CN105821196A - 热处理装置、环状构件和热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供热处理装置、环状构件和热处理方法。热处理装置包括：载置部件(720)，其用于载置被加热了的环状构件(W)；形状控制部件(730)，其沿环状构件(W)的周向设置，且用于控制环状构件(W)的伴随着冷却而发生的形状变化；旋转部件，其用于使环状构件(W)旋转，形状控制部件(730)包括：内辊(732A)，其用于与环状构件(W)的内周面(S1)抵接；外辊(733A)，其用于与环状构件(W)的外周面(S2)抵接；施力部件(734)，其用于向工件(W)的外周面(S2)侧对外辊(733A)施力。

Description

热处理装置、环状构件和热处理方法

本申请是申请号为201110251873.6、申请日为2011年8月29日、发明名称为“热处理装置、环状构件和热处理方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在冷却被加热了的环状构件时修正环状构件的伴随着冷却而发生了变化的形状的热处理装置、利用该热处理装置热处理的环状构件和对环状构件进行热处理的热处理方法。

背景技术

在专利文献1(JP4121128)中公开了一种对环状的工件进行感应加热的装置。在对加热处理后的工件进行冷却时，膨胀了的工件收缩。在该冷却处理的作用下，环状的工件有时变成脱离了正圆形的形状。

在专利文献2(JPA2009-84610)中公开了一种对加热后的环状的工件的因冷却而变化了的形状进行矫正的装置。该装置包括：配置台，其用于载置环状的工件；一对辊，其分别转动自如地与该配置台上的环状的工件的外周面接触；1个加压辊，其隔着环状零件与上述一对支承辊面对地设置。在该装置中，将加热状态的环状的工件载置在配置台上，利用加压辊进退机构将加压辊推压于环状的工件的外周面，一边利用加压辊旋转驱动机构使加压辊旋转，一边冷却环状的工件。

在专利文献2中，通过使一对支承辊和1个加压辊与环状的工件的外周面接触而按压该外周面，来矫正工件的外周形状。但是，由于一对支承辊和加压辊配置在工件的外周面侧，因此装置的结构大型化。

另外，在专利文献2中，由于从环状工件的外侧施加负荷，因此不能期待有效地修正内周面的形状变化。

发明内容

本发明为了解决上述那样的问题，目的在于提供能够使装置的结构紧凑(compact)化而能够谋求节省空间，并且能够修正环状构件的伴随着冷却而发生的形状变化的热处理装置、利用该热处理装置热处理的环状构件和对环状构件进行热处理的热处理方法。

为了达到上述目的，本发明的第一技术方案的特征在于，包括：载置部件，其用于载置被加热了的环状构件；形状控制部件，其沿环状构件的周向设置，且用于控制环状构件的伴随着冷却而发生的形状变化；旋转部件，其用于使环状构件旋转，形状控制部件包括：内辊(innerroll)，其用于与环状构件的内周面抵接；外辊(outerroll)，其用于与环状构件的外周面抵接；施力部件，其用于向环状构件的外周面侧对外辊施力。

本发明的第二技术方案的特征在于，包括：载置部件，其用于载置被加热了的环状构件；第1形状控制部件，其用于控制环状构件的伴随着冷却而发生的形状变化；第2形状控制部件，其用于对环状构件的经过了第1形状控制部件的部分的伴随着冷却而发生的形状变化进行控制；旋转部件，其用于使环状构件旋转，第1形状控制部件包括：第1内辊，其用于与环状构件的内周面抵接；第1外辊，其用于与环状构件的外周面抵接；第1施力部件，其用于向环状构件的外周面侧对第1外辊施力，第2形状控制部件包括：第2内辊，其用于与环状构件的内周面抵接；第2外辊，其用于与环状构件的外周面抵接；第2施力部件，其用于向环状构件的外周面侧对第2外辊施力。

本发明的第三技术方案是一种使用冷却用具冷却环状构件的方法，其特征在于，在利用冷却槽冷却环状构件的过程中，旋转部件使环状构件旋转，利用施力部件使外辊推压环状构件的外周面，使内辊推压环状构件的内周面。

采用本发明，将外辊和内辊分别配置在环状构件外侧和环状构件内侧，以分别对环状构件的外周面和内周面加压，从而能够谋求装置的结构的紧凑化。由此，能够对空间的节省做出贡献。

另外，采用本发明，通过在冷却过程中，利用内辊从环状构件的内周面侧向外周面侧按压环状构件的各部位，修正环状构件的形状，因此环状构件的经过了内辊的部分可能向外侧鼓出地改变形状。因此，通过使外辊从环状构件的外周面侧向内周面侧按压环状构件，能够修正该种变形。

由此，采用本发明，能够使装置的结构紧凑化而谋求节省空间，并且能够修正环状构件的伴随着冷却而发生的形状变化。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的热处理装置的主视图。

图2是图1的热处理装置的局部俯视图。

图3是沿图1的A-A线的热处理装置的剖视图。

图4是表示本发明的第1实施方式的第1形状控制部件的俯视图。

图5是使图1的热处理装置中的加热部下降了的状态下的热处理装置的局部主视图。

图6是本发明的第2实施方式的热处理装置的主视图。

图7是本发明的第2实施方式的工件冷却用具的概略俯视图。

图8是沿图7的A-A线的引导箱(guidebox)的剖视图。

图9是本发明的第2实施方式的形状控制部件的侧视图。

图10的(A)和(B)是表示本实施方式的形状控制部件的俯视图。

图11是用于说明本发明的第2实施方式的旋转部件的结构的工件冷却用具的概略剖视图。

图12是用虚拟的水平面剖切图11所示的第1中心箱(centerbox)而得到的剖视图。

图13是用虚拟的水平面剖切图11所示的第2中心箱而得到的放大剖视图。

图14是本发明的第2实施方式的升降部件的概略俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。

第1实施方式

图1是本发明的第1实施方式的热处理装置1的主视图，图2是热处理装置1的局部俯视图，图3是沿图1的A-A线的热处理装置1的剖视图。图中的Up表示热处理装置1的上方，Fr表示前方，LH表示左侧。

