JPH0339413A - 加熱炉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はワークの加熱処理を行なうための加熱炉に関
し、特に詳しく言うと、加熱炉内にワークを挿入したり
、熱処理が行なわれたワークを炉外に抽出するための操
作を外気との接触を少なくして行なえるようにしたワー
ク搬送装置を備えた加熱炉装置に関する。

〔従来の技術〕

例えばＮｉ　−Ｃｒ鋼、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ１１．　Ｃｒ
１ｌ、Ｃｒ　−Ｍ。

鋼等の鋼材で歯車、シャフト、ピストンピン、クランク
軸等のワークを作る場合、これら鋼材を鍛造等で加工し
た後に、金属組織を強化する目的で浸炭や拡散等の加熱
処理が行なわれる。浸炭は加熱炉内を８８０〜９５０℃
という高温に保持し、−酸化炭素、メタン、その炭化水
素を成分とする天然ガス、石炭ガス、発生炉ガスのよう
なガスを適当に稀釈して加熱炉内に注入するガス浸炭法
が、浸炭濃度の設定が容易なことや浸炭や拡散後直ちに
焼き入れができる利点があるため広く使用されている。

ところで、上述した浸炭や拡散は、トレーやバスケット
等にワークを保持した後、これらトレー等をバッチ式炉
の開口部から挿入して浸炭、拡散そして焼き入れを行な
った後、開口部から取り出す方法が古くから採用されて
いる。ワークはトレーやバスケット等に複数個保持され
ているため。

上部や外周部近くに保持されたワークに適切な熱が加え
られても、トレー等の中心部や底部の近くに保持された
ワークに加えられる熱は、トレーや治具そして上部や外
周部近くに保持されたワークによって温度の上昇速度が
妨げられてしまう。そこで、炉内に撹拌用のファンを設
けて炉内温度の均一化を図っているが、上部や外周部と
中心部や底部との時間差は避けられず、浸炭深さのバラ
ツキが発生する。更にバッチ式炉には、上述したように
処理されるべきワークは勿論、ワークを支持する治具等
も浸炭温度や拡散温度に加熱されるため、治具等に加熱
歪が発生する。また、冷却時には冷却歪が発生するため
、治具等は長期間使用できず、消耗品扱いになっている
。また、ワークを加熱処理のために炉内の雰囲気温度を
制御するに際しては、当然トレーやバスケットあるいは
治具等の熱容量も勘案しておかねばならないが、通常治
具自体の熱容量はワークよりも大きいため、必要とする
熱量が多くなり、不経済な運転を余儀なくされている。

そこで本発明者は、特公昭６１−５４４号として公告さ
れ、特許第１，３３９，６４０号として特許された発明
、および特公昭６２−４８１５２号として公告され、特
許第１，４４１，７２１号として特許された発明におい
て。

炉室を軸線が直立する円筒状にし、その内部に上下方向
に複数のターンテーブルを配置し、これらターンテーブ
ル上にワークを載置し、各ターンテーブルを水平に回転
させながら、ワークに熱処理を施すようにした炉を提案
した。すなわち、これら炉は、その軸方向が直立した円
筒状の炉室を有している。この炉室内には、水平方向に
回転可能に複数のターンテーブルが同軸状に配置され、
各ターンテーブルの上面外周部にはワークを保持するワ
ーク載置台が適当な間隔を置いて複数設けられている。

各ターンテーブルの中心部にはこれらターンテーブルよ
り高速で回転し、炉内温度の均一化とワークへの熱伝達
速度を早める循環ファンと、この循環ファンに対向しう
る同心放射状にデイフユーザ羽根が設けられている。更
に、炉壁の側部にはワーク挿入口と、ワーク取り出し口
が設けられ、ワーク挿入口からフォークによりワークを
載置台の上に載置し、処理されたワークをワーク取り出
し口からフォークを挿入して取り出すように構成されて
いる。このような構成により、炉全体を比較的コンパク
トに製作することができ。

