JP6297471B2 - 熱処理設備 - Google Patents

Description

本発明は、金属製の処理対象物を加熱して真空浸炭や焼き入れ等の急速冷却が必要な熱処理を行う熱処理設備に関するものである。

従来、金属製の処理対象物の真空浸炭等を行う熱処理設備であって、加熱室を複数有する熱処理設備として、一体型モジュール式熱処理設備が知られている。

図２１は、従来の一体型モジュール式熱処理設備の平面図である。一体型モジュール式熱処理設備５００は、処理対象物が熱処理設備５００に搬入される搬入装置５０３と、処理対象物の加熱を行う複数の加熱室５０１と、加熱室５０１で加熱された処理対象物を冷却する冷却室５０２と、処理対象物を、搬入装置５０３と加熱室５０１との間、加熱室５０１と冷却室５０２との間で受け渡しする受渡装置５０４と、を備えている。冷却室５０２で冷却された処理対象物は、冷却室５０２から熱処理設備５００外に搬出される。そして、熱処理設備５００は、搬入装置５０３、加熱室５０１、冷却室５０２及び受渡装置５０４を含む全体を気密可能に維持する気密室５０５を備えている。このような熱処理設備の一例は、特許文献１に記載されている。

図２１に示されるような熱処理設備５００では、気密室５０５によって、熱処理設備５００全体が気密されるようになっているので、加熱室５０１のメンテナンスを個別に行うことが難しい。このため、複数の加熱室５０１のうちの１つが故障した場合にも、熱処理設備５００を使用できなくなるという課題がある。

上記課題を考慮して、従来、分離型モジュール式熱処理設備が開発されている。図２２は、分離型モジュール式熱処理設備の平面図である。分離型モジュール式熱処理設備６００は、処理対象物が熱処理設備６００に搬入される搬入装置６０３と、処理対象物の加熱を行う複数の加熱室６０１と、加熱室６０１で加熱された処理対象物を冷却する冷却室６０２と、処理対象物を、搬入装置６０３と加熱室６０１との間、加熱室６０１と冷却室６０２との間で受け渡しする受渡装置６０４と、を備えている。冷却室６０２で冷却された処理対象物は、冷却室６０２から熱処理設備６００外に搬出される。熱処理設備６００では、各加熱室６０１及び冷却室６０２のそれぞれが個別で気密可能となっている。このため、加熱室６０１や冷却室６０２のメンテナンスを個別に行うことができる。このような熱処理設備の一例は、特許文献２に記載されている。

特開平１１−２３７１８５号公報 特開２００６−６３３６３号公報

しかし、図２２に示されるような熱処理設備６００では、処理対象物を加熱室６０１から冷却室６０２に搬送する上で、真空に維持されていない区域を処理対象物が通過することとなる。したがって、受渡装置６０４は、処理対象物周囲の雰囲気及び処理対象物の温度低下を防止するために、保温室６０８を備えている。保温室６０８は、レール６０６上を移動可能となっており、また、加熱室６０１から処理対象物を受け入れるための受渡室６０７を備えている。ここで、熱処理設備６００では、加熱室６０１と保温室６０８との間の処理対象物の搬送及び保温室６０８と冷却室６０２との間の処理対象物の搬送に加えて、加熱室６０１と受渡室６０７との連結、及び、受渡室６０７と冷却室６０２との連結に伴う真空排気が必要となり、熱処理設備６００における処理対象物の搬送に時間がかかるという課題がある。

そこで、本発明は、設備の合理化を達成しながら、同時に、処理対象物の搬送時間を短縮できる熱処理設備を提供することを目的とする。

本発明は、処理対象物に加熱を行う加熱室と、
前記加熱室で加熱された処理対象物を冷却する冷却室と、を備えている熱処理設備であって、
前記冷却室は、鉛直軸回りに回転可能となっており、処理対象物をガスあるいは冷却液で冷却する冷却部と、処理対象物を受入及び搬出するための受渡部と、を備えており、
前記鉛直軸と同軸の円周上には、複数の前記加熱室が配置されており、
前記加熱室と前記冷却室との間を気密可能とするよう、前記受渡部と前記加熱室とは連結可能となっており、
前記加熱室と前記冷却部との間で処理対象物を受け渡し可能な受渡装置を備えていることを特徴とする。

前記構成によれば、冷却室が回転可能となっており、冷却室の回りに加熱室が配置されており、さらに、冷却室が冷却部と受渡部とを備えており、加熱室と冷却室との間を気密可能とするよう、受渡部と加熱室とは連結可能となっている。また、加熱室と冷却部との間で処理対象物を受け渡し可能な受渡装置を備えている。このため、別途保温室を設ける必要がなく、加熱室と冷却室との間の処理対象物の搬送時間を短縮し、熱処理設備の合理化を行うことができる。

