JPS6050851B2 - 比較的板厚の薄い金属板の長手方向２側面の高周波による直接通電焼入れ方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、比較的板厚の薄い金属板の長手方向２側面の
高周波による直接通電焼入れ方法および装置に関するも
のである。

更に詳細には、その２側面がスライド面として機能する
ため、当該スライド面に必要な硬度を得るために歪の発
生を小とし、かつ歪が発生したとしてもその歪取りが容
易でかつ作業性のより優れた金属板側面の焼入れ方法お
よび装置に関するものである。比較的板厚の薄い金属板
の平行する２側面が、例えばその使用目的からして特に
スライド面として機能するような場合には、耐摩耗性が
要求されるため、高い硬度が要求される。

例えば、ノギス本尺についていえば、従来はマルテンサ
イト系ステンレス鋼（ＳＵＳ５３）を素材とし、、電気
炉等て１０００′Ｃ以上にまで全部加熱後、放冷するこ
とによつて焼入れし、しかる後５００′Ｃ程度に加熱し
て焼．戻しを行うことによつて、全体がＨＲＣ４７〜５
２程度の硬度のノギス本尺を得ている。このような焼入
れにおいては、板厚の比較的薄い金属板の全体焼入れで
あるので、歪の発生量が大であり、その上、全体の硬度
がＨＲＣ４７〜５２となよて、矯正の！ための作業時間
が大であり、又仕上け工程における研磨にも手数がかか
るものてあつた。一方、最近上述の如きスライド面の耐
摩耗性の向上がより強く要求されている。

例えば、上述のノギス本尺では、ＨＲＣ５５〜５８に硬
度をあげる必４要にせまられている。この要求に対処す
る場合、ノギス本尺においては前述の如く素材は炭素量
の多い焼入れ性のよいものであるので、必要とされる硬
度即ちＨＲＣ５５〜５８を得るのは、従来通り素材全体
の炉加熱後の放冷で焼入れし焼戻し温度を上述の５００
℃より低く、例えば２００℃程度とすればよく、その要
請に答えることはできる。しかし、このとき大きな問題
点が顕在化してくる。即ち、従来の焼戻し後の材料の全
体硬度がＨＲＣ４７〜５２であつた時でも、矯正の作業
工程が非能率的で生産性が悪かつたのであるが、硬度を
ＨＲＣ５５〜５８に上昇させた材料を矯正する場合、生
産性はより悪くなる他、矯正時の材料の折損率が飛躍的
に増ノ大し、採算ベースに全くのらないのである。ここ
に、比較的板厚の薄い金属板、例えばスライド面として
の２側面を有する金属板の硬度を上昇せしめるためには
、従来の方法と全く異つた方法による熱処理方法の開発
が急務とされるに至つた。本発明の第１の目的は、この
ような比較的板厚の薄い金属板の２側面を焼入れし、得
られる硬度が高くかつ残留歪が比較的少なくかつ歪が発
生したとしてもその矯正が容易な焼入れ方法および装置
を提供するものである。本発明の第２の目的は、作業能
率がよく、かつ簡易な設備で実施できる焼入れ方法およ
び装置を提供するものである。

本発明の第３の目的は、歪の発生は有効に防止すること
ができるが、若し歪が発生したとしても、容易かつ安全
に歪取りを行うことができる焼入れ方法および装置を提
供するものである。

本発明のその他の目的は、以下の記載から自ずと明らか
になるであろう。本発明を第１〜第３図に示される代表
的実施例に従い説明する。

第１図および第２図は、本発明をノギス本尺の焼入れに
適用したときの実施例を示すものて、１は第１電極、２
は第２電極を表わし、高周波電源Ｅとともに本発明を構
成する。

３はノギス本尺を表わす。

ノギス本尺は、周知の如く平行する２つの側面３１，３
「を有する。本発明は、この場合この２つの側面３１，
３「の表層および端面３２を高周波焼入れするものであ
る。第１電極１は、実施例においては、これを上面から
見た場合コの字状形状となつており、対向辺１２，１２
″はノギス本尺の平行辺３１，３「と所定間隔を隔てて
対向する。

