JP2004360013A - 円筒状ワークの熱処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワークを軸方向に均一に加熱することができ、かつ、ワークを連続して搬送することができる、円筒状ワークの熱処理装置の提供。
【解決手段】(1)ローラ軸芯まわりに回転される2本のローラ11、12を有し、該2本のローラ上に複数の円筒状ワーク13が搬送される円筒状ワークの熱処理装置10であって、2本のローラ11、12の側面は、それぞれ、軸方向に凹状の円弧形状をなしており、2本のローラ11、12の少なくとも1本が水平から傾斜しており、かつ、2本のローラ11、12の水平からの傾斜角度が互いに異なっていて、その傾斜角度の差が0.5〜5度の範囲にあり、2本のローラ11、12は、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さい、円筒状ワークの熱処理装置。(2)円筒状ワークの熱処理装置は、高周波焼入れ装置による熱処理装置である。(3)円筒状ワーク13は、建設用機械の履帯のブッシュである。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状ワークの熱処理装置であり、円筒状ワークを2本のローラ上に搬送する時に、円筒状ワークがローラに線接触し、かつ、複数つらなって搬送されるようにする、円筒状ワークの熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
円筒状ワークとして、建設機械用履帯部品であるブッシュがある。ブッシュはその外周部に高周波焼入れが施される。従来のブッシュの高周波焼入れにおいては、図4に示すように、ブッシュ1は、送り機構付き回転台からなる搬送装置2の上に立てられて回転されながら下降され、加熱部3で加熱コイルにて高周波誘導加熱され、ついで冷却部4で噴射ジャケットにより冷却液を噴射されて急冷される。
【0003】
【特許文献1】
特開昭59−77979号公報
【特許文献2】
特開昭63−109119号公報
【特許文献3】
特開平9−143564号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ブッシュ外周部の高周波焼入れにおいては、ワークが均一に加熱されることと、トータルサイクルタイムが短いことが、要求される。
均一加熱により、製品の表面硬度、断面硬度、硬化深さ、硬化パターンなどが確保され、短いトータルサイクルタイムにより、生産性が確保される。
しかし、従来の各ワーク毎の縦方向搬送を伴う熱処理には、つぎの問題がある。
ワークを回転させながら送るので、ワークを周方向に均一に加熱することはできるが、ワークを回転台に載せるので、熱がワークから回転台に逃げ、ワークのコイル部への入側端部には熱が入りにくく、ワークのコイル部からの出側端部には熱が入り過ぎて、ワークを軸方向に均一加熱することができない。
また、ワーク毎にワークを搬送装置に着脱するので、連続搬送ができず、ワークの搬送間にワーク着脱時間分の無駄時間が存在し、トータルサイクルタイムが長くなる。
【0005】
本発明の目的は、ワークを軸方向に均一に加熱することができ、かつ、ワークを連続して搬送することができる、円筒状ワークの熱処理装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明はつぎの通りである。
(1) ローラ軸芯まわりに回転される2本のローラを有し、該2本のローラ上に複数の円筒状ワークが搬送される円筒状ワークの熱処理装置であって、
前記2本のローラは、それぞれ、ローラ軸方向に凹状の円弧形状をなしており、
前記2本のローラの少なくとも1本が、ワーク入口側からワーク出口側に向かって水平位置から下方側に傾斜しており、かつ、前記2本のローラの水平からの傾斜角度が互いに異なっていて、その傾斜角度の差が0.5〜5度の範囲にあり、前記2本のローラは、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さくなっている円筒状ワークの熱処理装置。
(2) 前記熱処理装置は、高周波焼入れ装置における円筒状ワークの熱処理装置である(1)記載の円筒状ワークの熱処理装置。
(3) 前記2本のローラは、高周波焼入れ装置の加熱コイル部とジャケット部のところに、小径部を有している(2)記載の円筒状ワークの熱処理装置。
(4) 前記円筒状ワークは、建設用機械の履帯のブッシュである(1)記載の円筒状ワークの熱処理装置。
【0007】
上記(1)〜(3)の円筒状ワークの熱処理装置では、2本のローラは、それぞれ、ローラ軸方向に凹状の円弧形状をなしているので、ワークがローラに線接触するようになり、ワークからローラへの熱伝達がワークの軸方向に均一となり、ワークが軸方向に均一に加熱されるようになる。また、2本のローラの少なくとも1本が、ワーク入口側からワーク出口側に向かって水平位置から下方側に傾斜しており、かつ、2本のローラの水平からの傾斜角度が互いに異なっていて、その傾斜角度の差が0.5〜5度の範囲にあるので、ワークを回転させながら一定速度で軸方向に搬送することができる。これによってワークの周方向の均一加熱が維持される。