本発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記受渡装置は、前記加熱室から前記冷却部まで処理対象物を搬送する第１受渡装置と、
前記冷却部で冷却された処理対象物を前記冷却室から搬出する第２受渡装置と、を備えている。
（２）前記構成（１）において、
前記受渡部は、前記加熱室から前記冷却部まで処理対象物を搬送するための第１受渡部と、前記冷却部で冷却された処理対象物を前記冷却室から搬出するための第２受渡部と、を備えており、
前記第１受渡部と前記第２受渡部とは前記冷却部に対して互いに反対側となるように配置されており、
前記第１受渡部は、前記第１受渡装置を備えており、
前記第２受渡部は、前記第２受渡装置を備えている。
（３）前記構成（１）において、
前記冷却室は、１個の前記受渡部を備えており、
単一の前記受渡部は、前記第１受渡装置と、前記第２受渡装置と、を備えている。

前記構成（１）によれば、処理対象物を冷却液によって冷却する場合、冷却液によって冷却された処理対象物を第２受渡装置が取り扱うことによって、第１受渡装置は冷却液が付着した処理対象物を取り扱わないので、加熱室に冷却液が混入することを抑制できる。

前記構成（２）によれば、処理対象物を冷却液によって冷却する場合、冷却液によって冷却された処理対象物が第１受渡部を通過しないので、加熱室に冷却液が混入することをより効果的に抑制できる。

前記構成（３）によれば、１個の受渡部が第１受渡装置及び第２受渡装置を備えることによって、受渡部の設置面積を減少させることができる。

なお、本明細書において、ガスは、窒素をはじめとする非酸化性ガスを示しており、冷却液は、油、水、または薬液を示している。

要するに本発明によると、設備の合理化を達成しながら、同時に、処理対象物の搬送時間を短縮できる熱処理設備を提供できる。

第１実施形態に係る熱処理設備の平面図である。 図１のII-II断面図である。 受渡装置の斜視図である。 工程Ｓ１、Ｓ２における熱処理設備の図である。 工程Ｓ３における熱処理設備の図である。 工程Ｓ４、Ｓ５における熱処理設備の図である。 工程Ｓ６、Ｓ７における熱処理設備の図である。 工程Ｓ８、Ｓ９における熱処理設備の図である。 工程Ｓ１０−Ｓ１３における熱処理設備の図である。 工程Ｓ１４−Ｓ１７における熱処理設備の図である。 工程Ｓ１８、Ｓ１９における熱処理設備の図である。 工程Ｓ２０における熱処理設備の図である。 工程Ｓ２１、Ｓ２２における熱処理設備の図である。 工程Ｓ２３、Ｓ２４における熱処理設備の図である。 工程Ｓ２５、Ｓ２６における熱処理設備の図である。 工程Ｓ２７における熱処理設備の図である。 工程Ｓ２８における熱処理設備の図である。 第２実施形態に係る熱処理設備の平面図である。 第３実施形態に係る熱処理設備の図２と同様の断面図である。 第４実施形態に係る熱処理設備の平面図である。 従来の一体型モジュール式熱処理設備の平面図である。 従来の分離型モジュール式熱処理設備の平面図である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る熱処理設備１００の平面図である。図１に示されるように、熱処理設備１００は、処理対象物８の加熱を行う複数の加熱室２と、加熱室２で加熱された処理対象物８を冷却する冷却室１と、処理対象物８を受け渡し可能な受渡装置９とを備えている。また、熱処理設備１００は、処理対象物８を熱処理設備１００に搬入する搬入装置６と、熱処理設備１００で熱処理された処理対象物を搬出する搬出装置７と、を備えている。搬入装置６及び搬出装置７は、例えば、ベルトコンベアである。

図２は、図１のII-II断面図である。熱処理設備１００は、さらに、真空ポンプ４０と、例えば熱処理として浸炭を行う場合、浸炭用の所定雰囲気（浸炭雰囲気）を形成するためのガスを供給するガス供給装置５０とを備えている。図１及び図２に示されるように、冷却室１は、ターンテーブル４に載置されており、ターンテーブル４は、鉛直軸Ａ回りに回転可能となっている。したがって、ターンテーブル４を回転させることによって、冷却室１は、鉛直軸Ａ回りに回転可能となっている。さらに、冷却室１は、下端部に移動装置５を備えており、移動装置５によって、ターンテーブル４の半径方向（Ｘ方向）に移動可能となっている。図２は、冷却室１が右側の加熱室２側に移動して、この加熱室２に連結されている状態を示している。

冷却室１は、例えば焼き入れを行うために処理対象物８を冷却する冷却部１Ａと、処理対象物８を受入、搬出するための受渡部１Ｂと、を備えている。冷却室１は、開口１０ａを有する外殻壁１０と、開口１８ａを有する仕切り壁１８と、開口１８ａを開閉する扉１１と、冷却室１の内部を真空引きするための真空バルブ１２と、冷却部１Ａの内部を所定雰囲気にするためのガスバルブ１３と、例えば、冷却液で処理対象物８を冷却する場合、処理対象物８を冷却するための液槽１４と、処理対象物８を液槽１４に浸ける又は液槽１４から引き上げるための昇降装置１５とを備えている。

