JPH10204537A - 高周波焼入装置 - Google Patents
高周波焼入装置Info
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- JPH10204537A JPH10204537A JP9005282A JP528297A JPH10204537A JP H10204537 A JPH10204537 A JP H10204537A JP 9005282 A JP9005282 A JP 9005282A JP 528297 A JP528297 A JP 528297A JP H10204537 A JPH10204537 A JP H10204537A
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- surface layer
- induction
- heating coil
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- General Induction Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】金属部品の中空部に形成された円周方向に延び
る溝の壁面層を高周波焼入れするに際し、この壁面層を
焼入れ温度に加熱するための時間が短くて済み、しか
も、中空部が狭い金属部品にも容易に適用できて充分な
冷却能力をもつ高周波焼入装置を提供する。 【解決手段】円弧部２８を壁面層１４ａに一様に近付け
たままの状態で、金属部品１０を矢印Ｂ方向に回転させ
ながら高周波電源１６から誘導加熱コイル２２に交流電
流を供給して壁面層１４ａを加熱する。壁面層１４ａが
焼入れ温度に達すると、交流電流の供給を停止すると共
に冷却ジャケット４０の噴出孔４２ａから冷却液を噴出
して壁面層１４ａを急冷する。
る溝の壁面層を高周波焼入れするに際し、この壁面層を
焼入れ温度に加熱するための時間が短くて済み、しか
も、中空部が狭い金属部品にも容易に適用できて充分な
冷却能力をもつ高周波焼入装置を提供する。 【解決手段】円弧部２８を壁面層１４ａに一様に近付け
たままの状態で、金属部品１０を矢印Ｂ方向に回転させ
ながら高周波電源１６から誘導加熱コイル２２に交流電
流を供給して壁面層１４ａを加熱する。壁面層１４ａが
焼入れ温度に達すると、交流電流の供給を停止すると共
に冷却ジャケット４０の噴出孔４２ａから冷却液を噴出
して壁面層１４ａを急冷する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属部品の中空部
に形成された円周方向に延びる溝の壁面層を高周波焼入
れする高周波焼入装置に関する。
に形成された円周方向に延びる溝の壁面層を高周波焼入
れする高周波焼入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、誘導加熱を利用して金属部品
の表面層を焼入れする高周波焼入れが広く行われてい
る。高周波焼入れされる金属部品のなかには、円柱状の
中空部を有し、この中空部の内壁に円周方向に延びる溝
が形成された金属部品がある。このような金属部品で
は、中空部のうち、溝が形成された部分の内径と溝の無
い部分の内径とを比べると、溝が形成された部分の内径
の方が溝の深さ分だけ大きい。このため、この溝の壁面
層を高周波焼入れする技術には種々の工夫がなされてい
る。
の表面層を焼入れする高周波焼入れが広く行われてい
る。高周波焼入れされる金属部品のなかには、円柱状の
中空部を有し、この中空部の内壁に円周方向に延びる溝
が形成された金属部品がある。このような金属部品で
は、中空部のうち、溝が形成された部分の内径と溝の無
い部分の内径とを比べると、溝が形成された部分の内径
の方が溝の深さ分だけ大きい。このため、この溝の壁面
層を高周波焼入れする技術には種々の工夫がなされてい
る。
【０００３】このような工夫がなされた技術の一つとし
て、中空部のうち、溝の無い部分の内径よりも小さい外
径を有する円環状の誘導加熱コイルを中空部の開口から
溝の形成された部分にまで挿入し、誘導加熱に適切な所
定距離だけ誘導加熱コイルを溝の壁面に近付け、金属部
品を回転させながら誘導加熱コイルに交流電流を流し、
溝の壁面層を所定温度に誘導加熱して焼入れする技術が
知られている（特公平１−４４７７０号公報参照）。
