(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理炉内で加熱処理されたリング状ワークを冷却液が収容された冷却液槽の上方に設けられた分離可能な保持部材の上に搬送する搬送装置と、上記の保持部材が分離されて保持部材上に保持された上記のリング状ワークが保持部材から移行されるベース部材と、ベース部材に移行されたリング状ワークの内周側に装着される内周固定部材と、ベース部材に移行されたリング状ワークの上面を押圧させる押圧部材と、リング状ワークの内周側に上記の内周固定部材を装着させると共にリング状ワークを上記の押圧部材により押圧させた状態でこのリング状ワークを上記のベース部材と一緒に下降させて冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させる昇降手段とを有することを特徴とするリング状ワークの焼入装置。
【請求項２】
請求項１に記載したリング状ワークの焼入装置において、ベース部材に移行されたリング状ワークの上面を押圧させる上記の押圧部材が、リング状ワークの上面全体を押圧させるリング状に形成されていることを特徴とするリング状ワークの焼入装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載したリング状ワークの焼入装置において、上記の保持部材に、所要間隔を介して複数のローラ部材が両側に分離可能に設けられると共に、上記のベース部材の上面に上記のローラ部材間に挿入されてリング状ワークを支持する複数の支持突条が設けられていることを特徴とするリング状ワークの焼入装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載したリング状ワークの焼入装置において、上記のリング状ワークをベース部材と一緒に下降させて冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させた状態で、上記のベース部材と一緒にリング状ワークを冷却液中において回転させる回転装置を設けたことを特徴とするリング状ワークの焼入装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載したリング状ワークの焼入装置において、上記の内周固定部材の上面に、上記のリング状ワークの上面に当接させる鍔部が設けられ、この内周固定部材の鍔部を介して、上記の押圧部材により上記のリング状ワークの上面が押圧されることを特徴とするリング状ワークの焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状ワークを焼入れ処理するリング状ワークの焼入装置に係り、特に、風力発電装置等に用いる非常に径が大きなリング状ワークを焼入れ処理する作業を自動化させて、非常に径が大きなリング状ワークの焼入れ処理が簡単に行えると共に、焼入れ処理時にリング状ワークに反り等が発生するのを適切に防止できるように点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベアリングの内輪や外輪等のリング状ワークを熱処理炉内で加熱処理した後、このリング状ワークを冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させて焼入れ処理することが行われている。
【０００３】
また、このようにリング状ワークを冷却液中に浸漬させて焼入れ処理する際に、リング状ワークに反り等が発生するのを防止するため、加熱処理されたリング状ワークを拘束金型において拘束させた状態で、冷却液中に浸漬させて焼入れ処理することが行われている。
【０００４】
また、近年においては、風力発電装置等において直径が１５００ｍｍ以上になった非常に径の大きなリング状ワークが用いられるようになり、このようなリング状ワークを焼入れ処理することが必要になった。
【０００５】
ここで、このように径が非常に大きいリング状ワークを焼入れ処理する場合、熱処理炉内で加熱処理したリング状ワークを、クレーンを用いた手作業により拘束金型にセットした後、リング状ワークの円周の適当な位置を手動万力等により締め付けて、焼入れ処理時にリング状ワークに反り等が発生するのを防止するようにしている。
【０００６】
しかし、このようにクレーンを用いた手作業によりリング状ワークを拘束金型にセットしたり、リング状ワークの円周の適当な位置を手動万力等により締め付けたりする作業は、非常に面倒で多くの時間を要し、作業効率が著しく低下するという問題があった。
【０００７】
また、リング状ワークの円周の適当な位置において手動万力等により締め付けて、リング状ワークを焼入れ処理時する場合、リング状ワーク全体を均一な拘束状態にして処理することができず、反り等が発生するのを十分に抑制することが困難になるという問題があった。
【０００８】
また、従来においては、特許文献１に示されるように、リング状ワークを焼入れ処理するにあたり、リング状ワークの上面側を保持するリング状の上面保持部材を、下面がテーパー面になった回動可能な押さえコマにより押さえつけて、リング状ワークに反り等が発生するのを抑制するようにしたものが提案されている。
