(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状ワークの穴部の内周面を加熱するための加熱コイルと、加熱後の有底筒状ワークの穴部の内周面を冷却液の噴射により冷却するための冷却液噴射ジャケットと、有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するために、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを当該有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させる移動機構と、有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を留めるために、有底筒状ワークの穴部の開口部を開閉可能に塞ぐ開閉手段とを具備することを特徴とする有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項２】
前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する閉塞部材と、この閉塞部材を開口部を閉塞する位置と開放する位置との間で移動させる移動部とを具備したことを特徴とする請求項１記載の有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項３】
前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する袋体と、この袋体を脹らませる膨張手段とを具備しており、前記袋体は膨らむと開口部を閉塞し、萎むと開口部を開放することを特徴とする請求項１記載の有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項４】
前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する閉塞部材を有しており、この閉塞部材と加熱コイルとの間の寸法は、加熱コイルが有底筒状ワークの穴部の加熱すべき最も奥の位置にあるときに、当該有底筒状ワークの穴部の開口部を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材は、前記移動機構によって移動させられることを特徴とする請求項１記載の有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項５】
前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞するシャッタ部材と、このシャッタ部材を開口部を閉塞する位置と開放する位置との間で移動させる移動部とを具備したことを特徴とする請求項１記載の有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項６】
前記開閉手段は、有底筒状ワークの穴部の開口部を閉塞する閉塞部材を有しており、前記閉塞部材と加熱コイルとの間の寸法は、加熱コイルが有底筒状ワークの穴部の加熱を開始すべき位置にあるときに、当該有底筒状ワークの穴部の開口部を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材は、前記移動機構に移動させられることを特徴とする請求項１記載の有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項７】
有底筒状ワークの穴部の内周面を加熱するための加熱コイルと、加熱後の有底筒状ワークの穴部の内周面を冷却液の噴射により冷却するための冷却液噴射ジャケットと、有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するために、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを当該有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させる移動機構と、有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を留めるために、有底筒状ワークの穴部の開口部に向かって流体を噴射する噴射手段とを具備することを特徴とする有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項８】
前記噴射手段は有底筒状ワークを載置する載置台に設けられていることを特徴とする請求項７記載の有底筒状ワークの移動焼入装置。
【請求項９】
前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを移動機構により有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させることにより、当該有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するに当たり、当該穴部の開口部を閉塞部材によって閉塞し、当該穴部内の空間に前記冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を溜めるようにしたことを特徴とする有底筒状ワークの移動焼入方法。
【請求項１０】
前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを移動機構により有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させることにより、当該有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するに当たり、噴射手段により当該穴部の開口部に向けて流体を噴射させ、当該穴部内の空間に前記冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を溜めるようにしたことを特徴とする有底筒状ワークの移動焼入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有底筒状ワークの内周面に焼入を施す有底筒状ワークの移動焼入装置及び移動焼入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、等速ジョイントのカップ部のような有底筒状ワークの内周面に焼入を施す有底筒状ワークの焼入装置は、有底筒状ワークの内側に挿入される加熱コイルと、この加熱コイルと有底筒状ワークとを相対的に移動させる移動機構と、前記加熱コイルで加熱された部分を冷却する冷却液を供給する冷却機構とを有している。
【０００３】
有底筒状ワークは開口部を下向きにした状態で焼入が施されるのであるが、加熱コイルは、焼入を施すべき有底筒状ワークの内面に所定の間隔を有して対向された状態で有底筒状ワークに開口部から挿入される。有底筒状ワークは加熱コイルとは相対的に移動されつつ内周面が加熱コイルによって加熱される。
【０００４】
有底筒状ワークの内周面の加熱が終了したならば、冷却液噴射ジャケットから冷却液を噴射して加熱された有底筒状ワークの内周面を冷却する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の有底筒状ワークの焼入装置及び焼入方法には、以下のような問題点がある。
