JP3092136B2 - 真空中の連続熱処理装置 - Google Patents

真空中の連続熱処理装置

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JP3092136B2 JP02064479A JP6447990A JP3092136B2 JP 3092136 B2 JP3092136 B2 JP 3092136B2 JP 02064479 A JP02064479 A JP 02064479A JP 6447990 A JP6447990 A JP 6447990A JP 3092136 B2 JP3092136 B2 JP 3092136B2
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は、全般的に制限された雰囲気における部品の
処理に関する。
多数の部品処理は、制限された雰囲気を必要とする。
例えば、金属部品の浸炭処理は、一般的に非常に低い気
圧中でこれを加熱するこにより行なわれる。また、幾つ
かの金属部品の硬化処理は高圧下で不活性ガスの流れに
これらの金属部品を配置することにより得られる。他
方、しばしば、制御された雰囲気で幾つかの処理工程を
逐次実行すると共に、連続する２つの工程間で大気に金
属部品を露出させるのを避けるようにしなければならな
い。
例えば、金属部品の浸炭処理に続いて硬化処理がある
場合は、金属部品は浸炭処理を実行する第１の室に入
れ、ついで硬化処理を実行する第２の室に転送する。こ
の転送の際に、金属部品を真空中に保持することによ
り、大気に触れるのを防止する必要がある。
ドイツ連邦共和国ミュンヘン、2326HTMメルテライ技
術情報（HTM Mrterei−Technische Mit−teilunge
n）、第35巻（1980）第５号、第245頁〜第250頁の論文
は、制御された雰囲気下での連続的な部品処理を実行さ
せる施設を説明している。
この論文は、それぞれ下方の開口を有し、一つの円に
従って並列された複数の室を備え、かつ上下に移動可能
であり、かつ室番号に等しい多数の部品位置を有する回
転テーブルを備えた施設を説明している。このテーブル
は、上方の位置で種々の室にすべての部品を搬送し、同
時にこれらの室を密閉する。各室における部品処理を完
了すると、各テーブルを下げ、かつ回転させて各室に連
続的に部品が進行できるようにする。これらの室のうち
の一つが部品の積み降ろしをする。
この型式の施設は多数の欠点を有する。
第１に、処理すべき部品が非常に重いとき、かつ多数
の処理室、例えば６室あるときは、テーブルの大きさは
処理する数に等しい部品と、これらの部品を回転させ、
上昇させるのに耐え得るように設計されなければならな
い。このような施設は非常に大きくかつ高価になってし
まう。
また、同一施設が非常に低い圧力で動作させる第１の
処理室と、高圧で動作させる第２の処理室を備えている
ときは、テーブルを端に上昇させるだけでは、これらの
処理室を正しく閉成することは困難または不可能であ
る。
他方、各部品は各処理室で最長の処理時間に対応した
時間留まる必要がある。これは、いくつかの室の利用を
不完全なものにする。いくつか応用、例えば通常15分か
ら16分の範囲にある浸炭処理の場合、及び５分から15分
の範囲にある硬化処理の場合では、このような利用が不
完全なものが比較的に多い。
本発明は前記欠点を除去させるものである。
（発明の概要） 従って、本発明は、気密室と、前記気密室に固定さ
れ、前記気密室と連通可能に、前記処理室から気密室に
部品を転送させる少なくとも一つの処理室と前記部品の
積み降ろしをする開口を有すると共に、積み降ろし室又
は処理室に吊下げた部品を保持するグリップ手段をそれ
ぞれ有し、前記部品を積み降ろしする開口により、部品
を積み降ろす少なくとも一つの室と、遠方位置から積み
降ろし室を操作し、前記部品を積み降ろし室の開口の全
部で前記気密室上の結合位置に積み込み又は積み降ろし
をして、前記処理室から気密室に転送させる手段と、前
記気密室内に配列され、前記気密室を介して転送される
前記部品を操作し、積み降ろし室から前記処理室に移動
させる少なくとも一つの手段とを備え、制御された雰囲
気下で部品を処理する装置に関する。
本発明の一実施例において、各処理室は下に向く開口
を有し、前記気密室の上壁、前記上壁に配列された通路
の前方に固定される。
本発明の他の実施例では、少なくとも一つの処理室を
低圧下で熱処理を実行するように、かつ処理中に気密室
と連通するように設計する。
本発明の以上及び他の目的、特徴及び効果は付図に示
す以下の好ましい実施例の詳細な説明から明らかであ
る。
（好ましい実施例の説明） 第１図は本発明による装置の主要部を示す。全体が平
坦な大地１上に、垂直軸３を有する機密室２が配置され
る。気密室２は底４と、シリンダ状垂直壁５と、上面及
び水平壁６とを有する。水平壁６は幾つかの開口を有
し、第１図ではその内の開口７及び８のみが見える。各
