JPS61106709A - 焼入れにおける位置デ−タ検出方法および位置デ−タセンサ−ユニツト - 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） 本発明は部材の誘導加熱焼入れを完全自動化された精密
焼入れとするための位置データ検出方法および位置デー
タセンサーユニットに関する。

（従来の技術） 近来、工作機械類には故値制御隠能を備えたものが多い
。焼入れ装置にも数値制御機能を備えたものもあり、焼
入れ対象局部が一個所の部材をワンショット焼入れする
焼入れ装置が数値制御を取り入れて成功している。しか
し乍ら、焼入れ対象局部か−・個所の部（オであっても
当該局部が長大で連続移動焼入れをする場合の焼入れ装
置では例が少なく、また部材に複数の焼入れ対象局部乃
至隣Ｉ妾する焼入れ文・１象局部をもつ場合の焼入れ装
置については数値制御機能を導入するのに未だ成功して
いない。その理由は、連続移動焼入れの場合には、部材
の位置決めが極めて正確になされていない限り移Ｖ」時
に焼入れ対象局部全域に亙る部材と加熱コイルとの間隙
（以下コイルギャップという）を均一・に維持して均一
焼入れを行うことが難しく、焼入れ対！′に局部が複数
の場合には、既焼入れ局部に発生するにτのあるた′Ｌ
入れ歪が焼入れ対象局部にｊ′□・（”７；　’ｒＪ’
　”ｒ　：Ｊ　＝ｉ　／Ｌ／ヤＥ２”、ｒッ、ゆ工お工
よえ、才力、えうぇオ満足する焼入れ仕上がりを確保不
可能、あるいは焼入れ歪が大であるとコイルタッチ事故
が発生してコイル損傷・電源装置損壊等を惹起すると判
断されるからである。以上の理由から焼入れ装置の数値
制御化は遅々として進まず、殆どの装置が未だに機械的
自動化の域に留まっている。

（従来技術に存する問題点） ところで、工作機械類の数値制御化普及の要因を検討す
ると、当該数値制御工作機械類の殆どは、素材を切削・
研削するとか二部材を溶接するとかの動作工程を予めテ
ープに人力した数値データに従って自動的に行わせるも
ので、装置自体は一方的かつ能動的に動作するだけに終
始する一方、他方の素材自体は単に受動的に終始してい
るにすぎない。また焼入れ装置で数値制御化に成功した
ものも、たとえ焼入れにより歪の発生をみても、当該歪
はワンショット乃至移動焼入れによる焼入れ処理後に生
じ、従って加熱時のコイルギャップには影Ｗがない場合
であって、焼入れ特に関しては数値制御焼入れ装置も上
記工作機械類と全く同様に装置自体は一方的かつ能動的
、部材は小に受υＪ的に終始していると言える。

これに反して、連続移動焼入れに数値制御を導入した場
合、−−−一−−例えば環状部材を回転せしめてその周
端面や周側面を移動焼入れする際の回転中心に偏心があ
ると、加熱開始端から終了端にいたる間のコイルギャッ
プに変動を生じ、連続した焼入れ層が不均一となる事故
が多発するなど問題点を指摘されている如＜−−−−一
加熱位置決めが正確に行われない限り数値制御による完
全自動化された精密焼入れには程速い状態である。

一方、焼入れ歪は被焼入れ部材明々に、かつ各焼入れ局
部ごとに発現の程度・方向が異なり、云わば焼入れに対
して部材は生きていて、歪を個々に個性的に発現し、全
く予測不可能であることは周知のところであるが、この
予測不可能である点が一方的かつ能動的に動作する従来
数値制御の思想ど相反するが故に、焼入れ装置の数値制
御化普及を阻害する要因として特筆すべきところであっ
た。

尚、付言すれば、上記個々の焼入れ対象局部は予測し難
い歪を発現するが、全ての焼入れ対象局部の焼入れ終了
時点では、それぞれの焼入れ対象局部の歪が互いに牽制
・相殺し合って歪を矯正し、個々の焼入れ対象局部およ
び部材全体の歪は微少となってしまう場合が多く、焼入
れ過程における歪対処が問題とされるものである。

（発明の目的） 本発明は上述の如き阻害要因があるために普及が遅れて
いる焼入れ装置の数値制御化を促進する目的でなされた
もので、部材が如何なる状態にあっても常に所定焼入れ
局部に対してコイルギャップを適正に維持して完全自動
化された精密焼入れを実施しうるために必須とされる位
置データを検出する方法および位置データセンサーユニ
ットを提供するものである。

（第１発明の構成） 本願第１発明の技術思想は、 （１）部材の単数または複数の所定局部を誘導加熱によ
り移動焼入れする場合において、 （２）焼入れ装置に数値制御機構とホストコンビュー夕
とを備えるとともに、 （３）加熱コイルに近接して当該加熱コイルとともに、
用対移動しつつ部材と接触を維持可能な単数または複数
の接触子を設け、 （４）所定局部の焼入れに先立って一ヒ記接触子を当該
所定局部に１、な触させて予め入力されている数値側１
ｊｌｌテ　タに従う相対移動を行ね一已、（５）当該相
対移動時の移動方向を固定軸と見１故し、（ｃ））部上
１の形状に（Ａ’１つて移動する接触子が描＜＃１跡を
二次元軸上におり）る」−記見做し固定軸に対するい丁
４７、かど＋ｉｄ＋−Ｌの変位に分ｉ’ｔＸ　Ｌｌでそ
れぞれ４測の・う　え　、 ＋７）　Ｊ−記ホス１−コンピュータへ位置データとし
て入力することにより、 「８）所定局部の焼入れが当該位置データと数１１？ｉ
制御テ′−タとの１し咬・／、ｉ６算から１４られる差
１直で７市正さ；ｈ、九ｄ正コイルギャップを卸、持す
る実行データに：ｉ　　　　　　　より実施可能とした
ことを特徴どする焼入れにおける位置データ検出方法に
ある。

