CN104480285B - 加热设备、热处理设备以及加热方法 - Google Patents

Abstract

提供了加热设备、热处理设备以及加热方法。加热设备包括：工件支座，在该工件支座上放置有环形工件；旋转驱动组件；以及加热器，该加热器被构造成用以加热工件。工件支座包括多根旋转辊，该多根旋转辊沿圆周方向布置。旋转驱动组件被构造成用以使该多根旋转辊旋转从而使放置在工件支座上的工件沿着该工件的环形旋转。该加热器包括：加热线圈，该加热线圈被构造成用以在加热位置处感应加热工件支座上的工件；以及致动器，该致动器被构造成用以使加热线圈在加热位置处相对于工件移动从而调整工件和加热线圈之间的距离。

Description

加热设备、热处理设备以及加热方法

本申请是基于2012年3月15日提交的专利申请号为201210068915.7、申请人为“高周波热錬株式会社、热錬拓图株式会社”、名为“加热设备、热处理设备以及加热方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于感应加热环形工件的加热设备、热处理设备和加热方法。

背景技术

通常，为了加热环形工件，工件由例如卡盘机构的支撑装置支撑，并且在旋转的时候通过加热线圈受热。为了加热大型环形工件，已经提出了热处理设备，该热处理设备加热工件而不需要用卡盘机构夹紧工件。

根据第一相关技术，高频率热处理设备被构造成用以加热诸如轴承套圈的大型环形构件。环形构件被支撑在转台上，并且多个马蹄形加热线圈沿环形构件的圆周方向布置。环形构件在连同转台旋转的同时，通过加热线圈受热。参见，例如，JP 2005-325409A。

根据第二相关技术，热处理设备被构造成用以通过高频率热处理来加热整个环状构件。在这个热处理设备中，大型环状构件被支撑在多根支撑辊上，并且环状构件的径向外表面或径向内表面由三个或更多定位辊挤压以对环状构件进行定位。环状构件在旋转的同时通过加热线圈而被感应加热。参见，例如，JP 2009-325409A。

然而，在相关技术热处理设备中，使用载入用支撑工具将工件载 入，并且当加热工件时工件被支撑且定位在诸如转台的夹具或支撑辊上，然后，使用取出用支撑工具将工件取出。因此，当载入、加热以及取出时，工件被放置在不同的夹具或支撑工具上。在大型工件的情况下，当载入或取出工件时，必须调整工件的重心以稳定地输送该工件，并且当加热工件以实现期望的加热时，工件必须被定位成具有较好的精确度。例如，在加热期间，环形工件绕其中心轴线旋转。因此，必须进行繁琐的工作来对工件定位，并且定位结构复杂。此外，分别提供了用于支撑工件以及用于输送和加热工件的结构，使得构造复杂。

根据第一相关技术，环形工件被支撑在转台上并在其上旋转，并且工件需要具有配合所述转台的形状，使得工件能够连同该转台一起旋转。因此，能够通过加热处理设备加热的工件是有限的。换言之，转台必须能够随与其固定的工件一起旋转，并且转台必须匹配需要热处理的工件。因此，存在多用性上的缺乏。

根据第二相关技术，工件放置在旋转辊上以通过该旋转辊使工件旋转。因此，当工件较大时，使得由于加热而导致的工件的变形相对较大，不容易维持加热线圈和工件之间的恒定间隙。此外，当工件通过由定位辊挤压工件的内表面或外表面而定位时，应力施加到受热和软化的工件上，这可能导致工件的变形。

发明内容

鉴于上述情况，已经完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种加热设备、热处理设备以及加热方法，其能够进行更容易的热处理、具有更广泛的使用范围。

根据本发明的方面，提供了加热设备。该加热设备包括：工件支座，在该工件支座上放置有环形工件；旋转驱动组件；以及加热器，该加热器被构造成用以加热工件。工件支座包括多根旋转辊，该多根旋转辊沿圆周方向布置。旋转驱动组件被构造成用以使该多根旋转辊 旋转从而使放置在工件支座上的工件沿着该工件的环形形状旋转。该加热器包括：加热线圈，该加热线圈被构造成用以在加热位置处感应加热工件支座上的工件；以及致动器，该致动器被构造成用以使加热线圈在加热位置处相对于工件移动从而调整工件和加热线圈之间的距离。

加热位置可以在多根旋转辊中的相邻旋转辊之间。

加热设备可以进一步包括位置检测器，该位置检测器沿工件的旋转方向设置在加热位置的上游以检测工件的表面的位置，使得致动器根据位置检测器的检测使加热线圈移动。

所述加热设备可以包括多组加热器和致动器，以及针对各组所述加热器和所述致动器所提供的多个所述位置检测器。

旋转驱动组件可以包括：驱动装置；旋转驱动机构，该旋转驱动机构被构造成用以将驱动装置的驱动力传送至多根旋转辊。旋转驱动机构可以包括：驱动齿轮，该驱动齿轮通过驱动装置旋转；以及多个从动齿轮，所述多个从动齿轮中的每一个从动齿轮与驱动齿轮相接合并且连接到多根旋转辊中的相关联的一个旋转辊上。

根据本发明的另一方面，提供一种热处理设备，该社处理设备包括：上述的加热设备；以及括冷却单元，该冷却单元被构造成用以冷却被加热器加热的工件，并且驱动装置布置在工件上方。

所述加热设备可以进一步包括：中心结构单元，所述工件支座连接到该中心结构单元，使得多根旋转辊环绕中心结构单元布置并且使得工件放置在该工件支座上以围绕中心结构单元；加载部，在该加载部中工件放置在所述多根旋转辊上；加热部，在该加热部中设置有加热器；以及输送机机构，该输送机机构被构造成以悬吊的方式在加载 部和加热部之间输送工件支座连同工件。中心结构单元可以包括输送机连接部分，该输送机连接部分连接到输送机机构以悬吊工件支座连同工件。

该输送机机构可以包括悬吊部分，该悬吊部分与输送机连接部分相接合，使得悬吊部分沿横向方向从输送机连接部分分离。

根据本发明的又一方面，提供了一种加热方法。该加热方法包括：将环形工件放置在沿圆周方向布置的多根旋转辊上；将工件设置在加热位置处以面对加热线圈；移动加热线圈以调整加热线圈相对于工件的位置；使所述旋转辊旋转以使工件沿着该工件的环形形状旋转；以及感应加热工件。

在这种加热方法中，旋转辊可以连接到中心结构单元并且环绕中心结构单元沿圆周方向布置，并且工件可以放置在旋转辊上使得工件围绕中心结构单元。该加热方法可以进一步包括：在加载部中进行放置之后，将工件连同旋转辊一起从加载部输送至其中设置有加热线圈的加热部，使得中心结构单元被吊起。

根据本发明的又一方面，提供了加热设备的夹具。该夹具被构造成用以当输送和加热工件时支撑环形工件。夹具包括：中心结构单元；旋转驱动机构，该旋转驱动机构容纳在该中心结构单元中；以及工件支座，该工件支座连接到中心结构单元并且被构造成使得工件放置在工件支座上以围绕中心结构单元。工件支座包括多根旋转辊，该多根旋转辊沿环绕中心结构单元的圆周方向布置。中心结构单元包括：输送机连接部分，该输送机连接部分被构造成用以吊起工件支座连同放置在工件支座上的工件；以及驱动器连接部分，驱动力从该驱动器连接部分输入到旋转驱动机构。该旋转驱动机构被构造成通过驱动力使旋转辊旋转从而使工件沿着该工件的环形形状旋转。

驱动器连接部分可以布置在支撑于支座上的工件上方。

旋转驱动机构可以包括：驱动轴，该驱动轴连接到驱动器连接部分；以及多根从动轴，该多根从动轴连接到多根旋转辊。该驱动轴可以包括驱动齿轮，并且每一个从动轴可以包括与该驱动齿轮相接合的从动齿轮。在这个构造中，旋转辊使工件绕沿着驱动轴延伸的旋转中心旋转。

工件支座可以进一步包括工件定位部分，该工件定位部分被构造成对工件的内周或外周进行定位，并且工件定位部分可以以突起方式设置在多根旋转辊上方。

根据本发明的又一方面，提供了加热设备。该加热设备包括：上述夹具；加载部，在该加载部中工件放置在夹具上；加热部，该加热部包括加热器，该加热器被构造成用以加热放置在夹具上的工件；以及输送机机构，该输送机机构被构造成以悬吊方式在加载部和加热部之间输送夹具。该输送机连接部分连接到输送机机构。

输送机机构可以包括：基座单元，该基座单元被构造成可在加载部和加热部之间活动；悬吊部分，该悬吊部分连接到输送机连接部分；以及驱动装置，该驱动装置连接到驱动器连接部分。悬吊部分和驱动装置可以附接到基座单元。驱动装置和驱动器连接部分可以通过将悬吊部分连接到输送机连接部分而连接在一起。

