JPS6039136B2 - 有底筒状体内面の高周波焼入方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有底筒）氏体の内面を焼入れするのに好適な
高周波焼入方法に関する。

従来、有底筒）氏の被焼入体、例えば第１図及び第２図
に示すトリポード自在鞍手のハウジング部村１の内周面
２を高周波競入方法により焼入れするにあたっては、第
２図の如く、トリポ−ドハウジング部材１の開口部ｌａ
を上向きにして配設し、該部材１の中空部底面ｌｂに冷
却水を滞留させてこき、該冷却水の水面から一定間隔を
画して図示の如き形状の高周波加熱コイル３を配置し、
焼入れすべきローラ溝４のローラ転勤面４ａを該コイル
により加熱後、冷却する連続暁入方法がある。

この方法では、底面ｌｂに冷却水が滞留しているため、
筒状体１の底面ｌｂ近くまで糠入層を得ることは困難で
ある。

また、第３図に示す如く有底筒状体１の底部ｌｂを上側
に、開口部ｌａを下向きにして配設し、その直下に高周
波加熱コイル５を有する焼入装置６を位置せしめ、該コ
イル５もし〈は筒状体１を移動させて、筒状体１の開□
部ｌａから上方の底部ｌｂに向かって、高周波加熱コイ
ル５により逐次加熱、冷却して焼入れを施す方法がある
。

しかし、この競入方法にし、おては、高周波加熱コイル
５により被加熱部７を加熱した後に、冷却ジャケット８
のノズル８１から冷却液を噴出させて、上記被加熱部７
を冷却、焼入れするため、冷却ジャケット８は競入時に
おける燐入装置６の進行方向に対して、高周波コイル５
の後方に位置させる必要があり、冷却ジャケット８を筒
状体１の底部ｌｂ近くまでは進行させることができない
。よって底部ｌｂ近くの被焼入部７には、未焼入部分が
残ることが避けられなかった。本発明は従来の齢入方法
による上述した問題点を解決して、被焼入体たる有底筒
状体の底部近くまで確実に暁入層を形成することができ
る高周波嫌入方法を提供することを目的とし、その要旨
とするところは高周波加熱コイルと有底筒状体とを相対
的に移動させながら該筒状体の内周面を加熱し、該加熱
直後に被加熱部に対し、所定の冷却手段により冷却液を
噴射して、上記内周面に焼入れを施す高周波焼入方法に
おいて、上記有底筒状体をその開口端を下方に向けて配
設し、その直下に配設された上記高周波加熱コイルが、
上記相対的移動により有庭筒状体内の最頂部に達した後
も所定時間通電状態を保ち、該最頂部近傍の内周面が充
分加熱された後に通電を停止し、該被加熱部に対し上記
第１冷却手段とは別に設けた第２冷却手段により冷却液
を噴射、冷却することにより、上記最項部近傍まで上記
内周面を焼入れすることにある。

以下、本発明の好適な実施例を図面により説明する。

第４図及び第５図は、本発明の第１実施例を示し、本実
施例においては、有底筒状体の典型例である有億筒状体
１′について、本実施例に係る高周波暁入装置Ｄにより
内周面９を焼入れする場合を示している。

本実施例の暁入方法に使用する上記高周波焼入装置Ｄは
、加熱手段１０と、第１冷却手段としての冷却ジャケッ
ト１１と、第２冷却手段としての放液管１２とを備えて
いる。

上記加熱手段１０は、高周波加熱コイル１３と、珪素鋼
板もしくはダストコアの如き磁性体１４とから構成され
ている。

高周波加熱コイル１３は、銅などの導体を用いて中空の
パイプ状に形成され、本実施例では有底筒状体１′の内
周面９と所定間隔をおいて配置しうる円環形に成形され
ており、該円環形コイル１３の両端は、内方に折曲され
た後に第４図中下方へと折曲、延設されている。

なお、一対の折曲部１３１及び延設部１３２間には電気
的絶縁体１５が介装されており、一対の延設部１３２は
その下端が図示しない高周波電源に接続されてリード管
として機能するとともに、コイル中空部内を、適宜送給
手段から送られてくる冷却液が循環しうるようになって
いる。上記磁性体１４は、高周波加熱コイル１３の移動
方向前後側面（第４図中上下側面）を覆い、有底筒状体
１′の内周面９と対嶋する側面１３ａのみを開放して、
高周波電流による誘導加熱効果を高めている。また、上
記冷却ジャケット１１は、加熱手段１０の進行方向後方
（第４図中下方）に一体に組み付けられ、内部に中空部
１１１を形成した薄肉壁１１２には、放射状に冷却液の
ノズル１１３が第４図において若干下方に向けて所定数
穿設されており、加熱手段１０‘こよる加熱後に、被加
熱面に冷却液をを噴射しうるようになっている。

上記放液管１２は、冷却ジャケット１１及び磁性体１４
を貫通して、その閉口端１２１が磁性体１４頂部と面一
で上方に閉口されている。

なお、上記冷却ジャケット１１から下方に延設された冷
却液圧送管１６と、上記放液管１２とは、図示しない適
宜な送液手段から冷却液を送給されるようになっており
、また、放液管１２の下方には、図示しない電磁バルブ
が設けられている。

