(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを受承部に支持して移送可能なテーブルと、上記テーブルにより移送された上記ワークを加熱可能な加熱コイルを備えた加熱ユニットと、上記受承部に支持された上記ワークを一軸方向に変位させることで上記加熱コイルに対して該ワークを所定位置に配置可能なリフターとがそれぞれフレームに設けられてなり、
端部から上記一軸方向に延びた中空部を有する第１ワークと該中空部を有しない第２ワークとを加熱可能な加熱装置であり、
上記加熱ユニットは、上記一軸方向に上記テーブルから異なる距離に配置された上側コイルベース及び下側コイルベースを備え、上記上側コイルベースには上記第１ワークの中空部内表面を加熱する第１加熱コイルを下側に突出させて装着可能で、上記下側コイルベースには上記第１ワーク又は第２ワークの外表面を加熱する第２加熱コイルを上側に装着可能である、加熱装置。
【請求項２】
前記リフターは、前記ワークを前記第１又は第２加熱コイルに対して所定位置に配置して回転可能に構成されている、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記リフターは前記第１ワーク又は第２ワークの一端側を支持するリフトヘッドを有し、前記加熱ユニットは前記第１ワーク又は第２ワークの他端側を回転可能に支持する回転支持部を備えている、請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記回転支持部の位置を検出する検出部を備え、検出部により前記第１ワーク又は第２ワークの位置を検出する、請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記回転支持部は、前記上側コイルベースに上記第１加熱コイルを装着した状態で、第１加熱コイルにより加熱される前記第１ワークの頂部周囲を支持可能で、前記下側コイルベースに装着可能なキャップからなる、請求項３又は４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記加熱ユニットは、前記フレームに固定されて前記上側コイルベースを有する固定ブラケットと、固定ブラケットに上下動可能に支持されて前記下側コイルベースを有する可動ブラケットとを備えた、請求項５に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク外表面の加熱とワーク内表面の加熱との両方に使用可能な加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークを搬送する搬送機構とワークを加熱及び冷却する処理部とを備えた熱処理ラインが、フレームに配設された装置が知られている。例えば下記特許文献１には、カップ部とステム軸部とが一体に設けられた等速ジョイントの焼入装置が記載されている。
【０００３】
この焼入装置では、ステム軸部の外周面を焼入れする第１の焼入ステーションと、カップ部の内面を焼入れする第２の焼入ステーションと、ワーク内のスプライン穴を焼入れする第３の焼入ステーションとが設けられ、各ステーション間にワークを搬送するための搬送機構が設けられている。
処理対象のワークはカップ部の形状が複数種類存在するだけでなく、ステム軸部も端部に開口した孔を有するものや、孔を有しないものが存在し、ワークにより形状が大きく相違する。そのため、この焼き入れ装置では、複数種類の等速ジョイントを焼入れ処理可能にするために、焼入れステーションを多数に分け、ワークに応じた形状の加熱コイルを用いて焼入れ処理を行っている。
【０００４】
この等速ジョイント用焼入装置により等速ジョイントを焼入処理するには、入口からワークを搬入して搬送機構で、ワークに応じて第１〜第３の焼入ステーションに移送し、各焼入ステーションにおいてワークの各部を加熱及び冷却し、熱処理後のワークを出口から搬出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６９１３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の加熱装置を有する焼入れ装置では、他種類のワークを精度よく焼入れ処理するために、焼入部位や形状に応じて異なるセクションで処理が行われていた。例えば、端部に開口した孔を有するワークの内表面を焼入れ処理する場合と、ワークの外表面を焼入れ処理する場合とでは、使用する加熱コイル形状が大きく異なり、異なるセクションで加熱されることが多かった。
ところが、ワークの形状に応じて異なるセクションで加熱処理を行うと、熱処理ラインがその分長くなり、装置が大型化してしまう。
【０００７】
そこで、本発明では異なる形状のワークを精度よく加熱可能で、しかも小型化できる加熱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】
【０００８】
上記目的を達成する本発明は、受承部に支持された状態で加熱コイル側の端部から一軸方向に延びた中空部を有する第１ワークと中空部を有しない第２ワークとを加熱可能な加熱装置であって、ワークを受承部に支持して移送可能なテーブルと、テーブルにより移送されたワークを加熱可能な加熱コイルを備えた加熱ユニットと、受承部に支持されたワークを一軸方向に変位させることで加熱コイルに対してワークを所定位置に配置可能なリフターとがそれぞれフレームに設けられおり、加熱ユニットは一軸方向にテーブルから異なる距離に配置された上側コイルベース及び下側コイルベースを備え、上側コイルベースには第１ワークの中空部内表面を加熱する第１加熱コイルを下側に突出させて装着可能で、下側コイルベースには第１ワーク又は第２ワークの外表面を加熱する第２加熱コイルを上側に装着可能に構成されている。
