JP6296657B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱処理装置に関するものである。

従来から、被処理物である金属部品に対して焼き入れ等の処理を行うために、加熱室や冷却室を備える熱処理装置が用いられている。例えば、特許文献１には、中間搬送室の上方に対して複数の加熱室が設けられ、当該中間搬送室の下方に対して冷却室が設けられた熱処理装置が開示されている。このような特許文献１に示す熱処理装置では、中間搬送室と冷却室との間における被処理品の受渡しに、冷却室の下方に設置されたシリンダを用いている。

特開２０１２−１３３４１号公報

しかしながら、冷却室の下方にシリンダが設置されていると、シリンダの高さ分、熱処理装置の全体寸法が高くなる。この結果、熱処理装置の設置容積が増加することになる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、熱処理装置の高さ寸法を低く抑え、設置容積を減少させることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、被処理物の冷却を行う冷却室と、当該冷却室の上方に設置されると共に前記被処理物の搬送が行われる搬送室とを備える熱処理装置であって、前記被処理物が載置される昇降台と、前記昇降台の上方に設置される駆動装置を有すると共に当該駆動装置により前記昇降台を前記冷却室と前記搬送室との間において昇降させる昇降機構とを備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、前記昇降機構が、前記搬送室の天井部を貫通して設けられる前記駆動装置であるシリンダと、前記昇降台を支持すると共に前記シリンダと前記昇降台とを連結する連結部とを備えるという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、昇降台の水平面に対する傾動を規制する傾動規制機構を備えるという構成を採用する。

第４の発明は、上記第３の発明において、前記傾動規制機構が、前記冷却室に立設されるガイドと、前記ガイドを挟んで前記ガイドに対して転動可能とされると共に前記昇降機構に対して回転可能に設置された一対のコロとを備えるという構成を採用する。

本発明によれば、被処理物が載置される昇降台の昇降を行う駆動装置が、昇降台よりも上方に設けられている。このため、高さ方向において、駆動装置を含む昇降機構が冷却室の上方に設置される搬送室と重なって配置されることになり、結果として、熱処理装置の高さ寸法を低く抑えることができる。したがって、本発明によれば、熱処理装置の高さ寸法を低く抑え、設置容積を減少させることが可能となる。

本発明の一実施形態における多室型熱処理装置の概略構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）が本発明の一実施形態における多室型熱処理装置が備える中間搬送室貫通配管と中間搬送室の床部との接続箇所の拡大図であり、（ｂ）が本発明の一実施形態における多室型熱処理装置が備える傾動規制機構を含む平面断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る熱処理装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１（熱処理装置）の概略構成を示す平面図である。また、図２が図１のＡ−Ａ断面図である。これらの図に示すように、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、金属部品である被処理物Ｘに対して焼入れ処理を行うための熱処理装置であり、中間搬送室１（搬送室）と、加熱装置２と、冷却装置３と、水平搬送機構４と、加熱室用昇降機構５と、上蓋昇降機構６と、冷却室用昇降機構７（昇降機構）と、傾動規制機構８とを備えている。

中間搬送室１は、加熱装置２と冷却装置３との間に配置されており、多室型熱処理装置Ｓ１に対する被処理物Ｘの出し入れを行うと共に、加熱装置２と冷却装置３との間において被処理物Ｘを搬送するための部屋であり、中央室１ａと加熱室用昇降室１ｂとを有している。

中央室１ａは、図１に示すように、略正八角形に形状設定されており、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１にて処理される全ての被処理物Ｘが通過する部屋である。中央室１ａの側壁に対しては、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１への出入口となる搬出入扉１ｃが設けられている。この搬出入扉１ｃを介して被処理物Ｘが中央室１ａに対して搬入され、また、搬出入扉１ｃを介して被処理物Ｘが中央室１ａから搬出される。また、中央室１ａの側壁には、加熱室用昇降室１ｂ及び水平搬送機構４が取り付けられている。

