JP2007169670A - リング状品の焼入用誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転がり軸受の内外輪のように直径が互いに異なる複数のリング状品を少ない設備で効率良く、かつ焼入品質の均一化が図れ、さらに同一条件化で誘導加熱することができ、加熱コイルを効率や作業性の上から最良の形状としたリング状品の焼入誘導加熱装置を提供する。
【解決手段】 直径が互いに異なる複数のリング状品Ｗ１，Ｗ２を同心に載せてリング中心Ｏ回りに回転させる回転台５１と、この回転台５１上の各リング状品Ｗ１，Ｗ２の内周側と外周側とに跨るＵ字状部分５２ａ，５２ｂを有する誘導加熱用の加熱コイル５２と、加熱コイル５２に電流を流す交流電源５３とを備える。加熱コイル５２は、内周側のリング状品Ｗ２に跨るＵ字状部分５２ｂのリング状品外周側の先端と、外周側のリング状品Ｗ１に跨るＵ字状部分５２ａのリング状品内周側の先端とが互いに連続したものであるか、または各リング状品Ｗ１，Ｗ２に対して個別に設けられたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受の軌道輪等のようなリング状品を焼入のために誘導加熱により加熱するリング状品の焼入用誘導加熱装置に関する。

転がり軸受の内外輪等の軌道輪は、機械特性の向上のために、内部まで硬化させる焼入が施される。このような内部まで硬化させる焼入では、バッチ式の雰囲気炉で全体焼入をすることが一般的である。連続加熱炉の採用も可能ではあるが、軌道輪の深部まで、室温から焼入温度まで加熱するには、搬送経路が長くなって設備が大型化し、設置面積が大きくなる。そのためバッチ式炉が採用される。また、上記連続加熱炉およびバッチ式炉のいずれにおいても、周辺への熱の影響があり、軌道輪を旋削や研削するラインから離して設置することが必要となる。
なお、車輪用軸受等のように、軌道面のみに局部的に焼入を施す場合は、高周波焼入が採用されている。また、全体焼入する高周波焼入においても、加熱コイル内でコンベヤにより被加熱材を搬送し、連続的に焼入するものが提案されている（例えば特許文献１）。
特開平６−３２５８６４号公報

高周波焼入は、ワークを１個ずつ連続して加熱することが可能であるため、例えば転がり軸受の軌道輪の生産ラインに高周波焼入を採用した場合、軌道輪の生産から軸受の組立までを連続生産することが可能である。また、高周波焼入には、エネルギ効率の面で優れ、周辺への熱的影響も少ないという有利な点が多い。しかし、ワークを１個ずつ加熱するのでは加熱の効率が悪く、加熱のための設備も多く必要とする。

また、高周波焼入では、ワーク形状によっては、全体を均一に加熱することが難しい場合がある。そのため、ワーク全体における焼入品質の均一化が難しいという問題がある。したがって、転がり軸受の軌道輪の焼入に高周波焼入を採用するには、上記問題を克服する必要がある。また、転がり軸受の軌道輪を高周波焼入する場合、焼入品質保持のため、内輪と外輪とを同時に同一条件で焼入処理することが望ましい。さらに、生産ライン全体の生産効率を高めるために、焼入処理を効率良く行うことが求められる。

この発明の目的は、転がり軸受の内輪と外輪のように直径が互いに異なる複数のリング状品に対し、少ない設備で効率良く誘導加熱することができて、設備コストの低減が図れるリング状品の焼入誘導加熱装置を提供することである。
この発明の他の目的は、リング状品の各部における焼入品質の均一化が図れ、各リング状品を同一条件化で効率良く誘導加熱することができ、誘導加熱用の加熱コイルを加熱効率や作業性の上から最良の形状としたリング状品の焼入誘導加熱装置を提供することである。

