JP2004169133A - High-frequency induction hardening device for constant velocity universal joint - Google Patents

High-frequency induction hardening device for constant velocity universal joint Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency induction hardening device for a constant velocity universal joint whose installation space is small and facility cost is low, and can perform high-frequency hardening of a plurality of kinds of constant velocity joints. <P>SOLUTION: The high frequency induction hardening device comprises a first hardening station 10 to harden outer circumferential surfaces of stem shaft portions w11 and w21 of works W1 and W2, an indexing station 20 to index the works W2 and W3, a second hardening station 30 to harden the inner surface of a cup part w12 of the work W1 and groove parts w22 and w32 of the works W2 and W3, a third hardening station 40 to harden the inner circumferential surface of a spline hole w31 of the work W3, a conveying mechanism 50, a high frequency power source 60, a current switching unit 70, a setting and inputting unit 80, and a sequence control unit 90. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の等速ジョイントをワークとし、ワークをその種類に応じて高周波焼入を行う等速ジョイント用高周波焼入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の駆動部品等として使用される等速ジョイント(CVJ: Constant Velocity universal Joints) には多種多様のものが製造開発されている。その代表的な種類として図8に示すものがある。同図(A)に示すワークW1は、タイヤホイールを直接駆動する上下・左右(首振り)自在である等速ジョイントである。同図(B)に示すワークW2は、ディファレンシャルに組み込まれたサイドギアに挿入される軸と一体のスライディング可能な等速ジョイントである。同図(C)に示すワークW3は、同図(B)と同一種類の等速ジョイントであるが、メス型のものである。
【0003】
等速ジョイントのうち応力の集中し易い部分には熱処理を行ってその部分の強度の強化が図られている。即ち、図8(A)に示すワークW1の場合、ステム軸部w11の外周面及びカップ部w12の内面、図8(B)に示すワークW2の場合、ステム軸部w21の外周面及びカップ部w24内の溝部w22、図8(C)に示すワークW3の場合、頭部w34内のスプライン穴w31及びカップ部w33内の溝部w32 に各々高周波焼入を施している。
【0004】
このような等速ジョイントの高周波焼入をする際には等速ジョイント用高周波焼入装置を使用するのが一般的である。ただ、焼入面の形状及び硬化層のパターンやその深さ等がワークの種類及び焼入箇所によって全く異なることから、各ワークのステム軸部w11、w21、溝部w22、w32 及びスプライン穴w31を個別に焼入れする専用装置が提供され、これを必要に応じて使用していた(例えば、特許文献1等参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−001493号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例による場合、複数種の等速ジョイントを焼入れするに当たり、何台もの専用装置が必要になり、これに伴って設置スペースが大きく設備コストも高いという問題が指摘されている。また、誘導加熱時に加熱コイルに供給すべき高周波電流の周波数が焼入箇所によって異なり、これに伴って複数台の電源が必要である。しかも熱処理工程の効率化を図るために、複数のワークを各専用装置に自動的に順次搬送させたりすることもあるが、このときには異なる専用装置において誘導加熱が同時に行われることもあり、これに伴って大容量の電源設備が必要になり、この点でも設備コストが高くなる。
【0007】
本発明は上記した背景の下で創作されたものであり、等速ジョイントを複数種にわたって高周波焼入をすることが可能であるにもかかわらず、設置スペースが小さく設備コストも安い等速ジョイント用高周波焼入装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解消するための手段】
本発明の等速ジョイント用高周波焼入装置は、等速ジョイントをワークとし、ワークをその種類に応じて高周波焼入を行う装置である。具体的には、ワークのステム軸部の外周面を焼入れする第1の焼入ステーションと、ワークのカップ部の内面及び/又はワーク内に形成された溝部を焼入れする第2の焼入ステーションと、ワーク内に形成されたスプライン穴の内周面を焼入れする第3の焼入ステーションと、ワークを各ステーションに搬送する搬送機構と、ワークの誘導加熱に必要な高周波電流を周波数可変可能に生成する高周波電源と、高周波電源から出力された高周波電流を各焼入ステーションに配置された加熱コイルに切り換え可能に出力するための電流切換部と、高周波焼入を行うワークの種類を設定入力するための設定入力部と、高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンがワークの種類毎に予め用意されており且つ設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って第1、第2、第3の焼入ステーション、搬送機構、高周波電源及び電流切換部を制御するシーケンス制御部とを具備している。
【0009】
好ましくは、第1のステーションと第2のステーションとの間に配置され且つワークの位置の割り出しを行う割り出しステーションを備えるようにすると良い。この場合、シーケンス制御部は、設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って割り出しステーションを含めて制御する構成のものを用いようにする。
【0010】
好ましくは、シーケンスパターンは、複数のワークを搬送させて順次焼入れを行う過程で第1の焼入ステーションと第2の焼入ステーションとで又は第2の焼入ステーションと第3の焼入ステーションとで当該ステーションに位置する各ワークを時分割で誘導加熱させる内容のものを用いると良い。
【0011】
好ましくは、第1の焼入ステーションは、加熱コイルを用いてワークのステム軸部を誘導加熱する加熱部と、加熱部の両側に各々位置しており且つ加熱後のワークのステム軸部を冷却する第1、第2の冷却部と、ワークを加熱部から第1、第2の冷却部に交互に移動させるシャトル機構と、ワークをステーション入口、加熱部、ステーション出口に順次移動させる機構であり且つステーション入口、加熱部に各々位置するワークを加熱部、ステーション出口に同時に各々搬送可能なハンドラ機構とを有した構成のものを用いると良い。この場合のシーケンスパターンは、第1の焼入ステーションを制御させるに当たり、ハンドラ機構を動作させてワークaをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークaのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークaの加熱終了後、シャトル機構を動作させてワークaを加熱部から第1の冷却部に移動させ、第1の冷却部を動作させてワークaのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークbをステーション入口から加熱部に搬送させ、ワークaの冷却期間中に加熱部を動作させてワークbのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークaの冷却終了後及びワークbの加熱終了後に、シャトル機構を逆動作させてワークaを第1の冷却部から加熱部に及びワークbを加熱部から第2の冷却部に移動させ、第2の冷却部を動作させてワークbのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークaを加熱部からステーション出口に及びワークcをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークcのステム軸部を誘導加熱させ、ワークbの冷却終了後及びワークcの加熱終了後に、シャトル機構を動作させてワークbを第1の冷却部から加熱部に及びワークcを加熱部から第1の冷却部に移動させ、このような一連の処理を繰り返し行う内容のものを用いる。なお、搬送機構を用いて順次搬送される複数のワークのうち最初から順番にワークa、b、cとしている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。ここに掲げる等速ジョイント用高周波焼入装置は、自動車の駆動部品として使用される等速ジョイントをワークWとし、ワークWをその種類に応じて高周波焼入を行う装置である。本装置で焼入れを行うことが可能なワークWの種類として、図8に示すワークW1、ワークW2及びワークW3がある。
【0013】
本装置は、図1乃至図4に示すように第1の焼入ステーション10、割り出しステーション20、第2の焼入ステーション30、第3の焼入ステーション40及び搬送機構50と、図6に示すように高周波電源60及び電流切換部70と、図5に示すように設定入力部80及びシーケンス制御部90等から構成されている。第1、第2、第3の焼入ステーション10、30、40、割り出しステーション20、搬送機構50及び電流切換部70についてはその殆どがハウジングH1内に備えられている一方、設定入力部80についてはハウジングH2に備えられている。高周波電源60、シーケンス制御部90及び冷却水供給ユニット(図示省略)等についてはハウジングH1、H2の近くに設置されている。
【0014】
まず、本装置の機械的構成の詳細について図1乃至図4及び図7を参照して以下説明する。第1の焼入ステーション10は図1、図3及び図7に示すようにワークWがワークW1又はワークW2である場合のステム軸部w11又はw21の外周面を焼入れする装置である。
【0015】
本実施例においては加熱コイル111としていわゆる半開放鞍型コイルを用いている。ここでいう半開放鞍型コイルは、銅製等のパイプから作成されており、ステム軸部w11等の外周面にその長さ方向に沿って互いに間隔を開けて配置される一対の直線状部と、略直線部の両端に各々接続され且つステム軸部w11の外周面にその円周方向に沿って配置される半円状部とを有したものである。
【0016】
第1の焼入ステーション10においては、加熱コイル111を用いてワークWを回転させながら誘導加熱し、その後、ワークWを回転させながら冷却液を噴射して冷却するようになっている。しかも搬送機構50を用いて順次搬送される複数のワークのうち最初から順番にワークa、b、c(図7参照)として表すとすると、誘導加熱後が終了したワークaの冷却とワークbの誘導加熱とを同時に行い、その後に、ワークbの冷却とワークcの誘導加熱とを同時に行うようになっている。
【0017】
第1の焼入ステーション10は、具体的には加熱コイル111を用いてワークWのステム軸部w11又はw21を誘導加熱する加熱部11と、加熱部11の両側に各々配置されており且つ誘導加熱後のワークWのステム軸部w11又はw21を冷却する第1、第2の冷却部12、13と、ワークWを図1中左右方向に移動自在且つ回転可能に支持するテーブル17(図7参照)と、テーブル17上に載置された2つのワークWを独立して位置決めするステムセンタ機構14と、テーブル17上に載置された2つのワークWをステムセンタ機構14と共に加熱部12から第1、第2の冷却部12、13に交互に移動させるシャトル機構15と、ワークWをステーション入口α、加熱部11、ステーション出口βに順次移動させる機構であり且つステーション入口α、加熱部11に各々位置する2つのワークWを加熱部11、ステーション出口βに同時に各々搬送可能なハンドラ機構16とを有した構成となっている。各構成部の詳しい構成については次の通りである。
【0018】
加熱部11はハンドラ機構16によりステーション入口αから搬送されたワークWの対向位置に配設されており(図7参照)、誘導加熱を行う時には加熱コイル111が前方に移動してワークWに近づいて同コイルを加熱位置にセットする一方、シャトル機構15によるワークWの移動時には加熱コイル111が後方に移動してワークWから離れて同コイルを退避位置にセットする機能を有した構成となっている。加熱コイル111には高周波電源60から出力された10KHzの高周波電流が供給されるようになっている。
【0019】
第1の冷却部12は加熱部11の図1中左側に配置された冷却ジャケットであり、シャトル機構15により加熱部11から移動したワークWのステム軸部w11又はw21に向けて冷却液を噴射するようになっている。第2の冷却部13は加熱部11の図1中右側に配置された冷却ジャケットであり、第1の冷却部12と全く同一のものである。
【0020】
ステムセンタ機構14はテーブル17上に載置された2つのワークWのステム軸部w11又はw21に形成された穴w13又はw23に各先端が入り込むセンタ軸141、142を有しており、センタ軸141、142を独立して昇降させるようになっている。テーブル17にはワークWを回転させる機構が設けられている。
【0021】
シャトル機構15はステムセンタ機構14を図1中左右方向に移動させる機構であって、テーブル17上に載置された2つのワークWをステムセンタ機構14により位置決めされた状態で加熱部11の位置を中心として左右に移動させるようになっている。
【0022】
ハンドラ機構16は略L字状のアーム161の各先端部でワークWをチャックする一方、アーム161を図7中に示すように90度ピッチ間隔で交互に回転させるようになっている。
【0023】
なお、第1の焼入ステーション10において高周波焼入されるワークWの対象は上記したようにワークW1及びワークW2であり、ワークW3については第1の焼入ステーション10を素通りする。即ち、ワークW3を高周波焼入する場合、ハンドラ機構16が搬送機構50の一部としての機能を果たすようになっている。
【0024】
第2の焼入ステーション30は図1乃至図3に示すようにワークWがワークW1である場合のカップ部w12の内面、ワークW2、ワークW3である場合の溝部w22、w32を各々焼入れする装置である。
【0025】
本実施例においては、ワークWがワークW1である場合、加熱コイル31としていわゆるマルチターンコイルを用いている。ここでいうマルチターンコイルは、銅製等のパイプから作成されており、カップ部w12の内壁に沿うように螺旋状に巻回したもので、カップ部w12内に入り込むことが可能であるものである。一方、ワークWがワークW2又はワークW3である場合、加熱コイル32として次のような構造のコイルを用いている。即ち、同コイルは、銅製等のパイプから作成されており、溝部w22又は32に沿って折り曲げられた互いに120度ピッチ間隔だけ離れた3つのコイル部と、ワークWのカップ部w24又は33に比べて長い全長を有しており且つ3つのコイル部の両端部に垂直方向に向けて各々接続されたリード部等を有しており、3つのコイル部が3つの溝部w22又は32に所定間隔を開けて入り込むことが可能であるものである。
【0026】
第2の焼入ステーション30においては、ワークWがワークW1である場合、その外周を冷却液の噴射により冷却しながら、カップ部w12の内面を加熱コイル31を用いてワークWを回転させつつ誘導加熱し、その後、ワークWを回転させつつカップ部w12の内面に冷却液を噴射して冷却するようになっている。一方、ワークW2又はワークW3である場合、その外周を冷却液の噴射により冷却しながら、加熱コイル32を用いてワークWの溝部w22又は32を移動加熱し、と同時に、溝部w22又は32の加熱部分に向けて冷却液を噴射して移動冷却するようになっている。
【0027】
第2の焼入ステーション30は、具体的にはワークWのカップ部w12の内面を誘導加熱する加熱コイル31と、ワークWの溝部w22又は32を誘導加熱する加熱コイル32と、加熱コイル31に取り付けられており且つワークWのカップ部w12の内面に向けて冷却液を噴射する冷却ジャケット33と、加熱コイル32に取り付けられており且つワークWの溝部w22又は32の加熱部分に向けて冷却液を噴射する冷却ジャケット34と、ワークWを回転可能に支持するテーブル35と、テーブル35上に取り付けられており且つテーブル35上のワークWの外周に向けて冷却液を噴射する環状の冷却ジャケット36と、テーブル35の下方位置に配置されており且つ第1の焼入ユニット(加熱コイル31及び冷却ジャケット33)と第2の焼入ユニット(加熱コイル32及び冷却ジュケット34)とのいずれか一方を着脱自在に取り付けることが可能な焼入ユニット取付台37と、テーブル35の上方位置に配置されており且つテーブル35上のワークWを位置決めするとともに回転させるカップセンタ機構38と、テーブル35を昇降させる昇降ユニット39等とを有している。
【0028】
加熱コイル31、32には高周波電源60から出力された10KHz、50KHzの高周波電流が供給されるようになっている。テーブル35の中央部分には、焼入ユニット取付台37に取り付けられた第1の焼入ユニット又は第2の焼入ユニットの大部分をワークWのカップ部w12、33又は33に挿入させるための開口が形成されている。カップセンタ機構38は先端がテーブル35上のワークWの先端部分に当接するセンタ軸381を有しており、センタ軸381を昇降させるようになっている。昇降ユニット39は、ワークW1のカップ部w12の内面の焼入時にはテーブル35を一定の高さ位置に保って、第1の焼入ユニットをワークW1のカップ部w12に挿入させるが、ワークW2、ワークW3の溝部w22又は32の焼入時にはテーブル35が一定速度で下方向に移動して、上記第1の焼入ユニットをワークW1、ワークW3のカップ部w24又は33に徐々に挿入させるようになっている。また、第1/第2の焼入ユニットを焼入ユニット取付台37に着脱させる際、テーブル35を上方向に退避させるにも使用される(図2参照)。
【0029】
割り出しステーション20は図1及び図3に示すように第1の焼入ステーション10と第2の焼入ステーション30との間に配置され且つワークWがワークW2又はワークW3である場合のその向きの割り出しを行う装置である。
