JPS6217122A - 通電加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば鉄系部材の表面を再溶融硬化処理する際
の前処理としての予熱に用いる通電加熱装置に関する。

（従来の技術） カムシャフトのカムリフト部などをプラズマアーク等に
よって再溶融せしめ、この再溶融した部分を急冷するこ
とでチル化し、カムリフト部表面の硬度を高め、耐摩耗
性を向上せしめることが考えられる。

このように、カムシャフトの一部をプラズマアーク等に
よって再溶融せしめるには、予めカムシャフトを２００
〜４５０℃程度に予熱しておくことが、均一なる溶融及
び効率の面から必要となる。

斯かる予熱には一般に、通電加熱装置が用いられている
。この通電加熱装置は一対用意され、それぞれがシリン
ダユニー／　）のロッド等に取付けられ、シリンダユニ
ットの作動によりカムシャフトの両端を保持し、この状
態で通電加熱装置内の導電部材をカムシャフトに接触せ
しめて通電し、この通電によって加熱するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した通電加熱装置にあって、導電部材をカムシャフ
トに接触せしめるには１通電加熱装置を取付けたシリン
ダユニットのロッドをカムシャフト方向に突出せしめる
ようにして行う。そしてカムシャフトの長さが変更され
た場合には上記ロッドの突出量をそれに応じて変化させ
て行っている。

しかしながら同一規格のカムシャフトであっても若干寸
法が異なり、この寸法差をシリンダユニ、トのロッドの
突出量を調整することによって吸収することは困難であ
り、特に、カムシャフト端部がフランジ部を設けた段差
状をなしているときは、該段部に対する導電部材の当接
を均等になさしめることが難しく、その結果、導電部材
のカムシャフトに対する圧接力が均等とならず、均一加
熱をなすことができず、また各カムシャフト毎に予熱温
度に差が生じるという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決すべく本発明は、通電加熱装置の筒状
本体内にピストン体を摺動自在に挿入し、このピストン
体を筒状本体内に設けた弾発部材で突出方向に付勢し、
この付勢力によってピストンの先端部と被処理部材端面
との間に設けた導電部材゛を一定の押圧力にて被処理部
材端面に圧接せしめるようにした。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る通電加熱装置を適用した再溶融硬
化処理装置の側面図、第２図は同装置の正面図であり、
再溶融硬化処理装置（１）は床上にフレーム（２）ヲ立
設し、このフレーム（２）に電源等を収納した支持ボッ
クス（３）を固定し、この支持ボックスの後方には制御
ボックス（４）を、上方には冷却装置（５）を、更にこ
の冷却装置（５）の左右にはプラズマ電源ボックス（６
）、（８）を配置している。

また、再溶融硬化処理装置（１）はカムシャフト等の被
処理部材（Ｗ）の投入及び払出しを行う投入兼払出しス
テーショ（Ｓ＋）と、被処理部材（Ｗ）を予熱する予熱
ステーション（Ｓ２）と、被処理部材（冒）を再溶融せ
しめる加熱ステーション（Ｓ３）とを備えており、これ
ら各ステーション（Ｓ＋）　、　（Ｓ２）　、　（Ｓ３
）の中間位置に回転軸（７）を配置し゛ている。この回
転軸（７）は前記支持ボックス（３）に固定されたモー
タ（８）及び減速機構を介して回転せしめられ、且つそ
の回転量は制御ボックス（４）からの信号により例えば
１２０’ずつ間欠的に回転するものとする。

回転軸（７）の中央部には側面視略六角形状をなすケー
ス（９）が設けられ、このケース（９）から外方に向っ
て３木のアーム（ｌＯ）・・・を突出せしめている。こ
れらアーム（１０）・・・は互いに１２０’Ｍ間して取
付けられ、それぞれのアーム（１０）先端にはクランプ
機構（１１）を設けている。

