回転冷却装置
【課題】冷却位置や時間を調整し易く、しかも冷却装置の小型化が可能な回転冷却装置を提供する。
【解決手段】回転駆動される回転軸部６１ｃと、回転軸部６１ｃに支持されて回転軸部６１ｃと共に回転可能な回転テーブル６１と、回転テーブル６１に設けられて複数のワークＷをそれぞれ支持する複数の受承部６１ｈと、回転テーブル６１の複数の受承部６１ｈの近傍位置毎に設けられ、受承部６１ｈに支持されたワークＷに冷却液を吹き付ける冷却具６２と、複数の冷却具６２毎に冷却液を供給可能な複数の供給経路６１４，６１５，６１６と、複数の供給経路６１４，６１５，６１６毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂと、を備えている。
【解決手段】回転駆動される回転軸部６１ｃと、回転軸部６１ｃに支持されて回転軸部６１ｃと共に回転可能な回転テーブル６１と、回転テーブル６１に設けられて複数のワークＷをそれぞれ支持する複数の受承部６１ｈと、回転テーブル６１の複数の受承部６１ｈの近傍位置毎に設けられ、受承部６１ｈに支持されたワークＷに冷却液を吹き付ける冷却具６２と、複数の冷却具６２毎に冷却液を供給可能な複数の供給経路６１４，６１５，６１６と、複数の供給経路６１４，６１５，６１６毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂと、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを回転テーブルに支持し、冷却液を吹き付けて冷却する回転冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークを搬送する搬送機構とワークを処理する処理部とを備えた処理ラインが、フレームのベース部上に配設された処理装置が多数使用されている。このような処理装置では、処理ライン中にワークを冷却するための冷却装置が組み込まれたものが知られている。
【０００３】
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。
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ると共に、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。これらの第１〜第３の焼入ステーション及び搬送機構により熱処理ラインが構成されている。
【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順次第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順次加熱及び冷却して熱処理し、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２００４−１６８１３３
【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、従来の冷却装置では、搬送機構により各ステーションに搬送されたワークを加熱位置等の処理位置まで移送して処理を行い、その処理位置で冷却液を吹き付けて冷却したり、特許文献１のように加熱後に冷却位置まで移送して冷却液で冷却し、その後、更に搬出位置まで移送していた。
【０００７】
このような冷却装置では、ワークの冷却時間はワークの一連の処理を行うためのサイクルタイムに影響する。各種の処理位置にワークを配置したまま冷却を行うと、各種の処理に要する処理時間と冷却時間との合計時間の間、ワークを移動させることができない。そのため、サイクルタイムを短縮する場合には、十分な冷却時間等の冷却条件を確保することが容易でなかった。
【０００８】
また各種の処理を行う処理位置から冷却位置に移動させて冷却するとすれば、処理位置とは別に冷却位置を設けなければならず、装置が大型化してしまう。仮にクーリングトンネル等のように、ワークを移動させながら、冷却液を吹き付けて冷却するとすれば、ワークが移動する空間全体に冷却液の噴射部位を配置しなければならず、冷却装置がより大型化する。
【０００９】
そこで本発明は、冷却位置や冷却時間等の冷却条件を調整し易く、しかも冷却装置の小型化を図った回転冷却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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の回転冷却装置は、回転駆動される回転軸部と、回転軸部に支持されて回転軸部と共に回転可能な回転テーブルと、回転テーブルに設けられて複数のワークをそれぞれ支持する複数の受承部と、回転テーブルの複数の受承部の近傍位置毎に設けられ、受承部に支持されたワークに冷却液を吹き付ける冷却具と、複数の冷却具毎に冷却液を供給可能な複数の供給経路と、複数の供給経路毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁とを備えている。
【００１１】
冷却具は、好ましくは受承部に支持されたワークの周囲を囲む環状冷却ジャケットからなり、環状冷却ジャケットの内周面に多数のノズル孔を有して内側に向けて冷却液を噴射する。
【００１２】
回転軸部は、回転テーブルが固定された軸部と、軸部を回転可能に支持する軸受部とを備え、軸部の内部には、各冷却具とそれぞれ連通し、軸方向に延びた複数の縦通液路を備え、複数の縦通液路は通液路毎にそれぞれ長手方向の異なる位置に開口部を有し、各開口部に対応する軸部と軸受部との対向部位には、軸部の外周面及び軸受部の内周面の一方又は双方に環状に通液溝を有し、軸受部には通液溝毎に冷却液を供給可能な複数の給液孔を有するのが好適である。
【００１３】
軸部と冷却具との間は、回転テーブルの内部と、冷却具を回転テーブルに固定する支脚の内部とに設けられた液路により連通されているのが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転テーブルの複数の受承部の近傍位置毎に設けられて受承部に支持されたワークに冷却液を吹き付ける冷却具と、複数の冷却具毎に冷却液を供給可能な複数の供給経路と、複数の供給経路毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁とを備えたことで、冷却位置や時間等の冷却条件を容易に調整でき、しかも冷却装置の小型化を達成できる回転冷却装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】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３】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４】本発明の実施形態に係る回転冷却装置付近の概略側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係る熱処理装置の回転テーブルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ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第５ステーション周辺における構造を示す部分断面図である。
