JP2015209990A - 真空焼入れ処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の真空焼入れ処理設備の構造を利用して、製造コストの大幅な上昇を招くことなく必要なガス焼入れ処理を行うことができる真空焼入れ処理設備を提供する。
【解決手段】複数の真空加熱室２１Ａ〜２１Ｃとこれら真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置３とを、一端が開放する筐体１内に収納し、当該筐体１の開放部に気密的にガス冷却室４のハウジング４１を連結した真空焼入れ処理設備において、
ガス冷却室４のハウジング４１に設けた開口４４に、独立した冷却ガス循環配管６１，６４を接続し、冷却ガス循環配管中に熱交換器６２と送風ファン６３を設置して、開口４４からガス冷却室４内の冷却ガスを吸引し熱交換させた後に再び開口４４からガス冷却室４内へ冷却ガスを戻すようにする。
【選択図】 図３

Description

本発明は真空焼入れ処理設備に関し、特に簡易な改造でガス冷却能力を増大することができる真空焼入れ処理設備に関する。

特許文献１には上下方向に配設された複数の浸炭室（真空加熱室）とこれら浸炭室に処理品を搬送する上下動可能な垂直リフト装置、および浸炭後の処理品を冷却する冷却室を一体的に備えたコンパクトな真空浸炭焼入れ処理設備が示されている。

特表２０１３−５０４６８６

ところで、上記焼入れ処理設備では冷却室としてガス冷却室が付設されていることが多く、処理されるワークに対して冷却ガスの種類、圧力、流速、風向等を適宜制御して最適な焼入れ効果を得るようにしている。しかし、常温の窒素等の冷却ガスで油冷、水冷等の液冷却に相当する焼入れ効果を得ようとすると、２０〜３０気圧以上のガス圧あるいは２〜３倍の冷却ガス量が必要となり、冷却室の耐圧構造化、冷却室に設けた冷却ファンモータの大容量化による冷却室の大型化によって製造コストの大幅上昇を招き、現実的でないという問題がある。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、従来の真空焼入れ処理設備の構造を利用して、製造コストの大幅な上昇を招くことなく必要なガス焼入れ処理を行うことができる真空焼入れ処理設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、複数の真空加熱室（２１Ａ〜２１Ｃ）とこれら真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置（３）とを、一端が開放する筐体（１）内に収納し、当該筐体（１）の開放部に気密的にガス冷却室（４）のハウジング（４１）を連結した真空焼入れ処理設備において、前記ガス冷却室（４）のハウジング（４１）に設けた開口（４４）に独立した冷却ガス循環配管（６１，６４）を接続し、冷却ガス循環配管中に熱交換器（６２）と送風ファン（６３）を設置して、前記開口（４４）から前記ガス冷却室（４）内の冷却ガスを吸引し熱交換させた後に再び前記開口（４４）から前記ガス冷却室（４）内へ冷却ガスを戻すようにする。

本第１発明においては、ガス冷却室内の冷却ガスを、ハウジングの開口に連結した冷却ガス循環配管からガスを吸入して外部の熱交換器へ送ってここで十分に冷却し、十分に冷却された冷却ガスを大容量の送風ファンを経由して上記配管によって再びガス冷却室内へ戻して室内のワークに送給することにより冷却する。このように冷却室の外部に送風ファンを設置し独立した冷却ガス循環配管を設けることで送風ファンの大型化が可能となり、大容量の冷却ガスを流すことができるため、液冷却に近い焼入れ効果をもったワークのガス焼入れが可能となる。本第１発明によれば、既存の真空焼入れ処理設備の大部分を利用することができるから、製造コストの大幅な上昇が避けられる。

本第２発明では、前記ハウジング（４１）の開口（４４）は、当該開口（４４）に設けられた、ガス冷却室（４）の撹拌扇を駆動する駆動モータ（４２）を取り去って開口させたものである。

