JP2014095548A - Thermal treatment device and thermal treatment method - Google Patents

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Kazuhiko Katsumata
和彦 勝俣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal treatment device and a thermal treatment method which inhibit temperature distribution during cooling.SOLUTION: A thermal treatment device of the invention comprises: a cooling chamber 120 which cools a heated processed object M; a mist supply part 20 which supplies coolant mist to the cooling chamber 120; a gas supply part 30 which supplies a gas to the cooling chamber 120 to adjust a flow direction of the coolant mist; an on-off valve 38 which changes a supply direction of the gas stored in the gas supply part 30; a temperature measurement part 40 which measures a temperature of the processed object M; and a control part 50 which controls the on-off valve 38 on the basis of a measurement result of the temperature measurement part 40. The temperature measurement part 40 measures the temperature of the processed object M at multiple positions. The control part 50 controls the on-off valve 38 on the basis of a measured temperature difference in the processed object M.

Description

本発明は、熱処理装置及び熱処理方法に関し、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。   The present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method, for example, a heat treatment apparatus suitable for use in a treatment such as quenching of an object to be treated.

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ものの、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は優れているものの、冷却効率が低いという問題がある。   When heat treatment equipment that performs processing such as so-called quenching by heating and cooling the metal material that is the object to be treated, high-speed cooling is conventionally required, oil-cooled cooling equipment or gas-cooling cooling equipment Is used. The oil cooling type cooling device has a problem that although the cooling efficiency is excellent, fine cooling control is hardly performed and the heat-treated product is easily deformed. On the other hand, in the cooling device of the gas cooling system, cooling control is easy by gas flow rate control and the like, and there is a problem that the cooling efficiency is low although the deformation of the heat-treated product is excellent.

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（いわゆるミスト冷却）、ガス用ノズルから冷却ガスを供給することにより、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。   Therefore, in Patent Document 1, a liquid nozzle and a gas nozzle are disposed so as to surround a product to be heat treated, a cooling liquid is supplied from the liquid nozzle in a spray manner (so-called mist cooling), and a cooling gas is supplied from the gas nozzle. The technology which aimed at the improvement of cooling controllability and cooling efficiency by supplying is disclosed.

特開平１１−１５３３８６号公報JP-A-11-153386

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
冷却室内のミスト密度に分布が生じている場合には、冷却特性に差が生じて被処理物に温度分布が生じてしまう可能性がある。また、被処理物が複数の場合には、ミスト密度の分布に応じて被処理物間に温度差が生じる可能性がある。
このように、温度分布が被処理物に生じた場合には、変形の原因となる虞があるとともに、焼き入れ処理に用いた場合には、一様な硬さとならない虞がある。
一方、複数の被処理物に温度差が生じた場合には、被処理物間で品質に差が生じて品質不良となる可能性もある。 However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
When distribution occurs in the mist density in the cooling chamber, there is a possibility that a difference occurs in the cooling characteristics and temperature distribution occurs in the workpiece. Moreover, when there are a plurality of objects to be processed, there is a possibility that a temperature difference occurs between the objects to be processed according to the distribution of mist density.
As described above, when the temperature distribution is generated in the workpiece, there is a risk of deformation, and when used in the quenching process, the hardness may not be uniform.
On the other hand, when a temperature difference arises in a several to-be-processed object, a difference in quality may arise between to-be-processed objects, and it may become a quality defect.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、冷却時の温度分布を抑制できる熱処理装置及び熱処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus and a heat treatment method capable of suppressing the temperature distribution during cooling.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
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る熱処理装置であって、ミスト状の冷却液を冷却室内に供給するミスト供給部と、気体を冷却室内に供給してミスト状の冷却液の流動方向を調整する調整部とを有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、ミスト状の冷却液が冷却室内に供給されると共に、気体が冷却室内に供給される。ミスト状の冷却液の流動方向は、供給された気体の流動によって、被処理物に向かうように調整される。そのため、ミスト密度が低いために冷却液が付着しにくい被処理物の表面にも、冷却液を付着させることが可能となる。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The heat treatment apparatus of the present invention is a heat treatment apparatus including a cooling chamber for cooling a heated workpiece, and a mist supply unit that supplies a mist-like coolant into the cooling chamber; and a gas that is supplied into the cooling chamber. A configuration is adopted in which an adjustment unit that adjusts the flow direction of the mist-like coolant is provided.
In the present invention adopting such a configuration, a mist-like coolant is supplied into the cooling chamber and gas is supplied into the cooling chamber. The flow direction of the mist-like coolant is adjusted so as to be directed to the object to be processed by the flow of the supplied gas. Therefore, the cooling liquid can be attached to the surface of the workpiece to which the cooling liquid is difficult to adhere due to the low mist density.

また、本発明の熱処理装置は、調整部が複数の方向に気体を供給するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、冷却液の付着量が少ない被処理物の表面が複数存在する場合でも、それらの表面に冷却液を付着させることが可能となる。 Moreover, the heat processing apparatus of this invention employ | adopts the structure that an adjustment part supplies gas in several directions.
In the present invention employing such a configuration, even when there are a plurality of surfaces of an object to be processed with a small amount of attached coolant, the coolant can be attached to those surfaces.

また、本発明の熱処理装置は、調整部が気体の供給方向を変更する変更部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、変更部の作動による気体の供給方向の変更に応じて、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動方向が変化する。 Moreover, the heat processing apparatus of this invention employ | adopts the structure that an adjustment part has a change part which changes the supply direction of gas.
In the present invention employing such a configuration, the flow direction of the mist-like coolant in the cooling chamber changes according to the change in the gas supply direction due to the operation of the changing unit.

また、本発明の熱処理装置は、被処理物を所定の方向で搬送する搬送部を有し、調整部は、搬送部の搬送方向に沿って延在して設けられ気体が導入される複数の管体と、管体に搬送方向に沿って互いに離間して設けられる複数のノズル部とを有し、変更部は、複数の管体に各々対応して設けられる開閉弁を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、開閉弁の作動による気体の供給方向の変更に応じて、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動方向が変化する。また、気体を供給するノズル部は、被処理物の搬送方向に沿って互いに離間して複数設けられているため、ミスト状の冷却液の流動方向が、上記搬送方向に関して略一様に調整される。 In addition, the heat treatment apparatus of the present invention includes a transport unit that transports an object to be processed in a predetermined direction, and the adjustment unit extends along the transport direction of the transport unit and is provided with a plurality of gases introduced therein. It has a configuration in which it has a tube body and a plurality of nozzle portions that are provided in the tube body so as to be separated from each other along the conveying direction, and the changing portion has an opening / closing valve that is provided corresponding to each of the plurality of tube bodies To do.
In the present invention employing such a configuration, the flow direction of the mist-like coolant in the cooling chamber changes according to the change in the gas supply direction due to the operation of the on-off valve. Further, since a plurality of nozzle portions for supplying the gas are provided apart from each other along the conveyance direction of the workpiece, the flow direction of the mist-like cooling liquid is adjusted substantially uniformly with respect to the conveyance direction. The

また、本発明の熱処理装置は、所定の時間の経過後に気体の供給方向を変更するように変更部を制御する制御部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、所定の時間の経過後に気体の供給方向が変更されるため、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動が所定の方向で安定した後に、他の方向に変化する。したがって、被処理物の所定の表面に対して冷却に十分な量の冷却液を付着させることが可能となる。 Moreover, the heat processing apparatus of this invention employ | adopts the structure of having a control part which controls a change part so that the supply direction of gas may be changed after progress of predetermined time.
In the present invention employing such a configuration, the gas supply direction is changed after a predetermined time has elapsed, so that the flow of the mist-like coolant in the cooling chamber is stabilized in the predetermined direction and then moved in the other direction. Change. Therefore, it is possible to adhere a sufficient amount of cooling liquid to the predetermined surface of the object to be processed.

