KR100454046B1

KR100454046B1 - 열처리로

Info

Publication number: KR100454046B1
Application number: KR10-2001-0064001A
Authority: KR
Inventors: 고야마히로시
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2004-10-26
Also published as: JP2002147961A; KR20020037256A; CN1226588C; CN1355412A; JP3498213B2

Abstract

본 발명은 열처리물의 냉각효율를 높여 생산성을 향상할 수 있는 열처리로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 구성에 따르면, 노 본체(3)와, 노 본체(3)의 내부에 배치된 히터(5)와, 상기 히터(5)의 내측에 배치되며 피처리물(7)이 수납되는 가열실(K)을 구성하는 머플(M)을 포함하는 열처리로로서, 가열실(K)을 냉각할 때에, 머플(M)을 해당 가열실(K) 내의 분위기를 유지한 상태로 외부공기에 대해 노출시킬 수 있는 구조를 갖고 있다.

Description

열처리로{Thermal processing furnace}

본 발명은 주로, 세라믹제 전자부품을 탈지 또는 본소성하는 등의 가열처리에 제공되는 열처리로에 관한 것으로서, 상세하게는 적어도 노 본체와, 노 본체의 내부에 배치된 히터와, 상기 히터의 내측에 배치되며 피처리물이 수납되는 가열실을 구성하는 머플(muffle)을 포함하는 열처리로에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 열처리로로서는 예를 들면 일본국 특허공개 공보 평10-141859호에 개시되어 있는 구조의 것이 알려져 있다.

이러한 구조의 것에서는 세라믹제 전자부품을 가열처리할 때의 머플 내의 분위기를 소정 상태로 유지하기 위해, 머플을 기밀상태로 유지하며, 그 분위기 가스를 머플 내에 공급할 수 있도록 가스공급관이 머플에 접속되어 있다. 이에 따라 가열실 내가 소정의 분위기로 유지된 상태에서 가열처리할 수 있다.

그런데, 가열처리 공정이 종료된 후, 피처리물 및 머플을 예컨대 상온까지 냉각하는 냉각공정이 있으며, 이 냉각을 위해, 머플을 노 본체 내에 남긴 채 처리물을 머플에서 꺼내 외부공기에 노출하는 방법이 고려된다.

그러나, 이와 같이 처리물을 고온 상태로 외부공기에 노출시키면, 피처리물 표면이 외부공기와 바람직하지 못하게 반응하여, 이 때문에 처리물이 열화될 우려가 있다. 따라서, 소정의 분위기 중에서 냉각하는 것이 바람직함에도 불구하고, 처리물이 외부공기와 접촉하는 상태가 되기 때문에 처리물을 양질로 유지할 수 없다는 결점을 갖고 있다.

그래서, 이 점을 회피하기 위해, 종래에서는 머플 내를 기밀상태로 소정 분위기로 유지한 채 냉각할 수 있도록 노체 내에 머플을 남긴 채 자연냉각하고 있다. 그러나, 이와 같이 자연냉각하는 것에서는 단열구조의 노체 내에 머플을 그대로 남긴 상태이기 때문에, 피처리물이 원하는 온도까지 냉각되는데 장시간이 걸리게 되어 생산성이 낮아진다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 열처리물의 냉각효율을 높여 생산성을 향상시킬 수 있는 열처리로의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 한 실시형태에 있어서 머플을 외부공기에 노출하도록 노체를 분리시킨 상태의 개략사시도이다.

도 2는 한 실시형태에 있어서 머플을 외부공기에 노출하도록 노체를 분리시킨 상태의 개략평면도이다.

도 3은 한 실시형태에 있어서 가열처리시의 노체(爐體) 등을 나타낸 개략평면도이다.

도 4는 한 실시형태에 있어서 분리상태의 노체와 노체를 분리하는 기구 등을 나타낸 평면도이다.

도 5는 한 실시형태에 있어서 분리상태의 노체와 노체를 분리하는 기구 등을 나타낸 측면도이다.

도 6은 한 실시형태에 있어서 가열 또는 냉각처리시의 열처리로장치를 나타낸 종단 정면도이다.

도 7은 한 실시형태에 있어서 노 바닥부를 하강시킨 상태의 열처리로장치를 나타낸 종단 정면도이다.

도 8은 한 실시형태에 있어서 가압기구 등을 나타낸 종단 정면도이다.

도 9는 다른 실시형태에 있어서 가열처리시의 노체 등을 나타낸 종단면도이다.

