JP6671830B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、環状のワークの周面の全周にわたって熱処理加工を行うための熱処理装置に関する。

従来から、鉄系金属から成る鋼材の表面層だけを硬化させ、内部は靱性のまま保持して、耐摩耗性や耐疲労性を与える熱処理の手法が知られている。この種の表面硬化の手法には、焼入れ、浸炭法、窒化法などがある。

鋼材からなる環状部材に対する表面硬化処理の手法として、例えば、加熱コイルを用いた焼入れが用いられている。具体的には、１個又は２個の加熱コイルを用いて、環状部材を加熱した後、急冷し、焼入れを行う焼入れ装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、２個以上偶数個の可動の高周波誘導子を用いてリングワークの外周を加熱し、高周波誘導子に設けられた冷却液噴出孔から冷却液の噴出を行うことによりリングワークを冷却し、焼入れする高周波焼入方法が開示されている。

特公昭３６−５０５号公報

上掲した特許文献１に記載の高周波焼入方法では、高周波誘導子をリングワークの外周にそって移動させる機構は省略されている。しかしながら、一様な硬化層が形成された環状部材を得るためには、加熱コイルを環状部材の周面に沿って安定して移動させることが必要である。

ここで、従来の熱処理装置２００は、図７の分図（ｂ）に示すように、環状のワークＷを載置することができるテーブル１１と、ワークＷの周面を熱処理加工するための一対の熱処理加工部２０と、テーブル１１に対して相対的に移動可能な一対の旋回アーム３０と、を有して構成される。

テーブル１１は、ワークＷを載置することができるものである。ワークＷを電動のクレーン１７によってテーブル１１上に載置し、固定することで、熱処理加工を行うことができる状態とすることが可能となっている。そして、テーブル１１は、テーブル１１などの基礎となるベース１３上に設置される回転部１５によってテーブル１１の中心を回転中心軸として回転することができるようになっている。

図７の分図（ｂ）に示すように、回転部１５は、モータ１２からの回転駆動を伝達するギアを介してモータ１２と接続される。そして、回転部１５の周りには、軸受１４を介して固定ケーシング１６が設置される。この固定ケーシング１６は、基礎となるベース１３に固定されて設置される。

回転部１５上には、テーブル１１が設置されており、このテーブル１１は、回転部１５と回転中心が一致した状態となるように固定設置される。モータ１２からの回転駆動力はギアによって伝達され、回転部１５が回転することとなる。そして、回転部１５に固定設置されたテーブル１１も、回転部１５が回転することによって回転することとなる。

テーブル１１上には、ワークＷを取り付けるためのクランプ機構１９が設置され、このクランプ機構１９によってワークＷをテーブル１１上に取り付けることができるようになっている。

また、従来の熱処理装置２００は、ワークＷの周面を熱処理加工するための一対の熱処理加工部２０を有して構成される。一対の熱処理加工部２０はそれぞれ、ワークＷを加熱するための加熱コイル２１と、ワークＷを冷却するための冷却水放出部と、不図示の冷却装置を備えている。従来の熱処理装置２００は、加熱コイル２１と冷却水放出部と不図示の冷却装置とによって、ワークＷの昇温および冷却を行い、例えば焼入れなどの熱処理加工をワークＷに対して行うことができるようになっている。そして、一対の熱処理加工部２０は、テーブル１１に対して相対的に旋回移動が可能な一対の旋回アーム３０にそれぞれ設置される。

旋回アーム３０は、図７の分図（ｂ）に示すように、旋回アーム３０の上側を構成する上側アーム３１と、旋回アーム３０の下側を構成する下側アーム３３と、下側アーム３３上に設置される垂直アーム３２とから構成され、外観が側面視で略コの字形状となっている。旋回アーム３０は、テーブル１１に対して相対的に旋回移動が可能なものであり、モータ３５とタイミングベルト等を介して接続されることで、モータ３５からの伝動により回転可能となっている。そして、旋回アーム３０の下側アーム３３の上には、後述するトランス４１などを介して熱処理加工部２０が設置される。旋回アーム３０がテーブル１１に対して相対的に旋回移動すると、旋回アーム３０に含まれる下側アーム３３上に設置された熱処理加工部２０も旋回移動することとなる。

