JPH1053809A - 浸炭焼入焼戻方法及び装置 - Google Patents

浸炭焼入焼戻方法及び装置

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JPH1053809A
JPH1053809A JP9078108A JP7810897A JPH1053809A JP H1053809 A JPH1053809 A JP H1053809A JP 9078108 A JP9078108 A JP 9078108A JP 7810897 A JP7810897 A JP 7810897A JP H1053809 A JPH1053809 A JP H1053809A
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cooling
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敬二 横瀬
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文隆 虻川
Atsushi Takahashi
淳 高橋
Eijiyu Torasawa
英寿 十良沢
Shinichi Takemoto
慎一 武本
Hideki Inoue
英樹 井上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オンライン機械加工製造システムの一工程と
して浸炭処理を組み入れることを可能にすると共に、個
々の熱処理品質にばらつきのない高品質の処理が可能な
浸炭焼入焼戻方法及び浸炭焼入焼戻装置を提供する。 【解決手段】 搬送装置１２を有する中間室４の周囲
に、１つの予熱室２、６つの浸炭室５ａ〜５ｆ、冷却室
６、再加熱室７、焼入室８及び焼戻室１０を配置し、ま
た、各主要な処理室の加熱には高周波誘導加熱を用いる
と共に、浸炭室ではプラズマ浸炭を行うようにして、機
械加工製造ラインから次々と搬入される被処理物を各処
理室に振り分けて処理することによってよどみなく浸炭
焼入焼戻処理ができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、オンライン
機械加工製造システムの一工程として浸炭処理を組み入
れることを可能にした浸炭焼入焼戻方法及びその装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、浸炭焼入装置として、大量生産に
対応するためにトレイプッシャー型あるいはローラーハ
ース型の連続式ガス浸炭焼入炉が用いられてきた。いず
れの型の連続式ガス浸炭焼入炉も機械加工工場とは離れ
たいわゆる熱処理工場で機械加工工程とオフラインで通
常２４時関連続操業されている。また、その生産方式
は、トレイに被処理物を多数個段取りするバッチ方式で
熱処理する形態となっている。
【０００３】ところで、このような従来の連続式ガス浸
炭焼入炉の工程は図１０に示すようなものであった。
【０００４】すなわち、機械加工場で被処理物の切削加
工を行って、オフラインで離れた場所にある熱処理工場
に輸送される。熱処理工場に被処理物が到着してから、
トレイに治具でセットする段取り工程を行う。トレイに
セットされた被処理物は洗浄した後、連続式ガス浸炭焼
入炉に挿入し浸炭焼入の工程を行う。浸炭焼き入れされ
たトレイ上の被処理物は、焼入油を洗い落とすために洗
浄装置に挿入される。浸炭焼入後に洗浄されたトレイ上
の被処理物は、焼戻炉に挿入され、焼き戻し工程を行
う。一連の熱処理工程が終了した被処理物は、セットさ
れたトレイから取り出し解体する。解体された被処理物
は、オフラインで離れた場所にある機械加工場に輸送さ
れる。機械加工場で、被処理物の研削加工が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記に示したような従
来の連続式ガス浸炭焼入炉での図１０のような工程で
は、以下のような問題点がある。
【０００６】（イ）機械加工場と熱処理場が離れている
ために、被処理物を輸送する輸送装置及ぴ輸送要員が必
要であり、被処理物を所定の間ストックしておく必要が
ある
【０００７】（ロ）炉に被処理物を装入するために、ト
レイに治具で被処理物をセットする段取り工程が必要で
あり、熱処理工程終了時に、トレイにセットされた被処
理物を取り出す解体工程が必要である。
【０００８】（ハ）被処理物の昇温や降温に時間を要し
熱処理のリードタイムが長く、被処理物の炉への挿入か
ら抽出までに時間がかかる。
【０００９】（ニ）炉の立ち上げの際、炉内雰囲気調整
のためのシーズニングに長時問を要する。
【００１０】（ホ）バッチ処理のため、個々の被処理物
の熱処理品質にばらつきが生ずる。
【００１１】本発明は、上記間題点を解決するためにな
されたものであり、オンライン機械加工製造システムの
一工程として浸炭処理を組み入れることを可能にすると
共に、個々の熱処理品質にばらつきのない高品質の処理
が可能な浸炭焼入焼戻方法及び浸炭焼入焼戻装置を提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、被処理物を浸炭温度にする予
熱工程と、予熱後に浸炭温度で被処理物を浸炭する浸炭
工程と、浸炭後に被処理物を焼き入れする焼入工程と、
焼入後に被処理物を焼き戻しする焼戻工程とを含む工程
を有する浸炭焼入焼戻方法であって、前記被処理物は物
品の機械加工製造ライン上で供給されるものであり、前
記浸炭焼入焼戻方法における各工程は前記機械加工製造
ラインで供給される被処理物の供給速度にあわせて前記
機械加工製造ラインの流れを実質的に止めることなく行
われるようにしたことを特徴とする浸炭焼入焼戻方法で
ある。
【００１３】請求項２の発明は、被処理物を浸炭温度に
する予熱工程と、予熱後に浸炭温度で被処理物を浸炭す
る浸炭工程と、浸炭後に被処理物を焼き入れする焼入工
程と、焼入後に被処理物を焼き戻しする焼戻工程とを含
む工程を有する浸炭焼入焼戻方法であって、前記被処理
物は物品の機械加工製造ライン上で供給されるものであ
り、前記浸炭焼入焼戻方法における各工程は、それぞれ
の工程を行うための処理手段をそれぞれの工程を行うた
めに必要な時間に応じて前記機械加工製造ラインの流れ
を実質的に止めることなく行うために必要な数だけ設け
て必要に応じて１又は２以上の被処理物を処理単位にし
てまとめて各処理手段に順次振り分けて供給して行うよ
うにしたものであることを特徴とする請求項１に記載の
浸炭焼入焼戻方法である。
【００１４】請求項３の発明は、前記予熱工程を行う予
熱処理手段と前記浸炭工程を行う浸炭処理手段とを分離
して別個に構成し、前記予熱処理手段は、高周波誘導加
熱法を用いる構成にすることによって予熱処理時間を前
記機械加工製造ラインで供給される被処理物の処理単位
の供給時間間隔よりも十分に短くしてその用いる数を１
つとすると共に、前記浸炭処理手段は、前記浸炭工程の
時間をＸ、前記機械加工製造ラインで供給される被処理
物の処理単位の供給時間間隔をＹ、前記浸炭工程を行う
浸炭処理手段の数をＺとそれぞれしたときに、Ｚ≧Ｘ／
Ｙを満たすように浸炭処理手段を設けることによって、
予熱処理手段を各浸炭処理手段毎に設けることなく、前
記機械加工製造ラインの流れを実質的に止めることのな
い処理が行なえるようにしたことを特徴とする請求項１
又は２に記載の浸炭焼入焼戻方法である。
【００１５】請求項４に記載の発明は、前記浸炭工程を
行う浸炭処理手段を、被処理物の温度を浸炭温度に保持
しつつ前記浸炭処理手段と被処理物との間でグロー放電