도 10은 다른 실시형태에 있어서 냉각처리시의 노체 등을 나타낸 종단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

1 노체(爐體)

2 노 바닥부

3 노 본체

5 히터

6 베이스 부분

18 패킹(packing)

20 가압기구

22 요동 암(동력전달부)

23 가압작용부

24 구동장치

K 가열실

M 머플(muffle)

본 발명에 따른 열처리로는 적어도 노 본체와, 노 본체 내부에 배치된 히터와, 상기 히터의 내측에 배치되며 피처리물이 수납되는 가열실을 구성하는 머플을 포함하는 열처리로로서, 상기 머플이 상기 가열실 내의 냉각을 행할 때에 해당 가열실 내의 분위기를 유지한 상태로 외부공기에 대해 노출 가능하게 구성되어 있는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 가열처리할 때의 분위기를 머플의 가열실 내에 유지하며, 또한 그 가열실에 피처리물을 수납한 채로 머플은 노 본체 내에 갇혀진 상태에서 외부공기에 대해 노출되는 상태로 할 수 있기 때문에, 이에 의해 가열실을 단시간에 냉각할 수 있음과 동시에, 냉각시에 피처리물이 직접 외부공기에 노출되지 않기 때문에, 냉각시의 외부공기와의 접촉에 의한 처리물의 열화를 회피할 수 있어 피처리물을 고품질로 유지할 수 있다. 또한, 머플을 노 본체 내에 수납시킨 채 외부공기에 노출하지 않고 냉각할 수 있도록 하는 특별한 냉각장치를 설치하지 않아도 되기 때문에, 열처리로의 전체적인 구조를 간단히 할 수 있다.

본 발명에 따른 열처리로는 상기의 열처리로에 있어서, 상기 노 본체를 복수의 노체 부분으로 분리 가능하게 구성하여, 상기 가열실 내부를 냉각할 때에 상기 노체 부분의 하나 내지 복수개를 다른 노체 부분으로부터 분리함으로써 상기 머플을 외부공기에 노출 가능하게 하고 있는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 머플을 외부공기에 노출하는 것은 복수개로 분리 가능하게 구성된 노 본체를, 노체 부분의 하나 내지 복수개를 다른 노체 부분으로부터 분리함으로써 실현하기 때문에, 머플 주위의 단열구조가 해제되고 그로인해 머플이 외부공기에 노출되게 되어 가열실 다시 말하면 머플 및 피처리물의 냉각이 촉진됨으로써 냉각 공정을 단시간에 할 수 있다.

본 발명에 따른 열처리로는 상기 열처리로에 있어서, 상기 노 본체가 통형상이며 또한 바닥부가 개구된 노체와, 상기 노체의 바닥부 개구부측에 위치함과 동시에 상기 가열실 내에서 피처리물을 지지하는 노 바닥부를 포함하는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 단열구조를 구성하는 노 본체가 노체와, 가열실 내에서 피처리물을 지지하는 노 바닥부를 포함하는 것이기 때문에, 소성시의 노체와 노 바닥부가 일체 또는 거의 일체가 되도록 도모함으로써, 노 본체로서의 단열성이 높은 것이 됨과 동시에, 노체와 노 바닥부를 분리할 수 있도록 하면, 그 노 바닥부에 피처리물을 지지한 채 가열실을 외부공기에 노출할 수 있도록 하여 냉각을 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 열처리로는 상기의 열처리로에 있어서, 상기 가열실을 냉각할 때에 상기 노체에 대해 상기 노 바닥부를 상대적으로 하강시켜 머플을 노 밖의외부공기에 노출 가능하게 하고 있는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 머플을 외부공기에 노출하는 것은 노체에 대해 노 바닥부를 상대적으로 하강시킴으로써 실현하기 때문에, 머플 주위의 단열구조가 해제되고 그로 인해 머플이 외부공기에 노출되게 되어 가열실 다시 말하면 머플 및 피처리물의 냉각이 촉진됨으로써, 그 냉각 공정을 단시간에 할 수 있다. 또한, 노체 등을 복수개로 분리하여 머플을 외부공기에 노출하는 것과 같이, 노체를 분리 및 결합하는 특별한 구조로 하지 않아도 되기 때문에, 구조적으로 간단한 것이 된다.

본 발명에 따른 열처리로는 상술한 열처리로에 있어서, 내부 공간을 상기 가열실로 하는 상기 머플을, 바닥부가 개구된 통형상 부분과, 이 통형상 부분과 별체 구조로 되며 그 바닥부 개구 가장자리 둘레를 따라 직경방향 바깥쪽을 향하여 플랜지형상으로 구성된 베이스 부분으로 구성하며, 상기 통형상 부분의 하단 개구와 상기 베이스 부분 사이에 고리형상의 패킹을 개재하고 있는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 머플은 특히 금속제의 것인 경우, 미리 통형상 부분과 베이스 부분을 용접에 의해 일체화하여 기밀상태를 유지하도록 한 것이 알려져 있으나, 그 용접부위에는 통형상 부분의 하중에 따른 응력이 집중되기 쉽게 되어 있기 때문에, 그 용접부위에 크랙이 생기기 쉬워 내구성이 낮아진다는 문제가 발생하는 것인데, 통형상 부분과 베이스 부분으로 분리되는 구조로 되어 있고 또한 통형상 부분과 베이스 부분은 패킹을 개재하여 압착되어 있기 때문에, 통형상 부분과 베이스 부분이 분리되어 있음에도 불구하고 머플 내의 기밀성을 유지할 수 있게되어 있다.

본 발명에 따른 열처리로는 상기의 열처리로에 있어서, 상기 패킹을 상기 머플의 통형상 부분 또는 이와 일체로 된 가압부재에 의해 베이스 부분측으로 가압 가능하게 하고 있는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 패킹이 통형상 부분의 자중에 의한 하측 방향의 하중 또는 가압부재에 의해 베이스 부분측으로 가압 가능하게 되어 있기 때문에, 그 가압력에 의해 패킹의 통형상 부분과 베이스 부분에 대한 밀착성이 높아져, 머플 내의 기밀성을 높게 할 수 있다.

