて、１は、軌道輪等の鉄製部品２．２
を加熱する為の加熱炉で、下部にヒータ３を、上部に攪
拌翼４を、それぞれ設ける事で、コンベア５に載ってこ
の加熱炉１内をゆっくりと通過する鉄製部品２．２を、
むら無く加熱出来る様にしている。この加熱炉１の出入
口部分に設けられた屏６．６は、コンベア５に載せられ
た鉄製部品２．２の通過時にのみ開いて、この鉄製部品
２．２の出し入れに伴なって、加熱炉１内の熱気が外部
に逃げるのを最小限に抑える様にしている。

又、第５図に於いて７は、上記加熱炉１で加熱された鉄
製部品２．２を急速に冷却する為の冷却イ「で、水、或
は焼き入れ油等の冷却液８が貯留されている。この冷却
槽７の底部にはコンベア９の一端を配置して、焼き入れ
済の°鉄製部品２．２を取り出せる様にしている。

従来からの焼き入れ装置は、上述の様に構成される為、
加熱炉１を通過する間に十分に加熱された鉄製部品２．
２を、シュート１０を通じて冷却槽７内に貯留された冷
却液８中に落下させれば、この鉄製部品２．２はこの冷
却液８との接触によって急速に冷却され、表面を焼き入
れ硬化される。

焼き入れ硬化された鉄製部品２．２は、そのままコンベ
ア９により取り出される。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様に構成され作用する鉄製部品の焼き
入れ装置に於いては、従来次に述べる柱な不都合を生じ
た。

即ち、加熱炉１内で十分加熱された後、シュート１０を
通じて冷却槽７内に落下する鉄製部品２．２の比重は、
冷却槽７内に貯留された冷却液８の比重よりも遥かに大
きい為、冷却液８内での鉄製部品２．２の沈降速度が相
当に速くなる事が避けられない。

この為、十分に冷却されない（容易に変形する程度に熱
い）鉄製部品２．２が、コンベア９の上面に勢い良く衝
突したり、或はこのコンベア９上で複数の部品２．２が
積み重なり合う場合が生じる。

この様な状況に於いては、鉄製部品２．２が歪んだり、
或は表面に傷が付いたりし易いだけでなく、ｉｇｓ品２
．２の一部で、コンベア９や他の鉄製部品２．２と接触
している部分の冷却速度が、冷却液８と接触している部
分の冷却速度と異なる結果、この鉄製部品２．２に熱歪
みが生じ易くなって、この鉄製部品２．２の歩留まりが
悪くなる原因となる為、好ましくない。

冷却４ｉＪ　７を十分に深くする事で、沈降速度が速い
にも拘らず、鉄製部品２．２と冷却液８とが接触してい
る時間を長くすれば、上述の様な不都合を解消出来るが
、設備が大型化し、冷却液８の消費ｌも多くなるだけで
なく、焼き入れ済の鉄製部品２．２の取り出しも面倒に
なる為、好ましくない。

本発明の鉄製部品の焼き入れ装置は、上述の様な不都合
を何れも解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の鉄製部品の焼き入れ装置は何れも、前述した従
来の焼き入れ装置と同様に、鉄製部品を加熱する為の加
熱炉と、この加熱炉で加熱された鉄製部品を急冷する為
の冷却液を貯留した冷却槽とから構成されている。

但し、本発明の鉄製部品の焼き入れ装置の内、請求項１
に記載されたものに於いては、上記冷却液を磁性流体と
すると共に、冷却槽の底部に磁石を設けている。

又、請求項３に記載されたものに於いては、冷却液を磁
性流体とすると共に、冷却槽の内側中間部に、上記加熱
炉からこの冷却槽に投入された鉄製部品が通過する部分
を挟んで、対となる複数の磁石を設けている。

（作　　用） 上述の様に構成される本発明の鉄製部品の焼き入れ装置
により、鉄製部品を焼き入れ処理する場合、加熱炉で加
熱された鉄製部品を、冷却槽に貯留された、冷却液であ
る磁性流体中に投入する。

