JP4220763B2

JP4220763B2 - 等速ジョイント用高周波焼入装置

Info

Publication number: JP4220763B2
Application number: JP2002337203A
Authority: JP
Inventors: 哲正渡邊; 昇塚本
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: CN1293210C; CN1502706A; JP2004169133A; HK1066572A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の等速ジョイントをワークとし、ワークをその種類に応じて高周波焼入を行う等速ジョイント用高周波焼入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の駆動部品等として使用される等速ジョイント（ＣＶＪ: Constant Velocity universal Joints) には多種多様のものが製造開発されている。その代表的な種類として図８に示すものがある。同図（Ａ）に示すワークＷ１は、タイヤホイールを直接駆動する上下・左右（首振り）自在である等速ジョイントである。同図（Ｂ）に示すワークＷ２は、ディファレンシャルに組み込まれたサイドギアに挿入される軸と一体のスライディング可能な等速ジョイントである。同図（Ｃ）に示すワークＷ３は、同図（Ｂ）と同一種類の等速ジョイントであるが、メス型のものである。
【０００３】
等速ジョイントのうち応力の集中し易い部分には熱処理を行ってその部分の強度の強化が図られている。即ち、図８（Ａ）に示すワークＷ１の場合、ステム軸部ｗ１１の外周面及びカップ部ｗ１２の内面、図８（Ｂ）に示すワークＷ２の場合、ステム軸部ｗ２１の外周面及びカップ部ｗ２４内の溝部ｗ２２、図８（Ｃ）に示すワークＷ３の場合、頭部ｗ３４内のスプライン穴ｗ３１及びカップ部ｗ３３内の溝部ｗ３2 に各々高周波焼入を施している。
【０００４】
このような等速ジョイントの高周波焼入をする際には等速ジョイント用高周波焼入装置を使用するのが一般的である。ただ、焼入面の形状及び硬化層のパターンやその深さ等がワークの種類及び焼入箇所によって全く異なることから、各ワークのステム軸部ｗ１１、ｗ２１、溝部ｗ２２、ｗ３2 及びスプライン穴ｗ３１を個別に焼入れする専用装置が提供され、これを必要に応じて使用していた（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−００１４９３号公報
【０００６】
【発明が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、複数種の等速ジョイントを焼入れするに当たり、何台もの専用装置が必要になり、これに伴って設置スペースが大きく設備コストも高いという問題が指摘されている。また、誘導加熱時に加熱コイルに供給すべき高周波電流の周波数が焼入箇所によって異なり、これに伴って複数台の電源が必要である。しかも熱処理工程の効率化を図るために、複数のワークを各専用装置に自動的に順次搬送させたりすることもあるが、このときには異なる専用装置において誘導加熱が同時に行われることもあり、これに伴って大容量の電源設備が必要になり、この点でも設備コストが高くなる。
【０００７】
本発明は上記した背景の下で創作されたものであり、等速ジョイントを複数種にわたって高周波焼入をすることが可能であるにもかかわらず、設置スペースが小さく設備コストも安い等速ジョイント用高周波焼入装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解消するための手段】
本発明の等速ジョイント用高周波焼入装置は、等速ジョイントをワークとし、ワークをその種類に応じて高周波焼入を行う装置である。具体的には、ワークの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、ワークのカップ部の内面及び／又はワーク内に形成された溝部を焼入れする第２の焼入ステーションと、ワーク内に形成されたスプライン穴の内周面を焼入れする第３の焼入ステーションと、ワークを各ステーションに搬送する搬送機構と、ワークの誘導加熱に必要な高周波電流を周波数可変可能に生成する高周波電源と、高周波電源から出力された高周波電流を各焼入ステーションに配置された加熱コイルに切り換え可能に出力するための電流切換部と、高周波焼入を行うワークの種類を設定入力するための設定入力部と、高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンがワークの種類毎に予め用意されており且つ設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って第１、第２、第３の焼入ステーション、搬送機構、高周波電源及び電流切換部を制御するシーケンス制御部とを具備している。
【０００９】
好ましくは、第１のステーションと第２のステーションとの間に配置され且つワークの位置の割り出しを行う割り出しステーションを備えるようにすると良い。この場合、シーケンス制御部は、設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って割り出しステーションを含めて制御する構成のものを用いようにする。
【００１０】
好ましくは、シーケンスパターンは、複数のワークを搬送させて順次焼入れを行う過程で第１の焼入ステーションと第２の焼入ステーションとで又は第２の焼入ステーションと第３の焼入ステーションとで当該ステーションに位置する各ワークを時分割で誘導加熱させる内容のものを用いると良い。
【００１１】
好ましくは、第１の焼入ステーションは、加熱コイルを用いてワークのステム軸部を誘導加熱する加熱部と、加熱部の両側に各々位置しており且つ加熱後のワークのステム軸部を冷却する第１、第２の冷却部と、ワークを加熱部から第１、第２の冷却部に交互に移動させるシャトル機構と、ワークをステーション入口、加熱部、ステーション出口に順次移動させる機構であり且つステーション入口、加熱部に各々位置するワークを加熱部、ステーション出口に同時に各々搬送可能なハンドラ機構とを有した構成のものを用いると良い。この場合のシーケンスパターンは、第１の焼入ステーションを制御させるに当たり、ハンドラ機構を動作させてワークａをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークａのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークａの加熱終了後、シャトル機構を動作させてワークａを加熱部から第１の冷却部に移動させ、第１の冷却部を動作させてワークａのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークｂをステーション入口から加熱部に搬送させ、ワークａの冷却期間中に加熱部を動作させてワークｂのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークａの冷却終了後及びワークｂの加熱終了後に、シャトル機構を逆動作させてワークａを第１の冷却部から加熱部に及びワークｂを加熱部から第２の冷却部に移動させ、第２の冷却部を動作させてワークｂのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークａを加熱部からステーション出口に及びワークｃをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークｃのステム軸部を誘導加熱させ、ワークｂの冷却終了後及びワークｃの加熱終了後に、シャトル機構を動作させてワークｂを第２の冷却部から加熱部に及びワークｃを加熱部から第１の冷却部に移動させ、このような一連の処理を繰り返し行う内容のものを用いる。
