JPH0317883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は送りネジ部材の焼入れ方法および装置
に関する。

工作機械類には加工用ヘツド等を移動するため
の台型ネジやボールネジ等の送りネジ部材が多用
されている。当該送りネジ部材は耐摩耗性が要求
されるところから、棒材を切削加工のうえ、硬質
クローム鍍金や焼入れを施して耐摩耗性を付与し
ている。

ところで、送りネジ部材を焼入れする場合仕上
りが低歪でなければならないが、第１図ａに示す
ような公知の低歪焼入れ方法……即ち、断面が円
形の棒材W′をセンターＣで支持しつつ強制回転
せしめ、当該棒材W′の周に接触する複数の自由
回転ロールR′で棒材W′を周方向から拘束しつつ
加熱コイルＣと冷却ジヤケツトＪとから構成され
る焼入れ機構HQを移動させて焼入れする方法
は、周にネジが形成されている送りネジ部材には
ロールR′による接触が不定となり拘束効果が得
られないため採用されない。

このため、従来は第１図ｂに示す如く、送りネ
ジ部材Ｗ（以下ワークという）の焼入れには、ガ
イド部材Ｇを備えた焼入れ機構HQが用いられ、
強制回転するワークＷをネジ溝にならうガイド部
材Ｇで位置ぎめしつつ相対移動せしめて焼入れす
るようにしている。この方法では回転中のワーク
Ｗを周方向から全く拘束せずに焼入れが行われる
ため、通常長さが数メートル、時には10数メート
ルにも及ぶ送りネジ部材の焼入歪は大きく、爾後
の矯正に多大の時間を要するばかりでなく、矯正
をしても十分精密に仕上げることは不可能であつ
た。

然るに、近来工作機械類の高度な精密化が急進
し、これに伴い送りネジ部材も従来程度の焼入れ
仕上り寸法では満足されず、より低歪な焼入れ方
法の開発が要請されて来た。

本発明は上記従来送りネジ部材の焼入れに存す
る問題点を解決し、高度な精密化の要請に応じた
低歪焼入れを可能にするとともに、矯正を殆んど
不要として生産性を向上しうる焼入れ方法および
装置を提供するものである。

本願発明の技術思想は、 (1) 従来通りネジ部材を周方向から拘束できない
原因となつていたネジ溝を本発明では逆に利用
して送りネジ部材を拘束する。

(2) 拘束手段として送りネジ部材と螺合可能な２
箇のナツトを用い、所定間隔をへだてて螺合さ
せ、当該ナツト間の送りネジ部材部分を拘束状
態下におく。

(3) 一方、上記ナツトを所定間隔保持状態のまま
強制回転せしめ、ナツトと送りネジ部材とを軸
方向相対移動せしめる。

(4) 相対移動しつつ拘束状態下にある送りネジ部
材部分をナツト間に設けてある焼入れ装置によ
つて移動焼入れする。

ことにある。換言すればナツトに送りネジ部材の
部分拘束機能と部材送り駆動機能とを負わせるこ
とによつて低歪移動焼入れを行わんとするにあ
る。

本発明の技術思想を第２図に示す実施例装置に
従つて以下に詳述する。

第２図において、１ａおよび１ｂはそれぞれナ
ツト部材である。当該ナツト部材１ａは例えばワ
ークＷ（この場合ボールネジ）と螺合可能なナツ
ト１１ａおよび当該ナツト１１ａを固定状態で包
蔵するケース１２ａとからなり、基台Ｂに固定さ
れている所定長さを有する枠体Ｆの内側左方端部
分にころがり軸受等の回転ローラ２を介して支承
されている。

