WO2010005083A1

WO2010005083A1 - 熱処理装置

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Publication number: WO2010005083A1
Application number: PCT/JP2009/062617
Authority: WO
Inventors: 勝俣　和彦
Original assignee: 株式会社Ihi
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2010-01-14
Also published as: CN102089610A; US20140131930A1; US20110262877A1; KR20110025851A; DE112009001647T5; CN102089610B; JP2010038531A; DE112009001647B4

Abstract

　加熱された被処理物（Ｍ）を冷却する冷却室（１６０）を備える。複数の被処理物を同時に単列で搬送する搬送装置（１０）と、搬送装置の搬送経路を囲んで配置されミスト状の冷却液を供給するミスト冷却装置（３０）と、搬送装置の搬送経路を囲んで配置され冷却ガスを供給するガス冷却装置（２０）とをそれぞれ備えた冷却ユニット（ＣＵ）が冷却室に設けられる。

Description

熱処理装置

　本発明は、熱処理装置に関し、例えば被処理物の焼き入れ等の処理に用いて好適な熱処理装置に関するものである。本願は、２００８年７月１０日に、日本に出願された特願２００８－１８０６７１号及び２００９年２月２７日に、日本に出願された特願２００９－０４６８４１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　被処理物である金属材を加熱し、冷却することにより、いわゆる焼入れ等の処理を行う熱処理装置において高速の冷却を必要とする場合、従来は油冷方式の冷却装置やガス冷却方式の冷却装置が用いられている。上記油冷方式の冷却装置においては、冷却効率は優れているが、細かな冷却コントロールがほとんどできず被熱処理品が変形しやすいという問題がある。一方、ガス冷却方式の冷却装置においては、ガスの流量制御等により冷却コントロールが容易であり、被熱処理品の変形に関して優れているが、冷却効率が低いという問題がある。

　そこで、特許文献１には、被熱処理品を囲んで液用ノズルとガス用ノズルとを配置し、液用ノズルから冷却液をスプレー式で供給し、ガス用ノズルから冷却ガスを供給し、冷却コントロール性及び冷却効率の向上を図った技術が開示されている。

特開平１１－１５３３８６号公報

　しかしながら、上述の従来技術には、以下のような問題が存在する。
　複数の被熱処理品に対して一括的に冷却を行う場合、冷却を一様に行うことが困難であり冷却にむらが生じる可能性がある。特に、被熱処理品には、冷却液が供給されやすい面と供給されづらい面が生じやすいため、冷却を施しても温度分布が生じ被熱処理品の変形の一因になるという問題があった。

　本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、被処理物の歪や変形を十分に小さく抑えることが可能な熱処理装置を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
　本発明の熱処理装置は、加熱された被処理物を冷却する冷却室を備えた熱処理装置であって、複数の前記被処理物を同時に単列で搬送する搬送装置と、前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置されミスト状の冷却液を供給するミスト冷却装置と、前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置され冷却ガスを供給するガス冷却装置とを備えた冷却ユニットが前記冷却室に設けられている。
　従って、本発明の熱処理装置では、搬送経路上の被処理物に対してミスト状の冷却液の供給量を調整することにより、被処理物の表面に蒸気膜が形成されることを抑制できる。さらに、気化潜熱を利用し、高い冷却効率で被処理物を冷却できる。また、被処理物に対する冷却効率に応じて供給量を調整することにより、高いコントロール性をもって被処理物を冷却できる。そして、冷却対象となる被処理物が単列で搬送されることから、周囲に配されたミスト冷却装置によるミスト状の冷却液供給に際しては、他の被処理物の陰となって冷却液が供給されづらい箇所が生じることなく、全体に一様に冷却液を供給できる。そのため、本発明では、被処理物を一様に冷却することが可能になり、温度分布等に起因して生じる被処理物の歪や変形を抑制できる。

