JP6576652B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱又は冷却によって、被処理物の性質を変化させる熱処理装置に関する。

熱処理とは、加熱又は冷却によって、被処理物の性質を変化させる処理の総称である。多数の被処理物を搬送治具に載置して、筐体を備える熱処理炉に搬入して熱処理を行うことが、よく知られている（例えば、特許文献１）。

例えば、電動機や発電機の電機子鉄心のような積層鉄心は、電磁鋼板等の薄板を打抜き加工して形成された素板を積層して製造される。かかる積層鉄心の製造工程においては、各種の熱処理、例えば、油焼き、焼き鈍し、黒化処理などが施される。油焼きは、加工工程で素板の表面に付着したスタンピングオイル等の油分を蒸発させて除去する処理である。焼き鈍しは、焼鈍とも呼ばれ、素板の歪みや内部応力を除去する処理である。黒化処理は、ブルーイングとも呼ばれ、防錆のために、素板の表面に四酸化三鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）の被膜（いわゆる黒さび）を生成する処理である。油焼き、焼き鈍し、黒化処理は連続して施されることもある。例えば、特許文献２の図１には、脱油炉２、焼鈍炉３、ブルーイング炉４を送路１で結んで、被処理物を各炉に搬入及び搬出する連続焼鈍・ブルーイング装置が開示されている。また、これらの処理の間に冷却工程が挿入されることもある（例えば、特許文献２、図１の空冷機構５０）。

特開２００３−１１３４２１号公報 特公平７−４２５０８号公報

特許文献２に開示されているような、複数の熱処理炉を直列に配列した熱処理装置においては、内部温度の異なる熱処理炉が隣接して配置されている。そのため、熱処理炉間（つまり、工程間）で、被処理物を移送する際には、熱処理炉内の雰囲気は隣接する熱処理炉や区画に流れる。高温の雰囲気が相対的に温度の低い熱処理炉や区画に流れると、高温の雰囲気に含まれていた水分や油分が、温度の低い区画で液化することがある。つまり、結露が生じることがある。熱処理炉の天井面で結露が生じると、水滴や油滴が落下して被処理物が汚れるという問題が生じる。

加えて近年は、電機子鉄心の特性を向上させるために、電機子鉄心を構成する素板はさらに薄くなる傾向にあり、積層枚数は増加する傾向にある。積層枚数が増加すれば、電機子鉄心に付着するスタンピングオイルの量も増加する。また、生産性向上のために打抜き速度を上げたり、複数枚の薄板を重ねて同時に打抜いたりすることが行われるが、これらを行うためには、スタンピングオイルの量を増加させる必要がある。つまり、近年は、電機子鉄心（積層鉄心）に付着されるスタンピングオイルの量が増加する傾向にある。そのため、熱処理炉において、スタンピングオイルの結露が生じやすくなる傾向にある。また、結露は連続処理炉だけで生じるものではない。単独炉であっても、付着したスタンピングオイルの量が多い場合には、結露が生じやすい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、結露によって生じた水滴や油滴で被処理物を汚すことが少ない熱処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る熱処理装置は、筐体の内部に被処理物を搬入して、前記被処理物に対して熱処理を施す熱処理装置において、前記筐体の内部にあって、前記被処理物を覆う天蓋面を備える。前記天蓋面には、前記天蓋面を前記被処理物の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形において斜路が形成され、前記斜路の最高点から延びる下り斜面は、前記被処理物の左端から立ち上げた垂線と前記被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びる。そして、前記天蓋面は、前記被処理物と共に前記熱処理装置内を移動する搬送治具に載置された屋根形部材の下面である。

本発明に係る熱処理装置は、前記天蓋面を、前記筐体の内部に配置された屋根形部材の下面であって、前記屋根形部材は、複数の屋根板を備え、前記複数の屋根板は上下に間隔を開けて配置されるとともに、平面形において一部が重複するように配置するものである。

本発明に係る熱処理装置において、前記天蓋面は、前記被処理物と共に前記熱処理装置内を移動する搬送治具に載置された屋根形部材の下面であって、前記屋根形部材は、複数の屋根板を備え、前記複数の屋根板は上下に間隔を開けて配置されるとともに、平面形において一部が重複するように配置される。

本発明に係る熱処理装置において、前記天蓋面は、前記被処理物が通過するゲートに昇降自在に取り付けられた遮蔽板の下端に形成される。

本発明に係る熱処理装置において、前記天蓋面には、高位置から低位置に向かう複数の溝が形成されている。

前記天蓋面は、前記筐体の天井であって、前記天井には、高位置から低位置に向かう複数の溝が形成されていても良い。

前記最高点は、前記天蓋面の左端と右端の中間にあって、前記下り斜面は前記最高点の両側にあって、前記天蓋面の左端及び右端に向かって延びるように形成されていても良い。あるいは、前記最高点は、前記天蓋面の左端または右端にあって、前記下り斜面は前記最高点から前記天蓋面の他方端に向かって延びるように形成されていても良い。

