JP2012031485A - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクルタイムを短縮できてコンパクトな熱処理装置を提供する。
【解決手段】ワークＷをワーク上部用受承具６１ｈに支持して間欠的に移送可能となるようにベース部４に配設した間欠回転テーブル６１と、間欠回転テーブル６１で移送したワークＷを加熱するワーク上部用加熱ユニット６５と、加熱したワークＷに冷却液を吹き付けて冷却する環状冷却ジャケット６２とを備えた熱処理装置１であって、ワーク上部用加熱ユニット６５をベース部４の所定位置に設け、環状冷却ジャケット６２を間欠回転テーブル６１に設け、ワークＷを間欠回転テーブル６１で移送しつつ環状冷却ジャケット６２で冷却するようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワークを間欠移送して加熱及び冷却を行う熱処理装置及び熱処理方法に関する。

従来、ワークを搬送する搬送機構とワークを処理する処理部とを備えた処理ラインが、フレームのベース部上に配設された処理装置が多数使用されている。例えば、下記特許文献１には、カップ部とステム軸部とが一体に設けられた等速ジョイントの焼入装置が記載されている。

この焼入装置では、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、カップ部の内面を焼入れする第２の焼入ステーションと、ワーク内のスプライン穴を焼入れする第３の焼入ステーションとが設けられると共に、各ステーション間にワークを搬送するための搬送機構が設けられている。これらの第１〜第３の焼入ステーション及び搬送機構により熱処理ラインが構成されている。

この等速ジョイント用焼入装置により等速ジョイントを焼入処理するには、入口からワークを搬入して搬送機構で順次第１〜第３の焼入ステーションに移送し、各焼入ステーションにおいてワークの各部を順次加熱及び冷却して熱処理し、熱処理後のワークを出口から搬出する。

特開２００４−１６８１３３

しかしながら、従来の熱処理装置では、搬送機構により各ステーションに搬送されたワークを、加熱位置まで移送して加熱し、その位置で冷却液を吹き付けて冷却したり、特許文献１のように加熱後に冷却位置まで移送して冷却液で冷却し、その後、更に搬出位置まで移送していた。
このような熱処理装置では、加熱に比べて冷却が長時間を要するため、加熱及び冷却を行うサイクルタイムを冷却時間以上に短縮することができなかった。しかも、冷却時間を確保し易くするために大きな冷却位置を設けるとすれば、装置が大型化するという問題点があった。

そこで、本発明はサイクルタイムを短縮できる熱処理装置及び熱処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の熱処理装置は、ワークを受承部に支持して間欠的に移送するベース部に配設された移送テーブルと、移送テーブルで移送されたワークを加熱する加熱ユニットと、ワークに冷却液を吹き付けて冷却する冷却ジャケットとを備え、加熱ユニットをベース部の所定位置に設け、冷却ジャケットを移送テーブルに設け、加熱ユニットで加熱されたワークを移送テーブルで移送しつつ冷却ジャケットで冷却するように構成されている。

移送テーブルは、ワークの受承部を周方向に複数有して間欠回転可能に構成され、複数の受承部が加熱ユニットに対応する加熱位置と、加熱及び冷却後のワークを移送する移送位置とに同時に停止可能であるのが好ましい。

この移送テーブルは、好ましくは、少なくとも３カ所の受承部を有し、各受承部が加熱位置及び移送位置と、加熱位置と移送位置との間に設けられた追加冷却位置とに同時に停止可能である。

冷却ジャケットは、受承部毎にワークを囲むように環状に設けられていてよい。

その場合、加熱ユニットの加熱コイルが加熱位置の上方に配置され、加熱位置に対応するベース部には、ワークをリフトヘッドに支持して加熱コイルに対し所定の相対位置まで移動させる加熱用リフターを備え、移送テーブルの受承部にはリフトヘッドが通過可能なヘッド貫通孔を備えるのがよい。

冷却ジャケットが受承部毎にワークを囲むように環状に設けられ、加熱冷却前又は加熱冷却後のワークを移送する移送位置の上方に、ワークを移送するガントリが設けられている場合、移送位置に対応するベース部に、移送テーブルより下方の位置と受承部より上方の位置との間を上下動可能でワークを支持可能な移送用リフターを設けるのが好適である。

上記目的を達成する本発明は、ワークを間欠的に移送して加熱及び冷却する熱処理方法において、ワークを加熱位置まで移送し、加熱位置で加熱した後、加熱されたワークを冷却しながら次の位置まで移送する。

