JP2018059209A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、被処理品をより確実に所望の搬送経路に沿って搬送することのできる熱処理装置を提供する。
【解決手段】熱処理装置１は、加熱室７と、加熱室７に隣接して配置された冷却室８と、被処理物１００を支持するための搬送トレイ２と、加熱室７の外部から加熱室７および冷却室８を経由して冷却室８の外部へ向かう搬送経路Ｂ１沿って搬送トレイ２を搬送するための第１搬送機構３と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被処理物に加熱処理および冷却処理を施すための、熱処理装置に関する。

たとえば、歯車を一例とする金属部品など（被処理物）に熱処理を施すための熱処理装置が知られている（たとえば、特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の熱処理装置としての連続真空浸炭炉は、複数の処理室を有している。金属部品は、複数の処理室の間を、搬送部によって搬送される。

特開２０１４−２３１６３７号公報 特開２０１４−７０２５１号公報

搬送部は、複数の水平搬送部を有しており、隣接する水平搬送部が金属部品を直接受け渡しすることで、金属部品を水平方向に搬送する。しかしながら、このような構成では、隣接する水平搬送部が金属部品を受け渡す際、金属部品を変位させる精度を高くしておかなければ、金属部品を受け取る側の水平搬送部において、金属部品を所望の位置に配置できない。その結果、金属部品がバランスを崩して落下してしまうおそれがある。特に、金属部品が小さい部品である場合にこのような不具合が生じやすい。

本発明は、上記事情に鑑みることにより、簡易な構成で、被処理品をより確実に所望の搬送経路に沿って搬送することのできる熱処理装置を提供することを、目的とする。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる熱処理装置は、被処理物に熱エネルギーを与えるための加熱室と、前記熱エネルギーを与えられた前記被処理物を冷却するために前記加熱室に隣接して配置された冷却室と、前記被処理物を支持するための搬送トレイと、前記加熱室の外部から前記加熱室および前記冷却室を経由して前記冷却室の外部へ向かう所定の搬送経路に沿って前記搬送トレイを搬送するための第１搬送機構と、を備えている。

この構成によると、被処理物は搬送トレイによって支持され、この搬送トレイが第１搬送機構によって搬送経路を搬送される。これにより、第１搬送機構は、被処理物を直接搬送するのではなく、搬送トレイを介して被処理物を搬送することとなる。このため、第１搬送機構は、被処理物の形状の影響を受けずに、搬送トレイを安定した姿勢で搬送することができる。その結果、被処理物は、より安定した姿勢で搬送される。しかも、被処理物の搬送に搬送トレイを用いるという簡易な構成で、被処理物が安定した姿勢で搬送される。以上の次第で、簡易な構成で、被処理品をより確実に所望の搬送経路に沿って搬送することのできる熱処理装置を実現できる。

（２）好ましくは、前記熱処理装置は、前記加熱室における前記被処理物の搬送方向とは交差する方向に沿って前記搬送経路と離隔して配置された、前記被処理物を前記加熱するための加熱用部材と、前記加熱室において前記被処理物を前記搬送トレイと前記加熱用部材との間に移動させるための第２搬送機構と、をさらに備えている。

この構成によると、被処理物を加熱用部材によって加熱することができる。この加熱の際、被処理物は、搬送トレイから離隔した状態にある。このため、搬送トレイは、加熱用部材および被処理物によって加熱されることを抑制される。このため、熱歪みなどに起因する搬送トレイの不具合の発生をより確実に抑制できる。よって、搬送トレイの寿命（再利用可能な回数）をより長くできる。さらに、加熱が不要な搬送トレイの加熱を抑制できるので、エネルギー効率の向上を通じて熱処理装置の更なる省エネルギー化を達成できる。

（３）より好ましくは、前記搬送方向は水平方向に沿って延びており、前記加熱用部材は、前記搬送経路の上方に配置されている。

この構成によると、加熱用部材を搬送方向から離隔した箇所に配置することで、熱処理装置が搬送方向に長い形状になることを抑制できる。また、加熱用部材が搬送経路の上方に配置されることで、加熱用部材からの熱は、加熱用部材の上方に伝わり、搬送経路側に伝わることが抑制される。これにより、搬送トレイが加熱されてしまうことを、より確実に抑制できる。

（４）より好ましくは、前記第２搬送機構は、前記加熱室において、前記搬送トレイに形成された孔部を通して前記被処理物を持ち上げるための支持部を有している。

この構成によると、支持部は、搬送トレイに対して上方に変位する簡易な動作で、被処理物を持ち上げることができる。よって、第２搬送機構の構成をより簡素にできる。

（５）好ましくは、前記熱処理装置は、前記冷却室内において前記被処理物に冷媒を供給するための冷媒通路を備え、前記冷媒通路は、鉛直方向に沿って延びている。

この構成によると、冷却室を、縦長の形状に形成できるので、水平方向における熱処理装置のサイズをより小さくできる。また、冷媒通路が延びる方向と搬送方向とが直交しているので、熱処理装置は、水平方向および垂直方向の何れにも過度に大きくなる形状とならずに済む。よって、熱処理装置をよりコンパクトにすることができる。

（６）好ましくは、前記熱処理装置は、前記加熱室と前記冷却室との間を閉じた状態と開いた状態とに切替可能に前記搬送経路に設けられる中間扉をさらに備え、前記第１搬送機構は、前記加熱室に配置され前記搬送トレイを前記搬送経路に沿って搬送するための加熱室側搬送部と、この加熱室側搬送部とは離隔して前記冷却室に配置され前記搬送トレイを前記搬送経路に沿って搬送するための冷却室側搬送部と、を有している。

この構成によると、中間扉によって、加熱室と冷却室との間の空間を塞ぐことができる。これにより、加熱室における雰囲気をより安定させることができる。また、冷却室内の冷媒が加熱室に飛散することを、より確実に抑制できる。

（７）好ましくは、前記第１搬送機構は、前記搬送トレイを、前記加熱室の外部、前記加熱室、前記冷却室、および、前記冷却室の外部に循環させるように構成されている。

この構成によると、搬送トレイを、熱処理装置における被処理物の搬送に繰り返し使用することができる。よって、熱処理装置において多数の被処理物を熱処理するために必要な搬送トレイの数を、より少なくできる。搬送トレイを繰返し使用可能な回数は、搬送トレイが加熱することを抑制されることで、格段に多くなる。

（８）好ましくは、前記第１搬送機構は、前記加熱室の外部に配置された駆動源と、この駆動源の出力を所定の一定位置において前記加熱室の外部から前記加熱室の内部へ伝達する出力伝達部材と、前記加熱室の内部に配置された駆動部材であって前記出力伝達部材からの動力を受けて前記搬送トレイを所定の搬送方向に変位させるための駆動部材と、を有している。

この構成によると、駆動源が加熱室の外部に配置されるので、加熱室をよりコンパクトにできる。しかも、出力伝達部材は、一定の位置から移動しないよう構成されている。このため、加熱室の内側と外側との間をシールする必要のある部分、すなわち、出力伝達部材と加熱室との間の部分を、より小さくできる。これにより、簡易な構成で第１搬送機構を実現できる。

本発明によると、簡易な構成で、被処理品をより確実に所望の搬送経路に沿って搬送することのできる熱処理装置を実現できる。

熱処理装置の模式的且つ概念的な斜視図であり、一部を切断して示している。 熱処理装置の加熱装置の正面図である。 加熱装置の入口側側面図である。 加熱装置の出口側側面図である。 加熱装置の背面図である。 加熱装置の主要部を正面側から見た一部断面図である。 加熱装置の主要部を平面視した状態の断面図である。 熱処理装置の中間扉ユニットの出口側の側面図である。 熱処理装置の冷却装置の正面図である。 冷却装置の出口側の側面図である。 冷却装置の背面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図であり、被処理物の搬送方向と直交する断面を示している。 図１２の主要部の拡大図である。 図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う、冷却装置を正面側から見た断面図である。 冷却装置における冷却処理動作を説明するための図である。 冷却装置における冷却処理動作を説明するための図である。 熱処理装置の効果を説明するための熱処理装置の模式的な構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、被処理物を熱処理するための熱処理装置として広く適用することができる。