また、中央室１ａの下方には冷却装置３が取り付けられている。この中央室１ａの床部の中央部には、中央室１ａ（すなわち中間搬送室１）から冷却装置３の後述する冷却室３ａへ連通する開口が設けられている。この開口は、開閉可能な上蓋１ｄによって閉鎖可能とされている。この上蓋１ｄは、上面にレールが形成されており、上蓋１ｄを介した被処理物Ｘの移動を可能とされている。このような上蓋１ｄは、上蓋昇降機構６によって昇降される。

加熱室用昇降室１ｂは、中間搬送室１から後述する加熱室２ａにこれから搬入する被処理物Ｘ、あるいは加熱室２ａから中間搬送室１に搬出された被処理物Ｘを収容する部屋である。これらの加熱室用昇降室１ｂは、加熱室２ａの開閉可能とされる床部２ａ１を収容可能とされており、床部２ａ１ごと被処理物Ｘを収容する。この床部２ａ１は、加熱室用昇降室１ｂごとに設けられる加熱室用昇降機構５によって昇降される。また、各加熱室用昇降室１ｂの側壁に対しては、水平搬送機構４が取り付けられている。

このような中間搬送室１では、加熱室用昇降室１ｂの上方に加熱装置２が設けられ、中央室１ａの下方に冷却装置３が設けられている。すなわち、本実施形態においては、中間搬送室１の上方には加熱装置２が設けられ、中間搬送室１の下方には冷却装置３が設けられている。

なお、中間搬送室１に対しては、中間搬送室１の内部に雰囲気形成ガスを供給するための不図示のガス供給装置が接続されている。これによって、中間搬送室１には、例えば雰囲気形成ガスとして窒素ガスが供給される。また、中間搬送室１に加えて、冷却装置３の後述する冷却室３ａにも同様に雰囲気形成ガスが供給される。また、中間搬送室１に対しては、中間搬送室１の内部を真空引きするための不図示の真空ポンプも接続されている。

加熱装置２は、加熱室２ａと、ヒータ２ｂを備えている。加熱室２ａは、被処理物Ｘの加熱処理を行う円筒形状の部屋であり、各加熱室用昇降室１ｂの上方に設置されている。本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１は、２つの加熱室２ａを備えている。ヒータ２ｂは、加熱室２ａの内部に設けられている。これらのヒータ２ｂが発熱することによって加熱室２ａに収容された被処理物Ｘが加熱処理される。なお、ヒータ２ｂとしては、ニッケルクロム（Ｎｉ−Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）あるいは黒鉛を発熱体とする電熱ヒータや、高周波電力にて加熱を行うヒータ等を用いることができる。なお、加熱室２ａに対しては、加熱室２ａの内部に雰囲気形成ガスを供給するための不図示のガス供給装置が接続されている。加熱室２ａの内部には、例えば雰囲気形成ガスとして窒素ガス及びアセチレンガスが供給される。また、各加熱室２ａに対して、加熱室２ａの内部を真空引きするための不図示の加熱室用真空ポンプが接続されている。

冷却装置３は、冷却室３ａと、ノズル３ｂ、ヘッダ管３ｃ及び昇降台３ｄを備えている。冷却室３ａは、液体粒子であるミストの潜熱により被処理物の冷却が行われる熱処理室であり、中間搬送室１の中央室１ａの下方に接続されている。つまり、本実施形態においては、冷却室３ａの上方に被処理物Ｘの搬送が行われる中間搬送室１が設けられている。ノズル３ｂは、冷却室３ａの内部に複数設置されており、冷却室３ａ内にミストを噴霧する。ヘッダ管３ｃは、ノズル３ｂと接続されており、各ノズル３ｂに対して冷却液を供給する。

