JPS58197219A - 高周波焼入装置 - Google Patents

高周波焼入装置

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JPS58197219A
JPS58197219A JP57078804A JP7880482A JPS58197219A JP S58197219 A JPS58197219 A JP S58197219A JP 57078804 A JP57078804 A JP 57078804A JP 7880482 A JP7880482 A JP 7880482A JP S58197219 A JPS58197219 A JP S58197219A
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JP
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cooling
cylindrical body
heating
circumferential surface
coil
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JP57078804A
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Isao Matsumoto
勲 松本
Masakatsu Yamamuro
山室 優克
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DKK Co Ltd
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Denki Kogyo Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • 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
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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】 本発明はいわゆるトリポードハウジング部材の如き不等
肉厚部を有する筒状体内面の焼入に使用して好適な高周
波焼入装置に関する〇従来、第1図及び第2図に示す如
く、不等肉厚部を有する筒状体であるトリポードハウジ
ング部材10ローラ溝2内面の高周波焼入れに際しては
、ローラ溝2の側面2aに沿って挿入された高周波加熱
コイル3によって、直接に負荷を受ける該側面2aのみ
を一度に加熱し、ついで加熱部4を適宜手段によって冷
却する、いわゆる−発焼入れの高周波焼入れ装置が用い
られている0 この装置、によって焼入れられたローラ溝側面2aの焼
入れ深さく1)は、ローラ溝2外周の薄肉部5の方向に
近づくにつれて第1図図示の如く浅くなり・薄肉部5の
内面5aは全く焼入れをされていないのが通例である〇 これは、該トリポードハウジング部材1の使用目的から
して、ローラ溝2の側面2aは負荷に対する強度と耐摩
耗性を必要とするために充分に焼入れし・他方、薄肉部
5は負荷に対する強度は考慮する必要がなく、シたがっ
てこの部分は焼入れしないよう設計されていたためであ
る。
しかし、第1図に示すトリポードハウジング部材1の断
面形状からも理解できることであるが・ローラ溝2の内
側面2aを上記態様で焼入れる場合には、該側面2aは
内側に収縮変形する。
この変形は後工程で修正されているが、工程数が増加す
るため、上記修正はトリポードハウ    −ジング部
材1の製造コストにも影響している。
さらに、最近の試験結果では、第1図においてローラ溝
2の側面部2aと、焼入れされていたい薄肉部5の内面
5aとの境界部6では、硬さが急激に変化しており1こ
の部分に応力集中による割れが発生する場合があり、強
度が不足することが知見されており、その改善策が検討
されている。
以上のように、従来の高周波焼入装置によるトリポード
ハウジング部材等の不等肉厚部を有する筒状体の内面焼
入れには、重要な問題が残されている。
また・上記トリポードハウジング部材以外の構造部材で
あって、複数個の溝を有する不等肉厚部材(図示せず)
では、単一の高周波コイルで6溝の内面を一つづつ焼入
れし・これを繰返して全数の溝を焼入れす颯装置も使用
されているが、かかる焼入製餅では焼入完了までに長時
間を要する。
本発明は上述した従来の装置が有する諸問題を解決し、
焼入時の収縮変形量が小さく・疲労強度が向上する、主
として不等肉厚部を有する筒状の被焼入体内面に適用さ
れる高周波焼入装置を提供することを目的とし、その要
旨とするところは、上記筒状体の内周面全面と所定間隔
をおいて対峙、配設しうる加熱手段・及び該加熱手段に
よる加熱直後に上記内周面全面を冷却しうる第1冷却手
段からなる内部ユニットと、上記筒状体の薄肉部外周面
と所定間隔をおいて対峙、配設され上記薄肉部の外周面
を冷却しう5− る第2冷却手段とから構成され、上記筒状体の軸方向に
沿って該筒状体との間で相対的な移動が可能である高周
波焼入装置にある。
以下本発明の好適な実施例を図面により説明する。なお
・第1図及び第2図に示す従来例と同一要素は同一符号
にて表示する。
