(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略凹状であるワークの対向両側面の内側を焼入する直接通電焼入装置において、ワークの一端部に接触する第１の接触部を有する第１の導体部と、ワークの他端部に接触する第２の接触部とワークの長さ方向に平行であり且つその焼入領域に対向配置されるパイプとを有する第２の導体部と、前記第１の接触部と第２の接触部との間の距離を変更させるために、両導体部を移動させる調整部と、加熱されたワークを冷却する冷却ジャケットとを具備していることを特徴とする直接通電焼入装置。
【請求項２】
前記調整部は、前記第１の導体部を移動させる第１のシリンダと、前記第２の導体部を移動させる第２のシリンダとを具備していることを特徴とする請求項１記載の直接通電焼入装置。
【請求項３】
前記第１の導体部及び第２の導体部は、電源と接続された一対の給電導体部と接続部によって接続されており、前記接続部は、第１の導体部と一方の給電導体部とを接続する第１の接続部材と、第２の導体部と他方の給電導体部とを接続する第２の接続部材とを具備しており、両接続部材は、独立して導体部の接続を行うことができることを特徴とする請求項１又は２記載の直接通電焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに直接電流を流して加熱した後、冷却して焼入層を形成する直接通電焼入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ワークに対して直接通電焼入を施す場合、焼入層が形成されるべき部分である焼入領域の両端にそれぞれ導体部を接触させるとともに、焼入領域に加熱コイルを対向させ、その状態で高周波電流を供給して焼入領域を加熱し、その後、冷却ジャケットから冷却液を噴射して冷却して焼入層を形成している。
【０００３】
この直接通電焼入装置は、１種類のワークに対して１つの直接通電焼入用コイルを準備している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焼入時間の短縮化等の要求に対して、従来の直接通電焼入装置では対応しきれない点があった。すなわち、異なる長さのワークに対して直接通電焼入を施す場合には、異なる直接通電焼入用コイルを用いなければならないため、交換時間が必要になったのである。
【０００５】
また、直接通電焼入装置ではなく、高周波加熱コイルとワークとを相対的に移動して焼入を行う移動焼入、高周波加熱コイルとワークとを固定して焼入を行う一発焼入では、このような問題はないが不要な部分まで熱影響が及ぶ問題がある。かかる問題は、ワークの幅方向の収縮による歪み（例えば、０．４〜０．５ｍｍ）の原因となっている。この歪みを防止するために、ワークの焼入領域の裏面に当たる部分を予熱したり、外周角面等の本来焼入が不要な部分を焼入したりすることがあるが、それでも歪みの大幅な改善は困難であった。
【０００６】
また、移動焼入や一発焼入では、ワークの中央部と両端面部とに形成される焼入層のパターンにばらつきがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、ワークの寸法がある程度異なっても対応可能で、歪みも少なく、かつ焼入層のパターンが均一な直接通電焼入装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る直接通電焼入装置は、断面略凹状であるワークの対向両側面の内側を焼入する装置であって、ワークの一端部に接触する第１の接触部を有する第１の導体部と、ワークの他端部に接触する第２の接触部とワークの長さ方向に平行であり且つその焼入領域に対向配置されるパイプとを有する第２の導体部と、前記第１の接触部と第２の接触部との間の距離を変更させるために、両導体部を移動させる調整部と、加熱されたワークを冷却する冷却ジャケットとを備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概略的平面図、図２は本発明の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概略的正面図、図３は本発明の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概略的側面断面図、図４は本発明の他の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概念図である。
