JP5977033B2

JP5977033B2 - 熱処理装置

Info

Publication number: JP5977033B2
Application number: JP2012021621A
Authority: JP
Inventors: 裕市竹下; 協司杉浦
Original assignee: HAMAMATSU HEAT-TECH CO.,LTD.
Current assignee: HAMAMATSU HEAT-TECH CO.,LTD.
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: JP2013160418A

Description

本発明は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアルミニウム合金等のワークの熱処理に使用可能な熱処理装置に関する。

従来、この種の熱処理装置としては、例えば特許文献１に開示されている。この熱処理装置（流動層用搬送装置）は、内部に複数のローラとこのローラに巻回された搬送ベルト等からなる搬送コンベアを備えると共に、内部に前記搬送コンベアと加熱空気供給管が配置された流動層炉等を有している。そして、この流動層炉内に粒径が５０〜５００μｍ程度のアルミナ、シリカあるいはジリコニウム単体もしくはこれらの混合物からなる粒子が所定量充填され、加熱空気供給管に加熱空気が供給されることにより、粒子が加熱されつつ液状の流動層となり、この流動層内を被熱処理部材としてのワークが埋没状態で搬送コンベア上を移動して所定温度まで加熱（熱処理）されるようになっている。

特開２０１０−１５１７２１号公報

しかしながら、このような熱処理装置においては、可動部材としての所定数のローラやベルトを有してワークを移動させるための搬送コンベアが流動層炉内に配置され、この搬送コンベアが粒子中に埋没状態にされると共に、流動層の温度が例えば５００℃以上の高温に設定されるため、搬送コンベアのローラや搬送ベルトが熱影響を直接受けて、長期に亘り安定した動作が得られ難い。また、搬送コンベアが熱の影響等で故障した場合には、流動層炉を停止させて修理することになるが、その際、流動層炉内の流動層（粒子）の温度低下に長時間を要し、修理を素早く行うことが困難でメンテナンス性が極め劣ることになり、これらのことから、実用化が困難となっているのが実情である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、流動層の熱影響を極力回避してワークの搬送を確実に行いつつ、装置の信頼性を高めて所定の熱処理を長期に亘り安定して行うことが可能であると共に、メンテナンス性に優れ実用化が容易な熱処理装置を提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内部に粒子を充填可能な流動槽及び該流動槽内の粒子を加熱するヒータが配設された溶体化熱処理炉と、該溶体化熱処理炉で加熱されたワークを冷却して溶体化させる冷却槽と、内部に粒子を充填可能な流動槽及び該流動槽内の粒子を加熱するヒータが配設され前記冷却槽で冷却されたワークを加熱して時効化させ得る時効化熱処理炉とをライン上に設置すると共に、前記ラインと並行で前記溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉に対し断熱手段を介して搬送手段を設置し、前記搬送手段によって、前記ワークを溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉と順に移動させてバッチ処理により前記ワークを熱処理すると共に、前記搬送手段が、前記冷却槽内の冷却水中でワークを急速冷却する際に、当該ワークにモータの作動により振動を付与する振動付与手段を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記振動付与手段が、前記溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉の流動槽内からワークを取り出す際に、当該ワークに振動を付与することを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記搬送手段が、前記溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉の側方にライン上に設置されたレールと、該レール上を移動しつつ溶体化熱処理炉の流動槽、冷却槽及び時効化熱処理炉の流動槽にワークを出し入れ可能なワーク移動装置を有することを特徴とする。さらに、請求項４に記載の発明は、前記断熱手段が、前記溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉の側壁に配設された断熱材であることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記搬送手段が、前記溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉の上方にライン上に設置されたレールと、該レールに沿って移動しつつ溶体化熱処理炉の流動槽、冷却槽及び時効化熱処理炉の流動槽にワークを出し入れ可能なワーク移動装置を有することを特徴とする。この場合、前記ワーク移動装置は、請求項６に記載の発明のように、断熱手段としての遮熱板を備えることを特徴とする。また、請求項７に記載の発明は、前記溶体化熱処理炉と時効化熱処理炉が同じ構成を備えることを特徴とする。またさらに、請求項８に記載の発明は、前記溶体化熱処理炉が複数台併設されて、各溶体化熱処理炉の流動槽内のワークが交互に出し入れ可能に構成されていることを特徴とする。

