特表 2023-509835 焼入システムおよび焼入方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-10

(54)【発明の名称】焼入システムおよび焼入方法

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/00 20060101AFI20230303BHJP

   C21D 1/18 20060101ALI20230303BHJP

   C21D 1/42 20060101ALI20230303BHJP

【ＦＩ】

C21D9/00 H

C21D9/00 J

C21D9/00 G

C21D1/18 N

C21D1/18 F

C21D1/42 G

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022534194

(86)(22)【出願日】2021-03-23

(85)【翻訳文提出日】2022-06-02

(86)【国際出願番号】 CN2021082266

(87)【国際公開番号】W WO2021197119

(87)【国際公開日】2021-10-07

(31)【優先権主張番号】202010235699.5

(32)【優先日】2020-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522222009

【氏名又は名称】上海精智実業股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＪＩＮＧＺＨＩ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ １０１，Ｂｌｏｃｋ Ｄ，Ｂｕｉｌｄｉｎｇ １１，１２８ Ｘｉａｎｇｙｉｎ Ｒｏａｄ，Ｙａｎｇｐｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３３，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100178434

【弁理士】

【氏名又は名称】李 じゅん

(72)【発明者】

【氏名】梁 冰

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲てい▼

(72)【発明者】

【氏名】周 偉

(72)【発明者】

【氏名】孟 西陵

(72)【発明者】

【氏名】▲とう▼ 南建

【テーマコード（参考）】

4K042

【Ｆターム（参考）】

4K042AA14

4K042BA13

4K042DA01

4K042DB01

4K042DD04

4K042DE02

4K042DF01

4K042EA01

4K042EA03

(57)【要約】

本発明は、焼入システムおよび焼入方法を提供する。当該焼入システムは、ワークを挟持するための挟持ツールであって、前記ワーク（４）を空間内において移動するように駆動できる挟持ツールと、誘導コイル部（８１）を含み、前記ワーク（４）が前記誘導コイル部（８１）の中心を通過させるように、前記誘導コイル部（８１）の姿勢を調整して前記ワーク（４）の焼入れを完了することが可能な焼入れツールと、を含む。当該焼入方法は上記の焼入システムを用いてワーク（４）を焼入れする方法である。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼入システムであって、
ワーク（４）を挟持するための挟持ツールであって、前記ワーク（４）を空間内において移動するように駆動できる挟持ツールと、
誘導コイル部（８１）を含み、前記ワーク（４）が前記誘導コイル部（８１）の中心を通過させるように、前記誘導コイル部（８１）の姿勢を調整して前記ワーク（４）の焼入れを完了することが可能な焼入れツールと、を含む焼入システム。

【請求項2】

前記誘導コイル部（８１）は、
前記ワーク（４）を加熱するための誘導コイル（８１１）と、
環状構造で、前記誘導コイル（８１１）と同軸に設けられたスプレーリング（８１２）であって、前記スプレーリング（８１２）内には収容キャビティが設けられており、前記収容キャビティは、焼入れ液を前記収容キャビティに搬送して前記ワーク（４）を噴霧するための油圧ポンプに連通するスプレーリング（８１２）と、を含む請求項１に記載の焼入システム。

【請求項3】

前記誘導コイル部（８１）は、誘導コイル取付部（８１３）をさらに含み、前記誘導コイル（８１１）は前記誘導コイル取付部（８１３）内に取り付けられ、前記スプレーリング（８１２）は前記誘導コイル取付部（８１３）と同軸に設けられ、且つ前記誘導コイル取付部（８１３）に固定的に接続されている、請求項２に記載の焼入システム。

【請求項4】

前記スプレーリング（８１２）の内輪側壁には、前記収容キャビティに連通するスプレー孔（８１２１）が開口している、請求項２に記載の焼入システム。

【請求項5】

前記焼入れツールは、前記誘導コイル（８１１）の温度を検出するための温度センサをさらに含む、請求項２に記載の焼入システム。

【請求項6】

前記焼入れツールは、第１のロボット（８２）をさらに含み、前記誘導コイル部（８１）は、前記第１のロボット（８２）の出力端に設けられ、前記第１のロボット（８２）は、前記誘導コイル部（８１）の姿勢を調整できる、請求項１に記載の焼入システム。

