JP5000926B2 - 吊り下げ具及びそれを備えた熱処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、加熱室や冷却室を含む熱処理室で熱処理が施される平板状の被処理物を熱処理室の内部に搬入出するための吊り下げ具、及び、この吊り下げ具を備えた熱処理装置に関する。

従来、約１４００度の高温下で加熱した後に冷却する熱処理を施す熱処理装置において、平板状の被処理物は、ローラ等の搬送部材上に寝かされた状態で加熱室及び冷却室に搬入出されている（例えば、特許文献１参照。）。

被処理物は、上述のような高温下で、寝かされた状態で搬送部材上を搬送されると、自重によって変形することがある。また、加熱室の内壁部材やヒータから落下した塵埃がその表面に付着しやすく、熱処理にムラを生じる問題がある。

そこで、従来の熱処理装置では、被処理物を立てた状態で熱処理室の内部に収納して熱処理する構成が提案されている。
特開２００３−２０７２８０公報

しかし、被処理物を立てた状態で加熱室や冷却室の内部に搬入出するためには、被処理物をクランプする機構や支持する機構が必要になる。これらの機構が複雑であると、特に高温の加熱室内で正確に動作しなくなる可能性が高くなる。また、被処理物をクランプする機構や支持する機構が複雑であると、高価な耐熱部品を多数用いる必要があり、設備費等のコストの上昇を招く。このため、被処理物を立てた状態で加熱室や冷却室の内部に搬入出するための機構をできる限り単純化する必要がある。

この発明の目的は、低コストでトラブルの発生が少なく、被処理物を立てた状態で加熱室や冷却室の内部に搬入出することができる吊り下げ具及びそれを備えた熱処理装置を提供することにある。

この発明の吊り下げ具は、吊り下げ部、閉鎖部及び持ち上げ部を備える。吊り下げ部は、熱処理室の上面及び一方の側面に連続して設けられた開口部を一方の側面に直交する方向に経由して熱処理室の内部に進退自在にされ、被処理物の上部を着脱自在に吊り下げる。閉鎖部は、吊り下げ部の上方に連続して熱処理室の外部に配置され、断熱材を含み、熱処理室の上面における開口部の周縁部に選択的に支持されて開口部における熱処理室の上面側の少なくとも一部を閉鎖する。持ち上げ部は、閉鎖部の上方に連続して熱処理室の外部に配置され、搬送装置のアームに持ち上げられる。

被処理物の上部を吊り下げる吊り下げ部のみが熱処理室の内部に配置され、吊り下げ部の上方に連続する閉鎖部及び持ち上げ部は、熱処理部の外部に配置される。閉鎖部が開口部の周縁部に支持されることで、被処理物は、吊り下げ部によって熱処理室の内部に立てた状態で吊り下げられる。搬送装置が持ち上げ部を持ち上げることで、吊り下げ部に吊り下げられた被処理物が、吊り下げ具とともに搬送される。被処理物は立てた状態で熱処理されるので、被処理物が自重で変形することがなく、均一に熱処理される。

上述のように、熱処理室の内部に配置されるのは、吊り下げ部のみである。また、熱処理室に対する被処理物の搬入出時に、被処理物を持ち替える等の作業の必要がない。このため、吊り下げ部は簡単な構造となる。さらに、熱処理室の開口部の少なくとも一部が断熱材を含む閉鎖部で閉鎖され、熱処理室の内部の断熱性が維持される。

この発明の熱処理装置は、上述の吊り下げ具、加熱室及び冷却室、中間領域、被処理物付け外し部及び搬送装置を備える。加熱室及び冷却室は、それぞれの上面に吊り下げ具の吊り下げ部を挿通させる開口部を有する。中間領域は、加熱室と冷却室との間に配置される。被処理物付け外し部は、加熱室、中間領域及び冷却室の配置方向である第1の方向に直交する第２の方向で中間領域に隣接する位置に配置される。被処理物付け外し部では、吊り下げ具の吊り下げ部に被処理物が着脱される。搬送装置は、第１及び第２の方向に吊り下げ具を搬送する。

