JP2013216959A - Thermal treatment equipment for ring-shaped member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリング状部材の熱処理設備に関し、より特定的には、鋼からなるリング状部材を焼入処理するためのリング状部材の熱処理設備に関するものである。 The present invention relates to a heat treatment facility for a ring-shaped member, and more particularly to a heat treatment facility for a ring-shaped member for quenching a ring-shaped member made of steel.
転がり軸受の軌道輪など、鋼からなるリング状部材の焼入硬化処理は、当該リング状部材がA1変態点以上の温度域にまで加熱された後、MS点以下の温度に冷却されることにより実施される。そして、このプロセスにおける加熱は、たとえばメッシュベルト型連続炉を用いて実施することができる(たとえば、非特許文献1参照)。このメッシュベルト型連続炉には、多量の被熱処理物を投入可能である。そのため、メッシュベルト型連続炉を用いることにより、特に小型のリング状部材の場合、多数のリング状部材を短時間で熱処理し、製品の生産効率を向上させることができる。 Like bearing ring of the rolling bearing, quench hardening process of the ring-shaped member made of steel, after which the ring-shaped member is heated to a temperature range of not lower than the A 1 transformation point, it is cooled to a temperature below M S point Is implemented. And the heating in this process can be implemented, for example using a mesh belt type | mold continuous furnace (for example, refer nonpatent literature 1). This mesh belt type continuous furnace can be charged with a large amount of heat-treated material. Therefore, by using a mesh belt type continuous furnace, particularly in the case of a small ring-shaped member, it is possible to heat-treat a large number of ring-shaped members in a short time and improve the production efficiency of the product.
しかし、上記メッシュベルト型連続炉を含め、炉内の雰囲気を加熱することにより被処理物を加熱する雰囲気加熱炉は、投入されたエネルギーにより被処理物だけでなく雰囲気をも加熱する必要があるため、エネルギー効率が低いという問題がある。また、メッシュベルト型連続炉の駆動部のベルトなど、雰囲気加熱炉内に配置される部材は、加熱された雰囲気によって高温に加熱される。そのため、当該部材が熱による損傷を受けやすいという問題もある。 However, the atmosphere heating furnace that heats the object to be processed by heating the atmosphere in the furnace, including the mesh belt type continuous furnace, needs to heat not only the object to be processed but also the atmosphere by the input energy. Therefore, there is a problem that energy efficiency is low. Further, members arranged in the atmosphere heating furnace, such as the belt of the driving unit of the mesh belt type continuous furnace, are heated to a high temperature by the heated atmosphere. Therefore, there is a problem that the member is easily damaged by heat.
これに対し、高周波電流による誘導加熱を用いて被処理物を加熱する高周波誘導加熱による熱処理方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。この方法によれば、誘導加熱により直接被処理物を加熱することができるため、高いエネルギー効率を達成することができる。 On the other hand, the heat processing method by the high frequency induction heating which heats a to-be-processed object using the induction heating by a high frequency current is proposed (for example, refer patent document 1). According to this method, the workpiece can be directly heated by induction heating, so that high energy efficiency can be achieved.
しかし、上記特許文献1に開示されたような高周波誘導加熱を利用した熱処理方法をリング状部材の熱処理に適用した場合、熱処理されるべきリング状部材の直径が変更される度に、コイルの直径を変更する必要がある。そのため、熱処理されるべきリング状部材の直径が変更される度にコイルを交換することとなり、製品の生産効率が低下するという問題があった。
However, when the heat treatment method using high frequency induction heating as disclosed in
本発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高周波誘導加熱を採用しつつ製品の生産効率を向上させることが可能なリング状部材の熱処理設備を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heat treatment facility for a ring-shaped member that can improve product production efficiency while employing high-frequency induction heating. That is.