また、本発明の熱処理装置は、所定の時間の経過前に気体の供給方向を変更するように変更部を制御する制御部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、所定の時間の経過前に気体の供給方向が変更されるため、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動は安定せず乱流となる。したがって、被処理物の表面が複雑な形状を呈している場合や、複数の被処理物を同時に冷却する場合であっても、ミスト状の冷却液が乱流となって流動することにより、被処理物のいずれの面にも冷却液を付着させることが可能となる。 Moreover, the heat processing apparatus of this invention employ | adopts the structure of having a control part which controls a change part so that the supply direction of gas may be changed before progress of predetermined time.
In the present invention employing such a configuration, since the gas supply direction is changed before a predetermined time elapses, the flow of the mist-like coolant in the cooling chamber is not stable and becomes a turbulent flow. Therefore, even when the surface of the object to be processed has a complicated shape or when a plurality of objects to be processed are cooled at the same time, the mist-like coolant flows as turbulent flow, It becomes possible to make a cooling liquid adhere to any surface of a processed material.

また、本発明の熱処理装置は、被処理物の温度を計測する温度計測部と、温度計測部の計測結果に基づいて、変更部を制御する第２制御部とを有するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、温度計測部の計測結果に基づいた第２制御部の変更部に対する制御により、気体の供給方向が変更される。そして、この変更に応じて、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動方向が変化する。 Moreover, the heat processing apparatus of this invention employ | adopts the structure of having the temperature measurement part which measures the temperature of a to-be-processed object, and the 2nd control part which controls a change part based on the measurement result of a temperature measurement part.
In the present invention employing such a configuration, the gas supply direction is changed by the control of the changing unit of the second control unit based on the measurement result of the temperature measuring unit. In accordance with this change, the flow direction of the mist-like coolant in the cooling chamber changes.

また、本発明の熱処理装置は、温度計測部が被処理物の温度を複数箇所で計測し、計測した被処理物における温度差に基づいて第２制御部が変更部を制御するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、被処理物における温度差に基づいた第２制御部の変更部に対する制御により、気体の供給方向が変更される。そのため、例えば高温となっている被処理物の表面に対して、重点的に冷却液を付着させることが可能となる。 Further, the heat treatment apparatus of the present invention employs a configuration in which the temperature measurement unit measures the temperature of the workpiece at a plurality of locations, and the second control unit controls the changing unit based on the measured temperature difference in the workpiece. To do.
In the present invention employing such a configuration, the gas supply direction is changed by controlling the changing unit of the second control unit based on the temperature difference in the workpiece. Therefore, for example, it becomes possible to attach a cooling liquid intensively to the surface of the object to be processed having a high temperature.

また、本発明の熱処理装置は、温度計測部が複数の被処理物の温度を各々計測し、第２制御部が計測した複数の被処理物間における温度差に基づいて変更部を制御するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、複数の被処理物間における温度差に基づいた第２制御部の変更部に対する制御により、気体の供給方向が変更される。そのため、例えば高温となっている所定の被処理物に対して、重点的に冷却液を付着させることが可能となる。 In the heat treatment apparatus of the present invention, the temperature measuring unit measures the temperatures of the plurality of objects to be processed, and controls the changing unit based on the temperature differences between the plurality of objects to be processed measured by the second control unit. Adopt the configuration.
In the present invention employing such a configuration, the gas supply direction is changed by controlling the changing unit of the second control unit based on the temperature difference between the plurality of objects to be processed. Therefore, for example, it becomes possible to attach a cooling liquid intensively to a predetermined object to be processed having a high temperature.

また、本発明の熱処理装置は、気体が、冷却室内の気圧を調整する気圧調整ガスであるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、ミスト状の冷却液の流動方向は、供給された気圧供給ガスの流動によって、被処理物に向かうように調整される。 Moreover, the heat processing apparatus of this invention employ | adopts the structure that gas is the pressure regulation gas which adjusts the atmospheric pressure in a cooling chamber.
In the present invention employing such a configuration, the flow direction of the mist-like coolant is adjusted so as to be directed to the object to be processed by the flow of the supplied atmospheric pressure supply gas.

また、本発明の熱処理装置は、気体が、被処理物を冷却する冷却ガスであるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、ミスト状の冷却液の流動方向は、供給された冷却ガスの流動によって、被処理物に向かうように調整される。 Moreover, the heat processing apparatus of this invention employ | adopts the structure that gas is the cooling gas which cools a to-be-processed object.
In the present invention employing such a configuration, the flow direction of the mist-like cooling liquid is adjusted so as to be directed to the object to be processed by the flow of the supplied cooling gas.

また、本発明は、加熱された被処理物を冷却室内にミスト状の冷却液を供給して冷却する冷却工程を備える熱処理方法であって、気体を冷却室内に供給してミスト状の冷却液の流動方向を調整する調整工程を備えるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、ミスト状の冷却液が冷却室内に供給されると共に、気体が冷却室内に供給される。ミスト状の冷却液の流動方向は上記調整工程で、供給された気体の流動によって、被処理物に向かうように調整される。そのため、ミスト密度が低いために冷却液が付着しにくい被処理物の表面にも、冷却液を付着させることが可能となる。 The present invention is also a heat treatment method including a cooling step of cooling a heated workpiece by supplying a mist-like cooling liquid into a cooling chamber, wherein the gas is supplied into the cooling chamber and the mist-like cooling liquid is supplied. The method of providing the adjustment process which adjusts the flow direction of this is employ | adopted.
In the present invention employing such a method, a mist-like coolant is supplied into the cooling chamber and gas is supplied into the cooling chamber. The flow direction of the mist-like coolant is adjusted so as to be directed to the object to be processed by the flow of the supplied gas in the adjustment step. Therefore, the cooling liquid can be attached to the surface of the workpiece to which the cooling liquid is difficult to adhere due to the low mist density.

また、本発明は、気体が、複数の方向に供給されるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、冷却液の付着量が少ない被処理物の表面が複数存在する場合でも、それらの表面に冷却液を付着させることが可能となる。 In addition, the present invention employs a method in which gas is supplied in a plurality of directions.
In the present invention employing such a method, even when there are a plurality of surfaces of an object to be processed with a small amount of cooling liquid attached, it is possible to attach the cooling liquid to those surfaces.

また、本発明は、前記気体の供給方向を変更する工程を備えるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、気体の供給方向の変更に応じて、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動方向が変化する。 Moreover, this invention employ | adopts the method of providing the process of changing the supply direction of the said gas.
In the present invention employing such a method, the flow direction of the mist-like coolant in the cooling chamber changes according to the change in the gas supply direction.

また、本発明は、被処理物を所定の方向で搬送する工程を備え、気体は、被処理物の搬送方向に沿って延在して設けられる複数の管体に導入されると共に、管体に搬送方向に沿って互いに離間して設けられる複数のノズル部から冷却室内に供給され、気体の供給方向は、複数の管体に各々対応して設けられる開閉弁の作動により変更されるという方法を採用する。   In addition, the present invention includes a step of transporting an object to be processed in a predetermined direction, and the gas is introduced into a plurality of tubes provided extending along the transport direction of the object to be processed, and the tube body The gas is supplied into the cooling chamber from a plurality of nozzle portions that are spaced apart from each other along the conveying direction, and the gas supply direction is changed by the operation of an on-off valve provided corresponding to each of the plurality of tubes. Is adopted.

このような方法を採用する本発明では、開閉弁の作動による気体の供給方向の変更に応じて、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動方向が変化する。また、気体を供給するノズル部は、被処理物の搬送方向に沿って互いに離間して複数設けられているため、ミスト状の冷却液の流動方向が、上記搬送方向に関して略一様に調整される。   In the present invention employing such a method, the flow direction of the mist-like coolant in the cooling chamber changes according to the change in the gas supply direction due to the operation of the on-off valve. Further, since a plurality of nozzle portions for supplying the gas are provided apart from each other along the conveyance direction of the workpiece, the flow direction of the mist-like cooling liquid is adjusted substantially uniformly with respect to the conveyance direction. The

また、本発明は、気体の供給方向が、所定の時間の経過後に変更されるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、所定の時間の経過後に気体の供給方向が変更されるため、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動が所定の方向で安定した後に、他の方向に変化する。したがって、被処理物の所定の表面に対して冷却に十分な量の冷却液を付着させることが可能となる。 In addition, the present invention employs a method in which the gas supply direction is changed after a predetermined time has elapsed.
In the present invention employing such a method, since the gas supply direction is changed after a predetermined time has elapsed, the flow of the mist-like cooling liquid in the cooling chamber is stabilized in the predetermined direction and then moved in the other direction. Change. Therefore, it is possible to adhere a sufficient amount of cooling liquid to the predetermined surface of the object to be processed.

