JP2007239059A

JP2007239059A - 高周波熱処理装置

Info

Publication number: JP2007239059A
Application number: JP2006065439A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hara; 正行原; Masatomo Kitamura; 昌知北村
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】装置全体がコンパクトにまとめられて連続的に高周波熱処理を行なうことができると共に、高周波焼入れ及び高周波焼戻し時に生じる散水や高熱の影響を装置の他の機構部に与えることを極力防止し得て、装置の安全性，耐久性，メンテナンス性等の向上を図るようにした高周波熱処理装置を提供する。
【解決手段】ワーク挟持・ステップ搬送・挟持解放機構部１、ワークＷを挟持するための一対のワーク挟持部材１６，１６を備える搬送ビーム５と、搬送ビーム５の一対のワーク挟持部材１６，１６によるワークＷの挟持及び挟持開放を行うための開閉機構部７と、搬送ビーム５をワークＷの移動方向に案内するために互いに所定間隔を隔ててワーク熱処理部３の前後両側にそれぞれ配置される一対のガイド部６，６と、搬送ビーム５をステップ移動させるステップ移動機構部４とから構成し、一対のガイド部１６，１６間に配置されるワーク熱処理部２を散水防止カバー１２により被包する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波焼入れ及び高周波焼戻し処理をすべきワークを搬入から搬出まで一連の流れで連続して行うべくコンパクトにまとめられる高周波熱処理装置に係り、特に、ワークの高周波焼入れ及び高周波焼戻しを行う場所とワークの搬送を行う機構部とを離隔して配置して、高周波焼入れ及び高周波焼戻し時における冷却水の散水や高熱の影響を低減し、装置の安全性，寿命の向上を図るようにした高周波熱処理装置に関する。

例えば、軸受に使用されるアウターレースのような部材は、比較的多量生産が必要であり、高周波焼入れ及び高周波焼戻しを効率的に行うためにワーク（被処理物であるアウターレース）の搬入，熱処理，搬出の一連の流れを単一の装置内で行うようにした装置が採用されている。そして、この種の装置としては、従来より、各種のものが提案されている。図８は、その一例を示すものであり、ワークを挟持する挟持部４０と、この挟持部４０を保持する搬送台４１と、この搬送台４１をステップ移動させるためのシリンダ等からなる移動機構部４２と、これらの全体を被包（カバー）するカバー４３とから構成されている。

図８に示した従来技術の装置は、コンパクトにまとめられているが、全ての機構部が単一のカバー４３内に収納されているため、焼入れや焼戻し時に使用される冷却水の散水が全ての機構部に影響を与え、それらの機構部にダメージを与えるおそれがある。また、高周波焼入れ及び高周波焼戻し時に発生する高熱が、前記の機構部に作用し、それらに悪影響を与えて性能や寿命を低下させる問題点もある。また、これらの機構部はメンテナンスが不便であり、装置の信頼性及び安全性の保持が不十分となる問題点もある。

本発明は、上述の如き問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、装置全体がコンパクトにまとめられて連続的に高周波熱処理を行なうことができると共に、高周波焼入れ及び高周波焼戻し時に生じる散水や高熱の影響を装置の他の機構部に与えることを極力防止し得て、装置の安全性，耐久性，メンテナンス性等の向上を図るようにした高周波熱処理装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明では、被処理物であるワークを搬入し、高周波焼入れ及び高周波焼戻しを行い、しかる後に搬出する一連の操作を連続的に行うようにした高周波熱処理装置において、
（ａ）搬入された前記ワークを挟持して次ステップまで移動し、その挟持を解放して元の位置に復帰する動作を繰返し行うワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部と、
（ｂ）前記ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部の前側に配置されるワーク搬入機構部と、
（ｃ）前記ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部の後側に配置されるワーク搬出機構部と、
（ｄ）前記ワークの高周波焼入れ及び焼戻しを行うワーク熱処理部と、
をそれぞれ具備し、
前記ワーク挟持・ステップ搬送・挟持解放機構部を、前記ワークを挟持するための一対のワーク挟持部材を備える搬送ビームと、前記搬送ビームの一対のワーク挟持部材による前記ワークの挟持及び挟持開放を行うための開閉機構部と、前記搬送ビームを前記ワークの移動方向に案内するために互いに所定間隔を隔てて前記ワーク熱処理部の前後両側にそれぞれ配置される一対のガイド部と、前記搬送ビームをステップ移動させるステップ移動機構部とから構成し、
前記一対のガイド部間に配置される前記ワーク熱処理部を散水防止カバーにより被包されるようにしている。
また、本発明では、前記搬送ビームの開閉機構部及びステップ移動機構部を、前記散水防止カバーの外部位置であって前記散水防止カバーにて遮られた位置に配置するようにしている。
また、本発明では、前記開閉機構の駆動源であるサーボモータに入力される数値指令に基づいて、前記一対のワーク挟持部材間の挟持間隔を変化し得るように構成している。

