淬火加工装置的制作方法

文档序号:19152288发布日期:2019-11-16 00:13阅读:231来源:国知局
淬火加工装置的制作方法

本发明涉及一种进行被加工件的加工的淬火加工装置。



背景技术:

以往,例如在专利文献1中提出有一种加工装置,在包括辊而构成的第1支承机构中,对于从进给机构输送来的被加工件即钢管,一边进行支承一边朝进给方向的下游侧输送,在配置于支承机构的下游侧的加热机构中,对输送来的钢管进行加热,然后,在配置于加热机构的下游侧的第2支承机构中,对于输送来的钢管一边进行支承一边使其朝规定方向移动,由此对由加热机构加热后的被加工件的部分赋予弯曲载荷,将钢管弯曲加工成所希望的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5304893号公报

专利文献2:日本专利第4825019号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

在上述专利文献1所记载的加工装置中,在第1支承机构中由辊支承被加工件即钢管的支承位置与加热机构之间的距离,是成为加工产品的从端部起的多余长度的部分,因此从加工产品的成品率的观点出发,其越短越好。但是,当为了缩短由辊支承被加工件的支承位置与加热机构之间的距离而使辊过度接近加热机构时,由于加热机构的加热而辊成为高温。其结果,辊产生损伤。在上述专利文献1所记载的加工装置中,对这一点未作任何考虑。因此,存在如下课题:难以消除来自加热机构的热对辊的损伤而将辊相对于加热机构配置得更近以实现加工产品的成品率的提高。

本发明是鉴于这样的课题而完成的,其目的在于提供一种淬火加工装置,能够消除来自加热机构的热对辊的损伤而将辊相对于加热机构配置得更近,由此实现加工产品的成品率的提高。

用于解决课题的手段

本发明的淬火加工装置为,进行被加工件的加工,其构成为,具有:输送机构,将被加工件沿着长度方向进行输送;支承机构,配置于比输送机构靠被加工件的输送方向的下游侧,支承被加工件;以及加热机构,对被加工件进行加热。支承机构形成为,包括辊,该辊与被加工件的外表面抵接,在内部具备供冷却介质通过的中空构造。辊形成为,包括:外圈部,与被加工件的外表面抵接;轴,配置在外圈部的内侧,将外圈部支承为能够旋转,且在内部具备中空构造;以及滑动轴承,配置在外圈部与轴之间。

发明的效果

根据本发明,由于来自加热机构的热对辊的损伤消失,因此能够将辊相对于加热机构配置得更近,因此能够提高加工产品的成品率。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的淬火加工装置的概要构成的一例的图。

图2是表示本发明的实施方式,并表示图1所示的支承辊的概要构成的一例的图。

图3a是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承的具体方式例的图。

图3b是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承的具体方式例的图。

图3c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承的具体方式例的图。

图4a是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承的具体方式例的图。

图4b是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承的具体方式例的图。

图4c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承的具体方式例的图。

图5a是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承的组装方法的一例的图。

图5b是表示本发明的实施方式,并将图5a所示的滑动轴承放大的图。

图5c是表示本发明的实施方式,且是图5a所示的滑动轴承的组装方法的截面图。

图5d是表示本发明的实施方式,且是图5c所示的滑动轴承的拆卸方法的截面图。

图6a是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部的形状的具体方式例的图。

图6b是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部的形状的具体方式例的图。

图6c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部的形状的具体方式例的图。

图7a是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部的配置的具体方式例的图。

图7b是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部的配置的具体方式例的图。

图7c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部的配置的具体方式例的图。

图8a是表示比较例,并表示在外圈部与轴之间设置有滚动轴承的情况下的例子的图。

图8b是表示比较例,并表示在图8a所示的外圈部的内侧产生的应力的图。

图8c是表示本发明的实施方式,并表示在外圈部与轴之间设置有滑动轴承的情况下的例子的图。

图8d是表示本发明的实施方式,并表示在图8c所示的外圈部的内侧产生的应力的图。

图9a是表示比较例的支承辊,并表示在轴与辊保持架之间设置有滚动轴承的情况的一例的图。

图9b是表示本发明的实施方式的支承辊,并表示在轴与外圈部之间设置有滑动轴承的情况下的一例的图。

图9c是对于图9a所示的比较例的支承辊的情况以及图9b所示的本发明的实施方式的支承辊的情况,表示各要素的一例的图。

图10a是表示本发明的实施方式,并表示作为图2所示的支承辊的外圈部的材质而使用了奥氏体系不锈钢的情况下的该支承辊随时间经过而产生的温度变化的一例的图。

图10b是表示本发明的实施方式,并表示作为图2所示的支承辊的外圈部的材质而使用了非磁性的陶瓷的情况下的该支承辊随时间经过而产生的温度变化的一例的图。

图10c是对于比较例的支承辊的情况、图10a所示的本发明的实施方式的支承辊的情况以及图10b所示的本发明的实施方式的支承辊的情况,表示基于试验加工条件的温度特性的一例的图。

图11a是表示本发明的实施方式,并表示外圈部与滑动轴承之间的关系的一例的图。

图11b是表示比较例,并表示外圈部与滑动轴承之间的关系的一例的图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的实施方式的淬火加工装置100的概要构成的一例的图。淬火加工装置100构成为,具有输送机构110、支承机构120、加热机构130、冷却机构140、把持机构150、冷却介质供给机构160、控制装置170、输入装置180以及显示装置190。

作为本实施方式的淬火加工装置100,对假定为对被加工件200三维地进行弯曲加工的三维热弯曲淬火(3dimensionalhotbendingandquench:3dq)加工装置的例子进行说明。但是,在本发明中,并不限定于该三维热弯曲淬火加工装置,也可以将三维热弯曲淬火加工装置以外的其他淬火加工装置(例如,二维弯曲淬火加工装置)应用于本发明。进而,在本发明中,并不限定于进行被加工件200的弯曲加工的弯曲加工装置,只要是对被加工件200进行淬火加工的装置就能够应用。

此外,在本实施方式中,作为被加工件200,对假定为具有圆形状的横截面的钢管的例子进行说明。此时,作为被加工件200即钢管,例如,优选使用外径为10[mm]~200[mm]左右、壁厚为1[mm]~8[mm]左右的钢管。如此,在本实施方式中,作为被加工件200,对假定为钢管的例子进行说明,但在本发明中并不限定于该钢管,只要由金属制的材料构成,则也可以将其他被加工件应用于本发明。此外,被加工件200的横截面的形状并不限定于上述圆形状,例如,也可以是矩形等多边形、椭圆等其他形状。此外,被加工件200也可以是实心的棒状部件。此外,被加工件200的材质例如除了钢铁、特殊钢以外,也可以铝、铝合金、钛等各种金属。

