(57)【要約】【課題】熱処理条件の最適化に適した熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置は、ワークに熱処理を施す加熱炉１と、測定機構２とを備える。測定機構２は、ワークに対応する試験品を加熱炉１内へ静置させることを可能ならしめると共に、その試験品における熱処理時の重量変化を測定する機構である。具体的には、測定機構２は、加熱炉１外に設けられると共に加熱炉１内へ通じた測定室３と、測定室３内に設置された重量測定器４と、天秤機構５とを含む。天秤機構５は、測定室３内に設置された支持部５１と、その支持部５１に支持されて支点Ｐａ周りの揺動が可能となった梃子部５２とを持った機構である。そして、梃子部５２は、加熱炉１内へ延びており、梃子部５２には、加熱炉１内にて試験品を静置させる静置部５３と、試験品の重量変化を重量測定器４に伝える作用部５４とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに熱処理を施す加熱炉と、
前記ワークに対応する試験品を前記加熱炉内へ静置させることを可能ならしめると共に、その試験品における前記熱処理時の重量変化を測定する測定機構と、
を備え、
前記測定機構は、
前記加熱炉外に設けられると共に前記加熱炉内へ通じた測定室と、
前記測定室内に設置された重量測定器と、
前記測定室内に設置された支持部と、その支持部に支持されて支点周りの揺動が可能となった梃子部とを持った天秤機構であって、前記梃子部は、前記加熱炉内へ延びており、前記梃子部には、前記加熱炉内にて前記試験品を静置させる静置部と、前記試験品の重量変化を前記重量測定器に伝える作用部とが設けられている天秤機構と、
を含む、熱処理装置。
【請求項２】
前記測定機構は、
前記測定室外から前記梃子部上への前記試験品の落下投入を可能ならしめる投入機構と、
投入された前記試験品を、前記梃子部に載せた載置状態を維持しつつ前記静置部まで移動させることを可能ならしめる搬送機構と、
を更に含む、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記搬送機構は、
前記試験品を前記載置状態で維持するガイド部と、
前記ガイド部により前記載置状態が維持された前記試験品を前記静置部まで押し進める搬送部と、
を持つ、請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記ガイド部は、前記搬送部に形成された開口部を含み、
前記開口部は、これに入り込んだ前記試験品を拘束して、その試験品についての前記載置状態を維持するものである、請求項３に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記搬送機構は、前記梃子部に沿って前記搬送部から棒状に延びた操作部を更に持ち、
前記操作部は、自身の延在方向における並進移動と自身の中心軸周りの回動とが可能となる様に支持されており、
前記開口部に拘束された前記試験品は、前記操作部の並進移動に応じて前記搬送部が前記梃子部に沿って移動することにより、前記静置部へ向けて押し進められ、
前記開口部による前記試験品の拘束は、前記操作部の回動に応じてその中心軸周りに前記搬送部が回動することにより解除される、請求項４に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記搬送部には、前記試験品の落下投入時に前記投入機構の出口にて前記試験品を受け止める受止め部が形成されている、請求項３〜５の何れか１つに記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記ガイド部は、前記梃子部に形成されると共に前記静置部へ向けて延びたガイド溝を含み、
前記ガイド溝は、これに嵌まり込んだ前記試験品の移動を制限して、その試験品についての前記載置状態を維持するものである、請求項３〜６の何れか１つに記載の熱処理装置。
【請求項８】
前記測定機構は、前記重量測定器が収納された収納容器を更に有し、
前記収納容器には、前記測定室とは非接触な状態で前記梃子部の支点近傍の位置まで延びた片持ち梁部が形成されており、その片持ち梁部に前記天秤機構の支持部が形成されている、請求項１〜７の何れか１つに記載の熱処理装置。