かつ多数のワークを連続的に熱処理することができる。

更に、ターンテーブルと循環フ、アンの相対回転によっ
て加熱手段からの加熱気流がデイフユーザ羽根によって
拡散されて、ワークの熱伝達を迅速に行なうことができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、このようなガス浸炭用の加熱炉の場合、炉内への
ワークの搬送や取出しは、炉壁から炉内に連通された開
口部を覆う炉があるいはカバーを開けて行なわれるが、
ワークの出し入れに際して外気が炉内に極力入らないよ
うにしないと、炉内雰囲気が損なわれ所望の浸炭が行な
われない可能性がある。特に炉内に複数のターンテーブ
ルを配置した上述特許のような炉においては、開口部も
上下方向に長い大きさが必要になるが、ターンテ−プル
上にワークを載置する場合、例えばまず上段のターンテ
ーブル上にワークを順に載置し、次に下段のターンテー
ブル上にワークを載置するという手順を踏む必要がある
。このようなワークの搬入や取出し時に開口部全体を開
放することは炉内ガスの流失や外気の炉内への侵入によ
り、作業環境の悪化や炉内雰囲気の低下をもたらしてし
まう。

そこでこの発明の目的は、ワークの炉内への押入抽出に
際しても開口部を気密状態にしながら行なうことができ
るワーク搬送装置を備えた加熱炉を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、その軸方向が直立した円筒状の炉室内に、
水平方向に回転可能に複数のターンテーブルが同軸状に
配置され、炉壁には各ターンテーブルへのワークの挿入
抽出可能な開口部を有する加熱炉装置において、炉壁に
取付けられ、上下方向に移動することにより開口部を開
閉可能に覆う主扉手段と、１つのターンテーブルへのワ
ークの挿入抽出可能な開口面積を有する主扉手段に設け
られた副開口部と、副開口部を開閉可能に覆うように主
扉手段に取付けられた副扉手段と、ワークの挿入抽出を
行なう搬送部材と、副開口部を覆う前面を有しこの前面
から搬送部材を突出可能に支持し、上下方向および副開
口部から離脱する方向に移動可能に支持された支持部材
と、支持部材の前面に設けられたシール部材とを有する
ことを特徴とするものである。

この発明の加熱炉装置はまた、主扉手段に副開口部を覆
うようにベスチブルを設け、このベスチブルの前面にワ
ークの挿入抽出可能な開口面積を有するベスチブル開口
とこのベスチブル開口を開閉可能に覆うベスチブル扉手
段とを設け、支持部材をベスチブル開７０に当接するよ
うしたことを特徴とするものである。

〔作　　用〕

ワークを炉内に挿入する時は、ます主扉手段を上下動さ
せて、所望のターンテーブルの位置と副開口部の位置が
略同じレベルになるように設定した後、副扉手段を開け
る。ついで、支持部材を前進させてこの副開口部を覆っ
た後、搬送部材を炉内に前進させてワークをワーク載置
台に載せる。

ワーク載置台にワークを載せた後は、搬送部材を炉外に
位置するように後退させた後、支持部材も後退させ、最
後に副扉手段を閉じる。このように外気に連通ずる開口
は開口面積の小さい副開口部のみであり、ワークの挿入
抽出による炉内雰囲気の変化を極力押さえることができ
、更に搬送部材によってワークを炉内に入れて所定のワ
ーク載置台に載せた後再び炉外に搬送部材を運びだすま
での間は、支持部材のシール部材によって副開口部は遮
蔽されているので、炉内のガスの流失を最小限に抑える
ことができる。

また主扉手段に副開口部を覆うようにベスチブルを設け
、支持部材をベスチブル開口に当接するように設けるこ
とにより、炉内のガスの流失を更に最小限に抑えること
ができる。

