運送夾具、製造運送夾具的方法和採用運送夾具熱處理金屬環的方法

2023-05-14 04:24:46

專利名稱：運送夾具、製造運送夾具的方法和採用運送夾具熱處理金屬環的方法
技術領域：
本發明涉及用於進給用作無級變速器(CVT)傳送帶的金屬環的進料夾具(運送夾具)。本發明還涉及製造進料夾具的方法，以及採用進料夾具熱處理金屬環的方法。
背景技術：
CVT具有由多個層疊金屬環製成的用於傳輸動力的帶。所述層疊金屬環包括具有略微不同的周長的多個金屬環，所述多個金屬環連續堆疊在內部相鄰金屬環的外周側上。通常，具有不同周長的金屬環中的每一個通過下述方式製造將馬氏體時效鋼的圓筒形滾筒切割成具有規定寬度的預成型件，根據固溶熱處理、時效處理、滲氮處理等處理該預成型件，以及通過拉長該預成型件而修正該預成型件的周長，以將所述周長增加至指定尺寸(例如，參見日本專利No. 3986995)。在一些情況中，使用具有規定厚度的平板代替圓筒形滾筒。這種平板被彎曲直至其端面彼此抵靠，使得平板變成圓筒形。隨後，保持彼此抵靠的端面被連接在一起。隨後， 進行上文涉及的多種熱處理。為了進行這種熱處理，通常的做法是將由進料夾具保持的多個金屬環送入熱處理爐，金屬環和進料夾具在熱處理爐中一起被加熱。例如，本申請人已經提出了這種類型的進料夾具，如在日本專利特許公開No. 2002-161314和日本專利No. 4219186中披露的那樣。還存在已知的如在日本專利特許公開No. 2007-191788和日本專利特許公開 No. 2008-240085中披露的進料夾具。如日本專利特許公開No. 2007-191788的圖3所示，其中披露的進料夾具包括基板和垂直地安裝在基板上的6個實心保持軸。每個實心保持軸具有多個環形支座，其從實心保持軸的側壁水平突出。如該公開的圖4所示，金屬環由進料夾具保持，而金屬環的側壁接合在6個實心保持軸的環形支座之間。日本專利特許公開No. 2008-240085中披露的進料夾具也將金屬環保持在從彼此平行地延伸的6個保持軸的側壁突出的環形支座之間(參見日本專利特許公開 No. 2008-240085 的圖 6-8)。如上所述，日本專利特許公開No. 2007-191788和日本專利特許公開 No. 2008-240085中披露的進料夾具都具有從圓杆形式的保持軸的側壁沿垂直於保持軸延伸所沿的方向的方向突出的環形支座。錐形斜面插入環形支座的環形支座的頂點和保持軸的側壁之間。金屬環插入下環形支座的斜面和上環形支座的斜面之間(參見日本專利特許公開 No. 2007-191788 的圖 4)。

發明內容
日本專利特許公開No. 2007-191788中披露的進料夾具較重，因此需要以大的輸送力輸送到熱處理爐中。換句話說，當使用所披露的進料夾具時，必須消耗大量的電力，因
4此該進料夾具在成本方面是不利的。而且，當在由所披露的進料夾具保持的金屬環上進行滲氮處理時，環形支座和金屬環之間的接合處可能不能被充分滲氮。如本領域公知的那樣，滲氮處理是用於增加金屬的表面硬度的處理。如果金屬環被不規則地滲氮，則金屬環的表面硬度變得不規則。當金屬環的表面硬度不規則時，由於包括機械強度的特性在不同的區域中是不同的，因此不容易製造整體均質的金屬環。這種缺陷的原因是進料夾具的溫度以比金屬環的速率低的速率升高。換句話說， 當被加熱時，進料夾具展現出比金屬環低的熱跟隨能力。因此，金屬環在金屬環被熱處理時的直徑變化率(即，作為當金屬環被熱處理時金屬環的直徑相對於金屬環的形狀為圓形時金屬環的直徑的縮小百分比的比率)趨向於增加。如果這種現象出現，則除了前述對周長的修正之外，還需要修正金屬環的變形。然而，由於這種修正工藝耗時，因此這種金屬環的生產效率降低。而且，為了製造實心保持軸，如在日本專利特許公開No. 2007-191788中披露的那樣，需要通過切割實心杆的側壁形成環形支座。結果，產生碎片，且為了排出如此製造的碎片而導致處理成本。而且，由於原料的一部分被扔掉，因此原料的使用效率低。此外，實心杆通常是昂貴的，且在成本方面是不利的。如從日本專利特許公開No. 2007-191788的圖4可以理解的那樣，在所述側壁和環形支座的斜面之間形成陡沿。如果在金屬環被保持在環形支座上時金屬環抵靠在這種陡沿上，則金屬環可能損壞。本發明的一般目標是提供一種進料夾具，其使得容易製造整體勻質的金屬環。本發明的主要目標是提供重量較輕的進料夾具。本發明的另一個目標是提供一種進料夾具，其使得能夠降低各種成本。本發明的又一個目標是提供一種進料夾具，其中當進料夾具保持金屬環時金屬環不可能損壞。本發明的再一個目標是提供製造前述進料夾具的方法。本發明的又一個目標是提供採用前述進料夾具熱處理金屬環的方法。根據本發明的實施方式，提供了一種用於進給具有彈性恢復能力的金屬環的進料夾具，包括基板；至少三個保持軸，垂直地安裝在基板上並彼此平行地延伸，其中所述保持軸中的每一個都包括中空體，所述中空體具有限定在所述中空體的側壁中的多個凹陷，用於保持金屬環。由於保持軸被構造為中空體，則保持軸比實心保持軸輕。因此，該進料夾具不重， 且運送進料夾具所需要的電力較小。換句話說，進料夾具是節省電力的。根據本發明，進料夾具還可以包括與基板隔開並接合至所有保持軸的對應端部的接合板。因此，防止保持金屬環的保持軸傾斜，並且在保持軸傾斜時防止金屬環從保持軸上移位。優選地，各個保持軸具有保持與氣氛流體連通的對應內部。基板可以具有限定在其中的通孔，並且保持軸的內部可以經由這這種通孔保持與氣氛流體連通。如果進料夾具包括接合板，則接合板也可以具有限定在其中的通孔，並且保持軸的內部可以經由這這種通孔保持與氣氛流體連通。在該情況中，如隨後描述的那樣，當執行熱處理過程時，保持軸的內部和外部的溫度保持為基本均衡。因此，防止保持軸和金屬環之間的接合處的溫度降低，並且可以整體上基本均勻地加熱金屬環。如果熱處理工藝為滲氮工藝，則金屬環可以以整體基本均勻的程度被滲氮。根據本發明的另一個實施方式，提供了一種製造用於保持並進給具有彈性恢復能力的金屬環的進料夾具的方法，該進料夾具具有限定在至少三個保持軸的側壁中的凹陷， 該方法包括下述步驟在中空體上進行液壓成形加工，以在中空體的側壁上形成凹陷，從而製成中空保持軸；以及將保持軸垂直地安裝在基板上。液壓成形可以由採用模子的成形工藝代替。更具體地，根據本發明的又一個實施方式，提供了一種製造用於保持並進給具有彈性恢復能力的金屬環的進料夾具的方法，該進料夾具具有限定在至少三個保持軸的側壁中的凹陷，該方法包括下述步驟將模子擠壓在中空體的內壁上，以在側壁上凸起多個凸脊並在凸脊之間的側壁中形成多個凹陷，從而製成中空保持軸；以及將保持軸垂直地安裝在基板上。在任一種情況中，都在沒有碎片的情況下成形中空體，否則如果通過切割實心杆製造保持軸將產生碎片。因此，由於不需要排出任何碎片，可以極大地降低處理成本。而且， 可以以增加的效率使用原料。此外，中空體比實心杆便宜，因彼此在成本方面是有利的。為了防止保持軸具有稜邊，用於凸起凸脊的液壓成形模或模子可以具有彎曲表該方法還可以包括將所有的保持軸的對應端部接合至接合板的步驟。由於已經被接合至接合板的保持軸的姿勢被穩定地保持，因此防止保持金屬環的保持軸傾斜，並且在保持軸傾斜時防止金屬環從保持軸上移位。根據本發明的再一個實施方式，提供了一種熱處理具有彈性恢復能力的金屬環的方法，包括下述步驟用限定在進料夾具的至少三個保持軸的側壁中的凹陷保持金屬環，所述各個保持軸分別包括中空體；將保持金屬環的進料夾具引入熱處理爐(80)；以及在氣氛氣體流過保持軸的同時在熱處理爐中熱處理金屬環。由本發明的發明人進行的深入研究已經揭示，在由實心保持軸保持的金屬環被氮化時，金屬環傾向於變為被氮化至不同的程度，這是由於實心保持軸的溫度未充分升高的事實。