(57)【要約】    【課題】管材を効率良く搬送し保持しながら加熱し乾燥する熱処理装置を提供する。    【解決手段】管材Ｐを加熱し乾燥する熱処理装置において、上方に加熱室１０、下方に冷却室１１を備え、加熱室１０と冷却室１１の間に管材Ｐが通過する開口部１２を開閉するシャッタ１３が設けられ、冷却室１１に管材Ｐを装入及び搬出する出入り口６を開閉するドア７が設けられた炉体１と、管材Ｐの両端を支持し、水平な状態で、炉体１の加熱室１０と冷却室１１の間で管材Ｐを昇降させる昇降機構２と、昇降機構２により加熱室１０内で受け渡された管材Ｐの両端を支持した状態で管材Ｐを回転させる第１回転機構３と、昇降機構２により冷却室１１内で受け渡された管材Ｐの両端を支持した状態で管材Ｐを回転させる第２回転機構４とを備えた。【選択図】図１
2015055004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管材を加熱し乾燥する熱処理装置において、
上方に加熱室、下方に冷却室を備え、前記加熱室と冷却室の間に前記管材が通過する開口部を開閉するシャッタが設けられ、前記冷却室に前記管材を装入及び搬出する出入り口を開閉するドアが設けられた炉体と、
管材の両端を支持し、水平な状態で、前記炉体の加熱室と冷却室の間で管材を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第１回転機構と、
前記昇降機構により前記冷却室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第２回転機構とを備えた管材の熱処理装置。
【請求項２】
前記昇降機構は、
前記炉体を貫通して上下方向に延びる昇降ロッドと、
前記昇降ロッドの上端に設けられ、上面に前記管材を支持する支持面を有する支持部材と、
前記炉体の外側に配置され、前記昇降ロッドを軸方向に移動させる移動装置とからなることを特徴とする請求項１に記載の管材の熱処理装置。
【請求項３】
前記支持部材の支持面は、前記管材の端から中央に向かう方向に低くなる傾斜が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の管材の熱処理装置。
【請求項４】
前記支持面は、前記管材の軸方向に階段状の段部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の管材の熱処理装置。
【請求項５】
前記管材の熱膨張量を測定する測定装置と、
前記測定装置により測定された熱膨張量に応じて、前記支持部材の上昇位置を調整する調整装置とを備えたことを特徴とする請求項３から４のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【請求項６】
前記昇降機構は、前記管材の長さに応じて選択使用可能な複数の昇降機構からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【請求項７】
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、前記炉体の外側であって、前記管材の一端側に位置する固定側と、前記管材の他端側に位置する可動側とに配置され、
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、それぞれ、
前記管材の軸方向に移動可能な可動台と、
前記可動台に回転可能に支持され、前記炉体を貫通して水平方向に延び、先端が前記管材の端を押圧する回転軸と、
前記可動台に設けられ、前記回転軸を回転駆動する回転駆動装置と、
前記可動台を前記管材の軸方向に移動させる平行移動装置とからなり、
前記可動側の前記平行移動装置は、前記管材の熱膨張により、前記固定側の前記平行移動装置に対して相対的に後退可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管材の熱処理装置、特に外表面に異物が接触するのを嫌う管材を加熱し乾燥する熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、管材の熱処理を行う場合、管材を支持台又は支持具の上を転がしながら炉内を搬送したり、管材を下部で保持していた。例えば、特許文献１には、管材ではないが、溝形鋼などの長尺成形材を長手方向に搬送し塗装及び乾燥を行う連続塗装装置が記載されている。また、特許文献２には、鋼管の進行方向に対して回転軸を斜めにした多数のローラを下り勾配を持たせて配置して搬送経路を構成し、この搬送経路上に、鋼管を外周から加熱するインダクションヒータと、保持炉と、冷却水による冷却装置とを配置した鋼管の熱処理設備が記載されている。
【０００３】