【0030】
割り出しステーション20が備えられている理由は、ワークWが第2の焼入ステーション30のテーブル35上に載置された状態でその溝部w22又は32と加熱コイル32の上記コイル部との位置関係を合わせて加熱コイル32のコイル部とワークWの溝部w22又は32との間のギャップを一定にするためである。
【0031】
割り出しステーション20は具体的にはワークWを回転可能に支持するテーブル21と、テーブル21の下方位置に配設されており且つテーブル21上に載置されたワークWの向きの割り出しを行う割り出しユニット22と、テーブル21の上方位置に配設されており且つテーブル21上のワークWを回転自在に位置決めするカップセンタ機構23等を有している。各構成部の詳細な構成については次の通りである。
【0032】
カップセンタ機構23は、先端がテーブル21上に載置されたワークWの先端部分に嵌まり込むセンタ軸231を有しており、センタ軸231を回転自在に昇降させるようになっている。
【0033】
割り出しユニット22にはテーブル21の中央部に形成された開口を通じてワークWのカップ部w24又は33内に挿入されるローラ221が備えられている。ローラ221は、シリンダやパルスモータ等に連結されたロッド部2211と、ロッド部2111の先端部に半径方向に向けて取り付けられており且つワークWの溝部W22又は32に余裕を持って入り込む程度の大きなローラ部2212とを有している。
【0034】
割り出しユニット22は、テーブル21上に載置されたワークWの溝部W22又は32の向きをセンサを用いて光学的に検出し、この検出結果に基づいてローラ221に連結されたパルスモータやシリンダ等を動作させ、ローラ221を昇降させる一方、微細回転させて、そのローラ部2212の回転角度を調整することが可能になっている。
【0035】
即ち、上記センサを用いてテーブル21上に載置されたワークWの向きを検出し、ローラ部2212がワークWの溝部W22又は32に余裕をもって挿入することが可能なように上記パルスモータを動作させてローラ部2212の向きを調整する。この状態で、上記シリンダを動作させてローラ221を上昇させる。すると、ローラ部2212がワークWに接触することなく、ワークWの溝部W22又は32に挿入される。その後、上記パルスモータを微細動作させて、ローラ部2212の向きを徐々に変化させる。ローラ部2212はワークWの溝部W22又は32の壁面に接触することから、ローラ部2212の向きの変化に伴ってワークWの向きが調整される。そして、上記センサにより検出されるワークWの向きが予め設定された所定の向きになった時点で上記パルスモータを微細動作を停止させると、結果として、テーブル21上に載置されたワークWの向きの割り出しが行われるようになっている。
【0036】
第3の焼入ステーション40は図1及び図3に示すようにワークWがワークW3である場合のスプライン穴w31の内周面を焼入れする装置である。
【0037】
本実施例においては、加熱コイル41としていわゆるマルチターンコイルを用いている。ここでいうマルチターンコイルは、銅製等のパイプから作成されており、スプライン穴w31の内面を沿うように円状に巻回したもので、スプライン穴w31内に入り込むことが可能であるものである。
【0038】
第3の焼入ステーション40においては、ワークWの外周を冷却液の噴射により冷却しながら、スプライン穴w31の内面を加熱コイル41を用いてワークWを回転させつつ誘導加熱し、その後、ワークWを回転させつつスプライン穴w31の内面に冷却液を噴射して冷却するようになっている。
【0039】
第3の焼入ステーション40は、具体的にはワークWのスプライン穴w31内面を誘導加熱する加熱コイル41と、加熱コイル41に取り付けられており且つワークWのスプライン穴w31内面に向けて冷却液を噴射する冷却ジャケット42と、ワークWの外周に向けて冷却液を噴射する環状の冷却ジャケット43と、ワークWを載置して支持するテーブル44と、第3の焼入ユニット(加熱コイル41及び冷却ジャケット42、43)を昇降させる昇降ユニット45等とを有している。加熱コイル41には高周波電源60から出力された70KHzの高周波電流が供給されるようになっている。
【0040】
搬送機構50は図1乃至図4に示すようにワークWを第1の焼入ステーション10、割り出しステーション20、第2の焼入ステーション30、第3の焼入ステーション40へと順次的に搬送する装置である。
【0041】
搬送機構50は具体的には、図1及び図3に示すように焼入れ前のワークWを第1の焼入ステーション10のステーション入口αの位置にまで搬送する入口コンベア51と、入口コンベア51とは反対の位置に配置されており且つ焼入れ終了後のワークWを搬出させる出口コンベア53と、第1の焼入ステーション10のステーション出口βに位置するワークWを割り出しステーション20の近くの中間位置γまで搬送する中間コンベア52と、図1に示すように中間位置γにまで搬送されたワークWを第2の焼入ステーション30、第3の焼入ステーション40、出口コンベア53へと順次的に搬送するチャックユニット54等とを有している。なお、図1及び図3においてチャックユニット54は図示省略されている。
【0042】
チャックユニット54は、第1の焼入ステーション10、割り出しステーション20、第2の焼入ステーション30及び第3の焼入ステーション40の図1中手前側の上方に配置されており(図2参照)、最大4つのワークWを中間位置γから割り出しステーション20に、割り出しステーション20から第2の焼入ステーション30に、第2の焼入ステーション30から第3の焼入ステーション40に、第3の焼入ステーション40から出口コンベア53に一度に搬送することが可能になっている。具体的には次の通りである。
【0043】
チャックユニット54は、中間位置γ、割り出しステーション20、第2の焼入ステーション30、第3の焼入ステーション40から割り出しステーション20、第2の焼入ステーション30、第3の焼入ステーション40、出口コンベア53に各々搬送する際における各ワークWを把持するチャック541a、b、c、dと、チャック541a〜dを上下方向に各々昇降させる上下移動機構542a、b、c、dと、上下移動機構542a〜dを水平方向に同時に移動させる水平移動機構543等とを有している。
【0044】
チャック541a〜dによるワークWの把持、上下移動機構542a〜dによるワークWの上方移動、水平移動機構543によるワークWの図4中左側の水平移動、上下移動機構542a〜dによるワークWの下方移動、チャック541a〜dによるワークWの開放という一連の流れで、ワークWが上記の通り搬送される。その後は上記と全く逆の動作が行われて、チャック541a〜dが元の位置に戻される。このような搬送ストロークを4回繰り返すと、中間位置γに位置するワークWが割り出しステーション20、第2の焼入ステーション30、第3の焼入ステーション40を順次的に経て出口コンベア53に搬送される。
【0045】
次に、本装置の電気的構成の詳細について図5及び図6を参照して以下説明する。高周波電源60は図6に示すようにワークWの誘導加熱に必要な高周波電流を周波数可変可能に生成する装置である。ここではIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) モジュールを用いたインバータ電源電源であって、商用電圧から10、50、70KHzの高周波電流を切り替えて出力することが可能なものを用いている。
【0046】
電流切換部70は図6に示すように高周波電源60から出力された10、50、70KHzの高周波電流を第1、第2、第3の焼入ステーション10、30、40に配置された加熱コイル111、31( 又は32) 、41に切り換え可能に出力するためのスイッチ群であって、ここでは大電流用リレースイッチが用いている。
【0047】
電流切換部70は具体的には高周波電源60から出力される10、50、70KHzの高周波電流を切り替えるためのスイッチ71a、b、cと、10、50KHzの高周波電流をワークWの種類及び焼入箇所に応じて切り替えるためのスイッチ72a、b、cと、10KHzの高周波電流の出力時にワークWの種類及び焼入箇所に応じて共振コンデンサC2の容量を切り替えるための合計4つのスイッチ73等を有している。
【0048】
即ち、ワークW1のステム軸部w11、ワークW2のステム軸部w21の外周面の焼入れをする際には、高周波電源60から10KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71a、72aがオンにされる。すると、10KHzの高周波電流が共振コンデンサC1、C2、第1の焼入ステーション用のトランスTr1を順次的に経て加熱コイル111に供給される。このときの高周波電源60の出力インピーダンスを最小にするために、各スイッチ73が所定のパターンで通りにオンにされる。
【0049】
ワークW2のカップ部w24の内面の焼入れをする際には、高周波電源60から10KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71a、72bがオンにされる。すると、10KHzの高周波電流が共振コンデンサC1、C2、第2の焼入ステーション用のトランスTr2を順次的に経て加熱コイル31に供給される。このときの高周波電源60の出力インピーダンスを最小にするために、各スイッチ73が所定のパターンで通りにオンにされる。
【0050】
ワークW2の溝部w22、ワークW3の溝部w32の焼入れをする際には、高周波電源60から50KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71b、72cがオンにされる。すると、50KHzの高周波電流が共振コンデンサC3、第2の焼入ステーション用のトランスTr2を順次的に経て加熱コイル31(又は32)に供給される。
【0051】
ワークW3のスプライン穴31の内周面の焼入れをする際には、高周波電源60から70KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71cがオンにされる。すると、70KHzの高周波電流が共振コンデンサC4、第3の焼入ステーション用のトランスTr3を順次的に経て加熱コイル41に供給される。
【0052】
設定入力部80は図5に示すように高周波焼入を行うワークWの種類を設定入力するための入力スイッチである。即ち、本装置に搬入して高周波焼入を行おうとするワークWの種類を設定入力部80を通じて入力すると、その入力データが電気信号としてシーケンス制御部90に出力される。
【0053】
シーケンス制御部90は、図5に示すように高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンがワークWの種類毎に用意されており且つ設定入力部80を通じて設定されたワークWの種類に対応するシーケンスパターンに従って第1、第2、第3の焼入ステーション10、30、40、割り出しステーション20、搬送機構50、高周波電源60及び電流切換部70を制御する装置である。ここではシーケンサが用いられており、その内蔵メモリに予め記録されたシーケンスプログラムに上記シーケンスパターンが含まれている。
【0054】
第1、第2、第3の焼入ステーション10、30、40、割り出しステーション20、搬送機構50には、各装置の動きやワークWの搬送位置を検出するためのセンサ等が数多く配置されている。図5中省略されているが、このセンサの検出信号もシーケンス制御部90に入力されている。即ち、シーケンス制御部90は、各装置の動きやワークWの搬送位置を常時監視しつつ、上記シーケスパターンをステップ毎に進めるようになっている。
【0055】
以下、上記のように構成された本装置の動作について説明し、併せてシーケンス制御部90に予め用意されたシーケンスパターンの内容について説明する。
【0056】
高周波焼入を行う種類としてワークW1が設定入力部80を通じて設定入力された場合、シーケンス制御部90において、ワークW1の高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンが順次処理され、以下のような動作が行われる。なお、第2の焼入ステーション30の焼入ユニット台37上に上記第1の焼入ユニットが取り付けられ、テーブル35の開口から同ユニットの大部分が露出するように昇降ユニット39を用いてテーブル35の高さ位置が予め調整されているものとする。
【0057】
本装置の電源スイッチがオンにされると、入口コンベア51及び出口コンベア53を常時動作させる。この状態で図1に示すように複数のワークW1が入口コンベア51に載置されると、入口コンベア51によりワークW1が第1の焼入ステーション10のステーション入口αに順次搬送される。ワークW1がステーション入口αに到着すると、第1の焼入ステーション10を動作させる。この時のシーケンスパターンの内容は次の通りである。
【0058】
まず、ハンドラ機構16を動作させる。即ち、図7に示すようにアーム161の先端の一方でワークW1(ワークa)を把持し、この状態でアーム161を90度回転させ、ワークaを解放する。すると、ワークaがステーション入口αから加熱部11に搬送される。ワークaが加熱部11に搬送されると、ステムセンタ機構14を動作させ、センタ軸141を下降させてワークaを位置決めして回転させる。また、アーム161がワークaを開放すると、直ぐにハンドラ機構16を逆動作させてアーム161を初期位置に戻す。
【0059】
ステム軸部141によりワークaが位置決めされた状態で回転すると、加熱部11を動作させる。即ち、加熱コイル111をワークaに近づけるように移動させ、この状態で加熱コイル111に10KHzの高周波電流が供給されるように、高周波電源60及び電流切換部70を動作させる。すると、加熱コイル111に10KHzの高周波電流が流れる。加熱開始から所定時間経過後に高周波電源60を停止させる。結果として、加熱コイル111によりワークaのステム軸部w11の外周面が均一に誘導加熱される。
【0060】
ワークaの加熱終了後、加熱コイル111をワークaから離れるように移動させ、この時点でシャトル機構15を動作させてワークaを加熱部11から第1の冷却部12に移動させる。ワークaの移動はセンタ軸141により位置決めされ且つ回転した状態で行われる。ワークaが第1の冷却部12に移動すると、第1の冷却部12を動作させ、ワークaのステム軸部w11に冷却液を噴射して冷却する。冷却開始から所定時間経過後に、第1の冷却部12を停止させるとともにセンタ軸141の回転を停止させる。結果として、ワークaのステム軸部w11の外周面に焼入れがその全周にわたって均一に施される。
【0061】
一方、ワークaが加熱部11から第1の冷却部12に移動すると、ハンドラ機構16を動作させる。即ち、アーム161の先端の一方でワークbを把持し、この状態でアーム161を90度回転させワークbを解放する。すると、ワークbがステーション入口αから加熱部11に搬送される。ワークbが加熱部11に搬送されると、ステムセンタ機構14を動作させ、センタ軸142を下降させてワークbを位置決めして回転させる。そして、ワークaの冷却期間中に加熱部11を動作させると、ワークaの場合と全く同様に、ワークbのステム軸部w11の外周面が誘導加熱される。アーム161がワークbを開放すると、直ぐにハンドラ機構16を逆動作させてアーム161を初期位置に戻す点も同様である。
【0062】
ワークaの冷却終了後及びワークbの加熱終了後にシャトル機構15を逆動作させて、ワークaを第1の冷却部12から加熱部11に、ワークbを加熱部11から第2の冷却部13に同時に移動させる。ワークbの移動はセンタ軸142により位置決めされ且つ回転した状態で行われる。
【0063】
ワークbが加熱部11から第2の冷却部13に移動した時点で、第2の冷却部13を動作させ、ワークbのステム軸部w11に冷却液を噴射して冷却する。冷却開始から所定時間経過後に、第2の冷却部13を停止させるとともにセンタ軸142の回転を停止させる。結果として、ワークbのステム軸部w11の外周面に焼入れがその全周にわたって均一に施される。
【0064】
一方、ワークaが第1の冷却部12から加熱部11に移動すると、センタ軸141を上昇させ、ハンドラ機構16を動作させる。即ち、ワークaがセンタ軸141から開放され、アーム161の先端の一方でワークcを把持する一方、他方でワークaを把持し、この状態でアーム161を90度回転させワークa、cを各々解放する。すると、ワークaが加熱部11からステーション出口βに、ワークcがステーション入口αから加熱部11に同時に搬送される。アーム161がワークa、cを解放すると、アーム161を180度逆回転させて初期位置に戻す。
【0065】
ワークcが加熱部11に搬送されると、ワークaの場合と全く同様にしてステムセンタ機構14、ハンドラ機構16及び加熱部11を動作させ、ワークbの冷却期間中に加熱部11によりワークcのステム軸部w11の外周面の誘導加熱を行う。ワークbの冷却終了後及びワークcの加熱終了後に、シャトル機構15を動作させてワークbを第1の冷却部13から加熱部11に、ワークcを加熱部11から第1の冷却部12に同時に移動させる。
【0066】
以後は上記したような一連の処理が繰り返し行われる。このような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部90により逐次処理され、その結果、第1の焼入ステーション10によりステーション入口αに順次搬入されたワークa、b、c・・・の各ステム軸部w11の外周面が順次焼入れされ、ステーション出口βに順次搬出される。
【0067】
第1の焼入ステーション10によりワークW1のステム軸部w11の焼入れが終了し、ワークW1がステーション出口βに搬送されると、中間コンベア52を所定時間動作させる。すると、ワークW1がステーション出口βから中間位置γに搬送される。ワークW1が中間位置γに搬送されると、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを合計2回行なう。すると、中間位置γ上のワークW1が割り出しステーション20のテーブル21を経て第2の焼入ステーション30のテーブル35に搬送される。この過程で割り出しステーション20が動作することはなく、ワークW1は割り出しステーション20を素通りする。
【0068】
ワークW1が第2の焼入ステーション30のテーブル35に搬送されると、第2の焼入ステーション30を動作させる。具体的には、カップセンタ機構38等を動作させ、センタ軸381を下降させてワークW1を位置決めして回転させる。このときのワークW1はテーブル35上の環状の冷却ジャケット36の中心に位置しており、そのカップ部w12には上記第1の焼入ユニット、即ち、加熱コイル31及び冷却ジャケット33が挿入されている。
【0069】
上記のようにセンタ軸381によりワークW1が位置決めされ回転した状態で、加熱コイル31を所定期間動作させる。即ち、加熱コイル31に10KHzの高周波電流が供給されるように、高周波電源60及び電流切換部70を動作させる。すると、加熱コイル31に10KHzの高周波電流が流れる。また加熱コイル31の動作とともに冷却ジャケット36を動作させ、ワークW1の外周全面を冷却液の噴射により冷却させる。この結果、ワークW1の外周全面が冷却された状態でカップ部w12の内面が均一に誘導加熱される。
【0070】