本発明の熱処理装置によれば、加熱ユニットをベース部の所定位置に設け且つ冷却ジャケットを移送テーブルに設けたので、ワークを移送テーブルで移送しつつ冷却ジャケットで冷却することができ、サイクルタイムを短縮でき、しかもコンパクトな熱処理装置を提供することが可能である。
本発明の熱処理方法によれば、加熱されたワークを冷却しながら次の位置まで移送するので、サイクルタイムを短縮できる。

本発明の実施形態におけるワークの例を示し、（ａ）は中実のステム軸部を有するワークの一部を断面で示す側面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は中空のステム軸部を有するワークの一部を断面で示す側面図、（ｄ）はその底面図である。 本発明の実施形態に係る熱処理装置の概略正面図である。 実施形態に係る熱処理装置の概略平面図である。 図３の概略Ａ−Ａ断面図である。 実施形態に係る熱処理装置の回転軸部及び回転テーブル付近の概略側面図である。 （ａ）は実施形態に係る熱処理装置の回転テーブルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 実施形態に係る熱処理装置の第５ステーション周辺の構造を示す部分断面図である。 実施形態に係る熱処理装置のワーク上部加熱用リフターの部分正面図である。 実施形態に係る熱処理装置のワーク上部加熱用リフターの部分側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は実施形態に係る熱処理装置のワーク上部熱処理部の動作を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図１乃至図１０を用いて説明する。
この実施形態では、車両用の等速ジョイントを作製するための等速ジョイント中間体を焼入れ処理する装置を熱処理装置の例として用いる。処理対象のワークＷは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように中実のステム軸部Ｗｓとカップ部Ｗｃとが同軸に隣接して設けられたものや、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように中空のステム軸部Ｗｓとカップ部Ｗｃとが設けられたものがある。なお本実施形態では、カップ部Ｗｃをワーク下部と称し、ステム軸部Ｗｓをワーク上部と称する場合がある。

［全体構成］
熱処理装置１は、図２及び図３に示すように、カップ部Ｗｃとステム軸部Ｗｓとを順次高周波焼入れ処理する熱処理ライン２が、フレーム３のベース部４上に配設されている。ベース部４の内部には熱処理ライン２を稼働するために必要な各種の駆動部、配線、配管などが配設されている。

熱処理ライン２には、熱処理装置１の幅方向一端側に設けられた搬入位置から他端側に設けられた搬出位置までの間に、仮位相決め部３０及び本位相決め部４０からなる位相決め処理部、ワーク下部熱処理部５０、ワーク上部熱処理部６０及びアフタークール処理部７０が順に設けられ、各処理部間でワークＷを搬送するための搬送機構８０が設けられている。

［搬送機構］
搬送機構８０は、搬入位置から搬出位置までの間に第１ステーションＡから第６ステーションＦまでのワーク停止位置を有し、全体を通してベース部４に設けられた中段プレート５の正面側端部に沿って直線状に搬送軸線Ｌが設定され、搬送軸線Ｌに沿ってワークＷを各ステーションＡ〜Ｆに間欠的に搬送可能に構成されている。ここでは搬送軸線Ｌが搬送されるワークＷの中心軸の移動軌跡となっている。

この搬送機構８０は、搬入位置である第１ステーションＡから中間受け渡し位置である第４ステーションＤまでワークＷを搬送するテーブル式搬送機構１０と、第４ステーションＤから搬出位置である第６ステーションＦまでワークＷを搬送するガントリ式搬送機構２０とを備える。

［位相決め処理部］
位相決め処理部のうち、仮位相決め部３０は第１ステーションＡに設けられ、ステム軸部Ｗｓを上向きにしてワークＷを仮位相決めテーブル１１上に載置して周方向の仮位相決めを行う。
本位相決め部４０は第２ステーションＢに設けられ、仮位相決めテーブル１１に載置されたワークＷを昇降チャック機構４４により本位相決めテーブル１２に載せ換えてワークＷの正確な周方向の位相決めを行う。

［ワーク下部熱処理部］
ワーク下部熱処理部５０は、ベース部４の中段プレート５上に立設されたワーク下部用回転軸５３ａと、ワーク下部用回転軸５３ａ周りの１８０°対称位置に、間欠的に半回転可能且つ昇降可能に装着された２つの回転チャック機構５２と、中段プレート５上に設けられて、回転チャック機構５２に保持されたワークＷのカップ部Ｗｃを熱処理可能なワーク下部用熱処理ヘッド５６とを備える。ワーク下部用熱処理ヘッド５６には加熱コイル部や冷却液噴射部等が設けられている。

