JP5129249B2 - ハイブリッド型熱処理機及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属材料のワークピースを焼戻し処理するためのハイブリッド型焼戻し用熱処理機及びその方法に関する。

熱処理機は、ワークピースを加熱するために種々の加熱媒体を使用している。具体的には、加熱媒体として温風を使用する焼戻し炉（例えば、特開平8-199232号公報）、加熱媒体として遠赤外線を使用する乾燥装置（特許第3735769号明細書）及び加熱媒体としてホットプレート及び熱風を使用する熱処理装置等が知られている。更には、上述の加熱媒体によらず、ワークピースを誘導加熱によっても加熱する誘導加熱装置も知られている。

上述の焼戻し炉は、ワークピースが所定の温度に均一に昇温するのに長時間を要する。また、焼戻し炉はバッチ式にて、ワークピースの吹き戻し処理を行うので、多量なワークピースの焼戻しに適していない。

上述の乾燥装置や誘導加熱装置は、ワークピースの急速な昇温に優れているものの、ワークピースの温度を一定に維持するのが困難であり、所定の保温時間を要求する焼戻し処理に好適しない。

更に、ホットプレートを使用する熱処理装置の場合には、加熱すべきワークピースの形状や大きさがホットプレートに制約されるばかりでなく、ワークピースの加熱処理は前述の焼戻し炉と同様にバッチ式にならざるを得ない。

本発明の目的は、金属材料からなるワークピースの昇温を急速に行えるばかりでなく、昇温後のワークピースの保温に容易に行うことができ、しかも、ワークピースの多量処理に好適したハイブリッド型熱処理機及びその方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のハイブリッド型熱処理機は、熱処理されるべき金属のワークピースを搬送する搬送経路と、この搬送経路に配置され、ワークピースを所定の目標温度まで昇温させるための昇温ゾーンであって、ワークピースに遠赤外線を照射する遠赤外線照射装置を含む、昇温ゾーンと、搬送経路に配置され、昇温されたワークピースを目標温度に維持する保温ゾーンであって、ワークピースに外気温よりも高い温度の温風を吹付ける第１温風吹出し装置を含む、保温ゾーンとを備え、昇温ゾーンは、保温ゾー ンの上流に隣接して配置されている一方、ワークピースに外気温よりも高い温度の温風を 吹付ける第２温風吹出し装置を更に含み、この第２温風吹出し装置及び遠赤外線照射装置 は、互いに前記搬送経路を挟んで配置されている。

上述のハイブリッド型熱処理機によれば、ワークピースは昇温ゾーン内を搬送されるとき、遠赤外線照射装置からの遠赤外線の照射及び第２温風吹出し装置からの温風の吹き付 けを受け、目標温度に向けて急速に加熱される。それ故、ワークピースの温度が目標温度に到達するのに要する時間は大幅に短縮される。

この後、目標温度に昇温されたワークピースは昇温ゾーンから保温ゾーン内に搬送される。保温ゾーン内にて、ワークピースには第１温風吹出し装置からの温風の吹付けを受ける。このような温風の吹付けはワークピースの温度低下を直接的に防止し、また、温風は保温ゾーン内の温度を目標温度の近傍に良好に維持するのに役立つ。それ故、保温ゾーン内にて、ワークピースの温度は目標温度に容易に保持される。

更に、ワークピースの昇温及び保温は、ワークピースが搬送経路に沿って搬送される過程にて連続的に実施されるので、本発明の熱処理機は多量なワークピースの熱処理に好適する。

具体的には、ワークピースは、搬送経路に沿う複数の列を形成した状態で搬送される。この場合、遠赤外線照射装置は、ワークピースの列の上方に配置された遠赤外線ヒータを含み、この遠赤外線ヒータはワークピースに向けて斜めに遠赤外線を照射する。好ましくは、遠赤外線ヒータは、ワークピースの搬送方向に沿って延びる遠赤外線の照射面を有し、この照射面とこの照射面から下方に延びる鉛直線とがなす傾斜角は１５°〜７５°の範囲から選択されている。更に、熱処理機は、ワークピースの過熱を防止する過熱防止システムを更に備えることができる。

本発明の熱処理機は、昇温ゾーン及び保温ゾーンを形成するための炉を含んでおり、この場合、第１温風吹出し装置は、遠赤外線ヒータからの遠赤外線の照射方向とは逆向きの方向からワークピースに温風を吹付ける。

また、第１及び第２温風吹出し装置は、可燃ガスを燃焼させた燃焼ガスを温風として発生させる燃焼室と、この燃焼室からの温風を前記保温ゾーン及び昇温ゾーンを経て燃焼室に導く温風循環経路とを含むことができる。この場合、第１及び第２温風吹出し装置は、温風循環経路に配置され、ワークピースに向けて温風を吹出す温風吹出しダクトと、この温風吹出しダクトよりも下流にて温風循環経路に配置され、ワークピースを通過した温風を吸い込む温風吸込みダクトとを有する。

更に、昇温ゾーン及び保温ゾーンのそれぞれの温風吹出し装置は、昇温ゾーンから保温ゾーンに亘って延びる共通の温風吹出しダクトを有するのが望ましい。
更にまた、本発明はハイブリッド型熱処理方法をも提供し、この方法は、熱処理される べき金属のワークピースを搬送経路に沿って搬送する過程にて、搬送経路上のワークピー スに搬送経路を挟む両側のうちの一方の側から遠赤外線を照射する一方、搬送経路の他方 の側から外気温よりも高い温度の温風を吹き付け、ワークピースを所定の目標温度まで昇 温させる昇温工程と、この後、昇温されたワークピースに外気温よりも高い温度の温風を 更に吹き付け、ワークピースを目標温度に維持する保温工程とを備えている。

本発明のより具体的な構造や、これら構造から導き出される本発明の利点は、後述の説明から明らかになる。

本発明のハイブリッド型熱処理機を概略的に示した図である。 図１の遠赤外線照射装置の詳細を示す図である。 参考例としての熱処理機を示す概略図である。 図１の熱処理機を具体化した一実施例の熱処理機を示す縦断面図である。 図４の炉の内部を示した上方から示した図である。 図４の遠赤外線ヒータの配置を遠赤外線ヒータの上方から示した図である。 図４の遠赤外線ヒータの配置をワークピースの搬送方向から示した図である。 ワークピースのための座の変形例を示した図である。 図４の炉の内部を示した横断面図である。 図４の保温ゾーンをワークピースの搬送方向からみた図である。 図４の炉内でのワークピースの昇温過程及び保温辞状態を示したグラフである。 遠赤外線ヒータの水平配置を示す図である。 遠赤外線ヒータの１つの傾斜配置を示す図である。 遠赤外線ヒータの１つの傾斜配置を示す図である。 遠赤外線ヒータの１つの傾斜配置を示す図である。 ワークピースの昇温速度が遠赤外線ヒータの配置により異なることを示すグラフである。 ワークピースのための座の変形例を示した図である。 図１８の回転トレイの回転装置を概略的に示した図である。 ワークピースのための座の他の変形例を示した平面図である。 図１９中、Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 過熱防止システムを示したブロック線図である。 図２１の傾斜角調整装置の概略図である。 図２１の電源スイッチの配置を示した図である。 図２１の温風停止装置及び冷風供給装置を具体的に示した図である。 図２１の昇降装置の概略図である。

