JPH0625350U - シャフト焼入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャフト１０の外周面を高周波焼入する際
に、その両端部に所定長の非焼入部を形成する。 【構成】 シャフト１０の一端部を第１のヘッド２０に
より軸方向の移動がないように保持する。その一端部を
高周波加熱コイル４０，４０の間から突出させる。シャ
フト１０の他端部を第２のヘッド３０により軸方向に可
動に保持し、シャフト１０の熱膨張による軸方向の伸び
を他端側で吸収する。その他端部を、第２のヘッド３０
に取り付けた導電性材料からなるスリーブ状のシールド
部材５０に挿入する。シールド部材５０は、シャフト１
０の他端部の加熱を抑え、且つ、シャフト１０の伸びに
伴って第２のヘッド３０と共に移動することにより、シ
ャフト１０の他端部の挿入長を一定に保つ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、シャフトの両端部を残してその外周面を高周波焼入するシャフト焼 入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

シャフトの両端部を残してその外周面を高周波焼入する場合、通常は片側基準 と呼ばれる方法が採用される。これを図４に基づいて説明する。シャフト１０は 、両端を保持する一対のセンターピン１，２によって高周波加熱コイル３，３の 間に支持される。

【０００３】 シャフト１０の一端を保持する第１のセンターピン１は、油圧シリンダー４に よって他端側へ押圧される。シャフト１０の他端を保持する第２のセンターピン ２は、ガイド５，５に沿って軸方向に移動し、エアシリンダー６によって一端側 へ押圧される。また、エアシリンダー６は、油圧シリンダー７によって一端側へ 押圧される。

【０００４】 ここで、シャフト１０は、一端部が高周波加熱コイル３，３の間から外側に突 出される。突出量は、非焼入部分の長さに対応する。シャフト１０の他端と高周 波加熱コイル３，３の他端との位置関係も、基本的には非焼入部分の長さに基づ いて決められるが、この長さから単純に決めることはできず、後述するようにシ ャフト１０の熱膨張による軸方向の伸びなども考慮して計算と経験から決定され る。

【０００５】 焼入を行うには、シャフト１０を円周方向に回転させながら高周波加熱コイル ３，３に通電を行う。これにより、シャフト１０の外周面が高周波加熱される。 加熱に伴い、シャフト１０は軸方向に膨張するが、油圧シリンダー４によって直 接押圧されている一端側は、軸方向の位置移動がなく、シャフト１０の熱膨張に よる軸方向の伸びは、もっぱらエアシリンダー６によって弾発的に押圧されてい る他端側に発生する。

【０００６】 その結果、シャフト１０の一端部については、高周波加熱コイル３，３の間か ら突出させた部分が非焼入部分となる。一方、シャフト１０の他端部については 、当初よりこれを高周波加熱コイル３，３の間から突出させておくと、シャフト １０の熱膨張による軸方向の伸びにより突出部分が長くなり、非焼入部分が必要 以上に長くなる。そこで、このシャフト１０の伸びを見越して、シャフト１０の 他端と高周波加熱コイル３，３の他端との位置関係が決められる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、シャフトの他端と高周波加熱コイルの他端との位置関係を如何 に厳密に決めたとしても、他端部の突出量が加熱中に変化することに変わりはな く、他端側の非焼入部分の長さを高精度に制御するのは至難である。

【０００８】 特に、規格によっては非焼入部分の長さが３〜５ｍｍというような場合があり 、そのような場合、例えば１０００ｍｍの長さのシャフトを１０００℃に加熱す ると、その軸方向の熱膨張は約１０ｍｍに達し、非焼入部分の長さよりも大きく なるので、非焼入部分の長さを要求される寸法に仕上げることは殆ど不可能とな る。

【０００９】 本考案はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、片側基準の焼入を採用す るにもかかわらず、シャフトの両端部に要求される長さの非焼入部分を形成でき るシャフト焼入装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかるシャフト焼入装置は、高周波焼入すべきシャフトの一端部を残 してその外周面を加熱するように配設された高周波加熱コイルと、前記シャフト の一端が軸方向に移動しないように該一端を保持する第１のヘッドと、前記シャ フトの他端を保持する一方、シャフトの熱膨張による軸方向の伸びを吸収するべ く軸方向に可動に支持された第２のヘッドと、導電性のスリーブからなり、その 内部に前記シャフトが他端部が挿入されるように第２のヘッドに装備されて該ヘ ッドと共に軸方向に移動するシールド部材と、を具備することを特徴としている 。

【００１１】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。図１は本考案を実施したシ ャフト焼入装置の一例についてその全体構造を示す平面図、図２は図１のシャフ ト焼入装置に装備されたシールド部材を拡大して示す斜視図である。

【００１２】 本シャフト焼入装置は、図１に示すように、焼入すべきシャフト１０を第１の ヘッド２０と第２のヘッド３０とによって高周波加熱コイル４０，４０の間に支 持する。第１のヘッド２０は、センターピンからなり、油圧シリンダー２１によ り前方へ押圧されて、シャフト１０の一端を軸方向の移動がないように保持する 。

【００１３】 第２のヘッド３０は、センターピン３１と、これを後方から片持ち支持する支 持部材３２とからなる。支持部材３２は、ガイド３３，３３によってセンターピ ン３１の軸方向に可動に支持され、後方からエアシリンダー３４によって弾発的 に押圧される。エアシリンダー３４は、前記ガイド３３，３３によってセンター ピン３１の軸方向に可動に支持された支持部材３５の前面に取り付けられている 。支持部材３５は油圧シリンダー３６によって前方に押圧される。

