JP2014231637A - 連続真空浸炭炉及び連続浸炭処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設備長の短い連続真空浸炭炉の提供。
【解決手段】連続真空浸炭炉（１）は、昇温室（４）又は浸炭室（５）の少なくとも一方を有する熱処理室と、搬送室（２３）と、を備える。熱処理室は搬送室（３３）の上方又は下方のいずれか一方に設置される。搬送室（２３）は、熱処理室に被処理体（Ｗ）を搬送する上下搬送部（８３、８４）を含む。上下搬送部（８３、８４）は、昇温室（４）に被処理体（Ｗ）を搬送する第１上下搬送部（８３）と、浸炭室（５）に被処理体（ｗ）を搬送する第２上下搬送部（８４）と、を含んでもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は連続真空浸炭炉及び連続浸炭処理方法に関する。

前処理室、昇温室及び浸炭室を備える連続真空浸炭炉がある。

例えば、特許文献１では、前処理室、昇温室及び浸炭室との間に、搬送室をそれぞれ設置した連続真空浸炭炉が開示されている。このような連続真空浸炭炉によれば、被処理体を１個ずつ連続的に真空浸炭処理することができる。

特開２００９−１３２９８０号公報

ところで、設備長の短い連続真空浸炭炉が要求されている。特許文献１で開示される連続浸炭炉は、設備長が長い。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、設備長の短い連続真空浸炭炉を提供することを目的とする。

本発明にかかる連続真空浸炭炉は、
昇温室又は浸炭室の少なくとも一方を有する熱処理室と、搬送室と、を備え、
前記熱処理室が前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、
前記搬送室は、前記熱処理室に被処理体を搬送する上下搬送部を含む。

このような構成により、設備長の短い連続真空浸炭炉を提供することができる。

また、前記熱処理室は、昇温室と、浸炭室と、を有し、前記昇温室は前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、前記浸炭室は前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、前記上下搬送部は、前記昇温室に前記被処理体を搬送する第１上下搬送部と、前記浸炭室に前記被処理体を搬送する第２上下搬送部と、を含むことを特徴としもてよい。また、前記第２上下搬送部は、前記被処理体を熱処理するための熱処理治具を備えることを特徴としてもよい。また、前記搬送室と前記浸炭室とを遮蔽する遮蔽扉をさらに備えることを特徴としてもよい。

他方、本発明にかかる連続真空浸炭処理方法は、
被処理体を搬送室から昇温室に搬送して、前記被処理体を昇温するステップと、
昇温した被処理体を前記昇温室から浸炭室に搬送して、前記被処理体を真空浸炭処理するステップを含む連続真空浸炭処理方法である。

また、前記昇温した被処理体を前記搬送室から浸炭室に搬送して、前記被処理体を真空浸炭処理するステップにおいて、前記浸炭室と前記搬送室を遮断するステップをさらに含むことを特徴としてもよい。

他方、本発明にかかる連続真空浸炭炉は、
昇温室又は浸炭室の少なくとも一方を有する熱処理室と、搬送室と、を備え、
前記熱処理室が前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、
前記搬送室は、被処理体を搬送する搬送部を備え、
前記搬送部は、冷却媒体を流れる冷却回路を備える。

また、前記搬送部は、一対のガイドと、前記一対のガイドに沿って移動可能に支持される被処理体保持部と、前記被処理体保持部を前記一対のガイドに沿って移動させるボールネジとを備え、前記冷却回路の少なくとも一部は前記一対のガイドの内部に設置されることを特徴としてもよい。また、前記ボールネジは、前記一対のガイドの間に設置されることを特徴としてもよい。また、前記昇温室は、誘導加熱コイルを備えることを特徴としてもよい。

本発明により、設備長の短い連続真空浸炭炉を提供することができる。

実施形態にかかる連続真空浸炭炉の模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉の斜視図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉の要部の断面図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉の要部の斜視図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉の要部の斜視図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉の要部の断面図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉の要部の斜視図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法の全体フローチャートを示す図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法を表す模式図である。 実施形態にかかる連続真空浸炭炉を用いた浸炭処理方法の詳細フローチャートを示す図である。