て、中空部のうち、溝の無い部分の内径よりも小さい外
径を有する円環状の誘導加熱コイルを中空部の開口から
溝の形成された部分にまで挿入し、誘導加熱に適切な所
定距離だけ誘導加熱コイルを溝の壁面に近付け、金属部
品を回転させながら誘導加熱コイルに交流電流を流し、
溝の壁面層を所定温度に誘導加熱して焼入れする技術が
知られている（特公平１−４４７７０号公報参照）。
【０００４】この技術で用いる円環状の誘導加熱コイル
は、上述したように、中空部のうち、溝の無い部分の内
径よりも小さい外径を有するので、この誘導加熱コイル
の外径と中空部のうち、溝が形成された部分の内径とを
比べると、誘導加熱コイルの外径の方がかなり小さい。
従って、中空部の溝の位置にまで挿入された円環状の誘
導加熱コイルを、誘導加熱に適切な所定距離だけ溝の壁
面に近付けようとしても、誘導加熱コイルのほんの一部
分だけが溝の壁面に所定距離近付くものの、誘導加熱コ
イルの残りの大部分は溝の壁面から所定距離以上離れて
いることとなる。この結果、焼入れに最適な所定温度に
まで溝の壁面層を加熱するのに時間がかかり、消費電力
も多いという問題がある。さらに、所定温度にまで溝の
壁面層を加熱するのに時間がかかる結果、焼入れパター
ンにむらが生じるおそれもある。このような問題を解決
する技術として、金属部品の中空部のうち、溝が形成さ
れた部分の内径とほぼ同じ内径の円弧状の加熱導体部を
有する誘導加熱コイルと、金属部品の中空部の内径より
も充分に小さい冷却ジャケットとを備えた高周波焼入装
置を用いて、溝の壁面層を高周波焼入れする技術が知ら
れている（特開平３−１１９６８１号公報参照）。
は、上述したように、中空部のうち、溝の無い部分の内
径よりも小さい外径を有するので、この誘導加熱コイル
の外径と中空部のうち、溝が形成された部分の内径とを
比べると、誘導加熱コイルの外径の方がかなり小さい。
従って、中空部の溝の位置にまで挿入された円環状の誘
導加熱コイルを、誘導加熱に適切な所定距離だけ溝の壁
面に近付けようとしても、誘導加熱コイルのほんの一部
分だけが溝の壁面に所定距離近付くものの、誘導加熱コ
イルの残りの大部分は溝の壁面から所定距離以上離れて
いることとなる。この結果、焼入れに最適な所定温度に
まで溝の壁面層を加熱するのに時間がかかり、消費電力
も多いという問題がある。さらに、所定温度にまで溝の
壁面層を加熱するのに時間がかかる結果、焼入れパター
ンにむらが生じるおそれもある。このような問題を解決
する技術として、金属部品の中空部のうち、溝が形成さ
れた部分の内径とほぼ同じ内径の円弧状の加熱導体部を
有する誘導加熱コイルと、金属部品の中空部の内径より
も充分に小さい冷却ジャケットとを備えた高周波焼入装
置を用いて、溝の壁面層を高周波焼入れする技術が知ら
れている（特開平３−１１９６８１号公報参照）。
【０００５】この技術では、誘導加熱コイルを中空部の
開口から溝の位置にまで挿入すると共に冷却ジャケット
を中空部に挿入し、誘導加熱に適切な所定距離だけ円弧
状の加熱導体部を溝の壁面に近付け、金属部品を回転さ
せながら誘導加熱コイルに交流電流を流し、溝の壁面層
を所定温度に誘導加熱した後に冷却ジャケットから冷却
液を噴出して焼入れする。溝の壁面層を誘導加熱する際
には、円弧状の加熱導体部の全体が溝の壁面に所定距離
だけ近付いているので、焼入れに最適な所定温度にまで
溝の壁面層を加熱する時間が短くて済み、消費電力も少
ない。また、焼入れパターンにむらが生じるおそれも無
い。
開口から溝の位置にまで挿入すると共に冷却ジャケット
を中空部に挿入し、誘導加熱に適切な所定距離だけ円弧
状の加熱導体部を溝の壁面に近付け、金属部品を回転さ
せながら誘導加熱コイルに交流電流を流し、溝の壁面層
を所定温度に誘導加熱した後に冷却ジャケットから冷却
液を噴出して焼入れする。溝の壁面層を誘導加熱する際
には、円弧状の加熱導体部の全体が溝の壁面に所定距離
だけ近付いているので、焼入れに最適な所定温度にまで
溝の壁面層を加熱する時間が短くて済み、消費電力も少
ない。また、焼入れパターンにむらが生じるおそれも無
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この技術で
は、金属部品の中空部の内径よりも充分に小さい冷却ジ
ャケットをこの中空部に挿入するので、中空部が狭い金
属部品では冷却ジャケットが非常に小さくなる。このた
め、中空部が狭い金属部品には、この技術を適用しにく
