KR20060128610A - 피열처리 물품용 클램프 장치 및 클램프 방법 - Google Patents

Abstract

피열처리 물품의 비열처리 영역이 파형(波形) 형상으로 변형하는 것을 억제해서 열처리 작업을 실행하도록 한다.

길이 방향에 연장하는 융기부(11)가 형성된 가늘고 긴 형상의 피열처리 물품(10)에, 융기부(11)의 일부에 있어서 길이 방향에 연장 설치 획정된 열처리 영역인 담금질 영역과, 융기부(11)의 다른 부분과 플랜지부(13)에 있어서 길이 방향에 연장 설치 획정된 비열처리 영역인 비담금질 영역이 길이 방향과 직교하는 폭방향에 병렬로 설치되어 있다. 플랜지부(13)는, 길이 방향에 배열 설치된 제1 및 제2클램프 수단(22, 23)으로 클램프 고정되며, 1개의 제1클램프 수단(22)은 플랜지부(13)를 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단이고, 복수개의 제2클램프 수단(23)은, 플랜지부(13)를, 가열된 담금질 영역이 볼록측으로 되어서 피열처리 물품(10)이 만곡 변형하는 것을 허용해서 헐겁게 클램프 고정하는 헐거운 클램프 수단이다.

Description

피열처리 물품용 클램프 장치 및 클램프 방법{CLAMP DEVICE AND CLAMP METHOD FOR HEAT-TREATED ARTICLE}

본 발명은, 피열처리 물품을, 가열과, 그 후의 냉각을 실시하는 담금질 등의 열처리 작업에 이바지할 때에 클램프 고정하기 위한 피열처리 물품용 클램프 장치(clamp device) 및 클램프 방법에 관련한 것으로, 예를 들면, 판재(板材)로서 이루어지는 가늘고 긴 형상의 피열처리 물품을 유도(誘導) 가열법 등으로 담금질할 때에 이용할 수 있는 것이다.

4륜 차량의 센터 필러(center pillar)에는, 측면 충돌에 대한 큰 강도를 확보하기 위한 보강 부재가 배열 설치되고, 강판의 프레스 성형품으로서 가늘고 긴 형상으로 되어 있는 이 보강 부재는, 길이 방향과 직교하는 폭방향의 도중에 융기(隆起)한 융기부가 설치된 3차원 형상을 갖고 있는 동시에, 이 융기부에 있어서의 폭방향의 양측(兩側)의 융기 기단부(基端部)로부터 융기부의 폭방향 외측에 연장하는 2개의 플랜지(flange)부를 갖추고 있다. 하기의 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에는, 이러한 센터 필러용 보강 부재를 부분적으로 강화하기 위한 담금질 작업이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 2와 특허 문헌 3에는, 가열 후에 냉각됨으로써 담금질되는 담금질 영역과, 담금질되지 않는 비담금질 영역의 양쪽을 가 늘고 긴 형상으로 되어 있는 센터 필러용 보강 부재의 길이 방향에 연장 설치 획정(劃定)하고, 이것들의 담금질 영역과 비담금질 영역을 길이 방향과 직교하는 폭방향에 병렬로 설치하는 것이 개시되어 있다.

센터 필러용 보강 부재는, 담금질 작업 시(時)에 클램프 장치로써 클램프 고정되지만, 특허 문헌 2에 나타내고 있는 클램프 장치는, 정치(定置) 세트(set) 상태로 된 센터 필러용 보강 부재의 길이 방향의 복수 개소를, 비담금질 영역으로 되어 있는 각각의 플랜지부에 있어서, 끼워 장착 고정하는 것으로 되어 있다.

(특허 문헌 1)

일본국 특개평10-17933(단락 번호 0042, 도 4)

(특허 문헌 2)

일본국 특개2000-256733(요약, 단락 번호 0037∼0040, 0044, 0045, 도 1∼도 3)

(특허 문헌 3)

일본국 특개2003-160062(요약, 도 4, 도 8)

담금질 작업으로 대표되는 열처리 작업은, 피열처리 물품을 고온으로 가열한 후에 냉각함으로써 이루어지기 때문에, 열(熱) 왜곡(歪曲)이 발생하기 쉽고, 특히, 피열처리 물품이 판재로서 이루어질 경우에, 열 왜곡이 한층 발생되기 쉽기 때문에, 이 점에 주의하는 것이 요구된다.

상술한 센터 필러용 보강 부재와 같이, 담금질 영역과 비담금질 영역의 양쪽이 길이 방향에 연장 설치 획정되어 있어서, 이것들의 담금질 영역과 비담금질 영역이 길이 방향과 직교하는 폭방향에 병렬로 설치되어 있는 가늘고 긴 형상의 피열처리 물품에 관련한 담금질 작업을 실행하는 경우에 있어서, 담금질 영역을 가열하면, 열팽창(熱膨脹)하려고 하는 담금질 영역은, 비담금질 영역에 의해 그 열팽창에 관한 구속을 받기 때문에, 담금질 영역에서 압축 항복(降伏)이 생길 경우가 있다. 이 압축 항복이 생기면, 압축 항복에 의한 담금질 영역의 길이 치수의 감소에 근거하여, 냉각에 의한 담금질 후에, 담금질 영역에서는 인장(引張) 응력(應力)이 생기고, 비담금질 영역에서는 압축 응력이 생긴다. 이 비담금질 영역의 압축 응력이, 피열처리 물품 재료에 관련한 상온에서의 탄성 한계를 초월하고 있을 경우에는, 비담금질 영역이 파형(波形) 형상으로 변형해 버리는 문제가 생긴다.

상술한 특허 문헌 2에서 개시되어 있는 클램프 장치와 같이, 피열처리 물품을 위한 클램프 장치가, 피열처리 물품의 길이 방향의 복수 개소를 비담금질 영역에 있어서 끼워 장착 고정하는 것으로 되어 있으면, 담금질 영역의 열팽창에 관한 비담금질 영역에 의한 구속이 강하기 때문에, 담금질 영역에서의 압축 항복이 생기기 쉬운 상태에서 담금질 작업이 실행되게 되고, 이 결과, 비담금질 영역이 파형 형상으로 변형하는 것을 없애는 것은 어렵다.

그리고, 상기 문제점은, 담금질 이외의 템퍼링(tempering), 소둔(燒鈍) 등의 가열·냉각 열처리 작업을 실행하는 경우에도 생긴다.

본 발명은, 본 발명자들이, 가열 시에 있어서의 열처리 영역의 열팽창을 누르지 않는 방책 또는 누름을 완화하는 방책을 강구함으로써 비열처리 영역이 파형 형상으로 변형하는 것을 억제할 수 있다고 하는 지견(智見)을 얻게 된 것이다.

본 발명의 목적은, 피열처리 물품의 비열처리 영역이 파형 형상으로 변형하는 것을 억제해서 열처리 작업을 실행할 수 있도록 하는 피열처리 물품용 클램프 장치 및 그 클램프 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 관련하는 피열처리 물품용 클램프 장치는, 가열 후에 냉각됨으로써 열처리되는 적어도 1개의 열처리 영역과, 열처리되지 않는 적어도 1개의 비열처리 영역의 양쪽이 길이 방향에 연장 설치 획정되어 있어서, 이것들의 열처리 영역과 비열처리 영역이 상기 길이 방향과 직교하는 폭방향에 병렬로 설치되어 있는 가늘고 긴 형상의 피열처리 물품으로서, 정치 세트 상태로 되는 피열처리 물품을, 열처리 작업 시에 상기 비열처리 영역에 있어서 클램프 고정하기 위한 피열처리 물품용 클램프 장치에 있어서, 상기 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단을 갖추고, 이것들의 클램프 수단 중, 상기 길이 방향의 1개의 단부(端部)에 가장 가까운 클램프 수단을 포함해서 적어도 1개의 클램프 수단이, 상기 열처리 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 상기 피열처리 물품이 만곡(彎曲) 변형하는 것을 허용하는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 클램프 장치에 의하면, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단 중, 길이 방향의 1개의 단부에 가장 가까운 클램프 수단을 포함해서 적어도 1개의 클램프 수단이, 열처리 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 피열처리 물품이 만곡 변형하는 것을 허용하는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있기 때문에, 열처리 영역이 가열되었을 때에, 피열처리 물품이, 열팽창하는 열처리 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 만곡 변형하는 것이 허용된다. 이것에 의해, 열처리 영역의 열팽창이 비열처리 영역에 의해 억제되지 않게 되고, 또는 억제가 완화되며, 이것 때문에, 열처리 영역에서의 압축 항복의 발생이 억제되어서, 열처리 작업 후의 피열처리 물품의 비열처리 영역이 파형 형상으로 변형하는 것을 없애거나 또는 저감시킬 수 있다.

이 클램프 장치에 있어서, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단의 전부를 헐거운 클램프 수단으로 해도 좋고, 길이 방향의 1개의 단부에 가장 가까운 1개의 클램프 수단만을 헐거운 클램프 수단으로 해도 좋다.

또한, 이 클램프 장치에 있어서, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단을 제1클램프 수단과 제2클램프 수단으로 하고, 제1클램프 수단의 개수를 피열처리 물품의 길이 방향에 대해서 1개로 하는 동시에, 이

제1클램프 수단을, 비열처리 영역을 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 하고, 제1클램프 수단으로부터 피열처리 물품의 길이 방향에 사이를 띄워서 배열 설치된 제2클램프 수단의 개수를 피열처리 물품의 길이 방향에 대해 적어도 1개로 하고, 이 제2클램프 수단을 헐거운 클램프 수단으로 해도 좋다.

이것에 의하면, 밀착 클램프 수단에 의해서 피열처리 물품을 클램프 장치의 소정의 위치에 고정한 상태에서 열처리 작업을 실행할 수 있게 되고, 또한, 피열처리 물품을, 수평 자세 또는 대략 수평 자세는 물론, 이외의 자세, 예를 들면 연직(鉛直) 자세나 경사 자세로 해도 열처리 작업을 실행할 수 있게 된다.

또한, 피열처리 물품의 정치 세트 상태라는 것은, 피열처리 물품을 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 전부의 클램프 수단에 의해 고정하지 않고 클램프 장치에 수평 자세나 대략 수평 자세로 세트하는 것이라도 좋고, 밀착 클램프 수단으로 되어 있는 제1클램프 수단으로 피열처리 물품을 고정함으로써, 이 피열처리 물품을 클램프 장치에 수평 자세나 대략 수평 자세, 연직 자세, 경사 자세로 세트하는 것이라도 좋다.

복수개의 클램프 수단의 각각에 있어서의 상기 비열처리 영역을 클램프 고정하는 위치는, 피열처리 물품의 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 조정 가능하게 하는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 형상이 다른 각종의 피열처리 물품에 대하여 대응할 수 있게 되고, 클램프 장치는 범용성을 갖게 된다.

또한, 헐거운 클램프 수단에 있어서의 상기 비열처리 영역이 삽입 배치되는 간극(間隙)의 크기를 조정 가능하게 하는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 헐거운 클램프 수단에 있어서의 간극의 크기를, 열처리 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 생기는 피열처리 물품의 만곡 변형의 양(量)에 대하여 적절한 크기로 설정하는 것이 가능하게 되는 동시에, 만곡 변형량이 상이한 각종의 피열처리 물품에 대해서도 대응할 수 있게 된다.

이렇게, 복수개의 클램프 수단의 각각에 있어서의 상기 비열처리 영역을 클램프 고정하는 위치나, 헐거운 클램프 수단에 있어서의 상기 비열처리 영역이 삽입 배치되는 간극의 크기를 조정 가능하게 하는 것은, 임의의 수단으로 실현할 수 있으며, 예를 들면, 스페이서(spacer)로서의 심(shim)을 이용하는 것이나, 볼트 등의 체결 도구를 삽입하는 구멍을 긴 구멍으로 하는 것, 더욱이, 오른 나사(right-hand thread)와 왼나사(left-hand thread)를 이용한 소위 턴버클식(turnbuckle type) 기구, 또한 이송 나사 기구에 의해 실현할 수 있다.

또한, 헐거운 클램프 수단에는, 피열처리 물품의 길이 방향에의 비열처리 영역의 동작을 원활하게 하기 위한 동작 원활 수단을 설치하는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 열처리 영역 쪽이 볼록측으로 되어서 피열처리 물품이 만곡 변형할 때에, 비열처리 영역은 헐거운 클램프 수단에 대하여 피열처리 물품의 길이 방향으로 움직이기 때문에, 이 동작을 동작 원활 수단에 의해 원활화할 수 있고, 열처리 영역의 열팽창이 비열처리 영역에 의해 구속되지 않는 것을 조장(助長)시킬 수 있다.

동작 원활 수단은, 임의의 수단으로 좋으며, 예를 들면, 헐거운 클램프 수단의 구성 부재에 대하여 실행하는 담금질 처리나 도금 처리, 연마 가공이라도 좋고, 혹은, 헐거운 클램프 수단에, 마찰 저항을 경감시킬 수 있는 롤러(roller) 등의 회전 부재나 미끄럼 마찰이 적은 부재를 부착하는 것이라도 좋다.

본 발명에 관련하는 클램프 장치에 의해 열처리 작업 시에 클램프 고정되는 가늘고 긴 형상의 피열처리 물품은, 3차원 형상의 것이라도 좋고, 평면 형상의 것이라도 좋다.

그 피열처리 물품의 일례(一例)는, 판재로서 이루어지는 물품으로서, 길이 방향과 직교하는 폭방향의 도중에, 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 융기하고 또한 길이 방향에 연장하는 융기부가 설치된 3차원 형상을 갖는 동시에, 이 융기부에 있어서의 폭방향의 양측의 융기 기단부로부터 폭방향의 외측에 연장하는 2개의 플랜지부를 갖추고 있으며, 융기부의 적어도 일부가 열처리 영역으로 되어 있는 물품이다.

이 피열처리 물품을 위한 클램프 장치에서는, 비열처리 영역으로 되어 있는 2개의 플랜지부마다에, 전술한 복수개의 클램프 수단이 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치되게 된다.

또한, 이 피열처리 물품의 열처리를 위한 냉각은, 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽으로부터 실행해도 좋으며, 환언하면, 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향이 피열처리 물품의 표리(表裏) 방향일 경우에는, 표리의 한쪽으로부터 실행해도 좋고, 표리의 양쪽으로부터 실행해도 좋다.

