(57)【要約】【課題】新規な構成の熱処理炉と、該熱処理炉を備えてなる熱処理設備を提案する。【解決手段】下側が開放される炉本体１２と、前記炉本体１２の下側の開放部分を閉じるとともに、回転駆動される床体１４と、から炉室１５が形成され、前記炉室１５内に、ワーク８・８・・・を載置するための載置棚１６・１６・・・が一又は複数段設けられる熱処理炉（溶体化炉１、時効炉３）とする。また、前記炉本体１２には、炉室１５内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置２０Ａ・２０Ｂが設けられる。また、前記載置棚１６・１６・・・は、床体１４に立設される支柱１７に支持され、床体１４とともに回転する構成とする。【選択図】図２
2006200823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側が開放される炉本体と、
前記炉本体の下側の開放部分を閉じる床体と、から炉室が形成され、
前記炉室内に、ワークを載置するための載置棚が、
一、又は、複数段設けられる、熱処理炉。
【請求項２】
前記炉本体には、前記炉室内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置が設けられる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項３】
下側が開放される炉本体と、
前記炉本体の下側の開放部分を閉じる床体と、から炉室が形成され、
前記炉室は、隔壁にて上下二つの空間に区画され、
上側の空間が時効処理を行うための時効炉室として構成され、
下側の空間が溶体化処理を行うための溶体化炉室として構成され、
前記時効炉室及び溶体化炉室には、それぞれ、一又は複数段の載置棚が設けられ、
前記炉本体には、
前記時効炉室内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置と、
前記溶体化炉室内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置と、
が設けられる熱処理炉。
【請求項４】
前記床体は、回転駆動される構成とするとともに、
前記載置棚は、前記床体に立設される支柱に支持され、前記床体とともに回転する構成とする、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱処理炉。
【請求項５】
前記床体には、前記床体の下方の外部空間と連通するシュート部と、
前記シュート部の下部開口を開閉する蓋体を具備する砂排出機構と、が設けられ、
前記床体の下方には、
前記蓋体に当接し、蓋体を開閉するためのガイド部材と、
前記蓋体が開かれた際に、前記蓋体上に堆積された砂が投入される砂回収箱と、が設けられる構成とする、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱処理炉。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の前記熱処理炉を、
溶体化炉、時効炉として用いることとし、
前記溶体化炉と前記時効炉とを具備する構成とした熱処理設備。
【請求項７】
前記熱処理設備は、ワークを溶体化処理するための前記溶体化炉と、
前記溶体化炉にて溶体化処理された前記ワークを焼入れ処理するための焼入れ水槽と、
前記焼入れ水槽にて焼入れ処理された前記ワークを時効処理するための前記時効炉と、
前記時効炉により時効処理された前記ワークを冷却するための空冷装置と、
前記溶体化炉にて溶体化処理される前記ワークを搬入するためのワーク搬入装置と、
前記空冷装置にて冷却された前記ワークを搬出するためのワーク搬出装置と、
前記ワーク搬入装置、前記溶体化炉、前記焼入れ水槽、前記時効炉、前記空冷装置、前記ワーク搬出装置の順に、前記ワークを一つずつ移動させるためのロボットアームと、
