JP6212937B2

JP6212937B2 - 真空焼入れ処理設備

Info

Publication number: JP6212937B2
Application number: JP2013098968A
Authority: JP
Inventors: 松井　宏司; 宏司松井; 石浜　克則; 克則石浜; 丸山　崇; 崇丸山; 正光赤尾; 慧柴田; 哲掘
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: JP2014218702A

Description

本発明は真空焼入れ処理設備に関し、特に処理内容に応じて設備をフレキシブルに変更することが可能な真空焼入れ処理設備に関する。

特許文献１には上下方向に配設された複数の浸炭室（真空加熱室）とこれら浸炭室に処理品を搬送する上下動可能な垂直リフト装置、および浸炭後の処理品を冷却する冷却室を一体的に備えた真空浸炭焼入れ処理設備が示されている。

特表２０１３−５０４６８６

しかし、上記従来の真空焼入れ処理設備において、焼入れの際の冷却に要求される仕様は処理品の種類によって異なり、ガス冷却が適している時もあれば油冷却や水冷却が適している場合もある。また真空浸炭焼入れ等においては浸炭温度の段階的変更、加熱温度の段階的変更、加熱処理と浸炭処理の分担工程等を段階的に変更する等の必要があって、生産性を維持しつつこのような要求にフレキシブルに対応することは上記従来装置では困難であった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、真空焼入れの処理内容に応じて設備をフレキシブルに変更できる真空焼入れ処理設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、真空加熱室(２Ａ〜２Ｆ)と当該真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置（４）とを、両端が開放する筐体ユニット（１）内に収納し、前記筐体ユニット（１）内には、その長手方向半部に上下方向へ複数の前記真空加熱室（２Ａ〜２Ｆ）が設けられており、前記筐体ユニット（１）の各開放部に気密的かつ着脱可能に他の筐体ユニットを連結するための連結部(１１、１２)を設けて、一方の開放部に前記他の筐体ユニットとして冷却室（５Ａ）を連結するとともに、他方の開放部に前記他の筐体ユニットとして前記真空加熱室（２Ａ〜２Ｆ）内へワークを出し入れする搬送装置（４）を内設した搬送ユニット（７）を連結する。

本第１発明においては、冷却室を気密的かつ着脱可能に筐体ユニットに連結しているから、冷却室として例えばガス冷却室と油冷却室を適宜交換して筐体ユニットに連結することによって、加熱処理後のワークを適正に焼入れ処理することができる。また、搬送装置を内設した搬送ユニットを介在させて準備室や冷却室を連結することによって焼入れ処理をさらに効率的に行うことが可能となる。

本第２発明では、真空加熱室（２Ａ〜２Ｃ）と当該真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置（４）とを、両端が開放する筐体ユニット（１Ａ）内に収納し、前記筐体ユニット（１Ａ）内には、その長手方向半部に上下方向へ複数の前記真空加熱室（２Ａ〜２Ｃ）が設けられており、前記筐体ユニット（１Ａ）の各開放部に気密的かつ着脱可能に他の筐体ユニットを連結するための連結部（１１，１２）を設けて、一方の開放部に前記他の筐体ユニットとして冷却室（５）を連結するとともに、他方の開放部に前記他の筐体ユニットとして前記筐体ユニット（１Ａ）と同一構造の筐体ユニット（１Ｂ）の一方の開放部を連結し、前記同一構造の筐体ユニット（１Ｂ）の他方の開放部に、前記同一構造の筐体ユニット（１Ｂ）の真空加熱室（２Ａ〜２Ｃ）内へワークを出し入れする搬送装置（４）を内設した搬送ユニット（７）を連結する。

