JP5901013B2 - Non-oxidation induction heat treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、各種形状のワークの所定部位を無酸化状態で高周波の誘導加熱等により熱処理するための無酸化高周波熱処理装置に関する。
The present invention relates to a non-oxidation high-frequency heat treatment apparatus for heat-treating predetermined portions of various shapes of workpieces in a non-oxidation state by high-frequency induction heating or the like.
従来、例えば一対のワークの端面をロー付けする際には、接合端面間に銀ローをセットし、接合部分の周囲に配置された加熱コイルに高周波電源から高周波電流を供給することにより、接合部分を誘導加熱し銀ローを溶融させてロー付けする装置が使用されている。そして、このような装置において、ロー付け部分に高品質が要求される場合、ワークをチェンバー等のケース内に配置し、このケースに設けたガス供給口からケース内に窒素ガス等の不活性ガスを供給(噴射)して、ケース内を無酸化状態とした上でロー付けするようにしている。なお、無酸化状態で高周波熱処理する装置は、例えば特許文献1に開示されている。 Conventionally, for example, when brazing the end faces of a pair of workpieces, a silver solder is set between the joining end faces, and a high-frequency current is supplied from a high-frequency power source to a heating coil arranged around the joining part. Induction heating is used to melt and braze silver solder. In such an apparatus, when high quality is required for the brazed portion, a work is placed in a case such as a chamber, and an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the case from a gas supply port provided in the case. Is supplied (injected) to make the inside of the case non-oxidized and brazed. An apparatus that performs high-frequency heat treatment in a non-oxidized state is disclosed in Patent Document 1, for example.
しかしながら、このような熱処理装置にあっては、ケース自体の容積が比較的大きく設定されると共に、ケースの所定位置に設けたガス供給口から不活性ガスをケース内の全域に向けて供給する構造であるため、ケース内に供給する不活性ガスの量自体が多くなると共に、ケース内の全域を無酸化状態とするまでの時間、すなわちガス置換の時間が長くなる等、ロー付け作業能率の面で劣る。また、不活性ガスをワークの熱処理部分の略全域に均一に供給(噴射)することが難しいため、ワークの熱処理部分の無酸化状態を高精度に維持することが困難であると共に、熱処理部分の加熱温度を精度良く検出することが難しいため、所望の加熱温度を得ることが困難で、これらのことから、ワークに高品質な熱処理状態を得ることが難しい。 However, in such a heat treatment apparatus, the volume of the case itself is set to be relatively large, and a structure in which an inert gas is supplied from the gas supply port provided at a predetermined position of the case toward the entire area of the case. Therefore, the amount of inert gas supplied into the case itself increases, and the time until the entire region in the case becomes non-oxidized, that is, the time for gas replacement becomes longer. Inferior. In addition, since it is difficult to uniformly supply (inject) the inert gas to substantially the entire heat treatment portion of the work, it is difficult to maintain the non-oxidized state of the heat treatment portion of the work with high accuracy and Since it is difficult to detect the heating temperature with high accuracy, it is difficult to obtain a desired heating temperature. From these, it is difficult to obtain a high-quality heat treatment state on the workpiece.
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、使用する不活性ガスの量を少なくしつつ熱処理部分の周囲を短時間に無酸化状態として、熱処理作業の能率向上と高品質な熱処理状態を同時に得ることが可能な無酸化高周波熱処理装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to improve the efficiency of heat treatment work by reducing the amount of inert gas used and making the periphery of the heat treated portion non-oxidized in a short time. An object of the present invention is to provide an oxidation-free high-frequency heat treatment apparatus that can simultaneously obtain a high-quality heat treatment state.
