JP2003183807A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被処理物に対して連続的に真空浸炭処理をする
に際し、被処理物に浸炭ムラが生じるのを防止すること
のできる連続式の真空浸炭処理炉を提供する。 【解決手段】真空浸炭炉の浸炭処理室２２内にヒータ１
１６とガス供給口１２０とを設け、浸炭処理室２２内に
挿入した被処理物Ｗに対して減圧下でヒータ１１６によ
る加熱とガス供給口１２０からの浸炭用のガスを作用さ
せる。そのガス供給口１２０とヒータ１１６とは被処理
物Ｗを取り囲むように側周壁７８Ｃの内面に沿って全周
に配置する一方浸炭処理室２２を減圧吸引する吸引口１
２６とを被処理物Ｗに対し中心側に配置し、被処理物Ｗ
を全外周から加熱するとともにガスを同じく全外周から
供給して被処理物Ｗを通過し中心の吸引口１２６からガ
スを吸引するようになす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は熱処理炉に関し、
特に連続式の真空浸炭炉に適用して好適な熱処理炉に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば機械部品としての歯車は、歯面の
形成された外周部に浸炭処理を施して焼入れ焼戻しを行
い、これによって歯面を硬くすることが行われる。従
来、浸炭処理の手法として一般的にガス浸炭が行われて
来た。このガス浸炭は、浸炭用のガスの雰囲気中に被処
理物を置いて加熱下にガスを作用させ、浸炭を行うもの
である。

【０００３】このガス浸炭の場合、雰囲気加熱によって
被処理物を加熱すること、即ち浸炭用のガスを被処理物
の加熱媒体として用いることができ、被処理物を比較的
均一に浸炭処理することが可能である。しかしながら、
ガス浸炭の場合ＣＯ_２を発生することから排ガス処理の
問題があり、また大量にガスを用いることから加熱エネ
ルギーが多く必要であり経済性が悪いといった問題があ
る。

【０００４】そこで近時、被処理物に対して真空中で加
熱下にガス供給し、浸炭処理する真空浸炭が注目されて
いる。図１４は従来用いられている連続式の真空浸炭炉
の例を示している。この例はローラーハース式の連続式
の真空浸炭炉の例で、図中２００は炉体であり、その内
部には図１５に示しているように被処理物Ｗに対して各
種の処理を行う処理室２０２−１〜２０２−７が設けら
れている。

【０００５】ここで２０２−１はパージ処理室であっ
て、被処理物Ｗは先ずこのパージ処理室２０２−１内部
に搬入される。被処理物Ｗがパージ処理室２０２−１に
搬入されると、パージ処理室２０２−１が閉鎖されて内
部が真空吸引され、パージ処理室２０２−１が真空状態
とされる。尚パージ処理室２０２−１以降の各処理室に
ついては、最終のパージ処理室２０２−７を除いてそれ
ぞれが真空状態に保持されている。

【０００６】パージ処理室２０２−１が真空状態となっ
たところで、被処理物Ｗが続いて昇温処理室２０２−２
に搬送され、そこで被処理物Ｗが昇温させられる。その
後被処理物Ｗは均熱処理室２０２−３へと移されてそこ
で均熱処理され、続いて浸炭処理室２０２−４において
浸炭用のガスの供給により浸炭処理される。

【０００７】その後被処理物Ｗは次の拡散処理室２０２
−５へと移されて、そこでＣの拡散処理が行われ、続い
て冷却処理室２０２−６において冷却処理された上、最
終のパージ処理室２０２−７へと移されて、そこで室内
に空気が導入されるとともに内部の被処理物Ｗが外部へ
と搬出される。

【０００８】図１４には浸炭処理室２０２−４の内部と
周辺部の構成が示してあり、そこにおいて２０４は搬送
ローラであって、被処理物Ｗは、この搬送ローラ２０４
の回転により図中左から右向きに搬送されて行く。

【０００９】２０６は浸炭処理室２０２−４の断熱性の
壁で、上壁２０８と下壁２１０と側周壁２１２とを有し
ており、そして搬送ローラ２０４による被処理物Ｗの搬
送方向において対向する側周壁２１２の一対の後部壁２
１２ａと前部壁２１２ｂとに入口２１４と出口２１６と
が設けられ、それぞれが側周壁２１２の後部壁２１２ａ
と前部壁２１２ｂとの一部を成す扉２１８にて開閉され
るようになっている。

【００１０】この浸炭処理室２０２−４においては、上
壁２０８と下壁２１０との内側においてヒータ２２０が
配置され、これらヒータ２２０からの輻射熱によって、
被処理物Ｗが加熱されるようになっている。浸炭処理室
２０２−４の内部は真空状態となっており、この真空状
態の下ではガスの移動による伝熱によって被処理物Ｗを
加熱することはできず、従って被処理物Ｗはヒータ２２
０からの輻射熱によってのみ加熱される。