本第２発明によれば、駆動モータ取付用の開口を配管連結用の開口として利用しているから、さらに製造コストを抑えることができる。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の真空焼入れ処理設備によれば、従来の焼入れ処理設備の構造を利用して、製造コストの大幅な上昇を招くことなく必要なガス焼入れ処理を行うことができる。

真空焼入れ処理設備の筐体の斜視図である。 真空焼入れ処理設備の筐体の端面図である。 真空焼入れ処理設備の全体構成を示す概略図である。 搬送装置の概略側面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

以下、ワークの焼入れ処理を行う本発明の一実施形態を示す。図１において、真空焼入れ処理設備は矩形の筐体１を備えており、筐体１内には後述するようにその半部に加熱装置２が、残る半部に搬送装置３が設けられている。筐体１には搬送装置３に面する端面に開口１１が設けられて、当該開口１１を覆うように外方から長円容器状のガス冷却室４のハウジング４１が筐体１に接合固定されている。また、搬送装置３に面する筐体１の側面には、上下に延びる長方形の点検扉１２が設けられている。

ガス冷却室４の端面下半部にはワーク出し入れ用の開口４３（図２）が設けられて、駆動シリンダ５１によって上下方向へスライド開閉する真空扉５２によって開閉されるようになっている。駆動シリンダ５１及び真空扉５２は、ハウジング４１にボルト固定された枠体５３に一体に組み付けられて扉アセンブリ５となっている。

ガス冷却室の端面上半部には撹拌扇を室内に挿入するための開口４４が設けられている。この開口４４は図１および図２の鎖線で示すように、従来は駆動モータ４２のフランジ部４２１によって閉鎖されている。すなわち、駆動モータ４２の出力軸に装着された撹拌扇（図示略）を、上記開口４４を経てガス冷却室４のハウジング４１内に挿入し、この状態で駆動モータ４２をその端面外周に形成された上記フランジ部４２１によってハウジング４１にボルト固定している。

本実施形態では、上記駆動モータ４２とその出力軸に装着されている撹拌扇を取り去って、取り去った跡に露出開口した上記開口４４に、独立した冷却ガス循環配管を構成すべく、後述のように大容量の送風ファンとガスクーラを設けたダクトを連結する。このような真空焼入れ処理設備の全体構成を図３に示す。

図３において、筐体１内の加熱装置２は上下方向へ配置された三基の真空加熱室（以下、単に加熱室という）２１Ａ〜２１Ｃから構成されている。各加熱室２１Ａ〜２１Ｃにはヒータが設けられて当該加熱室２１Ａ?２１Ｃ内を所定温度へ昇温できるようになっている。また、各加熱室２１Ａ?２１Ｃにはアセチレン等の浸炭ガス供給管が連結されて、浸炭処理を行うことができる。筐体１には真空排気管（図示略）が連結されて上記各加熱室２１Ａ〜２１Ｃ内を所定の真空度に維持できるようになっている。なお、各加熱室２１Ａ〜２１Ｃは図略のゲート弁によって搬送装置３に面する側が開閉できる。

搬送装置３は垂直リフト３１を備えている。垂直リフト３１は上記特許文献１（特表２０１３−５０４６８６）に記載されたものと同様の構造である。すなわち、図４に示すように垂直リフト３１は上下方向へ架設された左右一対のチェーン３１１，３１２を備え、チェーン３１２には水平なプラットホーム３１３が装着されている。プラットホーム３１３上にはギア機構３３が設けられて当該ギア機構３３の入力側はチェーン３１１に連結されている。また、プラットホーム３２上には側方へ二段で伸縮可能なフォーク体３４，３５が配設されており、これらフォーク体３４，３５は上記ギア機構３３の出力側に連結されて伸縮駆動されるようになっている。