図１は、本発明におけるハイブリッド型焼戻し用熱処理機１の概略を示し、この熱処理機１は焼入炉と冷却装置との間に配置されている。熱処理機１は、焼戻し処理すべきワークピースＷのための搬送経路３を備え、この搬送経路３は熱処理機１を水平方向に貫通して延びている。具体的には、搬送経路３はベルトコンベアを含み、このベルトコンベアは無端状のメッシュベルト５を有する。このメッシュベルト５はワークピースＷを受取り可能な多数の座７を有し、これらの座７はメッシュベルト５の走行方向に所定の間隔を存して配置され、メッシュベルト５の走行方向に延びる座列を形成している。

図１に示されているワークピースＷは金属材料のディスク形状をなし、その両面中央にボスをそれぞれ有する。更に、ワークピースＷはその中央にセンタボアを有し、このセンタボアはワークピースの両方のボスを貫通している。なお、センタボアはワークピースＷにとって必要不可欠ではなく、ワークピースＷは中実であってもよい。

上述のワークピースＷの場合、個々の座７はメッシュベルト５に形成された円形の開口により提供されており、開口は、ワークピースＷの外径よりも小さく各ボスの外径よりも大きな外径を有する。

焼入炉にて焼入処理されたワークピースＷは、熱処理機１の外側にてメッシュベルト５の座７にその向きのボスを差し込んで状態で受け取られる。この後、メッシュベルト５上のワークピースＷはメッシュベルト５の走行により、メッシュベルト５とともに熱処理機１内を通過する。

より詳しくは、熱処理機１内は、急速昇温ゾーンと保温ゾーンとに区分されており、急速昇温ゾーンは熱処理機１の入口に隣接して配置され、そして、保温ゾーンは急速昇温ゾーンから熱処理機１の出口に亘って延びている。即ち、急速昇温ゾーン及び保温ゾーンはメッシュベル５の走行方向に互いに隣接して配置されている。

急速昇温ゾーンには複数の遠赤外線照射装置９が配置されている。これら遠赤外線照射装置９はメッシュベルト５の上方に位置付けられ、メッシュベルト５の走行方向に互いに離間している。より詳しくは、図２に示されるように各遠赤外線照射装置９は２つの遠赤外線ヒータ１１を含み、これら遠赤外線ヒータ１１は、メッシュベルト５の走行方向でみて、ワークピースＷの両側に位置すべく配置されている。また、各遠赤外線ヒータ１１はワークピースＷに向けられた遠赤外線照射面１１ａを有し、この照射面１１ａはワークピースＷの上向きのボスに向けて遠赤外線を照射すべく、ワークピースＷの軸線（メッシュベルト５の法線）に対し、所定の角度を存して傾斜している。

具体的には、遠赤外線ヒータ１１は波長５．１μｍ〜３．８μｍの遠赤外線を照射し、この場合、遠赤外線照射面１１ａの温度は約２８０℃〜約４８５℃に達する。そして、遠赤外線照射面１１ａは、８５ｍｍ（メッシュベルト５の幅方向）×４００ｍｍ（メッシュベルト５の走行方向）の照射面積を有する。また、メッシュベルト５と遠赤外線ヒータ１１との間の高さＨｈは１５０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲から選択されている。なお、ワークピースＷは１６０ｍｍの直径Ｄと、その軸線方向に関して１００ｍｍの高さＨｗを有する。

また、急速昇温ゾーンは温風吹出し器１３を更に備えており、この温風吹出し器１３は、前述した搬送経路３の下方、即ち、メッシュベルト５内に配置されている。温風吹出し装置１３は温風吹出しダクト１５を含み、この温風吹出しダクト１５はメッシュベルト５の走行方向に沿い、急速昇温ゾーンのほほ全域に亘って延びている。温風吹出しダクト１５はその上面に複数の温風吹出し口１７を有し、これら温風吹出し口１７はメッシュベルト５の走行方向に間隔を存して配置されている。温風吹出しダクト１５はその温風吹出し口１７からメッシュベルト５上のワークピースＷ、即ち、その下向きのボスに向けて温風を吹出し可能である。ここで、温風の吹出し速度は５ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲内にあり、吹出された温風はワークピースＷのセンタボアやメッシュベルトを通過して上方に流れる。

一方、保温ゾーンは、搬送経路３の下方、即ち、メッシュベルト５内に温風吹出し器１９を備えている。この温風吹出し器１９もまた温風吹出しダクト２１を含み、この温風吹出しダクト２１はメッシュベルト５の走行方向に沿い、保温ゾーンの全域に亘って延びている。温風吹出しダクト２１はその上面に複数の温風吹出し口２３を有し、これら温風吹出し口２３はメッシュベルト５の走行方向に間隔を存して配置されている。温風吹出しダクト２１は、前述した温風吹出しダクト１５での場合と同様にその温風吹出し口２３からメッシュベルト５上のワークピースＷ、即ち、その下向きのボスに向けて温風を吹出し可能である。ここでも、温風吹出しダクト２１から吹出された温風は、ワークピースＷのセンタボアやメッシュベルト５を通過して上方に流れる。

更に、保温ゾーンは搬送経路３の上方に温風吸込み器２５を更に備えており、この温風吸込み器２５は温風吸込みダクト２７を含む。図１から明らかなように、温風吸込みダクト２７は温風吹出しダクト２１に対向するように配置され、その下面に複数の温風吸込み口２９を有し、これら温風吸込み口２９はメッシュベルト５の走行方向に間隔を存して配置されている。

具体的には、前述した温風吹出しダクト１５，２１には、例えば急速昇降ゾーン内の空気、即ち、遠赤外線照射装置９により加熱された空気が温風として供給され、この温風をメッシュベルト５上のワークピースＷに向けて吹出すことができる。このため、図１に示されているように、急速昇温ゾーンには温風排出口３１が備えられている。この温風排出口３１からは温風供給管路３３が延び、この温風供給管路３３は分岐点にて２つに分岐し、温風吹出しダクト１５，２１にそれぞれ接続されている。そして、温風供給管路３３には分岐点の上流に送風機３５が配置されている。この送風機３５は温風排出口３１を通じて急速昇温ゾーン内の温風を吸込み、吸い込んだ温風を温風吹出しダクト１５，２１に温風供給管路３３を通じて供給する。

