TW202248426A

TW202248426A - 淬火裝置

Info

Publication number: TW202248426A
Application number: TW111102413A
Authority: TW
Inventors: 尾崎彰; 大下修
Original assignee: 日商中外爐工業股份有限公司
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2022-12-16
Also published as: CN117460848A; JP7055923B1; WO2022259584A1; JP2022188361A

Abstract

本發明提供一種淬火裝置，係藉由昇降裝置20使保持已被加熱之工件W的工件保持構件H，浸漬於收容在設置於淬火室11之下方的冷卻液槽12的冷卻液X中而進行淬火，而具備有：旋轉台36，係保持藉由昇降裝置而被浸漬於冷卻液中的工件保持構件；旋轉臂34，係以可旋轉的方式安裝有旋轉台；旋轉機構，係使旋轉臂旋轉而使被保持在旋轉台的工件保持構件在冷卻液槽內沿著繞行軌道進行公轉；以及自轉機構，係使以可旋轉的方式安裝於旋轉臂的旋轉台自轉。

Description

淬火裝置

本發明係關於一種淬火裝置，該淬火裝置係使在熱處理爐經加熱的工件保持在工件保持構件，且使該工件保持構件浸漬於被收容在設置於淬火室下部之冷卻液槽的冷卻液中，並使保持在工件保持構件的工件冷卻而進行淬火的裝置。具體而言，具有以下特點：如前述方式在對保持於工件保持構件的工件進行淬火時，在冷卻液中工件可被均勻地冷卻而進行淬火，且即便在複數個工件被保持在工件保持構件並進行淬火的情形中，亦可使各工件在冷卻液中均勻地冷卻。

以往，將在熱處理爐中已被加熱的工件浸漬於收容在設置於淬火室的下部的冷卻液槽的冷卻液中，使工件冷卻並進行淬火。

而且，當如上述方式將已被加熱的工件浸漬於收容在設置於淬火室下部的冷卻液槽的冷卻液中而進行淬火時，以往會將已被加熱處理的工件載置於設置在淬火室內的支持構件上，且藉由昇降手段使該支持構件下降，以使載置在該支持構件上的工件浸漬於收容在設置於淬火室下部的冷卻液槽的冷卻液中，且使冷卻液槽內的冷卻液循環以使工件冷卻並進行淬火。

在此，當如上述使冷卻液槽內的冷卻液循環使工件冷卻時，較佳為提高使工件冷卻的速度，並且減少要被冷卻之工件的應變。

並且，當如前述方式使冷卻液槽內的冷卻液循環而使工件冷卻時，為了要使已被加熱的工件迅速地冷卻，若使冷卻液循環的速度加速，會有因受冷卻液的流速容易變得不均勻，而且僅與冷卻液流動方向之接觸側之工件的單側會快速地被冷卻，使得工件產生的應變增加的問題。

而且，以往，係使保持已被加熱的工件的工件保持構件浸漬於收容在冷卻液槽的冷卻液中，使該工件保持構件在冷卻液槽內的冷卻液中以沿著冷卻液槽的周壁的繞行軌道進行公轉，以增加使被保持在工件保持構件的工件與冷卻液接觸的距離而進行工件的冷卻。

然而，如上述方式使工件保持構件在冷卻液中以沿著冷卻液槽的周壁的繞行軌道進行公轉，並使被保持在工件保持構件的工件與冷卻液接觸的情形中，繞行軌道的外周側的速度係比繞行軌道的內周側的速度變得還快，使得被保持在工件保持構件的工件的外周側會比內周側較快地被冷卻；再者就算在工件單體中，也僅僅是工件的行進方向的前側較快地被冷卻，而會有工件的冷卻不均勻而在工件產生應變等的問題。

