(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔開扁平部品の開孔に片持水平棒状のハンガーを通して該孔開扁平部品を炉内にて鉛直姿態に支持して加熱し、その後該孔開扁平部品の開孔中に移動フォークを挿入し該孔開扁平部品を該ハンガーから外して該移動フォーク上に鉛直姿態に支持させて冷却部に移動し、該冷却部にて該孔開扁平部品に上方から気体を吹き付けて急冷させることを特徴とした孔開扁平部品の焼入方法。
【請求項２】
気体中に水を噴霧してなる請求項１に記載の孔開扁平部品の焼入方法。
【請求項３】
連続炉と、該連続炉内に配置され片持水平棒状のハンガーを設けてなるスタンドと、孔開扁平部品を該ハンガーに引掛けるための移動フォークを有している装入装置と、孔開扁平部品を該ハンガーから外すための移動フォークを有している抽出装置と、該抽出装置の移動フォーク上に支持された孔開扁平部品を急冷するために上方から該孔開扁平部品に気体を吹き付ける冷却部を具備してなることを特徴とする孔開扁平部品の焼入装置。
【請求項４】
ハンガーの上縁部に孔開扁平部品の妄動を防ぐ凹凸を形成し複数の孔開扁平部品を鉛直姿態で吊下できるようにした請求項３に記載の孔開扁平部品の焼入装置。
【請求項５】
抽出装置の移動フォークは熱容量の小さい２枚のフォーク片を所定間隔を離して平行に形成してなるものであって、その上縁部に孔開扁平部品の妄動を防ぐ凹凸を形成し複数の孔開扁平部品を鉛直姿態で吊下できるようにした請求項３に記載の孔開扁平部品の焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ニードルスラストベアリング用の軌道輪等の薄板リング状の機械部品、その他の薄い金属板を打ち抜いて形成されたような孔開扁平部品を変形を伴なうことなく焼入する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばニードルスラストベアリングの軌道輪として使用される例えばクロムモリブデン鋼からなる厚さ１ミリ前後，直径８０ミリ程度の環状の扁平部品は、浸炭焼入するに際して従来では例としてメッシュベルトコンベヤ上にベタに並べて炉内を搬送させることにより浸炭雰囲気中で８８０℃程度に加熱し、油槽に入れて急冷し焼入していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような扁平部品は上記のような焼入方法では反り等の変形，歪が生じるため焼入後に元の形状に矯正する必要があった。このため工程が増し製造コストを上昇させるという問題があると共に、変形が大きいと充分な矯正もできず歪が残るので、不良品の発生率が高いという問題があった。また、メッシュベルト上に一枚宛重ならないように配置して炉内に搬入させる必要があるので、大量に処理する場合には広いスペースを要する大型の炉が必要になるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る孔開扁平部品の焼入方法は上記課題を解決しようとするもので、孔開扁平部品の開孔に片持水平棒状のハンガーを通して該孔開扁平部品を炉内にて鉛直姿態に支持して加熱し、その後該孔開扁平部品の開孔中に移動フォークを挿入し該孔開扁平部品を該ハンガーから外して該移動フォーク上に鉛直姿態に支持させて冷却部に移動し、該冷却部にて該孔開扁平部品に上方から気体を吹き付けて急冷させることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明は上記焼入方法において、気体中に水を噴霧してなることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の孔開扁平部品の焼入装置は、連続炉と、該連続炉内に配置され片持水平棒状のハンガーを設けてなるスタンドと、孔開扁平部品を該ハンガーに引掛けるための移動フォークを有している装入装置と、孔開扁平部品を該ハンガーから外すための移動フォークを有している抽出装置と、該抽出装置の移動フォーク上に支持された