この発明のリング状品の焼入誘導加熱装置は、直径が互いに異なる複数のリング状品を同心に載せてリング中心回りに回転させる回転台と、この回転台上の各リング状品の内周側と外周側とに跨るＵ字状部分を有する誘導加熱用の加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を流す交流電源とを備え、前記加熱コイルは、内周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品外周側の先端と、外周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品内周側の先端とが互いに連続したものであるか、または各リング状品に対して個別に設けられたものである。

この構成の焼入誘導加熱装置によると、直径が互いに異なる複数のリング状品を、回転台に載せて回転させながら、加熱コイルにより同時に誘導加熱することができる。そのため、少ない設備で効率良く加熱することができて、設備コストの低減が図れる。また、その際、各リング状品を回転台上に同心に配置しているため、各リング状品につき全体を均一に加熱することができる。
加熱コイルが、内周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品外周側の先端と、外周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品内周側の先端とが互いに連続したものであるとした場合は、加熱コイルと交流電源とを結ぶ配線を１箇所にまとめることができるため、配線が簡略化できる。
また、加熱コイルが、各リング状品に対して個別に設けられたものであるとした場合は、それぞれのリング状品のサイズに合わせて加熱リングの径方向の位置を個別に変更することが容易であり、サイズが異なるリング状品に対する対応力が高い。

この発明において、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱するものとすることができる。
この構成によると、誘導加熱によりリング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで短時間で効率良く加熱し、その後、他の加熱方法例えば連続加熱炉によりリング状品を焼入温度まで全体の均一熱化を図りながら加熱することができる。これにより、誘導加熱だけで焼入温度まで加熱する場合に比べ、焼入品質を向上させられる。

前記直径が互いに異なる複数のリング状品は、互いに同一サイズの転がり軸受の内輪と外輪とであるとしてもよく、また互いに異なるサイズの転がり軸受における外輪同士または内輪同士とであるとしてもよい。
いずれの場合も、複数のリング状品を同時に誘導加熱することができるため、加熱の効率が良い。特に、前記直径が互いに異なる複数のリング状品が、互いに同一サイズの転がり軸受の内輪と外輪とであるとした場合は、同時に誘導加熱した内輪と外輪を一つの転がり軸受に組み立てることができるため、転がり軸受生産ラインの生産効率の向上を図ることができる。

さらに、前記直径が互いに異なる複数のリング状品が３個以上であるとしてもよい。この場合、３個以上のリング状品を同時に誘導加熱することができるため、加熱の効率がより一層良い。

この発明のリング状品の焼入誘導加熱装置は、直径が互いに異なる複数のリング状品を同心に載せてリング中心回りに回転させる回転台と、この回転台上の各リング状品の内周側と外周側とに跨るＵ字状部分を有する誘導加熱用の加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を流す交流電源とを備え、前記加熱コイルは、内周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品外周側の先端と、外周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品内周側の先端とが互いに連続したものであるか、または各リング状品に対して個別に設けられたものであるとしたため、転がり軸受の内輪と外輪のように直径が互いに異なる複数のリング状品を、少ない設備で効率良く加熱することができて、設備コストの低減が図れる。また、リング状品の各部における焼入品質の均一化が図れ、各リング状品を同一条件化で効率良く誘導加熱することができ、誘導加熱用の加熱コイルが加熱効率や作業性の上から最良の形状となった。

この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。
図１は焼入用誘導加熱装置の構成を示す。この誘導加熱装置５０Ａは、直径が互いに異なる複数のリング状品Ｗ１，Ｗ２を同心に載せてリング中心Ｏの回りに回転させる回転台５１と、加熱コイル５２と、加熱コイル５２に電流を流す交流電源５３とを備える。図の例では、直径が互いに異なるリング状品の数が２個とされ、各リング状品Ｗ１，Ｗ２は同一サイズの転がり軸受の外輪および内輪とされている。交流電源５３は例えば高周波電源とされる。

