JP2004211180A

JP2004211180A - アルミホイールの熱処理方法およびその装置

Info

Publication number: JP2004211180A
Application number: JP2003001225A
Authority: JP
Inventors: Kakusei Toyoda; 赫正豊田
Original assignee: Daido Plant Industries Co Ltd
Current assignee: Daido Plant Industries Co Ltd
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2023-01-07
Also published as: JP3936662B2

Abstract

【課題】アルミホイールの熱処理時における省エネルギ化と、アルミホイール積載用のラックの長寿命化を図ることができるアルミホイールの熱処理方法およびその装置を提供する。
【解決手段】複数段のワーク支承部をそなえたラック２１にアルミホイールを段積みして溶体化処理する溶体化炉１と、溶体化処理品を水冷するための水槽１７と、水冷後のアルミホイールを時効処理する時効炉１１とを有するアルミホイールの熱処理装置において、溶体化炉１の抽出口３部に達したラック２１からアルミホイールを一括積卸して水槽１７内に浸漬する積卸・水冷手段と、空になった前記ラックを時効炉１１の装入口１２部へ移送するラック移送手段と、この空のラックに水冷後のアルミホイールを段積みする積込手段とを備えた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミホイールの熱処理方法およびその方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両や航空機の車輪用のホイールとしては、軽量化を図るためアルミニウム合金製の鋳造アルミホイールあるいは鍛造アルミホイール（この発明ではこれらをアルミホイールと総称する。）が多く用いられるようになった。
【０００３】
このアルミホイールの製造工程においては、仕上加工前の熱処理工程として、一般に溶体化処理とそれに続く焼入れ、焼戻し（時効処理）をおこなって強度や靭性の調整をおこなっている。具体的には、溶体化炉においてアルミホイールを所定の溶体化温度に加熱後、水中に浸漬して急冷し、次にこれを時効炉で焼戻しをおこなうのであるが、従来これらの処理は複数個のアルミホイールを積載トレーに載せた状態でおこない、溶体化処理後の高温のアルミホイールはトレーに積載したまま水中に浸漬して急冷後、時効炉に装入される（例えば特許文献１および２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１２６４号公報（第１−２頁、図１−図３）
【特許文献２】
特許第２５７４２４８号（第２頁、図１０，図１１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の熱処理方法においては、上記のようにアルミホイールを積載トレーごと水冷するものであるため、熱処理の必要のないトレーまで冷却し、この冷却されたトレーを時効炉で再加熱するので、エネルギー損失が大きい。すなわち、溶体化炉の通過により高温（たとえば４５０〜５５０℃）に昇温したトレーは、水冷により急冷して約６０〜８０℃まで降温したのち、時効炉に装入されるので、時効炉においては、上記の水冷によるトレーの奪熱量（損失熱量）相当分だけ余分に加熱する必要があり、時効炉の燃料費がかさみ省エネルギ上好ましくなかった。
【０００６】
さらにトレーは熱処理後のアルミホイールを積卸し後、未処理のアルミホイールを積載して熱処理工程に投入され、繰返使用されるものであるが、上記の加熱後の急冷とそれに続く加熱とを繰返し受けるため、短期間で歪みが進行して寿命が短いという問題があった。
【０００７】
この発明は上記従来の問題点を解決しようとするものであり、アルミホイールの熱処理時における省エネルギ化と、アルミホイール積載用のラックの長寿命化を図ることができるアルミホイールの熱処理方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のアルミホイールの熱処理方法は、複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理し、次に水冷後に時効処理するアルミホイールの熱処理方法において、溶体化処理後のアルミホイールを前記ラックから一括積卸して水冷し、空になった前記ラックを時効炉の装入口部へ移送し、この空のラックに前記水冷後のアルミホイールを段積みして、時効処理をおこなうことを特徴とする。