一方、温風吸込みダクト２７には排気ファン３７が接続されており、この排気ファン３７は、保温ゾーン内の空気、即ち、温風を温風吸込みダクト２７内に温風吸い込み口２９を通じて吸込み、吸い込んだ温風を熱処理機１の外部に排出する。なお、温風吸込みダクト２７内に吸い込まれる温風には、温風吹出しダクト２１から吹出される温風のみならず、温風吹出しダクト１５から吹出される温風をも含まれる。

上述の熱処理機１を用いた熱処理方法について説明すれば、急速昇温ゾーン内に進入したワークピースＷは、遠赤外線照射装置９からの遠赤外線の照射を受ける一方、温風吹出しダクト１５の温風吹出し口１７からの温風の吹付けを受ける。それ故、ワークピースＷは上下から遠赤外線及び温風により加熱されるので、急速昇温ゾーン内にて所定の焼戻し温度（例えば、１６０℃）まで急速に昇温される。

この後、ワークピースＷは急速昇温ゾーンから保温ゾーン内に進入する。この保温ゾーン内では、温風吹出しダクト２１の温風吹出し口２３から吹出された温風が温風吸込みダクト２７に向け、メッシュベルト５を通過して上方に流れ、そして、温風吸込みダクト２７の温風吸込み口２９を通じて温風吸込みダクト２７内に吸い込まれる。即ち、保温ゾーン内にはメッシュベルト５を通過する温風の上昇流が常時発生しており、保温ゾーン内の温度は一定に維持されている。

それ故、保温ゾーン内に進入したワークピースＷは一定温度の温風雰囲気に取り囲まれ、前述した焼戻し温度に高精度に保持可能となる。この後、ワークピースＷは保温ゾーン内にて所定の期間、即ち、焼戻し時間（例えば、約１５分から約２０分）だけ留まり、そして、保温ゾーンから熱処理機１の出口を通じて熱処理機１の外に送出される。

急速昇温ゾーン内にて、ワークピースＷを所望の焼戻し温度に急速に昇温させ、また、保温ゾーン内にて、ワークピースＷの温度をその焼戻し温度に保持するために、前述した遠赤外線照射装置９の遠赤外線照射量や、送風機３５及び排気ファン３７の駆動が適切に制御されることは言うまでもない。なお、前述した焼戻し時間はメッシュベルト５の走行速度により決定される。

なお、熱処理機１から送出されたワークピースＷは冷却装置に供給され、この冷却装置にて室温まで冷却される。

図１の熱処理機１はメッシュベルト５の走行方向に隣接した急速昇温ゾーン及び保温ゾーンを有するが、参考例として急速昇温ゾーン及び保温ゾーンを共通ゾーンに纏めたもの を図３に示す。

即ち、図３の熱処理機１は、１つの急速昇温／保温ゾーンのみを備えている。この急速昇温／保温ゾーンは、メッシュベルト５の下方に配置された温風吹出しダクト３７を含み、この温風吹出しダクト３７は複数の温風吹出し口３９を有し、前述した温風吹出しダクト１５，２１の機能を発揮する。

一方、急速昇温／保温ゾーンは、メッシュベルト５の上方に配置された複数の遠赤外線照射装置９及び温風吸込みダクト２７を含み、温風吸込みダクト２７の温風吸込み口２９は、遠赤外線照射装置９間にそれぞれ位置付けられている。

図３の熱処理機１の場合、急速昇温／保温ゾーン内にワークピースＷが配置されたとき、遠赤外線照射装置９、温風吹出しダクト３７及び温風吸込みダクト２７が共に機能し、ワークピースＷを焼戻し温度まで急速に昇温させる。この後、遠赤外線照射装置９の作動は停止され、ワークピースＷは温風吹出しダクト３７及び温風吸込みダクト２７の働きにより、焼戻し温度にて、焼戻し時間だけ保持される。

図４及び図５は、図１の熱処理機１を具体化した一実施例のハイブリッド型の連続焼戻し用熱処理機２を示す。この熱処理機２は熱処理ラインに配置されている。この熱処理ラインには熱処理機２の上流に焼入炉が配置され、一方、熱処理機２の下流に冷却装置としての冷却・防錆装置４、バッファコンベア及び箱詰め機が順次配置されている。このような熱処理ラインは、ワークピースに対する焼入、焼戻し、冷却・防錆及び箱詰めの一連の処理を連続して行う。なお、図４及び図５中、焼入炉、バッファコンベア及び箱詰め機の具体的な図示は省略されている。

熱処理機２は炉１０を含み、この炉１０は複数の脚１２を介して支持されている。炉１０は水平方向に延び、その両端に入口１４及び出口１６をそれぞれ有する。これら入口１４及び出口１６はシャッタ１８をそれぞれ備えており、これらシャッタ１８は入口１４及び出口１６を開閉可能である。

炉１０内には前述の搬送経路３としてのコンベア２０が水平に配置され、このコンベア２０は入口１４から出口１６まで延びている。より具体的には、コンベア２０は、入口１４及び出口１６を通じて炉１０の外にそれぞれ突出した両端部を有し、これら両端部は入口１４及び出口１６の底面をそれぞれ形成している。即ち、コンベア２０は炉１０を貫通して延びている。

入口１４側のコンベア２０の端部は前述した焼入炉に接続され、この焼入炉から焼入処理されたワークピースＷを受け取ることができる。即ち、図５から明らかなように、コンベア２０はワークピースＷのサイズよりも充分に広い幅を有する。例えば、コンベア２０はその幅方向に８個のワークピースＷを並べた状態で、これらワークピースＷを水平方向に搬送することができる。従って、ワークピースＷはワークコンベア２０上を８列にして搬送される。

より詳しくは、コンベア２０はその両端部にスプロケット軸２２ａ，２２ｂを有し、これらスプロケット軸２２は回転自在に支持されている。スプロケット軸２２ａ，２２ｂはそれらの両端に一対ずつのスプロケット２４ａ，２４ｂを有し、これらスプロケット２４ａ，２４ｂ間に前述したメッシュベルト５としての無端状の搬送ベルト２６が掛け渡されている。この搬送ベルト２６はワークピースＷのための搬送面を形成する。なお、搬送ベルト２６に関しては後述する。

図４から明らかなように、出口１６側のスプロケット軸２２ｂはその一端にプーリ３２を有し、このプーリ３２は無端状の伝動ベルト３４を介して駆動プーリ３６に接続されている。この駆動プーリ３６は駆動モータ３８の出力軸に取り付けられている。駆動モータ３８は間欠駆動可能であり、炉１０の脚１２に支持されている。

駆動モータ３８が駆動されたとき、出口１６側のスプロケット２４ｂは回転し、搬送ベルト２６を一方向に走行させる。なお、駆動モータ３８の間欠駆動は例えば、タクトスイッチ又はタイマ等により制御される。

図５に示されているように、炉１０の内部は入口１４側に位置した急速昇温ゾーン４０と、出口側１６側に位置した保温ゾーン４２とに区分されている。また、入口１４から突出したコンベア２０の端部はワークピースＷの投入ゾーン４４を形成し、この投入ゾーンにて、ワークピースＷはコンベア２０上に受け取られる。

