JP3041439B2 - 連続式雰囲気炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、雰囲気ガス中、又は、
真空中の所定処理条件で処理物を処理する複数の炉を設
け、これら炉を用いて処理物に種々の処理を施す連続式
雰囲気炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】雰囲気炉においては一般に、大気雰囲気
中に配設した装入・抽出テーブルと炉内とにわたり炉扉
を介して処理物を装入・抽出する手段を炉の前後に設け
るものが知られているが、この形式では、複数の炉を用
いて処理物に種々の処理を順次施すようにする場合、一
つの炉からの抽出後、次の炉への装入に至る処理物移送
過程で処理物が大気に曝される制約があった。

【０００３】そこで、従来、処理物を大気とは接触させ
ずに無酸化の状態で、処理物に種々の処理を施す連続式
雰囲気炉として、図７に示すように、搬送装置１０１を
備えるトンネル状の炉１００において、炉内を中間扉１
０２により複数の処理室１００ａ〜１００ｄに区画し、
これら処理室１００ａ〜１００ｄにおいて炉内搬送処理
物を夫々所定の処理条件で順次処理するものが実用化さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の如き従
来の連続式雰囲気炉において、各処理室１００ａ〜１０
０ｄは、処理内容によって雰囲気ガス種、炉内真空化、
温度、圧力等といった処理条件を異にするが、中間扉１
０２のシール不全による各処理室１００ａ〜１００ｄか
らの雰囲気リークが隣の処理室へ直接に及ぶため、各処
理室１００ａ〜１００ｄの処理条件を厳密、かつ、安定
的に維持することが難しく、このことにより品質低下を
招く問題があった。

【０００５】また、搬送手段１０１を炉内に装備するた
め、炉内高温雰囲気に曝されることによる強度低下で搬
送手段１０１の耐久性が大巾に低下したり、また、それ
に対処するために搬送手段１０１の装置コストが嵩むと
いった問題もあった。

【０００６】しかも、トンネル状の炉内そのものが処理
物搬送路であるため、一部の処理室での処理工程をバイ
パスするといったことや、後続の処理物Ｗが存在する状
況で先順位の処理物Ｗを逆送して前工程の処理を重ねて
行うといったことができず、全体としての処理内容が限
定されて多品種生産に対応できない問題もあった。

【０００７】本発明の目的は、処理物の大気との接触を
防止しながら複数の炉により処理物に種々の処理を施す
ことにおいて、合理的な搬送形態を採用することで上記
の各問題の解消を図る点にある。

【０００８】本発明による連続式雰囲気炉の特徴構成
は、ローラ式の処理物搬送手段を備える共通搬送室を設
け、この搬送室の室内を無酸化状態に維持する保護雰囲
気維持手段を設け、雰囲気ガス中、又は真空中で処理物
を処理する複数の炉を前記搬送室における処理物搬送方
向に並設して、それら炉の炉口を前記搬送室に接続し、
前記炉の夫々に炉内と前記搬送室の室内とを気密に仕切
る炉扉を設け、前記搬送室における処理物を前記炉内へ
装入するとともに、前記炉内処理物を前記搬送室外へ抽
出する装入抽出手段を設けたことにあり、その作用効果
は次の通りである。

【０００９】

【作用】つまり、上記特徴構成においては、保護雰囲気
手段により大気から無酸化状態に維持した共通の搬送室
内において、処理物をローラ式搬送手段により並設炉の
うち必要処理に応じた炉のところへ搬送し、その炉の炉
扉を開いて処理物を装入抽出手段により炉入へ装入す
る。

【００１０】そして、炉扉を閉じて、炉内の雰囲気ガス
中、又は、真空中で装入処理物に所定の処理を施し、そ
の後、炉扉を開いて処理物を装入抽出手段により炉内か
ら搬送室内に抽出し、再び炉扉を閉じる。

【００１１】また、その処理物に対し次の他処理を施す
場合には、続いて、その処理物を搬送室内において搬送
手段により対応する炉のところへ搬送して上述と同様の
操作を繰り返す。

【００１２】

【発明の効果】つまり、炉と炉は、それらの炉扉により
二重に、かつ、それら炉扉間に搬送室内雰囲気が介在す
る状態で隔離され、従来構成の如く中間扉のシール不全
による各処理室からの雰囲気リークが隣の処理室に直接
に及ぶといったことがないから、各炉夫々の所定処理条
件を従来に比べ厳密に、かつ、安定的に維持でき、これ
によって、品質向上を効果的に達成できる。