なお、搬送機構を用いて順次搬送される複数のワークのうち最初から順番にワークａ、ｂ、ｃとしている。
【００１２】
【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。ここに掲げる等速ジョイント用高周波焼入装置は、自動車の駆動部品として使用される等速ジョイントをワークＷとし、ワークＷをその種類に応じて高周波焼入を行う装置である。本装置で焼入れを行うことが可能なワークＷの種類として、図８に示すワークＷ１、ワークＷ２及びワークＷ３がある。
【００１３】
本装置は、図１乃至図４に示すように第１の焼入ステーション１０、割り出しステーション２０、第２の焼入ステーション３０、第３の焼入ステーション４０及び搬送機構５０と、図６に示すように高周波電源６０及び電流切換部７０と、図５に示すように設定入力部８０及びシーケンス制御部９０等から構成されている。第１、第２、第３の焼入ステーション１０、３０、４０、割り出しステーション２０、搬送機構５０及び電流切換部７０についてはその殆どがハウジングＨ１内に備えられている一方、設定入力部８０についてはハウジングＨ２に備えられている。高周波電源６０、シーケンス制御部９０及び冷却水供給ユニット（図示省略）等についてはハウジングＨ１、Ｈ２の近くに設置されている。
【００１４】
まず、本装置の機械的構成の詳細について図１乃至図４及び図７を参照して以下説明する。第１の焼入ステーション１０は図１、図３及び図７に示すようにワークＷがワークＷ１又はワークＷ２である場合のステム軸部ｗ１１又はｗ２１の外周面を焼入れする装置である。
【００１５】
本実施例においては加熱コイル１１１としていわゆる半開放鞍型コイルを用いている。ここでいう半開放鞍型コイルは、銅製等のパイプから作成されており、ステム軸部ｗ１１等の外周面にその長さ方向に沿って互いに間隔を開けて配置される一対の直線状部と、略直線部の両端に各々接続され且つステム軸部ｗ１１の外周面にその円周方向に沿って配置される半円状部とを有したものである。
【００１６】
第１の焼入ステーション１０においては、加熱コイル１１１を用いてワークＷを回転させながら誘導加熱し、その後、ワークＷを回転させながら冷却液を噴射して冷却するようになっている。しかも搬送機構５０を用いて順次搬送される複数のワークのうち最初から順番にワークａ、ｂ、ｃ（図７参照）として表すとすると、誘導加熱後が終了したワークａの冷却とワークｂの誘導加熱とを同時に行い、その後に、ワークｂの冷却とワークｃの誘導加熱とを同時に行うようになっている。
【００１７】
第１の焼入ステーション１０は、具体的には加熱コイル１１１を用いてワークＷのステム軸部ｗ１１又はｗ２１を誘導加熱する加熱部１１と、加熱部１１の両側に各々配置されており且つ誘導加熱後のワークＷのステム軸部ｗ１１又はｗ２１を冷却する第１、第２の冷却部１２、１３と、ワークＷを図１中左右方向に移動自在且つ回転可能に支持するテーブル１７（図７参照）と、テーブル１７上に載置された２つのワークＷを独立して位置決めするステムセンタ機構１４と、テーブル１７上に載置された２つのワークＷをステムセンタ機構１４と共に加熱部１２から第１、第２の冷却部１２、１３に交互に移動させるシャトル機構１５と、ワークＷをステーション入口α、加熱部１１、ステーション出口βに順次移動させる機構であり且つステーション入口α、加熱部１１に各々位置する２つのワークＷを加熱部１１、ステーション出口βに同時に各々搬送可能なハンドラ機構１６とを有した構成となっている。各構成部の詳しい構成については次の通りである。
【００１８】
加熱部１１はハンドラ機構１６によりステーション入口αから搬送されたワークＷの対向位置に配設されており（図７参照）、誘導加熱を行う時には加熱コイル１１１が前方に移動してワークＷに近づいて同コイルを加熱位置にセットする一方、シャトル機構１５によるワークＷの移動時には加熱コイル１１１が後方に移動してワークＷから離れて同コイルを退避位置にセットする機能を有した構成となっている。加熱コイル１１１には高周波電源６０から出力された１０ＫＨｚの高周波電流が供給されるようになっている。
【００１９】
第１の冷却部１２は加熱部１１の図１中左側に配置された冷却ジャケットであり、シャトル機構１５により加熱部１１から移動したワークＷのステム軸部ｗ１１又はｗ２１に向けて冷却液を噴射するようになっている。第２の冷却部１３は加熱部１１の図１中右側に配置された冷却ジャケットであり、第１の冷却部１２と全く同一のものである。
【００２０】
ステムセンタ機構１４はテーブル１７上に載置された２つのワークＷのステム軸部ｗ１１又はｗ２１に形成された穴ｗ１３又はｗ２３に各先端が入り込むセンタ軸１４１、１４２を有しており、センタ軸１４１、１４２を独立して昇降させるようになっている。テーブル１７にはワークＷを回転させる機構が設けられている。
【００２１】
シャトル機構１５はステムセンタ機構１４を図１中左右方向に移動させる機構であって、テーブル１７上に載置された２つのワークＷをステムセンタ機構１４により位置決めされた状態で加熱部１１の位置を中心として左右に移動させるようになっている。
【００２２】
ハンドラ機構１６は略Ｌ字状のアーム１６１の各先端部でワークＷをチャックする一方、アーム１６１を図７中に示すように９０度ピッチ間隔で交互に回転させるようになっている。
【００２３】
なお、第１の焼入ステーション１０において高周波焼入されるワークＷの対象は上記したようにワークＷ１及びワークＷ２であり、ワークＷ３については第１の焼入ステーション１０を素通りする。即ち、ワークＷ３を高周波焼入する場合、ハンドラ機構１６が搬送機構５０の一部としての機能を果たすようになっている。
【００２４】
第２の焼入ステーション３０は図１乃至図３に示すようにワークＷがワークＷ１である場合のカップ部ｗ１２の内面、ワークＷ２、ワークＷ３である場合の溝部ｗ２２、ｗ３２を各々焼入れする装置である。
【００２５】
本実施例においては、ワークＷがワークＷ１である場合、加熱コイル３１としていわゆるマルチターンコイルを用いている。ここでいうマルチターンコイルは、銅製等のパイプから作成されており、カップ部ｗ１２の内壁に沿うように螺旋状に巻回したもので、カップ部ｗ１２内に入り込むことが可能であるものである。一方、ワークＷがワークＷ２又はワークＷ３である場合、加熱コイル３２として次のような構造のコイルを用いている。即ち、同コイルは、銅製等のパイプから作成されており、溝部ｗ２２又は３２に沿って折り曲げられた互いに１２０度ピッチ間隔だけ離れた３つのコイル部と、ワークＷのカップ部ｗ２４又は３３に比べて長い全長を有しており且つ３つのコイル部の両端部に垂直方向に向けて各々接続されたリード部等を有しており、３つのコイル部が３つの溝部ｗ２２又は３２に所定間隔を開けて入り込むことが可能であるものである。
【００２６】
第２の焼入ステーション３０においては、ワークＷがワークＷ１である場合、その外周を冷却液の噴射により冷却しながら、カップ部ｗ１２の内面を加熱コイル３１を用いてワークＷを回転させつつ誘導加熱し、その後、ワークＷを回転させつつカップ部ｗ１２の内面に冷却液を噴射して冷却するようになっている。一方、ワークＷ２又はワークＷ３である場合、その外周を冷却液の噴射により冷却しながら、加熱コイル３２を用いてワークＷの溝部ｗ２２又は３２を移動加熱し、と同時に、溝部ｗ２２又は３２の加熱部分に向けて冷却液を噴射して移動冷却するようになっている。
