特許 5943469 軸状ワークの高周波焼入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5943469

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】軸状ワークの高周波焼入装置

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/28 20060101AFI20160621BHJP

   C21D 1/10 20060101ALI20160621BHJP

   H05B 6/10 20060101ALI20160621BHJP

【ＦＩ】

   C21D9/28 B

   C21D1/10 Y

   H05B6/10 371

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-111072(P2012-111072)

(22)【出願日】2012年5月15日

(65)【公開番号】特開2013-237891(P2013-237891A)

(43)【公開日】2013年11月28日

【審査請求日】2015年3月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】591195994

【氏名又は名称】株式会社ミヤデン

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 力

【審査官】 鈴木 葉子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２０６９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３３６４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０４８６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０２７９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０５８３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２７１５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｄ １／０２− １／８４

Ｃ２１Ｄ ９／００− ９／４４，９／５０

Ｈ０５Ｂ ６／００− ６／１０，６／１４−６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給された軸状ワークを下方から水平状態で支持すると共に前記軸状ワークの軸方向に所定間隔で配置された前後２組でそれぞれ一対のローラを有する支持ローラと、前記前後２組の支持ローラの対向面間に配置された加熱コイル及び冷却ジャケットと、前記加熱コイルに高周波電流を供給可能なトランジスタインバータと、前記冷却ジャケットに冷却水を供給可能な冷却水供給部と、を備え、
前記前後２組の支持ローラの一対のローラは、その対向面側の外周面に、該支持ローラ上に位置する軸状ワークの軸方向への移動を抑制する磁石が埋設され、該磁石の磁力が、前記加熱コイルからの磁力で軸状ワークが軸方向に移動しようとする力を打ち消すことが可能な大きさに設定されていることを特徴とする軸状ワークの高周波焼入装置。

【請求項2】

前記加熱コイルと冷却ジャケットが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の軸状ワークの高周波焼入装置。

【請求項3】

前記軸状ワークを支持ローラ上で軸方向に移動させる押し棒と、該押し棒の先端と軸状ワークの接触状態を検知可能な通電検出器を備え、前記通電検出器の検出結果に基づいて焼き入れされた軸状ワークの良否が判定可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の軸状ワークの高周波焼入装置。

【請求項4】

前記押し棒の軸状ワークとの接触部を除く部分が、セラミックの溶射もしくは七宝焼により絶縁処理されていることを特徴とする請求項３に記載の軸状ワークの高周波焼入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種形状の軸状ワークの外周面等を高周波の誘導加熱によって焼き入れするための軸状ワークの高周波焼入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、小型モータのシャフト等のような小径の金属製の軸状ワークの外周面を、高周波の誘導加熱で焼き入れする場合に使用される高周波焼入装置は、例えば水平状態で回転可能に配置された軸方向に前後２組で一対の合計４個の支持ローラと、この各組の支持ローラ間に配置され冷却ジャケットを兼用する円環状の加熱コイルと、この加熱コイルに高周波電流を供給可能なトランジスタインバータ等を備えている。