本発明によれば、天蓋面に生じた水滴や油滴を天蓋面の端部に誘導して、該端部から水滴や油滴を落下させるので、天蓋面からの水滴や油滴の落下を抑制することができる。そのため、被処理物の水滴や油滴による汚れが減少する。

本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置の構成を示す概念的な断面図である。 （ａ）は、図１に記載の熱処理装置のパージ部を、図１のＡ−Ａ’線で切断した横断面図である。（ｂ）はパージ部の筐体を（ａ）のＣ−Ｃ’線で切断した断面図である。 図１に記載の熱処理装置の焼鈍炉を図１のＢ−Ｂ’線で切断した横断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る第１冷却部の構成を示す説明図であって、図２に対応する横断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る屋根形部材を搬送治具に搭載置した状態を示す説明図である。 本発明の変形例を示す筐体の説明図であって、図２に対応する横断面図である。（ａ）〜（ｃ）は各変形例を示す。 本発明の別の変形例を示す筐体の説明図であって、図２に対応する横断面図である。（ａ）〜（ｃ）は各変形例を示す。 本発明の更に別の変形例を示す屋根形部材の説明図であって、図４に対応する横断面図である。（ａ）〜（ｄ）は各変形例を示す。 本発明の変形例を示す溝の形状の説明図であって、図２（ａ）に対応する横断面図である。（ａ）、（ｂ）は各変形例を示す。

以下、本発明の実施形態に係る熱処理装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、スプロケットホイールと無端チェーンを搬送装置として備える連続炉を熱処理装置の具体例として例示する。また、熱処理の具体例として、油焼き、焼き鈍し、黒化処理及び冷却を例示する。被処理物の具体例として、積層鉄心を例示する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱処理装置１の構成を示す概念的な断面図である。熱処理装置１は、搬入部２に搬入された積層鉄心３に対して、後述する各種の熱処理を行って、搬出部４に搬出する装置である。

積層鉄心３は、回転電動機の電機子を構成する鉄心である。積層鉄心３は、図示しない別工程において、いわゆる電磁鋼板の薄板をプレス機で打ち抜いて形成された複数の素板を積層し、カシメ加工等によって結合して構成される。積層鉄心３は、図示しない前工程において、搬送治具５に載置されて、搬入部２に搬入される。図１においては、積層鉄心３が載置された搬送治具５の上に、積層鉄心３が載置された搬送治具５を積み重ねて、搬入部２に置いた状態を示している。積層鉄心３と搬送治具５はこの状態のまま、後述するような各種の熱処理炉等の中を通って、搬出部４に搬出される。

熱処理装置１は、積層鉄心３が載置された搬送治具５を搬入部２から搬出部４まで搬送する搬送装置６を備えている。また、搬入部２と搬出部４の間には、パージ部７、脱油炉８、焼鈍炉９、第１冷却部１０、ブルーイング炉１１、及び第２冷却部１２が直列に配置されている。また、パージ部７の入り口、第２冷却部１２の出口、及び、パージ部７〜第２冷却部１２の間の境界には、シャッタ１３（１３ａ〜１３ｇ）が配置されている。なお、パージ部７〜第２冷却部１２は、本発明の筐体を備える熱処理炉の例示であり、シャッタ１３（１３ａ〜１３ｇ）はゲートの例示である。

搬送装置６は、搬出部４に配置された駆動スプロケットホイール６ａと、搬入部２に配置された従動スプロケットホイール６ｂを備える。駆動スプロケットホイール６ａと従動スプロケットホイール６ｂの間には、図示しない無端チェーンが巻き回されていて、無端チェーンには多数のスラット６ｃが無端チェーンの移動方向に配列されて、取り付けられている。なお、駆動スプロケットホイール６ａは図示しない回転電動機で駆動される。

パージ部７は、以後の処理を無酸化雰囲気で行うために、例えば窒素ガスで空気を置換する区画である。そのために、パージ部７には窒素ガス注入管７ａと空気排出管７ｂが配設されている。パージ部７に積層鉄心３が載置された搬送治具５が搬入されると、シャッタ１３ａが閉鎖され、パージ部７の上部に配置された窒素ガス注入管７ａから窒素ガスが注入され、パージ部７内にあった空気はパージ部７の下部に配置された空気排出管７ｂを通って外部に排出される。