　前記冷却ユニットとしては、並列して複数設けられる構成を好適に採用できる。
　これにより、本発明では、被処理物の歪や変形を抑制しつつ、被処理物に対する冷却を並行して行うことが可能になり、生産性の向上に寄与できる。
　上記の場合、前記複数の冷却ユニットが、同一の冷却室内に配置される構成を好適に採用できる。
　冷却ユニット毎に冷却室を設けた場合、装置が大型化する。しかし、本発明では並列して被処理物を冷却する場合でも、冷却室の大型化を抑制できる。

　また、上記熱処理装置においては、前記ミスト冷却装置が、前記搬送経路に沿って互いに離間した位置から前記冷却液を供給する構成を好適に採用できる。
　これにより、本発明では、被処理物の全体に亘って確実に冷却液を供給でき、被処理物に対する一様な冷却処理をより確実に行える。

　また、上記熱処理装置においては、前記ミスト冷却装置が、前記搬送経路に沿って延在して設けられ前記冷却液が供給される管体と、前記管体に前記搬送経路に沿って互いに離間して設けられたノズル部とを有する構成を好適に採用できる。
　これにより、本発明では、管体に供給された冷却液がノズル部から一様にミスト状となって噴出し、被処理物の全体に亘って一様に冷却できる。

　そして、上記熱処理装置においては、前記管体が、前記搬送経路を中心として、周方向に略等間隔で複数配置される構成を好適に採用できる。
　これにより、本発明では、被処理物の周囲から均等に冷却液をミスト状に供給でき、温度分布を生じさせない均等な冷却処理を行える。前記管体の配置に際しては、噴出ミストが受ける重力を考慮し配置することでより均一性が増す。

　また、本発明の熱処理装置では、前記被処理物の温度を計測する計測装置と、前記計測装置の計測結果に基づいて、前記冷却液の供給量を制御する制御装置とを有する構成を好適に採用できる。
　これにより、本発明では、被処理物の温度に応じて、冷却液を最適な供給量で供給できる。

　また、上記熱処理装置においては、前記計測装置が、複数設けられた前記ミスト冷却装置のそれぞれに対応する位置における前記被処理物の温度を計測し、前記制御装置が、前記計測結果に基づいて、前記複数のミスト冷却装置に対して個別に前記冷却液の供給量を制御する構成を好適に採用できる。
　これにより、本発明では、ミスト冷却装置に対応する位置の被処理物の温度分布に応じて、この温度分布を解消するために、ミスト冷却装置による冷却液の供給量を個別に制御でき、高精度に被処理物の温度を制御できる。

　また、本発明の熱処理装置では、前記被処理物を所定の方向から押圧する押圧装置を有する。
　これにより、本発明では、冷却時に被処理物の熱伝達率の変動があった場合でも、被処理物が強制的に押圧されることで被処理物の歪や変形を小さく抑えることが可能になる。

　また、本発明では、前記冷却液がフッ素系不活性液体である構成を好適に採用できる。
　これにより、本発明では、冷却液が被処理物に悪影響を及ぼすことを防止できるとともに、水冷式の場合に生じる表面酸化を防止できる。

　本発明では、被処理物の歪や変形を十分に小さく抑えつつ、高いコントロール性をもって被処理物を冷却できる。

本実施形態に係る真空熱処理炉の全体構成図である。冷却室１６０に係る正面断面図である。図２のＡ－Ａ線視断面図である。熱処理装置の第２実施形態を示す図である。第３実施形態に係る冷却室の断面図である。第３実施形態に係る冷却室の断面図である。

　以下、本発明の熱処理装置の実施の形態を、図１ないし図６を参照して説明する。
　なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
　また、本実施形態では、熱処理装置として、多室型の真空熱処理炉（以下、単に「真空熱処理炉」と称する）の例を示す。

