JP2007315678A - 連続熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱処理されたワークを、後続の工程に適切なタイミングで送り出すことが可能な連続熱処理装置を提供する。
【解決手段】熱処理装置５０は、加熱室コンベア部２０、リターンコンベア部１８、熱処理部１０、第１のプッシャ１２１、第２のプッシャ１２３、および第３のプッシャ１２２を備える。加熱室コンベア部２０は、搬送経路の上流部を構成するとともに、ワーク２６が置かれるトレイ２０２が複数取り付けられる。リターンコンベア部１８は、搬送経路の下流部を構成するとともに、ワーク２６が置かれるトレイ１８２が複数取り付けられる。リターンコンベア部１８は、タクト搬送または連続搬送のいずれかを選択的に行なうように構成される。熱処理部１０は、加熱室コンベア部２０によって搬送されるワーク２６に対して熱処理を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワーク投入部からワーク排出部までの搬送経路中を順次搬送される複数のワークに対し連続的に熱処理を行なう連続熱処理装置に関する。

連続熱処理装置は、大量のワークに対する熱処理に適している。通常、連続熱処理装置は、熱処理部とワーク搬送手段とを備える。ワーク搬送手段は、ワーク投入部から熱処理部へとワークを搬送するとともに、熱処理がされたワークをワーク排出部まで搬送するように構成される。ワーク搬送手段の構成の従来例として、スプロケットホイールによって回転駆動されるチェーンに、ワークを置くための台板を複数取り付けられたものが挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。

連続熱処理装置においてワーク排出部に到達したワークは、ワーク排出部を介して連続熱処理装置の外部に出され、順次後続の工程へと送られる。そして、後続の工程において、連続熱処理装置から排出された熱処理済みワークに対して別の処理が施される。
特開平８−１３６１４３号公報

上述のような連続熱処理装置においては、熱処理されたワークを、後続の工程に適切なタイミングで送り出すことが重要であるが、従来の連続熱処理装置においてはこの点が十分に考慮されていない。例えば、後続の工程が稼働中の場合には、熱処理がされたワークをなるべく早く後続の工程へと送り出すことが重要である。一方、後続の工程が停止中の場合には、後続の工程が始動するまでワークを保管するとともに、後続の工程の始動に合わせてワークを後続の工程に送り出すことが重要である。さらに、熱処理されたワークを後続の工程に適切なタイミングで送り出すためには、装置内においてワーク搬送不良を発生させないことも重要であると言える。

この発明の目的は、熱処理されたワークを、後続の工程に適切なタイミングで送り出すことが可能な連続熱処理装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、装置内におけるワーク搬送不良の発生を抑えることが可能な連続熱処理装置を提供することである。

本発明に係る連続熱処理装置は、ワーク投入部からワーク排出部までの搬送経路中を順次搬送される複数のワークに対し連続的に熱処理を行なう。この連続熱処理装置は、第１のコンベア部、第２のコンベア部、熱処理部、第１のスライド機構、および第２のスライド機構を備える。

第１のコンベア部は、搬送経路の上流部を構成するとともに、ワークが置かれるトレイが複数取り付けられる。第１のコンベア部は、あらかじめ設定されたタクト時間でワークをタクト搬送する。第１のコンベア部の構成の例として、スプロケットホイール等の回転体によって回転駆動されるチェーン等の無端部材に、複数のトレイを取り付けた構成が挙げられる。トレイの構成の例として、ワークが置かれる底板と、第１のスライド機構に押されるワークをガイドするガイド板とを備える構成が挙げられる。

第２のコンベア部は、搬送経路の下流部を構成するとともに、ワークが置かれるトレイが複数取り付けられる。第２のコンベア部として、第１のコンベア部と同一構成のものを用いても良い。また、第２のコンベア部は、第１のコンベア部に対して平面視平行に配置される。さらに、第２のコンベア部は、タクト搬送または連続搬送のいずれかを選択的に行なうように構成される。

熱処理部は、第１のコンベア部によって搬送されるワークに対して熱処理を行なう。熱処理部の代表例として、熱風循環式の加熱装置が挙げられるが、熱処理部の構成はこれに限定されるものではない。

