(57)【要約】【課題】処理温度を高くすることにより浸炭及び拡散の進行を速めて処理時間を短縮した場合にも、高温処理による被処理物の表面と内部との間における温度の均一化を図るとともに、結晶粒の肥大化を改善して所定の物性値をもつ被処理物を得る。【解決手段】拡散工程と焼入れ工程との間において、被処理物の温度を第１の温度から所定温度まで温度履歴が所定条件を満たすように降温処理と保温処理を交互に複数回繰り返すステップ冷却を行う焼ならし工程と、焼ならし工程の後に、被処理物全体が所定温度となるよう所定時間保温することにより被処理物の結晶粒を微細化させる焼ならし後保持工程と、焼ならし後保持工程の後に、被処理物の温度を第２の温度まで上昇させる再加熱工程と、を行うことを特徴とする。【選択図】図６
2008223060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予熱工程において加熱室内の被処理物の温度を第１の温度にし、浸炭工程において前記加熱室内を極低気圧状態に減圧した状態から浸炭性ガスを前記加熱室内に供給して前記被処理物に浸炭させ、拡散工程において前記浸炭性ガスの供給を停止して前記被処理物の表面から内部へ炭素を拡散させ、焼入れ工程において前記被処理物の温度を第２の温度にした状態から急冷する真空浸炭処理方法であって、
前記拡散工程と前記焼入れ工程との間において、
前記被処理物の温度を前記第１の温度から所定温度まで温度履歴が所定条件を満たすように降温処理と保温処理を交互に複数回繰り返すステップ冷却を行う焼ならし工程と、
前記焼ならし工程の後に、前記被処理物全体が前記所定温度となるよう所定時間保温することにより前記被処理物の結晶粒を微細化させる焼ならし後保持工程と、
前記焼ならし後保持工程の後に、前記被処理物の温度を前記第２の温度まで上昇させる再加熱工程と、を行うことを特徴とする真空浸炭処理方法。
【請求項２】
前記焼ならし工程における各降温処理は、降温温度が各々均等に設定されることを特徴とする請求項１に記載の真空浸炭処理方法。
【請求項３】
前記浸炭工程、前記拡散工程、前記焼ならし工程及び前記再加熱工程を前記加熱室内にて行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の真空浸炭処理方法。
【請求項４】
前記加熱室と別に設けられ前記被処理物を冷却する冷却室で前記焼入れ工程を行うことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の真空浸炭処理方法。
【請求項５】
前記予熱工程、前記拡散工程及び前記再加熱工程は、前記加熱室内を極低気圧状態に減圧するか或いは前記加熱室内に不活性ガスを装入した状態で行うことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の真空浸炭処理方法。
【請求項６】
加熱器を備える加熱室と、第１冷却器を備える冷却室と、を有し、
前記加熱器により加熱して前記加熱室内の被処理物の温度を第１の温度にし、前記加熱室内を所定気圧以下に減圧した状態から浸炭性ガスを前記加熱室内に供給して前記被処理物に浸炭させ、前記浸炭性ガスの供給を停止して前記被処理物の表面から内部へ炭素を拡散させ、前記被処理物の温度を第２の温度にした状態から前記冷却室において前記第１冷却器により急冷する真空浸炭処理装置であって、
前記加熱室は、断熱隔壁で囲まれた炉と、
少なくとも前記炉内に配置された第１ガス対流装置から構成される第２冷却器と、
開位置で前記加熱室内の気体を循環させるとともに、閉位置で前記炉内の気体を対流させる風路切替機構と、を備えていることを特徴とする真空浸炭処理装置。
【請求項７】
前記第２冷却器は、前記第１ガス対流装置と加熱室に設けた熱交換器とから構成されることを特徴とする請求項６に記載の真空浸炭処理装置。
【請求項８】
前記第１ガス対流装置は遠心ファンであって、
前記風路切替機構は前記遠心ファンの気体出力方向における前記炉の前記断熱隔壁の一部に設けられた第１の扉と、
該第１の扉に対して前記被処理物を挟んで反対側の前記断熱隔壁に設けられた第２の扉と、を備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の真空浸炭処理装置。
【請求項９】
前記１ガス対流装置は、浸炭後の前記被処理物の温度を前記第１の温度から所定温度まで温度履歴が所定条件を満たすように降下させ、前記被処理物全体が前記所定温度となるように所定時間保温することにより前記被処理物の結晶粒を微細化させることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の真空浸炭処理装置。
【請求項１０】
加熱器及び冷却器を備える加熱室を有し、
前記加熱器により加熱して前記加熱室内の被処理物の温度を第１の温度にし、前記加熱室内を所定気圧以下に減圧した状態から浸炭性ガスを前記加熱室内に供給して前記被処理物に浸炭させ、前記浸炭性ガスの供給を停止して前記被処理物の表面から内部へ炭素を拡散させ、前記被処理物の温度を第２の温度にした状態から前記冷却器により急冷する真空浸炭処理装置であって、
前記加熱室は断熱隔壁で囲まれた炉と、
前記炉内に配置された第１ガス対流装置と、
開位置で前記加熱室内の気体を循環させて前記被処理物を冷却するとともに、閉位置で前記炉内の気体を対流させる風路切替機構と、を備えていることを特徴とする真空浸炭処理装置。
【請求項１１】
前記加熱器は、高温状態からの急冷に耐える導電性材料で形成され前記炉内に配設された発熱部材と、前記炉の前記断熱隔壁に取り付けられ前記発熱部材を前記炉の前記断熱隔壁に対して位置固定に支持する支持部材と、を有し、
前記加熱室外において前記発熱部材の地絡電流を測定する電流測定手段を配設し、
前記電流測定手段の測定値から前記発熱部材の地絡の有無を検知することを特徴とする請求項６から１０の何れかに記載の真空浸炭処理装置。
【請求項１２】
