JPH0413812A - ボールネジの高周波移動焼入焼もどし方法および装置 - 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〉 本発明はボールネジの高周波移動焼入焼もどし方法およ
び装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、ボールネジを高周波移動焼入焼もどしする場合に
は、予め設定した一定電力を高周波焼入用加熱コイルお
よび高周波焼もどしコイルに印加した状態で移動焼入焼
もどしを行っている。

〈発明が解決しようとする課題〉 従って、高周波移動焼入焼もどし装置の入力電圧の変動
等によってボールネジの誘導電力が増加して焼入および
焼もどしに際しボールネジが過熱されることがあった。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、ボ
ールネジの高周波焼入、焼もどし用加熱中にボールネジ
が過熱されることがなく、ボールネジの温度を所望の値
に保つことができるボールネジの高周波移動焼入焼もど
し方法と装置を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記問題を解決するために本発明の高周波移動焼入焼も
どし方法は、ｐ　ｎ＋＋ｎのピッチのネジ山が形成され
たボールネジとこのボールネジの長手方向に順次配設さ
れた高周波焼入用加熱コイル、急冷液噴射ジャケットお
よび高周波焼もどしコイルとの相対速度がＶ　ｍｍ７秒
であるように、ボールネジ或いは高周波焼入用加熱コイ
ル、急冷液噴射ジャケットおよび高周波焼もどしコイル
をボールネジの長手方向に移動させると共に、ボールネ
ジを前記方向の軸を中心として回転速度Ｎ回転７秒で回
転させながら、高周波焼入用加熱コイルによってボール
ネジに焼入用加熱を行った後急冷液噴射ジャケットから
急冷液を噴射して焼入を行い、次いでボールネジに高周
波焼もどしコイルによって焼もどし用加熱を行ってボー
ルネジを焼もどすことを特徴とするボールネジの高周波
移動焼入焼もどし方法において、前記ピッチ、相対速度
および回転速度の間に、（ｐ／Ｖ）Ｎ＝Ｋ　（但し、Ｋ
は整数とする）の関係が成立するように前記■とＮを選
定し、且つ、ボールネジの焼入用高周波加熱を行った表
面の温度をｐ／Ｖ秒毎に計測した結果に応じて前記焼入
用高周波加熱の電力を調節してボールネジの焼入用加熱
温度を所望の値に保つと共に、ボールネジの焼もどし用
高周波加熱を行った表面の温度をｐ／Ｖ秒毎に計測した
結果に応じて前記焼もどし用高周波加熱の電力を調節し
てボールネジの焼もどし用加熱温度を所望の値に保つよ
うにしている。

また、上記問題を解決するために、本発明の高周波移動
焼入焼もどし装置は、ｐｍｍのピッチのネジ山が形成さ
れ長手方向を軸として回転速度Ｎ回転７秒で回転してい
るボールネジの前記方向に順次配設した鞍形半開放型の
高周波焼入用加熱コイルと、急冷液噴射ジャケットと、
高周波焼もどしコイルと、冷却液噴射ジャケットとを備
えると共に、高周波焼入用加熱コイルと急冷液噴射ジャ
ケットとの間および高周波焼もどしコイルと冷却液噴射
ジャケットとの間のボールネジに向かってそれぞれ設置
した第１および第２の非接触式指向性温度計測装置とを
具備し、且つ、ボールネジと高周波焼入用加熱コイル、
急冷液噴射ジャケット、高周波焼もどしコイルおよび冷
却液噴射シャケ・ントとの相対速度がＶ　ｍｍ７秒であ
るように、ボールネジ或いは高周波焼入用加熱コイル、
象、冷液噴射ジャケット、高周波焼もどしコイルおよび
冷却液噴射ジャケットをボールネジの長手方向に移動さ
せると共に、前記ピッチ、相対速度および回転速度の間
に、（ｐ／Ｖ）Ｎ＝Ｋ　（但し、Ｋは整数とする）の関
係を持たせ、ｐ／Ｖ秒毎に、高周波焼入用加熱コイルに
よって焼入用に加熱されたボールネジの温度を計測した
結果に応して高周波焼入用加熱コイルに印加する電力を
調節してボールネジの焼入用加熱温度を所望の値に保つ
と共に高周波焼もどしコイルによって焼もどし用に加熱
されたボールネジの温度を計測した結果に応じて高周波
焼もどしコイルに印加する電力を調節してボールネジの
焼もどし用加熱温度を所望の値に保つようにしている。

