(57)【要約】【課題】セラミックス製のねじ軸からなるワーク搬送用治具を容易かつ精度良く作製可能とする。【解決手段】セラミックス製のねじ軸からなり、誘導加熱用コイルの内周に配置された状態で軸線回りに回転駆動されるワーク搬送用治具Ａであって、径一定の中実軸からなり、回転駆動力を受ける内方部材２１と、螺旋状凸部１３を有し、内方部材２１と一体回転可能に内方部材２１の外周に装着された中空軸状の外方部材２２とを備え、外方部材２２を、軸方向に連ねて配置した複数の筒状体２３で構成し、隣り合う２つの筒状体２３，２３の間に、両筒状体２３，２３を内方部材２１の回転方向で係合させる凹凸嵌合部２４を設けた。【選択図】図７
2018048373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に沿って螺旋状凸部が設けられたセラミックス製の軸状体からなり、誘導加熱用コイルの内周に配置された状態で軸線回りに回転駆動されるワーク搬送用治具であって、
径一定の中実軸からなり、回転駆動力を受ける内方部材と、前記螺旋状凸部を有し、前記内方部材とともに回転可能に前記内方部材の外周に装着された中空軸状の外方部材とを備え、
前記外方部材が、軸方向に連ねて配置された複数の筒状体で構成され、隣り合う２つの筒状体の間に、両筒状体を前記内方部材の回転方向で係合させる凹凸嵌合部が設けられていることを特徴とするワーク搬送用治具。
【請求項２】
各筒状体の軸方向一方側および他方側の端部に前記凹凸嵌合部を構成する半円筒状の凸部がそれぞれ設けられ、軸方向一方側の前記凸部は、軸方向他方側の前記凸部とは周方向の位相を１８０°異ならせた位置に設けられている請求項１に記載のワーク搬送用治具。
【請求項３】
各筒状体が、前記螺旋状凸部のうちの一巻き分を一体に有する請求項１又は２に記載のワーク搬送用治具。
【請求項４】
前記内方部材が円柱軸からなる請求項１〜３の何れか一項に記載のワーク搬送用治具。
【請求項５】
前記筒状体が前記内方部材に対してすきまばめされ、
隣り合う２つの筒状体の分離を規制する規制手段を介して、前記内方部材の回転が前記外方部材に伝達される請求項１〜４の何れか一項に記載のワーク搬送用治具。
【請求項６】
断面円形の外周面を有する誘導加熱対象の棒状ワークをその軸線方向に沿って搬送するための搬送装置であって、
相互に離間して前記軸線方向に平行に延び、相手側と協働して前記棒状ワークの外周面を接触支持する第１軸部材及び第２軸部材と、両軸部材をその軸線回りに同方向に回転させる回転機構とを備え、前記第１軸部材及び前記第２軸部材の少なくとも一方が、請求項１〜５の何れか一項に記載のワーク搬送用治具で構成される搬送装置。
【請求項７】
前記第１軸部材と前記第２軸部材の何れか一方が請求項１〜５の何れか一項に記載のワーク搬送用治具で構成され、他方が径一定の円柱軸で構成される請求項６に記載の搬送装置。
【請求項８】
前記回転機構は、前記第１軸部材及び前記第２軸部材を同一速度で回転させるように構成されている請求項６又は７に記載の搬送装置。
【請求項９】
前記棒状ワークが、ころ軸受のころである請求項６〜８の何れか一項に記載の搬送装置。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れか一項に記載の搬送装置と、該搬送装置を構成する前記第１軸部材及び前記第２軸部材の外周に配置される誘導加熱用コイルと、を備える誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送用治具およびこれを備える搬送装置に関し、特に、ワークを狙い温度に誘導加熱するための誘導加熱装置で好適に用い得るワーク搬送用治具および搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、転がり軸受を構成するころ等の転動体のように、高い機械的強度や硬度を要求されるワーク（より詳細には、断面円形の外周面を有する棒状ワーク。特に断りがない場合を除き以下同様。）の製造過程においては、ワークに必要とされる機械的強度等を付与するための熱処理（焼入硬化処理）が実施される。この熱処理は、熱処理対象のワークを狙い温度に加熱する加熱工程や、加熱されたワークを冷却する冷却工程などを含む。加熱工程は、メッシュベルト型連続炉などの雰囲気加熱炉、あるいは、誘導加熱装置を用いて実施することができる（例えば、特許文献１）。特に、誘導加熱であれば、ワークのみを直接加熱することができるために高いエネルギー効率を達成できることに加え、コンパクトな熱処理設備を実現できる、という利点がある。
【０００３】