いという問題がある。また、冷却ジャケットが金属部品
の中空部の内径よりも充分に小さいので、この中空部が
狭くなるほど冷却ジャケットから噴出する冷却液の量が
少なくなり冷却能力が劣るという問題もある。
は、金属部品の中空部の内径よりも充分に小さい冷却ジ
ャケットをこの中空部に挿入するので、中空部が狭い金
属部品では冷却ジャケットが非常に小さくなる。このた
め、中空部が狭い金属部品には、この技術を適用しにく
いという問題がある。また、冷却ジャケットが金属部品
の中空部の内径よりも充分に小さいので、この中空部が
狭くなるほど冷却ジャケットから噴出する冷却液の量が
少なくなり冷却能力が劣るという問題もある。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、金属部品の中
空部に形成された円周方向に延びる溝の壁面層を高周波
焼入れするに際し、この壁面層を所定温度に加熱するた
めの時間が短くて済み、しかも、中空部が小さい金属部
品にも容易に適用できて充分な冷却能力をもつ高周波焼
入装置を提供することを目的とする。
空部に形成された円周方向に延びる溝の壁面層を高周波
焼入れするに際し、この壁面層を所定温度に加熱するた
めの時間が短くて済み、しかも、中空部が小さい金属部
品にも容易に適用できて充分な冷却能力をもつ高周波焼
入装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の高周波焼入装置は、円柱状の中空部を有し、
この中空部の内壁に円周方向に延びる溝が形成された金
属部品の上記溝の壁面層を高周波焼入れする高周波焼入
装置において、 （１）上記中空部のうち、上記溝が形成された部分の半
径と略同一の半径を有して中心角が１８０°未満である
円弧部を有する、上記壁面層を誘導加熱するための扇形
状の誘導加熱コイル （２）誘導加熱コイルに流れる交流電流によって発生す
る交番磁束のうち、上記壁面層を加熱するためのうず電
流を誘導する交番磁束以外の交番磁束を遮る、上記誘導
加熱コイルに張り付けられたコア （３）上記金属部品の外側から上記壁面層に冷却液を噴
出する、上記誘導加熱コイルに固定された冷却ジャケッ
ト （４）冷却ジャケットから噴出された冷却液が上記壁面
層から外れた領域に飛散することを防止する、上記冷却
ジャケットに固定された飛散防止部材を備えたことを特
徴とするものである。
の本発明の高周波焼入装置は、円柱状の中空部を有し、
この中空部の内壁に円周方向に延びる溝が形成された金
属部品の上記溝の壁面層を高周波焼入れする高周波焼入
装置において、 （１）上記中空部のうち、上記溝が形成された部分の半
径と略同一の半径を有して中心角が１８０°未満である
円弧部を有する、上記壁面層を誘導加熱するための扇形
状の誘導加熱コイル （２）誘導加熱コイルに流れる交流電流によって発生す
る交番磁束のうち、上記壁面層を加熱するためのうず電
流を誘導する交番磁束以外の交番磁束を遮る、上記誘導
加熱コイルに張り付けられたコア （３）上記金属部品の外側から上記壁面層に冷却液を噴
出する、上記誘導加熱コイルに固定された冷却ジャケッ
ト （４）冷却ジャケットから噴出された冷却液が上記壁面
層から外れた領域に飛散することを防止する、上記冷却
ジャケットに固定された飛散防止部材を備えたことを特
徴とするものである。
【０００９】ここで、上記誘導加熱コイルの上記円弧部
は、 （５）上記壁面層に所定間隔だけ一様に近付けられるも
のであることが好ましい。
は、 （５）上記壁面層に所定間隔だけ一様に近付けられるも
のであることが好ましい。
【００１０】また、上記冷却ジャケットは、 （６）冷却液が噴出する多数の噴出孔が周縁部に形成さ
れた、上記誘導加熱コイルの半径以上の半径を有する円
盤状のものであることが好ましい。
れた、上記誘導加熱コイルの半径以上の半径を有する円
盤状のものであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の高
周波焼入装置の実施形態を説明する。
周波焼入装置の実施形態を説明する。
【００１２】図１、図２を参照して高周波焼入装置を説
明する。
明する。
【００１３】図１は、金属部品の溝の壁面層を高周波焼
入れする高周波焼入装置を模式的に示す底面図であり、
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
入れする高周波焼入装置を模式的に示す底面図であり、
