JPS62127419A - 焼入れサイクルタイム短縮方法 - Google Patents

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） 本発明は筒体の内壁を移動焼入れする場合のサイクルタ
イム短縮方法に関する。

（従来の技術） 通常、例えば鍔付き筒体の内壁を移動焼入れする場合に
は、位置決め容易とする理由から、第３図に示す如く、
加熱ステーションに設けられ中央に焼入れ装置Ｍ　−−
−一加熱コイルＣとこれに随伴する焼入れ流体噴射用ジ
ャケラｌ−Ｊとからなる−の移動を許容する孔Ｈが孔設
されている載置台Ｂ上の、上記孔Ｈ周辺所定位置に複数
のブロック状または環状の位置決め部材Ｓを配置してお
き、筒体Ｗをその鍔部方向端面を下方として載置台Ｂ上
に）絞入し、夕＋方に張り出す鍔部ｒの外周を一ト記位
置決め部材Ｓの内周に当接させたうえで、焼入れ装置Ｍ
を下方から上方へと移動させる過程で焼入れするように
している。

上記焼入れ過程は、焼入れ装置Ｍの加熱コイルＣが被焼
入れ部上方終端位胃に至った時点で、当該加熱コイルＣ
への通電を停止し、さらに移動を継続する焼入れ装置Ｍ
は、ジャケラＩ−Ｊから噴射される焼入れ流体が加熱コ
イルＣにより加熱された被焼入れ部上方路端位置を充分
対重する位置まで移動した時点で移動を停止する。しか
し乍ら、ジャケットＪからの焼入れ流体の噴射はさらに
所定時間継続した後に停止され、加熱ステーションから
搬出して焼入れ工程を終了する。

（従来技術に存する問題点） 従来焼入れ工程における上述の、加熱終了後に続く所定
時間の焼入れ流体噴射継続は、焼入れ層が芯部に残存す
る熱の戻りで焼鈍しされないよう充分に冷却するため、
および少なくとも筒体を加熱ステーションから手で搬出
可能な温度まで冷却するためであるが、上記Ｉ！続待時
間一例を挙げれば、加熱コイルへの通電時間が１０秒で
済む筒体Ｗの熱処理において、上記通電停止後に継続す
る焼入れ流体噴射所要時間が２０秒前後に及ぶこともあ
り、１サイクル焼入れ工程時間が長すぎること、これが
起因して焼入れ装置に通電せず、実質的には非稼働状態
に置いている時間が多すぎるとして解決を迫られていた
。

（発明の目的） 本発明は、筒体の内壁を移動焼入れする場合の、従来方
法に存する上述の問題点を解決するためになされたもの
で、焼入れ工程所要時間を大巾に短縮可能、副次的には
焼入れ仕上がりを精密化可能す焼入レサイクルタイム短
縮方法を提供することを目的とする。

（第１発明の構成） 本願第１発明の構成は、 ＋ｌ）筒体の内壁を移動焼入れする場合において、（２
）上記筒体の外周と所定間隔を維持可能な内径および軸
方向長さ以上の長さを有し内部が空洞とされている環部
材を焼入れステーションに立設・配置し、 （３）当該環部材の全内周壁に上記空洞と導通する複数
の透孔を孔設するとともに、 （４）空洞と冷却流体供給源とを電磁弁が介挿された冷
却流体供給管で連絡するように構成し、（５）筒体は上
記環部材の環内に位置決めされ、（６）加熱コイルとこ
れに随伴する焼入れ流体噴射用ジャケットからなる焼入
れ装置を筒体内周の下方から上方へと移動させて移動焼
入れし、（７）焼入れ終了位置に至って加熱コイルへの
通電停止時に上記電磁弁を動作させて環部材の空洞へ冷
却流体を供給するように設定し、 （８）筒体を加熱コイルへの通電停止後も噴射を継続す
るジャケットからの焼入れ流体と環部材の透孔から噴射
される冷却流体とにより内外両周側から冷却するように
した ことを特徴とする焼入れサイクルタイム短縮方法にある
。

（第１発明の作用） 本発明は、焼入れ直後の筒体に内周方向からは焼入れ流
体を、外周方向からは流量の豊富な冷却流体を噴射して
冷却を促進し、冷却時間を大幅に短縮する作用、および
不必要な芯部方向の残熱を速やかに除去して、焼入れ層
の芯方向部分が戻り熱で焼鈍されるのを防止し、所望の
硬化層厚みに仕上げる作用がある。

