(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを高周波焼入れするための加熱導体部を有した高周波焼入装置であって、高周波焼入装置はＰＬＣと表示装置と変成器を備え、変成器は１次側コイルと２次側コイルを有し、２次側コイルと前記加熱導体部により誘導回路を構成し、前記加熱導体部はワークに対向配置され、ワークはアースに接続され、前記誘導回路に並列に抵抗値測定手段が接続され、抵抗値測定手段は抵抗器と抵抗値測定装置により構成され、前記抵抗器と抵抗値測定装置は直列に接続され、前記抵抗器と抵抗値測定装置との間がアースに接続され、ＰＬＣは抵抗値測定装置と接続され、ＰＬＣは表示装置に接続されており、抵抗値測定装置からの信号をＰＬＣにて処理して表示装置に表示し、ワークと加熱導体部が短絡と判断される抵抗値をＰＬＣにプログラムしていることを特徴とする高周波焼入装置。
【請求項２】
前記誘導回路が通電時には、抵抗値測定手段が誘導回路から電気的に切断される切断手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークと加熱導体部の短絡を容易に判別できる高周波焼入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機械部品は、強度（耐摩耗性や耐疲労性）を確保するために焼入れが行われる。例えば、特許文献１には、クランクシャフト等のワークを焼入れすることができる高周波焼入装置の発明が開示されている。焼入対象となるワークと近接する加熱導体部に高周波電流を供給し、ワーク上に高周波の誘導電流を生じさせ、この誘導電流による発熱を利用して回転するワークを焼入れするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１３２６９号公報
【０００４】
特許文献１に開示された高周波焼入装置は、ワークの焼入部位と加熱導体部とを所定間隔に離間させる接触子（スペーサ）を備えているため、接触子との接触によってワークに傷が生じる恐れがある。
【０００５】
ワークの種類によっては、傷がつくと製品として出荷できないため、接触子を持たない高周波焼入装置を用いると、ワークと加熱導体部を適正な間隔に離間させるための位置決めが難しく、ワークと加熱導体部が接触して短絡することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワークと加熱導体部が短絡したままで高周波焼入れを行うと、正常な高周波焼入れが行えないだけでなく、ワークに傷がつき、加熱導体部も損傷するという事故に発展する。
そのため、焼入実施前に、ワークと加熱導体部の短絡を回路計（サーキットテスター）にて検出することも考えられるが、作業者一人で短絡の検出と、ワークと加熱導体部の位置決めを行うことは煩雑であり、作業効率が悪い。
【０００７】
さらに、ワークの大きさや種類毎に有する抵抗値が異なり、ある程度の抵抗値を有する材質や大きさで構成されたワークが短絡した場合に、ワークの短絡の判別が困難である。
【０００８】
そこで本発明は、このような問題点に鑑み、ワークと加熱導体部の短絡を容易に判別でき、焼入実施時におけるワークと加熱導体部の短絡事故を未然に防止できる高周波焼入装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、ワークを高周波焼入れするための加熱導体部を有した高周波焼入装置であって、高周波焼入装置はＰＬＣと表示装置と変成器を備え、変成器は１次側コイルと２次側コイルを有し、２次側コイルと前記加熱導体部により誘導回路を構成し、前記加熱導体部はワークに対向配置され、ワークはアースに接続され、前記誘導回路に並列に抵抗値測定手段が接続され、抵抗値測定手段は抵抗器と抵抗値測定装置により構成され、前記抵抗器と抵抗値測定装置は直列に接続され、前記抵抗器と抵抗値測定装置との間がアースに接続され、ＰＬＣは抵抗値測定装置と接続され、ＰＬＣは表示装置に接続されており、抵抗値測定装置からの信号をＰＬＣにて処理して表示装置に表示し、ワークと加熱導体部が短絡と判断される抵抗値をＰＬＣにプログラムしていることを特徴とする高周波焼入装置である。
【００１０】