このクランプ機構（１１）は第３図に示す如くケース（
９）内に配設したシリンダユニット（＋２）のロッド（
１３）をアーム（ｌＯ）を構成する左右のメンバ（１０
ａ）、（１０ａ）間に臨ませ、これら左右のメンバ（１
０ａ）　、　（１（ｌａ）の先端部にフィンガー（１４
）、（１５）　（７）中間部を枢着し、これらフィンガ
ー（１４）、（１５）の後端部をリンク（１Ｂ）、（Ｉ
ｓ）を介して前記ロッド（１３）に枢着し、シリンダユ
ニツ）　（１２）を作動させてロッド（１３）に突出動
をなさしめることでフィンガー（１４）、（１５）を開
き、被処理部材（Ｗ）の把持状態を解除し、ロッド（１
３）に引込み動をなさしめることでフィンガー（１４）
、（１５）を閉じ、被処理部材（Ｗ）を把持するように
している。そして一方のフィンガー（１５）の先端部は
被処理部材（Ｗ）に向った二股部（１５ａ）となってお
り、フィンガー（１４）。

（１５）を若干量いても被処理部材（Ｗ）は落下せず二
股部（１５ａ）とフィンガー（１４）との間で回転自在
に保持するとともに、フィンガー（１４）　、（１５）
を閉じた場合には３点で被処理部材（Ｗ）をクランプし
、常に被処理部材（Ｗ）の中心が一定となるようにして
いる。そして１回転軸（７）を回転することによるクラ
ンプ機構（１１）の回転軌跡は前記各ステーション（Ｓ
＋）　、　（Ｓ２）　、　（Ｓ３）を略々通過するよう
にしている。

また、フレーム（２）の上部横フレーム（２ａ）の前面
にはレール部材（１７）を固着し、このレール部材（１
７）に走行へ一２ド（１８）を係合している。走行ヘツ
ド（１８）にはモータ（１９）が取付けられ、このモー
タ（１９）を駆動することでラックピニオン機構を介し
て走行ヘッド（１８）がレール部材（１７）に沿って横
方向に移動する。

走行ヘッド（１８）には未処理の被処理部材（Ｗ）を前
記投入兼払出しステーション（Ｓ＋）まで搬入する投入
部材（２０）と、処理済の被処理部材（Ｗ）を投入兼払
出しステーション（Ｓ＋）から払出す払出し部材（２１
）が設けられ、投入部材（２０）は走行ヘッド（１日）
に固着されるシリンダユニッ）　（２２）と、このシリ
ンダユニット（２２）のロッド先端に設けられるクラン
プ機構（２３）とからなり、シリンダユニー／　ト（２
２）の作動でクランプ機構（２３）が投入兼払出しステ
ーション（Ｓ＋）とこのステーション（Ｓ＋）よりも前
上方位置との間を昇降動する。また、払出し部材（２１
）は投入部材（２０）と同様に走行ヘッド（１８）に固
着されるシリンダユニット（２４）と、このシリンダユ
ニット（２４〕のロッド先端に設けられるクランプ機構
（２５）とからなり、シリンダ二二ッ）　（２４）の作
動でクランプ機構（２５）が投入兼払出しステーション
（Ｓｌ）とこのステーション（Ｓ＋）の直上位置との間
を昇降動する。

また、投入兼払出しステーション（Ｓｌ）の下方には受
は渡し部材（２６）を配設している。この受は渡し部材
（２６）は支持ボックス（３）の前面から前方へ突出し
たフランジ部（２７ａ）にアーム（２７）の中間部を揺
動自在に取付け、このアーム（２７）の下端を支持ボッ
クス（３）に固着したシリンダユニット（２８）のロッ
ドに連結し、シリンダユニッ）　（２Ｂ）の作動でアー
ム（２７）が中間部を中心として前後（第１図中左右）
に揺動するようにしている。そして、アーム（２７）の
上端部には前記と同様のクランプ機構（２９）を設けて
おり、シリンダ二二ッ）　（２Ｂ）の作動でアーム（２
７）が揺動することでクランプ機構（２９）は前記アー
ム（１０）先端に設けたクランプ機構（１１）の回転軌
跡と前記投入部材（２０）及び払出し部材（２１）の下
降端におけるクランプ機構（２３）、（２５）との間を
移動するようにしている。