換句話說，即使在實心保持軸附近的氣氛氣體的溫度高時，實心保持軸的溫度升高也要花費長的時間。當熱量被傳遞至實心軸的表面時，這種熱量隨後被傳遞至其內部區域，該內部區域的溫度比所述表面低。並非僅表面被加熱至高溫。相反，內部區域也需要變為高溫，以便使表面變為高溫。因此，未被充分加熱至高溫的實心保持軸傾向於抵靠在金屬環上。難以升高金屬環和這種實心保持軸之間的接合處的溫度。即使金屬環在這種狀態下被氮化，滲氮過程也不能在這種接合處充分進行。根據本發明，保持軸是中空的，並且氣氛氣體(如，滲氮氣體)流過保持軸。因此， 熱量經由位於保持軸內的氣氛氣體以及保持軸外的氣氛氣體傳遞至保持軸。因此保持軸的溫度快速升高，並且使保持軸內部和外部的溫度基本平衡。結果，使金屬環和保持軸之間的接合處的溫度與其它區域的溫度彼此基本相等。 換句話說，使金屬環的溫度整體上基本均勻。在這種狀態中，當金屬環被氮化時，滲氮在整個金屬環上基本均勻地進行。換句話說，容易獲得勻質金屬環，其中該勻質金屬環的各種特性在整個金屬環上基本相同。根據本發明的又一個實施方式，提供了一種進料夾具，其用於進給具有彈性恢復能力的多個金屬環，所述多個金屬環布置成包括第一列和第二列的兩個垂直列，該進料夾具包括基板；和垂直地安裝在基板上並彼此平行地延伸的至少四個保持軸，所述保持軸中的每一個都具有從所述保持軸的側壁基本垂直於所述保持軸的軸線延伸的多個環形凸脊，其中保持軸在金屬環的外壁插入相鄰的環形凸脊之間的情況下保持金屬環，其中所述四個保持軸中的兩個同時保持第一列中的金屬環和第二列中的金屬環， 並且所述四個保持軸中的剩餘的兩個保持第一列中的金屬環或第二列中的金屬環中的任一種。保持軸被構造為中空體。因此，保持軸比實心保持軸輕。多列金屬環由公共保持軸保持。因此，保持軸的數量降低。因此該進料夾具不重，且輸送進料夾具所要求的電力較少。此外，中空保持軸能夠比實心保持軸更有效地傳遞熱量。當金屬環被熱處理時，可以以較少的熱能增加進料夾具的溫度，因此增加由進料夾具保持的金屬環的溫度。因此，熱處理金屬環所要求的電力較少。因此，根據本發明，進料夾具是節省電力的。保持軸的環形凸脊可以通過切割中空圓筒形管的外壁形成。中空圓筒形管非常便宜，且可以由熟知的切割設備容易且簡單地切割。因此，可以便宜地，換句話說，以低成本製造保持軸。優選地，保持軸具有保持與氣氛流體連通的對應內部。在這種情況中，基板可以具有限定在其中的通孔，保持軸的內部可以經由這種通孔保持與氣氛流體連通。在該情況中，如隨後描述的那樣，當執行熱處理工藝時，保持軸的內部和外部的溫度保持為基本平衡。因此，防止保持軸和金屬環之間的接合處的溫度降低，並且可以整體上基本均勻地加熱金屬環。如果熱處理工藝為滲氮工藝，則金屬環可以被氮化至整體基本均勻的程度。優選地，各保持軸具有其上形成有鎳層的對應表面。保持軸可以由鎳或鎳基合金製成。鎳用作防止保持軸的組成元素擴散到金屬環中的屏障。因此，容易獲得具有良好外觀的(即，美學上令人滿意的)金屬環。在任一種情況中，進料夾具可以將金屬環保持為橢圓形形狀。在這種情況中，進料夾具在使金屬環彈性變形的同時保持金屬環。因此防止金屬環沿不希望的方向彈性變形。 因此，防止在彈力作用下恢復它們的初始形狀的金屬環與其它構件或機構接觸而損壞，還防止所述其它構件或機構與金屬環接觸而損壞。在該情況中，金屬環具有相同的較短的直徑，雖然金屬環具有不同的尺寸。因此， 可以在不引起擺動運動的情況下由保持軸保持所有的金屬環。還防止了金屬環塑性變形。因此保持軸能夠保持根據其它標準(外徑)的金屬環，假設所述金屬環的較短的直徑保持彼此一致。換句話說，可以處理根據多種標準的金屬環，以獲得更好的通用性和靈活性。根據本發明的另一個實施方式，提供了一種熱處理具有彈性恢復能力的多個金屬環的方法，所述多個金屬環在包括基板和至少四個保持軸的進料夾具上布置成包括第一列和第二列的兩個垂直列，所述至少四個保持軸垂直地安裝在基板上並彼此平行地延伸，所述保持軸中的每一個都具有從側壁基本垂直於所述保持軸的軸線延伸的多個環形凸脊，其中保持軸在金屬環的外壁插入相鄰的環形凸脊之間的情況下保持金屬環，該方法包括下述步驟將第一列中的金屬環和第二列中的金屬環同時保持在所述四個保持軸中的兩個上，並將第一列中的金屬環或第二列中的金屬環中的任一種保持在所述四個保持軸中的剩餘兩個上；將保持金屬環的進料夾具引入熱處理爐；以及在氣氛氣體在保持軸中流動的同時在熱處理爐中熱處理金屬環。由本發明的發明人進行的深入研究已經揭示，在由實心保持軸保持的金屬環被氮化時，金屬環傾向於以變化的程度被氮化，這是由於實心保持軸的溫度未充分升高的事實。 換句話說，即使在實心保持軸附近的氣氛氣體的溫度高時，實心保持軸的溫度升高也要花費長的時間。當熱量被傳遞至實心軸的表面時，這種熱量隨後被傳遞至其內部區域，該內部區域的溫度比所述表面低。並非僅表面被加熱至高溫，相反，內部區域的溫度也必須變高， 以便使表面溫度高。因此，未被充分加熱至高溫的實心保持軸傾向於抵靠在金屬環上。難以使金屬環和這種實心保持軸之間的接合處的溫度升高。在這種狀態下，即使金屬環被氮化時，滲氮工藝也不能在這種接合處充分進行。根據本發明，保持軸是中空的，並且氣氛氣體(如，滲氮氣體)流過保持軸。因此， 熱量從位於保持軸內的氣氛氣體以及保持軸外的氣氛傳遞至保持軸。因此保持軸的溫度快速升高，並且使保持軸內部和外部的溫度基本平衡。結果，使金屬環和保持軸之間的接合處的溫度與其它區域的溫度彼此基本相等。 換句話說，使金屬環的溫度整體上基本均勻。在這種狀態中，當金屬環被氮化時，滲氮在整個金屬環上基本均勻地進行。換句話說，容易獲得勻質金屬環，其中該勻質金屬環的各種特性在整個金屬環上基本相同。由於保持軸是中空的，並且多列金屬環由公共保持軸保持。因此，該進料夾具不重，且輸送進料夾具所要求的電力較少。因此進料夾具是節省電力的。當金屬環被加熱時，保持軸優選具有與熱處理爐保持流體連通的對應內部。用於將氣氛氣體引入保持軸的進口優選定位在相對於氣氛氣體流動所沿的方向的上遊。這種布置使得能夠將氣氛氣體引入保持軸，並且因此使保持軸的內部和外部的溫度快速平衡。由於上述原因，優選在將金屬環保持為橢圓形形狀時進給和熱處理金屬環。根據本發明的又一個實施方式，提供了一種進料夾具，用於將具有彈性恢復能力的多個金屬環在彼此平行地延伸的三個或更多個金屬環保持構件內保持為一列，其中所述金屬環保持構件中的每一個都包括柱狀構件，該柱狀構件在沿縱向方向觀看時具有多邊形剖面形狀，且具有面向金屬環的側表面；所述金屬環保持構件中的每一個都具有用於保持金屬環的齒，所述齒僅設置在金屬環保持構件的朝向金屬環的端面上；並且金屬環具有被夾緊在相鄰的齒之間的外周邊緣。採用上述配置，由金屬環接觸的金屬環保持構件的尺寸和重量小。因此，金屬環保持構件具有減小的熱容量。結果，金屬環保持構件在熱處理工藝期間展現出良好的熱跟隨能力，導致金屬環的直徑在熱處理工藝期間變化的速率降低。此外，金屬環保持構件以及熱處理夾具被製成為較輕。因此，可以節省輸送金屬環連同進料夾具所要求的電力。在該情況中，金屬環保持構件優選包括中空構件，因為如上所述，這種環保持構件允許金屬環整體上被基本均勻地熱處理。進料夾具包括將金屬環保持為多列所要求的數量的金屬環保持構件，因此，可以減少夾具的數量。