脱油炉８は、打ち抜き工程において積層鉄心３を構成する素板に付着した油分を蒸発させる熱処理炉、つまり、積層鉄心３にいわゆる「油焼き」を施す熱処理炉である。脱油炉８の内部には、積層鉄心３を脱油温度（３００〜４００℃近傍）まで昇温させるヒータ８ａが、配設されている。また、脱油炉８の前端には、脱油炉８内の雰囲気を外部に排出する排出筒８ｂが、後端には、脱油炉８内に窒素ガスを注入する窒素ガス注入管８ｃが、それぞれ配設されている。脱油炉８はこのように構成されているので、積層鉄心３は窒素ガス雰囲気の中で加熱され、積層鉄心３に付着していたスタンピングオイルは窒素ガス中に蒸発する。そして、スタンピングオイルの蒸気を含む窒素ガスは、排出筒８ｂを通って外部に排出される。なお、脱油炉８はパージ部７に隣接して配置されていて、脱油炉８とパージ部７の間にはシャッタ１３ｂが配置されている。

焼鈍炉９は、積層鉄心３を加熱して焼き鈍す熱処理炉である。焼鈍炉９の内部には、積層鉄心３を焼鈍温度（例えば８００℃近傍）まで上昇させて保持するヒータ９ａが配設されている。また、焼鈍炉９内へ窒素ガスを注入する窒素ガス注入管９ｂが配設されている。なお、焼鈍炉９は、脱油炉８の先に配置されていて、焼鈍炉９と脱油炉８の間にはシャッタ１３ｃが配置されている。

第１冷却部１０は、焼鈍が終了した積層鉄心３をブルーイングの開始に適した温度まで冷却する区画である。第１冷却部１０には、窒素ガス注入管１０ａと、冷却管１０ｂが配設されている。窒素ガス注入管１０ａは第１冷却部１０内に窒素ガスを注入する管路である。冷却管１０ｂは、外気を導通させて、第１冷却部１０内の雰囲気を冷却する管路である。冷却管１０ｂの一方端から導入された外気は、第１冷却部１０内の雰囲気との間で熱交換を行って、つまり第１冷却部１０内の雰囲気から吸熱し、その結果昇温して、冷却管１０ｂの他方端から排出される。なお、第１冷却部１０は、焼鈍炉９の先に配置されていて、焼鈍炉９と第１冷却部１０の間にはシャッタ１３ｄが配置されている。

ブルーイング炉１１は、積層鉄心３の表面に四酸化三鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）の被膜を生成する熱処理炉である。ブルーイング炉１１の内部には、炉内の雰囲気温度を被膜の生成に適した時間−温度曲線に従って変化させるヒータ１１ａと、不活性ガス（窒素ガス）と水蒸気を吹き込むガス供給ノズル１１ｂが配設されている。なお、ブルーイング炉１１は、第１冷却部１０の先に配置されていて、ブルーイング炉１１と第１冷却部１０の間にはシャッタ１３ｅが配置されている。

第２冷却部１２は、ブルーイングが終了した積層鉄心３を常温まで冷却する区画である。第２冷却部１２には、窒素ガス注入管１２ａと冷却管１２ｂが配設されている。窒素ガス注入管１２ａは第２冷却部１２内に窒素ガスを注入する管路である。冷却管１２ｂは、図示しない給水手段から供給される冷却水を導通させて、第２冷却部１２内の雰囲気を冷却する管路である。冷却管１２ｂの一方端から導入された冷却水は、第２冷却部１２内の雰囲気との間で熱交換を行って、つまり第２冷却部１２内の雰囲気から吸熱し、その結果昇温して、冷却管１２ｂの他方端から排出される。なお、第２冷却部１２は、ブルーイング炉１１の先に配置されていて、第２冷却部１２とブルーイング炉１１の間には、シャッタ１３ｆが配置されている。また、第２冷却部１２の先には搬出部４が配置されていて、第２冷却部１２と搬出部４の間にはシャッタ１３ｇが配置されている。

シャッタ１３（１３ａ〜１３ｇ）は、各区画（脱油炉８〜第２冷却部１２）の内部の雰囲気の他の区画への流入、及び外部への流出を防ぐ装置である。シャッタ１３は本体（遮蔽板）と、遮蔽板を昇降させる図示しないアクチュエータ（例えば、エアシリンダ）を備える。なお、図１においては、パージ部７の入り口に配置されたシャッタ１３ａについては、遮蔽板が上昇した状態、つまりパージ部７の入り口が開放された状態を示している。焼鈍炉９と第１冷却部１０の間に配置されたシャッタ１３ｄは中間高さまで上昇した状態を示している。その他のシャッタ１３ｂ〜１３ｃ、１３ｅ〜１３ｇについては遮蔽板が下降した状態、つまり各区画の境界が閉鎖された状態を示している。

熱処理装置１は、図示しないコンピュータを備える制御装置１４によって制御される。制御装置１４は、コンピュータに記憶されたプログラムを実行して、搬送装置６を制御する。また、制御装置１４は、コンピュータに記憶されたプログラムを実行して、シャッタ１３（１３ａ〜１３ｇ）を開閉する。そして、制御装置１４は、パージ部７及び各区画（脱油炉８〜第２冷却部１２）に供給される窒素ガスの流量を調整する。さらに、制御装置１４は、脱油炉８、焼鈍炉９及びブルーイング炉１１を動作させ、第１冷却部１０及び第２冷却部１２に供給される冷却空気及び冷却水の流量を調整する。