【請求項7】

前記挟持ツールは、
取付部（１）と、
前記取付部（１）に固定的に取り付けられている第１の挟持部（２）と、
前記取付部（１）に取り付けられ、且つ前記第１の挟持部（２）に対する距離が調整できる第２の挟持部（６）と、を含み、
前記第１の挟持部（２）および第２の挟持部（６）は、前記挟持ツールにワーク（４）を挟持するために使用される、請求項１～６のいずれか１項に記載の焼入システム。

【請求項8】

前記挟持ツールは、浮動部（３）をさらに含み、前記第２の挟持部（６）は、前記浮動部（３）に固定的に取り付けられ、前記浮動部（３）は、前記取付部（１）に取り付けられ、且つ前記第２の挟持部（６）の前記第１の挟持部（２）に対する距離を調整するために、前記取付部（１）に対して浮動できる、請求項７に記載の焼入システム。

【請求項9】

前記挟持ツールは、第２のロボット（７）をさらに含み、前記取付部（１）は、前記第２のロボット（７）の出力端に設けられ、前記第２のロボット（７）は、前記取付部（１）を空間内において移動するように駆動できる、請求項８記載の焼入システム。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の焼入システムを用いてワーク（４）を焼入れする焼入方法であって、焼入れの時に、挟持ツールは、前記ワーク（４）が誘導コイル部（８１）を通過させるように駆動し、焼入れツールは、前記ワーク（４）が前記誘導コイル部（８１）の中心を通過させるように、前記誘導コイル部（８１）の姿勢を調整するステップを含む焼入方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２０年３月３０日に中国特許庁に出願され、出願番号２０２０１０２３５６９９．５の中国特許出願の優先権を主張し、その内容全体は参照により本願に組み込まれるものとする。

【0002】

本開示は、焼入加工の技術分野に関し、例えば、焼入システムおよび焼入方法に関する。

【背景技術】

【0003】

焼入れはワークの力学性能を改善する重要な処理プロセスである。誘導焼入れ（induction quenching）は、焼入れプロセスの一つとして、電磁誘導の原理を利用してワーク内に渦電流を発生させてワークを加熱する。

【0004】

従来技術では、ワークに対して誘導焼入れを行う必要がある場合、一般的にワークを誘導コイルに通過させ、誘導コイルによってワークに対する加熱を実現する。誘導焼入れの時に、ワークと誘導コイルの一方が静止し、他方が静止部材に対して移動することにより、誘導コイルがワークに対する加熱を完了させる。

【0005】

しかし、いくつかの複雑な空間曲線形状のロッド状ワーク、例えば自動車スタビライザバーに対して、誘導焼入れを行う場合、自動車スタビライザバーの空間構造が複雑であるため、誘導コイルを静止させてワークが誘導コイルを通過するように移動させるか、またはワークを静止させて誘導コイルがワークを通過するように移動させるか、誘導焼入れが完了した後にそのロッド状ワークの折り曲げ箇所に対する焼入れ効果が低く、ワークの焼入れ品質に影響を与える。

【発明の概要】

【0006】

本開示の一つの目的は、関連技術に存在する複雑な空間曲線形状のロッド状ワークに対する誘導焼入れ効果が悪いという技術的問題を解決するために、焼入システム及び焼入方法を提供することである。

【0007】

一実施例において、焼入システムを提供し、当該焼入システムは、
ワークを挟持するための挟持ツールであって、前記ワークを空間内において移動するように駆動できる挟持ツールと、
誘導コイル部を含み、前記ワークが前記誘導コイル部の中心を通過させるように、前記誘導コイル部の姿勢を調整して前記ワークの焼入れを完了することが可能な焼入れツールと、を含む。

【0008】

一実施例において、焼入方法を提供し、当該焼入方法は、上記の焼入システムを使用してワークを焼入れし、焼入れの時に、挟持ツールは、前記ワークが誘導コイル部を通過させるように駆動し、焼入れツールは、前記ワークが前記誘導コイル部の中心を通過させるように、前記誘導コイル部の姿勢を調整するステップを含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施例１に提供された焼入システムの構造模式図である。

