(57)【要約】【課題】大電力を必要とせずに変形を抑えて筒状部材の内周面を硬化できる筒状部材内周面焼入方法を提供する。【解決手段】円筒状部材２０を回転及び上下動させずに固定したまま誘導加熱コイル４０によって時間ｔ１だけ誘導加熱して、溝２４のうち近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度にする。このように焼入温度に誘導加熱された部分に冷却ジャケット４７から冷却液を噴射して急冷しながら、円筒状部材２０を回転及び下降させ始める。これにより、誘導加熱コイル４０が溝２４に沿って上昇しながら近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度に誘導加熱すると共に、焼入温度に加熱された部分が、冷却ジャケット４７から噴射された冷却液によって急冷される。時間ｔ１が終了後に、時間ｔ２だけ円筒状部材２０を回転及び下降させながら誘導加熱コイル４０で誘導加熱して冷却ジャケット４７で冷却する。【選択図】      図１
2004315866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材の内周面を焼入れする筒状部材内周面焼入方法において、
筒状部材の内周面の所定部分のみを高周波焼入れすることを特徴とする筒状部材内周面焼入方法。
【請求項２】
溝が形成された内周面を有する筒状部材の前記内周面を焼入れする筒状部材内周面焼入方法において、
前記溝の所定部分のみを高周波焼入れすることを特徴とする筒状部材内周面焼入方法。
【請求項３】
前記所定部分のみを高周波焼入れするに当たり、
前記所定部分に誘導加熱コイルを接近させておき、前記所定部分と前記誘導加熱コイルを相対的に移動させながら該所定部分を誘導加熱して冷却することにより高周波焼入れすることを特徴とする請求項１又は２に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【請求項４】
螺旋状に延びる溝が形成された内周面を有する筒状部材の前記内周面を焼入れする筒状部材内周面焼入方法において、
前記螺旋状の溝の所定部分のみを高周波焼入れすることを特徴とする筒状部材内周面焼入方法。
【請求項５】
前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝の一部に近接して配置しておき、前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れすることを特徴とする請求項４に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【請求項６】
前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝のうち、前記筒状部材を立てた状態のときに下方に位置する部分に近接して配置しておき、立てた状態の前記筒状部材をその周方向に回転させると共に下降させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れすることを特徴とする請求項５に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【請求項７】
前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝のうち、前記筒状部材を立てた状態のときに上方に位置する部分に近接して配置しておき、立てた状態の前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れすることを特徴とする請求項５に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【請求項８】
前記螺旋状の溝の底の延べ距離を求め、この距離と前記所定長さの部分の位置とに基づいて、前記筒状部材をその周方向に１回転させたときに該筒状部材を下降させる距離を予め演算し、この演算の結果に基づいて前記誘導加熱コイルに誘導電流を通すタイミングを決めておき、前記所定長さの部分のみを誘導加熱して冷却することを特徴とする請求項６又は７に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【請求項９】
