JPH07114146B2 - 焼もどし用コイル体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ほぼ円柱状または円筒状ワークの周面の高周
波焼もどしに使用される焼もどし用コイル体に関する。

＜従来の技術＞ 円筒状または円筒状ワークの高周波焼入れされた周面
は、150〜280℃の比較的低い温度で焼もどしされるのが
通例になっている。この焼もどしに使用される加熱装置
としては、円弧状の高周波加熱コイルがある。これは、
環状の高周波加熱コイルの周方向一部を分断して高周波
電源に接続するようにした構成になっている。この高周
波加熱コイルを使用して焼もどしを行う場合は、焼入れ
時の加熱と同様に、回転するワークの外側を高周波加熱
コイルが軸心方向へ相対的に移動される。

＜発明が解決しようとする課題＞ 円弧状の高周波加熱コイルを使用した焼もどしでは、加
熱炉を使用した焼もどしに比して作業性がよく、設備面
でも有利となるが、その反面、急速加熱による焼もどし
割れが生じ易い。

また、異なった半径を持つ複数のワークの周面を焼もど
しする場合、円弧状の高周波加熱コイルを使用した焼も
どしでは、それぞれのワークの半径に対応した複数の高
周波加熱コイルを準備する必要がある。そのため、コイ
ル経費の増大および高周波加熱コイルの交換による作業
能率低下が避けられない。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、高周
波焼入用の円弧状コイルを用いた経済的で、しかも均一
に焼もどしができる焼もどし用コイル体を提供すること
を目的とする。

本発明の別の目的は、異なる半径を持つ複数のワークま
たは同一ワークの半径が異なる部分を焼もどしできる焼
もどし用コイル体を提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明の請求項１に係る焼もどし用コイル体は、円柱状
又は円筒状ワークの周面を焼きもどすに当たり使用され
る焼もどしコイル体であって、前記ワークの周面を周方
向に囲む環状コイルであり且つ焼もどし用の高周波電源
に接続されたコイルと、当該コイルの軸心方向両端面に
夫々接合された一対の円弧状導電体であり且つ前記ワー
クの周面のうちでも焼もどしすべき領域を周方向に囲む
導電性ブロック対とを具備しており、且つ前記導電性ブ
ロック対の各内周面には、前記コイルから軸心方向に離
れるにつれてワークに近づくように傾斜又は段差が付け
られていることを特徴としている。

本発明の請求項２に係る焼もどし用コイル体は、円柱状
又は円筒状ワークの周面をワークを回転させつつ焼きも
どすに当たり使用される焼もどしコイル体であって、焼
もどし用の高周波電源に接続された環状コイルであり且
つ外径が異なる複数種のワークに対応するべく当該ワー
クの周面の一部を各々囲む複数の円弧部が直列が繋がれ
てなるコイルと、当該コイルの円弧部の軸心方向両側面
に夫々接合された一対の円弧状導電体から構成されてお
り且つ前記ワークの周面のうちでも焼もどしすべき領域
を周方向に各々囲む複数の導電性ブロック対とを具備し
ており、且つ前記複数の導電性ブロック対の各内周面に
は、前記コイルから軸心方向に離れるにつれてワークに
近づくように傾斜又は段差が付けられていることを特徴
としている。

＜作用＞ 本発明の請求項１に係る焼もどし用コイル体による場
合、高周波電源から高周波電流をコイルに供給すると、
導電性ブロック対にも高周波電流が流れる。この結果、
ワークの周面のうちでも焼もどしすべき領域が一度に高
周波加熱される。このときの導電性ブロック対の電流密
度は、コイルから軸心方向に離れるにつれて小さくなる
ものの、導電性ブロック対の各内周面には、コイルから
軸心方向に離れるにつれてワークに近づくように傾斜又
は段差が付けられているので、ワークの加熱温度分布が
軸心方向に均一なものとなる。

本発明の請求項２に係る焼もどし用コイル体による場合
も上記の場合と同様である。ただ、コイルに複数の円弧
部が設けられているので、外径が異なる複数種のワーク
をコイルを交換することなく対応することができる。

＜実施例＞ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図は本発明を実施した焼もどし用コイル体の一例を示す
縦断側面図、第２図はその正面図である。