（第１発明の作用） 上記技術思想からなる本願第１発明の作用を第１図（ａ
）〜第３図（ｃ）を用いて以下に詳述する。

第１図（ａ）におけるＷｌとして示される歯形部材は例
えば歯底焼入れによる焼入れ実行中であって、歯形Ｔ１
とＴ３とは既に焼入れが施されており、歯形Ｔ２をこれ
から焼入れしようとするところである。焼入れ前には破
線で示される状態であった歯形の山部は、焼入れ歪によ
り実線で示す状態となっている。ところが、焼入れ装置
に付加されている数値制御機構のテープに予め人力され
ている数値制御データは山形の山部が破線で示される状
態にあるものとして設定されているので、もしこのまま
当該数値制御データに従って加熱コイルを部材Ｗｌと相
対移動させて歯形Ｔ２の焼入れを行えば、加熱コイルは
歯形Ｔｌ側の山腹には近接・歯形１２例の山腹には離間
したコイルギヤツブを、また歯底に対するコイルギャッ
プも焼入　　　　　１れ歪により南中方向で一定ではな
く、不均一焼入れとなる。

本発明は、同図にＳとして示す、例えば先端部に球状部
を持ち、当該球状部を山形Ｔ２における相対向する山腹
間に挿入して球面が両歯腹と同時接触可能な接触子Ｓを
用い、当該測定子Ｓを例えば第１図（ｂ）に示すように
加熱コイルＩｎに近接した直上位置に固定して加熱コイ
ルＩ　ｎの相対移動と同一の移動が可能であるように構
成しておき、上記歯形Ｔ２の焼入れに先立って接触子Ｓ
を両山腹と接触させつつ、この場合垂直方向である。

Ｚ軸方向へ数値制？ａｌｌデータに従って移動させる。

接触子Ｓは第１図（ｃ）にｔｏ、　　Ｌｌ、ｔ２．で小
ずように焼入れ歪に倣って移動する。この移動時に接触
子Ｓが１１貫く軌跡を、第１図（ｄ）に示すＸ、　　ｙ
、２の３軸における移動方向−−−−−一この場合は２
軸　−は固定軸と見做すことにより三次元的変位を二次
元的変位として検知し、時々刻々の２軸上所定（５’ｉ
、置−見做し原点０に対してそれぞれＸ軸およびｙ軸」
−で所定方向への−Ｆまたは一変位量に分−１４？シて
ａ１測し、当該Ｊ１測値をホストコンピュータへ位置デ
ータとして出力する。即ち、接触子Ｓの中心Ｃは移動に
従って変位するが、点Ｐが測定位置となり、接触子Ｓの
位置データＸ、ＹおよびＺそれぞれは、スタート時＝１
０ではＸ−０゜ｙ＝ｏおよび２＝０であり、時刻ｔ１で
はＸ＝α１、Ｙ＝β１および２＝０であり、また時刻Ｌ
２ではＸ−α２．　Ｙ−β２および２＝０である如く計
測される。（上記Ｚ−Ｏの意味は摺動子がスタート位置
から２軸上を数値データに従う移動するので、厳密には
位置データとして０ではないが、ｚ軸を固定軸と見做す
ので、移動の１１！ＩＬ跡上での変位量Ｚが０と云うこ
とである。）斯く位置データを二次元的変位１ｉＸ−’
Ｙとして計測すれば、当該位置データの入力されるホス
トコンピュータは容易に当該位置データを数値制御機構
に予め入力されている数値制御データが描くべき所定の
Ｕｔ跡と比較して差値を演算し得ることとなり、かつ当
該差値を記憶しておき、焼入れ装置に焼入れりＪ作実行
時の相対移動を差値で補正した適正コイルギャップを維
持する実行データで行わしめることが可１ｊヒとなる。

尚、イζＪ言ずれは、実施上は差１ｉｌ！Ｉか所定の許
容値を超える場合にのみ数値制御データを補正した実行
データで焼入れ装置を動作させることとなる。

第２図（ａ）および（ｂ）はＷ２として示す環状部材の
（９１１えは外周面に設りられでいるレース溝１−舒連
軌移４す１焼入れする場合の本発明方法適用例を示すも
のである。焼入れに先立ら回転テーブル［旨こ・代置さ
れる環状部材Ｗ２を故ｊＩ＋＋ｉ、制ｆＩＩｌｌデータ
により一回転−ヒしめ、その間に例えば２個の接触子Ｓ
１・Ｓ２が周端面およびレース溝り底面それぞれに接触
しつ”つ移動するにつれて固接触子Ｓ１・Ｓ２の変位の
合成からなる軌跡を、この場合には回動面一・・−ｙ軸
方向を固定と見做すことにより、Ｘ軸１′ｊよび２軸上
の変位として分解して計測し、位置データとする。従っ
て得られた位置データは当該部材Ｗ２の軸線Ｃが正確に
回転テーブルＢの）（回転中ｒｉ゛ｂ　ｌ一致Ｌ’ｌ）
４パ場合０偏′已゛量＝゛軸上変位量Ｘおよび水平面１
に対する載置の１頃斜度＝２軸上変位量Ｚとして計測さ
れるので、焼入れ時には焼入れ装置を上記位置データＸ
−Ｚを数値制御データと比較・演算して得られる差値て
数値制御データを補正した実行データにより動作せしめ
ることが可能となり、適正コイルギャップを維持する焼
入れが実施される。