【図７】（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における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７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、回転冷却装置が組み込まれた熱処理装置の例を用いて説明する。この熱処理装置は処理対象のワークＷを加熱後に回転冷却装置により冷却を行うように構成されている。ここでは、ワークＷ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、カップ部Ｗｃとステム軸部Ｗｓとが同軸に隣接して設けられたものである。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１及び図２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、本実施形態の回転冷却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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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位置に配置し、ワークＷ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Ｗ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て上下動可能な第１ガントリ２１によりワークＷ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１乃至図３に示すように、本実施形態の回転冷却装置１００が組み込まれており、回転冷却装置１００を利用してワーク上部熱処理部６０が構成されている。
回転冷却装置１００は、ベース部４に略鉛直方向に配置されて中段プレート５上に突出したワーク上部用回転軸部６１ｃと、ワーク上部用回転軸部６１ｃの上端側に支持されて該ワーク上部用回転軸部６１ｃと共に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Ｗを載置可能なワーク上部用受承具６１ｈと、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とを備える。
【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、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。
【００２７】
［ワーク上部用回転軸部］
ワーク上部用回転軸部６１ｃは、図４及び図５に示すように、ベース部４の中段プレート５に固定された軸受部６１ｂと、軸受部６１ｂに回動可能に支持された軸部６１ｒと、ベース部４内に固設されて軸部６１ｒを回転駆動する駆動部６１ｓとを備える。
駆動部６１ｓは、ベース部４の底部に固設された架台６１ｔ上に減速機６１ｆ及びサーボモータ６１ｅが配設されており、減速機６１ｆの回転力がベルト６１ｇを介して軸部６１ｒに伝達される。
軸部６１ｒは、下端側にベルト６１ｇが連結され、上端に間欠回転テーブル６１が固定されており、軸部６１ｒと間欠回転テーブル６１とが一体に回動可能となっている。この軸部６１ｒは駆動部６１ｓにより１／３回転ずつ間欠的に回動する。
【００２８】
軸部６１ｒの内部には、環状冷却ジャケット６２の数に応じた本数の縦通液路６１４，６１５，６１６が、互いに周方向に異なる位置に軸方向に延設されている。各縦通液路６１４，６１５，６１６の一端側はそれぞれ軸部６１ｒの側周面に開口しており、各開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが軸部６１ｒの軸方向において相互に異なる位置に開設されている。各縦通液路６１４，６１５，６１６の他端側は間欠回転テーブル６１との当接面に開口している。
【００２９】
軸受部６１ｂは、フレーム３の中段プレート５に固定されており、軸部６１ｒを回転可能且つ液密に支持している。軸部６１ｒの側周面に開設された各縦通液路６１４，６１５，６１６の開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａの高さに対応する位置の内周面に、それぞれ環状に通液溝６１１，６１２，６１３が設けられている。通液溝６１１，６１２，６１３は、軸部６１ｒの回転により開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが回転しても常時縦通液路６１４，６１５，６１６と連通可能となっている。各通液溝６１１，６１２，６１３間はＯ−リング等のシール部材６２１により上下で液密にシールされている。
【００３０】
各通液溝６１１，６１２，６１３にはそれぞれ外周面から連通する給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが設けられており、各給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが図示しない冷却液供給源からの冷却液外部配管６１１ｃ，６１２ｃ，６１３ｃとそれぞれ連結されている。各冷却液外部配管６１１ｃ，６１２ｃ，６１３ｃには、電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂがそれぞれ設けられ、制御部１８５からの信号により開閉制御されている。
【００３１】
［間欠回転テーブル］
間欠回転テーブル６１は、図４及び図５に示すように、軸部６１ｒの端部に固定された板状体からなり、背面側の中心に軸部６１ｒの頂部が固定されている。この間欠回転テーブル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を装着するための受承具装着部６１ｕが設けられており、各受承具装着部６１ｕには貫通孔６１ａが上下に貫通して設けられている。
【００３２】
間欠回転テーブル６１の各貫通孔６１ａとは異なる位置の内部には、中心側から各受承具装着部６１ｕ近傍までＶ字状に延びる放射通路６１７，６１８，６１９が設けられている。図５に示すように、放射通路６１７，６１８，６１９はそれぞれワーク上部用回転軸部６１ｃの軸部６１ｒの各縦通液路６１４，６１５，６１６と連通している。各放射通路６１７，６１８，６１９は直線的に形成されており、間欠回転テーブル６１の外周付近で閉塞されている。
間欠回転テーブル６１の表面には、各受承具装着部６１ｕ間を仕切る区画板６２ｅが立設されており、各受承具装着部６１ｕ近傍の表面の液体が他の受承具装着部６１ｕ近傍の表面に流れ込まないように構成されている。
【００３３】
この間欠回転テーブルは、軸部６１ｒにより間欠回転することで、ワークＷを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る第５ステーションＥと、ワークＷのステム軸部Ｗｓを加熱するためのワーク上部加熱位置Ｈと、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ワーク上部追加冷却位置Ｉとに、受承具装着部６１ｕに装着された３つのワーク上部用受承具６１ｈが同時に精度よく停止可能で、所定時間経過後に回動して次の位置へ移動可能となっている。
【００３４】
［ワーク上部用受承具］
ワーク上部用受承具６１ｈは、図５及び図６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Ｗのカップ部Ｗｃを嵌合させステム軸部Ｗｓを上向きにした状態で、ワークＷを載置可能に構成されている。このワーク上部用受承具６１ｈは、ワークＷに応じた形状や大きさを有しており、ワークＷ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。
【００３５】
［環状冷却ジャケット］
