JP6028448B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ターンテーブルによりワークを搬送して熱処理を行う熱処理装置に関する。

転がり軸受の軌道輪などの環状部材は、所望の機械的強度とするために、高炭素鋼からなる環状ワークに焼入れなどの熱処理を施すことにより製造されている。このような熱処理を施す熱処理装置として、前記ワークをターンテーブルにより搬送して熱処理を効率的に行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された熱処理装置は、ターンテーブル上において周方向に所定間隔をあけて配置された複数のチャックにワークが支持され、ターンテーブルを所定角度づつ回転させることにより、ワークの搬入、加熱、冷却及び搬出の各工程が順次行われるようになっている。

特開平５−３３０５９号公報（図５参照）

しかしながら、前記熱処理装置は、加熱工程及び冷却工程が大気雰囲気中で行われるため、これらの工程においてワークが大気雰囲気中の酸素に触れることによって、ワークの表面に酸化スケールが発生する場合がある。この場合、ワークの表面から酸化スケールを除去するためのバレル処理等に時間を要するという問題があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ワークに酸化スケールが発生するのを抑制することができる熱処理装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明の熱処理装置は、ワークを載置した状態で搬送するターンテーブルと、前記ターンテーブルにより搬送されたワークを、当該ターンテーブルの上方で加熱する加熱部と、前記ターンテーブルにより前記加熱部から搬送されたワークを、当該ターンテーブルの上方で冷却する冷却部と、を備えた熱処理装置であって、前記ターンテーブルの上方において前記加熱部及び冷却部を覆うケーシングを備え、前記ケーシングの下面と前記ターンテーブルの上面との間の隙間に不活性ガスのカーテンを形成するための複数のガス噴射ノズルを備えるとともに、前記ケーシングの内部は、低酸素雰囲気に保持されていることを特徴とする。

本発明によれば、ターンテーブルの上方において加熱部及び冷却部がケーシングで覆われるとともに、そのケーシングの内部が低酸素雰囲気に保持されるため、ワークの加熱工程から冷却工程までを低酸素雰囲気で行うことができる。これにより、加熱工程から冷却工程までの間にワークが酸素に触れるのを抑制することができるため、ワークの表面に酸化スケールが発生するのを抑制することができる。その結果、ワークの表面から酸化スケールを除去する作業に要する時間を短縮することができる。また、大気雰囲気中の酸素がターンテーブルとケーシングとの隙間からケーシング内に流入するのを、不活性ガスのカーテンにより抑制することができる。特に、ターンテーブルを回転させてワークを各工程間で搬送している間に、前記隙間から酸素が流入するのを効果的に抑制することができる。これにより、ワークの表面に酸化スケールが発生するのをさらに抑制することができる。

前記ターンテーブル上には、ワークを前記加熱部及び冷却部に搬送した各回転位置において、前記ケーシングの下面との間でラビリンスシールを構成する突出部が設けられていることが好ましい。この場合、加熱工程及び冷却工程が行われている間に、大気雰囲気中の酸素がターンテーブルとケーシングとの隙間からケーシング内に流入するのを、ラビリンスシールにより抑制することができる。これにより、ワークの表面に酸化スケールが発生するのをさらに抑制することができる。

前記ターンテーブルは、テーブル本体と、ワークが載置されるパレットと、前記テーブル本体に固定されているとともに前記パレットが着脱可能に取り付けられるクランプ装置とを備え、前記クランプ装置は、前記パレットに係脱可能なクランプピンを有し、前記クランプピンを不活性ガスのガス圧によって前記パレットに係合させた状態で保持することが好ましい。
この場合、クランプ装置は、クランプピンをパレットに係合した状態で保持するための流体を不活性ガスとしたので、ケーシング内においてクランプ装置に不活性ガスを供給する配管が破損しても、ケーシング内を低酸素雰囲気に保持することができる。