【０００９】
また請求項２記載のアルミホイールの熱処理装置は、複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理する溶体化炉と、溶体化処理品を水冷するための水槽と、水冷後のアルミホイールを時効処理する時効炉とを有するアルミホイールの熱処理装置において、溶体化炉の抽出口部に達した前記ラックからアルミホイールを一括積卸して前記水槽内に浸漬する積卸・水冷手段と、空になった前記ラックを時効炉の装入口部へ移送するラック移送手段と、この空のラックに水冷後のアルミホイールを段積みする積込手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１，２記載の発明によれば、溶体化処理後のアルミホイールはラックから積卸して水冷するが、空になったラックは水冷せずに時効炉の装入口部に移送してこれに水冷後のアルミホイールを段積みして時効処理をおこなうので、ラックは水冷により降温することはなく、従来のアルミホイールをラックごと水冷する場合に比べてこの降温分に相当する熱量分だけ、時効炉における投入熱量は少なくて済み、また加熱と水冷の繰返しによるラックの歪みを防止できる。
【００１１】
また請求項３記載のアルミホイールの熱処理装置は、複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理する溶体化炉と、溶体化処理品を水冷するための水槽と、水冷後のアルミホイールを時効処理する時効炉とを有するアルミホイールの熱処理装置において、前記溶体化炉と前記時効炉を並列配置し、前記時効炉の装入口の外側に装入テーブルを設け、前記溶体化炉の抽出口の外側位置から前記装入テーブルの後端部位置にわたって前記水槽を設けるとともに、前記水槽の上方において架台に横行自在に支持され前記抽出口に対向する抽出位置と前記装入テーブルに対向する装入位置との間を横行駆動される横行台と、この横行台に昇降自在に支持された昇降台と、この昇降台に前後動自在に支持され前記ラックの各ワーク支承部に対応する多段状に配置されたフォークであって、前記抽出口の送出ローラ上および前記装入テーブル上のラックのワーク支承部上のアルミホイールの底面に係脱する前進位置と、前記水槽内に浸漬可能な後退位置との間を前後駆動されるとともに、各フォークの支持面が前記ラックの各ワーク支承部より所定量上方に位置する上昇位置と、前記水槽の冷却水内に水没する下降位置との間を前記昇降台を介して昇降駆動されるフォークと、前記昇降台上に設けられ該昇降台の下降状態において、前記送出ローラ上から送出される空のトレーを受取り保持し、このトレーを前記装入テーブル上に送出するトレー受取・送出装置と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
また請求項４記載のアルミホイールの熱処理装置は、複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理する溶体化炉と、溶体化処理品を水冷するための水槽と、水冷後のアルミホイールを時効処理する時効炉とを有するアルミホイールの熱処理装置において、前記溶体化炉と前記時効炉を並列配置し、前記溶体化炉の抽出口の外側位置から前記時効炉の装入口の外側位置にわたって前記水槽を設けるとともに、前記水槽の上方において架台に横行自在に支持され前記抽出口に対向する抽出位置と前記装入口に対向する装入位置との間を横行駆動される横行台と、この横行台に昇降自在に支持された昇降台と、この昇降台に前後動自在に支持され前記ラックの各ワーク支承部に対応する多段状に配置されたフォークであって、前記抽出口の送出ローラおよび前記装入口の装入ローラ上のラックのワーク支承部上のアルミホイールの底面に係脱する前進位置と、前記水槽内に浸漬可能な後退位置との間を前後駆動されるとともに、各フォークの支持面が前記ラックの各ワーク支承部より所定量上方に位置する上昇位置と、前記水槽の冷却水内に水没する下降位置との間を前記昇降台を介して昇降駆動されるフォークと、前記昇降台上に設けられ該昇降台の下降状態において、前記送出ローラ上から送出される空のトレーを受取り保持し、このトレーを前記装入ローラ上に送出するトレー受取・送出装置と、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３，４記載の発明によれば、横行台の横行駆動と昇降台の昇降駆動とフォークの前後駆動により、溶体化炉の抽出口部に達したラックからアルミホイールを一括積卸して水槽内へ浸漬することによりアルミホイールのみを水冷でき、下降駆動された昇降台上のトレー受取・送出装置により空になった前記ラックを受取り横行台の横行駆動後に時効炉の装入口部においてトレー受取・送出装置により前記ラックを送出することにより、前記ラックを水冷することなく前記装入口部へ移送でき、このラックに、昇降台の昇降駆動とフォークの前後駆動により水冷後のアルミホイールを段積み状に積込むことができる。これによってラックは水冷により降温することなくアルミホイールの時効処理用に供され、請求項１，２記載の発明と同様に、時効炉における投入熱量は少なくて済み、ラックの消耗も防止される。