【０００９】
しかし、この場合においても、依然として、手動で行う作業が多くて作業効率が非常に悪く、また押さえコマによって押さえつける圧力に差が生じて、リング状ワークを均一に押圧することができず、焼入れ処理時にリング状ワークに反り等が発生するのを十分に抑制することができないという問題があった。
【特許文献１】実用新案登録第２５７６９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、リング状ワークを焼入れ処理する場合における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、特に、非常に径が大きなリング状ワークを焼入れ処理する場合において、焼入れ処理する作業を自動化させて、焼入れ処理が簡単に行えるようにすると共に、焼入れ処理時にリング状ワークに反り等が発生するのも適切に防止できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明におけるリング状ワークの焼入装置においては、上記のような課題を解決するため、熱処理炉内で加熱処理されたリング状ワークを冷却液が収容された冷却液槽の上方に設けられた分離可能な保持部材の上に搬送する搬送装置と、上記の保持部材が分離されて保持部材上に保持された上記のリング状ワークが保持部材から移行されるベース部材と、ベース部材に移行されたリング状ワークの内周側に装着される内周固定部材と、ベース部材に移行されたリング状ワークの上面を押圧させる押圧部材と、リング状ワークの内周側に上記の内周固定部材を装着させると共にリング状ワークを上記の押圧部材により押圧させた状態でこのリング状ワークを上記のベース部材と一緒に下降させて冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させる昇降手段とを設けた。
【００１２】
ここで、上記のようにベース部材に移行されたリング状ワークの上面を押圧させる押圧部材としては、リング状ワークの上面全体を押圧させるリング状になった押圧部材を用いることが好ましい。
【００１３】
また、このリング状ワークの焼入装置において、上記の保持部材上に保持されたリング状ワークを保持部材からベース部材に移行させるにあたっては、上記の保持部材に、所要間隔を介して複数のローラ部材を両側に分離可能に設けると共に、上記のベース部材の上面に上記のローラ部材間に挿入されてリング状ワークを支持する複数の支持突条を設けるようにすることができる。
【００１４】
このようにすると、リング状ワークを保持部材上に保持させた後、この保持部材におけるローラ部材間にベース部材に設けられた支持突条を挿入させて、保持部材上に導かれたリング状ワークをこのベース部材における複数の支持突条で支持させ、この状態で、上記の各ローラ部材を両側に分離させて、保持部材上におけるリング状ワークをベース部材に移行させることができる。
【００１５】
さらに、このようにリング状ワークをこのベース部材における複数の支持突条で支持させた状態で、上記のようにリング状ワークをこのベース部材と一緒に下降させて冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させると、このベース部材における支持突条間の隙間から冷却液が、リング状ワークとベース部材との間に流れ込み、リング状ワークが冷却液中において適切に冷却されるようになる。
【００１６】
また、上記のようにリング状ワークをベース部材と一緒に下降させて冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させて冷却させるにあたり、上記のベース部材と一緒にリング状ワークを冷却液中において回転させる回転装置を設け、ベース部材と一緒にリング状ワークを冷却液中において回転させると、リング状ワークが冷却液中においてさらに適切に冷却されるようになる。
【００１７】
また、このリング状ワークの焼入装置においては、上記の内周固定部材の上面に、上記のリング状ワークの上面に当接させる鍔部を設け、この内周固定部材の鍔部を介して、上記の押圧部材によりリング状ワークの上面を押圧させるようにすることもできる。このようにすると、上記のリング状ワークの大きさが変更されて、押圧部材とリング状ワークとの大きさが一致しなくなった場合においても、押圧部材を交換させずに、鍔部が設けられた内周固定部材だけを交換させるだけで、押圧部材によりリング状ワークの上面を上記の鍔部を介して適切に押圧させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明におけるリング状ワークの焼入装置においては、熱処理炉内で加熱処理されたリング状ワークを、搬送装置により冷却液が収容された冷却液槽の上方に設けられた分離可能な保持部材の上に搬送させて、リング状ワークを保持部材上に保持させるようにする。
【００１９】