【図2】本開示の実施例１に提供された挟持ツールの使用時の構造模式図である。

【図3】本開示の実施例１に提供された挟持ツールがワークを挟持する際の模式図である。

【図4】本開示の実施例１に提供された挟持ツールの構造模式図である。

【図5】図４の第２の挟持部を隠蔽した構造模式図である。

【図6】本開示の実施例１に提供された浮動部に取り付けた第２の挟持部の構造模式図である。

【図7】本開示の実施例１に提供された挟持ツールの一部の構造模式図である。

【図8】本開示の実施例１に提供された浮動部の構造模式図である。

【図9】本開示の実施例１に提供された焼入れツールの構造模式図である。

【図10】本開示の実施例１に提供された誘導コイル部の一つのビューの構造模式図である。

【図11】本開示の実施例１に提供された誘導コイル部の別のビューの構造模式図である。

【図12】本開示の実施例１に提供されたスプレーリングの構造模式図である。

【0010】

図面において、
１、取付部；１１、ガイドロッド；１２、制限板；１３、第２の制限ブロック；１３１、第２の当接ブロック；
２、第１の挟持部；
３、浮動部；３１、第１の制限ブロック；３１１、第１の当接ブロック；３１１１、第１の逃げ溝３；３１２、接続ブロック；３２、穿設部；３２１、ガイド孔；３３、第１の制限ブロック取付部；
４、ワーク；
５、ゼロ復帰機構；５１、タイロッド；５１１、第１の当接フランジ；５１２、第２の当接フランジ；
６、第２の挟持部；
７、第２のロボット；
８１、誘導コイル部；８１１、誘導コイル；８１２、スプレーリング；８１２１、スプレー孔；８１２２、入液管；８１３、誘導コイル取付部；
８２、第１のロボット。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0011】

本実施例は、複雑な空間曲線形状のロッド状ワークに対する誘導焼入れの品質を向上させるために、焼入システムを提供する。

【0012】

図１を参照するように、当該焼入システムは、挟持ツールおよび焼入れツールを含む。ここで、挟持ツールは、ワーク４を挟持するために使用され、ワーク４を空間内において移動するように駆動でき、挟持ツールは、誘導コイル部８１を含み、ワーク４が誘導コイル部８１の中心を通過させるように、誘導コイル部８１の姿勢を調整してワーク４の焼入れを完了する。

【0013】

一実施例において、焼入システムは、挟持ツールおよび焼入れツールの移動を制御協調するための制御装置をさらに含む。

【0014】

具体的には、本実施例では、自動車スタビライザバーを焼入対象ワークとして紹介し、自動車スタビライザバーは、バネ鋼で製造されたねじり棒ばねであり、その形状がほぼ「Ｕ」型であり、複雑な空間曲線形状を有し、複数箇所の折り曲げ部を有する。本実施例に提供される焼入システムを用いて自動車スタビライザバーを焼入れする時、挟持ツールを用いて自動車スタビライザバーを挟持し、挟持ツールによって自動車スタビライザバーが空間内において移動させるように駆動し、自動車スタビライザバーを誘導コイル部８１に等速で通過させる。自動車スタビライザバーが誘導コイル部８１を通過する過程において、焼入れツールによって誘導コイル部８１に対して姿勢を調整することで、自動車スタビライザバーが折り曲げ箇所に誘導コイル部８１を円滑に通過することができ、同時に自動車スタビライザバーが通過する位置を誘導コイル部８１の中心位置とし、即ち自動車スタビライザバーが誘導コイル部８１を通過する時、誘導コイル部８１内に位置する一部の軸線は誘導コイル部８１の軸線と重なり、それにより自動車スタビライザバーの各位置の焼き入れ後の硬度、焼き入れ層の深さ及びワークの各部位の焼き入れ効果の一致性を確保する。

【0015】

無論、自動車スタビライザバーの一部の位置を選択的に誘導焼入れすることも可能である。

【0016】

具体的には、図２と図３を参照するように、本実施例に提供された挟持ツールは、取付部１と、第１の挟持部２と、第２の挟持部６とを含み、第１の挟持部２および第２の挟持部６は、挟持ツールにワーク４を挟持するために使用される。具体的には、第１の挟持部２は取付部１に固定的に取り付けられ、第２の挟持部６は取付部１に取り付けられ、且つ誘導焼入れの時にワーク４の熱膨張変形量に適応するために、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が調整可能である。

【0017】

挟持ツールが部品取り、焼入れ、部品放出等の工程における移動を実現しやすくするために、本実施例では、挟持ツールはさらに第２のロボット７を含み、取付部１は第２のロボット７の端部に固定的に取り付けられ、第２のロボット７の移動により取付部１を空間内において移動するように駆動させ、部品取り、焼入れ及び部品放出等の工程を実現する。

