JP2008038221A - 油冷式真空熱処理炉の搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱室の炉体下部にある昇降装置をなくし、加熱室の炉内の熱が昇降装置を伝わり外部へ熱が逃げることをなくし、かつ冷却室内炉内搬送装置から切り離した昇降台が下降した際、昇降台のガイドローラが油槽内に浸漬しない構造にして、ガイドローラの軸受部の損傷や動作不良を起こすことのない真空熱処理炉の搬送装置を提供。
【解決手段】炉外と冷却室 2の間及び冷却室 2と加熱室 1との間の被処理物ｗ搬出入は搬送装置の先端フォーク33のみで搬出入するようにし、油没時は第２エレベータ24に支持された炉内搬送装置30から第１エレベータ 5のワーク受け 7に移載し、ワーク受け 7上の被処理物ｗ2 を油槽 6内に油没するとき、第１エレベータガイド部35は油没しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、それぞれ真空に密封された、熱処理を行う加熱室及び加熱室に並んで配置された油槽のある冷却室を有する油冷式真空熱処理炉の搬送装置に関する。

従来の真空熱処理炉の搬送装置に関する技術としては例えば特許文献１には、それぞれ真空に密封された、油槽のある冷却室及び冷却室に並んで配置された加熱室を有する真空熱処理炉において、冷却室入口に入口扉、冷却室と加熱室との間に中間扉が設けられ、冷却室には炉頂に固定された油圧シリンダのロッドに上下移動可能に支持されたエレベータ、被処理物移動台車及び加熱室下部に昇降装置を設け、冷却室と加熱室で被処理物を移動台車から設置台に乗換え可能にされたものが開示され、搬送台車から加熱室の炉床に被処理物を載置する際、炉体下部にある昇降装置の上昇動作により台車から被処理物を分離するようにされている。特許文献２には、同様に気体冷式冷却室に並んで配置された加熱室を有する真空熱処理炉において、加熱室下部に昇降装置を設け、冷却室下部に昇降装置を有するものが開示されている。特許文献３には、油冷式冷却室に並んで配置された加熱室を有する真空熱処理炉において、油冷却時の冷却室リフトについて記載されているが、加熱室内に必要な被処理物の昇降装置の記載がない。
実公昭61-23000号公報 特開平8-319512号公報 特開2001−241864号公報

特許文献１、２は真空熱処理炉に適用するものであるが、搬送台車から加熱室の炉床に被処理物を載置する際、炉体下部にある昇降装置の上昇動作により台車から被処理物を分離する方法である。加熱室下部に昇降装置を設けると、加熱室は高真空に加え、約1000°Ｃの高温であるため、昇降装置の炉体との真空シールの信頼性が課題となることと、炉内の熱が昇降装置を伝わり外部へ熱が逃げる熱ロスが発生する課題もある。また、特許文献１、２では、真空熱処理炉への被処理物搬出入は炉内搬送装置と別の炉外にある装置で行うので、被処理物の昇降装置は炉外からの搬出入装置とは別に冷却室エレベータ、および加熱室にいずれも昇降装置が必要になりコスト面から有利でない。

従来の油焼入れ方式の真空熱処理炉では、特許文献１に記載する従来例の、搬送台車と台車のレールごと油槽内に浸漬させる方法か、特許文献３に記載するような冷却室内の搬送装置ごと油槽内に浸漬させる構造である。このような構造では被処理物を移送するためのチェーン、ローラといった搬送装置を構成する部品が冷却油に漬かるため、冷却油に含有するごみ。スケール、切屑などにより故障が起きる要因となるといった課題があった。特許文献１ではこの課題を解決するため、搬送台車と油槽内の昇降台を別物にした構造が記載されているが、昇降台のガイドローラは昇降台が下降した際、油槽内に浸漬する構造になっている。経験上、ガイドローラの軸受部（転がり、すべり軸受問わず）が油に浸漬した場合、微細な異物が侵入し軸受部の損傷や動作不良を起こすことが知られている。また特許文献１に記載する搬送台車はコ字型構造であり、そのため冷却室昇降台の支持杆とフォークはかなり高さが長いことを必要とし、被処理物が油槽内に浸漬されたとき被処理物下部より支持杆とフォークまでの油が必要である。すなわち焼入れに必要な油量に対して過大な油量を必要とした。さらに特許文献１に記載する冷却室内のエレベータ機構は、その動作内容から上昇位置、中間位置、下降位置の３ポジションが必要と考えられるが、それについての記載は特になく、かなり複雑な機構になるか位置決め精度がラフになることが推定される。