本発明に従ったリング状部材の熱処理設備は、鋼からなるリング状部材を焼入処理するためのリング状部材の熱処理設備である。この熱処理設備は、リング状部材を誘導加熱する加熱部と、リング状部材を保持する保持部と、誘導加熱されたリング状部材を冷却することによりリング状部材を焼入硬化する冷却部とを備えている。加熱部は、リング状部材の周面の一部に面するように周面に沿って配置され、リング状部材の径方向に移動可能な複数のコイルを含む。そして、保持部は、リング状部材を軸方向に複数並べた状態で周面がコイルに面するように保持する。 The heat treatment equipment for a ring-shaped member according to the present invention is a heat treatment equipment for a ring-shaped member for quenching a ring-shaped member made of steel. The heat treatment facility includes a heating unit that induction-heats the ring-shaped member, a holding unit that holds the ring-shaped member, and a cooling unit that quenches and cures the ring-shaped member by cooling the induction-heated ring-shaped member. I have. A heating part is arrange | positioned along a surrounding surface so that a part of surrounding surface of a ring-shaped member may be faced, and contains the some coil which can move to the radial direction of a ring-shaped member. And a holding part hold | maintains so that a surrounding surface may face a coil in the state which arranged the ring-shaped member in the axial direction.
本発明の熱処理設備においては、コイルがリング状部材の周面の一部に面するように周面に沿って複数配置されるとともに、リング状部材の径方向に移動可能となっている。そのため、リング状部材の直径が変更された場合でも、熱処理されるべきリング状部材の直径に合わせて各コイルを径方向に移動させることにより、コイルを交換することなく、リング状部材を加熱可能な状態を維持することができる。その結果、コイルの交換に伴う生産効率の低下を抑制することができる。また、本発明の熱処理設備においては、保持部は、リング状部材を軸方向に複数並べた状態で周面がコイルに面するように保持する。そのため、複数のリング状部材を同時に加熱することができる。その結果、生産効率を一層向上させることができる。このように、本発明のリング状部材の熱処理設備によれば、高周波誘導加熱を採用しつつ製品の生産効率を向上させることが可能なリング状部材の熱処理設備を提供することができる。 In the heat treatment facility of the present invention, a plurality of coils are arranged along the peripheral surface so as to face a part of the peripheral surface of the ring-shaped member, and are movable in the radial direction of the ring-shaped member. Therefore, even when the diameter of the ring-shaped member is changed, the ring-shaped member can be heated without changing the coil by moving each coil in the radial direction according to the diameter of the ring-shaped member to be heat-treated. Can be maintained. As a result, it is possible to suppress a decrease in production efficiency associated with coil replacement. Moreover, in the heat treatment equipment of the present invention, the holding unit holds the ring-shaped members arranged in the axial direction so that the peripheral surface faces the coil. Therefore, a plurality of ring-shaped members can be heated simultaneously. As a result, production efficiency can be further improved. Thus, according to the heat treatment equipment for a ring-shaped member of the present invention, it is possible to provide a heat treatment equipment for a ring-shaped member capable of improving the production efficiency of a product while employing high-frequency induction heating.
上記リング状部材の熱処理設備においては、リング状部材の上記周面に対向すべきコイルの領域は、加熱されるべきリング状部材の軸に垂直な断面において円弧状の形状を有していてもよい。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the region of the coil to be opposed to the peripheral surface of the ring-shaped member may have an arc shape in a cross section perpendicular to the axis of the ring-shaped member to be heated. Good.
これにより、リング状部材の周面とコイルとの距離のばらつきが周方向において低減される。その結果、安定したリング状部材の加熱が可能となる。また、コイルの剛性が上昇し、電磁力によるコイルの変形を抑制することができる。 Thereby, the dispersion | variation in the distance of the surrounding surface of a ring-shaped member and a coil is reduced in the circumferential direction. As a result, the ring-shaped member can be stably heated. Further, the rigidity of the coil is increased, and deformation of the coil due to electromagnetic force can be suppressed.
上記リング状部材の熱処理設備においては、リング状部材の上記周面に対向すべきコイルの領域は、加熱されるべきリング状部材の軸に垂直な断面において、対向すべき周面の曲率半径以上の曲率半径を有していてもよい。このようにすることにより、加熱可能なリング状部材の直径の範囲を広くすることができる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the region of the coil to be opposed to the peripheral surface of the ring-shaped member is not less than the radius of curvature of the peripheral surface to be opposed in a cross section perpendicular to the axis of the ring-shaped member to be heated. The curvature radius may be as follows. By doing in this way, the range of the diameter of the ring-shaped member which can be heated can be expanded.