驱动装置可与驱动连接部分相接合，使得驱动装置沿竖直方向从驱动器连接部分分离，并且悬吊部分可与输送机连接部分相接合，使得悬吊部分沿横向方向从输送机连接部分分离。

悬吊部分可以包括多个锁定销，该多个锁定销沿圆周方向布置，使得每一个锁定销可沿横向方向滑动，并且输送机连接部分可以包括 使锁定销分别插入的多个锁定孔，每一个该锁定孔中具有向上逐渐变尖的三角形。

输送机机构可以进一步包括：输送机轨道，该输送机轨道设置在加载部和加热部之间；升降装置；偏置装置；横向移动基座，该横向移动基座被构造成沿着输送机轨道移动并且与所述升降装置和偏置装置附接；以及升降基座，悬吊部分附接到该升降基座。在这个构造中，升降基座连接到横向移动基座，使得升降基座能够相对于横向移动基座上下移动。升降装置被构造成使升降基座上下移动。偏置装置被构造成当升降基座向上移动时使升降基座向上偏置。

加热部可以包括圆周定位部分，该圆周定位部分被构造成相对于圆周方向对夹具定位。

加热设备可以进一步包括：预备夹具，该预备夹具适于在悬吊部分上被吊起；以及预备部，该预备部被构造成容纳所述预备夹具。在这个构造中，输送机轨道被设置延伸至预备部，并且预备夹具被构造成保持所述加热器的诸如加热线圈的部件。

根据本发明的又一方面，提供一种热处理设备，该社处理设备包括：上述的加热设备；以及包括冷却部，该冷却部布置在加热部下方，使得当夹具下降时，放置在夹具上的工件在冷却部中被冷却。

所述加热部可以包括止动件，该止动件被构造成从下方支撑夹具，使得当在冷却部中冷却工件时，止动件释放所述夹具。

当夹具放置在冷却部中时，驱动装置可以布置在冷却部上方。

根据本发明的再一方面，提供了一种加热方法。该加热方法包括：将夹具放置在加载部中，该夹具包括中心结构单元和多根旋转辊，该 多根旋转辊连接到中心结构单元并且沿环绕中心结构单元的圆周方向布置；将环形工件放置在该多根旋转辊上，使得工件围绕中心结构单元；将夹具从加载部输送到加热部，使得夹具在中心结构单元中处被吊起；在加热部中，通过将输入到中心结构单元的驱动力传送到旋转辊使旋转辊旋转以使工件沿着该工件的环形形状旋转；以及通过加热线圈感应加热工件。

本发明的其它方面和优势将根据下列描述、附图和权利要求变得清楚。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的热处理设备的平面图；

图2是热处理设备的侧视图，未示出一些加热器；

图3是热处理设备的夹具的平面图；

图4A是热处理设备的夹具和升降基座的竖直剖视图；

图4B是夹具的中心部分的局部侧视图；

图5是热处理设备的输送机机构的输送机加载装置的平面图；

图6是沿图5中的线VI-VI所截取的输送机机构的截面图；

图7是沿图6中的线VII-VII所截取的输送机机构的截面图；

图8是沿图5中的线VIII-VIII所截取的输送机机构的截面图；

图9是其中升降基座降低的热处理设备的局部侧视图；

图10A至10C是示出了用连接升降基座和夹具的操作的说明图；

图11是热处理设备的加热部的平面图；

图12是加热部的夹具止动件和工件保持单元的侧视图；

图13A是加热部的加热器和致动器的后视图；

图13B是加热器和致动器的侧视图；

图13C是加热器的局部平面图；

图14是加热部的位置检测器的局部侧视图；

图15A至15C是示出了热处理设备的加热部和冷却部的操作的说明图；

图16A至16C是示出了热处理设备中的淬火方法的说明图；

图17A是热处理设备的加热线圈的前视图；

图17B是示出了根据改进实例的加热线圈的工件对置部分的形状的局部前视图；以及

图18是示出了根据另一个改进实例的工件对置加热线圈的部分的形状的局部前视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细地描述。

实施例将通过以用于对大型加热对象淬火的旋转淬火机为例进行描述。加热对象具有环形，该环形的直径为1m或更大，这里是3m或更大，并且该加热对象是大型旋转环、或大型轴承的内圈或外圈。加热对象的加热部分沿着整个圆周具有大致相同的形状。

总体构造

如图1和2中所示，热处理设备10包括：夹具100，该夹具100被构造成用以支撑工件W；加载卸载部300，在该加载卸载部300处加载和卸载工件W；输送机机构200，该输送机机构200被构造成用以当吊起(suspend)夹具100时输送该夹具；加热部400，放置在夹具100上的工件在旋转的同时在该加热部400处受热；冷却部500，该冷却部500设备在加热部400下方；以及部件更换部600(预备部)，该部件更换部设置在加载卸载部300的对侧处。夹具100、输送机机构200、加载卸载部300、加热部400和部件更换部600形成了加热设备。

夹具

如图3和4中所示，夹具100包括：工件支座110，在该工件支座上放置工件W；中心结构单元130，该中心结构单元在工件支座110的中心处；以及旋转驱动机构150(传送单元)，该旋转驱动构造被构造成用以使放置在工件支座110上的工件W沿着该工件W的环形旋 转。

工件支座110包括：多个径向基座111，该多个径向基座连接到中心结构单元130的下部部分并且沿径向方向延伸；以及旋转辊112，所述旋转辊沿着径向方向布置在各个径向基座111的末端。设置至少三个以上的径向基座111和旋转辊112。在这个实施例中，八个径向基座111和旋转辊112被设置成沿圆周方向以相等的间隔排列。在径向基座111中的相邻的径向基座之间设置有空间。

如图4A中所示，每一个旋转辊112具有核心构件113以及固定到核心构件113的圆周的陶瓷柱状构件114。核心构件113在其各端通过耐热承轴115以可旋转方式支撑在径向基座111上。在这个实施例中，每一个柱状构件114形成为具有侧圆周表面，该侧圆周表面沿其整个长度具有恒定直径，使得该侧圆周表面接触工件W的一部分是基本上水平的。柱状构件114的材料和形状能够根据工件W而改变。例如，柱状构件114可以形成为具有平滑的侧圆周表面或例如具有多个凹痕的有织纹的侧圆周表面。

如图4A中所示，工件定位辊121设置在每一个径向基座111上以对工件W的内周或外周定位。该工件定位辊121被设置为从每个旋转辊112向上突出从而绕大致垂直的轴线自由地旋转。

如图4A中所示，中心结构单元130包括柱状连接突起部131，该突起部131从工件支座110的中心向上突出。旋转驱动机构150的齿轮箱151和驱动轴152布置在连接突起部131的内部中，使得连接突起部131与驱动轴152同心。

连接突起部131具有输送机连接部分130，该输送机连接部分132用以通过输送机加载装置220将整个夹具100吊起。驱动器连接部分133布置在连接突起部131的内侧，并且驱动器连接部分133固定到驱 动轴152的端部。输送机连接部分132包括多个锁定孔134，该多个锁定孔134沿着连接突起部131的圆周以相等的间隔形成。如图4B中所示，每一个锁定孔134具有大致三角形。驱动器连接部分133具有第一接合构件141，该第一接合构件141形成爪形离合器机构(dog clutch mechanism)140的一部分。

锁定孔134和第一接合构件141布置于支撑在多根旋转辊112上的工件W的上边缘上方，所述输送机连接部分132和驱动器连接部分133分别连接到所述锁定孔134和第一接合构件141。

旋转驱动机构150设置在中心结构单元130和工件支座110中从而将输入至中心结构单元130的上端部分的驱动力传送至旋转辊112。旋转驱动机构50包括：驱动轴152，该驱动轴152沿竖直方向布置在中心结构单元130的中心处；以及多根从动轴153，所述多根从动轴153各自地布置在工件支座110的各个径向基座111上从而将旋转辊112连接到中心结构单元130。驱动轴152和从动轴153在齿轮箱151中彼此连接。

驱动器连接部分133设置在驱动轴152的上端处，并且驱动齿轮154固定到驱动轴152的下端。驱动力从输送机机构200输入到驱动器连接部分133。从动齿轮155设置在每个从动轴153的一端处，并且旋转辊112的核心构件113通过万向节156连接到每个从动轴153的另一端。

在齿轮箱151中，允许从动轴153的各个从动齿轮155与固定到驱动轴152的驱动齿轮154相啮合。驱动齿轮154与各个从动齿轮155的齿数比都是相同的。

如图4A中所示，底部定位孔123设置在中心结构单元130的底部部分用于对中心结构单元130定位。凸轮从动件(cam follower)125 设置在多个径向基座111的各个末离处，用于在圆周方向上对径向基座111定位。

根据这个夹具100，如图3和4A中所示，工件W放置在工件支座110的多根旋转辊112上。通过使工件W的内周表面或外周表面与工件定位辊121产生邻接而防止工件W的大定位误差。

在这种情况下，工件W放置在其上的整个夹具100能够在中心结构单元130处被吊起。当驱动力从中心结构单元130的驱动器连接部分133输入时，各个旋转辊112旋转，因而工件W沿着该工件W的环形旋转。