また、本発明は、気体の供給方向が、所定の時間の経過前に変更されるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、所定の時間の経過前に気体の供給方向が変更されるため、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動は安定せず乱流となる。したがって、被処理物の表面が複雑な形状を呈している場合や、複数の被処理物を同時に冷却する場合であっても、ミスト状の冷却液が乱流となって流動することにより、被処理物のいずれの面にも冷却液を付着させることが可能となる。 In addition, the present invention employs a method in which the gas supply direction is changed before a predetermined time elapses.
In the present invention employing such a method, since the gas supply direction is changed before a predetermined time has elapsed, the flow of the mist-like coolant in the cooling chamber is not stable and becomes turbulent. Therefore, even when the surface of the object to be processed has a complicated shape or when a plurality of objects to be processed are cooled at the same time, the mist-like coolant flows as turbulent flow, It becomes possible to make a cooling liquid adhere to any surface of a processed material.

また、本発明は、被処理物の温度を計測する計測工程を備え、計測工程で計測した温度に基づいて、気体の供給方向が変更されるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、計測工程での計測結果に基づいて、気体の供給方向が変更される。そして、この変更に応じて、冷却室内におけるミスト状の冷却液の流動方向が変化する。 Further, the present invention employs a method in which a measurement process for measuring the temperature of the object to be processed is provided, and the gas supply direction is changed based on the temperature measured in the measurement process.
In the present invention employing such a method, the gas supply direction is changed based on the measurement result in the measurement process. In accordance with this change, the flow direction of the mist-like coolant in the cooling chamber changes.

また、本発明は、計測工程では被処理物の温度を複数箇所で計測し、計測した被処理物における温度差に基づいて、気体の供給方向が変更されるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、被処理物における温度差に基づいて、気体の供給方向が変更される。そのため、例えば高温となっている被処理物の表面に対して、重点的に冷却液を付着させることが可能となる。 Moreover, this invention employ | adopts the method that the temperature of a to-be-processed object is measured in several places at a measurement process, and the gas supply direction is changed based on the temperature difference in the measured to-be-processed object.
In the present invention employing such a method, the gas supply direction is changed based on the temperature difference in the workpiece. Therefore, for example, it becomes possible to attach a cooling liquid intensively to the surface of the object to be processed having a high temperature.

また、本発明は、計測工程では複数の被処理物の温度を各々計測し、計測した複数の被処理物間の温度差に基づいて、気体の供給方向が変更されるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、複数の被処理物間における温度差に基づいて、気体の供給方向が変更される。そのため、例えば高温となっている所定の被処理物に対して、重点的に冷却液を付着させることが可能となる。 Moreover, this invention employ | adopts the method that the temperature of a several to-be-processed object is measured in a measurement process, respectively, and the gas supply direction is changed based on the temperature difference between the measured several to-be-processed objects.
In the present invention employing such a method, the gas supply direction is changed based on the temperature difference between the plurality of objects to be processed. Therefore, for example, it becomes possible to attach a cooling liquid intensively to a predetermined object to be processed having a high temperature.

また、本発明は、気体として、冷却室内の気圧を調整する気圧調整ガスが用いられるという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、ミスト状の冷却液の流動方向は、供給された気圧供給ガスの流動によって、被処理物に向かうように調整される。 Moreover, this invention employ | adopts the method that the atmospheric pressure adjustment gas which adjusts the atmospheric pressure in a cooling chamber is used as gas.
In the present invention employing such a method, the flow direction of the mist-like coolant is adjusted so as to be directed to the object to be processed by the flow of the supplied atmospheric pressure supply gas.

また、本発明は、気体として、被処理物を冷却する冷却ガスが用いられることを特徴とするという方法を採用する。
このような方法を採用する本発明では、ミスト状の冷却液の流動方向は、供給された冷却ガスの流動によって、被処理物に向かうように調整される。 Further, the present invention employs a method characterized in that a cooling gas for cooling an object to be processed is used as the gas.
In the present invention employing such a method, the flow direction of the mist-like coolant is adjusted so as to be directed to the object to be processed by the flow of the supplied cooling gas.

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、ミスト密度が低いために冷却液の付着量が少ない被処理物の表面にも十分な冷却液を付着させることが可能となるため、被処理物の表面を略均一に冷却することができる。したがって、本発明によれば、冷却時における被処理物の温度分布を抑制することができ、変形や硬さのバラツキ等を抑え、品質不良の発生を回避できるという効果がある。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the present invention, since the mist density is low, it is possible to attach a sufficient amount of cooling liquid to the surface of the object to be processed, which has a small amount of cooling liquid, so that the surface of the object to be processed is cooled substantially uniformly. can do. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the temperature distribution of the object to be processed at the time of cooling, to suppress deformation and hardness variation, and to avoid the occurrence of quality defects.

真空熱処理炉１００の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a vacuum heat treatment furnace 100. FIG. 第１の実施形態における冷却室１２０の正面断面図である。It is front sectional drawing of the cooling chamber 120 in 1st Embodiment. 第２の実施形態における冷却室１２０の正面断面図である。It is front sectional drawing of the cooling chamber 120 in 2nd Embodiment.

以下、本発明の熱処理装置及び熱処理方法の実施の形態を、図１から図３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、２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。 Hereinafter, embodiments of the heat treatment apparatus and the heat treatment method of the present invention will be described with reference to FIGS. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
In this embodiment, an example of a two-chamber vacuum heat treatment furnace (hereinafter simply referred to as “vacuum heat treatment furnace”) is shown as the heat treatment apparatus.

〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態に係る真空熱処理炉１００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Ｍに対して焼き入れ等の熱処理を施すものであって、加熱室１１０と、冷却室１２０とが隣接して配置されている。加熱室１１０と冷却室１２０との間には隔壁１３０が設けられ、隔壁１３０の開放時に、被処理物Ｍを加熱室１１０から冷却室１２０へ移動させ、冷却室１２０内で被処理物Ｍを冷却できる構成となっている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vacuum heat treatment furnace 100 according to the present embodiment.
The vacuum heat treatment furnace (heat treatment apparatus) 100 performs heat treatment such as quenching on the workpiece M, and the heating chamber 110 and the cooling chamber 120 are disposed adjacent to each other. A partition wall 130 is provided between the heating chamber 110 and the cooling chamber 120. When the partition wall 130 is opened, the workpiece M is moved from the heating chamber 110 to the cooling chamber 120, and the workpiece M is moved in the cooling chamber 120. It can be cooled.

被処理物Ｍは、真空熱処理炉１００によって１つづつ熱処理が施されるものであり、所定量の炭素を含有した鋼等の金属材料（合金含む）によって形成されている。また、本実施形態の被処理物Ｍは、略直方体状に形成されている。   The workpiece M is heat-treated one by one by the vacuum heat treatment furnace 100, and is formed of a metal material (including an alloy) such as steel containing a predetermined amount of carbon. Moreover, the to-be-processed object M of this embodiment is formed in the substantially rectangular parallelepiped shape.