本発明の高周波焼入装置では、変成器の２次側コイルと前記加熱導体部により前記誘導回路が構成され、誘導回路には並列に抵抗値測定手段が接続され、抵抗値測定手段は抵抗器と抵抗値測定装置により構成され、前記抵抗器と抵抗値測定装置は直列に接続されることから、前記抵抗器と誘導回路との合成抵抗値を測定することができる。また、前記抵抗器と抵抗値測定装置との間がアースに接続され、ワークもアースに接続されていることから、ワークと加熱導体部が仮に短絡した場合には、前記抵抗器とワークがアースを通じて接続されることになる。
【００１１】
そのためワークと加熱導体部が短絡した場合には、前記抵抗器と誘導回路とワークとが接続される。一方、誘導回路に並列に接続された抵抗値測定手段により、前記抵抗器と誘導回路とワークとの合成抵抗値を測定することができる。
【００１２】
仮に誘導回路とワークの抵抗値を約０（Ω）とすると、ワークと加熱導体部が短絡してもしなくても常に約０（Ω）となってしまい、抵抗値測定手段によるワークと加熱導体部の短絡の検出を行うことができない。そこで、抵抗値測定手段に抵抗器を備えることで、ワークと加熱導体部が短絡した状態と、短絡していない状態との抵抗値の差を生みだすことができる。
【００１３】
また、高周波焼入装置はＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）と表示装置を備えている。ＰＬＣは様々な装置をプログラム制御できる汎用コントローラであり、当該高周波焼入装置もＰＬＣにより制御されている。ＰＬＣは抵抗値測定装置と接続され、ＰＬＣは表示装置に接続されており、抵抗値測定装置からの信号をＰＬＣにて処理して表示装置に表示することができる。
【００１４】
つまり、高周波焼入装置に備わるＰＬＣを活用して、表示装置に抵抗値を表示することが可能である。また、ワークと加熱導体部が短絡と判断されるしきい値（抵抗値）をＰＬＣに予めプログラムしておくことで、しきい値以下の場合に短絡と判別できる。なお、短絡したことを知らせるための警告表示等を表示装置に表示することも可能である。
【００１５】
さらに、ＰＬＣは、ワークの材質や大きさ毎に短絡と判断されるしきい値を自由に設定することができる。このことにより、測定の際にワークの材質や大きさを選定し、ある程度の抵抗値を有する材質や大きさで構成されたワークが短絡した場合にも、容易にワークが短絡していることを判別できる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記誘導回路が通電時には、抵抗値測定手段が誘導回路から電気的に切断される切断手段を有していることを特徴とする高周波焼入装置である。
【００１７】
本発明の高周波焼入装置では、焼入実施時には、前記誘導回路には高周波焼入れのための大電流が流れる。このことから、誘導回路が通電時に抵抗値測定手段を接続したままにしておくと、抵抗値測定手段にも大電流が流れてしまい、抵抗値測定手段が故障することが考えられる。よって、本発明の高周波焼入装置では、誘導回路が通電時には、抵抗値測定手段が誘導回路から電気的に切断される切断手段を有することで、抵抗値測定手段を保護することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ワークと加熱導体部の短絡を容易に判別でき、焼入実施時におけるワークと加熱導体部の短絡事故を未然に防止できる高周波焼入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の高周波焼入装置の概略構成図である。
【図２】図１の高周波焼入装置の動作を示す概略構成図であり、（ａ）は切断スイッチがＯＮした状態、（ｂ）は加熱導体部とワークが短絡した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に本発明の具体的な実施形態について説明する。なお、説明は、実施形態の理解を容易にするためのものであり、これによって、本願発明が制限して理解されるべきではない。
【００２１】
図１に示すように、高周波焼入装置１は、高周波発振器２、コンデンサ３、変成器４、誘導加熱コイル５（加熱導体部）、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）９、液晶表示器１０（表示装置）、切断スイッチ１２（切断手段）、短絡スイッチ１３、抵抗値測定手段１８を備えている。変成器４は、１次側コイル１４と２次側コイル１５から構成される。
【００２２】