本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉がライン上に設置されると共に、このラインと並行で溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉に対し断熱手段を介して搬送手段を設置し、この搬送手段によって、ワークを溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉と順に移動させてバッチ処理により熱処理するため、搬送手段を炉内に配置する必要がなくなり、断熱手段で流動槽の熱影響を極力回避しつつワークの搬送を確実に行うことができ、熱処理装置の信頼性を高めてワークに所定の熱処理を長期に亘り安定して行うことが可能になると共に、流動槽に関係なく搬送手段の修理等が行えて、メンテナンス性に優れた熱処理装置を容易に実用化することができる。また、冷却槽内の冷却水中でワークを急速冷却する際に、当該ワークにモータの作動により振動を付与する振動付与手段を備えるため、加熱されたワークを冷却槽内で急速冷却する際のワーク周辺の水蒸気膜の生成を抑えることができて、ワークの冷却効果等を一層高めることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、振動付与手段が、溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉の流動槽内からワークを取り出す際にも、当該ワークに振動を付与するため、各熱処理炉の流動槽内でワークに付着した粒子をワークから振り落とす（取り除く）ことができ、ワークの表面品質を高めたり粒子の飛散等を防止してその効率的な使用が可能になる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、搬送手段が溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉の側方にライン上に設置されたレールと、このレール上を移動しつつ溶体化熱処理炉の流動槽、冷却槽及び時効化熱処理炉の流動槽にワークを出し入れするワーク移動装置を有するため、搬送手段でワークを自動的に移動させつつ熱処理できて、ワークの熱処理時間の短縮化を図ることができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、断熱手段が溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉の側壁に配設された断熱材であるため、断熱手段の構成を簡略化させ、搬送手段の設置を簡単に行うことができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、搬送手段が溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉の上方にライン上に設置されたレールと、このレールに沿って移動しつつ溶体化熱処理炉の流動槽、冷却槽及び時効化熱処理炉の流動槽にワークを出し入れするワーク移動装置を有するため、搬送手段を各流動槽等の上方に所定の間隔を有して設置でき、熱処理装置の平面的な設置の省スペース化を図ることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、ワーク移動装置が断熱手段としての遮熱板を備えるため、断熱手段の構成を簡略化しつつ、流動槽から上方に輻射される熱を遮蔽板で遮熱して、搬送手段への熱影響を極力抑えることができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、請求項１ないし６に記載の発明の効果に加え、溶体化熱処理炉と時効化熱処理炉が同じ構成を備えるため、各熱処理炉の部品共通化等により安価な熱処理炉が得られ、熱処理装置自体のコストダウンを図ることができる。

またさらに、請求項８に記載の発明によれば、請求項１ないし７に記載の発明の効果に加え、溶体化熱処理炉が複数台併設されて、各流動層内のワークが交互に出し入れされるため、溶体化熱処理炉から冷却槽への供給時間を短くして、ワークの熱処理時間の一層の短縮化を図ることができる。

本発明に係わる熱処理装置の一実施形態を示す平面図同その側面図同溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉の側面図同その正面図同平面図同ワークの移動動作の説明図同変形例を示す図１と同様の平面図同そのワークの移動動作の説明図本発明に係わる熱処理装置の他の実施形態を示す正面図同その側面図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図６は、本発明に係わる熱処理装置の一実施形態を示している。この熱処理装置１は、図１に示すように、溶体化熱処理炉２と、冷却槽３と、時効化熱処理炉４及び搬送装置５（搬送手段）等を備えている。また、溶体化熱処理炉２の上流側には、ワーク投入台６が設置されると共に、冷却槽３と時効化熱処理炉４との間には、置き台７が設置されている。さらに、時効化熱処理炉４の下流側には、ワーク取出し台８が設置されている。

