JP2001335840A

JP2001335840A - 棒状ワーク焼入用ワーク支持装置とこれを用いた移動焼入機

Info

Publication number: JP2001335840A
Application number: JP2000157656A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Koyama; 雅行小山; Sakae Okude; 栄奥出; Atsushi Ito; 淳伊藤; Hideki Hashiguchi; 英樹橋口; Yasufumi Nakai; 靖文中井; Hidekazu Kojima; 英員小島; Yoshiyuki Uenishi; 好幸上西
Original assignee: Fuji Electronics Industry Co Ltd
Current assignee: Fuji Electronics Industry Co Ltd
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2001-12-04

Abstract

(57)【要約】【目的】棒状ワークＷの外面を一端から他端まで全長
にわたって移動焼入する。棒状ワークＷの端部を焼入す
るときのワーク振動を抑え、焼入品質を改善する。【構成】棒状ワークＷの両端部を、センターピンが内
蔵されたチャック式のワーク支持機構２０，２０により
支持する。ワーク支持機構２０，２０は、いずれも、棒
状ワークＷの端部を把持して回転させるチャックユニッ
ト２３と、チャックユニット２３の回転中心位置に設け
られたセンターピン２４とを有する。チャックユニット
２３は、センターピン２４に対して独立に軸方向に駆動
される。棒状ワークＷの一方の端部を焼入するときは、
その一方の端部を一方のセンターピン２４で支持し、他
方の端部を他方のチャックユニット２３で支持する。棒
状ワークＷの他方の端部を焼入するときは、その他方の
端部を他方のセンターピン２４で支持し、一方の端部を
一方のチャックユニット２３で支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、棒状ワークの外面
を焼入する焼入機に使用されるワーク支持装置に関し、
特に、ほぼ水平に支持された棒状ワークの外面を軸方向
に移動焼入する横移動式の移動焼入機に好適に使用され
るワーク支持装置、及びこれを用いた移動焼入機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】比較的大型の棒状ワークの外面焼入に
は、能率等の点から横移動式の移動焼入が多用されてい
る。この形式の移動焼入では、図４に示すように、棒状
ワークＷがワーク支持装置Ａ′によって水平に支持され
る。ワーク支持装置Ａ′は、ベッド１の上に固定された
一対の支持機構２，３を備えている。

【０００３】一方の支持機構２はピン形式で、センター
ピン２ａにより棒状ワークＷの一方の端面を中心部で回
転自在に支持する。また、他方の支持機構３はチャック
形式で、回転式のチャックユニット３ａにより棒状ワー
クＷの他方の端部外面を把持して周方向に回転させる。

【０００４】棒状ワークＷのセットが終わると、その棒
状ワークＷに加熱コイルＢ及び冷却ジャケットＣがセッ
トされ、この状態で棒状ワークＷをチャックユニット３
ａで回転させながら、加熱コイルＢ及び冷却ジャケット
Ｃをワーク軸方向に移動させる。移動中、加熱コイルＢ
は棒状ワークＷの外面の軸方向一部を誘導加熱する。ま
た、加熱コイルＢの移動方向後方に配置された冷却ジャ
ケットＣは、移動中、棒状ワークＷの加熱部外面全周に
焼入液を吹き付ける。

【０００５】これにより、棒状ワークＷの外面がワーク
軸方向の所定領域において移動焼入される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近は様々
な機器で小型化が図られており、機器内の外面焼入を必
要する棒状部品については短尺化が進められている。こ
の短尺化の結果、従来は両端部を除く部分に外面焼入が
施されていた棒状部品についても、両端部まで全長にわ
たって外面焼入が要求されるようになった。このような
要求に対し、図４に示された従来一般の移動焼入機は、
そのワーク支持装置Ａ′の構造に起因して、棒状ワーク
Ｗの両端部を焼入することは不可能である。

【０００７】即ち、上記のワーク支持装置Ａ′では、棒
状ワークＷの両端部がピン形式の支持機構２とチャック
形式の支持機構３との組み合わせで支持される。ピン形
式の支持機構２で支持されている端部は焼入が可能であ
るが、チャック形式の支持機構３で支持されている端部
は、そのチャックユニット３ａが加熱コイルＢや冷却ジ
ャケットＣと干渉するため、焼入が不可能である。