上記リング状部材の熱処理設備においては、複数のコイルは、加熱されるべきリング状部材の軸に垂直な断面において、周面の全周に対して10%以上50%以下の領域に対向するように配置されてもよい。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the plurality of coils are opposed to a region of 10% to 50% with respect to the entire circumference of the peripheral surface in a cross section perpendicular to the axis of the ring-shaped member to be heated. May be arranged.
コイルが対向する上記周面の領域が10%未満では、コイルに付与すべき電力が大きくなりすぎる。一方、コイルが対向する上記周面の領域が50%を超えると、加熱可能なリング状部材の直径の範囲が狭くなる。コイルが対向する上記周面の領域を周面の10%以上50%以下とすることにより、コイルに付与すべき電力を抑えつつ、加熱可能なリング状部材の直径の範囲を広くすることができる。 If the area of the peripheral surface facing the coil is less than 10%, the power to be applied to the coil becomes too large. On the other hand, if the area of the peripheral surface facing the coil exceeds 50%, the range of the diameter of the ring-shaped member that can be heated becomes narrow. By setting the region of the peripheral surface facing the coil to be 10% or more and 50% or less of the peripheral surface, it is possible to widen the diameter range of the ring-shaped member that can be heated while suppressing the power to be applied to the coil. .
上記リング状部材の熱処理設備においては、コイルは、リング状部材の周方向に沿ってリング状部材に対して相対的に回転可能となっていてもよい。これにより、リング状部材を均質に加熱することが容易となる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the coil may be rotatable relative to the ring-shaped member along the circumferential direction of the ring-shaped member. Thereby, it becomes easy to heat a ring-shaped member uniformly.
上記リング状部材の熱処理設備においては、誘導加熱中のリング状部材の温度を測定する放射温度計をさらに備えていてもよい。これにより、リング状部材の加熱温度を管理することが容易となる。 The ring-shaped member heat treatment facility may further include a radiation thermometer that measures the temperature of the ring-shaped member during induction heating. Thereby, it becomes easy to manage the heating temperature of the ring-shaped member.
上記リング状部材の熱処理設備においては、加熱部において誘導加熱されたリング状部材を冷却部へと搬送する搬送部をさらに備えていてもよい。これにより、加熱後の冷却による焼入硬化を容易に実施することができる。 The heat treatment facility for the ring-shaped member may further include a transport unit that transports the ring-shaped member induction-heated in the heating unit to the cooling unit. Thereby, quench hardening by cooling after heating can be implemented easily.
上記リング状部材の熱処理設備においては、リング状部材は転がり軸受の軌道輪であってもよい。エネルギー効率が高い高周波誘導加熱を採用しつつ製品の生産効率に優れた上記熱処理設備は、製造コストの低減が求められる軸受の軌道輪の熱処理設備として好適である。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the ring-shaped member may be a rolling bearing race. The above heat treatment equipment, which employs high-frequency induction heating with high energy efficiency and is excellent in product production efficiency, is suitable as a heat treatment equipment for bearing races that require a reduction in manufacturing costs.
上記リング状部材の熱処理設備においては、上記保持部は、中心軸が一致するようにリング状部材を軸方向に複数並べた状態で保持するものであってもよい。これにより、複数のリング状部材を均一に加熱することが容易となる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the holding portion may hold the ring-shaped member in a state in which a plurality of ring-shaped members are arranged in the axial direction so that the central axes coincide with each other. Thereby, it becomes easy to heat a some ring-shaped member uniformly.
上記リング状部材の熱処理設備においては、上記保持部は、リング状部材を軸方向に移動させつつ保持するものであってもよい。これにより、複数のリング状部材を個々に搬送しつつ、効率よく加熱することができる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the holding portion may hold the ring-shaped member while moving the ring-shaped member in the axial direction. Thereby, it can heat efficiently, conveying a plurality of ring-shaped members individually.