しかし、例えば塗装直後の管材は表面に塗膜が存在するので、管材を転がしたり、管材の下部を保持することはできない。このため、塗装直後の管材は、垂直に自立させて熱処理することが考えられる。例えば、特許文献３に記載のように、ハンガー治具を用いて、管材を吊り下げてレールに沿って移送することで塗装や乾燥等の各種の作業工程を行うことができる。しかし、管材が長尺の場合は、装置が非常に高くなり、管材の搬送や保持が困難であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−１９０８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５０３１号公報
【特許文献３】特開平１１−５１２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、外表面に異物が接触するのを嫌う管材を効率良く搬送し保持しながら加熱し乾燥する熱処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、
管材を加熱し乾燥する熱処理装置において、
上方に加熱室、下方に冷却室を備え、前記加熱室と冷却室の間に前記管材が通過する開口部を開閉するシャッタが設けられ、前記冷却室に前記管材を装入及び搬出する出入り口を開閉するドアが設けられた炉体と、
管材の両端を支持し、水平な状態で、前記炉体の加熱室と冷却室の間で管材を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第１回転機構と、
前記昇降機構により前記冷却室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第２回転機構とを備えたものである。
【０００７】
前記構成において、管材は炉体の冷却室に装入され、冷却室に下降している昇降機構に受け渡され、水平な状態で両端を支持される。昇降機構に両端を支持された管材は加熱室まで上昇し、加熱室内で第１回転機構に受け渡され、両端を支持される。第１回転機構に両端を支持された管材は、加熱室内で回転しながら熱処理される。熱処理された管材は、加熱室に上昇してきた昇降機構に受け渡され、両端を支持される。昇降機構に両端を支持された管材は冷却室まで下降し、冷却室内で第２回転機構に受け渡され、両端を支持される。第２回転機構に両端を支持された管材は、冷却室内で回転しながら冷却される。冷却された管材は、炉体の外側に搬出される。
【０００８】
前記昇降機構は、前記炉体を貫通して上下方向に延びる昇降ロッドと、前記昇降ロッドの上端に設けられ、上面に前記管材を支持する支持面を有する支持部材と、前記炉体の外側に配置され、前記昇降ロッドを軸方向に移動させる移動装置とからなることが好ましい。
この構成によれば、移動装置により昇降ロッドを昇降させることにより、支持部材に両端を支持した管材を冷却室と加熱室の間で搬送することができる。
【０００９】
前記支持部材の支持面は、前記管材の端から中央に向かう方向に低くなる傾斜が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、管材の両端を支持面上の点で受けることができ、管材の外表面との接触を最小限にすることができる。
【００１０】
前記支持面は、前記管材の軸方向に階段状の段部が形成されていることが好ましい。
この構成によれば、支持部材の支持面で支持された管材の両端を第１回転機構又は第２回転機構で支持する際に、一方から押されたときに、管材の端が段部に当接するので、管材が支持部材から脱落するのを防止できる。また、第１回転機構又は第２回転機構で支持された管材から第１回転機構又は第２回転機構を引き抜く際に、管材が第１回転機構又は第２回転機構により引っ張られたときに、管材の端が段部に当接するので、管材が支持部材の支持面に受け止められずに支持部材から脱落するのを防止できる。
【００１１】
前記管材の熱膨張量を測定する測定装置と、前記測定装置により測定された熱膨張量に応じて、前記支持部材の上昇位置を調整する調整装置とを備えることが好ましい。
この構成によれば、管材の熱処理時に生じた熱膨張により、管材の長さが長く変化しているので、昇降機構の支持面との接触点が支持面の上側に移動している。このため、昇降機構により支持部材を上昇させて管材を受け取る際に、管材を受け渡したときと同じ位置に上昇させると、支持面が管材の端と衝突する。そこで、測定装置により管材の熱膨張量を測定し、測定された熱膨張量に応じて支持部材の上昇位置を調整することで、支持面が管材の端と衝突するのを防止することができる。
【００１２】
前記昇降機構は、前記管材の長さに応じて選択使用可能な複数の昇降機構からなることが好ましい。
この構成によれば、管材の長さに応じて昇降機構を選択することができるので、管材が短くても、長くても、熱処理することができる。
【００１３】