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、ワークの熱処理部分の外形形状に略対応した形状の筒体と、該筒体の一方の開口端部に装着され不活性ガスの供給口を有する蓋体と、前記筒体の他方の開口端部に着脱可能に装着されるワーク支持台と、前記筒体の外周部で前記ワークの熱処理部分に対応した位置に配設された加熱コイルと、該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、これらを制御する制御装置と、を備え、前記筒体は、外筒体と内筒体を有して両筒体間にガス流路が設けられると共に、前記内筒体の前記ワークの熱処理部分に対向した位置に当該熱処理部分に向けて不活性ガスを噴射可能なガス噴射孔が円周方向に複数列設けられ、前記蓋体は、外壁と内壁を有して前記筒体方向に円錐形状に拡がり前記筒体のガス流路に密に連痛可能なガス流路が設けられ、前記ワーク支持台もしくは前記蓋体には、前記内筒体内のガス置換時に当該内筒体内の酸素を筒体外に排出可能な排出孔が設けられて、前記不活性ガスは、前記蓋体の供給口に接続されるガスホースから、該ガスホースの内径に対応した大きさの前記蓋体のガス流路と前記筒体のガス流路を経由して前記内筒体内に噴射されることを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention is not attached to a cylindrical body having a shape substantially corresponding to the outer shape of the heat-treated portion of the workpiece and one open end of the cylindrical body. A lid having an active gas supply port; a work support that is detachably attached to the other opening end of the cylinder; and a position corresponding to a heat treatment portion of the work on the outer periphery of the cylinder. A heating coil provided; a transistor inverter capable of supplying high-frequency current to the heating coil; and a control device that controls the transistor inverter. The cylindrical body includes an outer cylindrical body and an inner cylindrical body. Gas flow paths are provided between the bodies, and a plurality of rows of gas injection holes that can inject inert gas toward the heat treatment portion are provided in the circumferential direction at positions facing the heat treatment portion of the workpiece of the inner cylindrical body. The lid body has an outer wall and an inner wall and has a cylindrical direction. A gas flow path that expands in a conical shape and can be tightly connected to the gas flow path of the cylindrical body is provided, and the work support base or the lid body has oxygen in the inner cylindrical body at the time of gas replacement. The inert gas flows from a gas hose connected to the supply port of the lid body to a gas flow path of the lid body having a size corresponding to the inner diameter of the gas hose. And is injected into the inner cylinder through a gas flow path of the cylinder .
また、請求項2に記載の発明は、前記排出孔が、前記ワーク支持台に設けられた筒体位置決め突起とワーク位置決め突起間に、筒体の軸方向に貫通して円周方向に複数個設けられていることを特徴とする。また、請求項3に記載の発明は、前記筒体が内部を視認可能な材質で形成されると共に、該筒体の外側に前記熱処理部分の温度を検出可能な赤外線放射温度計が配設されていることを特徴とする。さらに、請求項4に記載の発明は、前記筒体に前記加熱コイルが一体化されて前記ワーク支持台に対して進退可能に配設されていることを特徴とする。また、請求項5に記載の発明は、前記内筒体のガス噴射孔が設けられる部分が、他の部分と異材質で形成されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of the discharge holes penetrates in the axial direction of the cylindrical body between the cylindrical positioning projections provided on the work support base and the workpiece positioning projections in the circumferential direction. It is provided . According to a third aspect of the present invention, the cylindrical body is formed of a material that allows the inside to be visually recognized, and an infrared radiation thermometer capable of detecting the temperature of the heat treatment portion is disposed outside the cylindrical body. It is characterized by. Furthermore, the invention described in claim 4 is characterized in that the heating coil is integrated with the cylindrical body and is disposed so as to be movable back and forth with respect to the work support base . The invention according to claim 5 is characterized in that the portion of the inner cylinder where the gas injection hole is provided is formed of a different material from the other portions .
本発明の請求項1または2に記載の発明によれば、筒体が外筒体と内筒体を有して両筒体間にガス流路が設けられると共に、内筒体に不活性ガスを噴射可能な複数のガス噴射孔が設けられているため、外筒体と内筒体間の比較的狭いガス流路から、内筒体内に不活性ガスを熱処理部分に向けて噴射して内筒体内をガス置換でき、使用する不活性ガスの量を少なくしつつワークの熱処理部分の周囲を短時間に無酸化状態として、熱処理作業の能率向上と高品質な熱処理状態を同時かつ容易に得ることができる。
According to the invention described in
また、ワーク支持台もしくは蓋体に、内筒体内のガス置換時に内筒体内の酸素を筒体外に排出可能な排出孔が設けられているため、内筒体内のガス置換時に、該内筒体内の酸素(空気)を排出孔から素早く排出できて、内筒体内のガス置換を一層短時間かつ確実に行うことができる。
In addition, since the work support base or lid is provided with a discharge hole through which oxygen in the inner cylinder can be discharged to the outside of the cylinder when the gas in the inner cylinder is replaced, The oxygen (air) can be quickly discharged from the discharge hole, and the gas replacement in the inner cylinder can be performed in a shorter time and more reliably .
