特許 6178596 プラグ焼入れ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6178596

(24)【登録日】2017年7月21日

(45)【発行日】2017年8月9日

(54)【発明の名称】プラグ焼入れ装置

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/40 20060101AFI20170731BHJP

   C21D 1/18 20060101ALI20170731BHJP

   C21D 1/673 20060101ALI20170731BHJP

   C21D 1/06 20060101ALN20170731BHJP

【ＦＩ】

   C21D9/40 B

   C21D1/18 N

   C21D1/18 J

   C21D1/673

   !C21D1/06 A

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-53896(P2013-53896)

(22)【出願日】2013年3月15日

(65)【公開番号】特開2014-177689(P2014-177689A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2016年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】306039120

【氏名又は名称】ＤＯＷＡサーモテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100095957

【弁理士】

【氏名又は名称】亀谷 美明

(74)【代理人】

【識別番号】100076130

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 憲治

(72)【発明者】

【氏名】小笹 真樹

(72)【発明者】

【氏名】西岡 正博

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 大地

【審査官】 田口 裕健

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２９８６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０３７１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７６７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２４５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０３５７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４３−０１４９７０（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２１Ｄ ９／００− ９／４０

Ｃ２１Ｄ １／００− １／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状の被処理体の内径を芯金で拘束した状態で前記被処理体を焼入れ処理するプラグ焼入れ装置であって、
前記被処理体が収容される焼入れユニットを備え、
前記焼入れユニットは、
第１の開口部を有するユニット容器と、
前記ユニット容器の内側に設けられ、前記被処理体が収容される第２の開口部を有する焼入れ容器とを備え、
前記第１の開口部及び前記第２の開口部を覆い、前記ユニット容器及び前記焼入れ容器を密閉するユニットカバーが設けられ、
前記焼入れ容器内で焼入れ油により前記被処理体の焼入れ処理を行うように構成されていることを特徴とする、プラグ焼入れ装置。

【請求項2】

前記焼入れ容器の外側であって、かつ、前記ユニット容器の内側に、前記焼入れ容器内に焼入れ油を供給する焼入れ油供給管が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のプラグ焼入れ装置。

【請求項3】

前記焼入れ油供給管が複数の供給管で構成され、各供給管の少なくとも１つの連結部が、前記焼入れ容器の外側であって、かつ、前記ユニット容器の内側に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のプラグ焼入れ装置。

【請求項4】

前記焼入れ容器の外側であって、かつ、前記ユニット容器の内側に、前記ユニット容器内に溜まった焼入れ油を排出する排出管が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプラグ焼入れ装置。

【請求項5】

前記焼入れユニットと前記ユニットカバーとの間に油滴落下防止手段が設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のプラグ焼入れ装置。

【請求項6】

前記焼入れユニットは、別の焼入れユニットと交換可能に構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプラグ焼入れ装置。

【請求項7】

環状の被処理体の内径を芯金で拘束した状態で前記被処理体を焼入れ処理する焼入れ室を備えたプラグ焼入れ装置であって、
前記焼入れ室は、前記被処理体を焼入れ処理する際に、
前記被処理体が収容され、焼入れ油が充填される焼入れ空間と、
前記焼入れ空間を囲むようにして形成され、前記焼入れ空間と連通しない密閉空間とを有していることを特徴とする、プラグ焼入れ装置。

【請求項8】

前記密閉空間に、前記焼入れ空間に焼入れ油を供給する焼入れ油供給管が設けられていることを特徴とする、請求項７に記載のプラグ焼入れ装置。

【請求項9】

前記焼入れ油供給管が複数の供給管で構成され、各供給管の少なくとも１つの連結部が、前記密閉空間に設けられていることを特徴とする、請求項８に記載のプラグ焼入れ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環状の被処理体を焼入れ処理するプラグ焼入れ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車部品や機械部品等の硬度を高めるためには焼入れ処理が行われる。焼入れ処理を行う焼入れ装置には様々なものがあるが、例えばギア部品のような環状の機械部品等（以下、「被処理体」という）を焼入れ処理する場合には、プラグ焼入れ装置が用いられる場合がある。

【0003】

プラグ焼入れ装置は、焼入れ処理における被処理体の寸法変化を防ぐことを目的とした装置である。そのプラグ焼入れ装置による焼入れ処理は、円筒状の芯金を被処理体の内側に挿入し、被処理体の内径を拘束した状態で行われる。

【0004】

従来のプラグ焼入れ装置の例としては、例えば特許文献１や特許文献２に開示されたものがある。特許文献１の図７に示されるように、特許文献１のプラグ焼入れ装置は、冷却ステーション２（焼入れ装置）において、芯金支台６上で停止させたワーク３の内周面に芯金プラグ７の上部を挿入させてから、上方より冷却チャンバ８を降下し、冷却材を噴出してワーク３の急冷却を行うものである（特許文献１の段落［０００４］，［０００５］参照のこと）。これは上述の従来のプラグ焼入れ装置に準ずる構造である。

