(57)【要約】【課題】処理室内に設置した熱処理対象物を冷却するにあたり、前記処理対象物の冷却の不均一を抑制すること。【解決手段】真空熱処理炉１０は、処理室１３と、支持部と、回転部１６とを含む。処理室１３は、熱処理対象物１１を加熱し、加熱した熱処理対象物１１を冷却ガス１２でガス冷却する。支持部は、処理室１３内に設けられて、熱処理対象物１１の長手方向が処理室１３への冷却ガス１２の入口から出口に向かうように、熱処理対象物１１を支持するものであり、支持部材１９と、環状部材２０と、取り付け治具２１とで構成される。回転部１６は、熱処理対象物１１と当接しており、自身が回転することで熱処理対象物１１を回転させる。【選択図】        図１
2010145046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理対象物を加熱し、加熱した熱処理対象物を冷却ガスでガス冷却する処理室と、
前記処理室内に設けられて、前記熱処理対象物の長手方向が、前記処理室への前記冷却ガスの入口から出口に向かうように前記熱処理対象物を支持する支持部と、
当該支持部に支持された前記熱処理対象物を回転させる回転部と、
を含むことを特徴とする真空熱処理炉。
【請求項２】
前記回転部は、断面が円形の部材であり、外周部に前記熱処理対象物を当接させるとともに、前記回転部の断面の中心を通る軸線を回転軸として回転する請求項１に記載の真空熱処理炉。
【請求項３】
前記回転部の外周部に配置されて、前記回転部とともに前記熱処理対象物を挟持する外側保持部を有する請求項２に記載の真空熱処理炉。
【請求項４】
前記支持部は、前記熱処理対象物の少なくとも一方の端部を把持して前記処理室の内部に吊り下げ、
前記回転部は、前記支持部を回転させる請求項１に記載の真空熱処理炉。
【請求項５】
前記処理室の内壁に設けられ、前記熱処理対象物と対応する位置に突部を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の真空熱処理炉。
【請求項６】
熱処理対象物を加熱し、加熱した熱処理対象物を冷却ガスでガス冷却する処理室を備えた真空熱処理炉に設けられて、前記熱処理対象物を支持するものであり、
前記処理室内に設けられて、前記熱処理対象物の長手方向が、前記処理室への前記冷却ガスの入口から出口に向かうように前記熱処理対象物を支持する支持部と、
当該支持部に支持された前記熱処理対象物を回転させる回転部と、
を含むことを特徴とする熱処理対象物支持装置。
【請求項７】
前記回転部は、断面が円形の部材であり、外周部に前記熱処理対象物を当接させるとともに、前記回転部の断面の中心を通る軸線を回転軸として回転する請求項６に記載の熱処理対象物支持装置。
【請求項８】
前記回転部の外周部に配置されて、前記回転部とともに前記熱処理対象物を挟持する外側保持部を有する請求項７に記載の熱処理対象物支持装置。
【請求項９】
前記支持部は、前記熱処理対象物の少なくとも一方の端部を把持して前記処理室の内部に吊り下げ、
前記回転部は、前記支持部を回転させる請求項６に記載の熱処理対象物支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱した熱処理対象物を冷却ガスでガス冷却するガス冷却式の真空熱処理炉及び熱処理対象物支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工具等の熱処理対象物を焼き入れ処理するため、真空熱処理炉が用いられている。この真空熱処理炉では、炉内を真空引きした状態で熱処理対象物を所定時間加熱した後、低温の冷却ガスを導入したり、熱処理対象物を油槽に投入したりする等して急冷処理する。従来の真空熱処理炉には、加熱方式として、炉の内面側に発熱体を配した断熱層からなる処理室を真空熱処理炉の本体内に設け、熱処理材である熱処理対象物を直接的に加熱する内熱式のものと、本体内に配した処理室の外側に熱源を設け、熱処理対象物を間接的に加熱する外熱式のものとがある。また、熱処理対象物として、例えば、ブローチ等のような長尺部材が用いられ、これら熱処理対象物の曲がりの発生を抑えるため、複数の熱処理対象物を処理室内に吊り下げて焼入処理している。そして、加熱後において熱処理対象物を冷却する際には、外部から処理室内に導入された冷媒ガスを用いて冷却するようにしている（例えば、特許文献１〜特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２６５６８３９号公報