ワーク下部熱処理部５０では、本位相決めテーブル１２により第３ステーションＣに移送されたワークＷのステム軸部Ｗｓを回転チャック機構５２により保持してワークＷを持ち上げ、ワーク下部用回転軸５３ａを中心に回転させてワーク下部用熱処理ヘッド５６上のＧ位置に配置し、ワークＷを回転させつつ下降及び上昇させてカップ部Ｗｃを熱処理し、再度回転チャック機構５２を回転させて第３ステーションＣへ戻し、第３ステーションＣで移送用テーブル１３に載置する。

［中間受け渡し位置］
第４ステーションＤが中間受け渡し位置となっており、第３ステーションＣで移送用テーブル１３に載置された状態でワークＷが第４ステーションＤまで移送される。第４ステーションＤでは、天井レール２４にスライド可能に支持されると共に、上下動可能な第１ガントリ２１によりワークＷを保持上昇させ、ワーク上部熱処理部６０の第５ステーションＥへ移送する。

［ワーク上部熱処理部］
ワーク上部熱処理部６０は、図２乃至図４に示すように、ベース部４に略鉛直方向に配置されて中段プレート５上に突出したワーク上部用回転軸部６１ｃと、ワーク上部用回転軸部６１ｃの上端側に支持されて該ワーク上部用回転軸部６１ｃと共に間欠回転可能な間欠回転テーブル６１と、この間欠回転テーブル６１に周方向の複数位置に装着されてワークＷを載置可能なワーク上部用受承具６１ｈと、各ワーク上部用受承具６１ｈの上方を囲むように各ワーク上部用受承具６１ｈに設けられた複数の環状冷却ジャケット６２と、間欠回転テーブル６１の移送位置である第５ステーションＥのベース部４に設けられた移送用リフター６３と、間欠回転テーブル６１のワーク上部加熱位置Ｈに対応する位置に設けられたワーク上部用加熱ユニット６５と、ワーク上部加熱位置Ｈのベース部４に設けられたワーク上部加熱用リフター６４とを備えている。

［ワーク上部用回転軸部］
ワーク上部用回転軸部６１ｃは、図５及び６に示すように、ベース部４の中段プレート５に固定された軸受部６１ｂと、軸受部６１ｂに回動可能に支持された軸部６１ｒと、ベース部４内に固設されて軸部６１ｒを回転駆動する駆動部６１ｓとを備える。
駆動部６１ｓは、ベース部４の底部に固設された架台６１ｔ上に減速機６１ｆ及びサーボモータ６１ｅが配設され、減速機６１ｆの回転力がベルト６１ｇを介して軸部６１ｒに伝達可能となっている。
軸部６１ｒには、下端側にベルト６１ｇが連結され、上端に間欠回転テーブル６１が固定されており、軸部６１ｒと間欠回転テーブル６１とが一体に回動可能となっている。この軸部６１ｒは駆動部６１ｓにより１／３回転づつ間欠的に回動する。

軸部６１ｒの内部には、環状冷却ジャケット６２の数に応じた本数の縦通液路６１４，６１５，６１６が、互いに周方向に異なる位置に軸方向に延設されている。各縦通液路６１４，６１５，６１６の一端側はそれぞれ軸部６１ｒの側周面に開口しており、各開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが軸部６１ｒの軸方向において相互に異なる位置に開設されている。各縦通液路６１４，６１５，６１６の他端側は間欠回転テーブル６１との当接面に開口している。

軸受部６１ｂは、フレーム３の中段プレート５に固定されており、軸部６１ｒを回転可能且つ液密に支持している。軸部６１ｒの側周面に開設された各縦通液路６１４，６１５，６１６の開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａの高さに対応する位置の内周面に、それぞれ環状に通液溝６１１，６１２，６１３が設けられている。通液溝６１１，６１２，６１３は、軸部６１ｒの回転により開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが回転しても常時縦通液路６１４，６１５，６１６と連通可能となっている。各通液溝６１１，６１２，６１３間はＯ−リング等のシール部材６２１により上下で液密にシールされている。

各通液溝６１１，６１２，６１３には、それぞれ外周面から連通する給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが設けられており、各給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが図示しない冷却液供給源からの冷却液外部配管６１１ｃ，６１２ｃ，６１３ｃとそれぞれ連結されている。各冷却液外部配管６１１ｃ，６１２ｃ，６１３ｃには、電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂがそれぞれ設けられて開閉制御されている。