外殻壁１０の開口１０ａは、受渡部１Ｂにおいて、冷却部１Ａと反対側に位置している。開口１０ａを介して、処理対象物８が、受渡装置９により、加熱室２、搬入装置６、または搬出装置７である外部装置と、受渡部１Ｂとの間で受け渡される。冷却部１Ａおよび受渡部１Ｂは、仕切り壁１８によって仕切られている。仕切り壁１８の開口１８ａを介して、処理対象物８が、受渡装置９により、冷却部１Ａと受渡部１Ｂとの間で受け渡される。真空バルブ１２は、真空ポンプ４０に接続されている。真空バルブ１２が開かれると、受渡室１Ｂ内で真空引きが行われる。ガスバルブ１３は、ガス供給装置５０に接続されている。ガスバルブ１３が開かれると、受渡室１Ｂ内に浸炭用のガスが供給される。液槽１４は、冷却部１Ａ内に備えられており、冷却部１Ａの下方に位置している。冷却部１Ａ内で液槽１４の上方に、上方空間１６が形成されている。開口１８ａは、上方空間１６と受渡部１Ｂとを連通するようになっている。昇降装置１５は、液槽１４内の下方位置と、上方空間１６内の上方位置との間で、処理対象物８を昇降させるようになっている。また、真空状態の冷却室１内を大気圧に戻すための開放バルブ１９、１７が、冷却部１Ａおよび受渡部１Ｂにそれぞれ設けられている。扉１１は、開口１８ａを開閉できるように、上下および前後（移動装置５の移動方向）に移動できるように構成され、開口１８ａよりも大きなＯリング等のパッキン１１ａを備えている。開口１８ａの開放時に、扉１１は、開口１８ａの下側に待避している。開口１８ａの閉鎖時に、扉１１は、まず上方に移動され、その後、パッキン１１ａを仕切り壁１８に押し付ける方向に移動させられる。この結果、開口１８ａが扉１１によって密閉される。

加熱室２は、ターンテーブル４の外周４ａに沿って配置されている。加熱室２は、開口２０ａを有する外殻壁２０と、開口２０ａを開閉する扉２１と、加熱室２の内部を真空引きするための真空バルブ２２と、加熱室２の内部を所定雰囲気にするためのガスバルブ２３と、処理対象物８を加熱するための加熱装置２４と、処理対象物８を載置するための載置台２５と、開口２７ａを有する戸袋２７と、加熱室２の内部の雰囲気を攪拌するためのファン２９とを備えている。外殻壁２０は、断熱材を含む構造を有しており、加熱室２の内部を熱的に外部から遮断している。戸袋２７は、外殻壁２０からターンテーブル４側に突出するように設けられている。開口２０ａは、外殻壁２０においてターンテーブル４側に位置する正面壁２６に設けられている。戸袋２７は、扉２１を収納しており、ターンテーブル４側に突出するフランジ２８を備えている。フランジ２８は、ターンテーブル４側にＯリング等のパッキン２８ａを備えている。戸袋２７の開口２７ａは、フランジ２８の内側に位置している。ファン２９は、外殻壁２０の天井部分に配置されている。開口１０ａ、開口２０ａ、および開口２７ａを介して、処理対象物８が、受渡装置９により、加熱室２と冷却室１の受渡部１Ｂとの間で受け渡される。真空バルブ２２は、真空ポンプ４０に接続されている。真空バルブ２２が開かれると、加熱室２内で真空引きが行われる。ガスバルブ２３は、ガス供給装置５０に接続されている。ガスバルブ２３が開かれると、加熱室２内に浸炭用のガスが供給される。扉２１は、開口２０ａを開閉できるように、上下および前後（移動装置５の移動方向）に移動できるように構成され、開口２０ａよりも大きなＯリング等のパッキン２１ａを備えている。開口２０ａの開放時に、扉２１は、開口２０ａの上側に待避している。開口２０ａの閉鎖時に、扉２１は、まず下方に移動され、その後、パッキン２１ａを外殻壁２０に押し付ける方向に移動させられる。この結果、開口２０ａが扉２１によって密閉される。

なお、図２に示されるように、移動装置５によって、冷却室１を加熱室２に向けて当接するように移動させ、開口１０ａと開口２０ａとを対向させた後、扉２１を上方に移動させることによって、加熱室２と冷却室１との間を連通する気密空間とすることができるようになっている。このとき、加熱室２のパッキン２８ａが冷却室１の外殻壁１０に押し付けられている。

図３は、受渡装置９の斜視図である。本実施形態では、受渡装置９は、冷却室１の受渡部１Ｂ内に配置されている。受渡装置９は、例えばテレスコピック機構であるアーム９ａと、アーム９ａを昇降させる昇降装置９ｂと、を備えている。アーム９ａは、加熱室２等の上述の外部装置へ向かう方向及び冷却部１Ａに向かう方向の両方向（Ｘ方向）に伸縮可能となっている。アーム９ａは、多段式のスライドレールによって構成されており、それらを引き出す又は収納することによって、全長を変更可能となっている。このため、受渡装置９は、処理対象物８の下方からアーム９ａを上昇させることによって処理対象物８をすくい上げ、処理対象物８が載置されたアーム９ａをＸ方向で所定の載置位置まで移動させ、さらにアーム９ａを下降させることによって処理対象物８を上述の載置位置に置くことができる。加熱室２の載置台２５は、処理対象物８の載置位置の１つである。載置台２５は、処理対象物８を支持でき、かつアーム９ａとの接触を防止できるように、アーム９ａを受け入れるための凹部が形成されている。