【００２７】
第２の焼入ステーション３０は、具体的にはワークＷのカップ部ｗ１２の内面を誘導加熱する加熱コイル３１と、ワークＷの溝部ｗ２２又は３２を誘導加熱する加熱コイル３２と、加熱コイル３１に取り付けられており且つワークＷのカップ部ｗ１２の内面に向けて冷却液を噴射する冷却ジャケット３３と、加熱コイル３２に取り付けられており且つワークＷの溝部ｗ２２又は３２の加熱部分に向けて冷却液を噴射する冷却ジャケット３４と、ワークＷを回転可能に支持するテーブル３５と、テーブル３５上に取り付けられており且つテーブル３５上のワークＷの外周に向けて冷却液を噴射する環状の冷却ジャケット３６と、テーブル３５の下方位置に配置されており且つ第１の焼入ユニット（加熱コイル３１及び冷却ジャケット３３）と第２の焼入ユニット（加熱コイル３２及び冷却ジュケット３４）とのいずれか一方を着脱自在に取り付けることが可能な焼入ユニット取付台３７と、テーブル３５の上方位置に配置されており且つテーブル３５上のワークＷを位置決めするとともに回転させるカップセンタ機構３８と、テーブル３５を昇降させる昇降ユニット３９等とを有している。
【００２８】
加熱コイル３１、３２には高周波電源６０から出力された１０ＫＨｚ、５０ＫＨｚの高周波電流が供給されるようになっている。テーブル３５の中央部分には、焼入ユニット取付台３７に取り付けられた第１の焼入ユニット又は第２の焼入ユニットの大部分をワークＷのカップ部ｗ１２、３３又は３３に挿入させるための開口が形成されている。カップセンタ機構３８は先端がテーブル３５上のワークＷの先端部分に当接するセンタ軸３８１を有しており、センタ軸３８１を昇降させるようになっている。昇降ユニット３９は、ワークＷ１のカップ部ｗ１２の内面の焼入時にはテーブル３５を一定の高さ位置に保って、第１の焼入ユニットをワークＷ１のカップ部ｗ１２に挿入させるが、ワークＷ２、ワークＷ３の溝部ｗ２２又は３２の焼入時にはテーブル３５が一定速度で下方向に移動して、上記第１の焼入ユニットをワークＷ１、ワークＷ３のカップ部ｗ２４又は３３に徐々に挿入させるようになっている。また、第１／第２の焼入ユニットを焼入ユニット取付台３７に着脱させる際、テーブル３５を上方向に退避させるにも使用される（図２参照）。
【００２９】
割り出しステーション２０は図１及び図３に示すように第１の焼入ステーション１０と第２の焼入ステーション３０との間に配置され且つワークＷがワークＷ２又はワークＷ３である場合のその向きの割り出しを行う装置である。
【００３０】
割り出しステーション２０が備えられている理由は、ワークＷが第２の焼入ステーション３０のテーブル３５上に載置された状態でその溝部ｗ２２又は３２と加熱コイル３２の上記コイル部との位置関係を合わせて加熱コイル３２のコイル部とワークＷの溝部ｗ２２又は３２との間のギャップを一定にするためである。
【００３１】
割り出しステーション２０は具体的にはワークＷを回転可能に支持するテーブル２１と、テーブル２１の下方位置に配設されており且つテーブル２１上に載置されたワークＷの向きの割り出しを行う割り出しユニット２２と、テーブル２１の上方位置に配設されており且つテーブル２１上のワークＷを回転自在に位置決めするカップセンタ機構２３等を有している。各構成部の詳細な構成については次の通りである。
【００３２】
カップセンタ機構２３は、先端がテーブル２１上に載置されたワークＷの先端部分に嵌まり込むセンタ軸２３１を有しており、センタ軸２３１を回転自在に昇降させるようになっている。
【００３３】
割り出しユニット２２にはテーブル２１の中央部に形成された開口を通じてワークＷのカップ部ｗ２４又は３３内に挿入されるローラ２２１が備えられている。ローラ２２１は、シリンダやパルスモータ等に連結されたロッド部２２１１と、ロッド部２１１１の先端部に半径方向に向けて取り付けられており且つワークＷの溝部Ｗ２２又は３２に余裕を持って入り込む程度の大きなローラ部２２１２とを有している。
【００３４】
割り出しユニット２２は、テーブル２１上に載置されたワークＷの溝部Ｗ２２又は３２の向きをセンサを用いて光学的に検出し、この検出結果に基づいてローラ２２１に連結されたパルスモータやシリンダ等を動作させ、ローラ２２１を昇降させる一方、微細回転させて、そのローラ部２２１２の回転角度を調整することが可能になっている。
【００３５】
即ち、上記センサを用いてテーブル２１上に載置されたワークＷの向きを検出し、ローラ部２２１２がワークＷの溝部Ｗ２２又は３２に余裕をもって挿入することが可能なように上記パルスモータを動作させてローラ部２２１２の向きを調整する。この状態で、上記シリンダを動作させてローラ２２１を上昇させる。すると、ローラ部２２１２がワークＷに接触することなく、ワークＷの溝部Ｗ２２又は３２に挿入される。その後、上記パルスモータを微細動作させて、ローラ部２２１２の向きを徐々に変化させる。ローラ部２２１２はワークＷの溝部Ｗ２２又は３２の壁面に接触することから、ローラ部２２１２の向きの変化に伴ってワークＷの向きが調整される。そして、上記センサにより検出されるワークＷの向きが予め設定された所定の向きになった時点で上記パルスモータを微細動作を停止させると、結果として、テーブル２１上に載置されたワークＷの向きの割り出しが行われるようになっている。
【００３６】
第３の焼入ステーション４０は図１及び図３に示すようにワークＷがワークＷ３である場合のスプライン穴ｗ３１の内周面を焼入れする装置である。
【００３７】
本実施例においては、加熱コイル４１としていわゆるマルチターンコイルを用いている。ここでいうマルチターンコイルは、銅製等のパイプから作成されており、スプライン穴ｗ３１の内面を沿うように円状に巻回したもので、スプライン穴ｗ３１内に入り込むことが可能であるものである。
【００３８】
第３の焼入ステーション４０においては、ワークＷの外周を冷却液の噴射により冷却しながら、スプライン穴ｗ３１の内面を加熱コイル４１を用いてワークＷを回転させつつ誘導加熱し、その後、ワークＷを回転させつつスプライン穴ｗ３１の内面に冷却液を噴射して冷却するようになっている。
【００３９】
第３の焼入ステーション４０は、具体的にはワークＷのスプライン穴ｗ３１内面を誘導加熱する加熱コイル４１と、加熱コイル４１に取り付けられており且つワークＷのスプライン穴ｗ３１内面に向けて冷却液を噴射する冷却ジャケット４２と、ワークＷの外周に向けて冷却液を噴射する環状の冷却ジャケット４３と、ワークＷを載置して支持するテーブル４４と、第３の焼入ユニット（加熱コイル４１及び冷却ジャケット４２、４３）を昇降させる昇降ユニット４５等とを有している。加熱コイル４１には高周波電源６０から出力された７０ＫＨｚの高周波電流が供給されるようになっている。
【００４０】
搬送機構５０は図１乃至図４に示すようにワークＷを第１の焼入ステーション１０、割り出しステーション２０、第２の焼入ステーション３０、第３の焼入ステーション４０へと順次的に搬送する装置である。
【００４１】
搬送機構５０は具体的には、図１及び図３に示すように焼入れ前のワークＷを第１の焼入ステーション１０のステーション入口αの位置にまで搬送する入口コンベア５１と、入口コンベア５１とは反対の位置に配置されており且つ焼入れ終了後のワークＷを搬出させる出口コンベア５３と、第１の焼入ステーション１０のステーション出口βに位置するワークＷを割り出しステーション２０の近くの中間位置γまで搬送する中間コンベア５２と、図１に示すように中間位置γにまで搬送されたワークＷを第２の焼入ステーション３０、第３の焼入ステーション４０、出口コンベア５３へと順次的に搬送するチャックユニット５４等とを有している。なお、図１及び図３においてチャックユニット５４は図示省略されている。
