JP4224308B2 - 円筒棒状ワークの熱処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦続配列した状態で供給される複数の円筒棒状ワークをピンチローラで挟んで順次熱処理部に搬入するように構成された円筒棒状ワークの熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の履帯に使用される連結ピンのような円筒棒状ワークに焼入もしくは焼入焼戻等の熱処理を施す熱処理装置では、縦続配列した状態で搬送されてくる複数の円筒棒状ワークをピンチローラもしくはそれに準ずる送り手段によって順次熱処理部に搬入するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０-２０４５２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記熱処理装置では、円筒棒状ワークをピンチローラが進行方向に押している間は、先行ワークも進行方向に同時に移動することになる。しかし、ワークの供給が停止されて、ピンチローラが最後に供給されたワークを送り出した後は、このワークおよびそれに先行するワークの搬送が停止することになる。
【０００５】
すなわち、例えば、焼入処理を施す熱処理装置では、作業停止（作業中断時、作業終了時、ワーク機種変更時、投入ワークの不足時、設備トラブルの発生時、前工程機設備のトラブル発生時等において実行される）のためにワークの供給が停止された場合に、上記の搬送停止が発生する。この場合、最後に供給されたワークとそれに先行するいくつかのワークがピンチローラから焼入部の冷却ジャケットに至る区間に未処理ワークとして残されることになる。
【０００６】
また、焼入部と焼戻部とを備えた熱処理装置において上記の搬送停止が発生すると、最後に供給されたワークとそれに先行するいくつかのワークがピンチローラから焼戻部の焼戻用コイルの出口に至る区間に未処理ワークとして残されることになる。
【０００７】
上記の熱処理装置においては、未処理ワークの他にいくつかの処理完了ワークも残されるので、次の作業を開始する前に、これらのワークを識別するという面倒でかつ労力を伴う作業を実施なければならない。
また、未処理ワークの中には、再熱処理が可能なものと不可能なもの（破棄すべきもの）が混在することになるので、この識別作業も必要となる。
一方、次の作業サイクルにおけるワークの径が前の作業サイクルにおけるそれと異なる場合には、前の作業サイクルにおいて装置の中に残ったワークを全て装置の外に取り出す必要がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、作業停止のためにワークの供給が停止された場合でも、それまでに供給された全ての円筒棒状ワークに対して所定の熱処理を施すことが可能な円筒棒状ワークの熱処理装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、縦続配列した状態で供給される複数の円筒棒状ワークをピンチローラで挟んで順次熱処理部に搬入するように構成された円筒棒状ワークの熱処理装置において、前記ピンチローラによって移動させ得る形状を有する押し棒と、前記円筒棒状ワークの供給が停止された際に、前記押し棒を所定の待機位置から前記ピンチローラに向けて移送する押し棒移送手段と、を備えている。
【００１０】
前記熱処理部は、前記円筒棒状ワークの周面に接して該ワークを回転させるワーク回転用ローラを有する。
前記押し棒移送手段の移送速度は、前記押し棒が最後に供給された円筒棒状ワークに対して前記ピンチローラの上流側で追いつくように設定される。
前記押し棒は、前記押し棒移送手段によって前記ピンチローラまで移動された後、該ピンチローラによってその先端部が該熱処理部から抜け出すまで移動される。
前記押し棒は、前記ワーク回転用ローラから与えられる回転力が前記ピンチローラに接した部分に伝達されることを回避するため、複数の分割ロッドを隣接する分割ロッド相互がその軸線を中心として相対回転し得るように連接した構成を有する、
【００１１】
実施形態においては、前記熱処理部として、前記円筒棒状ワークに焼入れ処理を施す焼入部が設けられている。
【００１２】
前記焼入部の下流側に位置して、該焼入部によって焼入れ処理された前記円筒棒状ワークに焼戻し処理を施す焼戻部と、前記焼戻部の上流側に位置して、前記焼入部から抜け出した前記押し棒を進行させるピンチローラと、をさらに備えることができ、この場合、前記押し棒はその先端部が前記焼戻部から抜け出すまで進行される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係る円筒棒状ワークの熱処理装置の実施の形態について説明する。