環状冷却ジャケット６２は、図５及び図６に示すように、筒状の外周板６２ｆと、外周板６２ｆ内に配置された冷却水噴射用内周板６２ａとを備える。外周板６２ｆと冷却水噴射用内周板６２ａとが環状上面板と環状下面板により上下で閉じられることで、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には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。
この実施形態では、冷却水噴射用内周板６２ａの近傍に配置されて多数の孔を有する筒状圧力均衡用内周板６２ｄにより環状空間６２ｂが内外に仕切られており、環状空間６２ｂの外側に冷却液が供給されると環状空間６２ｂの内側全体に均一に供給でき、冷却水噴射用内周板６２ａ全体から均一に冷却液を噴射可能となっている。
【００３６】
図６に示すように、この環状冷却ジャケット６２は、ワーク上部用受承具６１ｈに載置されるワークＷのステム軸部Ｗｓの外周囲を囲むように複数の支脚６２ｃにより間欠回転テーブル６１の表面に固定されている。支脚６２ｃ内には脚部通路６２ｇが設けられており、脚部通路６２ｇにより間欠回転テーブル６１内の放射通路６１７，６１８，６１９と環状冷却ジャケット６２の環状空間６２ｂの外側とが連通されている。
各環状冷却ジャケット６２は、それぞれ支脚６２ｃに固定されることでワーク上部用受承具６１ｈに載置されたワークＷのステム軸部Ｗｓに冷却液を吹き付け可能な高さに配置され、且つ間欠回転テーブル６１の上面から離間して配置してワーク上部用受承具６１ｈ周囲からの排液性が確保されている。
【００３７】
この環状冷却ジャケット６２には、図６（ｂ）に示すように、軸受部６１ｂの給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａに供給された冷却液が、通液溝６１１，６１２，６１３、開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａ、縦通液路６１４，６１５，６１６及び脚部通路６２ｇを介して供給される。軸受部６１ｂの各給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａ毎にそれぞれ異なる環状冷却ジャケット６２に冷却液を供給可能である。
【００３８】
［移送用リフター］
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、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。
【００３９】
リフトヘッド６３ａは、ワークＷ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ている。リフトヘッド６３ａが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Ｗを第１ガントリ２１又は第２ガントリ２２と受け渡し可能となっている。
【００４０】
［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Ｗ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３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。
【００４１】
このワーク上部用加熱ユニット６５では、固定ブラケット６５１に水平に設けられた上側コイルベース６５１ｃや、可動ブラケット６５６に水平に設けられた下側コイルベース６５１ｅを利用して、ワークＷに応じたワーク上部用加熱コイル６５２，６５３が装着可能に構成されている。
【００４２】
［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１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。このワーク上部加熱用リフター６４は、ベース部４の中段プレート５に略鉛直方向に上下動可能となるように設けられたロッド６４ｐと、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。
リフトヘッド６４ｅは、ワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合して保持可能であり、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、上昇した状態ではワーク上部用受承具６１ｈより上方の位置に配置される。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Ｗのステム軸部Ｗｓがワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して所定の位置となるように設定されている。
【００４３】
［ワーク上部熱処理部の動作］
次に、このようなワーク上部熱処理部６０の動作について図１、図２、図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
まず、ワークＷは図１及び図２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。
図７（ａ）に示すように、移送用リフター６３では、リフトヘッド６３ａ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を通過して上昇し、ワークＷのカップ部Ｗｃにリフトヘッド６３ａが嵌合してリフトヘッド６３ａが下降し、カップ部Ｗｃが間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに嵌合されて支持される。
【００４４】
次いで、図１及び図２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がワーク上部加熱位置Ｈに移送される。
そして、ワーク上部用加熱ユニット６５では、図７（ｂ）に示すように、ワーク上部加熱用リフター６４のロッド６４ｐが上昇し、リフトヘッド６４ｅがワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合して、ワークＷがワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して精度よくステム軸部Ｗｓが配置される。
この状態で、ワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に給電されることで、ステム軸部Ｗｓの加熱処理が行われる。
【００４５】
加熱終了後、図７（ｃ）に示すように、リフトヘッド６４ｅが下降してワークＷを間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに再び載置する。
これと前後して、図４に示す回転冷却装置１００では、制御部１８５により電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂの内のワーク上部加熱位置Ｈに配置された環状冷却ジャケット６２に対応する電磁弁が開放され、ワークＷがワーク上部用受承具６１ｈ上に載置された時点から環状冷却ジャケット６２への冷却液の通液が開始される。すると加熱処理直後のワークＷのステム軸部Ｗｓに対して環状冷却ジャケット６２から冷却液が吹き付けられて冷却が開始される。
【００４６】
その後、冷却液を吹き付けた状態のまま、図１及び図２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に到達して停止する。この位置で予め設定されている所定時間、環状冷却ジャケット６２からの冷却液の吹き付けが継続される。
【００４７】
