JP2022148744A - バッチ式熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、複数の炉体に対して処理テーブルを共用して、処理テーブルを炉体の床面に対して着脱可能とした場合において、処理テーブルの取付け作業を自動化したり容易化したりすることを可能とする。【解決手段】 バッチ式熱処理装置は、バッチ式熱処理炉本体と、バッチ式熱処理炉本体に着脱可能に取付けられ、被処理物が載置可能な処理テーブルと、処理テーブルをバッチ式熱処理炉本体に搬送する搬送台車を備えている。搬送台車は、処理テーブルが当該搬送台車に載置されたときに、当該搬送台車に対する第１の回転テーブルの角度位置が予め設定された角度となるように、処理テーブルを当該搬送台車に対して位置決めする第１位置決め機構７６を備えている。【選択図】図１３

Description

本明細書に開示する技術は、被処理物（例えば、セラミックコンデンサ、セラミック圧電素子、セラミック抵抗などの積層セラミック部品等）に熱処理するためのバッチ式熱処理装置に関する。

炉内に配置された複数の被処理物を同時に熱処理する場合、複数の被処理物の熱処理後の特性を安定化するためには、複数の被処理物のそれぞれに同一の熱履歴を付与する必要がある。このために、特許文献１のバッチ式熱処理炉では、被処理物を載置する炉床が、主炉床と副炉床により構成されている。主炉床は、平面視すると円形状を有しており、その中心を通る軸線の回りに回転可能となっている。副炉床は、主炉床に形成された開口に配置されている。副炉床は、平面視すると円形状を有しており、その中心を通る軸線の回りに回転可能となっている。被処理物は、副炉床の上面に載置される。被処理物を熱処理する際は、副炉床自体が回転（いわゆる自転）すると共に、主炉床が回転することで副炉床も主炉床の中心を通る軸線の回りに回転（いわゆる公転）する。これによって、副炉床の上面に載置された複数の被処理物が均一に加熱され、被処理物のそれぞれに同一の熱履歴が付与されるようになっている。

特開２００５－７７００１号公報

ところで、バッチ式熱処理炉により被処理物を熱処理するためには、熱処理炉内に被処理物を設置し、設置した被処理物に熱処理を行い、熱処理後の被処理物を熱処理炉の外部に取出す必要がある。被処理物の炉内への設置や炉外への取出しを効率化するために、処理テーブルを炉体の床面に対して着脱可能とし、着脱可能とした処理テーブル上に被処理物を載置することが検討されている。しかしながら、処理テーブルを炉体の床面に対して着脱可能とする場合、処理テーブルを回転駆動するための駆動装置を炉体の床面に設けることになる。このため、処理テーブルを炉体の床面に取り付けるためには、処理テーブルを駆動装置の駆動部に対して回転方向に位置合せをして接続しなければならない。そのため、従来のバッチ式熱処理炉では、炉体と処理テーブルを一対として使用する必要があった。その結果、例えば、複数の炉体に対して処理テーブルを共用した場合に、処理テーブルを各炉体に取付ける工程を自動化することができないという問題が生じ、あるいは、作業者によって処理テーブルを各炉体に取付る場合であっても、作業者による取付け作業を容易に行うことができないという問題があった。

本明細書は、例えば、複数の炉体に対して処理テーブルを共用して、処理テーブルを炉体の床面に対して着脱可能とした場合において、処理テーブルの取付け作業を容易化することができる技術を開示する。

本明細書に開示するバッチ式熱処理装置は、バッチ式熱処理炉本体と、バッチ式熱処理炉本体に着脱可能に取付けられ、被処理物が載置可能な処理テーブルと、処理テーブルをバッチ式熱処理炉本体に搬送する搬送台車と、を備えている。バッチ式熱処理炉本体は、 天井壁と側壁と昇降床とを備える炉体と、昇降床に設けられており、処理テーブルが着脱可能に接続され、処理テーブルを回転駆動する駆動装置と、を備えている。昇降床は、側壁の下端を開放する第１位置と、側壁の下端を閉じる第２位置と、の間を移動可能となっている。昇降床が第１位置に位置するときに、処理テーブルが駆動装置の駆動部に着脱可能に接続されるようになっている。処理テーブルが駆動装置の駆動部に接続された状態で昇降床が第２位置に位置するときに、炉体内に処理テーブルの上面が露出した状態となる。処理テーブルは、平面視すると円形状を有しており、その中心を通って上下方向に伸びる第１の軸線の回りに回転可能である第１の回転テーブルを備えている。第１の回転テーブルの角度位置と、駆動装置の駆動部の角度位置と、が所定の位置関係となるときに、処理テーブルは駆動装置の駆動部に接続可能な状態となる。搬送台車は、処理テーブルが当該搬送台車に載置されたときに、当該搬送台車に対する第１の回転テーブルの角度位置が予め設定された角度となるように、処理テーブルを当該搬送台車に対して位置決めする第１位置決め機構を備えている。

上記のバッチ式熱処理装置では、バッチ式熱処理炉本体に処理テーブルを取付けるときは、搬送台車に処理テーブルを載置し、搬送台車によりバッチ式熱処理炉本体まで処理テーブルを搬送する。ここで、搬送台車に処理テーブルが載置されると、第１位置決め機構によって、搬送台車に対する第１の回転テーブルの角度位置が予め設定された角度となる。このため、バッチ式熱処理炉本体に対して搬送台車を適切に位置決めすることで、第１の回転テーブルの角度位置と、駆動装置の駆動部の角度位置と、を所定の位置関係とすることができる。これにより、第１の回転テーブルと駆動部の回転方向の位置合せが不要となり、処理テーブルの駆動装置への取付け作業を容易に行うことができる。