図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】高周波焼入装置２０の処理対象物となる金
属部品１０は円柱状の中空部１２を有しており、この中
空部１２の内壁１２ａには円周方向に延びる溝１４が形
成されている。高周波焼入装置２０は、溝１４の壁面層
１４ａを高周波焼入れするものであり、高周波焼入れに
当っては、高周波焼入装置２０を固定しておき、金属部
品１０を例えば矢印Ｂ方向に回転させる。
属部品１０は円柱状の中空部１２を有しており、この中
空部１２の内壁１２ａには円周方向に延びる溝１４が形
成されている。高周波焼入装置２０は、溝１４の壁面層
１４ａを高周波焼入れするものであり、高周波焼入れに
当っては、高周波焼入装置２０を固定しておき、金属部
品１０を例えば矢印Ｂ方向に回転させる。
【００１５】高周波焼入装置２０は、中心角Θが１２０
°の扇形状で銅製の誘導加熱コイル２２を備えている。
この誘導加熱コイル２２の半径は、中空部１２のうち、
溝１４が形成された部分の半径と同じである。誘導加熱
コイル２２の両端部にはそれぞれ、導線２４，２６が接
続されており、これら導線２４，２６は高周波電源１６
に接続されている。また、誘導加熱コイル２２には、誘
導加熱に適切な間隔（本発明にいう所定間隔の一例であ
る）だけ溝１４の壁面層１４ａに一様に近付けられる円
弧部２８が形成されている。この円弧部２８は全長にわ
たって溝１４との間隔が等しくなっている。
°の扇形状で銅製の誘導加熱コイル２２を備えている。
この誘導加熱コイル２２の半径は、中空部１２のうち、
溝１４が形成された部分の半径と同じである。誘導加熱
コイル２２の両端部にはそれぞれ、導線２４，２６が接
続されており、これら導線２４，２６は高周波電源１６
に接続されている。また、誘導加熱コイル２２には、誘
導加熱に適切な間隔（本発明にいう所定間隔の一例であ
る）だけ溝１４の壁面層１４ａに一様に近付けられる円
弧部２８が形成されている。この円弧部２８は全長にわ
たって溝１４との間隔が等しくなっている。
【００１６】誘導加熱コイル２２で溝１４の壁面層１４
ａを加熱するに際しては、上述したように、円弧部２８
の全体が溝１４の壁面層１４ａに一様に近付くので、効
率良く壁面層１４ａを加熱できる。この結果、壁面層１
４ａを所定温度に加熱するための時間が短くて済み、消
費電力も少なくて済む。
ａを加熱するに際しては、上述したように、円弧部２８
の全体が溝１４の壁面層１４ａに一様に近付くので、効
率良く壁面層１４ａを加熱できる。この結果、壁面層１
４ａを所定温度に加熱するための時間が短くて済み、消
費電力も少なくて済む。
【００１７】誘導加熱コイル２２の内部には、円弧部２
８に沿って延びる冷却用中空部３０が形成されている。
この冷却用中空部３０には冷却水の注入口と排出口（両
者ともに図示せず）が形成されており、注入口と排出口
は外部の冷却管に接続されて、冷却用中空部３０には誘
導加熱コイル２２を冷却する冷却水が流れるようになっ
ている。
８に沿って延びる冷却用中空部３０が形成されている。
この冷却用中空部３０には冷却水の注入口と排出口（両
者ともに図示せず）が形成されており、注入口と排出口
は外部の冷却管に接続されて、冷却用中空部３０には誘
導加熱コイル２２を冷却する冷却水が流れるようになっ
ている。
【００１８】また、誘導加熱コイル２２のうち、金属部
品１０の溝１４の近傍以外の部分には、交番磁束を遮る
コア３２が張り付けられている。このコア３２は、誘導
加熱コイル２２に流れる交流電流によって発生する交番
磁束のうち、溝１４の壁面層１４ａを加熱するためのう
ず電流を誘導する交番磁束以外の交番磁束を遮る。従っ
て、溝１４の壁面層１４ａが主に加熱され、壁面層１４
ａ以外の部分はほとんど加熱されないので、壁面層１４
ａ以外の部分に熱がほとんど伝導せず、効率良く壁面層
１４ａを加熱できる。
品１０の溝１４の近傍以外の部分には、交番磁束を遮る
コア３２が張り付けられている。このコア３２は、誘導
加熱コイル２２に流れる交流電流によって発生する交番
磁束のうち、溝１４の壁面層１４ａを加熱するためのう
ず電流を誘導する交番磁束以外の交番磁束を遮る。従っ
て、溝１４の壁面層１４ａが主に加熱され、壁面層１４
ａ以外の部分はほとんど加熱されないので、壁面層１４
ａ以外の部分に熱がほとんど伝導せず、効率良く壁面層
１４ａを加熱できる。