圖1為根據本發明第一實施方式的進料夾具的整體示意性透視圖；圖2為圖1中示出的進料夾具的局部放大垂直剖視圖；圖3為示出用作形成保持軸的原料的管設置在成形模中的方式的示意性垂直剖視圖；圖4為示出由圖3的成形模在所述管的側壁上形成凸脊和凹陷的方式的示意性垂直剖視圖；圖5為示出旋轉模放置在保持軸中的方式的示意性垂直剖視圖；圖6為示出其中管的側壁由圖5中示出的旋轉模從內側凸起的方式的示意性垂直剖視圖；圖7為示意性地示出變形成橢圓形形狀的金屬環被輸送到保持軸之間的位置的方式的俯視圖；圖8為示出保持金屬環的保持軸接合至接合板的方式的整體示意性側面正視圖；圖9為示出保持金屬環的保持軸接合至接合板的方式的整體示意性透視圖；圖10為部分地沿垂直剖面的正面正視圖，示出了將進料夾具引入熱處理爐的方式；圖11為根據本發明第二實施方式的進料架的整體示意性透視圖；圖12為示出由圖11中示出的進料架保持兩列金屬環的方式的整體示意性透視圖13為圖11中示出的進料架的部分沿垂直剖面的側面正視圖；圖14為圖11中示出的進料架的的局部放大垂直剖視圖；圖15為圖11中示出的進料架的俯視圖；圖16為部分地沿垂直剖面的正面正視圖，示出了將進料架引入熱處理爐的方式；圖17為示出層疊在一起的進料架的分解透視圖；圖18為示出圖17的層疊在一起的進料架的整體示意性透視圖；圖19為示出將金屬環保持為橢圓形形狀的方式的俯視圖；圖20為根據本發明第三實施方式的進料夾具的示意性俯視圖；圖21為圖20中示出的進料夾具的整體示意性正面正視圖；圖22為沿著圖21的XXII-XXII線截取的剖視圖；圖23為圖20中示出的進料夾具的金屬環保持構件的正面正視圖；圖M為金屬環保持構件的俯視圖；以及圖25為示出在爐子中熱處理由進料夾具保持的金屬環的方式的示意性垂直剖視圖。
具體實施例方式以下將參照附圖詳細描述根據本發明的進料夾具及其製造方法，涉及採用所述進料夾具熱處理金屬環的方法。圖1為根據本發明第一實施方式的進料夾具10的整體示意性透視圖。進料夾具 10用來保持和進給金屬環R1、R2。進料夾具10包括基板12，垂直地安裝在基板12上的10 個保持軸14a_14j、以及連接至所有10個保持軸14a-14j的接合板16。雖然為了說明目的，保持軸14a_14j由不同的附圖標記表示，但保持軸Ha_14j在結構上是相同的。類似地，雖然金屬環R1、R2由不同的附圖標記表示，但金屬環R1、R2在結構上是相同的。基板12為平板形式，從其較長的邊到較短的邊切掉等腰直角三角形。如圖2所示， 基板12具有沿著厚度方向延伸的通孔18，在其內壁面上限定有螺紋20。保持軸14a_14j具有下端部，在下端部的側表面上限定有用於與螺紋20螺紋接合的螺紋22。保持軸Ha-14j垂直地安裝在基板12上，其螺紋22保持與基板12的螺紋20 螺紋接合。如圖2(其為保持軸He的局部垂直剖視圖)所示，保持軸Ha_14j中的每一個為中空體形式，具有軸向穿過其中限定的空間對。空間M用作氣氛氣體(如，滲氮氣體)流過的通道。保持軸14a_14j中的每一個具有形成在其側表面上的多個交替凸脊沈和凹陷觀。 凸脊沈具有由彎曲表面限定的頂點，凹陷觀具有由彎曲表面限定的底部。因此，凸脊沈和凹陷觀沒有陡峭部分或邊緣。如圖2中的虛線所示，金屬環Rl、R2定位在保持軸14e的凹陷28處。如圖1所示，保持軸Ha-Hj直立在基板12上，使得其凹陷觀定位為彼此對齊。金屬環Rl由保持軸Ha-He和14j的凹陷28夾緊，而金屬環R2由保持軸He_14j的凹陷28夾緊。在保持軸14a-14j中，兩個保持軸He和14j同時保持金屬環R1、R2 二者。
保持軸Ha-14j在其上端部具有螺紋30。螺紋30分別延伸穿過限定和暴露在接合板16中的10個通孔32。保持軸14a_14j的側壁具有由鎳電鍍的對應表面，從而提供鎳覆層。可替換地，代替鎳覆層，保持軸14a_14j本身可以由鎳製成。接合板16在結構上基本與基板12相同，除了通孔32在其中不具有螺紋之外。接合板16也為平板形式，從該平板的較長的邊到較短的邊切掉等腰直角三角形。如從圖1中可以容易地理解的那樣，保持軸14a_14j插入基板12和接合板16之間。因此，接合板16與基板12隔開基本與保持軸14a-14j的軸向長度相同的距離。墊圈式螺母34分別擰在延伸穿過接合板16中的通孔32並從通孔32中暴露的保持軸14a-14j的螺紋30上，從而將所有的保持軸Ha_14j接合至接合板16。如從前文可以理解的那樣，保持軸14a_14j的兩端都未封閉，而是保持軸Ha_14j 的內部(空間24)保持與氣氛流體連通。以下關於熱處理金屬環Rl、R2的方法描述製造進料夾具10的方法。首先，製造保持軸14a，包括其側壁上的凸脊沈和凹陷觀。可以通過液壓成形製造保持軸14a。如圖3所示，中空管P放置到包括具有彎曲頂點的凸脊50和具有彎曲底部的凹陷 52的成型模62、64中。隨後，管P的內部(空間24)由諸如水或類似的液體填充。如圖4所示，由一組推動器66、68從管P的相對端將壓力施加至管P，從而沿著成型模62、64的凸脊50和凹陷52 對管P的側壁進行成形。因此，在對應於凸脊50和凹陷52的位置形成凹陷觀和凸脊26。 由於成型模62、64的凸脊50的頂點和凹陷52的底部是彎曲的，因此通過複製凸脊50和凹陷52的形狀形成的凸脊沈的頂點和凹陷觀的底部也是彎曲的。因此，未在管P上形成稜。隨後，成型模62、64打開以露出管P。接著，在管P的對應端上形成螺紋22、30，從而製成保持軸14a。可替換地，如圖5所示，可以採用旋轉模70，其可以插入管P的內部(空間24)。旋轉模70具有小於管P的內徑的最大直徑。旋轉模70可以由旋轉機構(未示出)旋轉。旋轉模70具有沿著高度方向大致位於其中部的大直徑部72。大直徑部72具有彎曲側壁。如圖5所示，當被旋轉時，旋轉模70移向管P，直到最終大直徑部72從管P的內壁面擠壓管P。旋轉模70的旋轉中心相對地移向管P的中心，從而使大直徑部72沿著管P 的圓周方向擠壓管P的內壁面。結果，形成凸脊26，其沿著管P的側壁的圓周方向凸起。當旋轉模70的中心移向管P的中心時，旋轉模70從管P的內壁面縮回。隨後，旋轉模70沿著管P的軸向方向移動。隨後，重複上述操作，以形成多個凸脊沈，如圖6所示。凹陷觀形成在相鄰的凸脊沈之間。換句話說，凸脊沈和凹陷觀彼此交替設置。 由於大直徑部72的側壁是彎曲的，因此管P的凸脊沈的頂點和凹陷觀的底部由彎曲表面限定。因此，管P沒有稜。隨後，在管P的對應端上形成螺紋22、30，從而製成保持軸14a。通過液壓成形或通過用旋轉模70製造剩餘的保持軸14b_14j。在第一實施方式中，如上所述，中空管P被成形以提供凸脊沈和凹陷觀。在沒有碎片的情況下成形中空管P，否則根據現有技術，如果通過切割實心杆的側壁以提供這種凸
11脊和凹陷來製造保持軸，則將產生碎片。因此，可以有效地使用原料，處置碎片所要求的處理成本降低。此外，中空管P比具有與中空管P相同直徑和長度的實心杆便宜。因此，用來製造保持軸14a_14j的原料的成本降低。如此製成的保持軸Ha-14j用鎳鍍覆，隨後，保持軸Ha_14j垂直地安裝在基板12 上。更具體地，形成在保持軸14a_14j的端部上的螺紋22擰在形成在基板12中的通孔18 的內壁上的螺紋20上(參見圖2)。如果保持軸14a-14j由鎳製成，則保持軸14a_14j不需