を起こさせて行うプラズマ浸炭法で浸炭処理を行うもの
で構成することによって、前記浸炭焼入焼戻方法の稼動
開始に要する立ち上げ時間を短くして前記物品の機械加
工製造ラインの稼動開始に要する立ち上げ時間に近付け
るようにして前記浸炭焼入焼戻方法の稼動開始を前記物
品の機械加工製造ラインの稼動開始とあわせて行えるよ
うにし、，かつ、前記浸炭焼入焼戻方法の稼動停止を前
記物品の機械加工製造ラインの稼動停止に近付けて行え
るようにしたことを特徴とする請求項３に記載の浸炭焼
入焼戻方法である。
【００１６】請求項５の発明は、前記浸炭温度に保持す
る方法として高周波誘導加熱法を用いることとを特徴と
する請求項４に記載の浸炭焼入焼戻方法である。
【００１７】請求項６の発明は、前記高周波誘導加熱の
高周波の周波数を０．５ｋＨｚ〜３ｋＨｚとしたことを
特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の浸炭焼
入焼戻方法である。
【００１８】請求項７の発明は、前記浸炭工程の時間短
縮するために該浸炭工程を９５０℃以上で１２００℃以
下の高い温度で行うと共に、前記浸炭工程と前記焼入工
程との間にＡ1 変態点以下の温度に被処理物を冷却する
冷却工程とこの冷却工程で冷却後の被処理物を焼入温度
に再び加熱する再加熱工程とを付加したことを特徴とす
る請求項１ないし６のいずれかに記載の浸炭焼入焼戻方
法である。
【００１９】請求項８の発明は、前記Ａ1 変態点以下の
温度に被処理物を冷却する冷却工程に要する時間をＭ、
前記冷却工程で冷却後の被処理物を焼入温度に再び加熱
する再加熱工程に要する時間をＮ、前記機械加工製造ラ
インで供給される被処理物の処理単位の供給時間間隔を
Ｙ、前記冷却工程を行う冷却処理手段の数をＣ、前記再
加熱工程を行う再加熱処理手段の数をＨとしたとき、Ｃ
≧Ｍ／Ｙ、Ｈ≧Ｎ／Ｙを満たすように前記冷却処理手段
及び再加熱処理手段を設けることによって、前記機械加
工製造ラインの流れを実質的に止めることのない処理が
行なえるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の
浸炭焼入焼戻方法である。
【００２０】請求項９の発明は、被処理物を浸炭温度に
する予熱装置と、予熱後に浸炭温度で被処理物を浸炭す
る浸炭装置と、浸炭後に被処理物を焼き入れする焼入装
置と、焼入後に被処理物を焼き戻しする焼戻装置と、１
又は２以上の被処理物を処理単位にしてまとめて各装置
に搬入する動作及び搬出する動作を含む搬送動作を行う
搬送装置と、を含む装置を有する浸炭焼入焼戻装置であ
って、該浸炭焼入焼戻装置は物品の機械加工製造ライン
中に設置されたものであり、前記予熱装置、浸炭装置、
焼入装置及び焼戻装置は、それぞれの装置において前記
被処理物にそれぞれの処理を行うために必要な時間に応
じて前記機械加工製造ラインの流れを実質的に止めるこ
となく行うために必要な数だけそれぞれ設けられてお
り、前記各装置のうちで複数設けられた装置のそれぞれ
の装置に前の工程から処理単位毎に順次供給される被処
理物を順次振り分けて供給する振り分け装置が設けられ
ていることを特徴とする浸炭焼入焼戻装置である。
【００２１】請求項１０の発明は、前記予熱装置は、高
周波誘導加熱装置を備えたものであると共に、その設置
数が１であり、前記浸炭装置は、該浸炭装置による浸炭
工程の時間をＸ、前記機械加工製造ラインで供給される
被処理物の処理単位の供給時間間隔をＹとしたとき、そ
の設置数Ｚが、Ｚ≧Ｘ／Ｙを満たすように設けられたも
のであることを特徴とする請求項９に記載の浸炭焼入焼
戻装置である。
【００２２】請求項１１の発明は、前記浸炭装置は、真
空浸炭室を有し、該真空浸炭室と被処理物との間でグロ
ー放電を起こしてプラズマ浸炭を行うプラズマ浸炭処理
装置を有し、かつ、被処理物を浸炭温度に保持する加熱
装置が設けられたものであることを特徴とする請求項９
又は１０に記載の浸炭焼入焼戻装置である。
【００２３】請求項１２の発明は、前記浸炭温度に保持
する加熱装置が高周波誘導加熱装置であることを特徴と
する請求項１１に記載の浸炭焼入焼戻装置である。
【００２４】請求項１３の発明は、前記浸炭装置で浸炭
された被処理物を前記焼入装置で焼入する前にＡ1 変態
点以下の温度に被処理物を冷却する工程を行うための冷
却装置と、この冷却装置で冷却後の被処理物を焼入温度
に再び加熱する再加熱装置とが設置されていることを特
徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の浸炭焼
入焼戻装置である。
【００２５】請求項１４の発明は、前記Ａ1 変態点以下
の温度に被処理物を冷却する冷却工程に要する時間を
Ｍ、前記冷却工程で冷却後の被処理物を焼入温度に再び
加熱する再加熱工程に要する時間をＮ、前記機械加工製
造ラインで供給される被処理物の処理単位の供給時間間
隔をＹ、前記冷却工程を行う冷却処理手段の数をＣ、前
記再加熱工程を行う再加熱処理手段の数をＨとしたと
き、Ｃ≧Ｍ／Ｙ、Ｈ≧Ｎ／Ｙを満たすように前記冷却装
置及び再加熱装置が設けられていることを特徴とする請
求項１３に記載の浸炭焼入焼戻装置である。
【００２６】請求項１５の発明は、前記焼戻工程の時間
をＬ、前記機械加工製造ラインで供給される被処理物の
処理単位の供給時間間隔をＹ、前記焼戻工程を行う焼戻
装置の数をＷとそれぞれしたときに、Ｗ≧Ｌ／Ｙを満た
すように焼戻装置を設けることを特徴とする請求項９な
いし１４のいずれかに記載の浸炭焼入焼戻装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる浸炭焼入焼
戻方法及び浸炭焼入焼戻装置の実施の形態を図面を参照
しながら詳細に説明する。
【００２８】（実施例１）図１は実施例１の浸炭焼入焼
戻装置の概略縦断面図を示したものであり、図２は同概
略平面図を示したものである。本実施例の浸炭焼入焼戻
装置は、予熱室２、中間室４、浸炭室５ａ〜５ｆ、冷却
室６、再加熱室７、焼入室８及び焼戻室１０を有する。
予熱室２日は該予熱室２に被処理物を搬入するための入
口扉１が設けられ、予熱室２と中間室４との結合部には
中間扉３ｇが設けられ、中間室２４とその周囲に配置さ
れた浸炭室５ａ〜５ｆとのそれぞれの結合部には中間扉
３ａ〜３ｆが設けられ、中間室４と冷却室６との結合部
には中間扉３ｈが設けられ、中間室４と再加熱室７との
結合部には中間扉３ｉが設けられ、中間室４と焼入室８
との結合部には中間扉３ｊが設けられ、焼入室８には該
焼入室から被処理物を搬出する出口扉９が設けられてい
る。さらに、予熱室２と浸炭室５ａ〜５ｆと再加熱室７
と焼戻室１０とのそれぞれの内部には高周波誘導加熱を
行う誘導加熱コイルが設けられているが、図では予熱室
２内に設けられた誘導加熱コイル１７のみを示しこれら
以外の図示は省略してある。また、予熱室２と浸炭室５
ａ〜５ｆと冷却室６と再加熱室７と焼入室８とのそれぞ
れには被処理物を上下移動可能に支持する支持台が設け
られているが、図では予熱室２に設けられた支持台１４
ｇと焼入室８に設けられた支持台１５ｃとのみを示しこ
れら以外の図示は省略してある。そして、予熱室２の近
傍には、被処理物を予熱室２の入口扉１から搬入する搬
送装置１１が設けられ、また、中間室４には、各浸炭室
５ａ〜５ｆと冷却室６と再度加熱室７と焼入室８とのそ
れぞれから被処理物を出し入れする搬送装置１２が設け
られ、焼入室８及び焼戻室１０の近傍には、焼入室８の
出口扉９から搬出される被処理物を焼戻室１０に搬送
し、該焼戻室１０から次工程に搬出する搬送装置１３が
設けられている。さらに、冷却室６及び焼入室８には冷
