JP2014070251A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置台の適正位置に被処理体を載置し、かつ、処理過程において被処理体と他部品との接触面積を小さくすることができる熱処理装置を提供する。
【解決手段】円形状の被処理体Ｗを浸炭処理および／または焼入れ処理する熱処理装置１において、被処理体Ｗに所定の処理を施す処理室２と、処理室内及び処理室外に被処理体Ｗを搬送する搬送機構３と、処理室内に設けられ、処理室内に搬送された被処理体Ｗを載置する載置台４とを設け、搬送機構３に被処理体Ｗを載置して移動させる搬送アーム１０を設け、搬送アーム１０に、被処理体Ｗの搬送時に被処理体Ｗを支持する少なくとも３つの搬送用支持ピン１２を設け、載置台４に、被処理体Ｗを支持する少なくとも３つの載置台支持ピン９を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、被処理体を浸炭焼入れ処理する熱処理装置に関するものである。

一般に、低合金鋼等（以下、「被処理体」という）の耐摩耗性を向上させるためには、被処理体の表面層に炭素を侵入固溶させる浸炭処理および焼入れ処理が行われる。

従来の浸炭焼入れ処理装置の例としては、特許文献１〜４に記載されたような浸炭焼入れ処理装置がある。特許文献１〜３に記載された浸炭焼入れ処理装置は、被処理体を搬送する際に被処理体を搬送フォークに載置して搬送する。特許文献１のオンライン機械加工製造システムの浸炭焼入れ処理には、必要に応じて１又は２以上の被処理物を処理単位にまとめて各処理手段で処理する。特許文献２〜４は真空浸炭焼入れ装置であり複数の被処理体はトレイに積載されて処理される。また、特許文献４に記載された浸炭焼入れ処理装置は、被処理体をプッシャーで押すことで所望の処理室に被処理体を搬送する。

特開平１０−５３８０９号公報 特開２０１０−２６６１７６号公報 特開２００３−１８３７２８号公報 特開平８−２８５４６２号公報

しかしながら、従来の浸炭焼入れ処理装置では、被処理体を載置台に載置する際に、被処理体の載置位置が想定していた位置からずれることがある。この場合、被処理体との加熱工程において、被処理体の周縁と熱源（例えば誘導加熱コイル）との距離が均一ではなくなり、被処理体を均一に加熱することができなくなる。また、焼入れ処理における被処理体の冷却においても、位置ずれにより均一に冷却することができなくなる。これにより、被処理体を均一に浸炭焼入れ処理できなくなるおそれがあり、被処理体の温度変化が均一でない場合には、被処理体に要求される寸法精度特性を超える熱処理歪が生じることがわかってきた。

そのような熱処理歪は、被処理体の搬送載置状態によっても影響も受ける。被処理体の搬送や載置において、搬送機構や載置台と被処理体との接触面積が大きいと、接触部分の温度変化が被処理体の他の部分と異なってしまい、被処理体に要求される寸法精度特性を超える熱処理歪等が生じるおそれがある。

例えば、特許文献１に記載されたオンライン機械加工製造システムの浸炭焼入れ処理装置では、搬送フォークの傾きや振動等により被処理体の載置位置が適正な位置からずれるおそれがある。さらに、被処理体をトレイ治具に入れずに処理するため、径の異なる被処理体を搬送する際に、被処理体の載置位置が適正な位置からずれるおそれがある。また、被処理体と搬送フォークとの接触面積や被処理体と載置台との接触面積が大きく局所的であるため、１つの被処理体中での温度変化（温度分布）が均一とはならない。そのため、１つの被処理体の中で熱膨張、収縮の大きさが異なることになり、熱処理歪が発生して被処理体が変形し、浸炭焼入れ後の寸法精度が所定の範囲に維持できなくなるおそれがある。また、特許文献１のように被処理体を１つずつフォークで搬送した場合（あるいは後述するようにプッシャーで搬送した場合も）、フォーク等の上で被処理体に滑りキズが発生するおそれもある。

また、特許文献２、３に記載された浸炭焼入れ処理装置では、トレイ治具ごと搬送フォークにより搬送されるが、搬送フォークの傾き等により被処理体の載置位置が適正な位置からずれるおそれがある。また、特許文献４に記載された浸炭焼入れ処理装置では、トレイ治具がプッシャーにより搬送されるが、プッシャーで押す距離などのばらつきで適正な位置からずれるおそれがある。

