JPH0237407B2 - Koshuhayakiiresochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 開示技術はシヤフト等の棒状ワークをリング状
高周波コイル本体で加熱し、焼入液環からの冷却
液で冷却する焼入装置の構造技術の分野に属す
る。

而して、この発明は高周波発生装置に連係接続
されたリング状の高周波コイル本体にワーク加熱
後の冷却を図る焼入液環が併設され、両者と両者
の内部の棒状ワークとが軸方向相対移動可能にさ
れている高周波焼入装置に関する発明であり、特
に、該焼入液環の内側にワークに対する倣い治具
を設け、該焼入液環とワークの中心を焼入動作中
一致保証する様にし該焼入液環と高周波コイル本
体との相対位置ずれは該高周波コイル本体と高周
波発生装置の少くともいづれか一方に自在継手を
介して連係させることにより吸収することが出来
る様にした高周波焼入装置に係る発明である。

周知の如く、金属製品の硬化処理に焼入がある
が、そのうち、シヤフト、ロツド等の長尺ワー
ク、就中、断面円形のものに対する焼入には加熱
の均一性、高速性等から高周波焼入が広く用いら
れている。

ところで、該長尺ワークに対する焼入に用いら
れる焼入装置は第１図に示す様に所定高周波発生
装置１に付設接続したリング状高周波コイル本体
２に対してその内側に同様リング状冷却用焼入液
環３を一体的に、或は別体のものを固定して設け
てそれらと中心軸芯４を一致させる様にワーク５
を挿通し相対的に軸方向移動を図り、高周波コイ
ル本体２からの高周波エネルギーによりワーク５
の側部に所定深さの加熱層を形成し、直ちに焼入
液環３のノズル６，６…から焼入液ジエツト７，
７…を噴出させて冷却し焼入硬化層を形成させる
様にしていた。

さりながら、該種高周波焼入装置８に於ては高
周波コイル本体２と焼入液環３とが実質一体同芯
にされているため、ワーク５自体に軸方向曲りが
生じている場合高周波コイル本体２と焼入液環３
の同芯のワークの曲り芯に対する正確な追従が出
来ない欠点がある。

従つて、その状態では不可避的な芯ずれ分に応
じた加熱むら、冷却むらが生じ、これを継続して
いくと、軸、周方向焼入れ深さむらが生ずること
は勿論、焼入歪が発生する難点があつた。

そこで、焼入歪に関し加熱と均一冷却、及び、
不均一冷却についての加熱冷却とで別個に実験調
査したところ、加熱のみでは焼入歪、即ち芯ずれ
による歪は殆んど発生することがないことが判明
し、これに対し加熱冷却については均一冷却に対
し不均一冷却の方がはるかに焼入歪が大きく現わ
れることが判つた。

このことは高周波コイル本体２による加熱に於
て芯ずれがあつても焼入れ歪にはそれ程影響はな
いが、焼入液環の芯ずれによる焼入液冷却むらが
大きくマイナスに影響することを示しているもの
である。

この発明の目的は上述従来技術に基づく棒状ワ
ークに対する高周波コイル本体に焼入液環を付設
した高周波挿入装置の問題点を解決すべき技術的
課題とし焼入液環を相対移動するワーク側面に倣
かせ常に同芯が得られる様にし、又、高周波コイ
ル本体に対しては相対変位可能に連係させ、焼入
硬化処理産業に於ける対棒状ワーク高周波焼入利
用分野に益し得る優れた高周波焼入装置を提供せ
んとするものである。

上述目的に沿うこの発明の構成は高周波焼入装
置のリング状高周波コイルとそれに併設した焼入
液環の内部をこれらと可及的同芯に維持されて軸
方向に沿つてワークが相対移動する過程で該高周
波コイル本体で周面部を所定深さに設定温度加熱
され、次いで焼入液環からの噴出焼入液により冷
却され周面焼入硬化層形成が得られる様にし、そ
の間相対移動するワークに対して焼入液環は倣い
治具を介してワークの曲りに関係なく常にワーク
に同芯環設状態を維持する様にされて焼入歪が生
じない様にし、高周波コイル、高周波発生装置に
自在継手を介して相対変位可能に支持される様に
した技術的手段を講じたことを要旨とするもので
ある。

次にこの発明の１実施例を第２図以下の図面に
基づいて説明すれば以下の通りである。尚、第１
図と同一態様部分については同一符号を用いて説
明するものとする。

８′はこの発明の要旨をなす高周波焼入装置で
あり、在来態様と同じ高周波発生装置１には適宜
手段を介してリング状に高周波コイル本体２が固
定されている。

３は同じくリング状の焼入液環であつて上記高
周波コイル本体２と同芯の中心軸４を可及的にと
る様に又、長尺棒状ワーク５の中心４とも可及的
に同芯にされる様に該高周波コイル本体２と高周
波発生装置１に対してリング状の自在継手９，９
を介して取付けられている。