しかしながら、従来の熱処理装置２００は、図７の分図（ａ）に示すように、ワークＷをテーブル１１上に載置するために、クレーン１７が、テーブル１１および一対の熱処理加工部２０の回転中心の軸の延長線上に配置されているので、上側アーム３１の旋回中心と下側アーム３３の旋回中心とが一致していなかった。このため、図８に示すように、従来の熱処理装置２００では、紙面右側の旋回アーム３０が有する上側アーム３１は、旋回中心Ｒを中心として旋回し、紙面左側の旋回アーム３０が有する上側アーム３１は、旋回中心Ｌを中心として旋回し、さらに、下側アーム３３上に設置される加熱コイル２１は、旋回中心Ｃを中心として旋回する構成となっていた。

このように、従来の熱処理装置２００では、旋回アーム３０における上側アーム３１の旋回中心と下側アーム３３の旋回中心とが一致していなかったので、加熱コイル２１をワークＷの周面に沿って安定して移動することが難しく、所望の焼入れ品質を有するワークＷを得ることが難しいという課題があり、また、加熱コイル２１を含む熱処理加工部２０の旋回速度を上げることが難しいという課題があった。そして、加熱コイル２１をワークＷの周面に沿って安定して移動させるために、加熱コイル２１を含む熱処理装置２０を保持する保持部材（旋回アーム３０）の剛性が高い熱処理装置が求められていた。

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、環状のワークの周面の全周にわたって一様な熱処理加工を安定して行うことができる熱処理装置を提供することにある。

本発明に係る熱処理装置は、環状のワークを載置可能なテーブルと、前記ワークの周面を熱処理加工するための一対の熱処理加工部と、を備え、前記一対の熱処理加工部が、前記ワークの周面に沿って互いに反対方向に移動しながら当該ワークに熱処理加工を施すことで、所望の性質を有するワークを得るために用いられる熱処理装置であって、前記一対の熱処理加工部は、前記テーブルに対して相対的に旋回移動が可能な一対の旋回アームにそれぞれ設置され、前記旋回アームは、前記熱処理加工部が保持される下側アームと、前記下側アーム上に略垂直に設置される垂直アームと、前記垂直アーム上に設置される上側アームと、を備えることで側面視で略コの字形状となっており、前記一対の上側アームの旋回中心が前記一対の下側アームの旋回中心と一致するとともに、前記一対の旋回アームの旋回中心と前記テーブルの旋回中心とが一致することを特徴とするものである。

本発明によれば、環状のワークの全周にわたって一様な熱処理加工を安定して行うための熱処理装置を提供することができる。

本実施形態に係る熱処理装置の全体の構成例を示す図である。 本実施形態に係る熱処理装置のテーブルを説明するための図であり、図中の分図（ａ）は、本実施形態に係る熱処理装置のテーブルの平面図であり、図中の分図（ｂ）は、本実施形態に係る熱処理装置の側面図である。 本実施形態に係る旋回アームの構成例および動作例を説明するための平面視概略図である。 本実施形態に係る熱処理装置の基本的な動作例を示す概略図であり、図中の分図（ａ）が焼入れを開始する位置（焼始め）の状態を示す概略図であり、図中の分図（ｂ）が焼始めと焼入れを終了する位置（焼終り）との間の状態を示す概略図であり、図中の分図（ｃ）および分図（ｄ）が焼終りの状態を示す概略図である。 旋回軸受の一部断面を含む斜視図である。 旋回軸受の断面図である。 従来の熱処理装置の構成を示す図であり、図中の分図（ａ）は、従来の熱処理装置に係る上側アームの平面図であり、図中の分図（ｂ）は、従来の熱処理装置の側面図である。 従来の熱処理装置の動作例を説明するための平面視概略図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、図１〜図４を用いて、本実施形態に係る熱処理装置１００の全体構成例について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る熱処理装置の全体の構成例を示す図である。また、図２は、本実施形態に係る熱処理装置のテーブルを説明するための図であり、図中の分図（ａ）は、本実施形態に係る熱処理装置のテーブルの平面図であり、図中の分図（ｂ）は、本実施形態に係る熱処理装置の側面図である。そして、図３は、本実施形態に係る旋回アームの構成例および動作例を説明するための平面視概略図である。図４は、本実施形態に係る熱処理装置の基本的な動作例を示す概略図であり、図中の分図（ａ）が焼入れを開始する位置（焼始め）の状態を示す概略図であり、図中の分図（ｂ）が焼始めと焼入れを終了する位置（焼終り）との間の状態を示す概略図であり、図中の分図（ｃ）および分図（ｄ）が焼終りの状態を示す概略図である。