【００１１】２２２は同じく上壁２０８と下壁２１０と
の内側に配置されたガス供給用パイプであって、それぞ
れに複数の噴出し口２２４が設けられており、それら複
数の噴出し口２２４によってガス供給口２２６が構成さ
れている。被処理物Ｗは、このガス供給口２２６から供
給されたガスの作用によって真空中で加熱下に浸炭処理
される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のような真空浸炭
処理の場合、ガス浸炭における上記問題が回避できる一
方で、特有の問題点として浸炭ムラが生じ易いといった
問題がある。その理由の１つは、ヒータ２２０による輻
射加熱の下では被処理物Ｗの温度が各部で均一の温度と
ならないこと、即ち温度ムラを生じることであり、他の
１つはガス供給口２２６から供給されたガスの濃度が、
被処理物Ｗの各部において均一とならないこと、即ちガ
ス濃度にムラを生じることにある。

【００１３】そしてこれらは何れも浸炭処理室２０２−
４の前後に入口２１４，出口２１６及び扉２１８，２１
８があって、同部分にヒータ２２０及びガス供給用パイ
プ２２２、即ちガス供給口２２６を配置することができ
ないことによるものである。具体的には、この例の浸炭
処理室２０２−４の場合、被処理物Ｗに対して上方と下
方とからのみ輻射加熱できるに過ぎず、入口２１４と出
口２１６とが有る側方からの加熱ができないため、被処
理物Ｗが均一に加熱されないのである。

【００１４】またこの浸炭処理室２０２−４にあって
は、室の角部に穴を設けてそこを吸引口２２８となし、
この吸引口２２８を通じて室内を真空（減圧）吸引しな
がらガス供給用パイプ２２２を通じて送られた浸炭用ガ
スを複数の噴出し口２２４から成るガス供給口２２６を
通じて室内に供給し、室内全体の圧力を例えば２０〜１
００Ｔｏｒｒ程度の真空状態に保持するが、その際、ガ
ス供給口２２６から供給されたガスは吸引口２２８に向
う流れを生じ、ガス供給口２２６から供給されたガスが
被処理物Ｗ全体に対して均等に作用しないからである。

【００１５】而してこのような浸炭ムラが生ずることに
よって浸炭処理品の品質が低下し、品質信頼性の高い浸
炭処理品を連続的且つ大量に生産することが従来困難と
なっていた。

【００１６】以上浸炭処理の場合を例として説明した
が、処理室内にガスを供給し減圧下且つ加熱下でガスを
被処理物に対して作用させる他の熱処理炉、例えば窒化
熱処理炉，焼結処理炉等においても共通の問題を生じ得
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の熱処理炉はこの
ような課題を解決するために案出されたものである。而
して請求項１のものは、処理室内にヒータとガス供給口
とを設け、該処理室内に挿入した被処理物に対し減圧下
で該ヒータによる加熱及び該被処理物に対して作用させ
るガスを前記ガス供給口から供給可能となした熱処理炉
において、前記ガス供給口と、前記処理室を減圧吸引す
る吸引口とを、該処理室内に挿入した前記被処理物を間
にして互いに対向するように配置したことを特徴とす
る。

【００１８】請求項２のものは、請求項１において、前
記処理室にガス供給用パイプと吸引用パイプとを挿入し
て、該ガス供給用パイプに前記ガス供給口を、該吸引用
パイプに前記吸引口を設けてあることを特徴とする。

【００１９】請求項３のものは、請求項１，２の何れか
において、前記処理室の下壁に、前記被処理物を出し入
れするために出入口が設けてあり、前記ガス供給口及び
吸引口の一方が、該処理室の側周壁の内側であって前記
被処理物に対しその外周側の位置に、他方が該被処理物
に対し中心側の位置に配置してあることを特徴とする。

【００２０】請求項４のものは、請求項３において、前
記被処理物に対し外周側に位置する前記ガス供給口又は
吸引口が、前記処理室における側周壁の内面に沿って該
被処理物を実質的に取り囲むように配置してあることを
特徴とする。

【００２１】請求項５のものは、請求項３，４の何れか
において、前記処理室が、該処理室の他に同種若しくは
別種の処理室を単数若しくは複数有し、前記被処理物を
それら処理室に順に搬入して全体且つ一連の熱処理を施
す連続式の熱処理炉の一部を成していることを特徴とす
る。

【００２２】請求項６のものは、請求項１〜５の何れか
において、前記ガス供給口が前記吸引口としての機能
を、また前記吸引口が前記ガス供給口としての機能をそ
れぞれ備えており、各々がガス供給と減圧吸引とを切換
可能となしてあることを特徴とする。