卸载部

如图1和2中所示，在加载卸载部300中，设置有：加载卸载位置P1，在该加载卸卸载位置P1对先前步骤中的工件W进行加载和卸载；以及悬吊位置P2，在该悬吊位置P2夹具100连接到输送机机构200和从输送机机构200分离。加载卸载部300包括：加载基座311；加载卸载轨道313，所述加载卸载轨道313大致平行地设置在加载基座311上使其从加载卸载位置P1延伸到悬吊位置P2；加载卸载滑动架315，该加载卸载滑动架315适于沿所述加载卸载轨道313移动；以及输送机驱动单元317，该输送机驱动单元317使加载卸载滑动架315移动。

如图4A中所示，夹具支撑结构320设置在加载卸载滑动架315上用于支撑夹具100。夹具支撑结构320包括：接合突起部321，该接合突起部321适于配合在夹具100中的底部定位孔123中从而将中心结构单元130布置在预定的位置中；中心支撑基座323，该中心支撑基座323环绕接合突起部321的圆周设置使其与中心结构单元130的底部部分产生邻接以支撑中心结构130；末端支撑基座325，该末端支撑基座325适于与径向基座111的各个末端底部部分产生邻接以在该末 端支撑基座的末端处支撑径向基座111；以及定位凹部部分327，该定位凹部部分327适于将设置于径向基座111的末端处的凸轮从动件125容纳在其中，以便对径向基座111在圆周方向上进行定位。

在这个加载卸载部300中，加载卸载滑动架315布置在加载卸载位置P1中，使得工件W放置在夹具100的工件支座110上。加载卸载滑动架315通过输送机驱动单元317从加载卸载位置P1移动到悬吊位置P2，然后停在悬吊位置P2。这使得夹具100的中心结构单元130能够布置在悬吊位置P2中，同时以良好的精确度在预定方向上的定向。

输送机机构

如图1和2中所示，输送机机构200具有：输送机导轨210，该输送机导轨210布置在各个部上方；以及输送机加载装置220，该输送机加载装置220适于沿着输送机导轨210移动。

一对边框构件21布置在框架20上以便在加载卸载部300、加热部和冷却部400、500以及部件更换部600上方持续大致水平地延伸。输送机210各自地设置在一对边框构件21上以便彼此平行。

如图5和6中所示，线性齿条212被设置成在其中一个输送机导轨210中的侧表面的横向侧以便在输送机轨道210的大致整个长度上持续延伸，并且输送机加载装置220的小齿轮237与齿条212相啮合。如在图8中由假想线所标示，轨道止动件213设置在输送机轨道212的端部部分处用以使输送机加载装置220停止在给定的位置处。尽管在图8中图示了在输送机轨道212的加载卸载部300一侧上的端部处的轨道止动件213，但是类似的轨道止动件213还设置在输送机轨道212的部件更换部600一侧上的端部处。

如图5和6中所示，输送机加载装置220包括：横向移动基座230，该横向移动基座230布置在输送机轨道210上以便沿该输送机轨道210 移动；横向移动机构231，该横向移动机构231被构造成用以使横向移动基座230移动；升降基座240，该升降基座240连接到横向移动基座230的下部部分以连同该横向移动基座230一起移动；以及升降机构260，该升降机构260被构造成用以使升降基座240相对于横向移动基座230上下移动。

如图5和8中所示，横向移动基座230包括：横向移动台232，该横向移动台232的宽度等于或宽于所述一对输送机210之间的间距；以及横向移动支座233，该横向移动支座233竖立在所述横向移动台232的宽度方向上中间部分处。

如图5和6中所示，横向移动机构231包括：诸如旋转环或滑动件的横向移动支撑构件234，该横向移动支撑构件234被构造成用以可移动地支撑一对输送机轨道210上的横向移动台232；横向移动马达235(例如，齿轮马达)，该横向移动马达235紧固至横向移动台232并且该横向移动马达235的旋转速度是可调整的；以及小齿轮237，该小齿轮237连接到横向移动马达235的输出轴236并且适于与输送机轨道210上的齿条212相啮合。

如图6和7中所示，升降基座240包括：升降支撑基座242；以及升降辅助基座243，该升降辅助基座243设置在升降支撑基座242上方并且与该升降支撑基座的各个侧面成为整体。升降基座240通过升降装置构260安装在横向移动基座230上。升降支撑基座242包括：悬吊部分245，该悬吊部分245用于连接到夹具100的输送机连接部分132；以及旋转驱动装置246，该旋转驱动装置连接到夹具100的驱动器连接部分133从而驱动驱动轴152。

如图4A、6和7中所示，悬吊部分245包括：柱状悬吊突起部247，该柱状悬吊突起247从升降支撑基座242向下延伸以容纳夹具100的连接突起部131的一端部分；以及多个锁定装置248，该多个锁定装置 248设置在与夹具100的锁定孔134对应的位置处。

每一个锁定装置248包括：保持构件249，该保持构件249固定到悬吊突起部247；锁定销251，该锁定销251由保持构件249保持以便沿水平方向滑动；以及锁定驱动部分252(例如，气缸)，该锁定驱动部分252被构造成用以驱动锁定销251。如图4B中所示，夹具100中的锁定孔134形成为比锁定销251更大的大致三角形。锁定孔134在下侧具有比锁定销251更宽的宽度并且在其上侧处具有对应于锁定销251的宽度。

如图4A和6所示，旋转驱动装置246包括：旋转驱动马达255(例如，伺服马达)，该旋转驱动马达255固定到升降支撑基座242；第二接合构件142，该第二接合构件142安装在旋转驱动马达255的输出轴256上；以及接合偏置构件257(例如，弹簧)，该接合偏置构件257被构造成用以使第二接合构件142沿着输出轴256向下偏置。

旋转驱动装置246沿竖直方向与夹具100的驱动连接设备133相接合和从该连接设备脱离。旋转驱动马达255的输出轴256的第二接合构件142进入到与夹具100的驱动轴152的第一接合构件141相啮合的状态，因而设置了爪形离合器机构140。因此，用于使工件W旋转的旋转驱动组件30被构造成使得旋转驱动装置246通过爪形离合器机构140连接到夹具100的驱动器连接部分133。

如图6至8中所示，升降装置构260包括：升降装置261，该升降装置261被构造成用以使升降基座240上下移动；偏置装置262，该偏置装置262被构造成用以当升降基座240向上移动时使得升降基座240向上偏置；以及升降引导件263，该升降引导件263被构造成用以引导升降基座240的上下移动。

升降装置261包括：升降马达265(例如，伺服马达)，该升降马 达265固定到横向移动基座230的横向移动支座233的上部部分；螺旋轴267，该螺旋轴267固定到升降马达265的输出轴266并且沿大致竖直方向以可旋转方式布置；升降板268，该升降板268螺接到螺旋轴267从而与螺旋轴267的旋转相关联地上下移动；以及四根连接杆271，该四根连接杆271在竖直方向上布置，用以连接升降板268和升降基座240的升降支撑基座242。

升降引导件263包括：四根升降导杆274，该四根升降导杆274在其下端处连接到升降支撑基座242并且在其上端处通过连接板273连接在一起；以及四个轴承275，该四个轴承275固定到横向移动基座230的横向移动台232以可竖直活动的方式支撑各个升降导杆274。四根升降导杆274沿大致竖直方向布置成在该竖直方向是可移动的。

偏置装置262包括两个液压缸或气压缸277，该两个液压缸或气压缸277固定到横向移动台232。每个液压缸277的线性移动杆278沿大致竖直方向布置并且固定到升降辅助基座243。

在这个输送机机构200中，为了促使输送机加载装置220在输送机轨道210上行进，如图5和6中所示，驱动横向移动马达235以使与齿条212相啮合的小齿轮237沿顺时针方向或逆时针方向旋转。通过轨道止动件213和图6中所示的位置检测传感器279能够使输送机加载装置220准确地停在加载卸载部300、加热和冷却部400、500以及部件更换部600上预定的位置。

为了将夹具100连接到输送机加载装置220并且在输送机加载装置220上吊起夹具，输送机加载装置220的横向移动基座230停在适当的位置，并且升降基座240下降。然后，将悬吊部分245连接到夹具100的输送机连接部分132，将旋转驱动装置246连接到夹具100的旋转驱动机构150，并且升降基座240升起。

为通过升降装置构260使升降基座240下降，如图6和8所示，螺旋轴267通过升降装置261的升降马达265旋转以使升降板268向下移动，使得升降基座240降低。液压缸277的线性移动杆跟随升降基座240的移动，并且被向下拉。图9示出升降基座240降低的状态。

为了向上移动升降基座240，使螺旋轴沿逆时针方向旋转。同时，向液压缸277供给液压力以通过线性移动杆278使升降基座240向上偏置。以这种方式，升降基座240通过升降装置262向上移动同时通过偏置装置262向下偏置。

为了将悬吊部分245连接到夹具100的输送机连接部分132，输送机加载装置220以良好的精确度相对于夹具100停止。通过这样做，夹具100的升降基座240和中心结构单元130布置在预定的相对位置中同时相对于彼此定向。