却ファンが設けられているが、図では焼入室８に設けら
れた冷却ファン２１のみを図示し、他は図示を省略して
ある。なお、真空排気系、ガス導入系、電源系等の図示
は省略した。
【００２９】予熱室２は、搬送装置１１によって運ばれ
てきた図示しない機械加工機によって加工された被処理
物を入口扉１を介して受け取り、被処理物を浸炭温度に
急速加熱するための真空密閉可能な室であり、室壁を水
冷するために二重壁構造としており、内部には被処理物
をセットするための支持台１４ｇと被処理物を予熱する
ための誘導加熱コイル１７を備えている。後述するよう
に、予熱された被処理物は、中間扉３ｇを介して中間室
４に運ばれる。
【００３０】中間室４は、一時的に被処理物を保持する
ための真空密閉可能な室であり、中間扉３ｇを介して予
熱された被処理物を受け取り、被処理物を中間扉３ａ〜
３ｆを介して浸炭室５ａ〜５ｆに順次挿入していく搬送
装置１２を備えている。後述するように、該搬送装置１
２は被処理物の浸炭室５ａ〜５ｆから冷却室６への移送
及び冷却室６から再加熱室７への移送並びに再加熱室７
から焼入室８への移送に供されるものである。
【００３１】浸炭室５ａ〜５ｆは、搬送装置１２によっ
て運ばれてきた被処理物に浸炭処理をするための真空密
閉可能な室であり、室壁を水冷するために二重壁構造と
なっており、それぞれには被処理物を上下移動可能に支
持する支持台（図では支持台１４ｇ以外は省略してあ
る）と被処理物を浸炭温度に保持するための誘導加熱コ
イル（図では省略）を備えている。浸炭処理終了後、被
処理物は浸炭室５ａ〜５ｆから中間室４へ中間扉３ａ〜
３ｆを介して搬送装置１２に乗せられて運ばれる。な
お、浸炭室５ａ〜５ｆの支持台は、該浸炭室５ａ〜５ｆ
の室壁とは電気的に絶縁されている。
【００３２】冷却室６は、浸炭処理が終了し搬送装置１
２によって中間室４から運ばれてきた被処理物をＡ1 変
態点以下の温度に冷却するための真空密閉可能な室であ
り、室壁を水冷するために二重壁構造となっており、内
部に被処理物を上下移動可能に支持する支持台（図示
略）と被処理物を冷却するための冷却ファン（図示略）
を備えている。冷却終了後、被処理物は冷却室６から中
間室４へ中間扉３ｈを介して搬送装置１２に乗せられて
運ばれる。
【００３３】再加熱室７は、冷却か終了して搬送装置１
２によって中間室４から運ばれてきた被処理物を焼入温
度に急速加熱するための真空密閉可能な室であり、室壁
を水冷するために二重壁構造となっており、内部で被処
理物を上下移動可能に支持する支持台（図示略）と処理
物を再加熱するための誘導加熱コイル（図示略）を備え
ている。再加熱終了後、被処理物は再加熱室７から中間
室４へ中間扉３ｉを介して搬送装置１２に乗せられて運
ばれる。
【００３４】焼入室８は、再加熱が終了し搬送装置１２
によって中間室４から運ばれてきた被処理物を焼き入れ
するための真空密閉可能な室であり、内部で被処理物を
上下移動可能に支持する支持台１５ｃを備えている。焼
入処理終了後、被処理物は焼入室８から出口扉９を介し
て搬送装置１３に乗せられて焼戻室１０に運ばれる。
【００３５】焼戻室１０は、搬送装置１３によって焼入
室８から運ばれてきた被処理物を焼き戻しするための装
置であり、被処理物をセットするための支持台１６と被
処理物を焼戻温度に加熱するための加熱装置を備えてい
る。焼戻処理は、大気中で行われるため、本実施例のよ
うに焼戻室１０を大気開放の形態にして室の形態を取ら
なくすることもできる。焼戻処理終了後、被処理物は焼
戻室１０から搬送装置１３に乗せられて次工程の機械加
工機に搬送される。
【００３６】このように、本実施例の浸炭焼入焼戻装置
は、それぞれが真空密閉可能な室である予熱室２、浸炭
室５ａ〜５ｆ、冷却室６、再加熱室７及び焼入室８が中
間扉３ａ〜３ｊを介して中間室４の周囲に結合して配置
された構造になっている。
【００３７】このような構成における浸炭焼入焼戻装置
の詳細な動作を図３のタイムチャートを参照にしながら
以下に説明する。
【００３８】図３のタイムチャートでは、被処理物１個
あたりの機械加工時間を４分／個とし、被処理物１個あ
たりの浸炭処理時間を１１００℃×２２分４５秒である
とした。これは、被処理物に求められる有効浸炭深さが
０．５〜０．８ｍｍの場合を想定したものである。
【００３９】まず、機械加工機で加工された被処理物
は、付着した加工油を洗浄した後、搬送装置１１によっ
て入口扉１を介して、予熱室２に搬入される（時間
０）。
【００４０】搬入された被処理物は支持台１４ｇにセッ
トされ、該支持台１４ｇによって予熱するときの定位置
まで上昇される。そうすると、入口扉１が閉じて予熱室
２内の圧力が１Ｐａ程度（被処理物が浸炭温度で酸化さ
れない程度の圧力）になるまで真空排気され、さらに、
０．５ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下の高周波電流が誘導加熱
コイル１７に通電されて誘導磁界により被処理物が急速
加熱される。被処理物がＡ1 変態点以上の所定の浸炭温
度に到達すると、次の工程が開始されるまで被処理物は
該浸炭温度に保持される。中間室４及び浸炭室（浸炭室
５ａ〜５ｆのいずれかが）が空室になると、高周波電流
が停止して中間扉３ｇが開き、中間室４に備えられた搬
送装置１２によって被処理物が中間扉３ｇを介して中間
室４に取り出される（時間３．２５）。
【００４１】中間室４は、圧力が１Ｐａ程度（被処理物
が浸炭温度で酸化されない程度の圧力）になるまで真空
排気されており、予熱室２から搬送装置１２で運ばれて
きた被処理物は中間扉３を介して浸炭室５に搬入され
る。ここでは、浸炭室５ａに搬入されるものとする（時
間３．７５）。このとき、同時に、機械加工機で加工さ
れた被処理物が洗浄された後、搬送装置１１によって入
口扉１を介して予熱室２に搬入される。このように、機
械加工機から予熱室２には、機械加工処理時間に合わせ
て、待ち時間０で搬入されていく。
【００４２】浸炭室５ａは圧力がｌＰａ程度（被処理物
が浸炭温度で酸化されない程度の圧力）になるまで真空
排気されており、中間室４から運ばれてきた被処理物は
支持台（図示略）にセットされる。そうすると支持台が
浸炭処理するときの定位置まで上昇し、中間扉３ａが閉
じる。次いで、０．５ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下の高周波
電流が誘導加熱コイル（図示略）に通電され、誘導磁界
により被処理物の温度が浸炭温度に保持される。このと
き、図示しないガスマニホールドを介してキャリアガス
が浸炭室５ａ内に導入される。ここで、キャリアガス
は、炭素含有ガスであって、例えばＣ3 Ｈ8 等の炭化水
素のみの単体ガス、あるいは炭化水素とＡｒ等の不活性
ガスとＨ2 ガスの１種類あるいは２種類含んだ混合ガス
である。キャリアガスはあらかじめ定められた流量で浸
炭室５ａ内に導入される。その後、真空排気量の調整に
よって、浸炭室５ａ内の圧力があらかじめ設定された圧
力（略１×１０1 Ｐａ〜２．６×１０3 Ｐａ）に到達す
ると、浸炭室５ａの室壁を陽極、支持台（図示略）を陰
極として直流電流あるいはパルス状直流電流が通電さ
れ、グロー放電可能な電圧が印加される。こうして浸炭
処理が終了するとキャリアガスの導入とグロー放電電流
並びに誘導加熱コイル（図示略）への高周波電流の通電
が停止して、浸炭室５ａの圧力があらかじめ設定された
１Ｐａ台（被処理物が浸炭温度で酸化されない程度の圧
力）になるまで真空排気される。次いで、中間扉３ａが
開いて、搬送装置１２が浸炭室５ａに挿入され、支持台