加熱コイル５２は、各リング状品Ｗ１，Ｗ２のそれぞれの内周側と外周側とに跨がる下向きＵ字状部分５２ａ，５２ｂを有し、外周側リング状品Ｗ１に跨るＵ字状部分５２ａの内周側の先端と、内周側リング状品Ｗ２に跨るＵ字状部分５２ｂの外周側の先端とを互いに連結した形状とされている。そして、Ｕ字状部分５２ａの外周側の先端部およびＵ字状部分５２ｂの内周側の先端部が、交流電源５３に接続されている。図３は、加熱コイル５２の斜視図を示す。
図１において、加熱コイル５２は、加熱コイル支持体５４に対して、回転台５１の半径方向に位置変更可能に設置される。加熱コイル支持体５４は、例えば回転台５１の半径方向に延びるガイド５４ａを有し、このガイド５４ａに沿って加熱コイル５２が無段階で位置変更可能とされる。例えば図２（Ｂ），（Ｃ）に示すように、その任意の変更位置で、ボルト（図示せず）等により、加熱コイル５２がガイド５４ａに位置固定される。

回転台５１には、リング状品Ｗ１，Ｗ２との接触面積を小さくするための接触台５１ａ，５１ｂが設けられる。接触台５１ａ，５１ｂは、リング状品Ｗ１，Ｗ２の径に応じたものに取り替え自在とされる。
回転台５１は、回転台回転装置５５により回転駆動され、かつ回転台昇降装置５６により、回転台５１上のリング状品Ｗ１，Ｗ２が加熱コイル５２のＵ字状部分５２ａ，５２ｂの内側に入る高さ位置と出る高さ位置との間に昇降させられる。
図示の例では、回転台５１は、昇降枠５７に軸受５８を介して回転自在に設置されていて、昇降枠５７が基台５９に昇降ガイド６０を介して昇降自在に設置されている。昇降枠５７には、油圧シリンダ等の昇降駆動源６１が連結されており、回転台５１は昇降駆動源６１により昇降枠５７と共に昇降させられる。
回転台回転装置５５は、モータ６２と、その回転を回転台５１の軸部５１ｃに伝えるプーリまたはギヤ列等の回転伝達機構６３とにより構成される。

この焼入誘導加熱装置５０Ａは、リング状品Ｗ１，Ｗ２を同心に載せた回転台５１を、回転台回転装置５５によりリング中心Ｏの回りに回転させながら、交流電源５３で加熱コイル５２に電流を流して、リング状品Ｗ１，Ｗ２を同時に誘導加熱する。各リング状品Ｗ１，Ｗ２が同心に配置されているため、各リング状品Ｗ１，Ｗ２に誘導加熱が均等に行われ、リング状品全体を均一に加熱することができる。

加熱コイル５２は、Ｕ字状部分５２ａ，５２ｂを有するのものとし、回転台５１の半径方向に位置変更可能としたため、各種の径寸法のリング状品Ｗ１，Ｗ２に対し、加熱コイル５２の固定位置の変更によって対応することができる。この場合、回転台５１の接触台５１ａ，５１ｂは、リング状品Ｗ１，Ｗ２の径寸法に応じたものに交換する。
また、複数のリング状品Ｗ１，Ｗ２を１個の加熱コイル５２で誘導加熱するようにしたため、加熱コイル５２と交流電源５３とを結ぶ配線を１箇所にまとめることができ、配線が簡略化なものになっている。

図４ないし図６は本発明の第２の実施形態を示している。この誘導加熱装置５０Ｂは、複数のリング状品Ｗ１，Ｗ２に対して加熱コイル５２をそれぞれ個別に設けて誘導加熱するようにしている。この点を除けば、前記第１の実施形態と同じ構成であり、同じ構成の箇所については同一符号を付し、説明を省略する。

この実施形態では、加熱コイル５２が、リング状品Ｗ１，Ｗ２の内周側と外周側とに跨がる下向きＵ字状の形状をし、この加熱コイル５２が各リング状品Ｗ１，Ｗ２ごとに設けられている。各加熱コイル５２は、加熱コイル支持体５４のガイド５４ａに沿って、回転台５１の半径方向に位置変更可能に設置されている。