（第１実施形態）
　図１は、本実施形態の真空熱処理炉の全体構成図である。
　真空熱処理炉（熱処理装置）１００は、被処理物に対して熱処理を施すものであって、脱気室１１０と、予熱室１２０と、浸炭室１３０と、拡散室１４０と、降温室１５０と、冷却室１６０とが順次隣接して配置された構成を有しており、被処理物は各室１１０～１６０に順次単列で搬送される。

　本発明は、冷却室１６０の構成に特徴を有しているため、以下、冷却室１６０について詳述する。
　図２は、冷却室１６０の正面断面図であり、図３は、図２におけるＡ－Ａ線視断面図である。冷却室１６０は、真空容器１内に形成される。また、真空容器１内には、搬送装置１０と、ガス冷却装置２０と、ミスト冷却装置３０とからなる冷却ユニットＣＵが設けられている。

　搬送装置１０は、複数の被処理物Ｍを水平方向に沿って単列で、且つ同時に搬送できる。そして、互いに間隔をあけて対向配置され搬送方向（水平方向）に延びている一対の支持フレーム１１と、各支持フレーム１１の対向する面に回転自在に、且つ搬送方向に所定間隔をあけて設けられたローラ１２と、被処理物Ｍが載せられローラ１２上を搬送されるトレー１３と、鉛直方向に沿って設けられ支持フレーム１１の両端を支持する支持フレーム１４（図２では図示せず）とを有している。
　なお、以下の説明においては、搬送装置１０による被処理物Ｍの搬送方向を単に搬送方向と称する。

　トレー１３は、例えば線材を格子状に配列し、略直方体に形成したものであり、その幅は被処理物Ｍの幅よりも僅かに大きく、底面の幅方向の端縁でローラ１２に支持される大きさに形成されている。また、トレー１３の長さは、ここでは２つの被処理物Ｍが搬送方向に互いに間隔をあけて載せることのできる大きさに形成されている。従って、本実施形態では、このトレー１３を介して複数（ここでは２つ）の被処理物Ｍが単列で、且つ同時に搬送できる。

　ガス冷却装置２０は、冷却室１６０内に冷却ガスを供給することによって被処理物Ｍを冷却する。そして、ガス冷却装置２０は、ヘッダ管２１と、供給管２２と、ガス回収・供給系２３とを備えている。ヘッダ管２１は、図３に二点鎖線で示すように、冷却室１６０の搬送方向の下流側端部に配置され、搬送装置１０による被処理物Ｍの搬送経路を中心とする環状に形成されている。このヘッダ管２１には、ガス回収・供給系２３によって冷却ガスが供給される。

　供給管２２は、一端部がヘッダ管２１に接続されており、他端側が搬送方向上流側に向けて水平方向に延びて形成されている。そして、供給管２２は、搬送装置１０による被処理物Ｍの搬送経路を中心として、周方向に略等間隔（ここでは９０°間隔）で複数（ここでは４つ）設けられている。具体的には、図３に示すように、供給管２２は、環状のヘッダ管２１の３時、６時、９時、１２時の位置（上下左右の位置）に設けられている。各供給管２２は、冷却室１６０の長さに亘る長さで他端側が冷却室１６０の搬送方向上流側に向けて水平方向に延びて形成されている。各供給管２２には、被処理物の搬送経路に向けて開口する噴出口２４が長さ方向全体に亘って、それぞれ所定間隔をあけて複数形成されている。

　ガス回収・供給系２３は、真空容器１に接続された排気管２５と、排気管２５に設けられた開閉弁２６と、排気管２５で回収された冷却ガスを再冷却する冷却器としての熱交換器２７と、再冷却された冷却ガスをヘッダ管２１に供給するファン２８とを主体に構成されている。
　冷却ガスとしては、例えばアルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが用いられる。

　ミスト冷却装置３０は、冷却室１６０内に冷却液をミスト状に供給することによって被処理物Ｍを冷却する。そして、ミスト冷却装置３０は、ヘッダ管３１（図３では図示せず）と、供給管（管体）３２と、冷却液回収・供給系３３とを備えている。ヘッダ管３１は、冷却室１６０の搬送方向の上流側端部に配置され、搬送装置１０による被処理物Ｍの搬送経路を中心とする環状に形成されている。このヘッダ管３１には、冷却液回収・供給系３３によって冷却液が供給される。