すなわち、冷却液噴射ジャケットは、加熱コイルで加熱された部分に冷却液を噴射するものであるから、加熱コイルの下方に設けられる必要がある。このため、最後に加熱された内周面は、冷却液が噴射されず、未冷却のまま残ることが避けられなかった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、有底筒状ワークの内周面に焼入を施す場合に、未冷却のまま残ることがない有底筒状ワークの移動焼入装置及び移動焼入方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る有底筒状ワークの移動焼入装置は、有底筒状ワークの穴部の内周面を加熱するための加熱コイルと、加熱後の有底筒状ワークの穴部の内周面を冷却液の噴射により冷却するための冷却液噴射ジャケットと、有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するために、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを当該有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させる移動機構と、有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を留めるために、有底筒状ワークの穴部の開口部を開閉可能に塞ぐ開閉手段とを具備する。
【０００８】
前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する閉塞部材と、この閉塞部材を開口部を閉塞する位置と開放する位置との間で移動させる移動部とを備えている。
【０００９】
また、前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する袋体と、この袋体を脹らませる膨張手段とを備えており、前記袋体は膨らむと開口部を閉塞し、萎むと開口部を開放するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する閉塞部材を有しており、前記閉塞部材と加熱コイルとの間の寸法は、加熱コイルが加熱すべき最も奥の位置にある場合に有底筒状ワークの開口部を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材は、加熱コイルと有底筒状ワークとを相対的に移動させる移動機構によって移動させられるように構成してもよい。
【００１１】
また、前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞するシャッタ部材と、このシャッタ部材を開口部を閉塞する位置と開放する位置との間で移動させる移動部とを有するようにしてもよい。
【００１２】
さらに、前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する閉塞部材を有しており、前記閉塞部材と加熱コイルとの間の寸法は、加熱コイルが加熱を開始すべき位置にある場合に有底筒状ワークの開口部を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材は、加熱コイルと有底筒状ワークとを相対的に移動させる移動機構に移動させられるように構成することも可能である。
【００１３】
また、本発明に係る有底筒状ワークの別の移動焼入装置は、有底筒状ワークの穴部の内周面を加熱するための加熱コイルと、加熱後の有底筒状ワークの穴部の内周面を冷却液の噴射により冷却するための冷却液噴射ジャケットと、有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するために、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを当該有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させる移動機構と、有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を留めるために、有底筒状ワークの穴部の開口部に向かって流体を噴射する噴射手段とを具備する。
【００１４】
この場合に前記噴射手段は有底筒状ワークを載置する載置台に設けられていることが望ましい。
【００１５】
一方、本発明に係る有底筒状ワークの移動焼入方法は、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを移動機構により有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させることにより、当該有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するに当たり、当該穴部の開口部を閉塞部材によって閉塞し、当該穴部内の空間に前記冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を溜めるようになっている。
【００１６】
本発明に係る有底筒状ワークの別の移動焼入方法は、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを移動機構により有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させることにより、当該有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するに当たり、噴射手段により当該穴部の開口部に向けて流体を噴射させ、当該穴部内の空間に前記冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を溜めるようになっている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図、図２は本発明の第１の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図、図３は本発明の第２の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置の概略的構成図、図４及び図５は本発明の第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図、図６は本発明の第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図、図７は本発明の第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図、図８及び図９は本発明の第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図、図１０は本発明の第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図、図１１及び図１２は本発明の第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図、図１３は本発明の第６の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置の概略的構成図である。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１から挿入されて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する加熱コイル１００と、この加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる移動機構 (図示省略) と、前記加熱コイル１００で加熱された内周面Ｗ２を冷却する冷却液Ｌを供給する冷却機構２００とを有する有底筒状ワークの焼入装置であって、前記冷却機構２００は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を開閉する開閉手段２１０と、この開閉手段２１０で閉塞された有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に冷却液Ｌを供給する供給手段２２０とを備えている。
