JP6607814B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱炉を備えた熱処理装置に関する。

従来、鋼製のワーク（例えば歯車など）に対して均熱処理や浸炭処理等の熱処理を施す場合、主に、連続加熱炉が用いられていた。連続加熱炉は、電気ヒータやガスバーナを加熱手段として備え、搬送ベルトによりワークを搬送しつつ、ワークを室温から所望の熱処理温度まで連続的に加熱する（例えば、特許文献１や２参照）。具体的には、連続加熱炉は、所望の熱処理温度で均熱処理や浸炭処理等の熱処理を実行する熱処理ゾーンと、その熱処理ゾーンにワークを投入する前にワークを所望の熱処理温度近くの温度（高温）まで加熱する予熱ゾーンとを持つ。一例として、熱処理ゾーンにてワークを約１２００℃で熱処理する場合、予熱ゾーンでは、ワークは、１１００℃近くの温度まで加熱される。

特開２００２−３９６８４号公報 特開２００９−３５７８３号公報

近年、上述した様な搬送ベルトを持った熱処理装置において、製造の品質や効率を向上させるべく、トレーサビリティ（ワークの追跡が可能状態）を実現することが求められている。トレーサビリティを実現するためには、搬送ベルトへのワークの載置時において、予め決められた所定位置にワークが精度良く載置される必要がある。しかしながら、従来の熱処理装置では、搬送ベルトへのワークの載置を高い精度で実現することが難しく、従ってトレーサビリティを実現することが困難であった。

そこで本発明の目的は、加熱炉を備えた熱処理装置において、トレーサビリティを実現することである。

本発明に係る熱処理装置は、加熱炉と、ワーク搬入機構と、ワーク移載手段と、制御部とを備える。加熱炉は、搬送手段によりワークを搬送しつつ加熱を行う。ワーク搬入機構は、加熱炉外の第１配置位置にてワークを受け取ると共に、受け取ったワークを加熱炉内の第２配置位置に移動させる。ワーク移載手段は、加熱炉内に搬入されたワークを搬送手段へ移載する。制御部は、ワーク搬入機構及びワーク移載手段を制御する。

この様な構成において、制御部は、第１制御と第２制御とを実行する。即ち、第１制御において、制御部は、ワーク搬入機構を制御して第１配置位置から第２配置位置にワークを移動させる。又、第２制御では、制御部は、ワーク移載手段を制御してワークの移載を行いつつ、ワーク搬入機構を後退させる。

上記熱処理装置によれば、搬送手段へのワークの移載時において、ワーク搬入機構から搬送手段へのワークの引渡しが簡易に実現される。しかも、上記熱処理装置によれば、搬送手段上の所定位置へのワークの位置決めを高い精度で実現することが可能である。

具体的には、ワーク移載手段は、第２配置位置に搬入されたワークを、搬送手段に引き渡す引渡し位置に位置決めした後に搬送手段へ移載するものである。そして、制御部は、第２制御において、ワーク移載手段を制御して引渡し位置へのワークの位置決めを行った後、ワーク搬入機構を後退させる。

上記熱処理装置の具体的な構成において、ワーク移載手段は、ワークを嵌合させて位置決めを行うための係止溝を有する。より具体的には、係止溝は、ワークが当接するＶ字状又はＵ字状の当接面を持つ。

ワーク移載手段は、板状部材を更に有していてもよい。この構成において、板状部材は、鉛直方向と水平方向とに拡がりを有すると共に、ワークの搬送経路と交差する様に配置されている。又、係止溝は、板状部材における炉内側の面に設けられている。好ましくは、板状部材は、加熱炉の入口を開閉する扉を構成している。

ワーク搬入機構は、第１配置位置において複数のワークを一列に並んだ状態で受け取り、且つ、搬送手段による搬送方向に対してワークの配列方向が第２配置位置にて略垂直な方向となる様にワークを移動させるものであってもよい。又、ワーク移載手段は、係止溝を、ワーク搬入機構が受け取るワークのそれぞれに対応させて複数有していてもよい。

上記熱処理装置の他の具体的な構成において、ワーク搬入機構は、載置台と、駆動機構とを有する。載置台には、受け取ったワークが載置される。駆動機構は、第１配置位置と第２配置位置との間でワークが移動可能となる様に、載置台を移動させる。