【０００９】
リフターは、好ましくは、ワークを第１又は第２加熱コイルに対して所定位置に配置して回転可能に構成されている。
【００１０】
このリフターは第１ワーク又は第２ワークの一端側を支持するリフトヘッドを有し、加熱ユニットは該第１ワーク又は第２ワークの他端側を回転可能に支持する回転支持部を備えているのがよい。
【００１１】
この加熱装置は、好ましくは回転支持部の位置を検出する検出部を備え、検出部により第１ワーク又は第２ワークの位置を検出する。
【００１２】
回転支持部は、上側コイルベースに第１加熱コイルを装着した状態で、第１加熱コイルにより加熱される第１ワークの頂部周囲を支持可能で下側コイルベースに装着可能なキャップからなるのがよい。
【００１３】
加熱ユニットは、フレームに固定されて上側コイルベースを有する固定ブラケットと、固定ブラケットに上下動可能に支持されて下側コイルベースを有する可動ブラケットとを備えるのがよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の加熱装置によれば、リフターによりワークが動作される方向である一軸方向に沿って、異なる距離に上側コイルベース及び下側コイルベースを備え、上側コイルベースに第１ワークの内表面を加熱する第１加熱コイルを下向きに装着可能にし、下側コイルベースに第１ワーク又は第２ワークの外表面を加熱する第２加熱コイルを上側に装着可能にしている。これにより異なる形状のワークを精度よく加熱可能で、しかも小型化が可能な加熱装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるワークの例を示し、（ａ）は第１ワークの一部を断面で示す側面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は第２ワークの一部を断面で示す側面図、（ｄ）はその底面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱処理装置の概略正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る熱処理装置の概略平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る熱処理装置における図３の概略Ａ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る熱処理装置の第５ステーション周辺の構造を示す部分断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る熱処理装置の加熱ユニットに第２加熱コイルを装着した状態を示す正面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態に係る第１加熱コイルを示す正面図、（ｂ）は実施形態に係る熱処理装置の加熱ユニットに第１加熱コイル及び芯出しキャップを装着した状態を示す概略断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態に係る第２加熱コイルを示す正面図、（ｂ）は実施形態に係る熱処理装置の加熱ユニットに第２加熱コイルを装着した状態を示す概略断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る熱処理装置のワーク上部加熱用リフターの部分正面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る熱処理装置のワーク上部加熱用リフターの部分側面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る熱処理装置のワーク上部熱処理部の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１乃至図１１を参照して本発明の実施形態について説明する。
この実施形態では、加熱装置が組み込まれた熱処理装置の例を用いて説明する。この熱処理装置の処理対象であるワークは、例えば車両用の等速ジョイントを作製するための等速ジョイント中間体であり、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように内部に貫通した中空部Ｗｈを有するステム軸部Ｗｓとカップ部Ｗｃとが同軸に隣接して設けられた第１ワークＷ１や、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように貫通した孔を有しないステム軸部Ｗｓとカップ部Ｗｃとが設けられた第２ワークＷ２等が含まれる。なお本実施形態では、カップ部Ｗｃをワーク下部と称し、ステム軸部Ｗｓをワーク上部と称する場合がある。
【００１７】
［全体構成］
熱処理装置１は、図２及び図３に示すように、カップ部Ｗｃとステム軸部Ｗｓとを順次高周波焼入れ処理する熱処理ライン２が、フレーム３のベース部４上に配設されている。ベース部４の内部には熱処理ライン２を稼働するために必要な各種の駆動部、配線、配管などが配設されている。