ナツト部材１ｂも同様にナツト１１ｂおよびケ
ース１２ｂとからなり枠体Ｆの内側右方端部分に
回転ローラ２を介して支承されている。従つて諸
元を所定の如く設定することによつて、両ナツト
部材１ａおよび１ｂそれぞれの軸線は同一直線上
であつて、ナツト部材１ａの右方端面とナツト部
材１ｂの左方端面とは所定間隔をへだてて相対向
するように設定可能である。ナツト部材１ａおよ
び１ｂそれぞれの外側方向端面には環状の取付け
部材３１を介してリングギヤ３ａおよび３ｂが装
着されている。リングギヤ３ａは例えば枠体Ｆの
図視右方の基台Ｂ上に配置されている回転駆動源
４の駆動軸４１の先端に枢着されているピニヨン
４２と噛合い、またリングギヤ３ｂは回転駆動源
４に近接した位置の駆動軸４１上で矢印ａ←→ｂ
方向へ変位可能な可動ピニヨン４３の変位位置が
ａであるときは離間ｂであるときに噛合い可能と
なつている。従つて回転駆動源４を駆動とすれ
ば、ナツト部材１ａは駆動軸４１・ピニヨン４
２・リングギヤ３ａへと伝達される回転駆動力に
よつて枠体Ｆ内で強制回転せしめられることとな
り、またナツト部材１ｂは可動ピニヨン４３の変
位位置ａでは回転駆動力の伝達はなく自由回転可
能な状態にあり、変位位置ｂでは駆動軸４１・可
動ピニヨン４３・リングギヤ３ｂへと伝達される
回転駆動力によつて、ナツト部材１ａと同調して
枠体Ｆ内で強制回転せしめられることとなる。上
記枠体Ｆの図示左方には支柱５１の所定位置に取
付けられた、ワークＷの端部を挟持可能なチヤツ
ク機構５が配置されている。上記支柱５１は基台
Ｂ上を移動可能な台車６上に建てられており、上
記チヤツク機構５によつてワークＷの一端を挟持
した場合、基台Ｂと平行するワークＷの軸線が前
記ナツト部材１ａ，１ｂの軸線の延長線上にある
如く諸元が設定される。一方上記枠体Ｆ内に所定
間隔をへだてて相対するナツト部材１ａ，１ｂ間
の所定位置には図視しない加熱電源に接続されて
いる加熱コイルＣと、これもまた図視しない冷却
流体供給源に接続されている冷却ジヤケツトＪと
で構成される焼入れ機構HQが配設される。尚Ｒ
は自由回転可能は受けローラであり、枠体Ｆの下
方枠体Fdに設けられている穴７は冷却ジヤケツ
トＪから噴射される冷却流体の排出孔である。ま
た上記焼入れ機構は、実際には加熱コイルＣとし
て第１図ｂで示す鞍掛け型や溝焼き型等が多く用
いられるが、本発明の主要点ではないので、模式
的に図示するにとどめる。