上記熱処理装置の更なる他の具体的な構成において、第１制御は、制御（i）及び（ii）を含み、第２制御は、制御（iii）及び（iv）を含む。即ち、制御（i）では、制御部は、ワーク移載手段を第１所定位置まで上昇させる。ここで、第１所定位置は、第２配置位置までワークを前進させるとき、ワークが、ワーク移載手段の阻害を受けることなくワーク移載手段の下側を通過することが可能となる位置である。制御（i）を実行した後、制御（ii）において、制御部は、第２配置位置までワークを前進させる。制御（ii）の後、制御（iii）において、制御部は、ワーク移載手段を第２所定位置まで降下させる。ここで、第２所定位置は、ワーク搬入機構を後退させるとき、ワーク搬入機構がワーク移載手段の下側を通過する一方で、ワークの通過がワーク移載手段により妨げられる位置である。制御（iii）の後、制御（iv）において、制御部は、ワーク搬入機構を後退させる。

本発明に係る熱処理装置によれば、トレーサビリティ（ワークの追跡が可能な状態）が実現される。

熱処理装置の要部を概念的に示した正面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。 熱処理装置を概念的に示したブロック図である。 熱処理装置にて実行される制御の一連の流れを示したフローチャートである。 予熱処理制御の説明に用いられる正面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。 ワーク移載制御に含まれる制御（i）及び（ii）の説明に用いられる正面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。 ワーク移載制御に含まれる制御（iii）の説明に用いられる正面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。 ワーク移載制御に含まれる制御（iv）の説明に用いられる平面図（ａ）〜（ｃ）である。 熱処理装置が備えるワーク搬入機構の変形例を概念的に示した平面図である。 熱処理装置が備える位置決め部について、２つの変形例を概念的に示した平面図（ａ）及び（ｂ）である。 熱処理装置の変形例を概念的に示した正面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に沿って説明する。

［１］熱処理装置の構成
図１（ａ）及び（ｂ）、並びに図２に示される様に、熱処理装置は、加熱炉１、ワーク搬入機構２、ワーク載置装置３、予熱処理部４、位置決め部５、制御部６、並びに扉７１及び７２を備える。一例として、熱処理装置は、鋼製のワーク（例えば歯車など）に対して均熱処理や浸炭処理等の熱処理を施す装置である。尚、本発明に係る熱処理装置は、これに限定されるものではなく、種々のワーク、及びそれらのワークに適した種々の熱処理への適用が可能である。

加熱炉１は、搬送手段である搬送ベルト１１と、電気ヒータやガスバーナ等の加熱手段（図示省略）とを有する。加熱炉１は、ワークに対して均熱処理や浸炭処理等の熱処理を施す炉であり、搬送ベルト１１によりワークを搬送しつつ加熱を行う。そして、この加熱炉１では、ワークは、熱処理に必要な所望の熱処理温度まで加熱される。尚、ワークは、後述する予熱処理部４にて予め加熱された後、加熱炉１に投入される。又、図面において、ワークは、符号Ｗにより示されている。

本実施形態では、搬送ベルト１１として特にメッシュベルトが用いられており、その様な搬送ベルト１１が、図示されたローラ１２を含む複数のローラにループ状に張架されている。尚、各ローラは、駆動ローラ、従動ローラ、押圧ローラ、又はガイドローラとしての何れかの機能を有したものである。そして、制御部６が駆動ローラの回転を制御することにより、その回転に応じて搬送ベルト１１が送られる。そして、特に熱処理時に搬送ベルト１１によりワークが搬送される方向が、搬送方向Ｄ１として規定されている。但し、搬送手段は、搬送ベルト１１に限定されるものではなく、搬送手段には、ワークの搬送が可能な種々の機構を採用することができる。

加熱炉１には、搬送ベルト１１の上流側の位置に、ワークが投入される入口１０（図５（ａ）参照）が設けられている。そして、加熱炉１の入口１０には、その入口１０からの熱の拡散を防止する扉７１が設けられている。扉７１は、制御部６からの指令に応じて上下移動することにより、加熱炉１の入口１０を開閉する。本実施形態において、扉７１は、鉛直方向及び水平方向に拡がった板状部材から構成されており、後述する直線経路Ｒに対して略垂直に交差する様に配置されている。尚、扉７１は、搬送ベルト１１の上流域のうちのワークの載置が可能な領域上の位置に配されていてもよいし、その様な位置から上流側後方へずれた位置に配されていてもよい。尚、図１には、後者の場合が示されている。

ワーク搬入機構２は、ワークが載置される載置台２１と、載置台２１を移動させる駆動機構２２とを有する。駆動機構２２は、第１配置位置Ｐ１（図１（ａ）参照）と第２配置位置Ｐ２（図５（ａ）参照）との間でワークが移動可能となる様に、載置台２１を移動させる。ここで、第１配置位置Ｐ１は、加熱炉１外の位置であって、ワーク搬入機構２がワークを受け取るときの当該ワークの位置（載置台２１へのワークの載置が実行されたときのワークの位置）である。第２配置位置Ｐ２は、加熱炉１内の位置であって、ワークが加熱炉１内に搬入されたときに当該ワークが配置される位置である。具体的には、第２配置位置Ｐ２は、搬送ベルト１１上の位置であって、且つ扉７１が配された位置よりも下流側の位置に、設定されている。

