(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬入部，腐食部，中和洗浄部，搬出部がこの順に１列に配置され、搬入部，搬出部が、トレイ段積み用の搬入リフタ，搬出リフタを有し、これらリフタは段積みされたトレイの最上段を一定の高さに保つ、すなわち最上段のトレイが取り除かれたとき１段上昇し、又は最上段トレイ上に新たにトレイが積まれたとき１段下降する昇降機構を備え、腐食部が上方待機室、腐食槽、塩酸タンク及び硝酸タンクからなり、該腐食槽の前後に隣接して前記塩酸タンク及び前記硝酸タンクを備えて塩酸、硝酸の指定量又は全量を自動液送可能とし、さらにトレイ搬送手段として、搬入部から中和洗浄部入口までを受け持つ第１ローダと、中和洗浄部を受け持つコンベアと、中和洗浄部出口から搬出部までを受け持つ第２ローダとを備え、前記第１ローダには水洗ノズルが取付けられており、また前記中和洗浄部には中和手段、洗浄手段、乾燥手段に加えて腐食生成物除去手段を備えたことを特徴とする金属材料マクロ組織試験装置。
【請求項２】
搬入部，腐食部，中和洗浄部，撮影部，搬出部がこの順に１列に配置され、該撮影部が、上部にズーム機構付きデジタルカメラあるいは自動焦点付ＣＣＤカメラを設けその直下の視野範囲内にトレイ搬送手段を配したものであり、搬入部，搬出部が、トレイ段積み用の搬入リフタ，搬出リフタを有し、これらリフタは段積みされたトレイの最上段を一定の高さに保つ、すなわち最上段のトレイが取り除かれたとき１段上昇し、又は最上段トレイ上に新たにトレイが積まれたとき１段下降する昇降機構を備え、腐食部が上方待機室、腐食槽、塩酸タンク及び硝酸タンクからなり、該腐食槽の前後に隣接して前記塩酸タンク及び前記硝酸タンクを備えて塩酸、硝酸の指定量又は全量を自動液送可能とし、さらにトレイ搬送手段として、搬入部から中和洗浄部入口までを受け持つ第１ローダと、中和洗浄部を受け持つ第１コンベアと、撮影部を受け持つ第２コンベアと、撮影部出口から搬出部までを受け持つ第２ローダとを備え、前記第１ローダには水洗ノズルが取付けられており、また前記中和洗浄部には中和手段、洗浄手段、乾燥手段に加えて腐食生成物除去手段を備えたことを特徴とする金属材料マクロ組織試験装置。
【請求項３】
段積みされたトレイの最上段を一定の高さに保つ昇降機構を備えたトレイ段積み用の搬出リフタに代えて、傾斜ロール面を有するトレイ整列載置用の傾斜型ローラテーブルとした請求項１または２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋼材の欠陥検査や品位判定のために行われるマクロ組織腐食試験作業の自動化に好適な金属材料マクロ組織試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以前には金属材料（例えば鋼材）のマクロ組織試験は、専ら作業者の手作業に頼って行われていたが、作業能率や作業環境が悪いことから、この作業の自動化への取り組みが種々なされ、自動装置がいくつか提案されている。
古くは特公昭54-24318号公報に、浸漬マクロ方式を自動化困難としてこれに代えて電解マクロ方式を採用し、水洗，湯洗工程を省略した自動装置を構成する技術が開示されている。しかしこの装置は電解装置を必要とするため設備が大がかりとなり、また移動中の錆発生率が高く、移送中の汚染、乾燥ムラ等を生じやすいため、良好な仕上がり面を得ることができなかった。
【０００３】
これに対し、浸漬マクロ方式での自動化装置として、例えば特開平5-52723 号公報，特開平6-308116号公報に記載のものがある。しかしながらこれらの技術にはなお以下の問題がある。
（1)１つの処理槽で腐食・中和洗浄・乾燥を行うバッチ方式のため作業能率が悪く、各種液の飛散による腐食むらを生じやすい。。
（2)試験片の搬入・搬出はまだ人手に頼るところが大きい。
（3)撮影作業の自動化に関する配慮がない。
（4)単一液種（酸）による腐食にしか対応できずSUS 材等に用いられる王水（塩酸と硝酸との混合）腐食ができない。