この実施形態の場合も、第１の実施形態と同様、各リング状品Ｗ１，Ｗ２に誘導加熱が均等に行われるため、リング状品全体を均一に加熱することができ、また加熱コイル５２を回転台５１の半径方向に位置変更可能としたため、各種の径寸法のリング状品Ｗ１，Ｗ２に対し、加熱コイル５２の固定位置の変更によって対応することができる。
さらに、この実施形態の場合は、各加熱リング５２がそれぞれのリング状品のサイズに合わせて径方向の位置を個別に変更することが可能であるため、サイズが異なるリング状品に対する対応力が高いという利点がある。

また、回転台の上に直径が互いに異なるリング状品を３個以上同心に載せて誘導加熱を行うようにしてもよい。図７はリング状品が３個である場合を示している。同図において実線で示すように、リング状品Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を一つの加熱コイル５２で誘導加熱を行ってもよく、また鎖線で示すように、各リング状品Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対して加熱コイル５２を個別に設けて誘導加熱を行ってもよい。

第１の実施形態および第２の実施形態では、リング状品Ｗ１，Ｗ２を転がり軸受の外輪と内輪としたが、リング状品Ｗ１，Ｗ２を、互いに異なるサイズの軸受における外輪同士または内輪同士としてもよい。さらに、リング状品Ｗ１，Ｗ２を、軸受軌道輪以外のリング状品としてもよい。

次に、上記焼入誘導加熱装置５０Ａまたは５０Ｂが設置されたリング状品組込機械部品の連続生産ラインについて説明する。
図８は、この連続生産ラインの概念構成を示す。この連続生産ラインは、リング状品組込機械部品である転がり軸受１を連続して生産するラインであり、軸受外輪および軸受内輪の生産から、転がり軸受１の組立までを行うラインである。生産される転がり軸受１は、軸受外輪となるリング状品Ｗ１と、軸受内輪となるリング状品Ｗ２と、複数の転動体２と、保持器３とで構成される。図示の例では、転がり軸受１は深溝玉軸受からなるが、ころ軸受であっても良く、またスラスト型の軸受であっても良い。なお、図８は軸受外輪の加工工程を中心に示し、軸受内輪の加工工程は一部省略されている。

この生産ラインは、材料検査工程部１１、鍛造工程部１２、旋削工程部１３、刻印工程部１４、熱処理工程部１５、研削工程部１６、および組立工程部１７を備える。各工程部１１〜１７間には、材料またはリング状品Ｗ１を搬送するコンベヤ等の搬送手段２０が設けられ、生産ラインの全体を通してリング状品Ｗ１は所定の方向に搬送される。

材料検査工程部１１は、リング状品Ｗ１に加工するための材料（図示せず）を検査する工程部であり、ここでは、塊状、板状、またはパイプ状等の材料を購入先等から受入れ、材料ロット毎の検査を行う。この検査は、作業者による手作業により行うようにしても、自動的に行うようにしても良い。検査の完了した材料は、リング状品Ｗ１の１個分毎に分け、鍛造工程部１２に送る。

鍛造工程部１２は、１個分の材料を、リング状品Ｗ１の完成品の粗形状に鍛造機で鍛造する工程部である。
旋削工程部１３は、鍛造されたリング状品Ｗ１を、鍛造された形状よりも完成品により近い概略形状に、旋盤により旋削する工程部である。リング状品Ｗ１が軸受外輪等の軌道輪である場合、軌道溝の溝加工を旋削工程部１３で行う。
なお、転がり軸受１の種類によっては、鍛造工程１２を省き、旋削工程部１３でパイプ材等の材料から概略形状のリング状品Ｗ１を得るようにしても良い。その場合、材料からリング状品Ｗ１の１個分ずつの切り出しも旋削工程部１３で行うようにしても良い。

刻印工程部１４は、旋削されたリング状品Ｗ１に、社名や型番等のマークＭを刻印機（図示せず）により刻印する工程部である。リング状品Ｗ１が軸受外輪または軸受内輪の場合、刻印はリング状品Ｗ１の幅面に行う。