【００１４】
また特に空となったラックの移送は、アルミホイールの積卸し・水冷と積込に用いられる横行台と昇降台を利用し、昇降台上にトレー受取・送出装置を設けるだけでよいので、空のトレーの移送手段の構成が簡潔で、設備費を低減化できる。
【００１５】
また請求項５記載のアルミホイールの熱処理装置は、請求項３または４記載のアルミホイールの熱処理装置において、前記後退位置における前記フォーク上に支持されたアルミホイールの左右側面部に対して接近離間駆動されるずれ止め具を、前記昇降台に設けたものである。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、アルミホイールのサイズ（直径）に応じてずれ止め具をアルミホイールの左右側面部に対して接近離間駆動することにより、水槽内での横行移動時などに小サイズのアルミホイールがフォーク上から大きくずれて、フォークから脱落したり水冷後における空のラックへの積込みに支障をきたすのを防止して、サイズの異なるアルミホイールに対しても円滑に水冷・移送をおこなうことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１５に示す第１例により、この発明の実施の形態を説明する。図１〜図３において、１は溶体化炉であり、２はその装入口、３は抽出口である。また４は装入口内側の前室、５は抽出口内側の後室で、それぞれ加熱室との間を仕切る仕切扉４ａ，５ａをそなえている。１１は、溶体化炉１に対して並列に且つ処理品搬送方向を反対向きにして配置した時効炉で、１２はその装入口、１３は抽出口である。また１４は装入口内側の前室、１５は抽出口内側の後室で、それぞれ加熱室との間を仕切る仕切扉１４ａ，１５ａをそなえている。２０は被処理品であるアルミホイールで、ラック２１（その構造等については後述する）に複数段にわたって段積みされ、この段積み状態で溶体化炉１および時効炉１１内を炉内搬送されつつ、その材質に応じた所定の温度に加熱されて溶体化処理および後述の水冷後に時効処理されるものであり、これらの炉の加熱手段および炉内搬送手段としては公知の各形式のものを用いることができ、この例ではラジアントチューブを加熱源とする熱風循環式の加熱手段およびトレイプッシャ方式の搬送手段を用いているが、その図示は省略する。
【００１８】
１６は時効炉１１の装入口１２の外側に設けたローラ駆動式の装入テーブル、１７は溶体化処理品を水冷するための水槽で、この水槽１７は図１に示すように、溶体化炉１の抽出口３の外側位置から、上記装入テーブル１６の後端部１６ａ位置にわたって設けてある。
【００１９】
上記アルミホイール２０の段積み用のラック２１は、図１１〜図１３に示すように、枠組体から成るラック本体２２とこれを支承するトレー２３とから成り、ラック本体２２は、複数段のワーク支承部２４をそなえ、１段あたり複数個（この例では４個）のアルミホイール２０を積載できるようになっている。このラック本体２２とトレー２３とは、ラック本体２２の底部桁材を貫通してトレー２３のピン穴に落し込まれるピン２５によって、切離し可能に連結されている。ラック本体２２はステンレス鋼材を立体格子状に枠組みし、その横桁２６ａ，２６ｂあるいは２７ａ，２７ｂ上に前後方向（炉長方向）に延びる一対の帯板を固設して、１個のアルミホイール２０支承用のワーク支承部２４が形成されている。そしてこのワーク支承部２４を形成する上記一対の帯板間において、横桁２６ａ，２６ｂにはその一部を切欠いた切欠部２８が、横桁２７ａ，２７ｂにはその中間部全体を切欠いた切欠部２９が、それぞれ形成され、これらの切欠部２８，２９は、後述のフォーク６４挿脱用空間として機能するものである。なお図１３においては、ラック本体２２の縦柱部および前後方向に延びる横桁部は、鎖線で略示してある。
【００２０】