ワークは例えば格子状のトレイ上に複数が平面状に配置されてフォーク体３５上に載置される。ワークを上下方向へ搬送する場合には両チェーン３１１，３１２を同時に作動させて、プラットホーム３１３を所定の加熱室２１Ａ〜２１Ｃに対向する位置へ昇降させる。この後、チェーン３１２を停止してチェーン３１１のみを作動させ、ギア機構３３を介してフォーク３４，３５を側方へ伸長させて、加熱室２１Ａ〜２１Ｃ内へワークを載せたトレイを挿入し、ないし処理後のワークを載せたトレイを加熱室２１Ａ〜２１Ｃ内から取り出す。なお、搬送装置３は上記構造に限られず、公知の他の構造を採用することができる。

ガス冷却室４には真空排気管が連結されるとともに窒素等の冷却ガス供給管が連結されている（いずれも図示略）。ガス冷却室の上部の開口には既述のようにダクト６１が連結されている。ダクト６１は室外に設けた熱交換器としてのガスクーラ６２に至っている。ガスクーラ６２を経てさらに延びるダクト６１は送風ファン６３の吸引側に連結されている。送風ファン６３の吐出側からは送風配管６４が延び、送風配管６４は途中からダクト６１内に挿通されてガス冷却室４内の上部に突出開口している。このようなダクト６１と送風配管６４とで冷却ガス循環配管を構成している。垂直リフト３１のフォーク３４，３５（図４）は加熱装置２とは反対側にあるガス冷却室４内へも伸長可能である。なお、ガス冷却室４に通じる筐体１の上記開口１１には真空扉７１が設けられている。

このような構造の真空焼入れ処理設備において、真空扉５２を開放して開口４３からガス冷却室４内へワークが装入されると、真空扉５２が閉鎖されてガス冷却室４の真空排気が行われて筐体１内と同じ真空度まで減圧される。その後、真空扉７１が開放されて、搬送装置３によってワークがガス冷却室４内から取り出され、必要な温度に設定された加熱室２１Ａ〜２１Ａ内にワークが装入されて加熱ないし加熱浸炭処理が行なわれる。加熱室２１Ａ〜２１Ｃにおける処理を終えたワークは搬送装置３によってガス冷却室４へ戻される。

ワークをガス焼入れする場合は、真空扉７１が閉鎖された後、ガス冷却室４内にガス供給管６４から冷却ガスが供給される。ここで、本実施形態では、ダクト６１とガス供給管６４とで独立した冷却ガス循環配管を設置し、当該冷却ガス配管中に設置した大型の送風ファン６３によって大容量の冷却ガスをガス冷却室４に供給することができるからワーク冷却能力が増大しており、このような冷却ガスがガス冷却室４内のワークに送給されることによって、液冷却に近い焼入れ効果が発揮されてワークのガス焼入れが行われる。ガス焼入れ終了後は、復圧の後、真空扉５２が開放されてワークは開口４３から外へ取り出される。

なお、上記実施形態では、冷却ガス循環配管を構成する送風配管６４をダクト６１内に通しているが、送風配管をダクト外に独立して設けるようにしても良い

１…筐体、２…加熱装置、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…真空加熱室、３…搬送装置、４…ガス冷却室、４１…ハウジング、４２…駆動モータ、４４…開口、６１…ダクト（冷却ガス循環配管）、６２…ガスクーラ（熱交換器）、６３…送風ファン、６４…送風配管（冷却ガス循環配管）。

Claims (2)

1. 複数の真空加熱室とこれら真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置とを、一端が開放する筐体内に収納し、当該筐体の開放部に気密的にガス冷却室のハウジングを連結した真空焼入れ処理設備において、前記ガス冷却室のハウジングに設けた開口に独立した冷却ガス循環配管を接続し、冷却ガス循環配管中に熱交換器と送風ファンを設置して、前記開口から前記ガス冷却室内の冷却ガスを吸引し熱交換させた後に再び前記開口から前記ガス冷却室内へ冷却ガスを戻すようにしたことを特徴とする真空焼入れ処理設備。
2. 前記ハウジングの開口は、当該開口に設けられた、ガス冷却室の撹拌扇を駆動する駆動モータを取り去って開口させたものである請求項１に記載の真空焼入れ処理設備。

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