第１のスライド機構は、ワーク投入部を介して第１のコンベア部のトレイ上にワークをスライドさせる。第２のスライド機構は、熱処理部を通過したワークを第１のコンベア部のトレイから第２のコンベア部のトレイへとスライドさせる。第１，第２のスライド機構の代表例として、プッシャが挙げられる。

熱処理部によって熱処理されたワークは、ワーク排出部から後続の工程へと送られる前に、第２のコンベア部に導かれる。このとき、後続の工程が停止中の場合には、第２のコンベア部をタクト搬送で前進させ、熱処理されたワークを第２のコンベア部に順次収容し、第２のコンベア部にて保管すると良い。そして、第２のコンベア部においてワークを保管している場合に、後続の工程が始動したときには、それらのワークを連続搬送によって迅速に後続の工程へと送り出すと良い。

本発明によれば、熱処理されたワークを、後続の工程に適切なタイミングで送り出すことができる。

以下、図を用いて本発明の実施形態である熱風循環式連続熱処理装置（以下、熱処理装置という。）５０を説明する。

図１に示すように、熱処理装置５０は、筐体６０を備える。筐体６０は、ワーク投入部１４およびワーク排出部１６を有する。

また、熱処理装置５０は、加熱室コンベア部２０およびリターンコンベア部１８を備える。加熱室コンベア部２０は本発明の第１のコンベア部に対応し、リターンコンベア部１８は本発明の第２のコンベア部に対応する。加熱室コンベア部２０およびリターンコンベア部１８は、筐体６０の内部に、互いに平行に配置される。また、加熱室コンベア部２０およびリターンコンベア部１８は、同じ高さの位置に配置される。

さらに、熱処理装置５０は、第１のプッシャ１２１、第２のプッシャ１２３、および第３のプッシャ１２２を備える。第１のプッシャ１２１は、ワーク投入部１４を介して加熱室コンベア部２０上へワークをスライドさせる。第２のプッシャ１２３は、中継部材２２を介して、加熱室コンベア部２０からリターンコンベア部１８へとワークをスライドさせる。第３のプッシャ１２２は、ワーク排出部１６を介してリターンコンベア部１８から外部へとワークをスライドさせる。

また、熱処理装置５０は、センサ３０１、センサ３０２、センサ３０３を備える。センサ３０１、センサ３０２、およびセンサ３０３は、一例として光学センサであり、それぞれ発光部と受光部とを備えている。センサ３０１およびセンサ３０２は、リターンコンベア部１８中を搬送されるワークを検出し、センサ３０３は、加熱室コンベア部２０中を搬送されるワークを検出する。

図２（Ａ）を用いて、加熱室コンベア部２０を説明する。加熱室コンベア部２０は、回転自在に支持されたスプロケットホイール２０６，２０４を備える。スプロケットホイール２０６およびスプロケットホイール２０４には、２本のチェーン２０１が架けられる。チェーン２０１には、複数のトレイ２０２が一定のピッチで取り付けられる。トレイ２０２は、複数のワーク２６が置かれる底板と、この底板の幅方向の両端から直角に立ち上がるように形成されたガイド板を有しており、断面視コ字状を呈する。トレイ２０２の素材として、本実施形態ではステンレスを用いている。また、トレイ２０２のガイド板を、曲げ加工によって形成している。

スプロケットホイール２０６は、モータ２０８に接続される。モータ２０８は、熱処理装置５０の動作を統括的に制御する制御部７０に接続される。モータ２０８は、制御部７０からの信号に基づいて回転し、スプロケットホイール２０６を図中の時計回りに回転させる。

図２（Ｂ）を用いて、リターンコンベア部１８を説明する。リターンコンベア部１８の基本構成は、上述の加熱室コンベア部２０と同一である。本実施形態では、リターンコンベア部１８は、加熱室コンベア部２０と同一高さの位置に設けられる。リターンコンベア部１８は、回転自在に支持されたスプロケットホイール１８６，１８４を備える。スプロケットホイール１８６およびスプロケットホイール１８４には、２本のチェーン１８１が架けられる。チェーン１８１には、複数のトレイ１８２が一定のピッチで取り付けられる。トレイ１８２は、複数のワーク２６が置かれる底板と、この底板の幅方向の両端から直角に立ち上がるように形成されたガイド板を有しており、断面視コ字状を呈する。スプロケットホイール１８６は、正逆両方向に回転可能なモータ１８８に接続される。モータ１８８は、上述の制御部７０からの信号に基づいて正方向または逆方向に回転する。