上記リング状部材の熱処理設備においては、上記加熱部は、軸方向に並べて配置された予熱コイルおよび均熱コイルを含んでいてもよい。これにより、リング状部材を予熱コイルにより予め加熱した上で、均熱コイルによる加熱により焼入硬化処理に適した温度に保持することができる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the heating unit may include a preheating coil and a soaking coil arranged side by side in the axial direction. Thereby, after heating a ring-shaped member beforehand with a preheating coil, it can be hold | maintained at the temperature suitable for a quench hardening process by the heating by a soaking | uniform-heating coil.
上記リング状部材の熱処理設備においては、上記保持部は、軸方向に積み重ねられた状態で上記リング状部材を保持するものであってもよい。これにより、複数のリング状部材を一層効率よく加熱することが容易となる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the holding portion may hold the ring-shaped member in a state of being stacked in the axial direction. Thereby, it becomes easy to heat a some ring-shaped member more efficiently.
上記リング状部材の熱処理設備においては、上記冷却部は、加熱部の直下に配置されてもよい。これにより、加熱後の冷却による焼入硬化処理を効率よく実施することができる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, the cooling unit may be disposed immediately below the heating unit. Thereby, the quench hardening process by the cooling after a heating can be implemented efficiently.
上記リング状部材の熱処理設備においては、冷却部と加熱部との間には、開閉可能な隔壁が設置されていてもよい。これにより、冷却部と加熱部とを近接して配置することが容易となる。 In the heat treatment facility for the ring-shaped member, an openable and closable partition may be provided between the cooling unit and the heating unit. Thereby, it becomes easy to arrange | position a cooling part and a heating part closely.
上記リング状部材の熱処理設備においては、冷却部からリング状部材を排出する排出部材をさらに備えていてもよい。これにより、冷却後のリング状部材を容易に冷却部から取り出すことができる。 The heat treatment facility for the ring-shaped member may further include a discharge member that discharges the ring-shaped member from the cooling unit. Thereby, the ring-shaped member after cooling can be easily taken out from the cooling unit.
以上の説明から明らかなように、本発明のリング状部材の熱処理設備によれば、高周波誘導加熱を採用しつつ製品の生産効率を向上させることが可能なリング状部材の熱処理設備を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the heat treatment equipment for ring-shaped members of the present invention, it is possible to provide a heat treatment equipment for ring-shaped members that can improve the production efficiency of products while employing high-frequency induction heating. Can do.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