【００１４】 センターピン３１を支持する支持部材３２の前面には、銅等の導電性材料から なるシールド部材５０が、センターピン３１を取り囲むように取り付けられてい る。シールド部材５０は、図２に示すように、円筒部５１と、該円筒部５１から 後方に延出した一対の支持腕５２，５２と、支持腕５２，５２の各後端に設けら れた取付部５３，５３とからなる。円筒部５１は、シャフト１０の外径より大き い内径を有すると共に、高周波加熱コイル４０，４０の間に挿入される外径を有 し、取付部５３，５３を支持部材３２の前面にビス止めすることにより、センタ ーピン３１の先端部外側に同心状に保持されて、シャフト１０の他端部を挿入さ せる。５５および５６は、シールド部材５０を冷却する冷却液の図示しない供給 管および排出管がそれぞれ接続されるカプラである。

【００１５】 高周波加熱コイル４０，４０は所謂ラインコイルである。シャフト１０の一端 部は高周波加熱コイル４０，４０の一端より外側に突出している。また、高周波 加熱コイル４０，４０の他端は、シャフト１０の他端より外側に位置している。 つまり、シャフト１０の他端部は、高周波加熱コイル４０，４０の間にあって、 シールド部材５０の円筒部５１に包囲されるのである。

【００１６】 本シャフト焼入装置において焼入を行うには、シャフト１０を円周方向に回転 させながら高周波加熱コイル４０，４０に通電を行う。これにより、シャフト１ ０の外周面近傍に誘導電流が流れ、主にその外周面近傍が加熱される。そして、 シャフト１０の外周面近傍が所定の焼入温度に達すると、加熱が停止され、その 加熱部に焼入液が吹き付けられる。

【００１７】 このとき、シャフト１０は、その加熱に伴う熱膨張により軸方向に延びるが、 シャフト１０の一端は、油圧シリンダー２１により押圧されているので、一端側 への伸びはなく、シャフト１０の伸びは、エアシリンダー３４によって押圧され ている他端側に生じる。即ち、シャフト１０の伸びによりエアシリンダー３４が 縮み、第２のヘッド３０が後退することによりシャフト１０の伸びが吸収される 。

【００１８】 ここで、シャフト１０の一端部は、高周波加熱コイル４０，４０の間から突出 している。シャフト１０は一端側へは伸びはないので、その突出量は加熱の全期 間を通して一定に維持される。そのため、シャフト１０の一端部に所定長の非焼 入部分が形成される。

【００１９】 一方、シャフト１０の他端部は、高周波加熱コイル４０，４０の間にあるが、 その他端部はシールド部材５０の円筒部５１内に挿入されている。円筒部５１は 、導電性材料であるため、高周波加熱コイル４０，４０によって生じる磁界のた めに誘導電流を生じ、この誘導電流によって生じる磁界が、高周波加熱コイル４ ０，４０によってシャフト１０の他端部に生じる磁界を相殺する。そのため、円 筒部５１に挿入されているシャフト１０の他端部の加熱が抑制される。

【００２０】 しかも、シールド部材５０は、第２のヘッド３０に取り付けられているので、 シャフト１０が他端側に伸びても、その伸びに伴って他端側へ移動する。そのた め、シャフト１０の他端部の円筒部５１内への挿入長は、加熱の全期間を通して 一定に維持される。従って、シャフト１０の他端部にも所定長の非焼入部分が形 成される。

【００２１】 なお、シールド部材５０は、上記実施例では第２のヘッド３０の支持部材３２ にネジ止めさているが、これに限らず、例えば図３に示すように、第２のヘッド ３０のセンターピン３１に一体的に設けた構成とすることもできる。

【００２２】

【考案の効果】

以上に説明したとおり、本考案にかかるシャフト焼入装置は、シャフトの一端 を第１のヘッドにより軸方向の移動がないように保持し、その一端を基準に外周 面を高周波加熱するので、一端部については要求される長さの非焼入部分を形成 できる。シャフトの他端部については、これが導電性スリーブからなるシールド 部材に挿入され、その加熱が抑制される上に、シールド部材が軸方向に可動に支 持された第２のヘッドに装備され、シャフトの熱膨張による軸方向の伸びに伴っ て該ヘッドと共に軸方向に移動するので、シャフトの伸びによってもその他端部 の挿入深さは変わらない。従って、シャフトの他端部についても要求される長さ の非焼入部分を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を実施したシャフト焼入装置の一例につ
いてその全体構造を示す平面図である。

【図２】図１のシャフト焼入装置に装備されたシールド
部材を拡大して示す斜視図である。

【図３】シールド部材の他の構成を示す側面図である。

【図４】従来のシャフト焼入装置の概略構成を示す平面
図である。

【符号の説明】

１０ シャフト ２０ 第１のヘッド ２１ 油圧シリンダー ３０ 第２のヘッド ３１ センターピン ３４ エアシリンダー ３６ 油圧シリンダー ４０ 高周波加熱コイル ５０ シールド部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波焼入すべきシャフトの一端部を残
   してその外周面を加熱するように配設された高周波加熱
   コイルと、前記シャフトの一端が軸方向に移動しないよ
   うに該一端を保持する第１のヘッドと、前記シャフトの
   他端を保持する一方、シャフトの熱膨張による軸方向の
   伸びを吸収するべく軸方向に可動に支持された第２のヘ
   ッドと、導電性のスリーブからなり、その内部に前記シ
   ャフトが他端部が挿入されるように第２のヘッドに装備
   されて該ヘッドと共に軸方向に移動するシールド部材と
   を具備することを特徴とするシャフト焼入装置。