【０００８】この制約を取り除くために、本出願人は、
図５に示すように、棒状ワークＷの両端部を一対のチャ
ック式の支持機構３，３で支持し、中間部をローラ式の
サポート４，４で下方から回転自在に支持する構造のワ
ーク支持装置Ａ″を先に開発した（特願平７−３４５６
６７号）。これによると、支持機構３，３の一方でチャ
ックユニット３ａを棒状ワークＷから解放することが可
能になる。即ち、一方の端部を焼入するときは、他方の
側の支持機構３で端部を支持し、他方の端部を焼入する
ときは、一方の側の支持機構３で端部を支持するという
持ち替え操作が可能になる。このため、棒状ワークＷの
両端部を含む全長焼入が可能になる。

【０００９】しかし、この持ち替え可能な移動焼入機の
場合、棒状ワークＷの端部を焼入するときに、棒状ワー
クＷはサポート４，４で下方から支持されているとはい
え、その焼入側の端部は非拘束の自由端となる。このた
め、棒状ワークＷが長尺材の場合は、端部を焼入すると
きに振れが発生し、その端部の焼入品質が低下する懸念
がある。また、ローラ式のサポート４，４は、加熱コイ
ルＢ及び冷却ジャケットＣとの干渉を避けるために昇降
式であることが必要となり、ワーク支持装置Ａの構造を
複雑化させる原因になる。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、棒状ワークの両端部を含む全長焼入を可能に
し、しかも、端部焼入時に棒状ワークの振れを抑え、且
つ構造も比較的簡単な棒状ワーク焼入用ワーク支持装置
及びこれを用いた移動焼入機を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る棒状ワーク焼入用ワーク支持装置は、
棒状ワークの外面を焼入する焼入機に使用されるワーク
支持装置において、前記棒状ワークを両端面で回転自在
に支持する一対のセンターピンと、前記一対のセンター
ピンにより支持された棒状ワークの両端部を把持して回
転させると共に、前記一対のセンターピンに対して独立
にワーク軸方向に駆動される一対のチャックユニットと
を備えている。

【００１２】この構成によると、棒状ワークの両端部が
一対のセンターピンで支持されるので、一対のチャック
ユニットの一方を棒状ワークから解放することが可能に
なり、これによる両端部の持ち替えで、棒状ワークの両
端部を含む全長焼入が可能になる。即ち、棒状ワークの
一方の端部を焼入するときは、その一方の端部を一方の
センターピンで支持すると共に、他方の端部を他方のチ
ャックユニットで支持し、他方の端部を焼入するとき
は、その他方の端部を他方のセンターピンで支持すると
共に、一方の端部を一方のチャックユニットで支持す
る。

【００１３】端部以外の部分を焼入するときは、何れか
の支持形態を採用する。チャックユニットで支持される
端部の側でセンターピンを棒状ワークの端面から離反さ
せることにより、ワーク軸方向の伸びが吸収される。

【００１４】これに加え、センターピンとチャックユニ
ットとの組み合わせによる支持は、チャックユニットと
ローラ式サポートとの組み合わせるによる支持と比べ
て、棒状ワークを振れなく確実に支持でき、且つ構造も
簡単である。

【００１５】一対のチャックユニットは、各回転中心部
に一対のセンターピンをそれぞれ内蔵する構成が、構造
の更なる簡略化の点から好ましい。また、棒状ワークの
端部を放してその端部から遠ざかる方向へ後退したとき
に、センターピンの先端部をヘッド前方へ突出させる構
成が、棒状ワークの端縁まで確実に焼入できる点から好
ましい。

【００１６】また、本発明に係る移動焼入機は、本発明
に係る棒状ワーク焼入用ワーク支持装置と、ワーク支持
装置によって支持された棒状ワークの外面の軸方向一部
を加熱しながら、棒状ワークの軸方向に駆動される加熱
コイルと、加熱コイルの移動方向後方に配置され、加熱
コイルと共に棒状ワークの軸方向に駆動されて棒状ワー
クの加熱部外面を急冷する冷却ジャケットとを備えてい
る。

【００１７】この構成によると、棒状ワークの両端部を
含む全長焼入が可能になり、しかも、端部焼入時に棒状
ワークの振れが抑制され、且つ構造も比較的簡単にな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る移動
焼入機の側面図、図２及び図３は同移動焼入機の動作を
説明するための側面図である。