【００１８】
熱処理ライン２には、熱処理装置１の幅方向一端側に設けられた搬入位置から他端側に設けられた搬出位置までの間に、仮位相決め部３０及び本位相決め部４０からなる位相決め処理部、本実施形態の加熱装置が組み込まれたワーク下部熱処理部５０、ワーク上部熱処理部６０及びアフタークール処理部７０が順に設けられ、各処理部間でワークＷ１，Ｗ２を搬送するための搬送機構８０が設けられている。
【００１９】
［搬送機構］
搬送機構８０は、搬入位置から搬出位置までの間に第１ステーションＡから第６ステーションＦまでのワーク停止位置を有し、全体を通してベース部４に設けられた中段プレート５の正面側端部に沿って直線状に搬送軸線Ｌが設定され、搬送軸線Ｌに沿ってワークＷ１，Ｗ２を各ステーションＡ〜Ｆに間欠的に搬送可能に構成されている。ここでは搬送軸線Ｌが搬送されるワークＷ１，Ｗ２の中心軸の移動軌跡となっている。
【００２０】
この搬送機構８０は、搬入位置である第１ステーションＡから中間受け渡し位置である第４ステーションＤまでワークＷ１，Ｗ２を搬送するテーブル式搬送機構１０と、第４ステーションＤから搬出位置である第６ステーションＦまでワークＷ１，Ｗ２を搬送するガントリ式搬送機構２０とを備える。
【００２１】
［位相決め処理部］
位相決め処理部の仮位相決め部３０は第１ステーションＡに設けられ、ステム軸部Ｗｓを上向きにしてワークＷ１，Ｗ２を仮位相決めテーブル１１上に載置して周方向の仮位相決めを行う。
本位相決め部４０は第２ステーションＢに設けられ、仮位相決めテーブル１１に載置されたワークＷ１，Ｗ２を昇降チャック機構４４により本位相決めテーブル１２に載せ換えてワークＷ１，Ｗ２の正確な周方向の位相決めを行う。
【００２２】
［ワーク下部熱処理部］
ワーク下部熱処理部５０は、ベース部４の中段プレート５上に立設されたワーク下部用回転軸５３ａと、ワーク下部用回転軸５３ａ周りの１８０°対称位置に、間欠的に半回転可能且つ昇降可能に装着された２つの回転チャック機構５２と、中段プレート５上に設けられて、回転チャック機構５２に保持されたワークＷ１，Ｗ２のカップ部Ｗｃを熱処理可能なワーク下部用熱処理ヘッド５６とを備える。ワーク下部用熱処理ヘッド５６には加熱コイル部や冷却液噴射部等が設けられている。
【００２３】
ワーク下部熱処理部５０では、本位相決めテーブル１２により第３ステーションＣに移送されたワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓを回転チャック機構５２により保持してワークＷ１，Ｗ２を持ち上げ、ワーク下部用回転軸５３ａを中心に回転させてワーク下部用熱処理ヘッド５６上のＧ位置に配置する。そしてワークＷ１，Ｗ２を回転させつつ下降及び上昇させてカップ部Ｗｃを熱処理し、再度回転チャック機構５２を回転させて第３ステーションＣへ戻し、第３ステーションＣで移送用テーブル１３に載置する。
【００２４】
［中間受け渡し位置］
第４ステーションＤが中間受け渡し位置となっており、第３ステーションＣで移送用テーブル１３に載置された状態でワークＷ１，Ｗ２が第４ステーションＤまで移送される。第４ステーションＤでは、天井レール２４にスライド可能に支持され且つ上下動可能な第１ガントリ２１によりワークＷ１，Ｗ２を保持上昇させ、ワーク上部熱処理部６０の第５ステーションＥへ移送する。
【００２５】
［ワーク上部熱処理部］
ワーク上部熱処理部６０には、図２乃至図４に示すように、本実施形態の加熱装置１００が組み込まれている。加熱装置１００は、ベース部４上に略水平に配置されて間欠回転可能な間欠回転テーブル６１と、この間欠回転テーブル６１に周方向の複数位置に装着されてワークＷ１，Ｗ２を載置可能なワーク上部用受承具６１ｈと、間欠回転テーブル６１のワーク上部加熱位置Ｈに対応する位置に設けられたワーク上部用加熱ユニット６５と、ワーク上部加熱位置Ｈのベース部４に設けられたワーク上部加熱用リフター６４と、を備えている。
【００２６】
この実施形態のワーク上部熱処理部６０は、さらに間欠回転テーブル６１上に、各ワーク上部用受承具６１ｈの上方を囲むように設けられた複数の環状冷却ジャケット６２と、間欠回転テーブル６１の移送位置である第５ステーションＥのベース部４に設けられた移送用リフター６３とを備える。
【００２７】
（間欠回転テーブル）
間欠回転テーブル６１は、図３及び図４に示すように、ベース部４に鉛直方向に設けられたワーク上部用回転軸部６１ｃに支持された板状体からなり、駆動部６１ｓにより１／３回転ずつ間欠回転駆動されるように構成されている。間欠回転テーブル６１には、回転中心から等しい距離で周方向の均等位置、具体的には１２０°毎にワーク上部用受承具６１ｈが設けられている。
【００２８】
この間欠回転テーブルは、図３に示すように、間欠回転することで各ワーク上部用受承具６１ｈが第５ステーションＥとワーク上部加熱位置Ｈとワーク上部追加冷却位置Ｉとの三つの位置に同時に精度よく停止する。第５ステーションＥはワーク上部熱処理部６０に搬入・搬出するための移送位置であり、ワーク上部加熱位置ＨはワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓを加熱するための位置であり、ワーク上部追加冷却位置Ｉはワーク上部加熱位置Ｈと第５ステーションＥとの間に設けられた中間の位置である。各位置のワーク上部用受承具６１ｈは所定時間経過後に回動して次の位置へ移動可能である。
【００２９】
（ワーク上部用受承具）