図１は、熱処理装置１の模式的且つ概念的な斜視図であり、一部を切断して示している。図２は、熱処理装置１の加熱装置４の正面図である。図３は、加熱装置４の入口側側面図である。図４は、加熱装置４の出口側側面図である。図５は、加熱装置４の背面図である。図６は、加熱装置４の主要部を正面側から見た一部断面図である。図７は、加熱装置４の主要部を平面視した状態の断面図である。図８は、熱処理装置１の中間扉ユニット５の出口側の側面図である。

図９は、熱処理装置１の冷却装置６の正面図である。図１０は、冷却装置６の出口側の側面図である。図１１は、冷却装置６の背面図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図であり、被処理物１００の搬送方向Ａ１と直交する断面を示している。図１３は、図１２の主要部の拡大図である。図１４は、図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う、冷却装置６を正面側から見た断面図である。図１５および図１６は、冷却装置６における冷却処理動作を説明するための図である。

なお、以下では、熱処理装置１を正面から見た状態を基準として、左右方向Ｘ１（搬送方向Ａ１）、前後方向Ｙ１、および、上下方向Ｚ１を規定する。

図１および図２を参照して、熱処理装置１は、被処理物１００に熱処理を施すために設けられている。この熱処理は、加熱処理および冷却処理である。加熱処理の一例として、浸炭加熱処理、均熱処理などを例示することができる。また、冷却処理として、焼入処理などを例示することができる。なお、熱処理装置１で行われる加熱処理および冷却処理の具体例は、特に限定されない。また、本実施形態では、被処理物１００は、金属部品であり、たとえば、歯車である。

熱処理装置１は、搬送トレイ２と、第１搬送機構３と、加熱装置４と、中間扉ユニット５と、冷却装置６と、を有している。

搬送トレイ２は、被処理物１００を支持するための搬送支持部材である。搬送トレイ２は、本実施形態では、金属製またはカーボン製の部材であり、熱処理装置１における被処理物１００の熱処理において繰り返し用いられる。搬送トレイ２は、被処理物１００を水平方向に沿って延びる所定の搬送方向Ａ１に沿って搬送する。本実施形態では、搬送トレイ２は、加熱装置４における被処理物１００の加熱処理の際、被処理物１００から離隔しており、加熱装置４から高熱を受けることを抑制されている。

搬送トレイ２は、枠部２ａと、支持部２ｂと、を有している。

枠部２ａは、第１搬送機構３によって支持される部分として設けられている。枠部２ａは、たとえば、矩形状の外形を有し、且つ、所定の厚みを有する板状に形成されている。枠部２ａは、加熱装置４内に収容可能で、且つ、冷却装置６内に収容可能な大きさに形成されている。枠部２ａの中央部には、孔部２ｃ（開口部）が形成されている。この孔部２ｃは、たとえば、円形に形成されており、枠部２ａを当該枠部２ａの厚み方向に貫通している。この孔部２ｃは、加熱装置４において被処理物１００を昇降させるために設けられており、且つ、冷却装置６において、冷媒を通過させるために設けられている。

孔部２ｃのたとえば、内周部から孔部２ｃの中央に向けて、複数の支持部２ｂが延びている。支持部２ｂは、被処理物１００を支持する部分として設けられている。この支持部２ｂは、たとえば、孔部２ｃの周方向に等間隔に複数（本実施形態では、３つ）設けられている。各支持部２ｂは、孔部２ｃの縁部から孔部２ｃの中心部に向けて延びている。これらの支持部２ｂの先端は、互いに離隔しており、後述する第２搬送機構１８による被処理物１００の持ち上げ動作を阻害しないように構成されている。

また、各支持部２ｂには、被処理物１００を位置決め（センタリング）するための位置決め凸部２ｄが設けられている。凸部２ｄは、被処理物１００の外周面を受けるように配置されており、上方に延びている。この支持部２ｂに、被処理物１００が、点接触または線接触となるように載せられることが好ましい。この支持部２ｂは、後述するように、冷媒通路４８において、冷媒を整流するための整流部材として機能する。なお、搬送トレイ２に複数の被処理物１００が積層されることで、バッチ処理が行われてもよい。

上記の構成を有する搬送トレイ２は、第１搬送機構３によって、搬送方向Ａ１に沿って加熱装置４および冷却装置６に搬送される。第１搬送機構３は、搬送トレイ２を、加熱装置４の外部から加熱装置４の加熱室７および冷却装置６の冷却室８を経由して冷却室８の外部へ向かう所定の搬送経路Ｂ１に沿って搬送トレイ２を搬送するために設けられている。この第１搬送機構３は、搬送トレイ２を、搬送経路Ｂ１に沿って加熱装置４の外部、加熱装置４の加熱室７の内部、冷却装置６の冷却室８の内部、および、この冷却室８の外部に循環させるように構成されている。

図１〜図７を参照して、第１搬送機構３は、加熱室７に配置され搬送トレイ２を搬送経路Ｂ１に沿って搬送するための加熱室側搬送部１１と、この加熱室側搬送部１１とは離隔して冷却室８に配置され搬送トレイ２を搬送経路Ｂ１沿って搬送するための冷却室側搬送部１２と、加熱室側搬送部１１および冷却室側搬送部１２の間に配置された中間搬送部１３と、を有している。

加熱室側搬送部１１は、搬送トレイ２を加熱室７内で搬送するために設けられている。また、冷却室側搬送部１２は、加熱室７を通過した搬送トレイ２を冷却室８内で搬送するために設けられている。中間搬送部１３は、中間扉ユニット５において、搬送トレイ２を搬送方向Ａ１に沿って配置するために設けられている。第１搬送機構３の詳細は、後述する。

加熱装置４は、加熱室７と、底部１４と、支柱１５と、入口扉ユニット１６と、加熱用部材１７と、第２搬送機構１８と、を有している。

底部１４は、加熱装置４のベース部材として設けられている。底部１４は、平面視において矩形状に形成されており、底部１４から、複数の支柱１５が上方に延びている。支柱１５は、加熱室７を支持している。

加熱室７は、被処理物１００に熱エネルギーを与えるために設けられている。加熱室７は、略直方体状の箱状に形成されている。たとえば、加熱室７は、図示しない真空ポンプによって真空にされた状態で、被処理物１００に加熱処理を施すように構成されている。加熱室７は、入口壁７ａと、出口壁７ｂと、前壁７ｃと、後壁７ｄと、天壁７ｅと、底壁７ｆと、を有している。

入口壁７ａには、被処理物１００を加熱室７に導入するための入口７ｇ（開口部）が形成されている。入口７ｇは、入口壁７ａの下部寄りに配置されており、前壁７ｃ側から後壁７ｄ側にかけて細長く延びており、被処理物１００を通過させることが可能である。この入口７ｇは、入口扉ユニット１６によって開閉される。

入口扉ユニット１６は、入口扉１９と、入口扉開閉機構２０と、を有している。

入口扉１９は、入口壁７ａの外側面に沿うように配置された、板状部材である。入口扉１９は、閉位置に配置されることで、入口７ｇを塞ぐ。また、入口扉１９は、開位置に配置されることで、入口７ｇを開く。入口扉１９には、ＮＢＲ（天然ゴム）、フッ素ゴムなどのシール構造が設けられており、熱処理装置１における雰囲気ガスおよび冷媒をシールするように構成されている。入口扉１９は、入口扉開閉機構２０によって開閉動作される。

入口扉開閉機構２０は、本実施形態では、流体圧シリンダを用いて形成されており、底部１４に支持されたシリンダと、このシリンダから突出し入口扉１９に連結されたロッドと、を有している。このシリンダからのロッドの突出量が変化することで、入口扉１９が開閉する。入口扉１９は、入口壁７ａの外側面に設けられ上下に延びる前後一対のガイド２１によって挟まれており、当該入口扉１９の上下方向Ｚ１への変位が案内される。入口扉１９が開かれている状態で、加熱室７の入口７ｇを通過した被処理物１００は、加熱室側搬送部１１によって、加熱室７内に配置される。

加熱室側搬送部１１は、加熱室７内に配置されている。この加熱室側搬送部１１は、ベルトコンベア式の搬送部である。

加熱室側搬送部１１は、加熱室７の外部に配置された駆動源としての加熱室側モータ２２と、加熱室側モータ２２の出力を所定の一定位置において加熱室７の外部から加熱室７の内部へ伝達する出力伝達部材２３と、出力伝達部材２３によって回転される駆動軸２５および従動軸２６と、加熱室７の内部に配置され、出力伝達部材２３からの動力を受けて搬送トレイ２を搬送方向Ａ１に変位させる一対のチェーン２７（駆動部材）と、を有している。