孔開扁平部品を急冷するために上方から該孔開扁平部品に気体を吹き付ける冷却部を具備してなることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は上記焼入装置において、ハンガーの上縁部に孔開扁平部品の妄動を防ぐ凹凸を形成し複数の孔開扁平部品を鉛直姿態で吊下できるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は上記焼入装置において、抽出装置の移動フォークは熱容量の小さい２枚のフォーク片を所定間隔を離して平行に形成してなるものであって、その上縁部に孔開扁平部品の妄動を防ぐ凹凸を形成し複数の孔開扁平部品を鉛直姿態で吊下できるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
鉛直姿態にて加熱することで材料が軟化しても変形し難く、また、同じ姿態にて上方から気体を吹付けることで風圧により該孔開扁平部品が妄動することなく変形が防止できる。また、水の噴霧により一層冷却速度を速くすることができる。また、ハンガー上に多数の孔開扁平部品を吊下できスペースを要しない。さらに、熱容量の小さい移動フォークに移載することにより冷却が容易となる。
【００１０】
【実施例】
次に本発明の一実施例を図面と共に説明する。図１にこの焼入方法を実施するための連続炉１００とスタンド２００と装入装置３００と抽出装置４００と冷却部５００とからなる焼入装置の平面図を示す。連続炉１００は回転炉床式ガス浸炭炉で、図２に示したように円筒形の炉体１０１の床面に回転軸１０２に支持されモータ駆動により矢印の方向に低速回転する回転テーブル１０３が設けられている。１０４は該回転テーブル１０３が定角度回転する毎にこれを停止させるために回転軸１０２に設けられた円板１０９に係合するカムストッパである。１０５は炉体１０１内に設けられたラジアントチューブバーナ、１０６は炉天井部に設けられた炉内フアン、１０７は炉体１０１の外側壁に開設された装入口、１０８は同じく抽出口である。なお該炉体１０１内には浸炭性の雰囲気ガスが送給される。
【００１１】
回転テーブル１０３上に載置されるスタンド２００は、図３にも示したように、Ｔ字状の本体２０１上に支柱２０２が樹立され該支柱２０２の上端に片持水平棒状のハンガー２０３が設けられている。なお該ハンガー２０３の上縁部には定ピッチの波状の凹凸２０４が形成されている。１は被処理材たる厚さ１ミリ程度の薄い金属板（クロムモリグデン鋼板）をプレス加工することにより直径８０ミリ程のリング状に打抜いてなる孔開扁平部品で、該孔開扁平部品１は後述する装入装置３００により複数個を定ピッチで該ハンガー２０３に鉛直吊下姿態にて支持し得る。なお、その場合前記凹凸２０４は孔開扁平部品１の妄動を防いで各孔開扁平部品１間の間隔を一定ならしめる。
【００１２】
装入装置３００は、トロリーコンベヤ３０１に搬入されて来る孔開扁平部品１を該トロリーコンベヤ３０１の吊下棒３０４から外して装入口１０７に置かれたスタンド２００のハンガー２０３に引掛ける主マニプレータ３０２と、該スタンド２００を把持して回転テーブル１０３上に移載する副マニプレータ３０３とからなる。トロリーコンベヤ３０１はレール３０５中を矢印の方向に走行する無端チエン３０６にＬ字状の吊下棒３０４を定間隔で取着してなり、該吊下棒３０４に複数個の孔開扁平部品１を鉛直吊下姿態に吊下している。そして該吊下棒３０４の上縁には凹凸３０７が形成されていてその凹部に孔開扁平部品１が止まることで該孔開扁平部品１が振動等で無用に妄動しないようにし各孔開扁平部品１間に常に所定の間隔が存し定ピッチで吊下げできるようにしている。
【００１３】