本発明の熱処理装置によれば、ワークに酸化スケールが発生するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す斜視図である。 上記熱処理装置を示す要部拡大斜視図である。 上記熱処理装置におけるターンテーブルのパレットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 上記パレットの取り付け構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 複数種類の上記パレットを示す平面図である。 （ａ）は上記熱処理装置の加熱部の概略構成を示す側面図であり、（ｂ）は上記熱処理装置の冷却部の概略構成を示す側面図である。 上記ターンテーブルを示す平面図である。 図７のＡ−Ａ矢視断面図である。 上記熱処理装置の乾燥部を示す断面図である。 上記乾燥部を示す要部拡大断面図である。 上記乾燥部のチャックを示す底面図である。 上記乾燥部のワーク用噴出手段の支持軸を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。 上記熱処理装置の固定台を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す斜視図である。また、図２は、その熱処理装置を示す要部拡大斜視図である。図１及び図２において、本実施形態の熱処理装置１は、転がり軸受の軌道輪を製造する際、ＳＵＪ２等の軸受鋼からなる鋼材から製造された環状ワーク（以下、単に「ワーク」ともいう）Ｗに対して焼入れ処理を行うものである。この熱処理装置１は、ターンテーブル２と、搬入部３と、加熱部４と、冷却部５と、乾燥部６とを備えている。

ターンテーブル２は、ワークＷを載置した状態で、搬入部３、加熱部４、冷却部５及び乾燥部６の順に回転しながら搬送するものである。具体的には、ターンテーブル２は、オイルパン７上において上下方向に延びる軸線Ｘ回りに回転自在に支持された円板状のテーブル本体８と、ワークＷが載置される複数のパレット９とを備えている。テーブル本体８には、その厚さ方向（上下方向）に貫通する複数（４個）の貫通孔８ａが周方向に等間隔をあけて形成されており、各貫通孔８ａに対応する位置にパレット９が取り付けられている。

これにより、テーブル本体８を軸線Ｘ回りに所定角度（９０°）ずつ回転させることにより、各パレット９に載置されたワークＷを、搬入部３、加熱部４、冷却部５及び乾燥部６の順にそれぞれ搬送することができる。
ワークＷは、搬入用のロボット（図示省略）により搬入部３に搬入され、ターンテーブル２により乾燥部６まで搬送されて乾燥工程が終了した後、搬出用のロボット（図示省略）により乾燥部６から搬出される。

図３（ａ），（ｂ）は、パレット９を示す平面図及び断面図である。図３（ａ），（ｂ）において、パレット９は、円環状の支持枠９ａと、複数（３個）の支持ピン９ｂと、複数（６個）の規制ピン９ｃとを有している。
支持枠９ａの外周には一対のブラケット９ｄが一体に固定されており、各ブラケット９ｄには後述するクランプピンが係脱する係合穴９ｅが形成されている。

支持ピン９ｂは、支持枠９ａの内周面に対して周方向に等間隔をあけて配置されるとともに径方向内方に突出して固定されている。支持ピン９ｂは、ワークＷを支持枠９ａと略同軸状に配置した状態でワークＷの端面に当接（線接触）することで、ワークＷを下方から支持するようになっている。
規制ピン９ｃは、支持枠９ａの内周面に対して周方向に等間隔をあけて配置されるとともに径方向内方に突出して固定されている。この規制ピン９ｃの突出端に、支持ピン９ｂで支持されたワークＷの外周面が当接（点接触）することにより、当該ワークＷが支持枠９ａと略同軸上に配置された状態から径方向に移動するのを規制することができる。

図４（ａ），（ｂ）は、パレット９の取り付け構造を示す平面図及び断面図である。図４（ａ），（ｂ）に示すように、ターンテーブル２は、パレット９をテーブル本体８の貫通孔８ａと略同軸上に配置した状態で、当該パレット９を着脱可能に取り付けるクランプ装置１０を備えている。本実施形態のクランプ装置１０は、各パレット９毎に２個配置されている。
クランプ装置１０は、テーブル本体８の上面に固定されたクランプ本体１０ａと、このクランプ本体１０ａ内において上下方向に往復動可能なピストン１０ｂと、このピストン１０ｂの上端に取り付けられたクランプピン１０ｃとを有している。