再び図２を参照して説明する。受渡装置９は、アーム９ａを、受渡部１Ｂ内の下方位置および上方位置に移動させることができる。上方位置は、下方位置の上方にある。アーム９ａが下方位置にあるときに、加熱室２等の上述の外部装置と受渡部１Ｂとの間で処理対象物８を移動させることができる。また、受渡装置９は、アーム９ａが上方位置にあるときに、冷却部１Ａと受渡部１Ｂとの間で処理対象物８を移動させることができる。上述の開口１０ａ、開口１８ａ、開口２０ａ、および開口２７ａは、処理対象物８の受渡時に、アーム９ａ及び処理対象物８が通過可能となるような大きさに形成されている。

（熱処理装置の作動）
図４から図１７を参照して、熱処理設備１００の作動を説明する。概略的には、処理対象物８は、搬入装置６から熱処理設備１００に搬入され、加熱室２および冷却室１で熱処理を受けた後、搬出装置７によって熱処理設備１００から搬出される。

加熱室２での加熱処理の時間は、一般的に、冷却部１Ａでの冷却の時間の数倍から数十倍である。このため、１つの熱処理設備１００において、１つの冷却室１に対して、複数の加熱室２が設けられている。図４から図１７では、複数の加熱室２のそれぞれを識別するために、加熱室の参照符号に添字（１）から（５）のいずれかを付している。

図４から図１７において、それぞれ、（ａ）図は熱処理設備１００の平面図であり、（ｂ）図は熱処理設備１００の縦断面図（図２に対応する図）である。（ｂ）図において、ドットパターンで示される空間は、真空に近い低圧の空間（浸炭ガスを満たしている場合も含む）を示しており、無地の白色で示される空間は、大気圧の空間を示している。冷却部１Ａの扉１１および加熱室２の扉２１は、通常閉じられており、冷却部１Ａの内部および加熱室２の内部は、通常、受渡部１Ｂの内部から分離されている。以下で説明する工程Ｓ１からＳ２８は、いずれも熱処理設備１００の動作を示しており、工程Ｓ１からＳ２８のそれぞれが順に実行される。また、真空バルブ１２、ガスバルブ１３、開放バルブ１７、開放バルブ１９、真空バルブ２２、ガスバルブ２３では、各工程において、開状態を白で示し、閉状態を黒で示している。

図４は、工程Ｓ１、Ｓ２における熱処理設備１００の図である。ここで、加熱室２（２）から２（５）には、それぞれ処理対象物８が収納されており、加熱室２（１）のみが空いている。

（工程Ｓ１、Ｓ２）
工程Ｓ１の開始時に、受渡部１Ｂは、搬入装置６の先端部６ａに対向しているが、先端部６ａから分離されている。この開始時に、冷却部１Ａの扉１１は閉じられており、受渡装置９は、アーム９ａを下方位置に静止させている。また、処理対象物８がアーム９ａ上に載置されている。

工程Ｓ１では、移動装置５が冷却室１を前進させ、これにより冷却室１が搬入装置６に接近する。一方、搬入装置６は、工程Ｓ１と同時にまたは先立って、処理対象物８を、搬入装置６の先端部６ａに移動させている。工程Ｓ２では、受渡装置９が、搬入装置６の先端部６ａから受渡部１Ｂの下方位置まで処理対象物８を移動させる。

（工程Ｓ３）
図５は、工程Ｓ３における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ３では、移動装置５が冷却室１を後進させ、ターンテーブル４が冷却室１を加熱室２（１）の方に回転させる。これにより受渡部１Ｂが搬入装置６から離れた後、受渡部１Ｂが加熱室２（１）に対向する。ここで、加熱室２（１）は、真空排気されている。

（工程Ｓ４、Ｓ５）
図６は、工程Ｓ４、Ｓ５における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ４では、移動装置５が冷却室１を前進させ、これにより受渡部１Ｂが加熱室２（１）に接続される。工程Ｓ５では、真空バルブ１２が開かれる。これにより受渡部１Ｂおよび戸袋２７の内部の真空引きが所定の圧力に減圧されるまで実行される。

（工程Ｓ６、Ｓ７）
図７は、工程Ｓ６、Ｓ７における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ６では、受渡部１Ｂおよび戸袋２７の内部が所定の圧力まで減圧された後、加熱室２（１）の扉２１が開かれる。工程Ｓ７では、受渡装置９が処理対象物８を受渡部１Ｂから加熱室２（１）の載置台２５に移動させる。ここで、受渡部１Ｂ、戸袋２７、および加熱室２（１）の内部がすべて真空に保たれているので、処理対象物８は、空気に触れることなく移動できる。