本实施方式的热处理装置1包括：加热部10，其用于加热环状构件(以下称作工件)W；冷却部20，其用于冷却被加热了的工件W。另外，工件W具备截面为圆形的内周面S1和直径比该内周面S1的直径大的截面为圆形的外周面S2。工件W的下表面S3和上表面S4形成为平坦状。

加热部

加热部10如图1所示，包括：加热基座部110；多个支承部120，其竖立设置在加热基座部110上；加热用升降部件130，其用于使加热基座部110升降；加热线圈部140。

加热基座部110如图2所示，包括中央板部111和自中央板部111的中心C1呈放射状地延伸的多个延伸部112。多个支承部120在多个延伸部112中的每个延伸部上各配置1根。多个支承部120的上端部以能够支承环状的工件W的下表面S3的方式，在省略图示的虚拟的圆上彼此分开地配置。另外，各支承部120的在延伸部112上的安装位置是可以改变的，以能够应对不同尺寸的工件W。

将配置在图1所示的对工件W进行加热的位置P1处的工件W包围起来地设置加热线圈部140。加热用升降部件130使工件W在位置P1与位置P2(参照后述的图5)之间升降，该位置P2是用于将工件W放置在工件冷却用具200上的位置。该加热用升降部件130固定于后述的冷却部20。

在本实施方式中，本实施方式的加热用升降部件130设有自加热基座部110的底面向下方突出的旋转限制轴150，以引导加热基座部110的升降。该旋转限制轴150被开设于后述的冷却部20的引导孔215(参照图3)引导。

冷却部

冷却部20如图1所示，包括：冷却槽21；工件冷却用具200，其能够收容在该冷却槽21内；冷却用升降部件22，其用于使该工件冷却用具200升降。

冷却槽21用于收容冷却液，并且在冷却工件W时，对放置有工件W的工件冷却用具200进行收容。另外，图1的双点划线表示收容在冷却槽21内的冷却液的液面S_C。

本实施方式的工件冷却用具200包括冷却基座部210、载置部件220、第1形状控制部件230、第2形状控制部件240、旋转部件250、第1调整部件260和第2调整部件270。

冷却基座部210如图3所示，包括矩形样式的框架部211和固定在该框架部211内的基座板部212。该基座板部212上的一点设定在与上述中央板部111的中心C1相对应的点部。在图示的例子中，基座板部212形成为正方形，因此基座板部212的中央的点(以下称作中心C2)与中心C1重合。另外，在基座板部212上开设有多个开口213。

载置部件220在比基座板部212靠上方的规定高度位置，使工件W能旋转地保持该工件W。本实施方式的载置部件220如图2和图3所示，具有多个载置用单元221。各载置用单元221如图2所示，与上述加热部10中的相邻的延伸部112彼此间的区域相对应地设置。各载置用单元221如图2和图3所示，包括安装在基座板部212上的托架222和利用该托架222能旋转地配置的水平辊223。各水平辊223的旋转轴如图3所示，沿自基座板部212的中心C2延伸的虚拟的直线L1地配置。该水平辊223的旋转轴的两端被支承于托架222。各水平辊223的距基座板部212的高度相同。

使工件W的内周面S1及外周面S2的中心C3与基座板部212的中心C2和中央板部111的中心C1重合地，将工件W载置在载置部件220上、即多个水平辊223上。由于这些水平辊223能够旋转，因此工件W能够例如沿图2所示的箭头A方向绕中心C1、C2、C3以水平状态旋转。在本实施方式中，详见后述，工件W在载置部件220上一边旋转一边被实施冷却处理。为了控制工件W的因冷却处理而发生的形状变化，在本实施方式中，如图2所示具备第1形状控制部件230和第2形状控制部件240。

为了进行工件W的因冷却处理而发生的“形状控制”，在本实施方式中，如图2所示具备第1形状控制部件230和第2形状控制部件240。

第1形状控制部件230对随着冷却在工件W的内周面S1和外周面S2上分别发生的应变、即内周面S1和外周面S2的自正圆形状的偏差进行矫正或减小应变的程度地修正工件W的形状。在本说明书中，将矫正或修正工件W的形状的处理称作“形状控制”。

图4是表示本实施方式的第1形状控制部件230的俯视图。第1形状控制部件230包括安装部231、固定辊部232、可动辊部233、工件支承部234、驱动部235和驱动用支承部236。

安装部231如图1所示，包括：下部231A，其固定在冷却基座部210的基座板部212上；上部231B(也参照图4)，其设置在该下部231A的上侧。能绕设置于下部231A的轴、即与基座板部212的上表面垂直的轴相对旋转地安装上部231B。

固定辊部232以在工件W的冷却过程中在基座板部212上的位置不会改变的方式配置在基座板部212上。本实施方式的固定辊部232如图4所示，具有与工件W的内周面S1抵接的内辊232A。该内辊232A的旋转轴232B构成为与相对于上述安装部231的上部231B和下部231A相对转动的轴共轴。另外，内辊232A的旋转轴232B可以与安装部231的轴构成为一体，也可以构成为与安装部231的轴彼此独立，由于构成为共轴，因此以下将两轴并称为旋转轴232B。

使可动辊部233在基座板部212上的位置可变地配置该可动辊部233。该可动辊部233能够与在工件W的冷却过程中工件W的伴随着冷却而发生的形状变化相对应地，改变在基座板部212上的位置。