を具備する構成とする、ことを特徴とする請求項６に記載の熱処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造や鍛造によって成形されたアルミニウム合金などの成形品の熱処理技術に関し、より詳しくは、溶体化処理、時効処理を行う熱処理炉と、これらの熱処理炉を備える熱処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム材、鋼材等の鋳物、鍛造品の熱処理設備において、溶体化処理、焼入れ処理、時効処理の一連の処理を行う設備が知られている。
例えば、図９に示す設備の構成では、トレー７０内に複数のワーク（被処理体）を収容し、該トレー７０を搬送する過程で、トレー７０内の各ワークについて溶体化処理、焼入れ処理、時効処理が連続的に行われる構成とするものであり、このように、トレー７０を用いた形態の熱処理工程に関する技術は周知となっている。
【０００３】
また、図９に示す構成において、７１は溶体化炉、７２は焼入れ水槽、７３は時効炉であり、これらにトレー７０・７０・・・が連続的に供給されることとしている。また、ワークに付着した中子砂を回収するためのコンベア７５・７５を地下ピット７６に設け、該コンベア７５・７５にて中子砂を砂回収箱７７まで搬送する構成としている。
【０００４】
また、特許文献１においては、溶体化炉及び時効炉を回転式炉とした構成について開示されている。
この特許文献１では、上記の溶体化処理、焼入れ処理、時効処理のプロセスにおいて、溶体化処理の前に、短時間で昇温を実施する高速昇温炉を設置する構成とするものである。この高速昇温は、ワーク内に蓄積した内部応力の除去を目的としている。
【特許文献１】特開２００３−１８３７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図９に示すような設備の構成においては、次のような問題がある。
まず、溶体化炉７１、時効炉７３における昇温時においては、トレー７０内のワーク毎の温度分布のバラツキが大きく、トレー７０内の全てのワークが設定温度に達するまでに長時間を要することとなっていた。結果として、昇温が早いワークに対しては、均熱時間が長くなり、昇温が遅いワークについては、均熱時間が短くなり、ワークの品質にバラツキが生じることになる。これは、ワークを詰め込んだトレー７０内においては、熱風の届きにくい、いわゆる死角となる箇所が形成されてしまうためであり、例えば、図１０に示すワーク７８ａと、ワーク７８ｂでは、品質が異なってしまうものであった。
【０００６】
また、焼入れ水槽７２における冷却時においても、ワーク７８ａとワーク７８ｂの冷却速度にバラツキが生じることになる。
【０００７】
また、昇温過程、冷却過程においては、トレー７０自体の昇温や冷却に熱エネルギーの移動が発生するため、ワークの昇温、冷却のためのエネルギーのロスが発生することになる。このため、溶体化炉７１、時効炉７３のラインの長大化や、バーナー出力の増大等といったことにつながることになっていた。
【０００８】
また、設備へのトレー７０の積み込み作業、及び、設備からのトレー７０の取り出し作業が必要とされていた。
【０００９】
また、昇温時間短縮のため、均熱温度よりも高温の高速昇温ゾーンを設けることも検討されるが、上記のバラツキの問題から、融点超えのワークを発生させてしまう恐れがある。
【００１０】
また、溶体化炉７１、時効炉７３にトレー７０が搬入される際には、炉内の温度が低下することになるため、このこともエネルギーロスや、昇温時間の長期化につながることになる。
【００１１】
また、トレー７０自体についても、冷却、加熱が繰り返されるため、トレー７０に歪が発生し、搬送路にて引っかかる等して、ライン停止を招くといった問題があった。また、トレー７０のメンテナンス費も必要とされることになる。
【００１２】
また、中子砂の回収については、シュート７９・７９・・・内に設けたスクリュウを回転させることにより、コンベア７５上へと排出させることとしているが、このスクリュウの駆動源が必要となる。また、前記スクリュウが中子砂により摩耗し、補修や部品交換等のメンテナンス費の増大をもたらしていた。
【００１３】
