(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャック機構の中心孔を貫通して設ける長尺材の軸線方向複数箇所に、該長尺材を固定する把持部を設け、
前記チャック機構より突出した前記長尺材の一方の端部を焼入装置のコイルの中に配設し、
前記把持部を前記長尺材の軸線回りに回転させる回転手段と、前記コイルに高周波電流を流して前記長尺材の端部を加熱したのち、該加熱部を冷却する焼入手段を設けたことを特徴とする、長尺材の高周波焼入装置。
【請求項２】
前記チャック機構は、前記中心孔の内面側において軸線方向両端部にそれぞれ前記把持部を設けるとともに、前記中心孔の軸線方向中間部において外周面側に、該把持部を前記長尺材の軸線回りに回転させる回転軸受部及び動力伝達部を設けたことを特徴とする、請求項１記載の長尺材の高周波焼入装置。
【請求項３】
前記把持部は、前記長尺材の軸線に対して径方向に移動可能なチャック爪を周方向に所定間隔で複数備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の長尺材の高周波焼入装置。
【請求項４】
前記チャック機構を挟んで前記コイルと反対側に、回転する長尺材の軸線を前記チャック機構の中心位置に保持する振止具を設けたことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の長尺材の高周波焼入装置。
【請求項５】
前記コイルは、下方を開放するとともに、前記長尺材の端部外周に沿う下降位置と上方へ退避する上昇位置とに昇降可能とされ、
一方、前記振止具は、前記長尺材の軸線を前記チャック機構の中心位置に保持する上昇位置と下方へ退避する下降位置とに昇降可能とされ、
前記コイルが下降位置にあるとき前記振止具が上昇位置にあり、前記コイルが上昇位置にあるとき前記振止具が下降位置にあるよう、両者を連動させたことを特徴とする、請求項４記載の長尺材の高周波焼入装置。
【請求項６】
前記焼入装置には、中空長尺材の端部に嵌入する先端部を有する当て具を設けたことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の中空長尺材の高周波焼入装置。
【請求項７】
前記焼入手段は、前記長尺材の前記加熱部に流体を噴射してこれを冷却するものであり、
前記当て具は、前記中空長尺材端部の加熱時には該長尺材から離れた後退位置にあり、前記流体の噴射時には前記先端部が該長尺材端部に嵌入する前進位置にあることを特徴とする、請求項６記載の中空長尺材の高周波焼入装置。
【請求項８】
前記長尺材を下方より受け止める受止具を軸線方向に沿って複数設け、該受止具を一斉に上下動させる連係機構を配設し、前記長尺材を前記チャック機構の中心位置とそれより下方の待機位置との間で上下動可能としたことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の長尺材の高周波焼入装置。
【請求項９】
前記連係機構には、前記長尺材の軸線方向に沿って設けられ、長手方向中間位置が回転可能に軸支された複数の昇降アームと、該昇降アームの一端部側に配設される前記受止具と、他端部側に連接される連結部材とを含むことを特徴とする、請求項８記載の長尺材の高周波焼入装置。
【請求項１０】
チャック機構の中心孔を貫通して設ける長尺材の軸線方向複数箇所に、該長尺材を固定する把持部を設け、
前記チャック機構より突出した前記長尺材の一方の端部を焼入装置のコイルの中に配設し、
前記把持部を前記長尺材の軸線回りに回転させつつ、前記コイルに高周波電流を流して前記長尺材の端部を加熱し、その後該加熱部を冷却することを特徴とする、長尺材の高周波焼入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、長尺材の高周波焼入装置及び長尺材の高周波焼入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材等の表面焼入法の一種に高周波焼入法がある。コイルの中（又は近く）に鋼材等の被処理材をおき、コイルに高周波電流を流すと、電磁誘導作用によって被処理材の表面層のみが急速に加熱される。このとき流体噴射冷却等の焼入処理を行うと、表面層だけを焼入硬化させて耐摩耗性や耐疲労性などを大幅に向上させることができるので、歯車やクランク軸等の機械部品の他、岩盤掘削機の掘削治具の表面強化等にも用いられている。例えば後者の場合は、岩盤に当接する長尺の治具の先端部は耐摩耗性を向上させるため、表層部の硬度をなるべく高めることが望ましい一方、残余の部分は挫屈荷重や曲げ荷重に対する靭性確保のため、硬度は先端部よりは低く留めることが必要である。その結果、長尺の部材の先端部表層部にのみ選択的に焼入れを施す技術が要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高周波焼入法では、コイルと被処理材との隙間がわずかに変化しただけで加熱ムラ・硬度ムラを生じやすく、特に大型の機械部品には適用しにくかった。特に長尺材の先端部を加熱する際に、コイルと部材との間のクリアランスに周方向の分布が生じていると、それが周方向の硬度ムラとなって生じ、品質低下に直結してしまう問題がある。
