JPH0452228A - 長軸材の熱処理方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、被処理物である円管、丸棒、ねじ軸等の長軸
材の熱処理方法とその装置に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は被処理物である長軸材を誘導加熱して熱処理す
る方法と装置において、 長軸材に張力と回転を与えながらほぼ全長にわたって、
又は熱処理を施すべき部位の全長にわたって、同時に熱
処理する方法と、この方法を実行する回転および張力付
加手段及び誘導加熱装置部とを具備する熱処理装置で熱
処理することにより、長軸材を良好に、かつ真直度を保
って熱処理できるようにしたしのである。

Ｃ１従来の技術 一般に、長軸材を加熱して熱処理を行うと、長軸材に曲
りが発生してしまう。

従来、熱処理した長軸材の曲りを矯正したり防止して、
曲りのない処理材を得るために、以下のような手段をと
っていた。

第１の手段は、熱処理装置で長軸材を熱処理後、この長
軸材を別工程で曲りを矯正する。

第２の手段は、第７図及び第８図に例示する如きもので
ある。この手段には一対の送りローラ１゜２の中間に電
源３に接続した誘導加熱コイル４を設置したワーク移動
式の装置を使用する。被処理物である長軸材５は、第８
図に示す如く一方の送りローラｌの一対のローラ間に挾
まれ、誘導加熱コイル４を通し、他方の送りローラ２の
一対のローラ間に挾まれた状態で、強制搬送されながら
熱処理を受ける。

熱処理は、誘導加熱コイル４でコイル内を通加する長軸
材５を誘導加熱し、その直後冷却機６て急冷して焼入処
理を行うものである。

長軸材５は、誘導加熱コイル４部分を強制搬送される際
に、その２つの送りローラ１．２によって軸方向の引張
力が付与され、熱処理中に長軸材５に曲りが発生するの
を防止するものである。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 前述のような従来の長軸材熱処理時の曲げを防止する第
１手段では、長軸材熱処理工程と、曲げ矯正工程が別工
程となっているので、製造コストが高くなるという問題
があった。

また、曲げ矯正の工程で、長軸材の表面にロールマーク
等の疵が付くという問題があった。

前述の第２手段では、長軸材の先端部、又は後端部にお
ける前後の２つの送りローラ１，２に同時に噛み込まれ
ない部分においては、長軸材の熱処理時の曲げ防止をで
きないという問題があった。

また、熱処理のため、長軸材５が誘導加熱コイル４内を
通過する際、長軸材５が回転していないと、円周方向に
均等な熱処理を施すことが難しい。

しかし、この第２手段では、長軸材５を軸心の回りに回
転（１ｒｐｓ程度）させながら移送することが困難であ
る。このため、熱処理した長軸材に、円周方向の焼きむ
らが、うず巻線状に出やすくなるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑み、熱処理した長軸材の製品に、
ロールマーク等の疵が付かないようにするとともに、長
軸材の全長にわたり熱処理による曲げを防止し、真直度
の良好な製品を廉価に提供できるようにする熱処理方法
と装置を新たに提供することを目的とする。

８１課題を解決するための手段 本発明の長軸材の熱処理方法は、被処理物である長軸材
に張力と回転を与えながら長軸材のほぼ全長にわたって
、又は熱処理を施すべき部位の全長にわたって同時に熱
処理を施すようにしたことを特徴とする。本発明の長軸
材の熱処理装置は、長軸材に対する回転および張力付加
手段と、誘導加熱装置部とを具備することを特徴とする
。

Ｆ８作用 上述の方法及びその装置によれば、誘導加熱用導体に対
向する長軸材のほぼ全長又は熱処理すべき部分の全長に
わたり同時に加熱する。従って長軸材の回転に伴ってそ
の全周を良好に加熱するものである。

また、熱処理中長軸材は、その軸線に沿ってその両端側
に引張られるので、真直度を保証できる。

Ｇ、実施例 以下、本発明の長軸材の熱処理方法と装置の実施例を第
１図乃至第６図によって説明する。なおこの第１図乃至
第６図において、前述した第７図及び第８図に対応する
部分には同一符号を附すことにより説明の便に供する。