【００１０】
まず、この直接通電焼入装置によって直接通電焼入が施されるワークＷは、図３に示すように、断面略凹字形状のものであっで、対向する両側面Ｗ１が薄く形成されており、この両側面Ｗ１の焼入層の形成が要求されている。
【００１１】
本発明の実施の形態に係る直接通電焼入装置は、焼入層を形成すべきワークＷの焼入領域の一端に接触される第１の接触部１１０を有する第１の導体部１００と、前記焼入領域の他端に接触される第２の接触部２１０を有する第２の導体部２００と、前記第１の接触部１１０と第２の接触部２１０との間の距離を変更させるために、両導体部１００、２００を移動させる調整部３００と、加熱されたワークＷを冷却する冷却ジャケット８００とを備えており、前記第２の導体部２００を構成する第２のパイプ２３０が焼入領域に対向している。
【００１２】
前記第１の導体部１００の先端には、着脱可能になったチップ状の第１の接触部１１０が設けられている。また、この第１の導体部１００の後端は平板状になっており、後述する第１の接続部材５１０が接続される第１の接続部１２０となっている。かかる第１の導体部１００の前記第１の接続部１２０と第１の接触部１１０との間は、内部が中空になった角パイプ状の第１のパイプ体１３０で接続されている。この第１のパイプ体１３０の内部には、自身の過熱を防止するために冷却液が巡環させられるようになっている。このため、この第１のパイプ体１３０の両端には、図外の冷却システムと接続するための接続口金１４０が設けられている。
【００１３】
前記第１の接続部１２０には、図１に示す矢印Ａ方向に移動可能になるように、図示しないガイドが設けられている。
【００１４】
この第１の導体部１００は、基台４００に立設された支持部４０１に取り付けられている。かかる第１の導体部１００は、後述する第１のシリンダ３１０によって、図１に示す矢印Ａ方向（第１の導体部１００の長手方向）に移動が可能になっている。なお、前記第１のシリンダ３１０は、第１の導体部１００から突設された絶縁性を有する素材からなる舌片１３１に接続されている。
【００１５】
前記基台４００の上には、２つの中間台４１０、４２０がある。上側中間台４１０には、冷却ジャケット８００に冷却液を供給する冷却管８１０等が貫通する開口４１１が開設されている。また、この開口４１１の対向する縁部には、ワークＷを載置する一対のコンセント４３０が設けられている。一方、下側中間台４２０には、前記開口４１１と同様の開口４２１が設けられている。これらの中間台４１０、４２０は、それぞれ中間台４１０、４２０に設けられたシリンダ４１２、４２２によって上下動されるようになっている。
【００１６】
一方、前記第２の導体部２００の先端には、着脱可能になったチップ状の第２の接触部２１０が設けられている。また、この第２の導体部２００の後端は平板状になっており、後述する第２の接続部材５２０が接続される第２の接続部２２０となっている。かかる第２の導体部２００の前記第２の接続部２２０と第２の接触部２１０との間は、内部が中空になった角パイプ状の第２のパイプ体２３０で接続されている。この第２のパイプ体２３０の内部には、自身の過熱を防止するために冷却液が巡環させられるようになっている。このため、この第２のパイプ体２３０の両端には、図外の冷却システムと接続するための接続口金２４０が設けられている。
【００１７】
また、この第２の導体部２００の第２のパイプ体２３０は、第１の導体部１００の第１のパイプ体１３０より長くなっている。それは、第１の接触部１１０と第２の接触部２１０との間にワークＷを挟み込むためである。また、この第２のパイプ体２３０は、下方から支持部材２３１によって支持されている（図３参照）。
【００１８】
前記第２の接続部２２０には、図１に示す矢印Ａ方向に移動可能になるように、図示しないガイドが設けられている。
【００１９】
さらに、この第２の導体部２００の第２のパイプ体２３０の先端側には、後述する調整部３００の第２のシリンダ３２０が連結されている。この第２のシリンダ３２０は、前記基台４００に立設された支持部４０２に取り付けられている。
【００２０】
この第２の導体部２００は、基台４００に設けられた支持部４０１に長手方向に移動可能に取り付けられている。このため、この第２の導体部２００は、前記第１の接触部１１０と第２の接触部２１０との間の距離を変更することができるのである。
【００２１】
要するに、第１の導体部１００と第２の導体部２００とは、基台４００に対して上下方向には固定的に設けられているのである。
