JPH10324911A - 高周波焼入コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】内面に複数の溝が形成された有底筒状ワークの
溝の内面を加熱する高周波焼入コイル。 【解決手段】内面に複数の溝が形成された有底筒状ワー
クの溝の内面に対向する複数の溝加熱導体部１００Ａ、
１００Ｂ、１００Ｃと、隣接するそれを、相互に接続す
る複数の接続導体部２００Ａ、２００Ｂと、溝加熱導体
部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに接続される一対の給
電導体部３００Ａ、３００Ｂとを具備しており、接続導
体部２００Ａ、２００Ｂは、隣接する溝加熱導体部１０
０Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの接続部間に接続される一対
の第１接続体２１０Ａ、２１０Ｂと、それ同士を接続す
る第２接続体２２０Ａ、２２０Ｂとを有しており、それ
は、有底筒状ワークの中心点と、溝の中心部とを結ぶ線
の両側に位置し、第１接続導体２１０Ａ、２１０Ｂは、
溝加熱導体部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃとは略直交
する方向に延設されており、隣接する第１接続導体２１
０Ａ、２１０Ｂには逆方向の電流が流れる、高周波焼入
コイル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内面に複数の溝が
形成された有底筒状ワークの溝の内面を加熱する高周波
焼入コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】内面に複数の溝が形成された有底筒状ワ
ークとしては、等速ジョイントに用いられるトリポート
ハウジング部材Ｗがある。この図６に示すトリポートハ
ウジング部材Ｗの内面に高周波焼入を施すための高周波
焼入コイルとしては、図４に示すようなものがある。

【０００３】まず、図４に示される高周波焼入コイル
は、トリポートハウジング部材Ｗの各内面に沿ってほぼ
一定の間隔を隔てて対向配置されるものである。しかし
ながら、この高周波焼入コイルでは、肉厚部Ｗ３には高
周波焼入が施されて硬化層（図４では斜線で示してい
る）が形成されるが、溝Ｗ１の左右の両側面Ｗ１１及び
薄肉部Ｗ１２には高周波焼入が施されず、硬化層が形成
されないという問題点がある。特に、溝Ｗ１の両側面Ｗ
１１と厚肉部Ｗ３との境目のコーナー部が過熱されると
いう問題がある。この原因は、凸部は加熱されやすいが
凹部は加熱されにくいという高周波加熱における特性で
ある。また、この高周波焼入コイルで溝Ｗ１の両側面Ｗ
１１及び薄肉部Ｗ１２にも高周波焼入を施して硬化層を
形成するために、より大きな電流を流すことも考えられ
るが、これでは厚肉部Ｗ３が過熱状態となり、トリポー
トハウジング部材の内面に熱的アンバランスに起因する
変形が生じるおそれがある。

【０００４】そこで、図５に示す高周波焼入コイルが考
えられる。かかる高周波焼入コイルは、厚肉部Ｗ３に対
応する部分の加熱導体を厚肉部Ｗ３から離して設けてあ
る。この状態で厚肉部Ｗ３に所定の高周波焼入を施すこ
とができる電流を高周波焼入コイルに流すと、溝Ｗ１の
両側面Ｗ１１と薄肉部Ｗ１２とが過熱されて特に薄肉部
Ｗ１２にはズブ焼入状態になるおそれがある。また、前
記コーナー部の過熱は避けることができない。

【０００５】かかる問題を解消するために、特公昭６３
−４２８３９号公報に記載されているような高周波焼入
コイルが創案されている。かかる高周波焼入コイルは、
その特許請求の範囲にもあるように、『不等肉厚部を有
する筒状体内面の移動焼入用高周波焼入コイルにおい
て、上記筒状体内面のうち厚肉部に対応する加熱導体
に、上記筒状体の軸心方向に沿って延びかつ上記最厚肉
部に対して平行に延設配置される立上り部を一対設ける
と共に、これらの立上り部を互いに平行状に近接配置
し、近接配置された上記立上り部に互いに逆方向の電流
を流すように構成』したのものである。