이 냉각을 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽으로부터 실행하는 경우에는, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단을, 피열처리 물품을 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 측에 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중을 비열처리 영역에 부여하는 클램프 수단으로 하고, 열처리를 위한 냉각을, 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 다른 쪽 측으로부터 실행하는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 열처리 영역이 가열되고, 이 때문에, 이 열처리 영역에 있어서, 판재로서 이루어지는 피열처리 물품의 두께 전체가 동일 또는 대략 동일한 고온까지 승온된 후, 냉각이 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽으로부터 실행되면, 이 냉각이 실행된 순간의 때에, 냉각측과 그 반대측에서 큰 온도차가 생기고, 냉각측의 냉각에 의해, 비냉각측에 압축 항복이 생기는 일이 있어, 이 압축 항복에 의해 생기는 비냉각측의 길이 치수의 감소 때문에, 열처리 작업 종료 후에 클램프 장치의 클램프를 해제했을 때, 냉각측이 볼록측으로 되는 피열처리 물품의 휨 변형이 생기는 일이 있기 때문이다.

이것에 대하여 상술한 바와 같이, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단에 의해, 피열처리 물품을 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 측에 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중을 비열처리 영역에 부여하고, 냉각을 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 다른 쪽 측으로부터 실행하면, 상기 하중 때문에 피열처리 물품이 상기 휨 변형과는 반대측에 만곡 변형한 상태에서 열처리 작업이 이루어지기 때문에, 상기 휨 변형의 발생을 없애거나 또는 적게 할 수 있다.

이렇게, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단에 의해, 피열처리 물품을 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 측에 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중을 비열처리 영역에 부여하기 위해서는, 밀착 클램프 수단으로 되어 있는 제1클램프 수단으로부터 피열처리 물품의 길이 방향으로 사이를 띄워서 복수개 배열 설치되는 제2클램프 수단을 제어 장치로 제어되는 자동 클램프 수단으로 하고, 이것들 제2클램프 수단의 피열처리 물품을 클램프 고정하는 순번을 제어 장치로 제어하고, 이 클램프의 순번을, 제1클램프 수단에 가까운 순번으로 하는 것이 바람직하다.

이것에 의하면, 피열처리 물품에 상기 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중을 부여하는 것을, 피열처리 물품에 무리한 하중이 걸리는 일이 없이, 원활하게 실행할 수 있게 된다.

또한, 제1클램프 수단도 상기 제어 장치로 제어되는 자동 클램프 수단으로 하고, 이 제1클램프 수단의 피열처리 물품을 클램프 고정하는 순번을 제어 장치로 제어하고, 제1클램프 수단이 피열처리 물품을 클램프 고정하는 순번을, 전부의 제2클램프 수단보다도 앞의 순번으로 함으로써, 피열처리 물품에, 상기한 바와 같이 무리한 하중이 걸리는 일이 없이, 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중을 부여하기 위한 작업을 자동화해서 실행할 수 있게 된다.

이렇게 제1클램프 수단과 제2클램프 수단에 의해 피열처리 물품을 클램프 고정하는 순번을 실현할 수 있게 되는 본 발명에 관련하는 피열처리 물품의 클램프 방법은, 피열처리 물품의 길이 방향에 복수개 배열 설치된 제1클램프 수단과 제2클램프 수단 중, 비열처리 영역을 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 되어 있는 제1클램프 수단에 의해 피열처리 물품을 클램프 고정하는 제1공정과, 열처리 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 피열처리 물품이 만곡 변형하는 것을 허용하는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 복수의 제2클램프 수단에 의해 피열처리 물품을 클램프 고정하는 공정으로서, 이 클램프의 순번이 제1클램프 수단에 가까운 순번으로 되어 있는 제2공정과, 열처리 영역을 가열하는 제3공정과, 제1클램프 수단과 복수의 제2클램프 수단으로부터 부여되는 하중에 의해 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 측에 만곡 볼록 변형하고 있는 피열처리 물품에 대하여, 다른 쪽 측으로부터 냉각을 실행하는 제4공정을 포함하고 있다.

이 클램프 방법은, 전부의 클램프 수단을 제어 장치로 제어하는 것으로도 실시할 수 있고, 혹은, 이것들 클램프 수단의 일부 또는 전부의 클램프 수단을 수작업으로 조작하는 것으로도 실시할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 제1클램프 수단을 피열처리 물품의 길이 방향의 중간부에 배열 설치하고, 제2클램프 수단을, 이 제1클램프 수단의 양측의 각각에 있어서, 피열처리 물품의 길이 방향에 1개 또는 복수개 배열 설치해도 좋다. 이 경우에는, 제2클램프 수단에 의해 피열처리 물품을 클램프 고정하는 클램프의 순번은, 제1클램프 수단의 양측의 각각에 있어서, 제1클램프 수단에 가까운 순번으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단에 의해 비열처리 영역을 클램프 고정하는 복수의 위치 중, 적어도 1개의 위치를 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 조정 가능하게 해 두면, 피열처리 물품을 상술한 바와 같이 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중의 크기가 조정 가능하게 되고, 그 만곡 볼록 변형량을, 전술한 휨 변형을 없애거나 또는 적게 하기 위해서 필요한 양에 정확하게 설정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이 냉각을 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽으로부터 실행하는 경우에는, 냉각이 실행되는 측은 상기 융기부의 내외 중의 한쪽으로 되지만, 이 경우에는, 복수개의 클램프 수단이, 융기부에 있어서의 폭방향의 양측의 융기 기단부를, 이 폭방향에 있어서의 융기부의 내외 중의 상기 한쪽의 측에 압압(押壓) 변위시키기 위한 하중을 피열처리 물품에 부여하는 클램프 수단으로 되어 있는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 냉각측이 냉각됨으로써 비냉각측에 압축 항복이 생기고, 피열처리 물품에 휨 변형이 생긴다고 하는 상기 현상은, 피열처리 물품의 폭방향에 대해서도 발생하는 경우가 있기 때문이다.

이 피열처리 물품의 폭방향에 관한 휨 변형을 허용할 수 없는 크기 또는 교정할 수 없는 크기가 되는 경우에 있어서도, 복수개의 클램프 수단이, 융기부에 있어서의 폭방향의 양측의 융기 기단부를, 이 폭방향에 있어서의 융기부의 내외 중의 냉각이 되는 상기 한쪽의 측에 압압 변위시키기 위한 하중을 피열처리 물품에 부여하는 클램프 수단으로 되어 있으면, 하중을 피열처리 물품에 부여하지 않고 있을 경우에 생기는 피열처리 물품의 폭방향에 관한 휨 변형의 발생을, 환언하면, 융기부의 폭방향의 변형의 발생을 없애거나 또는 적게 할 수 있다.

본 발명에 관련하는 클램프 장치의 헐거운 클램프 수단은, 피열처리 물품의 길이 방향에의 연속성을 갖고 있어서 이 길이 방향에의 길이를 구비하는 것이라도 좋고, 혹은, 피열처리 물품의 길이 방향에 서로 분리한 상태에서 복수개 설치된 것이라도 좋다.

후자에 의하면, 피열처리 물품이, 길이 방향에 연장하는 것에 따라 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 변형하고 있는 형상으로 되어 있어도, 헐거운 클램프 수단을 길이 방향에 복수 점재(點在)시킨 구조로서 클램프 장치를 구성할 수 있기 때문에, 헐거운 클램프 수단의 구성 부재의 제조 작업이나 클램프 장치의 조립 작업을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 관련하는 클램프 장치에 있어서의 복수개의 클램프 수단의 각각은, 임의의 부재에 의해 임의의 구조로 할 수 있다. 그 일례는, 이것들 클램프 수단의 각각을, 상하 방향에 대향 배치된 상(上) 클램프 부재와 하(下) 클램프 부재를 포함해서 구성하는 것이다.

또한, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치되는 복수개의 클램프 수단을, 전술한 바와 같이, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 제1클램프 수단과 제2클램프 수단으로 하고, 제1클램프 수단을, 비열처리 영역을 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 하고, 제2클램프 수단을 헐거운 클램프 수단으로 할 경우에는, 제1클램프 수단을 구성하는 상 클램프 부재와 하 클램프 부재로 피열처리 물품에 있어서의 비열처리 영역의 부분을 끼워 장착 고정하고, 제2클램프 수단을 구성하는 상 클램프 부재와 하 클램프 부재와의 사이의 간극을, 피열처리 물품에 있어서의 비열처리 영역 부분의 두께보다도 크게 하면 좋다.

또한, 제1클램프 수단으로 비열처리 영역의 부분을 끼워 장착 고정하기 위해서는, 이 제1클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재 중의 적어도 한쪽에, 다른 쪽에 대한 요동이나 슬라이드(slide) 등의 이동을 실행하게 되지만, 이 이동은, 수동으로 실행해도 좋고, 실린더 등의 구동 수단에 의해 자동으로 실행해도 좋다. 그리고, 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재와의 사이의 간극을 비열처리 영역 부분의 두께보다도 크게 하기 위해서, 이 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재 중의 적어도 한쪽에, 다른 쪽에 대한 요동이나 슬라이드 등의 이동을 실행하게 하는 것도, 수동으로 실행해도 좋고, 실린더 등의 구동 수단에 의해 자동으로 실행해도 좋다.

또한, 이렇게 제1클램프 수단과 제2클램프 수단에 있어서의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재 중의 적어도 한쪽에, 다른 쪽에 대한 요동이나 슬라이드 등의 이동을 실행시키기 위한 기구는 임의이며, 그 하나가 토글(toggle) 기구이다. 이 토글 기구의 작동도, 수동으로 실행해도 좋고, 실린더 등의 구동 수단에 의해 자동으로 실행해도 좋다.

각각의 클램프 수단 중의 적어도 1개의 클램프 수단을 토글 기구의 구조로 구성하면, 예를 들면, 전술한 바와 같이 피열처리 물품을 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 측에 만곡 볼록 변형시킬 때에, 클램프 수단의 피열처리 물품을 압압하는 클램프 부재를, 피열처리 물품으로부터의 큰 반력(反力)으로 다시 밀쳐지는 일이 없는 위치 규제된 상태까지 클램프 동작시킬 수 있고, 게다가, 이 클램프 동작을, 클램프 수단에 수동 조작 또는 실린더 등의 자동 구동 수단으로 작은 클램프 하중을 입력함으로써 순시(瞬時)에 실행할 수 있다. 또한, 이러한 특징을 갖는 토글 기구를 헐거운 클램프 수단인 제2클램프 수단에 이용하면, 피열처리 물품을 헐겁게 클램프 고정하기 위한 간극을, 피열처리 물품으로부터의 큰 반력에 지는 일 없이, 안정된 크기로 해서 확보할 수 있다.

또한, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재로 피열처리 물품의 비열처리 영역의 부분을 클램프 고정해 열처리 작업을 실행하기 위해서는, 이것들 상 클램프 부재와 하 클램프 부재를, 피열처리 물품을 세트하기 위한 작업 테이블에 배치해도 좋다.

또한, 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단 중의 적어도 1개의 클램프 수단이, 상하 방향에 대향 배치된 상 클램프 부재와 하 클램프 부재를 포함해서 구성되어 있는 경우에는, 이것들 상 클램프 부재와 하 클램프 부재 중의 적어도 한쪽을, 다른 쪽에 대하여 승강(昇降)하는 승강 부재에 배열 설치해도 좋다. 이것에 의하면, 승강 부재에 의해 한쪽이 다른 쪽을 향해서 이동함으로써, 상 클램프 부재와 하 클램프 부재에 의해 피열처리 물품이 클램프 고정되게 되고, 또한, 한쪽이 다른 쪽으로부터 벗어나는 이동을 실행함으로써, 상 클램프 부재와 하 클램프 부재에 의한 피열처리 물품의 클램프가 해제되게 된다.

그리고, 상 클램프 부재와 하 클램프 부재 중, 하 클램프 부재를 승강 부재에 배열 설치한 경우에는, 이 하 클램프 부재에 피열처리 물품을 탑재 세트시켜, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승에 의해, 피열처리 물품을 상 클램프 부재와 하 클램프 부재로 클램프 고정시킬 수 있다.

이렇게, 하 클램프 부재에 피열처리 물품을 탑재 세트시키도록 할 경우에는, 이 탑재 세트는, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승의 도중에 이루어져도 좋고, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승 개시보다도 전에 이루어져도 좋다.

하 클램프 부재에의 피열처리 물품의 탑재 세트를, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승의 도중에 실행하는 경우에는, 예를 들면, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승의 도중의 높이 위치에, 피열처리 물품을 탑재한 주행체(走行體)의 주행을 안내하는 레일(rail)을 배치하고, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승의 도중에 있어서, 피열처리 물품이 주행체로부터 하 클램프 부재에 수도(受渡)되도록 한다.

또한, 하 클램프 부재에의 피열처리 물품의 탑재 세트를, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승 개시보다도 전에 실행할 경우에는, 예를 들면, 승강 부재를, 상 클램프 부재의 바로 아래까지 주행하는 주행체에 배치하고, 상 클램프 부재의 바로 아래에 도달하기 전의 주행체에 있어서, 피열처리 물품을 하 클램프 부재에 탑재 세트하도록 한다.

또한, 이것들의 예와 같이, 하 클램프 부재를, 상 클램프 부재를 향해서 승강하는 승강 부재에 배열 설치할 경우에는, 상 클램프 부재는, 하 클램프 부재를 향해서 승강하지 않는 부동(不動) 부재에 배열 설치할 수 있다. 이 부동 부재에는, 피열처리 물품의 열처리 영역을 가열하기 위한 가열 장치를 부착해도 좋다.

이렇게 부동 부재에 가열 장치를 부착하면, 가열 장치 자체 및 그 가열 장치의 부속 부재인 전기 케이블이나 배관 등이 상하 이동하지 않는 구조로 되기 때문에, 클램프 장치 전체의 구조를 간단화할 수 있다.

본 발명에 있어서, 피열처리 물품의 열처리 영역을 가열하기 위한 가열 장치는, 고주파 전류에 의한 유도 가열 방식의 것이어도 좋고, 가스 화염에 의한 것이어도 좋고, 레이저 광선에 의한 것이어도 좋으며, 임의적이다.