要由鎳鍍覆。隨後，在保持軸14a_14j由接合板16接合之前，金屬環Rl、R2由保持軸14a_14j保持。金屬環Rl、R2通過將馬氏體時效鋼的圓筒形滾筒切割成具有規定寬度的預成型件而製成，並具有抵抗壓力的彈性恢復能力。更具體地，當金屬環R1、R2被從這種壓力釋放時，它們在彈性作用下恢復至它們的初始形狀。如此構造的多個金屬環Rl在其外圓周壁由夾緊裝置(未示出)夾緊。此時，夾緊裝置向金屬環Rl施加夾緊力(壓力)，以使所有的金屬環Rl同時變形為橢圓形形狀。換句話說，金屬環Rl在變形成橢圓形形狀的同時由夾緊裝置夾緊。金屬環Rl在其彈性區域內變形。如圖7所示，已經變形為橢圓形形狀的金屬環Rl被輸送到保持軸14a-He和14j 之間的位置。夾緊裝置在其中將金屬環Rl放置在凹陷觀之間的位置處停止。隨後，所有的金屬環Rl同時從由夾緊裝置施加的夾緊力釋放，由此金屬環Rl在彈性恢復力的作用下恢復至它們的初始的基本圓形形狀，如由圖7中的虛線所示。此時，金屬環Rl接合在保持軸Ha-He和14j的凹陷觀內。結果，金屬環Rl由保持軸Ha-He和 14 j同時保持。隨後，夾緊裝置同時夾緊多個金屬環R2並將金屬環R2變形成橢圓形形狀。夾緊裝置隨後將變形的金屬環R2輸送至保持軸He-14j之間的位置。隨後，以上述方式，夾緊裝置在將環R2放置在凹陷觀之間的位置處停止，由此所有的金屬環R2同時從由夾緊裝置施加的夾緊力釋放。當金屬環R2被釋放時，金屬環R2恢復至它們初始的基本圓形形狀，且外壁接合在保持軸14e_14j的凹陷觀內。結果，金屬環R2由保持軸14e-14j保持。如圖 2所示，在彼此無物理幹擾的情況下將金屬環Rl、R2保持至交錯位置。如上所述，保持軸14a_14j的凸脊沈的頂點和凹陷觀的底部由彎曲表面限定，因此不存在稜邊。因此，當已經變形成橢圓形形狀的金屬環R1、R2恢復至它們的初始形狀時， 它們未受損，因為金屬環Rl、R2不接觸或撞擊任何稜邊。由於保持軸14a_14j的凸脊沈的頂點和凹陷觀的底部由彎曲表面限定，因此容易防止損壞金屬環Rl、R2。當如上所述的那樣保持金屬環R1、R2時，保持軸Ha-14j的具有螺紋30的上端部插入穿過接合板16中的通孔32。隨後，墊圈式螺母34擰在從通孔32露出的螺紋30上， 由此將金屬環R1、R2和進料夾具10放置成圖8和9中示出的狀態。由於接合板16接合至保持軸14a-14j，因此防止保持軸Ha-14j傾斜，並且在保持軸Ha_14j傾斜時防止金屬環 Rl、R2從保持軸移除。
為了在金屬環Rl、R2已經由保持軸14a_14j保持之後將接合板16接合至保持軸 14a-14j，可以採用具有簡單結構的夾緊裝置。雖然需要採用比這種夾緊裝置稍微複雜的結構的夾緊裝置，並且為了輸送金屬環Rl、R2需要進行稍微嚴格的控制過程，但可以在接合板16已經接合至保持軸Ha-14j之後由保持軸Ha-14j保持金屬環Rl、R2。在這種情況中，金屬環R1、R2可以插入任何相鄰的兩個保持軸Ha-14j之間。隨後，金屬環R1、R2與進料夾具10—起進給到圖10中示出的熱處理爐80。因而， 中空保持軸14a_14j的內部(空間24)和熱處理爐80的內部被設置為彼此流體連通。熱處理爐80沿著進給進料夾具10所沿的方向伸長，並且包括設置在其側壁82、84內的加熱器86、88和安裝在頂壁90上的對流風扇92。進料夾具10由傳送機構(未示出)進給到熱處理爐80中。如上所述，由於進料夾具10的保持軸14a-14j是中空的，因此進料夾具10比根據背景技術的由實心保持軸製成的進料夾具輕。因此，容易輸送進料夾具10，並且可以節省輸送進料夾具10所要求的電力。進料夾具10由放置夾具94支撐在傳送機構上。進料夾具10被放置在放置夾具 94上，使得基板12中的通孔18未被放置夾具94封閉。以下將以舉例的方式描述用作熱處理工藝的滲氮工藝。圖10中示出的熱處理爐 80被供給諸如氨或類似的滲氮氣體。滲氮氣體由加熱器86、88加熱至金屬環Rl、R2可以被滲氮的溫度，如，約500°C。其溫度已經升高的滲氮氣體向上流向熱處理爐80的頂壁90。根據第一實施方式， 啟動對流風扇92以使攪動葉片96旋轉，從而用於在熱處理爐80中引起滲氮氣體對流。因此，滲氮氣體沿著側壁下降並在放置夾具94和進料夾具10附近再次上升。如上所述，保持軸14a_14j的空間24，S卩，內部保持與熱處理爐80的內部流體連通。因此，如圖2和10所示，滲氮氣體流過保持軸14a-14j的內部(空間對)，流向熱處理爐80的頂壁90。當其溫度已經升高的滲氮氣體流過保持軸14a_14j的內部(空間24)時，其溫度與保持軸14a_14j中的滲氮氣體的溫度基本相同的滲氮氣體還流到保持軸14a-14j的外面。換句話說，滲氮氣體以基本相同的溫度同時存在於保持軸14a_14j的內部和外部。因此，保持軸Ha-Hj的內部和外部的溫度保持平衡，由此使得金屬環R1、R2的溫度整體上基本均勻。換句話說，保持軸Ha_14j和金屬環Rl、R2之間的接合處的溫度與金屬環Rl、R2 的其它區域的溫度基本相同。滲氮氣體從金屬環Rl、R2的表面進入金屬環Rl、R2，隨後擴散到金屬環Rl、R2中， 從而在金屬環Rl、R2的表面上形成氮化層。換句話說，在金屬環R1、R2內進行滲氮。氮化層用來使金屬環R1、R2變硬。如上所述，金屬環R1、R2的溫度整體上基本均勻。因此，在整個金屬環R1、R2中以基本相同的速率進行滲氮。因此防止滲氮不規則地進行，從而防止氮化層的厚度和金屬環 Rl、R2的硬化變得不規則。根據第一實施方式，其中保持軸Ha-14j是中空的並且其內部保持與氣氛流體連通，在金屬環R1、R2被氮化時滲氮氣體能夠流過保持軸14a-14j。由於保持軸Ha_14j的內部和外部的溫度保持平衡，因此金屬環Rl、R2和保持軸Ha-14j之間的接合處的溫度保持與金屬環R1、R2的其它區域的溫度基本相同。因此，金屬環R1、R2整體上被均勻地硬化。由於鎳覆層形成在保持軸14a_14j的側壁的表面上，因此防止保持軸14a_14j的組成元素在滲氮工藝期間擴散到金屬環Rl、R2中。換句話說，鎳覆層用作用於防止保持軸 14a-14j的組成元素擴散到金屬環R1、R2中的屏障。如果保持軸Ha_14j本身由鎳製成則同樣能夠如此。在金屬環R1、R2已經被氮化之後，從熱處理爐80中卸載進料夾具10。隨後，墊圈式螺母34和接合板16從保持軸Ha-14j上分開，由此露出金屬環Rl、R2。露出的金屬環Rl、R2由夾緊裝置夾緊，在變形成橢圓形形狀的同時從保持軸 14a-14j上分開，並被輸送到給定站點或儲存位置。當從夾緊裝置釋放時，金屬環R1、R2在其彈性恢復力的作用下恢復至它們初始的基本圓形形狀。為了繼續保持其它新的金屬環Rl、R2，可以重複使用包括如上所述的那樣製成的保持軸14a-14j的進料夾具10。與稍後將描述的接合板116(參見圖11) 一樣，基板12和接合板16可以具有通孔以減輕其重量。在第一實施方式中，進料夾具10構造為能夠保持兩列平行金屬環Rl、R2。然而， 進料夾具還可以構造為能夠保持三列或更多列金屬環，或者僅保持一列金屬環。以下將描述第二實施方式。圖11為根據本發明第二實施方式的進料夾具110的整體示意性透視圖。圖12為示出由進料夾具110保持金屬環R1、R2的方式的整體示意性透視圖。進料夾具110用來保持並進給第一列Ll金屬環Rl和第二列L2金屬環R2。進料夾具110包括基板112、垂直地安裝在基板112上的10個保持軸1 Ha-114j、以及接合至所有10個保持軸114a_114j的接合板116。雖然為了說明目的，保持軸114a_114j由不同的附圖標記表示，但保持軸 IHa-IHj在結構上是相同的。類似地，雖然金屬環Rl、R2由不同的附圖標記表示，但金屬環R1、R2在結構上是相同的。基板112為平板形式，從其較長的邊到較短的邊切掉等腰直角三角形。如圖13所示，基板112具有兩個螺栓插入孔117、兩個接合銷插入孔118，和沿著基板112的厚度方向延伸的10個通孔120。如圖13所示，螺栓插入孔117包括具有縮小內徑的臺階122。從螺栓插入孔117 的面向接合板116(在圖13中向上)的開口插入螺栓插入孔117的柱狀構件IMa，124b具有擱置在臺階122上的下端面。螺栓1 從螺栓插入孔117的下開口插入螺栓插入孔117 中，如圖13所示。螺栓1 擰入限定在柱狀構件12^、lMb的下端部中的螺紋孔128中， 從而將柱狀構件lMa、124b垂直地緊固至基板112。如圖14所示，通孔120也包括具有縮小內徑的臺階130。從通孔120的面向接合板 116(在圖13和14中向上)的開口插入通孔120的保持軸114a_114j具有擱置在臺階130 上的下端面。當保持軸114a-114j的下端部插入並裝配到通孔120中時，保持軸114a_114j 垂直地安裝到基板112上。圖14以垂直剖面部分地示出了保持軸114j。