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、前記炉体の外側であって、前記管材の一端側に位置する固定側と、前記管材の他端側に位置する可動側とに配置され、
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、それぞれ、
前記管材の軸方向に移動可能な可動台と、
前記可動台に回転可能に支持され、前記炉体を貫通して水平方向に延び、先端が前記管材の端を押圧する回転軸と、
前記可動台に設けられ、前記回転軸を回転駆動する回転駆動装置と、
前記可動台を前記管材の軸方向に移動させる平行移動装置とからなり、
前記可動側の前記平行移動装置は、前記管材の熱膨張により、前記固定側の前記平行移動装置に対して相対的に後退可能であることが好ましい。
この構成によれば、管材の熱処理時に管材が熱膨張により伸長しても、可動側の平行移動装置が固定側の前記平行移動装置に対して相対的に後退するので、管材が熱応力により曲げ変形することがないし、回転機構が損傷することもない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、管材は炉内に装入されてから、搬出されるまで、昇降機構により両端を支持された状態で搬送され、また第１回転機構及び第２回転機構により両端を支持された状態で熱処理され、冷却されるので、効率良く搬送され保持されながら熱処理される。
また、管材が両端で支持されるので、装置の高さを高くする必要がなく、管材の搬送や保持が容易である。
さらに、管材との接触が管材の端部に限定されるので、管材の製品歩留まりが向上するなどの効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による熱処理装置の縦断面図。
【図２】図１の熱処理装置の正面図。
【図３】図１の熱処理装置の横断面図。
【図４】（ａ）は管材の固定側の支持状態を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。
【図５】（ａ）は管材の可動側の支持状態を示す拡大図、（ｂ）は（ａ）の左側面図。
【図６】固定側回転機構の平面図。
【図７】可動側回転機構の平面図。
【図８】図１の熱処理装置の制御ブロック図。
【図９】昇降機構から回転機構への受け渡し状況を示す正面図。
【図１０】回転機構から昇降機構への受け渡し状況を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態による熱処理装置を示す。この熱処理装置は、外表面が塗装された直後の管材Ｐ、すなわち、外表面に異物が接触するのを嫌う特に長尺の管材Ｐを加熱し乾燥する熱処理装置である。熱処理装置は、炉体１と、昇降機構２（２ａ，２ｂ）と、第１回転機構３（３ａ，３ｂ）、第２回転機構４（４ａ，４ｂ）とを備えている。
なお、図１において、熱処理装置の紙面手前側を正面、裏側を背面といい、上側、下側、左側、右側をそれぞれ、上面、底面、左側面、右側面という。特に左側は、管材の熱膨張による伸びを拘束する側であるので、固定側といい、また右側は管材Ｐの熱膨張による伸びを許容する側であるので、可動側という。
【００１７】
炉体１は、架台５に設置され、水平方向に長い直方体形状を有する。炉体１は図示しない真空装置により所定の真空度に排気可能になっている。炉体１の正面下部には、図２に示すように、管材Ｐを水平な状態で装入、搬出可能な出入り口６が形成され、該出入り口６にはドア７が上下方向にスライド可能に設けられている、ドア７はエアシリンダ８によって出入り口６を開閉可能に駆動され、押付機構（不図示）によって炉体１に押し付けられるようになっている。
【００１８】
図３に示すように、炉体１の内部上方には、断熱壁９で囲まれた加熱室１０が設けられ、加熱室１０の下方は冷却室１１となっている。加熱室１０内は図示しないヒータにより加熱可能になっている。加熱室１０の底壁には管材Ｐが水平な状態で通過可能な開口部１２が形成され、該開口部１２にはシャッタ１３がスライド可能に設けられている。シャッタ１３はエアシリンダ１４によって開口部１２を開閉可能に駆動される。
【００１９】
昇降機構２は、管材Ｐの両端を支持し、水平な状態で、前記炉体１の加熱室１０と冷却室１１の間で昇降させるもので、炉体１の下方左側すなわち固定側の１組の昇降機構２ａと、右側すなわち可動側の４組の昇降機構２ｂとからなっている。可動側の４組の昇降機構２ｂは、炉体の長手方向に沿って等間隔に設けられている。可動側の昇降装置２ｂの組数は、４組に限らず、使用する管材Ｐの長さの種類に応じて決定すればよい。各昇降機構２は、炉体１の底面を貫通して上下方向に延びる昇降ロッド１５を備えている。昇降ロッド１５は上下方向にスライド移動可能である。昇降ロッド１５は、軸封部材１６を介して炉体１の底壁から炉内に挿入されている。昇降ロッド１５の上端には支持部材１７が取り付けられている。昇降ロッド１５は下端に取り付けられたアーム１８をエアシリンダ１９によって駆動することにより昇降可能になっている。