【００１３】また、本発明の特徴構成によれば、炉内と
搬送室とが別であって、搬送室における搬送手段が炉内
高温雰囲気に曝されないことから、搬送手段が炉内高温
雰囲気に曝される先述の従来構成、すなわち、炉内装備
した搬送手段により処理物を複数の区画処理室に対し順
次炉内搬送する構成に比べ、搬送手段の耐久性を大きく
向上できるとともに、搬送手段の熱に対する必要強度を
低減できることで搬送手段の装置コストを節減できる。

【００１４】その上、複数の炉をもって複数の処理物を
並行して処理できるとともに、処理物によって不要な処
理についてはその不要処理に対応する炉をバイパスした
り、重複した処理が必要な場合には一度装入した炉に戻
って再装入したりするといったことを炉の並設順とは無
関係に行え、これによって、処理内容を多様化して多品
種生産に対する高い対応性をも備え得るに至った。

【００１５】

【実施例】次に実施例を説明する。

【００１６】図１ないし図６は連続式雰囲気炉を示し、
１は装入ベステチブル、２は抽出ベスチブル、３は焼入
槽であり、４は装入ベスチブル１と抽出ベスチブル２と
にわたらせた気密構造のトンネル状の共通搬送室であ
る。

【００１７】５は加熱炉、６は保持炉、７は降温炉であ
り、これら炉５，６，７は共通の搬送室４の上部におい
て処理物搬送方向に並設し、各炉５，６，７の炉床部分
に設けた炉口８を共通の搬送室に接続してる。

【００１８】なお、加熱炉５及び降温炉７については夫
々、装入・抽出兼用の炉口８を設け、保持炉６について
は装入用と抽出用との各別の炉口８を設けてある。

【００１９】また、各炉５，６，７には、Ｎ₂ ，Ｈ₂ ，
Ａｒ等の雰囲気ガス種、炉内真空化、温度、圧力といっ
たことに関し炉内を炉ごとの所定処理条件にするための
ヒータ、雰囲気ガス入口・出口、減圧手段、加圧手段等
の炉内雰囲気維持手段を装備し、保持炉６については処
理物Ｗを装入用炉口８側から抽出用炉口８側へ炉内搬送
する搬送装置９を設けてある。

【００２０】各炉５，６，７には、炉口８を閉塞して炉
内と搬送室４内とを気密に仕切る炉扉１０を装備してあ
り、各炉扉１０は、チェーン駆動式の昇降装置１１によ
る搬送室４内での昇降により開閉する構成としてある。

【００２１】一方、搬送室４には、装入ベスチブル１か
ら室内に受け入れた処理物Ｗを室内搬送するローラ式の
搬送装置１２を内装してあり、このローラ式搬送装置１
２は、駆動系及び操作系を各炉口８に対応位置する部分
ごとに独立させて、それら独立部分１２Ａを搬送室４内
の全長にわたり一連なりに連設した構成としてある。

【００２２】上記ローラ式搬送装置１２における各独立
部分１２Ａの具体構造については、搬送室４の両側部夫
々において、一端を搬送室４外に突出させた水平姿勢の
ローラ１３を互いに平行配置で処理物搬送方向に並設
し、これらローラ１３の突出端部を共通支持枠１４に付
設の軸受１５により保持して、各ローラ１３を片持ち支
持してある。

【００２３】搬送室４の両側夫々における上記の共通支
持枠１４は、搬送室４の側壁４ａに近接する位置と搬送
室４の側壁４ａから外側方へ離間した位置とにわたって
シリンダ１６により移動操作自在に構成してあり、この
共通支持枠１４の移動操作により、搬送室４における両
側部夫々のローラ１３列群を、各ローラ１３の先端が搬
送室４内の中央部側へ突出した搬送機能位置と両側壁側
へ引退した退避位置とにわたって移動させるようにして
ある。

【００２４】また、ローラ駆動構成については、ローラ
駆動用のモータ１７に対しチェーン伝動機構１８を介し
連動させた水平姿勢のスプライン軸１９を左右の共通支
持枠１４にわたらせる状態に設け、各共通支持枠１４に
保持した駆動スプロケット２０を、各共通支持枠１４の
上記移動操作を許すようにスプライン軸１９にスプライ
ン嵌合させ、そして、左右の共通支持枠１４夫々におい
て、各ローラ１３に付設の受動スプロケット２１をチェ
ーン２２を介し駆動スプロケット２０に連動させてあ
る。

【００２５】つまり、搬送室４における両側部夫々のロ
ーラ１３列群を搬送機能位置に位置させた状態で、それ
らローラ列群夫々のローラ１３を同調させて駆動回転す
ることにより、トレイ２３を介し両ローラ列１３群に跨
がらせる状態に載置した処理物Ｗをローラ式搬送装置１
２の各独立部分１２Ａに順次受け渡していく形態で搬送
する構成としてあり、また、搬送室４における両側部夫
々のローラ１３列群を退避位置に位置させることによ
り、各炉扉１０の開閉時において搬送室４内における各
炉扉１０の昇降経路を確保するようにしてある。