如從這種垂直剖面可以理解的那樣， 保持軸114a-114j為中空體，具有從中軸向穿過限定的空間132。如隨後描述的那樣，空間132用作用於流過保持軸114a-114j的氣氛氣體(如，滲氮氣體)的通道。通過在通孔120 的下開口處設置的進口將氣氛引入空間132，如圖14所示。保持軸IHa-114j具有環形凸脊134，其從保持軸IHa-114j的側壁沿垂直於保持軸114a-114j的軸向方向的方向突出。環形凸脊134具有形成為V-形錐形斜面的遠端面。 作為形成環形凸脊134的結果，保持軸114a-114j還設置有位於相鄰的環形凸脊134之間的凹面環形座136。保持軸114a_114j中的每一個可以通過從中空圓筒形管的外壁部切割中空圓筒形管而製成。更具體地，以規定寬度切割中空圓筒形管的具有大厚度的側壁。以給定的間隔重複這種切割過程，以製造保持軸114a-114j中的每一個。切割區域用作環形座136，而未切割區域用作環形凸脊134。如圖11所示，保持軸114a_114j直立在基板112上，使得其環形凸脊134被定位為彼此對齊，並且因此環形座136也被定位為彼此對齊。金屬環Rl由保持軸114a-lHe 和114j的環形座136夾緊，金屬環R2由保持軸114e-114j的環形座136夾緊。在保持軸 IHa-114j中，兩個保持軸114e和114j同時保持金屬環Rl和R2(第一列Li，第二列L2)。保持軸IHa-IHj具有對應的上端部，其分別插入限定在接合板116中的通孔138 中。因此，保持軸114a-114j的內部(空間132)未被接合板116封閉。如從前文可以理解的那樣，保持軸114a-114j的兩端都未被基板112和接合板116封閉，而是保持軸114a_114j 的內部(空間132)保持與氣氛流體連通。保持軸114a_114j的側壁具有鍍有鎳的對應表面，由此提供鎳覆層。可替換地，代替提供鎳覆層，保持軸114a-114j本身可以由鎳製成。接合板116也為平板形式，從該平板的較長的邊到較短的邊切掉等腰直角三角形。如圖11和15所示，接合板116具有限定在其中的較大的圓形開口 140a、140b和較小的圓形開口 14加、142b，從而使接合板116的重量較輕。作為較大的圓形開口 140a、140b和較小的圓形開口 142a、142b的結果，使接合板116連通進料夾具110 —起重量較輕。接合板116具有在與螺栓插入孔117對準的對應位置處限定在其中的柱狀構件支撐孔144和接合銷固定孔146。接合銷插入孔118被限定在基板112中。設置在柱狀構件 124aU24b的遠端上的螺紋軸147分別延伸穿過柱狀構件支撐孔144。螺母148擰在對應的螺紋軸147上，從而將基板112和接合板116與柱狀構件 IMa、124b彼此接合在一起。螺紋150設置在接合銷固定孔146的內壁上。在其側壁上形成有螺紋152的接合銷1 擰入接合銷固定孔146中。如隨後描述的那樣，當堆疊進料夾具110時，接合銷IM 插入上進料夾具110的基板112中的接合銷插入孔118。根據第一實施方式的進料夾具110基本上如上所述的那樣構造。以下將聯繫採用進料夾具110熱處理金屬環Rl、R2的方法描述進料夾具110的操作和優點。在接合板116接合至保持軸114a_114j和柱狀構件lMa、124b之前，第一列Ll金屬環Rl和第二列L2金屬環R2由保持軸114a-114j保持。作為分別插入通孔120和螺栓插入孔117中的結果，保持軸114a-114j和柱狀構件12^、124b垂直地安裝在基板112上。 如上所述，螺栓126(參見圖13)擰入限定在柱狀構件12^、lMb中的螺紋孔128。金屬環Rl、R2通過將馬氏體時效鋼的圓筒形滾筒切割成具有規定寬度的預成型
15件而製成。金屬環R1、R2展示出抵抗壓力的彈性恢復能力。更具體地，當金屬環R1、R2從這種壓力釋放時，金屬環Rl、R2彈性恢復至它們的初始形狀。如此構造的多個金屬環Rl在其外圓周壁處由夾緊裝置(未示出)夾緊。此時，夾緊裝置向金屬環Rl施加夾緊力(壓力)，以使所有的金屬環Rl同時變形為橢圓形形狀。換句話說，金屬環Rl在變形為橢圓形形狀的同時由夾緊裝置夾緊。金屬環Rl在其彈性區域內變形。已經變形為橢圓形形狀的金屬環Rl被輸送到保持軸114a_114e和114j之間的位置。夾緊裝置在其中金屬環Rl放置在保持軸IHa-IHe和114j的環形座136之間的位置處停止。隨後，所有的金屬環Rl同時從由夾緊裝置施加的夾緊力釋放，由此金屬環Rl在彈性恢復力的作用下恢復至它們的初始的基本圓形形狀。此時，金屬環Rl接合在保持軸 IHa-IHe和114j的環形座136內。結果，金屬環Rl作為第一列Ll由保持軸114a_lHe 和114j同時保持，如圖12所示。隨後，夾緊裝置同時夾緊多個金屬環R2並將金屬環R2變形成橢圓形形狀。夾緊裝置隨後將變形的金屬環R2輸送至保持軸114e-114j之間的位置。隨後，以上述相同的方式，夾緊裝置在將環R2放置在保持軸114e-114j的環形座136之間的位置處停止，由此所有的金屬環R2同時從由夾緊裝置施加的夾緊力釋放。當金屬環R2被釋放時，金屬環R2 恢復至它們初始的基本圓形形狀，且外壁接合在保持軸114e-114j的環形座136內。結果， 金屬環R2作為第二列L2由保持軸114e-114j保持。在彼此無物理幹擾的情況下將金屬環 Rl、R2保持至交錯位置。當如上所述的那樣保持金屬環Rl、R2時，保持軸114a_114j的上端部插入穿過接合板116中的通孔138。同時，柱狀構件lMa、124b的螺紋軸147插入穿過柱狀構件支撐孔 144。隨後，螺母148擰在螺紋軸147上。如果需要，接合銷巧4擰入接合銷固定孔146中。將金屬環Rl、R2和進料夾具110放置成圖12中示出的狀態。由於接合板116接合至保持軸lHa_114j，因此防止保持軸114a-114j傾斜，並且在保持軸114a_114j傾斜時防止金屬環Rl、R2移除。為了在金屬環R1、R2已經由保持軸114a_114j保持之後將接合板116接合至保持軸1 Ha-114 j，可以採用簡單結構的夾緊裝置。雖然需要採用具有比這種夾緊裝置稍微複雜的結構的夾緊裝置，並且為了輸送金屬環R1、R2需要進行稍微嚴格的控制過程，但可以在接合板116已經接合至保持軸114a-114j之後由保持軸114a_114j保持金屬環R1、R2。在這種情況中，金屬環Rl、R2可以插入任何相鄰的兩個保持軸114a-114j之間。隨後，由傳送機構(未示出)將金屬環Rl、R2進給到如圖16所示的熱處理爐80 中。如上所述，由於進料夾具110的保持軸114a-114j是中空的，因此進料夾具110比根據背景技術的具有實心保持軸的進料架輕。而且，由於兩個中間保持軸lHe、114f同時保持第一列Ll金屬環Rl和第二列L2金屬環R2，因此防止使用的保持軸的數量增加。採用這種配置，保持軸114a-114j被製成為較輕，因此進料夾具110作為整體被製成為較輕。因此， 容易運送進料夾具110，並且可以節省運送進料夾具110所要求的電力。如上所述，保持軸114a_114j容易通過切割中空圓筒形管制成。如本領域公知的那樣，中空圓筒形管相對便宜。採用熟知的切割設備可以容易且簡單地進行切割過程。因此，可以降低製造保持軸114a-114j所要求的原料的成本，以及用於製造保持軸114a-114j 的處理成本。當將進料夾具110放置到熱處理爐80中時，中空保持軸114a_114j的內部(空間 132)和熱處理爐80的內部通過通孔120的下開口保持彼此流體連通。熱處理爐80沿著進給進料夾具110所沿的方向伸長，並且包括設置在其側壁82、84內的加熱器86、88和安裝在頂壁90上的對流風扇92。進料夾具110由放置夾具94支撐在傳送機構上。