JP2014034689A - Heating device for hardening steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼入が施される鋼板をワークとして、焼入温度まで加熱する処理を行うのに適した鋼板焼入用加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a steel plate quenching heating apparatus suitable for performing a process of heating to a quenching temperature using a steel plate to be quenched as a workpiece.
最近、自動車等の車両の軽量化を図るために、車両の各部に用いる鋼板として高炭素鋼からなる薄鋼板を用いて、該薄鋼板に熱間プレスを施すことにより強度を確保することが行われるようになっている。素材鋼板に熱間プレスを施す際には、素材鋼板を850℃ないし950℃程度の焼入温度まで加熱した後、プレス加工を行うと同時に急冷して焼入を行う。 Recently, in order to reduce the weight of a vehicle such as an automobile, it has been practiced to use a thin steel plate made of high carbon steel as a steel plate used for each part of the vehicle and to ensure the strength by hot pressing the thin steel plate. It has come to be. When hot-pressing a raw steel plate, the raw steel plate is heated to a quenching temperature of about 850 ° C. to 950 ° C. and then quenched and quenched at the same time as pressing.
熱間プレスを行うためには、特許文献1に示されているように、鋼板を焼入温度まで加熱する鋼板焼入用加熱装置をプレス加工機の直前に配置しておく必要がある。この種の目的で用いる加熱装置は、特許文献2に示されているように、板状のワークがその板面を上下方向に向けた状態で水平方向に沿って搬入・搬出される加熱室を備えていて、該加熱室の内部でワークを加熱するように構成される。加熱室内には、搬入されたワークを載せて支持するワーク支持装置が設けられ、このワーク支持装置により支持されたワークが、上下から電気ヒータにより加熱される。 In order to perform hot pressing, as shown in Patent Document 1, it is necessary to dispose a steel plate quenching heating device that heats the steel plate to the quenching temperature immediately before the press machine. As shown in Patent Document 2, a heating device used for this type of purpose includes a heating chamber that is loaded and unloaded along a horizontal direction with a plate-shaped workpiece oriented in the vertical direction. And configured to heat the workpiece inside the heating chamber. In the heating chamber, there is provided a work support device for placing and supporting the loaded work, and the work supported by the work support device is heated from above and below by an electric heater.
従来の加熱装置に設けられていたワーク支持装置は、図8に示すように、ワークWの搬入・搬出方向に沿って伸びるように形成されて相互間に間隔を隔てた状態で平行に並べて配置された複数のワーク支持部材1,1,…を備えていて、図示しない搬送装置のフォーク(ハンド)の上に載せられて加熱室内に搬入されたワークWを、複数のワーク支持部材1,1,…の上に載せた状態で支持するように構成されている。 As shown in FIG. 8, the work support device provided in the conventional heating device is formed so as to extend along the loading / unloading direction of the workpiece W, and arranged in parallel with a space between each other. The plurality of workpiece support members 1, 1,... Are mounted on a fork (hand) of a transfer device (not shown) and loaded into the heating chamber. ,... Are configured to be supported on the surface.
室温(約25℃)にあるワークWが高温状態(例えば850℃以上)にある加熱室内に搬入されてワーク支持部材1,1,…の上に載せられると、ワーク支持部材1,1,…からワークWに熱が直接伝達される上に、ワーク支持部材1,1,…から放射された熱が低温のワークWに吸収され、またワーク支持部材1,1,…とワークWとの間の温度差により両者間に生じる対流により、ワーク支持部材1,1,…からワークWへと熱が運ばれるため、ワーク支持部材の上部の温度が低下する。そのため、ワーク支持部材1,1,…の上部が収縮して、ワーク支持部材に撓みが生じ、ワーク支持部材1,1,…は、図9に示されているように、下方に凸な形に湾曲する。連続生産を行うために、加熱室内にワークが繰り返し投入されると、やがてワーク支持部材1,1,…が塑性変形して元の形状に戻ることができなくなるだけでなく、その変形量が増大する。 When the workpiece W at room temperature (about 25 ° C.) is carried into a heating chamber in a high temperature state (for example, 850 ° C. or higher) and placed on the workpiece support members 1, 1,. The heat is directly transferred from the work support member 1, 1,... To the work W, and the heat radiated from the work support member 1, 1,. Due to the convection between the two due to the temperature difference, heat is transferred from the workpiece support members 1, 1,... To the workpiece W, so that the temperature of the upper portion of the workpiece support member decreases. Therefore, the upper parts of the work support members 1, 1,... Are contracted to cause the work support members to bend, and the work support members 1, 1,. To curve. When a workpiece is repeatedly put into the heating chamber for continuous production, the workpiece support members 1, 1,... Will not be able to return to their original shape due to plastic deformation, and the amount of deformation will increase. To do.
一方、ワーク(鋼板)Wは、加熱されることにより弾性係数及び降伏応力(又は0.2%耐力)が低下して、加熱前よりも変形し易くなるため、ワーク支持部材1,1,…が撓むと、それに合わせてワークWも撓むことになる。 On the other hand, since the workpiece (steel plate) W is heated, its elastic modulus and yield stress (or 0.2% proof stress) are reduced, and it becomes easier to deform than before heating, so that the workpiece support members 1, 1,. If this is the case, the workpiece W will bend accordingly.