【特許文献２】特開平０７−２２９６８３号公報
【特許文献３】特開２００２−３３３２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、真空熱処理炉では、加熱と冷却を同一の場所で行い、熱処理対象物を囲んで加熱用のヒータや炉体があるため、冷却時に熱処理対象物に向けて処理室内に供給した冷却ガスの大部分は、熱処理対象物を同心円状に配置した円の中心部分に流れる。その結果、冷却ガスの流速が最大となり、最も冷却効果の高い箇所は、熱処理対象物を同心円状に配置した円の中心部分となる。このため、真空熱処理炉では、同心円状に配置した複数の熱処理対象物により形成される環状群の内側を流れる冷却ガスと、熱処理対象物と処理室との間を流れる冷却ガスとを均一な流速で、それぞれの熱処理対象物に供給することができない。
【０００５】
その結果、複数の熱処理対象物の内側を流れる冷却ガスと、熱処理対象物と処理室との間を流れる冷却ガスとの間で冷却効果に差異を生じ、熱処理対象物の冷却、特に、熱処理対象物の周方向における冷却が不均一になるという問題がある。本発明は、処理室内に設置した熱処理対象物を冷却するにあたり、前記熱処理対象物の冷却の不均一を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る真空熱処理炉は、熱処理対象物を加熱し、加熱した熱処理対象物を冷却ガスでガス冷却する処理室と、前記処理室内に設けられて、前記熱処理対象物の長手方向が、前記処理室への前記冷却ガスの入口から出口に向かうように前記熱処理対象物を支持する支持部と、当該支持部に支持された前記熱処理対象物を回転させる回転部と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る熱処理対象物支持装置は、熱処理対象物を加熱し、加熱した熱処理対象物を冷却ガスでガス冷却する処理室を備えた真空熱処理炉に設けられて、前記熱処理対象物を支持するものであり、前記処理室内に設けられて、前記熱処理対象物の長手方向が、前記処理室への前記冷却ガスの入口から出口に向かうように前記熱処理対象物を支持する支持部と、当該支持部に支持された前記熱処理対象物を回転させる回転部と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
このように、加熱した熱処理対象物を冷却ガスで冷却する際には熱処理対象物が回転するので、熱処理対象物は、処理室の中心側を流れる冷却ガスによって冷却される部分と、処理室の外周側を流れる冷却ガスによって冷却される部分とが時間の経過とともに入れ替わる。その結果、処理室の中心側を流れる冷却ガスと、処理室の外周側を流れる冷却ガスとの速度差に起因して、熱処理対象物と冷却ガスとの間の伝熱特性に差異がある場合でも、前記伝熱特性の差異は冷却中に平均化されるので、熱処理対象物の冷却の不均一が抑制される。
【０００９】
本発明の好ましい態様としては、前記真空熱処理炉において、前記回転部は、断面が円形の部材であり、外周部に前記熱処理対象物を当接させるとともに、前記回転部の断面の中心を通る軸線を回転軸として回転することが望ましい。また、本発明の好ましい態様としては、前記熱処理対象物支持装置において、前記回転部は、断面が円形の部材であり、外周部に前記熱処理対象物を当接させるとともに、前記回転部の断面の中心を通る軸線を回転軸として回転することが望ましい。このようにすれば、簡単な構成で熱処理対象物を回転させることができる。
【００１０】
本発明の好ましい態様としては、前記真空熱処理炉において、前記回転部の外周部に配置されて、前記回転部とともに前記熱処理対象物を挟持する外側保持部を有することが望ましい。また、本発明の好ましい態様としては、前記熱処理対象物支持装置において、前記回転部の外周部に配置されて、前記回転部とともに前記熱処理対象物を挟持する外側保持部を有することが望ましい。これによって、熱処理対象物の回転中心の移動が抑制されるので、熱処理対象物は安定して回転して、熱処理対象物の冷却の不均一をより効果的に抑制できる。