前記誘導加熱コイルと前記筒状部材との距離を測定するギャップセンサを前記誘導加熱コイルに取り付けておき、このギャップセンサが測定した距離が一定になるように前記誘導加熱コイルと前記筒状部材を保ちながら前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させることを特徴とする請求項５，６，７，又は８に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【請求項１０】
前記誘導加熱コイルで前記所定部分を誘導加熱するに先立って、前記ギャップセンサを前記溝に沿って移動させて該溝の形状を所定のメモリに記憶させておき、この記憶した内容に基づいて前記誘導加熱コイルと前記筒状部材を保ちながら前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させることを特徴とする請求項９に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【請求項１１】
前記筒状部材は、その外周面と前記螺旋状の溝とをつなぐ孔が形成されたものであり、
前記溝の所定部分のみを高周波焼入れする際には、前記溝のうち前記孔の近傍部分を高周波焼入れしないことを特徴とする請求項４から１０までのうちのいずれか一項に記載の筒状部材内周面焼入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状部材の内周面を高周波焼入れする筒状部材内周面焼入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の機械・装置に筒状の部材が使用されている。この場合、筒状部材の内周面の耐摩耗性等を向上させるためにこの内周面を硬化することがある。筒状部材の内周面を硬化する技術として浸炭焼入れが知られている。浸炭焼入れは、浸炭炉内で筒状部材の全体を所定の温度に加熱してその内周面に炭素を拡散させて急冷することにより内周面を硬化させる技術である。浸炭焼入れでは、筒状部材の全体を所定の温度に加熱して急冷するので筒状部材が変形し易い。また、浸炭焼入れでは、炭素を拡散させるので焼入れ作業の時間が長くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した変形や作業時間の長さを解消するために、高周波焼入れを利用する技術が考えられる。高周波焼入れを利用して筒状部材の内周面を硬化させる場合、内周面に近接させて誘導加熱コイルを配置しておき、この誘導加熱コイルに高周波電流を通して内周面を短時間で焼入温度まで加熱して急冷する。従って、作業時間は短くなる。しかし、誘導加熱コイルに高周波電流を通すので大電力が必要となり、また、変形も生じるおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、大電力を必要とせずに変形を抑えて筒状部材の内周面を硬化できる筒状部材内周面焼入方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第１の筒状部材内周面焼入方法は、筒状部材の内周面を焼入れする筒状部材内周面焼入方法において、
（１）筒状部材の内周面の所定部分のみを高周波焼入れすることを特徴とするものである。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の第２の筒状部材内周面焼入方法は、溝が形成された内周面を有する筒状部材の前記内周面を焼入れする筒状部材内周面焼入方法において、
（２）前記溝の所定部分のみを高周波焼入れすることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、
（３）前記所定部分のみを高周波焼入れするに当たり、前記所定部分に誘導加熱コイルを接近させておき、前記所定部分と前記誘導加熱コイルを相対的に移動させながら該所定部分を誘導加熱して冷却することにより高周波焼入れしてもよい。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明の第３の筒状部材内周面焼入方法は、螺旋状に延びる溝が形成された内周面を有する筒状部材の前記内周面を焼入れする筒状部材内周面焼入方法において、
（４）前記螺旋状の溝の所定部分のみを高周波焼入れすることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、
（５）前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝の一部に近接して配置しておき、前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れしてもよい。
【００１０】