このようにワークWが撓むと、加熱されたワークを搬送装置により搬出する際に、搬送装置のフォークがワークと干渉するようになる。またワークWが撓むと、搬送装置のフォークとワークとの接触面積が減少してワークの保持が不安定になるため、フォークがワークと干渉することと相俟って、搬送装置のハンドリング性が低下し、ワークの搬送に支障をきたすようになる。更に、搬送装置のフォークによるワークの保持が不安定になる結果、ワークを搬出する過程でワークの位置が正規の位置からずれることがあり、次工程で行うワークの加工に支障をきたすことがある。これらの問題は、生産性を向上させるために生産タクトタイムを短くした場合に特に顕著に生じる。 When the workpiece W is bent in this way, when the heated workpiece is carried out by the conveying device, the fork of the conveying device interferes with the workpiece. Also, if the workpiece W is bent, the contact area between the fork of the transfer device and the workpiece is reduced, and the holding of the workpiece becomes unstable. Therefore, the handling performance of the transfer device is reduced in combination with the interference of the fork with the workpiece. Decreases and hinders workpiece transfer. Furthermore, as a result of the unstable holding of the workpiece by the fork of the transfer device, the workpiece position may deviate from the normal position in the process of unloading the workpiece, which may hinder the workpiece machining performed in the next process. . These problems are particularly noticeable when the production tact time is shortened in order to improve productivity.
上記のように、従来の鋼板焼入用加熱装置においては、加熱室内に低温のワークが投入された際にワーク支持装置を構成する長尺のワーク支持部材に変形が生じ、使用に伴ってその変形量が増大して、加熱室からワークを搬出する搬送装置のハンドリング性を低下させたり、ワークを搬出する過程でワークの位置ずれを生じさせたりするようになるため、加熱装置の運転を止めて、ワーク支持部材の形状を矯正したり、ワーク支持部材を交換したりするメンテナンス作業を短い周期で行うことが必要になり、鋼板焼入用加熱装置の維持に要するコストが高くなるという問題があった。 As described above, in the conventional steel plate quenching heating apparatus, when a low-temperature work is put into the heating chamber, the long work support member constituting the work support apparatus is deformed, and with use, the The amount of deformation increases and the handling of the transfer device that unloads the workpiece from the heating chamber decreases, or the workpiece is displaced in the process of unloading the workpiece. Therefore, it is necessary to perform maintenance work for correcting the shape of the workpiece support member or replacing the workpiece support member at a short cycle, which increases the cost required for maintaining the heating apparatus for quenching the steel plate. there were.
本発明の目的は、ワーク(鋼板)の搬送方向に伸びるワーク支持部材を加熱室に設けて、このワーク支持部材により支持したワークをヒータにより加熱する鋼板焼入用加熱装置において、加熱室内に低温のワークを搬入した際にワーク支持部材の上部と下部との間に温度差が生じてワーク支持部材が撓むのを防ぐことにある。 An object of the present invention is to provide a heating apparatus for quenching a steel sheet in which a work supporting member extending in the conveying direction of a work (steel sheet) is provided in a heating chamber and the work supported by the work supporting member is heated by a heater. This is to prevent the workpiece support member from being bent due to a temperature difference between the upper and lower portions of the workpiece support member when the workpiece is loaded.
本発明は、鋼板であるワークが搬入・搬出される加熱室内に、搬入されたワークを載せて支持するワーク支持装置と、ワーク支持装置により支持されたワークを加熱するヒータとを備えて、ワークをヒータにより焼入温度まで加熱する鋼板焼入用加熱装置を対象とする。 The present invention includes a workpiece support device that supports a workpiece that is loaded and loaded in a heating chamber in which a workpiece that is a steel plate is loaded and unloaded, and a heater that heats the workpiece supported by the workpiece support device. A heating apparatus for quenching a steel plate is used as a target.
本発明においては、ワーク支持装置が、相互間に間隔を隔てて並べた複数のワーク支持部材と、各ワーク支持部材の上に配置されてワークを支持するワーク支持具とを備えている。ワーク支持具は、ワーク支持部材にワークを直接載せたときのワーク支持部材とワークとの接触面積よりも小さい接触面積をもってワークの下面に接触するものである。本発明においてはまた、各ワーク支持部材及びワーク支持具が金属からなっている。 In the present invention, a work support device includes a plurality of work support members arranged at intervals from each other, and a work support tool that is disposed on each work support member and supports the work. The workpiece support tool comes into contact with the lower surface of the workpiece with a contact area smaller than the contact area between the workpiece support member and the workpiece when the workpiece is directly placed on the workpiece support member. In the present invention, each work support member and work support tool are made of metal.