図１、図２および図４に示すように、本実施形態に係る熱処理装置１００は、環状のワークＷを載置可能なテーブル１１と、ワークＷの周面を熱処理加工するための一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）と、を有して構成される。

ワークＷは、熱処理加工が施される加工材料である。本実施形態におけるワークＷは、例えば、旋回軸受を構成する外輪や内輪などであり、断面視が略台形状もしくは略矩形状となっている。そして、ワークＷにおける、例えば、旋回軸受の転動体転走面となる周面に対して、熱処理加工が行われることとなる。

テーブル１１は、ワークＷを載置することができるものであり、本実施形態に係るテーブル１１は、図２の分図（ａ）に示すように、平面視略円形状となっている。そして、本実施形態に係る熱処理装置１００では、例えば、フォークリフトなどの荷役トラックによってワークＷをテーブル１１上に載置し、後述するクランプ機構１９によってワークＷを固定することで、熱処理加工を行うことができる状態とすることが可能となっている。

テーブル１１は、基礎となるベース１３上に設置される回転部１５によってテーブル１１の中心を回転中心軸として回転することができるようになっている。

図１に示すように、回転部１５は、モータ１２からの回転駆動を伝達するギアを介してモータ１２と接続される。回転部１５の周りには、軸受１４を介して固定ケーシング１６が設置される。この固定ケーシング１６は、基礎となるベース１３に対して固定されて設置される。

そして、図１および図２に示すように、回転部１５上にテーブル１１が固定されるとともに、このテーブル１１は、回転部１５と回転中心が一致した状態となるように固定設置される。

モータ１２からの回転駆動力はギアによって伝達され、回転部１５が回転することとなる。そして、回転部１５に固定設置されたテーブル１１も、回転部１５が回転することによって回転することとなる。

テーブル１１上には、ワークＷを取り付けるためのクランプ機構１９が設置され、クランプ機構１９によってワークＷをテーブル１１上に取り付けることができるようになっている。

クランプ機構１９は、環状のワークＷの直径などに合わせて伸縮することができるように構成されている。図２の分図（ａ）に示すように、本実施形態に係る熱処理装置１００は、例えば、最小直径１５００ｍｍのワークＷｍｉｎから最大直径３１００ｍｍのワークＷｍａｘに対応し、ワークＷｍｉｎやワークｍａｘをテーブル１１の上に載置するとともに固定し、ワークＷｍｉｎやワークｍａｘの周面に対して熱処理加工をすることができるようになっている。

以上の構成により、クランプ機構１９により固定されたテーブル１１上のワークＷは、テーブル１１の中心（すなわち、ワークＷの中心）を回転中心軸として回転することができるようになっている（ただし、本実施形態では、熱処理加工を行う際にテーブル１１は回転させず、固定された状態としている。）。

また、図４に示すように、本実施形態に係る熱処理装置１００は、ワークＷの周面を熱処理加工するための一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）を有して構成される。

一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）は、図４に示すように、それぞれワークＷを加熱するための加熱コイル２１（２１ａ，２１ｂ）と、ワークＷを冷却するための冷却水放出部２３（２３ａ，２３ｂ）とを備えている。

加熱コイル２１は、ワークＷの周面に対して対向配置可能となるように構成され、ワークＷの周面を加熱することができるようになっている。図１および図２では、加熱コイル２１の形状は、その先端が断面視略三角形状に形成されている。このような形状を有する加熱コイル２１は、例えば、断面視略くの字形状の切欠きを有する略矩形状のワークＷを加熱することができるようになっている。