【0003】

そして、支持ローラで支持された軸状ワークを支持ローラの回転で回転させつつ、加熱コイルの中心に設けた貫通孔内を移動させ、トランジスタインバータから加熱コイルに高周波電流を供給して軸状ワークの外周面を所定温度まで誘導加熱し、この誘導加熱後に加熱コイルに設けた噴射孔から冷却水を軸状ワークの外周面に向けて噴射することにより、軸状ワークの外周面を急速冷却させて焼き入れするようにしている。なお、軸状ワークの高周波焼入装置としては、例えば特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２６５５８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このような高周波焼入装置にあっては、軸状ワークを誘導加熱する際に、軸状ワークが支持ローラ上で移動すると、軸状ワークの焼入品質が劣るため、軸状ワークを押さえローラ等により軸状ワークの回転を阻害しない程度の押圧力で上方から軽く押えながら誘導加熱している。ところが、この押さえローラによる支持方法では、軸状ワークの径方向（上下方向）の移動は規制できるものの、加熱コイルに高周波電流が供給された際に加熱コイル自体から発生する磁力により、軸状ワークが加熱コイルの貫通孔に進入する際に加熱コイル側に引っ張られたり、あるいは軸状ワークが加熱コイルの貫通孔から出る際に押し出される力が作用する。その結果、加熱コイルに対する軸状ワークの移動速度に微妙な変化が生じ、軸状ワークの焼き入れの開始位置や終了位置を均一化することが難しく、軸状ワークの外周面の所望位置に安定した高品質の焼入層を形成することが困難となる。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、加熱コイルによる誘導加熱時の軸状ワークの軸方向への移動を抑制して、軸状ワークに高品質な焼入状態を安定して得ることが可能な軸状ワークの高周波焼入装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、供給された軸状ワークを下方から水平状態で支持すると共に前記軸状ワークの軸方向に所定間隔で配置された前後２組でそれぞれ一対のローラを有する支持ローラと、前記前後２組の支持ローラの対向面間に配置された加熱コイル及び冷却ジャケットと、前記加熱コイルに高周波電流を供給可能なトランジスタインバータと、前記冷却ジャケットに冷却水を供給可能な冷却水供給部と、を備え、前記前後２組の支持ローラの一対のローラは、その対向面側の外周面に、該支持ローラ上に位置する軸状ワークの軸方向への移動を抑制する磁石が埋設され、該磁石の磁力が、前記加熱コイルからの磁力で軸状ワークが軸方向に移動しようとする力を打ち消すことが可能な大きさに設定されていることを特徴とする。

【0008】

また、請求項２に記載の発明は、前記加熱コイルと冷却ジャケットが一体化されていることを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、前記軸状ワークを支持ローラ上で軸方向に移動させる押し棒と、該押し棒の先端と軸状ワークの接触状態を検知可能な通電検出器を備え、前記通電検出器の検出結果に基づいて焼き入れされた軸状ワークの良否が判定可能に構成されていることを特徴とする。また、請求項４に記載の発明は、前記押し棒の軸状ワークとの接触部を除く部分が、セラミックの溶射もしくは七宝焼により絶縁処理されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、前後２組の一対の支持ローラの対向面間に配置された加熱コイル及び冷却ジャケットと、トランジスタインバータ及び冷却水供給部等を備え、前後２組の支持ローラの一対のローラの対向面側の外周面に、支持ローラ上に位置する軸状ワークの軸方向への移動を抑制する磁石がそれぞれ埋設されているため、磁石の磁力で誘導加熱時に加熱コイルから発生する磁力による軸状ワークの軸方向への移動を抑制（阻止）できて、軸状ワークに高品質な焼入状態を安定して得ることができる。

【0010】

また、磁石の磁力が、加熱コイルからの磁力で軸状ワークが軸方向に移動しようとする力を打ち消すことが可能な大きさに設定されているため、加熱コイルに対する位置を安定させて軸状ワークの所望位置を焼き入れできて、一層高品質の焼入状態を得ることができる。

【0011】

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、加熱コイルと冷却ジャケットが一体化されているため、前後の２組の支持ローラ間に例えば冷却ジャケットの機能を有する加熱コイルを確実に配置させて支持ローラの対向面間の間隔を狭めることができ、支持ローラ上に軸状ワークを安定支持することができる。

【0012】

さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、通電検出器で押し棒と軸状ワークの非接触状態が検出された際に、軸状ワークを不良品と判定可能に構成されているため、押し棒で軸状ワークを押した状態で焼き入れされた軸状ワークのみを良品と判定できて、例えば連続焼入作業であっても、軸状ワークに一層高品質の焼入状態を安定して得ることができる。

【0013】

また、請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、押し棒の軸状ワークとの接触部を除く部分が、セラミックの溶射もしくは七宝焼により絶縁処理されているため、高温に晒され易い押し棒の耐久性を高めて、焼入装置の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係わる軸状ワークの高周波焼入装置の概略構成図