【００１１】
本発明の好ましい態様としては、前記真空熱処理炉において、前記支持部は、前記熱処理対象物の少なくとも一方の端部を把持して前記処理室の内部に吊り下げ、前記回転部は、前記支持部を回転させることが望ましい。また、本発明の好ましい態様としては、前記熱処理対象物支持装置において、前記支持部は、前記熱処理対象物の少なくとも一方の端部を把持して前記処理室の内部に吊り下げ、前記回転部は、前記支持部を回転させることが望ましい。これによって、熱処理対象物の寸法が大きい場合でも、処理室内で熱処理対象物を回転させることができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様としては、前記真空熱処理炉において、前記処理室の内壁に設けられ、前記熱処理対象物と対応する位置に突部を有することが望ましい。これによって、熱処理対象物の表面に形成される温度境界層を薄くできるので、熱処理対象物の長手方向における温度分布を低減できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、処理室内に設置した熱処理対象物を冷却するにあたり、前記処理対象物の冷却の不均一を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００１５】
［実施形態１］
本実施形態は、熱処理対象物を加熱するとともに、加熱した熱処理対象物を冷却ガスでガス冷却する処理室内に、熱処理対象物の長手方向が、処理室に設けられる冷却ガスの入口から出口に向かうように熱処理対象物を支持する支持部と、熱処理対象物を回転させる回転部とを設け、冷却ガスによって加熱した熱処理対象物を冷却する際には、回転部によって熱処理対象物を、その軸線を中心に回転させる点に特徴がある。以下においては、鉛直方向と平行な方向、より具体的には、鉛直方向に向かって冷却ガスを流す例を説明するが、冷却ガスを流す方向はこれに限定されるものではない。例えば、鉛直方向とは反対方向に冷却ガスを流してもよいし、水平方向に冷却ガスを流してもよい。
【００１６】
図１は、実施形態１に係る真空熱処理炉の構成を示す全体構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。図４は、真空熱処理炉による熱処理の一例を示すタイミングチャートである。冷却ガスを利用したガス冷却式の真空熱処理炉１０は、加熱後に炉内及び熱処理対象物についた水分等がガス化した後に再度減圧し、不活性ガス等を再充填するため、水分による色付きのない熱処理（「光輝熱処理」）ができ、脱炭浸炭もなく変形も少ない上、作業環境がよい等、種々の利点を有している。
【００１７】
図１に示すように、真空熱処理炉１０は、熱処理対象物１１を加熱し、加熱した熱処理対象物１１を冷却ガス１２でガス冷却する処理室１３を備える。本実施形態において、熱処理対象物１１としては、例えば、切削用工具の一種のブローチである。本実施形態において、熱処理対象物１１はブローチに限定されるものではない。真空熱処理炉１０は、冷却ガス１２を処理室１３に供給するガス供給部１４と、冷却ガス１２を処理室１３から排出するガス排出部１５と、熱処理対象物１１を処理室１３内に支持する支持部、及び熱処理対象物１１を回転させる回転部１６を有する熱処理対象物支持装置４０とを有する。ガス供給部１４は、処理室１３の一方の端部側に設けられ、ガス排出部１５は、処理室１３の他方の端部側に設けられる。処理室１３は、ガス通気口１７、１８を備えており、ガス通気口１７は、冷却ガス１２をガス供給部１４から処理室１３内に通過させ、ガス通気口１８は、処理室１３内の冷却ガス１２をガス排出部１５に通過させる。
【００１８】
真空熱処理炉１０においては、処理室１３を通過する冷却ガス１２の流れ方向を真空熱処理炉１０のガス供給部１４からガス排出部１５に流れるようにしているが、冷却ガス１２の流れる方向はこれに限定されるものではなく、冷却ガス１２の流れ方向をガス排出部１５からガス供給部１４に向かう方向としてもよい。この場合、ガス排出部１５から冷却ガス１２が供給されて、ガス供給部１４に処理室１３内の冷却ガス１２が排出される。また、処理室１３内における冷却ガス１２の流れ方向を交互に切り替えるようにしてもよい。このようにすると、熱処理対象物１１の冷却特性を熱処理対象物１１の長手方向で均一にできる。