本实施方式的可动辊部233具有用于与工件W的外周面S2抵接的外辊233A。外辊233A的旋转轴233B与上述内辊232A的旋转轴232B平行地设置于上述安装部231的上部231B。为了在内辊232A与外辊233A之间确保能供工件W通过的空间，可动辊部233相对于固定辊部232隔开距离地设置于安装部231。

如图4所示，在将上部231B的长度方向所在的连接旋转轴233B的中心和旋转轴232B的中心的方向设定为D1、将连接基座板部212的中心C2和固定辊部232的旋转轴232B的虚拟线设定为L1的情况下，在长度方向D1和虚拟线L1呈直线状重叠的状态下，外辊233A配置在距基座板部212的中心C2的距离比内辊232A的距中心C2的距离远的位置上。

在本实施方式中，为了改变可动辊部233、即外辊233A的位置，使安装部231的上部231B相对于下部旋转。作为施力部件的驱动部235对安装部231的上部231B施加该种转矩。

驱动部235能旋转地安装在驱动用支承部236上，该驱动用支承部236固定在安装部231的下部231A。驱动用支承部236如图4所示，在距基座板部212的中心C2的距离比外辊233A的距中心C2的距离远的位置上，使驱动部235能旋转地保持驱动部235。

在本实施方式中，驱动用支承部236借助驱动用旋转轴236A支承驱动部235。驱动部235由例如油压等的作用驱动杆235B的作动缸装置构成。能够调整自作动缸235A突出的杆235B的突出长度。杆235B的前端部借助连接构件237与安装部231的上部231B相连结。利用连接构件237确保安装部231的上部231B的相对于杆235B的朝向的自由度。另外，驱动部235也能利用驱动用旋转轴236A来确保相对于驱动用支承部236的朝向的自由度。

采用驱动部235，通过使杆235B相对于作动缸235A进退，能够使安装部231的上部231B相对于安装部231的下部231A绕旋转轴232B转动。由此，能够改变可动辊部233的位置。在将工件W放置在工件冷却用具200上之前，安装部231的上部231B处于图4所示的位置变更前α的状态，在将工件W放置在工件冷却用具200上后，利用驱动部235将安装部231的上部231B改变成图4所示的位置变更后β的状态。

工件支承部234用于从下侧支承工件W的一部分。为了使工件W顺利地绕中心C3旋转，工件支承部234如图4所示，包括绕水平的轴234A旋转的支承辊234B和保持轴234A的托架234C。支承辊234B上的与工件W接触的接触部位和上述载置部件220的各水平辊223的与工件W接触的接触部位设定为相同高度。托架234C例如固定在安装部231的下部231A，该结构省略图示。该托架234C也可以与上述驱动用支承部236一体地构成。

在本实施方式中，能够利用第1调整部件260改变第1形状控制部件230的在基座板部212上的位置，详细而言是内辊232A及外辊233A与基座板部212的中心C2的在直线上的距离。第1调整部件260具有固定在基座板部212的上表面上的导轨构件261。该导轨构件261如图3所示，以长度方向沿自基座板部212的中心C2延伸的虚拟的线L1的方式配置在基座板部212上。导轨构件261引导上述第1形状控制部件230的沿虚拟线L1方向的移动。第1形状控制部件230的下部231A在调整了距基座板部212的中心C2的距离后，利用省略图示的螺栓和螺母等紧固部件固定在导轨构件261上。这样，通过调整第1形状控制部件230的距基座板部212的中心C2的距离，能够应对不同尺寸的工件。

在本实施方式中，为了对工件W的经过了第1形状控制部件230的部分进行“形状控制”，如图2所示，自第1形状控制部件230在工件W的旋转方向前侧的位置上具有第2形状控制部件240。该第2形状控制部件240的结构与上述第1形状控制部件230相同，因此在附图中标注与第1形状控制部件230的构成构件相同的附图标记，省略对其说明。第2形状控制部件240与第1形状控制部件230相同，能利用第2调整部件270改变其相对于基座板部212的位置。该第2调整部件270的结构与第1调整部件260相同，因此在附图中标注与第1调整部件260的构成构件相同的附图标记，省略对其说明。

本实施方式的旋转部件250用于使配置在载置部件220上的工件W绕工件W的中心C3旋转，且具有旋转驱动装置。旋转驱动装置包括电动机251(图1参照)、在该电动机251的作用下旋转的带252(参照图1和图2)和在该带252的带动下旋转的小齿轮253(参照图3)。另外，也可以代替小齿轮253地采用链轮等动力输入部，代替带252地采用链条等动力传递部。

带252呈环状地连结而构成1个圆环，且利用能旋转地配置在基座板部212上的多个链轮252A(参照图3)无松弛地配置。

小齿轮253分别安装在上述第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的旋转轴、即设置在各下部231A的旋转轴232B(参照图4)上。通过利用带252使这些小齿轮253旋转，使第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的各内辊232A(参照图4)旋转。各内辊232A借助省略图示的齿轮与外辊233A相连接，在小齿轮253自带252接受的力的作用下，外辊233A也旋转。另外，各外辊233A与内辊232A彼此逆向旋转。利用这些内辊232A和各外辊233A的转矩使工件W绕中心C3旋转。

在本实施方式中，带252的一部分沿第1调整部件260和第2调整部件270的导轨261的侧缘延伸，因此即使第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的位置改变，无论在变更前后的任意位置上，第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的各小齿轮253都能与带252相连接。图中的Y1表示最靠近基座板部212的中心C2侧的小齿轮253的位置，Y2用圆圈表示小齿轮253距中心C2最远的位置。另外，带252优选在其与小齿轮253接触的接触面上具有多个与小齿轮253卡合的卡合部(省略图示)。

在本实施方式中，使带252旋转的电动机251如图1所示，设置在自冷却基座部210的右缘部竖立设置的塔架TW内。

冷却用升降部件22是用于改变工件冷却用具200的高度的机构。在本实施方式中，利用该冷却用升降部件22将放置在工件冷却用具200上的工件W放入到冷却槽21内的冷却液内，或自冷却液取出工件W。