【０００４】
本発明の課題は、加熱ムラ・硬度ムラが少ない長尺材の高周波焼入装置及び長尺材の高周波焼入方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記の課題を解決するために、本発明の長尺材の高周波焼入装置は、
チャック機構の中心孔を貫通して設ける長尺材の軸線方向複数箇所に、該長尺材を固定する把持部を設け、
前記チャック機構より突出した前記長尺材の一方の端部を焼入装置のコイルの中に配設し、
前記把持部を前記長尺材の軸線回りに回転させる回転手段と、前記コイルに高周波電流を流して前記長尺材の端部を加熱したのち、該加熱部を冷却する焼入手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の長尺材の高周波焼入方法は、
チャック機構の中心孔を貫通して設ける長尺材の軸線方向複数箇所に、該長尺材を固定する把持部を設け、
前記チャック機構より突出した前記長尺材の一方の端部を焼入装置のコイルの中に配設し、
前記把持部を前記長尺材の軸線回りに回転させつつ、前記コイルに高周波電流を流して前記長尺材の端部を加熱し、その後該加熱部を冷却することを特徴とする。
【０００７】
上記本発明によれば、長尺材を軸線周りに回転しながらコイル中にて加熱するので、周方向のクリアランス分布の影響を受けにくい。また、長尺材を固定する把持部を複数設け、チャック機構の中心孔を貫通して長尺材を設けているので、回転中におけるチャック機構中心からの長尺材軸線のブレ及びコイルと長尺材との隙間変動をきわめて小さく抑えることができ、加熱ムラ・硬度ムラが少ない高周波焼入が可能となる。
【０００８】
さらに本発明は、
前記チャック機構は、前記中心孔の内面側において軸線方向両端部にそれぞれ前記把持部を設けるとともに、前記中心孔の軸線方向中間部において外周面側に、該把持部を前記長尺材の軸線回りに回転させる回転軸受部及び動力伝達部を設けたことを特徴とし、
長尺材の把持スパンを大きくして、回転中におけるチャック機構中心からの長尺材軸線のブレ及びコイルと長尺材との隙間変動をさらに小さく抑えることができる。
【０００９】
さらに、本発明は、
前記動力伝達部は、チャック機構側方のモータと伝動連結されていることを特徴とし、
チャック機構の側方に設けた回転駆動のためのモータと長尺材との干渉が生じず、機構の簡略化に貢献する。
【００１０】
さらに本発明は、
前記把持部は、前記長尺材の軸線に対して径方向に移動可能なチャック爪を周方向に所定間隔で複数備えていることを特徴とし、
周方向において長尺材をバランスよく把持することで芯ブレが生じにくく、また、長尺材の直径が変わってもチャック機構への確実な把持が可能である。
【００１１】
さらに本発明は、
前記チャック爪は、空気圧により移動可能とされていることを特徴とし、
長尺材の径を異なる寸法のものに段取り替えしたり、あるいはロット内ばらつきが存在する場合でも、空気圧によるチャック爪のストローク変化によりこれを吸収できるので、能率的である。
【００１２】
さらに本発明は、
前記チャック機構を挟んで前記コイルと反対側に、回転する長尺材の軸線を前記チャック機構の中心位置に保持する振止具を設けたことを特徴とし、
長尺材において特に問題となる軸線の撓みを振止具により防止できるので、芯ブレの問題解決を図る上でさらに効果的であり、また、撓みやすい素材の長尺材にも用途が拡大する。
【００１３】
さらに本発明は、
前記振止具は、前記長尺材を下方から支持するとともに、該長尺材の軸線にほぼ平行な軸心回りで回転可能に軸支されて該長尺材に転がり接触する振止ローラであることを特徴し、
回転する長尺材をスムーズに支持することができ、ひいて芯ブレ等の問題が一層生じにくくなる。
【００１４】
さらに本発明は、
前記コイルは、前記長尺材の端部外周に沿うとともに、その周方向の一部を該長尺材の直径より大なる幅で開放する形状としたことを特徴とし、