前記冷却器は、高圧ガスを循環させて前記被処理物を冷却するものであることを特徴とする請求項６から１１の何れかに記載の真空浸炭処理装置。
【請求項１３】
前記加熱室は、第２ガス対流装置を備えることを特徴とする請求項６から１２の何れかに記載の真空浸炭処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空浸炭処理方法及び真空浸炭処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空浸炭処理は、金属製の被処理物の表層部に浸炭させて焼入れすることにより表層部の硬度を高める浸炭処理の一つである。真空浸炭処理には、特許文献１や特許文献２に示すものがある。
特許文献１に示す真空浸炭処理は、被処理物を加熱室において極低圧状態で所定温度に加熱し、加熱室内にアセチレン等の浸炭性ガスを装入して被処理物に浸炭させた後、浸炭性ガスの供給を停止し再び加熱室内を極低圧状態にすることにより被処理物の表面近くの炭素を内部へ拡散させ、焼入れ温度まで降温させてから油冷する。
特許文献２に示す真空浸炭処理は、被処理物の表面（特に角部）の過剰な浸炭を改善するために、特許文献１のような真空浸炭処理における拡散の初期で、炉（特許文献１における加熱室と同等）内に脱炭性ガスを導入し、被処理物の表面のセメンタイトを減少又は除去する。
【特許文献１】特開平８−３２５７０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１１５８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１２，１３は、従来の真空浸炭処理において、母材炭素濃度が０．２％のＳＣｒ４２０という鋼材を処理対象材料とし、表面炭素濃度目標を０．８％、有効浸炭深さを図１２では０．８ｍｍ、図１３では１．５ｍｍとし、この有効浸炭深さにおける炭素濃度目標を０．３５％とした場合の各工程の処理時間と温度、雰囲気条件及び装置形態例を示した説明図である。
上記のような従来の真空浸炭処理においては、図１２，１３に示すように、拡散工程の後、降温工程において焼入れ温度まで降温させた後、焼入れ前保持工程に移る。この時、浸炭処理の処理温度Ｘ℃を９３０℃程度にして行うのが一般的であるが、処理温度を高くするほど浸炭及び拡散が速く進行するため、真空浸炭処理に要する時間を短縮することができる。
【０００４】
しかしながら、処理温度Ｘ℃を例えば、１０５０℃程度で真空浸炭処理を行った場合、高温処理によって肥大化した被処理物Ｗの結晶粒を微細化することができないので、所定の物性値をもつ被処理物Ｗを得ることができないという問題がある。また、被処理物の表面と内部との間で温度ムラが生じて結晶粒が不均一になってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、処理温度を高くすることにより浸炭及び拡散の進行を速めて処理時間を短縮した場合にも、高温処理による被処理物の表面と内部との間おける温度の均一化を図るとともに、結晶粒の肥大化を改善して所定の物性値をもつ被処理物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明では、第１の手段として、予熱工程において加熱室内の被処理物の温度を第１の温度にし、浸炭工程において前記加熱室内を極低気圧状態に減圧した状態から浸炭性ガスを前記加熱室内に供給して前記被処理物に浸炭させ、拡散工程において前記浸炭性ガスの供給を停止して前記被処理物の表面から内部へ炭素を拡散させ、焼入れ工程において前記被処理物の温度を第２の温度にした状態から急冷する真空浸炭処理方法であって、前記拡散工程と前記焼入れ工程との間において、前記被処理物の温度を前記第１の温度から所定温度まで温度履歴が所定条件を満たすように降温処理と保温処理を交互に複数回繰り返すステップ冷却を行う焼ならし工程と、前記焼ならし工程の後に、前記被処理物全体が前記所定温度となるよう所定時間保温することにより前記被処理物の結晶粒を微細化させる焼ならし後保持工程と、前記焼ならし後保持工程の後に、前記被処理物の温度を前記第２の温度まで上昇させる再加熱工程と、を行うことを特徴とする真空浸炭処理方法を採用した。
【０００７】
また、第２の手段として、上記第１の手段に係る真空浸炭処理方法において、前記焼ならし工程における各降温処理は、降温温度が各々均等に設定されるものを採用した。
【０００８】
第３の手段として、上記第１又は２の手段に係る真空浸炭処理方法において、前記浸炭工程、前記拡散工程、前記焼ならし工程及び前記再加熱工程を前記加熱室内にて行うものを採用した。
【０００９】
第４の手段として、上記第１から３の何れかの手段に係る真空浸炭処理方法において、前記加熱室と別に設けられ前記被処理物を冷却する冷却室で前記焼入れ工程を行うものを採用した。
【００１０】
第５の手段として、上記第１から４の何れかの手段に係る真空浸炭処理方法において、前記予熱工程、前記拡散工程及び前記再加熱工程は、前記加熱室内を極低気圧状態に減圧するか或いは前記加熱室内に不活性ガスを装入した状態で行うものを採用した。
【００１１】
更に、本発明では、第６の手段として、加熱器を備える加熱室と、第１冷却器を備える冷却室と、を有し、前記加熱器により加熱して前記加熱室内の被処理物の温度を第１の温度にし、前記加熱室内を所定気圧以下に減圧した状態から浸炭性ガスを前記加熱室内に供給して前記被処理物に浸炭させ、前記浸炭性ガスの供給を停止して前記被処理物の表面から内部へ炭素を拡散させ、前記被処理物の温度を第２の温度にした状態から前記冷却室において前記第１冷却器により急冷する真空浸炭処理装置であって、前記加熱室は、断熱隔壁で囲まれた炉と、少なくとも前記炉内に配置された第１ガス対流装置から構成される第２冷却器と、開位置で前記加熱室内の気体を循環させるとともに、閉位置で前記炉内の気体を対流させる風路切替機構と、を備えていることを特徴とする真空浸炭処理装置を採用した。