第３図（ａ）〜（ｃ）はＷ３として示すヘリカルギヤを
焼入れする場合の本発明方法適用例を示すものである。

焼入れ対象歯形の焼入れに先立つで、数値制御データに
より所定のねじれ角をもつで斜行する相対移動を行わせ
、その間に例えば２個の接触子Ｓ３・Ｓ４を歯底と山腹
間とに接触させ、固接触子Ｓ３・Ｓ４の変位の合成から
なる軌跡を、第３図（ｂ）のようにＺ軸方向を固定軸と
見做してＸ軸およびｙ軸上の変位量Ｘ−Ｙにそれぞれ分
解して計測するか、或いは第３図（ｃ）のようにｙ軸方
向を固定と見做してＸ軸および２軸上の変位量Ｘ−Ｚに
それぞれ分解して計測するかして位置データとする。従
って、上記いづれかのヵ、やオニ、ヨ７．−ヶ６ｏイ、
７．ッ、、７お２１．よ、　　　（焼入れ時の相対移動
を適正なコイルギャップを維持して行わしめることが可
能となる。

尚、付言するならば、いづれの場合においても、部材素
材の成形加工誤差も検知計測されるので、焼入れ実行時
の相対移動は成形加工誤差の宵す部材形状の現状をも含
めた位置データと数値制御データとの比較・演算により
得られた差値で補正された実行データによる動作となる
こと勿論である。

（第２発明の構成） 本願第２発明は上記第１発明の技術思想を実現するため
の装置に関するもので、その構成は、（１１ボストコン
ピュータと数値制御機構とを備えている誘導加熱焼入れ
装置において、 （２）加熱コイル近傍に設けられ当該加熱コイルととも
に部１オに対して相対移動する支承部材、（３）当該支
承部［オに保持されてＸ軸、Ｘ軸および２軸中のいずれ
かにあたる第１の軸方向へ滑動可能かつ当該ｉ７動を復
帰可能な第１プレート、（４）当該第１プレートに保持
されて上記第１の軸方向ど直行する何れか第２の軸方向
へ滑動可能かつ当該滑動を復帰可能な第２プレー１−１
（５）当該第２プレートに装着された単数または複数の
接触子、 （６）上記支承部材に枢着され滑動する第１プレートの
当該支承部材に対する変位量を計測可能な第１位置計測
器 （７）および上記第１プレートに枢着され滑動する第゛
　２プレートの当該第１プレートに対する変位置を計測
可能な第２位置計測器とからなり、（８）接触子を部材
に押圧接触せしめた状態で数値制御データに従って相対
移動する際に当該接触子が部材の形状に倣って滑動しつ
つ描く軌跡を第１位置計測器および第２位置計測器それ
ぞれが第１の軸方向の変位量および第２の軸方向の変位
量に分割して計測のうえホストコンピュータへ位置デー
タとして送出可能に設定してある ことを特徴とする焼入れにおける位置データセンサーユ
ニットにある。

（第１の実施例） 本発明をその一実施例として示す第４図（ａ）〜（Ｃ）
に従って以下に詳述する。

第４図（ａ）（よＸ軸方向およびｙ軸方向の位置データ
を得る場合に使用する本発明実施例位置データセンザー
ユニッ１．　ｓ　ｕ　ｘ　ｙの平面図、（ｂ）は正面図
、（ｃ）は右側面図である。当該５Ｏｘｙば、例えば、
加熱コイルＩｎが取り付けられるコイル取り（−１け板
りの加熱コイルＩｎ取り付は位置の斜め上方に一辺を固
定され他辺を水平に維持する５字形の支承部材１、当該
支承材１の水平にのびる他辺の前部下面にその上面が固
定されている固定プレート２１と可動プレート２２とで
対になっている第１プレート２、当該第１プレート２の
可動プレート２２下面に固定された中間プレート３、当
該中間プレート３の下面にその上面が固定されている固
定プレート４１と可動プレート４２とで対になっている
第２プレート４、当該第２プレート４の可動プレート４
２下面に固定された［妾触機構保持プレート５、接触子
支持部材６およ（、、’ｌ−’ｆＭ　Ｍ’ｊ’　Ｓ　ｈ
”ｂ　Ａ　６　ａ上記第１プレート２の固定プレート２
１と可動プレート２２との間にはスラストベアリング２
３が介挿されており、固定プレート２１は可動プレート
２２がスラストベアリング２３によりコイル取り付は坂
りと平行する水平方向−ｙ軸方向へ滑動可能に上記支承
部材１に固定される。しかし当該Ｘ軸方向への滑動は、
たとえば支承部材ｌの滑動方向に平行する側端面に固着
されて左右に張り出している腕金具１１・１１それぞれ
の先端部に設けられている係止金具１２・１２と可動プ
、レート２２の上記と同−側端面中央に設けられている
係止金具２４との間に係挿され所定ばね常数を具えた引
張ばね２５・２５それぞれにより引き戻しが可能とされ
ている。

また上記第２プレート４の固定プレー１−４１と可動プ
レート４２との間にもスラストベアリング４３が介挿さ
れており、固定プレート４１は可動プレート４２がスラ
ストベアリング４３によりコイル取り付は板りと直交す
る水平方向＝Ｘ軸方向へ滑動可能に上記中間プート３に
固定される。し　　　　　゛かし当ｒＫｘ軸方向への滑
動は、例えば中間プレート３の滑動方向に平行する側端
面に固着されて固視左方に張り出している腕金具３１の
先端部に設けられている係止金具３２と可動プレート４
２の上記と同−側端面中央に設けられている係止金具４
４との間に係挿され所定ばね常数を具えた引張ばね４５
により引き戻しが可能とされている。