【００２０】
図４，５に示すように、昇降ロッド１の支持部材１７は、上面に管材Ｐの端を支持する支持面２０を有している。可動側の昇降機構２ｂの支持面２０は、管材Ｐが熱処理中に伸びても支持できるように、固定側の昇降機構２ａの支持面２０よりも管材Ｐの軸方向に長く形成されている。支持面２０は、図４（ａ）に示すように、管材Ｐの端から中央に向かう方向に低くなる傾斜が設けられている。傾斜の角度θは、好ましくは３〜５°である。可動側の支持面２０の傾斜方向の中間には管材Ｐの軸方向に階段状をなす中間段部２１が形成され、この中間段部２１の下方に第１支持面２０ａが形成され、中間段部２１の上方に第２支持面２０ｂが形成されている。図４（ａ）に示すように、固定側の支持面２０の傾斜の高い方の端部には上方段部２２が形成されている。同様に、図５（ａ）に示すように、可動側の支持面２０の第２支持面２０ｂの高い方の端部には上方段部２２が形成されている。また、固定側、可動側のいずれの支持面２０も、管材Ｐが転がり落ちないように、管材Pの外周面に沿って凹んでいる。支持面２０の凹み形状は、Ｕ字形でも、Ｖ字形でもよい。管材２０の管端は、Ｕ字形の場合は１点で接触し、Ｖ字形の場合は、２点で接触する。
【００２１】
第１回転機構３は、炉体１の上部の外側に配置され、左側の固定側第１回転機構３ａと、右側の可動側第１回転機構３ｂからなっている。第１回転機構３は、昇降機構２により加熱室１０内で受け渡された管材Ｐの両端を支持した状態で管材Ｐを回転させるものである。
第２回転機構４は、炉体１の下部の外側に配置され、左側の固定側第２回転機構４ａと、右側の可動側第２回転機構４ｂからなっている。第２回転機構４は、昇降機構２により冷却室１１内で受け渡された管材Ｐの両端を支持した状態で管材Ｐを回転させるものである。
【００２２】
図６は、固定側第１回転機構３ａを示す。固定側第１回転機構３ａは、架台５ａ（可動側は５ｂ）に設けられたＬＭガイド２３上を管材Ｐの軸方向に移動可能な可動台２４を備えている。可動台２４には、軸受け２５が設けられ、該軸受け２５に、炉体１の左壁を貫通して水平方向に延びる円筒状の回転軸２６が回転可能に支持されている。回転軸２６には伸縮管２７が外装され、該伸縮管２７の一端は回転軸２６に軸封部材２７ａを介して着脱可能に取り付けられ、伸縮管２７の他端は炉体１の壁に固定されている。回転軸２６には、可動台２４に設けられた角度検知スイッチ２８によって回転軸２６の回転角度を検出するための検知板２９が取り付けられている。回転軸２６の左側端部にはギア３０が設けられ、右側の端部には処理される管材Ｐの端に挿入される先端アダプタ３１が着脱可能に取り付けられている。
【００２３】
先端アダプタ３１は、処理される管材Ｐの外径より大径で該管材Ｐの端に当接可能な基部３２と、処理される管材Ｐの内径より小径で該管材Ｐに挿入可能な先端部３３とからなり、回転軸２６の先端を閉塞する端板３４に、ボルトナット３５によって取り付けられている。基部３２の下部は昇降機構２の支持部材１７との干渉を防止するため、切り欠かれて、切欠き部３６となっている。基部３２と先端部３３の間には、耐熱性及び弾性を有する緩衝材３７が挟み込まれ、先端部にも下部を除く外周面に耐熱性及び弾性を有する緩衝材３８が取り付けられている。先端アダプタ３１は、処理する管材Ｐの径に合わせて、径の異なるものに交換できるようになっている。
【００２４】
可動台２４には、回転軸２６と平行に駆動軸３９が軸受け４０によって回転可能に配設されている。駆動軸３９には回転軸２６のギア３０と噛み合うギア４１が設けられている。駆動軸３９は可動台２４に配設されたモータ４２に連結されている。また、可動台２４は、側端に取り付けられたアーム４３をエアシリンダ４４によって駆動することにより、ＬＭガイド２３上を水平に移動可能になっている。さらに、可動台２４は、ベース板５´に設けられた移動量検知スイッチ４５によって移動量が検出されるようになっている。
【００２５】
図７は、可動側第１回転機構３ｂを示すが、固定側第１回転機構３ａと鏡対称であり、ベース板５´とＬＭガイド２３の長さが、固定側第１回転機構３ａのベース板５´とＬＭガイド２３の長さよりも長いこと以外は、固定側第１回転機構３ａと同じ構成であるので、対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。なお、可動側第１回転機構３ｂのエアシリンダ４４の駆動時の圧力は、固定側第１回転機構３ａのエアシリンダ４４の駆動時の圧力よりも小さく設定され、これにより、可動側のエアシリンダ４４は、熱処理される管材Ｐの熱膨張により、固定側のエアシリンダ４４に対して相対的に後退可能である。
【００２６】