(输送机构110)

输送机构110设置于淬火加工装置100的上游侧,是将被加工件200沿着该被加工件200的长度方向进行输送的机构。具体而言,输送机构110例如把持被加工件的上游侧端部201,并且基于来自控制装置170的控制使被加工件200沿着长度方向连续地或者间歇地移动而进行输送。图1是表示基于该输送机构110的被加工件200的长度方向的输送方向111的一例的图。在图1所示的例子中,将被加工件200的输送方向111设为x轴方向。此外,在图1中,将与被加工件200的输送方向111的x轴方向相互正交的两个方向分别设为y轴方向以及z轴方向而进行图示。此时,在图1中,y轴方向例如是相当于被加工件200的宽度方向的方向。此外,z轴方向是相当于铅垂方向的方向。

(支承机构120)

支承机构120为如下机构:与输送机构110进行移动的方向平行地配置在比输送机构110靠被加工件200的输送方向111的下游侧的位置,且配置在比对被加工件200进行加热的加热机构130靠输送方向111的上游侧的位置,对被加工件200的一部分进行引导。该支承机构120例如构成为,包括:支承辊121,在被加工件200的长度方向(输送方向111)的一部分,以覆盖被加工件200的外周的方式配置;以及支承部件,为了使该支承辊121与被加工件200的外表面抵接而对其进行支承。另外,支承机构120的配置并不限定于此。即,支承机构120也可以配置在比对被加工件200进行加热的加热机构130靠输送方向111的下游侧。

此外,在图1所示的例子中,在被加工件200的输送方向111上,在不同的位置上配置有多个支承辊121。另外,在本实施方式中,支承辊121的外径例如为10[mm]~100[mm]左右。在以下的说明中,根据需要,例如在关注支承辊121所配置的输送方向111的位置而对支承辊121进行说明时,将最接近加热机构130的支承辊121设为“第1支承辊121-1”、将第2接近加热机构130的支承辊121设为“第2支承辊121-2”来进行说明。此外,例如,在不特别关注支承辊121所配置的输送方向111的位置、而对各个支承辊121-1以及121-2代表性地进行说明时,简称为“支承辊121”而进行说明。

此外,如图1所示,第1支承辊121-1以及第2支承辊121-2在x轴方向的不同位置上,夹着被加工件200而成对地配置。另外,在上述实施方式中,示出了将第1支承辊121-1以及第2支承辊121-2配置于被加工件200的输送方向111上的不同位置的情况。但是,本发明并不限定于此,也包括将3个以上的支承辊121设置在x轴上的不同位置的方式。

支承机构120为,通过以覆盖被加工件200的外周的方式配置的支承辊121,能够主要在该被加工件200的径向上支承被加工件200的长度方向(输送方向111)的一部分。在淬火加工装置100中,通过把持机构150对由加热机构130加热后的被加工件200的高温部分施加弯曲载荷,由此进行弯曲加工。对被加工件200施加的弯曲载荷主要具有被加工件200的径向的成分。因此,在该弯曲加工中,通过对被加工件200施加的弯曲载荷,对支承机构120的支承辊121作用弯曲方向的加工反力即弯曲加工反力。

此外,在本实施方式的支承机构120中,在支承辊121的内部设置有供用于冷却该支承辊121的冷却介质通过的中空构造122。通过使冷却介质在支承辊121内部的中空构造122中通过,由此能够得到基于散热的冷却效果,能够抑制由于加热机构130的加热而引起的支承辊121的温度上升等。因此,在本实施方式中,与未设置该中空构造122的情况相比,支承辊121(尤其是第1支承辊121-1)由于高温(例如约200℃)而产生的损伤较少,能够将支承辊121相对于加热机构130更接近地配置。由此,如图1所示,能够缩短由第1支承辊121-1支承被加工件200的支承位置s与加热机构130之间的距离l1。当支承位置s与加热机构130之间的距离l1变短时,能够缩短会成为多余长度的部分,该多余长度是通过对被加工件200进行弯曲加工而得到的弯曲加工产品的从端部起的多余长度。其结果,本实施方式能够提高弯曲加工产品的成品率。另外,根据在加热机构130的上游侧的位置设置支承辊121而进行弯曲加工的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。即,只要由第1支承辊121-1支承被加工件200的支承位置s与加热机构130和支承辊121之间的距离l1变短,则能够得到相同的效果。例如,在将支承辊121设置于加热机构130的上游侧的位置而进行直管淬火加工的情况下,也能够得到相同的效果。此外,在将支承辊121设置于加热机构130的下游侧的位置而进行弯曲加工或者直管淬火加工的情况下,也能够得到相同的效果。

此外,支承机构120形成为,在被加工件200的输送方向111的不同位置上排列配置有多个支承辊121(在图1所示的例子中,至少为第1支承辊121-1以及第2支承辊121-2)。通过在上述支承辊121的内部设置供冷却介质通过的中空构造122而能够缩短距离l1的结果,更容易实现该情况。根据这种构成,在被加工件200的弯曲加工中,至少能够通过第1支承辊121-1或者第2支承辊121-2来支承被加工件200。因此,在本实施方式中,至少能够通过第1支承辊121-1或者第2支承辊121-2来承受上述弯曲加工反力。

接着,对支承辊121的概要构成的一例进行说明。

图2是表示本发明的实施方式,并表示图1所示的支承辊121的概要构成的一例的图。具体而言,图2表示支承辊121的z轴方向的截面图。

如图2所示,支承辊121构成为,包括外圈部1211、滑动轴承1212以及轴1213。此外,在图2中,表示作为滑动轴承1212而在z轴方向上设置有两个滑动轴承1212-1以及1212-2的例子。在以下的说明中,在对滑动轴承1212-1以及1212-2代表性地进行说明时,简称为“滑动轴承1212”而进行说明。此外,在图2中,表示在z轴方向上设置有两个滑动轴承1212-1以及1212-2的例子,但本发明并不限定于此,也包括设置3个以上滑动轴承1212的方式。

外圈部1211是与被加工件200的外表面抵接的部件。滑动轴承1212是设置在外圈部1211与轴1213之间的部件。轴1213配置在外圈部1211的内侧,是将外圈部1211支承为能够旋转、且在内部具备中空构造122的部件。此时,外圈部1211、滑动轴承1212、轴1213各自的芯处于同心圆上。轴1213的外侧表面与滑动轴承1212的内侧表面接触并滑动。具体而言,与被加工件200抵接的外圈部1211旋转,滑动轴承1212也同样地旋转。对载荷进行支承的轴1213不能旋转,固定于支承机构120的辊保持架(后述的图9b的辊保持架902)。在外圈部1211的内侧内装有将该外圈部1211支承为能够旋转的机构。