本実施形態において、ワーク搬入機構２は、制御部６からの指令に応じて、第１配置位置Ｐ１から第２配置位置Ｐ２までの直線経路Ｒに沿ってワークを移動させる。ここで、第１配置位置Ｐ１は、直線経路Ｒに沿ってワークを移動させる過程で載置台２１が加熱炉１の入口１０を通ることができる様に設定されている。又、直線経路Ｒは、その延在方向が搬送方向Ｄ１と略一致する様に設定されている。よって、加熱炉１の入口１０からのワークの投入時には、ワーク搬入機構２は、搬送方向Ｄ１と同じ方向へ載置台２１を前進させる。一方、加熱炉１の入口１０からの載置台２１の引出し時には、ワーク搬入機構２は、搬送方向Ｄ１とは反対の方向へ載置台２１を後退させる。

更に、直線経路Ｒ内の位置であって、且つ、第１配置位置Ｐ１と扉７１との間の位置には、第３配置位置Ｐ３（図４（ａ）参照）が設定されている。ここで、第３配置位置Ｐ３は、予熱処理部４によるワークへの予熱処理が実行されるときに当該ワークが配置される位置である。この様な第３配置位置Ｐ３が設けられることにより、ワーク搬入機構２は、第３配置位置Ｐ３を経由させて第１配置位置Ｐ１から第２配置位置Ｐ２まで直線的にワークを移動させることが可能となる。

より具体的には、駆動機構２２は、支持具２２１、２本のアーム２２２、及びアーム駆動部２２３を含む。支持具２２１は、載置台２１を支持する器具である。本実施形態において、支持具２２１は、矩形状を呈する金属製の枠体である。

２本のアーム２２２は、何れも棒状を呈しており、それらの延在方向が直線経路Ｒの延在方向（即ち、搬送方向Ｄ１）に略一致すると共に、互いに略平行となる様に、配されている。そして、２本のアーム２２２の先端部には、支持具２２１が固定されている。

アーム駆動部２２３は、２本のアーム２２２を互いの位置関係を維持しつつ直線経路Ｒに沿って移動させる。具体的には、アーム駆動部２２３は、アーム２２２を搬送方向Ｄ１と同じ方向へ押し出すことと、アーム２２２を搬送方向Ｄ１とは反対の方向へ引き込むこととを、制御部６からの指令に応じて選択的に実行する。これにより、載置台２１の往復移動が実現される。尚、一例として、アーム駆動部２２３は、２本のアーム２２２をそれぞれ移動させる２つのモータから構成される。

本実施形態において、載置台２１は、矩形状を呈する複数のセラミックプレート２１０から構成されている。ここで、各セラミックプレート２１０は、そのプレートには１つのワークが載置されることを前提として形成されている。これらのセラミックプレート２１０は、それらの長手方向を直線経路Ｒの延在方向に略一致させると共に、ワークの載置面を上方へ向けた状態で、直線経路Ｒに対して略垂直な方向へ殆ど隙間なく一列に並べられている。そして、この様な配置で、各セラミックプレート２１０は、支持具２２１にネジ留めされている。

載置台２１として、セラミックプレート２１０等のセラミック製品が用いられることにより、予熱処理部４によってワークに電磁加熱を施す際に、載置台２１に電磁エネルギを殆ど奪われることなくワークを効率良く加熱することが可能になる。

ワーク載置装置３は、載置台２１にワークを載置する装置である。ワーク載置装置３として、例えば図１（ａ）に示される様に、吸着ノズル３１を持ったものが用いられる。本実施形態では、ワーク載置装置３は、例えば各セラミックプレート２１０の縁の位置や形状を基準として、各セラミックプレート２１０の所定位置にワークを載置する。これにより、複数のワークが、直線経路Ｒに対して略垂直な方向へ一列に並んだ状態で載置台２１に載置される。尚、ワーク載置装置３は、各セラミックプレート２１０の縁の位置や形状を基準とせずとも載置台２１上の所定位置にワークを載置することが可能なものであってもよい。この場合、載置台２１全体が、例えば１枚のセラミックプレートから構成されていてもよい。但し、載置台２１が複数のセラミックプレート２１０から構成されることにより、載置台２１を部分的に交換することが可能となり、載置台２１に対するメンテナンスが容易になる。