誘導加熱コイル５に対向する位置にはワーク６が配置され、ワーク６はアース７に接続されている。
【００２３】
抵抗値測定手段１８は、抵抗値測定装置８と抵抗器Ｒから構成され、抵抗値測定装置８と抵抗器Ｒは直列に接続され、抵抗値測定装置８と抵抗器Ｒの間はアース７に接続されている。
【００２４】
高周波焼入装置１は、図１に示すように、高周波発振器２、コンデンサ３、１次側コイル１４が接続された電源回路２０と、２次側コイル１５と誘導加熱コイル５が接続された誘導回路２１から構成される。さらに、誘導加熱コイル５には並列に抵抗値測定手段１８が接続され、誘導加熱コイル５と抵抗値測定手段１８の間には切断スイッチ１２（切断手段）が接続されている。
【００２５】
抵抗値測定装置８は、ＰＬＣ９に接続され、ＰＬＣ９には液晶表示器１０が接続されている。なお、抵抗値測定装置８の両端には、短絡スイッチ１３が接続されている。
【００２６】
抵抗値測定手段１８は、目的物の抵抗値を測定するための手段であり、本実施形態では誘導加熱コイル５とワーク６が短絡したことを判別するために高周波焼入装置１に備えられている。抵抗値測定手段１８を構成する抵抗値測定装置８は、抵抗値をそのまま入力信号として処理できる変換器等により構成されることが望ましい。
【００２７】
なお、抵抗値測定装置８の最大入力抵抗値は、抵抗器Ｒの抵抗値よりも大きいことが望ましく、一般的な回路計（サーキットテスタ）に内蔵されている倍率器の４倍程度の抵抗値であることが推奨される。
【００２８】
抵抗値測定手段１８に抵抗器Ｒを備えることで、誘導加熱コイル５とワーク６が短絡した状態と、短絡していない状態との抵抗値の差を生みだすことができる。すなわち、誘導回路２１において、誘導回路２１とワーク６の抵抗値が約０（Ω）の場合、抵抗器Ｒを接続しないと、誘導加熱コイル５とワーク６が短絡してもしなくても常に約０（Ω）となってしまう。つまり、抵抗値測定手段１８に抵抗器Ｒを備えないと、抵抗値測定手段１８による誘導加熱コイル５とワーク６の短絡の検出を行うことができない。
【００２９】
なお、抵抗器Ｒの抵抗値は、一般的な回路計（サーキットテスタ）に内蔵されている倍率器と同等の抵抗値であることが望ましく、１（ｋΩ）程度の抵抗値を備えていることが推奨される。
【００３０】
切断スイッチ１２（切断手段）は、誘導回路２１から、抵抗値測定手段１８（抵抗器Ｒと抵抗値測定装置８）、ＰＬＣ９、液晶表示器１０を切断（絶縁）するための装置であり、抵抗値測定手段１８による誘導加熱コイル５とワーク６の短絡の判別を行わない場合には、切断スイッチ１２（切断手段）をＯＦＦにする。
【００３１】
このことにより、高周波焼入装置１で高周波焼入れを行う際に、誘導回路２１に流れる大電流が抵抗値測定手段１８に流れることを防止でき、大電流による抵抗値測定手段１８等の破損を防止できる。なお、切断スイッチ１２は、リレー等のユニットで制御されるタイプのスイッチで構成しても良い。
【００３２】
短絡スイッチ１３は、抵抗値測定手段１８による目的物の抵抗値測定を行わない場合に、抵抗値測定装置８をアース７に接続しておくための装置であり、切断スイッチ１２がＯＮの時に短絡スイッチ１３がＯＦＦとなり、切断スイッチ１２がＯＦＦの時に短絡スイッチ１３がＯＮとなる。なお、短絡スイッチ１３は、リレー等のユニットで制御されるタイプのスイッチで構成しても良い。
【００３３】
ＰＬＣ９は、高周波焼入装置１をプログラム制御できる汎用コントローラであり、ＣＰＵユニット、電源ユニット、ベースユニット、Ｉ／Ｏユニット、Ａ／Ｄ変換ユニット等を備えている。ＰＬＣ９に抵抗値測定装置８を接続することにより、抵抗値測定装置８からの信号をＰＬＣ９にて処理することができる。その結果、抵抗値測定装置８で測定した抵抗値をＰＬＣ９によって認知し、液晶表示器１０に測定した抵抗値を表示することが可能である。
【００３４】
つまり、高周波焼入装置１に備わるＰＬＣ９を活用して、誘導加熱コイル５とワーク６が短絡した場合の抵抗値を液晶表示器１０に表示することが可能である。
また、ＰＬＣ９に、ワーク６が短絡と判断されるしきい値（抵抗値）を予めプログラムしておくことで、しきい値以下の場合に短絡と判別できる。なお、短絡したことを知らせるための警告表示等を液晶表示器１０に表示することも可能である。
【００３５】
