高頻熱處理裝置的製作方法

2023-05-27 14:30:21 2

專利名稱：高頻熱處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於高頻淬火等的高頻熱處理裝置。尤其是本發明的高頻熱處理裝置 適用於發動機的曲軸、凸輪軸等的淬火。
背景技術：
發動機的曲軸100例如為圖8那樣的形狀，分別具有多個用於按照可旋轉凸輪軸 自身的方式支承的軸部101、和活塞(未圖示)卡合的連杆頸部102。而且，作為將這些多個連杆頸部102及軸部101—次進行淬火的裝置，有圖9所示 的高頻熱處理裝置110。高頻熱處理裝置110是通過彈簧112分別懸掛多個線圈-變壓器組10的裝置。在此，線圈一變壓器組10是將用於對連杆頸部102進行淬火的高頻加熱線圈115 和向該高頻加熱線圈115供給高頻電流的變壓器116組合而成的。此外，高頻加熱線圈115被夾在規定的外裝板120內而保持，在高頻加熱線圈115 的下部側配置有噴射冷卻水的開口組121。另外，變壓器116被組裝成長方形的框體122支承。高頻熱處理裝置110如圖9(a)所示，在將線圈-變壓器組10拉到上部側的狀態 下安裝作為工件的曲軸100。而且，使線圈-變壓器組10下降，將高頻加熱線圈115覆蓋在各連杆頸部102上。 在該狀態下，使作為工件的曲軸100以軸部101為中心旋轉。而且，向高頻加熱線圈115供 給高頻電流，在曲軸100激勵感應電流，使曲軸100升溫。在此，各連杆頸部102位於離開作為旋轉中心的軸部101的位置，因此，如圖10那 樣，各連杆頸部102相對於作為旋轉中心的軸部101公轉。現有技術的高頻熱處理裝置110，如上所述，利用彈簧112懸掛線圈-變壓器組 10，因此，其追隨連杆頸部102的公轉而移動。但是，在現有技術的高頻熱處理裝置110中，線圈-變壓器組10僅通過彈簧112懸 掛，對動作方向及姿勢沒有限制。因此，在淬火作業的進行中，線圈-變壓器組10往往向扭 曲方向移動。即，在淬火作業的進行中，有時線圈-變壓器組10向圖8的箭頭方向轉動。其 結果是，線圈-變壓器組10與其它部件衝撞，不能追隨軸部101的公轉，高頻加熱線圈115 有時會離開連杆頸部102。

發明內容
因此，本發明著眼於現有技術的上述問題點，其課題在於，為了提高線圈-變壓器 組10相對於工件的追隨性，開發了線圈相對於工件的追隨性高的高頻加熱裝置。為解決上述課題，本發明提供一種高頻熱處理裝置，其將對工件進行高頻加熱 的線圈和向線圈供給高頻電流的變壓器組合而構成一組線圈-變壓器組，具備將上述線 圈-變壓器組保持為能夠相對於裝置主體移動的保持構造部，其特徵在於上述保持構造部具有在垂直方向擺動或水平移動的保持部件、和直接或間接對該保持部件向上方施力的 上方施力部件，上述線圈-變壓器組被保持部件支承。在本發明的高頻熱處理裝置中，使保持部件支承線圈-變壓器組。而且，利用上方 施力部件對保持部件向上方施力，負擔線圈-變壓器組的負荷。本發明所採用的保持部件 在垂直方向擺動或水平移動，因此，限制了扭曲方向的動作，線圈-變壓器組的動作及姿勢穩定。如上所述，只要在垂直方向擺動或水平移動即可，但從構造簡單且動作抵抗小的 觀點考慮，推薦採用在垂直方向擺動的構造。優選線圈-變壓器組按照能夠相對於保持部件在橫方向移動的方式安裝。例如，假設對上述那樣的曲軸的連杆頸部進行淬火的情況，連杆頸部102進行公 轉運動。因此，線圈-變壓器組為了追隨其運動，不僅在上下方向，而且在橫方向(水平方 向)也必須具有自由度。在此，如果線圈-變壓器組能夠相對於保持部件在水平方向移動，則線圈-變壓器 組在橫方向(水平方向)也具有自由度，能夠容易地追隨連杆頸部102的公轉運動。另外，即使線圈-變壓器組為按照能夠在保持部件上擺動的方式懸掛的構造，線 圈-變壓器組在橫方向也具有自由度，線圈-變壓器組在橫方向(水平方向)也具有自由 度，從而能夠容易地追隨連杆頸部102的公轉運動。優選設置按照線圈-變壓器組的姿勢成為垂直姿勢的方式進行施力的姿勢保持 單元。在線圈-變壓器組上連接有用於供給供電線及冷卻水的配管。因此，線圈-變壓 器組多數情況被供電線或管按壓，成為在自然狀態下傾斜的姿勢。因此，優選設置按照線 圈-變壓器組的姿勢成為垂直姿勢的方式進行施力的姿勢保持單元，矯正線圈-變壓器組 的姿勢。