（工程Ｓ８、Ｓ９）
図８は、工程Ｓ８、Ｓ９における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ８では、加熱室２（１）の扉２１が閉じられる。工程Ｓ９では、開放バルブ１７が開かれる。これにより受渡部１Ｂおよび戸袋２７の内部が大気圧に戻される。なお、加熱室２では、工程Ｓ８の完了の後、工程Ｓ２３の直前までの間、熱処理に適した所定の温度、圧力、雰囲気ガス、時間で熱処理が行われる。例えば、真空浸炭処理の場合は、処理対象物８を真空や常圧非酸化雰囲気などで昇温した後、真空バルブ２２及びガスバルブ２３を開き、浸炭に適したガス種、ガス量及び圧力の下で、処理対象物８に対して、浸炭、拡散処理を行う。

（工程Ｓ１０−Ｓ１３）
図９は、工程Ｓ１０−Ｓ１３における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ１０では、昇降装置１５がひとつ前の処理対象物８を液槽１４内の下方位置から上方空間１６内の上方位置に引き上げる。工程Ｓ１１では、開放バルブ１９が開かれる。これにより冷却部１Ａの内部が大気圧に戻される。工程Ｓ１２では、受渡装置９がアーム９ａを、受渡部１Ｂ内の下方位置から上方位置まで上昇させる。受渡装置９は、受渡部１Ｂ内の上方位置において、上方空間１６内の上方位置に位置する処理対象物８を受け取ることができる。工程Ｓ１３では、移動装置５が冷却室１を後進させ、これにより受渡部１Ｂが加熱室２（１）から離れる。

（工程Ｓ１４−Ｓ１７）
図１０は、工程Ｓ１４−Ｓ１７における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ１４では、ターンテーブル４が冷却室１を回転させ、これにより受渡部１Ｂが搬出装置７の先端部７ａに対向する。工程Ｓ１５では、移動装置５が冷却室１を前進させ、これにより受渡部１Ｂが搬出装置７に接近する。工程Ｓ１６では、冷却部１Ａの扉１１が開かれる。工程Ｓ１７では、受渡装置９が上方空間１６内の上方位置に位置する処理対象物８を受け取る。

（工程Ｓ１８、Ｓ１９）
図１１は、工程Ｓ１８、Ｓ１９における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ１８では、受渡装置９がアーム９ａを受渡部１Ｂ内の上方位置から下方位置まで下降させ、受渡装置９が処理対象物８を受渡部１Ｂから搬出装置７の先端部７ａに移動させる。工程Ｓ１９では、移動装置５が冷却室１を後進させ、これにより受渡部１Ｂが搬出装置７から離れる。

（工程Ｓ２０）
図１２は、工程Ｓ２０における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ２０では、ターンテーブル４が冷却室１を回転させ、これにより受渡部１Ｂが加熱室２（２）に対向する。ここで、加熱室２（２）は、工程Ｓ１９の完了時点において処理対象物８の加熱処理が最も早く完了する予定の加熱室２を指している。

（工程Ｓ２１、Ｓ２２）
図１３は、工程Ｓ２１、Ｓ２２における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ２１では、移動装置５が冷却室１を前進させ、これにより受渡部１Ｂが加熱室２（２）に接続される。工程Ｓ２２では、真空バルブ１２が開かれる。これにより冷却部１Ａの上方空間１６、受渡部１Ｂ、および戸袋２７の内部の真空引きが所定の圧力に減圧されるまで実行される。そして、冷却部１Ａの上方空間１６、受渡部１Ｂ及び戸袋２７が所定の圧力まで真空排気された後、これらの部位及び加熱室２を、工程Ｓ２３〜２５で行われる真空浸炭焼き入れをはじめとする各種焼き入れのための搬送に適した圧力とする。図１４では、全てが真空の状態で搬送する図を記載しているが、復圧した方が良い場合には、ガスバルブ１３、２３を開くことによって、上記全ての部位を同じ所定の圧力まで非酸化性雰囲気で復圧する。

（工程Ｓ２３、Ｓ２４）
図１４は、工程Ｓ２３、Ｓ２４における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ２３では、受渡部１Ｂおよび戸袋２７の内部が所定の圧力まで減圧された後、加熱室２（２）の扉２１が開かれ、さらに、工程Ｓ２４では、受渡装置９が、処理対象物８を、受渡部１Ｂの載置台２５から受渡部１Ｂの下方位置、上方位置を経由して、冷却部１Ａの上方空間１６内の上方位置にまで、移動させた後、昇降装置１５によって液槽１４に沈められる。ここで、加熱室２（２）の内部、戸袋２７、受渡部１Ｂ、および上方空間１６の内部がすべて真空に保たれているので、処理対象物８は、空気に触れることなく移動できる。なお、加熱室から冷却部への搬送は真空中だけでなく、加熱室２（２）および戸袋２７、受渡部１Ｂ、上方空間１６の内部を非酸化性の雰囲気で任意の圧力に復圧した状態にして行うこともできる。

