JP3878829B2

JP3878829B2 - 段付き軸状ワーク用高周波加熱装置

Info

Publication number: JP3878829B2
Application number: JP2001312434A
Authority: JP
Inventors: 日吉渡邊
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP2003119519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は段付き軸状ワークの外周面を熱処理する段付き軸状ワーク用高周波加熱装置に関する。
【０００２】
従来、図４に示すような段付き軸状ワークＷの外周面を熱処理するに当たっては、径の異なる円状コイル５１〜５４を使用するのが一般的である。即ち、まず、円状コイル５１を用いて段付き軸状ワークＷの外周面部分ａを熱処理する。そして、円状コイル５１を円状コイル５２に交換した後、円状コイル５２と段付き軸状ワークＷの外周面部分ｂとを位置合わせし、円状コイル５２を用いて段付き軸状ワークＷの外周面部分ｂを熱処理する。以後も全く同様であって、円状コイル５３、５４を用いて段付き軸状ワークＷの外周面部分ｃ、ｄを順次的に熱処理するようにしていた。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例による場合、円状コイル５１〜５４を交換する作業が非常に面倒であり、この点が熱処理工程の効率化を図る上で問題となっている。もっとも、段付き軸状ワークＷの外周面部分ａ〜ｄを円状コイル５１〜５４をにより同時に熱処理するようにすれば、このような問題が回避されるものの、段付き軸状ワークＷの形状に合わせて多種多様なコイルが必要になるだけでなく、装置自体が大型化し、コスト高になるという別の問題が発生する。
【０００４】
本発明は上記した背景の下で創作されたものてあり、その目的とするところは、加熱コイルを交換することなく、段付き軸状ワークの外周面部分を順次熱処理することが可能な段付き軸状ワーク用高周波加熱装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の段付き軸状ワーク用高周波加熱装置は、段付き軸状ワークの外径が異なる各外周面部分に対応した内径を有し且つ当該外周面部分の外周を加熱するための円弧部が各々形成された環状の加熱コイルと、段付き軸状ワークの各外周面部分を前記加熱コイルを用いて、順次熱処理するために、段付き軸状ワークを加熱コイルに対して相対的に回転させつつ、段付き軸状ワークを加熱コイルに対して相対的に移動させる回転移動機構とを具備し、前記回転移動機構は、横向きに配置された段付き軸状ワークの外周面に接して軸支する２以上の回転ローラと、前記回転ローラを独立して各々回転させる一方、前記回転ローラを独立して各々移動させるローラ回転移動機構部とを有した構成となっている。
【０００６】
このような構成による場合、段付き軸状ワークが加熱コイルに対して相対的に移動し、段付き軸状ワークの外周面部分とこれに対応する加熱コイルの円弧部とを位置合わせさせる。そして、段付き軸状ワークを加熱コイルに対して相対的に回転させた状態で、加熱コイルに高周波電流を流すと、段付き軸状ワークの当該外周面部分が熱処理される。以後、この繰り返しにより段付き軸状ワークの各外周面部分が順次的に熱処理される。
【０００７】
より好ましくは、熱処理すべき段付き軸状ワークの種類を入力するための入力部と、段付き軸状ワークの形状データ及び当該ワークの各外周面部分に対応する円弧部を示す円弧部データがワークの種類毎に予め用意されており、入力部を通じて入力されたワークの種類に対応する形状データ及び円弧部データに基づいて回転移動機構を制御する制御部とを備えるようにすることが望ましい。
【０００８】
このような構成による場合、熱処理すべき段付き軸状ワークの種類が入力されると、当該ワークの種類に対応する形状データ及び円弧部データに基づいて回転移動機構が制御され、その結果、複数の種類の段付き軸状ワークの各外周面部分を加熱コイルで熱処理することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は段付き軸状ワーク用高周波加熱装置の概略構成図、図２は同装置の加熱コイルの模式図、図３は同装置により熱処理可能な別の種類の段付き軸状ワークの断面図である。
【００１１】
ここに掲げる段付き軸状ワーク用高周波加熱装置は、図１及び図３に示すような段付き軸状ワークＷ、Ｗ１等の外周面部分を熱処理する装置であって、段付き軸状ワークＷの外径が異なる外周面部分ａ〜ｄに対応して当該外形より若干大きな内径を有した円弧部１１〜１４が各々形成された加熱コイル１０と、段付き軸状ワークＷ等の各外周面部分を加熱コイル１０を用いて順次熱処理するために、段付き軸状ワークＷ等を移動させる一方、段付き軸状ワークＷ等を回転させる回転移動機構２０と、熱処理すべき段付き軸状ワークＷ等の種類を入力するための入力部３０と、入力部３０を通じて入力されたワークの種類等に応じて回転移動機構２０を制御する制御部４０とを備えた基本構成となっている。以下、各部の構成について詳しく説明する。
【００１２】
加熱コイル１０は銅製の各型パイプを図２に示すような形状に曲げて作成されたものであり、回転移動機構２０の近傍に配置されている。加熱コイル１０には図示しない高周波電源及び冷却水用配管が接続されている。即ち、加熱コイル１０には高周波電源から出力された高周波電流が流れ、その内部には冷却水用配管を通じて供給された冷却液が流れるようになっている。なお、加熱コイル１０の近傍には、熱処理が終了した後の段付き軸状ワークＷ等を冷却するための冷却ジャケット（図示せず）が配置されている。
【００１３】
回転移動機構２０は、横向きに配置された段付き軸状ワークＷ等の外周面を軸支する回転ローラ２１、２２と、回転ローラ２１、２２を独立して各々回転させる一方、回転ローラ２１、２２を独立して各々移動させるローラ回転移動機構部２３とを有した構成となっている。
【００１４】
特に、ローラ回転移動機構部２３については、図示されていないが、回転ローラ２１、２２を独立して各々回転させる回転機構と、回転ローラ２１、２２を独立して鉛直方向に移動させる直線移動機構と、回転ローラ２１、２２の間隔を調整するための直線移動機構と、これらの各機構が載置されたＸ、Ｙテーブルとを有した内部構造となっている。
【００１５】
制御部４０は装置全体を制御するマイクロコンピュータであり、マイクロコンピュータの入力ポートには操作パネル等である入力部３０が接続されている一方、出力ポートにはローラ回転移動機構部２３内の各モータを動作させるために必要な各種信号を生成する回路（図示省略）を介してローラ回転移動機構部２３が接続されている。
【００１６】
マイクロコンピュータのメモリには、ワークの形状データ及び当該ワークの各外周面部分に対応する円弧部１１〜１４を示す円弧部データがデータテーブルとしてワークの種類毎に予め記録されている。
【００１７】