この様な載置台２１へのワークの載置により、ワーク搬入機構２は、第１配置位置Ｐ１において複数のワークを一列に並んだ状態で受け取ることになる。又、ワークの配列方向は、直線経路Ｒに対して略垂直な方向となる。そして、直線経路Ｒに沿ってワークを移動させる本実施形態においては、第２配置位置Ｐ２及び第３配置位置Ｐ３の何れにおいても、ワークの配列方向は、搬送方向Ｄ１に対して略垂直な方向となる。

予熱処理部４は、第３配置位置Ｐ３に配された全てのワークを、一列に並んだ状態のまま電磁加熱により一括して加熱し、これにより予め昇温させる。そして、この予熱処理部４により、ワークは、加熱炉１に投入される前に所望の熱処理温度近くの温度まで加熱される。

具体的には、予熱処理部４は、複数の電磁コイル４１及び４２を有する。電磁コイル４１は、第３配置位置Ｐ３にワークが配置されたとき、電磁コイル４１の下方にワークが位置することとなる様に、配されている。又、電磁コイル４２は、第３配置位置Ｐ３にワークが配置されたとき、電磁コイル４２の上方にワークが位置することとなる様に、配されている。尚、予熱処理部４は、電磁コイル４１及び４２の何れか一方のみを有したものであってもよい。又、隣接する幾つかの電磁コイル４１が纏めて１つの電磁コイルで構成されていてもよいし、全ての電磁コイル４１が纏めて１つの電磁コイルで構成されていてもよい。電磁コイル４２についても同様である。

本実施形態において、電磁コイル４１は、載置台２１に載置されるワークにそれぞれ対応して、直線経路Ｒに対して略垂直な方向へ一列に並んだ状態で配されている。又、電磁コイル４２も、載置台２１に載置されるワークにそれぞれ対応して、直線経路Ｒに対して略垂直な方向へ一列に並んだ状態で配されている。より具体的には、ワークが第３配置位置Ｐ３に配置されたとき、載置台２１上に一列に載置されているワークの各々に対して上側及び下側のそれぞれから電磁コイル４１及び４２が１つずつ対向する様に、電磁コイル４１及び４２は配されている。

予熱処理部４は、制御部６からの指令に応じて電磁コイル４１及び４２に電力を供給することにより、高周波帯域の電磁波を発生させる。この電磁波にワークが曝されることにより、ワークには渦電流が誘導される。そして、その渦電流に起因して、ワークにはジュール熱が生じ、その結果としてワークが加熱される。

予熱処理部４により予熱されたワークは、短時間で加熱炉１に投入されることが好ましい。このため、予熱処理部４は、加熱炉１の入口１０付近、具体的には扉７１に近い位置に設けられることが好ましい。

本実施形態においては、直線経路Ｒ内の位置であって扉７１と対向する位置に、扉７２が更に設けられている。具体的には、扉７２は、扉７１との間に予熱処理部４を配することが可能となるだけのスペースを空けて配されている。この扉７２は、扉７１で防ぐことができずに流出した熱の更なる拡散を防止する。尚、扉７２は、制御部６からの指令に応じて上下移動することにより、第３配置位置Ｐ３へ通じる入口２０（図４（ａ）参照）を開閉する。

位置決め部５は、扉７１の内面７１ａ（加熱炉１の内側の方へ向いた面。即ち、炉内側の面）に設けられている。具体的には、位置決め部５は、内面７１ａの下端又はその近傍の位置に設けられている。又、位置決め部５は、ワークを嵌合させて位置決めを行うための係止溝５１を有している。具体的には、係止溝５１は、搬送ベルト１１に引き渡す引渡し位置Ｐ４（図７（ａ）〜（ｃ）参照）に当該ワークを位置決めするためのものである。本実施形態において、位置決め部５は、係止溝５１を、ワーク搬入機構２が受け取るワーク（載置台２１に載置されるワーク）にそれぞれ対応させて複数有している。

本実施形態では、位置決め部５と扉７１とにより、ワーク移載手段が構成されている。ここで、ワーク移載手段は、加熱炉１内に搬入されたワークを搬送ベルト１１へ移載する手段である。具体的には、ワーク移載手段は、第２配置位置Ｐ２に搬入されたワークを、搬送ベルト１１に引き渡す引渡し位置Ｐ４に位置決めした後に搬送ベルト１１へ移載する手段である。尚、係止溝５１の詳細については、後述のワーク移載制御の箇所で説明する。

本実施形態においては、扉７１は、搬送ベルト１１のうちのワークが載置される位置から上流側後方へずれた位置に配されている。このため、位置決め部５は、搬送ベルト１１のうちのワークの載置が可能な領域上の位置に係止溝５１が配される様に、扉７１の内面７１ａから搬送方向Ｄ１へ迫り出した形状を持っている。又、位置決め部５は、扉７１に設けられているので、扉７１の上昇に伴って同じ距離を上昇することになる。即ち、ワーク移載手段は、制御部６からの指令に応じて上下移動することが可能な手段である。尚、扉７１は、搬送ベルト１１のうちのワークの載置が可能な領域上の位置に配されてもよい。

