KR20140050734A

KR20140050734A - 냉각 장치

Info

Publication number: KR20140050734A
Application number: KR1020147007130A
Authority: KR
Inventors: 다카시 후나바시; ?스케 다케구치
Original assignee: 닛폰 피스톤 린구 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-29
Also published as: JP6078000B2; JPWO2013047762A1; WO2013046446A1; KR101580241B1; WO2013047762A1

Abstract

본 발명은, 연속 소결노에 구비되는 냉각 처리실의 내부에 장입(裝入)된 공작물의 냉각 속도를 균일하게 하는 것이 가능한 냉각 장치의 제공을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 복수 단으로 단쌓기 된 탑재용 지그에 적재한 복수의 공작물을, 복수의 병설된 롤러에 의해 반송하여 가열 처리와 냉각 처리를 순차적으로 행하는 연속노에 구비되는 냉각 장치에 있어서, 상기 냉각 장치는, 가열 처리를 행한 복수의 공작물을 수용한 상태로 밀폐 가능한 냉각 장치와, 상기 냉각 장치를 감압하는 감압 장치와, 상기 냉각 장치 내에 있어서 냉각 가스를 순환시키는 동시에, 그 순환 속도를 조절 가능한 냉각팬과, 상기 냉각 가스를 냉각시키기 위한 열교환기와, 상기 냉각 장치의 내부에 상기 복수의 공작물을 둘러싸도록 배치한 흑연판을 구비하는 냉각 장치를 채용한다.

Description

냉각 장치{COOLING DEVICE}

본 발명은, 금속 분말을 가열 처리하여 소결시키는 연속식 소결노에 사용하는 냉각 장치에 관한 것이다.

종래, 금속 분말의 성형품의 소결 처리에 사용되는 연속 소결노는, 일반적으로, 공작물의 소결이 행해지는 소결 장치와, 소결을 한 공작물을 냉각시키는 냉각 장치를 구비하고 있다. 여기서, 연속 소결노는, 이들의 장치에 공작물이 순차적으로 반송되어 처리가 행해지게 된다. 그리고, 소결 처리 후에 행해지는 냉각 처리에서는, 냉각 장치 내에 냉각용 가스를 도입하고, 냉각 장치 내에 설치된 팬에 의해 상기 냉각용 가스를 순환시켜 공작물의 방사 열손실에 의한 냉각을 하고 있었다.

예를 들면, 특허문헌 1(일본공개특허 평3-257119호)에는, 진공 상태에 있어서 피처리물의 가열을 행하는 롤러 허스식 진공노에 대하여 개시되어 있다. 구체적으로는, 특허문헌 1의 롤러 허스식 진공노는, 「진공 상태로 피처리물의 가열을 행하는 가열실의 출구 측에 냉각 장치를 설치한 롤러 허스식 진공노에 있어서, 상기 냉각 장치의 피처리물 반송로의 측방에, 냉각용 가스를 분출하는 복수개의 노즐을 설치하고, 피처리물을 반송하는 반송용 롤러를 상면에 갖추고 연직 축선의 주위에 회전 구동되는 회전대를, 상기 냉각 장치 내에 설치하고, 상기 가열실로부터 반송되고 상기 회전 테이블 상에 탑재된 피처리물에 상기 노즐로부터 분출된 냉각용 가스를 분사하도록 하였다」것을 특징으로 한다(청구항 1 참조).

특허문헌 1 : 일본공개특허 평3-257119호 공보

그러나, 특허문헌 1에 관한 롤러 허스식 진공노는, 피처리재를 수용하는 냉각 장치 내에 있어서, 팬에 의해 냉각 가스를 순환시켜, 그 냉각 가스와 피처리 재와의 열교환에 의해 냉각 처리를 행하는 것이지만, 냉각 장치 내에 복수의 피처리물이 반입되어 처리하는 경우에, 각각의 피처리물의 배치 위치에 따라서 냉각 속도에 불균일이 생긴다. 또한, 특허문헌 1의 롤러 허스식 진공노에서는, 상기 피처리물의 부분 부분에서도 냉각 속도에 불균일이 생기고, 제품의 기계적 특성이 안정되지 않고 제품 품질의 저하를 초래한다.