ワーク上部用受承具６１ｈは、図５に示すように、間欠回転テーブル６１の各受承具装着部６１ｕに装着されており、ワークＷ１，Ｗ２のカップ部Ｗｃを嵌合した状態で、ワークＷ１，Ｗ２を支持可能に構成されている。各受承具装着部６１ｕにワークＷ１，Ｗ２を支持させた状態では、ワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓや中空部Ｗｈが略鉛直方向に配置されるようになっている。
このワーク上部用受承具６１ｈは、ワークＷ１，Ｗ２に応じた形状や大きさを有しており、ワークＷ１，Ｗ２に応じて交換可能となっている。ワーク上部用受承具６１ｈには、移送用リフター６３のリフトヘッド６３ａや後述する図９に示すワーク上部加熱用リフター６４のリフトヘッド６４ｅが通過可能に上下に貫通したヘッド貫通孔６２０が、間欠回転テーブル６１の各貫通孔６１ａ上に設けられている。
【００３０】
（環状冷却ジャケット）
環状冷却ジャケット６２は、図５に示すように環状に形成されており、内部に冷却液が流通可能な環状空間６２ｂが形成されている。冷却水噴射用内周板６２ａに多数のノズル孔が設けられており、環状空間６２ｂ内に冷却液が供給されると、多数のノズル孔から環状冷却ジャケット６２の内側に向けて冷却液を噴射可能となっている。
【００３１】
（移送用リフター）
図５に示すように、第５ステーションＥに対応するベース部４には移送用リフター６３が設けられている。
移送用リフター６３は、ベース部４内部に略鉛直方向に固設されたエアシリンダ６３ｅと、エアシリンダ６３ｅに連結ブラケット６３ｄを介して支持されて略鉛直方向に延びるロッド６３ｃと、ベース部４の中段プレート５に貫通して配設されてロッド６３ｃをスライド可能に支持するガイド筒６３ｂと、ロッド６３ｃの上端部に設けられたリフトヘッド６３ａと、を備える。
【００３２】
リフトヘッド６３ａは、ワークＷ１，Ｗ２のカップ部Ｗｃに嵌合して保持可能な形状を呈し、ロッド６３ｃの上下動により間欠回動テーブル６１の貫通孔６１ａ及びワーク上部用受承具６１ｈのヘッド貫通孔６２０を通して上下動可能に構成され、下降した状態で間欠回転テーブル６１より下方の位置に配置され、上昇した状態でワーク上部用受承具６１ｈより上方の位置に配置される。
【００３３】
（ワーク上部用加熱ユニット）
ワーク上部用加熱ユニット６５は、図２及び図３に示すように、ベース部４の所定位置に配設されており、間欠回転テーブル６１でワーク上部加熱位置Ｈに移送されたワークＷ１，Ｗ２を加熱可能に構成されている。
このワーク上部用加熱ユニット６５は、図４、図６に示すように、フレーム３に強固に設けられた中仕切り正面壁６に固定された固定ブラケット６５１と、固定ブラケット６５１の下部に上下動可能に連結された可動ブラケット６５６と、固定ブラケット６５１に略鉛直方向に固定されて可動ブラケット６５６を上下動するエアシリンダ６５１ｎと、を備える。
【００３４】
固定ブラケット６５１は、エアシリンダ６５１ｎが固定された支持板６５１ａと、支持板６５１ａより上方に配置された上面板６５１ｂと、支持板６５１ａより下方に配置された上側コイルベース６５１ｃと、が水平方向に配置されて一体化されている。可動ブラケット６５６は、上側コイルベース６５１ｃの上方に配置された連結板６５１ｐと、上側コイルベース６５１ｃの下側に配置された下側コイルベース６５１ｅと、連結板６５１ｐ及び下側コイルベース６５１ｅを連結する２本のガイドロッド６５１ｄと、を備えている。２本のガイドロッド６５１ｄが、上側コイルベース６５１ｃに左右一対設けられたガイド軸受６５１ｑに摺動可能に支持され、連結板６５１ｐにエアシリンダ６５１ｎのロッドが連結されることで、可動ブラケット６５６が固定ブラケット６５１に対して上下動することができる。
【００３５】
上側コイルベース６５１ｃは、図７（ａ）に示すように、第１ワークＷ１のステム軸Ｗｓに設けられた中空部Ｗｈ内表面を加熱するためのワーク上部用第１加熱コイル６５３が装着可能となっている。ワーク上部用第１加熱コイル６５３は、上側コイルベース６５１ｃに固定可能なフランジ６５３ｄと、フランジ６５３ｄの下方に突出し内部に冷却水を通水可能なコイル本体６５３ａと、フランジ６５３ｄの下方の一方側に延長して設けられコイル本体６５３ａと電気的に接続された被給電端子６５３ｂと、を備える。
【００３６】
このワーク上部用第１加熱コイル６５３をワーク上部用加熱ユニット６５に装着するには、上側コイルベース６５１ｃ上面の凹部等にフランジ６５３ｄを嵌合し、コイル本体６５３ａを貫通させて下方に突出させた状態で、ワーク上部用第１加熱コイル６５３を上側コイルベース６５１ｃに載置する。図６に示すように、上側コイルベース６５１ｃに設けられたクランプ６５１ｆによりフランジ６５３ｄを固定する。また、上側コイルベース６５１ｃの下部に設けられた給電クランプ６５４に被給電端子６５３ｂを固定する。装着状態では、ワーク上部用第１加熱コイル６５３が間欠回転テーブル６０のワーク上部加熱位置Ｈに配置されたワークＷ１に対して同軸に精度よく配置される。
【００３７】
一方、下側コイルベース６５１ｅには、図８（ａ）に示すように、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２のステム軸Ｗｓ外表面を加熱するためのワーク上部用第２加熱コイル６５２が装着可能となっている。ワーク上部用第２加熱コイル６５２は、下側コイルベース６５１ｅに固定可能なフランジ６５２ｄと、フランジ６５２ｄの上方に設けられ内部に冷却水を通水可能なコイル本体６５２ａと、フランジ６５２ｄの上方に一方側に延長して設けられ、コイル本体６５２ａと電気的に接続された被給電端子６５２ｂとを備える。