ここに示された焼もどし用コイル体は、円柱状のワーク
10の周面11を、軸心方向（ワーク10の周方向と直角の方
向）の一部について焼もどしするのに使用される。この
コイル体は、ワーク10をほぼ全周にわたって包囲する円
弧状のコイル20と、コイル20の軸心方向両端面に接合さ
れた一対の導電性ブロック30、30と、コイル20に導電性
ブロック30、30を固定する複数のクランプ40とを備えて
いる。

コイル20は、高周波焼入用のコイルで、内部が通水路と
された角筒状の導電性金属により構成されている。コイ
ル20の周方向両端部は、外方に延出されて高周波電源50
に接続される。

導電性ブロック30は、コイル20のカーブに沿ってワーク
10をほぼ全周にわたって包囲するほぼ円形の円弧形状と
されている。導電性ブロック30の一方の内縁部には、コ
イル20の外縁部が嵌合される切欠き部31が設けられてい
る。切欠き部31を除いた導電性ブロック30の内周面33
は、コイル20から離れる方向に向かって軸心側へ傾斜し
たテーパ面になっている。従って、導電性ブロック30と
ワーク10の周面11との間隔は、コイル20から離れるほど
小さくなる。導電性ブロック30、30が直接対向する面間
には、円弧状の絶縁板32が介在されている。

クランプ40は、一方の導電性プロック30の端面を押圧す
る第１押圧部材41と、他方の導電性ブロック30の端面を
押圧する第２押圧部材42とを有する。第１押圧部材41の
端部には、内面が角形の筒部43が設けられており、第２
押圧部材42の端部には、ボルト部44が形成されている。
そして、筒部43に第２押圧部材42の端部を通して、ボル
ト部44にナット45をねじ込むことにより、第１押圧部材
41と第２押圧部材42とが相互に引き寄せられて、コイル
20に導電性ブロック30、30が同心状に固定される。この
クランプ40は、例えば導電性ブロック30、30の周方向３
〜５箇所に装着される。

上記焼もどし用コイル体の軸心方向の長さは、焼もどし
すべき周面11の軸心方向の長さに等しくされている。

次に、上記焼もどし用コイル体を用いた焼もどし作業に
ついて説明する。

まず、ワーク10を図示しないワーク取付台に水平に取付
ける。次いで、焼もどし用コイル体におけるコイル20が
ワーク10の中心に一致し、導電性ブロック30、30がワー
ク10の焼もどしすべき周面11を包囲する状態で、ワーク
10に焼もどし用コイル体を外嵌させる。そして、ワーク
10を周方向に回転させながら、高周波電源50よりコイル
20に高周波電流を通じる。

コイル20に供給された高周波電流は、コイル20の軸心方
向両端面に接合された導電性ブロック30、30に分流す
る。その結果、ワーク10の回転とあいまって、ワーク10
の焼もどしすべき周面11が高周波加熱される。このと
き、焼もどし用コイル体は、ワーク10の軸心方向へ移動
しない所謂定置一発加熱により、ワーク10の周面11を高
周波加熱する。また、導電性ブロック30、30における電
流密度は、コイル20から離れるほど小さくなるが、ワー
ク10の周面11と導電性ブロック30、30との間隔は、コイ
ル20から離れたとろほど小さくなっている。従って、ワ
ーク10の焼もどしすべき周面11の加熱温度分布は、軸心
方向に均一なものとなる。そのため、均一な焼もどしが
でき、周面11の隣接する部分に伸びと縮みが生じる事態
が避けられ、焼もどし割れが防止される。

第３図は本発明の別の実施例を示す正面図である。

ここに示された焼もどし用コイル体は、半径R1の円柱状
のワーク10aの周面11aと、半径R2の円柱状のワーク10b
の周面11bとを焼もどしすことができる。

そのコイル20は、半径R1の円柱状のワーク10aの周面11a
をほぼ半周にわたって包囲する円弧部20aと、半径R2の
円柱状のワーク10bの周面11bをほぼ半周にわたって包囲
する円弧部20bとを有する。円弧部20aと円弧部20bとは
直列に連結されて所謂ダルマ型とされている。円弧部20
aの軸心方向両端面には、円弧部20aのカーブに沿って湾
曲した導電性ブロック30aが、クランプ40を用いて結合
されている。円弧部20bの軸心方向両端面には、円弧部2
0bのカーブに沿って湾曲した導電性ブロック30bが、ク
ランプ40を用いて結合されている。

