(57)【要約】【課題】金属からなる被熱処理物を熱処理後に炉外に取り出す際において作業者の安全性が高い熱処理炉を提供すること。【解決手段】熱処理炉１は、被熱処理物を熱処理温度にて熱処理する熱処理炉本体２を具備する。さらに熱処理炉１は、炉本体２の扉４を閉状態にロックするロック手段５と、ロック手段５を制御するロック制御手段10とを備える。ロック制御手段10は、扉４が閉状態のもとで被熱処理物への加熱が開始された時又は開始された後に炉本体２内の温度が熱処理温度まで上昇する過程で所定の第１温度に達した時、ロック手段５により扉４を閉状態にロックするとともに、被熱処理物への加熱が終了した後において炉本体２内の温度が熱処理温度から降下する過程で所定の第２温度になった時、ロック手段５による扉４のロックを解除するようにロック手段５を制御するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる被熱処理物を所定の熱処理温度にて熱処理する熱処理炉本体を具備し、
前記炉本体は前記被熱処理物の出し入れ口と前記出し入れ口を開閉する扉とを備える熱処理炉であって、
炉本体の扉を閉状態にロックするロック手段と、
前記ロック手段を制御するロック制御手段とを備え、
前記ロック制御手段は、前記扉が閉状態のもとで前記被熱処理物への加熱が開始された時又は開始された後に前記炉本体内の温度が熱処理温度まで上昇する過程で所定の第１温度に達した時、前記ロック手段により前記扉を閉状態にロックするとともに、前記被熱処理物への加熱が終了した後において前記炉本体内の温度が前記熱処理温度から降下する過程で所定の第２温度になった時、前記ロック手段による前記扉のロックを解除するように前記ロック手段を制御するものである、熱処理炉。
【請求項２】
前記第２温度が６０℃以下の温度である請求項１記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記炉本体内の温度が前記炉本体内の雰囲気温度である請求項１又は２記載の熱処理炉。
【請求項４】
前記第１温度が前記第２温度よりも低い温度である請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属からなる被熱処理物を熱処理する熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金材等の金属材の製造工程は、冷間加工前に金属材を軟化させるために行う焼き鈍し熱処理や、金属材の引張強度や硬度を高めるために行う時効熱処理などを備えている。
【０００３】
これらの熱処理は金属材を熱処理炉内に入れて所定の熱処理温度まで金属材の温度を上昇させて所定の時間保持し、その後の冷却工程では、金属材への加熱を停止して熱処理炉内に外気を取り入れたり（炉冷）、熱処理炉内から金属材を取り出して放置したりすることで金属材を冷却することが広く行われている。
【０００４】
例えば、特開２０１８−１７４２５号公報（特許文献１）に記載されているように、従来の熱処理炉において、炉冷を行う場合、被熱処理物は１５０℃を超える高い温度のままで炉外に取り出すことが可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１７４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、アルミニウム合金材などの金属材は、温度が高いかどうかについて外観上の差が少なく、そのため、作業者が誤って熱処理後の金属材を手で触ってしまい、火傷を負う虞があった。
【０００７】
特に、金属材の中でもアルミニウム合金や銅合金は一般に他の金属材よりも熱伝導率が高いので、作業者が触れた際には火傷を負う可能性が高い。
【０００８】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、金属からなる被熱処理物を熱処理後に炉外に取り出す際において作業者の安全性が高い熱処理炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下の手段を提供する。
【００１０】
１）  金属からなる被熱処理物を所定の熱処理温度にて熱処理する熱処理炉本体を具備し、
前記炉本体は前記被熱処理物の出し入れ口と前記出し入れ口を開閉する扉とを備える熱処理炉であって、
炉本体の扉を閉状態にロックするロック手段と、
前記ロック手段を制御するロック制御手段とを備え、
前記ロック制御手段は、前記扉が閉状態のもとで前記被熱処理物への加熱が開始された時又は開始された後に前記炉本体内の温度が熱処理温度まで上昇する過程で所定の第１温度に達した時、前記ロック手段により前記扉を閉状態にロックするとともに、前記被熱処理物への加熱が終了した後において前記炉本体内の温度が前記熱処理温度から降下する過程で所定の第２温度になった時、前記ロック手段による前記扉のロックを解除するように前記ロック手段を制御するものである、熱処理炉。