また、特許文献２〜４に記載のように、複数の被処理体をトレイに入れて浸炭焼入れ処理する方法は一般的であるが、各被処理体のトレイ内に搭載される位置により当然温度が異なり、所定の温度分布の範囲内で制御される。しかし、近年、浸炭焼入れ後の寸法精度の要求が特に厳しい被処理体もあり、そのような被処理体については複数の被処理体をトレイ内で浸炭焼入れ処理する方法で要求特性をクリアするのは困難であることがわかってきた。

本発明の目的は、上記課題を解決するため、載置台の適正位置に被処理体を載置し、かつ、処理過程における被処理体と他部品との接触面積を小さくすることができる、即ち浸炭焼入れ後の被処理体の寸法精度の高い浸炭焼入れ処理を行う、熱処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、円形状の被処理体を浸炭処理および／または焼入れ処理する熱処理装置であって、被処理体に所定の処理を施す処理室と、前記処理室内及び前記処理室外に被処理体を搬送する搬送機構と、前記処理室内に設けられ、前記処理室内に搬送された被処理体を載置する載置台とを備え、前記搬送機構は、被処理体を載置して移動させる搬送アームを備え、前記搬送アームに、被処理体の搬送時に被処理体を支持する少なくとも３つの搬送用支持ピンが設けられており、前記載置台に、被処理体を支持する少なくとも３つの載置台支持ピンが設けられていることを特徴とする熱処理装置が提供される。

また、前記載置台は、前記載置台支持ピンがそれぞれ設けられた少なくとも３つの支持羽根から構成され、各支持羽根が、平面視において載置台の中心部から放射状に突出するように設けられていても良い。また、前記搬送アームの先端に、前記載置台の中心部に向かって突出し、平面視において各支持羽根の間で被処理体を支持できるような少なくとも３つの突出部が設けられ、各突出部に前記搬送用支持ピンがそれぞれ設けられており、各搬送用支持ピンは、平面視において前記各支持羽根の間で被処理体を支持できるように配置されていても良い。

また、前記載置台を昇降させる昇降機構を備えていても良い。

また、前記被処理体が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記載置台上において該被処理体の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記載置台支持ピンが配置されていても良い。また、前記被処理体が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記搬送アーム上において該被処理体の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記搬送用支持ピンが配置されていても良い。

また、前記載置台を回転させる回転機構を備えていても良い。

また、被処理体を前記載置台に載置する際に、前記載置台支持ピンと前記搬送用支持ピンが平面視において同一円周上に配置されていても良い。

また、前記搬送アームは、各搬送用支持ピンの周囲に設けられた補助ピンを備えていても良い。また、前記補助ピンの被処理体の側面に対向する側の少なくとも一部が、前記補助ピンの上端に向かって細くなっていくようなテーパー状に形成されていても良い。

また、前記被処理体を支持するトレイ治具を備え、被処理体が支持された前記トレイ治具は、前記搬送用支持ピンに支持され、前記搬送アームにより搬送されて前記載置台支持ピンに載置され、前記トレイ治具の上面に前記被処理体を支持する少なくとも３つのトレイ支持ピンを備えていても良い。

また、前記トレイ治具が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記載置台上において前記トレイ治具の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記載置台支持ピンが配置されていても良い。また、前記トレイ治具が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記搬送アーム上において前記トレイ治具の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記搬送用支持ピンが配置されていても良い。また、被処理体が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状である場合には、前記トレイ治具上において前記被処理体の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記トレイ支持ピンが配置されていても良い。

本発明によれば、被処理体を浸炭処理および／または焼入れ処理する際に、被処理体を載置台の適正位置に載置することができる。また、被処理体と他部品との接触面積を小さくすることができる。これにより、被処理体の温度変化を均一にすることができ、被処理体を均一に浸炭処理および／または焼入れ処理することができると共に、被処理体に生じる熱処理歪を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る熱（浸炭）処理装置の概略縦断面図である。 図１中のＡ−Ａ断面図である（Ａ−Ａで切断したときに上からみたときの載置台と搬送アームに係る図）。 円形状の上面部と円筒状の側面部から成る被処理体の支持態様を示す図である。 図３中のＢ−Ｂの位置における縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る熱（浸炭）処理工程を示す図である。 図５（ｄ）の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を、円形状の被処理体Ｗを真空浸炭および焼入れ処理する熱処理装置１に基づいて説明する。なお、円形状の被処理体とは、円柱形状や円環形状をなす被処理体あるいは円形状の上面部と円筒状の側面部から成る被処理体、すなわち円形状の蓋やお盆やお椀などの形状の被処理体を指し、具体的には機械部品のギア等が処理対象となる。また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１に示すように、熱処理装置１は、被処理体に所定の処理を施す真空密閉可能な処理室２と、処理室内及び処理室外に被処理体Ｗを搬送する搬送機構３と、処理室内に搬送された被処理体Ｗを載置する載置台４を備えている。なお、所定の処理とは、予熱、浸炭、拡散、冷却、焼入れ（ガス焼入れを含む）等の一般的な真空浸炭処理において必要とされる処理である。