如图10A中所示，升降基座240向下移动，使得夹具100和连接突起部131插入到悬吊突起部247中。如图10B中所示，升降基座240向下移动至一定的高度，使得锁定装置248的高度和输送机连接部分132的高度彼此一致。替代性地，可以使得连接突起部131的上端进入到与悬吊突起部247的内侧的顶端部分相邻接的状态，使得促使锁定装置248的高度和输送机连接部分132的高度彼此一致。

如图10C中所示，使各个锁定销251沿水平方向前进，以使得悬吊部分245和夹具100的输送机连接部分132布置在预定的相对位置中。因此，各个锁定销251插入到输送机连接部分132中的相应的锁定孔134中，从而被锁定在连接突起部131中的锁定孔134中适当的位置。这使得悬吊部分245和连接突起部131连接到彼此。当沿水平方向取出锁定销251时，锁定销251从锁定孔134脱离从而释放锁定状态。

如图4B中所示，锁定孔134形成为大致三角形，该三角形在锁定销251的上侧窄并且在该锁定销的下侧较宽。因此，锁定销251能够容易地与锁定孔134接合和从锁定孔134的下侧脱离。当升降基座240向上移动以吊起夹具100时，使得锁定销251保持插入在锁定孔134中，锁定销251锁定在锁定孔134的上侧。因此，能够采用输送机加载装置220以良好的精确度对夹具100定位。

在悬吊部分245连接到输送机连接部分132的同时，旋转驱动装置246连接到夹具100的驱动器连接部分133。

如图10A中所示，当升降基座240从夹具100上方的位置向下移动时，如图10B中所示，旋转驱动马达255的第二接合构件142插入到夹具100的连接突起部131中，从而进入到沿竖直方向与驱动器连接部分133的第一接合构件141相啮合接合的状态。在这种状态下，当锁定装置248和输送机连接部分132沿如图10C中所示的水平方向锁定在一起时，升降基座240连接到夹具100的连接突起部131，因而维持了第一接合构件141和第二接合构件142之间的啮合接合状态。

第二接合构件142通过接合偏置构件257向下偏置。因此，在第一接合构件141和第二接合构件142之间的竖直相对位置中提供了一定自由度，因此当第一接合构件141和第二接合构件142连接在一起时，它们能够以平稳的方式连接在一起。一旦两个啮合的构件连接在一起，啮合接合状态能够以适当的压力维持。

通过使旋转驱动装置246和夹具100的驱动器连接部分133如图10C中所示连接在一起，旋转驱动装置246的驱动力经由旋转驱动机构150传送到旋转辊112，因而能够通过旋转驱动组件30驱使旋转辊112旋转。

加热部

如图2、11和12中所示，加热部400包括：夹具保持机构410，该夹具保持机构410布置在框架20上的热处理基座40上用以将夹具100保持在适当的位置；工件保持单元420，该工件保持单元420被构造成用以将工件W保持在夹具100上；以及加热器450，该加热器450被构造成用以加热夹具100上的工件W。

夹具保持机构410和加热器450环绕夹具100的中心，即工件W的旋转中心C设置。夹具保持机构410设置在对应于夹具100上的径向基座111和旋转辊112的位置中。夹具保持机构410可以设置在对应于的径向基座111和旋转辊112的所有位置中。然而，在这个实施例中，夹具保持机构410是设置在对应于的径向基座111和旋转辊112的位置中的部分或一些中。具体地，夹具保持机构410设置在以大致相等的间隔隔开的四个位置中。

对工件W加热的加热位置P3设置在夹具100的径向基座111中的相邻径向基座之间的空间中，并且各个加热器450被设置成对应于加热位置P3。加热器450优选地相对于工件W的旋转中心C沿圆周方向以大致相等的间隔布置。

如图12中所示，夹具保持机构410包括：圆周定位部分411，该圆周定位部分411适于对夹具100在圆周方向上定位；以及高度定位部分412，该高度定位部分412适于对夹100在高度方向上定位。

如图12中所示，高度定位部分412包括：夹具止动件413，该夹具止动件413以可摆动的方式设置在桶(tube)510的内侧用以从下方支撑夹具100；止动件驱动缸414，该止动件驱动缸414设置在热处理基座40的止动件支座41上用以使夹具止动件413摆动；以及连杆416，该连杆416连接夹具止动件413和止动件驱动缸414的杆415。当杆415沿水平方向移动时，夹具止动件413绕止动件支点417摆动，支撑端418在支撑位置和释放位置之间移动，夹具100被支撑支撑位置， 所述释放位置在所述支撑位置下方。

如图12中所示，圆周定位部分411包括多个导轨419，该多个导轨419竖立于将在稍后描述的冷却部500的桶510内。导轨419具有导槽419a，该导槽419a在其上端开敞并且沿大致竖直方向布置。通过容纳在导槽419a中的在夹具100的径向基座111的末端处的凸轮从动件125，当夹具100上下移动时各个径向基座111被引导，并且夹具100在各个位置中被周向地和径向地定位。

工件保持单元420设置在高度定位部分412的部分或全部上。如图12中所示，工件保持单元420包括：摆动基座421，该摆动基座421设置在热处理基座40上的止动件支座41上；以及推动驱动单元422(例如，气缸)，该推动驱动单元422被构造成用以使摆动基座421摆动。线性驱动单元424(例如，气缸)安装在摆动基座421上，并且保持支座429固定到线性驱动单元424的线性移动杆428的末端。辊支架432以可旋转的方式由设置在保持支架429中的旋转轴431支撑，并且保持辊425以可旋转的方式被支撑在辊支架432中。旋转轴431大致水平地布置为垂直于线性移动杆428。保持辊425大致水平地布置为垂直于旋转轴431。

摆动基座421绕摆动支点426摆动。线性驱动单元424连同摆动基座421一起摆动并且沿着径向方向从工件W的旋转中心C作往复运动。线性驱动单元424促使保持辊425摆动和往复，并且旋转轴431进一步促使该保持辊425摆动。因此，保持辊425进入到与夹具100上的工件W相邻接并且绕大致水平轴线旋转的状态中。

如图13A至13C中所示，每一个加热器450包括：加热线圈451，该加热线圈451被构造成用以在加热位置P3处感应加热所述夹具100上的工件W；支撑箱452，该支撑箱452将变压器容纳在其内侧并且支撑加热线圈451；以及致动器460，该致动器460被构造成用以使支撑 箱452移动从而使加热线圈451移动。加热器450包括位置检测器480，该位置检测器480被构造成用以检测工件W的表面位置。在这个实施例中，提供了位置调节手柄461，该位置调节手柄461预先控制加热线圈451在竖直方向和水平方向上的位置以及离工件W的旋转中心C的距离。然而，在此处省略了该位置调节手柄的详细图解。

如图13B和13C中所示，加热线圈451被构造成设置为与工件W的圆周的设在加热位置P3处的一部分的表面相面对，在该加热线圈和工件W之间有间隙。在这个实施例中，当从上往下看时，加热线圈451形成弧形，该弧形对应于需受热的工件W的部分的弧形，并且加热线圈451的竖直截面对应于需受热的工件W的部分的竖直截面。

例如，加热线圈451可以是具有大致恒定横截面的管形、杆形或板形线圈材料，并且沿着工件W的圆周方向在某些区域上下重复缠绕。具体地，如图17A中所示，角管连接在一起使得中空部分沿着连接管的整个长度形成。冷却剂的入口451b和出口451c设置在组合管的两端，该管可以具有Z字形状，在该Z字形状中，该管在面对工件W的多个弯曲部分451d处弯曲。

支撑箱452可被构造成使得当加热工件W时该支撑箱能够使加热线圈451通电并且以稳定的方式支撑加热线圈451。

如图13A和13B中所示，致动器460包括：竖直移动部分462，该竖直移动部分462使支撑箱452竖直地移动；以及水平移动部分463，该水平移动部分463使支撑箱452从工件W的旋转中心沿着径向方向水平地移动。

竖直移动部分462包括：移动基座42，该移动基座42固定到热处理基座40；下基座464，该下基座464布置在移动基座42上；以及竖直驱动机构465，该竖直驱动机构465使下基座相对于移动基座42竖 直地移动。

竖直驱动机构465包括：移动导杆466和竖直移动螺纹轴467，该移动导杆466和竖直移动螺纹轴467竖直地布置并且固定到下基座464；轴承468，该轴承468固定到移动基座42以便以可竖直地活动的方式支撑移动导杆466；马达469(例如，伺服马达)，该马达469固定到移动基座42；以及连接构件471，该连接构件471设置在移动基座42上以通过马达469的旋转使竖直移动螺纹轴467竖直地移动。

水平移动部分463包括：第一轨道472，该第一轨道472沿大致垂直于工件W径向方向的方向布置在下基座464上；上基座473，该上基座473可移动地布置在第一轨道472上；第一移动驱动机构474，该第一移动驱动机构474使上基座47s沿着第一轨道472移动；以及第二轨道475，该第二轨道475沿着工件W的径向方向布置在上基座473上。水平移动部分463进一步包括第二移动驱动机构476，该第二移动驱动机构476使支撑箱452沿着第二轨道475移动，该支撑箱可移动地支撑在第二轨道475上。

