JPS6230814A - 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
理としての予熱等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−卜せしめることがｙＪ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１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
ダユニット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の両端面に接
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） 上述のように、従来の通電加熱装置は、カムシャフトの
一つの端面に対し一個の導電部材を接触させるものであ
る。しかしながら、例えば両端部にフランジ部を有する
カムシャフト等を加熱する場合にも一つのカムシャフト
端部に一個の導電部材を使用するのではフランジ部の形
状等によリ、カムシャフト全体を加熱するのに時間がか
かったり加熱の効率が悪く、均一な加熱を行えないとい
う問題がある。

（問題点を解決するための手段） 」−記問題点を解決すべく本発明は、通電加熱装置に被
処理部材の端面を通電加熱する導電部と被処理部材のフ
ランジ部を通電加熱する導電部からなる導電部材を設け
た。

（作用） 被処理部材の端部を通電加熱装置で保持した状１ムで、
通電加熱装置の導電部は被処理部材の端面及びフランジ
部側面のそれぞれに接触し、通電面積が大となった状態
で被処理部材を加熱する。

（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図は本発明に係る再溶融硬化処理のの側面図、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）を立設し、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
支持ボンクスの後方には制御ホンクス（４）を、Ｌ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゛１を源ボックス（８）、（６）を配置して
いる。

また、再溶融硬化処理装置（１）はカムシャツ！・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りと、被処理部材（讐）を予熱する予熱
ステーション（Ｓ２）と、被処理部材（Ｗ）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
回転量は制御ポンクス（４）からの信号により例えば１
２０″′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（１０）・・・を突出せしめている。こ
れらアーム（１０）・・・は〃いに１２０°蹟間して取
付けられ、それぞれのア・−ム（ｌＯ）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（
８）内に配設したシリンダユニット（１２）のロッド（
１３）をアーム（１０）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（
１０ａ）、　（ｌｏａ）の先端部にフィンガー（１４）
、（１５）の中間部を枢若し、これらフィンガー（１４
）、（１５）の後端部をリンク（１Ｂ）　、（１Ｂ）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（＋４）、（＋５）を開き、被
処理部材（Ｗ）の把持状態を解除し、ロッド（１３）に
引込み動をなさしめることでフィンガー（１４）、（１
５）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（冒）に向った二股部（＋５ａ）となっており、フ
ィンカー（１４）。

（１５）を若干量いても被処理部材（誓）は落下せず二
股部（＋５ａ）とフィンカー（１４）との間で回転自在
に保持するとともに、フィンガー（＋４）　、（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、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）に走行ヘッド（１日）を係合している。走行ヘッド
（１日）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ビ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（讐）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（Ｓｌ）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（１８）
に固着されるシリンダユニット（２２）と、このシリン
ダ二二ッ）　（２２）のロッド先端に設けられるクテン
ブ機構（２３）とからなり、シリンダユニット（２２）
の作りノでクランプ機構（２３）が投入兼払出しステー
ション（Ｓｔ）とこのステーション（Ｓｔ）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、このシリンダニニ
ア　＋−（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、シリンダユニツ）　（２４）の
作動でクラ〉・ブ機構（２５）が投入兼払出しステーシ
ョン（Ｓｌ）とこのステーション（Ｓｔ）の直上位置と
の間を５−１降ｖＪする。

また、投入１に払出しステーション（Ｓｔ）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（２６ａ）の中間部
を揺動自在に取付け、このアーム（２８ａ）の下端を支
持ボックス（３）に固着したシリンダユニ、）（２８）
のロッドに連結し、シリンダニニア　ト（２８）のイ′
１動でアーム（２６ａ）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（２６ａ）の」一端部には第１図のＺ方向矢視図であ
る第８図にも示すように、保持機構であるチャック機構
（２９）を設けている。このチャック機構（２９）はシ
リンダユニット（２９ａ）とこのシリンダニニア とからなり、シリンダユニッ）　（２！１ｌａ）に突出
動をなさしめることで左右のセンター（２９ｂ）が被処
理部材（Ｗ）の両端を保持する。そしてシリンダユニッ
ト（２８）の作動でアーム（２８ａ）が揺動することで
チャック機構（２９）は前記アーム（！Ｏ）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（２
０）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）を配置し、第４図に示す如くこれらシリン
ダユニット（３０）のロッド（３１）先端部に本発明に
係る通電加熱装置（３２）を取付けている。