上記のように、ワーク支持部材にワークを直接載せたときのワーク支持部材とワークとの接触面積よりも小さい接触面積をもってワークの下面に接触するワーク支持具をワーク支持部材の上に配置して、該ワーク支持具によりワークを支持するようにすると、低温のワークが加熱室内に搬入されてワーク支持装置の上に載せられた際に、ワーク支持部材からワークへの熱伝達を抑制することができるため、ワーク支持部材の上部の温度が低下するのを抑えて、ワーク支持部材に撓みが生じるのを防ぐことができ、加熱室内へのワークの反復投入により、ワーク支持部材が塑性変形するのを防ぐことができる。 As described above, a work support that contacts the lower surface of the work with a contact area smaller than the contact area between the work support member and the work when the work is directly placed on the work support member is disposed on the work support member. When the workpiece is supported by the workpiece support, heat transfer from the workpiece support member to the workpiece can be suppressed when the low-temperature workpiece is carried into the heating chamber and placed on the workpiece support device. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the upper part of the work support member from lowering and to prevent the work support member from being bent. The work support member is plastically deformed by repeatedly loading the work into the heating chamber. Can be prevented.
このようにワーク支持部材が塑性変形するのを防ぐことができる結果、ワーク支持部材の上に支持されたワークの撓みを抑えることができるため、搬送装置のフォークがワークと干渉したり、搬送装置のフォークとワークとの接触面積が減少してワークの保持が不安定になったりするのを防いで、搬送装置のハンドリング性が低下するのを防ぐことができる。また搬送装置のフォークによるワークの保持が不安定になるのを防ぐことができることから、ワークを搬出する過程でワークの位置が正規の位置からずれるのを防ぐことができるため、次工程でのワークの加工を支障なく行わせることができる。 As a result of preventing the workpiece supporting member from being plastically deformed in this way, it is possible to suppress the bending of the workpiece supported on the workpiece supporting member, so that the fork of the conveying device interferes with the workpiece or the conveying device. It is possible to prevent the contact area between the fork and the work from being reduced and the work holding from becoming unstable, thereby preventing the handling performance of the transfer device from being lowered. In addition, since it is possible to prevent the holding of the work by the fork of the transfer device from becoming unstable, it is possible to prevent the work position from deviating from the normal position during the work unloading process. Can be processed without hindrance.
本発明の好ましい態様では、上記ワーク支持具が互いに独立した複数のピン状部材又は柱状部材からなっている。 In a preferred aspect of the present invention, the work support is composed of a plurality of pin-like members or columnar members that are independent of each other.
この場合、複数のピン状部材又は柱状部材は、互いに離間した状態で配置されていてもよく、隣り合うもの同士が接した状態で並べて配置されていても良い。 In this case, the plurality of pin-like members or columnar members may be arranged in a state of being separated from each other, or may be arranged side by side in a state where adjacent ones are in contact with each other.
上記のように、ワーク支持具を柱状部材またはピン状部材により形成すると、ワーク支持具とワークの下面との接触面積とワーク支持具の断面積とを十分に縮小することができるため、ワーク支持部材からワークへの熱伝達を抑制する効果を高めることができる。 As described above, when the workpiece support is formed of a columnar member or a pin-shaped member, the contact area between the workpiece support and the lower surface of the workpiece and the cross-sectional area of the workpiece support can be sufficiently reduced. The effect which suppresses the heat transfer from a member to a workpiece | work can be heightened.
本発明の他の好ましい態様では、各ワーク支持部材に断熱材からなる熱遮蔽部材を装着して、該熱遮蔽部材により、各ワーク支持部材からワークへの熱放射と、各ワーク支持部材からワークへの対流の発生とを抑制する。 In another preferred aspect of the present invention, a heat shielding member made of a heat insulating material is attached to each work support member, and the heat shielding member radiates heat from each work support member to the work, and from each work support member to the work. Suppresses the occurrence of convection.
上記のように、各ワーク支持部材に断熱材からなる熱遮蔽部材を装着しておくと、各ワーク支持部材から低温のワーク側に熱が放射するのを抑制することができるだけでなく、各ワーク支持部材からワークへの対流が生じるのを抑制して、対流により各ワーク支持部材からワーク側に熱が運ばれるのを抑制することができるため、高温のワーク支持部材から低温のワークへの熱の移動を抑制して、ワーク支持部材の上部の温度が低下するのを抑えることができる。 As described above, when a heat shielding member made of a heat insulating material is attached to each work support member, not only can heat be radiated from each work support member to the low-temperature work side, It is possible to suppress the convection from the support member to the work and to prevent the heat from being transferred from each work support member to the work side by the convection, so the heat from the high temperature work support member to the low temperature work It is possible to suppress the temperature of the upper part of the work supporting member from being lowered.
本発明によれば、熱の移動の三原則である伝導、対流,放射のすべてに対して対策を講じて、ワーク支持部材からワーク側への熱の移動を抑制することができるので、ワーク支持装置の上に低温のワークが搬入されたときにワーク支持部材の上部の温度が低下してワーク支持部材に撓みが生じるのをより確実に防ぐことができる。 According to the present invention, since the heat transfer from the work support member to the work side can be suppressed by taking measures against all of the three principles of heat transfer, conduction, convection, and radiation, the work support When a low-temperature work is carried on the apparatus, it is possible to more reliably prevent the temperature of the upper part of the work support member from being lowered and bending of the work support member.