熱処理装置１は、概ね、以下のようなシーケンスで運転される。まず、操作員が、例えば、図示しないホイストを使って、あるいはロボットが、積層鉄心３が載置された搬送治具５を搬入部２に搬入する。搬入が完了すると、操作員は図示しない起動スイッチをＯＮにする。起動スイッチがＯＮにされると、制御装置１４はパージ部７の入り口に配置されたシャッタ１３ａに指令して、パージ部７の入り口を開放させ、搬送装置６に指令して、積層鉄心３が載置された搬送治具５をパージ部７の内部に移送する。その後、制御装置１４はシャッタ１３ａに指令して、パージ部７の入り口を閉鎖させ、パージ部７に指令して、窒素ガス注入管７ａから窒素ガスを噴出させる。そして、パージ部７内の雰囲気が窒素ガスで置換されたら、制御装置１４は脱油炉８の入り口に配置されたシャッタ１３ｂに指令して、脱油炉８の入り口を開放させ、搬送装置６に指令して、積層鉄心３が載置された搬送治具５を脱油炉８の内部に移送する。その後、制御装置１４はシャッタ１３ｂに指令して、脱油炉８の入り口を閉鎖させ、脱油炉８に指令して、ヒータ８ａを動作させ、搬送治具５に載置された積層鉄心３に付着した油分を除去する。つまり積層鉄心３に「油焼き」を施す。「油焼き」が完了したら、制御装置１４は脱油炉８と焼鈍炉９の境界に配置されたシャッタ１３ｃと搬送装置６に指令して、積層鉄心３が載置された搬送治具５を焼鈍炉９の内部に移送させる。そして、シャッタ１３ｃに指令して焼鈍炉９の入り口を閉鎖させ、焼鈍炉９に指令して、ヒータ９ａを動作させ、積層鉄心３に「焼き鈍し」を施す。以後、同様にして、各区画での処理が終わる度に、積層鉄心３が載置された搬送治具５を次の区画に移送して、次の処理を施す。全ての処理が終わったら、積層鉄心３が載置された搬送治具５は搬出部４に移送される。

さて、パージ部７の内部の雰囲気温度は運転中の脱油炉８の内部の雰囲気温度より低いから、シャッタ１３ｂが開放されて、脱油炉８の内部の雰囲気がパージ部７に流入すると、パージ部７において結露が生じやすい。脱油炉８の内部の雰囲気温度は焼鈍炉９の雰囲気温度より低いから、シャッタ１３ｃが開放されて、焼鈍炉９の内部の雰囲気が脱油炉８に流入すると、脱油炉８において結露が生じやすい。第１冷却部１０の内部の雰囲気温度は焼鈍炉９の内部の雰囲気より低いから、シャッタ１３ｄが開放されて、焼鈍炉９の内部の雰囲気が第１冷却部１０に流入すると、第１冷却部１０において結露が生じやすい。また、第１冷却部１０の内部の雰囲気温度はブルーイング炉１１の内部の雰囲気温度より低いから、シャッタ１３eが開放されて、ブルーイング炉１１の内部の雰囲気が第１冷却部１０に流入すると、第１冷却部１０において結露が生じやすい。第２冷却部１２の内部の雰囲気温度はブルーイング炉１１の内部の雰囲気温度より低いから、シャッタ１３ｆが開放されて、ブルーイング炉１１の内部の雰囲気が第２冷却部１２に流入すると、第１冷却部１０において結露が生じやすい。

図２（ａ）は、パージ部７を図１のＡ−Ａ’線で切断した横断面図である。 図２（ａ）に示すように、パージ部７の外郭を構成する筐体１５の内面の天井面は、中央部１５ａが最も高く、左端１５ｂと右端１５ｃが最も低くなるような傾斜を備えている。また、天井面は左右対称に形成されていて、中央部１５ａは左端１５ｂと右端１５ｃの丁度中間にあり、左端１５ｂと右端１５ｃの高さは同じである。従って、左端１５ｂと右端１５ｃは、天井面の他の全ての部位よりも低い位置にある。また、図２（ｂ）に示すように、天井面の中央部１５ａから右端１５ｃに向かう斜面には、当該斜面の測地線に沿って、つまり傾斜が最大になる方向に、多数の溝１５ｄが形成されている。中央部１５ａから左端１５ｂに向かう斜面についても、同様である。なお、この天井面は本発明に係る天蓋面の例示である。また、溝１５ｄの形成は任意である。天井面は溝１５ｄのない平滑面であってもよい。

筐体１５の天井面は、このように形成されているので、天井面に結露した油滴等は、中央部１５ａから左端１５ｂ及び右端１５ｃに向かって流れ、さらに壁面１５ｅを伝って下方に流れる。筐体１５の底部には油溜部１６が設けられていて、壁面１５ｅを伝って流れた油滴等は油溜部１６に入り、その後、図示しないドレイン管を通って外部に排出される。