そして、前記ワーク投入台６、溶体化熱処理炉２、冷却槽３、置き台７、時効化熱処理炉４及びワーク取出し台８は、前記搬送装置５の搬送方向イに並行に、該搬送方向イの上流側から下流側に向けて直線のライン上に設置されており、これらの側方（図１において上側）に前記搬送装置５が所定間隙を有して設置されている。この搬送装置５は、複数の連結部材９で連結された所定間隔で所定長さの一対のレール１０ａ、１０ｂと、このレール１０ａ、１０ｂ上を搬送方向イに沿って移動可能なワーク移動装置１１を有している。

また、搬送装置５のワーク移動装置１１は、図２に示すように、前記一対のレール１０ａ、１０ｂ上を移動可能な架台１２を有し、この架台１２の前後方向（図２の左右方向）の下部には、前記レール１０ａ、１０ｂに係合可能なローラ１３ａ、１３ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。このとき、一方のローラ１３ａはその周面に断面略三角形状の溝が形成され、この溝が断面三角形状の前記一方のレール１０ａに上方から係合して、その脱落等が防止されると共に、ローラ１３ａがモータ１４の作動で回転することにより、レール１０ａ上を搬送方向イに移動するようになっている。なお、他方のローラ１３ｂは、その周面が平面で形成されて、平坦な前記他方のレール１０ｂ上を移動するようになっている。このローラ１３ａ、１３ｂやレール１０ａ、１０ｂ及びローラ１３ａ、１３ｂの回転方法等の形態は、この例に限定されず、適宜の構成を採用することができる。

また、前記架台１２の高さ方向の中間部分には、先端にフック１６ａが設けられたアーム部１６が配設されている。このアーム部１６は、その後端部が前後方向及び上下方向に伸縮移動可能な伸縮部材１６ｂを介して架台１２に連結され、その先端のフック１６ａが、モータ１７の作動で前後方向に移動すると共に、モータ１８の作動で上下方向にも移動するようになっている。このとき、フック１６ａ（アーム部１６）を上下動させるモータ１８は、その正逆転によりフック１６ａを所定速度で上下動させると共に、微細な正逆転によりフック１６ａに所定周波数の振動を付与するように構成されており、このモータ１８が本発明の振動付与手段として機能することになる。なお、振動付与手段の構成は、モータ１８の兼用に限らず、例えば振動専用の小型の振動モータや各種カム等をアーム部１６の所定位置に組み込むことで構成することも可能である。

前記溶体化熱処理炉２と時効化熱処理炉４は、図３〜図５に示すように構成されている。なお、この両熱処理炉２、４は、その流動槽２ａ、４ａ内の温度が異なるのみで、構成的には同じであるため、以下、溶体化熱処理炉２についてのみ詳細に説明する。図に示すように、溶体化熱処理炉２は、底板にキャスターを有する箱状の筐体２０と、この筐体２０の所定の側壁外面に配設された制御装置２１等を備えている。

前記筐体２０は、その内部に所定容積で上面が開口した流動槽２ａ（時効化熱処理炉４の場合は流動槽４ａで、以下省略）を有し、この流動槽２ａの周囲の側壁には、厚さが数十ｍｍ程度の断熱材２２がそれぞれ内蔵され、この断熱材２２の外面（及び内面）に鉄板２３が固定されて各側壁を構成している。この断熱材２２のうち、特に筐体２０の後面側（搬送装置５側）の全面に内蔵される断熱材２２が、本発明の断熱手段として機能することになる。また、前記流動槽２ａは、その底面側に円筒ケース２４ａと熱電対２４ｂ等を有するセラミックス製のヒータ２４が複数本（図では４本）水平状態で併設配置され、このヒータ２４の下方には、空気分散板２５が水平状態で配設されて流動槽２ａの底面を形成している。