そして、この保持部材を分離させて、保持部材上に保持された上記のリング状ワークをベース部材上に移行させ、このようにベース部材に移行されたリング状ワークの内周側に内周固定部材を装着させると共に、このリング状ワークの上面を押圧部材によって押圧させる。
【００２０】
次いで、このようにリング状ワークの内周側に内周固定部材を装着させると共に、このリング状ワークの上面を押圧部材によって押圧させた状態で、上記の昇降手段により、このリング状ワークをベース部材と一緒に下降させて冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させ、このリング状ワークを冷却液中において冷却させるようにする。
【００２１】
このようにすると、径が非常に大きいリング状ワークを焼入れ処理する場合において、従来のように熱処理炉内で加熱処理されたリング状ワークを、クレーン等を用いた手作業により拘束金型にセットしたり、リング状ワークの円周の適当な位置において手動万力等によりリング状ワークを締め付けたりする必要がなく、焼入れ処理する作業を自動化させて、焼入れ処理が簡単かつ安全に行えるようになる。
【００２２】
また、本発明のリング状ワークの焼入装置において、ベース部材に移行されたリング状ワークの内周側に内周固定部材を装着させると共に、このリング状ワークの上面を押圧部材によって押圧させるようにしたため、焼入れ処理においてリング状ワークに反り等が発生するのが十分に抑制されるようになり、特に、リング状になった押圧部材を用い、この押圧部材によってリング状ワークの上面全体を押圧させるようにすると、焼入れ処理時にリング状ワークに反り等が発生するのが一層抑制されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施形態に係るリング状ワークの焼入装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係るリング状ワークの焼入装置は下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００２４】
この実施形態におけるリング状ワークの焼入装置においては、図１に示すように、熱処理炉１内において加熱処理されたリング状ワーク２を、搬送ローラ３ａを用いた搬送装置３により、後述する冷却液４ａが収容された冷却液槽４の上方に設けられた分離可能な保持部材１０に搬送させて、リング状ワーク２をこの保持部材１０上に保持させるようにする。
【００２５】
ここで、この実施形態においては、上記の保持部材１０に、両側に分離可能になったローラ部材１１を所要間隔を介して複数設けると共に、分離可能になった各側のローラ部材１１を、モータやギア等で構成される駆動装置１２を用いた移動装置（図示せず）によって両側に移動させて分離させるようにしている。
【００２６】
また、上記の保持部材１０の下に、後述する昇降装置２０によって昇降されるベース部材２１を設け、このベース部材２１の上面に上記のローラ部材１１間に挿入させてリング状ワーク２を支持する複数の支持突条２１ａを設けている。
【００２７】
そして、上記のようにリング状ワーク２が搬送装置３により保持部材１０に搬送されて、図２（Ａ）に示すように、リング状ワーク２が保持部材１０におけるローラ部材１１の上に保持されると、図２（Ｂ）に示すように、上記のベース部材２１を昇降装置２０によって上昇させ、このベース部材２１に設けられた上記の支持突条２１ａを上記のローラ部材１１間に挿入させ、ローラ部材１１の上に保持されたリング状ワーク２をベース部材２１に設けられた支持突条２１ａによって支持させるようにする。
【００２８】
そして、このようにリング状ワーク２をベース部材２１の支持突条２１ａによって支持させた状態で、図３に示すように、上記の駆動装置１２を用いた移動装置（図示せず）によって保持部材１０における各側のローラ部材１１を両側に移動させて分離させ、保持部材１０からリング状ワーク２をベース部材２１の上に移行させるようにする。
【００２９】
ここで、この実施形態におけるリング状ワークの焼入装置において、上記のベース部材２１を昇降装置２０によって昇降させるにあたっては、図４に示すように、前記のベース部材２１を吊下げ支持する支持アーム２２をリング状になった第１ベアリング部材２３の外周側の下面に取り付けると共に、吊下げフレーム２４から下方に延出された連結部２４ａを上記の第１ベアリング部材２３の内周側の上面に取り付けて、上記の支持アーム２２を吊下げフレーム２４に回転可能な状態にして吊下げるように取り付けると共に、この吊下げフレーム２４を昇降装置２０に設けられたチェーン２５によって吊下げるようにしている。
【００３０】
また、上記の吊下げフレーム２４を、第１リニアガイド２７により外枠フレーム２６に設けられた上下方向のガイド部材２６ａにスライド可能に取り付けている。
【００３１】
そして、上記の昇降装置２０においてチェーン２５を巻き取り又は送り出すことにより、上記の吊下げフレーム２４を第１リニアガイド２７により外枠フレーム２６に設けられたガイド部材２６ａに沿って昇降させるようにし、これに伴って上記の支持アーム２２に吊下げ支持されたベース部材２１を昇降させるようにしている。