본 발명에 따른 열처리로는 상기의 열처리로에 있어서, 상기 머플의 통형상 부분또는 이와 일체로 된 가압부재를 상기 패킹에 대해 가압하는 가압기구를 갖는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 가압기구에 의해 가압함으로써, 예를 들면 머플의 통형상 부분의 자중만으로 패킹을 가압하는 것과 비교하여, 통형상 부분의 모양유지 등의 안정성을 높임과 동시에, 머플 내의 기밀성을 충분히 높일 수 있다.

본 발명에 따른 열처리로는 상기의 열처리로에 있어서, 상기 가압기구는 상기 패킹을 가압하는 가압작용부와 상기 가압작용부에 동력전달부를 통하여 가압력을 부여하는 구동장치로 이루어짐과 동시에, 상기 구동장치를 상기 가압부위보다 바깥쪽으로 떨어져 배치하고 있는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 구동장치가 가압부위, 즉 머플의 통형상부의 하단 가장자리 둘레 부위로부터 바깥쪽으로 떨어져 배치되어 있기 때문에, 머플로부터의 열적 영향을 구동장치가 받기 어렵게 되어 있어 구동장치, 구체적으로는 에어실린더 또는 유압실린더 등의 액츄에이터(actuator)에 대한 열적 환경을 양호하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 열처리로는 상기의 열처리로에 있어서, 상기 동력전달부는 양단이 배반적으로 상하 요동하도록 중간부위에서 축 지지된 요동 암(arm)의 일단부에 상기 구동장치로부터 상방향의 힘을 입력시키고 타단부에 상기 가압작용부에 하방향의 힘을 작용시키도록 구성하고 있는 것을 특징구성으로 한다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 요동 암을 이용한 간단한 구성에 의해 머플의 기밀성을 양호하게 유지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.

<실시형태 1>

도 6은 본 발명에 따른 열처리로의 일례를 나타낸 도면이다. 이 열처리로는 압전소자나 자기소자 등의 세라믹제 전자부품의 소성과 탈지처리 등을 행하기 위해 가열처리하는 열처리로이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 이 열처리로는 세라믹재로 이루어진 단열재로 구성되는 노체(1)와 단열재로 구성된 노 바닥부(2)로 구성되는 노 본체(3)를 포함하며, 이 노 본체(3) 내의 후술하는 노실(爐室)(L) 내에 머플(M)의 통형상 부분(4)을 배치하고, 노실(L) 내에 있어서 머플(M)의 통형상 부분(4)과 노체(1) 내벽 사이의 공간부에 고열을 발생하는 열원으로서의 히터(5)를 포함하여 구성하고 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 노체(1)는 천정부를 갖는 통형상으로 구성되며,이 노체(1)의 바닥부는 개구되어 있다. 이 노체(1)에 있어서의 통형상 구조의 내부공간이 상기 머플(M)의 통형상 부분(4)을 배치하는 노실(L)로서, 내열성 금속(예를 들면 스테인레스강, 인코넬 601 등)으로 이루어지는 원통형의 이 통형상 부분(4)은 그 노실(L)과 동심이 되도록 배치되어 있다. 이 통형상 부분(4)은 천정부(4a)를 가지며, 또한 바닥부를 개구하고 있고, 그 통형상 부분(4)의 하단은 노체(1)의 바닥부의 개구보다도 아래쪽으로 연장되어 있음과 동시에, 그 하단은 후술하는 베이스부(6)에 놓여진 상태로 되어 있다.

그리고, 이 통형상 부분(4)의 바닥부의 개구부위에 대해, 승강 자유롭게 구성된 노 바닥부(2)의 탑재대 부분(2A)이 들어가도록 되어 있다. 즉, 노 바닥부(2)는 원반형상 베이스부(2B)와 그 중앙부에 위쪽으로 원주형상으로 돌출되도록 형성된 탑재대 부분(2A)을 일체로 단열재로 구성하고 있음과 동시에, 통형상 부분(4)의 내부직경과 거의 동일한 외부직경의 탑재대 부분(2A)이 노 바닥부(2)의 상승에 의해 통형상 부분(4) 내에 들어가도록 되어 있다. 탑재대 부분(2A)에는 피처리물(7)로서의 다수의 세라믹 전자부품을 가열처리에 적합한 상태로 저장, 배치해 두기 위한 내열재제의 선반대(8)를 설치하고 있다.