処理室２の下方には、駆動装置５が配置されており、駆動装置５には、駆動装置５から上方に延出する駆動アーム６が設けられている。駆動アーム６の先端は、処理室２の下面を貫通して載置台４に接続されており、駆動アーム６は載置台４の支柱としての役割を担っている。駆動装置５は、駆動アーム６を昇降させることができるように構成されているため、載置台４は、駆動アーム６と共に昇降移動することができる。

図２に示すように、載置台４は、平面視（上から見たとき）において載置台４の中心部７（図１に示す駆動アーム６の先端部）から放射状に突出するように設けられた３つの突出部８（以下、「支持羽根８」という）で構成される。各支持羽根８同士がなす角度は互いに等しくなっており、各支持羽根８の先端には、被処理体Ｗを支持する載置台支持ピン９が設けられている。この載置台支持ピン９に、後述する搬送アーム１０から被処理体Ｗが受け渡されることにより、被処理体Ｗは載置台４において３点支持される。なお、各支持羽根８及び載置台支持ピン９の材質は、ＳＵＳ３０４等が適用される。また、図２では、被処理体Ｗの外縁形状のみを破線で示している。

なお、図３，図４に示すように、被処理体Ｗが例えば円形状の上面部Ｗ１と円筒状の側面部Ｗ２から成る形状のもの、すなわち円形状のお盆を伏せたような、下向き凹形状の例えばギアなどの被処理体の場合は、３つの載置台支持ピン９を被処理体Ｗの凹部の内側において被処理体Ｗの上面部Ｗ１に接触するように、載置台４上に配置することにより、被処理体Ｗを支持することもできる。このとき、載置台支持ピン９は、被処理体Ｗの側面部Ｗ２の内径と、３つの載置台支持ピン９の先端を通る円を描いた（想定した）ときの円の直径が略同一であることが好ましい。このような被処理体Ｗと載置台支持ピン９の関係であれば、載置台支持ピン９は、被処理体Ｗの位置決めの役割も果たすことができる。

図１に示すように、搬送機構３は、被処理体Ｗを載置して移動させる搬送アーム１０と、搬送アーム１０を水平方向に移動させる図示しない搬送装置から構成される。図２に示すように、搬送アーム１０の先端は、三叉形状をしており、それらの先端は載置台４の中心部７に向かって突出するように設けられている（突出部１１）。各突出部１１は、平面視において各支持羽根８の間で被処理体Ｗを支持できるように配置され、各突出部１１同士がなす角度は互いに等しくなっている。各突出部１１の先端付近には、被処理体Ｗの搬送時において被処理体Ｗを支持する搬送用支持ピン１２が設けられており、搬送用支持ピン１２により、被処理体Ｗは３点支持される。

なお、図３，図４に示すように、被処理体Ｗが例えば円形状の上面部Ｗ１と円筒状の側面部Ｗ２から成る形状のもの、すなわち円形状のお盆を伏せたような、下向き凹形状の例えばギアなどの被処理体の場合、３つの搬送用支持ピン１２を、被処理体Ｗの凹部の内側において被処理体Ｗの上面部Ｗ１に接触するように、搬送アーム１０上に配置することにより、被処理体Ｗを支持することもできる。このとき、搬送用支持ピン１２は、被処理体Ｗの側面部Ｗ２の内径と、３つの搬送用支持ピン１２の先端を通る円を描いた（想定した）ときの円の直径が略同一であることが好ましい。このような被処理体Ｗと搬送用支持ピン１２の関係であれば、被処理体Ｗの凹部の内側において被処理体Ｗの上面部Ｗ１を搬送用支持ピン１２で接触・支持できるように、搬送アーム１０を移動させることにより、被処理体Ｗの位置決めをすることができる。すなわち、搬送用支持ピン１２は位置決めの役割も果たすことができる。