第3図乃至第7図は本発明の一実施例を示し、第3図は
トリダートハウジング部材1と本実施例に係る高周波焼
入装置7の焼入前の配置状態を示す要部斜視図であり、
第4図は第3図を下方より見た斜視図である。
本実施例では高周波焼入装置7は適宜手段により固定さ
れており、上記トリ、ボードハウジング部材1はその開
口部1aを下に向けて配設され、図示しない適宜な昇降
手段により、図中上下方向に移動自在になつ工いる0 高周波焼入装置7は、加熱手段8と第1冷却手段9とか
らなる内部ユニット10と、第2冷却手段11とを備え
ている。
第5図は上記トリポードハウジング部材1の6− 中空内部に上記高周波焼入装置7の内部ユニット10を
下方から移動嵌入させた状態、即ち焼入時の状態を示す
要部縦断面図であり、第6図及び第7図は各々第5図の
B−B線断面図及びC−C線断面図である。
第3図乃至第7図に示す如く、上記内部ユニツ)10は
、本実施例では基台12に穿設した透孔13内を上方に
突出して配置された柱状部14の先端14aに、三方に
等分して振り分けられて、計三個所配設され、第6図及
び第7図に示すように、上記トリポードハウジング部材
1内に嵌入した場合、即ち焼入時に三個所のローラ溝2
の内周面2a全面と所定間隔をおいて対峙、配設される
ような大きさ・形状に形成されている。
内部ユニット10を構成する加熱手段8及び第1冷却手
段9は、第5図図示のように高周波焼入装M7の昇降方
向(トリポードハウジング部材1の軸方向)に沿って、
加熱手段8が該昇降方向の上方に・また第1冷却手段9
が下方に位置するように一体に成形されている。
上記加熱手段8は、mなどの導体から成形された高周波
加熱コイル15と・該コイル15の上記軸方向前後側面
(第5図における上下側面)を糖い、トリポードハウジ
ング部側1の内周面2aと対峙する側面151のみを開
放して高周波電流による銹導加熱効果を高める、ダスト
コア又は珪素鋼板の如き磁性体16とからなる0高周波
加熱コイル15は第5図及び第6図に図示の如く、パイ
プ状に形成され・中空内部152を冷却液が循環しうる
ようになっている0また・コイル15は上記した如く柱
状部材140回りに三方に等分割して振り分けられて配
設され、各コイル15a + 15b + 15cの両
端部は、柱状部材14の軸方向にリード管17.18と
して垂下延長され、その先端は図示しない高周波電源に
接続されるとともに、各一対のリード管17 、18の
一方(本実施例では17)が給水源に連結された給水管
として、また他方(本実施例では18)が排水手段へと
連結された排水管として機能する0 なお、第6図に示す如く、隣接配置された−のコイル1
5の給水リード管17と他の隣接するフィル15の排水
リード管18とは、適宜な電、気的絶縁体19にて絶縁
されており、また柱状体14自体も電気的絶縁物質で形
成されている。
また、各コイル15の外側面は、焼入時において第6図
に示す如く・各ローラ溝2の内周面2aのうち図示しな
いローラの滑動面18とは最も近接して対峙配設され、
該ローラ滑動面18 、18を連結する薄肉部5の内周
面5aとは、若干距離をおくような形状に成形されてい
る0 上記第1冷却手段9は、本実施例では第5図及び第7図
に示す如く、加熱手段8の下部に各々一体に組み付けら
れ、内部に中空部91を形成した薄肉壁92には、放射
状に冷却液のノズル93が所定数穿設されて、ローラ溝
2の内面2a全面に冷却液を噴射しうるように構成され
た冷却ジャケットからなる0 なお、上記ノズル93の方向は、第5図において若干下
向きに穿設、形成されている〇9− 加熱部8と同様に三方に等分割して振り分けられた三個
の冷却ジャケット9は、各々管路94により柱状体14
内に配管された冷却液圧送室20に連結されている◇該
圧送管2oの下部は1図示しない冷却液タンクに連結さ
れ、適宜圧送手段により冷却液を上記各冷却ジャチット
9内に圧送する。
上記第2冷却手段11は・本実施例ではトリポードハウ
ジング部材1の上記薄肉部5の外周面5bと焼入時に所
定間隔をおいて対峙、配設される冷却ジャケットからな
り、中空部111を形成する薄肉壁112のうち上記薄
肉部5に対向する面には、所定数の/スル113が穿設
され、冷却ジャケット11と図示しない冷却液タンクと
を結ぶ圧送管21により冷却液を供給されるようになっ
ている・ なお、第3図図示の如く内部ユニット】0と第2冷却手
段11とは、すべて略同−高さだけ基台12から突出配
置されている。
次に本実施例の作用につき説明する。
10− 上記した高周波焼入袋@7によりトリポードハウジング
部材1の内面を焼入れするに際しては、まず第3図に示
す如く、高周波焼入れ装置7を所定位置で固定しておい
て、その直上に配置されたトリポードハウジング部材1
を適宜昇降手段により下方に所定速度で連続して下降さ
せていく。
しかして、トリポードハウジング部材1下端の開口部1
aを高周波焼入装置7の高周波加熱コイル15が通過し
て中空部、内に嵌入すると同時に、該コイル15に高周
波大電流を流す0 コイル15の上方への相対的移動につれて、該コイル1
5と対向するロール溝内周面2aは、表面に誘導電流を
生じ、ジュール熱により瞬時に加熱される。
加熱された内周面2aが所定の温度に達した段階でコイ
ル15の下方に配設搭れた第1冷却ジヤケツト9から上
記加熱面に向けて冷却液が噴射され、該加熱面を急速に
冷却して、ロール溝2の内周面2a全面に焼入層■を得
