(57)【要約】【課題】  環状部材の回転位置決め装置【解決手段】  ワークＷを載置するワークテーブル３５と、回転駆動する回転テーブル３６と、ワークテーブル３５と回転テーブル３６の間で両者を連結した連結桿３４にスライドして上下移動する上下動テーブル４０と、先端４１ｂでワークテーブル３５に載置されたワークＷを支持する直立した３本の支持爪４１とを備え、この３本の支持爪４１が調心保持手段５０により放射方向に同期して移動して支持したワークＷを回転中心に保持しながらワークテーブル３５の貫通孔３１を貫通して上下し、ワークＷを加熱位置に移動し回転させる。加熱を終了すると前記と逆の動作が行われてワークＷがワークテーブル３５に載置される。この動作が制御手段により自動的に制御される。【選択図】  図１
2006179360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状部材を回転しながら誘導加熱する環状部材の回転位置決め装置において、被加熱環状部材を水平面に載置するワークテーブルと、回転中心の円周上に等間隔に配設され先端で該ワークテーブルに載置された被加熱環状部材を下部から支持する上下方向に延伸された３本の支持爪と、該３本の支持爪を前記テーブル面に平行の放射方向に同期して移動駆動して該支持爪に支持された被加熱環状部材を回転中心に保持する調心保持手段と、該３本の支持爪を上下方向に移動駆動して該支持爪に支持された被加熱環状部材を上方の誘導加熱位置に移動する上下動手段と、該３本の支持爪を回転駆動して被加熱環状部材を誘導加熱する位置で回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする環状部材の回転位置決め装置。
【請求項２】
環状部材を回転しながら誘導加熱する環状部材の回転位置決め装置において、被加熱環状部材を水平面に載置するワークテーブルと、該ワークテーブルの下方に間隔をおいて平行に配設され該ワークテーブルとテーブル面に直交する連結桿により連結された回転テーブルと、前記ワークテーブルと回転テーブルの間に配設され前記連結桿に上下移動可能に支持された上下動テーブルと、該上下動テーブル上に直立して回転中心の円周上に等間隔に配設され前記ワークテーブルに設けられた貫通孔に貫通させた先端で前記ワークテーブルに載置された被加熱環状部材の内周または外周を下部から支持する３本の支持爪と、該３本の支持爪を同心円上に放射方向に同期して移動して支持された被加熱環状部材を回転中心に保持する調心保持手段と、前記上下動テーブルを上下駆動して前記支持爪に支持された被加熱環状部材を上方の誘導加熱位置に移動する上下動手段と、前記回転テーブルを回転駆動して被加熱環状部材を誘導加熱する位置で回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする環状部材の回転位置決め装置。
【請求項３】
入力された被加熱環状部材のリング径に対応させて、前記ワークテーブルに載置された被加熱環状部材を回転中心に保持するように前記３本の支持爪を移動駆動し、該被加熱環状部材を誘導加熱位置に移動するように前記上下動テーブルを上下動駆動し、該位置で被加熱環状部材を回転させるように前記回転テーブルを回転駆動し、加熱終了後に前記動作を逆にして被加熱環状部材を前記ワークテーブル上に載置するように、前記調心保持手段と上下動手段と回転手段とを駆動制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の環状部材の回転位置決め装置。
【請求項４】
前記ワークテーブル面に被加熱環状部材が載置されたことを検知する検知手段が設けられ、該検知手段が被加熱環状部材の載置を検知したとき前記請求項３の動作が行われるよう前記調心保持手段と上下動手段と回転手段とを駆動制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の環状部材の回転位置決め装置。
【請求項５】
前記３本の支持爪は、それぞれ前記上下動テーブル上に設けられた３本の回転ねじ軸に係合して放射方向に移動するように支持され、該３本の回転ねじ軸が同期モータにより同期回転される調心保持手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の環状部材の回転位置決め装置。
【請求項６】