이상으로부터, 본 발명은, 연속 소결노에 구비되는 냉각 처리실의 내부에 장입된 공작물의 냉각 속도를 균일하게 하는 것이 가능한 냉각 장치의 제공을 목적으로 한다.

그래서, 본 발명자 등은, 예의(銳意) 연구를 행한 결과, 금속 분말을 가열 처리하여 소결시키는 연속식 소결노에 사용하는 냉각 장치에 대하여 소정 조건을 만족시킴으로써, 전술한 문제점을 해결하는 것에 도달했다. 이하, 본 발명에 관하여 설명한다.

본 발명에 관한 냉각 장치는, 복수 단으로 단쌓기 된 탑재용 지그에 적재한 복수의 공작물을, 복수의 병설된 롤러에 의해 반송하여 가열 처리와 냉각 처리를 순차적으로 행하는 연속노에 구비되는 냉각 장치에 있어서, 상기 냉각 장치는, 가열 처리를 행한 복수의 공작물을 수용한 상태로 밀폐 가능한 냉각 장치와, 상기 냉각 장치를 감압하는 감압 장치와, 상기 냉각 장치 내에 있어서 냉각 가스를 순환시키는 동시에, 그 순환 속도를 조절 가능한 냉각팬과, 상기 냉각 가스를 냉각시키기 위한 열교환기와, 상기 냉각 장치의 내부에 상기 복수의 공작물을 둘러싸도록 배치한 흑연판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 냉각 장치를 설치하는 연속노는, 롤러 허스식 연속노 또는 푸셔식 연속노인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 냉각 장치를 설치하는 상기 연속노는, 상기 공작물로서 내연기관용 캠샤프트의 열처리에 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 냉각 장치에 의하면, 그 내부에 있어서, 지그에 탑재된 복수의 공작물 모두를 둘러싸도록 흑연판을 설치함으로써, 가열 처리된 공작물을 모두 균일한 속도로, 또한 단시간에 냉각시킬 수 있으므로, 상기 공작물의 품질 향상과 처리 시간의 단축을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 냉각 장치를 구비한 연속 소결노를 설명하기 위하여 예시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 3은 도 1의 냉각 장치를 설명하기 위한 정면 단면으로부터의 설명도이다.

본 발명에 관한 냉각 장치의 바람직한 실시형태에 대하여, 이하에서 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 관한 냉각 장치:

복수 단으로 단쌓기 된 탑재용 지그에 적재한 복수의 공작물을, 복수의 병설된 롤러에 의해 반송하여 가열 처리와 냉각 처리를 순차적으로 행하는 연속노에 구비되는 냉각 장치에 있어서, 상기 냉각 장치는, 가열 처리를 행한 복수의 공작물을 수용한 상태로 밀폐 가능한 냉각 장치와, 상기 냉각 장치를 감압하는 감압 장치와, 상기 냉각 장치 내에 있어서 냉각 가스를 순환시키는 동시에, 그 순환 속도를 조절 가능한 냉각팬과, 상기 냉각 가스를 냉각시키기 위한 열교환기와, 상기 냉각 장치의 내부에 상기 복수의 공작물을 둘러싸도록 배치한 흑연판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 연속 소결노를 설명하기 위한 정면도이다. 또한, 도 2는, 도 1의 A-A' 단면도이다. 또한, 도 3은, 도 1의 냉각 장치를 설명하기 위한 정면 단면으로부터의 설명도이다.

