(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された環状部材を載置する載置手段と、
上記環状部材の周方向に設けられ、冷却に伴う環状部材の形状変化をコントロールする形状制御手段と、
上記環状部材を回転させる回転手段と、を備え、
上記形状制御手段は、環状部材の内周面に当接するインナローラーと、環状部材の外周面に当接するアウタローラーと、該アウタローラーをワークの外周面側に付勢する付勢手段と、を備え
上記回転手段が、上記インナローラーを回転させることを特徴とする、熱処理装置。
【請求項２】
前記形状制御手段の位置を変える調整手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
加熱された環状部材を載置する載置手段と、
冷却に伴う上記環状部材の形状変化をコントロールする第１形状制御手段と、
上記第１形状制御手段を通過した環状部材部分における冷却に伴う形状変化をコントロールする第２形状制御手段と、
上記環状部材を回転させる回転手段と、を備え、
上記第１形状制御手段が、環状部材の内周面に当接する第１インナローラーと、環状部材の外周面に当接する第１アウタローラーと、第１アウタローラーを環状部材の外周面側に付勢する第１付勢手段と、を備え、
上記第２形状制御手段が、環状部材の内周面に当接する第２インナローラーと、環状部材の外周面に当接する第２アウタローラーと、該第２アウタローラーをワークの外周面側に付勢する第２付勢手段と、を備え、
上記回転手段が、上記第１インナローラーと上記第２インナローラーとを回転させることを特徴とする、熱処理装置。
【請求項４】
前記第１形状制御手段の位置を変える第１調整手段と、前記第２形状制御手段の位置を変える第２調整手段と、を備えていることを特徴とする、請求項３に記載の熱処理装置。
【請求項５】
環状部材を支持する冷却用治具を使用して環状部材を熱処理する方法であって、
上記冷却治具は、該環状部材の周方向に設けられた形状制御手段と、上記環状部材を回転させる回転手段と、を備え、
上記形状制御手段は、環状部材の内周面に当接するインナローラーと、環状部材の外周面に当接するアウタローラーと、該アウタローラーを環状部材の外周面側に付勢する付勢手段と、を備えていて、
冷却槽で上記環状部材の冷却中に、上記回転手段が上記環状部材と上記インナローラーを回転させ、上記付勢手段によって上記アウタローラーが上記環状部材の外周面を押し、上記インナローラーが上記環状部材の内周面を押すことを特徴とする、熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱された環状部材を冷却する際に冷却に伴って変化した環状部材の形状を修正する熱処理装置、それによって熱処理された環状部材及び環状部材を熱処理する熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはリング状のワークを誘導加熱する装置が開示されている。加熱処理したワークを冷却すると、膨張したワークが収縮する。この冷却処理によって、リング状のワークが真円から外れた形状に変化することがある。
【０００３】
特許文献２には、加熱したリング状のワークの冷却によって変化した形状を矯正する装置が開示されている。この装置は、リング状のワークを載せる配置台と、この配置台上のリング状のワークの外周面にそれぞれ転動自在に接触させる一対のロールと、これら一対の受けロールにリング状品を介して対向して設けられた一個の加圧ロールとを備えている。この装置では、加熱状態のリング状のワークを配置台に載せ、加圧ロール進退機構により加圧ロールをリング状のワークの外周面に押し付け、加圧ロール回転駆動機構により加圧ロールを回転させながら、リング状のワークを冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１２１１２８号公報
【特許文献２】特開２００９−８４６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２では、一対のロールと一個の加圧ロールとがリング状のワークの外周面に接触することでワークの外周形状を矯正する。しかしながら、一対のロールと加圧ロールとがワークの外周面側に配設されるため、装置構成が大きくなってしまう。
【０００６】
また、特許文献２では、リング状ワークの外側から荷重を加えるため、内周面の形状変化を効果的に修正することは期待できない。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するために、装置構成をコンパクトにできて省スペース化を図ることができると共に、環状部材の冷却に伴う形状変化を修正することができる、熱処理装置、それによって熱処理された環状部材及び環状部材を熱処理する熱処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の構成は、加熱された環状部材を載置する載置手段と、環状部材の周方向に設けられ、冷却に伴う環状部材の形状変化をコントロールする形状制御手段と、環状部材を回転させる回転手段と、を備え、形状制御手段は、環状部材の内周面に当接するインナローラーと、環状部材の外周面に当接するアウタローラーと、アウタローラーを環状部材の外周面側に付勢する付勢手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の第２の構成は、加熱された環状部材を載置する載置手段と、冷却に伴う環状部材の形状変化をコントロールする第１形状制御手段と、第１形状制御手段を通過した環状部材部分における冷却に伴う形状変化をコントロールする第２形状制御手段と、環状部材を回転させる回転手段と、を備え、第１形状制御手段が、環状部材の内周面に当接する第１インナローラーと、環状部材の外周面に当接する第１アウタローラーと、第１アウタローラーを環状部材の外周面側に付勢する第１付勢手段と、を備え、第２形状制御手段が、環状部材の内周面に当接する第２インナローラーと、環状部材の外周面に当接する第２アウタローラーと、第２アウタローラーを環状部材の外周面側に付勢する第２付勢手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第３の構成は、環状部材を冷却用治具を使用して冷却する方法であって、冷却槽で環状部材の冷却中に、回転手段が環状部材を回転させ、付勢手段によってアウタローラーが環状部材の外周面を押し、インナローラーが環状部材の内周面を押すことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、環状部材の外周面と内周面とをそれぞれ加圧するよう、環状部材外側と環状部材内側とにそれぞれアウタローラーとインナローラーとを配置したことで、装置構成のコンパクト化を図ることができる。これにより、省スペース化に貢献できる。
また、本発明によれば、冷却中において、環状部材は、各部位それぞれをインナローラーによって環状部材内周面側から外周面側へ押圧されることで、ワークの形状を修正する。このようなインナローラーを経由したワーク部分は、外側に向けて膨らむように形状が変化する虞があるので、そのような変形はアウタローラーが環状部材外周面側から内周面側へ押圧することで修正される。