また、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、筒体が内部を視認可能な材質で形成されると共に、この筒体の外側に熱処理部分の温度を検出可能な赤外線放射温度計が配設されているため、筒体として例えば石英管等の安価で透明もしくは半透明な筒体を使用できると共に、この筒体の使用により熱処理部分の温度を筒体外部から検出できて、所望の熱処理温度が確実に得られる等、熱処理品質を一層高めることができる。
According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in
さらに、請求項4に記載の発明によれば、請求項1ないし3に記載の発明の効果に加え、筒体に加熱コイルが一体化されてワーク支持台に対して進退可能に配設されているため、例えばワークの形状に対応した筒体と加熱コイルの位置関係を所望に維持できて、ワークの熱処理部分の加熱状態を安定させることができると共に、筒体と加熱コイルを熱処理用の治具として使用できて、各種形状のワークに容易に適用することができる。
Furthermore, according to the invention described in claim 4, in addition to the effects of the invention described in claims 1 to 3 , the heating coil is integrated with the cylindrical body so as to be movable forward and backward with respect to the work support base. Therefore, for example, the positional relationship between the cylinder and the heating coil corresponding to the shape of the workpiece can be maintained as desired, the heating state of the heat treatment portion of the workpiece can be stabilized, and the cylinder and the heating coil can be treated for heat treatment. It can be used as a tool and can be easily applied to workpieces of various shapes .
また、請求項5に記載の発明によれば、請求項1ないし4に記載の発明の効果に加え、内筒体のガス噴射孔が設けられる部分が他の部分と異材質で形成されているため、例えばガス噴射孔が設けられる部分をセラミック等の材質で形成し、その他の部分を石英管等の材質で形成でき、所望のガス噴射孔を簡単に形成できると共に、ワークの熱処理部分の加熱温度に対応した材質を使用できる等、各種ワークの熱処理に的確に対応することができる。
According to the invention described in claim 5, in addition to the effects of the invention described in claims 1 to 4, the portion where the gas injection hole of the inner cylinder is provided is formed of a different material from other portions. Therefore, for example, the portion where the gas injection hole is provided can be formed of a material such as ceramic, and the other portion can be formed of a material such as a quartz tube, so that a desired gas injection hole can be easily formed and the heat treatment portion of the workpiece can be heated. It is possible to accurately respond to heat treatment of various workpieces, such as using materials that correspond to temperature .
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6は、本発明に係わる無酸化高周波熱処理装置の一実施形態を示している。図1に示すように、無酸化高周波熱処理装置1(以下、熱処理装置1という)は、内部にロー付けする一対のワークWa、Wbが収容セットされる円筒形状の筒体2と、この筒体2の一方の開口端部である図1の上面開口部2aを閉塞する蓋体3と、前記筒体2の高さ(長手)方向の所定位置に、外周面に対して所定間隔を有して一体的に配設された加熱コイル4等からなる熱処理治具5を有している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1-6 has shown one Embodiment of the non-oxidation induction heat processing apparatus concerning this invention. As shown in FIG. 1, a non-oxidation induction heat treatment apparatus 1 (hereinafter referred to as a heat treatment apparatus 1) includes a cylindrical
この熱処理治具5は、その筒体2の他方の開口端部である図1の下面開口部2bがワーク支持台6に上にセットされたり該支持台6上から取り外されるように、上下動可能に配設されている。また、熱処理治具5の筒体2の外周面の外側の所定位置には、赤外線放射温度計7が筒体2内部に向けて配設されている。そして、前記蓋体3の後述する上面部3aに設けられたホースコネクター8には、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを前記筒体2内部に供給するガス供給部9がガスホース10を介して接続され、前記加熱コイル4には、高周波電源としてのトランジスタインバータ11が接続されている。
