(57)【要約】【課題】ローラハース式熱処理炉において、搬送ローラが熱とワークの荷重との影響によって塑性変形する問題を解決することである。【解決手段】炉体１の内部に搬送ローラ２からなる炉床３を設けたローラハース式熱処理炉において、前記炉体１に炉床３上のワーク１２を一時的に持ち上げるワーク持ち上げ手段４を設け、熱処理中は搬送ローラ２の回転を継続しつつワーク１２を持ち上げ、その間搬送ローラ２に荷重をかけないようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体内部に搬送ローラからなる炉床を設けたローラハース式熱処理炉において、前記炉体に前記炉床上のワークを一時的に持ち上げるワーク持ち上げ手段を設けたことを特徴とするローラハース式熱処理炉。
【請求項２】
前記のワーク持ち上げ手段が昇降部材とその駆動装置とからなり、前記昇降部材の上端に前記炉床を構成する搬送ローラの２箇所のすき間に対向した一対の支持部を設け、前記駆動装置により前記昇降部材を上昇させたときに前記支持部が前記搬送ローラのすき間を通って搬送面より高い位置まで上昇し、下降させたとき該搬送面より低い位置まで下降するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のローラハース式熱処理炉。
【請求項３】
前記の一対の支持部が対向した２枚の支持板からなり、該２枚の支持板を前記搬送ローラの下方で上向きコの字型に連結し、その連結部に前記昇降部材の上端を連結したことを特徴とする請求項２に記載のローラハース式熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、焼入れ等の熱処理を行う場合に使用されるローラハース式熱処理炉に関し、特にその炉床を構成する搬送ローラの塑性変形の防止手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のローラハース式熱処理炉は、炉体内部の上下方向の中間部位に搬送ローラからなる炉床を設け、炉体外部に突き出した各ローラの一端部に伝導チェーンをかけて駆動し、炉体の入口から搬送ローラ上にワークを供給し、炉内においてローラによる搬送を一時的に停止させることにより、ワークを８００℃以上の高温に加熱された炉内に滞留させて熱処理を行う。所定の時間が経過すれば搬送ローラを駆動して処理済みのワークを反対側の出口から外部に取出すようにしている（以下、このタイプのものを滞留型ローラハース式熱処理炉と称する。）（特許文献１、２参照）。
【０００３】
前記の滞留型ローラハース式熱処理炉においては、ワークの搬送を一時的に停止させ高温の炉内に滞留させたとき、高温内におけるワークの荷重等でローラが塑性変形してたわみを生じワークの搬送が困難になることがある。このため、ワークを炉内に滞留させる代わりに、ローラの搬送方向を一定周期で搬入方向と搬出方向に切り替えることによりワークを所要時間往復させ、その間に熱処理を行いながらローラを常時回転させることによりローラの塑性変形を防止することも従来から行われている（以下、このタイプのものを往復型ローラハース式熱処理炉と称する。）。
【特許文献１】特開平１０−２２７５６８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００３−３０２１６８号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のように炉内においてワークを往復させることによりローラを常時回転させるようにした往復型ローラハース式熱処理炉は、一定以上長い往復ストロークが必要となる関係上、炉体の全長が長くなり、滞留型ローラハース式熱処理炉に比べ床面積が大きくなり、スペースのロス、放熱量のロス、雰囲気ガスの消費量ロス等の不利がある。
【０００５】
上記の往復型ローラハース式熱処理炉のように、ローラを常時回転させることは塑性変形防止の上で望ましいが、ワークがローラ中のいずれかに対し常に荷重を加え続けることには変わりがないため、追加的な塑性変形防止対策が必要である。通常はその対策としてローラ径を比較的大きく設定するようにしている。しかし、ローラ径が大きくなると小径ワークがローラ間のすき間で傾きを生じ、搬送トラブルを起こしやすくなる問題がある。
【０００６】