コイルのセット・リセットを長尺材に対して径方向（上方や側方）から行うことができ作業能率が向上する。
【００１５】
さらに本発明は、
前記コイルは、下方を開放するとともに、前記長尺材の端部外周に沿う下降位置と上方へ退避する上昇位置とに昇降可能とされていることを特徴とし、
コイルの昇降移動により、その長尺材に対するセット・リセットを一層能率的に行うことが可能となる。
【００１６】
さらに本発明は、
前記コイルは、下方を開放するとともに、前記長尺材の端部外周に沿う下降位置と上方へ退避する上昇位置とに昇降可能とされ、
一方、前記振止具は、前記長尺材の軸線を前記チャック機構の中心位置に保持する上昇位置と下方へ退避する下降位置とに昇降可能とされ、
前記コイルが下降位置にあるとき前記振止具が上昇位置にあり、前記コイルが上昇位置にあるとき前記振止具が下降位置にあるよう、両者を連動させたことを特徴とし、
コイルを上昇させて長尺材を長手方向に移送する際に、振止具がこれと干渉せず、スムーズな工程進行が可能となる。
【００１７】
長尺材の材質により、焼入速度を大きく設定する必要がある場合には、焼入手段は、長尺材の加熱部に水等の流体を噴射してこれを冷却するものとすることができる。この場合、その流体噴射ノズルをコイルと一体的に設けておけば、装置がコンパクト化するばかりでなく、加熱後直ちに焼入冷却に移ることができるので、冷却条件制御を行いやすくすることができる。
この場合、さらに本発明は、
前記焼入装置には、中空長尺材の端部に嵌入する先端部を有する当て具を設けたことを特徴とし、
中空長尺材端部の焼入にあたって、当て具を中空端部に嵌入しておくことにより、冷却液が中空部に残留してサビ等が発生することを防止できる。
【００１８】
さらに本発明は、
前記長尺材を下方より受け止める受止具を軸線方向に沿って複数設け、該受止具を一斉に上下動させる連係機構を配設し、前記長尺材を前記チャック機構の中心位置とそれより下方の待機位置との間で上下動可能としたことを特徴とし、
複数の受止具により長尺材を軸線方向に支持しつつ昇降させることで、長尺材の軸線に傾斜が生じにくくなり、ひいては重い長尺材のコイル中心に対するセット作業（長尺材の軸線とチャック機構の中心位置の芯合わせ及びチャッキング）が極めて精度よくかつ楽に行えるようになる。
【００１９】
さらに本発明は、
前記受止具は、前記長尺材を係合する凹部を有するとともに、該長尺材の軸線とほぼ直交する軸心回りで回転可能に軸支されて該長尺材に転がり接触する受止ローラであることを特徴とし、
受止ローラは長尺材の長手方向の送りローラに兼用できるので、長尺材の位置決め機構と、コイルに対するセットあるいは退避の送り機構とをとりまとめて装置のコンパクト化を図ることができる。この場合、受止ローラの受け面をＶ字状に形成しておけば、長尺材の芯出しを精度よく行うことができる。
【００２０】
さらに本発明は、
前記連係機構には、前記長尺材の軸線方向に沿って設けられ、長手方向中間位置が回転可能に軸支された複数の昇降アームと、該昇降アームの一端部側に配設される前記受止具と、他端部側に連接される連結部材とを含むことを特徴とし、
昇降アームを連結部材により連動回転させることで、長尺材の芯の水平を保ちつつその昇降をスムーズに行うことができる。
【００２１】
さらに本発明は、
送りアームを前記長尺材の軸線とほぼ平行な軸心回りで回動可能に軸支して、該送りアームの先端部が前記受止具より手前の供給台上面よりも上方に突出する送り位置と該上面よりも下方に没入する待機位置との間で上下動可能とし、前記送りアームには該送り位置において供給側より排出側を低く傾斜させた第一載置部及び第二載置部をそれぞれ形成し、前記受止具を挟んで供給側に第一載置部を、排出側に第二載置部を振り分け配置したことを特徴とし、
長尺材の受止具への供給と受止具からの排出が送りアームによって同時に行えるので、作業効率が向上する。
【００２２】
次に本発明の長尺材の高周波焼入方法は、
軸線方向複数箇所に設けた送りアームで受け止め保持した長尺材を待機位置にある複数の受止ローラへ供給する供給工程と、
前記受止ローラを一斉に持ち上げて該受止ローラ上の前記長尺材を待機位置からチャック機構の中心位置に合わせる持上工程と、
前記受止ローラを一斉に回転させ前記長尺材の一端部を前記チャック機構の中心孔を貫通して焼入装置のコイルの中に突設させる搬送工程と、
軸線方向複数箇所に設けた把持部で前記長尺材を固定保持するチャッキング工程と、
前記把持部を前記長尺材の軸線回りに回転させるとともに前記焼入装置のコイルに高周波電流を流して前記長尺材の端部を加熱したのち流体を噴射して冷却する焼入工程を含むものとすることができる。