本発明の課題は、真空熱処理炉の炉外と冷却室との間及び冷却室と加熱室との間の被処理物搬出入を炉内搬送装置で行い、加熱室の炉体下部にある昇降装置をなくし、加熱室の高真空・高温の真空シールの信頼性を高め、加熱室の炉内の熱が昇降装置を伝わり外部へ熱が逃げることをなくし、かつ冷却室内炉内搬送装置から切り離した昇降台が下降した際、昇降台のガイドローラが油槽内に浸漬しない構造にして、ガイドローラの軸受部の損傷や動作不良を起こすことのない真空熱処理炉の搬送装置を提供することにある。

このため本発明は、それぞれに真空に密閉された、熱処理を行う加熱室および加熱室に並んで配置され加熱後油冷却する油槽のある冷却室とを有する真空熱処理炉において、
前記冷却室入口に入口扉、冷却室と加熱室との間に中間扉が設けられ、前記冷却室天井に固定された昇降駆動装置で上下移動可能に支持され前記油槽内に被処理物を油没可能にした第１エレベータと、冷却室床に固定された昇降シリンダで上下移動可能に支持する第２エレベータと、第２エレベータに支持されかつ前記第１エレベータの両側に隙間をもって配置された炉内搬送装置とを有し、
前記炉内搬送装置は前記第２エレベータ上に固定された、各一対の、固定部、固定部に水平方向に移動可能に支持された中間フォーク、中間フォークに水平方向に移動可能に支持され被処理物積載部をもつ先端フォークを有し、
前記先端フォークの被処理物積載部は、入口扉の外にある被処理物位置、冷却室及び加熱室のそれぞれの被処理物位置の間を往復動ができ、炉外と冷却室との間及び冷却室と加熱室との間の被処理物搬出入は搬送装置の先端フォークのみで搬出入するようにし、
油没時は前記第２エレベータに支持された炉内搬送装置の一対の先端フォークの被処理物積載部上の被処理物を、前記第２エレベータが僅かに下降することで前記先端フォークの被処理物積載部上から前記第１エレベータのワーク受けに移載し、前記炉内搬送装置を後退させた後前記第１エレベータのワーク受け上の被処理物を前記油槽内に油没するようにし、第１エレベータガイド部は油没しないようにし、
被処理物を載置する加熱室の炉床を断熱材内部に固定したことを特徴とする油冷式真空熱処理炉の搬送装置によって上述した本発明の課題を解決した。

本発明は真空熱処理炉において、炉内搬送装置は入口扉の外にある被処理物位置と冷却室と加熱室および油冷却時の退避位置のそれぞれの位置に往復動ができる構造となり、かつ炉内搬送装置に昇降機構を付属したので、炉外の被処理物搬出入装置が不要になり、加熱室の昇降装置が不要となり、加熱室の昇降装置の摺動部の真空シール装置が不要になり、また炉内搬送装置の昇降機構は炉内真空度が加熱室より低真空でかつ炉内温度が加熱室よりはるかに低い冷却室側に付属し、熱ロスの回避による信頼性の向上とエネルギーロスの改善、コスト低減が図れた。かつ冷却室内の第１エレベータガイド部は下降端に到達しても油に浸漬しない構造としたので、ガイドローラの軸受部の損傷や動作不良を起こすことのない真空熱処理炉の搬送装置を提供するものとなった。

好ましくは、冷却室内の第１エレベータ及び第１エレベータのワーク受けの高さを低くし必要最小限にしたことにより、油槽内の過大な冷却油量の必要がなくなった。

本発明の実施形態の真空熱処理炉の搬送装置を、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の真空熱処理炉の搬送装置の概略側面ブロック図、図２は図１のＡ−Ａ要部概略断面図で、第２エレベータは２位置のうちの上昇端位置にあり、図３は図１のＢ−Ｂ要部概略断面図、図４は図１のＣ−Ｃ要部概略断面図で、（ａ）は冷却室第１エレベータは２位置のうちの上昇端にある位置で示し、このとき、第２エレベータは下降端位置にあり、（ｂ）は冷却室第１エレベータが下降端にある位置で示す。図５は図１の真空熱処理炉の搬送装置の作動を示す説明図、図６は図１の炉内搬送装置の作動を示す説明図である。