노 바닥부(2)는 도시하지 않은 승강장치에 지지된 상태로 승강 및 승강 정지 가능하게 구성됨과 동시에, 노 바닥부(2)와 함께 승강되는 전동모터 등으로 이루어진 구동장치(9)에 의해 종축심(P) 주위에서 회전구동되도록 구성되어 있다. 따라서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 노체(1)와 통형상 부분(4)이 배치된 부위보다도 아래쪽의 소정 위치에 노 바닥부(2)를 하강시켜 선반대(8)와 피처리물(7)이 외부로향하는 상태로 했을 때에는 피처리물(7)을 선반대(8)에 대해 출납하는 작업을 그곳에서 행할 수 있다. 한편, 탑재대 부분(2A)이 통형상 부분(4) 내에 들어가도록 노 바닥부(2)를 소정 위치까지 상승시킨 상태에서는 통형상 부분(4) 내 및 노 바닥부(2)를 둘러싼 공간이 밀폐상태(상세한 것은 후술한다)가 되기 때문에, 그 상태에서 히터(5)로부터의 방사열에 의해 통형상 부분(4)을 가열하며, 나아가서는 통형상 부분(4) 내의 밀폐공간인 가열실(K)에 위치하는 피처리물(7)을 가열하는 가열처리를 행할 수 있게 된다.

또한, 봉형상의 히터(5)는 통형상 부분(4)과 노체(1) 내벽 사이의 공간부에, 통형상 부분(4)과 동심의 원주를 따라 복수개가 소정의 간격을 두고 배열되어 있다. 이들 히터(5)는 노체(1)의 외부로부터 전력을 공급받으며, 가열처리시의 열원이 된다. 또한, 통형상 부분(4)의 천정부(4a)에는 가스공급관(10)과 배기관(11)이 기밀상태로 접속되어 있다. 이 가스공급관(10)을 통하여 탈지공정과 본소성공정에 적합한 분위기로 가열실(4)을 유지하기 위한 가스, 예를 들면 질소가스와 아르곤 가스 등의 분위기 가스가 되시되지 않은 공급원으로부터 가열실(4) 내에 공급된다.

머플(M)은 상술한 바와 같이, 천정부(4a)를 포함하는 원통형의 통형상 부분(4)과 베이스부(6)로 구성되어 있다. 베이스부(6)는 통형상 부분(4)을 탑재상태로 지지하는 것으로서, 이 베이스부(6)는 또한 고정지지부(12)에 의해 고정지지되어 있음과 동시에, 상기 노 바닥부(2)를 승강장치에 대해 지지하기 위한 원판형상의 지지대(13)에 의해 아래쪽이 폐쇄된다. 즉, 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 베이스부(6)는 중심에 상하로 관통됨과 동시에 통형상 부분(4)의 외부직경과 거의 동일한 직경의 구멍(14)을 포함하는 원판형상 부재(15)와, 이 원판형상 부재(15)의 하면에 일체로 용접된 통형상체(16)로 구성되어 있으며, 지지대(13) 상에 설치된 링형상의 실리콘 스폰지로 이루어진 밀봉부재(17)가 지지대(13)의 상승에 따라 통형상체(16)의 아래쪽 가장자리에 밀착됨으로써, 베이스부(6), 지지대(13) 등으로 둘러싸인 공간이 밀폐상태로 폐쇄된다.

그리고, 머플(M)의 통형상 부분(4)은 링형상으로 구성된 내열성의 패킹(18)(예를 들면 실리콘 수지 패킹, 시트형상의 세라믹 패킹, 카본 패킹 등이다)을 개재시켜 베이스부(6)에 있어서의 원판형상 부재(15)의 상면에 탑재되어 지지되어 있다. 상세히 서술하면, 통형상 부분(4)의 하단에서 직경방향 외측으로 직경이 확장된 가장자리 부분에는 그 전 둘레에 이르러 링형상 플랜지부(19)가 놓여지며, 이 링형상 플랜지부(19)는 통형상 부분(4) 하단의 가장자리 부분에 용접되어 있다. 그리고, 통형상 부분(4)의 하단 가장자리 부분이 전 둘레에 이르러 패킹(18) 상에 탑재되어 있다. 패킹(18)은 원판형상 부재(15)에 있어서의 구멍(14)의 가장자리를 따라 링형상으로 설치되어 있다. 이와 같이 통형상 부분(4)이 패킹(18)을 통하여 베이스부(6)에 지지되고, 이 베이스부(6)가 밀봉부재(17)를 통하여 지지대(13)에 탑재되어 지지됨으로써, 가열실(4) 및 노 바닥부(2)가 배치되는 공간부의 기밀성을 유지할 수 있게 된다. 여기에서, 패킹(18)에 대해 통형상 부분(4)의 하단 가장자리부가 직접 접촉하여 가압하는 것을 상술하였으나, 통형상 부분(4)과는 별체의 가압부재, 예를 들면 상기 링형상 플랜지(19)와 같은 통형상 부분(4)과 일체가 된 부재로 패킹을 가압하도록 해도 된다.