また、前記予熱ステーション（Ｓ２）においては、第２
図に示す如く左右に一対のシリンダユニット（３０）、
（３０）を配設し、第４図に示す如くこれらシリンダユ
ニッ）　（３０）のロッド（３１）先端部に本発明に係
る通電加８装置（３２）を塩付けている。

この通電加熱装置（３２）は筒状本体（３３）、この筒
状本体（３３）内に摺動自在に配設されるピストン体（
３４）、被処理部材（賀）の端部を保持する保持部材（
３５）及び被処理部材（Ｗ）の端面に当接する導電部材
（３６）を有しており、前記筒状本体（３３）は第１の
筒体（３３ａ）　、第２の筒体（３３ｂ）及び第３の筒
体（３３ｃ）からなり、第１の筒体（３３ａ）はロッド
（３工）の先端面に絶縁材（３７）を介してポル）　（
３８）によって固着され、この第１の筒体（３３ａ）の
前面に第２の筒体（３３ｂ）がポル）　（３９）によっ
て固着され、この第２の筒体（３：ｌｂ）の後面と第１
の筒体（３３ａ）の前面との間に空間（４０）を形成す
る。また第２の筒体（３３ｂ）には締付部材（４１）を
介して第３の筒体（３３ｃ）を取付けている。即ち、第
３の筒体（３３ｃ）は第５図にも示す如く中間部にフラ
ンジ部（４２）が形成され、このフランジ部（４２）に
形成した穴（４３）と第２の筒体（３３ｂ）の前面に形
成した穴（４４）にピン（４５）を挿入することで位置
決めされるとともに、締付部材（４１）の酸ネジ部（４
Ｂ）を第２の筒体（３３ｂ）外周に刻設した雄ネジ部（
４７）に螺合することで、締付部材（４１）のフランジ
部（４８）で第３の筒体（３３ｃ）のフランジ部（４２
）を第２の筒体（３３ｂ）側に押しつけることで固定す
る。

また、第３の筒体（３３ｃ）の前端部は膨大部（４８）
とされ、この膨大１”１ｌｌ（４９）に固定部材（５０
）をボルト（５１）により固着し、この固定部材（５０
）と膨大部（４９）との間で前記保持部材（３５）の外
方へ突出するフランジ部（５２）を挟持している。そし
て保持部材（３５）の前端部には内方へ突出するフラン
ジ部（５３）を形成し、このフランジ部（５３）内側に
被処理部材（Ｗ）の端部が挿入される開口を形成してい
る。

一方、前記ピストン体（３４）は第１のピストン体（３
４ａ）と、この第１のピストン体（３４ａ）の先端部に
ボルト（５４）によって固着される第２のピストン体（
３４ｂ）とからなり、第１のピストン体（３４ａ）の後
端部は前記第１の筒体（３３ａ）の前面と第２の筒体（
３３ｂ）の後面との間に形成される空間（４０）内に臨
む、ここで、第２の筒体（３３ｂ）の後面には第６図に
も示す如くボルト（５５）によって電源と接続される銅
板のａ層体（５６）が増付けられ、この積層体（５８）
の中間部はポル）　（５７）によって第１のピストン体
（３４ａ）の後端面に取付けられる。

更に、第１の筒体（３３ａ）内にはスプリング（５８）
が設けられ、このスプリング（５８）の前端部はスプリ
ングシート（５９）により支持され、このスプリングシ
ー）　（５９）には前記ポルト（５７）の頭部（５７ａ
）が当接する。

而して、スプリング（５日）の弾発力によりピストン体
（３４）は積層体（５Ｂ）が撓む範囲で前方へ付勢され
、この付勢力により保持部材（３５）内に配設された導
電部材（３Ｂ）は被処理部材（Ｗ）の端面に圧接する。

ここで、導電部材（３８）の被処理部材（Ｗ）の端面と
の接触部には銀板等の酸化しにくい導電板（６０）を設
け、また前記保持部材（３５）のフランジ部（５３）の
被処理部材の７ラング部（Ｗａ）端面との接触部にも導
電板（６０）を設けている。