この実施の形態に係る円筒棒状ワークの熱処理装置は、ピン等の円筒棒状ワークを２列（図１の側面図では、一方の列のみが現れている）で連続的に送りながら、個々の列のワークに対して焼入処理および焼戻処理をそれぞれ施すものである。
【００１４】
図１に示すように、この熱処理装置は、円筒棒状ワーク１の流れ方向（図１における右方向）に沿って、シュータ３、ワーク送り用コンベア５、上下一対のピンチローラ７ａ，７ｂ、焼入部９、上下一対のピンチローラ１１ａ，１１ｂ、焼戻部１３、アフター冷却部１５および排出シュータ１７を順次配設し、かつ、上記シュータ３の下方に後述の押し棒（ハッチを付して示す）１９を移送するための押し棒送り用コンベア２１を配設した構成を有する。
【００１５】
ピンチローラ７ａ，７ｂおよびピンチローラ１１ａ，１１ｂは、それぞれ個別の駆動原によって回転駆動される。また、上部のピンチローラ７ａ，１１ａは、それぞれシリンダ８，１２によって昇降される。
【００１６】
焼入部９は、焼入用加熱コイル９１と、この加熱コイル９１に隣接する冷却ジャケット９２と、加熱コイル９１の前後に位置して、ワーク１を軸線回りに接触回転させる回転用ローラ９３，９４と、これらのローラ９３，９４の上方にそれぞれ位置して回転等に伴うワーク１の跳ね上がりを防止する上押さえ部材９５，９６と、これらの上押さえ部材９５，９６をそれぞれ昇降させるシリンダ９７，９８と、散水防止カバー９９とを備えている。
【００１７】
上記焼戻部１３は、焼戻用加熱コイル１３１を備え、アフター冷却部１５は、コンベア１５１と散水防止カバー１５２とを備えている。
シュータ３は、支点３ａを中心として傾斜下端部を昇降させるシリンダ３１を備えている。
【００１８】
上記押し棒１９は、図６に示すような先頭部ロッド１９１、中間部ロッド１９２および後端部ロッド１９３を連結することによって構成されている。
先頭部ロッド１９１は、一方の端面が平坦に形成されるとともに、他方の端面に連結用凹溝１９１ａが形成されている。中間部ロッド１９２は、一方の端面に連結用突起１９２ａが形成されるとともに、他方の端面に連結用凹溝１９２ｂが形成されている。また、後端部ロッド１９３は、一方の端面に連結用突起１９３ａが形成されるとともに、他方の端面が位置した側の端部に先細状のテーパ面１９３ｂが形成されている。
【００１９】
先頭部ロッド１９１、中間部ロッド１９２および後端部ロッド１９３は、図７に示すように、上記凹溝１９１ａ、突起１９２ａ、凹溝１９２ｂおよび突起１９３ａを介して相互に連結される。この例では、先頭部ロッド１９１と後端部ロッド１９３との間に中間部ロッド１９２を５本介在させることによって１本の押し棒１９を構成している。
【００２０】
先頭部ロッド１９１、中間部ロッド１９２および後端部ロッド１９３の径は、ワーク１の径と同一もしくはこの径よりも若干小さくなるように設定されている。また、先頭部ロッド１９１は、後続する中間部ロッド１９２の突起１９２ａを中心として回転可能である。
押し棒１９の長さは、ワーク１の搬送方向についての焼入部９の長さおよび焼戻部１３の長さよりも大きく設定されている（図４、図５参照）。
【００２１】
通常においては、図１に示したように、シリンダ３１によってシュータ３の傾斜下端部が下降されている。また、シリンダ８によってピンチローラ７ａが下降されるとともに、シリンダ１２によってピンチローラ１１ａが下降され、更に、シリンダ９７，９８によって上押さえ部材９５，９６がそれぞれ下降されている。なお、上記シリンダ８，１２，３１，９７，９８等の制御は、図示していないコントローラによって実行される。
【００２２】
図１の状態において、押し棒１９は図示の待機位置で待機している。また、コンベア５上から降下するワーク１は、コンベア５によって進行方向に搬送された後、ピンチローラ７ａ，７ｂに咥え込まれて連続的に焼入部９に搬入される。焼入部９に搬入されたワーク１は、回転用ローラ９３，９４によって回転されながら焼入れ処理、つまり、加熱コイル９１による高周波加熱処理および冷却ジャケット９２による冷却処理を施される。
【００２３】
焼入部９において焼入れ処理されたワーク１は、焼戻部１３に搬入された後、焼戻用加熱コイル１３１による高周波加熱によって焼戻処理される。そして、焼戻部１３から搬出される焼戻済みのワーク１は、アフター冷却部１５のコンベア１５１によって移送されながら散水冷却され、ついで、シュータ１７を介して排出される。
【００２４】
作業を停止する場合には、図示していないワーク供給装置によるシュータ３へのワーク１の供給が停止される。シュータ３上のワーク１が全て降下して、最後に供給されたワーク（以下、最終ワークという）の後端を図示していないセンサが検出すると、上記コントローラがシュータ昇降シリンダ３１を縮退させるとともに、コンベア２１を起動する。これにより、図２に示すように、シュータ３の下端部が水平な位置まで上昇されるとともに、押し棒１９が前進を開始する。