実施例１に係る熱処理炉システムの概略構成を示す概略図。 実施例１に係る熱処理炉システムに装備されるバッチ式熱処理装置の各構成要素を説明するための図であり、バッチ式の熱処理炉本体と、その熱処理炉本体に着脱可能に取付けられる処理テーブルと、処理テーブルを搬送する搬送台車とを示す概要図。 熱処理炉本体に処理テーブルが取付けられた状態を示す断面図（昇降床が下降した状態）。 熱処理炉本体に処理テーブルが取付けられた状態を示す断面図（昇降床が上昇した状態）。 処理テーブルが取付けられた熱処理炉本体の横断面図（図４のＶ－Ｖ断面図）。 昇降床に処理テーブルが取付けられた状態を示す側面図（ただし、駆動装置（２０，２２）の図示を省略）。 昇降床に処理テーブルが取付けられた状態を示す平面図（図６において上方から処理テーブル及び昇降床を見た図）。 処理テーブルと駆動機構とを連結する連結部の概略構成を示す概略図（処理テーブルと駆動機構が連結されていない状態を示す図）。 処理テーブルと駆動機構とを連結する連結部の概略構成を示す概略図（処理テーブルと駆動機構が連結されている状態を示す図）。 実施例１に係る搬送台車の背面図（ただし、アームの図示を省略）。 実施例１に係る搬送台車の右側面図。 搬送台車のアームによって処理テーブルを持ち上げるときの動作を説明するための図（持ち上げる直前の状態）。 搬送台車のアームと、処理テーブルを載置する載置台と、処理テーブルのガイド部材との位置関係を示す平面図。 搬送台車のアームと処理テーブルのガイド部材との位置関係を示す拡大図（アームにより処理テーブルを持ち上げた状態）。 搬送台車のアームと処理テーブルのガイド部材との位置関係を示す拡大図（アームにより処理テーブルを持ち上げる直前の状態）。 実施例１に係る搬送台車のアームによって処理テーブルを持ち上げるときの動作を説明するための図（持ち上げた状態）。

（特徴１）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、第１位置決め機構は、処理テーブルが当該搬送台車に載置されたときに、当該搬送台車に対して処理テーブルの中心が予め設定された位置となるように処理テーブルをさらに位置決めするようにしてもよい。このような構成によると、駆動装置に対する処理テーブルの位置決めが容易となり、処理テーブルの駆動装置への取付け作業をより容易に行うことができる。

（特徴２）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、第１位置決め機構は、直線状に伸びる第１アームと、第１アームに対して第１方向に離間して設けられ、第１アームと平行に伸びる第２アームと、を備えていてもよい。処理テーブルは、第１ガイド部材と、第１ガイド部材とは異なる位置に設けられた第２ガイド部材と、第１ガイド部材及び第２ガイド部材とは異なる位置に設けられた第３ガイド部材と、を少なくとも備えていてもよい。第１ガイド部材が第１アームの基端部と先端部のうちの一方に当接し、第２ガイド部材が第１アームの基端部と先端部のうちの他方に当接し、かつ、第３ガイド部材が第２アームに当接することで、処理テーブルが搬送台車に対して位置決めされてもよい。このような構成によると、第１アームと第２アームによって処理テーブルを持ち上げるだけで、処理テーブルが搬送台車に対して周方向及び左右方向に位置決めすることができる。

（特徴３）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、第１位置決め機構は、第１アームと第２アームの少なくとも一方に設けられ、第１ガイド部材と第２ガイド部材と第３ガイド部材の少なくとも１つをアーム長手方向に位置決めする第１ストッパ部材をさらに備えていていもよい。このような構成によると、処理テーブル側のガイド部材とアーム側の第１ストッパ部材を当接することで、処理テーブルを搬送台車の長手方向に位置決めすることができる。

（特徴４）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、第１位置に位置する昇降床に対して予め設定された移載位置に搬送台車を位置決めする第２位置決め機構をさらに備えていてもよい。搬送台車は、第１車輪と、第１車輪に対して当該搬送台車の左右方向に離間した位置に設けられる第２車輪と、を備えていてもよい。第２位置決め機構は、第１車輪を案内する第１レールと、第２車輪を案内する第２レールと、を備えていてもよい。このような構成によると、搬送台車の車輪をレールによって案内することで、搬送台車を移載位置に案内することができる。

（特徴５）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、第１レールと第２レールの一方は、上方に向かって凸となる凸形状を有していてもよい。第１レールと第２レールの一方に案内される第１車輪と第２車輪の一方は、凸形状に対応する凹形状を有していてもよい。このような構成によると、搬送台車の左右方向（幅方向）の位置決め精度を高めることができる。

（特徴６）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、第２位置決め機構は、搬送台車が移載位置を超えて移動しないように搬送台車を位置決めする第２ストッパ部材をさらに備えていてもよい。このような構成によると、搬送台車が第２ストッパ部材と当接する位置まで移動させることで、搬送台車を移載位置に位置決めすることができる。

（特徴７）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、処理テーブルは、平面視したときに第１の回転テーブルの内側に配置される少なくとも１つの第２の回転テーブルをさらに備えていてもよい。第２の回転テーブルは、その中心を通って上下方向に伸びる第２の軸線の回りに回転可能に構成されていてもよい。第２の回転テーブルの中心の位置は、平面視したときに第１の回転テーブルの中心の位置とは異なる位置にあってもよい。駆動装置は、第１の回転テーブルを回転駆動する第１駆動軸と、第２の回転テーブルを回転駆動する第２駆動軸と、を備えていてもよい。第１の回転テーブルの第１の軸線上に第１駆動軸が位置し、かつ、第２の回転テーブルの第２の軸線上に第２駆動軸が位置するように、処理テーブルが昇降床に対して位置決めされたときに、処理テーブルは駆動装置に接続可能となっていてもよい。このような構成では、第２の回転テーブルの上面に被処理物を載置することで、第２の回転テーブルの回転に伴って被処理物を回転（自転）することができ、また、第１の回転テーブルの回転に伴って第１の軸線の回りに被処理物を回転（公転）することができる。これによって、被処理物に均一に熱処理を実施することができる。また、第１の回転テーブルの内側に第２の回転テーブルを配置することで、処理テーブルと駆動装置の位置合せが複雑となるが、搬送台車が位置決め機構を備えることで、処理テーブルと駆動装置の位置合せを容易に行うことができる。