第２回転機構４は、炉体１の下方すなわち冷却室１１に対応して設けられている以外は、第１回転機構３と全く同様の配置及び構成を有するので、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２７】
図８は、以上説明した、ドア開閉のエアシリンダ８、シャッタ開閉エアシリンダ１４、固定側及び可動側の昇降機構のエアシリンダ１９、固定側及び可動側の第１回転機構のモータ４２及びエアシリンダ４４、固定側及び可動側の第２回転機構のモータ４２及びエアシリンダ４４を制御するシーケンサなどの制御装置４６を示す。
【００２８】
次に、以上の構成からなる管材Ｐの熱処理装置の動作を説明する。
【００２９】
まず、ドア開閉エアシリンダ８を駆動して炉体１のドア７を開放し、図示しない搬送装置により、処理する管材Ｐを炉体１の出入り口６を通して冷却室１１に装入する。固定側と可動側の昇降機構のエアシリンダ１９により、昇降ロッド１５の支持部材１７を管材Ｐの受け取り位置に上昇させ、装入された管材Ｐを支持部材１７の支持面２０上に受け取る。可動側の複数の昇降機構２ｂは、処理する管材Ｐの長さに基づいて、管材Ｐを受け取ることができる昇降機構２ｂを選択する。搬送装置が退避すると、シャッタ開閉エアシリンダ１４により加熱室１０のシャッタ１３を開放した後、固定側と可動側の昇降機構２のエアシリンダ１９により、管材Ｐを支持した昇降ロッド１５の支持部材１７を開口部１２を通して加熱室１０内の受け渡し位置に上昇させる。
【００３０】
図９（ａ）に示すように、昇降ロッド１５の支持部材１７の受け渡し位置は、管材Ｐの中心が固定側及び可動側の第１回転機構３の回転軸２６の軸芯よりも低い位置になるように、予め定めておく。昇降ロッド１５の支持部材１７の支持面２０は管材Ｐの軸方向に傾斜しているので、管材Ｐは両側の管端によって点で支持されている。このため、管材Ｐの外表面の塗装に支持部材１７が接触することはない。なお、管材Ｐは、搬送装置から受け取る際に、固定側の管端が固定側の支持部材１７ａの上方段部２２から約５ｍｍ内側（図中Ａ）、可動側の管端が可動側の支持部材１７ｂの内側端から約１５ｍｍの位置（図中Ｂ）になるように、受け取ることが好ましい。
【００３１】
図９（ｂ）に示すように、固定側の第１回転機構３のエアシリンダ４４により可動台２４を移動させ、回転軸２６ａを管材Ｐの管端に向かって所定距離だけ低速で移動させる。これにより、回転軸２６ａの先端アダプタ３１ａの先端テーパ部が管材Ｐの管端の内部に侵入し、管材Ｐの片側を持ち上げながら管材Ｐの左端が押されて、管材Ｐは可動側に移動する。管材Ｐが押されて移動しても、可動側の管端が可動側の昇降ロッド１５の支持部材１７ｂの中間段部２１で停止するので脱落しない。回転軸２６ａの移動量は、回転軸２６ａの先端が昇降機構２の支持部材１７ａに接触せず、かつ、管材Ｐの管端が昇降ロッド１５の支持部材１７ａの支持面２０の端から少なくとも１０ｍｍ以上内側（図中Ｃ）に位置するようにする。
【００３２】
続いて、図９（ｃ）に示すように、可動側の第１回転機構３のエアシリンダ４４により可動台２４を移動させ、回転軸２６ｂを管材Ｐの管端に向かって低速で移動させる。ここで、可動側の第１回転機構３ｂのエアシリンダ４４のエア圧力は、固定側の第１回転機構３ａのエアシリンダ４４のエア圧力よりも低圧にする（例えば、固定側は５００ＫＰａ、可動側は４００ＫＰａ）。これにより、回転軸２６ｂの先端アダプタ３１ｂが管材Ｐを持ち上げながら管端の内部に侵入し、管材Ｐの右端を押すので、管材Ｐは固定側に移動する。この結果、管材Ｐの固定側の管端に先端アダプタ３１ａが完全に挿入され、可動側の管端に先端アダプタ３１ｂが完全に挿入されて、管材Ｐは固定側と可動側の回転軸２６に両端から圧力がかかって支持された状態で回転軸２６ｂの移動は停止する。このとき、先端アダプタ３１の緩衝材３７，３８により衝撃が緩和される。
【００３３】
なお、固定側と可動側の第１回転機構３の回転軸２６を管材Ｐの管端に向かって移動させる際には、回転軸２６を回転させ、角度検出スイッチ２８により回転角度を検出して、回転軸２６の先端アダプタ３１の切欠き部３６が下になる位置で停止しておく。これにより、先端アダプタ３１と昇降ロッド１５の支持部材１７との干渉が防止される。
また、固定側と可動側の第１回転機構３の回転軸２６の初期位置からの軸方向の移動量は、移動量検出スイッチ４５により検出しておく。そして、回転軸２６の初期位置と移動量から管材Ｐの長さを算出し、管材Ｐの算出長さを予め入力された管材Ｐの長さデータと比較し、管材Ｐの算出長さが一定の範囲内にあれば、第１回転機構３に正しく支持されたと判断し、昇降ロッド１５を下降させ、シャッタ１３を閉鎖して、加熱工程に移行する。
【００３４】