【００１２】
また、第７の手段として、上記第６の手段に係る真空浸炭処理装置において、前記第２冷却器は、前記第１ガス対流装置と加熱室に設けた熱交換器とから構成されるものを採用した。
【００１３】
また、第８の手段として、上記第６又は７の手段に係る真空浸炭処理装置において、前記第１ガス対流装置は遠心ファンであって、前記風路切替機構は前記遠心ファンの気体出力方向における前記炉の前記断熱隔壁の一部に設けられた第１の扉と、該第１の扉に対して前記被処理物を挟んで反対側の前記断熱隔壁に設けられた第２の扉と、を備えているものを採用した。
【００１４】
更に、本発明では、第９の手段として、上記第６から８の何れかの手段に係る真空浸炭処理装置において、前記第１ガス対流装置は、浸炭後の前記被処理物の温度を前記第１の温度から所定温度まで温度履歴が所定条件を満たすように降下させ、前記被処理物全体が前記所定温度となるように所定時間保温することにより前記被処理物の結晶粒を微細化させるものであるものを採用した。
【００１５】
また、第１０の手段として、加熱器及び冷却器を備える加熱室を有し、前記加熱器により加熱して前記加熱室内の被処理物の温度を第１の温度にし、前記加熱室内を所定気圧以下に減圧した状態から浸炭性ガスを前記加熱室内に供給して前記被処理物に浸炭させ、前記浸炭性ガスの供給を停止して前記被処理物の表面から内部へ炭素を拡散させ、前記被処理物の温度を第２の温度にした状態から前記冷却器により急冷する真空浸炭処理装置であって、前記加熱室は断熱隔壁で囲まれた炉と、前記炉内に配置された第１ガス対流装置と、開位置で前記加熱室内の気体を循環させて前記被処理物を冷却するとともに、閉位置で前記炉内の気体を対流させる風路切替機構と、を備えていることを特徴とする真空浸炭処理装置を採用した。
【００１６】
第１１の手段として、上記第６から１０の何れかの手段に係る真空浸炭処理装置において、前記加熱器は、高温状態からの急冷に耐える導電性材料で形成され前記炉内に配設された発熱部材と、前記炉の前記断熱隔壁に取り付けられ前記発熱部材を前記炉の前記断熱隔壁に対して位置固定に支持する支持部材と、を有し、前記加熱室外において前記発熱部材の地絡電流を測定する電流測定手段を配設し、前記電流測定手段の測定値から前記発熱部材の地絡の有無を検知するものを採用した。
【００１７】
第１２の手段として、上記第６から１１の何れかの手段に係る真空浸炭処理装置において、前記冷却器は、高圧ガスを循環させて前記被処理物を冷却するものであるものを採用した。
【００１８】
第１３の手段として、上記第６から１２の何れかの手段に係る真空浸炭処理装置において、前記加熱室は、第２ガス対流装置を備えるものを採用した。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の真空浸炭処理方法によれば、拡散後に焼ならし及びその後の温度保持を行うので、処理時間短縮のために浸炭及び拡散を高温で行って結晶粒を粗大化させても、焼ならし及びその後の温度保持によって被処理物の結晶粒を微細化させることができる。特に、拡散後の焼ならしにおいて、降温処理と保温処理を交互に繰り返すことにより被処理物の温度を降下させるステップ冷却を行うことで、保温時毎に被処理物全体の温度が均一化され、冷却時に生じる被処理物の表面温度と内部温度の温度ムラを抑えることができる。したがって、被処理物の結晶粒をより均一に微細化させることができる。このため、高温処理によって処理時間を短縮しつつも、高温処理による被処理物の結晶粒の肥大化を改善して、所定の物性値をもつ被処理物を得ることができ、所定の品質を確保できる。
更に、本発明によれば、焼ならしに続けて再加熱及び焼入れを行うので、効率よく真空浸炭処理を完了することができる。
【００２０】
また、本発明の真空浸炭処理装置によれば、加熱室の炉内に第１ガス対流装置を設けたので、炉内で発生する輻射熱と第１ガス対流装置により発生する強制対流熱とを用いて、炉内の温度を素早く、且つ均一的に変化させることができる。そのため、昇温時において処理時間を短縮することができる。さらに、炉に開位置で加熱室内の気体を循環させて被処理物を冷却するとともに、閉位置で炉内の気体を対流させる風路切替機構を設けたので、この風路切替機構を開閉作動することで、保持工程における温度調整を容易に実行することができる。特に、温度保持を行うためには加熱器が必要であるため、焼ならし後に続けて温度保持を行うためには冷却と加熱とを連続的に行う必要があり、加熱室の炉内に第１ガス対流装置を設けることによりこれを容易に実行することができる。そのため、焼ならし工程においてステップ冷却を行う上で、冷却処理と保温処理の細かい温度調整を精度良く容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明に係る真空浸炭処理装置及び方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１〜３は、本実施形態の真空浸炭処理装置の構成を示した断面図であり、図１は正面図、図２は左側面図、図３は右側面図である。図１〜３に示すように、本実施形態の真空浸炭処理装置は、ケース１、加熱室２及び冷却室３を備え、加熱と冷却とを別室で行う２室型である。ケース１は、略円筒形であって、軸線を水平にして設置され、軸線方向略中央で区切った一方に加熱室２を収納し、他方は冷却室３とされている。また、ケース１の軸線方向略中央部には、冷却室３の入口３ａを閉じる扉１１を昇降させることにより冷却室３を開閉する開閉機構１２が設けられている。
【００２２】
加熱室２は、炉５０、加熱器２２、電源部２３、及び載置台２５を備えている。ここで、図４は、加熱器２２の形状を示す斜視図である。また、図５は、炉５０に対する加熱器２２の取付構造及び加熱器２２と後述する電源部２３との電気的接続を示す模式図である。
炉５０は、図５に示すように、金属製の外郭２１ａと、グラファイト製の内郭２１ｂとの間に、断熱材２１ｃを充填した断熱隔壁２１を箱型形状に形成したものである。