加熱室側モータ２２は、たとえば、電動モータである。加熱室側モータ２２は、加熱室７の後壁７ｄの後方（外側面側）において、加熱室７における搬送方向Ａ１の下流側に配置されている。加熱室側モータ２２のハウジング２２ａは、後壁７ｄにボルトなどの固定部材を用いて固定されている。このハウジング２２ａと後壁７ｄとの間には、シール部材（図示せず）が配置されており、ハウジング２２ａと後壁７ｄとの間が気密的にシールされている。

加熱室側モータ２２の出力軸（図示せず）には、出力伝達部材２３の一端部が連動回転可能に連結されている。具体的には、加熱室側モータ２２の出力軸は、上下方向Ｚ１のうちの上方を向いており、出力伝達部材２３は、前後方向Ｙ１（水平方向）を向いている。そして、これら出力軸と出力伝達部材２３は、かさ歯車などの交差軸歯車機構を介して連動回転可能に連結されている。

出力伝達部材２３は、加熱室７の下部寄りの一定位置において、後壁７ｄに形成された孔部７ｉを通して加熱室７内に延びている。出力伝達部材２３の他端部には、スプロケットが一体回転可能に連結されている。また、出力伝達部材２３に隣接して、駆動軸２５が配置されている。駆動軸２５は、搬送方向Ａ１における加熱室７の下流側に配置されている。駆動軸２５は、搬送方向Ａ１と直交する前後方向に沿って延びている。駆動軸２５の一端部には、スプロケットが一体回転可能に連結されている。そして、出力伝達部材２３のスプロケットと駆動軸２５のスプロケットには、チェーン２９が巻き掛けられている。これにより、加熱室側モータ２２の出力を駆動軸２５に伝達可能である。

駆動軸２５と平行に、従動軸２６が配置されている。従動軸２６は、加熱室７の入口７ｇの近傍に配置されている。駆動軸２５および従動軸２６は、それぞれ、軸受などを有する支持部材２８，２８を介して、底壁７ｆに回転自在に支持されている。前後方向Ｙ１における駆動軸２５の一対の端部、および、前後方向Ｙ１における従動軸２６の一対の端部には、それぞれ、スプロケットが一体回転可能に連結されている。そして、搬送方向Ａ１に並ぶこれら一対のスプロケットに、チェーン２７，２７が巻き掛けられている。一対のチェーン２７，２７は、前後方向Ｙ１に離隔して配置されており、搬送トレイ２の枠部２ａを載せることが可能に構成されている。

本実施形態では、前後方向Ｙ１において、チェーン２７，２７の間隔は、被処理物１００の全長以上に設定されている。上記の構成により、加熱室側モータ２２の駆動に伴い、出力伝達部材２３が回転し、この回転が一方の駆動軸２５に伝わる。そして、この駆動軸２５は、チェーン２７，２７を駆動するとともに従動軸２６を回転させる。すなわち、加熱室側モータ２２の駆動によって、一対のチェーン２７，２７が回転する。これにより、一対のチェーン２７，２７上の搬送トレイ２は、搬送方向Ａ１に変位する。

搬送方向Ａ１における加熱室７の中間部に加熱用部材１７が配置され、さらに、加熱室７の下端部および加熱室７の下方に、第２搬送機構１８が配置されている。すなわち、第１搬送機構３（水平搬送機構）の下方に第２搬送機構１８が配置されている。また、後述するように、冷却装置６の冷媒通路４８の一部が、加熱室７の高さ位置よりも低い高さ位置に配置されている。これにより、熱処理装置１をよりコンパクトにすることができる。

加熱用部材１７は、加熱室７における搬送方向Ａ１とは交差する方向（上下方向Ｚ１）に沿って搬送経路Ｂ１と離隔して配置された、被処理物１００を加熱するための部材である。加熱用部材１７は、本実施形態では、搬送経路Ｂ１の上方に配置されている。加熱用部材１７は、本実施形態では、誘導加熱コイルであり、被処理物１００に誘導加熱による加熱を行うように構成されている。

加熱用部材１７は、銅などの導電部材を螺旋状に形成することで構成されている。加熱用部材１７のうち螺旋状の部分は、被処理物１００を取り囲むことが可能な大きさに形成されている。加熱用部材１７の一端部および他端部は、後方に向けて直線状に延びており、後壁７ｄに支持されている。加熱用部材１７の一端部および他端部は、図示しない電源に電気的に接続されており、この電源から電力を供給される。加熱用部材１７の下方に、第２搬送機構１８が配置されている。

第２搬送機構１８は、加熱室７において被処理物１００を、搬送トレイ２と加熱用部材１７との間に上下移動させるために設けられている。

第２搬送機構１８は、被処理物１００を支持するための支持部１８ａと、この支持部１８ａを搬送トレイ２と加熱用部材１７との間に変位させるための支持部駆動機構３０と、を有している。

第２搬送機構１８の支持部１８ａは、加熱室７において、搬送トレイ２に形成された孔部２ｃを通して被処理物１００を持ち上げるために設けられている。支持部１８ａは、所定の待機位置Ｐ１と、加熱位置Ｐ２との間を上下に移動可能に構成されている。支持部１８ａは、たとえば、カーボン、金属またはセラミックなど、耐熱性に優れた材料を用いて形成されている。支持部１８ａは、待機位置Ｐ１において、加熱室側搬送部１１の一対のチェーン２７，２７の間に配置されている。本実施形態では、支持部１８ａは、搬送方向Ａ１における加熱室７の略中央に配置されている。

支持部１８ａは、搬送トレイ２に支持された被処理物１００を、搬送トレイ２と接触すること無く持ち上げることが可能な形状に形成されている。具体的には、支持部１８ａは、軸状の支持部本体１８ｂと、この支持部本体１８ｂから放射状に延びる支持部アーム１８ｃと、を有している。支持部本体１８ｂは、待機位置Ｐ１において、加熱室７の底壁７ｆ近傍に配置されている。

支持部アーム１８ｃは、たとえば、支持部本体１８ｂの周方向に等間隔に配置されており、待機位置Ｐ１の上方に到達した搬送トレイ２の支持部２ｂとは支持部本体１８ｂの周方向に交互に並ぶように配置される。また、搬送トレイ２の孔部２ｃの中央には、搬送トレイ２の部品は配置されておらず、支持部本体１８ｂが搬送トレイ２に接触しないように構成されている。支持部本体１８ｂは、支持部駆動機構３０に連結されている。

支持部駆動機構３０は、支持部１８ａを待機位置Ｐ１と加熱位置Ｐ２との間に変位させるために設けられている。本実施形態では、支持部駆動機構３０は、ねじ機構を用いて形成されている。このねじ機構として、雄ねじ軸の外周にベアリングをナットとして用いることで構成された、いわゆるベアリングナット機構、および、ボールねじ機構などを例示することができる。

さらに、支持部駆動機構３０は、支持部１８ａを当該支持部１８ａの中心軸線回りに回転させるための回転機構を含んでいる。なお、支持部駆動機構３０は、支持部１８ａを上下方向Ｚ１に変位させることが可能で、且つ、支持部１８ａを待機位置Ｐ１および加熱位置Ｐ２に保持させることが可能で、且つ、加熱位置Ｐ２において支持部１８ａ（被処理物１００）を回転可能な構成であれば、具体的な構成は限定されない。

支持部駆動機構３０は、本体部３０ａと、可動部３０ｂと、駆動源３０ｃと、を有している。

本体部３０ａは、加熱室７の下方の空間に配置されており、底部１４に支持されている。本体部３０ａは、電動モータなどの駆動源３０ｃに隣接して配置されている。駆動源３０ｃは、底部１４に支持されている。本体部３０ａは、駆動源３０ｃから出力を受けることで、可動部３０ｂを上下方向Ｚ１に変位させる。可動部３０ｂは、本体部３０ａに支持されており、本体部３０ａから上方に延びている。可動部３０ｂは、加熱室７の底壁７ｆに固定された円筒部３１を貫通し、且つ、底壁７ｆを貫通するように配置されている。なお、円筒部３１の底部は、可動部３０ｂを取り囲むように配置されている。