当該第１電極の対向辺１２，１２″の内壁１２１，１２
「の先端には、ノギス位置決め部３３の基部に近接して
、突出部１１，１「が設けられ、当該突出部１１，１「
をもつてノギス本尺の被加熱部である平行側面３１，３
「のノギス位置決め部３３の基部側一方端部３１１，３
１「を把持接触可能なように設定されている。第１電極
１の突出部１１，１「の端面は図示の如く、平行側面３
１，３１″の端部３１１，３１「における肉厚方向全域
に亘つて接触把持するように設定することが好ましい。
第１電極１の突出部１１，１「によるノギス本尺の把持
は、別に設ける押圧手段を用いてＪ行つてもよいが、第
１電極自身の弾性力によつて行うことが好ましい。本実
施例においては、突出部１１，１「は、自由状態におい
ては第１図に示すよりも更に矢印ａ及びａ″方向に位置
するが、ノギス本尺３合の平行部３１，３「を当該弾性
力に抗して挿入することによつて、突出部１１，１「に
よつて当該平行部３１，３「を自身の弾性力によつて弾
性的に把持するよう予め第１電極１が構成されている。
しかし、第１電極１は突出部１１，１「によつて端部３
１１，３１「を把，持する如く形成されていさえすれば
本発明の目的は達成される。そうである限り、第１図に
示す如くコの字状の形状であるほか、第１の電極１は２
つに分割されていてもよい。しかしながら、金属板の把
持容易性、電極の電圧降下防止、作業の容易性等を総合
的に勘案すれば、第１図及ひ第２図で示される如き第１
電極１が好ましい。第２電極２は、側面から見た場合］
字状をなし、その水平部２０につづく垂直部２１の外側
面２２が、ノギス本尺の位置決め部３３の基部に対向す
る一方端面３２と接触する如く形成されている。

この場合、第２電極２をノギス本尺方向へ押圧した状態
で通電する方が、加熱中における金属板の歪の発生を可
及的に防止でき、更に電極と被加熱物との間に発生する
おそれのあるスパークきずを防止するので好ましい。そ
の実施例の詳細が第３図Ａ，ｂに示される。第３図にお
いて、出力端子２５ａ，２５ｂの一方の端子２５ｂ上に
は第２電極の水平部２０がそれに沿つて移動可能な案内
孔２４１を穿つた筒部２４が設けられている。

上記案内孔２４１の後端部分には、ばね２３が設けられ
ており、第２電極２がばね２３を介してｃ方向に移動可
能な如くなつている。この様に形成された第２電極２を
、上述の第１電極１と組合せて用いれは、ノギス本尺３
は端部３１１，３１「において第１電極１によりａ及び
ａ″方向に弾性把持され、かつ端面３２において第２電
極２によつてｃ方向に弾性的に支持されるので、歪の発
生はより有効に防止される。本発明によつて、ノギス本
尺の平行部および端面を焼入れするには、ノギス本尺の
平行部を第１図および第２図に示す如き位置に、第１電
極１の突出部１１，１「間に当該突出部の内方向Ａ，ａ
″の弾性力に抗して順次挿入し、その端面が第２電極の
垂直部２１で、弾性力によつて図おける右方向へ押圧さ
れた状態で定量する。

かくて、ノギス本尺の平行部３１，３「は、前述した如
く第１電極１で１端が第１図の上下方向に、他端は第２
電極で第１図の水平方向に弾性緊定支持される。この状
態で両電極間に高周波電源Ｅを投入する。しかる時は高
周波電源Ｅからの電流は、第１図ｂに実線と点線矢印で
示したごとく高周波電源Ｅ一第１電極１■第１電極突出
部浮：ノギス位置決め部の基部１１■ノギス両側面？１
，ニノギス端面３２→第２電極外側面２２→高周波電源
て流れ、ノギスの両側面３１，３「および端面３２が有
効に加熱され、所定時間通電後、通電を停止し放冷する
。ここに、使用する加熱電流は高周波電流（例えば２０
０ＫＨｚ）であるので、高周波電流の特性である表皮電
流効果と、その流路を対向するスライド面に近づけてイ
ンダクタンスを小としようとする近接効果との相剰効果
によつて投入電力（例】えば８０ＫＷ）および加熱時間
（１〜３秒）の設定に従がい、その特性を十分発揮でき
、０．５〜１Ｔ！ｒ：Ｉｎ程度の表層のみを均一に焼入
し、硬度ＨＲＣ５５〜５８を得ることが可能である。又
、歪の発生も少ない。上述は、第２電極２にばね２３を
装着することにより、金属板３の加熱による膨張および
冷却による収縮を吸収するように構成したが、第１の電
極１の基部１３にばねを装置して、第２電極は固定とす
る構成をとることができる。

上述した実施例では、ノギス本尺を例にとつて本発明を
説明したが、本発明はノギス本尺はかりでなく、平行肉
厚面がスライドとして機能するものや、スケールとして
機能するような比較的板厚の薄い金属板の２側面の硬化
を要求されるもの一般にも広く適用されることはもちろ
んである。