【００２５】
押し棒用コンベア２１の移動速度は、ピンチローラ７ａ，７ｂの周速よりも大きく設定されている。具体的には、押し棒１９が前記ピンチローラ７ａ，７ｂの上流側で最終ワークに追いつけ得る大きさに設定されている。図２は、押し棒１９が進行方向に送られて最終ワーク１に追いついた状態を示している。
押し棒１９がさらに前進して、ピンチローラ７ａ，７ｂ間を通過する状態になると、このピンチローラ７ａ，７ｂから与えられる推力によって押し棒１９が前進する。この結果、押し棒１９は、最終ワーク１を押しながら焼入部９内に進入する。
【００２６】
図３は、最終ワーク１が焼入用加熱コイル９１の中を通っている状態を示している。このとき、押し棒５０の先頭部ロッド１９１（図６参照）は、回転用ローラ９３に接してワーク１と共に回転するので、押し棒５０がワーク１の回転の妨げになることはない。
最終ワーク１が焼入用加熱コイル９１を通過した時点で、センサＳ３が押し棒１９の後端を検出する。そこで、上記コントローラは、センサＳ３が検出信号を出力した時点、もしくはその時点から所定の時間が経過した後に焼入用加熱コイル９１への通電を停止する。
【００２７】
押し棒１９が焼入部９を貫通して、該押し棒１９の先端がピンチローラ１１ａの直前位置に到達すると、センサＳ４が押し棒１９の後端を検出する。そこで、コントローラは、センサＳ４が検出信号を出力した時点から所定の時間が経過した後に、つまり、図４に示すように、押し棒１９の先端部がピンチローラ１１ａ，１１ｂに挟まれる位置まで移動する時間の経過後に、シリンダ９７，９８を縮退させ、かつシリンダ１２を伸長させる。これにより、焼入部９の上押さえ部材９５，９６が上昇されるとともに、ピンチローラ１１ａが下降する。
【００２８】
図４に示す状態では、最終ワーク１が焼戻部１３内に進入している。その後、押し棒１９は、図４に示す位置からピンチローラ１１ａ，１１ｂによって進行方向に送られ、その結果、焼戻部１３内に位置するワーク１（図４に示す状態では、４個のワーク１が位置している）が順次該焼戻部１３から搬出される。そして、この搬出された焼入焼戻完了ワーク１は、コンベア１５１およびシュータ１７を介して排出される。
【００２９】
図５は、押し棒１９の先端部が焼戻部１３を抜け出た状態、つまり、最終ワーク１を含む全てのワーク１が焼戻部１３から搬出された状態を示している。この状態に至ると、センサＳ５によって押し棒１９の後端が検出される。そこで、コントローラは、ピンチローラ１１ａ，１１ｂの回転を止めて、押し棒１９の前進を停止させ、同時に焼戻用加熱コイル１３１の通電も停止させる。
【００３０】
次に、コントローラは、ピンチローラ１１ａ，１１ｂを逆転作動して押し棒１９を後退方向（図５における左方向）に移動させる。そして、押し棒１９の後端をセンサＳ４が検出すると、つまり、押し棒１の後端部をピンチローラ７ａ，７ｂによって挟み得る状態になると、ピンチローラ７ａ，７ｂを逆転させる処理と、シリンダ８を伸張させて該ピンチローラ７ａ，７ｂを下降させる処理と、シリンダ１２を縮退させてピンチローラ１１ａを上昇させる処理と、コンベア５，２１を逆転作動させる処理とをコントローラが実行する。
【００３１】
これにより、押し棒１９は、ピンチローラ７ａ，７ｂに挟まれて引き続き後退移動される。そして、押し棒１９が焼入部９から抜け出る位置まで後退して、その先端がセンサＳ７で検出されると、コントローラによって図における右側のシリンダ８が縮退されて、右側のピンチローラ７ａが上昇する。
押し棒１９が焼入部９から抜け出た後も右側のピンチローラ７ａの加圧状態が継続された場合、押し棒１９が右側のピンチローラ７ａ，７ｂ間を抜け出た時点で右側のピンチローラ７ａがシリンダ８の付勢力と重力とによって対向するピンチローラ７ｂ側に急降下し、その結果、両ピンチローラ７ａ，７ｂに衝突による損傷を生じるおそれがある。上記右側のピンチローラ７ａの上昇操作は、このようなおそれを無くすために実行される。
【００３２】
右側のピンチローラ７ａが上昇すると、左側のピンチローラ７ａのみが押し棒１９に推力を与えることになる。その後、押し棒１９が左側のピンチローラ７ａ，７ｂ間を抜け出る直前まで左行すると、該押し棒１９の後端がセンサＳ２によって検出される。そこで、コントローラは、このセンサＳ２の検出信号に基づいて、左側のピンチローラ７ａが上昇するように該当シリンダ８を縮退作動させる。この結果、押し棒１９が左側のピンチローラ７ａ，７ｂ間を抜け出た時点での該ピンチローラ７ａの急降下が防止される。
【００３３】
押し棒１９が左側のピンチローラ７ａ，７ｂ間を抜け出る直前まで左行した状態では、コンベア５の全域に押し棒１９が載った状態にあるので、左側のピンチローラ７ａが上昇しても、このコンベア５によって押し棒１９を後退方向に安定に移動させることができる。