（特徴８）本明細書が開示するバッチ式熱処理装置では、バッチ式熱処理炉本体は、処理テーブルの角度位置を検出する位置センサと、位置センサの検出結果に基づいて駆動装置を制御する制御装置と、をさらに備えていてもよい。制御装置は、昇降床から処理テーブルを取り外すときは、第１の回転テーブルの角度位置が予め設定された初期角度となるように、駆動装置を制御してもよい。このような構成によると、昇降床から処理テーブルを着脱する際は、第１の回転テーブルの角度位置が初期角度となっているため、処理テーブルの着脱作業を容易に行うことができる。

以下、本実施例に係る熱処理炉システム１００について説明する。まず、熱処理炉システム１００の概略構成について説明する。図１に示すように、熱処理炉システム１００が設置されるエリアには、積みエリアＡと、降ろしエリアＢと、熱処理エリアＣが設けられる。熱処理炉システム１００は、複数の処理テーブル３０と、熱処理エリアＣに設置される複数の熱処理炉本体１０と、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの間で処理テーブル３０を搬送する搬送台車７０と、を備えている。すなわち、本実施例の熱処理炉システム１００は、処理テーブル３０と熱処理炉本体１０と搬送台車７０とを備える複数のバッチ式の熱処理装置を備えている。

処理テーブル３０は、被処理物Ｗが載置される上面を備えている。積みエリアＡでは、処理テーブル３０は、後述する載置台１２０（図１２等に図示）の上に載置されている。積みエリアＡにおいて、処理テーブル３０の上面に熱処理前の被処理物Ｗが載置される。被処理物Ｗが載置された処理テーブル３０は、搬送台車７０によって熱処理エリアＣに搬送される。熱処理エリアＣには、積みエリアＡと降ろしエリアＢとを結ぶ搬送経路が設けられており、その搬送経路に沿って複数の熱処理炉本体１０が設置されている。熱処理炉本体１０は、バッチ式の熱処理炉であり、被処理物Ｗに熱処理をするために用いられる。本実施例では、複数の熱処理炉本体１０のそれぞれに処理テーブル３０が取付け可能となっている。このため、処理テーブル３０が取付けられる熱処理炉本体１０には、熱処理炉システム１００の稼働状況に応じて適切な熱処理炉本体１０が選択される。熱処理エリアＣに搬送された処理テーブル３０は、選択された熱処理炉本体１０まで搬送され、選択された熱処理炉本体１０に取付けられる。処理テーブル３０が取付けられると、熱処理炉本体１０は、その処理テーブル３０に載置された被処理物Ｗに対して熱処理を行う。被処理物Ｗに対する熱処理が終了すると、次に、熱処理炉本体１０から処理テーブル３０が取り出される。取り出された処理テーブル３０は、搬送台車７０によって降ろしエリアＢに搬送され、処理テーブル３０ごと降ろしエリアＢに降ろされる。すなわち、降ろしエリアＢにも、処理テーブル３０を載置する載置台１２０が設置されている。搬送台車７０によって降ろしエリアＢに搬送された処理テーブル３０は、被処理物Ｗが載置された状態で載置台載置台１２０の上に降ろされる。その後、処理テーブル３０上から被処理物Ｗが取り出された後、処理テーブル３０は、降ろしエリアＢから積みエリアＡに搬送台車７０によって搬送される。

上記のことから明らかなように、本実施例の熱処理炉システム１００では、複数の熱処理炉本体１０と、これら複数の熱処理炉本体１０のそれぞれに着脱可能に取付けられる複数の処理テーブル３０を備えている。このため、熱処理炉本体１０が稼働中（例えば、被処理物Ｗを熱処理中）に、他の処理テーブル３０に、次に熱処理を行う被処理物Ｗを載置して準備することができる。また、被処理物Ｗの熱処理後は、熱処理炉本体１０から熱処理後の被処理物Ｗが載置された処理テーブル３０を取外すことができる。このため、処理テーブル３０が取り外された後の熱処理炉本体１０に、新しい処理テーブル３０（すなわち、熱処理前の被処理物Ｗが載置された処理テーブル３０）を取付け、次の被処理物Ｗに熱処理を行うことができる。したがって、本実施例の熱処理炉システムによると、複数の熱処理炉本体１０を効率的に稼働することができ、被処理物Ｗの熱処理を効率的に行うことができる。なお、熱処理炉本体１０から取り外された処理テーブル３０は降ろしエリアＢに設置された載置台載置台１２０の上に放置され、熱処理後の被処理物Ｗを冷却することができる。

一方、処理テーブル３０を複数の熱処理炉本体１０で共用すると、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業が必要となる。本実施例の処理テーブル３０は、後述するように主炉床３４と副炉床３６を備え、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付けるためには、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に対して回転方向に正確に位置決めする必要がある。このため、本実施例の熱処理炉本体１０では、処理テーブル３０の回転を停止させるときは、処理テーブル３０が予め設定された位置（回転方向の位置）となるように停止させる。また、搬送台車７０で処理テーブル３０を持ち上げるときは、搬送台車７０に対する処理テーブル３０の状態が予め定められた状態（搬送台車７０の進行方向の位置及び処理テーブル３０の回転方向の位置が予め定められた状態）となるように設定されている。これにより、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業を容易にしている。以下、処理テーブル３０と搬送台車７０と熱処理炉本体１０について詳細に説明する。