［間欠回転テーブル］
間欠回転テーブル６１は、図５及び図６に示すように、軸部６１ｒの端部に固定された板状体からなり、背面側の中心に軸部６１ｒの頂部が固定されている。この間欠回転テーブル６１には、回転中心から等しい距離で周方向の均等位置、具体的には１２０°毎にワーク上部用受承具６１ｈを装着するための受承具装着部６１ｕが設けられており、各受承具装着部６１ｕには貫通孔６１ａが上下に貫通して設けられている。

間欠回転テーブル６１の各貫通孔６１ａとは異なる位置の内部には、中心側から各受承具装着部６１ｕ近傍までＶ字状に延びる放射通路６１７，６１８，６１９が設けられている。図６に示すように、放射通路６１７，６１８，６１９はそれぞれワーク上部用回転軸部６１ｃの軸部６１ｒの各縦通液路６１４，６１５，６１６と連通している。各放射通路６１７，６１８，６１９は直線的に形成されており、間欠回転テーブル６１の外周付近で閉塞されている。
間欠回転テーブル６１の表面には、各受承具装着部６１ｕ間を仕切る区画板６２ｅが立設されており、各受承具装着部６１ｕの近傍の表面の液体が他の受承具装着部６１ｕ近傍の表面に流れ込まないように構成されている。

この間欠回転テーブルは、軸部６１ｒにより間欠回転することで、ワークＷをワーク上部熱処理部６０に搬入、搬出するための移送位置である第５ステーションＥと、ワークＷのステム軸部Ｗｓを加熱するためのワーク上部加熱位置Ｈと、ワーク上部加熱位置Ｈと第５ステーションＥとの間に設けられたワーク上部追加冷却位置Ｉとに、受承具装着部６１ｕに装着された３つのワーク上部用受承具６１ｈが同時に精度よく停止可能で、所定時間経過後に回動して次の位置へ移動可能となっている。

［ワーク上部用受承具］
ワーク上部用受承具６１ｈは、図６及び図７に示すように、間欠回転テーブル６１の各受承具装着部６１ｕに装着されており、ワークＷのカップ部Ｗｃを嵌合させステム軸部Ｗｓを上向きにした状態で、ワークＷを載置可能に構成されている。このワーク上部用受承具６１ｈは、ワークＷに応じた形状や大きさを有しており、ワークＷに応じて交換可能となっている。ワーク上部用受承具６１ｈには、移送用リフター６３のリフトヘッド６３ａや、後述する図８，９に示すようなワーク上部加熱用リフター６４のリフトヘッド６４ｅが通過可能に、上下に貫通したヘッド貫通孔６２０が間欠回転テーブル６１の各貫通孔６１ａ上に設けられている。

［環状冷却ジャケット］
環状冷却ジャケット６２は、図６及び図７に示すように環状に形成されており、内部に冷却液が流通可能な環状空間６２ｂが形成されている。冷却水噴射用内周板６２ａに多数のノズル孔が設けられており、環状空間６２ｂ内に冷却液が供給されると、多数のノズル孔から環状冷却ジャケット６２の内側に向けて冷却液を噴射可能となっている。

図７に示すように、この環状冷却ジャケット６２は、ワーク上部用受承具６１ｈに載置されるワークＷのステム軸部Ｗｓの外周囲を囲むように支脚６２ｃにより間欠回転テーブル６１の表面に固定されている。支脚６２ｃ内には脚部通路６２ｇが設けられており、脚部通路６２ｇにより間欠回転テーブル６１内の放射通路６１７，６１８，６１９と環状冷却ジャケット６２の環状空間６２ｂの外側とが連通されている。
各環状冷却ジャケット６２はそれぞれ支脚６２ｃに固定されることで、ワーク上部用受承具６１ｈに載置されたワークＷのステム軸部Ｗｓに冷却液を吹き付け可能な高さに配置され、間欠回転テーブル６１の上面から離間して配置してワーク上部用受承具６１ｈ周囲からの排液性が確保されている。

この環状冷却ジャケット６２には、図６（ｂ）に示すように、軸受部６１ｂの給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａに供給された冷却液が、通液溝６１１，６１２，６１３、開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａ、縦通液路６１４，６１５，６１６、及び脚部通路６２ｇを介して供給されることが可能となっており、軸受部６１ｂの各給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａ毎にそれぞれ異なる環状冷却ジャケット６２に冷却液を供給可能である。

［移送用リフター］
第５ステーションＥに対応するベース部４には移送用リフター６３が設けられている。
移送用リフター６３は、ベース部４内部に略鉛直方向に固設されたエアシリンダ６３ｅと、エアシリンダ６３ｅに連結ブラケット６３ｄを介して支持されて略鉛直方向に延びるロッド６３ｃと、ベース部４の中段プレート５に貫通して配設されてロッド６３ｃをスライド可能に支持するガイド筒６３ｂと、ロッド６３ｃの上端部に設けられたリフトヘッド６３ａとを備える。

