JP5694001B2

JP5694001B2 - 高周波焼入れ用コイル及びそれを用いた焼入れ方法

Info

Publication number: JP5694001B2
Application number: JP2011042319A
Authority: JP
Inventors: 英紀福村; 拓也河本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: JP2012181937A

Description

本発明は、ピン穴部を高周波焼入れするための高周波焼入れ用コイル及びそれを用いた焼入れ方法に関する。

従来、ピン穴部を高周波焼入れするためには、ピン穴部の内径に合った外径の専用コイルを用いている。また、特許文献１には、被加熱物の内周面を効率よく高周波焼入れするために、被加熱物の内周面に対向して加熱コイルを配置し、この加熱コイルに通電することにより、被加熱物の内周面を高周波焼入れする内周面高周波焼入れ用加熱コイルにおいて、加熱コイルが、内周から外周に向かうほど、電気伝導率が高い材料で構成されている技術が開示されている。

特開２００９−４３５０３号公報

しかし、ピン穴部の内径に合った外径の専用コイルを用いると、焼入れの対象となる機種毎に専用コイルを用意しなければならず、少量多機種生産が加速している生産ラインにおけるコイルの汎用化の要請に答えることができない。また、特許文献１に記載された技術でも、少量多機種生産が加速している生産ラインに対し、多機種のピン穴部に対応できる加熱コイルを提供することができない。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多機種のピン穴部の高周波焼入れに対応することができる高周波焼入れ用コイル及びそれを用いた焼入れ方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、ピン穴部を高周波焼入れするための高周波焼入れ用コイルであって、コイル部材と、このコイル部材の凹部に取り付けたコアからなる２つの略半円柱形状のコイルを対向させると共に、前記略半円柱形状のコイルの中央で前記コアがオーバーラップしているものである。

また、前記２つの略半円柱形状のコイルが対向する距離は、任意に設定することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の高周波焼入れ用コイルを用いてピン穴部を高周波焼入れする焼入れ方法であって、ピン穴部の内径に応じて２つの略半円柱形状のコイルが対向する距離を設定し、この距離に設定された高周波焼入れ用コイルをピン穴部に挿入して高周波焼入れをするものである。

請求項１に係る発明によれば、略半円柱形状のコイルの中央でコアがオーバーラップして取り付けてあるので、焼入れ深さの均一化が図れる。

また、２つの略半円柱形状のコイルが対向する距離をピン穴部の内径に合わせて設定すれば、多機種のピン穴部に対応することができ、高周波焼入れ用コイルの汎用化が図れる。

請求項３に係る発明によれば、２つの略半円柱形状のコイルが対向する距離をピン穴部の内径に合わせて設定することができるので、一つの高周波焼入れ用コイルで多機種のピン穴部に対応した高周波焼入れを行うことができる。

本発明に係る高周波焼入れ用コイルの説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図ワークの正面図使用説明図作用説明図で、（ａ）はピン穴部の内径が小さい場合、（ｂ）はピン穴部の内径が中位の場合、（ｃ）はピン穴部の内径が大きい場合

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る高周波焼入れ用コイル１は、図１に示すように、２つの略半円柱形状のコイル２，３を点対称になるよう対向させて配置している。各コイル２，３は、コイル部材４とコア５からなり、コイル部材４に設けた凹部４ａに円柱の略四分の一の形状に形成されたコア５が取り付けられている。

また、高周波焼入れ用コイル１は、コイル２とコイル３に分割されているが、コイル２，３個々に電源を持たない。コイル２，３には、従来のコイルと同様に一系統の電源（不図示）により電力が供給される。

更に、高周波焼入れ用コイル１では、図１（ｂ）に示すように、一方のコイル２のコア５と他方のコイル３のコア５が、中央で長さＡだけオーバーラップしている。このように、オーバーラップ長さＡを設けてコア５をコイル部材４に取り付けることにより、焼き入れ効果が増加し焼入れ深さが均一化される。