但し、本発明の焼き入れ装置の場合、この投入の瞬間に
は、磁石による磁界を発生させておく。

ところで、上述の様に磁性流体に磁界を加えた場合、こ
の６ｎ性流体の見掛は上の比重が変化し、非磁性材との
関係では、あたかも比重が大きくなった如くなる事が、
特公昭５１−４８８９４号公報、同５８−２０６５７号
公報、特開昭５２−１０８５６５号公報等に記載されて
いる様に、従来から知られている。一方、焼き入れ処理
を行なう場合、鉄はマルテンサイト開始点（炭素等、他
の元素の含有量等、材質の違いにより若干相違するが、
凡そ２００〜２５０℃）以上では非磁性材となる事が、
一般的に知られている。

従って、磁性流体本来の比重と、磁石によりこの磁性流
体に加える磁界の強さとを適当に定めれば、鉄製部品が
高温の間は、この部品が磁性流体中の、磁束の強い部分
に浮遊するが、冷却した後に於いては、この磁性流体中
を沈降する様になる。

この為、冷却槽を特に深くしなくても、この冷却槽内に
投入した鉄製部品がコンベアの上面や、冷却槽の底面に
勢い良く衝突する事がなくなり、この鉄製部品が歪んだ
り、傷付いたりし難くなるだけでなく、鉄製部品全体を
均一に冷却出来る。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

先ず、第１図は本発明の第一実施例を示している。

前述した従来の焼き入れ装置の場合と同様、軌道輪等の
鉄製部品２．２を加熱する為の加熱炉１内には、ヒータ
３と攪拌翼４とを設けて、コンベア５に載ってこの加熱
炉１内をゆっくりと通過する鉄製部品２．２を、むら無
く加熱する様にしている。

上記加熱炉１で加熱された鉄製部品２．２を急速に冷却
する為の冷却槽７には、冷却液８として磁性流体が貯留
されており、この冷却槽７の底部にコンベア９の一端を
配置して、焼き入れ済の鉄製部品２．２を取り出せる様
にしている。

更に、本発明の焼き入れ装置の場合、冷却槽７の底部で
、上記コンベア９の下方位置に、永久磁石１１を設けて
、冷却［７に貯留された、冷却液８である磁性流体に、
磁力を加えている。又、冷却槽７外で、コンベア９の送
り方向後方位置には、消磁コイル１２を設けて、磁性流
体である冷却液８中に浸漬されている間に着磁した鉄製
部品２．２を、消６ｉ１する様にしている。

コンベア９の上方で、シュート１０と永久磁石１１との
間に位置する部分にはホッパ１４を設けて、シュート１
０から冷却槽７内に投入された鉄製部品２．２を、コン
ベア９の上面に向けて、確実に導く様にしている。

上述の様に構成される本発明の鉄製部品の焼き入れ装置
により、軌道輪等の鉄製部品２．２を焼き入れ処理する
場合、加熱炉１で加熱された鉄製部品２．２を、この加
熱炉１の出口部分に設けたシュート１０を通じて、冷却
槽７に貯留された、冷却液８である磁性流体中に没入す
る。

投入直後、未硬化の熱い鉄製部品２．２は、非磁性体で
ある為、この鉄製部品２．２との関係では、上記磁性流
体の見掛は上の比重は大きくなる。又、この様に見掛は
上の比重が犬ぎくなる程度は、永久磁石１１に近く、磁
界が強い部分程強くなる為、磁性流体本来の比重（磁力
を加えない場合の比重）と、永久磁石１１によりこの磁
性流体に加える磁力の強さとを適当に定めれば、鉄製部
品２．２が高温の間は、この鉄製部品が磁性流体の途中
迄沈降して、この部分に浮遊する様に出来る。又、必要
とすれば、未冷却の鉄製部品２．２が磁性流体中を、ゆ
っくりと沈降する様に構成する事も出来る。

従って、未硬化の熱い部品２．２がコンベア９の上面に
勢い良く衝突したり、或はこのコンベア９の上面に積み
重なったりする事がなくなり、冷却＃１７を特に深くし
なくても、鉄製部品２．２が歪んだり、或は傷付いたり
する事を防止出来る。

