JPH05179341A - 軸状ワークの高周波加熱方法および装置 - Google Patents

軸状ワークの高周波加熱方法および装置

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JPH05179341A
JPH05179341A JP3359625A JP35962591A JPH05179341A JP H05179341 A JPH05179341 A JP H05179341A JP 3359625 A JP3359625 A JP 3359625A JP 35962591 A JP35962591 A JP 35962591A JP H05179341 A JPH05179341 A JP H05179341A
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heating
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work
frequency heating
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波加熱コイル10が短時間で、凹所53に接
近し、且つ待機位置ヘ復帰することができ、しかも、凹
所53の加熱が十分に行われるようにする。 【構成】 加熱コイル移動装置20は、カレントトランス
19が上面に固定されたトランス取付台21と、トランス支
持柱22と、シリンダ28とを備えている。トランス取付台
21の両端部分には、それぞれ、ピン23を介してトランス
支持柱22の一端が回動自在に接続されている。トランス
支持柱22の他端は、ピン24を介して本実施例の高周波加
熱装置の設置面H上に固定されたトランス支持部材25に
回動自在に接続されている。シリンダ28の一端は、ピン
29によって、高周波加熱装置の取付面Hに固定されたシ
リンダ取付部材29a に回動自在に取り付けられており、
シリンダ28の他端から進退するロッド27の先端は、ボル
ト26によって、前記トランス取付台21の一端部分に回動
自在に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は軸状ワークの高周波加熱
方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、図面を参照して従来の技術を説明
する。図2は高周波加熱コイル(以下単に加熱コイルと
もいう) とカレントトランスとの模式的斜視図、図3は
高周波焼入装置の正面説明図、図4高周波焼入装置の側
面説明図、図5は軸状ワークの従来の高周波焼入方法と
装置の説明図である。
【0003】図5に示すように、軸状ワーク50は、第1
軸部51と、第1軸部51に一体形成され、第1軸部51より
径の大きい第2軸部52と、第1軸部51の周面51a に引き
続くように第2軸部52の側面52a に形成した環状の凹所
53とを備えている。
【0004】被加熱面は凹所53と周面51a であって、こ
れら被加熱面を同時に加熱する加熱コイル10は、図2と
図5に示すように、凹所53の形状に対応するように形成
されたほぼ1/2円弧状の第1加熱導体11と、一端がそ
れぞれ第1加熱導体11の両端に接続され、且つ第1軸部
51の周面51a の形状に対応するように形成された1対の
第2加熱導体12、12と、第2加熱導体12、12の他端にそ
れぞれの一端が接続されたほぼ1/4円弧状の1対の第
3加熱導体13、13と、第3加熱導体13、13の他端にそれ
ぞれ一端が接続された1対の電源導体18、18とを備えて
いる。
【0005】電源導体18、18の他端は、図示しない高周
波電源から高周波電流を供給されるカレントトランス19
の出力側に接続されている。なお、14は磁性体のコアで
あって、第1加熱導体11が発生する磁束を凹所53の表面
に集束する役目をする。
【0006】図3と4に示す高周波焼入装置は、冷却液
Lを収容したタンク60と、ワーク移動装置70とを備えて
いる。ワーク移動装置70は、タンク60の側壁61上に設け
た1対の軸受71によって支持されているシャフト72と、
シャフト72に取り付けられた1対のワーク保持部材73
と、シャフト72の一端に取り付けられたモータ79とを備
えている。モータ79は、タンク60の側壁61に設けられた
台78上に固定されている。
【0007】各ワーク保持部材73は、シャフト72を中心
として120 度間隔でシャフト72から凸設された3個のワ
ーク保持板74を有し、一方のワーク保持部材73のワーク
保持板74にはチャック42が設けられており、また、他方
のワーク保持部材73のワーク保持板74にはセンタ41が設