昇降台３ｄは、冷却室３ａ内において被処理物ＸがトレーＴごと載置されるものである。この昇降台３ｄは、冷却室用昇降機構７によって昇降可能とされており、最も上昇された状態において、中央室１ａの床部の中央部に設けられた開口を閉鎖する。なお、昇降台３ｄの上面には、昇降台３ｄが中央室１ａの床部の中央部に設けられた開口を閉鎖したときに、中央室１ａに挿入されるレールが設けられている。このため、昇降台３ｄが中央室１ａの床部の中央部に設けられた開口を閉鎖したときに、当該レールを介した被処理物Ｘの移動が可能とされている。

また、冷却装置３は、冷却室３ａから冷却液を回収すると共に回収した冷却液を再度冷却してヘッダ管３ｃに供給する不図示の冷却液回収供給装置や、冷却室３ａの内部を真空引きする真空ポンプ等も備えている。

水平搬送機構４は、上述のように中央室１ａの側壁及び加熱室用昇降室１ｂの側壁に対して取り付けられている。これらの水平搬送機構４は、被処理物Ｘが載置されるトレーＴを押すことにより、中間搬送室１の内部に設置されたレールに沿って被処理物Ｘを水平方向前方に押し出すロッド４ａを備えている。このような水平搬送機構４によって、被処理物Ｘが中間搬送室１内において水平方向に移動される。

加熱室用昇降機構５は、各加熱室用昇降室１ｂの下方に取り付けられている。この加熱室用昇降機構５は、加熱室２ａの床部２ａ１を昇降する昇降シリンダからなる。この加熱室用昇降機構５によって、被処理物Ｘが床部２ａ１と一緒に、加熱室２ａと加熱室用昇降室１ｂとの間で昇降される。

図２に示すように、上蓋昇降機構６は、上蓋用昇降シリンダ６ａと、連結部６ｂとを備えている。上蓋用昇降シリンダ６ａは、シリンダケース６ａ１が中間搬送室１から上方に突出し、ロッド６ａ２が下方に向けて伸長するように冷却室３ａに固定されている。連結部６ｂは、上蓋１ｄの側面とロッド６ａ２の先端とに接続されており、上蓋１ｄをロッド６ａ２に対して間接的に接続する。なお、連結部６ｂは、ロッド６ａ２との接続箇所を中心として上蓋１ｄが上下方向に僅かに傾動可能なようにロッド６ａ２と接続されている。このような上蓋昇降機構６は、不図示の制御装置の下、上蓋１ｄの昇降を行う。例えば、上蓋昇降機構６は、冷却室用昇降機構７によって昇降台３ｄが下降されている場合には、上蓋１ｄを下降させて中央室１ａの床部の中央部に設けられた開口を当該上蓋１ｄによって閉鎖し、冷却室用昇降機構７によって昇降台３ｄが上昇されている場合には、上蓋１ｄを上昇させる。

冷却室用昇降機構７は、冷却室用昇降シリンダ７ａと、シリンダ取付配管７ｂと、中間搬送室貫通配管７ｃと、昇降台ロッド７ｄと、連結部７ｅと、昇降台受部７ｆとを備えている。冷却室用昇降シリンダ７ａは、シリンダ取付配管７ｂを介して、シリンダケース７ａ１が中間搬送室１から上方に突出し、ロッド７ａ２が下方に向けて伸長するように冷却室３ａに固定されている。このような冷却室用昇降シリンダ７ａは、ロッド７ａ２が中間搬送室１の天井部を貫通して設けられている。

シリンダ取付配管７ｂは、ロッド７ａ２を囲う配管であり、冷却室用昇降シリンダ７ａと冷却室３ａとの間に介挿されている。このシリンダ取付配管７ｂは、冷却室用昇降シリンダ７ａと同軸配置され、途中部位にベローズ７ｂ１を有している。このシリンダ取付配管７ｂは、高さ方向においてベローズ７ｂ１を跨いでシリンダ取付配管７ｂの上部と下部とを接続するボルト７ｂ２を備えており、このボルト７ｂ２に対するナットの締付け量を調整することによって、シリンダ取付配管７ｂの上部と下部との位置関係を調整可能とされている。これによって、冷却室用昇降シリンダ７ａやシリンダ取付配管７ｂの取付誤差や形状誤差が大きくても、ロッド７ａ２がシリンダ取付配管７ｂと干渉することを防止することができる。