図４に示されているように、急速昇温ゾーン４０内には前述した遠赤外線照射装置９として、複数の遠赤外線ヒータ４６が配置されている。これら遠赤外線ヒータ４６は、コンベア２０上のワークピースＷの各列に対し、一対ずつ割り当てられている。

より詳しくは、図６から明らかなように、ワークピースＷの各列のための一対の遠赤外線ヒータ４６はプレート形状をなす。これら遠赤外線ヒータ４６はワークピースＷの列の両側にて対称に位置付けられている。この実施例の場合、図６に示されるように各遠赤外線ヒータ４６は、ワークピースＷの搬送方向に沿い、急速昇温ゾーン４０の全域に亘って延びている。

また、図７から明らかなように、一対の遠赤外線ヒータ４６は、前述した遠赤外線ヒータ１１の場合と同様に、ワークピースＷに対して傾斜して配置されている。即ち、各遠赤外線ヒータ４６は遠赤外線の出射面４６ａを有し、この出射面４６ａに対する法線と鉛直線との間に所定の傾斜角αが確保されている。

本実施例の場合、ワークピースＷがリング形状をなしているために、一対の遠赤外線ヒータ４６はワークピースＷの列に対して左右対称となるべく、列の両側にそれぞれ配置されている。しかしながら、ワークピースＷが左右対称ではない形状を有している場合、一対の遠赤外線ヒータ４６は必ずしもワークピースＷの列に対して左右対称に配置される必要はない。この場合、一対の遠赤外線ヒータ４６は、ワークピースＷが受ける遠赤外線の照射量を一様にすべく、ワークピースＷの列の両側に配置されていればよい。更には、一対の遠赤外線ヒータ４６に加えて、ワークＷの各列に補助的な遠赤外線ヒータを割り当てることも可能である。

次に、搬送ベルト２６に関して詳述する。
搬送ベルト２６は、その両側に配置された一対の無端状チェーンと、これらチェーン間に架け渡された多数のホルダプレート２８とから形成されている。より詳しくは、各無端状チェーンは、対応する側のスプロケット２４ａ，２４ｂにそれぞれ噛み合っている。一方、ホルダプレート２８はコンベア２０の搬送方向に所定間隔で配置され、一対の無端状チェーンに結合された両端を有する。

図５は、コンベア２０の両端部に位置するホルダプレート２８のみを示し、そして、図７はホルダプレート２８の一部を示す。各ホルダプレート２８は、ワークピースＷのための８個の座２８ｓを有し、これら座２８ｓはホルダプレート２８の長手方向、即ち、コンベア２０の幅方向に所定の間隔を存して配置されている。それ故、搬送ベルト２６は８列の座２８ｓを有する。

各座２８ｓは円形の段付き孔から形成され、ワークピースＷを受け取り可能な大径の凹所３０ａと、この凹所３０ａの底を貫通する連通孔３０ｂとを含み、この連通孔３０ｂは凹所３０ａよりも小さく且つワークピースのＷの内径よりも大きな径を有する。それ故、ワークピースＷはその外周縁が凹所３０ａの環状の底に受け取られた状態で、座２８ｓに保持されている。

上述した座２８ｓにワークピースＷが保持されたとき、座２８ｓはワークピースＷの下部、具体的には、その下面の大部分を搬送ベルト２６の下方に露出させ、このとき、座２８ｓの連通孔３０ｂはワークピースＷのセンタボアに連通する。

なお、ワークピースＷがリング形状ではなく、中実の円筒形状をなしている場合、図８に示されるように、座２８ｓは円形の連通孔３０ｂの代わりに矩形の連通孔３０ｃを有することができる。この連通孔３０ｃはホルダプレート２８の幅方向に延びる長辺と、ホルダプレート２８の長手方向に延びる短辺とを有する。長辺は凹所３０ａの径よりも長く、短辺は凹所３０ａの径よりも短い。従って、連通孔３０ｃは凹所３０ａからはみ出した両端部を有し、これら両端部はホルダプレート２８を上下方向に貫通する。連通孔３０ｃもまた前述の連通孔３０ｂと同様に、凹所３０ａにワークピースＷを受け止めるための底を残す。それ故、図８の座２８ｓにワークピースＷが保持されたとき、ワークピースＷの下面はその大部分が搬送ベルト２６の下方に露出する。

一方、図７に示されているように、搬送ベルト２６の直下には温風吹出しダクト６２が配置され、この温風吹出しダクト６２は前述した温風吹出しダクト１５，２１の機能を発揮する。より詳しくは、温風吹出しダクト６２はコンベア２０の幅にほぼ等しい幅を有し、急速昇温ゾーン４０及び保温ゾーン４２の全域に亘ってワークピースＷの搬送方向に延びている。

温風吹出しダクト６２の上壁には８列のスリット６２ｓが形成されており、これらスリット６２ｓは、前述した座２８ｓの各列に対応して配置され、ワークピースＷの搬送方向に延びている。即ち、各スリット６２ｓは上下方向でみて、対応する列の座２８ｓに対して常時対向している。

更に、温風吹出しダクト６２の上壁には多数のシャッタプレート６４ａを備え、これらシャッタプレート６４ａは急速昇温ゾーン４０内に配置され、各スリット６２ｓに２個ずつ割り当てられている。シャッタプレート６４ａはスリット６２ｓに沿って温風吹出しダクト６２の長手方向に延び、そして、温風吹出しダクト６２の幅方向に移動可能である。それ故、各スリット６２ｓに割り当てられた２個のシャッタプレート６４ａは互いに協働して対応するスリット６２ａの幅を変化させることができる。

上述した温風吹出しダクト６２には温風供給系を介して温風が供給され、この温風供給系に関して、以下に説明する。

図４に示されているように温風供給系は燃焼室４８を備え、この燃焼室４８は炉１０の上方に配置されている。燃焼室４８は中空円筒状をなし、炉１０の軸線方向に延びている。燃焼室４８にはガスバーナ５０が取り付けられており、このガスバーナ５０は炉１０の出口１６側に位置した燃焼室４８の一端に位置付けられている。ガスバーナ５０は燃焼室４８内に配置されたノズル５２を有し、このノズル５２には燃料供給管路５４及び電動の給気ファン５６がそれぞれ接続されている。燃料供給管路５４はノズル５２に可燃ガスＧを供給し、一方、給気ファン５６はノズル５２に空気を供給する。ガスバーナ５０は、燃焼室４８内にて可燃ガスＧを燃焼させ、この燃焼により燃焼ガスを発生させる。この燃焼スは外気温度よりも高い温度を有する。