（第１発明の実施例） 本願第１発明を第１図に示す実施例に従って以下に詳述
する。

図は加熱ステーションの正面一部断面であり、Ｍは加熱
コイルＣと焼入れ流体噴射用ジャケットＪとからなる焼
入れ装置、Ｂは上記焼入れ装置Ｍの矢印上下移動を許容
する孔Ｈが孔設されている載置台である。本発明では、
上記孔Ｈの周縁の載置台Ｂ上に、１として示す環部材が
端面を当接させて立設・配置される。

上記環部材ｌは焼入れせんとする、例えば鍔付き筒体Ｗ
の外周と所定間隔を維持可能な内径および軸方向長さ以
上の長さを有し、その内部が空洞２とされている。当該
環部材１の全内周壁には上記空洞２と導通する複数の透
孔３が孔設されており、また空洞２は４として示す冷却
流体供給源と電磁弁５が介挿された冷却流体供給管６で
連絡されている。

上記電磁弁５は常閉であり、加熱コイルＣの図示しない
電源が加熱コイルへの通電を停止した時点で開成され、
所定時間開成状態を維持する如（予め設定されている。

尚、環部材１の上方端面ば、後述動作説明で述べるが、
筒体Ｗをその鍔部ｒが上方となるようにして搬入され、
当該環部材１の上方端縁に鍔部ｆを当接させて載置され
るので、鍔部ｆの形状が例えば円形であれば内周方向が
外周方向より一段低くなって当該鍔部ｆを嵌入・載置可
能な周面段差を具える如く、また例えばボルト孔が形成
されている出張り形状であればそれに合わせて載置可能
な周回方向段差を具える如く形成し、載置と同時に正確
に位置決め可能とする形状を具えているのが好ましい。

上記の如（構成・設定された実施例装置を用いて鍔付き
筒体Ｗを焼入れする場合を以下に説明する。

鍔部ｆを上方として焼入れステーションに搬入した筒体
Ｗを、その鍔部ｒと環部材ｌの上方端縁とを当接させて
載置・位置決めして環部材１に懸架状態となし、ついで
、これまで筒体ｗ１人の邪魔にならぬよう上方に待機し
ていた焼入れ装置Ｍを下降させ、加熱コイルＣを筒体Ｗ
内壁の焼入れ開始端と対向させる。この状態で加熱コイ
ルＣへの通電を開始し、所定時間後に焼入れ装置Ｍの上
昇とジャケラｌ−Ｊへの焼入れ流体の導通とを開始する
。焼入れ装置Ｍは上昇の過程で加熱コイルＣによる筒体
Ｗ内壁の加熱およびジャケットＪから被加熱部へ焼入れ
流体を噴射して焼入れを順次施す。加熱コイルＣが筒体
Ｗ内壁上方の焼入れ終了端を通過した時点で、当該加熱
コイルＣへの通電が停止され、同時に電磁弁５が開成さ
れて冷却流体供給管６が導通となり、冷却流体供給源４
から環部材１の空洞２へ冷却流体が流入する。空洞２に
流入した冷却流体はこれを忽ち満たし、透孔３から噴出
して筒体Ｗの外壁を射面する。この状態において、焼入
れ装置Ｍの上昇は継続し、当該上昇はジャケットＪが焼
入れ流体を焼入れ終了部分の被加熱部に射面する位置に
まで到達して停止される。焼入れ装置Ｍの移動停止後、
僅少時間だけ焼入れ流体と冷却流体との噴射を継続した
のち、両流体の噴射を停止する。

上記僅少時間は筒体Ｗの厚みと冷却流体の流量との関係
で、実験例から求められるが、本発明における上記環部
材１はジャケラｌ−Ｊの外周面および容積に比べて格段
に広い内壁と容積の大なる空胴２とを有しており、それ
敗退孔３から噴射される冷却流体は流量が豊富であるの
で、残熱のある筒体Ｗは外周方向から急速に冷却される
。従って加熱コイルＣへの通電停止後、継続される両流
体の噴射時間は、焼入れ装置Ｍの移動速度の遅・速に多
少左右されるものの、少な（とも４〜５秒程度とすれば
充分である。

ｆｌｉｆｌ＆、焼入れ装置Ｍを上方変位させ、次いで焼
入れを施され、かつ充分冷却されて手で触り得る状態ま
で温度が陣下している鍔付き筒体Ｗは焼入れステーショ
ン外に搬出され、１焼入れ工程サイクルを終了する。