また、本実施の形態においては、図１，図２に示すように、各搬送用支持ピン１２の周囲には、被処理体Ｗを搬送用支持ピン１２に載置する際に、被処理体の落下を防止したり搬送用支持ピン１２に対する載置位置を定める補助ピン１３が設けられている。各補助ピン１３は、被処理体Ｗを搬送用支持ピン１２に載置した際に、被処理体Ｗの側面と対向するような位置に配置されている。また、各補助ピン１３の被処理体Ｗの側面に対向する側の一部は、補助ピン１３の上端に向かって細くなっていくようなテーパー状に形成されている（テーパー部１３ａ）。

例えば被処理体Ｗが前述のような凹部を有する円形状でない場合において、被処理体Ｗを搬送用支持ピン１２に載置する際に適正な載置位置からずれていた場合には、被処理体Ｗが各補助ピン１３のテーパー部１３ａに沿って移動することにより正しい位置に収めることができる。これにより、載置台４と搬送アーム１０との間で被処理体Ｗの受け渡しを行う際に、搬送用支持ピン１２に対する被処理体Ｗの載置位置が常に同一となる。さらに、搬送用支持ピン１２に被処理体Ｗを載置した時点では、被処理体Ｗの側面に対向して（または接して）いる各補助ピン１３により被処理体Ｗの位置ずれや落下が規制される。このため、被処理体Ｗの搬送中に搬送用支持ピン１２に対する被処理体Ｗの載置位置がずれたり落下することはない。なお、搬送用支持ピン１２及び補助ピン１３の材質は、ＳＵＳ３０４等が適用される。

また、各載置台支持ピン９と各搬送用支持ピン１２は、被処理体Ｗを載置台４に載置する際に、平面視において同一円周上に配置されるように設けられていることが好ましい。これにより、被処理体Ｗを搬送アーム１０から載置台４に受け渡す際の被処理体の傾き等を軽減させることができ、被処理体が適正な載置位置からずれることを抑制することができる。

また、図１に示すように、処理室２には、被処理体Ｗの搬入出を行うことが可能な開口部１４が設けられている。また、開口部１４を閉じることにより処理室２を密閉する開閉扉１５が処理室２に隣接して設けられている。この開閉扉１５は、図示しない開閉機構により上下動することが可能な構成となっている。また、処理室内の載置台４の上方には、浸炭処理の際に被処理体を加熱する誘導加熱コイル１６が設けられている。なお、図示はしていないが、本実施の形態に係る熱処理装置１は、排気機構や浸炭ガス導入機構等の一般的な真空浸炭処理を行う上で必要なその他の構成を備えている。

以上のように構成された熱処理装置１を用いた浸炭処理方法について説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、浸炭処理工程の前工程に係る予熱処理を終えた被処理体Ｗが搬送アーム１０に載置された状態で、真空排気された処理室２に搬送される。

このとき搬送用支持ピン１２に載置されている被処理体Ｗは、前工程における処理室の載置台（図示せず）から搬送アーム１０の搬送用支持ピン１２に受け渡される。また、各補助ピン１３は、被処理体Ｗの側面に対向しているため、被処理体Ｗの搬送中に、搬送用支持ピン１２に対する被処理体Ｗの載置位置がずれたり落下することはない。さらに、処理室内に延びる搬送アーム１０は、後述する載置台４の上昇時に、載置台４に載置された被処理体Ｗの周縁と誘導加熱コイル１６との距離が均一となる位置まで延びるように制御されている。すなわち、処理室内に搬送された被処理体Ｗは、平面視において被処理体Ｗの周縁と誘導加熱コイル１６との距離が均一となる位置で保持されている。

