JPH0559793U - 高周波焼入コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラインコイル形式の高周波焼入コイルにおい
て、円柱状ワークを加熱後、時間遅れなく冷却する。 【構成】 加熱コイル１０の円柱状ワークに対向する面
に、多数の噴出孔１１ａを設ける。加熱コイル１０の外
側の面に冷却コイル２０を接合する。加熱時は、加熱コ
イル１０に高周波電流を通じ、冷却コイル２０に冷却水
を通す。加熱に引き続いて、加熱コイル１０の内部に焼
入液を注入する。多数の噴出孔１１ａから焼入液が噴出
されて、円柱状ワークを冷却する。円柱状ワークの冷却
に際して、円柱状ワークから加熱コイル１０を離す必要
がない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、円柱状ワークの表面焼入に使用される高周波焼入コイルに関し、特 に、円柱状ワークを周方向に回転させながら、その周方向の表面或いは周面を中 心軸方向に全域同時加熱して、周面全体を加熱する形式の高周波加熱コイルに関 する。

【０００２】

【従来の技術】

この形式の高周波焼入コイルは、ラインコイルと通称され、円柱状ワークの周 面を中心軸方向に全域同時加熱することから、円柱状ワークに曲がりや歪みが生 じ難く、寸法精度の高い長尺の円柱状ワークの焼入に適している。また、高周波 焼入コイル内に円柱状ワークを通す必要がなく、円柱状ワークおよび高周波加熱 コイルのセットや取り外しが容易なために、段付シャフトのような寸法精度の高 い異形の円柱状ワークの焼入にも多用されている。ラインコイル形式の高周波焼 入コイルを使用した円柱状ワークの焼入を図４により説明する。

【０００３】 高周波焼入コイル４０は、その形状から半開放コイルとも呼ばれ、一対の直線 部４１と、その相対応する端部同士間に設けられた弧状部４２とからなる。直線 部４１は、水平に支持された円柱状ワークＷに両側から対向され、弧状部４２は 、円柱状ワークＷの周面に沿って湾曲している。これらの部材は、銅等の導電性 金属の角管からなり、内部にコイル冷却用の冷却水が通される。

【０００４】 焼入を行うには、円柱状ワークＷを周方向に回転させた状態で、高周波焼入コ イル４０に通水を行いながら高周波電流を流す。円柱状ワークＷの表層が所定の 焼入温度に加熱されると、高周波焼入コイル４０を引き上げ、直線部４１の外側 に配設された管５０から円柱状ワークＷに焼入液を吹き付ける。高周波焼入コイ ル４０を引き上げる代わりに、円柱状ワークＷを下降させる場合もある。いずれ にしても、円柱状ワークＷの下にはその支持・回転機構があり、高周波焼入コイ ル４０はトランスに吊るされているので、ワーク冷却の際は、高周波焼入コイル ４０と円柱状ワークＷを上下に離して、円柱状ワークＷの側方から焼入液が吹き 付けられる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このような焼入では、焼入液を吹き付ける際に、高周波焼入コイル４０と円柱 状ワークＷを上下に離す必要があるので、円柱状ワークＷの加熱を終えてから焼 入液を吹き付けるまでの間に、若干の時間遅れが生じるのを避け得ない。この時 間遅れは、円柱状ワークＷが大径で焼入深度が深い場合或いは焼入性の良い材料 の場合は、殆ど問題にならない。しかし、円柱状ワークＷが小径で、焼入深度の 浅い場合は、この時間遅れの間に熱影響が深いところに及び、焼入品質に悪影響 を与える。そして、その円柱状ワークＷが、ラインコイル形式の高周波焼入コイ ルでしか処理できないような形状、精度のものである場合は、他の型式の高周波 焼入コイルを代用できないので、焼入品質の低下を避け得ないことになる。

【０００６】 本考案はかかる事情に鑑みて創案されたものであり、ラインコイル形式であっ て、加熱後、時間遅れなく焼入液の吹き付けを行う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する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかる高周波焼入コイルは、導電性金属の角管からなり、焼入すべき 円柱状ワークの周面両側部に対向する一対の直線部の相対応する端部同士間に、 円柱状ワークの周面に沿って湾曲した弧状部を設け、内部に焼入液が注入される と共に、その噴出孔を一対の直線部のワーク対向面に設けた加熱コイルと、該加 熱コイルと同様の金属製角管からなり、その加熱コイルにおける直線部および弧 状部の円柱状ワークに対向する面とは反対側の面に接合されて、内部に冷却液が 通流される冷却コイルとを具備している。

【０００８】

【作用】 加熱中は、加熱コイルに高周波電流を流して、円柱状ワークを表層加熱すると 共に、冷却コイルに冷却液を通流させて、加熱コイルを外側から冷却する。そし て、加熱終了もしくはその直前から加熱コイル内に焼入液を注入する。これによ り、加熱コイル直線部のワーク対向面に設けた噴出孔から焼入液が噴出され、円 柱状ワークが時間遅れなく冷却される。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。図１は本考案の一実施例を 示す高周波焼入コイルの斜視図、図２は本高周波焼入コイルの正面図、図３は本 高周波焼入コイルの通液系路を示す模式図である。

【００１０】 本高周波焼入コイルは、銅等の導電性金属からなる角管により構成された半開 放の加熱コイル１０と、同じく銅等の導電性金属からなる角管により半開放鞍型 に構成されて、加熱コイル１０の外側に接合された冷却コイル２０とを具備して いる。