【００２３】請求項７のものは、請求項１〜６の何れか
において、前記ガスが浸炭用のガスであることを特徴と
する。

【００２４】請求項８のものは、処理室内にヒータとガ
ス供給口及び吸引口とを設け、該処理室内に挿入した被
処理物に対し減圧下で該ヒータによる加熱及び該被処理
物に対して作用させるガスを前記ガス供給口から供給可
能となした熱処理炉において、前記ヒータが前記処理室
の側周壁の内面に沿って前記被処理物を実質的に取り囲
むように配置してあることを特徴とする。

【００２５】請求項９のものは、請求項１〜８の何れか
において、前記ヒータ，ガス供給口，吸引口を設けた前
記処理室の壁と前記被処理物との間に電圧印加して該処
理室にプラズマを発生させる電極が備えてあることを特
徴とする。

【００２６】請求項１０のものは、請求項９において、
前記被処理物を陰極として電圧印加するための電極が水
平方向に進退可能に設けてあることを特徴とする。

【００２７】請求項１１のものは、請求項１〜１０の何
れかにおいて、前記被処理物が前記ガスの作用により外
周部分が硬化処理される機械部品であることを特徴とす
る。

【００２８】

【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、処理室
内で被処理物に対し減圧下且つ加熱下にガスを作用させ
て熱処理を行う熱処理炉において、ガス供給口と減圧吸
引のための吸引口とを、被処理物を間にして互いに対向
するように配置したもので、この熱処理炉にあっては、
ガス供給口から供給されたガスの流れが確実に被処理物
を通過してガス供給口と対向位置にある吸引口に向う流
れとなるため、被処理物に対し均等に且つ十分にガスを
作用させることができる。

【００２９】この場合において処理室にガス供給用パイ
プと吸引用パイプとを被処理物を間にして対向状態に挿
入し、それぞれの一方にガス供給口を、他方に吸引口を
設けることができる（請求項２）。このようにガス供給
用と吸引用のパイプをそれぞれ処理室内に挿入してガス
供給口及び吸引口を設けた場合、それらガス供給口及び
吸引口を、最も望ましい位置に容易に配置することがで
きる。

【００３０】請求項３のものは、処理室の下壁に出入口
を設け、これを通じて被処理物を処理室内に出し入れす
るようになすとともに、処理室の側周壁の内側且つ被処
理物に対し外周側の位置にガス供給口及び吸引口の一方
を配置し、また中心側の位置に他方を配置したもので、
このように処理室の下壁に出入口を設けて被処理物を上
下に出し入れするようになすことで、容易に被処理物の
外周側の位置と中心側の位置とに、ガス供給口と吸引口
とを配置することができる。この場合においてガス供給
口又は吸引口は、被処理物に対して上下の位置にも配置
しておくことができる。

【００３１】また被処理物に対し外周側に位置するガス
供給口又は吸引口は、処理室における側周壁の内面に沿
って被処理物を実質的に取り囲むように配置しておくこ
とが望ましい（請求項４）。このようにすることで、被
処理物を取り囲む全外周部分側から万遍なく被処理物を
通過して中心側に向うガスの流れを若しくはその逆の流
れを生ぜしめることができる。

【００３２】請求項３及び請求項４の処理室は連続式の
熱処理炉の一部として構成することができ（請求項
５）、この場合図１４，図１５に示す連続式の熱処理炉
と同様に被処理物を連続的に処理しつつ、浸炭処理室等
において被処理物に対し万遍なくガスを作用させること
ができる。

【００３３】本発明においては、上記ガス供給口に前記
吸引口としての機能を、また吸引口にガス供給口として
の機能を持たせ、それぞれがガス供給と減圧吸引とを切
換可能となしておくことができる（請求項６）。このよ
うになした場合、ガスの流れを交互に逆向きに切り換え
ることができ、被処理物に対してより効果的にガスを作
用させることが可能となる。

【００３４】本発明は、被処理物に対して浸炭用のガス
を作用させて浸炭を行う熱処理炉に適用して特に好適で
ある（請求項７）。次に請求項８のものは、被処理物を
加熱するためのヒータを処理室の側周壁の内面に沿って
被処理物を外周側から実質的に取り囲むように配置した
もので、この熱処理炉にあっては、被処理物を実質的に
全外周面から加熱することができ、被処理物をより均等
に加熱することが可能となる。

【００３５】この請求項８の処理室にあっても、その下
壁に出入口を設けることができ、更にまたそのようにな
した場合において、この処理室を連続式の熱処理炉の一
部として構成することができる。またこの請求項８と請
求項１〜７とを組み合せることによって、被処理物に対
しガスと熱とを均等に作用させ、浸炭等の処理をムラな
く均等に施すことが可能となる。尚この請求項８におい
てもヒータを被処理物の上下に配置しておくこともでき
る。