所定時間が経過した時点で、図４に示すように電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂのうち、ワーク上部追加冷却位置Ｉに配置された環状冷却ジャケット６２に対応する電磁弁が閉じられ、環状冷却ジャケット６２への冷却液の通液が停止される。これにより環状冷却ジャケット６２からの冷却液の吹き付けが停止し、ワークＷの冷却が終了する。
その後、再びワーク上部用回転軸部６１ｃが１／３回転して間欠回転テーブル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。
【００４８】
第５ステーションＥでは、図７（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Ｗ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Ｗのステム軸部Ｗｓが支持されて上昇し、図１及び図２に示す搬送軸線Ｌに沿ってアフタークール処理部７０まで移送される。
【００４９】
［アフタークール処理部］
アフタークール処理部７０は、図２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。ここでは第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Ｗ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に移送し、アフタークール位置ＪでワークＷに冷却液や気体を吹き付けることで、ワークＷ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。
そして熱処理が完了したワークＷを第６ステーションＦから外部へ取り出すことができる。
【００５０】
［回転冷却装置の効果］
以上のような回転冷却装置１００が組み込まれた熱処理装置１によれば、ワークＷに冷却液を吹き付ける環状冷却ジャケット６２が、間欠回転テーブル６１の各ワーク上部用受承具６１ｈの近傍位置毎に設けられている。そして環状冷却ジャケット６２毎に縦通液路６１４，６１５，６１６などの冷却液の供給経路と電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂとが設けられている。そのため間欠回転テーブル６１の回転に拘わらず、制御部１８５に予め設定した位置や時間でワークＷに冷却液を吹き付けることができる。
【００５１】
よって、間欠回転テーブル６１で移送されるワークＷに対し、冷却液を吹き付けることで冷却する冷却処理であっても、間欠回転テーブル６１の停止や回転等の動作状態とは別に冷却位置や冷却時間などを自由に設定でき、所望の冷却処理を実現できる。
また、環状冷却ジャケット６２が間欠回転テーブル６１の各ワーク上部用受承具６１ｈの近傍位置毎に設けられている。従って、ワークＷの移動量に拘わらず、環状冷却ジャケット６２をワークＷ等に応じた大きさに形成でき、各環状冷却ジャケット６２を小さく抑えて装置の小型化を図ることが可能である。
【００５２】
この熱処理装置１のワーク上部熱処理部６０では、冷却具としてワークＷの周囲を囲む環状冷却ジャケット６２を用いており、この環状冷却ジャケット６２の内周面に有する多数のノズル孔から内側に向けて冷却液を噴射する。そのため冷却時に冷却液が飛散し難く、近接する他のワーク上部用受承具６１ｈに支持されたワークＷやワーク上部用加熱ユニット６５などに冷却液が接触することを防止できる。
特に、区画板６２ｅにより受承具装着部６１ｕ間が仕切られているため、環状冷却ジャケット６２からワークＷに吹き付けられた水が間欠回転テーブル６１上に流下しても、他のワーク上部用受承具６１ｈ側へ流れることも防止できる。よって、間欠回転テーブル６１に複数のワークＷを支持させていても、加熱後のワークＷだけを適切に冷却することができる。
【００５３】
このワーク上部熱処理部６０では、ワーク上部用回転軸部６１ｃが軸部６１ｒと軸受部６１ｂとを備え、軸部６１ｒの内部に各環状冷却ジャケット６２と連通する縦通液路６１４，６１５，６１６を備えている。そして長手方向の異なる位置に各縦通液路６１４，６１５，６１６の開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが形成され、これらに対応する軸部６１ｒと軸受部６１ｂとの対向部位に通液溝６１１，６１２，６１３及び給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａを有している。そのため、間欠回転テーブル６１の回転時に、ワーク上部用回転軸部６１ｃに対して外部から冷却液を供給する給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが回転することがなく、冷却液を供給する構造を簡素化できる。
【００５４】
このワーク上部熱処理部６０では、軸部６１ｒと環状冷却ジャケット６２との間が、間欠回転テーブル６１の内部と支脚６２ｃの内部とに設けられた液路により連通されている。そのため、ワーク上部用回転軸部６１ｃから各環状冷却ジャケット６２までの液路を外部に露出して設ける必要がなく、配管を簡素化できる。しかも間欠回転テーブル６１やワークＷの動作などにより流路が他の部材と干渉して損傷するようなことを防止できる。
【００５５】
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の一部として回転冷却装置１００が組み込まれているが、回転冷却装置１００だけを独立に構成することが可能である。またワーク上部熱処理部６０のように、ワークの特定の処理を行う部位だけを独立して備え、その一部として冷却装置を備えていてもよい。
熱処理装置１では、冷却具として環状冷却ジャケットを用いたが、ワークＷに対して冷却液を噴射可能な物であれば特に制限されない。
ワーク上部用回転軸部６１ｃでは、開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが形成され、これらに対応する軸受部６１ｂとの対向部位に通液溝６１１，６１２，６１３が設けられているが、各溝を軸部６１ｒに設けてもよく、両者に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
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
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
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
６５２ ワーク上部用加熱コイル
７０ アフタークール処理部
８０ 搬送機構
１００ 回転冷却装置
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
Ｗ ワーク
Ｗｃ カップ部
Ｗｓ ステム軸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを回転テーブルに支持し、冷却液を吹き付けて冷却する回転冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークを搬送する搬送機構とワークを処理する処理部とを備えた処理ラインが、フレームのベース部上に配設された処理装置が多数使用されている。このような処理装置では、処理ライン中にワークを冷却するための冷却装置が組み込まれたものが知られている。
【０００３】
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。
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ると共に、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。これらの第１〜第３の焼入ステーション及び搬送機構により熱処理ラインが構成されている。