当該第２プレート４が上記第１プレート２のように、′
昌動双方向それぞれに対する引き戻し用引張′Ｉね２５
・２５を具えず、一方向に対する引き戻し用引張ばね４
５のみである理由は、位置データ検出時、ｔＱ　′ｋＪ
ｉ子Ｓが部材Ｗに相寄ってこれと押圧＋Ｆ（’　Ｉ′Ｉ
Ｊ！するにあたって当該引張ばね４　＋］を十分伸張状
態となし、引き戻し可能となすからである。

１泥中間ブレ　ｌ・３のｙ軸方向に沿う側ｔ′Ｉ；Ｉ１
１面所定位置には鉤形の当板３３がその板面をｙ軸に対
して垂直面となる如く固着されており、また支承部１，
１１の所定位置に設げられて上記当板３３に相対向する
位置関係を頴７持する支持腕１３には第１位置計測ニア
ｙ−例えばマグネスケールや差すＪトランス等位置変位
を電気的に計測可能な計測器がその検出子７１ｙの先端
を当板３３に直角に当接する如（装着される。

上記接触機構保持プレート５のＸ軸方向に沿う側端面所
定位置にも鉤形の当板５１がその板面をＸ軸に対して垂
直面となる如く固着されており、また中間プレート３の
所定位置に設けられて上記当板５１に相対向する位置関
係を維持する支持腕３４には第２位置計測器７ｘがその
検出子７１ｘの先端を当板５１に直角に当接する如く装
着される。

前記第１位置計測器７ｙおよび上記第２位置計測器７ｘ
それぞれは計測値をホストコンピータへ出力するように
設定されている。

上記接触子支持部材６は第１腕部６１と第２腕部６２と
接触子ホルダ６３とから（■成されており、上記第１腕
部６１は一端が加熱コイル■Ωのり一ドＲ直上所定位置
にある如く、他端を接触機構保持プレート５の下面に着
脱可能に装着され、上記　′第２腕部６２は第１腕部の
リードＲ直上位置からり−ドＲ方向へ垂下する如く一端
が着脱可能に装着され、他端には接触子ホルダ６３を１
葛垂する。

上記接触子ボルダ６３は接触子Ｓの基部を保持してリー
トＲに平行して伸延する先端部が加熱コイル−ｎ直上所
定位置にある如く構成しである。

（第３発明の構成） 而して本願第３発明は上記接触子Ｓに関するものて、そ
の要旨は （１１本願第３発明の構成において第２プレートに装着
される小数または複数の接触子は、 （２）当該Ｉ妾触子を位置データが適切に検知可能な形
状とするとともに、 （３）加熱コイルに近接した所定位置にあって上記形状
に応して加熱コイルが適正コイルギャップを維持する位
置に対応した位置で部材に押圧接触可能に配設される ことを特徴とする焼入れにおける位置データセンサーユ
ニットにある。

当該第３発明を以下に挙げる例によって解説す）１、　
　　　　る。

乃 例えは本実施例が前記第１図に示す歯形部材Ｗ■の］」
コ底焼入れ用加熱コイルＩｎを備えていて、接触子Ｓが
図示の如く球形のヘッドｓｈとなっているので、当縞ヘ
ッドｓｈの球面が相隣る歯底に押圧接触することとなり
、計算上球面が相隣る歯底に接触状懇にある場合に加熱
コイルＩｎが歯底および相隣る歯底それぞれと適正コイ
ルギャップを維持するようにＦ記法形の直径と接触子ホ
ルダ６３に保持されて伸延する長さとが所定の如く設定
されている。ＲｒＪち、ヘッドｓｈの球面先端は加熱コ
イルＩｎの先端よりも後方位置にあり、第４図（ａ）に
Ｔとして示す間隙が適正コイルギャップとなるように設
定される。

これに反して、例えば第２図の８２として示すような先
端に球形のヘッドｓｈを備えていない１妾触子Ｓでは、
当該接触子Ｓの先端は加熱コイルＩｎの先端より前方へ
所定長さ伸延してレース溝底しに押圧接触し、当該伸延
長さが部材Ｗ２のレース溝りの溝底に対する適正コイル
ギャップに相当するように設定されなければならない。

また、接触子Ｓは相対移動方向線上で加熱コイルＩｎに
近接配置すると、適正位置データを検出可能となる。当
該実施例では、Ｚ軸が見做し固定軸＝」１１スＩＦン動
方向線であるので、加熱コイルＩｎ直上に配設するよう
にしている。

（第・１発明の構成） ：ｉ：た、本願第４発明は上記それぞれの位置計測器の
計測原点設定に閏するもので、その要旨は、（１）本願
第２発明の構成における第１位置計測器・第２位置計測
：：■それぞれの原点設定機ｔＡＮとして、（２）第１
位置計測器の原点設定機構が上記支承部材に固定された
保持部材に保持される前進・後退運１す１機１１′＋Ｙ
であって、当該前進・後退運りＪ機構のロッ（′の前進
位置が上記第１プレートを上記支承部材に対して第１の
軸方向のいずれか一方側へ所定ｍ８１１だけ変位可能、 （３）第２位置計測器の原点設定機構が上記第１プレー
Ｉ・に固定された保持部材に保持される前進・後退運動
機構であって、当該前進・後退運動機構のロッドの前進
位置が上記第２プレー１−を上記第１プレートに対して
第１の軸方向のいずれか一方側一・所定距離だけ変位可
能に構成するとともに、（４）上記変位位置がそれぞれ
の位置計測器の計測エリアにおけるいずれか一方端・変
位が解除されているそれぞれのプレートの位置がそれぞ
れの位置計測器の計測エリアの略中央となる如く構成し
、（５）当該位置をそれぞれの位置計側器の計測原点に
設定することによりそれぞれの軸上における何れの方向
の変位量も計測可能とした ことを特徴とする焼入れにおける位置データセンサーユ
ニットにある。