【００３８】
このワーク上部用第２加熱コイル６５２を下側コイルベース６５１ｅに装着するには、下側コイルベース６５１ｅ上面の凹部等にフランジ６５２ｄを嵌合し、コイル本体６５２ａを上方に突出させた状態で載置し、図６に示すように、下側コイルベース６５１ｅに設けられたクランプ６５１ｇによりフランジ６５２ｄを固定する。また、上側コイルベース６５１ｃの下部に設けられた給電クランプ６５４に被給電端子６５２ｂを固定する。装着状態では、ワーク上部用第２加熱コイル６５２が間欠回転テーブル６０のワーク上部加熱位置Ｈに配置されたワークＷ１，Ｗ２に対して同軸に精度よく配置される。
【００３９】
この下側コイルベース６５１ｅには、図７（ｂ）に示すように、上側コイルベース６５１ｃにワーク上部用第１加熱コイル６５３を装着した際に使用される芯出しキャップ６５５が装着可能となっている。芯出しキャップ６５５は、外側ハウジング６５５ａ内に内側ハウジング６５５ｂが回動自在に配置されており、この内側ハウジング６５５ｂに第１ワークＷ１におけるステム軸部Ｗｓの頂部周囲と当接可能な爪６５５ｄが装着されたものである。この芯出しキャップ６５５の中心部は上下に貫通して開口しており、ワーク上部用第１加熱コイル６５３のコイル本体６５３ａが上下に通過可能となっている。
【００４０】
固定ブラケット６５１には、図６に示すように、第１ワークＷ１のステム軸部Ｗｓを加熱する際に使用される芯出し位置検出装置６５１ｚが設けられている。この芯出し位置検出装置６５１ｚは、固定ブラケット６５１の上面板６５１ｂに略鉛直方向上向きに固定されたエアシリンダ６５１ｈと、エアシリンダ６５１ｈに連結された昇降ロッド６５１ｉと、昇降ロッド６５１ｉの下端に回転自在に同軸に連結され下端が円錐形状の芯出しセンタ６５１ｊ’と、を備える。
【００４１】
このワーク上部用加熱ユニット６５では、図７（ｂ）に示す芯出しキャップ６５５や図６に示す芯出し位置検出装置６５１ｚの芯出しセンタ６５１ｊ’が、第１又は第２ワークＷ１，Ｗ２のステム軸Ｗｓの先端側を回転可能に支持する回転支持部を構成している。この回転支持部は、図４に示すように、固定ブラケット６５１と可動ブラケット６５６とを連結するエアシリンダ６５１ｎ又は芯出し位置検出装置６５１ｚのエアシリンダ６５１ｈにより上下動可能に構成されており、エアシリンダ６５１ｎ及びエアシリンダ６５１ｈにはそれぞれロッドの突出量を検出可能な検出部が内蔵されている。
【００４２】
この回転支持部では、図４に示すエアシリンダ６５１ｎ，６５１ｈを稼動させて、図６〜８における芯出しキャップ６５５の爪６５５ｄや芯出し位置検出装置６５１ｚの芯出しセンタ６５１ｊ’をワークＷ１，Ｗ２に押し付けることで、爪６５５ｄによりステム軸部Ｗｓ頂部の周囲を均等に加圧したり、芯出しセンタ６５１ｊ’によりワークＷ２のステム軸部Ｗｓ頂部の中心の凹部を加圧したりすることができる。これにより精度よくワークＷ１，Ｗ２の位置確認、芯出し及び位置ずれ確認などを行うことが可能である。また、エアシリンダ６５１ｎやエアシリンダ６５１ｈにより、芯出しキャップ６５５の爪６５５ｄや芯出し位置検出装置６５１ｚの芯出しセンタ６５１ｊ’の位置が検出可能であるため、位置検出信号により第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の有無などを常時検出可能となっている。また位置検出信号を、後述するワーク上部加熱用リフター６４の制御に用いれば、リフトヘッド６４ｅを所望の昇降位置に精度よく配置することが可能である。
【００４３】
（ワーク上部加熱用リフター）
ワーク上部加熱用リフター６４は、図９及び図１０に示すように、ワーク上部加熱位置Ｈに対応するベース部４に設けられている。
ワーク上部加熱用リフター６４は、ベース部４内部に略鉛直方向に配設されて回動可能なボールねじ６４ｆと、ボールねじ６４ｆを回転駆動するサーボモータ６４ｈと、ボールねじ６４ｆに螺合されて所定向きに配置されボールねじ６４ｆの回転により上下動可能な連結支持ブラケット６４ｉと、下端側で連結支持ブラケット６４ｉに支持され上端側で中段プレート５のリニアガイド筒６４ａに摺動可能に支持された二重ロッド６４ｐと、二重ロッド６４ｐの上端に装着されたリフトヘッド６４ｅと、を備えている。
【００４４】
二重ロッド６４ｐは、連結支持ブラケット６４ｉに固定されてリニアガイド筒６４ａに支持された筒状ロッド６４ｂと、筒状ロッド６４ｂの内側に回転可能に配置されて上端にリフトヘッド６４ｅが固定された回転筒軸６４ｃとを有する。連結支持ブラケット６４ｉにはモータ６４ｄが配設されており、モータ６４ｄと回転筒軸６４ｃの下端側とが連結されてモータ６４ｄにより回転筒軸６４ｃが回転駆動する。回転筒軸６４ｃの上端にはリフトヘッド６４ｅが固定されており、回転筒軸６４ｃと共に回転する。
また回転筒軸６４ｃの下端には、外部から冷却液を供給するための回転ジョイント６４ｊが接続されており、回転ジョイント６４ｊから供給された冷却液を回転筒軸６４ｃの内部を通してリフトヘッド６４ｅの噴射口から噴射する。
【００４５】
リフトヘッド６４ｅはワークＷ１，Ｗ２のカップ部Ｗｃの下端側に嵌合して保持可能な形状を呈しており、図５に示した間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに設けられたヘッド貫通孔６２０を通過して上下動可能に構成されている。