또한, 통형상 부분(4)과 베이스부(6) 사이의 기밀성을 높게 하기 위해, 통형상 부분(4)을 패킹(18)을 통하여 베이스부(6)측으로 가압하는 가압기구(20)를 설치하고 있다. 이 가압기구(20)는 도 6 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 4개의 가압기구 (중 2개는 도시하지 않음)를 축심(P)을 중심으로 하여 대칭위치에 배치하고 있으며, 축심(P)에 대한 둘레방향으로 균등하게 통형상 부분(4)에 대해 아래쪽으로 가압하는 힘이 작용하도록 하고 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 각각의 가압기구(20)는 원판형상 부재(15)의 상면에 일체로 설치한 스테이(21)에 수평축심(X) 주위에서 요동 가능하게 지지된 동력전달부로서의 요동 암(22)과, 축심(P)에 대해 직경방향을 따른 상기 요동 암(22)의 직경방향 내측단부에 있어서 수평축심(X)과 평행한 축심 주위에서 거의 요동 가능하게 지지되며 상기 링형상 플랜지부(19)를 위에서 아래로 향하여 접촉상태로 밀어 내리는 힘을 부여하는 가압작용부(23)와, 요동 암(22)의 직경방향 외측단부를 위쪽으로 밀어 올리는 힘을 작용시키는 구동장치로서의 에어실린더(24)를 포함하여 구성하고 있다. 이 에어실린더(24)의 로드단부는 요동 암(22)의 직경방향 외측단부에 수평축심(X)과 평행한 축심 주위에서 거의 요동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 이 에어실린더(24)에 더하여 유압실린더 등의 리니어 액츄에이터로 구동장치를 구성해도 된다. 에어실린더(24)는 요동 암(22)을 축심(X) 주위에서 상하로 움직이는 것이 가능하도록 조작하는 것으로서, 피처리물을 소성처리 등의 가열처리할 때, 및 그 가열처리 후에 있어서 피처리물의 냉각을 행할 때에는 통형상 부분(4)과베이스부(6) 사이의 기밀성을 높이기 위해, 통형상 부분(4)을 패킹(18)에 강하게 가압시키도록 요동 암(22)의 외측단을 위쪽으로 들어올리는 힘을 부여한다.

이에 따라, 가열처리공정 및 냉각공정에 있어서, 요동 암(22)의 내측단부의 가압작용부(23)가 링형상 플랜지(20)를 일정한 힘으로 밀어 내리는 상태를 유지하여 패킹(18)과 통형상 부분(4) 및 베이스부(6)의 밀착성을 높여 기밀성을 높게 한다. 또한, 도면 중의 참조부호 25는 요동 암(22)의 외측단과 에어실린더(24)를 연결하는 구조로서, 에어실린더(24)의 로드의 횡방향에서의 변위를 허락할 수 있는 플로팅 조인트이다. 또한, 도면 중의 참조부호 26은 패킹(18)의 수납공간을 형성하기 위해 원판형상 부재(15)에 세워 설치한 링형상의 종(縱)플랜지부이다.

상기와 같이 머플(M)을 통형상 부분(4)과 베이스부(6)로 구성하며, 기밀구조를 얻도록 한 이유는 열처리 작업에 따라 머플(M)의 온도가 상승하면, 머플(M)의 통형상 부분(4)에는 위쪽으로 팽창하려고 하는 힘이 작용하여, 머플 전체가 들어 올려지게 되기 때문에, 열처리로 본체에 대해 고정상태로 되어 있는 베이스부와 통형상 부분의 용접부에 응력이 작용하여, 이 부분에 균열이 들어가거나 하여 기밀성을 유지할 수 없게 될 우려가 있기 때문이다. 이 때문에, 상기 실시형태에서는 통형상 부분(4)의 링형상 플랜지(19)를 억누르고 있지만, 통형상 부분(4)에 위로 향하는 힘이 작용하였을 때에는 에어실린더(24)가 되밀려짐으로써, 이 위로 향하는 힘을 상쇄하게 된다. 또한, 머플(M)에 있어서의 통형상 부분(4)은 직경방향으로도 팽창하지만, 이 팽창에 따른 요동 암(22) 등의 변위는 플로팅 조인트(floating joint)에 의해 상쇄된다. 이에 따라, 링형상 플랜지(19)에는 필요 이상의 하중이작용하지 않도록 되어 있다.

다음으로, 가열처리 후의 피처리물(7)과 머플(M)의 냉각을 신속히 행하기 위한 구조에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 노체(1)는 상기 가스공급관(10)과 배기관(11)을 끼워 통하게 하기 위한 상하 관통 구멍을 지나는 분할경계면(F)에 있어서 좌우 또는 전후로 2분할할 수 있는 구조로 되어 있다. 그리고, 노체(1)를 구성하는 각각의 분할로(分割爐) 부분(1A, 1B)은 서로 원근 이동 가능하며 또한 머플(M)의 통형상 부분(4)에 대해서도 원근 이동 가능하게 설치되어 있음과 동시에, 이 이동을 행하기 위한 이동용 구동수단을 설치하고 있다. 또한, 도 3은 노체(1)의 가열처리시의 평면도를 나타낸 것으로서, 분할로 부분(1A, 1B)이 일체화되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 2는 머플(M) 나아가서는 피처리물(7)의 냉각시의 노체(1)를 평면도로 나타낸 것으로서, 노체(1)는 분할로 부분(1A, 1B)이 서로 이간된 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 1은 상기 냉각시의 노체(1) 등의 개략을 나타낸 사시도이다.

