JP2003185344A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】搬送ローラによって被処理物とともに搬送され
る支持基台を、加熱室の下壁の出入口を開閉する扉を兼
用させた場合において、その支持基台上面に被処理物か
ら発生する油脂類等の蒸気が付着し様々な悪影響を及ぼ
す問題を解決する。 【解決手段】加熱室１４の下方に搬送ローラ３８を設
け、被処理物Ｗを支持基台４０ごと加熱室１４の直下ま
で搬送したのち被処理物Ｗを加熱室１４内に持ち上げて
加熱処理する真空焼結炉１０において、支持基台４０と
は別途に被処理物Ｗを受ける小形状の受台４２を、支持
基台４０と被処理物Ｗとの間に介挿するとともに、支持
基台４０の受台４２の直下の位置に貫通の挿通開口４４
を設けて、挿通開口４４を通じて昇降ロッド３８により
被処理物Ｗを受台４２ごと支持基台４０と切り離して持
ち上げ、加熱室１４内に挿入するようになす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は粉末の成形体を連
続して各種処理し焼結を行う焼結炉、特に真空式の焼結
炉に適用して好適な熱処理炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来粉末の焼結体は、粉末を所定形状に
成形して成る被処理物に対して各種の処理、例えば真空
の脱ガス室で被処理物に含まれているバインダを加熱下
で蒸発除去したり、その後に加熱処理を複数段階行った
りして得ており、そのための設備として連続式の真空焼
結炉（熱処理炉）が用いられている。

【０００３】図８は従来用いられている連続式の真空焼
結炉の一例の要部を示したものである。同図において、
２００は焼結炉２０２における炉体で内部に加熱室２０
４が設けられている。加熱室２０４の内部は１０００℃
以上の高温となるため、加熱室２０４の壁２０６は高耐
熱且つ高断熱性の材料で構成されている。通例この壁２
０６はカーボン繊維を成形した比較的軟らかい材料で構
成されている。

【０００４】加熱室２０４の前後には入口２０８，出口
２１０が設けられており、それらが扉２１２，２１４に
て開閉されるようになっている。ここで扉２１２，２１
４は、それぞれ開閉装置２１６，２１８にて開閉作動さ
せられる。

【０００５】この例の焼結炉２０２の場合、加熱室２０
４の内部が被処理物Ｗの搬送空間も兼ねており、そのた
め加熱室２０４内部には被処理物Ｗを加熱するヒータ２
２２と併せて、被処理物Ｗを載せて自身の回転により搬
送する搬送ローラ（搬送手段）２２０が並設されてい
る。

【０００６】しかしながらこの焼結炉２０２の場合、搬
送ローラ２２０が加熱室２０４内部に配設されていて、
加熱室２０４内で加熱されてしまうため、搬送ローラ２
２０を高耐熱の材料で構成しなければならず、必然的に
搬送ローラ２２０が高価なものとなってしまう。また搬
送ローラ２２０を通じて熱が外部に逃げるため、熱損失
が大きいといった問題もあった。

【０００７】図９の焼結炉２０２はこれを改善すべく案
出されたもので（特公平５−１７４７２）、ここでは搬
送空間２２６を加熱室２０４と分けてその下側に形成
し、そこに搬送ローラ２２０を並設している。

【０００８】この例では、被処理物Ｗが３枚のプレート
２３０，２３２，２３６から成る支持基台２３４及びこ
れと一体に構成された受台２３８上に載せられた状態
で、搬送ローラ２２０により搬送空間２２６を搬送さ
れ、そして加熱室２０４の直下の位置から昇降ロッド２
４０の上昇により、加熱室２０４の下壁に形成された出
入口２２８を通じて加熱室２０４内に挿入される。

【０００９】ここで支持基台２３４におけるプレート２
３６は蓋を兼ねており、被処理物Ｗを加熱室２０４内に
挿入した状態で出入口２２８を閉鎖する機能を有してい
る。そのためこの蓋を兼ねたプレート２３６は、加熱室
２０４の壁２０６と同種の材料で構成されている。