クランプ装置１０のピストン１０ｂは、クランプ本体１０ａ内に給排される流体の圧力によってクランプピン１０ｃをクランプ本体１０ａに対して上下方向に進退可能とされている。本実施形態では、前記流体は、不活性ガスとして例えば窒素ガスが使用されている。クランプ本体１０ａには、窒素ガスを給排する一対の配管１１が接続される接続口１０ｄが形成されている。
以上の構成により、図４（ｂ）に示すように、クランプ本体１０ａの上面にパレット９のブラケット９ｄを載置した状態で、クランプ本体１０ａ内に窒素ガスを供給すると、窒素ガスのガス圧によってクランプピン１０ｃが上方に突出してブラケット９ｄの係合穴９ｅに係合する。これにより、パレット９はテーブル本体８側に取り付けられた状態で保持される。

パレット９は、上述のようにテーブル本体８に対して着脱可能に取り付けられているため、図３（ａ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ワークＷのワーク径に対応する複数種類のパレット９を取り換えて使用することができる。本実施形態では、図３（ａ）に示すパレット９は、２３０ｍｍ以上２９０ｍｍ未満のワーク径に対応する。また、図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すパレット９は、１７０ｍｍ以上２３０ｍｍ未満、１１０ｍｍ以上１７０ｍｍ未満及び７５ｍｍ以上１１０ｍｍ未満のワーク径にそれぞれ対応している。これにより、本実施形態では、ワーク径が７５ｍｍ以上２９０ｍｍ未満のワークＷを、単一の熱処理装置１によって熱処理することが可能となる。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すパレット９は、支持枠９ａが円環状の大径枠９ａ１とこの大径枠９ａ１よりも小径に形成された小径枠９ａ２とによって構成されている。大径枠９ａ１の外周には一対のブラケット９ｄが一体に固定されている。小径枠９ａ２は、その内径が対応するワークＷのワーク径よりも少し大きくなるように形成されている。小径枠９ａ２の外周には、周方向に等間隔をあけて配置されるとともに径方向外方に突出する複数（３個）の取付部９ｆが一体に固定されている。各取付部９ｆは、大径枠９ａ１の内周に突設された複数の連結部９ｇにボルト・ナットによりそれぞれ着脱可能に固定されている。小径枠９ａ２には、図３（ａ）のパレット９と同様に、複数（３個）の支持ピン９ｂと、複数（６個）の規制ピン９ｃとが径方向内方に突出して固定されている。なお、これらのパレット９は、前記ロボットにより自動的に取り換えられるようになっている。

なお、本実施形態では、ワークＷのワーク径に対応して複数種類のパレット９を取り換え可能としているが、種類の異なる製品を製造する場合にも、各製品のワーク形状に対応して複数種類のパレット９を取り換え可能としてもよい。この場合、本実施形態では、複数種類の転がり軸受（テーパベアリング、シングルボールベアリング又はアンギュラベアリング等）の軌道輪を製造する際に、単一の熱処理装置１によって熱処理することが可能となる。

図６（ａ），（ｂ）は、熱処理装置１の加熱部４及び冷却部５の概略構成を示す側面図である。加熱部４は、ターンテーブル２により搬入部３から搬送されたワークＷを、ターンテーブル２の上方において高周波誘導加熱により所定温度まで加熱するものである。図６（ａ）に示すように、加熱部４は加熱コイル２１を備えており、その内周側にワークＷをセットした状態で加熱コイル２１に交流電流を流すことにより、ワークＷを例えば８００〜１０００℃の焼入れ温度で誘導加熱する。