This heat treatment jig 5 is moved up and down so that the lower surface opening 2b of FIG. 1 which is the other opening end of the
また、前記筒体2には、治具駆動部12が接続され、この治具駆動部12が動作することにより、筒体2と蓋体3及び加熱コイル4からなる前記熱処理治具5が矢印イの如く上下動可能となっている。そして、これらのガス供給部9、トランジスタインバータ11及び治具駆動部12は、図示しないCPU、ROM、RAM、タイマー等を有する制御装置13に接続されており、この制御装置13の制御信号により、後述する如く動作するようになっている。なお、制御装置13には、前記赤外線放射温度計7が接続されている。
Further, a jig driving unit 12 is connected to the
前記筒体2は、図2及び図3に示すように、ともに円筒形状のワークWa、Wbの外周面形状に対応した円筒形状で、内部が視認可能な透明もしくは半透明の石英管で形成された外筒体2Aと内筒体2Bを有し、これらの両筒体2A、2B間には、所定幅のガス流路15が形成されている。また、内筒体2Bの高さ方向の所定位置でワークWa、Wbの熱処理部分に対応した位置には、所定幅の円環形状に形成されたガス噴射部16が設けられ、このガス噴射部16には例えば円形の多数のガス噴射孔16aが内筒体2Bの中心軸方向に向けて形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
このとき、ガス噴射孔16aは、その内径が所定の噴射圧が得られる内径に設定されると共に、円周方向に列状に複数列形成され、上下のガス噴射孔16aは千鳥位置かあるいは同一位置となるように形成されて、図2及び図3の矢印ロの如くガス流路15内のガスが内筒体2Bの内部に向けて所定圧で噴射されるようになっている。なお、外筒体2Aと内筒体2Bの下端は、図5に示すように、底板17により閉塞されている。
At this time, the gas injection holes 16a are set to have an inner diameter at which a predetermined injection pressure is obtained, and are formed in a plurality of rows in the circumferential direction, and the upper and lower gas injection holes 16a are in the staggered position or the same. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the gas in the
また、前記蓋体3は、セラミックス材や石膏ボード材等の耐熱性を有する材質で形成され、図1及び図4に示すように、それぞれ外壁と内壁からなる平坦な上面部3aと、この上面部3aの外周から下方に円錐形状に拡がった斜面部3bを有し、平面部3aから斜面部3bにかけて内部にガス流路18が円錐形状に形成されている。また、斜面部3bの内壁の下端には、前記筒体2の内筒体2Bの内径と略同一の外径を有する円環状の嵌合部3cが一体形成されている。そして、嵌合部3cを内筒体2Bの上面開口部に上方から嵌合させることにより、蓋体3で筒体2の上面開口部2aが閉塞されると共に、蓋体3のガス流路18の下端が筒体2のガス流路15の上端に密に連通するようになっている。なお、蓋体3は、所定の引張力で上方に引っ張ることにより、筒体2から取り外しできるようになっている。
The lid 3 is formed of a heat-resistant material such as a ceramic material or a gypsum board material, and as shown in FIGS. 1 and 4, a flat upper surface portion 3a composed of an outer wall and an inner wall, respectively, A slope portion 3b extending in a conical shape downward from the outer periphery of the portion 3a is formed, and a
前記ワーク支持台6は、耐熱性を有する適宜の材質で所定高さの円盤形状に形成され、図1及び図5に示すように、その外周縁には、筒体2を支持する外内一対の筒体位置決め突起19a、19bが円周方向に複数個一体形成されるか、もしくは円環形状に一体形成されている。また、ワーク支持台6の前記位置決め突起19bの内側には、ワークWaを位置決めするワーク位置決め突起20が、前記筒体位置決め突起19a、19bと同様の形態で一体形成されると共に、筒体位置決め突起19bとワーク位置決め突起20間には、上下方向である筒体2の軸方向に貫通した排出孔21が例えば円周方向に一定間隔で複数個形成されている。
The
この排出孔21から、後述する如く筒体2内に不活性ガスを供給した際の、内筒体2B内部の酸素(空気)が矢印ハの如く、筒体2の外部(図で下方)に排出されるようになっている。なお、図5では、排出孔21を貫通孔としたが、例えば二点鎖線aで示すように、排出孔21内もしくは排出孔21の開口部に逆止弁22を配設して、矢印ハ方向のみへの酸素の排出を可能としても良い。また、図5は、筒体2内の酸素の排出をワーク支持台6に設けた排出孔21から外部に排出したが、例えば蓋体3の所定位置に排出孔を設けて筒体内2の酸素を上方に排出させても良い。この場合は、蓋体3のガス流路18内に排出孔を形成可能なパイプを貫通配置することで対応することができる。
The oxygen (air) inside the