此外，在以往中，如專利文獻1所示，有提案如下：使以固定的姿勢個別地保持工件的複數個工件保持體以預定的節距(pitch)排列在沿著水平面的繞行軌道上，且在工件投入區域藉由昇降機構使保持已被加熱之工件的各工件保持體朝下方移動，並使被保持在各工件保持體的各工件浸漬於貯留在冷卻液槽內的冷卻液中，且藉由移動機構使前述的各工件保持體沿著繞行軌道進行循環(公轉)，藉由使被保持在各工件保持體的工件充分地與貯留在冷卻槽內的冷卻液接觸來使之冷卻，且在工件吊起區域藉由昇降機構將工件已被冷卻的工件保持體朝上方移動而取出。

再者，在該專利文獻1中揭示：在使被保持在工件保持體的工件冷卻時，從噴射構件個別地對被保持在各工件保持體的工件噴射淬火油。

然而，在該專利文獻1所揭示的技術中，需要使保持工件的各工件保持體個別地昇降的昇降裝置、及/或用以從噴射構件個別地對被保持在各工件保持體的工件噴射淬火油的裝置，而需要大量的裝置，同時使得各裝置的控制變得非常地複雜而成本攀升，而且為了使被保持在各工件保持體的工件個別地冷卻，難以有效率地冷卻複數個工件。

再者，在專利文獻2中揭示：在使已被加熱的工件浸漬於注入到淬火室的淬火油內而使工件冷卻時，藉由工件昇降裝置使浸漬於淬火油內的工件在淬火油內上下移動而進行冷卻的技術。

然而，如專利文獻2所示，在使浸漬於淬火油內的工件在淬火油內上下移動時，上下移動的距離會受限、且上下移動的速度亦有極限，而且在上下移動的切換時，工件在上昇端及下降端會成為瞬間停止的狀態，而難以快速地使已被加熱的工件冷卻。

(先前技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻1：日本專利第5616728號公報

專利文獻2：日本專利第6533146號公報

本發明的課題在於解決：在熱處理爐中使已被加熱的工件保持在工件保持構件，且使該工件保持構件浸漬於收容在設置於淬火室之下部的冷卻液槽的冷卻液中，並使被保持在工件保持構件的工件冷卻而進行淬火時之如上述般的問題。

並且，在本發明中的課題還在於：如前述使已被加熱的工件保持在工件保持構件，且使該工件保持構件浸漬於收容在設置於淬火室之下部的冷卻液槽的冷卻液中，並使被保持在工件保持構件的工件冷卻而進行淬火時，在冷卻液中能夠均勻地冷卻被保持在工件保持構件的工件而進行淬火，特別是在工件保持構件保持複數個工件而進行淬火時，亦使各工件在冷卻液中可均勻地冷卻。

在本發明的淬火裝置中，為了解決前述般的課題，該淬火裝置係使已被加熱的工件保持在工件保持構件，並浸漬於收容在設置於淬火室之下部的冷卻液槽的冷卻液中，且使被保持在工件保持構件的工件在冷卻液中冷卻而進行淬火者；該淬火裝置係具備有：昇降裝置，係使前述工件保持構件在淬火室內進行昇降，而使被保持於工件保持構件的已被加熱的工件浸漬於冷卻液槽的冷卻液中，並且從冷卻液中拉起浸漬於冷卻液中而已被冷卻的工件；旋轉台，係保持藉由前述昇降裝置而浸漬於冷卻液中的工件保持構件；旋轉臂，係以可旋轉的方式安裝有前述旋轉台；旋轉機構，係使前述旋轉臂旋轉而使被保持在旋轉台的前述工件保持構件在冷卻液槽內沿著繞行軌道進行公轉；以及自轉機構，係使以可旋轉的方式安裝於旋轉臂的前述旋轉台進行自轉。