第一和第二移动驱动机构474、476(例如，伺服马达)各自包括：马达477(例如，伺服马达)；旋转从动横向移动螺纹轴478，该螺纹轴478连接到马达477并且沿着第一或第二轨道472、475布置；以及突起部479，该突起部479设置在上基座473或支撑箱452上并且螺接到横向移动螺纹轴478。在可以相对于大致垂直于的工件W的径向方向方向对加热线圈451提前定位的情况下，可以不提供第一移动驱动机构474。

如图11中所示，位置检测器480布置在每一个加热位置P3的上游。在这个实施例中，一个位置检测器480针对每两个加热位置P3布置在对应于夹具100的径向基座111中的一个的上游的位置处。

如图14中所示，每一个位置检测器480安装在位置检测器基座44上，该位置检测器基座44设置在热处理基座40上的位置检测器支座43上。每一个位置检测器480包括：径向位置检测器483，该径向位置检测装置483经由第一线性移动机构481安装在位置检测器支座43上；以及轴向位置检测装置484，该轴向位置检测装置经由第二线性移动机构482安装在位置检测器支座43上。径向位置检测装置483和轴向位置检测装置484彼此垂直地布置。

第一和第二线性移动机构481、482中的每一个包括：线性驱动装置485(例如，气缸)；以及多根导杆487，该多根导杆487平行于线性驱动装置485的杆。防止所述往复机构481、482沿着位置检测装置483、484的各个检测方向掉落。

径向位置检测装置483和轴向位置检测装置484中的每一个包括：耐热接触元件488，该耐热接触元件488进入到与工件W的表面相邻接的状态中以旋转；以及位移检测器489，该位移检测器489被构造成用以当使接触元件488朝工件W偏置时检测接触元件488的位移。例如，带有线性传感器的气缸能够用于每个位移检测器489。

径向位置检测装置483从工件W的旋转中心C沿着径向方向检测工件W的表面位置的改变。轴向位置检测装置484沿着工件W的旋转中心C的轴向方向检测工件W的表面位置的改变。

在这个加热部400中，为了将工件W布置在加热位置P3中，夹具100通过图2中所示的输送机加载装置220布置在适当的位置。

如图15A中所示，所有加热线圈451通过横向移动部分463从工件W的旋转中心C移走，从而形成允许工件W向下移动的空间。同时，图12中所示的保持辊425和位置检测装置483、483也尽可能从工件W的旋转中心C移走。在这种状态下，如图9中所示，通过向下 移动升降基座240而使夹具100降低。

当夹具100降低时，如图12中所示，在夹具保持机构410的圆周定位部分411中，设置在径向基座111的末端处的凸轮从动件125插入到导轨419中的导槽419a中，因而夹具100在圆周方向上定位。在高度定位部分412的夹具止动件413是突出的状态下，夹具100的径向基座111的底部部分在其末端处进入到与支撑端418相邻接的状态中，因而夹具100上的工件W布置在预定的位置中。

在夹具保持机构410中，夹具100的多个径向基座111的末端位置在圆周方向和高度方向上分别受到圆周定位部分411和高度定位部分412的限制。通过这样做，夹具100在加热期间能够以稳定的方式布置，并且工件W能够在夹具上以稳定的方式旋转。因此，即使当在工件W的感应加热期间在夹具100的圆周方向上施加磁力时或当在工件W旋转或停止时作用惯性力时，也能够防止夹具100的位置误差。

在加热部400中，如下加热夹具100上的工件W。

如图15A中所示，夹具100上的工件W设置在加热部400中适当的位置，通过竖直移动部分462和水平移动部分463使每一个加热器450的加热线圈451移动，使得加热线圈451在各个加热位置P3被布置成面对工件W的表面。

在这种状态下，夹具100的旋转辊112使工件W沿着工件W的环形旋转。如图12中所示，在工件保持单元420中，线性驱动单元424使保持辊425前进，推进驱动单元422使保持辊425降低。保持辊425保持工件W的最高表面或边缘并且旋转为跟随工件W的表面。工件W以由保持辊425从上方保持的稳定的方式旋转。

在每一个位置检测器480中，如图14中所示，径向位置检测装置 483和轴向位置检测装置484的各个接触元件488进入到与工件W相邻接的状态中。当工件W旋转时，随着工件W的表面移位，与工件W的表面相接触的每一个接触元件488滚动并且还来回移动。接触元件488的位移由相应的位移检测器489检测，因而检测出工件W的表面的竖直位移和水平位移。

例如，通过测量每个接触元件488从作为参考位置的工件W的任意圆周位置的往复移动量，检测到工件W在工件W的圆周方向上的各个位置从参考位置的位移。由于工件W是环状体，所以工件在旋转一整圈之后返回到其原始位置。

由每个位置检测器480的各个位置检测装置483、484测量出的工件W的表面的位移被传送到未示出的控制单元。在控制单元中，根据工件W的位移和旋转驱动马达255的旋转速度，能够以良好的精确度获得在已经经过相应的检测位置的工件W的表面上的各个部分将经过位于检测位置的正下游的加热器450的定时和位置。因此，当工件W的各个部分经过加热位置P3时，通过将加热线圈451移位到对应于由致动器460所获得的位置，能够在任何时候以稳定的方式在加热线圈451和工件W的表面之前维持恒定空间。

在这种状态下，通过由用于感应加热的相应的支撑箱452使每一个加热线圈451通电，工件W受热。通过这样做，工件W的整个圆周能够以良好的精确度均匀地受热。

冷却部

如图2、12和13中所示，冷却部500包括：桶(tub)510，该桶510设置在加热部400下方；多个冷却夹套520(冷却单元)，该多个冷却夹具520布置在桶510的内侧；多个导轨419，该多个导轨419也共同由加热部400使用；以及多个邻接突出部525，该多个邻接突出部525支撑夹具100的径向基座111的底部部分。

考虑到防止冷却剂的散布，桶510被设置成围绕夹具100和工件W。多个冷却夹套520被布置成面对工件W的内圆周侧和外圆周侧，从而将冷却剂喷到工件W上。冷却夹套520以大致均匀的间隔布置在工件W的多个周向位置中。

为了冷却这个冷却部500中的工件W，如图12中所示，促使加热部400中的高度定位部分412的夹具止动件413向下摆动从而从支撑状况释放。如图9中所示，输送机加载装置220使支撑工件W的夹具100降低。夹具100在降低之前可以不向上移动。当在夹具100上使工件W旋转时，夹具100可以降低。

当输送机加载装置220的升降基座240向下移动时，如图12中所示，夹具100的凸轮从动件125在降低的同时受导轨419的引导从而进入到与邻接突出部525相邻接的状态中，于是夹具100停止。旋转驱动装置246和连接装置132、133布置在冷却部500上方。

如图15C中所示，由于工件W布置在冷却部500中预定的位置中，当工件W旋转时，冷却剂从冷却夹套520注入，因而整个工件W能够被均匀地冷却。

部件更换部

当更换加热部400和冷却部500的一个或多个部件时，使用图1和2中所示的部件更换部600(预备部)。在这个实施例中，将描述如下实例：在该实例中，根据需处理的工件来改变加热线圈451。

如图1和2，部件更换部600包括：部件更换基座50；部件更换轨道610，这些部件更换轨道610设置在部件更换基座50上；部件更换滑动架615，该部件更换滑动架615能够在部件更换轨道610上移动；以及部件更换夹具620，该部件更换夹具620放置在部件更换滑动架615上。

部件更换夹具620适于输送加热部400的加热线圈451，并且该部件更换夹具包括：与夹具100的连接突起部131类似的连接突起部131；多个支撑臂，该多个支撑臂被设置成从连接突起部131沿径向方向延伸。连接突起部131被设置成从多个支撑臂612的中心向上凸出并且具有与夹具100中所设置的锁定孔134类似的锁定孔134。这种构造使得部件更换夹具620被输送机机构200的悬吊部分245吊起。

多个支撑臂621被设置成从连接突起部131径向地延伸从而被定向成面对加热部400的多个加热器450的各个支撑箱452。虽然未示出，用以保持加热线圈451的保持部分设置在支撑臂621的各个末端处。

部件更换夹具620放置在部件更换滑动架615上使得该部件更换夹具620的支撑臂621被定向成与各个支撑箱452在位置上一致。在这种状态下，部件更换滑动架615适于在预备位置P4和悬吊位置P5之间移动。

部件更换滑动架615停止在悬吊位置P5，部件更换夹具620的连接突起部131布置在这样的位置：在该位置，允许连接突起部131由输送机加载装置220的升降基座240连接。

为了改变以上述方式构造的部件更换部600中的加热线圈451，促使部件更换夹具620预备位置P4用支撑臂621预定朝向的多个加热线圈451。然后，部件更换滑动架615移动到悬吊位置P5。输送机机构200的输送机加载装置220移动到部件更换部600上方的空间，并且升降基座240向下移动。与夹具100一样，升降基座240的悬吊突起部247连接到连接突起部131。