前記トランジスタインバータ11は、例えば半導体スイッチング素子を使用したフルブリッジ回路等からなるインバータ回路を有し、所定周波数の高周波電流を出力変成器等を介して前記加熱コイル4に供給するようになっている。このとき、トランジスタインバータの出力電流の周波数は、ワークWa、Wbの形態に応じて、予め設定されるかあるいは制御装置13の制御により調整できるようになっている。また、前記ガス供給部9は、不活性ガスのガスボンベと、その供給口に接続された電磁弁等を有し、電磁弁が制御装置13の制御信号で所定に動作することにより、前記筒体2内に不活性ガスを供給したり、ガス供給を停止するようになっている。 The transistor inverter 11 has an inverter circuit composed of, for example, a full bridge circuit using a semiconductor switching element, and supplies a high-frequency current having a predetermined frequency to the heating coil 4 via an output transformer or the like. . At this time, the frequency of the output current of the transistor inverter is set in advance or can be adjusted by the control of the control device 13 according to the form of the workpieces Wa and Wb. The gas supply unit 9 has a gas cylinder of an inert gas, an electromagnetic valve connected to the supply port, and the like. The inert gas is supplied into 2 or the gas supply is stopped.
さらに、前記加熱コイル4は、例えば銅の丸パイプを所定回数巻回することにより、略円筒形状に形成され、前記内筒体2Bのガス噴射部16の外側に、外筒体2Aを介在した状態で所定距離を有して、外筒体2Aに図示しない連結部材等により一体的に連結配設されている。なお、加熱コイル4の形状は、巻回形状に限らず、馬蹄形状としても良いし、外筒体2Aへの一体化構造も、連結部材による連結構造に限らず、外筒体2Aの外周面に絶縁性の接着剤等で直接固着する構造しても良い。そして、この加熱コイル4は、その両端部が前記トランジスタインバータ11の出力端子に接続されている。また、加熱コイル4の銅パイプ内には、前記トランジスタインバータ11や制御装置13に付帯して設けた図示しない冷却水供給装置から、冷却水が循環供給されて、誘導加熱時の加熱コイル4自体の発熱が抑制され、加熱効率の低下が抑えられるようになっている。
Furthermore, the heating coil 4 is formed in a substantially cylindrical shape by, for example, winding a copper round pipe a predetermined number of times, and an
次に、このように構成された熱処理装置1による熱処理方法の一例を、図6の工程図に基づいて説明する。先ず、制御装置13により治具駆動部12を作動させて熱処理治具5を上方に移動させ、筒体2の下端開口部2bをワーク支持台6上から所定距離上方に待避させる。この状態で、上下一対の円筒形状の異材質(もしくは同材質)で少なくもその一方が金属からなるワークWa、Wbを、そのロー付け部分となる端面間に銀ローをセットした状態で、ワーク支持台6のワーク位置決め突起20内にセット(K01)する。
Next, an example of the heat treatment method by the heat treatment apparatus 1 configured as described above will be described based on the process diagram of FIG. First, the jig driving unit 12 is operated by the control device 13 to move the heat treatment jig 5 upward, and the lower end opening 2b of the
ワークWa、Wbをセットしたら、制御装置13により治具駆動部12を作動させて熱処理治具5を下降(K02)させ、筒体2の下端外周部をワーク支持台6の筒体位置決め突起19a、19b内に位置させる。これにより、図1に示すように、内筒体2Bのガス噴射部16が、一対のワークWa、Wbのロー付け部分の外周側に所定間隔を有して位置した状態となり、この状態で、制御装置13によりガス供給部9を作動させて熱処理治具5に不活性ガスを供給(K03)する。このガス供給部9から供給されるガスは、ガスホース10、蓋体3のホースコネクタ8、ガス流路18及び筒体2のガス流路15を流れて、内筒体2Bのガス噴射部16のガス噴射孔16aから内筒体2B内に噴射される。このとき、ガス噴射孔16aが内筒体2Bの外周面に円周方向に複数の列状に形成されていることから、不活性ガスが各ガス噴射孔16aからワークWa、Wbのロー付け部分に向けて均一状態で噴射される。
When the workpieces Wa and Wb are set, the jig driving unit 12 is operated by the control device 13 to lower the heat treatment jig 5 (K02), and the outer peripheral portion of the lower end of the
これにより、内筒体2B内に噴射された不活性ガスにより、内筒体2B内の酸素が前記排出孔21から筒体2外に排出されつつ、内筒体2B内に不活性ガスが充満して無酸化状態となる。そして、この無酸化状態への移行時、すなわち内筒体2B内のガス置換時に、不活性ガスがガスホース10の内径に略対応した大きさの各ガス流路18、15を経由して内筒体2Bの各ガス噴射孔16aから噴射されるため、所定圧の不活性ガスを内筒体2B内に効果的に噴射できて、内筒体2B内のガス置換の時間が短縮されると同時に不活性ガスの使用量自体を少なくできることになる。
Thus, the inert gas injected into the