主マニプレータ３０２は、フレーム３１０上に垂設した小ストロークのシリンダ３１１により昇降台３１２が上下動するように配設され、該昇降台３１２上に設けたレール３１９に沿って摺動自在なるように方形枠の摺動体３１３が設けられ、該昇降台３１２の後部に固設したシリンダ３１４の作動により該摺動体３１３が装入口１０７に向けて進出動し得るようにすると共に、該摺動体３１３の前縁に移動フォーク３１５を設けている。該移動フォーク３１５は耐熱性の金属性薄板から製作した熱容量の小さい２枚の細長状のフォーク片３１６，３１７が所定間隔を離して平行に支持されるように摺動体３１３に固着してなり、該フォーク片３１６，３１７の先端部寄りの上縁部には前記凹凸３０７と同様の凹凸３１８を形成している。
【００１４】
また副マニプレータ３０３は、フレーム３２０上に垂設した小ストロークのシリンダ３２１により昇降台３２２が上下動するように配設され、該昇降台３２２上にシリンダ３２３の作動によりレール３３１上を進退動し得るようにマニプレータ本体３２４が設けられている。該マニプレータ本体３２４は支軸３２５に一対のアーム３２６，３２７が開閉自在に軸支され、該アーム３２６，３２７の上方部は図３に示したように装入口１０７に向けて水平に折曲し、該アーム３２６，３２７の先端部の相対する内面に夫々摺り止め用の突起３２８を突設し、アーム３２６，３２７の下端部には夫々シリンダ３２９，３３０を設け該シリンダ３２９，３３０の作動により該アーム３２６，３２７が開閉動することで先端部の突起３２８により前記スタンド２００を把持しシリンダ３２３の作動により該スタンド２００を回転テーブル１０３上に装入できるようにしている。
【００１５】
一方抽出装置４００は、回転テーブル１０３上に乗って炉内を矢印の方向に周回したスタンド２００を把持して抽出口１０８に移載する副マニプレータ４０１と、該スタンド２００のハンガー２０３から孔開扁平部品１を外してトロリーコンベヤ４０３の吊下棒（図示せず）に引掛ける主マニプレータ４０２とからなる。トロリーコンベヤ４０３の吊下棒（図示せず）に引掛ける主マニプレータ４０２とからなる。なお、該副マニプレータ４０１は前記副マニプレータ３０３と同一構成であり、主マニプレータ４０２は前記主マニプレータ３０２と同一構成であり、トロリーコンベヤ４０３はトロリーコンベヤ３０１と同一構成であるので、これらの同一部分には同一符号を付すことにより詳細な構造説明は割愛する。
【００１６】
冷却部５００は図４にも示したように主マニプレータ４０２による孔開扁平部品１の移動経路の上方に垂直に送風ダクト５０１を設けると共に、該送風ダクト５０１を中にモータ５０２により回転するフアン５０３を設け、該送風ダクト５０１の上端開口部にはシリンダ５０４により開閉するシャッタ５０５を設けている。そして送風ダクト５０１の一側壁には水を該送風ダクト５０１中に噴霧するノズル５０６が設けられている。なお５０７はその下方に設けられた排気フードを示す。
【００１７】
しかしてこの焼入装置では、複数の孔開扁平部品１が鉛直吊下姿態に吊下している吊下棒３０４を装入口１０７前にて停止させ、該孔開扁平部品１の開孔中に移動フォーク３１５を挿入するべくシリンダ３１４の作動により主マニプレータ３０２の後方より該移動フォーク３１５を進入させ、該フォーク片３１６，３１７間に吊下棒３０４が位置するようにして停止させる。そしてシリンダ３１１により該移動フォーク３１５を少し上昇させることにより該孔開偏平部品１を該フォーク片３１６、３１７上に移載した後、該移動フォーク３１５をさらに前進させ、装入口１０７中に進入させて該フォーク片３１６，３１７間にスタンド２００のハンガー２０３を位置させて停止し、シリンダ３１１を収縮させ移動フォーク３１５を少し下げることにより孔開扁平部品１をハンガー２０３上に移載させる。次いで、該スタンド２００をアーム３２６，３２７により把持させ、マニプレータ本体３２４をシリンダ３２３の作動により装入口１０７に接近させることにより該スタンド２００を回転テーブル１０３上に移載する。
【００１８】