この通電加熱装置（３２）は、第４図に示すように筒状
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（Ｗ）の端
部を保持する保持部材（３５）及び被処理部材（りの端
面にち接する導電部材（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（３１）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）　（７）前面に第２の筒体（３３ｂ
）がボルト（３９）によって１７ＩＩ着され、この第２
の筒体（３３ｂ）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（３
３ｂ）には締（（４部材（４１）を介して第３の筒体（
３３ｅ）を取付けている。即ち、第３の筒体（３３ｃ）
は第５　ＩＮ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（４
３）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、締伺部材（４１）の酸ネジ部（４６）を第２の筒
体（３３ｂ）外周に刻設した雄ネジ部（４７）に醜合す
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、この膨大部（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（５
３）を形成し、このクランプ部（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
ポル）　（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：５２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
る銅板の積層体（５６）が取付けられ、この積層体（５
６）の中間部はポル）　（５７）によって第１のビスト
ン体（３４ａ）の後端面に取（＝１けられる。

更に、第１の筒体（３３ａ）内にはスプリング（５８）
がｌｉＱけられ、このスプリング（５日）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
グシート（５９）には前記ボルト（５７）の頭部（５７
ａ）がち接する。

而して、スプリング（５８）の弾発力によりピストン体
（３４）は積層体（５６）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（３６）は被処理部材（Ｗ）の端面に圧接する。

ここで、導電部材（３Ｇ）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
被処理部材のフランジ部（Ｗａ）端面との接触部にも導
電板（６０）を設けている。

この場合、被処理部材（Ｗ）の端面とフランジ部（５３
）から通電できるので被処理部材（Ｗ）の加熱に要する
時間を短縮でき予熱効率を向−ヒできる。

また、被処理部材の端面とフランジ部の加熱にそれぞれ
別個の導電板を用いているので、各・ｑ電機に対する印
加電圧や印加時間を個々に設定でき、より効率的な加熱
を行うことができる。

なお、被処理部材（誓）の端面に接触する導電板トフラ
ンジ部に接触する導電板を一体成形してもよい。

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（３６
）を装δ（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′市部材（３
６）更には第２のピストン体（３４ｂ）ｊｉ、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（６２）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）、（１３３）
を取付け、これら支持板（８３）、（６３）の外側に第
１のモータ（６４）及び第２のモータ（６５）を固着し
、更に支持板（８３）　、（８３）間にステーを介して
ケース（６７）を取伺けている。

ケース（６７）内には一対の第１の移動台（６８）及び
第２の移動台（６９）が設けられ、これら移動台（８８
）。

（６９）の下端には前記プラズマ電源（６）と接続され
るプラズマトーチ（７０）が取（＝１けられている。ま
た移動台（８８）、（Ｈ）はケース（Ｂ７）内に横方向
に架設したガイドロッド（７１）、（７１）に沿って摺
動可能とされている。

そして、第１及び第２の移動台（Ｈ）、（６９）は図示
しない機構より第１のモータ（６４）を駆動することに
よって同期して移動させることができ、また第２のモー
タ（６５）を駆動することによって第２の移動台（６９
）のみを移動させることができるようにしている。

なお、前記加熱装置（６１）は支柱（８２）　Ｌに配置
された一Ｌ下動ユニッ１−（８４）によって昇降動可撤
とされている。

また・　プラズマトーチ（７０）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（７０）
によって被処理部材（１１）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（７０）からのアーク
にカム部が正確に位置するように検出装置（８５）から
の信号でプラズマトーチ（７０）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（６８）下方の加熱ステーション
（Ｓ３）の両側にはチャック装置（７１）、（７１）を
配置し、これらチャック装置（７１）、（７１）によっ
て被処理部材（Ｗ）の両端部を保持し、■、つモータ（
７２）及び減速機構を介してチャック装！（７１）を回
転せしめることで、被処理部旧（Ｗ）を軸廻りに回転す
るようにしている。