そして、加熱コイル２１は、加熱コイル２１を取り付けるための加熱コイル取付部２７に対して、取付けおよび取外しが可能な構成になっている。したがって、本実施形態に係る熱処理装置１００によれば、加熱コイル２１を取り替えるだけで、環状のワークＷの外周側や内周側など、ワークＷのあらゆる箇所を熱処理加工することができるとともに、種々の形状を有するワークＷの熱処理加工を行うことができるようになっている。

冷却水放出部２３は、ワークＷを冷却するためのものである。冷却水放出部２３は、例えば加熱コイル２１に併設されるとともに、その側面またはワークＷに対向する面に冷却水を放出するための孔が複数形成され、冷却水を放出することができるように構成されることとすることができる。

さらに、本実施形態に係る熱処理装置１００は、熱処理加工部２０をワークＷの焼終り箇所から退避させた後にワークＷを冷却するための冷却装置２６が、ワークＷの焼終り箇所となるテーブル１１上に固定設置される（図４参照）。この冷却装置２６は、例えば、旋回軸受の外輪や内輪となるワークＷと対向して設置され、ワークＷと対向する面に複数の孔を開けて、冷却水を放出することができるようにすることができる。

そして、本実施形態に係る熱処理装置１００は、加熱コイル２１と冷却水放出部２３とによって、ワークＷの昇温および冷却を行った後、冷却装置２６により更に冷却を行い、例えば焼入れなどの熱処理加工をワークＷに対して行うことができるようになっている。

熱処理加工部２０は、図１に示すように、テーブル１１に対して相対的に旋回移動が可能な旋回アーム３０によって保持されるように構成される。

旋回アーム３０は、上側アーム３１と、垂直アーム３２と、下側アーム３３とから構成され、図１に示すように、外観が側面視で略コの字形状となっている。そして、一対の旋回アーム３０は、図３に示すように、旋回中心が一致した状態となるように設置される。旋回アーム３０は、テーブル１１に対して相対的に旋回移動が可能なものであり、モータ３５とタイミングベルト等を介して接続されることで、モータ３５からの伝動により回転可能となっている。

下側アーム３３は、旋回アーム３０の下側を構成するものであり、図１に示すように、当該下側アーム３３上には、後述するトランス４１などを介して熱処理加工部２０が載置され、その上面に運動案内装置の軌道部材としてのスプライン軸を組み込んで構成することができる。一方、後述するトランス支持部４３は、運動案内装置の移動部材としてのスプラインナットを組み込んで構成することができる。このような構成により、トランス支持部４３、トランス４１およびトランス４１に接続して設置される熱処理加工部２０を、環状のワークＷに対して直径方向に移動させることができ、種々の直径を有する環状のワークＷの焼入れを行うことができるようになっている。

下側アーム３３は、図１および図２の分図（ｂ）に示すように、軸受３４を介して固定ケーシング１６に旋回可能な状態で設置される。下側アーム３３を含む旋回アーム３０は、回転部１５（すなわち、テーブル１１）とは別々に回転をすることができるようになっている。すなわち、回転部１５が回転していても、下側アーム３３を含む旋回アーム３０は停止していることができるようになっている。また、回転部１５が回転していなくても、下側アーム３３を含む旋回アーム３０は、回転することができるようになっている。なお、本実施形態に係る熱処理装置１００では、回転部１５（すなわち、テーブル１１）は、モータ１２からの伝動により回転し、下側アーム３３を含む旋回アーム３０は、モータ３５からの伝動により回転する構成となっている。

下側アーム３３の上方には、トランス支持部４３が設置される。トランス支持部４３は、トランス４１を支持するためのものである。

トランス支持部４３上に設置されるトランス４１には、不図示の電源から電力が供給される。図１および図２に示すように、トランス４１には、加熱コイル取付部２７を介して加熱コイル２１が設置される。そして、トランス４１は、加熱コイル２１に流れる電流を調整することができるようになっている。