この構成では、搬送装置は、加熱室、中間領域、冷却室及び被処理物付け外し部に沿って、Ｔ字形の搬送経路を移動することで吊り下げ具を搬送する。被処理物は、被処理物付け外し部で吊り下げ具に吊り下げられ、搬送装置によって被処理物付け外し部から加熱室へ搬送される。被処理物は、加熱室で加熱処理された後に、中間領域を経由して冷却室にに搬送される。冷却室で冷却された被処理物は、冷却室から被処理物付け外し部へ搬送され、被処理物付け外し部で吊り下げ具から取り外される。

加熱室、中間領域及び冷却室が、この順に配置されるとともに、被処理物付け外し部から加熱室までの距離、及び、冷却室から被処理物付け外し部までの距離が、ともに短くなるので、被処理物が効率よく搬送される。

この発明の熱処理装置の加熱室は、前記熱処理室の上面における開口部の少なくとも一部を遮蔽する遮蔽部材を有している。加熱室の開口部の全部が、吊り下げ具の閉鎖部及び遮蔽部材で閉鎖及び遮蔽される。

この発明の吊り下げ具によれば、被処理物を立てた状態で熱処理できるので、被処理物が自重で変形することがなく、被処理物を均一に熱処理することができる。また、耐熱部品が少数かつ簡単な構造で済むので、低コスト化することができる。さらに、熱処理室に対する搬入出時に、被処理物を持ち替える必要がないので、トラブルの発生を少なくすることができる。また、炉の開口部を閉鎖部で閉鎖することで、炉内の熱が炉外へ逃げず、消費エネルギを抑制することができる。

この発明の熱処理装置によれば、加熱室、中間領域及び冷却室を、この順に配置することで、被処理物付け外し部と加熱室及び冷却室との距離がともに短くなるので、被処理物を効率よく搬送することができる。したがって、被処理物を効率よく熱処理することができる。

図１は、この発明の実施形態に係る熱処理装置１０の概略の構成を示す平面図である。図２は、熱処理装置１０の概略の構成を示す正面図である。図３は、熱処理装置１０における加熱室３０の概略の構成を示す右側面断面図である。

熱処理装置１０は、一例として、平板状の被処理物２０である板材に対して熱処理を行う。熱処理装置１０は、加熱室３０、中間領域４０、冷却室５０、被処理物付け外し部６０、搬送装置７０及び吊り下げ具８０を備えている。中間領域４０には、例えば除冷室が配置される。

加熱室３０、中間領域４０及び冷却室５０は、この順に矢印Ｘ方向（この発明の第１の方向である。）に沿って一直線上に配置されている。被処理物付け外し部６０は、中間領域４０に対して、矢印Ｘ方向に直交する矢印Ｙ方向（この発明の第２の方向である。）に隣接する位置に配置されている。加熱室３０、中間領域４０及び冷却室５０の背面側には、矢印Ｘ方向に沿ってレール７１が配置されており、搬送装置７０はレール７１に案内されて経路上を移動自在にされている。搬送装置７０は、略水平方向に延出した一対のアーム７２を上下方向に移動自在に備えている。

被処理物付け外し部６０には、付け外し装置９０が配置されている。付け外し装置９０は、略水平方向に延出した一対のアーム９１を備えている。アーム９１は、アーム７２の移動範囲における最上部よりも低く最下部よりも高い位置に配置されている。付け外し装置９０は、被処理物付け外し部６０内で矢印Ｙ方向に移動自在にされている。なお、付け外し装置９０は、アーム９１を矢印Ｙ方向に沿って伸縮自在に備えたものであってもよい。

加熱室３０は、断熱材料で構成された外壁部材、及び、外壁部材の内側に配置されたヒータを備え、被処理物２０を約１２００度〜約１４００度の高温で熱処理する。加熱室３０は、開口部３１、開閉扉３２，３３、シャッタ部材３４，３５をさらに備えている。開閉扉３２，３３及びシャッタ部材３４，３５が、この発明の遮蔽部材に相当する。

