JPH06174377A - 多目的雰囲気熱処理装置 - Google Patents

多目的雰囲気熱処理装置

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JPH06174377A
JPH06174377A JP32577192A JP32577192A JPH06174377A JP H06174377 A JPH06174377 A JP H06174377A JP 32577192 A JP32577192 A JP 32577192A JP 32577192 A JP32577192 A JP 32577192A JP H06174377 A JPH06174377 A JP H06174377A
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cell
multipurpose
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JP32577192A
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Hideo Hisada
秀夫 久田
Naoharu Hamasaka
直治 浜坂
Hayao Takahashi
迅雄 高橋
Junji Mizoguchi
順治 溝口
Original Assignee
Komatsu Ltd
株式会社小松製作所
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Publication date
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    • F27D2099/008Using an air-lock

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多種少量品に対してフレキシブルに対応でき
るとともに、大量生産にも使用することのできる多目的
雰囲気熱処理装置を提供する。 【構成】 加工ショップ1と熱処理装置2を貫通するよ
うに搬送路3を敷設し、この搬送路3に沿って走行可能
な無人搬送台車32,33を設ける。これら無人搬送台
車32,33は、外気から遮断され、内部が不活性ガス
で置換可能な保持室を有し、立体倉庫用エレベータ5か
ら受け取った被処理品の各処理セル6〜23への受渡し
等を行う。また各処理セル6〜23は、無人搬送台車3
2,33に面する側にシール扉を有し、かつ背面,天井
面および前面に配管,各種機器類を有する構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば浸炭,窒化,焼
入れ等の各種熱処理にフレキシブルに対応することので
きる省エネルギータイプの多目的雰囲気熱処理装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、浸炭,窒化,軟窒化,浸炭窒
化,酸化,洗浄,焼入れ,焼戻し,焼きならし等の各種
熱処理作業は、高温でかつ長時間を要するエネルギー消
耗タイプの工程である。このため、従来、このような熱
処理作業を行うための熱処理装置として、生産量やフレ
キシビリティの観点から種々の省エネルギータイプの炉
が提案され、また実用化されている。従来の熱処理装置
は、(1)連続炉方式、(2)バッチ炉方式、(3)回
転炉方式の三タイプに大別される。
【0003】前記連続炉方式は、例えば特開昭60−2
08469号公報に開示されているように、被処理品を
搭載したトレーがプッシャーもしくはコンベアによって
一定ピッチで炉内に挿入されるとともに、トレーが順次
加熱ゾーン,浸炭ゾーン,拡散ゾーン,冷却ゾーンを通
過することによって各処理が連続的に行われるように構
成されている。
【0004】また、前記バッチ炉方式は、浸炭炉,焼戻
し炉,洗浄装置などの各処理セルが各々独立して設置さ
れるとともに、これら各処理セルが自動搬送装置で結ば
れ、この自動搬送装置の走行およびその自動搬送装置と
各処理セルとの間の被処理品の受渡しがコンピュータに
よって制御されるように構成されている。また、前記回
転炉方式は、例えば特表平2−502930号公報に開
示されているように、被処理品を搭載したトレーが回転
炉の中に複数個同時に挿入され、浸炭中は炉床が回転さ