【請求項９】
前記測定機構は、前記収納容器のうちの前記重量測定器が置かれる部分と前記測定室との間に介在した防振材を更に有する、請求項８に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉を備えた熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浸炭、浸炭窒化、窒化等の熱処理技術において、熱処理中のワークの重量変化を測定することは、熱処理条件を最適化する上で重要である。一般的に、その様な重量変化の測定は、製造プロセスで使用される熱処理装置とは別に用意された熱重量測定装置にて試験的に行われる（例えば、特許文献１参照）。この熱重量測定装置は、熱処理装置が備える加熱炉よりも小規模な加熱室を持つ。そして、熱重量測定装置では、熱処理装置の加熱炉にて適用せんとする熱処理条件（温度や雰囲気の条件）が加熱室で再現されると共に、その再現した条件下で試験品の重量変化が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８５８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、熱処理装置の加熱炉と熱重量測定装置の加熱室とでは、熱処理条件の設定値が同じであっても、様々な要因（規模の違い等）により実際の温度や雰囲気には差異が生じていることが多い。この様な差異は、熱処理条件を最適化する際の妨げとなる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、熱処理条件の最適化に適した熱処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る熱処理装置は、ワークに熱処理を施す加熱炉と、測定機構とを備える。測定機構は、ワークに対応する試験品を加熱炉内へ静置させることを可能ならしめると共に、その試験品における熱処理時の重量変化を測定する機構である。具体的には、測定機構は、加熱炉外に設けられると共に加熱炉内へ通じた測定室と、測定室内に設置された重量測定器と、天秤機構とを含む。天秤機構は、測定室内に設置された支持部と、その支持部に支持されて支点周りの揺動が可能となった梃子部とを持った機構である。そして、梃子部は、加熱炉内へ延びており、梃子部には、加熱炉内にて試験品を静置させる静置部と、試験品の重量変化を重量測定器に伝える作用部とが設けられている。
【０００７】
上記熱処理装置によれば、ワークの熱処理が実行される加熱炉内に試験品を静置させることが可能になると共に、その試験品における熱処理時の重量変化を、天秤機構を通じて重量測定器により測定することが可能になる。即ち、ワークと同じ条件下で試験品に熱処理を施すと共にその試験品の重量変化を測定することが可能になる。従って、試験品についての測定結果から、熱処理時のワークの挙動（重量変化）を高い精度で知ることができる。
【０００８】
上記熱処理装置の具体的な構成において、測定機構は、投入機構と、搬送機構とを更に含む。投入機構は、測定室外から梃子部上への試験品の落下投入を可能ならしめる機構である。搬送機構は、投入された試験品を、梃子部に載せた載置状態を維持しつつ静置部まで移動させることを可能ならしめる機構である。
【０００９】
上記構成によれば、加熱炉内の温度や雰囲気を所定の熱処理条件で維持したまま、加熱炉内への試験品の静置を行うことができる。即ち、加熱炉内に投入されるワークごとに、加熱炉内に試験品を静置させることができる。
【００１０】
より具体的な構成において、搬送機構は、試験品を載置状態で維持するガイド部と、ガイド部により載置状態が維持された試験品を静置部まで押し進める搬送部とを持つ。これにより、搬送時における梃子部からの試験品の落下を防止することができる。
【００１１】
ガイド部には、搬送部に形成された開口部が含まれる。具体的に、この開口部は、これに入り込んだ試験品を拘束して、その試験品についての載置状態を維持するものである。
【００１２】