中間搬送室貫通配管７ｃは、ロッド７ａ２を囲う配管であり、シリンダ取付配管７ｂの下部に接続されている。この中間搬送室貫通配管７ｃは、中間搬送室１を鉛直方向に貫通しており、上部にベローズ７ｃ１が設けられている。このような中間搬送室貫通配管７ｃは、ベローズ７ｃ１が設けられた上部が中間搬送室１の天井部と固定され、下部が中間搬送室１の床部と固定されている。

図３（ａ）は、中間搬送室貫通配管７ｃと中間搬送室１の床部との接続箇所の拡大図である。この図に示すように、中間搬送室貫通配管７ｃは、下端にフランジ７ｃ２を有しており、このフランジ７ｃ２がロッドガイドフランジ７ｇを介して中間搬送室１の床部と固定されている。また、フランジ７ｃ２とロッドガイドフランジ７ｇとの間、及び、ロッドガイドフランジ７ｇと中間搬送室１の床部との間には、Ｏリング７ｈが介挿されている。これらのＯリング７ｈによって中間搬送室貫通配管７ｃの内部と中間搬送室１の内部とが隔離されているため、ロッド７ａ２や昇降台ロッド７ｄと中間搬送室貫通配管７ｃとの間に、摺動箇所を設ける等によりシール部を設ける必要がなくなり、冷却室３ａの内部ガスが中間搬送室１に漏出することを容易に防止することができる。

昇降台ロッド７ｄは、図３（ａ）に示すように、上端が冷却室用昇降シリンダ７ａのロッド７ａ２の下端と接続されるロッドであり、実質的に冷却室用昇降シリンダ７ａのロッド７ａ２を下方に延長するものである。連結部７ｅは、昇降台受部７ｆの側面と昇降台ロッド７ｄの先端とに接続されており、昇降台受部７ｆを昇降台ロッド７ｄに対して間接的に接続する。なお、連結部７ｅは、昇降台ロッド７ｄとの接続箇所を中心として昇降台受部７ｆが上下方向に僅かに傾動可能なように昇降台ロッド７ｄと接続されている。昇降台受部７ｆは、昇降台３ｄを支持するものであり、下方から昇降台３ｄに固定されている。

このような冷却室用昇降機構７は、不図示の制御装置の下、昇降台３ｄの昇降を行う。例えば、昇降台３ｄに中間搬送室１において被処理物Ｘを載置する場合や昇降台３ｄに載置された被処理物Ｘを移動させる場合には、昇降台３ｄを上昇させて中間搬送室１内に配置する。また、冷却室用昇降機構７は、被処理物Ｘを冷却する場合には、昇降台３ｄを下降させて中間搬送室１を冷却室３ａ内に配置する。

傾動規制機構８は、昇降ガイド８ａ（ガイド）と、支持部８ｂと、第１コロ８ｃと、第２コロ８ｄとを備えている。図３（ｂ）は、傾動規制機構８を含む平面断面図である。昇降ガイド８ａは、冷却室３ａ内に立設された棒状のガイドであり、図３（ｂ）に示すように、昇降台ロッド７ｄに隣接して配置されている。支持部８ｂは、昇降ガイド８ａと冷却室３ａの壁面とを接続しており、昇降ガイド８ａが傾倒しないように支持している。第１コロ８ｃ及び第２コロ８ｄは、昇降ガイド８ａを挟んで配置されると共に昇降ガイド８ａに対して転動可能とされる一対のコロである。図２に示すように、第１コロ８ｃは、昇降ガイド８ａと昇降台受部７ｆとの間であって、第２コロ８ｄよりも下方に配置されており、連結部７ｅの側面に対して回転可能に取り付けられている。また、第２コロ８ｄは、昇降ガイド８ａと昇降台ロッド７ｄとの間であって、第１コロ８ｃよりも上方に配置されており、連結部７ｅの側面に対して回転可能に取り付けられている。これらの第１コロ８ｃ及び第２コロ８ｄは、冷却室用昇降シリンダ７ａの伸縮によって連結部７ｅが昇降するときに、昇降ガイド８ａの側面を転動しながら上下方向に移動する。