ここでまた、
（６）前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝のうち、前記筒状部材を立てた状態のときに下方に位置する部分に近接して配置しておき、
（７）立てた状態の前記筒状部材をその周方向に回転させると共に下降させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れしてもよい。
【００１１】
ここでまた、
（８）前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝のうち、前記筒状部材を立てた状態のときに上方に位置する部分に近接して配置しておき、
（９）立てた状態の前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れしてもよい。
【００１２】
ここでまた、
（１０）前記螺旋状の溝の底の延べ距離を求め、この距離と前記所定長さの部分の位置とに基づいて、前記筒状部材をその周方向に１回転させたときに該筒状部材を下降させる距離を予め演算し、
（１１）この演算の結果に基づいて前記誘導加熱コイルに誘導電流を通すタイミングを決めておき、
（１２）前記所定長さの部分のみを誘導加熱して冷却してもよい。
【００１３】
ここでまた、
（１３）前記誘導加熱コイルと前記筒状部材との距離を測定するギャップセンサを前記誘導加熱コイルに取り付けておき、
（１４）このギャップセンサが測定した距離が一定になるように前記誘導加熱コイルと前記筒状部材を保ちながら前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させてもよい。
【００１４】
ここでまた、
（１５）前記誘導加熱コイルで前記所定部分を誘導加熱するに先立って、前記ギャップセンサを前記溝に沿って移動させて該溝の形状を所定のメモリに記憶させておき、
（１６）この記憶した内容に基づいて前記誘導加熱コイルと前記筒状部材を保ちながら前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させてもよい。
【００１５】
ここでまた、
（１７）前記筒状部材は、その外周面と前記螺旋状の溝とをつなぐ孔が形成されたものであり、
【００１６】
前記溝の所定部分のみを高周波焼入れする際には、前記溝のうち前記孔の近傍部分を高周波焼入れしなくてもよい。
【００１７】
なお、上記した溝としては、その横断面が半円、半楕円、正方形、長方形などの溝が挙げられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
図１を参照して、本発明の筒状部材内周面焼入方法の一実施形態を説明する。
【００２０】
図１は、筒状部材の内周面を焼入れする方法を示す模式図であり、円筒状部材の一部は切断されている。
【００２１】
筒状部材の内周面を高周波焼入れするための焼入装置１０は、円筒状部材２０（本発明にいう筒状部材の一例である）が載置される円筒形の載置台１２と、この載置台１２を円筒状部材２０の周方向（矢印Ａ方向）に回転させる回転サーボモータ１４を備えている。回転サーボモータ１４は鉛直方向に延びる回転軸１４ａを有しており、この回転軸１４ａに載置台１２が固定されている。回転サーボモータ１４は、全体形状がＬ字状のワークサドル（ベース台）１６に固定されている。このワークサドル１６は、上昇・下降サーボモータ（図示せず）によって鉛直方向（矢印Ｂ方向）に上昇・下降する。回転サーボモータ１４を駆動させて載置台１２を回転させると共にワークサドル１６を上下動させることにより、円筒状部材２０をその周方向に回転させながら鉛直方向に上下動させられる。
【００２２】
載置台１２には、円筒状部材２０が立てられた状態で載置されている。この円筒状部材２０の内周面２２には螺旋状の溝２４が形成されている。焼入装置１０には、この溝２４を誘導加熱して急冷する誘導加熱装置３０が備えられている。誘導加熱装置３０は、溝２４を誘導加熱する誘導加熱コイル４０や、この誘導加熱コイル４０に高周波電流を通すための高周波電源３２などから構成されている。誘導加熱コイル４０については後述する。
【００２３】
上記した焼入装置１０では、上述したように、回転サーボモータ１４を駆動させて載置台１２を回転させると共にワークサドル１６を上下動させることにより、円筒状部材２０をその周方向に回転させながら鉛直方向に上下動させられる。従って、誘導加熱コイル４０に適宜のタイミングで高周波電流を通すことにより、円筒状部材２０の内周面２２の所定部分のみを誘導加熱できる。この結果、この内周面２２の所定部分のみを高周波焼入れできることとなる。