【０００６】これにより、（最）厚肉部に対向した立上
り部では電磁作用が相殺されるため、立上り部による厚
肉部の加熱が抑制されて、厚肉部の過熱が防止されるの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特公昭６３−４２８３９号公報に記載されているよう
な高周波焼入コイルには以下のような問題点がある。す
なわち、トリポートハウジング部材Ｗのコーナー部の過
熱が避けられないのである。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、前記コーナー部も過熱することもなく適切な高周波
加熱を施すことができる高周波焼入コイルを提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波焼入
コイルは、内面に複数の溝が形成された有底筒状ワーク
の溝の内面を加熱する高周波焼入コイルであって、前記
溝の内面に対向する複数の溝加熱導体部と、この溝加熱
導体部のうち隣接する溝加熱導体部を相互に接続する複
数の接続導体部と、前記溝加熱導体部に接続される一対
の給電導体部とを備えており、前記接続導体部は、隣接
する溝加熱導体部の接続部間に接続される一対の第１接
続導体と、この第１接続導体同士を接続する第２接続導
体とを有しており、前記接続部は、有底筒状ワークの中
心点と溝の中心部とを結ぶ線の両側に位置し、前記第１
接続導体は、前記溝加熱導体部とは略直交する方向に延
設されており、隣接する第１接続導体には逆方向の電流
が流れるように構成されている。

【００１０】また、本発明の他の発明に係る高周波焼入
コイルは、内面に複数の溝が形成された有底筒状ワーク
の溝の内面を加熱する高周波焼入コイルであって、前記
溝の内面に対向する複数の溝加熱導体部と、この溝加熱
導体部のうち隣接する溝加熱導体部を相互に接続する複
数の接続導体部と、前記溝加熱導体部に接続される一対
の給電導体部とを備えており、前記接続導体部は、隣接
する溝加熱導体部の接続部間に接続される一対の第１接
続導体と、この第１接続導体同士を接続する第２接続導
体とを有しており、前記接続部は、有底筒状ワークの中
心点と溝の中心部とを結ぶ線の上に位置し、前記第１接
続導体は、前記溝加熱導体部とは略直交する方向に延設
されており、隣接する第１接続導体には逆方向の電流が
流れるように構成されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る高周波焼入コイルの概略的斜視図、図２は本発明
の第１の実施の形態に係る高周波焼入コイルと有底筒状
ワークであるトリポートハウジング部材との関係を示す
概略的底面図、図３は本発明の第２の実施の形態に係る
高周波焼入コイルと有底筒状ワークであるトリポートハ
ウジング部材との関係を示す概略的底面図である。

【００１２】本発明の第１の実施の形態に係る高周波焼
入コイルは、内面に３つの溝Ｗ１が形成された有底筒状
ワークであるトリポートハウジング部材Ｗの溝Ｗ１の内
面を加熱する高周波焼入コイルであって、前記溝Ｗ１の
内面に対向する３つの溝加熱導体部１００Ａ、１００
Ｂ、１００Ｃと、この溝加熱導体部１００Ａ、１００Ｂ
を接続する接続導体部２００Ａと、この溝加熱導体部１
００Ａ、１００Ｃを接続する接続導体部２００Ｂと、前
記溝加熱導体部１００Ｂ、１００Ｃに接続される２つの
給電導体部３００Ａ、３００Ｂとを備えている。

【００１３】この高周波焼入コイルを構成する各導体部
は、トリポートハウジング部材Ｗを加熱した際に自身が
過熱されることを防止するため、内部に冷却液を循環さ
せることができる導電性を有するパイプから構成されて
いる。

【００１４】３つの溝加熱導体部１００Ａ、１００Ｂ、
１００Ｃは、溝Ｗ１の形状に沿って平面視略Ｃ字形状に
形成されている。すなわち、各加熱導体部１００Ａ、、
１００Ｂ、１００Ｃは、溝Ｗ１の左右の両側面Ｗ１１
と、その間の薄肉部Ｗ１２とにそれぞれ所定の間隔を有
して対向するようになっている。かかる３つの溝加熱導
体部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは同一平面上に並ぶ
にように設定されている。

【００１５】かかる３つの溝加熱導体部１００Ａ、１０
０Ｂ、１００Ｃは、溝Ｗ１が１２０°ごとに形成されて
いるため、互いに１２０°の角度をもって配置されてい
る。また、この３つの溝加熱導体部１００Ａ、１００
Ｂ、１００Ｃは、オープンになった部分、すなわちＣ字
形状の接続されていない部分が内側を向くようになって
いる。なお、この３つの溝加熱導体部１００Ａ、１００
Ｂ、１００Ｃのオープンになっている部分を接続部１１
０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃと呼ぶ。

【００１６】前記接続部１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ
は、図２に示すように、トリポートハウジング部材Ｗの
中心点Ｗ０と、溝Ｗ１の中心部とを結ぶ線ＷＬの両側に
位置している。