【００１９】本実施形態に係る移動焼入機は、図１に示
すように、水平に支持された棒状ワークＷの外面を軸方
向に順次焼入する横移動式の移動焼入機である。この移
動焼入機は、棒状ワークＷを水平に支持して回転させる
ワーク支持装置Ａと、ワーク支持装置Ａによって支持さ
れた棒状ワークＷの外面の軸方向一部を加熱する加熱コ
イルＢと、加熱コイルＢによって加熱された棒状ワーク
Ｗの外面を急冷する冷却ジャケットＣとを備えている。

【００２０】ワーク支持装置Ａは、ベッド１０の上に設
置された一対のワーク支持機構２０，２０を備えてい
る。一対のワーク支持機構２０，２０は、所定の距離を
あけて対向配置されており、それぞれの構造は共にセン
ターピン内蔵のチャック式であって実質同一である。

【００２１】即ち、一対のワーク支持機構２０，２０の
いずれも、中空構造の水平な回転軸２１を有している。
回転軸２１は、ベース１０の上に固定された駆動部２２
から正面に向かって突出しており、駆動部２２によって
軸方向に直進駆動されると共に周方向に回転駆動され
る。

【００２２】中空構造の回転軸２１の先端部には、環状
のチャックユニット２３が同心状に取付けられている。
チャックユニット２３は、棒状ワークＷの端部外面を把
持するために、周方向に配列された複数のチャック爪を
内蔵している。チャック爪は図示されていないが、チャ
ックユニット２３内で開閉駆動される周知構成のもので
ある。また、チャックユニット２３自体は、回転軸２１
の直進駆動及び回転駆動に伴って軸方向及び周方向に駆
動される。

【００２３】一方、中空構造の回転軸２１の内側には、
センターピン２４が同心状に設けられている。センター
ピン２４は、棒状ワークＷの端面を中心部で回転自在に
支持するために、駆動部２２から正面に向かって突出し
ており、且つ駆動部２２によって軸方向に直進駆動され
るが、この直進駆動は、回転軸２１及びチャックユニッ
ト２３の直進駆動とは独立に行われる。

【００２４】即ち、チャックユニット２３は、駆動部２
２によりセンターピン２４に対して独立に直進駆動され
る。具体的には、駆動部２２に最も接近した退避位置を
起点としてワーク支持位置に前進する。そして、チャッ
クユニット２３が退避位置にあるとき、ワーク支持位置
にあるセンターピン２４の先端部が、チャックユニット
２３の前方に十分な長さ、具体的には加熱コイルＢ及び
冷却ジャケットＣの合計長より大きい長さで突出する。
これにより、退避位置では、チャックユニット２３から
棒状ワークＷの端面までの間に、加熱コイルＢ及び冷却
ジャケットＣが収容可能となる。

【００２５】加熱コイルＢは、半開放鞍型コイルと呼ば
れる周知の誘導加熱コイルであり、棒状ワークＡに上方
からセットされて棒状ワークＷの上部外面を軸方向の一
部について誘導加熱し、且つ棒状ワークＷの軸方向に直
進駆動される。冷却ジャケットＣも周知のもので、加熱
コイルＢの移動方向後方に配置され、加熱コイルＢと同
期して棒状ワークＷの軸方向に直進駆動されると共に、
棒状ワークＣの外面全周に焼入液を噴射する。

【００２６】次に、本実施形態に係る移動焼入機の使用
方法及び機能について説明する。

【００２７】両方のワーク支持機構２０，２０でチャッ
クユニット２３，２３を退避位置に後退させる。この状
態で、センターピン２４，２４間に棒状ワークＷを支持
する。チャックユニット２３，２３の一方（図１では左
側）を退避位置に残し、他方（図１では右側）をワーク
支持位置に前進させて棒状ワークＷの他方の端部を把持
する。

【００２８】棒状ワークＷの他方の端部の把持が終わる
と、他方のセンターピン２４を後退させてもよいが、ワ
ーク支持位置にそのまま残してもよい。他方のセンター
ピン２４を後退させた場合は、後の焼入での棒状ワーク
Ｗの軸方向伸びの吸収が可能になり、その曲がりが抑制
される。また、他方のセンターピン２４を使わずに、他
方の端部を把持することもできる。何れにしても、棒状
ワークＷは、一方の端面がセンターピン２４により回転
自在に支持され、他方の端部がチャックユニット２３で
把持された状態となり、一方のセンターピン２４は、先
端部が一方のチャックユニット２３内を通ってその前方
に大きく突出した状態となる。