る。
但し、薄肉部5の部分では、コイル】5はその内周面5
aと若干距離があり、かつ該薄肉部5の外周面5bには
、第2冷却ジヤケツト11から冷却液が上記加熱に若干
先行して、もしくは該加熱と並行して噴射されているの
で、ローラ溝内周面2aのうち上記ローラ滑動面18は
どには上記内周面5aが加熱されず、第1冷却ジヤケツ
ト9による焼入れ深さく1)も相対的に薄くなる。
第5図に示すようにトリポードハウジング部材1が下降
して、該部材1の底面1b近くまで焼入層■が形成され
ると、コイル15への高周波電流の導通な断ち、しかる
後にトリポードハウジング部材1を上昇させればよい。
なお、−の被焼入体1の焼入れが完了すれば、次の被焼
入体1が移動してきて、焼入装置7の直上に配置されて
下降を開始するようにすれば、被焼入体1の連続焼入作
業が可能となる◇しかして本実施例に係る高周波焼入装
置7を用いることにより、第6図及び第7図に示すよう
にトリポードハウジング部材1のローラ溝2の内周面2
a全面にわたって連続した焼入層が形成できるため、従
来の焼入製品に発生する、焼入時における内周面2aの
収縮変形が防止できる。
よって、後工程での修正作業が不要となり・生産性が高
まる。
また、焼入れされていない部分との境界面に応力が集中
して疲労強度が低下し、ヒビ割れ等が発生するといった
従来の問題も・焼入層が連続して形成されるため確実に
防止できる0なお・本実施例においては被焼入体が昇降
し・高周波焼入袋N7が固定されている例を示したが、
その逆の構成でもよく、また両者とも同時に移動しうる
ものであってもよく、要は相対的な移動による連続した
焼入れが可能であればよ℃)。
また、加熱手段8と第1冷却手段9とは・本実施例の如
く一体に形成するのが望ましいが、別体に配設したもの
であってもよい0 さらに本実施例では被焼入体としてトリポードハウジン
グ部材を例示したが、本発明に係る13− 高周波焼入装置は、他の任意な、不等肉厚断面を有する
筒状体の内面焼入れに適用しうるものである。
また1本実施例の被焼入体の如く有底筒状体に限らず、
無底の筒状体にも適用しうる。
上述した如く構成された本発明にあっては、不等肉厚部
を有する筒状の被焼入体の内周面全面を本発明に係る高
周波焼入装置で加熱、冷却することができるから、該内
周面全面にわたって焼入層を形成しうる。
よって、焼入時における内周面の収縮変形が未然に防止
可能であり、該収縮変形の修正作業も必要としない0ま
た、非焼入部分との境界面が存在しないから、疲労強度
が向上し、クラック等の発生を確実に排除しうる有用な
ものである0
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高周波加熱コイルを不等肉厚部を有する
被焼入体内面に適用した概念図、第14− 2図は第1図のA−A線断面図である。 第3図乃至第7図は本発明の一実施例を示し、第3図は
トリポードハウジング部材と本発明に係る高周波焼入装
置の焼入前の配置態様を示す要部斜視図、第4図は第3
図を下方より見た要部斜視図、第5図は焼入時の態様を
示す要部縦断面図、第6図及び第7図は各々第5図のB
−Bls断面図及びC−C線断面図である。 1・・・・・・トリポードハウジング部材、2・・・・
・・ローラ溝・    2a・・・・・・ローラ溝内周
面、5・・・・・・薄肉部、    7・・・・・・高
周波焼入装置、8・・・・・・加熱手段、   9・・
・・・・第1冷□却手段、10・・・・・・内部ユニッ
ト、 11・・・・・・第2冷却手段。 15− <1 6」 第4図 12 第5図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不等肉厚部を有する筒状の被焼入体内面に適用さ
    れる高周波焼入装置において、上記筒状体の内周面全面
    と所定間隔をおいて対峙、配設しうる加熱手段、及び該
    加熱手段による加熱直後に上記筒状体内周面全面を冷却
    しうる第1冷却手段からなる内部ユニットと、上記筒状
    体の薄肉部外周面と所定間隔をおいて対峙、配設され上
    記薄肉部の外周面を冷却しうる第2冷却手段とから構成
    され、上記筒状体の軸方向に沿って該筒状体との間で相
    対的な移動を可能にしたことを特徴とする高周波焼入装
    置〇
  2. (2)  上記加熱手段は、高周波加熱コイルと、該コ
    イルの上記軸方向前後を覆い上記筒状体の内周面と対峙
    する側面のみを開放する磁性体とからなる特許請求の範
    囲第1項記載の高周波焼入装置。
  3. (3)  上記第1冷却手段は、上記筒状体内周面に向
    けて冷却液を噴射しうる複数個のノズルを設けた冷却ジ
    ャケットからなる特許請求の範囲第1項もしくは第2項
    記載の高周波焼入装置0
  4. (4)  上記第2冷却手段は、上記筒状体の薄肉部外
    周面に冷却液を噴射しうる複数個のノズルを設けた冷却
    ジャケットからなる特許請求の範囲第1項乃至第3項記
    載の高周波焼入装置。
  5. (5)上記筒状体は不等肉厚部を有する有底筒状のトリ
    ポードハウジング部材である特許請求の範囲第1項乃至
    第4項記載の高周波焼入装置0
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