一方、燃焼室４８の他端には電動の循環ファン５８が接続されており、この循環ファン５８には温風供給ダクト６０が接続されている。図９に示されているように、温風供給ダクト６０は循環ファン５８から炉１０の幅方向に一旦水平に延び、この後、下方に向けて屈曲されている。更に、温風供給ダクト６０は炉１０の上壁に沿って燃焼室４８の一端側に向けて水平に延びた後、更に、下方に向けて屈曲されて炉１０の上壁を貫通し、炉１０内に延びている。温風供給ダクト６０の先端は温風吹出しダクト６２の側壁にて、温風吹出しダクト６２に接続されている。

図１０に示されているように、温風吹出しダクト６２の上壁には、前述したシャッタプレート６４ａと同様なシャッタプレート６４ｂが備えられている。これらシャッタプレート６４ｂは保温ゾーン４２内に配置され、シャッタプレート６４ａとは独立してスリット６２ｓの幅を変化させることができる。

更に、保温ゾーン４２の上部には温風吸込みダクト６６が配置されている。この温風吸込みダクト６６はその下面が開口し、図４から明らかなように炉１０の出口１６から急速昇温ゾーン４０の近傍までコンベア２０の搬送方向に延びている。温風吸込みダクト６６の上壁には温風戻りダクト６８が接続され、この温風戻りダクト６８は炉１０の上壁を貫通して上方に延び、前述した燃焼室４８の一端に接続されている。

循環ファン５８が駆動されているとき、燃焼室４８内に発生した燃焼ガス、即ち、温風は、温風供給ダクト６０を介して温風吹出しダクト６２に導かれ、温風吹出しダクト６２の各スリット６２ｓを通じて急速昇温ゾーン４０及び保温ゾーン４２にそれぞれ吹出される。この後、温風は温風吸込みダクト６６及び温風戻りダクト６８を通じて燃焼室４８に戻される。上述した温風供給ダクト６０、温風吹出しダクト６２、温風吸込みダクト６６及び温風戻りダクト６８は、燃焼室４８と炉１０の内部（急速昇温ゾーン４０及び保温ゾーン４２）との間にて温風を循環させる循環経路を形成する。

炉１０の外面には入口１４及び出口１６の上方を覆うフード７０，７２がそれぞれ取り付けられており、これらフード７０，７２は下向きに開口し、排気ダクト７４，７６を介して電動型の回収ファン７８に接続されている。

また、炉１０の上壁には排気ダクト８０が接続されている。この排気ダクト８０は、温風吸込みダクト６６と急速昇温ゾーン４０との間にて、保温ゾーン４２内に接続された下端と、排気ダクト７６に接続された上端とを有する。更に、排気ダクト７４，７６，８０の下端部にはダンパ８２，８４，８６がそれぞれ取り付けられており、これらダンパ８２，８４，８６は開閉可能である。

一方、前述した冷却・防錆装置４は、炉１０の出口１６にて、コンベア２０に隣接して配置され、冷却・防錆ゾーンを形成する。冷却・防錆装置４は２つの冷却槽９２を含み、これら冷却槽９２はフレーム９０に支持され、コンベア２０の搬送方向に並んで配置されている。各冷却槽９２はその内部に複数のシャワーノズル９４を有しており、これらシャワーノズル９４は冷却槽９２内の中央位置、即ち、冷却位置に向けて上方又は下方から防錆油を噴出させることができる。噴出された防錆油は冷却槽９２の底に集められ、この底から回収される。なお、図５から明らかなように各シャワーノズル９４は、コンベア２０の幅方向に沿って冷却槽９２内を延び、冷却槽９２内の全域をカバーしている。

また、冷却槽９２の上方にはトラバーサ９６が配置されており、このトラバーサ９６は冷却・防錆装置４のフレーム９０上を往復動可能である。より詳しくは、トラバーサ９６は、昇降可能な移送ヘッド９８を含み、この移送ヘッド９８はその下端にチャック列を有する。このチャック列の個々のチャックは、炉１０の出口１６から送出されたコンベア２０上の先頭の行に含まれるワークピースＷを個々に把持することができる。

更に、前述したバッファコンベアはコンベア２０と同一線上に配置され、ワークピースＷのためのバッファゾーンを形成し、そして、前述した箱詰め機はバッファコンベアから受け取ったワークピースＷを所定の個数ずつ箱に詰め込む。

次に、上述した熱処理機２を使用して実施されるワークピースＷの焼戻し処理について説明する。

先ず、焼入炉にて焼入処理されたワークピースＷは投入ゾーン４４に供給され、投入ゾーン４４に位置付けられている同一行の８個の座２８ａに保持される。この後、コンベア２０は間欠的に駆動され、投入ゾーン４４上のワークピースＷは炉１０の入口１４を通じて炉１０内、即ち、急速昇温ゾーン４０内に搬入され、一方、投入ゾーン４４上には新たな８個のワークピースＷが同様にして供給される。それ故、炉１０内にはコンベア２０の搬送方向に沿う８列のワークピースＷが形成され、これらワークピースＷはコンベア２０上を連続的に搬送される。

急速昇温ゾーン４０内のワークピースＷは、ワークピースＷの各列に一対ずつ割り当てられた遠赤外線ヒータ４６から遠赤外線の照射を受け、目標加熱温度、即ち、その焼戻し温度に向けて急速に加熱される。一対の遠赤外線ヒータ４６はワークピースＷの両側に配置され、ワークピースＷの斜め上方から遠赤外線をワークピースＷに向けて照射するので、ワークピースＷはその上面のみならず、その両側の周面もまた遠赤外線の照射を受けることができる。しかも、遠赤外線ヒータ４６はコンベア２０の搬送方向に延びているので、ワークピースＷの間欠搬送に拘わらず、急速昇温ゾーン４０内のワークピースＷは赤外線ヒータ４６により効果的に加熱される。

急速昇温ゾーン４０内では、温風吹出しダクト６２の各スリット６２ｓから上方に向けて温風が吹出されているので、温風は前述した座２８ｓの連通孔３０ｂを通じてワークＷの下面に直接に吹付けられ、ワークピースＷを加熱する。それ故、遠赤外線ヒータ４６からの遠赤外線がワークピースＷの下面に照射されなくても、ワークピースＷは均一に加熱され、ワークピースＷの温度は焼戻し温度に急速に上昇する。

また、吹出された温風は、搬送ベルト２６におけるホルダプレート２８間を通過し、そして、前述した温風吸込みダクト６６に吸い込まれるので、温風がワークピースＷの下方に滞留することはない。それ故、ワークピースＷの下面には新たな温風が常時吹付けられ、ワークピースＷの良好且つ安定した急速加熱が保証される。

なお、ワークピースＷがリング形状をなしている場合、温風はワークピースＷのセンタボアをも通過するので、ワークピースＷは効果的に加熱される。

更に、スリット６２ｓの幅、即ち、スリット６２ｓの開度がシャッタプレート６４ａにより調整可能であるので、ワークピースＷへの温風の吹付け量を容易に調整することができる。それ故、スリット６２ｓの開度はワークピースＷの均一且つ急速な加熱に大きく寄与する。

