JPH0647008Y2 - 内面焼入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内面のサイズや形状が異なる複数種類のワー
クの内面焼入装置に関する。

〈従来の技術〉 例えば自動車等に用いられるほぼ椀状の等速ジョイント
の内面、又は、同じく自動車等に用いられるほぼ筒状の
ハブユニットの内面を焼入する従来の高周波焼入装置に
は、固定部と回転部とを備えた加熱コイル体が設けられ
ている。

加熱コイル体の回転部は、環状の歯車とワークを載置す
る環状のワーク受け治具とを有し、固定部は、回転部を
軸受を介して回転自在に支持すると共に高周波焼入装置
の台に固定された回転部支持部材と、ワークの内面に接
近して配設される加熱導体とカレントトランスに接続さ
れる端子とを有する加熱コイルと、ワークの内面および
外面にそれぞれ冷却液を噴射するための２つのジャケッ
トとを有する。

そして、ワークの焼入は、加熱コイル体外の駆動装置に
よって加熱コイル体の回転部の歯車を駆動してワーク受
け治具に載置されたワークを回転しながら行われる。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記に例として記した等速ジョイントや
ハブユニット等のような部品にはいろいろと異なったサ
イズや形状のものがあるので、サイズや形状が変わる
と、必然的に加熱コイル体の加熱コイルと、回転部に取
り付けたワーク受け治具を、ワークのサイズや形状に適
合したものと交換する必要がある。その交換のたびに、
取り替えられたワーク受け治具に載置されたワークの内
面に接近し且つワークの内面から所定の距離を保つよう
に取り替えた加熱コイルをセットし直す必要があり、こ
の加熱コイルのセットに極めて手間がかかる。

本考案は上記事情に鑑みて創案されたものであって、内
面のサイズや形状が異なる複数種類のワークの内面を焼
入するに際し、ワークのサイズや形状が変わった場合
に、変わったワークに対応する加熱コイルに簡単に取り
替えることができ、且つ、取り替えられた加熱コイルは
ワークの内面に接近しワークの内面から所定の距離を保
たしめるように所定の位置に配設するのに手間のかから
ない内面焼入装置を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記問題を解決するために、本考案の内面焼入装置は、
内面のサイズや形状が異なる複数種類のワークの内面焼
入装置において、固定部と回転部を有し且つワークの種
類ごとに設けた複数の加熱コイル体と、内１個の加熱コ
イル体を取り付ける台と、この台の取り付けた加熱コイ
ル体の回転部を回転させる駆動装置と、前記台に取り付
けた加熱コイル体に高周波電流を供給するカレントトラ
ンスとを具備し、前記回転部は前記駆動装置によって回
転駆動される歯車とワークが載置されるワーク受け治具
とを有し、前記固定部は、前記回転部を支持し前記台の
所定位置に着脱自在に取り付ける回転部支持部材と、ワ
ーク受け治具に載置したワークを加熱する高周波加熱コ
イルと、ワークの内面および外面にそれぞれ冷却液を噴
射する第１および第２のジャケットとを備え、前記加熱
コイルは、一端にワークの内面に接近配設される加熱導
体と他端に前記カレントトランスに接離自在に接続する
受電導体とを備えている。

〈作用〉 焼入しようとするワークの種類に対応する加熱コイル体
が選定されて台上の所定位置に着脱自在に固定される。
加熱コイル体の回転部のワーク受け治具にワークが載置
されて後、高周波加熱コイルに高周波電流を所定時間通
電してワークを加熱し、次いで第１のジャケットから冷
却液がワークの内面に噴射されてワークが焼入される。
ワークを加熱している間およびワークの内面に冷却液を
噴射している間には、ワークの外面に冷却液が噴射され
る。