更に具体的な構成において、搬送機構は、梃子部に沿って搬送部から棒状に延びた操作部を更に持つ。操作部は、自身の延在方向における並進移動と自身の中心軸周りの回動とが可能となる様に支持されている。そして、開口部に拘束された試験品は、操作部の並進移動に応じて搬送部が梃子部に沿って移動することにより、静置部へ向けて押し進められる。又、開口部による試験品の拘束は、操作部の回動に応じてその中心軸周りに搬送部が回動することにより解除される。この構成によれば、静置部への試験品の静置を効率良く且つ容易に行うことが可能になる。
【００１３】
搬送部には、試験品の落下投入時に投入機構の出口にて試験品を受け止める受止め部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、投入された試験品を、梃子部に接触する前に受止め部で一旦受け止めることが可能になる。これにより、落下投入時の衝撃が受止め部で緩和され、従って、その衝撃による梃子部の損傷が防止される。
【００１４】
ガイド部には、梃子部に形成されると共に静置部へ向けて延びたガイド溝が含まれていてもよい。具体的に、このガイド溝は、これに嵌まり込んだ試験品の移動を制限して、その試験品についての載置状態を維持するものである。
【００１５】
上記熱処理装置の他の具体的な構成において、測定機構は、重量測定器が収納された収納容器を更に有する。そして、収納容器には、測定室とは非接触な状態で梃子部の支点近傍の位置まで延びた片持ち梁部が形成されており、その片持ち梁部に天秤機構の支持部が形成されている。この構成によれば、外部から測定室に振動が伝わったとしても、その振動は支持部に伝わり難く、支持部への振動の伝達、延いては梃子部への振動の伝達が防止される。
【００１６】
より具体的な構成において、測定機構は、収納容器のうちの重量測定器が置かれる部分と測定室との間に介在した防振材を更に有する。この構成によれば、外部から測定室に振動が伝わったとしても、その振動は、支持部に伝わる前に防振材により吸収される。よって、支持部への振動の伝達、延いては梃子部への振動の伝達が防止される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る熱処理装置は、熱処理条件の最適化に適している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】熱処理装置の要部を概念的に示した破断正面図である。
【図２】熱処理装置の要部を概念的に示した破断平面図である。
【図３】天秤機構について、（ａ）支持部による梃子部の支持構造を示した正面図、（ｂ）その支持構造を構成する支持受け部の底面図、及び（ｃ）その支持受け部を底面側から見た斜視図である。
【図４】収納容器の斜視図である。
【図５】（ａ）図２に示されるVa領域の拡大図、及び（ｂ）その拡大図に示されるVb−Vb線に沿う断面図である。
【図６】図１に示されるVI領域及びその周辺の拡大図である。
【図７】図１に示されるVII−VII線での断面図である。
【図８】試験品の投入時の操作を示した投入機構の出口及びその周辺の断面図であり、（ａ）受止め部で試験品を受け止めた状態、及び（ｂ）開口部へ試験品を落とし込んだ状態をそれぞれ示したものである。
【図９】試験品の静置時の操作を示した静置部及びその周辺の断面図である。
【図１０】試験品の静置時の操作を示した静置部及びその周辺の左側面図であり、（ａ）開口部により試験品が拘束されている状態、及び（ｂ）開口部による試験品の拘束が解除された状態をそれぞれ示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面に沿って説明する。
【００２０】
［１］熱処理装置の構成
図１及び図２に示される様に、熱処理装置は、加熱炉１と、測定機構２とを備える。この熱処理装置は、歯車等のワークに対して均熱処理や浸炭処理等の熱処理を施す装置であり、製造プロセスでの使用が可能なものである。
【００２１】
［１−１］加熱炉
具体例として、熱処理装置は、バッチごとに熱処理を行うバッチ式熱処理装置である。そして、加熱炉１では、バッチごとに、ワークが高温（例えば９００℃以上）まで加熱される。鋼製のワークに対して熱処理を施す場合、熱処理時におけるワーク表面の酸化を抑制するべく、加熱炉１内は真空雰囲気で維持されることがある。
【００２２】
尚、以下に詳述する熱処理装置の各部構成は、バッチ式熱処理装置に限らず、連続式熱処理装置等、加熱炉を備える種々の熱処理装置に適用することができる。