ワークピースＷの焼戻し温度が同一である場合、遠赤外線の照射によるワークピースＷの加熱は、温風のみによるワークピースＷの加熱に比べて、ワークピースＷの温度を焼戻し温度に短時間で到達させることができる。そして、本実施例のようにワークピースＷの加熱に遠赤外線と温風とが併用されれば、ワークピースＷの昇温に要する時間は更に短縮される。

この後、焼戻し温度に昇温されたワークピースＷは急速昇温ゾーン４０から保温ゾーン４２に進入する。この保温ゾーン４２内にてワークピースＷが間欠的に搬送される間、ワークピースＷは温風吹出しダクト６２のスリット６２ｓからの温風の吹付けを受ける。それ故、保温ゾーン４２内のワークピースＷはその全体が温風により補助的に加熱されながら、焼戻し温度に保持される。

保温ゾーン４２にあっても、急速昇温ゾーン４０での場合と同様に、温風は搬送ベルト２６及びワークピースＷを通過して流れ、この後、温風吸込みダクト６６から温風戻りダクト６８を通じて燃焼室４８に戻される。それ故、ワークピースＷには常時新たな温風が吹付けられるので、ワークピースＷの温度は焼戻し温度に安定して保持される。

更に、保温ゾーン４２にあっても、温風吹出しダクト６２のスリット６２ｓの開度がシャッタプレート６４ｂにより調整可能であるので、ワークピースＷへの温風の吹付け量を容易に調整でき、ワークピースＷを焼戻し温度に高精度に保持可能となる。

ワークピースＷの保温に使用された温風は、温風吸込みダクト６６から温風戻りダクト６８を通じて燃焼室４８内に戻され、ガスバーナ５０により再加熱された後、新たな温風としてワークピースＷの保温に使用される。燃焼室４８内に戻される温風は焼戻し温度に近い温度を有しているので、温風の再加熱に要求されるエネルギは小さい。この結果、温風の生成に要する可燃ガスＧの消費量、即ち、熱処理機２のランニングコストが大幅に低減され、熱処理機２は省エネルギ対策に優れたものとなる。

この後、ワークピースＷは保温ゾーン４２内から出口１６を通じて炉１０の外に搬出される。

前述の説明から明らかなように、本実施例の熱処理機２は、ワークピースＷの昇温及び保温を温風のみで行う従来の装置と比べて、ワークピースＷの昇温を急速に行うことができる。それ故、ワークピースＷの間欠的な搬送速度が同一であれば、本実施例の熱処理機２は従来装置に比べ、急速昇温ゾーン４０の長さを短くできる。この結果、本実施例の熱処理機２の全長は従来装置に比べて短くなるので、その設置に要する面積もまた小さくて済み、省スペース化に大きく寄与する。

図１１は、炉１０内の温度の分布を示す。図１１から明らかなように急速昇温ゾーン４０内では、入口１４から進むに連れて炉内温度は急激に上昇し、そして、保温ゾーン４２内での温度変化は焼戻し温度の１０％以内に制御されている。

上述した実施例の場合、炉１０は入口１４及び出口１６のそれぞれに開閉可能なシャッタ１８を備えているので、ワークピースＷが入口１４及び出口１６を通過しないとき、シャッタ１８は入口１４及び出口１６を閉じることができる。それ故、入口１４及び出口１６からの熱損失が効果的に抑制され、炉内温度は効果的に保持される。特に、出口１６がシャッタ１８により開閉されれば、保温ゾーン４２の終端部において、炉内温度が急激に低下されることもなく（図１１中の１点鎖線の円内に示されている２点鎖線を参照）、ワークピースＷの温度は焼戻し温度により高精度に保持される。

一方、炉１０の入口１４及び出口１６から漏れる温風は、フード７０，７２、ダンパ８２，８４を備えた排気ダクト７４，７６及び回収ファン７８を通じて回収可能であるので、熱処理機２の周囲が温風、即ち、燃焼ガスによって汚染されことはない。

また、急速昇温ゾーン４０内の温風はダンパ８６を備えた排気ダクト８０を通じて回収可能であるので、急速昇温ゾーン４０内の温度は容易に制御可能である。

炉１０の外に搬出されたワークピースＷは前述したトラバーサ９６の移送ヘッド９８に把持され、移送ヘッド９８とともにコンベア２０上から一方の冷却槽９２内に移送され、この冷却槽９２内の冷却位置に位置付けられる。この冷却位置にて、シャワーノズル９４はワークピースＷに向けて防錆油を噴霧し、この防錆油はワークピースＷを冷却するのみならず、ワークピースＷの防錆のための皮膜を形成する。

この後、冷却処理されたワークピースＷはトラバーサ９６の移送ヘッド９８とともにバッファコンベア上まで移送され、そして、バッファコンベアに受け取られる。バッファコンベア上のワークピースＷは箱詰め機に向けて間欠的に移送され、この移送過程にて、ワークピースＷに付着した余剰の防錆油はバッファコンベアを通過して垂れ落ち、そして、回収される。この後、ワークピースＷはバッファコンベアから箱詰め機に供給される。

次に、前述した遠赤外線ヒータ４６の配置がワークピースＷの加熱、即ち、その昇温に及ぼす影響について説明する。

図１２〜図１５は、ワークピースＷの１つの列に割り当てられる一対の遠赤外線ヒータ４６のうち、一方の遠赤外線ヒータ４６を互いに異なる態様で配置した例をそれぞれ示す。
図１２〜図１５中のワークピースＷは中央にセンタボアを有する円筒形状をなし、その高さ及び直径はそれぞれ、１００ｍｍ、１６０ｍｍである。また、図１２〜図１５中の斜線領域は、遠赤外線ヒータ４６によるワークピースのＷの昇温可能域を表している。

図１２の遠赤外線ヒータ４６は、ワークピースＷに対して平行つまり水平に配置されている。この場合、遠赤外線ヒータ４６の遠赤外線の照射域は、ワークピースＷの中央からその外周面を超えた領域をカバーしている。遠赤外線ヒータ４６が水平に配置されている場合、ワークピースＷの上面は良好に昇温される。しかしながら、ワークピースＷの外側面はワークピースＷの上面から約１０ｍｍ程度の範囲しか良好に昇温されない。それ故、ワークピースＷに下方からの温風が吹付けられ、ワークピースＷの昇温が温風による助けられるとしても、ワークピースＷの全体が焼戻し温度まで均一に昇温されるまでには長い時間を要する。

図１３の遠赤外線ヒータ４６は、図１２の遠赤外線ヒータ４６に比べて、ワークピースＷの外周面側に向けて所定の距離だけ変位され、そして、１５°の傾斜角αを有する。この場合、遠赤外線ヒータ４６はワークピースＷの上面をその中央領域を除き、良好に昇温させ、一方、ワークＷの外側面の昇温可能域をワークピースＷの上面から約６０ｍｍ程度まで拡大させる。