또한, 가열 장치는, 열처리 영역의 전역(全域)을 동시에 일괄해서 가열하는 일괄 가열 방식의 것이어도 좋고, 혹은, 열처리 영역의 일부를 가열하는 가열부를 갖추고, 피열처리 물품에 대하여 이동함으로써 열처리 영역의 전역을 이 가열부가 가열하는 것이어도 좋다.

또한, 본 발명에 관련하는 클램프 장치는, 임의의 용도에 이용되는 물품을 열처리할 때에 사용할 수 있으며, 그 물품의 일례는, 4륜 차량의 센터 필러용 보강 부재이며, 다른 예는, 4륜 차량의 프론트 범퍼(front bumper)나 리어 범퍼(rear bumper)이고, 또한 다른 예는, 도어(door)의 임팩트 빔(impact beam)이다.

또한, 열처리의 대표 예는 담금질이지만, 본 발명에 관련하는 클램프 장치는, 담금질 작업뿐만 아니라, 담금질 후의 템퍼링 작업이나, 소둔 작업 등의 다른 열처리 작업, 그 위에, 형상 교정을 수반하는 이것들의 열처리 작업을 실행하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 관련하는 클램프 장치는, 담금질된 영역을 그대로 템퍼링 영역으로 하기 위한 열처리 작업이나, 1개 또는 복수개의 담금질 영역을 포함하는 포괄 영역을 템퍼링 영역으로 하고, 이 포괄 영역 이외의 영역이 비템퍼링 영역으로 되는 열처리 작업에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 관련하는 클램프 장치는, 프레스 가공되는 블랭크(blank)의 일부에 있는 고도의 변형을 받는 영역에 관한 가공성을 개선하기 위해서, 이 영역을 대상으로 삼은 소둔 등의 연화(軟化) 처리 작업을 실행하는 경우나, 프레스 성형품의 일부의 영역에, 이 영역을 좌굴(挫屈)하기 쉽도록 연화시키는 등의 열처리 작업을 실행하는 경우에도 적용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 피열처리 물품의 비열처리 영역이 파형 형상으로 변형하는 것을 억제해서 열처리 작업을 실행할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태에 관련하는 클램프 장치로 클램프 고정되는 센터 필러용 보강 부재가 사용되어 있는 4륜 차량의 사이드 패널(side panel) 의 일부를 나타내는 확대도.

도 2는, 피열처리 물품인 센터 필러용 보강 부재의 전체를 나타내는 사시도.

도 3은, 센터 필러용 보강 부재를 피열처리 물품으로 해서 클램프 고정하는 클램프 장치의 전체를 나타내는 사시도.

도 4는, 도 3의 클램프 장치의 정면도.

도 5는, 도 4의 S5-S5선 단면도.

도 6은, 도 4의 S6-S6선 단면도.

도 7은, 피열처리 물품의 클램프, 클램프 해제를 자동화해서 실행되는 실시형태의 제1클램프 수단을 나타내는 도 5와 마찬가지의 도면.

도 8은, 피열처리 물품의 클램프, 클램프 해제를 자동화해서 실행되는 실시형태의 제2클램프 수단을 나타내는 도 6과 마찬가지의 도면.

도 9는, 제2클램프 수단이 토글 기구의 구조로 되어 있는 실시형태를 나타내는 도면으로서, 피열처리 물품의 폭방향의 양측에 배치되는 제2클램프 수단 중의 한쪽을 나타내는 도면.

도 10은, 도 9의 실시형태의 제2클램프 수단이 클램프를 해제했을 때를 나타내는 도면.

도 11은, 도 9의 일부 확대도.

도 12는, 헐거운 클램프 수단인 복수개의 제2클램프 수단에 의한 피열처리 물품의 클램프의 순번을, 밀착 클램프 수단인 제1클램프 수단에 가까운 순번으로 하는 실시형태를 나타내는 평면도.

도 13은, 제1클램프 수단과 제2클램프 수단의 상하의 클램프 부재가 승강 부재와 부동 부재로 분리되어 배열 설치되어 있는 실시형태의 클램프 장치를 나타내는 정면도.

도 14는, 도 13의 클램프 장치에 있어서, 승강 부재의 상승 도중을 나타내는 정면도.

도 15는, 도 13의 클램프 장치에 있어서, 승강 부재가 최고 위치에 도달해서 피열처리 물품이 제1클램프 수단과 제2클램프 수단으로 클램프 고정되었을 때를 나타내는 정면도.

도 16은, 도 14의 S16-S16선 단면도.

도 17은, 도 15의 S17-S17선 단면도.

도 18은, 승강 부재의 상승 개시 이전부터, 제1클램프 수단 및 제2클램프 수단의 하 클램프 부재에 피열처리 물품이 탑재 세트되어 있는 실시형태의 클램프 장치를 나타내는 정면도로서, 승강 부재가 상승하기 이전을 나타내는 도면.

도 19는, 도 18의 클램프 장치에 있어서, 승강 부재가 최고 위치에 도달해서 피열처리 물품이 제1클램프 수단과 제2클램프 수단으로 클램프 고정되었을 때를 나타내는 정면도.

도 20은, 제1클램프 수단과 제2클램프 수단의 상하의 클램프 부재가 승강 부재와 부동 부재로 분리되어서 배치되어 있는 경우에 있어서의 다른 실시형태를 나타내는 도면으로서, 승강 부재가 최고 위치에 도달하기 이전의 도면.

도 21은, 도 20의 실시형태에 있어서, 승강 부재가 최고 위치에 도달했을 때 의 도면.

도 22는, 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재에 의한 헐거운 클램프 위치를 턴버클식 조정 수단으로 높이 방향에 조정할 수 있는 실시형태를 나타내는 도면.

도 23은, 피열처리 물품의 폭방향에 대한 휨 변형 발생 억제 수단을 구비한 클램프 장치에 의해 클램프 고정되는 피열처리 물품의 전체를 나타내는 사시도.

도 24는, 도 23의 피열처리 물품을 클램프 고정하는 클램프 장치의 제1클램프 수단을 나타내는 도 5와 마찬가지의 도면.

도 25는, 도 23의 피열처리 물품을 클램프 고정하는 클램프 장치의 제2클램프 수단을 나타내는 도 6과 마찬가지의 도면.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면에 근거해서 설명한다. 본 실시형태에 관련하는 열처리는 담금질로서, 피열처리 물품인 피담금질 물품은, 4륜 차량의 센터 필러용 보강 부재이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 센터 필러용 보강 부재(10)는 차량의 사이드 패널(1)을 구성하는 부재로서, 전방부 도어(2)와 후방부 도어(3)의 사이에 있어서, 측면 충돌에 대한 사이드 패널(1)의 강도를 크게 하기 위해서, 사이드 패널(1)의 루프(roof)부(1A)와 플로어(floor)부(1B)와의 사이에 상하로 가설된다.

또한, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 강판의 프레스 성형품인 이 센터 필러용 보강 부재(10)는 가늘고 긴 형상으로 되어 있으며, 그 길이 방향과 직교하는 폭 방향의 도중에는, 길이 방향과 폭방향에 직교하는 방향에 융기한 융기부(11)가 설치되고, 보강 부재(10)의 길이 방향에 연장되어 있는 이 융기부(11)에 있어서의 폭방향의 양측의 융기 기단부(12)로부터는 2개의 플랜지부(13)가 폭방향 외측에 연장되어 있다. 이것 때문에, 보강 부재(10)의 길이 방향 도중에 있어서의 단면 형상은 모자(hat) 형상이며, 플랜지부(13)와 융기부(11)의 정상면부(11A)와는, 융기부(11)의 측면부(11B)에서 접속되고, 이 측면부(11B)와 플랜지부(13)의 접속부가, 상기 융기 기단부(12)로 되어 있다.

도 2에 있어서 해칭(hatching)의 표시 범위로 나타나고 있는 열처리 영역인 담금질 영역(14)은, 융기부(11)의 정상면부(11A)와 측면부(11B)에 걸터 타서 획정되며, 보강 부재(10)의 길이 방향에 연장되어 있는 이 담금질 영역(14)은, 융기부(11)의 폭방향 양측에 있고, 이것들의 담금질 영역(14)의 각각의 폭방향 양측은, 비열처리 영역인 비담금질 영역(15)으로 되어 있다. 이것 때문에, 3차원의 가늘고 긴 형상으로 되어 있는 보강 부재(10)에는, 그 길이 방향에 연장 설치 획정되어 있는 담금질 영역(14)이 길이 방향과 직교하는 폭방향에 2개 설치되어 있는 동시에, 비담금질 영역(15)은 폭방향에 3개 설치되고, 이것들의 담금질 영역(14)과 비담금질 영역(15)이 폭방향에 번갈아 병렬로 설치되어 있다.

플랜지부(13)는 비담금질 영역(15)의 일부로 되어 있으며, 이 플랜지부(13)에 있어서, 보강 부재(10)는 담금질 작업을 위해서 도 3에 나타낸 클램프 장치(20)로 클램프 고정된다. 이 클램프 장치(20)에 의한 클램프 고정은, 담금질 작업의 대상물인 보강 부재(10)의 길이 방향을 수평 방향 또는 대략 수평 방향으로 해서 이 루어지기 때문에, 이하의 설명에서는, 보강 부재(10)를 피열처리 물품(10)으로 칭하는 동시에, 피열처리 물품(10)이 연장되어 있는 수평 방향을 Ⅹ방향, 이 Ⅹ방향과 직교하는 피열처리 물품(10)의 폭방향을 Y방향, Ⅹ방향과 Y방향에 직교하는 방향을 Z방향이라고 한다.

클램프 장치(20)는, 피열처리 물품(10)이 담금질 작업을 위해 세트되는 작업 테이블(21)에, 제1클램프 수단(22)과 제2클램프 수단(23)을 설치한 것으로 되어 있다. 환언하면, 작업 테이블(21)은, 클램프 장치(20) 첨부의 테이블로 되어 있다. Ⅹ방향에 배열 설치되어 있는 제1클램프 수단(22)과 제2클램프 수단(23)은, 플랜지부(13)를 클램프 고정하는 것으로 되어 있으며, Ⅹ방향에 대해, 제1클램프 수단(22)의 개수는 1개이고, 이 제1클램프 수단(22)으로부터 Ⅹ방향에 사이를 띄워서 배열 설치되어 있는 제2클램프 수단(23)의 개수는 복수개, 본 실시형태에서는 4개이다. 전술한 바와 같이 플랜지부(13)는 Y방향에 2개 있으며, 이것들의 플랜지부(13)마다에, 제1클램프 수단(22) 및 제2클램프 수단(23)은 상기 개수 분량이 설치되어 있기 때문에, 클램프 장치(20)는, 상기 개수의 2배의 제1클램프 수단(22) 및 제2클램프 수단(23)을 구비하고 있다. 피열처리 물품(10)은, 제1클램프 수단(22)과 제2클램프 수단(23)에 의해, 클램프 장치(20)에 수평 자세 또는 대략 수평 자세로 되어서 정치 세트된다.

도 4에는, 클램프 장치(20)의 정면도가 나타나 있고, 도 4의 S5-S5선 단면도인 도 5에는, Ⅹ방향의 한쪽의 단부에 배열 설치되어 있는 제1클램프 수단(22)의 구조가 나타나 있다. 또한, 도 4의 S6-S6선 단면도인 도 6에는, 제1클램프 수단 (22)으로부터 Ⅹ방향의 다른 쪽의 단부의 측에 서로 분리한 상태로 배열 설치되어 있는 4개의 제2클램프 수단(23) 중, 제1클램프 수단(22)으로부터 3번째의 제2클램프 수단(23)의 구조가 나타나 있지만, 전부의 제2클램프 수단(23)의 구조는 동일하다.

도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 제1클램프 수단(22)은, 작업 테이블(21)에 설치 고정된 기초대(24)와, 이 기초대(24)의 상면에 떼어냄이 가능한 체결 도구(26A)로 체결되는 누름 부재(25)로 구성되며, 도 5에서 나타나 있는 바와 같이, 플랜지부(13)는, 기초대(24)에 누름 부재(25)를 체결 도구(26A)로 체결함으로써, 기초대(24)와 누름 부재(25)로 상하에 끼워 장착 고정된다. 이것 때문에, 제1클램프 수단(22)은, 하 클램프 부재와 상 클램프 부재로 되어 있는 기초대(24)와 누름 부재(25)에 의해, 플랜지부(13)를 부동으로 클램프 고정하기 위한 밀착 클램프 수단으로 되어 있다.

각각의 제2클램프 수단(23)은, 도 3 및 도 4에서 나타나 있는 바와 같이, 작업 테이블(21)에 세워 설치된 브래킷(26)에 결합되어 있는 클램프 본체(27)와, 이 클램프 본체(27)에 연결 부재(28)를 통해서 연결된 누름 부재(29)로 구성되어 있다. 도 6에서 나타나 있는 바와 같이, 클램프 본체(27)의 상부에 배치되어 있는 누름 부재(29)는, 연결 부재(28)에 대하여 축(30)을 중심으로 상하에 요동이 자유롭게 되어 있는 동시에, 누름 부재(29)와 연결 부재(28)에 형성되어 있는 구멍을 일치시켜, 이것들의 구멍에 핀(31)을 삽입함으로써, 누름 부재(29)는, 클램프 본체(27)에 대하여 Z방향의 소정의 간극(32)을 두어서 상하에 대향해 배열 설치된다. 이것 때문에, 이 간극(32) 속에의 플랜지부(13)의 배치 세트는, 축(30)을 중심으로 하는 누름 부재(29)의 하향 요동과, 상기 구멍에의 핀(31)의 삽입에 의해 실행된다. 그리고, 간극(32)의 크기는 플랜지부(13)의 두께보다도 크다.

이것 때문에, 제2클램프 수단(23)은, 플랜지부(13)를 Ⅹ방향과 Z방향에 이동 가능하게 클램프 고정하는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있으며, 클램프 본체(27)는 제2클램프 수단(23)의 하 클램프 부재이고, 누름 부재(29)는 제2클램프 수단(23)의 상 클램프 부재로 되어 있다.