（5)腐食中に生じる試験片表面の腐食生成物を除去する機能がなく、腐食ムラが発生しやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術の問題に鑑み、本発明は、第１に、試験片の搬入・搬出工程を含めた腐食作業全体の能率に優れる金属材料マクロ組織試験装置の提供を目的とし、第２に、自動撮影可能な金属材料マクロ組織試験装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、搬入部，腐食部，中和洗浄部，搬出部がこの順に１列に配置され、搬入部，搬出部が、トレイ段積み用の搬入リフタ，搬出リフタを有し、これらリフタは段積みされたトレイの最上段を一定の高さに保つ、すなわち最上段のトレイが取り除かれたとき１段上昇し、又は最上段トレイ上に新たにトレイが積まれたとき１段下降する昇降機構を備え、腐食部が上方待機室、腐食槽、塩酸タンク及び硝酸タンクからなり、該腐食槽の前後に隣接して前記塩酸タンク及び前記硝酸タンクを備えて塩酸、硝酸の指定量又は全量を自動液送可能とし、さらにトレイ搬送手段として、搬入部から中和洗浄部入口までを受け持つ第１ローダと、中和洗浄部を受け持つコンベアと、中和洗浄部出口から搬出部までを受け持つ第２ローダとを備え、前記第１ローダには水洗ノズルが取付けられており、また前記中和洗浄部には中和手段、洗浄手段、乾燥手段に加えて腐食生成物除去手段を備えたことを特徴とする金属材料マクロ組織試験装置である。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、搬入部，腐食部，中和洗浄部，撮影部，搬出部がこの順に１列に配置され、該撮影部が、上部にズーム機構付きデジタルカメラあるいは自動焦点付ＣＣＤカメラを設けその直下の視野範囲内にトレイ搬送手段を配したものであり、搬入部，搬出部が、トレイ段積み用の搬入リフタ，搬出リフタを有し、これらリフタは段積みされたトレイの最上段を一定の高さに保つ、すなわち最上段のトレイが取り除かれたとき１段上昇し、又は最上段トレイ上に新たにトレイが積まれたとき１段下降する昇降機構を備え、腐食部が上方待機室、腐食槽、塩酸タンク及び硝酸タンクからなり、該腐食槽の前後に隣接して前記塩酸タンク及び前記硝酸タンクを備えて塩酸、硝酸の指定量又は全量を自動液送可能とし、さらにトレイ搬送手段として、搬入部から中和洗浄部入口までを受け持つ第１ローダと、中和洗浄部を受け持つ第１コンベアと、撮影部を受け持つ第２コンベアと、撮影部出口から搬出部までを受け持つ第２ローダとを備え、前記第１ローダには水洗ノズルが取付けられており、また前記中和洗浄部には中和手段、洗浄手段、乾燥手段に加えて腐食生成物除去手段を備えたことを特徴とする金属材料マクロ組織試験装置である。
【０００７】
前記請求項１または２に記載の発明において、段積みされたトレイの最上段を一定の高さに保つ昇降機構を備えたトレイ段積み用の搬出リフタに代えて、傾斜ロール面を有するトレイ整列載置用の傾斜型ローラテーブルとしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明により、試験片の搬入・搬出工程を含めた腐食作業全体の能率に優れる金属材料マクロ組織試験装置が実現でき、請求項２記載の発明により、試験片の搬入・搬出工程を含めた腐食作業全体の能率に優れ、かつ自動撮影可能な金属材料マクロ組織試験装置が実現できる。
【０００９】
【実施例】
本発明装置の概略全体正面図を図１に示す。ここには最も好適な例として請求項３に対応するものを開示した。図１において、１はトレイ，２は搬入リフタ，３は第１ローダ，４はローダガイド，５は上方待機室，5Aは腐食中の第１ローダ待機位置，６は腐食槽，７は塩酸タンク，８は硝酸タンク，９は塩酸サブタンク，10は第１コンベア，11は苛性ソーダ噴射ヘッド，12は水噴射ヘッド，13は温水噴射ヘッド，14は予備ヘッド，15は温風ノズル，16は苛性ソーダタンク，17は第２コンベア，18はデジタルカメラ，19は第２ローダ，20は搬出リフタ，21は回転ブラシ，22は揺動手段，25は排気管，25A 及び25B は排気口，30はシャッタ，30A は蓋シャッタである。
【００１０】