こうして炉体１０１内に装入された孔開扁平部品１は回転テーブル１０３が矢印の方向に周回する間に浸炭性雰囲気ガスの基でラジアントチューブヒータ１０５の加熱により８８０℃程度に加熱される。そして抽出口１０８に来たところで副マニプレータ４０１のアーム３２６，３２７が炉内に挿入され該スタンド２００を把持させて該スタンド２００を抽出口１０８に移動させる。そして抽出口１０８に置かれたスタンド２００の孔開扁平部品１の開孔に移動フォーク３１５を進入させ該移動フォーク３１５を少し上昇させることにより孔開扁平部品１を該移動フォーク３１５上に移載しシリンダ３１４を収縮させて移動フォーク３１５を後退させ、送風ダクト５０１の真下にて停止させる。そしてシャッタ５０５を開けることにより空気を送風ダクト５０１から吹き出させ孔開扁平部品１に上方から該空気を吹付けることにより孔開扁平部品１を急冷する。このように移動フォーク３１５に鉛直吊下姿態に支持された孔開扁平部品１に上方から冷気を吹付けることで該孔開扁平部品１は風圧で動くことなくその吊下姿態を整然と保って２０〜３０秒間で２００℃程度まで急冷でき所期の硬度に焼入できる。なお、孔開扁平部品を急冷させるための気体は空気の他、窒素ガス、不活性ガスであってもよいし、場合によってはクーラ等で冷却してもよい。さらに孔開扁平部品１を鉛直姿態に支持する手段としては前記実施例の他に孔開扁平部品１の内径側をゆるいバネ力により複数点支持する手段を採用してもよい。
【００１９】
またこの冷却時に、孔開扁平部品１は炉外にあった熱容量の小さい移動フォーク３１５上に移載支持されることで、該移動フォーク３１５はほぼ常温に保たれるので孔開扁平部品１に熱的影響を与えるおそれがなく、孔開扁平部品１を急冷可能となる。
【００２０】
さらにノズル５０６から水を送風ダクト５０１内に噴霧して気体と伴に孔開扁平部品１に吹き付けることにより水の気化熱を利用し冷却速度をさらに２倍程度に高めることができる。こうして焼入できた孔開扁平部品１は移動フォーク３１５をさらに後退させトロリーコンベヤ４０３の吊下棒３０４に吊下し搬出される。
【００２１】
【発明の効果】
このように本発明に係る焼入方法によれば、孔開扁平部品をハンガーに鉛直姿態に支持して所期の高温度に加熱し、加熱後に該孔開扁平部品を該ハンガーから外して移動フォーク上に鉛直姿態に支持して上方から気体を吹付けることにより急冷するものであるから、孔開扁平部品の自重は加熱中も冷却中も真直に掛かり、このため従来のメッシュベルト上にベタに並べたときのような変形を起こすおそれはなく高精度な焼入部品を容易に製作できる。また、この焼入装置によって多数の孔開扁平部品を連続的に処理でき高い生産性が得られると共に設置スペースをさほど要しないなど有益な効果がある。さらに油等の冷却材が不要になり、洗浄工程等の後工程の省略も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焼入装置の水平断面平面図。
【図２】図１のＡーＡ線断面図。
【図３】図１の炉体の装入口の付近の斜視図。
【図４】図１の冷却部の拡大縦断面図。
【符号の説明】
１                孔開扁平部品
１００            回転炉床式ガス浸炭炉
１０１            炉体
１０３            回転テーブル
１０７            装入口
１０８            抽出口
２００            スタンド
２０３            ハンガー
２０４            凹凸
３００            装入装置
３０２            主マニプレータ
３０３            副マニプレータ
３１４            シリンダ
３１５            移動フォーク
３１６，３１７    フォーク片
３１８            凹凸
４００            抽出装置
４０１            副マニプレータ
４０２            主マニプレータ
５００            冷却部
５０１            送風ダクト
５０３            フアン
５０５            シャッタ
５０６            ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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