JPH0739604B2 - 高周波無酸化焼入方法および装置 - Google Patents

高周波無酸化焼入方法および装置

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JPH0739604B2
JPH0739604B2 JP3180162A JP18016291A JPH0739604B2 JP H0739604 B2 JPH0739604 B2 JP H0739604B2 JP 3180162 A JP3180162 A JP 3180162A JP 18016291 A JP18016291 A JP 18016291A JP H0739604 B2 JPH0739604 B2 JP H0739604B2
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cooling liquid
coil
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tank
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日吉 渡邊
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波無酸化焼入方法お
よび装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の高周波無酸化焼入装置において
は、無酸化性または還元性のガスが充満しており、且つ
開放された下部の全周が冷却液中に浸漬しているケーシ
ング内に、下面を支持杆によって支持したワークを冷却
液中から上昇させ、ケーシング内冷却液面上方に設けた
高周波加熱コイルによってワークを加熱後、支持杆を降
下させてワークを冷却液中に浸漬し、且つ、冷却液中に
設けたジャケットから冷却液をワークに噴射することに
よってワークを冷却し焼入を行っている。ワークの焼入
が終了すると、支持杆をケーシングの下部から外れた所
まで水平移動後、支持杆を上昇させてワークを冷却液面
上に出してからワークを取り外す。なお、上記焼入期間
中においては、しばしば、ワークを均一に加熱し、且
つ、急速に冷却するために、支持杆をその軸方向を中心
として回転してワークを回転させるのが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな装置においては、ワークの加熱位置と冷却位置とが
異なるので、ワークをこれら位置間で移動させる装置が
必要であるのみならず、ワークに冷却液を噴射するジャ
ケットを冷却液中に設けねばならないこと、また、ワー
クを回転させる装置を設けることが多いから、焼入装置
としての構造が複雑になる。
【0004】そして、凹凸のある被焼入面、例えば、平
歯車の加熱された歯面を冷却する場合に平歯車を回転さ
せると、回転方向側の歯面が反回転方向側の歯面より多
く冷却される結果、前者の歯面がふくれる傾向があるの
で、冷却時には回転させないことが好ましい。しかし、
回転させないと、冷却時間が多くかかるので、なるべく
短い時間で冷却するために、冷却液の噴射または攪拌を
行うこととなり、どうしも冷却液中にジャケットや攪拌
装置を設ける必要があり、やはり焼入装置が複雑とな
る。
【0005】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、ワークを加熱位置と冷却位置間で移動させる
装置や冷却液を噴射または攪拌する装置を必要とせず、
従って、構造が簡単で、しかも被焼入面の凹凸の有無に
かかわらず、被焼入面を均一に冷却して所望の硬化層を
形成することができる高周波無酸化焼入方法および装置
を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項1記載の高周波無酸化焼入方法は、無酸化性
または還元性ガスが充満したケーシング内において、環
状の高周波加熱コイルの下方に、冷却液を収容した冷却
液タンクを前記コイルに接近配設後、前記コイルによっ
て前記コイル内に配設したワークの被焼入面を加熱し、
次いで、冷却液タンク内に冷却液を送り込んで冷却液を
前記コイルと被焼入面間に上昇通過させてワークを冷却
する。
【0007】また、上記問題を解決するために、請求項
2記載の高周波無酸化焼入装置は、水平に配設した環状
の高周波加熱コイルによって、このコイル内に配設した
ワークのこのコイルに対向した被焼入面を加熱後冷却液
に浸漬する高周波無酸化焼入装置において、前記コイル
の下部に前記コイルの全周にわたって設けた環状の遮液
板と、前記コイルの下方に設けられ、遮液板の形状にほ
ぼ対応した形状の囲壁を有する上端開放の第1冷却液タ
ンクと、第1冷却液タンクを内部に収容した上端開放の
第2冷却液タンクと、第1および第2冷却液タンクより
高所に設けた第3冷却液タンクと、第1および第3冷却
液タンクを接続する第1配管と、第1および第3冷却液
タンクを接続し第1配管より大径の第2配管と、第2配
管に設けたバルブと、第2および第3冷却液タンクを接
続する第3配管と、第3配管に設けられ第2冷却液タン
クに溜まった冷却液を第3冷却液タンクに移送するポン
プと、前記コイルを昇降させる昇降装置とを備え、且
