(57)【要約】      （修正有）【課題】エレベータ及びフォークの中間停止位置のばらつきがなく、かつ中間停止位置のばらつきのために位置検知領域を大きくしたり加熱室入口枠を上下方向に大きくとる必要がない熱処理炉を提供する。【解決手段】気密に密封された、冷却室及び冷却室に並んで配置された加熱室を有し、冷却室には炉頂に固定された流体圧シリンダ１１の第１ロッド１２に上下移動可能に支持されたエレベータ、エレベータに支持されたフォーク及びエレベータに支持されたフォーク移動装置、及び冷却漕が設けられている。炉頂に固定された流体圧シリンダは、片ロッドである第１ロッドを駆動する第１シリンダ１３を取り巻きかつ第１シリンダを小ストロークの第２ロッドとした第２シリンダを一体的に設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ気密に密封された、冷却室及び冷却室に並んで配置された加熱室を有する熱処理炉において、前記冷却室入口に前扉、冷却室と加熱室との間に中間扉が設けられ、前記冷却室には炉頂に固定された流体圧シリンダの第１ロッドに上下移動可能に支持されたエレベータ、エレベータに支持されたフォーク及びエレベータに支持されたフォーク移動装置、及び冷却漕が設けられ、前記加熱室にはフォークに載せられたワークが前記フォーク移動装置でフォークが移動されて加熱室に搬入されたとき前記ワークを受ける受台が配置され、前記エレベータにより前記フォークに載せられたワーク及び前記フォーク移動装置が前記冷却漕まで降下されるときは炉側部に設けたフォーク移動装置駆動部材と前記フォーク移動装置の被駆動部材との駆動連結が外されるようにされ、前記流体圧シリンダは片ロッドである前記第１ロッドを駆動する第１シリンダを取り巻きかつ前記第１シリンダを小ストロークの第２ロッドとした第２シリンダを一体的に設けたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項２】
前記第１シリンダのピストンのロッド側受圧面積と、前記第２シリンダのピストンのロッド側受圧面積とはほぼ同一にされたことを特徴とする請求項１記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記冷却室の炉頂に固定した位置検出センサ付きシリンダを有し、前記位置検出センサ付きシリンダのロッド端部は前記炉頂に設けた穴にシールを介して挿入されてエレベータと連結され前記エレベータに同期して従動するようにされ、前記位置検出センサ付きシリンダの位置検出センサは、前記第２シリンダのピストンが上昇端位置で第１シリンダのピストンの上昇端位置、前記第１シリンダのピストンが上昇端位置で第２シリンダのピストンの下降端位置、及び前記第２シリンダのピストンが上昇端位置で第１シリンダのピストンの下降端位置を検出するようにされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の熱処理炉。
【請求項４】
前記位置検出センサ付きシリンダのポート口はエアブリーザを介して大気に開放されたことを特徴とする請求項３記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ気密に密封された、熱処理を行う加熱室及び加熱室に並んで配置され熱処理後冷却する冷却室と、を有する熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱処理炉に関する技術としては例えば特許文献１には、それぞれ気密に密封された、冷却室及び冷却室に並んで配置された加熱室を有する熱処理炉において、冷却室入口に前扉、冷却室と加熱室との間に中間扉が設けられ、冷却室には炉頂に固定された第１油圧シリンダの第１ロッドに上下移動可能に支持されたエレベータ、エレベータに支持されたフォーク及びエレベータに支持されたフォークのフォークを移動する炉の側部に設けた第２油圧シリンダ装置、及び冷却漕が設けられ、加熱室には、フォークに載せられたワークがフォークを移動する第２油圧シリンダ装置でフォークが移動されて加熱室に搬入されたとき、ワークを受ける受台が配置され、エレベータによりフォークに載せられたワークが冷却漕まで降下されるときは、第２油圧シリンダ装置の駆動部材とフォークに設けられた被駆動部材との駆動連結が外されるようにされ、第１油圧シリンダは１本のロッドにより駆動するものが開示されている。特許文献２には、第１油圧シリンダの第１ロッドを駆動する第１シリンダを取り巻きかつ第１シリンダを第２ロッドとした小ストロークの第２ロッドを一体的に設けた第２シリンダを有するものが開示されている。