【００２２】
また、前記調整部３００は、第１の導体部１００を移動させる第１のシリンダ３１０と、第２の導体部２００を移動させる第２のシリンダ３２０とを有している。前記第１のシリンダ３１０は絶縁性を有する前記舌片１３１に、第２のシリンダ３２０は絶縁性を有する素材からなる絶縁体３２１を介して前記第２の導体部２００に取り付けられている。
【００２３】
従って、第１の導体部１００と第２の導体部２００とは、それぞれ独立して移動可能になっている。
【００２４】
前記支持部４０１は、前記基台４００の上に設けられたものであって、後述する調整部３００の一部を構成するものである。
【００２５】
前記第１の導体部１００及び第２の導体部２００は、電源（図示省略）と接続された一対の給電導体部６１０、６２０と接続部５１０、５２０とによって接続される。前記接続部５００は、第１の導体部１００と一方の給電導体部６１０とを接続する第１の接続部材５１０と、第２の導体部２００と他方の給電導体部６２０とを接続する第２の接続部材５２０とを有している。
【００２６】
前記第１の接続部材５１０は、端部に凸部５１１を形成した導電性材料から構成されており、シリンダ５１２によって第１の接続部１２０及び一方の給電導体部６１０に対して接離移動させられる。凸部５１１がそれぞれ第１の接続部１２０及び一方の給電導体部６１０に対して接触するのである。
【００２７】
また、前記第２の接続部材５２０は、端部に凸部５２１を形成した導電性材料から構成されており、シリンダ５２２によって第２の接続部２２０及び他方の給電導体部６２０に対して接離移動させられる。凸部５２１がそれぞれ第２の接続部２２０及び他方の給電導体部６２０に対して接触するのである。
【００２８】
従って、両接続部材５１０、５２０は、独立したシリンダ５１２、５２２によって移動させられるため、独立して両導体部１００、２００の接続を行うことができるようになっている。
【００２９】
なお、第１の接続部１２０と一方の給電導体部６１０との間、第２の接続部２２０と他方の給電導体部６２０との間には、それぞれギャップが設けられている。特に、第２の接続部２２０と他方の給電導体部６２０との間のギャップは、第２の接続部２２０の移動距離より大きく設定されている。
【００３０】
また、ワークＷでは、直接通電による加熱だけでは、ワークＷの全体に電流が流れるため、焼入領域のみを効率的に加熱することができない。このため、焼入領域には、第２の導体部２００を構成する第２のパイプ２３０が対向させられている。この第２のパイプ２３０が焼入領域に対向していると、第２のパイプ２３０の影響により、電流は全体ではなく焼入領域に集中して流れることになる。
【００３１】
また、前記冷却ジャケット８００は、ワークＷの全周に冷却液を吹き付けることかできる位置に設けられている。このジャケット８００は、中間台４１０に取付けられており、中間台４１０の上下動とともに上下動するようになっている。
【００３２】
また、図２における７００は、第２の導体部２００を支える支持板である。
【００３３】
次に、このように構成される直接通電焼入装置による直接通電焼入について説明する。ワークＷを第１の接触部１１０と第２の接触部２１０との間に挟み込む。この場合、第２の接触部２１０は固定しておき、第１の接触部１１０を移動させることによって行うが、第２の接触部２１０を若干移動させて微調整を行うことも可能である。
【００３４】
ワークＷを第１の接触部１１０と第２の接触部２１０との間に位置させた状態で、第１のシリンダ３１０を作動させ、第１の接触部１１０と第２の接触部２１０とでワークＷを挟み込む。ワークＷの挟み込みが完了すると、ワークＷが固定されたことになる。
【００３５】
この状態で、両接続部材５１０、５２０によって、第１の接続部２２０を第１の給電導体部６１０に、第２の接続部２２０を第２の給電導体部６２０にそれぞれ接続させる。
【００３６】
図外の電源から高周波電流を供給することによって、ワークＷに電流を直接通電させて加熱する。その後、第１の接触部１１０及び第２の接触部２１０とワークＷとの接触を解除するとともに、中間台４１０、４２０を上昇させて加熱された部分に冷却ジャケット８００を対向させる。この状態で、冷却ジャケット８００から冷却液を噴射して焼入層を形成する。
【００３７】
これによって、ワークＷの焼入が完了する。
【００３８】
１つの直接通電焼入装置で対応可能なワークＷより短いワークや長いワークに対応する場合には、異なる直接通電焼入用コイルを用いる。この場合には、両接続部材５１０、５２０を引いてから他の異なる直接通電焼入用コイルに取り替える。