【００２３】
加熱器２２は、図４に示すように、同型の３つのヒータＨ１〜Ｈ３からなる。各ヒータＨ１〜Ｈ３は、中空細軸部ｇ１、中実細軸部ｇ２、中実太軸部ｇ３、コネクタｃ１〜ｃ３、給電軸部ｍとからなる。中空細軸部ｇ１、中実細軸部ｇ２及び中実太軸部ｇ３は、グラファイト製である。給電軸部ｍは、金属製である。
コネクタｃ１は、直方体であって、長手方向に２等分したそれぞれ領域に１つずつ互いに逆向きの接続部ａ１、ｂ１を備えており、中空細軸部ｇ１と中実細軸部ｇ２とを通電可能に接続する。コネクタｃ２は、２つの接続部ａ２、ｂ２が互いに直交方向を向くように設けられたＬ字型であって、中空細軸部ｇ１同士を通電可能に接続する。コネクタｃ３は、２つの同方向を向く接続部ａ３、ｂ３を離間させて連結したものであって、中空細軸部ｇ１同士を通電可能に接続する。
【００２４】
中空細軸部ｇ１は、４本で矩形を作るように配され、矩形の３つの角がコネクタｃ２により接続される。上記矩形の残る１つの角を形成する２本の中空細軸部ｇ１の各端部のうちの一方には、コネクタｃ１によって中実細軸部ｇ２が接続され、他方はコネクタｃ３の接続部ａ３、ｂ３の一方に取り付けられる。中実細軸部ｇ２のコネクタｃ１に取り付けられた端部の逆側の端部は、中実太軸部ｇ３の一端部に連続しており、中実太軸部ｇ３の他端部には、給電軸部ｍが取り付けられている。
【００２５】
上記のような４本の中空細軸部ｇ１、中実細軸部ｇ２、中実太軸部ｇ３、コネクタｃ１、３個のコネクタｃ２及び給電軸部ｍからなる構成が、対をなし、コネクタｃ３によって接続されることにより、各ヒータＨ１〜Ｈ３が構成されている。
なお、中空細軸部ｇ１、中実細軸部ｇ２及び中実太軸部ｇ３は、各々の断面積の差異によって発熱し易さを変えたものであって、中空細軸部ｇ１、中実細軸部ｇ２、中実太軸部ｇ３の順に発熱し易く、中実太軸部ｇ３は発熱しにくい。
【００２６】
図５に示すように、給電軸部ｍは、中空であり、内部に冷却管ｔが収納されている。冷却管ｔには、通電による温度上昇を抑える冷却水が循環させられる。
ヒータＨ１〜Ｈ３は、炉５０の断熱隔壁２１の一部に設けられたヒータ支持部２６によって支持されている。ヒータ支持部２６は、セラミックス製であって、内径が中実太軸部ｇ３の径よりも大きい略円筒形に形成されており、円筒の軸方向を断熱隔壁２１の厚さ方向に平行に、各端部を断熱隔壁２１の内側と外側とにそれぞれ位置させるように固定されている。
断熱隔壁２１の外側に位置する端部は、円筒の内径よりも小径である中実太軸部ｇ３の径と同径の開口２６ａが設けられており、この開口２６ａに中実太軸部ｇ３が嵌装されることにより、各ヒータＨ１〜Ｈ３が支持される。
【００２７】
また、給電軸部ｍは、ケース１に設けられた開口１ａからケース１外へ導出されている。開口１ａと給電軸部ｍとの隙間は、シール材１ｂで塞がれることにより密閉されている。給電軸部ｍには、電源部２３が接続される。
電源部２３は、電源２３ａ、ブレーカ２３ｂ、サイリスタ２３ｃ、温度調節計２３ｄ、変圧器２３ｅ、抵抗器２３ｆ及び電流計２３ｇを有している。
【００２８】
電源２３ａは、ブレーカ２３ｂ、サイリスタ２３ｃ及び変圧器２３ｅを介して給電軸部ｍに接続されており、給電軸部ｍに電力を供給する。ブレーカ２３ｂは、回路への負荷が許容範囲を超えたときに電力を遮断し、回路に過負荷がかかることを防止するものである。
サイリスタ２３ｃは、温度調節計２３ｄと協働して、ヒータＨ１〜Ｈ３の温度が所定温度に達するまで回路を導通状態にし、ヒータＨ１〜Ｈ３の温度が所定温度に達すると導通を解除する。変圧器２３ｅは、電源２３ａから給電される電力の電圧を所定の値に変換する。
抵抗器２３ｆ及び電流計２３ｇは、変圧器２３ｅと給電軸部ｍとの間の回路から分岐してアースされる回路の途中に配設される。電流計２３ｇは、地絡電流を測定する。
【００２９】
ここで、図１，２に示すように、加熱室２の上部には、下方に向けてモータＭ１が設けられている。このモータＭ１のシャフト５１は、炉５０の上面から炉５０内に挿通されており、シャフト５１の端部にはファンＦ１（第１ガス対流装置）が取り付けられている。このファンＦ１は、遠心ファンであり、炉５０内の上面に沿って配置されている。
【００３０】
ファンＦ１の気体出力側であって、炉５０の上面の両側部には、扉５３ａ，５４ａ（第１の扉）が設けられている（図２参照）。また、被処理物Ｗを挟んで炉５０の下面には扉５５ａ（第２の扉）が設けられている。各扉５３ａ，５４ａ，５５ａは、各々ダンパー５３ｂ，５４ｂ，５５ｂに接続されており、開閉可能な風路切替機構として構成されている。つまり、これら扉５３ａ，５４ａ，５５ａが開位置にある時、炉５０と加熱室２とが連通して、ファンＦ１を作動することにより流れる気体が加熱室２全体を循環可能となるものである。なお、真空状態では、温度が高いほど、蒸気圧が低い物質から順に蒸発するので、炉５０内で高温にさらされるファンＦ１は、１３００℃程度まで炉５０内の温度を昇温させても熱変形しない物質で製作したものを用いる。
【００３１】
また、炉５０外には、加熱室２の内壁に沿って熱交換器２４が設けられている。熱交換器２４は、炉５０内で加熱された気体から熱を奪って冷却するものである（図２参照）。なお、このような冷却器２４の他に、例えばケース１内に水路を設け、その中に冷却水を通すことにより気体を冷却する水冷ジャケットや、ケース１外にフィンを設け熱放射面積を広くすることにより気体を冷却する空冷フィンを設け、冷却効率を向上させることも可能である。
加熱室２内を冷却する際には、炉５０の扉５３ａ，５４ａ，５５ａを開放して、炉５０内及び加熱室２内の気体をファンＦ１で循環させながら熱交換器２４で冷却することにより、加熱室２内の温度及び炉５０内の被処理物Ｗの温度を低下させる。このように、加熱室２内を冷却する際、ファンＦ１は、熱交換器２４とともに第２冷却器４０として構成されている。
【００３２】