【００１０】尚上記受台２３８もまた、蓋を兼ねたプレ
ート２３６と同じく高耐熱性が要求されるが、この受台
２３８は高耐熱性と併せて被処理物Ｗを支持する機能も
要求されるため、壁２０６の材料とは異なった耐熱材
料、例えばＣＣコンポジットが好適に用いられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この焼結炉２０２の場
合、図８に示す焼結炉２０２の上記問題は改善できるも
のの、この図９に示す焼結炉２０２の場合、蓋を兼ねた
プレート２３６の上面、即ち支持基台２３４上面が加熱
室２０４内部に露出した状態で、加熱室２０４内におけ
る加熱処理が行われることとなるため、バインダ等に由
来する油脂類等の蒸気が支持基台２３４上面に付着して
しまう問題が生ずる。

【００１２】而して支持基台２３４上面にそのような蒸
気が付着すると、次の加熱室で被処理物Ｗを加熱処理す
る際、その付着した油脂類等が再び次の加熱室内で蒸発
して加熱室内を汚したり、或いは被処理物Ｗがその蒸気
によって汚染されてしまうといった問題が生ずる。以上
焼結炉を中心として説明したが同種の問題は他の用途の
熱処理炉においても共通して生じ得る問題である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の熱処理炉はこの
ような課題を解決するために案出されたものである。而
して請求項１のものは、被処理物を加熱する加熱室の下
方に該被処理物を搬送する搬送空間を設けて、該搬送空
間にローラ，チェーン等の搬送手段を設け、支持基台上
に載せた該被処理物を該支持基台ごと該搬送手段にて前
記加熱室の直下まで搬送したのち、昇降部材にて該被処
理物を該加熱室内に持ち上げて加熱処理し、その後搬送
空間に下降させて該搬送手段により該加熱室の直下から
次の工程に向けて搬送するようになした熱処理炉におい
て、前記支持基台とは別途に前記被処理物を受ける、該
支持基台よりも小形状の受台をそれら支持基台と被処理
物との間に介挿して該被処理物を搬送するようになすと
ともに、該支持基台には該受台の直下の位置に貫通の挿
通開口を設けて、該挿通開口を通じて前記昇降部材によ
り前記被処理物を該受台ごと前記支持基台と切り離して
持ち上げ、前記加熱室内に挿入するようになしたことを
特徴とする。

【００１４】請求項２のものは、請求項１において、前
記加熱室は、下壁に前記被処理物を出し入れする出入口
が設けてあるとともに、該出入口を開閉する扉が前記支
持基台とは別途に設けてあることを特徴とする。

【００１５】請求項３のものは、請求項２において、前
記扉は２つ若しくはそれ以上の複数に分割してあって、
各分割体が横方向に進退可能となしてあるとともに、該
扉には、上部が前記加熱室内に挿入された状態の前記昇
降部材に対して閉作動時に嵌り合う開口が形成してある
ことを特徴とする。

【００１６】請求項４のものは、請求項１〜３の何れか
において、前記昇降部材と一体若しくは別体に昇降し、
前記被処理物を前記加熱室内で加熱処理中に、前記支持
基台を前記搬送手段から所定距離浮上げて保持する浮上
げ手段が設けてあることを特徴とする。

【００１７】請求項５のものは、請求項１〜４の何れか
において、前記昇降部材は昇降ロッドから成っていて、
前記加熱室内に挿入される上部と下部とが別材料で構成
してあり、それら上部と下部との間に断熱材が介挿して
あることを特徴とする。

【００１８】

【作用及び発明の効果】上記のように本発明は、受台の
直下の位置において支持基台に貫通の挿通開口を設け、
その挿通開口を通じて昇降部材により被処理物を受台ご
と支持基台と切り離して持ち上げ、加熱室内に挿入する
ようになしたもので、この熱処理炉にあっては、加熱室
内で被処理物を加熱処理する際、被処理物から発生した
油脂類等の蒸気が支持基台上面に付着するといったこと
がなく、従って被処理物を支持基台ごと次の工程へ運ん
で、再び被処理物を加熱処理する際、前の加熱室で付着
した蒸気が再びそこで蒸発して次の加熱室を汚染したり
或いは被処理物自体を汚染したりするといった問題を解
決することができる。

【００１９】請求項２のものは、加熱室の下壁に設け
た、被処理物の出し入れのため出入口を開閉する扉を上
記支持基台とは別途に設けたもので、このようになすこ
とで、加熱室を実質的に閉じた状態の下で被処理物に対
し加熱処理を施すことができる。