【００２４】
図２を参照して、筒状部材の一例を説明する。
【００２５】
図２は、被加熱材となる円筒状部材を示す一部断面図である。
【００２６】
円筒状部材２０には、内径が約２５０ｍｍの中空部２６が形成されている。この中空部２６は内周面２２に取り囲まれている。この内周面２２に螺旋状の溝２４が形成されている。溝２４は、円筒状部材２０の上端部から下端部まで螺旋状に延びており、その横断面は半円状である。また、溝２４の深さは約１５ｍｍである。また、円筒状部材２０の肉厚ｔは約６０ｍｍである。
【００２７】
図３と図４を参照して、誘導加熱コイル４０について説明する。
【００２８】
図３は、誘導加熱コイルを示す斜視図である。図４は、溝に接近した誘導加熱コイルを示す模式図である。
【００２９】
誘導加熱コイル４０のうち溝２４に近接する近接部分４０ａは、螺旋状の溝２４の傾斜角度Θに倣って傾斜した弓形のものである。近接部分４０ａの外周面は、溝２４の壁面に倣って湾曲している。近接部分４０ａの長手方向両端部のうち、図３における左側部分が右側部分よりもやや下がるように傾斜している。この傾斜角度がΘである。また、近接部分４０ａの長さは、円筒状部材２０の内周長の約１割程度の長さである。従って、近接部分４０ａの長さは、螺旋状の溝２４よりも非常に短い。近接部分４０ａの長手方向両端部からは接続部４２，４４が上方に延びており、これら接続部４２，４４は高周波電源３０（図１参照）に接続されている。なお、接続部４２と接続部４４の間には絶縁物４６が固定されている。
【００３０】
近接部分４０ａのうち、図３における左側部分（下がっている部分）には、冷却液を噴射する冷却ジャケット４７が近接して固定されている。冷却ジャケット４７には、冷却液が噴射される多数の噴射孔４７ａが形成されている。螺旋状の溝２４のうち誘導加熱コイル４０によって焼入温度に誘導加熱された部分に噴射孔４７ａから冷却液が噴射されて、この部分が焼入れされる。なお、冷却ジャケット４７には、この冷却ジャケット４７に冷却液を供給する冷却液配管（図示せず）が接続されている。
【００３１】
誘導加熱コイル４０には、誘導加熱コイル４０と溝２４を構成する壁との距離を測定するギャップセンサ４９が取り付けられている。このギャップセンサ４９は耐熱性のものである。ギャップセンサ４９で測定した距離が一定になるように誘導加熱コイル４０と円筒状部材２０とを保ちながら円筒状部材２０をその周方向（矢印Ａ方向）に回転させると共に上昇若しくは下降させる。この結果、誘導加熱コイル４０と円筒状部材２０との距離が一定に保たれるので、一様な深さの焼入層が得られる。
【００３２】
上記した焼入装置１０を用いて螺旋状の溝２４の所定部分のみを焼入れする方法を、図５を参照して説明する。
【００３３】
図５は、筒状部材内周面焼入方法の一例を示すグラフである。このグラフの縦軸は、円筒状部材２０の高さ方向を表し、横軸は、高周波焼入れの経過時間を表す。上記した溝２４の所定部分とは、螺旋状に延びる溝２４のうち所定長さの部分をいう。この所定部分は複数箇所存在する。また、ここでは、誘導加熱コイル４０を固定した状態で円筒状部材２０を回転及び上下動させて、溝２４の所定部分を高周波焼入れする。
【００３４】
円筒状部材２０を、図１に示すように、載置台１２に立てて置き、誘導加熱コイル４０（図３参照）の近接部分４０ａを螺旋状の溝２４のうちの上部（円筒状部材２０の高さ方向上端部）に近接して配置して、誘導加熱コイル４０と溝２４との距離をギャップセンサ４９（図４参照）で調整する。この調整位置は、図５の「原位置」で示される。この「原位置」で誘導加熱コイル４０の近接部分４０ａを溝２４に近接させて配置した状態を保ちながら、回転サーボモータ１４を駆動させて載置台１２を回転させると共にワークサドル１６（図１参照）を上昇させることにより、円筒状部材２０をその周方向に回転させながら鉛直方向に上昇させる（誘導加熱コイル４０は溝２４に沿って下降する）。このようにして円筒状部材２０を上昇させることにより誘導加熱コイル４０を溝２４に沿って溝２４の下部まで下降させながら溝２４の底の延べ距離を演算器（図示せず）によって求める。また、この延べ距離と上記の所定部分の位置とに基づいて、円筒状部材２０をその周方向に１回転させたときに円筒状部材２０を下降させる距離を予め演算し、この演算の結果に基づいて誘導加熱コイル４０に誘導電流を通すタイミングを決める。
【００３５】
上記のようにして誘導加熱コイル４０を螺旋状の溝２４のうちの下部（円筒状部材２０の高さ方向下端部）に位置させる。この状態から高周波焼入れを開始する。