【００３６】請求項９は、処理室の壁と被処理物との間
に電圧印加して処理室にプラズマを発生させる電極を具
備させたもので、この請求項９によれば、被処理物に対
しプラズマ浸炭等を施すことも可能となる。この場合に
おいて被処理物を陰極として電圧印加するための電極を
水平方向に進退可能に設けておくことができる（請求項
１０）。

【００３７】本発明は、歯車等の外周部分を硬化処理す
る機械部品に対する熱処理炉として好適である（請求項
１１）。

【００３８】

【実施例】次に本発明を連続式の真空浸炭炉に適用した
場合の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。図１に
おいて、１０は熱処理炉としての連続式の真空浸炭炉
で、図中左から右に向って昇温均熱部１２，第１浸炭部
１４，第２浸炭部１６を有している。これら昇温均熱部
１２，第１浸炭部１４，第２浸炭部１６はそれぞれ金属
製の炉体１８を有している。

【００３９】そして昇温均熱部１２においては炉体１８
内部に昇温均熱処理室２０が設けられており、また第１
浸炭部１４，第２浸炭部１６においては、炉体１８の内
部に浸炭処理室（処理室）２２，２４が設けられてい
る。尚、昇温均熱処理室２０は、後に述べるようにその
内部の構成が浸炭処理室２２，２４と基本的に同様の構
成とされている。

【００４０】第１浸炭部１４，第２浸炭部１６におい
て、浸炭処理室２２，２４の下方には、搬送室を兼ねた
ガス冷却室２６，２８がそれぞれ形成されており、また
昇温均熱部１２においては、昇温均熱処理室２０の下方
に搬送室を兼ねたパージ室３０が形成されている。ここ
でパージ室３０は、搬入口３２を開いて被処理物Ｗを搬
入した後、内部の空気を排出して第１浸炭部１４のガス
冷却室２６と同様の真空状態とするためのものである。
尚、第２浸炭部１６におけるガス冷却室２８もまたパー
ジ室を兼ねている。

【００４１】パージ室３０は、上記の搬入口３２と出口
３４とを有しており、それぞれが扉３６，３８にて開閉
されるようになっている。ここで搬入口３２側の扉３６
は開閉装置４０にて開閉され、また出口３４の扉３８は
開閉装置４２にて開閉される。これら開閉装置４０，４
２は、それぞれ駆動シリンダ４４，４６を有しており、
それら駆動シリンダ４４，４６の伸縮動作によって扉３
６，３８が開閉させられる。

【００４２】次に第１浸炭部１４におけるガス冷却室２
６は入口４８，出口５０とそれらを開閉する扉５２，５
４を有している。入口４８側の扉５２は、扉３８と共通
の開閉装置４２にて開閉させられ、また出口５０の扉５
４は、別の開閉装置５６によって開閉させられる。この
開閉装置５６もまた駆動シリンダ４６を有しており、そ
の駆動シリンダ４６の伸縮動作により扉５４が開閉動作
させられる。

【００４３】第１浸炭部１４に続く第２浸炭部１６のガ
ス冷却室２８もまた入口５８と搬出口６０とを有してい
て、それらが扉６２，６４にて開閉させられるようにな
っている。ここで入口５８側の扉６２は、ガス冷却室２
６の扉５４と共通の開閉装置５６により開閉させられ、
また搬出口６０の扉６４は別の開閉装置６６にて開閉動
作させられる。この開閉装置６６もまた駆動シリンダ６
８を有し、その伸縮動作により扉６４が開閉させられ
る。

【００４４】パージ室３０，ガス冷却室２６，２８の内
部には、被処理物Ｗを搬送するための搬送ローラ７０が
設けられており、この搬送ローラ７０の回転によって、
被処理物Ｗが昇温均熱部１２から第１浸炭部１４へ、更
に第２浸炭部１６へと順次搬送されるようになってい
る。

【００４５】昇温均熱部１２の図中左方には、上面に搬
送ローラ７２を備えた搬送台７４が設置されており、更
にまた第２浸炭部１６の図中右方には、同じく上面に搬
送ローラ７２を備えた台車７６が配置されている。この
真空浸炭炉１０においては、搬送台７４上の被処理物Ｗ
が先ず昇温均熱部１２へと搬入口３２より搬入され、続
いて第１浸炭部１４へと搬入された後、次の第２浸炭部
１６へと搬入され、その後搬出口６０から外部に搬出さ
れて、台車７６により次のプロセスへと移動させられ
る。

【００４６】図４及び図５に、第１浸炭部１４における
浸炭処理室２２の内部と周辺部の構造が具体的に示して
ある。これらの図において、７８は浸炭処理室２２にお
ける耐熱性且つ断熱性の壁（カーボン製）で、上壁７８
Ａと下壁７８Ｂと側周壁７８Ｃとを有しており、全体と
して矩形箱体状をなしている。