本発明は、冷却室１２０における冷却処理に特徴を有しているため、以下、冷却室１２０について詳述する。
図２は、本実施形態における冷却室１２０の正面断面図である。なお、以下、図２における紙面右側を単に「右側」（左側も同様）と、紙面上方を単に「上方」（下方も同様）と称する。
冷却室１２０は、その外殻を形成する略円筒状の真空容器１を有している。また、冷却室１２０には、搬送部１０と、ミスト供給部２０と、気体供給部（調整部）３０と、温度計測部４０と、制御部（制御部、第２制御部）５０とが設けられている。 Since the present invention is characterized by the cooling process in the cooling chamber 120, the cooling chamber 120 will be described in detail below.
FIG. 2 is a front sectional view of the cooling chamber 120 in the present embodiment. In the following, the right side in FIG. 2 is simply referred to as “right side” (the same applies to the left side), and the upper side of the paper is simply referred to as “upper” (the same applies to the lower side).
The cooling chamber 120 has a substantially cylindrical vacuum vessel 1 that forms an outer shell thereof. The cooling chamber 120 is provided with a transport unit 10, a mist supply unit 20, a gas supply unit (adjustment unit) 30, a temperature measurement unit 40, and a control unit (control unit, second control unit) 50. It has been.

搬送部１０は、被処理物Ｍを水平方向に沿った所定の方向で搬送するものであって、互いに間隔を空けて対向配置され被処理物Ｍの搬送方向に延在す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、且つ上記搬送方向に所定間隔を空けて設けられた複数のローラ１２と、鉛直方向に沿って設けられ支持フレーム１１の両端部を指示する第２支持フレーム１３とを有している。
なお、以下の説明においては、搬送部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。 The conveyance unit 10 conveys the workpiece M in a predetermined direction along the horizontal direction, and is opposed to each other with a space therebetween and extends in the conveyance direction of the workpiece M. And a plurality of rollers 12 provided on the opposing surfaces of each support frame 11 so as to be rotatable and spaced apart from each other in the transport direction, and both ends of the support frame 11 provided along the vertical direction are indicated. And a second support frame 13.
In the following description, the conveyance direction of the workpiece M by the conveyance unit 10 is simply referred to as a conveyance direction.

ミスト供給部２０は、冷却室１２０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を冷却するものであって、冷却液供給管２１と、冷却液回収・供給系２２とを備えている。
なお、本実施形態の冷却液としては、例えば水、油、ソルト又はフッ素系不活性液体等が用いられる。 The mist supply unit 20 cools the workpiece M by supplying the cooling liquid into the cooling chamber 120 in a mist form, and includes a cooling liquid supply pipe 21 and a cooling liquid recovery / supply system 22. ing.
In addition, as a cooling liquid of this embodiment, water, oil, salt, a fluorine-type inert liquid etc. are used, for example.

冷却液供給管２１は、搬送方向で延在する管状の部材であり、搬送部１０による被処理物Ｍの搬送経路を中心として、真空容器１の周方向に略等間隔（ここでは９０°間隔）で複数（ここでは４つ）設けられている。より詳細には、冷却液供給管２１は、水平方向から±４５°の位置に設けられている。各冷却液供給管２１は、冷却室１２０の搬送方向での長さに亘る長さで形成されている。
各冷却液供給管２１には、搬送部１０上に載置された被処理物Ｍに向けて冷却液をミスト状に噴射する噴射部２３が長さ方向全体に亘って、それぞれ所定間隔を空けて複数設けられている。 The coolant supply pipe 21 is a tubular member extending in the transport direction, and is substantially equidistant (here, 90 ° intervals) in the circumferential direction of the vacuum vessel 1 around the transport path of the workpiece M by the transport unit 10. ) And a plurality (four in this case) are provided. More specifically, the coolant supply pipe 21 is provided at a position of ± 45 ° from the horizontal direction. Each cooling liquid supply pipe 21 is formed with a length that extends the length of the cooling chamber 120 in the transport direction.
In each of the cooling liquid supply pipes 21, an injection unit 23 that injects the cooling liquid in a mist shape toward the workpiece M placed on the transport unit 10 is spaced at predetermined intervals over the entire length direction. Are provided.

なお、冷却液供給管２１及び噴射部２３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、好適には、水平方向に沿ってミスト状の冷却液を供給する。ただし、上下方向に沿って冷却液を供給する場合には、重力による影響を考慮して供給量を異ならせればよい。また、冷却液供給管２１を４つではなく、例えば３つ配置する場合には、鉛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。   As for the arrangement of the cooling liquid supply pipe 21 and the injection unit 23, it is preferable to avoid the vertical direction that may cause a difference in the supply amount because the mist-like cooling liquid is affected by gravity, and preferably Supplies a mist-like coolant along the horizontal direction. However, when supplying the coolant along the vertical direction, the supply amount may be varied in consideration of the influence of gravity. In addition, when three coolant supply pipes 21 are arranged instead of four, for example, in order to reduce the vertical component as much as possible, the zenith part and the zenith part are arranged at a position of ± 120 ° across the zenith part. Is preferred.

冷却液回収・供給系２２は、冷却室１２０内に供給された冷却液を回収する排液管２４と、排液管２４に接続されると共に回収された排液を冷却する熱交換器２５と、冷却液供給管２１に冷却液を送液する配管２６と、熱交換器２５で冷却された冷却液を配管２６を介して冷却液供給管２１に送液するポンプ２７と、後述する制御部５０からの指示に従いポンプ２７の動作を制御するインバータ２８と、被処理物Ｍからの受熱により気化した冷却液を液化する液化器（液化トラップ）２９とを有している。   The coolant recovery / supply system 22 includes a drain pipe 24 that recovers the coolant supplied into the cooling chamber 120, and a heat exchanger 25 that is connected to the drain pipe 24 and cools the recovered drain liquid. A pipe 26 for sending the coolant to the coolant supply pipe 21, a pump 27 for sending the coolant cooled by the heat exchanger 25 to the coolant supply pipe 21 via the pipe 26, and a control unit to be described later 50 includes an inverter 28 that controls the operation of the pump 27 in accordance with an instruction from 50, and a liquefier (liquefaction trap) 29 that liquefies the cooling liquid evaporated by receiving heat from the workpiece M.

気体供給部（調整部）３０は、冷却室１２０内の気圧を調整するための気圧調整ガスを冷却室１２０内に供給すると共に、該気圧調整ガスによって冷却室１２０内におけるミスト状の冷却液の流動方向を調整するためのものである。気体供給部３０は、気体供給管（管体）３１と、気体回収・供給系３２とを備えている。
なお、本実施形態の気体調整ガスとしては、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。 The gas supply unit (adjustment unit) 30 supplies an atmospheric pressure adjusting gas for adjusting the atmospheric pressure in the cooling chamber 120 into the cooling chamber 120, and the mist-like cooling liquid in the cooling chamber 120 by the atmospheric pressure adjusting gas. It is for adjusting the flow direction. The gas supply unit 30 includes a gas supply pipe (tubing body) 31 and a gas recovery / supply system 32.
In addition, as gas adjustment gas of this embodiment, inert gas, such as argon, helium, and nitrogen, is used, for example.

気体供給管３１は、搬送方向で延在する管状の部材であり、搬送部１０による被処理物Ｍの搬送経路を中心として、真空容器１の周方向に略等間隔（ここでは９０°間隔）で複数（ここでは４つ）設けられている。より詳細には、気体供給管３１は、図２に示す真空容器１の３時、６時、９時、１２時の位置（上下左右の位置）に設けられる。なお、以下、これらの気体供給管３１を、順に第１気体供給管３１ａないし第４気体供給管３１ｄと称する場合がある。各気体供給管３１は、冷却室１２０の搬送方向での長さに亘る長さで形成されている。
各気体供給管３１には、搬送部１０上に載置された被処理物Ｍに向けて開口するノズル部３３が長さ方向全体に亘って、それぞれ所定間隔を空けて複数設けられている。 The gas supply pipe 31 is a tubular member extending in the transport direction, and is substantially equidistant (here, 90 ° intervals) in the circumferential direction of the vacuum vessel 1 around the transport path of the workpiece M by the transport unit 10. A plurality (four in this case) are provided. More specifically, the gas supply pipe 31 is provided at the 3 o'clock, 6 o'clock, 9 o'clock, and 12 o'clock positions (up and down, left and right positions) of the vacuum vessel 1 shown in FIG. Hereinafter, these gas supply pipes 31 may be referred to as a first gas supply pipe 31a to a fourth gas supply pipe 31d in order. Each gas supply pipe 31 is formed with a length that extends over the length of the cooling chamber 120 in the transport direction.
Each gas supply pipe 31 is provided with a plurality of nozzle portions 33 that open toward the object to be processed M placed on the transport unit 10 over the entire length direction at predetermined intervals.