並且，在本發明的淬火裝置中，係藉由昇降裝置使保持已被加熱的工件的工件保持構件，浸漬於冷卻液槽的冷卻液中並保持在旋轉台上，且藉由旋轉機構使以可旋轉的方式安裝有該旋轉台的旋轉臂進行旋轉，而使被保持在旋轉台的前述工件保持構件在冷卻槽內沿著繞行軌道進行公轉，並且藉由自轉機構使該旋轉台進行自轉。如此一來，藉由被旋轉機構所旋轉的旋轉臂，被保持在於冷卻液槽內沿著繞行軌道進行公轉之旋轉台的工件保持構件會隨著旋轉台的自轉而與旋轉台一起進行旋轉，使進行公轉的工件保持構件的內周側的位置與外周側的位置變化，且被保持在該工件保持構件之工件的各位置與冷卻液槽的冷卻液接觸而使旋轉的距離被均等化；再者，由於工件的旋轉，使得與冷卻液激烈接觸的位置連續變化，能夠將工件單體由全周更均勻地冷卻，所以被保持在工件保持構件的工件會在冷卻液中均勻地被冷卻。

此處，本發明的淬火裝置中，可將複數個工件保持在前述工件保持構件。並且，在如此將複數個工件保持在工件保持構件的情形下，藉由如前述被旋轉機構所旋轉的旋轉臂，被保持在於冷卻液槽內沿著繞行軌道進行公轉之旋轉台的工件保持構件，亦隨著旋轉台的自轉而與旋轉台一起進行旋轉，使進行公轉的工件保持構件的內周側的位置與外周側的位置變化，且在被保持在工件保持構件之複數個各工件中與冷卻液槽的冷卻液接觸而旋轉的距離被均等化；再者，由於工件的旋轉，使得與冷卻液激烈接觸的位置連續變化，能夠將工件單體由全周更均勻地冷卻，所以被保持在工件保持構件的各工件會在冷卻液中均勻地被冷卻。

此外，在本發明的淬火裝置中，在如前述使以可旋轉的方式安裝於旋轉臂的旋轉台自轉時，就作為該自轉機構而言，例如可在以可旋轉的方式保持前述旋轉臂的固定軸、及以可旋轉的方式安裝於旋轉臂的前述旋轉台之間設置旋轉傳達構件。

並且，就前述旋轉傳達構件而言，例如可將鏈輪分別設置在前述旋轉台及固定軸，並且將鏈條設置成架設在設置於固定軸的鏈輪及設置於旋轉台的鏈輪之間。

此外，在本發明的淬火裝置中，在使被保持在旋轉台的工件保持構件藉由前述旋轉臂在冷卻液槽內沿著繞行軌道進行公轉時，可藉由前述旋轉機構使旋轉臂在冷卻液槽內朝水平方向進行旋轉，並使被保持在旋轉台的工件保持構件在冷卻液槽內沿著水平方向的繞行軌道進行公轉。另外，亦可藉由前述旋轉機構使旋轉臂在冷卻液槽內朝垂直方向旋轉，並使被保持在旋轉台的工件保持構件在冷卻液槽內沿著垂直方向的繞行軌道進行公轉。

在本發明的淬火裝置中，如前述方式藉由昇降裝置使保持已被加熱的工件的工件保持構件，浸漬於冷卻液槽的冷卻液中並保持在旋轉台上，且藉由旋轉機構使以可旋轉的方式安裝有該旋轉台的旋轉臂進行旋轉，而使被保持在旋轉台的前述工件保持構件在冷卻槽內沿著繞行軌道進行公轉，並且藉由自轉機構使該旋轉台進行自轉；因此，藉由被旋轉機構所旋轉的旋轉臂，被保持在於冷卻液槽內沿著繞行軌道進行公轉之旋轉台的工件保持構件會隨著旋轉台的自轉而與旋轉台一起進行旋轉，使進行公轉的工件保持構件的內周側的位置與外周側的位置變化，且被保持在該工件保持構件之工件的各位置與冷卻液槽的冷卻液接觸而旋轉的距離被均等化，而使被保持在工件保持構件的工件會在冷卻液中均勻地被冷卻。

結果，在本發明的淬火裝置中，在冷卻液中被保持在工件保持構件的工件可均勻地冷卻而進行淬火，特別是將複數個工件保持在工件保持構件而進行淬火的情形中，也可將各工件在冷卻液中均勻地冷卻並進行淬火。