또한, 전술한 바와 같이 제1클램프 수단(22) 및 제2클램프 수단(23)으로 플랜지부(13)가 클램프 고정되어서 작업 테이블(21)에 세트되었을 때의 피열처리 물품(10)은, 도 4의 2점 쇄선으로 나타내는 무부하의 자연 상태로 되어 있는 피열처리 물품(10’)과 비교하면, 상하 방향인 Z방향의 위쪽에 만곡 볼록 변형된 상태로 되어 있다. 즉, 피열처리 물품(10)을 융기부(11)의 융기 방향인 피열처리 물품(10)의 표면측에 만곡 볼록 변형시키는 하중이, 제1클램프 수단(22)과 제2클램프 수단(23)에 의해 플랜지부(13)에 부여된 상태로 되어서, 피열처리 물품(10)은 클램프 장치(20)로 클램프 고정되어 있다. 이것 때문에, 도 6에서 나타나 있는 대로, 제2클램프 수단(23)의 배열 설치 위치에서는, 누름 부재(29)가 플랜지부(13)의 상면에 맞닿고, 플랜지부(13)의 하면과 클램프 본체(27)와의 사이에 간극이 생기고 있다.

이 피열처리 물품(10)의 만곡 볼록 변형량을 미세(微細) 조정하기 위해서, 본 실시형태에서는, 제1클램프 수단(22)에 있어서의 플랜지부(13)를 클램프 고정하는 위치와, 제2클램프 수단(23)에 있어서의 플랜지부(13)를 클램프 고정하는 위치 를 조정할 수 있도록 하고 있으며, Z방향에 관한 이 조정은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 작업 테이블(21)과 제1클램프 수단(22)의 기초대(24)와의 사이, 및 작업 테이블(21)과 제2클램프 수단(23)의 브래킷(26)과의 사이에, 스페이서로서의 적절한 두께를 갖는 심(33)을 개입시킴으로써 실행된다.

또한, 피열처리 물품(10)의 클램프 고정 시에 플랜지부(13)와 상하로 대향하는 제2클램프 수단(23)의 도 6에서 나타내는 클램프 본체(27)의 상면(27A)과, 누름 부재(29)의 하면(29A)에는, 담금질에 의한 경화 처리와 연마 가공이 되어 있다. 이것에 의해, 제2클램프 수단(23)은, 플랜지부(13)의 Ⅹ방향에의 동작을 원활하게 하기 위한 동작 원활 수단을 구비하고 있다.

또한, 클램프 본체(27)의 상면(27A)과 누름 부재(29)의 하면(29A)은, 플랜지부(13)와 평행 또는 대략 평행으로 대면하는 면으로 되어 있다.

도 4에서 나타내는 바와 같이, 작업 테이블(21)의 위쪽에는, 클램프 장치(20)로 클램프 고정된 피열처리 물품(10)의 담금질 영역(14)을 가열하기 위한 가열 장치(40)가 승강이 자유롭게 배열 설치되며, 본 실시형태에 있어서의 이 가열 장치(40)는 고주파 전류로 담금질 영역(14)을 유도 가열하는 것이기 때문에, 이 가열 장치(40)에는, 도 5 및 도 6에서 나타내는 바와 같이, 도시하지 않는 전원 장치로부터 공급되는 고주파 전류가 통전되는 유도자(41)가 설치되어 있다. 이것들의 유도자(41)는, 담금질 영역(14)의 전체를 덮어서 가열 장치(40)에 배열 설치되어 있기 때문에, 이 가열 장치(40)는, 담금질 영역(14)의 전역을 동시에 일괄해서 가열할 수 있는 일괄 가열 방식의 유도 가열 장치로 되어 있다.

가열 장치(40)는 승강 수단으로 승강되고, 피열처리 물품(10)이 클램프 장치(20)로 클램프 고정되면, 가열 장치(40)는 하강해서 피열처리 물품(10) 위에 세트된다.

또한, 도 4에서 나타나 있는 바와 같이, 작업 테이블(21)에는, 냉각 장치인 냉각액 유통관(42)이 부착되어 있으며, 피열처리 물품(10)이 클램프 장치(20)로 클램프 고정되어서 작업 테이블(21)에 세트되었을 때, 냉각액 분출구가 형성되어 있는 이것들의 냉각액 유통관(42)이, 도 5 및 도 6에서 나타내는 바와 같이, 하향(下向)으로 개구하고 있는 융기부(11)의 내부에 삽입된 상태로 된다.

피열처리 물품(10)이 클램프 장치(20)로 클램프 고정되어서 작업 테이블(21)에 세트된 후, 가열 장치(40)가 하강하고, 이 가열 장치(40)가 피열처리 물품(10)의 위에 세트된다. 그리고, 가열 장치(40)에의 상기 전원 장치로부터의 고주파 전류의 통전에 의해, 피열처리 물품(10)의 담금질 영역(14)의 전역이 피열처리 물품(10)의 표면측으로부터 일괄해서 또한 동시에 유도 가열되어, 담금질 영역(14)이 소정의 온도까지 가열된 후, 통전이 정지된다. 이어서, 냉각액 유통관(42)의 분출구로부터 냉각액이 분출됨으로써, 피열처리 물품(10)이 이면(裏面)측으로부터 냉각되어, 담금질 영역(14)의 담금질이 이루어진다. 이 후, 클램프 장치(20)에 의한 피열처리 물품(10)의 클램프가 해제되어, 피열처리 물품(10)은 도장 공정 등의 다음의 공정으로 이송된다.

이상에 있어서, 클램프 장치(20)로 클램프 고정된 피열처리 물품(10)의 담금질 영역(14)이 가열 장치(40)로 가열되었을 때, 도 2에서 설명한 바와 같이 상기 융기부(11)의 정상면부(11A)나 측면부(11B)의 일부에 획정되어 있는 담금질 영역(14)은, 측면부(11B)의 다른 부분이나 플랜지부(13)에 설치되어 있는 비담금질 영역(15)에 대하여 열팽창한다. 담금질 영역(14)은 Ⅹ방향에 연장되어 있기 때문에, 이것들의 담금질 영역(14)의 열팽창에 의해 피열처리 물품(10)은, Ⅹ방향에 대해서, 담금질 영역(14)이 설치되어 있는 융기부(11)의 정상면부(11A)의 측이 볼록측으로 되어서 전체가 만곡 변형하려고 한다. 환언하면, 피열처리 물품(10)에는, Ⅹ방향의 중앙부와 Ⅹ방향의 단부와의 Z방향의 높이의 차이가 커지는 만곡 변형이 생기려고 한다.

본 실시형태의 클램프 장치(20)에서는, 전술한 바와 같이, Ⅹ방향의 한쪽의 단부에 배열 설치되어 있는 제1클램프 수단(22)은 플랜지부(13)를 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 되어 있지만, 이 제1클램프 수단(22)으로부터 Ⅹ방향의 다른 쪽의 단부의 측에 배열 설치되어 있는 각각의 제2클램프 수단(23)은, 플랜지부(13)의 두께보다도 Z방향의 큰 간극(32)을 갖는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있기 때문에, 클램프 장치(20)는, 융기부(11)의 정상면부(11A)의 측이 볼록측으로 되어서 피열처리 물품(10)이 만곡 변형하는 것을 허용한다. 이것에 의해, 담금질 영역(14)의 열팽창은 비담금질 영역(15)에 의해 억제되지 않고, 또는 비담금질 영역(15)에 의한 억제는 완화된다.

이것 때문에, 피열처리 물품(10)이 가열되었을 때에, 이 담금질 영역(14)에 압축 항복은 생기지 않고 또는 생기기 어려워져, 압축 항복이 생겼을 때에 발생하는 담금질 영역(14)의 Ⅹ방향에 있어서의 길이 치수의 감소도 생기지 않고 또는 생 기기 어려워진다. 따라서, 클램프 장치(20)에 의한 클램프를 해제한 담금질 작업의 종료 시에 있어서, 압축 항복이 발생한 경우에 담금질 영역(14)에 생기는 인장 응력에 대응하는 응력으로서, 비담금질 영역(15)에 탄성 한계를 초과하는 큰 압축 응력이 생기는 것을 억제할 수 있고, 이것에 의해, 비담금질 영역(15)으로 되어 있는 플랜지부(13)가 파형 형상으로 변형하는 것을 없애거나 또는 저감시킬 수 있다.

또한, 담금질 영역(14)의 가열에 의한 열팽창 때문에 융기부(11)의 정상면부(11A)의 측이 볼록측으로 되어서 피열처리 물품(10)이 만곡 변형했을 때에는, 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 제2클램프 수단(23)에 있어서, 플랜지부(13)는 얼마 안되지만 Ⅹ방향의 한쪽의 측으로 움직인다. 이 동작은, 플랜지부(13)가, 제2클램프 수단(23)을 구성하고 있는 도 6의 클램프 본체(27)의 상면(27A) 또는 누름 부재(29)의 하면(29A)에 접촉하면서 이루어지지만, 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, 클램프 본체(27)의 상면(27A)과 누름 부재(29)의 하면(29A)에 대해서, 담금질에 의한 경화 처리와 연마 가공이 이루어져, 이것에 의해, 제2클램프 수단(23)은, 플랜지부(13)가 원활하게 움직이도록 한 동작 원활 수단을 구비하고 있기 때문에, 플랜지부(13)는 제2클램프 수단(23)에 대하여 원활하게 움직이게 된다.

이것 때문에, 이 점에서도, 비담금질 영역(15)으로 되어 있는 플랜지부(13)는, 담금질 영역(14)의 열팽창을 억제하는 일은 없으며, 이것에 의해, 담금질 영역(14)에서 압축 항복이 생기지 않는 것을 조장(助長)시킬 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 클램프 본체(27)의 상면(27A)과 누름 부재(29)의 하면(29A)은, 플랜지부(13)와 평행 또는 대략 평행하게 대면하는 면으로 되어 있기 때문에, 이것들의 상면(27A)과 하면(29A)은, 면적을 가져서 플랜지부(13)로부터의 Z방향에 있어서의 하중을 받게 되고, 이것에 의해, 제2클램프 수단(23)의 배열 설치 위치에서, 플랜지부(13)에 구덩이 등의 변형이 생기는 것을 억제할 수 있다.

그런데, 본 실시형태에서는, 냉각액 유통관(42)으로부터 냉각액을 분출해서 실행하는 담금질 영역(14)의 급랭(急冷)은, 피열처리 물품(10)에 대하여 아래쪽으로부터 이루어지며, 환언하면, 피열처리 물품(10)의 이면측으로부터 이루어진다. 이것 때문에, Ⅹ방향에 연장 설치 획정되어 있는 담금질 영역(14)에 대해서 고찰하면, 이 담금질 영역(14)에 있어서, 피열처리 물품(10)의 두께 전체가 동일 또는 대략 동일한 온도까지 가열된 후, 냉각액의 분출에 의해 피열처리 물품(10)의 이면측이 냉각되면, 이 냉각이 이루어진 순간의 때에, 피열처리 물품(10)의 두께 내에 있어서, 고온을 유지하고 있는 표면측의 두께 부분과, 상온 부근까지 온도가 하강된 이면측의 두께 부분이 생기게 된다. 이 결과, 표면측의 두께 부분에는, 이면측의 두께 부분의 구속에 의해 Ⅹ방향의 압축 항복이 생기고, 이 압축 항복에 의해 생기는 표면측의 두께 부분에 있어서의 Ⅹ방향의 길이 치수의 감소 때문에, 클램프 장치(20)에 의한 클램프를 해제한 담금질 작업의 종료 시에 있어서, 피열처리 물품(10)에, 이면측이 볼록측으로 되는 휨 변형이 생겨버린다.

그러나 본 실시형태에 관련하는 클램프 장치(20)는, 전술한 바와 같이, 제1클램프 수단(22)과 제2클램프 수단(23)에 있어서, 피열처리 물품(10)을 융기부(11)의 융기 방향에 만곡 볼록 변형시키는 하중을 플랜지부(13)에 부여하고 있으며, 이것에 의해, 피열처리 물품(10)은 표면측이 볼록측으로 된 만곡 변형의 상태에서 클 램프 장치(20)에 의해 클램프 고정되며, 담금질 작업을 위한 가열과 냉각은 이 상태에서 이루어지기 때문에, 상기 휨 변형이 피열처리 물품(10)에 생기는 것을 없애거나 또는 그 발생량을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 제1클램프 수단(22)에 있어서의 플랜지부(13)를 클램프 고정하는 위치와, 제2클램프 수단(23)에 있어서의 플랜지부(13)를 클램프 고정하는 위치는, 도 4에서 나타낸 작업 테이블(21)과 기초대(24)와의 사이 및 작업 테이블(21)과 브래킷(26)과의 사이에 개입하는 심(33)의 두께를 변경함으로써 조정할 수 있기 때문에, 클램프 장치(20)로 클램프 고정되었을 때의 피열처리 물품(10)의 상기 만곡 볼록 변형량을 조정할 수 있고, 이것에 의해, 이 만곡 볼록 변형량을, 피열처리 물품(10)에 생기는 상기 휨 변형을 없애거나 또는 적게하기 위해서 필요한 양에 정확하게 설정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이상의 휨 변형은 Ⅹ방향에 관한 것이었지만, 담금질 영역(14)은, 그 치수는 작지만, Y방향에도 치수를 갖고 있기 때문에, 이상과 마찬가지의 휨 변형은, Y방향에 대해서, 융기부(11)의 개구부의 개구폭을 넓히는 방향에도 생긴다. 그러나 담금질 영역(14)의 Y방향의 치수는 작고, 피열처리 물품(10) 전체의 Y방향의 치수도, Ⅹ방향의 치수에 비교하면 작으며, 따라서, Y방향에 관한 휨 변형은 그것 정도 문제로 안되기 때문에, 또한, 피열처리 물품(10)의 융기부(11)의 측면부(11B)는, 정상면부(11A)에 대하여 Y방향에의 스프링성을 갖고 있는 것으로부터, 피열처리 물품(10)의 Y방향에 관한 휨 변형을, 피열처리 물품(10)과 다른 부재와의 조립 작업 등의 후작업 시에 교정하는 것도 가능하기 때문에, 본 실시형태에 관련하는 클램프 장치(20)에는, Y방향에 관한 휨 변형을 해소 또는 저감시키기 위한 수단을 설치하지 않고 있다.