【0005】

特許文献２に開示されたプラグ焼入れ装置は、芯金２で環状ワークＷを固定した後、押え機構５により環状ワークＷの上部を押さえた後、環状ワークＷを誘導加熱及び冷却する構造である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平０８−２３９７１４号公報

【特許文献2】特開平１０−２５５１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１のプラグ焼入れ装置は、冷却チャンバ８の降下後に行う冷却剤の噴出時に、冷却チャンバ８の下端面とベース９の上面との間から冷却剤が漏れる恐れがある。この現象は、冷却剤として焼入れ油のような液体を用いた場合には特に生じやすい。

【0008】

このような場合、プラグ焼入れ装置の周辺が焼入れ油およびそのミストで汚れてしまうと共に、作業者が床に付着した油を踏んで転倒してしまうおそれもある。このため、安全衛生上の観点から、焼入れ油の漏れ、飛散等を防ぐ手段が求められている。

【0009】

また、特許文献２も同様に、ワークＷと押え機構５との間から焼入れ油が漏れる恐れがあり、また押え機構５を上昇させワークＷから外した時に、焼入れ油が落下、飛散することがある。また、押え機構５からの応力や押え機構５への熱伝導により、焼入れ品質が安定しない恐れがある。

【0010】

本発明の目的は、上記課題を解決するため、設備周辺への焼入れ油の流出を防ぐことができるプラグ焼入れ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明によれば、環状の被処理体の内径を芯金で拘束した状態で前記被処理体を焼入れ処理するプラグ焼入れ装置であって、
前記被処理体が収容される焼入れユニットを備え、前記焼入れユニットは、第１の開口部を有するユニット容器と、前記ユニット容器の内側に設けられ、前記被処理体が収容される第２の開口部を有する焼入れ容器とを備え、前記第１の開口部及び前記第２の開口部を覆い、前記ユニット容器及び前記焼入れ容器を密閉するユニットカバーが設けられ、前記焼入れ容器内で焼入れ油により前記被処理体の焼入れ処理を行うように構成されていることを特徴とする、プラグ焼入れ装置が提供される。

【0012】

前記焼入れ容器の外側であって、かつ、前記ユニット容器の内側に、前記焼入れ容器内に焼入れ油を供給する焼入れ油供給管が設けられていることが好ましい。また、前記焼入れ油供給管が複数の供給管で構成され、各供給管の少なくとも１つの連結部が、前記焼入れ容器の外側であって、かつ、前記ユニット容器の内側に設けられていても良い。

【0013】

また、前記焼入れ容器の外側であって、かつ、前記ユニット容器の内側に、前記ユニット容器内に溜まった焼入れ油を排出する排出管が設けられていても良い。また、前記焼入れユニットと前記ユニットカバーとの間に油滴落下防止手段が設けられていても良い。前記焼入れユニットは、別の焼入れユニットと交換可能に構成されていても良い。

【0014】

また、本発明によれば、環状の被処理体の内径を芯金で拘束した状態で前記被処理体を焼入れ処理する焼入れ室を備えたプラグ焼入れ装置であって、前記焼入れ室は、前記被処理体を焼入れ処理する際に、前記被処理体が収容され、焼入れ油が充填される焼入れ空間と、前記焼入れ空間を囲むようにして形成され、前記焼入れ空間と連通しない密閉空間とを有していることを特徴とする、プラグ焼入れ装置も提供される。

【0015】

前記密閉空間に、前記焼入れ空間に焼入れ油を供給する焼入れ油供給管が設けられていることが好ましい。また、前記焼入れ油供給管が複数の供給管で構成され、各供給管の少なくとも１つの連結部が、前記密閉空間に設けられていても良い。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、焼入れ室が、被処理体を焼入れ処理する焼入れ空間と、その焼入れ空間を囲むようにして形成された焼入れ空間と連通しない密閉空間とを有していることにより、焼入れ空間から漏出した焼入れ油が密閉空間に溜まることになる。これにより、焼入れ室の外部への焼入れ油の流出を防ぐことができる。その結果、焼入れ装置周辺をきれいな状態に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係る浸炭処理設備を示す概略平面図である。

【図2】図１中のＡ方向から見た図である。

【図3】本発明の実施形態に係る焼入れユニットの平面図である。

【図4】図１中のＢ−Ｂ断面視である。

【図5】本発明の実施形態に係る焼入れ装置を示す図（図１の右側面図）である。

【図6】図１中のＢ−Ｂ断面視における焼入れ処理の各工程を示す図である。ただし、焼入れユニットの左半分は図示していない。

【図7】本発明の実施形態に係る焼入れ装置の動作を示す図である。

【図8】本発明の実施形態に係る焼入れ装置の動作を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に係る焼入れ装置の動作を示す図である。