【００２３】
［１−２］測定機構
測定機構２は、ワークに対応する試験品を加熱炉１内へ静置させることを可能ならしめると共に、その試験品における熱処理時の重量変化の測定を可能ならしめるものである。
【００２４】
以下に説明する測定機構２によれば、加熱炉１内に投入されるワークごとに、対応する試験品を加熱炉１内に設置し、その試験品の重量変化を測定することが可能となる。一般的に、熱処理装置の運転操業時には、加熱炉１内の温度は高温（例えば９００℃以上）で維持され、室温近くまで下げられることがない。又、加熱炉１が真空加熱炉であった場合、加熱炉１内は、汚染されることがない様に真空雰囲気で維持される。このため、従来の熱処理装置では、加熱炉１内への試験品の設置やその試験品の取替えが困難であった。よって、加熱炉１内に送り込まれるワークごとに、それに対応する試験品を加熱炉１内に設置し、その試験品の重量変化を測定することは困難であった。一方、これらを実現することが、以下に説明する測定機構２によれば可能となる。
【００２５】
具体的に、測定機構２は、測定室３と、重量測定器４と、天秤機構５と、投入機構６と、搬送機構７と、収納容器８とを含んでいる。
【００２６】
（Ａ）測定室
測定室３は、加熱炉１外に設けられると共に加熱炉１内へ通じている。具体的には、測定室３は、重量測定器４が設置された測定器室３１と、その測定器室３１から加熱炉１内へ通じる連結室３２とから構成されている。測定器室３１内には、ゴムやゲル等の防振材８２（図６参照）を介して収納容器８が設置されており、その収納容器８に重量測定器４が収納されている。具体的には、収納容器８のうちの重量測定器４が置かれる部分と、測定器室３１との間に、防振材８２が介在している。又、測定室３は、加熱炉１内の雰囲気と同じ雰囲気となる様に、外部から空気の侵入が遮断されている。
【００２７】
尚、測定室３内には重量測定器４等の精密機器が設置されるため、精密機器を熱損傷等から保護するべく、測定室３内の温度は低く保たれる必要がある。よって、測定室３には、冷却機構が設けられることが好ましい。冷却機構の一例として、加熱炉１から測定室３への熱の伝達を防止するべく、測定室３内から加熱炉１へ向けて不活性ガス（例えば、窒素ガス）を送り込むことが可能な構成が挙げられる。本実施形態では、不活性ガスを送り込む配管３３が、その先端を加熱炉１の方へ向けて設置されている（図１参照）。又、冷却機構の他の例として、水冷ジャケットを測定室３（主に連結室３２）の外周に巻いた構成（図示せず）が挙げられる。
【００２８】
（Ｂ）重量測定器
重量測定器４は、試料皿４１を持ち、その試料皿４１に加わる負荷を測定することが可能な機器である。一例として、重量測定器４は電子天秤である。本実施形態において、重量測定器４は、ワークに対応する試験品の重量変化の測定に用いられるため、高い測定精度を持つものであることが好ましい。従って、重量測定器４として電子天秤を採用する場合、その電子天秤は電磁式であることが好ましい。
【００２９】
（Ｃ）天秤機構
天秤機構５は、尖端（図３（ａ）参照）を持った支持部５１と、その支持部５１に支持されて支点Ｐａ周りの揺動が可能となった梃子部５２とを持つ。梃子部５２は、連結室３２を通って測定器室３１から加熱炉１まで延びている。本実施形態では、梃子部５２は、その中心位置が支点Ｐａとなる様に、連結室３２内で支持部５１に支持されている。具体的には、梃子部５２は、支点Ｐａから静置位置Ｐｂまでの距離と支点Ｐａからピン５４１（後述）の固定位置までの距離とが同じになる様に、支持部５１に支持されている。尚、梃子部５２の支点Ｐａは、梃子部５２の中心位置に限らず、中心位置からずれた他の位置に設けられてもよい。
【００３０】
（Ｃ−１）支持構造
支持部５１による梃子部５２の支持構造について具体的に説明する。図３（ａ）に示される様に、梃子部５２の下面５２ｄに、支持部５１を受ける支持受け部５５が設けられている。図３（ａ）に示される正面視において、支持受け部５５は、下向きに開口したＶ字状を呈している。そして、この支持受け部５５に支持部５１の尖端が係合することにより、梃子部５２の支点Ｐａが形成されている。
【００３１】
＜支持受け部＞