（実施形態）
図１を用いて、実施形態にかかる連続真空浸炭炉の概要について説明する。図１は実施形態にかかる連続真空浸炭炉の模式図を示す。

図１に示すように、連続真空浸炭炉１は、搬送室２と、乾燥室３と、昇温室４と、浸炭室５と、冷却室６と、焼戻室７とを備える。連続真空浸炭炉１は、被処理体Ｗを搬送室２に受け入れて、浸炭処理を実施して、浸炭処理品Ｐを製造することができる。被処理体Ｗは、金属材料からなる。このような金属材料としては、例えば、鉄、チタン、又はこれらの合金が挙げられる。鉄合金として、例えば、工具鋼、ステンレス鋼が挙げられる。

搬送室２は、受入室２１と、減圧室２２と、真空室２３と、復圧室２４と、冷却搬送室２５と、窒素置換室２６と、焼戻搬送室２７とを含む。受入室２１と、減圧室２２と、真空室２３と、復圧室２４と、冷却搬送室２５と、窒素置換室２６と、焼戻搬送室２７とは、この順に直列に配置されて、互いに接続している。搬送室２は、乾燥室３と、昇温室４と、浸炭室５と、冷却室６と、焼戻室７の各室と接続し、被処理体Ｗの搬入及び搬出を行うことができる。また、室間扉１１〜１６が、受入室２１、減圧室２２、真空室２３、復圧室２４、冷却搬送室２５、窒素置換室２６及び焼戻搬送室２７との間に、開閉可能にそれぞれ設置されている。また、搬送室２は、上下搬送部８１〜８８と、水平搬送部９０〜９２、９４〜９８と、真空室用水平搬送部９３と、を備える。

上下搬送部８１〜８８は、被処理体を搬送室２の上下方向に移動させ、搬送室２から各室に搬送する装置である。また、上下搬送部８１、８３、８６、８８は、被処理体を垂線を中心に回転させることができる。上下搬送部８３、８４、８８が、熱処理雰囲気下で被処理体を保持するための熱処理治具を備えると好ましい。熱処理治具を備えると、被処理体を熱処理治具に保持させる作業を省略して、搬送してそのまま熱処理を実施することができる。

水平搬送部９０〜９２、９４〜９８は、被処理体Ｗを搬送室２の水平方向に搬送する装置である。水平搬送部９０〜９２、９４〜９８は、上下搬送部８１〜８８と被処理体Ｗを互いに受け渡しすることができる。

真空室用水平搬送部９３は、搬送室２の水平方向に搬送する装置であって、上下搬送部８３、８４と被処理体Ｗを互いに受け渡しすることができる。真空室用水平搬送部９３は、真空室２３に設置されており、水平搬送部９０〜９２、９４〜９８と比較して、耐熱性を有すると好ましい。

室間扉１１〜１６は、空圧などの駆動源１１１〜１１６にそれぞれ接続されて、上下方向に移動して、開閉可能に設置されている。室間扉１１〜１６は、搬送室２の真空状態を維持できるように、搬送室２の各室を密閉することができる。

次に、搬送室２の各室、乾燥室３、昇温室４、浸炭室５、冷却室６及び焼戻室７について説明する。

受入室２１は、受入口２１１と、水平搬送部９０、９１と、上下搬送部８１と、を備える。受入室２１は、上面で乾燥室３に接続される。受入室２１は、室間扉１１を介して減圧室２２に接続される。受入口２１１は、被処理体Ｗを受入室２１の内側に受け入れられるための開口部である。

減圧室２２は、水平搬送部９２と、上下搬送部８２と、図示しない減圧手段と、を備える。減圧室２２は、室間扉１２を介して真空室２３に接続される。減圧室２２は、室間扉１１、１２に遮断されて密閉されて、所定の気圧を維持することができる。また、減圧手段としては、真空ポンプを利用できる。減圧手段は減圧室２２の気圧を減じて、真空状態まで減圧する。ここで、真空状態は、浸炭処理を実施できる程度の気圧まで減圧した状態である。浸炭処理を実施できる程度の気圧は、例えば、５００Ｐａである。

真空室２３は、真空室用水平搬送部９３と、上下搬送部８３、８４と、室間扉１２、１３と、遮蔽扉５３と、図示しない減圧手段と、を備える。真空室２３は、その上面に昇温室４と、室間扉１３を介して浸炭室５とに接続されている。遮蔽扉５３は、駆動源１５３に接続されて、上下方向に移動し、浸炭室５と真空室２３とを遮蔽する。これによれば、浸炭室５を搬送室２から遮蔽して、浸炭又は冷却をより安定して実施し得る。また、駆動源１５３に所定の制御信号を与えることで、遮蔽扉５３は、上下搬送部８４の動作に応じて、浸炭室５と真空室２３とを遮蔽することができる。減圧手段は真空室２３の気圧を所定の値を下回るように減圧して、真空室２３は真空状態を維持し続けることができる。減圧手段としては、例えば、真空ポンプを利用できる。

