(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱処理時に被処理材を挟持した状態で行うことで熱処理時間の短縮が図れると共に被処理材の変形を少なくできる連続熱処理装置を提供する。【解決手段】連続熱処理装置は、被処理材１を挟持可能に形成された熱伝導率の高い材料で構成された伝熱体２１ｄと、該伝熱体の外周に取付けられたヒーター２１ｃと、該ヒーターの外周に取付けられた熱反射板２１ｂと、該熱反射板の外周を覆う断熱材２１ａとから構成した加熱手段２１を含み、該加熱手段の前記伝熱部に対して所定時間毎に被処理材を供給して該被処理材を熱処理を行い、熱処理が行われた被処理材を冷却部Ｃに供給して恒温冷却し、続いて鍛圧成型する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理材を挟持可能に形成された熱伝導率の高い材料で構成された伝熱体と、該伝熱体の外周に取付けられたヒーターと、該ヒーターの外周に取付けられた熱反射板と、該熱反射板の外周を覆う断熱材とから構成した加熱手段を含み、該加熱手段の前記伝熱部に対して所定時間毎に被処理材を供給して該被処理材を熱処理を行い、熱処理が行われた被処理材を冷却部に供給して冷却することを特徴とする連続熱処理装置。
【請求項２】
前記伝熱体が、グラファイトまたはボロンナイトライドであることを特徴とする請求項１記載の連続熱処理装置。
【請求項３】
前記伝熱体内に温度センサを埋め込み、該伝熱体の温度変化を捕らえて電流制御を行うことを特徴とする請求項１または２記載の連続熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車部品であるベアリングを大量に、しかも連続して熱処理を行うのに適した連続熱処理装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は連続熱処理装置として特開平５−２５５５４号公報（特許文献１）に開示されている発明を出願している。この装置は、圧延または引抜き処理された金属体を還元雰囲気中あるいは不活性ガス雰囲気中で連続加熱装置で処理を行い、加熱処理された前記金属体をセラミックス板で面接触させた状態で冷却装置で冷却するとう構造である。
【０００３】
また、熱処理装置としては、図２に示す構造の装置がある。この装置は図面において前後方向に長い煉瓦で構成されている台部ａと、該台部ａの上方に中心部に空洞が形成されるようにアルミナウールで構成された断熱部ｂと、該断熱部ｂによって形成された空洞の底部を除く内周部に取付けられたセラミックで構成された輻射板ｃと、該輻射板ｃの長手方向を横切る方向の上下に取付けられた多数のヒーターｄと、該上下のヒーターｄの間に位置するように配置され、内部に被処理物が収容されるマッフルｅとより構成されている。そして、前記覆い部ｂの外周および台部ａの外周はケースによって覆われている。なお、支持管ｆは前記ヒーターｄを支持するための管である。
【特許文献１】特開平５−２５５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この熱処理装置にあってはマッフルｅ内に被処理材を通過させ、該被処理材の熱処理を行うものであるが、マッフルｅ内の被処理材はヒーターｄに通電し炉内の空気あるいは雰囲気を熱伝導体としてマッフルｅが加熱状態なることによって加熱される。そして、熱伝導体としはヒーターｄからの直接の熱と、ヒーターｄからの熱が輻射板ｃによって反射されて対流となった輻射熱とである。
【０００５】
ところで、このような熱伝導体による被処理材の熱処理にあっては、熱処理に時間が掛り、また、被処理材はマッフルｅ内を非拘束状態で通過するのみであるため加熱時に変形し易く、さらに、断熱部ｂの体積が大きいために高価な耐火断熱材を大量に使用することになりコストが高くなるといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、加熱処理時に被処理材を挟持した状態で行うことで熱処理時間の短縮が図れると共に被処理材の変形を少なくできる連続熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための連続熱処理装置は、被処理材を挟持可能に形成された熱伝導率の高い材料で構成された伝熱体と、該伝熱体の外周に取付けられたヒーターと、該ヒーターの外周に取付けられた熱反射板と、該熱反射板の外周を覆う断熱材とから構成した加熱手段を含み、該加熱手段の前記伝熱部に対して所定時間毎に被処理材を供給して該被処理材を熱処理を行い、熱処理が行われた被処理材を冷却部に供給して冷却することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱処理時に被処理材を高熱伝導率の材料で挟持した状態で行うことで熱処理時間の短縮が図れ、さらに、外部への熱放出を止めることで大きな省エネルギー効果を奏し、被処理材の変形を少なくできるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、順次供給される被処理材を重ねた状態で熱伝導率の高い伝熱体で挟持し、前記被処理材を伝熱体内において熱処理する。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明に係る連続熱処理装置の一実施例を図１と共に説明する。
なお、以下に説明する実施例では被処理材としてベアリングの内輪あるいは外輪を熱処理する装置として説明するが、被処理材としては大量生産される部材、例えば、自動車用部品における熱処理が必要な部品に応用することが可能である。
【００１１】
本発明の連続熱処理装置は大きく分けると、被処理材１の熱処理を行う熱処理部Ａ、該熱処理部Ａに被処理材１を所定時間毎に１個づつ供給する被処理材供給部Ｂ、前記熱処理部Ａによって熱処理された被処理材１を冷却する冷却部Ｃとより構成されている。
【００１２】
熱処理部Ａは被処理材１を熱処理する焼入れ室２１と、被処理材供給部Ｂから供給される被処理材１を焼入れ室２１に供給する被処理材供給室２２と、焼入れ室２において熱処理された被処理台を次の工程である冷却部Ｃに供給する送り室２３とから構成されている。
【００１３】
焼入れ室２１には、断熱材２１ａと、該断熱材２１ａの内周に取付けられた熱反射板２１ｂと、該反射板２１ｂの内周に取付けられたヒーター２１ｃと、該ヒーター２１ｃの内側に取付けられた熱伝導の高いグラファイトまたはボロンナイトライドからなる伝熱体（固定熱媒体）２１ｄとからなる加熱手段２１が収容されている。なお、加熱手段２１は全体として円筒体に形成されると共に４分割されている。そして、各分割された加熱手段２１は、焼入れ室２の外壁に取付けられた複数段の加圧用シリンダ２２によって供給されてくる被処理材１を挟持したり開放したりする。
【００１４】
前記焼入れ室２１の下部に形成されている被処理材供給室２２には、前記被処理材供給部Ｂから供給される被処理材１を前記加熱手段２の伝熱体２１ｄ内に押し上げながら１個づつ供給するための押上部２２ａと、該押上部２２ａがピストンに固定された押上シリンダ２２ｂとから構成されている。
【００１５】
前記焼入れ室２１によって熱処理された被処理材を冷却部Ｃに供給する送り室２３には、焼入れ室２１内に前記押上シリンダ２２ｂによって被処理材１が焼入れ室２１内に供給される毎に熱処理が終了した被処理材１を冷却部Ｃに送るための送り出しシリンダ２３ａが炉外に取付けられている。
【００１６】
前記被処理材供給部Ｂには前記焼入れ室２１の下方と連通する被処理材供給室３が形成されており、入口部には焼入れ室２１内の熱気が外部に漏れないようするためのシャッター３１ａが取付けられており、該シャッター３１ａはシリンダー３１ａによって開閉する構造となっている。また、被処理材供給室３内の底面には被処理材１がスムースに移動可能な供給路３２が形成されており、この供給路３２は前記シャッター３１ａより外部に延長されている。
【００１７】
そして、外部に延長された供給路３２の終端部には供給路３２と直交する方向あるいは上方から供給される被処理材１をシャッター３１ａが開放された時に被処理材供給室３内に送り込むためのシリンダ３３が取付けられている。
【００１８】
前記冷却部Ｃには前記焼入れ室２１の上方と連通する冷却室４が形成されており、出口部には冷気が外部に漏れないようにするためのシャッター４１ａが取付けられており、該シャッター４１ａはシリンダ４１ｂによって開閉する行動となっている。また、冷却室３の上下には焼入れされた被処理材１を冷却するための冷却ジャケット４２が上下に一対配置されている。そして、加熱処理が終わり前記送り出しシリンダ２３ａによって送られてくる被処理材１は冷却ジャケット４２に接触状態で通過する間に塑性加工が行われ、次の被処理材１が冷却室４内に供給されるシャッター４１ａが開放されて外部に排出される。