본 발명에 관한 냉각 장치(5)를 구비한 연속 소결노(1)는, 도 1에 예시한 바와 같이, 진공 대기실(2), 탈 왁스를 행하는 예비 가열 장치(3), 소결을 행하는 소결 장치(4), 냉각 장치(5)로 구성할 수 있다. 도 1에 나타낸 연속 소결노(1)는, 처리 전의 공작물 반입용의 입구 도어(11)와, 처리 후의 공작물 반출용의 출구 도어(12)가, 각각 개폐 장치(13, 14)에 의해 승강 구동되도록 되어 있다. 그리고, 도면 중 도면부호 15~20에 관해서도, 각각 개폐 장치를 나타낸 것이며, 각 실(室)을 구획하는 각 도어(도시하지 않음)의 승강 구동을 행하는 것이다. 그리고, 연속 소결노(1)의 전체 길이에 걸쳐, 공작물 W를 반송하기 위한 반송 롤러(21)가 설치되어 있다.

여기서, 반송 롤러(21)는, 원기둥 형상을 이루고, 상기 반송 롤러(21)의 축이 수평과 전후 방향으로 평행하게 되도록 입구 도어(11)와 출구 도어(12)를 관통하여 노체 내에 배치된다. 이와 같은 반송 롤러(21)가, 같은 높이로, 공작물 W를 적재한 지그 J의 반송 방향 길이보다 좁은 간격으로 복수 개 병설된다. 또한, 반송 롤러(21)는, 각각 롤러의 축을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 예를 들면 모터(도시하지 않음)를 동력원으로서 체인(도시하지 않음)에 의해 모든 롤러가 같은 방향으로, 같은 회전 속도로 회전하는 구성으로 할 수 있다. 본 발명에 관한 냉각 장치(5)를 구비하는 연속 소결노(1)는, 이와 같은 반송 롤러(21)에 공작물 W를 탑재하고, 반송 롤러(21)의 회전에 의해 공작물 W를 서서히 전방으로 이동시키면서, 가열 처리나 냉각 처리를 행하는 방식을 채용한 것이다.

여기서, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)에 대하여 설명하기 전에, 도 1에 나타낸 연속 소결노(1)에 있어서 공작물 W에 행해지는 처리에 관하여 간단하게 설명한다. 먼저, 공작물 W는, 연속 소결노(1)의 반입용의 입구 도어(11)가 있는 반입구(搬入口)를 지나 연속식 소결노(1)의 내부에 반입된다. 그리고, 반입된 공작물 W는, 반송 수단인 반송 롤러(21)의 회전에 의해, 예열 가열실(3) 내에 반입되어 예를 들면 500℃ ~ 700℃까지 가열되어 미리 첨가되어 있는 왁스가 증발 제거된다. 그리고, 예비 가열 장치(3)에서의 처리가 행해진 공작물 W는, 소결 장치(4) 내에 반입되어 소결 온도인 900℃ ~ 1200℃까지 가열되고 소결 처리된다. 소결 처리가 종료한 후의 공작물 W는, 냉각 장치(5)에서 냉각되어, 반출용의 출구 도어(12)로부터 반출된다.

그리고, 본 발명의 연속 소결노(1)에 구비되는 예비 가열 장치(3), 및 소결 장치(4)는, 공작물 W에 대해서 상하 좌우의 4면에 열원(도시하지 않음)이 설치된다. 본 발명의 연속 소결노(1)는, 롤러 허스식 연속노 또는 푸셔(pusher)식 연속노를 채용함으로써, 인접하는 롤러의 사이로부터 바닥면에 배치한 열원의 열을 직접적으로 공작물 W에게 전할 수가 있다. 그 결과, 본 발명의 연속 소결노(1)에 의하면, 지그 J 상에 적재된 모든 공작물 W에 대해서 균일하게 가열 처리를 행할 수 있다.

본 명세서의 발명을 설명하기 위한 도면에는, 롤러 허스식 연속노를 사용하여, 본 발명에 관하여 설명하고 있다. 롤러 허스식 연속노는, 노(furnace) 내의 지그 J 상에 적재된 공작물 W를, 롤러에 탑재하여 반송하면서 소성하여, 냉각시키는 터널형 소성 노이다. 이 롤러 허스식 연속노는, 예열, 소성, 냉각의 각각의 온도 영역을 구비하고 있고, 정밀한 온도 제어가 가능하며, 양산 효율이 뛰어난 장점이 있다. 이 롤러 허스식 연속노를 사용한 경우, 소성이 종료한 지그 J 상에 적재된 공작물 W는, 회전하는 롤러의 움직임으로, 냉각 장치(5)의 내부에 수용된다.