復圧室２４は、水平搬送部９４、９５と、上下搬送部８５と、図示しない復圧手段とを備える。復圧室２４は、室間扉１４を介して冷却搬送室２５に接続されている。復圧手段としては、例えば、バルブを利用できる。復圧手段が復圧して、復圧室２４は大気圧まで復圧することができる。

冷却搬送室２５は、上下搬送部８６と遮蔽扉６２とを備える。冷却搬送室２５は、その下面に冷却室６を接続している。遮蔽扉６２は、駆動源１６２に接続されて、上下方向に移動し、冷却室６と冷却搬送室２５とを遮蔽する。また、駆動源１６２に所定の制御信号を与えることで、遮蔽扉６２は、上下搬送部８４の動作に応じて、冷却室６と冷却搬送室２５とを遮蔽することができる。冷却搬送室２５は、窒素置換室２６から窒素を供給されて、窒素雰囲気である。

窒素置換室２６は、上下搬送部８７と、水平搬送部９６と、図示しない窒素置換部とを備える。図示しない窒素置換部は、窒素置換室２６に窒素を供給し、窒素置換室２６の気体と窒素を置換することができる。

焼戻搬送室２７は、上下搬送部８８と、水平搬送部９７、９８と、ミストノズル２７１と、回収口２７２とを備える。ミストノズル２７１は、図示しない冷却媒体供給部から冷却媒体を供給されて、所定の範囲に向けて噴霧することができる。冷却媒体としては、例えば、水が挙げられる。回収口２７２は、浸炭処理品Ｐを焼戻搬送室２７から回収するための開閉可能な開口部である。また、焼戻搬送室２７は、噴霧後の冷却媒体を排出するための排出口をさらに備えてもよい。

乾燥室３は、大気圧下で被処理体Ｗを１００℃以上の温度に加熱することのできる加熱部３１を備える。このような加熱部としては、例えば、誘導加熱コイルやカーボンヒータを利用することができ、特に誘導加熱コイルを利用することが好ましい。また、被処理体Ｗからの水蒸気を乾燥室３の外に排気する排気手段を備えてもよい。

昇温室４は、真空圧下で被処理体Ｗを浸炭処理温度に必要な温度に達するように加熱することのできる加熱部４１を備える。このような加熱部としては、例えば、誘導加熱コイルやカーボンヒータを利用することができ、特に誘導加熱コイルを利用することが好ましい。

浸炭室５は、加熱部５１と、浸炭ガス供給部５２と、を含む。加熱部５１として、例えば、カーボンヒータを利用することができる。浸炭ガス供給部５２は、浸炭処理用ガスを供給する。浸炭処理用ガスとして、例えば、炭化水素系ガスが挙げられる。炭化水素系ガスとして、例えば、アセチレン、ブタン、プロパン、エチレンなどが挙げられる。

冷却室６は、冷却媒体をミスト状に噴霧するミストノズル６１を備える。ミストノズル６１は、冷却媒体供給部（図示略）に接続されて、冷却媒体を供給される。ミストノズル６１は、冷却媒体を被処理体Ｗに噴霧して、被処理体Ｗを冷却することができる。なお、冷却室６は、噴霧後の冷却媒体を排出するための排出口を備えてもよい。

焼戻室７は、被処理体Ｗを少なくとも焼戻温度まで加熱することのできる加熱部７１を備える。このような加熱部としては、例えば、誘導加熱コイルやカーボンヒータを利用することができ、特に誘導加熱コイルを利用することが好ましい。

なお、上下搬送部８１〜８８と、水平搬送部９０〜９２、９４〜９８と、真空室用水平搬送部９３と、駆動源１１１〜１１６、１５３、１６２と、浸炭ガス供給部５２と、減圧部（図示略）と、復圧部（図示略）とは、いずれも図示しない制御部に接続されており、浸炭工程を実施するための制御信号に応じて動作する。

次に、図２〜７を用いて、連続真空浸炭炉１の一例の詳細について説明する。図２、図４、図５及び図７は、実施形態にかかる連続真空浸炭炉の要部の斜視図である。図３及び図６は、実施形態にかかる連続真空浸炭炉の要部の断面図を示す。