（第２発明の構成） 本願第２発明の構成は、 ＋１＋筒体の内壁を移動焼入れする場合において、（２
）上記筒体の外周と所定間隔を維持可能な内径および軸
方向長さ以上の長さを有し内部が空洞とされている長尺
の環部材を焼入れステーションに立設・配置し、 （３）当該環部材の空洞を長手方向に直角な仕切り部材
により複数室に分割形成し、 （４）上記それぞれの室に内周壁へ開口する複数の透孔
を孔設するとともに、 （５）それぞれの室と冷却流体供給源とを電磁弁が介挿
された冷却流体供給管で連絡するように構成し、（６）
筒体は上記環部材の環内に位置決めされ、（７）加熱コ
イルとこれに随伴する焼入れ流体噴射用ジャケットから
なる焼入れ装置を筒体内周の下方から上方へと移動させ
て移動焼入れする過程において焼入れ終了部分に対向す
る上記環部材の下方に位置する室から上方に位置する室
へと順次上記電磁弁それぞれを操作して冷却流体を供給
するように設定し、 （８）筒体をジャケットから噴射されて流下する焼入れ
流体と環部材各室の透孔から順次噴射される冷却流体と
により内外両周側から冷却するようにした ことを特徴とする焼入れサイクルタイム短縮方法にある
。

（第２発明の作用） 本願第２発明は、筒体の焼入れ直後部分を順次、内周方
向からは被加熱部に耐衝して焼入れ冷却し流下する焼入
れ流体で、外周方向からは流量の豊富な冷却流体で冷却
するようにして、冷却の促進を図り、焼入れ層形成直後
の部分から順次、不必要な芯部方向の残熱と加熱進行部
方向からの伝導熱とを速やかに除去し、焼入れ層の芯部
方向が焼鈍しされるのを防止して所望厚みの硬化層を形
成するとともに、加熱終了後の冷却時間を大幅に短縮す
る作用がある。

（第２発明の実施例） 本願第２発明は筒体の長さが比較的長い場合に通用する
ものであり、これを第２図に示す実施例に従って以下に
詳述する。

図において、第１図と同一の記号・番号を付した装置等
は同一の動作９作用をするので、説明を省略する。本実
施例が前記第１発明と異なるところは、鍔付き筒体ＷＬ
を鍔部ｆ端面方向が上向きとなるようにしてで架・位置
決め可能な、比較的長尺の環部材１０の空洞２０を、長
手方向に直角な仕切り部材２１により複数室例えば２０
ａ、２０ｂの２室に分割形成し、上記それぞれの室２゜
ａ、２０ｂに内周壁へ開口する複数の透孔３を孔設し、
各室２０ａ、２０ｂと冷却流体供給源４とをそれぞれ電
磁弁５ａ、５ｂが介挿された冷却流体供給管６ａ、６ｂ
で連絡するように構成する。

而して当該実施例の場合、上記電磁弁５ａは、焼入れ装
置Ｍが下方から上昇しつつ筒体ＷＬ内壁の下方半部を移
動焼入した時点直後に開成するよう、また電磁弁５ｂは
前記第１発明同様に加熱コイルＣが筒体ＷＬ内壁上方の
焼入れ終了端を通過して当該加熱コイルＣへの通電が停
止された時点で開成するようにシーケンスが設定される
。

それ故、筒体ＷＬ内壁の下方半部に形成された焼入れ層
は、その形成直後に上方で加熱コイルＣで加熱された被
加熱部へ、追随するジャケラ）Ｊから噴射され、当該被
加熱部を焼入れ冷却する焼入れ流体が壁面を流下してこ
れを冷却すると同時に、焼入れ層形成外周方向からは対
向する環部材１０の室２ａから噴射される／Ｒ量の豊富
な冷却流体により急速に冷却される。従って、形成直後
の焼入れ層が芯部方向からの戻り熱と加熱進行部方向か
らの伝導熱で芯方向部分が焼鈍しされるのを阻止される
。また筒体ＷＬ内壁上方半部に形成された焼入れ層は、
前記第１発明と全く同様の理により、継続してジャケッ
トＪから噴射される焼入れ流体と環部材１０の室２ｂか
ら構成される装置の豊富な冷却流体により急速に冷却さ
れ、残熱は効果的に除去されて焼入れ層の芯方向部分が
焼鈍しされる虞がないと同時に、僅少時間の冷却継続で
搬出可能温度まで降温される。

尚、室２ａからの冷却流体の噴射は、室２ｂからの冷却
流体の噴射停止に先立ち、冷却効果が達成された所定時
点で停止としてよいこと勿論である。

（他の実施例） 上記第１および第２実施例では、鍔付き筒体ＷないしＷ
Ｌの内壁を焼入れする場合を挙げたが、本発明は鍔なし
の筒体の内壁を焼入れする場合でも、実施例と全く同様
な作用および効果が７らされること勿論である。ただし
、筒体は載置台Ｂ上に載置されるので、環部材１ないし
１０から噴射される冷却流体が筒体外周を冷却後速やか
に流出するよう、例えば環部材１の下端面・載置台３間
に隙間を設けるなり、載置台Ｂに流出孔を設ける等の構
造とすればよく、位置決めも環部材１の下端面近傍に複
数の小突起部を設ける等の工夫によれば、何等の支障も
ない。