【００１１】
２）  前記第２温度が６０℃以下の温度である前項１記載の熱処理炉。
【００１２】
３）  前記炉本体内の温度が前記炉本体内の雰囲気温度である前項１又は２記載の熱処理炉。
【００１３】
４）  前記第１温度が前記第２温度よりも低い温度である前項１〜３のいずれかに記載の熱処理炉。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以下の効果を奏する。
【００１５】
前項１では、熱処理炉のロック制御手段は、金属からなる被熱処理物への加熱が終了した後において炉本体内の温度が熱処理温度から降下する過程で所定の第２温度になった時、ロック手段による扉のロックを解除するようにロック手段を制御するものなので、高温状態の被熱処理物に作業者が触れることがない。そのため、被熱処理物を炉本体外に取り出す際において作業者の安全性を高めることができる。
【００１６】
前項２では、炉本体内の温度が６０℃以下の温度になった時、扉のロックが解除される。そのため、炉本体外に被熱処理物を取り出す際に作業者が被熱処理物に触れても火傷を負う可能性を確実に低くすることができる。
【００１７】
前項３では、炉本体内の温度が炉本体内の雰囲気温度であるから、当該温度を検知する熱電対などの温度センサを炉本体内に設置したままで被熱処理物の出し入れを行うことができ、作業が簡便である。
【００１８】
前項４では、被熱処理物への加熱が開始された後に炉本体内への被熱処理物の入れ間違いに気がついたなどのトラブルが発生した場合でも、安全にトラブルの解消作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理炉を、扉を閉状態にロックする前の状態で示す概略正面図である。
【図２】図２は、同熱処理炉を、扉を閉状態にロックした後の状態で示す概略正面図である。
【図３】図３は、同熱処理炉における閉状態の扉部分を中心に示す一部切り欠き概略平面図である。
【図４】図４は、同熱処理炉の第１動作例を示す流れ図である。
【図５】図５は、同熱処理炉の第２動作例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００２１】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る熱処理炉１は、金属からなる被熱処理物（図示せず）を所定の熱処理温度にて熱処理する熱処理炉本体２を具備している。詳述すると、熱処理炉１（炉本体２）はアルミニウム合金熱処理炉であり、被熱処理物はアルミニウム合金からなり、熱処理として、焼き鈍し熱処理、時効熱処理などに用いられる。
【００２２】
さらに、炉本体２の前面には被熱処理物の出し入れ口３と当該出し入れ口３を炉本体２の前側にて観音開き状に開閉する左右一対の扉４（４Ｌ、４Ｒ）とが設けられている。なお、図１中のＺ部分は炉本体２の一部を切り欠いた箇所を示している。
【００２３】
図３に示すように、扉４は煙返し構造を有するものであり、左扉４Ｌの先端に煙返し片４ａが一体に突設されるとともに、右扉４Ｒが開かないと左扉４Ｌも開かないように構成されている。
【００２４】
図１に示すように、熱処理炉１は、炉本体２の扉４を閉状態にロックするロック手段５と、ロック手段５を制御するロック制御手段１０とを備えている。
【００２５】
ロック手段５は、伸縮駆動するロックボルト７を有する流体圧シリンダ６を備えている。流体圧シリンダ６は、炉本体２における右扉４Ｒの下側にロックボルト７を上向きにして固定状態に設けられている。右扉４Ｒの下端部にはロック孔８ａを有するロック孔板８が固着されている。
【００２６】
そして、図２に示すように、ロック手段５は、流体圧シリンダ６によりロックボルト７が伸張駆動して所定長さに伸張することにより、ロックボルト７が右扉４Ｒのロック孔板８のロック孔８ａに下側から挿入され、これにより扉４が閉状態にロックされるように構成されている。
【００２７】
さらに、ロック手段５は、伸張したロックボルト７が流体圧シリンダ６により短縮駆動することにより、ロックボルト７がロック孔８ａから下側へ抜出され、これにより、図１に示すように扉４のロックが解除されるように構成されている。
【００２８】
ロック孔板８には、ロック孔８ａへのロックボルト７の挿入状態を検知するロック状態検知手段１５が設けられている。このロック状態検知手段１５はリミットスイッチを備えるとともに、ロック孔８ａにロックボルト７が挿入されたときリミットスイッチがＯＮになって扉４が閉状態にロックされていると検知し、一方、ロック孔８ａにロックボルト７が挿入されていないときリミットスイッチがＯＦＦになって扉４が閉状態にロックされていないと検知するものである。
【００２９】
ロック制御手段１０は、扉４が閉状態のもとで被熱処理物への加熱が開始された時又は開始された後に炉本体２内の雰囲気温度が略室温から熱処理温度まで上昇する途中で所定の第１温度に達した時、ロック手段５により扉４を閉状態にロックするようにロック手段５を制御するものとなされている。