【図2】同その支持ローラ部分の概略拡大図

【図3】同磁石部分を示す平面図

【図4】同図３のＡ−Ａ線に沿った断面図

【図5】同押し棒を示し、（ａ）が側面図で（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図

【図6】同加熱コイルの一部を破断した側面図

【図7】同焼き入れ作業の一例を示す工程図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図７は、本発明に係わる軸状ワークの高周波焼入装置の一実施形態を示している。図１に示すように、高周波焼入装置１は、例えばモータシャフト等のように、直径が５〜１０ｍｍ程度で長さが６０ｍｍ程度の小径の軸状ワークＷを下方から支持する前後方向（図１の左右方向）に配置された２組の支持ローラ２Ａ、２Ｂと、この支持ローラ２Ａ、２Ｂの対向面間に配置された噴射コイル３と、前記軸状ワークＷを支持ローラ２Ａ、２Ｂ上で軸方向に押して移動させる押し棒４と、前記支持ローラ２Ａ、２Ｂ上の軸状ワークＷを上方から軽く押える前後一対の押さえローラ５Ａ、５Ｂ等を備えている。

【0016】

また、前記支持ローラ２Ａ、２Ｂには、支持ローラ駆動部６が接続されると共に、前記噴射コイル３には、トランジスタインバータ７と冷却水供給部８が接続されている。また、前記押し棒４には、押し棒駆動部９が接続されると共に、前記押さえローラ５Ａ、５Ｂには、押さえローラ駆動部１０が接続されている。そして、前記支持ローラ駆動部６、トランジスタインバータ７、冷却水供給部８、押し棒駆動部９及び押さえローラ駆動部１０は、マイコンやシーケンサ等を有する制御装置１１に接続され、この制御装置１１には、直流電源１２ａと、リレー等の検出器１２ｂからなる通電検出器１２が接続されている。

【0017】

前記前後２組の支持ローラ２Ａ、２Ｂは、図１及び図２に示すように、導電性の金属材により円筒形状に形成された左右方向（図１の上下方向）に一対のローラ２ａをそれぞれ有し、各ローラ２ａは、その一方の端面である対向面が軸状ワークＷの移動方向イに所定の間隙１４を有する如く、水平状態で平行に配置された２本の回転軸２ｂに固定されている。そして、各組の一対のローラ２ａの上面で軸状ワークＷの載置面が形成され、各回転軸２ｂが図１の矢印ロの如く所定方向に回転することにより、各回転軸２ｂに固定されたローラ２ａが所定方向に回転して、載置されている軸状ワークＷが所定方向に回転可能となっている。

【0018】

また、前後２組の支持ローラ２Ａ、２Ｂの４個の各ローラ２ａには、その対向面側の外周面に周方向に沿って一定間隔で永久磁石１５が埋設されている。すなわち、図３及び図４に示すように、各ローラ２ａの端部の外周面に断面円形で所定深さの磁石固定孔１６が周方向に一定間隔で形成され、この各磁石固定孔１６内に円柱形状の永久磁石１５がそれぞれ嵌挿されている。そして、各磁石固定孔１６の開口端部の複数箇所（直径位置もしくし十字位置等）が加締め部１７で加締められることにより、各磁石固定孔１６内に永久磁石１５がそれぞれ埋設状態とされている。

【0019】

この永久磁石１５の極性と磁力は、軸状ワークＷに所定の吸着力が作用して、後述する軸状ワークＷの誘導加熱時の噴射コイル３から発生する磁力による軸状ワークＷの支持ローラ２Ａ、２Ｂ上での軸方向の移動を阻止する磁力（微力）に設定されている。また、永久磁石１５の各ローラ２ａへの埋設数も、回転状態の軸状ワークＷの誘導加熱時の移動を阻止可能な磁力が得られる所定数（例えば２０〜３０個程度）に設定されている。なお、永久磁石１５の形状は、図示した円柱形状に限らず例えば円盤形状でもあっても良い。

【0020】

前記押し棒４は、図５に示すように、銅等の導電性の金属により形成され、その先端部に軸状ワークＷの端面に接触（当接）可能な接触部４ａが設けられると共に、この接触部４ａを除く他の部分の外周面は絶縁材４ｂで被覆されている。この絶縁材４ｂは、例えばセラミックス粉末を押し棒４の外周面に溶射処理することで形成されたり、あるいは七宝焼きの手法を利用してホーロ処理することにより形成されて、押し棒４自体の耐熱性と耐久性が高められている。この押し棒４の例えば基端部が、前記押し棒駆動部９に接続され、この押し棒駆動部９が作動することにより、押し棒４が支持ローラ２ａ上を図１の矢印イの如く移動するようになっている。