上記の構成により、第１搬送機構３の加熱室側搬送部１１によって待機位置Ｐ１の上方（加熱用部材１７の下方）に搬送トレイ２および被処理物１００が搬送された後、支持部駆動機構３０の可動部３０ｂは、上方に移動する。これに伴い、支持部１８ａは、待機位置Ｐ１から上方に移動し、被処理物１００を持ち上げ、さらに、加熱位置Ｐ２に移動する。そして、加熱用部材１７による誘導加熱によって、被処理物１００は、所定の浸炭温度まで加熱される。

この際、可動部３０ｂは、支持部１８ａおよび被処理物１００を、支持部１８ａの中心軸線回りに回転させることで、被処理物１００をより均等に誘導加熱させることができる。被処理物１００の加熱動作が完了すると、可動部３０ｂは、支持部１８ａおよび被処理物１００を、所定の回転位置（支持部１８ａの中心軸線回りの位置）に静止させる。この際の位置制御は、図示しないセンサ、および、制御装置によって行われる。

その後、支持部駆動機構３０の可動部３０ｂが下方に移動されることにより、支持部１８ａ、および、被処理物１００は、加熱位置Ｐ２から下方へ移動する。そして、被処理物１００は、搬送トレイ２の支持部２ｂに載せられる。その後、支持部１８ａは、待機位置Ｐ１までさらに下方に変位する。たとえば、搬送トレイ２に設置された検知部と、この検知部の状態を検出するセンサとによって、上下方向Ｚ１における支持部１８ａの位置制御が行われる。これにより、搬送トレイ２を加熱用部材１７によって加熱させることなく、被処理物１００の加熱処理を行うことができる。

搬送トレイ２、および、加熱処理がされた後の被処理物１００は、加熱室側搬送部１１によって、中間扉ユニット５側に搬送される。

中間扉ユニット５は、加熱室７の出口壁７ｂに形成された出口７ｈと、冷却室８の入口壁８ａに形成された入口８ｇとの間を気密的且つ液密的に封止した状態で閉じることが可能に構成され、且つ、これらの出口７ｈおよび入口８ｇを開いた状態にすることが可能に構成されている。

図６〜図８を参照して、中間扉ユニット５は、枠部５ａと、中間扉３３と、中間扉開閉機構３４と、を有している。

枠部５ａは、加熱装置４と冷却装置６との間に配置される、全体として略矩形の枠部分であり、搬送方向Ａ１に沿って延びている。枠部５ａは、加熱室７の出口壁７ｂに固定されているとともに、冷却室８の入口壁８ａに固定されている。

加熱室７の出口壁７ｂは、加熱室７と冷却室８とを区切る壁部分として設けられている。加熱室７の出口壁７ｂは、たとえば、矩形の板状に形成されている。加熱室７の出口壁７ｂの下部寄り部分に、出口７ｈが形成されている。この出口７ｈは、矩形の開口部として設けられており、加熱室７内の空間および冷却室８内の空間の双方に連続している。この出口７ｈは、中間扉３３によって開閉される。

中間扉３３は、出口壁７ｂのうち冷却室８側の側面に沿うように配置された、板状部材である。中間扉３３は、閉位置に配置されることで、出口壁７ｂの出口７ｈを塞ぐ。また、中間扉３３は、開位置に配置されることで、出口壁７ｂの出口７ｈを開く。これにより、中間扉３３は、加熱室７と冷却室８との間を、閉じた状態と開いた状態とに切替可能に搬送経路に設けられている。中間扉３３には、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、フッ素ゴムなどを含むシール構造が設けられており、加熱室７と冷却室８との間において、雰囲気ガスおよび冷媒をシールするように構成されている。中間扉３３は、中間扉開閉機構３４によって開閉動作される。

中間扉開閉機構３４は、本実施形態では、流体圧シリンダを用いて形成されており、枠部５ａの上部に支持されたシリンダ３４ａと、シリンダ３４ａから突出し中間扉３３に連結されたロッド３４ｂと、を有している。シリンダ３４ａからのロッド３４ｂの突出量が変化することで、中間扉３３が開閉する。中間扉３３は、出口壁７ｂのうち冷却室８側の一側面に設けられ上下に延びる前後一対のガイド３５によって挟まれており、当該中間扉３３の上下方向Ｚ１への変位が案内される。中間扉３３が開かれている状態で、加熱室７を通過した被処理物１００は、中間搬送部１３によって、冷却室８内に搬送される。

中間搬送部１３は、中間扉ユニット５の枠部５ａの下部に支持されており、冷却室８内に配置されている。この中間搬送部１３は、たとえば、ベルトコンベア式の搬送部である。

中間搬送部１３は、駆動軸３６と、駆動軸３６に対して搬送方向Ａ１の上流側に配置された従動軸３７と、駆動軸３６からの動力を受けて搬送トレイ２を搬送方向Ａ１に変位させる一対のチェーン３８，３８（駆動部材）と、を有している。

従動軸３７および駆動軸３６は、搬送方向Ａ１と直交する前後方向に沿って延びている。駆動軸３６および従動軸３７は、それぞれ、軸受などを有する支持部材を介して、枠部５ａの底部に回転自在に支持されている。前後方向Ｙ１における駆動軸３６の一対の端部、および、前後方向における従動軸３７の一対の端部には、それぞれ、スプロケットが一体回転可能に連結されている。そして、搬送方向Ａ１に並ぶこれら一対のスプロケットに、チェーン３８，３８が巻き掛けられている。チェーン３８，３８は、前後方向Ｙ１に離隔して配置されており、搬送トレイ２の枠部２ａを載せることが可能に構成されている。なお、駆動軸３６は、後述する駆動軸６３（図１２参照）とチェーン４４を介して連結されており、駆動時期右６３の回転に伴い回転駆動する。

上記の構成を有する中間搬送部１３によって冷却室８内に搬送された被処理物１００は、冷却装置６によって冷却処理を施される。

図１および図９〜図１４を参照して、冷却装置６は、冷却室８と、出口扉ユニット４１と、冷媒通路形成体４２と、上下変位機構４３と、を有している。

冷却室８は、加熱室７において熱エネルギーを与えられた被処理物１００を冷却するために、加熱室７に隣接して配置されている。冷却室８は、縦長の略直方体状の箱状に形成されている。冷却室８は、入口壁８ａと、出口壁８ｂと、前壁８ｃと、後壁８ｄと、天壁８ｅと、底壁８ｆと、を有している。

入口壁８ａは、中間扉３３と向かい合うように配置された、上下に延びる壁部である。この入口壁８ａの上部には、入口８ｇが形成されており、この入口８ｇに中間扉ユニット５の枠部５ａが固定されている。これにより、中間扉ユニット５の枠部５ａを通過した被処理物１００は、搬送方向Ａ１における冷却室８の下流側へ向けて進む。

出口壁８ｂには、被処理物１００を冷却室８から搬出するための出口８ｈが形成されている。出口８ｈは、上下方向Ｚ１における出口壁８ｂの中間部寄りに配置されており、前壁８ｃ側から後壁８ｄ側にかけて細長く延びており、被処理物１００を通過させることが可能である。この出口８ｈは、出口扉ユニット４１によって開閉される。

出口扉ユニット４１は、出口扉４５と、出口扉開閉機構４６と、を有している。

出口扉４５は、出口壁８ｂの外側面に沿うように配置された、板状部材である。出口扉４５は、閉位置に配置されることで、出口８ｈを塞ぐ。また、出口扉４５は、開位置に配置されることで、出口８ｈを開く。出口扉４５には、ＮＢＲ、フッ素ゴムなどのシール構造が設けられており、冷却室８内における雰囲気ガスおよび冷媒をシールするように構成されている。出口扉４５は、出口扉開閉機構４６によって開閉動作される。

出口扉開閉機構４６は、本実施形態では、流体圧シリンダを用いて形成されており、出口壁８ｂの外側面において冷却室８に支持されたシリンダ４６ａと、シリンダ４６ａから突出し出口扉４５に連結されたロッド４６ｂと、を有している。シリンダ４６ａからのロッド４６ｂの突出量が変化することで、出口扉４５が開閉する。出口扉４５は、出口壁８ｂの外側面に設けられ上下に延びる前後一対のガイド４７によって挟まれており、当該出口扉４５の上下方向への変位が案内される。出口扉４５が開かれている状態で、冷却室８の出口８ｈを通過した被処理物１００は、冷却室８の外部へ搬送される。