なお、図３，図４に示すように、被処理体Ｗが例えば円形状のお盆を伏せたような、下向き凹形状の例えばギアなどの被処理体の場合は、３つの搬送用支持ピン１２を、その凹部の内側において上面部Ｗ１に接するようにし、且つ側面部Ｗ２に接する（または非常に近い状態とする）ように搬送アーム１０上に配置することにより、被処理体Ｗの位置決めをすることができる。すなわち、被処理体Ｗが円形状の上面部Ｗ１と円筒状の側面部Ｗ２から成る形状であって、搬送用支持ピン１２上において該被処理体Ｗの側面部Ｗ２の内径と略同一直径の円周上に、搬送用支持ピン１２を配置しておけば、搬送用支持ピン１２は、位置決めの役割も果たすことができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、駆動装置５により駆動アーム６を上昇させて載置台４を上昇させる。そして、搬送用支持ピン１２に支持されていた被処理体Ｗが、載置台４に設けられた載置台支持ピン９に受け渡される。このとき、載置台４は昇降移動するだけなので、被処理体Ｗの載置位置が適正位置からずれることはない。その後、載置台４を誘導加熱コイル１６がある位置まで上昇させる。

このとき、図３，図４に示すように、被処理体Ｗが例えば円形状のお盆を伏せたような、下向き凹形状の例えばギアなどの被処理体の場合は、３つの載置台支持ピン９を、その凹部の内側において上面部Ｗ１に接するようにし、且つ側面部Ｗ２に接する（または非常に近い状態とする）ように載置台４上に配置することにより、被処理体Ｗの位置決めをすることができる。すなわち、被処理体Ｗが円形状の上面部Ｗ１と円筒状の側面部Ｗ２から成る形状であって、載置台４上において該被処理体Ｗの側面部Ｗ２の内径と略同一直径の円周上に、載置台支持ピン９を配置しておけば、載置台支持ピン９は位置決めの役割も果たすことができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、搬送アーム１０を処理室外に移動させて、開閉扉１５を閉じることにより、処理室２を密閉する。その後、図示しない浸炭ガス導入機構により処理室内に浸炭ガスを導入する。そして、誘導加熱コイル１６に高周波電流を流し、被処理体Ｗを浸炭温度まで加熱する。このとき、被処理体Ｗが載置台支持ピン９で３点支持されていることにより、被処理体Ｗと載置台支持ピン９との接触面積は小さくなっている。載置台支持ピン９の先端部は被処理体Ｗにキズがつかない程度の例えばＲ１〜Ｒ２のＲが設けられているが、ほぼ点接触とみなせる。これにより、載置台支持ピン９の影響は無視でき、被処理体Ｗを均一に加熱することができる。また、被処理体Ｗの周縁と誘導加熱コイル１６との距離が均一となるような位置に被処理体Ｗが載置されているため、被処理体Ｗを均一に加熱することができる。なお、浸炭処理の温度とは、概ね８５０℃〜１１００℃である。また、前記誘導加熱において、ギヤのような略円形状の被処理体Ｗは、円の中心から外側の部分に向かって同心円状に温度分布ができるが、円の中心から同一の距離の部分の温度が均一になっていることが好ましく、本発明においてはそれを達成することができ、良好な寸法精度を得ることができる。

浸炭処理が終了したら、図示しない排気機構により浸炭ガスを排気して、処理室内を真空引きする。

次に、開閉扉１５を上昇させて、搬送アーム１０を処理室内に移動させる。そして、図５（ｄ）に示すように、載置台４を下降させて、載置台４の載置台支持ピン９に載置されていた被処理体Ｗを搬送アーム１０の搬送用支持ピン１２に受け渡す。このとき、もし被処理体Ｗの位置が適正な載置位置からずれていた場合には、図６に示すように、被処理体Ｗは、補助ピン１３のテーパー部１３ａに沿って図６中の矢印方向に移動して搬送用支持ピン１２に載置される。このため、浸炭処理後においても、搬送用支持ピン１２に対する被処理体Ｗの載置位置を常に同一とすることができる。これにより、後工程である冷却工程の処理室の載置台（図示せず）に被処理体Ｗを載置する際にも、被処理体Ｗを適正位置に載置することができるため、被処理体Ｗを均一に冷却することができる。

なお、被処理体Ｗが円形状の上面部Ｗ１と円筒状の側面部Ｗ２から成る形状である場合、載置台４上及び搬送アーム１０上において該被処理体Ｗの側面部Ｗ２の内径と略同一直径の円周上に、載置台支持ピン９及び搬送用支持ピン１２を配置しておけば、浸炭処理や焼入れ処理などの前記処理工程においても被処理体Ｗの位置決めあるいは落下防止の役割も果たすことができるので好ましい。