が下降し、被処理物は搬送装置１２によって中間扉３ａ
を介して中間室４に移送される（時間２６．５）。
【００４３】中間室４は、圧力がｌＰａ程度（被処理物
が浸炭温度で酸化されない程度の圧力）になるまで真空
排気されていて、浸炭室５ａから搬送装置１２で運ばれ
てきた被処理物は中間扉３ｈを介して冷却室６に搬入さ
れ、冷却室６内の支持台（図示略）にセットされる（時
間２７）。
【００４４】冷却室６は、圧力がＩＰａ程度（被処理物
が浸炭温度で酸化されない程度の圧力）になるまで真空
排気されていて、被処理物が冷却室６内の支持台にセッ
トされる。中間扉３ｈが閉じるとＮ2 等の不活性ガスで
あらかじめ設定された大気圧以上の圧力に復圧される。
次いで、冷却室６内の冷却ファン（図示略）が起動し、
冷却室６内に封入された不活性ガスが循環し、被処理物
と冷却室６の水冷された二重壁構造の室壁との間で不活
性ガスを介して熱交換され、被処理物がＡ1 変態点以下
の温度に冷却される。冷却が終了すると、冷却ファンを
停止して冷却室６の圧力があらかじめ設定された１Ｐａ
程度（被処理物が酸化されない程度の圧力）になるまで
真空排気される。次いで、中間扉３ｈが開いて、搬送装
置１２が冷却室６に挿入され、支持台が下降し、被処理
物は搬送装置１２によって中間扉３ｈを介して中間室４
に移送される（時間２９．７５）。
【００４５】中間室４は、圧力が１Ｐａ台（被処理物が
酸化されない程度の圧力）になるまで真空排気されてお
り、冷却室６から搬送装置１２で運ばれてきた被処理物
は中間扉３ｉを介して再加熱室７に搬入され、再加熱室
７内の支持台（図示略）にセットされる（時間３０．２
５）。
【００４６】再加熱室７は、圧力が１Ｐａ台（被処理物
が酸化されない程度の圧力）になるまで真空排気されて
いて、被処理物が再加熱室７内の支持台にセットされ、
中間扉３ｉが閉じると、０．５ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下
の高周波電流を誘導加熱コイル１９に通電して誘導磁界
により被処理物を急速加熱する。被処理物がＡ1 変態点
以上の所定の焼入温度に到達すると、次の工程が開始さ
れるまで被処理物は該焼入温度に保持される。焼入温度
の保持終了し、誘導加熱コイル（図示略）への高周波電
流の通電が停止されて中間扉３ｉが開くと、中間室４に
備えられた搬送装置１２によって被処理物が中間扉３ｉ
を介して中間室４に取り出される（時間３３）。
【００４７】中間室４は、圧力が１Ｐａ程度（被処理物
が焼入温度で酸化されない程度の圧力）になるまで真空
排気されていて、再加熱室７から搬送装置１２で運ばれ
てきた被処理物は中間扉３ｊを介して焼入室８に搬入さ
れ、焼入室８内の支持台１５ｃにセットされる（時間３
３．５）。
【００４８】焼入室８は、圧力が１Ｐａ程度（被処理物
が焼入温度で酸化されない程度の圧力）になるまで真空
排気されていて、被処理物が乗せられた支持台１５ｃが
定位置にセットされると中間扉３ｊが閉じて、被処理物
の焼き入れ処理が行われる。焼入処理には、減圧下ある
いは大気圧以上のＮ2 ガス等の不活性化ガス雰囲気中で
油，水あるいはガス（液化ガスを含む）のいずれか一種
の冷媒を用いられる。例えば、図示したようにガスによ
る焼入処理の場合には、焼入室８内にＮ2 、Ｈｅ等の不
活性ガスであらかじめ設定された大気圧以上の圧力に封
入される。次いで、焼入室８内の冷却ファン２１が起動
して焼入室８内に封入された不活性ガスが循環し、被処
理物と焼入室８の水冷された二重壁構造の室壁との間で
不活性ガスを介して熱交換され、被処理物が急速に冷却
され焼き入れされる。冷媒のガスは、一種あるいは二種
以上の混合の不活性ガス以外に、Ｈ2 ガス単体あるいは
Ｈ2 ガスと不活性ガスの混合ガスを用いてもよい。焼入
処理が終了すると，冷却ファン２１を停止して焼入室８
内の圧力が大気圧になるまで冷媒ガスを室外に放出す
る。次いで、出口扉９を開いて、搬送装置１３が焼入室
８に挿入され、支持台１５ｃが下降して被処理物は搬送
装置１３によって出口扉９を介して焼入室８外に搬出さ
れる（時間３５）。
【００４９】焼戻室１０では、大気雰囲気中で焼戻処理
が行われるため、本実施例においては焼戻室１０を室の
形態にしないで大気開放の形態にしてある。搬送装置１
３で焼戻室１０の支持台１６にセットされた被処理物
は、誘導加熱、直接通電加熱、あるいは遠赤外線加熱等
であらかじめ設定された焼戻温度（１５０℃〜２５０
℃）ヘ急速加熱されて、該焼戻温度に所定の時間保持さ
れることによって行われる。焼戻処理が終了すると、被
処理物は搬送装置１３に乗せられて次工程の機械加工機
に連ばれる。
【００５０】以上のように本実施例によれば、６つの浸
炭室を備え、被処理物を順次浸炭室に振り分けて浸炭す
るようにしたので、機械加工機と同一ライン上で浸炭焼
入焼戻処理を行うことができ、被処理物の輸送、段取
り、解体作業が不要となり、被処理物をストックしてお
く必要もなくなる。また、装置のスイッチのオン・オフ
で生産開始、終了が可能になり、従来のように２４時間
操業をする必要もなくなる。さらに、１つずつもしくは
少数の処理単位毎に被処理物を順次処理できるため、従
来のバッチ式等の処理のように一度に大量の処理をしな
ければならない方法に比較して個々の熱処理品質にばら
つきを著しく少なくすることができる。
【００５１】さらには、図４に実施例１の浸炭焼入焼戻
方法の工程を示した通り、図１０に示した従来の工程に
比べて処理がかなり簡素化されるという利点もある。ま
た、
【００５２】また、上述の実施例では、予熱室、浸炭
室、冷却室、再加熱室並びに焼入室が中間室の周囲に結
合して配置された構造になっているが、図５に概略平面
図を示したように、予熱室２、浸炭室５ａ〜５ｆ並びに
冷却室６を中間室４の周囲に結合して配置し、再加熱室
７を冷却室６に結合し、かつ焼入室８を再加熱室７に結
合する配置としてもよい。なお、この場合、冷却室６に
ある被処理物を再加熱室７に搬送する搬送装置１３１及
び再加熱室７にある被処理物を焼入室８に搬送する搬送
装置１３２を設ける。
【００５３】また、上述の実施例では、被処理物の結晶
粒度を微細化するための冷却室６と再加熱室７とを設け
る形態を取っているが、被処理物の結晶粒度が粗大化し
ない低い浸炭温度で処理する場合には、図６にその概略
平面図を示したように、冷却室６と再加熱室７とを取り
除いた形態としてよい。
【００５４】（実施例２）図７は実施例２の浸炭焼入焼
戻装置の概略縦断面図を示したものであり、図８は同概
略平面図を示したものである。実施例１においては、予
熱室、浸炭室、中間室及び焼入室等を略同一平面上に配
置した例であるが、この実施例２は、これらを上下に複
数段になるように配置した例である。本実施例の浸炭焼
入焼戻装置は、予熱室２２、中間室２４、浸炭室２７ａ
〜２７ｆ、焼入室２１１、焼戻室２１４を有する。予熱
室２２の近傍には該予熱室２２に被処理物を搬入するた
めの入口扉２１が設けられ、予熱室とその下部に設けら
れた中間室２４との結合部には中間扉２５が設けられ、
中間室２４とその周囲に配置された浸炭室２７ａ〜２７
ｆとのそれぞれの結合部には中間扉２６ａ〜２６ｆが設
けられ、中間室２４とその下部に設けられた焼入室２１
１との結合部には中間扉２１０が設けられ、焼入室２１
１と焼戻室２１４との結合部には中間扉２１３が設けら
れ、焼戻室２１４には該焼戻室２１４から被処理物を搬
出するための出口扉２１５が設けられている。さらに、
予熱室２２と浸炭室２７ａ〜２７ｆと焼戻室２１４との
それぞれの内部には高周波誘導加熱を行う誘導加熱コイ
ルが設けられているが、図では予熱室２２内に設けられ