なお、中央部１５ａは筐体１５の天井面に形成された斜路の最高点であり、左端１５ｂ及び右端１５ｃは中央部１５ａから延びる下り斜面の終端に相当する。そして、左端１５ｂ及び右端１５ｃ、つまり中央部１５ａから延びる下り斜面の終端は、搬送装置６のスラット６ｃの左端から立ち上げた垂線６ｄとスラット６ｃの右端から立ち上げた垂線６ｅに挟まれた区間６ｆの外側に位置している。

また、天井面には多数の溝１５ｄが形成されていて、表面を平滑に仕上げた場合に比べて、表面積が大きくなるので、天井面に付着した油滴等が落下しにくい。また、溝１５ｄは天井面において傾斜が最大になる方向に形成されているので、天井面に付着した油滴等は溝１５ｄに沿って、左端１５ｂ又は右端１５ｃに向かって速やかに流れる。そのため、天井面に付着した油滴等が、天井面から落下して積層鉄心３等を汚すことが少なくなる。

図３は、焼鈍炉９を図１のＢ−Ｂ’線で切断した横断面図である。図３においては、焼鈍炉９と第１冷却部１０の境界に配置されたシャッタ１３ｄを、図１において左側から見ている。図３に示すように、シャッタ１３ｄの下端１７は、中央部１７ａが最も高く、左端１７ｂと右端１７ｃが最も低くなるように形成されている。下端１７も左右対称に形成されていて、中央部１７ａは左端１７ｂと右端１７ｃの丁度中間にあり、左端１７ｂと右端１７ｃの高さは同じである。従って、左端１７ｂと右端１７ｃは、下端１７の他の全ての部位よりも低い位置にある。図示していないが、下端１７にも、筐体１５における溝１５ｄと同様の溝が形成されている。なお、下端１７は遮蔽板の下端に形成された天蓋面の例示である。

シャッタ１３ｄはこのように構成されているので、結露によってシャッタ１３ｄに生じた油滴等は、中央部１７ａから左端１７ｂ及び右端１７ｃに速やかに流れる。そのため、積層鉄心３がシャッタ１３ｄの下を通過する際、下端１７から油滴等が落下して、積層鉄心３を汚すことが少なくなる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態において、筐体１５あるいはシャッタ１３ｄを搬送装置６による積層鉄心３の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形を、筐体１５の天井面あるいはシャッタ１３ｄの下端１７にある任意の点から、左端部あるいは右端部に向かう経路は、その全区間において、端部に近づくに従って高さが減少する斜路をなすような形状にする例を示した。つまり、筐体１５の断面形の天井面に斜路を形成する例を示したが、筐体１５の内部に新たな部材を追加して、該新たな部材で斜路を形成するようにしても良い。この構成は、既存の熱処理装置に本発明を適用する場合に特に有用である。以下、図４を参照して、第２の実施形態について説明する。

図４に示すように、筐体１５の内部には、屋根形部材１８が吊り柱１９を介して筐体１５の天井面から吊り下げられている。また、屋根形部材１８は、筐体１５の全長（図１における左右方向）に亘って筐体１５内に配置されて、搬送治具５に搭載された全ての積層鉄心３をカバーしている。屋根形部材１８は、図４に示すような横断面形において、中央部１８ａが最も高く、左端１８ｂと右端１８ｃが最も低くなるような傾斜を備えている。また、天井面は左右対称に形成されていて、中央部１８ａは左端１８ｂと右端１８ｃの丁度中間にあり、左端１８ｂと右端１８ｃの高さは同じである。また、屋根形部材１８の下面にも、筐体１５における溝１５ｄと同様の溝が形成されている。なお、屋根形部材１８の素材は特に限定されないが、屋根形部材１８が配置される区画の雰囲気温度に耐えられる耐熱材料の中から適当な材料を選べば良い。

屋根形部材１８は、このように構成されているので、屋根形部材１８の下面で結露した油滴等は、中央部１８ａから左端１８ｂ及び右端１８ｃに速やかに流れ、左端１８ｂ及び右端１８ｃから油溜部１６に落下する。このため、油滴等が積層鉄心３に落下して、積層鉄心３を汚すことが少ない。

なお、中央部１８ａは屋根形部材１８の下面に形成された斜路の最高点であり、左端１８ｂ及び右端１８ｃは中央部１８ａから延びる下り斜面の終端に相当する。そして、左端１８ｂ及び右端１８ｃ、つまり中央部１８ａから延びる下り斜面の終端は、搬送装置６のスラット６ｃの左端から立ち上げた垂線６ｄとスラット６ｃの右端から立ち上げた垂線６ｅに挟まれた区間６ｆの外側に位置している。