【図10】本発明の実施形態に係る焼入れ装置の動作を示す図である。

【図11】本発明の実施形態に係る焼入れ装置の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態を浸炭処理設備１に基づいて説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0019】

図１に示す通り、浸炭処理設備１は、材料供給部１０、測定部２０、浸炭炉３０、プラグ焼入れ装置１００を備えている。また、図示しない設備として、プラグ焼入れ処理を施した後に、被処理体を洗浄する洗浄機、焼き戻し炉などを備えてもよい。各構成部の間には、搬送路等が設けられ、図１中の矢印方向に向かって、環状の被処理体Ｗが搬送される。なお、環状の被処理体Ｗとは、例えば機械部品のギア等である。

【0020】

測定部２０には、環状の被処理体Ｗの内径、外径及び厚さを測定する測定装置（不図示）が設けられている。浸炭炉３０の入側と出側には、それぞれ搬入台２と搬出台３が設けられており、搬入台２に載置された被処理体Ｗは、浸炭炉内に搬入される。測定部２０と搬入台２との間には、Ｌ字型の搬送路４が設けられており、搬送路４の側方にはプッシャー５が設けられている。なお、プッシャー５の駆動機構は、例えばエアシリンダーや電動シリンダーである。

【0021】

浸炭炉３０の搬出台３とプラグ焼入れ装置１００との間には、被処理体Ｗを焼入れ後、後工程の洗浄機等まで搬送する搬送路６が設けられている。この搬送路６の上流端付近には、被処理体Ｗをプラグ焼入れ装置１００に搬送する搬送装置７が設けられている。図２に示す通り、搬送装置７には、多関節の搬送アーム８が設けられ、搬送アーム８の先端には、被処理体Ｗを把持可能な形状（例えば、４本爪形状）を有する把持部９が設けられている。把持部９は、被処理体Ｗを把持した際に被処理体の外径を測定可能に構成されている。

【0022】

図１，図２に示す通り、プラグ焼入れ装置１００は、複数の焼入れユニット１１０、ユニット収容棚１３０（ストック部）、ユニット搬送装置１４０、焼入れステーション１５０（焼入れ部）、予熱ステーション１５１（予熱部）、ユニットカバー１６０及び焼入れ油タンク１８０を備えている。焼入れステーション１５０と予熱ステーション１５１は、焼入れユニット１１０を１つずつ収容できる空間を有している。

【0023】

図１〜図３に示す通り、焼入れユニット１１０は、上端面にフランジが形成された直方体の箱型形状のユニット容器１１１を有し、上部に開口部１２２（第１の開口部）を有している。ユニット容器１１１の内側には、上部に開口部１２３（第２の開口部）を有する２つの円筒容器１１２がユニット容器１１１の長手方向に沿って設けられている。図４に示す通り、円筒容器１１２は、ユニット容器１１１の底面を境界として、上部円筒容器１１３（焼入れ容器）と下部円筒容器１１４に分かれている。また、図５に示す通り、焼入れユニット１１０の下部円筒容器１１４の下部には、直方体形状の平板１１５が設けられている。平板１１５は、２つの下部円筒容器１１４が平板１１５を貫通するような形状となっている。なお、図４には、後述するカバー昇降シリンダー１５４を図示していない。

【0024】

図４に示す通り、下部円筒容器１１４には、被処理体Ｗの内径に対応する芯金１１６が収納されている。下部円筒容器１１４の底面中央部には、焼入れステーション１５０の下方に設けられた芯金昇降シリンダー１５２が通過可能な孔（不図示）が設けられており、芯金昇降シリンダー１５２は、芯金１１６の下端部に接続されている。

【0025】

上部円筒容器１１３の底面中央部には、昇降する芯金１１６が通過可能な孔（不図示）が設けられている。図４に示す通り、芯金昇降シリンダー１５２を昇降させて被処理体Ｗの内側に芯金１１６を挿入することにより、上部円筒容器１１３内に載置された被処理体Ｗの内径（内周部）を拘束する。芯金１１６には、焼入れ油が通過可能な複数の孔（不図示）が形成されている。なお、芯金昇降シリンダー１５２は、例えば油圧シリンダーである。

【0026】

また、図４に示す通り、焼入れユニット１１０の上部円筒容器１１３の外側であって、かつ、ユニット容器１１１の内側には、焼入れユニット１１０内に焼入れ油の供給及び排出を行う第１の供給排出管１１７が設けられている。第１の供給排出管１１７は、ユニット容器１１１の底面を貫通し、下部円筒容器１１４の側面を貫通するようにして設けられている。また、焼入れユニット１１０の下部円筒容器１１４の側面には、焼入れユニット１１０の２つの下部円筒容器１１４を連結する連結管１１８が設けられている。