冷却用升降部件22如图1和图3所示，由分别设置在冷却基座部210的前侧和后侧的X状臂部构成。各X状臂部具有形成为棒状的一对第1元件(member)22A和第2元件22B。第1元件22A和第2元件22B如图1所示，在其长度方向的中间部借助旋转轴22C而相连结。附图中省略了一部分，第1元件22A的下端部安装在固定于冷却槽21内的轴上，第1元件22A的上端部能够滑动地安装在设置于框架部211的引导槽213(参照图1)内。第2元件22B的上端部安装在固定于框架部211的轴上，第2元件22B的下端部能够滑动地安装在设置于冷却槽21内的引导槽(省略图示)内。通过改变第1元件22A与第2元件22B的相互的打开角度θ(参照图1)，改变该X状臂部的全高H。由此，能够改变工件冷却用具200的铅垂方向的位置。

本实施方式的热处理装置1如上述那样地构成。下面，说明热处理装置1的动作。

在将工件W放置在热处理装置1上之前，根据工件W的尺寸，调整第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的距基座板部212的中心C2的距离。另外，将第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的距中心C2的距离设定为相同。同样，在加热部10中，也使相对于延伸部112的支承部120的安装位置(参照图1和图2)与工件W的尺寸相匹配。

然后，如图1所示，在利用加热用升降部件130使工件W上升到位置P1后，利用加热线圈部140加热工件W。

在加热结束后，利用加热用升降部件130使加热基座部110下降。在本实施方式中，使支承工件W的支承部120移动至比冷却部20的载置部件220的水平辊223低的位置。由此，如图5所示，将工件W从支承部120转移到冷却部20的载置部件220上。此时，工件W以在第1形状控制部件230和第2形状控制部件240上、在内辊232A和与内辊232A面对地设置的外辊233A之间穿过的方式放置在载置部件220上。另外，安装部231的上部231B是图4的α的状态。

然后，省略图示的PC等控制装置控制第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的驱动部235，转动安装部231的上部231B以使各外辊233A与工件W的外周面S2接触、向外周面S2侧施力。由此，工件W的一部分被第1形状控制部件230和第2形状控制部件240夹紧。

另外，在外辊233A与工件W的外周面S2接触了状态下，如图4的β所示，连接内辊232A和外辊233A的各轴的虚拟线L1′与自工件W的中心C3的沿半径方向延伸的虚拟线L1交叉。

然后，利用冷却用升降部件22使工件冷却用具200下降。由此，放置在工件冷却用具200上的工件W被浸渍在冷却液中而被冷却。在该冷却的过程中，利用旋转部件250对第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的内辊232A分别施加转矩，工件W旋转。另外，作动缸235A的杆235B突出，内辊232A与内周面S1抵接，外辊233A与外周面S2抵接。

工件W一边旋转，各部分一边经过第1形状控制部件230和第2形状控制部件240，从而利用第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的内辊232A和外辊233A按压工件W，矫正工件W的应变或降低该应变的程度地修正形状。

特别是，在本实施方式中，在冷却过程中，外辊233A的相对于内辊232A的位置偏离了虚拟线L1，该虚拟线L1自工件W的中心C3等连接内辊232A。详细而言，外辊233A与内辊232A相比，在向工件W的旋转方向前侧偏离的位置上与工件W的外周面S2接触。由此，在本实施方式中，利用内辊232A从工件W的内周面S1侧向外周面S2侧按压工件W的力F1(参照图4)，修正工件W的形状。经过了该内辊232A的工件部分可能向外侧鼓出地发生形状变化，因此外辊233A施加从工件外周面S2侧向内周面S1侧的按压力F2(参照图4)而修正该变化。

由此，能够获得被热处理了的工件W。

这样，在本实施方式的热处理装置1中，对于加热后的工件W的伴随着冷却处理而发生的形状变化，使工件W在浸渍于冷却液内的状态下旋转，并且利用一对辊、即内辊232A从内周面S1侧推压工件W，利用外辊233A从外周面S2侧推压工件W，并旋转，从而能够矫正工件整体的形状变化或降低该变化的程度。

在本实施方式中，与被加热了的工件W的伴随着冷却而发生的收缩所导致的形状变化相对应地，驱动部235(参照图4)使外辊233A追随工件外周面S2地移动外辊233A。由此，能够可靠地矫正工件W的伴随着冷却而发生的形状变化，或降低该变化的程度。

此外，在本实施方式中，冷却部20具备第1调整部件260和第2调整部件270，因此能够应对不同尺寸的环状的工件W。另外，通过在工件外侧和工件内侧分别配置外辊233A和内辊232A，以分别对工件W的外周面S2和内周面S1加压，与自工件外侧在多个位置加压的以往装置相比，能够谋求装置的结构的紧凑化。由此，能够对空间的节省做出贡献。

第1实施方式的第1变形例

在本发明的第1实施方式的第1变形例的热处理装置中，工件冷却用具200除了具备第1形状控制部件230和第2形状控制部件240以外，还具有对经过了第2形状控制部件240的工件部分进行“形状控制”的第3形状控制部件。该第3形状控制部件由例如与第1形状控制部件230相同的构件构成。

第1实施方式的第2变形例

在本发明的第1实施方式的第2变形例的热处理装置中，工件冷却用具200具有多个第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的组。组数不限定于2组，也可以是3组以上。采用该第1实施方式的第2变形例的工件冷却用具200，能够有效地应对大径的环状工件W的形状变化。