第】図は熱処理工程の概略説明線図てあり、図で５は、
被処理物（ワーク）である長軸材である。

熱処理をすべき長軸材５は、ワーク供給ＷＩ７に整列し
て載置しである。

本例では長軸材５を２本づつ処理するため、供給工程で
、図示しないハンドリング装置により、２本の長軸材５
をそれぞれチェーンコンベヤ８上の各載置台９上に置く
。そして、チェーンコンベヤ８を１ストローク送るよう
駆動して、各長軸材５を横送り姿勢で焼入れ工程部所に
搬入する。

次に、焼入れ工程では、各長軸材５の両端部をチャック
で把持し、上昇させて、上部に設置した各誘導子ｌＯと
平行した誘導加熱熱処理対応位置にセットする。各長軸
材５は、回転及び張力付加手段によって、長軸材５の軸
方向に両端から引張るようにして所定の大きさの張力を
付加するとともに、軸芯を中心として回転せしめる。こ
の状態で長軸材の全長とほぼ同じ長さの誘導子１０に電
源から交番電力を供給して長軸材５を、その誘導子１０
に対向する部分をほぼ全長にわたって同時に誘導加熱す
る。このとき、長軸材５は、その軸芯を中心に回転され
るので、長軸材５の全長が、その全周にわたり誘導加熱
される。

本焼入れ工程では、長軸材５の全長に沿って冷却液の噴
出ノズルを設けておき、長軸材５の全体が所定の温度に
昇温したら誘導子ＩＯの通電加熱を停止するとともに、
噴射ノズルから冷却液を長軸材５に向けて噴出せしめて
、急冷焼入れ処理を行う。長軸材５は、その加熱及び焼
入れ処理中、その両端部をチャックで把持されて引張ら
れ、所定の張力が加わっているので、熱処理に伴う曲り
の発生を防止して真直な処理品を得ることかできるもの
である。

焼入れ処理を完了した各長軸材５は、その両端部をチャ
ックで把持したまま下降し、チェーンコンベヤ８の各載
置台９上に置く。そして、チェーンコンベヤ８を１スト
ローク送り動作させ、２つの長軸材５を焼戻し工程に搬
入する。

焼戻し工程は、上述した焼入れ処理と同様の装置を用い
て行うもので、まずチャックで各長軸材５の両端部を把
持し、上昇させて、上部に設置した各誘導子１１の誘導
加熱対応位置にセットする。

各長軸材５は、回転及び張力付加手段によって、長軸材
５の軸方向に引き延ばす方向の張力を付加すると同時に
軸芯の回りに回転させる。この状態て各長軸材５のほぼ
全長にわたる誘導子１１に電源から交番電力を供給して
、所定時間誘導加熱することにより、最終的に長軸材５
の全体が所定温度に昇温したら誘導子１１の通電加熱を
停止する。

この後、徐々に放熱させ、焼戻し処理をする。上述の加
熱焼戻し処理中、長軸材５は軸方向に張力を受けている
ので、熱処理に伴う曲りの発生を防止でき、真直な処理
品を得ることができるものである。

焼戻し処理を完了した各長軸材５は、下降し、チェーン
コンベヤ８の各載置台９上に置かれる。

そして、チェーンコンベヤ８を１ストローク送り動作さ
せ、２つの長軸材５を仕上工程に搬入する。

仕上工程では、各長軸材５の水切り、あるいはスケール
取り（エアバッジ）等の仕上作業を行う。

作業後、チェーンコンベヤ８を１ストローク送り動作さ
せ、２つの長軸材５を排出工程に搬入する。

次に、排出工程では、図示しない排出機構を作動してチ
ェーンコンベヤ８より長軸材５を取り出して、製品置場
に載置し、一連の作業を完了する。

なお、本実施例では、長軸材５の焼入れ、および焼戻し
工程を有する熱処理方法について説明したが、本発明方
法はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱することなく、その他、焼鈍、規準等の各熱処理に対
応して作業工程を変更しても良い。例えば、焼鈍や規準
処理の場合には、加熱、熱処理工程は一工程のみとなり
、冷却液ノズルも不要とされる。

また、被熱処理物の全体を熱処理するケースばかつてな
く、表面焼入れ等表層部だけの熱処理を施すようにもで
きるものである。

上述の実施例では、各工程ごとに説明したが、各工程は
、同時に並行処理されるもので、処理能率を向上できる
ものである。

次に、本発明方法における焼入れ、焼戻し工程に用いる
誘導加熱による熱処理装置の実施例について説明する。

第２図は、熱処理装置の一例を示す概略説明線図であり
、図で５は被処理物である長軸材、８はチェーンコンベ
ヤ、９は載置台、１２は回転および張力付加手段、１３
は誘導加熱装置部である。