【００３６】
先ず、円筒状部材２０を回転及び上下動させずに固定したまま誘導加熱コイル４０によって時間ｔ１だけ誘導加熱して、溝２４のうち近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度にする。続いて、このように焼入温度に誘導加熱された部分に冷却ジャケット４７から冷却液を噴射してこの部分を急冷しながら、円筒状部材２０を回転及び下降させ始める。これにより、近接部分４０ａが溝２４に沿って上昇しながら近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度に誘導加熱すると共に、焼入温度に加熱された部分が、冷却ジャケット４７から噴射された冷却液によって急冷される。従って、この焼入温度に加熱された部分は硬化する。
【００３７】
上記のようにして円筒状部材２０を回転及び下降させながら誘導加熱コイル４０で誘導加熱して冷却ジャケット４７で冷却し続けることにより、溝２４の全てを硬化できる。しかし、ここでは、溝２４のうち所定部分のみを硬化する。このために、時間ｔ１が終了後に、時間ｔ２だけ円筒状部材２０を回転及び下降させながら誘導加熱コイル４０で誘導加熱して冷却ジャケット４７で冷却する。これにより、溝２４の複数箇所の所定部分のうちの１箇所だけを先ず硬化する。
【００３８】
この１箇所を硬化した後、円筒状部材２０を回転及び上下動させずに固定したまま、且つ、誘導加熱コイル４０に高周波電流を通さずに（即ち、溝２４を加熱せずに）冷却ジャケット４７から冷却液を時間ｔ３だけ噴射する。このようにして上記の１箇所を室温にまで冷却する。
【００３９】
続いて、円筒状部材２０を時間ｔ４だけ回転及び下降させる。このときは、誘導加熱コイル４０に高周波電流を通さずに、且つ、冷却ジャケット４７から冷却液を噴射しない。従って、誘導加熱コイル４０は溝２４に沿って上昇するだけである。溝２４のうち時間ｔ４に相当する部分は、硬化させない部分（未硬化部）である。
【００４０】
時間ｔ４が終了した（経過した）直後、円筒状部材２０を回転及び上下動させずに固定したまま誘導加熱コイル４０によって時間ｔ５だけ誘導加熱して、溝２４のうち近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度にする。続いて、このように焼入温度に誘導加熱された部分に冷却ジャケット４７から冷却液を噴射してこの部分を急冷しながら、円筒状部材２０を回転及び下降させ始める。これにより、誘導加熱コイル４０が溝２４に沿って上昇しながら近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度に誘導加熱すると共に、焼入温度に加熱された部分が、冷却ジャケット４７から噴射された冷却液によって急冷される。従って、この焼入温度に加熱された部分は硬化する。
【００４１】
上記のようにして円筒状部材２０を回転及び下降させながら誘導加熱コイル４０で誘導加熱して冷却ジャケット４７で冷却し続けることにより、溝２４の残りの部分の全てを硬化できる。しかし、ここでは、溝２４のうち第２の所定部分のみを硬化する。このために、時間ｔ５が終了後に、時間ｔ６だけ円筒状部材２０を回転及び下降させながら誘導加熱コイル４０で誘導加熱して冷却ジャケット４７で冷却する。これにより、溝２４の複数箇所の所定部分のうちの第２の箇所だけを硬化する。
【００４２】
この第２の箇所を硬化した後、円筒状部材２０を回転及び上下動させずに固定したまま、且つ、誘導加熱コイル４０に高周波電流を通さずに（即ち、溝２４を加熱せずに）冷却ジャケット４７から冷却液を時間ｔ７だけ噴射する。このようにして上記の第２の箇所を室温にまで冷却する。
【００４３】
続いて、円筒状部材２０を時間ｔ８だけ回転及び下降させる。このときは、誘導加熱コイル４０に高周波電流を通さずに、且つ、冷却ジャケット４７から冷却液を噴射しない。従って、誘導加熱コイル４０は溝２４に沿って上昇するだけである。溝２４のうち時間ｔ８に相当する部分は、硬化させない部分（未硬化部）である。
【００４４】
時間ｔ８が終了した直後、円筒状部材２０を回転及び上下動させずに固定したまま誘導加熱コイル４０によって時間ｔ９だけ誘導加熱して、溝２４のうち近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度にする。続いて、このように焼入温度に誘導加熱された部分に冷却ジャケット４７から冷却液を噴射してこの部分を急冷しながら、円筒状部材２０を回転及び下降させ始める。これにより、誘導加熱コイル４０が溝２４に沿って上昇しながら近接部分４０ａに向き合う部分を焼入温度に誘導加熱すると共に、焼入温度に加熱された部分が、冷却ジャケット４７から噴射された冷却液によって急冷される。従って、この焼入温度に加熱された部分は硬化する。