第７図は通電加熱装置（３２）を分解した状態を示す図
であり、締付部材（４１）を第２の筒体（３３ｂ）から
外すことで、第３の筒体（３３ｃ）及び導電部材（３Ｂ
）を装置（３２）から容易に取外すことができるように
している。

このようにすることで、処理すべき被処理部材（Ｗ）の
長さ寸法或いは径寸法が変更された場合に、前記第３の
筒体（３３ｃ）　、保持部材（３５）、導電部材（３６
）更には第２のピストン体（３４ｂ）等を別の寸法のも
のと交換することで容易に対処することができる。

また、前記加熱ステーション（Ｓ３）には加熱装置（６
１）を配置している。加熱装置（８１）は前記支持ボッ
クス（３）に支柱（８２）を立設し、この支柱（６２）
に横方向に離間した一対の支持板（８３）　、（８３）
を取付け、これら支持板（８３）　、（８３）間にガイ
ドロッド（１１１４）　、　（８４）及びポールネジ（
６５）を架設し、このポールネジ（６５）に移動ヘッド
（６６）を螺合するとともに、前記ガイドロッド（８４
）　、（８４）を移動ヘッド（６６）のガイド孔に挿通
し、更にポールネジ（６５）を支持板（６３）に固着し
たモータ（６７）によって回転せしめることで、移動ヘ
ッド（８Ｂ）がガイドロッド（１３４）　、　（８４）
に沿って左右に移動するようにしている。そして、移動
ヘッド（８Ｂ）には加熱部材としての一対のプラズマト
ーチ（８８）　、（８８）を取付けている。このプラズ
マトーチ（８８）は上下動ユニット（６３）の作動で上
下に移動可能とされ、且つ前記プラズマ電源ボックス（
８）、（８）と接続され、高周波を印加されることで、
高温のプラズマアークを被処理部材（りの所定箇所に向
って噴出する。

また、プラズマトーチ（８８）の後方にはレーザ位置検
出装置（７０）を配置し、この位置検出装置（７ｏ）に
よって被処理部材（−）であるカムシャフトのカム部端
面を検出し、プラズマトーチ（６８）からのアークにカ
ム部が正確に位置するように位置検出装置（７０）から
の信号でプラズマトーチ（６８）を軸方向に移動させる
ようにしている。

更に、プラズマトーチ（８８）下方の加熱ステーション
（Ｓ３）の両側にはチャック装ａ　（７１）　、　（７
１）を配置し、これらチャック装！　（７１）、（７１
）によって被処理部材（Ｗ）の両端部を保持し、且つモ
ータ（７２）及び減速機構を介してチャック装置（７１
）を回転せしめることで、被処理部材（Ｗ）を軸廻りに
回転するようにしている。

以上の如き構成からなる再溶融硬化処理装置（１）の作
用を以下に述べる。尚、説明にあたっては、各アーム（
１０）先端部のクランプ装置（１１）は被処理部材（Ｗ
）を把持していない状態を出発点として説明する。

先ず、走行ヘッド（１８）をモータ（１９）を駆動する
ことで第１図中紙面垂直方向に未処理の被処理部材（Ｗ
）をストックしである場所まで移動させ、投入部材（２
０）のクランプ機構（２３）で未処理の被処理部材（Ｗ
）の略中央を把持し、再びモータ（１８）を駆動して走
行ヘッド（１８）を装置（１）の中央部まで移動させる
。

次いで、投入部材（２０）のシリンダユニット（２２）
を作動させてクランプ機構（２３）を斜め下方に降下さ
せ、クランプ機構（２３）で把持していた被処理部材（
Ｗ）を受は渡し部材（２８）のクランプ機構（２８）に
受は渡す。

すると、シリンダユニット（２８）が作動して受は渡し
部材（２６）のアーム（２７）が第１図中時計方向に揺
動し、アーム（２７）先端のクランプ機構（２９）に保
持された被処理部材（Ｗ）が、アーム（ｌＯ）の先端に
設けたクランプ機構（１１）の回転軌跡と重なる。