【００４７】下壁７８Ｂには、上下方向の出入口８０が
設けられていて、その出入口８０が耐熱性且つ断熱性の
扉（カーボン製）８２にて開閉されるようになってい
る。ここで扉８２は下壁７８Ｂの一部を成している。尚
この扉８２は、後述のヒータ１１６からの輻射熱を遮蔽
し、浸炭処理室２２内部を高温に保持するとともに、そ
の内部の熱が下方へと逃げないようにする働きをなす。

【００４８】この扉８２は、図４中左右方向に開閉可能
な一対の半体８２Ａ，８２Ａ（図７参照）に分割されて
おり、それぞれが図５に示す一対の開閉装置８４によっ
て同図中左右方向に開閉させられるようになっている。
ここで開閉装置８４は駆動シリンダ８５を有しており、
そしてその駆動シリンダ８５のピストンロッド８７に、
上記各半体８２Ａ，８２Ａが連結されている。これら半
体８２Ａのそれぞれは、図７に示しているように中心部
に半円状の凹部８６を有しており、扉８２が閉作動した
ときそれら凹部８６において後述の昇降ロッド１００に
若干の隙間をもって嵌り合うようになっている。

【００４９】図４において、８８は第１浸炭部１４に設
けられた仕切用の壁で、出入口９０を有しており、図５
に示しているようにその出入口９０が気密扉９２にて開
閉されるようになっている。即ちこの例において、浸炭
処理室２２内部と下方のガス冷却室２６との間は２重扉
構造とされている。

【００５０】図５において、９４は気密扉９２を開閉す
るための開閉装置で駆動シリンダ９６を有しており、こ
の駆動シリンダ９６の作動と平行リンク９８の回動とに
よって、気密扉９２が開閉させられる。

【００５１】図４において、１００は昇降ロッドで、搬
送ローラ７０上の被処理物Ｗは、この昇降ロッド１００
の上昇運動により、その上端の大径の台部１０２の上面
にトレー１０４ごと載せられて、仕切用の壁８８の出入
口９０を通過して、浸炭処理室２２の下壁７８Ｂの出入
口８０から浸炭処理室２２内部に挿入される。尚この例
において、被処理物Ｗは機械部品としての歯車（図８参
照）であって、トレー１０４にはこれを嵌めて段積み状
態に保持する保持棒１０６が立設されている。

【００５２】上記昇降ロッド１００は、図４に示してい
るように浸炭処理室２２内部に挿入される上部１００Ａ
とその下側の下部１００Ｂとに分かれており、それぞれ
が別々の材質で構成されている。即ち上部１００Ａが耐
熱材で、また下部１００Ｂが金属材で構成されている。
ここで金属製の下部１００Ｂは水冷構造とされている。

【００５３】図１及び図３に示しているように、昇降ロ
ッド１００はシール部材１０８を貫通しており、その下
端部に昇降スライダ１１０が連結されている。昇降スラ
イダ１１０は雌ねじ部１１２（図３参照）を有してい
て、この雌ねじ部１１２が雄ねじ軸１１４に螺合してお
り、この雄ねじ軸１１４の回転運動によって、昇降スラ
イダ１１０が昇降し、これにより昇降ロッド１００が昇
降作動させられるようになっている。

【００５４】図２及び図６に示しているように、浸炭処
理室２２の内部には側周壁７８Ｃの内面に沿って、被処
理物Ｗを実質的に取り囲むようにしてヒータ１１６が配
設されている。ここでヒータ１１６は、図４において上
下に３つの部分１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃに分かれ
ている。尚ヒータ１１６は、電気ヒータ，ラジアントチ
ューブヒータ等あらゆるヒータが利用できる。

【００５５】更にこのヒータ１１６の内側において、ガ
ス供給用パイプ１１８が同じく被処理物Ｗを取り囲むよ
うにして側周壁７８Ｃの内面に沿って配設されている。
これら複数のガス供給用パイプ１１８には複数の噴出し
口が設けられていて、それらによりメタン，エタン，プ
ロパン等の浸炭用のガスを供給するガス供給口１２０が
構成されている。

【００５６】図４において、１２２は吸引用パイプであ
って、浸炭処理室２２の上壁７８Ａを貫通して内部に入
り込んでおり、その先端部が被処理物Ｗの中心部に形成
された空間部に挿入されている。そして吸引用パイプ１
２２の先端部には多数の開口１２４が設けられていて、
それらにより吸引口１２６が構成されている。尚吸引用
パイプ１２２は、図５に示しているように連絡パイプ１
２８を介して図示を省略する真空吸引装置に接続されて
いる。