開口部３１は、加熱室３０の上面及び中間領域４０側の側面（この発明の一方の側面である。）に設けられ、矢印Ｘ方向及び垂直方向に沿って延びるスリット状に形成されている。吊り下げ具８０は、一部が開口部３１を経由して加熱室３０の内部に進退自在となる位置に配置されている。

加熱室３０の中間領域４０側の側面では、開閉扉３２，３３が互いに左右対称にスライド自在にされており、開閉扉３２，３３は加熱室３０の側面の開口部３１を開閉する。開閉扉３２，３３は、吊り下げ具８０に吊り下げられた被処理物２０を加熱室３０に搬入出する際に加熱室３０の側面の開口部３１を開放し、それ以外のときに加熱室３０の側面の開口部３１を閉鎖する。これによって、加熱室３０の内部の熱の放散が抑制される。これに限らず、開閉扉３２，３３は、１枚で構成されて矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に移動できるようにしたもの等の種々の構成とすることができる。

図４は、加熱室３０の上面の一部の構成を示す平面図である。シャッタ部材３４，３５は、矢印Ｘ方向に沿って配置されている。シャッタ部材３４とシャッタ部材３５とは、例えば大きさを除いて略同様に構成されている。

シャッタ部材３４は、遮蔽板３４Ａ及び伸縮部材３４Ｂを備えている。遮蔽板３４Ａは、開口部３１の矢印Ｘ方向に沿う一部の範囲を遮蔽自在な大きさ及び形状に形成されている。遮蔽板３４Ａは、断熱材料で構成されている。伸縮部材３４Ｂは、矢印Ｙ方向に沿って伸縮する。遮蔽板３４Ａは、伸縮部材３４Ｂの伸縮によって、開口部３１の一部を開放及び遮蔽する。

シャッタ部材３５は、遮蔽板３５Ａ及び伸縮部材３５Ｂを備えている。遮蔽板３５Ａは、開口部３１の矢印Ｘ方向に沿う他の範囲を遮蔽自在な大きさ及び形状に形成されている。遮蔽板３５Ａは、断熱材料で構成されている。伸縮部材３５Ｂは、矢印Ｙ方向に沿って伸縮する。遮蔽板３５Ａは、伸縮部材３５Ｂの伸縮によって、開口部３５の一部を開放及び遮蔽する。

加熱室３０に被処理物２０が収納されていないときは、シャッタ部材３４，３５によって加熱室３０の上面の開口部３１の全範囲が遮蔽される。シャッタ部材３４，３５により、加熱室３０内の熱が上面の開口部３１から外部へ放散することを防止でき、消費エネルギが抑制される。

加熱室３０に被処理物２０が収納されているときは、例えば、加熱室３０の上面の開口部３１内でシャッタ部材３４によって遮蔽される範囲に吊り下げ具８０が挿入されている。その場合は、シャッタ部材３４は上面の開口部３１を開放する位置にし、シャッタ部材３５は上面の開口部３１の残りの部分を遮蔽する位置にする。

冷却室５０は、上面及び中間領域側の側面（この発明の一方の側面である。）に連続する開口部５１を備えている。開口部５１は、矢印Ｘ方向及び垂直方向に延びるスリット状に形成されている。加熱室３０の上面の開口部３１と冷却室５０の上面の開口部５１とは、矢印Ｘ方向に平行な一直線上に配置されている。

冷却室５０は、中間領域４０側の側面に、開閉扉５２が左右にスライド自在にされており、扉５２は冷却室５０の側面の開口部５１を開閉する。開閉扉５２は、吊り下げ具８０に吊り下げられた被処理物２０を冷却室５０に搬入出する際に側面の開口部５１を開放し、それ以外のときに側面の開口部５１を閉鎖する。冷却室５０において、加熱処理された後の高温の被処理物２０が、所定時間かけて所定温度まで冷却される。

吊り下げ具８０は、フック部（この発明の吊り下げ部に相当する。）８１、閉鎖部８２及び持ち上げ部８３Ａ，８３Ｂを備えている。フック部８１、閉鎖部８２及び持ち上げ部８３Ａ，８３Ｂは、下方からこの順に配置されている。