そこで、アーム（１０）の先端に設けたクランプ機構（
１１）で被処理部材（Ｗ）を把持するとともに、クラン
プ機構（２９）による把持状態を解除し、アーム（１０
）のクランプ機構（１１）に被処理部材（Ｗ）を受は渡
す。

この後、回転軸（７）が第１図中反時計方向に１２０°
回転し、被処理部材（す）を予熱ステーション（Ｓ２）
に位置せしめる。具体的には回転軸（７）が１２０”回
転し、クランプ機構（１１）が最下点の位置まできたら
回転軸（７）の回転を停止するとともに、前記通電加熱
装置（３２）の保持部材（３５）によって被処理部材（
臀）の両端部を保持するとともに、通電加熱装置（３２
）の積層体（５６）、ピストン体（３４）、及び導電部
材（３Ｂ）を介して被処理部材（Ｗ）に通電し、被処理
部材（わを２００〜４５０゜程度まで予熱する。

そして予熱が終了したならば、通電加熱装置（３２）に
よる保持状態を解除するとともに１回転軸（７）を再び
第１図中反時計方向に１２０°回転させ、被処理部材（
Ｗ）を加熱ステーション（Ｓ３）に位置せしめる。する
と、加熱ステーション（Ｓ３）の両側部に配置したチャ
ック装置（７１）、（７１）が被処理部材（Ｗ）の両端
部を保持する。

次いで、プラズマトーチ（１３Ｂ）、（８８）が上下及
び左右に移動し、被処理部材（Ｗ）の再溶融する箇所に
トーチ先端を臨ませる。具体的には、被処理部材（す）
をカムシャフトとした場合には、プラズマトーチ（８８
）　、（８Ｂ）の先端はカムリフトの一端側に臨むよう
にする。

そして、プラズマトーチ（８８）、（８８）が所定位置
に位置決めされたならば、モータ（７２）を駆動するこ
とでチャック装置（７１）を回転せしめ、チャック装置
（７１）の回転で被処理部材（Ｗ）を軸廻りに回転せし
めつつ、プラズマトーチ（８Ｂ）　、（８８）からのプ
ラズマアークにより被処理部材（Ｗ）の所定箇所を再溶
融せしめる。更に、このときの溶融深さは浅く１表面部
分のみが溶融されるため、溶融後は溶融部以外の部分に
熱が急速に伝わり、自己冷却によって急冷チル化され、
高硬度で耐摩耗性に優れた部分を形成する。

この後１回転軸（７）が更に反時計方向に１２０’回転
し、処理済みの被処理部材（Ｗ）を投入兼払出しステー
ション（Ｓ＋）に位置せしめる。すると、受は渡し部材
（２６）が時計方向に揺動し、受は渡し部材（２Ｂ）の
クランプ機構（２９）によって処理済みの被処理部材（
Ｗ）を把持するとともにクランプ機構（１１）による把
持状態が解除され、被処理部材（−）は受は渡し部材（
２６）に受は渡される。次いでシリンダユニッ）　（２
８）の作動で受は渡し部材（２８）のアーム（２７）が
反時計方向に所定角度揺動し、被処理部材（Ｗ）をクラ
ンプ機構（１１）の回転軌跡外に取り出す。

そして、被処理部材（Ｗ）がクランプ機構（Ｉりの回転
軌跡外に取り出されたならば、払出し部材（２１）のシ
リンダユニット（２４）が作動し、クランプ機構（２５
）を下降せしめその下降端において被処理部材（Ｗ）を
把持する。尚、払出し部材（２１）と投入部材（２０）
とは同時に下降しないように制御しており、互いに下降
端において干渉しないようにしている。

このようにして、払出し部材（２１）のクランプ機構（
２５）によって処理済みの被処理部材（す）を把持した
後、シリンダユニット（２０が作動し、被処理部材を上
方に引き上げ、更にモータ（１９）の駆動で走行へ一２
ド（１８）全体が移動し、次工程等に処理済みの被処理
部材（Ｗ）を搬送する。