【００１９】
処理室１３は、真空熱処理炉１０の本体内に、断熱壁によって形成されてなるものである。処理室１３は、筒状の胴部を有する鋼製の圧力容器であり、真空ポンプに連通されている。前記断熱壁は、ガラス繊維等の断熱材からなる筒状のもので、真空熱処理炉１０の本体内に間隙を隔てて配設され、その内周面上にヒータを周設し、処理室１３が形成されている。この処理室１３の内側に熱処理対象物１１が収容される。
【００２０】
なお、処理室１３は、筒状の断熱層が二層以上で構成される多層構造としてもよい。また、処理室１３のガス供給部１４側の隔壁１３ａ、及びガス排出部１５側の隔壁１３ｂは、環状の断熱層で形成されており、この環状の断熱層からなる両隔壁１３ａ、１３ｂに設けられる内孔が、冷却ガス１２のガス通気口１７、１８を各々形成する。また、この環状の断熱層は、処理室１３の側面を構成する筒状の断熱層から着脱自由に構成される。処理室１３の内周面に設けられるヒータは、例えば、棒状のグラファイトフェルト等を素材としてなるものであり、所定間隔で縦方向に整列されて、周方向に向かって配置されている。また、ヒータは、処理室１３の外部に設けられた通電及び入力制御手段に接続されている。
【００２１】
真空熱処理炉１０に設けられている真空ポンプにより処理室１３内を真空にした後、熱処理対象物１１は、処理室１３の内周面上に設けられているヒータにより、真空中で加熱される。加熱された熱処理対象物１１を冷却する際には、ガス供給部１４から冷却ガス１２が供給される。ガス供給部１４に供給された冷却ガス１２は、処理室１３の隔壁１３ａに設けられたガス通気口１７を通過して、処理室１３内に配置した複数の熱処理対象物１１に至り、これらを冷却する。冷却ガス１２としては、例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素等の不活性ガスが用いられる。また、真空熱処理炉１０の本体内には、例えばガス供給手段（例えば、ガスボンベ）及びファンが設けられている。ガス供給手段から供給された不活性ガスは、クーラ等のガス冷却装置で冷却された後、ファンの回転によりガス供給部１４に冷却ガス１２として供給される。
【００２２】
隔壁１３ａのガス通気口１７であって、ガス供給部１４側には、整流筒２２が設けられている。整流筒２２は内径及び外径がそれぞれ異なる円筒状の管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを同心円状に配置することで多層に構成されている。これにより、処理室１３内に供給される冷却ガス１２の流れを整流し、冷却ガス１２が処理室１３内の中央付近に流れるようにできるので、熱処理対象物１１に対しては均一に冷却ガス１２を送給できる。なお、処理室１３内の複数の熱処理対象物１１は、ガス冷却を行う際、すべての熱処理対象物１１に均一に冷却ガス１２を供給する必要があるので、処理室１３内に複数の熱処理対象物１１を同心円状に、かつ等間隔で配置しているが、熱処理対象物１１の配置はこれに限定されるものではない。ここで、真空熱処理炉１０による熱処理の一例を説明する。
【００２３】
処理室１３内に熱処理対象物１１を配置したら、時間ｔ＝ｔ１でヒータの電源を投入して真空熱処理炉１０の加熱を開始する。そして、処理室１３内の温度Ｔが所定の熱処理温度Ｔｈになったら（時間ｔ＝ｔ２）、ヒータに投入する電力を調整して、処理室１３内の温度Ｔを熱処理温度Ｔｈのまま所定の時間（ｔ３−ｔ２）保持する。時間ｔ＝ｔ３になったら、ヒータをＯＦＦするとともに、冷却ガス１２を処理室１３内に供給して熱処理対象物１１を急冷する。処理室１３内の温度ＴがＴｌになったら（時間ｔ＝ｔ４）再びヒータに電力を投入して、温度Ｔ＝Ｔｌのまま所定の時間（ｔ５−ｔ４）保持する。時間ｔ＝ｔ５になったらヒータをＯＦＦして、熱処理対象物１１を徐冷する。
【００２４】