상세히 서술하면, 각 분할로 부분(1A, 1B)은 각각 기대(機臺)(27A, 27B)에 일체로 탑재상태로 고정되어 있음과 동시에, 노체(1) 및 기대(27A, 27B) 등을 둘러싼 상태로 고정프레임(W)이 설치되어 있다. 각 기대(27A, 27B)는 바닥에 대해 상대적으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 바닥에 대해 고정된 상태의 이 고정프레임(W)에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 전동모터(28)가 설치되어 있음과 동시에, 이 전동모터(28)로부터의 동력이 전달되어 회동구동되는 각각의 한쌍의 나사축(29, 29)은 양단을 고정프레임(W)에 회전이동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 각 나사축(29, 29)은 도 4 및 도 5(머플 등의 도시를 생략하고 있다)에 나타낸 바와 같이, 각 기대(27A, 27B)에 세워 설치한 나사 안내부(30A, 30B)에 나사결합하고 있다. 각 나사축(29)에 있어서, 기대(27A)의 나사 안내부(30A)로의 나사결합과, 기대(27B)의 나사 안내부(30B)로의 나사결합이 상반되는 나사진행 상태가 되도록, 나사축(29)의 중앙부로부터 한쪽측과 다른쪽측 각각에 형성되는 나사산의 나사홈 형성 방향을 반대방향으로 구성하고 있다. 또한, 각각의 나사축(29, 29)은 그 나사 회전축심 방향이 각 분할로 부분(1A, 1B)의 분할경계면(F)에 대해 직교하는 상태로, 각 분할로 부분(1A, 1B)의 하부의 측면 부위에 배치되어 있다. 그리고, 전동모터(28)에 가까운 측의 나사축(29)에 체인전동으로 동력전달함과 동시에, 이 나사축(29)으로부터 다른쪽 나사축(29)에 대해 고정프레임(W) 내에 배치한 체인전동장치를 통하여 동력전달되도록 하고 있다. 여기에서, 전동모터(28), 나사축(29, 29) 나사 안내부(30A, 30B) 및 체인전동기구 등은 이동용 구동수단을 구성하고 있다.

이 구조에 의해, 양 나사축(29, 29)은 동기(同期)하는 상태로 회전구동된다. 그리고, 분할로 부분(1A, 1B)들을 서로 이간시키는 경우에는 도시하지 않은 스위치조작에 의해 인위적인 지령이 주어져 전동모터(28)가 정전(正轉)구동되며, 그에 연동(連動)하여 양 나사축(29, 29)이 회전하고, 그 회전에 따라 나사 안내부(30A, 30B)들이 서로 이간되도록 조작되기 때문에, 기대(27A, 27B)가 서로 이간되도록 작동하며 나아가서는 분할로 부분(1A, 1B)이 서로 이간되도록 작동된다. 예를 들면 광 센서 등의 리미트 스위치(도시하지 않음)에 의해 분할로 부분(1A) 또는 분할로부분(1B)이 최대 이간위치에 있는지의 여부를 검출하여 최대 이간위치에 있다고 검출되면, 전동모터(28)를 자동적으로 정지하도록 제어하고 있다. 한편, 개방상태에 있는 분할로 부분(1A, 1B)들을 가열처리를 행하기 위해 합체시키는 경우에는 합체를 향하여 닫기 동작을 개시하기 위한 개시지령을 인위적으로 입력시킴으로써 전동모터(28)가 역전(逆轉)구동되며, 그에 연동하여 양 나사축(29, 29)이 열릴 때와는 반대방향으로 회전하고, 그 회전에 따라 나사 안내부(30A, 30B)들이 서로 가까워지도록 조작되기 때문에, 기대(27A, 28B)가 서로 근접하도록 작동되며 나아가서는 분할로 부분(1A, 1B)이 서로 근접하도록 작동되어 분할로 부분(1A, 1B)이 합체되게 된다. 이 합체에 따른 전동모터(28)의 과부하상태 등의 검출 또는 리미트 스위치 등에 의한 합체상태의 검출에 의해 전동모터(28)를 정지하도록 제어하고 있다. 또한, 이 이동용 구동장치의 구동제어는 도시하지 않은 제어장치에 의해 행해짐과 동시에, 분할로 부분(1A, 1B)을 서로 분리상태로 이간시키거나 합체시키거나 하는 제어는 인위적으로 개시지령과 정지지령 등을 입력하거나 하는 것에 한하지 않고, 소정의 소성 프로세스의 완료에 따라 자동적으로 제어장치에 의해 작동개시하거나 정지할 수 있도록 해도 된다. 또한, 각 히터(5)는 분할로 부분(1A, 1B)에 장착된 상태로 함께 이동하지만, 분할로 부분(1A, 1B)을 분할할 때에 히터(5)를 분할로 부분(1A, 1B)으로부터 이탈할 수 있도록 구성해도 된다.

상기 구성에 의해, 피처리물(7)을 머플(M)의 가열실(K) 내에 수용한 상태로 가열처리할 때에는 노체(1)는 일체화된 상태로 해 두고, 가열처리가 종료되어 피처리물(7)을 냉각할 때에는 인위적인 지령 등에 의해, 각 분할로 부분(1A, 1B)을 각각 이동용 구동장치에 의해 서로 이간시키게 된다. 이에 따라, 머플(M)은 가열실(K)을 기밀상태로 유지한 채로 외부공기에 노출되도록 외부에 노출되게 되기 때문에, 외부공기와의 열교환에 의해 머플(M)이 신속하게 냉각된다. 따라서, 피처리물(5)의 예컨대 상온까지의 냉각을 비교적 단시간에 행할 수 있고, 냉각공정 나아가서는 전체적인 공정의 단축을 도모할 수 있게 된다.