【００３０】
さらに、ロック制御手段１０は、被熱処理物への加熱が終了した後において炉本体２内の雰囲気温度が熱処理温度から略室温まで降下する途中で所定の第２温度になった時、ロック手段５による扉４のロックを解除するようにロック手段５を制御するものとなされている。
【００３１】
以下では、被熱処理物への熱処理温度を「Ｔｈ」、炉本体内の温度を「Ｔ」、炉本体内の雰囲気温度を「Ｔａ」、第１温度を「Ｔ１」、第２温度を「Ｔ２」とする。
【００３２】
ロック制御手段１０の構成について更に説明する。
【００３３】
ロック制御手段１０は、温度センサ１１、温度調節器１２、温度設定器１３、閉扉状態検知手段１４などを備えている。
【００３４】
温度センサ１１は、炉本体２内の温度Ｔとしての雰囲気温度Ｔａを測定するものであり、熱電対などからなり、炉本体２内に設置されている。
【００３５】
温度調節器１２は、温度センサ１１により測定された温度に基づいて炉本体２内の雰囲気温度Ｔａを調節するものである。
【００３６】
温度設定器１３は、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２を設定するものである。
【００３７】
Ｔ２は限定されるものではないが、６０℃以下であることが好ましい。この場合、炉本体２外に被熱処理物を取り出す際に作業者が被熱処理物に触れても火傷を負う可能性を確実に低くすることができる。Ｔ２の下限は限定されるものではなく、例えば４５℃である。
【００３８】
Ｔ１は限定されるものではないが、Ｔ２よりも低い温度であることが好ましい。Ｔ１の下限は限定されるものではなく、例えば４０℃である。
【００３９】
閉扉状態検知手段１４は、扉４が閉状態であることを検知するものであり、本実施形態では、閉扉状態検知手段１４として扉リミットスイッチ１４Ａが用いられている。扉リミットスイッチ１４Ａは炉本体２における右扉４Ｒの下側に設けられている。
【００４０】
さらに、熱処理炉１は、運転開始スイッチ１７、運転停止スイッチ１８、非常停止スイッチ１９、強制排気装置（図示せず）などを備えている。
【００４１】
運転開始スイッチ１７は、炉本体２による被熱処理物への熱処理運転を開始する押しボタン式のものである。熱処理炉１は、作業者などによりこのスイッチ１７がＯＮにされる（即ちボタンが押される）と、炉本体２による被熱処理物への熱処理運転が開始されるように構成されている。
【００４２】
運転停止スイッチ１８は、炉本体２による被熱処理物への熱処理運転を停止する押しボタン式のものである。熱処理炉１は、作業者などによりこのスイッチ１８がＯＮにされる（即ちボタンが押される）と、炉本体２による被熱処理物への熱処理運転が停止されるように構成されている。
【００４３】
非常停止スイッチ１９は、非常時に炉本体２による被熱処理物への熱処理運転を緊急停止する押しボタン式のものである。熱処理炉１は、炉本体２による被熱処理物への熱処理運転が開始した後で作業者などによりこのスイッチがＯＮにされる（即ちボタンが押される）と、熱処理炉１に備えられているヒータ（図示せず）及び温度調節器１２への通電が強制的に遮断されて炉本体２による被熱処理物への熱処理運転が停止されるように構成されている。
【００４４】
強制排気装置は、炉本体２内の雰囲気ガスを強制排気することで炉本体２内（被熱処理物）を強制冷却するものであり、炉本体２に接続されている。
【００４５】
次に、熱処理炉１の第１動作例について図４を参照して以下に説明する。
【００４６】
この第１動作例では、ロック制御手段１０は、扉４が閉状態のもとで被熱処理物への加熱が開始された時、ロック手段５により扉４を閉状態にロックするようにロック手段５を制御するものとなされている。
【００４７】
また、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａは温度センサ１１により測定される。そして、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａは、この温度センサ１１により測定された温度に基づいて温度調節器１２により、被熱処理物への熱処理が開始された時から１時間経過した時に２００℃（この温度２００℃が被熱処理物の熱処理温度（詳述すると時効熱処理温度）Ｔｈに相当する）に到達するとともにこの温度で３時間保持されるように調節される。
【００４８】
また、温度設定器１３により第２温度Ｔ２が５５℃に予め設定されている。
【００４９】
ステップＳ１では、作業者が被熱処理物を炉本体２内に入れ、その後、扉４を閉じる。ステップＳ２では、作業者が運転開始スイッチ１７をＯＮにする。
【００５０】
ステップＳ３では、閉扉状態検知手段１４としての扉リミットスイッチ１４ＡがＯＮであるか否かを判定する。そして、ＯＮである場合（即ち「ＹＥＳ」の場合）、扉４が閉状態であると判定し、ステップＳ４へ進む。一方、ＯＦＦである場合（即ち「ＮＯ」の場合）、ステップＳ１４へ進み、異常警報を発するとともに熱処理運転を停止する。