載置台２５は、矩形のフレームと、複数本のローラとを有して構成されており、各ローラは、回転軸線をフレームの対向する２辺に平行に並列されて、フレームの他の２辺に両端を回転自在に支持されている。このような載置台２５は、各ローラの回転軸線が搬送方向に直交するように設置されて、被処理物Ｗの移送を良好にする。被処理物Ｗは、載置台２５に載置されることにより、下面側からも均一に加熱される。
なお、上記各部はファンＦ１と同様に、１３００℃程度まで炉５０内の温度を昇温させても熱変形しない物質で製作したものを用いる。
【００３３】
図３に示すように、冷却室３は、被処理物Ｗを冷却するための部屋であって、第１冷却器３１、整流板３２及び載置台３３を備えている。
第１冷却器３１は、熱交換器３１ａ及びファン３１ｂを有している。熱交換器３１ａは、冷却室３内の気体から熱を奪って冷却するものである。ファン３１ｂは、冷却室３内で気体を高圧で循環させるものである。
整流板３２は、格子状に間切りをされた格子箱であって、冷却室３内の被処理物Ｗが載置される位置の上下に配設されて、冷却室３内の気体の流れ方向を整えるものである。載置台３３は、加熱室２内に設置された載置台２５と略同構造であって、且つ、載置台２５と同じ高さに配置されている。なお、この格子箱は格子箱とパンチングメタルとを組み合わせたものであっても良い。
【００３４】
次に、上記構成の真空浸炭処理装置で行う真空浸炭処理について図６〜図８を用いて説明する。真空浸炭処理においては、予熱工程、浸炭前保持工程、浸炭工程、拡散工程、焼ならし工程、再加熱工程、焼入れ前保持工程及び焼入れ工程を、順次行う。
図６は、母材炭素濃度が０．２％のＳＣｒ４２０という鋼材を処理対象材料とし、表面炭素濃度目標を０．８％、有効浸炭深さを０．８ｍｍ、有効浸炭深さにおける炭素濃度目標を０．３５％とした場合の各工程の処理時間と温度、雰囲気条件及び装置形態例を示した説明図である。図７は、図６の焼ならし工程を拡大して示すものであり、縦軸に温度、横軸を処理時間とした説明図である。図８は、比較のために示す図であり、図７と同様に焼ならし工程を拡大して示し、縦軸に温度、横軸を処理時間とした説明図である。
上記説明図における各工程の処理時間は、Ｆｉｃｋの第２法則による拡散方程式で算出したものである。
【００３５】
予熱工程では、まず、被処理物Ｗを、加熱室２の炉５０内に設けられたヒータＨ１〜Ｈ３で囲まれる位置に載置する。続いて、加熱室２から排気して、加熱室２内及び炉５０内を減圧し真空状態にする。ここで、一般的な真空浸炭処理において『真空』とは大気圧の１／１０程度の１０ｋＰａ以下程度をさすが、本実施形態では１Ｐａ以下を『真空』とした。なお、この時点では、風路切替機構の扉５３ａ，５４ａ，５５ａを閉じて、炉５０内を閉塞しておく。
【００３６】
次に、加熱器２２に通電して、炉５０内の温度を昇温させる。予熱工程の全てを真空で行っても真空浸炭処理は可能であるが、本実施形態では、６５０℃まで加熱室２内の温度を昇温させたところで、被処理物Ｗの表面から物質が蒸発するのを防ぐために不活性ガスを加熱室２内に装入する。このときの加熱室２内の気圧は、０．１ｋＰａ〜大気圧未満程度である。また、ファンＦ１を作動させることで、炉５０内を昇温させることにより発生する輻射熱と、ファンＦ１により発生する強制対流熱との双方を用いて炉５０内を効率良く昇温させることができる。そして更に昇温を継続し、１０５０℃まで加熱室２内の温度を昇温させたら、浸炭前保持工程へ移行する。
【００３７】
浸炭前保持工程では、加熱室２内の温度を予熱工程終了時の温度に保持する。この浸炭前保持工程を経ることにより、被処理物Ｗの温度が表面から内部まで１０５０℃（第１の温度）に均一化される。浸炭前保持工程の最後の２分では、不活性ガスを排気して加熱室２内を減圧し真空状態に戻す。
【００３８】
浸炭工程では、加熱室２内に浸炭性ガスを装入する。浸炭性ガスは、例えばアセチレンである。このときの加熱室２内の気圧は、０．１ｋＰａ以下である。この浸炭工程において、被処理物Ｗは、加熱室２内は１０５０℃という高温の浸炭性ガス雰囲気下におかれることにより、浸炭される。
【００３９】
拡散工程では、加熱室２内の浸炭性ガスを排気して不活性ガスを装入する。このときの加熱室２内の気圧は、０．１ｋＰａ〜大気圧未満程度である。そして、加熱室２内の温度を保持する。この拡散工程を経ることにより、被処理物Ｗの表面近くの炭素が表面から内部へ拡散される。
処理温度が同条件であれば、浸炭工程の処理時間及び拡散工程の処理時間によって、表面炭素濃度、有効浸炭深さ、有効浸炭深さにおける炭素濃度が決定する。
【００４０】
拡散工程に続いて、焼ならし工程を行う。焼ならし工程の前に、被処理物Ｗは１０５０℃という高温に長時間晒されるので、結晶粒が肥大化している。焼ならし工程は、被処理物Ｗのひずみを取り除いたり、結晶粒を微細化するために行うものであり、所定の処理時間（例えば、５〜１５分）で炉５０内の温度を１０５０℃から６００℃以下まで冷却する。
【００４１】
ここで、図８に示すように、焼ならし工程では、所定の処理時間（例えば、Ｔ１−Ｔ２間）で冷却のみを行い、炉５０内の温度を６００℃以下まで連続的に降下させるものが一般的である。しかしながら、連続的に冷却してしまうと、被処理物Ｗの表面温度（図８中Ｐ０）と内部温度（図８中Ｑ０）との温度が均一にならず、温度ムラが生じてしまうため、炉５０の理想の冷却勾配（図８中実線）と比べ、被処理物Ｗの実際の温度との間に大幅な誤差が生じてしまう。そして、焼ならし工程後の焼きならし後保持工程の開始時Ｔ２において、炉５０内の温度と、被処理物Ｗの表面温度、内部温度の温度降下に遅延が生じてしまう（例えば、ΔＰ０，ΔＱ０）。結果、その状態で、焼ならし後保持工程で一定温度に保温しても結晶粒が効率良く微細化されない。
【００４２】
そこで、図６，８に示すように、焼ならし工程において、１０５０℃から６００℃以下まで冷却する際に、冷却処理と保温処理とを交互に繰り返すステップ冷却を行う。