図２に示すように、処理室１３内には、６個の熱処理対象物１１が回転部１６の外周部に配置されている。このように、本実施形態では、６個の熱処理対象物１１が処理室１３内に同心円状に配置され、環状群を形成している。なお、本実施形態では、処理室１３内に熱処理対象物１１を６個配置しているが、これに限定されるものではない。図１、図３に示すように、処理室１３内には、熱処理対象物１１を処理室１３内に配置するための支持部材１９が設けられている。支持部材１９には、環状部材２０が取り付けられており、この環状部材２０に設けられている複数の取り付け冶具２１により、複数の熱処理対象物１１が環状部材２０から吊り下げられて、処理室１３内に配置される。本実施形態において、熱処理対象物支持装置４０を構成する支持部は、支持部材１９と、環状部材２０と、取り付け治具２１とで構成される。このような構成により、支持部は、熱処理対象物１１の長手方向が、処理室１３への冷却ガス１２の入口（ガス通気口１７）から出口（ガス通気口１８）に向かうように熱処理対象物１１を支持する。
【００２５】
本実施形態において、熱処理対象物支持装置４０を構成する回転部１６は、断面が円形の部材である。本実施形態において、図２、図３に示すように、回転部１６は、円柱状の部材である。回転部１６は、自身の外周部を、支持部によって処理室１３内に配置された熱処理対象物１１の外周部に当接させる。そして、回転部１６は、自身の断面の中心（より具体的には重心）を通る軸線Ｚを回転軸として回転する。このように、回転部１６の軸線Ｚは、回転部１６の回転軸となる。
【００２６】
回転部１６は、軸受を備えた回転部支持体１６Ｂに回転可能に支持される。また、回転部支持体１６Ｂに回転可能は、回転部支持部材２３によって処理室１３内に支持される。このような構成により、回転部１６は、処理室１３内で回転可能に支持される。回転部１６は、回転部駆動手段である電動機３２によって駆動される。本実施形態において、電動機３２が発生した動力は、減速機３１を通り、回転部１６に連結される動力伝達軸３０を介して回転部１６に伝達される。これによって、電動機３２は回転部１６を回転させる。本実施形態において、電動機及び減速機３１は、ガス排出部１５内に配置しているが、電動機３２及び減速機３１をガス排出部１５の外部に配置してもよい。
【００２７】
回転部１６の外周部には熱処理対象物１１が当接しているので、回転部１６が回転すると（図３の矢印Ｒ方向）、回転部１６と熱処理対象物１１との間の摩擦により熱処理対象物１１も回転する。熱処理対象物１１を加熱した後の冷却工程において、冷却ガス１２を処理室１３内に供給しながら電動機３２によって回転部１６を回転させると、熱処理対象物１１も回転する。このように、熱処理対象物１１が回転するので、熱処理対象物１１は、処理室１３の中心側を流れる冷却ガス１２によって冷却される部分と、処理室１３の外周側（内壁１３ｗ側）を流れる冷却ガス１２によって冷却される部分とが入れ替わる。これによって、処理室１３の中心側を流れる冷却ガス１２と、処理室１３の外周側を流れる冷却ガス１２との速度差に起因する伝熱特性の差異がある場合でも、熱処理対象物１１と冷却ガス１２との間の伝熱特性の差異が平均化されて熱処理対象物１１の冷却の不均一が抑制されるので、熱処理対象物１１の周方向における温度分布が低減される。その結果、熱処理対象物支持装置４０及びこれを備える真空熱処理炉１０は、熱処理対象物１１の全体の歪み、硬さのばらつき、内部組織や結晶粒度のばらつきを低減できる。
【００２８】
また、本実施形態において、回転部１６は、処理室１３内に同心円状に配置され、環状群を形成している６個の熱処理対象物１１の中心部分に配置される。このような構成によって、ガス供給部１４から隔壁１３ａのガス通気口１７を介して処理室１３内に供給された冷却ガス１２は、回転部１６のガス供給部１４側及びその近傍に衝突する。すると、冷却ガス１２の流れる方向が変更され、冷却ガス１２は、処理室１３の中心側と処理室１３の外周側とに分散して流れていく。これによって、処理室１３の中心側を流れる冷却ガス１２の流量を低減させて流速を小さくするとともに、処理室１３の外周側を流れる冷却ガス１２の流量を増加させて流速を大きくする。
【００２９】
これにより、処理室１３の中心側を流れる冷却ガス１２と処理室１３の外周側を流れる冷却ガス１２との速度分布を均一化させることができる。その結果、処理室１３の中心側を流れる冷却ガス１２の伝熱特性と処理室１３の外周側を流れる冷却ガス１２の伝熱特性との差異を低減できるので、冷却ガス１２による熱処理対象物１１の冷却効果の差異をより効果的に低減できる。その結果、熱処理対象物１１をより均等に冷却できるので、熱処理対象物１１の周方向における温度分布をより低減できる。そして、熱処理対象物１１の全体の歪み、硬さのばらつき、内部組織や結晶粒度のばらつきをより効果的に低減することができる。