気体回収・供給系３２は、冷却室１２０内に供給された気圧調整ガスを回収する排気管３４と、各気体供給管３１に気圧調整ガスを供給する配管３５と、排気管３４に接続されると共に配管３５を介して各気体供給管３１に気圧調整ガスを供給するファン３６と、後述する制御部５０からの指示に従いファン３６の動作を制御する第２インバータ３７と、配管３５における各気体供給管３１との接続箇所近傍に各々設けられ制御部５０の指示に従い開閉する開閉弁（変更部、開閉弁）３８とを有している。なお、第１気体供給管３１ａないし第４気体供給管３１ｄに各々対応する開閉弁３８を、順に第１開閉弁３８ａないし第４開閉弁３８ｄと称する場合がある。
なお、実際にはファン３６は図示しない羽根車と図示しないモータとにより構成されており、第２インバータ３７はこのモータを制御することによりファン３６の動作を制御するものである。 The gas recovery / supply system 32 is connected to the exhaust pipe 34 for recovering the pressure adjustment gas supplied into the cooling chamber 120, the pipe 35 for supplying the pressure adjustment gas to each gas supply pipe 31, and the exhaust pipe 34. At the same time, a fan 36 that supplies an atmospheric pressure adjusting gas to each gas supply pipe 31 via a pipe 35, a second inverter 37 that controls the operation of the fan 36 in accordance with an instruction from the control unit 50 described later, and each gas supply in the pipe 35 Each has an on-off valve (change unit, on-off valve) 38 that is provided in the vicinity of the connection point with the pipe 31 and opens and closes in accordance with an instruction from the control unit 50. The on-off valves 38 respectively corresponding to the first gas supply pipe 31a to the fourth gas supply pipe 31d may be sequentially referred to as a first on-off valve 38a to a fourth on-off valve 38d.
Actually, the fan 36 includes an impeller (not shown) and a motor (not shown), and the second inverter 37 controls the operation of the fan 36 by controlling the motor.

温度計測部４０は、被処理物Ｍの表面温度を計測するものであって、第１温度センサ４０ａないし第４温度センサ４０ｄから構成される。第１温度センサ４０ａないし第４温度センサ４０ｄは、第１気体供給管３１ａないし第４気体供給管３１ｄに各々対向する被処理物Ｍの表面にそれぞれ設けられ、各温度センサの計測結果は制御部５０に出力される。
本実施形態の第１温度センサ４０ａないし第４温度センサ４０ｄとしては、熱電対が用いられているが、例えば放射温度計のような非接触式の温度計測器により被処理物Ｍの複数箇所を計測する構成としてもよい。 The temperature measuring unit 40 measures the surface temperature of the workpiece M, and includes a first temperature sensor 40a to a fourth temperature sensor 40d. The first temperature sensor 40a to the fourth temperature sensor 40d are respectively provided on the surface of the workpiece M facing the first gas supply pipe 31a to the fourth gas supply pipe 31d, and the measurement result of each temperature sensor is a control unit. 50 is output.
As the first temperature sensor 40a to the fourth temperature sensor 40d of the present embodiment, thermocouples are used. For example, a plurality of locations of the workpiece M are measured by a non-contact temperature measuring instrument such as a radiation thermometer. It is good also as a structure to measure.

制御部５０は、温度計測部４０から計測結果を取得し、かつインバータ２８、第２インバータ３７及び各開閉弁３８に対して動作指示を出力するものである。制御部５０は、インバータ２８及び第２インバータ３７に動作指示を出力することで、ポンプ２７及びファン３６の動作を制御し、冷却液及び気圧調整ガスの供給量を調整することができる。また、制御部５０は、各開閉弁３８を各々独立に所定の時間で開放することができる。   The control unit 50 acquires a measurement result from the temperature measurement unit 40 and outputs an operation instruction to the inverter 28, the second inverter 37, and each on-off valve 38. The control unit 50 outputs operation instructions to the inverter 28 and the second inverter 37, thereby controlling the operations of the pump 27 and the fan 36 and adjusting the supply amounts of the coolant and the pressure adjusting gas. Further, the control unit 50 can open each on-off valve 38 independently for a predetermined time.

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１２０で冷却する手順について説明する。
まず、搬送部１０によって加熱室１１０で加熱された被処理物Ｍが、冷却室１２０内に搬入される。 Next, a procedure for cooling the heated workpiece M in the cooling chamber 120 in the vacuum heat treatment furnace 100 will be described.
First, the workpiece M heated in the heating chamber 110 by the transport unit 10 is carried into the cooling chamber 120.

次に、冷却室１２０内にミスト状の冷却液を供給する。
制御部５０の指示によりインバータ２８がポンプ２７を作動させ、冷却液が配管２６を介して冷却液供給管２１に供給される。冷却液供給管２１に供給された冷却液は、冷却室１２０内に噴射部２３からミスト状に噴射される。噴射部２３はミスト状の冷却液を緩やかに拡散するように噴射するため、噴射直後のミスト状の冷却液は、噴射部２３の周辺に滞留し、次第に重力の影響を受けて下降する。すなわち、噴射部２３から冷却液を噴射するのみでは、冷却室１２０内のミスト密度に分布が生じる虞がある。 Next, a mist-like coolant is supplied into the cooling chamber 120.
The inverter 28 operates the pump 27 according to an instruction from the control unit 50, and the coolant is supplied to the coolant supply pipe 21 through the pipe 26. The cooling liquid supplied to the cooling liquid supply pipe 21 is injected into the cooling chamber 120 from the injection unit 23 in a mist form. Since the injection unit 23 injects the mist-like cooling liquid so as to diffuse gently, the mist-like cooling liquid immediately after injection stays around the injection unit 23 and gradually descends due to the influence of gravity. That is, distribution of the mist density in the cooling chamber 120 may occur only by injecting the coolant from the injection unit 23.

本実施形態では、冷却液の供給と共に、冷却室１２０内に気圧調整ガスを供給する。
制御部５０の指示により第２インバータ３７がファン３６を作動させ、気圧調整ガスが配管３５に供給される。ここで、制御部５０は、特定の開閉弁３８のみを開放する。
例えば、図２に示すように、被処理物Ｍの右側に設けられる第１気体供給管３１ａに対応する第１開閉弁３８ａのみを開放する。気圧調整ガスは、第１開閉弁３８ａを通って第１気体供給管３１ａに供給され、ノズル部３３を介して冷却室１２０内に供給される。ノズル部３３は、被処理物Ｍに向かって開口しているため、気圧調整ガスは、第１気体供給管３１ａのノズル部３３から被処理物Ｍに向かって供給され、この方向で流動する。 In the present embodiment, the pressure adjusting gas is supplied into the cooling chamber 120 along with the supply of the coolant.
The second inverter 37 operates the fan 36 according to an instruction from the control unit 50, and the atmospheric pressure adjusting gas is supplied to the pipe 35. Here, the control unit 50 opens only the specific opening / closing valve 38.
For example, as shown in FIG. 2, only the first on-off valve 38a corresponding to the first gas supply pipe 31a provided on the right side of the workpiece M is opened. The atmospheric pressure adjusting gas is supplied to the first gas supply pipe 31 a through the first opening / closing valve 38 a and is supplied into the cooling chamber 120 through the nozzle portion 33. Since the nozzle portion 33 opens toward the workpiece M, the pressure adjusting gas is supplied toward the workpiece M from the nozzle portion 33 of the first gas supply pipe 31a and flows in this direction.