本発明によれば、ワーク支持部材にワークを直接載せたときのワーク支持部材とワークとの接触面積よりも小さい接触面積をもってワークの下面に接触するワーク支持具をワーク支持部材の上に配置して、該ワーク支持具によりワークを支持するようにしたので、低温のワークが加熱室内に搬入されてワーク支持装置の上に載せられた際に、ワーク支持部材からワークへの熱伝達を抑制することができる。従って、ワーク支持部材の上に支持されたワークの撓みを抑えることができ、搬送装置のフォークがワークと干渉したり、搬送装置のフォークとワークとの接触面積が減少してワークの保持が不安定になったりするのを防いで、搬送装置のハンドリング性が低下するのを防ぐことができる。また搬送装置のフォークによるワークの保持が不安定になるのを防ぐことができることから、ワークを搬出する過程でワークの位置が正規の位置からずれるのを防ぐことができるため、次工程でのワークの加工を支障なく行わせることができる。 According to the present invention, the work support that contacts the lower surface of the work with a contact area smaller than the contact area between the work support member and the work when the work is directly placed on the work support member is disposed on the work support member. Since the workpiece is supported by the workpiece support, heat transfer from the workpiece support member to the workpiece is suppressed when a low-temperature workpiece is carried into the heating chamber and placed on the workpiece support device. be able to. Therefore, the bending of the work supported on the work support member can be suppressed, and the fork of the transfer device interferes with the work, or the contact area between the fork of the transfer device and the work is reduced, so that the work is not retained. It can be prevented from becoming stable, and the handling property of the transport device can be prevented from being lowered. In addition, since it is possible to prevent the holding of the work by the fork of the transfer device from becoming unstable, it is possible to prevent the work position from deviating from the normal position during the work unloading process. Can be processed without hindrance.
請求項2に記載された発明によれば、ワーク支持具を互いに独立した複数のピン状部材又は柱状部材により構成して、ワーク支持具とワークの下面との接触面積とワーク支持具の断面積とを十分に縮小することができるようにしたため、ワーク支持部材からワークへの熱伝達を抑制する効果を高めることができる。 According to the invention described in claim 2, the work support is constituted by a plurality of independent pin-shaped members or columnar members, the contact area between the work support and the lower surface of the work, and the cross-sectional area of the work support. Therefore, the effect of suppressing heat transfer from the work support member to the work can be enhanced.
また請求項3に記載された発明では、ワーク支持部材からワークへの熱伝達を抑制するだけでなく、各ワーク支持部材に熱遮蔽部材を装着して、各ワーク支持部材からワークへの熱放射と各ワーク支持部材からワークへの対流の発生とを抑制するようにしたので、熱放射及び対流によるワーク支持部材からワークへの熱の移動をも抑制することができる。このように、本発明では、熱の移動の三原則である伝導、対流,放射のすべてに対して対策を講じて、ワーク支持部材からワーク側への熱の移動を抑制するので、加熱室内に低温のワークが搬入されてワーク支持装置の上に載せられた際に、ワーク支持部材の上部の温度が低下するのをより確実に防いで、ワーク支持部材に撓みが生じるのを防ぐことができる。 In the invention described in claim 3, not only the heat transfer from the work support member to the work is suppressed, but also a heat shielding member is attached to each work support member, and the heat radiation from each work support member to the work is performed. Since the occurrence of convection from each workpiece support member to the workpiece is suppressed, heat transfer from the workpiece support member to the workpiece due to thermal radiation and convection can also be suppressed. In this way, in the present invention, measures are taken for all of the three principles of heat transfer, conduction, convection, and radiation, and heat transfer from the work support member to the work side is suppressed. When a low-temperature workpiece is loaded and placed on the workpiece support device, the temperature of the upper portion of the workpiece support member can be prevented more reliably and the workpiece support member can be prevented from bending. .