垂直アーム３２は、図１に示すように、下側アーム３３上に略垂直に設置されるとともに上側アーム３１と下側アーム３３とをつなぐように構成される。

垂直アーム３２上には、上側アーム３１が設置される。上側アーム３１は、旋回アーム３０の上側を構成するものである。本実施形態に係る熱処理装置１００は、上述した従来の熱処理装置２００とは異なり、クレーン１７を設置せず、フォークリフトなどの荷役トラックを用いてワークＷをテーブル１１上に載置することとしたため、一対の上側アーム３１の旋回中心Ｃ'が一対の下側アーム３３の旋回中心Ｃ'と一致するように、上側アーム３１を設置することができるようになっている（図３参照）。さらに、本実施形態に係る熱処理装置１００は、上側アーム３１の旋回中心を、テーブル１１の回転中心の中心軸の延長線上に配置しているため、旋回アーム３０の旋回中心Ｃ'とテーブル１１の旋回中心Ｃ'とも一致する構成となっている。

また、上述したように、従来の熱処理装置２００では、図８に示すように、紙面左側および紙面右側の上側アーム３１の旋回中心Ｌ，Ｒと下側アーム３３の旋回中心Ｃが異なっていたため、加熱コイル２１をワークＷの周面に沿って安定して移動することが難しく、所望の焼入れ品質を有するワークＷを得ることが難しかった。すなわち、下側アーム３３上に設置される一対の熱処理加工部２０が、ワークＷの周面に沿って互いに反対方向に移動しながら当該ワークＷに熱処理加工を施す際に、加熱コイル２１と、当該加熱コイル２１に対向するワークＷの周面との角度や距離などを一定にすることが難しく、所望の焼入れ品質を有するワークＷを得ることが難しいという課題があった。また、加熱コイル２１を含む熱処理加工部２０が設置される下側アーム３３の旋回の速度を上げると、上側アーム３１と下側アーム３３とのバランスが悪いことから、下側アーム３３の旋回の速度を上げることが難しいという課題があった。

これに対して、本実施形態に係る熱処理装置１００では、上側アーム３１の旋回中心Ｃ'と下側アーム３３の旋回中心Ｃ'とが一致しており、さらに、旋回アーム３０の旋回中心Ｃ'とテーブル１１の旋回中心Ｃ'とも一致する構成となっているので、旋回アーム３０の安定した旋回動作が可能となっている。したがって、本実施形態に係る熱処理装置１００によれば、一様な焼入れ品質を有するワークＷを安定して得ることができる熱処理装置１００を実現することが可能である。また、本実施形態に係る熱処理加工部２０は、上述したような剛性の高い旋回アーム３０によって保持されているので、加熱コイル２１を含む熱処理加工部２０の旋回の速度を上げても、加熱コイル２１を含む熱処理加工部２０の振動を防ぐことができるようになっている。したがって、本実施形態に係る熱処理装置１００によれば、熱処理加工部２０によるワークＷの周面に対する焼入れの速度を上げることができ、生産性の向上につながることとなる。

以上、本実施形態に係る熱処理装置１００の全体構成について、説明した。次に、本実施形態に係る熱処理装置１００の動作例について、図３および図４を用いて、説明する。

本実施形態に係る熱処理装置１００では、熱処理加工を開始するときには、例えば、図４の分図（ａ）に示すように、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）が、互いに隣接して配置されることとすることができる。上述したように、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）は、一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）に設置されるとともに当該旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）によって保持されるように構成される。

図４の分図（ａ）に示すように、紙面左側の熱処理加工部２０ａは、旋回アーム３０ａの旋回移動によってワークＷの周面に沿って紙面左上方向に移動しながら、熱処理加工部２０ａに含まれる加熱コイル２１ａがワークＷを加熱することとなる。そして、加熱コイル２１ａによって加熱されたワークＷは、冷却水放出部２３ａによって順次冷却されることとなる。より詳しくは、旋回アーム３０ａが紙面左上方向に旋回移動すると、旋回アーム３０ａに設置された熱処理加工部２０ａも紙面左上方向に旋回移動しながら、熱処理加工部２０ａと対向する面のワークＷの周面を加熱コイル２１ａが加熱し、その後に加熱されたワークＷに対して、冷却水放出部２３ａが冷却水を放出することによって、ワークＷは冷却され、熱処理加工（焼入れ）が行われることになる。