〈作用〉 ｐｍｍのピッチのネジが形成されたボールネジ、或いは
、高周波焼入用加熱コイル、急冷液噴射ジャケット、高
周波焼もどしコイルおよび冷却液噴射ジャケットを、ボ
ールネジの長手方向に移動速度Ｖ　ｍｍ７秒で移動させ
ると共にボールネジを前記方向の軸を中心として回転速
度Ｎ回転７秒で回転させながら、高周波焼入用加熱コイ
ルによってボールネジを加熱してから象、冷液をジャケ
ットから噴射してボールネジを冷却後、高周波焼もどし
コイルによってボールネジを加熱して焼もどしを行って
から冷却液を噴射してアフタークーリングを行う。

この際、ボールネジに形成されたネジ山のピッチ、ボー
ルネジの移動速度および回転速度の間には、前記のよう
に、（ｐ／Ｖ）Ｎ＝にの関係が成立するように移動速度
と回転速度を選定し、また、高周波焼入用加熱コイルと
急冷液噴射ジャケットの間のボールネジの表面に向かっ
て設置した第１の非接触式指向性温度計測装置によって
、ｐ／Ｖ秒ごとに、焼入用加熱されたボールネジの表面
の点でボールネジの長手方向に平行な直線上にあり且つ
ボールネジのネジのピッチの間隔を有する点の温度の測
定結果に応じて高周波焼入用加熱コイルに印加する電力
を調節してボールネジの焼入用加熱温度が所望の値に保
たれる。同様に、高周波焼もどしコイルと冷却液噴射ジ
ャケットの間のボールネジの表面に向かって設置した第
２の非接触式指向性温度計測装置によってｐ　／　Ｖ秒
毎に焼もどし用加熱されたボールネジの表面の点でボー
ルネジの長手方向に平行な直線上にあり且つボールネジ
のネジのピッチの間隔を有する点の温度の測定結果に応
じて高周波焼もどしコイルに印加する電力を調節してボ
ールネジの焼もどし用加熱温度が所望の値に保たれる。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図および第２図は本発明のボールネジの高周波移動焼
入腕もどし方法を実現することができる高周波移動焼入
腕もどし装置を説明するための図面であって、第１図は
ボールネジを含む概略構成図、第２図はボールネジと赤
外線温度計の説明図である。

本実施例の高周波移動焼入腕もどし装置は、ボールネジ
１を焼入焼もどしおよびアフタークーリングする装置で
あって、第１図に示すように、鞍形半開放形の高周波焼
入用加熱コイル５と、この高周波焼入用加熱コイル５の
矢印Ｍの方向（ボールネジ１の移動方向）に順次設置し
た急冷液噴射ジャケット６、空気ノズル８、高周波焼も
どしコイル１１および冷却液噴射ジャケット１２と、非
接触式で指向性を有する赤外線温度計１０．１４とを備
えている。

象、冷液噴射ジャケット６は、焼入用加熱されたボール
ネジ１に急冷液！、を噴射するジャケットであり、空気
ノズル８は、ボールネジ１の表面３に付着した急冷液Ｉ
！、Ｉを吹き飛ばす圧縮空気ｋを噴射するノズルである
。冷却液噴射ジャケット１２は焼もどし用に加熱された
ボールネジ１の表面３を常温に冷却するために冷却液１
２を噴射するジャケットである。

赤外線温度計１０はボールネジｌの表面３で高周波焼入
用加熱コイル５と急冷液噴射ジャケット６の間の部分の
温度を検出できるようにこの部分に向けられて設置され
ている。゛また、赤外線温度計１４はボールネジ１の表
面３で高周波焼もどしコイル１１と冷却液噴射ジャケッ
ト１２との間の部分の温度を検出できるようにこの部分
に向けられて設置されている。