特許文献１の誘導加熱装置は、ワークをその軸方向に沿って案内移動させる案内部材としての案内管と、案内管の外周に配置され、案内管内を移動するワークを誘導加熱する加熱コイルと、案内管の入口側に配置され、案内管内にワークを順次押し込む押し込み手段と、を備える。この場合、各ワークは、後続のワークが案内管内に押し込まれるのに伴って軸方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３１００５号公報
【特許文献２】特開２００９−８４６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の誘導加熱装置では、ワークが一定姿勢で案内管内を移動しながら誘導加熱されるため、ワークのうち、案内管との接触領域と、それ以外の領域との間で加熱温度に差が生じ易い。このため、加熱完了後のワークに温度ムラが発生し易く、その結果、ワークに所望の機械的強度を付与することができない可能性がある。係る問題は、例えば、特許文献２に記載されているように、案内部材に振動を与えることによって可及的に解消し得るとも考えられる。しかしながら、案内部材に振動を与えたとしても、ワークの姿勢を適切に変化させながらワークを誘導加熱できるとは限らない。
【０００６】
また、特許文献１の誘導加熱装置では、各ワークが、軸方向で隣り合う棒状ワークと接触した状態で搬送・誘導加熱される関係上、各ワークが隣接するワークの磁束変化の影響を受け易いため、ワークの加熱温度が安定しない、という問題もある。
【０００７】
そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ね、誘導加熱対象のワークを軸方向に沿って搬送するための搬送装置であって、上記の各種問題を可及的に解消し得る搬送装置を創案するに至った。具体的には、相互に離間して軸方向に平行に延び、加熱コイルの内周に配置される第１軸部材及び第２軸部材と、両軸部材をその軸線回りに同方向に回転させる回転機構とを備え、両軸部材の少なくとも一方を、外周に沿って螺旋状凸部が設けられたねじ軸で構成すると共に、螺旋状凸部によって上記一方の軸部材に画成される螺旋状溝の溝底面、およびこれに対向する他方の軸部材の外周面でワークの外周面を接触支持可能とした搬送装置である。なお、当該搬送装置の全体構造等については後段で詳述する。
【０００８】
本発明者らが創案した上記の搬送装置は、特許文献１の誘導加熱装置で生じ得る上記の問題点等を解消できるものの、両軸部材のうち、外周に螺旋状凸部を有するねじ軸の作製に多大なコストを要するという問題がある。すなわち、上記の搬送装置を構成する両軸部材は、加熱コイルの内周に配置される関係上、非磁性材料、特にその中でも耐熱性や耐摩耗性等に優れたセラミックスで作製するのが好ましいと言える。しかしながら、セラミックスは一般に難加工材料であるために、全ての部位が一体的に設けられたねじ軸を精度良く作製するのは困難を極める。特に、上記の搬送装置が使用される誘導加熱装置において、効率良く、しかも精度良くワークを加熱するためにワークよりも相当に長寸の加熱コイルを使用する場合（例えば、全長寸法が十ｍｍ〜数十ｍｍ程度のワークに対し、全長寸法が数百ｍｍ程度の加熱コイルを使用する場合）には、ねじ軸としても相当に長寸のものが必要となる。このようなねじ軸をセラミックス材料で一体形成するには、ねじ軸を機械加工で作製せざるを得ず、莫大な加工コストが必要となる。
【０００９】
以上の実情に鑑み、本発明の目的は、ワーク搬送用治具として利用されるセラミックス製のねじ軸を容易（低コスト）にかつ精度良く作製可能とし、もって誘導加熱装置に好適に用い得る搬送装置の低コスト化に寄与することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために創案された本発明は、外周に沿って螺旋状凸部が設けられたセラミックス製の軸状体からなり、誘導加熱用コイルの内周に配置された状態で軸線回りに回転駆動されるワーク搬送用治具であって、径一定の中実軸からなり、回転駆動力を受ける内方部材と、螺旋状凸部を有し、内方部材とともに回転可能に内方部材の外周に装着された中空軸状の外方部材とを備え、外方部材が、軸方向に連ねて配置された複数の筒状体で構成され、隣り合う２つの筒状体の間に、両筒状体を内方部材の回転方向で係合させる凹凸嵌合部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