まず、処理テーブル３０について説明する。図６～９に示すように、処理テーブル３０は、主炉床３４と、主炉床３４に設置された４つの副炉床３６と、を備えている。主炉床３４は、上端に位置する小径部３３と、小径部３３の下方に位置する大径部３２と、を有している。小径部３３と大径部３２は、円板状の外形状を有しており、その中心軸が同一直線上に位置するように一体化されている。大径部３２の下面の中心には、後述する熱処理炉本体１０の駆動機構２０と係合可能とされる凹所３４ａが形成されている。また、大径部３２の下面にはドグ３８が取付けられている（図６，７参照）。ドグ３８は、その上端が大径部３２の外周縁近傍に固定され、その下端は大径部３２の下面から下方に伸びている。ドグ３８が固定される大径部３２の周方向の位置は、処理テーブル３０の回転停止位置を制御するための基準位置となる。熱処理炉炉体１０に処理テーブル３０が取付けられると、主炉床３４（小径部３３と大径部３２）は、その中心軸（すなわち、小径部３３と大径部３２の中心を通って上下方向に伸びる線）が熱処理炉炉体１０の軸線に一致するようになっている。なお、主炉床３４の大径部３２の下面には、第１支持板３７を介して４つのガイド部材３５が固定されている（図７～９参照）。ガイド部材３５は、上端側（すなわち、処理テーブル３０側）が大径となる一方で下端側が小径となる円錐台形状の部材であり、後述するように、処理テーブル３０を搬送台車７０に対して位置決めするために用いられる。図７に示すように、４つのガイド部材３５のそれぞれは、小径部３３の外側（すなわち、副炉床３６が配置される位置より外側）であって大径部３２の中心から等距離の位置に配置され、かつ、周方向には等間隔（すなわち、９０°間隔）に配置されている。より詳細には、４つのガイド部材３５のそれぞれの中心は、主炉床３４の中心と４つの副炉床３６の中心とを結ぶ直線上に位置している。

副炉床３６は、円板状の形状を有しており、主炉床３４に対して回転可能に設置されている。具体的には、主炉床３４には、その上端面（小径部３３）から下端面（大径部３２）までを貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔内に副炉床３６が回転可能に配置されている。すなわち、副炉床３６のそれぞれは、その軸線（すなわち、副炉床３６の中心を通って上下方向に伸びる線）周りに回転可能となっている。本実施例では、４つの副炉床３６が周方向に等間隔を空けて設置されている（すなわち、４つの副炉床３６は、周方向に９０°間隔で設置されている。）。４つの副炉床３６のそれぞれは、その下端に後述する駆動機構２０と係合可能な係合面３６ａを有している（図８，９参照）。４つの副炉床３６の軸線のそれぞれは、主炉床３４の軸線と平行であり、主炉床３４の軸線から等距離に配置されている。主炉床３４の上面と副炉床３６の上面は面一となっており、副炉床３６の上面には被処理物Ｗが載置可能となっている。

主炉床３４と副炉床３６のそれぞれは、回転方向及び回転速度の変更停止が可能となっている。副炉床３６の上面に被処理物Ｗが載置されるため、主炉床３４が回転することで被処理物Ｗはいわゆる公転し、副炉床３６が回転することで被処理物Ｗはいわゆる自転をすることになる。各炉床３４，３６の回転方向は任意に設定することができる。例えば、図５に示すように、主炉床３４及び副炉床３６がともに反時計回りに回転してもよいし、主炉床３４及び副炉床３６がともに時計回りに回転してもよい。あるいは、主炉床３４が時計回りに回転する一方で副炉床３６が反時計回りに回転してもよいし、主炉床３４が反時計回りに回転する一方で副炉床３６が時計回りに回転してもよい。主炉床３４及び副炉床３６の回転速度及び回転方向を適宜制御することで、副炉床３６上に載置された被処理物Ｗを均一に加熱することができる。

上述の説明から明らかなように、主炉床３４が回転すると、それに応じて副炉床３６も主炉床３４の軸線周りに回転（公転）する。このため、主炉床３４が回転を停止する位置が変化すると、副炉床３６が停止する位置も変化する。上述したように、主炉床３４の下面には凹所３４ａが形成され、副炉床３６の下面には係合面３６ａが形成され、これら凹所３４ａと係合面３６ａのそれぞれが熱処理炉本体１０の駆動機構２０に接続される。したがって、主炉床３４が回転を停止する位置を同一の位置とすると、副炉床３６が停止する位置も常に一定の位置となり、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０の駆動機構２０に接続するときの位置合せを容易にすることができる。

次に、熱処理炉本体１０について説明する。図２～５に示すように、熱処理炉本体１０は、架台１６と、架台１６に支持される炉体１１と、を備えている。架台１６は、熱処理エリアＣの所定の位置に設置されている。炉体１１を架台１６で支持することで、炉体１１の下方に処理テーブル３０の着脱作業を行う空間が形成されている。

炉体１１は、耐火物によって構成されており、円筒状の側壁１４と、円板状の天井壁１２を備えている。側壁１４は、その下端部が架台１６に固定されており、その上端部が天井壁１２まで伸びている。天井壁１２は、側壁１４の上端部に当接し、側壁１４の上端の開口部を閉じている。天井壁１２の中央には、図示しない排気口が形成されている。

炉体１１は、昇降床１８をさらに備えている。昇降床１８は、平面視すると方形状の箱形に形成されており、その内部に処理テーブル３０を回転駆動する駆動装置（２０，２２）が収容されている。駆動装置（２０，２２）は、駆動源２２と駆動機構２０を備えている。駆動源２２は、処理テーブル３０を回転駆動するための汎用のモータ（すなわち、サーボ機能のないモータ）である。駆動源２２で発生した駆動力は、駆動機構２０を介して処理テーブル３０（詳細には、主炉床３４及び副炉床３６のそれぞれ）に伝達される。