以下図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、熱間プレス加工を施す高炭素鋼等からなる薄板状の素材鋼板をワークWとして焼入温度まで加熱する鋼板焼入用加熱装置に本発明を適用する。図1ないし図3は本実施形態の加熱装置の全体的な構成を示したものである。これらの図において、10は、断熱材を用いて直方体状に形成された炉体11と、炉体11の外面を覆う外装パネル12Aないし12Fとを備えた加熱装置本体である。外装パネル12Aないし12Fのうち、12A及び12Bはそれぞれ炉体11の正面及び背面をそれぞれ覆う正面パネル及び背面パネル、12C及び12Dはそれぞれ炉体の左右側面を覆う左右側面パネル、12E及び12Fはそれぞれ炉体の底面及び天井面を覆う底面パネル及び天井パネルである。本実施形態では、被加熱物である板状のワークを搬入する側を加熱装置本体10の正面とし、加熱済みのワークを搬出する側を加熱装置本体の背面としている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a steel plate quenching heating apparatus that heats a thin plate steel plate made of high carbon steel or the like subjected to hot pressing to a quenching temperature as a work W. 1 to 3 show the overall configuration of the heating apparatus of the present embodiment. In these drawings,
加熱装置本体10内にワークWを搬入するため、加熱装置本体の正面側に、複数(図示の例では7個)の搬入口13aないし13g(図3参照)が上方から下方に並べて形成され、これらの搬入口をそれぞれ開閉するシャッター14aないし14gが正面パネル12Aに取り付けられている。また加熱室本体内から加熱処理が完了したワークWを搬出するため、加熱装置本体10の背面側に、搬入口13aないし13gにそれぞれ対応する搬出口15aないし15gが上方から下方に並べて形成され、これらの搬出口をそれぞれ開閉するシャッター16aないし16gが背面パネル12Bに取り付けられている。搬入口13aないし13g及び搬出口15aないし15gは、断面の輪郭が長方形状を呈する横長の形状に形成され、対応する搬入口及び搬出口は同じ高さ位置に設けられている。
In order to carry the workpiece W into the heating apparatus
加熱装置本体10の炉体11内には、搬入口13a〜13g及び搬出口15a〜15gにそれぞれ対応する複数(図示の例では7個)の加熱室17aないし17gが上下方向に多段に並べた状態で形成されている。炉体11内にはまた、加熱室17aないし17gのそれぞれの内部を上下から均等に加熱する複数の電気ヒータが配置されている。
In the
図示の例では、炉体11の内側に形成された直方体状の空間の最上部及び最下部にそれぞれ最上部の加熱室17a及び最下部の加熱室17gをそれぞれ上方及び下方から加熱するヒータ18及び19がそれぞれの熱放射面を水平方向に沿わせた状態で配置され、ヒータ18と19との間の空間を7つの加熱室17aないし17gに仕切るように、6個のヒータ20がそれぞれの熱放射面を水平方向に沿わせた状態で配置されている。ヒータ18、19及び20は、平面状の熱放射面を表裏両面に有して、表裏両面から熱線を放射する電気ヒータからなっている。
In the illustrated example, a
本実施形態で用いるヒータ18,19及び20は、全体がパネル状を呈するように構成されて遠赤外線を放射する電気ヒータである。これらのヒータとしては、発熱導体を収容する溝が形成された多数の碍子を並べて、これらの碍子の溝内に遠赤外線を放射する発熱導体(抵抗体)を通すことにより、多数の碍子をフレキシブルな板状を呈するように編み上げた構造を有するラジアント型のパッドヒータや、発熱エレメント(発熱抵抗体)の放射面に遠赤外線放射物質をコーティングした面状のパネル型ヒータを用いることができる。各ヒータとしてフレキシブルな板状を呈するパッドヒータを用いる場合には、該ヒータを、炉体11に対して固定された、セラミック等の耐熱性絶縁物からなる支持管の上に載せた状態でフラットに支持する。また各ヒータとしてパネルヒータを用いる場合には、該ヒータを適宜の取付具を介して炉体11に固定するか、又はヒータを吊下げ具金具により炉体から吊下げた状態で支持することができる。
The
図2及び図3に示されているように、加熱室17aないし17gのそれぞれの内部には、搬入されたワークWを載せて支持するワーク支持装置25が配置されている。各ワーク支持装置25は、均一な断面積を有してワークWの搬入・搬出方向に沿って伸びるように形成されて相互間に間隔を隔てた状態で平行に並べて配置された複数(図示の例では3個)のワーク支持部材26と、各ワーク支持部材26の上部に固定された互いに独立な複数の柱状部材27の集合体からなるワーク支持具とを備えて、複数のワーク支持部材26の上部にそれぞれ固定された複数の柱状部材27の集合体からなるワーク支持具の上にワークWを載せた状態で支持するように構成されている。ワーク支持部材26及びワーク支持具を構成する柱状部材27は、耐熱性を有する金属、例えば耐熱性を有するステンレス鋼により構成するのが好ましい。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
本実施形態で用いているワーク支持部材26は、図4(A),(B)に示されているように、横断面の輪郭形状が正方形又は長方形を呈するように形成されて平坦な4つの外面を有する角筒状の金属製パイプ28からなっていて、その一つの平坦な外面28aを上方に向けた状態で加熱装置本体10に対して固定されている。各加熱室内に配置されたワーク支持部材26を構成するパイプ28は、各加熱室の下部に配置されたヒータの上方に、該ヒータとの間に隙間を保持した状態で配置されて、その両端が炉体11に取付け金具29を介して固定されることにより、加熱装置本体10に対して固定されている。ワーク支持部材26を構成するパイプ28の両側壁には、多数の貫通孔h,h,…がパイプ28の長手方向に一定の間隔を隔てて形成されている。複数のワーク支持部材26は、ワークWを載せて各加熱室内に出入りする搬送装置のフォークと干渉することがない位置に配置されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