【0027】

また、図３，図４に示す通り、上部円筒容器１１３の外側であって、かつ、ユニット容器１１１の内側には、ユニット容器内に溜まった焼入れ油を排出するドレン１２４が設けられている。ドレン１２４は、ユニット容器１１１の底面を貫通するようにして設けられており、ドレン１２４の開口の一端は、ユニット容器１１１の底面に設けられ、他端はユニット容器１１１の外側に露出している。また、ドレン１２４には、ユニット容器内に溜まった焼入れ油の排出量を調整するドレンバルブ１２５が設けられている。

【0028】

図５に示す通り、ユニット収容棚１３０は、複数の焼入れユニット１１０を収容することが可能な多段構成となっている。なお、各焼入れユニット１１０にそれぞれ設けられる芯金１１６は、互いに異なる外径を有している。すなわち、焼入れユニット１１０は、焼入れ処理が予定された内径の異なる被処理体Ｗの種類の数だけ設けられている。

【0029】

ユニット収容棚１３０には、１段目に収容される焼入れユニット１１０を支持する支持台１３１が設けられ、支持台１３１の上面には、焼入れユニット１１０の平板１１５の長手方向の両端部に沿って支持凸部１３２が形成されている。この支持凸部１３２は、１つの焼入れユニット１１０に対して２本形成され、焼入れユニット１１０の平板１１５は、これらの支持凸部１３２で支持されている。なお、図５には、後述するユニット搬送装置１４０を図示していない。

【0030】

また、図１，図５に示す通り、ユニット収容棚１３０の後板１３３の上部には、後板１３３から前方に向かって突出するような支持梁１３４が設けられている。支持梁１３４は、焼入れユニット１１０の平板１１５の長手方向の両端部に沿って形成されている。この支持梁１３４は、１つの焼入れユニット１１０に対して２本形成され、焼入れユニット１１０の平板１１５は、これらの支持梁１３４で支持されている。また、ユニット収容棚１３０は、１段で５個の焼入れユニット１１０を収容できる幅を有している。

【0031】

また、図１に示す通り、ユニット収容棚１３０の後方には、ユニット交換台車１３５が移動することが可能なスペースを有している。ユニット収容棚１３０の後板１３３は、ユニット収容棚１３０の後方からユニット収容棚１３０の１段目に収容された焼入れユニット１１０をユニット交換台車１３５により搬出入することが可能な形状を有している。これにより、浸炭処理設備１が稼働中であっても、処理ラインを止めることなく、焼入れユニット１１０のメンテナンスや新しい焼入れユニット１１０との交換をすることができる。

【0032】

図１に示す通り、ユニット搬送装置１４０は、ユニット搬送路１４１とユニット搬送台車１４２を備えている。ユニット搬送台車１４２は、ユニット搬送路１４１に沿って移動可能に構成されており、ユニット搬送台車１４２は、焼入れユニット１１０の平板１１５を支持するフォーク部１４３を有している。フォーク部１４３は、昇降可能に構成され、また、下部円筒容器１１４の外側面と、２本の支持凸部１３２または支持梁１３４との間に挿し込むことができるように伸縮可能に構成されている。また、ユニット搬送台車１４２は、搬送する焼入れユニット１１０を収容する空間を有している。

【0033】

図５に示す通り、焼入れステーション１５０及び予熱ステーション１５１には、焼入れユニット１１０を載置する載置台１５３が設けられている。焼入れステーション１５０及び予熱ステーション１５１に搬送される焼入れユニット１１０は、載置台１５３上面と平板１１５の下面が当接することにより、焼入れステーション１５０及び予熱ステーション１５１に収容される。

【0034】

図２、図５に示す通り、焼入れステーション１５０の上部には、焼入れ処理を行う際に、焼入れユニット１１０の上部開口部を覆うユニットカバー１６０が設けられている。ユニットカバー１６０は、下端面にフランジが形成された直方体の箱型形状のカバー容器１６１を有しており、カバー容器１６１の内側には、下部が開口した２つのカバー円筒容器１６２がカバー容器１６１の長手方向に沿って形成されている。

【0035】

また、焼入れステーション１５０及び予熱ステーション１５１の上部には、ユニットカバー１６０を昇降させるカバー昇降シリンダー１５４が設けられ、カバー昇降シリンダー１５４は、ユニットカバー１６０の上端面に接続されている。そのカバー昇降シリンダー１５４でユニットカバー１６０を下降させることにより、ユニット容器１１１とカバー容器１６１に形成されたフランジ同士が密接する。これにより、被処理体Ｗの焼入れ処理を行う焼入れ室ＱＲが形成される（図６（ｂ））。なお、図６には、カバー昇降シリンダー１５４を図示していない。