【００１９】
この有底筒状ワークの焼入装置で内周面に焼入が施される有底筒状ワークＷは、一方が開口部Ｗ１として開口した筒状のワークであって、例えば自動車の等速ジョイントのカップ部がこれに相当する。
【００２０】
加熱コイル１００は、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２に沿った加熱導体１１０と、この加熱導体１１０を図外の電源に接続する給電導体１２０とを有している。また、この加熱導体１１０及び給電導体１２０は、加熱コイル１００自身を冷却するための冷却液が流れるようにパイプが用いられる。さらに、この加熱コイル１００の加熱導体１１０には、例えばフェライト等からなるコア１３０が取り付けられている。
【００２１】
前記給電導体１２０は、加熱コイル１００の中心軸に沿うように設けられている。また、この給電導体１２０は、２つで１組となっており、絶縁性を有する板材１４０で相互に絶縁されている。
【００２２】
有底筒状ワークＷは、開口部Ｗ１を下向きにした状態で載置台３００に載置されている。この載置台３００は、固定されており、載置台３００に設けられた開口３１０から前記加熱コイル１００が有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１に挿入されるようになっている。そして、この加熱コイル１００は、図外の移動機構によって上下動するようになっている。
【００２３】
前記加熱コイル１００で加熱された内周面Ｗ２に冷却液Ｌを噴射する冷却機構２００は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を開閉する開閉手段２１０と、この開閉手段２１０で閉塞された有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に冷却液Ｌを供給する供給手段２２０と有している。
【００２４】
前記供給手段２２０は、冷却液Ｌを噴射する冷却液噴射ジャケット２２１と、この冷却液噴射ジャケット２２１に接続される供給パイプ２２２と、この供給パイプ２２２と接続される噴射ポンプ (図示省略) と、後述する開閉手段２１０に取り付けられるオーバーフロー管２２３と、このオーバーフロー管２２３に設けられるバルブ２２４とを有している。
【００２５】
前記冷却液噴射ジャケット２２１は、加熱コイル１００の下側のコア１３０に取り付けられており、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２に対向した面には、複数の噴射孔２２１Ａが開設されている。
【００２６】
また、前記供給パイプ２２２は、前記給電導体１２０と同様に加熱コイル１００の中心軸に沿うように設けられている。
【００２７】
前記開閉手段２１０は、周縁部にパッキン２１１Ａが設けられ、当該パッキン２１１Ａが有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１の内周面に水密に密着する閉塞部材２１１と、この閉塞部材２１１を上下動させる駆動部 (図示省略) とを有している。
【００２８】
前記閉塞部材２１１の中心には、前記給電導体１２０と供給パイプ２２２とが貫通させられる開口２１１Ｂが開設されている。また、この開口２１１Ｂには、前記オーバーフロー管２２３の開口端部２２３Ａが臨んでいる。さらに、開口２１１Ｂと給電導体１２０、供給パイプ２２２及びオーバーフロー管２２３との間はパッキン２２６によって水密性が維持されている。
【００２９】
前記閉塞部材２１１が上限に移動すると、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３は、図１に示すようにして閉塞されることになる。また、前記閉塞部材２２１が下降すると、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３は開放されたことになる。
【００３０】
駆動部は、閉塞部材２１１を上下動させることができるものであればどのような構成であってもよいが、例えばボールネジによる機構が考えられる。
【００３１】
次に、上述したように構成された有底筒状ワークの焼入装置による有底筒状ワークＷの焼入作業について説明する。
まず、有底筒状ワークＷを載置台３００に載置する。この際、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１と、載置台３００の開口３１０とは一致させておく。また、オーバーフロー管２２３のバルブ２２４は供給される冷却液Ｌの量より少ない量を通過させることができる程度に開けておく。
【００３２】
この状態で、開口３１０を介して加熱コイル１００を有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３へと挿入する。そして、加熱コイル１００に電流を供給して、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する。
【００３３】
また、この時、開閉手段２１０の閉塞部材２１１を上昇させて有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を閉塞する。詳しくは、閉塞部材２１１のパッキン２１１Ａが有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２に当接すると、加熱された内周面Ｗ２によって溶解させられて水密性が維持できなくなるおそれがあるので、載置台３００の開口３１０を閉塞することになる。しかし、これでも有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１が閉塞されていることにはかわりがない。
【００３４】
加熱コイル１００に電流を供給しつつ、加熱コイル１００を上昇させる。すなわち、加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる。この移動によって、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２は加熱される。
【００３５】