　供給管３２は、一端部がヘッダ管３１に接続されており、他端側が搬送方向下流側に向けて水平方向に延びて形成されている。そして、供給管３２は、搬送装置１０による被処理物Ｍの搬送経路を中心として、周方向に略等間隔（ここでは９０°間隔）で複数（ここでは４つ）設けられている。具体的には、図３に示すように、供給管３２は、環状のヘッダ管２１に水平方向から±４５°の位置に設けられている。各供給管３２は、冷却室１６０の長さに亘る長さで他端側が冷却室１６０の搬送方向の下流側に向けて水平方向に延びて形成されている。各供給管３２には、被処理物の搬送経路に向けて冷却液をミスト状に噴射する複数のノズル部３４が長さ方向全体に亘って、それぞれ所定間隔をあけて形成されている。

　なお、供給管３２及びノズル部３４の配置としては、ミスト状の冷却液が重力の影響を受けることから、供給量に差が生じる可能性がある上下方向を避けることが好ましく、水平方向に沿ってミスト状の冷却液を供給することが好ましい。ただし、上下方向に沿って冷却液を供給する場合には、重力により影響を考慮して異なる量の冷却液を供給すればよい。また、供給管３２を４つではなく、例えば３つ配置する場合には、垂直成分を極力減らすためにも、天頂部と、この天頂部を挟んで±１２０°の位置に配置することが好ましい。

　冷却液の回収・供給系３３は、真空容器１に接続された排液管３５と、排液管３５に設けられた開閉弁３６と、ポンプ３８と、センサ４０と、インバータ４１と、液化器（液化トラップ）４２とを主体に構成されている。ポンプ３８は、排液管３５で回収された冷却液をモータ３９の駆動により配管３７を介してヘッダ管３１に送液する。センサ４０は、冷却室１６０の圧力（気圧）を計測する。インバータ４１は、センサ４０の計測結果に基づいてモータ３９の駆動をコントロール冷却液の流量制御器である。液化器４２は、処理品からの受熱により気化した冷却液を液化する。
　冷却液としては、例えば油、ソルト、後述するフッ素系不活性液体等を用いることができる。

　続いて、上記の真空熱処理炉１００において、加熱された被処理物Ｍを冷却室１６０で冷却する手順について説明する。
　図２及び図３に示すように、被処理物Ｍはトレー１３に単列で、且つ搬送方向に離間した状態で載せられて冷却室１６０に搬送される。

　冷却室１６０に搬送された被処理物Ｍに対しては、ミスト冷却装置３０におけるノズル部３４から冷却液がミスト状に供給・噴射される。ここで、ノズル部３４からの拡散角度は、例えば図３に示すように、９０°に設定されることで被処理物Ｍの側面（外周面）に対して冷却液を全面的に噴射させることができる。また、このとき、被処理物Ｍ（トレイ１３）の斜め下方に位置するノズル部３４から噴出した冷却液は、トレイ１３が線材を格子状に配列したもので形成されていることから、線材の隙間を通過して、支障なく被処理物Ｍに到達して、被処理物Ｍを冷却できる。また、被処理物Ｍの搬送方向の前面及び背面についても、ノズル部３４が冷却室１６０の長さ方向の全体に亘って設けられているため、特に供給管３２の両端側に位置するノズル部３４からの噴射により、ミスト状の冷却液が供給される。このため支障なく被処理物Ｍを冷却できる。

　上記ミスト状の冷却液供給においては、処理中に真空容器１からの冷却液の漏出を防止する観点からも大気圧以下での処理が好ましい。また、冷却液に関する物性値としては、大気圧下で常温２５℃とした場合に、水と同等以上の沸点（１００℃以上の沸点）であることが望ましい。これは、ミストとして噴出させた冷却液の温度が被処理物Ｍとの熱交換により上昇し、、これを冷却する構造（液化器４２）として熱交換器が用いられ、熱交換媒体として一般的には水が用いられるためである。