ワーク支持具は、できるだけ小さな接触面積をもってワークWの下面に接触して該ワークを支えるために設けられるもので、ワーク支持部材26の上にワークWを直接載せて支持したとした場合のワーク支持部材26とワークWとの接触面積よりも十分に小さい接触面積をもってワークWの下面に接触するように構成される。
The workpiece support is provided to support the workpiece by contacting the lower surface of the workpiece W with the smallest possible contact area. The workpiece support when the workpiece W is directly supported on the
本実施形態では、ワーク支持具を構成する柱状部材27が、各ワーク支持部材26に対して7個設けられている。各ワーク支持部材26に対して設けられた複数の柱状部材27は、ワーク支持部材26の長手方向に間隔を隔てて並べて配置されて、ワーク支持部材26を構成するパイプ28の平坦な上面28aに溶接により固定されている。ワーク支持具を構成する各柱状部材27は、ワークを支持するために必要な強度を得るのに必要最小限の断面積を有するように形成されている。また複数の柱状部材27相互間の間隔は、ワークWを撓ませることなく支持し得るように設定しておく。ワーク支持装置25によりワークWを水平に支持することができるようにするため、ワーク支持具を構成するすべての柱状部材27は、等しい高さ寸法を有していて、すべての柱状部材27の先端(上端)が同一の水平面上に配置されている。
In the present embodiment, seven
本実施形態ではまた、各ワーク支持部材26毎に熱遮蔽部材30が設けられて、該熱遮蔽部材が各ワーク支持部材に装着されている。各熱遮蔽部材30は、ワーク支持部材26を構成するパイプ28に設けられた貫通孔hを通した耐熱性の糸31によりパイプ28に縛りつけられ、各ワーク支持部材26に固定された柱状部材27は、各ワーク支持部材26の上に配置された熱遮蔽部材30を上下に(厚み方向に)貫通した状態で設けられている。
In the present embodiment, a
熱遮蔽部材30は、各ワーク支持部材26からワークW側へ熱が放射するのを抑制し、かつ各ワーク支持部材26の上方で対流(空気の流れ)が生じるのを抑制するために設けられたもので、ワークの加熱温度(本実施形態では800℃ないし950℃)に耐えることができるセラミックウール等の断熱材により形成されている。
The
各熱遮蔽部材30の幅寸法及び厚み寸法は、各ワーク支持部材26からワークW側へ熱が放射されるのを抑制し、かつ各ワーク支持部材26の上方で対流が生じて各ワーク支持部材26からワークWに熱が運ばれるのを抑制するために必要な大きさに設定される。各熱遮蔽部材30は、できるだけ大きな厚み寸法を有していること好ましいが、ワーク支持装置25により支持されたワークWがヒータにより加熱されるのを妨げないようにするために、その幅寸法は、各ワーク支持部材26からの熱放射を抑制するために必要最小限の大きさ(例えばワーク支持部材26の幅寸法に等しいか又は該幅寸法よりも僅かに大きい程度)に設定するのが好ましい。各熱遮蔽部材30の厚み寸法は、各ワーク支持部材26の上方で対流が生じるのを防ぐことができるように、スペース的に許容される範囲で十分に大きく設定されることが好ましい。各熱遮蔽部材30の厚みはできるだけ大きく設定することが好ましいが、ワーク支持具を構成する柱状部材27の高さを超えないように設定する必要がある。図示の例では、各熱遮蔽部材30の厚み寸法が、柱状部材27の高さ寸法よりも僅かに小さく設定されていて、ワーク支持具を構成するために各ワーク支持部材26に固定された複数の柱状部材27は、それぞれの先端が熱遮蔽部材30を突き抜けた状態で配置されている。
The width dimension and the thickness dimension of each
本実施形態の加熱装置は、熱間プレス加工を行うプレス加工機の直前に配置されて、プレス加工を施す一連の素材鋼板をワークWとして加熱室17a〜17g内で加熱する。ワークWを加熱する際には、シャッター14a〜14gを所定の順序で開いて搬入口13a〜13gを開き、搬送装置(図示せず。)のフォークの上に載せて保持したワークWを、開かれた搬入口13a〜13gから加熱室17aないし17g内に搬入して、ワーク支持装置25のワーク支持具(柱状部材27,27,…)の上に載せる。加熱室内にワークを搬入した後、シャッター14a〜14g及び16aないし16gを閉じた状態を所定時間維持することにより加熱室17aないし17g内に搬入されたワークWを加熱する。
The heating device of the present embodiment is disposed immediately before a press machine that performs hot pressing, and heats a series of material steel plates to be pressed in the
一連の加熱室17a〜17g内へのワークWの搬入は時間をずらして行われるため、一連の加熱室内でのワークWの加熱は一定時間ずつずれたタイミングで完了する。各加熱室内にワークWを搬入した後、ワークの加熱が完了した加熱室(17a〜17gの何れか)に対して設けられたシャッター(16aないし16gのいずれか)を開いて、開かれた搬出口から搬送装置のフォークを加熱室内に挿入し、加熱が完了したワークWをワーク支持装置25から持ち上げて、該ワークWを加熱室から搬出する。搬出されたワークは次工程の加工機に搬送される。
Since the work W is carried into the series of
本実施形態のように、互いに独立した複数の柱状部材27の集合体からなっていて、ワークに十分に小さな接触面積を持って接触するワーク支持具を、ワーク支持部材26の上部に取り付けて、ワーク支持部材26の上にワーク支持具を介してワークを支持する構造にすると、低温のワークWが加熱室内に搬入されてワーク支持装置25の上に載せられた際に、ワーク支持部材26からワークWへの熱伝達を抑制することができる。また本発明のように、各ワーク支持部材26に熱遮蔽部材30を装着しておくと、ワーク支持部材26からの熱の放射を抑制することができるだけでなく、ワーク支持部材26とワークWとの間で対流が生じるのを抑制して、対流により熱が運ばれるのを抑制することができるため、ワーク支持部材26からワークへの熱の移動を抑制することができ、低温のワークWが加熱室内に搬入された際にワーク支持部材26の上部の温度が低下するのを防ぐことができる。
As in the present embodiment, a work support that is made up of an assembly of a plurality of