【００３２】
また、この実施形態におけるリング状ワークの焼入装置においては、上記の吊下げフレーム２４の中央部に押圧用シリンダ３０を設け、この押圧用シリンダ３０における伸縮ロッド３０ａを吊下げフレーム２４を通して下方に延出させ、この伸縮ロッド３０ａの先端に押圧用フレーム３１を取り付けている。
【００３３】
そして、この押圧用フレーム３１の下端に、リング状になった第２ベアリング部材３２の内周側の上面を取り付けると共に、このリング状になった第２ベアリング部材３２の外周側の下面から下方に延出するようにリング状になった押圧部材３３を取り付けて、この押圧部材３３を上記の押圧用フレーム３１に回転可能な状態にして吊下げるように取り付けると共に、この押圧部材３３を第２リニアガイド３４により前記の支持アーム２２に沿って上下方向にスライドするように取り付けている。
【００３４】
また、上記の押圧用フレーム３１の内部側に保持用シリンダ３５を設け、この保持用シリンダ３５の伸縮ロッド３５ａに前記のリング状ワーク２の内周側に装着させる内周固定部材３６から上方に延出された吊り下げ部３６ａを係止させて、この内周固定部材３６を上記の保持用シリンダ３５によりベース部材２１上に保持されたリング状ワーク２の上方に吊下げ保持させている。
【００３５】
さらに、この実施形態におけるリング状ワークの焼入装置においては、前記の吊下げフレーム２４にモータ４０を設け、吊下げフレーム２４から下方に延出させたモータ４０の回転軸４０ａにギア４１を取り付けると共に、このギア４１と噛み合うようにして大径のリング状歯車４２を設け、このリング状歯車４２を前記の支持アーム２２とは反対側における第１ベアリング部材２３の外周側の上面に取り付けている。
【００３６】
このようにすると、上記のモータ４０を回転させた場合、上記の吊下げフレーム２４が止まった状態で、ベース部材２１を吊下げ支持している支持アーム２２が上記のリング状歯車４２に伴って回転すると共に、この支持アーム２２に対して第２リニアガイド３４を介して取り付けられた押圧部材３３が上記の支持アーム２２と一緒に回転する一方、この押圧部材３３を回転可能な状態にして吊下げている上記の押圧用フレーム３１は回転せずに止まった状態で維持されるようになる。
【００３７】
そして、前記のように加熱処理されたリング状ワーク２が保持部材１０からベース部材２１の上に移行させた後、このリング状ワーク２を冷却液槽４に収容された冷却液４ａ中に浸漬させて焼入れ処理するにあたっては、図５に示すように、前記の押圧用シリンダ３０における伸縮ロッド３０ａを下方に延出させて、押圧用フレーム３１全体を支持アーム２２に沿って下方に移動させる。
【００３８】
次いで、この押圧用フレーム３１の内部側に設けられた保持用シリンダ３５の伸縮ロッド３５ａを収縮させて、吊下げ保持されていた内周固定部材３６をリング状ワーク２の内周側に装着させると共に、上記のリング状になった押圧部材３３をリング状ワーク２の上に押し付けて、リング状ワーク２の上面全体を押圧部材３３によって押圧させる。
【００３９】
そして、このように内周固定部材３６をリング状ワーク２の内周側に装着させると共に、上記の押圧部材３３によってリング状ワーク２の上面全体を押圧させた状態で、図６に示すように、前記の昇降装置２０によりチェーン２５を送り出し、上記の吊下げフレーム２４全体を第１リニアガイド２７により外枠フレーム２６に設けられたガイド部材２６ａに沿って下降させて、ベース部材２１の支持突条２１ａの上に支持されたリング状ワーク２を冷却液槽４に収容された冷却液４ａ中に浸漬させる。
【００４０】
また、このようにベース部材２１の支持突条２１ａの上に支持されたリング状ワーク２を冷却液槽４における冷却液４ａ中に浸漬させた状態で、前記のモータ４０を回転させ、上記の支持アーム２２の回転に伴って、ベース部材２１上に支持されたリング状ワーク２を上記の押圧部材３３により押圧させた状態で、上記の冷却液４ａ中において回転させ、加熱処理されたリング状ワーク２を冷却液４ａ中において冷却させて焼入れ処理する。
【００４１】
このようにすると、径が非常に大きいリング状ワーク２を焼入れ処理する場合においても、従来のように、クレーン等を用いた手作業により拘束金型にセットしたり、リング状ワークの円周の適当な位置において手動万力等によりリング状ワークを締め付けたりする必要がなく、熱処理炉１内で加熱処理されたリング状ワーク２を自動的に焼入れ処理することができ、焼入れ処理が簡単に行えるようになる。
【００４２】
また、上記のようにベース部材２１に移行されたリング状ワーク２の内周側に内周固定部材３６を装着させると共に、このリング状ワーク２の上面全体をリング状の押圧部材３３によって押圧させた状態で焼入れ処理を行うため、リング状ワーク２に反り等が発生するのが十分に抑制されるようになる。
【００４３】