加熱工程では、炉体１のドア７を閉鎖し、炉内を図示しない真空装置により所定の真空度に排気する。そして、第１回転機構３のモータ４２を駆動し、回転軸２６を回転させ、図示しないヒータにより加熱室１０内の管材Ｐを加熱する。加熱された管材Ｐは熱膨張を生じるが、エアシリンダ４４のエアの圧力差によって可動側に伸びる。このとき、可動側の第１回転機構３ｂの回転軸２６は固定側の第１回転機構３ａの回転軸２６に対して相対的に後退するので、熱応力により管材Ｐが撓むことはない。管材Ｐの伸びδは、固定側の第１回転機構３ａの回転軸２６の後退量を移動量検出スイッチ４５により検出することができる。
【００３５】
加熱工程が終了すると、シャッタ１３を開放し、固定側と可動側の昇降機構２のエアシリンダ１９により、昇降ロッド１５の支持部材１７を加熱室１０内の受け渡し位置に上昇させる。この受け渡し位置は、図１０（ａ）に示すように、固定側の支持部材１７ａが管材Ｐの管端とほぼ接する位置である。ここで、可動側の昇降ロッド１５の支持部材１７ｂの受け渡し位置は、加熱前の受け渡し位置よりも下方にする。加熱処理により、管材Ｐは可動側に伸びているので、管端は支持部材１７ｂの傾斜した支持面２０の高い側に位置しているため、加熱前の受け渡し位置と同じ位置に支持部材１７ｂが上昇すると、管端と衝突するからである。可動側の支持部材１７ｂの停止位置は、下記式で計算される高さｈだけ低くする。
［数１］
ｈ＝ｘ＋δｔａｎθ
δ；検出スイッチ４５で測定された管材Ｐの伸び
θ；支持面２０の傾斜角
ｘ：中間段部２１の高さ
【００３６】
図１０（ｂ）に示すように、可動側の第１回転機構３ｂのエアシリンダ４４により可動台２４を移動させ、回転軸２６ｂを管材Ｐの管端から引き抜く。これにより、回転軸２６ｂの先端アダプタ３１ｂが管材Ｐの管端から離脱する。このとき、管材Ｐが引っ張られて可動側に移動しても、可動側の管端が可動側の昇降ロッド１５の支持部材１７ｂの上方段部２２で停止する。
【００３７】
続いて、図１０（ｃ）に示すように、固定側の第１回転機構３ａのエアシリンダ４４により可動台２４を移動させ、回転軸２６ａを管材Ｐの管端から引き抜く。これにより、回転軸２６ａの先端アダプタ３１ａが管材Ｐの管端から離脱する。このとき、管材Ｐが引っ張られて固定側に移動しても、固定側の管端が固定側の昇降ロッド１５の支持部材１７ａの上方段部２２で停止する。
以上により、管材Ｐが支持部材１７の支持面２０に両端支持される。
【００３８】
次に、固定側と可動側の昇降機構２のエアシリンダ１９により、熱処理された管材Ｐを支持した昇降ロッド１５の支持部材１７を冷却室１１内の受け渡し位置に下降させ、シャッタ１３を閉じる。昇降ロッド１５の支持部材１７の受け渡し位置は、管材Ｐの中心が固定側及び可動側の第１回転機構３の回転軸２６の軸芯よりも低い位置になるように、予め定めておく。
【００３９】
冷却室１１での、冷却前の昇降ロッド１５の支持部材１７から第２回転機構４への管材Ｐの受け渡し、冷却後の第２回転機構４から昇降ロッド１５の支持部材１７への受け渡し動作は、前述の加熱室１０での受け渡し動作と同様である。ただし、冷却後の可動側の昇降ロッド１５の支持部材１７の受け渡し位置は、冷却前の受け渡し位置よりも上方にする。この場合も、管材Ｐの熱収縮による縮量を検出し、前記数１により算出した高さｈだけ受け渡し位置を高くする。
【００４０】
冷却工程では、第２回転機構４のモータ４２を駆動し、回転軸２６を回転させ、冷却室１１内の管材Ｐを冷却する。冷却工程を終えると、固定側と可動側の昇降機構２のエアシリンダ１９により、冷却された管材Ｐを支持した昇降ロッド１５の支持部材１７を冷却室１１内の受け取り位置と同じ位置に下降させる、そして、ドア７を開放し、図示しない搬送装置により、冷却された管材Ｐを炉体１の冷却室１１から搬出し、ドア７を閉鎖する。
【００４１】
前記実施形態では、第１、第２回転機構３，４の先端アダプタ３１を管端に挿入するようにしたが、先端アダプタ３１は、マンドレルチャック（内周クランプ）のように、周方向に配置した複数の分割片を径方向移動可能に設けて、径を拡大、縮小できるようにしたものでもよい。このようにすれば、管材Ｐの径に応じて先端アダプタを交換する必要がなくなる。
【符号の説明】
【００４２】
１  炉体
２  昇降機構
３  第１回転機構
４  第２回転機構
５  架台
５´  ベース板
６  出入り口
７  ドア
８  エアシリンダ
９  断熱壁
１０  加熱室
１１  冷却室
１２  開口部
１３  シャッタ
１４  エアシリンダ
１５  昇降ロッド
１６  軸封部材
１７  支持部材
１８  アーム
１９  エアシリンダ
２０  支持面
２１  中間段部
２２  上方段部
２３  ＬＭガイド
２４  可動台
２５  軸受け
２６  回転軸
２７  伸縮管
２８  角度検出スイッチ
２９  検知板
３０  ギア
３１  先端アダプタ
３２  基部
３３  先端部
３４  端板
３５  ボルトナット
３６  切欠き部
３７  緩衝材