熱処理は特殊室内で実行される。第１図において、処理
室10のみが示されている。この処理室10は、その上部で
閉じられ、その下側で開放され、全般的にシリンダ状を
成す。処理室10は開口８で機密室２に結合されているの
で、気密室２の内部と連通している。処理室10は気密で
あり、かつ気密室２の水平壁６により搭載されている。
本発明による装置は、縦軸回りを旋回可能な支柱12
と、支柱により回転し、その先端で処理する部品を積み
込み及び積み降ろすように設計された積み降ろし室15を
支持しているアーム13とを備えている。積み降ろし室15
は処理室10に類似しており、シリンダ状をなし、かつ下
方が開放されている。
大地１上に設置された基礎16は本発明による一つの又
は幾つかの処理が行なわれる部品17が配置されている。
処理される部品17は全体的にバスケット上に配列され
た一組の部品である。以下、「部品」なる用語は処理さ
れる部品を搭載したバスケットを表わすものと解釈すべ
きである。
部品17の上部には突起18が設けられている。部品17を
処理したいときは、部品17を基礎16の上に配置し、Ｔ支
持棒11を操作して積み降ろし室15を部品17上に配置し、
部品17上に降下させる。グリップ手段19は室15内の上部
に配置され、突起18を引っ掛けて部品17が積み降ろし室
15内に吊下げられると、Ｔ支持棒11が回転して気密室２
の上に積み降ろし室15を持ってくる（点線により示
す）。次いで、積み降ろし室15を開口７の上部の水平壁
６上に配置する。積み降ろし室15と気密室２との間に弁
20が配置されており、積み降ろし室15と気密室２の内部
との間には開放又は気密部を形成可能にする。
積み降ろし室15が気密室２上に配置されると、これに
密閉して固定される。気密室２の内部は第１のポンプ手
段（図示なし）により真空に保持される。このようにし
て積み降ろし室15を結合すると、第２のポンプ手段（図
示なし）により積み降ろし室15内を真空にし、弁20を開
放する。
気密室２内では、リフト装置21が処理する部品を操作
し、リフトを形成する。この操作する手段すなわちリフ
ト装置21は、垂直軸３の回りを回転することができ、積
み降ろし室15の前方に来る。次いで、リフト装置21は高
い位置に設定されて、積み降ろし室15内に吊下げている
部品17の底を支持する。グリップ手段19を解除してリフ
ト装置21を降下させ、部品を気密室２に搬入する。リフ
ト装置21を垂直軸３を中心として回転させ、処理室10の
うちの一つの前方に配置させる。この位置では、リフト
装置21を操作させて部品17を上昇させ、処理室10内に配
置させるようにする。把手手段23は部品17に接続された
突起18を掴むことにより、部品17を第１図に示すように
処理室10内で出し入れをする。
この処理を終了すると、リフト装置21は部品17を再び
持ち上げて気密室２に戻し、他の処理室内に転送し、次
の処理を実行する。部品17に所望の処理をすべて行なう
と、リフト装置21により部品17を気密室２に接続されて
いる積み降ろし室15内に戻す。部品17を積み降ろし室15
に吊下げ、リフト装置21を降下させると、弁20を閉成し
て積み降ろし室15内に大気圧を再確立させて気密室２か
ら引離し、積み降ろし室15をＴ支持棒11により部品17を
配置する積み降ろし領域に戻す。
積み降ろし室15が積み込み位置又は積み降ろし位置に
部品17を置くように、かつ部品17を操作する手段を構成
し、更に気密室２に導入室を形成することにより、この
気密室２に侵入する空気を阻止している。
第２図〜第４図を参照して、他の特徴及び効果を示す
本発明の一実施例を説明しよう。
第２図〜第４図をでは、第１図のものと同一の機能を
有する要素は、同一の参照番号を付けてある。
第２図は気密室２と、２つの処理室30及び31とを示
す。図面を読みやすくするために、２つの処理室のみを
示した。実際には第３図に示すように、この装置は５つ
の処理室30,31,32,33及び34を備えている。
第２図において、処理室30は浸炭処理室である。処理
室30は部品17を約1000℃の温度に部品17を加熱する加熱
手段40を備えている。浸炭処理ガスを導入する装置（図
示なし）は、処理室30の周辺に設けられている。浸炭処
理ガスは、非常に低い圧力下で拡散するものであり、処
理室30に拡散して気密室２に侵入し、気密室２のポンプ
装置（図示なし）により排気される。熱シールド41,42
は浸炭処理中に熱シールドを形成して熱放射が気密室２
に伝わってその温度を上昇させるのを防止する。熱シー
ルド41,42は処理室30と気密室２との間の開口を塞ぐこ
とはなく、浸炭処理ガスは処理室30から気密室２への流
れ、妨げられることはない。
浸炭処理が終了すると、浸炭処理ガスの注入を停止
し、処理室30を空にするために代わって中性のガスが注
入される。次いで、熱シールド41,42を引っ込めてリフ
ト装置21を部品17まで持ち上げ、装置43が把手手段23を