【００１２】
よって、本発明によって、冷却液に浸した状態で環状部材を回転させつつ、一対のローラーによって環状部材全体の形状変化を矯正乃至その歪みの程度を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱処理装置の正面図である。
【図２】図１の熱処理装置の部分平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った熱処理装置の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る第１形状制御手段を示す平面図である。
【図５】図１の熱処理装置における加熱部を下降させた状態での熱処理装置の部分正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る熱処理装置の正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るワーク冷却用治具の概略平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿ったガイドボックスの断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る形状制御手段の側面図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は本実施形態の形状制御手段を示す平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る回転手段の構成を説明するためのワーク冷却用治具の概略断面図である。
【図１２】図１１に示す第１センターボックスを仮想の水平面で切った断面図である。
【図１３】図１１に示す第２センターボックスを仮想の水平面で切った拡大断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る昇降手段の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る熱処理装置１の正面図であり、図２は熱処理装置１の部分平面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿った熱処理装置１の断面図である。図中のＵｐは熱処理装置１の上方、Ｆｒは前方、ＬＨは左方を示す。
【００１５】
本実施形態に係る熱処理装置１は、環状部材（以下、ワークと呼ぶ）Ｗを加熱する加熱部１０と、加熱されたワークＷを冷却する冷却部２０と、を備えている。なお、ワークＷは、円筒状の内周面Ｓ１と、この内周面Ｓ１より大径の円筒状の面で構成された外周面Ｓ２とを有する。ワークＷの下面Ｓ３と上面Ｓ４とは平坦に形成されている。
【００１６】
〔加熱部について〕
加熱部１０は、図１に示すように、加熱ベース部１１０と、加熱ベース部１１０に立設した複数の支持部１２０と、加熱ベース部１１０を昇降する加熱用昇降手段１３０と、加熱コイル部１４０と、を備えている。
【００１７】
加熱ベース部１１０は、図２に示すように、中央プレート部１１１と、中央プレート部１１１の中心Ｃ１から放射状に延びた複数の延出部１１２と、を備えている。支持部１２０は、これらの複数の延出部１１２のそれぞれに一本ずつ配設されている。複数の支持部１２０の上端部は、リング状のワークＷの下面Ｓ３を支えることができるよう、図示を省略する仮想の円上で互いに離間して配置されている。なお、異なるサイズのワークＷに対応できるよう、各支持部１２０の延出部１１２での取付位置は変えることができる。
【００１８】
加熱コイル部１４０は、図１に示すワークＷを加熱する位置Ｐ１に対応した高さ位置で、ワークＷを囲繞するように設けられている。加熱用昇降手段１３０は、位置Ｐ１と後述の冷却部２０にセットする位置Ｐ２（後述の図５参照）との間でワークＷを昇降する。この加熱用昇降手段１３０は、後述の冷却部２０に固定されている。
【００１９】
加熱用昇降手段１３０による加熱ベース部１１０の昇降をガイドするように、本実施形態では、加熱ベース部１１０の底面から下方へ突出する回転規制シャフト１５０が設けられており、この回転規制シャフト１５０が後述する冷却部２０に開設したガイド穴２１５（図３参照）にガイドされている。
【００２０】
〔冷却部について〕
冷却部２０は、図１に示すように、冷却槽２１と、この冷却槽２１内に埋没可能に配設されるワーク冷却用治具２００と、このワーク冷却用治具２００を昇降する冷却用昇降手段２２と、を備えている。
【００２１】
冷却槽２１は、冷却液を収容するものであると共に、ワークＷを冷却する際にワークＷをセットしたワーク冷却用治具２００を収容するものである。なお、図１の二点鎖線は、冷却槽２１内に収容された冷却液の表面ＳCを表している。
【００２２】
本実施形態に係るワーク冷却用治具２００は、冷却ベース部２１０と、載置手段２２０と、第１形状制御手段２３０と、第２形状制御手段２４０と、回転手段２５０と、第１調整手段２６０と、第２調整手段２７０と、を備えている。
【００２３】
冷却ベース部２１０は、図３に示すように、矩形型のフレーム部２１１と、このフレーム部２１１内に固定されるベースプレート部２１２と、を備えている。このベースプレート部２１２上の一点が前述の中央プレート部１１１の中心Ｃ１に対応するポイントに設定される。図示例では、ベースプレート部２１２が正方形に形成されるため、その中央の点（以下、中心Ｃ２と呼ぶ）が中心Ｃ１と一致する。なお、ベースプレート部２１２には、複数の開口２１３が開設されている。
【００２４】
載置手段２２０は、ベースプレート部２１２より上方の所定高さ位置でワークＷを回転可能に保持するものである。本実施形態の載置手段２２０は、図２及び図３に示すように複数の載置用ユニット２２１を備えている。各載置用ユニット２２１は、図２に示すように、前述の加熱部１０における隣り合う延出部１１２同士間の領域に対応して設けられている。各載置用ユニット２２１は、図２及び図３に示すように、ベースプレート部２１２に取り付けられるブラケット２２２と、このブラケット２２２に回転可能に配設される水平ローラー２２３と、を備えている。各水平ローラー２２３の回転軸は、図３に示すように、ベースプレート部２１２の中心Ｃ２から延びた仮想の直線Ｌ１に沿うように配設されている。この水平ローラー２２３の回転軸の両端がブラケット２２２に支持されている。各水平ローラー２２３は、ベースプレート部２１２からの高さが同じに設定されている。
【００２５】
ワークＷは、その内周面Ｓ１及び外周面Ｓ２の円筒面の仮想の軸が通る中心（所謂『芯』）Ｃ３をベースプレート部２１２の中心Ｃ２と中央プレート部１１１の中心Ｃ１に一致するように、載置手段２２０の上、即ち複数の水平ローラー２２３上に載せられる。これらの水平ローラー２２３が回転可能なため、ワークＷは例えば図２に示す矢印Ａ方向へ中心Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３まわりに回転できる。本実施形態では、詳細は後述するように、ワークＷは載置手段２２０上で回転しつつ冷却処理が施される。冷却処理で生じるワークＷの形状変化をコントロールするために、本実施形態では、図２に示すように第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０とを備えている。