図２に示すように、連続真空浸炭炉１は、各室をＵ字状に曲がって配列した搬送室２を備える。搬送室２は、乾燥室３、昇温室４、浸炭室５及び焼戻室７を接続している。このような連続真空浸炭炉１では、搬送室２と、乾燥室３と、昇温室４と、浸炭室５と、冷却室６と、焼戻室７とは、Ｕ字状に配列される。これにより、連続真空浸炭炉１を扱う者の移動距離を縮め得る。なお、図２では、搬送室２下方の図示を省略している。

図３は、乾燥室３及び受入室２１の断面図である。図３に示すように、上下搬送部８１としては、テレスコピックアームを利用することができる。上下搬送部８１としてのテレスコピックアームは、被処理体保持部８１０と、内筒体８１１と、外筒体８１２と、上下駆動用モータ８１３と、回転駆動用モータ８１４と、を含む。上下搬送部８１としてのテレスコピックアームは、被処理体保持部８１０を上下及び／又は回転させて、被処理体Ｗを上下に搬送及び／又は回転させることができる。

被処理体保持部８１０は、被処理体Ｗを保持するための形状、例えば、被処理体Ｗの底面を少なくとも３点で支持する支持体や籠状体を有する。なお、ここで用いた被処理体Ｗはギア状体である。被処理体保持部８１０は、熱処理に耐えられるような材料からなる熱処理治具を備えてもよい。このような材料としては、例えば、耐熱合金が挙げられる。耐熱合金として、例えば、ステンレス鋼やニッケル基合金が挙げられる。内筒体８１１は、被処理体保持部８１０を先端に固定されている。外筒体８１２は、その内側に内筒体８１１を移動可能に備える。上下駆動用モータ８１３は、内筒体８１１及び外筒体８１２を上下駆動させるサーボモータである。回転駆動用モータ８１４は、内筒体８１１及び外筒体８１２をその軸を中心に回転駆動させるサーボモータである。

図４及び図５に示すように、水平搬送部９１としては、例えば、トラバーサを利用することができる。水平搬送部９１としてのトラバーサは、被処理体保持部９１０と、第１アーム部９１１と、第２アーム部９１２と、ベース部９１３と、モータ９１７とを備える。ベース部９１３は、対向する一対の板状体を有し、この板状体の内側主面に、リニアガイド９１４を介して一対の第２アーム部９１２を所定の直線方向に往復可能に支持する。第２アーム部９１２は、リニアガイド９１５を介して一対の第１アーム部９１１を所定の直線方向に往復可能に支持する。第１アーム部９１１は、被処理体保持部９１０をその上部に備える。被処理体保持部９１０は、一対のレール状体であって、その上面に被処理体Ｗの外縁を支持して被処理体Ｗを保持することができる。第１アーム部９１１は、モータ軸９１６を介してモータ９１７に接続されており、モータ９１７から駆動力を与えられて、ベース部９１３に対して、所定の直線方向に往復運動することができる。

ここで、一対の第１アーム部９１１は、少なくとも上下搬送部８１としてのテレスコピックアームの被処理体保持部８１０を通過できるように、その間を空けて配置される。これにより、水平搬送部９１と上下搬送部８１とは、機械的干渉を生ずることなく被処理体Ｗを互いに受け渡しすることができる。また、被処理体Ｗを安定して保持できるように、被処理体保持部９１０は、被処理体Ｗに倣う形状を有すると好ましい。図４及び５に示すように、水平搬送部９１としてのトラバーサを被処理体保持部９１０の往復運動の方向を搬送方向に沿うように設置すると、このトラバーサは、被処理体保持部９１０を搬送方向に移動させて、被処理体Ｗを搬送方向に搬送することができる。

ところで、被処理体Ｗを支持するために、第１アーム部９１１と第２アーム部９１２とには、所定の回転モーメントが発生する。そこで、被処理体Ｗによる回転モーメントについての安全率を設定して、この安全率を満たすトラバーサを用いると好ましい。このようなトラバーサによれば、被処理体Ｗの支持により１アーム部９１１及び第２アーム部９１２に発生するたわみを抑制し得て、水平搬送部９１としてトラバーサは、上下搬送部８１と被処理体Ｗをより安定して受け渡しを行うことができる。

図６は、昇温室４、浸炭室５、真空室２３の断面図を示す。図６に示すように、昇温室４は、加熱部４１と、冷却配管４２と、を備える略円筒体である。加熱部４１として、誘導加熱コイルが利用されている。この誘導加熱コイルは昇温室４の内周面に設置されている。冷却配管４２は、昇温室４の外周面に設置されている。