なお、ボールネジ１をボールネジ１の長手方向（矢印Ｍ
の方向）にＶ　ｍｍ７秒の速度で移動させるワーク移動
装置（図示省略）と、ボールネジ１をボールネジ１の長
手方向の軸を中心として矢印Ｒの方向に回転速度Ｎ回転
／秒で回転させるワーク回転装置（図示省略）とを備え
ている。

ボールネジ１の表面３には図示しないボールの転送面で
あるスパイラル状で断面がほぼ半円形状の溝２が形成さ
れている。溝２を形成することによって、同じくスパイ
ラル状でピッチがｐｍｍであるネジ山４が形成されてい
る。ボールネジ１のネジ山４上の点Ａ　、’Ｂ　、　Ｃ
、Ｄは、ボールネジ１の長手方向に平行な直線上にあり
、且つ、これらの点の間隔がボールネジ１のピッチに等
しい点である。本実施例では、点へをネジ山４の幅の中
央点に選定している。第１図および第２図では点Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄのみを示したが、点りに続く同様な点が存在す
る。

高周波焼入用加熱コイル５および高周波焼もどしコイル
１１はそれぞれリード線１０１および２０１を介して高
周波電源１００および２００に接続されている。また、
赤外線温度計１０および１４はそれぞれ信号線１０２お
よび２０２によって高周波電源１００および２００に接
続されており、赤外線温度計１０および１４の出力信号
がそれぞれ信号線１０２および２０２を介して高周波電
源１００および２００に伝達される。

９は高周波焼入用加熱コイル５によって加熱されたボー
ルネジ１の表面が放射する赤外線であり、１３は高周波
焼もどしコイル１１によって加熱されたボールネジ１の
表面が放射する赤外線である。

次に、ボールネジ１の焼入焼もどしおよびアフタークー
リングの動作を説明する。

ボールネジ１をボールネジｌの長手方向に移動速度Ｖ　
ｍｍ７秒で移動させると共に長手方向の軸を中心として
回転速度Ｎ回転／秒で回転させる。この状態で高周波焼
入用加熱コイル５および高周波焼もどしコイル１１にそ
れぞれ高周波電源１００および２００から高周波電流を
通電すると共に、急冷液噴射ジャケット６、冷却液噴射
ジャケット１２および空気ノズル８から、それぞれ、象
、冷液２８、冷却液１２および圧縮空気ｋを噴射させる
。

すると、ボールネジ１の表面３は、高周波焼入用加熱コ
イル５によって加熱後急冷液Ｉ！、１によって焼入され
、次いで、圧縮空気ｋによって表面３に付着している冷
却液Ｉ！、１が吹き飛ばされて表面３が乾燥されてから
、高周波焼もどしコイル１１によって表面３が加熱され
て焼もどしが行われた後、冷却液Ｉ！、２によってアフ
タークーリングされる。

ボールネジ１の温度はボールネジ１の焼入用加熱後およ
び焼もどし用加熱後にそれぞれ赤外線温変針１０および
１４によって測定される。赤外線温度計１０を用いて、
ボールネジ１の焼入用加熱された表面の前記した点Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄ　　・・・の温度を順次計測してゆくことに
よって、焼入用加熱されたボールネジの温度を測定する
ことができる。即ち、赤外線温度計１０によって点への
温度を計測後、点Ｂが点へがあった位置にきた時に、点
Ｂの温度を計測し、以下、点Ｃ１点Ｄ　・・・の温度も
同様に計測する。

しかしながら、点Ｂ以後の点が、温度が測定された点Ａ
のあった位置を通過するためには、即ち、赤外線温度計
ｌＯの照準点を通過するためには２、Ｊｆ　−）Ｌｔ　
、ｔ、　シ１　（７）　ヒツチｐｍ＋ｎ、移動速度Ｖｍ
ｍ／秒、回転速度Ｎ回転／秒の間には次に示す関係が成
立することが必要である。

