JPS6136682A - 真空熱処理炉の真空ドア開閉装置 - 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〉 この発明は真空熱処理炉の真空ドア開閉装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に真空熱処理炉は（１）無酸化状態で正確な温度に
加熱できる、（２）省エネルギーに役立つ、（３）炉の
寿命が長い、（４）無公害である等、優れた効果がある
ことから、安価な量産部品の熱処理に利用されるように
なってきた。

現在、この真空熱処理炉には準備室、加熱室、冷却室か
らなる３真空室容器と２真空ドアで構成した連続真空熱
処理炉と、加熱室、冷却室からなる２真空室容器と１真
空ドアで構成したセミ連続真空熱処理炉とがよく知られ
ている。

そしてそれぞれの真空ドアは相互の真空室容器の差圧に
よって完全に密閉されており、被熱物の移送時には相互
の真空室容器の圧力をほぼ同圧にして真空ドアを開放し
なければならない。もし多少とも差圧がある状態で無理
に開放すると、相互の真空室容器内の圧力が急激に同圧
になろうとするため、真空シール材（例えば０リング）
が真空ドアから外れたり、切断したり、過度の場合は加
熱室を破損するおそれがある。

このため、従来加熱室、冷却室へそれぞれ真空圧力調節
計が付設され、両室が同圧になるように設定されている
が、真空圧力調節計の切断差にバラツキがあり、正確に
同圧に合わせることが困難である０例えば冷却室を成る
圧力に復圧させ、加熱室における被処理材の真空加熱の
終了を待機している間に、気温などの影響で冷却室の圧
力が変動することがある。そのときに加熱室がタイムア
ツプして真空圧力調節計の設定値まで復圧して真空ドア
を開放しようとすると、実際には差圧が生じているため
上記同様の事故が発生する。

この点から、一方の真空室容器の圧力が他方の真空室容
器の圧力変動に応じて同圧となったとき同圧信号を発す
るように構成し、自動的に真空ドアを開放する装置を真
空熱処理炉へ組込むことが要望されている。また搬入ド
ア、搬出ドア等も同様に稼動口の天候（気圧条件）、真
空熱処理炉の設置場所（海抜）等により真空圧調節計の
設定値を変更する必要がある。

〈発明の目的〉 この発明は上記にかんがみてなされたものであって、そ
の目的は冷却室の圧力を所定値に設定し、加熱室の圧力
が該設定圧力に到達したとき真空ドアを開放する真空熱
処理炉の真空ドア開閉装置を提供することである。

〈発明の要旨〉 圧力変動に応動するダイヤプラムで区画された一方の空
洞部を管路で加熱室へ連通し、他方の空洞部を管路で冷
却室へ連通し、雨空洞部が同圧になると同圧信号を発す
る差圧スイッチと、制御盤と、真空ドア開閉装置とを回
路接続したものである。

〈実施例〉 以下、この発明の実施例を示す第１〜５図にもとづいて
構成および作動態様を説明する。

イ）構成 第１図に示す１１は差圧スイッチであって、該差圧スイ
ッチ１１は上段ケース１２と下段ケース１３に分れてお
り、気密的にボルト締めされている。１２．１は上段ケ
ース１２内に形成した第１空洞部で管路１５をへて加熱
室１へ連通している（第３図参照）。この第１空洞部１
２．１内には上段ケース１２と下段ケース１３とによっ
て周縁が固定された軽量なダイヤフラム１２．２が上下
動可能に内挿されている。１３．１は下段ケース１３内
に形成した第２空洞部で管路１６をへて冷却室６へ連通
している（第３図参照）。１３．２は第２空洞部１３．
１へ連通ずる第３空洞部で接点１３．３が内挿されてい
る。

１３．４は接点１３．３へ接続した中継端子で下段ケー
ス１３へ固定されている。この中継端子１３．４とリレ
ー制御盤３２、真空ドア開閉装置３３、復圧ガス管路３
４Ａへ配設した復圧弁３４とはそれぞれ導通可能に結線
されている。

