(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークを熱処理する熱処理炉として、雰囲気ガスを充満させた熱処理室内にワークを載置したパレットを連続的に搬送して熱処理する連続焼鈍炉において、熱処理室の仕切扉開閉時に冷気が熱処理室へ侵入しても、ワークが局所的に温度降下し歪むことを防止することのできる連続熱処理炉を提供する。【解決手段】パージ室３と、前記パージ室の搬送方向側に連接され、加熱装置を備えた熱処理室２と、前記パージ室もしくは前記熱処理室の少なくとも一方に設置され、複数のパレットを搬送する搬送装置と、を備え、前記パージ室の搬入口と、前記パージ室から前記熱処理室への搬送口２１と、前記熱処理室の搬出口と、にはパレット通過時に開閉する仕切扉２２が設置された連続熱処理炉において、前記パレットの、前記パージ室から前記熱処理室への搬送方向と反対側のパレット端部に遮蔽板８を設置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パージ室と、
前記パージ室の搬送方向側に連接され、加熱装置を備えた熱処理室と、
前記パージ室もしくは前記熱処理室の少なくとも一方に設置され、複数のパレットを搬送する搬送装置と、を備え、
前記パージ室の搬入口と、前記パージ室から前記熱処理室への搬送口と、前記熱処理室の搬出口と、にはパレット通過時に開閉する仕切扉が設置された連続熱処理炉において、
前記パレットには、遮蔽板が設置されており、
前記遮蔽板は、前記パージ室から前記熱処理室への搬送方向と反対側のパレット端部に設置されること、
を特徴とする連続熱処理炉。
【請求項２】
前記遮蔽板は、低膨張金属で構成された請求項１または２に記載の連続熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のワークを熱処理する連続熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材であるワークを熱処理する熱処理炉として、不活性ガス等の雰囲気ガスを充満させた熱処理室内にワークを載置したパレットを連続的に搬送して、熱処理室内の側方に設置されたヒータ等の加熱手段により熱処理する連続焼鈍炉がある。この連続焼鈍炉には、一般的に熱処理室の前室として、外気と雰囲気ガスとを置換することで熱処理室に外気の侵入を防止するパージ室が備えられている。また、パージ室の搬入口と、パージ室から熱処理室への搬送口と、には仕切扉が設置され、パレット通過時に仕切扉を開閉することでパージ室と熱処理室を密閉している。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の連続熱処理炉では、パレット通過に仕切扉が開閉することで、加熱手段を備えていないパージ室の冷気が加熱手段を備えた熱処理室へ侵入してしまう。その冷気の侵入によって、熱処理室内で熱処理されているパレット上のワークが、局所的に温度降下し歪んでしまうという問題が発生していた。
【０００４】
これに対し、特許文献１では、パージ室と熱処理室の圧力を同圧にした状態でパージ室と熱処理室との間の仕切扉を開き、パレットをパージ室から熱処理室へと搬送する技術を開示している。これによれば、加熱室内の雰囲気ガスの濃度や圧力等が変動するのを極力抑えて、その雰囲気ガスに乱れが生じるのを防ぐことができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２-３１８０８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パージ室と熱処理室の圧力を同圧にしようとすると、パージ室にも雰囲気ガス供給手段を設ける必要があり、熱処理炉が複雑な構成になり、かつ複雑な制御をしなければならず、結果コストが上がってしまうことが懸念される。
【０００７】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、熱処理内で加熱されたワークが、パージ室から侵入する冷気によって局部的に温度降下することを簡易的に防ぐことができ、その結果ワークの歪を防止することができる連続熱処理炉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】
【０００８】
上記のような従来の問題点を解決するために、請求項１に記載した発明は、以下の構成を持つ。