【００１９】誘導加熱コイル２２の中心部は円柱状の保
持部材３４に固定されている。この保持部材３４には、
金属部品１０の外側から溝１４の壁面層１４ａに冷却液
を噴出する冷却ジャケット４０も保持されており、保持
部材３４を介して誘導加熱コイル２２に冷却ジャケット
４０が固定されている。冷却ジャケット４０は、誘導加
熱コイル２２の半径とほぼ同じかそれ以上の半径を有す
る円盤状のものである。冷却ジャケット４０の周縁部に
は、溝１４に斜めに向き合う対向部４２が形成されてお
り、この対向部４２には、冷却液４４が噴出する多数の
噴出孔４２ａが形成されている。冷却ジャケット４０の
内部には空洞４６が形成されており、この空洞４６に
は、冷却液を空洞４６に供給するための冷却管（図示せ
ず）が接続されている。
持部材３４に固定されている。この保持部材３４には、
金属部品１０の外側から溝１４の壁面層１４ａに冷却液
を噴出する冷却ジャケット４０も保持されており、保持
部材３４を介して誘導加熱コイル２２に冷却ジャケット
４０が固定されている。冷却ジャケット４０は、誘導加
熱コイル２２の半径とほぼ同じかそれ以上の半径を有す
る円盤状のものである。冷却ジャケット４０の周縁部に
は、溝１４に斜めに向き合う対向部４２が形成されてお
り、この対向部４２には、冷却液４４が噴出する多数の
噴出孔４２ａが形成されている。冷却ジャケット４０の
内部には空洞４６が形成されており、この空洞４６に
は、冷却液を空洞４６に供給するための冷却管（図示せ
ず）が接続されている。
【００２０】上述したように、冷却ジャケット４０は金
属部品１０の外側に配置されているため、金属部品１０
の中空部１２の大きさには関係無く冷却ジャケット４０
の大きさを決められる。このため、中空部１２が狭くて
も大きな冷却ジャケット４０を使用でき、充分な冷却能
力を確保できる。
属部品１０の外側に配置されているため、金属部品１０
の中空部１２の大きさには関係無く冷却ジャケット４０
の大きさを決められる。このため、中空部１２が狭くて
も大きな冷却ジャケット４０を使用でき、充分な冷却能
力を確保できる。
【００２１】冷却ジャケット４０の外周には、冷却ジャ
ケット４０の噴出孔４２ａから噴出した冷却液４４が溝
１４の壁面層１４ａから外れた領域に飛散することを防
止する飛散防止部材５０が固定されている。このため、
噴出孔４２ａから噴出した冷却液４４が周囲に飛び散る
ことが防止され、溝１４の壁面層１４ａを効率良く冷却
できる。
ケット４０の噴出孔４２ａから噴出した冷却液４４が溝
１４の壁面層１４ａから外れた領域に飛散することを防
止する飛散防止部材５０が固定されている。このため、
噴出孔４２ａから噴出した冷却液４４が周囲に飛び散る
ことが防止され、溝１４の壁面層１４ａを効率良く冷却
できる。
【００２２】次に、金属部品１０の溝１４の壁面層１４
ａを高周波焼入れする手順の一例を説明する。
ａを高周波焼入れする手順の一例を説明する。
【００２３】先ず、固定された誘導加熱コイル２２の下
方の載置台（図示せず）に金属部品１０を載置する。こ
の載置に際しては、金属部品１０の中空部１２の中心線
１２ｂを誘導加熱コイル２２の中心２２ａから少しずら
す。この状態で、誘導加熱コイル２２を金属部品１０に
接触させないようにして載置台と共に金属部品１０を上
昇して、中空部１２のうち、溝１４が形成された部分ま
で誘導加熱コイル２２を挿入する。その後、誘導加熱に
適切な間隔だけ円弧部２８が溝１４の壁面層１４ａに一
様に近付くように金属部品１０を水平方向に移動する。
方の載置台（図示せず）に金属部品１０を載置する。こ
の載置に際しては、金属部品１０の中空部１２の中心線
１２ｂを誘導加熱コイル２２の中心２２ａから少しずら
す。この状態で、誘導加熱コイル２２を金属部品１０に
接触させないようにして載置台と共に金属部品１０を上
昇して、中空部１２のうち、溝１４が形成された部分ま
で誘導加熱コイル２２を挿入する。その後、誘導加熱に
適切な間隔だけ円弧部２８が溝１４の壁面層１４ａに一
様に近付くように金属部品１０を水平方向に移動する。
【００２４】このようにして円弧部２８を溝１４の壁面
層１４ａに一様に近付けたままの状態で、金属部品１０
を例えば矢印Ｂ方向に回転させながら高周波電源１６か
ら誘導加熱コイル２２に交流電流を供給する。この交流
電流によって交番磁束が発生するが、誘導加熱コイル２
２にはコア３２が張り付けられているので、溝１４の壁