［２］熱処理装置の制御
次に、熱処理装置において制御部６が行う制御の詳細について説明する。図３に示される様に、この制御では、ワーク載置制御、予熱処理制御、及びワーク移載制御が、順に実行される。尚、制御部６として、マイクロコンピュータ等、様々な制御処理装置を採用することができる。

ワーク載置制御は、載置台２１へのワークの載置を実行する制御である。ワーク載置制御では先ず、制御部６は、載置台２１の移動をワーク搬入機構２に実行させることにより、ワークの受取り位置へ載置台２１を移動させる（図１（ａ）参照）。このとき、加熱炉１の入口１０（図５（ａ）参照）は扉７１により閉じられ、又、第３配置位置Ｐ３へ通じる入口２０（図４（ａ）参照）は扉７２により閉じられている。

その後、制御部６は、ワーク載置装置３に、載置台２１へのワークの載置を実行させる。このとき、複数のワークが、直線経路Ｒに対して略垂直な方向へ一列に並んだ状態で載置される（図１（ｂ）参照）。具体的には、各セラミックプレート２１０の所定位置に、ワークが載置される。これにより、ワークは、第１配置位置Ｐ１に配される。

予熱処理制御は、加熱炉１への投入前の予熱をワークに対し実行する制御である。予熱処理制御では先ず、制御部６は、扉７２を、載置台２１及びワークの何れもが扉７２の下側を通過することが可能となる位置まで上昇させる（図４（ａ）参照）。これにより、第３配置位置Ｐ３へ通じる入口２０が開かれる。

次に、制御部６は、載置台２１の移動をワーク搬入機構２に実行させることにより、第１配置位置Ｐ１から第３配置位置Ｐ３へワークを移動させる（図４（ａ）及び（ｂ）参照）。即ち、ワーク搬入機構２は、制御部６からの指令を受けて、第３配置位置Ｐ３まで直線経路Ｒ（図１（ａ）及び（ｂ）参照）に沿ってワークを前進させる。これにより、ワークは、第３配置位置Ｐ３に配される。このとき、加熱炉１の入口１０は扉７１により閉じられたままである。

その後、制御部６は、予熱処理部４に、電磁加熱によるワークの予熱を実行させる。即ち、予熱処理部４は、制御部６からの指令を受けて、電磁コイル４１及び４２に電力を供給することにより、高周波帯域の電磁波を発生させる。これにより、載置台２１上のワークは電磁波に曝され、その結果、電磁加熱によるワークの予熱が実行される。予熱処理制御では、ワークは、所望の熱処理温度近くの温度まで加熱される。

ワーク移載制御は、載置台２１から搬送ベルト１１へのワークの移載を実行する制御であり、４つの制御（i）〜（iv）から構成されている。制御（i）では、制御部６は、扉７１を上昇させることにより、加熱炉１の入口１０（第２配置位置Ｐ２へ通じる入口）を開くと共に、扉７１及び位置決め部５（ワーク移載手段）を第１所定位置まで上昇させる（図５（ａ）参照）。ここで、第１所定位置は、搬送ベルト１１の上流側後方から第２配置位置Ｐ２までワークを前進させるとき（即ち、載置台２１を前進させるとき）、載置台２１及びワークの何れもが、扉７１及び位置決め部５（ワーク移載手段）の阻害を受けることなく扉７１及び位置決め部５の下側を通過することが可能となる位置である。

制御（ii）では、制御部６は、載置台２１の移動をワーク搬入機構２に実行させることにより、第３配置位置Ｐ３から第２配置位置Ｐ２へワークを移動させる（図５（ａ）及び（ｂ）参照）。即ち、ワーク搬入機構２は、制御部６からの指令を受けて、搬送ベルト１１の上流側後方から第２配置位置Ｐ２まで直線経路Ｒ（図１（ａ）及び（ｂ）参照）に沿ってワークを前進させる。これにより、ワークは、第２配置位置Ｐ２に搬入される。

尚、制御（i）及び（ii）の一連の制御は、ワーク搬入機構２及び扉７１を動作させることにより、加熱炉１の入口１０を開くと共に、第１配置位置Ｐ１から第２配置位置Ｐ２にワークを移動させる第１制御であると把握される。

制御（iii）では、制御部６は、扉７１を降下させることにより、扉７１及び位置決め部５（ワーク移載手段）を第２所定位置まで降下させる（図６（ａ）参照）。ここで、第２所定位置は、第２配置位置Ｐ２から搬送ベルト１１の上流側後方へワークを後退させるとき（即ち、載置台２１を後退させるとき）、載置台２１が、扉７１及び位置決め部５（ワーク移載手段）の阻害を受けることなく扉７１及び位置決め部５の下側を通過する一方で、ワークの通過が位置決め部５により妨げられる位置である。