た誘導加熱コイル２３と浸炭室２７ａ内に設けられた誘
導加熱コイル２８ａと焼戻室２１４内に設けられた誘導
加熱コイル２１４ａとのみを示しこれら以外の図示は省
略してある。また、予熱室２２及び焼入室２１１のそれ
ぞれには被処理物の支持台を兼ねる搬送装置２１７及び
２１９が設けられている。また、浸炭室２７ａ〜２７ｆ
及び焼戻室２１４には被処理物を上下移動可能に支持す
る支持台が設けられているが、図では浸炭室２７ａに設
けられた支持台２９ａと焼戻室２１４に設けられた支持
台２２１とのみを示しこれら以外の図示は省略してあ
る。そして、予熱室２２の近傍には、被処理物を予熱室
２２の入口扉２１から搬入する搬送フォーク２１６が設
けられ、また、各浸炭室２７ａ〜２７ｆには中間室２４
において搬送装置２１７及び２１９と被処理物の受け渡
しをして浸炭室に被処理物を出し入れする搬送フォーク
がそれぞれ設けられ、焼入室２１１には被処理物を焼戻
室２１４に搬送する搬送フォーク２２０が設けられ、焼
戻室２１４の出口扉２１５近傍には焼戻室２１４から被
処理物を搬出する搬送フォーク２２２が設けられてい
る。なお、真空排気系、ガス導入系、電源系等の図示は
省略した。
【００５５】予熱室２２は、搬送フォーク２１６によっ
て運ばれてきた図示しない機械加工機によって加工され
た被処理物を入口扉２１を介して受け取り、被処理物を
浸炭温度に急速加熱するための真空密閉可能な室であ
り、室壁を水冷するために二重壁構造になっていて、内
部にはを被処理物を支持するとともに被処理物を中間室
２４に搬送するための搬送装置２１７と、被処理物を予
熱するため誘導加熱コイル２３とを備えている。後述す
るように、予熱された被処理物は、中間扉２５を介して
中間室２４に運ばれる。
【００５６】中間室２４は、被処理物を予熱室２２から
浸炭室２７ａ〜２７ｆに移送し、あるいは、各浸炭室か
ら焼入室２１１に移送する際にその中継室として必要と
なる真空密閉可能な室であり、中間扉２５を介して、予
熱された被処理物を受け取り、被処理物を浸炭室毎に設
けられた搬送フォーク２１８ａ等（浸炭室２７ｂ〜２７
ｆに対応する搬送フォークの図示は省略してある）に乗
せてそれぞれの浸炭室毎に設けられた中間扉２６ａ〜６
ｆを介して浸炭室２７ａ〜２７ｆに順次搬送していくも
のであり、後述するように、浸炭室２７ａ〜２７ｆから
中間扉２６ａ〜２６ｆを介して搬送フォーク２１８ａ等
によって運ばれてきた浸炭処理が済んだ被処理物を受け
取り、搬送装置２１９に乗せて中間扉２１０を介して焼
入室２１１に搬入するものである。
【００５７】浸炭室２７ａ〜２７ｆは、搬送フォーク２
１８ａ等によって運ばれてきた被処理物に浸炭処理をす
るための真空密閉可能な室であり、室壁を水冷するため
に二重壁構造になっていて、それぞれの内部には被処理
物を上下移動可能に支持する支持台２９ａ等（但し、浸
炭室２７ｂ〜２７ｆに対応する支持台の図示は省略）と
被処理物を浸炭温度に保持するための誘導加熱コイル２
８ａ等（但し、浸炭室２７ｂ〜２７ｆに対応する誘導加
熱コイルの図示は省略）を備えている。浸炭処理終了
後、被処理物は浸炭室２７ａ〜２７ｆから中間室２４へ
中間扉２６ａ〜２６ｆを介して搬送フォークに乗せられ
て運ばれる。なお、各浸炭室２７ａ〜２７ｆの支持台
は、該浸炭室２７ａ〜２７ｆの室壁とは電気的に絶縁さ
れている。
【００５８】焼入室２１１は、該焼入室に設けられた被
処理物の支持台を兼ねる搬送装置２１９によって運ばれ
てきた被処理物の焼入処理をするための真空密閉可能な
室であり、内部に被処理物を冷却するためのノズル２１
２を備えている。焼入処理終了後、被処理物は中間扉２
１３を介して搬送フォーク２２０に乗せられて焼戻室２
１４に運ばれる。
【００５９】焼戻室２１４は、搬送フォーク２２０によ
って運ばれてきた被処理物の焼戻処理をするための真空
密閉可能な室であり、被処理物を上下移動可能に支持す
るための支持台２２１と、被処理物を加熱するための誘
導加熱コイル２１４ａを備えている。焼戻処理終了後、
被処理物は出口扉２１５を介して搬送フォーク２２２に
乗せられて次工程の機械加工機に搬送される。
【００６０】このように、本実施例の浸炭焼入焼戻装置
は、それぞれが真空密閉可能な室である予熱室２２、中
間室２４、浸炭室２７ａ〜２７ｆ、並びに、焼入室２１
１及び焼戻室２１４がそれぞれ中間扉２５，２６ａ〜２
６ｆ，２１０，２１３を介して結合された構造になって
いて、予熱室２１の直下に中間室２４が、中間室２４の
直下に焼入室２１１がそれぞれ配置されているものであ
る。また、浸炭室２７ａ〜２７ｆは、中間室２４の周り
に、該中間室２４とほぼ同じ高さに７つ配置されてい
て、焼戻室２１４は、焼入室２１１とほぼ同じ高さに配
置されているものである。
【００６１】このような構成における浸炭焼人焼戻装置
の詳細な動作を図９のタイムチャートを参照にしながら
以下に説明する。
【００６２】図９のタイムチャートでは、被処理物１個
あたりの機械加工処理時間を３分／個として、被処理物
１個あたりの浸炭処理時間が９５０℃×１５分であると
している。これは、被処理物に求められる有効浸炭深さ
が０．３〜０．５ｍｍの場合を想定したものである。
【００６３】まず、機械加工機で加工された被処理物
は、付着した加工油を洗浄した後、洗浄後すぐに、搬送
フォーク２１６によって入口扉２１を介して、予熱室２
２に搬入される（時間０）。
【００６４】搬入された被処理物は支持台を兼ねる搬送
装置２１７にセットされる。該搬送装置２１７は被処理
物を予熱するときの定位置まで上昇させる。次に、入口
扉２１を閉じて予熱室２１内の圧力が１Ｐａ程度（被処
理物が酸化されない程度の圧力）になるまで真空排気し
て、０．５ｋＨｚ以上３ｋＨＺ以下の高周波電流を誘導
加熱コイル２３に通電して誘導磁界ににより被処理物を
急速加熱する。被処理物がＡ1 変態点以上の所定の浸炭
温度に到達すると、次の工程が開始されるまで被処理物
を該浸炭温度に保持する。中間室２４及び浸炭室２７ａ
〜２７ｆのいずれかが空室になると、高周波電流が停止
して、搬送装置２１７が下降し、被処理物が中間扉２５
を介して中間室２４に移送される。
【００６５】中間室２４は、圧力が１Ｐａ程度（被処理
物が酸化されない程度の圧力）になるまで真空排気され
ていて、予熱室２２から運ばれてきた被処理物は搬送フ
ォーク２１８ａ等に乗せられて中間扉２６ａ〜２６ｆを
介して浸炭室２７ａ〜２７ｆに搬入される。ここでは、
浸炭室２７ａに搬入するものとする（時間３）。このと
き、同時に、機械加工機で加工された次の被処理物が、
洗浄後、搬送フォーク２１６によって入口扉２１を介し
て、予熱室２２に搬入される。このように、機械加工機
から予熱室２２には、機械加工処理時間に合わせて、待
ち時間０で、次々と供給されていく。
【００６６】浸炭室２７ａは、圧力が１Ｐａ程度（被処
理物が酸化されない程度の圧力）になるまで真空排気さ
れており、中間室２４から運ばれてきた被処理物は支持
台２９ａにセットされる。支持台２９ａによって被処理
物は浸炭処理するときの定位置まで上昇される。次い
で、０．５ｋＨｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数の高周波電
流が誘導加熱コイル２８ａに通電されて誘導磁界により
被処理物が浸炭温度に保持される。これと共に中間扉２
６ａが閉じて図示しないカスマニホールドを介してキャ
リアガスが浸炭室２７ａ内に導入される。ここで、キャ
リアガスは、炭素含有ガスであって、例えばＣ3 Ｈ8 等
の炭化水素のみの単体ガス、あるいは炭化水素とＡｒ等
の不活性ガスとＨ2 ガスの一種類あるいは二種類含んだ
