(57)【要約】【課題】複雑形状の長尺鋼材に対して常時所定の範囲に熱処理加工を施す。【解決手段】長尺鋼材Ｗをその長手方向に搬送しながら熱処理加工することによって、所望の性質を有する長尺熱処理鋼材を得るために用いられる熱処理装置であって、長尺鋼材Ｗに対して熱処理加工が施される箇所の近傍に当接部材５１を配置し、長尺鋼材Ｗの表面の少なくとも一部と当接部材５１とが、長尺鋼材Ｗの長手方向で常時連続的に当接するように長尺鋼材Ｗを搬送することで、熱処理加工が施される際の長尺鋼材Ｗの搬送経路が常時同一となるようにする。【選択図】図５
2010202894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺鋼材をその長手方向に搬送しながら熱処理加工することによって、所望の性質を有する長尺熱処理鋼材を得るために用いられる熱処理装置であって、
前記長尺鋼材に対して熱処理加工が施される箇所の近傍に当接部材を配置し、
前記長尺鋼材の表面の少なくとも一部と前記当接部材とが、前記長尺鋼材の長手方向で当接するように前記長尺鋼材を搬送することで、熱処理加工が施される際の前記長尺鋼材の搬送経路が同一となるように構成されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱処理装置において、
前記長尺鋼材の底面側および前記当接部材との反当接側の搬送経路を規定する搬送手段と、
前記当接部材および熱処理加工手段が搭載されるとともに、これらを揺動自在に配置可能な揺動式熱処理加工部と、
前記搬送手段によって搬送される前記長尺鋼材の反当接側の経路方向に前記揺動式熱処理加工部を移動させる移動機構と、
を備え、
前記移動機構による前記揺動式熱処理加工部の移動によって前記長尺鋼材と前記当接部材との当接状態が得られることを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の熱処理装置において、
前記熱処理加工手段は高周波焼入れコイルを含み、
前記高周波焼入れコイルによって前記長尺鋼材に焼入れが行われる箇所の周辺近傍のみに不活性ガスを充填するための不活性ガス充填空間が形成されるとともに、当該不活性ガス充填空間は前記長尺鋼材が通材する際の出入口となる開口部を備え、
前記不活性ガスは、前記不活性ガス充填空間に導入される経路とともに、前記開口部に対して不活性ガスによるガスカーテンが形成されるように導入される経路を通じて供給されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の熱処理装置において、
前記長尺鋼材に対して熱処理加工が行われる前記揺動式熱処理加工部の少なくとも下流側近傍には、矯正機能を有する矯正部材が設置されていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理装置において、
前記長尺熱処理鋼材は、運動案内装置に用いられる軌道部材であることを特徴とする熱処理装置。
【請求項６】
軌道部材と、
前記軌道部材に複数の転動体を介して移動自在に取り付けられる移動体と、
を有し、
前記複数の転動体が、前記軌道部材と前記移動体との間に形成された負荷転走路と、その負荷転走路の一端と他端とを結ぶように前記移動体に形成された無負荷転走路とから構成される無限循環路に設置される運動案内装置において、
前記軌道部材又は前記移動体のうちの少なくとも一方の部材が、請求項１〜５のいずれか１項に記載された熱処理装置によって熱処理加工を施されていることを特徴とする運動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば運動案内装置の軌道部材を製造する際に用いられる熱処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リニアガイドやボールねじ、直動ベアリング、ボールスプライン等といった運動案内装置が知られている。これらリニアガイド等の運動案内装置は、外面に転動体転走面を有する内方部材と、転動体転走面に対向する負荷転走面を有するとともに内方部材の外方に配される外方部材と、転動体転走面と負荷転走面とで構成される負荷転走路に転動自在に配設される複数の転動体とを備えることにより、内方部材に対する外方部材の相対的な回転運動又は直線運動が自在とされた装置である。