本発明の第２の実施例を、第４図及び第５図に従い説明
する。図中、１は第１電極、２は第２電極を表わし、高
周波電源Ｅとともに本発明を構成する。

５は長方形形状の金属板である。

本発明は、金属板５の長手方向２側面５１，５「の表層
に高周波電流をもつて直接通電し焼入れするものてある
。第１電極１は、上から見た場合コの字形状となつてい
て、基部１３と対向辺１２，１２″とからなり、対向辺
１２，１２″は同一の長さを有し、かつ金属板５の長手
方向２側面５１，５「と所定間隙を隔てて平行に対向す
る。第１電極１の当該対向辺１２，１２″の先端部には
、突出部１１，１１″が設けられている。当該突出部１
１，１「は双方とも同一寸法のかぎの手形状を有し、先
ず上記対向辺１２，１２″の先端部から直角に他方の対
向辺１２″，１２に向かつて伸び、しかる後基部１３に
向かつて直角に曲がつてなる。突出部１１，１「は、金
属板５の両側面５１，５「の端部５１１，５１「に接触
すると共に、耐熱絶縁駒６，６″を介して、自己の弾性
力によつて支持接触可能な如く設定されている。第１電
極１の肉厚は全部分において同一であり、金属板５の肉
厚より厚く設定してある。第２電極２としては、金，属
板５の他方端面５２と接触し、かつ上述の第１の電極１
とともに金属板の長さ方向の膨張又は収縮を吸収可能な
ものであればよいが、本実施例では第３図に示されるも
のと同じものを用いている。本実施例における焼入れ装
置は、上記第１電極１及ひ第２電極２の肉厚方向押圧手
段４，４″が付加されてなる。

押圧手段４，４″は、押圧板４１，４「、ロッド４２，
４２″及び押圧機構４３，４３″からなる。押圧板４１
，４「は電気的３絶縁耐熱材で形成された長方形形状の
板であり、金属板５の長手方向の長さとほＳ゛同一の長
さを有し、かつその巾は金属板５の巾と同一もしくはや
や狭い巾に設定されている。押圧板４１，４「は、ロッ
ド４２，４２″にとりつけられていて、４例えば油圧シ
リンダーの如き押圧機構４３，４３″によつて、ロッド
４２，４２″を介して金属板５を矢印Ｄ，ｄ″方向に押
圧可能としてある。本実施例において、金属板５を焼入
れするには以下の手順による。先ず、金属板５の長手方
向２側面５１，５「の端部５１１，５１「を第１電極１
の両突出部１１，１「によつて支持接触せしめると共に
、金属板５の他方端面５２が第２電極２の垂直部２１の
外側面２２で、弾性力によつて図における右方向へ押圧
された状態で定置する。このとき、第１の電極の対向辺
１２，１２″と、金属板の長手方向２側端面の間には耐
熱絶縁駒６，６″を介在させる。かくて、金属板５は第
）１電極１によつて巾方向を弾性的に把持されると共に
第１電極１及び第２電極２により長手方向の膨張又は収
縮を吸収可能なごとく弾性緊定支持される。しかる後、
押圧機構４３，４３″を動作させて、ロッド４２，４２
″を介して押圧板４１，４「を矢印Ｄ，ｄ″方向へ移動
させ、金属板５を両面より押圧する。この状態て両電極
間に高周波電源Ｅを投入し、所定時間後通電を停止し、
所定時間放冷後、前記押圧機構４３，４３″により押圧
板４１，４「を矢印Ｄ，ｄ″とは逆方向に移動させた後
、金属板５を装置より取りはずす。金属板５の２側面５
１，５「の表層は均一に焼入れされ、歪の発生なしに所
望の硬度が得られる。上記２実施例は被加熱物たる金属
板の材質が、焼入性のよい材質からなつておる場合であ
るので、その通電加熱後の冷却は放冷で所望の硬化処理
が可能であるが、被加熱物たる金属板の材質が、上記実
施例に比べて焼入性のおとつた材質からなつている場合
、例えば構造用炭素鋼又低合金銅の如き場合には、第１
電極１の内壁１２１，１２「に冷却流体噴射口を多数設
け冷却流体を冷却流体供給源から対向辺１２，１２″内
に収容された冷却流体通路を介し、通電加熱停止後噴射
し被加熱部を急冷してもよい。本発明の主たる効果は、
以下の通りである。

１被焼入面の表皮部分のみを均一に焼入れすることによ
り、歪の発生が殆んどなしに、硬度の上昇を実現するこ
とができる。

従つて、引続く歪取り工程を省略することができ、製品
中に歪が残存することがないので、真直なノギス本尺等
の製品を提供することができる。又、若し歪取りを行う
場合でも被処理材の側端面以外は硬化されないので歪取
りが容易かつ折損等の事故は皆無である。２高周波によ
る直接通電焼入れであり、所要時間も短くかつ電力の効
率も良い。３定置一発焼入れであり、所要設備も少ない
。