また、コンベア７５・７５のつなぎ箇所にて砂こぼれが派生するという問題もあった。この点、コンベア７５・７５を廃止して各シュート７９・７９・・・の下方に砂回収箱７７を設置することも考えられるが、砂回収作業の負担が生じ、保全費（労務費）の増大をもたらすことになる。
【００１４】
また、内部にて複数のトレー７０を搬送する設備構成であるため、設備が大型で、バーナー８１・８１・・・、ファン８２・８２・・・、搬送装置８３・８３・・・等のアクチュエータ類の点数が多くなるため、施工費用の増大、施工期間の長大や、保全費が高いといったこと、また、設備の移設転用が困難であるという問題があった。
【００１５】
また、特許文献１で開示される技術では、高速昇温炉の設置が必要となるため、この高速昇温炉の設置費用が必要とされることになる。この点、溶体化炉における昇温の効率化が図ることができれば、高速昇温炉を設置しなくても、設置した場合と同等の効果を得ることができるようになる。
【００１６】
本発明は、以上の問題点に鑑み、新規な構成の熱処理炉と、該熱処理炉を備える熱処理設備を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１８】
即ち、請求項１に記載のごとく、下側が開放される炉本体と、前記炉本体の下側の開放部分を閉じる床体と、から炉室が形成され、前記炉室内に、ワークを載置するための載置棚が、一、又は、複数段設けられる、熱処理炉とする。
【００１９】
また、請求項２に記載のごとく、前記炉本体には、前記炉室内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置が設けられる構成とする。
【００２０】
また、請求項３に記載のごとく、下側が開放される炉本体と、前記炉本体の下側の開放部分を閉じる床体と、から炉室が形成され、前記炉室は、隔壁にて上下二つの空間に区画され、上側の空間が時効処理を行うための時効炉室として構成され、下側の空間が溶体化処理を行うための溶体化炉室として構成され、前記時効炉室及び溶体化炉室には、それぞれ、一又は複数段の載置棚が設けられ、前記炉本体には、前記時効炉室内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置と、前記溶体化炉室内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置と、が設けられる熱処理炉とする。
【００２１】
また、請求項４に記載のごとく、前記床体は、回転駆動される構成とするとともに、前記載置棚は、前記床体に立設される支柱に支持され、前記床体とともに回転する構成とする。
【００２２】
また、請求項５に記載のごとく、前記床体には、前記床体の下方の外部空間と連通するシュート部と、前記シュート部の下部開口を開閉する蓋体を具備する砂排出機構と、が設けられ、前記床体の下方には、前記蓋体に当接し、蓋体を開閉するためのガイド部材と、前記蓋体が開かれた際に、前記蓋体上に堆積された砂が投入される砂回収箱と、が設けられる構成とする。
【００２３】
また、請求項６に記載のごとく、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の熱処理炉を、溶体化炉、及び、時効炉として用いることとし、前記溶体化炉と前記時効炉とを具備する構成とした熱処理設備とするものである。
【００２４】
また、請求項７に記載のごとく、前記熱処理設備は、ワークを溶体化処理するための前記溶体化炉と、前記溶体化炉にて溶体化処理された前記ワークを焼入れ処理するための焼入れ水槽と、前記焼入れ水槽にて焼入れ処理された前記ワークを時効処理するための前記時効炉と、前記時効炉により時効処理された前記ワークを冷却するための空冷装置と、前記溶体化炉にて溶体化処理される前記ワークを搬入するためのワーク搬入装置と、前記空冷装置にて冷却された前記ワークを搬出するためのワーク搬出装置と、前記ワーク搬入装置、前記溶体化炉、前記焼入れ水槽、前記時効炉、前記空冷装置、前記ワーク搬出装置の順に、前記ワークを一つずつ移動させるためのロボットアームと、を具備する構成の熱処理設備とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