そして、この気圧調整ガスの流動によって、冷却室１２０内におけるミスト状の冷却液の流動方向は、被処理物Ｍに向かうように調整される（調整工程）。なお、ノズル部３３は、気体供給管３１に搬送方向に関して互いに離間して複数設けられているため、ミスト状の冷却液の流動方向は搬送方向に関して略一様に調整される。よって、ミスト状の冷却液は、第１気体供給管３１ａのノズル部３３から被処理物Ｍに向かって流動し、被処理物Ｍの右側表面にミスト状の冷却液が付着する。   And the flow direction of the mist-like cooling liquid in the cooling chamber 120 is adjusted so as to be directed toward the workpiece M by the flow of the atmospheric pressure adjusting gas (adjustment process). Since a plurality of nozzle portions 33 are provided in the gas supply pipe 31 so as to be separated from each other in the transport direction, the flow direction of the mist-like cooling liquid is adjusted substantially uniformly in the transport direction. Therefore, the mist-like coolant flows from the nozzle portion 33 of the first gas supply pipe 31a toward the workpiece M, and the mist-like coolant adheres to the right surface of the workpiece M.

冷却液は、加熱された被処理物Ｍの表面に付着することで蒸発し、この蒸発時に被処理物Ｍの熱を奪うことから、冷却液が付着した被処理物Ｍの表面を冷却することができる（冷却工程）。なお、蒸発した冷却液は、液化器２９にて再び液化され再利用される。   The cooling liquid evaporates by adhering to the surface of the heated object to be processed M, and the heat of the object to be processed M is taken away at the time of evaporation, so that the surface of the object to be processed M to which the cooling liquid adheres is cooled. (Cooling process). The evaporated coolant is liquefied again by the liquefier 29 and reused.

また、制御部５０は、開閉弁３８を所定の時間だけ開放する。
この所定の時間とは、冷却室１２０内に供給された気圧調整ガスが安定した流れ、すなわち略一定の流動経路で流動する流れを形成するに足る時間である。よって、気圧調整ガス及びミスト状の冷却液の流動は共に安定するため、被処理物Ｍの表面に対して冷却に十分な量の冷却液を付着させることができる。 The control unit 50 opens the on-off valve 38 for a predetermined time.
The predetermined time is a time sufficient to form a stable flow of the pressure adjusting gas supplied into the cooling chamber 120, that is, a flow that flows in a substantially constant flow path. Therefore, since the flow of the atmospheric pressure adjusting gas and the mist-like cooling liquid is both stable, a sufficient amount of cooling liquid for cooling can be attached to the surface of the workpiece M.

次に、制御部５０は、上記所定の時間の経過後に、開放する開閉弁３８を切り替える。
例えば、第１開閉弁３８ａを閉鎖し、代わりに第２開閉弁３８ｂを開放する。第２開閉弁３８ｂの開放により、気圧調整ガスは第２気体供給管３１ｂのノズル部３３から供給され、真空容器１の底部から被処理物Ｍに向かって流動する。そして、ミスト状の冷却液の流動方向も、真空容器１の底部から被処理物Ｍに向かうように調整され、被処理物Ｍの下面にミスト状の冷却液が付着する。したがって、第２開閉弁３８ｂを開放することで、被処理物Ｍの下面を冷却することができる。 Next, the controller 50 switches the open / close valve 38 to be opened after the predetermined time has elapsed.
For example, the first on-off valve 38a is closed, and the second on-off valve 38b is opened instead. By opening the second on-off valve 38b, the pressure adjusting gas is supplied from the nozzle portion 33 of the second gas supply pipe 31b and flows from the bottom of the vacuum vessel 1 toward the workpiece M. The flow direction of the mist-like coolant is also adjusted so as to go from the bottom of the vacuum vessel 1 toward the workpiece M, and the mist-like coolant adheres to the lower surface of the workpiece M. Therefore, the lower surface of the workpiece M can be cooled by opening the second on-off valve 38b.

続いて、同様に、第３開閉弁３８ｃ及び第４開閉弁３８ｄをそれぞれ開放することで、被処理物の左側表面及び上面を各々冷却することができる。
したがって、制御部５０が特定の開閉弁３８のみを開放することで、冷却室１２０内にミスト状の冷却液の流れを作り出し、ミスト密度が低い箇所があったとしても被処理物Ｍの表面に対して冷却に十分な冷却液を付着させることができる。 Subsequently, similarly, by opening the third on-off valve 38c and the fourth on-off valve 38d, the left surface and the upper surface of the workpiece can be cooled.
Therefore, the control unit 50 opens only the specific on-off valve 38 to create a mist-like coolant flow in the cooling chamber 120, and even if there is a portion where the mist density is low, the surface of the workpiece M is processed. On the other hand, a cooling liquid sufficient for cooling can be adhered.

さらに、制御部５０は、開閉弁３８の開放時間を微調整する。
温度計測部４０が、被処理物Ｍの各表面の温度を計測し、その計測結果を制御部５０に出力する。制御部５０は、この計測結果から被処理物Ｍにおける温度分布の有無を確認し、所定の表面が他の表面に比べて高い温度を有している場合には、高い温度を有する表面に対応する開閉弁３８の開放時間を増加させる。 Further, the control unit 50 finely adjusts the opening time of the on-off valve 38.
The temperature measurement unit 40 measures the temperature of each surface of the workpiece M and outputs the measurement result to the control unit 50. The control unit 50 confirms the presence or absence of a temperature distribution in the workpiece M from this measurement result, and corresponds to a surface having a high temperature when the predetermined surface has a higher temperature than other surfaces. The opening time of the on-off valve 38 is increased.

例えば、第３温度センサ４０ｃが他のセンサよりも高い温度を計測した場合には、被処理物Ｍの左側表面が他の面よりも高い温度を有していることになる。そこで、第３開閉弁３８ｃの開放時間を増加させ、第３気体供給管３１ｃのノズル部３３からの気圧調整ガスの供給を延長し、被処理物Ｍの左側表面を他の面に比べてより重点的に冷却することができる。
よって、被処理物Ｍにおける表面の温度分布に基づいて、開閉弁３８の開放時間を微調整することができ、被処理物Ｍの表面をより均一に冷却することができる。 For example, when the third temperature sensor 40c measures a higher temperature than the other sensors, the left surface of the workpiece M has a higher temperature than the other surfaces. Therefore, the opening time of the third on-off valve 38c is increased, the supply of the pressure adjusting gas from the nozzle portion 33 of the third gas supply pipe 31c is extended, and the left surface of the workpiece M is more than the other surface. Cooling can be focused.
Therefore, the opening time of the on-off valve 38 can be finely adjusted based on the temperature distribution on the surface of the workpiece M, and the surface of the workpiece M can be cooled more uniformly.

したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、ミスト密度が低いために冷却液の付着量が少ない被処理物Ｍの表面にも十分な冷却液を付着させることが可能となるため、被処理物Ｍの表面を略均一に冷却することができる。したがって、本発明によれば、冷却時における被処理物Ｍの温度分布を抑制することができ、変形や硬さのバラツキ等を抑え、品質不良の発生を回避できるという効果がある。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
According to the present embodiment, since the mist density is low, it becomes possible to adhere a sufficient amount of cooling liquid to the surface of the object M to which the amount of adhering cooling liquid is small. It can cool uniformly. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the temperature distribution of the workpiece M at the time of cooling, to suppress deformation and hardness variation, and to avoid the occurrence of quality defects.

〔第２実施形態〕
図３は、本実施形態における冷却室１２０の正面断面図である。
この図において、図１及び図２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。 [Second Embodiment]
FIG. 3 is a front sectional view of the cooling chamber 120 in the present embodiment.
In this figure, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施形態における冷却室１２０は、複数の被処理物Ｍをまとめて冷却するものである。なお、本実施形態における被処理物Ｍは、第１実施形態における被処理物Ｍに比べて小さな外形で形成されている。
搬送部１０におけるローラ１２上には、トレー１４が載置されている。トレー１４は、パンチング穴等の冷却液用流動孔が形成された板材を格子状に配列した構成となっており、複数段を有している。被処理物Ｍは、トレー１４の各段に複数載置されている。 The cooling chamber 120 in the present embodiment cools a plurality of objects to be processed M together. In addition, the to-be-processed object M in this embodiment is formed with the small external shape compared with the to-be-processed object M in 1st Embodiment.
A tray 14 is placed on the roller 12 in the transport unit 10. The tray 14 has a configuration in which plate materials in which flow holes for cooling liquid such as punching holes are formed are arranged in a lattice pattern, and has a plurality of stages. A plurality of workpieces M are placed on each stage of the tray 14.

