JP2007131904A - 焼入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油煙等の蒸気による誤検出を生じることなくワークの搬送機構を正常に動作させてワークの焼入処理を適正に行うことができるようにする。
【解決手段】焼入装置１０は、焼入炉１、油槽２、引上げコンベア３、放射温度計８を備えている。焼入炉１は、ワークを加熱する。油槽２は、焼入炉１で加熱されたワークが浸漬される冷却油を収容する。引上げコンベア３は、間欠動作によって油槽２内から外部にワークを引き上げて受渡し位置７に搬送する。放射温度計８は、焼入炉１と油槽２との間においてワークが通過するシュート４内における温度を赤外線の放射量に基づいて測定する。放射温度計８の検出温度が所定の温度以上となった時を基準に引上げコンベア３の始動タイミングを決定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ワークを所定温度に加熱した後に急冷する焼入処理に用いられる焼入装置に関する。

ワークを所定温度に加熱後に急冷する焼入処理には、焼入炉と冷却剤槽とを備えた焼入装置が用いられる。焼入炉は、ワークを所定温度まで加熱する。冷却剤槽は、焼入油等の冷却剤を貯留している。焼入炉で加熱されたワークは、冷却剤槽内に投入され、冷却剤に浸漬されて急冷される。

冷却剤によって急冷されたワークは、冷却剤槽から引き上げられた後に、サイジング装置等の後処理装置に搬送されてサイズ調整等の後処理を施される場合がある。このため、燒入装置には、冷却剤槽内のワークを冷却剤槽の外部の所定位置まで搬送するコンベア等の搬送機構が備えられている。

搬送機構は、冷却剤槽の外部の所定位置においてワークの受け渡しを行うために、間欠動作を行う。即ち、搬送機構は、冷却剤槽内にワークが浸漬された後に始動し、冷却剤槽内に浸漬されたワークを冷却剤槽外の所定位置まで搬送して停止する。搬送機構を始動させるタイミングは、焼入炉から冷却剤槽へのワークの投入時を基準に決定される。

このため、従来の焼入装置では、焼入炉から冷却剤槽への投入経路中でワークを検出する検出手段を備えている。この種の検出手段としては、検出対象が高温のワークであるため、一般にレーザセンサ等の光電センサが用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。
実登第２５９８５６１号公報

高温のワークが冷却剤に浸漬される際には、ワークによって加熱された冷却剤が気化し、冷却剤の上方に油煙等の蒸気が発生する。焼入炉から冷却剤槽への投入経路中でワークを検出する検出手段として光電センサを用いると、ワークを冷却剤中に浸漬した際の油煙等の蒸気によって遮光され、光電センサが誤検出を生じる問題がある。

この発明の目的は、温度を赤外線の放射量に基づいて測定する放射温度計を用いて焼入炉から冷却剤槽への投入経路中でワークを検出することにより、油煙等の蒸気による誤検出を生じることなくワークの搬送機構を正常に動作させ、ワークの焼入処理を適正に行うことができる焼入装置を提供することにある。

この発明の焼入装置は、焼入炉、冷却剤槽、搬送機構、放射温度計及び制御部を備えている。焼入炉は、ワークを加熱する。冷却剤槽は、焼入炉で加熱されたワークが浸漬される冷却剤を貯留する。搬送機構は、冷却剤槽内から外部にワークを引き上げる。放射温度計は、焼入炉と冷却剤槽との間のワークの通過位置における温度を赤外線の放射量に基づいて測定する。制御部は、放射温度計の検出結果に基づいて搬送機構の動作を制御する。

制御部は、放射温度計の検出温度が所定の温度以上となった時を基準に前記搬送機構の始動タイミングを決定する。

この構成においては、高温のワークが通過することによる焼入炉と冷却剤槽との間の温度上昇が、ワークから放射される赤外線の放射量に基づいて、油煙等の蒸気の影響を受けることなく検出される。この温度上昇を検出した時に、焼入炉と冷却剤槽との間をワークが通過したと判断され、この時を基準に搬送機構の動作が制御される。したがって、搬送機構は、油煙等の蒸気の影響を受けることなく、正常に動作する。