又、未冷却の鉄製部品２．２は、冷却液中に浮遊した状
態となる為、この鉄製部品２．２の冷却が均一に行なわ
れ、熱歪の発生も防止される。

鉄製部品２．２が冷却し、硬化した後に於いては、鉄製
部品２．２が磁性体となる為、この鉄製部品２．２の比
重に対する磁性流体の比重の関係は、この磁性流体本来
の比重差の関係となり、本来の比重が磁性流体の比重に
比べて大きい鉄製部品２．２が、磁性流体中を沈降して
、コンベア９の上面に達する。

コンベア９の上面に達した鉄製部品２．２は、このコン
ベア９によって冷却槽７外に運び出され、消磁コイル１
２の内側を通過する間に消磁されてから、次の組み立て
工程等に送られる。

尚、本実施例の場合、永久磁石１１に代えて電磁石を使
用する事も出来る。

次に、第２図は本発明の第二実施例を示している。

本実施例の場合、冷却槽７内に貯留する冷却液８を磁性
流体とすると共に、この冷却槽７の内側中間部に、１対
の電磁石１３．１３を、異極同士を対向させた状態で設
けている。

この様な１対の電磁石１３．１３を設ける位置は、加熱
炉１からシュート１０を介して冷却槽７に投入された鉄
製部品２．２が通過する部分を挟む位置として、シュー
ト１０から落下した鉄製部品２．２が、総てこの１対の
電磁石１３．１３の間を通過して、磁性流体である冷却
液８中を沈降する様にしている。

本実施例の場合、シュート１０から鉄製部品２．２が落
下する瞬間には、１対の電磁石１３．１３に通電してお
き、両電磁石１３．１３の間に存在する磁性流体の、見
掛は上の比重を大きくしておく。

この結果、上記落下した鉄製部品２．２は、１対の電磁
石１３．１３の間に存在する、見掛は上の比重が大きい
磁性流体上に浮遊し、その間に十分に冷却硬化する。

短時間経過後、鉄製部品２．２が十分に冷却硬化すると
、この鉄製部品２．２と磁性流体との比重の関係が、本
来の比重差の関係となる為、鉄製部品２．２が１対の電
磁石１３．１３の間を通過して、コンベア９の上面に達
する。

尚、本実施例の場合、水平方向に間隔を開けて配置され
る１対の磁石として、電磁石１３．１３を使用している
為、上記短時間経過後に、この電磁石１３．１３への通
電を停止すれば、冷却されて磁性体となった鉄製部品２
．２が、磁性流体中を沈降する事なく電磁石１３．１３
に吸着される事を、確実に防止出来る。

但し、鉄製部品２．２を電磁石１３．１３に吸着した後
、この電磁石１３．１３への通電を停止する事で、既に
磁性体となった鉄製部品を下に落とす事も出来る。又、
電磁石１３．１３への通電を停止しなくても、各電磁石
１３．１３と鉄製部品２．２の落下通路との間に網を設
け、鉄製部品２．２が電磁石１３．１３に強力に吸着さ
れるのを防止すれば、磁性体となった鉄製部品２．２の
下方への落下を確実に図る事が出来る。この様に網を設
ける場合、電磁石１３．１３に代えて永久磁石を使用す
る事も出来る。

更に、図示の実施例の場合、１対の電磁石１３．１３の
内側面をホッパ状に形成している為、両電磁石１３．１
３の間を通過した鉄製部品２．２をコンベア９の上面に
向けて、確実に導く事が出来る。

次に、第３図は本発明の第三実施例を示している。

本実施例の場合、冷却槽７中に貯留する冷却液８として
、２種類の磁性流体を使用している。

即ち、上部に油系磁性流体１５を、下部に水系磁性流体
１６を、それぞれ貯留し、各磁性流体１５．１６中に、
それぞれ対を成す電磁石１３．１３を設けている。

本実施例の場合、油系磁性流体１５と水系磁性流体１６
とによる冷却速度の相違を利用する事で、鉄製部品２．
２の焼き入れ速度を調節自在となる。この場合に於いて
、必要とすれば、油系磁性流体１５と水系磁性流体１６
との比重を変える（磁性粉末の混合割合で、任意に調節
自在である）事で、油系磁性流体１５を下層側に、水系
磁性流体１６を上層側に、それぞれ位置させる事も出来
る。