【０００３】
この種の運動案内装置は、内方部材と外方部材との間に配設される複数の転動体が繰り返し転がり運動を行うことになるので、これら運動案内装置の構成部材には繰り返し接触応力が加わることとなる。そのため、内方部材、外方部材および転動体を構成する材料には、疲労寿命や耐摩耗性に優れた金属材料等が採用されている。
【０００４】
そして、運動案内装置を構成する金属材料のうち、特に高い案内精度や長寿命化を求められる用途等に用いられるものについては、その構成材料である金属材料に対して焼入れ等の熱処理加工を施すことで、表面硬度を高めることなどの金属材料に対して所望の性質を付与する加工が行われている。出願人は、上述した運動案内装置を長年にわたって製造販売していることから、熱処理加工に関する技術開発に携わっており、例えば直動ベアリング用レール（上記内方部材に相当する部材）に対して所望の熱処理加工を施すことのできる熱処理装置を提案している（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７０３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近時の産業界が求める運動案内装置の精度向上要請に応えるためには、熱処理装置の更なる改良が必要となっている。例えば、運動案内装置に用いられる内方部材としての軌道部材（軌道レール）は、非常に複雑な断面形状をしているため、所定の範囲に常時安定して熱処理加工を施すということは、従来技術では非常に困難なことであった。特に、加工コストを低減するためには、熱処理加工を安定して大量に実施することが求められるが、安定した量産化と品質の維持・向上を実現するためには、従来にはない新たな改良技術を熱処理装置に加える必要があった。
【０００７】
本発明は、上述した課題の存在に鑑みて成されたものであって、その目的は、運動案内装置を構成する複雑形状の金属材料であっても常時所定の範囲に熱処理加工を施すことができ、さらに、安定した量産化と品質の維持・向上という複数の課題を同時に実現することのできる熱処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る熱処理装置は、長尺鋼材をその長手方向に搬送しながら熱処理加工することによって、所望の性質を有する長尺熱処理鋼材を得るために用いられる熱処理装置であって、前記長尺鋼材に対して熱処理加工が施される箇所の近傍に当接部材を配置し、前記長尺鋼材の表面の少なくとも一部と前記当接部材とが、前記長尺鋼材の長手方向で常時連続的に当接するように前記長尺鋼材を搬送することで、熱処理加工が施される際の前記長尺鋼材の搬送経路が常時同一となるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る熱処理装置によれば、運動案内装置を構成する複雑形状の金属材料であっても常時所定の範囲に熱処理加工を施すことができる。また、本発明によれば、安定した量産化と品質の維持・向上という複数の課題を同時に実現することのできる熱処理装置を提供することができるので、その結果、高い案内精度や長寿命といった好適な品質を有する運動案内装置の量産化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本実施形態に係る熱処理装置が製造対象とする長尺熱処理鋼材としての軌道レールが用いられた運動案内装置の構成を説明するための部分破断斜視外観図である。
【図１Ｂ】図１Ａで示された運動案内装置の内部構成を説明するための縦断面図である。
【図２Ａ】本実施形態に係る熱処理装置の全体構成を示す外観正面図である。
【図２Ｂ】本実施形態に係る熱処理装置の全体構成を示す外観上面図である。
【図３Ａ】本実施形態に係る熱処理装置本体部の詳細構成を説明するための外観正面図である。
【図３Ｂ】本実施形態に係る熱処理装置本体部の詳細構成を説明するための外観上面図である。
【図４】従来技術に係る熱処理装置での軌道レール素材の搬送経路を説明した図である。
【図５】本実施形態に係る熱処理装置での軌道レール素材の搬送経路を説明した模式図である。
【図６Ａ】本実施形態に係る焼入れコイルユニットの揺動機構を含む周辺機構の構成を説明するための正面図である。