この種類の全てのワークの焼入を終了し、次に別の種類
のワークの内面焼入を行うには、加熱コイル体を、この
別の種類のワークに対応する加熱コイル体に取り替えて
から前記と同様にワークの内面の焼入を行う。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。第
１図〜第７図は本考案の一実施例を説明するための図面
であって、第１図〜第４図はそれぞれ主要部分の縦断正
面図、正面図、側面図および平面図、第５図は第４図の
Ａ−Ａ線矢視断面図、第６図はワーク受け治具の断面
図、第７図は全体概略説明図である。

本実施例は、内面のサイズや形状が異なる複数種類のワ
ーク（例えば、自動車等に用いられる等速ジョイントや
ハブユニット等）の内面焼入装置であって、ワーク200
の種類ごとにこれらワーク200の内面を焼入するのに適
合するように製作された複数の加熱コイル体と、第７図
に示すように、内１個の加熱コイル体100が取り付けら
れる装置台90と、この装置台90に取り付けられた加熱コ
イル体100の回転部101を回転させる駆動装置80（第２図
参照）と、装置台90に取り付けられた加熱コイル体100
に高周波電流を供給するカレントトランス70と、加熱コ
イル体100にワークを載置したり、加熱コイル体100から
ワーク200を取り外したりするワークハンドラ（図示省
略）と、加熱コイル体100の回転部101に載置されたワー
クの上端部分を支持するワーク上部支持装置300とを具
備している。なお、第１図と第６図に示すワーク200は
等速ジョイントを例として採り上げている。

加熱コイル体100の回転部101の駆動装置80は、第４図に
示すように、油圧モータ81と、この油圧モータ81の出力
軸に結合されカバー83に覆われた歯車82とを備えてい
る。

加熱コイル体100の基本的な構造を説明する。第１図に
示すように、加熱コイル体100は、回転部101と、この回
転部101を回転自在に支持している固定部102とを備えて
いる。

回転部101は、駆動装置80の歯車82に噛み合って油圧モ
ータ81によって回転駆動される環状の歯車11と、ワーク
200が載置される環状のワーク受け治具15とを有する。

固定部102は、回転部101を玉軸受20を介して回転自在に
支持すると共に装置台90の所定位置に着脱自在に取り付
けられた回転部支持部材30と、ワーク受け治具15に載置
されたワーク200の内面に接近配設されるとぐろ状の加
熱導体41を一端に、カレントトランス70に着脱自在に接
続される受電導体42を他端に有し、回転部支持部材30に
取り付けられた加熱コイル40と、この加熱コイル40と一
体的に組み立てられ、ワーク受け治具15に載置されたワ
ーク200の内面に冷却液を噴射するジャケット50と、回
転部支持部材30から支持され、ワーク受け治具15に載置
されたワーク200の外面に冷却液を噴射する環状のジャ
ケット60とを備えている。

次に、加熱コイル体100の詳細な構造を説明する。

回転部101には、玉軸受20の内側リング21に嵌合固定さ
れた環状の回転部材12が設けられており、この回転部材
12の上部にワーク受け治具15が固定されており、また、
回転部材12の側部に環状の歯車取付部材13を介して環状
の歯車11が固着されている。回転部材12の下部には環状
のシール23と、環状のシール押さえ24が取り付けられて
いる。なお、シール押さえ24の下端には、回転部101が
回転していることを検出するリミットスイッチ27を作動
させるリミットスイッチ作動片28が取り付けられてい
る。このリミットスイッチ27はリミットスイッチ支持片
29を介して装置台90に固定されている。

ワーク受け治具15は、第６図に示すように、ワーク200
の底面が載置される絶縁性セラミック製の環状の部材16
と、ワーク200の側面に接触して側面を支持し、部材16
にオーバーハングして固定された環状の金属製の部材17
とを備えている。部材16を絶縁性としたのは、加熱コイ
ル40によってこの部材16に誘導電流が発生することによ
る部材16とワーク200の底面間のスパークの発生を防止
し、また、ワーク200の底面近くまで硬化層を形成させ
るためである。

回転部支持部材30は、平板状の固定部台34と、この固定
部台34上に立設された４本の柱31と、これら柱31によっ
て支持された枠32と、枠32の上に固定され、玉軸受20の
外側リング22に嵌合した環状の部材33とを備えている。