制御（iv）では、制御部６は、載置台２１の移動をワーク搬入機構２に実行させることにより、搬送ベルト１１の上流側後方へ載置台２１を移動させる（図７（ａ）〜（ｃ）参照）。即ち、ワーク搬入機構２は、制御部６からの指令を受けて、搬送ベルト１１の上流側後方へ直線経路Ｒに沿って載置台２１を後退させる。載置台２１が後退する過程で、位置決め部５の係止溝５１にワークが当接し、その結果として、当該ワークは引渡し位置Ｐ４に位置決めされる。

ここで、係止溝５１について、図６（ｂ）を用いて説明する。係止溝５１は、載置台２１に載置されるワークにそれぞれ対応させて、位置決め部５に複数設けられている。具体的には、係止溝５１は、第２配置位置Ｐ２にワークが配されると共に位置決め部５が第２所定位置（図６（ａ）参照）まで下げられたとき、載置台２１上に一列に並ぶワークに対してそれぞれ上流側から対向することとなる様に、位置決め部５に設けられている。この様な構成によれば、係止溝５１を、扉７１の内面７１ａ（炉内側の面）に設けられたものであると把握することができる。

より具体的には、係止溝５１の各々は、制御（iv）にて載置台２１を後退させたとき、載置台２１上の対応するワークが係脱可能に嵌合するものである（図７（ａ）及び（ｂ）参照）。本実施形態では、係止溝５１の各々は、制御（iv）にて載置台２１を後退させたときにワークが当接するＶ字状の当接面５２を持つ。

制御（iv）において、載置台２１の後退により、ワークの各々は、対応する係止溝５１の当接面５２に当接する。その後、載置台２１の更なる後退により、ワークは、載置台２１上を相対的に摺動すると共に、そのときに載置台２１との間に生じる摩擦力により係止溝５１へ向けて付勢される。これにより、ワークは、当接面５２によって規定される位置（引渡し位置Ｐ４）に係脱可能に係止される。この様にして、載置台２１から搬送ベルト１１へワークを移載するときのワークの位置が決められる。即ち、その様な位置として、搬送方向Ｄ１についての位置と、搬送方向Ｄ１に対して略垂直な方向についての位置とが決められる。

その後、載置台２１の更なる後退により、図７（ｃ）に示される様に、載置台２１上のワークはそれぞれ、対応する係止溝５１によって規定された位置（引渡し位置Ｐ４）を維持したまま、載置台２１から滑り落ちて搬送ベルト１１へ移される。

尚、制御（iii）及び（iv）の一連の制御は、ワーク搬入機構２及びワーク移載手段（主に位置決め部５）を動作させることにより、引渡し位置Ｐ４へのワークの位置決めを行った後、載置台２１を後退させる第２制御であると把握される。即ち、第２制御は、ワーク移載手段を制御してワークの移載を行いつつ、ワーク搬入機構２を後退させる制御である。

本実施形態では、搬送方向Ｄ１において第２配置位置Ｐ２が引渡し位置Ｐ４から下流側へ離れた位置となる場合について説明したが、本発明には、搬送方向Ｄ１において第２配置位置Ｐ２が引渡し位置Ｐ４に一致する場合も含まれる。即ち、ワーク搬入機構２によりワークが加熱炉１内に搬入されたとき、そのときの位置が引渡し位置Ｐ４となる場合がある。この場合、第２配置位置Ｐ２と引渡し位置Ｐ４とが一致することになる。そして、第２配置位置Ｐ２に一致する引渡し位置Ｐ４を、搬送ベルト１１へ移載するときの位置として、その位置に、ワークが、降下した扉７１の内面７１ａに設けられている係止溝５１により位置決めされる。

ワーク移載制御の完了後、制御部６の制御により、載置台２１は再びワークの受取り位置に戻される（図１（ａ）及び（ｂ）参照）。これと共に、扉７１が下げられることにより、加熱炉１の入口１０（第２配置位置Ｐ２へ通じる入口）が閉じられ、又、扉７２が下げられることにより、第３配置位置Ｐ３へ通じる入口２０が閉じられる。そして、上述した一連の流れが繰り返し実行されることにより、ワークが、一列に並べられた状態で、搬送ベルト１１に順次移載される。具体的には、ワークは、搬送方向Ｄ１において所定の間隔（時間又は距離）を空けて、搬送ベルト１１に順次移載される。ここで、この所定の間隔は、例えば、搬送ベルト１１の搬送速度と、上述した一連の流れが実行される周期とに基づいて決められる。