請求項１に記載の本発明は、ワーク挟持・ステップ搬送・挟持解放機構部を、ワークを挟持するための一対のワーク挟持部材を備える搬送ビームと、搬送ビームの一対のワーク挟持部材によるワークの挟持及び挟持開放を行うための開閉機構部と、搬送ビームをワークの移動方向に案内するために互いに所定間隔を隔ててワーク熱処理部の前後両側にそれぞれ配置される一対のガイド部と、搬送ビームをステップ移動させるステップ移動機構部とから構成し、一対のガイド部間に配置されるワーク熱処理部を散水防止カバーにより被包するようにしたものであるから、装置全体がコンパクトにまとめられて連続的に高周波熱処理が行われると共に、高周波焼入れ及び高周波焼戻し時に生じる散水や高熱の影響を装置の他の機構部に与えることを極力防止することができ、装置の安全性，耐久性，メンテナンス性等の向上を図ることができる。すなわち、搬入されたワークはワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部の搬送ビームによって挟持されて次のステップに送られ、所定の高周波焼入れや高周波焼戻しを行った後に搬出されるが、本発明の高周波熱処理装置にあっては、搬送ビームを作動する開閉機構部及びステップ移動機構部が焼入れや焼戻しを行う部分（ワーク熱処理部）から離隔され、かつ、散水防止用カバーによってワーク熱処理部から遮断されているため、開閉機構部及びステップ移動機構部は散水や高熱の影響を受けない。これにより、安全性並びに耐久性の向上を図ることができ、かつ、保守や修理等がやり易くなりメンテナンス性の向上を図ることができる。

また、請求項２に記載の本発明は、搬送ビームの開閉機構部及びステップ移動機構部を、散水防止カバーの外部位置であって散水防止カバーにて遮られた位置に配置するようにしたものであるから、ワーク熱処理部における冷却水及び高熱が散水防止カバーにより遮断されるため、散水及び高熱が搬送ビームの開閉機構部及びステップ移動機構部に伝わって発錆や劣化等を生じるのを防止することができる。

また、請求項３に記載の本発明は、開閉機構の駆動源であるサーボモータに入力される数値指令に基づいて、一対のワーク挟持部材間の挟持間隔を変化し得るように構成したものであるから、サーボモータの数値指令に基づいて一対のワーク挟持部材間の幅寸法を任意に変化させて挟持間隔を所望の間隔に設定することができるので、治具等の交換をすることなく任意の寸法のワークを挟持できることとなる。

以下、本発明の一実施形態に係る高周波熱処理装置について図１〜図７を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る高周波熱処理装置１００の全体構成を示すものであって、本装置１００は、アウターレースをワーク（被処理物）Ｗとして搬入から搬出まで一連の流れで高周波焼入れ及び高周波焼戻しを連続して行うように構成されたものである。図１に示すように、高周波熱処理装置１は、ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１と、ワークＷを高周波焼入れ及び高周波焼戻しするためのワーク熱処理部２と、ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１の前側に配置されるワーク搬入機構部３と、ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１の後側に配置されるワーク搬出機構部４とを具備している。また、後に詳述するが、ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１は、搬送ビーム５と、一対のガイド部６，６と、一対の開閉機構部７，７と、ステップ移動機構部８（図７参照）とから構成されている。また、ワーク熱処理部２は、焼入れ機構部９と、冷却部１０と、焼戻し機構部１１とから構成されており、これらは図１及び図２に示すように散水防止カバー１２により被包されている。