冷却部５は、ターンテーブル２により加熱部４から搬送された加熱処理済みのワークＷを、ターンテーブル２の上方で冷却水（冷却液）により急冷して焼入れするものである。図６（ｂ）に示すように、本実施形態の冷却部５は、ワークＷの外周面を拘束する外金型３１と、ワークＷの内周面を拘束する内金型３２と、ワークＷを幅方向に押圧して拘束する幅拘束治具３３とを備えている。

内金型３２は、外金型３１の下側に配置されており、外金型３１に対して上下方向に移動可能とされている。幅拘束治具３３は、外金型３１の上側に配置されており、外金型３１に対して上下方向に移動可能とされている。また、ワークＷは、図６（ｂ）の上側と下側から噴射される冷却水により冷却されるようになっている。
これにより、図６（ｂ）に示すように、内金型３２をワークＷの内周に挿入した状態でワークＷを外金型３１内に挿入することにより、ワークＷの内周面及び外周面を拘束することができる。さらに、ワークＷを内金型３２と幅拘束治具３３との間で挟み込むことでワークＷを幅方向に押圧して拘束することができる。
なお、外金型３１及び内金型３２には、冷却工程が終了してワークＷを乾燥部６に搬送した後に、専用の噴射ノズル（図示省略）から不活性ガスとして例えば窒素ガスが吹き付けられるようになっている。これにより、両金型３１，３２に付着した冷却水を吹き飛ばして除去することができる。

図１及び図２において、熱処理装置１は、ターンテーブル２の上方において加熱部４及び冷却部５を覆うケーシング１２を備えている。ケーシング１２は、全体が箱形に形成されており、ターンテーブル２の上方においてターンテーブル２の半分を覆うように配置されている。ケーシング１２の内部は、酸素濃度が例えば０．５％以下になるように、不活性ガスとして例えば窒素ガスが充填されることで、低酸素雰囲気に保持されている。これにより、加熱部４及び冷却部５では、低酸素雰囲気で加熱処理及び冷却処理が行われる。

図７は、ターンテーブル２を示す平面図である。また、図８は、図７のＡ−Ａ矢視断面図である。図７及び図８に示すように、ターンテーブル２のテーブル本体８の上面には、当該上面を四等分するように平面視十字形に形成された仕切部材１３が固定されている。仕切部材１３は、テーブル本体８の軸線Ｘを中心として径方向外方へ放射状に延び、周方向に隣り合う貫通孔８ａの間を通過してテーブル本体８の外周縁付近まで形成されている。これにより、仕切部材１３は、図２に示すように、ターンテーブル２が９０°ずつ回転して、ワークＷを搬入部３、加熱部４、冷却部５及び乾燥部６にそれぞれ搬送した各回転位置において、ケーシング１２の前壁１２ａの下面とテーブル本体８の上面との間の隙間に配置されるようになっている。

図７及び図８において、仕切部材１３の上面には、その長手方向全長に亘って断面矩形状の突出部１３ａが一体に固定されている。突出部１３ａは、軸線Ｘから径方向外端に向かってそれぞれ２本ずつ平行に配置されている。この突出部１３ａは、図８に示すように、前記各回転位置においてケーシング１２の前壁１２ａの下面との間でラビリンスシールを構成している。
また、図８に示すように、オイルパン７の上面には、前記前壁１２ａの下面に対向する位置に、前記仕切部材１３の突出部１３ａと同様に形成された突出部７ａが一体に固定されている。この突出部７ａは、テーブル本体８の下面との間でラビリンスシールを構成している。突出部７ａ，１３ａの各上面には、緩衝材としてシリコン膜（図示省略）が塗布されている。
さらに、図１及び図８に示すように、ケーシング１２の前壁１２ａの外面には、その幅方向全長に亘って、不活性ガスとして例えば窒素ガスを下方に向けて噴射する複数のガス噴射ノズル１４が取り付けられている。これらの各ガス噴射ノズル１４から噴射される窒素ガスによって、ケーシング１２の前壁１２ａの下面とテーブル本体８の上面との間の隙間には窒素カーテン（不活性ガスのカーテン）が形成されている。