【0036】

このとき、焼入れユニット１１０の２つの上部円筒容器１１３（焼入れ容器）の開口部１２３（第２の開口部）が、ユニットカバー１６０の２つのカバー円筒容器１６２で覆われて密閉される。これにより、被処理体Ｗの焼入れ処理を行うための焼入れ油が充填される焼入れ空間ＱＳ（図６（ｂ））が形成される。なお、カバー円筒容器１６２と上部円筒容器１１３との間には、Ｏリング等のシール部材（不図示）が設けられている。

【0037】

また、同様に、焼入れユニット１１０のユニット容器１１１の開口部１２２（第１の開口部）が、ユニットカバー１６０のカバー容器１６１で覆われることにより、焼入れ空間ＱＳを囲むようにして密閉空間ＣＳ（図６（ｂ））が形成される。

【0038】

図４に示す通り、カバー円筒容器１６２の外側であって、かつ、カバー容器１６１の内側には、ユニットカバー１６０内に焼入れ油の供給及び排出を行う第２の供給排出管１６３が設けられている。第２の供給排出管１６３は、カバー容器１６１の上面を貫通するように設けられている。前述の第１の供給排出管１１７と第２の供給排出管１６３は、焼入れユニット１１０をユニットカバー１６０で覆った際に連結部１６４において連結可能な構成となっている。

【0039】

また、図４に示す通り、カバー円筒容器１６２の上面周縁部には、焼入れ空間に充填された焼入れ油が排出される焼入れ油排出管１６５が設けられている。この焼入れ油排出管１６５と第２の供給排出管１６３は、焼入れ油タンク１８０（図１）に接続されており、焼入れ処理（予熱ステーション１５１においては予熱処理）に使用される焼入れ油を循環できる構造となっている。焼入れ油タンク１８０は、温度調節機構（不図示）を有しており、供給される焼入れ油は、一定温度となるように温度調節されている。なお、供給される焼入れ油の温度は、例えば５０℃程度である。

【0040】

また、焼入れステーション１５０に設けられたユニットカバー１６０と同様のユニットカバー１６０は、予熱処理ステーションの上部にも設けられている。予熱ステーション１５１の焼入れユニット１１０をユニットカバー１６０で覆うことで予熱室ＰＨＲが形成される。なお、焼入れステーション１５０及び予熱ステーション１５１にそれぞれ設けられたカバー昇降シリンダー１５４と芯金昇降シリンダー１５２は、それぞれ独立して動作可能なように構成されている。

【0041】

また、図６（ｆ）に示す通り、焼入れ装置には、焼入れユニット１１０とユニットカバー１６０との間に水平移動可能なオイルパン１８１が設けられている。オイルパン１８１は、例えば油圧シリンダー１８２等に接続される。また、オイルパン１８１は、昇降可能な構成も有している。なお、図６（ｆ）以外の図面には、オイルパン１８１を図示していない。

【0042】

次に、以上のように構成された浸炭処理設備１の浸炭焼入れ処理方法について説明する。

【0043】

図１に示す通り、まず、材料供給部１０から被処理体Ｗが供給される。その後、供給された被処理体Ｗは、１つずつ測定部２０を通り、測定部２０に設けられた測定装置（不図示）により、内径、外径及び厚さが測定される。このとき、測定された被処理体Ｗの測定情報は、制御装置（不図示）を介してプラグ焼入れ装置１００に伝達される。

【0044】

その後、測定部２０を通過した被処理体Ｗは、搬送路４の側方に設けられたプッシャー５に押し出され、浸炭炉３０の搬入台２に移動する。搬入台上に２つの被処理体Ｗが載せられたら、２つの被処理体Ｗは、浸炭炉内に搬入され、浸炭炉内において浸炭処理される。そして、２つの被処理体Ｗは、浸炭炉内から搬出され、搬出台３に到達する。

【0045】

次に、搬出台上の被処理体Ｗは、多関節の搬送アーム８に把持され、焼入れステーション１５０にセットされた焼入れユニット１１０の上部円筒容器１１３内の所定位置に載置される（図６（ａ））。このとき焼入れステーション１５０にセットされている焼入れユニット１１０は、測定部２０において測定された被処理体Ｗの測定情報に基づいて準備されたものである。すなわち、被処理体Ｗの内径に対応する芯金１１６を備えた焼入れユニット１１０が準備されている。