さらに、リング状ワーク２を冷却液４ａ中において冷却させるにあたり、リング状ワーク２をベース部材２１の上面に設けられた支持突条２１ａの上に支持させると共に、このリング状ワーク２を冷却液４ａ中において回転させるようにしたため、リング状ワーク２を冷却液４ａ中において冷却させる作業も効率よく行えるようになる。
【００４４】
また、この実施形態におけるリング状ワークの焼入装置においては、リング状ワーク２をリング状になった押圧部材３３によって直接押圧させるようにしたが、図７に示すように、上記の内周固定部材３６の上面に、上記のリング状ワーク２の上面に当接させる鍔部３６ｂを設け、この内周固定部材３６の鍔部３６ｂを介して、押圧部材３３によりリング状ワーク２の上面を押圧させるようにすることも可能である。なお、このように内周固定部材３６の鍔部３６ｂを介して、押圧部材３３によりリング状ワーク２の上面を押圧させる場合、リング状ワーク２の厚みＨ１よりも、上記の鍔部３６ｂから下方に突出した内周固定部材３６の突出長さＨ２が小さくなるようにする必要がある。
【００４５】
そして、このように内周固定部材３６の上面に、リング状ワーク２の上面に当接させる鍔部３６ｂを設け、この内周固定部材３６の鍔部３６ｂを介して、押圧部材３３によりリング状ワーク２の上面を押圧させるようにした場合、図８に示すように、上記のリング状ワーク２の大きさが変更されて、このリング状ワーク２とリング状になった押圧部材３３との大きさが一致しなくなった場合においても、押圧部材３３を交換させずに、内周固定部材３６を鍔部３６ｂの大きさが上記の押圧部材３３の大きさに対応すると共に鍔部３６ｂから下方に突出した部分がリング状ワーク２の内径に対応したものに交換させるだけで、リング状ワーク２の上面を、上記の押圧部材３３により内周固定部材３６に設けられた鍔部３６ｂを介して適切に押圧させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るリング状ワークの焼入装置において、熱処理炉内で加熱処理されたリング状ワークを搬送装置によって冷却液槽の上方に設けられた保持部材に搬送させる状態を示した概略説明図である。
【図２】上記の実施形態に係るリング状ワークの焼入装置において、リング状ワークが保持された保持部材におけるローラ部材間に、ベース部材に設けられた支持突条を挿入させて、リング状ワークをベース部材の支持突条によって支持させる工程を示した部分説明図である。
【図３】上記の実施形態に係るリング状ワークの焼入装置において、保持部材におけるローラ部材を両側に分離させて、リング状ワークをベース部材の支持突条上に移行させた状態を示した部分説明図である。
【図４】上記の実施形態に係るリング状ワークの焼入装置において、ベース部材に移行されたリング状ワークを冷却液槽に収容された冷却液に浸漬させて焼入れ処理を行う装置全体の概略説明図である。
【図５】上記の実施形態に係るリング状ワークの焼入装置において、図４に示した装置により、ベース部材に移行されたリング状ワークの内周側に内周固定部材を装着させると共に、リング状の押圧部材によってリング状ワークの上面全体を押圧させる状態を示した概略説明図である。
【図６】上記の実施形態に係るリング状ワークの焼入装置において、図４に示した装置により、ベース部材に移行されたリング状ワークを冷却液槽に収容された冷却液中に浸漬させて焼入れ処理を行う状態を示した概略説明図である。
【図７】上記の実施形態に係るリング状ワークの焼入装置において、上記の内周固定部材の上面にリング状ワークの上面に当接させる鍔部を設け、この鍔部を介して、押圧部材によりリング状ワークの上面を押圧させるようにした変更例の概略説明図である。
【図８】図７に示した変更例に係るリング状ワークの焼入装置において、リング状ワークの大きさが変更された場合に、鍔部が設けられた内周固定部材だけを交換させて、この内周固定部材の鍔部を介して、押圧部材によりリング状ワークの上面を押圧させる状態を示した部分説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  熱処理炉
２  リング状ワーク
３  搬送装置
３ａ  搬送ローラ
４  冷却液槽
４ａ  冷却液
１０  保持部材
１１  ローラ部材
１２  駆動装置
２０  昇降装置
２１  ベース部材
２１ａ  支持突条
２２  支持アーム
２３  第１ベアリング部材
２４  吊下げフレーム
２４ａ  連結部
２５  チェーン
２６  外枠フレーム
２６ａ  ガイド部材
２７  第１リニアガイド
３０  押圧用シリンダ
３０ａ  伸縮ロッド
３１  押圧用フレーム
３２  第２ベアリング部材
３３  押圧部材
３４  第２リニアガイド
３５  保持用シリンダ
３５ａ  伸縮ロッド
３６  内周固定部材
３６ａ  吊り下げ部
３６ｂ  鍔部
４０  モータ
４０ａ  回転軸
４１  ギア
４２  リング状歯車
Ｈ１  リング状ワークの厚み
Ｈ２  鍔部から下方に突出した内周固定部材の突出長さ
【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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