以上の操作を繰り返すことで、被処理物を同一箇所にお
いて連続的に再溶融硬化処理することができる。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明に係る通電加熱装置によれば
、筒状本体内にピストン体を摺動自在に挿入するととも
に、このピストン体をスプリング等の弾発部材によって
付勢し、この付勢力によつて導電部材を被処理部材に圧
接せしめるようにしたので１個々の被処理部材に若干の
製作誤差があっても、導電部材の圧接力が常に等しくな
るので、予熱温度にバラつきが生じることなく、且つ各
被処理部材の予熱温度が部分的に異なることもない、し
たがって後に再溶融硬化処理するような場合には均一な
厚さのチル層を形成することができる等多くの効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る通電加熱装置を適用した再溶融硬
化処理装置の側面図、第２図は同装置の正面図、第３図
はクランプ機構の拡大図、第４図は通電加熱装置の断面
図、第５図は第４図のＡ−Ａ方向から見た図、第６図は
第４図のＢ−Ｂ方向から見た図、８７図は通電加熱装置
の分解図である。 尚、図面中（１）は再溶融硬化処理装置、（３）は支持
ボックス、（７）は回転軸、（ｌＯ）はアーム。 （１１）、（２３）　、（２５）　、（２９）はクラン
プ機構、　（２０）は投入部材、（２１）は払出し部材
、（２Ｂ）は受は渡し部材、（３２）は通電加熱装置、
（３３）は筒状本体、（３３ａ）は第１の筒体、（３３
ｂ）は第２の筒体、（３３ｃ）は第３の筒体、（３４）
はピストン体、（３４ａ）は第１のピストン体、（３４
ｂ）は第２のピストン体、（３５）は保持部材、（３６
）は導電部材、（４１）は締付部材、（５６）は蹟層体
、（５８）はスプリング、（６８）はプラズマトーチ、
（Ｓ＋）は投入兼払出しステーション、（Ｓ２）は予熱
ステーション、（Ｓ３）は加熱ステーション、（Ｗ）は
被処理部材である。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　理　
人　弁理士　　　下　　１）　容一部間　　　　　弁理
士　　　　大　　橋　　邦　　部同　　　弁理士　　　
小　　山　　　　布間　　　弁理士　　　野　　１）　
　　茂第５図　４，５ 第６図、。 図 手続補正書（自発） 昭和６０年９月３０日 １、事件の表示 特願昭６０−１５７６６２号 ２、発明の名称 通電加熱装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （５３２）　　本田技研工業株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自発 ６、゛補正の対象 明細書 ７、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明の欄を以下の通り訂正する。 （イ）明細書第８頁第１２行目に「前記と同様の」とあ
るを削除する。 （ロ）明細書第８頁第１２行目から第１３行目にかけて
、第８頁第１４行目から第１５行目にかけて、第１４頁
第２０行目、第１５頁第４行目、第１５頁第８行目から
第９行目にかけて、第１７頁第１１行目にそれぞれ「ク
ランプ機構（２９）Ｊ　とあるを「チャック機構（２９
）　Ｊと訂正する。 （ハ）明細書第１３頁第６行目から第７行目にかけて「
上下動・・・且つ」とあるを削除する。 （ニ）明細書第１３頁第１０行目と第１１行目との間に
以下の文を挿入する。 「尚、支柱（６２）上には合金粉末供給二二ッ）　（８
９）が配置され、このユニット（８９）からの高硬度の
合金粉末をプラズマアーク中に供給するようにしている
。」 （ホ）明細書の図面の簡単な説明の欄第１９頁第１９行
目にｒ　（２９）Ｊをあるを削除する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理部材の両端を保持して通電することで、被処理部
   材を加熱するようにした通電加熱装置において、この通
   電加熱装置は筒状本体内に摺動自在に配設されるととも
   に筒状本体内に設けた弾発部材によって突出方向に付勢
   されるピストン体と、筒状本体の先端部に設けられる被
   処理部材の保持部材と、前記ピストン体の先端部と被処
   理部材の端面との間に介設されピストン体によって被処
   理部材の端面に圧接せしめられる導電部材とからなるこ
   とを特徴とする通電加熱装置。