JPH05751U - 金属管の熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縦型熱処理装置による被加熱材の全体焼入れ
における曲りの発生を防止する。 【構成】 被熱処理材５を垂直に支持して上下に回転移
動する機構と、該機構により上下動される被熱処理材５
を挿通してその外周から加熱する環状の加熱装置６と、
加熱された被熱処理材５を外周から冷却する冷却装置７
とからなる金属管の熱処理装置１において、加熱装置６
の上部に被熱処理材保持装置８を配設する。 【効果】 縦型熱処理装置による焼入れ時の曲り不良お
よび作業故障を皆無とでき、装置調整時間を大幅に短縮
でき、稼働率が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、金属管や丸棒等を曲がらないように焼入れする縦型熱処理装置に 関する。詳しくは主として円筒状被熱処理材を回転移動させながら誘導加熱した のち、冷却水等を冷媒として焼入れする縦型熱処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

パイプ等の円筒状の被熱処理材を焼入れする縦型熱処理装置は、図６に示すと おり、被熱処理材１１は、上部保持機構１２および下部保持機構１３に保持され 、かつ、下部保持機構１３を介してモーター１４により回転させられる。 この被熱処理材１１は、上部保持機構１２および下部保持機構１３と共に下降 し、その際ワークコイル１５により誘導加熱されたのち、冷却装置１６により急 冷焼入れされる。 この場合、パイプ等の円筒状の被熱処理材１１の表面のみ焼入れする場合は、 不均一加熱、不均一冷却による曲りはほとんど発生しない。しかし、全体焼入れ する場合は、パイプ肉厚不均一による不均一加熱、不均一冷却によって曲りが発 生し、さらに全体加熱によりパイプの剛性が低下するため曲りが助長され、曲り 不良、作業トラブル等の問題が発生する。

【０００３】 上記パイプ等の焼入れにおける曲りを防止する方法ならびに装置としては、従 来から種々の提案が行われている。例えば、金属直管等を直進させながら環状の 加熱装置を通して加熱したのち、該加熱部分を冷却して熱処理する方法において 、熱処理後該管等に生ずべき曲り等を、前記加熱ゾーンで強制的に応力を吸収さ せることにより矯正する方法（特開昭５０−５９２１２号公報）、熱処理すべき 金属管を直進的に推進する機構と、前記機構により推進される金属直管を挿通し てその外側から加熱する環状の加熱装置と、加熱された金属直管をその内部また は内外両側から冷却する冷却装置と、前記加熱装置の前後に配し該加熱装置によ り加熱された金属直管を強制的に支持案内するロール群とからなる装置（特開昭 ５０−１０８１１３号公報）、薄肉中空円筒体を端面支持で軸回転せしめると共 に、端面方向から加熱時および冷却時の被熱処理部の膨張および収縮に追随可能 な押圧力を、周方向からは被熱処理部および非熱処理部にわたる複数点から可及 的に接触面を小とした拘束力を加えた状態で、被熱処理部全域を誘導加熱により 所定の焼入れ温度まで同時に加熱し、ついで上記の状態を維持したまま冷却温度 を調整しつつ冷却する方法（特開昭５７−１９２２２１号公報）、あるいは鋼管 の一方端を１箇所または数箇所の基準位置にそろえる端面揃え装置と、該基準位 置それぞれに対応しかつ焼入れ冷却位置にあって管端位置近傍を拘束する固定の 拘束装置と、鋼管の他方端にあっては管端位置近傍を拘束する少くとも１組の前 後移動する拘束装置と、該拘束装置とともに移動する内面冷却用噴射ノズル装置 と、前記拘束装置に対して該内面冷却用噴射ノズル装置を上下方向および前後方 向に移動自在にする噴射ノズル調整装置からなる鋼管の冷却装置（特開昭５８− ８７２２６号公報）等が提案されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記特開昭５０−５９２１２号公報、特開昭５０−１０８１１３号公報、特開 昭５７−１９２２２１号公報ならびに特開昭５８−８７２２６号公報に開示の技 術は、いずれも横型熱処理装置であって、被加熱材を水平に保持して移動し、加 熱装置、被加熱材保持機構および冷却装置はすべて固定であるため、保持用ロー ルの設置が可能である。 しかし、縦型熱処理装置の場合は、加熱装置と冷却装置のみが固定されており 、被加熱材および被加熱材保持機構、回転機構が上下に移動するため、保持用ロ ールは設置スペースの制約上設置することは不可能である。

【０００５】 この考案は、前記事情に鑑みなされたもので、その目的は、縦型熱処理装置に よる被加熱材の全体焼入れ時に発生していた曲りを防止できる縦型熱処理装置を 提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 本考案者らは、上記目的を達成すべく種々検討を行った。その結果、縦型熱処 理装置の加熱装置上部に被加熱材保持装置を配設し、該被加熱材保持装置と被加 熱材間のギャップを所定範囲に設定することによって、熱処理時の被加熱材の曲 りを防止できることを見い出し、この考案に到達した。

【０００７】 すなわちこの考案は、被熱処理材を垂直に支持して上下に回転移動する機構と 、該機構により上下動される被熱処理材を挿通してその外周から加熱する環状の 加熱装置と、加熱された被熱処理材を外周から冷却する冷却装置とからなる金属 管の縦型熱処理装置において、加熱装置の上部に被加熱材保持装置を配設したの である。

【０００８】

【作用】

この考案によれば、加熱装置の上部に被加熱材保持装置を配設したから、加熱 、冷却過程で生じる歪発生分が被加熱材保持装置によって吸収され、曲りのほと んどない焼入れ材を得ることができる。この場合、加熱装置の上部に配設した被 加熱材保持装置は、被加熱材との間のギャップを０．５〜２ｍｍの範囲とするこ とによって、被加熱材の曲りを１／１０００ｍｍ以下に抑制することができる。