浸炭室５は、加熱部５１と、浸炭ガス供給部５２と、冷却配管５１１と、第１断熱層５１２と、第２断熱層５１３と、を備える略円筒状体である。加熱部５１としてカーボンヒータが使用されている。浸炭ガス供給部５２は、浸炭処理用ガスとしてアセチレンを供給されており、アセチレンを浸炭室５内に供給する。冷却配管５１１は、図示しない冷却媒体供給部から冷却媒体を供給される。冷却媒体が冷却配管５１１を流れて、浸炭室５を冷却する。第１断熱層５１２と、第２断熱層５１３とは、浸炭室５の内部を外部から断熱する。

真空室２３は、上下搬送部８３、８４と、真空室用水平搬送部９３とを内部に備える。上下搬送部８３、８４は、真空室２３との間をシールで密閉しつつ、被処理体保持部８３０、８４０を上下方向に移動させる。上下搬送部８３、８４は、ガイドやブッシュなどの摺動部を備え、さらにこの摺動部を冷却する冷却回路を備える。

図６に併せて図７に示すように、真空室用水平搬送部９３は、ベース部９３０と、ガイド部９３１と、ボールネジ９３２と、アーム部９３３と、を備える。

ベース部９３０は、真空室用水平搬送部９３自体を真空室２３の内壁面に容易に固定できる固定部を備える板状体である。

ガイド部９３１は、一対のガイド支持部９３６を介してベース部９３０の主面に配置される一対の略円筒体である。ガイド部９３１は、ベース部９３０を介して冷却媒体供給部（図示略）に接続されて、この略円筒体の内側に冷却媒体を供給される。ガイド部９３１とガイド支持部９３６と冷却媒体供給部とにより、冷却回路が形成されている。この冷却回路は、例えば、ガイド部９３１とガイド支持部９３６とを循環するように形成される。冷却媒体がこの冷却回路に流れると、ガイド部９３１を冷却することができ、さらに、ガイド部９３１の冷却に伴って、ガイド部９３１に挟まれるボールネジ９３２を冷却することができる。冷却媒体としては、例えば、水が挙げられる。冷却回路の腐食を抑制するために、水の成分を調整してもよい。

ボールネジ９３２は、図示しない駆動部に接続されており、駆動力を供給されて、回転することができる。ボールネジ９３２は、一対のガイド部９３１との間に設置されている。

アーム部９３３は、ボールネジ９３２から駆動力を得て、ブッシュ９３４を介してガイド部９３１に沿って往復移動する。アーム部９３３は、その先端に被処理体Ｗを保持する被処理体保持部９３５を備える。被処理体保持部９３５は、「コ」字状の枠状部を備える。被処理体保持部９３５は、被処理体Ｗをこの枠状部に載せて、被処理体Ｗを保持している。ここで、この枠状部は、少なくとも上下搬送部８３、８４の被処理体保持部を通過させる程度の大きさを有する。これにより、真空室用水平搬送部９３と上下搬送部８３、８４とは、機械的干渉を生ずることなく、被処理体Ｗを互いに受け渡しすることができる。アーム部９３３は、被処理体Ｗによるたわみを所定の値以下となるように製造すると好ましい。

以上、本実施形態によれば、昇温室４及び浸炭室５への被処理体Ｗの搬送を１つの搬送室である真空室２３から行うことができる。すなわち、昇温室４と浸炭室５とを直列に結ぶ搬送室を省略しており、連続真空浸炭炉１の設備長は短い。

また、上下搬送部８３、８４、８８が、熱処理雰囲気下で被処理体を保持するための熱処理治具を備えると、被処理体を熱処理治具に保持させる作業を省略して、搬送してそのまま熱処理を実施することができる。さらに、上下搬送部８４が被処理体Ｗを浸炭室５へ搬送すると同時に、遮蔽扉５３が浸炭室５と真空室２３との遮蔽を行うことができる。また、上下搬送部８６が被処理体Ｗを冷却室６へ搬送すると同時に、遮蔽扉６２が冷却室６と冷却搬送室２５との遮蔽を行うことができる。これらにより、搬送時間を短縮することができ、連続浸炭処理のサイクルタイムを短縮化し得る。

ところで、真空室２３では、昇温及び浸炭処理を行うために、高温及び真空状態となる。真空室２３に設置される水平搬送部は、熱を受けて、十分な耐久性を得にくい。そこで、冷却回路を有する真空室用水平搬送部９３を真空室２３に設けて、高温及び真空状態でも、円滑に搬送を行うことができる。