【0046】

その後、図５、図６（ｂ）に示す通り、カバー昇降シリンダー１５４によりユニットカバー１６０が下降し、焼入れユニット１１０の上面とユニットカバー１６０の下面が密接する。これにより、焼入れ室ＱＲ（予熱ステーション１５１においては予熱室ＰＨＲ）が形成される。このとき、焼入れユニット１１０に設けられた第１の供給排出管１１７とユニットカバー１６０に設けられた第２の供給排出管１６３も連結される。続いて、芯金昇降シリンダー１５２により芯金１１６が上昇し、被処理体Ｗの内側に挿入され、被処理体Ｗの内径（内周部）を拘束する。

【0047】

次に、図６（ｃ）に示す通り、焼入れ油タンク１８０（図１）から第２の供給排出管１６３に焼入れ油が供給され、第１の供給排出管１１７を介して下部円筒容器１１４に焼入れ油が注入される。その後、下部円筒容器１１４に充填された焼入れ油は、芯金１１６や上部円筒容器１１３の底面に形成された孔（不図示）を通じて、上部円筒容器１１３内に流れ込む。そして、図６（ｄ）に示す通り、カバー円筒容器１６２と、焼入れユニット１１０の上部円筒容器１１３が密接することにより形成された焼入れ空間ＱＳに焼入れ油が充填される。

【0048】

焼入れ空間ＱＳに焼入れ油が充填された後も、第２の供給排出管１６３から焼入れ油が供給され続け、それと同時にカバー円筒容器１６２の上面に設けられた焼入れ油排出管１６５から焼入れ空間ＱＳの焼入れ油が排出される。このように、新しい焼入れ油を次々に供給すると共に、被処理体Ｗを油冷したことで加熱された油を排出することによって被処理体Ｗの焼入れ処理が行われる。

【0049】

このとき、焼入れ空間ＱＳを形成する焼入れユニット１１０の上部円筒容器１１３とカバー円筒容器１６２との間には、Ｏリング等のシール部材（不図示）が設けられており、焼入れ油が漏れない構造となっている。しかし、何らかの不具合により、前記上部円筒容器１１３とカバー円筒容器１６２との間の隙間等から焼入れ油が流出したとしても、この焼入れ空間ＱＳから流出する焼入れ油は、焼入れユニット１１０の上部円筒容器１１３の外側であって、かつ、ユニット容器１１１の内側（空間）に溜まることになる。すなわち、焼入れ空間ＱＳから流出した焼入れ油は、ユニット容器１１１とカバー容器１６１により形成される焼入れ室ＱＲの外部には流出しない。

【0050】

また、焼入れ油排出管１６５から排出された焼入れ油は、焼入れ油タンク１８０に戻される。この焼入れ油は、焼入れ油タンク１８０において例えば５０℃程度に温度調整された後、再び第２の供給排出管１６３から供給される。

【0051】

焼入れ処理終了後、焼入れ油タンク１８０からの焼入れ油の供給が停止する。その後、図６（ｅ）に示す通り、ポンプ（不図示）が作動し、第１の供給排出管１１７を介して第２の供給排出管１６３から焼入れ油が排出される。

【0052】

続いて、図６（ｆ）に示す通り、カバー昇降シリンダー１５４（図２）によりユニットカバー１６０が上昇する。このとき、ユニットカバー１６０と焼入れユニット１１０との間に、オイルパン１８１が挿し込まれる。この状態のまま、ユニットカバー１６０とオイルパン１８１が上昇し、次に焼入れ処理を行うまで焼入れステーション１５０の上方で待機する。このようなオイルパン１８１を設けることにより、カバー円筒容器１６２の内面から垂れ落ちる焼入れ油や、第１の供給排出管１１７と第２の供給排出管１６３の連結部１６４から垂れ落ちる焼入れ油を、焼入れ部および焼入れユニット１１０の周囲に飛散させないようにすることができる。

【0053】

また、ユニットカバー１６０の上昇時であって、かつ、オイルパン１８１がユニットカバー１６０と焼入れユニット１１０との間に挿し込まれる前においては、カバー円筒容器１６２の下端面や、第１の供給排出管１１７と第２の供給排出管１６３の連結部１６４から焼入れ油の滴が落下する。このとき落下する油滴は、焼入れユニット１１０の上部円筒容器１１３の外側であって、かつ、ユニット容器１１１の内側に溜まることになる。すなわち、焼入れ油がユニット容器１１１とカバー容器１６１により形成される焼入れ室ＱＲの外部に流出することはない。

【0054】

その後、芯金昇降シリンダー１５２が下降し、被処理体Ｗから芯金１１６が抜き降ろされる。このとき、被処理体Ｗの内径を拘束している芯金１１６と、焼入れ処理された被処理体Ｗとは、浸炭処理後の高温（例えば９００℃）の被処理体Ｗを油冷したことにより、焼嵌め状態にある。このため、焼入れ処理する被処理体Ｗの内径に応じて最適な芯金１１６を使用しないと、焼入れ処理終了後に芯金１１６を抜くことができず、浸炭処理ラインを止めなければならない恐れがある。