熱処理工程部１５は、刻印の施されたリング状品Ｗ１に、焼入等の熱処理を施す工程部である。熱処理工程部１５については、後に詳しく説明する。

研削工程部１６は、熱処理されたリング状品Ｗ１に研削を施し、リング状品Ｗ１の完成品とする工程部である。
研削工程部１６は、リング状品Ｗ１が軸受外輪の場合、複数の工程部、例えば幅研削工程部１６ａ、外径研削工程部１６ｂ、溝研削工程部１６ｃ、および溝超仕上げ工程部１６ｄからなるものとされる。各研削構成部１６ａ〜１６ｄは、それぞれの研削を行う研削装置（図示せず）を備える。リング状品が軸受内輪である場合も、研削工程部１６は、軸受外輪の場合と同様に、４つの工程部からなるものとされる。

上記検査工程部１１から研削工程部１６までの工程部により、組立前生産ライン部分Ｒ１が構成される。

組立工程部１７は、研削の完了したリング状品Ｗ１を他の部品と共にリング状品組込機械部品に組み立てる工程部である。リング状品組込機械部品は転がり軸受１であり、軸受外輪となるリング状品Ｗ１を、他の部品である軸受内輪となるリング状品Ｗ２と、転動体２と、保持器３と共に、転がり軸受１に組み立てる。この組立は、自動組立機（図示せず）により行われる。保持器３は、図示の例では、２つの保持器部品３ａを組み合わせるものとされている。

軸受内輪となるリング状品Ｗ２は、軸受外輪の組立前生産ライン部分Ｒ１とは別の組立前生産ライン部分Ｒ２により生産され、組立工程部１７に搬入される。転動体２および保持器３は、それぞれ転動体保管部１８および保持器保管部１９から組立工程部１７に搬入される。
転動体保管部１８および保持器保管部１９は、それぞれ、この連続生産ラインとは別の場所で生産された転動体２および保持器３を購入先等から受け入れ、検査等の処理を行って保管する工程部である。転動体保管部１８および保持器保管部１９は、この連続生産ラインと共に設けた生産ライン（図示せず）で生産するようにしても良い。

図９は、このリング状品組込機械部品の連続生産ラインのレイアウト例を示す説明図である。この例では、軸受外輪となるリング状品Ｗ１を生産する組立前生産ライン部分Ｒ１と、軸受内輪となるリング状品Ｗ２を生産する組立前生産ライン部分Ｒ２とが設けられている。
軸受内輪となるリング状品Ｗ２を生産する組立前生産ライン部分Ｒ２は、軸受外輪となるリング状品Ｗ１を生産する組立前生産ライン部分Ｒ１と同様に、検査工程部１１、鍛造工程部１２、旋削工程部１３、刻印工程部１４、熱処理工程部１５、および研削工程部１６を順に並べ、各工程部１１〜１６の間にコンベヤ等の搬送手段２０を設けたものとされるが、熱処理工程部１５については組立前生産ライン部分Ｒ１と共有している。内輪側の組立前生産ライン部分Ｒ２においても、鍛造工程部１２は省略されていても良い。

図８に示すように、熱処理工程部１５は、予熱工程部１５ａ、均熱工程部１５ｂ、焼入工程部１５ｃ、および焼戻工程部１５ｄを備える。熱処理工程部１５は、焼入工程部１５ｃの後段側に、焼準工程部や焼鈍工程部（いずれも図示せず）を有するものであっても良い。その場合、これら焼準工程部や焼鈍工程部は、リング状品Ｗ１，Ｗ２を一列の縦列で搬送しながら処理を行える形式の工程部とする。