　より詳細には、熱交換媒体としての水は、冷却塔を用いて冷却される形態が一般的であり、冷却液との熱交換効率を考慮すると、４０～５０℃程度で用いる（すなわち熱交換後の冷却液温度（ミスト状冷却液の供給温度）が４０～５０℃程度で用いられる）ことが妥当である。また、冷却液は、その沸点と被処理物Ｍの温度との差に応じた熱量を吸熱するため、より多くの熱量を吸熱できるように、ミスト状冷却液の供給温度に対して３０～５０℃程度高い温度の沸点を有することが望ましい。上記から、冷却液の沸点としては水と同等以上の沸点（１００℃以上の沸点）であることが望ましい。
　具体的には、例えば、大気圧の下（１０１ｋＰａ（abs））で、常温２５℃で沸点が１３１℃のフッ素系不活性液を用いる場合には、沸点が１１０℃となる雰囲気調整圧５５ｋＰａ（abs）～沸点が８０℃となる雰囲気調整圧２０ｋＰａ（abs）程度の条件で処理することが好ましい。

　一方、被処理物Ｍに対しては、ガス冷却装置２０における噴出口２４から冷却ガスが供給・噴射される。噴出された冷却ガスにより被処理物Ｍが直接冷却される。さらに、冷却ガスの流れにより冷却室１６０にミスト状に噴霧された冷却液が拡散して、冷却室１６０の雰囲気を一様にできる。

　このミスト状の冷却液を用いた冷却の場合には、冷却液を連続的に供給して被処理物Ｍとの熱交換が可能となる。このため、被処理物Ｍを冷却液中に浸漬した場合のように、高温の被処理物Ｍに接触した冷却液が沸騰して生じた気泡により冷却液との接触面積が減って冷却効率が低下することはない。さらに気泡の量が増加して蒸気膜となって断熱層を形成し冷却効率が著しく低下することもない。従って、被処理物Ｍに対する冷却処理を継続的に実施できる。

　冷却室１６０にミスト状で供給された冷却液は、真空容器１の内壁面や液化器４２で液化して真空容器１の底部に貯溜される。貯留された冷却液は、ガス回収・供給系２３における開閉弁２６を閉じ、冷却液回収・供給系３３における開閉弁３６を開いた状態で、モータ３９を駆動してポンプ３８を作動させることにより、配管３７を介してヘッダ管３１を循環するように供給される。特に、センサ４０が冷却室１６０内の気圧が低下して冷却液の供給・噴射量が低下したことを検知した場合には、インバータ４１によりモータ３９の駆動を制御して、冷却液の供給量を調整することにより、常に適切な量の冷却液がヘッダ管３１に対して供給される。

　一方、冷却室１６０に供給された冷却ガスも循環して再使用される。
　具体的には、冷却液回収・供給系３３における開閉弁３６を閉じ、ガス回収・供給系２３における開閉弁２６を開くことにより、冷却室１６０から排気管２５に導入した冷却ガスが熱交換器２７で再冷却され、ファン２８の作動によりヘッダ管２１を循環するように供給される。

　以上説明したように、本実施形態では、同時に単列で搬送された被処理物Ｍに対して、搬送経路の周囲に配置したノズル部３４から冷却液がミスト状に供給される。従って、被処理物Ｍの表面に均等に冷却液を供給でき、冷却が不均一の場合に生じる被処理物Ｍの歪や変形を十分に小さく抑えることができる。特に、本実施形態では、ミスト状の冷却液を用いて被処理物Ｍを冷却しているため、被処理物Ｍの表面に蒸気膜等が生じず、熱交換率の高い液体による冷却特性が維持され、供給する冷却液の流量が調整される等により、高い制御性をもって被処理物Ｍを冷却できる。
　そのため、本実施形態では、例えば鋼材の被処理物Ｍに対して焼き入れ等の熱処理を施す際にも、鋼材に硬くて脆いパーライト組織が形成されない条件で冷却でき、高品質の被処理物Ｍが得られる。

