(57)【要約】【課題】  不良率を低下することができるイオン窒化炉制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】  窒化炉外部の赤外線放射温度計でノズルの温度を測定し、その製品温度が３８０℃に到達したか否かを判断し（Ｓ２）、製品温度が３８０℃に到達したら、この製品温度を３８０℃に維持する定温制御を開始する（Ｓ３）。次に、窒化炉２内の熱電対によって炉内温度をを測定し、炉内温度が１５５℃未満であるか否かを判断する（Ｓ４）。炉内温度が１５５℃に到達した際には、次ステップへ分岐することで次の温度制御行程へ移行する。一方、炉内温度が１５５℃に満たない場合には、定温制御を開始してから３０分経過したか否かを判断し（Ｓ５）、３０分経過したら、次の温度制御行程へ移行する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化炉に収容された製品を窒化する際に、前記製品の温度を前記窒化炉の外部から赤外線を利用した赤外線放射温度計で測定して前記窒化炉内の温度を制御するイオン窒化炉制御装置において、
前記赤外線放射温度計で測定された製品温度が第１の所定温度に到達した際に、前記製品温度が前記第１の所定温度を保つように前記窒化炉内の温度を定温制御する定温制御手段と、
該定温制御手段による前記定温制御を開始してから所定時間が経過するまで前記定温制御を継続し、前記所定時間経過後に次の温度制御行程へ移行する所定時間継続手段と、
前記定温制御手段による前記定温制御を開始してから前記所定時間が経過するまでの間に、前記窒化炉内の熱電対で測定された炉内温度が第２所定温度に到達した時点で、前記次の温度制御行程へ移行する次行程移行手段と、
を備えたことを特徴とするイオン窒化炉制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製品を窒化する窒化炉内の温度を制御するイオン窒化炉制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品としての油圧電磁弁用のノズルを製造する際には、窒化法を用いて外表面を硬化していた。
【０００３】
前記ノズルを窒化する際には、ノズルを窒化炉に入れて加熱するとともに電圧を印加することで、表面に窒素を拡散して硬化していた。
【０００４】
図６は、窒化処理を示すフローチャートであり、先ず、窒化炉内部の温度上昇を開始する（ＳＺ１）。そして、窒化炉の外部に設置された赤外線放射温度計によって内部に収容された製品の温度を測定し、製品温度が３８０℃に到達したか否かを判断する（ＳＺ２）。
【０００５】
前記製品温度が３８０℃に到達していない場合には、窒化炉内部の温度上昇を継続する一方、前記製品温度が３８０℃に到達した際には、この３８０℃を保つ定温制御を開始するとともに定温制御を開始してからの経過時間の計測を開始する（ＳＺ３）。次に、前記定温制御を開始してから３０分経過したか否かを判断し（ＳＺ４）、３０分経過していない場合には、前記定温制御を継続する一方、３０分経過していた場合には、次ステップへ進んで、次の温度制御行程を開始する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなイオン窒化炉制御装置にあっては、窒化された製品の硬度にバラツキが生じやすかった。
【０００７】
このため、所定の硬度に満たない製品が占める不良率が高いという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、不良率を低下することができるイオン窒化炉制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明のイオン窒化炉制御装置にあっては、窒化炉に収容された製品を窒化する際に、前記製品の温度を前記窒化炉の外部から赤外線を利用した赤外線放射温度計で測定して前記窒化炉内の温度を制御するイオン窒化炉制御装置において、前記赤外線放射温度計で測定された製品温度が第１の所定温度に到達した際に、前記製品温度が前記第１の所定温度を保つように前記窒化炉内の温度を定温制御する定温制御手段と、該定温制御手段による前記定温制御を開始してから所定時間が経過するまで前記定温制御を継続し、前記所定時間経過後に次の温度制御行程へ移行する所定時間継続手段と、前記定温制御手段による前記定温制御を開始してから前記所定時間が経過するまでの間に、前記窒化炉内の熱電対で測定された炉内温度が第２所定温度に到達した時点で、前記次の温度制御行程へ移行する次行程移行手段と、を備えている。
【００１０】
すなわち、窒化炉内の製品の温度が第１の所定温度に到達し、これが窒化炉外部の赤外線放射温度計で計測された際には、この第１の所定温度を維持するように、当該窒化炉内の温度を所定時間経過するまで定温制御する。このとき、この定温制御が継続されている間に前記窒化炉内の熱電対で測定された炉内温度が第２所定温度に到達した際には、その時点で次の温度制御行程へ移行する。
【００１１】
これにより、前記炉内温度が前記第２所定温度に到達した際には、前記定温制御を開始してから前記所定時間の経過を待つこと無く、次の温度制御行程への移行が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明のイオン窒化炉制御装置にあっては、製品温度を第１の所定に維持する定温制御実行中に、窒化炉内の熱電対で測定された炉内温度が第２所定温度に到達した時点で、次の温度制御行程へ移行することができる。このため、外気温度や冷却水温度などの外部要因の影響を受けやすい赤外線放射温度計のみを用いて温度制御を行っていた従来と比較して、製品の温度管理を精度良く行うことができる。
【００１３】
したがって、窒化される製品の硬度のバラツキを抑えることができ、所定の硬度に満たない製品が占める不良率を低減することができる。
【００１４】
また、前記炉内温度が前記第２所定温度に到達した時点で、次の温度制御行程へ移行する処理を加えたため、定温制御を開始してから所定時間経過するまで次の温度制御行程へ移行することができなかった従来と比較して、定温制御行程の短縮化を図ることもできる。これにより、設備能力が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるイオン窒化炉制御装置１を示す図であり、該イオン窒化炉制御装置１は、窒化炉に収容された製品を窒化する際に、窒化炉２内の温度を制御する装置である。