なお、出口８ｈを通過した後の搬送トレイ２からは、被処理物１００が取り出される。被処理物１００が取り出された後の搬送トレイ２は、第１搬送機構３に備えられる図示しないベルトコンベアなどの戻し機構によって、加熱装置４の加熱室７の入口７ｇ側に搬送される。これにより、搬送トレイ２は、加熱装置４と冷却装置６とを循環するように搬送される。

冷却室８内に、冷媒通路形成体４２が設けられている。冷媒通路形成体４２は、搬送方向Ａ１に沿う搬送経路Ｂ１を通る被処理物１００に所定の冷媒を供給する冷媒通路４８を形成するためのユニットである。本実施形態では、冷媒として冷却水が用いられるけれども、油などが用いられてもよい。

冷媒通路形成体４２は、複数の冷媒通路形成部材としての下側部材４９および上側部材５０と、導入管５１と、搬送トレイ２と、を含んでいる。搬送トレイ２は、複数の冷媒通路形成部材としての下側部材４９および上側部材５０の間に配置されている。すなわち、本実施形態では、搬送トレイ２は、被処理物１００を搬送する機能と、冷媒通路４８の一部を形成する機能の双方を有しており、下側部材４９および上側部材５０と協働して冷媒通路４８を形成するように構成されている。

本実施形態では、下側部材４９、搬送トレイ２、および、上側部材５０は、搬送方向Ａ１と交差する上下方向Ｚ１（交差方向）に沿って互いに接近するように変位することで、被処理物１００を収容した状態で冷媒通路４８を形成するように構成され、且つ、上下方向Ｚ１に沿って互いに離隔するように変位することで、冷媒通路４８に対する搬送方向Ａ１に沿った被処理物１００の出し入れを許容するように構成されている。冷媒通路４８は、冷却室８内において被処理物１００に冷媒を供給するために設けられ、上下方向Ｚ１（鉛直方向）に沿って延びている。

下側部材４９は、冷却室８の底壁８ｆから上方に延びる円筒状の管として設けられている。下側部材４９は、平面視における冷却室８の略中央に配置されている。下側部材４９の上端部は、冷却室側搬送部１２の近傍に配置されており、搬送トレイ２の下方に位置するように構成されている。下側部材４９には、導入管５１が接続されている。

導入管５１は、冷媒を冷却室８の外部から下側部材４９に導入するために設けられている。導入管５１は、前後方向Ｙ１に延びている。下側部材４９の一端は、後壁８ｄの下端部に接続されている。また、下側部材４９は、冷却室８の後壁８ｄを貫通しており、下側部材４９の他端は、図示しない冷媒タンクに接続されている。これにより、冷媒タンクからポンプ（図示せず）によって導入管５１に圧送された冷媒は、下側部材４９内に導入され、上方に向けて噴射される。導入管５１に隣接して、排出管５２が設けられている。

排出管５２は、冷却室８内において、冷媒通路４８の内側から外側へ排出された冷媒を、冷却室８の外部へ排出するために設けられている。排出管５２は、導入管５１に隣接した位置において、冷却室８の後壁８ｄの下端部に形成されており、冷却室８の内部と外部とに連続している。排出管５２は、図示しない冷媒タンクに接続されており、この冷媒タンクに貯蔵される。排出管５２に隣接する下側部材４９の上方に、上側部材５０が配置されている。

上側部材５０は、冷却室８内において浮動支持された部材として設けられている。上側部材５０は、上下方向Ｚ１に延びる円筒状の管として設けられている。上側部材５０の下端部には、フランジ部５０ａが設けられている。この上側部材５０は、上下変位機構４３によって、上下方向Ｚ１に変位可能に支持されている。

上下変位機構４３は、上側部材５０と、冷却室側搬送部１２の一部（後述するチェーンユニット６６）と、を下側部材４９に対して上下方向Ｚ１に変位可能に支持するために設けられている。上下変位機構４３は、上側部材５０とチェーンユニット６６とを上下方向Ｚ１に相対移動可能に構成されている。また、上下変位機構４３は、搬送トレイ２が冷却位置Ｐ４に配置されているときにおいて、上側部材５０を搬送トレイ２に接触させるために上側部材５０を下方に変位させるように構成されている。上下変位機構４３は、冷却室８の天壁８ｅに支持されており、この天壁８ｅから下方に延びるように配置されている。

上下変位機構４３は、ベース板５５と、吊下げステー５６，５６と、昇降機構５７と、ガイド軸５８，５８と、を有している。

ベース板５５は、本実施形態では、金属板を用いて形成されている。このベース板５５は、上側部材５０の上端の開口部とは上下方向Ｚ１に所定距離だけ離隔して配置されている。これにより、上側部材５０の内部を上方へ向けて噴射された冷媒がベース板５５によって跳ね返されて冷媒通路４８内に戻されることを、抑制できる。ベース板５５の上端の外周縁部には、吊下げステー５６，５６が固定されている。

吊下げステー５６，５６は、本実施形態では、金属板を用いて形成されている。吊下げステー５６，５６は、たとえば、前後方向Ｙ１に離隔して配置されている。各吊下げステー５６，５６の上端部は、ベース板５５に固定されている。各吊下げステー５６，５６の下端部は、上側部材５０の上端部に固定されている。これにより、上側部材５０、吊下げステー５６，５６およびベース板５５は、ユニットとして一体的に移動するように構成されている。これらのユニットは、昇降機構５７によって上下方向Ｚ１に変位される。

昇降機構５７は、本実施形態では、流体圧シリンダを用いて形成されており、冷却室８の天壁８ｅに支持されたシリンダ５７ａと、シリンダ５７ａから下方に突出しベース板５５の中央に連結されたロッド５７ｂと、を有している。シリンダ５７ａは、冷却室８の外部に配置されており、天壁８ｅに形成された孔部からロッド５７ｂが冷却室８内に延びている。

シリンダ５７ａからのロッド５７ｂの突出量が変化することで、上側部材５０などが上下方向Ｚ１に変位する。ガイド軸５８は、たとえば、２つ設けられており、ベース板５５に固定されるとともに、天壁８ｅに形成されたガイド軸案内部５９によって上下方向Ｚ１にスライド可能に支持されている。これにより、ロッド５７ｂのよりスムーズな変位が実現されている。

また、搬送トレイ２は、冷却室側搬送部１２によって、中間搬送部１３から所定の搬送位置Ｐ３に搬送されるように構成されている。

図１２〜図１４を参照して、冷却室側搬送部１２は、冷却室８内に配置されている。この冷却室側搬送部１２は、ベルトコンベア式の搬送部である。

冷却室側搬送部１２は、冷却室８の外部に配置された駆動源としての冷却室側モータ６１と、冷却室側モータ６１の出力を所定の一定位置において冷却室８の外部から冷却室８の内部へ伝達する出力伝達部材６２と、出力伝達部材６２によって回転される駆動軸６３および従動軸６４と、冷却室８の内部に配置され、出力伝達部材６２からの動力を受けて搬送トレイ２を搬送方向Ａ１に変位させる一対のチェーン６５，６５と、駆動軸６３、従動軸６４およびチェーン６５，６５を含むチェーンユニット６６を上側部材５０に対して上下方向Ｚ１に相対変位可能に連結するための可動連結部６７と、を有している。

冷却室側モータ６１は、たとえば、電動モータである。冷却室側モータ６１は、冷却室８の後壁８ｄの後方（外側面側）において、冷却室８における搬送方向Ａ１の下流側に配置されている。冷却室側モータ６１のハウジング６１ａは、円筒状のモータブラケット６８にボルトなどの固定部材を用いて固定されている。このモータブラケット６８は、後壁８ｄにボルトなどの固定部材を用いて固定されている。

このモータブラケット６８のうち後壁８ｄと対向する部分と、後壁８ｄとの間には、シール部材（図示せず）が配置されており、その結果、ハウジング６１ａと後壁８ｄとの間が気密的にシールされている。冷却室側モータ６１の出力軸（図示せず）には、出力伝達部材６２の一端部が連動回転可能に連結されている。

具体的には、冷却室側モータ６１の出力軸は、上下方向Ｚ１を向いており、出力伝達部材６２は、前後方向Ｙ１（水平方向）を向いている。そして、これら出力軸と出力伝達部材６２は、かさ歯車などの交差軸歯車機構を介して連動回転可能に連結されている。