【0021】

そして、この押し棒４の基端部には、前記通電検出器１２が接続されている。すなわち、図１に示すように、通電検出器１２を構成する直流電源１２ａのプラス側が押し棒４の基端部に接続され、直流電源１２ａのマイナス側が検出器１２ｂを介して前記支持ローラ２Ａの所定のローラ２ａに接続されている。このとき、検出器１２ｂはリレーで形成され、そのリレーコイルの一端が直流電源１２ａのマイナス側に接続され他端がローラ２ａに接続されており、押し棒４の接触部４ａが支持ローラ２Ａ、２Ｂ上の軸状ワークＷの端面に接触することで、それぞれ導電材で形成された押し棒４、軸状ワークＷ及びローラ２ａが接続（導通）状態となって、リレーコイルに直流電流が供給されて通電状態となり、リレーの接点が閉となる。また、押し棒４の接触部４ａと軸状ワークＷの端面が非接触状態になると、リレーコイルへの通電が遮断されて、リレーの接点が開となるようになっている。この通電検出器１２による検出信号が制御装置１１に入力されて、後述する如く、軸状ワークＷの誘導加熱時の位置（状態）が検出されることになる。

【0022】

前記噴射コイル３は、図６に示すように、銅の丸パイプや角パイプを円形に加工するか、あるいは内壁、外壁、上下壁からなる各壁材をロー付けすることにより、中心位置に軸状ワークＷが通過可能な貫通孔３ａを有すると共に内部に冷却水流路３ｂを有する略円環形状に形成されている。この噴射コイル３の内壁には、冷却水流路３ｂと貫通孔３ａを連通する複数の噴射孔３ｃが所定パターンで貫通孔３ａの中心に指向する状態で形成されている。この噴射孔３ｃは、噴射コイル３の幅方向である軸状ワークＷの移動方向イの下流側に形成されて該部分が冷却ジャケットとして機能し、上流側にはこの噴射孔３ｃが形成されず加熱コイルとして機能するように設定されている。また、噴射コイル３は、その端部が非接触状態とされて１ターンの加熱コイルとして機能するようになっている。

【0023】

そして、前記噴射コイル３の端部に設けた図示しない端子が前記トランジスタインバータ７の出力端子にケーブルを介して接続されると共に、該端部に設けた図示しないホースコネクタが冷却ホースを介して前記冷却水供給部８に接続されている。これにより、端子を介してトランジスタインバータ７から所定周波数の高周波電流が噴射コイル３の加熱コイル部分に供給されると共に、ホーコネクタを介して冷却水供給部８から噴射コイル３の冷却水流路３ｂに冷却水１９が供給され、この冷却水１９が、図６の矢印ニの如く噴射孔３ｃから軸状ワークＷの外周面に向けて所定圧で噴射されるようになっている。

【0024】

つまり、前記噴射コイル３は、前述したように、高周波電流の供給により磁束を発生させて軸状ワークＷを渦電流により誘導加熱する加熱コイル機能と、冷却水流路３ｂ内に供給される冷却水１９を噴射孔３ｃから噴射することにより軸状ワークＷの加熱面を急速冷却して焼き入れする冷却ジャケット機能の両機能を合わせ持っている。なお、噴射コイル３の構造は、この例に限定されず、例えば、加熱コイル部分と冷却ジャケット部分をそれぞれ別部材で形成し、これらの部材をロー付け等により固着して一体化した構成とすることも勿論可能である。

【0025】

前記前後の押さえローラ５Ａ、５Ｂは、金属等の適宜の材質で例えばそれぞれ円盤形状に形成されて軸状ワークＷの長さに対応し前後方向に所定間隔で配置され、押さえローラ駆動部１０の作動により、図２の矢印ハの如く上下動して、その外周面で支持ローラ２Ａ、２Ｂ上の軸状ワークＷの外周面を下方にそれぞれ所定圧で押さえるようになっている。この押さえローラ５Ａ、５Ｂによる押圧力は、支持ローラ２Ａ、２Ｂ上に載置された軸状ワークＷが、各一対のローラ２ａの回転に追従して該ローラ２ａ上で所定速度で回転可能となるような力に設定されると共に、軸状ワークＷの上下方向の移動が阻止されるように設定されている。