また図１〜図４において、３１は横行台で、基礎上に固設した架台３２の上梁３３上に設けたレール３４，３４上を転動すする車輪３５をそなえ、これにより横行台３１は水槽１７の上方において、溶体化炉１（および時効炉１１）の炉長方向に直交する横行方向に横行自在に、架台３２に支持されている。３６は車輪３５をチェーン駆動する駆動機で、この駆動機３６によって、横行台３１は図１に実線で示す溶体化炉１の抽出口３に対向する抽出位置と、同図に鎖線３７で示す装入テーブル１６（の後端部１６ａ）に対向する装入位置との間を、横行駆動される。
【００２１】
４１は横行台３１に昇降自在に支持された昇降台で、横行台３１に垂設固定した４本のガイド材４２に係合するローラ４３をそなえ、このガイド材４２によって昇降自在にガイドされている。４４は横行台３１上に設けられた駆動機４５によりチェーン駆動される駆動スプロケット、４６はガイド材４２の下端部を連結する連結材４７に回転自在に支持された従動スプロケットで、これら両スプロケットに巻掛けた縦長ループ状の駆動チェーン４８は、一方の側で昇降台４１に固設したブラケット４９に取付けられ（取付点Ｐ）、他方の側でバランスおもり５０に固設したブラケット５１に取付けられ（取付点Ｑ）ている。なおバランスおもり５０は、ガイド材４２に固設したガイドレール５２に沿って昇降自在にガイドされ、５３はガイドレール５２に係合するガイドシューである。これらの駆動系統を介して、昇降台４１は駆動機４５により昇降駆動される。
【００２２】
昇降台４１には、上記ラック２１およびアルミホイール２０の搬送用の機器が設けられており、先ず図２〜図４において５５は、ラック受取・送出装置で、駆動機５６により正逆転駆動されラック２１のトレー２３部を支承して前後方向（炉長方向。以下同じ。）に移送する２列のローラコンベヤ５７，５７を、昇降台４１の上面に設置して成る。
【００２３】
また図２，図３および図５において、６１は昇降台４１の下面にガイドレール６２により前後方向に移動自在に支持された移動台、６３はこの移動台６１に下向きに垂設固定された２本の縦梁、６４はこの縦梁６３に基部を固定取付けされたフォークである。このフォーク６４は図３に示すようにラック２１の各ワーク支承部２４に対応する上下間隔で多段状に配設され、図５に示すように上記ワーク支承部２４上のアルミホイール２０の底面を支承できる平面位置に配設されている。
【００２４】
６６は移動台６１の前後駆動装置で、昇降台４１の下面側に前後方向に延びるねじ棒６７を回転自在に支持し、このねじ棒６７に螺合するめねじブロック６８を移動台６１に固定取付けし、ねじ棒６７を駆動機６９によりチェーン駆動するようにしたものである。この前後駆動装置６６により駆動されて、移動台６１と一体のフォーク６４は、図３に示す水槽１７の直上部にあり水槽１７内に浸漬可能な後退位置と、溶体化炉１の抽出口３の（内側の）送出ローラ６上および時効炉１１の装入テーブル１６上の、ラック２１のワーク支承部２４上のアルミホイール２０の底面に係脱する前進位置との間を、前後駆動される。さらにフォーク６４は前記駆動機４５により昇降台４１と共に昇降駆動されて、その上面である支持面６４ａが前記ラック２１のワーク支承部２４より所定量上方に位置する上昇位置と、水槽１７の冷却水内に水没する下降位置との間を昇降駆動されるものであるが、その動作については後述する。
【００２５】
次に図６〜図１０は、フォーク６４上に支持されたアルミホイール２０の左右両側面に対して接近離間駆動されるずれ止め具７１およびその駆動機構を示し、このずれ止め具７１は図９に示すようにフォーク６４上に支持されたアルミホイールが小直径のアルミホイール２０ａである場合に、水槽１７内での移動時などにアルミホイール２０ａが矢印Ｐで示す左右方向にずれて傾いたりフォーク６４から落下したりするのを防止するもので、アルミホイール２０（小直径のアルミホイール２０ａも、アルミホイール２０と総称する。）の左右側面部に対して接近駆動される左右一対のずれ止め具７１，７１を、２列あるフォーク６４に合せて２組設けたものである。なお図６，７においては、ずれ止め具７１およびこれを直接支持・駆動する部分以外の装置等は、鎖線で略示してある。
【００２６】
ずれ止め具７１は、図６に示すように型鋼材を平面状に枠組みした枠組体７２の内側面に、各フォーク６４上のアルミホイール２０の側面に対向して金網製のずれ止めシート７３を、アルミホイール２０の個数分だけ（この例では１２個）固設するとともに、この枠組体７２の内側にずれ止め具の保持および駆動用のブラケット７４（図９および図１０参照）を、上下２段に各２個ずつ計４個、突設固着してある。
【００２７】