【００５１】
ステップＳ４では、流体圧シリンダ６によりロックボルト７を伸張駆動させる。
【００５２】
ステップＳ５では、扉４がロックされたか否かをロック状態検知手段１５により判定する。そして、扉４がロックされたと判定された場合（即ち「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ６へ進む。一方、扉４がロックされていないと判定された場合（即ち「ＮＯ」の場合）、ステップＳ１４へ進み、異常警報を発するとともに熱処理運転を停止する。
【００５３】
ステップＳ６では、ヒータへの通電を開始して被熱処理物への加熱を開始する。これにより、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが略室温から所定の昇温速度で上昇する。
【００５４】
ステップＳ７では、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが１時間で２００℃（熱処理温度Ｔｈ）に到達し、ステップＳ８では、雰囲気温度Ｔａを２００℃で３時間保持する。
【００５５】
ステップＳ９では、ヒータへの通電を遮断して被熱処理物への加熱を停止し、ステップＳ１０では、強制排気装置による炉本体２内の強制冷却を開始する。これにより、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが２００℃（熱処理温度Ｔｈ）から降下する。
【００５６】
ステップＳ１１では、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが５５℃（第２温度Ｔ２）以下であるか否かを判定する。そして、Ｔａが５５℃以下であると判定した場合（即ち「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ１２へ進む。一方、Ｔａが５５℃以下ではないと判定した場合（即ち「ＮＯ」の場合）、本ステップＳ１１に戻る。
【００５７】
ステップＳ１２では、流体圧シリンダ６によりロックボルト７を短縮駆動させることにより扉４のロックを解除する。これにより、炉本体２外への被熱処理物の取り出しが可能となる（ステップＳ１３）。
【００５８】
次に、熱処理炉１の第２動作例について図５を参照して以下に説明する。
【００５９】
この第２動作例では、ロック制御手段１０は、扉４が閉状態のもとで被熱処理物への加熱が開始された後に炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが略室温から熱処理温度Ｔｈまで上昇する途中で第１温度Ｔ１に達した時、ロック手段５により扉４を閉状態にロックするようにロック手段５を制御するものとなされている。
【００６０】
また、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａは、上記第１動作例と同じく、温度センサ１１により測定された温度に基づいて温度調節器１２により、被熱処理物への熱処理が開始された時から１時間経過した時に２００℃（この温度２００℃が被熱処理物の熱処理温度Ｔｈに相当する）に到達するとともにこの温度で３時間保持されるように調節される。
【００６１】
また、温度設定器１３により第１温度Ｔ１が５０℃及び第２温度Ｔ２が５５℃にそれぞれ予め設定されている。
【００６２】
ステップＳ２１では、上記第１動作例と同じく、作業者が被熱処理物を炉本体２内に入れ、その後、扉を閉じる。ステップＳ２２では、作業者が運転開始スイッチをＯＮにする。
【００６３】
ステップＳ２３では、上記第１動作例と同じく、閉扉状態検知手段１４としての扉リミットスイッチ１４ＡがＯＮであるか否かを判定する。そして、ＯＮである場合（即ち「ＹＥＳ」の場合）、扉４が閉状態であると判定し、ステップＳ２４へ進む。一方、ＯＦＦである場合（即ち「ＮＯ」の場合）、ステップＳ２５へ進み、異常警報を発するとともに熱処理運転を停止する。
【００６４】
ステップＳ２４では、ヒータへの通電を開始して被熱処理物への加熱を開始する。これにより、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが略室温から所定の昇温速度で上昇する。
【００６５】
ステップＳ２５では、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが５０℃（第１温度Ｔ１）以上であるか否かを判定する。そして、Ｔａが５０℃以上であると判定した場合（即ち「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２６へ進む。一方、Ｔａが５０℃以上ではないと判定した場合（即ち「ＮＯ」の場合）、本ステップＳ２５に戻る。
【００６６】
ステップＳ２６では、流体圧シリンダ６によりロックボルト７を伸張駆動させる。
【００６７】