出力伝達部材６２は、冷却室８のうち搬送方向Ａ１の下流側の位置において、後壁８ｄに形成された孔部８ｉを通して冷却室８内に延びている。出力伝達部材６２は、一端部６２ａと、自在継手６２ｂと、中間軸６２ｃと、自在継手６２ｄと、他端部６２ｅと、を有しており、一端部６２ａ、自在継手６２ｂ、中間軸６２ｃ、自在継手６２ｄ、他端部６２ｅがこの順に並んでいる。このように、出力伝達部材６２は、自在継手６２ｂ，６２ｄを有していることにより、一端部６２ａと他端部６２ｅの相対位置を変更可能である。特に、本実施形態では、他端部６２ｅは、一端部６２ａに対して上下方向Ｚ１に変位可能である。

出力伝達部材６２の他端部６２ｅには、駆動軸６３が一体回転可能に連結されている。駆動軸６３は、搬送方向Ａ１における冷却室８の下流側に配置されている。駆動軸６３は、搬送方向Ａ１と直交する前後方向Ｙ１に沿って延びている。これにより、冷却室側モータ６１の出力を駆動軸６３に伝達可能である。

駆動軸６３と平行に、従動軸６４が配置されている。従動軸６４は、冷却室８の入口８ｇの近傍に配置されている。駆動軸６３と従動軸６４の間に、下側部材４９が配置されている。前後方向Ｙ１における駆動軸６３の一対の端部、および、前後方向Ｙ１における従動軸６４の一対の端部には、それぞれ、スプロケットが一体回転可能に連結されている。そして、搬送方向Ａ１に並ぶ一対のスプロケットに、チェーン６５，６５が巻き掛けられている。チェーン６５，６５は、前後方向Ｙ１に離隔して配置されており、搬送トレイ２の枠部２ａを載せることが可能に構成されている。また、チェーン６５，６５の間に、下側部材４９の上端部が配置されている。このように、下側部材４９の上端部は、駆動軸６３、従動軸６４および一対のチェーン６５，６５に取り囲まれている。

本実施形態では、前後方向Ｙ１において、チェーン６５，６５の間隔は、被処理物１００の全長以上に設定されている。上記の構成により、冷却室側モータ６１の駆動に伴い、出力伝達部材６２が回転し、この回転が駆動軸６３に伝わる。そして、この駆動軸６３は、チェーン６５，６５を駆動し、従動軸６４を回転させる。すなわち、冷却室側モータ６１の駆動によって、一対のチェーン６５，６５が回転する。これにより、一対のチェーン６５，６５上の搬送トレイ２は、搬送方向Ａ１に移動する。

前述したように、上記の駆動軸６３、従動軸６４、および一対のチェーン６５，６５は、チェーンユニット６６を構成している。このチェーンユニット６６は、可動連結部６７によって上下方向Ｚ１に変位可能に支持されている。チェーンユニット６６は、可動連結部６７および上側部材５０を介して上下変位機構４３に連結可能に構成されており、搬送位置Ｐ３および冷却位置Ｐ４に変位可能である。

また、チェーンユニット６６は、搬送位置Ｐ３において、搬送トレイ２が上側部材５０および下側部材４９から離隔するように搬送トレイ２を支持し、且つ、冷却位置Ｐ４において、搬送トレイ２が下側部材４９と接触するように搬送トレイ２を配意させる。

可動連結部６７は、一対の梁部６９，７０と、複数のブラケット７１と、複数のガイド受け部７２と、を有している。

一対の梁部６９，７０は、搬送方向Ａ１に沿って延びる梁状の部分として設けられている。一方の梁部６９は、チェーン６５の後方（後壁８ｄ側）においてチェーン６５と平行に配置されており、駆動軸６３の一端部および従動軸６４の一端部を回転可能に支持している。他方の梁部７０は、チェーン６５の前方（前壁８ｃ側）においてチェーン６５と平行に配置されており、駆動軸６３の他端部および従動軸６４の他端部を回転可能に支持している。

一対の梁部６９，７０は、複数のブラケット７１に固定されている。複数のブラケット７１は、一対の梁部６９，７０を上側部材５０に連結するために設けられている。各ブラケット７１は、たとえばＬ字状に形成されている。一方の梁部６９のうち搬送方向Ａ１の両端部にブラケット７１，７１が固定されており、一方の梁部６９が両端支持されている。また、他方の梁部７０のうち搬送方向Ａ１の両端部にブラケット７１，７１が固定されており、他方の梁部７０が両端支持されている。

ブラケット７１の下端部が、対応する梁部６９，７０に固定されている。そして、各ブラケット７１のうち、水平に延びる部分の下面７１ａが、上側部材５０のフランジ部５０ａの上面に受けられている。これらのブラケット７１は、フランジ部５０ａに対して上方に変位することが可能である。

また、各梁部６９，７０の下端部には、ガイド受け部７２が固定されている。このガイド受け部７２は、たとえば、搬送方向Ａ１において各梁部６９，７０の複数箇所（本実施形態では、２箇所）に配置されている。各ガイド受け部７２には、上下に延びるガイド孔部７２ａが形成されている。また、このガイド孔部７２ａに嵌合可能なガイド軸７３が設けられている。

ガイド軸７３は、ガイド孔部７２ａ毎に設けられており、対応する下側部ステー７４，７４に固定されている。下側部ステー７４，７４は、前壁８ｃまたは後壁８ｄに固定されている。各ガイド軸７３が対応するガイド孔部７２ａに、上下にスライド可能に嵌合している。これにより、上下方向Ｚ１における一対の梁部６９，７０の移動が案内される。

また、各下側部ステー７４，７４には、ストッパ７５が固定されている。ストッパ７５は、たとえば、ボルトを用いて形成されており、対応する下側部ステー７４，７４にねじ結合している。これにより、上下方向Ｚ１におけるストッパ７５の位置を調整することができる。

図１３および図１５を参照して、後壁８ｄ側のストッパ７５は、後壁８ｄ側の梁部６９の下端部と上下方向Ｚ１に向かい合っている。一方、前壁８ｃ側のストッパ７５は、前壁８ｃ側の梁部７０の下端部と上下方向Ｚ１に向かい合っている。そして、一対の梁部６９，７０が所定の冷却位置Ｐ４に到達したときに、各梁部６９，７０は、対応するストッパ７５に受けられ、それ以上下方に移動することが規制される。

また、前壁８ｃおよび後壁８ｄには、それぞれ、上側部ステー７６，７６が設けられている。各上側部ステー７６，７６には、ストッパ７７が固定されている。ストッパ７７は、たとえば、ボルトを用いて形成されており、対応する上側部ステー７６，７６にねじ結合している。これにより、上下方向Ｚ１におけるストッパ７７の位置を調整することができる。

後壁８ｄ側のストッパ７７は、後壁８ｄ側の梁部６９のブラケット７１と上下方向Ｚ１に向かい合っている。一方、前壁８ｃ側のストッパ７７は、前壁８ｃ側の梁部７０のブラケット７１と上下方向Ｚ１に向かい合っている。そして、一対の梁部６９，７０が所定の搬送位置Ｐ３に到達したときに、各ブラケット７１は、対応するストッパ７７に受けられ、一対の梁部６９，７０がそれ以上上方に移動することが規制される。

上記の構成により、上側部材５０が各ブラケット７１を持ち上げているとき、上側部材５０とチェーンユニット６６は、一体的に上下方向Ｚ１に変位可能である。搬送位置Ｐ３に上側部材５０が位置しているとき、上側部材５０は、一対の梁部６９，７０を持ち上げている。この状態において、冷却室側搬送部１２は、中間搬送部１３から搬送トレイ２を受け取り、チェーン６５，６５の動作により、搬送トレイ２を搬送する。このとき、冷却室側モータ６１の駆動により、動力伝達部材６２が回転することで、駆動軸６３が回転し、その結果、チェーン６５，６５が回転する。

搬送トレイ２が所定の搬送位置Ｐ３に到達すると、チェーン６５が停止し、搬送トレイ２が搬送位置Ｐ３で停止する。このとき、上下変位機構４３の昇降機構５７が動作することで、シリンダ５７ｂが下方に変位する。これにより、上側部材５０、一対の梁部６９，７０、および、チェーンユニット６６が下方に変位する。そして、図１５および図１６に示すように、一対の梁部６９，７０が下側のストッパ７５に受けられることで、チェーンユニット６６は、冷却位置Ｐ４に保持される。このとき、搬送トレイ２の孔部２ｃの縁部は、下側部材４９の上端部４９ａに受けられている。