【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順次第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順次加熱及び冷却して熱処理し、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２００４−１６８１３３
【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、従来の冷却装置では、搬送機構により各ステーションに搬送されたワークを加熱位置等の処理位置まで移送して処理を行い、その処理位置で冷却液を吹き付けて冷却したり、特許文献１のように加熱後に冷却位置まで移送して冷却液で冷却し、その後、更に搬出位置まで移送していた。
【０００７】
このような冷却装置では、ワークの冷却時間はワークの一連の処理を行うためのサイクルタイムに影響する。各種の処理位置にワークを配置したまま冷却を行うと、各種の処理に要する処理時間と冷却時間との合計時間の間、ワークを移動させることができない。そのため、サイクルタイムを短縮する場合には、十分な冷却時間等の冷却条件を確保することが容易でなかった。
【０００８】
また各種の処理を行う処理位置から冷却位置に移動させて冷却するとすれば、処理位置とは別に冷却位置を設けなければならず、装置が大型化してしまう。仮にクーリングトンネル等のように、ワークを移動させながら、冷却液を吹き付けて冷却するとすれば、ワークが移動する空間全体に冷却液の噴射部位を配置しなければならず、冷却装置がより大型化する。
【０００９】
そこで本発明は、冷却位置や冷却時間等の冷却条件を調整し易く、しかも冷却装置の小型化を図った回転冷却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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の回転冷却装置は、回転駆動される回転軸部と、回転軸部に支持されて回転軸部と共に回転可能な回転テーブルと、回転テーブルに設けられて複数のワークをそれぞれ支持する複数の受承部と、回転テーブルの複数の受承部の近傍位置毎に設けられ、受承部に支持されたワークに冷却液を吹き付ける冷却具と、複数の冷却具毎に冷却液を供給可能な複数の供給経路と、複数の供給経路毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁とを備えている。
【００１１】
冷却具は、好ましくは受承部に支持されたワークの周囲を囲む環状冷却ジャケットからなり、環状冷却ジャケットの内周面に多数のノズル孔を有して内側に向けて冷却液を噴射する。
【００１２】
回転軸部は、回転テーブルが固定された軸部と、軸部を回転可能に支持する軸受部とを備え、軸部の内部には、各冷却具とそれぞれ連通し、軸方向に延びた複数の縦通液路を備え、複数の縦通液路は通液路毎にそれぞれ長手方向の異なる位置に開口部を有し、各開口部に対応する軸部と軸受部との対向部位には、軸部の外周面及び軸受部の内周面の一方又は双方に環状に通液溝を有し、軸受部には通液溝毎に冷却液を供給可能な複数の給液孔を有するのが好適である。
【００１３】
軸部と冷却具との間は、回転テーブルの内部と、冷却具を回転テーブルに固定する支脚の内部とに設けられた液路により連通されているのが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転テーブルの複数の受承部の近傍位置毎に設けられて受承部に支持されたワークに冷却液を吹き付ける冷却具と、複数の冷却具毎に冷却液を供給可能な複数の供給経路と、複数の供給経路毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁とを備えたことで、冷却位置や時間等の冷却条件を容易に調整でき、しかも冷却装置の小型化を達成できる回転冷却装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】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３】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４】本発明の実施形態に係る回転冷却装置付近の概略側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係る熱処理装置の回転テーブルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ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第５ステーション周辺における構造を示す部分断面図である。
【図７】（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における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７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、回転冷却装置が組み込まれた熱処理装置の例を用いて説明する。この熱処理装置は処理対象のワークＷを加熱後に回転冷却装置により冷却を行うように構成されている。ここでは、ワークＷ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、カップ部Ｗｃとステム軸部Ｗｓとが同軸に隣接して設けられたものである。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１及び図２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、本実施形態の回転冷却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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗ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位置に配置し、ワークＷ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Ｗ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て上下動可能な第１ガントリ２１によりワークＷ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１乃至図３に示すように、本実施形態の回転冷却装置１００が組み込まれており、回転冷却装置１００を利用してワーク上部熱処理部６０が構成されている。
回転冷却装置１００は、ベース部４に略鉛直方向に配置されて中段プレート５上に突出したワーク上部用回転軸部６１ｃと、ワーク上部用回転軸部６１ｃの上端側に支持されて該ワーク上部用回転軸部６１ｃと共に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Ｗを載置可能なワーク上部用受承具６１ｈと、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とを備える。
【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、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。
【００２７】
［ワーク上部用回転軸部］