以上の請求項１に記載の発明では、従来のトレーを用いる設備と比較すると、トレーを利用しないため、ワークごとの品質のバラツキを低減でき、また、ワークの品質を向上させることができる。また、トレーの昇温・冷却に伴うエネルギーロスを削減できる。
また、各ワークと熱風との間の接触面積を広く確保することができ、昇温時間の短縮化、さらには、均熱時間を含めた熱処理全体に要する時間を短縮することができる。
また、載置棚を複数段設けることにより、短時間に多くのワークを熱処理することができ、優れた処理能力を発揮することができる。
【００２６】
また、請求項２に記載の発明では、複数段設けられる各載置棚に供給される熱風の量（エネルギー）のバラツキがなくなり、各ワークについて均一に熱処理を行うことができ、ワークの品質のバラツキを防止できる。また、落下する砂の巻き上げがなく、装置の耐用期間の長期化が図られる。
【００２７】
また、請求項３に記載の発明では、熱処理炉の設置スペースが少なく済み（装置の小型化）、熱処理設備全体の設置スペースの狭小化を図ることができる。
【００２８】
また、請求項４に記載の発明では、設置場所が異なることによる熱伝達量のバラツキの影響を低減することができ、各ワークの品質を均一にすることができる。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明では、砂回収に関する装置が簡易であることから、安価に構成することができる。また、砂回収作業も効率よく行うことができる。
【００３０】
また、請求項６に記載の発明では、従来構成の熱処理炉と比較して、溶体化炉での溶体化処理、時効炉での時効処理を、それぞれ短時間で完了することができ、熱処理の全工程を短時間で完了することができる。
また、従来のトレーを用いる設備と比較して、施工費用の削減、施工期間の短縮、保全費の削減を図ることができる。また、溶体化炉と時効炉は個別に構成されるため、設備を容易に移設転用できる。
また、従来のトレーを用いる設備と比較して、バーナー、ファンの個数を削減でき、また、トレーの搬送装置が必要なくなるため、装置を安価に構成することができる。
【００３１】
また、請求項７に記載の発明では、ロボットアームによって、コンベア等で搬送できない複雑形状のワークや、中子砂付きのワークを搬送することができる。
また、焼入れ水槽は、ワーク単体のみを冷却することになるため、コンパクトに構成することができる。
また、空冷装置により、熱処理後のワークを強制冷却することで、後工程の人手によるワーク検査を行いやすくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１に示すごとく、熱処理設備１０は、溶体化炉１と、焼入れ水槽２と、時効炉３と、空冷装置４と、ロボットアーム５と、ワーク搬入装置６と、ワーク搬出装置７とを具備する構成としている。
この装置構成において、ワーク搬入装置６にて搬入されるワーク８・８・・・は、溶体化炉１において溶体化処理、焼入れ水槽２にて焼入れ処理、時効炉３にて時効処理、空冷装置４にて冷却処理、といった順に熱処理が行われ、ワーク搬出装置７にて搬出される。
【００３４】
また、前記溶体化炉１と前記時効炉３は、本発明にかかる熱処理炉により構成されるものである。そして、以下の熱処理炉の構成において、熱処理の温度、時間を設定することにより、溶体化処理、時効処理のいずれかを択一的に行うことを可能とするものである。
【００３５】
図２及び図３に示すごとく、本発明にかかる熱処理炉（溶体化炉１、時効炉３）は、ベース１１にて支持され、下側が開放される筒状の炉本体１２と、該炉本体１２の下側の開放部分を閉じるとともに、ベース１３にて回転自在に支持される床体１４と、から炉室１５が形成され、該炉室１５内に、複数段の載置棚１６・１６・・・が設けられる構成としている。前記炉本体１２の上側は、上壁１２ａによって閉じられている。
【００３６】