７５は昇降台４１の下面に垂設固着された支持枠で、４本の支柱７６を横桁７７，７８で連結した枠組体から成り、この支柱７６に基部を固着された前後方向に延びる上下２段各４本のアーム７９の先端部側に、三角板状の揺動板８０（図９および図１０参照）の中間部を、上下方向に延びる支軸８１により揺動自在に取付けてあり、この揺動板８０の一端部には、ずれ止め具７１のブラケット７４がピン８２により回転自在に連結され、これによってずれ止め具７１は、アーム７９の１本当り２個所において支持され、アーム７９の外側位置で直立状態で支持されている。８３は上端部を昇降台４１に固定取付けされた補強支柱で、その中間部および下部に、各アーム７９の中間部が固定取付けされている。
【００２８】
一方８５は、ずれ止め具７１駆動用の駆動機構で、２組のずれ止め具７１に対向して２系統設けられ、昇降台４１の下面に固設したブラケット８６にシリンダ部を固定取付けしたエアシリンダ８７を駆動機とするものである。支持枠７５の各支柱７６の後面部には、上下方向に延びる伝動軸８８が、上下３個所に設けた軸受を介して回転自在に支持され、その上部には駆動レバー８９（図８参照）の基部が固着されている。ブラケット８６の下側には、ガイドレール９０を介してスライドブロック９１が前後方向に移動自在に支持され、このスライドブロック９１の後端部にはエアシリンダ８７のピストンロッドが連結され、前端部に枢着した２本のリンク９２，９２は、それぞれ駆動レバー８９，８９の先端部にピン連結されている。これによってエアシリンダ８７のピストンロッドの突出・引込動作は、２本の伝動軸８８，８８の回転運動（但し各軸は反対方向に回転する）に変換され、下方へ伝動される。
【００２９】
９３は各アーム７９の上側位置において伝動軸８８に基部を固定取付けされた従動レバーで、この従動レバー９３の先端部と、各アーム７９に中間部を枢着された前記三角板状の揺動板８０の他端部とを、平鋼製の連結棒９４で、ピン９５により回転自在に連結してある。この連結棒９４は図９に示すように前後方向（従ってアーム７９およびずれ止め具７１と平行な方向）に延びており、連結棒９４と揺動板８０，８０とずれ止め具７１は平面上で平行リンク機構を構成し、前述のエアシリンダ８７により伝動軸８８が図９にたとえば矢印Ｑで示す方向に回転駆動されると、この回転は連結棒９４を介して揺動板８０，８０の矢印Ｒ方向への揺動、この揺動によるずれ止め具７１の矢印Ｓ方向（アルミホイール２０に接近する方向）への移動に変換され、ずれ止め具７１はアーム７９，従ってフォーク６４に対して平行状態を維持したまま、アルミホイール２０の左右両側面に接近あるいは離間駆動されるされるのである。
【００３０】
上記構成の熱処理装置１００によりアルミホイール２０の熱処理をおこなうには、アルミホイール２０をラック２１に段積みした状態で、溶体化炉１の装入口２から順次炉内に装入して炉内搬送しつつ所定の温度に加熱する溶体化処理をおこなう。溶体化処理品の水冷にあたっては、横行台３１を図１に実線で示す抽出位置に停止させるとともに、フォーク６４をその支持面６４ａがラック２１上の各アルミホイール２０の底面よりも所定量（たとえば２０〜３０ｍｍ）だけ下側に位置する挿入位置に保持しておき、溶体化処理品が図２に示すように後室５内に到達したら、扉３ａを開けて駆動機６９により移動台６１と共にフォーク６４を、図３に示す後退位置から図１５（ａ）に示すように前進駆動して、各アルミホイール２０の底面の下側へ挿入する。このときラック２１にはラック本体２２の各ワーク支承部２４間に切欠部２８，２９があるので、フォーク６４はこれらの切欠部に進入してラック本体２２と干渉することなく挿入される。
【００３１】
次いで駆動機４５により（昇降台４１と共に）フォーク６４を上昇駆動して、フォーク６４の支持面６４ａ上に各アルミホイール２０を移載後さらに上昇させて、支持面６４ａ（従ってアルミホイール２０の底面）がワーク支承部２４より所定量（たとえば２０〜３０ｍｍ）上方に位置する上昇位置に達したら上昇駆動を停止して、その状態でフォーク６４を後退駆動させ［図１５（ｂ）参照］、フォーク６４が後退位置に達したら、後退を停止する。
【００３２】
この状態でアルミホイール２０のサイズに応じて、図９に示すように標準より小サイズ（小直径）のアルミホイール２０ａの場合は、前記ずれ止め具７１を前述した駆動機構８５によりアルミホイール２０ａの左右側面部に対して接近駆動して、図９において鎖線９６で示すように該側面部とのすきまが所定の少量値とした状態で保持する。なおこのずれ止め具７１の駆動は、上記のフォーク６４の後退動作までの間に、アルミホイール２０のサイズに応じて予めおこなっておいてもよく、また大サイズのアルミホイール２０の処理にあたっては、実線図示の状態に戻せばよい。
【００３３】
