JP2014077565A - Multistage heating furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の加熱炉ユニットを垂直方向に積み上げてなる多段式加熱炉に関する。 The present invention relates to a multistage heating furnace in which a plurality of heating furnace units are stacked in the vertical direction.
車両用部品においては、厚さを薄くしてなおかつ高強度を持つ部材を用いることにより、安全性と経済性の両立を図っている。このような目的のため、高温に加熱した鋼板を低温のプレス金型で冷却して焼入れを行う、いわゆる熱間プレスが知られている。この工法は、鋼板をオーステナイト化温度以上に加熱し、プレス金型で成形と同時に急速冷却して焼入れを行うものである。 In parts for vehicles, both safety and economy are achieved by using a member having a reduced thickness and a high strength. For this purpose, a so-called hot press is known in which a steel plate heated to a high temperature is cooled by a low-temperature press die and quenched. In this method, the steel sheet is heated to the austenitizing temperature or higher, and rapidly cooled at the same time as forming with a press die to perform quenching.
熱間プレスに用いられる加熱炉としては、図11に示すように、多数の下部ヒーター1と上部ヒーター2を水平方向に並設し、下部ヒーター1と上部ヒーター2との間で、鋼板Wを投入口から排出口まで搬送しながら加熱するものが知られている。鋼板Wは加熱炉の投入口から次々と投入され、排出口から排出されるまでの間、下部ヒーター1と上部ヒーター2によって加熱されるようになっている。 As a heating furnace used for hot pressing, as shown in FIG. 11, a large number of lower heaters 1 and upper heaters 2 are juxtaposed in a horizontal direction, and a steel plate W is placed between the lower heaters 1 and the upper heaters 2. What is heated while conveying from the inlet to the outlet is known. The steel plates W are successively fed from the inlet of the heating furnace and heated by the lower heater 1 and the upper heater 2 until being discharged from the outlet.
従来の加熱炉は、複数の鋼板Wを次々と加熱することができるが、多数の下部ヒーター1と上部ヒーター2を水平方向に並設しているため、工場内における加熱炉の設置面積が大きくなるという問題があった。また、多数の下部ヒーター1及び上部ヒーター2の中で、1つのヒーターが断線等により故障しても、加熱不足により加熱炉に投入された全ての鋼板Wが不良品になってしまうという問題もあった。 Although the conventional heating furnace can heat a plurality of steel plates W one after another, since a large number of lower heaters 1 and upper heaters 2 are arranged in parallel in the horizontal direction, the installation area of the heating furnace in the factory is large. There was a problem of becoming. In addition, among the many lower heaters 1 and 2, even if one heater breaks down due to disconnection or the like, there is a problem that all the steel plates W put into the heating furnace become defective due to insufficient heating. there were.
上述の課題に鑑み、本発明は、複数の加熱炉ユニットを垂直方向に積み上げてなる多段式加熱炉において、各加熱炉ユニットは、垂直方向に断熱材を挟んで重ねられたプレート状の上部ヒーター及び下部ヒーターと、前記上部ヒーターの一方の端部上に水平方向に延びるように配置された第1の支持パイプと、前記上部ヒーターの他方の端部上に水平方向に延びるように配置された第2の支持パイプと、前記第1及び第2の支持パイプ上に架け渡された複数のワーク支持棒と、を備え、前記複数のワーク支持棒に支持されたワークの裏面は上部ヒーターに対向し、該ワークの上面は上方に隣接する加熱炉ユニットの下部ヒーターに対向するように配置されることを特徴とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a multi-stage heating furnace in which a plurality of heating furnace units are stacked in the vertical direction, and each heating furnace unit has a plate-like upper heater that is stacked with a heat insulating material interposed therebetween in the vertical direction. And a lower heater, a first support pipe arranged to extend in a horizontal direction on one end of the upper heater, and arranged to extend in a horizontal direction on the other end of the upper heater. A second support pipe; and a plurality of work support bars laid over the first and second support pipes, wherein a back surface of the work supported by the plurality of work support bars faces the upper heater. The upper surface of the workpiece is arranged to face the lower heater of the heating furnace unit adjacent to the upper side.