れ、所要時間浸炭されたトレーが拡散ゾーンへ搬出され
るように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述されている従来の
熱処理装置のうち、連続炉方式では、炉温の上げ下げを
伴わないことからエネルギーロスが少なく、生産性も高
いという利点がある。しかし反面、処理条件の変更時に
は、ダミートレーを挿入して雰囲気や温度等の変更を行
う必要があって、エネルギーを長時間無駄にしてしまう
という難点があるほか、生産量の増減に対してもフレキ
シビリティが全く無いという難点がある。また、各ゾー
ンがシリーズ化されているため、一部が故障するとライ
ン全体を停止させる必要があるというメインテナンス上
の問題点もある。
【0006】また、前記バッチ炉方式では、各処理セル
が全く独立しているため、フレキシブルに多品種少量生
産に対応することができ、生産量の増減に対してもフレ
キシビリティが高く、また装置の一部に故障が生じたと
しても設備全体に及ぼす影響が比較的小さいという利点
がある。しかし反面、各々独立した炉を多く設置する必
要があるため設備コストが高く、また浸炭炉内にそれぞ
れ焼入れ油槽を持っていることから、この焼入れ油槽の
遊んでいる割合が多く、またエネルギー効率も悪いとい
う問題点がある。
【0007】一方、前記回転炉方式では、一つの炉で処
理時間の大小のコントロールができるためフレキシビリ
ティがあり、また拡散ゾーンも回転炉床方式にすること
も可能であるという利点がある。しかし、炉内の雰囲気
が一定であるため、例えば浸炭と窒化や浸炭温度の異な
る熱処理等、別の熱処理を同時に実施することは不可能
であり、炉内雰囲気の変更時には空運転を行う必要があ
って、エネルギーを無駄にしてしまうという難点があ
る。また、炉そのものが大型で構造も複雑であるため、
トラブル発生時の対応が容易でなく、ライン全体に及ぼ
す影響も大きく、また温度や雰囲気のばらつきも大きい
という問題点がある。
【0008】このように従来の各タイプの熱処理装置は
いずれも一長一短があり、その特性によって多品種少量
生産や大量生産等の要求に応じて使い分けられているの
が実情であって、種々の生産量に対応し得る多目的な熱
処理装置の開発が望まれているところである。本発明
は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バ
ッチ炉の有する融通性と連続炉の有する生産性を併せ持
たせ、多種少量品に対してフレキシブルに対応できると
ともに、大量生産にも使用することのできる多目的雰囲
気熱処理装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る多目的雰囲
気熱処理装置は、被処理品を搬送する無人搬送台車と、
この無人搬送台車の搬送経路に沿って配置され種々の熱
処理の単位工程処理(洗浄,脱脂,浸炭,浸炭窒化,窒
化,軟窒化,酸化,焼入れ,焼戻し,焼きならし,冷却
等)を行う複数の処理セルと、前記無人搬送台車の走行
およびその無人搬送台車と前記処理セルとの間の前記被
処理品の受渡しを管理する制御機構とを備える多目的雰
囲気熱処理装置であって、前記無人搬送台車は、外気か
ら遮断され、かつ内部が不活性ガスで置換可能な保持室
を有するとともに、前記処理セルとの間で扉を介して前
記被処理品の受渡しが行われるようにされていることを
特徴とするものである。
【0010】前記処理セルは、前記無人搬送台車に面す
る側にシール扉を備えるとともに、この処理セル内をパ
ージする真空パージ機構とその処理セル内に不活性ガス
を導入する不活性ガス導入機構を備えるようにするのが
よい。また、前記処理セルには、この処理セル内の雰囲
気を生成,制御するための配管および各種機器類をその
処理セルの背面,天井面および前面のいずれかに配置す
るようにできる。
【0011】また、前記処理セルは、壁部が耐火物およ
び外装板により形成されるとともに、複数の処理セルが
互いに隣接配置され、かつ各処理セルが個別に取り外し
もしくは追加可能とすることができる。さらに、前記処
理セルは、焼入れ油槽を内蔵するとともに被処理品を所
定時間焼入れ温度に保持する焼入保持炉セルを含むもの
とすることができる。
【0012】なお、前記処理セルとしては、加熱炉セ
ル,浸炭炉セル,窒化炉セル(軟窒化も処理可能),酸
化炉セル,焼入れ保持炉セル,焼戻し炉セル,焼鈍炉セ