そして、該焼入液環３の下側には該ワーク５の
中心軸線４に向けてノズル６，６…から焼入液の
ジエツト７，７…を噴出して加熱部を冷却する様
にされている。

又、第３図に詳示する様に該焼入液環３の内側
壁下端からプレートブラケツト１０が内延して設
けられ、該プレートブラケツト１０の先端から植
立一体化したピン１１に外装したスプリング１２
の上端一体の座１３にはボール１４が載置されて
該焼入液環３の内面に一体のテーパブラケツト１
５との間に転動可能に介装されて該焼入液環３の
ワーク５外側面に対する倣い治具１６を成してい
る。

尚、１７は外れストツパであり上記テーパブラ
ケツト１５の先端に設けられてボール１４の外れ
を防止する様にされている。

従つて、ワーク５の移動中に曲りがあれば該倣
い治具１６を介して焼入液環３はその曲り方向に
自動的に追従変位し同芯４を常に共有する状態を
維持する。

上述構成に於て、高周波発生装置１を稼動状態
にて高周波コイル本体２と倣い治具１６の内部に
図示しないホルダを介してワーク５を挿通して設
定速度で軸方向に沿つて移動させていくと、経時
的に最初高周波コイル本体２からの放射高周波に
よりワーク５の外側面は所定深さ設定温度に加熱
され、続いて下降移動で焼入液環３のノズル６，
６…からの噴出焼入液ジエツト７，７…により冷
却されて焼入硬化層を設定深さ厚に連続的に形成
されていく。

この間、ワーク５の移動中歪、曲り等があつて
も前述の如く、倣い治具１６のボール１４のワー
ク５側面に対する転動を介してテーパブラケツト
１５が側方押圧により焼入液環３は自動的に側方
変位し常に同軸芯４を共有し、従つて、ワーク５
は均一に冷却され形成焼入硬化層に焼入歪はほと
んど形成されない。

尚、高周波コイル本体２はワーク５曲りによつ
て両者の芯は芯ずれを生ずる場合があるが先述の
如く、加熱による焼入歪はほとんど影響がない。

そして、高周波発生装置１とそれに一体の高周
波コイル本体２に対する焼入液環３の相対変位は
自在継手９，９…により充分に許容される。

上述実施例に則す実験に於て、150kW高周波
発生装置１にて周波数40kHz、電力密度17.8kW／
cm²、φ35×l500mmのワーク５で第１図の従来装置
とこの発明のものとを比較実験したところ、第４
図に示す様に横軸に従来態様M₁、この発明の実
施例M₂の対比Ｍを、縦軸に端部検査孔を介して
の芯ぶれ検査の両センター基準でワーク５の中心
の振れ（芯ずれ）Ｖmmを調べたところ、この発明
の場合、従来態様の約1/3であることが分り、こ
れによつて焼入歪は従来の1/3にも低減されるこ
とが判つた。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、焼入液環は
高周波発生装置、或は、高周波コイル本体のみに
自在継手を介して取付けたり、焼入装置をワーク
に対して軸方向に沿つて移動させることが出来る
等種々の態様が採用可能である。

先述の如く、この発明によれば、棒状ワークに
対する高周波焼入装置に於て、高周波コイル本体
に併設した焼入液環をワークに対して倣い治具を
介して両者の中心軸芯が常に一致する様にしたこ
とにより焼入液環よりの焼入液のワークに対する
噴射冷却はワークの曲りがあつても常に均一冷却
が維持され、従つて、焼入歪に深い影響を有する
不均一冷却が避けられ、焼入歪が著るしく低減さ
れる優れた効果が奏される。

そして、焼入液環は単にボールベアリング等の
倣い治具等を介装させるだけで良いので構造も簡
単で済む効果がある。

而して、該焼入液環は高周波発生装置、高周波
コイル本体の少くともいづれか一方に自在継手を
介して取付けられるため、高周波コイル本体と焼
入液環に対する可及的同心取付けが保たれるのみ
ならず、該焼入液環のワーク倣い変動の高周波コ
イル本体に対する相対変動が吸収される効果があ
る。

従つて、ワークの焼入硬化層も歪なく形成され
るので製品の質も向上し、該製品を組付けた最終
製品も故障、破損が生じない効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく高周波焼入装置の概
略説明図、第２図はこの発明の１実施例の概略説
明図、第３図は倣い治具の拡大説明図、第４図は
従来態様と実施例の芯ぶれ対比説明図である。 １……高周波発生装置、５……ワーク、２……
高周波コイル本体、３……焼入液環、８……高周
波焼入装置、９……自在継手、４……中心、１６
……倣い治具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高周波発生装置に接続されワークの軸方向で
   対ワーク相対移動可能な高周波コイル本体と該高
   周波コイル本体に連係併設された焼入液環を有す
   る高周波焼入装置において、該焼入液環が上記高
   周波コイル本体と前記高周波発生装置の少くとも
   いづれか一方に自在継手を介して連係されると共
   にその中心とワーク中心とが一致出来る倣い治具
   を該ワークに向けて設けていることを特徴とする
   高周波焼入装置。