그리고, 푸셔식 연속노(도시 생략)는, 복수 단의 공작물 W를 적재한 지그를 베이스판에 탑재하고, 유압 푸셔에 의해 상기 베이스판을 이동시켜, 노(furnace) 내에 공작물을 반송하는 타입의 연속식 소성 노이다. 이 푸셔식 연속노는, 롤러 허스식 연속노에 비해, 노 내의 높은 기밀성을 유지할 수가 있으므로, 질소 분위기, 수소 환원 분위기 등의 제품 사양에 맞춘 분위기 소성에 적절하고, 사용하는 분위기 가스량도 절약할 수 있다. 이 푸셔식 연속노를 사용한 경우, 소성이 종료한 지그 상에 적재된 복수 단의 공작물 W는, 유압 푸셔 에 의해 상기 베이스판을 이동시켜, 냉각 장치(5)의 내부에 수용된다. 이때, 냉각 장치(5) 측에, 복수 단의 공작물 W를 적재한 지그를 인장(引張)하기 위한 인입수단을 설치함으로써, 복수 단의 공작물 W를 적재한 지그를 냉각 장치(5)의 내부에 용이하게 수용할 수 있다.

이들 롤러 허스식 연속노 또는 푸셔식 연속노의 어느 쪽도 사용이 가능하지만, 롤러 허스식 연속노를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 롤러 허스식 연속노 쪽이, 지그 상에 복수 단의 공작물 W를 적재하는 푸셔식 연속노에 비해, 노 내 온도를 평준화하는 것이 용이하며, 또한, 노 내에 수용한 공작물 W에 대한 가열의 불균일이 보다 쉽게 생기지 않기 때문이다. 따라서, 이하의 설명에서는, 롤러 허스식 연속노를 도면 중에서 이용하면서 설명한다.