【特許文献１】特公平１−２１８４４号公報  請求項１、第１図、第４図
【特許文献２】実公昭６２−２３２２号公報  第１図
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の冷却室炉頂に固定された第１油圧シリンダは、エレベータ及びフォークを上下移動可能に支持するが、第１油圧シリンダは１本のロッドにより駆動するものであり、第１油圧シリンダのロッドのストローク中間位置で、油圧バルブを切替えて、エレベータ及びフォークをわずか下降、上昇させる必要があり、エレベータ及びフォークの中間停止位置のばらつきが想定される。そのためロッドのストローク中間位置の位置検知領域を大きくとる必要があり、それに伴い加熱室入口枠を上下方向に大きくとる必要があった。特許文献１ではエレベータの中間停止位置の検出については、何の記載もないが、フォークをわずか下降、上昇させることで、フォークとワークの干渉を防止しているので、このエレベータの中間停止位置の検出は極めて重要であった。この冷却室は気密に密封されているので、冷却室外部でエレベータの中間停止位置を検出する手段は、冷却室内でエレベータの上下動作を例えばチェーンやラックで直線運動として取り出して回転軸の回転運動に替え、回転軸を炉壁にシールを介して炉外に取り出すか、直線運動を取り出す軸を炉壁にシールを介して炉外に取り出すなどがあったが、いずれもエレベータの直線運動を取り出すガイドが必要で機構的に複雑な構造となり高価で信頼性が不十分であった。  特許文献２では第１ロッドを駆動する第１シリンダを取り巻きかつ第１シリンダを第２ロッドとした小ストロークの第２ロッドを一体的に設けた第２シリンダを有するが、第１シリンダと第２シリンダのストロークが短いため両ロッド形としており、第２シリンダのストロークが長くなれば配管用ホースも長くなり熱処理炉用への配置が困難であった。
【０００４】
本発明の課題は、従来の特許文献１に示すようなエレベータ及びフォークの中間停止位置のばらつきをなくし、この中間位置決めを確実にした熱処理炉を提供し、かつ中間停止位置のばらつきのため位置検知領域を大きくとりそれに伴い加熱室入口枠を上下方向に大きくとる必要がない熱処理炉を提供することにある。
本発明の別の課題は、エレベータ及びフォークをわずか下降、上昇させフォークとワークの干渉を防止するエレベータの中間停止位置の検出を正確に、かつ安価に行う位置検出装置を有する熱処理炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明は、それぞれ気密に密封された、冷却室及び冷却室に並んで配置された加熱室を有する熱処理炉において、前記冷却室入口に前扉、冷却室と加熱室との間に中間扉が設けられ、前記冷却室には炉頂に固定された流体圧シリンダの第１ロッドに上下移動可能に支持されたエレベータ、エレベータに支持されたフォーク及びエレベータに支持されたフォーク移動装置、及び冷却漕が設けられ、前記加熱室にはフォークに載せられたワークが前記フォーク移動装置でフォークが移動されて加熱室に搬入されたとき前記ワークを受ける受台が配置され、前記エレベータにより前記フォークに載せられたワーク及び前記フォーク移動装置が前記冷却漕まで降下されるときは炉側部に設けたフォーク移動装置駆動部材と前記フォーク移動装置の被駆動部材との駆動連結が外されるようにされ、前記流体圧シリンダは片ロッドである前記第１ロッドを駆動する第１シリンダを取り巻きかつ前記第１シリンダを小ストロークの第２ロッドとした第２シリンダを一体的に設けたことを特徴とする熱処理炉によって上述の本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、片ロッドである前記第１ロッドを駆動する第１シリンダを取り巻きかつ前第１シリンダを第２ロッドとした小ストロークの第２シリンダを設け、第２シリンダがストロークエンドした下降端で中間停止位置を決めるようにしたので、従来の特許文献１に示すようなエレベータ及びフォークの中間停止位置のばらつきをなくし、この位置決めを確実にした熱処理炉を提供し、かつ中間停止位置のばらつきのため位置検知領域を大きくとりそれに伴い加熱室入口枠を上下方向に大きくとる必要がない熱処理炉を提供するものとなった。かつ従来の特許文献２に示す両ロッド形は、第２シリンダのストロークが長くなり配管用ホースも長くなり、配置が困難になったが、本発明の流体圧シリンダは片ロッドであり、シリンダの流体経路を周囲の干渉、コストの面から最適化した。
