JPS61106724A - 高周波誘導加熱焼入装置とその方法 - Google Patents

高周波誘導加熱焼入装置とその方法

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JPS61106724A
JPS61106724A JP59228451A JP22845184A JPS61106724A JP S61106724 A JPS61106724 A JP S61106724A JP 59228451 A JP59228451 A JP 59228451A JP 22845184 A JP22845184 A JP 22845184A JP S61106724 A JPS61106724 A JP S61106724A
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JP
Japan
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frequency
heating
temp
temperature
gear
Prior art date
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Pending
Application number
JP59228451A
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English (en)
Inventor
Yuji Ishizaka
石坂 雄二
Yutaka Sekino
裕 関野
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は歯車等の凹凸状の部材を高周波誘導加熱によ
る焼入装置とその方法(こ関する。
従来技術 品用波誘導加熱焼入装置を用いて、例えば歯車のような
凹凸のある部材を表面焼入する際、焼入品質にバラツキ
があると不良品になってしまうの71、、(’Q′=o
、g−f>fx:&°−xmn;ba’ibs“6・1
1−熱焼入装装置は加熱コイルと、このコイルに高局波
或力・訃供給する電源装置から構成され、前記歯車の外
周囲に前記加熱コイルを配役して歯止を焼入する手段で
ある。
発明が解決しようとする問題点 上記手段により歯車の全歯−発焼入れを行う場合、焼入
品質の重要な決め手になるのが歯部の温度である。この
温度は歯車の歯先、歯面、画成で正弦波状となり、各位
置で異なるため、高周波誘導加熱において測定した上記
温度を制1IXIlこ用いるのが極めてむずかしいとい
う問題点がある。このように歯車の歯先、歯面、歯底で
温度に差異が生ずるのは加熱コイルからのギャップがそ
れぞれ異なるためであって、歯部の良好な焼入れを行う
ためにはこの温度差を極力小さくしなければならな 1
い。歯先と歯底を均一に加熱させるには電源装置の周波
数を低く設定する必要がある。ところが−万で低い周波
数を用いて・焼入を行うと焼入深さが深くなりすぎて歯
部全体が焼入されてしまう。従って所定の1焼入深さで
歯部の焼入れを行うためには誘起凧流の浸透深さが・焼
入深さとほぼ一致するような高い周波数を設定下る必要
がある。
間印点を解決するための手段及び作用 この発明は高周波t11.m、≠1・11こ1!iい周
波厳と高い周波数を切孕えif ++ヒとし、被焼入部
拐の歯部の特定のtW分の7晶度を正6イに↑芙出して
その空出々力により前記颯諒装隨の高低の周波数の切換
え、加熱電力の制御および冷却JgVt7)噴出等の焼
入のための操作を自動的に行うようにしたことにある。
実施例 以丁図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。肩
シ】図A、Bにおいて、1は厄11山観で、この電動機
Iは被焼入部材となる歯止2を載置した回転台3を駆動
させるものである。4は歯M2の外周囲を囲繞するよう
に配設された加熱コイルで、このコイル4はタンク回路
等を含む切換装置5に接続される。この切換装置佑5は
周波fItこ応じてタンク回路定数を切換えるため例え
ばインバータ回路及びインバータを構成するせイリスタ
の制御回路からなる高周波電源装置6の出力端に接続さ
れる67は詳細を第2図1こ丞すシーケン7ヤルな運転
パターン制御とPより制御が可能な、例えはマイクロコ