【図６Ｂ】本実施形態に係る焼入れコイルユニットの揺動機構を含む周辺機構の構成を搬入側から見た場合の側面図である。
【図６Ｃ】図６Ｂ中の符号Ａで示される部分の拡大詳細図である。
【図７Ａ】本実施形態に係る焼入れコイルユニットを搬入側から見た場合の側面図である。
【図７Ｂ】本実施形態に係る焼入れコイルユニットを操作側から見た場合の正面図である。
【図７Ｃ】図７Ａ中の符号Ｂ−Ｂ断面を示す横断面図である。
【図８Ａ】本実施形態に係る焼入れコイルユニットの周辺機構のうち、主に搬送系の構成を説明するための正面図である。
【図８Ｂ】図８Ａ中の符号Ｃにて示される矢印の方向から見た矢視拡大図である。
【図９】不活性ガス充填空間内での不活性ガスの充填率を向上させる仕組みを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
［製造対象である長尺熱処理鋼材について］
まず、本実施形態に係る熱処理装置が製造対象とする長尺熱処理鋼材について説明を行う。本実施形態に係る長尺熱処理鋼材は、図１Ａおよび図１Ｂに示すリニアガイドとしての運動案内装置１０に用いられる軌道部材としての軌道レール１１である。この運動案内装置１０は、機械の直線運動部を軽く正確に動かす機械要素部品として従来から知られた装置である。かかる運動案内装置１０は、軌道レール１１と、軌道レール１１に多数の転動体として設置されるボール１２…を介して往復運動自在に取り付けられた移動体としての移動ブロック１３とを備えて構成されている。
【００１３】
軌道レール１１は、その長手方向と直交する断面が概略矩形状であり、且つ、両側面の中央部分にくびれた凹みを有する形状にて形成された長尺の鋼製部材であり、その表面（上面両端および両側面上部の近傍）には、ボール１２が転がる際の軌道となる転動体転走溝１１ａ…が軌道レール１１の長手方向全長に渡って形成されている。
【００１４】
一方、移動ブロック１３は、金属材料から成る移動ブロック本体部１３ａと、移動ブロック本体部１３ａにおける移動方向の両端面に対して設置される樹脂材料から成る一対のエンドプレート１３ｂ，１３ｂとから構成されている。移動ブロック本体部１３ａには、転動体転走溝１１ａ…とそれぞれ対応する位置に負荷転動体転走溝１３ｃ…が設けられている。軌道レール１１の転動体転走溝１１ａ…と移動ブロック本体部１３ａに形成された負荷転動体転走溝１３ｃ…とによって負荷転動体転走路２２…が形成され、この通路に導入された複数のボール１２…は、負荷を受けながら転走することになる。また、移動ブロック本体部１３ａは、負荷転動体転走溝１３ｃ…と平行に延びる無負荷転動体転走路２３…を備えている。さらに、一対のエンドプレート１３ｂ，１３ｂのそれぞれには、各無負荷転動体転走路２３…と各負荷転動体転走路２２…とを結ぶ方向転換路２５…が設けられている。１つの負荷転動体転走路２２および無負荷転動体転走路２３と、それらを結ぶ一対の方向転換路２５，２５との組み合わせによって、１つの無限循環路が構成されることとなる（図１Ｂ参照）。
【００１５】
そして、複数のボール１２…が負荷転動体転走路２２と無負荷転動体転走路２３と一対の方向転換路２５，２５とから構成される無限循環路に無限循環可能に設置されることにより、移動ブロック１３の軌道レール１１に対する相対的な往復運動が可能となっている。
【００１６】
以上のような構成を有する運動案内装置１０において、複数のボール１２…からの転がり負荷を受ける軌道レール１１については、ボール１２が転がる際の軌道となる転動体転走溝１１ａ…を含む領域に対して熱処理加工を行うことで表面の硬度を向上させ、耐摩耗性の付与や長寿命化が図られている。そして、このとき行われる熱処理加工で重要なのは、複数条形成された転動体転走溝１１ａ…を含む所望の領域に対して均等な範囲で熱処理加工を施すことである。その理由は、熱処理加工を受ける領域が均等でないと、長尺である軌道レール１１の機械的性質が不均一となったり、軌道レール１１に曲がりが生じたり、後工程や設置後の不具合発生の原因となったりすることで、運動案内装置１０自体の案内精度を悪化させてしまうからである。そこで、次に、上述した複雑な断面形状を有する軌道レール１１に対して好適な熱処理加工を行うことができる本実施形態に係る熱処理装置について、説明することとする。
【００１７】