図１に示すように、本発明の実施形態の真空熱処理炉の搬送装置は、それぞれ真空に密封された、熱処理を行う加熱室 1及び加熱室 1に並んで配置され熱処理後油冷却する油槽 6のある冷却室 2と、を有する真空熱処理炉において、冷却室 2入口に図示しない駆動手段により上下に開閉する入口扉20、冷却室 2と加熱室 1との間に図示しない駆動手段で上下する中間扉10が設けられ、それぞれ外部と冷却室 2、冷却室 2と加熱室 1との間を真空に密封遮蔽する。冷却室天井 3に固定された昇降駆動装置 4で上下移動可能に支持され油槽 6内に被処理物を油没可能にした第１エレベータ 5と、冷却室床21に固定された昇降シリンダ22のロッド23で上下移動可能に支持する第２エレベータ24と、第２エレベータ24に支持されかつ第１エレベータ 5の両側に隙間をもって配置された炉内搬送装置30とを有する。第２エレベータ24のためのガイドは図示していない。図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、第２エレベータ24に支持された炉内搬送装置30は、本例では三段テレスコープ形構造で、第２エレベータ24上に固定された、各一対の、固定部31、固定部31に水平方向に移動可能に支持された中間フォーク32、中間フォーク32に水平方向に移動可能に支持され被処理物積載部17をもつ先端フォーク33からなる。炉内搬送装置30は、図１のＢ−Ｂ断面図である図３に示すように、炉外の炉内搬送装置駆動装置 8から自在継手 9で連結され炉内搬送装置30へ伝達される。先端フォーク33の被処理物積載部17は、入口扉20の外にある被処理物位置ｗ1 、冷却室 2及び加熱室 1のそれぞれの被処理物位置ｗ2 、ｗ3 の間を往復動ができ、炉外と冷却室 2との間及び冷却室 2と加熱室 1との間の被処理物搬出入は搬送装置の先端フォーク33のみで搬出入するようにし、油没時は第２エレベータ24に支持された炉内搬送装置30の一対の先端フォーク33の被処理物積載部17上の被処理物ｗ2 を、第２エレベータ24が僅かに下降することで先端フォーク33の被処理物積載部17上から、図４（ａ）に示す冷却室第１エレベータが上昇端にある位置の第１エレベータ 5のワーク受け 7に移載し、炉内搬送装置30を後退させた後第１エレベータ5 のワーク受け 7上の被処理物ｗ2 を図４（ｂ）に示すように油槽 6内に油没するようにし、
図４（ｂ）に示す、冷却室 2の第１エレベータ 5が下降端にある位置においても、第１エレベータガイド部35は油没しないようにし、
加熱室 1は断熱材13で囲われ断熱材13は図示しない断熱枠で支えられ図示しない加熱用の熱源が設けられている。被処理物ｗを載置する加熱室 1のセラミックス材質等の炉床11を断熱材13内部に図示しない断熱枠下部に固定した。第２エレベータ24は被処理物ｗを載置した炉内搬送装置30をわずかに上昇下降するのみである。