進料夾具110被放置在放置夾具94上，使得基板112中的通孔120未被放置夾具94封閉。以下將以舉例的方式描述用作熱處理工藝的滲氮工藝。圖16中示出的熱處理爐 80被供給諸如氨或類似的滲氮氣體。滲氮氣體由加熱器86、88加熱至金屬環Rl、R2可以被氮化的溫度，如，約500°C。其溫度已經升高的滲氮氣體向上流向熱處理爐80的頂壁90。根據第二實施方式， 啟動對流風扇92以使攪動葉片96旋轉，從而用於在熱處理爐80中引起滲氮氣體對流。因此，滲氮氣體沿著側壁下降並在放置夾具94和進料夾具110附近再次上升。如上所述，保持軸114a_114j的空間132，即，內部通過通孔120的上下開口保持與熱處理爐80的內部流體連通。因此，如圖14和16所示，從通孔120的下開口引入滲氮氣體。通孔120的下開口相對於滲氮氣體流動所沿的方向定位在上遊，並用作用於滲氮氣體的進入埠。滲氮氣體流過保持軸114a-114j的內部(空間132)，並從通孔138向熱處理爐80的頂壁90排放。當其溫度已經升高的滲氮氣體流過保持軸114a_114j的內部(空間132)時，其溫度與保持軸114a-114j中的滲氮氣體的溫度基本相同的滲氮氣體存在於保持軸114a-114j 的外面。換句話說，滲氮氣體以基本相同的溫度同時存在於保持軸114a-114j的內部和外部。因此，保持軸114a-114j的內部和外部的溫度保持平衡，由此使得金屬環R1、R2的溫度整體上基本均勻。換句話說，保持軸114a-114j和金屬環Rl、R2之間的接合處的溫度與金屬環R1、R2的其它區域的溫度基本相同。由於保持軸114a_114j是中空的，因此從滲氮氣體轉移至保持軸114a_114j的熱量被有效地傳輸通過保持軸1 Ha-114 j。因此，保持軸114a-114j本身的溫度和由保持軸 114a-114j保持的金屬環R1、R2的溫度在短時間內升高。換句話說，可以採用減少量的熱能來升高保持軸114a_114j和金屬環Rl、R2 二者的溫度。因此，可以節省在金屬環Rl、R2上進行滲氮所需要的電力。滲氮氣體從金屬環Rl、R2的表面進入金屬環Rl、R2，隨後擴散到金屬環Rl、R2中， 從而在金屬環Rl、R2的表面上形成氮化層。換句話說，在金屬環R1、R2內進行滲氮。滲氮層用來使金屬環R1、R2變硬。如上所述，金屬環R1、R2的溫度整體上基本均勻。因此，在整個金屬環R1、R2中以基本相同的速率進行滲氮。因此防止滲氮不規則地進行，從而防止氮化層的厚度和金屬環 Rl、R2的硬化變得不規則。根據第二實施方式，其中保持軸114a_114j是中空的並且其內部保持與氣氛流體連通，在金屬環Rl、R2被滲氮時滲氮氣體能夠流過保持軸lHa-114j。由於保持軸 114a-114j的內部和外部的溫度保持平衡，因此金屬環Rl、R2和保持軸114a_114j之間的接合處的溫度保持與金屬環R1、R2的其它區域的溫度基本相同。因此，金屬環R1、R2整體上被均勻地硬化。由於鎳覆層形成在保持軸114a_114j的側壁的表面上，因此防止保持軸 114a-114j的組成元素在滲氮工藝期間擴散到金屬環Rl、R2中。換句話說，鎳覆層用作用於防止保持軸114a-114j的組成元素擴散到金屬環R1、R2中的屏障。如果保持軸14a_14j 本身由鎳製成則同樣能夠如此。在金屬環Rl、R2已經被氮化之後，從熱處理爐80中卸載進料夾具110。隨後，鬆開螺母148，接合板116從保持軸114a-114j和柱狀構件IMa，124b上分開，由此露出金屬環 R1、R2。露出的金屬環Rl、R2由夾緊裝置夾緊，在變形成橢圓形形狀的同時從保持軸 114a-114j上分開，並被輸送到給定站點或儲存位置。當從夾緊裝置釋放時，金屬環Rl、R2 在其彈性恢復力的作用下恢復至它們初始的基本圓形形狀。為了繼續保持其它新的金屬環Rl、R2，可以重複使用包括如上所述的那樣製成的保持軸114a-114j的進料夾具110。如圖16所示，將進料夾具110加載到熱處理爐80中，而不層疊在其它進料夾具上。然而，如果熱處理爐具有大容量，則如圖17和18所示，多個進料夾具110、110可以通過接合銷巧4彼此層疊，隨後被加載到熱處理爐中。在這種情況中，上進料夾具110的保持軸114a-114f的空間132與下進料夾具110的保持軸114a_114f的空間132對準。換句話說，空間132、132保持與氣氛流體連通，因此與熱處理爐的內部流體連通。類似地，三個或更多個進料夾具110可以層疊在一起。如圖19所示，保持軸114a_114j可以設置為用於夾緊橢圓形形狀的金屬環R1、R2 的位置處。以這種方式被夾緊的金屬環R1、R2被防止沿不希望的方向彈性變形。因此，防止由於與其它構件或機構的接觸而導致損壞在彈力作用下恢復至它們的初始形狀的金屬環Rl、R2，並且還防止這種其它構件由與金屬環Rl、R2的接觸而損壞。不可避免地，金屬環Rl、R2在其內徑、圓周長度、寬度等方面具有一定的不規則性。然而，當將金屬環Rl、R2保持為橢圓形形狀時，使所有的金屬環Rl、R2具有相同的短軸，即使在內徑、圓周長度、寬度等方面存在一定的不規則性。因此，所有的金屬環R1、R2都可以由保持軸114a-114j保持，而不經歷擺動運動。還防止了金屬環R1、R2塑性變形。這意味著保持軸114a_114j能夠保持根據其它標準(外徑)的金屬環，因為保持軸114a-114j的較短的直徑的尺寸與由保持軸114a-114j保持的金屬環R1、R2的較短的直徑尺寸一致。因此，將金屬環保持為橢圓形形狀的好處在於，可以處理根據多種標準的金屬環， 獲得更好的通用性和靈活性。在上述第二實施方式中，10個保持軸114a_114j保持第一列Ll金屬環Rl和第二列L2金屬環R2。然而，如果將金屬環R1、R2保持為環形形狀，則至少四個保持軸足以保持金屬環R1、R2。即使將金屬環R1、R2保持成橢圓形形狀，需要的數量的保持軸(例如，8個保持軸)可以用來維持橢圓形形狀。在上述第一和第二實施方式中，保持軸Ha-14j和114a_114j的內部保持與氣氛流體連通。然而，如果保持軸Ha-Hj和114a-114j是中空的，則保持軸的至少一端可以被封閉。這種修改同樣使得進料夾具能夠形成為比使用實心保持軸時輕。熱處理氣體經由熱處理爐中的擴散或對流到達保持軸Ha-14j和114a_114j的內部(空間對，空間132)。來自已經到達所述內部的熱處理氣體的熱量傳遞至保持軸14a-14j 和IHa-114j，並且來自圍繞保持軸14a-14j和114a_114j的熱處理氣體的熱量同樣也傳遞至保持軸14a-14j和114a-114j0因此，保持軸14a-14j和114a-114j的內部和外部的溫度保持平衡。因此，金屬環Rl、R2與保持軸Ha-14j和114a-114j之間的接合處的溫度與金屬環R1、R2的其它區域的溫度基本相同。可以構造一種進料夾具，其僅由基板12、112和保持軸Ha-14j構成，而沒有接合板 16、116。以下將描述根據第三實施方式的進料夾具。圖20為根據本發明第三實施方式的進料夾具200的示意性俯視圖。圖21為進料夾具200的整體示意性正面正視圖。圖22為沿著圖21的XXII-XXII截取的剖視圖。如圖 20-22所示，進料夾具200包括12個金屬環保持構件20加_2021，其垂直地安裝在基板204 上並具有接合至頂板206的遠端。換句話說，根據第三實施方式的進料夾具200包括三個或更多個金屬環保持構件(12個金屬環保持構件20加-2021)，其垂直地設置成抵靠在金屬環R1、R2的外周邊緣上。圖23為進料夾具200的每一個金屬環保持構件202的正面正視圖，而圖M為其俯視圖。如圖23和M所示，每個金屬環保持構件202都具有位於其表面上的齒208，其朝向金屬環R1、R2並以固定間距隔開。齒208為具有錐形斜面的截頭圓錐體形狀。