다음에, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)에 관하여 이하에서 설명한다. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 공작물 W를 반입하는 반입 도어(59)와, 공작물 W를 반출하는 도 1에 나타낸 출구 도어(12)가 개폐하는 구성을 구비하고, 이들 도어를 폐쇄함으로써 냉각 장치(5) 내를 밀폐 상태로 하는 구조를 구비하고 있다. 본 발명의 냉각 장치(5)는, 그 내부를 가압시킨 상태로 냉각을 행함으로써, 지그 J에 적재된 복수의 공작물 W 모두에 대해서 균일하게 냉각 처리를 행할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 냉각 처리실(52) 내를 가압하는 가압 장치(도시하지 않음)를 통하여 접속하고, 냉각 처리 시에 있어서, 냉각 처리실(52) 내의 압력을 1500 TORR 정도의 소정의 압력까지 가압 제어하는 것이 가능하다. 냉각 시에 냉각 가스를 교반(순환)하는 경우에는, 냉각 처리실(52) 내를 가압 상태로 하는 것에 의해, 대기압 상태의 경우에 비해, 순환하는 냉각 가스의 장소마다의 냉각 속도의 차이를 저감시킬 수 있다. 이와 같은 냉각 처리실(52) 내의 가압에 의한 효과를 이용함으로써, 냉각 불균일 또는 변형이 생기기 쉬운 공작물 W이라도 불균일 또는 변형 발생을 억제할 수 있고, 양호한 정밀도의 치수 정밀도를 유지한 채로 냉각 처리를 행할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 지그 J에 적재된 공작물 W 모두를 둘러싸도록 흑연제의 흑연판(51)을 설치한 구조를 구비하므로, 냉각 처리 시의 흑연판(51)에 의한 단열 작용 및 방열 작용에 의해 공작물 W의 지그 J상의 탑재 위치에 영향을 받지 않고 개체차 없이 각각의 공작물을 균일한 속도로 냉각시킬 수 있다.또, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 그 내부에 흑연판(51)이 배치됨으로써, 냉각 처리실(52) 내에 배치되는 공작물 W에 직접적으로 냉각 가스가 접촉하지 않고, 상기 공작물 W를 급냉하는 경우라도 균일한 속도로 냉각시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 전술한 바와 같이, 지그 J에 적재된 공작물 W 모두를 둘러싸도록 흑연판(51)을 설치한 것이며, 이 상태에서 냉각 처리를 행하는 방식을 채용하고 있다. 여기서, 흑연이란, 흑연화라는 고온 열처리를 함으로써 생기는 카본의 덩어리를 말한다. 흑연 소재는, 다공질이며, 내부에 존재하는 공기가 열을 흡수하여 단열재로서 기능하는 외에, 흑연 자체가 열전도율이 양호한(열전도성이 높은) 성질에 의해, 방열·냉각용의 깔판 등에도 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 냉각 장치(5) 내에서 공작물 W를 둘러싸는 흑연판(51)은, 축열체로서도 작용하고, 공작물 W의 부분적인 과냉각을 방지할 수 있는 동시에, 흑연판 자체의 승온(昇溫)에 의해 공작물 W로부터의 열방사를 억제함으로써, 공작물 W의 배치 위치에 의한 온도차를 작게 할 수 있다. 이 결과, 본 발명의 냉각 장치(5)에 의하면, 냉각 처리실(52) 내에 있어서의 공작물 W 모두에 관하여 균일한 속도로 냉각을 행할 수 있게 되고, 공작물 W의 부분 부분에서 기계적 특성에 불균일이 생겨 제품 품질의 저하를 초래하는 일도 없다. 또한, 흑연판은, 다공질로 통기성을 가지므로, 이들의 효과를 얻는 것이 가능하게 된다고 생각되고, 이 점을 감안하여 다공질로 열전도성이 뛰어난 세라믹스제의 판 등으로도 대용할 수가 있다.

또, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 그 내부에 팬(53)이 설치되고, 팬 구동 장치 M에 저장되어 있는 모터에 의해 회전됨으로써, 도시하지 않은 냉각 가스 도입구로부터 도입되는 냉각 가스를 냉각 처리실(52) 내에 순환시킬 수 있다. 또, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)에서는, 냉매 도입관(56)으로부터 도입한 냉매를 분배하여 열교환시켜, 냉매 도출관(57)으로부터 도출시키는 열교환기(55)를 냉각 처리실(52) 내에 설치할 수 있다. 본 발명의 냉각 장치(5)는, 이와 같은 구조로 한 경우, 냉각 처리실(52) 내를 순환하는 냉각 가스나 공기가 열교환기(55)에 접촉할 때마다 냉각되어 급냉 처리를 행할 수 있다. 또, 냉각 처리실(52) 내에는, 도입되어 온 냉각 가스를 효율적으로 대류 순환시키기 위한 정류판(58)이 설치된다. 그리고, 팬(53)은, 냉각 가스를 순환시킬 때의 순환 속도를 변경할 수 있다. 예를 들면, 팬(53)은, 냉각 가스를 순환시키지 않는 상태인 팬 회전수 0Hz 상태로부터, 팬 회전수 20Hz ~ 60Hz의 상태 사이에서 제어 가능하다. 따라서, 본 발명에 관한 냉각 장치에 의하면, 전술한 냉각 처리실(52) 내의 압력의 상태와 팬 회전수의 조건을 최적인 조합으로 함으로써, 공작물 W의 냉각 처리 속도를 향상시키는 동시에, 공작물 W에 원하는 기계적 특성을 안정적으로 부여할 수 있게 된다. 그리고, 도 2에서는, 팬(53)은, 냉각 가스를 측방으로 보내도록 구성 배치되어 있지만, 이 위치에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 발명의 냉각 처리 공정에서 사용하는 냉각 가스는, 예를 들면, 질소, 아르곤, 헬륨 등을 가압한 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 이상과 같은 구조를 구비함으로써, 우수한 냉각 불균일 또는 변형 억제 효과와, 냉각 불균일 또는 변형 발생 가능성이 낮은 온도 영역에서의 냉각 효율 향상 효과의 양쪽을 얻을 수 있다. 그리고, 공작물 W의 냉각 처리가 행해진 후에는, 냉각 장치(5) 내에 예를 들면 질소 가스를 도입하여, 대기압 상태로 복압(復壓)하여, 그 후, 반출측의 출구 도어(12)를 열어, 반송 롤러(21)를 회전시킴으로써, 냉각 장치(5)로부터 공작물 W를 반출할 수가 있다.