【００５７】図５に示しているように、第１浸炭部１４
はプラズマ発生装置１３０を備えている。プラズマ発生
装置１３０は、プラズマ電源１３２と一対の電極１３
４，１３６を有しており、そして一方の電極１３６が、
シリンダ１３８によって図中左右方向に進退可能とされ
ている。この電極１３６は、昇降ロッド１００が被処理
物Ｗを載せて昇降する際図中左右方向に後退した状態に
あり、そして昇降ロッド１００が上昇端に到ったところ
でシリンダ１３８によって前進運動して電極１３６が昇
降ロッド１００の上端の台部１０２に当接する。

【００５８】このプラズマ発生装置１３０にあっては、
一方のプラス側の電極１３４を浸炭処理室２２における
壁７８に接触させ、またマイナス側の電極１３６を台部
１０２を介して被処理物Ｗに接触させてそれらの間に電
圧印加し、浸炭処理室２２内部に供給されたガスをプラ
ズマ化する。

【００５９】図３において、１４０はガス冷却装置でダ
クト１４２，１４４を介して第１浸炭部１４のガス冷却
室２６に連絡されている。このガス冷却装置１４０は、
モータ１４６とファン１４８と熱交換器１５０とを有し
ており、冷却用のガスをその熱交換器１５０を通して図
中矢印方向に循環させ、これによってガス冷却室２６内
部、具体的にはガス冷却室２６内の被処理物Ｗを強制冷
却する。尚、第２浸炭部１６の構造も基本的に第１浸炭
部１４と同様であり、図２に示しているようにガス冷却
室２８内部を冷却するガス冷却装置１４０を備えている
点でも第１浸炭部１４と同様である。

【００６０】一方昇温均熱部１２の内部構造もまた第１
浸炭部１４と同様であるが、この昇温均熱部１２におい
ては図２に示しているようにガス冷却装置１４０は備え
られていない。但しこのようなガス冷却装置１４０を下
方のパージ室３０に接続して、パージ室３０をガス冷却
室として構成することも可能である。

【００６１】次に本設備の作用を図９〜図１３に基づい
て説明する。先ず被処理物Ｗは、第１処理部としての昇
温均熱部１２におけるパージ室３０内部に搬入口３２よ
り搬入され、そしてパージ室３０が真空吸引されたとこ
ろで、図９に示す閉状態の気密扉９２が図１０に示して
いるように開作動する。続いて雄ねじ軸１１４の回転運
動によって昇降ロッド１００が上昇運動し、搬送ローラ
７０上にある被処理物Ｗを、台部１０２の上面で受け取
ってこれを持ち上げる。

【００６２】そして図１１に示しているようにこれを昇
温均熱処理室２０の内部に挿入する。その後図１２に示
しているように半割形態の扉８２が閉じられる。

【００６３】この状態で被処理物Ｗはヒータ１１６によ
る輻射熱で所定時間加熱され、目的とする温度まで昇温
させられた後、その昇温状態に保持されて均熱処理され
る。その後再び半割形態の扉８２が図１０に示す状態に
開かれて、被処理物Ｗが再び下方のパージ室３０へと降
ろされる。続いて被処理物Ｗは、図１の扉３８，５２の
開作動後、搬送ローラ７０の回転により次の第1浸炭部
（第２処理部）１４のガス冷却室２６へと送られ、引き
続いて図１０及び図１１に示す順序で第１浸炭部１４の
浸炭処理室２２内部へと挿入される。

【００６４】そしてその後、図１２に示しているように
半割形態の扉８２が閉じられた後、浸炭処理室２２内の
ガス供給口１２０からのガス供給と、吸引口１２６から
の真空吸引とが行われ、浸炭処理室２２内部が真空状態
とされるとともにその真空状態の下でヒータ１１６によ
る輻射熱によって被処理物Ｗの加熱及びガスの作用によ
る浸炭が行われる。

【００６５】被処理物Ｗはこの浸炭処理室２２内部にお
いて所定時間上記の浸炭処理が施され、その後昇降ロッ
ド１００の下降運動によって下方のガス冷却室２６へと
降ろされる。

【００６６】尚この第１浸炭部１４では、プラズマ浸炭
を行うことが可能である。即ち浸炭処理室２２の壁７８
を陽極とし、被処理物Ｗを陰極としてそれらの間に所定
の電圧を印加し、これによって内部のガスをプラズマ化
して、浸炭ガスのイオンを被処理物Ｗに勢いよく衝突さ
せ、浸炭処理を行うことができる。

【００６７】さてガス冷却室２６内部に降ろされた被処
理物Ｗは、そのガス冷却室２６内部においてガス冷却装
置１４０により急冷され、所定の温度まで温度降下させ
られる。即ちここにおいて被処理物Ｗに対するガス冷却
による第１回目の焼入れが行われる。