　また、本実施形態では、ノズル部３４が搬送経路に沿って複数配置されているため、被処理物Ｍの全体に亘って確実に冷却液を供給することが可能になり、被処理物に対する一様な冷却処理をより確実に行うことができる。しかも、本実施形態では、ノズル部３４を有する供給管３２が被処理物Ｍの搬送経路を中心として、周方向に略等間隔で複数配置されているため、被処理物Ｍの全体に亘って一様に冷却することが可能である。

　なお、上記実施形態における冷却液としては、フッ素系不活性液体を用いることが望ましい。
　フッ素系不活性液体を用いた場合には、被処理物Ｍの構成材料を侵さず被処理物Ｍに悪影響を及ぼすことを防止できる。また、フッ素系不活性液体は、不燃性を有しているため、安全性も向上させることができる。また、フッ素系不活性液体は、沸点が水よりも高いため、冷却ポテンシャルも高く、水を用いた場合に生じる酸化や蒸気膜等の問題も抑制することができる。また、蒸発潜熱の点でも熱伝達能力に優れており、被処理物Ｍを効率的に冷却することができる。さらに、被処理物Ｍにフッ素系不活性液体が付着しても洗浄する必要がないことから、生産性も向上させることができる。

（第２実施形態）
　図４は、本発明の熱処理装置の第２実施形態を示す図である。
　この図において、図１乃至図３に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
　第２実施形態と上記の第１実施形態とが異なる点は、冷却ユニットＣＵを並列して設けたことである。

　図４に示すように、本実施形態では、断面視略長円形状を有する同一の冷却室１６０に、冷却ユニットＣＵが独立して並列に被処理物Ｍの搬送方向と略直交する方向に離間して設けられている。各冷却ユニットＣＵは、それぞれが搬送装置１０と、ガス冷却装置２０と、ミスト冷却装置３０とを有し、上記第１実施形態と同様の構成である。

　本実施形態では、同一の冷却室１６０に両冷却ユニットＣＵが配置されることから、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、冷却ユニットＣＵ毎に冷却室を設けた場合と比較して装置の小型化を実現できる。
　また、本実施形態では、各冷却ユニットＣＵが単列で搬送された被処理物Ｍを冷却していることから、他の被処理物の陰となって冷却液が供給されづらい箇所が生じない。従って、全体に一様に冷却液を供給しつつ複数列での冷却処理が可能となり、高い生産性で高品質の被処理物を得ることができる。

（第３実施形態）
　続いて、第３実施形態について図５及び図６を参照して説明する。
　これらの図において、図１乃至図３に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
　本実施形態では、被処理物Ｍを押圧する押圧装置（プレス装置）が設けられている。

　図５及び図６に示すように、押圧装置５０は、真空容器１を挟んだ鉛直方向の両側に柱５３で支持されて設けられた上プレスフレーム５１と、下プレスフレーム５２と、両プレスフレーム間に支えられた柱部５３と、上プレスフレーム５１に設けられた上プレス部６０と、下プレスフレーム５２に設けられた下プレス部７０とを主体に構成されている。

　上プレス部６０は、油圧シリンダ６１と、シリンダ軸６２と、プレスラム６３と、上パンチ６４とを備えている。油圧シリンダ６１は、上プレスフレーム５１上に固定されている。シリンダ軸６２は、油圧シリンダ６１に鉛直方向に移動自在に設けられ、上プレスフレーム５１を貫通している。上パンチ６４は、被処理物Ｍの上面形状に対応する表面形状を有し、接合ピン（図示せず）の挿抜によりプレスラム６３に対して着脱可能に設けられている。プレスラム６３は、先端部（上パンチ６４）が冷却室１６０に設けられ真空容器１の外壁を貫通して設けられ、シリンダ軸６２の先端に接合されている。