そこで、この発明はローラハース式熱処理炉において、滞留型及び往復型のもつ問題点を解消し、搬送ローラの塑性変形を防止するとともに、炉体の床面積を小さくし、熱効率を向上させ、しかもローラ径の拡径も必要としないもの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】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明は、炉体内部に搬送ローラからなる炉床を設けたローラハース式熱処理炉において、前記炉体に前記炉床上のワークを一時的に持ち上げるワーク持ち上げ手段を設けた構成を採用した。ワークの一例としては、軸受の軌道輪等がある。
【０００８】
前記構成の熱処理炉においては、加熱部にワークが搬入されたときに持ち上げ手段を作動させると、ワークが搬送面から上方に持ち上げられるため、搬送ローラに荷重がかからず回転を継続する。ワークを熱処理に必要な時間だけ持ち上げておき、時間が経過すれば持ち上げ手段を下降させワークを搬送ローラの搬送面上に戻す。ワークは搬送ローラにより出口側に搬送される。ワークが炉体の入口から出口に至るまでの間の大部分の時間はワーク持ち上げ手段により持ち上げられるので、その間ローラは無負荷で回転することになる。ローラにワークの荷重がかかるのは、持ち上げ手段の前後において搬送される僅かな時間のみである。
【０００９】
前記のワーク持ち上げ手段の具体的な構造としては、これを昇降部材と駆動装置とにより構成し、前記昇降部材の上端に前記炉床を構成する搬送ローラの２箇所のすき間に対向した一対の支持部を設け、前記駆動装置により前記昇降部材を上昇させたときに前記支持部が前記搬送ローラのすき間を通って搬送面より高い位置まで上昇し、下降させたとき該搬送面より低い位置まで下降するようにしたものを採用することができる。この構造によると、ワークが一対の支持部により支持されるので、安定よく持ち上げられる。
【００１０】
なお、前記の一対の支持部としては、これを対向した２枚の支持板により構成し、該２枚の支持板を前記搬送ローラの下方で上向きコの字型に連結し、その連結部に前記昇降部材の上端を連結した構造を採用することができる。この構造によると、一対の支持部が２枚の対向した支持板により構成されるので、ワークの支持が一層確実になる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、熱処理中はワークが搬送面から離れるため、搬送ローラに負荷がかからず、しかも回転を継続するので搬送ローラの塑性変形が防止される。搬送ローラの全長は加熱部の前後に及ぶ程度のものでよいので、炉体の床面積も従来のタイプのものに比べて縮小され、熱効率も向上する。また、ワークが搬送ローラ上に載って搬送される時間は僅かであるので搬送ローラの交換期間が長くなりメンテナンスの費用が低減する。さらに、搬送ローラの径を大きくする対策は不要であるので、ワークの大きさに応じ搬送トラブルの起こり難い径のローラを選定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいてこの発明を実施するための最良の形態を説明する。図１及び図２に示した実施の形態のローラハース式熱処理炉は、炉体１と、その内部の上下方向中間部分に設置された搬送ローラ２からなる炉床３、その炉床３の下方において炉体１に設けられたワーク持ち上げ手段４、加熱用ヒータ５等からなる。雰囲気ガスの供給ノズル、搬送ローラ２の駆動装置等は図示を省略している。図３に搬送ローラ２を示す。搬送ローラ２は耐熱鋼製であり、中空に形成され、一端部に駆動用のスプロケット６が設けられる。
【００１３】
前記の炉体１の内部は入口７側に昇温帯８、出口９側に保持帯１１が設けられる。図４にその温度分布を示す。図４においてａはワーク１２（軸受の軌道輪等）の表面温度、ｂは同じく中心部温度の一例を示す。ワーク１２は昇温帯において所定の熱処理温度まで昇温加熱され、次の保持帯１１において所定の熱処理時間だけその温度に保持される。
【００１４】
前記のワーク持ち上げ手段４は、昇温帯８と保持帯１１においてそれぞれ設けられた昇降部材１３、１３と各昇降部材１３に共通な駆動装置１４とからなる。各昇降部材１３は昇降ロッド１５（図５参照）と支持部材１６からなる。支持部材１６は前記搬送ローラ２の隣接した（又は１つ間を置いた）２箇所のローラ間のすき間１７、１７に対向し、その下方において平行に配置された２枚の支持板１８、１８の下端相互を搬送ローラ２からなる炉床３の下方において、上向きコの字型に連結したものであり、その連結部に昇降ロッド１５の上端を連結一体化している。上記の支持板１８、１８は、前記のすき間１７、１７をその両側のローラ２に接触することなく昇降が可能である。
【００１５】