面層１４ａを加熱するためのうず電流を誘導する交番磁
束以外の交番磁束が遮られる。この結果、主に溝１４の
壁面層１４ａにうず電流が誘導され、このうず電流によ
るジュール熱で壁面層１４ａが加熱される。壁面層１４
ａが焼入れ温度に達すると、交流電流の供給を停止する
と共に冷却ジャケット４０の噴出孔４２ａから冷却液を
噴出して壁面層１４ａを急冷する。これにより壁面層１
４ａには所定の焼入れパターンが形成される。なお、上
述の例では、金属部品１０を動かして誘導加熱コイル２
２を中空部１２に挿入したが、金属部品１０を固定して
おき、誘導加熱コイル２２を動かす構成にしてもよい。
層１４ａに一様に近付けたままの状態で、金属部品１０
を例えば矢印Ｂ方向に回転させながら高周波電源１６か
ら誘導加熱コイル２２に交流電流を供給する。この交流
電流によって交番磁束が発生するが、誘導加熱コイル２
２にはコア３２が張り付けられているので、溝１４の壁
面層１４ａを加熱するためのうず電流を誘導する交番磁
束以外の交番磁束が遮られる。この結果、主に溝１４の
壁面層１４ａにうず電流が誘導され、このうず電流によ
るジュール熱で壁面層１４ａが加熱される。壁面層１４
ａが焼入れ温度に達すると、交流電流の供給を停止する
と共に冷却ジャケット４０の噴出孔４２ａから冷却液を
噴出して壁面層１４ａを急冷する。これにより壁面層１
４ａには所定の焼入れパターンが形成される。なお、上
述の例では、金属部品１０を動かして誘導加熱コイル２
２を中空部１２に挿入したが、金属部品１０を固定して
おき、誘導加熱コイル２２を動かす構成にしてもよい。
【００２５】図３、図４、及び図５を参照し、上述した
高周波焼入装置２０を用いて溝１４の壁面層１４ａを焼
入れした実験例を説明する。
高周波焼入装置２０を用いて溝１４の壁面層１４ａを焼
入れした実験例を説明する。
【００２６】図３は、熱処理サイクルを示すグラフであ
る。また、図４は、焼入れ後の壁面層１４ａを模式的に
示す断面図であり、図５は、壁面層１４ａの断面硬さ分
布を示すグラフである。
る。また、図４は、焼入れ後の壁面層１４ａを模式的に
示す断面図であり、図５は、壁面層１４ａの断面硬さ分
布を示すグラフである。
【００２７】この実験で使用した金属部品１０（図２参
照）は、材質がＳ５３Ｃ（ＪＩＳ規格）であり、外径が
１３０ｍｍの円筒状のものである。この円筒状の金属部
品１０の内部には、内径が１００ｍｍの円柱状の中空部
１２が形成されている。この中空部１２の壁面１２ａに
は、深さが２．２ｍｍで幅が６．５ｍｍであり円周方向
に延びる溝１４が形成されている。溝１４の壁面層１４
ａを加熱するに際しては、誘導加熱コイル２２の円弧部
２８の全体を壁面層１４ａに所定間隔近付け、この状態
で金属部品１０を矢印Ｂ方向（図１参照）に回転させ
た。表１に熱処理条件を示す。
照）は、材質がＳ５３Ｃ（ＪＩＳ規格）であり、外径が
１３０ｍｍの円筒状のものである。この円筒状の金属部
品１０の内部には、内径が１００ｍｍの円柱状の中空部
１２が形成されている。この中空部１２の壁面１２ａに
は、深さが２．２ｍｍで幅が６．５ｍｍであり円周方向
に延びる溝１４が形成されている。溝１４の壁面層１４
ａを加熱するに際しては、誘導加熱コイル２２の円弧部
２８の全体を壁面層１４ａに所定間隔近付け、この状態
で金属部品１０を矢印Ｂ方向（図１参照）に回転させ
た。表１に熱処理条件を示す。
【００２８】
【表１】 表１に示すように、加熱時間は１．８秒であり、金属部
品１０の回転数は、１分間当り４００回転である。ま
た、高周波電源１６（図２参照）の周波数は１５０ｋＨ
ｚ、陽極電圧は６．７ｋＶ〜７．３ｋＶ、陽極電流は２
２Ａ、格子電流は２．１Ａ〜２．２Ａである。冷却ジャ
ケット４０からは冷却液として水を噴出し、その噴出量
は１分間当り５７リットル〜６０リットルである。
品１０の回転数は、１分間当り４００回転である。ま
た、高周波電源１６（図２参照）の周波数は１５０ｋＨ
ｚ、陽極電圧は６．７ｋＶ〜７．３ｋＶ、陽極電流は２
２Ａ、格子電流は２．１Ａ〜２．２Ａである。冷却ジャ
ケット４０からは冷却液として水を噴出し、その噴出量
は１分間当り５７リットル〜６０リットルである。
【００２９】図３に示すように本実験の熱処理サイクル
では、１．８秒間の加熱で所定の焼入れ温度まで加熱し
た後に急冷した。焼入れ後の壁面層１４ａには、図４に
示すように、ほぼ一様な深さの硬化層１４ｂが得られ
た。この硬化層１４ｂの断面硬さ分布は、図５に示すよ