ワークW1のカップ部w12の内面の加熱が終了すると、冷却ジャケット33を所定期間動作させる。この期間、冷却ジャケット36も動作しているので、ワークW1の外周全面が冷却された状態で、カップ部w12の内面も冷却液の噴射により冷却される。冷却ジャケット33の停止とともに冷却ジャケット36も停止させる。結果として、ワークW1のカップ部w12の内面が均一に焼入れされる。
【0071】
第2の焼入ステーション30の動作終了後、即ち、ワークW1のカップ部w12の内面の焼入れ後に、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを合計2回行なう。すると、第2の焼入ステーション30のテーブル35上のワークW1が第3の焼入ステーション40のテーブル44を経て出口コンベア53に搬送される。この過程で第3の焼入ステーション40が動作することはなく、ワークW1は第3の焼入ステーション40を素通りする。
【0072】
焼入れの終了したワークW1が第2の焼入ステーション30のテーブル35から出口コンベア53に搬送されると、出口コンベア53が常時動作してことから、出口コンベア53によりワークW1が搬出される。
【0073】
上記したような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部90により逐次処理される結果、複数のワークW1の焼入れが第1、第2の焼入ステーション10、30によって順次行われる。ただ、複数のワークW1を搬送させて順次焼入れを行う過程で、第1の焼入ステーション10での誘導加熱と第2の焼入ステーション30での誘導加熱とは時分割で行うようになっている。具体的には次の通りである。
【0074】
第1の焼入ステーション10において誘導加熱を行うときには、高周波電源60から10KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71a、72a等がオンにすることが必要である。一方、第2の焼入ステーション10において誘導加熱を行うときには、高周波電源60から10KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71a、72b等がオンにすることが必要である。このような2つの処理が同時に行われないように、ワークW1を搬送するタイミング等を調整する等して両ステーションでの誘導加熱を時分割で行うようにしている。
【0075】
次に、高周波焼入を行う種類としてワークW2が設定入力部80を通じて設定入力された場合、シーケンス制御部90において、ワークW2の高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンが順次処理され、以下のような動作が行われる。なお、第2の焼入ステーション30の焼入ユニット台37上に上記第2の焼入ユニットが取り付けられ、テーブル35の開口から同ユニットが露出しないように昇降ユニット39を用いてテーブル35の高さ位置が予め調整されているものとする。
【0076】
本装置の電源スイッチがオンにされると、入口コンベア51及び出口コンベア53を常時動作させる。この状態で図1に示すように複数のワークW2が入口コンベア51に載置されると、入口コンベア51によりワークW2が第1の焼入ステーション10のステーション入口αに順次搬送される。ワークW2がステーション入口αに到着すると、第1の焼入ステーション10を動作させる。この時のシーケンスパターンの内容は上記したワークW1の場合と全く同様である。
【0077】
第1の焼入ステーション10によりワークW2のステム軸部w21の焼入れが終了し、ワークW2がステーション出口βに搬送されると、中間コンベア52を所定時間動作させる。すると、ワークW2がステーション出口βから中間位置γに搬送される。ワークW2が中間位置γに搬送されると、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを1回行なう。すると、中間位置γ上のワークW2が割り出しステーション20のテーブル21に搬送される。
【0078】
ワークW2がテーブル21に搬送されると、割り出しステーション20を動作させる。即ち、カップセンタ機構23を動作させ、センタ軸231を下降させてワークW2を位置決めする。その後、割り出しユニット22を動作させ、上述した方法によりテーブル21上でワークW2の向きの割り出しを行い、これが完了すると、カップセンタ機構23を逆動作させ、センタ軸231を上昇させる。
【0079】
割り出しステーション20の動作が終了すると、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを1回行なう。すると、テーブル21上のワークW2がそのままの向きで第2の焼入ステーション30のテーブル35に搬送される。
【0080】
ワークW2が第2の焼入ステーション30のテーブル35に搬送されると、第2の焼入ステーション30を動作させる。具体的には、カップセンタ機構38を動作させ、センタ軸381を下降させてワークW2を位置決めする。このときのワークW2はテーブル35上の環状の冷却ジャケット36の中心に位置しており、その溝部w22の向きと加熱コイル32のコイル部との位置関係は合致している。
【0081】
センタ軸381によりワークW2が位置決めされた状態で、加熱コイル31、昇降ユニット35及び冷却ジャケット33、36を所定期間動作させる。
【0082】
即ち、加熱コイル31については、加熱コイル31に50KHzの高周波電流が供給されるように、高周波電源60及び電流切換部70を動作させる。すると、加熱コイル31に50KHzの高周波電流が流れる。昇降ユニット35については、テーブル35を一定速度で下降させる。すると、ワークW2の溝部w22に加熱コイル31の各コイル部が下から挿入され、その後、一定速度で溝部w22の奥の方に移動する。この過程で、ワークW2の溝部w22が加熱コイル31により移動加熱される。冷却ジャケット36については、ワークW2の外周全面に向けて冷却液が噴射され、これによりワークW2の外周全面が冷却される。冷却ジャケット33については、ワークW2の溝部w22の加熱部分に向けて冷却液が噴射される。しかも加熱コイル31と同時に移動することから、ワークW2の溝部w22の加熱部分が移動冷却される。
【0083】
このような加熱コイル31、昇降ユニット35及び冷却ジャケット33、36の動作により、ワークW2の溝部w22の全体が長さ方向に均一に焼入れされる。焼入れが完了すると、カップセンタ機構38を逆動作させ、センタ軸381を上昇させてワークW2から退避させる。
【0084】
第2の焼入ステーション30の動作終了後に、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを合計2回行なう。すると、第2の焼入ステーション30のテーブル35上のワークW2が第3の焼入ステーション40のテーブル44を経て出口コンベア53に搬送される。この過程で第3の焼入ステーション40が動作することはなく、ワークW2は第3の焼入ステーション40を素通りする。
【0085】
焼入れの終了したワークW2が第2の焼入ステーション30のテーブル35から出口コンベア53に搬送されると、出口コンベア53が常時動作してことから、出口コンベア53によりワークW2が搬出される。
【0086】
上記したような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部90により逐次処理される結果、複数のワークW2の焼入れが第1、第2の焼入ステーション10、30によって順次行われる。ただ、複数のワークW2を搬送させて順次焼入れを行う過程で、第1の焼入ステーション10での誘導加熱と第2の焼入ステーション30での誘導加熱とは時分割で行うようになっている。具体的には次の通りである。
【0087】
第1の焼入ステーション10において誘導加熱を行うときには、高周波電源60から10KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71a、72a等がオンにすることが必要である。一方、第2の焼入ステーション30において誘導加熱を行うときには、高周波電源60から50KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71b、72c等がオンにすることが必要である。このような2つの処理が同時に行われないように、ワークW2を搬送するタイミング等を調整する等して両ステーションでの誘導加熱を時分割で行うようにしている。
【0088】
次に、高周波焼入を行う種類としてワークW3が設定入力部80を通じて設定入力された場合、シーケンス制御部90において、ワークW3の高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンが順次処理され、以下のような動作が行われる。なお、第2の焼入ステーション30の焼入ユニット台37上に第2の焼入ユニット(メス型用)が取り付けられ、テーブル35の開口から同ユニットが露出しないように昇降ユニット39を用いてテーブル35の高さ位置が予め調整されているものとする。
【0089】
本装置の電源スイッチがオンにされると、入口コンベア51及び出口コンベア53を常時動作させる。この状態で図1に示すように複数のワークW3が入口コンベア51に載置されると、入口コンベア51によりワークW3が第1の焼入ステーション10のステーション入口αに順次搬送される。
【0090】
ワークW3がステーション入口αに到着すると、第1の焼入ステーション10のハンドラ機構16を動作させる。即ち、図7に示すようにアーム161の先端の一方でワークW3を把持し、この状態でアーム161を180度回転させ、ワークaを解放する。すると、ワークW3がステーション入口αからステーション出口βに搬送される。この過程で第1の焼入ステーション10がハンドラ機構16を除いて実質的に動作することはなく、ワークW3は第1の焼入ステーション10を素通りする。
【0091】
ワークW3がステーション出口βに搬送されると、中間コンベア52を所定時間動作させる。すると、ワークW3がステーション出口βから中間位置γに搬送される。ワークW3が中間位置γに搬送されると、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを1回行なう。すると、中間位置γ上のワークW3が割り出しステーション20のテーブル21に搬送される。
【0092】
ワークW3がテーブル21に搬送されると、割り出しステーション20を動作させる。その動作はワークW2の場合と同様である。割り出しステーション20の動作が終了すると、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを1回行なう。すると、テーブル21上のワークW3がそのままの向きで第2の焼入ステーション30のテーブル35に搬送される。
【0093】
ワークW3が第2の焼入ステーション30のテーブル35に搬送されると、第2の焼入ステーション30を動作させる。その動作はワークW2の場合と同様である。第2の焼入ステーション30の動作終了後、即ち、ワークW3の溝部w32への焼入れが終了した後、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを1回行なう。すると、テーブル35上のワークW3が第3の焼入ステーション40のテーブル44に搬送される。
【0094】
ワークW3がテーブル35から第3の焼入ステーション40のテーブル44に搬送されると、第3の焼入ステーション40が動作する。具体的には、昇降ユニット45を動作させてテーブル44を降下させる。すると、第3の焼入ユニット、即ち、加熱コイル41及び冷却ジャケット42、43が降下してテーブル44上に配置される。このときのワークW3はテーブル44上の環状の冷却ジャケット43の中心に位置しており、そのスプライン穴w31には加熱コイル41及び冷却ジャケット42が挿入されている。
【0095】
加熱コイル41及び冷却ジャケット42、43がテーブル44上に配置された状態で、加熱コイル41を所定期間動作させる。即ち、加熱コイル41に70KHzの高周波電流が供給されるように、高周波電源60及び電流切換部70を動作させる。すると、加熱コイル41に70KHzの高周波電流が流れる。また加熱コイル41の動作とともに冷却ジャケット43を動作させ、ワークW3の外周全面を冷却液の噴射により冷却させる。この結果、ワークW3の外周全面が冷却された状態でスプライン穴w31の内周面が均一に誘導加熱される。
【0096】
ワークW3のスプライン穴w31の内周面の加熱が終了すると、冷却ジャケット42を所定期間動作させる。この期間、冷却ジャケット43も動作しているので、ワークW3の外周全面が冷却された状態で、スプライン穴w31の内周面も冷却液の噴射により冷却される。冷却ジャケット42の停止とともに冷却ジャケット43も停止させる。結果として、ワークW3のスプライン穴w31の内周面が均一に焼入れされる。
【0097】
第3の焼入ステーション40の動作終了後、即ち、ワークW3のスプライン穴w31の内周面の焼入れ後に、チャックユニット54を動作させ、搬送ストロークを1回行なう。すると、第3の焼入ステーション40のテーブル44上のワークW3が出口コンベア53に搬送される。焼入れの終了したワークW3が出口コンベア53に搬送されると、出口コンベア53が常時動作していることから、出口コンベア53によりワークW3が搬出される。
【0098】
上記したような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部90により逐次処理される結果、複数のワークW3の焼入れが第2、第3の焼入ステーション30、40によって順次行われる。ただ、複数のワークW3を搬送させて順次焼入れを行う過程で、第2の焼入ステーション30での誘導加熱と第3の焼入ステーション40での誘導加熱とは時分割で行うようになっている。具体的には次の通りである。
【0099】
第2の焼入ステーション30において誘導加熱を行うときには、高周波電源60から50KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71b、72c等がオンにすることが必要である。一方、第3の焼入ステーション40において誘導加熱を行うときには、高周波電源60から70KHzの高周波電流の出力され、スイッチ71c等がオンにすることが必要である。このような2つの処理が同時に行われないように、ワークW3を搬送するタイミング等を調整する等して両ステーションでの誘導加熱を時分割で行うようにしている。
【0100】
上記のように構成された等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、ワークW1、W2、W3という3種類のワークWの焼入れを行うことができ、何台もの専用装置を使用することが不要である。第1の焼入ステーション10において、順次搬送される相前後する2つのワークに関して誘導加熱後の冷却と冷却前の誘導加熱とが同時に行われる。割り出しステーション20が備えられているので、ワークWを同装置に搬入するに当たりワークW2、ワークW3の溝部w22、w32の方向を揃えることが不要である。これらの点で熱処理工程の効率化を図ることが可能になる。
【0101】
また、一台の高周波電源60により3種類のワークWの焼入れを行うことができるだけでなく、各ステーションでの誘導加熱が時分割で行われることから、小容量の電源設備を容易するだけで良い。更に、第2の焼入ステーション30において、ワークW1のカップ部w12とワークW2、ワークW3の溝部w22、w32との焼入れが共用して行われている。これらの点で、従来に比べて装置自体が小型であり、設備コストも非常に安くなる。
【0102】
なお、本発明の等速ジョイント用高周波焼入装置は上記実施例に限定されず、例えば、各ステーションで行われるワークの焼入方法や加熱コイル・冷却ジャケットの種類、各ステーションの配置の順番、搬送方法等については適宜設計変更しても良い。また、第2ステーションにおいて、ワークW1のカップ部w12の焼入れとワークW2、ワークW3の溝部w22、w32の焼入れとを別にしたり、焼入ユニット取付台37に上記第1、第2の焼入ユニットとを取り付け、焼入ユニット取付台37を移動自在にすることにより全自動化を図るようにしても良い。
【0103】
【発明の効果】
以上、本発明の請求項1に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、複数種の等速ジョイントの高周波焼入を行うことが可能であることから、従来例による場合とは異なり、何台もの専用装置を使用することが不要になり、熱処理工程の効率化を図ることも可能になる。しかもワークの誘導加熱に必要な高周波電流を生成する高周波電源として周波数可変可能なものを用い、その周波数がワークの種類及び焼入箇所に応じて変更することが可能になっているので、従来例による場合とは異なり、何台もの電源を用意することが不要になり、この点で設置スペースが小さく設備コストも安くすることが可能になる。
【0104】
本発明の請求項2に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、ワークを搬入するに当たりワークの溝の方向を揃えることが不要になり、この点で熱処理工程の効率化を一層図ることが可能になる。また、ワークの溝部と加熱コイルとの間のギャップが一定の下で誘導加熱が行われ、この点で高周波焼入の高品質化を図ることが可能になる。
【0105】
本発明の請求項3に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、各ステーションでワークに対する誘導加熱が同時に行われないので、小容量の電源設備で良く、この点で設備コストを一層安くすることが可能になる。
【0106】
本発明の請求項4に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、相前後する2つのワークに関して誘導加熱後の冷却と冷却前の誘導加熱とが同時に行われことから、この点で複数個のワークのステム軸部の焼入れに要する時間が短縮され、熱処理工程の効率化を一層図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するための図であって、等速ジョイント用高周波焼入装置の内部を示す一部省略正面図である。
【図2】同装置の第2の焼入ステーションを示す一部省略側面図である。
【図3】同装置の内部を示す一部省略平面図である。
【図4】同装置の搬送機構の一部を示す正面図である。
【図5】同装置の電気的構成図である。
【図6】同装置の高周波電源及び電流切換部の回路図である。
【図7】同装置の第1のステーションのハンドラ機構及びシャトル機構の動作を説明するための上方視模式図である。
【図8】等速ジョイントの代表的な種類を示すワークの縦断面図及びカップ部の横断面図である。
【符号の説明】
10 第1の焼入ステーション
20 割り出しステーション
30 第2の焼入ステーション
40 第3の焼入ステーション
50 搬送機構
60 高周波電源
70 電流切換部
80 設定入力部
90 シーケンス制御部
W ワーク