まず、本発明の一実施の形態である実施の形態1における熱処理設備について説明する。図1および図2を参照して、実施の形態1におけるリング状部材の熱処理設備としての高周波焼入設備1は、たとえば0.4質量%以上の炭素を含有する鋼からなる転がり軸受の外輪90(リング状部材)を焼入処理するための熱処理設備である。高周波焼入設備1は、外輪90を誘導加熱する加熱部と、外輪90を保持する保持部51と、誘導加熱された外輪90を冷却することにより外輪90を焼入硬化する冷却部としての冷却液槽60とを備えている。加熱部は、外輪90の外周面の一部に面するように外周面に沿って配置され、外輪90の径方向に移動可能な複数の均熱コイル11および予熱コイル13を含む。そして、保持部51は、外輪90を軸方向に複数並べた状態で外周面が均熱コイル11および予熱コイル13に面するように保持する。
(Embodiment 1)
First, the heat treatment equipment in
より具体的には、加熱部は、外輪90を径方向外方側から取り囲むように外輪90の外周面に沿って複数(本実施の形態では4個)配置された予熱コイル13と、各予熱コイル13上に配置された均熱コイル11と、均熱コイル11および予熱コイル13のそれぞれに接続され、均熱コイル11および予熱コイル13を外輪90の径方向に移動可能に支持する支持アーム12と、均熱コイル11および予熱コイル13に接続された高周波電源(図示しない)とを含んでいる。予熱コイル13および均熱コイル11は、熱処理されるべき外輪90の軸方向に並べて配置されている。支持アーム12は、たとえば油圧シリンダなどの駆動装置に接続されている。そして、当該駆動装置を動作させることにより支持アーム12が均熱コイル11および予熱コイル13を外輪90の径方向に移動させる。これにより、外輪90の直径が変更された場合でも、これに応じた適切な位置に均熱コイル11および予熱コイル13を移動させ、コイルを交換することなく外輪を加熱することが可能となっている。
More specifically, the heating unit includes a plurality of preheating coils 13 (four in the present embodiment) arranged along the outer circumferential surface of the
また、均熱コイル11および予熱コイル13のそれぞれの形状は種々の形状を選択することができるが、図1に示すように外輪90の外周面に対向すべき均熱コイル11および予熱コイル13の領域は、外輪90の軸に垂直な断面において円弧状の形状を有していることが好ましい。このようにすることにより、外輪90の外周面と均熱コイル11および予熱コイル13との距離のばらつきが周方向において低減され、安定した外輪90の加熱が可能となる。また、図2を参照して、誘導加熱時には、均熱コイル11および予熱コイル13の上下両端を外輪90に近づく側、あるいは離れる側に曲げる向きの電磁力が発生する。これに対し、上述のように円弧状の形状を採用することにより、当該電磁力に対する剛性が向上し、電磁力による変形を抑制することができる。変形をより確実に抑制するためには、均熱コイル11および予熱コイル13に変形防止部材を設置してもよい。具体的には、たとえば絶縁体であるセラミックからなる変形防止部材を均熱コイル11および予熱コイル13に設置してもよい。
Further, various shapes can be selected for the soaking
保持部51は、中心軸が一致するように複数の外輪90を軸方向に複数並べた状態で均熱コイル11および予熱コイル13に面するように保持する。また、図2を参照して、保持部51は、各外輪90を矢印βの方向(軸方向)に移動させつつ外輪90を保持する。さらに、保持部51は、各外輪90を矢印αの方向に回転させつつ外輪90を保持することが好ましい。
The holding
冷却液槽60には、適切な温度に保持された焼入油などの冷却液61が保持されている。高周波焼入設備1は、予熱コイル13および均熱コイル11による加熱が完了した外輪90を冷却液槽60へと搬送する搬送部としての冷却用コンベア41をさらに備えている。また、高周波焼入設備1は、外輪90を保持部51による保持が可能な位置に移動させる投入用コンベア31をさらに備えている。
The cooling
さらに、図1を参照して、高周波焼入設備1は、予熱コイル13および均熱コイル11による誘導加熱中の外輪90の温度を測定する放射温度計21を備えている。
Further, referring to FIG. 1, the
次に、上記高周波焼入設備1を用いた外輪90の焼入硬化処理の手順について説明する。図3を参照して、本実施の形態における外輪90の焼入硬化処理においては、まず工程(S10)としてリング状部材準備工程が実施される。この工程(S10)では、リング状部材である外輪90が準備される。より具体的には、たとえば0.4質量%以上の炭素を含むJIS規格機械構造用炭素鋼、JIS規格機械構造用合金鋼、JIS規格高炭素クロム軸受鋼などの鋼材が準備され、当該鋼材に鍛造、旋削などの加工が施されることにより、外輪90が作製される。
Next, the procedure of quench hardening processing of the
次に、工程(S20)としてコイル調整工程が実施される。この工程(S20)では、支持アーム12により支持された予熱コイル13および均熱コイル11を熱処理されるべき外輪90の直径方向に移動させることにより、工程(S10)において準備された外輪90の直径に合わせて予熱コイル13および均熱コイル11の位置が調整される。
Next, a coil adjustment process is implemented as process (S20). In this step (S20), the diameter of the