この空気分散板２５は、微細孔により三次元的な網目を形成し、フィルターとしての機能を備えると共に、流動槽２ａ内に粒子が充填される流動槽部分と非流動槽部分とを区画するようになっている。そして、空気分散板２５の下面側に形成される非流動槽部分には、図６に示す気体導入路２６の先端が連結され、この気体導入路２６の基端は、筐体２０外に設けた送風ファンやブロワ等からなる送風装置２７に連結されている。

これにより、ヒータ２４が作動した状態で送風装置２７が作動することにより、気体導入路２６を通過した空気が、空気分散板２５の微細孔を通過して、上方である流動槽２ａ内に噴出され、流動槽２ａ内に充填されている粒子が加熱されて流動層となるようになっている。なお、流動層とは、流動槽２ａ内に充填された粒子が、該槽２ａの底面から均一に噴出される空気により所定高さまで浮上して激しく動き回る、すなわち液状の如くなる層のことである。

また、前記流動槽２ａ内には、上部に取手２８ａが設けられた籠２８が上下方向に出し入れ可能となっている。この籠２８は、流動槽２ａ内への収納時において、その取手２８ａが流動槽２ａの上面から上方に所定寸法突出するように設定されている。なお、流動槽２ａの上面開口部には、蓋体２９がシリンダ３０等の作動により図３の矢印ロの如く開閉可能に配設されており、この蓋体２９の裏面には、前記籠２８の取手２８ａが収納される図示しない凹部が設けられている。また、前記制御装置２１は、シーケンサーあるいはマイコン等を有して、前記各モータ１４、１７、１８等の作動を制御することにより、ワーク移動装置１１を後述する如く動作させたり、アーム部１６を前後方向や上下方向に移動させると共に、前記ヒータ２４を制御して、流動槽２ａ、４ａ内の温度を所定の温度に設定する等、各種の制御を行うようになっている。

次に、前記熱処理装置１の動作を図６等に基づいて説明する。なお、図６においては、説明の便宜上、前記置き台７を省略した状態を示している。先ず、ワーク移動装置１１を搬送装置５の最上流側に位置させ、各熱処理炉２、４の流動槽２ａ、４ａ内に粒子（粒径が５０〜５００μｍ程度のアルミナ、シリカあるいはジリコニウム単体もしくはこれらの混合物からなる粒子）を所定量充填し、各熱処理炉２、４のヒータ２４と送風装置２７を作動させて、例えば溶体化熱処理炉２の流動槽２ａ内の温度を５５０〜６００℃で、時効化熱処理炉４の流動槽４ａ内の温度を２２０〜２３０℃に設定する。また、冷却槽３内に所定量の冷却水もしくは冷却媒体を収容する。

この状態で、ワーク投入台６上に載置され内部に所定数（１個もしくは複数個）のワーク（例えばアルミダイカスト成型品）が収容された籠２８を、制御装置２１の制御信号でワーク移動装置１１を作動させることにより、図６の矢印ハの如く、ワーク移動装置１１のアーム部１６のフック１６ａで吊り上げて、溶体化熱処理炉２の流動槽２ａ内に投入して、籠２８を流動槽２ａ内の流動層中に埋没させる。

このとき、ワーク移動装置１１は、アーム部１６が前進すると共に下降してそのフック１６ａでワーク投入台６上の籠２８の取手２８ａを係止し、この状態でアーム部１６が上昇すると共に後退して元の位置に戻り、その後、ワーク移動装置１１がレール１０ａ、１０ｂに沿って溶体化熱処理炉２の側方位置まで移動する。そして、この溶体化熱処理炉２の位置でアーム部１６が前進すると共に下降して、籠２８を蓋体２９が開放されている流動槽２ａ内に投入して、流動層中に埋没させる如く動作する。すなわち、ワーク移動装置１１のアーム部１６は、平面視でコ字状の動作を行うことになる。この動作は、溶体化熱処理炉２と冷却槽３間、冷却槽３と置き台７間、置き台７と時効化熱処理炉４間、及び時効化熱処理炉４とワーク取出し台８間においても同様であるため、以後その詳細な説明は省略する。