【００４２】
チャックユニット５４は、第１の焼入ステーション１０、割り出しステーション２０、第２の焼入ステーション３０及び第３の焼入ステーション４０の図１中手前側の上方に配置されており（図２参照）、最大４つのワークＷを中間位置γから割り出しステーション２０に、割り出しステーション２０から第２の焼入ステーション３０に、第２の焼入ステーション３０から第３の焼入ステーション４０に、第３の焼入ステーション４０から出口コンベア５３に一度に搬送することが可能になっている。具体的には次の通りである。
【００４３】
チャックユニット５４は、中間位置γ、割り出しステーション２０、第２の焼入ステーション３０、第３の焼入ステーション４０から割り出しステーション２０、第２の焼入ステーション３０、第３の焼入ステーション４０、出口コンベア５３に各々搬送する際における各ワークＷを把持するチャック５４１ａ、ｂ、ｃ、ｄと、チャック５４１ａ〜ｄを上下方向に各々昇降させる上下移動機構５４２ａ、ｂ、ｃ、ｄと、上下移動機構５４２ａ〜ｄを水平方向に同時に移動させる水平移動機構５４３等とを有している。
【００４４】
チャック５４１ａ〜ｄによるワークＷの把持、上下移動機構５４２ａ〜ｄによるワークＷの上方移動、水平移動機構５４３によるワークＷの図４中左側の水平移動、上下移動機構５４２ａ〜ｄによるワークＷの下方移動、チャック５４１ａ〜ｄによるワークＷの開放という一連の流れで、ワークＷが上記の通り搬送される。その後は上記と全く逆の動作が行われて、チャック５４１ａ〜ｄが元の位置に戻される。このような搬送ストロークを４回繰り返すと、中間位置γに位置するワークＷが割り出しステーション２０、第２の焼入ステーション３０、第３の焼入ステーション４０を順次的に経て出口コンベア５３に搬送される。
【００４５】
次に、本装置の電気的構成の詳細について図５及び図６を参照して以下説明する。高周波電源６０は図６に示すようにワークＷの誘導加熱に必要な高周波電流を周波数可変可能に生成する装置である。ここではＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor) モジュールを用いたインバータ電源電源であって、商用電圧から１０、５０、７０ＫＨｚの高周波電流を切り替えて出力することが可能なものを用いている。
【００４６】
電流切換部７０は図６に示すように高周波電源６０から出力された１０、５０、７０ＫＨｚの高周波電流を第１、第２、第３の焼入ステーション１０、３０、４０に配置された加熱コイル１１１、３１( 又は３２) 、４１に切り換え可能に出力するためのスイッチ群であって、ここでは大電流用リレースイッチが用いている。
【００４７】
電流切換部７０は具体的には高周波電源６０から出力される１０、５０、７０ＫＨｚの高周波電流を切り替えるためのスイッチ７１ａ、ｂ、ｃと、１０、５０ＫＨｚの高周波電流をワークＷの種類及び焼入箇所に応じて切り替えるためのスイッチ７２ａ、ｂ、ｃと、１０ＫＨｚの高周波電流の出力時にワークＷの種類及び焼入箇所に応じて共振コンデンサＣ２の容量を切り替えるための合計４つのスイッチ７３等を有している。
【００４８】
即ち、ワークＷ１のステム軸部ｗ１１、ワークＷ２のステム軸部ｗ２１の外周面の焼入れをする際には、高周波電源６０から１０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ａ、７２ａがオンにされる。すると、１０ＫＨｚの高周波電流が共振コンデンサＣ１、Ｃ２、第１の焼入ステーション用のトランスＴｒ１を順次的に経て加熱コイル１１１に供給される。このときの高周波電源６０の出力インピーダンスを最小にするために、各スイッチ７３が所定のパターンで通りにオンにされる。
【００４９】
ワークＷ２のカップ部ｗ２４の内面の焼入れをする際には、高周波電源６０から１０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ａ、７２ｂがオンにされる。すると、１０ＫＨｚの高周波電流が共振コンデンサＣ１、Ｃ２、第２の焼入ステーション用のトランスＴｒ２を順次的に経て加熱コイル３１に供給される。このときの高周波電源６０の出力インピーダンスを最小にするために、各スイッチ７３が所定のパターンで通りにオンにされる。
【００５０】
ワークＷ２の溝部ｗ２２、ワークＷ３の溝部ｗ３２の焼入れをする際には、高周波電源６０から５０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ｂ、７２ｃがオンにされる。すると、５０ＫＨｚの高周波電流が共振コンデンサＣ３、第２の焼入ステーション用のトランスＴｒ２を順次的に経て加熱コイル３１（又は３２）に供給される。
【００５１】
ワークＷ３のスプライン穴３１の内周面の焼入れをする際には、高周波電源６０から７０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ｃがオンにされる。すると、７０ＫＨｚの高周波電流が共振コンデンサＣ４、第３の焼入ステーション用のトランスＴｒ３を順次的に経て加熱コイル４１に供給される。
【００５２】
設定入力部８０は図５に示すように高周波焼入を行うワークＷの種類を設定入力するための入力スイッチである。即ち、本装置に搬入して高周波焼入を行おうとするワークＷの種類を設定入力部８０を通じて入力すると、その入力データが電気信号としてシーケンス制御部９０に出力される。
【００５３】
シーケンス制御部９０は、図５に示すように高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンがワークＷの種類毎に用意されており且つ設定入力部８０を通じて設定されたワークＷの種類に対応するシーケンスパターンに従って第１、第２、第３の焼入ステーション１０、３０、４０、割り出しステーション２０、搬送機構５０、高周波電源６０及び電流切換部７０を制御する装置である。ここではシーケンサが用いられており、その内蔵メモリに予め記録されたシーケンスプログラムに上記シーケンスパターンが含まれている。
【００５４】
第１、第２、第３の焼入ステーション１０、３０、４０、割り出しステーション２０、搬送機構５０には、各装置の動きやワークＷの搬送位置を検出するためのセンサ等が数多く配置されている。図５中省略されているが、このセンサの検出信号もシーケンス制御部９０に入力されている。即ち、シーケンス制御部９０は、各装置の動きやワークＷの搬送位置を常時監視しつつ、上記シーケスパターンをステップ毎に進めるようになっている。
【００５５】
以下、上記のように構成された本装置の動作について説明し、併せてシーケンス制御部９０に予め用意されたシーケンスパターンの内容について説明する。
【００５６】
高周波焼入を行う種類としてワークＷ１が設定入力部８０を通じて設定入力された場合、シーケンス制御部９０において、ワークＷ１の高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンが順次処理され、以下のような動作が行われる。なお、第２の焼入ステーション３０の焼入ユニット台３７上に上記第１の焼入ユニットが取り付けられ、テーブル３５の開口から同ユニットの大部分が露出するように昇降ユニット３９を用いてテーブル３５の高さ位置が予め調整されているものとする。
【００５７】