【００４５】
上記のようにして円筒状部材２０を回転及び下降させながら誘導加熱コイル４０で誘導加熱して冷却ジャケット４７で冷却し続けることにより、溝２４の残りの部分の全てを硬化できる。しかし、ここでは、溝２４のうち第３の所定部分のみを硬化する。このために、時間ｔ９が終了後に、時間ｔ１０だけ円筒状部材２０を回転及び下降させながら誘導加熱コイル４０で誘導加熱して冷却ジャケット４７で冷却する。これにより、溝２４の複数箇所の所定部分のうちの第３の箇所だけを硬化する。
【００４６】
この第３の箇所を硬化した後、円筒状部材２０を回転及び上下動させずに固定したまま、且つ、誘導加熱コイル４０に高周波電流を通さずに（即ち、溝２４を加熱せずに）冷却ジャケット４７から冷却液を時間ｔ１１だけ噴射する。このようにして上記の第３の箇所を室温にまで冷却する。
【００４７】
上記のように円筒状部材２０の回転及び下降と、誘導加熱コイル４０への通電を予め定めたタイミングで繰り返して実行させることにより、溝２４のうち複数の所定部分のみを硬化できる。また、時間ｔの長さを適宜に変更することにより、所定部分（硬化部分）及び未硬化部分の長さを変更できる。上述したように必要部分だけを加熱して急冷するので、大電力を必要とせずに変形を抑えることができる。
【００４８】
上記した焼入方法では、誘導加熱コイル４０を円筒状部材２０の下部から上部に向けて移動させたが、この逆に、誘導加熱コイル４０を円筒状部材２０の上部から下部に向けて移動させながら（即ち、円筒状部材２０を上昇させながら）所定部分のみを焼入れしてもよい。
【００４９】
また、誘導加熱コイル４０で所定部分を誘導加熱するに先立って、ギャップセンサ４９を溝２４に沿って移動させてこの溝２４の形状を所定のメモリに記憶させておき、この記憶した内容に基づいて誘導加熱コイル４０と円筒状部材２０を保ちながら円筒状部材２０をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させてもよい。
【００５０】
図６を参照して、上記のようにして硬化した硬化層を説明する。
【００５１】
図６は、上記した焼入方法を用いて、円筒状部材の内周面に形成された溝を高周波焼入れしたときの硬化層を模式的に示す断面図である。
【００５２】
上記したように誘導加熱コイル４０の近接部分４０ａを溝２４に近接させながら、溝２４の所定長さの部分のみを誘導加熱して急冷した。この結果、溝２４の所定長さの部分のみに焼入層２４ａが形成される。円筒状部材２０の肉厚ｔは焼入層２４ａの深さに比べて非常に厚い。円筒状部材２０のうち焼入層２４ａを除く大部分は加熱されない。従って、焼入層２４ａを形成することに起因して歪みが生じようとしても、この歪みは、歪まない部分によって抑制されるので、円筒状部材２０の全体は歪まずに変形しない。
【００５３】
また、溝２４の底と円筒状部材２０の外周面とをつなぐ孔２４ｂが複数形成されている。溝２４のうち孔２４ｂが形成されている部分は加熱され易いので割れ易い。そこで、溝２４のうち孔２４ｂの近傍部分を高周波焼入れしないことにより、割れの無い高周波焼入れを実現できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の本発明の第１の筒状部材内周面焼入方法によれば、内周面の所定部分のみを高周波焼入れするので、内周面の全面を焼入れする場合に比べて消費電力が少なくて済み、省電力で焼入れできる。また、内周面のうち加熱され易い部分（例えば凸部）を避けて高周波焼入れすることにより、割れの無い高周波焼入れをできる。
【００５５】
また、本発明の第２の筒状部材内周面焼入方法によれば、溝の所定部分のみを高周波焼入れするので、内周面の全面を焼入れする場合に比べて消費電力が少なくて済み、省電力で焼入れできる。また、溝のうち加熱され易い部分を避けて高周波焼入れすることにより、割れの無い高周波焼入れをできる。
【００５６】
ここで、前記所定部分のみを高周波焼入れするに当たり、前記所定部分に誘導加熱コイルを接近させておき、前記所定部分と前記誘導加熱コイルを相対的に移動させながら該所定部分を誘導加熱して冷却することにより高周波焼入れする場合は、所定部分が複数箇所に存在していてもこれら複数箇所の所定部分を容易に高周波焼入れできる。
【００５７】