この加熱と同時に冷却液噴射ジャケット２２１からは冷却液Ｌを内周面Ｗ２、すなわち加熱された部分に向かって噴射する。これによって、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２には、焼入が下側から順次施されることになる。
【００３６】
有底筒状ワークＷは、開口部Ｗ１が閉塞部材２１１で閉塞されているとともにバルブ２２４もある程度閉じているので、その内側空間Ｗ３には冷却液Ｌが順次溜まることになる。
【００３７】
有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の加熱が終了しても冷却液Ｌの供給は継続させる。これにより、冷却液Ｌは、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に充満する。なお、バルブ２２４が僅かに開いているので、内側空間Ｗ３の内圧が高くなり、冷却液Ｌの供給が停止されるということはない。
【００３８】
最後に加熱された内周面Ｗ２、すなわち最も奥側の内周面Ｗ２は、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に充満した冷却液Ｌによって冷却される。従って、最後に加熱された内周面Ｗ２に確実に焼入が施されることになる。
【００３９】
有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入が終了したならば、図２に示すように、閉塞部材２１１を下降させて、開口部Ｗ１を開放して有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３の冷却液Ｌを抜く。これと同時に、加熱コイル１００も下降させて、次の有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入に備える。
【００４０】
次に、図３を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置を説明する。なお、この第２の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が第１の実施の形態に係るものと相違する点は、前記冷却機構２００の開閉手段２３０のみであるので、相違する開閉手段２３０のみを説明し、その他の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
この第２の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置における開閉手段２３０は、伸縮性、耐熱性及び気密性を有する素材からなる袋体２３１と、この袋体２３１に気体を供給する図外のポンプ（膨張手段に該当する）と、このポンプ前記袋体２３１とを連結するパイプ２３３と、袋体２３１の上面部に備えつけられる板材２３２とを有している。
【００４２】
前記板材２３２は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１の内径より小さい外径を有しており、その中心に給電導体１２０、供給パイプ２２２及びオーバーフロー管２２３を貫通させる貫通孔 (図示省略) が開設されている。この板剤２３２は、膨らんだ袋体２３１が有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に侵入することを防止する役目を有している。
【００４３】
また、袋体２３１は、前記板材２３２の貫通孔と同様に、その中心に給電導体１２０、供給パイプ２２２及びオーバーフロー管２２３を貫通させる貫通孔 (図示省略) が開設されている。この袋体２３１は、気体が入っていない状態、すなわち萎んだ状態（図３に破線で示した状態）では、前記開口部Ｗ１の内径より小さくなり、気体が入った状態（図３に実線で示した状態）、すなわち膨らんだ状態では、板材２３２と開口部Ｗ１との間の隙間に入り込んで、開口部Ｗ１の内周面に密着するようになっている。
【００４４】
加熱コイル１００で有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱しつつ冷却液Ｌを噴射している状態では、有底筒状ワークＷは、開口部Ｗ１が袋体２３１で閉塞されているとともにバルブ２２４もある程度閉じているので、その内側空間Ｗ３には冷却液Ｌが順次溜まることになる。
【００４５】
有底筒状ワークＷの内周面の加熱が終了しても冷却液Ｌの供給は継続させる。これにより、冷却液Ｌは、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に充満する。なお、バルブ２２４が僅かに開いているので、内側空間Ｗ３の内圧が高くなり、冷却液Ｌの供給が停止されるということはない。
【００４６】
最後に加熱された内周面Ｗ２、すなわち最も奥側の内周面Ｗ２は、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に充満した冷却液Ｌによって冷却される。従って、最後に加熱された内周面Ｗ２に確実に焼入が施されることになる。
【００４７】
有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入が終了したならば、図３に破線で示すように、袋体２３１を萎ませて、板材２３２及び袋体２３１と開口部Ｗ１との間に隙間を形成して、開口部Ｗ１を開放して有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３の冷却液Ｌを抜く。また、加熱コイル１００の下降と同時に、袋体２３１も下降させて、次の有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入に備える。
【００４８】
次に、図４〜図６を参照しつつ本発明の第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置について説明する。なお、この第３の実施の形態の説明で、上述した第１及び第２の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置と略同一の部分には同一の符号を付するとともに、その詳細な説明を省略するものとする。
【００４９】
この有底筒状ワークの焼入装置は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１から挿入されて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する加熱コイル１００と、この加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる移動機構 (図示省略) と、前記加熱コイル１００で加熱された内周面Ｗ２を冷却する冷却液Ｌを供給する冷却機構２００とを有する有底筒状ワークの焼入装置であって、前記冷却機構２００は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を開閉する開閉手段２１０と、この開閉手段２１０で閉塞された有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に冷却液Ｌを供給する供給手段２２０とを備えており、前記開閉手段２１０は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を閉塞する閉塞部材２１１を有しており、前記閉塞部材２１１と加熱コイル１００との間の寸法は、加熱コイル１００が加熱すべき最も奥の位置にある場合に有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材２１１は、加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる移動機構 (図示省略) によって移動させられるように構成されている。