リフトヘッド６３ａは、ワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合して保持可能な形状を呈し、ロッド６３ｃの上下動により間欠回動テーブル６１の貫通孔６１ａ及びワーク上部用受承具６１ｈのヘッド貫通孔６２０を通して上下動可能に構成され、下降した状態で間欠回転テーブル６１より下方の位置に配置され、上昇した状態でワーク上部用受承具６１ｈより上方の位置に配置される。
リフトヘッド６３ａが上昇した位置は、第５ステーションＥで第１ガントリ２１又は第２ガントリ２２により下降した位置で保持されているワークＷを、リフトヘッド６３ａにより保持可能な高さに設定されている。

［ワーク上部用加熱ユニット］
ワーク上部用加熱ユニット６５は、図３及び図４に示すように、ベース部４の所定位置に配設されており、間欠回転テーブル６１でワーク上部加熱位置Ｈに移送されたワークＷを加熱可能に構成されている。
このワーク上部用加熱ユニット６５は、図４に示すように、フレーム３に強固に設けられた中仕切り正面壁６に固定された固定ブラケット６５１と、固定ブラケット６５１の下部に上下動可能に連結された可動ブラケット６５６と、固定ブラケット６５１に略鉛直方向に固定されて可動ブラケット６５６を上下動するエアシリンダ６５１ｎとを備える。

このワーク上部用加熱ユニット６５では、固定ブラケット６５１に水平に設けられた上側コイルベース６５１ｃや、可動ブラケット６５６に水平に設けられた下側コイルベース６５１ｅを利用して、ワークＷに応じたワーク上部用加熱コイル６５２，６５３が装着可能に構成されている。
例えば、中実のステム軸部Ｗｓを加熱する場合には下側コイルベース６５１ｅにステム軸部Ｗｓを囲むワーク上部用加熱コイル６５２が装着され、中空のステム軸部Ｗｓを加熱する場合には上側コイルベース６５１ｃにステム軸部Ｗｓ内に挿入可能なワーク上部用加熱コイル６５３が装着され且つ下側コイルベース６５１ｅにステム軸部Ｗｓの頂部周囲を支持する芯出しキャップ６５５が装着される。これらのワーク上部用加熱コイル６５２，６５３は、間欠回転テーブル６０によりワーク上部加熱位置Ｈに配置されたワークＷと同軸に精度よく装着可能である。

［ワーク上部加熱用リフター］
ワーク上部加熱用リフター６４は、図８及び図９に示すように、ワーク上部加熱位置Ｈに対応するベース部４に設けられている。ワーク上部加熱用リフター６４は、ベース部４内部に略鉛直方向に配設されて回動可能なボールねじ６４ｆと、ボールねじ６４ｆを回転駆動するサーボモータ６４ｈと、ボールねじ６４ｆに螺合されて所定向きに配置され、ボールねじ６４ｆの回転により上下動可能な連結支持ブラケット６４ｉと、下端側で連結支持ブラケット６４ｉに支持され、上端側で中段プレート５のリニアガイド筒６４ａに摺動可能に支持された二重ロッド６４ｐと、二重ロッド６４ｐの上端に装着されたリフトヘッド６４ｅとを備えている。

二重ロッド６４ｐは、連結支持ブラケット６４ｉに固定されてリニアガイド筒６４ａに支持された筒状ロッド６４ｂと、筒状ロッド６４ｂの内側に回転可能に配置されて上端にリフトヘッド６４ｅが固定された回転筒軸６４ｃとを有する。連結支持ブラケット６４ｉにはモータ６４ｄが配設されており、モータ６４ｄと回転筒軸６４ｃの下端側とが連結されてモータ６４ｄにより回転筒軸６４ｃが回転駆動可能となっている。回転筒軸６４ｃの上端にはリフトヘッド６４ｅが固定されており、回転筒軸６４ｃと共に回転可能となっている。
また回転筒軸６４ｃの下端には、外部から冷却液を供給するための回転ジョイント６４ｊが接続されており、回転ジョイント６４ｊから供給された冷却液を回転筒軸６４ｃの内部を通してリフトヘッド６４ｅの噴射口から噴射可能となっている。