【００２６】
第１形状制御手段２３０は、冷却に伴ってワークＷの内周面Ｓ１と外周面Ｓ２とにそれぞれ生じる歪、即ち内周面Ｓ１及び外周面Ｓ２の真円形状からのずれを矯正し、或いは歪の程度を低減するようにワークＷの形状を修正する。以下、ワークＷの形状を矯正或いは修正することを、本明細書では『形状コントロール』と呼ぶ。
【００２７】
図４は本実施形態の第１形状制御手段２３０を示す平面図である。第１形状制御手段２３０は、取付部２３１と、固定ローラー部２３２と、可動ローラー部２３３と、ワーク支持部２３４と、駆動部２３５と、駆動用支持部２３６と、を備えている。
【００２８】
取付部２３１は、図１に示すように、冷却ベース部２１０のベースプレート部２１２に固定される下部２３１Ａと、この下部２３１Ａの上側に設けられる上部２３１Ｂ（図４も参照）と、を備えている。上部２３１Ｂは、下部２３１Ａに設けられた軸、即ちベースプレート部２１２の上面に垂直な軸のまわりに回転可能に取り付けられている。
【００２９】
固定ローラー部２３２は、ワークＷの冷却の過程でベースプレート部２１２上の位置を変えないようにベースプレート部２１２に配設される。本実施形態の固定ローラー部２３２は、図４に示すようにインナローラー２３２Ａを備えており、このインナローラー２３２Ａの回転軸２３２Ｂが前述の取付部２３１の軸と共軸に構成されている。なお、インナローラー２３２Ａの回転軸２３２Ｂは取付部２３１の軸とは別体に構成されてもよいことは勿論である。このインナローラー２３２Ａは、ワークＷの内周面Ｓ１に接触する。
【００３０】
可動ローラー部２３３は、ワークＷの冷却過程でベースプレート部２１２上の位置を可変に、即ち冷却に伴うワークＷの形状変化に応じてベースプレート部２１２上における位置を可変に配設されている。
【００３１】
本実施形態の可動ローラー部２３３はアウタローラー２３３Ａを備えている。アウタローラー２３３Ａの回転軸２３３Ｂは、前述のインナローラー２３２Ａの回転軸２３２Ｂと平行に、前述の取付部２３１の上部２３１Ｂに設けられている。アウタローラー２３３Ａは、ワークＷの外周面Ｓ２に接触する。このように、可動ローラー部２３３と固定ローラー部２３２との間にワークＷを通過させることが可能な領域（言わば空間）を確保するよう、可動ローラー部２３３は固定ローラー部２３２に対して距離を置いて取付部２３１に設けられている。
【００３２】
図４に示すように、上部２３１Ｂの長手方向をＤ１、ベースプレート部２１２の中心Ｃ２と固定ローラー部２３２の回転軸２３２Ｂとを結ぶ仮想線をＬ１（また、この線の延出方向は、リング状のワークＷにおける中心Ｃ３からの半径方向に相当する）とした場合、長手方向Ｄ１と仮想線Ｌ１とが重なった状態において、可動ローラー部２３３は固定ローラー部２３２に比べてベースプレート部２１２の中心Ｃ２からの距離が遠い位置に配設される。
【００３３】
本実施形態では、可動ローラー部２３３、即ちアウタローラー２３３Ａの位置を変えるために、取付部２３１の上部２３１Ｂを前述の下部２３１Ａに設けた軸２３２Ｂの周方向に回転させる。駆動部２３５はこのような回転力を取付部２３１の上部２３１Ｂに与える。
【００３４】
駆動部２３５は、駆動用支持部２３６に回転可能に取り付けられている。この駆動用支持部２３６は、図示を省略するが、取付部２３１の下部２３１Ａに固定されている。駆動用支持部２３６は、図４に示すように、可動ローラー部２３３に比べてベースプレート部２１２の中心Ｃ２からの距離が遠い位置で駆動部２３５を回転可能に保持する。
【００３５】
本実施形態では、駆動用支持部２３６は、駆動用回転軸２３６Ａを介して駆動部２３５を支持している。駆動部２３５は、例えばシリンダー装置から構成されている。シリンダー装置は、油圧などの作用によってシリンダー２３５Ａから引き出されるロッド２３５Ｂの長さを調整可能に構成されている。ロッド２３５Ｂの先端部がリンク部材２３７を介して取付部２３１の上部２３１Ｂに連結されている。リンク部材２３７によって、ロッド２３５Ｂに対する取付部２３１の上部２３１Ｂの向きの自由度が確保されている。また、駆動部２３５は、駆動用回転軸２３６Ａによって駆動用支持部２３６に対する向きの自由度も確保されている。
【００３６】
駆動部２３５によれば、ロッド２３５Ｂのシリンダー２３５Ａに対する進退度合を変えることで、取付部２３１の下部２３１Ａの回転軸２３２Ｂまわりに上部２３１Ｂを回転できる。よって、可動ローラー部２３３の位置を変えることができる。なお、ワークＷがワーク冷却用治具２００にセットされる前は取付部２３１の上部２３１Ｂは、図４に示すαの状態（図中の位置変更前）であり、セット後に駆動部２３５によって図４に示すβの状態（図中の位置変更後）に変わる。
【００３７】
ワーク支持部２３４は、ワークＷを部分的にその下側から支えるものである。ワークＷの中心Ｃ３まわりの回転を円滑にするために、ワーク支持部２３４は、図４に示すように、水平な軸２３４Ａまわりに回転する支持ローラー２３４Ｂと、軸２３４Ａを保持するブラケット２３４Ｃと、を備えている。支持ローラー２３４ＢにおけるワークＷとの接触部位は、前述の載置手段２００の各水平ローラー２２３の接触部位と同じ高さに設定されている。ブラケット２３４Ｃは、図示省略するが、例えば取付部２３１の下部２３１Ａに固定されている。このブラケット２３４Ｃは、前述の駆動用支持部２３６と一体に構成されてもよい。
【００３８】
本実施形態では、第１形状制御手段２３０のベースプレート部２１２における位置、具体的にはベースプレート部２１２の中心Ｃ２からの直線上の距離を第１調整手段２６０によって変えることができる。第１調整手段２６０は、ベースプレート部２１２の上面に固定されるガイドレール部材２６１を備えている。このガイドレール部材２６１は、図３に示すように、その長手方向がベースプレート部２１２の中心Ｃ２から延びた仮想の線Ｌ１に沿うように、ベースプレート部２１２に配設されている。ガイドレール部材２６１は、前述の第１形状制御手段２３０の仮想線Ｌ１方向への移動をガイドするものである。第１形状制御手段２３０の下部２３１Ａは、ベースプレート部２１２の中心Ｃ２からの距離を調整したのち、図示省略するボルトとナットなどの締結手段によってガイドレール部材２６１に固定される。このように、第１形状制御手段２３０のベースプレート部２１２の中心Ｃ２からの距離を調整することで、異なるサイズのワークに対応させることができる。
【００３９】
本実施形態では、第１形状制御手段２３０を通過したワーク部分に対して『形状コントロール』を行うために、図４に示すように、第１形状制御手段２３０からワークＷの送り先側に第２形状制御手段２４０を備えている。この第２形状制御手段２４０は、前述の第１形状制御手段２３０と同じ構成であるので、図面には第１形状制御手段２３０の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明は省略する。第２形状制御手段２４０は、第１形状制御手段２３０と同様に、ベースプレート部２１２に対する位置を第２調整手段２７０によって変えることができる。この第２調整手段２７０は第１調整手段２６０と同じ構成であるので、図面には第１調整手段２６０の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４０】