【００２３】
上記本発明によれば、各工程の自動化は勿論、ほぼ無人での一貫した高周波焼入作業も可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明にかかる長尺材の高周波焼入装置の全体平面図、図２は全体正面図、図３は全体側面図を示す。この装置は大別して、搬送装置１、チャック装置２、焼入装置３、供給排出装置４からなっている。搬送装置１は供給排出装置４の供給部４１及び送り部４２から供給されたワーク（中空長尺材）Ｗを受け入れ、チャック装置２のチャック機構２０へ送り出す搬入部１１と、チャック機構２０との高さ調整機能を有する調整部１２と、ワークＷの送り出し用動力をもたらす伝動部１３とを含んでいる。
【００２５】
チャック装置２は、ワークＷを固定する把持部２１と、把持部２１をワークＷとともに回転可能に支持する回転軸受部２２と、回転のための動力伝達部２３及びモータ部２４とを含み、把持部２１・回転軸受部２２・動力伝達部２３をあわせてチャック機構２０とよぶ。また、図４及び図５に示すように、チャック装置２には、ワークＷ回転時に搬送装置１側に突出したワークＷのブレを抑えるための振止部２５も搬入部１１の中に設けられている。
【００２６】
図１〜図３に戻り、焼入装置３は、送り込まれてきたワークＷの中空端部に係合する当接部３１、ワークＷ端部に焼き入れを行う加熱冷却部３２、加熱冷却部３２の移動調節を行う昇降部３３などで構成されている。供給排出装置４には、搬入部１１にワークＷを送り込む供給部４１と、搬入部１１からワークを受け出す排出部４３のほか、供給・排出両方に係わる送り部４２（図３）が設けられている。
【００２７】
図４は搬送装置の一部省略平面図、図５は同じく正面図、図６は図５の一部の拡大図、図７は伝動図である。ワークＷの軸線方向に沿って台枠上に固定された５個の第一ベアリングユニット１１１ａ〜１１１ｅにはそれぞれ回動軸１１２ａ〜１１２ｅが軸支されている。回動軸１１２ａ〜１１２ｅにはそれぞれクランクアーム１１３ａ〜１１３ｅ（昇降アーム）が固着されている。各アーム１１３ａ〜１１３ｅの上端部には第二ベアリングユニット１１１ｆ〜１１１ｊが固定され、第二ベアリングユニット１１１ｆ〜１１１ｊにはそれぞれ受止ローラ（受止具）１１４ａ〜１１４ｅが一体固定された回転軸１１２ｆ〜１１２ｊが軸支されている。すなわち、受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅはワークＷの軸線とほぼ直交する水平軸心回りで回転可能に軸支されてワークに転がり接触する。
【００２８】
一方、図５に示すように、各アーム１１３ａ〜１１３ｅの下端部はナックル１１５ａ〜１１５ｅにピン結合され、各ナックル１１５ａ〜１１５ｅは連結軸（連結部材）１１６で連結されて平行リンク機構（連係機構）１１７を形成し、先頭のナックル１１５ａはエアシリンダ１１８に連接されている。いまエアシリンダ１１８が縮むと、平行リンク機構は待機位置（図５の実線）からチャック機構２０の中心位置（図５の一点鎖線）にワーク軸線を一致させるように移動する。１１９はこのときの動作範囲を規制するリミットスイッチで、先頭から２番目のクランクアーム１１３ｂと一体に回動するスイッチアーム１１９ｂと２個の近接スイッチ１１９ａから構成されている。なお、各受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅには鞍型またはＶ字状の溝（凹部）１１４ｆが設けられており、ワークＷを図５の右方より押せばこれらの溝１１４ｆにガイドされて転がり（又は滑り）移動して、チャック機構２０に送り込まれる。
【００２９】
エアシリンダ１１８はナックル１１５ａ連結側とは反対側において、ピン１２１を介して両端部１２２ａ、１２２ｂにネジが切られたネジ軸１２２に連結されている。このネジ軸１２２の中間部はキー溝１２２ｃが形成され、キー１２３とともに台枠に固定された筒型ホルダ１２４に挿入されている。ナックル１１５ａ側のネジ１２２ａにはエンドナット１２５をはめ、反対側のネジ１２２ｂにはまず位置調整ハンドル１２６、その外側にロックナット１２７をそれぞれねじ込んである。ワークＷの太さ（直径）が変わるとワークＷ軸線がチャック機構２０の中心位置とズレを生じるので、作業前に調整を行う。図６に示すように、ロックナット１２７を緩めハンドル１２６を回転させると、ネジ軸１２２がキー１２３とキー溝１２２ｃをガイドにしてホルダ１２４に対して相対移動し、その結果ピン１２１の位置が左右方向に移動する。調整が終了したら再びロックナット１２７を締め付ける。