ル,冷却炉セル,油槽セル,水槽セル,ソルトセル,洗
浄炉セル等が考えられる。前記無人搬送台車は、前記保
持室内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入機構を備
えるものとするのが好適である。
【0013】また、この無人搬送台車は、前記保持室内
をパージする真空パージ機構を備えるものとするのがよ
い。さらに、前記保持室は、壁部を断熱材および外装板
で形成するとともに、内蔵の加熱ヒータによって所定温
度に加熱維持するようにするのがよい。
【0014】
【作用】無人搬送台車の保持室には被処理品が搬入され
た後、室内の大気が除去されて例えば窒素のような不活
性ガスが導入される。そして無人搬送台車は、所定の処
理セルの前まで移動され、この状態で、保持室と処理セ
ルとの間で外気を遮断しながら、被処理品の保持室から
処理セルへの受渡しがなされる。また、所定の処理セル
による例えば浸炭のような単位工程処理が施された後に
は、同様に保持室と処理セルとの間で外気を遮断しなが
ら、被処理品の処理セルから保持室への受渡しがなされ
る。そして、複数の単位工程処理が所定の順序で施さ
れ、すべての処理が終了すると、被処理品は無人搬送台
車によって装置外に搬出される。こうして、多種少量品
の各種処理に対してフレキシブルに対応することが可能
となり、しかも被処理品が無酸化雰囲気中で搬送される
ことから、その被処理品の酸化,脱炭,脱窒等が防止で
き、表面品質を向上させた製品を得ることが可能とな
る。
【0015】前記処理セルの無人搬送台車に面する側に
シール扉を備えるとともに、この処理セル内をパージす
る真空パージ機構とその処理セル内に不活性ガスを導入
する不活性ガス導入機構を備えるようにすると、被処理
品の不活性ガス雰囲気中での各種処理が確実に行える。
また、処理セル内の雰囲気を生成,制御するための配管
および各種機器類をその処理セルの背面,天井面および
前面のいずれかに配置し、また処理セルの壁部を耐火物
および外装板により形成するようにすることで、各処理
セルの側面の配管等を無くして複数の処理セルを互いに
隣接配置することができ、それによって省スペースが図
れ、さらに各処理セルを個別に取り外しもしくは追加可
能とすることでフレキシビリティをより向上させること
ができる。
【0016】また、前記処理セルは、焼入れ油槽を内蔵
するとともに被処理品を所定時間焼入れ温度に保持する
焼入保持炉セルを含むものとすると、被処理品の処理を
より効率的に行うことができる。前述の保持室内の大気
の除去方法としては、不活性ガス導入機構により不活性
ガスを室内に十分導入するか、あるいは真空パージ機構
によって一度室内を真空パージした後に不活性ガスを導
入する方法がある。
【0017】また、保持室の壁部を断熱材および外装板
で形成するとともに、内蔵の加熱ヒータによって所定温
度に加熱維持するようにすると、搬送中の被処理品の温
度低下を防ぎ、安定した品質の保持が可能となる。
【0018】
【実施例】次に、本発明による多目的雰囲気熱処理装置
の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係る多目的雰囲気熱処理
装置の概略構成を示す平面図である。
【0019】この実施例において、1は加工ショップ
を、2は熱処理装置をそれぞれを示すものであって、こ
れら加工ショップ1と熱処理装置2とを貫通するように
直線状に延びる搬送路3が敷設されている。また、前記
熱処理装置2には加工ショップ1の出口近くに立体倉庫
4が配置され、この立体倉庫4には、搬送路3に沿って
移動自在な立体倉庫用エレベータ(スタッカクレーン)
5が付設されている。
【0020】前記熱処理装置2は、搬送路3の左右にそ
の搬送路3に沿って互いに近接して配置される多数の単
位熱処理セル(以下、単に処理セルという。)6〜23
を備え、これら各処理セルには真空排気装置24〜30
が接続されている。処理セル6は、前洗浄セル(浸漬洗
浄槽)であり、洗浄液を収納した槽と被処理品を載置す
るエレベータとを備え、高沸点油脂の付着した被処理品
を予備洗浄するものである。
【0021】処理セル7,8,9は、浸炭炉セルであっ
て、所定の温度,雰囲気を実現するためのヒータを備え
るとともに、浸炭ガス導入管を備えている。ここで、浸
炭方法としては、RXガスを導入する変成炉式やアルコ
