JPH0744752U - 高周波焼入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波加熱された軸状のワーク９０に冷却液
を噴射し、その後ワーク９０を浸漬液Ｗにより冷却する
２段冷却の高周波焼入において、作業能率を高める。浸
漬液タンク３０の大型化を回避する。液噴射時間および
液浸漬時間を正確に管理し、焼入品質を高める。 【構成】 高周波加熱冷却装置１０内の加熱位置におい
てワーク９０を高周波加熱した後、ジャケット１５，１
５により加熱位置でワーク９０に冷却液を噴射する。冷
却液を噴射した後、ワーク９０を浸漬液タンク３０内に
移送して浸漬液Ｗにより冷却する。浸漬液タンク３０内
でワーク９０を浸漬液Ｗにより冷却する間、加熱位置に
おいて次のワーク９０の高周波加熱および液噴射による
冷却を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は軸状ワークの高周波焼入装置、特に、高周波加熱後のワークに冷却液 を噴射した後、そのワークを更に冷却液に浸漬する２段冷却方式の高周波焼入装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動車に用いられるドライブシャフトのような軸状のワークを焼入する 場合、通常は高周波加熱後のワークに冷却液を噴射してワークを急冷することに より、ワークの表面に硬化層が形成される。しかし、ワークの冷却温度は通常４ ０〜１００℃と低く、冷却液の噴射だけでは冷却時間が長くなり、サイクルタイ ムの延長を招く。前記ドライブシャフトの場合、冷却液の噴射時間は例えば１２ 秒である。また、焼入温度に加熱されたワークがこのような低温になるまで、冷 却液を噴射し続けると、ワークに焼き割れを生じることがある。

【０００３】 このような問題を解決するために、高周波加熱後のワークに冷却液を噴射した 後、そのワークを更に冷却液に浸漬する２段冷却方式の高周波焼入法が提案され ている。例えば特開昭５７−４３９２７号公報には、複数個のワークを次々と焼 入する場合に、加熱後のワークをシュートにより浸漬液タンクに投入すると共に 、シュート上をワークが自重で降下する過程で冷却液の噴射を行う方法が示され ている。また、実願昭６１−４９１４号（実開昭６２−１１８１６０号）のマイ クロフィルムには、定位置で軸状ワークを軸方向に移動させながら加熱、液噴射 、液浸漬を順次行う方法が示されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前者の焼入法は、冷却液の噴射時間および冷却液への浸漬時間 を厳密に管理することができない。また、浸漬液タンク内をワークが移動するこ とで液浸漬時間を確保するため、液浸漬時間を長くする場合はタンク長が長くな るという問題を生じる。

【０００５】 一方、後者の焼入法は液噴射時間および液浸漬時間の管理が可能であるが、液 浸漬時間を長くする場合にタンクが大型化する問題は解決できない。その上、液 浸漬を行っている間に加熱、液噴射を行うことができないので、本質的に能率が 低い。また、加熱および液噴射と液浸漬とで独立に時間管理をできないので、焼 入品質の低下を引き起こす危険がある。更にまた、この種の焼入では加熱および 液噴射に要する時間より、液浸漬に要する時間の方が長いのが通例であるが、後 者の焼入法はこの時間差を吸収できないために、能率が一層低い。

【０００６】 本考案はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、２段冷却方式の高周波焼 入において冷却液の噴射時間および冷却液への浸漬時間を厳密に管理することが でき、しかも浸漬液タンクの大型を回避し、更には能率も高い高周波焼入装置を 提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の高周波焼入装置は、複数個の軸状 のワークを次々と連続的に高周波焼入する高周波焼入装置であって、前記ワーク を水平にして加熱位置へ順番に搬入するワーク供給手段と、前記加熱位置におい てワークを水平に支持するワーク支持装置と、前記加熱位置とその上方との間を 昇降移動し、加熱位置に水平に支持されたワークに上方から載置されてそのワー クを高周波加熱する鞍型の高周波加熱コイルと、前記加熱位置の両側に対向配置 されて加熱後のワークに冷却液を噴射する冷却液噴射ジャケットと、冷却液が噴 射された後のワークを冷却する浸漬液を収容する浸漬液タンクと、前記ワーク支 持装置から冷却液噴射後のワークを受け取り、且つそのワークを前記浸漬液タン ク内へ移送するワーク移送装置と、前記浸漬液タンクに装備されてタンク内のワ ークを押し上げるワーク上昇装置と、ワーク上昇装置で押し上げられたワークを 搬出するワーク搬出装置とを具備する。