搬送ベルト１１に移載されたワークは、加熱炉１内にて、搬送ベルト１１によって搬送されつつ、所望の熱処理温度まで加熱される。これにより、ワークに対して、均熱処理や浸炭処理等の熱処理が施される。

上述した様に、本実施形態の熱処理装置では、第３配置位置Ｐ３にワークを停止させた状態で、当該ワークに対して予熱処理が施される。このため、従来の連続加熱炉の様に一定速度で搬送しながらワークを予熱していた場合に比べて、本実施形態の熱処理装置では、予熱処理に要するスペースが著しく小さくなる。よって、熱処理装置の小型化が実現される。又、ワークを停止させた状態で予熱する場合、予熱の手段として電磁加熱を用いることが好ましい。なぜなら、電気ヒータやガスバーナを用いる場合に比べて、電磁加熱は、ワークを効率良く加熱することを可能にすると共に、装置（予熱処理部４）自体の構成を簡略化させるからである。

又、本実施形態の熱処理装置によれば、搬送ベルト１１へのワークの移載時において、載置台２１から搬送ベルト１１へのワークの引渡しが簡易に実現される。しかも、搬送ベルト１１上の所定位置（引渡し位置Ｐ４）へのワークの位置決めが高い精度で実現される。よって、従来の熱処理装置では困難であったワークの追跡が、本実施形態の熱処理装置では可能となり、その結果、熱処理装置においてトレーサビリティ（ワークの追跡が可能な状態）が実現される。

［３］変形例
上述した熱処理装置の変形例について説明する。

［３−１］第１変形例
上述した熱処置装置において、ワーク搬入機構２は、種々の変形が可能である。図８に示される様に、ワーク搬入機構２において、載置台２１は、複数のセラミック棒２１１から構成されていてもよい。具体的には、ワークの載置が可能となる様に、セラミック棒２１１が略平行に並べられた状態で、各セラミック棒２１１の両端が支持具２２１に固定される。尚、隣接する２つのセラミック棒２１１の間には、ワークが載せられたときにワークの脱落が生じることのない程度の隙間が空けられてもよい。

［３−２］第２変形例
上述した熱処置装置において、位置決め部５は、種々の変形が可能である。図９（ａ）に示される様に、係止溝５１の各々が持つ当接面５２は、Ｕ字状の面であってもよい。又、図９（ｂ）に示す様に、係止溝５１の各々は、扉７１の内面７１ａに設けられた複数の突起部５３により、隣接する２つの突起部５３間に形成されてもよい。この場合、係止溝５１の内面となる突起部５３の側面には、傾斜が設けられていてもよい。

尚、位置決め部５は、これらに限定されるものではなく、ワークを捉えてそれらの位置を決めることが可能な他の構成を有していてもよい。又、位置決め部５は、ワークの形状に応じて、それらの位置決めが可能となる様に変形されてもよい。

［３−３］第３変形例
熱処理装置は、上記実施形態の構成に限らず、例えば、図１０に示される様に位置決め部５を持たないものであってもよい。この熱処理装置において、扉７１は、搬送ベルト１１の上流域のうちのワークの載置が可能な領域上の位置（即ち、位置決め部５を持っていたとすれば、係止溝５１が配される位置）に配される。又、扉７１は、その内面７１ａが搬送方向Ｄ１に対して略垂直になる様に配される。

そして、本変形例では、扉７１（主に、扉７１の内面７１ａのうちの下端を含む領域）が、ワーク移載手段として使用される。即ち、制御（iv）では、載置台２１の後退により、ワークの各々は扉７１の内面７１ａに当接し、その結果、引渡し位置Ｐ４として、少なくとも搬送方向Ｄ１についての位置が決められる。その後、載置台２１の更なる後退により、載置台２１上のワークはそれぞれ、扉７１の内面７１ａによって規定された位置（引渡し位置Ｐ４）を維持したまま、載置台２１から滑り落ちて搬送ベルト１１へ移される。

［３−４］その他の例
第１配置位置Ｐ１から第２配置位置Ｐ２までのワークの搬送経路は、直線経路Ｒに限定されるものではなく、Ｌ字状の経路など、複数の直線経路を組み合わせたものや、曲線経路を含むものなど、種々の経路へ変更されてもよい。但し、第２配置位置Ｐ２でのワークの配列方向は、搬送方向Ｄ１に対して略垂直な方向となることが好ましい。

又、上述した熱処理装置は、複数のワークを、一列に並べた状態で纏めて予熱し、その後、一列に並べた状態のままで搬送ベルト１１へ移載するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、上述した熱処理装置は、ワークを１つずつ予熱して搬送ベルト１１へ移載するものに変形されてもよい。