図９は、熱処理装置１の乾燥部６を示す断面図である。また、図１０は、乾燥部６を示す要部拡大断面図である。図９に示すように、乾燥部６は、ターンテーブル２により冷却部５から搬送されたワークＷを、パレット９の上方において乾燥するものである。乾燥部６は、ワークＷを把持するチャック４１を有し、このチャック４１は、回転軸４４の下端に一体に固定されている。前記回転軸４４は、基台４２に固定された固定軸４３に対して図示しないロータリージョイントを介して回転可能に支持されている。また、回転軸４４は、基台４２に固定されたモータ４５を駆動することにより、当該回転軸４４の軸線Ｐ回りに回転するようになっている。ワークＷは、ターンテーブル２により乾燥部６に搬送された状態で、ワークＷの軸線が回転軸４４の軸線Ｐと略一致するようになっている。

基台４２は、図示しないサーボモータにより駆動されるボールネジ機構によって、固定軸４３、回転軸４４、モータ４５及びチャック４１とともに、ターンテーブル２のパレット９に対して上下動するようになっている。したがって、基台４２とともにチャック４１をパレット９に載置されているワークＷまで下降させることで、図１０に示すように、チャック４１によりワークＷを把持することができる。そして、ワークＷを把持したチャック４１を基台４２とともに上昇させた後、回転軸４４とともにチャック４１を回転させることにより、ワークＷをその軸線Ｐ回りに回転させることができる。これにより、ワークＷの回転に伴う遠心力によって、冷却部５においてワークＷに付着した冷却水を飛散することで、ワークＷを乾燥させることができる。

図１１は、チャック４１を示す底面図である。図１０及び図１１において、チャック４１は、チャック本体４６と、このチャック本体４６に取り付けられた複数（３個）の爪部材４７とを有している。爪部材４７は、ワークＷの内周面に対して周方向に等間隔をあけて係合するとともに、当該内周面に対して径方向内方に延びて形成されている。
また、爪部材４７は、径方向外側から径方向内側に向かうに従って上下方向（軸線Ｐ方向）の厚さが徐々に厚くなるように階段状の複数の段部４７ａが形成されている。図１０に示すように、これら複数の段部４７ａのうち、最も径方向外側に形成された段部４７ａのチャック高さｈ１は例えば１０ｍｍ、最も径方向内側に形成された段部４７ａのチャック高さｈ２は例えば５ｍｍにそれぞれ設定されている。そして、径方向中間部に位置する複数の段部４７ａは、径方向外側から径方向内側に向かうに従って、チャック高さが徐々に小さくなうように形成されている。
これにより、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、内径が異なる複数種類のワークＷの各内周面に、前記複数の段部４７ａのうちのいずれかを係合させることにより、複数種類のワークＷを把持することができる。

チャック４１は、図示しない圧力可変バルブを調整することにより、各爪部材４７によるワークＷの把持力を変更可能とされている。これにより、チャック４１が前記複数種類のワークＷを把持する際に、ワークＷの内径に応じてチャック４１の把持力が適正な大きさとなるように調整することができる。
また、モータ４５は、インバータ制御によりその駆動回転数を、例えば５０〜５００ｍｉｎ^−１の範囲で変更可能とされている。これにより、チャック４１が前記複数種類のワークＷを把持した状態で回転する際に、各ワークＷが同一の周速度となるように、チャック４１の回転速度を調整することができる。