【０００８】 請求項２に記載の高周波焼入装置は、請求項１に記載の高周波焼入装置におい て、２位置の間を切り換え移動する２台の浸漬液タンクを設け、加熱位置におい て冷却液を噴射した後のワークを、前記２位置のうちの一方に停止する浸漬液タ ンク内へ移送するものである。

【０００９】 請求項３に記載の高周波焼入装置は、請求項１に記載の高周波焼入装置におい て、ワーク支持装置から冷却液噴射後のワークを受け取り、且つそのワークを前 記浸漬液タンク内へ移送するワーク移送装置、浸漬液タンクに装備されてタンク 内のワークを押し上げるワーク上昇装置、およびワーク上昇装置で押し上げられ てタンク外へ排出されたワークを搬出するワーク搬出装置を、いずれも傾斜面を 用いてワークを自重転動させるシュート式としたものである。

【００１０】 請求項４に記載の高周波焼入装置は、請求項１に記載の高周波焼入装置におい て、２位置の間を切り換え移動する２台の浸漬液タンクを設け、加熱位置におい て冷却液を噴射した後のワークを、前記２位置のうちの一方に停止する浸漬液タ ンク内へ移送すると共に、ワーク支持装置から冷却液噴射後のワークを受け取り 、且つそのワークを前記浸漬液タンク内へ移送するワーク移送装置、浸漬液タン クに装備されてタンク内のワークを押し上げるワーク上昇装置、およびワーク上 昇装置で押し上げられてタンク外へ排出されたワークを搬出するワーク搬出装置 を、いずれも傾斜面を用いてワークを自重転動させるシュート式としたものであ る。

【００１１】

【作用】

請求項１に記載の高周波焼入装置においては、軸状のワークが加熱位置に搬入 され支持されると、そのワークが、上方から降下した鞍型の高周波加熱コイルに より加熱される。加熱が終わると、高周波加熱コイルが上昇し、両側のジャケッ トからワークに冷却液が噴射される。冷却液の噴射が終わると、液噴射を受けた ワークが浸漬液タンクに移送され、浸漬液による第２の冷却を受ける。浸漬液に よる冷却を終えたワークはタンク外へ排出され搬出される。つまり、本考案の高 周波加熱装置は、第１の定位置で加熱および液噴射を行い、第２の定位置で液浸 漬を行う。

【００１２】 請求項２および４に記載の高周波焼入装置においては、冷却液の噴射を終えた ワークが一方の浸漬液タンク内で冷却を受けている間、冷却液の噴射を終えた次 のワークが他方の浸漬液タンク内に移送される。

【００１３】 請求項３および４に記載の高周波焼入装置においては、加熱を終えたワークが 自重による転動で浸漬液タンクに移送され、更に浸漬液タンク内で冷却を終えた ワークが、自重による転動で浸漬液タンクから自動排出され、引き続き自重によ る転動で高周波焼入装置の外へ搬出される。

【００１４】

【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〜図４は本考案の１実 施例を示す高周波焼入装置の正面図であり、図１はワークの加熱中、図２はワー クに冷却液を噴射している状態、図３はワーク移送装置がワークを支持した状態 、図４はワークが浸漬液中で冷却されている状態をそれぞれ示す。また、図５は 同高周波焼入装置の側面図である。

【００１５】 図１に示すように、本実施例の高周波焼入装置は、高周波加熱冷却装置１０、 ワーク移送装置２０、浸漬液タンク３０、ワーク上昇装置４０、ワーク搬出装置 ５０およびワーク供給装置６０とを具備している。そして、本実施例で焼入する ワークは、図５に示すように、軸状のワーク９０である。