（工程Ｓ２５、Ｓ２６）
図１５は、工程Ｓ２５、Ｓ２６における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ２５では、冷却部１Ａの扉１１が閉じられ、加熱室２（２）の扉２１が閉じられる。工程Ｓ２６では、開放バルブ１７が開かれる。これにより、受渡部１Ｂおよび戸袋２７の内部が大気圧に戻される。

（工程Ｓ２７）
図１６は、工程Ｓ２７における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ２７では、移動装置５が冷却室１を後進させ、これにより受渡部１Ｂが加熱室２（２）から離れる。

（工程Ｓ２８）
図１７は、工程Ｓ２８における熱処理設備１００の図である。工程Ｓ２８では、ターンテーブル４が冷却室１を搬入装置６の方に回転させる。これにより、受渡部１Ｂが搬入装置６に対向する。この結果、熱処理設備１００の動作が、工程Ｓ１の開始時に戻る。

なお、冷却部１Ａ及び受渡部１Ｂは扉１１を介して分離することが可能となっているので、処理対象物８の冷却と受渡部１Ｂへの搬出入とを独立して実行することが可能である。つまり、冷却部１Ａに処理対象物８が配置されている状態で、図４から図１７に示されるように搬入装置６から加熱室２に処理対象物８を搬送することが可能である。このように、処理対象物８の冷却期間中にも、別の処理対象物８の加熱室２への搬送を行うことによって、搬送が行われない時間（空き時間）を低減することが可能である。

前記構成の熱処理設備１００によれば、以下のような効果を発揮できる。

（１）熱処理設備１００では、冷却室１は、鉛直軸Ａ回りに回転可能となっており、ターンテーブル４の円周上には、複数の加熱室２が配置されており、さらに、冷却室１が冷却部１Ａと受渡部１Ｂとを備えており、加熱室２と冷却室１との間を気密可能とするよう、受渡部１Ｂと加熱室２とは連結可能となっているので、別途保温室を設ける必要がなく、熱処理設備の合理化を行うことができる。

（２）冷却室１が冷却部１Ａと受渡部１Ｂとを備えており、加熱室２と冷却室１との間を気密可能とするよう、受渡部１Ｂと加熱室２とは連結可能となっており、受渡部１Ｂは、加熱室２と冷却部１Ａとの間で処理対象物８を受け渡し可能な受渡装置９を備えている。したがって、加熱室２から冷却部１Ａまでが真空引きされ、所定雰囲気で満たした状態で処理対象物８の搬送が可能であり、処理対象物８の搬送時間を短縮することができる。

（３）加熱室２及び冷却部１Ａが個別に気密可能に構成されているので、加熱室２のメンテナンスを個別に行うことができ、また、異なる加熱室２間で雰囲気を分離するようになっている。加熱室２のメンテナンスを個別に行うことで、熱処理設備の生産性を向上させることができる。また、異なる加熱室２間で雰囲気を分離するので、ある加熱室の雰囲気が別の加熱室の雰囲気に影響を及ぼすことを防止できる。なお、加熱室２の、真空バルブ２２、ガスバルブ２３は、内部の雰囲気を微調整したり、メンテナンス後に再稼働する時に用いられ、メンテナンス時には、開放バルブ（図示せず）により、内部を大気圧に戻すようになっている。また、加熱室２は常時、所定雰囲気で満たした状態に保てるため、内部に外気が混入する心配はない。

（第２実施形態）
図１８は、第２実施形態に係る熱処理設備２００の平面図である。第１実施形態に係る熱処理設備１００が１つの受渡部１Ｂを備えているのに対して、第２実施形態に係る熱処理設備２００では、冷却室１は、第１受渡部１Ｂ１及び第２受渡部１Ｂ２からなる２つの受渡部を備えている。この点で、第２実施形態に係る熱処理設備２００は、第１実施形態に係る熱処理設備１００とは異なっている。他の構成要素については、第２実施形態に係る熱処理設備２００は、第１実施形態に係る熱処理設備１００と同一である。

第２実施形態に係る第１受渡部１Ｂ１及び第２受渡部１Ｂ２のそれぞれの構造は、第１実施形態に係る受渡部１Ｂの構造と同一である。そして、第１実施形態に係る受渡部１Ｂが受渡装置９を備えているように、第２実施形態に係る第１受渡部１Ｂ１は第１受渡装置９１を備えており、第２受渡部１Ｂ２は第２受渡装置９２を備えている。

第１受渡部１Ｂ１及び第２受渡部１Ｂ２はそれぞれ、回転軸Ａの半径方向で冷却部１Ａの一方側および他方側に配置されている。すなわち、図１８に示されるように、第１受渡部１Ｂ１、冷却部１Ａ、及び第２受渡部１Ｂ２が、一直線上に配置されている。これに応じて、第２実施形態に係る移動装置５は、冷却室１、すなわち、第１受渡部１Ｂ１、冷却部１Ａ、及び第２受渡部１Ｂ２の全体をターンテーブル４の半径方向に移動させるように構成されている。