図１０及び図１１において、乾燥部６は、チャック４１に把持されたワークＷに、隣接する冷却部５から飛散した冷却水が付着するのを防止するカバー部材４８を備えている。カバー部材４８は、図９に示すように、基台４２に垂下固定された円柱状のガイド部材４９に対して上下動可能に支持されている。また、カバー部材４８は、ガイド部材４９に取り付けられた付勢部材である圧縮コイルスプリング５０により、基台４２に対して下方に離反する方向へ付勢されている。なお、本実施形態のガイド部材４９は、図示を省略しているが、水平方向に所定間隔をあけて２個配置されている。

これにより、カバー部材４８は、図９に示すように、通常時は圧縮コイルスプリング５０の付勢力によりガイド部材４９の下端に保持されている。この状態からパレット９上のワークＷを把持するためにチャック４１を下降させると、カバー部材４８は前記付勢力により保持されたまま、チャック４１とともに下降する。その際、チャック４１がワークＷを把持する把持位置まで下降する前に、カバー部材４８の下端がパレット９に当接する。しかし、カバー部材４８は、パレット９に当接することにより、前記付勢力を抗してガイド部材４９に対して上方へ移動するため、チャック４１をカバー部材４８に邪魔されることなく、前記把持位置まで下降させることができる。
また、図１０に示すように、チャック４１がワークＷを把持した状態で上昇すると、カバー部材４８は、パレット９との当接が解除されるとともに、前記付勢力により再びガイド部材４９の下端に保持される。これにより、チャック４１に把持されたワークＷは、カバー部材４８により全体が覆われた状態で保持される。

図１０において、乾燥部６は、チャック４１に把持されたワークＷに向けてエアを噴射するワーク用噴射手段５１を備えている。本実施形態のワーク用噴射手段５１は、ワークＷの一端面（図の下面）、他端面（図の上面）、外周面及び内周面に向けてそれぞれエアを噴射する第１端面用噴射ノズル５２、第２端面用噴射ノズル５３、外周面用噴射ノズル５４及び内周面用噴射ノズル５５とによって構成されている。

図１０及び図１１において、第１端面用噴射ノズル５２は、前記カバー部材４８の側面において、チャック４１に把持されたワークＷの外周面よりも径方向外方の位置にブラケット５６を介して固定されている。また、第１端面用噴射ノズル５２は、ワークＷの前記一端面に向けてエアを扇形状に噴射するようになっている。これにより、ワークＷの前記一端面に付着した冷却水を吹き飛ばすことができる。

図１０において、第２端面用噴射ノズル５３は、カバー部材４８の側面において、チャック４１に把持されたワークＷの前記他端面の上方位置にブラケット５７を介して固定されている。また、第２端面用噴射ノズル５３は、その噴射方向が鉛直方向に対して例えば５°傾くように配置されている。これにより、第２端面用噴射ノズル５３からワークＷの前記他端面に向けてエアを噴射することにより、前記他端面に付着した冷却水を吹き飛ばすことができる。

図１０及び図１１において、外周面用噴射ノズル５４は、カバー部材４８の側面において、チャック４１に把持されたワークＷの外周面よりも径方向外方の位置に複数（３個）固定されている。各外周面用噴射ノズル５４は、その噴射方向が水平方向に対して例えば５°下向きになるように傾けて配置されている。これにより、各外周面用噴射ノズル５４からワークＷの外周面に向けてエアを噴射することにより、前記外周面に付着した冷却水を吹き飛ばすことができる。

図９及び図１０において、内周面用噴射ノズル５５は、ワークＷの内周面よりも径方向内方において、前記軸線Ｐと同軸上に配置された支持軸５８の下端部に複数取り付けられている。支持軸５８の上端部は、回転軸４４に対して一対の転がり軸受５９を介して回転可能に支持され、支持軸５８の下端部は、チャック４１の中心部を貫通して配置されている。これにより、内周面用噴射ノズル５５は、支持軸５８及び回転軸４４を介して、チャック４１とともに回転可能に配置されている。