【００１９】
次に、前記した構成に基づいて動作を説明するに、作業開始時に供給路３２に供給される被処理材１はシャッター３１ａが開放された状態時に次々と被処理材被処理材供給室３内に送られ、この送られた被処理材１は押上シリンダ２２ｂによって上下動する押上部２２ａによって焼入れ室２１の伝熱体２１ｄ内に押し込まれる。この状態時においてヒーター２１ｃは通電状態となっている。
【００２０】
そして、順次供給される被処理材１は分割された伝熱体２１ｄによって挟持された状態で徐々に上方に押し上げられながら加熱される。この加熱において、伝熱体２１ｄに熱伝導率の高いグラファイトを用い、かつ、該伝熱体２１ｄの形状を被処理材１であるベアリングの内輪あるいは外輪（以下、単にベアリングという）の外周が合致するように構成することで、伝熱体２１ｄの外周に配置されているヒーター２１ｃよりの熱が直接作用し、従って、グラファイトからなる伝熱体２１ｄとベアリングと接触する面積が１／４であっても、従来例で説明した連続熱処理装置の熱伝導率に対して７１５倍にもなり、所定の温度設定までに達する時間が極めて早くなるものである。
【００２１】
すなわち、伝熱体２１ｄであるグラファイトの熱伝導率は２３０であるのに対し、他の金属、例えば、金が３５、青銅が８０、アルミが９２であって被処理材１に対する加熱時間が短くなり、また、ベアリングは伝熱体２１ｄに挟持された状態で下から上に徐々に移動する間に所定の温度に達することで、焼入れ時間の短縮が図れることになる。これは、金属であるベアリングの加熱時に結晶粒が成長することを抑え、次の塑性加工により、より細かい結晶を得ることが可能となる。また、ベアリングは伝熱体２１ｄによって挟持されているため変形を抑えることも可能である。
【００２２】
さらに、昇温速度が従来の加熱炉に比べ１００〜８００倍も早いので、被処理材１であるベアリングの結晶粒の成長が少なく細かい結晶のままで所定温度まで加熱することが可能となる。
【００２３】
そして、焼入れが終了した被処理材１は送り出しシリンダ２３ａによって順次冷却室４内に送られ、熱伝導に優れた冷却ジャケット４２に対して固定接触状態でオーステンパーを行うことで、油焼入れ等を行わなくとも水を使っての制御冷却が可能となり、熱処理設備の概念を大きく変えることができる。また、素早い加熱および制御冷却が行えることから、被処理材１のスーパーメタルには必要不可欠の装置である。
【００２４】
また、炉内空間を小さくすることができるので、無酸化保護雰囲気に用いるガスの量が極めて少なくでき、さらに、ヒーター２１ｃの外周の耐火物を小さくすることができるので、高価な耐火断熱材を用いる必要もないので安価に装置を製造することができ、かつ、炉外部への熱放出も極めて少なくすることができるので、省エネ効果も絶大で、また、全体構造を小さくすることが可能なので、熱処理装置の面積が極めて狭くでき、従って、熱処理装置の機械工場への導入も容易に行える。
【００２５】
なお、前記したグラファイトである伝熱体２１ｄの内部に温度センサを埋め込むことで、温度変化を速やかに捉えて精密の温度制御が行うことができ、最適な温度管理の元で恒温焼入れを行うことが可能である。
【００２６】
また、前記した実施例にあっては、被処理材１の１／４を伝熱体２１ｄによって挟持した場合によって説明したが、挟持する面積は１／４に限定されるものではない。さらに、実施例にあっては加熱手段２１の形状を円筒形状としたが、被処理材１の形状に応じて変更し、伝熱体２１ｄによって挟持可能な形状とすることは当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例の連続熱処理装置の構成を示す構成図である。
【図２】従来例の連続熱処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ          熱処理部
Ｂ          被処理材供給部
Ｃ          冷却部
１          被処理材
２１        加熱手段
２１ａ      断熱材
２１ｂ      反射板
２１ｃ      ヒーター
２１ｄ      伝熱体
【図１】
2010133614.tif 000003
【図２】
2010133614.tif 000004