具体的には、炉５０内に設けられたファンＦ１を作動し続け、冷却処理時には風路切替機構の扉５３ａ，５４ａ，５５ａを開位置にして炉５０を開放することで、加熱室２内の気体を熱交換器２４を通して循環させ、浸炭後の被処理物Ｗの温度を冷却する。一方、保温処理時には風路切替機構の扉５３ａ，５４ａ，５５ａを閉位置にして炉５０を閉塞することで、炉５０内で気体を対流させて、被処理物Ｗ全体が均一な温度となるように保温する。
【００４３】
このように、冷却処理と保温処理とを１サイクルとし、このサイクルを所定の処理時間（例えば、Ｔ１−Ｔ２間）内に複数（例えば、３．５サイクル）行うことで、炉５０内の温度を６００℃以下まで冷却させる。これにより、各冷却処理時に生じる被処理物Ｗの表面温度（図７中Ｐ１）と内部温度（図７中Ｑ１）の温度ムラが保温処理時毎に均一化される。そのため、被処理物Ｗの表面温度と内部温度における温度ムラを抑えるとともに、焼きならし後保持工程の開始時Ｔ２において、炉５０内の温度と、被処理物Ｗの表面温度、内部温度の温度降下の遅延を抑えることができる（例えば、ΔＰ１，ΔＱ１）。
【００４４】
また、被処理物Ｗの表面温度と内部温度の温度ムラを精度良く防ぐためには、ステップ冷却時の各サイクルの冷却温度を均一（例えば、（１０５０−６００）／４）に設定することが好ましい。さらに、各サイクルの冷却時間（例えば、図７中Ｔａ）や保温時間（例えば、図７中Ｔｂ）も均一に設定することが好ましい。なお、冷却処理と保温処理のサイクル数は、適宜変更可能である。
【００４５】
続いて、焼ならし後保持工程を行う。この焼ならし後保持工程において所定時間（例えば、１０分）保温して被処理物全体の温度を均一にすることにより、結晶粒がより微細化される。
【００４６】
再加熱工程では、焼ならし工程で下げられた炉５０内の温度を再び上げる。再加熱工程では、後の焼入れ工程における焼入れ温度の８５０℃（第２の温度）まで昇温する。そして、この温度を焼入れ前保持工程において所定時間保持する。この焼入れ前保持工程を経ることにより、被処理物Ｗの温度が表面から内部まで８５０℃に均一化される。
【００４７】
最後に、被処理物Ｗを冷却室３へ移して、焼入れ工程を行う。焼入れ工程では、第１冷却器３１によって、被処理物Ｗを冷却する。このときの冷却は、本実施形態の処理対象材料つまりＳＣｒ４２０という鋼材のように焼きが入りにくい材料では、焼きを入れるためには、処理時間の初期の１分程度の時間内に冷却する温度差の半分程度まで冷却することが必要である。第１冷却器３１は、例えば大気圧の１０倍から３０倍程度の高い圧力で冷却室３内部の気体を循環させつつ冷却することによって、被処理物Ｗの冷却速度を向上させている。
【００４８】
上記従来の真空浸炭処理に対して、本発明の真空浸炭処理方法によれば、拡散後に焼ならし及びその後の温度保持を行うので、処理時間短縮のために浸炭及び拡散を高温で行って結晶粒を粗大化させても、焼ならし及びその後の温度保持によって被処理物Ｗの結晶粒を微細化させることができる。特に、拡散後の焼ならしにおいて、降温処理と保温処理を交互に繰り返すことにより被処理物Ｗの温度を降下させるステップ冷却を行うことで、保温時毎に被処理物全体の温度が均一化され、冷却時に生じる被処理物Ｗの表面温度と内部温度の温度ムラを抑えることができる。したがって、被処理物Ｗの結晶粒をより均一に微細化させることができる。このため、高温処理によって処理時間を短縮しつつも、高温処理による被処理物Ｗの結晶粒の肥大化を改善して、所定の物性値をもつ被処理物Ｗを得ることができ、所定の品質を確保できる。
更に、本発明によれば、焼ならしに続けて再加熱及び焼入れを行うので、効率よく真空浸炭処理を完了することができる。
【００４９】
また、本発明の真空浸炭処理装置によれば、加熱室２の炉５０内にファンＦ１を設けたので、炉５０内で発生する輻射熱とファンＦ１により発生する強制対流熱とを用いて、炉５０内の温度を素早く、且つ均一的に変化させることができる。そのため、昇温時において処理時間を短縮することができる。さらに、炉５０に開位置で加熱室２内の気体を循環させて被処理物Ｗを冷却するとともに、閉位置で炉５０内の気体を対流させる風路切替機構を設けたので、この風路切替機構の扉５３ａ，５４ａ，５５ａを開閉作動することで、保持工程における温度調整を容易に実行することができる。特に、温度保持を行うためには加熱器２２が必要であるため、焼ならし後に続けて温度保持を行うためには冷却と加熱とを連続的に行う必要があり、第２冷却器４０として加熱室２の炉５０内にファンＦ１を設けるとともに、熱交換器２４を設けたことにより、これを容易に実行することができる。そのため、焼ならし工程においてステップ冷却を行う上で、冷却処理と保温処理の細かい温度調整を精度良く容易に行うことができる。
【００５０】
さらに、焼ならしを加熱室２内で行うことが可能であるため、焼ならしのために被処理物Ｗを加熱室２から出す必要がないので高温の被処理物Ｗを移動させる回数を増やすことがなく、被処理物Ｗが高温の状態で移動することにより変形する等の危険を回避することができる。
【００５１】
図９は、母材炭素濃度が０．２％のＳＣｒ４２０という鋼材を処理対象材料とし、表面炭素濃度目標を０．８％、有効浸炭深さを１．５ｍｍ、有効浸炭深さにおける炭素濃度目標を０．３５％とした場合の各工程の処理時間と温度、雰囲気条件及び装置形態例を示した説明図である。つまり、図９に示す真空浸炭処理では、図６に示す真空浸炭処理と同じ鋼材を処理対象材料としており、図６に示す真空浸炭処理との差異は有効浸炭深さを１．５ｍｍとしている点である。
図６と同様に、上記説明図における各工程の処理時間は、Ｆｉｃｋの第２法則による拡散方程式で算出したものである。
【００５２】
図９に示す真空浸炭処理においては、図６の真空浸炭処理よりも有効浸炭深さが深く設定されているために、浸炭工程及び拡散工程の処理時間が長くされている。図９のその他の工程の処理時間は図６と同じである。