本願第４発明を第５図に従って説明する。原点設定機構
は位置データセンサーユニット本体構成を示す第４図に
同時記載すると固視に錯綜を来すので、第５図として別
掲するものである。

支承部材ｌの上面所定位置にはＬ字状の保持部材８１ｙ
の一方辺の一端が固定されており、その他方辺は第１プ
レート２の可動プレート２２のｙ軸移動方向いずれか一
方の側端面から所定間隔を隔てた位置まで下垂していて
、先端にシリンダ等の直線運動装置８ｙを保持している
。当該直線運動装置８ｙはそのロッド８２ｙをｙ軸に沿
って前進・後退させ、前進時には先端を可動プレート２
２１ＪＩ１１端面に当接して当該可動プレート２２を所
定だけ（［≧方側−・押しやることが可能に構成しであ
る。

ｕＩＪち、可動プレート２２はロッド８２ｙの前進時に
は固定プレート２１と位置ずれ状態にある。而して後述
する位置検出開始前に直線運動装置８ｙの１−７ツｌ”
　８２　ｙを前進としておき、接触子Ｓが部材の所定焼
入れ局部方向へ相対移動して部けと接触した時点て直線
運動装置８ｙが自りＪ的に動作してロツ１８２ｙを後退
とするように設定することは公知Ｔ段°ζ構成可能であ
る。従って第１位置計測＋’ｓ’；’ｊ　７　’ｊの計
測エリアの一方端をロッド８２ｙ前進位置にＪ）わせ、
ロッド８２ｙの後退によって固定プレート２１と可動プ
レート２２との位置ずれが解除された状態で接触子Ｓが
さらに前進して部材と和分押圧接触して停止した時点（
前記第３発明で説明した〃ロタ１シコイルＩｎが適正コ
イルギャット１　　　　　　プをとる位置）で、可動フ
ッ−ト２２が固定プレ゛１−１．２Ｎ、：対、７略重な
り合い、同時０．計測器１゜アのｏ１３中央位置におい
てｙ軸方向でフリーの状態となるように設定可能である
。このフリーの状態を第１位置計測器７ｙの計測原点に
設定する。

また、中間プレート３にもコイル取りつけ仮りに面する
側端面所定位置に図では見えないＬ字状の支承部材８１
ｘの一方辺の一端が固定されており、その他方辺は第２
プレート４の可動プレート４２の側端面から所定間隔を
隔てた位置まで下垂していて、先端に直線運動装置８Ｘ
を支承している。当該直線運動装置８ｘはそのロッド８
２ｘをＸ軸に沿って前進・後退させ、前進時には先端を
可動プレート４２側端面に当接して当該可動プレー　ｌ
−４２を所定だけ加熱コイル方向へ神しやることが可能
に構成しである。即ち、可動プレー１−４２はロッド８
２ｘの前進時には固定プレー１−４１と位置ずれ状態に
ある。而して後述する位置検出開始時に直線運動装置８
ｘのロッド８２ｘを前進としておき、接触子Ｓが部材の
所定焼入れ局部方向へ相対移動して部材と接触した時点
て直線運動　　　　　１装置８ｘが自動的に動作してロ
ッド８２ｘを後退とするように設定することは公知手段
で溝底可能である。従って第２位置計測器７ｘの計測エ
リアの一方端をロッド８２ｘ前進位置にあわせ、ロッド
Ｒ２Ｘの後退によって固定プレート４１と可動プレート
４２との位置ずれが解除された状態で接触７−５がさら
に前進して部材と十分押圧接触して停止した時点（加熱
コイルＩｎが適正コイルギャップをとる位置）で可動プ
レート４２が固定プレート４１に対して略重なり合い、
同時に計測エリアのｆｉｌｌ：中央位置においてＸ軸方
向でフリーの状態となるように設定可能である。このフ
リーの状態を第１位置計測器７ｘの計測原点に設定する
。

尚、第５図に８３ｙ・８３ｘとして示すのは、第１位置
計測器７ｙおよび第２位置計測器７ｘの計測原点が計測
エリアの略中間位置にくるようにするため、支承部材１
および中間プレート３それぞれに装着した可動プレート
′２２および４２それぞれの位置ずれ喰を規制するスト
ッパである。

次に、本実施例位置データセンサーユニット５Ｕｘｙを
用いて所定焼入れ局部の焼入れに先立ち当該局部の位置
データを求める場合を以下に述べる。

まず、数値制御データに従う部材Ｗと加熱装置との相対
移動により、接触子Ｓを所定焼入れ局部の一方端に対向
する位置につかしめる。次いで直線運動装置８ｙ・８ｘ
それぞれのロッド８２ｙ・８２ｘを前進状態としておき
、部材Ｗと接触子Ｓとを相寄る方向に移動させ、両者を
十分押圧接触状態とする。この状態では、接触子Ｓは部
材Ｗに対して上述の如く加熱コイル［ｎ３Ｊ正コイルギ
ヤツプを維持可能な位置関係を保持していることなり、
かつ直線運動装置８ｙ・８ｘそれぞれのロッド８２ｙ・
８２ｘは後退して第１プレート２における固定プレート
２１と可動プレート２２および第２プレート４における
固定プレート４１と可動プレート４２それぞれはｙ軸方
向およびＸ軸方向でフリーの状態にあり、針側上の原点
設定がなされる。この状態において、当該焼入れ局部の
一方α１：１から他方端まで部材Ｗと加熱装置とを数値
制御データに従って相対移動せしめる。この間、接触子
Ｓは可動プレート２２および４２がｔｒ！を動可能かつ
？ｎ　ＩＪからｉ夏帰可能となっているので、局部の形
状に倣ったりＬ跡を１６１きつつ移動し、当該軌跡は第
１プレート２の可動プレート２２の出動の方向−即ちｙ
軸上の士とｌ音Ｕｓの長さが、可動プレー１〜２２と一
体となって移動する中間プレート３に固定した当板、′
３３に検出子７１ｙを当１妄させている第＋　１ｉχ置
訓測器７ｙにより、また第２１し〜ト４の可促１プレー
ト４２の７：’ｆ　勅の方向−−−−１！ＩＩ　′ｔ３
Ｘ軸上の１と１１１動の長さが１■勤プレー１〜１１２
と一体となってしｖノする接触機構保持プレート５に固
定した当ＪＪ、シ５１に検出子７１Ｘを当接させている
第２位置計測ニア×により分割計測されることとなる。