また、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、被処理物であるワーク（本例では、アウターレース）Ｗは、後に説明する搬送ビーム５に設けられている一対の挟持駒１４，１４により基端側を挟持されて次ステップに移送されるように構成されている。そして、そのステップにおいて挟持駒１４，１４によるワーク挟持が解放されてワークＷのみが当該ステップに残される一方、ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１はその全体が元の位置に復帰されるように構成されている。

次に、ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１の構造を図１，図４，図５，図６及び図７により説明する。ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１は、全体構造として図４に示すような構造のものからなり、ベース板１５上に搭載された一対のワーク挟持部材１６，１６、並びに、これらのワーク挟持部材１６，１６の前後箇所に立設された二対の支柱１７，１７及び１７，１７を有する搬送ビーム５と、この搬送ビーム５をワークＷの移動方向に沿って往復動する際の案内として装置本体の側に固定されかつ互いに間隔を隔てた位置に配置された一対のガイド部６，６と、一対のワーク挟持部材１６，１６及び各対の支柱１７，１７を開開する（間隔幅を調整する）一対の開閉機構部７，７と、搬送ビーム５をワークＷの移動方向に沿って往復動されるためのステップ移動機構部８（図７参照）とを備えている。なお、ワーク挟持部材１６，１６は、ベース板１５上においてベース板１５の長さにほぼ等しい長さで互いに平行に並設される一対の細長板材からなり、これらのワーク挟持部材１６，１６の前後端近傍に各一対の支柱１７，１７が立設されている。そして、ワーク挟持部材１６，１６上には、ステップピッチに相当する間隔を隔てた複数箇所に各一対の挟持駒１４，１４がそれぞれ固定されている。

また、上述のガイド部６，６は、図１，図２，図４，図５に示すように、ワークＷの移動方向に沿って伸びる板材６ａを有しており、ワーク熱処理部２の前後に配置されて装置本体に固定配置されている。そして、この板材６ａの上下箇所に一対の案内部１８，１８が設けられており、開閉機構部７の本体部７ａに固着された二対の案内部材１９がこれらの案内部１８，１８に摺動可能に係合されている。かくして、上述のベース板１５と、ワーク挟持部材１６と上述の本体部７ａが取付けられている支柱１７とからなる組合体が上述の案内部１８及び案内部材１９にて案内されてワーク移動方向に沿って移動し得るように構成されている。

一方、上述の開閉機構部７は、図４及び図５に示すように、支柱１７の上方に固定される断面Ｌ字形状の本体部７ａを有しており、この本体部７ａには一対のガイドレール２０，２０が設けられている。そして、支柱１７に設けられた一対の案内部２５，２５がガイドレール２０，２０に摺動可能に係合され、これにより互いに対向する支柱１７，１７がガイドレール２０，２０に沿って（ガイド部６の板材６ａに対して直交する方向）摺動移動し得るように構成されている。

また、図６に示すように、開閉機構部７の本体部には、支柱１７の開閉方向に沿って上下一対のラック棒２１，２１が互いに平行に配設されている。そして、ラック棒２１，２１の先端にはブロック２２，２２が取付けられており、これらのブロック２２，２２が互いに対向する支柱１７，１７にそれぞれ固着されている。さらに、ラック棒２１，２１は支柱１７から離れる方向に伸延するように配置され、その伸延側の端部には１つの歯車２４にそれぞれ歯合されている。また、一方のラック棒２１は、ローラ２３ａと歯車２４との間に挟持され、他方のラック棒２１は、ローラ２３ｂと歯車２４によりそれぞれ挟持されている。なお、歯車２４には図４に示すサーボモータ２６が連結されている。かくして、サーボモータ２６が作動されるのに応じて、ラック棒２１，２１が互いに逆方向に移動され、ブロック２２，２２を介して支柱１７，１７が互いに近接又は離隔する方向に移動されて所謂開閉動作が行われ、これにより、図３（ａ），（ｂ）に示すように挟持駒１４，１４によるワークＷの挟持又は挟持解放が行われるように構成されている。なお、本実施形態においては、開閉機構７の駆動源であるサーボモータ２６に入力される数値指令に基づいて、ワークＷを挟持するための挟持間隔（挟持幅）を任意に変化し得るように構成されており、これにより、挟持駒１４，１４間の幅寸法をワークＷの寸法に合わせて自動的に調整することができるようになっている。