［本実施形態に係る熱処理装置について］
図２Ａは、本実施形態に係る熱処理装置の全体構成を示す外観正面図であり、図２Ｂは、本実施形態に係る熱処理装置の全体構成を示す外観上面図である。本実施形態に係る熱処理装置３０は、これから熱処理加工を施される加工前の長尺鋼材である軌道レール素材が搬入される搬入テーブル３１と、熱処理加工が実施される熱処理装置本体部３２と、熱処理加工の完了した長尺熱処理鋼材である軌道レール１１が搬出される搬出テーブル３３とによって構成されている。したがって、本実施形態に係る熱処理装置３０では、図２Ａおよび図２Ｂにおける紙面の左側から右側へと軌道レール素材が搬送されることで、軌道レール１１が製造されるようになっている。なお、本明細書では、説明の便宜のために、図２Ａおよび図２Ｂ等にて示されるように、熱処理装置３０の上方を「天井側」、下方を「地面側」、左方を「搬入側」、右方を「搬出側」、手前を「操作側」、奥側を「反操作側」と呼ぶこととする。
【００１８】
搬入テーブル３１には、複数の軌道レール素材を載置可能なテーブル部３１ａと、熱処理装置本体部３２に向けて軌道レール素材を送り出すための複数の搬送ローラから成る搬入機構３１ｂとが設置されている。本実施形態に係る搬入テーブル３１では、作業者が運転動作開始の操作ボタンを押圧することによって搬入機構３１ｂが運転を開始し、軌道レール素材が熱処理装置本体部３２に向けて１本ずつ送り込まれる構成が採用されている。なお、テーブル部３１ａと搬入機構３１ｂとの連動については、公知の自動化技術を採用することも可能であるし、テーブル部３１ａを搬入機構３１ｂ側に向けて傾斜させておき、構造的に軌道レール素材を１本ずつ搬入機構３１ｂに対して送り出すようにしてもよい。また、駆動機構３１ｂには、不図示の材検知センサが設けてあり、先行して処理される軌道レール素材と、それに続いて送り出される後行の軌道レール素材との間隔を好適に保つことができるようになっている。
【００１９】
熱処理装置本体部３２の詳細構成を図３Ａおよび図３Ｂに示す。ここで、図３Ａは、本実施形態に係る熱処理装置本体部の詳細構成を説明するための外観正面図であり、図３Ｂは、本実施形態に係る熱処理装置本体部の詳細構成を説明するための外観上面図である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施形態に係る熱処理装置本体部３２は、符号Ｉ〜Ｖにて示されるように第一領域Ｉから第五領域Ｖという５つの領域に区分けされており、また、これら５つの領域の前後には、第一ステージ３２ａ〜第六ステージ３２ｆまで合計６つの搬送系ステージが設置されている。かかる６つの搬送系ステージ３２ａ〜３２ｆによって、上述した５つの領域を軌道レール素材がスムーズに通過できるようになっている。
【００２０】
本実施形態に係る熱処理装置本体部３２の第一領域Ｉには、焼入れを実施するための焼入れコイルユニット７０が設置されている。また、焼入れコイルユニット７０の直後には、冷却ジャケットが設置されており、通材される軌道レール素材を冷却できるようになっている。また、第二領域ＩＩにも、予備冷却用のジャケット８０が設置されている。そもそも焼入れ（quenching）とは、鋼をオーステナイト組織の状態に加熱した後、水中または油中で急冷することによって、マルテンサイト組織の状態に変化させる熱処理であるから、軌道レール素材は、第一領域Ｉに設置された焼入れコイルユニット７０によって加熱された後、焼入れコイルユニット直後に設置された冷却ジャケットや第二領域ＩＩに設置された予備冷却用のジャケット８０を用いることによって急冷され、焼入れ加工が完了することとなる。
【００２１】
さらに、第三領域ＩＩＩには、焼戻しコイル８１が設置されており、その後の第四領域ＩＶには放冷領域が設けられ、続く第五領域Ｖには、焼戻し用の冷却ジャケット８２が設置されている。ここで、焼戻し（tempering）とは、焼入れによって硬化した鋼に靭性を与える目的で行われる熱処理加工であって、マルテンサイト組織の状態から鋼を再加熱し、一定時間保持した後に徐冷する作業をいう。したがって、第一領域Ｉ〜第二領域ＩＩの間で焼入れを受けた軌道レール素材は、第三領域ＩＩＩに設置された焼戻しコイル８１によって再加熱を施され、第四領域ＩＶをそのまま通過することで一定時間保持され、第五領域Ｖの冷却ジャケット８２にて冷却されることにより、焼戻し加工が完了することとなる。