【００１７】一方、溝加熱導体部１００Ａ、１００Ｂ、
１００Ｃのうち、溝加熱導体部１００Ａ、１００Ｂを接
続する接続導体部２００Ａは、縦長の略凹字形状に形成
されており、一対の第１接続導体２１０Ａ、２１０Ａ
と、この第１接続導体２１０Ａ、２１０Ａ同士を接続す
る第２接続導体２２０Ａとを有している。すなわち、一
方の第１接続導２１０Ａの上端部が溝加熱導体部１００
Ａの一方の接続部１１０Ａに、他方の第１接続導２１０
Ａの上端部が溝加熱導体部１００Ｂの一方の接続部１１
０Ｂにそれぞれ接続されるのである。

【００１８】この接続導体部２００Ａの第１接続導体２
１０Ａ、２１０Ａは、溝加熱導体部１００Ａ、１００Ｂ
に対して略直交する方向に垂設されている。従って、第
１接続導体２１０Ａ、２１０Ａは、トリポートハウジン
グ部材Ｗの中心軸（図２に示す中心点Ｗ０を通過する図
面の紙面に垂直な方向の軸）に対して平行になってい
る。

【００１９】溝加熱導体部１００Ａ、１００Ｃを接続す
る接続導体部２００Ｂも、上述した接続導体部２００Ａ
と同様に構成されているい。

【００２０】従って、接続導体部２００Ｂの第１接続導
体２１０Ｂ、２１０Ｂも、上述した接続導体部２００Ａ
の第１接続導体２１０Ａ、２１０Ａと同様に、溝加熱導
体部１００Ｂ、１００Ｃに対して略直交する方向に垂設
されている。従って、第１接続導体２１０Ｂ、２１０Ｂ
は、トリポートハウジング部材Ｗの前記中心軸に対して
平行になっている。

【００２１】また、前記接続導体部２００Ａの一方の第
１接続導体２１０Ａと接続導体部２００Ｂの一方の第１
接続導体２１０Ｂとの間には、両第１接続導体２１０
Ａ、２１０Ｂが短絡しないように絶縁体４００（斜線で
示している）が介在されている。

【００２２】一方、前記給電導体部３００Ａは、溝加熱
導体部１００Ｃの他方の接続部１１０Ｃ、すなわち接続
導体部２００Ａが接続されていない接続部１１０Ｃに接
続されている。さらに、前記給電導体部３００Ｂは、溝
加熱導体部１００Ｂの他方の接続部１１０Ｂ、すなわち
接続導体部２００Ｂが接続されていない接続部１１０Ｂ
に接続されている。

【００２３】給電導体部３００Ａは接続導体部２００Ｂ
の一方の第１接続部２１０Ｂと平行になっている。そし
て、給電導体３００Ａと接続導体２１０Ｂとの間には短
絡防止のための絶縁体４００ (図２参照）が介在されて
いる。

【００２４】同様に、給電導体部３００Ｂは接続導体部
２００Ａの一方の第１接続部２１０Ａと平行になってい
る。そして、給電導体３００Ｂと第１接続導体２１０Ａ
との間には短絡防止のための絶縁体４００が介在されて
いる。

【００２５】この高周波焼入コイルの溝加熱導体部１０
０Ａ、１００Ｂ、１００Ｃには、磁力線を集中させるた
めの、例えばフェライト等からなるコア (図示省略) が
取り付けれらる。

【００２６】また、この高周波焼入コイルの溝加熱導体
部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの下方には、溝加熱導
体部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃで加熱された部分、
すなわち溝Ｗ１の内周面に冷却液を噴射する内側冷却ジ
ャケット (図示省略) が設けられている。この内側冷却
ジャケットは、高周波加熱コイルに取り付けられている
ので、高周波焼入コイルとともにトリポートハウジング
部材Ｗの内部を移動する。

【００２７】さらに、トリポートハウジング部材Ｗの過
熱を防止するため、トリポートハウジング部材Ｗの外周
面に冷却液を噴射する外側冷却ジャケットも設けられて
いる。

【００２８】次に、上述したように構成された高周波焼
入コイルによるトリポートハウジング部材Ｗの内周面の
高周波焼入について説明する。トリポートハウジング部
材Ｗは開放された側を下向きにして図外のコンセントリ
ンクに載置される。図２に示すように、固定された高周
波焼入コイルをトリポートハウジング部材Ｗを挿入し下
側に向かって移動させる。この時、溝Ｗ１には、溝加熱
導体部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃが挿入されている
ことは勿論である。