加熱コイル40は、上面に絶縁板44で蓋をした凹所48が形
成されたほぼ円柱状で絶縁性のコイル取付部材49と、こ
のコイル取付部材49の側面に突設した絶縁板46を備えて
いる。コイル取付部材49は回転部支持部材30の固定部台
34上の中央部分に固定されている。そして、絶縁層42a
を介して結合固定された一対の受電導体42の一端部分
が、前記絶縁板46の先端部分の両側に固定されている。

受電導体42には銅管よりなる導体43の一端がろう付けに
よって接続されており、この導体43の他端はコイル取付
部材49の中へ延設されて後、絶縁板44を貫通してから加
熱導体41の下端部分41aに接続されている。加熱導体41
は銅管をとぐろ状に巻回したものであり、加熱導体41の
上端部分は、導体43と同様な図示しない導体によって、
他の受電導体42に接続されている。なお、加熱導体41の
下端部分41aは、支持棒45を介してコイル取付部材49の
絶縁板44に固定されている。また、47は導体43を冷却す
るために導体43の中空部分に冷却液を供給する図示しな
いホースを接続する接続金物である。

コイル取付部材49には、ジャケット50から噴射する冷却
液の受液口51と、この受液口51に連設された冷却液通過
孔52が開設されている。そして、この孔52に一端が接続
し絶縁板44に貫通固定された管53の他端に直管状のジャ
ケット50が接続されている。ジャケット50は、その先端
がワーク受け治具15に載置されたワーク200の内面中央
の直下にくるように配設されている。なお、前記コイル
取付部材49、絶縁板44および絶縁板46はガラスラミネー
ト製である。

環状のジャケット60には、冷却液通過孔65を有する均圧
板66が内部に設けられており、また、内周面には多数の
冷却液噴射孔66が開設されている。ジャケット60は、支
持片63、この支持片63が取り付けられた環状の歯車保護
板62およびこの保護板62を支持する支持部材61を介して
回転部支持部材30の枠32に固定されている。64は、ジャ
ケット60に冷却液を供給する図示しないホースが接続さ
れる接続金物である。

カレントトランス70の前面には、絶縁板72の両側に根本
部分が結合固定され、先端部分で絶縁板72を取り去られ
て所定の間隔をおいて平行に分離されている一対の導体
71が突設されている。これら導体71はカレントトランス
70の図示しない２次側コイルに接続されている。導体71
には、導体71を冷却する冷却液が流通するパイプ73が固
着されており、74はこれらパイプ73に図示しない冷却液
供給パイプが接続される接続金物である。

次に、第４図と第５図にて、加熱コイル40の受電導体42
をカレントトランス70の２次側の導体71に接離自在に接
続する機構について説明する。

カレントトランス70の一方の導体71には、絶縁物79が図
示しないボルトによって固定されており、この絶縁物79
にコ字状の部材78の一方の脚部78aが図示しないボルト
によって固定されている。カレントトランス70の前面に
は、先端近辺に絶縁性のブッシング76が取り付けられた
Ｌ字型の部材75が突設されている。そして、先端に他方
の導体71に対向して配置された押圧部材77aが取りつけ
られ、中央近辺にネジ77bが形成され、また後端に６角
形状のヘッド77cが形成されたボルト77が、上記ブッシ
ング76に挿入されている。そして、ボルト77のネジ77b
は、上記コ字状の部材78の他方の脚部78bに螺合してい
る。

加熱コイル体100を装置台90上の所定の位置に設置する
ために、装置台90上にはキー92（第３図）を介して位置
決めされた断面ほぼＬ字型の加熱コイル体支持部材91が
固定されている。そして、この加熱コイル体支持部材91
には加熱コイル体100の位置決め用の突起93が埋め込ま
れている。なお、加熱コイル体100の固定部台34には、
この突起93が挿入嵌合される嵌合穴（図示省略）が開設
されている。39は装置台90上に設けた公知のトグルクラ
ンプであって、加熱コイル体100の固定部台34を装置台9
0に固定するためのものである。