上記構成からなる実施例装置を用いて送りネジ
部材を焼入れする場合について以下に述べる。

先ず台車６を左方へ移動させて枠体Ｆとの間隔
を十分開としておき、ワークＷを水平状態で枠体
Ｆと台車６間に搬入し、当該ワークＷの左方端を
チヤツク機構５によつて挟持のうえ、台車６を矢
印Ｃ方向へやゝ前進させてワークＷの右方端を取
付け部材３１の環内を挿通してナツト１１ａの左
方端面から孔内へ挿入し、先端部分を螺合させ
る。一方、可動ピニヨンは変位位置ａとしてお
く。この状態において回転駆動源４の駆動を開始
する。これにより、ナツト部材１ａは枠体Ｆ内で
回転ローラ２によつて支承されつつ強制回転を開
始し、チヤツク５で転動を阻止されているワーク
Ｗは上記ナツト部材１ａが当該ワークＷの周面を
回転するに伴つて矢印Ｃ方向へ移動を始め、かつ
当該ワークＷを挟持したチヤツク５を取付けた支
柱５１の建ててある台車６もワークＷの右方移動
に追随してＣ方向へ移動する。ワークＷは順次ナ
ツト１１ａ内を前進し、その先端が当該ナツト１
１ａの右方端面に達した時点で加熱コイルＣの電
源および冷却ジヤケツトＪの冷却流体供給源を投
入する。ナツト１１ａの右方端面から順次突出す
るワークＷの右方端部は先ず加熱コイルＣで所定
焼入れ温度まで加熱され、ついで冷却ジヤケツト
Ｃから噴射される冷却流体によつて被加熱部を急
冷されつつＣ方向への前進を続け、所定間隔へだ
てたナツト部材１ｂの左方端面に達する。自由回
動可能な状態にあるナツト部材１ｂのナツト１１
ｂは進入するワークＷの先端を孔内に容易に受け
入れ、以後ワークＷの前進する速度に応じて枠体
Ｆ内で自由回転を開始する。爾後ワークＷは所定
間隔を維持するナツト部材１ａおよび１ｂの当該
ワークＷに螺合するナツト１１ａおよび１１ｂに
よつて上記所定間隔部分を拘束されつつ、その間
に設けられている焼入れ機構で順次移動焼入れを
施されながら矢印Ｃ方向へ移動する。ナツト部材
１ｂを通過したワークＷの先端は当該ナツト部材
１ｂに固定されている取付け部材３１の環内を通
過して前進し、進行方向前方に配置されている受
けローラＲ上にのり、さらにＣ方向へと送られ
る。ワークＷの右方端から左方端への焼入れが順
次進行し当該ワークＷの左方端を挟持しているチ
ヤツク機構が枠体Ｆに近接した時点で当該チヤツ
ク機構によるワークＷの挟持を開とする。しかし
ワークＷはナツト部材１ａの強制回転に伴う螺進
によつて右方への前進を継続する。通常ワークＷ
は長尺であり、かつ枠体Ｆの右方へ送り出されて
いる部分も長尺であるのでその自重によりナツト
部材１ａの強制回転に従う転動、当該転動に起因
するＣ方向への前進停止の事態は防止されるが、
万一同状態が惹起されるようなら、ワークＷの転
動を阻止可能、かつ左右方向へ前進・後退可能な
チヤツク機構５′その他の手段を枠体Ｆの右方前
方に設ければよい。ついで可動ピニヨン４３をｂ
方向へ変位とする。これにより回転駆動力はナツ
ト部材１ｂにも伝達され、それまでワークＷの前
進に伴つて自由回転していたナツト部材１ｂはナ
ツト部材１ａに同調した強制回転を開始する。従
つて、前進を継続するワークＷの左端部がナツト
部材１ｂの強制回転に伴う螺進によつて、ワーク
Ｗの矢印方向への前進が確保されることとなる。
かくしてワークＷは一方端から他方端にわたる全
長をナツト部材１ａおよび１ｂで拘束されつつ焼
入れ機構HQによつて焼入れされ、ついで全長が
ナツト部材１ｂを通過して枠体Ｆ外に送り出さ
れ、加熱電源および冷却流体供給源をOFFとし
て工程が完了する。

上記実施例装置の説明において回転駆動源４の
設置位置を枠体Ｆの右方として説明したが、固定
設置位置はいづこであつても支障なく、またナツ
ト部材１ａ，１ｂへの回転駆動力の伝達もリング
ギヤ３ａ，３ｂに替えてスプロケツト或いはプー
リを用い、それに応じて駆動軸４１からの回転駆
動力の伝達もチエンベルト或いはＶベルトとして
も支障なく、これらの変更は全て設計事項の範囲
内にある。

上記実施例装置は枠体Ｆおよびナツト部材１
ａ，１ｂの強制回転駆動機構に含まれる回転駆動
源４が固定位置に配置され、かつ焼入機構HQが
固定であつて、ワークＷが軸方向移動をする場合
であるが、第３図に示す実施例装置は焼入機構
HQが可動であるとともに枠体Ｆおよびナツト部
材１ａ，１ｂの強制回転駆動機構に含まれる駆動
軸４が、焼入機構HQに追随移動し、従つてワー
クＷが不動とされている場合である。

第３図において、第２図の記号番号と同一の記
号番号は全く同一の部材であり、かつ同一の作用
をする。而して第３図実施例装置が第２図実施例
装置と異るところは、焼入機構HQが公知移動式
焼入装置の加熱コイルＣと冷却ジヤケツトＪであ
り、従つて当該焼入機構HQは図示しないガイド
レール等にそつて所定速度で移動可能であり、ま
た枠体Ｆはそれ自体が例えば台車となつていて、
枠体Ｆの上方枠Fu上に積載された回転駆動源４
もろともに上記焼入機構HQの移動に追随して移
動するようになつている。この装置ではワークＷ
を挟持するチヤツク機構５の支柱５１は基台Ｂに
固定設置とされている。