図１４の遠赤外線ヒータ４６は、図１３の遠赤外線ヒータ４６よりも、ワークピースＷの外周面側に向けて更に変位され、６０°の傾斜角αを有する。この場合、遠赤外線ヒータ４６はワークピースＷの上面のみならず、ワークピースＷの高さ方向に関してワークピースＷの外周面全域を良好に昇温させることができ、それ故、前述の昇温時間は更に短縮される。

図１５の遠赤外線ヒータ４６は７５°の傾斜角αを有する点のみで、図１４の遠赤外線ヒータ４６とは異なる。この場合でも、遠赤外線ヒータ４６はワークピースＷの上面及び外周面を良好に昇温させることができる。しかしながら、ワークピースＷにおける上面の中央領域に着目したとき、図１５の遠赤外線ヒータ４６による前記中央域の昇温速度は、図１４の遠赤外線ヒータ４６の場合と比べて遅くなる。

図１３〜図１５の遠赤外線ヒータ４６は何れも、図１２の遠赤外線ヒータ４６に比べ、ワークピースＷの温度が焼戻し温度に到達するまでに要する昇温時間を短縮させることができ、それ故、遠赤外線ヒータ４６の傾斜角αは約１５°〜約７５°の範囲から選択されるのが望ましい。

図１６は、炉１０内にワークピースＷの昇温が搬入された後、時間の経過とともにワークピースＷが昇温される状態を示す。図１６中の曲線ａは、図１３〜図１５の遠赤外線ヒータ４６が使用された場合を示し、図１６中の曲線ｂは、傾斜角αが約１５°〜約７５°の範囲外にある遠赤外線ヒータを使用した場合を示す。なお、図１６中の曲線ｃは図１２の遠赤外線ヒータ４６が使用された場合を示す。

前述したワークピースＷのための座２８ｓは、図１７に示されるような回転トレイ１００を含むことができる。回転トレイ１００は環状をなし、ワークピースＷを保持可能な大きさを有する。回転トレイ１００は、座２８ａの連通孔３０ｂに軸受１０２を介して回転自在に支持され、その外周面にギヤを有する。

同一のホルダプレート２６に配置された回転トレイ１００は、無端状のタイミングベルト１０４を介して相互に接続され、このタイミングベルト１０４は回転トレイ１００のギヤに噛み合っている。即ち、図１８に示されているように、タイミングベルト１０４はコンベア２０の幅方向に延び、ホルダプレート２８の両端部にて歯付きプーリ１０６にそれぞれ噛み合っている。一方の歯付きプーリ１０６は、モータ（図示しない）の出力軸に連結されたプーリ１０８を有する。従って、モータが駆動されたとき、一方の歯付きプーリ１０６は一方向に回転され、タイミングベルト１０４を走行させる。このようなタイミングベルト１０４の走行は回転トレイ１００を介してワークピースＷを連動して回転させる。

なお、図１８中、回転トレイ１００は３個しか示されていないが、回転トレイ１００はホルダプレート２６の８個の座２８ｓにそれぞれ備えられている。

図１７に示されるように一対の遠赤外線ヒータ４６がワークピースＷの列の両側に配置されていても、ワークピースＷは回転されることで、その外周面に遠赤外線ヒータ４６からの遠赤外線の照射を均一に受けることができる。この結果、ワークピースＷの外周面はより均一に加熱可能である。

上述した回転トレイ１００の回転装置は、複数のテンションプーリを更に含んでいるのが好ましい。これらテンションプーリはタイミングベルト１０４の所定位置に配置され、このタイミングベルトと噛み合っている。テンションプーリは、各回転トレイ１００のギヤに対するタイミングベルト１０４の巻付き角度を増加させ、回転トレイ１００の安定した回転を保証する。

ワークピースＷは図１９及び図２０に示されるような中実の棒材であってよい。この場合、座２８ｓは、ワークピースＷの両端部のみを支持する一対の凹所１１０と、これら凹所１１０間に亘って延び、且つ、ワークピースＷの径よりも大きな幅を有する矩形の連通孔１１２とを含むことができる。温風吹出しダクト６２のスリット６２ｓから吹出された温風は連通孔１１２を通過することで、ワークピースＷの外周面のほぼ全周に沿って流れ、ワークピースＷを均一に加熱する。なお、図２０中、前述したシャッタプレート６４ａ，６４ｂは省略されている。

上述した一実施例の熱処理機２は、温風吹出しダクト６２のスリット６２ｓの幅をシャッタプレート６４ａ，６４ｂにより変化させることで、ワークピースＷの昇温及び保温を制御可能である。

しかしながら、ワークピースＷの昇温及び保温をより高精度に制御するために、熱処理機２は、図２１に示されるようなワークピースＷの過熱防止システムを更に備えることができる。

この過熱防止システムは、炉１０内でのワークピースＷの温度を検出する温度センサ１１４と、過熱防止装置１１６と、温度センサ１１４にて検出した温度に基づき、過熱防止装置１１６の作動を制御するコントローラ１１８とを含む。

具体的には、過熱防止装置１１６は、遠赤外線ヒータ４６の傾斜角調整装置１２０、遠赤外線ヒータ４６の電源スイッチ１２２、温風停止装置１２４、冷風供給装置１２６及び遠赤外線ヒータ４６の昇降装置１２８の少なくとも１つを有する。

具体的には、図２２に示されるように傾斜角調整装置１２０は、遠赤外線ヒータ４６を回転可能に支持し、コントローラ１１８からの指令により、遠赤外線ヒータ４６の傾斜角αが約１５°〜約７５°の範囲外となるべく、遠赤外線ヒータ４６を回転させる。

図２３に示されるように電源スイッチ１２２は、電源１３０と遠赤外線ヒータ４６との間に配置され、コントローラ１１８からの指令により、遠赤外線ヒータ４６への電力の供給を停止させる。

図２４に示されるように温風停止装置１２４は、循環ファン５８のためのファンスイッチ１３２と、循環ファン５８と温風吹出しダクト６２との間に配置された電磁弁１３４との少なくとも１つを含む。ファンスイッチ１３２及び／又は電磁弁１３４は、コントローラ１１８からの指令を受けて作動し、温風吹出しダクト６２への温風の供給を停止する。即ち、ファンスイッチ１３２が作動されたとき、循環ファン５８の作動が停止され、電磁弁１３４が作動されたとき、電磁弁１３４は閉じられる。

一方、冷風停止装置１２６は、図２４に示されているように燃焼室４８と循環ファン５８との間に配置された電磁三方弁１３６を含む。この電磁三方弁１３６は、通常、燃焼室４８と循環ファン５８とを接続する一方、外気と循環ファン５８との接続を遮断している。しかしながら、電磁三方弁１３６が作動されたとき、燃焼室４８と循環ファン５８との接続が遮断され、外気と循環ファン５８とが接続される。この場合、循環ファン５８は外気を温風吹出しダクト６２に供給する。なお、電磁三方弁１３６は外気に代えて、外気よりも低温の冷風を供給可能な冷風供給源に接続されていてもよい。