ールの滴注式などが用いられる。処理セル10,11
は、均熱炉セルであって、被処理品を所定温度に保持す
る役目をするものである。
【0022】処理セル12,13,14は、窒化炉セル
であって、ヒータとアンモニア等の窒化,軟窒化などの
窒化系処理用のガス配管を有しており、各処理セル12
〜14で例えばガス窒化とガス軟窒化というように種類
の異なる窒化処理を行うことができるようになってい
る。処理セル15,16は、焼戻しセルであって、ヒー
タを備え、窒素雰囲気中で焼戻処理を行うようになって
いる。
【0023】処理セル17,18,19は、焼入油槽セ
ルであって、処理セル17はコールド油槽セル,処理セ
ル18はセミホット油槽セル,処理セル19はホット油
槽セルとされており、被処理品の歪みや硬化層深さの大
小によって油の種類を変更することができるようになっ
ている。また、これら油槽に減圧排気機構を持たせ、ホ
ット油でも減圧下に冷却能が上がることを利用して1台
の油槽,1種類の油で幅広い冷却能が得られる油槽を持
つようにすることも可能である。
【0024】処理セル20,21,22は、冷却セルで
あって、処理セル20は水槽セル,処理セル21はソル
トセル,処理セル22は空冷セルとされており、必要に
応じて焼入れ媒体の種類を選択できるようになってい
る。また、処理セル23は後洗浄セルであり、前述の前
洗浄セルとほぼ同様の機能を有している。
【0025】これら各処理セル6〜23は、生産量や処
理パターンによって必要な数,容量が決定され、増設時
には前記搬送路3に沿って設置するようにされる。一
方、前記搬送路3には、被処理品を搭載したトレーを搬
送する3台の無人搬送台車31,32,33が走行する
ようになっている。ここで、無人搬送台車31は、加工
ショップ1において前加工が完了した被処理品を搭載し
たトレーを立体倉庫4の前まで搬送し、このトレーを立
体倉庫用エレベータ5に受渡すとともに、処理されて立
体倉庫4にストックされているトレーを立体倉庫用エレ
ベータ5から受け取って後工程に搬送するものである。
また、無人搬送台車32,33は、立体倉庫4内から立
体倉庫用エレベータ5により取り出されたトレーを熱処
理装置2の各処理セル6〜23まで移送し、これら各処
理セル6〜23に受渡すとともに、各処理セル6〜23
間でトレーのやり取りをし、さらに各処理セル6〜23
にて処理されたトレーを立体倉庫用エレベータ5に受渡
すものである。
【0026】各処理セル6〜23との間でトレーの受渡
しを行う無人搬送台車32,33は、図2,図3に示さ
れているように、下部に4つの車輪34を有する車体3
5と、この車体35の上方に設けられる保持室36と、
この保持室36を真空排気するための真空排気装置37
と、前記保持室36内に無酸化雰囲気を形成するための
不活性ガスを供給する窒素ボンベ等の不活性ガス供給装
置38とを備えている。
【0027】前記保持室36の室内には、搬送路3に直
交する方向に2列の回転コロ39が配置され、これら2
列の回転コロ39の中央に、トレー搬送用モータ40に
より駆動されるプッシャ41a付きのチェーン機構41
が設けられている。前記回転コロ39の上には被処理品
を搭載したトレー42が載置され、このトレー42は、
トレー搬送用モータ40の駆動時にプッシャ41aによ
り押圧されて所定位置に押し出される。
【0028】また、前記保持室36は、断熱壁43によ
り覆われるとともに、各処理セル6〜23に面する左右
位置に、それぞれシール扉用シリンダ44a,44bに
より開閉自在なシール扉45a,45bを有している。
また、前記無人搬送台車32,33によりトレー42の
受渡しがなされる処理セル6〜23は、図4に示されて
いるように、断熱壁46により覆われるとともに、天井
に攪拌ファン47を有し、また搬送路3側に、断熱扉用
シリンダ48により開閉自在な断熱扉49と、この断熱
扉49の外側に設けられシール扉用シリンダ50により
開閉自在なシール扉51とを有している。また、各処理
セル内の雰囲気を生成するためのガスや電気等の配管お
よび各種センサ類等は、これら処理セルの側面から排除
されてそれら処理セルの天井面,背面および前面に集中
して取り付けられている。
【0029】一方、無人搬送台車31については、前述
の無人搬送台車32,33のような保持室や断熱壁等の
機能は必要ではなく、立体倉庫用エレベータ5との間で