【００１６】 高周波加熱冷却装置１０は、高周波加熱コイル体１４と、ワーク９０に冷却液 を噴射する１対の対向して配置されたジャケット１５とを具備している。高周波 加熱コイル体１４は、ワーク９０の周面を加熱する鞍型の高周波加熱コイル体１ １（図中ではこのコイルのワークに対向する平行な部分のみを示している）と、 この高周波加熱コイル体１１を支持するコイル支持装置１２とを備えている。な お、高周波加熱コイル体１４を昇降させるシリンダ１３が、高周波加熱コイル体 １４の上部に設けられている。

【００１７】 浸漬液タンク３０は、高周波加熱冷却装置１０の下方に、側方へ偏位して設置 されている。浸漬液タンク３０には、ワーク９０を冷却するための浸漬液Ｗ（通 常は湯）が収容されている。

【００１８】 ワーク上昇装置４０は、浸漬液タンク３０に付設されている。このワーク上昇 装置４０は、所定間隔で浸漬液タンク３０内に平行配置されそれぞれの上面が外 側へ下降傾斜した一対のワーク支持部材４１と、一対のワーク支持部材４１を支 持連結する水平部材４１１と、浸漬液タンク３０の下方に立設されたシリンダ４ ２と、シリンダ４２から上方に延出し浸漬液タンク３０の底部を移動自在に且つ 水密に貫通して上端に前記水平部材４１１を支持するピストンロッド４１２とを 備えている。

【００１９】 ワーク移送装置２０は、高周波加熱冷却装置１０において冷却液ｌを噴射した 後のワーク９０を浸漬液タンク３０に転送するもので、高周波加熱冷却装置１０ の下方に、浸漬液タンク３０の内側に位置して配置されている。この浸漬液タン ク３０は、所定の間隔で平行配置されそれぞれの上面が外側（浸漬液タンク３０ の側）へ下降傾斜した一対のワーク支持部材２１と、一対のワーク支持部材２１ を支持連結する水平部材２１１と、ワーク支持部材２１を昇降させるべくピスト ンロッドの先端を水平部材２１１の下面に連結したシリンダ２２とを備えている 。

【００２０】 ワーク搬出装置５０は、浸漬液タンク３０で冷却された後のワーク９０を高周 波焼入装置から搬出するものであって、浸漬液タンク３０の外側に配置されてい る。このワーク搬出装置５０は、所定の間隔で平行配置されそれぞれの上面が外 側へ下降傾斜した一対のワーク支持部材５１を備えている。前記ワーク移送装置 ２０のワーク支持部材２１が上昇したとき、ワーク支持部材２１は浸漬液タンク ３０の上方に位置し、この状態でワーク支持部材５１の上面はワーク支持部材２ １の上面と繋がって、連続した下降傾斜面を形成する。

【００２１】 ワーク供給装置６０は、ワーク９０を加熱位置に搬入するものであって、高周 波加熱冷却装置１０の下方に、浸漬液タンク３０とは反対側に偏位して配置され ている。このワーク供給装置６０は、所定の間隔で平行配置されそれぞれがレ字 状をした一対のワーク支持部材６１と、ワーク支持部材６１を支持連結する平板 状の部材６１１と、ワーク支持部材６１を加熱位置に対して前進後退させるべく 傾斜配置されると共にピストンロッドの先端を部材６１１の下面に連結したシリ ンダ６２とを備えている。

【００２２】 なお、前記ワーク支持部材２１、４１、５１および６１のそれぞれの間隔は、 ワーク９０を支持するのに適した寸法としてある。

【００２３】 また図５に示すように、ワーク９０を加熱位置に保持するために、ワーク９０ の両端面の中心を支持する１対のセンターピン７１が設けられており、これらセ ンターピン７１は、それぞれセンターピン７１の前進後退装置を含むセンターピ ン制御装置７０に取り付けられている。

【００２４】 次に本実施例の高周波焼入装置の動作について説明する。

【００２５】 ワーク搬出装置６０のワーク支持部材６１にワーク９０を載置し、シリンダ６ ２を動作させてワーク９０を加熱位置に搬入後、センターピン制御装置７０によ ってセンターピン７１が前進してワーク９０の両端面を支持する。次いで、シリ ンダ１３を動作させて高周波加熱コイル体１４を降下させ、高周波加熱コイル１ １がワーク９０の表面に接近配置されたときに、高周波加熱コイル１１に図示し ない高周波電源から高周波電流を所定時間通電する。そうすると、ワーク９０に 生じる誘導電流によってワーク９０の周面が加熱される（図１）。