上記のように、外周に沿って螺旋状凸部が設けられた軸状体（ねじ軸）からなる本発明に係るワーク搬送用治具は、細分化された複数部材のアセンブリで構成される。この場合、ねじ軸全体をセラミックス材料で一体形成する場合に比べ、個々の部材を容易かつ精度良く作製することができる。具体的には、径一定の中実軸に形成される内方部材は、セラミックス材料でも容易かつ精度良く作製することができる。また、螺旋状凸部を有する外方部材が軸方向に連ねて配置された筒状体で構成される分、個々の筒状体は軸方向に短寸のもので足りる。この場合、筒状体の作製方法として、切削等の機械加工以外に、ＣＩＭ（セラミックス粉末射出成型）を選択することが可能となる。ＣＩＭであれば、切削等の機械加工に比べ、螺旋状凸部の一部を含む複雑形状の筒状体であっても容易かつ精度良く作製することができる。特に、筒状体の装着対象である内方部材は径一定に形成されることから、全ての筒状体を同一部品とすることもできる。この場合、筒状体をＣＩＭで作製することによるコスト低減効果を有効に享受することができる。
【００１２】
本発明の構成上、内方部材および複数の筒状体を個別に作製した後、これらを相互に組み付ける必要があることから、組み付け工程が追加されることによる全体的な製造コストの増大が懸念される。この点について、外方部材は、筒状体同士を凹凸嵌合させるようにして内方部材の外周に装着するだけで形成できるため、組み付け工程が追加されても製造コストはほとんど増大しない。従って、本発明によれば、セラミックス製のねじ軸からなるワーク搬送用治具を、容易かつ低コストに、しかも精度良く作製することが可能になる。
【００１３】
本発明に係るワーク搬送用治具は、その軸線回りに回転駆動されるものであることから、部材相互間でトルク（回転トルク）を伝達可能である必要がある。この点については、外方部材が、回転駆動力を受ける内方部材とともに回転可能（内方部材と一体回転可能）に内方部材の外周に装着されており、また、複数の筒状体で構成される外方部材において、隣り合う２つの筒状体の間に上記の凹凸嵌合部が設けられていることから適切に担保される。
【００１４】
各筒状体は、その軸方向一方側および他方側の端部に凹凸嵌合部を構成する半円筒状の凸部がそれぞれ設けられたものであって、軸方向一方側の凸部が、軸方向他方側の凸部とは周方向の位相を１８０°異ならせた位置に設けられたものとすることができる。この場合、各筒状体の軸方向一方側および他方側の端部のうち、上記凸部以外の周方向領域は、隣接する筒状体の凸部が嵌合される凹部を構成する。
【００１５】
また、各筒状体は、螺旋状凸部のうちの一巻き分を一体に有するものとすることができる。このようにすれば、例えば、螺旋状凸部（多巻きの螺旋状凸部）の一部のピッチ変更等の要請にも容易に対応することができる。
【００１６】
内方部材を円柱軸（断面円形の外周面を有する径一定の中実軸）で構成すれば、所定精度の内方部材を容易にかつ低コストに作製することができる。
【００１７】
内方部材に対する筒状体の組み付け性を考慮すると、内方部材の外周面に対する筒状体の内周面のはめあいは、すきまばめ（ＪＩＳ  Ｂ  ０４０１−１参照）とするのが好ましい。この場合、回転駆動力を受ける内方部材の回転トルクは、例えば、隣り合う２つの筒状体の分離（凹凸嵌合状態の解除）を規制する規制手段を介して外方部材に伝達することができる。
【００１８】
以上で説明した本発明に係るワーク搬送用治具は、例えば、断面円形の外周面を有する誘導加熱対象の棒状ワークをその軸線方向に沿って搬送するための搬送装置であって、相互に離間して軸線方向に平行に延び、相手側と協働して棒状ワークの外周面を接触支持する第１軸部材および第２軸部材と、両軸部材をその軸線回りに同方向に回転させる回転機構とを備えるものにおいて、第１軸部材および第２軸部材の少なくとも一方として使用することができる。
【００１９】
上記構成の搬送装置において、第１軸部材と第２軸部材の何れか一方を本発明に係るワーク搬送用治具で構成し、他方を径一定の円柱軸で構成することができる。
【００２０】
回転機構は、第１軸部材及び第２軸部材を相互に異なる速度で回転させるように構成することができる他、同一速度で回転させるように構成することもできる。
【００２１】
棒状ワークとしては、ころ軸受のころを例示することができる。なお、ここで言う「ころ軸受」とは、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受などを含む概念である。従って、「ころ」とは、円筒ころ、円すいころおよび針状ころなどを含む概念である。
【００２２】
以上の構成を有する搬送装置と、この搬送装置を構成する第１軸部材および第２軸部材の外周に配置される誘導加熱用コイルとを備える誘導加熱装置であれば、棒状ワークを適切に狙い温度に誘導加熱することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上から、本発明によれば、セラミックス製のねじ軸からなるワーク搬送用治具を容易かつ低コストに、しかも精度良く作製することが可能となる。これにより、誘導加熱装置に好適に用い得る搬送装置の低コスト化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るワーク搬送用治具が用いられる熱処理設備の全体構造を概念的に示す図である。