優選上方施力部件具有彈簧。優選上方施力部件具有彈簧、通過上述彈簧轉動的偏心轉動部件、通過上述偏心 轉動部件旋轉的旋轉部件、和將上述旋轉部件和線圈-變壓器組連接的線狀部件，利用彈 簧的作用力對線圈-變壓器組向上方施力，偏心轉動部件具有通過轉動姿勢改變與彈簧的 軸線相接的位置，使伴隨彈簧的作用力變化的偏心轉動部件的轉矩的變化減少的功能。根據本發明，由於彈簧的作用力的變化被修正，所以線圈-變壓器組的動作穩定。優選上方施力部件具有在水平方向配置的彈簧、與上述彈簧連接的線狀部件、和 旋轉體，線狀部件懸架設置於旋轉體，從水平方向向上下方向進行方向轉換。根據本結構，可以降低裝置的整體高度。優選具備使線圈-變壓器組和保持部件和上方施力部件一體進行升降的升降單兀。另外，優選設為具備多個線圈-變壓器組的結構。本發明的高頻加熱裝置，線圈相對於工件的追隨性高，難以產生加熱不均。因此， 本發明的高頻加熱裝置的熱處理的可靠性高。


圖1是本發明第一實施方式的高頻加熱裝置的主要部分立體圖。圖2是從與圖1不同的方向觀察到的本發明第一實施方式的高頻加熱裝置的主要 部分的立體圖。圖3是本發明第一實施方式的高頻加熱裝置的主要部分的正面圖。圖4是本發明第二實施方式的高頻加熱裝置的主要部分的立體圖。圖5是本發明第二實施方式的高頻加熱裝置的主要部分的正面圖。圖6(a) (b)是說明本發明第二實施方式中採用的上方施力部件的功能的說明圖。圖7是本發明第三實施方式的高頻加熱裝置的主要部分的正面圖。圖8是現有技術的高頻加熱裝置的主要部分的立體圖。圖9是說明現有技術的高頻加熱裝置的功能的說明圖。圖10是表示在高頻加熱裝置上安裝曲軸並進行淬火時的軸部和連杆頸部的動作 狀態的說明圖。
具體實施例方式下面，對本發明的實施方式做進一步說明。如圖1 3所示，本發明第一實施方式的高頻加熱裝置1是在保持部件2上懸掛 有線圈-變壓器組10的裝置。線圈-變壓器組10的構造與說明現有技術時示例的構造相同。本實施方式的高頻加熱裝置1具有按照可以在裝置主體5上垂直移動的方式安裝 的底板3，在該底板3上安裝有主要的部件。如圖1、2、3所示，底板3是設於裝置主體5的垂直面上的部件，按照通過直線導軌 6在上下方向可移動的方式安裝。此外，在底板3安裝有汽缸7，通過使汽缸7的連杆伸縮， 底板3進行上下升降。在本實施方式的高頻加熱裝置1中，在底板3上安裝有保持部件2。本實施方式中 採用的保持部件2為杆狀，一端側經由銷11與底板3連接。銷11使軸線朝向水平方向配 置。因而，保持部件2在上下方向(箭頭A方向)擺動，自由端側上下移動。在本實施方式 中，保持部件2以銷11為中心擺動，其自由度僅限於上下擺動。另外，在保持部件2的下面設有直線導軌12。直線導軌12由軌道部件13和直線 移動部件15構成，直線移動部件15與軌道部件13卡合併直線移動。在本實施方式中，直線導軌12的軌道部件13被安裝於保持部件2的下面。而且，線圈-變壓器組10經由銷16被安裝於直線導軌12的直線移動部件15上。在此，銷16的軸線方向是水平方向，即與保持部件2正交的方向，因此，線圈-變 壓器組10在保持部件2的下部側沿保持部件2的長度方向擺動。S卩，沿圖1中的箭頭B方 向擺動。因而，線圈-變壓器組10也可以在橫方向動作。另外，如上所述，在保持部件2的下面設有直線導軌12，線圈-變壓器組10由該直 線導軌12支承，因此，線圈-變壓器組10可以沿保持部件2的長度方向直線移動，但在通 常的運轉時，利用未圖示的鎖定機構阻止線圈-變壓器組10的直線移動。在本實施方式中，直線導軌12隻是在進行線圈-變壓器組10的更換或維護時才發揮功能。具體而言，在進行線圈-變壓器組10的維護時，使其沿直線導軌12在水平方向 (箭頭C方向)移動，從另一線圈-變壓器組10列拉開。在底板3上安裝有臂20。臂20具有垂直部和從垂直部的前端伸出的水平部。而 且，從臂20的水平部懸掛有彈簧(上方施力部件)23，且彈簧23的另一端側與上述的保持 部件2連接。因而，保持部件2通過彈簧23被向上方施力，線圈-變壓器組10等的重量和彈簧 23的拉伸力平衡，將保持部件2保持在水平姿勢。另外，在本實施方式中，在保持部件2和線圈-變壓器組10的框體122之間安裝 有彈簧(姿勢保持單元)25。