本装置の電源スイッチがオンにされると、入口コンベア５１及び出口コンベア５３を常時動作させる。この状態で図１に示すように複数のワークＷ１が入口コンベア５１に載置されると、入口コンベア５１によりワークＷ１が第１の焼入ステーション１０のステーション入口αに順次搬送される。ワークＷ１がステーション入口αに到着すると、第１の焼入ステーション１０を動作させる。この時のシーケンスパターンの内容は次の通りである。
【００５８】
まず、ハンドラ機構１６を動作させる。即ち、図７に示すようにアーム１６１の先端の一方でワークＷ１（ワークａ）を把持し、この状態でアーム１６１を９０度回転させ、ワークａを解放する。すると、ワークａがステーション入口αから加熱部１１に搬送される。ワークａが加熱部１１に搬送されると、ステムセンタ機構１４を動作させ、センタ軸１４１を下降させてワークａを位置決めして回転させる。また、アーム１６１がワークａを開放すると、直ぐにハンドラ機構１６を逆動作させてアーム１６１を初期位置に戻す。
【００５９】
ステム軸部１４１によりワークａが位置決めされた状態で回転すると、加熱部１１を動作させる。即ち、加熱コイル１１１をワークａに近づけるように移動させ、この状態で加熱コイル１１１に１０ＫＨｚの高周波電流が供給されるように、高周波電源６０及び電流切換部７０を動作させる。すると、加熱コイル１１１に１０ＫＨｚの高周波電流が流れる。加熱開始から所定時間経過後に高周波電源６０を停止させる。結果として、加熱コイル１１１によりワークａのステム軸部ｗ１１の外周面が均一に誘導加熱される。
【００６０】
ワークａの加熱終了後、加熱コイル１１１をワークａから離れるように移動させ、この時点でシャトル機構１５を動作させてワークａを加熱部１１から第１の冷却部１２に移動させる。ワークａの移動はセンタ軸１４１により位置決めされ且つ回転した状態で行われる。ワークａが第１の冷却部１２に移動すると、第１の冷却部１２を動作させ、ワークａのステム軸部ｗ１１に冷却液を噴射して冷却する。冷却開始から所定時間経過後に、第１の冷却部１２を停止させるとともにセンタ軸１４１の回転を停止させる。結果として、ワークａのステム軸部ｗ１１の外周面に焼入れがその全周にわたって均一に施される。
【００６１】
一方、ワークａが加熱部１１から第１の冷却部１２に移動すると、ハンドラ機構１６を動作させる。即ち、アーム１６１の先端の一方でワークｂを把持し、この状態でアーム１６１を９０度回転させワークｂを解放する。すると、ワークｂがステーション入口αから加熱部１１に搬送される。ワークｂが加熱部１１に搬送されると、ステムセンタ機構１４を動作させ、センタ軸１４２を下降させてワークｂを位置決めして回転させる。そして、ワークａの冷却期間中に加熱部１１を動作させると、ワークａの場合と全く同様に、ワークｂのステム軸部ｗ１１の外周面が誘導加熱される。アーム１６１がワークｂを開放すると、直ぐにハンドラ機構１６を逆動作させてアーム１６１を初期位置に戻す点も同様である。
【００６２】
ワークａの冷却終了後及びワークｂの加熱終了後にシャトル機構１５を逆動作させて、ワークａを第１の冷却部１２から加熱部１１に、ワークｂを加熱部１１から第２の冷却部１３に同時に移動させる。ワークｂの移動はセンタ軸１４２により位置決めされ且つ回転した状態で行われる。
【００６３】
ワークｂが加熱部１１から第２の冷却部１３に移動した時点で、第２の冷却部１３を動作させ、ワークｂのステム軸部ｗ１１に冷却液を噴射して冷却する。冷却開始から所定時間経過後に、第２の冷却部１３を停止させるとともにセンタ軸１４２の回転を停止させる。結果として、ワークｂのステム軸部ｗ１１の外周面に焼入れがその全周にわたって均一に施される。
【００６４】
一方、ワークａが第１の冷却部１２から加熱部１１に移動すると、センタ軸１４１を上昇させ、ハンドラ機構１６を動作させる。即ち、ワークａがセンタ軸１４１から開放され、アーム１６１の先端の一方でワークｃを把持する一方、他方でワークａを把持し、この状態でアーム１６１を９０度回転させワークａ、ｃを各々解放する。すると、ワークａが加熱部１１からステーション出口βに、ワークｃがステーション入口αから加熱部１１に同時に搬送される。アーム１６１がワークａ、ｃを解放すると、アーム１６１を１８０度逆回転させて初期位置に戻す。
【００６５】
ワークｃが加熱部１１に搬送されると、ワークａの場合と全く同様にしてステムセンタ機構１４、ハンドラ機構１６及び加熱部１１を動作させ、ワークｂの冷却期間中に加熱部１１によりワークｃのステム軸部ｗ１１の外周面の誘導加熱を行う。ワークｂの冷却終了後及びワークｃの加熱終了後に、シャトル機構１５を動作させてワークｂを第２の冷却部１３から加熱部１１に、ワークｃを加熱部１１から第１の冷却部１２に同時に移動させる。
【００６６】
以後は上記したような一連の処理が繰り返し行われる。このような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部９０により逐次処理され、その結果、第１の焼入ステーション１０によりステーション入口αに順次搬入されたワークａ、ｂ、ｃ・・・の各ステム軸部ｗ１１の外周面が順次焼入れされ、ステーション出口βに順次搬出される。
【００６７】
第１の焼入ステーション１０によりワークＷ１のステム軸部ｗ１１の焼入れが終了し、ワークＷ１がステーション出口βに搬送されると、中間コンベア５２を所定時間動作させる。すると、ワークＷ１がステーション出口βから中間位置γに搬送される。ワークＷ１が中間位置γに搬送されると、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを合計２回行なう。すると、中間位置γ上のワークＷ１が割り出しステーション２０のテーブル２１を経て第２の焼入ステーション３０のテーブル３５に搬送される。この過程で割り出しステーション２０が動作することはなく、ワークＷ１は割り出しステーション２０を素通りする。
【００６８】
ワークＷ１が第２の焼入ステーション３０のテーブル３５に搬送されると、第２の焼入ステーション３０を動作させる。具体的には、カップセンタ機構３８等を動作させ、センタ軸３８１を下降させてワークＷ１を位置決めして回転させる。このときのワークＷ１はテーブル３５上の環状の冷却ジャケット３６の中心に位置しており、そのカップ部ｗ１２には上記第１の焼入ユニット、即ち、加熱コイル３１及び冷却ジャケット３３が挿入されている。
【００６９】
上記のようにセンタ軸３８１によりワークＷ１が位置決めされ回転した状態で、加熱コイル３１を所定期間動作させる。即ち、加熱コイル３１に１０ＫＨｚの高周波電流が供給されるように、高周波電源６０及び電流切換部７０を動作させる。すると、加熱コイル３１に１０ＫＨｚの高周波電流が流れる。また加熱コイル３１の動作とともに冷却ジャケット３６を動作させ、ワークＷ１の外周全面を冷却液の噴射により冷却させる。この結果、ワークＷ１の外周全面が冷却された状態でカップ部ｗ１２の内面が均一に誘導加熱される。
【００７０】
ワークＷ１のカップ部ｗ１２の内面の加熱が終了すると、冷却ジャケット３３を所定期間動作させる。この期間、冷却ジャケット３６も動作しているので、ワークＷ１の外周全面が冷却された状態で、カップ部ｗ１２の内面も冷却液の噴射により冷却される。冷却ジャケット３３の停止とともに冷却ジャケット３６も停止させる。結果として、ワークＷ１のカップ部ｗ１２の内面が均一に焼入れされる。
【００７１】
第２の焼入ステーション３０の動作終了後、即ち、ワークＷ１のカップ部ｗ１２の内面の焼入れ後に、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを合計２回行なう。すると、第２の焼入ステーション３０のテーブル３５上のワークＷ１が第３の焼入ステーション４０のテーブル４４を経て出口コンベア５３に搬送される。この過程で第３の焼入ステーション４０が動作することはなく、ワークＷ１は第３の焼入ステーション４０を素通りする。