次に昇降台４１を下降駆動して、上記のようにラック２１から一括積卸しされたアルミホイール２０を、フォーク６４上に支持した状態で水槽１７内に浸漬させて水冷する。そしてこの昇降台４１の下降状態においては、昇降台４１上のラック受取・送出装置５５のローラコンベヤ５７の上面と、溶体化炉１の後室５内の送出ローラ６の上面とはほぼ面一状態にあり、前記アルミホイール２０の積卸しで空になったラック２１を、送出ローラ６およびローラコンベヤ５７の回転駆動により、図１４および図１５（ｃ）に示すようにローラコンベヤ５７上に移送し、図１４に示すようにローラコンベヤ５７上に保持した状態で、駆動機３６により横行台３１（従ってフォーク６４上のアルミホイール２０および昇降台４１上の空のラック２１）を横行駆動して、図２に鎖線３７で示す前記装入位置まで移動させる。このときアルミホイール２０は水槽１７内に浸漬された状態で横行移動し、水冷が続行されるとともに、この移動中のアルミホイール２０の過度の横ずれは、ずれ止め具７１により阻止される。
【００３４】
横行台３１が上記装入位置に到達したら、昇降台４１上のローラコンベヤ５７およびこれと搬送面がほぼ面一の時効炉１１外側の装入テーブル１６の駆動により、昇降台４１上の空のラック２１を装入テーブル１６上に移送する［図１５（ｄ）参照］、次に所定の水冷時間が経過したらフォーク６４をその支持面６４ａがラック２１の各ワーク支承部２４より所定量上方に位置する前記上昇位置まで上昇させ、図１５（ｅ）に示すようにフォーク６４を前記前進位置まで前進駆動後、前記挿入位置まで下降駆動する。これによってフォーク６４上のアルミホイール２０は上記空のラック２１の各ワーク支承部２４上に移載されるので、この段積状態となったアルミホイール２０は、装入テーブル１６上を経て時効炉１１に装入し、時効処理をおこなう。
【００３５】
上記の空のラック２１へのアルミホイール積込み後のフォーク６４は、後退位置まで後退させたのち、前記抽出位置まで横行移動させ、溶体化炉１の次の抽出品に対して上記と同様な工程で、フォーク６４によるアルミホイール２０の積卸しと水冷および水冷後の積込みと、またラック受取・送出装置５５による空のラック２１の移送とを、繰返しておこなうことにより、アルミホイール２０の熱処理を順次おこなうのである。
【００３６】
上記のように、溶体化炉１においてアルミホイール２０と同温度まで昇温したラック２１は、抽出口３から抽出後、水冷されることなく空の状態で装入テーブル１６上へと移送され、これに水冷後のアルミホイール２０を段積み後、時効炉１１へ装入されるので、従来のようにアルミホイール２０と共にラック２１も水冷してしまう場合に比べて、この水冷によるラック２１の降温分（厳密にはこの降温分と空中放熱による多少の降温分との差分）に相当する熱量分だけ、時効炉１１における投入熱量は少なくて済み、時効炉１１における省エネルギ化が達成でききる。また加熱と水冷を繰返すことによるラック２１の歪みも回避することができるのである。
【００３７】
またこの例では、時効炉１１の装入口１２の外側に装入テーブル１６を設けたので、たとえば時効炉１１内での時効処理に遅れが出た場合などでも、水冷後のアルミホイール２０をラック２１に段積したものを、この例では２基迄装入テーブル１６上に一時貯留することができ、装入テーブル１６は前工程側の水冷や溶体化処理を支障なくおこなえるバッファステーションとして利用できるものである。
【００３８】
次に図１６に示す第２例により、この発明の実施の形態を説明する。この発明の熱処理装置１０１は、前記第１例の熱処理装置１００に比べて、第１例における時効炉１１の装入口１２の外側に設けた装入テーブル１６を省略して、時効炉１１の装入口１２を前記装入テーブル１６の後端部１６ａに相当する位置に位置させ、水槽１７は溶体化炉１の抽出口３の外側位置から時効炉１１の装入口１２の外側位置にわたって設けた点のみが異なり、その他の構成は前記第１例と同じであり、図１と同一部分には同一符号を付して図示してある。
【００３９】
そしてこの第２例では、アルミホイール２０の一括積卸しによって空になったラック２１は、前記装入位置における昇降台４１上からラック受取・送出装置５５によって、直接時効炉１１の装入口１２の内側にある前室１４内の装入ローラ１８上に移送され、この装入ローラ１８上の空のラック２１に、前記フォーク６４により水冷後のアルミホイール２０を段積状に積込んだのち、時効処理をおこなうものであり、その他の工程，装置の動作等は、すべて前記第１例と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
この例では、前記第１例に比べて装入テーブル１６を設けない分だけ、装置の設置スペースおよび設備費は少なくて済む。
【００４１】