図５は図１の真空熱処理炉内の被処理物移動を示す説明図で、
（ａ）では炉外の入口扉20の外にある被処理物位置ｗ1 に被処理物ｗ1 が図示しない受け台に載置された状態にある。
（ｂ）では入口扉20を開き炉内搬送装置30が被処理物ｗ1 を搬入に行く状態にあり、第２エレベータ24は下降状態で炉内搬送装置30の先端フォーク33を被処理物ｗ1 の下面に挿入した状態にあり、このあと、第２エレベータ24で先端フォーク33の被処理物積載部17上で被処理物ｗ1 をリフトし上昇状態で冷却室 2へ搬入する。
（ｃ）では冷却室 2に被処理物ｗ2 が搬入され入口扉20を閉め冷却室 2は排気状態。
（ｄ）では中間扉10を開き被処理物ｗ3 を加熱室 1へ搬入した状態。第２エレベータ24は上昇状態で炉内搬送装置30の先端フォーク33の被処理物積載部17上で被処理物ｗ3 を積載して加熱室 1へ搬入し、被処理物加熱室位置ｗ3 で第２エレベータ24は下降し炉床11上に被処理物ｗ3 を置く。
（ｅ）では中間扉10を閉め被処理物ｗ3 を加熱している状態。
（ｆ）では加熱が完了し搬送装置30が被処理物ｗ3 を取りに行く状態。第２エレベータ24は下降状態で先端フォーク33を加熱室位置被処理物ｗ3 の下面に挿入し、そのあと上昇し被処理物ｗ3 をリフトし冷却室 2へ搬出する。
（ｇ）では被処理物ｗ2 が冷却室位置にあり、第２エレベータ24に支持された炉内搬送装置30の一対の先端フォーク33の被処理物積載部17上の被処理物ｗ2 を、第２エレベータ24が僅かに下降することで先端フォーク33の被処理物積載部17上から、図４（ａ）に示す冷却室第１エレベータが上昇端にある位置の第１エレベータ 5のワーク受け 7に移載した状態。
（ｈ）では油没前で、炉内搬送装置30を入口扉側に退避位置まで後退させた状態。本状態で第１エレベータ5 は下降可能になる
（ｉ）第１エレベータ5 が下降し、ワーク受け 7上の被処理物ｗ2 を油槽 6内に油没した状態。
（ｊ）被処理物ｗ2 の冷却が完了し、第１エレベータ5 で被処理物ｗ2 を油槽 6から（ｈ）の位置まで引き上げた状態。
（ｋ）第２エレベータ24に支持された炉内搬送装置30を被処理物ｗ2 の下まで前進させ、その後で第２エレベータ24を上昇させ、（ｊ）の状態の第１エレベータ5 のワーク受け 7上の被処理物ｗ2 を、第２エレベータ24に支持された一対の先端フォーク33の被処理物積載部17上にリフトした状態。
（ｌ）では冷却が完了し入口扉20を開き炉内搬送装置30が被処理物ｗ2 を炉外へ搬出した状態。その後で、第２エレベータ24は上昇位置から被処理物炉外位置ｗ1 で下降し炉外の図示しない被処理物受け台に置く。

図６は図１の炉内搬送装置の作動を示す説明図で、
（ａ）では三段テレスコープ形構造の炉内搬送装置30が、原位置（図５（ａ）、（ｃ）、（ｇ）、（ｋ）の位置）にある状態を示し、図示しない第２エレベータ上に固定された固定部31、固定部31に水平方向に移動可能に支持された中間フォーク32、中間フォーク32に水平方向に移動可能に支持された被処理物を積載可能な先端フォーク33が折りたたまれた状態にある。85、85bはチェイン、86、87はスプロケット、88、90は固定部31に固定したチェイン85、85b端部を止める支柱、89は中間フォーク32に固定したチェイン85端部を止める支柱、91は先端フォーク33に固定したチェイン 85b端部を止める支柱である。炉外の２個の駆動装置からの図示しない２個の連結装置がそれぞれスプロケット86、87を駆動する。原位置からの前進、後退にいずれかのチェイン85、85bが引っ張り側で力を伝達するよう、相互に補完しあう。スプロケット86、87の各軸は中間フォーク32に図示しない連結部で連結されている。チェイン85の１端部は支柱90で固定部31に連結され他端部は支柱89で先端フォーク33に連結されている。チェイン85b の１端部は支柱88で固定部31に連結され他端部は支柱91で先端フォーク33に連結されている。
（ｂ）では炉内搬送装置30が、炉外搬出入位置（図５（ｂ）の位置）にある状態を示し、スプロケット86が回転され、チェイン85が引っ張られ、中間フォーク32、先端フォーク33が後退した状態にある。
（ｃ）では加熱室 1へ被処理物ｗ3 を搬入した、加熱室搬出入位置（図５（ｄ）の位置）にある状態を示し、スプロケット87が回転され、チェイン85b が引っ張られ、中間フォーク32、先端フォーク33が前進した状態にある。
（ｄ）では炉内搬送装置30が焼入待避位置（図５（ｅ）の位置）にある状態を示す。