　同様に、プレス部７０は、油圧シリンダ７１と、シリンダ軸７２と、プレスラム７３と、下パンチ７４とを備えている。油圧シリンダ７１は、下プレスフレーム５２に固定されている。シリンダ軸７２は、油圧シリンダ７１に鉛直方向に移動自在に設けられ、下プレスフレーム５２を貫通している。下パンチ７４は、被処理物Ｍの下面形状に対応する表面形状を有し、接合ピン（図示せず）の挿抜によりプレスラム７３に対して着脱可能に設けられている。プレスラム７３は、先端部（下パンチ７４）を冷却室１６０に位置させて真空容器１の外壁を貫通して設けられ、シリンダ軸７２の先端に接合されている。
　上記油圧シリンダ６１と、７１の上プレスフレーム５１と、下プレスフレーム５２との接合面には、Ｏリング等のシール材が設けてあり、冷却室１６０の真空環境が維持される構成となっている。

　また、図５に示すように、上プレス部６０及び下プレス部７０は、互いに対向して、且つ、トレー１３に単列で載せられる被処理物Ｍの間隔と略同一のピッチで搬送方向に離間して配置されている。そして、トレー１３には、被処理物Ｍが冷却位置に位置決めされたときに、下パンチ７４の移動経路に沿って、この下パンチ７４が挿通可能な貫通孔７４Ａが形成されている。

　上記構成においては、搬送装置１０によりトレー１３が搬送され単列で配置された被処理物Ｍが冷却位置に位置決めされると、上プレス部６０において、油圧シリンダ６１が作動してシリンダ軸６２及びプレスラム６３が下降し、上パンチ６４が被処理物Ｍの上面を押圧する。一方、上プレス部６０の作動と同期して、下プレス部７０において、油圧シリンダ７１が作動してシリンダ軸７２及びプレスラム７３が上昇し、上パンチ７４がトレー１３の貫通孔７４Ａを介して上昇して被処理物Ｍの下面を押圧する。これにより、被処理物Ｍは上面及び下面を上パンチ６４及び下パンチ７４の間で挟まれる。
　そして、このように、上パンチ６４及び下パンチ７４の間で挟まれて保持された状態の被処理部Ｍに対して、上述した冷却処理が施される。

　本実施の形態では、被処理物Ｍの冷却時に被処理物Ｍに対して押圧力が付与されつつ冷却されるため、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、被処理物Ｍの歪みや変形を充分小さく抑えることができる。
　なお、第２実施形態についても、第３実施形態と同様に、押圧装置５０を設けて被処理物Ｍを押圧しつつ冷却できることは言うまでもない。

　以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

　例えば、上記実施形態では、トレー１３により２つの被処理物Ｍを単列で搬送する構成としたが、これに限定されるものではなく、複数であれば３つ以上の被処理物Ｍを搬送する構成でもよい。
　また、上記第２実施形態では、同一の冷却室１６０に２つの冷却ユニットＣＵを並列させる構成としたが、３列以上に並列させる構成でもよい。

　また、上記実施形態において、被処理物Ｍの温度をより高精度に管理するために、例えば放射温度計等の計測装置を冷却室１６０に配置して被処理物Ｍの温度を計測し、計測した温度に応じて、制御装置としてのインバータ４１がミスト状の冷却液の供給量を制御する構成としてもよい。
　さらに、この場合、複数のノズル部３４のそれぞれに対応する位置の被処理物Ｍの温度を計測する計測装置を設けるとともに、ノズル部３４毎に開閉弁を設け、各位置で計測した結果に基づいて、ノズル部毎にミスト状冷却液の供給量を制御する構成としてもよい。
これにより、ノズル部３４と対応する位置毎に被処理物Ｍの温度を制御することが可能になり、被処理物Ｍをより均一に冷却して歪や変形を抑えることができる。