籠２８が溶体化熱処理炉２の流動槽２ａ内に埋没されると、蓋体２９が閉じられて流動槽２ａの上面開口部が閉塞され、この状態で籠２８内のワークが流動層により所定時間所定温度まで加熱される。この溶体化熱処理炉２で所定温度まで加熱されると、ワーク移動装置１１が再び作動すると共に蓋体２９が開放されて、図６の矢印ニの如く、アーム部１６のフック１６ａで溶体化熱処理炉２の流動槽２ａ内の籠２８を吊り上げて、下流側の冷却槽３内の冷却水中に所定時間投入する。このとき、籠２８を溶体化熱処理炉２から吊り上げる際に、籠２８内のワークが流動層の上面から所定寸法上方となった位置で、前記振動付与手段としてのモータ１８を作動させてフック１６ａを上下動させることで籠２８に振動が付与される。この籠２８への振動付与により、ワークや籠２８に付着していた流動層の粒子が下方の流動槽２ａ内に振り落とされ、粒子がワーク等に付着したままでの下流側への移動等が防止される。

また、籠２８を冷却槽３の冷却水中に投入する際も、前記モータ１８が作動してフック１６ａが上下動し、冷却水中に埋没されている籠２８に振動が付与される。この振動で、高温のワークが冷却水中に投入された際にワークの周囲に生成される水蒸気膜の発生が抑制されることになる。この冷却槽３の冷却水中への籠２８の所定時間の投入（浸漬）により、籠２８内の加熱されているワークが急速冷却されてワークが溶体化される。

次に、冷却槽３で溶体化されたワークは、図６の矢印ホの如く、ワーク移動装置１１の作動で冷却槽３から吊り上げられて、下流側の時効化熱処理炉４の流動槽４ａ内に埋没される。この時効化熱処理炉４においても、前述した溶体化熱処理炉２と同様に、流動槽４ａ内の流動層により所定温度まで所定時間加熱される。なお、この時効化熱処理炉４の動作やワーク移動装置１１の動作は、加熱温度が異なるのみで、前記溶体化熱処理炉２と基本的に同様にして行われる。

そして、時効化熱処理炉４で加熱されたワークは、図６の矢印ヘの如く、振動付与手段による振動の付与により粒子が取り除かれた状態で流動槽４ａから吊り上げられ、下流側のワーク取出し台８上に載置されて、所定時間放置される等して自然冷却される。これにより、ワークが時効化され、この時効化されたワークと籠２８をワーク取出し台８上から取り出し、ワーク移動装置１１をレール１０ａ、１０ｂの最上流側に戻すことで、特定のワークに対する一連の熱処理が終了することになる。

つまり、ワークは、最上流側のワーク投入台６上の籠２８に収容するだけで、制御装置２１の制御によりワーク移動装置１１や各熱処理炉２、４がシーケンス動作することにより、搬送装置５のレール１０ａ、１０ｂに沿って順に移動しつつ、熱処理が自動的に行われることになる。そして、この熱処理時において、搬送装置５が両熱処理炉２、４とは別体で、両熱処理炉２、４の後壁側の断熱材２２を介して、両熱処理炉２、４や冷却槽３と所定距離隔てて並行に設置されていることから、両熱処理炉２、４の搬送装置５への熱影響が従来に比較して大幅に軽減されることになる。

このように、前記熱処理装置１によれば、溶体化熱処理炉２、冷却槽３及び時効化熱処理炉４や各種台６〜８が直線のライン上に設置されると共に、溶体化熱処理炉２及び時効化熱処理炉４の側壁に内蔵した断熱材２２を介して搬送装置５を設置し、この搬送装置５によって、ワークを溶体化熱処理炉２、冷却槽３及び時効化熱処理炉４と順に移動させてバッチ処理により熱処理するため、搬送装置５を熱処理炉２、４内に設置する必要がなくなり、断熱材２２により各流動槽２ａ、４ａの熱影響を極力回避しつつワークの移動を確実に行うことができ、熱処理装置１の信頼性を高めてワークに所定の熱処理を長期に亘り安定して行うことが可能になる。