図８、９に示すように、駆動機構２０は、主炉床３４の凹所３４ａに連結される第１連結部４６と、副炉床３６の下面に連結される第２連結部４４を備えている。第１連結部４６には、図示しない伝達部材（チェーン等）を介して駆動源２２の回転駆動力が伝達される。第１連結部４６の下端には円板状の第２支持板４８が固定されている。第２支持板４８は、主炉床３４の下面に当接し、主炉床３４を支持する。第２連結部４４の下面には第２駆動軸４２が固定されている。第２駆動軸４２は第２支持板４８の図示しない貫通孔を貫通しており、その下端に図示しない伝達部材（チェーン等）を介して駆動源２２の回転駆動力が伝達される。第１連結部４６及び第２連結部４４のそれぞれに駆動源２２の回転駆動力が伝達されることで、主炉床３４は回転（自転）し、それに伴って副炉床３６は自転及び公転することになる。

第１連結部４６に処理テーブル３０（主炉床３４）の凹所３４ａが連結され、第２連結部４４に処理テーブル３０（副炉床３６）の係合面３６ａが連結されることで、駆動機構２０に処理テーブル３０が取付けられる。これによって、処理テーブル３０が駆動機構２０の第２支持板４８の上面に載置され、処理テーブル３０が駆動機構２０に支持される。駆動機構２０に処理テーブル３０が取付けられると、図２～４に示すように、昇降床１８の上方に処理テーブル３０が支持される。ここで、昇降床１８は、架台１６に設けられた昇降装置２４によって、炉体１１の下端近傍の位置（請求項でいう第２位置の一例）と、床面近傍の位置（請求項でいう第１位置の一例）との間を昇降可能となっている。昇降床１８が床面近傍の位置に位置決めされると、側壁１４の下端が開放されると共に、駆動機構２０に処理テーブル３０が着脱可能となる（図３に示す状態）。

また、駆動機構２０に処理テーブル３０が取付けられた状態で昇降床１８が炉体１１の下端近傍の位置に位置決めされると、処理テーブル３０が側壁１４の下端開口部を閉じる（図４に示す状態）。処理テーブル３０が側壁１４の下端開口部を閉じると、処理テーブル３０と炉体１２によって、被処理物Ｗを熱処理する炉内空間２６が形成される。図４、５に示すように、炉内空間２６には主炉床３４の上面及び副炉床３６の上面が露出しており、副炉床３６の上面に載置された被処理物Ｗが炉内空間２６に収容される。なお、炉内空間２６には、図示しないヒータ５０（図１０に図示）とガス供給装置５２（図１０に図示）が配設されている。ヒータ５０により被処理物Ｗが加熱され、ガス供給装置５２によって炉内空間２６の雰囲気が制御される。

なお、図６、７に示すように、昇降床１８には、処理テーブル３０に取付けられたドグ３８を検出するための位置センサ４０が設けられている。位置センサ４０から出力される検出信号は、ドグ３８と対向するときにＯＮとなり、ドグ３８と対向しないときはＯＦＦとなる。図７に示すように、ドグ３８は一定の幅を有する板材であるため、主炉床３４が予め設定された設定角度範囲にあるときに、位置センサ４０から出力される検出信号はＯＮとなる。

熱処理炉本体１０は、制御部をさらに備えている。制御部は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたコンピュータによって構成されている。制御部は、生産管理装置６０と位置センサ４０に接続されており、生産管理装置６０からの指示や、位置センサ４０からの検出信号が入力される。制御部は、入力される指示や検出信号に基づいて、熱処理炉本体１０の各部の動作を制御する。すなわち、制御部は、昇降装置２４を制御することで昇降床１８を昇降させ、駆動装置（２０，２２）を制御することで処理テーブル３０の回転を制御し、ヒータ５０とガス供給装置５２を制御することで炉内温度及び炉内雰囲気を制御する。

なお、本実施例では、被処理物Ｗへの熱処理が終了して処理テーブル３０の回転を停止させる時は、制御部は、処理テーブル３０が予め設定された位置（角度位置）に停止するように駆動装置（２０，２２）を制御する。すなわち、制御部は、位置センサ４０から出力される検出信号に基づいて駆動装置（２０，２２）を制御することで、処理テーブル３０は予め設定された位置に停止する。処理テーブル３０が予め設定された位置に停止するため、停止時の主炉床３４と副炉床３６の位置関係が一定となり、その結果、駆動機構２０の第１連結部４６と第２連結部４４の位置関係も一定となる。後述するように、本実施例では、搬送台車７０で処理テーブル３０を持ち上げる際に、搬送台車７０に対して処理テーブル３０が予め設定された位置関係となるように、搬送台車７０が処理テーブル３０を持ち上げる。そして、搬送台車７０を熱処理炉本体１０に対して予め設定された位置に位置決めすることで、駆動機構２０に対して処理テーブル３０を接続可能な位置関係に位置決めするようにしている。これによって、本実施例では、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業を容易化している。なお、処理テーブル３０を予め設定された位置（角度位置）に停止させる方法としては、公知の種々の方法を採用することができる。例えば、制御部は、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＦＦからＯＮに切り替わったときに駆動装置（２０，２２）の回転を停止させてもよいし、あるいは、熱処理が終了したときに処理テーブル３０の回転速度を低速に切り替え、その後に位置センサ４０から出力される検出信号がＯＦＦからＯＮに切り替わったときに駆動装置（２０，２２）の回転を停止させてもよい。処理テーブル３０が低速で回転する状態から停止させることで、処理テーブル３０の停止位置の精度を高めることができる。

次に、搬送台車７０について説明する。図１０，１１に示すように、搬送台車７０は、車体フレーム（７４，８０）と、車体フレーム（７４，８０）に昇降可能に支持される一対のアーム７２と、を備えている。