【０００９】

【実施例】

実施例１ 以下にこの考案の金属管の熱処理装置の詳細を実施の一例を示す図１ないし図 ２に基いて説明する。図１は自動車用ドアーの補強材製造に用いるこの考案の金 属管の熱処理装置の一部縦断側面図、図２はこの考案の被加熱材保持装置の斜視 図である。 図１において、１は熱処理装置本体、２は上部保持機構、４は下部保持機構３ を介して被加熱材５を回転させるモーター、６はワークコイル、７は冷却装置で ある。８はワークコイル６の上部に配設した被加熱材保持装置である。 被加熱材５は、上部保持機構２および下部保持機構３で保持され、モーター４ により下部保持機構３を介して回転させられる。また、被加熱材５は、上部保持 機構２、下部保持機構３およびモーター４と共に下降する。その際、被加熱材５ は、ワークコイル６によって高周波誘導加熱され、その直後に冷却装置７によっ て急速冷却される。

【００１０】 この加熱、冷却過程で発生する被加熱材５の歪は、ワークコイル６の上部に配 設した被加熱材保持装置８によって吸収され、曲りのない焼入れ材を供給するこ とができる。なお、被加熱材保持装置８、ワークコイル６および冷却装置７は固 定されている。 上記被加熱材保持装置８は、ワークコイル６の上部に配設するため、誘導加熱 を受けないベークライト等の非磁性体の材質である。また、被加熱材保持装置８ の被加熱材５と接触する面は、ベークライト等でもよいが、被加熱材５の回転性 を妨げないよう非磁性体のベアリングを嵌合するのが好適である。 被加熱材５と被加熱材保持装置８のギャップには、好適な範囲が存在する。こ のギャップの最小値は被加熱材５の回転性に起因するものであり、また、最大値 は被加熱材５の保持（歪吸収性）に起因するもので、被加熱材５の外径によって 若干異なるが、０．５〜２ｍｍの範囲が好適である。

【００１１】 実施例２ 実施例１に記載の熱処理装置を使用し、外径２８．６ｍｍ、肉厚３．２ｍｍ、 長さ１０００ｍｍの被加熱材Ａ、外径３１．８ｍｍ、肉厚２．０ｍｍ、長さ１０ ００ｍｍの被加熱材Ｂ、外径３５．０ｍｍ、肉厚３．５ｍｍ、長さ１０００ｍｍ の被加熱材Ｃの３種類の被加熱材について、被加熱材と被加熱材保持装置８間の ギャップと被加熱材の曲りの関係を試験した。その結果を図３に示す。なお、被 加熱材の曲りは、図４に示すとおり、１０００ｍｍの長さの被加熱材を定盤上に 置き、曲り量ｈをスキミゲージにより測定した。 図３に示すとおり、外径の小さい被加熱材Ａの方が外径の大きいＣより曲りが 大きい傾向を示しているが、被加熱材と被加熱材保持装置のギャップを０．５〜 ２ｍｍの範囲に管理すれば、客先からの要求値である１／１０００ｍｍを満足す ることができる。

【００１２】 また、外径３１．８ｍｍ、肉厚２．２ｍｍ、長さ６０４ｍｍの被加熱材につい て、実施例１に記載の熱処理装置を使用し、焼入れ前後の曲りと被加熱材と被加 熱材保持装置のギャップとの関係を試験した。その結果を図５に示す。 図５に示すとおり、被加熱材と被加熱材保持装置のギャップが０．２０ｍｍ以 下では、被加熱材の回転不良が発生したが、０．２５ｍｍ以上の場合は、被加熱 材の回転不良が発生しなかった。

【００１３】

【考案の効果】

以上述べたとおり、この考案によれば、縦型熱処理装置の加熱装置上部に被加 熱材保持装置を配設することによって、曲り不良および作業故障を皆無とするこ とができ、熱処理装置の調整時間を大幅に短縮することが可能となり、稼働率が 向上する。また、曲り不良が皆無となるため、手動による手直しが不要となり、 歩留が向上し、監視業務の省略による省力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の自動車用ドアーの補強材製造に用い
る金属管の熱処理装置の一部縦断側面図である。

【図２】この考案の被加熱材保持装置の斜視図である。

【図３】実施例２における被加熱材と被加熱材保持装置
８間のギャップと被加熱材の曲りの関係を示すグラフで
ある。

【図４】実施例２における被加熱材の曲り測定方法の説
明図である。

【図５】実施例２における焼入れ前後の曲りと被加熱材
と被加熱材保持装置のギャップとの関係を示すグラフで
ある。

【図６】従来の縦型熱処理装置の側面図である。

【符号の説明】

１ 熱処理装置本体 ２、１２ 上部保持機構 ３、１３ 下部保持機構 ４、１４ モーター ５、１１ 被熱処理材 ６、１５ ワークコイル ７、１６ 冷却装置 ８ 被加熱材保持装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被熱処理材を垂直に支持して上下に回転
   移動する機構と、該機構により上下動される被熱処理材
   を挿通してその外周から加熱する環状の加熱装置と、加
   熱された被熱処理材を外周から冷却する冷却装置とから
   なる金属管の熱処理装置において、加熱装置の上部に被
   加熱材保持装置を配設したことを特徴とする金属管の加
   熱装置。
2. 【請求項２】被加熱材と被加熱材保持装置間のギャップ
   を０．５〜２ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載
   の金属管の加熱装置。