本発明によれば、複数の加熱炉ユニットを垂直方向に積み上げてなる多段式加熱炉の構成を採用したので、加熱炉の設置面積を小さくすることができ、また各加熱炉ユニットが独立した加熱炉として機能するので、1つの加熱炉ユニットが故障したとしても他の加熱炉ユニットには影響しない。 According to the present invention, since the configuration of a multistage heating furnace in which a plurality of heating furnace units are stacked in the vertical direction is adopted, the installation area of the heating furnace can be reduced, and each heating furnace unit is heated independently. Since it functions as a furnace, even if one heating furnace unit fails, the other heating furnace units are not affected.
また、本発明によれば、1つの加熱炉ユニットの垂直方向の寸法を小さくすることができるので、加熱炉の垂直方向の全体の寸法を小さくすることができる。 In addition, according to the present invention, since the vertical dimension of one heating furnace unit can be reduced, the overall vertical dimension of the heating furnace can be reduced.
図1は、熱間プレスにおける全体の設備を示す図である。図示のように、多段式加熱炉100、2つのワーク搬送機200A,200B、プレス金型を有するプレス機300が配置されている。ワーク搬送機200Aは、多段式加熱炉100に鋼板等のワークを投入するために多段式加熱炉100の投入口側に配置され、ワーク搬送機200Bは、多段式加熱炉100からワークを排出するために多段式加熱炉100の排出口側に配置されている。
FIG. 1 is a diagram showing the entire equipment in a hot press. As shown in the figure, a
多段式加熱炉100は、複数の加熱炉ユニットを垂直方向に積み上げてなるもので、この例では10個の加熱炉ユニット100−1〜100−10を積み上げて構成されている。
The
投入用のワーク搬送機200Aと排出用のワーク搬送機200Bは、基本的には同じ構成を有しており、複数のワーク搬送棒201と、複数のワーク搬送棒201の端部を連結して、水平レール204上で移動させる水平移動機構205、水平レール204を垂直レール206上で移動させる垂直移動機構207を備えている。
The input
これにより、ワークは複数のワーク搬送棒201上で支持された状態で水平方向及び垂直方向に移動可能であり、多段式加熱炉100の任意の加熱炉ユニット100−Xの中に、投入用のワーク搬送機200Aの複数のワーク搬送棒201と共に投入される。加熱炉ユニット100−Xに投入されたワークはオーステナイト化温度以上に加熱される。
As a result, the workpiece can be moved in the horizontal direction and the vertical direction while being supported on the plurality of
ワークの加熱が完了すると、排出用のワーク搬送機200Bの複数のワーク搬送棒201が多段式加熱炉100の任意の加熱炉ユニット100−Xの中に挿入され、ワークは複数のワーク搬送棒201上で支持された状態で、多段式加熱炉100から排出される。そして、多段式加熱炉100から排出されたワークは、プレス機300のプレス金型で成形と同時に急速冷却され焼入がされる。
When the heating of the workpiece is completed, the plurality of
以下、多段式加熱炉100、ワーク搬送機200A,200Bの構成を説明する。
Hereinafter, the configuration of the
<多段式加熱炉100の構成>
図2は多段式加熱炉100の正面図、図3は図2の多段式加熱炉の1つ加熱炉ユニットの平面図、図4は図3の左側面図である。図2においては、4段の加熱炉ユニット100−1〜100−4だけが図示されている。
<Configuration of
2 is a front view of the
加熱炉ユニット100−1〜100−10は基本的には同じ構成を有している。
加熱炉ユニット100−1の底部には、プレート状の2枚の下部ヒーター101A,101Bが水平方向に隣接して設けられている。下部ヒーター101A,101B上には、それぞれ上部ヒーター102A,102Bが断熱材103A,103Bを間に挟んで互いに対向するように重ねられている。下部ヒーター101A,101Bにはそれぞれ電力供給用の一対の電極109A,109Bが設けられ、上部ヒーター102A,102Bにはそれぞれ電力供給用の一対の電極110A,110Bが設けられている。下部ヒーター101A,101B及び上部ヒーター102A,102Bは遠赤外線を放射する遠赤外線ヒーターであることが好ましい。
The heating furnace units 100-1 to 100-10 basically have the same configuration.