1:熱處理爐

1a:門

10:淬火室

11:抽出室

12:冷卻液槽

20:昇降裝置

21:昇降承接部

31:旋轉裝置

32:旋轉軸

32a:鏈輪

33:固定軸

33a:鏈輪

34:旋轉臂

34a:旋轉軸部

34b:鏈輪

34c:支軸部

35:鏈條

36:旋轉台

36a:旋轉軸部

36b:鏈輪

37:鏈條

H:工件保持構件

W(Wa至Wd):工件

X:冷卻液

圖1係顯示在本發明的實施型態的淬火裝置中，從上方觀看的俯視剖面說明圖，該圖係顯示在熱處理爐中使已被加熱的複數個工件保持在工件保持構件，且將該工件保持構件引導至與淬火室之抽出室相對向之位置的狀態。

圖2係顯示在前述的實施型態的淬火裝置中的側視側的剖視說明圖，該圖係顯示將保持已被加熱的複數個工件的工件保持構件予以從熱處理爐引導至淬火室的抽出室內，並使之保持在藉由昇降裝置而進行昇降之一對的昇降承接部之上的狀態。

圖3係顯示在前述的實施型態的淬火裝置中的側視側的剖視說明圖，該圖係顯示藉由昇降裝置使保持工件保持構件的一對的昇降承接部下降而導入至收容在冷卻液槽的冷卻液中，且使被保持在一對的昇降承接部的工件保持構件予以保持在旋轉台上的狀態，該旋轉台係設置在以旋轉軸部為中心朝水平方向旋轉的旋轉臂之端部。

圖4係顯示在前述的實施型態的淬火裝置中的前視側的剖視說明圖，該圖係顯示藉由昇降裝置使保持工件保持構件的一對的昇降承接部下降而導入至收容在冷卻液槽的冷卻液中，且使被保持在一對的昇降承接部的工件保持構件予以保持在旋轉台上的狀態，該旋轉台係設置在以旋轉軸部為中心朝水平方向旋轉的旋轉臂之端部。

圖5(A)至圖5(D)為在前述的實施型態的淬火裝置中的從上方觀看的俯視剖面說明圖，該等圖係顯示使前述旋轉臂朝水平方向旋轉，並在冷卻液槽的冷卻液中使被保持在旋轉台的工件保持構件朝水平方向沿著繞行軌道在進行一次公轉之期間，使被保持在旋轉台上的工件保持構件以旋轉台的旋轉支軸為中心朝與公轉方向相反方向自轉一次的狀態。

圖6(A)至圖6(D)為在前述的實施型態的淬火裝置中變更設置在前述固定軸之鏈輪(Sprocket)與設置在旋轉台的旋轉軸部之鏈輪的齒輪比的變更例，該等圖為從上方觀看的俯視剖面說明圖，係顯示使前述旋轉臂朝水平方向旋轉，並在冷卻液槽的冷卻液中使被保持在旋轉台的工件保持構件朝水平方向沿著繞行軌道在進行一次公轉之期間，使被保持在旋轉台上的工件保持構件以旋轉台的旋轉支軸為中心朝與公轉方向相反方向自轉兩次的狀態。

以下，根據檢附圖式具體說明本發明的實施型態的淬火裝置。此外，本發明的淬火裝置不受下述的實施型態所揭示者所限定，在不變更發明的主旨的範圍內，可適當變更實施。

此處，在本實施型態的淬火裝置中，如圖1所示，在熱處理爐1中使已被加熱的複數個工件W(Wa至Wd)保持在工件保持構件H，且將該工件保持構件H引導至與淬火室10之抽出室11，而如圖2所示，開啟熱處理爐1 的門1a，以將其從熱處理爐1引導至淬火室10的抽出室11內。此外，未限定保持在工件保持構件H上的工件W的數量，可為一個，亦可保持更多的工件W。

此處，在本實施型態的淬火裝置中，將收容有冷卻液X的冷卻液槽12設置於前述淬火室10的抽出室11的下部，且使如上述方式被引導至淬火室10的抽出室11的工件保持構件H保持在一對的昇降承接部21上，該昇降承接部21係藉由設置於淬火室10的昇降裝置20而進行昇降者。此外，該一對昇降承接部21係以隔著預定間隔的方式設置，且各昇降承接部21係由使被引導至抽出室11的工件保持構件H移動的鏈條輸送機(chain conveyor)所構成。