此外,在本实施方式中,如上所述,作为设置于外圈部1211与轴1213之间的轴承而设置有滑动轴承1212,因此,例如与作为该轴承而设置滚动轴承的情况相比,能够提高构造强度并且减薄轴承的壁厚。当能够提高构造强度时,例如能够增大把持机构150赋予的弯曲载荷,因此,更适合作为淬火加工装置100。此外,当能够减薄轴承的壁厚时,能够减小支承辊121的外径。因此,即便在图1所示的第1支承辊121-1的外表面与加热机构130的端部之间的最短距离l2为相同距离的情况下,也能够将支承位置s设定在更靠输送方向111的下游侧。即,由于能够进一步缩短距离l1,因此本实施方式能够进一步提高弯曲加工产品的成品率。

(加热机构130)

此处,再次返回到图1的说明。

加热机构130配置于比支承机构120靠被加工件200的输送方向111的下游侧,是对被加工件200进行加热的机构。例如,加热机构130构成为包括加热线圈,该加热线圈在被加工件200的长度方向(输送方向111)的一部分、以覆盖被加工件200的外周的方式配置。具体而言,例如,加热机构130构成为,通过控制装置170的控制,对加热线圈施加高频电流,由此对被加工件200进行加热。在该加热机构130中例如设置有从输送方向111的上游侧向下游侧通电高频电流的连通部,被加工件200在该连通部中通过。具体而言,例如,加热机构130的加热线圈卷绕设置在该连通部的周围,因此,与该连通部对应的加热机构130的内周侧的空间相当于加热机构130的加热对象的区域。

(冷却机构140)

冷却机构140配置于比加热机构130靠被加工件200的输送方向111的下游侧(在被加工件200的输送方向111上配置于加热机构130与把持机构150之间),是对由加热机构130加热后的被加工件200的高温部分进行冷却的机构。例如,冷却机构140基于控制装置170的控制,向由加热机构130加热后的被加工件200的高温部分喷射冷却介质,由此对该高温部分进行冷却。具体而言,在冷却机构140中设置有用于喷射冷却介质的喷射口,从该喷射口喷射冷却介质。此外,冷却机构140构成为,由控制装置170对所喷射的冷却介质的喷射量进行控制。另外,作为从冷却机构140喷射的冷却介质的一例,能够应用水。

例如,冷却机构140构成为,具有:喷射部件,在被加工件200的长度方向(输送方向111)的一部分,以覆盖被加工件200的外周的方式配置;以及供给机构,用于向该喷射部件供给冷却介质。此时,供给机构例如由供冷却介质循环的流路以及使冷却介质循环的泵等构成。具体而言,构成为,在喷射部件上设置有喷射口,从供给机构供给至喷射部件的冷却介质从该喷射口喷射。此外,控制装置170构成为,通过对从供给机构向喷射部件供给的冷却介质的量进行控制,由此对由冷却机构140喷射的冷却介质的喷射量进行控制。

(把持机构150)

把持机构150配置于比加热机构130靠被加工件200的输送方向111的下游侧,是能够把持被加工件200并且对该被加工件200施加弯曲载荷的机构。具体而言,在图1所示的例子中,把持机构150能够把持位于与由输送机构110把持的被加工件的上游侧端部201相反侧的被加工件的下游侧端部202,并且对该被加工件200施加弯曲载荷。此外,把持机构150构成为,由控制装置170控制对被加工件200施加的弯曲载荷的方向以及大小。

(冷却介质供给机构160)

冷却介质供给机构160是向支承辊121的中空构造122(更详细地说,是轴1213内部所具备的中空构造122)供给用于冷却该支承辊121(详细地说,是图2所示的轴1213、滑动轴承1212以及外圈部1211)的冷却介质的机构。具体而言,冷却介质供给机构160构成为,由控制装置170控制向中空构造122供给的冷却介质的供给量。另外,作为从冷却介质供给机构160供给的冷却介质的一例,能够使用液体,并能够与冷却机构140同样地应用水。此时,冷却介质供给机构160可以使作为冷却介质的一例的冷却水循环而进行供给,或者也可以不使冷却水循环而进行供给。

(控制装置170)

控制装置170例如是基于来自输入装置180的输入信息,相互联动地控制输送机构110、加热机构130、冷却机构140、把持机构150以及冷却介质供给机构160的驱动,由此进行将被加工件200弯曲加工成所希望的形状的处理的装置。具体而言,控制装置170例如根据从输入装置180输入的与产品形状相应的加工条件信息,一边使输送机构110以规定的输送速度沿着长度方向输送被加工件200,一边使加热机构130对被加工件200局部地进行加热,并使把持机构150对被加工件200的该被加热后的加热部分施加弯曲载荷,在其紧后,使冷却机构140对被加工件200的该加热部分进行冷却。由此,实现根据所希望的产品形状的被加工件200的弯曲加工。此外,根据需要,控制装置170例如进行在显示装置190中显示来自输入装置180的输入信息、被加工件200的弯曲加工处理的操作信息等的控制。

(输入装置180)

输入装置180是对控制装置170输入各种信息的装置。具体而言,例如输入装置180对控制装置170输入与上述产品形状相应的加工条件信息。

(显示装置190)

显示装置190是基于控制装置170的控制来显示各种信息的装置。具体而言,例如,显示装置190显示来自输入装置180的输入信息、被加工件200的弯曲加工处理的操作信息等。另外,该显示装置190也可以不是淬火加工装置100的一个构成,而能够成为与淬火加工装置100相独立的构成,也能够根据需要进行省略。

如以上说明的那样,淬火加工装置100形成为,包括与被加工件200的外表面抵接的支承机构120、以及在内部具备供冷却介质通过的中空构造122的支承辊121。根据这种构成,能够抑制由于加热机构130的加热而引起的支承辊121的温度上升等。进而,当如本实施方式那样设置有中空构造122时,与不设置该中空构造122的情况相比较,支承辊121由于热而产生的损伤较少,能够将支承辊121相对于加热机构130更接近地配置。由此,能够缩短图1所示的距离l1,因此能够缩短通过对被加工件200进行弯曲加工而得到的弯曲加工产品的端部的多余长度部分。其结果,能够提高弯曲加工产品的成品率。此外,能够抑制由于加热机构130的加热而引起的支承辊121的温度上升,其结果,能够减轻支承辊121的损伤,因此能够维持弯曲加工产品的良好操作。

此处,所谓成品率提高是指,能够进行弯曲加工的长度相对于被加工件200的全长变长。当成品率提高时,在被加工件200中无法作为材料进行利用的多余长度变少,因此无需切断多余长度的情况较多。即,当成品率提高时,切断作业取消,因此,能够省去产品的生产上的切断工序,因此能够享受生产上的较大优点。进而,能够抑制材料费。