【００２２】
以上説明した一連の熱処理加工によって、いわゆるＱＴ処理が実施され、硬さが増大しつつも粘り強さを持った鋼が得られ、好適な軌道レール１１が完成することとなる。
【００２３】
なお、第一ステージ３２ａ〜第六ステージ３２ｆまで合計６つ設置された搬送系ステージについては、それぞれの搬入側に軌道レール素材の上面および底面と接触する水平ローラが設置され、それぞれの搬出側に軌道レール素材の両側面と接触する縦ローラが設置されている。本実施形態では、これら６つの搬送系ステージ３２ａ〜３２ｆによって軌道レール素材に搬送力を付与できるようになっており、スムーズな軌道レール素材の通材が実現されている。
【００２４】
以上説明した熱処理装置本体部３２によって熱処理加工を受けた軌道レール素材は、軌道レール１１として完成し、搬出テーブル３３へと送り出されることとなる。図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、搬出テーブル３３は、搬入テーブル３１の場合と同様に、複数の搬送ローラから成る搬出機構３３ａとテーブル部３３ｂを備えている。搬出機構３３ａによって軌道レール１１が搬出される際には、先行材と後行材とが干渉しない位置にまで先行の軌道レール１１が搬出された上で、搬出機構３３ａからテーブル部３３ｂへの受け渡しが行われるとともに、搬入テーブル３１からの軌道レール素材の搬入が実施されるように構成されている。具体的には、軌道レール１１が搬出される際には、搬出機構３３ａ上での位置をテーブル部３３ｂ側に設置された不図示の材検知センサによって監視しており、材検知センサが軌道レール１１を感知すると、搬出機構３３ａからテーブル部３３ｂに対して軌道レール１１が受け渡されるとともに、搬入機構３１ａ上にある次の軌道レール素材が熱処理装置本体部３２に対して送り込まれるように構成されている。このように、本実施形態に係る熱処理装置３０では、複数の軌道レール素材を連続的に熱処理加工することで、軌道レール１１を量産できるようになっている。なお、搬出機構３３ａからテーブル部３３ｂに対する軌道レール１１の受け渡しについても、公知の自動化技術や搬送機構を採用することができる。
【００２５】
以上、本実施形態に係る熱処理装置３０の概要を説明したが、当該熱処理装置３０では、熱処理加工の対象である軌道レール素材が複雑形状を有する関係上、従来にはない新規な思想に基づく多数の技術が創案され、実機に採用されている。次に、これらの新規技術について説明を行う。
【００２６】
［搬送経路の固定］
リニアガイド等の運動案内装置１０に用いられる軌道レール１１は、その用途から、均等な範囲に焼入れを実施する必要がある。しかしながら、従来技術に係る熱処理装置での軌道レール素材の搬送経路を説明した図４を見ても明らかなとおり、従来技術に係る熱処理装置では、左右に設置された焼入れコイル４０，４０や案内板４１，４１の中間位置を軌道レール素材Ｗの搬送経路とする思想に基づき焼入れコイルユニットが設計されていたため、左右に設けられた焼入れコイル４０，４０や案内板４１，４１の間には、不可避的に隙間が存在し、この隙間のために焼入れコイル４０，４０と軌道レール素材Ｗとの間隔を常に一定に保持することが困難であった。したがって、従来技術に係る熱処理装置によって熱処理加工を受けた軌道レール１１では、転動体転走溝１１ａごとで焼入れ状態が変わってしまうという事態が発生する虞が存在していた。
【００２７】
そこで、本実施形態に係る熱処理装置３０では、図５に示すごとき改良を行うこととした。ここで、図５は、本実施形態に係る熱処理装置での軌道レール素材の搬送経路を説明した模式図であるが、図５にて示すように、軌道レール素材Ｗに対して熱処理加工が施される箇所の近傍に当接部材５１を配置しておき、この軌道レール素材Ｗの一方側の側面と当接部材５１とがこの軌道レール素材Ｗの長手方向で常時連続的に当接するように構成しておく。このような構成とすることで、搬送される軌道レール素材Ｗは常に符号αにて示される搬送経路上を搬送されることになる。軌道レール素材Ｗの形状寸法はあらかじめ明らかなので、搬送経路と軌道レール素材Ｗの形状寸法とを考慮して当接部材５１の配置位置を規定すれば、軌道レール素材Ｗは熱処理加工手段としての焼入れコイル５０の中心位置を常時通材することが可能となるのである。