第2实施方式

接下来，说明本发明的第2实施方式的热处理装置。

对于与上述第1实施方式相同或同样的构件，标注相同的附图标记而省略对其详细说明。

图6是本发明的第2实施方式的热处理装置5的主视图。本实施方式的热处理装置5包括用于加热工件W的加热部60和用于冷却被加热了的工件W的冷却部70。

加热部

加热部60包括加热线圈部62和支承工件W的多个支承部61。多个支承部61用于将工件W保持在加热位置。本实施方式的支承部61由铅垂杆61A和与该铅垂杆61A的下端接合的水平杆61B形成为倒T字形。在水平杆61B的外端部的上表面61C上载置工件W。加热线圈部62如图6所示，将工件W包围起来地配置在规定的高度位置上。

冷却部

冷却部70如图6所示，包括冷却槽71、能收容在该冷却槽71内地配置的工件冷却用具72(以下有时称作冷却用具72)和用于使该工件冷却用具72升降的升降部件76。

冷却槽71用于收容冷却液，并且在冷却工件W时，对放置有工件W的工件冷却用具72进行收容。另外，图6的双点划线表示被收容在冷却槽71内的冷却液的液面S_C。

图7是本实施方式的工件冷却用具72的概略俯视图。本实施方式的工件冷却用具72包括冷却基座部710、载置部件720、4个第5形状控制部件(以下称作形状控制部件)730、旋转部件740和调整部件750。另外，在图7中未表示旋转部件740和调整部件750，但并非旨在排除这些构件。

冷却基座部710如图7所示，由俯视看为正方形的第1中心箱711、安装在该第1中心箱711的各侧面上的俯视看为长方形的4个引导箱712和用于连结引导箱712彼此的连结构件713构成。另外，在图7中，省略表示后述的第2中心箱751和把手752等。

使各引导箱712的长度方向沿虚拟线L3延伸地配置各引导箱712，该虚拟线L3从第1中心箱711的中心经过第1中心箱711的侧壁711A的中间而延伸。图8是沿图7的A-A线的引导箱712的剖视图。引导箱712具有沿长度方向延伸的一对框架712A、712A。各框架712A的截面形成为日文コ字状。

在各引导箱712中设有旋转部件740的花键轴747(参照图11)、一对引导轴712B、712B和调整部件750的螺纹轴(screwshaft)753。

花键轴747沿引导箱的长度方向设置在引导箱712的宽度中间位置。花键轴747的一端部延伸至第1中心箱711内，另一端部能旋转地安装在引导箱712的支承板712C(参照图7)上。引导轴712B、712B用于引导后述的形状控制部件730的移动，且如图8所示沿引导箱712的长度方向设置在花键轴747的右侧和左侧。螺纹轴753用于调整后述的形状控制部件730的位置，沿引导箱712的长度方向设置在引导箱712的外侧。此外，螺纹轴753能旋转地支承在托架712D上，该托架712D固定在一方的框架712A的上表面。

载置部件720将工件W能旋转地保持在比冷却基座部710靠上方的规定高度位置。本实施方式的载置部件720如图7所示具有多个载置用单元721。各载置用单元721如图7所示，设置在上述冷却基座部710的引导箱712彼此间的区域内。各载置用单元721如图7所示，包括安装在连结构件713上的托架722和能旋转地配置在该托架722上的水平辊723。各水平辊723的旋转轴如图7所示，沿自冷却基座部710的中心C5延伸的虚拟的直线L4地配置。该水平辊723的旋转轴的两端支承于托架722。各水平辊723的距冷却基座部710的高度设定为相同。

使工件W的内周面S1和外周面S2的中心C6与冷却基座部710的中心C5重合地，将工件W载置在载置部件720上、即多个水平辊723上。由于这些水平辊723能够旋转，因此工件W能够例如沿图7所示的箭头B方向绕中心C5、C6旋转。在本实施方式中，详见后述，工件W在载置部件720上一边旋转一边被实施冷却处理。为了进行工件W的因冷却处理而发生的“形状控制”，在本实施方式中，如图7所示具有4个形状控制部件730。4个形状控制部件730沿工件W的周向、详细而言绕工件W的中心C6以90度的等角度间隔设置。

形状控制部件730矫正伴随着冷却而在工件W的内周面S1和外周面S2上产生的应变，即矫正内周面S1和外周面S2的自正圆形状的偏差，或减小应变的程度地，修正工件W的形状。

图9是本实施方式的形状控制部件730的侧视图。形状控制部件730包括基座部731、固定辊部732、可动辊部733和驱动部734。

基座部731如图9所示，包括下部配件731A、中间配件731B和上部配件731C。

下部配件731A具有供后述的花键轴747和一对引导轴712B、712B分别贯穿的通孔(省略图示)。另外，下部配件731A在供花键轴747贯穿的通孔的入口处，如图9所示具有后述的旋转部件740的等径锥齿轮746B。该等径锥齿轮746B具有供花键轴747贯穿的通孔(省略图示)，在该通孔的表面形成有用于与花键轴747的沿其轴向延伸的齿啮合的齿。由此，利用花键轴747的旋转能够使等径锥齿轮746B旋转。

中间配件731B用于连结下部配件731A和上部配件731C。如图9所示，利用该中间配件731B将上部配件731C配置在比下部配件731A靠前方的中心C5侧且向上方偏离了的位置上。

上部配件731C如图9所示，具有用于与下部配件731A的等径锥齿轮746B啮合的等径锥齿轮748。在上部配件731C的上侧设有与该等径锥齿轮748相连结的固定辊部732。

此外，收容有螺母755的螺母收容部731D设于上部配件731C，该螺母755旋装于后述的螺纹轴753。另外，见后述，螺母755可沿螺纹轴753的轴向移动，能够改变与螺纹轴753的相对位置。

图10的(A)和(B)是表示本实施方式的形状控制部件730的俯视图。另外，在图10中，省略表示基座部731的下部配件731A和中间配件731B，仅表示了螺纹轴753的一部分。