【００６８】第１浸炭部１４において第１段目の浸炭処
理を施された被処理物Ｗは、続いて第２浸炭部（第３処
理部）１６へと送られて、そこで第２段目の浸炭処理が
施される。その第２浸炭部１６における浸炭処理の手順
については、第１浸炭部におけるそれと基本的に同様で
ある。而してこのように２段階で被処理物Ｗに浸炭処理
を施すことで、被処理物Ｗの表面の炭素濃度を高濃度化
することができる。しかも本例の設備にあっては、この
２段階の浸炭処理を被処理物Ｗを連続的に流しながら行
うことができる。

【００６９】尚、以上では第１処理部としての昇温均熱
部１２において昇温均熱処理を行い、次いで第１浸炭部
１４で第１段目の浸炭処理を、第２浸炭部１６で第２段
目の浸炭処理を施すとして説明したが、場合によって昇
温均熱部１２で昇温均熱処理とプラズマ浸炭とを行い、
また第１浸炭部１４において浸炭ガスを間欠的に噴射す
るパルス浸炭或いは真空浸炭を行い、続いて第２浸炭部
１６において更に浸炭処理を施すといったことも可能で
ある。この場合には昇温均熱部１２も浸炭処理部とな
り、その処理室である昇温均熱処理室２０が浸炭処理室
としての働きもなすことになる。

【００７０】また上例では同一の被処理物Ｗに対する処
理の順序を中心として述べたが、通常は次々と運ばれて
来る被処理物Ｗに対し、昇温均熱部１２，第１浸炭部１
４，第２浸炭部１６において各処理室２０，２２，２４
内に被処理物Ｗを同時に収容し、それぞれの処理を並行
して同時的に行うこととなる。この場合、第１浸炭部１
４におけるガス冷却室２６をパージ室として働かせるこ
とができる。

【００７１】以上のような構成の真空浸炭炉１０では、
被処理物Ｗの外周側のガス供給口１２０から供給された
ガスが被処理物Ｗを通過して中心側の吸引口１２６に向
う流れとなるため、被処理物Ｗに対し均等に且つ十分に
ガスを作用させることができる。

【００７２】そしてそのガス供給口１２０は、浸炭処理
室２２における側周壁７８Ｃの内面に沿って被処理物Ｗ
を実質的に取り囲むように配設してあるため、被処理物
Ｗ全体に対し万遍なくガスを作用せしめることができ
る。

【００７３】更に加えて本例ではヒータ１１６もまた被
処理物Ｗを実質的に取り囲むように配設してあるため、
被処理物Ｗ全体を均等に加熱することができ、浸炭ムラ
を生ぜしめることなく各部均一に浸炭処理することがで
きる。

【００７４】以上本発明の実施例を詳述したが、これは
あくまで一例示である。例えば上記実施例において、ガ
ス供給口１２０を吸引口として用いる一方、吸引口１２
６をガス供給口として用い、中心部より噴出した浸炭用
のガスを被処理物Ｗを通過させて外周側の吸引口１２６
で吸引させるようになすこともできるし、或いは場合に
よってそれらガス供給口１２０と吸引口１２６との機能
を交互に切換えて、ガスの流れを交互に切り換えるよう
になすといったことも可能である。

【００７５】また上例では被処理物Ｗを取り囲む外周側
の位置にのみヒータ１１６とガス供給口１２０とを設け
ているが、場合によって各処理室２０，２２，２４の内
部に挿入される被処理物Ｗの上方、或いは上方と下方と
にヒータ１１６を配設して、被処理物Ｗを加熱するよう
になすことも可能である。

【００７６】更にまた、昇降ロッド１００の内部を通る
ようにしてガス供給通路或いは吸引通路を設け、それら
を通じてガスの供給を行ったり真空吸引を行ったりする
ことも可能である。また上例は連続式の真空浸炭炉の例
であるが、本発明はバッチ式の真空浸炭炉に適用するこ
とも可能であるし、或いはまた浸炭処理炉以外の窒化処
理炉，焼結処理炉等他の用途の熱処理炉に対して適用す
ることも可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しな
い範囲において種々変更を加えた形態で構成可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である連続式の真空浸炭炉の
全体構成を示す正面断面図である。