トレー42の受渡しを行うための機能を有するだけで十
分である。また、前記熱処理装置2は、図1に示されて
いるように、この熱処理装置2の全体を管理,制御する
制御装置52を備えており、この制御装置52により、
各処理セル6〜23内の炉温,油槽温度,炉内雰囲気等
が管理されるとともに、各無人搬送台車31,32,3
3の走行および被処理品の受渡しが制御されるようにな
っている。
【0030】次に、前述のように構成されている熱処理
装置2におけるトレー42のやり取りについて説明す
る。まず、加工ショップ1において前加工が完了した被
処理品は、トレー42に搭載されて無人搬送台車31に
より立体倉庫4の前まで搬送されて立体倉庫用エレベー
タ5に受渡され、この立体倉庫用エレベータ5によって
立体倉庫4の所定の棚にストックされる。
【0031】その後処理の順番が来ると、立体倉庫4内
のトレー42は、立体倉庫用エレベータ5により取り出
されて無人搬送台車32,33に受け渡され、トレー4
2を受け取った無人搬送台車32,33は所定の処理セ
ルの前まで自動走行する。無人搬送台車32,33が所
定の処理セルの前まで来ると、処理セル6〜23内およ
び保持室36内は、それぞれ真空排気装置24〜30;
37により排気された後、これら各室内に窒素が導入さ
れる。その場合、窒素のガス圧は大気圧より高めに設定
される。
【0032】その後、処理セルの断熱扉49,シール扉
51および無人搬送台車32,33の処理セルに面する
側のシール扉45aが同時に開作動される。このとき、
処理セルと保持室36とは完全に密着していないが、内
部の窒素圧が大気圧より高めに設定されているので、大
気が処理セル内および保持室36内に浸入することはな
く、それによって被処理品の酸化等の問題を回避するこ
とができる。次いでトレー42は、トレー搬送用モータ
40の駆動によってプッシャ41aに押圧されて処理セ
ル内に移送される。なお、トレー42が処理セル内の所
定位置まで搬入されると、プッシャ41aは元の位置に
戻り、次いで断熱扉49,シール扉51,45aは閉作
動される。
【0033】その後、処理セル内は一度排気された後、
温度が回復してから所定のガス(例えば浸炭であれば浸
炭性ガス)が供給されて処理が開始される。一方、保持
室36は別の処理セルの位置まで移動され、次の処理の
ために待機する。なお、処理セルから保持室36にトレ
ーが搬出される際にも、処理セル内が一度真空排気した
後、窒素ガスを大気圧以上の圧力で充満して、やはり窒
素で満たされている保持室36との間でトレーのやり取
りを行うようにする。
【0034】図5には、各処理セル6〜23との間でト
レーの受渡しを行う無人搬送台車の変形例が示されてい
る。この変形例の無人搬送台車53においては、保持室
36の外壁を覆うように処理セル側に向けて摺動可能な
二つのスライド筒54,55が設けられ、これらスライ
ド筒54,55を摺動させるエアシリンダ56が保持室
36の天壁に取り付けられている。
【0035】このように構成されている無人搬送台車5
3では、この無人搬送台車53が所定の処理セルの前ま
で来ると、処理セル側のスライド筒54がエアシリンダ
56の作動によって、図5で二点鎖線で示されているよ
うに処理セル方向に伸び、この処理セルの前面と密着し
て大気の浸入が防止される。その後、無人搬送台車53
のシール扉45aが開作動され、スライド筒54の伸び
た空間内に存在していた大気をそのスライド筒54の一
部に設けられた排気穴(図示せず)から排出させながら
処理セル側の断熱扉49およびシール扉51が開作動さ
れる。次いでトレー42が、プッシャ41aに押圧され
て処理セル内に移送される。なお、トレー42が処理セ
ル内の所定位置まで搬入されると、プッシャ41aは元
の位置に戻り、次いで断熱扉49,シール扉51,45
aは閉作動され、スライド筒54も元の位置に戻る。
【0036】なお、この例に示される無人搬送台車53
を用いてトレー42の受渡しを行う際に、時間的余裕が
ある場合には、スライド筒54が処理セルの前面と密着
して無人搬送台車53のシール扉45aを開作動した後
に、保持室36および処理セル内の全体を一度排気し、
その後改めて窒素に置換するような方法を採用すること
も可能である。
【0037】この実施例の多目的雰囲気熱処理装置によ
れば、浸炭ガス等の可燃ガスや窒化時のアンモニアガス
等の臭気のあるガスがシステム外に洩れるのを防ぐこと