【００１６】
すなわち、窒化炉２は、収容された製品に電圧を印加する電極を備えており、この電極は、前記イオン窒化炉制御装置１の直流電源に接続されている。この窒化炉２には、ヒーター等の加熱装置が設けられており、該加熱装置は、前記イオン窒化炉制御装置１によって制御されるように構成されている。
【００１７】
前記窒化炉２の周壁１１には、内部の観察を可能とする窓部１２が設けられており、該窓部１２の延長上には、内部に収容された製品より放射される赤外線を集めて検出し、製品温度を測定する赤外線放射温度計１３が設けられている。また、前記窒化炉２の内部には、熱電対１４が設けられており、炉内温度を測定できるように構成されている。前記赤外線放射温度計１３及び前記熱電対１４は、前記イオン窒化炉制御装置１に接続されており、該イオン窒化炉制御装置１において製品温度及び炉内温度を測定できるように構成されている。
【００１８】
図２は、窒化する製品の一例を示す図であり、オートマチックトランスミッションで使用される油圧電磁弁用のノズル２１が示されている。このノズル２１を前記窒化炉で２で窒化することにより、その外表面２２に窒素を拡散させて硬化させる。
【００１９】
以上の構成にかかる本実施の形態を、図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００２０】
すなわち、窒化炉２に収容されたノズル２１を窒化する際には、窒化炉２内にガスを充満させてノズル２１に電圧を印加するとともに、窒化炉２内部の温度を加熱装置によって上昇させる（Ｓ１）。そして、窒化炉２の外部に設置された赤外線放射温度計１３によって内部に収容された製品であるノズル２１の温度を測定し、その製品温度が第１所定温度である３８０℃に到達したか否かを判断する（Ｓ２）。
【００２１】
このとき、製品温度が３８０℃に到達していない場合には、ステップＳ１へ分岐して窒化炉２内部の温度上昇を継続する一方、前記製品温度が３８０℃に到達した際には、この製品温度を３８０℃に維持するように、前記加熱装置や図外の冷却装置によって定温制御を開始する（Ｓ３）。このとき、内部タイマーによるカウントを開始して、前記定温制御を開始してからの経過時間の計測を開始する。
【００２２】
次に、窒化炉２の内部に設置された熱電対１４によって炉内温度をを測定し、該炉内温度が第２所定温度である１５５℃未満であるか否かを判断する（Ｓ４）。このとき、前記炉内温度が１５５℃に到達した際には、次ステップへ分岐することで次の温度制御行程へ移行して炉内温度をさらに上昇させる等の処理を行う。一方、前記炉内温度が１５５℃に達していない場合には、前記定温制御を開始してから所定時間である３０分経過したか否かを前記内部タイマーの値から判断し（Ｓ５）、３０分経過していない場合には、前記ステップＳ３へ分岐して前記定温制御を継続する一方、３０分経過していた場合には、次ステップへ進んで前記次の温度制御行程へ移行する。
【００２３】
図４は、時間に対する前記赤外線放射温度計１３で測定された前記ノズル２１の温度である製品温度３１と、前記熱電対１４で測定された炉内温度３２との変化を示す図である、なお、前記製品温度３１での温度軸と前記炉内温度３２での温度軸とは、異なる値に設定されている。
【００２４】
すなわち、加熱制御を開始すると、前記炉内温度３２と前記製品温度３１とが上昇を開始し、製品温度３１が３８０℃に達した時点Ａで、当該製品温度３１が一定に保たれる。そして、前炉内温度３２が１５５℃に達した時点Ｂからは、次の温度制御行程へ移行することによって、前記炉内温度３２と前記製品温度３１との上昇が再開されている。
【００２５】
このように、前記製品温度３１を３８０℃に維持する定温制御実行中に、窒化炉２内の熱電対１４で測定された炉内温度３２が１５５℃に到達した時点Ｂで、次の温度制御行程へ移行することができる。このため、外気温度や冷却水温度などの外部要因の影響を受けやすい赤外線放射温度計１３のみを用いて温度制御を行っていた従来と比較して、窒化炉２内部のノズル２１の温度管理を精度良く行うことができる。
【００２６】
したがって、窒化されるノズル２１の硬度のバラツキを抑えることができ、所定の硬度に満たない製品が占める不良率を低減することができる。
【００２７】
図５は、各月での不良率を示す図であり、炉内温度３２が１５５℃に到達した時点Ｂで次の温度制御行程へ移行する次行程移行処理を加えた以後４１と、それ以前４２との比較が示されている。この図５から、前記次行程移行処理を加える直前の６月において１０．２％であった不良率が、前記次行程移行処理を加えた７月において１．９％に改善されたことが分かる。これに伴って、不良金額も激減している。
【００２８】
そして、前記炉内温度３２が前記１５５℃に到達した時点Ｂで、次の温度制御行程へ移行する処理を加えたため、定温制御を開始してから所定時間経過するまで次の温度制御行程へ移行することができなかった従来と比較して、定温制御行程の短縮化を図ることもできる。これにより、設備能力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】同実施の形態で窒化される製品を示す断面図である。
【図３】同実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図４】同実施の形態での製品温度と炉内温度との変化を示す図である。
【図５】同実施の形態による効果を示す説明図である。
【図６】従来の窒化処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１    イオン窒化炉制御装置
２    窒化炉
１３    赤外線放射温度計
１４    熱電対
２１    ノズル
【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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