Two plate-like
図2の左側の加熱炉ユニット100−1の投入口付近には、上部ヒーター102Aの一方の端部上に水平方向(Y方向)に延びるように支持パイプ104Aが設けられている。加熱炉ユニット100−1の中央付近には、上部ヒーター102A,102Bの端部上に水平方向(Y方向)に延びるように支持パイプ104Bが設けられている。そして、図2の右側の加熱炉ユニット100−1の排出口付近には、上部ヒーター102Bの一方の端部上に水平方向(Y方向)に延びるように支持パイプ104Cが設けられている。
A
支持パイプ104Aは所定の間隔を持って設けられた複数(例えば、5個)の基台105Aに挿入されている。支持パイプ104B,104Cも同様に、それぞれ基台105B,105Cに挿入されている。
The
基台105A,105B,105C上には、それぞれ支持台111A,111B,111Cが立設されている。支持台111A,111B,111Cの上面には凹部が形成されている。そして、3本の支持パイプ104A〜104Cに複数本(例えば、5本)のワーク支持棒106が水平方向(X方向)に掛け渡されている。この場合、ワーク支持棒106は、支持台111A,111B,111Cの凹部に嵌合される。
ワーク搬送機200Aにより投入口から投入された2枚のワークW1,W2は、これらのワーク支持棒106上で支持される。ワークW1,W2は例えば車両用部品であり所定形状の鋼板によって形成されている。また、加熱炉ユニット100−1の投入口、排出口にはそれぞれ開閉可能な投入扉107、排出扉108が取り付けられている。
The two workpieces W1 and W2 introduced from the insertion port by the
加熱炉ユニット100−1は、筐体に収納され、その上に、同じ構成の加熱炉ユニット100−2が積み重ねられる。さらに、加熱炉ユニット100−3〜100−10が順に積み上げられている。 The heating furnace unit 100-1 is housed in a casing, and the heating furnace unit 100-2 having the same configuration is stacked thereon. Furthermore, the heating furnace units 100-3 to 100-10 are stacked in order.
この場合、加熱炉ユニット100−1に投入されたワークW1の裏面は上部ヒーター102Aに対向し、ワークW1の上面は上方に隣接する2段目の加熱炉ユニット100−2の下部ヒーター101Aに対向する。また、加熱炉ユニット100−1に投入されたワークW2の裏面は上部ヒーター102Bに対向し、ワークW2の上面は上方に隣接する2段目の加熱炉ユニット100−2の下部ヒーター101Bに対向する。
In this case, the back surface of the workpiece W1 input to the heating furnace unit 100-1 faces the
上述のように、多段式加熱炉100によれば、加熱炉ユニット100−1〜100−10を垂直方向に積み上げているので、その設置面積を小さくして、工場の省スペース化に寄与することができる。また、各加熱炉ユニットは独立した加熱炉として機能するので、1つの加熱炉ユニットが故障したとしても他の加熱炉ユニットには影響しない。加熱炉ユニットの個数は必要な生産要求数に応じて適宜増減することができる。
As described above, according to the
さらに、多段式加熱炉100によれば、加熱炉ユニット100−1〜100−10の底部に、下部ヒーター101A,101Bと、上部ヒーター102A,102Bとを断熱材103A,103Bを間に挟んで重ねる形で設置しており、上部ヒーター102A,102B上にワーク支持棒106を掛け渡すという構成を採用したので、加熱炉ユニット100−1〜100−10の垂直方向の寸法を小さくすることができ、多段式加熱炉100を全体としてコンパクトに構成することができる。
Furthermore, according to the
加熱炉ユニット100−1〜100−10は2枚のワークW1,W2を投入するために、それぞれに対応させて、2つの下部ヒーター101A,101Bと、2つの上部ヒーター102A,102Bを設けているが、ワークの投入枚数に応じてヒーターの個数は増減でき、また、それに応じて、支持パイプ、ワーク支持棒の本数も増減することができる。
The heating furnace units 100-1 to 100-10 are provided with two
最下段の加熱炉ユニット100−1の下部ヒーター101A,101Bと、最上段の加熱炉ユニット100−10の上部ヒーター102A,102Bは、加熱対象となるワークが無いので、電力を節約するために、使用しないダミーのヒーターとするか、取り外すことができる。
Since the
また、支持パイプ104A,104B,104Cには、ワークW1,W2と、ワーク支持棒106の荷重がかかっており、加熱炉ユニット100−1〜100−10の加熱により熱変形が生じやすい。支持パイプ104A,104B,104Cに熱変形が生じると、ワークW1,W2の位置ずれや、落下のおそれがある。そこで、支持パイプ104A,104B,104Cの中に冷却水を流すことで熱変形を抑制することができる。
The