【００７２】
焼入れの終了したワークＷ１が第２の焼入ステーション３０のテーブル３５から出口コンベア５３に搬送されると、出口コンベア５３が常時動作してことから、出口コンベア５３によりワークＷ１が搬出される。
【００７３】
上記したような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部９０により逐次処理される結果、複数のワークＷ１の焼入れが第１、第２の焼入ステーション１０、３０によって順次行われる。ただ、複数のワークＷ１を搬送させて順次焼入れを行う過程で、第１の焼入ステーション１０での誘導加熱と第２の焼入ステーション３０での誘導加熱とは時分割で行うようになっている。具体的には次の通りである。
【００７４】
第１の焼入ステーション１０において誘導加熱を行うときには、高周波電源６０から１０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ａ、７２ａ等がオンにすることが必要である。一方、第２の焼入ステーション１０において誘導加熱を行うときには、高周波電源６０から１０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ａ、７２ｂ等がオンにすることが必要である。このような２つの処理が同時に行われないように、ワークＷ１を搬送するタイミング等を調整する等して両ステーションでの誘導加熱を時分割で行うようにしている。
【００７５】
次に、高周波焼入を行う種類としてワークＷ２が設定入力部８０を通じて設定入力された場合、シーケンス制御部９０において、ワークＷ２の高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンが順次処理され、以下のような動作が行われる。なお、第２の焼入ステーション３０の焼入ユニット台３７上に上記第２の焼入ユニットが取り付けられ、テーブル３５の開口から同ユニットが露出しないように昇降ユニット３９を用いてテーブル３５の高さ位置が予め調整されているものとする。
【００７６】
本装置の電源スイッチがオンにされると、入口コンベア５１及び出口コンベア５３を常時動作させる。この状態で図１に示すように複数のワークＷ２が入口コンベア５１に載置されると、入口コンベア５１によりワークＷ２が第１の焼入ステーション１０のステーション入口αに順次搬送される。ワークＷ２がステーション入口αに到着すると、第１の焼入ステーション１０を動作させる。この時のシーケンスパターンの内容は上記したワークＷ１の場合と全く同様である。
【００７７】
第１の焼入ステーション１０によりワークＷ２のステム軸部ｗ２１の焼入れが終了し、ワークＷ２がステーション出口βに搬送されると、中間コンベア５２を所定時間動作させる。すると、ワークＷ２がステーション出口βから中間位置γに搬送される。ワークＷ２が中間位置γに搬送されると、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを１回行なう。すると、中間位置γ上のワークＷ２が割り出しステーション２０のテーブル２１に搬送される。
【００７８】
ワークＷ２がテーブル２１に搬送されると、割り出しステーション２０を動作させる。即ち、カップセンタ機構２３を動作させ、センタ軸２３１を下降させてワークＷ２を位置決めする。その後、割り出しユニット２２を動作させ、上述した方法によりテーブル２１上でワークＷ２の向きの割り出しを行い、これが完了すると、カップセンタ機構２３を逆動作させ、センタ軸２３１を上昇させる。
【００７９】
割り出しステーション２０の動作が終了すると、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを１回行なう。すると、テーブル２１上のワークＷ２がそのままの向きで第２の焼入ステーション３０のテーブル３５に搬送される。
【００８０】
ワークＷ２が第２の焼入ステーション３０のテーブル３５に搬送されると、第２の焼入ステーション３０を動作させる。具体的には、カップセンタ機構３８を動作させ、センタ軸３８１を下降させてワークＷ２を位置決めする。このときのワークＷ２はテーブル３５上の環状の冷却ジャケット３６の中心に位置しており、その溝部ｗ２２の向きと加熱コイル３２のコイル部との位置関係は合致している。
【００８１】
センタ軸３８１によりワークＷ２が位置決めされた状態で、加熱コイル３１、昇降ユニット３５及び冷却ジャケット３３、３６を所定期間動作させる。
【００８２】
即ち、加熱コイル３１については、加熱コイル３１に５０ＫＨｚの高周波電流が供給されるように、高周波電源６０及び電流切換部７０を動作させる。すると、加熱コイル３１に５０ＫＨｚの高周波電流が流れる。昇降ユニット３５については、テーブル３５を一定速度で下降させる。すると、ワークＷ２の溝部ｗ２２に加熱コイル３１の各コイル部が下から挿入され、その後、一定速度で溝部ｗ２２の奥の方に移動する。この過程で、ワークＷ２の溝部ｗ２２が加熱コイル３１により移動加熱される。冷却ジャケット３６については、ワークＷ２の外周全面に向けて冷却液が噴射され、これによりワークＷ２の外周全面が冷却される。冷却ジャケット３３については、ワークＷ２の溝部ｗ２２の加熱部分に向けて冷却液が噴射される。しかも加熱コイル３１と同時に移動することから、ワークＷ２の溝部ｗ２２の加熱部分が移動冷却される。
【００８３】
このような加熱コイル３１、昇降ユニット３５及び冷却ジャケット３３、３６の動作により、ワークＷ２の溝部ｗ２２の全体が長さ方向に均一に焼入れされる。焼入れが完了すると、カップセンタ機構３８を逆動作させ、センタ軸３８１を上昇させてワークＷ２から退避させる。
【００８４】
第２の焼入ステーション３０の動作終了後に、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを合計２回行なう。すると、第２の焼入ステーション３０のテーブル３５上のワークＷ２が第３の焼入ステーション４０のテーブル４４を経て出口コンベア５３に搬送される。この過程で第３の焼入ステーション４０が動作することはなく、ワークＷ２は第３の焼入ステーション４０を素通りする。
【００８５】
焼入れの終了したワークＷ２が第２の焼入ステーション３０のテーブル３５から出口コンベア５３に搬送されると、出口コンベア５３が常時動作してことから、出口コンベア５３によりワークＷ２が搬出される。
【００８６】
上記したような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部９０により逐次処理される結果、複数のワークＷ２の焼入れが第１、第２の焼入ステーション１０、３０によって順次行われる。ただ、複数のワークＷ２を搬送させて順次焼入れを行う過程で、第１の焼入ステーション１０での誘導加熱と第２の焼入ステーション３０での誘導加熱とは時分割で行うようになっている。具体的には次の通りである。
【００８７】
第１の焼入ステーション１０において誘導加熱を行うときには、高周波電源６０から１０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ａ、７２ａ等がオンにすることが必要である。一方、第２の焼入ステーション３０において誘導加熱を行うときには、高周波電源６０から５０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ｂ、７２ｃ等がオンにすることが必要である。このような２つの処理が同時に行われないように、ワークＷ２を搬送するタイミング等を調整する等して両ステーションでの誘導加熱を時分割で行うようにしている。