以在工件W的冷却过程中不会改变相对于冷却基座部710的位置地配置固定辊部732。本实施方式的固定辊部732如图10所示，具有内辊732A，该内辊732A的旋转轴732B构成为与上述等径锥齿轮748(参照图9)共轴。该内辊732A与工件W的内周面S1接触。

在该内辊732A上形成有用于载置工件W的载置部732C。载置部732C如图9所示，自内辊732A的表面突出地形成。载置部732C与上述水平辊723的高度、即载置工件W的面的高度设定为相同。

可动辊部733以下述方式配置，即，能够在工件W的冷却过程中改变相对于冷却基座部710的位置的方式，即能够依据工件W的伴随着冷却而发生的形状变化，改变在冷却基座部710上的位置的方式。

本实施方式的可动辊部733具有外辊733A。外辊733A的旋转轴733B与上述内辊732A的旋转轴732B平行地设置。外辊733A与工件W的外周面S2接触。

可动辊部733以能够相对于基座部731相对移动的方式设置。

如图9和图10所示，在作为上部配件731C的后方侧的远离中心C5的一侧，隔开规定距离地设有托架735。该托架735固定在基座部731的中间配件731B的后端部。在该托架735与上部配件731C之间平行地设有2根轴736。使这些轴736的轴向沿上述引导箱712的长度方向延伸地配置这些轴736。可动块737滑动自如地设置在这些轴736上。在该可动块737的上表面设有可动辊部733。为了改变可动辊部733的位置，在托架735上设有作为施力部件的驱动部734。

在本实施方式中，为了改变可动辊部733、即外辊733A的位置，使可动块737沿上述轴736的轴向移动。驱动部734将这样的力施加于可动块737，向工件W的外周面S2侧对外辊733A施力。

驱动部734固定在托架735上。驱动部734例如由作动缸装置构成。作动缸装置能够利用油压等的作用而调整作动缸734A的杆734B的突出长度。杆734B的前端部与可动块737相连结。

采用驱动部734，通过使杆734B相对于作动缸734A进退，能够改变可动块737的在轴736上的位置。另外，图10的(A)表示使外辊733A最靠近内辊732A的状态，图10的(B)表示使外辊733A离开内辊732A最远的状态，表示例如欲将工件W放置在冷却用具72上时的外辊733A和内辊732A的状态。

此外，在可动块737上设有与工件W的上表面S4(参照图6)接触的辊738A(参照图9)。该辊738A能旋转地设置在图9所示的滑动构件738B上。滑动构件738B能在自可动块737的上表面向上方突出的2根轴738C、738D上滑动自如地设置，利用省略图示的弹簧构件使滑动构件738B向下方移动地对滑动构件738B施力。

本实施方式的旋转部件740为了使配置在载置部件720上的工件W绕工件W的中心C6旋转，对固定辊部732的内辊732A施加转矩。在本实施方式中，作为旋转部件740，具有旋转驱动装置。旋转驱动装置如图11所示，包括配置在冷却槽71的下方的电动机单元741和将来自该电动机单元741的力传递给固定辊部732的传递机构742。

电动机单元741包括支承板741A、自支承板741A的底面向下方突出的电动机托架741B、安装在该电动机托架741B上的电动机741C和将该电动机741C的旋转轴741D的前端部区域包围起来的电动机箱741E。

传递机构742如图11所示，包括：锥齿轮743，其安装在电动机741C的旋转轴741D上；轴745，其在两端安装有锥齿轮744A、744B；花键轴747，其在一端具有锥齿轮746A，并且具有能沿长度方向移动的等径锥齿轮746B；等径锥齿轮748，其安装在固定辊部732的内辊732A的旋转轴732B上。

轴745如图11所示，贯穿通孔71B和通孔741F而沿铅垂方向延伸，该通孔71B形成在冷却槽71的底部71A，该通孔741F形成于支承板741A。轴745的下端部能旋转地支承于轴托架741G，该轴托架741G固定在电动机托架741B上。设置在轴下端部的锥齿轮744A在电动机箱741E内与电动机旋转轴741D的锥齿轮743啮合。设置在轴上端部的锥齿轮744B与固定在花键轴747的端部的锥齿轮746A啮合。轴上端部的锥齿轮744B旋转自如地支承在第1中心箱711内。

移动自如地设置在花键轴747上且与花键轴747啮合地设置的等径锥齿轮746B，与设置于形状控制部件730的等径锥齿轮748啮合。该等径锥齿轮748安装在固定辊部732的内辊732A的旋转轴732B上。

利用上述那样的结构，能够将电动机741C的转矩经由传递机构742传递给内辊732A，使内辊732A旋转。

这里，图12是用虚拟的水平面剖切第1中心箱而得到的剖视图。设置在4个花键轴747的端部的各锥齿轮746A设置在第1中心箱711内，设置在轴745的上端部的1个锥齿轮744B(在图12中用虚线表示)与4个锥齿轮746A均啮合。利用该结构，能够将电动机741C(参照图11)的转矩经由锥齿轮744B传递给所有的内辊732A，使各内辊732A旋转。

在本实施方式中，具有位置调整部件750，从而能够改变形状控制部件730的在引导箱712上的位置、详细而言是距中心箱711的中心的距离。

调整部件750如图11所示，包括：第2中心箱751，其固定在第1中心箱711的上侧；把手752，其能旋转地设置在该第2中心箱751上；螺纹轴753，其在把手752的作用下旋转；传递机构754，其将把手752的转矩传递给螺纹轴753；螺母755(参照图9)，其旋装在形成在螺纹轴753的表面的螺纹上。

这里，图13是用虚拟的水平面剖切图11的第2中心箱751而得到的放大剖视图。

如图13所示，螺纹轴753的端部延伸至第2中心箱751内。螺纹轴753在横向上与虚拟线L5错开的位置上与该虚拟线L5平行地延伸，该虚拟线L5自第2中心箱751的中心贯穿第2中心箱751的侧壁的中间。图中的虚线是安装在把手752上的锥齿轮752A，为了利用该锥齿轮752A的旋转使螺纹轴753绕轴线旋转，具有传递机构754。