〔実　施　例〕

以下、この発明を図面に示す一実施例について説明する
。その一部分のみを示す加熱炉本体１１は、上述した特
許第１，３３９，６４０号および第１，４４１，７２１
号に示されている炉と実質的に同じ構成であり、その詳
細な説明は省略する。加熱炉本体１１内の円筒状の炉室
には回転軸１２により回転する上部ターンテーブル１３
と、回転軸１２に同軸的に設けられた回転軸１４により
上部ターンテーブル１３とは別個に回転する下部ターン
テープ１５とが設けられている。

上部ターンテーブル１３と下部ターンテープ１５間には
、遮蔽部材１６が介在されており、この遮蔽部材１６に
よって上部ターンテーブル１３の部分と下部ターンテー
プ１５の部分では異なった炉内温度に設定できるように
なっている。上部ターンテーブル１３上にはドーナツ状
の第１上部ターンテーブル１７と、この第１上部ターン
テーブル１７と同様な形状の第２上部ターンテーブル１
８が支持板１９を介して取付けられている。上部ターン
テーブル１３、下部ターンテープ１５および第１上部タ
ーンテーブル１７の各上面にはそれぞれその外縁部に沿
って複数のワーク載置台２１が適当な間隔を置いて設け
られている。

これらワーク載置台２１は上面にワーク２２を載置し、
下面にはワーク２２の挿入抽出を行なうための後述する
フォーク５１の挿入を可能にするための間隙が構成され
ている。

加熱炉本体１１の炉壁２３には、ワーク２２の挿入抽出
を行なうための開口部２４が形成されている。この開口
部２４はフォーク５１が第１上部ターンテーブル１７の
ワーク載置台２１および下部ターンテープ１５のワーク
載置台２１に対するワーク２２の挿入や抽出を水平状態
で行なえるに十分な高さを有している。

この開口部２４は炉壁２３の外面に沿って上下動可能に
支持された主扉手段２５によって開閉されるようになっ
ている。主扉手段２５の略中央部にはワーク２２を載置
したフォーク５１が出入りできるに等しい十分な大きさ
の取出し開口２６が設けられている。

主扉手段２５は、取出し開口２６が第１上部ターンテー
ブル１７および下部ターンテーブル１５と対応した時に
も開口部２４全体を覆う大きさになっている。

主扉手段２５はアスベストやセラミックファイバー等の
断熱材で構成された板状の芯材２７と、この芯材２７の
外周面を覆う鋼鉄板で構成された外板２８とで構成され
ている６炉壁２３の外周面を覆う鋼鉄製の壁板２９には
その間に主扉手段２５を挾むように略垂直に位置する一
対の中空角形の支柱３１が取付けられており、これら支
柱３１の上端には開放部かが下面に位置するように配置
された略コの字状の桟部材３２がわたされている。桟部
材３２の両端部にはスプロケット３３が回転可能に支持
され、これらスプロケット３３には、その一端が主扉手
段２５に固定されたローラチェーン３４がそれぞれ噛合
されており、各ローラチェーン３４の他端は支柱３１内
に遊嵌されたカウンターウェイト３５に固定されている
。

桟部材３２の略中央部には、エアー、オイル、空気ある
いは電動式のシリンダ３６が取付けられており、このシ
リンダ３６のロッド３７は主扉手段２５の略中央に取付
けられ、ロッド３７の移動量を１ｍするようにシリンダ
３６を動作させることにより主扉手段２５の上下動を行
なう。

主扉手段２５の取出し開口２６の前面には副扉手段３８
が上下動自在に取付けられている。詳細に図示していな
いが１例えば、副扉手段３８の両側面に回転可能に取付
けられたローラが回動自在に嵌合される一対のガイドレ
ールを主扉手段２５の前面に取付けるようにすればよい
、副扉手段３８の下端略中央には上述したシリンダ３６
と同様なシリンダ４１のロッド３９が取付けられている
。副扉手段３８も主扉手段２５と同様に板状の芯材と、
この芯材の外周面を覆う外板とで構成されている。