【００１１】 加熱コイル１０は、平行な一対の直線部１１，１１を有する。直線部１１，１ １は、円柱状ワークＷの周面両側部に対向し、その対向面に多数の噴出孔１１ａ が全面にわたって開設されている。各直線部１１の両端は閉塞されている。直線 部１１，１１の相対応する端部同士間に設けられた一対の弧状部１２，１２は、 円柱状ワークＷの周面に沿って湾曲し、その両端は、直線部１１，１１の両端部 に接合されてその内部に連通している。直線部１１，１１および弧状部１２，１ ２には、内部に焼入液を注入するために、Ｌ状ニップルからなる注液管１３が、 各部に２個の割合で取り付けられている。なお、一方の弧状部１２は、加熱コイ ル１０に高周波電流を流すために、中央部で２分割されている。

【００１２】 冷却コイル２０も、一対の直線部２１，２１と、直線部２１，２１の相対応す る端部同士間に設けられた一対の弧状部２２，２２とからなる。直線部２１，２ １は、加熱コイル１０の直線部１１，１１の円柱状ワークＷに対向する面とは反 対側（外側）の面に、ろう付け等により導電および熱伝導可能に接合されている 。弧状部２２，２２も、加熱コイル１０の弧状部１２，１２の外側の面に同様に 接合されており、その両端は、直線部２１，２１の両端部に接合されてその内部 に連通している。一方の弧状部２２は、加熱コイル１０の分割され弧状部１２に 対応して、中央部で２分割されており、その分割端部には、給電ヘッド３０がリ ード３１，３１により連結されている。

【００１３】 給電ヘッド３０は、銅等からなる導電板３２，３２の間に絶縁板を挟んだサン ドイッチ構造であり、図示されない高周波電源に接続されている。リード３１， ３１は、加熱コイル１０および冷却コイル２０と同様の導電性金属からなる角管 で構成され、その一端が冷却コイル２０の２分割された弧状部２２の分割端部に 接続されている。リード３１，３１の各他端部は、導電板３２，３２にそれぞれ 接続されている。そして、リード３１，３１の各他端部には、冷却コイル２０内 に冷却水を流通させるために、給水管３３，排水管３４がそれぞれ取り付けられ ている。

【００１４】 本高周波焼入コイルを用いて円柱状ワークＷを焼入するには、まず、加熱コイ ル１０の内側に円柱状ワークＷを位置させて、その周面両側部に加熱コイル１０ の直線部１１，１１を等しい距離で対向させる。次いで、円柱状ワークＷを周方 向に回転させ、且つ、給電ヘッド３０の給水管３３から冷却水を注入しながら、 高周波電源を作動させる。高周波電源の作動により、冷却コイル２０に高周波電 流が流れると共に、その高周波電流が加熱コイル１０に分流する。これにより、 円柱状ワークＷの表層が加熱される。この時点では、加熱コイル１０に通液は行 われないが、給水管３３から注入された冷却水が、冷却コイル２０を通過して排 水管３４から排出されることにより、加熱コイル１０が外側から冷却される。

【００１５】 円柱状ワークＷの加熱が進み、給電停止もしくは停止直前の段階になると、加 熱コイル１０に設けた８個の注液管１３から一斉に加熱コイル１０内へ焼入液を 注入する。加熱コイル１０内に注入された焼入液は、直線部１１，１１の各ワー ク対向面に設けた多数の噴出孔１１ａから噴出されて、円柱状ワークＷに衝突す る。これにより、円柱状ワークＷは、加熱後、時間遅れなく冷却される。従って 、この時間遅れが焼入に悪影響を与える小径で焼入深度の浅い円柱状ワークＷの 場合も、優れた焼入品質が得られる。また、円柱状ワークＷの冷却に際して、円 柱状ワークＷや高周波焼入コイルを昇降させる必要がないので、その昇降機構を 不要にする利点がある。

【００１６】 本高周波焼入コイルは、加熱終了から冷却開始までの時間遅れが焼入品質上大 きな問題となる外径３０ｍｍ以下、焼入深度が3.0 ｍｍ以下の円柱状ワークＷの 焼入に適し、特に、ラインコイル形式の高周波焼入コイルでしか処理できないよ うな形状、精度の円柱状ワークに対して好適である。

【００１７】

【考案の効果】

以上、本考案にかかる高周波焼入コイルによる場合には、加熱コイル直線部の 円柱状ワークに対向する面から直接焼入液が噴出されるので、加熱後、時間遅れ なく円柱状ワークが冷却され、その焼入品質が向上する。しかも、加熱中は、加 熱コイルに通液が行われないにもかかわらず、加熱コイルに接合された冷却コイ ルへの通液により加熱コイルが冷却され、その保護が図られる。更に、円柱状ワ ークや高周波焼入コイルを昇降させる必要がないので、その昇降機構が不要にな り、構造簡素化も図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す高周波焼入コイルの斜
視図である。

【図２】本高周波焼入コイルの正面図である。

【図３】本高周波焼入コイルの通液系路を示す模式図で
ある。

【図４】ラインコイル形式の高周波焼入コイルによる焼
入を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１０ 加熱コイル １１ 直線部 １１ａ 噴出孔 １２ 弧状部 ２０ 冷却コイル ２１ 直線部 ２２ 弧状部 ３０ 給電ヘッド

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性金属の角管からなり、焼入すべき
   円柱状ワークの周面両側部に対向する一対の直線部の相
   対応する端部同士間に、円柱状ワークの周面に沿って湾
   曲した弧状部を設け、内部に焼入液が注入されると共
   に、その噴出孔を一対の直線部のワーク対向面に設けた
   加熱コイルと、該加熱コイルと同様の金属製角管からな
   り、その加熱コイルにおける直線部および弧状部の円柱
   状ワークに対向する面とは反対側の面に接合されて、内
   部に冷却液が通流される冷却コイルとを具備することを
   特徴とする高周波焼入コイル。