【００８８】
次に、高周波焼入を行う種類としてワークＷ３が設定入力部８０を通じて設定入力された場合、シーケンス制御部９０において、ワークＷ３の高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンが順次処理され、以下のような動作が行われる。なお、第２の焼入ステーション３０の焼入ユニット台３７上に第２の焼入ユニット（メス型用）が取り付けられ、テーブル３５の開口から同ユニットが露出しないように昇降ユニット３９を用いてテーブル３５の高さ位置が予め調整されているものとする。
【００８９】
本装置の電源スイッチがオンにされると、入口コンベア５１及び出口コンベア５３を常時動作させる。この状態で図１に示すように複数のワークＷ３が入口コンベア５１に載置されると、入口コンベア５１によりワークＷ３が第１の焼入ステーション１０のステーション入口αに順次搬送される。
【００９０】
ワークＷ３がステーション入口αに到着すると、第１の焼入ステーション１０のハンドラ機構１６を動作させる。即ち、図７に示すようにアーム１６１の先端の一方でワークＷ３を把持し、この状態でアーム１６１を１８０度回転させ、ワークａを解放する。すると、ワークＷ３がステーション入口αからステーション出口βに搬送される。この過程で第１の焼入ステーション１０がハンドラ機構１６を除いて実質的に動作することはなく、ワークＷ３は第１の焼入ステーション１０を素通りする。
【００９１】
ワークＷ３がステーション出口βに搬送されると、中間コンベア５２を所定時間動作させる。すると、ワークＷ３がステーション出口βから中間位置γに搬送される。ワークＷ３が中間位置γに搬送されると、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを１回行なう。すると、中間位置γ上のワークＷ３が割り出しステーション２０のテーブル２１に搬送される。
【００９２】
ワークＷ３がテーブル２１に搬送されると、割り出しステーション２０を動作させる。その動作はワークＷ２の場合と同様である。割り出しステーション２０の動作が終了すると、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを１回行なう。すると、テーブル２１上のワークＷ３がそのままの向きで第２の焼入ステーション３０のテーブル３５に搬送される。
【００９３】
ワークＷ３が第２の焼入ステーション３０のテーブル３５に搬送されると、第２の焼入ステーション３０を動作させる。その動作はワークＷ２の場合と同様である。第２の焼入ステーション３０の動作終了後、即ち、ワークＷ３の溝部ｗ３２への焼入れが終了した後、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを１回行なう。すると、テーブル３５上のワークＷ３が第３の焼入ステーション４０のテーブル４４に搬送される。
【００９４】
ワークＷ３がテーブル３５から第３の焼入ステーション４０のテーブル４４に搬送されると、第３の焼入ステーション４０が動作する。具体的には、昇降ユニット４５を動作させてテーブル４４を降下させる。すると、第３の焼入ユニット、即ち、加熱コイル４１及び冷却ジャケット４２、４３が降下してテーブル４４上に配置される。このときのワークＷ３はテーブル４４上の環状の冷却ジャケット４３の中心に位置しており、そのスプライン穴ｗ３１には加熱コイル４１及び冷却ジャケット４２が挿入されている。
【００９５】
加熱コイル４１及び冷却ジャケット４２、４３がテーブル４４上に配置された状態で、加熱コイル４１を所定期間動作させる。即ち、加熱コイル４１に７０ＫＨｚの高周波電流が供給されるように、高周波電源６０及び電流切換部７０を動作させる。すると、加熱コイル４１に７０ＫＨｚの高周波電流が流れる。また加熱コイル４１の動作とともに冷却ジャケット４３を動作させ、ワークＷ３の外周全面を冷却液の噴射により冷却させる。この結果、ワークＷ３の外周全面が冷却された状態でスプライン穴ｗ３１の内周面が均一に誘導加熱される。
【００９６】
ワークＷ３のスプライン穴ｗ３１の内周面の加熱が終了すると、冷却ジャケット４２を所定期間動作させる。この期間、冷却ジャケット４３も動作しているので、ワークＷ３の外周全面が冷却された状態で、スプライン穴ｗ３１の内周面も冷却液の噴射により冷却される。冷却ジャケット４２の停止とともに冷却ジャケット４３も停止させる。結果として、ワークＷ３のスプライン穴ｗ３１の内周面が均一に焼入れされる。
【００９７】
第３の焼入ステーション４０の動作終了後、即ち、ワークＷ３のスプライン穴ｗ３１の内周面の焼入れ後に、チャックユニット５４を動作させ、搬送ストロークを１回行なう。すると、第３の焼入ステーション４０のテーブル４４上のワークＷ３が出口コンベア５３に搬送される。焼入れの終了したワークＷ３が出口コンベア５３に搬送されると、出口コンベア５３が常時動作していることから、出口コンベア５３によりワークＷ３が搬出される。
【００９８】
上記したような内容のシーケンスパターンがシーケンス制御部９０により逐次処理される結果、複数のワークＷ３の焼入れが第２、第３の焼入ステーション３０、４０によって順次行われる。ただ、複数のワークＷ３を搬送させて順次焼入れを行う過程で、第２の焼入ステーション３０での誘導加熱と第３の焼入ステーション４０での誘導加熱とは時分割で行うようになっている。具体的には次の通りである。
【００９９】
第２の焼入ステーション３０において誘導加熱を行うときには、高周波電源６０から５０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ｂ、７２ｃ等がオンにすることが必要である。一方、第３の焼入ステーション４０において誘導加熱を行うときには、高周波電源６０から７０ＫＨｚの高周波電流の出力され、スイッチ７１ｃ等がオンにすることが必要である。このような２つの処理が同時に行われないように、ワークＷ３を搬送するタイミング等を調整する等して両ステーションでの誘導加熱を時分割で行うようにしている。
【０１００】
上記のように構成された等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、ワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３という３種類のワークＷの焼入れを行うことができ、何台もの専用装置を使用することが不要である。第１の焼入ステーション１０において、順次搬送される相前後する２つのワークに関して誘導加熱後の冷却と冷却前の誘導加熱とが同時に行われる。割り出しステーション２０が備えられているので、ワークＷを同装置に搬入するに当たりワークＷ２、ワークＷ３の溝部ｗ２２、ｗ３２の方向を揃えることが不要である。これらの点で熱処理工程の効率化を図ることが可能になる。
【０１０１】
また、一台の高周波電源６０により３種類のワークＷの焼入れを行うことができるだけでなく、各ステーションでの誘導加熱が時分割で行われることから、小容量の電源設備を容易するだけで良い。更に、第２の焼入ステーション３０において、ワークＷ１のカップ部ｗ１２とワークＷ２、ワークＷ３の溝部ｗ２２、ｗ３２との焼入れが共用して行われている。これらの点で、従来に比べて装置自体が小型であり、設備コストも非常に安くなる。
【０１０２】