【００３０】
図５によれば、搬送装置１の伝動は次の通りである。モータ、例えば減速機付きモータ１３１の、駆動スプロケット１３１ａからチェン１３２ａに取り出された動力は、まず最後尾（チャック機構２０に最も遠い）の第一ベアリングユニット１１１ｅの回動軸１１２ｅに回転自在に嵌合された三連スプロケット１３３ｅの中央に入力される。この回転は直ちに三連スプロケット１３３ｅの内側からチェン１３２ｃを介して最後尾の第二ベアリングユニット１１１ｊの回転軸１１２ｊに固着されたスプロケット１３４ｅに入力され、同時に、三連スプロケット１３３ｅの外側からチェン１３２ｂを介して、次位の第一ベアリングユニット１１１ｄの回動軸１１２ｄに回転自在に嵌合された三連スプロケット１３３ｄの外側に入力される。このように三連スプロケットの内側で第一及び第二ベアリングユニットの駆動を、中央と外側で交互に第一ベアリングユニット間にて行っている。なお、図７に示すように、最前列の第一ベアリングユニット１１１ａの、回動軸１１２ａに回転自在に嵌合されたスプロケット１３３ａは二連となる。
【００３１】
平行リンク機構１１７はエアシリンダ１１８による駆動のほかモータ等でもよいし、手動調節でもよい。受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅをチェン駆動しないときは、回転軸１１２ｆ〜１１２ｊとの間にベアリングを入れてもよい。
【００３２】
図８はチャック装置の平面図、図９は同じく側面図、図１０は回転軸受部の縦断面図、図１１は把持部の縦断面図である。チャック機構２０は、軸線方向両端部にそれぞれ把持部２１Ａ、２１Ｂを設けるとともに、軸線方向中間部には、把持部２１Ａ、２１Ｂをワーク（長尺材）Ｗの軸線回りに回転させる回転軸受部２２及び動力伝達部２３を設けており、動力伝達部２３は、チャック機構２０側方のモータ部２４と伝動連結されている。把持部２１はワークＷの軸線に対して径方向に移動可能な３個のチャック爪２１１を周方向に等間隔で備えており、このチャック爪２１１は後述の通り空気圧により移動可能とされている。
【００３３】
図１０に示すように、モータ２４１（図９）のシンクロプーリ２４２及びシンクロベルト２４３を介してチャック機構２０側のシンクロプーリ２３１に伝達された回転は、固定ボルト２３２等を介して手前（図１０の右側）の把持部２１Ａに伝達される一方、キー２３３等を介して貫通中心孔２２１ａを有する長い内筒２２１へ伝達される。台枠に固定された外筒２２２と内筒２２１との間にベアリング２２３を介装している。さらに固定ボルト２３４等を介して奥（図１０の左側）の把持部２１Ｂへも回転が伝達される。なお、図１０において内筒２２１をＡで分割しスプライン摺動させるとワークＷの把持スパンの調節ができる。
【００３４】
図１１に示すように、把持部２１には空気室２１２が設けられており、空気室にはピストン２１３がスライド可能に嵌合されている。そしてチャック爪２１１の基部とピストン２１３の先頭部とがカム結合部２１４により摺動可能に結合されている。図１１（ａ）のように空気室２１２の空気が減少するとピストン２１３が後退しチャック爪２１１が閉まり、同（ｂ）のように空気室２１２の空気が増加するとピストン２１３が前進しチャック爪２１１が開く。なお２１５は貫通中心孔である。また、チャック爪２１１の移動（開閉）は空気圧に代えて油圧等を利用することも可能である。
【００３５】
図８、図９に現れた２５１は光ワイドセンサで、搬入部１１から送り込まれたワークＷがチャック機構２０の先頭に達したことを感知して、例えばあと何秒間送ればよいかの信号を発するものである。図４、図５に振止部２５が現れている。回転するワークＷの軸線をチャック機構２０の中心位置に保持するため、ワークＷの軸線にほぼ平行な２本の水平軸２５２、２５２にベアリング２５２ａ、２５２ａを介して回転自在に２個の振止ローラ（振止具）２５３、２５３が並んで軸支されている。回転するワークＷは両振止ローラ２５３、２５３の間でほぼ均等に転がり接触して回転に伴うブレが抑えられる。水平軸２５２、２５２を支持する枠体２５４はエアシリンダ２５５で、回転するワークＷの軸線をチャック機構２０の中心位置に保持する上昇位置と、下方へ退避する下降位置とに昇降可能に支持されている。なお、後述の通り、振止ローラ２５３の昇降はトンネル型コイル３２２の降昇と連動させてある。また、振止ローラ２５３はワークの軸線方向の複数箇所に設けて長尺用、短尺用に使い分けてもよい。振止ローラ２５３はワークＷの周方向に３個以上並べて用いてもよい。水平軸２５２に振止ローラ２５３を固定し、水平軸２５２をベアリング支持してもよい。