本実施形態の回転手段２５０は、載置手段２２０上に配置されたワークＷをその中心Ｃ３まわりに回転する。本実施形態では、回転駆動装置が設けられている。回転駆動装置は、モーター２５１（図１参照）と、このモーター２５１によって回転するベルト２５２（図１及び図２参照）と、このベルト２５２によって回転するピニオン２５３（図３参照）と、を備えている。なお、ピニオン２５３に代えてスプロケットなどの動力入力部を用いてもよく、ベルト２５２に代えてチェーンなどの動力伝達部を用いてもよい。
【００４１】
ベルト２５２は、その基端部と先端部とが連結されて一つの輪を構成し、ベースプレート部２１２に回転可能に配置された複数のスプロケット２５２Ａ（図３参照）によって弛みなく配置されている。
【００４２】
ピニオン２５３は、前述の第１形状制御手段２３０及び第２形状制御手段２４０の回転軸、即ち各下部２３１Ａに設けられた回転軸２３２Ｂ（図４参照）にそれぞれ取り付けられている。これらのピニオン２５３がベルト２５２によって回転することで、第１形状制御手段２３０及び第２形状制御手段２４０の各インナローラー２３２Ａ（図４参照）を回転させる。各インナローラー２３２Ａは図示省略するギアを介してアウタローラー２３３Ａに接続されており、ピニオン２５３がベルト２５２から受ける力によってアウタローラー２３３Ａも回転する。なお、各アウタローラー２３３Ａは、インナローラー２３２Ａとは逆方向に回転する。これらのインナローラー２３２Ａ及び各アウタローラー２３３Ａの回転力によってワークＷが中心Ｃ３まわりに回転する。
【００４３】
本実施形態では、ベルト２５２の一部は第１調整手段２６０及び第２調整手段２７０のガイド部材２６１の側縁に沿って延びているため、第１形状制御手段２３０及び第２形状制御手段２４０の位置が変わっても、変更の前後の何れの位置でも、第１形状制御手段２３０及び第２形状制御手段２４０の各ピニオン２５３がベルト２５２に接触することができる。図中のＹ１はベースプレート部２１２の中心Ｃ２側に最も寄ったピニオン２５３を示し、Ｙ２はピニオン２５３が中心Ｃ２から最も離れた位置を丸印で示している。なお、ベルト２５２は、ピニオン２５３との接触面に、ピニオン２５３に係合する係合部（図示省略）を複数備えていることが望ましい。
【００４４】
ベルト２５２を回転させるモーター２５１は、本実施形態では、図１に示すように、冷却ベース部２１０の右縁部から立設したタワーＴＷ内に設けられている。
【００４５】
冷却用昇降手段２２は、ワーク冷却用治具２００の高さを変える機構である。本実施形態では、この冷却用昇降手段２２を利用して、ワーク冷却用治具２００にセットされたワークＷを冷却槽２１内の冷却液内に入れ、或いは冷却液外に出す。
【００４６】
冷却用昇降手段２２は、図１及び図３に示すように、冷却ベース部２１０の前側と後側とにそれぞれ設けたＸアーム部で構成されている。各Ｘアーム部は、棒状に形成された一対の第１及び第２メンバー２２Ａ，２２Ｂを備えている。第１メンバー２２Ａと第２メンバー２２Ｂとは、図１に示すようにその長手方向の中間部で回転軸２２Ｃを介して連結されている。一部図示を省略するが、第１メンバー２２Ａは、下端部を冷却槽２１内に固定した軸に取り付けられており、上端部をフレーム部２１１に設けたガイド溝２１３（図１参照）に摺動可能に取り付けられている。第２メンバー２２Ｂは、上端部をフレーム部２１１に固定した軸に取り付けられており、下端部を冷却槽２１内に設けたガイド溝（図示省略）に摺動可能に取り付けられている。このようなＸアーム部が、第１メンバー２２Ａと第２メンバー２２Ｂとの相互の開き角度θ（図１参照）を変えることで、その全高Ｈが変わる。よって、ワーク冷却用治具２００の鉛直方向の位置を変えられる。
【００４７】
本実施形態の熱処理装置１は、以上のように構成されている。以下、熱処理装置１の動作を説明する。
【００４８】
ワークＷを熱処理装置１にセットする前に、ワークＷのサイズを考慮して、ベースプレート部２１２の中心Ｃ２からの第１形状制御手段２３０及び第２形状制御手段２４０の距離を調整する。なお、第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０とは、中心Ｃ２からの距離を同じに設定される。同様に、加熱部１０における支持部１２０の延長部１１２（図２参照）における取付位置もワークＷのサイズに合わせる。
【００４９】
次に、図１に示すように、ワークＷを加熱用昇降手段１３０によって位置Ｐ１に上昇させた後、ワークＷを加熱コイル部１４０によって加熱する。
加熱が終了したら、加熱用昇降手段１３０によって加熱ベース部１１０を下降させる。本実施形態では、ワークＷを支持する支持部１２０を冷却部２０の載置手段２２０の水平ローラー２２３よりも低い位置まで移動させる。これにより、図５に示すように、ワークＷを支持部１２０から冷却部２０の載置手段２２０に移し変える。このとき、ワークＷは、第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０のインナローラー２３２Ａとそれに対向して設けられたアウタローラー２３３Ａとの間を通るように、載置手段２２０上にセットされる。なお、取付部２３１の上部２３１Ｂは図４のαの状態である。
【００５０】
次に、図示を省略するＰＣなどの制御装置が、第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０の駆動部２３５を制御して、各アウタローラー２３３ＡがワークＷの外周面Ｓ２に接触するよう、取付部２３１の上部２３１Ｂを回動する。これにより、ワークＷは、部分的に第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０とでチャックされる。
【００５１】
なお、アウタローラー２３３ＡがワークＷの外周面Ｓ２に接触した状態では、図４のβで示すように、インナローラー２３２Ａとアウタローラー２３３Ａの各軸を結ぶ仮想線Ｌ１′が、ワークＷの中心Ｃ３からの半径方向に沿った仮想線Ｌ１と交差する。
【００５２】
次に、冷却用昇降手段２２によってワーク冷却用治具２００を下降する。これにより、ワーク冷却用治具２００にセットされたワークＷは冷却液に浸漬されて、冷却される。この冷却中、回転手段２５０によって第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０とのインナローラー２３２Ａにそれぞれ回転力が与えられて、ワークＷは回転する。
【００５３】
ワークＷは回転しながら、その部分が第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０とを通過することで、歪が矯正又はその程度が低減されるよう形状が修正される。
【００５４】
特に、本実施形態では、冷却中において、インナローラー２３２Ａに対するアウタローラー２３３Ａの位置が、ワークＷの中心Ｃ３等からインナローラー２３２Ａを結ぶ仮想線Ｌ１からずれている。具体的には、アウタローラー２３３Ａは、インナローラー２３２Ａに比べて、ワークＷの送り先方向側へずれた位置でワークＷの外周面Ｓ２に接触する。これにより、本実施形態では、インナローラー２３２ＡがワークＷを内周面Ｓ１側から外周面Ｓ２側へ押圧する力Ｆ１（図４参照）によってワークＷの形状が修正される。このようなインナローラー２３２Ａを経由したワーク部分は、外側に向けて膨らむように形状が変化する虞があるので、そのような変化をアウタローラー２３３Ａがワーク外周面Ｓ２側から内周面Ｓ１側へ向かう押圧力Ｆ２（図４参照）を付勢して修正する。