此处,所谓良好操作是指,能够使用基于长寿命的消耗构件的加工装置,高精度地生产高质量的加工产品。所谓长寿命的加工装置是指,消耗品的更换频率较低的加工装置。在本实施方式的淬火加工装置100中,如果支承辊121的更换频率变低,则淬火加工装置100的寿命长寿命化。当淬火加工装置100的寿命长寿命化时,能够提高生产率,并成为良好操作。

所谓高质量的加工产品是指,相对于被加工件200的全长来说能够进行弯曲加工的范围较长、且被形状精度高地加工的产品。无法进行弯曲加工的范围(以下,称作弯曲加工极限)的长度,大致相当于支承辊121的支承位置s与加热机构130之间的距离l1。其原因在于,在弯曲加工时对被加工件200的下游侧赋予的弯曲力矩传递到被加工件200的加热区域,并且,传递到被加工件200的上游侧的弯曲力矩传递到支承辊121的支承位置s。根据这种构成,在被加工件200中的离上游端部的距离比加工极限长的范围内,能够对被加工件200的变形阻力降低了的高温区域稳定地赋予弯曲力矩。其结果,能够高精度地弯曲加工被加工件200。此外,当能够进行弯曲加工的范围相对于被加工件200的全长变长时,弯曲形状相对于产品形状的自由度能够增加,加工产品变得更优选。

此外,淬火加工装置100的支承辊121具备与被加工件200的外表面抵接的外圈部1211、以及在内部具备中空构造122的轴1213。轴1213将外圈部1211支承为能够旋转,且配置于外圈部1211的内侧。另外,轴1213能够保持强度即可,作为轴1213的材质,也可以是金属、陶瓷或者树脂。

此外,在本实施方式的淬火加工装置100中,即使在通过输送机构110将被加工件200输送到了输送方向111的最下游侧的情况下,也在输送机构110与加热机构130之间且在被加工件200的输送方向111上的不同位置配置有多个支承辊121(在图1所示的例子中,为第1支承辊121-1以及第2支承辊121-2)。根据这种构成,在被加工件200的弯曲加工中,至少能够通过第1支承辊121-1或者第2支承辊121-2来支承被加工件200,因此,至少能够通过第1支承辊121-1或者第2支承辊121-2来承受由于施加于被加工件200的弯曲载荷而作用的弯曲加工反力。由此,在本实施方式中,与仅通过一对支承辊121支承被加工件200的情况相比较,能够更稳定地支承被加工件200。其结果,在本实施方式中,能够将基于把持机构150的弯曲载荷更稳定地施加于由加热机构130加热后的被加工件200的高温部分,因此还能够提高弯曲加工精度。

《支承机构120的具体方式例》

其次,对支承机构120的具体方式例进行说明。

图3a~图3c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承1212-1以及1212-2的具体方式例的图。在该图3a~图3c中,对于与图2所示的构成相同的构成赋予相同的符号。具体而言,图3a表示滑动轴承1212-1以及1212-2的轴向(z轴方向)长度比外圈部1211的轴向(z轴方向)长度短的例子。图3b表示滑动轴承1212-1以及1212-2的z轴方向长度与外圈部1211的z轴方向长度大致相同的例子,这与图2所示的情况相同。图3c表示滑动轴承1212-1以及1212-2的z轴方向长度比外圈部1211的z轴方向长度长的例子。另外,在图2以及图3a~图3c中表示将滑动轴承1212在z轴方向上分割为两部分的例子,但本发明并不限定于该方式。

图4a~图4c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承1212的具体方式例的图。在该图4a~图4c中,对于与图2以及图3a~图3c所示的构成相同的构成赋予相同的符号。具体而言,图4a表示不将滑动轴承1212在轴向(z轴方向)上进行分割,而在z轴方向上构成一个滑动轴承1212的例子。图4b表示将滑动轴承1212在z轴方向上分割为两部分,而在z轴方向上构成两个滑动轴承1212-1以及1212-2的例子,这与图2所示的情况相同。图4c表示将滑动轴承1212在z轴方向上分割为三部分,而在z轴方向上构成3个滑动轴承1212-1~1212-3的例子。

此外,滑动轴承1212的材质并不限定于金属材料,也可以是树脂。滑动轴承1212的硬度优选小于轴1213的硬度。该滑动轴承1212的特征在于,对于外圈部1211通过轴向(z轴方向)的整面来承受加工反力的形状。

其次,对图2所示的滑动轴承1212的组装方法的一例进行说明。图5a是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的滑动轴承1212的组装方法的一例的图。具体而言,图5a表示在下夹具301中设置外圈部1211,在该外圈部1211上载放滑动轴承1212并且在该滑动轴承1212上载放上夹具302,使上夹具302朝下方移动,由此滑动轴承1212组装于外圈部1211。

此外,图5b是表示本发明的实施方式,并放大了图5a所示的滑动轴承1212的图。如图5a以及图5b所示,在本实施方式的滑动轴承1212上形成有狭缝12121。在将滑动轴承1212向在图5a中说明了的外圈部1211组装时,狭缝12121例如能够避免由非磁性的陶瓷形成的外圈部1211破损,因此具有容易进行该组装的效果。由于在滑动轴承1212上形成有狭缝12121,因此,在将滑动轴承1212向在图5a中说明了的外圈部1211组装时,能够避免外圈部1211破损。因此,能够容易地将滑动轴承1212组装于外圈部1211。

此外,该狭缝12121能够吸收由于加热机构130的加热而产生的热膨胀。其结果,能够减轻由于热膨胀而产生的滑动轴承1212对外圈部1211的载荷,能够减小外圈部1211的外径。在本实施方式中,在外圈部1211与轴1213之间设置有滑动轴承1212,因此能够形成狭缝12121。但是,滚动轴承一般在360°的周向上由外框和内框覆盖,因此难以形成狭缝12121。因此,在滚动轴承中,无法发挥形成该狭缝12121所带来的上述效果。

图5c是表示本发明的实施方式,且是图5a所示的滑动轴承1212的组装方法的截面图。此外,图5d是表示本发明的实施方式,且是图5c所示的滑动轴承的拆卸方法的截面图。在该图5c以及图5d中,对于与图5a以及图5b的构成相同的构成赋予相同的符号。在图5d中表示在下夹具311上设置组装了滑动轴承1212的外圈部1211,使上夹具312抵靠于滑动轴承1212朝下方移动,由此从外圈部1211拆卸滑动轴承1212的情况。