【００５０】
この第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置では、開閉手段２１０の開閉部材２１１の移動を、第１の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置のように独立したものではなく、加熱コイル１００を移動させる移動機構で行うようにしている。そして、この開閉部材２１１と加熱コイル１００との間の間隔は常に一定であり、加熱コイル１００が有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の最後の部分、すなわち奥側に近い部分に対向すると、開口部Ｗ１を閉塞するような間隔に設定されている。
【００５１】
また、この有底筒状ワークの焼入装置では、第１の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置のバルブ２２４に相当するものが存在しない。すなわち、この有底筒状ワークの焼入装置における供給手段２２０を構成するオーバーフロー管２２３は、その先端が加熱コイル１００と同じ高さ位置まで延びているため、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３全体に冷却液Ｌが溜まるまでオーバーフローすることがないためである。
【００５２】
次に、上述した第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置による有底筒状ワークＷの焼入作業について説明する。
まず、有底筒状ワークＷを載置台３００に載置する。この際、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１と、載置台３００の開口３１０とは一致させておく。
【００５３】
この状態で、開口３１０を介して加熱コイル１００を有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３へと挿入する。そして、加熱コイル１００に電流を供給して、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する。
【００５４】
また、この時点では、図４に示すように、開閉部材２１１は有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１には達していないため、開口部Ｗ１は開放された状態にある。この状態で、冷却液噴射ジャケット２２１からは加熱コイル１００によって加熱された有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２に向かって冷却液Ｌを噴射する。
【００５５】
さらに、図５に示すように、加熱コイル１００を上昇させて、すなわち加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の加熱を行う。この加熱と同時に冷却液噴射ジャケット２２１からは冷却液Ｌを内周面Ｗ２、すなわち加熱された部分に向かって噴射する。これによって、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２には、焼入が下側から順次施されることになる。
【００５６】
最後に加熱されるべき内周面Ｗ２、すなわち最も奥側の内周面Ｗ２に加熱コイル１００が達すると、図６に示すように、開口部Ｗ１は開閉部材２１１によって閉塞される。このため、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３には、冷却液Ｌが充満されることになる。従って、最後に加熱された内周面Ｗ２に確実に焼入が施されることになる。なお、開閉部材２１１によって内側空間Ｗ３が閉塞されていても、オーバーフロー管２２３が外部と連通しているため、内側空間Ｗ３の内圧が高くなり、冷却液Ｌの供給が停止されるということはない。また、内側空間Ｗ３の容積以上の冷却液Ｌが供給された場合にはオーバーフロー管２２３から外部に排出される。
【００５７】
有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入が終了したならば、加熱コイル１００とともに閉塞部材２１１を下降させて、開口部Ｗ１を開放して有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３の冷却液Ｌを抜く。これにより、次の有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入に備える。
【００５８】
次に、図７〜図９を参照しつつ本発明の第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置について説明する。なお、この第４の実施の形態の説明で、上述した第１、第２及び第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置と略同一の部分には同一の符号を付するとともに、その詳細な説明を省略するものとする。
【００５９】
本発明の第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１から挿入されて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する加熱コイル１００と、この加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる移動機構 (図示省略) と、前記加熱コイル１００で加熱された内周面Ｗ２を冷却する冷却液Ｌを供給する冷却機構２００とを有する有底筒状ワークの焼入装置であって、前記冷却機構２００は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を開閉する開閉手段２１０と、この開閉手段２１０で閉塞された有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に冷却液Ｌを供給する供給手段２２０とを備えており、前記開閉手段は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を閉塞するシャッタ部材２１２と、このシャッタ部材２１２を開口部Ｗ１を閉塞する位置と開放する位置との間で移動させる移動部 (図示省略) とを有している。
【００６０】
前記シャッタ部材２１２は、一対の半円形状の板材から構成されている。このシャッタ部材２１２は、開口部Ｗ１を閉塞するように載置台３００に設けられた開口３１０の外側から内側に向かって前記移動部によって移動させられる。すなわち、このシャッタ部材２１２は、図７に示す矢印Ａ方向に往復移動するのである。