【００２８】
次に、以上説明した技術思想を具体的に実現した装置構成について、図６Ａ〜図８Ｂを用いて説明することとする。ここで、図６Ａは、本実施形態に係る焼入れコイルユニットの揺動機構を含む周辺機構の構成を説明するための正面図であり、図６Ｂは、本実施形態に係る焼入れコイルユニットの揺動機構を含む周辺機構の構成を搬入側から見た場合の側面図であり、図６Ｃは、図６Ｂ中の符号Ａで示される部分の拡大詳細図である。また、図７Ａは、本実施形態に係る焼入れコイルユニットを搬入側から見た場合の側面図であり、図７Ｂは、本実施形態に係る焼入れコイルユニットを操作側から見た場合の正面図であり、図７Ｃは、図７Ａ中の符号Ｂ−Ｂ断面を示す横断面図である。さらに、図８Ａは、本実施形態に係る焼入れコイルユニットの周辺機構のうち、主に搬送系の構成を説明するための正面図であり、図８Ｂは、図８Ａ中の符号Ｃにて示される矢印の方向から見た矢視拡大図である。
【００２９】
図６Ａに示されるように、本実施形態に係る焼入れコイルユニット７０は、第一ステージ３２ａと第二ステージ３２ｂとの間に吊り下げられて揺動自在に構成されており、この揺動動作は、コイルユニット７０の上方に配置されている揺りかご式の揺動機構７１によって実現されている。これら揺動機構７１と焼入れコイルユニット７０との組み合わせによって揺動式熱処理加工部７０，７１が形成されており、第一領域Ｉでの軌道レール素材に対する焼入れ加工が可能となっている。
【００３０】
一方、搬送手段としての第一ステージ３２ａと第二ステージ３２ｂを構成する水平ローラおよび縦ローラについては、軌道レール素材の地面側（すなわち、底面側）および反操作側（すなわち、後述する当接部材５１との反当接面側）の面の搬送経路が常時一定となるように固定されている。
【００３１】
さらに、揺動機構７１と焼入れコイルユニット７０とによって構成される揺動式熱処理加工部７０，７１には、図６Ｂおよび図６Ｃにて示される例えばエアシリンダから成る移動機構７２が設置されている。この移動機構７２は、揺動式熱処理加工部７０，７１を反操作側に移動させることができる装置である。またさらに、焼入れコイルユニット７０において軌道レール素材が通材する開口部入口７３の操作側には、例えばセラミックス等の耐摩耗性素材によって構成される当接部材５１が設置されている（図７Ａおよび図７Ｃ参照）。
【００３２】
以上の構成によって、軌道レール素材が開口部入口７３を通材する際に移動機構７２が駆動すると、揺動式熱処理加工部７０，７１が反操作側に移動することとなるので、操作側に配置された当接部材５１と軌道レール素材の操作側の側面は当接状態となる。一方、軌道レール素材の地面側（すなわち、底面側）と反操作側（すなわち、反当接面側）の面は、その搬送経路が搬送手段である水平ローラおよび縦ローラによって固定化されているので、軌道レール素材の操作側の側面と当接部材５１との当接状態は、軌道レール素材の搬送中も常時安定して維持されることとなる。
【００３３】
以上の作用によって、通材される軌道レール素材は、常時同一の搬送経路を通過できることとなる。これにより、軌道レール素材は、焼入れコイルユニット７０内に搭載された熱処理加工手段である高周波焼入れコイル５０の中心位置を常時通過できることとなるのである。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態に係る熱処理装置３０では、搬送される軌道レール素材が常時焼入れコイルの中心位置を通材できるので、熱処理加工が安定して実施でき、軌道レール１１に施された熱処理加工領域が一定化することとなる。すなわち、軌道レール１１が有する複数の転動体転走溝１１ａ…のいずれにおいてもほぼ同一条件にて熱処理加工が加えられるので、軌道レール１１の機械的性質や硬度等の品質が安定し、その結果として、運動案内装置１０の案内精度が向上することとなる。
【００３５】