混合ガスであり、キャリアガスはあらかじめ定められた
流量で浸炭室２７ａ内に導入される。その後、真空排気
量の調整によって、浸炭室２７ａ内の圧力があらかじめ
設定された圧力（略１×１０1 Ｐａ〜２．６×１０3 Ｐ
ａ程度）に到達すると、浸炭室２７ａの室壁を陽極、支
持台２９ａを陰極としてパルス直流電流を通電して、グ
ロー放電可能な電圧を印加する。浸炭処理が終了すると
キャリアガスの導入と電流の通電を停止して、浸炭室２
７ａ内の圧力が１Ｐａ程度（あらかじめ設定された圧
力）になるまで真空排気される。次いで、中間扉２６ａ
が開いて、誘導加熱コイル２８ａへの高周波電流の通電
も停止し、支持台２９ａが下降して被処理物は搬送フォ
ーク２１８ａによって中間扉２６ａを介して中間室２４
に移送される。
【００６７】中間室２４は、圧力が１Ｐａ程度（被処理
物が酸化されない程度の圧力）になるまで真空排気され
ていて、浸炭室２７ａから運ばれてきた被処理物は、焼
入室２１１から上昇してきた搬送装置２１９に乗せられ
る。搬送装置２１９に乗せられた被処理物は、搬送装置
２１９が下降することにより、中間扉２１０を介して、
焼入室２１１に搬入される。
【００６８】焼入室２１１は、圧力が１Ｐａ程度（被処
理物が酸化ざれない程度の圧力）になるまで真空排気さ
れている。支持台を兼ねる搬送装置２１９に乗せられた
被処理物は、被処理物を均一に包むように配置されたノ
ズル２１２によって噴霧された冷媒によって急速冷却さ
れて焼き人れされる。このときの焼き入れは、減圧下あ
るいは大気圧のＮ2 ガス等の不活性ガス雰囲気中で行わ
れ、冷媒には、油、水、ガス（液化ガスを含む）いずれ
か一種の用いられる。焼入処理が終了してから、支持台
２１９が下降して、被処理物は搬送フォーク２２０に乗
せられ、中間扉２１３を介して、焼戻室２１４へ運ばれ
る。
【００６９】焼戻室２１４に運ばれてきた被処理物は支
持台２２１にセットされる。支持台２２１が被処理物を
加熱するときの定位置まで上昇すると、被処理物の焼戻
処理が行われる。このときの焼戻処理は、減圧下あるい
は大気中において、誘導加熱コイル２１４ａ（これは、
直接通電加熱、あるいは遠赤外線加熱等でもよい）であ
らかじめ設定された焼戻温度（１５０℃〜２５０℃）ヘ
急速加熱されて、該焼戻温度に所定の時間保持されるこ
とによって行われる。焼戻処理が終了してから、被処理
物を乗せた支持台２２１が下降して、被処理物は搬送フ
ォーク２２２に乗せられて出口扉２１５を介して次工程
の機械加工機に運ばれる。
【００７０】この実施例によっても実施例１の場合と同
様の利点得られる外、搬送装置を各室に略対応して各室
毎に設けてあるので、迅速な搬送が可能であり、したが
って、処理タクトを実施例１の場合に比較して短縮する
ことが可能になる。
【００７１】なお、以上説明した各実施例では、被処理
物を１つずつ搬入して一連の処理を行うものを例にして
示したが、少数の被処理物を１つの処理単位としてまと
めて同時に搬入して各々の処理を行うようにしてもよ
い。また、上述の各実施例では、浸炭室を６つ、焼入室
と再加熱室ならびに焼戻室等をｌつ設けたものを示した
が、各々の室の個数は被処理物１個あたりの機械加工処
理時間を考慮して各々任意に定めてよい。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、浸
炭焼入焼戻方法における各工程を機械加工製造ラインで
供給される被処理物の供給速度にあわせて機械加工製造
ラインの流れを実質的に止めることなく行われるように
して、オンライン機械加工製造システムの一工程として
浸炭処理を組み入れることを可能にすると共に、個々の
熱処理品質にばらつきのない高品質の処理ができるよう
にしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の浸炭焼入焼戻装置の概略縦断面図で
ある。
【図２】実施例１の浸炭焼入焼戻装置の概略平面図であ
る。
【図３】実施例１の浸炭焼入焼戻方法のタイムチャート
である。
【図４】実施例１の浸炭焼入焼戻方法の工程を示すフロ
ック図である。
【図５】実施例１の変型例の浸炭焼入焼戻装置の概略縦
断面図である。
【図６】実施例１の変型例の浸炭焼入焼戻装置の概略平
面図である。
【図７】実施例２の浸炭焼入焼戻装置の概略縦断面図で
ある。
【図８】実施例２の浸炭焼入焼戻装置の概略平面図であ
る。
【図９】実施例２の浸炭焼入焼戻方法のタイムチャート
である。
【図１０】従来例の浸炭焼入焼戻方法の工程を示すフロ
ック図である。
【符号の説明】
１…入口扉、２…予熱室、３ａ〜３ｊ…中間扉、４…中
間室、５ａ〜５ｆ…浸炭室、６…冷却室、７…再加熱
室、８…焼入室、９…出口扉、１０…焼戻室、１１，１
２，１３…搬送装置、１４ｇ，１５ｃ…支持台、１７…
誘導加熱コイル。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年４月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年７月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】従来、浸炭焼入装置として、大量生産に
対応するためにトレイプッシャー型あるいはローラーハ
ース型の連続式ガス浸炭焼入炉が用いられてきた。いず
れの型の連続式ガス浸炭焼入炉も機械加工工場とは離れ
たいわゆる熱処理工場で機械加工工程とオフラインで通
常２４時間連続操業されている。また、その生産方式
は、トレイに被処理物を多数個段取りするバッチ方式で
熱処理する形態となっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】（実施例１）図１は実施例１の浸炭焼入焼
戻装置の概略縦断面図を示したものであり、図２は同概
略平面図を示したものである。本実施例の浸炭焼入焼戻
装置は、予熱室２、中間室４、浸炭室５ａ〜５ｆ、冷却
室６、再加熱室７、焼入室８及び焼戻室１０を有する。
予熱室２は該予熱室２に被処理物を搬入するための入口
扉１が設けられ、予熱室２と中間室４との結合部には中
間扉３ｇが設けられ、中間室４とその周囲に配置された
浸炭室５ａ〜５ｆとのそれぞれの結合部には中間扉３ａ
〜３ｆが設けられ、中間室４と冷却室６との結合部には
中間扉３ｈが設けられ、中間室４と再加熱室７との結合
部には中間扉３ｉが設けられ、中間室４と焼入室８との
結合部には中間扉３ｊが設けられ、焼入室８には該焼入
室から被処理物を搬出する出口扉９が設けられている。
さらに、予熱室２と浸炭室５ａ〜５ｆと再加熱室７と焼
戻室１０とのそれぞれの内部には高周波誘導加熱を行う
誘導加熱コイルが設けられているが、図では予熱室２内
に設けられた誘導加熱コイル１７のみを示しこれら以外
の図示は省略してある。また、予熱室２と浸炭室５ａ〜
５ｆと冷却室６と再加熱室７と焼入室８とのそれぞれに
は被処理物を上下移動可能に支持する支持台が設けられ
ているが、図では予熱室２に設けられた支持台１４ｇと
焼入室８に設けられた支持台１５ｃとのみを示しこれら
以外の図示は省略してある。そして、予熱室２の近傍に
は、被処理物を予熱室２の入口扉１から搬入する搬送装
置１１が設けられ、また、中間室４には、予熱室２と、
各浸炭室５ａ〜５ｆと冷却室６と再加熱室７と焼入室８
とのそれぞれから被処理物を出し入れする搬送装置１２
が設けられ、焼入室８及び焼戻室１０の近傍には、焼入
室８の出口扉９から搬出される被処理物を焼戻室１０に
搬送し、該焼戻室１０から次工程に搬出する搬送装置１
３が設けられている。さらに、冷却室６及び焼入室８に