好ましくは、第１シリンダのピストンのロッド側受圧面積と、第２シリンダのピストンのロッド側受圧面積とはほぼ同一とすることにより、第１シリンダと第２シリンダの上昇推力はいずれも、エレベータ及びトレイまたはバスケットの重量に見合ったものとなり、シリンダサイズの最適化と、同一のシリンダ駆動流体源で、第１シリンダ又は第２シリンダを油圧バルブを切替えて駆動できるので、シリンダ駆動流体源、配管を最小・最適化した。
【０００７】
さらに好ましくは、冷却室の炉頂に固定した位置検出センサ付きシリンダを有し、位置検出センサ付きシリンダのロッド端部は炉頂に設けた穴にシールを介して挿入されてエレベータと連結されエレベータに同期して従動するようにされ、位置検出センサ付きシリンダの位置検出センサは、第２シリンダのピストンが上昇端位置で第１シリンダのピストンの上昇端位置、第１シリンダのピストンが上昇端位置で第２シリンダのピストンの下降端位置、及び第２シリンダのピストンが上昇端位置で第１シリンダのピストンの下降端位置を検出するようにされたので、極めてシンプルで軽量のシリンダに位置検出センサを取り付けただけで、エレベータ及びフォークをわずか下降、上昇させフォークとワークの干渉を防止するエレベータの中間停止位置の検出を正確に、かつ構造が簡単で保守点検が容易で極めて安価な、位置検出装置を有する熱処理炉を提供するものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の第１の実施形態の熱処理炉を、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態の熱処理炉１の概略側面ブロック図、図２は図１の熱処理炉内のワーク移動を示す説明図、図３は図１の熱処理炉の炉頂に固定された流体圧シリンダ11の作動を示す説明図である。
【０００９】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態の熱処理炉１は、それぞれ気密に密封された、冷却室２及び冷却室２に並んで配置された加熱室３を有する。冷却室２入口に前扉21、冷却室２と加熱室３との間に中間扉31がそれぞれ設けられ、それぞれ扉シリンダ33、32により開閉される。冷却室２には炉頂に固定された流体圧シリンダ11（流体圧シリンダ11は本実施の形態では油圧シリンダであるが、空圧シリンダであってもよい）の第１ロッド12に上下移動可能に支持されたエレベータ４、エレベータ４に支持されたフォーク８及びエレベータ４に支持されたフォーク移動装置９であるコンベア装置９（フォーク移動装置９は本実施の形態ではコンベア装置９であるが、特許文献１のようなシリンダ装置でもよい）、及び冷却漕14が設けられている。加熱室３にはフォーク８に載せられたワーク５がフォーク移動装置９でフォーク８が移動されてワーク５が加熱室３に搬入されたときワーク５を受ける受台７が配置され、エレベータ４によりフォーク４に載せられたワーク８及びフォーク移動装置９が冷却漕14まで降下されるときは図示しない炉側部に設けたフォーク移動装置駆動部材とフォーク移動装置９の図示しない被駆動部材との駆動連結が外されるようにされ、流体圧シリンダ11は片ロッドである第１ロッド12を駆動する第１シリンダ13を取り巻きかつ第１シリンダ13を小ストロークの第２ロッドとした第２シリンダ16を一体的に設けたものである。図１の状態では、ワーク５はコンベア６上に載せられ、前工程の位置にある。
【００１０】
図２は図１に示す本発明の第１の実施形態の熱処理炉１内のワーク移動を示す説明図で、熱処理炉の作動を説明する。
（ａ）では冷却室２入口の前扉21が開かれ、図１の状態のトレイまたはバスケットに収容されたワーク５がコンベア６によって、エレベータ４に支持されたフォーク８上に運ばれる。このとき流体圧シリンダ11は第１ロッド12及び第１シリンダ13である第２ロッド13共に上昇端にあり、縮んだ状態にある（図３（ａ））。
（ｂ）では冷却室２内のエレベータに４支持されたフォーク８上に搬送するワーク５が来た後、前扉21を閉じ、次いで中間扉31が開かれる。冷却室２内のワーク５はフォーク移動装置９であるコンベア装置９が、図示しない炉外部の駆動手段から挿入された駆動部材とフォーク移動装置９の図示しない被駆動部材との駆動連結により駆動され、加熱室３のワーク５を受ける受台７までワーク５を運ぶ。受台７下面はフォーク８が炉床15と干渉しない高さに設定されている。このとき流体圧シリンダ11は第１ロッド12及び第１シリンダ13である第２ロッド13共に上昇端にあり、縮んだ状態にある（図３（ａ））。
（ｃ）ではエレベータ４昇降手段の流体圧シリンダ11の短ストローク第１シリンダ13である第２ロッド13を下降端位置まで下降させる。下降ストロークは第２ロッド13ストロークL1（図３（ｂ））で、この後フォーク８が後退される。第２ロッド13の下降端位置はフォーク８が後退時加熱室３の受台７上に置かれたワーク５下面と干渉しないようなフォーク８位置に設定されている。