そして、昇降機構５７のロッド５７ｂがさらに下方に変位することで、上側部材５０は、ブラケット７１との接触を解除され、上側部材５０の下端部が搬送トレイ２を下側へ加圧する。ここで、下側部材４９のフランジ部４９ａの下面に形成された溝に、Ｏリングなどのシール部材が配置されており、また、上側部材５０のフランジ部５０ａの上面に形成された溝に、Ｏリングなどのシール部材が配置されている。

そして、下側部材４９、および、上側部材５０によって搬送トレイ２が挟まれた状態となり、上記のシール部材によって、搬送トレイ２と上側部材５０との間、および、搬送トレイ２と下側部材４９との間が液密的に封止される。そして、下側部材４９、搬送トレイ２、および、上側部材５０によって、冷媒通路４８が形成される。このように、搬送トレイ２の上下から上側部材５０と下側部材４９を接触させる構成により、上側部材５０のストローク（上下移動量）を小さくできるので、熱処理装置１をよりコンパクトにすることができる。

図１４〜図１６を参照して、冷媒通路４８は、上下方向Ｚ１に沿って延びる通路である。この冷媒通路４８は、導入管５１の内周面、下側部材４９の内周面、搬送トレイ２の孔部２ｃの内周面、および、上側部材５０の内周面によって形成されており、冷却室８内において、上方に開放されている。冷媒通路４８内において、被処理物１００は、上側部材５０に取り囲まれている。この冷媒通路４８内において、搬送トレイ２の支持部２ｂに支持された被処理物１００へ向けて、冷媒が下方から上方へ向けて流れる。

この際、冷媒は、搬送トレイ２に支持されている被処理物１００を浸し、被処理物１００を冷却する。このとき、搬送トレイ２の支持部２ｂは、冷媒通路４８において、冷媒を整流するための整流部材として機能する。この冷媒は、冷媒通路４８の上端（上側部材５０の上端）まで到達した後、冷媒通路４８の外方に到達し、冷却室８の底壁８ｆに向けて落下する。底壁８ｆに落下した冷媒は、後壁８ｄに取り付けられた排出管５２を通って、冷却室８の外部の冷媒タンク（図示せず）に戻される。

冷媒通路４８への冷媒の流量、流速、および、供給タイミングは、冷媒貯蔵タンク（図示せず）に設けられたポンプの動作によって制御される。これにより、たとえば、被処理物１００における蒸気膜の均一消滅と、パーライトおよびベイナイトノーズに接しない冷却と、を行うことも可能である。そして、流速を抑え均一な冷却を行うことで、マルテンサイト変態タイミングを制御することも可能である。その結果、低歪処理が可能となるとともに、被処理物１００の熱変形量のばらつきを小さくできる。

冷却処理が完了した後、上下変位機構４３の昇降機構５７のロッド５７ｂは、図１２〜図１５に示すように、上方に変位する。これにより、上側部材５０は、上方に変位し、上側部材５０のフランジ部５０ａにブラケット７１が接触すると、ブラケット７１およびチェーンユニット６６が、上方へ変位する。そして、ストッパ７７にブラケット７１が接触すると、昇降機構５７の動作が停止する。

これにより、搬送トレイ２は、チェーンユニット６６とともに上方に変位され、搬送位置Ｐ３に戻される。この際、上側部材５０が搬送トレイ２に対して上方に変位することで、上側部材５０内の冷媒は、即座に上側部材５０の外側に落下する。これにより、上側部材５０に取り囲まれている被処理物１００を、冷媒から即座に取り出すことができる。これにより、たとえば、低歪処理に有効なマルクエンチを容易に行うことも可能である。

次いで、冷却室側モータ６１が駆動することで、チェーンユニット６６のチェーン６５，６５が回転し、搬送トレイ２が出口扉４５側へ移動する。そして、出口扉４５が開かれることで、搬送トレイ２および被処理物１００は、冷却室８から搬出される。

以上説明したように、熱処理装置１によると、被処理物１００は、搬送トレイ２によって支持され、この搬送トレイ２が第１搬送機構３によって搬送経路Ｂ１を搬送される。これにより、第１搬送機構３は、被処理物１００を直接搬送するのではなく、搬送トレイ２を介して被処理物１００を搬送することとなる。このため、第１搬送機構３は、被処理物１００の形状の影響を受けずに、搬送トレイ２を安定した姿勢で搬送することができる。その結果、被処理物１００は、より安定した姿勢で搬送される。しかも、被処理物１００の搬送に搬送トレイ２を用いるという簡易な構成で、被処理物１００が安定した姿勢で搬送される。以上の次第で、簡易な構成で、被処理物１００をより確実に所望の搬送経路Ｂ１沿って搬送することのできる熱処理装置１を実現できる。

また、熱処理装置１によると、加熱室７において被処理物１００を搬送トレイ２と加熱用部材１７との間に移動させるための第２搬送機構１８が設けられている。この構成によると、被処理物１００を加熱用部材１７によって加熱することができる。この加熱の際、被処理物１００は、搬送トレイ２から離隔した状態にある。このため、搬送トレイ２は、加熱用部材１７および被処理物１００によって加熱されることを抑制される。このため、熱歪みなどに起因する搬送トレイ２の不具合の発生をより確実に抑制できる。よって、搬送トレイ２の寿命（再利用可能な回数）をより長くできる。さらに、加熱が不要な搬送トレイ２の加熱を抑制できるので、エネルギー効率の向上を通じて熱処理装置１の更なる省エネルギー化を達成できる。

また、熱処理装置１によると、加熱用部材１７は、搬送経路Ｂ１の上方に配置されている。この構成によると、加熱用部材１７を搬送経路Ｂ１から離隔した箇所に配置することで、熱処理装置１が搬送方向Ａ１に長い形状になることを抑制できる。また、加熱用部材１７が搬送経路Ｂ１の上方に配置されることで、加熱用部材１７からの熱は、加熱用部材１７の上方に伝わり、搬送経路Ｂ１側に伝わることが抑制される。これにより、搬送トレイ２が加熱されてしまうことを、より確実に抑制できる。

また、熱処理装置１によると、第２搬送機構１８は、加熱室７において、搬送トレイ２に形成された孔部２ｃを通して被処理物１００を持ち上げるための支持部１８ａを有している。この構成によると、第２搬送機構１８の支持部１８ａは、搬送トレイ２に対して上方に変位する簡易な動作で、被処理物１００を持ち上げることができる。よって、第２搬送機構１８の構成をより簡素にできる。

また、熱処理装置１によると、冷媒通路４８は、上下方向Ｚ１（鉛直方向）に沿って延びている。この構成によると、冷却室８を、縦長の形状に形成できるので、水平方向における熱処理装置１のサイズをより小さくできる。また、冷媒通路４８が延びる方向と搬送方向Ａ１とが直交しているので、熱処理装置１は、水平方向および垂直方向の何れにも過度に大きくなる形状とならずに済む。よって、熱処理装置１をよりコンパクトにすることができる。

また、熱処理装置１によると、中間扉３３によって、加熱室７と冷却室８との間の空間を塞ぐことができる。これにより、加熱室７における雰囲気をより安定させることができる。また、冷却室８内の冷媒が加熱室７に飛散することを、より確実に抑制できる。

また、熱処理装置１によると、第１搬送機構３は、搬送トレイ２を、加熱室７の外部、加熱室７、冷却室８、および、冷却室８の外部に循環させるように構成されている。この構成によると、搬送トレイ２を、熱処理装置１における被処理物１００の搬送に繰り返し使用することができる。よって、熱処理装置１において多数の被処理物１００を熱処理するために必要な搬送トレイ２の数を、より少なくできる。搬送トレイ２を繰返し使用可能な回数は、搬送トレイ２が加熱することを抑制されることで、格段に多くなる。

また、熱処理装置１によると、第１搬送機構３の加熱室側モータ２２が加熱室７の外部に配置されるので、加熱室７をよりコンパクトにできる。しかも、出力伝達部材２３は、一定の位置から移動しないよう構成されている。このため、加熱室７の内側と外側との間をシールする必要のある部分、すなわち、出力伝達部材２３と加熱室７との間の部分を、より小さくできる。これにより、簡易な構成で第１搬送機構３を実現できる。