상기 실시형태에서는 노체를 2분할하는 구조에 대하여 나타내었으나, 3분할 이상으로 구성하여 각 분할로 부분이 상대적으로 서로 이간할 수 있도록 해도 된다.

상기 실시형태에서는 분할로 부분이 각각 서로 이간되는 것을 나타내었으나, 분할로의 일부를 고정된 상태로 하고, 다른 부분만 머플이 외부공기에 노출되도록 고정분할로로부터 이간하는 측으로 이동하는 구성으로 해도 된다. 또한, 그 이동방식도 상기 실시형태와 같이 슬라이드시키는 구조에 한정되지 않으며, 예를 들면 소위 좌우 여닫이 문과 같이 상하 축심 주위에서 분할로 부분이 다른 분할로 부분에 대해 상대적으로 요동개폐할 수 있도록 함으로써 머플을 외부에 노출할 수 있는 구성으로 해도 된다. 또한, 분할로 부분을 다른 노 부분으로부터 이간시키는데 크레인과 포크리프트를 이용하여 이동시키도록 해도 된다. 또한 노체를 분리할 수 있는 구성으로서는 수평면을 분할면으로 하여 노체를 상하로 분할할 수 있도록 해도 된다. 구체적인 예로서는 노체의 천정부를 히터 등과 함께 또는 히터 등을 남긴 상태로 노체의 측벽부분으로부터 분리하여 상승시킴으로써, 머플(M)을 외부공기에 노출하도록 외부에 노출시켜도 된다.

상기 실시형태에서는 링형상 플랜지부(19)를 통형상 부분(4)의 하단 가장자리에 용접하여 일체화한 것을 나타내었으나, 용접하지 않고 주조시나 절삭가공 등에 의해 머플 본체부와 일체화된 상태로 형성되도록 해도 된다.

상기 실시형태에서는 머플을 통형상 부분에 플랜지형상의 베이스부를 형성한 구조를 나타내었으나, 이와 같은 플랜지형상의 것이 없는 구조여도 된다.

상기 실시형태에서는 가압기구(20)로 머플의 통형상 부분(4)을 베이스부(6)에 가압하는 구성을 나타내었으나, 특별한 가압기구를 설치하지 않고, 통형상 부분의 자중으로 패킹을 개재시켜 베이스부에 가압하도록 해도 된다.

또한, 가압기구는 머플의 통형상 부분을 베이스부에 확실하게 가압하기 위해 2개 이상 설치하는 것이 바람직하지만, 베이스부에 대해 둘레방향으로 균등하게 하중을 가한다는 점에서 3개 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 실시형태에서는 노체에 대해 노 바닥부를 포함하는 노 본체 구조를 나타내었으나, 노체만으로 노 바닥부가 없는 구조여도 된다.

(다른 실시형태)

다음으로 다른 실시형태에 대하여 도 9에 기초하여 설명한다. 또한, 상기 실시형태와 동일한 구조에 대해서는 그 설명을 생략함과 동시에, 동일한 부호를 부여한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 머플(M) 내의 가열실을 소성시의 분위기 가스가 그 상태 그대로 되어 있는 기밀상태를 유지하면서, 머플(M)에 대해 노체(1)가 상승할 수 있도록 하여 머플(M)을 외부공기에 노출하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 가열실(K) 내를 소성시의 소정의 분위기로 유지한 채 머플(M)의 신속한 냉각나아가서는 피처리물(7)의 신속한 냉각을 행할 수 있게 되어 있다. 또한, 노체(1)의 상승에 대해 가스공급관(10) 등이 방해가 되지 않도록 구성하고 있다.