（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態においては、天蓋面を形成する部材を熱処理装置１に固定設置する例を示したが、天蓋面を備える部材が搬送治具５と共に移動するようにしても良い。このように構成すれば、既設の熱処理装置１に、本発明を容易かつ安価に適用することができる。以下、図５を参照して、第３の実施形態について説明する。

図５に示すように、屋根形部材１８には、置き柱２０が取り付けられていて、置き柱２０は下面において、搬送治具５に支持されている。つまり、屋根形部材１８は置き柱２０を介して、搬送治具５の上に載置されていて、搬送治具５と共に熱処理装置１内を移動できる。第２の実施形態の場合と同様に、屋根形部材１８の下面で結露した油滴等は、中央部１８ａから左端１８ｂ及び右端１８ｃに速やかに流れ、左端１８ｂ及び右端１８ｃから落下する。このため、油滴等が積層鉄心３に落下して、積層鉄心３を汚すことが少ない。

なお、第３の実施形態においても、中央部１８ａは屋根形部材１８の下面に形成された斜路の最高点であり、左端１８ｂ及び右端１８ｃは中央部１８ａから延びる下り斜面の終端に相当する。そして、左端１８ｂ及び右端１８ｃ、つまり中央部１８ａから延びる下り斜面の終端は、搬送装置６のスラット６ｃの左端から立ち上げた垂線６ｄとスラット６ｃの右端から立ち上げた垂線６ｅに挟まれた区間６ｆの外側に位置している。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、これらは、本発明の具体的実施態様を例示するものであって、本発明の技術的範囲を画すものではない。本発明は特許請求の範囲に記述された技術的思想の限りにおいて、自由に変形、応用あるいは改良して実施することができる。

各実施形態において、天蓋面の横断面形が直線で構成される例を示したが、天蓋面はこのようなものには限定されない。例えば図６（ａ）に示すように、横断面形が曲線をなすものであっても良い。天蓋面の横断面形は、左右対称のものには限定されない。例えば、図２（ａ）において、中央部１５ａが左端１５ｂと右端１５ｃの中間よりも、左端１５ｂ又は右端１５ｃに寄っていても良い。あるいは、左端１５ｂと右端１５ｃの高さが異なるようにしても良い。天蓋状部材の横断面形は、中央部１５ａが最も高くなるものには限定されない。例えば、図６（ｂ）に示すように、左端１５ｂが最も高く、右端１５ｃが最も低くなるようにしても良い。つまり、油滴等が左端１５ｂから右端１５ｃに向けて流れるようにしても良い。シャッタ１３ｄの下端１７の形状についても同様である。要するに、本発明に係る天蓋面を、被処理物の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形において、天蓋面にある任意の点には、その点から天蓋面の左端部あるいは右端部のいずれか一方の端部に向かう下向きの斜路が常に存在していて、その斜路は常に下り坂であって、途中で昇り坂に転じることが無ければ、どのような形状であっても良い。また、筐体１５の壁面１５ｅは垂直に立てられたものには限定されない。図６（ｃ）に示すように、左右の壁面１５ｅが内側に倒れていても良い。

第１の実施形態においては、中央部１５ａから延びる下り斜面が天蓋面の左端１５ｂ及び右端１５ｃが天蓋面に達する例を示したが、下り斜面は左端１５ｂ及び右端１５ｃに到達しなくても良い。斜路の最高点から延びる下り斜面は、被処理物の左端から立ち上げた垂線と前記被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びていれば、十分である。例えば図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、中央部１５ａが天蓋面の最高点であって、中央部１５ａの左右両側に下り斜面が形成されていて、下り斜面の終端１５ｆ、１５ｇが、搬送装置６のスラット６ｃの左端から立ち上げた垂線６ｄとスラット６ｃの右端から立ち上げた垂線６ｅに挟まれた区間６ｆの外側に位置するようにしても良い。あるいは図７（ｃ）に示すように、左端１５ｂが天蓋面の最高点である場合に、左端１５ｂから右端１５ｃに向かう下り斜面の終端１５ｇが、搬送装置６のスラット６ｃの右端から立ち上げた垂線６ｅの右側、つまり区間６ｆの外側に位置するようにしても良い。このように構成されているので、結露によって天蓋面に生じた水滴や油滴は、下り斜面を伝って終端１５ｆ、１５ｇまで流れ、終端１５ｆ、１５ｇから油溜部１６に落下する。そのため、水滴や油滴で積層鉄心３を汚すことがない。

また、第１の実施形態ないし第３の実施形態及び上記変形例において、下り斜面の終端が、搬送装置６のスラット６ｃの左端から立ち上げた垂線６ｄとスラット６ｃの右端から立ち上げた垂線６ｅに挟まれた区間６ｆの外側に位置する例を例示したが、下り斜面の終端は区間６ｆから多少内側にあって良い。例えば、図７（ａ）において、終端１５ｆ、１５ｇは、左端に配置された積層鉄心３の左端から立ち上げた垂線３ａと右端に配置された積層鉄心３の右端から立ち上げた垂線３ｂに挟まれた区間３ｃの外側にあれば、下り斜面は、被処理物の左端から立ち上げた垂線と被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びていることになる。