リフトヘッド６４ｅは、ワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合して保持可能な形状を呈しており、図７に示した間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに設けられたヘッド貫通孔６２０を通過して上下動可能に構成されている。
リフトヘッド６４ｅが下降した状態では、間欠回転テーブル６１より下方の位置に配置され、上昇した状態でワーク上部用受承具６１ｈより上方の位置に配置される。このリフトヘッド６４ｅが上昇した位置では、リフトヘッド６４ｅに支持されたワークＷのステム軸部Ｗｓがワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して所定の位置となるように設定されている。

このようなワーク上部加熱用リフター６４では、ワーク上部加熱用リフター６４が作動して、サーボモータ６４ｈによりボールねじ６４ｆが回転駆動されると、連結支持ブラケット６４ｉに支持された二重ロッド６４ｐが上昇する。するとリフトヘッド６４ｅが間欠回動テーブル６１の貫通孔６１ａ及びワーク上部用受承具６１ｈのヘッド貫通孔６２０を通過して上昇することで、リフトヘッド６４ｅがワーク上部用受承具６１ｈに支持されたワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合し、ワークＷを一軸方向に上昇させることができる。
加熱処理時には、ワーク上部加熱用リフター６４の連結支持ブラケット６４ｉに配設されたモータ６４ｄにより回転筒軸６４ｃが回転駆動され、リフトヘッド６４ｅを回転させてワークＷを回転させながら加熱処理を行うことができる。この加熱時には、冷却液を回転ジョイント６４ｊから供給してリフトヘッド６４ｅから噴射させてリフトヘッド６４ｅやワークＷのカップ部Ｗｃを冷却しながら加熱処理を行うことができる。

［ワーク上部熱処理部の動作］
次に、このようなワーク上部熱処理部６０の動作について図２、図３、図１０（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
まず、ワークＷは図２及び図３に示す第４ステーションＤから第１ガントリ２１によりステム軸部Ｗｓを保持されて搬送軸線Ｌに沿って第５ステーションＥの上方まで移送され、第１ガントリ２１により下降される。
図１０（ａ）に示すように、移送用リフター６３では、ロッド６３ｃが上昇し、リフトヘッド６３ａが上昇する。
そして、下降したワークＷのカップ部Ｗｃにリフトヘッド６３ａが嵌合し、第１ガントリ２１によるワークＷの支持が解除されて、ロッド６３ｃと共にリフトヘッド６３ａが下降する。リフトヘッド６３ａが間欠回動テーブル６１よりも下降すると、カップ部Ｗｃが間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに嵌合され、リフトヘッド６３ａとの嵌合が解除される。これによりワークＷが間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに支持される。

次いで、図２及び図３に示す間欠回転テーブル６１が１／３回転して間欠回動し、ワークＷがワーク上部加熱位置Ｈに移送される。
ワーク上部用加熱ユニット６５では、図１０（ｂ）に示すように、ワーク上部加熱用リフター６４の二重ロッド６４ｐが上昇し、リフトヘッド６４ｅがワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合して、ワークＷがワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して精度よくステム軸部Ｗｓが配置される。この状態で、ワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に給電されることで、ステム軸部Ｗｓの加熱処理が行われる。

ステム軸部Ｗｓの加熱終了後、リフトヘッド６４ｅを下降させて間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに再び載置する。
そして、図１０（ｃ）に示すように、ワーク上部加熱位置ＨでワークＷがワーク上部用受承具６１ｈ上に載置された時点で、ワーク上部加熱位置Ｈに配置されている環状冷却ジャケット６２へ冷却液が通液され、加熱処理直後のワークＷのステム軸部Ｗｓに対して環状冷却ジャケット６２から冷却液が吹き付けられて冷却が開始される。

その後、冷却液を吹き付けた状態のまま、図２乃至図４に示す間欠回転テーブル６１が１／３回転して間欠回動し、ワークＷ及び環状冷却ジャケット６２がワーク上部追加冷却位置Ｉに到達して停止する。
予め設定されている所定時間が経過した時点で、ワーク上部追加冷却位置Ｉの環状冷却ジャケット６２への冷却液の通液が停止されることで、環状冷却ジャケット６２からの冷却液の吹き付けが停止し、ワークＷの冷却が終了する。
その後、間欠回転テーブル６１が間欠回転することで、ワークＷが再び第５ステーションＥに戻る。

第５ステーションＥでは、図１０（ａ）に示すように、移送用リフター６３のロッド６３ｃが再び上昇し、熱処理後のワークＷをリフトヘッド６３ａに嵌合させて上昇位置まで上昇させる。
そして、下降した第２ガントリ２２によりワークＷのステム軸部Ｗｓが支持されて上昇し、図２及び図３に示す搬送軸線Ｌに沿ってアフタークール処理部７０まで移送される。