【0026】

なお、前記前後２組の支持ローラ２Ａ、２Ｂのうち前方の支持ローラ２Ａの近傍には、図２に示すように、ワーク供給用のホッパ１８が接続配置されている。このホッパ１８は、軸状ワークＷを傾斜面１８ａに沿って移動させつつ先端に設けた供給口１８ｂから側方に排出して、支持ローラ２Ａ上に１本ずつ供給するようになっている。なお、ホッパ１８としては、図示した例に限定されず、支持ローラ２Ａ上に軸状ワークＷを１本ずつ供給可能な適宜構成のものを使用することができる。

【0027】

次に、前記高周波焼入装置１を使用した軸状ワークＷの焼き入れ作業の一例を図７の工程図に基づいて説明する。先ず、支持ローラ２Ａ、２Ｂを回転（Ｋ０１）させ、この状態で前記ホッパ１８から軸状ワークＷが供給（Ｋ０２）されると、この軸状ワークＷは、前方の支持ローラ２Ａの一対のローラ２ａ上に載置されて回転状態となり、この状態で制御装置１１の制御信号により、押し棒駆動部９が作動して押し棒４が前進（Ｋ０３）する。

【0028】

この押し棒４の前進により、支持ローラ２Ａ上の回転している軸状ワークＷが噴射コイル３方向に押圧されて、貫通孔３ａ内を所定の一定速度で移動する。この貫通孔３ａ内の移動時に、制御装置１１の制御信号により押さえローラ駆動部１０が作動して前後一対の押さえローラ５Ａ、５Ｂが下降（Ｋ０４）して、支持ローラ２Ａ、２Ｂ上の軸状ワークＷの外周面が軽く押さえられる。この軸状ワークＷの押さえローラ５Ａ、５Ｂによる押さえにより、軸状ワークＷの上下方向の移動が阻止された状態となり、この状態で制御装置１１の制御信号により、トランジスタインバータ７が作動（Ｋ０５）して、噴射コイル３に所定周波数の高周波電流が供給される。

【0029】

噴射コイル３に高周波電流が供給されると、該噴射コイル３の加熱コイル部分から発生する磁束により、噴射コイル３の貫通孔３ａ内に位置する軸状ワークＷの外周面に渦電流が誘起され、この渦電流により軸状ワークＷが誘導加熱される。このとき、噴射コイル３に高周波電流が供給されると、その磁束による磁力が金属（磁性体）からなる軸状ワークＷに作用して、該軸状ワークＷを移動させるようとする。しかし、前記支持ローラ２Ａ、２Ｂの場合、各ローラ２ａの対向面側の外周面に永久磁石１５が埋設されると共に、その磁力が予め所定に設定されていることから、永久磁石１５の磁力が噴射コイル３からの磁力を打ち消す状態となって、噴射コイル３の磁力で軸状ワークＷが支持ローラ２Ａ、２Ｂ上を軸方向に移動することがなくなる。

【0030】

特に、軸状ワークＷの軸方向の両端部に対応した支持ローラ２Ａ、２Ｂの各ローラ２ａの外周面に、その周方向に沿って一定間隔で永久磁石１５が埋設されているため、軸状ワークＷが誘導加熱時に回転しつつ移動しても、当該軸状ワークＷに所定の磁力を常時作用させることができて、誘導加熱時の軸状ワークの軸方向の位置ずれ等を阻止することができる。これにより、軸状ワークＷが貫通孔３ａ内に進入する際に噴射コイル３から引っ張られる磁力（すなわち軸状ワークＷを押し棒４の先端部から離間させる力）が作用しても、この引っ張り力を永久磁石１５の磁力で打ち消し、また、軸状ワークＷが貫通孔３ａから出る際に噴射コイル３から押し出す磁力が作用しても、この押し出し力を永久磁石１５の磁力で打ち消すことができる。