前記３本の支持爪は、それぞれ前記上下動テーブル上に設けられた３本の回転ねじ軸に係合して水平放射方向に移動するように支持され、該回転ねじ軸端に小歯車が固着され、これに噛み合う大歯車が前記上下動テーブルの回転中心を芯としてベースフレームに固定され、前記上下動テーブルの下待機位置において前記小歯車と大歯車が噛み合って、該上下動テーブルを回転させると、前記３本の回転ねじ軸が同期回転して前記３本の支持爪を同期して放射方向に移動して被加熱環状部材を調心保持し、前記上下動テーブルを上昇させると該小歯車と大歯車との噛み合いが解除されて前記３本の支持爪が固定された状態で該上下動テーブルを回転させることができる調心保持手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の環状部材の回転位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状部材を誘導加熱する際に、被加熱環状部材を加熱コイル位置に位置させて回転しながら誘導加熱して熱処理する環状部材の回転位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環状部材の誘導加熱焼入れなどの際には、被加熱環状部材を加熱コイルの位置に保持して該被加熱環状部材を回転しながら誘導加熱することが行われている。この場合、リング円周を均一に加熱するために被加熱環状部材と加熱コイルの間隔を均一に保持して回転しなければならない。そのための回転位置決め装置が使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の回転位置決め装置は複雑な動作のものが多く、また被加熱環状部材のリング径が変わるたびにワークＷ保持のための調整が必要などの不便がある。
【０００４】
そこで本発明は、リング径が変わっても簡易に正確な位置にワークＷを保持する環状部材の回転位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の環状部材の回転位置決め装置は、環状部材を回転しながら誘導加熱する環状部材の回転位置決め装置において、被加熱環状部材を水平面に載置するワークテーブルと、回転中心の円周上に等間隔に配設され先端で該ワークテーブルに載置された被加熱環状部材を下部から支持する上下方向に延伸された３本の支持爪と、該３本の支持爪を前記テーブル面に平行の放射方向に同期して移動駆動して該支持爪に支持された被加熱環状部材を回転中心に保持する調心保持手段と、該３本の支持爪を上下方向に移動駆動して該支持爪に支持された被加熱環状部材を上方の誘導加熱位置に移動する上下動手段と、該３本の支持爪を回転駆動して被加熱環状部材を誘導加熱する位置で回転させる回転手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また本発明の環状部材の回転位置決め装置は、環状部材を回転しながら誘導加熱する環状部材の回転位置決め装置において、被加熱環状部材を水平面に載置するワークテーブルと、該ワークテーブルの下方に間隔をおいて平行に配設され該ワークテーブルとテーブル面に直交する連結桿により連結された回転テーブルと、前記ワークテーブルと回転テーブルの間に配設され前記連結桿に上下移動可能に支持された上下動テーブルと、該上下動テーブル上に直立して回転中心の円周上に等間隔に配設され前記ワークテーブルに設けられた貫通孔に貫通させた先端で前記ワークテーブルに載置された被加熱環状部材の内周または外周を下部から支持する３本の支持爪と、該３本の支持爪を同心円上に放射方向に同期して移動して支持された被加熱環状部材を回転中心に保持する調心保持手段と、前記上下動テーブルを上下駆動して前記支持爪に支持された被加熱環状部材を上方の誘導加熱位置に移動する上下動手段と、前記回転テーブルを回転駆動して被加熱環状部材を誘導加熱する位置で回転させる回転手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記本発明の環状部材の回転位置決め装置は、入力された被加熱環状部材のリング径に対応させて、前記ワークテーブルに載置された被加熱環状部材を回転中心に保持するように前記３本の支持爪を移動駆動し、該被加熱環状部材を誘導加熱位置に移動するように前記上下動テーブルを上下動駆動し、該位置で被加熱環状部材を回転させるように前記回転テーブルを回転駆動し、加熱終了後に前記動作を逆にして被加熱環状部材を前記ワークテーブル上に載置するように、前記調心保持手段と上下動手段と回転手段とを駆動制御する制御手段を備えることが動作を自動的に行うために望ましい。
【０００８】