パージ室と、前記パージ室の搬送方向側に連接され、加熱装置を備えた熱処理室と、前記パージ室もしくは前記熱処理室の少なくとも一方に設置され、複数のパレットを搬送する搬送装置と、を備え、前記パージ室の搬入口と、前記パージ室から前記熱処理室への搬送口と、前記熱処理室の搬出口と、にはパレット通過時に開閉する仕切扉が設置された連続熱処理炉において、前記パレットには、遮蔽板が設置されており、前記遮蔽板は、前記パージ室から前記熱処理室への搬送方向と反対側のパレット端部に設置されること、を特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、熱処理室内のヒータによってワークと共に加熱された遮蔽板によって、仕切扉開閉時にパージ室内から熱処理室内に侵入する冷気がワークに接触する前に、冷気の温度を上昇させることができる。そのため、熱処理室内のヒータによって加熱されたワークの温度が冷気により局所的に下がり、ワークが歪んでしまうという問題を防ぐことができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、以下の構成を持つ。
前記遮蔽板は、低膨張金属で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載した発明によれば、遮蔽板が低膨張金属で構成されていれば、熱処理室内のヒータにより加熱や、仕切扉開閉時にパージ室内から熱処理室内に侵入する冷気と接触による冷却を繰り返しても、歪みやうねりが発生しにくくなる。その結果、遮蔽板の寿命を伸ばすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成された本発明は、以下のような効果を奏する。すなわち、パレットに設置された遮蔽板は、熱処理室内のヒータによってワークと共に加熱される。そして、加熱された遮蔽板は、仕切扉の開閉時にパージ室内から熱処理室内に侵入する冷気がワークに接触する前に、冷気の温度を上昇させることができる。冷気の温度が上昇することで、熱処理室内のヒータによって加熱されたワークの温度が局所的に下がり、ワークが歪んでしまうという問題を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の連続熱処理炉の平面図である。
【図２】本発明の連続熱処理炉の縦断面図(図１のＡＡ断面)である。
【図３】本発明の連続熱処理炉のパージ室内のパレットを熱処理室内に搬送する方法を示す図である。
【図４】本発明の連続熱処理炉の待機台上のパレットをパージ室内に搬送する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の連続熱処理炉を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、連続熱処理炉の入口側の構成についてのみ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の連続熱処理炉の平面図である。図１に示すように、本発明にかかる本実施形態の連続熱処理炉１には、側面に設置したヒータ２４によって、鋼材であるワークＷの熱処理を行う熱処理室２を備えている。なお、ヒータとして、遠赤外線ヒータ、送風機ヒータ、オイルヒータなどが挙げられる。
【００１６】
熱処理室２の前室（図１において左方）には，外気と雰囲気ガスとを置換することで熱処理室に外気の侵入を防止するパージ室３が連接されている。そのパージ室３の前室（図１において下方）には，ワークＷを載置したパレット５を待機させるための待機台４が設置されている。
【００１７】
パージ室３には、ヒータ２４によって加熱された熱処理室２内のパレット５を待機台４からパージ室３に搬入するための搬入口３１が備えられている。搬入口３１には、外気とパージ室内を仕切りする仕切扉３２が設置されている。
【００１８】
また、パージ室３と熱処理室２との間には、パレット５をパージ室３から熱処理室２に搬送するための搬送口２１が備えられている。搬送口２１には、熱処理室２内の温度を下げないための仕切扉２２が設置されている。
【００１９】
仕切扉２２、２３には、図示しない駆動装置がそれぞれ設置されており、それらの駆動手段が仕切扉２２、２３を上下駆動させる。
【００２０】
待機台４の前方(図１において下方)には、図示しないトレイプッシャが設置されている。待機台４の前方のトレイプッシャはロッド６と図示しない油圧装置によって構成され、油圧装置がロッド６を前進・後退させる。ロッド６が前進することで、待機台４上に載置されたパレット５が待機台４からパージ室３に搬入される。
【００２１】
パージ室３の反搬送方向(図１において左方) には、図示しないトレイプッシャが設置されている。パージ室３の反搬送方向のトレイプッシャは、ロッド７と図示しない油圧装置によって構成され、油圧装置がロッド７を前進・後退させる。ロッド７が前進することにより、パージ室３内のパレット５がパージ室３から熱処理室２に搬送される。