したがってＷＩＩｌ空洞部１２．１の圧力が第２空洞部
１３、１の圧力よりも低い場合、ダイヤフラム１２．２
は差圧により降下しないが、加熱室１へ復圧ガスが導入
されて同圧になるとダイヤスラム１２．２は自重降下し
て接点１３．３へ当接し、その同圧信号をリレー制御盤
３２で処理し、加熱室ｌへ導入中の復圧ガスを復圧弁３
４で止めると同時に、真空ドア開゛閉装置３３が作動し
て真空ドア５が開放される。

また第２図に示す差圧スイッチ２１は他の実施例であっ
て、上段ケース２２、中段ケース２３、下段ケース２４
に分れており、気密的にボルト締めされている。２２．
１は上段ケース２２内に形成した第１空洞部で管路１５
をへて加熱室１へ連通している（第３図参照）。この第
１空洞部２２．１内には上段ケース２２と中段ケース２
３により周縁が固定された軽量な第１ダイヤフラム２２
．２が上下動可能に内挿されている。２３．１は中段ケ
ース２３内に形成した第２空洞部で管路１６をへて冷却
室６へ連通している（第３図参照）。２３．２は第２空
洞部２３．１へ連通ずる第３空洞部で接点２３．３が内
挿されている。２３．４は接点２３．３と接続する中継
端子で中段ケース２３へ固定されている。　２４．１は
下段ケース２４内に形成した第４空洞部で、この第４空
洞部２４．１は下段ケース２４に形成した第５空洞部２
４．３と、管路１７、管路１５をへて加熱室ｌへ連通し
ている。そしてこの第４空洞部２４．１内には中段ケー
ス２３と下段ケース２４により周縁を固定され、第１ダ
イヤフラム２２．２と等重量の第２ダイヤフラム２４．
２が上下動可能に内挿されている。また第５空洞部２４
．３には接点２４．４が内挿されている。２４．５は接
点２４．４と接続する中継端子で下段ケース２４へ固定
されている。上記中継端子２３．４，２４゜５とり一一
制御盤３２、真空ドア開閉装置３３、復圧ガス管路３４
Ａへ配設した復圧弁３４とはそれぞれ導通可能に結線さ
れている。

したがって第１空洞部２２．１．第４空洞部２４．１の
圧力が第２空洞部２３．１の圧力よりも低い場合、第１
ダイヤプラム２２．２は差圧により浮上中であり、第２
グイヤフラム２４．２は差圧および自重により降下して
接点２４．４八当接し、その同圧信号をリレー制御ｆｆ
１３２が処理しようとするが、接点２３．２から同圧信
号が未着であるため信号処理しない、その後復圧ガスが
加熱室ｌへ導入されて第１空洞部２２．１と第２空洞部
２３．１とが同圧になると、第１ダイヤフラム２２．２
が自重降下して接点２３．３八当接し、その同圧信号が
リレー制御＠３２へ入るため、該リレー制御盤３２は両
者の同圧信号を処理し、加゛熱室１へ導入中の復圧ガス
を復圧弁３４で止めると同時に、真空ドア開閉装置３３
が作動して真空ドア５が開放される。

第３図は第１図に示す差圧スイッチ１１を組込んだセミ
連続真空熱処理炉を示し、ｌは図示しない管路で真空排
気源、復圧ガス源へ連通した加熱室、２は加熱室ｌの入
口側に配設した搬入ドア、３は加熱室ｌ内に装設した加
熱炉、３．１は加熱炉３を構成する断熱材からなるドア
付きの炉体、３゜２は炉体３．１内に配設した発熱体で
ある。４は被処理材を収容したトレイＴの移送ローラ、
５は加熱室ｌの出口側に配設した真空ドア、６は加熱室
１へ連設し１図示しない管路で真空排気源、復圧源へ連
通した冷却室、７は冷却室６の上部へ配設したガス攪拌
ファン、８は冷却室６内へ貯留した常温焼入れ油、９は
冷却室６へ配設した常温焼入れ油８のオイル・アジテー
タ、ｌＯは冷却室６の出口側に配設した搬入ドアである
。