さらに、真空室用水平搬送部９３の冷却回路を一対のガイド部９３１に形成し、この一対のガイド部９３１の間にボールネジ９３２を設置することで、効率的に冷却できる。

また、加熱部４１として誘導加熱コイルを用いると、昇温室４への輻射熱を発生させることなく、被処理体Ｗ、特にその表面を昇温することができる。これにより、昇温室４、浸炭室５及び真空室２３の昇温を抑制し、真空室２３に設置される水平搬送部に加わる熱的な負担を減じる。すなわち、真空室用水平搬送部９３は、高温下にある真空室２３に設置されても、十分な耐久性を得ることができる。

なお、上記した実施形態では、被処理体Ｗはギア状体であったが、多種多様のサイズ及び形状であってもよい。被処理体Ｗとして、例えば、プーリーや軸体であっても、同様に、連続真空浸炭処理を行うことができる。

また、上記した実施形態では、乾燥室３と、昇温室４と、浸炭室５と、焼戻室７とを搬送室２の上方に設置したが、これらの各室を搬送室２の下方に設置してもよい。また、昇温室４と浸炭室５との少なくとも一方を搬送室２の上方又は下方に設置してもよい。また、冷却室６を搬送室２の下方に設置したが、搬送室２の上方に設置してもよい。この設置にともなって、被処理体保持部を適宜変更してもよい。また、被処理体保持部は、被処理体Ｗを把持する把持部を備えてもよい。また、被処理体Ｗが磁性体ならば、被処理体保持部は、電磁石を利用して被処理体Ｗを吸着させる吸着部を備えてもよい。

また、上記した実施形態では、復圧室２４、冷却室６の内部は空気雰囲気であるが、窒素雰囲気であってもよい。

（連続浸炭処理方法）
次に、図８及び１８を参照しつつ、図９〜１７を用いて、実施形態にかかる連続真空浸炭炉１を用いた連続浸炭処理方法について説明する。図８は、連続浸炭処理方法の全体フローチャートを示す。図９〜１７は、連続浸炭処理方法の各工程の模式図を示す。図１８は、連続浸炭処理方法の詳細フローチャートを示す。

図８を参照しつつ、図９に示すように、被処理体Ｗを加熱して乾燥する（乾燥ステップＳ１）。

詳細には、図９（ａ）に図３〜５を併せて参照すると、水平搬送部９０が被処理体Ｗを保持しつつ、上下搬送部８１の上方に搬送する。図９（ｂ）に示すように、上下搬送部８１が被処理体保持部８１０を上方へ移動させて被処理体Ｗに当接し、被処理体保持部８１０をさらに上方へ移動させて、被処理体Ｗを被処理体保持部９００から離間させて被処理体保持部８１０に保持させる。つまり、上下搬送部８１が被処理体Ｗを水平搬送部９０から受け取る。上下搬送部８１が被処理体保持部８１０をそのまま上方へ伸ばして、被処理体Ｗを乾燥室３へ搬送する。加熱部３１としての誘導加熱コイルが被処理体Ｗを誘導加熱する。この誘導加熱は、被処理体Ｗが１００℃を超える所定温度に所定時間保持する。上下搬送部８１が被処理体保持部８１０を下方へ縮めて被処理体Ｗを受入室２１に搬送し、被処理体Ｗを被処理体保持部８１０から離間させて被処理体保持部９１０に保持させる。つまり、上下搬送部８１が被処理体Ｗを水平搬送部９１に受け渡す。

次いで、図８に併せて図１８を参照しつつ、図１０〜１２に示すように、被処理体Ｗを
浸炭処理する（浸炭処理ステップＳ２）。このステップは、昇温室搬送ステップＳ２１、昇温ステップＳ２２、浸炭室搬送ステップＳ２３、浸炭ステップＳ２４の順に行う。

まず、被処理体Ｗを昇温室に搬送する（昇温室搬送ステップＳ２１）。詳細には、水平搬送部９１が被処理体Ｗを受入室２１から減圧室２２に搬送する。上下搬送部８２が被処理体Ｗを受け取って保持する（図１０（ａ）参照）。水平搬送部９２が受入室２１に戻り、室間扉１１、１２を閉めて、真空状態となるまで減圧する。減圧した後、室間扉１２が開き、水平搬送部９２が被処理体Ｗを真空室２３に搬送する。上下搬送部８３が被処理体Ｗを受け取り保持する（図１０（ｂ）参照）。水平搬送部９２が減圧室２２に戻り、室間扉１２が閉まる。上下搬送部８３が昇温室４に搬送する（図１０（ｃ）参照）。