　また、上記実施形態で説明した冷却液の供給は、通常真空下で行われるが、例えばミスト冷却時に上述した不活性ガスを添加する構成としてもよい。
　通常、雰囲気圧が高いと沸点は上がり、雰囲気圧が低いと沸点が下がる。そのため、不活性ガスの添加量を調整して、雰囲気圧を上昇させることにより、冷却液の気化潜熱による冷却能力を抑えることができ、逆に雰囲気圧を下降させることにより、沸点が下がって被処理物Ｍとの温度差が広がって冷却速度（冷却能力）を高めることができる。
　このように、不活性ガスの添加量を調整することにより、被処理物Ｍに対する冷却特性を制御することも可能になり、より高精度の冷却を実施することができる。

　また、上記実施形態では、冷却液として油、ソルト、フッ素系不活性液体等を例示したが、この他に、酸化や蒸気膜等の影響が軽微な場合には水を用いてもよい。ミスト状の冷却液として水を用いる場合には、上述したフッ素系不活性液を用いる場合と同様の理由により、沸点が９０℃となる雰囲気調整圧７０ｋＰａ（abs）～沸点が８０℃となる雰囲気調整圧４８ｋＰａ（abs）程度の条件で処理することが好ましい。
　冷却液として水を用いた場合には、液相または気相のいずれであっても、煩雑な後処理を要することなく安全に排出することが可能であり、後処理に係るコスト面及び地球環境保護の観点からも好適である。

　１０…搬送装置
　２０…ガス冷却装置
　３０…ミスト冷却装置
　３２…供給管（管体）
　３４…ノズル部
　５０…押圧装置
　１００…真空熱処理炉（熱処理装置）
　１６０・・・冷却室
　ＣＵ…冷却ユニット

Claims

　加熱された被処理物を冷却する冷却室を備えた熱処理装置であって、
　複数の前記被処理物を同時に単列で搬送する搬送装置と、
　前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置されミスト状の冷却液を供給するミスト冷却装置と、
　前記搬送装置の搬送経路を囲んで配置され冷却ガスを供給するガス冷却装置とをそれぞれ備えた冷却ユニットが前記冷却室に設けられる熱処理装置。
　請求項１に記載の熱処理装置において、
　前記冷却ユニットは、並列して複数設けられる熱処理装置。
　請求項２に記載の熱処理装置において、
　前記複数の冷却ユニットは、同一の冷却室内に配置される熱処理装置。
　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱処理装置において、
　前記ミスト冷却装置は、前記搬送経路に沿って互いに離間した位置から前記冷却液を供給する熱処理装置。
　請求項４に記載の熱処理装置において、
　前記ミスト冷却装置は、前記搬送経路に沿って延在して設けられ前記冷却液が供給される管体と、前記管体に前記搬送経路に沿って互いに離間して設けられたノズル部とを有する熱処理装置。
　請求項５に記載の熱処理装置において、
　前記管体は、前記搬送経路を中心として、周方向に略等間隔で複数配置される熱処理装置。
　請求項１に記載の熱処理装置において、
　前記被処理物の温度を計測する計測装置と、
　前記計測装置の計測結果に基づいて、前記冷却液の供給量を制御する制御装置とを有する熱処理装置。
　請求項７に記載の熱処理装置において、
　前記計測装置は、複数設けられた前記ミスト冷却装置のそれぞれに対応する位置における前記被処理物の温度を計測し、
　前記制御装置は、前記計測結果に基づいて、前記複数のミスト冷却装置に対して個別に前記冷却液の供給量を制御する熱処理装置。
　請求項１に記載の熱処理装置において、
　前記被処理物を所定の方向から押圧する押圧装置を有する熱処理装置。
　請求項１に記載の熱処理装置において、
　前記冷却液は、フッ素系不活性液体である熱処理装置。