３０は冷却室６内の圧力を調整する真空調圧制御装置、
３１は真空ドア開閉装置３０で作動される復圧弁であっ
て、復圧ガス管路３１Ａへ配設されている。

なお、上記差圧スイッチ１１．２１は加熱室ｌと冷却室
６とを同圧にして真空ドア５を開放する場合に使用する
事例を説明したが、この差圧スイッチ１１．２１は搬入
ドア２、搬出ドアｌＯを大気圧状態で開放する場合にも
使用可能である。

例えば差圧スイッチ１１を使用して搬入ドア２を開放す
る場合は、第１空洞部１２．１を加熱室ｌへ連通させ、
第２空洞部１３．１を外気へ開放しておく、こうすると
加熱室ｌ内が減圧状態のときダイヤプラム１２．２は浮
上中で、復圧ガスが復圧弁３４から加熱炉ｌ内へ導入さ
れて大気圧状Ｓ（同圧）になるとダイヤフラム１２．２
が自重降下して接点１３．３へ当接し、その同圧信号を
リレー制Ｗ盤３２で処理し、加熱室ｌへ導入中の復圧ガ
スを復圧弁３４で止めると同時に、図示しない搬入ドア
開閉装置′が作動して搬入ドア２が開放される。

また差圧スイッチ２１を使用して搬出ドア１０を開放す
る場合は、第１空洞部２２．１、第４空洞部”　２４．
１を冷却室６へ連通させ、第２空洞部２３．１を外気へ
開放しておく、こうすると冷却室６内が減圧状態のとき
第１ダイヤフラム２２．２は浮上中であるが、第２ダイ
ヤフラム２４，２は降下して接点２４．４へ当接し、同
圧信号をリレー制御盤３２が処理しようとするが、接点
２３．３から同圧信号が未着であるため信号処理しない
。そして復圧ガスが復圧弁３１から冷却室６内へ導入さ
れて大気圧状態（同圧）になると第１ダイヤフラム２２
．２が自重降下して接点２３．３へ当接し、その同圧信
号がリレー制御盤３２へ入るため、該リレー制御盤３２
は両者の同圧信号を処理し、冷却室６へ導入中の復圧ガ
スを復圧弁３１で止めると同時に、図示しない搬出ドア
開閉装置が作動して搬出ドア１０が開放される口）作動
態様 つぎに上記のような構成からなる真空熱処理炉における
定常状態の作動態様を説明する。

あらかじめ、搬入ドア２、真空ドア５、搬出ドア１０等
がそれぞれ閉鎖されており、加熱室ｌｌ内は所定の真空
圧（例：　０．１　Ｔｏｒｒ）に減圧され、加熱炉３内
へ移送したトレイＴ１内の被処理材（例：３０Ｍ４３５
鋼）が所定温度（例：８５０℃）に加熱されている。そ
して冷却室６内は真空にした後真空調圧制御装置３０に
より作動する復圧弁３１で任意の設定圧力（例：　１０
０　Ｔｏｒｒ）へ復圧されている。この設定圧力は真空
調圧制御装置３０で設定する。その後上記被処理材の真
空加熱がタイムアツプすると冷却室６内に貯留中の常温
焼入れ油８で油焼入れするために加熱室ｌ内を復圧弁３
４で復圧させる。このとき差圧スイッチ１１の第１空洞
部１２．１内の圧力（加熱室ｌ内の圧力と同じ）が第２
空洞部１３．１内の圧力（冷却室６内の圧力と同じ）よ
りも低い場合、ダイヤフラム１２．２は差圧により浮上
中である。その後第１空洞部１２．１内が１００　Ｔｏ
ｒｒへ復圧されて第２空洞部１３．１と同圧になると、
ダイヤプラム１２．２は自重降下して接点１３．３へ当
接する。これにより差圧スイッチｌｌからの同圧信号を
リレー制御盤３２が処理して、加熱室ｌへ導入中の復圧
ガスを復圧弁３４で止めると同時に、真空ドア開閉装置
３３が作動して真空ドア５が開放される。