予熱工程部１５ａは、リング状品Ｗ１，Ｗ２を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する工程部である。予熱温度は、Ａ１変態点（７２５〜７３０°）よりも高く、またＡ２変態点（キュリー点）よりも高い温度であることが好ましく、例えば８００℃程度とされる。
この予熱には、図１ないし図３に示す焼入用誘導加熱装置５０Ａまたは図４ないし図６に示す焼入用誘導加熱装置５０Ｂが使用される。その際、先に説明したように、回転台５１の上にリング状品Ｗ１，Ｗ２を同心に載せ、リング状品Ｗ１，Ｗ２を同時に誘導加熱する。

均熱工程部１５ｂは、予熱工程部１５ａで加熱されたリング状品Ｗ１，Ｗ２を焼入れ温度まで連続加熱炉２１で加熱する工程部である。焼入れ温度は、最高加熱温度（オーステナイト化温度）であり、例えば８５０℃程度とされる。
連続加熱炉２１は、内部を高温雰囲気に保ち、コンベヤ等の搬送手段２２に互いに同心に配置したリング状品Ｗ１，Ｗ２を縦一列に載せて搬送しながら加熱する炉である。

焼入工程部１５ｃは、均熱工程部１５ｂで焼入温度に加熱されたリング状品Ｗ１，Ｗ２を、冷却することで焼入する工程部であり、例えば冷却槽２３内にリング状品Ｗ１，Ｗ２を浸すことで冷却するものとされる。焼入工程部１５ｃは、冷却液をリング状品Ｗ１，Ｗ２に吹き付けるものであっても良い。

図１０は、予熱工程部１５ａの水平断面図と、雰囲気調整系のブロック図とを組み合わせた説明図である。予熱工程部１５ａは、リング状品Ｗ１，Ｗ２を大気中から装入する装入室３１と、この装入室３１から移動させたリング状品Ｗ１，Ｗ２を誘導加熱する予熱室３２と、この予熱室３２のリング状品Ｗ１，Ｗ２を前記連続加熱炉２１に移送する移送室３３とを有する。なお、装入室３１の前段部には、組立前生産ライン部分Ｒ１の刻印工程部１４から供給されるリング状品Ｗ１と組立前生産ライン部分Ｒ２の刻印工程部１４から供給されるリング状品Ｗ２を互いに同心になるよう配置する同心配置機構３０が設けられている。
装入室３１のリング状品Ｗ１，Ｗ２を入れる入口３４、および各室３１〜３３間のリング状品Ｗ１の通路３５，３６、および移送室３３と連続加熱炉２１間のリング状品Ｗ１，Ｗ２の通路３７には、それぞれ開閉扉３８〜４１が設けられている。これら開閉扉３８〜４１は、左右または上下にスライドして開閉するものとされ、開閉駆動手段（図示せず）が連結されている。

予熱工程部１５ａには、前記装入室３１、予熱室３２、および移送室３３を、真空、または無酸化雰囲気、または連続加熱炉２１の雰囲気と同等の雰囲気に変換する雰囲気変換手段４２を有している。雰囲気変換手段４２は、例えば各室３１〜３３に配管４３を介して窒素ガスを送り込み、排気して入れ換える手段とされる。また、雰囲気変換手段４２は、各開閉扉３８〜４１の開閉駆動手段を制御する機能を備えている。雰囲気変換手段４２は、各室３１〜３３と連続加熱炉２１間の開閉扉３９〜４１の開閉を、必ず隣接する２室間でのみ連通して外部とは密閉状態を維持するように行わせる。例えば、装填室３１と予熱室３２を間の開閉扉３９を開けるときは、装填室３１の入口３８の開閉扉３８と予熱室３２の出口側の開閉扉４０を閉じた状態とする。

また、予熱工程部１５ａには、リング状品Ｗ１，Ｗ２を装入室３１に装入する装入手段４４、装入室４４から予熱室３２に移動させる第１移動手段４５、予熱室３２から移送室３３に移動させる第２移動手段４６、および移送室３３から連続加熱炉２１に移送する移送手段４７を有している。これら装入手段４４，第１移動手段４５，第２移動手段４６，および移送手段４７は、それぞれプッシャーまたはコンベヤ等からなる。