また、載置棚１６・１６・・・は、前記床体１４の中心部に上下方向に立設される支柱１７に固定され、各段において、支柱１７を中心とする円盤形状に構成されており、本実施例においては、各段において合計２０個のワーク８・８・・・の載置を可能としている。
また、前記床体１４は、図示せぬモータにより、前記支柱１７の中心線を軸として回転するようになっており、この床体１４の回転によって、支柱１７、載置棚１６・１６・・・が回転するようになっている。
尚、載置棚１６・１６・・・の段数については、適宜設計されるものである。例えば、少ない個数のワーク８・８・・・を処理するための装置構成とする場合には、一段とすることも考えられる。
【００３７】
また、前記炉本体１２には、載置棚１６・１６・・・にワーク８・８・・・を搬入するための搬入口１８と、載置棚１６・１６・・・からワーク８・８・・・を搬出するための搬出口１９が設けられている。各搬入口１８、搬出口１９には、それぞれ、開閉扉１８ａ・１９ａが設けられ、該搬入口１８、搬出口１９は必要に応じて開閉される。
【００３８】
また、前記炉本体１２の外周部には、バーナー２１と、ファン２２を具備する熱風循環装置２０Ａ・２０Ｂが二箇所に設けられており、本実施例においては、二つの熱風循環装置２０Ａ・２０Ｂは、円周方向において略１８０度離れた位置に設置される。
【００３９】
各熱風循環装置２０Ａ・２０Ｂは、それぞれ、炉本体１２の外周部に配置される筐体２３に、バーナー２１とファン２２を設置して構成される。前記筐体２３の内部は、隔壁２４によって、バーナー室２５とファン室２６の２室に区画され、バーナー室２５にはバーナー２１の発熱部２１ａが配置され、ファン室２６にはファン２２が配置される。
また、バーナー室２５と、ファン室２６は、炉本体１２に設けた開口部２５ａ・２６ａを介して、それぞれ炉室１５内と連通されている。
また、ファン２２に関し、前記隔壁２４には、ファン２２の吸入口が開口され、また、ファン室２６側にはファン２２の排出口が設けられる構成としており、バーナー２１によって昇温されたバーナー室２５内の空気が、ファン２２の回転によって吸引され、ファン室２６内、そして、開口部２６ａを介して炉室１５内へと排出される。
また、一方の熱風循環装置２０Ａから排出される熱風は、他方の熱風循環装置２０Ｂのファン２２の吸引力によって、熱風循環装置２０Ｂのバーナー室２５内へと導かれ、バーナー２１によって昇温された後、熱風循環装置２０Ｂのファン２２から排出されて、再び熱風循環装置２０Ａと戻される。
以上のようにして、熱風が炉室１５内で循環するようになっている。
【００４０】
また、図３に示すごとく、前記開口部２６ａは、その上下寸法が、最上段の載置棚１６と、最下段の載置棚１６に、それぞれ載置されるワーク８・８・・・に対向するように設定されており、各載置棚１６・１６・・・に対し、水平方向に熱風が送り込まれるようになっている。そして、各載置棚１６・１６・・・に送り込まれた熱風は、図２に示すごとく、各載置棚１６・１６・・・において、各ワーク８・８・・・の間の隙間を通過しながら、炉室１５内を循環される。
このように、各載置棚１６・１６・・・について熱風を送り込む構成とすることで、各載置棚１６・１６・・・に供給される熱風の量（エネルギー）のバラツキがなくなり、各ワーク８・８・・・について均一に熱処理を行うことができるようになる。これにより、ワーク８・８・・・の製品品質のバラツキを防止できる。
また、ワーク８・８・・・と熱風との接触面積が広く確保されることになり、各ワーク８・８・・・においても、温度分布のバラツキが少なくなり、各ワーク８・８・・・の製品品質の向上を図ることができる。また、各ワーク８・８・・・において、熱風との間での効率のよい熱伝達が行われるため、昇温時間の短縮化が図られる。
【００４１】
図４は、この昇温時間の短縮化について示すものであり、背景技術で述べたトレーを用いる設備の場合において、溶体化処理に昇温時間Ｔ２を要していたところを、本発明による構成では、昇温時間Ｔ１とすることができるようになる。