ンピュータからなる制御装置で、この制御装置7には第
1図Bに示すように光セン+8a。
Hb(受光と発光)と温度セン+9からなる温度検出装
置10の噴出信号が電力される。なお、光センe3aと
8bはその光軸がmH2の軸と平行になるように歯部の
近傍に配設される。制御≠1・f7は電力された検出信
号に基づいてQ’r(”4し、その結果により高周波色
源装置r’ffi 6へ加熱、斥力設定信号と周波数切
換信号を与える。また、制fMJ装峻7は切換搏!l¥
5へも前iic: i :i結果に応じて切換信号を与
えるほかI′品度棟出−!At?1.10の退)ft指
令、冷却赦の噴出指令等の焼入れのための一連の操作の
自動制御を行う。
第2図は制御装置7の詳細を示すブロック図で。
21は詳細を@3図に示すサンプリングコントローラ部
である。このせンプリンタコントローラ剖21には光セ
ン−1−8aとτ晶度七ン+9の検出i号が入)1 力
される。サンプリングコントローラ部21は電力された
信号を演算して出力信号θa(全歯についての温岐の平
均fil、 )を送出する。この信号θ1は加熱′ポカ
設定コントローラ部221周波数切換コンパレータM2
3.加熱停止コンパレータ部24及び冷却水弁開放コン
パレータ部25にそれぞれg!給さね、る。
2fi !i 定数発生部で・この定数発生部26には
南東2の基準@径か異なるものを焼入するときに変更さ
れるディグスイッチ27 aの径設定f更信号と、ディ
グスイッチ2′lbの歯車の前記池径を歯Vで除重した
信号とが電力される。この定数発生部26て設定される
定数は電力設定P。9周波数切換設定Fc、、。
加1h停止設定HOF。及び冷却水弁關放設定。Woで
ある。これら設定信号は電力設定コントローラ部22と
各コンパレータ@23〜25に与えられる。
fg 3図は第2図に示したサンプIlングコントc1
:−ラ部21の詳細を示すブロック図で、この第3図に
おいて、31は光セン廿8aの出力信号の波形を変換す
る第1波形変換部で、この第1波形変換部31は広いパ
ルス幅を持つ信号INを短いパルス幅の信号OUTに変
烟するものである。第1彼形没換部31の出力信号c:
t 4< 2波形変換部32に電力される。
このd!、2波形変換部32は電力さねた短いパルス幅
の信号から鋸歯状波信号OUTを倚るものである。
鳩2波杉変換剖32の出力信号は泣相定破股定部、33
に電力され、この設定部33の出力に泣相定敬、役定信
号OUTを得る。この6号はr、ii43波形変換部;
34でトリ力(8号に斐、めさね、て第4波形変換部3
5にトリガ信号としで洪鞄される。NS 4 a形斐殉
部35には貌イ撞増°隔1u :36の出力信号が与え
られる。絶・栗増:[a器36の人力もこけIf+% 
成セン+9の演出信号カベフィルタ、37を介して与え
られる。なお、;38はイ突出点、:39は指示、、!
≦である。
前記第4彼形に俣器35の出力信号は温歳平均値検出部
4()に人力される。この温度平均+1[検出部4゜・
は■甫の歯むnと第4波形変換部35から出力される編
度検出仙θ1から全両数についての編梗の平均11t+
、 I 、;’i次式により捜出するものである。
θ 8二Σθ1 an1=1 次に上記実施例の動作を述べる。まず、回転台3に被焼
入両車2を載置させ、その歯止2の外周囲に加熱コイル
4を配置する。その後、光センせ3a、8bとr黒度セ
ンチ9を第1図に示すように位置決めする。ここで奄#
?Jmlを第4図に示す時刻t、で@APAさせると謁
車2が回転を始める。電動機1が所定の回転融に到達し
たとき、時刻t、で制御装置7から高周波電源装置6お
よび切換装置5へ加熱電力設定信号を供帽する。このと
きの加熱周を度数は低く選ばれる。11源装ず1ツ6の
出力1ルカCま高周波ン1源装置46によって規制され
た周波数にて切換装置5を介して加熱コイル4に供給さ
れる。
コイル4に′成力が供給されると歯車2の歯部の温度は
余々に上昇し始める。この温厚上昇の状態は制御装置7
に人力される。制御装置7は光センサ8aと感度セン+
9から上記感度上昇の状・川を得て1、制御装置I′ダ
イア廿ンプリングコントローラ部21で処理演く下して
その出力に゛山部の特定位置における全山数についての
温度の平均1師θaを送出する。
即ち、光センサ−8aが検出する歯部の通温による光1
言号の有無をrii!出し、この検出信号が例えば1.