けられている。そして、チャック42とセンタ41とが対向
するようにワーク保持板74が配設されている。
【0008】ワーク保持部材73は、モータ79によって回
転されて、受入取外しステーションA、加熱ステーショ
ンBおよび冷却ステーションCを経て再び受入取外しス
テーションAに帰る。なお、ワーク移動装置70には各チ
ャック42を回転させるワーク回転機構(図示省略)が設
けられている。また、センタ41は図示しないクランプ機
構が設けられており、ワークの支持はバネ圧によって保
持されている。
【0009】受入取外しステーションAでチャック42と
センタ41とによってワーク保持板74間に水平に保持され
たワーク50は、モータ79によってワーク保持部材73が矢
印Kの方向に回転されることによって加熱ステーション
Bに至る。すると、前記ワーク回転機構によってワーク
50の回転が開始される。次いで、加熱コイル移送手段
(図示省略)によって、加熱コイル10は矢印Pの方向に
ワーク50に向かって降下し、加熱コイル10の第2加熱導
体12がワーク50の第1軸部51の周面51a に対向接近した
位置で降下を停止する。この後、更に、前記加熱コイル
移送手段によって、加熱コイル10を矢印Qの方向に、即
ち、軸59の方向に移動させて、第1加熱導体11を凹所53
に対向接近させる。
【0010】次いで、加熱コイル10にカレントトランス
19から高周波電流を所定時間通電して凹所53と周面51a
の加熱を終了してから、前記加熱コイル移送手段によっ
て、加熱コイル10を矢印Qと反対方向に移動後、更に矢
印Pと反対方向に移動して元の待機位置に復帰させる。
【0011】加熱コイル10が待機位置に復帰すると、モ
ータ79によってワーク保持部材73を回転してワーク50を
冷却ステーションCに移動させる。冷却ステーションC
ではワーク50は冷却液L中に浸漬されて冷却が行われ、
凹所53および周面51a に硬化層58が形成される。ワーク
50の冷却が終了すると、モータ79によってワーク保持部
材73を回転させてワーク50を受入取外しステーションA
に移動し、焼入されたワーク50を取り外してから、新し
いワーク50をワーク保持部材73に取り付ける。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな加熱方法には、以下に述べる問題がある。即ち、加
熱コイル10を被加熱面に接近させるに際して、前述のよ
うに、まず、矢印Pの方向に移動してから、次いで矢印
Pの方向と直角な矢印Qの方向に移動する。また、加熱
終了後は、矢印Qと反対方向に移動してから、矢印Pと
反対方向に移動させる。
【0013】即ち、加熱コイル10が被加熱面に接近する
とき、および、待機位置へ復帰するときの何れにおいて
も、いわゆる2段モーションをしなければならないの
で、まず、加熱コイルの移動自体に時間がかかる。ま
た、ワークの冷却ステーションへの移動は、加熱コイル
が待機位置に復帰してから、或いは、加熱コイルがワー
クから所定の距離だけ離れてから行うので、加熱コイル
自体の移動が遅いと、加熱後のワークが、加熱ステーシ
ョンから冷却ステーションに至るまでにも時間がかか
る。従って、焼入工程が長くなるのみならず、所定の焼
入深さがえられない。また、加熱コイル移送手段は、加
熱コイルを矢印Pの方向に移動させる装置と、矢印Qの
方向に移動させる装置の2つの装置が必要であるので、
高周波加熱装置の構造が複雑になり、且つコストが高く
なる問題がある。
【0014】一方、上記のような高周波加熱装置による
ことなく、周面51a と凹所53とを環状の高周波加熱コイ
ルによって移動焼入することが考えられるが、移動焼入
では、凹所53の加熱が不十分であって凹所53から周面51
a にわたって形成された硬化層の深さが均一でないこ
と、高周波加熱コイルが移動焼入開始位置まで戻るのに
要する時間だけ加熱工程が長くなること、および、加熱
コイルにワークを挿入するのに手間がかかる、等の問題
がある。
【0015】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、第1軸部と、第1軸部と一体形成され、第1
軸部より径の大きい第2軸部と、第1軸部の周面に引き
続くように第2軸部の側面に形成した環状の凹所とを備
えた軸状ワークを、この軸状ワークの長手方向の軸を中
心として回転させながら、被加熱面である前記凹所およ
び前記周面を同時に加熱する軸状ワークの高周波加熱方
法において、高周波加熱コイルが短時間で、被加熱面に
接近し、且つ待機位置ヘ復帰することができ、しかも、
凹所の加熱が十分に行われる高周波加熱方法および装置
を提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の軸状ワークの高周波加熱方法は、第1軸部