また、均熱時間Ｔ３が必要とされる場合においては、溶体化処理全体に必要な時間を、昇温時間Ｔ２と昇温時間Ｔ１の差分（Ｔ２−Ｔ１）だけ短縮することが可能となる。
尚、図４においては、本発明にかかる熱処理炉を時効炉３として用い、時効処理を行う場合における昇温時間Ｔ４、均熱時間Ｔ６についても示しており、背景技術で述べたトレーを用いる設備の場合において、時効処理に昇温時間Ｔ５を要していたところを、本発明による構成では、昇温時間Ｔ４とすることができ、時効処理全体に必要な時間を、昇温時間Ｔ５と昇温時間Ｔ４の差分（Ｔ５−Ｔ４）だけ短縮することが可能となることも示している。
【００４２】
また、上記の熱風の循環の形態に関し、熱風が上下方向に対流しないため、ワーク８・８・・・から落下した中子砂が巻き上げられることもなく、下方へ落下し、床体１４に形成されるシュート部１４ａ・１４ａへと導かれる。中子砂が巻き上げられると、中子砂が炉本体１２の内壁に衝突し、内壁面が摩耗、損傷したり、バーナー２１が損傷する問題が生じることになるが、本発明の構成では、この問題が生じないことから、装置の耐用期間の長期化を図ることができる。
【００４３】
また、図３に示すごとく、前記床体１４においては、前記支柱１７の中心線を中心として、複数箇所に、断面視略Ｙ字形状のシュート部１４ａ・１４ａが設けられている。本実施例においては、シュート部１４ａ・１４ａは、合計１０箇所設けられており、各ワーク８・８・・・の下方にシュート部１４ａ・１４ａが配置される構成としている。
また、各シュート部１４ａ・１４ａにおいては、その下側開口部に、開閉式の砂排出機構３０・３０が設けられている。
【００４４】
この砂排出機構３０は、図５に示すごとく、断面視略正方形の筒体３１に、該筒体３１の下側開口を覆う揺りかご形状の蓋体３２が支持軸３３・３３にて揺動自在に支持される構成としており、また、前記蓋体３２の側部に突設された突起部３４を、装置設置床面９側に固定されるガイド部材３５に当接させることによって、蓋体３２が揺動する構成としている。また、前記蓋体３２が揺動し、該蓋体３２に堆積されていた砂が落下する位置には、砂回収箱３６が設置されている。
本実施例においては、前記ガイド部材３５は、図６に示すごとく、側面視山型のカムであり、該カムに突起部３４を沿わせることにより、床体１４の回転（砂排出機構３０の移動）に伴って、蓋体３２が開閉されるような単純な構成となっている。
【００４５】
以上の構成により、図６に示すごとく、各砂排出機構３０・３０が、ガイド部材３５の設置される位置に到達した場合には、前記蓋体３２が開かれて、該蓋体３２上に堆積した砂が砂回収箱３６内へと投入される。このようにして、砂回収箱３６へと砂を回収することができる。
また、前記ガイド部材３５及び砂回収箱３６については、一箇所に設けるだけでも全ての砂排出機構３０・３０に対して機能させることができる。また、装置構成が簡易である。また、一箇所で砂を回収するため、砂回収箱３６を処理する砂回収作業の効率化を図ることもできる。
また、従来のスクリュウを用いた構成等では、砂回収のための専用のアクチュエータが必要とされていたが、上記の砂排出機構３０・３０によれば、専用のアクチュエータを必要とせずに、床体１４の回転駆動を利用して蓋体３２の開閉を行うことができ、設備費を安価に抑えることができる。
【００４６】
以上が本発明にかかる熱処理炉の構成であり、この構成を、溶体化炉１及び時効炉３にも適用するものである。
そして、以上の熱処理炉は、下側が開放される炉本体１２と、前記炉本体１２の下側の開放部分を閉じるとともに、回転駆動される床体１４と、から炉室１５が形成され、前記炉室１５内に、ワーク８・８・・・を載置するための載置棚１６・１６・・・が一又は複数段設けられる構成としている。
この構成によれば、従来のトレーを用いる設備と比較すると、トレーを利用しないため、ワーク８・８・・・ごとの品質のバラツキを低減でき、また、ワーク８・８・・・の品質を向上させることができる。また、トレーの昇温・冷却に伴うエネルギーロスを削減できる。
また、各ワーク８・８・・・と熱風との間の接触面積を広く確保することができ、昇温時間の短縮化、さらには、均熱時間を含めた熱処理全体に要する時間を短縮することができる。