【００２６】 高周波電流の通電終了後、シリンダ１３を動作させて高周波加熱コイル体１４ を上昇させてから、ジャケット１５より冷却液ｌをワーク９０に所定時間噴射す る（図２）。

【００２７】 この噴射が終了する頃、ワーク移送装置２０のシリンダ２２を動作させてワー ク支持部材２１を、ワーク支持部材２１の上面がワーク９０に接触する程度上昇 させてから、センターピン制御装置７０によってセンターピン７１を後退させる （図３）。

【００２８】 そうすると、ワーク９０はワーク移送装置２０のワーク支持部材２１の上面に 沿って転がりながら降下してゆき、浸漬液タンク３０内に落下する。このとき、 ワーク搬入装置６０は次のワーク９０を加熱位置に搬入しており、ワーク９０が 浸漬液Ｗで冷却されている間に、次の高周波加熱が開始されている（図４）。

【００２９】 ワーク９０が浸漬液タンク３０内に落下してから所定時間経過後、ワーク上昇 装置４０のシリンダ４２を動作させてワーク支持部材４１を上昇させる。そうす ると、浸漬液タンク３０内のワーク９０は浸漬液Ｗの液面から出て、ワーク搬出 装置５０のワーク支持部材５１上に移り、そのワーク支持部材５１上を転がりな がら降下して高周波焼入装置外の所定位置に到着する。

【００３０】 このように、本実施例の高周波焼入装置においては、加熱位置でワーク９０の 加熱から冷却液ｌの噴出までを行い、その後、ワーク９０を浸漬液タンク３０内 に移してその浸漬液タンク３０内で決められた時間の冷却を行うので、液噴射時 間および液浸漬時間を正確に管理することができる。浸漬液タンク３０内にワー ク９０を静置するので、液浸漬時間を長くする場合も浸漬液タンク３０を大型化 する必要がない。浸漬液タンク３０内で液浸漬を行っている間に、高周波加熱冷 却装置１０内の加熱位置で加熱、液噴射を行うので、本質的に能率が高い。ワー ク移送装置２０、ワーク上昇装置４０およびワーク搬出装置５０を、いずれもシ ュート式としたので、構成が簡単である。

【００３１】 本実施例の高周波焼入装置における各工程の時間は、例えば加熱時間が６秒、 噴射冷却時間が８秒、浸漬冷却時間が２０秒である。

【００３２】 この例に見るように、液噴射と液浸漬とを組み合わせた冷却では、通常、加熱 時間と液噴射時間との合計時間よりも、液浸漬時間の方が長いので、浸漬液タン ク３０内でワーク９０が冷却されているときに、次のワーク９０が浸漬液タンク ３０内に落下してくることを防止する必要があり、ここに待ち時間が生じる。こ のため、浸漬液タンク３０と、浸漬液タンク３０に装備されるワーク上昇装置４ ０とを２台ずつ設けておき、ワーク９０がワーク搬出装置５０に移るごとに、例 えば、ワーク上昇装置４０のシリンダ４２を支持する図示しない上昇装置移動機 構により、２台の浸漬液タンク３０を交互に切り換え移動する。そうすることに より、加熱および液噴射に要する時間と液浸漬に要する時間との時間差を吸収で き、能率が一層向上する。

【００３３】

【考案の効果】

以上に説明した通り、請求項１に記載の高周波焼入装置は、冷却液の噴射によ る冷却後、浸漬液により冷却を行うので、液噴射のみを行う装置に比して高周波 焼入作業のサイクルタイムを短くし、且つ焼入されたワークに焼き割れが生じる のを防ぐことができるのみならず、定位置でワークの加熱から冷却液の噴出まで を行い、その後、浸漬液タンク内で決められた時間の冷却を行うので、液噴射時 間および液浸漬時間を正確に管理することができる。また、浸漬液タンク内にワ ークを静置するので、液浸漬時間を長くする場合も浸漬液タンクを大型化する必 要がない。更に、浸漬液タンク内で液浸漬を行っている間に、加熱位置で加熱、 液噴射を行うので、能率も高い。