【００２０】またこの扉は被処理物を支持する機能を持
たせる必要がないため、加熱室の壁を構成する材料と同
種の比較的軟らかい材料で構成しておくことができる。

【００２１】一方受台は被処理物と一緒に加熱室内に挿
入され、そのまま再び次の加熱室へと搬入されることと
なるが、この受台は加熱室の扉を兼用させる必要がない
ため、ＣＣコンポジット等蒸気が侵入し難い材料を用い
ることができる。従って受台に蒸気が付着して次の加熱
処理の際に悪影響を及ぼすといった問題は回避できる。

【００２２】ここで上記扉は二つ若しくはそれ以上の複
数に分割した形態で構成し、各分割体を横方向に進退さ
せることで出入口を開閉するようになすことができる
（請求項３）。その際、扉には閉作動時に昇降部材に対
して嵌り合う開口を形成しておくことができる。このよ
うにすることで、昇降部材の上部を加熱室内に挿入した
状態の下で出入口を実質的に閉鎖することができる。

【００２３】ところで、本発明に従って被処理物を受台
とともに支持基台から切り離して持ち上げるようにした
場合、加熱室での被処理物の加熱処理中に、支持基台が
ローラ等の搬送手段上に残ってしまうことになる。この
場合ローラ等搬送手段を停止しておけばよいが、但しそ
のようにすると加熱室から発生した蒸気等がローラ軸受
等に付着してローラが固着してしまい、次にローラを回
転させようとしたときにローラが円滑に回転しない不具
合の発生することが判明した。

【００２４】ここにおいて請求項４のものは、加熱処理
中に支持基台を搬送手段から所定距離浮き上げて保持す
る浮上げ手段を、昇降部材と一体若しくは別体に昇降す
るように設けたもので、このようになしておくことで、
ローラ等の搬送手段の搬送動作を継続しながら、支持基
台が加熱処理中に移動してしまうのを防止することがで
きる。

【００２５】次に請求項５のものは、昇降部材を昇降ロ
ッドにて構成し、そして加熱室内に挿入される上部と加
熱室外に位置する下部とを別材料で構成し且つそれらの
間に断熱材を介挿したもので、このようになしておけ
ば、高温に加熱された上部から低温状態の下部への熱の
伝達を良好に遮断することができ、熱ロスを少なく抑え
ることができる。

【００２６】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１及び図２において、１０は連続式の真空
焼結炉（熱処理炉）で、炉体１２を有しており、その内
部に加熱室１４が設けられている。またその加熱室１４
の下側には搬送空間を成す下室１６が形成されている。

【００２７】加熱室１４の内部には、ヒータ１８がその
側周壁の内面に沿って実質的に全周に配設されている。
また加熱室１４の壁１５の下壁には、被処理物Ｗの出入
口２０が設けられており、その出入口２０が、扉２２に
て開閉されるようになっている。ここで扉２２は、図４
に示しているように２分割されており、それぞれの半体
２２Ａ，２２Ａに半円形状の凹所２４が形成されてい
る。この凹所２４，２４は、半体２２Ａ，２２Ａを閉じ
合せたときに円形の開口を形成し、その開口において後
述の昇降ロッド４６に所定の隙間をもって嵌り合うよう
になっている。

【００２８】下室１６には、入口２６と出口２８とが設
けられており、それぞれが扉３０によって開閉されるよ
うになっている。ここで扉３０は開閉装置３２によって
開閉される。この開閉装置３２は駆動シリンダ３４を有
しており、そのロッド３５に対し扉３０が平行リンク３
６を介して連結されている。搬送室１６には、搬送ロー
ラ３８が所定間隔ごとに水平方向に並設されている。

【００２９】上記被処理物Ｗは、この搬送ローラ３８に
よって支持基台（この例ではプレート状）４０とともに
図中左から右に向けて搬送される。この支持基台４０と
被処理物Ｗとの間には、支持基台４０よりも小形状の受
台４２が介挿されており、被処理物Ｗはこの受台４２ご
と、後述する昇降ロッド４６にて加熱室１４内に持ち上
げられ挿入される。

【００３０】ここで受台４２は、被処理物Ｗを支持する
機能が要求されることから、また被処理物Ｗとともに加
熱室１４内に挿入されることから高耐熱材料且つ比較的
硬い材料、ここではＣＣコンポジットにて構成されてい
る。