温度計測部４０における第１温度センサ４０ａは、トレー１４内の右側に位置する被処理物Ｍに設けられている。同様に、第２温度センサ４０ｂ、第３温度センサ４０ｃ、第４温度センサ４０ｄは、トレー１４内の下側、左側、上側に位置する被処理物Ｍにそれぞれ設けられている。なお、第１実施形態と同様に、熱電対タイプの温度センサの代わりに放射温度計等の非接触型の温度計測器を使用してもよい。   The first temperature sensor 40 a in the temperature measurement unit 40 is provided on the workpiece M located on the right side in the tray 14. Similarly, the 2nd temperature sensor 40b, the 3rd temperature sensor 40c, and the 4th temperature sensor 40d are each provided in the to-be-processed object M located in the lower side in the tray 14, the left side, and the upper side. As in the first embodiment, a non-contact type temperature measuring instrument such as a radiation thermometer may be used instead of the thermocouple type temperature sensor.

本実施形態における制御部５０は、所定の時間、すなわち冷却室１２０内に供給された気圧調整ガスが安定した流れを形成するに足る時間が経過する前に、開放する開閉弁３８を切り替えることを特徴とする。よって、気圧調整ガスの流動は安定せず乱流状態となる。気圧調整ガスの流動が乱流状態となっているため、冷却室１２０内に供給されるミスト状の冷却液の流動も乱流状態となる。   The control unit 50 according to the present embodiment switches the opening / closing valve 38 to be opened before a predetermined time, that is, a time sufficient for the atmospheric pressure adjusting gas supplied into the cooling chamber 120 to form a stable flow elapses. Features. Therefore, the flow of the pressure adjusting gas is not stable and becomes a turbulent state. Since the flow of the atmospheric pressure adjusting gas is in a turbulent state, the flow of the mist-like coolant supplied into the cooling chamber 120 is also in a turbulent state.

本実施形態では、複数の被処理物Ｍがトレー１４に載置されているため、例えばトレー１４の中央部に載置されている被処理物Ｍには、ミスト状の冷却液を付着させることが難しい。そこで、冷却室１２０内におけるミスト状の冷却液の流動を乱流状態とすることで、上記のような冷却液を付着させにくい被処理物Ｍに対しても、冷却に十分な冷却液を付着させることができる。   In the present embodiment, since a plurality of workpieces M are placed on the tray 14, for example, a mist-like cooling liquid is attached to the workpiece M placed on the central portion of the tray 14. Is difficult. Therefore, by making the flow of the mist-like cooling liquid in the cooling chamber 120 turbulent, sufficient cooling liquid is attached to the workpiece M to which the cooling liquid is difficult to adhere. Can be made.

なお、複数の開閉弁３８を同時に開放してもよい。この場合には、複数のノズル部３３から異なる方向で供給された気圧調整ガスが互いに干渉し合うことにより、冷却室１２０内におけるミスト状の冷却液の流動を乱流状態とすることができる。   A plurality of on-off valves 38 may be opened simultaneously. In this case, the pressure adjusting gases supplied in different directions from the plurality of nozzle portions 33 interfere with each other, whereby the flow of the mist-like coolant in the cooling chamber 120 can be made a turbulent state.

したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、複数の被処理物Ｍの冷却時において、冷却液を付着させにくい被処理物Ｍに対しても、冷却に十分な冷却液を付着させることができる。したがって、本実施形態によれば、冷却時における複数の被処理物Ｍの温度差を抑制することができ、硬さのバラツキ等を抑え、品質不良の発生を回避できるという効果がある。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
According to the present embodiment, when cooling a plurality of objects to be processed M, it is possible to attach a cooling liquid sufficient for cooling even to the object to be processed M to which the cooling liquid is difficult to adhere. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the temperature difference between the plurality of objects to be processed M during cooling, to suppress variations in hardness, and to prevent occurrence of quality defects.

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。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、第１実施形態では所定の時間の経過後に開放する開閉弁３８を切り替え、第２実施形態では所定の時間の経過前に開放する開閉弁３８を切り替えているが、これに限定されるものではなく、互いに逆の方法を用いてもよい。これは、被処理物Ｍの表面形状等により、より適切な流動状態が異なるためである。   For example, in the above embodiment, the on / off valve 38 that opens after a lapse of a predetermined time is switched in the first embodiment, and the on / off valve 38 that opens before the lapse of a predetermined time is switched in the second embodiment. The methods are not limited to those described above, and methods opposite to each other may be used. This is because a more appropriate flow state varies depending on the surface shape of the workpiece M or the like.

また、上記実施形態では、温度計測部４０を用いて被処理物Ｍの温度を計測しているが、これに限定されるものではなく、温度計測部４０を用いることなく、制御部５０がタイマ等で計測した一定の時間毎に開放する開閉弁３８を切り替える構成としてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the temperature of the to-be-processed object M is measured using the temperature measurement part 40, it is not limited to this, The control part 50 does not use the temperature measurement part 40, but the timer 50 is a timer. It is good also as a structure which switches the on-off valve 38 opened for every fixed time measured by the above.

また、上記実施形態では、ミスト状の冷却液の流動方向を調整するものとして、冷却室１２０内の気圧を調整するための気圧調整ガスを用いているが、これに限定されるものではなく、被処理物Ｍを冷却するための冷却ガスを用いてもよい。なお、この場合には、冷却室１２０から回収された冷却ガスを再び冷却するための熱交換器が排気管３４に設置してもよい。   Further, in the above embodiment, the pressure adjusting gas for adjusting the pressure in the cooling chamber 120 is used as the one that adjusts the flow direction of the mist-like coolant, but is not limited to this. A cooling gas for cooling the workpiece M may be used. In this case, a heat exchanger for recooling the cooling gas recovered from the cooling chamber 120 may be installed in the exhaust pipe 34.

１００…真空熱処理炉（熱処理装置）、１２０…冷却室、１０…搬送部、２０…ミスト供給部、３０…気体供給部（調整部）、３１…気体供給管（管体）、３３…ノズル部、３８…開閉弁（変更部、開閉弁）、４０…温度計測部、５０…制御部（制御部、第２制御部）、Ｍ…被処理物。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Vacuum heat treatment furnace (heat treatment apparatus), 120 ... Cooling chamber, 10 ... Transfer part, 20 ... Mist supply part, 30 ... Gas supply part (adjustment part), 31 ... Gas supply pipe (tube body), 33 ... Nozzle part 38 ... Open / close valve (change unit, open / close valve), 40 ... Temperature measurement unit, 50 ... Control unit (control unit, second control unit), M ... Workpiece.