【００３４】 請求項２に記載の高周波焼入装置は、２位置の間を切り換え移動する２台の浸 漬液タンクを設け、加熱位置において冷却液を噴射した後のワークを、前記２位 置のうちの一方に停止する浸漬液タンク内へ移送するので、加熱および液噴射に 要する時間と液浸漬に要する時間との時間差を吸収でき、能率が一層高い。

【００３５】 請求項３に記載の高周波焼入装置は、ワーク支持装置から冷却液噴射後のワー クを受け取り、且つそのワークを前記浸漬液タンク内へ移送するワーク移送装置 、浸漬液タンクに装備されてタンク内のワークを押し上げるワーク上昇装置、お よびワーク上昇装置で押し上げられてタンク外へ排出されたワークを搬出するワ ーク搬出装置を、いずれも傾斜面を用いてワークを自重転動させるシュート式と したので、構成が簡単である。

【００３６】 請求項４に記載の高周波焼入装置は、２位置の間を切り換え移動する２台の浸 漬液タンクを設け、加熱位置において冷却液を噴射した後のワークを、前記２位 置のうちの一方に停止する浸漬液タンク内へ移送するので、加熱および液噴射に 要する時間と液浸漬に要する時間との時間差を吸収でき、能率が一層高い。更に 、ワーク支持装置から冷却液噴射後のワークを受け取り、且つそのワークを前記 浸漬液タンク内へ移送するワーク移送装置、浸漬液タンクに装備されてタンク内 のワークを押し上げるワーク上昇装置、およびワーク上昇装置で押し上げられて タンク外へ排出されたワークを搬出するワーク搬出装置を、いずれも傾斜面を用 いてワークを自重転動させるシュート式としたので、構成が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示す高周波焼入装置の正面
図であり、ワークの加熱中を示す。

【図２】本考案の１実施例を示す高周波焼入装置の正面
図であり、ワークに冷却液を噴射している状態を示す。

【図３】本考案の１実施例を示す高周波焼入装置の正面
図であり、ワーク移送装置がワークを支持した状態を示
す。

【図４】本考案の１実施例を示す高周波焼入装置の正面
図であり、ワークが浸漬液中で冷却されている状態を示
す。

【図５】同高周波焼入装置の側面図である。

【符号の説明】

１０ 高周波加熱冷却装置 １１ 高周波加熱コイル １５ ジャケット ２０ ワーク移送装置 ３０ 浸漬液タンク ４０ ワーク上昇装置 ５０ ワーク搬出装置 ９０ ワーク ｌ 冷却液 Ｗ 浸漬液