本発明装置は、トレイ１に収めた金属試験片を塩酸，硝酸又はその混合比を指定した王水のいずれかを選択あるいは指定し自動液送により満たした腐食槽６内に浸漬し、腐食した後、中和洗浄、乾燥、判定を行う金属材料マクロ組織試験作業を自動的に行う金属材料マクロ組織試験装置であって、図１に示すように、搬入部101 ，腐食部102 ，中和洗浄部103 ，撮影部104 ，搬出部105 を工程順に１列に配置してなる。すなわち腐食部と中和洗浄部とをそれぞれ独立させたので、作業が一段と効率化する。以下、各部の機能を説明する。
【００１１】
搬入部101 及び搬出部105 の側面図を図２に示す。図２において40は台車である。なお、前掲図と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。搬入部及び搬出部は、それぞれトレイ１を段積みする搬入リフタ２及び搬出リフタ20を有し、該リフタ２，20は段積みされたトレイ１の段数が変化したとき最上段にあるトレイ１を一定の高さに保つ昇降機構を備える。つまり最上段のトレイが取り除かれたとき１段上昇し、又は最上段トレイ上に新たにトレイが積まれたとき１段下降する。この例ではトレイ１は前後２列に最大９段まで積むことができる。第１ローダ３は搬入リフタ２上で一定高さに持ち上げられている最上段のトレイ１を予め設定したプログラムに従って順々に腐食部に取り込み、また第２ローダ19は、撮影部104 から出てきたトレイ１を取り上げて順々に搬出リフタ20上の最上段の位置に置く。従って、試験片ハンドリングに係る人手作業は、搬入時に試験片を収めたトレイ１を台車40に段積みして搬入リフタ２にセットし、搬出時に搬出リフタ20上に段積みされたトレイ１を台車40に移して運び出すという２作業のみであり、従来に比して格段に進んだ自動化が達成できる。
【００１２】
図３は、搬出部の他の実施例の要部を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。図２−１において、60は傾斜型ローラテーブルである。なお、図１と同一または相当部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。図３に示すように、この実施例では、搬出部105 の一部をなす図１に示した搬出リフタ20に代えて、傾斜型ローラテーブル60とした。この傾斜型ローラテーブル60は、トレイ１を整列載置するローラ面が傾斜してなり、傾斜の高位置で第２ローダ19から受けたトレイ１が重力により自動的に低位置から順に整列するよう配設される。
【００１３】
これによれば、トレイ１が段積みされず平面的に並べられる（図３では二列に並べた）から、トレイ１が段積みされる搬出リフタ20と比較して、スペースの点では不利であるが、上段の付着液（乾燥残り液）が下段の試料に滴下して腐食ムラを誘発する心配がない点で有利である。
なお、トレイ１には、鋼の全品種（厚板，薄板，形鋼，鋼片，線棒）の試験片を収納可能な寸法でかつ塩酸，硝酸，王水のいずれにも耐え得る材質のものを採用するのが好ましい。好適な寸法は430 ×260 ×10〜30(mm)、好適な材質はＰＶｄＦ（フッ化ビニリデン樹脂）である。
【００１４】
腐食部102 の正面図を図４に示す。同図において27はトレイ支持手段である。なお、前掲図と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。腐食部は上方待機室５，腐食槽６，塩酸タンク７及び硝酸タンク８からなり、該腐食槽６はトレイ支持手段27と蓋シャッタ30A とを備える。該トレイ支持手段27には揺動手段22を取り付け、腐食中トレイ１を揺動できるようにしている。これによりトレイ内の金属試験片の腐食面に酸液が均等に行き渡る。また試験片表面の腐食生成物を除去でき腐食むらを低減できる。また蓋シャッタ30A と同様に上方待機室５の前後にもシャッタ30が設けられており、これら蓋シャッタ30A 及びシャッタ30は自動開閉機能を有する。腐食進行中はこれらを閉じて酸のガス及びミストを外部と遮断する。なお排気管25を含む排気系により腐食槽６内の排気口25A 及び上方待機室５内の排気口25B から酸のガス及びミストを排気できる構成としている。
【００１５】