【0031】

つまり、支持ローラ２Ａ、２Ｂへの永久磁石１５の埋設により、誘導加熱時に回転しつつ一定速度で移動する軸状ワークＷの軸方向の移動、すなわち軸状ワークＷの移動速度の変化が確実に抑制されて、押し棒４の移動速度に応じた一定速度で軸状ワークＷを移動させることができ、押さえローラ５Ａ、５Ｂによる上下方向の移動阻止と合わせ、軸状ワークＷを支持ローラ２Ａ、２Ｂ上の所定位置で焼き入れを開始したり焼き入れを終了できて、軸状ワークＷの焼入位置や焼入状態等を安定させることが可能になる。

【0032】

そして、噴射コイル３の加熱コイル機能により該噴射コイル３の貫通孔３ａ内を回転移動しつつ誘導加熱された軸状ワークＷは、制御装置１１の制御信号により冷却水供給部８が作動して、噴射コイル３の冷却水流路３ｂ内に供給されている冷却水１９（図６参照）が噴射孔３ｃから誘導加熱された軸状ワークＷに向けて噴射（Ｋ０６）される。冷却水１９の噴射により、誘導加熱された軸状ワークＷが急速冷却されてその加熱面が焼き入れされ、この焼き入れ完了後に、押さえローラ５Ａ、５Ｂを上昇させ、かつ押し棒４を後退（Ｋ０７）させて、それぞれ初期状態に戻す。

【0033】

そして、焼き入れされた軸状ワークＷを支持ローラ２Ｂ上から排出（Ｋ０８）することで、一つの軸状ワークＷの焼入作業が終了する。なお、工程Ｋ０５と工程Ｋ０６における誘導加熱と急速冷却は、略連続状態で短時間のうちに実行され、また、工程Ｋ０８における排出は、押し棒４が加熱・冷却位置からさらに前進して、焼き入れされた軸状ワークＷを図示しない排出装置を作動させて、後方の支持ローラ２Ｂから退去させることで行うことができる。

【0034】

ところで、前記工程中のうち工程Ｋ０５のトランジスタインバータ７の作動時において、押し棒４の接触部４ａが軸状ワークＷの端面に接触して所定圧で押圧していることから、軸状ワークＷの軸方向の戻り（移動）が押し棒４自体で阻止されると共に、押し棒４と軸状ワークＷの接触状態が前記通電検出器１２で検出されている。そして、制御装置１１により、この接触状態がトランジスタインバータ７の作動中連続して検出された場合に、当該軸状ワークＷの誘導加熱が正常に行われたと判断し、前記工程Ｋ０８において、当該軸状ワークＷを良品と判定して良品箱に排出する。

【0035】

一方、トランジスタインバータ７の作動中に、通電検出器１２により非接触状態が検出された場合は、制御装置１１が当該軸状ワークＷが正常に誘導加熱（焼き入れ）されたものではないと判定して、当該軸状ワークＷを工程Ｋ０８において不良品箱に排出する。つまり、通電検出器１２により押し棒４と軸状ワークＷの接触状態がトランジスタインバータ７の作動中連続して検出された場合にのみ、焼き入れされた軸状ワークＷを良品と判定することになり、軸状ワークＷを連続して焼き入れする場合の、焼き入れ品質の良否を制御装置１１により自動的に高精度に判定できることになる。

【0036】

なお、以上の工程においては、トランジスタインバータ７の作動中、軸状ワークＷを噴射コイル３の貫通孔３ａ内で所定速度で移動させつつ行ったが、例えば軸状ワークＷを噴射コイル３の貫通孔３ａ内で所定時間停止させて行うこともできる。また、焼き入れされた軸状ワークＷの排出や供給を、前記支持ローラ２Ａ、２Ｂを利用して行うようにしたり、所定の工程を並行して行うようにしても良い。

【0037】

このように、前記高周波焼入装置１によれば、それぞれ一対のローラ２ａを有する前後２組の支持ローラ２Ａ、２Ｂ間に噴射コイル３を配置すると共に、噴射コイル３に高周波電流を供給するトランジスタインバータ７及び冷却水１９を供給する冷却水供給部８等を備え、前後の支持ローラ２Ａ、２Ｂの対向面側の外周面に永久磁石１５が埋設されているため、永久磁石１５の磁力で誘導加熱時に噴射コイル３から発生する磁力による軸状ワークＷの軸方向への移動を阻止（抑制）することができる。