このような傾動規制機構８によれば、昇降ガイド８ａが第１コロ８ｃと第２コロ８ｄとによって挟持されているため、昇降台３ｄに被処理物Ｘを載置したときに生じる昇降台受部７ｆに作用する水平方向の荷重を昇降ガイド８ａで受けることができ、昇降台３ｄの水平面に対する傾動を規制する。したがって、傾動規制機構８によれば、昇降台受部７ｆと連結部７ｅとの接続箇所の負担が低減される。

このような構成の多室型熱処理装置Ｓ１において被処理物Ｘの熱処理を行う場合には、不図示の制御装置の制御の下で行われる。まず中間搬送室１の中央室１ａに被処理物Ｘが搬入された後、水平搬送機構４によって加熱室用昇降室１ｂに被処理物Ｘが水平搬送される。続いて、加熱室用昇降機構５によって被処理物Ｘが加熱室２ａまで上昇され、加熱装置２において加熱処理が行われる。

被処理物Ｘの加熱処理が終わると、加熱室用昇降機構５によって被処理物Ｘが加熱室用昇降室１ｂまで下降される。このとき、上蓋昇降機構６によって上蓋１ｄを上昇させておくと共に、冷却室用昇降機構７によって昇降台３ｄを上昇させて中間搬送室１の中央室１ａに配置しておく。そして、加熱室用昇降室１ｂまで下降された被処理物Ｘが水平搬送機構４によって昇降台３ｄ上まで水平搬送される。

続いて、冷却室用昇降機構７によって昇降台３ｄが冷却室３ａの内部まで下降され、上蓋昇降機構６によって上蓋１ｄが閉じられた後、冷却装置３によって被処理物Ｘの冷却処理が行われる。そして、冷却処理が終了すると、上蓋昇降機構６によって上蓋１ｄが上昇され、さらに冷却室用昇降機構７によって昇降台３ｄが上昇され、その後、水平搬送機構４によって被処理物Ｘが取り出し位置まで水平搬送される。

以上のような本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、被処理物Ｘが載置される昇降台３ｄの昇降を行う冷却室用昇降シリンダ７ａが、昇降台３ｄよりも上方に設けられている。このため、高さ方向において、冷却室用昇降機構７が冷却室３ａの上方に設置される中間搬送室１と重なって配置されることになり、結果として、多室型熱処理装置Ｓ１の高さ寸法を低く抑えることができる。さらに、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、図２に示すように、高さ方向において、冷却室用昇降シリンダ７ａが加熱装置２と重なるように設けられているため、冷却室用昇降シリンダ７ａを設けることによる高さ寸法の増加を極力抑えることが可能となる。したがって、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、高さ寸法を低く抑え、設置容積を減少させることが可能となる。

また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、冷却室用昇降機構７が、中間搬送室１の天井部を貫通して設けられる冷却室用昇降シリンダ７ａと、昇降台３ｄを支持すると共に冷却室用昇降シリンダ７ａと昇降台３ｄとを連結する連結部７ｅとを備えている。このような本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１によれば、連結部７ｅを用いることによって、上方から見て昇降台３ｄとずれた位置に冷却室用昇降シリンダ７ａを設置することができる。したがって、冷却室用昇降シリンダ７ａの配置の自由度が向上し、被処理物Ｘの搬送への影響がない位置に冷却室用昇降シリンダ７ａや中間搬送室貫通配管７ｃを設置することが可能となる。