【図２】熱処理設備を構成する誘導加熱装置の概略側面図である。
【図３】誘導加熱装置の概略正面図である。
【図４】誘導加熱装置の部分拡大平面図である。
【図５】（ａ）図は、誘導加熱装置を構成する搬送装置の部分拡大平面図、（ｂ）図は、（ａ）図のＢ−Ｂ線矢視概略断面図である。
【図６】搬送装置を構成する第１軸部材及び第２軸部材（ワーク搬送用治具）の支持態様の一例を示す概略図である。
【図７】（ａ）図は、ワーク搬送用治具の軸方向一方側の端部付近の拡大図、（ｂ）図は、ワーク搬送用治具の軸方向他方側の端部付近の拡大図である。
【図８】（ａ）図は、ワーク搬送用治具を構成する筒状体の正面図、（ｂ）図は、同筒状体の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、まず、本発明の実施形態に係るワーク搬送用治具を備えた搬送装置が用いられる熱処理設備の全体構造を説明し、次いで、ワーク搬送用治具の詳細構造を説明する。
【００２６】
図１に、本発明の実施形態に係るワーク搬送用治具を備えた搬送装置が用いられる熱処理設備の全体構造を概念的に示す。図１に示す熱処理設備１は、断面円形の外周面を有する棒状ワークＷに焼入硬化処理を施すために使用されるものであって、棒状ワークＷをその軸方向に沿って搬送しながら狙い温度に誘導加熱し、その後、棒状ワークＷを冷却するように構成されている。なお、本実施形態の棒状ワークＷは、図４及び図５（ａ）に示すように、円すいころ（円すいころの基材）である。また、以下の説明における「軸方向」とは、棒状ワークＷの軸方向である。
【００２７】
図１に示すように、熱処理設備１は、棒状ワークＷを狙い温度に誘導加熱する誘導加熱装置２と、誘導加熱装置２から排出された棒状ワークＷを冷却する冷却装置としての冷却部２０とを備える。冷却部２０は、例えば、焼入油等の冷却液が貯留された冷却液漕で構成される。
【００２８】
図１および図２に示すように、誘導加熱装置２は、誘導加熱用コイル３（以下、単に「加熱コイル３」という）、高周波電源４、制御装置５、枠体９および搬送装置１０を備える。枠体９は、軸方向に離間した複数箇所（図示例では三箇所）に立設された基枠９Ａと、基枠９Ａに固定されて軸方向に延びた横桟９Ｂとを備える。
【００２９】
加熱コイル３は、導電性金属からなる管状体（例えば、銅管）を螺旋状に巻き回したいわゆる多巻きコイルであり、ボルト部材を介して枠体９の横桟９Ｂに取り付け固定される。加熱コイル３としては、複数の棒状ワークＷを同時に誘導加熱することができるように、軸方向寸法（全長寸法）が棒状ワークＷの軸方向寸法よりも十分に長寸のものが使用される。例えば、軸方向寸法が１５ｍｍ程度の棒状ワークＷを誘導加熱する場合、加熱コイル３としては、軸方向寸法が６００ｍｍ以上のものを使用することができる。加熱コイル３は、その軸方向一方側（図１，２においては紙面左側であり、棒状ワークＷの搬入側。以下同様。）および軸方向他方側（図１，２においては紙面右側であり、棒状ワークＷの搬出側。以下同様。）の端部が図１に示す高周波電源４と電気的に接続される。高周波電源４は、図１に示す制御装置５と電気的に接続されており、制御装置５から出力される信号に基づいて、加熱コイル３に対して所定量の高周波電流を供給する。
【００３０】
図２および図４にも示すように、搬送装置１０は、棒状ワークＷを軸方向に沿って搬送するものであり、相互に離間して軸方向に平行に延び、加熱コイル３の内周に配置された第１軸部材１１及び第２軸部材１２と、両軸部材１１，１２をその軸線回りに回転させる回転機構６とを備える。両軸部材１１，１２は、両者の回転中心を同一平面上に位置させた状態で［図５（ｂ）参照］、枠体９に対して回転自在に支持されている。両軸部材１１，１２は、加熱コイル３よりも軸方向に長寸であり、少なくとも軸方向一方側の端部は加熱コイル３の外側に突出している。
【００３１】
図４および図５（ａ）に示すように、第１軸部材１１は、外周面１１ａが径一定の円筒面に形成された円柱軸からなり、第２軸部材１２は、その外周に沿って（多巻きの）螺旋状凸部１３が設けられたねじ軸からなる。円柱軸からなる第１軸部材１１およびねじ軸からなる第２軸部材１２は、何れも、非磁性材料の一種であるセラミックスで形成される。以上から、本実施形態においては、第２軸部材１２が本発明でいうワーク搬送用治具Ａを構成する。上記のセラミックスとしては、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素等を使用することができる。