回転および張力付加手段１２は、その詳細を第３図に示
す如く、チャック１４を設けたワーク回転用ブレーキモ
ータ１５と、張力付加機構１６と、昇降機構１７とを具
備する。

昇降機構１７は、床上に設置し、その昇降ロッド１８の
先端部には、張力付加機構１６を設置する。

張力付加機構１６は、パルスモータ１９．送りねじ軸２
０．及びばね２１とを有し、爪台２２を矢印へ方向に引
張る張力を付加するように構成する。

爪台２２には、案内軌条２３を設ける。この案内軌条２
３上には、ワーク回転用ブレーキモータ１５を、爪台前
後進シリンダ２４によって摺動されるように装着する。

ブレーキモータ１５には、その主軸に連動して回動され
るチャック１４を装着する。チャック１４は、その爪１
４ａを爪開閉シリンダ２５て駆動操作され、長軸材５の
端部外周を把持可能なように構成する。

次に、誘導加熱装置部Ｉ３について、第２図。

第４図及び第５図を参照しながら説明する。

誘導加熱装置部１３は、長軸材５の長さ方向のほぼ全長
に平行して延在するよう対応した長尺の導体２６を有す
る。

導体２６は、その誘導加熱すべき長軸材５と対向する部
分の背後に、磁束の漏洩を防止して電気効率を高めるた
めの鉄心２７（硅素鋼板を積層したもの等）を設置しで
ある。鉄心を設置した導体２６は、その両端部でそれぞ
れ上方に立ち上り、さらに折曲して連続するよう導体２
６と平行に延在して一対の端子部２８を形成する。

一対の端子部２８は、電源３に接続する。なお、導体２
６及び端子部２８は、一連中空矩形管状に構成し、その
内部に冷却水を通して冷却するように構成する。

第４図に示す如く、焼入れ装置の場合等には、誘導加熱
される長軸材５に対応して、冷却液ノズル２９を設け、
加熱した長軸材５に向けて冷却液を噴射し、冷却可能に
構成する。

なお、−本の長軸材５に対応して、複数の誘導加熱装置
部１３を設置して構成しても良いことは勿論である。

上述した、第２図に例示する誘導加熱装置部１３は、長
軸材５のほぼ全長に対応して構成したものであるが、こ
れは、被加熱物の所定加熱部分に対応して構成しても良
い。例えば第６図に示す如く、ねじ軸３０におけるねじ
部３１の表面焼入れ等のように、被加熱処理物の熱処理
を施すべき部位が、必ずしも被加熱処理物の全長にわた
るものではないが、かなりの長い範囲にわたる場合があ
る。

この場合には、被加熱処理物の、熱処理を施すべき部分
に対応する長さを有する誘導加熱装置部１３にて、熱処
理を施すべき部位の全長を同時に、加熱し、熱処理をす
るように構成することは勿論である。

次に、上述のように構成した本例装置の作動を説明する
。

まず、長軸材５を、チェーンコンベヤ８の載置台９上に
のせて、第２図及び第４図に示すように本例装置を設置
した焼入れ、又は焼戻し部所へ搬入する。

次に、時期位置にある回転および張力付加手段１２は、
その爪台前後進シリンダ２４を作動して、爪台２２を矢
印Ｂ方向に移動し、チャック１４内に長軸材５の端部を
挿入して停止する。次に、この状態で爪開閉シリンダ２
５を駆動し、爪１４ａで長軸材５の外周端部を把持する
。

次に、昇降機構１７を作動し、長軸材５を、誘導加熱装
置部１３の平行直下となる対応位置に上昇させ位置決め
する。次に、ワーク回転用ブレーキモータ１５を駆動し
、長軸材５を、その軸心を中心として所定回転数で回転
する。

これと同時に、張力付加機構１６を作動して、爪台２２
上のブレーキモータ１５及びチャック１４を介して長軸
材５に矢印六方向の張力を与え、長軸材の真直度を高く
保つようにする。