上記構成の連続生産ラインによる転がり軸受１の生産過程を説明する。軸受外輪となるリング状品Ｗ１および軸受内輪となるリング状品Ｗ２は、組立前生産ライン部分Ｒ１，Ｒ２でそれぞれ完成品まで生産される。この場合に、それぞれの組立前生産ライン部分Ｒ１，Ｒ２において、材料検査工程部１１で検査された材料により、鍛造工程部１２で粗形状のリング状品Ｗ１，Ｗ２とされ、この粗形状のリング状品Ｗ１，Ｗ２が、旋削工程部１３で完成品の概略形状に旋削され、さらに刻印工程部１４でマークＭの刻印を施される。次いで、それぞれの組立前生産ライン部分Ｒ１，Ｒ２の刻印工程部１４から供給されるリング状品Ｗ１，Ｗ２が、同心配置機構３０により互いに同心になるように配置されて共通の熱処理工程部１５に装入され、この熱処理工程部１５で焼入などの熱処理が施される。

熱処理工程部１５での熱処理は、両リング状部材Ｗ１，Ｗ２を予熱工程部１５ａで焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱し、この加熱されたリング状品Ｗ１，Ｗ２が均熱工程部１５ｂで連続加熱炉２１内を縦列に１列で搬送される間に焼入れ温度まで加熱し、それを焼入工程部１５ｃで冷却することにより焼入する。

熱処理の完了したリング状品Ｗ１，Ｗ２は、組立前生産ライン部分Ｒ１，Ｒ２にそれぞれ分配して搬送され、各組立前生産ライン部分Ｒ１，Ｒ２における研削工程部１６の各段階の工程部１６ａ〜１６ｄで研削され、完成品とされる。
組立工程部１７では、このように生産された内外輪であるリング状品Ｗ１，Ｗ２と、転動体２と保持器３とを、転がり軸受１に組立てる。

この連続生産ラインによると、熱処理工程部１５が、誘導加熱により加熱する予熱工程部１５ａと、連続加熱炉２１で加熱する均熱工程部１５ｂとを備えるため、誘導加熱によりリング状品Ｗ１，Ｗ２の深部までエネルギ効率良く短時間で加熱することが可能であり、また連続加熱炉２１によりリング状品Ｗ１，Ｗ２の全体の均熱化が図れる。そのため、焼入温度まで誘導加熱する場合に比べて焼入品質に優れたものとできる。したがって、転がり軸受１の軌道輪となるリング状品Ｗ１，Ｗ２であっても、要求される厳しい焼入品質に対応することができる。

連続加熱炉２１を用いるが、連続加熱炉２１は焼入温度近くまで予熱されたリング状品Ｗ１，Ｗ２を焼入温度まで昇温させるだけであるため、室温から加熱するものと異なり、加熱時間が大幅に短縮されて、炉内でリング状品Ｗ１，Ｗ２を移動させる経路が短くて済み、設備が小型化できる。また、連続加熱炉２１による加熱は僅かであるため、周辺への熱の影響が少なく、周辺環境が改善される。このため、連続加熱炉２１を、旋削工程部１３や刻印工程部１４，研削工程部１６等を含む連続生産ラインに組み込みながら、これら各工程部への連続加熱炉２１による熱的影響が回避でき、リング状品Ｗ１，Ｗ２の材料検査工程部１１から転がり軸受１の組立工程部までの連続生産ラインが実現できる。

このように連続生産ライン化したことにより、生産の効率化や、工場床面積の削減、多品種少量生産への適応性向上にも貢献することができる。特に、熱処理工程部１５を誘導加熱工程部１５ａによる予熱の後に、連続加熱炉２１で昇温させるものとして連続加熱炉２１を短くて済むようにしたため、リング状品Ｗ１，Ｗ２の品種切換に際して、連続加熱炉２１内に残るリング状品Ｗ１，Ｗ２の個数が少なくて済み、多品種少量生産への適用性がより一層優れたものとなる。
また、熱処理工程部１５では、両リング状品Ｗ１，Ｗ２の組立前生産ライン部分Ｒ１，Ｒ２が共有とされ、両リング状品Ｗ１，Ｗ２の熱処理が同時に行われるので、両リング状品Ｗ１，Ｗ２の熱処理条件が全く同一となり、焼入品質の信頼性が向上するとともに、熱処理工程部１５の構成が簡略化される。