【００１１】
（ｄ）では（ｃ）の状態の後、フォーク８が後退されてエレベータ４内に収容され、中間扉31は閉じられ、この状態で熱処理が行われる。流体圧シリンダ11の第２ロッド13は、（ｃ）と同じ下降端位置にある（図３（ｂ））。
（ｅ）では加熱室３内のワーク５が所定の熱処理を終了時、中間扉31が開かれ、（ｃ）の状態のようにフォーク８がワーク５の下まで前進する。フォーク８のワーク５の下の上下位置は、エレベータ４昇降手段のシリンダ11の短ストローク第１シリンダ13である第２ロッド13が下降端でワーク５下面とフォーク８が干渉しない高さである。次に短ストローク第２ロッド13を上昇端までストロークL1（図３（ａ））だけ動作させ、ワーク５をフォーク８上に載せて（ｂ）の状態にしてから、フォークを後退させエレベータ４内までワークを運び、中間扉31を閉じ、エレベータ４昇降手段のシリンダ11の長ストローク第１ロッド12をストロークL2（図３（ｃ））だけ下降させ、ワーク５を冷却漕14である油槽14内に入れ冷却する。
（ｆ）ではワーク５を所定時間冷却させた後、長ストローク第１ロッド12をストロークL2（図３（ａ））だけ上昇させると共に短ストローク第２ロッド13を上昇端まで上昇させ、前扉21が開かれ、その後ワーク５は熱処理炉１前のコンベア６へ払い出される。
【００１２】
図３は熱処理炉１の炉頂に固定された流体圧シリンダ11の作動を示す説明図で、流体圧シリンダ11は長短ストローク一体型シリンダで、長ストロークの片ロッドである第１ロッド12を駆動する第１シリンダ13を取り巻きかつ第１シリンダ13を小ストロークの第２ロッド13とした第２シリンダ16を第１シリンダ13と一体的に設けたものである。第１シリンダ13と第２シリンダ16はシリンダポート 17、18、19、20とそれぞれ接続された図示しない油圧パイプと接続された別々の図示しない切換弁によって動作させられる。長ストロークの第１シリンダ13のピストン22のロッド側受圧面積S1と、小ストロークの第２シリンダ16のピストン23のロッド側受圧面積S2とを、ほぼ等しくなるよう各ボア径とロッド径とが決められ、エレベータ４及びトレイまたはバスケットの重量に対して適切な上昇推力をもたせる。第１シリンダ13と第２シリンダ16の上昇推力はいずれも、エレベータ４及びトレイまたはバスケットの重量に見合ったものとなり、シリンダサイズの最適化と同一のシリンダ駆動流体源で第１シリンダ13又は第２シリンダ16を油圧バルブを切替えて上昇駆動できるので、シリンダ駆動流体源を最小・最適化した。
【００１３】
図３で（ａ）はエレベータ４及びワーク５が図２（ａ）の位置にあるときの流体圧シリンダ11の作動位置を示し、流体圧シリンダ11は第１ロッド12及び第１シリンダ13である第２ロッド13共に上昇端位置にあり、縮んだ状態にある。
（ｂ）は図２（ｃ）の短ストローク第２ロッド13を上昇端までストロークL1だけ動作させ、フォーク８が後退時加熱室３の受台７上に置かれたワーク５下面と干渉しないようなフォーク８位置にある。
（ｃ）は図２（ｅ）のエレベータ４昇降手段のシリンダ11の長ストローク第１ロッド12を図３（ａ）の位置からストロークL2だけ下降させ、ワーク５を冷却漕14である油槽14内に入れ冷却するときの状態を示す。
【００１４】
本発明の第１の実施形態では、片ロッドである前記第１ロッドを駆動する第１シリンダを取り巻きかつ前第１シリンダを第２ロッドとした小ストロークの第２シリンダを設け、第２シリンダがストロークエンドした下降端で中間停止位置を決めるようにしたので、従来の特許文献１に示すようなエレベータ及びフォークの中間停止位置のばらつきをなくし、この位置決めを確実にした熱処理炉を提供し、かつ中間停止位置のばらつきのため位置検知領域を大きくとりそれに伴い加熱室入口枠を上下方向に大きくとる必要がない熱処理炉を提供するものとなった。かつ従来の特許文献２に示す両ロッド形は、第２シリンダのストロークが長くなり配管用ホースも長くなり、配置が困難になったが、本発明の流体圧シリンダは片ロッドであり、シリンダの流体経路を周囲の干渉、コストの面から最適化した。好ましくは、第１シリンダのピストンのロッド側受圧面積と、第２シリンダのピストンのロッド側受圧面積とは、ほぼ同一とすることにより、第１シリンダと第２シリンダの上昇推力はいずれも、エレベータ及びトレイまたはバスケットの重量に見合ったものとなり、シリンダサイズの最適化と、同一のシリンダ駆動流体源で、第１シリンダ又は第２シリンダを油圧バルブを切替えて駆動できるので、シリンダ駆動流体源、配管を最小・最適化した。
【００１５】