ステップＳ２７では、扉４がロックされたか否かをロック状態検知手段１５により判定する。そして、扉４がロックされたと判定された場合（即ち「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２７へ進む。一方、扉４がロックされていないと判定された場合（即ち「ＮＯ」の場合）、ステップＳ３５へ進み、異常警報を発するとともに熱処理運転を停止する。
【００６８】
ステップＳ２８では、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが１時間で２００℃（熱処理温度Ｔｈ）に到達し、ステップＳ２９では、雰囲気温度Ｔａを２００℃で３時間保持する。
【００６９】
ステップＳ３０では、ヒータへの通電を遮断して被熱処理物への加熱を停止し、ステップＳ３１では、強制排気装置による炉本体２内の強制冷却を開始する。これにより、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが２００℃（熱処理温度Ｔｈ）から降下する。
【００７０】
ステップＳ３２では、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが５５℃（第２温度Ｔ２）以下であるか否かを判定する。そして、Ｔａが５５℃以下であると判定した場合（即ち「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ３３へ進む。一方、Ｔａが５５℃以下ではないと判定した場合（即ち「ＮＯ」の場合）、本ステップＳ３２に戻る。
【００７１】
ステップＳ３３では、流体圧シリンダ６によりロックボルト７を短縮駆動させることにより扉４のロックを解除する。これにより、炉本体２外への被熱処理物の取り出しが可能となる（ステップＳ３４）。
【００７２】
本実施形態の熱処理炉１によれば、ロック制御手段１０は、被熱処理物への加熱が終了した後において炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが２００℃（熱処理温度Ｔｈ）から降下する過程で第２設定温度Ｔ２（＝５５℃）になった時、ロック手段５による扉４のロックを解除するようにロック手段５を制御するものなので、高温状態の被熱処理物に作業者が触れることがない。そのため、被熱処理物を炉本体２外に取り出す際において作業者の安全性を高めることができる。
【００７３】
しかも、第２設定温度Ｔ２が５５℃に設定されているので、炉本体２内の雰囲気温度Ｔａが５５℃以下の温度になった時、扉４のロックが解除される。そのため、炉本体２外に被熱処理物を取り出す際に作業者が被熱処理物に触れても火傷を負う可能性を確実に低くすることできる。
【００７４】
また、熱処理炉１は、運転開始スイッチ１７がＯＮであり且つ閉扉状態検知手段１４（扉リミットスイッチ１４Ａ）により扉４が閉状態であることを検知した場合、被熱処理物への加熱が開始されるように構成されているので、扉４が開状態のときに被熱処理物への加熱が開始されるのを阻止することができる。
【００７５】
さらに、温度センサ１１により測定される炉本体２内の温度Ｔが炉本体２内の雰囲気温度Ｔａであるから、温度センサ１１を炉本体２内に設置したままで被熱処理物の出し入れを行うことができ、作業が簡便である。
【００７６】
さらに、第１温度Ｔ１（＝５０℃）が第２温度Ｔ２（＝５５℃）よりも低い温度なので、被熱処理物への加熱が開始された後に炉本体２内への被熱処理物の入れ間違いに気がついたなどのトラブルが発生した場合でも、安全にトラブルの解消作業を行うことができる。
【００７７】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変更可能である。
【００７８】
上記実施形態では、被熱処理物への熱処理温度Ｔｈは時効熱処理温度である２００℃であるが、本発明では、熱処理温度Ｔｈは２００℃であることに限定されるものではなく、被熱処理物への熱処理の目的に応じて様々に設定される。
【００７９】
さらに、上記実施形態では、被熱処理物がアルミニウム合金からなるものであるが、本発明では、被熱処理物がアルミニウム合金からなるものであることに限定されず、その他に、アルミニウム合金以外の金属（例：銅合金）からなるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、金属からなる被熱処理物を熱処理する熱処理炉に利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１：熱処理炉
２：熱処理炉本体
４：扉
５：ロック手段
１０：ロック制御手段
１１：温度センサ
１２：温度調節器
１３：温度設定器
Ｔａ：熱処理炉本体内の雰囲気温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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