【００３０】
隔壁１３ａ、１３ｂの各々のガス通気口１７、１８は、処理室１３に相対するように配置されており、熱処理対象物１１と接触し、昇温した冷却ガス１２は、処理室１３の他方の隔壁１３ｂに設けられるガス通気口１８を通過して、ガス排出部１５から処理室１３の外部に排出される。真空熱処理炉１０は、隔壁１３ｂのガス通気口１８にも整流筒２２を備えており、処理室１３内から排出される冷却ガス１２の流れを整流した後、ガス排出部１５に排出するようにしている。隔壁１３ｂのガス通気口１８からガス排出部１５に流出した冷却ガス１２は、再度、上述したガス冷却装置で冷却した後、ファンによりガス供給部１４に送給され、処理室１３内に供給される。
【００３１】
［第１変形例］
図５は、実施形態１の第１変形例に係る真空熱処理炉を示す断面図である。図６は、実施形態１の第１変形例に係る真空熱処理炉の一部を示す図である。本変形例は、実施形態１の構成に加え、処理室１３の内壁１３ｗに、熱処理対象物１１と対応する位置に突部２５を設けるものである。図５、６に示すように、本変形例において、真空熱処理炉１０ｃは、処理室１３の内壁１３ｗに、熱処理対象物１１と各々対応する位置に突部２５が形成される。
【００３２】
図６に示すように、処理室１３内に供給された冷却ガス１２は、冷却ガス１２が衝突する熱処理対象物１１の端部１１ｔ１から、昇温した熱処理対象物１１の高温部分と処理室１３内に供給された冷却ガス１２による低温部分との間に、温度境界層２６が形成される。また、熱処理対象物１１を冷却する際、処理室１３内を通過する冷却ガス１２は一方向に流れるため、温度境界層２６は、冷却ガス１２の流れ方向下流側に進むにしたがって厚くなる。
【００３３】
本変形例のように、処理室１３の内隔壁１３ｃに熱処理対象物１１と各々対応する位置に突部２５を設けることで、図６に示すように、熱処理対象物１１の外側に形成される温度境界層２６の厚さを薄くすることができる。これによって、熱処理対象物１１への熱伝達率を向上させることができるので、処理室１３内に供給された冷却ガス１２により、さらに効率よく熱処理対象物１１を冷却できる。
【００３４】
［第２変形例］
図７は、実施形態１の第２変形例に係る回転部を示す図である。本変形例は、実施形態１の構成に加え、冷却ガス１２の流れ方向上流側における回転部１６ｂの先端部１６ｂｔを、半球状に形成するものである。図７に示すように、本変形例においては、回転部１６ｂの先端部１６ｂｔを半球状にしているため、回転部１６ｂの先端部１６ｂｔに衝突した冷却ガス１２を滑らかに流すことができる。これによって、実施形態１に係る真空熱処理炉１０の回転部１６のように上部側の先端部を平面状に構成した場合と比較して、処理室１３に供給される冷却ガス１２を、回転部１６ｂの周囲に配置されている複数の熱処理対象物１１に対して円滑に分散させることができる。
【００３５】
［第３変形例］
図８は、実施形態１の第３変形例に係る真空熱処理炉の構成を示す全体構成図である。図９は、図８のＢ−Ｂ矢視図である。本変形例は、実施形態１の構成に加え、回転部１６の外周部に、回転部１６とともに熱処理対象物１１を挟持する外側保持部２０ａｒを設けるものである。図９に示すように、環状部材２０ａには、その径方向外側に突出する外側保持部２０ａｒを支持する支持体２０ａｔが複数設けられる。外側保持部２０ａｒは、円柱状の部材であり、支持体２０ａｔによって外側保持部２０ａｒの軸線を中心として回転可能に支持される。
【００３６】
回転部１６の外周部に配置される熱処理対象物１１は、２個の外側保持部２０ａｒと回転部１６との間に配置される。これによって、熱処理対象物１１は、外側保持部２０ａｒと回転部１６とで挟持される。このとき、外側保持部２０ａｒが、回転部１６に向かう力を熱処理対象物１１に対して付与するようにしてもよい。これによって、熱処理対象物１１を、外側保持部２０ａｒと回転部１６との間に確実に保持できる。本変形例では、外側保持部２０ａｒによって熱処理対象物１１の位置を規制できるので、回転部１６を回転させて熱処理対象物１１を回転させる際には、熱処理対象物１１の回転軸の動きを抑制できる。その結果、加熱後の冷却においては、熱処理対象物１１を安定して回転させて、より確実に熱処理対象物１１の冷却の不均一を抑制して、熱処理対象物の周方向における温度分布を抑制できる。