リフトヘッド６３ａが下降した状態では、間欠回転テーブル６１より下方の位置に配置され、上昇した状態でワーク上部用受承具６１ｈより上方の位置に配置される。このリフトヘッド６４ｅが上昇した位置では、リフトヘッド６４ｅに支持されたワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓがワーク上部用第１又は第２加熱コイル６５２，６５３に対して所定の位置となるように設定されている。
【００４６】
図９及び１０に示すように、このワーク上部加熱用リフター６４では、ワーク上部加熱用リフター６４が作動して、サーボモータ６４ｈによりボールねじ６４ｆが回転駆動されると、連結支持ブラケット６４ｉに支持された二重ロッド６４ｐが上昇する。するとリフトヘッド６４ｅが間欠回動テーブル６１の貫通孔６１ａ及びワーク上部用受承具６１ｈのヘッド貫通孔６２０を通過して上昇することで、リフトヘッド６４ｅがワーク上部用受承具６１ｈに支持されたワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合し、ワークＷを一軸方向に上昇させることができる。
【００４７】
図８（ａ）（ｂ）に示すように、下側コイルベース６５１ｅにワーク上部用第２加熱コイル６５２を装着して、第２ワークＷ２のステム軸部Ｗｓを加熱する場合、芯出し位置検出装置６５１ｚの芯出しセンタ６５１ｊ’がリフトヘッド６４ｅに嵌合された第２ワークＷ２におけるステム軸部Ｗｓ頂部の芯出し用穴Ｘに押し付けられている。そのためリフトヘッド６４ｅを上昇する間には、図４に示す芯出し位置検出装置６５１ｚのエアシリンダ６５１ｈを開放することで、芯出しセンタ６５１ｊ’を第２ワークＷ２と共に上昇させる。これにより、ワーク上部用第２加熱コイル６５２に対して精度よく第２ワークＷ２のステム軸部Ｗｓを配置したり、相対移動させることができる。
【００４８】
一方、図７（ａ），（ｂ）に示すように、上側コイルベース６５１ｃにワーク上部用第１加熱コイル６５３を装着し、且つ下降状態の下側コイルベース６５１ｅに芯出しキャップ６５５を固定して、第１ワークＷ１のステム軸部Ｗｓを加熱する場合、芯出しキャップ６５５の爪６５５ｄがステム軸部Ｗｓ頂部の周囲に押し付けられている。そのためリフトヘッド６４ｅを上昇する間には、図４に示すワーク上部用加熱ユニット６５のエアシリンダ６５１ｎを開放することで、キャップ６５５を第１ワークＷ１と共に上昇させる。これによりワーク上部用第１加熱コイル６５２に対して精度よく第１ワークＷ１のステム軸部Ｗｓを配置したり、相対移動させたりすることができる。
【００４９】
さらに加熱処理時には、図７又は図８に示すように、ワーク上部加熱用リフター６４のリフトヘッド６４ｅを回転させて、ワークＷを芯出し位置検出装置６５１ｚの芯出しセンタ６５１ｊ’やキャップ６５５の爪６５５ｄと共に回転させながら加熱処理を行うことができる。この加熱時には、冷却液をリフトヘッド６４ｅから噴射させて、リフトヘッド６４ｅやワークＷのカップ部Ｗｃを冷却しながら加熱処理を行うことができる。
【００５０】
［ワーク上部熱処理部の動作］
このワーク上部熱処理部６０の動作について図２、図３、図１１（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
まず、ワークＷ１，Ｗ２は、図２及び図３に示す第４ステーションＤから第１ガントリ２１によりステム軸部Ｗｓを保持して、搬送軸線Ｌに沿って第５ステーションＥの上方まで移送され、第１ガントリ２１により下降される。
移送用リフター６３では、図１１（ａ）に示すように、ロッド６３ｃが上昇してリフトヘッド６３ａが上昇し、ワークＷ１，Ｗ２のカップ部Ｗｃにリフトヘッド６３ａが嵌合して下降することで、ワークＷ１，Ｗ２が間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに支持される。
【００５１】
次いで、間欠回転テーブル６１が１／３回転して間欠回動し、ワーク上部用受承具６１ｈに支持されたワークＷ１，Ｗ２がワーク上部加熱位置Ｈに移送される。
ワーク上部用加熱ユニット６５では、図１１（ｂ）に示すように、ワーク上部加熱用リフター６４の二重ロッド６４ｐが上昇し、リフトヘッド６４ｅがワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合し、ワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓをワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して精度よく配置したり、相対移動したりする。
【００５２】
この状態で、ワーク上部用第１又は第２加熱コイル６５２，６５３に給電することで、ワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓの加熱処理が行われる。加熱処理時には、リフトヘッド６４ｅを回転させて、ワークＷ１，Ｗ２を回転させながら加熱処理を行う。
【００５３】
ワークＷ１，Ｗ２の移動及び加熱処理の間、図７又は図８に示すように、芯出しキャップ６５５の爪６５５ｄまたは昇降ロッド６５１ｉの芯出しセンタ６５１ｊ’がワークＷ１，Ｗ２に当接した状態で維持されることで、エアシリンダ６５１ｎ，６５１ｈ等に設けられたセンサによりワークＷ１，Ｗ２の位置が常時検出され、これにより精度よく加熱処理が行われる。