主扉手段２５の取出し開口２６の前面を覆う副扉手段３
８は主扉手段２５に取付けられたベスチブル４２により
覆われている。ｌｌ板等で作られたベスチブル４２の前
面には、フォーク５１を挿入するため取出し開口２６と
整合するようにベスチブル開口４３が形成されており、
このベスチブル開口４３を開閉可能に覆うベスチブル扉
手段４４がベスチブル４２の前面に取付けられている。

ベスチブル扉手段４４も主および副扉手段２５．３８と
同様に板状の芯材とこの芯材の外周面を覆う外板とで構
成されている。ベスチブル扉手段４４は、その両側部を
押さえ部材４５により摺動可能に保持され、その上端部
にはシリンダ３６と同様なシリンダ４６のロッド４７が
取付けられ。

シリンダ４６の動作により上下動するようになっている
。シリンダ４６はベスチブル４２に固定された支持部材
４８に取付けられている。

フォーク５１は、その上面にワーク２２を載せてベスチ
ブル開ロ４３．取出し開口２６そして開口部２４を通っ
て炉内に送りこまれ、ワーク載置台２１にワーク２２を
載置したり、熱処理されたワーク２２を炉外に搬出する
ためのものである。フォーク５１の後端には略水平に保
持された棒状の支持棒部材５２の先端が取付けられてい
る。支持棒部材５２の後端は可動部材５３の略中央に固
定されている。可動部材５３の下端には可動部材５３の
面と略直交する略水平な面を有する支持板５４が取付け
られており、この支持板５４は可動基板５５に取付けら
れている。可動基板５５の下面の４隅にはベアリングブ
ロック５６が取付けられている。これらベアリングブロ
ック５６は略水平に保持されたガイドレール５７の溝に
嵌合され、ガイドレール５７の長手方向には移動するが
。

ガイドレール５７の両端から外さない限りガイドレ−ル
５７から離脱することのない公知のものである。

このガイドレール５７は図示してないが、上下動自在に
設けられた適当な支持フレームに取付けられている。可
動基板５５は図示しないシリンダ等によりガイドレール
５７上を往復動するようになっている。

可動部材５３にはまた、支持棒部材５２をその間に挾む
ように上下一対の棒状のガイド部材５８が例えばスライ
ドベアリング（図示しない）等により摺動自在に挿通さ
れている。これらガイド部材５８の先端には、先端規制
部材５９が固定的に渡されている。

この先端規制部材５９の略中央には、支持棒部材５２が
摺動自在に挿通されており、この挿通部には炉内ガスの
漏れ防止のための耐熱性のリング状バッキング６１が取
付けられている。先端規制部材５９の前面にはシールブ
ロック部材６２の後面が取付けられている。シールブロ
ック部材６２はその内部を支持棒部材５２が摺動自在に
挿通されており、前面にはベスチブル４２の前面に磁気
吸着するためのリング状の磁石６３とバッキング６１と
同様なリング状のバッキング６４が露呈するように設け
られている。

支持棒部材５２の挿通部にはバッキング６１と同様なリ
ング状のバッキング６５が間隔を置いて２つ設けられて
いる。ガイド部材５８の各先端はシールブロック部材６
２に固定されており、シールブロック部材６２と可動部
材５３間の各ガイド部材５８にはコイルスプリング６６
が介在されている。各ガイド部材５８の後端にはストッ
パ部材６７が取付けられている。

今、第１上部ターンテーブル１７のワークａ置台２１に
ワーク２２を挿入する場合を例にとりその動作を説明す
る。初期状態において可動基板５５は、第１図に想像線
で示す位置より更に右側に位置しており、コイルスプリ
ング６６により各ガイド部材５８のストッパ部材６７が
可動部材５３に当接した状態になっている。ここで、ま
ずシリンダ３６を動作させて、主扉手段２５を第１図に
示すようにその取出し開口２６が第１上部ターンテーブ
ル１７に対応するように位置させる６次にシリンダ４６
を動作させてベスチブル扉手段４４を上昇させる１次に
ガイドレール５７を支持する支持フレームを上下動させ
てフォーク５１がベスチブル４２のベスチブル開口４３
に水平移動で挿入できる位置に設定し、ワーク２２を載
せたフォーク５１をベスチブル開口４３からベスチブル
４２内に位置するように可動基板５５を前進させる。