ワーク上部用回転軸部６１ｃは、図４及び図５に示すように、ベース部４の中段プレート５に固定された軸受部６１ｂと、軸受部６１ｂに回動可能に支持された軸部６１ｒと、ベース部４内に固設されて軸部６１ｒを回転駆動する駆動部６１ｓとを備える。
駆動部６１ｓは、ベース部４の底部に固設された架台６１ｔ上に減速機６１ｆ及びサーボモータ６１ｅが配設されており、減速機６１ｆの回転力がベルト６１ｇを介して軸部６１ｒに伝達される。
軸部６１ｒは、下端側にベルト６１ｇが連結され、上端に間欠回転テーブル６１が固定されており、軸部６１ｒと間欠回転テーブル６１とが一体に回動可能となっている。この軸部６１ｒは駆動部６１ｓにより１／３回転ずつ間欠的に回動する。
【００２８】
軸部６１ｒの内部には、環状冷却ジャケット６２の数に応じた本数の縦通液路６１４，６１５，６１６が、互いに周方向に異なる位置に軸方向に延設されている。各縦通液路６１４，６１５，６１６の一端側はそれぞれ軸部６１ｒの側周面に開口しており、各開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが軸部６１ｒの軸方向において相互に異なる位置に開設されている。各縦通液路６１４，６１５，６１６の他端側は間欠回転テーブル６１との当接面に開口している。
【００２９】
軸受部６１ｂは、フレーム３の中段プレート５に固定されており、軸部６１ｒを回転可能且つ液密に支持している。軸部６１ｒの側周面に開設された各縦通液路６１４，６１５，６１６の開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａの高さに対応する位置の内周面に、それぞれ環状に通液溝６１１，６１２，６１３が設けられている。通液溝６１１，６１２，６１３は、軸部６１ｒの回転により開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが回転しても常時縦通液路６１４，６１５，６１６と連通可能となっている。各通液溝６１１，６１２，６１３間はＯ−リング等のシール部材６２１により上下で液密にシールされている。
【００３０】
各通液溝６１１，６１２，６１３にはそれぞれ外周面から連通する給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが設けられており、各給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが図示しない冷却液供給源からの冷却液外部配管６１１ｃ，６１２ｃ，６１３ｃとそれぞれ連結されている。各冷却液外部配管６１１ｃ，６１２ｃ，６１３ｃには、電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂがそれぞれ設けられ、制御部１８５からの信号により開閉制御されている。
【００３１】
［間欠回転テーブル］
間欠回転テーブル６１は、図４及び図５に示すように、軸部６１ｒの端部に固定された板状体からなり、背面側の中心に軸部６１ｒの頂部が固定されている。この間欠回転テーブル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を装着するための受承具装着部６１ｕが設けられており、各受承具装着部６１ｕには貫通孔６１ａが上下に貫通して設けられている。
【００３２】
間欠回転テーブル６１の各貫通孔６１ａとは異なる位置の内部には、中心側から各受承具装着部６１ｕ近傍までＶ字状に延びる放射通路６１７，６１８，６１９が設けられている。図５に示すように、放射通路６１７，６１８，６１９はそれぞれワーク上部用回転軸部６１ｃの軸部６１ｒの各縦通液路６１４，６１５，６１６と連通している。各放射通路６１７，６１８，６１９は直線的に形成されており、間欠回転テーブル６１の外周付近で閉塞されている。
間欠回転テーブル６１の表面には、各受承具装着部６１ｕ間を仕切る区画板６２ｅが立設されており、各受承具装着部６１ｕ近傍の表面の液体が他の受承具装着部６１ｕ近傍の表面に流れ込まないように構成されている。
【００３３】
この間欠回転テーブルは、軸部６１ｒにより間欠回転することで、ワークＷを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る第５ステーションＥと、ワークＷのステム軸部Ｗｓを加熱するためのワーク上部加熱位置Ｈと、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ワーク上部追加冷却位置Ｉとに、受承具装着部６１ｕに装着された３つのワーク上部用受承具６１ｈが同時に精度よく停止可能で、所定時間経過後に回動して次の位置へ移動可能となっている。
【００３４】
［ワーク上部用受承具］
ワーク上部用受承具６１ｈは、図５及び図６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Ｗのカップ部Ｗｃを嵌合させステム軸部Ｗｓを上向きにした状態で、ワークＷを載置可能に構成されている。このワーク上部用受承具６１ｈは、ワークＷに応じた形状や大きさを有しており、ワークＷ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。
【００３５】
［環状冷却ジャケット］
環状冷却ジャケット６２は、図５及び図６に示すように、筒状の外周板６２ｆと、外周板６２ｆ内に配置された冷却水噴射用内周板６２ａとを備える。外周板６２ｆと冷却水噴射用内周板６２ａとが環状上面板と環状下面板により上下で閉じられることで、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には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。
この実施形態では、冷却水噴射用内周板６２ａの近傍に配置されて多数の孔を有する筒状圧力均衡用内周板６２ｄにより環状空間６２ｂが内外に仕切られており、環状空間６２ｂの外側に冷却液が供給されると環状空間６２ｂの内側全体に均一に供給でき、冷却水噴射用内周板６２ａ全体から均一に冷却液を噴射可能となっている。
【００３６】
図６に示すように、この環状冷却ジャケット６２は、ワーク上部用受承具６１ｈに載置されるワークＷのステム軸部Ｗｓの外周囲を囲むように複数の支脚６２ｃにより間欠回転テーブル６１の表面に固定されている。支脚６２ｃ内には脚部通路６２ｇが設けられており、脚部通路６２ｇにより間欠回転テーブル６１内の放射通路６１７，６１８，６１９と環状冷却ジャケット６２の環状空間６２ｂの外側とが連通されている。
各環状冷却ジャケット６２は、それぞれ支脚６２ｃに固定されることでワーク上部用受承具６１ｈに載置されたワークＷのステム軸部Ｗｓに冷却液を吹き付け可能な高さに配置され、且つ間欠回転テーブル６１の上面から離間して配置してワーク上部用受承具６１ｈ周囲からの排液性が確保されている。
【００３７】
この環状冷却ジャケット６２には、図６（ｂ）に示すように、軸受部６１ｂの給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａに供給された冷却液が、通液溝６１１，６１２，６１３、開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａ、縦通液路６１４，６１５，６１６及び脚部通路６２ｇを介して供給される。軸受部６１ｂの各給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａ毎にそれぞれ異なる環状冷却ジャケット６２に冷却液を供給可能である。
【００３８】
［移送用リフター］
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、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。