【００２９】このようにしてワークセットが終わると、
加熱コイルＢ及び冷却ジャケットＣをスタート位置、即
ち退避位置にある一方のチャックユニット２３と棒状ワ
ークＷの一方の端面との間にセットする。

【００３０】加熱コイルＢ及び冷却ジャケットＣのセッ
トが終わると、他方のチャックユニット２３を回転させ
て棒状ワークＷを回転させる。この状態で冷却ジャケッ
トＣに焼入液を供給しながら、加熱コイルＢ及び冷却ジ
ャケットＣを棒状ワークＷの他方の端部に向けて移動さ
せ、棒状ワークＷの一方の端部上に加熱コイルＢが到達
した時点から、加熱コイルＢに高周波電流を通じる。こ
れにより、棒状ワークＷの外面の移動焼入が、一方の端
部から開始される。

【００３１】棒状ワークＷの一方の端部の焼入が終わる
と、図２に示すように、一方のワーク支持機構２０でチ
ャックユニット２３を退避位置から前進させ、棒状ワー
クＷの一方の端部を把持する。この操作は、棒状ワーク
Ｗの他方の端部の近くまで焼入が終わった段階で行って
もよい。要は、棒状ワークＷの他方の端部の焼入を始め
るより前にこの操作を行う。この操作のとき、一方のチ
ャックユニット２３は、他方のチャックユニット２３と
同じ速度で回転させる。この操作により、棒状ワークＷ
は両端部が両方のチャックユニット２３，２３で把持さ
れた状態となる。

【００３２】この操作の後、一方のセンターピン２４を
後退させてもよいが、ワーク支持位置にそのまま残して
もよい。一方のセンターピン２４を後退させた場合は、
残りの焼入での棒状ワークＷの軸方向伸びの吸収が可能
になり、その曲がりの発生が抑制される。

【００３３】棒状ワークＷの一方の端部が一方のチャッ
クユニット２３で把持されると、図３に示すように、他
方のワーク支持機構２０でチャックユニット２３を開
き、退避位置に後退させる。他方のセンターピン２４に
よる支持が行われていない場合は、他方のチャックユニ
ット２３の後退に先立ち、他方のセンターピン２４で棒
状ワークＷの他方の端面を回転自在に支持する。これに
より、棒状ワークＷの両端部の持ち替えが完了する。

【００３４】そして、棒状ワークＷの他方の端部まで焼
入を行う。焼入が終了した段階では、加熱コイルＢ及び
冷却ジャケットＣは棒状ワークＷを通過するが、他方の
チャックユニット２３は退避位置に後退しているので、
加熱コイルＢ及び冷却ジャケットＣは他方のチャックユ
ニット２３と干渉することなく、棒状ワークＷの他方の
端面から他方のチャックユニット２３までの間に収容さ
れる。

【００３５】このように、本実施形態に係る移動焼入機
によれば、棒状ワークＷの両端部の持ち替え操作によ
り、その棒状ワークＷは一方の端部から他方の端部まで
全長にわたって移動焼入される。しかも、いずれの端部
を焼入するときも、焼入される側の端部はセンターピン
２４で支持され、反対側の端部はチャックユニット２３
で支持されるので、長尺の棒状ワークＷについても、図
４に示す従来一般の移動焼入機と同様、その振れが抑制
され、高い焼入品質が確保される。即ち、図５に示す従
来の持ち替え可能な移動焼入機による場合と比べて、棒
状ワークＷの振れが防止され、焼入品質が向上する。

【００３６】また、一対のチャックユニット２３，２３
に組み合わされるワーク支持手段として一対のセンター
ピン２４，２４を使用するので、図５に示す従来の持ち
替え可能な移動焼入機による場合と比べて装置構成が簡
単になり、特に本実施形態では、一対のセンターピン２
４，２４が対応するチャックユニット２３，２３の回転
中心部に内蔵されているので、その簡略化が顕著であ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の請求項１
に係る棒状ワーク焼入用ワーク支持装置は、棒状ワーク
を両端面で回転自在に支持する一対のセンターピンと、
一対のセンターピンに対して独立にワーク軸方向に駆動
される一対のチャックユニットとの組み合わせにより、
棒状ワークを支持して回転させるので、棒状ワークの両
端部を含む全長焼入を可能にする。しかも、棒状ワーク
を確実に支持できるので、棒状ワークが長尺の場合に
も、端部焼入時にワーク振動を抑え、その焼入品質を向
上させる。更に、装置構造の複雑化も抑制できる。