本第３発明においては、二連で筐体ユニットを連結することによって、多様な焼入れ処理を効率的に行うことが可能となる。

本第３発明では、前記冷却室（５）には、真空排気管が連結されるとともに冷却ガス供給管が連結されている。本第４発明では、前記冷却室（５）には室内天井部に撹拌扇（５２）が設けられている。本第５発明では、前記冷却室は油冷却室（６）である。本第６発明では、前記他の筐体ユニット（７）の開口には、装入専用の準備室（８２）を設けた準備室ユニット（８）を結合させる。
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の真空焼入れ処理設備によれば、真空焼入れの処理内容に応じて設備をフレキシブルに変更することができる。

本発明の第１実施形態における真空焼入れ設備の概略断面図である。垂直リフトの概略側面図である。本発明の第２実施形態における真空焼入れ設備の概略断面図である。本発明の第３実施形態における真空焼入れ設備の概略断面図である。本発明の第４実施形態における真空焼入れ設備の概略断面図である。本発明の第４実施形態における真空焼入れ設備の概略断面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

(第１実施形態)
図１に本発明の一実施形態を示す。図１（１）において、一端閉鎖の筐体ユニット１内には、その長手方向半部に上下方向へ複数（本実施形態では三基）の真空加熱室（以下、単に加熱室という）２Ａ〜２Ｃが設けられているとともに、筐体ユニット１の開放側の残る半部内には搬送装置としての垂直リフト４が設置されている。各加熱室２Ａ〜２Ｃにはヒータが設けられて当該加熱室内を所定温度へ昇温できるようになっており、また各加熱室２Ａ〜２Ｃには真空排気管が連結されて当該加熱室内を所定の真空度に維持できるようになっている。さらに加熱室２Ａ〜２Ｃにはアセチレン等の浸炭ガス供給管が連結されて、浸炭処理を行うことができるようになっている。また各加熱室２Ａ〜２Ｃは図略のゲート弁によって垂直リフト４に面する側が開閉できるようになっている。

垂直リフト４は上記特許文献１（特表２０１３−５０４６８６）に記載されたものと同様の構造である。すなわち、図２に示すように垂直リフトは上下方向へ架設された左右一対のチェーン４１，４２を備え、チェーン４２には水平なプラットホーム４３が装着されている。プラットホーム４３上にはギア機構４４が設けられて当該ギア機構４４の入力側はチェーン４１に連結されている。また、プラットホーム４３上には側方へ二段で伸縮可能なフォーク体４５，４６が配設されており、これらフォーク体４５，４６は上記ギア機構４４の出力側に連結されて伸縮駆動されるようになっている。

ワークは例えば格子状のトレイ上に複数が平面状に配置されてフォーク体４６上に載置される。ワークを上下方向へ搬送する場合には両チェーン４１，４２を同時に作動させて、プラットホーム４３を所定の加熱室２Ａ〜２Ｃに対向する位置へ昇降させる。この後、チェーン４２を停止してチェーン４１のみを作動させ、ギア機構４４を介してフォーク４５，４６を側方へ伸長させて、加熱室２Ａ〜２Ｃ内へワークを載せたトレイを挿入し、ないし処理後のワークを載せたトレイを加熱室２Ａ〜２Ｃ内から取り出す。なお、垂直リフト４は上記構造に限られず、公知の他の構造を採用することができる。

図１（１）において、筐体ユニット１の開放部の周縁には全周に連結部としての真空フランジ１１が設けられており、当該開放部に、真空フランジ５１によって他の筐体ユニットとしてのガス冷却室５が着脱可能に連結されている。ガス冷却室５には真空排気管が連結されるとともに窒素等の冷却ガス供給管が連結されている。ガス冷却室５の室内天井部には撹拌扇５２が設けられ、また、ガス冷却室５の筐体ユニット１との連結側およびこれと反対側の各室壁にはそれぞれ真空扉５３，５４が設けられている。なお、垂直リフト４のフォーク４５，４６（図２）は加熱室２Ａ〜２Ｃとは反対側にあるガス冷却室５内へも伸長進入可能である。

このような構造により、垂直リフト４によって図１(１)の矢印で示す経路でワークを載置したトレーＴを搬送することによって、加熱室２Ａ〜２Ｃでのワークの加熱ないし浸炭処理の後、ガス冷却室５においてガス焼入れを行うことができる。