【００２６】図中２４は共通支持枠１４の移動を案内す
る案内機構、２５は搬送室４の側壁４ａにおけるローラ
１３の貫通部をシールするシール部材である。

【００２７】一方、各炉扉１０は、上述の如く搬送室４
における両側部夫々のローラ１３列群を退避位置に位置
させて昇降経路を確保することにより、搬送室４内にお
いてローラ１３よりも下方まで下降させるようにしてあ
り、また、各炉扉１０の上面部には、炉扉１０がローラ
１３よりも下方の最下降位置から上昇することに伴いよ
り、搬送機能位置にあるローラ１３どうしの間から上向
きに突出してローラ１３上の処理物Ｗを持ち上げる受け
具２６を設けてある。

【００２８】つまり、開閉対象の炉扉１０に対応するロ
ーラ１３列群を退避位置に位置させた状態で昇降装置１
１により炉扉１０を下降開き操作して、その炉扉１０を
ローラ１３よりも下方の最下降位置で待機させ、その
後、ローラ１３列群を搬送機能位置に戻した状態で処理
物Ｗをローラ式搬送装置１２における他の独立部分１２
Ａとの協働により待機状態にある炉扉１０の上方にまで
搬送し、次に、炉扉１０を昇降装置１１により最下降位
置から上昇させることで受け具２６によりローラ１３上
の処理物Ｗを持ち上げて、この持ち上げ状態でローラ１
３列群を退避位置に移動させ、その後、昇降装置１１を
炉に対する処理物Ｗの装入・抽出手段に兼用する状態
で、昇降装置１１により引き続き処理物Ｗ及び炉扉１０
を上昇させて、処理物Ｗを炉口８から炉内へ装入すると
ともに炉扉１０を閉じるようにしてある。

【００２９】また、炉内から搬送室４内への処理物抽出
については上記と逆の手順で行うようにしてある。

【００３０】以上の構成において処理物Ｗを各炉５，
６，７で処理する運転手順については、先ず、処理物Ｗ
を装入扉１ａを介して装入ベスチブル１に装入し、続い
て、真空ポンプにより装入ベスチブル１内を排気した上
でＮ₂ 等のガスを装入ベスチブル１に導入したり、ある
いは、ベスチブル容積の５倍程度のガスを装入ベスチブ
ル１に導入したりして、装入ベスチブル１内をパージす
る。

【００３１】その後、雰囲気ガス入口２７、及び雰囲気
ガス出口２８を用いて室内を無酸化の保護雰囲気ガス空
間に維持してある共通搬送室４内へ装入ベスチブル１内
の処理物Ｗを搬送室装入扉２９を介して受け入れ、ま
た、各炉５，６，７のうち、その受け入れ処理物Ｗの処
理内容に応じた炉を選択し、その炉の扉１０をローラ１
３下方へ下降させて待機させておき、受け入れ処理物Ｗ
をローラ式搬送装置１２により装入対象炉の下方へ搬送
する。

【００３２】そして、昇降装置１１による前述の如き炉
扉１０の上昇操作により処理物Ｗを装入対象炉に装入す
るとともに炉扉１０を閉じて炉内と搬送室４内とを気密
に仕切り、この状態で、雰囲気ガス種、炉内真空化、温
度、圧力等に関する各炉５，６，７夫々の所定処理条件
で炉内処理物Ｗを処理し、その処理後、装入操作とは逆
動作の昇降装置１１による炉扉１０の下降操作により処
理物Ｗを炉内から搬送室４内のローラ式搬送装置１２上
へ抽出する。

【００３３】炉内からの処理物抽出のためにローラ１３
の下方まで下降させた炉扉１０は、その上方の抽出処理
物Ｗをローラ式搬送装置１２により他部へ搬送した後、
次の処理物Ｗの炉内装入動作として、あるいは、次の処
理物Ｗを載置しない状態での単なる閉じ動作として昇降
装置１１により上昇させる。

【００３４】一方、炉内から搬送室４内のローラ式搬送
装置１２上へ抽出した処理物Ｗは、それに対して複数処
理を重ねる場合、その処理内容に応じた順で他の炉５，
６，７へ搬送したり、あるいは、他の炉での処理ののち
再び元の炉に戻ったりして、上記と同様の昇降装置１１
による装入・抽出を繰り返す形態で処理を重ね、その
後、搬送室抽出扉３０から抽出ベスチブル２へ受け入
れ、また、処理内容に応じ焼入槽３で焼入処理して、最
終的に抽出扉２ａを介し抽出ベスチブル２から抽出す
る。