【0055】

しかしながら、本発明の実施の形態では、測定部２０で被処理体Ｗの寸法を測定、また浸炭処理を終えた被処理体Ｗを搬送する際に、搬送アーム８で被処理体Ｗを把持することにより被処理体Ｗの寸法を測定している。焼入れユニット１１０は、測定部２０で測定された寸法情報に基づいてそれに対応する芯金１１６を備えたものが準備されるが、このとき搬送アーム８で測定した外径や内径などの寸法が測定部２０で測定された外径や内径と大きく異なるような場合には、焼入れユニット１１０に搬送されずに回収される。これにより、焼入れステーション１５０に搬送される被処理体Ｗに対し、常に最適な芯金１１６を備えた焼入れユニット１１０で焼入れ処理をすることができる。その結果、焼入れ処理後に芯金１１６を抜くことができずに浸炭処理ラインが停止するという事態を避けることができ、生産性を向上させることができる。

【0056】

次に、芯金１１６が抜かれた焼入れユニット１１０の上部円筒容器１１３内の被処理体Ｗは、多関節の搬送アーム８に把持され、図１に示す通り、搬送路６の所定の位置に載せられ、例えば洗浄機まで搬送される。洗浄機で焼入れ油が除去された後、焼き戻し炉に搬送され焼き戻し処理が行われる。その後、焼き戻し炉から被処理体Ｗは炉外に搬出される。

【0057】

以上のようにして、被処理体Ｗの一連の浸炭焼入れ処理は終了する。内径が同じ被処理体Ｗを連続して焼入れ処理する際には、上記工程を繰り返し行えば良い。また、焼入れ処理を繰り返し行うことによってユニット容器１１１の内側に溜まった焼入れ油は、ドレンバルブ１２５を開いて排出され処理される。

【0058】

ここで、次に処理する被処理体Ｗ２の内径が直前に処理された被処理体Ｗ１の内径と異なる場合のプラグ焼入れ装置１００の動作について説明する。

【0059】

測定部２０で測定された被処理体Ｗ２の内径が、被処理体Ｗ１の内径と異なる場合には、被処理体Ｗ２の内径に対して最適な芯金１１６を備える被処理体Ｗ２用の焼入れユニット１２０が予熱ステーション１５１にセットされる。そして、図７に示す通り、予熱ステーション１５１のユニットカバー１６０が下降し、このユニットカバー１６０と焼入れユニット１２０により予熱室ＰＨＲが形成される。

【0060】

この予熱室ＰＨＲ内では、前述の焼入れ処理で説明したような焼入れ油の循環が行われる。これにより、ユニット収容棚１３０において、常温状態にあった焼入れユニット１２０を焼入れ処理に適した温度（例えば５０℃）まで加熱する。その結果、後に行われる焼入れ処理において、常温状態にある焼入れユニット１２０により、焼入れ処理に適した温度で供給された焼入れ油が冷却されることがなくなる。すなわち、焼入れ処理開始当初から、焼入れ処理に適した温度の焼入れ油で被処理体Ｗ２を油冷することができ、製品間でバラつきのない均一な焼入れ処理を行うことができる。

【0061】

次に、被処理体Ｗ１の焼入れ処理終了後、図８に示す通り、ユニット搬送台車１４２により、被処理体Ｗ１用の焼入れユニット１１９が焼入れステーション１５０から搬出される。その後、図９に示す通り、焼入れユニット１１９は、ユニット収容棚１３０に収容される。

【0062】

続いて、図１０に示す通り、予熱ステーション１５１の被処理体Ｗ２用の焼入れユニット１２０が焼入れステーション１５０に搬送される。そして、焼入れユニット１２０は、焼入れステーション１５０において、被処理体Ｗ２が搬送されるまで待機する。また、このとき、被処理体Ｗ２とは内径の異なる次の被処理体Ｗ３の焼入れ処理に備えて、図１１に示す通り、被処理体Ｗ３用の焼入れユニット１２１が予熱ステーション１５１に搬送される。

【0063】

以上の通り、本発明の実施の形態によれば、焼入れ室ＱＲが被処理体Ｗを焼入れ処理する焼入れ空間ＱＳと、その焼入れ空間ＱＳを囲むようにして形成された焼入れ空間ＱＳと連通しない密閉空間ＣＳとを有していることにより、焼入れ空間ＱＳから漏出した焼入れ油を密閉空間ＣＳに溜めることができる。これにより、焼入れ室ＱＲの外部への焼入れ油の流出を防ぐことができる。その結果、焼入れ装置周辺をきれいな状態に保つことができる。