當金屬環 R1、R2中的每一個插入兩個相鄰的齒208之間時，金屬環的外周邊緣保持在這種斜面上。金屬環保持構件202a_2021構造為使得當金屬環保持構件202a_2021垂直地安裝在基板204上時，齒208定位在相同的高度。當金屬環Rl、R2插入相鄰的齒208、208之間時，金屬環R1、R2被水平夾緊。金屬環保持構件20加_2021優選應當設置為使得如此保持的金屬環R1、R2可以為大致圓形形狀。如果金屬環Rl、R2在被保持成其它形狀時被熱處理，則由於這種其它形狀的存在，金屬環R1、R2傾向於經受不利影響，如熱應變或類似情況。然而，金屬環R1、R2不存在這種不利影響。根據第三實施方式，金屬環保持構件20加_2021中的每一個都為板狀構件的形式，該板狀構件具有從其上設置齒208的表面向後延伸的平面形狀。具有以前述方式構造的金屬環保持構件20加-2021的進料夾具200具有比在根據背景技術的專利文獻3中披露的進料夾具(即，具有從圓筒體形式的金屬環保持構件同心地突出並由錐形斜面接合至金屬環保持構件的側壁的齒的進料夾具(參見專利文獻3的圖))的熱容量小得多的熱容量。因此，金屬環保持構件20加_2021在熱處理工藝期間展現出良好的熱跟隨能力， 導致金屬環Rl、R2的直徑在熱處理工藝期間改變的速率降低。此外，由於金屬環保持構件20加_2021具有平面形狀，因此能夠使金屬環保持構件20加-2021的重量較輕，由此使進料夾具200作為整體較輕。構造為使金屬環保持構件的重量較輕的實驗性實例實現約20%的重量降低。而且，金屬環保持構件20加_2021優選應當為中空構件。中空的金屬環保持構件202a-2021非常輕，並且作為在熱處理工藝期間在加熱金屬環保持構件20加_2021時將加熱的氣氛引入金屬環保持構件20加-2021中的空間的結果，在熱處理工藝期間提供更好的熱跟隨能力。構造為使金屬環保持構件的重量較輕的實驗性實例實現約40%的重量降低， 並且每個夾具的重量降低約14%。而且，金屬環保持構件202a_2021優選應當用鎳鍍覆。如果金屬環保持構件 202a-2021由包含Cu、Cr或類似物的材料製成，則這種金屬環保持構件202a_2021可能干擾其中金屬環保持構件202a-2021接觸金屬環Rl、R2的齒208的區域中的均勻滲氮反應。 金屬環保持構件202a-2021還可以由純鎳製成。具有上述結構的進料夾具200以下述方式保持金屬環R1、R2。夾緊裝置同時夾緊形狀基本為圓形的多個金屬環R1，隨後沿直徑方向將金屬環Rl壓成大致橢圓形形狀。隨後，夾緊裝置將金屬環Rl插入金屬環保持構件2(^a-2021a-202f，同時保持金屬環Rl變形， 並且其直徑水平定向。隨後，夾緊裝置將金屬環Rl從壓力釋放，因此金屬環Rl在其彈力作用下從橢圓形形狀恢復至基本圓形形狀。金屬環Rl、R2的外周表面移動靠近金屬環保持構件 202a-2021a-202f的其上形成有齒208的面。夾緊裝置繼續將金屬環Rl從壓力釋放，同時控制金屬環Rl的水平定向，使得其外周表面插入金屬環保持構件2(^a-2021a-202f的定位在與金屬環Rl相同高度處的相鄰齒 208,208之間。金屬環Rl的外周邊緣被夾緊在金屬環保持構件20加-2021的相鄰齒208、 208之間，並被水平地保持。以類似方式處理金屬環R2，直到金屬環R2被保持在金屬環保持構件 202a-2021g-202f的齒208、208之間。因此金屬環R1、R2被保持在水平並置的兩個垂直列中。如上所述的那樣保持數個金屬環Rl、R2的進料夾具200被單獨引入老化和滲氮爐，或可替換地，定位銷210裝配在定位孔212中的層疊進料夾具(參見圖17和18)被引入老化和滲氮爐。隨後，在老化和滲氮爐中熱處理金屬環R1、R2。如果老化過程和滲氮過程在連續爐中執行，則可以由進料夾具200在所述爐之間傳送金屬環Rl、R2。如果滲氮工藝被執行為氣體滲氮工藝，則由於用來執行滲氮工藝的爐是批處理型爐，則金屬環R1、R2在進料夾具200上的加載率極大地影響熱處理效率。在這方面，根據第三實施方式，12個金屬環保持構件20加-2021用來將金屬環Rl、 R2保持成水平並置的兩個垂直列。採用這種配置，假設金屬環Rl、R2的數量相同，則保持金屬環R1、R2所要求的夾具的數量降低。因此，可以降低夾具的重量和體積。例如，進料夾具200的重量和體積可以分別比每個都具有僅能夠保持金屬環Rl的 6個金屬環保持構件2(^a-2021a-202f的兩個進料夾具小約9%和約10%。與第一和第二實施方式一樣，金屬環R1、R2可以由金屬環保持構件同時保持，其中金屬環R1、R2安裝在彼此最近的區域中。這種修改配置在進一步降低金屬環保持構件的數量方面是有效的，且因此進一步用來降低夾具的重量和體積。採用上述修改配置，金屬環保持構件的朝向金屬環Rl的端面和朝向金屬環R2的端面可以具有齒208。保持數個金屬環Rl、R2的進料夾具200由進料裝置(未示出)進給到圖25中示出的熱處理爐80中。類似於上述熱處理爐，熱處理爐80沿著進給進料夾具200所沿的方向伸長，並且進一步包括設置在側壁82、84以內的加熱器86、88和安裝在頂壁90上的對流風扇92。隨後，以與第一實施方式類似的方式執行熱處理工藝。更具體地，採用熱處理爐80中的進料夾具200，中空金屬環保持構件20加_2021的內部和熱處理爐80的內部通過中空金屬環保持構件20加-2021的開口保持彼此流體連通。 以下將以舉例方式描述作為熱處理工藝的滲氮工藝。熱處理爐80被供給諸如氨或類似的滲氮氣體。滲氮氣體由加熱器86、88加熱至金屬環Rl、R2可以被氮化的溫度，如，約500°C。 被加熱的滲氮氣體向上流向熱處理爐80的頂壁90。當啟動對流風扇92以使攪動葉片96 旋轉時，已經上升的滲氮氣體在在熱處理爐80中經歷對流。滲氮氣體沿著側壁82、84向下流動，隨後在熱處理爐80的底板和進料夾具200附近再次上升。如上所述，金屬環保持構件20加-2021的內部在其兩端處保持與熱處理爐80 的內部流體連通。因此，如圖25所示，從金屬環保持構件20加-2021的下開口引入滲氮氣體。金屬環保持構件20加-2021的下開口相對於滲氮氣體流動所沿的方向定位在上遊，並用作用於滲氮氣體的進入埠。滲氮氣體流過金屬環保持構件20加-2021的內部，並從上開口向熱處理爐80的頂壁90排放。在前述方式中，金屬環保持構件20加_2021為其內部與氣氛保持流體連通的板狀構件，被加熱的滲氮氣體流過金屬環保持構件20加-2021。被加熱至與金屬環保持構件 202a-2021中基本相同的點的滲氮氣體還存在於金屬環保持構件20加_2021的外面。換句話說，被加熱至相同溫度點的滲氮氣體同時存在於金屬環保持構件20加-2021的內部和外部。因此，金屬環保持構件20加-2021的內部和外部的溫度保持平衡，從而使得金屬環R1、 R2的溫度整體上基本均勻。換句話說，金屬環保持構件20加-2021和金屬環R1、R2之間的接合處的溫度與金屬環Rl、R2的其它區域的溫度基本相同。滲氮氣體從金屬環Rl、R2的表面進入金屬環R1、R2，隨後擴散到金屬環R1、R2中，以在金屬環R1、R2的表面上形成氮化層。換句話說，滲氮進行到金屬環R1、R2中。氮化層用來硬化金屬環R1、R2。如上所述，金屬環R1、R2的溫度整體上基本均勻。因此，在整個金屬環R1、R2中以基本恆定的速率進行滲氮。以這種方式使用的進料夾具200在熱處理工藝期間展現出良好的熱跟隨能力，並且防止滲氮不規則地進行。防止氮化層的厚度且因此金屬環Rl、R2的硬化變得不規則，從而導致金屬環R1、R2的直徑在熱處理工藝期間改變的比率降低。在第三實施方式中，與圖11中示出的接合板116—樣，由於限定在其中的通孔，能夠使基板204和頂板206較輕。因此，進料夾具200具有增加的熱效率且重量進一步降低。在第三實施方式中，可以省去基板204和頂板206，並且可以採用框架配置，其中， 金屬環保持構件202a-2021彼此平行地延伸。在這種情況中，能夠通過由金屬環保持構件 202a-2021限定的開口保持金屬環Rl、R2。在上述第一至第三實施方式中，已經將用在CVT帶中的金屬環Rl、R2圖示為工件， 並且已經將滲氮工藝作為熱處理工藝進行描述。然而，本發明不限於這種工件和這種熱處理工藝。例如，如果工件為需要滲碳的環狀構件，則代替前述滲氮氣體，可以供給滲碳氣體。