上記のように、本実施形態では、熱の移動の三原則である伝導、対流,放射のすべてに対して対策を講じて、ワーク支持部材26からワークW側への熱の移動を抑制するようにしたので、各加熱室内に低温のワークWが搬入されたときに、各加熱室内のワーク支持部材の上部の温度が低下するのを防いで、ワーク支持部材に大きな撓みが生じるのを防ぐことができ、加熱室内への低温のワークの反復投入により、ワーク支持部材が塑性変形するのを防ぐことができる。従って、ワーク支持装置の上に支持されたワークWが撓むのを防ぐことができ、加熱室内へのワークの搬入・搬出を行う搬送装置のフォークがワークと干渉したり、搬送装置のフォークとワークとの接触面積が減少してワークの保持が不安定になったりするのを防いで、搬送装置のハンドリング性が低下するのを防ぐことができる。また搬送装置のフォークによるワークの保持が不安定になるのを防ぐことができることにより、ワークを搬出する過程でワークの位置が正規の位置からずれるのを防ぐことができるため、次工程でのワークの加工を支障なく行わせることができる。
As described above, in this embodiment, measures are taken for all of the three principles of heat transfer, conduction, convection, and radiation, to suppress heat transfer from the
上記の実施形態では、ワーク支持具が、互いに独立した複数の柱状部材27の集合体からなっているが、各ワーク支持具を互いに独立した複数のピン状部材(先細の部材)の集合体により構成することもできる。また柱状部材とピン状部材とを混在させた集合体によりワーク支持具を構成することもできる。なおワーク支持具を構成する部材としてピン状部材を用いる場合、ワークWを損傷させないようにするために、その上端(先端)に丸味をつけておくことが好ましい。
In the above embodiment, the work support is composed of an assembly of a plurality of
上記の実施形態のように、ワーク支持部材26として角筒状のパイプ28を用いて、該パイプの平坦な外面の一つを上方に向けた状態で加熱装置本体に対して固定し、パイプ28の上方に向けられた平坦な外面にワーク支持具を構成する柱状部材27を溶接するようにすると、柱状部材27の取付を容易にすることができる。なお角筒状のパイプに限らず、横断面の輪郭がn角形(nは4以上の偶数)を呈する金属製のパイプをワーク支持部材26として用いて、該パイプの平坦な外面の一つを上方に向けた状態で加熱装置本体に対して固定するようにしても同様の効果が得られる。
As in the above-described embodiment, a rectangular tube-shaped
本発明において用いるワーク支持部材26は、横断面の輪郭がn角形を呈する金属製のパイプに限られるものではなく、例えば図5(A),(B)に示したように、横断面が円形を呈するパイプ35をワーク支持部材26として用いることもできる。
The
上記の実施形態では、各ワーク支持部材26に対して設けるワーク支持具を複数の柱状部材又はピン状部材により構成したが、各ワーク支持部材26に対して設けるワーク支持具を単一の部材により構成することもできる。図6(A),(B)は、本実施形態で用いることができるワーク支持装置25の他の構成例を示したもので、この例では、ワーク支持具が、櫛状の形に形成される。図示の例では、各ワーク支持具が、各ワーク支持部材の長手方向に伸びていて、ワーク支持部材の上部に接合された底板部40aと、該底板部の幅方向の両端から上方に起立して各ワーク支持部材の長手方向に伸びる一対の起立壁40b、40bとを一体に有する断面コの字形の部材40からなっていて、一対の起立壁40b、40bが、各ワーク支持部材26の長手方向に間隔を隔てて並ぶ多数の櫛歯部40b1,40b1,…を有する櫛状の形に形成されている。ワーク支持部材26は図4に示された例と同様に、多数の貫通孔hが形成された角筒状のパイプ28からなっていて、その一つの平坦な外面28aが上方に向けて配置され、この外面28aにワーク支持具を構成するコの字形部材40の底板部40aが溶接されている。この場合も、各ワーク支持部材26の上に、各ワーク支持部材26からワークW側への熱放射を抑制し得る大きさを有する熱遮蔽部材30が配置され、ワーク支持具を構成するコの字形部材40が熱遮蔽部材30を貫通した状態で設けられている。図6には図示してないが、熱遮蔽部材30は、図4に示した実施形態と同様に、ワーク支持部材26を構成するパイプ28に設けた貫通孔hを通した耐熱性の糸により、パイプ28に縛り付けられることによりパイプ28に固定することができる。
In the above embodiment, the work support provided for each
上記のようにワーク支持具を構成すると、櫛状の起立壁40b、40bの櫛歯部40b1の先端がワークWの下面に接することになるため、ワーク支持具とワークWとの接触面積を縮小して、ワーク支持部材26からワークWへの熱伝達を抑制することができる。また各ワーク支持部材26の上に断熱材からなる熱遮蔽部材30が配置されて、この熱遮蔽部材30により、各ワーク支持部材26からの熱放射と各ワーク支持部材26の上方での対流の発生とが抑制されているので、ワーク支持部材26の上部の温度が低下するのを防ぐことができ、ワーク支持部材26が熱膨張差により撓むのを防ぐことができる。
If the workpiece support is configured as described above, the tips of the comb-like standing
図6に示した例では、一対の起立壁40b,40bが櫛状に形成された断面コの字形の部材40により櫛状のワーク支持具を構成したが、図7に示したように、ワーク支持部材26の長手方向に間隔を隔てて並ぶ多数の歯部40b1′を有する一枚の櫛状の板40′によりワーク支持具を構成して、櫛状の板40′の各歯部40b1′の上端をワークWの下面に接触させるようにしてもよい。この場合も、各ワーク支持部材26の上に断熱材からなる熱遮蔽部材30を配置するとともに、櫛状の板40′を熱遮蔽部材30を貫通させた状態で設けて、この熱遮蔽部材30により、各ワーク支持部材26からの熱の放射と、各ワーク支持部材26の上方での対流の発生とを抑制する。
In the example shown in FIG. 6, the comb-shaped work support tool is configured by the
上記の実施形態では、熱遮蔽部材30をワーク支持部材の上に配置するようにしたが、熱遮蔽部材30は、ワーク支持部材からワークW側への熱放射の抑制と、ワーク支持部材からワーク側への対流の発生の抑制とを図ることができるように設けられていれば良く、熱遮蔽部材30の設け方は上記の実施形態で示したものに限定されない。例えば、ワーク支持部材26の上面と両側面(幅方向に相対する側面)とを覆うように熱遮蔽部材30を設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
上記の実施形態では、加熱室内を加熱するヒータとして遠赤外線ヒータを用いたが、他のヒータを用いる場合にも本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the far-infrared heater is used as the heater for heating the heating chamber. However, the present invention can also be applied when other heaters are used.