一方、紙面左側の熱処理加工部２０ａと同様に、図４の分図（ａ）に示すように、紙面右側の熱処理加工部２０ｂは、旋回アーム３０ｂの旋回移動によってワークＷの周面に沿って紙面右上方向に移動しながら、熱処理加工部２０ｂに含まれる加熱コイル２１ｂがワークＷを加熱し、加熱されたワークＷは、冷却水放出部２３ｂによって順次冷却されることとなる。より詳しくは、旋回アーム３０ｂが紙面左上方向に旋回移動すると、旋回アーム３０ｂに設置された熱処理加工部２０ｂも紙面右上方向に旋回移動しながら、加熱コイル２１ｂが熱処理加工部２０ｂと対向する面のワークＷの周面を加熱し、その後に加熱されたワークＷに対して、冷却水放出部２３ｂが冷却水を放出することによって、ワークＷは冷却され、熱処理加工（焼入れ）が行われることになる。

このような動作により、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）は、ワークＷの周面の全周にわたって熱処理加工（焼入れ）を施していくこととなる。本実施形態に係る熱処理装置１００は、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）が一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）によって保持されているので、本実施形態に係る熱処理装置１００によれば、一対の熱処理加工部２０の安定した旋回移動を可能とし、一対の加熱コイル２１（２１ａ，２１ｂ）と、当該加熱コイル２１（２１ａ，２１ｂ）と対向するワークＷの周面との角度や距離を保持することができるようになり、一様な焼入れ品質を有するワークＷを安定して得ることができるようになる。また、一対の加熱コイル２１（２１ａ，２１ｂ）を含む一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）の旋回移動の速度を上げても、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）は、剛性の高い一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）によって保持されることとなるので、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）の振動を防ぐことができるようになっている。したがって、本実施形態に係る熱処理装置１００は、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）によるワークＷの周面に対する焼入れの速度を上げることができ、生産性を向上させることが可能となる。

図４の分図（ｂ）に示すように、焼始めと焼終りとの略中間の位置に一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）および一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）が移動してくると、ワークＷの略半分が熱処理加工（焼入れ）されたことになる。

図４の分図（ｂ）に示された熱処理装置１００では、紙面左側の熱処理加工部２０ａは、旋回アーム３０ａの旋回移動によってワークＷの周面に沿って紙面右上方向に旋回移動しながら、熱処理加工部２０ａに含まれる加熱コイル２１ａによってワークＷの周面を加熱し、加熱されたワークＷは、その後に旋回移動してくる冷却水放出部２３ａから放出される冷却水によって順次冷却されることとなる。

また、紙面右側の熱処理加工部２０ｂは、旋回アーム３０ｂの旋回移動によってワークＷの周面に沿って紙面左上方向に旋回移動しながら、熱処理加工部２０ｂに含まれる加熱コイル２１ｂによってワークＷの周面を加熱し、加熱されたワークＷは、その後に旋回移動してくる冷却水放出部２３ｂから放出される冷却水によって順次冷却されることとなる。

以上のように熱処理加工を進めることで、一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）に設置された一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）は、図４の分図（ｃ）に示すように、互いに隣り合う位置まで移動することになる。

そして、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）が、焼終りに近づくと、一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）は移動速度を緩めながら旋回移動することで一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）も移動速度を緩めながら旋回移動し、熱伝導により焼終りの部分のワークＷを加熱することができる構成を有している。

焼終りの部分のワークＷの加熱が熱伝導により行われた後、図４の分図（ｄ）に示すように、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）を焼入れが終了する箇所から退避させるように一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）を移動させ、冷却装置２６によってワークＷの冷却を行うこととなる。このようにして、ワークＷの周面の全周にわたって熱処理加工（焼入れ）を施していくこととなる。なお、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）の焼終り箇所からの退避は、熱処理加工を行った熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）の移動方向とは逆方向に、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）が設置された一対の旋回アーム３０（３０ａ，３０ｂ）を移動させ、一対の熱処理加工部２０（２０ａ，２０ｂ）を移動させれば良い。