次に、工程(S30)として加熱工程が実施される。この工程(S30)では、外輪90がA1変態点を超える温度域に加熱される。具体的には、図2を参照して、工程(S10)において準備された外輪90は、まず投入用コンベア31上に載置される。載置された外輪90は投入用コンベア31により搬送され、保持部51により保持される。外輪90は、投入用コンベア31によって順次保持部51により保持可能な位置に搬送される。保持部51により保持された外輪90は矢印βの向きに移動し、外周面が予熱コイル13に対向する位置に進入する。さらに、保持部51により保持された外輪90は矢印βの向きに移動し、外周面が均熱コイル11に対向する位置に進入する。このとき、予熱コイル13および均熱コイル11には、高周波電源(図示しない)から供給された電力により高周波電流が流れる。その結果、外輪90は外周面側から誘導加熱により加熱される。またこのとき、外輪90は矢印αに沿った向きに回転しつつ、外周面が予熱コイル13および均熱コイル11に対向する領域を通過することにより、均一に加熱される。外輪90の加熱状態は、放射温度計21により監視される(図1参照)。
Next, a heating step is performed as a step (S30). In this step (S30), the
次に、工程(S40)として搬送工程が実施される。この工程(S40)では、均熱コイル11によってA1変態点以上の温度域にまで加熱された外輪90が、冷却用コンベア41により冷却液槽60へと搬送される。
Next, a conveyance process is implemented as process (S40). In this step (S40), an
次に、工程(S50)として冷却工程が実施される。この工程(S50)では、冷却用コンベア41により搬送された外輪90が、冷却液槽60に保持された冷却液61に浸漬されることによってA1変態点以上の温度域からMS点以下の温度域にまで冷却され、焼入硬化される。以上の手順により、上記高周波焼入設備1を用いた外輪90の焼入硬化処理は完了する。焼入硬化処理が完了した外輪90は、その後焼戻処理、仕上処理(転走面の研磨など)が実施されることにより、完成品となる。
Next, a cooling step is performed as a step (S50). In this step (S50), the
上記高周波焼入設備1においては、予熱コイル13および均熱コイル11が外輪90の外周面の一部に面するように外周面に沿って複数配置されるとともに、外輪90の径方向に移動可能となっている。そのため、外輪90の直径が変更された場合でも、外輪90の直径に合わせて各予熱コイル13および均熱コイル11を径方向に移動させることにより、コイルを交換することなく、外輪90を加熱可能な状態を維持することができる。その結果、コイルの交換に伴う生産効率の低下を抑制することが可能となっている。また、保持部51は、外輪90を軸方向に複数並べた状態で外周面が予熱コイル13および均熱コイル11に面するように保持しつつ軸方向に順次移動させる。そのため、複数の外輪90を同時に加熱することができる。その結果、生産効率を一層向上させることが可能となっている。このように、高周波焼入設備1は、高周波誘導加熱を採用しつつ製品の生産効率を向上させることが可能なリング状部材の熱処理設備となっている。
In the
また、高周波焼入設備1においては、外輪90の外周面に対向すべき予熱コイル13および均熱コイル11の領域は、外輪90の軸に垂直な断面において、対向すべき外周面90の曲率半径以上の曲率半径を有していることが好ましい。より具体的には、予熱コイル13および均熱コイル11の上記曲率半径は、たとえば高周波焼入設備1において熱処理されるべき外輪90のうち、最も大きい直径を有する外輪90の曲率半径に一致するように設定されてもよい。これにより、加熱可能な外輪90の直径の範囲を広くすることができる。
Further, in the
さらに、高周波焼入設備1においては、予熱コイル13および均熱コイル11は、外輪90の軸に垂直な断面において、外輪90の外周面の全周に対して10%以上50%以下の領域に対向するように配置されることが好ましい。これにより、コイルに付与すべき電力を抑えつつ、加熱可能な外輪90の直径の範囲を広くすることができる。
Further, in the
なお、上記予熱コイル13は必須の構成ではないが、予熱コイル13を設置することにより、安定した加熱状態を達成することが容易となる。
In addition, although the said preheating
(実施の形態2)
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態2におけるリング状部材の熱処理設備および当該熱処理設備を用いたリング状部材の熱処理方法について、図4〜図10を参照して説明する。
(Embodiment 2)
Next, a heat treatment facility for a ring-shaped member according to Embodiment 2, which is another embodiment of the present invention, and a heat treatment method for the ring-shaped member using the heat treatment facility will be described with reference to FIGS. .