Claims (15)

加熱された被処理物を冷却する冷却室を備える熱処理装置であって、
ミスト状の冷却液を前記冷却室内に供給するミスト供給部と、
気体を前記冷却室内に供給して前記ミスト状の冷却液の流動方向を調整する調整部と、
前記調整部が有する前記気体の供給方向を変更する変更部と、
前記被処理物の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部の計測結果に基づいて、前記変更部を制御する第２制御部と、
を有し、
前記温度計測部は、前記被処理物の温度を複数箇所で計測し、
前記第２制御部は、計測した前記被処理物における温度差に基づいて、前記変更部を制御する
ことを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus including a cooling chamber for cooling a heated object to be processed,
A mist supply unit for supplying a mist-like coolant into the cooling chamber;
An adjusting unit for adjusting the flow direction of the mist-like coolant by supplying gas into the cooling chamber;
A changing unit for changing the gas supply direction of the adjusting unit;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of the workpiece;
A second control unit that controls the change unit based on a measurement result of the temperature measurement unit;
Have
The temperature measurement unit measures the temperature of the object to be processed at a plurality of locations,
The said 2nd control part controls the said change part based on the measured temperature difference in the said to-be-processed object. The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１に記載の熱処理装置において、
前記調整部は、複数の方向に前記気体を供給することを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 1,
The said adjustment part supplies the said gas in several directions, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned. 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で搬送する搬送部を有し、
前記調整部は、前記搬送部の搬送方向に沿って延在して設けられ前記気体が導入される複数の管体と、前記管体に前記搬送方向に沿って互いに離間して設けられる複数のノズル部とを有し、
前記変更部は、前記複数の管体に各々対応して設けられる開閉弁を有することを特徴とする熱処理装置。 The heat treatment apparatus according to claim 1,
A transport unit that transports the workpiece in a predetermined direction;
The adjustment unit extends along the transport direction of the transport unit and is provided with a plurality of tubes into which the gas is introduced, and a plurality of tubes provided on the tube apart from each other along the transport direction. A nozzle part,
The said change part has an on-off valve provided corresponding to each of these pipe bodies, The heat processing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１から３のいずれか一項に記載の熱処理装置において、
所定の時間の経過後に前記気体の供給方向を変更するように前記変更部を制御する制御部を有することを特徴とする熱処理装置。 In the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A heat treatment apparatus, comprising: a control unit that controls the changing unit so as to change a supply direction of the gas after a predetermined time has elapsed. 請求項１から３のいずれか一項に記載の熱処理装置において、
所定の時間の経過前に前記気体の供給方向を変更するように前記変更部を制御する制御部を有することを特徴とする熱処理装置。 In the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A heat treatment apparatus comprising: a control unit that controls the change unit so as to change a supply direction of the gas before a predetermined time elapses. 請求項１から５のいずれか一項に記載の熱処理装置において、
前記気体は、前記冷却室内の気圧を調整する気圧調整ガスであることを特徴とする熱処理装置。 In the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the gas is a pressure adjusting gas for adjusting a pressure in the cooling chamber. 請求項１から５のいずれか一項に記載の熱処理装置において、
前記気体は、前記被処理物を冷却する冷却ガスであることを特徴とする熱処理装置。 In the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The heat treatment apparatus characterized in that the gas is a cooling gas for cooling the workpiece. 加熱された被処理物を、冷却室内にミスト状の冷却液を供給して冷却する冷却工程を備える熱処理方法であって、
気体を前記冷却室内に供給して前記ミスト状の冷却液の流動方向を調整する調整工程と、
前記気体の供給方向を変更する工程と、
前記被処理物の温度を計測する計測工程と、を備え、
前記計測工程では、前記被処理物の温度を複数箇所で計測し、
計測した前記被処理物における温度差に基づいて、前記気体の供給方向が変更される
ことを特徴とする熱処理方法。 A heat treatment method comprising a cooling step of cooling a heated object to be processed by supplying a mist-like cooling liquid into a cooling chamber,
An adjusting step of adjusting the flow direction of the mist-like coolant by supplying gas into the cooling chamber;
Changing the gas supply direction;
Measuring step of measuring the temperature of the object to be processed,
In the measurement step, the temperature of the workpiece is measured at a plurality of locations,
The gas supply direction is changed based on the measured temperature difference in the object to be processed. 請求項８に記載の熱処理方法において、
前記気体は、複数の方向に供給されることを特徴とする熱処理方法。 The heat treatment method according to claim 8,
The heat treatment method, wherein the gas is supplied in a plurality of directions. 請求項８に記載の熱処理方法において、
前記被処理物を所定の方向で搬送する工程を備え、
前記気体は、前記被処理物の搬送方向に沿って延在して設けられる複数の管体に導入されると共に、前記管体に前記搬送方向に沿って互いに離間して設けられる複数のノズル部から前記冷却室内に供給され、
前記気体の供給方向は、前記複数の管体に各々対応して設けられる開閉弁の作動により変更されることを特徴とする熱処理方法。 The heat treatment method according to claim 8,
A step of conveying the object to be processed in a predetermined direction;
The gas is introduced into a plurality of tubes provided extending along the conveyance direction of the object to be processed, and a plurality of nozzles provided on the tube apart from each other along the conveyance direction Supplied to the cooling chamber from
The gas supply direction is changed by an operation of an on-off valve provided corresponding to each of the plurality of pipes. 請求項８から１０のいずれか一項に記載の熱処理方法において、
前記気体の供給方向が、所定の時間の経過後に変更されることを特徴とする熱処理方法。 In the heat treatment method according to any one of claims 8 to 10,
A heat treatment method, wherein the gas supply direction is changed after a predetermined time has elapsed. 請求項８から１０のいずれか一項に記載の熱処理方法において、
前記気体の供給方向が、所定の時間の経過前に変更されることを特徴とする熱処理方法。 In the heat treatment method according to any one of claims 8 to 10,
A heat treatment method, wherein the gas supply direction is changed before a predetermined time elapses. 請求項８から１２のいずれか一項に記載の熱処理方法において、
前記気体として、前記冷却室内の気圧を調整する気圧調整ガスが用いられることを特徴とする熱処理方法。 The heat treatment method according to any one of claims 8 to 12,
A heat treatment method, wherein an atmospheric pressure adjusting gas for adjusting an atmospheric pressure in the cooling chamber is used as the gas. 請求項８から１２のいずれか一項に記載の熱処理方法において、
前記気体として、前記被処理物を冷却する冷却ガスが用いられることを特徴とする熱処理方法。 The heat treatment method according to any one of claims 8 to 12,
A heat treatment method, wherein a cooling gas for cooling the object to be processed is used as the gas. 加熱された被処理物を冷却する冷却室を備える熱処理装置であって、
前記冷却室内の前記被処理物に向けて複数の方向からミスト状の冷却液を供給するミスト供給部と、
前記冷却室内の前記被処理物に向けて複数の方向から前記ミスト状の冷却液の流動方向を調整するための気体を供給可能であるとともに前記気体の供給方向を変更可能な気体供給部と、
前記冷却室内に供給された前記気体が略一定の流動経路で流動する流れを形成するに足る所定の時間の経過後に前記気体の供給方向を変更するように前記気体供給部を制御する第１制御、或いは前記所定の時間の経過前に前記気体の供給方向を変更するように前記気体供給部を制御する第２制御を行う制御部と、
前記被処理物を所定の方向で搬送する搬送部と備え、
前記気体供給部は、前記搬送部の搬送方向に沿って延在して設けられ前記気体が導入される複数の管体と、
前記管体に前記搬送方向に沿って互いに離間して設けられ前記被処理物に向かって開口する複数のノズル部と、
前記複数の管体に各々対応して設けられる開閉弁と
を有することを特徴とする熱処理装置。 A heat treatment apparatus including a cooling chamber for cooling a heated object to be processed,
A mist supply unit for supplying a mist-like coolant from a plurality of directions toward the object to be processed in the cooling chamber;
A gas supply unit capable of supplying a gas for adjusting a flow direction of the mist-like coolant from a plurality of directions toward the object to be processed in the cooling chamber, and capable of changing a supply direction of the gas;
A first control for controlling the gas supply unit so as to change the gas supply direction after a lapse of a predetermined time sufficient to form a flow in which the gas supplied into the cooling chamber flows in a substantially constant flow path. Or a control unit that performs a second control for controlling the gas supply unit so as to change the gas supply direction before the predetermined time has elapsed;
A transport unit that transports the object to be processed in a predetermined direction;
The gas supply section is provided extending along the transport direction of the transport section, and a plurality of tubes into which the gas is introduced, and
A plurality of nozzle portions that are provided in the tubular body so as to be spaced apart from each other along the transport direction and open toward the object to be processed;
And an on-off valve provided corresponding to each of the plurality of pipes.
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