更に、載置台２１から搬送ベルト１１へワークを移載するための構成（扉７１や位置決め部５、ワーク搬入機構２など）及び制御（ワーク移載制御）は、電磁加熱で予熱処理を行う熱処理装置に限らず、他の方法で予熱処理を行う熱処理装置にも適用することできる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 加熱炉
２ ワーク搬入機構
３ ワーク載置装置
４ 予熱処理部
５ 位置決め部
６ 制御部
１０ 入口
１１ 搬送ベルト
１２ ローラ
２０ 入口
２１ 載置台
２２ 駆動機構
３１ 吸着ノズル
４１、４２ 電磁コイル
５１ 係止溝
５２ 当接面
５３ 突起部
７１、７２ 扉
７１ａ 内面
２１０ セラミックプレート
２１１ セラミック棒
２２１ 支持具
２２２ アーム
２２３ アーム駆動部
Ｄ１ 搬送方向
Ｐ１ 第１配置位置
Ｐ２ 第２配置位置
Ｐ３ 第３配置位置
Ｐ４ 引渡し位置
Ｒ 直線経路

Claims (9)

1. 搬送手段によりワークを搬送しつつ加熱を行う加熱炉と、
   前記加熱炉外の第１配置位置にてワークを受け取ると共に、受け取ったワークを前記加熱炉内の第２配置位置に移動させるワーク搬入機構と、
   前記加熱炉内に搬入されたワークを前記搬送手段へ移載するワーク移載手段と、
   前記ワーク搬入機構及び前記ワーク移載手段を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記ワーク搬入機構を制御して前記第１配置位置から前記第２配置位置に前記ワークを移動させる第１制御と、
   前記ワーク移載手段を制御して前記ワークの移載を行いつつ、前記ワーク搬入機構を後退させる第２制御と、
   を実行する、熱処理装置。
2. 前記ワーク移載手段は、前記第２配置位置に搬入されたワークを、前記搬送手段に引き渡す引渡し位置に位置決めした後に前記搬送手段へ移載するものであり、
   前記制御部は、前記第２制御において、前記ワーク移載手段を制御して前記引渡し位置へのワークの位置決めを行った後、前記ワーク搬入機構を後退させる、請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記ワーク移載手段は、前記ワークを嵌合させて位置決めを行うための係止溝を有する、請求項１又は２に記載の熱処理装置。
4. 前記係止溝は、前記ワークが当接するＶ字状又はＵ字状の当接面を持つ、請求項３に記載の熱処理装置。
5. 前記ワーク移載手段は、
   鉛直方向と水平方向とに拡がりを有すると共に、前記ワークの搬送経路と交差する様に配置された板状部材、
   を更に有し、
   前記係止溝は、前記板状部材における炉内側の面に設けられている、請求項３又は４に記載の熱処理装置。
6. 前記板状部材は、前記加熱炉の入口を開閉する扉を構成している、請求項５に記載の熱処理装置。
7. 前記ワーク搬入機構は、前記第１配置位置において複数のワークを一列に並んだ状態で受け取り、且つ、前記搬送手段による搬送方向に対して前記ワークの配列方向が前記第２配置位置にて略垂直な方向となる様に前記ワークを移動させ、
   前記ワーク移載手段は、前記係止溝を、前記ワーク搬入機構が受け取る前記ワークのそれぞれに対応させて複数有している、請求項３〜６の何れか１つに記載の熱処理装置。
8. 前記ワーク搬入機構は、
   受け取ったワークが載置される載置台と、
   前記第１配置位置と前記第２配置位置との間で前記ワークが移動可能となる様に、前記載置台を移動させる駆動機構と、
   を有する、請求項１〜７の何れか１つに記載の熱処理装置。
9. 前記第１制御は、
   （i）前記ワーク移載手段を第１所定位置まで上昇させる制御であって、前記第１所定位置は、前記第２配置位置まで前記ワークを前進させるとき、ワークが、前記ワーク移載手段の阻害を受けることなく前記ワーク移載手段の下側を通過することが可能となる位置である、制御と、
   （ii）前記制御（i）を実行した後、前記第２配置位置まで前記ワークを前進させる制御と、
   を含み、
   前記第２制御は、
   （iii）前記制御（ii）の後、前記ワーク移載手段を第２所定位置まで降下させる制御であって、前記第２所定位置は、前記ワーク搬入機構を後退させるとき、前記ワーク搬入機構が前記ワーク移載手段の下側を通過する一方で、前記ワークの通過が前記ワーク移載手段により妨げられる位置である、制御と、
   （iv）前記制御（iii）の後、前記ワーク搬入機構を後退させる制御と
   を実行する、請求項１〜８の何れか１つに記載の熱処理装置。

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