JP2623259B2 - 高周波焼戻し方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （従来の技術） 例えば第４図に示されるような軸付き筒体Ｗは、筒大
部Wpの内壁の所定部分は摺動部となるので耐摩耗性付与
のため、また軸部Wsの例えば二重斜線で示す範囲は機械
的性質向上のため、それぞれ表面焼入れされるが、公知
の如く焼入れされた部材はそのままでは靭性に欠けるの
で焼戻し処理が施される。

従来、この種複雑な形状の部材の焼戻しを例えば高周
波誘導加熱により行おうとすると、部材各部の加熱温度
が軸部Wsの中央部は290℃，端部は240℃、また筒体部Wp
は220℃と、最高・最低が70℃にも及び極めて大きな温
度差を生ずるため、高周波焼戻しは軸付き筒体Ｗには不
適とされ、専ら電気炉焼戻しによつていた。

（従来技術に存する問題点） 電気炉加熱による焼戻しは、複数の軸付き筒体Ｗを一
度に処理し得るものの，時間がかかり、電気炉に挿入す
るためにバスケツトへの整列詰め込み・取り出しは人手
を要するばかりでなく、焼戻し処理のためライン生産が
中断されることとなり、そのうえ電気炉加熱は軸付き筒
体Ｗ全体を炉内に入れ、全く同一の温度条件下で焼戻し
するため、上述の如く筒体部Wpは耐摩耗性の目的に合わ
せて硬さが余り低下しない程度に、また軸部Wsは機械的
性質向上の目的に合わせて筒大部Wpより硬さを低く焼戻
し処理しようとしても、加熱温度に適正差をつけた焼戻
しは不可能であつた。

（発明の目的） 本発明は、軸付き筒体を焼戻しする場合の上述従来電
気炉焼戻しが抱える弱点を解消するためになされたもの
で、軸部における加熱温度差が略均一で、筒体部は合目
的的に軸部に対して適正な温度差をつけた加熱温度によ
る焼戻し処理を施し得る高周波焼戻し方法を提供するこ
とを目的とする。

（発明の構成） 本発明の構成は、 軸付き筒体を高周波誘導加熱により焼戻しする場合に
おいて、上記軸付き筒体の筒体部外径より巻径を大，全
長より卷回長さを充分長尺とした高周波電源に接続する
多巻加熱コイルを用い、当該コイル内に置かれた軸付き
筒体の軸部端面には当該端面と略同径端面と所定長さを
備えた磁性体を、また筒体部端面には当該端面と外径が
略同一の中実棒材，もしくは外径が略同一で内径が所定
に設定された筒状材からなる磁性体をそれぞれ押圧・当
接しつつ加熱するようにした ことを特徴とする高周波焼戻し方法にある。

（発明の作用） 本発明は軸付き筒体の両端面に押圧・当接した磁性体
が、軸部では当該軸部を透過する磁束が端面近傍から拡
散するのを阻止して軸部を略均一な焼戻し温度に加熱
し、筒体部では当該筒体部を透過する磁束を収束・制御
するので、筒体部を所望の適正焼戻し温度に加熱可能に
作用する。

〔実施例.1〕 ○実験方法；軸径が30mmφである同一形状の軸付き筒体
Ｗである供試体ＡおよびＢを用い、供試体Ａの軸部Ws端
面には第１図（ａ）の如く，軸径が30mmφの炭素鋼（S4
5C材相当）からなる棒材I aを、また供試体Ｂには第１
図（ｂ）の如く，同質材からなる軸径が40mmφの棒材I
bを、それぞれ軸部Ws端面に押圧・当接した状態で、周
波数3KHz,出力40KWの高周波電源に接続された多巻コイ
ルHC内に定置して15秒間通電し、軸部Wsの中央部分の周
面および端部近接部分の周面にそれぞれ塗布した複数の
異なる部材温度測定用試薬（部材が昇温すると、それぞ
れが異なる温度で常態色から変色する試薬であつて、複
数種類を部材の同一部分に並列塗布しておけば、当該部
分の昇温温度測定が可能）により加熱温度を測温した。

○実験結果；第１図（ａ）および（ｂ）に示すように、
供試体Ａでは軸部Wsの中央部分が235℃，端部近傍が227
℃まで昇温し、供試体Ｂでは軸部Wsの中央部分が225
℃，端部近傍が240℃まで昇温したことが確認された。

上記〔実験例.1〕の結果から、本発明の一部実施に係
る供試体Ａでは加熱温度差が８℃であつて、端面に磁性
体を当接しない第４図に示す場合の軸部Wsにおける温度
差50℃に対しては勿論のこと、供試体Ｂの加熱温度差15
℃に比べても半分の温度差しかなく、軸部Wsにおける略
均一加熱が達成されることが実証された。