筐体１５に固定される屋根形部材１８の取り付け構造は、いわゆる吊り屋根には限定されない。図８（ａ）に示すように、屋根形部材１８が左端１８ｂ及び右端１８ｃにおいて、筐体１５の左右の壁面１５ｅに支持されるようにしても良い。屋根形部材１８の横断面形状は、単純な「山形」には、限定されない。図８（ｂ）に示すように、左端１８ｂから右端１８ｃに向かって下がるようにしても良い。つまり、いわゆる「片流れ」型の屋根であっても良い。また図８（ｃ）に示すように、中央に「山形」の中央屋根形部材１８ｄを配置して、その両側に「片流れ」型の側部屋根形部材１８ｅを、中央屋根形部材１８ｄの端部と側部屋根形部材１８ｅの端部が一部重なるように配置しても良い。つまり、中央屋根形部材１８ｄを配置して、その両側に側部屋根形部材１８ｅを上下に間隔を開けて配置して、平面形において両者の一部が重複するように配置しても良い。このような構造にすれば、中央屋根形部材１８ｄの下面に沿って流れた油滴等は側部屋根形部材１８ｅの上面に落下して、側部屋根形部材１８ｅの上面に沿って流れる。中央屋根形部材１８ｄにおいても、側部屋根形部材１８ｅにおいても、その下面を伝って油滴等が流れる距離が短いから、油滴等はさらに落下しにくくなる。そのため、より確実に積層鉄心３の油汚れを抑制できる。また、図８（ｂ）に示した「片流れ」型の屋根形部材１８についても、図８（ｄ）に示すように、屋根形部材１８を上部屋根形部材１８ｆと下部屋根形部材１８ｇに分割して、両者の境界部において両者を上下に重ねるように配置すれば、同様の効果が得られる。図５に示したような搬送治具５に載置される屋根形部材１８も、図８（ｂ）〜（ｄ）に準じて変形させることができる。

天蓋面に備える溝は、図２（ｂ）に示された波形断面の溝１５ｄには限定されない。溝１５ｄは図９（ａ）に示すような矩形断面を備えていても良いし、図９（ｂ）示すような鋸形断面を備えていても良い。

上記各実施形態においては、天蓋面を形成する部材をパージ部７の内部、あるいはパージ部７の入口に配置されたシャッタ１３ｄに配置する例を例示したが、天蓋状部材を配置する位置（場所）は、これらには限定されない。他の区画や熱処理炉の内部に配置されても良い。あるいは、他の区画や熱処理炉の入口や出口に設けられたシャッタ１３に配置されても良い。また、例えば熱処理炉と他の熱処理炉の間にトンネル状の通路が配置される場合に、その通路に配置されても良い。

上記各実施形態においては、各区画を無酸化雰囲気にするために窒素ガスを導入することを例示したが、各区画に導入するガスは、その他の不活性ガスであっても良いし、ＤＸガスやＲＸガスのような変性ガスでも良い。

上記各実施形態においては、冷却管１０ｂ、１２ｂに導通させる冷却媒体として第１冷却部１０の冷却管１０ｂにおいては空気、第２冷却部１２の冷却管１２ｂにおいては水を、それぞれ例示したが、冷却媒体は空気や水には限定されない。

上記各実施形態においては、被処理物として積層鉄心を例示したが、本発明に係る被処理物は積層鉄心には限定されない。本発明は、スタンピングオイルを使用して打抜かれ、積層される積層体を被処理物とする熱処理装置及び熱処理方法に広く適用できる。

上記各実施形態においては、被処理物として積層鉄心を例示したが、本発明に係る熱処理装置及び熱処理方法の処理対象は、積層鉄心には限定されない。本発明に係る熱処理装置及び熱処理方法が対象とする被処理物は、スタンピングオイルを使用して打抜かれて、積層される積層体には限定されない。本発明に係る熱処理装置及び熱処理方法は、これら以外の製品あるいは半製品を対象とする熱処理に広く適用できる。