フック部８１は、耐熱材料で構成され、加熱室３０の内部に配置される。フック部８１に、被処理物２０が吊り下げられる。フック部８１は、例えば円弧状に形成される。フック部８１は、冷却室５０においても冷却室５０の内部に配置される。

閉鎖部８２は、断熱材料で構成され、加熱室３０の上面で外側から開口部３１のうちシャッタ部材３４によって遮蔽される範囲を閉鎖する。閉鎖部８２は、開口部３１の周縁部に支持される。フック部８１に吊り下げられた被処理物２０の荷重が、開口部３１の周縁部で支持される。これによって、被処理物２０は、フック部８１によって加熱室３０の内部に立てた状態で吊り下げられる。閉鎖部８２が加熱室３０の上面の開口部３１の一部を閉鎖するため、シャッタ部材３５を遮蔽位置にすることで加熱室３０の上面の開口部３１の全範囲が閉鎖され、加熱室３０の内部の熱の外部への放散が抑制される。このため、消費エネルギが抑制される。

閉鎖部８２は、冷却室５０においても加熱室３０と同様に、冷却室５０の開口部５１の周縁部で支持されるように配置され、開口部５１の少なくとも一部を閉鎖する。

持ち上げ部８３Ａ，８３Ｂは、一例としてリング状を呈し、加熱室３０の外部であって閉鎖部８２の上方に一対ずつ位置する。一対の持ち上げ部８３Ａは、搬送装置７０の一対のアーム７２に等しい間隔で配置されている。一対の持ち上げ部８３Ｂは、付け外し装置９０の一対のアーム９１に等しい間隔で配置されている。

被処理物付け外し部６０では、付け外し装置９０と搬送装置７０との間で、被処理物２０の受渡しが行われる。熱処理前の被処理物２０を熱処理装置１０内に搬入する際には、先ず、吊り下げ具８０のフック部８１に被処理物２０を吊り下げる。被処理部２０を吊り下げた吊り下げ具８０の持ち上げ部８３Ｂにアーム９１を貫通させ、アーム９１に持ち上げ部８３Ｂを引っ掛けることで、付け外し装置９０に吊り下げ具８０を保持させる。

次いで、吊り下げ具８０を保持した付け外し装置９０を、矢印Ｙ方向に沿って背面側に移動させる。このとき、搬送装置７０のアーム７２は、移動範囲における最下部に位置させておく。吊り下げ具８０を保持した付け外し装置９０が矢印Ｙ方向に沿って背面側に移動することで、アーム７２は付け外し装置９０が保持している吊り下げ具８０の持ち上げ部８３Ａに貫通する。ここで、付け外し装置９０の移動を停止し、アーム７２を移動範囲における最上部に移動させ、アーム７２に持ち上げ部８３Ａを引っ掛けることで、被処理物２０を吊り下げた吊り下げ具８０を搬送装置７０に保持させる。最後に、付け外し装置９０を矢印Ｙ方向に沿って前面側に移動させ、付け外し装置９０から搬送装置７０への被処理物２０の受渡しが完了する。

熱処理後の被処理物２０を熱処理装置１０から搬出する際には、付け外し装置９０を矢印Ｙ方向に沿って背面側に移動させ、搬送装置７０に保持された吊り下げ具８０の持ち上げ部８３Ｂにアーム９１を貫通させる。次いで、搬送装置７０のアーム７２を移動範囲における最下部に移動させ、アーム９１に持ち上げ部８３Ｂを引っ掛けることで、付け外し装置９０に吊り下げ具８０を保持させる。吊り下げ具８０を保持した付け外し装置９０を、矢印Ｙ方向に沿って前面側に移動させることで、熱処理を完了した被処理物２０を吊り下げ具８０とともに熱処理装置１０から搬出することができる。

アーム７２に持ち上げ部８３Ａ，８３Ｂを引っ掛けて吊り下げ具８０を持ち上げた状態で搬送装置７０が矢印Ｘ方向に沿って移動することで、フック部８１に吊り下げられた被処理物２０が、吊り下げ具８０とともに搬送される。被処理物２０を立てた状態で熱処理できるので、被処理物２０が自重で変形することがなく、均一に熱処理される。また、搬送装置７０に対する被処理物２０の受け渡しが、加熱室３０の外部の常温下で行われるので、トラブル発生時に即座に対処できる。