［アフタークール処理部］
アフタークール処理部７０は、図２及び図３に示すように、間欠的に半回転駆動される反転テーブル７１を備え、反転テーブル７１の回動が停止する位置が第６ステーションＦとアフタークール位置Ｊとなっている。第２ガントリ２２により第５ステーションＥから移送されたワークＷを第６ステーションで反転テーブル７１に載置し、反転テーブル７１によりアフタークール位置Ｊに移送し、アフタークール位置ＪでワークＷに冷却液や気体を吹き付けることで、ワークＷに残留する熱を放出させ、再度、第６ステーションＦまで戻す。そして熱処理が完了したワークＷを第６ステーションＦから外部へ取り出すことができる。

［作用効果］
以上のような構成を有する本実施形態の熱処理装置１を用いてワークＷを熱処理すれば、環状冷却ジャケット６２が間欠回転テーブル６１に設けられているので、ワーク上部用加熱ユニット６５で加熱されたワークＷを間欠回転テーブル６１で移送しつつ環状冷却ジャケット６２で冷却でき、ワークＷを停止させて冷却する時間を短く抑えることが可能で、ワークＷの移送、加熱及び冷却を行うサイクルタイムを短縮することができる。
しかも、環状冷却ジャケット６２を間欠回転テーブル６１に設ければ、間欠回転テーブル６１に支持されたワークＷと環状冷却ジャケット６２との相対位置が移送中に変化することがないため、ジャケットをワークＷに応じて出来るだけ小型化することが可能である。

この熱処理装置１では、間欠回転テーブル６１がワークＷのワーク上部用受承具６１ｈを周方向に複数有して間欠回転可能に構成されている。そして間欠回転の停止時には、複数のワーク上部用受承具６１ｈのうちの二つが、ワーク上部用加熱ユニット６５に対応するワーク上部加熱位置Ｈと、ワークＷを間欠回転テーブル６１に搬入又は搬出するための第５ステーションＥとに同時点で停止可能となっている。そのため、ワーク上部加熱位置ＨでワークＷを加熱中に、第５ステーションＥで他のワークＷを受け入れたり送り出すことができ、複数のワークＷを効率よく熱処理することができる。

特に、間欠回転テーブル６１が３カ所のワーク上部用受承具６１ｈを有し、間欠回転の停止時に、ワーク上部加熱位置Ｈ、第５ステーションＥ、ワーク上部加熱位置Ｈと第５ステーションＥとの間に設けられたワーク上部追加冷却位置Ｉとの合計３つの位置Ｅ，Ｈ，Ｉに３カ所のワーク上部用受承具６１ｈが停止可能に構成されている。これにより、中実のステム軸部Ｗｓを有して冷却し難いワークＷであっても、サイクルタイムを少なく抑えてワークＷを確実に冷却することができる。

この熱処理装置１では、環状冷却ジャケット６２がワーク上部用受承具６１ｈ毎にワークＷのステム軸部Ｗｓを囲むように設けられているので、各環状冷却ジャケット６２をコンパクトにでき、しかもステム軸部Ｗｓの全周を均一に冷却することができる。

この熱処理装置１では、ワーク上部用加熱ユニット６５の加熱コイル６５２，６５３がワーク上部加熱位置Ｈの上方に配置され、ワーク上部加熱位置Ｈに対応するベース部４には、ワークＷをワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して所定の相対位置まで移動させるワーク上部加熱用リフター６４が設けられ、間欠回転テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈにワークＷを支持可能なワーク上部加熱用リフター６４のリフトヘッド６４ｅが通過可能なヘッド貫通孔６２０が設けられている。
そのため環状冷却ジャケット６２がワークＷのステム軸部Ｗｓを囲むように間欠回転テーブル６１に設けられていても、ワーク上部用加熱ユニット６５のワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対してワークＷを近接させて精度よく配置することが容易であり、しかもワーク上部加熱用リフター６４をワーク上部用加熱ユニット６５や間欠回転テーブル６１と重なるベース部４の位置に配置できるためコンパクト化を図れる。