さらに、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さいので、ワークが進むにつれて周速が低下し、複数のワークがつらなって搬送される時に、ワーク同士が離れることがない。したがって、ワーク同士が離れた時の、ワークの前端部の加熱不足、後端部の過熱を防止することができる。
上記(4)の円筒状ワークの熱処理装置では、該熱処理装置が履帯のブッシュの焼入れに適用されることにより、ブッシュの品質の向上と、熱処理工程の生産性の向上をはかることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の円筒状ワークの熱処理装置を、図1〜図3を参照して説明する。
本発明の円筒状ワークの熱処理装置10は、図1〜図2に示すように、横方向に延び、ローラ軸芯まわりに回転される2本のローラ11、12を有し、該2本のローラ11、12上に円筒状ワーク13が搬送される、横型搬送の熱処理装置(図4は縦型搬送の熱処理装置)からなる。円筒状ワーク13は、複数、ワーク軸方向につらなって搬送されてもよい。2本のローラ11、12の回転速度は制御可能である。
【0009】
図3に示すように、各ローラ11、12のローラ軸方向の形状(ローラの側面視における、ローラ外形形状)は、それぞれ、(ローラ長手方向中央部がローラ長手方向両端部を結ぶ直線より軸心側にあるように湾曲した)凹状の円弧形状となっている。また、各ローラ11、12の、ワーク出口側端部の径はワーク入口側端部の径より小である。円弧の半径Rは、10000〜200000mm程度である。図3は、ローラ11、12の外形の形状を誇張して示してある。ローラ11、12の側面が軸方向に円弧形状であるため、ローラ11、12はワーク13に線接触する。ローラ11、12の側面がローラ軸方向に直線形状であると、ローラ11、12の傾斜角度に差があるため、ローラ11、12はワーク13に軸方向で点接触になってしまうが、円弧形状とすることによりローラ11、12はワーク13に線接触するようになる。
【0010】
2本のローラ11、12の少なくとも1本が、ワーク入口側からワーク出口側に向かって水平位置から下方側に傾斜しており、かつ、2本のローラ11、12の水平からの傾斜角度が互いに異なっていて、その傾斜角度の差が0.5〜5度の範囲にある。傾斜角度の大きい方のローラがワークを送る「送りローラ」として働き、傾斜角度の小さい方のローラがワークを回転させる「回転ローラ」として働く。傾斜角度に差がある2本のローラ11、12上にワーク13を搬送するようにしたので、ワーク13をワーク軸芯まわりに回転させながらローラ軸方向に、ローラが下がっている方向に、ワーク13を送ることができる。
【0011】
2本のローラ11、12は、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さい。ローラ径が小さい方が周速が低下し、ワーク送り速度も低下する。ワーク出口側の方がワーク入口側よりワーク送り速度が低下するため、連続してワーク13を搬送する時に、ワーク13同士が離れず、隣り合うワーク13の端部が接触したまま、ワーク13をつらならせて搬送することができる。
【0012】
図1は、熱処理装置10が、高周波焼入れ装置における円筒状ワークの熱処理装置に適用された場合を示す。
その場合、2本のローラ11、12は、高周波焼入れ装置の加熱コイル14と冷却液噴射ジャケット15のところに、小径部16、17を有している。ローラ11の外周部分は、小径部16によって、部分11a、11b、11cに分けられる。ローラ12の外周部分は、小径部17によって、部分12a、12b、12cに分けられる。小径部16、17の径は、ローラ11、12の径の50〜90%程度である。ローラ11、12が小径部16、17を有するため、加熱コイル14と冷却液噴射ジャケット15とを、ローラ11、12に干渉することなく、設けることができる。前述のローラ11、12の傾斜角度、円弧形状、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さいこと等の仕様は、小径部16、17の有無によらず、同一である。
【0013】
加熱コイル部14は、円形の加熱コイルの軸芯を横にして配置し、その中をワーク13を通過させる。
ジャケット部15は、円形(円形以外でもよく、たとえば四角形でもよい)などのジャッケット部から内側に向かって冷却液を噴射するようにし、その中をワーク13を通過させる。ワーク搬送方向に、ジャケット部15は加熱コイル部14より下流側にあり、加熱コイル部14で外周部が加熱されたワーク13をジャケット部15から噴射される冷却液で急冷して、ワーク13の外周部に焼入れを施す。
【0014】