３８  緩衝材
３９  駆動軸
４０  軸受け
４１  ギア
４２  モータ（回転駆動装置）
４３  アーム
４４  エアシリンダ（平行移動装置）
４５  移動量検出スイッチ（移動量測定装置）
４６  制御装置（調整装置）
Ｐ  管材
【図１】
2015055004.tif 000003
【図２】
2015055004.tif 000004
【図３】
2015055004.tif 000005
【図４】
2015055004.tif 000006
【図５】
2015055004.tif 000007
【図６】
2015055004.tif 000008
【図７】
2015055004.tif 000009
【図８】
2015055004.tif 000010
【図９】
2015055004.tif 000011
【図１０】
2015055004.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月22日(2014.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管材を加熱し乾燥する熱処理装置において、
上方に加熱室、下方に冷却室を備え、前記加熱室と冷却室の間に前記管材が通過する開口部を開閉するシャッタが設けられ、前記冷却室に前記管材を装入及び搬出する出入り口を開閉するドアが設けられた炉体と、
管材の一端側と他端側にそれぞれ配置され、両端管材の両端を支持し、水平な状態で、前記炉体の加熱室と冷却室の間で管材を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第１回転機構と、
前記昇降機構により前記冷却室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第２回転機構とを備えた管材の熱処理装置。
【請求項２】
前記昇降機構は、
前記炉体を貫通して上下方向に延びる昇降ロッドと、
前記昇降ロッドの上端に設けられ、上面に前記管材を支持する支持面を有する支持部材と、
前記炉体の外側に配置され、前記昇降ロッドを軸方向に移動させる移動装置とからなることを特徴とする請求項１に記載の管材の熱処理装置。
【請求項３】
前記支持部材の支持面は、前記管材の端から中央に向かう方向に低くなる傾斜が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の管材の熱処理装置。
【請求項４】
前記支持面は、前記管材の軸方向に階段状の段部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の管材の熱処理装置。
【請求項５】
前記管材の熱膨張量を測定する測定装置と、
前記測定装置により測定された熱膨張量に応じて、前記支持部材の上昇位置を調整する調整装置とを備えたことを特徴とする請求項３から４のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【請求項６】
前記管材の一端側に位置する前記昇降機構は１つの昇降機構からなり、前記管材の他端側に位置する前記昇降機構は、前記管材の長さに応じて選択使用可能な複数の昇降機構からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【請求項７】
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、前記炉体の外側であって、前記管材の一端側に位置する固定側と、前記管材の他端側に位置する可動側とに配置され、
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、それぞれ、
前記管材の軸方向に移動可能な可動台と、
前記可動台に回転可能に支持され、前記炉体を貫通して水平方向に延び、先端が前記管材の端を押圧する回転軸と、
前記可動台に設けられ、前記回転軸を回転駆動する回転駆動装置と、
前記可動台を前記管材の軸方向に移動させる平行移動装置とからなり、
前記可動側の前記平行移動装置は、前記管材の熱膨張により、前記固定側の前記平行移動装置に対して相対的に後退可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、
管材を加熱し乾燥する熱処理装置において、
上方に加熱室、下方に冷却室を備え、前記加熱室と冷却室の間に前記管材が通過する開口部を開閉するシャッタが設けられ、前記冷却室に前記管材を装入及び搬出する出入り口を開閉するドアが設けられた炉体と、
管材の一端側と他端側にそれぞれ配置され、管材の両端を支持し、水平な状態で、前記炉体の加熱室と冷却室の間で管材を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第１回転機構と、