図１１、１３に示すように、一対のアーム７２は、搬送台車７０の幅方向に間隔を空けて配置され、搬送台車７０の前後方向に互いに平行に伸びている。一対のアーム７２の後端は連結フレーム７４で連結され、一対のアーム７２と連結フレーム７４が一体化されている。一体化された一対のアーム７２は、車体フレーム（７４，８２）の上端に設けられた昇降機構８８により上下方向に昇降可能となっている。具体的には、作業者がハンドル８６を操作することで昇降機構８８が動作し、一対のアーム７２が上下方向に移動するようになっている。

図１３に示すように、一対のアーム７２のそれぞれの上面には、平面視すると長方形状の案内板７６が固定されている。また、各アーム７２の内側面（すなわち、他方のアーム７２と対向する面）には、第１ストッパ部材７８が設けられている。案内板７６及び第１ストッパ部材７８は、処理テーブル３０の下面に設けられた４つのガイド部材３５と協働することで、一対のアーム７２に対する処理テーブル３０の位置（搬送台車７０の進行方向の位置）及び姿勢（回転方向の角度位置）を精度よく制御する。すなわち、２つのガイド部材３５が一方のアーム７２の案内板７６の内縁に当接し、他の２つのガイド部材３５が他方のアーム７２の案内板７６の内縁に当接することで、一対のアーム７２に対して処理テーブル３０の姿勢（回転方向の位置）が確定する。また、１つのガイド部材３５が一方のアーム７２の第１ストッパ部材７８に当接し、他の１つのガイド部材３５が他方のアーム７２の第１ストッパ部材７８に当接することで、一対のアーム７２に対する処理テーブル３０の位置（搬送台車７２の進行方向の位置）が確定する。これにより、搬送台車７０に対する処理テーブル３０の位置及び姿勢を精度よく制御することができる。

車体フレーム（７４，８０）は、搬送台車７０の前後方向に伸びる一対の水平フレーム８０と、水平フレーム８０の後端に取付けられた一対の垂直フレーム８２を備えている。一対の垂直フレーム８２は、搬送台車７０の幅方向に間隔を空けて互いに平行に配置され、搬送台車７０の高さ方向に伸びている。一対の垂直フレーム８２は、作業者が把持する取っ手８４により連結されている。一対の垂直フレーム８２が連結されることで、一対の水平フレーム８０と一対の垂直フレーム８２が一体化されている。

一対の水平フレーム８０は、搬送台車７０の幅方向に間隔を空けて互いに平行に配置されると共に、搬送台車７０が走行する床面の近傍を床面と平行に配置されている。水平フレーム８０の前端には、内前輪９０と、その内前輪９０のさらに前方に位置する当接部材８１が取付けられている。内前輪９０には、舵角の変更が不能な車輪が用いられている。当接部材８１は、搬送台車７０をその進行方向に位置決めするために用いられる。水平フレーム８０の後端には、内後輪９２が取付けられている。内後輪９２には、舵角の変更が可能な車輪が用いられている。このため、作業者が取っ手８４に加える力の方向を変えることで、搬送台車７０の進行方向を変えることができる。

また、進行方向右側の水平フレーム８０の右側面（すなわち、外側の側面）には、第１外輪９４が取付けられている（図１１参照）。第１外輪９４は、右側の水平フレーム８０の前方よりの位置と後方よりの位置のそれぞれに設けられている。進行方向左側の水平フレーム８０の左側面（すなわち、外側の側面）には、第２外輪９６が取付けられている（図１０参照）。第２外輪９６も、第１外輪９４と同様、左側の水平フレーム８０の前方よりの位置と後方よりの位置のそれぞれに設けられている。第１外輪９４及び第２外輪９６は、舵角の変更が不能な車輪であり、床面に設置された案内レール１１０，１１２にそれぞれ案内される。案内レール１１０，１１２の上面は床面より上方に位置するため、第１外輪９４及び第２外輪９６は、床面とは直接接触しないようになっている。図１０に示すように、案内レール１１０の上面は水平な水平面となっている。このため、案内レール１１０に案内される第１外輪９４の接触面も平坦面となっている。一方、案内レール１１２の上面は上方に凸な三角形状となっている。このため、案内レール１１０と接触する第２外輪９６の外周面は、案内レール１１２の上面の形状に対応する凹形状となっている。上方に凸となる三角形状の案内レール１１２で第２外輪９６を案内することで、搬送台車７０は、その進行方向及び幅方向の位置を精度よく調整することができる。

上述した案内レール１１０，１１２は、処理テーブル３０の積み上げ、積み降ろし、駆動機構２０への取付け及び取外しを行う作業場所に設けられている。このような作業場所は、積みエリアＡと、降ろしエリアＢと、熱処理エリアＣのそれぞれに設けられる。図１１に示すように、案内レール１１０，１１２の隣接する位置には、第２ストッパ部材１１４が配置されている。搬送台車７０が案内レール１１０，１１２に案内されて移動する際（例えば、図１１の左側から右側に移動する際）に、水平フレーム８０の前端に取付けられた当接部材８１が第２ストッパ部材１１４に当接することで、搬送台車７０が第２ストッパ部材１１４を超えて移動することが規制される。したがって、第１外輪９４及び第２外輪９６が案内レール１１０，１１２に案内されながら搬送台車７０が移動することで、搬送台車７０は、その進行方向及び幅方向の位置が精度よく制御され、また、当接部材８１が第２ストッパ部材１１４に当接することで進行方向の位置が精度よく制御される。これによって、搬送台車７０は、各作業場所に予め設定された位置決め位置に精度よく位置決めすることができる。