【0018】

一実施例において、第１の挟持部２と第２の挟持部６はいずれもエアクランプノズルである。エアクランプノズルは非常に成熟した関連技術であり、ここで説明を省略する。ワーク４を把持する必要がある場合、エアクランプノズルの２つの挟持指が開いてワーク４を把持することができ、構造を把持した後に２つの挟持指が閉じてワーク４をクランプすることができる。

【0019】

ワーク４を把持する時、第２のロボット７の移動により取付部１をワーク取り出し位置に移動させ、且つ第１の挟持部２と第２の挟持部６のクランプノズルを開いてワーク４を把持し、続いて第２のロボット７は取付部１を駆動して加工位置に移動させ、誘導コイル部８１によってワーク４に対して誘導焼入れを行う。

【0020】

誘導コイル部８１はワーク４を焼入れする時、挟持ツールはワーク４を挟持しており、第２のロボット７はワーク４を誘導コイル部８１の中心位置に等速で通過させるように移動し、第１の挟持部２または第２の挟持部６は誘導コイル部８１の位置に進行すると、その対応する挟持指が開かれ、誘導コイル部８１を回避する。

【0021】

一実施例において、第１の挟持部２と第２の挟持部６のうちの一つの挟持指が開いた後、ワーク４は一つの挟持点のみが残り、ワーク４に対する挟持が不安定になることを回避するために、本実施例では、取付部２に少なくとも２つの第１の挟持部２が設けられる。

【0022】

誘導焼入れの過程中、誘導コイル部８１は、ワーク４を加熱してワーク４を膨張変形させることにより、ワーク４のサイズを自身の延在方向に大きくし、ワーク４の温度が冷却されると、ワーク４のサイズは初期状態に復帰する。本実施例において、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が調整可能であり、熱膨張によりワーク４のサイズが大きくなると、ワーク４の熱膨張変形量に適応するために、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が大きくなり、ワーク４の温度が冷却されると、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が小さくなり、ワーク４の変形に適応し、且つワーク４に安定したサポートを提供する。

【0023】

図４を参照するように、ワーク４の変形は、時間とともに直線的かつ連続的に変化する過程であり、その変化幅が小さいので、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離の調整をワーク４の変形に適合させるために、本実施例では、挟持ツールは浮動部３も含み、第２の挟持部６が浮動部３に固定的に取り付けられ、浮動部３が取付部１に取り付けられ、且つ第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離調整のために、浮動部３が取付部１に対して浮動できるようにする。具体的には、本実施例では、浮動部３の浮動方向は、第１の挟持部２と第２の挟持部６とを結ぶ方向と一致している。

【0024】

浮動部３の設置により、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離は、第２の挟持部６の浮動により調整を実現し、さらに第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離はワーク４の変形に伴って微調整することができ、挟持ツールはワーク４に安定したサポートを提供すると同時に、ワーク４の焼入れ加工過程における変形量に自己適応することができ、誘導焼入れの加工品質を向上させる。

【0025】

図５と図６を参照するように、浮動過程に浮動部３が浮動方向にずれることなく、常にワーク４を安定したサポートを提供するために、取付部１にはガイドロッド１１が設けられ、浮動部３がガイドロッド１１に穿設され、且つガイドロッド１１に沿って往復浮動できる。

【0026】

同時に、浮動部３に対して浮動限界位置を制限するために、浮動部３がワーク４の変形に伴って浮動する時に慣性による過剰に浮動することを防止し、ワーク４に対する挟持の安定性に影響を与え、本実施例では、ガイドロッド１１は取付部１の端面から延び、浮動部３の一端は取付部１の端面に当接するまで浮動することができ、即ち取付部１の端面は浮動部３の第１の限界位置であると同時に、ガイドロッド１１の端部、即ちガイドロッド１１の取付部１から離れた端面の一端に制限板１２が設けられ、浮動部３の他端は制限板１２に当接するまで浮動することができ、即ちガイドロッド１１の端部の制限板１２は浮動部３の第２の限界位置である。浮動部３は、ガイドロッド１１に沿って第１の限界位置と第２の限界位置との間で浮動可能であり、浮動部３が第２の限界位置に向かって浮動すると、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が大きくなり、浮動部３が第１の限界位置に向けて浮動すると、第２の挟持部６の第１の挟持部２に対する距離が小さくなる。