ぞ！１．故、第２位置計測器・第２位置計測器それぞれ
か計測する：ｉｔ　／ＩＩｉ埴茫位置データどしてホス
トコンピュ　ター、出力される。当該位置データが入力
す乙ホストコンピュータは数値制御機構に予め入力され
ている数値制御データと比較・演算して差１・・、　　
　Ｉａ　＠　Ｗ　ｆＢ　”Ｔ　ｆ：＝　Ｔ　；ｊ６　Ｑ
　’Ｊ　Ｗｂ　Ｎ　ｌ“”゛“’ｆ　Ｗｍｊ　［Ｅｌ］
　’ｉ：ｉＪａ　７Ｌる場合には、焼入れ実行時の数値
制御データを差値でした実行データで実施することが可
能となる。

（第２の実施例） 第６図は本発明をＸ軸方向之Ｚ軸方向との変位計を計測
する場合に適用した実施例位置データセンサーユニット
ＳＵｘ　ｚを示す。

当該実施例では、支承部材１はコ字状に形成されていて
、当該支承部材１のコイル取り付けＪｆｆｌＤへの取り
付は辺に対向する辺の例えば外側面に９止して示すＺ軸
上をｌｒ！Ｉ動する第３プレートが保持される。当該第
３プレート９は前記第１・第２プレート２・４と同様に
固定プレート９１、可動プレート９２および両プレート
９１・９２間に介挿された図上では現れていないスラス
トへアリング９３とからなり、固定プレート９１は可動
プレート９２が２軸方向へ滑動可能となるよう支承部材
１に保持される。７ｚは可動プレート９２の２軸方向の
滑動量を検知するための第３位置計測器、１３は第３位
置計測器７ｚを支承部材１に支持する支持腕、３３は可
動プレート９２に固定された検出子７１ｚの先端が当接
する当板である。中間プレートは端面視り字形の連結部
材３５となっていて、第３プレート９の可動プレート９
２に一方辺が固定され、他方辺に第２プレート４を保持
する。第２プレート４は４２がＸ軸方向へ滑動可能とさ
れている第４図のものと全く同一であり、当該第２プレ
ート・のＸ軸方向の滑動を検知するための構成も第４図
の場合と異なるところはない。その他第４図と同一記号
番号が付された部材は同一部材であり、その作用も同一
である。また、図示しない原点設定機構は各プレートの
滑動軸方向に対応して設けられる。

上述の構成から明らかな如く、第２の実施例位置データ
センサーユニットＳＵｘ　ｚは第１の実施例位置データ
センザーユニツ）ＳＵｘ　ｙにおける第１プレー１２を
第３プレート９で置き換えた構成であって、第３プレー
ト９−第１プレート２＝第（の軸方向へ滑動可能なプレ
ートと云いうるちので、基本構成上は共通する構成であ
る。

（其の他の実施例） 前記第１の実施例ではＺ軸を固定軸と見做してＸ軸・ｙ
軸方向の変位量を計測する位置データセンサーユニット
ＳＵｘ　ｙを、また上記第２の実施例ではｙ軸を固定軸
と見做してＸ軸・Ｚ軸方向の変位量を計測する位置デー
タセンサーユニット５Ｕｘｚを示したが、第２の実施例
における第３プレート９と第１の実施例における第１プ
レート２とを組み合わせることにより、Ｘ軸を固定軸と
見做してｙ軸・Ｚ軸方向の変位量を計測する位置データ
センサーユニット５Ｕｙｚを構成可能なこと勿論である
。

また上記第１の実施例では、中間プレート３と接触機構
保持プレート５とを用いた構成例を示して説明したが、
中間プレー１−３および接触殿ｆ、７．保持プレート５
それぞれは必ずしも設ける必要はない。即ち、第１プレ
ー１−２の可動プレート２２の下面に第２プレート４の
固定プレ−ト４１の上面を直接固着するように構成し、
また第２プレート４の下面に直接接触子支持部材６を装
着するようにして接触機構保持プレート５を省いてもよ
い。

この場合中間プレート３に固定していた腕金具３１、当
板３３．第２位置計測器７Ｘを支持する支持腕３４およ
び直線運動問ｔ；４８ｘを保持する保持部Ｌｌ’　８１
　ｘ等は第２プレート４の固定プレート４１に装置する
こととなる。

さらに上記第１の実施例および第２の実施例では、第２
プＬ−−１４を第１プし・−ト２または第３プレー１−
′］の下方に保持する構成をとっているが、こ丁１．に
固定されるものてはなく、部［オＷと当該位置チー・タ
ヒンザーユニットＳＵとのｔ目者乙移動方向に応した関
１系上から選ＩＲＬで、設定位置を何れどしてもよい。