また、搬送装置５が両熱処理炉２、４とは別体で該熱処理炉２、４の側方に所定間隙を有して設置されるため、流動槽２ａ、４ａの状態に影響されることなく搬送装置５の修理や調整等の作業を簡単に行うことができて、メンテナンス性に優れ、従来困難とされていた流動槽２ａ、４ａを使用した熱処理装置１を容易に実用化することができる。

また、搬送装置５が、溶体化熱処理炉２及び時効化熱処理炉４の流動槽２ａ、４ａ内からワークを取り出す際、あるいは加熱されたワークを冷却槽３で急速冷却する際に、当該ワークに振動を付与する振動付与手段としてのモータ１８を備えるため、各熱処理炉２、４の流動槽２ａ、４ａ内でワークに付着した粒子をワークから振り落として取り除くことができ、ワークの表面品質を高めたり粒子の飛散等を防止してその効率的な使用が可能になる。また、冷却槽３でワークを急速冷却する際のワーク周辺の水蒸気膜の生成を抑えることができて、ワークの冷却効果等を一層高めることもできる。

さらに、搬送装置５が溶体化熱処理炉２、冷却槽３及び時効化熱処理炉４の側方に直線のライン上に設置されたレール１０ａ、１０ｂと、このレール１０ａ、１０ｂ上を移動しつつ溶体化熱処理炉２の流動槽２ａ、冷却槽３及び時効化熱処理炉４の流動槽４ａ内にワークを出し入れするワーク移動装置１１を有するため、搬送装置５でワークを自動的に移動させつつ熱処理できて、ワークの熱処理時間の短縮化を図ることができる。なお、実験によれば、従来の方法においては、溶体化処理と時効化処理の合計処理時間が１０〜１２時間であったのが、前記熱処理装置１においては、１時間程度で行えることが確認されている。

また、断熱手段としての断熱材２２が溶体化熱処理炉２及び時効化熱処理炉４の側壁に配設されているため、断熱手段の構成を簡略化し、搬送装置５の設置を簡単に行うことができる。さらにまた、溶体化熱処理炉２と時効化熱処理炉４が同じ構成を備えるため、各熱処理炉２、４の部品共通化等により安価な熱処理炉２、４が得られ、熱処理装置１自体のコストダウンを図ることが可能になる。

図７及び図８は、前記熱処理装置１の変形例を示している。以下、前記実施形態と同一部位には、同一符号を付して説明する。以下の他の実施形態についても同様である。この変形例の特徴は、溶体化熱処理炉２を複数台(図では２台)搬送装置５の搬送方向イに沿って連接して設置した点にある。すなわち、最上流側に設置されたワーク投入台６の下流側に第１の溶体化熱処理炉２Ａを設置し、この熱処理炉２Ａの下流側に第２の溶体化熱処理炉２Ｂを設置する。そして、第２の溶体化熱処理炉２Ｂの下流側に冷却槽３を設置する。

この熱処理装置１の場合は、ワーク投入台６から図８の矢印ハ−１の如く、第１の溶体化熱処理炉２Ａにワークを投入すると共に、矢印ハ−２の如くワーク投入台６上のワークを第２の溶体化熱処理炉２Ｂに投入することができる。また、第１の溶体化熱処理炉２Ａで加熱されたワークは、矢印ニ−１の如く冷却層３内に投入され、第２の溶体化熱処理炉２Ｂで加熱されたワークは、矢印ニ−２の如く冷却層３内に投入される。

したがって、溶体化熱処理炉２における加熱（処理）時間が時効化熱処理炉４における加熱（処理）時間より長いことから、２台の溶体化熱処理炉２Ａ、２Ｂを連接することでワークの熱処理サイクルを半分としつつワークを冷却槽３に投入することができる。この例においても、前記熱処理装置１と同様の作用効果が得られる他に、熱処理サイクルの短縮により熱処理効率を高めて、処理コストの低減化を図ることが可能になる等の作用効果を得ることができ、例えば大量のワークを熱処理する熱処理装置１に好適に使用することができる。