また、本発明の第３の筒状部材内周面焼入方法によれば、螺旋状の溝の所定部分のみを高周波焼入れするので、内周面の全面を焼入れする場合に比べて消費電力が少なくて済み、省電力で焼入れできる。また、溝のうち加熱され易い部分を避けて高周波焼入れすることにより、割れの無い高周波焼入れを実現できる。
【００５８】
ここで、前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝の一部に近接して配置しておき、前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れする場合は、いっそう容易に高周波焼入れできる。
【００５９】
さらに、前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝のうち、前記筒状部材を立てた状態のときに下方に位置する部分に近接して配置しておき、立てた状態の前記筒状部材をその周方向に回転させると共に下降させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れする場合は、いっそう容易に高周波焼入れできる。
【００６０】
さらにまた、前記螺旋状の溝の傾斜角度に倣って傾斜した、該溝よりも短い誘導加熱コイルを前記螺旋状の溝のうち、前記筒状部材を立てた状態のときに上方に位置する部分に近接して配置しておき、立てた状態の前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇させながら、前記溝の所定部分のみを誘導加熱して冷却することによりこの部分のみを高周波焼入れする場合は、いっそう容易に高周波焼入れできる。
【００６１】
さらにまた、前記螺旋状の溝の底の延べ距離を求め、この距離と前記所定長さの部分の位置とに基づいて、前記筒状部材をその周方向に１回転させたときに該筒状部材を下降させる距離を予め演算し、この演算の結果に基づいて前記誘導加熱コイルに誘導電流を通すタイミングを決めておき、前記所定長さの部分のみを誘導加熱して冷却する場合は、所定部分のみをいっそう確実に焼入れられる。
【００６２】
さらにまた、前記誘導加熱コイルと前記筒状部材との距離を測定するギャップセンサを前記誘導加熱コイルに取り付けておき、このギャップセンサが測定した距離が一定になるように前記誘導加熱コイルと前記筒状部材を保ちながら前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させる場合は、誘導加熱コイルと筒状部材との距離が一定に保たれるので、一様な深さの焼入層が得られる。
【００６３】
さらにまた、前記誘導加熱コイルで前記所定部分を誘導加熱するに先立って、前記ギャップセンサを前記溝に沿って移動させて該溝の形状を所定のメモリに記憶させておき、この記憶した内容に基づいて前記誘導加熱コイルと前記筒状部材を保ちながら前記筒状部材をその周方向に回転させると共に上昇若しくは下降させる場合は、所定部分のみをさらにいっそう確実に焼入れできる。
【００６４】
さらにまた、前記筒状部材は、その外周面と前記螺旋状の溝とをつなぐ孔が形成されたものであり、前記溝の所定部分のみを高周波焼入れする際には、前記溝のうち前記孔の近傍部分を高周波焼入れしない場合は、溝のうち孔が形成されている部分は加熱され易いので割れ易いが、溝のうち孔の近傍部分を高周波焼入れしないので、割れの無い高周波焼入れを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】筒状部材の内周面を焼入れする方法を示す模式図である。
【図２】被加熱材となる円筒状部材を示す一部断面図である。
【図３】誘導加熱コイルを示す斜視図である。
【図４】溝に接近した誘導加熱コイルを示す模式図である。
【図５】筒状部材内周面焼入方法の一例を示すグラフである。
【図６】上記した焼入方法を用いて、円筒状部材の内周面に形成された溝を高周波焼入れしたときの硬化層を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０  焼入装置
１２  載置台
１４  回転サーボモータ
１６  ワークサドル
２０  円筒状部材
２２  内周面
２４  溝
３０  誘導加熱装置
４０  誘導加熱コイル
４９  ギャップセンサ
【図１】
2004315866.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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