ワークが段付き軸状ワークＷである場合の形状データ及び円弧部データの具体的な内容は次の通りである。形状データについては、段付き軸状ワークＷの全長、外周面部分ａ〜ｄの長さ及びその外径等を示す情報である。円弧部データについては、外周面部分ａ〜ｄを加熱コイル１０の円弧部１１〜１４によりこの順番で各々熱処理するということを示す情報である。
【００１８】
制御部４０は、上記高周波電源をオンオフする等の機能以外に、入力部３０を通じて入力されたワークの種類に対応する形状データ及び円弧部データに基づいてローラ回転移動機構部２３を制御する機能を有している。
【００１９】
以下、上記のように構成された段付き軸状ワーク用高周波加熱装置の動作について説明し、併せて制御部４０のマイクロコンピュータにより処理されるシーケンスプログラムの内容について説明する。
【００２０】
入力部４０を通じて熱処理すべきワークの種類が制御部４０に入力されると、上記メモリから当該ワークに対応する形状データを読み出し、当該形状データに基づいて、加熱コイル１０の高さ位置においてワークを回転ローラ２１、２２に水平に載置可能にするための各ローラの高さ及び間隔を求め、これを信号に変換してローラ位置指令信号としてローラ回転移動機構部２３に出力する。
【００２１】
このようなローラ位置指令信号がローラ回転移動機構部２３に入力されると、熱処理すべきワークの種類に応じて回転ローラ２１、２２の高さ及びその間隔がローラ回転移動機構部２３によって自動的に調整される。熱処理すべきワークの種類が段付き軸状ワークＷであったとすると、回転ローラ２１、２２の高さ及びその間隔については図１に示すようになる。
【００２２】
その後、作業員又は図外のワーク搬送機構を通じて段付き軸状ワークＷが回転ローラ２１、２２上に載置される。このときの段付き軸状ワークＷの加熱コイル１０との位置関係は図２に示すように加熱コイル１０の略中心に外周面部分ａに位置しており、図１に示すよう段付き軸状ワークＷの外周面部ａが加熱コイル１０に対向している。
【００２３】
そして、段付き軸状ワークＷが回転ローラ２１、２２上に載置されたという情報が作業員により入力部３０等又は図外のワーク搬送機構から出力される信号を通じて制御部４０に入力されると、制御部４０においては次のような処理を行うようになっている。
【００２４】
まず、上記メモリから段付き軸状ワークＷに対応する円弧部データを読み出し、この円弧部データに基づいてローラ２１、２２を同時に移動させるための信号を生成してローラ回転移動機構部２３に出力する。
【００２５】
すると、ローラ２１、２２が水平方向に移動するに伴って、段付き軸状ワークＷが図２中Ａ方向に移動し、段付き軸状ワークＷの外周面部分ａと加熱コイル１０の円弧部１１とが位置合わせされる。なお、ローラ２１、２２を同時に移動させる距離は制御部４０において予め設定されている。
【００２６】
また、制御部４０においては、上記した回転ローラ２１、２２の高さの差から段付き軸状ワークＷをスムーズに回転させるための回転ローラ２１、２２の各速度を求め、これを信号に変換して速度指令信号としてローラ回転移動機構部２３に出力する。と同時に、上記高周波電源を所定期間オンにさせるための信号を生成して高周波電源に出力し、所定期間経過した時点で、図外の冷却ジャケットを所定期間動作させる。
【００２７】
すると、段付き軸状ワークＷが回転するとともに加熱コイル１０に高周波電流が所定期間通電され、その結果、段付き軸状ワークＷの外周面部分ａが加熱コイル１０の円弧部１１により誘導加熱される。加熱終了後は、冷却ジャケットから噴出される冷却水により段付き軸状ワークＷの外周面部分ａが冷却され、これで段付き軸状ワークＷの外周面部分ａについて熱処理が完了する。
【００２８】
制御部４０において、段付き軸状ワークＷの外周面部分ａの熱処理完了後、上記円弧部データに基づいてローラ２１、２２を同時に移動させるための信号を生成してローラ回転移動機構部２３に出力する。
【００２９】
すると、ローラ２１、２２が上記とは逆の方向に移動するに伴って、段付き軸状ワークＷが図２中Ｂ方向に移動し、段付き軸状ワークＷの外周面部分ａと加熱コイル１０の円弧部１２とが対向する。
【００３０】
その後、制御部４０において、上記形状データに基づきローラ２１、２２を同時に移動させるための信号を生成してローラ回転移動機構部２３に出力する。
【００３１】
すると、ローラ２１、２２が図中Ｅ方向に移動するに伴って、段付き軸状ワークＷの外周面部分ｂと加熱コイル１０の円弧部１２とが位置合わせされる。
【００３２】
そして、制御部４０において、上記高周波電源を所定期間オンにさせるための信号を生成して高周波電源に出力し、所定期間経過した時点で、図外の冷却ジャケットを所定期間動作させる。
【００３３】
すると、加熱コイル１０に高周波電流が所定期間通電され、その結果、段付き軸状ワークＷの外周面部分ｂが加熱コイル１０の円弧部１２により誘導加熱される。加熱終了後は、冷却ジャケットから噴出される冷却水により段付き軸状ワークＷの外周面部分ｂが冷却され、これで段付き軸状ワークＷの外周面部分ｂについて熱処理が完了する。
【００３４】
制御部４０の以後の処理は上記と全く同様であり、その結果、段付き軸状ワークＷの外周面部分ａ〜ｄが加熱コイル１０の円弧部１１〜１４により順次熱処理されることになる。また、熱処理すべきワークの種類を図３に示す段付き軸状ワークＷ１に切り替えるときには、入力部３０を通じてそのワークの種類を入力するだけで、上記と全く同様に段付き軸状ワークＷ１の外周面部分ｅ、ｆが加熱コイル１０の円弧部１１、１３により順次熱処理されることになる。
【００３５】
このように上記した段付き軸状ワーク用高周波加熱装置による場合、従来例による場合とは異なり、加熱コイル１０を交換することなく、段付き軸状ワークＷの外周面部分ａ〜ｄ等を順次的に熱処理することが可能になる。しかも熱処理すべきワークの種類を変更するときも極めてスムーズに行うことが可能であることから、熱処理工程の効率化を図ることができ、この点で低コスト化を実現することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、加熱コイルはどのような形状であってもかまわず、段付き軸状ワークを固定し、加熱コイルを移動させるような形態をとってもかまわない。
【００３７】
【発明の効果】
以上、本発明に係る段付き軸状ワーク用高周波加熱装置による場合、加熱コイルを交換することなく、段付き軸状ワークの外周面部分を順次的に熱処理することが可能になることから、熱処理工程の効率化を図ることができ、この点で低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための図であって、段付き軸状ワーク用高周波加熱装置の概略構成図である。
【図２】同装置の加熱コイルの模式図である。
【図３】同装置により熱処理可能な別の種類の段付き軸状ワークの断面図である。
【図４】従来例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０加熱コイル
１１〜１４円弧部
２０回転移動機構
３０入力部
４０制御部
Ｗ段付き軸状ワーク
ａ〜ｄ外周面部分