つ、前記遮液板と前記囲壁との間に若干の空隙を設けて
あると共に、少なくとも前記ワーク、コイル、遮液板、
第1および第2冷却液タンクが、無酸化性または還元性
ガスが充満したケーシング内に設けられている。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1と2は本発明の高周波無酸化焼入方法を実
現することができる高周波無酸化焼入装置の説明図であ
って、図1はワークの冷却時の説明図、図2はワークの
加熱時の説明図である。
【0009】図1および2に示すように、本実施例は、
無酸化性または還元性ガスG が充満したケーシング100
内で水平に配設した環状の高周波加熱コイル(以下高周
波加熱コイルを単に加熱コイルという)40 によって加熱
コイル40内に水平に支持した平歯車90の歯面91を加熱
し、次いで冷却液L に浸漬する高周波無酸化焼入装置
(以下単に焼入装置という) である。
【0010】本実施例の焼入装置は、無酸化性または還
元性ガスG を発生するガス発生装置101 と、このガス発
生装置101 が発生した無酸化性または還元性ガスG が供
給されるケーシング100 と、水平に配設された環状の加
熱コイル40と、加熱コイル40を昇降させる図示しない加
熱コイル昇降装置と、加熱コイル40の下部に全周にわた
って取り付けた設けた環状の遮液板41と、加熱コイル40
の下方に設けられ、遮液板41の形状にほぼ対応した形状
の囲壁を有する上端開放の冷却液タンク10(第1冷却液
タンク) と、冷却液タンク10を内部に収容した上端開放
の冷却液タンク20(第2冷却液タンク) と、冷却液タン
ク10、20より高所に設けた冷却液タンク30(第3冷却液
タンク) とを備えている。なお、ケーシング100 内に
は、上記加熱コイル40、加熱コイル昇降装置、遮液板4
1、冷却液タンク10および20が設けられている。
【0011】また、本実施例の焼入装置は、冷却液タン
ク10と30を接続する配管31(第1配管) と、冷却液タン
ク10と30を接続し配管31より大径の配管32(第2配管)
と、配管31の途中に設けたバルブ33と、配管32の途中に
設けたバルブ34と、冷却液タンク10と30を接続する配管
22と、配管22に設けられ冷却液タンク20に溜まった冷却
液L を冷却液タンク30に移送するポンプ21とを備えてい
る。
【0012】そして、遮液板41と冷却液タンク10との間
には若干の間隙h が設けられている。H は加熱コイル40
と平歯車90の歯面91との間の間隙であり、103 はケーシ
ング100 の上部に設けた無酸化性または還元性ガスG の
排出孔である。なお、104 は、ケーシング100 内へ平歯
車90を搬入し、また搬出するときに開くシャッタであ
る。
【0013】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
前記加熱コイル昇降装置によって、加熱コイル40を上昇
させてから、シャッタ104 を開き、手作業或いは図示し
ないマニピュレータで平歯車90をケーシング100 内に搬
入し、図示しないワーク支持杆の上に載置する。このワ
ーク支持杆は、例えば冷却液タンク10の底面に固定して
突出形成したものである。
【0014】次いで、シャッタ104 を閉じ、ガス発生装
置101 から無酸化性または還元性ガスG をケーシング10
0 内に送出してケーシング100 内に充満させる。バルブ
33を開くと、冷却液タンク30内の冷却液L は配管41を経
て冷却液タンク10内に入り、冷却液タンク10内に充満し
た後、図2に示すように、遮液板41と冷却液タンク10の
囲壁11の間隙h から冷却液タンク20に溢れ落ちる。
【0015】次に、図示しない前記加熱コイル昇降装置
によって加熱コイル40を降下させて、平歯車90の歯面91
を取り囲むように加熱コイル40を配設後、加熱コイル40
に所定時間高周波電流を通電して平歯車90を加熱する。
この後、バルブ34を開くと、配管32の径が配管33の径よ
り大きいから、冷却液タンク30内の冷却液L は、急速に
冷却液タンク10内に送り込まれるので、冷却液タンク10
内の冷却液L の液面は、図2に示すように、速やかに上
昇して遮液板41より高くなり、加熱コイル40と平歯車90
の歯面91との間隙H 中に上昇して通過後、上方へ溢れ出
し、溢れた冷却液L は加熱コイル40を越えてから落下し
て冷却液タンク20内に溜まる。
【0016】この際、加熱コイル40と平歯車90の歯面91
の間隙H を下から上へ通り過ぎる冷却液L によって歯面
91が冷却されて焼入される。歯面91に接触する冷却液L
は乱流であるから、歯面91の各部に均一に当たるので、
歯面91の各部は均一に冷却されて歯面91全体にわたって
均一な硬化層が形成される。バルブ34を開いてから、所
定時間経過後、即ち平歯車90の歯面91が十分に冷却され
て焼入が終了したときに、バルブ34を閉じると、冷却液
タンク10への冷却液L の供給が停止される。
【0017】次いで、図示しない加熱コイル昇降装置に
よって加熱コイル40と遮液板41とを上昇させると、加熱
コイル40と遮液板41内に溢れていた冷却液L が冷却液タ
ンク20内へ落下し、落下して底部に溜まった冷却液L