:1   無になった瞬間或は無となった後一定時間後
の歯面のMINをコントローラ部21で処理演算する。
従って歯部の任意位置温度を測定することができる。
または光セン+−8a、3bの対向位置(歯底から歯先
の位置に)をずらしても表面の任意位置温度を測定する
ことができる。このようにして測定された検出温度の平
均イぼθaが例えば鋼における変か―点の如き所定温度
に達した時点で制御装置7の第2図に示すコントローラ
部22の出力と第1コンパレータ部23の出力とから電
力設定信号と周波数切換信号とが高周波電源装v、6に
供給される。なお、切換信号は切換@rIt5にも与え
られる。この信号により高周波1源装置6は低い周波数
から高い周波数に切換えられる。なお、実験lこよると
低い周波数に対し高い周波数は1.5〜3倍程度高くす
ればよい。周波数は歯車2の材質やサイズにょ ;り選
定するが1例えば低い周波数が1〜2kHzの場合には
、病い周波数は3 kHz程度でよく、また低い周波数
を2〜4 kHzとした場合には高い周波数は6 KH
z程度となる。これとともに切萌装置5も高い周波数に
対応する定数に切換られる。この時刻が第4図のt、で
ある。前記高い周波数に切換られると、加p4力は徐々
に降下される。この状態を加熱終了温度になるまで制+
111萼置7により温度制御を行う。南部の温度が時刻
t、で所定1;6になったとき制御装置47の第2コン
パレータ部24から加熱停止指令が11周波亀詠≠噌6
に与えられるため。
「に源装置6の動作は停止して歯車2の加熱を停止させ
る。加熱終了後、歯82の均熱化をはかりなZノ3ら焼
入温度になった時刻1.で光セン+8a、8bと4度七
ンサ9を退避させて時刻t6で第3コンパレータM25
から信号が送出され冷却水弁が開放となって冷却水を歯
車2に放水してこれを冷却させる。冷却水は時刻1丁ま
で流す。その後、電1171の駆動を停止させる。
上述のようにして歯車の焼入を終了する。なお、歯車2
を回転台3に載置して回転させるのは歯■全周における
均熱化を図るためである。
発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、破焼入部材9例
えば歯車の歯先、歯面、歯底のいずれか最も重要な開所
の温度をセンナにより検出して、加熱時における高低周
波数の切換えおよび焼入に最も大ボな冷却開始のコ丙正
な温度値をとらえて急冷するようにしたもので、部材に
要求される硬度、耐力、耐摩耗性を確実に形成できる。
また、この発明によれば、最初は低い周波数により加熱
し、その後高い周波数で加熱させて部材を焼入したので
、rwit部の全体にわたって焼入深さのイ[1城がト
を好になる等の効果がある。
4、図面のI aな、&(1月 第1図A、  Bはこの発明の一43画例を示す概略構
成図および光七ンせ、温度センサーのHtJJ係ヲ示す
構成図、第2図は制#装置の詳細を示すブロック図、第
3図はせンプリングコントローラi% (7) p縄を
示すブロック図、第4図は上記実施例の動作を述べるた
めのタイムチャートでアル。
1・冒)1動機、2・・・歯車、3・・・回転台%4・
・・加熱コイル、5・・・切換装置、6・・茜周波II
j源装置、7・・・制−装置、8a、8b・・・光セン
ナ、9・・・温度セし    。
1]、、  ノ→)。
第1 図(A) 1−−−−を動増゛ 2−−−−*拳 :3−−−−rfJh4e 4−−−−h灼コイjし 8a+8b−−−icンザ<sb、at+>9−−−一
温度でゾサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転テーブルにより回転される被焼入部材である
    歯車と、この被焼入部材の周囲に配設され、その歯部を
    加熱するための加熱コイルと、この加熱コイルに電力を
    供給する周波数切換可能な高周波電源装置と、この電源
    装置に周波数切換え指令、供給電力の制御指令を送出す
    る制御装置と、前記被焼入部材の軸と光軸が平行になる
    ようにして被焼入部材の歯部に配置された光センサーと
    、被焼入部材の歯部の近傍に配設され、前記光センサー
    と連動して歯部の特定位置の温度を検出して前記制御装
    置に供給する温度検出装置とを備えてなることを特徴と
    する高周波誘導加熱焼入装置。
  2. (2)回転テーブルにより回転される被焼入部材である
    歯車と、この被焼入部材の周囲に配設され、その歯部を
    加熱するための加熱コイルと、この加熱コイルに電力を
    供給する周波数切換可能な高周波電源装置と、この電源
    装置に周波数切換え指令、供給電力の制御指令を送出す
    る制御装置と、前記被焼入部材の軸と光軸が平行になる
    ようにして被焼入部材の歯部に配置された光センサーと
    、被焼入部材の歯部の近傍に配設され、前記光センサー
    と連動して歯部の特定位置の温度を検出して前記制御装
    置に供給する温度検出装置とを備え、前記被焼入部材の
    歯部の特定位置が所定温度以下時には前記加熱コイルに
    供給する周波数を焼入周波数範囲における比較的低い周
    波数とし、所定温度以上時には比較的高い周波数の電力
    に切換えるようにしたことを特徴とする高周波誘導加熱
    焼入方法。
JP59228451A 1984-10-30 1984-10-30 高周波誘導加熱焼入装置とその方法 Pending JPS61106724A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4886952A (en) * 1987-06-10 1989-12-12 Yasushi Horiuchi Power source device for high-frequency induction heating
JP2008073702A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Benda Sunkwang Industrial Co Ltd オートマティック自動車用ドライブプレート及びセンサリングの製造方法
US10753893B2 (en) * 2018-01-26 2020-08-25 Hamilton Sunstrand Corporation Gear set health monitoring system

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