具体而言,通过图5c所示的方法,上夹具302的下端的凸部与滑动轴承1212的上端部在周向上以大致360°抵接,因此,滑动轴承1212的上端部的由于抵接而产生的周向的载荷变得均匀。然后,将上夹具302的下端向滑动轴承1212的上端部的内侧以两者呈同心圆状的方式插入。因此,插入所需要的朝轴向下方的载荷的方向稳定。并且,对滑动轴承1212的上端部施加的周向的载荷变得均匀,插入所需要的朝轴向下方的载荷的方向稳定,因此,能够减轻向外圈部1211的轴向以外的载荷的产生。如此,通过使用上夹具302与下夹具301,能够容易地将外圈部1211与滑动轴承1212呈同心圆状地配置,进而,能够使对滑动轴承1212进行插入的载荷的方向稳定。因此,能够减轻由于内装的滑动轴承1212与外圈部1211之间的偏心而产生的向外圈部1211的按压,因此,能够避免构成外圈部1211的例如非磁性的陶瓷产生龟裂、破损。此外,通过在滑动轴承1212上载放上夹具302并使上夹具302朝下方移动,由此能够容易地将滑动轴承1212组装于外圈部1211。

此外,在通过图5d所示的方法从外圈部1211拆卸滑动轴承1212时,将上夹具312载放于滑动轴承1212,朝轴向下方按压滑动轴承1212。通过按压而产生的朝下方的载荷的施加方法与上述插入时相同。并且,如图5d所示,在下夹具311上具有引导滑动轴承1212的圆柱形状的空洞,因此滑动轴承1212朝下方移动的方向与外圈部1211一致而成为同心圆状。其结果,能够减轻由于滑动轴承1212被拆卸而产生的朝外圈部1211的轴向以外的载荷的产生。

此外,让使用图5b所述的那样,在本实施方式的滑动轴承1212中,在轴向上形成有狭缝12121。并且,如使用图5a以及图5c说明了的那样,在将滑动轴承1212向外圈部1211组装时,即使由于插入以及拆卸作业而轴1213与外圈部1211之间成为按压状态,狭缝12121的间隙也变小,能够避免按压状态。通过进行这样的步骤,例如能够防止由非磁性的陶瓷形成的外圈部1211产生龟裂、破损。因而,能够容易地组装本实施方式的滑动轴承1212。

此外,在本实施方式中,如图2所示,在支承辊121的轴向上,分割地设置有两个滑动轴承1212-1以及1212-2。其原因在于,当外圈部1211在轴向上较长时,在滑动轴承1212的插入以及拆卸作业时,容易产生滑动轴承1212与外圈部1211各自的芯的位置偏移。其结果,有时仅通过上夹具302、狭缝12121无法避免按压状态,因此,为了应对该情况而对滑动轴承1212进行分割。当对滑动轴承1212进行分割时,每1个滑动轴承1212的轴向长度变短。由此,能够减轻每1个滑动轴承1212的偏心量,因此能够避免按压状态。即,能够容易地组装本实施方式的滑动轴承。

此外,在本实施方式中,如图2所示,在滑动轴承1212的内表面与轴1213的外表面之间也能够设置微小的间隙。如此,通过设置微小的间隙,能够吸收由于加热机构130的加热而产生的热膨胀,能够容易地进行使用图5a说明了的组装。

图6a~图6c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部1211的形状的具体方式例的图。在该图6a~图6c中,对于与图1以及图2所示的构成相同的构成赋予相同的符号。此外,图6a~图6c表示从图1所示的x轴方向观察的截面图。具体而言,图6a表示外圈部1211的形状为圆筒形状的例子。图6b表示外圈部1211的形状为筒管形状的例子。图6c表示外圈部1211的形状为碗型形状的例子。

图7a~图7c是表示本发明的实施方式,并表示图2所示的外圈部1211的配置的具体方式例的图。在该图7a~图7c中,对于与图1以及图2所示的构成相同的构成赋予相同的符号。此外,图7a~图7c表示从图1所示的x轴方向观察的截面图。具体而言,图7a表示在对四边形状的被加工件200进行引导的情况下,外圈部1211(即,支承辊121)在纸面中配置于左右(即,支承辊121在y轴上夹着被加工件200而配置)的例子。图7b表示在对四边形状的被加工件200进行引导的情况下,外圈部1211(即,支承辊121)在纸面中配置于上下(即支承辊121在z轴上夹着被加工件200而配置)的例子。图7c表示在对四边形状的被加工件200进行引导的情况下,外圈部1211(即,支承辊121)在纸面中配置于上下左右(即,支承辊121中的2个支承辊121在z轴上夹着被加工件200而配置,剩余的2个支承辊121在y轴上夹着被加工件200而配置)的例子。

接着,对图2等所示的支承辊121的详细情况进行说明。当假设是在外圈部1211的大致外侧将轴1213支承为能够旋转的机构时,由于在与轴1213垂直的方向上施加的载荷,使轴承产生弯曲力矩。由于在处于大致外侧的轴承中产生的弯曲力矩和在与轴1213垂直的方向上施加的载荷相加,因此对轴1213施加的应力变大。因此,必须加粗轴1213的直径。但是,在本实施方式中,滑动轴承1212内装地设置在外圈部1211与轴1213之间。因此,在外圈部1211的内侧,轴1213能够将外圈部1211支承为能够旋转。其结果,只要承受在几何学上由向轴1213的直角方向的载荷引起的压缩表面压力即可,对滑动轴承1212几乎不施加弯曲力矩。并且,能够减小对滑动轴承1212以及轴1213施加的应力。能够减小轴1213的外径,且能够减小外圈部1211的外径。在本实施方式中,当外圈部1211的外径变小时,能够降低由于从加热机构130的加热而对外圈部1211造成的影响,因此能够将支承辊121接近加热机构130地配置。

以下,说明加热机构130对被加工件200进行感应加热,被加工件200的温度达到约850℃~1000℃的情况。在这种情况下,由于传热、辐射热的影响,支承机构120的温度上升。在支承机构120中,尤其是支承辊121温度上升。进而,在外圈部1211的材质为磁性体的情况下,由于加热机构130的感应加热而外圈部1211直接受到影响,因此支承辊121的温度变得容易上升。当加热机构130与支承辊121之间的距离较近时,支承辊121的温度上升变得显著。在支承辊121中,当轴1213与外圈部1211的温度超过允许值(例如200℃)时,在旋转功能、构造强度的方面产生致命性的问题。为了消除该问题,在本发明的实施方式中,更优选采用通过非磁性体来形成外圈部1211的方式。另外,在上述专利文献2的第0051段中记载了通过非磁性材料来制造图3所示的支承引导件的内容。关于这一点,专利文献2的图3所示的支承引导件通过滑动(固定)进行支承,不像本发明的实施方式的外圈部1211那样通过旋转进行支承,因此,与在本发明的实施方式中假定的技术不同。