ワーク用噴射手段５１は、内周面用噴射ノズル５５がチャック４１とともに回転するのを規制する規制部材６０を有している。規制部材６０は、棒状部材からなり、パレット９の下方に配置された固定台１５に上方に突出した状態で支持されている。規制部材６０の突出端（図１０の上端）は、チャック４１がワークＷを回転させる高さ位置にあるときに、支持軸５８の最下端において径方向外方に突設されたピン５８ｂに当接するようになっている。

以上の構成により、モータ４５を駆動して回転軸４４を回転させると、支持軸５８は転がり軸受５９を介して回転軸４４とともに回転しようとするが、ピン５８ｂが規制部材６０に当接することで、支持軸５８の回転は規制される。その際、回転軸４４は、転がり軸受５９を介して支持軸５８に対して回転可能であるため、回転軸４４の回転が規制されることはない。
したがって、回転軸４４とともにチャック４１に把持されたワークＷが回転する際に、内周面用噴射ノズル５５がワークＷとともに回転するのを規制することができる。これにより、内周面用噴射ノズル５５から噴射されるエアは、回転するワークＷの内周面全体に吹き付けることができる。

なお、規制部材６０の基端部（図１０の下端部）は、固定台１５に対して上下回動可能に支持されている。これにより、規制部材６０を上方に突出させた状態から下方回動させることで、規制部材６０をピン５８ｂと当接しない位置へ退避させることができる。

図１２（ａ）は支持軸５８を示す側面図であり、図１２（ｂ）は支持軸５８を示す底面図である。内周面用噴射ノズル５５は、チャック４１の爪部材４７の各段部４７ａにそれぞれ係合されるワークＷの内周面に向けてエアを噴射するために、図１２（ａ）の側面視において、支持軸５８の軸線Ｐ方向に沿って複数配置されている。より具体的には、内周面用噴射ノズル５５は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、支持軸５８の下端部において、支持軸５８の周方向に９０°ずつ等間隔をあけて螺旋状に複数配置されている。支持軸５８の内部には、各内周面用噴射ノズル５５にエアを供給するための供給路５８ａが軸線Ｐ方向に沿って形成されている。

前記複数の内周面用噴射ノズル５５には、互いに噴射口５５ａの口径が異なる複数種類のノズルが含まれている。こらら複数種類の内周面用噴射ノズル５５は、軸線Ｐ方向の上側（一方側）から下側（他方側）に向かって、爪部材４７の各段部４７ａに係合されるワークＷの内径が小さくなるに従って、噴射口５５ａの口径が小さくなる順に配置されている。本実施形態では、噴射口５５ａの口径が、２．０ｍｍ、１．５ｍｍ及び１．０ｍｍとされた３種類の内周面用噴射ノズル５５が使用されている。

図１３は、固定台１５を示す平面図である。 図１０及び図１３において、乾燥部６は、ターンテーブル２のワークＷの載置部分であるパレット９に向けてエアを噴射するテーブル用噴射手段６１を備えている。本実施形態のテーブル用噴射手段６１は、固定台１５に突設された取付軸１６に取り付けられている複数（３個）の噴射ノズル６２によって構成されている。噴射ノズル６２は、取付軸１６の突出端側において周方向に等間隔をあけて配置されるとともに径方向外方に突出するように設けられている。このように配置された噴射ノズル６２は、パレット９の支持枠９ａの内周面に向けてエアを放射状に噴射するようになっている。これにより、各噴射ノズル６２から噴出されたエアによって、パレット９に付着した冷却水を吹き飛ばすことができる。なお、噴射ノズル６２の高さ位置は、、固定台１５を上下動させることで、調整することができるようになっている。

以上、本発明の実施形態に係る熱処理装置によれば、ターンテーブル２の上方において加熱部４及び冷却部５がケーシング１２で覆われるとともに、そのケーシング１２の内部が低酸素雰囲気に保持されるため、ワークＷの加熱工程から冷却工程までを低酸素雰囲気で行うことができる。これにより、加熱工程から冷却工程までの間にワークＷが酸素に触れるのを抑制することができるため、ワークＷの表面に酸化スケールが発生するのを抑制することができる。その結果、ワークＷの表面から酸化スケールを除去する作業に要する時間を短縮することができる。