【００３５】各炉扉１０に対し各別に装備する上記昇降
装置１１の具体構造については、ローラ式搬送装置１２
による処理物搬送方向で各炉扉１０の昇降経路における
前端側と後端側とに位置し、かつ、搬送室４の両側部に
位置する４箇所夫々に、上部側支持スプロケット３１と
下部側支持スプロケット３２とにわたって巻回する縦チ
ェーン３３を設け、これら縦チェーン３３に炉扉１０の
周縁４部を連結してある。

【００３６】そして、搬送室４に対して左右同じ側に位
置する下部側支持スプロケット３２どうしを連動する二
本の連係軸３４を設けるとともに、昇降用モータ３５を
減速機３６及び主連係軸３７を介して両連係軸３４に連
動させ、もって、昇降用モータ３５により４本の縦チェ
ーン３３を同調させて正転駆動ないし逆転駆動すること
により、各縦チェーン３３に連結した炉扉１０を昇降操
作するようにしてある。

【００３７】なお、上部側支持スプロケット３１、下部
側支持スプロケット３２、縦チェーン３３の夫々は、室
内を雰囲気ガス空間に維持する搬送室４内側に設けてあ
り、また、昇降用モータ３５、減速機３６、主連係軸３
７の夫々は搬送室４外に設けてあり、二本の連係軸３４
は夫々、適当な気密シール手段を施して搬送室４壁を貫
通させてある。

【００３８】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。

【００３９】搬送室４に装備する搬送手段１２は、先述
の実施例の如きローラ式搬送装置に限定されるものでは
なく、種々の形式のものを適用できる。

【００４０】共通搬送室４内を無酸化の保護雰囲気に維
持するための雰囲気ガス導入構成２７や雰囲気ガス排気
構成２８等、雰囲気維持手段の具体的構成は種々のもの
を採用でき、使用する雰囲気ガスも不活性ガスを一例と
して種々のものを使用でき、また場合によっては共通搬
送室４内を真空化することで搬送室４内を無酸化の保護
雰囲気としてもよい。

【００４１】並設する各炉５，６，７の処理内容は各種
熱処理や表面処理等、どのようなものであってもよい。

【００４２】前述の実施例においては、各炉５，６，７
を搬送室４の上部側に隣接して処理物搬送方向に並設し
たが、これに代えて、各炉５，６，７を搬送室４の側部
や下部側に隣接して処理物Ｗの搬送方向に並設する構成
を採用してもよい。

【００４３】また、前述の実施例においては、炉扉１０
を開閉する昇降装置１１を炉５，６，７に対する処理物
Ｗの装入・抽出手段に兼用した例を示したが、炉５，
６，７に対する処理物Ｗの装入・抽出手段を、炉扉１０
及びその開閉装置とは独立した装置構成としてもよい。

【００４４】各炉５，６，７を搬送室４の側方に隣接さ
せて処理物Ｗの搬送方向に並設するとともに、搬送手段
１２としてローラ１３を搬送方向に並設したローラ式搬
送装置を採用し、この構成において、装入対象炉の炉前
まで搬送した処理物Ｗを多少持ち上げた状態でローラ１
３上方を横移動させて炉に装入し、かつ、それとは逆動
作で炉から搬送室４内へ処理物Ｗを抽出する装入・抽出
形態を採用してもよい。

【００４５】本発明による連続式雰囲気炉は、浸炭、無
酸化焼入、光輝焼鈍、プラズマ熱処理、蒸着等、種々の
熱処理や表面処理に適用できる。

【００４６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】概略構造を示す全体縦断面図

【図２】側面視拡大断面図

【図３】正面視拡大断面図

【図４】ローラ駆動構造を示す拡大正面図

【図５】図４におけるＡ−Ａ線矢視図

【図６】概略拡大平面図

【図７】従来例を示す縦断面図

【符号の説明】

Ｗ 処理物 ４ 搬送室 ５，６，７ 炉 ８ 炉口 １０ 炉扉 １１ 装入抽出手段 １２ 搬送手段 ２７，２８ 雰囲気維持手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】保護雰囲気ガス中、又は真空中で処理物を
   熱処理する複数の炉を処理物搬送方向に並設する一方、
   前記複数の炉の下部に保護雰囲気維持手段とローラ式搬
   送手段を備えた共通搬送室を設け、さらに当該搬送室に
   は前記複数の炉の炉口を機密に仕切る昇降可能な炉扉を
   設けるとともに炉扉付近のローラ式搬送手段の一部を搬
   送室の両側壁へ退避移動可能にしたことを特徴とする連
   続式雰囲気炉