なお、図１２に示すように、積みエリアＡや降ろしエリアＢにおいては、上述した案内レール１１０，１１２に挟まれるように載置台１２０が設置される。載置台１２０には処理テーブル３０が載置される。図１３に示すように、載置台１２０は、水平方向に伸びる互いに平行な一対の支持フレーム１２２を備えている。支持フレーム１２２の外側面（アーム７２と対向する側の面）には、支持フレーム１２２の軸線方向に間隔を空けて２つの案内部１２４が設けられている。載置台１２０に処理テーブル３０が載置されると、一方の支持フレーム１２２の２つの案内部１２４に処理テーブル３０の２つのガイド部材３５が当接し、他方の支持フレーム１２２の２つの案内部１２４に処理テーブル３０の２つのガイド部材３５が当接する。これによって、載置台１２０に対する処理テーブル３０の姿勢（回転方向の位置）が所望の姿勢となるように制御される。

ここで、載置台１２０に載置された処理テーブル３０を搬送台車７０に載置する場合は、まず、搬送台車７０は、第１外輪９４及び第２外輪９６が案内レール１１０，１１２に案内されながら載置台１２０に向かって接近する。そして、搬送台車７０の当接部材８１が第２ストッパ部材１１４に当接すると、搬送台車７０の移動を停止する。この際、一対のアーム７２の高さは、処理テーブル３０の下面よりも下方の位置としておく。次いで、ハンドル８６を操作して昇降機構８８を作動させ、一対のアーム７２を上昇させる。この際、図１４，１５に示すように、アーム７２の案内板７６がガイド部材３５のガイド面３５ａに案内されながらアーム７２が上昇し、案内板７６の上面が処理テーブル３０の下面に固定された第１支持板３７に当接する。４つのガイド部材３５のガイド面３５ａにアーム７２の案内板７６が案内されることで、アーム７２に対する処理テーブル３０の位置及び姿勢の微調整が行われる。案内板７６の上面が第１支持板３７に当接した後、アーム７２がさらに上昇することで、図１６に示すように、搬送台車７０に処理テーブル３０が載置される。

搬送台車７０に載置した処理テーブル３０を熱処理炉本体１０へ取付けるためには、まず、熱処理炉本体１０の近傍に設けられた案内レール１１０，１１２に案内されながら搬送台車７０を予め設定された位置に位置決めする。上述したように、搬送台車７０は熱処理炉本体１０に対して予め設定された位置に精度よく位置決めされ、また、搬送台車７０のアーム７２に対する処理テーブル３０の位置及び姿勢は予め設定された位置及び姿勢となり、さらに、熱処理炉本体１０の駆動機構２０の第１連結部４６と第２連結部４４の位置関係も予め設定された関係となっている。このため、アーム７２を下降させるだけで、熱処理炉本体１０の駆動機構２０に処理テーブル３０を取付けることができる。なお、駆動機構２０から処理テーブル３０を取り外すときは、上記の手順と逆の手順で行えばよい。また、駆動機構２０から取り外した処理テーブル３０を降ろしエリアＢに設置された載置台１２０へ積み降ろす手順は、載置台１２０に載置された処理テーブル３０を搬送台車７０に載置する場合と逆の手順で行えばよい。

本実施例の熱処理炉システム１００では、複数の熱処理炉本体１０と、これら複数の熱処理炉本体１０のそれぞれに共用して用いられる複数の処理テーブル３０を備えている。このため、複数の熱処理炉本体１０を効率的に稼働して、被処理物Ｗの熱処理を効率的に行うことができる。また、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業が必要となるが、上述したように、処理テーブル３０が回転を停止する位置は予め設定された位置となり、かつ、搬送台車７０を熱処理炉本体１０に位置決めする位置も予め設定された位置となり、さらに、搬送台車７０に対する処理テーブル２０の位置及び姿勢も予め設定された位置及び姿勢となるように制御されている。したがって、駆動機構２０に対して処理テーブル３０を接続可能な位置関係に容易に位置決めすることができ、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業を容易化することができる。

なお、上述した実施例では、作業者が搬送台車７０を操作し、作業者によって処理テーブル３０を熱処理炉本体１０の駆動機構２０に接続していたが、本明細書に開示の技術はこのような形態に限られない。例えば、搬送台車７０を自動化し、搬送台車７０が自律的に処理テーブル３０を駆動機構２０に接続するようにしてもよい。これによって、搬送台車７０を自動化し、熱処理炉システムを省人化することができる。

また、上述した実施例では、処理テーブル３０に４つのガイド部材３５を設け、これらガイド部材３５を搬送台車７０の案内板７６で案内することで、搬送台車７０に対した処理テーブル３０を位置決めしたが、本明細書に開示の技術はこのような形態に限られない。例えば、処理テーブル３０に案内板を設け、搬送台車７０のアーム７２の基端部と先端部のそれぞれにガイド部材を設けるような構成としてもよい。また、上述した実施例では、２本のアーム７２のそれぞれに第１ストッパ部材７８を設けたが、２本のアーム７２の一方にのみ第１ストッパ部材７８を設けてもよい。

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

１０ 熱処理炉
１１ 炉体
１２ 天井壁
１４ 側壁
１６ 架台
１８ 昇降床
２０ 駆動機構
２２ 駆動装置
２４ 昇降装置
２６ 炉内空間
２８ 開口
３０ 処理テーブル
３２ 大径部
３３ 小径部
３４ 主炉床
３５ ガイド部材
３５ａ ガイド面
３６ 副炉床
３７ 第１支持板
３８ ドグ
４０ 位置センサ
４２ 第２駆動軸
４４ 第２連結部
４６ 第１連結部
４８ 第２支持板
５０ ヒータ
５２ ガス供給装置
７０ 搬送台車
７２ アーム
７４ 連結フレーム
７６ 案内板
７８ 第１ストッパ部材
８４ 取っ手
８６ ハンドル
８８ 昇降機構
１００ 熱処理炉システム
１１４ 第２ストッパ部材
１２０ 載置台
１２２ 支持フレーム
１２４ 案内部