最後に、図５（ｅ）に示すように、被処理体Ｗが載置された搬送アーム１０を処理室外に移動させて、浸炭処理工程は終了する。

以上、本発明によれば、被処理体を載置台支持ピン及び搬送用支持ピンで３点支持するため、載置台及び搬送アームと被処理体との接触面積を小さくすることができる。これに加えて、載置台支持ピン及び搬送用支持ピンは、被処理体の位置決めの役割も果たすことができるため、被処理体の落下を防止しつつ、被処理体を均一に加熱・冷却できる載置位置に被処理体を載置することができる。これにより、被処理体の加熱時や冷却時に被処理体の温度変化を均一にすることができる。その結果、被処理体の熱処理歪の発生を抑制すると共に、均一に浸炭処理することができる。

また、本発明の実施の形態で説明したように、テーパー部を有する補助ピンを搬送アーム上に設けた場合には、被処理体が搬送用支持ピンに載置される際に適正な載置位置からずれていた場合に、被処理体が各補助ピンのテーパー部に沿って移動することができ、被処理体を適正な位置に載置することができる。これにより、被処理体の加熱時や冷却時に被処理体の温度変化を均一にすることができ、被処理体の熱処理歪の発生を抑制すると共に、均一に浸炭処理することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明の実施の形態では、補助ピンを搬送アームに設けることとしたが、補助ピンを搬送アームではなく、載置台に設けても良い。この場合、被処理体が搬送アームから載置台に受け渡される際に、被処理体が載置台に設けられた載置台補助ピンのテーパー部に沿って移動し、載置台支持ピンに載置される。これにより、本実施の形態で説明した効果と同様の効果を享受できる。また、載置台と搬送アームの両方に補助ピンを設ければ、被処理体の載置位置の位置ずれ防止効果をより一層高めることができる。

また、本発明の実施の形態では、補助ピンの被処理体の側面に対向する側の一部をテーパー状に形成することとしたが、全部をテーパー状に形成しても良い。また、載置台支持ピン及び搬送用支持ピンの数や配置は、被処理体の形状やサイズに応じて適宜変更されるものである。すなわち、各支持ピンに被処理体を載置した際に、被処理体が傾かない状態で支持できる数及び配置であれば良い。同様に、載置台の支持羽根の数や各支持羽根同士のなす角度、及び、搬送アームの突出部の数や各突出部同士のなす角度についても適宜変更されるものである。

また、本発明の実施の形態では、載置台を昇降させて載置台と搬送アームとの間で被処理体の受け渡しを行うこととしたが、搬送機構に昇降機構を設けて、搬送アームを昇降させることとしても良い。この場合、載置台を昇降させなくても、載置台に被処理体を載置することができる。また、載置台を昇降させる駆動装置に回転機構を設けても良い。この場合、被処理体の加熱・冷却時に載置台を回転させることができ、被処理体をより均一に加熱・冷却することができる。

また、本発明の実施の形態では、熱処理装置として真空浸炭処理装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、他の処理装置であっても良い。また、その他の浸炭処理における予熱工程、拡散工程、冷却（均熱）工程においても、同様に本発明の熱処理装置を用いることができる。

また、本発明に係る熱処理装置は、焼入れ処理にも適用でき、例えばガス冷却による焼入れ処理を行うときは、誘導加熱のコイルに換えて、円形状の被処理体Ｗの外周から平面視において均一に冷却ガスを吹き付ける構造の冷却装置などを用いて、冷却時の温度の均一性を保ちながら焼入れ（冷却）することが好ましい。

また、本発明は寸法精度に優れた被処理体を得るために、被処理体を１つずつ処理することが好ましいが、被処理体を温調する際の熱源あるいは冷却源に対して幾何的対象性が維持されるのであれば、２個以上の複数の被処理体を同時に処理してもよい。

また、被処理体の形態によっては、トレイ治具の上に被処理体を載せて熱処理してもよい。この場合、被処理体が支持されたトレイ治具は、搬送アームの搬送用支持ピンに支持されて、搬送アームにより処理室内に搬送される。そして、処理室内に搬送されたトレイ治具は、例えば、載置台が昇降することにより、搬送用支持ピンから載置台支持ピンに受け渡される。このとき、トレイ治具の上面に被処理体を支持する少なくとも３つのトレイ支持ピンを備えていることが好ましい。