また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、昇降台３ｄの水平面に対する傾動を規制する傾動規制機構８を備えている。このため、冷却室用昇降シリンダ７ａを上方から見て昇降台３ｄの片側のみに設置し、昇降台３ｄを安定的に片持ちすることが可能となる。

また、本実施形態の多室型熱処理装置Ｓ１においては、傾動規制機構８が、冷却室３ａに立設される昇降ガイド８ａと、昇降ガイド８ａを挟んで昇降ガイド８ａに対して転動可能とされると共に冷却室用昇降機構７の連結部７ｅに対して回転可能に設置された一対のコロ（第１コロ８ｃ及び第２コロ８ｄ）とを備えている。このため、別途駆動機構等を用いることなく簡易な構造にて、昇降台３ｄの傾動を防止することが可能となる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、２つの加熱装置を有する多室型熱処理装置Ｓ１に本発明を適用した例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却装置の上方に搬送室を備える熱処理装置の全般に適用することが可能である。

また、上記実施形態においては、冷却室用昇降シリンダ７ａを駆動装置として昇降台３ｄを昇降させる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の駆動装置を用いて昇降台３ｄを昇降させる構成を採用することも可能である。

Ｓ１ 多室型熱処理装置（熱処理装置）
１ 中間搬送室
１ａ 中央室
１ｂ 加熱室用昇降室
１ｃ 搬出入扉
１ｄ 上蓋
２ 加熱装置
２ａ 加熱室
２ａ１ 床部
２ｂ ヒータ
３ 冷却装置
３ａ 冷却室
３ｂ ノズル
３ｃ ヘッダ管
３ｄ 昇降台
４ 水平搬送機構
４ａ ロッド
５ 加熱室用昇降機構
６ 上蓋昇降機構
６ａ 上蓋用昇降シリンダ
６ａ１ シリンダケース
６ａ２ ロッド
６ｂ 連結部
７ 冷却室用昇降機構（昇降機構）
７ａ 冷却室用昇降シリンダ（駆動装置）
７ａ１ シリンダケース
７ａ２ ロッド
７ｂ シリンダ取付配管
７ｂ１ ベローズ
７ｂ２ ボルト
７ｃ 中間搬送室貫通配管
７ｃ１ ベローズ
７ｃ２ フランジ
７ｄ 昇降台ロッド
７ｅ 連結部
７ｆ 昇降台受部
７ｇ ロッドガイドフランジ
７ｈ Ｏリング
８ 傾動規制機構
８ａ 昇降ガイド
８ｂ 支持部
８ｃ 第１コロ
８ｄ 第２コロ
Ｔ トレー
Ｘ 被処理物

Claims (3)

1. 被処理物の冷却を行う冷却室と、当該冷却室の上方に設置されると共に前記被処理物の搬送が行われる搬送室とを備える熱処理装置であって、
   前記被処理物が載置される昇降台と、
   前記昇降台の上方に設置される駆動装置を有すると共に当該駆動装置により前記昇降台を前記冷却室と前記搬送室との間において昇降させる昇降機構と
   を備え、
   前記昇降機構は、
   前記搬送室の天井部を貫通して設けられる前記駆動装置であるシリンダと、
   前記昇降台を支持すると共に前記シリンダと前記昇降台とを連結する連結部と、
   前記搬送室を鉛直方向に貫通すると共に前記シリンダのロッドを囲う搬送室貫通配管と
   を備える
   ことを特徴とする熱処理装置。
2. 前記昇降台の水平面に対する傾動を規制する傾動規制機構を備えることを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
3. 前記傾動規制機構は、
   前記冷却室に立設されるガイドと、
   前記ガイドを挟んで前記ガイドに対して転動可能とされると共に前記昇降機構に対して回転可能に設置された一対のコロと
   を備えることを特徴とする請求項２記載の熱処理装置。

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