【００５５】
このように、本実施形態の熱処理装置１では、加熱されたワークＷの冷却処理に伴う形状変化を、冷却液に浸した状態で回転させつつ、一対のローラー、即ちインナローラー２３２ＡによってワークＷを内周面Ｓ１側から押させ、アウタローラー２３３ＡによってワークＷを外周面Ｓ２側から押さえつつ、回転させることでワーク全体の形状変化を矯正乃至その程度を低減できる。
【００５６】
本実施形態では、加熱されたワークＷにおける冷却に伴った収縮による形状変化に応じて、駆動部２３５（図４参照）はアウタローラー２３３Ａがワーク外周面Ｓ２に追随するようアウタローラー２３３Ａを移動させる。これにより、確実に冷却に伴うワークＷの形状変化を矯正或いはその程度を低減できる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、冷却部２０が第１調整手段２６０と第２調整手段２７０とを備えているので、異なるサイズのリング状のワークＷに対応できる。また、ワークＷの外周面Ｓ２と内周面Ｓ１とをそれぞれ加圧するよう、ワーク外側とワーク内側とにそれぞれアウタローラー２３３Ａとインナローラー２３２Ａとを配置したことで装置構成のコンパクト化を図ることができる。これにより、省スペース化に貢献できる。
【００５８】
〔第１実施形態の第１変形例〕
本発明の第１実施形態の第１変形例に係る熱処理装置では、ワーク冷却用治具２００が、第１形状制御手段２３０及び第２形状制御手段２４０に加えて、第２形状制御手段２４０を経由したワーク部分に対して『形状コントロール』を行う第３形状制御手段を備えている。この第３形状制御手段は、例えば第１形状制御手段２３０と同じ部材で構成される。
【００５９】
〔第１実施形態の第２変形例〕
本発明の第１実施形態の第２変形例に係る熱処理装置では、ワーク冷却用治具２００が、第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０の組を複数備えている。組数は、２組に限らず、３以上でもよい。この第１実施形態の第２変形例のワーク冷却用治具２００によれば、大径のリング状ワークＷの形状変化に対して効果的である。
【００６０】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る熱処理装置について説明する。
前述の第１実施形態と同じ或いは同様の部材には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図６は本発明の第２実施形態に係る熱処理装置５の正面図である。本実施形態の熱処理装置５は、ワークＷを加熱する加熱部６０と、加熱されたワークＷを冷却する冷却部７０と、を備えている。
【００６１】
〔加熱部について〕
加熱部６０は、ワークＷを支持する複数の支持部６１と加熱コイル部６２とを備えている。加熱コイル部６２は、所定の高さ位置に配設されており、図６に示すようにワークＷを囲繞する。複数の支持部６１は、ワークＷを加熱位置に保持する。本実施形態の支持部６１は垂直バー６１Ａとこの垂直バー６１Ａの下端に接合した水平バー６１Ｂとから逆Ｔ字状に形成されている。水平バー６１Ｂの外端部の上面６１Ｃに、ワークＷが載置される。これらの支持部６１は、図示省略する移動機構を動作させることで移動できる。
【００６２】
〔冷却部について〕
冷却部７０は、図６に示すように、冷却槽７１と、この冷却槽７１内に埋没可能に配設されるワーク冷却用治具７２（以下、冷却用治具７２と呼ぶ場合がある）と、このワーク冷却用治具７２を昇降する昇降手段７６と、を備えている。
【００６３】
冷却槽７１は、冷却液を収容するものであると共に、ワークＷを冷却する際にワークＷをセットしたワーク冷却用治具７２を収容するものである。なお、図６の二点鎖線は、冷却槽７１内に収容された冷却液の表面ＳCを表している。
【００６４】
図７は本実施形態に係るワーク冷却用治具７２の概略平面図である。本実施形態に係るワーク冷却用治具７２は、冷却ベース部７１０と、載置手段７２０と、４つの第５形状制御手段（以下、形状制御手段と呼ぶ）７３０と、回転手段７４０と、調整手段７５０と、を備えている。なお、図７には回転手段７４０と調整手段７５０とは示されていないが、これらを排除する主旨ではない。
【００６５】
冷却ベース部７１０は、図７に示すように、平面視正方形の第１センターボックス７１１と、この第１センターボックス７１１の各側面に取り付けられた平面視長方形の４つのガイドボックス７１２と、ガイドボックス７１２同士を連結する連結部材７１３と、から構成されている。なお、図７では後述の第２センターボックス７５１及びハンドル７５２などの表示を省略している。
【００６６】
各ガイドボックス７１２は第１センターボックス７１１の中心から第１センターボックス７１１の側壁７１１Ａの中間を通って延びた仮想線Ｌ３に長手方向を沿わせて配設されている。図８は図７のＡ−Ａ線に沿ったガイドボックス７１２の断面図である。ガイドボックス７１２は長さ方向に沿って延びた一対のフレーム７１２Ａ，７１２Ａを備えている。各フレーム７１２Ａは断面コ字状に形成されている。
【００６７】
これらの一対のフレーム７１２Ａ，７１２Ａ間に、後述するスプラインシャフト７４７（図１１参照）と、一対のガイドシャフト７１２Ｂ，７１２Ｂとが設けられている。
スプラインシャフト７４７は、後述の回転手段７４０の一構成部品であり、ガイドボックス７１２の幅中間位置でガイドボックス長さ方向に沿って設けられている。スプラインシャフト７４７の一端部は第１センターボックス７１１内にまでのびており、他端部はガイドボックス７１２の支持プレート７１２Ｃ（図７参照）に回転可能に取り付けられている。ガイドシャフト７１２Ｂ，７１２Ｂは、後述する形状制御手段７３０の移動を案内するものであり、図８に示すようにスプラインシャフト７４７の右側と左側でガイドボックス７１２の長手方向に沿って設けられている。スクリューシャフト７５３は、後述する形状制御手段７３０の位置を調整するためのものであり、ガイドボックス７１２の外側でガイドボックス７１２の長手方向に沿うように設けられている。さらに、スクリューシャフト７５３は、一方のフレーム７１２Ａの上面に固定したブラケット７１２Ｄに、回転可能に支持されている。
【００６８】
載置手段７２０は、冷却ベース部７１０より上方の所定高さ位置でワークＷを回転可能に保持するものである。本実施形態の載置手段７２０は、図７に示すように複数の載置用ユニット７２１を備えている。各載置用ユニット７２１は、図７に示すように、前述の冷却ベース部７１０のガイドボックス７１２同士間の領域に設けられている。各載置用ユニット７２１は、図７に示すように、連結部材７１３に取り付けられるブラケット７２２と、このブラケット７２２に回転可能に配設される水平ローラー７２３と、を備えている。各水平ローラー７２３の回転軸は、図７に示すように、冷却ベース部７１０の中心Ｃ５から伸びた仮想の直線Ｌ４に沿うように配設されている。この水平ローラー７２３の回転軸の両端がブラケット７２２に支持されている。各水平ローラー７２３は、冷却ベース部７１０からの高さが同じに設定されている。