４第１の電極と第２の電極により、被焼入れ物を弾性支
持した状態で加熱することができるので、上記１に加え
てさらに歪の発生を極度に減少することができる。

５押圧手段により、板厚方向に被焼入れ物を押圧しつつ
加熱するときには、歪の発生をさらにより減少すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明をノギス本尺の焼入れに適用したとき
の平面図、第１図ｂは第１図ａにおける電流の流れを示
す模式図、第２図ａは第１図ａの正面図、第２図ｂは第
１図ａの■−■″線断面図、第３図ａは第１図〜第２図
における第２電極の詳細側面図、第３図ｂは第３図ａの
■−■″線断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す
平面図（但し押圧手段は図示されていない）、第５図ａ
は第４図の正面図、第５図ｂは第４図の■−■″線断面
図てある。 １・・・・・・第１電極、２・・・・・・第２電極、３
・・・・・・ノギｌス本尺、４・・・・・・押圧手段、
４１，４「・・・・押圧板、５・・・・・・長方形形状
金属板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 比較的板厚の薄い細長い金属板の長手方向２側面の
   表層を焼入れする方法において、第１電極と第２電極を
   用い、第１電極の両端部で金属板の長手方向２側面の１
   方端部をほぼ対称位置で弾性的に支持し、第２電極端面
   は金属板の他方端面に接触し、かつ上記両電極で金属板
   の長手方向の膨張又は収縮を吸収可能な状態において当
   該金属板に高周波電流をもつて直接通電加熱をすること
   を特徴とする高周波による直接通電焼入れ方法。 ２ 金属板が長手方向２側面をスライド面としたノギス
   本尺である特許請求の範囲第１項記載の高周波による直
   接通電焼入れ方法。 ３ 第１電極自身の弾性によつて、金属板の１方端部を
   把持する特許請求の範囲第１項記載の高周波による直接
   通電焼入れ方法。 ４ 第２電極で金属板の端面を弾性的に支持する特許請
   求の範囲第１項記載の高周波による直接通電焼入れ方法
   。 ５ 比較的板厚の薄い細長い金属板の長手方向２側面の
   表層を焼入れする方法において、第１電極と第２電極と
   板厚方向押圧手段とを具え、第１電極の両端部で金属板
   の長手方向２側面の１方端部をほぼ対称位置で接触する
   と共に第１電極の当該金属板に対向する両側面で耐熱絶
   縁駒を介して金属板を弾性的に支持し、第２電極端面は
   金属板の他方端面に弾性的に接触し、上記両電極で金属
   板の長手方向の膨張又は収縮を吸収可能で、しかも上記
   板厚方向押圧手段で金属板のほぼ全或を板厚方向に押圧
   した状態で、当該金属板に高周波電流をもつて直接通電
   加熱をすることを特徴とする高周波による直接通電焼入
   れ方法。 ６ 比較的板厚の薄い金属板の長手方向２側面の表層を
   焼入れする装置であつて、金属板の被加熱部を含む当該
   金属板の部分がその内に定置される凹部を有する第１電
   極と第２電極とからなり、第１電極の凹部の両先端は金
   属板の被加熱部の１方端部を弾性的に支持するように、
   又第２電極はその先端で金属板の他方端面に接触するよ
   うに設定し、かつ両電極のいづれかに金属板の膨張、収
   縮による長手方向の変位を吸収する弾性機構を設けたこ
   とからなる高周波による直接通電焼入れ装置。 ７ 第１電極を、その凹部両先端が自己の弾性力をもつ
   て金属板の被加熱部の一方端部を弾性支持するように予
   め形成した特許請求の範囲第６項記載の高周波による直
   接通電焼入れ装置。 ８ 第２電極の支承部にばね等の弾性機構を設け、当該
   弾性機構を介して金属板の端面を弾性支持するようにし
   た特許請求の範囲第６項記載の高周波による直接通電焼
   入れ装置。 ９ 比較的板厚の薄い金属板の長手方向２側面の表層を
   焼入れする装置であつて、金属板の被加熱部がその内に
   定置される凹部を有する第１電極と第２電極と板厚方向
   押圧手段とからなり、第１電極の凹部の両先端部は金属
   板の被加熱部の１方端部を弾性的に支持するように、又
   第２電極はその先端で金属板の他方端部に接触するよう
   に設定し、かつ両電極のいづれかに金属板の膨張、収縮
   による長手方向の変位を吸収する弾性機構を設けるとと
   もに、板厚方向押圧手段は、金属板の被加熱部を含むほ
   ぼ全域と接触可能な押圧板を含み、当該押圧板を上下動
   させて金属板を板厚方向に押圧可能に設定されているこ
   とを特徴とする高周波による直接通電焼入れ装置。