図５は腐食液（酸液）のフローを示す説明図である。同図において35は廃酸タンクである。なお、前掲図と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
図５に示すように、腐食槽６の前後に隣接して塩酸タンク７及び硝酸タンク８を備えて塩酸，硝酸の指定量又は全量を腐食槽６に自動液送可能とし、かつ使用頻度が高く再利用の機会の多い塩酸については塩酸サブタンク９を備えて腐食槽６との間に循環ルートを設け、腐食槽６と塩酸サブタンクの両方から廃酸タンク35への廃液排出ルートを設けている。これにより塩酸，硝酸，王水（塩酸３：硝酸１あるいは指定比）の各マクロ試験条件に応じて塩酸又は硝酸の指定量（あるいは全量）を腐食槽６に迅速に供給でき、酸液交換も円滑かつ迅速に行うことができる。また図示しないが、腐食槽６は液温自動調節機能及びタイマ機能を有する。なお多用される腐食試験条件は、塩酸の場合、75〜80℃×10〜40分、硝酸の場合、常温×10〜30分、王水の場合、常温〜80℃×５〜20分、常温×10〜30分又は90〜95℃×10〜30分である。
【００１６】
第１ローダ３の動作の説明図を図６に示す。同図において26は水洗ノズルである。なお、前掲図と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。図６に示すように、トレイ１は第１ローダ３により搬送され、上方待機室５を経て腐食槽６内のトレイ支持手段に預けられ、腐食完了後、再び第１ローダ３により回収され、上方待機室５を経て中和洗浄部の第１コンベア10に渡される。第１ローダ３には水洗ノズル26が取り付けられていて、腐食完了後第１コンベア10に搬送の間にトレイ１内の試験片を水洗できるようにしている。この間の動作は、腐食槽６のシャッタ30開⇒第１ローダ３によるトレイ１回収⇒腐食槽６のシャッタ30閉⇒水洗しながら搬送⇒第１コンベア10に載置、である。この構成により、腐食完了から中和洗浄開始までの時間を４秒以内とすることができる。
【００１７】
中和洗浄部103 の正面図を図７に示す。前掲図と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。中和洗浄部は図７に示すように、トレイ搬送手段として第１コンベア10を配設し、その上部にトレイ１の進行順に配置された例えば苛性ソーダ噴射ヘッド11等の中和手段、例えば水噴射ヘッド12等の洗浄手段及び例えば温水噴射ヘッド13，温風ノズル15等の乾燥手段を備え、さらに洗浄手段と乾燥手段との間に例えば回転ブラシ21からなる腐食生成物除去手段を備える構成としている。なお、図１、図６では回転ブラシ21を二個設けているが、個数は特に限定されず、必要に応じて一個あるいは三個以上設けてもよい。
【００１８】
図８は、回転ブラシ21の好適例の（ａ）は正面図、（ｂ）は組立状態説明図であり、21Ａは側端部に切り込みを入れたフィン状のスポンジ、21Ｂはプラスチックホイール、21ＣはＳＵＳ軸、21ＤはＳＵＳ押し板である。図８に示すように、この回転ブラシ21は、スポンジ21Ａを、固定材であるＳＵＳ押し板21Ｄを介してＳＵＳ軸21Ｃを回転軸とするプラスチックホイール21Ｂにビス止めすることにより、放射状に取り付けたものである。これ以外にナイロンのロープやモップ等も試行したが、この放射状スポンジフィン型が腐食ムラ発生防止に最も効果的であった。
【００１９】
これにより、腐食面の汚染が確実に防止でき、誤判定が大幅に減少する。また、第１コンベア10をスピード変更可能としてｐＨが低いほど中和時間を長くとれるようにしている。また、予備ヘッド14は洗浄水又は温水を多くしたいときに用い、苛性ソーダタンク16は苛性ソーダ噴射ヘッド11への苛性ソーダ供給源として用いる。なお、図示しないが腐食部102 と同様に中和洗浄部103 にも排気系を設けている。
【００２０】
撮影部104 の構成の説明図を図９に示す。同図において28は撮影室，29は試料室，50はパソコン，51はカラープリンタである。なお、前掲図と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。図９に示すように撮影部は、上部に配した撮影室28内にズーム機構付きのデジタルカメラ18を設け、その直下に配した試料室29内に、デジタルカメラ18の視野に入るように例えば第２コンベア17等のトレイ搬送手段を設けて構成する。なお、デジタルカメラ18に代えて、自動焦点付ＣＣＤカメラを設けてもよい。