実施の形態2におけるリング状部材の熱処理設備としての高周波焼入設備1は、基本的には実施の形態1の場合と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態1においては複数の外輪90が個々に搬送される構成を有するのに対し、実施の形態2においては複数の外輪90が複数個まとめて搬送される構成を有する点において、実施の形態2は実施の形態1とは異なっている。
The
具体的には、図6および図2を参照して、実施の形態2における高周波焼入設備1では、実施の形態1における予熱コイル13は備えられず、均熱コイル11に対応する加熱コイル11が備えられる。また、外輪90を矢印βの方向に移動させつつ外輪90を保持する保持部51に代えて、実施の形態2では、外輪90が軸方向に積み重ねられた状態で外輪90を保持する保持部としての保持アーム71が採用される。そして、実施の形態2においては、冷却液槽60は加熱コイル11の直下に配置され、冷却液槽60と加熱コイル11との間には、開閉可能な隔壁62が設置されている。
Specifically, referring to FIG. 6 and FIG. 2, in
次に、実施の形態2における高周波焼入設備1を用いた外輪90の焼入硬化処理の手順について説明する。図10を参照して、まず工程(S10)としてリング状部材準備工程が実施される。この工程(S10)は、実施の形態1の場合と同様に実施され、焼入硬化されるべき外輪90が準備される。
Next, the procedure of the quench hardening process of the
次に、工程(S11)として積上げ工程が実施される。この工程(S11)では、図4を参照して、たとえばロボット等により中心軸が一致するように複数の外輪90が軸方向に積み重ねられる。
Next, a stacking process is implemented as process (S11). In this step (S11), referring to FIG. 4, a plurality of
次に、工程(S12)として第1搬送工程が実施される。この工程(S12)では、図5を参照して、保持アーム71が工程(S11)において積み重ねられた外輪90の内周側を貫通するように挿入され、先端部に形成された係合部が外輪90の端面に係合する状態とされ、積み重ねられた外輪90が持ち上げられる。そして、積み重ねられた外輪90は、図6に示すように加熱コイル11の近傍にまで搬送される。その後、積み重ねられた外輪90は、矢印に沿って移動し、加熱コイル11による加熱が可能な位置にセットされる。
Next, a 1st conveyance process is implemented as process (S12). In this step (S12), referring to FIG. 5, the holding
次に、工程(S20)としてコイル調整工程が実施される。この工程(S20)では、図7に示すように、実施の形態1の場合と同様に加熱コイル11の位置が調整され、積み重ねられた外輪90を加熱コイル11により加熱可能な状態とする。
Next, a coil adjustment process is implemented as process (S20). In this step (S <b> 20), as shown in FIG. 7, the position of the
次に、工程(S30)として、加熱工程が実施される。この工程(S30)では、加熱コイル11に高周波電源(図示しない)から電力が供給されて高周波電流が流れる。その結果、外輪90は外周面側から誘導加熱により加熱される。またこのとき、保持アーム71が回転することにより、外輪90は矢印αに沿った向きに回転し、均一に加熱される。これにより、外輪90はA1変態点以上の温度域に加熱される。
Next, a heating process is implemented as process (S30). In this step (S30), electric power is supplied to the
次に、工程(S40)として第2搬送工程が実施される。この工程(S40)では、工程(S30)においてA1変態点以上の温度域に加熱された外輪90が、冷却部としての冷却液槽60へと搬送される。このとき、実施の形態2における高周波焼入設備1においては、冷却液槽60が加熱コイル11の直下に配置されている。そのため、保持アーム71が積み重ねられた外輪90を保持しつつ降下することにより、工程(S40)を実施することができる。
Next, a 2nd conveyance process is implemented as process (S40). In this step (S40), an
次に、工程(S50)として冷却工程が実施される。この工程(S50)では、図8を参照して、まず隔壁62が開き、積み重ねられた外輪90が冷却液槽60内へと進入可能な状態とされる。その後、保持アーム71が降下することにより、外輪90が冷却液61に浸漬される。このとき、図9に示すように保持アーム71の外輪90に対する係合が解除され、保持アーム71は冷却液61から引き上げられる。これにより、外輪90は、A1変態点以上の温度域からMS点以下の温度域にまで冷却されることにより、焼入硬化される。焼入硬化された外輪90は、冷却液槽60内に設置された排出用コンベア72により冷却液槽60から排出される。以上の手順により、実施の形態2における高周波焼入設備1を用いた外輪90の焼入硬化処理は完了する。焼入硬化処理が完了した外輪90は、その後焼戻処理、仕上処理(転走面の研磨など)が実施されることにより、完成品となる。
Next, a cooling step is performed as a step (S50). In this step (S <b> 50), referring to FIG. 8, first, the