次いで、加熱部４１が浸炭処理に必要な温度に達するように被処理体Ｗを加熱する（昇温ステップＳ２２）。加熱後、上下搬送部８３が被処理体Ｗを真空室２３に搬送する（図１１（ａ）参照）。

次いで、浸炭室に搬送する（浸炭室搬送ステップＳ２３）。詳細には、真空室用水平搬送部９３が被処理体Ｗを受け取り、上下搬送部８４の上方に位置するまで搬送する。上下搬送部８４が受け取り（図１１（ｂ）参照）、浸炭室５に搬送する（図１１（ｃ）参照）。この浸炭室５への搬送と同時に、真空室用水平搬送部９３が遮蔽扉５３と干渉しないように、減圧室２２側に移動して、遮蔽扉５３が、浸炭室５を密閉する（図１２（ａ）参照）。これにより、被処理体Ｗの浸炭室５への搬送と同時に、浸炭室５と真空室２３との遮蔽を行えるので、搬送時間を短縮することができる。

次いで、被処理体Ｗを浸炭処理する（浸炭ステップＳ２４）。詳細には、アセチレンガスを投入し、カーボンヒータが浸炭処理温度を維持し続けるように加熱して、被処理体Ｗを浸炭処理する。浸炭処理した後、遮蔽扉５３が浸炭室５から離れるように下方に移動し、浸炭室５の遮蔽を解除する（図１２（ｂ）参照）。上下搬送部８４が被処理体Ｗを真空室２３に搬送し、水平搬送部９４が被処理体Ｗを受け取る（図１２（ｃ）参照）。

次いで、再び図８を参照しつつ、図１３及び図１４に示すように、被処理体Ｗを冷却する（冷却ステップＳ３）。

詳細には、復圧室２４が真空状態であることを確認した上で、室間扉１３が開き、水平搬送部９４が被処理体Ｗを真空室２３から復圧室２４に搬送する。上下搬送部８５が水平搬送部９４から被処理体Ｗを受け取り、保持する（図１３（ａ）参照）。室間扉１３が閉まり、復圧室２４は、室間扉１３、１４により密閉される。復圧部が真空状態から大気圧まで復圧させる。室間扉１４が開き、水平搬送部９５が被処理体Ｗを上下搬送部８５から受け取り、復圧室２４から冷却搬送室２５に搬送する。上下搬送部８６が被処理体Ｗを水平搬送部９５から受け取り、水平搬送部９５が復圧室２４に戻り、室間扉１４が閉まる（図１３（ｂ）参照）。ここで、冷却搬送室２５は窒素雰囲気にあるので、被処理体Ｗは窒素雰囲気下に置かれる。被処理体Ｗは大気雰囲気下で置かれる場合と比較して、酸化物の発生を抑制したまま、冷却することができる。上下搬送部８６が被処理体Ｗを冷却室６に搬送する。この搬送と同時に、遮蔽扉６２が冷却室６を密閉する（図１４（ａ）参照）。これにより、被処理体Ｗの冷却室６への搬送と同時に、冷却室６と冷却搬送室２５との遮蔽を行えるので、搬送時間を短縮することができる。ミストノズル６１が冷却媒体を被処理体Ｗに噴霧する。被処理体Ｗが冷却される。均等に冷却させるべく、被処理体Ｗを回転させてもよい。冷却後、遮蔽扉６２が冷却搬送室２５の元の位置に戻り、上下搬送部８６が被処理体Ｗを冷却搬送室２５に戻す（図１４（ｂ）参照）。

次いで、図１５に示すように、被処理体Ｗを窒素置換室２６に搬送する（窒素置換室搬送ステップＳ４）。詳細には、室間扉１５が開き、水平搬送部９６が被処理体Ｗを上下搬送部８６から受け取り、窒素置換室２６に搬送する。上下搬送部８７が被処理体Ｗを受け取り、保持する。