【0027】

一実施例において、ガイドロッド１１は、ガイド過程中の安定性を向上させるために、少なくとも２本設けられている。それに応じて、浮動部３には複数のガイドロッド１１に１対１で対応するガイド孔３２１が設けられ、ガイドロッド１１はそれに対応するガイド孔３２１内に穿設される。

【0028】

勿論、他の実施例では、取付部１に第１の挟持部２と第２の挟持部６の接続方向と平行するガイドレールが設けられ、ガイドレールにガイドレールに沿って往復摺動可能なスライダが設けられ、浮動部３がスライダに固定的に取り付けられ、ガイドレールスライダ機構によって浮動部３の浮動を実現し、浮動部３の浮動をガイドする。浮動部３を制限するために、同時にガイドレールにそれぞれ第１の限界位置と第２の限界位置に対応する制限部が設けられる。ガイドレールスライダ機構は摺動過程における摩擦力が小さく、スライダは小さな作用力だけでガイドレールに対して摺動することができるため、浮動部３の感度が比較的高く、ワーク４の変形によりよく適応する。

【0029】

図７を参照するように、本実施例において、挟持ツールが毎回ワーク４を掴む時に掴み位置の一致性を保証するために、挟持ツールは取付部１に設けられるゼロ復帰機構５をさらに含み、ゼロ復帰機構５は、浮動部３が取付部１上の位置を変化できないように、浮動部３を取付部１に固定することができ、それにより第２の挟持部６が毎回ワーク４を掴む時の掴み位置の一致性を保証する。

【0030】

具体的には、ゼロ復帰機構５はタイロッド５１を含み、タイロッド５１は、取付部１に当接して浮動部３を浮動できないように、または浮動部３から離脱して浮動部３を浮動可能となるように、浮動部３を選択的に引っ張ることができる。

【0031】

一実施例において、タイロッド５１は取付部１に対して伸縮することができ、タイロッド５１の端部に第１の当接フランジ５１１が設けられ、第１の当接フランジ５１１は、タイロッド５１が後退すると、第１の当接フランジ５１１が浮動部３を取付部１に当接するまで引っ張って浮動部３を浮動できなく、タイロッド５１が伸び出すと、第１の当接フランジ５１１が浮動部３から離脱し、浮動部３が浮動可能となるように配置される。

【0032】

図７と図８を参照するように、浮動部３に第１の当接フランジ５１１と係合する第１の制限ブロック３１が固設され、第１の当接フランジ５１１は、浮動部３を取付部１に当接させ、または第１の制限ブロック３１から離脱させて浮動部３を浮動させることができるように、第１の制限ブロック３１を選択的に引っ張ることができてる。

【0033】

具体的には、浮動部３は、垂直に設けられた穿設部３２と、第１の制限ブロック取付部３３とを備えた「Ｌ」型の一体成形構造であり、ガイド孔３２１は、穿設部３２に設けられ、穿設部３２の一方側が取付部１の端面に当接することができ、他方側が制限板１２に当接することができる。

【0034】

第１の制限ブロック３１は、「Ｌ」型を呈し、垂直に接続された第１の当接ブロック３１１及び接続ブロック３１２を含み、接続ブロック３１２は第１の制限ブロック取付部３３に垂直に設けられ、第１の当接ブロック３１１は接続ブロック３１２の第１の制限ブロック取付部３３から離れた一端から接続ブロック３１２に垂直に延び、第１の当接ブロック３１１に第１の逃げ溝３１１１が設けられ、タイロッド５１は第１の逃げ溝３１１１を通過し、このとき第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１と第１の制限ブロック取付部３３との間に位置し、第１の当接フランジ５１１は選択的に第１の当接ブロック３１１にしっかりと当接し、または第１の当接ブロック３１１から離脱することができる。

【0035】

第１の当接フランジ５１１が第１の当接ブロック３１１にしっかりと当接すると、第１の当接フランジ５１１は、タイロッド５１の後退に伴って第１の当接ブロック３１１を引っ張ることができ、浮動部３を第１の限界位置まで移動させて、且つ穿設部３２を取付部１の端面に当接させるため、浮動部３の浮動を防止する。タイロッド５１が伸び出すと、第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１から離脱し、この時、第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１との間が一定の距離を有し、第１の制限ブロック取付部３３との間も一定の距離を有し、即ち第１の当接フランジ５１１と浮動部３との間は接触せず、ワーク４の変形に適応するように、浮動部３はガイドロッド１１に沿って往復浮動できる。