また、上記第１および第２実施例では、載置台Ｂ上の環
部材１または１０の上方に焼入れ装ＷＩＭを配置して、
焼入れ時には下方変位位置から上昇させる場合を挙げて
説明したが、焼入れ装置Ｍを載置台Ｂの下方に配置する
場合であっても、また上記２実施例とは逆に焼入れ装置
Ｍを不動、載置台Ｂを可動とした構成を採る場合であっ
ても、本発明は何等の支障もな〈実施可能である。

尚、第２発明では、環部材１０の空洞２０内に形成する
室を２ａ・２ｂの２室とした例を挙げて説明したが、鍔
付き筒体の長さに応じて３室以上の複数室に分割し、各
室２ａ〜２ｎごとにそれぞれ電磁弁５ａ〜５ｎが介挿さ
れた冷却流体供管６ａ〜６ｎで冷却流体供給源４と連絡
し、焼入れ装置Ｍの上昇に伴って進行する焼入れ層の形
成に応じて、順次下方の室２ａから上方の室２ｎへと電
磁弁５をａ　−ｎの順に開成するように設定することで
、前記実施例同様の作用・効果が得られること勿論であ
る。

さらに、本発明は鍔付き筒体Ｗの内壁を移動焼入れする
場合ならば、筒体の外周および内周が断面円形であろう
と変形した異形であろうとその外形如何に拘わらず通用
可能であり、かつ壁面の全周を焼入れする場合であろう
と部分周を焼入れする場合であろうとに拘わらず通用可
能であり、同一の作用および効果が７されること言うま
でもない。

（発明の効果） 本発明の実施により、筒体の焼入れのサイクルタイムは
大幅に短縮され、高価な焼入れ装置は通電しない遊休時
間が極度に減少して実稼働率が飛曜的に向上し、生産コ
スト逓減に資することとなり、さらには所定厚みの焼入
れ硬化層が筒体の長さ如何に拘わらず、確実に得られる
こととなって焼入れ仕上がりの精密化に資するので、マ
される効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第１発明の実施例の正面断面図、第２図は
本願第２発明の実施例の正面断面図、第３図は従来方法
による装置の正面断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）筒体の内壁を移動焼入れする場合において、上記筒
   体の外周と所定間隔を維持可能な内径および軸方向長さ
   以上の長さを有し内部が空洞とされている環部材を焼入
   れステーションに立設・配置し、当該環部材の全内周壁
   に上記空洞と導通する複数の透孔を孔膜するとともに、
   空洞と冷却流体供給源とを電磁弁が介挿された冷却流体
   供給管で連絡するように構成し、筒体は上記環部材の環
   内に位置決めされ、加熱コイルとこれに随伴する焼入れ
   流体噴射用ジャケットからなる焼入れ装置を筒体内周の
   下方から上方へと移動させて移動焼入れし、焼入れ終了
   位置に至つて加熱コイルへの通電停止時に上記電磁弁を
   動作させて環部材の空洞へ冷却流体を供給するように設
   定し筒体を加熱コイルへの通電停止後も噴射を継続する
   ジャケットからの焼入れ流体と環部材の透孔から噴射さ
   れる冷却流体とにより内外両周側から冷却するようにし
   たことを特徴とする焼入れサイクルタイム短縮方法。 ２）筒体の内壁を移動焼入れする場合において、上記筒
   体の外周と所定間隔を維持可能な内径および軸方向長さ
   以上の長さを有し内部が空洞とされている環部材を焼入
   れステーションに立設・配置し、当該環部材の空洞を長
   手方向に直角な仕切り部材により複数室に分割形成し、
   上記それぞれの室に内周壁へ開口する複数の透孔を孔設
   するとともに、それぞれの室と冷却流体供給源とを電磁
   弁が介挿された冷却流体供給管で連絡するように構成し
   、筒体は上記環部材の環内に位置決めされ、加熱コイル
   とこれに随伴する焼入れ流体噴射用ジャケットからなる
   焼入れ装置を筒体内周の下方から上方へと移動させて移
   動焼入れする過程において焼入れ終了部分に対向する上
   記環部材の下方に位置する室から上方に位置する室へと
   順次上記電磁弁それぞれを操作して冷却流体を供給する
   ように設定し、筒体をジャケットから噴射されて流下す
   る焼入れ流体と環部材各室の透孔から順次噴射される冷
   却流体とにより内外両周側から冷却するようにしたこと
   を特徴とする焼入れサイクルタイム短縮方法。