第１受渡部１Ｂ１は、冷却前専用の受渡部として設けられている。第１受渡部１Ｂ１の第１受渡装置９１は、冷却前の処理対象物８、すなわち冷却部１Ａに搬入される前の処理対象物８を搬送する受渡装置となっている。一方、第２受渡部１Ｂ２は、冷却後専用の受渡部として設けられている。第２受渡部１Ｂ２の第２受渡装置９２は、冷却後の処理対象物８、すなわち冷却部１Ａで冷却された後の処理対象物８を搬送する受渡装置となっている。第１実施形態に係る図４から図１７までの搬送と対比すると、図４、図７、および図１４の搬送は、第１受渡部１Ｂ１の第１受渡装置９１によって行われ、図９、図１０、および図１１の搬送は、第２受渡部１Ｂ２の第２受渡装置９２によって行われる。

冷却後の処理対象物８には、処理対象物８を冷却液によって冷却する場合、冷却で使用される冷却液が付着している。第２受渡装置９２が冷却液の付着した冷却後の処理対象物８を搬送すると、この第２受渡装置９２にも冷却液が付着することが考えられる。この第２受渡装置９２が新たに搬入された冷却前の処理対象物８を搬送すると、この冷却前の処理対象物８にも冷却液が付着することもあり得る。冷却液の付いた状態で処理対象物８が加熱されると、処理対象物８の品質低下を招く可能性がある。

上記実施形態によれば、冷却前の処理対象物８および冷却後の処理対象物８がそれぞれ、異なる受渡装置（第１受渡装置９１、第２受渡装置９２）によって搬送されるので、加熱前の処理対象物８に冷却液が付着せず、加熱室２に冷却液が混入することを抑制できる。

さらに、受渡部が冷却前専用の受渡部である第１受渡部１Ｂ１と、冷却後専用の受渡部である第２受渡部１Ｂ２とに区別して設けられており、冷却前の処理対象物８と冷却後の処理対象物８とがそれぞれ異なる経路を通過するので、加熱室２に冷却液が混入することをより効果的に防止できる。

（第３実施形態）
図１９は、第３実施形態に係る熱処理設備３００の図２と同様の断面図である。第３実施形態に係る熱処理設備３００は、第１実施形態に係る受渡部１Ｂに代えて、受渡部３Ｂを備えている。他の構成要素については、第３実施形態に係る熱処理設備３００は、第１実施形態に係る熱処理設備１００と同一である。

第３実施形態に係る受渡部３Ｂは、受渡装置９に代えて、受渡装置３９を備えている。受渡装置３９は、第１アーム９１ａと、第２アーム９２ａと、第１アーム９１ａおよび第２アーム９２ａを個別に昇降させる昇降装置９ｂとを備えている。この構成により、受渡装置３９は、第１受渡装置および第２受渡装置からなる２つの受渡装置を実質的に備えている。ここで、第１受渡装置は、第１アーム９１ａおよび昇降装置９ｂからなっており、第２受渡装置は、第２アーム９２ａおよび昇降装置９ｂからなっている。また、共用型の昇降装置９ｂに代えて、第１アーム９１ａおよび第２アーム９２ａをそれぞれ昇降させる２つの別の昇降装置が設けられてもよい。第１アーム９１ａは、冷却前の処理対象物８を搬送するためのアームであり、第２アーム９２ａは、冷却後の処理対象物８を搬送するためのアームである。本実施形態では、冷却前用の第１アーム９１ａは、冷却後用の第２アーム９２ａの上方に配置されている。このため、第２アーム９２ａに付着した冷却液が滴下しても、この冷却液が第１アーム９１ａに付着しない。なお、第１アーム９１ａおよび第２アーム９２ａを個別に使用できるように、受渡部３Ｂの上方位置の上方には第１アーム９１ａの待避スペースが設けられ、受渡部３Ｂの下方位置の下方には第２アーム９２ａの待避スペースが設けられている。このため、第３実施形態に係る受渡部３Ｂの内部は、第１実施形態に係る受渡部１Ｂの内部よりも上下に長く延長されている。

上記実施形態によれば、冷却前の処理対象物８および冷却後の処理対象物８がそれぞれ、異なる受渡装置（第１受渡装置、第２受渡装置）によって搬送されるので、加熱室２に冷却液が混入することを抑制できる。

さらに、同一の受渡部３Ｂが、冷却前用の第１受渡装置および冷却後用の第２受渡装置を備えているので、加熱時に冷却液が混入することによって発生する品質低下を防止しながら、第１受渡装置および第２受渡装置の設置に要するスペースの増大を第２実施形態よりも抑制できる。

（第４実施形態）
図２０は、第４実施形態に係る熱処理設備４００の平面図である。第４実施形態に係る熱処理設備４００は、第１実施形態に係る移動装置５に代えて、移動装置５２、５６、５７を備えている。他の構成要素については、第４実施形態に係る熱処理設備４００は、第１実施形態に係る熱処理設備１００と同一である。