물론, 클램프 장치에, Y방향에 관한 휨 변형을 해소 또는 저감시키기 위한 수단을 설치할 수도 있고, 이러한 클램프 장치의 실시형태는, 도 23∼도 25에서 설명한다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 제2클램프 수단(23)은, Ⅹ방향에 연속하는 큰 길이를 갖는 것으로는 되어 있지 않고, 제2클램프 수단(23)은, Ⅹ방향의 치수가 짧고, Ⅹ방향에 복수개가 점재(點在) 배치된 것으로 되어 있기 때문에, 제2클램프 수단(23)이 클램프 고정하는 플랜지부(13)가, Ⅹ방향에 연장하는 것에 따라 Z방향으로 변형하는 형상이 되어 있어도, 플랜지부(13)가 배치되는 도 6에서 나타낸 상기 간극(32)을 형성하고 있는 클램프 본체(27)나 누름 부재(29)의 생산 작업을 용이하게 실행할 수 있고, 또한, 클램프 장치(20)의 조립 작업을 용이하게 실행할 수 있다.

도 7 및 도 8은, 플랜지부(13)의 클램프 작업과 클램프 해제 작업을 자동화해서 실행할 수 있도록 한 제1클램프 수단(52) 및 제2클램프 수단(53)을 나타낸다.

도 7의 제1클램프 수단(52)은, 하 클램프 부재로 되어 있는 기초대(54)에 설치한 브래킷(54A)에, 상 클램프 부재로 되어 있는 누름 부재(55)를 축(55A)을 중심으로 상하 요동이 자유롭게 부착하고, 레버(lever)식으로 되어 있는 이 누름 부재(55)에 유압 실린더(56)를 연결한 것이다. 유압 실린더(56)에 의한 요동에 의해 누름 부재(55)는, 기초대(54)와 함께 플랜지부(13)를 끼워 장착 고정하는 클램프와, 클램프 해제를 실행한다.

또한, 도 8의 제2클램프 수단(53)도, 하 클램프 부재로 되어 있는 클램프 본체(57)에 설치한 브래킷(57A)에, 상 클램프 부재로 되어 있는 누름 부재(59)를 축(59A)을 중심으로 상하 요동이 자유롭게 부착하고, 레버식으로 되어 있는 이 누름 부재(59)에 유압 실린더(58)를 연결한 것으로 되어 있으며, 유압 실린더(58)에 의한 요동에 의해 누름 부재(59)는, 클램프 본체(57)와 함께 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정하는 것과, 클램프 해제를 실행한다.

그리고, 누름 부재(59)가 클램프 본체(57)와 함께 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정할 수 있도록 하기 위해서, 누름 부재(59)의 플랜지부(13) 측의 선단부의 하면에, 플랜지부(13)를 삽입할 수 있는 노치(notch)부(60)가 형성되고, 누름 부재(59)의 하면(59B)이 클램프 본체(57)의 상면에 맞닿았을 때에 있어서의 이 노치부(60)의 상하 치수는, 플랜지부(13)의 두께보다도 큰 것으로 되어 있다.

또한, 도 7과 도 8에 있어서, 누름 부재(55, 59)를 요동시키는 실린더는, 공기 실린더(air cylinder)라도 좋다.

도 9는, 클램프 장치(20)의 헐거운 클램프 수단인 제2클램프 수단(73)이 토글 기구의 구조로 되어 있는 실시형태를 나타내고, 도 10은, 이 제2클램프 수단(73)의 클램프 해제 시를 나타낸다. 이것들의 도면은, 피열처리 물품(10)의 Y방향 양측에 배치되는 제2클램프 수단(73)이 Y방향에 대해서 대칭 형상의 구조로 되어 있기 때문에, 한쪽 측의 제2클램프 수단(73)만을 나타내고 있다.

클램프 장치(20)의 작업 테이블(21)에 고정되어 있는 베이스 부재(71)에는 승강 부재(72)가 부착되고, 승강 부재(72)의 상면에 제2클램프 수단(73)의 클램프 본체(77)가 설치되어 있다. 베이스 부재(71)에의 승강 부재(72)의 부착은, 베이스 부재(71)에 상하 방향에 길게 형성되어 있는 긴 구멍(71A)에 볼트인 체결 도구(74)를 삽입하고, 이 체결 도구(74)를 승강 부재(72)의 나사 구멍에 나사로 삽입함으로써 이루어져 있기 때문에, 체결 도구(74)를 풀어서 승강 부재(72)를 승강시킴으로써, 제2클램프 수단(73)의 높이 위치가 조정된다.

제2클램프 수단(73)의 하 클램프 부재로 되어 있는 클램프 본체(77)의 위쪽에는, 제2클램프 수단(73)의 상 클램프 부재로 되어 있는 누름 부재(79)가 배치되고, 이 누름 부재(79)는, 피열처리 물품(10)과는 반대측의 단부의 축(80)으로 클램프 본체(77)에 상하로 요동이 자유롭게 부착되어 있다. 또한, 클램프 본체(77)에는 굴곡 링크 부재(81)의 하단이 축(83)으로 연결되고, 이 굴곡 링크 부재(81)의 상단에는, 클램프 본체(77)에 축(84)으로 요동이 자유롭게 부착되어 있는 실린더(85)의 피스톤 로드(piston rod)(85A)가 축(86)으로 연결되어 있다. 이 실린더(85)는 유압 실린더라도 좋고, 공기 실린더라도 좋다. 누름 부재(79)의 길이 방향의 도중부와, 굴곡 링크 부재(81)의 굴곡부는 연결 링크 부재(87)로 연결되고, 누름 부재(79)와 연결 링크 부재(87)의 접속은 축(88)으로 되고, 굴곡 링크 부재(81)와 연결 링크 부재(87)의 접속은 축(89)으로 되어 있다.

또한, 제2클램프 수단(73)에는, 피열처리 물품(10)의 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정하기 위해서 필요로 되는 누름 부재(79)와 클램프 본체(77)와의 사이의 간극(82)을 확보하는 간극 확보 수단(90)이 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서 의 간극 확보 수단(90)은, 클램프 본체(77)에 하향으로 나사로 삽입된 볼트(91)와, 이 볼트(91)를 클램프 본체(77)에 대하여 잠그기 위한 로크 너트(lock nut)(92)를 구비해서 구성되어 있다. 도 9에서 나타나 있는 바와 같이, 누름 부재(79)의 하면의 받침부(79A)가 볼트(91)의 두부(頭部)(91A)에 맞닿음으로써, 누름 부재(79)와 클램프 본체(77)와의 사이에, 플랜지부(13)의 두께보다도 큰 간극(82)을 이룰 수 있다.

도 10에서 나타내고 있는 바와 같이, 실린더(85)의 피스톤 로드(85A)가 단축 작동했을 때는, 누름 부재(79)는, 굴곡 링크 부재(81)와 연결 링크 부재(87)의 작용 때문에 축(80)을 중심으로 크게 개방 회전 이동한다. 이렇게 누름 부재(79)가 개방 회전 이동했을 때에, 담금질되는 피열처리 물품(10)의 클램프 장치(20)에의 세트 작업이 이루어진다. 또한, 도 9에서 나타내는 바와 같이, 실린더(85)의 피스톤 로드(85A)가 신장(伸張) 작동했을 때에는, 누름 부재(79)는, 클램프 본체(77)와의 사이에 간극(82)을 두어서 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정하는 위치까지 폐쇄 회전 이동하고, 이 간극(82)의 크기는 간극 확보 수단(90)으로 설정되어 있는 크기로 된다. 이렇게 플랜지부(13)가 제2클램프 수단(73)으로 헐겁게 클램프 고정되었을 때에, 피열처리 물품(10)에 관한 담금질 작업이 이루어진다. 그리고, 피스톤 로드(85A)의 단축 작동에 의해 누름 부재(79)가 개방 회전 이동했을 때에, 환언하면, 누름 부재(79)에 의한 클램프가 해제되었을 때에, 담금질된 피열처리 물품(10)은 클램프 장치(20)로부터 꺼내진다.

실린더(85)의 피스톤 로드(85A)의 신장 작동에 의해 누름 부재(79)가 축(80) 을 중심으로 폐쇄 회전 이동했을 때, 굴곡 링크 부재(81)와 연결 링크 부재(87)의 작용에 의해, 피스톤 로드(85A)의 동일한 신장량에 대한 누름 부재(79)의 회전 이동량은, 차차로 작아진다. 굴곡 링크 부재(81)와 연결 링크 부재(87)는, 제2클램프 수단(73)을 구성하고 있는 토글 기구에 있어서, 피스톤 로드(85A)로부터의 하중을 누름 부재(79)에 차차로 크게 해서 전달하기 위한 부재로 되어 있기 때문에, 누름 부재(79)가 플랜지부(13)의 상면을 하향으로 압압했을 때에는, 이 누름 부재(79)가 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정하기 위한 클램프 힘은, 크게 되어 있다.

따라서, 도 9 및 도 10에서는 나타나지 않고 있는 밀착 클램프 수단인 제1클램프 수단과, 제2클램프 수단(73)으로, 전술한 바와 같이, 피열처리 물품(10)을 클램프 장치(20)에 정치 세트할 때, 피열처리 물품(10)을 위쪽에 만곡 볼록 변형시키기 위한 큰 하중을 제2클램프 수단(73)에 생기게 할 수 있다. 또한, 제1클램프 수단도 제2클램프 수단(73)과 마찬가지의 토글 기구의 구조로 구성함으로써, 이 제1클램프 수단에도, 피열처리 물품(10)을 위쪽에 만곡 볼록 변형시키기 위한 큰 하중을 생기게 할 수 있다.

도 11은, 누름 부재(79)가 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정하고 있을 때에 있어서의 제2클램프 수단(73)의 일부 확대도이다. 플랜지부(13)가 누름 부재(79)로부터의 하중이 헐겁게 클램프 고정되었을 때에는, 플랜지부(13)로부터의 반력으로서, 누름 부재(79)에는, 축(80)을 중심으로 누름 부재(79)를 상향으로 회전 이동시키려고 하는 상향력(上向力) F가 작용한다. 이 상향력 F는, 누름 부재(79)와 연결 링크 부재(87)의 연결부인 축(88)에 있어서, 연결 링크 부재(87)를 축(89)을 중심으로 회전 이동시키기 위한 힘으로 되지만, 누름 부재(79)가 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정했을 때에 있어서의 연결 링크 부재(87)의 방향은, 연결 링크 부재(87)의 상단의 축(89)의 위치가, 축(88)에 작용하는 상향력 F를 기준으로 해서 피열처리 물품(10) 측의 위치로 되어 있는 방향이기 때문에, 연결 링크 부재(87)가 상향력 F로 축(89)을 중심으로 피열처리 물품(10) 측에 회전 이동하는 일은 없다.

이것 때문에, 누름 부재(79)가 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정한 후에는, 누름 부재(79)가 플랜지부(13)로부터의 반력에 의해 축(80)을 중심으로 개방 회전 이동하는 일은 없고, 따라서, 만일 실린더(85)의 피스톤 로드(85A)를 신장 작동시키고 있는 압력 유체의 압력을 해제해도, 누름 부재(79)에 의한 플랜지부(13)의 헐거운 클램프 상태를 유지할 수 있다. 또한, 제2클램프 수단(73)을 실린더를 이용하지 않는 수동식으로 했을 경우에는, 축(80)을 중심으로 수동으로 회전 이동 조작되는 레버로 되는 누름 부재(79)에, 누름 부재(79)가 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정한 후에는, 수동 조작력을 계속해서 가할 필요가 없다.

또한, 이 실시형태의 제2클램프 수단(73)은, 누름 부재(79)가 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정했을 때에 있어서의 누름 부재(79)와 클램프 본체(77)와의 사이의 간극(82)을 확보하기 위한 도 9 및 도 10에서 나타낸 간극 확보 수단(90)을 구비하고 있으며, 이 수단(90)은, 볼트(91)와 로크 너트(92)를 구비해서 구성된 것으로 되어 있기 때문에, 로크 너트(92)를 풀어서 볼트(91)를 회전시킴으로써, 플랜지부(13)가 삽입 배치되는 간극(82)의 크기를 조정할 수 있다. 이것 때문에, 이 간극(82)의 크기를, 피열처리 물품(10)의 담금질 영역(14)을 상기 가열 장치로 가열 했을 때에 생기는 피열처리 물품(10)의 전술한 만곡 변형량과 대응하는 적절한 크기로 조정할 수 있다.

또한, 제2클램프 수단(73)은, 긴 구멍(71A)으로 높이 위치가 변경 가능한 승강 부재(72)에 부착되어 있기 때문에, 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정하기 위한 제2클램프 수단(73)의 클램프 위치를 Z방향에 조정할 수 있다. 이것 때문에, 예를 들면, 플랜지부(13)를 밀착해서 클램프 고정하기 위한 도시하지 않는 제1클램프 수단에 있어서의 클램프 위치를, 긴 구멍(71A)과 마찬가지의 수단 또는 다른 수단에 의해 Z방향에 조정 가능하게 함으로써, Z방향의 위치가 Ⅹ방향에 변화되는 각종 형상의 피열처리 물품에 관한 담금질 작업을, 동일한 클램프 장치(20)를 이용해서 실행할 수 있게 되고, 또한, 피열처리 물품(10)을 제1클램프 수단과 제2클램프 수단(73)으로 클램프 고정했을 때에 있어서, 피열처리 물품(10)의 상기 휨 변형을 없애거나 또는 적게 하기 위해서 필요로 되는 피열처리 물품(10)의 상기 만곡 볼록 변형량의 크기를 조정할 수도 있다.

또한, 제1클램프 수단과 제2클램프 수단(73)에 있어서의 플랜지부(13)를 클램프 고정하기 위한 클램프 위치를 Z방향에 조정 가능하게 하는 것은, 상기 긴 구멍(71A)에 의한 방식을 채용하지 않고, 작업 테이블(21) 위에, 클램프 본체(77)가 상면에 설치된 베이스 부재를 부착 및 떼어내기 가능하게 배치하고, 이것들의 베이스 부재와 작업 테이블(21)과의 사이에 두께가 다른 심(shim) 등에 의한 스페이서를 개재시키는 것에 의해서도 달성할 수 있다. 이 방식에 의하면, 수평 방향에 대한 평행도를 확보하면서 각각의 클램프 수단의 높이 위치를 변경할 수 있다.