【００３２】
図４および図５（ａ）（ｂ）に示すように、棒状ワークＷは、その外周面が、螺旋状凸部１３によって第２軸部材１２の外周に画成される螺旋状溝１４の溝底面１５と、これに対向する第１軸部材１１の円筒状外周面１１ａとの協働で形成されるワーク支持部１６で接触支持される。螺旋状凸部１３のピッチ及び幅寸法は、螺旋状溝１４の溝幅（溝底面１５の軸方向寸法）をＸ、棒状ワークＷの軸方向寸法をＹとしたとき、Ｙ＜Ｘの関係式が成立するように設定されている。以上から、搬送装置１０には、第１軸部材１１と第２軸部材１２の協働により、それぞれが棒状ワークＷの外周面を接触支持するワーク支持部１６が軸方向に離間した複数箇所に形成される。
【００３３】
図２〜図４に示すように、回転機構６は、電動モータ（例えばサーボモータ）７と、電動モータ７の回転動力を両軸部材１１，１２に伝達する動力伝達機構８とを備える。動力伝達機構８は、小ギヤ８ａを有し、第１軸部材１１の軸方向一方側の端部に連結されたギヤ軸１８Ａと、小ギヤ８ｂを有し、第２軸部材１２の軸方向一方側の端部に連結されたギヤ軸１８Ｂと、枠体９に回転自在に支持され、両小ギヤ８ａ，８ｂに噛合した大ギヤ８ｃと、電動モータ７の出力軸に連結された駆動プーリ８ｄと、大ギヤ８ｃに連結された従動プーリ８ｅと、両プーリ８ｄ，８ｅの外周面に架け渡された無端状のベルト部材（チェーンでも良い）８ｆとを備える。小ギヤ８ａ，８ｂの歯面のピッチは同一であり、また、大ギヤ８ｃのうち、小ギヤ８ａに噛合する歯面のピッチと小ギヤ８ｂに噛合する歯面のピッチは同一である。回転機構６が上記の動力伝達機構８を有することにより、電動モータ７が駆動されると、第１および第２軸部材１１，１２は同方向に同一速度で回転する。なお、電動モータ７は、図示外の電源および図１に示す制御装置５と電気的に接続されており、制御装置５から出力される信号に基づいて所定の速度で回転駆動される。
【００３４】
以上の構成を有する熱処理設備１を用いた場合、棒状ワークＷに対する焼入硬化処理は以下の態様で実施される。
【００３５】
まず、電動モータ７（図３参照）を駆動することにより、図４中に白抜き矢印で示すように、第１および第２軸部材１１，１２をこれらの軸線回りに同方向に回転させ、併せて、加熱コイル３に通電する。そして、図４中に示すワーク投入位置から搬送装置１０（のワーク支持部１６）に対して棒状ワークＷを投入し、棒状ワークＷの外周面を接触支持する。ワーク支持部１６は、螺旋状凸部１３を設けることで第２軸部材１２に画成された螺旋状溝１４の溝底面１５で形成されることから、搬送装置１０が駆動されて両軸部材１１，１２がその軸線回りに回転している間、ワーク支持部１６で支持された棒状ワークＷには、これを軸方向一方側から他方側に向けて搬送するための送り力が連続的に付与される。これにより、棒状ワークＷは、軸方向に搬送されながら、通電状態の加熱コイル３の対向領域を通過することによって狙い温度に誘導加熱される。そして、加熱コイル３から排出された棒状ワークＷは、冷却部２０に貯留された冷却液中に投下され、所定の温度域に冷却されて焼入硬化する。
【００３６】
上記態様で棒状ワークＷを搬送する際、棒状ワークＷの外周面を接触支持した第１及び第２軸部材１１，１２が同方向に回転することから、棒状ワークＷには、図５（ａ）（ｂ）中に黒塗り矢印で示すように、これをその軸回りに回転（詳細には、両軸部材１１，１２とは反対方向に回転）させる回転力が連続的に付与される。
【００３７】
以上より、搬送装置１０の駆動中、外周面がワーク支持部１６で接触支持された棒状ワークＷには、これを軸方向一方側から他方側に搬送するための送り力に加え、これをその軸線回りに回転させる回転力が連続的に付与される。このため、軸方向に搬送される棒状ワークＷは、その軸線回りに回転しながら誘導加熱されることになる。これにより、棒状ワークＷの各部を均一に誘導加熱することができ、加熱完了後の棒状ワークＷに温度ムラが発生するのを効果的に防止することができる。従って、この棒状ワークＷを冷却した後には、周方向及び断面方向の各部で機械的強度に差がない高品質の棒状ワークＷを得ることができる。
【００３８】
特に、本実施形態では、棒状ワークＷの外周面を接触支持する第１および第２軸部材１１，１２の回転速度が同一となるように回転機構６が構成されていることから、ワーク支持部１６で接触支持された棒状ワークＷを滑らかに連続回転させることができる。また、両軸部材１１，１２が非磁性材料であるセラミックスで形成されることから、棒状ワークＷと両軸部材１１，１２の接触部分で伝熱冷却が生じるのを可及的に防止することができる。従って、加熱完了後の棒状ワークＷに温度ムラが生じるのを一層効果的に防止することができる。
【００３９】