次に、ステップ移動機構部８について、主に図７を参照して説明する。図面には明示されていないが、開閉機構７の本体部７ａにはナット状ブロック２７（図７において概念的に示される）が固定され、このナット状ブロック２７に螺合する送りねじ軸２８がワークＷの移動方向に沿って装置本体の固定側に配置されている。そして、この送りねじ軸２８の端部にはプーリ２９が連結されており、さらにこのプーリ２９は、ベルト３０を隔てて、サーボモータ３１に固定されるプーリ３２と連結されている。また、ナット状ブロック２７には、ケーブルベア（登録商標）３３の一端側が連結され、その他端は装置の固定側に連結されている。かくして、サーボモータ３１が作動されるのに応じて送りねじ軸２８が回転し、ナット状ブロック２７及び開閉機構７の本体部７ａを介して搬送ビーム５がガイド部６に沿ってワーク移動方向にステップ移動されるようになっている。

一方、ワーク熱処理部２は、前記したように前後のガイド部６，６間に配置され、ワークの高周波焼入れを行う焼入れ機構部９と、冷却部１０とワークＷの焼戻しを行う焼戻し機構部１１等からなる。これらは図示のような複雑な構造のものからなるが、その装置構造は本発明と直接関係がないため説明を省略する。なお、前記のようにこれらは散水防止カバー１２により被包されている。なお、散水防止カバー１２は、ベース板１５や搬送ビーム５のワーク挟持部材１６と干渉しない構造のものからなる。

ワーク搬入機構部３及びワーク搬出機構部４は、図１に示すようにコンベア状のものからなり、ワークＷ（アウターレース１３）をワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１に搬入及び搬出するものであるが、その構造は公知のものであるため、詳細構造の説明は省略する。

ここで、本実施形態の高周波熱処理装置１００の作用を説明すると、次の通りである。まず、ワークＷは、ワーク搬入機構部３のコンベア３ａ（図２参照）に搭載されてワーク挟持・ステップ移動・ワーク挟持開放機構部１側に搬送され、搬送ビーム５のワーク挟持部材１６，１６の挟持駒１４，１４間の所定位置に搭載される。これに伴い、開閉機構部７が作動され、ワークＷが挟持駒１４，１４間に挟持される。次いで、ステップ移動機構部８が作動され、ワークＷが挟持状態のまま次のステップ（次工程）に送られてそのステップにおける処理が行われる。一方、次のステップに進んだ搬送ビーム５は、開閉機構部７の動作に伴って挟持駒１４，１４によるワークＷの挟持状態が解除されてワークＷが解放され、その直後にステップ移動機構部８の逆方向（元の位置）への移動が開始されて元の位置に復帰される。以下、同様の動作を繰返し行うことにより、ワークＷが順次に次ステップに送られ、所定の熱処理（具体的には、焼入れ処理，冷却処理，及び焼戻し処理）が順次に行われ、ワーク搬出機構部４から搬出される。このような一連の操作により、ワークＷの連続熱処理が効果的に行われる。