〔実験例.2〕 ○実験方法；上記〔実験例.1〕で使用したものと同一の
軸付き筒体C,DおよびＥを供試体とし、それぞれの供試
体軸部Ws端面にはこれと略同一端面を有する磁性体I a
を押圧・当接するとともに、内・外径が略70mmφおよび
90mmφである変形筒体部Wp（完全な円筒ではなく、肉厚
も周方向で不均一である）の端面へ、供試体Ｃには第２
図（ａ）の如く当該供試体Ｃの端面と略同形と看做され
る内・外径がそれぞれ70mmφおよび90mmφの円筒状磁性
体I cを、供試体Ｄには第２図（ｂ）の如く外径が当該
供試体Ｄの端面と略同径と看做されるが，内径が55mmφ
で厚肉の円筒状磁性体I dを、また供試体Ｅには第２図
（ｃ）の如く外径が90mmφの中実棒材からなる磁性体I
e（それぞれS45C材相当）を押圧・当接し、〔実験例.
1〕と同様条件で加熱し、各供試体Ｃ〜Ｅの筒体部Wpお
よび軸部Wsそれぞれの中央部における加熱温度を温度測
定用試薬を用いて測温した。

○実験結果；第２図（ａ）〜（ｃ）に示すように、供試
体Ｃでは筒体部Wpが204℃，軸部Wsが230℃まで昇温し
て，温度差は26℃、供試体Ｄでは筒体部Wpが195℃，軸
部Wsが227℃まで昇温して，温度差は32℃、供試体Ｅで
は筒体部Wpが175℃，軸部Wsが225℃まで昇温して，温度
差は50℃であることが確認された。

上記〔実験例.1〕および〔実験例.2〕それぞれの結果
から、本発明は軸付き軸筒Ｗの高周波焼戻において、
（１）軸部Wsの均熱には端面と略同一端面を有する磁性
体I aの押圧・当接が有効であり、（２）筒体部Wpの加
熱温度は端面に押圧・当接される磁性体Ｉの形状に依存
するので、当該筒体部Wpの加熱温度を軸部Wsの加熱温度
に対して，従来法の磁性体Ｉを用いない場合に生ずるが
如き極端な大差を付けずに，温度制御することが可能で
あり、磁性体Ｉの形状を所定に設定すれば適正焼戻し温
度を容易に得られることが証明された。

尚、上記〔実験例.1〕および〔実験例.2〕それぞれは
軸部Wsの目標加熱温度を230℃においた場合であるが、
使用電源・軸部Wsの目標加熱温度・軸部Wsと筒体部Wpと
の質量関係等が異なれば、筒体部Wpは上記実施例とは多
少異なる加熱温度を示すことは云うまでもない。

従つて本発明実施の際は、保有設備条件や要求加熱温
度に応じて磁性体Ｉの設計が適宜なされる必要がある
が、磁性体Ｉに（発明の作用）の項で前述した作用を行
わせる軸付き筒体Ｗの焼戻しである限り、本願発明の適
用であると見做される。

また上記〔実験例.1〕および〔実験例.2〕では、多巻
コイルHC内で定置加熱される軸付き筒体Ｗそれぞれの端
面に治具としての磁性体＝インピーダＩを押圧・当接す
るようにしているが、例えば第３図に示すように、所定
長さに設定した多巻コイルHC内に、反対端面を互いに押
圧・当接する軸付き筒体Ｗを軸方向送りで連続して通過
させるようにしてもよい。ただし、当該方法が採用可能
なのは、軸部Wsの加熱温度に対して筒体部Wpの加熱温度
が要求される適正温度差を維持する場合に限られる。

（発明の効果） 本発明を実施すれば、（１）軸付き筒体を電気炉焼戻
しに替えて高周波焼戻しに付することを可能とするの
で、ライン生産の中断が回避され、予め設計された磁性
体を備えた加熱装置による間欠的加熱もしくは軸付き筒
体を連続送りするり連続加熱として生産ラインに組み込
んだ焼戻しを実現し得るので、ライン生産の全自動化が
可能となつて生産性の向上が達成され、しかも軸部の均
熱加熱と筒体部の制御された適正加熱とによる焼戻しが
達成されることとなり、齎される効果は極めて顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ〔実験例.1〕にお
ける実験方法および実験結果を示す断面正面図、第２図
（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ〔実験例.2〕における実験方
法および実験結果を示す断面正面図、第３図は本発明の
応用例を示す一部断面正面図、第４図は公知方法により
軸付き筒体を焼戻し加熱した場合の状態を示す断面正面
図である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸付き筒体を高周波誘導加熱により焼戻し
   する場合において、上記軸付き筒体の筒体部外径より巻
   径を大，全長より卷回長さを充分長尺とした高周波電源
   に接続する多巻加熱コイルを用い、当該コイル内に置か
   れた軸付き筒体の軸部端面には当該端面と略同径端面と
   所定長さを備えた磁性体を、また筒体部端面には当該端
   面と外径が略同一の中実棒材，もしくは外径が略同一で
   内径が所定に設定された筒状材からなる磁性体をそれぞ
   れ押圧・当接しつつ加熱するようにしたことを特徴とす
   る高周波焼戻し方法。
2. 【請求項２】磁性体が治具としてのインピーダである特
   許請求の範囲第１項記載の高周波焼戻し方法。
3. 【請求項３】磁性体が反対端面を互いに押圧・当接した
   軸付き筒体である特許請求の範囲第１項記載の高周波焼
   戻し方法。