在这种状态下，升降基座240向上移动。之后，输送机加载装置 220移动到加热部400上方的空间。升降基座240向下移动使得由部件更换夹具620所保持的加热线圈451布置在位于相应的支撑箱452附近的位置中。然后，将加执线圈451安装在相应的支撑箱452中。

淬火方法

接着，将对通过使用加热处理设备10对工件W淬火的方法进行描述。

这个实施例的淬火方法包括：设置相关单元、装置和部分以匹配需处理的工件W的预备步骤；加载工件W以将其放置在夹具100上的加载步骤；输送其上放置有工件W的夹具100的输送步骤；感应加热夹具100上的工件W的感应加热步骤；使夹具100上的工件W冷却的冷却步骤；以及卸载已淬火的工件W的卸载步骤。

在预备步骤中，设置相关单元、装置和部分以匹配需处理的工件W的大小和形状。当将加热器450的诸如加热线圈451的部件安装在加热器450中时，使用图1和2中所示的部件更换部600和部件更换夹具620。

在部件更换部600中，各自促使部件更换夹具620的支撑臂620保持部件更换滑动架615上的加热线圈451。如图16C中所示，部件更换夹具620由输送机机构200的输送机加载装置220输送。由部件更换夹具620所保持的加热线圈451布置在对应于加热器450的各个支撑箱452的位置中。在这种状态下，加执线圈451安装在相应的支撑箱452中。之后，通过以相反的方式操作输送机机构200使部件更换夹具620返回到部件更换部600。

在加载步骤中，在图1和2中所示的加载卸载部300中加载需受热的工件W，并且工件W放置在的夹具100上便于输送。

在加载卸载部300中的加载卸载位置P1中，夹具100放置在加载卸载滑动架315上，工件W放置在夹具100上。如图3中所示，工件W放置在夹具100的多根旋转辊112上以便围绕中心结构单元130，并且工件W的一个端面朝下。

加载卸载滑动架315移动到悬吊位置P2，然后停在那里。因此，其上放置有工件W的夹具100布置在预定的位置中。

在输送步骤中，其上放置有工件W的夹具100由输送机机构200的输送机加载装置220吊起以便被从加载卸载部300输送到加热部400。

如图16A中所示，使输送机机构200的输送机加载装置220的升降基座240向下移动。因此，如图10A至10C中所示，升降基座240的悬吊部分245连接到布置在加载卸载部300中的悬吊位置P2中的夹具100的中心结构单元130。

在向上移动输送机加载装置220的升降基座240之后，输送机加载装置220移动到如图16B中所示的加热部400上方的空间。然后，如图15A中所示，夹具100降低，使得放置在该夹具100上的工具W布置在加热部400中。

在加热步骤中，在图1和2中所示的加热部400中对放置在夹具100上的工件W感应加热。

如图15B中所示，加热线圈451被布置成面对工件W的表面上的加热位置P3，并且在该加热线圈和工件之间由致动器460限定有预定的空间。夹具100由夹具保持机构410保持，旋转驱动组件30使旋转辊112旋转从而使工件W沿其环形旋转。旋转驱动组件300使工件W的圆周速度维持恒定，并且位置检测装置483、484和致动器460使得 工件W与加热线圈451之间的间距维持恒定。在这种状态下，从相应的支撑箱452对所有加热线圈451馈电预定的时间段从而沿着工件W的整个圆周均匀地加热工件W。

在冷却步骤中，如图15C中所示，在完成工件W的加热之后，输送机加载装置220的升降基座240向下移动，使得放置在夹具100上的工件W布置在冷却部500中。当使工件W旋转时，冷却剂从设置在多个位置中的冷却夹套520喷到工件W上。

在冷却完成之后，升降基座240如图16中所示向上移动然后移动到如图16A中所示的加载卸载部300中的悬吊位置P2。然后，如假想线所指示的将夹具100放置在加载卸载部300中的加载卸载滑动架315上。其上放置有夹具100的加载卸载滑动架315然后移动到加载卸载位置P1以便于输送到稍后的步骤。此时结束工件W的淬火过程。

优势

根据上述热处理设备10，工件W放置在工件支座110的多根旋转辊112上便于旋转。因此，工件W能够在不被夹紧或固定到适当的位置的情况下旋转，使得存在对于工件W的大小和形状的高自由度。因此，需受热的工件W的大小和形状能够通过选择适当的加热线圈451而容易地改变，并且即使是大型环形工件W也能受热。因此，使用范围很广。

当加热工件W时，受制动器460调整的不是工件W的位置而是加热线圈451的位置。因此，环形工件W的旋转中心C不需要定位在工件W的中心处。也就是说，即使当旋转中心C和工件W的中心不在相同的点上，也能够以良好的精确度维持工件W和加热线圈451之间的间距恒定。即使当工件W很重时，也能够通过简单的构造以良好的精确度控制工件W和加热线圈451之间的距离。当加热工件W时，未在工件W上加载不必要的应力，因此，能够防止工件W的变形。因 此，即使大工件W也能通过简单的构造以良好的精确度受热。

因此，热处理设备10具有广泛的用途、简单的构造，并且甚至能够以良好的精确度加热大工件W。

在热处理设备10中，加热位置P3设置在旋转辊112中的相邻旋转辊之间。因此，能够在其它构件不与工件W的整个圆周相接触的彼此相邻的旋转辊112之间实现自由开放状态(free open state)，该工件W与工件W的旋转方向成直角。加热位置P3设置在这个位置中，并且因此，工件W的表面上的任何部分都能够受热。因此，通过共同使用诸如工件支座110和旋转驱动组件30的结构，任意形状的工件W都能够通过对需受热的工件W选择适当形状的加热线圈451而受热。

在这个热处理设备10中，位置检测器480被设置用以检测工件W的表面的位置，并且加热线圈451根据由位置检测器480所执行的检测结果移动。即使当工件W旋转成使得该工件W的中心和旋转中心C不以同一点为中心时，即使在加热位置P3中，由位于加热位置P3的上游的位置检测器480检测到的工件W的表面离旋转中心C的位置也不改变。因此，通过根据位置检测器480的检测值调整加热线圈451的位置，能够相对于工件W的表面的位置精确地布置加热线圈451从而加热工件W。

这个热处理设备10具有多个加热器450和多个致动器460。此外，位置检测器480针对每个加热器450和致动器460设置。因此，能够在多个位置精确地加热工件W。因此，即使是大工件W也能够被均匀地加热。

在热处理设备10中，旋转驱动组件30包括旋转驱动装置246和作为传送单元的旋转驱动机构150。旋转驱动机构150具有：驱动齿轮154，通过旋转驱动装置246驱使该驱动齿轮154旋转；以及多个从动 齿轮155，该多个从动齿轮155与驱动齿轮154相啮合从而连接到多根旋转辊112。

因此，可以借助于简单构造的旋转驱动装置246的旋转使多根旋转辊112均匀地旋转。因此，能够稳定且精确地控制工件W的旋转速度。

这个热处理设备10包括冷却夹套520，该冷却夹套520作为冷却单元用于冷却在加热部450中受热的工件W，并且旋转驱动装置246布置在工件W上方。因此，当冷却工件W时，防止冷却剂与旋转驱动装置246产生接触，从而使得能够显著地简化防水结构的构造。

根据热处理设备10的夹具100，在工件W被支撑在工件支座110上的状态下，工件W能够经由输送机连接部分132吊起，并且驱动力能够经由驱动器连接部分133输入到旋转驱动机构150(传送单元)以使放置在工件支座110上的工件W沿着工件W的环形旋转。因此，从输送工件W到加热工件W能够使用同一夹具100支撑工件W。因此，当加热输送之后的工件W时，不需要转移工件W或对工件W定位。

输送机连接部分132和驱动器连接部分133设置在中心结构单元130中。因此，在中心结构单元130连接到悬吊部分245和旋转驱动装置246的状态下，工件W能够在被吊起的同时被输送。另外，工件W能够在旋转的同时被加热。因此，当输送工件W时不需要单独地提供用于支撑工件W的结构，并且当加热工件W时不需要单独地提供用于支撑工件W的结构。工件W能够仅通过将工件W连接到中心结构单元130而连接到装置132、133。这能够提供简单的构造。

而且，工件W能够放置在工件支座110的旋转辊12上，并且工件W可以在支撑于夹具100上而无需紧固的情况下，通过旋转辊12旋转。因此，对于工件W的大小和形状存在较小的限制和高的自由度。 即，夹具100能够普遍用于具有不同形状的工件W，并且其使用范围广。因此，夹具100具有广泛的使用范围，并且当输送和加热工件W时，该夹具能够在不转移工件W的情况下以简单的构造支撑工件。