うに、約１．０ｍｍの深さまでＨｖ７００以上となり、
深さ約１．２ｍｍの位置ではＨｖ５２０となった。
では、１．８秒間の加熱で所定の焼入れ温度まで加熱し
た後に急冷した。焼入れ後の壁面層１４ａには、図４に
示すように、ほぼ一様な深さの硬化層１４ｂが得られ
た。この硬化層１４ｂの断面硬さ分布は、図５に示すよ
うに、約１．０ｍｍの深さまでＨｖ７００以上となり、
深さ約１．２ｍｍの位置ではＨｖ５２０となった。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高周波焼
入装置によれば、処理対象物である金属部品の中空部の
うち、溝が形成された部分の半径と略同一の半径を有し
て中心角が１８０°未満である円弧部を有する誘導加熱
コイルを用いるので、溝の壁面層を広い範囲にわたって
一様に誘導加熱でき、この壁面層を所定温度に加熱する
ための時間が短くて済む。また、この誘導加熱コイルに
張り付けられたコアは、誘導加熱コイルに流れる交流電
流によって発生する交番磁束のうち、溝の壁面層を加熱
するためのうず電流を誘導する交番磁束以外の交番磁束
を遮るので、壁面層が主に加熱されて壁面層以外の部分
はほとんど加熱されない。この結果、加熱された壁面層
を急冷する際に、壁面層以外の部分から壁面層に熱がほ
とんど伝導してこないので効率良く壁面層を急冷でき
る。さらに、冷却ジャケットは金属部品の外側に配置さ
れるので、金属部品の中空部の大きさには関係無く冷却
ジャケットの大きさを決められ、中空部が狭くても大き
な冷却ジャケットを使用できて充分な冷却能力を確保で
きる。さらにまた、飛散防止部材によって、冷却液が周
囲に飛び散ることが防止されるので、溝の壁面層を効率
良く冷却できる。
入装置によれば、処理対象物である金属部品の中空部の
うち、溝が形成された部分の半径と略同一の半径を有し
て中心角が１８０°未満である円弧部を有する誘導加熱
コイルを用いるので、溝の壁面層を広い範囲にわたって
一様に誘導加熱でき、この壁面層を所定温度に加熱する
ための時間が短くて済む。また、この誘導加熱コイルに
張り付けられたコアは、誘導加熱コイルに流れる交流電
流によって発生する交番磁束のうち、溝の壁面層を加熱
するためのうず電流を誘導する交番磁束以外の交番磁束
を遮るので、壁面層が主に加熱されて壁面層以外の部分
はほとんど加熱されない。この結果、加熱された壁面層
を急冷する際に、壁面層以外の部分から壁面層に熱がほ
とんど伝導してこないので効率良く壁面層を急冷でき
る。さらに、冷却ジャケットは金属部品の外側に配置さ
れるので、金属部品の中空部の大きさには関係無く冷却
ジャケットの大きさを決められ、中空部が狭くても大き
な冷却ジャケットを使用できて充分な冷却能力を確保で
きる。さらにまた、飛散防止部材によって、冷却液が周
囲に飛び散ることが防止されるので、溝の壁面層を効率
良く冷却できる。
【００３１】ここで、誘導加熱コイルの円弧部が、溝の
壁面層に所定間隔だけ一様に近付けられるものである場
合は、溝の壁面層をいっそう効率良く一様に誘導加熱で
き、この壁面層を所定温度に加熱するための時間がいっ
そう短くて済む。
壁面層に所定間隔だけ一様に近付けられるものである場
合は、溝の壁面層をいっそう効率良く一様に誘導加熱で
き、この壁面層を所定温度に加熱するための時間がいっ
そう短くて済む。
【００３２】また、冷却ジャケットが、冷却液が噴出す
る多数の噴出孔が周縁部に形成された、誘導加熱コイル
の半径以上の半径を有する円盤状のものである場合は、
いっそう充分な冷却能力を確保できる。
る多数の噴出孔が周縁部に形成された、誘導加熱コイル
の半径以上の半径を有する円盤状のものである場合は、
いっそう充分な冷却能力を確保できる。
【図１】金属部品の溝の壁面層を高周波焼入れする高周
波焼入装置を模式的に示す底面図である。
波焼入装置を模式的に示す底面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】一実験例の熱処理サイクルを示すグラフであ
る。
る。
【図４】焼入れ後の壁面層を模式的に示す断面図であ
る。
る。
【図５】壁面層の断面硬さ分布を示すグラフである。
１０ 金属部品 １２ 中空部 １４ 溝 １４ａ 壁面層 ２０ 高周波焼入装置 ２２ 誘導加熱コイル ２８ 円弧部 ３２ コア ４０ 冷却ジャケット ４２ａ 噴出孔 ５０ 飛散防止部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３３１ Ｈ０５Ｂ 6/10 ３３１