【0036】

一実施例において、図７を参照するように、タイロッド５１が過剰に伸び出して第１の当接フランジ５１１が第１の制限ブロック取付部３３に当接するによって、浮動部３が一方向にのみ浮動できることを防止するために、本実施例では、取付部１に第２の制限ブロック１３が設けられ、タイロッド５１に第１の当接フランジ５１１と間隔で設けられた第２の当接フランジ５１２が設けられ、タイロッド５１は第２の当接フランジ５１２が第２の制限ブロック１３に当接するまで伸び出すことができるため、第１の当接フランジ５１１を浮動部３から離脱させ、さらに浮動部３を往復浮動させることができる。

【0037】

第２の当接フランジ５１２が第２の制限ブロック１３に効果的に当接させるために、本実施例では、第２の制限ブロック１３に２つの第２の当接ブロック１３１が間隔で設けられ、２つの第２の当接ブロック１３１の間にタイロッド５１が通過する回避空間が形成され、第２の当接フランジ５１２が第２の制限ブロック１３に当接すると、第２の当接フランジ５１２も同時に２つの第２の当接ブロック１３１に当接する。

【0038】

一実施例において、ゼロ復帰機構５はエアシリンダであり、タイロッド５１はエアシリンダの出力ロッドである。

【0039】

本実施例に提供された挟持ツールの使用方法は、以下の通りである。

【0040】

（１）ワーク４を把持する前に、ゼロ復帰機構５のタイロッド５１がゼロ復帰状態にあることを確保する。ゼロ復帰状態は、タイロッド５１が後退状態にあり、第１の当接フランジ５１１が第１の当接ブロック３１１に当接し且つ第１の当接ブロック３１１を引っ張って浮動部３を取付部１の端面に当接させ、それにより第１の挟持部２と第２の挟持部６との間の距離を固定させ、続いて第２のロボット７は取付部１を駆動してワーク４を掴むように移動し、この時は、第２の当接フランジ５１２は、第２の制限ブロック１３と接触していない状態である。

【0041】

（２）ゼロ復帰機構５を解放状態になるように調整する。解放状態は、タイロッド５１は伸び出した状態にあり、第２の当接フランジ５１２は第２の制限ブロック１３に当接し、第１の当接フランジ５１１は第１の当接ブロック３１１から離脱し、且つ第１の当接フランジ５１１と第１の当接ブロック３１１及び第１の制限ブロック取付部３３のいずれかとの間にも距離を有し、それにより浮動部３はガイドロッド１１に沿って往復浮動でき、焼入れ時のワーク４の変形に適応する状態である。

【0042】

（３）第２のロボット７が移動してワーク４を駆動して誘導コイル部８１を通過させ、ワーク４に対して誘導焼入れを行う。ワーク４が熱膨張量を有すると、浮動部３は、第２の挟持部６を第１の挟持部２から離れるように、制限板１２に近づく方向に浮動し、ワーク４が徐々に冷却すると、浮動部３は、ワーク４の変形量に適応するように、取付部１の端部に浮動し、ワーク４の挟持された部分が誘導コイル部８１に移動すると、対応する挟持指が開かれて誘導コイル部８１を回避し、当該部分が誘導コイル部８１を通過した後に対応する挟持指が再び閉じられ、ワーク４に十分な挟持力を提供する。

【0043】

図９を参照するように、焼入れツールは第１のロボット８２を含み、誘導コイル部８１は第１のロボット８２の出力端に設けられ、第１のロボット８２は誘導コイル部８１に対してリアルタイムな姿勢調整を行うことができ、誘導コイル部８１の軸線を誘導コイル部８１を通過するワーク４の軸線と重なるため、ワーク４を誘導コイル部８１円滑に通過させ、一方、焼き入れ効果の良好性を保証することができる。

【0044】

図１０と図１１を参照するように、誘導コイル部８１は、誘導コイル８１１と、スプレーリング８１２とを含む。ここで、誘導コイル８１１はワーク４を加熱するために用いられ、具体的には、誘導コイル８１１は渦電流表皮効果によってワークに対する加熱を実現する。スプレーリング８１２は、環状構造であり、誘導コイル８１１と同軸に設けられ、スプレーリング８１２内には収容キャビティが設けられており、収容キャビティは、焼入れ液を収容キャビティに搬送してワークを噴霧するための油圧ポンプに連通する。