【0038】

また、永久磁石１５の磁力が、噴射コイル３からの磁力で軸状ワークＷが軸方向に移動しようとする力を打ち消すことが可能な大きさに設定されているため、押し棒４による軸状ワークＷの軸方向の移動動作に支障をきたすことなくスムーズな移動が可能になると共に、噴射コイル３の貫通孔３ａに対する焼き入れの開始位置や終了位置を簡単かつ確実に設定することができる。さらに、支持ローラ２Ａ、２Ｂ上の軸状ワークＷを押さえローラ５Ａ、５Ｂで上方から、その回転に影響のない力で軽く押さえることができるため、軸状ワークＷの上下方向の移動を阻止することができると共に、押し棒４の先端の接触部４ａが軸状ワークＷの端面に接触状態とされるため、押し棒４自体により軸状ワークＷの誘導加熱時の後退移動を阻止することもできる。

【0039】

また、噴射コイル３が加熱コイルと冷却ジャケットの機能を有しているため、２組の支持ローラ２Ａ、２Ｂの対向面間に噴射コイル３を確実に配置して、前後２組の支持ローラ２Ａ、２Ｂ間の間隔を狭めることができ、支持ローラ２Ａ、２Ｂ上に軸状ワークＷを安定支持することができる。また、外周面に一定間隔で永久磁石１５が埋設された各ローラ２ａで軸状ワークＷを支持回転させつつ誘導加熱や急速冷却を行うことができるため、軸状ワークＷの外周面を均一加熱したり均一冷却することができる。これらのことから、例えば軸状ワークＷが連続供給される場合であっても、各軸状ワークＷの噴射コイル３に対する誘導加熱位置を常に安定化させて、各軸状ワークＷに高品質な焼入状態を容易に得ることが可能になる。

【0040】

また、制御装置１１により、通電検出器１２で押し棒４と軸状ワークＷの非接触状態が検出された際に、軸状ワークＷを不良品と判定するため、押し棒４で軸状ワークＷを押した状態（接触状態）で焼入された軸状ワークＷのみを良品と判定できて、前述した連続焼入作業であっても、軸状ワークＷに一層高品質の焼入状態を安定して得ることができると共に、作業能率を高めて焼入コストの低減化を図ることができる。

【0041】

またさらに、押し棒４の軸状ワークＷとの接触部４ａを除く部分が、セラミックの溶射もしくは七宝焼により絶縁処理された絶縁材４ｂで被覆されているため、高温に晒され易い押し棒４の耐久性等を高めて、高周波焼入装置１の長寿命化を図ることができる。また、加熱コイルと冷却ジャケットが一つの部材としての噴射コイル３で形成されているため、高周波焼入装置１自体の小型化が図れると共に、そのコストの低減化を図ることができる。

【0042】

なお、前記実施形態における、噴射コイル３の形態、永久磁石１５の埋設構造、支持ローラ２Ａ、２Ｂ、押さえローラ５Ａ、５Ｂや押し棒４の構造、通電検出器１２の構成等は、一例であって、例えば前記噴射コイル３の代わりに、加熱コイルと冷却ジャケットを別部材で形成してこれらを別体で配置したり、検出器１２ａとしてリレー以外の部品を使用する等、本発明の各発明に係わる要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明は、モータシャフト等の軸状ワークに限らず、比較的小径な全ての軸状ワークの焼き入れに利用できる。

【符号の説明】

【0044】

１・・・高周波焼入装置、２Ａ、２Ｂ・・・支持ローラ、２ａ・・・ローラ、２ｂ・・・回転軸、３・・・噴射コイル、３ａ・・・貫通孔、３ｂ・・・冷却水流路、３ｃ・・・噴射孔、４・・・押し棒、４ａ・・・接触部、４ｂ・・・絶縁材、５Ａ、５Ｂ・・・押さえローラ、６・・・支持ローラ駆動部、７・・・トランジスタインバータ、８・・・冷却水供給部、９・・・押し棒駆動部、１０・・・押さえローラ駆動部、１１・・・制御装置、１２・・・通電検出器、１２ａ・・・直流電源、１２ａ・・・検出器、１５・・・永久磁石、１６・・・磁石固定孔、１７・・・加締め部、１８・・・ホッパ、１９・・・冷却水、Ｗ・・・軸状ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】