ができるので、被処理品が直接大気と触れることにより
その被処理品表面が酸化,脱炭,脱窒して品質低下を来
すことがなく、また安全面,環境面においても改善が図
られる。
【0038】また、同熱処理装置は、種々の熱処理に対
応でき、特に浸炭や窒化の処理の種類が多く、かつ処理
量の少ない部品群の処理に最適である。また、油槽を共
通化していることから生産効率の一層の向上が図れ、大
量生産にも対応できる。さらに、各処理セルは独立して
いることからメインテナンス性が良く、また、大きな無
酸化雰囲気の密閉室を用いずに被処理品の搬送,受渡し
ができるので、搬送システムのメインテナンス性も優れ
ている。
【0039】図6は、本発明の第2実施例に係る多目的
雰囲気熱処理装置の概略構成を示す平面図である。この
実施例において、先の第1実施例と共通する構成および
作用については図に同一符号を付すに留めて詳細な説明
は省略するものとする。この実施例の熱処理装置2’に
おいては、均熱炉57,58,59と油槽57’,5
8’,59’とが一体形成されるとともに、窒化炉セル
12,13に隣接して水冷,空冷用の予備均熱炉セル6
0が設けられてなるものである。また、被処理品を油槽
57’,58’,59’の均熱炉57,58,59に面
しない側のシール扉から搬出するために、これら油槽5
7’,58’,59’の背面側にも搬送路3aが敷設さ
れ、これに加えて、互いに平行な二本の搬送路3,3a
を接続するように縦方向の二本の搬送路3b,3cが敷
設されている。また無人搬送台車32,33は、縦方向
および横方向の両方に移動可能な車輪を有している。さ
らに、この例では、先の実施例の立体倉庫に代えて、水
平型のストックヤード61に被処理品がストックされる
ように構成されている。
【0040】この実施例の熱処理装置2’を用いて、例
えば浸炭後の焼入処理を行う場合には、被処理品は、浸
炭後無人搬送台車32,33により均熱炉57,58,
59に搬送され、ここで所定時間、所定温度に保持され
た後、この均熱炉57,58,59に対して中間扉を介
して一体化されている油槽57’,58’,59’に移
送されて焼入処理が実行される。そして、焼入後におい
て、被処理品を搭載したトレーは反均熱炉側のシール扉
から搬出されて、無人搬送台車32,33にて次の工程
(洗浄や焼戻し等)に搬送される。
【0041】この実施例の熱処理装置によれば、均熱炉
57,58,59から油槽57’,58’,59’への
被処理品の搬送時間の短縮を図ることができ、均熱後迅
速に焼入れ処理を実行することができる。前記各実施例
の熱処理装置において、各処理セルの側面には配管類や
センサ類等が設けられていないので、これら処理セルは
互いに密接配置することができ、それによって省スペー
ス化を実現することができる。
【0042】図7には、このように処理セルを密接配置
する場合の当該処理セルの構成例が示されている。この
例の処理セル62においては、ヒータ63を挟んで内壁
側が炉内耐火物64、外壁側が外側耐火物65でそれぞ
れ形成され、この外側耐火物65のさらに外側が鋼板等
よりなる外装板66で覆われている。そして、前面の開
口部がシール扉67で覆われるとともに、隣接する処理
セル62,62同士が背面において個別に取り外しもし
くは追加可能に連結部材68により連結されている。
【0043】次に、前記各実施例の熱処理装置2,2’
を用いて行う熱処理の具体例について説明する。 (処理例1)この例では、図8(a)に示されているよ
うに、互いに隣接配置される処理セル69a,69b,
69cのそれぞれに同じ浸炭ガスを導入し、炉内の滞留
時間や温度を変えることにより、浸炭深さの異なる部品
を処理するようにしている。図8(b)には、浸炭時間
と浸炭深さとの関係が浸炭温度をパラメータとして示さ
れており、第1の処理セル69aにおいて浸炭温度93
0℃で5時間,第2の処理セル69bにおいて浸炭温度
930℃で10時間処理すると、それぞれ1.1mm,
1.6mmの浸炭深さを有する部品が同時に処理可能で
あることがわかる。 (処理例2)この例では、浸炭時における処理雰囲気
(浸炭ガス)中に含まれるCO2 量が増すと、処理品表
面に発生する粒界酸化層(酸化性元素と酸素との反応生
成物)の厚さが増すという事象に鑑み、図9(a)に示
されているように、各処理セル70a,70b,70c
へ導入する浸炭ガス中のCO2 量を異ならしめるように