【００２２】
なお、搬送手段はトレイプッシャに限られない。複数のローラが間隔を置いて配設され、それぞれのローラがモータ等のアクチュエータによって同一方向に回転してトレイを搬送するものや、ベルトコンベアなどでも本発明と同様の効果を奏する。
【００２３】
図２は、本発明の連続熱処理炉の縦断面図(図１のＡＡ断面図)である。図２に示すとおり、熱処理室２には、図示しない供給装置によって、エンリッチガス，ＲＸガス（ＣＯガス），及び，窒素（Ｎ２）ガス等の雰囲気ガスを供給する供給装置が備えられている。供給装置から供給された雰囲気ガスは、熱処理室２の上部に設置された供給口２３から熱処理室２内に供給される。
【００２４】
熱処理室２内に供給された雰囲気ガスは、熱処理室３の上部に回転自在に設置された送風機２６によって熱処理室３内に攪拌され、その結果熱処理室３内の温度が一定になる。なお、回転自在に設置された送風機２６として、軸流ファンや多翼ファン、還流ファンなどが挙げられる。
【００２５】
また、供給口２３から供給された雰囲気ガスは熱処理室２内に充填される。充填された雰囲気の一部は、仕切扉２２に設置された通気口２５を通りパージ室３内に流入される。パージ室３内に流入された雰囲気ガスは、パージ室３内に充填される。充填した雰囲気ガスの一部が、パージ室３の上部に設置された排出口３３からパージ室外に排出する。
【００２６】
パレット５には、仕切扉２２の開閉時にパージ室３から侵入する冷気を遮蔽するための遮蔽板８が、パレット５に垂直に設置されている。パレット５が熱処理室２内に載置されている場合、遮蔽板８はパージ室３から熱処理室２への搬送方向と反対側のパレット５の端部に位置する。すなわち、熱処理室２内において、パレット５に設置された遮蔽板８は、同じパレット５に設置されたワークＷよりも仕切扉２５側に設置されていることになる。従って、仕切扉２２の開閉時に熱処理室２内に侵入する冷気はワークＷに接触する前に、熱処理室２内のヒータ２４にて加熱された遮蔽板に接触する。その結果、冷気の温度を上昇させることができ、熱処理室内のヒータ２４によって加熱されたワークＷの温度が局所的に下がり、ワークが歪んでしまうという問題を防ぐことができる。
【００２７】
遮蔽板８は、ワークＷと同等以上の高さと幅を備えている。熱処理室内にて加熱された遮蔽板８は、ワークＷと同等以上の高さと幅を備えているため、仕切扉２５開閉時にパージ室３内から熱処理室２内に侵入する冷気と積極的に接触する。遮蔽板８と冷気とが積極的に接触することで、冷気の温度をより上昇し易くすることができる。
【００２８】
遮蔽板８は、タングステンやモリブデンなどの低熱膨張金属素材のもので構成されている。遮蔽板８が低膨張金属で構成されていれば、熱処理室２内のヒータ２４による加熱と、仕切扉２２の開閉時に熱処理室内２に侵入する冷気との接触とを繰り返しても、歪みやうねりが発生しにくくなる。その結果、遮蔽板８の寿命を伸ばすことができ、メンテナンスコストの削減を図ることができる。
【００２９】
熱処理室２は、図示しない制御装置を備えている。制御装置は、熱処理室内のヒータ２４、仕切り扉３２、２２を駆動する駆動装置、パレット５を搬送するトレイプッシャ、熱処理室３の上部に回転自在に設置された送風機２６、熱処理室２内への雰囲気ガスの供給装置、と電気的に接続されている。また、熱処理室３内には、熱処理室３内の温度を測定する熱電対等の接触式温度センサーや非接触式の温度センサーなどの図示しない温度測定手段を備えている。そして、温度測定手段によって測定された温度を元に、制御装置によって、ヒータ２４による加熱、仕切扉３２、２２の開閉、トレイプッシャの前進・後退、送風機の送風、雰囲気ガスの供給装置からの供給量を制御する。その結果、熱処理室の温度が所定の時間だけ所定の温度に維持することができる。なお、熱処理室２内の温度は、例えば６００〜９００℃程度となるように行われる。
【００３０】
次に，以上のように構成された連続熱処理炉１において、待機台４に載置されたパレット５が、熱処理炉３に搬入されるまでの流れを図３、図４を用いて説明する。なお、図３図４は、本発明の連続熱処理炉の搬送方法を現す図であり、図３はパージ室内のパレットを熱処理室内に搬送する方法を示す図、図４は待機台上のパレットをパージ室内に搬送する方法を示す図である。
【００３１】
まず、仕切扉２２に設置された駆動手段によって、仕切扉２２が上方向に開き、パージ室５内に載置されたパレット５を、トレイプッシャのロッド７を前進させることで、熱処理室３に搬入させる。その際、パージ室３内から熱処理室２内に搬送されたパレット５は、先に熱処理室２内に搬送された複数のパレット５を搬送方向に押し出すように搬送される。その後、トレイプッシャのロッド７が後退し、仕切扉２２が閉じられる。