上記した高周波糠入装置Ｄにより有底筒状体１′の内面
９を焼入れするに際しては、まず、高周波焼入装置Ｄを
所定位置で固定しておいて、その直上に配置された有底
筒状体１′を適宜昇降手段により下方に所定速度で連続
して下降させていく。

しかして、有底筒状体１′下端の開□部ｌａ′を高周波
暁入装暦Ｄの高周波加熱コイル１３が通過して、中空部
内に欧入すると同時に、該コイル１３に高周波大鷺流を
流す。

コイル１３の上方への相対的移動につれて、該コイル１
３と対向する内周面９は、表面に誘導電流を生じ、ジュ
ール熱により瞬時に環状に加熱される。

加熱された内周面９が所定の温度に達した段階でコイル
１３の下方に配設された第１冷却ジャケット１１から上
記加熱面に向けて冷却液が噴射され、該加熱面を急速に
冷却して内周面９全面に競入層Ｔを得る。

但し、高周波焼入装置○が第４図に示す如く有底筒状体
１′の底面（中空部の最頂部）１′ｂ近くまで移動する
と、磁性体１４の頂面が該底面１′ｂに当たってしまう
ので、高周波コイル１３及び冷却ジャケット１１は上記
底面１′ｂ近傍まで移動することができず、充分な加熱
及び焼入れができないことになる。

そこで、本実施例では第４図に示す位置まで暁入装置Ｄ
が移動した時点で、有底筒状体１′の移動を所定時間だ
け停止させる。

しかして、該停止状態において、高周波加熱コイル１３
への高周波電流は通電状態に保ち、内周面９の底面ｌｂ
近傍部分１７が充分に加熱状態になるまで、上記所定時
間電流を流す。そして、上記被加熱面が所定温度になっ
た段階で、上記放液管１２に設けた電磁弁を作動させて
、冷却液を関口端１２１より、第４図に矢線で示す如く
放出し、上記加熱された部分１７を冷却、焼入れするも
のである。

なお、上記加熱、冷却行程の間も、冷却ジャケット１１
からは冷却液を噴射させ続けることにより、既に焼入れ
られた部分と、上記行程で新たに焼入れされる部分１７
との間に境界を生じさせないようにする。

しかして、本実施例に係る高周波暁入方法を探ることに
り、有底円筒体１′の中空部最頂部１０近傍まで一様に
高周波暁入を施すことができる。

なお、一つの被焼入体１の焼入れが完了すれば、次の被
焼入体１が移動してきて、暁入装置７の直上に配置され
て下降を開始するようにすれば、被焼入体１の蓮続焼入
作業が可能となる。

また、高周波競入装置Ｄが有底円筒体１′の最項部１′
ｂ傍位置で停止している上記所定時間などについては、
被焼入体１′の大きさなどの糠入条件に応じて最適値に
設定する。次に、第６図及び第７図は各々本発明の第２
実施例及び第３実施例を示し、両実施例とも高周波競入
の基本的方法は第１実施例と同様であるが、図示の如く
、各実施例の高周波競入方法に使用する高周波焼入装置
の構成が異なっている。

第６図に示す第２実施例に係る高周波嫌入袋暦〇は、加
熱手段１０と、第１冷却手段としての第１冷却ジャケッ
ト１１と、第２冷却手段としての第２冷却ジャケット１
８とを備え、上記第１実施例における第２冷却手段とし
ての放液管１２に相当するものとして、第２冷却ジャケ
ット１８を設けたものである。

第２冷却ジャケット１８は、第１冷却ジャケット１ １
の下部（競入装置Ｄ′の進行方向における後方）に一体
に設けられており、内部に中空部１８１を形成した薄肉
壁１８２には、放射状に、かつ暁入装置Ｄ′の進行方向
上方に向けて冷却液のノズル１８３が所定数穿設されて
いる。

また、第２冷却ジャケット１８から下方には、冷却液圧
送管１９が延びており、図示しない適宜な冷却液圧送手
段に連絡されるとともに、該管１９の中途には電磁弁（
図示せず）が設置されている。

上記第２冷却ジャケット１８以外の構成は、上記第１実
施例と同様である。

しかして本実施例の高周波競入方法においても、有底筒
状体１′の最頂部１′ｂ近傍まで焼入装置Ｄ′が移動し
た時貼で、該嫌入装置Ｄ′を所定時間停止させ、高周波
加熱コイル１３は通電状態に保ち、最頂部近傍の未暁入
部分１７が充分加熱された後に、冷却液圧送管１９の電
磁弁を作動させて上記第２冷却ジャケット１８のノズル
１８３から上方の未暁入部分１７に向けて冷却液を噴射
し、所定の焼入れを施すものである。

なお、第２冷却ジャケット１８から冷却液を噴射させる
ときには、第１冷却ジャケット１１からの冷却液の噴出
圧力を低下させて、第２冷却ジャケット１８からの冷却
液の噴射に支障がないようにする。