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction hardening device for a constant velocity joint which uses a constant velocity joint of an automobile or the like as a work and performs induction hardening according to the type of the work.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A wide variety of constant velocity universal joints (CVJs) used as driving parts of automobiles are manufactured and developed. FIG. 8 shows a typical type. A work W1 shown in FIG. 5A is a constant velocity joint that directly drives a tire wheel and can be moved up and down, left and right (swing). A work W2 shown in FIG. 7B is a constant velocity joint that can be slid and integrated with a shaft inserted into a side gear incorporated in a differential. The work W3 shown in FIG. 9C is a constant velocity joint of the same type as that shown in FIG.
[0003]
A portion of the constant velocity joint where stress tends to concentrate is subjected to a heat treatment to enhance the strength of the portion. That is, in the case of the work W1 shown in FIG. 8A, the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11 and the inner surface of the cup portion w12, and in the case of the work W2 shown in FIG. 8B, the outer peripheral surface of the stem shaft portion w21 and the cup portion. In the case of the groove w22 in w24 and the work W3 shown in FIG. 8C, the spline hole w31 in the head w34 and the groove w32 in the cup w33 are each induction hardened.
[0004]
When induction hardening of such a constant velocity joint is performed, it is common to use an induction hardening device for a constant velocity joint. However, since the shape of the hardened surface, the pattern of the hardened layer, the depth thereof, and the like are completely different depending on the type of the work and the hardened portion, the stem shaft portions w11 and w21, the groove portions w22 and w32, and the spline hole w31 of each work are required. A dedicated device for individually quenching is provided and used as needed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-001493
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above-described conventional example, it has been pointed out that a number of dedicated devices are required for quenching a plurality of types of constant velocity joints, which leads to a large installation space and a high facility cost. In addition, the frequency of the high-frequency current to be supplied to the heating coil at the time of induction heating differs depending on the quenching location, and accordingly, a plurality of power supplies are required. In addition, in order to improve the efficiency of the heat treatment process, a plurality of workpieces may be automatically and sequentially conveyed to each dedicated device, but at this time, induction heating may be performed simultaneously in different dedicated devices, and Accordingly, large-capacity power supply equipment is required, and the equipment cost is also increased in this respect.
[0007]
The present invention has been created in view of the above background, and although it is possible to perform induction hardening over a plurality of types of constant velocity joints, the installation space is small and the equipment cost is low for constant velocity joints. It is an object to provide an induction hardening device.
[0008]
[Means for solving the problem]
The induction hardening apparatus for a constant velocity joint according to the present invention is an apparatus that uses a constant velocity joint as a work and performs induction hardening on the work in accordance with its type. Specifically, a first quenching station for quenching the outer peripheral surface of the stem shaft portion of the work, and a second quenching station for quenching the inner surface of the cup portion of the work and / or the groove formed in the work. , A third quenching station for quenching the inner peripheral surface of the spline hole formed in the workpiece, a transport mechanism for transporting the workpiece to each station, and a variable frequency generation of high-frequency current required for induction heating of the workpiece High-frequency power supply, a high-frequency current output from the high-frequency power supply, a current switching unit for switchingly outputting a high-frequency current to a heating coil arranged in each quenching station, and a setting and inputting a type of a workpiece to be subjected to high-frequency quenching. And a sequence pattern necessary for performing induction hardening are prepared in advance for each type of work, and a work pattern set through the setting input section is provided. The first according to the sequence pattern corresponding to the type, second, third quenching station, the transport mechanism, and a sequence controller for controlling the high frequency power source and a current switching section.
[0009]
Preferably, an indexing station which is arranged between the first station and the second station and which determines the position of the work is provided. In this case, the sequence control unit is configured to control including the indexing station in accordance with the sequence pattern corresponding to the type of work set through the setting input unit.
[0010]
Preferably, the sequence pattern includes a first quenching station and a second quenching station or a second quenching station and a third quenching station in a process of sequentially carrying out quenching by transporting a plurality of workpieces. In this case, it is preferable to use a content that causes each work located in the station to be induction-heated in a time sharing manner.
[0011]
Preferably, the first quenching station includes a heating unit for inductively heating a stem shaft of the work using a heating coil, and cooling the stem shaft of the heated work, which is located on both sides of the heating unit. And a shuttle mechanism for alternately moving the work from the heating unit to the first and second cooling units, and a mechanism for sequentially moving the work to the station entrance, the heating unit, and the station exit. In addition, it is preferable to use a configuration having a handler mechanism capable of simultaneously transporting the works located at the station entrance and the heating unit to the heating unit and the station exit, respectively. In the sequence pattern in this case, when controlling the first quenching station, the handler mechanism is operated to transport the work a from the station entrance to the heating unit, and the heating unit is operated to guide the stem shaft of the work a. On the other hand, while heating, the handler mechanism is reversed to return to the initial position, and after the heating of the work a is completed, the shuttle mechanism is operated to move the work a from the heating section to the first cooling section, and the first cooling section is moved. While operating to cool the stem shaft of the work a, the handler mechanism is operated to transfer the work b from the station entrance to the heating unit. During the cooling period of the work a, the heating unit is operated to operate the stem shaft of the work b. While the part is induction-heated, the handler mechanism is reversely operated to return to the initial position, and after the cooling of the workpiece a and the heating of the workpiece b are completed, the shuttle mechanism is reversely operated. The work a is moved from the first cooling unit to the heating unit and the work b is moved from the heating unit to the second cooling unit, and the second cooling unit is operated to cool the stem shaft of the work b. By operating the mechanism, the work a is transported from the heating unit to the station outlet and the work c is transported from the station entrance to the heating unit, and the heating unit is operated to induction-heat the stem shaft of the work c. After the heating of the work c, the shuttle mechanism is operated to move the work b from the first cooling unit to the heating unit and the work c from the heating unit to the first cooling unit, and such a series of processing is repeated. Use what you do. Note that, among a plurality of works sequentially transferred using the transfer mechanism, works a, b, and c are sequentially set from the beginning.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The induction hardening apparatus for a constant velocity joint described here is an apparatus for performing induction hardening according to the type of a work W using a constant velocity joint used as a drive component of an automobile. The types of the work W that can be hardened by the present apparatus include the work W1, the work W2, and the work W3 illustrated in FIG.