【００３６】
図１２は焼入装置の平面図、図１３は同じく正面図、図１４は同じく側面図、図１５はコイルの拡大側面図、図１６はコイルの概略斜視図である。ワークＷ軸線の延長線上で搬入方向と対向する側から当て具３１１がエアシリンダ３１２に取り付けられている。当て具３１１は中空ワークＷの端部に嵌入する先端部３１１ａを有し、中空ワークＷ端部の加熱時にはワークＷから離れた後退位置にあってワークＷの加熱を阻害せず、冷却水の噴射時には先端部３１１ａがワークＷ端部に嵌入する前進位置にあってワークＷの中空部への浸水を防止している。また、ワークＷの搬入時には前進位置にあって、ワークＷの送りに対するクッション作用も持っている。
【００３７】
３２１は高周波電流を発生させるためのカレントトランス、３２２はトンネル型コイル（コイル）、３２３は焼入のための冷却水を噴射するための噴水口、３２４は冷却水を受ける水槽である。カレントトランス３２１、トンネル型コイル３２２、噴水口３２３は昇降枠３３１に取り付けられ、昇降枠３３１はエアシリンダ３３２と４本のガイドシャフト３３３によって昇降される。
【００３８】
ここで、トンネル型コイル３２２は下方を開放する状態におかれており、ワークＷの端部外周に沿う下降位置と上方へ退避する上昇位置とに昇降可能である。図１６に示すように、トンネル型コイル３２２は、少なくとも１個の馬蹄形部３２２ａと２個の棒状部３２２ｂとを備えている。馬蹄形部３２２ａは、ワークＷの端面位置において、ワーク外周面から径方向に所定の間隔をおいて上下方向に位置する２個の脚部３２２ａ１と両脚部３２２ａ１の上端部同士を曲線状に連結する連結部３２２ａ２とを含む。棒状部３２２ｂは、脚部３２２ａ１の下端部に一端部が連接され、他端部がワーク外周面から径方向に所定の間隔をおいてワーク軸線方向に延びる２個の棒状部３２２ｂとを含む。したがって、馬蹄形部３２２ａは、ワークの端面を上方から取り囲むように、馬蹄形状に位置して下方が開放された状態にあり、ワークの回転に伴いその端面を均一に加熱する上で効果的である。一方、棒状部３２２ｂは、ワークをその両側において挟むように、ワーク軸線とほぼ平行に位置してワークの端部外周に沿う状態にあるので、ワークの回転に伴いその端部外周面が均一に加熱される。なお、ワークの直径より大なる幅で下方を開放しているので、コイルのセット・リセットをワークに対して上方から行うことができ作業能率が向上する。
【００３９】
前述の振止ローラ２５３は、ワークＷの軸線をチャック機構２０の中心位置に保持する上昇位置と下方へ退避する下降位置とに昇降可能とされているが、トンネル型コイル３２２と振止ローラ２５３とは次のように連動している。すなわちコイル３２２が下降位置にあるとき振止ローラ２５３が上昇位置にあり、コイル３２２が上昇位置にあるとき振止ローラ２５３が下降位置にあるよう両者を連動させてある。
【００４０】
図１７は送り部の側面図、図１８・図１９は送りアームの作動図、図２０は排出部の側面図である。供給台４１１、排出台４３１の広い範囲にわたって供給側よりも排出側を低くし、ワークＷの流れが停滞しないよう配慮してある。傾斜角θは、１〜５度、例えば３度くらいあればよい。供給台４１１上を転がってきたワークＷは供給ストッパ４１２で一旦せき止められる。４２１は供給側にあるワークＷを自動的に受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅに載せ、焼入の終わったワークＷを自動的に排出側に移動させるための送りアームである。
【００４１】
送りアーム４２１はワークＷの軸線とほぼ平行な支軸４２２回りに回動可能に軸支して、送りアーム４２１の先端部が供給台４１１上面よりも上方に突出する送り位置と、上面よりも下方に没入する待機位置との間で上下動可能としている。送りアーム４２１には送り位置において供給側より排出側を低く傾斜させた第一載置部４２１ａ及び第二載置部４２１ｃをそれぞれ形成し、受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅを挟んで供給側に第一載置部４２１ａを、排出側に第二載置部４２１ｃを振り分け配置してある。４２１ｂは第一載置部４２１ａにつづく第一ストッパ、４２１ｄは第二載置部４２１ｃに続く第二ストッパである。
【００４２】