【００３８】本発明の請求項２に係る棒状ワーク焼入用
ワーク支持装置は、棒状ワークの両端部を持ち替える操
作により、棒状ワークの両端部を含む全長焼入をスムー
ズに行う。

【００３９】本発明の請求項３に係る棒状ワーク焼入用
ワーク支持装置は、一対のチャックユニットの各回転中
心部に一対のセンターピンをそれぞれ内蔵する構成を採
用したので、装置構造の複雑化を特に効果的に抑制でき
る。

【００４０】本発明の請求項４に係る棒状ワーク焼入用
ワーク支持装置は、チャックユニットを棒状ワークの端
部から放して遠ざけたときに、センターピンの先端部が
そのヘッド前方へ突出する構成を採用したので、棒状ワ
ークの端縁まで確実に焼入できる。

【００４１】また、本発明の請求項６に係る移動焼入機
は、本発明の請求項１、２又は３に係る棒状ワーク焼入
用ワーク支持装置を使用することにより、棒状ワークの
両端部を含む全長焼入を可能にし、しかも、端部焼入時
に棒状ワークの振れを抑制でき、更に、構造の複雑化も
抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る移動焼入機の側面図で
ある。

【図２】同移動焼入機の動作を説明するための側面図で
ある。

【図３】同移動焼入機の動作を説明するための側面図で
ある。

【図４】従来一般の移動焼入機の側面図である。

【図５】従来の持ち替え可能な移動焼入機の側面図であ
る。

【符号の説明】

Ａワーク支持装置Ｂ加熱コイルＣ冷却ジャケット１０ベッド２０ワーク支持機構２１回転軸２２駆動部２３チャックユニット２４センターピン

フロントページの続き (72)発明者伊藤淳大阪府八尾市老原４−16 富士電子工業株式会社内 (72)発明者橋口英樹大阪府八尾市老原４−16 富士電子工業株式会社内 (72)発明者中井靖文大阪府八尾市老原４−16 富士電子工業株式会社内 (72)発明者小島英員大阪府八尾市老原４−16 富士電子工業株式会社内 (72)発明者上西好幸大阪府八尾市老原４−16 富士電子工業株式会社内Ｆターム(参考） 3K059 AA09 AB09 AD39 CD72 4K042 AA14 BA10 DA01 DB01 DD02 DF02 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】棒状ワークの外面を焼入する焼入機に使
用されるワーク支持装置において、前記棒状ワークを両
端面で回転自在に支持する一対のセンターピンと、前記
一対のセンターピンにより支持された棒状ワークの両端
部を把持して回転させると共に、前記一対のセンターピ
ンに対して独立にワーク軸方向に駆動される一対のチャ
ックユニットとを備えたことを特徴とする棒状ワーク焼
入用ワーク支持装置。
【請求項２】前記棒状ワークの一方の端部を焼入する
ときは、その一方の端部を一方のセンターピンで支持す
ると共に、他方の端部を他方のチャックユニットで支持
し、他方の端部を焼入するときは、その他方の端部を他
方のセンターピンで支持すると共に、一方の端部を一方
のチャックユニットで支持することを特徴とする請求項
１に記載の棒状ワーク焼入用ワーク支持装置。
【請求項３】前記一対のチャックユニットは、各回転
中心部に前記一対のセンターピンをそれぞれ内蔵する構
成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の棒状
ワーク焼入用ワーク支持装置。
【請求項４】前記一対のチャックユニットは、棒状ワ
ークの端部を放してその端部から遠ざかる方向へ後退し
たときに、センターピンの先端部をヘッド前方へ突出さ
せる構成であることを特徴とする請求項１、２又は３に
記載の棒状ワーク焼入用ワーク支持装置。
【請求項５】前記焼入機は、ほぼ水平に支持された棒
状ワークの外面を軸方向に移動焼入する横移動式の移動
焼入機であることを特徴とする請求項１、２、３又は４
に記載の棒状ワーク焼入用ワーク支持装置。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５に記載の棒
状ワーク焼入用ワーク支持装置と、ワーク支持装置によ
って支持された棒状ワークの外面の軸方向一部を加熱し
ながら、棒状ワークの軸方向に駆動される加熱コイル
と、加熱コイルの移動方向後方に配置され、加熱コイル
と共に棒状ワークの軸方向に駆動されて棒状ワークの加
熱部外面を急冷する冷却ジャケットとを備えたことを特
徴とする移動焼入機。