[0013]
This apparatus includes a first quenching station 10, an indexing station 20, a second quenching station 30, a third quenching station 40, and a transport mechanism 50 as shown in FIGS. The high frequency power supply 60 and the current switching unit 70 as shown in FIG. 5, and the setting input unit 80 and the sequence control unit 90 as shown in FIG. Most of the first, second, and third quenching stations 10, 30, 40, the indexing station 20, the transport mechanism 50, and the current switching unit 70 are provided in the housing H1, while the setting input unit 80 is provided. Is provided in the housing H2. The high-frequency power supply 60, the sequence control unit 90, the cooling water supply unit (not shown), and the like are installed near the housings H1 and H2.
[0014]
First, details of the mechanical configuration of the present apparatus will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 and 7. The first quenching station 10 is a device for quenching the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11 or w21 when the work W is the work W1 or the work W2 as shown in FIGS.
[0015]
In this embodiment, a so-called semi-open saddle coil is used as the heating coil 111. The semi-open saddle type coil referred to here is made of a pipe made of copper or the like, and has a pair of linear portions arranged on the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11 and the like at intervals along the length direction thereof. And semicircular portions respectively connected to both ends of the substantially straight portion and arranged along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11.
[0016]
In the first quenching station 10, induction heating is performed while rotating the work W using the heating coil 111, and then cooling is performed by spraying a cooling liquid while rotating the work W. In addition, if the plurality of works sequentially conveyed by using the conveyance mechanism 50 are represented as works a, b, and c in order from the beginning (see FIG. 7), the cooling of the work a after the induction heating is completed and the work b The induction heating is performed at the same time, and then the cooling of the work b and the induction heating of the work c are performed at the same time.
[0017]
The first quenching station 10 is specifically arranged on both sides of the heating unit 11 by induction heating the stem shaft portion w11 or w21 of the work W using the heating coil 111, and is provided on both sides of the heating unit 11. First and second cooling units 12 and 13 for cooling the stem shaft portion w11 or w21 of the heated work W, and a table 17 (FIG. 7) for supporting the work W so as to be movable and rotatable in the left-right direction in FIG. ), The stem center mechanism 14 for independently positioning the two works W placed on the table 17, and the two works W placed on the table 17 together with the stem center mechanism 14 from the heating unit 12. A shuttle mechanism 15 for alternately moving the work W to the first and second cooling units 12 and 13, and a mechanism for sequentially moving the work W to the station entrance α, the heating unit 11, and the station exit β. The configuration includes a heating mechanism 11 and a handler mechanism 16 that can simultaneously transport two works W positioned at the heating unit 11 to the heating unit 11 and the station outlet β, respectively. The detailed configuration of each component is as follows.
[0018]
The heating unit 11 is disposed at a position facing the work W conveyed from the station entrance α by the handler mechanism 16 (see FIG. 7). When performing induction heating, the heating coil 111 moves forward to approach the work W. While the work coil W is set at the heating position, the heating coil 111 moves rearward when the work W is moved by the shuttle mechanism 15 and moves away from the work W to set the coil at the retracted position. I have. The heating coil 111 is supplied with a high-frequency current of 10 KHz output from the high-frequency power supply 60.
[0019]
The first cooling unit 12 is a cooling jacket disposed on the left side of the heating unit 11 in FIG. 1, and injects a cooling liquid toward the stem shaft w11 or w21 of the work W moved from the heating unit 11 by the shuttle mechanism 15. It is supposed to. The second cooling unit 13 is a cooling jacket disposed on the right side of the heating unit 11 in FIG. 1 and is exactly the same as the first cooling unit 12.
[0020]
The stem center mechanism 14 has center shafts 141 and 142 whose respective tips enter holes w13 or w23 formed in the stem shaft portions w11 or w21 of the two works W placed on the table 17, respectively. 141 and 142 are raised and lowered independently. The table 17 is provided with a mechanism for rotating the work W.
[0021]
The shuttle mechanism 15 is a mechanism for moving the stem center mechanism 14 in the left-right direction in FIG. 1, and the position of the heating unit 11 in a state where the two works W placed on the table 17 are positioned by the stem center mechanism 14. It is designed to move left and right around the center.
[0022]
The handler mechanism 16 chucks the workpiece W at each end of the substantially L-shaped arm 161, and alternately rotates the arm 161 at 90-degree pitch intervals as shown in FIG. 7.
[0023]
The target of the work W to be induction hardened in the first quenching station 10 is the work W1 and the work W2 as described above, and the work W3 passes through the first quenching station 10 without any change. That is, when the work W3 is induction hardened, the handler mechanism 16 functions as a part of the transport mechanism 50.
[0024]
As shown in FIGS. 1 to 3, the second quenching station 30 quenches the inner surface of the cup w12 when the work W is the work W1, and the grooves w22 and w32 when the work W is the work W3. It is.
[0025]
In this embodiment, when the work W is the work W1, a so-called multi-turn coil is used as the heating coil 31. The multi-turn coil referred to here is made of a pipe made of copper or the like, is spirally wound along the inner wall of the cup portion w12, and can enter the cup portion w12. . On the other hand, when the work W is the work W2 or the work W3, a coil having the following structure is used as the heating coil 32. That is, the coil is made of a pipe made of copper or the like, and is compared with three coil portions bent along the groove portions w22 or 32 and separated by a pitch interval of 120 degrees from each other, and the cup portion w24 or 33 of the work W. The three coil portions have lead portions and the like vertically connected to both end portions of the three coil portions, respectively, and the three coil portions are spaced apart from each other by three grooves w22 or 32 at a predetermined interval. It is possible to open and enter.
[0026]
In the second quenching station 30, when the work W is the work W <b> 1, the inner surface of the cup portion w <b> 12 is guided by rotating the work W using the heating coil 31 while cooling the outer periphery thereof by spraying the cooling liquid. After heating, the cooling liquid is sprayed onto the inner surface of the cup portion w12 while rotating the work W to cool the work. On the other hand, in the case of the work W2 or the work W3, while the outer periphery thereof is cooled by spraying the cooling liquid, the heating coil 32 is used to move and heat the groove w22 or 32 of the work W, and at the same time, the heating of the groove w22 or 32 is performed. The cooling liquid is sprayed toward the portion to move and cool.
[0027]
The second quenching station 30 includes a heating coil 31 for inductively heating the inner surface of the cup w12 of the work W, a heating coil 32 for inductively heating the groove w22 or 32 of the work W, and a heating coil 31. A cooling jacket 33 that is attached and injects a cooling liquid toward the inner surface of the cup w12 of the work W; and a cooling liquid that is attached to the heating coil 32 and directed toward a heated portion of the groove w22 or 32 of the work W. , A table 35 rotatably supporting the work W, and an annular cooling jacket 36 mounted on the table 35 and spraying a coolant toward the outer periphery of the work W on the table 35 And a first quenching unit (heating coil 31 and cooling jacket 33), And a quenching unit mounting base 37 to which one of the quenching units (the heating coil 32 and the cooling juquet 34) can be removably attached, It has a cup center mechanism 38 for positioning and rotating the work W, an elevating unit 39 for elevating the table 35 and the like.
[0028]
The heating coils 31 and 32 are supplied with high-frequency currents of 10 KHz and 50 KHz output from the high-frequency power supply 60. A central portion of the table 35 is for inserting most of the first quenching unit or the second quenching unit attached to the quenching unit mounting base 37 into the cup portion w12, 33, or 33 of the work W. An opening is formed. The cup center mechanism 38 has a center shaft 381 whose front end is in contact with the front end portion of the work W on the table 35, and moves up and down the center shaft 381. The elevating unit 39 inserts the first quenching unit into the cup portion w12 of the work W1 while maintaining the table 35 at a constant height when the inner surface of the cup portion w12 of the work W1 is quenched. At the time of quenching the groove portion w22 or w32 of the work W3, the table 35 moves downward at a constant speed so that the first quenching unit is gradually inserted into the cup portion w24 or 33 of the work W1 or the work W3. Has become. When the first and second quenching units are attached to and detached from the quenching unit mounting base 37, they are also used to retract the table 35 upward (see FIG. 2).
[0029]
The indexing station 20 is disposed between the first quenching station 10 and the second quenching station 30 as shown in FIGS. 1 and 3, and has an orientation thereof when the workpiece W is the workpiece W2 or the workpiece W3. It is a device that performs indexing.
[0030]
The index station 20 is provided because the work W is placed on the table 35 of the second quenching station 30 to determine the positional relationship between the groove w22 or 32 and the coil part of the heating coil 32. In addition, the gap between the coil portion of the heating coil 32 and the groove portion w22 or 32 of the work W is made constant.
[0031]
Specifically, the indexing station 20 is a table 21 that rotatably supports the work W, and an indexing unit that is provided below the table 21 and that determines the direction of the work W placed on the table 21. 22 and a cup center mechanism 23 disposed above the table 21 and rotatably positioning the work W on the table 21. The detailed configuration of each component is as follows.
[0032]
The cup center mechanism 23 has a center shaft 231 whose front end fits into a front end portion of a work W placed on the table 21, and is configured to rotatably move the center shaft 231 up and down.
[0033]
The indexing unit 22 is provided with a roller 221 that is inserted into the cup w24 or 33 of the work W through an opening formed in the center of the table 21. The roller 221 is attached to the rod portion 2211 connected to a cylinder, a pulse motor, or the like, and the distal end portion of the rod portion 2111 in the radial direction, and has a sufficient amount to enter the groove portion W22 or 32 of the work W with a margin. And a large roller portion 2212.
[0034]
The indexing unit 22 optically detects the direction of the groove W22 or 32 of the work W placed on the table 21 using a sensor, and based on the detection result, a pulse motor, a cylinder, or the like connected to the roller 221. Is operated to raise and lower the roller 221, and finely rotate the roller 221 to adjust the rotation angle of the roller portion 2212.
[0035]
That is, the direction of the work W placed on the table 21 is detected using the sensor, and the pulse motor is operated so that the roller portion 2212 can be inserted into the groove W22 or 32 of the work W with a margin. Then, the direction of the roller portion 2212 is adjusted. In this state, the roller 221 is raised by operating the cylinder. Then, the roller portion 2212 is inserted into the groove portion W22 or 32 of the work W without contacting the work W. Then, the direction of the roller portion 2212 is gradually changed by finely operating the pulse motor. Since the roller portion 2212 contacts the wall surface of the groove W22 or 32 of the work W, the direction of the work W is adjusted according to the change in the direction of the roller portion 2212. When the fine operation of the pulse motor is stopped when the direction of the work W detected by the sensor becomes a predetermined direction, as a result, the work W placed on the table 21 is stopped. The orientation is determined.
[0036]
The third quenching station 40 is a device for quenching the inner peripheral surface of the spline hole w31 when the work W is the work W3 as shown in FIGS.
[0037]
In this embodiment, a so-called multi-turn coil is used as the heating coil 41. The multi-turn coil referred to here is made of a pipe made of copper or the like, is wound in a circular shape along the inner surface of the spline hole w31, and can enter the spline hole w31. .
[0038]
In the third quenching station 40, the inner surface of the spline hole w31 is induction-heated while rotating the work W using the heating coil 41 while cooling the outer periphery of the work W by spraying the cooling liquid. The cooling liquid is sprayed onto the inner surface of the spline hole w31 while rotating to cool the spline hole w31.
[0039]
The third quenching station 40 specifically includes a heating coil 41 for inductively heating the inner surface of the spline hole w31 of the work W, and a cooling liquid attached to the heating coil 41 and directed toward the inner surface of the spline hole w31 of the work W. , A cooling jacket 43 for injecting a cooling liquid toward the outer periphery of the work W, a table 44 for mounting and supporting the work W, and a third quenching unit (heating coil 41) And a lifting unit 45 for raising and lowering the cooling jackets 42 and 43). The heating coil 41 is supplied with a high-frequency current of 70 KHz output from a high-frequency power supply 60.
[0040]
The transfer mechanism 50 sequentially transfers the work W to the first quenching station 10, the indexing station 20, the second quenching station 30, and the third quenching station 40 as shown in FIGS. Device.
[0041]
The transport mechanism 50 specifically includes an entrance conveyor 51 for transporting the work W before quenching to the position of the station entrance α of the first quenching station 10 as shown in FIGS. Is located at the opposite position, and the outlet conveyor 53 for unloading the work W after quenching is completed, and the work W located at the station outlet β of the first quenching station 10 is located at an intermediate position γ near the indexing station 20. The workpiece W conveyed to the intermediate position γ as shown in FIG. 1 and the work W conveyed to the intermediate position γ are sequentially conveyed to the second quenching station 30, the third quenching station 40, and the exit conveyor 53 as shown in FIG. And a chuck unit 54 for performing the operation. 1 and 3, the chuck unit 54 is not shown.
[0042]
The chuck unit 54 is disposed above the first quenching station 10, the indexing station 20, the second quenching station 30, and the third quenching station 40 on the near side in FIG. 1 (see FIG. 2). , Up to four workpieces W from the intermediate position γ to the indexing station 20, from the indexing station 20 to the second quenching station 30, from the second quenching station 30 to the third quenching station 40, to the third It is possible to convey from the entrance station 40 to the exit conveyor 53 at one time. Specifically, it is as follows.
[0043]
The chuck unit 54 is located at the intermediate position γ, the indexing station 20, the second quenching station 30, the third quenching station 40 to the indexing station 20, the second quenching station 30, the third quenching station 40, and the outlet. Chucks 541a, b, c, d for gripping each work W when each of them is conveyed to the conveyor 53, up-down movement mechanisms 542a, b, c, d for vertically moving the chucks 541a-d, respectively, and up-down movement mechanism And a horizontal movement mechanism 543 for simultaneously moving 542a to 542d in the horizontal direction.