し、特に高い強度が必要な部品にはCO2 量を低減させ
た雰囲気を供給するとともに、浸炭時間が短く、それほ
ど強度の必要としない部品にはCO,CO2 量を高めた
雰囲気ガスを導入して生産性を高め、トータルとしての
品質とコストとを最適にするようにしている。図9
(b)には、浸炭時間と粒界酸化層厚さとの関係がCO
2 濃度をパラメータとして示されている。図示のよう
に、第1の処理セル70aにおいてCO2 濃度を0.2
%で4時間処理すると、粒界酸化層厚さが27μmの部
品が得られ、第2の処理セル70bにおいてCO2 濃度
を0.10%で20時間処理すると、粒界酸化層厚さが
25μmの部品が得られることがわかる。このように処
理セル毎に導入ガスの組成を変えることにより粒界酸化
層を均一に制御することもできる。 (処理例3)この例では、図10に示されているよう
に、処理セル毎に導入ガスの種類を変えることが可能で
あることから、第1の処理セル71aにRXガスを供給
して浸炭を行い、第2の処理セル71bにアンモニアを
導入してそれぞれ所定温度に保持することにより、浸炭
処理と窒化処理とを同時に行うようにしている。
【0044】なお、本発明は、前述の処理例に限らず、
種々の熱処理パターンに広く適用することができるのは
言うまでもない。前記実施例においては、無人搬送台車
32,33に真空排気装置37と不活性ガス供給装置3
8とを設けたものについて説明したが、これら無人搬送
台車32,33は、真空排気装置37を備えずに、不活
性ガス供給装置38のみを備えたものとすることができ
る。このようにした場合には、不活性ガス供給装置38
によって不活性ガスを十分、保持室36内に導入するこ
とによってその保持室36内の大気を除去するようにす
る。
【0045】また、前記実施例における保持室36は、
この保持室36内を所定温度に加熱維持するためのヒー
タを有する構造とすることができる。保持室36をこの
ようにすることで、搬送中の被処理品の温度低下を防
ぎ、安定した品質の保持を行うことが可能となる。
【0046】
【発明の効果】本発明は、以上のように、外気から遮断
され、かつ内部が不活性ガスで置換可能な保持室を有す
る無人搬送台車を用い、この無人搬送台車と処理セルと
の間で扉を介して被処理品の受渡しを行うように構成さ
れているので、多種少量品の各種処理に対してフレキシ
ブルに対応することが可能であり、生産効率も良いこと
から大量生産にも対応することのできる多目的雰囲気熱
処理装置が得られる。しかも被処理品が無酸化雰囲気中
で搬送されることから、この被処理品の酸化,脱炭,脱
窒等が防止でき、表面品質を向上させた製品を得ること
が可能である。また、各処理セルは独立していることか
らメインテナンス性が良く、また、大きな無酸化雰囲気
の密閉室を用いずに被処理品の搬送,受渡しができるの
で、搬送システムのメインテナンス性も優れている。
【0047】前記処理セルの無人搬送台車に面する側に
シール扉を備えるとともに、この処理セル内をパージす
る真空パージ機構とその処理セル内に不活性ガスを導入
する不活性ガス導入機構を備えるようにすると、被処理
品の不活性ガス雰囲気中での各種処理が確実に行える。
また、処理セル内の雰囲気を生成,制御するための配管
および各種機器類をその処理セルの背面,天井面および
前面のいずれかに配置し、また処理セルの壁部を耐火物
および外装板により形成するようにすることで、各処理
セルの側面の配管等を無くして複数の処理セルを互いに
隣接配置することができ、それによって省スペース化が
図れ、さらに各処理セルを個別に取り外しもしくは追加
可能とすることでフレキシビリティをより向上させるこ
とができる。
【0048】また、前記処理セルは、焼入れ油槽を内蔵
するとともに被処理品を所定時間焼入れ温度に保持する
焼入保持炉セルを含むものとすると、被処理品の処理を
より効率的に行うことができる。前記無人搬送台車は、
不活性ガス導入機構および/または真空パージ機構を備
えたものとすることで、保持室内の大気は、不活性ガス
導入機構により不活性ガスを室内に十分導入するか、あ
るいは真空パージ機構によって一度室内を真空パージし
た後に不活性ガスを導入することができ、効率的に不活
性ガスと置換される。
【0049】また、前記保持室は、壁部が断熱材および
外装板で形成されるとともに、内蔵の加熱ヒータによっ