【００５４】
ステム軸部Ｗｓの加熱終了後、リフトヘッド６４ｅを下降させて間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈにこのワークＷ１，Ｗ２を再び載置する。
そして、図１１（ｃ）に示すように、このワークＷ１，Ｗ２をワーク上部用受承具６１ｈ上に載置した時点で、ステム軸部Ｗｓに環状冷却ジャケット６２から冷却液を吹き付けて冷却する。
【００５５】
その後、図２乃至図４に示す間欠回転テーブル６１が１／３回転して間欠回動し、ワークＷ及び環状冷却ジャケット６２がワーク上部追加冷却位置Ｉに到達して停止し、予め設定されている所定時間が経過した時点で、環状冷却ジャケット６２からの冷却液の吹き付けを停止し、ワークＷの冷却を終了する。
その後、間欠回転テーブル６１が間欠回転することで、ワークＷが再び第５ステーションＥに戻る。
【００５６】
第５ステーションＥでは、図１１（ａ）に示すように、移送用リフター６３のロッド６３ｃが再び上昇し、熱処理後のワークＷ１，Ｗ２をリフトヘッド６３ａに嵌合させて上昇位置まで上昇させる。
そして、下降した第２ガントリ２２によりワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓが支持されて上昇し、搬送軸線Ｌに沿ってアフタークール処理部７０まで移送される。
【００５７】
［アフタークール処理部］
アフタークール処理部７０は、図２及び図３に示すように、間欠的に半回転駆動される反転テーブル７１を備え、反転テーブル７１の回動が停止する位置が第６ステーションＦとアフタークール位置Ｊとなっている。アフタークール処理部７０では、第２ガントリ２２により第５ステーションＥから移送されたワークＷ１，Ｗ２を、第６ステーションで反転テーブル７１に載置し、反転テーブル７１によりアフタークール位置Ｊに移送する。その後アフタークール位置ＪにおいてワークＷ１，Ｗ２に冷却液や気体を吹き付けることで、ワークＷ１，Ｗ２に残留する熱を放出させ、再度第６ステーションＦまで戻す。
熱処理が完了したワークＷ１，Ｗ２は第６ステーションＦから外部へ取り出すことができる。
【００５８】
［加熱装置の効果］
以上の熱処理装置１に組み込まれた加熱装置１００によれば、ワーク上部加熱用リフター６４によりワークＷ１，Ｗ２が動作する一軸方向に沿って、上側コイルベース６５１ｃ及び下側コイルベース６５１ｅを設けている。また第１ワークＷ１の内表面を加熱するためのワーク上部用第１加熱コイル６５３を上側コイルベース６５１ｃに装着可能にし、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の外表面を加熱するためのワーク上部用第２加熱コイル６５２を下側コイルベース６５１ｅに装着可能にしている。これにより第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２とワーク上部用第１又は第２加熱コイル６５２，６５３とを、精度よく所定の相対位置に配置でき、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２を精度よく加熱できる。しかもワークＷ１，Ｗ２を搬送する間欠回転テーブル６１に対して、同じ位置で第１ワークＷ１の加熱と第２ワークＷ２の加熱とを行うことができる。そのため、フレーム３に各コイルを装着するためのワーク上部用加熱ユニット６５をそれぞれ設ける必要がなく、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２を精度よく加熱できる加熱装置１００の平面方向の小型化を図ることができる。
【００５９】
しかも、第１ワークＷ１の内表面を加熱するワーク上部用第１加熱コイル６５３を上側コイルベース６５１ｃから下向きに装着可能にし、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の外表面を加熱するワーク上部用第１加熱コイル６５３を下側コイルベース６５１ｅから上向きに装着可能にしている。これによりワーク上部用第２加熱コイル６５２が配置される位置と第２ワークＷ２が配置される位置とを同等の高さにできるので、ワーク上部用加熱ユニット６５の間欠回転テーブル６１からの距離を低く抑えることができる。しかもワーク上部加熱用リフター６４によりワークＷ１，Ｗ２を変位させる位置も同等にできるため、ワーク上部加熱用リフター６４の大きさを小さく抑えることができる。従って加熱装置１００の高さ方向の小型化を図ることができる。
【００６０】
この加熱装置１００では、ワーク上部加熱用リフター６４が回転可能に構成されており、ワークＷ１，Ｗ２がワーク上部加熱用リフター６４に支持された状態で、ワーク上部用第１又は第２加熱コイル６５２，６５３に対して所定位置に配置されて回転する。
そのため上側コイルベース６５１ｃに装着されたワーク上部用第１加熱コイル６５３又は下側コイルベース６５１ｅに装着されたワーク上部用第２加熱コイル６５２を回転させることなく、加熱時に各ワーク上部用第１又は第２加熱コイル６５２，６５３に対してワークＷ１，Ｗ２を回転して加熱できる。しかも上側又は下側コイルベース６５１ｅやワーク上部用第１又は第２加熱コイル６５２，６５３をそれぞれ回転可能に構成する必要がなく、ワークＷ１，Ｗ２のステム軸部Ｗｓを均一に加熱できる。
【００６１】