解除して、部品17を離す。次いで、リフト装置21により
部品17を気密室２内に降下させる。
気密室２内には、気密室２の対称軸に対応する垂直軸
３を有するシリンダ状壁44が配置されている。シリンダ
状壁44はその外周辺に案内リング45を備えており、リフ
ト装置21が垂直軸３を中心にして回転可能にしている。
リフト装置21は処理セル31の前方で移動することができ
る。
処理セル31は効果（ガス冷却）処理を行なう。一般
に、ガス冷却は約２〜５バールの比較的に高い圧力下で
不活性ガスにより行なわれる。従って、この型式の処理
室では、処理セル31と気密室２との間に弁46、又は開口
８を閉じる他の手段を配置する必要がある。処理セル31
に部品17を積み込む前に、弁46を閉じ、ポンプ手段（図
示なし）により処理セル31を真空にし、次いで弁46を開
放し、部品17をリフト装置21により導入して把手手段23
により引っ掛ける。次いで、弁46を再び閉じて、所望の
ガス圧を得る。このガスは、例えば冷却水のヒート・シ
ンクを介して循環させ、部品17に吹き付けることによ
り、硬化処理の効果が高められる。この閉成手段はキャ
ップ・ドアにより構成されても良い。このキャップ・ド
アは気密室２の水平壁６に配置された開口８の周辺が両
側の圧力差により押し付けられている。弁46は、少なく
とも部分的な真空が処理セル31及び気密室２に確立した
ときにのみ、開放することができる。この開放及び閉成
処理は閉成手段の両側の圧力差が小さいので、容易であ
る。
部品17は処理室内に吊下げられるので、部品17の操作
とともに、この処理を容易にする。
部品17を転送する前に、処理セル31内を真空にし、弁
46を開放すると、処理室30から処理セル31への部品の転
送を非常に迅速にすることができる。
可能な限り処理室の真空を保持させるために、もちろ
ん処理室が所定の処理のためにガスを閉じ込める必要が
あるときを除き、処理室と気密室との間の通路を開放し
たままにするのが好ましい。
種々の処理室の利用率を最適化するために、更に長い
処理を実行するように設計された多数の室を配置しても
よい。例えば、第３図から明らかなように、一つの処理
セル31に４つの処理室30,32,33及び34が備えられる。実
際には、硬化時間は浸炭処理の時間よりずっと短い。更
に、幾つかの積み落し室を備え、装置に部品の幾つかの
積み降ろし処理を同時に実行しても良い。
処理装置の利用率を更に増加させるために、気密室２
に幾つかの独立したリフト装置21を備えてもよい。従っ
て、これら部品を同時に気密室２に移動させ、幾つかの
部品を第１室から第２室に転送させ、または気密室内の
待機位置に部品を残しても良い。
この一実施例に示すように、全体にシリンダ状の気密
室の場合には、この気密室の体積は、外部のシリンダ状
壁48から内部のシリンダ状壁44を分離する空間に限定さ
れてもよい。そのときは、大気圧による歪みと共に、ポ
ンプ処理する体積が制限される。この場合に、内部のシ
リンダ状壁44は、処理室に体積を制限すること、及び１
または幾つかのリフト装置21の案内リング45を支持する
ことの両方に用いる。
気密室２は必ずしもシリンダ状である必要はない。他
の形状も利用できる。例えば、細長い気密室及び整列さ
れた処理室を備えてもよい。この場合には、リフト装置
21は気密室内を線形に移動して種々の室にアクセスする
ことができる。気密室が幾つかのリフト装置を囲んでい
るときは、凹書を備え、一方のリフトが気密室を介して
部品を転送している間に、他方のリフトに対応させても
よい。
第４図は積み降ろし室15を操作するように設計された
Ｔ支持棒11を示す。Ｔ支持棒11はその軸を中心にして回
転可能な支柱50と、支柱50に固定して搭載されたアーム
51とを備えている。積み降ろし室15はアーム51の先端に
固定されている。
第４図において、リフト装置21は第４図に更に明確に
示されている。リフト装置21は垂直滑りレール52と、エ
ンジンにより駆動され、垂直滑りレール52に沿ってスラ
イドする部品53と、これもエンジンにより駆動され、部
品53内を垂直に滑る支柱54と、部品17とを備えている。
本発明による装置は、一連の連続な熱処理を実行する
ために工業的に用いることができ、自動化の可能性によ
り製造ラインに直接関連させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置の概要断面図、 第２図は本発明の一実施例の第３図のＡ−Ａ線から見た
概要断面図、 第３図は本発明の同一実施例についての概要平面図、 第４図は本発明の一実施例の第３図のＢ−Ｂ線から見た