【００２９】高周波焼入コイルには高周波電流が供給さ
れているため、溝Ｗ１の内面である左右の両側面Ｗ１１
とその間の薄肉部１２が下側から順次加熱されていく。
高周波電流は、給電導体部３００Ａ→溝加熱導体部１０
０Ｃ→接続導体部２００Ｂ（第１接続導体２１０Ｂ→第
２接続導体２２０Ｂ→第１接続導体２１０Ｂ）→溝加熱
導体部１００Ａ→接続導体部２００Ａ（第１接続導体２
１０Ａ→第２接続導体２２０Ａ→第１接続導体２１０
Ａ）→溝加熱導体部１００Ｂ→給電導体部３００Ｂある
いはその逆方向に流れる。

【００３０】この時、接続導体部２００Ａの第１接続導
体２１０Ａとそれに隣接する接続導体部２００Ｂの第１
接続導体２１０Ｂとでは、互いに逆方向の高周波電流が
流れるため、電磁作用が相殺される。第１接続導体２１
０Ａと第１接続導体２１０Ｂとは、トリポートハウジン
グ部材Ｗの加熱には寄与しない。

【００３１】これは、接続導体部２００Ａの第１導体２
１０Ａと給電導体３００Ｂとの間、接続導体２００Ｂの
第１接続導体２１０Ｂと給電導体３００Ａとの間でも同
様である。

【００３２】この高周波焼入コイルによって加熱された
部分は、内側冷却ジャケットによって冷却されることに
よって高周波焼入が施される。また、トリポートハウジ
ング部材Ｗは、外側冷却ジャケットよっても冷却されて
いるので、高周波焼入による硬化層が外周面にまで及ぶ
ズブ焼入状態になることはない。

【００３３】また、本発明の第２の実施の形態に係る高
周波焼入コイルが、第１の実施の形態に係る高周波焼入
コイルと相違する点は、接続導体部２００Ａ、２００Ｂ
０である。すなわち、この第２の実施の形態に係る高周
波焼入コイルにおける２つの接続導体部２００Ａ、２０
０Ｂは、第１接続導体２１０Ａ、２１０Ｂがトリポート
ハウジング部材Ｗの中心点Ｗ０と溝Ｗ１とを結ぶ線ＷＬ
の上に位置している点である。

【００３４】すなわち、この高周波焼入コイルにおいて
は、接続導体部２００Ａの第１接続導体２１０Ａと接続
導体２００Ｂの第１接続部２１０Ｂとは、トリポートハ
ウジング部材Ｗの中心点Ｗ０からみて前後方向に並び、
接続導体部２００Ｂの第１接続導体２１０Ｂと給電導体
部３００Ａとは前記中心点Ｗ０からみて前後方向に並
び、接続導体部２００Ａの第１接続導体２１０Ａと給電
導体部３００Ｂとは前記中心点Ｗ０からみて前後方向に
並んでいるのである。

【００３５】このように構成された第２の実施の形態に
係る高周波焼入コイルでは、上述した点以外の点は、第
１の実施の形態に係る高周波焼入コイルと同様である。

【００３６】上述した２つの実施の形態とは違って、接
続導体部２００Ａ、２００Ｂに同軸管を使用することも
可能である。

【００３７】また、上述した説明では、有底筒状ワーク
の例としてトリポートハウジング部材Ｗを挙げたが、本
発明がこれに限定されるものではない。底を有し、かつ
内周に複数の溝が形成されたワークであれば適応可能で
ある。

【００３８】さらに、この高周波焼入コイルによるトリ
ポートハウジング部材Ｗの内面の過熱の際に、高周波焼
入コイルを固定してトリポートハウジング部材Ｗを下側
に向かって移動させるとしたが、高周波焼入コイルとト
リポートハウジング部材Ｗとは相対的に移動すればよい
ので、トリポートハウジング部材Ｗを固定して高周波焼
入コイルを上側に向かって移動させてもよいし、高周波
焼入コイルは下側に向かって、トリポートハウジング部
材Ｗは上側に向かってそれぞれ移動させるようにしても
よい。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る高周波焼入コイルは、内面
に複数の溝が形成された有底筒状ワークの溝の内面を加
熱する高周波焼入コイルであって、前記溝の内面に対向
する複数の溝加熱導体部と、この溝加熱導体部のうち隣
接する溝加熱導体部を相互に接続する複数の接続導体部
と、前記溝加熱導体部に接続される一対の給電導体部と
を備えており、前記接続導体部は、隣接する溝加熱導体
部の接続部間に接続される一対の第１接続導体と、この
第１接続導体同士を接続する第２接続導体とを有してお
り、前記接続部は、有底筒状ワークの中心点と溝の中心
部とを結ぶ線の両側に位置し、前記第１接続導体は、前
記溝加熱導体部とは略直交する方向に延設されており、
隣接する第１接続導体には逆方向の電流が流れるように
構成されている。