【００６９】
ワークＷは、その内周面Ｓ１及び外周面Ｓ２の円筒面の仮想の軸が通る中心（所謂『芯』）Ｃ６を冷却ベース部７１０の中心Ｃ５と一致するように、載置手段７２０の上、即ち複数の水平ローラー７２３上に載せられる。これらの水平ローラー７２３が回転可能なため、ワークＷは例えば図７に示す矢印Ｂ方向へ中心Ｃ５，Ｃ６まわりに回転できる。本実施形態では、詳細を後述するように、ワークＷは載置手段７２０上で回転しつつ冷却の処理が施される。冷却処理で生じるワークＷの形状変化をコントロールするために、本実施形態では、図７に示すように、４つの形状制御手段７３０を備えている。４つの形状制御手段７３０は、ワークＷの周方向に、具体的にはワークＷの中心Ｃ６まわりに９０度の等角度間隔で設けられている。
【００７０】
形状制御手段７３０は、冷却に伴ってワークＷの内周面Ｓ１と外周面Ｓ２とにそれぞれ生じる歪、即ち内周面Ｓ１及び外周面Ｓ２の真円形状からのずれを矯正し、或いは歪の程度を低減するようにワークＷの形状を修正する。
【００７１】
図９は本実施形態の形状制御手段７３０の側面図である。形状制御手段７３０は、ベース部７３１と、固定ローラー部７３２と、可動ローラー部７３３と、駆動部７３４と、を備えている。
【００７２】
ベース部７３１は、図９に示すように、下パーツ７３１Ａと中間パーツ７３１Ｂと上パーツ７３１Ｃとを備えている。
【００７３】
下パーツ７３１Ａは、後述のスプラインシャフト７４７と一対のガイドシャフト７１２Ｂ，７１２Ｂとをそれぞれ挿通させる貫通穴（図示省略）を有する。また、下パーツ７３１Ａは、スプラインシャフト７４７を挿通させる貫通穴の入り口に、図９に示すように後述の回転手段７４０のマイタ歯車７４６Ｂを備えている。このマイタ歯車７４６Ｂは、スプラインシャフト７４７を挿通させるための貫通穴（図示省略）を有し、この貫通穴の表面には、スプラインシャフト７４７の軸方向に延びた歯に噛合する歯が形成されている。これにより、スプラインシャフト７４７の回転によって、マイタ歯車７４６Ｂが回転する。
【００７４】
中間パーツ７３１Ｂは下パーツ７３１Ａと上パーツ７３１Ｃとを連結するものである。この中間パーツ７３１Ｂによって、上パーツ７３１Ｃは図９に示すように、下パーツ７３１Ａより前方で且つ上方へずれた位置に配設される。
【００７５】
上パーツ７３１Ｃは、図９に示すように、下パーツ７３１Ａのマイタ歯車７４６Ｂに噛合するマイタ歯車７４８を備えている。このマイタ歯車７４８に関連して、上パーツ７３１Ｃの上側に固定ローラー部７３２が設けられている。
さらに、上パーツ７３１Ｃには、後述するスクリューシャフト７５３に螺着したナット７５５を収容したナット収容部７３１Ｄが設けられている。なお、後述するようにナット７５５はスクリューシャフト７５３との相対的な位置を変えられるよう、スクリューシャフト７５３の軸方向に移動自在である。
【００７６】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）は本実施形態の形状制御手段７３０を示す平面図である。なお、図１０では、ベース部７３１の下パーツ７３１Ａと中間パーツ７３１Ｂとの表示を省略し、スクリューシャフト７５３の一部を表している。
【００７７】
固定ローラー部７３２は、ワークＷの冷却の過程で、冷却ベース部７１０に対する位置を変えないように配設される。本実施形態の固定ローラー部７３２は、図１０に示すようにインナローラー７３２Ａを備えており、このインナローラー７３２Ａの回転軸７３２Ｂが前述のマイタ歯車７４８（図９参照）と共軸に構成されている。このインナローラー７３２Ａは、ワークＷの内周面Ｓ１に接触する。
このインナローラー７３２Ａには、ワークＷを載置させる載置部７３２Ｃが形成されている。載置部７３２Ｃは、図９に示すように、インナローラー７３２Ａの表面から突出して形成されている。載置部７３２Ｃと前述の水平ローラー７２３の高さ、つまりワークＷを載せる面の高さは同じに設定されている。
【００７８】
可動ローラー部７３３は、ワークＷの冷却過程で冷却ベース部７１０に対する位置を可変に、即ち冷却に伴うワークＷの形状変化に応じて冷却ベース部７１０上における位置を可変に配設されている。
【００７９】
本実施形態の可動ローラー部７３３はアウタローラー７３３Ａを備えている。アウタローラー７３３Ａの回転軸７３３Ｂは、前述のインナローラー７３２Ａの回転軸７３２Ｂと平行に設けられている。アウタローラー７３３Ａは、ワークＷの外周面Ｓ２に接触する。
【００８０】
可動ローラー部７３３は、ベース部７３１に対して相対的に移動可能に設けられている。
図９及び図１０に示すように、上パーツ７３１Ｃの後方側には所定の距離を置いてブラケット７３５が設けられている。このブラケット７３５は、ベース部７３１の中間パーツ７３１Ｂの後端部に固定されている。このブラケット７３５と上パーツ７３１Ｃとの間には、２本のシャフト７３６が平行に設けられている。これらのシャフト７３６は、軸方向を前述のガイドボックス７１２の長手方向に沿わせて配設されている。これらのシャフト７３６には可動ブロック７３７がスライド自在に設けられている。この可動ブロック７３７の上面に可動ローラー部７３３が設けられている。可動ローラー部７３３の位置を変えるために、ブラケット７３５には、駆動部７３４が設けられている。
【００８１】
本実施形態では、可動ローラー部７３３、即ちアウタローラー７３３Ａの位置を変えるために、可動ブロック７３７を前述のシャフト７３６の軸方向に沿って移動させる。駆動部７３４はこのような力を可動ブロック７３７に与え、アウタローラー７３３ＡをワークＷの外周面Ｓ２側に付勢する。
【００８２】
駆動部７３４は、ブラケット７３５に固定されている。駆動部７３４は、例えばシリンダー装置から構成されている。シリンダー装置は、油圧などの作用によってシリンダー７３４Ａから引き出されるロッド７３４Ｂの長さを調整可能に構成されている。ロッド７３４Ｂの先端部が可動ブロック７３７に連結されている。
【００８３】
駆動部７３４によれば、ロッド７３４Ｂのシリンダー７３４Ａに対する進退度合いを変えることで、可動ブロック７３７のシャフト７３６上の位置を変えることができる。なお、図１０（Ａ）はロッド７３４Ｂを最も引き出してアウタローラー７３３Ａをインナローラー７３２Ａに近接させた状態を示しており、図１０（Ｂ）はロッド７３４Ｂをシリンダー７３４Ａ内に引き込んでアウタローラー７３３Ａをインナローラー７３２Ａから最も引き離した状態であり、例えばワークＷを冷却用治具７２にセットする際のアウタローラー７３３Ａとインナローラー７３２Ａとを示している。
【００８４】
さらに、可動ブロック７３７には、ワークＷの上面Ｓ４（図６参照）に接触するローラー７３８Ａが設けられている（図９参照）。このローラー７３８Ａは、図９に示すスライド部材７３８Ｂに回転可能に取り付けられている。スライド部材７３８Ｂは、可動ブロック７３７の上面から上方へ突出した２本のシャフト７３８Ｃ、７３８Ｄにスライド自在に設けられており、図示省略するばね部材によってスライド部材７３８Ｂは下方へ移動するよう付勢されている。
【００８５】