도 12는, 밀착 클램프 수단인 제1클램프 수단(222)과, 헐거운 클램프 수단인 복수의 제2클램프 수단(223)에 의해 피열처리 물품(10)을 클램프 고정할 때에 있어서의 클램프의 순번에 관한 실시형태를 나타낸다.

이 실시형태의 클램프 장치(220)도, 지금까지 설명한 실시형태와 동일하게, 작업 테이블(221)에 각각의 클램프 수단(222, 223)이 설치된 것으로 되어 있다. 또한, 각각의 클램프 수단(222, 223)은, 피열처리 물품(10)의 비담금질 영역으로 되어 있는 플랜지부(13)를 상 클램프 부재와 하 클램프 부재로 클램프 고정하는 클램프부(222A, 223A)와, 부동 부재로 되어 있는 하 클램프 부재에 대하여 상 클램프 부재를 개폐시키는 구동부(222B, 223B)로서 이루어지고, 구동부(222B, 223B)는, 공기 실린더에 의해 형성되어 있다. 구동부(222B, 223B)에의 공기의 공급 배기에 의해 공기 실린더의 피스톤 로드가 왕복 이동 하고, 이것에 의해, 레버식으로 되어 있는 상 클램프 부재가 피열처리 물품(10)을 클램프 고정, 또는 클램프 해제하기 위한 회전 이동을 실행한다. 이것 때문에, 이 실시형태의 클램프 수단(222, 223)은 자동 클램프 수단으로 되어 있다.

각각의 클램프 수단(222, 223)은, 제어 장치(240)에 1쌍의 공기 급배관(241, 242)으로 접속되어 있으며, 이 제어 장치(240)는, 전자식 전환 밸브부(240A)와, 릴레이 또는 타이머 등으로 형성되어, 전환 밸브부(240A)의 작동을 제어하는 제어부(240B)를 구비하고 있으며, 1쌍의 공기 급배관(241, 242)으로 클램프 수단(222, 223)과 접속되어 있는 전환 밸브부(240A)에는, 공기 압축기(243)로부터 압축 공기가 공급되고 있다. 전환 밸브부(240A)는, 상기 공기 실린더의 피스톤 로드에 왕복 이동을 실행시키기 위해서, 공기 급배관(241, 242) 중의 한쪽에 의한 공기 실린더의 압축 공기의 공급과, 다른 쪽에 의한 공기 실린더로부터의 압축 공기의 배출과의 전환을 실행하고, 이 전환은 각각의 클램프 수단(222, 223)마다 실행된다. 또한, 클램프부(222A, 223A)의 상 클램프 부재를 하 클램프 부재에 대하여 폐쇄 회전 이동시키는 전환 밸브부(240A)의 전환은, 환언하면, 클램프부(222A, 223A)에 피열처리 물품(10)을 클램프 고정시키는 전환 밸브부(240A)의 작동은, 제어부(240B)의 타이머로 설정된 순번에 따르고, 제1클램프 수단(222)과 제2클램프 수단(223)과의 사이, 및 Ⅹ방향에 복수개 배열 설치되어 있는 제2클램프 수단(223)끼리의 사이에 있어서, 시간차를 가지고 실행된다.

이것을 구체적으로 설명하면, 각각의 클램프 수단(222, 223)의 부동 부재로 되어 있는 하 클램프 부재 위에 피열처리 물품(10)이 탑재된 후, 조작 장치(244)로부터 작업 개시 신호를 제어 장치(240)의 제어부(240B)에 입력하면, 전환 밸브부(240A)는, 제어부(240B)의 타이머로부터의 신호에 따라, 최초에 제1클램프 수단(222)에 피열처리 물품(10)을 클램프 고정시키고, 이어서, Ⅹ방향에 복수개 배열 설치되어 있는 제2클램프 수단(223) 중, 제1클램프 수단(222)에 가장 가까운 제2클램프 수단(223)에 피열처리 물품(10)을 클램프 고정시키고, 이 후, 제1클램프 수단(222)에 2번째로 가까운 제2클램프 수단(223)에 피열처리 물품(10)을 클램프 고정시키고, 이렇게 하여, 복수개의 제2클램프 수단(223)에 의한 피열처리 물품(10)의 클램프는, 제1클램프 수단(222)에 가까운 순번에 따라서 실행된다.

전부의 클램프 수단(222, 223)에 의해 피열처리 물품(10)이 클램프 고정되었 을 때에는, 피열처리 물품(10)은, 전술한 실시형태와 동일하게, 이것들의 클램프 수단(222, 223)으로부터, 융기부(11)의 융기 방향인 위쪽에 피열처리 물품(10)이 만곡 볼록 변형하는 하중을 받고 있다. 또한, 전부의 클램프 수단(222, 223)으로 피열처리 물품(10)이 클램프 고정된 후, 도 12에서는 도시되어 있지 않는 고주파 전류 유도 가열식의 가열 장치에 의해, 피열처리 물품(10)의 담금질 영역이 피열처리 물품(10)의 표면측으로부터 가열되고, 이어서, 이 담금질 영역이, 냉각액 유통관으로부터 분출하는 냉각액에 의해 피열처리 물품(10)의 이면측으로부터 급랭된다.

이 후, 제어 장치(240)의 제어부(240B)의 타이머로 설정되어 있는 소정의 시간이 경과하면, 환언하면, 상기 조작 장치(244)로부터 작업 개시 신호가 제어부(240B)에 입력되고 나서 소정의 시간이 경과한 후, 전환 밸브부(240A)는, 제어부(240B)로부터의 신호에 의해, 전부의 클램프 수단(222, 223)에 피열처리 물품(10)의 클램프를 해제시키는 작동을 실행하고, 이것에 의해, 피열처리 물품(10)은 클램프 해제된다.

이 실시형태에 의하면, 밀착 클램프 수단인 제1클램프 수단(222)이 피열처리 물품(10)을 클램프 고정한 후, 피열처리 물품(10)의 길이 방향인 Ⅹ방향에 복수 배열 설치되어 있는 제2클램프 수단(223)은, 제1클램프 수단(222)에 가까운 순번에 따라서 피열처리 물품(10)을 순차적으로 클램프 고정하기 때문에, 각각의 클램프 수단(222, 223)으로부터 피열처리 물품(10)에, 융기부(11)의 융기 방향에 피열처리 물품(10)을 만곡 볼록 변형시키는 하중을 부여하기 위한 작업을, 피열처리 물품 (10)에 무리한 하중이 걸리지 않고 원활하게 실행할 수 있게 된다.

또한, 이 실시형태에서는, 제1클램프 수단(222)도 제어 장치(240)로 제어되고 있었지만, 제1클램프 수단(222)을 수동식 클램프 수단으로 하고, 피열처리 물품(10)을 클램프 고정하는 순번이 제어 장치로 제어되는 클램프 수단을, 제2클램프 수단만으로 해도 좋다. 그러나, 제1클램프 수단도 제어 장치로 제어되도록 하면, 피열처리 물품(10)에, 상기한 바와 같이 무리한 하중이 걸리지 않고 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중을 부여하는 작업을 자동화해서 실행할 수 있게 된다.

도 13∼도 17은, 제1클램프 수단 및 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재가, 각각 별도의 부재에 배치되어, 상 클램프 부재에 대한 하 클램프 부재의 승강에 의해, 피열처리 물품(10)의 클램프 고정, 클램프 해제가 자동적으로 이루어지도록 되어 있는 클램프 장치(100)의 실시형태를 나타낸다.

도 13에서 나타내는 바와 같이, 이 실시형태에 관련하는 클램프 장치(100)는, 기둥이나 수평 대들보 등의 조합으로 형성된 프레임 본체(101)와, 이 프레임 본체(101)에 상향으로 설치된 유압 실린더(102)에 부착되어 있는 승강 부재(103)와, 승강 부재(103)의 바로 위에 있어서 프레임 본체(101)에 결합된 부동 부재(104)를 구비하고 있다. 제1클램프 수단(112)의 각각 블록 형상으로 형성되어 있는 상 클램프 부재(114)와 하 클램프 부재(115)는, 이것들의 부동 부재(104)와 승강 부재(103)로 분리해서 배열 설치되고, 제2클램프 수단(113)의 각각 판 형상으로 형성되어 있는 상 클램프 부재(116)와 하 클램프 부재(117)도, 부동 부재(104)와 승강 부재(103)로 분리해서 배열 설치되어 있다. 피열처리 물품(10)은, 레일(118)에 안내되어서 주행하는 주행체(119)에 설치된 받침부(119A, 119B)에 탑재되어, 주행체(119)가, 지주(支柱)(118A)로 높은 위치에 설치되어 있는 레일(118)에 안내되어서 승강 부재(103) 및 부동 부재(104)의 배치 위치까지 주행해서 정지하면, 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 승강 부재(103)는 유압 실린더(102)로 상승을 시작한다.

도 16은, 도 14의 S16-S16선 단면도를 나타내고 있다. 이 도 16에서 나타나 있는 바와 같이, 제2클램프 수단(113)의 하 클램프 부재(117)의 상부에는, 하향으로 연장하는 것에 따라 Y방향 내측에 연장하는 안내부(117A)가 형성되고, 이 안내부(117A)의 하부가 오목부(117B)로 되어 있다. 이것 때문에, 상술한 바와 같이 승강 부재(103)에 의해 하 클램프 부재(117)가 상승하면, 주행체(119)의 받침부(119A, 119B)에 탑재되어 있던 피열처리 물품(10)의 플랜지부(13)는, 안내부(117A)의 안내 작용에 의해, Y방향에 병렬로 설치되어 있는 2개의 하 클램프 부재(117)에 대하여 Y방향에 위치 결정되면서, 오목부(117B)에 떨어져 들어가게 된다.

이것에 의해, 피열처리 물품(10)은, 제1클램프 수단(112)과 제2클램프 수단(113)의 각각의 하 클램프 부재(115, 117)에 탑재 세트되고, 주행체(119)의 받침부(119A, 119B)로부터 수도(受渡)되는 이 피열처리 물품(10)의 하 클램프 부재(115, 117)에의 탑재 세트는, 승강 부재(103)에 의한 하 클램프 부재(115, 117)의 상승 도중에 이루어진다.

또한, 피열처리 물품(10)이 하 클램프 부재(115, 117)에 탑재 세트되었을 때, 승강 부재(103)에 부착되어 있는 도 13에서 나타내는 냉각 장치의 냉각액 유통관 (120)은, 도 14에서 나타나 있는 바와 같이, 피열처리 물품(10)의 이면측에서 융기부(11)의 내부로 침입한다. 또한, 승강 부재(103)에는, 도 13에서 나타내는 바와 같이, 앞이 가는 형상의 위치 결정 핀(121)이 지주(122)를 통해서 상향으로 부착되어 있기 때문에, 도 2 및 도 3에서 나타나 있는 바와 같이, 피열처리 물품(10)에 이 물품(10)의 기능상 필요를 위해서 형성되어 있는 구멍(10A)에 위치 결정 핀(121)이 삽입되고, 이것에 의해, 피열처리 물품(10)은 Ⅹ방향에 위치가 결정된다.

이 후, 더욱 승강 부재(103)가 상승하면, 승강 부재(103)가 최고 위치에 도달했을 때를 나타내고 있는 도 15의 S17-S17선 단면도인 도 17에 나타낸 바와 같이, 제2클램프 수단(113)의 상 클램프 부재(116)의 하부에 형성되어 있는 경사부(116A)가 하 클램프 부재(117)의 안내부(117A)에 걸리고, 이것에 의해, 이것들의 상하의 클램프 부재(116, 117)의 Y방향의 위치 결정이 이루어지는 동시에, 도 15에서 나타내는 바와 같이, 플랜지부(13)는 제1클램프 수단(112)의 상하의 클램프 부재(114, 115)로 끼워 장착 고정되며, 또한, 플랜지부(13)는, 도 17에서 나타내는 바와 같이, 제2클램프 수단(113)의 상하의 클램프 부재(116, 117)에 의해 헐겁게 클램프 고정된다. 이 헐거운 클램프는, 상 클램프 부재(116)의 경사부(116A)의 하부에 돌출 설치되어 있는 돌출부(116B)가 하 클램프 부재(117)의 오목부(117B)에 삽입되었을 때, 돌출부(116B)의 선단면과 오목부(117B)의 저면(底面)과의 사이에, 플랜지부(13)의 두께보다도 큰 간극(123)이 생김으로써 이루어진다.

또한, 이렇게 플랜지부(13)가 제1클램프 수단(112)과 제2클램프 수단(113)으로 클램프 고정되었을 때, 도 3∼도 6의 실시형태의 클램프 장치(20)와 동일하게, 이것들의 클램프 수단(112, 113)에 의해, 피열처리 물품(10)을 융기부(11)의 융기 방향에 만곡 볼록 변형시키는 하중이 플랜지부(13)에 부여되어 있다.

이 실시형태에 있어서, 피열처리 물품(10)을 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중의 조정은, 승강 부재(103)와, 제1클램프 수단(112) 및 제2클램프 수단(113)의 하 클램프 부재(115, 117)와의 사이나, 부동 부재(104)와, 제1클램프 수단(112) 및 제2클램프 수단(113)의 상 클램프 부재(114, 116)와의 사이에, 두께가 상이한 심을 개입시킴으로써 실행된다.

상술한 바와 같이 제1클램프 수단(112)과 제2클램프 수단(113)으로 피열처리 물품(10)이 클램프 고정되었을 때에는, 부동 부재(104)에 부착되어 있는 가열 장치(124)가 피열처리 물품(10) 위에 세트된 상태로 되어 있으며, 이 가열 장치(124)의 고주파 전류에 의한 유도 가열에 의해 피열처리 물품(10)의 담금질 영역(14)이 가열되고, 또한, 피열처리 물품(10)은 냉각액 유통관(120)으로부터 분출하는 냉각액으로 냉각된다.

이렇게 하여 담금질 영역(14)의 담금질 작업이 종료된 후, 유압 실린더(102)에 의해 승강 부재(103)는 하강하고, 이 하강의 도중에 있어서 피열처리 물품(10)은 주행체(119)의 받침부(119A, 119B)에 수도된다. 이어서, 피열처리 물품(10)은, 주행체(119)의 주행에 의해 도장 공정 등의 다음의 공정으로 이송된다.