支持棒部材５２の水平移動はバッキング６１．６５によ
り摩擦接続しているシールブロック部材６２も前進し、
このシールブロック部材６２が最初にベスチブル開口４
３に当接する。可動基板５５を更に前進させることによ
り可動部材５３は前進していく。フォーク５１がベスチ
ブル４２内に位置した時点で、可動基板５５の前進を一
旦停止させる。この時ベスチブル開口４３にはシールブ
ロック部材６２の前面が当接し、磁石６３とバッキング
６４とによりベスチブル４２の前面の当接部は完全にシ
ールされ、炉内のガスが外部に漏洩するのを防止する。

ここで、シリンダ４１を動作させて副扉手段３８を下降
させる。これにより取出し開口２６が開かれ、フォーク
５１は炉内に入ることができる。そこで、再び可動基板
５５を前進させれば、フォーク５１は炉内に入り、ワー
ク搬送台２１に位置させることができ、フォーク５１を
僅かに下降させてワーク２２をワーク搬送台２２上に置
く、この下降は、主扉手段２５と支持フレームとを下降
させることにより行なっても、支持棒部材５２の後端側
を回動自在に支持し、この後端部を僅かに持ち上げるよ
うにして先端側が下降するようにしてもよい。回動させ
る場合。

回動分の隙間を支持板５３とシールブロック部材６２の
各支持棒部材５２の挿通孔に設ける必要があるが。

その隙間はバッキング６５．６６の弾性により通常は塞
がれるようにすればよい、このように、ワーク２２をワ
ーク搬送台２１上に置くために副扉手段３８を開いても
、炉内のガスはベスチブル４２内に流れ出るが、ベスチ
ブル開口４３はシールブロック部材６２で塞がれている
ので、外部に漏れることはない。

そして可動基板５５を後退させて、フォーク５１をベス
チブル４２内に引き出す。そして、シリンダ４１を動作
させて副扉手段３８を上昇させて取出し開口２６を閉じ
た後、可動基板５５を更に後退させてシールブロック部
材６２がベスチブル４２の前面から離れると同時に、シ
リンダ４６を動作させてベスチブル扉手段４４を閉じれ
ばよい。

上部ターンテーブル１３のワーク載置台２１にワーク２
２を載せる場合には、シリンダ３６を動作させて主扉手
段２５の取出し開口２６が上部ターンテーブル１３と相
対するように位置させ、以下上述と同様な操作によりフ
ォーク５１を前進させて上部ターンテーブル１３のワー
ク載置台２１上にワーク２２を載せればよい、熱処理加
工を終えたワーク２２の抽出は、所望のターンテーブル
と対応する位置に取出し開口２６を位置させた後、ベス
チブル扉手段４４を上昇させてベスチブル開口４３を開
き、シールブロック部材６２がベスチブル４２の前面に
当接するように可動基板５５を前進させ、以下上述した
と同様な順序でフォーク５１を前進させ、ワーク載置台
２１内にフォーク５１を差し込み、僅かに上昇させてワ
ーク２２をワーク載置台２１から持ち上げた後、フォー
ク５１を後退させていけばよい。

なお、上述実施例では、主扉手段２５とシリンダ３６に
より主扉手段ｚ５およびガイドレール５７を支持する支
持フレームを独立的に上下動させているが、支持フレー
ムを主扉手段２５に支持させるようにしてもよく、主扉
手段２５と支持フレームとで全体の重量は増加するが、
図示するようにカウンターウェイト３５を設けることに
より、１つのシリンダでかつ僅かな力で上下動させるこ
とができる。