【００４０】従って、この高周波焼入コイルによると、
接続導体部は有底筒状ワークの内周溝を構成する左右の
両側面部と薄肉部のみならず、厚肉部のコーナー部にも
最適な加熱を施すことができる。

【００４１】また、内面に複数の溝が形成された有底筒
状ワークの溝の内面を加熱する高周波焼入コイルであっ
て、前記溝の内面に対向する複数の溝加熱導体部と、こ
の溝加熱導体部のうち隣接する溝加熱導体部を相互に接
続する複数の接続導体部と、前記溝加熱導体部に接続さ
れる一対の給電導体部とを備えており、前記接続導体部
は、隣接する溝加熱導体部の接続部間に接続される一対
の第１接続導体と、この第１接続導体同士を接続する第
２接続導体とを有しており、前記接続部は、有底筒状ワ
ークの中心点と溝の中心部とを結ぶ線の上に位置し、前
記第１接続導体は、前記溝加熱導体部とは略直交する方
向に延設されており、隣接する第１接続導体には逆方向
の電流が流れるように構成されている。

【００４２】このため、上述したものと同様に、接続導
体部は有底筒状ワークの内周溝を構成する左右の両側面
部と薄肉部のみならず、厚肉部とのコーナー部にも最適
な加熱を施すことができる。また、コーナー部の過熱防
止により以上の効果がある。

【００４３】さらに、前記接続導体部に同軸管を用いる
と、コーナー部の過熱の防止という効果の他に、コイル
効率が良くなり、高周波焼入コイルの寿命が伸びるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高周波焼入コ
イルの概略的斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る高周波焼入コ
イルと有底筒状ワークであるトリポートハウジング部材
との関係を示す概略的底面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る高周波焼入コ
イルと有底筒状ワークであるトリポートハウジング部材
との関係を示す概略的底面図である。

【図４】従来のこの種の高周波焼入コイルと有底筒状ワ
ークであるトリポートハウジング部材との関係を示す概
略的底面図である。

【図５】従来のこの種の他の高周波焼入コイルと有底筒
状ワークであるトリポートハウジング部材との関係を示
す概略的底面図である。

【図６】有底筒状ワークであるトリポートハウジング部
材の一例の概略的底面図である。

【符号の説明】

１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 溝加熱導体部 ２００Ａ、２００Ｂ 接続導体部 ２１０Ａ、２１０Ｂ 第１接続導体 ２２０Ａ、２２０Ｂ 第２接続導体 ３００Ａ、３００Ｂ 給電導体部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２１Ｄ 9/40 Ｃ２１Ｄ 9/40 Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に複数の溝が形成された有底筒状ワ
   ークの溝の内面を加熱する高周波焼入コイルにおいて、
   前記溝の内面に対向する複数の溝加熱導体部と、この溝
   加熱導体部のうち隣接する溝加熱導体部を相互に接続す
   る複数の接続導体部と、前記溝加熱導体部に接続される
   一対の給電導体部とを具備しており、前記接続導体部
   は、隣接する溝加熱導体部の接続部間に接続される一対
   の第１接続導体と、この第１接続導体同士を接続する第
   ２接続導体とを有しており、前記接続部は、有底筒状ワ
   ークの中心点と溝の中心部とを結ぶ線の両側に位置し、
   前記第１接続導体は、前記溝加熱導体部とは略直交する
   方向に延設されており、隣接する第１接続導体には逆方
   向の電流が流れることを特徴とする高周波焼入コイル。
2. 【請求項２】 内面に複数の溝が形成された有底筒状ワ
   ークの溝の内面を加熱する高周波焼入コイルにおいて、
   前記溝の内面に対向する複数の溝加熱導体部と、この溝
   加熱導体部のうち隣接する溝加熱導体部を相互に接続す
   る複数の接続導体部と、前記溝加熱導体部に接続される
   一対の給電導体部とを具備しており、前記接続導体部
   は、隣接する溝加熱導体部の接続部間に接続される一対
   の第１接続導体と、この第１接続導体同士を接続する第
   ２接続導体とを有しており、前記接続部は、有底筒状ワ
   ークの中心点と溝の中心部とを結ぶ線の上に位置し、前
   記第１接続導体は、前記溝加熱導体部とは略直交する方
   向に延設されており、隣接する第１接続導体には逆方向
   の電流が流れることを特徴とする高周波焼入コイル。
3. 【請求項３】 前記接続導体部に同軸管を用いることを
   特徴とする請求項１又は２記載の高周波焼入コイル。