【0064】

また、密閉空間ＣＳ内に、焼入れ空間ＱＳに焼入れ油を供給する焼入れ油供給管を設けたことにより、焼入れ油供給管から焼入れ油が漏出した場合であっても、その焼入れ油は密閉空間ＣＳに溜まることになる。これにより、焼入れ室ＱＲの外部への焼入れ油の流出を防ぐことができる。

【0065】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0066】

例えば、上記実施形態の説明では、焼入れユニットのユニット容器の内側に２つの上部円筒容器を設けることとしたが、上部円筒容器の数はこれに限定されるものではない。同時に焼入れ処理する被処理体の個数に応じて１つあるいは３つ以上の上部円筒容器を設けても良い。また、焼入れ空間を形成する容器は、円筒形状に限定されるものではなく、被処理体を収容できる形状であれば良い。また、芯金が収容される下部円筒容器も同様に、円筒形状に限定されるものではなく、また被処理体の個数に応じてその数も適宜変更される。すなわち、焼入れ処理を行う際に、焼入れ室の内部において、焼入れ油が充填される焼入れ空間と、その焼入れ空間を囲むようにして形成された別の密閉空間を設けることにより、焼入れ室を二重構造としたものは本発明の技術的範囲に属する。

【0067】

また、焼入れユニットの形状やユニットカバーの形状は、同時に焼入れ処理する被処理体の個数等に応じて適宜変更される。また、焼入れステーションと予熱ステーションの数も生産量や装置周辺のスペース等に応じて適宜変更される。また、ユニット収容棚の多段構成や収容数、収容態様についても、焼入れ処理される被処理体の種類等により適宜変更される。

【0068】

また、上記実施形態の説明では、焼入れユニットを焼入れ処理が予定された内径の異なる被処理体の種類の数だけ設けることとしたが、被処理体の種類の数より多く焼入れユニットを設けても良い。また、上記実施の形態の説明では、プラグ焼入れ装置が浸炭焼入れ設備に用いられることとしたが、これに限定されるものではない。

【0069】

また、上記実施の形態の説明では、焼入れユニットの上部を開口形状とし、焼入れ部において、その開口を覆うことにより焼入れ室を形成することとしたが、開口の位置は、焼入れユニットの上部に限られない。また、焼入れユニットは、開口していなくても良い。すなわち、ユニットカバーを設けなくとも、焼入れユニットが焼入れ部において被処理体を収容でき、焼入れ室を形成可能に構成されていれば良い。この場合においても、焼入れ空間と、その焼入れ空間を囲むようにして形成された別の密閉空間を設けていれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、異なる内径を有する複数の環状の被処理体を焼入れ処理するプラグ焼入れ装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１ 浸炭処理設備
１０ 材料供給部
２０ 測定部
３０ 浸炭炉
１００ プラグ焼入れ装置
１１０ 焼入れユニット
１１１ ユニット容器
１１２ 円筒容器
１１３ 上部円筒容器（焼入れ容器）
１１４ 下部円筒容器
１１５ 平板
１１６ 芯金
１１７ 第１の供給排出管
１１８ 連結管
１１９ 被処理体Ｗ１用焼入れユニット
１２０ 被処理体Ｗ２用焼入れユニット
１２１ 被処理体Ｗ３用焼入れユニット
１２２ 開口部（第１の開口部）
１２３ 開口部（第２の開口部）
１２４ ドレン（排出管）
１２５ ドレンバルブ
１３０ ユニット収容棚
１３１ ユニット支持台
１３２ 支持凸部
１３３ ユニット収容棚の後板
１３４ ユニット支持梁
１３５ ユニット交換台車
１４０ ユニット搬送装置
１４１ ユニット搬送路
１４２ ユニット搬送台車
１４３ フォーク部
１５０ 焼入れステーション
１５１ 予熱ステーション
１５２ 芯金昇降シリンダー
１５３ ユニット載置台
１５４ カバー昇降シリンダー
１６０ ユニットカバー
１６１ カバー容器
１６２ カバー円筒容器
１６３ 第２の供給排出管
１６４ 連結部
１６５ 焼入れ油排出管
１８０ 焼入れ油タンク
１８１ オイルパン（油滴落下防止手段）
１８２ 油圧シリンダー

２００ 従来のプラグ焼入れ装置
２１０ 芯金収容容器
２１１ 芯金
２１２ 載置台
２１３ 焼入れ油供給管
２１４ 焼入れ油排出管
２２０ 芯金昇降シリンダー
２３０ ユニットカバー
２３１ 排出管

Ｗ 環状の被処理体
ＱＲ 焼入れ室
ＰＨＲ 予熱室
ＱＳ 焼入れ空間
ＣＳ 密閉空間
ＯＩＬ 焼入れ油

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】