ただし、接触子支持部）７１６は下方に位置ずコプレ−
１に取り付けられる。

また、接触子支持部材６の構成は上記第１の実施例ｑｖ
第２の実施例に図示される構成に限定されるものではな
く、かつ直線状の腕部材やその複数本の組合せに限定さ
れるものでもでもない。部材および当該部材の所定焼入
れ局部の形状に応じて計測し易いように、直線状または
曲線状の腕部材）：　　　　　　を単数あるいは複数適
宜組合せて使用することが□（好よ、い。

（第２〜第４発明の作用） 上述の如く、本願第２〜第４発明は第１発明の技術思想
を実現する具体的手段である位；渓データセンサーユニ
ットの構成として、移動方向を見做し固定軸とし、かつ
互いに直交する軸方向に滑動かつ滑動を復帰可能なプレ
ー１−を備えることにより、当該プレートに装着され部
材Ｗに押圧Ｉ妾触伏態とした接触子Ｓが数値制御データ
に従う三次元的相対移動する際、局部の形状に倣って描
く軌跡を二次元的にコイルギートツプの適正維持に必要
な二軸方向の変位として分解して計測することを可能と
する。接触子Ｓは部材Ｗおよび局部の形状に応じて選択
された形状のものが使用され、かつ当該形状に応じて加
熱コイルＩｎとの関係において所定の如く配設されるよ
うにしであるので、接触子Ｓを部材Ｗに押圧接触状態と
すると加熱コイルＩｎは自動的に適正コイルギャップを
維持可能な位置をとることとなる。また、二軸方向の変
位として分解して計測する位置計測器７それぞれの計　
　　　：測原点は接触子Ｓを部材Ｗに押圧接触状態とす
ると自動的に当該位置計測器７それぞれ計測エリアのｌ
１ｔｊ中央にある如く構成されているので、各軸上の何
れの方向の変位も検知しうる。

斯くして位置データセンサーユニットｓＵで計１則され
た計測値はホストコンピュータへｕｌｌＷ（７）所定焼
入れ局部の現状形状かつ部材と加１（キコイルとの相対
的現況を把握した位置データとして入力さり、ることと
なり、ホストコンピュータでは当該位置データを数値制
御機構に予め入力されている故１直制御データとの比較
・演算が極めて容易となり、その結果位置データと数値
制御データとの差値か所定許容範囲を超える場合には、
焼入れ時の焼入れ装置を上記差値によって数値制御デー
タを補正した実行データで動作させ、所定焼入れ局部・
＼の通ｉＪ−コ、イルギートツプを維［、テした焼入れ
が実施し・うる。