加熱室３０の内部に配置されるのは、フック部８１のみである。また、被処理物２０を加熱室３０及び冷却室４０に搬入出する時に、被処理物２０を持ち替える必要がない。このため、フック部８１を簡単な構造とすることができ、耐熱材料からなる耐熱部品を、少数かつ簡単な構造で構成することができる。したがって、低コスト化を図ることができる。また、被処理物２０の搬送作業におけるトラブルの発生が少なくなる。

加熱室３０、中間領域４０及び冷却室５０が、この順に配置されるとともに、被処理物付け外し部６０から加熱室３０までの距離、及び、冷却室５０から被処理物付け外し部６０までの距離が、ともに短くなるので、被処理物２０が効率よく搬送される。

また、熱処理装置１０では、被処理物付け外し部６０から加熱室３０までの距離と、冷却室５０から被処理物付け外し部６０までの距離と、を略同じにできる。このため、搬送装置７０は、熱処理すべき被処理物２０を被処理物付け外し部６０から加熱室３０へ搬送し、被処理物２０が加熱室３０で加熱処理されている間に、冷却室５０に収納されている被処理物２０を被処理物付け外し部６０へ搬送できる。また、冷却室５０から被処理物付け外し部６０へ被処理物２０を搬送している間に、加熱室３０での加熱処理が進行し、被処理物２０を加熱室３０から中間領域４０、冷却室５０へ搬送できるようになる。したがって、被処理物２０が効率よく熱処理される。

なお、中間領域４０では、加熱処理後の被処理物２０と加熱処理前の被処理物２０との間で熱交換を行うこともできる。

この発明の実施形態に係る熱処理装置１０の概略の構成を示す平面図である。 熱処理装置の概略の構成を示す正面図である。 熱処理装置の概略の構成を示す右側面断面図である。 加熱室の上面の一部の構成を示す平面図である。

符号の説明

１０ 熱処理装置
２０ 被処理物
３０ 加熱室
３１ 開口部
３２，３３ 開閉扉（遮蔽部材）
３４，３５ シャッタ部材（遮蔽部材）
４０ 中間領域
５０ 冷却室
５１ 開口部
５２ 扉
６０ 被処理物付け外し部
７０ 搬送装置
８０ 吊り下げ具
８１ フック部（吊り下げ部）
８２ 閉鎖部
８３ 持ち上げ部

Claims (3)

1. 熱処理室の上面及び一方の側面に連続して設けられた開口部を前記一方の側面に直交する方向に経由して前記熱処理室の内部に進退自在にされ、被処理物の上部を着脱自在に吊り下げる吊り下げ部と、
   前記吊り下げ部の上方に連続して前記熱処理室の外部に配置され、断熱材を含み、前記熱処理室の上面における前記開口部の周縁部に選択的に支持されて前記開口部における前記熱処理室の上面側の少なくとも一部を閉鎖する閉鎖部と、
   前記閉鎖部の上方に連続して前記熱処理室の外部に配置され、搬送装置のアームに持ち上げられる持ち上げ部と、を備えることを特徴とする吊り下げ具。
2. 請求項１に記載の吊り下げ具と、
   それぞれの上面及び一方の側面に前記吊り下げ具の吊り下げ部が挿通される開口部を有する加熱室及び冷却室と、
   前記加熱室と前記冷却室との間に配置された中間領域と、
   前記加熱室、前記中間領域及び前記冷却室の配列方向である第１の方向に直交する第２の方向で前記中間領域に隣接する位置に配置され、前記吊り下げ部に被処理物が着脱される被処理物付け外し部と、
   前記吊り下げ具を前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って搬送する搬送装置と、を備えることを特徴とする熱処理装置。
3. 前記加熱室は、前記熱処理室の上面における前記開口部の前記吊り下げ具の閉鎖部が閉鎖する部分を除く部分を遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項２に記載の熱処理装置。

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