次に、第７図に示す本発明の第３実施例に係る高周波糠
入装置Ｄ′は、加熱手段１０と、第１冷却ジャケット１
１と、第２冷却手段とを備えている。

本実施例における第２冷却手段は、加熱手段１０を構成
する磁性体１４内に、高周波加熱コイル１３の上下位置
で中空部２０を形成し、該中空部２０の外周面に放射状
、かつ略水平にノズル２０１を所定数穿設し、かつ上下
の中空部２０ａ，２０ｂの各々に冷却液を送給する圧送
管２１を蓮通させ、該圧送管２１の中途に電磁弁（図示
せず）を設置するとともに、端部を図示しない適宜な冷
却液送給手段に連結して形成されている。

高周波糠入装置Ｄ″のその他の構成は、上記第１実施例
と同様である。

上記高周波焼入装置Ｄ″を用いた本実施例に係る高周波
競入方法も、その要旨は第１及び第２実施例と同様であ
るが、暁入装置〇′が有底円筒体１′の最頂部１′ｂ近
傍で停止し、該最頂部１０近傍の内周面の禾糠入部分１
７を加熱した後に、電磁弁の作用により、冷却液が圧送
管２１から上記中空部２０ａ及び２０ｂに送られ、ノズ
ル２０１から上記禾暁入部分１７に冷却液が噴射される
点が異なる。

しかして、上記第２実施例及び第３実施例とも上記第１
実施例におけると同様に、有底円筒体１′の最頂部１′
ｂ近傍まで内周面９全面を一様に焼入れすることができ
る。

なお、上記各実施例では彼暁入体として有底円筒体を例
示したが、有底筒状のものであれば他の任意断面のもの
に適用しうる。

また、等しい肉厚を有する断面のものに限らず、不等肉
厚部を有する被焼入体、例えばトリポード型自在薮手の
ハウジング部材などにも適用でき、この場合には、その
内面形状に対応して上記高周波蛭入装置の形状を設計変
更すればよい。さらに、上記各実施例においては、被焼
入体が昇降し、高周波焼入装置は固定されている例を示
したが、その逆の構成でもよく、また両者が同時に移動
しうるものであってもよく、要は有底筒状体の最頂部近
傍まで相対的な移動が可能で、かつ最頂部近傍位置で所
定時間停止しうる構成であればよい。

また、上記第２冷却手段については、上述した実施例の
他に、例えば中空状の高周波加熱コイルの壁面のうち被
焼入面と対僻する面に沿って放射状に冷却液噴出用のノ
ズルを穿設し、該コイルの内部冷却に加えて、上記ノズ
ルから有底筒状体の最頂部近くの未加熱部分に冷却液を
噴射させるように構成したものでもよい。

上述した如く構成された本発明にあっては、被競入体た
る有底筒状体をその開○端を下方に向けて配設し、その
直下に配設された上記高周波加熱コイルが、有底筒状体
との相対的移動により該有底筒状体内の最頂部に達した
後も所定時間通電状態を保ち、該最頂部近傍の内周面が
充分加熱された後に通電を停止し、該被加熱部に対し上
記第１冷却手段とは別に設けた第２冷却手段により冷却
液を噴射、冷却することにより、上記最頂部近傍まで上
記内周面を焼入れするようにしたことにより、従来不可
能であった有底筒状体の最頂部近傍まで内面の一様な焼
入れが可能となり、被焼入体としての有底筒状体の製品
価値、強度などを格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は従来の高周波焼入方法を示す説明図
、第４図及び第５図は本発明の第１実施例を示し、第４
図は高周波嫌入装置が有底筒状体の最頂部近傍で停止し
た状態を示す要部縦断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線
断面図、第６図及び第７図は各々本発明の第２実施例及
び第３実施例を示す要部縦断面図である。 １，１′・・・・・・有底筒状体、１′ｂ・・・・・・
最項部、９・・・・・・内周面、１０・・・・・・加熱
手段、１１・・・・・・第１冷却手段、１２・・・・・
・放液管（第２冷却手段）、１３・・・・・・高周波加
熱コイル、１４・・・・・・磁性体、１８・・・．・・
第２冷却ジャケット。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高周波加熱コイルと有底筒状体とを相対的に移動さ
   せながら該筒状体の内周面を加熱し、該加熱直後に被加
   熱部に対し、所定の冷却手段により冷却液を噴射して、
   上記内周面に焼入れを施す高周波焼入方法において、上
   記有底筒状体をその開口端を下方に向けて配設し、その
   直下に配設された上記高周波加熱コイルが、上記相対的
   移動により有底筒状体内の最頂部に達した後も所定時間
   通電状態を保ち、該最頂部近傍の内周面が充分加熱され
   た後に通電を停止し、該被加熱部に対し上記第１冷却手
   段とは別に設けた第２冷却手段により冷却液を噴射、冷
   却することにより、上記最頂部近傍まで上記内周面を焼
   入れすることを特徴とする有底筒状体内面の高周波焼入
   方法。