이 실시형태의 클램프 장치(100)에 의하면, 피열처리 물품(10)을 제1클램프 수단(112)과 제2클램프 수단(113)으로 클램프 고정하는 위치까지 반입하는 작업과, 담금질 작업이 종료된 피열처리 물품(10)을 다음 공정에 반출하는 작업을, 주행체 (119)의 주행에 의해 자동 작업으로 해서 실행할 수 있게 되어, 작업성이 향상된다.

또한, 이 실시형태의 클램프 장치(100)에 의하면, 가열 장치(124)는, 승강하지 않는 부동 부재(104)에 부착되어 있기 때문에, 대형의 가열 장치(124) 자체 및 이 가열 장치(124)와 전원 장치를 연결시키는 전기 케이블 등을 승강되지 않는 구성으로 할 수 있고, 이것 때문에, 클램프 장치(100) 전체의 구조를 간단화할 수 있다.

도 18 및 도 19의 실시형태에 관련하는 클램프 장치(130)는, 도 13∼도 17의 실시형태의 클램프 장치(100)와 비교하면, 이 클램프 장치(100)에 있어서의 레일(118)과 주행체(119)가 생략되고, 이것에 대신하여, 프레임 형상 본체(131)의 바닥부에 부설된 레일(132)에 안내되어서 주행하는 주행체(133)가 채용되고, 이 주행체(133)에, 승강 부재(103)를 승강시키기 위한 유압 실린더(102)가 설치되어 있다. 이것 이외의 구조는 클램프 장치(100)와 동일하다.

이 실시형태에 관련하는 클램프 장치(130)에서는, 주행체(133)가 프레임 형상 본체(131)의 외부에 도달하고 있을 때에, 피열처리 물품(10)은 제1클램프 수단(112) 및 제2클램프 수단(113)의 하 클램프 부재(115, 117)에 탑재 세트되어, 도 18에 나타내는 바와 같이, 주행체(133)의 주행에 의해 승강 부재(103)가 부동 부재(104)의 바로 아래에 도달한 후, 도 19에 나타나 있는 바와 같이, 승강 부재(103)가 유압 실린더(102)에 의해 최고 위치까지 상승한다. 이것에 의해, 피열처리 물품(10)의 플랜지부(13)가, 제1클램프 수단(112)과 제2클램프 수단(113)으로 클램프 고정된다.

이렇게, 이 실시형태에서는, 하 클램프 부재(115, 117)에의 피열처리 물품(10)의 탑재 세트는, 유압 실린더(102)로 승강 부재(103) 및 하 클램프 부재(115, 117)가 상승을 시작하는 것보다도 이전에 이루어진다. 이것 때문에, 이 실시형태에 의하면, 도 13∼도 17의 실시형태와 상이하고, 승강 부재(103)의 상승 도중의 높이 위치에 있어서, 피열처리 물품(10)을 탑재하기 위한 받침부(119A, 119B)를 구비한 주행체(119)를 대기시켜 둔다고 하는 복잡한 구조는 불필요하게 되어, 클램프 장치(130) 전체의 구조를 간단화할 수 있다.

도 20 및 도 21은, 도 13∼도 17의 실시형태와 도 18 및 도 19의 실시형태와 같이, 제1클램프 수단 및 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재가, 부동 부재와 승강 부재로 분리해서 배열 설치되어 있는 경우에 있어서의 다른 실시형태를 나타낸다.

도 20에서 나타나 있는 바와 같이, 하 클램프 부재(137)에 설치한 브래킷(137A)에, 누름 부재(138)가 축(138A)을 중심으로 상하 요동이 자유롭게 부착되고, 누름 부재(138)에 유압 실린더(139)가 연결되어 있다. 이것 때문에, 도시(圖示) 이외의 승강 부재에 배열 설치되어 있는 하 클램프 부재(137)에 피열처리 물품(10)이 탑재 세트되는 것은, 도 20에서 나타나 있는 바와 같이, 피열처리 물품(10)의 플랜지부(13)가, 하 클램프 부재(137)와 누름 부재(138)로 끼워 장착 고정됨으로써 이루어진다.

도 21에서 나타나 있는 상 클램프 부재(136)는, 누름 부재(138)에 대하여 Ⅹ 방향에 어긋나서 도시 이외의 부동 부재에 배열 설치되어 있으며, 상기 승강 부재가 최고 위치까지 상승하면, 이 도 21에서 나타내는 바와 같이, 상 클램프 부재(136)의 하면이 플랜지부(13)에 맞닿고, 이 후, 누름 부재(138)는 유압 실린더(139)에 의해 축(138A)을 중심으로 상향으로 요동하여, 플랜지부(13)의 끼워 장착 고정된 것을 해제한다. 이것에 의해, 플랜지부(13)는 상 클램프 부재(136)와 하 클램프 부재(137)로 클램프 고정된다.

도 20 및 도 21에서 나타나 있는 상하의 클램프 부재(136, 137)는, 플랜지부(13)를 헐겁게 클램프 고정하는 제2클램프 수단의 것이기 때문에, 플랜지부(13)의 클램프 고정 시에 있어서, 상 클램프 부재(136)의 하면과 하 클램프 부재(137)의 상면과의 사이에는, 플랜지부(13)의 두께보다도 큰 간극(140)이 생기고 있다.

이 실시형태에 의하면, 피열처리 물품(10)을 상 클램프 부재(136)와 하 클램프 부재(137)로 클램프 고정할 때까지의 사이는, 누름 부재(138)로 플랜지부(13)를 하 클램프 부재(137)에 확실하게 눌러 둘 수 있다.

또한, 도 20에서 나타내는 바와 같이, 유압 실린더(139)로 요동하는 누름 부재(138)를 하 클램프 부재(137)에 설치하는 것은, 제1클램프 수단에 대해서도 실행할 수 있고, 또한, 제1클램프 수단과 제2클램프 수단 중의 어느 한쪽만에 대해서도 실행할 수 있다.

도 22는, 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재가 부동 부재와 승강 부재로 분리해서 배열 설치되어 있는 경우에 있어서, 이것들 상 클램프 부재와 하 클램프 부재에 의한 헐거운 클램프 위치 를 턴버클식 조정 수단으로 Z방향에 조정할 수 있는 실시형태를 나타낸다.

상 클램프 부재(146)는, 긴 너트(148)로 연결된 오른 나사 축(149)과 왼나사 축(150)으로 구성되고, 하 클램프 부재(147)도, 긴 너트(151)로 연결된 오른 나사 축(152)과 왼나사 축(153)으로 구성되어 있다. 하 클램프 부재(147)는 도시 이외의 승강 부재에 부착되며, 이 하 클램프 부재(147)의 왼나사 축(153)의 상단에 형성되어 있는 받침부(153A)에 피열처리 물품(10)의 플랜지부(13)가 탑재 세트된다. 승강 부재에 의해 하 클램프 부재(147)가, 도시 이외의 부동 부재에 부착되어 있는 상 클램프 부재(146)를 향해서 최고 위치까지 상승하면, 도 22에서 나타나 있는 바와 같이, 플랜지부(13)가, 받침부(153A)와, 상 클램프 부재(146)의 오른 나사 축(149)의 하단에 형성되어 있는 누름부(149A)로 헐겁게 클램프 고정된다.

상 클램프 부재(146)의 긴 너트(148) 및 하 클램프 부재(147)의 긴 너트(151)를, 오른 나사 축(149, 152) 및 왼나사 축(150, 153)의 회전을 정지시키면서 회전시킴으로써, 상 클램프 부재(146)와 하 클램프 부재(147)의 상하 길이가 변경되고, 이 결과, 받침부(153A)와 누름부(149A)의 높이 위치가 변경되어, 플랜지부(13)가 헐겁게 클램프 고정되는 Z방향의 위치가 조정된다. 이것 때문에, 플랜지부(13)가 제1클램프 수단과 제2클램프 수단으로 클램프 고정되었을 때에 있어서, 융기부(11)의 융기 방향에의 피열처리 물품(10)의 만곡 볼록 변형량을 조정할 수 있게 된다.

또한, 이러한 턴버클식의 조정 수단은, 승강 부재에 의한 하 클램프 부재(147)의 최고 위치를 변경 가능하게 함으로써, 상 클램프 부재(146)와 하 클램프 부재(147) 중의 한쪽에만 채용해도 좋다.

그리고, 제1클램프 수단과 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재의 길이 조정을 위해서도, 상술한 바와 같은 턴버클 기구를 채용할 수 있다. 이것에 의하면, 각각의 클램프 수단에 있어서의 피열처리 물품의 비담금질 영역을 클램프 고정하는 위치를 Z방향에 조정할 수 있게 되고, 이것에 의해, 비담금질 영역의 Z방향의 위치가 Ⅹ방향에 있어서 변화되고 있는 각종 형상의 피열처리 물품에 대하여 동일한 클램프 장치를 공통으로 사용할 수 있게 되고, 클램프 장치는 범용성을 갖게 된다.

또한, 상술한 바와 같은 턴버클 기구에 의한 Z방향의 길이 조정 수단은, 각종의 구조로서 구성되어 있는 헐거운 클램프 수단으로서의 제2클램프 수단의 상 클램프 부재와 하 클램프 부재 중의 적어도 한쪽의 길이 조정을 위해서도, 채용할 수도 있다. 이것에 의하면, 헐거운 클램프 수단에 있어서의 피열처리 물품의 비담금질 영역이 삽입 배치되는 간극의 크기를 조정할 수 있게 되고, 이것에 의해, 이 간극의 크기를, 담금질 영역이 가열되었을 때에 이 담금질 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 생기는 피열처리 물품의 만곡 변형의 양에 대하여 적절한 크기로 설정하는 것이 가능하게 되고, 또한, 만곡 변형량이 상이한 각종의 피열처리 물품에 대해서도 대응할 수 있게 된다.

도 24 및 도 25는, 도 23에서 나타내는 피열처리 물품(160)의 담금질 영역(164)을 가열한 후에, 이 담금질 영역(164)을 피열처리 물품(160)의 이면측에서 냉각했을 경우에 생기는 Y방향에 관한 피열처리 물품(160)의 휨 변형의 발생을 없애 거나 또는 저감시키기 위한 실시형태에 관련하는 클램프 장치(170)를 나타낸다.

도 23에 나타나 있는 바와 같이, 강판의 프레스 성형품인 피열처리 물품(160)은, 도 2의 피열처리 물품(10)과 마찬가지로, 길이 방향인 Ⅹ방향에 연장하는 길이를 갖는 동시에, Ⅹ방향과 직교하는 폭방향인 Y방향의 도중에, Ⅹ방향과 Y방향에 직교하는 Z방향에 융기한 융기부(161)가 설치된 3차원 형상을 갖추고, 또한, 융기부(161)에 있어서의 Y방향의 양측의 융기 기단부(162)로부터 Y방향의 외측에 연장하는 2개의 플랜지부(163)를 구비하고 있다.

융기부(161)는 Ⅹ방향에 연속적으로 연장되어 있는 동시에, 이 융기부(161)의 Y방향의 치수는, 도 2의 융기부(11)와 상이하고, Ⅹ방향에 대해서 동일하게 되어 있다. 또한, 피열처리 물품(160)의 담금질 영역(164)은, 도 2의 담금질 영역(14)과 마찬가지로, 융기부(161)의 일부에 있어서 Y방향에 2개 획정되어, 각각 Ⅹ방향에 연장 설치되어 있는 담금질 영역(164)과 비담금질 영역(165)이 Y방향에 병렬로 설치되어 있다.

도 24는, 클램프 장치(170) 중, 비담금질 영역(165)으로 되어 있는 플랜지부(163)의 Ⅹ방향에 있어서의 한쪽의 단부를 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 되어 있는 제1클램프 수단(172)을 나타내고, 도 25는, 제1클램프 수단(172)으로부터 Ⅹ방향의 다른 쪽의 단부의 측에 배열 설치되어 있는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 제2클램프 수단(173)을 나타낸다. 2개의 플랜지부(163)마다 배열 설치되어 있는 제1클램프 수단(172)의 개수는, Ⅹ방향에 있어서, 1개이고, 제2클램프 수단(173)의 Ⅹ방향의 개수는 복수개이며, 이것들의 제2클램프 수단(173)은 Ⅹ방향에 분리되어 있다.

제1클램프 수단(172) 및 제2클램프 수단(173)의 기본 구조는, 도 5 및 도 6에서 설명한 제1클램프 수단(22) 및 제2클램프 수단(23)과 동일하다.

즉, 도 24에 나타낸 바와 같이, 제1클램프 수단(172)은, 클램프 본체(174)와, 이 클램프 본체(174)의 상면에 떼어냄이 가능한 체결 도구(176A)로 체결되는 누름 부재(175)로 구성되고, 플랜지부(163)는, 클램프 본체(174)와 누름 부재(175)로 끼워 장착 고정된다. 또한, 도 25에 나타낸 바와 같이, 제2클램프 수단(173)은, 클램프 본체(177)와, 이 클램프 본체(177)에 연결 부재를 통해서 연결된 누름 부재(179)로 구성되고, 누름 부재(179)는, 연결 부재에 대하여 축(180)을 중심으로 상하에 요동이 자유롭게 되어 있는 동시에, 누름 부재(179)와 연결 부재에 형성되어 있는 구멍을 일치시켜, 이것들의 구멍에 핀(181)을 삽입함으로써, 누름 부재(179)는, 클램프 본체(177)에 대하여, 플랜지부(163)의 두께보다도 큰 Z방향의 간극(182)을 두어서 상하에 대향한다.

제1클램프 수단(172)의 도 24에서 나타내는 누름 부재(175)는, 피열처리 물품(160)의 융기 기단부(162)까지 도달하기에 충분한 Y방향의 길이를 갖고, 제2클램프 수단(173)의 도 25에서 나타내는 누름 부재(179)도, 피열처리 물품(160)의 융기 기단부(162)까지 도달하기에 충분한 Y방향의 길이를 갖는다. 이것 때문에, 도 24 및 도 25에서 나타내는 바와 같이, 플랜지부(163)가 제1클램프 수단(172)과 제2클램프 수단(173)으로 클램프 고정되었을 때, 도 24 및 도 25의 2점 쇄선으로 나타나 있는 무부하의 자연 상태에 있어서의 피열처리 물품(160’)과 비교하면, 피열처리 물품(160)의 Y방향 양측의 2개의 융기 기단부(162)는, Y방향의 내측에 압압 변위되어 있다.