以上、本実施形態に係る熱処理装置１００の動作例について、説明した。

本実施形態に係る熱処理装置１００によって熱処理加工が施されたワークＷは、例えば、旋回軸受の外輪や内輪として用いられる。図５および図６を用いて、旋回軸受について、説明する。ここで、図５は、旋回軸受の一部断面を含む斜視図であり、図６は、旋回軸受の断面図である。

図５および図６は、旋回軸受用スペーサを組み込んだ旋回軸受を示すものであり、外輪５５および内輪５６それぞれにはＶ字形の転走面５５ａ，５６ａが形成され、この転走面５５ａ，５６ａの間で断面略四角形、例えば略正方形状のローラ転走路５７が構成されている。ローラ転走路には複数のローラ５８ａ，５８ｂ…がその傾斜方向を互い違いに交差させながら配列・収納されている。図５中斜線で示す旋回軸受用スペーサ５９（以下、スペーサという）は、この複数のローラ５８ａ，５８ｂ…間に介在され、ローラ５８ａ，５８ｂ…を所定の姿勢に保持している。

外輪５５は、その内周にＶ字形の転走面５５ａが形成される。Ｖ字形の開き角度は略９０度に設定される。この外輪５５は、一対の環状のワークＷから構成され、ローラ５８やスペーサ５９の充填のために上下に２分割される。外輪５５には、その周方向の一ヶ所に、外周から外輪転走面５５ａまで延びる給油孔７５が形成されている。

内輪５６は、外径を外輪５５の内径に略合わせて、外輪５５の内周側に嵌め込まれる。内輪５６の外周には、外輪転走面５５ａに対向させて内輪転走面５６ａが形成される。内輪転走面５６ａもＶ字形で、開き角度は略９０度に設定される。外輪転走面５５ａと内輪転走面５６ａとで、断面略正方形状のローラ転走路５７が構成される。

ローラ転走路５７において、ローラ５８ａ，５８ｂ…はスペーサ５９と交互に配置されている。ローラ５８ａ，５８ｂ…は、その高さが自らの外径よりも僅かに小さく設定される。スペーサ５９の左右に隣接するローラ５８ａ，５８ｂ…は、その軸線が互いに直交し、外向きローラ５８ａと内向きローラ５８ｂとに分類される。外向きローラ５８ａは、スペーサ５９によって、その軸線６０が外輪５５および内輪５６の回転中心線Ｐ上に位置する旋回中心点Ｐ１を向くような姿勢に保持されている。内向きローラ５８ｂも、スペーサ５９によって、その軸線６１が回転中心線Ｐ上に位置する旋回中心点Ｐ２を向くような姿勢に保持されている。したがって、ローラ５８ａ，５８ｂ…の軸線はローラ転走路５７に対して常に直角を保ち、各ローラ５８ａ，５８ｂ…は均等なすべりを保ちながら転走する。

このように本実施形態に係る熱処理装置１００によって熱処理加工されたワークＷを組み合わせて、外輪転走面５５ａと内輪転走面５６ａとでローラ転走路５７を形成することができる。ローラ転走路には、複数のローラが配列・収納され、この複数のローラの間にはスペーサが配置される。そして、ローラは、ローラ転走路内を転走することとなる。本実施形態に係る熱処理装置１００によって熱処理加工された断面視略台形状の環状のワークＷを上下に配置して構成されることとなる。そして、この内輪は、本実施形態に係る熱処理装置１００によって熱処理加工された断面視略くの字形状の切欠きを有する略矩形状のワークＷから構成されることとなる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

また、例えば、本実施形態に係る熱処理装置１００は、加熱コイル２１と冷却水放出部２３とが、熱処理加工部２０の移動方向に対して隣り合って併設されているが、本発明の範囲はこれに限定されない。すなわち、熱処理装置１００の通常の使用状態の方向において、例えば、加熱コイル２１の上に冷却水放出部２３が設置され、併設されることとしても良い。