ついでトレイＴｌを移送ローラ４により冷却室６内へ移
送し、直ちに図示しない昇降手段により常温焼入れ油８
へ浸漬し、被処理材は所定雰囲気圧力（１００Ｔｏｒｒ
）下で油焼入れされる。

ついで真空ドア５を閉鎖して加熱炉１内を大気圧状態へ
復圧後搬入ドア２を開放し、つぎの被処理材（例：　Ｓ
ＵＪ　２鋼）を収容したトレイＴ２を加熱炉ｌ内へ搬入
すると同時に搬入ドア２を閉鎖して加熱室ｌ内を所定真
空圧（例：　０．Ｉ　Ｔｏｒｒ）へ減圧しつつ真空加熱
する。一方、冷却室６内を大気圧状態へ復圧後、搬出ド
ア１０を開放し、トレイＴ１を所定レベルへ上昇後移送
ローラ４により炉外へ搬出する。その後搬出ドア１０を
閉鎖し、真空にした後真空調圧制御装置３０により復圧
弁３１を作動させて冷却室６内を所定の設定圧力（例：
　２５０Ｔｏｒｒ）　ヘ復圧させる。

なお、上記差圧スイッチ１１を使用してＳＣＭ４３５鋼
、ＳＵＪ　２鋼を数種の雰囲気圧力下で真空油焼入れし
たところ、第４．５図に示すように１００　Ｔｏｒｒで
焼入れした場合、焼入れひずみが最小になることがわか
った。

なお、構造用炭素鋼、炭素工具鋼、合金工具鋼等の焼入
れひずみを最小限に抑えることができる真空油焼入れ時
の雰囲気圧力は概ね６ｏｏ〜５゜Ｏ，３００〜２００丁
ｏｒｒであることがわかった。

〈発明の効果〉 上記のとおり、この発明に係る差圧スイッチを真空熱処
理炉へ組込むことにより、例えば加熱室と冷却室との圧
力が同圧になったとき直ちに真空ドアが開放されるため
、従来のような不具合が解消できる。また冷却室内の圧
力（真空油焼入れ時の雰囲気圧力）は被処理材毎に真空
調圧制御装置で任意に設定できるため、適正な焼入れが
たさが得られ、また焼入れひずみが最小限に抑えられる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は差圧スイッチの
断面図、第２図は他の差圧スイッチの断゛面図、第３図
は第１図に示す差圧スイッチを組込んだ真空熱処理炉の
概要説明図、第４．５図はＳＣＭ４３５鋼、ＳＵＪ　Ｚ
鋼の焼入れひずみ状況を示すヒストグラフである。 １・・・加熱室、５・・・真空ドア、６・・・冷却室、
１１・・・差圧スイッチ、１２．１・・・一方の空洞部
（第１空洞部）　、　１２．２・・・ダイヤフラム、１
３．１・・・他方の空洞部（第２空洞部）、１５．１６
・・・管路、３ｏ・・・真空調圧制御装置、３１．３４
・・・復圧弁、３２・・・リレー制御盤、３３・・・真
空ドア開閉装置。 特　　許　　出　　願　　人 第１図 第２図 Ｆ１ パフ ♂ヨ コ　！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力変動に応動するダイヤフラムで区画された一方の空
   洞部を管路で高真空圧状態に減圧される加熱室へ連通し
   、他方の空洞部を管路で低真空圧状態に減圧される冷却
   室へ連通し、前記２つの空洞部内が同圧になると同圧信
   号を発する差圧スイッチと、制御盤と、真空ドア開閉装
   置とを回路接続したことを特徴とする真空熱処理炉の真
   空ドア開閉装置。