続いて、図３を用いて、熱処理部１０を説明する。本実施形態では、熱処理部１０として、熱風循環式の加熱装置が用いられる。熱処理部１０は、ヒータ１２、ファン１４、およびモータ１６を備える。ヒータ１２は、熱処理部１０内の気体を熱するものであり、この実施形態ではシースヒータを使用している。ファン１４は、モータ１６によって回転駆動されており、ヒータ１２で熱せられた気体を吸引するとともに、吸引した気体を風洞１５に吹き付ける。この結果、熱風が熱処理部１０内を循環し、この熱風がダウンフローで加熱室コンベア部２０中のワーク２６に吹き付けられる。なお、本実施形態では、ファン１４としてシロッコファンを用いている。

図４は、熱処理装置５０の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御部７０は、センサ３０１，３０２，３０３に接続されており、これらのセンサ３０１，３０２，３０３の検出結果が入力される。また、制御部７０は、熱処理部１０、モータ２０８、およびモータ１８８に接続されており、熱処理部１０、モータ２０８、およびモータ１８８の動作をそれぞれ制御する。さらに、制御部７０は、プッシャ移動機構７２に接続されている。プッシャ移動機構７２は、制御部７０からの信号に基づいて、プッシャ１２１，１２２，１２３をそれぞれ移動させるように構成される。

再び図１を用いて、熱処理装置５０の動作を説明する。ワーク投入部１４と同一直線上になる位置に搬送された１０個のワーク２６が、プッシャ１２１によってトレイ２０２上に導かれる。トレイ２０２上に置かれたワーク２６は、タクト搬送によって熱処理部１０へと案内される。熱処理部１０で必要な熱処理が行なわれたワーク２６は、リターンコンベア部１８への乗り移りポイントまでさらにタクト搬送される。制御部７０は、センサ３０３によってワーク２６が検出された後、１タクト分の搬送がされた時にワーク２６が乗り移りポイントに到着したと判断する。

ワーク２６が乗り移りポイントに到達すると、プッシャ１２３がワーク２６をリターンコンベア部１８へと送り出す。このとき、ワーク２６は、中継部材２２の上を通ってリターンコンベア部１８のトレイ１８２に案内される。

リターンコンベア部１８に移ったワーク２６は、タクト搬送、または、連続搬送によってワーク排出部１６と同一直線上に位置する排出ポイントまで案内される。排出ポイントに到達したワーク２６は、プッシャ１２２によって熱処理装置５０の外部に排出される。外部に排出されたワーク２６は、後続の工程に移される。なお、制御部７０は、センサ３０１によってワーク２６が検出された後、１タクト分の搬送がされた時にワーク２６が排出ポイントに到着したと判断する。

上述のように、熱処理装置５０では、熱処理部１０で熱処理されたワーク２６が、リターンコンベア部１８を経由して後続の工程へと送られる。このため、熱処理部１０から出したワーク２６を、リターンコンベア部１８にストックしておくことが可能になる。つまり、リターンコンベア部１８はバッファとして機能する。このとき、リターンコンベア部１８は、タクト搬送および連続搬送の両方の搬送が可能であるため、後続の工程の状態に応じて、適切なタイミングでワーク２６を後続の工程に送り出すことができる。例えば、後続の工程が停止している場合には、タクト搬送によって、ワーク２６を１タクトずつ搬送し、熱処理されたワーク２６を順次収容すると良い。そして、後続の工程の始動時にワーク排出ポイントの前段に空いたトレイ１８２が存在する場合には、ワーク２６を積んだトレイ１８２を排出ポイントまで一気に連続搬送すると良い。また、後続の工程が通常どおり稼働している場合において、ワーク排出ポイントの前段に空いたトレイ１８２が存在する場合には、連続搬送によってワーク２６を積んだトレイ１８２を排出ポイントまで一気に送ることも可能である。ただし、上述の連続搬送は、第２のプッシャ１２３が停止している期間に行なう必要がある。