また、熱処理装置１によると、冷媒通路４８が延びる方向（上下方向Ｚ１）と、被処理物１００の搬送方向Ａ１とが、異なっている。これにより、熱処理装置１の形状は、冷媒通路４８が延びる方向および搬送方向Ａ１の何れかに過度に長くならずに済む。このため、熱処理装置１をよりコンパクトにできる。また、複数の冷媒通路形成部材としての上側部材５０および下側部材４９が上下方向Ｚ１に互いに離隔するように相対変位することで、被処理物１００を冷媒通路４８に対して出し入れすることが可能となる。このため、被処理物１００を冷媒通路４８に出し入れするためのロボットアームなどを設ける必要がない。これにより、熱処理装置１をよりコンパクトにできる。

また、熱処理装置１によると、冷媒通路４８において冷媒としての冷却液が下方から上方へ向けて流れるように構成されている。この構成によると、冷媒通路形成体４２を、縦長の形状に形成できるので、水平方向における熱処理装置１のサイズをより小さくできる。また、冷媒通路４８が延びる方向と搬送方向Ａ１とが直交しているので、熱処理装置１は、水平方向および垂直方向の何れにも過度に大きくなる形状とならずに済む。よって、熱処理装置１をよりコンパクトにすることができる。さらに、冷媒通路４８において、冷媒が下方から上方へ向けて流れるので、冷媒をより均等に上昇させることができる。これにより、被処理物１００をより均等に冷却することができる。

また、熱処理装置１によると、搬送トレイ２は、冷媒通路４８の一部を形成することとなる。これにより、搬送トレイ２を冷媒通路４８内で支持するための専用部材が不要となり、熱処理装置１をよりコンパクトに且つ簡易な構成にすることができる。

また、熱処理装置１によると、冷媒通路４８の中間部に被処理物１００が配置されることとなる。そして、この被処理物１００に、搬送トレイ２の孔部２ｃを通して冷媒が供給される。これにより、冷媒通路４８内において被処理物１００を確実に支持しつつ、冷媒によって被処理物１００をより確実に冷却することができる。

また、熱処理装置１によると、上下変位機構４３によって上側部材５０が下側部材４９側に変位することで、冷媒通路４８が形成されることとなる。また、上下変位機構４３によって上側部材５０が下側部材４９から離隔するように上昇することで、冷媒通路形成体４２から被処理物１００を露呈させることができる。これにより、搬送方向Ａ１に沿った被処理物１００の出し入れが可能となる。

また、熱処理装置１によると、第１搬送機構３のチェーンユニット６６は、搬送位置Ｐ３において、搬送トレイ２が上側部材５０および下側部材４９から離隔するように搬送トレイ２を支持し、且つ、冷却位置Ｐ４において、搬送トレイ２が下側部材４９と接触するように搬送トレイ２を配置させる。この構成によると、チェーンユニット６６が搬送位置Ｐ３に配置されているとき、チェーンユニット６６は、搬送トレイ２が他の部材と衝突しない状態で当該搬送トレイ２を支持できる。これにより、搬送トレイ２をスムーズに搬送することができる。一方、チェーンユニット６６が冷却位置Ｐ４に配置されているとき、搬送トレイ２が下側部材４９と協働して冷媒通路４８を形成するように当該搬送トレイ２を配置できる。このように、上下変位機構４３は、単に上側部材５０を下側部材４９に対して上下に変位させるだけではなく、チェーンユニット６６および搬送トレイ２を上下に変位させることができる。

また、熱処理装置１によると、上下変位機構４３は、搬送トレイ２が冷却位置Ｐ４に位置しているときにおいて、上側部材５０を搬送トレイ２に接触させるために上側部材５０を変位するように構成されている。この構成によると、上下変位機構４３が、上側部材５０を下方に変位させることで、上側部材５０と下側部材４９が搬送トレイ２を挟むようにすることができる。その結果、上側部材５０、搬送トレイ２、および、下側部材４９の協働による冷媒通路４８の形成を実現できる。

また、熱処理装置１によると、搬送トレイ２の支持部２ｂは、冷媒通路４８内において冷媒を整流するための整流部材として機能する。この構成によると、単位時間当たりに被処理物１００に接触する冷媒の量を、より多く、且つ、均等にできるので、被処理物１００の歪みを抑制できる。

また、熱処理装置１の効果を説明するための熱処理装置１の模式的な構成図である図１７を参照して、冷媒通路４８は、第１搬送機構３を上下に跨ぐように配置されている。そして、冷媒通路４８が上下に延びた配置が採用され、且つ、加熱用部材１７と第２搬送機構１８とが上下に並ぶ配置が採用されている。このような構成により、熱処理装置１において、上下方向Ｚ１についても、コンパクトなレイアウトを実現することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。

たとえば、冷媒通路４８内に、冷媒を整流するためのフィンまたは整流ダクトなどの整流部材が固定されていてもよい。これにより、被処理物１００の周囲における冷媒の流れ方向の更なる均一化を実現できる。

本発明は、熱処理装置として、広く適用することができる。

１ 熱処理装置
２ 搬送トレイ
２ｃ 搬送トレイに形成された孔部
３ 第１搬送機構
７ 加熱室
８ 冷却室
１１ 加熱室側搬送部
１２ 冷却室側搬送部
１７ 加熱用部材
１８ 第２搬送機構
１８ａ 被処理物を持ち上げるための支持部
２２ 加熱室側モータ（加熱室の外部に配置された駆動源）
２３ 出力伝達部材
２７ チェーン（駆動部材）
３３ 中間扉
４８ 冷媒通路
１００ 被処理物
Ｂ１ 搬送経路
Ｚ１ 上下方向（交差方向）

Claims (8)

1. 被処理物に熱エネルギーを与えるための加熱室と、
   前記熱エネルギーを与えられた前記被処理物を冷却するために前記加熱室に隣接して配置された冷却室と、
   前記被処理物を支持するための搬送トレイと、
   前記加熱室の外部から前記加熱室および前記冷却室を経由して前記冷却室の外部へ向かう所定の搬送経路に沿って前記搬送トレイを搬送するための第１搬送機構と、
   を備えていることを特徴とする、熱処理装置。
2. 請求項１に記載の熱処理装置であって、
   前記加熱室における前記被処理物の搬送方向とは交差する方向に沿って前記搬送経路と離隔して配置された、前記被処理物を前記加熱するための加熱用部材と、
   前記加熱室において前記被処理物を前記搬送トレイと前記加熱用部材との間に移動させるための第２搬送機構と、
   をさらに備えていることを特徴とする、熱処理装置。
3. 請求項２に記載の熱処理装置であって、
   前記搬送方向は水平方向に沿って延びており、
   前記加熱用部材は、前記搬送経路の上方に配置されていることを特徴とする、熱処理装置。
4. 請求項３に記載の熱処理装置であって、
   前記第２搬送機構は、前記加熱室において、前記搬送トレイに形成された孔部を通して前記被処理物を持ち上げるための支持部を有していることを特徴とする、熱処理装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の熱処理装置であって、
   前記冷却室内において前記被処理物に冷媒を供給するための冷媒通路を備え、
   前記冷媒通路は、鉛直方向に沿って延びていることを特徴とする、熱処理装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記加熱室と前記冷却室との間を閉じた状態と開いた状態とに切替可能に前記搬送経路に設けられる中間扉をさらに備え、
   前記第１搬送機構は、前記加熱室に配置され前記搬送トレイを前記搬送経路に沿って搬送するための加熱室側搬送部と、この加熱室側搬送部とは離隔して前記冷却室に配置され前記搬送トレイを前記搬送経路に沿って搬送するための冷却室側搬送部と、を有していることを特徴とする、熱処理装置。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記第１搬送機構は、前記搬送トレイを、前記加熱室の外部、前記加熱室、前記冷却室、および、前記冷却室の外部に循環させるように構成されていることを特徴とする、熱処理装置。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の熱処理装置であって、
   前記第１搬送機構は、前記加熱室の外部に配置された駆動源と、この駆動源の出力を所定の一定位置において前記加熱室の外部から前記加熱室の内部へ伝達する出力伝達部材と、前記加熱室の内部に配置された駆動部材であって前記出力伝達部材からの動力を受けて前記搬送トレイを所定の搬送方向に変位させるための駆動部材と、を有していることを特徴とする、熱処理装置。

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