このように、有効浸炭深さが深く設定された真空浸炭処理においても、ファンＦ１及び風路切替機構の扉５３ａ，５４ａ，５５ａを開閉作動することにより昇温及び保温時の温度変化を効率良く行うことができる。そして、有効浸炭深さが深く設定された真空浸炭処理においても、処理時間短縮のために浸炭及び拡散を高温で行って結晶粒を粗大化させても、焼ならし工程においてステップ冷却を行うことで、結晶粒を微細化させることができる。このため、高温処理によって処理時間を短縮しつつも、高温処理による結晶粒の肥大化を改善して、所定の物性値の被処理物Ｗを得ることができる。
【００５３】
次に、脱ガス工程について説明する。本実施形態においては、加熱器２２に地絡が発生した場合に、脱ガス工程を行う。脱ガス工程は、電流計２３ｇにより測定される地絡電流の値が所定の閾値を超えた場合には、炉５０内に被処理物Ｗを入れずに、炉５０内の温度を処理温度（本実施形態では１０５０℃）よりも５０〜１５０℃高い温度にまで昇温させて、所定時間保持した後、冷却する。この脱ガス工程を経ることにより、炉５０内の煤が蒸発する。
脱ガス工程においては、１２００℃程度まで加熱室２の温度が昇温されるが、炉５０内に設けられた各部材は１３００℃程度まで炉５０内の温度を昇温させても蒸発しない物質で製作したものであるので、各部材が損なわれることなく、煤を除去することができる。
【００５４】
上記の脱ガス工程を実施するにあたり、加熱器２２の構造を従来の構造から変更している。即ち、従来の加熱器は、煤が付着することによる不具合が発生しないように、発熱部分つまり通電部分をセラミックス等の絶縁体により覆って、絶縁体を介して間接的に外部に熱を伝える構造になっている。
しかし、本実施形態の焼ならし工程を加熱室２の炉５０内で行う場合、上記従来の構造では、通電部分を覆う絶縁体のセラミックスが、熱せられた状態から急激に冷やされるために割れてしまう。そこで、本実施形態の構造の炉５０としている。
本実施形態の構造の炉５０は、熱せられた状態からの急激な冷却に耐えられる構造とされている。但し、図５に示す本実施形態の構造の加熱器２２では、ヒータ支持部２６が煤で覆われると地絡が発生することになる。これに対して、本実施形態では、地絡電流を監視し、地絡電流が所定の閾値を上回ったときに脱ガス工程を行って地絡状態から回復させ、地絡による被害を防いでいる。
【００５５】
上記実施形態では、図１〜３に示す２室型の真空浸炭処理装置を用いて説明したが、他の形態の真空浸炭処理装置において上記実施形態のように拡散工程の後に焼ならし工程及び再加熱工程を行う真空浸炭処理を行うことが可能である。
図１０は、真空浸炭処理装置の形態の例を示す模式図である。図１０に示すように、真空浸炭処理装置の形態には、上記実施形態の２室型の他、単室型、連続型、搬送装置別体型等がある。
単室型は、冷却専用室なしで加熱室のみで構成され、加熱室内に、上記実施形態における第２冷却器４０に相当する冷却器を備えた形態である。単室型は、冷却器が加熱室内にあるため、温度低下速度が遅いので、焼入れ性のよい鋼材が処理対象材料であるとき、利用可能である。上記実施形態の処理対象材料であるＳＣｒ４２０という鋼材は、焼入れ性が悪いので、単室型では焼入れ工程まで行うことができない。
【００５６】
連続型は、多数の被処理物Ｗを連続的に真空浸炭処理する場合に用いる形態で、予熱室、第１加熱室、第２加熱室及び冷却室を備えている。第２加熱室には、冷却器が備えられている。このような連続型では、例えば、予熱室で予熱工程を行い、第１加熱室で浸炭前保持工程、浸炭工程及び拡散工程を行い、第２加熱室で焼ならし工程、再加熱工程及び焼入れ前保持工程を行い、冷却室で焼入れ工程を行うという手順で真空浸炭処理を行う。被処理物Ｗが工程の進行に伴って処理室を順次移動していくので、多数の被処理物Ｗの真空浸炭処理を次々と進めることができる。
【００５７】
搬送装置別体型は、上記実施形態の加熱室２と冷却室３とを同一のケース１内に設けず別体とし、更に両処理室間を移動する被処理物Ｗを搬送する搬送装置を設けたものである。真空浸炭処理の各工程は、上記実施形態と同様に、予熱工程〜焼入れ前保持工程までを加熱室で行い、焼入れ工程を冷却室で行う。
ここで、加熱室は、１台に限らず複数台設置してもよい。真空浸炭処理において、冷却室を要する時間よりも加熱室を要する時間の方が長いので、加熱室と冷却室との台数が１：１であると冷却室の空き時間が長くなるが、加熱室を被処理物の数に応じて増設すれば、冷却室へ複数の加熱室から順次被処理物が搬送されるようにすることにより、冷却室の空き時間を減らし冷却室を有効に活用することができるため、効率よく真空浸炭処理を行うことができる。なお、複数台の加熱室を設ける場合にはそのうち少なくとも１台を冷却器付としその他の加熱器は冷却器無しとしてもよい。
【００５８】
搬送装置別体型の例としては、図示したものの他に、主容器及び準備室を更に備えるものが考えられる。主容器は、例えば円筒形の密閉容器であって、この円筒形の主容器の外周面に放射状に、１乃至複数の加熱室、冷却室及び準備室が連結され、主容器内に搬送装置が収納される。搬送装置は、加熱室、冷却室及び準備室の何れかと連結される位置の間で主容器内を回転する。
このような真空浸炭処理装置においては、ユーザが準備室に被処理物を入れると、搬送装置が準備室から加熱室へ被処理物を搬送し、また、加熱室から冷却室へ被処理物を搬送し、冷却室から準備室へ被処理物を搬送する。そして、ユーザは、準備室から被処理物を取り出す。
上記真空浸炭処理装置によれば、被処理物は各室間を搬送される際は常に主容器内を通るので、被処理物が準備室に入れられてから真空浸炭処理を施されて準備室から取り出されるまで確実に外気に触れないようにすることが出来る。また、被処理物が加熱室や冷却室内に装入されている間に、別の処理物を準備室から出し入れすることができるので、複数個の被処理物の真空浸炭処理にあたって、真空浸炭処理装置の各室を有効に活用することができる。
なお、上記主容器の形状は一例であって、主容器は、搬送装置を収納すると共に加熱室、冷却室及び準備室が連結されたものであればよい。