実施の形態2における高周波焼入設備1は、実施の形態1の場合と同様の効果を奏するとともに、保持アーム71を除けば実施の形態1の高周波焼入設備1に比べて機構がシンプルであるため、設備をコンパクトに構成することが容易であるという特徴を有する。なお、上述の説明から明らかなように、実施の形態2における保持部としての保持アーム71は、実施の形態1における投入用コンベア31と同様の機能をも果たすとともに、実施の形態1の冷却用コンベア41に対応する搬送部としても機能する。
The
なお、上記実施の形態においては、リング状部材として軸受の外輪90が焼入硬化される場合について説明したが、リング状部材として軸受の内輪が焼入硬化されてもよい。この場合、コイルは内輪の内周側に配置されることが好ましい。つまり、軸受の軌道輪が焼入硬化される場合、転走面とは反対側の周面側のコイルが設置されることが好ましい。これは、転走面側は転動体の形状等に合わせた形状に加工されているのに対し、転走面とは反対側の周面は比較的シンプルな形状を有している場合が多いため、リング状部材(軌道輪)全体を焼入硬化することを前提とした場合、安定した加熱が容易となるためである。また、軌道輪の均一な加熱を確保する観点から、コイルは転走面側にも配置されてもよい。さらに、本発明のリング状部材の熱処理設備において熱処理されるリング状部材は軸受の軌道輪に限られず、焼入硬化することにより高い硬度を達成することが求められる部材を熱処理(焼入硬化)することができる。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施の形態においては、外輪90の加熱時に外輪90が周方向に回転する場合について説明したが、外輪90が固定され、コイルが外輪90の外周に沿って回転してもよいし、外輪90およびコイルの両方が回転してもよい。
In the above embodiment, the case where the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明のリング状部材の熱処理設備は、高周波誘導加熱を採用しつつ製品の生産効率を向上させることが求められるリング状部材の熱処理設備に、特に有利に適用され得る。 The heat treatment equipment for a ring-shaped member of the present invention can be particularly advantageously applied to a heat treatment equipment for a ring-shaped member that is required to improve the production efficiency of a product while employing high-frequency induction heating.
1 高周波焼入設備、11 加熱コイル(均熱コイル)、12 支持アーム、13 予熱コイル、21 放射温度計、31 投入用コンベア、41 冷却用コンベア、51 保持部、60 冷却液槽、61 冷却液、62 隔壁、71 保持アーム、72 排出用コンベア、90 外輪。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記リング状部材を誘導加熱する加熱部と、
前記リング状部材を保持する保持部と、
誘導加熱された前記リング状部材を冷却することにより前記リング状部材を焼入硬化する冷却部とを備え、
前記加熱部は、前記リング状部材の周面の一部に面するように前記周面に沿って配置され、前記リング状部材の径方向に移動可能な複数のコイルを含み、
前記保持部は、前記リング状部材を軸方向に複数並べた状態で前記周面が前記コイルに面するように保持する、リング状部材の熱処理設備。 A heat treatment facility for a ring-shaped member for quenching a ring-shaped member made of steel,
A heating section for inductively heating the ring-shaped member;
A holding portion for holding the ring-shaped member;
A cooling unit that quenches and cures the ring-shaped member by cooling the ring-shaped member that has been induction-heated,
The heating unit includes a plurality of coils arranged along the peripheral surface so as to face a part of the peripheral surface of the ring-shaped member, and movable in a radial direction of the ring-shaped member,
The said holding | maintenance part is the heat processing equipment of a ring-shaped member which hold | maintains so that the said surrounding surface may face the said coil in the state which arranged the said ring-shaped member in the axial direction.
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