[0044]
The gripping of the work W by the chucks 541a to 541d, the upward movement of the work W by the vertical movement mechanisms 542a to 542d, the horizontal movement of the work W on the left side in FIG. 4 by the horizontal movement mechanism 543, and the downward movement of the work W by the vertical movement mechanisms 542a to 542d. The work W is conveyed as described above in a series of flows of movement and opening of the work W by the chucks 541a to 541d. Thereafter, the operation exactly opposite to the above is performed, and the chucks 541a to 541d are returned to the original positions. When such a transport stroke is repeated four times, the workpiece W located at the intermediate position γ is transported to the exit conveyor 53 through the indexing station 20, the second quenching station 30, and the third quenching station 40 sequentially. You.
[0045]
Next, details of the electrical configuration of the present apparatus will be described below with reference to FIGS. The high-frequency power supply 60 is a device that generates a high-frequency current necessary for induction heating of the work W in a frequency-variable manner as shown in FIG. Here, an inverter power supply using an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module capable of switching and outputting a high-frequency current of 10, 50, and 70 KHz from a commercial voltage is used.
[0046]
As shown in FIG. 6, the current switching unit 70 converts the high-frequency current of 10, 50, and 70 KHz output from the high-frequency power supply 60 to the first, second, and third quenching stations 10, 30, and 40, and the heating coil This is a group of switches for switching and outputting to 111, 31 (or 32), and 41. Here, a relay switch for large current is used.
[0047]
The current switching unit 70 specifically includes switches 71a, b, and c for switching high-frequency currents of 10, 50, and 70 KHz output from the high-frequency power supply 60, and a high-frequency current of 10, 50 KHz for the type and quenching of the work W. There are switches 72a, b, and c for switching according to the location, and a total of four switches 73 for switching the capacity of the resonance capacitor C2 according to the type and quenching location of the work W when outputting a high-frequency current of 10 KHz. are doing.
[0048]
That is, when quenching the outer peripheral surfaces of the stem shaft portion w11 of the work W1 and the stem shaft portion w21 of the work W2, a high-frequency current of 10 KHz is output from the high-frequency power supply 60, and the switches 71a and 72a are turned on. Then, a high-frequency current of 10 KHz is supplied to the heating coil 111 sequentially through the resonance capacitors C1 and C2 and the transformer Tr1 for the first quenching station. In order to minimize the output impedance of the high frequency power supply 60 at this time, each switch 73 is turned on in a predetermined pattern.
[0049]
When quenching the inner surface of the cup portion w24 of the work W2, a high-frequency current of 10 KHz is output from the high-frequency power supply 60, and the switches 71a and 72b are turned on. Then, a high-frequency current of 10 KHz is supplied to the heating coil 31 through the resonance capacitors C1 and C2 and the transformer Tr2 for the second quenching station sequentially. In order to minimize the output impedance of the high frequency power supply 60 at this time, each switch 73 is turned on in a predetermined pattern.
[0050]
When quenching the groove w22 of the work W2 and the groove w32 of the work W3, a high-frequency current of 50 KHz is output from the high-frequency power supply 60, and the switches 71b and 72c are turned on. Then, a high-frequency current of 50 KHz is supplied to the heating coil 31 (or 32) sequentially through the resonance capacitor C3 and the transformer Tr2 for the second quenching station.
[0051]
When quenching the inner peripheral surface of the spline hole 31 of the work W3, a high frequency current of 70 KHz is output from the high frequency power supply 60, and the switch 71c is turned on. Then, a high-frequency current of 70 KHz is supplied to the heating coil 41 through the resonance capacitor C4 and the transformer Tr3 for the third quenching station sequentially.
[0052]
The setting input unit 80 is an input switch for setting and inputting the type of the work W to be subjected to induction hardening as shown in FIG. That is, when the type of the work W to be carried into the apparatus and subjected to induction hardening is input through the setting input unit 80, the input data is output to the sequence control unit 90 as an electric signal.
[0053]
As shown in FIG. 5, the sequence control unit 90 prepares a sequence pattern necessary for performing induction hardening for each type of the work W, and corresponds to the type of the work W set through the setting input unit 80. This device controls the first, second, and third quenching stations 10, 30, and 40, the indexing station 20, the transport mechanism 50, the high-frequency power supply 60, and the current switching unit 70 in accordance with a sequence pattern. Here, a sequencer is used, and the sequence pattern is included in a sequence program recorded in advance in its internal memory.
[0054]
The first, second, and third quenching stations 10, 30, and 40, the indexing station 20, and the transport mechanism 50 are provided with many sensors and the like for detecting the movement of each device and the transport position of the workpiece W. I have. Although not shown in FIG. 5, the detection signal of this sensor is also input to the sequence control unit 90. That is, the sequence control unit 90 advances the above-mentioned sequence pattern step by step while constantly monitoring the movement of each device and the transfer position of the work W.
[0055]
Hereinafter, the operation of the present apparatus configured as described above will be described, and the contents of the sequence pattern prepared in advance in the sequence control unit 90 will be described.
[0056]
When the work W1 is set and input through the setting input unit 80 as a type of performing the induction hardening, the sequence control unit 90 sequentially processes a sequence pattern necessary for performing the induction hardening of the work W1. The operation is performed. The first quenching unit is mounted on the quenching unit table 37 of the second quenching station 30, and the table is moved by using the elevating unit 39 so that most of the unit is exposed from the opening of the table 35. It is assumed that the height position of 35 is adjusted in advance.
[0057]
When the power switch of the present apparatus is turned on, the inlet conveyor 51 and the outlet conveyor 53 are constantly operated. In this state, when a plurality of works W1 are placed on the entrance conveyor 51 as shown in FIG. 1, the works W1 are sequentially conveyed to the station entrance α of the first quenching station 10 by the entrance conveyor 51. When the work W1 arrives at the station entrance α, the first quenching station 10 is operated. The contents of the sequence pattern at this time are as follows.
[0058]
First, the handler mechanism 16 is operated. That is, as shown in FIG. 7, the work W1 (work a) is gripped at one end of the arm 161. In this state, the arm 161 is rotated 90 degrees to release the work a. Then, the work a is transported from the station entrance α to the heating unit 11. When the work a is conveyed to the heating section 11, the stem center mechanism 14 is operated, the center shaft 141 is lowered, and the work a is positioned and rotated. When the arm 161 releases the work a, the handler mechanism 16 is immediately operated in reverse to return the arm 161 to the initial position.
[0059]
When the work a is rotated in a state where the work a is positioned by the stem shaft section 141, the heating section 11 is operated. That is, the heating coil 111 is moved so as to approach the work a, and the high-frequency power supply 60 and the current switching unit 70 are operated so that a high-frequency current of 10 KHz is supplied to the heating coil 111 in this state. Then, a high-frequency current of 10 KHz flows through the heating coil 111. After a lapse of a predetermined time from the start of heating, the high-frequency power supply 60 is stopped. As a result, the heating coil 111 uniformly heats the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11 of the work a.
[0060]
After the heating of the work a is completed, the heating coil 111 is moved away from the work a. At this time, the shuttle mechanism 15 is operated to move the work a from the heating unit 11 to the first cooling unit 12. The movement of the work a is performed while being positioned and rotated by the center shaft 141. When the work a moves to the first cooling unit 12, the first cooling unit 12 is operated to inject cooling liquid onto the stem shaft w11 of the work a to cool it. After a predetermined time has elapsed from the start of cooling, the first cooling unit 12 is stopped and the rotation of the center shaft 141 is stopped. As a result, the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11 of the work a is hardened uniformly over the entire circumference.
[0061]
On the other hand, when the work a moves from the heating unit 11 to the first cooling unit 12, the handler mechanism 16 is operated. That is, the work b is gripped at one end of the arm 161 and the arm 161 is rotated 90 degrees in this state to release the work b. Then, the work b is conveyed to the heating unit 11 from the station entrance α. When the work b is conveyed to the heating unit 11, the stem center mechanism 14 is operated, the center shaft 142 is lowered, and the work b is positioned and rotated. Then, when the heating unit 11 is operated during the cooling period of the work a, the outer peripheral surface of the stem shaft w11 of the work b is induction-heated just like the case of the work a. When the arm 161 releases the work b, the handler mechanism 16 is immediately operated in reverse to return the arm 161 to the initial position.
[0062]
After the cooling of the work a and the heating of the work b are completed, the shuttle mechanism 15 is operated in reverse to move the work a from the first cooling unit 12 to the heating unit 11 and the work b from the heating unit 11 to the second cooling unit 13. Move at the same time. The movement of the work b is performed while being positioned and rotated by the center shaft 142.
[0063]
When the work b moves from the heating section 11 to the second cooling section 13, the second cooling section 13 is operated to inject cooling liquid onto the stem shaft w11 of the work b to cool it. After a predetermined time has elapsed from the start of cooling, the second cooling unit 13 is stopped and the rotation of the center shaft 142 is stopped. As a result, the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11 of the work b is hardened uniformly over the entire circumference.
[0064]
On the other hand, when the work a moves from the first cooling unit 12 to the heating unit 11, the center shaft 141 is raised and the handler mechanism 16 is operated. That is, the work a is released from the center shaft 141, the work c is gripped at one end of the arm 161 and the work a is gripped at the other end. In this state, the arm 161 is rotated by 90 degrees and the works a and c are respectively rotated. release. Then, the work a is simultaneously conveyed from the heating unit 11 to the station outlet β, and the work c is simultaneously conveyed from the station entrance α to the heating unit 11. When the arm 161 releases the workpieces a and c, the arm 161 is reversely rotated 180 degrees to return to the initial position.
[0065]
When the work c is conveyed to the heating unit 11, the stem center mechanism 14, the handler mechanism 16 and the heating unit 11 are operated in exactly the same manner as in the case of the work a. The induction heating of the outer peripheral surface of the stem shaft portion w11 is performed. After the cooling of the work b and the heating of the work c are completed, the shuttle mechanism 15 is operated to move the work b from the first cooling unit 13 to the heating unit 11 and the work c from the heating unit 11 to the first cooling unit 12. Move at the same time.
[0066]
Thereafter, the above-described series of processing is repeatedly performed. The sequence patterns having such contents are sequentially processed by the sequence control unit 90. As a result, the stem shaft portions of the workpieces a, b, c,... Sequentially loaded into the station entrance α by the first quenching station 10. The outer peripheral surface of w11 is sequentially quenched and sequentially carried out to the station exit β.
[0067]
When the quenching of the stem shaft portion w11 of the work W1 is completed by the first quenching station 10 and the work W1 is transported to the station outlet β, the intermediate conveyor 52 is operated for a predetermined time. Then, the work W1 is transported from the station exit β to the intermediate position γ. When the workpiece W1 is transported to the intermediate position γ, the chuck unit 54 is operated, and the transport stroke is performed twice in total. Then, the work W1 at the intermediate position γ is transferred to the table 35 of the second quenching station 30 via the table 21 of the indexing station 20. In this process, the indexing station 20 does not operate, and the work W1 passes through the indexing station 20.
[0068]
When the work W1 is transported to the table 35 of the second quenching station 30, the second quenching station 30 is operated. Specifically, the cup center mechanism 38 and the like are operated to lower the center shaft 381 to position and rotate the work W1. At this time, the work W1 is located at the center of the annular cooling jacket 36 on the table 35, and the first quenching unit, that is, the heating coil 31 and the cooling jacket 33 are inserted into the cup portion w12. I have.
[0069]
With the work W1 positioned and rotated by the center shaft 381 as described above, the heating coil 31 is operated for a predetermined period. That is, the high-frequency power supply 60 and the current switching unit 70 are operated so that a high-frequency current of 10 KHz is supplied to the heating coil 31. Then, a high-frequency current of 10 KHz flows through the heating coil 31. The cooling jacket 36 is operated together with the operation of the heating coil 31, and the entire outer periphery of the work W1 is cooled by spraying the cooling liquid. As a result, the inner surface of the cup portion w12 is uniformly induction-heated while the entire outer periphery of the work W1 is cooled.
[0070]
When the heating of the inner surface of the cup portion w12 of the work W1 ends, the cooling jacket 33 is operated for a predetermined period. During this period, since the cooling jacket 36 is also operating, the inner surface of the cup portion w12 is cooled by spraying the cooling liquid while the entire outer periphery of the work W1 is cooled. When the cooling jacket 33 is stopped, the cooling jacket 36 is also stopped. As a result, the inner surface of the cup portion w12 of the work W1 is uniformly hardened.
[0071]
After the operation of the second quenching station 30 is completed, that is, after quenching the inner surface of the cup portion w12 of the work W1, the chuck unit 54 is operated, and the transport stroke is performed twice in total. Then, the work W1 on the table 35 of the second quenching station 30 is conveyed to the outlet conveyor 53 via the table 44 of the third quenching station 40. In this process, the third hardening station 40 does not operate, and the workpiece W1 passes through the third hardening station 40.
[0072]
When the quenched work W1 is conveyed from the table 35 of the second quenching station 30 to the outlet conveyor 53, the work W1 is carried out by the outlet conveyor 53 because the outlet conveyor 53 is constantly operating.
[0073]
As a result of sequentially processing the sequence patterns having the above contents by the sequence control unit 90, the quenching of the plurality of works W1 is sequentially performed by the first and second quenching stations 10 and 30. However, in the process of successively quenching a plurality of workpieces W1 while carrying them, the induction heating in the first quenching station 10 and the induction heating in the second quenching station 30 are performed in a time-division manner. I have. Specifically, it is as follows.