さらに、例えば、本実施形態に係る熱処理装置１００は、焼入れだけではなく、焼戻しや焼鈍しなどに適用することができる。ワークＷの焼戻しを行う場合には、例えば、加熱コイル２１によって適当な温度まで加熱した後、冷却水放出部２３によって冷却することとすることができる。ワークＷの焼鈍しを行う場合も、例えば、加熱コイル２１によって適当な温度まで加熱した後、冷却水放出部２３によって徐々に冷却することとすることができる。

また、本実施形態では、ワークＷをテーブル１１上に固定し、旋回アーム３０によって熱処理加工部２０を旋回移動させることで熱処理加工が行われる場合を想定して説明を行ったが、ワークＷと熱処理加工部２０との相対的な位置関係は、図４で説明した熱処理装置１００の動作例を実現できるものであれば良く、例えば、テーブル１１上のワークＷを回転させながら旋回アーム３０によって熱処理加工部２０を旋回移動させるように熱処理装置１００を稼働させても良い。

さらに、本実施形態に係る旋回アーム３０は、外観が側面視で略コの字形状となるように構成されているが、旋回アーム３０の形状はこれに限定されず、熱処理加工部２０を安定して保持することができれば、どのような形状でも良い。

また、本実施形態に係る熱処理装置１００では、ワークＷとして旋回軸受の構成部材に対して熱処理加工を行う例を挙げたが、本発明はこれに限定されず、あらゆる環状のワークに対して用いることができる。

なお、本実施形態に係る熱処理装置１００は、下側アーム３３に運動案内装置を設置し、下側アーム３３が含まれる旋回アーム３０を環状のワークＷに対して直径方向に移動可能としているが、例えば、上側アーム３１にもその下面に運動案内装置の軌道部材としてのスプライン軸を組み込むとともに垂直アーム３２に運動案内装置の移動部材としてのスプラインナットを組み込んで構成することとすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００，２００ 熱処理装置、１１ テーブル、１２，３５ モータ、１３ ベース、１４，３４ 軸受、１５ 回転部、１６ 固定ケーシング、１７ クレーン、１９ クランプ機構、２０熱処理加工部、２１ 加熱コイル、２３ 冷却水放出部、２６ 冷却装置、２７ 加熱コイル取付部、３０ 旋回アーム、３１ 上側アーム、３２ 垂直アーム、３３ 下側アーム、４１ トランス、４３ トランス支持部、５５ 外輪、５５ａ 外輪転走面、５６ 内輪、５６ａ 内輪転走面、５７ ローラ転走路、５８ａ 外向きローラ（ローラ）、５８ｂ 内向きローラ（ローラ）、５９ 旋回軸受用スペーサ、６０，６１ 軸線、７５ 給油孔、Ｃ，Ｃ'，Ｌ，Ｒ 旋回中心、Ｐ 回転中心線、Ｐ１，Ｐ２ 旋回中心線、Ｗ ワーク。

Claims (1)

1. 環状のワークを載置可能なテーブルと、
   前記ワークの周面を熱処理加工するための一対の熱処理加工部と、
   を備え、
   前記一対の熱処理加工部が、前記ワークの周面に沿って互いに反対方向に移動しながら当該ワークに熱処理加工を施すことで、所望の性質を有するワークを得るために用いられる熱処理装置において、
   前記一対の熱処理加工部は、前記テーブルに対して相対的に旋回移動が可能な一対の旋回アームにそれぞれ設置され、
   前記旋回アームは、
   前記熱処理加工部が保持される下側アームと、
   前記下側アーム上に略垂直に設置される垂直アームと、
   前記垂直アーム上に設置される上側アームと、
   を備えることで側面視で略コの字形状となっており、
   前記一対の上側アームの旋回中心が前記一対の下側アームの旋回中心と一致するとともに、前記一対の旋回アームの旋回中心と前記テーブルの旋回中心とが一致することを特徴とする熱処理装置。

Images