なお、本発明の等速ジョイント用高周波焼入装置は上記実施例に限定されず、例えば、各ステーションで行われるワークの焼入方法や加熱コイル・冷却ジャケットの種類、各ステーションの配置の順番、搬送方法等については適宜設計変更しても良い。また、第２ステーションにおいて、ワークＷ１のカップ部ｗ１２の焼入れとワークＷ２、ワークＷ３の溝部ｗ２２、ｗ３２の焼入れとを別にしたり、焼入ユニット取付台３７に上記第１、第２の焼入ユニットとを取り付け、焼入ユニット取付台３７を移動自在にすることにより全自動化を図るようにしても良い。
【０１０３】
【発明の効果】
以上、本発明の請求項１に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、複数種の等速ジョイントの高周波焼入を行うことが可能であることから、従来例による場合とは異なり、何台もの専用装置を使用することが不要になり、熱処理工程の効率化を図ることも可能になる。しかもワークの誘導加熱に必要な高周波電流を生成する高周波電源として周波数可変可能なものを用い、その周波数がワークの種類及び焼入箇所に応じて変更することが可能になっているので、従来例による場合とは異なり、何台もの電源を用意することが不要になり、この点で設置スペースが小さく設備コストも安くすることが可能になる。
【０１０４】
本発明の請求項２に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、ワークを搬入するに当たりワークの溝の方向を揃えることが不要になり、この点で熱処理工程の効率化を一層図ることが可能になる。また、ワークの溝部と加熱コイルとの間のギャップが一定の下で誘導加熱が行われ、この点で高周波焼入の高品質化を図ることが可能になる。
【０１０５】
本発明の請求項３に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、各ステーションでワークに対する誘導加熱が同時に行われないので、小容量の電源設備で良く、この点で設備コストを一層安くすることが可能になる。
【０１０６】
本発明の請求項４に係る等速ジョイント用高周波焼入装置による場合、相前後する２つのワークに関して誘導加熱後の冷却と冷却前の誘導加熱とが同時に行われことから、この点で複数個のワークのステム軸部の焼入れに要する時間が短縮され、熱処理工程の効率化を一層図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための図であって、等速ジョイント用高周波焼入装置の内部を示す一部省略正面図である。
【図２】同装置の第２の焼入ステーションを示す一部省略側面図である。
【図３】同装置の内部を示す一部省略平面図である。
【図４】同装置の搬送機構の一部を示す正面図である。
【図５】同装置の電気的構成図である。
【図６】同装置の高周波電源及び電流切換部の回路図である。
【図７】同装置の第１のステーションのハンドラ機構及びシャトル機構の動作を説明するための上方視模式図である。
【図８】等速ジョイントの代表的な種類を示すワークの縦断面図及びカップ部の横断面図である。
【符号の説明】
１０第１の焼入ステーション
２０割り出しステーション
３０第２の焼入ステーション
４０第３の焼入ステーション
５０搬送機構
６０高周波電源
７０電流切換部
８０設定入力部
９０シーケンス制御部
Ｗワーク

Claims

等速ジョイントをワークとし、ワークをその種類に応じて高周波焼入を行う装置であって、ワークの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、ワークのカップ部の内面及び／又はワーク内に形成された溝部を焼入れする第２の焼入ステーションと、ワーク内に形成されたスプライン穴の内周面を焼入れする第３の焼入ステーションと、ワークを各ステーションに搬送する搬送機構と、ワークの誘導加熱に必要な高周波電流を周波数可変可能に生成する高周波電源と、高周波電源から出力された高周波電流を各焼入ステーションに配置された加熱コイルに切り換え可能に出力するための電流切換部と、高周波焼入を行うワークの種類を設定入力するための設定入力部と、高周波焼入を行うために必要なシーケンスパターンがワークの種類毎に予め用意されており且つ設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って第１、第２、第３の焼入ステーション、搬送機構、高周波電源及び電流切換部を制御するシーケンス制御部とを具備したことを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。
請求項１項記載の等速ジョイント用高周波焼入装置において、第１のステーションと第２のステーションとの間に配置され且つワークの割り出しを行う割り出しステーションを備えており、シーケンス制御部は、設定入力部を通じて設定されたワークの種類に対応するシーケンスパターンに従って割り出しステーションを含めて制御する構成となっていることを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。
請求項１項又は２記載の等速ジョイント用高周波焼入装置において、前記シーケンスパターンは、複数のワークを搬送させて順次焼入れを行う過程で第１の焼入ステーションと第２の焼入ステーションとで又は第２の焼入ステーションと第３の焼入ステーションとで当該ステーションに位置する各ワークを時分割で誘導加熱させる内容になっていることを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。
請求項１、２又は３記載の等速ジョイント用高周波焼入装置において、第１の焼入ステーションは、加熱コイルを用いてワークのステム軸部を誘導加熱する加熱部と、加熱部の両側に各々位置しており且つ加熱後のワークのステム軸部を冷却する第１、第２の冷却部と、ワークを加熱部から第１、第２の冷却部に交互に移動させるシャトル機構と、ワークをステーション入口、加熱部、ステーション出口に順次移動させる機構であり且つステーション入口、加熱部に各々位置するワークを加熱部、ステーション出口に同時に各々搬送可能なハンドラ機構とを有した構成となっており、
搬送機構を用いて順次搬送される複数のワークのうち最初から順番にワークａ、ｂ、ｃとするとき、
前記シーケンスパターンは、第１の焼入ステーションを制御させるに当たり、ハンドラ機構を動作させてワークａをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークａのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークａの加熱終了後、シャトル機構を動作させてワークａを加熱部から第１の冷却部に移動させ、第１の冷却部を動作させてワークａのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークｂをステーション入口から加熱部に搬送させ、ワークａの冷却期間中に加熱部を動作させてワークｂのステム軸部を誘導加熱する一方、ハンドラ機構を逆動作させて初期位置に戻し、ワークａの冷却終了後及びワークｂの加熱終了後に、シャトル機構を逆動作させてワークａを第１の冷却部から加熱部に及びワークｂを加熱部から第２の冷却部に移動させ、第２の冷却部を動作させてワークｂのステム軸部を冷却する一方、ハンドラ機構を動作させてワークａを加熱部からステーション出口に及びワークｃをステーション入口から加熱部に搬送させ、加熱部を動作させてワークｃのステム軸部を誘導加熱させ、ワークｂの冷却終了後及びワークｃの加熱終了後に、シャトル機構を動作させてワークｂを第２の冷却部から加熱部に及びワークｃを加熱部から第１の冷却部に移動させ、このような一連の処理を繰り返し行う内容になっていることを特徴とする等速ジョイント用高周波焼入装置。