在这个夹具100中，驱动器连接部分133的连接位置布置于支撑在工件支座110上的工件W上方。因此，当时冷却工件W时，能够防止冷却剂与旋转驱动装置246相接触。

在夹具100中，旋转驱动机构150包括驱动轴152和多根从动轴153，该多根从动轴单独地连接到多根旋转辊112。此外，驱动轴152上的驱动齿轮154与多根从动轴153上的各个从动齿轮155相啮合。因此，通过从驱动器连接部分133所输入的驱动力使驱动轴152旋转，多根从动轴153能够被单独地驱动从而旋转。因此，多根旋转辊112的旋转速度能够通过控制驱动力而受到控制，从而使得能够容易且稳定地控制工件W的旋转速度。

在这个夹具100中，工件支座110包括工件定位辊121，该工件定位辊对工件W的内圆周或外圆周定位。因此，在工件定位辊121布置在容许工件W的位置误差的范围内的情况下，能够防止工件W在在该工件W的重心在很大程度上偏离的情况下放置在夹具100上，因而能够以良好的平衡性输送工件W。此外，能够防止工件W在极度偏离由多根旋转辊112所形成的轨道的的同时被放置在夹具100上。因此，当加热工件W时，其能够以确定的方式沿着其环形旋转。

根据具有夹具100的热处理设备10，工件W能够在加载卸载部300和加热部400之间输送从而在该工件W放置在同一夹具100上的情况下在加热部400中被加热。因此，只要能够将工件W放置在夹具100上并且使工件在该夹具100上旋转，一旦在加载卸载部300中将工件W放置并且定位在夹具100上，那么就能够在那个位置输送和加热工件W。

以这种方式，夹具100能够共同用于具有不同形状的工件，从而提供广泛的使用范围。此外，在加载卸载部300中和在加热部400中工件W能够保持在同一夹具100上而无需被转移到不同的夹具，因此，能够容易地实现工件W的输送和加热。因此，能够通用地使用夹具100和输送机机构200，这简化了热处理设备10的构造。

因此，热处理设备10具有广泛的使用范围，并且能够以简单的构造促进对工件W的输送和加热。

在这个热处理设备10中，设置在升降基座240上的是：悬吊部分245，该悬吊部分245连接到输送机连接部分132；以及旋转驱动装置246，该旋转驱动装置246连接到驱动器连接部分133。旋转驱动装置246和驱动器连接部分133能够通过将悬吊部分245连接到输送机连接部分132而连接在一起。因此，多个连接装置能够整合到一个单元，因而在运输和加热工件W时所涉及的多种连接操作能够一起同时进行。因此，能够进一步简化热处理设备10的构造与操作。

旋转驱动装置246和驱动器连接部分133能够沿竖直方向附接到彼此和从彼此分离，并且悬吊部分245和输送连接装置132能够沿水平方向附接到彼此和从彼此分离。因此，通过使升降基座240相对于夹具100定位并且降低该升降基座240，旋转驱动装置246和驱动器连接部分133能够连接在一起。工件W的载荷作用在其上的悬吊部分245和输送机连接部分132沿水平方向连接在一起。因此，即使当工件W的载荷很大时，也能够确保足够的连接强度。旋转驱动装置246和驱动器连接部分133的连接方向不同于悬吊部分245和输送机连接部分132。因此，只要悬吊部分245和输送机连接部分132连接在一起，就能够维持旋转驱动装置246与驱动器连接部分133连接。因此，用于将旋转驱动装置246维持在连接状态的机构是不必要的。因此，能够简化各个装置的连接结构。

在这个热处理设备10中，连接突起部131与驱动轴152同中心地设置。因此，当连接突起部131连接到悬吊部分245，驱动轴152连接到旋转驱动装置246时，放置在工件支座110上的工件W能够由悬吊部分245以良好的平稳性吊起，使得旋转辊112能够通过旋转驱动装置246旋转。

在这个热处理设备10中，设置在驱动轴152上并且能够锁定在竖直方向上的爪形离合器机构140通过降低旋转驱动马达255的输出轴256而提供。即，仅通过降低输出轴256便实现锁定，从而使得能够简化操作。

在热处理设备10中，输送机连接部分132在中心结构单元130上的对应于锁定销251的位置中具有比该锁定销251大的锁定孔134。锁定孔134具有比锁定销251宽的大致三角形。因此，当通过悬吊部分245悬吊中心结构单元130使锁定销251相对于锁定孔134抬起时，中心结构单元130中的锁定孔134由锁定销251引导，从而对中心结构单元130定中心。因此，在对夹具100定中心的同时能够容易地悬吊夹具100。因此，其上支撑有工件W的夹具100能够以稳定的方式输送。

除使升降基座240上下移动的升降装置261之外，输送机机构200还包括在横向移动基座230上的使升降基座240向上偏置的偏置装置262。因此，当提升工件W时，偏置装置262使升降基座240向上偏置。因此，即使当工件W的重量很大时，也能够减小升降装置261提升所述升降基座240所需的驱动力。另一方面，当降低工件W时，加载工件W的重量的升降基座240降低。因此，升降装置261降低升降基座240所需的驱动力可以很小。因此，即使当工件W的重量很大时，升降装置261所需的驱动力也能够减小，从而使得能够减小升降装置261的大小。

在这个热处理设备10中，冷却部500设置在加热部400下方。因此，通过降低夹具100，放置在夹具100上的工件W的被布置成在冷却部500中被冷却。因此，当夹具100降低而不沿水平方向移动时，工件W能够容易地布置在冷却部500中，从而使得能够在完成对工件W的加热之后的短时间段内开始冷却该工件W。而且，在冷却部500布置在加热部400下方的情况下，冷却剂难以进入到与加热器450相接触的状态，并且这能够简化或省略防水结构。

冷却部500设置在加热部400的下方，并且在加热期间，夹具100由夹具止动件413从下方支撑。因此，夹具100被以稳定的方式定位，并且能够进行精确的加热。此外，能够向下释放加热部400的夹具止动件413。因此，当在加热之后将夹具100移动到冷却部500时，能够容易且快速地释放夹具100，使得对受热工件W的冷却能够在短时间内开始。

在这个热处理设备10中，旋转驱动装置246设置在升降基座240上。因此，在冷却部500中旋转驱动装置246能够布置在工件W上方。因此，冷却剂难以进入到与旋转驱动装置246相接触的状态，并且这能够简化或省略防水结构。

在热处理设备10中，加热部400包括圆周定位部分411，该圆周定位部分411相对于圆周方向对夹具100定位。因此，能够通过圆周定位部分411使由输送机机构200输送至加热部400的夹具100沿水平方向定位。除此之外，当感应加热工件W时，不仅能够防止夹具100由于磁力而移动，还能够防止夹具100由于当工件W的旋转改变时所产生的反作用力而移动。

在这个热处理设备10中，多个加热器450在加热部400中以大致相等的间隔沿圆周方向布置。因此，工件W在旋转的同时由多个加热 器450加热。因此，即使是大工件W也能够沿着工件W的整个圆周均匀地受热。

在热处理设备10中，加热线圈451或加热器450的其它部件能够保持在部件更换夹具620上，该部件更换夹具620布置在部件更换部600中在与布置在加热部400中的加热器450对应的位置中。此外，部件更换夹具620能够连接到输送机机构200的悬吊部分245。因此，能够促进用于不同类型的工件W的预备操作。

修改

虽然已经结合本发明的特定实施例对本发明进行了描述，但是本发明的范围并不限于上述实施例，并且本领域的技术人员应理解，可以在本发明中作出各种改变和修改。例如，在实施例中，描述了工件W通过首先受热然后被冷却而淬火的热处理设备。然而，本发明还能够应用于其中不实施冷却的不同热处理设备。

需受热的工件W并不限于具有圆形截面的圆环形的工件W。因此，本发明还能够应用于具有诸如椭圆截面的不同的截面的环形的工件。

已经通过以一次淬火为例描述了实施例，在该一次性淬火中，加热线圈451沿着工件W的圆周布置在多个位置中以同时加热工件W。然而，本发明还能够类似地应用于所谓的移动淬火，在该移动淬火中，加热线圈451沿工件W的圆周布置在单个位置中以加热工件W。在这种情况下，在加热部400中，加热线圈451和致动器460布置在单个加热位置用于操作。

在该实施例中，仅工件W的表面被描述为被淬火。然而，例如，通过将加热线圈布置成在横过工件W的对应于彼此的位置中面对该工件W的内表面和外表面，用于该加热工件W，可以对工件W加热至其深部。在这种情况下，布置在内表面侧的加热线圈和布置在外表面侧的加热线圈可以是同一类型或不同的类型。此外，内表面侧上的加热线圈和和外表面侧上的加热线圈可以在适当的位置通过单个致动器460控制。

在附图中所示的实施例中，工件支座110具有多个径向基座111，该多个径向基座111从中心结构单元130径向地延伸。然而，工件支座110不必具有多个径向基座111。例如，工件支座110能够被构造为在平面图上具有圆形或多边形形状的板形构件或其中多种材料以二维或三维方式组合在一起的框架。工件支座110被构造成使得工件W在该工件支座上放置成平的，端面朝下。然而，工件支座110的结构不特别地限制于此，只要工件支座110在将工件W支撑于其上的同时能够沿着环形旋转即可。例如，工件支座110可被构造成在工件W被放置成在该工件支座上倾斜或竖立的情况下沿着环形旋转。