また、載置棚１６・１６・・・が複数段設けられるので、短時間に多くのワーク８・８・・・を熱処理することができ、優れた処理能力を発揮することができる。
【００４７】
また、前記炉本体１２には、炉室１５内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置２０Ａ・２０Ｂが設けられる構成としている。
これにより、各載置棚１６・１６・・・に供給される熱風の量（エネルギー）のバラツキがなくなり、各ワーク８・８・・・について均一に熱処理を行うことができ、ワーク８・８・・・の品質のバラツキを防止できる。また、落下する砂の巻き上げがなく、装置の耐用期間の長期化が図られる。
従来のトレーを用いる設備と比較すると、トレーの昇温・冷却に伴うエネルギーロスが発生しないため、バーナー、ファンは、少容量のものを採用することができる。
【００４８】
また、前記載置棚１６・１６・・・は、床体１４に立設される支柱１７に支持され、床体１４とともに回転する構成としている。これにより、設置場所が異なることによる熱伝達量のバラツキの影響を低減することができ、各ワーク８・８・・・の品質を均一にすることができる。尚、載置するワーク８・８・・・の数が少ない装置構成とする場合は、床体１４が回転しない構成としてもよい。
【００４９】
また、前記床体１４には、該床体１４の下方の外部空間と連通するシュート部１４ａ・１４ａと、前記シュート部１４ａ・１４ａの下部開口を開閉する蓋体３２を具備する砂排出機構３０・３０と、が設けられ、前記床体１４の下方には、前記蓋体３２に当接し、蓋体３２を開閉するためのガイド部材３５と、前記蓋体３２が開かれた際に、蓋体３２上に堆積された砂が投入される砂回収箱３６が設けられる構成としている。
これにより、砂回収に関する装置が簡易であることから、安価に構成することができる。また、砂回収作業も効率よく行うことができる。
【００５０】
また、以上のように構成した熱処理炉を、溶体化炉１、時効炉３として用いることとし、前記溶体化炉１と前記時効炉３とを具備する構成とした熱処理設備１０とする。
また、前記熱処理設備１０は、ワーク８・８・・・を溶体化処理するための溶体化炉１と、前記溶体化炉１にて溶体化処理されたワーク８・８・・・を焼入れ処理するための焼入れ水槽２と、前記焼入れ水槽２にて焼入れ処理されたワーク８・８・・・を時効処理するための時効炉３と、前記時効炉３により時効処理されたワーク８・８・・・を冷却するための空冷装置４と、前記溶体化炉１にて溶体化処理されるワーク８・８・・・を搬入するためのワーク搬入装置６と、前記空冷装置４にて冷却されたワーク８・８・・・を搬出するためのワーク搬出装置７と、前記ワーク搬入装置６、溶体化炉１、焼入れ水槽２、時効炉３、空冷装置４、ワーク搬出装置７の順に、ワーク８・８・・・を一つずつ移動させるためのロボットアーム５と、を具備する構成としている。
【００５１】
以上の熱処理設備１０の構成においては、各装置間のワーク８・８・・・の移動が、ロボットアーム５によって一つずつ行われることとしているため、コンベア等で搬送できない複雑形状のワークや、中子砂付きのワークを搬送することができる。
また、従来構成の熱処理炉と比較して、溶体化炉１での溶体化処理、時効炉３での時効処理を、それぞれ短時間で完了することができ、熱処理の全工程を短時間で完了することができる。
また、従来のトレーを用いる設備と比較して、施工費用の削減、施工期間の短縮、保全費の削減を図ることができる。また、溶体化炉１と時効炉３は個別に構成されるため、設備を容易に移設転用できる。また、バーナー、ファンの個数の削減が図られ、トレーの搬送装置の必要もないため、装置を安価に構成することができ、また、コンパクトに構成することができる。
また、焼入れ水槽２は、ワーク８・８・・・単体のみを冷却することになるため、コンパクトに構成することができる。