図10(A),(B)は、支持パイプ104A,104B,104Cの構造を示す断面図であり、図10(B)は図10(A)のX−X線における断面図である。図示のように、支持パイプ104A〜104Cは、一方の端が栓部114によって閉じられ、他方の端が開口された外側パイプ112と、外側パイプ112の中に間隙を設けて挿入され、両端が開口された内側パイプ113と、を備えている。そして、水道蛇口等の冷却水注入手段により、内側パイプ113の開口から内側パイプ113の中に冷却水が注入される。内側パイプ113の中に注入された冷却水は、栓部114に当たり、間隙を通して逆方向に流れて回収されるようになっている。このように構成することで冷却水の経路が2倍になり高い冷却効果が得られ、また、冷却水の配管を節減することができる。
10A and 10B are cross-sectional views showing the structure of the
<ワーク搬送機200A,200Bの構成>
前述のように、ワーク搬送機200AはワークW1,W2を多段式加熱炉100に投入するために用いられ、ワーク搬送機200BはワークW1,W2を多段式加熱炉100から取り出すために用いられるが、両機は同じ構成を有している。
<Configuration of
As described above, the
図1は、ワーク搬送機200Aの正面図、図5はワーク搬送機200Aの平面図であり、図6乃至図8は、ワーク搬送機200Aによるワーク搬送の様子を示す平面図である。図9は、ワーク搬送機200Aによるワーク搬送の様子を示す側面図である。
FIG. 1 is a front view of the
ワーク搬送機200Aは、水平方向に延びた複数本(例えば、6本)のワーク搬送棒201と、これらのワーク搬送棒201の端部を連結して、水平レール204上で移動させる水平移動機構205、水平レール204を含めたワーク搬送機本体を垂直レール206上で移動させる垂直移動機構207(図1参照)を備えている。
The
水平移動機構205及び垂直移動機構207は、例えば、水平レール204、垂直レール206をそれぞれ走行する車輪と、車輪を回転駆動するモータで構成することができる。
The
ワークW1,W2は、6本のワーク搬送棒201上の所定位置に支持されるが、このままではワーク搬送棒201の移動中にワークW1,W2の位置ずれや、脱落が生じるおそれがある。そこで、各ワーク搬送棒201には、一対のガイド棒202が平行に取り付けられている。各ガイド棒202には、一対のリング状のワーク規制具203A,203Bが取り付けられ、ワークW1,W2の平面形状に合わせてワーク規制具203A,203Bが位置決めされることにより、ワークW1,W2を両側面から押さえてその動きを規制する。
The workpieces W1 and W2 are supported at predetermined positions on the six
ワーク搬送機200Aの動作を図6乃至9に基づいて説明する。先ず、図6に示すように、ワーク搬送棒201上にワークW1,W2を載せ、ワーク規制具203A,203BによりワークW1,W2の動きを規制する。そして、垂直移動機構207により、ワークW1,W2を投入すべき加熱炉ユニットの高さまで、ワーク搬送機本体を垂直移動させる。
The operation of the
次に、図7、図9(A)に示すように、水平移動機構205により、6本のワーク搬送棒201を加熱炉ユニットの5本のワーク支持棒106の間に入り込むようにX方向に水平移動させる。
Next, as shown in FIGS. 7 and 9 (A), the
その後、図9(B)に示すように、垂直移動機構207により、6本のワーク搬送棒201を下動させることにより、ワーク搬送棒201上に載せたワークW1,W2をワーク支持棒106上に移す。そして、図9(C)に示すように、垂直移動機構207によりワーク搬送棒201をさらに下動させることにより、ワーク搬送棒201はワークW1,W2から離れ、ワークW1,W2と、支持台111A,111B,111Cとで囲まれた空間に入る。その後、図8に示すように、水平移動機構205により、ワーク搬送棒201を加熱炉ユニットから抜き出す。
Thereafter, as shown in FIG. 9B, the workpieces W1 and W2 placed on the
このようにして、ワーク搬送棒201を用いてワークW1,W2を多段式加熱炉100の任意の加熱炉ユニットに投入することができる。前述のように加熱炉ユニットは垂直方向の寸法が小さく構成されており、ワークW1,W2は、ワーク支持棒106と、上方の下部ヒーター101A,101Bの間の狭い空間に収納される。ワーク搬送機200Aは、ワーク搬送棒201を用いることでそのような狭い空間にワークW1,W2を投入するのに適している。
In this way, the workpieces W1 and W2 can be put into an arbitrary heating furnace unit of the
ワーク搬送機200Bについても、同様に、ワーク搬送棒201を用いて、多段式加熱炉100の任意の加熱炉ユニットからワークW1,W2を排出することができる。
Similarly, for the
また、ワーク搬送棒201は高温の加熱炉ユニットに挿入されることから、熱変形を生じやすい。ワーク搬送棒201に熱変形が生じると、ワークW1,W2の位置ずれや、落下のおそれがある。そこで、前述の支持パイプ104A,104B,104Cと同様に、ワーク搬送棒201中に冷却水を流すことで熱変形を抑制することができる。
Moreover, since the