【0045】

本実施例では、スプレーリング８１２を環状構造とするため、ワーク４が誘導コイル８１１を通過すると同時にスプレーリング８１２を通過することができ、スプレーリング８１２がワーク４の移動を干渉する。誘導コイル８１１によるワーク４の加熱が完了すると、スプレーリング８１２は、焼入れ液をワーク４に噴射してワーク４を急冷する。

【0046】

一実施例において、焼入れツールは、誘導コイル８１１の温度を検出するための温度センサをさらに含み、誘導コイル８１１の温度と設定温度との偏差を検出する場合、制御装置により挟持ツールの第２のロボット７を制御してワーク４の移動軌跡及び移動速度を調整し、ワーク４が要求される加熱温度範囲に達することを確保する。具体的には、温度センサは外付け非接触式温度センサである。

【0047】

誘導コイル８１１とスプレーリング８１２とが同軸に設けられることを確保するために、誘導コイル８１１は誘導コイル取付部８１３をさらに含み、誘導コイル８１１は誘導コイル取付部８１３内に取り付けられ、スプレーリング８１２は誘導コイル取付部８１３と同軸に設けられ、且つ誘導コイル取付部８１３に固定的に接続されている。

【0048】

一実施例において、誘導コイル取付部８１３と、スプレーリング８１２とは一体成形構造である。

【0049】

図１２を参照するように、さらに、スプレーリング８１２の内輪側壁には、収容キャビティに連通するスプレー孔８１２１が開口している。一つの実施例において、スプレーリング８１２の内環側壁の軸線に沿って等間隔で複数のスプレー孔８１２１が設けられ、それによりスプレーリング８１２内に位置するワーク４の一部に対する全方位のスプレーを実現し、焼入れ効果及び加工品質を向上させる。

【0050】

同時に、スプレーリング８１２に収容キャビティと連通する入液管８１２２が設けられ、使用時に油圧ポンプの出力端は入液管８１２２と連通し、油圧ポンプ内の焼入れ液は入液管８１２２によってスプレーリング８１２の収容キャビティ内に入る。油圧ポンプは焼入れ液を加圧して焼入れ液をスプレーリング８１２の収容キャビティ内に進入させ、収容キャビティ内に進入した焼入れ液は複数のスプレー孔８１２１から噴射され、それによりワーク４を急冷する。

【0051】

一実施例において、十分な焼入れ液を確保するために、スプレーリング８１２に２つの給液管８１２２が設けられる。

【0052】

一実施例において、油圧ポンプは水ポンプであり、焼入れ液は安価で入手しやすい水を選択することができ、無論、ここではあまり制限なく他の焼入れ液を選択することもできる。

【0053】

一実施例において、本実施例における第１のロボット８２及び第２のロボット７はいずれも六軸マニピュレータであってもよい。

【実施例2】

【0054】

本実施形例は、実施例１で提供される焼入システムを使用して、ワーク４を焼入れする焼入方法を提供する。

【0055】

具体的には、ワーク４を焼入れする時に、挟持ツールはワーク４が誘導コイル部８１を通過させるように駆動すると同時に、焼入れツールは、ワーク４が誘導コイル部８１の中心を通過させるように、誘導コイル部８１の姿勢を調整する。即ち、挟持ツールはワーク４の移動を駆動し、ワーク４が誘導コイル部８１を通過させると同時に、誘導コイル部８１も対応して姿勢調整を行い、ワーク４が誘導コイル部８１を通過する部分の軸線を誘導コイル部８１の軸線と重なるため、ワーク４の折り曲げ部分が誘導コイルを円滑に通過させ、一方、誘導コイル部８１がワーク４に対する焼入れ効果を確保する。