Claims

段付き軸状ワークの外径が異なる各外周面部分に対応した内径を有し且つ当該外周面部分の外周を加熱するための円弧部が各々形成された環状の加熱コイルと、段付き軸状ワークの各外周面部分を前記加熱コイルを用いて、順次熱処理するために、段付き軸状ワークを加熱コイルに対して相対的に回転させつつ、段付き軸状ワークを加熱コイルに対して相対的に移動させる回転移動機構とを具備し、
前記回転移動機構は、横向きに配置された段付き軸状ワークの外周面に接して軸支する２以上の回転ローラと、前記回転ローラを独立して各々回転させる一方、前記回転ローラを独立して各々移動させるローラ回転移動機構部とを有した構成となっていることを特徴とする段付き軸状ワーク用高周波加熱装置。
請求項１記載の段付き軸状ワーク用高周波加熱装置において、熱処理すべき段付き軸状ワークの種類を入力するための入力部と、段付き軸状ワークの形状データ及び当該ワークの各外周面部分に対応する円弧部を示す円弧部データがワークの種類毎に予め用意されており、入力部を通じて入力されたワークの種類に対応する形状データ及び円弧部データに基づいて回転移動機構を制御する制御部とを具備したことを特徴とする段付き軸状ワーク用高周波加熱装置。