不活性ガスを所定時間供給したら、該ガスの供給を停止させるかもしくは不活性ガスを続けて供給しつづけながら、制御装置13によりトランジスタインバータ11を作動(K04)させ、加熱コイル4に高周波電流を供給する。この加熱コイル4への高周波電流の供給により、加熱コイル4から発生する磁束により、ワークWa、Wbのロー付け部分に渦電流が誘起され、該部分が誘導加熱される。このとき、加熱コイル4に供給される高周波電流の周波数と出力を、ワークWa、Wbの材質や形態に応じて予め所定に設定することで、ロー付け部分が所定温度まで急速加熱され、この加熱により銀ローが溶融して一対のワークWa、Wbがロー付けされる。また、ワークWa、Wbのロー付け部分が誘導加熱されると、前記赤外線放射温度計7によりロー付け部分の温度が検出されて制御装置13に入力される。制御装置13は、入力される検出温度を、予めワークWa、Wbの形態等に応じて設定してある基準温度と比較し、検出温度が基準温度となった時点で、トランジスタインバータ11の作動を停止させる。 When the inert gas is supplied for a predetermined time, the control device 13 operates the transistor inverter 11 (K04) while stopping the supply of the gas or continuously supplying the inert gas (K04). Supply. By supplying the high-frequency current to the heating coil 4, an eddy current is induced in the brazed part of the workpieces Wa and Wb by the magnetic flux generated from the heating coil 4, and the part is induction-heated. At this time, by setting the frequency and output of the high-frequency current supplied to the heating coil 4 in advance according to the material and form of the workpieces Wa and Wb, the brazed portion is rapidly heated to a predetermined temperature, and this heating is performed. As a result, the silver solder is melted and the pair of workpieces Wa and Wb are brazed. When the brazed portions of the workpieces Wa and Wb are induction-heated, the temperature of the brazed portion is detected by the infrared radiation thermometer 7 and input to the control device 13. The control device 13 compares the input detected temperature with a reference temperature set in advance according to the form of the workpieces Wa and Wb, etc., and when the detected temperature reaches the reference temperature, the control device 13 operates the transistor inverter 11. Stop.
そして、制御装置13により熱処理治具5を上昇(K05)させ、その後に、ロー付けされたワークWa、Wbをワーク支持台6上から取り出す(K06)。これにより、一対のワークWa、Wbのロー付け作業が完了し、この工程において、前述したように、ガス供給時間を短縮できることから、工程K03と工程K04の時間を従来のチャンバー等のケースを使用した場合に比較して大幅に短縮できて、ワークWa、Wbのロー付け作業の作業能率の向上が図れることになる。なお、以上の工程は一例であって、例えば工程K01、K06のワークWa、Wbのセットや取り出しをロボットにより自動的に行うようにしても良く、このようにすれば、ロー付け作業の完全自動化を図ることが可能になる。 Then, the heat treatment jig 5 is raised by the control device 13 (K05), and then the brazed workpieces Wa and Wb are taken out from the workpiece support base 6 (K06). As a result, the brazing operation of the pair of workpieces Wa and Wb is completed, and the gas supply time can be shortened in this process as described above. Therefore, the time of the process K03 and the process K04 is used for a case such as a conventional chamber. Compared to the case, the work efficiency of the brazing work of the workpieces Wa and Wb can be improved. The above process is an example. For example, the workpieces Wa and Wb in the processes K01 and K06 may be automatically set and taken out by the robot. In this way, the brazing operation is completely automated. Can be achieved.