[0074]
When performing induction heating in the first quenching station 10, a high-frequency current of 10 KHz is output from the high-frequency power supply 60, and the switches 71a and 72a need to be turned on. On the other hand, when performing induction heating in the second quenching station 10, it is necessary to output a high-frequency current of 10 KHz from the high-frequency power supply 60 and turn on the switches 71a and 72b. Induction heating in both stations is performed in a time-sharing manner by adjusting the timing of transporting the work W1 or the like so that these two processes are not performed simultaneously.
[0075]
Next, when the work W2 is set and input through the setting input unit 80 as the type of performing the induction hardening, the sequence control unit 90 sequentially processes a sequence pattern necessary for performing the induction hardening of the work W2. The following operation is performed. The second quenching unit is mounted on the quenching unit table 37 of the second quenching station 30, and the height of the table 35 is raised by using the elevating unit 39 so that the unit is not exposed through the opening of the table 35. Assume that the position is adjusted in advance.
[0076]
When the power switch of the present apparatus is turned on, the inlet conveyor 51 and the outlet conveyor 53 are constantly operated. In this state, when a plurality of works W2 are placed on the entrance conveyor 51 as shown in FIG. 1, the works W2 are sequentially conveyed to the station entrance α of the first quenching station 10 by the entrance conveyor 51. When the work W2 arrives at the station entrance α, the first quenching station 10 is operated. The contents of the sequence pattern at this time are exactly the same as those of the above-described work W1.
[0077]
When the quenching of the stem shaft portion w21 of the work W2 is completed by the first quenching station 10 and the work W2 is transported to the station outlet β, the intermediate conveyor 52 is operated for a predetermined time. Then, the work W2 is transported from the station exit β to the intermediate position γ. When the workpiece W2 is transported to the intermediate position γ, the chuck unit 54 is operated to perform one transport stroke. Then, the work W2 at the intermediate position γ is transferred to the table 21 of the indexing station 20.
[0078]
When the work W2 is transported to the table 21, the indexing station 20 is operated. That is, the cup center mechanism 23 is operated, and the center shaft 231 is lowered to position the work W2. Thereafter, the indexing unit 22 is operated to determine the direction of the work W2 on the table 21 by the above-described method, and when this is completed, the cup center mechanism 23 is operated in reverse, and the center shaft 231 is raised.
[0079]
When the operation of the indexing station 20 is completed, the chuck unit 54 is operated to perform one transfer stroke. Then, the work W2 on the table 21 is transported to the table 35 of the second quenching station 30 in the same direction.
[0080]
When the work W2 is transferred to the table 35 of the second quenching station 30, the second quenching station 30 is operated. Specifically, the cup center mechanism 38 is operated, and the center shaft 381 is lowered to position the work W2. At this time, the work W2 is located at the center of the annular cooling jacket 36 on the table 35, and the direction of the groove w22 and the positional relationship between the coil portion of the heating coil 32 are in agreement.
[0081]
With the work W2 positioned by the center shaft 381, the heating coil 31, the lifting unit 35, and the cooling jackets 33 and 36 are operated for a predetermined period.
[0082]
That is, for the heating coil 31, the high-frequency power supply 60 and the current switching unit 70 are operated so that a high-frequency current of 50 KHz is supplied to the heating coil 31. Then, a high-frequency current of 50 KHz flows through the heating coil 31. As for the lifting unit 35, the table 35 is lowered at a constant speed. Then, each coil portion of the heating coil 31 is inserted into the groove portion w22 of the work W2 from below, and then moves toward the back of the groove portion w22 at a constant speed. In this process, the groove w22 of the work W2 is moved and heated by the heating coil 31. As for the cooling jacket 36, the cooling liquid is sprayed toward the entire outer periphery of the work W2, whereby the entire outer periphery of the work W2 is cooled. With respect to the cooling jacket 33, the cooling liquid is sprayed toward the heated portion of the groove w22 of the work W2. In addition, since the heating part moves at the same time as the heating coil 31, the heated part of the groove w22 of the work W2 is moved and cooled.
[0083]
By the operation of the heating coil 31, the elevating unit 35, and the cooling jackets 33 and 36, the entire groove w22 of the work W2 is uniformly hardened in the length direction. When the quenching is completed, the cup center mechanism 38 is reversely operated, the center shaft 381 is raised, and the cup shaft 381 is retracted from the work W2.
[0084]
After the operation of the second quenching station 30 is completed, the chuck unit 54 is operated, and the transport stroke is performed twice in total. Then, the work W2 on the table 35 of the second quenching station 30 is transported to the outlet conveyor 53 via the table 44 of the third quenching station 40. In this process, the third quenching station 40 does not operate, and the work W2 passes through the third quenching station 40.
[0085]
When the quenched work W2 is conveyed from the table 35 of the second quenching station 30 to the outlet conveyor 53, the work W2 is carried out by the outlet conveyor 53 because the outlet conveyor 53 is constantly operating.
[0086]
As a result of the sequential processing of the sequence patterns having the contents described above by the sequence control unit 90, the quenching of the plurality of works W2 is sequentially performed by the first and second quenching stations 10 and 30. However, in the process of successively quenching a plurality of workpieces W2 while being transported, the induction heating at the first quenching station 10 and the induction heating at the second quenching station 30 are performed in a time sharing manner. I have. Specifically, it is as follows.
[0087]
When performing induction heating in the first quenching station 10, a high-frequency current of 10 KHz is output from the high-frequency power supply 60, and the switches 71a and 72a need to be turned on. On the other hand, when performing induction heating in the second quenching station 30, a high frequency current of 50 KHz is output from the high frequency power supply 60 and the switches 71b and 72c need to be turned on. Induction heating in both stations is performed in a time-sharing manner by adjusting the timing of transporting the work W2 or the like so that these two processes are not performed simultaneously.
[0088]
Next, when the work W3 is set and input through the setting input unit 80 as a type of performing the induction hardening, the sequence control unit 90 sequentially processes a sequence pattern necessary for performing the induction hardening of the work W3. The following operation is performed. The second quenching unit (for female type) is mounted on the quenching unit table 37 of the second quenching station 30, and the elevating unit 39 is used so that the unit is not exposed from the opening of the table 35. It is assumed that the height position of the table 35 has been adjusted in advance.
[0089]
When the power switch of the present apparatus is turned on, the inlet conveyor 51 and the outlet conveyor 53 are constantly operated. In this state, when a plurality of works W3 are placed on the entrance conveyor 51 as shown in FIG. 1, the works W3 are sequentially conveyed to the station entrance α of the first quenching station 10 by the entrance conveyor 51.
[0090]
When the work W3 arrives at the station entrance α, the handler mechanism 16 of the first quenching station 10 is operated. That is, as shown in FIG. 7, the work W3 is gripped at one end of the arm 161. In this state, the arm 161 is rotated by 180 degrees to release the work a. Then, the work W3 is transported from the station entrance α to the station exit β. In this process, the first quenching station 10 does not substantially operate except for the handler mechanism 16, and the work W3 passes through the first quenching station 10.
[0091]
When the work W3 is transported to the station exit β, the intermediate conveyor 52 is operated for a predetermined time. Then, the work W3 is transported from the station exit β to the intermediate position γ. When the workpiece W3 is transported to the intermediate position γ, the chuck unit 54 is operated to perform one transport stroke. Then, the work W3 at the intermediate position γ is transported to the table 21 of the indexing station 20.
[0092]
When the work W3 is transported to the table 21, the indexing station 20 is operated. The operation is similar to that of the work W2. When the operation of the indexing station 20 is completed, the chuck unit 54 is operated to perform one transfer stroke. Then, the work W3 on the table 21 is conveyed to the table 35 of the second quenching station 30 in the same direction.
[0093]
When the work W3 is transported to the table 35 of the second hardening station 30, the second hardening station 30 is operated. The operation is similar to that of the work W2. After the operation of the second quenching station 30 is completed, that is, after the quenching of the work W3 into the groove w32 is completed, the chuck unit 54 is operated to perform one transfer stroke. Then, the work W3 on the table 35 is transferred to the table 44 of the third quenching station 40.
[0094]
When the work W3 is transported from the table 35 to the table 44 of the third quenching station 40, the third quenching station 40 operates. Specifically, the elevating unit 45 is operated to lower the table 44. Then, the third quenching unit, that is, the heating coil 41 and the cooling jackets 42 and 43 are lowered and arranged on the table 44. The work W3 at this time is located at the center of the annular cooling jacket 43 on the table 44, and the heating coil 41 and the cooling jacket 42 are inserted into the spline hole w31.
[0095]
With the heating coil 41 and the cooling jackets 42 and 43 arranged on the table 44, the heating coil 41 is operated for a predetermined period. That is, the high-frequency power supply 60 and the current switching unit 70 are operated so that a high-frequency current of 70 KHz is supplied to the heating coil 41. Then, a high-frequency current of 70 KHz flows through the heating coil 41. The cooling jacket 43 is operated together with the operation of the heating coil 41, and the entire outer periphery of the work W3 is cooled by spraying the cooling liquid. As a result, the inner peripheral surface of the spline hole w31 is uniformly induction-heated while the entire outer peripheral surface of the work W3 is cooled.
[0096]
When the heating of the inner peripheral surface of the spline hole w31 of the work W3 is completed, the cooling jacket 42 is operated for a predetermined period. During this period, since the cooling jacket 43 is also operating, the inner peripheral surface of the spline hole w31 is also cooled by spraying the cooling liquid while the entire outer peripheral surface of the work W3 is cooled. At the same time as the cooling jacket 42 is stopped, the cooling jacket 43 is also stopped. As a result, the inner peripheral surface of the spline hole w31 of the work W3 is uniformly hardened.
[0097]
After the operation of the third quenching station 40 is completed, that is, after quenching the inner peripheral surface of the spline hole w31 of the work W3, the chuck unit 54 is operated to perform one transfer stroke. Then, the work W3 on the table 44 of the third quenching station 40 is transported to the exit conveyor 53. When the quenched work W3 is conveyed to the exit conveyor 53, the work W3 is carried out by the exit conveyor 53 because the exit conveyor 53 is constantly operating.
[0098]
As a result of the sequential processing of the sequence patterns having the contents described above by the sequence control unit 90, the quenching of the plurality of works W3 is sequentially performed by the second and third quenching stations 30 and 40. However, in the process of successively quenching a plurality of workpieces W3 while being transported, the induction heating at the second quenching station 30 and the induction heating at the third quenching station 40 are performed in a time sharing manner. I have. Specifically, it is as follows.
[0099]
When performing induction heating in the second quenching station 30, it is necessary to output a high-frequency current of 50 KHz from the high-frequency power supply 60 and turn on the switches 71b and 72c. On the other hand, when performing induction heating in the third quenching station 40, a high frequency current of 70 KHz is output from the high frequency power supply 60, and the switch 71c and the like need to be turned on. In order to prevent such two processes from being performed at the same time, the induction heating at both stations is performed in a time-sharing manner by adjusting the timing of transporting the work W3 and the like.
[0100]
In the case of the induction hardening device for a constant velocity joint configured as described above, it is possible to harden three types of works W, that is, works W1, W2, and W3, and it is not necessary to use many dedicated devices. is there. In the first quenching station 10, cooling after induction heating and induction heating before cooling are simultaneously performed on two successive workpieces that are sequentially conveyed. Since the indexing station 20 is provided, it is not necessary to align the directions of the grooves w22 and w32 of the work W2 and the work W3 when carrying the work W into the apparatus. In these respects, it is possible to improve the efficiency of the heat treatment process.
[0101]
Further, not only can one type of high-frequency power supply 60 harden the three types of workpieces W, but the induction heating at each station is performed in a time-sharing manner, so that it is only necessary to facilitate a small-capacity power supply facility. . Further, in the second quenching station 30, quenching of the cup portion w12 of the work W1 and the groove portions w22 and w32 of the work W2 and the work W3 is performed in common. In these respects, the apparatus itself is smaller than before, and the equipment cost is very low.
[0102]
In addition, the induction hardening device for a constant velocity joint of the present invention is not limited to the above embodiment, for example, a method of quenching a work performed in each station and a type of a heating coil / cooling jacket, an arrangement order of each station, The design of the transport method and the like may be changed as appropriate. In the second station, the hardening of the cup portion w12 of the work W1 and the hardening of the groove portions w22 and w32 of the work W2 and the work W3 are separated, and the first and second hardening are performed on the hardening unit mounting base 37. A unit may be mounted and the quenching unit mounting base 37 may be made movable to achieve full automation.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, in the case of the induction hardening device for a constant velocity joint according to claim 1 of the present invention, it is possible to perform induction hardening of a plurality of types of constant velocity joints. It is not necessary to use a dedicated device, and the heat treatment process can be made more efficient. In addition, a variable-frequency power source is used as the high-frequency power source that generates the high-frequency current required for induction heating of the work, and the frequency can be changed according to the type of work and the quenching point. Unlike the case described above, it is not necessary to prepare a number of power supplies, and in this respect, the installation space can be reduced and the equipment cost can be reduced.
[0104]
In the case of the induction hardening device for a constant velocity joint according to claim 2 of the present invention, it is not necessary to align the direction of the groove of the work when carrying the work, and in this regard, the efficiency of the heat treatment process can be further improved. Will be possible. In addition, induction heating is performed under a constant gap between the groove of the work and the heating coil, and in this regard, it is possible to improve the quality of induction hardening.
[0105]
In the case of the induction hardening device for a constant velocity joint according to the third aspect of the present invention, induction heating of the work is not performed simultaneously in each station, so that a small-capacity power supply equipment is sufficient, and the equipment cost is further reduced in this regard. It becomes possible.