【図２】同じ実施例の一部切欠平面図である。

【図３】同じ実施例の要部側面断面図である。

【図４】図１における第１浸炭部の要部拡大正面断面図
である。

【図５】図１の第１浸炭部の要部拡大側面断面図であ
る。

【図６】図１の第１浸炭部の要部拡大平面断面図であ
る。

【図７】図４及び図５における半割形態の扉の要部拡大
図である。

【図８】被処理物の一例とトレーの形態の例を示す図で
ある。

【図９】同じ実施例の真空浸炭炉における一作用状態を
示す図である。

【図１０】図９に続く作用状態を示す図である。

【図１１】図１０に続く作用状態を示す図である。

【図１２】図１１に続く作用状態を示す図である。

【図１３】図１２に続く作用状態を示す図である。

【図１４】従来のローラーハース式の連続式の真空浸炭
炉の説明図である。

【図１５】図１４の真空浸炭炉を用いて浸炭処理をする
際の各プロセスを示す図である。

【符号の説明】

１０ 真空浸炭炉（熱処理炉） ２０ 昇温均熱処理室 ２２ 浸炭処理室（処理室） ２４ 浸炭処理室（処理室） ７８ 壁 ７８Ｂ 下壁 ７８Ｃ 側周壁 ８０ 出入口 １１６ ヒータ １１８ ガス供給用パイプ １２０ ガス供給口 １２２ 吸引用パイプ １２６ 吸引口 １３４，１３６ 電極 Ｗ 被処理物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｂ 5/04 Ｆ２７Ｂ 5/04 9/04 9/04 Ｈ０５Ｂ 7/18 Ｈ０５Ｂ 7/18 Ｅ (72)発明者 堀 哲 愛知県名古屋市熱田区六野一丁目２番５号 大同特殊鋼株式会社高蔵製作所内 (72)発明者 松本 則幸 愛知県名古屋市熱田区六野一丁目２番５号 大同特殊鋼株式会社高蔵製作所内 Ｆターム(参考） 3K084 AA07 4K028 AA01 AC03 AC04 BA03 BA21 4K050 AA02 CA13 CC02 CC07 CC10 CD06 4K061 AA01 BA02 DA05 FA12 FA14

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室内にヒータとガス供給口とを設
   け、該処理室内に挿入した被処理物に対し減圧下で該ヒ
   ータによる加熱及び該被処理物に対して作用させるガス
   を前記ガス供給口から供給可能となした熱処理炉におい
   て前記ガス供給口と、前記処理室を減圧吸引する吸引口
   とを、該処理室内に挿入した前記被処理物を間にして互
   いに対向するように配置したことを特徴とする熱処理
   炉。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記処理室にガス供
   給用パイプと吸引用パイプとを挿入して、該ガス供給用
   パイプに前記ガス供給口を、該吸引用パイプに前記吸引
   口を設けてあることを特徴とする熱処理炉。
3. 【請求項３】 請求項１，２の何れかにおいて、前記処
   理室の下壁に、前記被処理物を出し入れするために出入
   口が設けてあり、前記ガス供給口及び吸引口の一方が、
   該処理室の側周壁の内側であって前記被処理物に対しそ
   の外周側の位置に、他方が該被処理物に対し中心側の位
   置に配置してあることを特徴とする熱処理炉。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記被処理物に対し
   外周側に位置する前記ガス供給口又は吸引口が、前記処
   理室における側周壁の内面に沿って該被処理物を実質的
   に取り囲むように配置してあることを特徴とする熱処理
   炉。
5. 【請求項５】 請求項３，４の何れかにおいて、前記処
   理室が、該処理室の他に同種若しくは別種の処理室を単
   数若しくは複数有し、前記被処理物をそれら処理室に順
   に搬入して全体且つ一連の熱処理を施す連続式の熱処理
   炉の一部を成していることを特徴とする熱処理炉。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかにおいて、前記ガ
   ス供給口が前記吸引口としての機能を、また前記吸引口
   が前記ガス供給口としての機能をそれぞれ備えており、
   各々がガス供給と減圧吸引とを切換可能となしてあるこ
   とを特徴とする熱処理炉。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記ガ
   スが浸炭用のガスであることを特徴とする熱処理炉。
8. 【請求項８】 処理室内にヒータとガス供給口及び吸引
   口とを設け、該処理室内に挿入した被処理物に対し減圧
   下で該ヒータによる加熱及び該被処理物に対して作用さ
   せるガスを前記ガス供給口から供給可能となした熱処理
   炉において前記ヒータが前記処理室の側周壁の内面に沿
   って前記被処理物を実質的に取り囲むように配置してあ
   ることを特徴とする熱処理炉。
9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れかにおいて、前記ヒ
   ータ，ガス供給口，吸引口を設けた前記処理室の壁と前
   記被処理物との間に電圧印加して該処理室にプラズマを
   発生させる電極が備えてあることを特徴とする熱処理
   炉。
10. 【請求項１０】 請求項９において、前記被処理物を陰
    極として電圧印加するための電極が水平方向に進退可能
    に設けてあることを特徴とする熱処理炉。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０の何れかにおいて、前
    記被処理物が前記ガスの作用により外周部分が硬化処理
    される機械部品であることを特徴とする熱処理炉。