【００３９】
リフトヘッド６３ａは、ワークＷ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ている。リフトヘッド６３ａが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Ｗを第１ガントリ２１又は第２ガントリ２２と受け渡し可能となっている。
【００４０】
［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Ｗ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３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。
【００４１】
このワーク上部用加熱ユニット６５では、固定ブラケット６５１に水平に設けられた上側コイルベース６５１ｃや、可動ブラケット６５６に水平に設けられた下側コイルベース６５１ｅを利用して、ワークＷに応じたワーク上部用加熱コイル６５２，６５３が装着可能に構成されている。
【００４２】
［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１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。このワーク上部加熱用リフター６４は、ベース部４の中段プレート５に略鉛直方向に上下動可能となるように設けられたロッド６４ｐと、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。
リフトヘッド６４ｅは、ワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合して保持可能であり、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、上昇した状態ではワーク上部用受承具６１ｈより上方の位置に配置される。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Ｗのステム軸部Ｗｓがワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して所定の位置となるように設定されている。
【００４３】
［ワーク上部熱処理部の動作］
次に、このようなワーク上部熱処理部６０の動作について図１、図２、図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
まず、ワークＷは図１及び図２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。
図７（ａ）に示すように、移送用リフター６３では、リフトヘッド６３ａ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を通過して上昇し、ワークＷのカップ部Ｗｃにリフトヘッド６３ａが嵌合してリフトヘッド６３ａが下降し、カップ部Ｗｃが間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに嵌合されて支持される。
【００４４】
次いで、図１及び図２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がワーク上部加熱位置Ｈに移送される。
そして、ワーク上部用加熱ユニット６５では、図７（ｂ）に示すように、ワーク上部加熱用リフター６４のロッド６４ｐが上昇し、リフトヘッド６４ｅがワークＷのカップ部Ｗｃに嵌合して、ワークＷがワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に対して精度よくステム軸部Ｗｓが配置される。
この状態で、ワーク上部用加熱コイル６５２，６５３に給電されることで、ステム軸部Ｗｓの加熱処理が行われる。
【００４５】
加熱終了後、図７（ｃ）に示すように、リフトヘッド６４ｅが下降してワークＷを間欠回動テーブル６１のワーク上部用受承具６１ｈに再び載置する。
これと前後して、図４に示す回転冷却装置１００では、制御部１８５により電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂの内のワーク上部加熱位置Ｈに配置された環状冷却ジャケット６２に対応する電磁弁が開放され、ワークＷがワーク上部用受承具６１ｈ上に載置された時点から環状冷却ジャケット６２への冷却液の通液が開始される。すると加熱処理直後のワークＷのステム軸部Ｗｓに対して環状冷却ジャケット６２から冷却液が吹き付けられて冷却が開始される。
【００４６】
その後、冷却液を吹き付けた状態のまま、図１及び図２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に到達して停止する。この位置で予め設定されている所定時間、環状冷却ジャケット６２からの冷却液の吹き付けが継続される。
【００４７】
所定時間が経過した時点で、図４に示すように電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂのうち、ワーク上部追加冷却位置Ｉに配置された環状冷却ジャケット６２に対応する電磁弁が閉じられ、環状冷却ジャケット６２への冷却液の通液が停止される。これにより環状冷却ジャケット６２からの冷却液の吹き付けが停止し、ワークＷの冷却が終了する。
その後、再びワーク上部用回転軸部６１ｃが１／３回転して間欠回転テーブル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。
【００４８】
第５ステーションＥでは、図７（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Ｗ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Ｗのステム軸部Ｗｓが支持されて上昇し、図１及び図２に示す搬送軸線Ｌに沿ってアフタークール処理部７０まで移送される。
【００４９】
［アフタークール処理部］
アフタークール処理部７０は、図２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。ここでは第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Ｗ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に移送し、アフタークール位置ＪでワークＷに冷却液や気体を吹き付けることで、ワークＷ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。
そして熱処理が完了したワークＷを第６ステーションＦから外部へ取り出すことができる。
【００５０】
［回転冷却装置の効果］
以上のような回転冷却装置１００が組み込まれた熱処理装置１によれば、ワークＷに冷却液を吹き付ける環状冷却ジャケット６２が、間欠回転テーブル６１の各ワーク上部用受承具６１ｈの近傍位置毎に設けられている。そして環状冷却ジャケット６２毎に縦通液路６１４，６１５，６１６などの冷却液の供給経路と電磁弁６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂとが設けられている。そのため間欠回転テーブル６１の回転に拘わらず、制御部１８５に予め設定した位置や時間でワークＷに冷却液を吹き付けることができる。
【００５１】
よって、間欠回転テーブル６１で移送されるワークＷに対し、冷却液を吹き付けることで冷却する冷却処理であっても、間欠回転テーブル６１の停止や回転等の動作状態とは別に冷却位置や冷却時間などを自由に設定でき、所望の冷却処理を実現できる。