送りアーム４２１は一体連結されたレバー４２３を介してエアシリンダ４２４に連結されている。４２５は台枠に固定された送り板で、供給側より排出側を低く傾斜させた第一受け部４２５ａ及び第二受け部４２５ｃをそれぞれ形成し、送り位置における送りアーム４２１の第一載置部４２１ａ及び第二載置部４２１ｃの下方にそれぞれ位置するように配置してある。両受け部４２５ａ、４２５ｃ間に、例えば受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅ上端部まで切り下げた凹陥部４２５ｂを設けてある。なお、４１３は供給ストッパ４１２にワークＷが到達しているか否かを検出する供給ワーク検知センサ、４１４は受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅ上にワークＷが正しく載置されたか否かを検出する搬送ワーク検知センサである。これらは、例えばともに近接センサ等の非接触センサが用いられている。なお、これらセンサはワーク軸線方向に複数個配置される場合がある。
【００４３】
図１８・図１９により送りアーム４２１の作動内容を説明する。図１８（ａ）は作業スタート時を示し、最初のワークＷ1が供給ストッパ４１２に到達し送りアーム４２１は待機位置にある。送りアーム４２１が第一回目の送り位置にまで回動すると、最初のワークＷ1が送りアーム４２１の第一載置部４２１ａに載った状態となる（図１８（ｂ））。送りアーム４２１が再び待機位置にまで回動すると、最初のワークＷ1は送りアーム４２１の第一載置部４２１ａから送り板４２５の第一受け部４２５ａを経て受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅに載った状態となる（図１８（ｃ））。
【００４４】
受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅ上のワークＷ1はその軸線がチャック機構２０の中心位置に持ち上げられ、焼入装置３に搬入され、焼入後に再び元の位置に戻ってくる（図１９（ａ））。送りアーム４２１が第二回目の送り位置にまで回動すると、最初のワークＷ1は送りアーム４２１の第二載置部４２１ｃに載り、二番目のワークＷ2が第一載置部４２１ａに載った状態となる（図１９（ｂ））。送りアーム４２１が再び待機位置にまで回動すると、最初のワークＷ1は送りアーム４２１の第二載置部４２１ｃから送り板４２５の第二受け部４２５ｃを経て排出され、二番目のワークＷ2は送りアーム４２１の第一載置部４２１ａから送り板４２５の第一受け部４２５ａを経て受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅに載った状態となる（図１９（ｃ））。その後は図１９（ｂ）と図１９（ｃ）の状態を交互に繰り返すことになる。
【００４５】
なお、送り板４２５の第一受け部４２５ａ及び第二受け部４２５ｃは省略してもよい。この場合、送りアーム４２１の第一載置部４２１ａから受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅにワークを直接載せ込むこと、及び送りアーム４２１の第二載置部４２１ｃから排出台４３１へ直接移動させることが可能である。
【００４６】
排出ストッパアーム４３２はワークＷの軸線とほぼ平行な支軸４３３回りに回動可能に軸支され、一体連結されたレバー４３４を介してエアシリンダ４３５に連結されている。ワークＷが溜まったときにスイッチ操作によりエアシリンダ４３５を引いて排出ストッパアーム４３２を開放し、ワークを収容カゴ４３６に納める（図１、図３参照）。
【００４７】
以下、図２１のフローチャートを参照して高周波焼入装置の処理の流れを説明する。まず、供給ワーク検知センサ４１３により供給台４１１上にワークＷが到達しているか調べワークＷがなければ警報し作業を中止する（Ｓ１）。送りアーム４２１を上昇して送り位置にしたのち下降して待機位置に復帰させワークＷを受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅに載せる（Ｓ２）。搬送ワーク検知センサ４１４によりワークＷが正しく受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅに載ったか調べ載置ミスがあれば警報し作業を中止する（Ｓ３）。
【００４８】
次いで、平行リンク機構１１７を使って受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅを上昇させワーク軸線をチャック機構２０の中心位置に合わせる（Ｓ４）。受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅを回転させてワークＷを焼入装置３に搬入する。また、停止タイミングは光ワイドセンサ２５１がワークＷの通過を感知してから所定の時間とする（Ｓ５）。そして、チャック爪２１１を閉じワークＷを固定し（Ｓ６）、当て具３１１をワークＷ端部から後退させる（Ｓ７）。コイル３２２の下降と振止ローラ２５３の上昇が連動して行われ、受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅも下降して待機位置に戻る（Ｓ８）。