（ｐ／Ｖ）Ｎ＝Ｋ・・・・・・・・（１）但し、Ｋは整
数とする。そして、ボールネジ１の移動速度Ｖ　ｍｍ７
秒と回転速度Ｎ回転／秒を式（１）を満足するように選
定すると、ｐ／Ｖ秒毎に前記点Ｂ、点Ｃ１点Ｄ　・・・
・が順次赤外線温度計１０の照準点にくるので、このｐ
／Ｖ秒毎に赤外線温度計１０によって点Ｂ、点Ｃ１点Ｄ
　・・・・の温度を計測してゆくことができる。

計測されたこれらの点の温度の信号は、リード線１０２
を経て高周波電源１００に伝達され、高周波電源１００
の出力電圧が計測された温度の値に応じて加減されて高
周波焼入用加熱コイル５に通電される高周波電流の大き
さが調節され、ボールネジ１の焼入用加熱温度が適正値
に保たれる。

同様に、焼もどし用加熱された点Ａ゛、点Ｂ゛、点Ｃ゛
、点Ｄ゛・・・の温度を赤外線温度計１４によって測定
した結果によって高周波焼もどしコイル１１に通電され
る高周波電流の大きさが調節され、ボールネジ１の焼も
どし温度が適正値に保たれる。

本実施例においは、点Ａ１点Ａ゛、点Ｂ、点Ｂ”、点Ｃ
１点Ｃ１１点り５点り″・・・は、ボールネジのネジ山
のネジの幅の中央点であったが、これにこだわるもので
はなく、これらの点を、例えば溝２内にとってもよく、
要はこれらの点がボールネジ１の長手方向に平行な直線
上でボールネジ１のネジのピッチに等しい間隔の点であ
ればよい。

本実施例においてはボールネジ１をボールネジ１の長手
方向に移動させる場合について説明したが、高周波焼入
用加熱コイル５、急冷液噴射ジャケット６、高周波焼も
どしコイル１１および冷却液噴射ジャケット１２をボー
ルネジ１の長手方向に移動させてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明のボールネジの高周波焼入
方法と装置では、ｐ　ｍｍのピッチのネジ山が形成され
たボールネジとこのボールネジの長手方向に順次配設さ
れた高周波焼入用加熱コイル、急冷液噴射ジャケットお
よび高周波焼もどしコイルとの相対速度がＶ　ｍｍ７秒
であるように、ボールネジ或いは高周波焼入用加熱コイ
ル、急冷液噴射ジャケットおよび高周波焼もどしコイル
をボールネジの長手方向に移動させると共に、ボールネ
ジを前記方向の軸を中心として回転速度Ｎ回転７秒で回
転させながら、高周波焼入用加熱コイルによってボール
ネジに焼入用加熱を行った後急冷液噴射ジャケットから
急冷液を噴射して焼入を行い、次いでボールネジに高周
波焼もどしコイルによって焼もどし用加熱を行ってボー
ルネジを焼もどすことを特徴とするボールネジの高周波
移動焼入焼もどし方法において、前記ピッチ、相対速度
および回転速度の間に、（ｐ／Ｖ）Ｎ＝Ｋ　（但し、Ｋ
は整数とする）の関係が成立するように前記■とＮを選
定し、且つ、ボールネジの焼入用高周波加熱を行った表
面の温度をｐ　／　Ｖ秒毎に計測した結果に応じて前記
焼入用高周波加熱の電力を調節してボールネジの焼入用
加熱温度を所望の値に保つと共に、ボールネジの焼もど
し用高周波加熱を行った表面の温度をｐ／Ｖ秒毎に計測
した結果に応じて前記焼もどし用高周波加熱の電力を調
節してボールネジの焼もどし用加熱温度を所望の値に保
つようにしている。

従って、本発明のボールネジの高周波移動焼入焼もどし
方法および装置によれば、ボールネジを高周波焼入用加
熱するに際し、また、ボールネジを焼もどし用加熱する
に際して、ボールネジが過熱されることがなく、ボール
ネジの加熱温度を所望の値に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のボールネジの高周波移動
焼入焼もどし方法を実現することができる高周波移動焼
入焼もどし装置を説明するための図面であって、第１図
はボールネジを含む概略構成図、第２図はボールネジと
赤外線温度計の説明図である。 １　・・・ボールネジ、４　・・・ネジ山、５　・・・
高周波焼入用加熱コイル、６　・・・象、冷液噴射ジャ
ケット、１０．１４・・・赤外線温度計、１１・・・高
周波焼もどしコイル、１００．２００　　・・・高周波
電源。 特許出願人　　富士電子工業株式会社 代理人　　弁理士　　大　西　孝　治