【００３９】
なお、上述した実施の形態に係る直接通電焼入装置は、ワークＷにある対向する両側面Ｗ１に１箇所ずつ焼入層を形成するものであるため、一方の側面Ｗ１に焼入を施した後、ワークＷを入れ換えてもう一方の側面Ｗ１に焼入を施す必要がある。しかし、図４のようにすると、ワークＷを入れ換えることなく、両側面Ｗ１に焼入層を形成することができる。
【００４０】
すなわち、この図４に示す直接通電焼入装置は、焼入層を形成すべきワークＷの２箇所の焼入領域の一端に接触される第１の接触部１１０Ａ、１１０Ｂを有する２組の第１の導体部１００Ａ、１００Ｂと、前記焼入領域の他端に接触される第２の接触部２１０Ａ、２１０Ｂを有する２組の第２の導体部２００Ａ、２００Ｂと、前記第１の接触部１１０Ａ、１１０Ｂと第２の接触部２１０Ａ、２１０Ｂとの間の距離を変更させるために、両導体部１１０Ａ、１１０Ｂ、２１０Ａ、２１０Ｂを移動させる２組の調整部（図示省略）と、加熱されたワークＷを冷却する２組の冷却ジャケット（図示省略）とを有している。
【００４１】
前記第２の導体部２００Ａ、２００Ｂの２つの第２の接続部２２０Ａ、２２０Ｂは、電源に接続されている。２組の第２の導体部２００Ａ、２００Ｂは、図示しない絶縁板を介して互いに電気的に独立した状態になっている。
【００４２】
また、一方の第１の導体部１００Ａは給電導体部６２０Ａと、他方の第１の導体部１００Ｂは給電導体部６１０Ｂとそれぞれ接続部材５２０Ａ、５１０Ｂによって交互に接続されるようになっている。
【００４３】
その他の構成は、上述した実施の形態に係る直接通電焼入装置とほぼ同様である。
【００４４】
このように構成した直接通電焼入装置であると、ワークＷの一方の側面Ｗ１に焼入を施した後に、ワークＷを入れ換えることなく、接続部材５２０Ａ、５１０Ｂによる第１の導体部１００Ａと第２の導体部１００Ｂとの接続を変更するだけで、他方の側面Ｗ１に焼入を施すことができる。すなわち、１つのワークＷの２箇所の焼入をより迅速に行うことができるのである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係るワークの直接通電焼入装置は、断面略凹状であるワークの対向両側面の内側を焼入する装置であって、ワークの一端部に接触する第１の接触部を有する第１の導体部と、ワークの他端部に接触する第２の接触部とワークの長さ方向に平行であり且つその焼入領域に対向配置されるパイプとを有する第２の導体部と、前記第１の接触部と第２の接触部との間の距離を変更させるために、両導体部を移動させる調整部と、加熱されたワークを冷却する冷却ジャケットとを具備している。
【００４６】
このため、従来では不可能であった複数種類のワークにも対応することができるようになったとともに、均一な焼入層のパターンを得ることができる。また、これにより歪みを低減させることができた。
【００４７】
また、前記調整部は、前記第１の導体部を移動させる第１のシリンダと、前記第２の導体部を移動させる第２のシリンダとを備えているので、ワークの個体誤差にも簡単に対応することができるようになった。
【００４８】
さらに、前記第１の導体部及び第２の導体部は、電源と接続された一対の給電導体部と接続部によって接続されており、前記接続部は、第１の導体部と一方の給電導体部とを接続する第１の接続部材と、第２の導体部と他方の給電導体部とを接続する第２の接続部材とを備えており、両接続部材は、独立して導体部の接続を行うことができるので、より広い範囲のワークに対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概略的平面図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概略的正面図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概略的側面断面図である。
【図４】  本発明の他の実施の形態に係る直接通電焼入装置の概念図である。
【符号の説明】
１００  第１の導体部
１１０  第１の接触部
２００  第２の導体部
２１０  第２の接触部
３００  調整部
８００  冷却ジャケット
Ｗ      ワーク
【図１】
0003905728.tif 000002
【図２】
0003905728.tif 000003
【図３】
0003905728.tif 000004
【図４】
0003905728.tif 000005