また、２つの略半円柱形状のコイル２，３が対向する距離Ｄは、図２に示すように、高周波焼入れの対象となるワークＷのピン穴部Ｗａの内径Ｂの大きさに対応するため、所定範囲で任意に設定することができる。図１は、距離Ｄが最小の状態を示し、高周波焼入れ用コイル１は略円柱形状を形成している。このように、高周波焼入れ用コイル１の距離Ｄを所定範囲で可変自在にすることにより、所望の熱効率を維持して多機種のピン穴部Ｗａに対応することができる。

高周波焼入れ用コイル１は、図３に示すように、袋穴仕様の治具７にセットされたワークＷのピン穴部Ｗａに挿入される。治具７を袋穴仕様にして、冷却水８を治具７の底部７ａに当てることにより、冷却水８を有効活用してピン穴部Ｗａの中央部の冷却効果を高め、硬化層深さを促進させることができる。更に、硬化層深さを安定させるために、補助冷却ジャケット（不図示）をピン穴部Ｗａに設けることもできる。

そして、冷却水８を流しながら発振器（不図示）がコイル１に所定周波数の電流を所定時間流すことにより、ピン穴部Ｗａの内周面Ｗｂに対して高周波焼入れを行うことができる。この時、ワークＷを所定の回転数で回転させる。

以上のように構成された本発明に係る高周波焼入れ用コイル１を用いた焼入れ方法について説明する。先ず、図３に示すように、冷却効果の安定化を図るためワークＷを袋穴仕様の治具８にセットする。

次いで、図４に示すように、高周波焼入れ用コイル１が対応することができるワークＷのピン穴部Ｗａの内径Ｂの大きさに応じて、コイル２，３が対向する距離Ｄが、コイルクリアランスＣを考慮して設定される。

ここで、図４（ａ）はピン穴部Ｗａの内径Ｂが最も小さい場合、図４（ｂ）はピン穴部Ｗａの内径Ｂが中位の場合、図４（ｃ）はピン穴部Ｗａの内径Ｂが最も大きい場合を示している。図４（ａ）に示す状態の場合が最も熱効率がよいが、図４（ｃ）に示す状態の場合でも所望な熱効率が得られる。

次いで、所定の条件（発振器の周波数と出力、電圧と加熱時間、ワーク回転数、冷却水の流量など）の下で、ピン穴部Ｗａの内周面Ｗｂに対して高周波焼入れが行われる。高周波焼入れ用コイル１では、コイル２，３の中央でオーバーラップ長さＡを設けてコア５，５がコイル部材４，４に取り付けてあるので、焼入れ深さが均一化される。

本発明によれば、焼入れ深さの均一化が図れると共に、多機種のピン穴部に対応することができる汎用の高周波焼入れ用コイル及びそれを用いた焼入れ方法を提供することができる。

１…高周波焼入れ用コイル、２，３…略半円柱形状のコイル、４…コイル部材、４ａ…凹部、５…コア、７…治具、８…冷却水、Ａ…オーバーラップ長さ、Ｂ…内径、Ｃ…コイルクリアランス、Ｄ…距離、Ｗ…ワーク、Ｗａ…ピン穴部、Ｗｂ…内周面。

Claims

ピン穴部を高周波焼入れするための高周波焼入れ用コイルであって、コイル部材と、このコイル部材の凹部に取り付けたコアからなる２つの略半円柱形状のコイルを点対称となるように対向配置することで、一方のコイルのコアと他方のコイルのコアとが中央で一部だけオーバーラップしていることを特徴とする高周波焼入れ用コイル。
請求項１に記載の高周波焼入れ用コイルにおいて、前記２つの略半円柱形状のコイルが対向する距離は、任意に設定することができることを特徴とする高周波焼入れ用コイル。
請求項２に記載の高周波焼入れ用コイルを用いてピン穴部を高周波焼入れする焼入れ方法であって、ピン穴部の内径に応じて２つの略半円柱形状のコイルが対向する距離を設定し、この距離に設定された高周波焼入れ用コイルをピン穴部に挿入して高周波焼入れをすることを特徴とする焼入れ方法。