は、ポンプ21によって配管22を経て冷却液タンク30に送
られる。
【0018】次いで、シャッタ104 を開いて平歯車90を
手作業或いは図示しないマニピュレータによってケーシ
ング100 外へ搬出する。バルブ33は開いたままにしてお
く。そして、次の平歯車90をケーシング100 内に搬入
後、シャッタ104 を閉じ、ガス発生装置101 から無酸化
性または還元性ガスG を供給してケーシング100内に充
満させてから、初めの平歯車90と同様な要領で焼入を行
う。
【0019】上記実施例では、ワークとして平歯車を採
り上げ、被焼入面として平歯車の歯面を焼入する場合を
説明したが、ワークとして平歯車にこだわるものではな
く、環状の加熱コイル10で加熱することができるワーク
であればよい。また、上記実施例において、ケーシング
100 内に加熱コイル40、加熱コイル昇降装置、遮液板4
1、第1および第2冷却液タンクを設けた場合を説明し
たが、これら以外に、第3冷却液タンク、ポンプ21、配
管22、31、32の全て、または一部を設けることもでき
る。なお、加熱コイル昇降装置をケーシング100 外に設
け、例えば、一端が加熱コイル40に他端が加熱コイル昇
降装置にそれぞれ連結されケーシング100 をガス密で摺
動自在に貫通したロッドによって加熱コイル40を昇降さ
せることも可能である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高周波無
酸化焼入方法および装置は、無酸化性または還元性ガス
が充満したケーシング内において、環状の加熱コイルの
下方に、冷却液を収容した冷却液タンクを前記コイルに
接近配設後、加熱コイルによって加熱コイル内に配設し
たワークの被焼入面を加熱し、次いで、冷却液タンク内
に冷却液を送り込んで冷却液を加熱コイルと被焼入面間
に上昇通過させてワークを冷却して焼入する。
【0021】従って、本発明の方法および装置によれ
ば、ワークを加熱位置と冷却位置間で移動させる装置や
冷却液を噴射または攪拌する装置を必要とせず、従っ
て、構造が簡単で、しかも被焼入面の凹凸の有無にかか
わらず、被焼入面を均一に冷却して被焼入面に均一な硬
化層を形成することができる。更に、本発明の方法およ
び装置においては、ワークを加熱後冷却位置まで移動さ
せないので、往々移動させることによって生じたケーシ
ング内への外気の巻き込みを防止することができるし、
また、冷却液タンク内に冷却液を送り込む速度を速くし
て、加熱後冷却までの時間を短縮することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の高周波無酸化焼入方法を実
現することができる焼入装置の説明図であって、ワーク
の冷却時を示す。
【図2】本発明の一実施例の高周波無酸化焼入方法を実
現することができる焼入装置の説明図であって、ワーク
の加熱時を示す。
【符号の説明】
10、20、30 冷却液タンク 11 囲壁 21 ポンプ 22、31、32 配管 33、34 バルブ 40 加熱コイル 41 遮液板 90 平歯車 91 歯面 100 ケーシング H 、h 間隙 G 無酸化性または還元性ガス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無酸化性または還元性ガスが充満したケ
    ーシング内において、環状の高周波加熱コイルの下方
    に、冷却液を収容した冷却液タンクを前記コイルに接近
    配設後、前記コイルによって前記コイル内に配設したワ
    ークの被焼入面を加熱し、次いで、冷却液タンク内に冷
    却液を送り込んで冷却液を前記コイルと被焼入面間に上
    昇通過させて被焼入面を冷却することを特徴とする高周
    波無酸化焼入方法。
  2. 【請求項2】 水平に配設した環状の高周波加熱コイル
    によって、このコイル内に配設したワークのこのコイル
    に対向した被焼入面を加熱後冷却液に浸漬する高周波無
    酸化焼入装置において、前記コイルの下部に前記コイル
    の全周にわたって設けた環状の遮液板と、前記コイルの
    下方に設けられ、遮液板の形状にほぼ対応した形状の囲
    壁を有する上端開放の第1冷却液タンクと、第1冷却液
    タンクを内部に収容した上端開放の第2冷却液タンク
    と、第1および第2冷却液タンクより高所に設けた第3
    冷却液タンクと、第1および第3冷却液タンクを接続す
    る第1配管と、第1および第3冷却液タンクを接続し第
    1配管より大径の第2配管と、第2配管に設けたバルブ
    と、第2および第3冷却液タンクを接続する第3配管
    と、第3配管に設けられ第2冷却液タンクに溜まった冷
    却液を第3冷却液タンクに移送するポンプと、前記コイ
    ルを昇降させる昇降装置とを備え、且つ、前記遮液板と
    前記囲壁との間に若干の空隙を設けてあると共に、少な
    くとも前記ワーク、コイル、遮液板、第1および第2冷
    却液タンクが、無酸化性または還元性ガスが充満したケ
    ーシング内に設けられていることを特徴とする高周波無
    酸化焼入装置。
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