本実施形態の回転手段７４０は、載置手段７２０上に配置されたワークＷをその中心Ｃ６まわりに回転させるために、固定ローラー部７３２のインナローラー７３２Ａに回転力を与える。本実施形態では、回転手段７４０として回転駆動装置を備えている。回転駆動装置は、図１１に示すように、冷却槽７１の下方に配設されたモーターユニット７４１と、このモーターユニット７４１からの力を固定ローラー部７３２に伝達する伝達機構７４２と、を備えている。
【００８６】
モーターユニット７４１は、支持プレート７４１Ａと、支持プレート７４１Ａの底面から下方へ突出したモーターブラケット７４１Ｂと、このモーターブラケット７４１Ｂに取り付けられたモーター７４１Ｃと、このモーター７４１Ｃの回転軸７４１Ｄの先端部領域を囲繞するモーターボックス７４１Ｅと、を備えている。
【００８７】
伝達機構７４２は、図１１に示すように、モーター７４１Ｃの回転軸７４１Ｄに取り付けられた傘歯車７４３と、両端に傘歯車７４４Ａ，７４４Ｂを取り付けたシャフト７４５と、一端に傘歯車７４６Ａを備えると共に長さ方向に沿って移動可能なマイタ歯車７４６Ｂを備えたスプラインシャフト７４７と、固定ローラー部７３２のインナローラー７３２Ａの回転軸７３２Ｂに取り付けられたマイタ歯車７４８と、を備えている。
【００８８】
シャフト７４５は、図１１に示すように、冷却槽７１の底部７１Ａに形成された貫通穴７１Ｂと支持プレート７４１Ａに形成された貫通穴７４１Ｆとを貫いて、鉛直方向に延出している。シャフト７４５の下端部は、モーターブラケット７４１Ｂに固定されたシャフトブラケット７４１Ｇに回転可能に支持されている。シャフト下端部に設けられた傘歯車７４４Ａはモーターボックス７４１Ｅ内でモーター回転軸７４１Ｄの傘歯車７４３に噛合している。シャフト上端部に設けられた傘歯車７４４Ｂは、スプラインシャフト７４７の端部に固定された傘歯車７４６Ａに噛合している。シャフト上端部の傘歯車７４４Ｂは、第１センターボックス７１１内で回転自在に支持されている。
【００８９】
スプラインシャフト７４７に移動自在に設けられると共にスプラインシャフト７４７に噛合するように形成されたマイタ歯車７４６Ｂは、形状制御手段７３０に設けられたマイタ歯車７４８に噛合している。このマイタ歯車７４８は、固定ローラー部７３２のインナローラー７３２Ａの回転軸７３２Ｂに取り付けられている。
このような構成によって、モーター７４１Ｃの回転力が伝達機構７４２を介してインナローラー７３２Ａへ伝達されて、インナローラー７３２Ａが回転する。
【００９０】
ここで、図１２は第１センターボックスを仮想の水平面で切った断面図である。第１センターボックス７１１内には４つのスプラインシャフト７４７の端部に固定された各傘歯車７４６Ａが設けられ、シャフト７４５の上端部に設けた一つの傘歯車７４４Ｂ（図１２では破線で示している）は、４つの傘歯車７４６Ａの全てに噛合している。この構成によって、モーター７４１Ｃ（図１１参照）の回転力が傘歯車７４４Ｂを介して全てのインナローラー７３２Ａに伝達されて、各インナローラー７３２Ａが回転する。
【００９１】
本実施形態では、位置調整手段７５０を備えていることで、形状制御手段７３０のガイドボックス７１２における位置、具体的にはセンターボックス７１１の中心からの距離を変えることができる。
調整手段７５０は、図１１に示すように、第１センターボックス７１１の上側に固定された第２センターボックス７５１と、この第２センターボックス７５１に回転可能に設けられたハンドル７５２と、ハンドル７５２によって回転するスクリューシャフト７５３と、ハンドル７５２の回転力をスクリューシャフト７５３に伝達する伝達機構７５４と、スクリューシャフト７５３の表面に形成されたネジに螺着したナット７５５（図９参照）と、から構成されている。
【００９２】
ここで、図１３は図１１の第２センターボックス７５１を仮想の水平面で切った拡大断面図である。
図１３に示すように、スクリューシャフト７５３の端部は第２センターボックス７５１内まで延出している。スクリューシャフト７５３は、第２センターボックス７５１の中心から側壁の中間を貫く仮想線Ｌ５より横方向にずれた位置で当該仮想線Ｌ５と平行に延びている。図中の破線が、ハンドル７５２に取り付けた傘歯車７５２Ａであり、この傘歯車７５２Ａの回転によってスクリューシャフト７５３を軸周りに回転させるために、伝達機構７５４を備えている。
【００９３】
伝達機構７５４は、スクリューシャフト７５３の端部に取り付けられた第１平歯車７５４Ａと、この第１平歯車７５４Ａに噛合する第２平歯車７５４Ｂと、この第２平歯車７５４Ｂに噛合する第３平歯車７５４Ｃと、第３平歯車７５４Ｃに取り付けられ当該第３平歯車７５４Ｃと共軸の傘歯車７５４Ｄと、を備えている。
スクリューシャフト７５３、第２平歯車７５４Ｂの回転軸７５４Ｅ及び第３平歯車７５４Ｃの回転軸７５４Ｆは、第２センターボックス７５１内に設けられた軸支持部７５４Ｇに回転自在に支持されている。
伝達機構７５４の傘歯車７５４Ｄは、ハンドル７５２に取り付けた傘歯車７５２Ａに噛合している。
【００９４】
スクリューシャフト７５３を回転させると、当該スクリューシャフト７５３に螺着したナット７５５が形状制御手段７３０に固定されているため、ナット７５５のスクリューシャフト７５３上の位置が変わる、つまり、形状制御手段７３０の位置が変わる。例えば、ハンドル７５２を回転させることで形状制御手段７３０を第１センターボックス７１１側へ、或いはハンドル７５２を逆方向に回転させることで形状制御手段７３０を第１センターボックス７１１から離れる方向へ移動させることができる。
【００９５】
第２センターボックス７５１内には４つのスクリューシャフト７５３の端部が設けられており、ハンドル７５２に取り付けられた一つの傘歯車７５２Ａは、４つの伝達機構７５４の各傘歯車７５４Ｄに噛合している。このように、ハンドル７５２を回転させることで全てのスクリューシャフ７５３に回転力が与えられる。これにより、各ガイドボックス７１２の長手方向に沿って各形状制御手段７３０を移動させることができる。なお、各形状制御手段７３０は、第１センターボックス７１１の中心からの距離がそれぞれ同じに調整される。
【００９６】
昇降手段７６は、ワーク冷却用治具７２の高さを変える機構である。本実施形態では、この昇降手段７６を利用して、ワーク冷却用治具７２にセットされたワークＷを冷却槽内の冷却液内に入れ、或いは冷却液外に出す。
【００９７】
昇降手段７６は、図１４に示すように、作業フロアに固定されるベースプレート７６１と、ベースプレート７６１に配設されたモーター７６２と、モーター７６２の一つの回転軸７６２Ａの力を２つの回転力に分配する中継機構７６３と、二つのパワージャッキ装置７６４と、を備えている。
【００９８】
中継機構７６３は、モーター７６２の回転力によって回転する二つの回転軸７６３Ａ，７６３Ａを備えている。これらの回転軸７６３Ａ，７６３Ａは同じ回転速度で回転するように構成されている。なお、中継機構７６３には、モーター７６２の回転軸７６２Ａから回転軸７６３Ａ，７６３Ａへ回転力を伝達する伝達機構、例えば傘歯車などが設けられている。
【００９９】