高周波熱処理装置１００の作動時においてはワーク熱処理部２には冷却水が供給されているが、この冷却水は、散水防止カバー１２により外部側への飛散が防止される。そのため、ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１側には冷却水が飛散されることがなく、従って冷却水の影響をほとんど受けない。ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部１には、既述の如くガイド部６やサーボモータ２６，３１等があるが、これらが冷却水による悪影響を受けないようになるため、発錆や劣化が防止され、耐久性の向上並びに安全性の向上を図ることができる。また、ガイド部６やサーボモータ２６，３１等は、散水防止カバー１２から外れた位置、ひいてはメンテナンス作業を容易にできる位置にあるため、メンテナンス性の向上も図ることができる。また、全体としてコンパクトにまとめられているため省スペース化を図ることが可能である。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、高周波焼入れ及び高周波焼戻しされるワークＷとしてアウターレース１３を採用しているが、その他の各種のワーク（被処理物）を採用してよい。なお、ワークとしては、挟持可能な形状のものが望ましい。また、例えば焼戻し機構部１１は、必要に応じて散水防止カバー１２の外部に配置するようにしてもよい。また、高周波熱処理装置１００の各機構部の構造は、既述の実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜に変更可能である。

本発明の一実施形態に係る高周波熱処理装置の全体構造を示す正面図である。図１の高周波熱処理装置の主要部の構造を概略的に示す模式図である。本発明の高周波熱処理装置により焼入れ及び高周波焼戻しされるワークの挟持状態を示すものであって、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）正面図である。図１の高周波熱処理装置におけるワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部の要部を示す斜視図である。図１の高周波熱処理装置におけるガイド部及び搬送ビームの一部を示す正面図である。図１の高周波熱処理装置における開閉機構部を示す側面図である。図１の高周波熱処理装置におけるステップ移動機構部を示す正面図である。従来の高周波熱処理装置を示す平面図である。

符号の説明

１ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部
２ワーク熱処理部
３ワーク搬入機構部
４ワーク搬出機構部
５搬送ビーム
６ガイド部
７開閉機構部
８ステップ移動機構部
９焼入れ機構部
１０補助冷琿部
１１焼戻し機構部
１２散水防止カバー
１３ワーク
１３アウターレース
１４挟持駒
１５ベース板
１６ワーク挟持部材
１７支柱
１８案内部
１９開閉機構本体部
２０案内部
２１ラック棒
２６サーボモータ
２７ナット状ブロック
２８送りねじ軸
３１サーボモータ
１００高周波熱処理装置
Ｗワーク

Claims

被処理物であるワークを搬入し、高周波焼入れ及び高周波焼戻しを行い、しかる後に搬出する一連の操作を連続的に行うようにした高周波熱処理装置において、
（ａ）搬入された前記ワークを挟持して次ステップまで移動し、その挟持を解放して元の位置に復帰する動作を繰返し行うワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部と、
（ｂ）前記ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部の前側に配置されるワーク搬入機構部と、
（ｃ）前記ワーク挟持・ステップ移動・挟持解放機構部の後側に配置されるワーク搬出機構部と、
（ｄ）前記ワークの高周波焼入れ及び焼戻しを行うワーク熱処理部と、
をそれぞれ具備し、
前記ワーク挟持・ステップ搬送・挟持解放機構部を、前記ワークを挟持するための一対のワーク挟持部材を備える搬送ビームと、前記搬送ビームの一対のワーク挟持部材による前記ワークの挟持及び挟持開放を行うための開閉機構部と、前記搬送ビームを前記ワークの移動方向に案内するために互いに所定間隔を隔てて前記ワーク熱処理部の前後両側にそれぞれ配置される一対のガイド部と、前記搬送ビームをステップ移動させるステップ移動機構部とから構成し、
前記一対のガイド部間に配置される前記ワーク熱処理部を散水防止カバーにより被包したこと、
を特徴とする高周波熱処理装置。
前記搬送ビームの開閉機構部及びステップ移動機構部を、前記散水防止カバーの外部位置であって前記散水防止カバーにて遮られた位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の高周波熱処理装置。
前記開閉機構の駆動源であるサーボモータに入力される数値指令に基づいて、前記一対のワーク挟持部材間の挟持間隔を変化し得るように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波熱処理装置。