さらにＰＬＣ９は、ワーク６の材質や大きさ毎に短絡と判断されるしきい値を自由に設定することができる。このことにより、測定の際にワーク６の材質や大きさを選定し、ある程度の抵抗値を有する材質や大きさで構成されたワーク６が短絡した場合にも、容易にワーク６が短絡していることを判別できる。
なお、ＰＬＣ９は公知の装置であるため、詳細な説明は省略する。
【００３６】
液晶表示器１０は、高周波焼入装置１の動作状態や、誘導加熱コイル５とワーク６が短絡したことを表示するための装置であり、タッチパネル機能を有していることが望ましい。なお、液晶表示器は公知の装置であるため、詳細な説明は省略する。
【００３７】
つぎに、本発明の実施形態の高周波焼入装置１における抵抗値測定手段１８の動作について、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図２（ａ）は、切断スイッチ１２がＯＮの状態を示す誘導回路２１の概略構成図であり、図２（ｂ）は誘導加熱コイル５とワーク６が短絡した状態の誘導回路２１の概略構成図である。
【００３９】
なお、ＰＬＣ９の初期設定として、短絡のしきい値を１（Ω）とし、しきい値以下の抵抗値が抵抗値測定装置８を介してＰＬＣ９に入力された際に、短絡という文字を液晶表示器１０にて表示するように設定していることとする。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、切断スイッチ１２がＯＮの状態では、誘導回路２１に並列に抵抗値測定手段１８（抵抗器Ｒと抵抗値測定装置８）が接続され、抵抗値測定装置８にはＰＬＣ９が接続され、ＰＬＣ９には液晶表示器１０が接続される。
この時、抵抗値測定装置８には、２次側コイル１５と誘導加熱コイル５との並列回路に、抵抗器Ｒを直列に接続して求められる抵抗値が入力される。
【００４１】
銅の抵抗値がほぼ０（Ω）であるので、２次側コイル１５と誘導加熱コイル５との並列回路は０（Ω）となる。例えば、抵抗器Ｒを１（ｋΩ）とした場合、抵抗値測定装置８には１（ｋΩ）が入力される。この時、ＰＬＣ９による短絡のしきい値が１（Ω）であるため、ＰＬＣ９により誘導加熱コイル５とワーク６は短絡していないと判断され、抵抗値１（ｋΩ）が液晶表示器１０に表示される。
一方、図２（ｂ）に示すように、誘導加熱コイル５とワーク６が短絡した状態では、短絡という文字が液晶表示器１０に表示される。
【００４２】
本発明の高周波焼入装置１では、ＰＬＣ９によってワーク６の材質や大きさ毎に短絡と判断されるしきい値を自由に設定することができる。このことにより、測定の際にワーク６の材質や大きさを選定し、ある程度の抵抗値を有する材質や大きさで構成されたワーク６が短絡した場合にも、容易にワーク６が短絡していることを判別できる。また、ＰＬＣ９に、ワーク６が短絡と判断されるしきい値（抵抗値）を予めプログラムしておくことで、しきい値以下の場合に、短絡を知らせる警告表示等を液晶表示器１０に表示することも可能である。
【００４３】
また、液晶表示器１０がタッチパネル機能を有していることから、ワーク６の材質や大きさ毎に短絡と判断されるしきい値を、液晶表示器１０のタッチパネルから入力できる設定としてもよい。
【００４４】
以上より、本発明の高周波焼入装置１によれば、誘導加熱コイル５とワーク６の短絡を容易に判別でき、焼入実施時における誘導加熱コイル５とワーク６の短絡事故を未然に防止でき、安全性を増すことができる。
【００４５】
本実施形態では、抵抗値測定手段１８を抵抗値測定装置８と抵抗器Ｒから構成される例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、抵抗値測定装置８に抵抗器を内蔵している装置を採用してもよい。
また、抵抗器Ｒの抵抗値を１（ｋΩ）としたが、任意の抵抗値に変更してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１    高周波焼入装置
４    変成器
５    誘導加熱コイル（加熱導体部）
６    ワーク
７    アース
８    抵抗値測定装置
９    ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）
１０  液晶表示器（表示装置）
１２  切断スイッチ（切断手段）
１４  １次側コイル
１５  ２次側コイル
１８  抵抗値測定手段
２１  誘導回路
Ｒ    抵抗器
【図１】
0005468454.tif 000002
【図２】
0005468454.tif 000003