は冷却ファンが設けれているが、図では焼入室８に設け
られた冷却ファン２１のみを図示し、他は図示を省略し
てある。なお、真空排気系、ガス導入系、電源系等の図
示は省略した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】再加熱室７は、冷却が終了して搬送装置１
２によって中間室４から運ばれてきた被処理物を焼入温
度に急速加熱するための真空密閉可能な室であり、室壁
を水冷するために二重壁構造となっており、内部で被処
理物を上下移動可能に支持する支持台（図示略）と処理
物を再加熱するための誘導加熱コイル（図示略）を備え
ている。再加熱終了後、被処理物は再加熱室７から中間
室４へ中間扉３ｉを介して搬送装置１２に乗せられて運
ばれる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】このように、本実施例の浸炭焼入焼戻装置
は、それぞれが真空密閉可能な室である予熱室２、浸炭
室５ａ〜５ｆ、冷却室６と再加熱室７及び焼入室８が中
間扉３ａ〜３ｊを介して中間室４の周囲に結合して配置
された構造になっている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】図３のタイムチャートでは、被処理物１個
あたりの機械加工時間を４分／個とし、被処理物の浸炭
処理時間を１１００℃×２２分４５秒であるとした。こ
れは、被処理物に求められる有効浸炭深さが０．５〜
０．８ｍｍの場合を想定したものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４４】冷却室６は、圧力が１Ｐａ程度（被処理物
が浸炭温度で酸化されない程度の圧力）になるまで真空
排気されていて、被処理物が冷却室６内の支持台にセッ
トされる。中間扉３ｈが閉じるとＮ2 等の不活性ガスで
あらかじめ設定された大気圧以上の圧力に復圧される。
次いで、冷却室６内の冷却ファン（図示略）が起動し、
冷却室６内に封入された不活性ガスが循環し、被処理物
と冷却室６の水冷された二重壁構造の室壁との間で不活
性ガスを介して熱交換され、被処理物がＡ1 変態点以下
の温度に冷却される。冷却が終了すると、冷却ファンを
停止して冷却室６の圧力があらかじめ設定された１Ｐａ
程度（被処理物が酸化されない程度の圧力）になるまで
真空排気される。次いで、中間扉３ｈが開いて、搬送装
置１２が冷却室６に挿入され、支持台が下降し、被処理
物は搬送装置１２によって中間扉３ｈを介して中間室４
に移送される（時間２９．７５）。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５４】（実施例２）図７は実施例２の浸炭焼入焼
戻装置の概略縦断面図を示したものであり、図８は同概
略平面図を示したものである。実施例１においては、予
熱室、浸炭室、中間室及び焼入室等を略同一平面上に配
置した例であるが、この実施例２は、これらを上下に複
数段になるように配置した例である。本実施例の浸炭焼
入焼戻装置は、予熱室２２、中間室２４、浸炭室２７ａ
〜２７ｆ、焼入室２１１、焼戻室２１４を有する。予熱
室２２の近傍には該予熱室２２に被処理物を搬入するた
めの入口扉２１が設けられ、予熱室とその下部に設けら
れた中間室２４との結合部には中間扉２５が設けられ、
中間室２４とその周囲に配置された浸炭室２７ａ〜２７
ｆとのそれぞれの結合部には中間扉２６ａ〜２６ｆが設
けられ、中間室２４とその下部に設けられた焼入室２１
１との結合部には中間扉２１０が設けられ、焼入室２１
１と焼戻室２１４との結合部には中間扉２１３が設けら
れ、焼戻室２１４には該焼戻室２１４から被処理物を搬
出するための出口扉２１５が設けられている。さらに、
予熱室２２と浸炭室２７ａ〜２７ｆと焼戻室２１４との
それぞれの内部には高周波誘導加熱を行う誘導加熱コイ
ルが設けられているが、図では予熱室２２内に設けられ
た誘導加熱コイル２３と浸炭室２７ａ内に設けられた誘
導加熱コイル２８ａと焼戻室２１４内に設けられた誘導
加熱コイル２１４ａとのみを示しこれら以外の図示は省
略してある。また、予熱室２２及び焼入室２１１のそれ
ぞれには被処理物の支持台を兼ねる搬送装置２１７及び
２１９が設けられている。また、浸炭室２７ａ〜２７ｆ
及び焼戻室２１４には被処理物を上下移動可能に支持す
る支持台が設けられているが、図では浸炭室２７ａに設
けられた支持台２９ａと焼戻室２１４に設けられた支持
台２２１とのみを示しこれら以外の図示は省略してあ
る。そして、予熱室２２の近傍には、被処理物を予熱室
２２の入口扉２１から搬入する搬送フォーク２１６が設
けられ、また、各浸炭室２７ａ〜２７ｆには中間室２４
において搬送装置２１７及び２１９と被処理物の受け渡
しをして浸炭室に被処理物を出し入れする搬送フォーク
２１８ａ〜２１８ｆがそれぞれ設けられ、焼入室２１１
には被処理物を焼戻室２１４に搬送する搬送フォーク２
２０が設けられ、焼戻室２１４の出口扉２１５近傍には
焼戻室２１４から被処理物を搬出する搬送フォーク２２
２が設けられている。なお、真空排気系、ガス導入系、
電源系等の図示は省略した。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６０】このように、本実施例の浸炭焼入焼戻装置
は、それぞれが真空密閉可能な室である予熱室２２、中
間室２４、浸炭室２７ａ〜２７ｆ、並びに、焼入室２１
１及び焼戻室２１４がそれぞれ中間扉２５，２６ａ〜２
６ｆ，２１０，２１３を介して結合された構造になって
いて、予熱室２１の直下に中間室２４が、中間室２４の
直下に焼入室２１１がそれぞれ配置されているものであ
る。また、浸炭室２７ａ〜２７ｆは、中間室２４の周り
に、該中間室２４とほぼ同じ高さに６つ配置されてい
て、焼戻室２１４は、焼入室２１１とほぼ同じ高さに配
置されているものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 8/22 Ｃ２３Ｃ 8/22 Ｆ２７Ｂ 9/02 Ｆ２７Ｂ 9/02 (72)発明者 十良沢 英寿 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内 (72)発明者 武本 慎一 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内 (72)発明者 井上 英樹 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被処理物を浸炭温度にする予熱工程と、
    予熱後に浸炭温度で被処理物を浸炭する浸炭工程と、浸
    炭後に被処理物を焼き入れする焼入工程と、焼入後に被
    処理物を焼き戻しする焼戻工程とを含む工程を有する浸
    炭焼入焼戻方法であって、 前記被処理物は物品の機械加工製造ライン上で供給され
    るものであり、前記浸炭焼入焼戻方法における各工程は
    前記機械加工製造ラインで供給される被処理物の供給速
    度にあわせて前記機械加工製造ラインの流れを実質的に
    止めることなく行われるようにしたことを特徴とする浸
    炭焼入焼戻方法。
  2. 【請求項２】 被処理物を浸炭温度にする予熱工程と、
    予熱後に浸炭温度で被処理物を浸炭する浸炭工程と、浸
    炭後に被処理物を焼き入れする焼入工程と、焼入後に被
    処理物を焼き戻しする焼戻工程とを含む工程を有する浸
    炭焼入焼戻方法であって、 前記被処理物は物品の機械加工製造ライン上で供給され
    るものであり、前記浸炭焼入焼戻方法における各工程