この発明は上記各例に限定されるものではなく、たとえば炉内搬送装置の形式などによっては、ラック２１はラック本体２２とトレー２３の一体化した構造のものとしてもよく、また横行台３１，昇降台４１，フォーク６４等の具体的な形状や構造，その駆動機構等は、上記以外のものとしてもよい。また空のラックの時効炉の装入口部への移送手段としては、上記各例のような横行台の横行移動を利用したものの他、横行台とは別の横行機構をそなえた別形式の移送装置を用いてもよく、またアルミホイール２０のサイズが大巾に変化しない場合は、ずれ止め具７１は省略してもよい。また溶体化炉１および時効炉１１は、前室や後室を有しないものなど、上記各例以外の炉体構造を有するものとしてもよく、また溶体化炉１の抽出口３の送出ローラ６は、抽出口３の外側に設けてもよい。
【００４２】
また上記各例においては溶体化炉と時効炉とを並列配置したので、フォークの前後駆動によりアルミホイールの積卸しと積込をおこなうことができ、装置が簡潔なもので済み、また時効処理後に時効炉から送出されたラックからアルミホイールを積卸し、このラックに新たなアルミホイールを多段積みして溶体化炉に供給するラックの循環使用処理を、近接位置にある時効炉の抽出口と溶体化炉の装入口との間で、迅速に且つ場所をとらずにおこなうことができるという利点を有するものであるが、この発明は、この他に溶体化炉と時効炉が直列配置あるいは直交配置されているような場合にも、適用できるものである。
【００４３】
【実施例】
前記第１例の装置（但しラック２１はステンレス鋼製で１個の重量＝４５０Ｋｇ）を用いて前記第１例の方法により、アルミホイール（アルミニウム合金製で１個の重量＝２０Ｋｇ）を１時間当り８０個の処理速度で、溶体化炉１において加熱温度５３０℃の溶体化処理をおこない、水槽１７部において８０℃の冷却水に浸漬して水冷後、時効炉１１において加熱温度１５０℃の時効処理をおこなったところ、水冷をおこなわないで装入テーブル１６上に移送されたラック２１の温度は１４０℃であった。
【００４４】
そこで比較のために従来法と同様に上記と同条件で溶体化処理後に、アルミホイールをラック２１ごと上記と同条件で水冷したところ、水冷後のラック２１の温度は６５℃であった。従って本発明によれば、時効炉装入前のラック２１の温度差（１４０−６５＝７５℃）と、ラック構成材の比熱と、ラック重量と、ラック使用量（アルミホイール２４個積みのため８０／２４＝３．３個／時）の積として算出される、熱量＝１２５７８Ｋｃａｌ／時だけ、時効炉１１における投入熱量は少なくて済み、この投入熱量に相当する燃料費を節減できるのである。
【００４５】
また従来法によるラック（トレー）を水冷する場合は、６カ月程度の繰返し使用によりラックの歪みが過大となり使用できなくなるものであったが、上記実施例によれば６カ月使用時点でのラック２１の歪みは殆ど検出されなかった。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、アルミホイールをラックに段積みして溶体化処理後、ラックから積卸したアルミホイールのみを水冷し、空のラックはそのまま水冷せずに時効炉の装入口部へ移送して、これに水冷後のアルミホイールを段積みして時効処理をおこなうようにしたので、溶体化炉を出た昇温状態のラックは水冷により降温することなく時効炉内へ装入され、このため時効炉における投入熱量は少なくて済み、省エネルギ化を図れるとともに、加熱と水冷の繰返しによるラックの歪みを防止し、ラックの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の第１例を示す熱処理装置の平面図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａ側面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】図２におけるずれ止め装置部分のＥ−Ｅ線断面図（図７のＦ−Ｆ線断面図）である。
【図７】図６の矢視Ｇ−Ｇ側面図である。
【図８】図６のＨ−Ｈ線断面図である。
【図９】図６のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１０】図９のＪ−Ｊ線拡大断面図である。
【図１１】図１の装置で用いるラックの正面図である。
【図１２】図１１のＫ−Ｋ線断面図である。
【図１３】図１１のＬ−Ｌ線拡大断面図である。
【図１４】図１の装置の使用状態を示す図３相当図である。
【図１５】図１の装置による移送・冷却工程を示す工程説明図である。
【図１６】この発明の実施の形態の第２例を示す熱処理装置の平面図である。
【符号の説明】