上記焼もどし用コイル体を使用して半径R1の円柱状のワ
ーク10aの周面11aを焼もどしする場合には、コイル20の
円弧部20aの中心がワーク10aの中心に一致するように、
ワーク10aの焼もどしすべき周面11aの外側に焼もどし用
コイル体をセットする。そして、前記同様に、ワーク10
aを周方向に回転させながら、コイル20に高周波電流を
通じる。これにより、半径R1の円柱状のワーク10aの焼
もどしすべき周面11aが、円弧部20aおよび導電性ブロッ
ク30aにより高周波加熱されて焼もどしされる。半径R2
の円柱状のワーク10bの周面11bを焼もどしする場合に
は、円弧部20bおよび導電性ブロック30bを使用して、ワ
ーク10aと同様に周面11bを高周波加熱する。

上記焼もどし用コイル体は、ワーク10a、ワーク10bだけ
でなく、第５図に示すように、半径R1の大径部と半径R2
の小径部とを有するワーク10の各部周面を焼もどしする
こともできる。また、コイル20は、ワーク10a、ワーク1
0bあるいはワーク10の半径R1の大径部、半径R2の小径部
の各高周波焼入に使用することができる。

本発明にかかる焼もどし用コイル体においては、コイル
20の円弧部を３以上とし、各円弧部に導電性ブロック30
を夫々固定して、３種類以上の半径の異なる周面を高周
波加熱する構成とすることもできる。

導電性ブロック30、30の内周面33は、第４図に示すよう
に、コイル20から離れた部分での半径をコイル20に近い
部分での半径よりも小さくした段付形状とすることもで
きる。このような導電性ブロック30、30を使用した場合
にも、ワーク10の周面における軸心方向の温度分布が均
一化される。

クランプ40については、適当な構造のものを導電性ブロ
ック30、30の大きさに合わせて適当数使用することがで
きる。

＜発明の効果＞ 以上、本発明の請求項１に係る焼もどし用コイル体によ
る場合には、ワークの加熱温度分布が軸心方向に均一と
なる構成となっているので、急速加熱による焼もどし割
れが防止され、経済的で高品質な焼もどしを行うことが
可能となる。

本発明の請求項２に係る焼もどし用コイル体による場合
には、ワークの加熱温度分布が軸心方向に均一となるだ
けでなく、外径が異なる複数種のワークをコイルを交換
することなく焼もどしすることができる構成となってい
るので、上記したメリットに加えて、コイル準備の経費
及びコイルの交換に伴うコストを低く抑えることがで
き、コストの面で大きなメリットがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した焼もどし用コイル体の一例を
示す縦断側面図、第２図はその正面図、第３図および第
４図は本発明の他の実施例を示す正面図および縦段側面
図、第５図はワークの形状を示す側面図である。 10……ワーク 11……周面 20……コイル 20a、20b……円弧部 30……導電性ブロック 40……クランプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円柱状又は円筒状ワークの周面を焼きもど
   すに当たり使用される焼もどしコイル体において、前記
   ワークの周面を周方向に囲む環状コイルであり且つ焼も
   どし用の高周波電源に接続されたコイルと、当該コイル
   の軸心方向両端面に夫々接合された一対の円弧状導電体
   であり且つ前記ワークの周面のうちでも焼もどしすべき
   領域を周方向に囲む導電性ブロック対とを具備してお
   り、且つ前記導電性ブロック対の各内周面には、前記コ
   イルから軸心方向に離れるにつれてワークに近づくよう
   に傾斜又は段差が付けられていることを特徴とする焼も
   どしコイル体。
2. 【請求項２】円柱状又は円筒状ワークの周面をワークを
   回転させつつ焼きもどすに当たり使用される焼もどしコ
   イル体において、焼もどし用の高周波電源に接続された
   環状コイルであり且つ外径が異なる複数種のワークに対
   応するべく当該ワークの周面の一部を各々囲む複数の円
   弧部が直列が繋がれてなるコイルと、当該コイルの円弧
   部の軸心方向両側面に夫々接合された一対の円弧状導電
   体から構成されており且つ前記ワークの周面のうちでも
   焼もどしすべき領域を周方向に各々囲む複数の導電性ブ
   ロック対とを具備しており、且つ前記複数の導電性ブロ
   ック対の各内周面には、前記コイルから軸心方向に離れ
   るにつれてワークに近づくように傾斜又は段差が付けら
   れていることを特徴とする焼もどしコイル体。