Claims (9)

1. バッチ式熱処理炉本体と、
   前記バッチ式熱処理炉本体に着脱可能に取付けられ、被処理物が載置可能な処理テーブルと、
   前記処理テーブルを前記バッチ式熱処理炉本体に搬送する搬送台車と、
   を備えており、
   前記バッチ式熱処理炉本体は、
   天井壁と側壁と昇降床とを備える炉体と、
   前記昇降床に設けられており、前記処理テーブルが着脱可能に接続され、前記処理テーブルを回転駆動する駆動装置と、
   を備えており、
   前記昇降床は、前記側壁の下端を開放する第１位置と、前記側壁の下端を閉じる第２位置と、の間を移動可能となっており、
   前記昇降床が前記第１位置に位置するときに、前記処理テーブルが前記駆動装置の駆動部に着脱可能に接続されるようになっており、
   前記処理テーブルが前記駆動装置の駆動部に接続された状態で前記昇降床が前記第２位置に位置するときに、前記炉体内に前記処理テーブルの上面が露出した状態となり、
   前記処理テーブルは、平面視すると円形状を有しており、その中心を通って上下方向に伸びる第１の軸線の回りに回転可能である第１の回転テーブルを備えており、
   前記第１の回転テーブルの角度位置と、前記駆動装置の駆動部の角度位置と、が所定の位置関係となるときに、前記処理テーブルは前記駆動装置の前記駆動部に接続可能な状態となり、
   前記搬送台車は、前記処理テーブルが当該搬送台車に載置されたときに、当該搬送台車に対する前記第１の回転テーブルの角度位置が予め設定された角度となるように、前記処理テーブルを当該搬送台車に対して位置決めする第１位置決め機構を備えている、バッチ式熱処理装置。
2. 前記第１位置決め機構は、前記処理テーブルが当該搬送台車に載置されたときに、当該搬送台車の前後方向及び左右方向に対して前記処理テーブルの中心が予め設定された位置となるように前記処理テーブルをさらに位置決めする、請求項１に記載のバッチ式熱処理装置。
3. 前記第１位置決め機構は、
   直線状に伸びる第１アームと、
   前記第１アームに対して第１方向に離間して設けられ、前記第１アームと平行に伸びる第２アームと、を備えており、
   前記処理テーブルは、第１ガイド部材と、前記第１ガイド部材とは異なる位置に設けられた第２ガイド部材と、前記第１ガイド部材及び前記第２ガイド部材とは異なる位置に設けられた第３ガイド部材と、を少なくとも備えており、
   前記第１ガイド部材が前記第１アームの基端部と先端部のうちの一方に当接し、前記第２ガイド部材が前記第１アームの基端部と先端部のうちの他方に当接し、かつ、前記第３ガイド部材が前記第２アームに当接することで、前記処理テーブルが前記搬送台車に対して位置決めされる、請求項１又は２に記載のバッチ式熱処理装置。
4. 前記第１位置決め機構は、前記第１アームと前記第２アームの少なくとも一方に設けられ、前記第１ガイド部材と前記第２ガイド部材と前記第３ガイド部材の少なくとも１つをアーム長手方向に位置決めする第１ストッパ部材をさらに備える、請求項３に記載のバッチ式熱処理装置。
5. 前記第１位置に位置する前記昇降床に対して予め設定された移載位置に前記搬送台車を位置決めする第２位置決め機構をさらに備えており、
   前記搬送台車は、第１車輪と、前記第１車輪に対して当該搬送台車の左右方向に離間した位置に設けられる第２車輪と、を備えており、
   前記第２位置決め機構は、前記第１車輪を案内する第１レールと、前記第２車輪を案内する第２レールと、を備えている、請求項１～４のいずれか一項に記載のバッチ式熱処理装置。
6. 前記第１レールと前記第２レールの一方は、上方に向かって凸となる凸形状を有しており、
   前記第１レールと前記第２レールの一方に案内される前記第１車輪と前記第２車輪の一方は、前記凸形状に対応する凹形状を有している、請求項５に記載のバッチ式熱処理装置。
7. 前記第２位置決め機構は、前記搬送台車が前記移載位置を超えて移動しないように前記搬送台車を位置決めする第２ストッパ部材をさらに備える、請求項５又は６に記載のバッチ式熱処理装置。
8. 前記処理テーブルは、平面視したときに前記第１の回転テーブルの内側に配置される少なくとも１つの第２の回転テーブルをさらに備えており、
   前記第２の回転テーブルは、その中心を通って上下方向に伸びる第２の軸線の回りに回転可能に構成されており、
   前記第２の回転テーブルの中心の位置は、平面視したときに前記第１の回転テーブルの中心の位置とは異なる位置にあり、
   前記駆動装置は、前記第１の回転テーブルを回転駆動する第１駆動軸と、前記第２の回転テーブルを回転駆動する第２駆動軸と、を備えており、
   前記第１の回転テーブルの前記第１の軸線上に前記第１駆動軸が位置し、かつ、前記第２の回転テーブルの前記第２の軸線上に前記第２駆動軸が位置するように、前記処理テーブルが前記昇降床に対して位置決めされたときに、前記処理テーブルは前記駆動装置に接続可能となる、請求項１～７のいずれか一項に記載のバッチ式熱処理装置。
9. 前記バッチ式熱処理炉本体は、前記処理テーブルの角度位置を検出する位置センサと、前記位置センサの検出結果に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置と、をさらに備えており、
   前記制御装置は、前記昇降床から前記処理テーブルを取り外すときは、前記第１の回転テーブルの角度位置が予め設定された初期角度となるように、前記駆動装置を制御する、請求項１～８のいずれか一項に記載のバッチ式熱処理装置。

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