図９及び図１０は、本発明に係わる熱処理装置の他の実施形態を示している。この実施形態の熱処理装置３１の特徴は、搬送装置３２を各熱処理炉２、４や冷却槽３の設置ラインの側方ではなく、設置ラインの上方に設置した点にある。なお、図９においては、説明の重複を避けるために前記時効化熱処理炉４等を省略した図で示している。この熱処理装置３１の搬送装置３２は、床面上に立設した所定高さの複数本の支柱３３と、この支柱３３の上端部を連結するレール３４を備え、レール３４の下面にはリモコン３５の操作で、レール３４に沿って移動すると共に上下方向に移動可能なクレーン形式のワーク移動装置３６が配設されている。

このワーク移動装置３６は、モータ３７の回転で巻き取り及び引き出し可能なチェーン３８を有し、このチェーン３８の先端である下端には、例えば伸縮可能なフック３９が下方に向けて連結固定されると共に遮熱板４０が水平状態で固定されている。この遮熱板４０は、傘形状に形成されてその外径が両熱処理炉２、４の流動槽２ａ、４ａの内径より所定寸法大きく設定されており、この遮熱板４０が流動槽２ａ、４ａ内の熱の上方への輻射を遮断する断熱手段として機能するようになっている。つまり、この熱処理装置３１の場合、搬送装置３２が、直線のライン上に設置された両熱処理炉２、４や冷却層３の上方に設置されて、平面視で直線状のレール３４に沿ってワーク移動装置３６が移動することにより、ワークが搬送装置３２の上流側から下流側に順に移動しつつ熱処理されることになる。

そして、両熱処理炉２、４の流動槽２ａ、４ａや冷却槽３に対するワーク（籠２８）の投入及び取出し時には、ワーク移動装置３６のチェーン３８が伸びて遮熱板４０が図９及び図１０の実線で示す位置まで下降し、両熱処理炉２、４の流動槽２ａ、４ａによる熱や冷却槽３内の蒸気による熱の上方への輻射が遮断されるようになっている。この実施形態の熱処理装置３１においても、遮熱板４０により搬送装置３２の熱影響を抑制できる等、前記実施形態と同様の作用効果が得られる他に、次のような作用効果が得られる。

すなわち、搬送装置３２の移動が上下、左右の２方向で良いため、ワークの搬送効率を高めることができると共に、搬送装置３２が溶体化熱処理炉２、冷却槽３及び時効化熱処理炉４等の上方にライン上に設置されたレール３４と、このレール３４に沿って移動しつつ流動槽２ａ、４ａや冷却槽３内にワークを出し入れするワーク移動装置３６を有するため、搬送装置３２を各流動槽２ａ、４ａ等の上方に所定の間隔を有して設置でき、熱処理装置３１の平面的な設置の省スペース化を図ることができる。また、断熱手段がワーク移動装置３６の下部に設けた遮熱板４０であるため、断熱手段の構成を簡略化しつつ、上方に輻射される熱を遮蔽板４０で確実に遮断できて、搬送装置３２（ワーク移動装置３６）への熱影響を極力抑えることができる。

この実施形態の場合、レール３４の高さは、熱影響を避けるためにできるだけ高く設定することが好ましい。また、この実施形態において、ワーク移動装置３６の移動をリモコン操作ではなく、前記実施形態と同様に制御装置によるシーケンスで自動制御する構成とすることも勿論可能であるし、ワーク移動装置３６自体の構成も、クレーン形式に限らず、フック３９が両熱処理炉２、４や冷却槽３の上方に位置可能な他の適宜の構成を採用することができる。