各パワージャッキ装置７６４は、中継機構７６３の回転軸７６３Ａとベルト７６５を介して連結されていて当該回転軸７６３Ａが回転することで回転する回転軸７６４Ａと、鉛直上方へ延びていると共に回転軸７６４Ａが回転することによって回転するネジ軸７６４Ｂと、このネジ軸７６４Ｂに螺着した可動部７６４Ｃと、を備えている。なお、パワージャッキ装置７６４には、回転軸７６４Ａからネジ軸７６４Ｂへ回転力を伝達する伝達機構、例えば傘歯車などが設けられている。
各パワージャッキ装置７６４の可動部７６４Ｃは、モーターユニット７４１の支持プレート７４１Ａに固定されている。なお、可動部７６４Ｃはネジ軸７６４Ｂとの相対的な位置を変えられるよう、ネジ軸７６４Ｂの軸方向に移動自在である。
【０１００】
このような構成によって、昇降手段７６のモーター７６２の回転力によりパワージャッキ装置７６４のネジ軸７６４Ｂが回転することで、ネジ軸７６４Ｂ上の可動部７６４Ｃの位置、言い換えれば可動部７６４Ｃが取り付けられている支持プレート７４１Ａの位置が変わる。この支持プレート７４１Ａには、図１１に示すように、シャフト７４５を介して冷却用治具７２が取り付けられているため、支持プレート７４１Ａの移動に伴って冷却用治具７２の高さ位置も変わる。例えば、モーター７６２を正回転させることで冷却用治具７２が上昇し、モーター７６２を逆回転させることで冷却用治具７２が下降する。
【０１０１】
また、本実施形態では、図１１に示すように、冷却用治具７２のシャフト７４５まわりの回転を規制する回転規制シャフト８１が設けられている。回転規制シャフト８１はシャフト７４５と軸方向を平行にして設けられていて、下端部がモーターユニット７４１の支持プレート７４１Ａに取り付けられており、上端部がガイドボックス７１２同士を連結する連結部材７１３（図７参照）に固定されている。図１４中の符号８２や、図７中の符号８３が回転規制シャフト８１を通すための穴部である。これらの図に示すように、本実施形態では、４本の回転規制シャフト８１が設けられる。
【０１０２】
さらに、本実施形態では、回転規制シャフト８１及びシャフト７４５が冷却槽７１に形成された貫通穴７１Ｂ，７１Ｃを挿通しているが、当該貫通穴７１Ｂ，７１Ｃから冷却液が漏れないように水密構造が採用されている。水密構造は、回転規制シャフト８１及びシャフト７４５が軸方向移動可能にするために、ベアリングなどを備えている。
【０１０３】
本実施形態の熱処理装置５は、以上のように構成されている。次に、熱処理装置５の動作を説明する。
【０１０４】
ワークＷを熱処理装置５にセットする前に、ワークＷのサイズを考慮して、第１センターボックス７１１の中心からの各形状制御手段７３０の距離を調整する。この場合、第２センターボックス７５１に設けたハンドル７５２（図１０参照）を回転させる。各形状制御手段７３０は、第１センターボックス７１１の中心からの距離が同じに調整される。
【０１０５】
次に、図６に示すように加熱部６０の複数の支持部６１によってワークＷを加熱位置に移動させた後、ワークＷを加熱コイル部６２によって加熱する。
加熱が終了したら、複数の支持部６１をそのまま下降させる。ワークＷを載せた各支持部６１の上面６１Ｃを載置手段７２０の水平ローラー７２３及び固定ローラー部７３２の載置部７３２Ｃよりも低い位置まで移動させる。これにより、ワークＷが支持部６１から冷却用治具７２へ乗り移る。
このとき、ワークＷは、形状制御手段７３０のインナローラー７３２Ａとそれに対向して設けられたアウタローラー７３３Ａとの間を通るように、載置手段７２０上にセットされる。なお、複数の支持部６１は、さらに、冷却用治具７２の中央側へ集まるように、移動する。
【０１０６】
次に、図示省略するＰＣなどの制御装置が各形状制御手段７３０の駆動部７３４を制御することで、各アウタローラー７３３ＡがワークＷの外周面Ｓ２に接触する。これにより、ワークＷは形状制御手段７３０でチャックされる。
なお、アウタローラー７３３ＡがワークＷの外周面Ｓ２に接触した状態ではインナローラー７３２Ａとアウタローラー７３３Ａの各軸を結ぶ仮想線がワークＷの中心からの半径方向に沿った仮想線と交差する。
【０１０７】
次に、昇降手段７６によってワーク冷却用治具７２を下降する。これにより、ワーク冷却用治具７２にセットされたワークＷは冷却液に浸漬されて、冷却される。この冷却中、回転手段７４０によって形状制御手段７３０のインナローラー７３２Ａにそれぞれ回転力が与えられて、ワークＷは回転する。
【０１０８】
ワークＷは回転しながら、形状制御手段７３０を通過することで、歪が矯正、或いは歪の程度が低減されるよう形状が修正される。
【０１０９】
このように、本実施形態の熱処理装置５では、加熱されたワークＷの冷却処理に伴う形状変化を、冷却液に浸した状態で回転させつつ、一対のローラー、即ちインナローラー７３２ＡによってワークＷを内周面Ｓ１側から押し、アウタローラー７３３ＡによってワークＷを外周面Ｓ２側から押しつつ、回転させることでワーク全体の形状変化を矯正乃至その程度を低減できる。
【０１１０】
本発明は発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。
【０１１１】
アウタローラー２３３ＡをワークＷの外周面Ｓ２に接触するために、可動ローラー部２３３を移動させる第１付勢手段や第２付勢手段としての駆動部２３５は、シリンダーに限らず、スプリングなどでもよい。
【０１１２】
前記実施形態では、アウタローラー２３３Ａがその位置を変えることができるように構成されているが、本発明は、インナローラー２３２Ａに対するアウタローラー２３３Ａの位置が固定であってもよい。
【０１１３】
前記実施形態では、第１形状制御手段２３０と第２形状制御手段２４０の位置を変えることができるように構成されているが、第１調整手段２６０及び第２調整手段２７０を省略しても構成できる。
【０１１４】
前記実施形態では、加熱部と冷却部とが一体となって構成された熱処理装置に本発明のワーク冷却用治具を適用した場合を例示したが、加熱部と分離して装置構成された冷却装置に、本発明のワーク冷却用治具を適用できることは勿論である。
【０１１５】
前述の第２実施形態では、回転手段によってインナローラーが回転するが、アウタローラーが回転するように構成されてもよい。回転手段は、ベルトなどを介さずに、ワークＷに直に接触してワークＷを回転させる機構でもよい。
【０１１６】
前述の第２実施形態では、形状制御手段７３０がワークＷの中心Ｃ６まわりに９０度の等角度間隔で４つ設けられる場合を例示したが、これに限定することなく、１つ、２つ、３つ、或いは５つ以上であってもよい。これらの場合、例えば形状制御手段７３０はワークＷの中心Ｃ６まわりに等角度間隔で配設される。
【０１１７】
本発明によって加熱処理する環状部材は、図示例のリング状のワークＷに限定されるものではない。ワークＷの断面形状も図示の例に限定されないことは勿論である。
【符号の説明】
【０１１８】
１，５        熱処理装置
１０，６０      加熱部
２０，７０      冷却部
２１，７１      冷却槽
２００，７２    ワーク冷却用治具
Ｗ        ワーク
Ｓ１      ワークの内周面
Ｓ２      ワークの外周面
Ｓ３      ワークの下面
Ｓ４      ワークの上面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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