上記構成からなる装置を用いてワークＷを焼入
れする場合には、チヤツク５に挟持されたワーク
Ｗを、ナツト部材１ａを強制回転せしめることに
より矢印ｄに従つて右方から左方へと移動する焼
入機構HQと枠体Ｆとの移動に伴つて、当該ワー
クＷの右方端から左方端へと順次ナツト部材１
ａ，１ｂで拘束状態にあるワーク部分を焼入れす
ることとなる。ただ、この装置では枠体Ｆが前進
してチヤツク機構５に接近した場合には、当該チ
ヤツク機構５と支柱５１とがその前進を阻むの
で、以下の手段が必要となる。即ち、ワークＷの
左方端に所定長の継ぎ足し部材を設けておくか、
前記第１実施例と同様に可動ピニヨン４３を変位
させてプーリ４２ｂを介してナツト部材１ｂに回
転駆動力を伝達して当該ナツト部材１ｂを強制回
転させ、チヤツク機構５による挟持解除後のワー
クＷを枠体Ｆの長さ分だけ右方へ送り出すか、或
いはチヤツク機構５によるワークＷ挟持解除後に
支柱５１を点線の如く倒伏する等の処置によりワ
ークＷを全長にわたり焼入れ可能である。

上記実施例装置では回転駆動源４を枠体Ｆの上
方枠Fu上に積載した例を示して説明したが、例
えば移動する焼入機構HQの構造体の所定位置に
配設してもよく、その配置位置を限定するもので
はない。

本発明を実施することにより、送りネジ部材を
極めて低歪で焼入れすることが可能となり、これ
によつて工作機械類の精密化が促進されるととも
に、従来焼入れ方法では不可避とされていた焼入
れ後の矯正工程が殆んど不要となり、生産性の向
上が達せられる等その齎らされる効果は甚大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の対象物である送りネジ部材
に不適とされる従来丸棒材用低歪焼入装置の正面
図、第１図ｂは送りネジ部材の従来焼入れ方法を
説明する斜視図、第２図は本発明実施例装置の正
面図、第３図は他の本発明実施例装置の正面図で
ある。 Ｗ……送りネジ部材、HQ……焼入機構、Ｃ…
…加熱コイル、Ｊ……冷却ジヤケツト、Ｆ……枠
体、１ａ，１ｂ……ナツト部材、２……回転ロー
ラ、４……回転駆動機構の駆動源、４１，４２，
４２ａ，４２ｂ，４３，３ａ，３ｂ……回転駆動
機構の回転駆動力伝達部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送りネジ部材を高周波焼入れする場合におい
   て、上記送りネジ部材のネジに螺合可能な２箇の
   ナツト部材をそれぞれの軸線が同一線上であつて
   所定間隔をへだてる如く配置するとともに、当該
   ナツト部材間に焼入機構を配置し、上記所定間隔
   保持状態のナツト部材を送りネジ部材周で強制回
   転せしめることによつて、送りネジ部材がナツト
   部材に対して相対移動する間に、所定間隔をへだ
   てたナツト部材で拘束される送りネジ部材部分を
   上記焼入機構によつて順次焼入するようにしたこ
   とを特徴とする送りネジ部材の焼入方法。 ２ 送りネジ部材のネジに螺合可能な２箇のナツ
   ト部材と当該ナツト部材のそれぞれの軸線が同一
   直線上において所定間隔をへだてる如く回転ロー
   ラを介してナツト部材を支承する枠体と、ナツト
   部材を強制回転可能とする回転駆動機構と、上記
   所定間隔をへだてたナツト部材間に配設されてい
   る加熱コイルおよび冷却ジヤケツトからなる焼入
   機構とから構成され、上記強制回転されるナツト
   部材の送りネジ部材周での螺進により相対移動す
   る送りネジ部材を所定間隔をへだてたナツト部材
   で拘束しつつ上記焼入機構によつて焼入れ可能と
   したことを特徴とする送りネジ部材の焼入れ装
   置。 ３ 枠体およびナツト部材の強制回転駆動機構の
   回転駆動源が固定位置に配置され、かつ焼入機構
   が固定であつて、送りネジ部材が軸方向移動可能
   に設定されている特許請求の範囲第２項記載の送
   りネジ部材の焼入れ装置。 ４ 焼入れ機構が可動であるとともに枠体および
   ナツト部材の強制回転駆動機構の回転駆動源が上
   記焼入機構に追随移動可能であつて、送りネジ部
   材が不動に設定されている特許請求の範囲第２項
   記載の送りネジ部材の焼入れ装置。