【００３１】一方上記扉２２は被処理物Ｗを支持する機
能が要求されず、加熱室１４の壁１５と同種の材料、こ
こではカーボン繊維の成形体にて構成されている。

【００３２】上記支持基台４０には受台４２の直下の位
置において昇降ロッド４６の大径の頭部５４を通過させ
る貫通の挿通開口４４が形成されている。被処理物Ｗ
は、この受台４２とともに挿通開口４４を挿通して上昇
する昇降ロッド４６の大径の頭部５４にて支持され、加
熱室１４へと挿入される。

【００３３】被処理物Ｗを昇降させる上記昇降ロッド
（昇降部材）４６は、加熱室１４内部に挿入される上部
４８とその下側の下部５０とが別々の材料で構成されて
いる。具体的には上部４８が耐熱性のＣＣコンポジット
で、また下部５０が金属にて構成されている。この金属
から成る下部５０は水冷構造とされている。

【００３４】而してこれら上部４８と下部５０との間に
は、図５に拡大して示すようにセラミック等から成る断
熱材５２が介挿されており、上部４８から下部５０への
熱の伝達がここで遮断されるようになっている。尚上部
４８の上端には、上記のように大径の頭部５４が設けら
れている。昇降ロッド４６にはまた、下部５０において
支持基台４０を搬送ローラ３８から所定距離浮き上げる
ための大径の浮上げ部５６が一体に形成されている。こ
の浮上げ部５６の上面には、支持基台４０の下面に当接
する突起５８が複数箇所に設けられている。

【００３５】図２において、６０は昇降ロッド４６を昇
降駆動する昇降装置で、駆動シリンダ６２のロッド６４
と昇降ロッド４６とを連結する連結体６６とを有してい
る。昇降ロッド４６は、この駆動シリンダ６２の伸縮動
作によって昇降作動させられる。

【００３６】次に本例の焼結炉の作用を図１，図６及び
図７に基づいて説明する。被処理物Ｗは、受台４２によ
り支持された状態で支持基台４０とともに搬送ローラ３
８の回転により加熱室１４の下側の下室１６に搬送され
る。そして被処理物Ｗが加熱室１４の直下に位置したと
ころで、図６に示すように昇降ロッド４６が上昇作動
し、扉２２の開作動により開放された出入口２０を通じ
て被処理物Ｗが加熱室１４内に挿入される。このとき、
昇降ロッド４６は支持基台４０の挿通開口４４を挿通し
て被処理物Ｗを受台４２ごと持ち上げ、加熱室１４内部
に挿入する。その際、図７に示すように昇降ロッド５０
に一体に設けられた浮上げ部５６が支持基台４０の下面
を搬送ローラ３８より所定微小距離浮き上げ、回転を続
ける搬送ローラ３８によって、被処理物Ｗ及び受台４２
から分離された支持基台４０が図１中前方へと送られ移
動してしまうのを防止する。

【００３７】さて図７に示しているように被処理物Ｗが
加熱室１４内に挿入されるとともに扉２２が閉作動し、
この状態で被処理物Ｗは加熱室１４内に所定時間保持さ
れてヒータ１８による加熱を受ける。即ち被処理物Ｗは
加熱室１４内で加熱処理される。尚このとき、加熱室１
４内部は真空状態に保持され、その真空下で加熱処理さ
れる。

【００３８】所定時間の加熱処理を終えたところで、図
６に示しているように２分割形態の扉２２が開作動し、
これとともに昇降ロッド４６が下降運動して、加熱処理
後の被処理物Ｗを受台４２ごと再び支持基台４０上に載
せる。尚このとき浮上げ部５６もまた下降しているた
め、支持基台４０は再び搬送ローラ３８の上に載った状
態となって、搬送ローラ３８の継続回転に伴って図１中
右方に送られて行く。

【００３９】以上のような本例の真空焼結炉１０にあっ
ては、被処理物Ｗが支持基台４０と切り離して持ち上げ
られ、更にまた加熱室１４の出入口２０を開閉する扉２
２が支持基台４０とは別途に設けられているため、加熱
室１４内で被処理物Ｗを加熱処理する際、被処理物Ｗか
ら発生した油脂類等の蒸気が支持基台４０上面に付着す
るといったことがなく、従って被処理物Ｗを支持基台４
０ごと次の工程へ運んで再び被処理物Ｗを加熱処理する
際、前の加熱室１４で付着した蒸気が再びそこで蒸発し
て次の加熱室を汚染したり或いは被処理物Ｗ自体を汚染
したりするといった問題を解決することができる。