【００６１】
開口部Ｗ１及び開口３１０の中心部には、給電導体１２０や供給パイプ２２２が通っているので、シャッタ部材２１２には開口部Ｗ１を閉塞した場合に給電導体１２０等と干渉しないように半円状の凹部２１２Ａが設けられている。この凹部２１２Ａは、シャッタ部材２１２が開口部Ｗ１を閉塞しても給電導体１２０等との間に若干の隙間があるように設定されている。
【００６２】
また、この有底筒状ワークの焼入装置におけるオーバーフロー管２２３は、開口部Ｗ１と同じ高さ位置に開口しているとともに、バルブ２２４が設けられている。
【００６３】
次に、上述した第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置による有底筒状ワークＷの焼入作業について説明する。
まず、有底筒状ワークＷを載置台３００に載置する。この際、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１と、載置台３００の開口３１０とは一致させておく。
【００６４】
この状態で、図７に示すように、開口３１０を介して加熱コイル１００を有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３へと挿入する。
【００６５】
次に、図８に示すように、シャッタ部材２１２を移動させて開口部Ｗ１を閉塞する。そして、加熱コイル１００に電流を供給して、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する。この状態で、冷却液噴射ジャケット２２１からは加熱コイル１００によって加熱された有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２に向かって冷却液Ｌを噴射する。なお、この状態ではバルブ２２４は開放状態にあり、オーバーフロー管２２３を介して冷却液Ｌは外部に排出される。
【００６６】
さらに、図９に示すように、加熱コイル１００を上昇させて、すなわち加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の加熱を行う。この加熱と同時に冷却液噴射ジャケット２２１からは冷却液Ｌを内周面Ｗ２、すなわち加熱された部分に向かって噴射する。これによって、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２には、焼入が下側から順次施されることになる。
【００６７】
最後に加熱されるべき内周面Ｗ２、すなわち最も奥側の内周面Ｗ２に加熱コイル１００が達すると、図９に示すように、バルブ２２４を閉じる。このため、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３には、冷却液Ｌが充満されることになる。従って、最後に加熱された内周面Ｗ２に確実に焼入が施されることになる。なお、シャッタ部材２１２によって内側空間Ｗ３が閉塞されていても、シャッタ部材２１２の凹部２１２Ａと給電導体１２０等との間には隙間があるので、内側空間Ｗ３の内圧が高くなり、冷却液Ｌの供給が停止されるということはない。
【００６８】
有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入が終了したならば、加熱コイル１００を下降させるとともに、シャッタ部材２１２を外側に移動させて開口部Ｗ１を開放して、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３の冷却液Ｌを抜く。これにより、次の有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入に備える。
【００６９】
次に、図１０〜図１２を参照しつつ本発明の第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置について説明する。なお、この第５の実施の形態の説明で、上述した第１、第２、第３及び第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置と略同一の部分には同一の符号を付するとともに、その詳細な説明を省略するものとする。
【００７０】
本発明の第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１から挿入されて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する加熱コイル１００と、この加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる移動機構 (図示省略) と、前記加熱コイル１００で加熱された内周面Ｗ２を冷却する冷却液Ｌを供給する冷却機構２００とを有する有底筒状ワークの焼入装置であって、前記冷却機構２００は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を開閉する開閉手段２１０と、この開閉手段２１０で閉塞された有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３に冷却液Ｌを供給する供給手段２２０とを備えており、前記開閉手段２１０は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を閉塞する閉塞部材２１５を有しており、前記閉塞部材２１５と加熱コイル１００との間の寸法は、加熱コイル１００が加熱を開始すべき位置にある場合に有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材２１５は、加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる移動機構に移動させられるように構成されている。
【００７１】
この第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置では、加熱コイル１００の移動につれて、閉塞部材２１５で閉塞された有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３の容積が変動する。従って、加熱コイル１００が上昇している場合には、前記容積は減少する。また、この有底筒状ワークの焼入装置における閉塞部材２１５には１又は２以上の排水流量調整弁２２５が設けられている。なお、前記閉塞部材２１５の周囲にはパッキン２１５Ａが設けられている。
【００７２】
次に、上述した第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置による有底筒状ワークＷの焼入作業について説明する。
まず、有底筒状ワークＷを載置台３００に載置する。この際、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１と、載置台３００の開口３１０とは一致させておく。
【００７３】
この状態で、図１０に示すように、開口３１０を介して加熱コイル１００を有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３へと挿入する。
【００７４】