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の軸状のワークを次々と連続的に
   高周波焼入する高周波焼入装置であって、前記ワークを
   水平にして加熱位置へ順番に搬入するワーク供給手段
   と、前記加熱位置においてワークを水平に支持するワー
   ク支持装置と、前記加熱位置とその上方との間を昇降移
   動し、加熱位置に水平に支持されたワークに上方から載
   置されてそのワークを高周波加熱する鞍型の高周波加熱
   コイルと、前記加熱位置の両側に対向配置されて加熱後
   のワークに冷却液を噴射する冷却液噴射ジャケットと、
   冷却液が噴射された後のワークを冷却する浸漬液を収容
   する浸漬液タンクと、前記ワーク支持装置から冷却液噴
   射後のワークを受け取り、且つそのワークを前記浸漬液
   タンク内へ移送するワーク移送装置と、前記浸漬液タン
   クに装備されてタンク内のワークを押し上げるワーク上
   昇装置と、ワーク上昇装置で押し上げられたワークを搬
   出するワーク搬出装置とを具備することを特徴とする高
   周波焼入装置。
2. 【請求項２】 複数個の軸状のワークを次々と連続的に
   高周波焼入する高周波焼入装置であって、前記ワークを
   水平にして加熱位置へ順番に搬入するワーク供給手段
   と、前記加熱位置においてワークを水平に支持するワー
   ク支持装置と、前記加熱位置とその上方との間を昇降移
   動し、加熱位置に水平に支持されたワークに上方から載
   置されてそのワークを高周波加熱する鞍型の高周波加熱
   コイルと、前記加熱位置の両側に対向配置されて加熱後
   のワークに冷却液を噴射する冷却液噴射ジャケットと、
   冷却液が噴射された後のワークを冷却する浸漬液をそれ
   ぞれ収容し、且つそれぞれが２位置の間を切り換え移動
   する２台の浸漬液タンクと、前記ワーク支持装置から冷
   却液噴射後のワークを受け取り、且つそのワークを、前
   記２位置のうちの一方に停止する浸漬液タンク内へ移送
   するワーク移送装置と、前記浸漬液タンクに装備されて
   タンク内のワークを押し上げるワーク上昇装置と、ワー
   ク上昇装置で押し上げられたワークを搬出するワーク搬
   出装置とを具備することを特徴とする高周波焼入装置。
3. 【請求項３】 複数個の軸状のワークを次々と連続的に
   高周波焼入する高周波焼入装置であって、前記ワークを
   水平にして加熱位置へ順番に搬入するワーク供給手段
   と、前記加熱位置においてワークを水平に支持するワー
   ク支持装置と、前記加熱位置とその上方との間を昇降移
   動し、加熱位置に水平に支持されたワークに上方から載
   置されてそのワークを高周波加熱する鞍型の高周波加熱
   コイルと、前記加熱位置の両側に対向配置されて加熱後
   のワークに冷却液を噴射する冷却液噴射ジャケットと、
   冷却液が噴射された後のワークを冷却する浸漬液を収容
   する浸漬液タンクと、前記加熱位置の下方からその側方
   に位置する浸漬液タンクへかけて上面が下降傾斜した昇
   降式のワーク支持部材を有し、該ワーク支持部材が上昇
   した状態でワーク支持装置から冷却液噴射後のワークを
   受け取り、且つそのワークを前記浸漬液タンク内へ自重
   により転動移送するシュート式のワーク移送装置と、前
   記浸漬液タンクに装備されてタンク内のワークを傾斜し
   た上面により押し上げてタンク外へ自重により転動排出
   するシュート式のワーク上昇装置と、ワーク上昇装置で
   押し上げられてタンク外へ排出されたワークを自重によ
   り転動搬出するシュート式のワーク搬出装置とを具備す
   ることを特徴とする高周波焼入装置。
4. 【請求項４】 複数個の軸状のワークを次々と連続的に
   高周波焼入する高周波焼入装置であって、前記ワークを
   水平にして加熱位置へ順番に搬入するワーク供給手段
   と、前記加熱位置においてワークを水平に支持するワー
   ク支持装置と、前記加熱位置とその上方との間を昇降移
   動し、加熱位置に水平に支持されたワークに上方から載
   置されてそのワークを高周波加熱する鞍型の高周波加熱
   コイルと、前記加熱位置の両側に対向配置されて加熱後
   のワークに冷却液を噴射する冷却液噴射ジャケットと、
   冷却液が噴射された後のワークを冷却する浸漬液をそれ
   ぞれ収容し、且つそれぞれが２位置の間を切り換え移動
   する２台の浸漬液タンクと、前記加熱位置の下方からそ
   の側方に存在する前記２位置のうちの一方にかけて上面
   が下降傾斜した昇降式のワーク支持部材を有し、該ワー
   ク支持部材が上昇した状態でワーク支持装置から冷却液
   噴射後のワークを受け取り、且つそのワークを前記２位
   置のうちの一方に停止する浸漬液タンク内へ自重により
   転動移送するシュート式のワーク移送装置と、前記浸漬
   液タンクに装備されてタンク内のワークを傾斜した上面
   により押し上げてタンク外へ自重により転動排出するシ
   ュート式のワーク上昇装置と、ワーク上昇装置で押し上
   げられてタンク外へ排出されたワークを自重により転動
   搬出するシュート式のワーク搬出装置とを具備すること
   を特徴とする高周波焼入装置。