本実施形態では、図４中に示すワーク投入位置から、搬送装置１０に対して所定の間隔を空けて棒状ワークＷを一個ずつ投入することにより、複数の棒状ワークＷを軸方向に相互に離間した状態で搬送しながら、該複数の棒状ワークＷを同時に誘導加熱するようにしている。この場合、搬送中の棒状ワークＷが相互に接触して棒状ワークＷ同士が溶着する、各棒状ワークＷが隣接する棒状ワークＷの熱影響を受ける、などといった問題発生を可及的に防止することができるので、棒状ワークＷを効率良く、かつ精度良く加熱することができる。なお、螺旋状溝１４の溝幅Ｘ、棒状ワークＷの軸方向寸法Ｙとの間に、例えば、Ｘ＜２Ｙの関係式が成立するようにしておけば、各ワーク支持部１６では単一の棒状ワークＷのみが接触支持されることになる。この場合、複数の棒状ワークＷを確実に軸方向に相互に離間した状態で搬送・加熱することができる。
【００４０】
また、以上で説明した搬送装置１０であれば、特許文献１のように後続のワークによる押し込みがなくても、棒状ワークＷを軸方向に搬送することができる。そのため、上記の誘導加熱装置１は、加熱対象の棒状ワークＷが一個又は数個程度の小ロットである場合にも好ましく適用することができ、しかも各棒状ワークＷを精度良く加熱することができる。
【００４１】
以上で説明した誘導加熱装置２においては、図６に示すように、両軸部材１１，１２の外周面のうち、ワーク支持部１６を形成する領域以外の領域を接触支持する支持部材（サポートローラ）１９を一又は複数（軸方向に離間した複数箇所に）設けても良い。このようなサポートローラ１９を設けておけば、両軸部材１１，１２に撓みが生じるのを可及的に防止することができるので、棒状ワークＷを精度良く支持・搬送することができる。詳細な図示は省略するが、サポートローラ１９は、枠体９の基枠９Ａに配置することができる。
【００４２】
以下、以上で説明した搬送装置１０およびこれを備える誘導加熱装置２において使用されるワーク搬送用治具Ａとしての第２軸部材１２の構造について詳細に説明する。
【００４３】
第２軸部材１２は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、径一定の中実軸（ここでは円柱軸）に形成されたセラミックス製の内方部材２１と、螺旋状凸部１３を有し、内方部材２１と一体回転可能に内方部材２１の外周に装着された中空軸状の外方部材２２とからなる。内方部材２１は、動力伝達機構８（図４等を参照）を構成するギヤ軸１８Ｂとトルク伝達可能に連結されており、本実施形態では、ギヤ軸１８Ｂの軸方向他方側の端部と内方部材２１の軸方向一方側の端部とがギヤ軸１８Ｂの回転方向で係合するように凹凸嵌合している。
【００４４】
外方部材２２は、セラミックス製の筒状体２３を軸方向に並べて配置（直列に配置）することで形成される。本実施形態においては、全ての筒状体２３が同一形状に形成されている。
【００４５】
図８（ａ）（ｂ）に示すように、筒状体２３は、円筒状内周面を有する筒部と、螺旋状凸部１３の一部１３ａとを一体に備え、本実施形態では多巻きの螺旋状凸部１３のうちの一巻き分が筒部と一体的に設けられている。筒状体２３の軸方向一方側および他方側の端部には軸方向の凸部２５がそれぞれ設けられており、本実施形態の凸部２５は半円筒状に形成されている。このような凸部２５が軸方向一方側および他方側の端部にそれぞれ形成されていることにより、筒状体２３の軸方向一方側および他方側の端部には半円筒状の凹部（切欠き部）２６がそれぞれ形成される。軸方向一方側の凸部２５は、軸方向他方側の凸部２５とは周方向の位相を１８０°異ならせた位置に形成されている。以上の構成を有する筒状体２３は、例えば、セラミックス粉末の射出成型品とすることが、すなわちＣＩＭ（セラミックス粉末射出成型）で作製することができる。
【００４６】
なお、上述した筒状体２３の形状（形態）はあくまでも一例であり、その他の形態に形成しても構わないが、ＣＩＭで作製可能な形態であるのが好ましい。
【００４７】
そして、図７（ａ）（ｂ）に示すように、隣り合う２つの筒状体２３，２３の間には、一方の筒状体２３の凸部２５および凹部２６を他方の筒状体２３の凹部２６および凸部２５にそれぞれ嵌合することで凹凸嵌合部２４が形成される。このような凹凸嵌合部２４が設けられていることにより、隣り合う２つの筒状体２３，２３が内方部材２１（ギヤ軸１８Ｂ）の回転方向で互いに係合し、隣り合う２つの筒状体２３，２３の間で回転トルク伝達が可能となっている。
【００４８】