Claims (3)
- 【請求項１】 円柱状の中空部を有し、該中空部の内壁
に円周方向に延びる溝が形成された金属部品の前記溝の
壁面層を高周波焼入れする高周波焼入装置において、 前記中空部のうち、前記溝が形成された部分の半径と略
同一の半径を有して中心角が１８０°未満である円弧部
を有する、前記壁面層を誘導加熱するための扇形状の誘
導加熱コイルと、 該誘導加熱コイルに流れる交流電流によって発生する交
番磁束のうち、前記壁面層を加熱するためのうず電流を
誘導する交番磁束以外の交番磁束を遮る、前記誘導加熱
コイルに張り付けられたコアと、 前記金属部品の外側から前記壁面層に冷却液を噴出す
る、前記誘導加熱コイルに固定された冷却ジャケット
と、 該冷却ジャケットから噴出された冷却液が前記壁面層か
ら外れた領域に飛散することを防止する、前記冷却ジャ
ケットに固定された飛散防止部材とを備えたことを特徴
とする高周波焼入装置。 - 【請求項２】 前記誘導加熱コイルの前記円弧部は、 前記壁面層に所定間隔だけ一様に近付けられるものであ
ることを特徴とする請求項１記載の高周波焼入装置。 - 【請求項３】 前記冷却ジャケットは、 冷却液が噴出する多数の噴出孔が周縁部に形成された、
前記誘導加熱コイルの半径以上の半径を有する円盤状の
ものであることを特徴とする請求項１又は２記載の高周
波焼入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9005282A JPH10204537A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 高周波焼入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9005282A JPH10204537A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 高周波焼入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10204537A true JPH10204537A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11606892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9005282A Pending JPH10204537A (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 高周波焼入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10204537A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104169443A (zh) * | 2012-03-02 | 2014-11-26 | 高周波热錬株式会社 | 细长工件的加热线圈、热处理装置和热处理方法 |
-
1997
- 1997-01-16 JP JP9005282A patent/JPH10204537A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104169443A (zh) * | 2012-03-02 | 2014-11-26 | 高周波热錬株式会社 | 细长工件的加热线圈、热处理装置和热处理方法 |
| CN104169443B (zh) * | 2012-03-02 | 2017-03-22 | 高周波热錬株式会社 | 细长工件的加热线圈、热处理装置和热处理方法 |
| US10959297B2 (en) | 2012-03-02 | 2021-03-23 | Neturen Co., Ltd. | Heating coil, heat treatment apparatus, and heat treatment method for elongated workpiece |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051221 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060721 |