以後、押し棒１９は、コンベア５，２１によって後退移動される。そして、押し棒１９の後端をセンサＳ１が検出すると、つまり、押し棒１９が待機位置に戻ると、コントローラによってコンベア５，２１が停止される。
上記したように、この実施の形態に係る円筒棒状ワークの熱処理装置によれば、作業停止時に、最終ワーク１まで熱処理を確実に施すことが可能になる。
【００３４】
なお、上記実施の形態に係る円筒棒状ワークの熱処理装置は、熱処理部として焼入部９と焼戻部１３とを設けているが、本発明は、熱処理部として焼入部と焼戻部のいずれか一方を設けた熱処理装置にも適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る円筒棒状ワークの熱処理装置によれば、作業停止のためにワークの供給が停止された場合でも、それまでに供給された全ての円筒棒状ワークに対して所定の熱処理を施すことが可能である。
したがって、作業停止時にワークが残存する従来の熱処理装置の問題点、つまり、作業停止後に、残存ワークを未処理ワークと処理完了ワークを識別する作業や、未処理ワークを再熱処理可能なものと不可なものに識別する作業を実施しなければならないという問題点を解消することができる。
また、作業停止時にワークが残存することを防止することができるので、次の作業サイクルにおけるワークの径が前の作業サイクルにおけるそれと異なる場合でも、残存ワークを取除く作業が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明係る熱処理装置の実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の装置において、押し棒が最終ワークに追いついた状態を示す側面図である。
【図３】図１の装置において、最終ワークが焼入用加熱コイルを通過している状態を示す側面図である。
【図４】図１の装置において、押し棒が焼戻部の入り口に到達した状態を示す側面図である。
【図５】図１の装置において、最終ワークが焼戻部から搬出された状態を示す側面図である。
【図６】押し棒の構成要素を示す側面図である。
【図７】図６に示す構成要素を連結して組み立てられた押し棒の側面図である。
【符号の説明】
１ 円筒棒状ワーク
３ シュータ
５ ワーク送り用コンベア
７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ ピンチローラ
８，１２，３１，９７，９８ シリンダ
９ 焼入部
１３ 焼戻部
１５ アフター冷却部
１７ 排出シュータ
１９ 押し棒
２１ 押し棒送り用コンベア
９１ 焼入用加熱コイル
９２ 冷却ジャケット
９３，９４ 回転ローラ
９５，９６ 上押さえ
１３１ 焼戻用加熱コイル
Ｓ１〜Ｓ７ センサ

Claims (3)

1. 縦続配列した状態で供給される複数の円筒棒状ワークをピンチローラで挟んで順次熱処理部に搬入するように構成された円筒棒状ワークの熱処理装置において、
   前記ピンチローラによって移動させ得る形状を有する押し棒と、
   前記円筒棒状ワークの供給が停止された際に、前記押し棒を所定の待機位置から前記ピンチローラに向けて移送する押し棒移送手段と、を備え、
   前記熱処理部は、前記円筒棒状ワークの周面に接して該ワークを回転させるワーク回転用ローラを有し、
   前記押し棒移送手段の移送速度は、前記押し棒が最後に供給された円筒棒状ワークに対して前記ピンチローラの上流側で追いつくように設定され、
   前記押し棒は、前記押し棒移送手段によって前記ピンチローラまで移動された後、該ピンチローラによってその先端部が該熱処理部から抜け出すまで移動され、
   前記押し棒は、前記ワーク回転用ローラから与えられる回転力が前記ピンチローラに接した部分に伝達されることを回避するため、複数の分割ロッドを隣接する分割ロッド相互がその軸線を中心として相対回転し得るように連接した構成を有する、
   ことを特徴とする円筒棒状ワークの熱処理装置。
2. 前記熱処理部が、前記円筒棒状ワークに焼入れ処理を施す焼入部であることを特徴とする請求項１に記載の円筒棒状ワークの熱処理装置。
3. 前記焼入部の下流側に位置して、該焼入部によって焼入れ処理された前記円筒棒状ワークに焼戻し処理を施す焼戻部と、
   前記焼戻部の上流側に位置して、前記焼入部から抜け出した前記押し棒を進行させるピンチローラと、をさらに備え、
   前記押し棒は、その先端部が前記焼戻部から抜け出すまで進行されることを特徴とする請求項２に記載の円筒棒状ワークの熱処理装置。

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