１ 熱処理装置
２ 搬入部
３ 積層鉄心
３ａ 垂線
３ｂ 垂線
３ｃ 区間
４ 搬出部
５ 搬送治具
６ 搬送装置
６ａ 駆動スプロケットホイール
６ｂ 従動スプロケットホイール
６ｃ スラット
６ｄ 垂線
６ｅ 垂線
６ｆ 区間
７ パージ部
７ａ 窒素ガス注入管
７ｂ 空気排出管
８ 脱油炉
８ａ ヒータ
８ｂ 排出筒
８ｃ 窒素ガス注入管
９ 焼鈍炉
９ａ ヒータ
９ｂ 窒素ガス注入管
１０ 第１冷却部
１０ａ 窒素ガス注入管
１０ｂ 冷却管
１１ ブルーイング炉
１１ａ ヒータ
１１ｂ ガス供給ノズル
１２ 第２冷却部
１２ａ 窒素ガス注入管
１２ｂ 冷却管
１２ｃ 排出筒
１３（１３ａ〜１３ｇ） シャッタ
１４ 制御装置
１５ 筐体
１５ａ 中央部
１５ｂ 左端
１５ｃ 右端
１５ｄ 溝
１５ｅ 壁面
１５ｆ 終端
１５ｇ 終端
１６ 油溜部
１７ 下端
１７ａ 中央部
１７ｂ 左端
１７ｃ 右端
１８ 屋根形部材
１８ａ 中央部
１８ｂ 左端
１８ｃ 右端
１８ｄ 中央屋根形部材
１８ｅ 側部屋根形部材
１８ｆ 上部屋根形部材
１８ｇ 下部屋根形部材
１９ 吊り柱
２０ 置き柱

Claims (8)

1. 筐体の内部に被処理物を搬入して、前記被処理物に対して熱処理を施す熱処理装置において、
   前記筐体の内部にあって、前記被処理物を覆う天蓋面を備え、
   前記天蓋面には、前記天蓋面を前記被処理物の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形において斜路が形成され、
   前記斜路の最高点から延びる下り斜面は、前記被処理物の左端から立ち上げた垂線と前記被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びるとともに、
   前記天蓋面は、前記被処理物と共に前記熱処理装置内を移動する搬送治具に載置された屋根形部材の下面である、
   ことを特徴とする熱処理装置。
2. 筐体の内部に被処理物を搬入して、前記被処理物に対して熱処理を施す熱処理装置において、
   前記筐体の内部にあって、前記被処理物を覆う天蓋面を備え、
   前記天蓋面には、前記天蓋面を前記被処理物の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形において斜路が形成され、
   前記斜路の最高点から延びる下り斜面は、前記被処理物の左端から立ち上げた垂線と前記被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びるとともに、
   前記天蓋面は、前記筐体の内部に配置された屋根形部材の下面であって、
   前記屋根形部材は、複数の屋根板を備え、前記複数の屋根板は上下に間隔を開けて配置されるとともに、平面形において一部が重複するように配置されている、
   ことを特徴とする熱処理装置。
3. 筐体の内部に被処理物を搬入して、前記被処理物に対して熱処理を施す熱処理装置において、
   前記筐体の内部にあって、前記被処理物を覆う天蓋面を備え、
   前記天蓋面には、前記天蓋面を前記被処理物の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形において斜路が形成され、
   前記斜路の最高点から延びる下り斜面は、前記被処理物の左端から立ち上げた垂線と前記被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びるとともに、
   前記天蓋面は、前記被処理物と共に前記熱処理装置内を移動する搬送治具に載置された屋根形部材の下面であって、
   前記屋根形部材は、複数の屋根板を備え、前記複数の屋根板は上下に間隔を開けて配置されるとともに、平面形において一部が重複するように配置されている、
   ことを特徴とする熱処理装置。
4. 筐体の内部に被処理物を搬入して、前記被処理物に対して熱処理を施す熱処理装置において、
   前記筐体の内部にあって、前記被処理物を覆う天蓋面を備え、
   前記天蓋面には、前記天蓋面を前記被処理物の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形において斜路が形成され、
   前記斜路の最高点から延びる下り斜面は、前記被処理物の左端から立ち上げた垂線と前記被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びるとともに、
   前記天蓋面は、前記被処理物が通過するゲートに昇降自在に取り付けられた遮蔽板の下端に形成されている、
   ことを特徴とする熱処理装置。
5. 筐体の内部に被処理物を搬入して、前記被処理物に対して熱処理を施す熱処理装置において、
   前記筐体の内部にあって、前記被処理物を覆う天蓋面を備え、
   前記天蓋面には、前記天蓋面を前記被処理物の搬送方向に垂直な平面で切断した断面形において斜路が形成され、
   前記斜路の最高点から延びる下り斜面は、前記被処理物の左端から立ち上げた垂線と前記被処理物の右端から立ち上げた垂線に挟まれた区間の外側まで延びるとともに、
   前記天蓋面には、高位置から低位置に向かう複数の溝が形成されている、
   ことを特徴とする熱処理装置。
6. 前記天蓋面は、前記筐体の天井である
   ことを特徴とする請求項５に記載の熱処理装置。
7. 前記斜路の最高点は、前記天蓋面の左端と右端の中間にあって、前記下り斜面は前記最高点の両側にあって、前記天蓋面の左端及び右端に向かって延びる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の熱処理装置。
8. 前記斜路の最高点は、前記天蓋面の左端または右端にあって、前記下り斜面は前記最高点から前記天蓋面の他方端に向かって延びる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の熱処理装置。

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