この熱処理装置１では、第５ステーションＥの上方にワークＷを移送する第１及び第２ガントリ２１，２２が設けられ、且つベース部４の第５ステーションＥに対応する位置に、間欠回転テーブル６１より下方の位置とワーク上部用受承具６１ｈより上方の位置との間を上下動可能であって、ワークＷを支持可能な移送用リフターが設けられている。
そのため、環状冷却ジャケット６２がワークＷのステム軸部Ｗｓを囲むように設けられ、上方の第１及び第２ガントリ２１，２２により上方から環状冷却ジャケット６２内にワークＷを出し入れする構成であっても、移送用リフターの上下動のストローク分だけ第１及び第２ガントリ２１，２２の上下動のストロークを少なく抑えることができる。その結果、第１及び第２ガントリ２１，２２の上下方向の大きさを小さく抑えることができて、熱処理装置１の上下方向のコンパクト化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば上記では、搬送機構、位相決め部、ワーク下部熱処理部、アフタークール処理部などを一体に設けた熱処理装置の例について説明したが、これらを有しない熱処理装置であってもよい。また上記では、ワーク上部熱処理部ではワークの一部を焼入れ処理したが、ワーク全体を焼入れ処理してもよく、焼戻しなどの他の処理を行うものであってもよい。さらに上記では、移送テーブルとして間欠回転テーブル６１を用いた例について説明したが、ワークを順次移送可能なものであればよく、一方向へ移送するテーブルであっても本発明を適用可能である。

１ 熱処理装置
２ 熱処理ライン
３ フレーム
４ ベース部
５ 中段プレート
６ 中仕切り正面壁
１０ テーブル式搬送機構
２０ ガントリ式搬送機構
２１，２２ 第１及び第２ガントリ
３０ 仮位相決め部
４０ 本位相決め部
５０ ワーク下部熱処理部
６０ ワーク上部熱処理部
６１ 間欠回転テーブル
６１ｈ ワーク上部用受承具
６２ 環状冷却ジャケット
６３ 移送用リフター
６３ａ リフトヘッド
６４ ワーク上部加熱用リフター
６４ｅ リフトヘッド
６５ ワーク上部用加熱ユニット
６５２，６５３ ワーク上部用加熱コイル
７０ アフタークール処理部
８０ 搬送機構
Ａ 第１ステーション
Ｂ 第２ステーション
Ｃ 第３ステーション
Ｄ 第４ステーション
Ｅ 第５ステーション
Ｆ 第６ステーション
Ｇ ワーク下部加熱位置
Ｈ ワーク上部加熱位置
Ｉ ワーク上部追加冷却位置
Ｌ 搬送軸線
Ｗ ワーク
Ｗｃ カップ部
Ｗｓ ステム軸部

Claims (7)

1. ワークを受承部に支持して間欠的に移送するようにベース部に配設された移送テーブルと、該移送テーブルで移送された上記ワークを加熱する加熱ユニットと、上記ワークに冷却液を吹き付けて冷却する冷却ジャケットとを備えた熱処理装置であり、
   上記加熱ユニットを上記ベース部の所定位置に設け、上記冷却ジャケットを上記移送テーブルに設け、
   上記加熱ユニットで加熱された上記ワークを上記移送テーブルで移送しつつ上記冷却ジャケットで冷却する、熱処理装置。
2. 前記移送テーブルは、前記ワークの受承部を周方向に複数有して間欠回転可能に構成され、上記複数の受承部が前記加熱ユニットに対応する加熱位置と、加熱及び冷却後のワークを移送する移送位置とに同時に停止可能である、請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記移送テーブルは、少なくとも３カ所の前記受承部を有し、各受承部が前記加熱位置及び前記移送位置と、該加熱位置と移送位置との間に設けられた追加冷却位置とに同時に停止可能である、請求項２に記載の熱処理装置。
4. 前記冷却ジャケットは、前記受承部毎に前記ワークを囲むように環状に設けられている、請求項１乃至３の何れかに記載の熱処理装置。
5. 前記加熱ユニットの加熱コイルは前記加熱位置の上方に配置され、該加熱位置に対応する前記ベース部には、前記ワークをリフトヘッドに支持して上記加熱コイルに対し所定の相対位置まで移動させる加熱用リフターを備え、前記移送テーブルの受承部には上記リフトヘッドが通過可能なヘッド貫通孔を備える、請求項４に記載の熱処理装置。
6. 加熱冷却前又は加熱冷却後の前記ワークを移送する移送位置の上方に、該ワークを移送するガントリを設け、前記移送位置に対応する前記ベース部に、前記移送テーブルより下方の位置と前記受承部より上方の位置との間を上下動可能で上記ワークを支持可能な移送用リフターを設けた、請求項４に記載の熱処理装置。
7. ワークを間欠的に移送して加熱及び冷却する熱処理方法において、
   上記ワークを加熱位置まで移送し、該加熱位置で加熱した後、加熱された上記ワークを冷却しながら次の位置まで移送する、熱処理方法。