概要平面図である。 ２……気密室、３……垂直軸、 6,7……水平壁、８……開口 10,30,31……処理室、 15……積み降ろし室、 17……部品、19……グリップ手段、 21……リフト装置、20,46……弁、 41,42……熱シールド、 44,48……シリンダ状壁、 45……案内リング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−290860（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開1533954（ＤＥ, Ａ１) 仏国特許出願公開2426877（ＦＲ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 1/00 113 C21D 1/773 F27B 5/00 - 5/18 C23C 8/00 - 8/80

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】制御された雰囲気下で少なくとも一つの部
    品を連続的に熱処理する熱処理装置において、 気密室（２）と、 気密室（２）のほぼ水平な上部壁（６）の上にもうけら
    れ、前記気密室と連通可能で、処理される部品を前記気
    密室へ転送させる少なくとも一つの処理室（10,30,31）
    と、 部品（17）のための少なくとも一つの積み降ろし室（1
    5）と、 該積み降ろし室（15）を操作して気密室（２）から遠い
    位置から前記上部壁を介して気密室と結合する結合位置
    に移動させる操作手段（11）と、 ひとつの処理室から気密室（２）を介して別の処理室へ
    部品（17）を転送する少なくとも一つの転送手段（21）
    とを有し、 各積み降ろし室と処理室は、部品を吊下げる吊下げ手段
    （19,23）を有し、該室は下部で閉成手段（20,41,42,4
    6）により閉成され、該閉成手段は部品の支持、及び部
    品の吊下げ手段及び転送手段から独立であることを特徴
    とする熱処理装置。
  2. 【請求項２】前記操作手段（11）は、積み降ろし室の吊
    下げ手段と共に操作装置を形成し、部品を転送手段の上
    又は気密室の外に置くことを特徴とする請求項１記載の
    熱処理装置。
  3. 【請求項３】積み降ろし室（15）は気密室（２）の上部
    壁（６）の通路（７）に置くことが可能であり、閉成手
    段（20）は積み降ろし室と気密室（２）の内部との間の
    通路（７）の開閉を行なう、請求項１記載の熱処理装
    置。
  4. 【請求項４】請求項１記載の熱処理装置において、 前記気密室（２）内を真空にするように第１のポンプ手
    段を備え、積み降ろし室（15）から前記気密室の内部へ
    部品（17）を転送する気密室上に前記積み降ろし室（1
    5）を設置したときに前記積み降ろし室（15）のそれぞ
    れを真空にする第２のポンプ手段を備えたことを特徴と
    する熱処理装置。
  5. 【請求項５】請求項４記載の熱処理装置において、 前記処理室（30）のうちの少なくとも一つを低圧下で熱
    処理を行ない、かつ熱処理中に前記気密室（２）と連通
    するように設計したことを特徴とする熱処理装置。
  6. 【請求項６】請求項５記載の熱処理装置において、前記
    閉成手段が熱シールド（41,42）であり、該熱シールド
    は 前記処理室（30）と前記気密室（２）の内部との間の通
    路（８）に引っ込み可能に備えられることを特徴とする
    熱処理装置。
  7. 【請求項７】請求項１記載の熱処理装置において、 少なくとも一つの処理室（31）が、 高圧下で処理を行うように設計され、前記閉成手段が、
    処理室（31）と気密室（２）の内部の間の通路（８）を
    閉じる気密手段（46）であり、該気密手段により処理中
    に前記処理室（31）が前記気密室（２）から切り放され
    ていることを特徴とする熱処理装置。
  8. 【請求項８】請求項１記載の熱処理装置において、 前記気密室（２）は全体的にシリンダ状の垂直軸（３）
    を有し、その有効空間はシリンダ状壁（44）及び同一の
    垂直軸（３）を有するシリンダ状壁（48）により制限さ
    れ、前記シリンダ状壁（44）は前記少なくとも一つの転
    送手段（21）を案内させるように案内リング（45）を支
    持していることを特徴とする熱処理装置。
  9. 【請求項９】請求項１記載の熱処理装置において、 前記気密室は全体的に細長い形状を有し、各転送手段は
    前記気密室内を直線的に移動して各積み降ろし室又は前
    記処理室を連続的に通過することを特徴とする熱処理装
    置。
  10. 【請求項１０】請求項１記載の熱処理装置において、 前記転送手段はリフトを備え、該リフトを各処理室と揃
    えるための手段がもうけられることを特徴とする熱処理
    装置。
JP02064479A 1989-03-17 1990-03-16 真空中の連続熱処理装置 Expired - Fee Related JP3092136B2 (ja)

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