또한, 머플 내를 소정 분위기로 유지하도록 기밀상태를 유지한 채 머플을 외부공기에 노출할 수 있도록 하기 위해, 노체에 대해 머플쪽을 하강시키거나, 또는 노체의 상승과 머플의 하강을 동시에 행하도록 해도 된다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 가열처리를 행할 때의 분위기를 머플 내에 유지한 채로 머플은 외부공기에 대해 노출할 수 있기 때문에, 가열실을 단시간에 냉각할 수 있어 생산성을 향상할 수 있음과 동시에, 냉각시에 피처리물이 직접 외부공기에 노출되지 않기 때문에, 냉각시의 외부공기와의 접촉에 의한 처리물의 열화를 회피할 수 있어 고품질로 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 머플을 외부공기에 노출하는 것은 복수개로 분리 가능하게 구성된 노 본체를, 노체 부분의 하나 내지 복수개를 다른 노체 부분으로부터 분리함으로써 실현하기 때문에, 머플 주위의 단열구조가 해제되고 그로 인해 머플이 외부공기에 노출되게 되어 가열실 다시 말하면 머플 및 피처리물의 냉각이 촉진됨으써, 그 냉각공정을 단시간에 할 수 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 단열구조를 구성하는 노 본체가 노체와, 가열실 내에 있어서 피처리물을 지지하는 노 바닥부를 포함하는 것이기 때문에, 소성시에 노체와 노 바닥부가 일체 또는 거의 일체가 되도록 도모함으로써, 노 본체의 단열성이 높은 것이 됨과 동시에, 노체와 노 바닥부를 분리할 수 있도록 하면, 그노 바닥부에 피처리물을 지지한 채 가열실을 외부공기에 노출할 수 있도록 하여 냉각을 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 머플을 외부공기에 노출하는 것은 노체에 대해 노 바닥부를 상대적으로 하강시킴으로써 실현하기 때문에, 머플 주위의 단열구조가 해제되고 그로 인해 머플이 외부공기에 노출되게 되어 가열실 다시 말하면 머플 및 피처리물의 냉각이 촉진됨으로써, 그 냉각공정을 단시간에 할 수 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 머플은 특히 금속제의 것인 경우, 미리 통형상 부분과 베이스 부분을 용접에 의해 일체화하여 기밀상태를 유지하도록 한 것이 알려져 있으나, 그 용접부위에는 통형상 부분의 하중에 따른 응력이 집중되기 쉽게 되어 있기 때문에, 그 용접부위에 크랙이 생기기 쉬워 내구성이 낮아진다는 문제가 발생하는 것인데, 통형상 부분과 베이스 부분으로 분리되는 구조로 되어 있고 또한 통형상 부분과 베이스 부분은 패킹을 개재하여 압착되어 있기 때문에, 통형상 부분과 베이스 부분이 분리되어 있음에도 불구하고 머플 내의 기밀성을 유지할 수 있게 되어 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 패킹이 통형상 부분또는 가압부재에 의해 베이스 부분측으로 가압 가능하게 되어 있기 때문에, 그 가압력에 의해 패킹의 통형상 부분과 베이스 부분에 대한 밀착성이 높아져 머플 내의 기밀성을 높게 할 수 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 가압기구에 의해 가압함으로써, 예를 들면 머플의 통형상 부분의 자중만으로 패킹을 가압하는 것과 비교하여 통형상 부분의안정성을 높임과 동시에, 머플 내의 기밀성을 충분히 높일 수 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 구동장치가 가압부위, 즉 머플의 통형상부의하단 가장자리 둘레 부위로부터 바깥쪽으로 떨어져 배치되어 있기 때문에, 머플로부터의 열적 영향을 구동장치가 받기 어렵게 되어 있어 구동장치, 구체적으로는 에어실린더 또는 유압실린더 등의 액츄에이터에 대한 열적 환경을 양호하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 구성에 의하면, 요동 암을 이용한 간단한 구조에 의해 머플의 기밀성을 양호하게 유지할 수 있다.

Claims

적어도 노 본체와, 노 본체의 내부에 배치된 히터와, 상기 히터의 내측에 배치되며 피처리물이 수납되는 가열실을 구성하는 머플(muffle)을 포함하는 열처리로로서,

상기 가열실을 냉각할 때에, 상기 머플을 상기 가열실 내의 분위기를 유지한 상태로 외부공기에 대해 노출시킬 수 있는 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 1항에 있어서, 상기 노 본체를 복수개의 노체 부분으로 분리 가능하게 구성하여, 상기 가열실 내부를 냉각할 때에는 상기 노체 부분의 하나 내지 복수개를 다른 노체 부분으로부터 분리함으로써 상기 머플을 외부공기에 노출 가능하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 2항에 있어서, 상기 노 본체가 통형상이며 또한 바닥부가 개구된 노체와, 상기 노체의 바닥부 개구부측에 위치함과 아울러 상기 가열실 내에서 피처리물을 지지하는 노 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 3항에 있어서, 상기 가열실을 냉각할 때에는 상기 노체에 대해 상기 노 바닥부를 상대적으로 하강시켜 머플을 노 밖의 외부공기에 노출 가능하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 내부공간을 상기 가열실로 하는 상기 머플을, 바닥부가 개구된 통형상 부분과, 상기 통형상 부분과 별체 구조로 되며 그 바닥부 개구 가장자리 둘레를 따라 직경방향 바깥쪽을 향하여 플랜지형상으로 구성된 베이스 부분으로 구성하며, 상기 통형상 부분의 하단 개구와 상기 베이스 부분 사이에 고리형상의 패킹(packing)을 개재하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 5항에 있어서, 상기 패킹을 상기 머플의 통형상 부분또는 이와 일체로 된 가압부재에 의해 상기 베이스 부분측으로 가압 가능하게 하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 6항에 있어서, 상기 머플의 통형상 부분 또는 이와 일체로 된 가압부재를 상기 패킹에 대해 가압하는 가압기구를 갖는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 7항에 있어서, 상기 가압기구는 상기 패킹을 가압하는 가압작용부와, 상기 가압작용부에 동력전달부를 통하여 가압력을 부여하는 구동장치로 이루어짐과 아울러, 상기 구동장치를 상기 가압부위보다 바깥쪽으로 떨어져 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.
제 8항에 있어서, 상기 동력전달부는 양단이 배반적으로 상하 요동하도록 중간부위에서 축 지지된 요동 암의 일단부에 상기 구동장치로부터 위로 향하는 힘을 입력시키고 타단부에 상기 가압작용부로 아래로 향하는 힘을 작용시키도록 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 열처리로.