また、環状冷却ジャケット６２が間欠回転テーブル６１の各ワーク上部用受承具６１ｈの近傍位置毎に設けられている。従って、ワークＷの移動量に拘わらず、環状冷却ジャケット６２をワークＷ等に応じた大きさに形成でき、各環状冷却ジャケット６２を小さく抑えて装置の小型化を図ることが可能である。
【００５２】
この熱処理装置１のワーク上部熱処理部６０では、冷却具としてワークＷの周囲を囲む環状冷却ジャケット６２を用いており、この環状冷却ジャケット６２の内周面に有する多数のノズル孔から内側に向けて冷却液を噴射する。そのため冷却時に冷却液が飛散し難く、近接する他のワーク上部用受承具６１ｈに支持されたワークＷやワーク上部用加熱ユニット６５などに冷却液が接触することを防止できる。
特に、区画板６２ｅにより受承具装着部６１ｕ間が仕切られているため、環状冷却ジャケット６２からワークＷに吹き付けられた水が間欠回転テーブル６１上に流下しても、他のワーク上部用受承具６１ｈ側へ流れることも防止できる。よって、間欠回転テーブル６１に複数のワークＷを支持させていても、加熱後のワークＷだけを適切に冷却することができる。
【００５３】
このワーク上部熱処理部６０では、ワーク上部用回転軸部６１ｃが軸部６１ｒと軸受部６１ｂとを備え、軸部６１ｒの内部に各環状冷却ジャケット６２と連通する縦通液路６１４，６１５，６１６を備えている。そして長手方向の異なる位置に各縦通液路６１４，６１５，６１６の開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが形成され、これらに対応する軸部６１ｒと軸受部６１ｂとの対向部位に通液溝６１１，６１２，６１３及び給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａを有している。そのため、間欠回転テーブル６１の回転時に、ワーク上部用回転軸部６１ｃに対して外部から冷却液を供給する給液孔６１１ａ，６１２ａ，６１３ａが回転することがなく、冷却液を供給する構造を簡素化できる。
【００５４】
このワーク上部熱処理部６０では、軸部６１ｒと環状冷却ジャケット６２との間が、間欠回転テーブル６１の内部と支脚６２ｃの内部とに設けられた液路により連通されている。そのため、ワーク上部用回転軸部６１ｃから各環状冷却ジャケット６２までの液路を外部に露出して設ける必要がなく、配管を簡素化できる。しかも間欠回転テーブル６１やワークＷの動作などにより流路が他の部材と干渉して損傷するようなことを防止できる。
【００５５】
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の一部として回転冷却装置１００が組み込まれているが、回転冷却装置１００だけを独立に構成することが可能である。またワーク上部熱処理部６０のように、ワークの特定の処理を行う部位だけを独立して備え、その一部として冷却装置を備えていてもよい。
熱処理装置１では、冷却具として環状冷却ジャケットを用いたが、ワークＷに対して冷却液を噴射可能な物であれば特に制限されない。
ワーク上部用回転軸部６１ｃでは、開口部６１４ａ，６１５ａ，６１６ａが形成され、これらに対応する軸受部６１ｂとの対向部位に通液溝６１１，６１２，６１３が設けられているが、各溝を軸部６１ｒに設けてもよく、両者に設けてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
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
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
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
６５２ ワーク上部用加熱コイル
７０ アフタークール処理部
８０ 搬送機構
１００ 回転冷却装置
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
Ｗ ワーク
Ｗｃ カップ部
Ｗｓ ステム軸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される回転軸部と、該回転軸部に支持されて該回転軸部と共に回転可能な回転テーブルと、該回転テーブルに設けられて複数のワークをそれぞれ支持する複数の受承部と、上記回転テーブルの上記複数の受承部の近傍位置毎に設けられ、上記受承部に支持された上記ワークに冷却液を吹き付ける冷却具と、上記複数の冷却具毎に上記冷却液を供給可能な複数の供給経路と、該複数の供給経路毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁とを備えた、回転冷却装置。
【請求項２】
前記冷却具は、前記受承部に支持された前記ワークの周囲を囲む環状冷却ジャケットからなり、該環状冷却ジャケットの内周面に多数のノズル孔を有して内側に向けて前記冷却液を噴射する、請求項１に記載の回転冷却装置。
【請求項３】
前記回転軸部は、前記回転テーブルが固定された軸部と、該軸部を回転可能に支持する軸受部とを備え、
上記軸部の内部には、前記各冷却具とそれぞれ連通し、軸方向に延びた複数の縦通液路を備え、該複数の縦通液路は該通液路毎にそれぞれ長手方向の異なる位置に開口部を有し、
上記各開口部に対応する上記軸部と上記軸受部との対向部位には、上記軸部の外周面及び上記軸受部の内周面の一方又は双方に環状に通液溝を有し、上記軸受部には通液溝毎に冷却液を供給可能な複数の給液孔を有する、請求項１又は２に記載の回転冷却装置。
【請求項４】
前記軸部と前記冷却具との間が、前記回転テーブルの内部と、上記冷却具を上記回転テーブルに固定する支脚の内部とに設けられた液路により連通されている、請求項３に記載の回転冷却装置。
【請求項１】
回転駆動される回転軸部と、該回転軸部に支持されて該回転軸部と共に回転可能な回転テーブルと、該回転テーブルに設けられて複数のワークをそれぞれ支持する複数の受承部と、上記回転テーブルの上記複数の受承部の近傍位置毎に設けられ、上記受承部に支持された上記ワークに冷却液を吹き付ける冷却具と、上記複数の冷却具毎に上記冷却液を供給可能な複数の供給経路と、該複数の供給経路毎に開閉制御可能に設けられた複数の開閉弁とを備えた、回転冷却装置。
【請求項２】
前記冷却具は、前記受承部に支持された前記ワークの周囲を囲む環状冷却ジャケットからなり、該環状冷却ジャケットの内周面に多数のノズル孔を有して内側に向けて前記冷却液を噴射する、請求項１に記載の回転冷却装置。
【請求項３】
前記回転軸部は、前記回転テーブルが固定された軸部と、該軸部を回転可能に支持する軸受部とを備え、
上記軸部の内部には、前記各冷却具とそれぞれ連通し、軸方向に延びた複数の縦通液路を備え、該複数の縦通液路は該通液路毎にそれぞれ長手方向の異なる位置に開口部を有し、
上記各開口部に対応する上記軸部と上記軸受部との対向部位には、上記軸部の外周面及び上記軸受部の内周面の一方又は双方に環状に通液溝を有し、上記軸受部には通液溝毎に冷却液を供給可能な複数の給液孔を有する、請求項１又は２に記載の回転冷却装置。
【請求項４】
前記軸部と前記冷却具との間が、前記回転テーブルの内部と、上記冷却具を上記回転テーブルに固定する支脚の内部とに設けられた液路により連通されている、請求項３に記載の回転冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−３１４８６（Ｐ２０１２−３１４８６Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３１９７（Ｐ２０１０−１７３１９７）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]