と、第1軸部と一体形成され、第1軸部より径の大きい
第2軸部と、第1軸部の周面に引き続くように第2軸部
の側面に形成した環状の凹所とを備えた軸状ワークを、
この軸状ワークの長手方向の軸を中心として回転させな
がら、被加熱面である前記凹所および前記周面を同時に
加熱する軸状ワークの高周波加熱方法において、前記凹
所と周面とを加熱する高周波加熱コイルを、前記長手方
向と、前記長手方向に直角な方向との間の方向から、前
記被加熱面に接近させて前記被加熱面に対向するように
配設し、次いで、前記高周波加熱コイルによって前記被
加熱面を加熱する。
【0017】また、本発明の軸状ワークの高周波加熱装
置は、前記凹所の形状に対応するように形成された円弧
状の第1加熱導体と、一端がそれぞれ第1加熱導体の両
端に接続され、他端間に高周波電圧が印加されると共
に、前記周面の形状に対応するように形成された1対の
第2加熱導体とを設けた高周波加熱コイルと、この高周
波加熱コイルを、前記長手方向と、前記長手方向に直角
な方向との間の方向から、前記被加熱面に接近させて被
加熱面に対向するように配設する手段とを備ている。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の軸状ワークの
高周波加熱方法を実現することができる高周波加熱装置
の一実施例を説明する。図1は本実施例の説明図であっ
て、図2〜5で説明したものと同等のものには同一の符
号を付している。また、本実施例に用いる加熱コイル1
0、カレントトランス19、採り上げたワーク50、タンク6
0、ワーク移動装置70は、前述のものと同様であるので
説明を省略する。
【0019】図1に示すように、カレントトランス19
は、水平なトランス取付台21上に固定されている。そし
て、本実施例の高周波加熱装置は、加熱コイル10および
カレントトランス19を移動させてワーク50に接近させた
り、待機位置へ復帰させたりする手段として加熱コイル
移動装置20を備えている。
【0020】加熱コイル移動装置20は、カレントトラン
ス19が上面に固定されたトランス取付台21と、トランス
支持柱22と、シリンダ28とを備えている。トランス取付
台21の両端部分には、それぞれ、ピン23を介してトラン
ス支持柱22の一端が回動自在に接続されている。トラン
ス支持柱22の他端は、ピン24を介して本実施例の高周波
加熱装置の支持面Hに凸設されたトランス支持部材25に
回動自在に接続されている。
【0021】空気圧等によって動作するシリンダ28の一
端は、ピン29によって、前記支持面Hに固定されたシリ
ンダ取付部材29a に回動自在に取り付けられており、シ
リンダ28の他端から進退するロッド27の先端は、ピン26
によって、前記トランス取付台21の一端部分に回動自在
に取り付けられている。
【0022】トランス支持柱22の長さ、および、トラン
ス支持部材25の位置は、シリンダ28を動作させてロッド
27を進出させたときに、加熱コイル10の加熱導体11およ
び12が、加熱ステーションBに至ったワーク50の凹所53
および周面51a に接近対向した位置で停止するように選
定されている。
【0023】次に、本実施例の動作を説明する。但し、
従来の高周波焼入装置で述べた加熱コイル10の動作と異
なるところのみを説明する。加熱ステーションBに至っ
てワーク50が回転を開始されると、シリンダ28を動作さ
せてロッド27を進出させる。すると、加熱コイル10の加
熱導体11がワーク50の第2軸部52の凹所53に、矢印Jに
示すように、斜め上方より降下して接近対向した位置で
停止する。同様に加熱導体12も斜め上方より降下して第
1軸部51の周面51a に接近対向した位置で停止する。
【0024】加熱コイル10にカレントトランス19から高
周波電流を所定時間通電して凹所53と周面51a の加熱を
終了する。そして、シリンダ28を動作させてロッド27を
後退させると、加熱コイル10は、矢印Jと反対の方向、
即ち、斜め上方へ移動されて元の待機位置へ復帰する。
【0025】本実施例では、加熱コイル10が被加熱面に
接近するとき、および、待機位置へ復帰するときは、そ
れぞれ、シリンダ28を動作させてロッド27を進出、およ
び、後退させる1段モーションのみであり、加熱コイル
10の加熱導体11と12は共に円弧を描きながら、斜め上方
から、それぞれ、凹所53および周面51a に接近し、ま
た、斜め上方へ離れてゆく。従って、加熱コイル10の被
加熱面への接離の時間が短いので、加熱コイル10自体の
移動時間が短い。また、ワーク50の加熱終了後、ワーク
50の冷却ステーションCへの移動を早く開始できるの