ここで、ガス焼入れでは冷却能力が不足する場合には、筐体ユニット１からガス冷却室５を分離して、これに代えて図１（２）に示すように真空フランジ６１によって油冷却室６を連結する。油冷却室６内には、底壁に攪拌扇６２を備えた油槽６３と、加熱室２Ａ〜２Ｃから供給されたトレーＴを油槽６３内に浸漬するための昇降装置６４が設けられている。油冷却室６の筐体ユニット１との連結側およびこれと反対側の各室壁にはそれぞれ真空扉６５，６６が設けられている。

このような構造により、図１(２)の矢印で示す経路でワークを搬送することによって、加熱室２Ａ〜２Ｃでの加熱ないし浸炭処理の後、油冷却室６でワークの油焼入れを行うことができる。

(第２実施形態)
本実施形態においては、図３（１）に示すように、第１実施形態と同様の構造の筐体ユニット１を両端開放とし、一方の開放部には他の筐体ユニットとして第１実施形態と同様のガス冷却室５Ａが真空フランジ１１，５１によって着脱可能に連結され、他方の開放部には他の筐体ユニットとして搬送ユニット７が真空フランジ１２，７１によって着脱可能に連結されている。搬送ユニット７は両端開放の筐体７３内に第１実施形態と同様の垂直リフト４を設置したもので、両端の開放部周縁にはそれぞれ真空フランジ７１，７２が設けられている。搬送ユニット７の他方の開口には真空フランジ７２，５１によって上記ガス冷却室５Ａと同様のガス冷却室５Ｂが連結されている。なお、本実施形態では筐体ユニット１内の加熱室２Ａ〜２Ｆを上下方向へ６基設けている。

本実施形態においては、ガス冷却室５Ａ，５Ｂが筐体ユニット１の両側に配置されているため、図３（１）の矢印で示すように、加熱室２Ａ〜２Ｆで加熱ないし浸炭処理した後のワークのガス焼入れを、両側のガス冷却室５Ａ，５Ｂを同時に使用して効率的に行うことができる。

ここで、一方のガス冷却室５Ｂに代えて、図３（２）に示すように、真空フランジ７２，６１で第１実施形態と同様の構造の油冷却室６を連結すれば、図３(２)の矢印で示す経路でワークを載置したトレーＴを搬送することによって、加熱室２Ａ〜２Ｆでの加熱ないし浸炭処理の後、必要に応じてガス冷却室５Ａでのガス焼入れ、ないし油冷却室６での油焼入れを選択して迅速に行うことができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、図４に示すように、第２実施形態と同様の両端開放の筐体ユニット１Ａの一方に真空フランジ１１，５１で他の筐体ユニットとしてのガス冷却室５を連結するとともに、筐体ユニット１Ａの他方には他の筐体ユニットとして上記筐体ユニット１Ａと同一構造の、加熱室２Ａ〜２Ｃと垂直リフト４を内設した筐体ユニット１Ｂを真空フランジ１１，２１で連結する。筐体ユニット１Ｂにはさらにその他方の開放部に真空フランジ１２，７１によって他の筐体ユニットとしての第２実施形態と同様の搬送ユニット７を連結し、搬送ユニット７の開口には真空フランジ７２，８１によって装入専用の準備室８２を設けた準備室ユニット８を結合する。本実施形態では筐体ユニット１Ｂの加熱室２Ａ〜２Ｃを加熱にのみ使用し、筐体ユニット１Ａの加熱室２Ａ〜２Ｃを浸炭で使用する。

このような構造によれば、準備室８２に装入された、ワークを載置したトレーＴを図４の矢印で示す経路で、一方から他方へ逆流させることなく一方通行的に搬送することによって、また加熱室の処理を、加熱（筐体ユニット１Ｂ側）、浸炭（筐体ユニット１Ａ側）に分離することによって、ワークの加熱から浸炭、ガス焼入れの処理を効率的に行うことができる。