そして、前記ワークテーブル面に被加熱環状部材が載置されたことを検知する検知手段が設けられ、該検知手段が被加熱環状部材の載置を検知したとき前記請求項３の動作が行われるよう前記調心保持手段と上下動手段と回転手段とを駆動制御する制御手段を備えることにより、被加熱環状部材の載置から加熱終了までの動作を自動的に行うことができる。
【０００９】
すなわち、上記本発明の構成によれば、被加熱環状部材をワークテーブル面に載置すると、検知手段が検知し、３本の支持爪が放射方向に移動して、その先端で被加熱環状部材を回転中心に保持した後、該支持爪が上昇して被加熱環状部材を誘導加熱コイルなどの加熱位置に移動し、この位置で被加熱環状部材を回転して誘導加熱や冷却などの加熱を行い、加熱が終了すると回転を停止して支持爪が下降して被加熱環状部材をワークテーブル面に載置する動作が自動的に行われる。
【００１０】
前記３本の支持爪は、それぞれ前記上下動テーブル上に設けられた３本の回転ねじ軸に係合して放射方向に移動するように支持され、該３本の回転ねじ軸が同期モータにより同期回転される調心保持手段を備えることにより、簡易に被加熱環状部材の保持が可能である。
【００１１】
また、前記３本の支持爪は、それぞれ前記上下動テーブル上に設けられた３本の回転ねじ軸に係合して水平放射方向に移動するように支持され、該回転ねじ軸端に小歯車が固着され、これに噛み合う大歯車が前記上下動テーブルの回転中心を芯としてベースフレームに固定され、前記上下動テーブルの下待機位置において前記小歯車と大歯車が噛み合って、該上下動テーブルを回転させると、前記３本の回転ねじ軸が同期回転して前記３本の支持爪を同期して放射方向に移動して被加熱環状部材を調心保持し、前記上下動テーブルを上昇させると該小歯車と大歯車との噛み合いが解除されて前記３本の支持爪が固定された状態で該上下動テーブルを回転させることができる調心保持手段を備えることにより、回転駆動モータと支持爪移動モータが共用できるので、部品が減少し装置のコストを低減できる。なお、上記３本の支持爪は４本以上であっても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の環状部材の回転位置決め装置は、環状部材の誘導加熱熱処理において、被加熱環状部材を加熱コイルとの間隔を均一にして正確な位置に保持しながら回転して誘導加熱できるので、環状部材を均一硬さに焼入れすることができる。また、リング径が変わっても簡易に対応できるので、多種少量生産にも対応しやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の環状部材の回転位置決め装置について図示の実施形態により具体的に説明する。図１は本発明第１実施形態の環状部材の回転位置決め装置の正面断面図、図２はその上面図、図３は第１実施形態の制御手段の構成を示すブロック図である。また、図４は本発明第２実施形態の環状部材の回転位置決め装置の正面断面図である。
【００１４】
本発明の回転位置決め装置は、被加熱環状部材（以下ワークＷという）を載置するワークテーブル３５と、該ワークテーブル３５の下部に配設された回転テーブル３６と、ワークテーブル３５と回転テーブル３６の間に配設された上下動テーブル４０と、上下動テーブル４０上に配設された支持爪４１と、回転テーブル３６を回転駆動する回転手段３０と、上下動テーブル４０を上下駆動する上下動手段２０とからなる。
【００１５】
そして、本実施形態は、ワークテーブル３５の上方に誘導加熱コイル１０を配設し、ワークテーブル３５上に載置したワークＷを誘導加熱コイル１０の位置に移動して、この位置で回転しながら誘導加熱した後、ワークテーブル３５上に戻して排出するものである。本実施形態では誘導加熱コイル１０はワークＷを跨ぐＵ字型コイルを使用した。なお、本装置に冷却装置を付加して焼入装置とすることも可能である。
【実施例１】
【００１６】
まず、本発明第１実施形態の環状部材の回転位置決め装置について説明する。ワークテーブル３５は平円板で上面にワークＷを載置する。ワークテーブル３５には回転中心の円周に等間隔に放射方向に向けて３個の長孔３１が設けられている。そして、この長孔３１に支持爪４１を貫通させ、長孔３１をガイドとして支持爪４１を放射方向と上下に移動させ、ワークＷを支持爪４１の先端に支持し上下に移動できるようにされている。また、放射方向に１か所の長孔の検知孔３２が設けられワークＷがワークテーブル３５に載置されたことが光センサなどの検知手段３３により検知されるようになっている。
【００１７】