て所定温度に加熱維持するようにすると、搬送中の被処
理品の温度低下を防ぎ、安定した品質の保持が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る多目的雰囲気熱処理
装置の概略構成を示す平面図
【図2】本発明の第1実施例における無人搬送台車の平
面断面図
【図3】本発明の第1実施例における無人搬送台車の正
面断面図
【図4】本発明の第1実施例において無人搬送台車と処
理セルとの間のトレーの受渡し状態を説明する断面図
【図5】本発明の第1実施例における無人搬送台車の変
形例を示す断面図
【図6】本発明の第2実施例に係る多目的雰囲気熱処理
装置の概略構成を示す平面図
【図7】本発明の一実施例における処理セルの構成例を
示す断面図
【図8】本発明の一実施例における熱処理の第1の具体
例を示す説明図
【図9】本発明の一実施例における熱処理の第2の具体
例を示す説明図
【図10】本発明の一実施例における熱処理の第3の具
体例を示す説明図
【符号の説明】
2,2’ 熱処理装置 3,3a,3b,3c 搬送路 6〜23,62,69a〜69c,70a〜70c,7
1a〜71b 処理セル 32,33 無人搬送台車 36 保持室 37 真空排気装置 38 不活性ガス供給装置 51 シール扉 52 制御装置 53 無人搬送台車 57,58,59 均熱炉 57’,58’,59’ 油槽 64 炉内耐火物 65 外側耐火物 66 外装板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 順治 石川県小松市符津町ツ23 株式会社小松製 作所生産技術開発部内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理品を搬送する無人搬送台車と、こ
    の無人搬送台車の搬送経路に沿って配置され種々の熱処
    理の単位工程処理を行う複数の処理セルと、前記無人搬
    送台車の走行およびその無人搬送台車と前記処理セルと
    の間の前記被処理品の受渡しを管理する制御機構とを備
    える多目的雰囲気熱処理装置であって、前記無人搬送台
    車は、外気から遮断され、かつ内部が不活性ガスで置換
    可能な保持室を有するとともに、前記処理セルとの間で
    扉を介して前記被処理品の受渡しが行われるようにされ
    ていることを特徴とする多目的雰囲気熱処理装置。
  2. 【請求項2】 前記処理セルは、前記無人搬送台車に面
    する側にシール扉を備えるとともに、この処理セル内を
    パージする真空パージ機構とその処理セル内に不活性ガ
    スを導入する不活性ガス導入機構を備える請求項1に記
    載の多目的雰囲気熱処理装置。
  3. 【請求項3】 前記処理セルには、この処理セル内の雰
    囲気を生成,制御するための配管および各種機器類がそ
    の処理セルの背面,天井面および前面のいずれかに配置
    されている請求項1または2に記載の多目的雰囲気熱処
    理装置。
  4. 【請求項4】 前記処理セルは、壁部が耐火物および外
    装板により形成されるとともに、複数の処理セルが互い
    に隣接配置され、かつ各処理セルが個別に取り外しもし
    くは追加可能とされている請求項1,2または3に記載
    の多目的雰囲気熱処理装置。
  5. 【請求項5】 前記処理セルは、焼入れ油槽を内蔵する
    とともに被処理品を所定時間焼入れ温度に保持する焼入
    保持炉セルを含む請求項1,2,3または4に記載の多
    目的雰囲気熱処理装置。
  6. 【請求項6】 前記無人搬送台車は、前記保持室内に不
    活性ガスを導入する不活性ガス導入機構を備える請求項
    1,2,3,4または5に記載の多目的雰囲気熱処理装
    置。
  7. 【請求項7】 前記無人搬送台車は、前記保持室内をパ
    ージする真空パージ機構を備える請求項1,2,3,
    4,5または6に記載の多目的雰囲気熱処理装置。
  8. 【請求項8】 前記保持室は、壁部が断熱材および外装
    板で形成されるとともに、内蔵の加熱ヒータによって所
    定温度に加熱維持される請求項1,2,3,4,5,6
    または7に記載の多目的雰囲気熱処理装置。
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