【００２１】
デジタルカメラ18は、図示しない画像解析装置，パソコン50及びカラープリンタ51と組み合わせて自動撮影可能に構成している。撮影モードとして自動／手動のモードの選択ができ、かつトレイ全体を撮影する標準モードと一部分をアップして撮影できるモードとが選択可能である。またデジタルカメラ18を腐食環境から保護するために、試料室29の入側と出側にシャッタ30を設け、被写体（トレイ１内の乾燥直後の試験片）通過時のみ開とし、さらに撮影室28と試料室29との間にもシャッタ30を設け、撮影実行時以外は閉とするようにしている。また、撮影室28内にはエアパージを施している。これらシャッタ30の開閉は自動的に行われる。なお図１に示すように、第１コンベア10の延長上に搬送面のレベルを合わせて第２コンベア17を配設しておけばトレイ１の授受が容易である。
【００２２】
撮影部をこのように構成することにより、従来できなかったマクロ組織試験での自動撮影が可能となる。
なお当然ながら本発明装置においては、制御・操作盤を備え、全自動，手動のいずれのモードでの運転も可能である。全自動モードの場合、段積みしたトレイ１を搬入リフタ２にセットしてから搬出リフタ20あるいは傾斜型ローラテーブル60に回収するまでの一連の作業（ローダ搬入⇒腐食⇒中和洗浄⇒乾燥⇒撮影⇒ローダ搬出）を、所定のプログラムに従い自動的に行わせることができる。そして制御・操作盤には腐食条件や現在のトレイ１の処理段階等を表示する表示パネルを組み込んで作業者の便宜を図っている。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、試験片の搬入・搬出過程を含めた腐食作業全体の能率に優れ、また自動撮影が可能な金属材料マクロ組織試験装置が得られるという格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体を示す概略正面図である。
【図２】搬入部及び搬出部を示す側面図である。
【図３】搬出部の他の実施例の要部を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図４】腐食部の正面図である。
【図５】腐食液（酸液）のフローを示す説明図である。
【図６】第１ローダの動作の説明図である。
【図７】中和洗浄部の正面図である。
【図８】回転ブラシの好適例の（ａ）は正面図、（ｂ）は組立状況説明図である。
【図９】撮影部の構成の説明図である。
【符号の説明】
１  トレイ
２  搬入リフタ
３  第１ローダ
４  ローダガイド
５  上方待機室
5A  第１ローダ待機位置
６  腐食槽
７  塩酸タンク
８  硝酸タンク
９  塩酸サブタンク
10  第１コンベア
11  苛性ソーダ噴射ヘッド
12  水噴射ヘッド
13  温水噴射ヘッド
14  予備ヘッド
15  温風ノズル
16  苛性ソーダタンク
17  第２コンベア
18  デジタルカメラ
19  第２ローダ
20  搬出リフタ
21  回転ブラシ
21A   スポンジ
21B   プラスチックホイール
21C   ＳＵＳ軸
21D   ＳＵＳ押し板
22  揺動手段
25  排気管
25A ，25B   排気口
26  水洗ノズル
27  トレイ支持手段
28  撮影室
29  試料室
30  シャッタ
30A   蓋シャッタ
35  廃酸タンク
40  台車
50  パソコン
51  カラープリンタ
60  傾斜型ローラテーブル
101  搬入部
102  腐食部
103  中和洗浄部
104  撮影部
105  搬出部
【図１】
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【図２】
0003656329.tif 000003
【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】
0003656329.tif 000010