更に、第４図は本発明の第四実施例を示している。

本実施例の場合、冷却液８として、磁性流体１７と普通
の水１８とを使用している。

即ち、比重の重い磁性流体１７の上には、水１８の層が
形成されており、加熱炉１から取り出された高温の鉄製
部品２．２は、水１８の層を通過する間に急速に冷却さ
れてから、磁性流体１７中で浮遊する様にしている。

その他の構成及び作用、及び電磁石１３．１３に代えて
永久磁石を使用出来る事に就いては、前述した第二実施
例の場合と同様である。

（発明の効果） 本発明の鉄製部品の焼き入れ装置は、上述の様に構成さ
れ作用する為、設備を大型化したり、冷却液の消費量を
増大させたりする事なく、焼き入れに伴なう鉄製部品の
損傷を防止する事が出来、焼き入れされた鉄製部品の歩
留まりを向上させて、この鉄製部品の価格低減を図る事
が出来る。

又、鉄製部品の焼き入れが、全体に亙って均一に行なわ
れる為、この鉄製部品に熱歪が生じる事もなく、信頼性
、耐久性の優れた鉄製部品を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を、第２図は同第二実施例
を、第３図は同第三実施例を、第４図は同第四実施例を
、第５図は従来例を、それぞれ示す、焼き入れ装置の略
縦断側面図である。 １：加熱炉、２：鉄製部品、３：ヒータ、４：攪拌翼、
５：コンベア、６；扉、７：冷却槽、８：冷却液、９：
コンベア、１０：シュート、１１：永久磁石、１２；消
磁コイル、１３；電磁石、１４：ホッパ、１５；油系磁
性流体、１６：水系磁性流体、１７：磁性流体、１８：
水。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄製部品を加熱する為の加熱炉と、この加熱炉で
   加熱された鉄製部品を急冷する為の冷却液を貯留した冷
   却槽とから成る鉄製部品の焼き入れ装置に於いて、上記
   冷却液を磁性流体とすると共に、冷却槽の底部に磁石を
   設けた事を特徴とする鉄製部品の焼き入れ装置。
2. （２）磁石の直上に、焼き入れ済の鉄製部品を取り出す
   為のコンベアの一端を配置した、請求項１に記載の鉄製
   部品の焼き入れ装置。
3. （３）鉄製部品を加熱する為の加熱炉と、この加熱炉で
   加熱された鉄製部品を急冷する為の冷却液を貯留した冷
   却槽とから成る鉄製部品の焼き入れ装置に於いて、上記
   冷却液を磁性流体とすると共に、冷却槽の内側中間部に
   、上記加熱炉からこの冷却槽に投入された鉄製部品が通
   過する部分を挟んで、対となる複数の磁石を設けた事を
   特徴とする鉄製部品の焼き入れ装置。
4. （４）対となる磁石の下方に、焼き入れ済の鉄製部品を
   取り出す為のコンベアの一端を配置した、請求項３に記
   載の鉄製部品の焼き入れ装置。
5. （５）磁石が永久磁石である、請求項１〜４の何れかに
   記載の鉄製部品の焼き入れ装置。
6. （６）磁石が電磁石である、請求項１〜４の何れかに記
   載の鉄製部品の焼き入れ装置。
7. （７）冷却液が、上層を成す第一の冷却液と下層を成す
   第二の冷却液とから成り、少なくとも一方の冷却液が磁
   性流体である、請求項１〜６の何れかに記載の鉄製部品
   の焼き入れ装置。
8. （８）コンベアの途中に消磁コイルを設けた、請求項２
   又は請求項４に記載の鉄製部品の焼き入れ装置。