[0106]
In the case of the induction hardening device for a constant velocity joint according to claim 4 of the present invention, cooling after induction heating and induction heating before cooling are simultaneously performed on two successive workpieces. The time required for quenching the stem shaft portion of the work can be shortened, and the efficiency of the heat treatment process can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of the present invention, and is a partially omitted front view showing the inside of an induction hardening apparatus for a constant velocity joint.
FIG. 2 is a partially omitted side view showing a second quenching station of the apparatus.
FIG. 3 is a partially omitted plan view showing the inside of the device.
FIG. 4 is a front view showing a part of a transport mechanism of the apparatus.
FIG. 5 is an electrical configuration diagram of the device.
FIG. 6 is a circuit diagram of a high-frequency power supply and a current switching unit of the device.
FIG. 7 is a schematic top view for explaining operations of a handler mechanism and a shuttle mechanism of a first station of the apparatus.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a work and a transverse sectional view of a cup portion showing typical types of constant velocity joints.
[Explanation of symbols]
10 First quenching station
20 indexing station
30 Second quenching station
40 Third quenching station
50 transport mechanism
60 High frequency power supply
70 Current switch
80 Setting input section
90 Sequence control unit
W Work

Claims (4)

等速ジョイントをワークとし、ワークをその種類に応じて高周波焼入を行う装置であって、ワークのステム軸部の外周面を焼入れする第1の焼入ステーションと、ワークのカップ部の内面及び/又はワーク内に形成された溝部を焼入れする第2の焼入ステーションと、ワーク内に形成されたスプライン穴の内周面を焼入れする第3の焼入ステーションと、ワークを各ステーションに搬送する搬送機構と、ワークの誘導加熱に必要な高周波電流を周波数可変可能に生成する高周波電源と、高周波電源から出力された高周波電流を各焼入ステーションに配置された加熱コイルに切り換え可能に出力するための電流切換部と、高周波焼入を行うワークの種類を設定入力するための設定入力部と、高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンがワークの種類毎に予め用意されており且つ設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って第1、第2、第3の焼入ステーション、搬送機構、高周波電源及び電流切換部を制御するシーケンス制御部とを具備したことを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。An apparatus for performing induction hardening according to the type of a constant velocity joint as a work, wherein the first hardening station hardens an outer peripheral surface of a stem shaft portion of the work, an inner surface of a cup portion of the work, And / or a third quenching station for quenching the groove formed in the work, a third quenching station for quenching the inner peripheral surface of the spline hole formed in the work, and conveying the work to each station. A transfer mechanism, a high-frequency power supply that generates the high-frequency current required for induction heating of the work so that the frequency can be varied, and a high-frequency current output from the high-frequency power supply that can be switched to the heating coils arranged in each quenching station The current switching part, the setting input part for setting and inputting the type of the workpiece to be subjected to induction hardening, and the sequence pattern required for performing induction hardening are First, second, and third quenching stations, a transport mechanism, a high-frequency power supply, and a current switching unit according to a sequence pattern that is prepared in advance for each type of workpiece and that corresponds to the type of work set through the setting input unit. And a sequence control unit for controlling the inductive quenching of the constant velocity joint. 請求項1項記載の等速ジョイント用高周波焼入装置において、第1のステーションと第2のステーションとの間に配置され且つワークの割り出しを行う割り出しステーションを備えており、シーケンス制御部は、設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って割り出しステーションを含めて制御する構成となっていることを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。2. The induction hardening device for a constant velocity joint according to claim 1, further comprising: an indexing station arranged between the first station and the second station and for indexing a workpiece, wherein the sequence control unit sets the workpiece. An induction hardening device for a constant velocity joint, characterized in that control is performed including an indexing station in accordance with a sequence pattern corresponding to a type of a work set through an input unit. 請求項1項又は2記載の等速ジョイント用高周波焼入装置において、前記シーケンスパターンは、複数のワークを搬送させて順次焼入れを行う過程で第1の焼入ステーションと第2の焼入ステーションとで又は第2の焼入ステーションと第3の焼入ステーションとで当該ステーションに位置する各ワークを時分割で誘導加熱させる内容になっていることを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。3. The induction hardening device for a constant velocity joint according to claim 1, wherein the sequence pattern includes a first quenching station and a second quenching station in a process of transferring a plurality of workpieces and sequentially performing quenching. An induction hardening apparatus for a constant velocity joint, wherein each of the workpieces located at the second or third quenching station and the third quenching station is induction-heated in a time sharing manner. 請求項1、2又は3記載の等速ジョイント用高周波焼入装置において、第1の焼入ステーションは、加熱コイルを用いてワークのステム軸部を誘導加熱する加熱部と、加熱部の両側に各々位置しており且つ加熱後のワークのステム軸部を冷却する第1、第2の冷却部と、ワークを加熱部から第1、第2の冷却部に交互に移動させるシャトル機構と、ワークをステーション入口、加熱部、ステーション出口に順次移動させる機構であり且つステーション入口、加熱部に各々位置するワークを加熱部、ステーション出口に同時に各々搬送可能なハンドラ機構とを有した構成となっており、
搬送機構を用いて順次搬送される複数のワークのうち最初から順番にワークa、b、cとするとき、
前記シーケンスパターンは、第1の焼入ステーションを制御させるに当たり、ハンドラ機構を動作させてワークaをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークaのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークaの加熱終了後、シャトル機構を動作させてワークaを加熱部から第1の冷却部に移動させ、第1の冷却部を動作させてワークaのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークbをステーション入口から加熱部に搬送させ、ワークaの冷却期間中に加熱部を動作させてワークbのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークaの冷却終了後及びワークbの加熱終了後に、シャトル機構を逆動作させてワークaを第1の冷却部から加熱部に及びワークbを加熱部から第2の冷却部に移動させ、第2の冷却部を動作させてワークbのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークaを加熱部からステーション出口に及びワークcをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークcのステム軸部を誘導加熱させ、ワークbの冷却終了後及びワークcの加熱終了後に、シャトル機構を動作させてワークbを第1の冷却部から加熱部に及びワークcを加熱部から第1の冷却部に移動させ、このような一連の処理を繰り返し行う内容になっていることを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。
4. The induction hardening device for a constant velocity joint according to claim 1, 2 or 3, wherein the first quenching station includes a heating unit for inductively heating a stem shaft of the work using a heating coil, and a heating unit on both sides of the heating unit. A first and a second cooling unit for cooling a stem shaft portion of a heated work, respectively; a shuttle mechanism for alternately moving the work from the heating unit to the first and second cooling units; And a handler mechanism for sequentially transferring the workpieces located at the station entrance and the heating section to the heating section and the station exit, respectively. ,
When the works a, b, and c are sequentially taken from the beginning among a plurality of works sequentially transferred using the transfer mechanism,
In controlling the first quenching station, the sequence pattern operates the handler mechanism to convey the work a from the station entrance to the heating unit, and operates the heating unit to induction-heat the stem shaft of the work a. On the other hand, the handler mechanism is reversed to return to the initial position, and after the heating of the work a is completed, the shuttle mechanism is operated to move the work a from the heating section to the first cooling section, and the first cooling section is operated. While cooling the stem shaft of the work a, the handler mechanism is operated to transfer the work b from the station entrance to the heating unit, and the heating unit is operated during the cooling period of the work a to cool the stem shaft of the work b. While the induction heating is performed, the handler mechanism is reversely operated to return to the initial position, and after the cooling of the work a and the heating of the work b are completed, the shuttle mechanism is reversely operated to perform the work. Is moved from the first cooling section to the heating section, and the work b is moved from the heating section to the second cooling section, and the second cooling section is operated to cool the stem shaft of the work b, while the handler mechanism is operated. Then, the work a is conveyed from the heating unit to the station outlet and the work c is conveyed from the station entrance to the heating unit. The heating unit is operated to induction-heat the stem shaft of the work c. After the completion of the heating, the work b is moved from the first cooling unit to the heating unit and the work c is moved from the heating unit to the first cooling unit by operating the shuttle mechanism. An induction hardening device for a constant velocity joint.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007239059A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Denki Kogyo Co Ltd Induction heat treatment device
CN101638714B (en) * 2009-08-20 2011-01-05 天津市热处理研究所有限公司 Numerical control 6-station automatic sizing quenching press
JP2012031481A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Neturen Co Ltd Heat treatment apparatus for workpiece
JP2012031482A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Neturen Co Ltd Heat treatment apparatus for workpiece
WO2019044763A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-07 Ntn株式会社 High-frequency heat treatment equipment
CN114438302A (en) * 2022-02-08 2022-05-06 山东正阳机械股份有限公司 Novel full-automatic high-frequency quenching furnace
JP2022544459A (en) * 2020-07-16 2022-10-19 ケーティー アンド ジー コーポレイション Aerosol generating system and method of operation

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5349941B2 (en) * 2008-12-12 2013-11-20 富士電子工業株式会社 Quenching method and quenching apparatus
CN104263890B (en) * 2010-07-23 2016-08-24 高周波热炼株式会社 The annealing device of workpiece

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61217524A (en) * 1985-03-20 1986-09-27 Ntn Toyo Bearing Co Ltd High frequency quenching apparatus
JPH04110414A (en) * 1990-08-30 1992-04-10 Honda Motor Co Ltd Method and apparatus for quenching work
JPH04154908A (en) * 1990-10-15 1992-05-27 Denki Kogyo Co Ltd Coil automatic exchanging device for high-frequency quenching apparatus
JPH0827521A (en) * 1994-07-19 1996-01-30 Denki Kogyo Co Ltd Method and equipment for induction hardening for constant velocity joint
JPH108135A (en) * 1996-06-21 1998-01-13 Fuji Denshi Kogyo Kk Induction hardening method and induction hardening device
JPH10147812A (en) * 1996-11-18 1998-06-02 Honda Motor Co Ltd High frequency induction heating device
JPH10147813A (en) * 1996-11-18 1998-06-02 Honda Motor Co Ltd High frequency induction heating device
JP2000199016A (en) * 1999-01-06 2000-07-18 Fuji Electronics Industry Co Ltd Induction hardening device of constant-velocity universal joint
JP2000303119A (en) * 1999-04-16 2000-10-31 Fuji Electronics Industry Co Ltd Induction hardening apparatus and induction hardening method
JP2001150906A (en) * 1998-02-16 2001-06-05 Nsk Ltd Bearing unit for driving wheel
JP2001226717A (en) * 2000-02-10 2001-08-21 Fuji Electronics Industry Co Ltd High-frequency hardening device
JP2001279329A (en) * 2000-03-28 2001-10-10 High Frequency Heattreat Co Ltd Tempering method
JP2002137604A (en) * 2000-07-31 2002-05-14 Nsk Ltd Driving unit for wheel and assembling method therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH059584A (en) * 1991-06-28 1993-01-19 Ntn Corp Heat treatment of outer ring of uniform-speed universal joint
DE4339204C1 (en) * 1993-11-17 1994-07-28 Daimler Benz Ag Induction hardening process and equipment for universal joint crosspieces of carbon steel

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61217524A (en) * 1985-03-20 1986-09-27 Ntn Toyo Bearing Co Ltd High frequency quenching apparatus
JPH04110414A (en) * 1990-08-30 1992-04-10 Honda Motor Co Ltd Method and apparatus for quenching work
JPH04154908A (en) * 1990-10-15 1992-05-27 Denki Kogyo Co Ltd Coil automatic exchanging device for high-frequency quenching apparatus
JPH0827521A (en) * 1994-07-19 1996-01-30 Denki Kogyo Co Ltd Method and equipment for induction hardening for constant velocity joint
JPH108135A (en) * 1996-06-21 1998-01-13 Fuji Denshi Kogyo Kk Induction hardening method and induction hardening device
JPH10147813A (en) * 1996-11-18 1998-06-02 Honda Motor Co Ltd High frequency induction heating device
JPH10147812A (en) * 1996-11-18 1998-06-02 Honda Motor Co Ltd High frequency induction heating device
JP2001150906A (en) * 1998-02-16 2001-06-05 Nsk Ltd Bearing unit for driving wheel
JP2000199016A (en) * 1999-01-06 2000-07-18 Fuji Electronics Industry Co Ltd Induction hardening device of constant-velocity universal joint
JP2000303119A (en) * 1999-04-16 2000-10-31 Fuji Electronics Industry Co Ltd Induction hardening apparatus and induction hardening method
JP2001226717A (en) * 2000-02-10 2001-08-21 Fuji Electronics Industry Co Ltd High-frequency hardening device
JP2001279329A (en) * 2000-03-28 2001-10-10 High Frequency Heattreat Co Ltd Tempering method
JP2002137604A (en) * 2000-07-31 2002-05-14 Nsk Ltd Driving unit for wheel and assembling method therefor

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007239059A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Denki Kogyo Co Ltd Induction heat treatment device
CN101638714B (en) * 2009-08-20 2011-01-05 天津市热处理研究所有限公司 Numerical control 6-station automatic sizing quenching press
JP2012031481A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Neturen Co Ltd Heat treatment apparatus for workpiece
JP2012031482A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Neturen Co Ltd Heat treatment apparatus for workpiece
WO2019044763A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-07 Ntn株式会社 High-frequency heat treatment equipment
JP2019039052A (en) * 2017-08-28 2019-03-14 Ntn株式会社 Induction heat treatment apparatus
JP2022544459A (en) * 2020-07-16 2022-10-19 ケーティー アンド ジー コーポレイション Aerosol generating system and method of operation
CN114438302A (en) * 2022-02-08 2022-05-06 山东正阳机械股份有限公司 Novel full-automatic high-frequency quenching furnace
CN114438302B (en) * 2022-02-08 2024-01-05 山东正阳机械股份有限公司 Novel full-automatic high-frequency quenching furnace

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