なお、この発明において、リターンコンベア部１８を筐体６０によって覆うことは必須ではない。ただし、リターンコンベア部１８を筐体６０で覆うことにより、ワーク２６の保管状態を向上させることができるため、リターンコンベア部１８を筐体６０で覆うことが好ましいと言える。

また、連続搬送した後において、後続のワーク２６が加熱室コンベア部２０からリターンコンベア部１８に導入される場合には、リターンコンベア部１８を逆回転させることができる。このとき、制御部７０は、ワーク２６を乗せたトレイ１８２がセンサ３０２に検出されるまで、モータ１８８を逆回転させると良い。この結果、リターンコンベア部１８において、ワーク２６を乗せたトレイ１８２の間にワークを乗せていない空いたトレイ１８２が入り込まなくなり、保管状態のワーク２６の管理が行ない易くなる。

続いて、図５（Ａ）〜図５（Ｅ）を用いて、トレイ１８２，２０２の構成の変形例を説明する。これから説明するトレイ１８２，２０２の構成の変形例は、熱処理部１０における熱風の循環性を高めることを意図したものである。

図５（Ａ）は、トレイ１８２，２０２の底板に複数の孔を設けた例を示す。孔は、トレイ１８２，２０２の底板に、ワーク２６の停止位置と半ピッチずれるように形成される。この構成により、ワーク２６に吹き付けられた熱風が底板の孔を通過するようになる。なお、底板の孔は、打ち抜き加工によって形成することができる。

図５（Ａ）はワーク２６が中実部材であることを想定したものであるが、中空部材のワーク２６１に対して処理をする場合には、図５（Ｂ）に示す構成を用いても良い。図５（Ｂ）は、底板に形成される孔を、ワーク２６１の停止位置と同一ピッチにて配列している。この場合、ワーク２６１の中空部および孔をそれぞれ熱風が通過する。

なお、図５（Ａ）および図５（Ｂ）では、四角形の孔を形成する例を示したが、図５（Ｃ）に示すように、三角形や円形など他の形状を呈する孔を形成しても良い。また、図５（Ｄ）に示すように、底板に多数の孔を設けても良く、図５（Ｅ）に示すように底板を網目状に形成しても良い。

加熱室コンベア部２０側のトレイ２０２の構成として、図５（Ａ）〜図５（Ｅ）のいずれかの構成を採ると、トレイに設けた孔を熱風が通るため、トレイの底面によって熱風の流れが妨げられることがない。この結果、熱処理部１０における熱効率が高められる。

さらに、リターンコンベア部１８側のトレイ１８２の構成として、図５（Ａ）〜図５（Ｅ）のいずれかの構成を採ると、リターンコンベア部１８上で保管されているワーク２６の冷却効果を高めることが可能になる。

また、図５（Ａ）〜図５（Ｅ）のいずれかの構成を採ると、トレイ１８２，２０２が軽量化するため、トレイ１８２，２０２を移動させる際の負荷、およびトレイ２０２を加熱する際の熱負荷が軽減する。この結果、トレイ１８２，２０２を移動させ、トレイ２０２を加熱するために必要な電力が、孔を形成しない場合に比較して、少なくて済む。

図６を用いて、第２の実施形態における熱処理装置５０１を説明する。熱処理装置５０１の基本構成は第１の実施形態の熱処理装置５０と同様である。このため、第１の実施形態と共通の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。第２の実施形態のポイントは、トレイ２０２，１８２に代えて、それぞれトレイ２０３，１８３を用いていることである。

第１の実施形態におけるトレイ２０２，１８２は、ワークをガイドするガイド板が互いに平行に設けられていた。これに対して、第２の実施形態におけるトレイ２０３，１８３では、ガイド板の間隔がワークのスライド方向に進むにしたがって狭くなるように、トレイ２０３，１８３に構成される。