また、例えば、円形状の上面部と円筒状の側面部から成るトレイ治具を用いる場合、載置台上においてトレイ治具の側面部の内径と略同一直径の円周上に、載置台支持ピンが配置されていることが好ましい。このようなトレイ治具を備える熱処理装置であっても、本発明の実施の形態で説明したような作用効果を享受することができる。また、円形状の上面部と円筒状の側面部から成るトレイ治具を用いる場合、搬送アーム上においてトレイ治具の側面部の内径と略同一直径の円周上に、搬送用支持ピンを配置しても良い。このようなトレイ治具を備える熱処理装置であっても、本発明の実施の形態で説明したような作用効果を享受することができる。

さらには、例えば、円形状の上面部と円筒状の側面部から成る被処理体をトレイ治具で支持する場合、トレイ治具上において被処理体の側面部の内径と略同一の直径の円周上に、前記トレイ支持ピンが配置されていることが好ましい。このようなトレイ治具を備える熱処理装置によれば、トレイ治具が位置決めの役割も果たすことができ、また、被処理体との接触面積も極小となるので被処理体の温度ばらつきも抑制されるので好ましい。

本発明は、被処理体を浸炭処理および／または焼入れ処理する熱処理装置に適用できる。

１ 熱処理装置
２ 処理室
３ 搬送機構
４ 載置台
５ 駆動装置
６ 駆動アーム
７ 載置台中心部
８ 支持羽根
９ 載置台支持ピン
１０ 搬送アーム
１１ 突出部
１２ 搬送用支持ピン
１３ 補助ピン
１３ａ テーパー部
１４ 開口部
１５ 開閉扉
１６ 誘導加熱コイル
Ｗ 被処理体
Ｗ１ 被処理体上面部
Ｗ２ 被処理体側面部

Claims (14)

1. 円形状の被処理体を浸炭処理および／または焼入れ処理する熱処理装置であって、
   被処理体に所定の処理を施す処理室と、
   前記処理室内及び前記処理室外に被処理体を搬送する搬送機構と、
   前記処理室内に設けられ、前記処理室内に搬送された被処理体を載置する載置台とを備え、
   前記搬送機構は、被処理体を載置して移動させる搬送アームを備え、前記搬送アームに、被処理体の搬送時に被処理体を支持する少なくとも３つの搬送用支持ピンが設けられており、
   前記載置台に、被処理体を支持する少なくとも３つの載置台支持ピンが設けられていることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記載置台は、前記載置台支持ピンがそれぞれ設けられた少なくとも３つの支持羽根から構成され、各支持羽根が、平面視において載置台の中心部から放射状に突出するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記搬送アームの先端に、前記載置台の中心部に向かって突出し、平面視において前記各支持羽根の間で被処理体を支持できるような少なくとも３つの突出部が設けられ、各突出部に前記搬送用支持ピンがそれぞれ設けられており、各搬送用支持ピンは、平面視において前記各支持羽根の間で被処理体を支持できるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。
4. 前記載置台を昇降させる昇降機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理装置。
5. 前記被処理体が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記載置台上において該被処理体の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記載置台支持ピンが配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理装置。
6. 前記被処理体が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記搬送アーム上において該被処理体の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記搬送用支持ピンが配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱処理装置。
7. 前記載置台を回転させる回転機構を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱処理装置。
8. 被処理体を前記載置台に載置する際に、前記載置台支持ピンと前記搬送用支持ピンが平面視において同一円周上に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の熱処理装置。
9. 前記搬送アームは、各搬送用支持ピンの周囲に設けられた補助ピンを備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の熱処理装置。
10. 前記補助ピンの被処理体の側面に対向する側の少なくとも一部が、前記補助ピンの上端に向かって細くなっていくようなテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の熱処理装置。
11. 前記被処理体を支持するトレイ治具を備え、
    被処理体が支持された前記トレイ治具は、前記搬送用支持ピンに支持され、前記搬送アームにより搬送されて前記載置台支持ピンに載置され、
    前記トレイ治具の上面に前記被処理体を支持する少なくとも３つのトレイ支持ピンを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理装置。
12. 前記トレイ治具が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記載置台上において前記トレイ治具の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記載置台支持ピンが配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の熱処理装置。
13. 前記トレイ治具が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記搬送アーム上において前記トレイ治具の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記搬送用支持ピンが配置されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の熱処理装置。
14. 前記被処理体が円形状の上面部と円筒状の側面部から成る形状であって、前記トレイ治具上において前記被処理体の側面部の内径と略同一直径の円周上に、前記トレイ支持ピンが配置されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の熱処理装置。
    
    

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