この加熱装置１００では、ワーク上部加熱用リフター６４が第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の一端側を支持するリフトヘッド６４ｅを有し、ワーク上部用加熱ユニット６５が第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の他端側を回転可能に支持する芯出しキャップ６５５や芯出しセンタ６５１ｊ’を備えている。
そのため、加熱時に芯出しキャップ６５５の爪６５５ｄ又は芯出しセンタ６５１ｊ’とリフトヘッド６４ｅとにより、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２を保持して回転させることができ、回転時の第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の位置ずれなどにより不均一に加熱されることが防止できる。
【００６２】
しかも芯出しキャップ６５５や芯出しセンタ６５１ｊ’の位置を検出可能な検出部を備え、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の位置を検出可能となっている。
そのため、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２を芯出しキャップ６５５や芯出しセンタ６５１ｊ’により支持することで、第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２の位置を検出でき、加熱時に第１ワークＷ１又は第２ワークＷ２を適切な位置に配置して、精度よく加熱することが可能である。
【００６３】
第１ワークＷ１を加熱する場合、第１ワークＷ１の頂部周囲を支持する芯出しキャップ６５５が、下側コイルベース６５１ｅに装着可能となっている。そのため、下側コイルベース６５１ｅを利用して第１ワークＷ１の上端を支持することができ、第１ワークＷ１を支持するための構造を簡素化できる。
【００６４】
この装置では、ワーク上部用加熱ユニット６５がフレーム３に固定されて上側コイルベース６５１ｃを有する固定ブラケット６５１と、固定ブラケット６５１に上下動可能に支持されて下側コイルベース６５１ｅを有する可動ブラケット６５６とを備えている。
従って、上側コイルベース６５１ｃに装着された第１ワーク上部用第１加熱コイル６５３と、下側コイルベース６５１ｅに装着された芯出しキャップ６５５との相対位置を変化させることができる。よって、ワーク上部加熱用リフター６４と芯出しキャップ６５５とにより第１ワークＷ１を安定に支持した状態で、第１ワーク上部用第１加熱コイル６５３を第１ワークＷ１に端部側から挿入することができ、第１ワーク上部用第１加熱コイル６５３がワークＷ１に当接して破損したり傷付けることを防止できる。
【００６５】
上記実施形態は本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば、上記では熱処理装置１の一部として加熱装置１００が組み込まれているが、加熱装置１００だけを独立に構成することが可能であり、ワーク上部熱処理部６０のようにワークの特定の処理だけを行う部位だけを独立して備え、その一部として加熱装置１００を備えていてもよい。
その場合、上記ではワークＷ１，Ｗ２とワーク上部用加熱コイル６５２，６５３とを一軸方向に相対変位させるワーク上部加熱用リフター６４として、ワークＷ１，Ｗ２を変位させる例を説明したが、ワーク上部用加熱コイル６５２，６５３を変位させるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  熱処理装置
２  熱処理ライン
３  フレーム
４  ベース部
５  中段プレート
６  中仕切り正面壁
１０  テーブル式搬送機構
２０  ガントリ式搬送機構
２１，２２  第１及び第２ガントリ
３０  仮位相決め部
４０  本位相決め部
５０  ワーク下部熱処理部
６０  ワーク上部熱処理部
６１  間欠回転テーブル
６１ｈ  ワーク上部用受承具
６１ｓ  駆動部
６２０  ヘッド貫通孔
６２  環状冷却ジャケット
６３  移送用リフター
６３ａ  リフトヘッド
６４  ワーク上部加熱用リフター
６４ｅ  リフトヘッド
６５  ワーク上部用加熱ユニット
６５１  固定ブラケット
６５１ｃ  上側コイルベース
６５１ｅ  下側コイルベース
６５１ｚ  芯出し位置検出装置
６５２  ワーク上部用第２加熱コイル
６５３  ワーク上部用第１加熱コイル
６５５  芯出しキャップ
７０  アフタークール処理部
８０  搬送機構
１００  加熱装置
Ａ  第１ステーション
Ｂ  第２ステーション
Ｃ  第３ステーション
Ｄ  第４ステーション
Ｅ  第５ステーション
Ｆ  第６ステーション
Ｇ  ワーク下部加熱位置
Ｈ  ワーク上部加熱位置
Ｉ  ワーク上部追加冷却位置
Ｌ  搬送軸線
Ｗ１  第１ワーク
Ｗ２  第２ワーク
Ｗｃ  カップ部
Ｗｓ  ステム軸部
Ｘ  芯出し用穴
【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】
0005696335.tif 000009
【図９】
0005696335.tif 000010
【図１０】
0005696335.tif 000011
【図１１】
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