駆動装置１４は、エアシリンダ、カム機構等により構成され、ワーク１２の位置に応じて昇降ロッド１５を一定ストロークで昇降させる機能を有する。この駆動装置１４によって前記のワーク持ち上げ手段４が昇降される。ワーク持ち上げ手段４の支持板１８、１８の上端はそのストロークの下端において、図１及び図２に示したように、前記すき間１７内において各ローラ２の上端を結んだ面で形成される搬送面１９より低い位置にあり、その搬送面１９上を移動するワーク１２の障害になることがない。また、ストロークの上端においては、図５（ａ）（ｂ）に示したように搬送面１９より高く突き出し、支持板１８、１８の上端でワーク１２を搬送面１９より高く持ち上げる。
【００１６】
なお、駆動装置１４によって昇降部材１３を上昇させるタイミングは、ワーク１２がすき間１７、１７を含む範囲に到着したことをセンサ等で検知することにより認識する。また、ワーク１２の持ち上げ状態を継続する時間は、ワークの種類、炉内の温度、熱処理条件等により予め設定された時間をカウントすることにより行う。上昇状態から下降し、支持板１８、１８の上端が搬送面１９より低くなるとワーク１２は常時回転している搬送ローラ２の搬送面１９上に移り搬送される。
【００１７】
図示の場合、昇温帯８において持ち上げられたワーク１２は、予備的に所要温度まで加熱され、その後、一旦搬送ローラ２上に移され次のステージの保温帯１１において所要の熱処理時間だけ８００℃に保持され、その後出口９側に搬出される。
【００１８】
図６及び図７は他の実施形態である。この場合は持ち上げ手段４を構成する駆動装置１４及び昇降部材１３を炉体１の上部に設けたものである。昇降部材１３を構成する昇降ロッド１５の下端部に一対の支持部材２１が設けられる。各支持部材２１は下向きに開放されたコの字型をなす枠状のものであり、下端に内向きの支持爪２２、２２を設けたものである。支持爪２２、２２相互間の間隔はワーク１２の直径より小さく形成される。各支持部材２１は、搬送ローラ２の隣接するすき間１７に内に挿入され、その上端部が相互に連結部２３により連結されるとともに、その連結部２３の中央部が連結ロッド１５の下端に連結一体化している。
【００１９】
前記の支持部材２１は通常はその下端の支持爪２２、２２の部分が搬送面１９より低くなるようすき間１７内に差し込まれ、下向きコの字型の内側をワーク１２が通過するようになっている。
【００２０】
前記実施形態の場合と同様に、炉体１の内部は入口７側に昇温帯８、出口９側に保持帯１１の２ステージに別れ、前記の昇降部材１３は各ステージに応じて設けられる。各ステージにおいて、ワーク１２が昇降部材１３の位置に達したことを適宜な手段で検知すると駆動装置１４により昇降部材１３が上昇される。これによって、その支持爪２２、２２の間でワーク１２を支持し、ワーク１２を搬送面１９より高く持ち上げる。その間、搬送ローラ２は無負荷で回転する。所要時間経過後、ワーク１２は搬送面１９上に戻され、次ステージ又は出口９に向け搬送される。熱処理中の大部分の時間中、搬送ローラ２が無負荷で回転することは前記実施形態の場合と同様である。
【００２１】
以上の各実施形態においては、炉体１の内部を昇温帯８と保持帯１１の２ステージに分けているが、炉体１の中央部に昇温と温度保持を行う１つのステージを設けるだけでもよい。２ステージに分けた場合は、ステージごとの停止時間が短くなるので、搬送装置の間欠駆動周期が高くなる。また、昇降部材１３は各ステージに１個ずつ設けているが、各ステージに複数設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態の断面図
【図２】図１のII−II線の断面図
【図３】実施形態の搬送ローラの一部省略断面図
【図４】実施形態の炉内の温度分布図
【図５】（ａ）同上の作動状態の一部正面図、（ｂ）同上の作動状態の一部正面図
【図６】他の実施形態の断面図
【図７】図６のVII−VII線の断面図
【符号の説明】
【００２３】
１  炉体
２  搬送ローラ
３  炉床
４  持ち上げ手段
５  加熱用ヒータ
６  スプロケット
７  入口
８  昇温帯
９  出口
１１  保持帯
１２  ワーク
１３  昇降部材
１４  駆動装置
１５  昇降ロッド
１６  支持部材
１７  すき間
１８  支持板
１９  搬送面
２１  支持部材
２２  支持爪
２３  連結部
【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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