    は、それぞれの工程を行うための処理手段をそれぞれの
    工程を行うために必要な時間に応じて前記機械加工製造
    ラインの流れを実質的に止めることなく行うために必要
    な数だけ設けて必要に応じて１又は２以上の被処理物を
    処理単位にしてまとめて各処理手段に順次振り分けて供
    給して行うようにしたものであることを特徴とする請求
    項１に記載の浸炭焼入焼戻方法。
  3. 【請求項３】 前記予熱工程を行う予熱処理手段と前記
    浸炭工程を行う浸炭処理手段とを分離して別個に構成
    し、 前記予熱処理手段は、高周波誘導加熱法を用いる構成に
    することによって予熱処理時間を前記機械加工製造ライ
    ンで供給される被処理物の処理単位の供給時間間隔より
    も十分に短くしてその用いる数を１つとすると共に、 前記浸炭処理手段は、前記浸炭工程の時間をＸ、前記機
    械加工製造ラインで供給される被処理物の処理単位の供
    給時間間隔をＹ、前記浸炭工程を行う浸炭処理手段の数
    をＺとそれぞれしたときに、Ｚ≧Ｘ／Ｙを満たすように
    浸炭処理手段を設けることによって、予熱処理手段を各
    浸炭処理手段毎に設けることなく、前記機械加工製造ラ
    インの流れを実質的に止めることのない処理が行なえる
    ようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の浸
    炭焼入焼戻方法。
  4. 【請求項４】 前記浸炭工程を行う浸炭処理手段を、被
    処理物の温度を浸炭温度に保持しつつ前記浸炭処理手段
    と被処理物との間でグロー放電を起こさせて行うプラズ
    マ浸炭法で浸炭処理を行うもので構成することによっ
    て、前記浸炭焼入焼戻方法の稼動開始に要する立ち上げ
    時間を短くして前記物品の機械加工製造ラインの稼動開
    始に要する立ち上げ時間に近付けるようにして前記浸炭
    焼入焼戻方法の稼動開始を前記物品の機械加工製造ライ
    ンの稼動開始とあわせて行えるようにし、，かつ、前記
    浸炭焼入焼戻方法の稼動停止を前記物品の機械加工製造
    ラインの稼動停止に近付けて行えるようにしたことを特
    徴とする請求項３に記載の浸炭焼入焼戻方法。
  5. 【請求項５】 前記浸炭温度に保持する方法として高周
    波誘導加熱法を用いることとを特徴とする請求項４に記
    載の浸炭焼入焼戻方法。
  6. 【請求項６】 前記高周波誘導加熱の高周波の周波数を
    ０．５ｋＨｚ〜３ｋＨｚとしたことを特徴とする請求項
    ３ないし５のいずれかに記載の浸炭焼入焼戻方法。
  7. 【請求項７】 前記浸炭工程を９５０℃以上で１２００
    ℃以下の温度で行うと共に、前記浸炭工程と前記焼入工
    程との間にＡ1 変態点以下の温度に被処理物を冷却する
    冷却工程とこの冷却工程で冷却後の被処理物を焼入温度
    に再び加熱する再加熱工程とを付加したことを特徴とす
    る請求項１ないし６のいずれかに記載の浸炭焼入焼戻方
    法。
  8. 【請求項８】 前記Ａ1 変態点以下の温度に被処理物を
    冷却する冷却工程に要する時間をＭ、前記冷却工程で冷
    却後の被処理物を焼入温度に再び加熱する再加熱工程に
    要する時間をＮ、前記機械加工製造ラインで供給される
    被処理物の処理単位の供給時間間隔をＹ、前記冷却工程
    を行う冷却処理手段の数をＣ、前記再加熱工程を行う再
    加熱処理手段の数をＨとしたとき、Ｃ≧Ｍ／Ｙ、Ｈ≧Ｎ
    ／Ｙを満たすように前記冷却処理手段及び再加熱処理手
    段を設けることによって、前記機械加工製造ラインの流
    れを実質的に止めることのない処理が行なえるようにし
    たことを特徴とする請求項７に記載の浸炭焼入焼戻方
    法。
  9. 【請求項９】 被処理物を浸炭温度にする予熱装置と、
    予熱後に浸炭温度で被処理物を浸炭する浸炭装置と、浸
    炭後に被処理物を焼き入れする焼入装置と、焼入後に被
    処理物を焼き戻しする焼戻装置と、１又は２以上の被処
    理物を処理単位にしてまとめて各装置に搬入する動作及
    び搬出する動作を含む搬送動作を行う搬送装置と、を含
    む装置を有する浸炭焼入焼戻装置であって、 該浸炭焼入焼戻装置は物品の機械加工製造ライン中に設
    置されたものであり、 前記予熱装置、浸炭装置、焼入装置及び焼戻装置は、そ
    れぞれの装置において前記被処理物にそれぞれの処理を
    行うために必要な時間に応じて前記機械加工製造ライン
    の流れを実質的に止めることなく行うために必要な数だ
    けそれぞれ設けられており、 前記各装置のうちで複数設けられた装置のそれぞれの装
    置に前の工程から処理単位毎に順次供給される被処理物
    を順次振り分けて供給する振り分け装置が設けられてい
    ることを特徴とする浸炭焼入焼戻装置。
  10. 【請求項１０】 前記予熱装置は、高周波誘導加熱装置
    を備えたものであると共に、その設置数が１であり、 前記浸炭装置は、該浸炭装置による浸炭工程の時間を
    Ｘ、前記機械加工製造ラインで供給される被処理物の処
    理単位の供給時間間隔をＹとしたとき、その設置数Ｚ
    が、Ｚ≧Ｘ／Ｙを満たすように設けられたものであるこ
    とを特徴とする請求項９に記載の浸炭焼入焼戻装置。
  11. 【請求項１１】 前記浸炭装置は、真空浸炭室を有し、
    該真空浸炭室と被処理物との間でグロー放電を起こして
    プラズマ浸炭を行うプラズマ浸炭処理装置を有し、か
    つ、被処理物を浸炭温度に保持する加熱装置が設けられ
    たものであることを特徴とする請求項９又は１０に記載
    の浸炭焼入焼戻装置。
  12. 【請求項１２】 前記浸炭温度に保持する加熱装置が高
    周波誘導加熱装置であることを特徴とする請求項１１に
    記載の浸炭焼入焼戻装置。
  13. 【請求項１３】 前記浸炭装置で浸炭された被処理物を
    前記焼入装置で焼入する前にＡ1 変態点以下の温度に被
    処理物を冷却する工程を行うための冷却装置と、この冷
    却装置で冷却後の被処理物を焼入温度に再び加熱する再
    加熱装置とが設置されていることを特徴とする請求項９
    ないし１２のいずれかに記載の浸炭焼入焼戻装置。
  14. 【請求項１４】 前記Ａ1 変態点以下の温度に被処理物
    を冷却する冷却工程に要する時間をＭ、前記冷却工程で
    冷却後の被処理物を焼入温度に再び加熱する再加熱工程
    に要する時間をＮ、前記機械加工製造ラインで供給され
    る被処理物の処理単位の供給時間間隔をＹ、前記冷却工
    程を行う冷却処理手段の数をＣ、前記再加熱工程を行う
    再加熱処理手段の数をＨとしたとき、Ｃ≧Ｍ／Ｙ、Ｈ≧
    Ｎ／Ｙを満たすように前記冷却装置及び再加熱装置が設
    けられていることを特徴とする請求項１３に記載の浸炭
    焼入焼戻装置。
  15. 【請求項１５】 前記焼戻工程の時間をＬ、前記機械加
    工製造ラインで供給される被処理物の処理単位の供給時
    間間隔をＹ、前記焼戻工程を行う焼戻装置の数をＷとそ
    れぞれしたときに、Ｗ≧Ｌ／Ｙを満たすように焼戻装置
    を設けることを特徴とする請求項９ないし１４のいずれ
    かに記載の浸炭焼入焼戻装置。
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