在轴1213中一般为了防止滑动部的烧结而使用润滑油。当轴1213的温度超过润滑油的耐热温度时,会导致润滑油的劣化而无法发挥润滑性能,轴1213的滑动面会烧结。进而,当支承辊121的温度超过允许值时,支承辊121的强度降低,支承辊121的表面产生热变形,有时在支承辊121的表面(即,外圈部1211)产生裂纹。当支承辊121产生变形、裂纹时,外圈部1211与轴1213之间产生机械松动,因此一对支承辊121的y轴方向的间隔从所希望的设定值改变。因此,当支承机构120变得无法稳定地支承被加工件200时,加工尺寸的形状产生偏差,尺寸误差变大,加工产品的质量降低。进而,由于成为支承辊121容易劣化的使用环境,因此淬火加工装置100的寿命变短。而且,支承辊121的更换频率变高,运转率降低,因此对生产造成恶劣影响。

但是,本实施方式的支承辊121在内部设置有供用于冷却该支承辊121的冷却介质通过的中空构造122,因此,即便将支承辊121配置在加热机构130的附近,也能够抑制其温度上升。因此,例如能够防止支承辊121的滑动部的劣化,减小外圈部1211的热变形。其结果,本实施方式的淬火加工装置100成为长寿命。

此处,对在由于被加工件而支承辊121受到加工反力时在外圈部1211产生的应力进行说明。图8a是表示比较例,并表示在外圈部1211与轴1213之间设置有滚动轴承801的情况下的例子的图。图8b是表示比较例,并表示在图8a所示的被加工件200所抵接的外圈部1211的内侧产生的应力的图。另外,在图8a中还图示了用于设置滚动轴承801的防水环802。

如图8a所示,在将滚动轴承801在外圈部1211与轴1213之间沿着轴向排列多个的情况下,在多个滚动轴承801彼此之间产生间隙。当将润滑油用于滚动轴承801时,为了防止水的侵入,必须将防水环与滚动轴承801邻接地设置。根据这种情况,在采用了滚动轴承801的情况下,当从截面中观察时,难以使外圈部1211的内侧平坦。并且,产生多个滚动轴承彼此之间的间隙。其结果,在外圈部1211的内侧产生的应力分布变得不均匀。在图8b中,横轴表示在外圈部1211的内侧产生的应力,纵轴表示辊的轴向位置。当从截面中观察时,由于外圈内侧的形状为凹凸,并且由于滚动轴承与外圈的接触面不连续,因此在外圈部的内侧产生的应力变得不均匀。因此,会产生由于弯曲加工而产生的载荷的应力集中系数升高的部位,容易产生外圈部1211的破损。

图8c是表示本发明的实施方式,并表示在外圈部1211与轴1213之间设置有滑动轴承1212的情况下的例子的图。此外,图8d是表示本发明的实施方式,并表示在图8c所示的外圈部1211的内侧产生的应力的图。

在图8c所示的例子中,滑动轴承1212相对于外圈部1211的轴向连续地内装。由于如此连续地内装有滑动轴承1212,因此滑动轴承1212能够经由外圈部1211在长度方向上连续地承受来自被加工件200的载荷。此外,当从截面中观察时,外圈部1211的内侧的形状成为平坦。如此,由于外圈部1211的内侧的形状为平坦,因此能够进一步连续地承受载荷,因此在外圈的内侧产生的应力分布变得均匀。即,本发明具有能够缓和应力集中而使应力大致均匀的效果。

通过如本实施方式那样,在外圈部1211与轴1213之间内装滑动轴承1212,当从截面中观察时外圈部1211的内侧成为平坦的形状,由此能够得到能够缓和应力集中而使应力大致均匀这样的效果。通过如本实施方式那样,在外圈部1211与轴1213之间内装滑动轴承1212,当从截面中观察时外圈部1211的内侧成为平坦的形状,由此能够使应力大致均匀。与在外圈部1211与轴1213之间设置滚动轴承801的情况相比较,具有以下的效果。

作为第1效果,能够提高支承辊121的形状的构造强度,因此,能够增大由把持机构150产生的弯曲载荷的使用范围。因此,在本实施方式中,通过作为轴承而内装滑动轴承1212,由此能够增加淬火加工装置100的加工载荷的大小的自由度。

作为第2效果,能够减薄轴承的壁厚。由此,能够减小支承辊121的外径,因此,即便在图1所示的第1支承辊121-1与加热机构130之间的距离l2相同的情况下,也能够将支承位置s设定得更靠输送方向111的下游侧。即,能够进一步缩短距离l1。其结果,能够提高加工产品的成品率。

一般来说,与金属材料相比,陶瓷的韧性较差、对于冲击较弱,因此存在强度的问题。并且,为了使外圈部1211小径化,使外圈部1211成为薄壁形状的情况较多。此外,由于空间的制约,外圈部1211的轴向长度具有与滑动轴承1212大致相同的长度的情况较多。因此,根据外圈部1211的陶瓷的韧性、薄壁筒状的几何学上的条件,外圈部1211容易受到来自滑动轴承1212的按压而产生龟裂。但是,在本构成中,例如如图5b所示那样,在滑动轴承1212上设置有狭缝12121,因此,如使用图5c以及图5d说明了的那样,在将滑动轴承1212相对于外圈部1211进行插入时以及拆卸时的作业中,能够防止外圈部1211的破损等。

其次,从不同的观点对支承机构120进行说明。

当如本实施方式的支承机构120那样,旋转支承机构被内装于外圈部1211时,能够简化对轴1213进行固定的两端的构成,因此,在布局上具有省空间的效果。当如图9a的比较例所示那样,在轴1213的两端设置轴承时,额外需要轴承的设置空间。在本实施方式的图9b中,由于将旋转支承机构内装于外圈部1211,因此能够在几何学上实现省空间。在图9b中,由于轴1213不能旋转地固定于构成支承机构120的一部分的辊保持架902,所以能够将旋转支承机构内装于外圈部1211。一般来说,在淬火加工的加热机构的周边存在向加热机构130供给电力的汇流条、对淬火加工的加热机构进行冷却的冷却配管。因此,如图9a的比较例所示,为了减轻加热机构130对轴承部的加热的影响,而在支承辊121的z轴方向上使滚动轴承903从外圈部1211的抵接部分离,由此使支承机构120接近加热机构130,该情况从空间方面的观点出发也不能说是妥当的方法。另一方面,在本实施方式的支承机构120中,由于能够从轴承的构造上实现省空间,因此,即便将支承机构120接近加热机构130而配置,也不会与上述周边设备发生干涉。即,在本实施方式中,从空间方面出发也能够将支承机构120配置于加热机构130的附近。