그리고, 이렇게 누름 부재(175, 179)로부터의 하중에 의해 2개의 융기 기단부(162)가 압압 변위되어 있는 방향은, 융기부(161)의 내외 중, 냉각 장치의 냉각액 유통관(192)이 배치되어 있는 융기부(161)의 내측이다.

담금질 작업을 위해, 가열 장치(190)로 피열처리 물품(160)의 담금질 영역(164)이, 담금질 영역(164)에 있어서의 피열처리 물품(160)의 두께의 전체에 대해서 동일 또는 대략 동일한 고온까지 가열되고, 이 후, 이 두께 내에 있어서의 이면측의 두께 부분이, 융기부(161)의 내측에 배치되어 있는 냉각액 유통관(192)으로부터 분출하는 냉각액으로 냉각되면, 전술한 바와 같이, 표면측의 두께 부분에서 생기는 압축 항복 때문에, 융기부(161)의 개구부를 넓히려고 하는 전술한 Y방향의 휨 변형이, 본래는, 피열처리 물품(160)에 생겨버린다.

그러나, 본 실시형태에서는, 2개의 융기 기단부(162)가 이 휨 변형과는 반대측에 압압 변위되면서 담금질 작업이 이루어지기 때문에, 클램프 장치(170)에 의한 클램프가 해제되었을 때의 피열처리 물품(160)에 Y방향의 휨 변형이 생기고 있는 것을 없애거나 또는 저감시킬 수 있다.

이러한 Y방향 휨 변형 발생 억제 수단은, 누름 부재(175, 179)의 선단이 피열처리 물품(160)의 융기 기단부(162)를 융기부(161)의 내측에 압압 변위시키는 것으로 되어 있기 때문에, 제1클램프 수단과 제2클램프 수단이 이 휨 변형 발생 억제 수단을 구비하고 있는 클램프 장치를, 도 2에서 나타내는 피열처리 물품(10)의 클 램프를 위해서 그대로 적용하면, 이 피열처리 물품(10)의 융기부(11)의 Y방향의 폭은, 가열에 의한 열팽창에 의해 플랜지부(13)가 움직이려고 하는 Ⅹ방향의 한쪽의 측에 앞이 가늘게 되어 있기 때문에, 이 동작이 저지되어버리는 문제가 있다.

그러나, 제1클램프 수단과 제2클램프 수단이 상기 휨 변형 발생 억제 수단을 구비하고 있는 클램프 장치에 의해 도 2에서 나타내는 피열처리 물품(10)을 클램프 고정할 경우에, 이 클램프 장치에 있어서의 제1클램프 수단과 제2클램프 수단의 배치 위치를, Ⅹ방향에 있어서, 도 3 및 도 4에 있어서의 클램프 장치(20)의 제1클램프 수단(22)과 제2클램프 수단(23)의 배치 위치와는 반대측으로 함으로써, 상기 문제를 해소할 수 있다. 따라서, 상기 휨 변형 발생 억제 수단은, 도 2의 피열처리 물품(10)을 클램프하기 위한 클램프 장치에도 적용할 수 있다.

또한, 도 24 및 도 25에 있어서의 휨 변형 발생 억제 수단은, 도 7 및 도 8로 설명한 클램프 장치, 도 9∼도 11로 설명한 클램프 장치, 도 12로 설명한 클램프 장치, 도 13∼도 17로 설명한 클램프 장치, 도 18 및 도 19로 설명한 클램프 장치, 도 20 및 도 21로 설명한 클램프 장치, 도 22로 설명한 클램프 장치의 각각에도 적용할 수 있다.

또한, 도 12로 설명한 각각의 클램프 수단에 의한 피열처리 물품의 클램프의 순번은, 도 3∼도 6로 설명한 클램프 장치, 도 7 및 도 8로 설명한 클램프 장치, 도 9∼도 11로 설명한 클램프 장치, 도 13∼도 17로 설명한 클램프 장치, 도 18 및 도 19로 설명한 클램프 장치, 도 20 및 도 21로 설명한 클램프 장치, 도 22로 설명한 클램프 장치, 도 24 및 도 25로 설명한 클램프 장치의 각각에도 적용할 수 있 다.

본 발명은, 4륜 차량의 센터 필러용 보강 부재와 같이, 그 길이 방향에 열처리 영역과 비열처리 영역이 연장 설치 획정되어 있어서, 폭방향에 열처리 영역과 비열처리 영역이 병렬로 설치되어 있는 가늘고 긴 형상의 피열처리 물품을 열처리할 때에, 이 피열처리 물품을 클램프 고정하기 위해서 이용할 수 있다.

Claims (21)

1. 가열 후에 냉각됨으로써 열처리되는 적어도 1개의 열처리 영역과, 열처리되지 않는 적어도 1개의 비열처리 영역의 양쪽이 길이 방향에 연장 설치 획정되어 있어서, 이것들의 열처리 영역과 비열처리 영역이 상기 길이 방향과 직교하는 폭방향에 병렬로 설치되어 있는 가늘고 긴 형상의 피열처리 물품으로서, 정치(定置) 세트(set) 상태로 되는 피열처리 물품을, 열처리 작업 시에 상기 비열처리 영역에 있어서 클램프(clamp) 고정하기 위한 피열처리 물품용 클램프 장치에 있어서,

   상기 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 복수개의 클램프 수단을 갖추고, 이것들의 클램프 수단 중, 상기 길이 방향의 1개의 단부에 가장 가까운 클램프 수단을 포함해서 적어도 1개의 클램프 수단이, 상기 열처리 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 상기 피열처리 물품이 만곡 변형하는 것을 허용하는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 클램프 수단은, 상기 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 제1클램프 수단과 제2클램프 수단이며, 상기 제1클램프 수단의 개수는 상기 피열처리 물품의 길이 방향에 대해서 1개로서, 이 제1클램프 수단은, 상기 비열처리 영역을 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 되어 있으며, 상기 제1클램프 수단으로부터 상기 길이 방향에 사이를 띄워서 배열 설치된 상기 제2클램프 수단의 개수는 상기 피열처리 물품의 길이 방향에 관해 적어도 1개이며, 이 제2클램프 수단이 상기 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 클램프 수단의 각각에 있어서의 상기 비열처리 영역을 클램프 고정하는 위치가, 상기 길이 방향과 상기 폭방향에 직교하는 방향에 조정 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 헐거운 클램프 수단에 있어서의 상기 비열처리 영역이 삽입 배치되는 간극의 크기가 조정 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 헐거운 클램프 수단에는, 상기 피열처리 물품의 길이 방향에의 상기 비열처리 영역의 동작을 원활하게 하기 위한 동작 원활 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 클램프 수단 중의 적어도 1개의 클램프 수단은, 토글(toggle) 기구의 구조로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 피열처리 물품은 판재로서 이루어지는 물품으로서, 이 피열처리 물품은, 상기 길이 방향과 직교하는 폭방향의 도중에, 상기 길이 방향과 상기 폭방향에 직교하는 방향에 융기하고 또한 상기 길이 방향에 연장하는 융기부가 설치된 3차원 형상을 갖는 동시에, 이 융기부에 있어서의 상기 폭방향의 양측의 융기 기단부로부터 상기 폭방향의 외측에 연장하는 2개의 플랜지부를 갖추고 있으며, 상기 융기부의 적어도 일부는 상기 열처리 영역으로 되어 있고, 상기 비열처리 영역으로 되어 있는 상기 2개의 플랜지부마다에 상기 복수개의 클램프 수단이 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 복수개의 클램프 수단은, 상기 피열처리 물품을 상기 길이 방향과 상기 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 측에 만곡 볼록 변형시키기 위한 하중을 상기 비열처리 영역에 부여하고 있으며, 열처리를 위한 상기 냉각은, 상기 길이 방향과 상기 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 다른 쪽 측으로부터 실행되는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 복수개의 클램프 수단은, 상기 피열처리 물품의 길이 방향에 배열 설치된 제1클램프 수단과 제2클램프 수단이며, 상기 제1클램프 수단의 개수는 상기 피열처리 물품의 길이 방향에 관해 1개로서, 이 제1클램프 수단은, 상기 비열처리 영역을 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 되어 있으며, 상기 제1클램프 수단으로부터 상기 길이 방향에 사이를 띄워서 배열 설치된 상기 제2클 램프 수단의 개수는 상기 피열처리 물품의 길이 방향에 복수개 있어, 이것들의 제2클램프 수단이 상기 헐거운 클램프 수단으로 되어 있으며,

   이것들의 제2클램프 수단은 제어 장치로 제어되는 자동 클램프 수단인 동시에, 이것들의 제2클램프 수단의 상기 피열처리 물품을 클램프 고정하는 순번은 상기 제어 장치로 제어되고, 이 클램프의 순번은, 상기 제1클램프 수단에 가까운 순번으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1클램프 수단은 상기 제어 장치로 제어되는 자동 클램프 수단인 동시에, 이 제1클램프 수단의 상기 피열처리 물품을 클램프 고정하는 순번은 상기 제어 장치로 제어되고, 이 클램프의 순번은, 전부의 상기 제2클램프 수단보다도 앞의 순번으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 냉각이 실행되는 측은 상기 융기부의 내외 중의 한쪽이며, 상기 복수개의 클램프 수단은, 상기 융기부에 있어서의 상기 폭방향의 양측의 상기 융기 기단부(基端部)를, 이 폭방향에 있어서의 상기 융기부의 내외 중의 상기 한쪽의 측에 압압(押壓) 변위시키기 위한 하중을 상기 피열처리 물품에 부여하고 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 헐거운 클램프 수단은, 상기 피열처리 물품의 길이 방 향에 서로 분리한 상태에서 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 클램프 수단의 각각은, 상하 방향에 대향 배치된 상(上) 클램프 부재와 하(下) 클램프 부재를 포함해서 구성되고, 이것들 상 클램프 부재와 하 클램프 부재는, 상기 피열처리 물품을 세트하기 위한 작업 테이블에 배치되어 있는 피열처리 물품용 클램프 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 클램프 수단 중의 적어도 1개는, 상하 방향에 대향 배치된 상 클램프 부재와 하 클램프 부재를 포함해서 구성되고, 이것들 상 클램프 부재와 하 클램프 부재 중의 적어도 한쪽은, 다른 쪽에 대하여 승강(昇降)하는 승강 부재에 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 하 클램프 부재가 상기 승강 부재에 배열 설치되어 있는 동시에, 이 하 클램프 부재에 상기 피열처리 물품이 탑재 세트되어, 상기 승강 부재에 의한 상기 하 클램프 부재의 상승에 의해, 상기 피열처리 물품은 상기 상 클램프 부재와 하 클램프 부재로 클램프 고정되는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 하 클램프 부재에의 상기 피열처리 물품의 탑재 세트는, 상기 승강 부재에 의한 상기 하 클램프 부재의 상승의 도중에 이루어지는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 승강 부재에 의한 상기 하 클램프 부재의 상승의 도중의 높이 위치에는, 상기 피열처리 물품을 탑재한 주행체(走行體)의 주행을 안내하는 레일(rail)이 배치되고, 상기 승강 부재에 의한 상기 하 클램프 부재의 상승의 도중에 있어서, 상기 피열처리 물품은 상기 주행체로부터 상기 하 클램프 부재에 수도(受渡)되는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
18. 제15항에 있어서, 상기 하 클램프 부재에의 상기 피열처리 물품의 탑재 세트는, 상기 승강 부재에 의한 하 클램프 부재의 상승 개시보다도 이전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 승강 부재는, 상기 상 클램프 부재의 바로 아래까지 주행하는 주행체에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
20. 제14항에 있어서, 상기 하 클램프 부재는 상기 승강 부재에 배열 설치되고, 상기 상 클램프 부재는, 상기 피열처리 물품의 상기 열처리 영역을 가열하기 위한 가열 장치가 부착되어 있는 부동(不動) 부재에 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품용 클램프 장치.
21. 피열처리 물품을 클램프 고정하기 위한 방법이며,

    이 피열처리 물품은, 가열 후에 냉각됨으로써 열처리되는 적어도 1개의 열처리 영역과, 열처리되지 않는 적어도 1개의 비열처리 영역의 양쪽이 길이 방향에 연장 설치 획정되어 있어서, 이것들의 열처리 영역과 비열처리 영역이 상기 길이 방향과 직교하는 폭방향에 병렬로 설치되어 있는 판재로서 이루어지는 가늘고 긴 형상의 물품으로서, 상기 길이 방향과 직교하는 폭방향의 도중에, 상기 길이 방향과 상기 폭방향에 직교하는 방향에 융기해서 상기 길이 방향에 연장되어 있는 융기부가 설치된 3차원 형상을 갖는 동시에, 이 융기부에 있어서의 상기 폭방향의 양측의 융기 기단부로부터 상기 폭방향의 외측에 연장하는 2개의 플랜지부를 갖고, 또한, 상기 융기부의 적어도 일부는 상기 열처리 영역으로 되어 있는 물품이며,

    상기 길이 방향에 복수개 배열 설치된 제1클램프 수단과 제2클램프 수단 중, 상기 비열처리 영역을 끼워 장착 고정하는 밀착 클램프 수단으로 되어 있는 상기 제1클램프 수단에 의해 상기 피열처리 물품을 클램프 고정하는 제1공정과,

    상기 열처리 영역의 쪽이 볼록측으로 되어서 상기 피열처리 물품이 만곡 변형하는 것을 허용하는 헐거운 클램프 수단으로 되어 있는 복수의 상기 제2클램프 수단에 의해 상기 피열처리 물품을 클램프 고정하는 공정으로서, 이 클램프의 순번은 상기 제1클램프 수단에 가까운 순번으로 되어 있는 제2공정과,

    상기 열처리 영역을 가열하는 제3공정과,

    상기 제1클램프 수단과 복수의 상기 제2클램프 수단으로부터 부여되는 하중에 의해 상기 길이 방향과 상기 폭방향에 직교하는 방향에 있어서의 한쪽 측에 만곡 볼록 변형하고 있는 상기 피열처리 물품에 대하여, 다른 쪽 측으로부터 냉각을 실행하는 제4공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피열처리 물품의 클램프 방법.

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