図２５に示されように、昇降装置１２８は遠赤外線ヒータ４６を昇降可能に支持し、コントローラ１１８からの指令により、遠赤外線ヒータ４６を上昇させる。

上述した傾斜角調整装置１２０、電源スイッチ１２２、温風停止装置１２４，冷風供給装置１２６及び昇降装置１２８は何れも作動されたとき、ワークピースＷの過熱を防止でき、ワークピースＷの温度を焼戻し温度に高精度に維持するうえで役立つ。

一実施例の熱処理機２は、急速昇温ゾーン４０から保温ゾーン４２内に亘って延びる温風吹出しダクト６２を備えているが、この温風吹出しダクト６２は、図１の熱処理機２の場合と同様に、急速昇温ゾーン４０内及び保温ゾーン４２内をそれぞれ延びる部分に分割されていてもよい。

また、急速昇温ゾーン４０内の温風吹出しダクトは省略することも可能であり、この場合、急速昇温ゾーン４０内にて、ワークピースＷは遠赤外線ヒータのみで加熱される。この場合、ワークピースＷは、遠赤外線ヒータにより上下から加熱されるのが好ましい。

更に、急速昇温ゾーン４０内にてワークピースＷを昇温させるため、遠赤外線ヒータ及び温風吹出しダクトが共に使用される場合、ワークピースＷの搬送方向でみて、ワークピースＷの一方の側を遠赤外線ヒータにより加熱し、ワークピースＷの他方の側を温風吹出しダクトから吹出される温風により加熱することも可能である。

一方、温風は可燃ガスを燃焼させた燃焼ガスの代わり、電気ヒータ等の加熱手段により加熱された空気等の加熱媒体であってよい。

ワークピースＷの搬送は間欠搬送よらず、連続搬送であってもよいし、そして、本発明の熱処理機が焼戻し外の他の熱処理にも適用可能であることは言うまでもない。

Claims (14)

1. 熱処理されるべき金属のワークピースを搬送する搬送経路と、
   前記搬送経路に配置され、前記ワークピースを所定の目標温度まで昇温させるための昇温ゾーンであって、前記ワークピースに遠赤外線を照射する遠赤外線照射装置を含む、昇温ゾーンと、
   前記搬送経路に配置され、昇温された前記ワークピースを前記目標温度に維持する保温ゾーンであって、前記ワークピースに外気温よりも高い温度の温風を吹付ける第１温風吹出し装置を含む、保温ゾーンと
   を備え、
   前記昇温ゾーンは、前記保温ゾーンの上流に隣接して配置されている一方、前記ワークピースに外気温よりも高い温度の温風を吹付ける第２温風吹出し装置を更に含み、
   前記第２温風吹出し装置及び前記遠赤外線照射装置は、互いに前記搬送経路を挟んで配置されているハイブリッド型熱処理機。
2. 前記ワークピースは、前記搬送経路に沿う複数の列を形成した状態で搬送され、
   前記遠赤外線照射装置は、前記ワークピースの列の上方に配置された遠赤外線ヒータを含み、この遠赤外線ヒータは前記ワークピースに向けて斜めに遠赤外線を照射する、請求項１のハイブリッド型熱処理機。
3. 前記遠赤外線ヒータは、前記ワークピースの搬送方向に沿って延びる遠赤外線の照射面を有し、この照射面とこの照射面から下方に延びる鉛直線とがなす傾斜角は１５°〜７５°の範囲から選択されている、請求項２のハイブリッド型熱処理機。
4. 前記ワークピースの過熱を防止する過熱防止システムを更に備えている、請求項３のハイブリッド型熱処理機。
5. 前記過熱防止システムは、前記傾斜角を前記範囲外にすべく前記遠赤外線ヒータを回転させる傾斜角調整装置、前記遠赤外線ヒータの電源スイッチ、前記第1及び第２温風吹出し装置への温風の供給を停止する停止装置、前記第１及び第２温風吹出し装置に前記温風に代えて冷風を供給する供給装置及び前記遠赤外線ヒータを昇降させる昇降装置の少なくとも１つを含む、請求項４のハイブリッド型熱処理機。
6. 前記ワークピースの搬送中、前記ワークピースを回転させる回転装置を更に備える、請求項３のハイブリッド型熱処理機。
7. 前記昇温ゾーン及び前記保温ゾーンを形成するための炉を更に含み、
   前記第１温風吹出し装置は、前記遠赤外線ヒータからの遠赤外線の照射方向とは逆向きの方向から前記ワークピースに前記温風を吹付ける、請求項２のハイブリッド型熱処理機。
8. 前記遠赤外線ヒータは前記ワークピースの各列に一対ずつ割り当てられ、これら遠赤外線ヒータは、対応するワークピースの列の両側に配置され、且つ、前記昇温ゾーンの全域に亘り、搬送経路に沿って連続して延びている、請求項７のハイブリッド型熱処理機。
9. 前記第１及び第２温風吹出し装置は、可燃ガスを燃焼させた燃焼ガスを前記温風として発生させる燃焼室と、この燃焼室からの前記温風を前記保温ゾーン及び前記昇温ゾーンを経て前記燃焼室に導く温風循環経路とを含む、請求項７のハイブリッド型熱処理機。
10. 前記第１及び第２温風吹出し装置は、前記温風循環経路に配置され、前記ワークピースに向けて温風を吹出す温風吹出しダクトと、この温風吹出しダクトよりも下流にて前記温風循環経路に配置され、前記ワークピースを通過した温風を吸い込む温風吸込みダクトとを含む、請求項９のハイブリッド型熱処理機。
11. 前記炉は、前記ワークピースの搬入及び搬出を許容する入口及び出口と、これら入口及び出口を開閉可能なシャッタとを含む、請求項７のハイブリッド型熱処理機。
12. 前記第１及び第２温風吹出し装置は、前記昇温ゾーンから前記保温ゾーンに亘って延びる共通の温風吹出しダクトを含み、この温風吹出しダクトは前記ワークピースの各列に対応し且つ前記搬送経路に沿って延びるスリットをそれぞれ有し、これらスリットから前記ワークピースに向けて温風を吹き出す、請求項７のハイブリッド型熱処理機。
13. 前記温風吹出しダクトは、前記スリットの幅を調整する調整手段を更に有する、請求項１２のハイブリッド型熱処理機。
14. 熱処理されるべき金属のワークピースを搬送経路に沿って搬送する過程にて、前記搬送経路上の前記ワークピースに前記搬送経路を挟む両側のうちの一方の側から遠赤外線を照射する一方、前記搬送経路の他方の側から外気温よりも高い温度の温風を吹き付け、前記ワークピースを所定の目標温度まで昇温させる昇温工程と、
    この後、昇温された前記ワークピースに外気温よりも高い温度の温風を更に吹き付け、前記ワークピースを前記目標温度に維持する保温工程と
    を備えたハイブリッド型熱処理方法。

Images