すると、図１１に示すように、閉塞部材２１５が開口部Ｗ１内に入り込み、開口部Ｗ１を閉塞する。この状態で、加熱コイル１００に電流を供給して、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する。この状態で、冷却液噴射ジャケット２２１からは加熱コイル１００によって加熱された有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２に向かって冷却液Ｌを噴射する。なお、この状態では排水流量調整弁２２５は開放状態にあり、冷却液Ｌはすべて外部に排出される。
【００７５】
さらに、図１２に示すように、加熱コイル１００を上昇させて、すなわち加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の加熱を行う。この加熱と同時に冷却液噴射ジャケット２２１からは冷却液Ｌを内周面Ｗ２、すなわち加熱された部分に向かって噴射する。これによって、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２には、焼入が下側から順次施されることになる。
【００７６】
最後に加熱されるべき内周面Ｗ２、すなわち最も奥側の内周面Ｗ２に加熱コイル１００が達すると、図１２に示すように、排水流量調整弁２２５を僅かに開けた状態にする。このため、有底筒状ワークＷの内側空間Ｗ３には、冷却液Ｌが充満されることになる。従って、最後に加熱された内周面Ｗ２に確実に焼入が施されることになる。なお、排水流量調整弁２２５は僅かに開いているので、内側空間Ｗ３の内圧が高くなり、冷却液Ｌの供給が停止されるということはない。
【００７７】
有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入が終了したならば、排水流量調整弁２２５を開放して冷却液Ｌを外部に排出し、加熱コイル１００を下降させるとともに、閉塞部材２１５をも下降させる。これにより、次の有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２の焼入に備える。
【００７８】
なお、本発明に係る有底筒状ワークの焼入装置における開閉手段は、上述した５種類のものに限定されることはない。この開閉手段は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を開閉させることができ、開口部Ｗ１を閉塞した場合に内側空間Ｗ３に冷却液Ｌを溜めることができるものであればよく、上述した５種類のものの他にカメラの絞り機構のように、複数枚の羽根を組み合わせてその外径を自由に変更することができるようにしたものや、雨傘のように萎んだり広がったりするようになったものであってもよい。
【００７９】
上述した第１〜第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を開閉手段２１０等によって完全に閉塞してから有底筒状ワークＷの内部空間Ｗ３に冷却液Ｌを供給しているが、次のように開口部Ｗ１を完全に閉塞することなく冷却液Ｌが内部空間Ｗ３に所定時間留まっていられるように構成したものであってもよい。
【００８０】
この第６の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置は、図１３に示すように、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１から挿入されて、有底筒状ワークＷの内周面Ｗ２を加熱する加熱コイル１００と、この加熱コイル１００と有底筒状ワークＷとを相対的に移動させる図外の移動機構と、前記加熱コイル１００で加熱された内周面Ｗ２を冷却する冷却液Ｌを供給する冷却機構２００とを有する有底筒状ワークの焼入装置であって、前記冷却機構２００は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１に向かって流体としての空気Ａを噴射する噴射手段と、前記有底筒状ワークＷの内部空間Ｗ３に冷却液Ｌを供給する供給手段２２０とを備えており、前記空気Ａは供給手段２２０から供給された冷却液Ｌを有底筒状ワークＷの内部空間Ｗ３に留めておくことができるものである。
【００８１】
この有底筒状ワークの焼入装置が、上述した有底筒状ワークの焼入装置と相違する点は、開閉手段２１０等の代わりに噴射手段がある点であり、その他の点は大略同一である。この噴射手段は、有底筒状ワークＷの開口部Ｗ１を機械的に閉塞するものではなく、内部空間Ｗ３に供給される冷却液Ｌが内部空間Ｗ３に所定時間留めておくことができるようなものである。
【００８２】
例えば、この噴射手段としては、開口３１０の内側面にスリット３２０が開設された載置台３００と、このスリット３２０に対して高圧の空気を供給する図外のポンプとを有するものが考えられる。前記スリット３２０は、図１３に示すように、有底筒状ワークＷの内部空間Ｗ３に向かうように形成されている。
【００８３】
このスリット３２０から高圧の空気Ａを噴射させるとともに、冷却液Ｌを内部区間Ｗ３に供給すると、高圧の空気Ａにより一種のエアシャッターが形成され、内部空間Ｗ３に供給された冷却液Ｌは内部空間Ｗ３の内部に短い時間であるが留まるようになる。例えば、内部空間Ｗ３の容積が２００ｃｃであった場合、冷却液Ｌは２０リットル／分供給されるため、内部空間Ｗ３は０．６秒で冷却液Ｌに満たされることになる。従って、０．６秒だけ冷却液Ｌを内部空間Ｗ３に留めておくことができれば、順次供給される冷却液Ｌによって内部空間Ｗ３は常に冷却液Ｌで満たされていることになる。
【００８４】
また、噴射されるものは、必ずしも高圧の空気Ａでなければならないことはなく、流体であれば水や冷却液Ｌ等の液体であってもよい。これは、焼き入れ条件等によって適宜選択することが可能である。
【００８５】
また、載置台３００にスリット３２０を設けて噴射手段としたが、載置台３００とは別の噴射手段を設けてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明に係る有底筒状ワークの移動焼入装置は、有底筒状ワークの穴部の内周面を加熱するための加熱コイルと、加熱後の有底筒状ワークの穴部の内周面を冷却液の噴射により冷却するための冷却液噴射ジャケットと、有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するために、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを当該有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させる移動機構と、有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を留めるために、有底筒状ワークの穴部の開口部を開閉可能に塞ぐ開閉手段とを具備する。
【００８７】
この有底筒状ワークの移動焼入装置によると、前記開閉手段が、有底筒状ワークの穴部の開口部を塞ぎ、当該有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液が溜まるようになっているので、従来の有底筒状ワークの焼入装置では焼入できなかった部分、すなわち冷却液が噴射されない奥側の内周面も冷却液で冷却することができる。従って、すべての内周面に確実に焼入を施すことができる。