（発明の効果） 本発明分実施ずコごとにより、部材の所定焼入れ局部に
゛ついての既焼入れ部の焼入れ歪の２響、焼入れ定位置
に載置あるいは１果持される筈の部材の位置ずれおよび
部１オ自体の形状成形加工誤差を確実に把握可能となり
、これによって数値制御ｔ１ｕ構に予め入力されている
数値制御データに従う部材の現状に不適切で一方的な相
対移動が回避され、従って常に適正コイルギャップを維
持する焼入れをなすことが保証されることとなるので、
焼入れ工程に安心して数値制御を完全導入しうろことと
なり、遅れていた完全自動化による精密焼入れが実現さ
れるという顕著な効果を漂ず。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜第３図（ｃ）は本発明方法の原理を説明
するための図であって、第１図（ａ）は焼入れ歪と本発
明方法との関係を示す♀ｉ）視図、第１図（ｂ）〜（ｄ
）は二軸方向を固定軸と見做した場合のそれぞれ部材と
接触子との位置関係を示す側面図・模式的平面図および
三次元空間における計測軸方向を示す線図、第２図（ａ
）〜（ｃ）はｙ軸方向を固定軸と見做した場合のそれぞ
れｇ＋＋祠と接触子との位置関係を示す側面図・模式的
平面図および模式的（μｍ面を示す線図、第３図は見（
Ｍ！！し固定軸が曲線状である場合のそれぞれ部材と接
１１１ｉ！子との位置関係を示す斜視図　２軸方向を固
定軸と見做した三次元における４測軸方向を示す線図お
よびｙ軸方向を固定軸と見做した三次元における計測軸
方向を示す線図、第４図Ｃａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発
明位置データセンサーユニットの第１の実施例を示す平
面図・正面図および右側面図、第５図は本発明位置デー
タセンサーユニットにおける原点設定機構を示す斜視図
、第６図は本発明位置データ七ンナ〜ユニットの第２の
実施例を示す側面図である。 Ｓ　ＩＪ　ｘ　ｙ、　　Ｓ　Ｕ　ｘ　ｚ　　−位置デー
タセンサーユニット Ｉ　ｎ−−−−・−−一−−−−−−−−−−−〜−−
−−−−−一加熱コイルＳ、３１．Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４−
−−一接触子１　、　−−−−−−−−−−−一一−−
−−−支承部材２、　　（９）　−−、−−−−−、、
−一−第１プレート　（第３プレート） （Ｊｊ　　　　　　　４””−’−”’−””−”’−
’−”−””’−’−”−第２プレート７　ｘ、　　？
　ｙ、　　７　ｚ−−−−−−−−一第１．第２および
第３位置計測器 ８　ｘ　、　　８　ｙ−−−−・−−−−−〜　＝−前
進・後退運動機構８２　ｘ　、　　８２　ｙ−−−−ロ
ッド特許出願人　高周波熱錬株式会社 代理人・弁理士　小　林　　イＩｐ 第　１　図　（０ 第１　図　（ｄ） 第　２　図　（０） ７３　図　（α） 第３図（ｂ）　　第３図（Ｃ） 第４図（α）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）部材の単数または複数の所定局部を誘導加熱により
   移動焼入れする場合において、焼入れ装置に数値制御機
   構とホストコンピュータとを備えるとともに、加熱コイ
   ルに近接して当該加熱コイルとともに相対移動しつつ部
   材と接触を維持可能な単数または複数の接触子を設け、
   所定局部の焼入れに先立つて上記接触子を当該所定局部
   に接触させて予め入力されている数値制御データに従う
   相対移動を行わせ、当該相対移動時の移動方向を固定軸
   と見做し、部材の形状に倣つて移動する接触子が描く軌
   跡を三次元軸上における上記見做し固定軸に対するいず
   れか二軸上の変位に分解してそれぞれ計測のうえ、上記
   ホストコンピュータへ位置データとして入力することに
   より、所定局部の焼入れが当該位置データと数値制御デ
   ータとの比較・演算から得られる差値で補正された適正
   コイルギャップを維持する実行データにより実施可能と
   したことを特徴とする焼入れにおける位置データ検出方
   法。 ２）見做し固定軸が他の二軸に対して直角を維持するや
   否やを問わず、かつ直線・曲線の如何を問わないことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の焼入れにおける
   位置データ検出方法。 ３）ホストコンピュータと数値制御機構とを備えている
   誘導加熱焼入れ装置において、加熱コイル近傍に設けら
   れ当該加熱コイルとともに部材に対して相対移動する支
   承部材、当該支承部材に保持されてｘ軸、ｙ軸およびｚ
   軸中のいずれかにあたる第１の軸方向へ滑動可能かつ当
   該滑動を復帰可能な第１プレート、当該第１プレートに
   保持されて上記第１の軸方向と直行する何れか第２の軸
   方向へ滑動可能かつ当該滑動を復帰可能な第２プレート
   、当該第２プレートに装着された単数または複数の接触
   子、上記支承部材に枢着され滑動する第１プレートの当
   該支承部材に対する変位量を計測可能な第１位置計測器
   および上記第１プレートに枢着され滑動する第２プレー
   トの当該第１プレートに対する変位量を計測可能な第２
   位置計測器とからなり、接触子を部材に押圧接触せしめ
   た状態で数値制御データに従つて相対移動する際に当該
   接触子が部材の形状に倣つて滑動しつつ描く軌跡を第１
   位置計測器および第２位置計測器それぞれが第１の軸方
   向の変位量および第２の軸方向の変位量に分割して計測
   のうえホストコンピュータへ位置データとして送出可能
   に設定してあることを特徴とする焼入れにおける位置デ
   ータセンサーユニット。 ３）ホストコンピュータと数値制御機構とを備えている
   誘導加熱焼入れ装置において、加熱コイル近傍に設けら
   れ当該加熱コイルとともに部材に対して相対移動する支
   承部材、当該支承部材に保持されてｘ軸、ｙ軸およびｚ
   軸中のいずれかにあたる第１の軸方向へ滑動可能かつ当
   該滑動を復帰可能な第１プレート、当該第１プレートに
   保持されて上記第１の軸方向と直行する何れか第２の軸
   方向へ滑動可能かつ当該滑動を復帰可能な第２プレート
   、上記支承部材に枢着され滑動する第１プレートの当該
   支承部材に対する変位量を計測可能な第１位置計測器、
   上記第１プレートに枢着され滑動する第２プレートの当
   該第１プレートに対する変位量を計測可能な第２位置計
   測器および上記第２プレートに装着される単数または複
   数の接触子からなり、当該接触子は位置データを適切に
   検知可能な形状とするとともに、加熱コイルに近接した
   所定位置にあつて上記形状に応じて加熱コイルが適正コ
   イルギャップを維持する位置に対応した位置で部材に押
   圧接触可能に配設されていることを特徴とする焼入れに
   おける位置データセンサーユニット。 ４）ホストコンピュータと数値制御機構とを備えている
   誘導加熱焼入れ装置において、加熱コイル近傍に設けら
   れ当該加熱コイルとともに部材に対して相対移動する支
   承部材、当該支承部材に保持されてｘ軸、ｙ軸およびｚ
   軸中のいずれかにあたる第１の軸方向へ滑動可能かつ当
   該滑動を復帰可能な第１プレート、当該第１プレートに
   保持されて上記第１の軸方向と直行する何れか第２の軸
   方向へ滑動可能かつ当該滑動を復帰可能な第２プレート
   、当該第２プレートに装着された単数または複数の接触
   子、上記支承部材に枢着され滑動する第１プレートの当
   該支承部材に対する変位量を計測可能な第１位置計測器
   、上記第１プレートに枢着され滑動する第２プレートの
   当該第１プレートに対する変位量を計測可能な第２位置
   計測器および上記第１位置計測器・第２位置計測器それ
   ぞれの原点設定機構とからなり、第１位置計測器の原点
   設定機構が上記支承部材に固定された保持部材に保持さ
   れる前進・後退運動機構であつて、当該前進・後退運動
   機構のロッドの前進位置が上記第１プレートを上記支承
   部材に対して第１の軸方向のいずれか一方側へ所定距離
   だけ変位可能、第２位置計測器の原点設定機構が上記第
   １プレートに固定された保持部材に保持される前進・後
   退運動機構であつて、当該前進・後退運動機構のロッド
   の前進位置が上記第２プレートを上記第１プレートに対
   して第１の軸方向のいずれか一方側へ所定距離だけ変位
   可能に構成するとともに、上記変位位置がそれぞれの位
   置計測器の計測エリアにおけるいずれか一方端・変位が
   解除されているそれぞれのプレートの位置がそれぞれの
   位置計測器の計測エリアの略中央となる如く構成し、当
   該位置をそれぞれの位置計測器の計測原点に設定するこ
   とによりそれぞれの軸上における何れの方向の変位量も
   計測可能としたことを特徴とする焼入れにおける位置デ
   ータセンサーユニット。