另外,支承机构120只要能够支承被加工件即可,无论其设置方向如何都能够得到上述的效果。即,支承机构120的支承辊121的轴的方向可以相对于图1所示的xy平面垂直地设置,此外,也可以相对于图1所示的yz平面垂直地设置。

图9a是表示比较例的支承辊,并表示在轴1213与辊保持架902之间设置滚动轴承903的情况下的一例的图。在该图9a中图示构成滚动轴承的滚动体901。图9b是表示本发明的实施方式的支承辊121,并表示在轴1213与外圈部1211之间设置滑动轴承1212的情况下的一例的图。在该图9b中图示了本实施方式的支承辊121的情况下的滑动部904。此外,图9c是对于图9a所示的比较例的支承辊的情况以及图9b所示的本实施方式的支承辊121的情况,表示各要素的一例的图。此处,在图9c中表示作为图9a所示的比较例的支承辊的轴1213以及图9b所示的本实施方式的支承辊121的轴1213的材质而使用了机械构造用钢(scm材)的情况。

如图9b所示,在本实施方式中,在外圈部1211与轴1213之间存在滑动轴承1212,因此,如图9c所示,能够缩短轴1213的长度,力矩变小,能够使轴径变细,因此,能够将支承辊121接近加热机构130而设置。如图9c所示,如果将本实施方式的轴1213的长度设为50mm,将比较例的轴1213的长度设为100mm,则能够使本实施方式的轴1213的外径成为80%(17.5mm/22mm=80%)。通过将轴1213不能旋转地固定于构成支承机构120的一部分的辊保持架902,由此能够在该外圈部1211与轴1213之间设置滑动轴承1212。由于轴1213不能旋转地固定于构成支承机构120的一部分的辊保持架902,因此能够将轴1213的外径减小到80%。本实施方式的支承辊121具有与被加工件200抵接的功能,此外,在该抵接的部位的轴向范围内在支承辊121的内部具有旋转支承的功能。

直管淬火加工的情况下的支承机构120的支承辊121,只要具有能够耐受被加工件200的重量与输送阻力的构造强度即可。但是,对在弯曲加工中使用的支承辊121施加的载荷,与对在直管淬火加工中使用的支承辊121施加的载荷相比变得过大的情况较多。其原因在于,对于在弯曲加工中使用的支承辊121,不仅要求能够耐受被加工件200的重量与输送阻力的构造强度,而且要求能够耐受对被加工件200施加的弯曲载荷的构造强度。当向对支承辊121进行支承的轴1213施加的载荷变大时,为了降低其应力而必须增大轴径。但是,当轴1213的轴径变大时,外圈部1211的外径会变大。其结果,如图1所示,如果在被加工件的输送方向上,从支承辊121支承被加工件200的位置(图1所示的与被加工件抵接的抵接部的位置s)到加热机构130的位置为止的距离l1相同,则支承辊121的外径越大,外圈部1211与加热机构130之间的最短距离l2越短。

此外,本实施方式的外圈部1211例如由非磁性的陶瓷形成,因此不受从加热机构130产生的电磁感应的影响。如此,在本实施方式中,由于通过非磁性的陶瓷来形成外圈部1211,因此例如与通过磁性体来形成该外圈部的情况相比较,能够降低由于加热机构130的加热而引起的温度上升的影响。其结果,能够进一步缩短图1所示的距离l1。另外,外圈部1211例如只要是非磁性体即可,因此,在本发明中,并不限定于非磁性的陶瓷。作为构成外圈部1211的非磁性体,例如还能够将使用非磁性的树脂的方式应用于本发明。此处,在通过非磁性的陶瓷来形成外圈部1211的情况下,作为其具体材料的一例,能够列举氮化硅(si3n4)陶瓷。此外,在通过非磁性的树脂来形成外圈部1211的情况下,作为其具体材料的一例,能够列举聚醚醚酮(peek)树脂。进而,作为构成外圈部1211的非磁性体,例如还能够将使用非磁性的不锈钢即奥氏体系不锈钢的方式应用于本发明。

在本实施方式中,将滑动轴承1212的硬度设定为比轴1213的硬度小。因此,外圈部1211与轴1213之间的滑动轴承1212损耗。此时,滑动轴承1212进行旋转,所以在周向上均匀地磨损。因此,滑动轴承1212的壁厚的周向的偏差变小。其结果,能够防止由于外圈部1211而引起的轴1213的周向的局部损耗,并减小偏磨损,因此支承辊121与被加工件200抵接的支承位置s稳定。即,通过采用本实施方式的滑动轴承,能够实现能够稳定地维持支承位置s的支承机构120。另外,在滑动轴承1212损耗了规定量的情况下,只要更换滑动轴承1212即可,如使用上述图5c以及图5d说明了的那样,其更换较简单,因此在生产上也是有利的。

图10a是表示本发明的实施方式,并表示在作为图2所示的支承辊121的外圈部1211的材质而使用了奥氏体系不锈钢的情况下,该支承辊随时间经过而产生的温度变化的一例的图。此外,图10b是表示本发明的实施方式,并表示在作为图2所示的支承辊121的外圈部1211的材质而使用了非磁性的陶瓷的情况下,该支承辊随时间经过而产生的温度变化的一例的图。图10a与图10b的曲线图表示淬火加工装置连续加工了5根时的支承辊121的温度变化,横轴是时间经过,纵轴是支承辊121的温度。在作为外圈部1211的材质而使用了奥氏体系不锈钢的图10a的情况下,随着加工的进行而温度上升并达到约200℃左右,从本发明的实施的观点出发是不优选的,但是能够应用于本发明的实施的水平。此外,在作为外圈部1211的材质而使用了非磁性的陶瓷的图10b的情况下,最高温度为约100℃且成为大致恒定,因此从本发明的实施的观点出发,与作为外圈部1211的材质而使用了奥氏体系不锈钢的图10a的情况相比,可以说是更优选的外圈部1211的材质。图10a与图10b的曲线图的双方均成为相对于时间经过而温度以波动的方式反复上升和下降的原因在于,在加工中存在被加工件的搬出搬入时间段,在该时间段不进行加热,因此支承辊121的温度暂时下降。作为外圈部1211的材质,与使用了奥氏体系不锈钢的情况相比,使用了非磁性的陶瓷的情况下的更优异的方面在于,在最高温度比较低的温度范围(在图10b所示的例子中为约100℃)大致恒定,温度上升得到抑制。