なお、加熱コイル体100内におけるワーク受け治具15の
位置と加熱コイル40の加熱導体41の位置は、ワーク受け
治具15に載置されたワーク200の内面に加熱導体41が所
定の距離を置いて接近配設されているように選定されて
いる。

次に、ワーク200の種類を識別する機構等について説明
する。

ワーク受け治具15に載置されたワーク200の上端部分を
支持するためにワーク上部支持装置300が装置台90上に
立設されている。ワーク上部支持装置300は、装置台90
に固定された柱301と、この柱301に水平に取り付けた平
板302と、この平板302に垂直に取り付けたガイド筒303
の上端に固定したエアシリンダ304と、このエアシリン
ダ304の動作によってガイド筒303内を進出後退するロッ
ド305と、ロッド305の下端に設けられワーク200の頂部
中央を支持するセンターピン306と、平板302を摺動自在
に貫通し且つロッド305に連結して上下するロッド307
と、ロッド307の上部に固定された複数のリミットスイ
ッチ作動片308と、平板302に取り付けた板309にリミッ
トスイッチ作動片308のそれぞれに対応するように取り
付けたリミットスイッチ310とを備えている。

また、加熱コイル体100の固定部台34上の周辺部分に取
り付けた突起状のリミットスイッチ作動片37（第１図と
第３図に示す）は、加熱コイル体100の識別用であっ
て、このリミットスイッチ作動片37の位置によってこの
加熱コイル体100がどの種類のワーク200に対応したもの
であるかを示すようにしてある。そして、装置台90上に
は、これらリミットスイッチ作動片37に対応するリミッ
トスイッチ38（第１図に示す）がワーク200の種類の数
だけ設けられている。

次に、本実施例の動作について説明する。

焼入しようとするワーク200の種類に対応する加熱コイ
ル体100を装置台90の加熱コイル体支持部材91上に載置
する。装置台90の突起93が加熱コイル体100の固定台34
の図示しない嵌合穴に挿入されて加熱コイル体100が位
置決めされる。次いでトグルクランプ39を例えば第３図
の左側に示すトグルクランプ39のように矢印Ａの方向に
回転することによって、固定部台34が２個所で装置台90
に固定される。

次いで、ワーク上部支持装置のエアシリンダ304が動作
してロッド305が進出し、センターピン306の先端がワー
ク200の上部中央に当接しワーク200を下方に押圧固定す
る。このとき、ロッド305の進出長さに応じてロッド307
に設けたリミットスイッチ作動片308が対応するリミッ
トスイッチ310を動作させてワーク200の種類を図示しな
い制御装置に伝達する。一方、加熱コイル体100の固定
台34に設けたリミットスイッチ作動片37が対応するリミ
ットスイッチ38を動作させるので、リミットスイッチ38
は前記制御装置に加熱コイル体100の種類を表す信号を
送る。

制御装置はリミットスイッチ310と38との信号を比較
し、ワーク200の種類に対応した加熱コイル体100が装置
台90に取り付けられたか否かを判断し、ワーク200に対
応しない加熱コイル体100が取り付けられた場合には、
加熱コイル体100の動作と駆動装置80の動作とを停止す
る。

加熱コイル体100が装置台90上に固定されると、加熱コ
イル体100の回転部101の歯車11が駆動装置80の歯車82に
噛み合う。また、加熱コイル40の受電導体42が、カレン
トトランス70の一対の導体71間に挿入される。適当な工
具によって第５図に示すボルト77を回すことによってボ
ルト77が前進し、受電導体42の両側の一対の導体71を押
圧部材77aと、絶縁物79とで押圧して受電導体42と導体7
1を結合固定する。