この場合でも、図10に示すように、ワーク搬送棒201は一方の端が栓部114によって閉じられ、他方の端が開口された外側パイプ112と、外側パイプ112の中に間隙を設けて挿入され、両端が開口された内側パイプ113と、を備えている。そして、水道蛇口等の冷却水注入手段により、内側パイプ113の開口から内側パイプ113の中に冷却水が注入される。内側パイプ113の中に注入された冷却水は、栓部114に当たり、間隙を通して逆方向に流れて回収されるようになっている。このように構成することで冷却水の経路が2倍になり高い冷却効果が得られ、冷却水の配管を節減することができる。
Even in this case, as shown in FIG. 10, the
なお、ワーク搬送棒201の本数は加熱炉ユニットのワーク支持棒106の本数に合わせて決定され、ワーク支持棒106の本数より1本多いことが好ましい。
In addition, the number of the
100 多段式加熱炉
100−1〜100−10 加熱炉ユニット
101A,101B 下部ヒーター
102A,102B 上部ヒーター
103A,103B 断熱材
104A,104B,104C 支持パイプ
105A,105B,105C 基台
106 ワーク支持棒
107 投入扉
108 排出扉
109A,109B,110A,110B 電極
111A,111B,111C 支持台
112 外側パイプ
113 内側パイプ
114 栓部
200A,200B ワーク搬送機
201 ワーク搬送棒
202 ガイド棒
203A,203B ワーク規制具
204 水平レール
205 水平移動機構
206 垂直レール
207 垂直移動機構
100 Multi-stage heating furnaces 100-1 to 100-10
Claims (3)
各加熱炉ユニットは、垂直方向に断熱材を挟んで重ねられたプレート状の上部ヒーター及び下部ヒーターと、
前記上部ヒーターの一方の端部上に水平方向に延びるように配置された第1の支持パイプと、
前記上部ヒーターの他方の端部上に水平方向に延びるように配置された第2の支持パイプと、
前記第1及び第2の支持パイプ上に架け渡された複数のワーク支持棒と、を備え、
前記複数のワーク支持棒に支持されたワークの裏面は上部ヒーターに対向し、該ワークの上面は上方に隣接する加熱炉ユニットの下部ヒーターに対向するように配置されることを特徴とする多段式加熱炉。 In a multi-stage heating furnace in which a plurality of heating furnace units are stacked vertically,
Each heating furnace unit has a plate-like upper and lower heaters stacked with a heat insulating material sandwiched in the vertical direction, and
A first support pipe arranged to extend horizontally on one end of the upper heater;
A second support pipe disposed horizontally extending on the other end of the upper heater;
A plurality of work support rods spanned on the first and second support pipes,
The multi-stage type is characterized in that the back surface of the work supported by the plurality of work support rods is opposed to the upper heater, and the upper surface of the work is arranged to face the lower heater of the adjacent heating furnace unit. heating furnace.
前記第2の支持パイプ上に所定の間隔を設けて取り付けられ、上面に凹部が形成された複数の第2の支持台と、
前記ワーク支持棒は、対応する前記第1及び第2の支持台の凹部に嵌合されたことを特徴とする請求項1に記載の多段式加熱炉。 Each heating furnace unit is attached with a predetermined interval on the first support pipe, and a plurality of first support bases having recesses formed on the upper surface;
A plurality of second support bases mounted on the second support pipe with predetermined intervals and having recesses formed on the upper surface;
The multistage heating furnace according to claim 1, wherein the work support bar is fitted into the corresponding recesses of the first and second support bases.
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