上記の実施形態では、複数の加熱室を多段に有する鋼板焼入用加熱装置に本発明を適用したが、単一の加熱室を有する鋼板焼入用加熱装置にも本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the present invention is applied to a steel plate quenching heating apparatus having a plurality of heating chambers in multiple stages. However, the present invention can also be applied to a steel sheet quenching heating apparatus having a single heating chamber. it can.
上記の説明では、熱間プレス加工を施す高炭素鋼板をワークとして加熱するとしたが、他の鋼板を焼入温度まで加熱する処理を行う加熱装置にも本発明を適用することができるのはもちろんである。 In the above description, it is assumed that the high carbon steel sheet subjected to hot pressing is heated as a workpiece, but the present invention can of course be applied to a heating apparatus that performs a process of heating other steel sheets to the quenching temperature. It is.
本発明は、鋼板をワークとして焼入温度まで加熱する鋼板焼入用加熱装置に広く利用することができ、特に熱処理が完了したワークを搬送装置のフォークの上に載せて次工程に搬送する工程を含む各種の機械加工の分野での利用可能性が大である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for a steel plate quenching heating apparatus that heats a steel plate to a quenching temperature as a workpiece, and in particular, a step of placing a workpiece on which heat treatment has been completed on a fork of a conveying device and conveying it to the next step. The applicability in various machining fields including
W ワーク
10 加熱装置本体
11 炉体
12Aないし12F 外装パネル
13a〜13g 搬入口
14a〜14g シャッター
15a〜15g 搬出口
16a〜16g シャッター
17a〜17g 加熱室
18,19,20 ヒータ
25 ワーク支持装置
26 ワーク支持部材
27 ワーク支持具を構成する柱状部材
28 金属製のパイプ
h パイプ28に設けられた貫通孔
30 断熱材からなる熱遮蔽部材
31 耐熱性を有する糸
35 断面が円形のパイプ
40 ワーク支持具を構成する断面コの字形の部材
40a 底板部
40b 櫛状の起立壁
40′ 櫛状の板
Claims (3)
前記ワーク支持装置は、相互間に間隔を隔てて並べた複数のワーク支持部材と、各ワーク支持部材の上に配置されて前記ワークを支持するワーク支持具とを備え、
前記ワーク支持具は、前記ワーク支持部材に前記ワークを直接載せたときの前記ワーク支持部材とワークとの接触面積よりも小さい接触面積をもって前記ワークの下面に接触するものであり、
前記各ワーク支持部材及びワーク支持具は金属からなること、
を特徴とする鋼板焼入用加熱装置。 A heating chamber for loading and unloading a workpiece, which is a steel plate, is provided, and in the heating chamber, a workpiece supporting device for placing and supporting the loaded workpiece, and a heater for heating the workpiece supported by the workpiece supporting device. A steel plate quenching heating device for heating the workpiece to a quenching temperature by the heater,
The work support device includes a plurality of work support members arranged with a space between each other, and a work support tool disposed on each work support member to support the work,
The workpiece support tool is to contact the lower surface of the workpiece with a contact area smaller than the contact area between the workpiece support member and the workpiece when the workpiece is directly placed on the workpiece support member,
Each of the workpiece support members and the workpiece support tool is made of metal,
A heating device for quenching steel sheets.
前記熱遮蔽部材により、各ワーク支持部材からワークへの熱放射と、各ワーク支持部材からワークへの対流の発生とを抑制すること、
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の鋼板焼入用加熱装置。 A heat shielding member made of a heat insulating material is attached to each work support member,
Suppressing heat radiation from each workpiece support member to the workpiece and occurrence of convection from each workpiece support member to the workpiece by the heat shielding member;
A heating apparatus for quenching a steel sheet according to claim 1 or 2.
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