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｐｍｍのピッチのネジ山が形成されたボールネジ
   とこのボールネジの長手方向に順次配設された高周波焼
   入用加熱コイル、急冷液噴射ジャケットおよび高周波焼
   もどしコイルとの相対速度がＶｍｍ／秒であるように、
   ボールネジ或いは高周波焼入用加熱コイル、急冷液噴射
   ジャケットおよび高周波焼もどしコイルをボールネジの
   長手方向に移動させると共に、ボールネジを前記方向の
   軸を中心として回転速度Ｎ回転／秒で回転させながら、
   高周波焼入用加熱コイルによってボールネジに焼入用加
   熱を行った後急冷液噴射ジャケットから急冷液を噴射し
   て焼入を行い、次いでボールネジに高周波焼もどしコイ
   ルによって焼もどし用加熱を行ってボールネジを焼もど
   すことを特徴とするボールネジの高周波移動焼入焼もど
   し方法において、前記ピッチ、相対速度および回転速度
   の間に、（ｐ／Ｖ）Ｎ＝Ｋ（但し、Ｋは整数とする）の
   関係が成立するように前記ＶとＮを選定し、且つ、ボー
   ルネジの焼入用高周波加熱を行った表面の温度をｐ／Ｖ
   秒毎に計測した結果に応じて前記焼入用高周波加熱の電
   力を調節してボールネジの焼入用加熱温度を所望の値に
   保つと共に、ボールネジの焼もどし用高周波加熱を行っ
   た表面の温度をｐ／Ｖ秒毎に計測した結果に応じて前記
   焼もどし用高周波加熱の電力を調節してボールネジの焼
   もどし用加熱温度を所望の値に保つことを特徴とするボ
   ールネジの高周波移動焼入焼もどし方法。
2. （２）ｐｍｍのピッチのネジ山が形成され長手方向を軸
   として回転速度Ｎ回転／秒で回転しているボールネジの
   前記方向に順次配設した鞍形半開放型の高周波焼入用加
   熱コイルと、急冷液噴射ジャケットと、高周波焼もどし
   コイルと、冷却液噴射ジャケットとを備えると共に、高
   周波焼入用加熱コイルと急冷液噴射ジャケットとの間お
   よび高周波焼もどしコイルと冷却液噴射ジャケットとの
   間のボールネジに向かってそれぞれ設置した第１および
   第２の非接触式指向性温度計測装置とを具備し、且つ、
   ボールネジと高周波焼入用加熱コイル、急冷液噴射ジャ
   ケット、高周波焼もどしコイルおよび冷却液噴射ジャケ
   ットとの相対速度がＶｍｍ／秒であるように、ボールネ
   ジ或いは高周波焼入用加熱コイル、急冷液噴射ジャケッ
   ト、高周波焼もどしコイルおよび冷却液噴射ジャケット
   をボールネジの長手方向に移動させると共に、前記ピッ
   チ、相対速度および回転速度の間に、（ｐ／Ｖ）Ｎ＝Ｋ
   （但し、Ｋは整数とする）の関係を持たせ、ｐ／Ｖ秒毎
   に、高周波焼入用加熱コイルによって焼入用に加熱され
   たボールネジの温度を計測した結果に応じて高周波焼入
   用加熱コイルに印加する電力を調節してボールネジの焼
   入用加熱温度を所望の値に保つと共に高周波焼もどしコ
   イルによって焼もどし用に加熱されたボールネジの温度
   を計測した結果に応じて高周波焼もどしコイルに印加す
   る電力を調節してボールネジの焼もどし用加熱温度を所
   望の値に保つことを特徴とするボールネジの高周波移動
   焼入焼もどし装置。