内方部材２１に対する外方部材２２（筒状体２３）の組み付け性を考慮すると、内方部材２１の円筒状外周面に対する筒状体２３の円筒状内周面のはめあいは、いわゆるすきまばめ（ＪＩＳ  Ｂ  ０４０１−１参照）とするのが好ましい。この場合、何ら対策を施さなければ、外方部材２２に対して内方部材２１が空転するために、内方部材２１の回転トルクを外方部材２２に適切に伝達することができない。また、筒状体２３が内方部材２１に対してすきまばめされていると、筒状体２３が軸方向に自由に移動可能となるため、筒状体２３が内方部材２１から抜け落ちる、筒状体２３相互間でのトルク伝達ができなくなる、などといった不具合が生じる可能性がある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、隣り合う２つの筒状体２３，２３の分離（凹凸嵌合状態の解除）を規制する規制手段３０を設けることにより、上記の各種問題を可及的に解消するようにしている。
【００５０】
本実施形態の規制手段３０は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、外方部材２２よりも軸方向一方側に配置され、最も軸方向一方側の端部に配置された筒状体２３と軸方向で係合する第１の係合部材３１と、外方部材２２よりも軸方向他方側に配置され、最も軸方向他方側の端部に配置された筒状体２３と軸方向で係合する第２の係合部材３３と、第１の係合部材３１を位置決め固定するためのねじ部材３２とで構成される。
【００５１】
第１の係合部材３１は、円筒状に形成され、ギヤ軸１８Ｂと内方部材２１の連結部外周に嵌合された状態でねじ部材３２によりギヤ軸１８Ｂに対してねじ止め固定される。第１の係合部材３１は、その軸方向他方側の端部が筒状体２３（最も軸方向一方側に配置された筒状体２３）の軸方向一方側の端部と凹凸嵌合することにより、ギヤ軸１８Ｂの回転方向で外方部材２２と係合している。また、第２の係合部材３３は、枠体９の基枠９Ａ（最も軸方向他方側に配置された基枠９Ａ）に組み込まれている。以上の構成を有する規制手段３０により、内方部材２１と外方部材２２が一体回転可能となり、外方部材２２を構成する筒状体２３相互間で回転トルク伝達がなされ、かつ外方部材２２の抜け止めがなされる。
【００５２】
以上で説明した本発明に係るワーク搬送用治具Ａとしての第２軸部材１２は、細分化された複数部材（内方部材２１および複数の筒状体２３）のアセンブリで構成される。この場合、ねじ軸全体をセラミックス材料で一体形成する場合に比べ、個々の部材を容易かつ精度良く作製することができる。具体的には、径一定の中実軸（円柱軸）に形成される内方部材２１は、セラミックス材料でも容易かつ精度良く作製することができる。また、螺旋状凸部１３を有する外方部材２２が軸方向に連ねて配置された複数の筒状体２３で構成されるため、各筒状体２３としては軸方向に短寸のものを準備すれば足りる。そのため、筒状体２３の作製方法として、切削等の機械加工以外に、ＣＩＭを選択することが可能となる。ＣＩＭであれば、切削等の機械加工に比べ、螺旋状凸部１３の一部１３ａを含む複雑形状の筒状体２３であっても容易かつ精度良く作製することができる。特に、筒状体２３の装着対象である内方部材２１は径一定に形成されることから、複数の筒状体２３を同一部品とすることもできる。この場合、筒状体２３をＣＩＭで作製することによるコスト低減効果を有効に享受することができる。
【００５３】
本発明の構成上、内方部材２１および複数の筒状体２３を個別に作製した後、これらを相互に組み付ける必要があることから、組み付け工程が追加されることによる全体的な製造コストの増大が懸念される。この点について、外方部材２２は、筒状体２３同士を凹凸嵌合させるようにして内方部材２１の外周に装着するだけで完成する。特に、本実施形態では、各筒状体２３に設けた半円筒状の凸部２５を、隣接する筒状体２３の凹部２６に嵌合することで凹凸嵌合部２４が形成されるため、隣り合う２つの筒状体２３，２３の位相合わせも容易である。そのため、組み付け工程が追加されても製造コストはほとんど増大しない。
【００５４】
以上より、本発明によれば、セラミックス製のねじ軸からなるワーク搬送用治具Ａの製造コストを、ねじ軸全体をセラミックス材料で一体形成する場合（ねじ軸をセラミックス材料の機械加工品とする場合）に比べて大幅に減じることが可能になる。実際のところ、例えば、全長寸法７００ｍｍのねじ軸の作製コストを比較すると、本発明の構成を有するねじ軸（径一定の円柱軸からなる内方部材２１と、全長寸法２５ｍｍの筒状体２３を軸方向に２８個連ねて配置してなる外方部材２２とのアセンブリ）であれば、ねじ軸全体をセラミックス材料で一体形成する場合の半額程度で済む。
【００５５】
本発明に係るワーク搬送用治具Ａは、その軸線回りに回転駆動されるものであることから、部材相互間で回転トルクを伝達可能（全ての部材が一体回転可能）である必要がある。この点については、外方部材２２が、回転駆動力を受ける内方部材２１と一体回転可能に内方部材２１の外周に装着されており、また、複数の筒状体２３で構成される外方部材２２において、隣り合う２つの筒状体２３，２３の間に凹凸嵌合部２４が設けられていることから適切に担保される。