この発明の焼入装置によれば、ワークから放射される赤外線の放射量に基づいて焼入炉と冷却剤槽との間の温度上昇を検出した時を基準に搬送機構の動作を制御することにより、油煙等の蒸気の影響を受けることなく搬送機構を正常に動作させることができる。これによって、ワークの焼入処理を適正に行うことができる。

図１は、この発明の実施形態に係る焼入装置１０の構成を示す概略の正面図である。焼入装置１０は、焼入炉１、油槽２、引上げコンベア３、シュート４、供給装置５及び搬送コンベア６を備えている。

供給装置５は、搬送コンベア６上にワークを一定の間隔で順次載置する。搬送コンベア６は、ワークを焼入炉１内に搬送する。搬送コンベア６は、一例としてメッシュベルトによって構成されている。焼入炉１は、搬送コンベア６上に載置されて搬送されるワークを所定温度まで加熱する。油槽２は、この発明の冷却剤槽であり、冷却剤としての冷却油（焼入油）を貯留している。

シュート４は、焼入炉１の出口と油槽２内の冷却油中との間に、上下方向のワークの放出経路を構成する。シュート４の上端は焼入炉１内における搬送コンベア６の終端の下方に位置しており、シュート４の下端は油槽２内の引上げコンベア３の上面に対向している。

引上げコンベア３は、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に張架されている。引上げコンベア３は、油槽２内の冷却油中においてシュート４の出口に対向する位置から油槽２外の受渡し位置７までの間にワークを搬送する。引上げコンベア３は、一例としてメッシュベルトによって構成されている。

一例として、外径が約１５０ｍｍ、高さが約１０ｍｍのベアリングの内外輪をワークとする場合について以下に説明する。ワークは、焼入炉１内で約８５０℃に均一に加熱された後、シュート４を通過して油槽２内の冷却油中に落下する。ワークは、油槽２内の冷却油中を引上げコンベア３によって搬送される間に約２５０℃程度に急冷される。

焼入装置１０の後段には、図示しないサイジング装置が設置されている。サイジング装置は、ワークを規定のサイズに整形する。引上げコンベア３によって受渡し位置７に搬送されたワークは、図示しないロボットにチャッキングされてサイジング装置に搬送される。受渡し位置７においてワークをロボットに確実にチャッキングさせるために、引上げコンベア３は、ワークが受渡し位置７に達した時に停止する。

したがって、引上げコンベア３は、油槽２内にワークが浸漬された後に始動するとともに、油槽２内に浸漬されたワークを受渡し位置７まで搬送して停止する間欠動作を行う。ワークを受渡し位置７まで搬送して停止した引上げコンベア３を、次のワークが油槽２内にワークが浸漬された後のタイミングで始動させる必要がある。

そこで、焼入装置１０は、シュート４の一部に放射温度計８を備えている。放射温度計８は、シュート４の一部における温度を赤外線量に基づいて検出する。焼入炉１から高温のワークがシュート４内を落下すると、ワークから放出される赤外線によって放射温度計８の検出温度が上昇する。

図２は、放射温度計８の構成を示す側面図である。シュート４における上下方向の中間部には、パイプ８２がブラケット８１を介して対向して配置されている。パイプ８２の一端部はシュート４の内部に露出しており、パイプ８２の他端部にはメンテナンス用の手動ボールバルブ８３、ガラス８４及び放射温度計８が取り付けられている。

ボールバルブ８３は、パイプ８２内におけるシュート４の内部とガラス８４との間を開閉する。放射温度計８は、ボールバルブ８３が開放している状態で、ガラス８４を介してシュート４内の赤外線量を測定する。使用時はボールバルブ８３は常時開状態とされる。放射温度計８は、測定した赤外線量に応じた検出信号を出力する。

図３は、焼入装置１０の制御部２０の構成を示すブロック図である。制御部２０は、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備えたＣＰＵ２１に、放射温度計８、クロック２４及びモータドライバ２６を含む複数の入出力機器を接続して構成されている。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に予め書き込まれたプログラムに基づいて各入出力機器を統括して制御し、この間に入出力されるデータをＲＡＭ２３に格納する。

放射温度計８は、測定した赤外線量に応じた検出信号をＣＰＵ２１に入力する。クロック２４は、クロックパルスをＣＰＵ２１に入力する。

モータドライバ２６には、引上げコンベア３の駆動ローラ３１に回転力を供給するモータ９２が接続されている。モータドライバ２６は、ＣＰＵ２１から入力された駆動データに基づいてモータ９２を駆動する。

図４は、制御部２０の処理手順の一部を示すフローチャートである。ＣＰＵ２１は、ワークの焼入処理が開始されると、放射温度計８から入力される検出信号に基づいてシュート４内の温度を算出する（Ｓ１，Ｓ２）。ＣＰＵ２１は、算出した温度が予め設定された基準温度を超えるか否かの判別を行う（Ｓ３）。

基準温度は、焼入炉１におけるワークの加熱温度に応じて設定されている。例えば、加熱温度が８５０℃である場合には、６００℃程度の基準温度が設定される。焼入炉１において加熱されたワークがシュート４内を通過すると、放射温度計８によって測定された赤外線量が増加し、増加した赤外線量に応じた検出信号が放射温度計８からＣＰＵ２１に入力される。

ＣＰＵ２１は、所定時間が経過した後にモータドライバ２６に駆動データを出力し、モータ９２の回転を開始させる（Ｓ４，Ｓ５）。これによって、引上げコンベア３が始動する。

ＣＰＵ２１は、Ｓ５において、クロック２４から入力されるクロックパルスを計数することにより、所定時間を計時する。この所定時間は、少なくともワークがシュート４におけるパイプ８２の露出位置を通過後に引上げコンベア３に達するまでの時間よりも長い時間に設定されている。

ＣＰＵ２１は、受渡し位置７に取り付けられた光電スイッチ（図示せず）にワークが検知されるとモータ９２の駆動を停止し、引上げコンベア３を停止させる（Ｓ６，Ｓ７）。ＣＰＵ２１は、焼入処理が終了するまで、Ｓ２〜Ｓ７の処理を繰り返し実行する（Ｓ８）。

以上のようにして、焼入装置１０においては、高温のワークが通過することによるシュート４内の温度上昇を放射温度計８を介して検出した時を基準に、引上げコンベア３の始動タイミングを決定する。放射温度計８は、シュート４内の温度上昇を赤外線量の増加として測定するため、冷却油内にワークが浸漬する際に生じる油煙の影響を受けることがない。このため、油煙をワークと誤検出することがなく、引上げコンベア３を適正なタイミングで始動させることができ、ワークの焼入処理を正確に行うことができる。

この発明の実施形態に係る焼入装置１０の構成を示す概略の正面図である。 燒入装置１０に備えられる放射温度計８の構成を示す側面図である。 焼入装置１０の制御部２０の構成を示すブロック図である。 制御部１０の処理手順の一部を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 焼入炉
２ 油槽
３ 引上げコンベア
４ シュート
５ 供給装置
６ 搬送コンベア
７ 受渡し位置
８ 放射温度計
２１ ＣＰＵ

Claims (4)

1. ワークを加熱する焼入炉と、前記焼入炉で加熱されたワークが浸漬される冷却剤を貯留した冷却剤槽と、前記冷却剤槽内から外部にワークを引き上げる搬送機構と、前記焼入炉と前記冷却剤槽との間のワークの通過位置における温度を赤外線の放射量に基づいて測定する放射温度計と、前記放射温度計の検出結果に基づいて前記搬送機構の動作を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする焼入装置。
2. 前記制御部は、前記放射温度計の検出温度が所定温度以上となった時を基準に前記搬送機構の始動タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の焼入装置。
3. 前記搬送機構は、前記冷却剤槽内にワークが浸漬された後に始動し、前記冷却剤槽内に浸漬されたワークを前記冷却剤槽外の所定位置まで搬送して停止するコンベアであることを特徴とする請求項１又は２に記載の焼入装置。
4. 前記焼入炉と前記冷却剤槽との間に上下方向のワークの放出経路を構成するシュートをさらに備え、前記放射温度計を前記シュートの一部に取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の焼入装置。

Images