【００８８】
また、前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する閉塞部材と、この閉塞部材を開口部を閉塞する位置と開放する位置との間で移動させる移動部とを有している。開閉手段をこのように構成すると、閉塞部材の僅かな移動で有底筒状ワークの開口部を閉塞、開放することができるので、内側空間に確実に冷却液を貯溜したり、排除したりすることができる。
【００８９】
また、前記開閉手段を、有底筒状ワークの開口部を閉塞する袋体と、この袋体を脹らませる膨張手段とを有し、前記袋体は膨らむと開口部を閉塞し、萎むと開口部を開放するように構成すれば、開口部の形状が多少歪んでいても確実に閉塞することが可能である。
【００９０】
また、前記開閉手段は、有底筒状ワークの開口部を閉塞する閉塞部材を有しており、この閉塞部材と加熱コイルとの間の寸法は、加熱コイルが有底筒状ワークの穴部の加熱すべき最も奥の位置にあるときに、当該有底筒状ワークの穴部の開口部を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材は、前記移動機構によって移動させられるように構成すれば、閉塞部材のみを移動させる前記移動部に相当するものが不要になるので、小型化、コストダウンを図ることができる。
【００９１】
また、前記開閉手段を、有底筒状ワークの開口部を閉塞するシャッタ部材と、このシャッタ部材を開口部を閉塞する位置と開放する位置との間で移動させる移動部とを有するものとすれば、移動部を有底筒状ワークの横方向に設置することができるので、有底筒状ワークの軸心方向にスペースの余裕がない場合に好適である。
【００９２】
さらに、前記開閉手段を、有底筒状ワークの穴部の開口部を閉塞する閉塞部材を有しており、前記閉塞部材と加熱コイルとの間の寸法は、加熱コイルが有底筒状ワークの穴部の加熱を開始すべき位置にあるときに、当該有底筒状ワークの穴部の開口部を閉塞するように設定されており、前記閉塞部材は、前記移動機構に移動させられるように構成すれば、最後に加熱された部分を冷却している時には、初めに加熱された部分には冷却液がかかっていないので、最初に加熱した部分の過冷却を防止することができる。
【００９３】
また、本発明に係る有底筒状ワークの別の移動焼入装置は、有底筒状ワークの穴部の内周面を加熱するための加熱コイルと、加熱後の有底筒状ワークの穴部の内周面を冷却液の噴射により冷却するための冷却液噴射ジャケットと、有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するために、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを当該有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させる移動機構と、有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を留めるために、有底筒状ワークの穴部の開口部に向かって流体を噴射する噴射手段とを具備する。
【００９４】
このため、噴射手段から噴射される流体により有底筒状ワークの穴部内の空間に冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を留めておくことができるので、上述したような開口部を閉塞する開閉手段が不要となる。開閉手段は、ある程度水密に構成することが重要であり、その点に困難性を伴うことが多いが、噴射手段であれば、噴射される流体の圧力等を適宜調整することによって同等の効果がえられる。従って、この方が機構も簡単になるとともに確実な冷却が可能となる。
【００９５】
一方、本発明に係る有底筒状ワークの移動焼入方法は、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを移動機構により有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させることにより、当該有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するに当たり、当該穴部の開口部を閉塞部材によって閉塞し、当該穴部内の空間に前記冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を溜めるようになっている。
【００９６】
このため、冷却液が有底筒状ワークの内側空間に溜まるので、従来の有底筒状ワークの焼入装置では焼入できなかった部分、すなわち冷却液が噴射されない奥側の内周面も冷却液で冷却することができる。従って、すべての内周面に確実に焼入を施すことができる。
【００９７】
また、本発明に係る有底筒状ワークの別の移動焼入方法は、前後に連結された加熱コイル及び冷却液噴射ジャケットを移動機構により有底筒状ワークの穴部の開口部から挿入し、その奥側方向に相対的に移動させることにより、当該有底筒状ワークの穴部の内周面を移動焼入するに当たり、噴射手段により当該穴部の開口部に向けて流体を噴射させ、当該穴部内の空間に前記冷却液噴射ジャケットから噴射された冷却液を溜めるようになっているので、従来の有底筒状ワークの焼入装置では焼入できなかった部分、すなわち冷却液が噴射されない奥側の内周面も冷却液で冷却することができる。従って、すべての内周面に確実に焼入を施すことができる。また、この流体の噴射により冷却液を内部空間に留めておくほうが、装置全体の構成を簡単にできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置の概略的構成図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を開放した状態の概略的構成図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置が有底筒状ワークの開口部を閉塞した状態の概略的構成図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係る有底筒状ワークの焼入装置の概略的構成図である。
【符号の説明】
１００    加熱コイル
２００    冷却機構
２１０    開閉手段
２２０    供給手段
Ｗ        有底筒状ワーク
Ｗ１    （有底筒状ワークの）開口部
Ｗ２    （有底筒状ワークの）内周面
Ｌ        冷却液
【図１】
0003878710.tif 000002
【図２】
0003878710.tif 000003
【図３】
0003878710.tif 000004
【図４】
0003878710.tif 000005
【図５】
0003878710.tif 000006
【図６】
0003878710.tif 000007
【図７】
0003878710.tif 000008
【図８】
0003878710.tif 000009
【図９】
0003878710.tif 000010
【図１０】
0003878710.tif 000011
【図１１】
0003878710.tif 000012
【図１２】
0003878710.tif 000013
【図１３】
0003878710.tif 000014