なお、前記各実施形態においては、搬送装置のレールが両熱処理炉２、４等の設置ラインの側方や上方に、該設置ラインと並行に所定長さを有して設置する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えばレールを無端状として、ワーク移動装置が一定の方向に移動する構成とすることもできる。また、前記実施形態における断熱手段の構成は一例であって、例えば両熱処理炉２、４と搬送装置５との間に適宜形状の遮熱板を設置する等、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜の構成を採用することができる。

本発明は、熱処理炉や冷却槽がライン上に設置されて、熱処理炉の流動槽を利用してワークを熱処理する熱処理装置であれば、外観形状が異なるものあるいは他の機能が付加されたもの等にも利用できる。

１、３１・・・・・・熱処理装置
２、２Ａ、２Ｂ・・・溶体化熱処理炉
２ａ・・・・・・・・流動槽
３・・・・・・・・・冷却槽
４・・・・・・・・・時効化熱処理炉
４ａ・・・・・・・・流動槽
５・・・・・・・・・搬送装置
６・・・・・・・・・ワーク投入台
７・・・・・・・・・置き台
８・・・・・・・・・ワーク取出し台
１０ａ、１０ｂ・・・レール
１１・・・・・・・・ワーク移動装置
１３ａ、１３ｂ・・・ローラ
１４、１７・・・・・モータ
１６・・・・・・・・アーム部
１６ａ・・・・・・・フック
１６ｂ・・・・・・・伸縮部材
１８・・・・・・・・モータ（振動付与手段）
２１・・・・・・・・制御装置
２２・・・・・・・・断熱材（断熱手段）
２４・・・・・・・・ヒータ
２５・・・・・・・・空気分散板
２６・・・・・・・・気体導入路
２７・・・・・・・・送風装置
２８・・・・・・・・籠
２８ａ・・・・・・・取手
３２・・・・・・・・搬送装置
３４・・・・・・・・レール
３６・・・・・・・・ワーク移動装置
３８・・・・・・・・チェーン
３９・・・・・・・・フック
４０・・・・・・・・遮熱板（断熱手段）

Claims

内部に粒子を充填可能な流動槽及び該流動槽内の粒子を加熱するヒータが配設された溶体化熱処理炉と、該溶体化熱処理炉で加熱されたワークを冷却して溶体化させる冷却槽と、内部に粒子を充填可能な流動槽及び該流動槽内の粒子を加熱するヒータが配設され前記冷却槽で冷却されたワークを加熱して時効化させ得る時効化熱処理炉とをライン上に設置すると共に、前記ラインと並行で前記溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉に対し断熱手段を介して搬送手段を設置し、
前記搬送手段によって、前記ワークを溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉と順に移動させてバッチ処理により前記ワークを熱処理すると共に、前記搬送手段が、前記冷却槽内の冷却水中でワークを急速冷却する際に、当該ワークにモータの作動により振動を付与する振動付与手段を備えることを特徴とする熱処理装置。
前記振動付与手段は、前記溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉の流動槽内からワークを取り出す際に、当該ワークに振動を付与することを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
前記搬送手段は、前記溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉の側方にライン上に設置されたレールと、該レール上を移動しつつ溶体化熱処理炉の流動槽、冷却槽及び時効化熱処理炉の流動槽にワークを出し入れ可能なワーク移動装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。
前記断熱手段は、前記溶体化熱処理炉及び時効化熱処理炉の側壁に配設された断熱材であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱処理装置。
前記搬送手段は、前記溶体化熱処理炉、冷却槽及び時効化熱処理炉の上方にライン上に設置されたレールと、該レールに沿って移動しつつ溶体化熱処理炉の流動槽、冷却槽及び時効化熱処理炉の流動槽にワークを出し入れ可能なワーク移動装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱処理装置。
前記ワーク移動装置は、断熱手段としての遮熱板を備えることを特徴とする請求項５に記載の熱処理装置。
前記溶体化熱処理炉と時効化熱処理炉が同じ構成を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の熱処理装置。
前記溶体化熱処理炉が複数台併設されて、各溶体化熱処理炉の流動槽内のワークが交互に出し入れ可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の熱処理装置。