また、図１０のように、装入室３１および移送室３３を設け、雰囲気変換手段４２を設けたため、リング状品Ｗ１，Ｗ２を、真空、または無酸化雰囲気、または連続加熱炉２１の雰囲気と同等の雰囲気の中で連続装入、加熱、移送を行うことができる。そのため、リング状品Ｗ１の無酸化の連続処理が容易になる。また、加熱後に連続加熱炉２１の雰囲気に合わせて移送室３３から連続加熱炉２１に移送するようにした場合は、浸炭雰囲気の連続加熱炉２１にも対応することができる。

この発明の第１の実施形態にかかる焼入用誘導加熱装置の破断正面図である。 （Ａ）は同誘導加熱装置の加熱コイルとリング状品との位置関係を示す平面図、（Ｂ）はその破断断面図、（Ｃ）は異なる状態の破断断面図である。 同加熱コイルの斜視図である。 この発明の第２の実施形態にかかる焼入用誘導加熱装置の破断正面図である。 同誘導加熱装置の加熱コイルとリング状品との位置関係を示す平面図である。 同加熱コイルの斜視図である。 異なる誘導加熱装置の加熱コイルとリング状品との位置関係を示す平面図である。 リング状品組込機械部品の連続生産ラインの概念構成を示す説明図である。 同連続生産ラインのレイアウト例の説明図である。 同連続生産ラインにおける予熱工程部の水平断面図である。

符号の説明

１…転がり軸受（リング状品組込機械部品）
２…転動体
３…保持器
１１…材料検査工程部
１２…鍛造工程部
１３…旋削工程部
１４…刻印工程部
１５…熱処理工程部
１５ａ…予熱工程部
１５ｂ…均熱工程部
１５ｃ…焼入工程部
１６…研削工程部
１７…組立工程部
２１…連続加熱炉
３１…装入室
３２…予熱室
３３…移送室
３４…入口
３５〜３７…通路
３８〜４１…開閉扉
５０Ａ，５０Ｂ…焼入用誘導加熱装置
５１…回転台
５２…加熱コイル
Ｒ１，Ｒ２…組立前生産ライン部
Ｗ１，Ｗ２…リング状品

Claims (6)

1. 直径が互いに異なる複数のリング状品を同心に載せてリング中心回りに回転させる回転台と、この回転台上の各リング状品の内周側と外周側とに跨るＵ字状部分を有する誘導加熱用の加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を流す交流電源とを備え、
   前記加熱コイルは、内周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品外周側の先端と、外周側のリング状品に跨るＵ字状部分のリング状品内周側の先端とが互いに連続したものであるリング状品の焼入誘導加熱装置。
2. 直径が互いに異なる複数のリング状品を同心に載せてリング中心回りに回転させる回転台と、この回転台上の各リング状品の内周側と外周側とに跨るＵ字状部分を有する誘導加熱用の加熱コイルと、前記加熱コイルに電流を流す交流電源とを備え、
   前記加熱コイルは、各リング状品に対して個別に設けられたものであるリング状品の焼入誘導加熱装置。
3. 請求項１または請求項２において、リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱するものとしたリング状品の焼入誘導加熱装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記直径が互いに異なる複数のリング状品は、互いに同一サイズの転がり軸受の内輪と外輪とであるリング状品の焼入誘導加熱装置。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記直径が互いに異なる複数のリング状品は、互いに異なるサイズの転がり軸受における外輪同士または内輪同士であるリング状品の焼入誘導加熱装置。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記直径が互いに異なる複数のリング状品が３個以上であるリング状品の焼入誘導加熱装置。

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