並且，如圖3及圖4所示方式，藉由前述昇降裝置20使保持工件保持構件H(如前述方式保持有已被加熱的複數個工件W)的一對的昇降承接部21下降，而使保持有已被加熱的複數個工件W(Wa至Wd)的工件保持構件H浸漬於收容在冷卻液槽12的冷卻液X中。

此外，在本實施型態的淬火裝置中，係將電動馬達等的旋轉裝置31設置在冷卻液槽12上，且使藉由該旋轉裝置31所旋轉的旋轉軸32浸漬於收容在冷卻液槽12的冷卻液X中，並且使從冷卻液槽12的底部朝上方所設置的固定軸33與旋轉臂34的旋轉軸部34a內相通，以使旋轉臂34以可旋轉的方式保持在固定軸33。

並且，作為使前述旋轉臂34以前述的旋轉軸部34a為中心而朝水平方向旋轉的旋轉機構，在本實施型態中係將鏈輪32a、34b分別設置在藉由前述的旋轉裝置31所旋轉的旋轉軸32、及旋轉臂34的旋轉軸部34a；並且將鏈條35架設在該等鏈輪32a、34b之間，藉由前述的旋轉裝置31使旋轉軸32旋轉，而藉由前述的鏈輪32a、34b與鏈條35，以使旋轉臂34以前述的旋轉軸部34a為中心而朝水平方向旋轉。

此外，在本實施型態的淬火裝置中，係在從前述的旋轉臂34之旋轉軸部34a朝半徑方向延伸的旋轉臂34的端部設置朝上方突出的支軸部34c，且使旋轉台36的旋轉軸部36a以可旋轉的方式保持在該支軸部34c，而使旋轉台36以可旋轉的方式保持在旋轉臂34的端部。

並且，作為以該旋轉軸部36a為中心使前述的旋轉台36自轉的自轉機構，係將鏈輪33a、36b分別設置在插通前述的旋轉臂34的旋轉軸部34a並朝上方突出的固定軸33的端部、以及前述的旋轉台36的旋轉軸部36a；並且將鏈條37架設在設置於固定軸33的端部、及旋轉台36的旋轉軸部36a的鏈輪33a、36b之間。

此處，在本實施型態的淬火裝置中，在使如前述方式保持已被加熱的複數個工件W的工件保持構件H浸漬於冷卻液槽12的冷卻液中，而使已被加熱的複數個工件W(Wa至Wd)進行淬火時，如前述的圖3及圖4所示，係使前述的工件保持構件H保持在一對的昇降承接部21上並藉由前述的昇降裝置20使之下降而浸漬於收容於冷卻液槽12的冷卻液X中，且使被保持在一對的昇降承接部21上的工件保持構件H保持在設置於前述的旋轉臂34之一方的端部的前述的旋轉台36上，再使前述的昇降承接部21下降達比前述的旋轉臂34更下方的位置，以使之不會與如前述方式以旋轉軸部34a為中心而朝水平方向旋轉的旋轉臂34等衝突。

此外，在使如前述方式保持工件保持構件H的一對的昇降承接部21下降，而使被保持在昇降承接部21上的工件保持構件H保持在旋轉台36上時，係使一對的昇降承接部21間的寬度比旋轉台36的寬度更寬，以使工件保持構件H保持在旋轉台36上時，該一對的昇降承接部21不會與旋轉台36衝突。

於是，如此使工件保持構件H從一對的昇降承接部21保持在旋轉台36上之後，如圖5(A)至圖5(D)所示，如前述方式藉由旋轉裝置31使旋轉軸32旋轉，且經由架設在鏈輪32a(設置於該旋轉軸32)、及鏈輪34b(設置於旋轉臂34的旋轉軸部34a)之間的鏈條35，使旋轉臂34以旋轉軸部34a為中心而朝水平方向旋轉，並使被保持在前述的旋轉台36上的工件保持構件H在收容於冷卻液槽12的冷卻液X中沿著水平方向的繞行軌道進行公轉，該旋轉台36係以可旋轉的方式設置於該旋轉臂34之端部。