この状態で、誘導加熱装置部１３は、その導体２６に、
電源３から交番電力を供給し、長軸材５のほぼ全長にわ
たる周部対応部位を同時に誘導加熱する。

すなわち、第４図の斜視図に示す如く、誘導子である導
体２６に交番電流Ｉか流れると、長軸材５の導体２６に
対向する部分に誘導電流ｉが誘起されて流れ、長軸材５
の導体２６に対向する部分がほぼ全長にわたり同時に加
熱される。また、長軸材５には、回転が付与されている
ので、長軸材５はその全周にわたって誘導加熱される。

さらに、長軸材５には、その軸線に沿って互いに両端側
に向けて引張る張力が付与されているので、熱処理由に
長軸材５が曲がろうとする力を押えて、長軸材５を真直
度を高く保つことができる。

また、焼入れ等の場合には、冷却液ノズル２９から、加
熱された長軸材５の全体に冷却液をかけて冷却する。

なお、長軸材５の外径が大きく、その全周に同時に冷却
液をかけて冷却できない場合には、いわゆる移動焼入れ
の場合と同様に、誘導子である導体２６の直下で所定温
度まで加熱昇温した部分を、小角度回動した位置で冷却
液ノズル２９から噴出させた冷却液によって順次焼入れ
を施すようにしてもよい。

上述の如くして熱処理を完了した長軸材５は、回転およ
び張力付加手段１２を停止して、回動と張力の付与を解
除する。次に、長軸材５は、昇降機構を下降動作させ、
チェーンコンベヤ８上の載置台９上に置かれ、その両端
部を把持していたチャック１４を解除して搬送可能に載
置され、次の工程に搬送できる状態となる。

Ｈ、発明の効果 以上詳述したように、本発明の長軸材の熱処理方法と装
置によれば、被処理物である長軸材に張力と回転を与え
ながら、長軸材のほぼ全長にわたって、又は熱処理を施
すべき部位の全長にわたって同時に熱処理を施すように
し、この方法は、回転および張力付加手段と、誘導加熱
装置部とを有する熱処理装置で実行するようにしたので
、長軸材のほぼ全長にわたって熱処理を施すことができ
、しかも長軸材の全体にわたって真直度を保つことがで
きるものである。これは従来の手段では、長軸材の両端
部の熱処理が難しく、また、別工程でその両端部の曲り
の矯正をしても真直度が得にくかったものに比し、極め
て良好な結果が得られるものである。

また、本発明によれば、真直度の高い熱処理材を曲りの
矯正工程を省略した一工程で製造でき、廉価な製品を提
供できるという効果がある。

さらに、誘導加熱による迅速加熱による熱処理を並列処
理で実行できるので、生産性を向上できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の長軸材の熱処理方法と装置の実施例を
示す全体概略説明線図、第２図はその熱処理装置部分の
概略構成図、第３図はその要部の構成線図、第４図は第
２図ＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図はその要部の部分断面
斜視図、第６図は他の構成例を示す概略説明図、第７図
は従来の熱処理手段を示す説明図、第８図はその送りロ
ーラ部分を示す側面図である。 ５・・・長軸材、８・・・チェーンコンベヤ、１０．１
１・・・誘導子、１２・・・回転及び張力付加手段、Ｉ
３・・誘導加熱装置部、１４・・・チャック、１５・・
・ワーク回転用ブレーキモータ、１６・・・張力付加機
構、１７・・・昇降機構、２６・・・導体。 第４図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理物である長軸材に、軸方向の張力と、軸心
   回りの回転を与えながら、上記長軸材のほぼ全長にわた
   って、又は熱処理を施すべき部位の全長にわたって、同
   時に熱処理を施すことを特徴とする長軸材の熱処理方法
   。
2. （２）被処理物である長軸材を誘導加熱により熱処理を
   行う熱処理装置において、 上記長軸材の両端を把持して上記長軸材に軸方向の張力
   を付与するとともに、軸心を中心として回転せしめるよ
   うにした回転及び張力付加手段と、上記長軸材のほぼ全
   長にわたって、又は熱処理を施すべき部位の全長にわた
   って、上記長軸材の軸方向に延在して上記長軸材に対向
   する導体部分を有する誘導子と、 上記誘導子に交番電力を供給する電源装置とを備えたこ
   とを特徴とする長尺材の熱処理装置。