【００３７】
［実施形態２］
図１０は、実施形態２に係る真空熱処理炉の構成を示す全体構成図である。実施形態２は、実施形態１と略同様であるが、熱処理対象物１１の少なくとも一方の端部を把持して処理室１３の内部に吊り下げる支持部２１ｃを、回転部１６ｃが直接回転させる点が異なる。他の構成は、実施形態１と同様である。図１０に示すように、真空熱処理炉１０ｃは、支持部２１ｃと回転部１６ｃとを有する熱処理対象物支持装置４０ｃを備える。支持部２１ｃは、熱処理対象物１１の少なくとも一方の端部を把持するため、チャック等の把持機構を備えており、回転部１６ｃに取り付けられる。
【００３８】
回転部１６ｃは、動力伝達軸３０ａに連結されている。回転部１６ｃとは反対側における動力伝達軸３０ａの端部は、減速機３１ａに連結されている。このような構成により、電動機３２ａの発生した動力は、減速機３１ａ及び動力伝達軸３０ａを介して回転部１６ｃに伝達され、回転部１６ｃを回転させる。回転部１６ｃが回転すると、これに取り付けられている支持部２１ｃも回転する。本実施形態では、減速機３１ａ及び電動機３２ａは、ガス供給部１４内に配置される。
【００３９】
冷却時には、電動機３２ａが回転して、回転部１６ｃ及び支持部２１ｃを回転させる。これによって、熱処理対象物１１と冷却ガス１２との間の伝熱特性の差異が平均化されて熱処理対象物１１の冷却の不均一が抑制されるので、熱処理対象物１１の周方向における温度分布が低減される。その結果、熱処理対象物支持装置４０ｃ及びこれを備える真空熱処理炉１０ｃは、熱処理対象物１１の全体の歪み、硬さのばらつき、内部組織や結晶粒度のばらつきを低減できる。本実施形態に係る真空熱処理炉１０ｃ及び熱処理対象物支持装置４０ｃは、熱処理対象物１１の寸法が大きい場合に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明に係る真空熱処理炉及び熱処理対象物支持装置は、真空熱処理炉による熱処理において、熱処理対象物を均一に冷却することに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１に係る真空熱処理炉の構成を示す全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】真空熱処理炉による熱処理の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】実施形態１の第１変形例に係る真空熱処理炉を示す断面図である。
【図６】実施形態１の第１変形例に係る真空熱処理炉の一部を示す図である。
【図７】実施形態１の第２変形例に係る回転部を示す図である。
【図８】実施形態１の第３変形例に係る真空熱処理炉の構成を示す全体構成図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ矢視図である。
【図１０】実施形態２に係る真空熱処理炉の構成を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０、１０ｃ  真空熱処理炉
１１  熱処理対象物
１１ｔ１  端部
１２  冷却ガス
１３  処理室
１３ａ、１３ｂ  隔壁
１３ｃ  内隔壁
１３ｗ  内壁
１４  ガス供給部
１５  ガス排出部
１６、１６ｂ、１６ｃ  回転部
１６Ｂ  回転部支持体
１６ｂｔ  先端部
１７、１８  ガス通気口
１９  支持部材
２０、２０ａ  環状部材
２０ａｒ  外側保持部
２０ａｔ  支持体
２１  取り付け治具
２１ｃ  支持部
２２  整流筒
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  管
２３  回転部支持部材
２５  突部
２６  温度境界層
３０、３０ａ  動力伝達軸
３１、３１ａ  減速機
３２、３２ａ  電動機
４０、４０ｃ  熱処理対象物支持装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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