【００４０】また本例では加熱処理中に支持基台４０を
搬送ローラ３８から所定距離浮き上げて保持する浮上げ
部５６が昇降ロッド４６に設けてあるため、搬送ローラ
３８の搬送動作を継続しながら、支持基台４０が加熱処
理中に移動してしまうといった不都合を防止できる。

【００４１】更に本例では昇降ロッドにおける上部４８
と加熱室１４外に位置する下部５０とが別材料で構成さ
れ、そしてそれらの間に断熱材５２が介挿されているた
め、高温に加熱された上部４８から低温状態の下部５０
への熱の伝達が良好に遮断されて熱ロスが少なく抑えら
れる。

【００４２】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示である。例えば本発明はバッチ式の熱処理
炉に適用することも可能であるし、或いはまた上例のよ
うな焼結炉以外の他の様々な目的の熱処理炉に適用する
ことも可能であるなど、その主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更を加えた形態で構成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である焼結炉の要部正面断面
図である。

【図２】同じ実施例の要部側面断面図である。

【図３】同実施例における被処理物Ｗを受台及び支持基
台にて支持した状態を示す図である。

【図４】同実施例における２分割式の扉の要部をその周
辺部とともに示す図である。

【図５】同実施例における昇降ロッドの要部を示す図で
ある。

【図６】同実施例の一作用状態を示す図である。

【図７】同実施例の図６とは異なる作用状態を示す図で
ある。

【図８】従来の熱処理炉の一例を示す図である。

【図９】従来の熱処理炉の図８とは異なる例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 真空焼結炉（熱処理炉） １４ 加熱室 １６ 下室 ２０ 出入口 ２２ 扉 ２２Ａ 半体 ２４ 凹所 ３８ 搬送ローラ ４０ 支持基台 ４２ 受台 ４４ 挿通開口 ４６ 昇降ロッド ４８ 上部 ５０ 下部 ５６ 浮上げ部 ５８ 突起 ６０ 昇降装置 Ｗ 被処理物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 則幸 愛知県名古屋市熱田区六野一丁目２番５号 大同特殊鋼株式会社高蔵製作所内 Ｆターム(参考） 4K055 AA06 HA08 HA11 HA29 4K061 AA01 AA05 BA02 CA21 DA05 EA10 FA12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を加熱する加熱室の下方に該被
   処理物を搬送する搬送空間を設けて、該搬送空間にロー
   ラ，チェーン等の搬送手段を設け、支持基台上に載せた
   該被処理物を該支持基台ごと該搬送手段にて前記加熱室
   の直下まで搬送したのち、昇降部材にて該被処理物を該
   加熱室内に持ち上げて加熱処理し、その後搬送空間に下
   降させて該搬送手段により該加熱室の直下から次の工程
   に向けて搬送するようになした熱処理炉において、 前記支持基台とは別途に前記被処理物を受ける、該支持
   基台よりも小形状の受台をそれら支持基台と被処理物と
   の間に介挿して該被処理物を搬送するようになすととも
   に、該支持基台には該受台の直下の位置に貫通の挿通開
   口を設けて、該挿通開口を通じて前記昇降部材により前
   記被処理物を該受台ごと前記支持基台と切り離して持ち
   上げ、前記加熱室内に挿入するようになしたことを特徴
   とする熱処理炉。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記加熱室は、下壁
   に前記被処理物を出し入れする出入口が設けてあるとと
   もに、該出入口を開閉する扉が前記支持基台とは別途に
   設けてあることを特徴とする熱処理炉。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記扉は２つ若しく
   はそれ以上の複数に分割してあって、各分割体が横方向
   に進退可能となしてあるとともに、該扉には、上部が前
   記加熱室内に挿入された状態の前記昇降部材に対して閉
   作動時に嵌り合う開口が形成してあることを特徴とする
   熱処理炉。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記昇
   降部材と一体若しくは別体に昇降し、前記被処理物を前
   記加熱室内で加熱処理中に、前記支持基台を前記搬送手
   段から所定距離浮上げて保持する浮上げ手段が設けてあ
   ることを特徴とする熱処理炉。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記昇
   降部材は昇降ロッドから成っていて、前記加熱室内に挿
   入される上部と下部とが別材料で構成してあり、それら
   上部と下部との間に断熱材が介挿してあることを特徴と
   する熱処理炉。