ガイド板の間隔をテーパー状にするのは、トレイ２０３，１８３におけるワーク導入側を導出側よりも幅広にしても、ガイド板のガイド機能が低下しないためである。ワーク導入側を導出側よりも幅広することにより、搬送停止時にトレイの停止位置にズレが生じた場合であっても、ワーク２６をトレイ２０３，１８３に導入する作業に支障を来しにくくなる。このため、熱に起因するチェーン２０１，１８１の伸びによってトレイの停止位置がズレた場合でも、ワークの搬送に支障を来しにくい。この結果、装置内におけるワーク２６の搬送不良が発生することを抑えることが可能になる。

図７を用いて、第３の実施形態に係る熱処理装置５０２を説明する。熱処理装置５０２の基本構成は第１の実施形態の熱処理装置５０と同様である。このため、第１の実施形態と共通の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。第３の実施形態のポイントは、トレイ２０２，１８２に代えて、それぞれトレイ２０４，１８４を用いていることである。トレイ２０４，１８４の底板に孔を設けるとともに、ガイド板の間隔をテーパー状にしている。なお、トレイの底板に孔を設ける点は第１の実施形態で説明し、ガイド板の間隔をテーパー状にする点は第２の実施形態で説明したので、ここでは、それぞれの説明を省略する。第３の実施形態によれば、熱処理部１０における熱効率を高めるとともに、搬送不良の発生を適切に防止することが可能になる。

上述の第１〜第３の実施形態において、制御部７０にて、ワーク２６の投入数とワーク２６の排出数を検出することによって、熱処理装置５０，５０１，５０２内のワーク２６の残数を算出するようにしても良い。また、制御部７０において、前進タクト数、後退タクト数、および通過トレイ数をモニタしておくことにより、熱処理装置５０，５０１，５０２内のワーク位置を把握することも可能である。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す図である。 熱処理部の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示すブロック図である。 トレイの構成の変形例を示す図である。 第２の実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１０−熱処理部
１４−ワーク投入部
１６−ワーク排出部
１８−リターンコンベア部
２０−加熱室コンベア部
５０−熱処理装置

Claims (3)

1. ワーク投入部からワーク排出部までの搬送経路中を順次搬送される複数のワークに対し連続的に熱処理を行なう連続熱処理装置であって、
   前記搬送経路の上流部を構成するとともに、ワークが置かれるトレイが複数取り付けられ、かつ、あらかじめ設定されたタクト時間でワークをタクト搬送する第１のコンベア部と、
   前記搬送経路の下流部を構成するとともに、ワークが置かれるトレイが複数取り付けられ、かつ、第１のコンベア部に対し平面視平行に配置された第２のコンベア部と、
   第１のコンベア部によって搬送されるワークに対して熱処理を行なう熱処理部と、
   前記ワーク投入部を介して第１のコンベア部のトレイ上にワークをスライドさせる第１のスライド機構と、
   熱処理部を通過したワークを第１のコンベア部のトレイから第２のコンベア部のトレイへとスライドさせる第２のスライド機構と、
   を備えており、
   第２のコンベア部が、前記タクト搬送、または、前記第２のスライド機構が停止している間にワークを連続的にワーク排出部まで搬送する連続搬送のいずれかを選択的に行なうように構成された連続熱処理装置。
2. 前記トレイは、ワークが置かれる長板状の底板と、前記底板の幅方向の両端部に設けられるとともに前記底板の上を長さ方向にスライドするワークを両側からガイドするガイド板と、を備えており、
   前記ワークのスライド方向に向かって前記ガイド板の間隔が狭くなるように、前記ガイド板が形成された請求項１に記載の連続熱処理装置。
3. 前記熱処理部は、第１のコンベア部によって搬送されるワークに対して熱風を吹き付ける熱風循環式の熱処理を行なうように構成されており、
   前記トレイは、ワークが置かれる長板状の底板と、前記底板の幅方向の両端部に設けられるとともに前記底板の上を長さ方向にスライドするワークを両側からガイドするガイド板と、を備えており、前記底板に複数の孔が形成された請求項１または２に記載の連続熱処理装置。

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