ワークテーブル３５の下方に設けられた回転テーブル３６は、ベースプレート１に設けられた垂直軸受２に回転可能に支持されている。ワークテーブル３５と回転テーブル３６は外周近辺に等間隔に垂直に植設された３本の連結桿３４により同心にして連結される。そして、回転テーブル３６は回転手段３０を構成するギヤ３７、３８を介してモータ３９により回転駆動され、ワークテーブル３５と回転テーブル３６と後述する上下動テーブル４０とが一体になって回転駆動される。
【００１８】
上下動テーブル４０はワークテーブル３５と回転テーブル３６の間に配設され、ガイドブッシュ４０ａにより前記３本の連結桿３４にスライドして上下移動可能に支持されている。上下動テーブル４０には、ワークＷを回転中心に保持するための調心保持手段５０が設けられている。その構成について以下説明する。
【００１９】
ワークテーブル３５の長孔３１に対応する円周の等間隔の３か所の位置に放射方向に延伸して回転ねじ軸４３が回転可能に支持されている。また、上下動テーブル４０の面に直立して上下方向に長い３本の支持爪４１が回転中心の円周上に等間隔に設けられている。支持爪４１は、上端にワークＷの下部を支持する支持部４１ｂが設けられ、ワークテーブル３５の長孔３１に貫通して長孔３１により放射方向かつ上下方向に移動可能に支持されている。そして、支持爪４１の下端に設けられためねじ４１ａが回転ねじ軸４３に螺合して、回転ねじ軸４３が回転すると支持爪４１が長孔３１にガイドされて放射方向に移動するようになっている。３か所の回転ねじ軸４３はギア４４、４５を介してステッピングモータ４６により同期回転されるので、３本の支持爪４１の先端が描く円周が回転中心を芯として拡大・縮小するように放射方向に移動する。これにより支持爪４１の先端がワーク径に対応してワークＷを支持して回転中心に置く調心保持手段を構成する。支持爪４１によるワークＷの支持は内周又は外周のいずれでも良いが本実施例では内周を支持している。
【００２０】
上下動テーブル４０は、ガイドブッシュ４０ａにより前記３本の連結桿３４に上下移動可能に支持されるとともに、その中心をベースプレート１の垂直軸受２の中心を貫通する上下駆動軸４２の先端に回転可能に支持され、上下動手段２０により上下移動駆動される。これにより、支持爪４１に支持されたワークＷがワークテーブルと誘導加熱位置の間を上下移動され、かつワークテーブル３５と上下動テーブル４０が回転テーブル３６と一体になってモータ３９により回転されて、ワークＷが回転される。
【００２１】
上下動手段２０は、駆動シリンダ２１と駆動レバー２２と上下駆動軸４２とからなる。上下駆動軸４２はベースプレート１の垂直軸受２の中心を貫通して垂直に上下スライド可能に支持され、その先端で上下動テーブル４０の中心を回転可能に支持している。駆動シリンダ２１は空圧、油圧又は電動によりに加圧される。駆動シリンダ２１が加圧されると、ロッド２５が上昇し、一端が固定されたピン２４に揺動可能に支持された駆動レバー２２のスライド孔２２ａにロッドローラ２５ａが係合して駆動レバー２２を反時計方向に揺動する。駆動レバー２２が揺動すると、その先端２４ｂで上下駆動軸４２の下端に設けられたピンローラ２３を押し上げ、上下駆動軸４２が上昇して上下動テーブル４０を上昇させる。駆動シリンダ２１の加圧が解かれると、スプリング２６により上下駆動軸４２が下がって上下動テーブル４０が下降する。これにより、上下動テーブル４０に設けられた支持爪４１が上下動して支持しているワークＷをワークテーブルと回転加熱位置とに移動する。本実施例では、上下動手段の構成を駆動シリンダ機構としたが、上下動テーブル４０の上下動の駆動はどのような手段によっても良い。駆動シリンダ２１にサーボ機構を付加すればワークＷの上下動が制御でき、移動加熱冷却が制御しやすい。
【００２２】
図３は制御手段の構成を示すブロック図である。以下、本発明の回転位置決め装置の動作について説明する。
１．制御手段５１の入力盤５３にワークＷの径を入力してスタートすると、以下の動作が制御手段により自動的に制御される。
２．ワーク径の入力値に応じて調心保持手段５０が駆動され、支持爪４１の位置がワーク径に対応する位置に移動する。
３．支持爪４１が上昇して、ワークテーブル３５上のワークＷを先端４１ｂで支持する。このとき、支持爪４１の位置は制御手段５１により決定されているので、ワークＷは回転中心に支持される。
４．上下動手段２０により上下駆動軸４２が駆動され上下動テーブル４０の支持爪４１が上昇する。そしてワークＷを加熱コイル１０の位置に移動する。
５．ワークテーブル３５が回転手段３０により回転開始され、