再者，當如前述方式使旋轉臂34以旋轉軸部34a為中心而朝水平方向旋轉，並使被保持在前述旋轉台36上的工件保持構件H沿著水平方向的繞行軌道進行公轉時，因為插通於旋轉臂34之旋轉軸部34a的固定軸33不會旋轉，所以藉由架設在鏈輪33a(設置於從旋轉軸部34a突出之固定軸33的端部)、及鏈輪36b(設置於以可旋轉的方式設於旋轉臂34的端部的旋轉台36的旋轉軸部36a)之間的鏈條37，而隨著旋轉臂34的旋轉，使旋轉台36朝與旋轉臂34相反方向旋轉，使得被保持在該旋轉台36上的工件保持構件H以旋轉台36的旋轉軸部36a為中心朝與前述公轉方向相反方向進行自轉。

此處，在本實施型態中，設置於前述固定軸33的鏈輪33a與設置於前述旋轉台36之旋轉軸部36a的鏈輪36b的齒輪比為1：1，在使旋轉臂34朝水平方向旋轉一次，並使被保持在旋轉台36上的工件保持構件H沿著水平方向的繞行軌道進行一次公轉之期間，旋轉台36係以旋轉軸部36a為中心朝與公轉方向相反方向旋轉一次，如圖5(A)至圖5(D)所示，被保持在旋轉台36上的工件保持構件H係以旋轉軸部36a為中心朝與公轉方向相反方向自轉旋轉一次，一邊改變工件保持構件H之內周側的位置與外周側的位置、一邊旋轉一次而進行變化，被保持在工件保持構件H的各工件Wa至Wd就會在冷卻液X中一邊旋轉，一邊使與冷卻液X接觸而冷卻的距離均等化，使得被保持在工件保持構件H的工件Wa至Wd在冷卻液X中被均勻地冷卻。

另外，在本實施型態中，雖然設置於固定軸33的鏈輪33a與設置於前述旋轉台36之旋轉軸部36a的鏈輪36b的齒輪比為1：1，惟可藉由使設置於固定軸33的鏈輪33a與設置於前述旋轉台36之旋轉軸部36a的鏈輪36b的齒輪比變化，藉此可在藉由旋轉臂34使被保持在旋轉台36上之工件保持構件H沿著繞行軌道進行一次公轉之期間，改變使被保持在該旋轉台36上之工件保持構件H自轉的次數。

例如，若相對於設置於固定軸33的鏈輪33a將設置於旋轉台36之旋轉軸部36a的鏈輪36b的齒輪比設為一半時，如圖6(A)至圖6(D)所示，在藉由旋轉臂34的旋轉，使被保持在旋轉台36上的工件保持構件H沿著水平方向之繞行軌道進行一次公轉之期間，會使被保持在旋轉台36上的工件保持構件H以旋轉軸部36a為中心朝與公轉方向相反方向進行兩次自轉。

此外，在本實施型態中，旋轉臂34係從插通前述固定軸33的旋轉臂34的旋轉軸部34a僅朝半徑方向單側延伸出，而使僅一旋轉台36以可旋轉的方式保持在該旋轉臂34的端部，惟從旋轉軸部34a延伸出的旋轉臂34的數量沒有具體限定。雖然省略圖示，惟例如亦可使旋轉臂34從旋轉軸部34a朝半徑方向兩側延伸出，且使各個旋轉台36以可旋轉的方式保持在朝兩側延伸出的各旋轉臂34的端部，使旋轉臂34平衡性良好地旋轉、或使淬火的工件W的數量增加、使生產量提升。

再者，雖然省略圖示，惟為了使旋轉台36自轉，亦可不設置鏈條37及/或鏈輪33a、36b等的旋轉傳達構件，而是在旋轉臂34設置使旋轉台36之旋轉軸部36a直接旋轉的旋轉裝置(省略圖示)。