旋转驱动组件30被构造成经由旋转驱动机构150驱使设置在夹具100上的所有多根旋转辊112旋转。然而，只要能够驱使工件W旋转，则可以采用仅驱使多根旋转辊112中的一部分旋转的构造。

在上述实施例中，布置在位置检测器480下游的两个加热线圈451的位置根据由位置检测器480所检测到的工件W的表面的位移而调整。然而，需要被控制在适当的位置中的加热线圈451的数量和位置检测器480相对于加热线圈451的位置能够根据需要改变。

在该实施例中，轴承的外圈被描述为作为工件W被加热。然而，轴承的内圈也能够被加热。在这种情况下，加热线圈451可以成形为与工件W的外圆周表面相匹配从而从该加热线圈的外侧面对工件W。

此外，工件W并不限于轴承。因此，本发明能够类似地应用于被用于不同目的的环形工件。此外，被加热或被热处理的部分并不限于工件W的内圆周表面或外圆周表面。例如，当加热工件W的横向侧表 面时，可以使用具有与周向连续的横向侧表面相匹配的形状的加热线圈451作为加热线圈451。在这种情况下，作为加热线圈451，加热线圈451可以用在如下情况中：面对工件W的部分是角管，该角管通过在角管的内侧和外侧上的多个弯曲部分451f处以及在弯曲部分451f之间的弯曲部分451g处弯曲该角管而形成Z字形状。在加热线圈451中，位于远离旋转中心C的部分的圆周长度可以制成为比位于靠近该旋转中心C的部分的圆周长度长。

在该实施例中，旋转驱动马达255的旋转速度和位置检测装置483、484的检测值被用来将加热线圈451和工件W之间的间距维持恒定。然而，如由图12中的假想线所指示的，速度检测器427设置在工件保持单元420的一部分上用于检测保持辊425的旋转从而测量工件的表面的周向速度。因此，速度检测器427的检测值可以用于代替旋转驱动马达255的旋转速度。

以这种方式，即使当旋转辊112和工件W之间产生滑移从而在旋转驱动组件30的速度和工件W的实际旋转速度之间产生偏差时，加热线圈451和工件W之间的间距也能够以良好的精确度维持恒定。

在这个实施例中，在加热部400中，根据由各个位置检测装置483、484所测量出的工件W的位移和旋转速度，促使加热线圈451在每个加热位置P3中跟随工件W的位移，使得加热线圈451和工件W布置在预定的相对位置中。然而，加热线圈451和工件W能够通过其它方法布置在预定的相对位置中。例如，在开始加热之前提前测量出工件W的位移从而获得工件W的中心的位置。因此，每一个加热线圈451相对于工件W的中心位置提前移动。因此，工件W在加热部400中布置在预定的相对位置中。因此，在这种状态下，使加热线圈451通电，使得工件W能够在加热期间不转移加热线圈451的情况下受到热处理。

Claims (15)

1.一种加热设备的夹具，该夹具被构造成用以当输送和加热环形工件时支撑所述工件，该夹具包括：

中心结构单元；

旋转驱动机构，该旋转驱动机构容纳在所述中心结构单元中；以及

工件支座，该工件支座连接到所述中心结构单元并且被构造成使得所述工件放置在所述工件支座上以围绕所述中心结构单元，

其中所述工件支座包括多根旋转辊，该多根旋转辊沿环绕所述中心结构单元的圆周方向布置，使得当输送和加热所述工件期间所述工件放置在所述多根旋转辊上，

其中所述中心结构单元包括：

输送机连接部分，该输送机连接部分被构造成用以吊起所述工件支座连同放置在所述工件支座上的所述工件；以及

驱动器连接部分，驱动力从该驱动器连接部分输入到所述旋转驱动机构，并且

其中所述旋转驱动机构被构造成通过所述驱动力使所述旋转辊旋转从而使所述工件沿着该工件的环形形状旋转。

2.根据权利要求1所述的夹具，其中所述驱动器连接部分布置在支撑于所述工件支座上的所述工件上方。

3.根据权利要求1或2所述的夹具，其中所述旋转驱动机构包括：

驱动轴，该驱动轴连接到所述驱动器连接部分；以及

多根从动轴，该多根从动轴连接到所述多根旋转辊，

其中所述驱动轴包括驱动齿轮，

其中每一个从动轴包括与所述驱动齿轮相接合的从动齿轮，并且

其中所述旋转辊使所述工件绕沿着所述驱动轴延伸的旋转中心旋转。

4.根据权利要求1所述的夹具，其中所述工件支座进一步包括工件定位部分，该工件定位部分被构造成对所述工件的内周或外周进行定位，并且所述工件定位部分以突起方式设置在所述多根旋转辊上方。

5.一种加热设备，包括：

根据权利要求1所述的夹具；

加载部，在该加载部中所述工件放置在所述夹具上；

加热部，该加热部包括加热器，该加热器被构造成用以加热放置在所述夹具上的所述工件；以及

输送机机构，该输送机机构被构造成以悬吊方式在所述加载部和所述加热部之间输送所述夹具，

其中所述输送机连接部分连接到所述输送机机构。

6.根据权利要求5所述的加热设备，其中

所述输送机机构包括：

基座单元，该基座单元被构造成能够在所述加载部和所述加热部之间活动；

悬吊部分，该悬吊部分连接到所述输送机连接部分；以及

驱动装置，该驱动装置连接到所述驱动器连接部分，

其中所述悬吊部分和所述驱动装置附接到所述基座单元，并且

其中所述驱动装置和所述驱动器连接部分通过将所述悬吊部分连接到所述输送机连接部分而连接在一起。

7.根据权利要求6所述的加热设备，其中所述驱动装置与所述驱动连接部分相接合，使得所述驱动装置能够沿竖直方向从所述驱动器连接部分分离，并且

其中所述悬吊部分与所述输送机连接部分相接合，使得所述悬吊部分能够沿横向方向从所述输送机连接部分分离。

8.根据权利要求7所述的加热设备，其中所述悬吊部分包括多个锁定销，该多个锁定销沿所述圆周方向布置，使得每一个所述锁定销能够沿横向方向滑动，

其中，所述输送机连接部分包括使所述锁定销分别插入的多个锁定孔，

其中每一个所述锁定孔中具有向上逐渐变尖的三角形。

9.根据权利要求6所述的加热设备，其中所述输送机机构进一步包括：

输送机轨道，该输送机轨道设置在所述加载部和所述加热部之间；

升降装置；以及

偏置装置，

其中所述基座单元包括：

横向移动基座，该横向移动基座被构造成沿着所述输送机轨道移动并且与所述升降装置和所述偏置装置附接；以及

升降基座，所述悬吊部分附接到该升降基座，

其中所述升降基座连接到所述横向移动基座，使得所述升降基座能够相对于所述横向移动基座上下移动，

其中所述升降装置被构造成使所述升降基座上下移动，并且

其中所述偏置装置被构造成当所述升降基座向上移动时使所述升降基座向上偏置。

10.根据权利要求5所述的加热设备，其中所述加热部包括圆周定位部分，该圆周定位部分被构造成相对于所述圆周方向对所述夹具定位。

11.根据权利要求9所述的加热设备，包括：

预备夹具，该预备夹具适于在所述悬吊部分上被吊起；以及

预备部，该预备部被构造成容纳所述预备夹具，

其中所述输送机轨道被设置延伸至所述预备部，并且

所述预备夹具被构造成保持所述加热器的部件。

12.一种热处理设备，包括：

根据权利要求5到11任一项所述的加热设备；以及

冷却部，该冷却部布置在所述加热部下方，使得当所述夹具下降时，放置在所述夹具上的所述工件在所述冷却部中被冷却。

13.根据权利要求12所述的热处理设备，其中所述加热部包括止动件，该止动件被构造成从下方支撑所述夹具，使得当在所述冷却部中冷却所述工件时，所述止动件释放所述夹具。

14.根据权利要求12所述的热处理设备，其中，当所述夹具放置在所述冷却部中时，所述驱动装置布置在所述冷却部上方。

15.一种加热方法，包括：

将夹具放置在加载部中，该夹具包括：中心结构单元；旋转驱动机构，该旋转驱动机构容纳在所述中心结构单元中；以及工件支座，所述工件支座包括多根旋转辊，该多根旋转辊连接到所述中心结构单元并且沿环绕所述中心结构单元的圆周方向布置，所述中心结构单元包括：输送机连接部分，该输送机连接部分被构造成用以吊起所述工件支座；以及驱动器连接部分，驱动力从该驱动器连接部分输入到所述旋转驱动机构；

将环形工件放置在所述多根旋转辊上，使得所述工件围绕所述中心结构单元；

将所述夹具从所述加载部输送到加热部，使得所述夹具在所述中心结构单元中处被吊起；

在所述加热部中，通过将输入到所述中心结构单元的驱动力传送到所述旋转辊来使所述旋转辊旋转，以使所述工件沿着所述工件的环形形状旋转；以及

通过加热线圈对所述工件进行感应加热。