また、空冷装置４により、熱処理後のワークを強制冷却することで、後工程の人手によるワーク検査を行いやすくすることができる。また、空冷装置４にはワークが一つずつ搬送され冷却されることとなっているため、多量のワーク同時に冷却されることがなく、ワーク毎にバラツキなく設定温度まで均一に冷却することができる。また、トレーを用いないため、トレーを冷却するためのエネルギーロスが発生することもない。また、自然冷却のために、ワークをストックするといった必要もない。
【実施例２】
【００５２】
図７に示すごとく、本実施例２の熱処理炉４０は、前記炉本体１２の炉室１５は、水平方向に設けられる隔壁４１にて上下二つの空間に区画され、上側の空間が時効処理を行うための時効炉室４２として構成され、下側の空間が溶体化処理を行うための溶体化炉室４３として構成され、前記時効炉室４２及び溶体化炉室４３には、それぞれ、一又は複数段の載置棚４６・４６・・・が設けられ、前記炉本体１２には、前記時効炉室４２内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置４４と、前記溶体化炉室４３内において、平面視周方向に熱風を循環させるための熱風循環装置４５と、を具備する構成としている。
【００５３】
この構成では、時効炉室４２の下側に溶体化炉室４３を構成している。これは、ワーク８・８・・・に付着した中子砂は、より高温の環境下において落下しやすいことに着目したものであり、時効処理よりも高温で実施される溶体化処理を炉本体１２の下側で実施することで、落下した中子砂を前記床体１４のシュート部１４ａ・１４ａへと効率よく導き、回収することができるようにしている。
【００５４】
また、前記隔壁４１の内部には、断熱材が設けられており、時効炉室４２と溶体化炉室４３の間での熱の伝達が適度に遮断されるようになっている。また、熱の伝達を完全に遮断させないこととすることで、時効処理よりも先に実施される溶体化処理が実施されると、溶体化炉室４３の熱が時効炉室４２へと伝達され、時効炉室４２内の室内温度が昇温することになり、時効炉室４２の暖機運転時間を短縮できる。
尚、隔壁４１を上下方向に貫通するように支柱４７が設けられ、該支柱４７に前記載置棚４６・４６・・・が支持されて、該載置棚４６・４６・・・が支柱４７とともに回転されるようになっている。
【００５５】
また、本実施例２の熱処理炉４０の構成を採用することによれば、図８に示すごとくの熱処理設備５０の構成とすることができ、図１に示す構成と比較すると、熱処理炉４０の設置スペースが少なく済み（装置の小型化）、熱処理設備５０全体の設置スペースの狭小化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明にかかる熱処理設備の構成について示す図。
【図２】実施例１の熱処理炉の構成について示す平面断面図。
【図３】実施例１の熱処理炉の構成について示す側面断面図。
【図４】溶体化処理、時効処理の時間短縮について示す図。
【図５】砂排出機構について示す図。
【図６】砂回収箱への砂の排出について示す図。
【図７】実施例２の熱処理炉の構成について示す側面断面図。
【図８】実施例２の熱処理炉を備えた熱処理設備ついて示す図。
【図９】トレーを用いる熱処理設備の構成について示す図。
【図１０】トレーと、該トレーに収容されるワークについて示す図。
【符号の説明】
【００５７】
１      溶体化炉
３      時効炉
８      ワーク
１２    炉本体
１６    載置棚
２０Ａ  熱風循環装置
２０Ｂ  熱風循環装置
２１    バーナー
２２    ファン
【図１】
2006200823.tif 000003
【図２】
2006200823.tif 000004
【図３】
2006200823.tif 000005
【図４】
2006200823.tif 000006
【図５】
2006200823.tif 000007
【図６】
2006200823.tif 000008
【図７】
2006200823.tif 000009
【図８】
2006200823.tif 000010
【図９】
2006200823.tif 000011
【図１０】
2006200823.tif 000012