また、ターンテーブル２上に設けた突出部７ａにより、ワークＷを加熱部４及び冷却部５に搬送した各回転位置において、ケーシング１２の下面との間でラビリンスシールを構成することができる。これにより、加熱工程及び冷却工程が行われている間に、大気雰囲気中の酸素がターンテーブル２とケーシング１２との隙間からケーシング１２内に流入するのを、ラビリンスシールにより抑制することができる。その結果、ワークＷの表面に酸化スケールが発生するのをさらに抑制することができる。

また、ガス噴射ノズル１４から噴射される窒素ガスにより、ケーシング１２の下面とターンテーブルの上面との間の隙間に窒素カーテンを形成することができる。これにより、大気雰囲気中の酸素がターンテーブル２とケーシング１２との隙間からケーシング１２内に流入するのを、窒素カーテンにより抑制することができる。特に、ターンテーブル２を回転させてワークＷを各工程間で搬送している間に、前記隙間から酸素が流入するのを効果的に抑制することができる。その結果、ワークＷの表面に酸化スケールが発生するのをさらに抑制することができる。

また、クランプ装置１０は、クランプピン１０ｃを窒素ガスのガス圧によってパレット９に係合させた状態で保持するため、ケーシング１２内においてクランプ装置１０に窒素ガスを供給する配管１１が破損しても、ケーシング１２内を低酸素雰囲気に保持することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、上記実施形態の熱処理装置１は、転がり軸受の軌道輪を製造する際に使用されているが、転がり軸受以外の環状に形成された部品や、他の形状に形成された部品を製造する場合にも適用することができる。また、上記実施形態では、熱処理として焼入れ処理を行う場合について説明したが、焼き戻し処理を行う場合にも適用することができる。この場合は、ターンテーブル２の上方において焼き戻し処理及び冷却処理が行われる部分をケーシング１２で覆うようにすればよい。また、突出部１３ａは、仕切部材１３を介してテーブル本体８に取り付けられているが、テーブル本体８の上面に直接取り付けられていてもよい。

１：熱処理装置、２：ターンテーブル、４：加熱部、５：冷却部、８：テーブル本体、９：パレット、１０：クランプ装置、１０ｃ：クランプピン、１２：ケーシング、１３ａ：突出部、１４：ガス噴射ノズル、Ｗ：環状ワーク（ワーク）

Claims (3)

1. ワークを載置した状態で搬送するターンテーブルと、
   前記ターンテーブルにより搬送されたワークを、当該ターンテーブルの上方で加熱する加熱部と、
   前記ターンテーブルにより前記加熱部から搬送されたワークを、当該ターンテーブルの上方で冷却する冷却部と、を備えた熱処理装置であって、
   前記ターンテーブルの上方において前記加熱部及び冷却部を覆うケーシングを備え、
   前記ケーシングの下面と前記ターンテーブルの上面との間の隙間に不活性ガスのカーテンを形成するための複数のガス噴射ノズルを備えるとともに、前記ケーシングの内部は、低酸素雰囲気に保持されていることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記ターンテーブル上には、ワークを前記加熱部及び冷却部に搬送した各回転位置において、前記ケーシングの下面との間でラビリンスシールを構成する突出部が設けられている請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記ターンテーブルは、テーブル本体と、ワークが載置されるパレットと、前記テーブル本体に固定されているとともに前記パレットが着脱可能に取り付けられるクランプ装置とを備え、
   前記クランプ装置は、前記パレットに係脱可能なクランプピンを有し、前記クランプピンを不活性ガスのガス圧によって前記パレットに係合させた状態で保持する請求項１又は２に記載の熱処理装置。

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