このように、前記実施形態の熱処理装置1においては、熱処理治具5を構成する筒体2が外筒体2Aと内筒体2Bを有して両筒体2A、2B間にガス流路15が設けられると共に、内筒体2Bのガス噴射部16に不活性ガスを噴射可能な複数のガス噴射孔16aが設けられているため、外筒体2Aと内筒体2B間の比較的狭いガス流路15から、内筒体2B内に不活性ガスをロー付け部分に向けて噴射して内筒体2B内をガス置換でき、使用する不活性ガスの量を少なくしつつワークWa、Wbのロー付け部分の周囲を短時間に無酸化状態として、ロー付け作業の能率向上と高品質なロー付け状態を同時かつ容易に得ることができる。
Thus, in the heat treatment apparatus 1 of the above-described embodiment, the
また、筒体2が内部を視認可能な石英管で形成されると共に、この筒体2の外側にロー付け部分の温度を検出可能な赤外線放射温度計7が配設されているため、筒体2として安価で透明もしくは半透明な石英管を使用できると共に、この筒体2の使用により誘導加熱部分の温度を筒体2の外部から検出でき、この検出温度に基づいてトランジスタインバータ11を制御することで、所望の加熱温度を確実に得ることができる等、ロー付け品質を一層高めることができる。
In addition, since the
また、筒体2に加熱コイル4が一体化された熱処理治具5がワーク支持台6に対して進退可能に配設されているため、例えばワークWa、Wbの形状に対応した筒体2と加熱コイル4の位置関係を所望に維持できて、ワークWa、Wbのロー付け部分の加熱状態を安定させることができると共に、筒体2と加熱コイル4を一つの熱処理用の治具として使用できて、各種形状のワークWa、Wbに容易に適用することができる。
Further, since the heat treatment jig 5 in which the heating coil 4 is integrated with the
さらに、ワーク支持台6もしくは蓋体3に、内筒体2B内のガス置換時に内筒体2B内の酸素を筒体2外に排出可能な排出孔21が設けられているため、内筒体2B内の酸素(空気)を排出孔21から素早く排出できて、内筒体2B内のガス置換を一層短時間かつ確実に行うことができる。その際、排出孔21に逆止弁22を設けるようにすれば、内筒体2B内の酸素の排出をより確実かつ短時間に行うことができる。
Furthermore, since the
図7は、前記内筒体2Bの変形例を示している。この変形例の特徴は、前記内筒体2Bを、前記ガス噴射部16としてのセラミック管23と上下の石英管24で構成した点にある。すなわち、セラミック管23に前記ガス噴射孔16aと同様のガス噴射孔23aを形成すると共に、その上下端部に凹部23bをそれぞれ設け、この凹部23b内にOリング25等のシール材や接着材を介して上下の石英管24を密着状態で連結固定して、内筒体2Bを構成する。
FIG. 7 shows a modification of the
この内筒体2Bの場合、上下の透明もしくは半透明の石英管24を介して、赤外線放射温度7でロー付け部分の温度が検出されることになる。この変形例においても、前記筒体2と同様の作用効果を得ることができる他に、前記ガス噴射部16の材質をガス噴射孔23aが形成され易い材質で形成でき、形や位置等の所望形態のガス噴射孔23aを内筒体2Bの所望位置に簡単に形成できると共に、ワークWa、Wbのロー付け部分の加熱温度に対応した材質を使用できる等、各種ワークWa、Wbに的確に対応できるいう作用効果を得ることができる。この変形例の場合、例えば下方の石英管24とセラミックス管23をセクミック材で一体形成しても良い。
In the case of the inner
なお、前記実施形態においては、加熱コイル4に筒体2を一体化することにより、熱処理治具5として使用可能に構成したが、本発明はこの構成に限定されず、例えば加熱コイル4を筒体2と別体で形成することもできる。また、前記実施形態においては、筒体2を円筒形状のワークWa、Wbに対応して円筒形状としたが、ワークWa、Wbが例えば方形状の場合は、筒体2や加熱コイル4を方形状に形成しても良く、ワークの外形形状に対応した形状の筒体2等を使用することができる。さらに、前記実施形態における、蓋体3の形状、ワーク支持台6の構成等は、一例であって、本発明の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。
In the above-described embodiment, the
本発明は、一対のワークを誘導加熱によってロー付けする熱処理装置に限らず、各種ワークの焼入や焼き鈍し等、誘導加熱等を使用した全ての熱処理装置にも利用できる。 The present invention is not limited to a heat treatment apparatus that brazes a pair of workpieces by induction heating, but can also be used for all heat treatment apparatuses that use induction heating or the like, such as quenching or annealing of various workpieces.