次いで、前記の図示しないワークハンドラによってワー
ク受け治具15上にワーク200を載置してから、駆動装置8
0の油圧モータ81を回転させ、駆動装置80の歯車82と、
回転部101の歯車11を介してワーク受け治具15を、従っ
て、ワーク200を回転させる。図示しない高周波電源か
らカレントトランス70、導体71、受電導体42、導体43を
介して加熱導体41に高周波電流を所定時間供給してワー
ク200を加熱後、ジャケット50から冷却液をワーク200の
内面に噴射してワーク200の内面を焼入する。そして、
ワーク200の加熱の開始と同時にジャケット60から冷却
液の噴射を開始し、ワーク200の焼入終了と共に、ジャ
ケット60からの冷却液の噴射を停止する。この後、前記
ワークハンドラによってワーク200をワーク受け治具15
から取り外す。ワーク200の加熱中にも外面に冷却液を
噴射するのは、ワーク200に歪みが発生するのを防止す
るためである。

このような焼入動作を繰り返して同じ種類の全てのワー
ク200の内面を焼入後、トグルクランプ39を操作して固
定台34の装置台90への固定を解除して加熱コイル体100
を装置台90から取り外す。

そして、次の異なった種類のワーク200を焼入するため
に、この異なったワーク200に対応する加熱コイル体100
を装置台90に前記と同様に固定し、加熱コイル40の受電
導体42とカレントトランス70の導体71とを接続さえすれ
ば、ワーク200に対する加熱コイル40の位置について考
慮することなく、前記と同様にしてこの種類の全てのワ
ーク200の内面を焼入することができる。以下、更に異
なった種類のワーク200に対しても同様に焼入してゆく
ことができる。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案の内面焼入装置は、内面の
サイズや形状が異なる複数種類のワークの内面を焼入す
るに際し、加熱コイル体のワーク受け治具と加熱コイル
を交換するのではなく、予め、各種類のワークに対応し
たワーク受け治具と加熱コイルとを備えた加熱コイル体
をワークの種類だけ準備している。そして、ワークの種
類が変わる度に、そのワークに対応する加熱コイル体を
台の所定位置に固定するだけで、その加熱コイル体のワ
ーク受け治具に載置したワークに対する加熱コイルの位
置が適正であるような配慮がなされている。

従って、本考案の内面焼入装置によれば、一つの種類の
ワークを焼入後、次の異なった種類のワークを焼入する
に際し、ワーク受け治具と加熱コイルを取り替え且つ加
熱コイルの位置がワークに対して適切な位置となるよう
にセットするという手間がかかることがない利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本考案の一実施例を説明するための図
面であって、第１図〜第４図はそれぞれ主要部分の縦断
正面図、正面図、側面図および平面図、第５図は第４図
のＡ−Ａ線矢視断面図、第６図はワーク受け治具の断面
図、第７図は全体概略説明図である。 11……歯車、15……ワーク受け治具、20……玉軸受、30
……回転部支持部材、40……加熱コイル、41……加熱導
体、42……受電導体、50、60……ジャケット、70……カ
レントトランス、80……駆動装置、90……装置台、100
……加熱コイル体、101……回転部、102……固定部、20
0……ワーク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内面のサイズや形状が異なる複数種類のワ
   ークの内面焼入装置において、 固定部と回転部を有し且つワークの種類ごとに設けた複
   数の加熱コイル体と、内１個の加熱コイル体を取り付け
   る台と、この台に取り付けた加熱コイル体の回転部を回
   転させる駆動装置と、前記台に取り付けた加熱コイル体
   に高周波電流を供給するカレントトランスを具備し、前
   記回転部は前記駆動装置によって回転駆動される歯車と
   ワークが載置されるワーク受け治具とを有し、前記固定
   部は、前記回転部を支持し前記台の所定位置に着脱自在
   に取り付ける回転部支持部材と、ワーク受け治具に載置
   したワークを加熱する加熱コイルと、ワークの内面およ
   び外面にそれぞれ冷却液を噴射する第１および第２のジ
   ャケットとを備え、前記加熱コイルは、一端にワークの
   内面に接近配設される加熱導体と他端に前記カレントト
   ランスに接離自在に接続する受電導体とを備えたことを
   特徴とする内面焼入装置。