【００５９】
更に、搬送装置を加熱器及び／又は冷却器付のものにすることにより、被処理物の温度を管理しながら加熱室と冷却室との間を搬送することができる。更に、被処理物の搬送にあたって加熱室或いは冷却室と搬送装置とを連通させる際、搬送装置の加熱器（或いは冷却器）により、加熱室内の温度（或いは冷却室内の温度）と搬送装置内の温度とを同程度に合わせることができる。そして、搬送装置の冷却器によって、真空浸炭処理後の被処理物を常温まで冷却することができる。
【００６０】
次に、図１１に基づいて本発明の他の実施形態における真空浸炭処理装置を説明する。図１１は、真空浸炭処理装置の構成を示した断面図である。
本実施形態は、加熱室２が上述した第１ガス対流装置に加え、第２ガス対流装置を備えている点で相違している。
【００６１】
図１１に示すように、炉５０の側面にモータＭ１が配置されており、このモータＭ１から図示しないシャフトを介してファンＦ１（第１ガス対流装置）が取り付けられている。さらに、加熱室２の上部にモータＭ２が配置されており、図示しないシャフトを介してファンＦ２（第２ガス対流装置）が取り付けられている。このファンＦ２は、加熱室２の炉５０外に設けられており、加熱室２内の気体の循環を行うものである。炉５０の上面には、扉５６ａ（第１の扉）が設けられ、この扉５６ａには、ダンパー５６ｂ，５５ｂが接続され開閉可能に構成されている。すなわち、本実施形態において、第２冷却器４０’は、ファンＦ１と、ファンＦ２と、熱交換器２４とにより構成されている。
【００６２】
本実施形態によれば、上記実施形態のようにファンＦ１のみを設けたものと同様の効果を奏するとともに、炉５０の扉５６ａ，５５ａ開放時にはファンＦ１とファンＦ２の双方を作動することで、より効率的に加熱室２内の温度変化を実行することができる。
【００６３】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上記実施形態では、高圧の気体を循環させて被処理物Ｗを冷却する第１冷却器３１としたが、実施にあたっては、冷却器は、油冷により被処理物Ｗを冷却するものであってもよい。
【００６４】
さらに、本実施形態におけるステップ冷却は、焼ならし工程時のみに限らず、図１２，１３に示すように、焼ならしを行わずに降温工程において焼入れ温度まで降温させた後、焼入れ前保持工程に移る従来の真空浸炭処理の場合、その降温工程時にステップ冷却を行ってもよい。このような真空浸炭処理においても、高温処理によって肥大化した被処理物の結晶粒の微細化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態における真空浸炭処理装置の構成を示した正面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】本発明の一実施形態における加熱器の形状を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態における炉５０の断熱隔壁２１に対する加熱器２２の取付構造及び加熱器２２と電源部２３との電気的接続を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態における真空浸炭処理の各工程の処理時間と温度、雰囲気条件及び装置形態例を示した説明図である。
【図７】図６の焼ならし工程におけるステップ冷却を示す処理時間と温度を示した説明図である。
【図８】図７の比較として示す焼ならし工程における処理時間と温度を示した説明図である。
【図９】本発明の一実施形態における真空浸炭処理の各工程の処理時間と温度、雰囲気条件及び装置形態例を示した説明図である。（図６とは有効浸炭深さが異なる）
【図１０】本発明の一実施形態における真空浸炭処理装置の形態の例を示す模式図である。
【図１１】本発明の他の実施形態における真空浸炭処理装置の構成を示した断面図である。
【図１２】従来の真空浸炭処理の各工程の処理時間と温度、雰囲気条件及び装置形態例を示した説明図である。
【図１３】従来の真空浸炭処理の各工程の処理時間と温度、雰囲気条件及び装置形態例を示した説明図である。（図１２とは有効浸炭深さが異なる）
【符号の説明】
【００６６】
１…ケース、  １１…扉、  １２…開閉機構、  １ａ…開口、  １ｂ…シール材、  ２…加熱室、  ２１…断熱隔壁、  ２１ａ…外郭、  ２１ｂ…内郭、  ２１ｃ…断熱材、  ２１ｄ、２１ｅ…扉、  ２２…加熱器、  Ｈ１〜Ｈ３…ヒータ（発熱部材）、  ｇ１…中空細軸部、  ｇ２…中実細軸部、  ｇ３…中実太軸部、  ｍ…給電軸部、  ｔ…冷却管、  ｃ１〜ｃ３…コネクタ、  ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３…接続部、  ２３…電源部、  ２３ａ…電源、  ２３ｂ…ブレーカ、  ２３ｃ…サイリスタ、  ２３ｄ…温度調節計、  ２３ｅ…変圧器、  ２３ｆ…抵抗器、  ２３ｇ…電流計（電流測定手段）、  ２４…熱交換器  ２５…載置台、  ２６…ヒータ支持部（支持部材）、  ２６ａ…開口、  ３…冷却室、  ３ａ…入口、  ３１…第１冷却器、  ３１ａ…熱交換器、  ３１ｂ…ファン、  ３２…整流板、  ３３…載置台、  ４０、４０’…第２冷却器、５０…炉、  ５１…シャフト（第１ガス対流装置）  ５３ａ，５４ａ，５６ａ…扉（第１の扉）、  ５３ｂ，５４ｂ，５６ｂ…ダンパー（第１の扉）  ５５ａ…扉（第２の扉）、  ５５ｂ…ダンパー（第２の扉）、  Ｗ…被処理物、  Ｆ１…ファン（第１ガス対流装置）、  Ｆ２…ファン（第２ガス対流装置）、  Ｍ１…モータ、  Ｍ２…モータ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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