1・・・無酸化高周波熱処理装置、2・・・筒体、2A・・・外筒体、2B・・・内筒体、3・・・蓋体、4・・・加熱コイル、5・・・熱処理治具、6・・・ワーク支持台、7・・・赤外線放射温度計、9・・・ガス供給部、11・・・トランジスタインバータ、12・・・治具駆動部、13・・・制御装置、15・・・ガス流路、16・・・ガス噴射部、16a・・・ガス噴射孔、18・・・ガス流路、19a、19b・・・筒体位置決め突起、20・・・ワーク位置決め突起、21・・・排出孔、23・・・セラミック管、23a・・・ガス噴射孔、24・・・石英管、25・・・Oリング、Wa、Wb・・・ワーク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-oxidation induction heat processing apparatus, 2 ... Cylindrical body, 2A ... Outer cylindrical body, 2B ... Inner cylindrical body, 3 ... Cover body, 4 ... Heating coil, 5 ... -Heat treatment jig, 6 ... Work support, 7 ... Infrared radiation thermometer, 9 ... Gas supply unit, 11 ... Transistor inverter, 12 ... Jig drive unit, 13 ... Control device, 15 ... gas flow path, 16 ... gas injection part, 16a ... gas injection hole, 18 ... gas flow path, 19a, 19b ... cylinder positioning projection, 20 ... Work positioning protrusion, 21 ... discharge hole, 23 ... ceramic tube, 23a ... gas injection hole, 24 ... quartz tube, 25 ... O-ring, Wa, Wb ... work.
Claims (5)
前記筒体は、外筒体と内筒体を有して両筒体間にガス流路が設けられると共に、前記内筒体の前記ワークの熱処理部分に対向した位置に当該熱処理部分に向けて不活性ガスを噴射可能なガス噴射孔が円周方向に複数列設けられ、
前記蓋体は、外壁と内壁を有して前記筒体方向に円錐形状に拡がり前記筒体のガス流路に密に連痛可能なガス流路が設けられ、
前記ワーク支持台もしくは前記蓋体には、前記内筒体内のガス置換時に当該内筒体内の酸素を筒体外に排出可能な排出孔が設けられて、
前記不活性ガスは、前記蓋体の供給口に接続されるガスホースから、該ガスホースの内径に対応した大きさの前記蓋体のガス流路と前記筒体のガス流路を経由して前記内筒体内に噴射されることを特徴とする無酸化高周波熱処理装置。 A cylinder having a shape substantially corresponding to the outer shape of the heat treatment portion of the workpiece, a lid attached to one opening end of the cylinder and having an inert gas supply port, and the other opening end of the cylinder A workpiece support base that is detachably attached to the workpiece, a heating coil disposed at a position corresponding to a heat treatment portion of the workpiece at an outer peripheral portion of the cylindrical body, and a transistor inverter capable of supplying a high-frequency current to the heating coil; And a control device for controlling these,
The cylindrical body has an outer cylindrical body and an inner cylindrical body, a gas flow path is provided between both cylindrical bodies , and the cylindrical body faces the thermal processing portion at a position facing the thermal processing portion of the workpiece. Gas injection holes capable of injecting inert gas are provided in a plurality of rows in the circumferential direction,
The lid body has an outer wall and an inner wall, and is provided with a gas flow path that expands in a conical shape in the cylindrical body direction and can be tightly connected to the gas flow path of the cylindrical body,
The work support or the lid is provided with a discharge hole through which oxygen in the inner cylinder can be discharged out of the cylinder when replacing the gas in the inner cylinder.
The inert gas flows from the gas hose connected to the supply port of the lid body through the gas flow path of the lid body and the gas flow path of the cylindrical body corresponding to the inner diameter of the gas hose. A non-oxidation high-frequency heat treatment apparatus characterized by being injected into a cylinder .
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