【００４９】
ここから焼入工程にはいる。ワークＷを把持部２１とともに回転させる（Ｓ９）。コイル３２２に高周波電流を流してワークＷ端部を加熱する。加熱は例えば時間で制御する（Ｓ１０）。当て具３１１を前進させ、その先端部３１１ａをワークＷ端部に嵌入する（Ｓ１１）。そして、圧力や流量をバルブ等によって調節された冷却水を噴水口３２３から所定時間噴射する（Ｓ１２）。
【００５０】
続いて、ワーク乾燥のためエアブローを行う。ただし省略してもよい（Ｓ１３）。次に焼戻工程にはいるが、場合によっては実施しないこともある。再び当て具３１１をワークＷ端部から後退させる（Ｓ１４）。再度コイル３２２に高周波電流を流してワークＷ端部を加熱する。加熱は例えば時間で制御する（Ｓ１５）。もう一度当て具３１１を前進させ、その先端部３１１ａをワークＷ端部に嵌入する（Ｓ１６）。圧力や流量をバルブ等によって調節された冷却水を噴水口３２３から所定時間再噴射する（Ｓ１７）。
【００５１】
そして、ワークＷの回転を停止する（Ｓ１８）。コイル３２２の上昇と振止ローラ２５３の下降が連動して行われ、受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅは再び上昇してワークＷを載せる（Ｓ１９）。チャック爪２１１を開きワークＷを開放する（Ｓ２０）。受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅを逆回転させてワークＷを焼入装置３から搬出する。停止タイミングは光ワイドセンサ２５１がワークＷの通過を感知しなくなってから所定の時間とする（Ｓ２１）。平行リンク機構１１７を使って受止ローラ１１４ａ〜１１４ｅを下降させ待機位置におく（Ｓ２２）。
【００５２】
なお、本発明における長尺材について、中空であることを限定しなかった部分については、中空状のほか中実状のものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる長尺材の高周波焼入装置の全体平面図。
【図２】長尺材の高周波焼入装置の全体正面図。
【図３】長尺材の高周波焼入装置の全体側面図。
【図４】搬送装置の一部省略平面図。
【図５】搬送装置の一部省略正面図。
【図６】搬送装置の一部拡大正面図。
【図７】搬送装置の伝動図。
【図８】チャック装置の平面図。
【図９】チャック装置の側面図。
【図１０】回転軸受部の縦断面図。
【図１１】把持部の縦断面図で、（ａ）はチャック爪閉の状態、（ｂ）はチャック爪開の状態を示す。
【図１２】焼入装置の平面図。
【図１３】焼入装置の正面図。
【図１４】焼入装置の側面図で、（ａ）はコイルの下降位置、（ｂ）はコイルの上昇位置を示す。
【図１５】焼入装置のコイルの拡大側面図で、（ａ）はコイルの下降位置、（ｂ）はコイルの上昇位置を示す。
【図１６】コイルの概略斜視図。
【図１７】送り部の側面図。
【図１８】送りアームの作動図。
【図１９】図１８に続く送りアームの作動図。
【図２０】排出部の側面図。
【図２１】高周波焼入装置の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１１３ａ〜１１３ｅ    クランクアーム（昇降アーム）
１１４ａ〜１１４ｅ    受止ローラ（受止具）
１１４ｆ  鞍型溝（凹部）
１１６    連結軸（連結部材）
１１７    平行リンク機構（連係機構）
２０      チャック機構
２１      把持部
２１１    チャック爪
２１５    貫通中心孔
２２      回転軸受部（回転手段）
２２１ａ  貫通中心孔
２３      動力伝達部
２４１    モータ
２５３    振止ローラ（振止具）
３        焼入装置
３１１    当て具
３１１ａ  先端部
３２２    コイル（焼入手段）
３２３    噴水口（焼入手段）
４２１    送りアーム
４２１ａ  第一載置部
４２１ｃ  第二載置部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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