また、上述した本実施形態の構成によれば、搬送手段である水平ローラおよび縦ローラや、焼入れコイルユニット７０に配置される当接部材５１の初期位置を一旦決めてしまえば、その後は特に調整を行うことなく熱処理加工を実施することが可能となる。従来技術に係る熱処理装置では、それぞれ２つずつ設置された焼入れコイル４０，４０や案内板４１，４１の中間位置を軌道レール素材が通材する構成となっていたので、常に振動の影響等を考慮して隙間調整を行う必要があったが、本実施形態であれば、初期設定のみ行えばその後は安定して熱処理加工が実施できる。したがって、本実施形態の熱処理装置３０によれば、従来技術に比べて段取り作業や調整作業が飛躍的に少なくなり、軌道レール１１の生産効率を向上することが可能である。
【００３６】
［その他の改良点について］
本実施形態に係る熱処理装置３０では、通材される軌道レール素材の搬送経路が固定され、常時同一の経路を通過できるようになった。この改良によって、本実施形態に係る熱処理装置３０には、さらに好適な構成を採用することが可能となった。そこで次に、上述した以外の改良点について、説明することとする。
【００３７】
熱処理加工を行う際には、熱処理が行われる箇所の周辺に窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを充填し、被熱処理加工鋼材の酸化を防止して熱処理品質を向上することが行われている。従来技術に係る熱処理装置においても、このような不活性ガス充填下での熱処理加工は実施する事例があったが、軌道レール素材の通材経路の確保や軌道レール素材の通材時の振動等を考慮して、非常に広い範囲に不活性ガスを充填させるか、もしくは充填率の低い状態にて満足するしか手段がなかった。
【００３８】
しかしながら、本実施形態に係る熱処理装置３０では、通材される軌道レール素材を常時一定の搬送経路にて通過させることができるので、不活性ガスを充填させる空間を熱処理が行われる箇所の近傍のみとすることが可能である。具体的な構成としては、図７Ａおよび図７Ｂ中において網掛が施されている遮蔽部材７５を設置することで焼入れコイルユニット７０内に不活性ガス充填空間を形成する。この不活性ガス充填空間は、高周波焼入れコイルによって軌道レール素材に焼入れが行われる箇所の周辺近傍のみに不活性ガスを充填するために形成されており、焼入れコイルユニット７０内を通過する軌道レール素材の極めて近傍のみに形成される空間である。
【００３９】
また、本実施形態では、単に狭い範囲で形成された不活性ガス充填空間に対して不活性ガスを充填するだけにとどまらず、この不活性ガス充填空間内での不活性ガスの充填率を向上させる仕組みが採用されている。その仕組みとは、図９において模式的に示すように、焼入れコイルユニット７０内に形成された不活性ガス充填空間に不活性ガスを導入する経路７６の他に、不活性ガス充填空間の開口部入口７３および開口部出口７８に対して不活性ガスによるガスカーテンが形成されるように導入される経路７７を設けることである。不活性ガス充填空間の開口部７３，７８に対して不活性ガスによるガスカーテンを形成したことにより、不活性ガス充填空間内から開口部７３，７８を通じて不活性ガスが漏れ出すことが極力防止されることとなり、不活性ガス充填空間内での不活性ガスの充填率が非常に向上したのである。この不活性ガスの充填率向上によって、軌道レール素材に対する焼入れ実施時の酸化が防止され、表面スケールの発生防止などといった熱処理品質の向上を図ることができた。また、不活性ガス充填空間を焼入れが行われる箇所の周辺近傍のみに設定することができたので、従来技術に比べて不活性ガスの使用量が減少し、製造コストの削減を図ることが可能となった。
【００４０】
以上説明した改良は、熱処理品質の更なる改良のために行われたものであるが、本実施形態ではさらに、熱処理加工後に発生する軌道レール１１の形状不良を防止する改良技術が実施されている。そこで、この形状不良防止技術について、図８Ａおよび図８Ｂを用いて説明を行う。
【００４１】
従来の熱処理装置では、軌道レール素材を搬送するための搬送機構（例えば、図３Ａ等で示した６つの搬送系ステージ３２ａ〜３２ｆ）は設けられていたが、これらの機構は軌道レール素材等の長尺鋼材を搬送する目的のみに設置されたものであった。しかしながら、焼入れや焼戻し等の熱処理加工が鋼材に対して実施されたときに、特に長尺の鋼材については熱処理の際に加えられる熱の影響によって曲がりが発生することがある。この曲がり異常が発生してしまうと、搬送機構のみでは異常を修正することはできず、形状不良や搬送異常、ミスロール等の異常が発生してしまう可能性があった。