上述したように、第１実施形態に係る移動装置５は、回転軸Ａの半径方向で、冷却室１を移動させる装置である。これに対して、移動装置５２、５６、５７は、受渡部１Ｂと連結される側、すなわち、加熱室２、搬入装置６、及び搬出装置７をそれぞれ移動させる装置である。冷却室１を半径方向に移動させる代わりに、加熱室２、搬入装置６、及び搬出装置７を半径方向に移動させたとしても、受渡部１Ｂを加熱室２、搬入装置６、及び搬出装置７に連結することが可能である。

上記実施形態によれば、冷却室１を移動させることなく、受渡部１Ｂを加熱室２、搬入装置６、及び搬出装置７に連結することが可能である。上記実施形態では、冷却室１を移動させる際に振動によって液槽１４内の冷却液が開口１８から受渡部１Ｂ内に飛び出すというおそれが、なくなる。

上記実施形態では、熱処理設備は、真空浸炭設備を例として説明したが、本発明は、それに限定されず、一般の熱処理設備にも適用できる。本発明は、無酸化熱処理炉等、炉内部品や処理対象物が酸化されることによってダメージを受ける熱処理炉に、特に有効である。なお、上記実施形態では、処理対象物を冷却液によって冷却する場合について説明しているが、本発明は、処理対象物をガスによって冷却する場合も含む。さらに、上記実施形態では、開口１０ａに扉が設けられていないが、開口１０ａに扉を設ける構成も可能である。開口１０ａに扉を設ける場合には、受渡部１Ｂの内部雰囲気を外部雰囲気から隔離することができ、受渡部１Ｂと加熱室２との連結において、戸袋２７の部分の排気に限定することができ、真空排気時間を短縮することができる。

特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記実施形態に対して各種変形及び変更を行うことも可能である。

本発明では、設備の合理化を達成しながら、同時に、処理対象物の搬送時間を短縮できる熱処理設備を提供できるので、産業上の利用価値が大である。

１ 冷却室
１Ａ 冷却部
１０ 外殻壁 １０ａ 開口 １１ 扉 １１ａ パッキン
１２ 真空バルブ １３ ガスバルブ １４ 液槽 １５ 昇降装置
１６ 上方空間 １７ 開放バルブ １８ 仕切り壁 １８ａ 開口
１９ 開放バルブ
１Ｂ 受渡部
１Ｂ１ 第１受渡部 １Ｂ２ 第２受渡部
２ 加熱室
２０ 外殻壁 ２０ａ 開口 ２１ 扉 ２１ａ パッキン
２２ 真空バルブ ２３ ガスバルブ ２４ 加熱装置 ２５ 載置台
２６ 正面壁 ２７ 戸袋 ２７ａ 開口
２８ フランジ ２８ａ パッキン
２９ ファン
３Ｂ 受渡部
４ ターンテーブル ４ａ 外周
４０ 真空ポンプ
５、５２、５６、５７ 移動装置
５０ ガス供給装置
６ 搬入装置 ６ａ 先端部
７ 搬出装置 ７ａ 先端部
８ 処理対象物
９、３９ 受渡装置
９ａ アーム
９１ａ 第１アーム ９２ａ 第２アーム
９ｂ 昇降装置
９１ 第１受渡装置
９２ 第２受渡装置
１００、２００、３００、４００ 熱処理設備
Ａ 回転軸

Claims (4)

1. 処理対象物に加熱を行う加熱室と、
   前記加熱室で加熱された処理対象物を冷却する冷却室と、を備えている熱処理設備であって、
   前記冷却室は、鉛直軸回りに回転可能となっており、処理対象物をガスあるいは冷却液で冷却する冷却部と、処理対象物を受入及び搬出するための受渡部と、を備えており、
   前記鉛直軸と同軸の円周上には、複数の前記加熱室が配置されており、
   前記加熱室と前記冷却室との間を気密可能とするよう、前記受渡部と前記加熱室とは連結可能となっており、
   前記加熱室と前記冷却部との間で処理対象物を受け渡し可能な受渡装置を備えていることを特徴とする、熱処理設備。
2. 前記受渡装置は、前記加熱室から前記冷却部まで処理対象物を搬送する第１受渡装置と、
   前記冷却部で冷却された処理対象物を前記冷却室から搬出する第２受渡装置と、を備えている請求項１に記載の熱処理設備。
3. 前記受渡部は、前記加熱室から前記冷却部まで処理対象物を搬送するための第１受渡部と、前記冷却部で冷却された処理対象物を前記冷却室から搬出するための第２受渡部と、を備えており、
   前記第１受渡部と前記第２受渡部とは前記冷却部に対して互いに反対側となるように配置されており、
   前記第１受渡部は、前記第１受渡装置を備えており、
   前記第２受渡部は、前記第２受渡装置を備えている、請求項２記載の熱処理設備。
4. 前記冷却室は、１個の前記受渡部を備えており、
   単一の前記受渡部は、前記第１受渡装置と、前記第２受渡装置と、を備えている、請求項２に記載の熱処理設備。

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