最後に、図１６及び１７に示すように、被処理体Ｗを焼き戻しする（焼き戻しステップＳ５）。詳細には、室間扉１６が開き、水平搬送部９７が被処理体Ｗを上下搬送部８７から受け取り、焼戻搬送室２７に搬送する。上下搬送部８８が被処理体Ｗを水平搬送部９７から受け取り（図１６（ａ）参照）、焼戻室７に搬送する（図１６（ｂ）参照）。加熱部７１が被処理体Ｗを加熱して、被処理体Ｗを焼き戻す。被処理体Ｗを所定温度を超えるように加熱し、さらに所定時間維持するように加熱する。加熱した後、上下搬送部８８が被処理体Ｗをミストノズル２７１の噴霧される範囲内に搬送する（図１７（ａ）参照）。ミストノズル２７１が冷却媒体を噴霧して、被処理体Ｗを冷却する。これらにより、被処理体Ｗは焼戻されて、所望の焼戻組織を有する浸炭処理品Ｐとなる（図１７（ｂ）参照）。

以上のステップを経ると、１つの浸炭処理品Ｐを得ることができる。なお、上記した説明では、１つの被処理体Ｗを浸炭処理したが、複数の被処理体Ｗを連続的に浸炭処理して、浸炭処理品Ｐを所定のサイクルタイムごとに１個ずつ連続的に得ることができる。すなわち、浸炭処理品Ｐの１個流し生産を行うことができる。

なお、上記した実施形態にかかる連続真空浸炭炉１を用いた連続浸炭処理方法では、乾燥ステップＳ１、浸炭処理ステップＳ２、冷却ステップＳ３、窒素置換室搬送ステップＳ４、焼き戻しステップＳ５の順に各ステップを実施したが、必要に応じて、乾燥ステップＳ１、冷却ステップＳ３、窒素置換室搬送ステップＳ４を除いても構わない。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

１ 連続真空浸炭炉、 ２ 搬送室、 ３ 乾燥室、 ４ 昇温室、 ５ 浸炭室、 ６ 冷却室、 ７ 焼戻室、 １１〜１６ 室間扉、 ２１ 受入室、 ２２ 減圧室、 ２３ 真空室、 ２４ 復圧室、 ２５ 冷却搬送室、 ２６ 窒素置換室、 ２７ 焼戻搬送室、
５３、６２ 遮蔽扉、 ８１〜８８ 上下搬送部、 ９０〜９２、９４〜９７ 水平搬送部、 ９３ 真空室用水平搬送部、 Ｗ 被処理体、 Ｐ 浸炭処理品

Claims (10)

1. 昇温室又は浸炭室の少なくとも一方を有する熱処理室と、搬送室と、を備え、
   前記熱処理室が前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、
   前記搬送室は、前記熱処理室に被処理体を搬送する上下搬送部を含む連続真空浸炭炉。
2. 前記熱処理室は、昇温室と、浸炭室と、を有し、
   前記昇温室は前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、
   前記浸炭室は前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、
   前記上下搬送部は、前記昇温室に前記被処理体を搬送する第１上下搬送部と、前記浸炭室に前記被処理体を搬送する第２上下搬送部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載される連続真空浸炭炉。
3. 前記第２上下搬送部は、前記被処理体を熱処理するための熱処理治具を備えることを特徴とする請求項２に記載される連続真空浸炭炉。
4. 前記搬送室と前記浸炭室とを遮蔽する遮蔽扉をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載される連続真空浸炭炉。
5. 被処理体を搬送室から昇温室に搬送して、前記被処理体を昇温するステップと、
   昇温した被処理体を前記昇温室から浸炭室に搬送して、前記被処理体を真空浸炭処理するステップを含む連続真空浸炭処理方法。
6. 前記昇温した被処理体を前記搬送室から浸炭室に搬送して、前記被処理体を真空浸炭処理するステップにおいて、
   前記浸炭室と前記搬送室を遮断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載される連続真空浸炭処理方法。
7. 昇温室又は浸炭室の少なくとも一方を有する熱処理室と、搬送室と、を備え、
   前記熱処理室が前記搬送室の上方又は下方のいずれか一方に設置され、
   前記搬送室は、被処理体を搬送する搬送部を備え、
   前記搬送部は、冷却媒体の流れる冷却回路を備える連続真空浸炭炉。
8. 前記搬送部は、
   一対のガイドと、
   前記一対のガイドに沿って移動可能に支持される被処理体保持部と、
   前記被処理体保持部を前記一対のガイドに沿って移動させるボールネジとを備え、
   前記冷却回路の少なくとも一部は前記一対のガイドの内部に設置されることを特徴とする請求項７に記載の連続真空浸炭炉。
9. 前記ボールネジは、前記一対のガイドの間に設置されることを特徴とする請求項８に記載される連続真空浸炭炉。
10. 前記昇温室は、誘導加熱コイルを備えることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１つに記載される連続真空浸炭炉。

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