【００４２】
そこで、本実施形態に係る熱処理装置３０では、図８Ａおよび図８Ｂにより詳細に示す通り、軌道レール素材に対して熱処理加工が行われる揺動式熱処理加工部７０，７１の上流側近傍と下流側近傍に対して、矯正機能を有する矯正部材、例えば、押圧ローラ７９を設置することとした。この押圧ローラ７９は、６つの搬送系ステージ３２ａ〜３２ｆが有する水平ローラおよび縦ローラとは別に設けられたものであり、熱処理加工が行われる焼入れコイルユニット７０の直近に設置されている。
【００４３】
押圧ローラ７９の具体的構成としては、図８Ｂにて示されるごとく、軌道レール素材の天井側、地面側、操作側および反操作側の４方向から押圧できるようになっており、長手方向と直交する断面が概略矩形状にて形成された軌道レール素材の全方位から押圧して矯正力を付与できる構成となっている。なお、押圧ローラ７９を構成する４方向のローラのうち、地面側と反操作側のローラについては、６つの搬送系ステージ３２ａ〜３２ｆの場合と同様に固定された状態で設置されており、搬送される軌道レール素材の搬送経路を規定する役割を担っている。一方、天井側と操作側のローラについては押圧機構を有しており、これら天井側と操作側の２つのローラの押圧力を制御することによって、軌道レール素材の好適な矯正が可能となり、直進性を有する軌道レール１１が安定して生産可能となっている。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【００４５】
上述した実施形態では、長尺熱処理鋼材がリニアガイドに用いられる軌道レール１１である場合を例示して説明したが、本発明に係る熱処理装置が製造対象とする長尺熱処理鋼材については、この軌道レール１１には限られない。例えば、ボールねじに用いられるねじ軸や、ボールスプラインに用いられるスプライン軸などを含め、熱処理加工を必要とするあらゆる長尺鋼材に対して本発明に係る熱処理装置を用いることができる。
【００４６】
また、上述した本実施形態に係る当接部材５１については、通材される長尺鋼材（軌道レール素材）との接触面が直線的に形成されていたが、長尺鋼材との接触部位の形状に近似した形状とするなど、種々の変形形状を採用することが可能である。
【００４７】
さらに、上述した実施形態では、長尺鋼材（軌道レール素材）の地面側と反操作側の搬送経路を固定するとともに、当接部材５１を操作側から反操作側の方向（すなわち、長尺鋼材における当接部材との反当接側に向かう方向）に押し付ける構成を採用していた。しかしながら、長尺鋼材と当接部材の当接関係については、どのような方向であってもよく、結果として、長尺鋼材の表面の少なくとも一部と当接部材とが、長尺鋼材の長手方向で常時連続的に当接するように長尺鋼材を搬送することで、熱処理加工が施される際の長尺鋼材の搬送経路が常時同一となるように構成されていればよい。
【００４８】
またさらに、上述した実施形態では、搬送手段によって搬送される長尺鋼材の反当接側の経路方向に揺動式熱処理加工部を移動させる移動機構として、エアシリンダから成る移動機構７２を採用した場合を例示して説明したが、この移動機構についても、長尺鋼材と当接部材の常時の当接状態を維持できるものであれば、どのような機構を採用してもよい。
【００４９】
その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５０】
Ｗ  軌道レール素材（長尺鋼材）、α  搬送経路、１１  軌道レール（長尺熱処理鋼材）、３０  熱処理装置、３２ａ  第一ステージ（搬送手段）、３２ｂ  第二ステージ（搬送手段）、３２ｃ  第三ステージ（搬送手段）、３２ｄ  第四ステージ（搬送手段）、３２ｅ  第五ステージ（搬送手段）、３２ｆ  第六ステージ（搬送手段）、５０  高周波焼入れコイル、５１  当接部材、７０  焼入れコイルユニット、７１  揺動機構、７０，７１  揺動式熱処理加工部、７２  移動機構、７３  開口部入口、７６，７７  （不活性ガス導入）経路、７８  開口部出口、７９  押圧ローラ。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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