또, 도 3에는, 복수 단으로 적층되어 탑재된 공작물 W가 복수 개 나타나 있지만, 본 발명의 냉각 장치(5)에 의하면, 공작물 W의 탑재 위치와 상관없이 균일하게 냉각시키는 것이 가능해지고, 공작물 W의 균일한 냉각을 확실하게 행함으로써, 불량품 발생을 억제할 수가 있다.

또, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)에 의하면, 냉각 처리 시간을 종래에 비해 대폭 단축하는 것이 가능하므로, 연속식 소결노(1)를 구성하는 각각의 장치 중에서도 비교적 처리 시간이 짧은 예비 가열 장치(3)나 소결 장치(4)와 병행하여 처리를 행하는 것이 가능해진다. 그러므로, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)를 구비한 연속식 소결노(1)에 의하면, 매우 효율적으로 처리를 진행시킬 수가 있다. 바꾸어 말하면, 연속식 소결노(1)는, 본 발명에 관한 냉각 장치를 구비함으로써, 각각의 처리 장치(2~5)를 순차적으로 이동하도록 반송 롤러(21)에 의해 공작물 W를 이동(도 1에 나타낸 화살표 방향)시킬 때에 효율적으로 공작물 W를 이동시킬 수 있게 된다.

또, 본 발명에 관한 냉각 장치에 있어서, 공작물은, 내연기관용 캠샤프트인 것이 바람직하다.

가혹한 슬라이딩 이동 조건 하에서 사용되는 내연기관용 캠샤프트는, 내연 기관의 고성능화나 고출력화에 따라, 종래보다 높은 내마모성을 구비하고, 고면압, 고부하에 견딜 수 있는 경량의 캠샤프트가 요구되고 있다. 구체적으로는, 내연기관용 캠샤프트에는, 엔진 고회전, 고접촉면압 하에서의 엄격한 슬라이딩 이동 조건에 견딜 수 있는 내피팅성이나 내스커핑성 등의 마모 특성이 우수한 것이 요구되고 있다. 이들의 요구에 따르기 위해, 내연기관용 캠샤프트는, 소결재의 캠로브를 강제(鋼製) 샤프트에 접합한 이른바 소결 캠샤프트가 사용되고, 소결 후의 냉각 처리에 있어서, 캠샤프트의 냉각 속도를 전체 주위에 균일해지도록 제어하는 것이 요구되고 있다.

여기서, 본 발명에 관한 냉각 장치(5)는, 배치되는 흑연판이 캠샤프트를 둘러싸는 구조를 구비하고 있으므로, 상기 캠샤프트를 불균일이 없고 균일한 속도로 냉각시킬 수 있다. 또, 본 발명에 관한 냉각 장치에 있어서는, 냉각 처리실(52) 내의 압력 상태와 팬 회전수의 조건을 최적인 조합에 의해, 캠샤프트에 요구되는 상기 각 특성을 단시간에 안정적으로 부여할 수 있게 된다. 예를 들면, 소결 캠샤프트의 냉각 처리에 있어서는, 소결 처리가 종료한 후, 먼저 냉각 처리실(52) 내의 압력이 760torr로 팬 회전수가 0Hz ~ 20Hz의 상태로 소정 시간 냉각[제1 서냉(徐冷) 모드]하고, 다음에 냉각 처리실(52) 내의 압력이 910torr로 팬 회전수가 20Hz ~ 30Hz의 상태로 소정 시간 냉각[제2 서냉 모드]하고, 다음에 냉각 처리실(52) 내의 압력이 1500torr로 팬 회전수가 30Hz ~ 60Hz의 상태로 소정 시간 냉각(급냉 모드)하도록 한 냉각 모드 조건을 설정할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 관한 냉각 장치에 의하면, 상기 소결 캠샤프트의 냉각 속도를 A₁ 변태점 부근의 온도 전후에서 전환하는 것이 가능하며, 내피팅성(pitting resistance)이나 내스커핑성(scuffing resistance) 등의 마모 특성이 우수한 소결 캠샤프트를, 단시간에 안정적으로 제공할 수 있다.