【００３２】
次に、仕切扉３２に設置された駆動手段によって仕切扉３２が上方向に開き、その後、待機台４上に載置されたパレット５を、トレイプッシャのロッド６を前進させることで、パージ室３に搬入させる。その後、トレイプッシャのロッド６が後退し、仕切扉３２が閉じられる。熱処理室２内に搬送されたパレット５において、パレット５に設置された遮蔽板８は、ワークＷと供に熱処理室２内の側面に設置されたヒータ２４によって加熱され、６００℃から９００℃まで温度上昇する。
【００３３】
温度上昇から一定時間経過後、パージ室３に待機していたパレット５を熱処理室２内に搬送するため、仕切扉２２が開く。仕切扉２２が開く際、パージ室３内の冷気が搬入口２１から熱処理室２内に侵入する。熱処理室２内に侵入した冷気は、熱処理室２内で加熱された遮蔽板８に近づくことで温度上昇する。冷気の温度が上昇することで、熱処理室２内で加熱されたワークＷの温度が局所的に下がり、ワークＷが歪んでしまうという問題を防ぐことができる。
【００３４】
以上，本発明の好適な実施の形態の一例を示したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば，本実施の形態においては，遮蔽板８は、遮蔽板の板厚の方向に複数の穴を有する構造であってもよい。遮蔽板８が複数の穴を有することで、遮蔽板８の重量を減らすことができ、遮蔽板８が設置されたパレット５を搬送するトレイプッシャの駆動力を減らすことができる。その結果、トレイプッシャを小型化することができる。
【００３５】
また、遮蔽板８は、板状のもので構成されている必要はなく、棒状のものを組み合わせた構成であってもよい。棒状の鋼材を組み合わせた遮蔽板８であれば、別途、板状の鋼材に穴加工する必要がなくなり、製作コストを安くすることができる。
【００３６】
また、図示されたパレット５に設置された遮蔽板８は、パレット５端部の一部に設置されているが、遮蔽板８はパレット５上のワークＷを囲むように設置されていてもよい。遮蔽板８がワークＷを囲むように設置されていることで、仕切扉２５の開閉時に熱処理室２内に侵入する冷気が、熱処理室２の側面に沿って侵入した場合でも、ワークＷに接触する前に、冷気の温度を上昇させることができる。冷気の温度が上昇することで、熱処理室２内のヒータ２４によって加熱されたワークＷの温度が局所的に下がり、ワークＷが歪んでしまうという問題を防ぐことができる。
【００３７】
また、遮蔽板８は板状であるが、ワークＷの上部を覆うように伸びている形状でもよい。遮蔽板８がワークＷの上部を覆う形状であれば、仕切扉２５の開閉時に熱処理室２内に侵入する冷気が熱処理室２の上部に沿って侵入した場合でも、ワークＷに接触する前に、加熱された遮蔽板８の上部に接触する。その結果、冷気の温度を上昇させることができ、熱処理室２内のヒータによって加熱されたワークの温度が局所的に下がり、ワークＷが歪んでしまうという問題を防ぐことができる。
【００３８】
また、パレット５上のワークＷは１個に限られるのではなく、パレット５に複数のワークＷを載置することが可能な治具を備えれば、複数のワークＷを同時に搬送することができる。
【００３９】
複数のワークＷを同時に搬送する場合には、遮蔽板８の高さと幅を大きくする。すなわち、遮蔽板８の搬送方向の投影面が、複数のワークＷを覆うような形状にする。これによって、仕切扉２５の開閉時に熱処理室２内に侵入する冷気が、複数のワークＷに接触する前に、遮蔽板８に接触し、冷気の温度を上昇させることができる。
【００４０】
なお、複数のワークＷを同時に搬送する場合には、遮蔽板８が複数のワークＷを囲むように設置されている、もしくはワークＷの上部を覆うように伸びている形状を有しても、同様の効果を奏する。
【００４１】
本発明の熱処理室２は、鋼材を熱処理する目的に関らず、多様な形態のワークに対して多様な目的の熱処理に使用できる。一例を挙げれば、磁性粉末の塊を焼鈍する目的、半導体装置を構成する複数の基板同士もしくは基板と半導体素子をリフロー半田接続する目的、ワークの表面に窒化処理や浸炭処理をおこなう目的などがある。
【符号の説明】
【００４２】
１…連続熱処理炉、２…熱処理室、３…パージ室、４…待機台、５…パレット、６…ロッド、７…ロッド、８…遮蔽板、２１…搬送口、２２…仕切扉、２３…供給口、２４…ヒータ、２５…通気口、２６…送風機、３１…搬入口、３２…仕切扉、３３…排気口、Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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