また上述実施例においては、ベスチブル４２を設けてい
るが、炉内のガスが多少流失しても差支えがない場合に
は、ベスチブル４２を設けずシールブロック部材６２を
直接主扉手段２５の取出し開口２６の部分を覆うように
当接させるようにしてもよいことは勿論である。この場
合、フォーク５１を副扉手段３８と僅かな間隙をおいて
位置させた後に、副扉手段３８の開閉を行なうようにす
れば、ガス流失を最小限に抑えることができるであろう
。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の加熱炉装置は、炉壁の開口部を
覆う主扉手段にはワークの挿入抽出可能な開口面積を有
する主扉手段に設けられた副開口部が設けられ、この副
開口部は副扉手段によって開閉自在になっており、ワー
クの挿入抽出を行なう搬送部材は副開口部を覆う前面を
有しこの前面から突出可能に支持部材に支持されており
、支持部材の前面にはシール部材が設けられている。し
たがって、外気に連通ずる開口は開口面積の小さい副開
口部のみであり、ワークの挿入抽出による炉内雰囲気の
変化を極力押さえることができ、更に搬送部材によって
ワークを炉内に入れて所定のワーク載置台に載せた後再
び炉外に搬送部材を運びだすまでの間は、支持部材のシ
ール部材によって副開口部は遮蔽されているので、炉内
のガスの流失を最小限に抑えることができる。

この発明はまた、主扉手段に副開口部の前面にワークの
挿入抽出用の開口を備えたベスチブルを設け、このベス
チブルにも開閉可能な扉手段を設け、支持部材をベスチ
ブル開口に当接するようにしているので、ワークを一旦
ベスチブル内に位置させた後、ベスチブル内を気密にし
た後、副扉手段を開けるようにもできるので、炉内雰囲
気の保持および外気との接触を更に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部を一部切り欠いて示
す側面図、第２図はその加熱炉の部分を取り除いて示す
正面図である。 図面において、１１は加熱炉本体、１３は上部ターンテ
ーブル、１５は下部ターンテーブル、２１はワーク載置
台、２２はワーク、２４は開口部、２５は主扉手段、２
６は取出し開口、３８は副扉手段、４２はベスチブル、
４３はベスチブル関ロ、４４はベスチブル扉手段、５１
はフォーク、５２は支持棒部材、５３は可動部材、５５
は可動基板、５７はガイドレール、５８はガイド部材、
６２はシールブロック部材、６３は磁石、６４はバッキ
ングである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）その軸方向が直立した円筒状の炉室内に、水平方
   向に回転可能に複数のターンテーブルが同軸状に配置さ
   れ、炉壁には各前記ターンテーブルへのワークの挿入抽
   出可能な開口部を有する加熱炉装置において、前記炉壁
   に取付けられ、上下方向に移動することにより前記開口
   部を開閉可能に覆う主扉手段と、１つの前記ターンテー
   ブルへのワークの挿入抽出可能な開口面積を有する前記
   主扉手段に設けられた副開口部と、前記副開口部を開閉
   可能に覆うように前記主扉手段に取付けられた副扉手段
   と、前記ワークの挿入抽出を行なう搬送部材と、前記副
   開口部を覆う前面を有しこの前面から前記搬送部材を突
   出可能に支持し、上下方向および前記副開口部から離脱
   する方向に移動可能に支持された支持部材と、前記支持
   部材の前記前面に設けられたシール部材とを有すること
   を特徴とする加熱炉装置。
2. （２）前記主扉手段には、前記副開口部を覆うようにベ
   スチブルを有し、このベスチブルの前面には前記ワーク
   の挿入抽出可能な開口面積を有するベスチブル開口とこ
   のベスチブル開口を開閉可能に覆うベスチブル扉手段と
   を有し、前記支持部材は前記ベスチブル開口と当接する
   ようになっていることを特徴とする請求項１に記載の加
   熱炉装置。
3. （３）前記シール部材は耐熱製のシール材と前記副開口
   部あるいは前記ベスチブル開口の周囲の金属部材に吸着
   する磁石部材とで構成されていることを特徴とする請求
   項１あるいは２に記載の加熱炉装置。