彈簧(姿勢保持單元)25是為了將線圈-變壓器組10的姿勢保持在垂直姿勢而 設置的。即，為了製圖的方便，省略圖示，在線圈-變壓器組10上安裝有多個供電線及配 管，線圈-變壓器組10的姿勢因它們的重量而傾斜。於是，在本實施方式中，在保持部件2 和線圈-變壓器組10之間設置有彈簧(姿勢保持單元)25，通過按壓線圈-變壓器組10， 矯正線圈-變壓器組10的姿勢。在本實施方式的高頻加熱裝置1中，如圖1所示，在線圈-變壓器組10在上方待 機的狀態下，安裝作為工件的曲軸100。而且，使汽缸7的連杆收縮，降下底板3，使線圈-變壓器組10下降，將高頻加熱線 圈115覆蓋在各連杆頸部102上。在該狀態下，使作為工件的曲軸100以軸部101為中心 旋轉。而且，向高頻加熱線圈115供給高頻電流，在曲軸100上激勵感應電流，使曲軸100升溫。工件的各連杆頸部102如上所述，相對於軸部101公轉，但在本實施方式的高頻加 熱裝置1中，線圈-變壓器組10在水平方向和垂直方向具有自由度，追隨連杆頸部102的 公轉而移動。S卩，在本實施方式的高頻加熱裝置1中，線圈-變壓器組10懸掛在保持部件2上， 保持部件2上下擺動，因此，線圈-變壓器組10可以追隨連杆頸部102的上下移動。另外，在本實施方式的高頻加熱裝置1中，線圈-變壓器組10經由銷16安裝於直 線導軌12上，因此，線圈-變壓器組10也可以以銷16為中心進行擺動。因此，線圈-變壓器組10也可以追隨工件的連杆頸部102的水平移動。因此，線圈-變壓器組10可以追隨連杆頸部102的公轉而移動。而且，對於本實施方式的高頻加熱裝置1，保持部件2的自由度僅限於上下擺動， 因此，線圈-變壓器組10不會總是平行移動且扭曲。因此，線圈-變壓器組10在移動中不 會與其它部件接觸。在以上說明的實施方式中，上方施力部件只不過是懸掛有彈簧23，對於彈簧23， 因其全長而產生的負荷發生變化。即，圖示的線圈彈簧23，與拉伸成比例地產生的負荷發生變化。在此，在線圈-變壓器組10的上下動作小，且彈簧23產生的負荷的變化小時，如 上所述，通過只是懸掛有彈簧23的構造的上方施力部件發揮足夠的功能，但在淬火的工件 大且線圈-變壓器組10的上下動作大時，也有時不能忽視彈簧23產生的負荷的變化。
在這種情況下，推薦安裝修正彈簧負荷的變化的部件。圖4是本發明的第二實施方式，表示的是具備修正彈簧負荷的變化的功能的例子。本實施方式的高頻加熱裝置30隻是上方施力部件31的構造與之前的實施方式不 同。因此，對同一部件標註同一序號，並省略重複的說明，高頻加熱裝置30的說明僅限於上 方施力部件31的說明。在高頻加熱裝置30的上方施力部件31中，彈簧40在水平方向配置。而且，彈簧 40的一端安裝於臂41的局部，在彈簧40的另一端安裝有線狀部件45。在此，在本實施方 式中，線狀部件45是鏈條，但也可以是金屬線或帶。另外，在本實施方式的上方施力部件31中，作為特徵的部件，具備偏心轉動部件 46和旋轉部件47。偏心轉動部件46為近似凸輪的形狀，形成例如漸開式曲線那樣的從旋轉中心到 外周部的距離因角度而不同的外形形狀。在偏心轉動部件46的外周設有鏈條卡合的凹凸 形狀。偏心轉動部件46以軸48為中心旋轉。偏心轉動部件46也可以以從中心取下圓形 部件後的位置為旋轉中心轉動。旋轉部件47為圓形的鏈輪，與偏心轉動部件46為一體，通過偏心轉動部件46進 行旋轉。在本實施方式中，安裝於彈簧40的另一端的線狀部件(鏈條)45與偏心轉動部件 46的外周部卡合，通過彈簧40的張力使偏心轉動部件46旋轉。另外，旋轉部件47與另一個線狀部件(以下稱作懸掛用線狀部件)50卡合，懸掛 用線狀部件50的另一端連接有保持部件2。此外，懸掛用形狀部件50也是鏈條。在本實施方式所採用的上方施力部件31中，在彈簧40伸出且彈簧40產生的張力 大的情況下，如圖6(a)那樣，偏心轉動部件46與線狀部件45的接線51的位置、和偏心轉 動部件46的旋轉中心(軸48)的距離X小。因此，轉矩是大的張力和短的距離的積。另一方面，在彈簧40收縮且彈簧40產生的張力小的情況下，如圖6 (b)那樣，偏心 轉動部件46與線狀部件45的接線51的位置、和偏心轉動部件46的旋轉中心(軸48)的 距離X大。因此，轉矩是小的張力和長的距離的積。因此，根據上方施力部件31，即使彈簧40的張力發生變化，也可以通過偏心轉動 部件46修正轉矩，從而轉矩的變化小。圖7所示的高頻加熱裝置60是本發明的第三實施方式，省略偏心轉動部件46，將 設於彈簧40的另一端的線狀部件45直接連接於保持部件2。