６．加熱電源５４から加熱コイル１０に電力が投入されて、ワークＷが回転しながら加熱される。
７．ワークＷが所定温度に達すると電力が遮断され、
８．ワークテーブル３５の回転が停止され、支持爪４１が下降して、ワークＷをワークテーブル３５上に置く。
【実施例２】
【００２３】
次に、本発明第２実施形態の環状部材の回転位置決め装置について説明する。図４は第２実施形態の環状部材の回転位置決め装置の正面断面図である。第２実施形態は、ワークテーブル３５、上下動テーブル４０、回転テーブル３６、及び上下動手段の構成は第１実施形態と同じであり、ワークＷを支持して回転中心に置く調心保持手段５０が異なるのみである。したがって図４に基づいて第１実施形態と異なる部分のみについて説明する。
【００２４】
図４において、３本の支持爪４１が、それぞれ上下動テーブル４０上に設けられた３本の回転ねじ軸４３に係合して水平放射方向に移動するように支持されいることは第１実施形態と同じである。第２実施形態では回転ねじ軸４３の一端に小傘歯車４７が固定され、これに噛み合うリング状の大傘歯車４８がワークテーブル３５の回転軸を中心にして支持台４９によりベースフレーム１に水平に固定されている。
【００２５】
これにより、上下動テーブル４０が下方の待機位置にあるときは（図４の位置）、小傘歯車４７が大傘歯車４８に噛み合っている。この状態で、モータ３９により回転テーブル３６を介して上下動テーブル４０を回転させると、ベースフレーム１に固定された大傘歯車４８に噛み合う小傘歯車４７が３本の回転ねじ軸４３を同期回転するので、３本の支持爪４１を同期して放射方向に移動する。こうして、支持爪４１の先端４１ｂが描く円が拡大してワークＷの内周を支持して回転中心に保持する。
【００２６】
ワークＷを支持爪４１により保持した後、上下動手段２０により上下動テーブル４０を上昇させると、小傘歯車４７と大傘歯車４８の噛み合いが解除され、３本の支持爪４１が固定された状態で上下動テーブル４０を回転させることができる。こうして、ワークＷを誘導加熱コイル１０の位置に移動して回転しながら誘導加熱することは第１実施形態と同じである。加熱後、回転を停止して上下動テーブル４０を下降して待機位置に戻すと、再び小傘歯車４７と大傘歯車４８が噛み合うので、モータ４９を逆回転させると支持爪４１の先端４１ｂが描く円が縮小してワークＷを開放する。
【００２７】
このように、調心保持手段５０を構成することにより、一つのモータでワークＷの調心保持と回転ができるので、部品数が減り、制御が容易でコストを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上述べたように本発明の環状部材の回転位置決め装置は、径の異なるリングでも簡易に保持して回転位置に移動して回転加熱できるので、広く産業機械に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明第１実施形態の回転位置決め装置の正面断面図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】制御手段の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明第２実施形態の回転位置決め装置の正面断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ベースプレート、２  垂直軸受、１０  誘導加熱コイル、２０  上下動手段、２１  駆動シリンダ、２２  駆動レバー、２３  ピンローラ、２４  ピン、２５  ロッド、２６  スプリング、３０  回転手段、３１  長孔、３２  検知孔、３３  センサ、３４  連結桿、３５  ワークテーブル、３６  回転テーブル、３７、３８、  ギヤ、３９  モータ、４０  上下動テーブル、４１  支持爪、４２  上下駆動軸、４３  回転ねじ軸、４４、４５  ギヤ、４６  ステッピングモータ、４７  小傘歯車、４８  大傘歯車、４９  支持台、５０  調心保持手段、５１  制御手段、５２  ＣＰＵ、５３  入力盤、Ｗ  ワークＷ
【図１】
2006179360.tif 000003
【図２】
2006179360.tif 000004
【図３】
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【図４】
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