【0056】

具体的には、誘導焼入れ過程において、制御装置によって第２のロボット７の移動軌跡及び移動速度を制御し、ワーク４の移動軌跡及び移動速度の制御を実現し、制御装置は、第１のロボット８２の姿勢を制御する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2022-11-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼入システムであって、
ワーク（４）を挟持するための挟持ツールであって、前記ワーク（４）を空間内におい
て移動するように駆動できる挟持ツールと、
誘導コイル部（８１）を含み、前記ワーク（４）が前記誘導コイル部（８１）の中心を
通過させるように、前記誘導コイル部（８１）の姿勢を調整して前記ワーク（４）の焼入
れを完了することが可能な焼入れツールと、を含み、
前記挟持ツールは、
取付部（１）と、第１の挟持部（２）と、第２の挟持部（６）と、浮動部（３）とを含み、
前記第１の挟持部（２）は前記取付部（１）に固定的に取り付けられ、
前記第２の挟持部（６）は前記取付部（１）に取り付けられ、且つ前記第２の挟持部（６）の前記第１の挟持部（２）に対する距離が調整でき、前記第１の挟持部（２）および第２の挟持部（６）は、前記挟持ツールにワーク（４）を挟持するために使用され、
前記第２の挟持部（６）は、前記浮動部（３）に固定的に取り付けられ、前記浮動部（３）は、前記取付部（１）に取り付けられ、且つ前記浮動部（３）は前記取付部（１）に対して浮動でき、これにより前記第２の挟持部（６）の前記第１の挟持部（２）に対する距離は、前記第２の挟持部（６）の浮動によって調整でき、前記浮動部（３）により、第２の挟持部（６）の第１の挟持部（２）に対する距離は、前記ワーク（４）の変形に伴って微調整することができ、
前記挟持ツールはゼロ復帰機構（５）をさらに含み、前記ゼロ復帰機構（５）は前記取付部（１）に設けられ、前記ゼロ復帰機構（５）は、前記浮動部（３）を前記取付部（１）に固定することができ、前記ゼロ復帰機構（５）はタイロッド（５１）を含み、前記タイロッド（５１）は、取付部（１）に当接して浮動部（３）を浮動できないように、または浮動部（３）から離脱して浮動部（３）を浮動可能となるように、浮動部（３）を選択的に引っ張ることができる
ことを特徴とする、前記焼入システム。

【請求項2】

前記誘導コイル部（８１）は、
前記ワーク（４）を加熱するための誘導コイル（８１１）と、スプレーリング（８１２）とを含み、
前記スプレーリング（８１２）は環状構造で、且つ前記誘導コイル（８１１）と同軸に設けられ、前記スプレーリング（８１２）内には収容キャビティが設けられており、前記収容キャビティは、焼入れ液を前記収容キャビティ内に搬送して前記ワーク（４）に対して噴霧するための油圧ポンプに連通する、ことを特徴とする請求項１に記載の焼入システム。

【請求項3】

前記誘導コイル部（８１）は、誘導コイル取付部（８１３）をさらに含み、前記誘導コ
イル（８１１）は前記誘導コイル取付部（８１３）内に取り付けられ、前記スプレーリン
グ（８１２）は前記誘導コイル取付部（８１３）と同軸に設けられ、且つ前記誘導コイル
取付部（８１３）に固定的に接続されている、請求項２に記載の焼入システム。

【請求項4】

前記スプレーリング（８１２）の内輪側壁には、前記収容キャビティに連通するスプレ
ー孔（８１２１）が開口している、請求項２に記載の焼入システム。

【請求項5】

前記焼入れツールは、前記誘導コイル（８１１）の温度を検出するための温度センサを
さらに含む、請求項２に記載の焼入システム。

【請求項6】

前記焼入れツールは、第１のロボット（８２）をさらに含み、前記誘導コイル部（８１
）は、前記第１のロボット（８２）の出力端に設けられ、前記第１のロボット（８２）は
、前記誘導コイル部（８１）の姿勢を調整できる、請求項１に記載の焼入システム。

【請求項7】

前記挟持ツールは、第２のロボット（７）をさらに含み、前記取付部（１）は、前記第
２のロボット（７）の出力端に設けられ、前記第２のロボット（７）は、前記取付部（１
）を空間内において移動するように駆動できる、請求項１に記載の焼入システム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれかに記載の焼入システムを用いてワーク（４）を焼入れする焼入方法であって、焼入れする際に、挟持ツールは、前記ワーク（４）が誘導コイル部（８１）を通過させるように駆動し、焼入れツールは、前記ワーク（４）が前記誘導コイル部（８１）の中心を通過させるように、前記誘導コイル部（８１）の姿勢を調整することを特徴とする、前記焼入方法。

【国際調査報告】