図４は本発明の第２の実施形態の熱処理炉50の概略側面ブロック図で、図１の本発明の熱処理炉１に位置検出センサ付きシリンダ52を冷却室の炉頂51に固定した。図５は図４の位置検出センサ付きシリンダ52の拡大側面図で、点線で示すピストンとロッド、一部を切り欠いた炉頂取付け部分断面図を示す。本発明の第２の実施形態の熱処理炉50は、冷却室 2の炉頂51に固定した位置検出センサ付きシリンダ52を有し、位置検出センサ付きシリンダ52のロッド53端部54は炉頂51に設けた穴55にシール56を介して挿入されてエレベータ 5の上枠44と連結され、炉頂51に固定された流体圧シリンダ11の第１ロッド12により駆動されるエレベータ 4に同期して従動するようにされている。
【００１６】
図５に示すように、図４の位置検出センサ付きシリンダ52の外周68には３個の磁気センサである位置検出センサ61、62、63が組み込まれ、磁性リング71を嵌めた位置検出センサ付きシリンダ52のピストン70の位置を読み取るようにされている。
第１の位置検出センサ61は、第２シリンダ16のピストン23が上昇端位置で、第１シリンダ13のピストン22が上昇端位置（図３（ａ）の位置）にあるときに対応する位置に、位置検出センサ付きシリンダ52のピストン70が位置したときそれを検出し信号を出力し、
第２の位置検出センサ62は、第１シリンダ13のピストン22が上昇端位置で第２シリンダ16のピストン23が下降端位置（図３（ｂ）の位置）にあるときに対応する位置に、位置検出センサ付きシリンダ52のピストン70が位置したときそれを検出し信号を出力し、
第３の位置検出センサ63は、第２シリンダ16のピストン23が上昇端位置で第１シリンダ13のピストン22が下降端位置（図３（ｃ）の位置）にあるときに対応する位置に、位置検出センサ付きシリンダ52のピストン70が位置したときそれを検出し信号を出力する。
位置検出センサ付きシリンダ52のロッド53に連結されたピストン70の上下動作時には、空気の吸入、排気を繰り返すのみであるので、位置検出センサ付きシリンダ52のポート口64、64 はエアブリーザ65を介して大気に開放され、ポート口 64、64からアングル67を介してエアブリーザ65が配置され、ごみ、水などの進入を防止している。
【００１７】
本発明の第２の実施形態の熱処理炉では、位置検出センサ付きシリンダ52はエレベータ 4に同期して従動するようにされているので、推力は不要で、ボア径は小さい極めてシンプルで軽量のシリンダでよく、これを冷却室の炉頂に取り付け、このシリンダに位置検出センサに取り付けただけで、冷却室の気密性を損なうことなく、エレベータ及びフォークをわずか下降、上昇させフォークとワークの干渉を防止するエレベータの中間停止位置の検出を正確に直接検知でき、かつボア径は小さいシリンダが冷却室内のエレベータの上下動作を直線運動として取り出すガイドとなり、極めてシンプルで構造が簡単、保守点検が容易で極めて安価な、位置検出装置を有する熱処理炉を提供するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態の熱処理炉１の概略側面ブロック図。
【図２】図１の熱処理炉内のワーク移動を示す説明図。
【図３】図１の熱処理炉の炉頂に固定された流体圧シリンダ11の作動を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の熱処理炉50の概略側面ブロック図。
【図５】図４の位置検出センサ付きシリンダ52の拡大側面図で、点線で示すピストンとロッド、一部を切り欠いた炉頂取付け部分断面図を示す。
【符号の説明】
【００１９】
１、50 ：熱処理炉       ２：冷却室          ３：加熱室    ４：エレベータ  
５：ワーク    ７：受台  ８：フォーク      ９：フォーク移動装置（コンベア装置）
11：流体圧シリンダ    12：第１シリンダの第１ロッド      13：第１シリンダ
14：冷却漕            16：第２シリンダ       21 ：前扉
22：第１シリンダのピストン    23：第２シリンダのピストン  
31：中間扉                  51：炉頂         52 ：位置検出センサ付きシリンダ
53：位置検出センサ付きシリンダのロッド       54 ：ロッド端部
55：炉頂に設けた穴                           56 ：シール
【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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