【００５６】
さらに、以上で説明した本実施形態のワーク搬送用治具Ａは、外方部材２２が軸方向に連ねて配置された複数の筒状体２３で構成されていることにより、以下のような作用効果も併せて享受することができる。
・筒状体２３の連結個数を変更すれば、ワーク搬送用治具Ａの全長寸法の変更等の要請にも容易にかつ低コストに対応することができる。
・各筒状体２３が螺旋状凸部１３のうちの一巻き分を一体に有することから、例えば、螺旋状凸部１３の一部のピッチ変更等の要請にも容易に対応することができる。
・外方部材２２の一部が欠損等した場合でも、この欠損した部分の筒状体２３を交換するだけで良く、ねじ軸全体を交換する必要がない。よって、メンテナンスコストを低減することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態に係るワーク搬送用治具Ａ、搬送装置１０および誘導加熱装置２について説明を行ったが、これらには種々の変更を施すことが可能である。
【００５８】
ワーク搬送用治具Ａにおいては、例えば、内方部材２１の外周面と外方部材２２（筒状体２３）の内周面とをワーク搬送用治具Ａの回転方向で係合させることにより、内方部材２１と外方部材２２を一体回転可能に構成することもできる。このような構成は、例えば、内方部材２１を断面多角形の中実軸に形成すると共に、外方部材２２（筒状体２３）の内周面を多角形状に形成することで実現できる。
【００５９】
搬送装置１０においては、第２軸部材１２のみならず、第２軸部材１２との協働でワーク支持部１６を形成する第１軸部材１１に本発明に係るワーク搬送用治具Ａを適用しても構わない。
【００６０】
また、両軸部材１１，１２の軸線回りの回転速度は、必ずしも同一とする必要はなく、棒状ワークＷをその軸線回りに回転させることができる限りにおいて互いに異ならせても構わない。両軸部材１１，１２の回転速度を互いに異ならせるには、例えば、第１軸部材１１に連結される小ギヤ８ａおよびこれに噛合う大ギヤ８ｃの歯面のピッチと、第２軸部材１２に連結される小ギヤ８ｂおよびこれに噛合う大ギヤ７ｃの歯面のピッチとを互いに異ならせれば良い。
【００６１】
さらに、搬送装置１０に設けられる上記の回転機構６はあくまでも一例であり、その他の回転機構６を採用しても構わない。例えば、電動モータを２つ設け、一方の電動モータの出力軸に第１軸部材１１を連結すると共に、他方の電動モータの出力軸に第２軸部材１２を連結することも可能である。
【００６２】
誘導加熱装置１においては、加熱コイル３を軸方向に沿って複数配置することも可能である。このようにすれば、加熱コイル３相互間で出力を異ならせることができるため、棒状ワークＷの加熱態様を最適化することが容易となる。なお、加熱コイル３相互間での出力を異ならせる手法としては、例えば、
・多巻きコイルからなる各加熱コイル３のコイルピッチを相互に異ならせる、
・各加熱コイル３に個別に高周波電源を接続し、高周波電源の出力を調整する、
ことが考えられる。
【００６３】
以上では、棒状ワークＷとして、円すいころ（円すいころの基材）を例示したが、本発明に係るワーク搬送用治具Ａ、搬送装置１０および誘導加熱装置２は、円筒ころ軸受の円筒ころや針状ころ軸受の針状ころ等、その他のころ軸受の転動体を誘導加熱する場合にも好ましく用いることができる。また、本発明に係るワーク搬送用治具Ａは、上述した各種ころ等の中実の棒状ワークＷのみならず、中空の棒状ワークＷを搬送（搬送しながら誘導加熱）する場合にも好ましく用いることができる。
【００６４】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得る。すなわち、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００６５】
１      熱処理設備
２      誘導加熱装置
３      加熱コイル
６      回転機構
９      枠体
１０    搬送装置
１１    第１軸部材
１２    第２軸部材
１３    螺旋状凸部
１４    螺旋状溝
１５    溝底面
１６    ワーク支持部
２１    内方部材
２２    外方部材
２３    筒状体
２４    凹凸嵌合部
２５    （軸方向の）凸部
２６    凹部
Ａ      ワーク搬送用治具
Ｗ      棒状ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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