图10c是对于比较例的支承辊的情况、图10a所示的本发明的实施方式的支承辊121的情况以及图10b所示的本发明的实施方式的支承辊121的情况,表示基于试验加工条件的温度特性的一例的图。此处,在图10c中,作为比较例的支承辊,示出外圈部1211的材质为机械构造用钢(scm材料)的支承辊,此外,作为本发明的实施方式的支承辊121,示出外圈部1211的材质为奥氏体系不锈钢(sus304)的图10a所示的支承辊121以及外圈部1211的材质为非磁性的陶瓷的图10b所示的支承辊121。在图10c中,当观察每单位产品加工时间内的温度变化时,在外圈部1211的材质为机械构造用钢的比较例的支承辊中温度变化为约20℃,与此相对,在外圈部1211的材质为奥氏体系不锈钢的本发明的实施方式的支承辊121中温度变化为约10℃。根据该每单位产品加工时间内的温度变化的结果可知,从抑制温度上升的观点出发,与外圈部1211的材质为机械构造用钢的比较例的支承辊相比,外圈部1211的材质为奥氏体系不锈钢的本发明的实施方式的支承辊121更优异。此外,在图10c中,当观察多个产品的规定加工时间内的温度变化时,在外圈部1211的材质为机械构造用钢的比较例的支承辊中温度变化成为大幅度的温度上升并且为约300℃,与此相对,在外圈部1211的材质为奥氏体系不锈钢的本发明的实施方式的支承辊121中温度变化虽然是温度上升但停留在约200℃,此外,在外圈部1211的材质为非磁性的陶瓷的本发明的实施方式的支承辊121中温度变化由于温度饱和而大致恒定在约100℃。根据该多个产品的规定加工时间内的温度变化的结果可知,从抑制温度上升的观点出发,与外圈部1211的材质为机械构造用钢的比较例的支承辊相比,外圈部1211的材质为奥氏体系不锈钢或者非磁性的陶瓷的本发明的实施方式的支承辊121更优异。此外,在本发明的实施方式的外圈部1211的材质彼此的比较中,如在图10a以及图10b中上述的那样,可知从抑制温度上升这样的观点出发,与外圈部1211的材质为奥氏体系不锈钢的本发明的实施方式的支承辊121相比,外圈部1211的材质为非磁性的陶瓷的本发明的实施方式的支承辊121更优异。

其次,再次说明支承辊121的构造。

在图8a的比较例的支承辊中,在外圈部1211与轴1213之间设置滚动轴承801,因此,为了吸收滚动轴承801的热膨胀而在外圈部1211的内表面与滚动轴承801的外表面之间需要间隙。当存在该间隙时,外圈部1211与滚动轴承801的接触面积变小。一般通过赫兹的应力公式,根据外圈部1211的内径、滚动轴承801的外径、载荷、弹性模量等因素,决定接触面积。当通过赫兹的应力公式来求出接触面积时,由于在外圈部1211的内侧存在间隙而接触面积变小,因此由于接触而产生的外圈部1211的内侧的应力变高。当该应力变高时,外圈部1211的所需壁厚变厚,因此外径变大,图1所示的距离l1变大,成品率恶化。

图11a是表示本发明的本实施方式,并表示外圈部1211与滑动轴承1212之间的关系的一例的图。在图11a中省略轴1213。如图11a所示,在本实施方式中,通过过盈配合1101将滑动轴承1212插入外圈部1211,因此成为滑动轴承1212与外圈部1211接触的状态,因此能够增大与被加工件抵接的抵接部的接触面积。当接触面积变大时,能够降低由于被加工件的抵接而产生的应力。即,本实施方式的滑动轴承1212能够降低在外圈部1211的内侧产生的应力,因此能够减小外圈部的壁厚。另一方面,图11b表示比较例。图11b是表示比较例,并表示外圈部1211与滑动轴承1212之间的关系的一例的图。在图11b中也省略轴1213。如图11b所示,为了吸收滑动轴承1212的热膨胀而在外圈部1211与滑动轴承1212之间存在空隙1102。其结果,在滑动轴承1212的周向上,与被加工件200抵接的抵接部处的外圈部1211与滑动轴承1212的接触面积变小,因此在外圈部1211的内侧产生的应力变大。当将本实施方式的图11a与比较例的图11b进行比较时,本实施方式的外圈部1211与滑动轴承1212的接触面积大于比较例的外圈部1211与滑动轴承1212的接触面积,因此在本实施方式的外圈部1211的内侧产生的应力小于在比较例的外圈部1211的内侧产生的应力。因此,如果对抵接部施加的载荷相同,则当本实施方式与比较例相比较时,能够减小在外圈部1211的内侧产生的应力,因此能够减薄本实施方式的外圈部1211的壁厚。其结果,本实施方式能够减小外圈部1211的外径。此外,能够如图11a所示那样插入过盈配合1101的原因,基于在滑动轴承1212的轴向上具有狭缝12121的效果。

在本实施方式的滑动轴承1212上形成有狭缝12121,因此对于由于加热机构130的加热而产生的热膨胀,狭缝12121的间隙能够吸收热膨胀。即,在本实施方式中,能够降低由于热膨胀而产生的对外圈部1211的拉伸载荷。根据这样的理由,通过应用滑动轴承1212,例如即便使用由非磁性的陶瓷形成的外圈部1211,也能够实现耐久性较高的支承辊121。

在图8a的比较例的支承辊中,在外圈部1211与轴1213之间设置有滚动轴承801,在图8a所示的例子中,滚动轴承801以360°的圆筒形状为前提。滚动轴承801为了使处于滚动轴承801内的所内插的滚动体顺畅地旋转,必须在360°的周向上由外框和内框覆盖。因此,难以如本实施方式那样在滚动轴承801上形成狭缝12121。即,无法在滚动轴承801上形成用于热膨胀的狭缝,因此作为外圈的材质而难以使用陶瓷。另一方面,在本实施方式中,如上所述,由于在外圈部1211与轴1213之间设置有滑动轴承1212,所以能够形成狭缝12121。其结果,在本实施方式中,能够缓和对滑动轴承1212施加的应力集中,因此能够实现作为外圈部1211的材质而使用非磁性的陶瓷的情况。

进而,在本实施方式中,作为滑动轴承1212,也可以使用所谓的无油轴承。如此,如果作为滑动轴承1212而使用无油轴承,则无需润滑油,因此对于一般需要润滑油的滚动轴承来说,从维护方面等观点出发也较有利。

(其他实施方式)

在上述的本发明的实施方式中为如下方式:输送机构110在把持被加工件200时把持被加工件的上游侧端部201,把持机构150在把持被加工件200时把持被加工件的下游侧端部202。但是,本发明并不限定于该方式,例如,也可以将输送机构110不把持被加工件的上游侧端部201而把持被加工件200的中间部分的方式、把持机构150不把持被加工件的下游侧端部202而把持被加工件200的中间部分的方式应用于本发明。

另外,上述的本发明的实施方式都仅示出实施本发明时的具体化的例子,不应根据这些来限定性地解释本发明的技术范围。即,本发明能够在不脱离其技术思想或者其主要特征的情况下,以各种方式实施。

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