传递机构754包括：第1正齿轮754A，其安装在螺纹轴753的端部；第2正齿轮754B，其与该第1正齿轮754A啮合；第3正齿轮754C，其与该第2正齿轮754B啮合；锥齿轮754D，其安装在第3正齿轮754C上，且与该第3正齿轮754C共轴。

螺纹轴753、第2正齿轮754B的旋转轴754E和第3正齿轮754C的旋转轴754F旋转自如地支承于轴支承部754G，该轴支承部754G设置在第2中心箱751内。

传递机构754的锥齿轮754D与安装在把手752上的锥齿轮752A啮合。

在使螺纹轴753旋转时，由于旋装在该螺纹轴753上的螺母755固定于形状控制部件730，因此螺母755的在螺纹轴753上的位置变化，则形状控制部件730的位置改变。例如，通过旋转把手752，能够使形状控制部件730向第1中心箱711侧移动，或者通过逆向旋转把手752，能够使形状控制部件730向离开第1中心箱711的方向移动。

在第2中心箱751内设有4个螺纹轴753的端部，安装在把手752上的1个锥齿轮752A与4个传递机构754的各锥齿轮754D啮合。这样，通过旋转把手752，能够向所有的螺纹轴753施加转矩。由此，能够使各形状控制部件730沿各引导箱712的长度方向移动。另外，使各形状控制部件730的距第1中心箱711的中心的距离均相同地进行调整。

升降部件76是用于改变工件冷却用具72的高度的机构。在本实施方式中，利用该升降部件76将放置在工件冷却用具72上的工件W放入到冷却槽内的冷却液内，或自冷却液取出工件W。

升降部件76如图14所示，包括固定于作业地面(floor)的基座板761、配置在基座板761上的电动机762、将电动机762的1个旋转轴762A的力分配成2个转矩的中继机构763和2个动力千斤顶(powerjack)装置764。

中继机构763具有利用电动机762的转矩而旋转的2个旋转轴763A、763A。这些旋转轴763A、763A以相同的旋转速度旋转。另外，在中继机构763上设有自电动机762的旋转轴762A向旋转轴763A、763A传递转矩的传递机构、例如锥齿轮等。

各动力千斤顶装置764包括：旋转轴764A，其借助带765与中继机构763的旋转轴763A相连结，且在该旋转轴763A的旋转的带动下旋转；丝杠轴764B，其向铅垂上方延伸，并且在旋转轴764A的旋转的带动下旋转；可动部764C，其旋装在该丝杠轴764B上。另外，在动力千斤顶装置764上设有自旋转轴764A向丝杠轴764B传递转矩的传递机构、例如锥齿轮等。

各动力千斤顶装置764的可动部764C固定在电动机单元741的支承板741A上。另外，可动部764C可沿丝杠轴764B的轴向移动自如，能够改变与丝杠轴764B的相对位置。

采用上述那样的结构，利用升降部件76的电动机762的转矩使动力千斤顶装置764的丝杠轴764B旋转，从而使丝杠轴764B上的可动部764C的位置、换言之安装有可动部764C的支承板741A的位置改变。如图11所示，冷却用具72借助轴745安装在该支承板741A上，因此随着支承板741A的移动，冷却用具72的高度位置也改变。例如，通过使电动机762正向旋转，冷却用具72上升，通过使电动机762逆向旋转，冷却用具72下降。

另外，在本实施方式中，如图11所示设有用于限制冷却用具72的绕轴745的旋转的旋转限制轴81。旋转限制轴81被设置为其轴向与轴745的轴向平行，下端部安装在电动机单元741的支承板741A上，上端部固定在用于连结引导箱712彼此的连结构件713(参照图7)上。图14中的附图标记82、图7中的附图标记83是供旋转限制轴81穿过的孔部。如这些图所示，在本实施方式中设有4根旋转限制轴81。

此外，在本实施方式中，旋转限制轴81和轴745贯穿通孔71B、71C，该通孔71B、71C形成于冷却槽71，为了防止冷却液自该通孔71B、71C泄漏，采用水密构造。水密构造具有轴承等，以能够使旋转限制轴81和轴745进行轴向移动。

本实施方式的热处理装置5如上述那样地构成。接下来，说明热处理装置5的动作。

在将工件W放置到热处理装置5上之前，根据工件W的尺寸，调整各形状控制部件730距第1中心箱711的中心的距离。在该情况下，使设置在第2中心箱751上的把手752(参照图11)旋转。使各形状控制部件730的距第1中心箱711的中心的距离相同地进行调整。

然后，如图6所示，在利用加热部60的多个支承部61使工件W移动到加热位置后，利用加热线圈部62加热工件W。

在加热结束后，使多个支承部61保持工件W的载置状态不变地下降。使载置有工件W的各支承部61的上表面61C移动至比载置部件720的水平辊723和固定辊部732的载置部732C低的位置。由此，将工件W自支承部61移交到冷却用具72上。

此外，工件W在形状控制部件730的内辊732A和与该内辊732A面对地设置的外辊733A之间通过地，放置在载置部件720上。另外，多个支承部61进一步向冷却用具72的中央侧集中地移动。

然后，省略图示的PC等控制装置控制各形状控制部件730的驱动部734，从而使各外辊733A与工件W的外周面S2接触而对外周面S2侧施力。由此，工件W被形状控制部件730夹紧。

另外，在外辊733A与工件W的外周面S2接触了的状态下，连接内辊732A和外辊733A的各轴的虚拟线与自工件W的中心沿半径方向延伸的虚拟线交叉。

然后，利用升降部件76使工件冷却用具72下降。由此，放置在工件冷却用具72上的工件W被浸渍在冷却液中而被冷却。在该冷却的过程中，利用旋转部件740对形状控制部件730的内辊732A分别施加转矩，使工件W旋转。