在本實施方式中，旋轉部件57為可空轉的鏈輪，其作為用於改變線狀部件45的方 向的部件使用。在圖7所示的高頻加熱裝置60中，保持部件2不具備直線導軌12。在高頻加熱裝 置60中，線圈-變壓器組10以銷16為中心進行擺動。在以上說明的實施方式中，示例了利用螺旋彈簧的上方施力部件23、31，但也可以 利用盤簧來代替螺旋彈簧。另外，在上述的實施方式中，示例了保持部件2以銷11為中心進行擺動，但保持部 件2也可以被支承於直線導軌等上並進行平行移動。權利要求
1.一種高頻熱處理裝置，其將對工件進行高頻加熱的線圈和向線圈供給高頻電流的變 壓器組合而構成一組線圈-變壓器組，具備將所述線圈一變壓器組保持為能夠相對於裝置 主體移動的保持構造部，其特徵在於所述保持構造部具有在垂直方向擺動或水平移動的保持部件、和直接或間接對該保持 部件向上方施力的上方施力部件，所述線圈-變壓器組被保持部件支承。
2.如權利要求1所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於保持部件按照能夠擺動的方式安裝在其它部件上。
3.如權利要求2所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於線圈-變壓器組按照能夠相對於保持部件在橫方向移動的方式安裝。
4.如權利要求2所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於線圈-變壓器組按照能夠擺動的方式懸掛在保持部件上。
5.如權利要求4所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於具有按照線圈-變壓器組的姿勢成為垂直姿勢的方式進行施力的姿勢保持單元。
6.如權利要求2所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於上方施力部件具有彈簧。
7.如權利要求2所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於上方施力部件具有彈簧、通過所述彈簧轉動的偏心轉動部件、通過所述偏心轉動部件 旋轉的旋轉部件、和將所述旋轉部件和線圈-變壓器組連接的線狀部件，利用彈簧的作用 力對線圈-變壓器組向上方施力，偏心轉動部件具有通過轉動姿勢改變與彈簧的軸線相接 的位置，使伴隨彈簧的作用力變化的偏心轉動部件的轉矩的變化減少的功能。
8.如權利要求2所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於上方施力部件具有在水平方向配置的彈簧、與所述彈簧連接的線狀部件、和旋轉體，線 狀部件懸架設置於旋轉體，從水平方向向上下方向進行方向轉換。
9.如權利要求2所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於具備使線圈-變壓器組、保持部件和上方施力部件一體進行升降的升降單元。
10.如權利要求2所述的高頻熱處理裝置，其特徵在於具備多個線圈-變壓器組。
全文摘要
本發明提供一種高頻加熱裝置，以提高線圈一變壓器組(10)相對於工件的追隨性為目的，以開發線圈相對於工件的追隨性高的高頻加熱裝置為課題。在高頻加熱裝置(1)中，在底板(3)上安裝有保持部件(2)。保持部件(2)為杆狀，一端側經由銷(11)與底板(3)連接，因此，保持部件(2)在上下方向(箭頭A方向)上擺動，其自由度僅限於上下擺動。在保持部件(2)的下面設有直線導軌(12)。線圈-變壓器組(10)經由銷(16)安裝於直線導軌(12)的直線移動部件(15)。
文檔編號C21D9/30GK102041363SQ20091020416
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者塚本升, 渡邊弘子, 長尾武彥 申請人:富士電子工業株式會社