本発明の実施形態の真空熱処理炉の搬送装置により、炉内搬送装置は入口扉の外にある被処理物位置と冷却室と加熱室および油冷却時の退避位置のそれぞれの位置に往復動ができる構造となり、かつ炉内搬送装置に昇降機構を付属したので、炉外の被処理物搬出入装置が不要になり、加熱室の昇降装置が不要となり、加熱室の昇降装置の摺動部の真空シール装置が不要になり、また炉内搬送装置の昇降機構は炉内真空度が加熱室より低真空でかつ炉内温度が加熱室よりはるかに低い冷却室側に付属し、熱ロスの回避による信頼性の向上とエネルギーロスの改善、コスト低減が図れた。かつ冷却室内の第１エレベータガイド部は下降端に到達しても油に浸漬しない構造としたので、ガイドローラの軸受部の損傷や動作不良を起こすことのない真空熱処理炉の搬送装置を提供するものとなった。

好ましくは、冷却室内の第１エレベータ及び第１エレベータのワーク受けの高さを低くし必要最小限にしたことにより、油槽内の過大な冷却油量の必要がなくなった。

本発明の実施形態の真空熱処理炉の搬送装置の概略側面ブロック図。 図１のＡ−Ａ要部概略断面図で、第２エレベータは２位置のうちの上昇端位置にある。 図１のＢ−Ｂ要部概略断面図。 図１のＣ−Ｃ要部概略断面図で、（ａ）は冷却室第１エレベータは２位置のうちの上昇端にある位置で示し、このとき、第２エレベータは下降端位置にあり、（ｂ）は冷却室第１エレベータが下降端にある位置で示す。 図１の真空熱処理炉の搬送装置の作動を示す説明図である。 図１の炉内搬送装置の作動を示す説明図である。

符号の説明

１：加熱室熱処理炉、２：冷却室、 5：第１エレベータ、 6：油槽、 7：ワーク受け
10：中間扉、11：炉床、13：断熱材、17：被処理物積載部、20：入口扉
21：冷却室床、22：昇降シリンダ、23：ロッド、24：第２エレベータ
30：炉内搬送装置、31：固定部、32：中間フォーク、33：先端フォーク
35：第１エレベータガイド部
ｗ1 ：入口扉の外にある被処理物位置、ｗ2 ：冷却室にある被処理物位置
ｗ3 ：加熱室にある被処理物位置

Claims (2)

1. それぞれに真空に密閉された、熱処理を行う加熱室および加熱室に並んで配置され加熱後油冷却する油槽のある冷却室とを有する真空熱処理炉において、
   前記冷却室入口に入口扉、冷却室と加熱室との間に中間扉が設けられ、前記冷却室天井に固定された昇降駆動装置で上下移動可能に支持され前記油槽内に被処理物を油没可能にした第１エレベータと、冷却室床に固定された昇降シリンダで上下移動可能に支持する第２エレベータと、第２エレベータに支持されかつ前記第１エレベータの両側に隙間をもって配置された炉内搬送装置とを有し、
   前記炉内搬送装置は前記第２エレベータ上に固定された、各一対の、固定部、固定部に水平方向に移動可能に支持された中間フォーク、中間フォークに水平方向に移動可能に支持され被処理物積載部をもつ先端フォークを有し、
   前記先端フォークの被処理物積載部は、入口扉の外にある被処理物位置、冷却室及び加熱室のそれぞれの被処理物位置の間を往復動ができ、炉外と冷却室との間及び冷却室と加熱室との間の被処理物搬出入は搬送装置の先端フォークのみで搬出入するようにし、
   油没時は前記第２エレベータに支持された炉内搬送装置の一対の先端フォークの被処理物積載部上の被処理物を、前記第２エレベータが僅かに下降することで前記先端フォークの被処理物積載部上から前記第１エレベータのワーク受けに移載し、前記炉内搬送装置を後退させた後前記第１エレベータのワーク受け上の被処理物を前記油槽内に油没するようにし、第１エレベータガイド部は油没しないようにし、
   被処理物を載置する加熱室の炉床を断熱材内部に固定したことを特徴とする油冷式真空熱処理炉の搬送装置。
2. 前記第１エレベータ及び第１エレベータのワーク受けの高さを低くしたことを特徴とする請求項１記載の油冷式真空熱処理炉の搬送装置。
   

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