円筒状ワーク13は、たとえば、建設機械の履帯のブッシュである。ブッシュに所定の表面硬さを付与するために、外周部に焼入れが施されるが、その焼入れ装置の熱処理搬送装置として、本発明の円筒状ワークの熱処理装置10を用いることができる。
ただし、円筒状ワーク13はブッシュに限るものではなく、建設機械の履帯のピン(中実の円筒状棒)であってもよいし、それ以外の円筒状ワークであってもよい。
【0015】
つぎに、本発明の円筒状ワークの熱処理装置の作用を説明する。
2本のローラ11、12が、それぞれ、ローラ軸方向に凹状の円弧形状となっているので、ワーク13とローラ11、12とが線接触し、ワーク13からローラ11、12への熱伝達がワークの軸方向に均一となり、ワーク13が加熱部14によって加熱される時に、ワーク軸方向に均一に加熱されるようになる。
また、2本のローラ11、12の少なくとも1本が、ワーク入口側からワーク出口側に向かって水平位置から下方側に傾斜しており、かつ、2本のローラ11、12の水平からの傾斜角度が互いに異なっていて、その傾斜角度の差が0.5〜5度の範囲にあるので、ワーク13を回転させながら一定速度で軸方向に搬送することができる。これによって、ワーク13は周方向にも均一に加熱される。
さらに、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さいので、ワーク13搬送方向にローラ11、12の周速、したがってワーク搬送速度が低下し、複数のワーク13を連ねて搬送する時に、ワーク13同士が離れることがない。したがって、ワーク13同士が離れた時の、加熱部14による、ワークの前端部の加熱不足、後端部の過熱を防止することができる。
また、本発明の熱処理装置10が建設機械の履帯のブッシュの焼入れに適用された場合は、軸方向の均一加熱によるブッシュの品質の向上と、連続搬送による熱処理工程の生産性の向上をはかることができる。
【0016】
【発明の効果】
請求項1〜3の円筒状ワークの熱処理装置によれば、2本のローラが、それぞれ、ローラ軸方向に凹状の円弧形状をなしているので、ワークがローラに線接触するようになり、ワークからローラへの熱伝達がワークの軸方向に均一となり、ワークが軸方向に均一に加熱されるようになる。また、2本のローラの少なくとも1本が、ワーク入口側からワーク出口側に向かって水平位置から下方側に傾斜しており、かつ、2本のローラの水平からの傾斜角度が互いに異なっていて、その傾斜角度の差が0.5〜5度の範囲にあるので、ワークを回転させながら一定速度で軸方向に搬送することができる。これによってワークの周方向の均一加熱が維持される。
さらに、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さいので、ワークが進むにつれて周速が低下し、複数のワークがつらなって搬送される時に、ワーク同士が離れることがない。したがって、ワークを軸方向に均一加熱することが容易になる。
請求項4の円筒状ワークの熱処理装置によれば、該熱処理装置が履帯のブッシュの焼入れに適用されることにより、ブッシュの品質の向上と、熱処理工程の生産性の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の円筒状ワークの熱処理装置の側面図である。
【図2】本発明の円筒状ワークの熱処理装置の正面図である。
【図3】本発明の円筒状ワークの熱処理装置のローラの側面図である(ただし、ローラの外形形状を誇張して示してある)。
【図4】従来の円筒状ワークの熱処理装置を用いた焼入れ装置の斜視図である。
【符号の説明】
10 円筒状ワークの熱処理装置
11、12 ローラ
13 円筒状ワーク(たとえば、履帯のブッシュ)
14 加熱コイル
15 冷却液噴射ジャケット
16、17 小径部

Claims (4)

  1. ローラ軸芯まわりに回転される2本のローラを有し、該2本のローラ上に複数の円筒状ワークが搬送される円筒状ワークの熱処理装置であって、
    前記2本のローラは、それぞれ、ローラ軸方向に凹状の円弧形状をなしており、
    前記2本のローラの少なくとも1本が、ワーク入口側からワーク出口側に向かって水平位置から下方側に傾斜しており、かつ、前記2本のローラの水平からの傾斜角度が互いに異なっていて、その傾斜角度の差が0.5〜5度の範囲にあり、前記2本のローラは、ワーク出口側のローラ径がワーク入口側のローラ径より小さくなっている円筒状ワークの熱処理装置。
  2. 前記熱処理装置は、高周波焼入れ装置における円筒状ワークの熱処理装置である請求項1記載の円筒状ワークの熱処理装置。
  3. 前記2本のローラは、高周波焼入れ装置の加熱コイル部とジャケット部のところに、小径部を有している請求項2記載の円筒状ワークの熱処理装置。
  4. 前記円筒状ワークは、建設用機械の履帯のブッシュである請求項1記載の円筒状ワークの熱処理装置。
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