通过使工件W一边旋转一边经过形状控制部件730，能够矫正工件W的应变，或降低应变的程度地修正工件W的形状。由此，获得被热处理了的工件W。

这样，在本实施方式的热处理装置5中，对于加热后的工件W的伴随着冷却处理而发生的形状变化，使工件W在浸渍于冷却液内的状态下旋转，并且利用一对辊、即内辊732A从内周面S1侧推压工件W，利用外辊733A从外周面S2侧推压工件W，并旋转，从而能够矫正工件整体的形状变化或降低该变化的程度。

能够在不脱离发明主旨的范围内，以各种形态实施本发明。

作为为了使外辊233A与工件W的外周面S2接触、而使可动辊部233移动的第1施力部件、第2施力部件的驱动部235不限定于作动缸，也可以是弹簧等。

在上述实施方式中，能改变外辊233A的位置地构成外辊233A，但本发明也可以将外辊233A的相对于内辊232A的位置固定。

在上述实施方式中，能够改变第1形状控制部件230和第2形状控制部件240的位置，但也可以省略设置第1调整部件260和第2调整部件270。

在上述实施方式中，例示了在使加热部和冷却部一体化而构成的热处理装置中应用本发明的工件冷却用具的情况，但当然也能在与加热部分开地构成装置的冷却装置中应用本发明的工件冷却用具。

在上述第2实施方式中，利用旋转部件使内辊旋转，但也可以使外辊旋转。旋转部件也可以是不借助带等，直接与工件W接触而带动工件W旋转的机构。

在上述第2实施方式中，例示了绕工件W的中心C6以90度的等角度间隔设置4个形状控制部件730的情况，但本发明并不限定于此，也可以设置1个、2个、3个或5个以上的形状控制部件730。在这些情况下，例如绕工件W的中心C6以等角度的间隔配置形状控制部件730。

利用本发明加热处理的环状构件并不限定于图示的例子中的环状的工件W。工件W的截面形状当然也不限定于图示的例子。

Claims (12)

1.一种热处理装置，其特征在于，

该热处理装置包括：

载置部件(220)，其用于载置被加热了的环状构件(W)；

基座板部(212)，其用于安装上述载置部件(220)；

形状控制部件，其沿上述环状构件的周向设置，且用于控制环状构件的伴随着冷却而发生的形状变化；

旋转部件，其用于使上述环状构件旋转，

上述形状控制部件包括安装部(231)、固定辊部(232)、可动辊部(233)、驱动部(235)和驱动用支承部(236)，

上述安装部(231)包括：下部(231A)，其固定在上述基座板部(212)上；上部(231B)，其设置在上述下部(231A)的上侧，能绕设置于上述下部(231A)的轴相对旋转地安装上述上部(231B)，

上述固定辊部(232)以在上述环状构件(W)的冷却过程中在上述基座板部(212)上的位置不会改变的方式配置在上述基座板部(212)上，上述固定辊部(232)包括内辊(232A)，其用于与上述环状构件的内周面抵接，

上述可动辊部(233)能够与在上述环状构件(W)的冷却过程中上述环状构件(W)的伴随着冷却而发生的形状变化相对应地，改变在上述基座板部(212)上的位置，上述可动辊部(233)包括外辊(233A)，其用于与上述环状构件的外周面抵接

上述驱动用支承部(236)固定于上述安装部(231)的下部(231A)，上述驱动用支承部(236)距上述环状构件(W)的中心(C1)的距离比上述外辊(233A)的距上述中心(C1)的距离大，

作为施力部件的上述驱动部(235)用于向上述环状构件的外周面侧对该外辊施力，上述驱动部(235)能旋转地安装在上述驱动用支承部(236)上，上述驱动部(235)包括能够相对于上述驱动部的主体伸缩地连结于上述安装部(231)的上部(231A)的杆(235B)，

其中，通过使上述杆相对于上述驱动部(235)的主体进退，能够使上述安装部(231)的上部(231B)相对于上述安装部(231)的下部(231A)的上述轴转动，由此改变上述可动辊部(233)的位置。

2.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，

上述旋转部件使上述内辊旋转。

3.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，

该热处理装置具有用于改变上述形状控制部件的位置的调整部件。

4.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，

上述驱动用支承部(236)借助于驱动用旋转轴(236A)支承上述驱动部(235)，利用该驱动用旋转轴(236A)来确保上述驱动部(235)相对于上述驱动用支承部(236)的朝向的自由度。

5.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，

上述驱动部(235)由驱动上述杆(235B)的作动缸装置构成。

6.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，上述驱动部(235)由弹簧驱动上述杆(235B)。

7.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，

上述杆的前端部借助于连接构件(237)与上述安装部(231)的上部(231B)相连结，利用该连接构件(237)来确保上述安装部(231)的上部(231B)相对于上述杆(235B)的朝向的自由度。

8.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，

上述热处理装置用于对加热了的环状构件的伴随着冷却而发生的形状变化进行校正或降低来进行热处理。

9.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，

在冷却过程中，上述外辊与上述内辊相比，在向上述环状构件的旋转方向前侧偏离的位置上与上述环状构件接触。

10.根据权利要求1或2所述的热处理装置，其特征在于，

上述形状控制部件包括：第1形状控制部件，其用于控制上述环状构件的伴随着冷却而发生的形状变化；以及

第2形状控制部件，其用于对上述环状构件的经过了上述第1形状控制部件的部分的伴随着冷却而发生的形状变化进行控制。

11.一种环状构件，其特征在于，

该环状构件利用权利要求1～10中任意一项所述的热处理装置来进行热处理。

12.一种热处理方法，其特征在于，其使用权利要求1～10中任意一项所述的热处理装置来进行热处理。