前記昇降機構により前記冷却室内で受け渡された管材の両端を支持した状態で管材を回転させる第２回転機構とを備えたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
前記管材の一端側に位置する前記昇降機構は１つの昇降機構からなり、前記管材の他端側に位置する前記昇降機構は、前記管材の長さに応じて選択使用可能な複数の昇降機構からなることが好ましい。
この構成によれば、管材の長さに応じて昇降機構を選択することができるので、管材が短くても、長くても、熱処理することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月3日(2014.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管材を加熱し乾燥する熱処理装置において、
上方に加熱室、下方に冷却室を備え、前記加熱室と冷却室の間に前記管材が通過する開口部を開閉するシャッタが設けられ、前記冷却室に前記管材を装入及び搬出する出入り口を開閉するドアが設けられた炉体と、
前記管材の一端側と他端側にそれぞれ配置され、前記管材の両端を支持し、水平な状態で、前記炉体の加熱室と冷却室の間で前記管材を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱室内で受け渡された前記管材の両端を支持した状態で前記管材を回転させる第１回転機構と、
前記昇降機構により前記冷却室内で受け渡された前記管材の両端を支持した状態で前記管材を回転させる第２回転機構とを備えた管材の熱処理装置。
【請求項２】
前記昇降機構は、
前記炉体を貫通して上下方向に延びる昇降ロッドと、
前記昇降ロッドの上端に設けられ、上面に前記管材を支持する支持面を有する支持部材と、
前記炉体の外側に配置され、前記昇降ロッドを軸方向に移動させる移動装置とからなることを特徴とする請求項１に記載の管材の熱処理装置。
【請求項３】
前記支持部材の支持面は、前記管材の端から中央に向かう方向に低くなる傾斜が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の管材の熱処理装置。
【請求項４】
前記支持面は、前記管材の軸方向に階段状の段部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の管材の熱処理装置。
【請求項５】
前記管材の熱膨張量を測定する測定装置と、
前記測定装置により測定された熱膨張量に応じて、前記支持部材の上昇位置を調整する調整装置とを備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載の管材の熱処理装置。
【請求項６】
前記管材の一端側に位置する前記昇降機構は１つの昇降機構からなり、前記管材の他端側に位置する前記昇降機構は、前記管材の長さに応じて選択使用可能な複数の昇降機構からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【請求項７】
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、前記炉体の外側であって、前記管材の一端側に位置する固定側と、前記管材の他端側に位置する可動側とに配置され、
前記第１回転機構と前記第２回転機構は、それぞれ、
前記管材の軸方向に移動可能な可動台と、
前記可動台に回転可能に支持され、前記炉体を貫通して水平方向に延び、先端が前記管材の端を押圧する回転軸と、
前記可動台に設けられ、前記回転軸を回転駆動する回転駆動装置と、
前記可動台を前記管材の軸方向に移動させる平行移動装置とからなり、
前記可動側の前記平行移動装置は、前記管材の熱膨張により、前記固定側の前記平行移動装置に対して相対的に後退可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の管材の熱処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、
管材を加熱し乾燥する熱処理装置において、
上方に加熱室、下方に冷却室を備え、前記加熱室と冷却室の間に前記管材が通過する開口部を開閉するシャッタが設けられ、前記冷却室に前記管材を装入及び搬出する出入り口を開閉するドアが設けられた炉体と、
前記管材の一端側と他端側にそれぞれ配置され、前記管材の両端を支持し、水平な状態で、前記炉体の加熱室と冷却室の間で前記管材を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構により前記加熱室内で受け渡された前記管材の両端を支持した状態で前記管材を回転させる第１回転機構と、
前記昇降機構により前記冷却室内で受け渡された前記管材の両端を支持した状態で前記管材を回転させる第２回転機構とを備えたものである。