權利要求
1.一種用於進給具有彈性恢復能力的金屬環(R1、M)的進料夾具(10)，包括 基板(12)；至少三個保持軸(Ha-Hj)，垂直地安裝在基板(12)上並彼此平行地延伸， 其中所述保持軸(Ha-Hj)中的每一個都包括中空體，所述中空體具有限定在所述中空體的側壁中的多個凹陷( )，用於保持金屬環(R1、R2)。
2.根據權利要求1所述的進料夾具(10)，還包括接合板(16)，與基板(12)隔開並接合至所有保持軸(14a-14j)的對應端部。
3.根據權利要求1或2所述的進料夾具(10)，其中各個保持軸(14a-14j)具有保持與氣氛流體連通的對應內部。
4.一種製造用於保持並進給具有彈性恢復能力的金屬環(R1、R2)的進料夾具(10)的方法，該進料夾具具有限定在至少三個保持軸(Ha-Hj)的側壁中的凹陷( )，該方法包括下述步驟在中空體上進行液壓成形加工，以在中空體的側壁上形成凹陷( )，從而製成中空保持軸(14a-14j)；以及將保持軸(14a_14j)垂直地安裝在基板(12)上。
5.一種製造用於保持並進給具有彈性恢復能力的金屬環(R1、R2)的進料夾具(10)的方法，該進料夾具具有限定在至少三個保持軸(Ha-Hj)的側壁中的凹陷( )，該方法包括下述步驟將模子(70)擠壓在中空體的內壁上，以在側壁上凸起多個凸脊06)並在凸脊06)之間的側壁中形成多個凹陷(觀)，從而製成中空保持軸(14a_14j)；以及將保持軸(14a_14j)垂直地安裝在基板(12)上。
6.根據權利要求4或5所述的方法，還包括下述步驟將所有的保持軸(14a_14j)的對應端部接合至接合板(16)。
7.一種熱處理具有彈性恢復能力的金屬環(R1、R2)的方法，包括下述步驟用限定在進料夾具(10)的至少三個保持軸(Ha-Hj)的側壁中的凹陷08)保持金屬環(R1、R2)，所述保持軸(14a-14j)分別包括中空體；將保持金屬環(R1、R2)的進料夾具(10)引入熱處理爐(80)；以及在氣氛氣體流過保持軸(14a_14j)的同時在熱處理爐(80)中熱處理金屬環(R1、R2)。
8.一種進料夾具(110)，用於進給具有彈性恢復能力的多個金屬環(R1、R2)，所述多個金屬環設置在包括第一列(Li)和第二列(U)的兩個垂直列中，該進料夾具包括基板(112)；和垂直地安裝在基板(112)上並彼此平行地延伸的至少四個保持軸(114a-114j)，所述保持軸(114a-114j)中的每一個都具有從所述保持軸的側壁基本垂直於所述保持軸的軸線延伸的多個環形凸脊(134)，其中保持軸(IHa-IHj)在金屬環(Rl、R2)的外壁插入相鄰的環形凸脊(134)之間的情況下保持金屬環(R1、R2)，其中所述四個保持軸(114a-114j)中的兩個(114e,114j)同時保持第一列(Li)中的金屬環(Rl)和第二列(L2)中的金屬環(R2)，並且所述四個保持軸(114a-114j)中的剩餘的兩個保持第一列(Li)中的金屬環(Rl)或第二列(L2)中的金屬環(R2)中的任一種。
9.根據權利要求8所述的進料夾具(110)，其中保持軸(114a-114j)的環形凸脊(134)通過切割中空圓筒形管的外壁形成。
10.根據權利要求8或9所述的進料夾具(110)，其中各個保持軸(IHa-IHj)具有保持與氣氛流體連通的對應內部。
11.根據權利要求8-10中任一項所述的進料夾具(110)，其中各個保持軸(114a-114j) 具有其上形成有鎳層的對應表面。
12.根據權利要求8-11中任一項所述的進料夾具(110)，其中保持軸(114a-114j)由鎳或鎳基合金製成。
13.根據權利要求8-12中任一項所述的進料夾具(110)，其中進料夾具(110)將金屬環(R1、R2)保持在橢圓形形狀。
14.一種熱處理具有彈性恢復能力的多個金屬環(R1、M)的方法，所述多個金屬環在包括基板(11 和至少四個保持軸(114a-114j)的進料夾具(110)上設置成包括第一列 (Li)和第二列(L2)的兩個垂直列，所述至少四個保持軸(114a-114j)垂直地安裝在基板 (112)上並彼此平行地延伸，所述保持軸(114a-114j)中的每一個都具有從側壁基本垂直於所述保持軸的軸線延伸的多個環形凸脊(134)，其中保持軸(IHa-IHj)在金屬環(R1、 R2)的外壁插入相鄰的環形凸脊(134)之間的情況下保持金屬環(R1、R2)，該方法包括下述步驟將第一列(Li)中的金屬環(Rl)和第二列(L2)中的金屬環(R2)同時保持在所述四個保持軸(114a-114j)中的兩個上，並將第一列(Li)中的金屬環(Rl)或第二列(L2)中的金屬環(似)中的任一種保持在所述四個保持軸(114a-114j)中的剩餘兩個上；將保持金屬環(R1、R2)的進料夾具(110)引入熱處理爐(80)；以及在氣氛氣體在保持軸(IHa-IHj)中流動的同時在熱處理爐(80)中熱處理金屬環 (R1、R2)。
15.根據權利要求14所述的方法，其中金屬環(Rl、R2)被熱處理，同時各個保持軸 (114a-114j)具有與熱處理爐(80)保持流體連通的對應內部，並且其中用於將氣氛氣體引入保持軸(114a-114j)中的進口定位在相對於氣氛氣體流動所沿的方向的上遊。
16.根據權利要求14或15所述的方法，其中金屬環(R1、M)被保持在橢圓形形狀。
17.—種進料夾具000)，用於將具有彈性恢復能力的多個金屬環(R1、M)在彼此平行地延伸的三個或更多個金屬環保持構件O02a-2021)內保持成一列，其中所述金屬環保持構件O02a-2021)中的每一個都包括柱狀構件，該柱狀構件在沿縱向方向觀看時具有多邊形剖面形狀，且具有面向金屬環(R1、R2)的側表面；所述金屬環保持構件O02a-2021)中的每一個都具有用於保持金屬環(Rl、R2)的齒 008)，所述齒(208)僅設置在金屬環保持構件的朝向金屬環(R1、R2)的端面上；並且金屬環(R1、M)具有被夾緊在相鄰的齒(208)之間的外周邊緣。
18.根據權利要求17所述的進料夾具000)，其中金屬環保持構件(20加-2021)包括中空構件。
19.根據權利要求17或18所述的進料夾具000)，該進料夾具包括和用於將金屬環 (R1、R2)保持成多列所需要的數量一樣多的金屬環保持構件O02a-2021)。
全文摘要
本發明提供了一種運送夾具(10)，製造運送夾具(10)的方法，以及採用運送夾具(10)熱處理金屬環(R1，R2)的方法。運送夾具(10)設置由基板(12)和從基板(12)上凸起的10個保持軸(14a-14j)。凸脊(26)和凹槽(28)交替設置在每個保持軸(14a-14j)的側壁中。金屬環(R1，R2)通過接合在保持軸(14a-14j)中的凹槽(28)中而被保持到合適的位置。封閉在保持軸(14a-14j)內的空間與氣氛連通，且這在由運送夾具(10)保持的金屬環(R1，R2)在熱處理爐中經受熱處理時，允許氣氛在封閉在保持軸(14a-14j)內的空間中循環。
文檔編號C21D9/40GK102257165SQ20098015070
公開日2011年11月23日 申請日期2009年10月22日 優先權日2008年12月17日
發明者渡部良晴, 猿山將臣, 鈴木哲男, 領岸誠一, 高垣雅志 申請人:本田技研工業株式會社