１…溶体化炉、３…抽出口、６…送出ローラ、１１…時効炉、１２…装入口、１６…装入テーブル、１６ａ…後端部、１７…水槽、１８…装入ローラ、２０…アルミホイール、２０ａ…アルミホイール、２１…ラック、２４…ワーク支承部、３１…横行台、３２…架台、４１…昇降台、４５…駆動機、４８…駆動チェーン、５５…ラック受取・送出装置、５７…ローラコンベヤ、６１…移動台、６４…フォーク、６４ａ…支持面、６６…前後駆動装置、７１…ずれ止め具、８５…駆動機構、８７…エアシリンダ、１００…熱処理装置、１０１…熱処理装置。

Claims

複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理し、次に水冷後に時効処理するアルミホイールの熱処理方法において、溶体化処理後のアルミホイールを前記ラックから一括積卸して水冷し、空になった前記ラックを時効炉の装入口部へ移送し、この空のラックに前記水冷後のアルミホイールを段積みして、時効処理をおこなうことを特徴とするアルミホイールの熱処理方法。
複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理する溶体化炉と、溶体化処理品を水冷するための水槽と、水冷後のアルミホイールを時効処理する時効炉とを有するアルミホイールの熱処理装置において、溶体化炉の抽出口部に達した前記ラックからアルミホイールを一括積卸して前記水槽内に浸漬する積卸・水冷手段と、空になった前記ラックを時効炉の装入口部へ移送するラック移送手段と、この空のラックに水冷後のアルミホイールを段積みする積込手段とを備えたことを特徴とするアルミホイールの熱処理装置。
複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理する溶体化炉と、溶体化処理品を水冷するための水槽と、水冷後のアルミホイールを時効処理する時効炉とを有するアルミホイールの熱処理装置において、前記溶体化炉と前記時効炉を並列配置し、前記時効炉の装入口の外側に装入テーブルを設け、前記溶体化炉の抽出口の外側位置から前記装入テーブルの後端部位置にわたって前記水槽を設けるとともに、
前記水槽の上方において架台に横行自在に支持され前記抽出口に対向する抽出位置と前記装入テーブルに対向する装入位置との間を横行駆動される横行台と、
この横行台に昇降自在に支持された昇降台と、
この昇降台に前後動自在に支持され前記ラックの各ワーク支承部に対応する多段状に配置されたフォークであって、前記抽出口の送出ローラ上および前記装入テーブル上のラックのワーク支承部上のアルミホイールの底面に係脱する前進位置と、前記水槽内に浸漬可能な後退位置との間を前後駆動されるとともに、各フォークの支持面が前記ラックの各ワーク支承部より所定量上方に位置する上昇位置と、前記水槽の冷却水内に水没する下降位置との間を前記昇降台を介して昇降駆動されるフォークと、
前記昇降台上に設けられ該昇降台の下降状態において、前記送出ローラ上から送出される空のトレーを受取り保持し、このトレーを前記装入テーブル上に送出するトレー受取・送出装置と、
を具備したことを特徴とするアルミホイールの熱処理装置。
複数段のワーク支承部をそなえたラックにアルミホイールを段積みして溶体化処理する溶体化炉と、溶体化処理品を水冷するための水槽と、水冷後のアルミホイールを時効処理する時効炉とを有するアルミホイールの熱処理装置において、前記溶体化炉と前記時効炉を並列配置し、前記溶体化炉の抽出口の外側位置から前記時効炉の装入口の外側位置にわたって前記水槽を設けるとともに、
前記水槽の上方において架台に横行自在に支持され前記抽出口に対向する抽出位置と前記装入口に対向する装入位置との間を横行駆動される横行台と、
この横行台に昇降自在に支持された昇降台と、
この昇降台に前後動自在に支持され前記ラックの各ワーク支承部に対応する多段状に配置されたフォークであって、前記抽出口の送出ローラおよび前記装入口の装入ローラ上のラックのワーク支承部上のアルミホイールの底面に係脱する前進位置と、前記水槽内に浸漬可能な後退位置との間を前後駆動されるとともに、各フォークの支持面が前記ラックの各ワーク支承部より所定量上方に位置する上昇位置と、前記水槽の冷却水内に水没する下降位置との間を前記昇降台を介して昇降駆動されるフォークと、
前記昇降台上に設けられ該昇降台の下降状態において、前記送出ローラ上から送出される空のトレーを受取り保持し、このトレーを前記装入ローラ上に送出するトレー受取・送出装置と、
を具備したことを特徴とするアルミホイールの熱処理装置。
前記後退位置における前記フォーク上に支持されたアルミホイールの左右側面部に対して接近離間駆動されるずれ止め具を、前記昇降台に設けた請求項３または４記載のアルミホイールの熱処理装置。