で、所定の焼入深さがえられ、また焼入工程を短縮する
ことができる。
【0026】本実施例では、ワーク50の冷却を加熱位置
と別の場所で行っているが、ワークの材料によっては、
加熱位置において噴射ジャケットによって冷却を行うこ
ともある。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の軸状ワー
クの高周波加熱方法は、第1軸部と、第1軸部と一体形
成され、第1軸部より径の大きい第2軸部と、第1軸部
の周面に引き続くように第2軸部の側面に形成した環状
の凹所とを備えた軸状ワークを、この軸状ワークの長手
方向の軸を中心として回転させながら、被加熱面である
前記凹所および前記周面を同時に加熱する軸状ワークの
高周波加熱方法において、前記凹所と周面とを加熱する
高周波加熱コイルを、前記長手方向と、前記長手方向に
直角な方向との間の方向から、前記被加熱面に接近させ
て前記被加熱面に対向するように配設し、次いで、前記
高周波加熱コイルによって前記被加熱面を加熱する。
【0028】また、本発明の軸状ワークの高周波加熱装
置は、前記凹所の形状に対応するように形成された円弧
状の第1加熱導体と、一端がそれぞれ第1加熱導体の両
端に接続され、他端間に高周波電圧が印加されると共
に、前記周面の形状に対応するように形成された1対の
第2加熱導体とを設けた高周波加熱コイルと、この高周
波加熱コイルを、前記長手方向と、前記長手方向に直角
な方向との間の方向から、前記被加熱面に接近させて被
加熱面に対向するように配設する手段とを備ている。
【0029】従って、本発明の高周波加熱方法および装
置によれば、加熱コイルは斜め上方からワークに接近
し、また、斜め上方に離れてゆくので、加熱コイルがワ
ークへの接近する時間および離れて待機位置ヘ復帰する
時間を短縮することができる。また、冷却の開始に至る
までの時間も短縮できるので、所定の焼入深さをえら
れ、また、焼入工程を短縮できる。また、加熱コイルの
移動装置が簡単である上に、前記凹所の加熱を十分に行
うことができる利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の軸状ワークの高周波加熱方法を実現す
ることができる高周波加熱装置の一実施例の説明図であ
る。
【図2】加熱コイルとカレントトランスの模式的斜視図
である。
【図3】高周波焼入装置の正面説明図である。
【図4】高周波焼入装置の側面説明図である。
【図5】軸状ワークの従来の高周波加熱方法と装置の説
明図である。
【符号の説明】
10 加熱コイル 11、12 加熱導体 50 ワーク 51 第1軸部 51a 周面 52 第2軸部 52a 側面 53 凹所

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1軸部と、第1軸部と一体形成され、
    第1軸部より径の大きい第2軸部と、第1軸部の周面に
    引き続くように第2軸部の側面に形成した環状の凹所と
    を備えた軸状ワークを、この軸状ワークの長手方向の軸
    を中心として回転させながら、被加熱面である前記凹所
    および前記周面を同時に加熱する軸状ワークの高周波加
    熱方法において、前記凹所と周面とを加熱する高周波加
    熱コイルを、前記長手方向と、前記長手方向に直角な方
    向との間の方向から、前記被加熱面に接近させて前記被
    加熱面に対向するように配設し、次いで、前記高周波加
    熱コイルによって前記被加熱面を加熱することを特徴と
    する軸状ワークの高周波加熱方法。
  2. 【請求項2】 第1軸部と、第1軸部と一体形成され、
    第1軸部より径の大きい第2軸部と、第1軸部の周面に
    引き続くように第2軸部の側面に形成した環状の凹所と
    を備えた軸状ワークを、この軸状ワークの長手方向の軸
    を中心として回転させながら、被加熱面である前記凹所
    および前記周面を同時に加熱する軸状ワークの高周波加
    熱装置において、前記凹所の形状に対応するように形成
    された円弧状の第1加熱導体と、一端がそれぞれ第1加
    熱導体の両端に接続され、他端間に高周波電圧が印加さ
    れると共に、前記周面の形状に対応するように形成され
    た1対の第2加熱導体とを設けた高周波加熱コイルと、
    この高周波加熱コイルを、前記長手方向と、前記長手方
    向に直角な方向との間の方向から、前記被加熱面に接近
    させて被加熱面に対向するように配設する手段とを備え
    たことを特徴とする軸状ワークの高周波加熱装置。
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