참고로, 소결 캠샤프트의 가열 처리 및 냉각 처리는, 처리 효율의 향상을 도모하기 위해, 예를 들면 캠샤프트를 수평 가로 설치로 하여 복수 개 탑재한 탑재 플레이트를 복수 단 적층한 상태로 한번에 처리된다(도 3에 있어서의 공작물 W참조). 따라서, 캠샤프트는 탑재되는 위치에 따라서 온도차가 생기기 쉽고, 가열 처리나 냉각 처리 시에, 캠샤프트의 전체 주위를 균일하게 가열·냉각시키는 것이 필요해진다. 본 발명의 연속 소결노(1)에 의하면, 전술한 바와 같이, 롤러 허스식을 채용함으로써, 가열 처리에 있어서는 바닥면 측에도 열원을 배치할 수 있고, 냉각 처리에 있어서도 바닥면 측에 흑연판을 배치할 수 있으므로, 캠샤프트의 온도를 개체차 없이 제어할 수 있다.

[산업상 이용가능성]

본 발명에 관한 냉각 장치는, 복수의 공작물 모두를 둘러싸서 흑연판을 배치한 구성으로 함으로써, 모든 공작물을 단시간에 불균일이 없고 균일한 속도로 냉각시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명에 관한 냉각 장치에 의하면, 공작물의 품질 향상과 처리 시간의 단축을 실현할 수 있어 제조 코스트의 저감화를 도모할 수 있다. 이상으로부터, 본 발명에 관한 냉각 장치에 의하면, 높은 품질과 높은 기계적 강도가 요구되는, 예를 들면 내연 기관에 사용되는 다른 슬라이딩 이동 요소에도 바람직하게 사용할 수 있다.

1: 연속식 소결노
2: 대기실
3: 예비 가열 장치
4: 소결 장치
5: 냉각 장치
21: 반송 롤러
11: 입구 도어
12: 출구 도어
51: 흑연판
52: 냉각 처리실
53: 팬
54: 집풍 유도 덕트
55: 열교환기
56: 냉매 도입관
57: 냉매 도출관
58: 정류판
59: 반입 도어
J: 지그
M: 팬 구동용 모터 장치
W: 공작물(캠샤프트)

Claims

복수 단으로 단쌓기 된 탑재용 지그에 적재한 복수의 공작물을, 복수의 병설된 롤러에 의해 반송하여 가열 처리와 냉각 처리를 순차적으로 행하는 연속노에 구비되는 냉각 장치에 있어서,
상기 냉각 장치는,
가열 처리를 행한 복수의 공작물을 수용한 상태로 밀폐 가능한 냉각 장치;
상기 냉각 장치를 감압하는 감압 장치;
상기 냉각 장치 내에 있어서 냉각 가스를 순환 시키는 동시에, 그 순환 속도를 조절 가능한 냉각팬;
상기 냉각 가스를 냉각시키기 위한 열교환기; 및
상기 냉각 장치의 내부에 상기 복수의 공작물을 둘러싸도록 배치한 흑연판
을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 연속노는, 롤러 허스식(roller hearth type) 연속노 또는 푸셔식(pusher type) 연속노인, 냉각 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공작물은 내연기관용 캠샤프트인, 냉각 장치.