次に、このように構成した１４溶融硬化処理装置（１）
の作用について以下に述へておく。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１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昧）
をスＩ・ツ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（１９）を駆動１．て
走行ヘッド頁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）を斜め下方に降下き
せ、クランプ機構（２３）で把持していた被処理部材（
Ｗ）の両端を受は渡し部材（２６）のチャック機構（２
９）で保持する。

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（２６ａ）が第１図中時計方向に
揺動し、アーム（２６ａ）先端のチャック機構（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（讐）を把持するとともに、チャッ
ク機構（２８）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図中反時工１方向に１２０
°回転し、被処理部材（Ｗ）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）二するとともに、前記通
電加熱装置（３２）の保持部材（３５）によって被処理
部材（り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
′市部材（３６）を介して被処理部材（讐）に通電し、
被処理部材（Ｗ）を２００〜４５０°Ｃ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、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（讐）の両端
部を保持する。そして、両端部を保持したならばクラン
プ機構（１１）による把持状！ムを緩める。

次いで、プラズマト−チ（７０）　、（Ｔｏ）が」二下
及び左７−７に移動し、被処理部材（Ｗ）の再溶融する
箇所番こトーチ先端を臨ませる。１体的には、被処理部
材（Ｗ）をカムシャフトとじた場合には、プラズマト−
チ（８８）、（６８）の先端はカムリフトの一端側に臨
むようにする。

そＩ７て、プラズマトーチ（７０）、（７ｏ）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
ことでチャンク装置δ（７１）を回転せしめ、チャック
装置（７１）の回転で被処理部材（誓）を軸廻りに回転
せしめつつ、プラズマトーチ（７０）　、（７０）から
のプラズマトーチにより被処理部材（讐）の所定箇所を
＋Ｉｒ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、溶融後は溶融部具間
の部分に熱が急速に伝わり、自己冷却によって急冷壬ル
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５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（Ｓｌ）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（−２８）
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（Ｗ）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）　（
２Ｂ）の作動で受は渡し部材（２６）のアーム（２８ａ
）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（讐）がクランプ機構（１１）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（２
５）を下降せしめその下降端におい゛〔被処理部材（Ｗ
）を把持する。尚、払出し部材（２１）と投入部材（２
０）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（Ｗ）を把持した
後、シリンダユニット（２４）が作動し、被処理部材を
上方に引き上げ、更にモータ（１９）（７）駆動で走行
ヘッド頁１８）全体が移動し、次Ｔ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。

（発明の効果） 以−［−に説明したように本発明によれば、被処理部材
の端面とフランジ部から通電できるので加熱に要する時
間を短縮でき予熱効率が向−ヒレ、且つ均一加熱をなす
ことができ、更に各導電板に対する印加電圧や印加時間
も個々に任意にコントロールすることもできる等多くの
効果を発揮する。

【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　
［ｆｆｌ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、第７図は通電
加熱装置の分解図、第８図は第１図のＺ方向矢視図であ
る。 尚、図面中（１）は再溶融硬化処理ＪＡ、’ａ、（３）
は支持ボックス、（７）は回転軸、（１ｏ）はアーム、
（１１）、（２３）、（２５）はクランプ機構、（２ｏ
）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（７）筒体、（３３ｂ）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、　（３４ｂ）は第２
のピストン体、　（３５）は保持部材、（３６）は導電
部材、（６０）は導電板、（７０）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、（臀）は
被処理部材である。 特　許　出　願　人　　木［ｌＪ技研王業株式会社代　
理　人　弁理士　　　下　　１）　容一部間　　　弁理
士　　　大　　橋　　邦　　扉間　　　　　５ｒ理士　
　　　小　　　山　　　　　　　右同　　　弁理士　　
　野　　口１　　　　茂第３図 第２図 第５図 第６図 噸 手続補正書（白和 昭和６０年９月３０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理部材に導電部材を接触させて被処理部材を通電加
   熱する通電加熱装置において、前記導電部材は被処理部
   材の端面に接触する導電部と被処理部材のフランジ部に
   接触する導電部を備えていることを特徴とする通電加熱
   装置。