（第４実施形態）
図５に示す本実施形態の設備では、第３実施形態における図４の準備室ユニット８に代えて、搬送ユニット７に第１実施形態と同様の油冷却室６を真空フランジ７２，６１で連結してある。他の構造は第３実施形態と同様である。

このような構造によれば、図５（１）の矢印で示す経路によって、筐体ユニット１Ｂの加熱室２Ａ〜２Ｃで加熱ないし浸炭処理を行ったワークは油冷却室６で油焼入れを行い、同時に筐体ユニット１Ａの加熱室２Ａ〜２Ｃで加熱ないし浸炭処理を行ったワークはガス冷却室５でガス焼入れを行うことができ、効率的なワークの焼入れ処理が可能となる。

本設備ではまた両筐体ユニット１Ａ，１Ｂの各加熱室２Ａ〜２Ｃを異なる温度、例えば筐体ユニット１Ｂの加熱室２Ａ〜２Ｃを６００℃、筐体ユニット１Ａの加熱室２Ａ〜２Ｃを１０００℃に設定し、図５（２）の矢印で示す経路によって、油冷却室６を素通りさせたワークを、筐体ユニット１Ｂと筐体ユニット１Ａで順次異なる温度に加熱した後、ガス冷却室５でガス焼入れする処理を一方通行的に効率よく行うことができる。

さらに本設備では、筐体ユニット１Ａの各加熱室２Ａ〜２Ｂは加熱に使用し、筐体ユニット１Ｂの加熱室２Ａ〜２Ｃは浸炭に使用するようにして、図６の矢印で示す経路によって、ガス冷却室５を素通りさせたワークを、筐体ユニット１Ａで加熱処理した後、筐体ユニット１Ｂで浸炭処理し、これを油冷却室６で油焼入れする処理を一方通行的に効率よく行うことができる。

１，１Ａ…筐体ユニット、１Ｂ…筐体ユニット（他の筐体ユニット）、１１…真空フランジ（連結部）、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ…真空加熱室、４…垂直リフト（搬送装置）、５，５Ａ…ガス冷却室（他の筐体ユニット）、７…搬送ユニット（他の筐体ユニット）。

Claims

真空加熱室と当該真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置とを、両端が開放する筐体ユニット内に収納し、前記筐体ユニット内には、その長手方向半部に上下方向へ複数の前記真空加熱室が設けられており、前記筐体ユニットの各開放部に気密的かつ着脱可能に他の筐体ユニットを連結するための連結部を設けて、一方の開放部に前記他の筐体ユニットとして冷却室を連結するとともに、他方の開放部に前記他の筐体ユニットとして前記真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置を内設した搬送ユニットを連結した真空焼入れ処理設備。
真空加熱室と当該真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置とを、両端が開放する筐体ユニット内に収納し、前記筐体ユニット内には、その長手方向半部に上下方向へ複数の前記真空加熱室が設けられており、前記筐体ユニットの各開放部に気密的かつ着脱可能に他の筐体ユニットを連結するための連結部を設けて、一方の開放部に前記他の筐体ユニットとして冷却室を連結するとともに、他方の開放部に前記他の筐体ユニットとして前記筐体ユニットと同一構造の筐体ユニットの一方の開放部を連結し、前記同一構造の筐体ユニットの他方の開放部に、前記同一構造の筐体ユニットの真空加熱室内へワークを出し入れする搬送装置を内設した搬送ユニットを連結した真空焼入れ処理設備。
前記冷却室には、真空排気管が連結されるとともに冷却ガス供給管が連結されている請求項１又は２に記載の真空焼入れ処理設備。
前記冷却室には室内天井部に撹拌扇が設けられている請求項３に記載の真空焼入れ処理設備。
前記冷却室は油冷却室である請求項１又は２に記載の真空焼入れ処理設備。
前記他の筐体ユニットの開口には、装入専用の準備室を設けた準備室ユニットを結合させた請求項２ないし５のいずれかに記載の真空焼入れ処理設備。