図３（ａ）に示される様に、支持受け部５５は、梃子部５２の下面５２ｄに固定された第１構造体５６及び第２構造体５７から構成されている。図３（ｂ）及び（ｃ）に示される様に、第１構造体５６は、梃子部５２の延在方向Ｄ２と同じ方向へ延びた歯部５６１を持ち、その先端部には平らな斜面５６１ａが形成されている。第２構造体５７は、梃子部５２の延在方向Ｄ２とは反対の方向へ延びた２つの歯部５７１及び５７２を持ち、これらの先端部には平らな斜面５７１ａ及び５７２ａがそれぞれ形成されている。
【００３２】
そして、歯部５６１と歯部５７１及び５７２とは、互いに噛み合っている。即ち、次の様な構成となる様に、２つの歯部５７１及び５７２の間に歯部５６１の先端部が入り込んでいる。即ち、斜面５６１ａが、図３（ａ）に示される正面視において支持受け部５５が呈するＶ字の片側の斜面を形成し、斜面５７１ａ及び５７２ａの各々が、Ｖ字のもう一方の片側の斜面を形成する。
【００３３】
この様に、平らな斜面の組み合わせによってＶ字が形成されることにより、Ｖ字先端部は、平面が交差して形成される角を持つことになる。従って、支持受け部５５が支持部５１を受けたとき、上記の角に支持部５１の尖端が合致すると共に係合する。これにより、支点Ｐａの位置が定まると共に、一旦定まった支点Ｐａの位置はずれ難くなる。よって、梃子部５２には、意図しない揺動（主に水平面内での支持部５１周りの揺動）が生じ難くなる。
【００３４】
尚、支持受け部５５は、上記の構成に限らず、種々の変形が可能である。例えば、支持受け部５５は、切削加工で形成されたＶ字状の溝であってもよい。但し、この溝は、加工精度の問題でＶ字先端部が丸くなり易い。このため、梃子部５２の意図しない揺動を防止するという観点からは、支持受け部５５は、上記の構成（図３（ａ）〜（ｃ）参照）を持つことが好ましい。
【００３５】
＜支持部＞
本実施形態において、収納容器８には、図１に示される様に（図４も参照）、測定室３とは非接触な状態で梃子部５２の支点Ｐａ近傍の位置まで延びた片持ち梁部８１が形成されている。そして、その片持ち梁部８１に支持部５１が形成されている。又、上述した様に、収納容器８のうちの重量測定器４が置かれる部分と、測定器室３１との間に、防振材８２が介在している。従って、外部から測定室３に振動が伝わったとしても、その振動は、支持部５１に伝わる前に防振材８２により吸収される。よって、支持部５１への振動の伝達、延いては梃子部５２への振動の伝達が防止される。
【００３６】
（Ｃ−２）梃子部
図１及び図２に示される様に、梃子部５２には、加熱炉１内にて試験品を静置させる静置部５３と、試験品の重量変化を重量測定器４に伝える作用部５４とが設けられている。尚、本実施形態では、試験品として球形のものを対象としている。
【００３７】
＜静置部＞
図５（ａ）に示される様に、静置部５３には、試験品を静置させるべく円形状の開口５３ａが形成されている。即ち、開口５３ａに試験品が嵌まることにより、その試験品は、開口５３ａの形成位置で規定される静置位置Ｐｂに静置されることになる。
【００３８】
ここで、梃子部５２は、その高強度化を実現するべく炭素繊維等を含む炭素材料から形成されており、梃子部５２の表面には炭素材料が露出している。このため、炭素材料の露出面に直接、鋼製の試験品が静置されたとすれば、熱処理により試験品には、意図しない浸炭処理が施されてしまうことになる。そこで本実施形態では、図５（ａ）及び（ｂ）に示される様に、静置部５３は、加熱炉１内に位置する梃子部５２の端部５２ａに有底円筒状に形成された凹部５３１と、その凹部５３１に嵌合されたアルミナ製の円板５３２とから構成されており、その円板５３２に開口５３ａが形成されている。従って、静置位置Ｐｂに試験品が静置されたとき、試験品と炭素材料の露出面との接触が、アルミナ製の円板５３２により防止される。尚、円板５３２は、意図しない試験品の浸炭を防止することができるものであれば、アルミナ以外の材料から形成されたものであってもよい。
【００３９】
本実施形態では更に、凹部５３１の底部５３３には、開口５３ａに通じる貫通孔５３３ａが形成されている。従って、試験品の熱処理時において、試験品は、貫通孔５３３ａ及び開口５３ａを通じて下方からも効率良く熱処理されることになる。よって、試験品に対する全方位からの均等な熱処理が実現される。
【００４０】
＜作用部＞
図６に示される様に、作用部５４は、ピン５４１と、重り５４２とから構成されている。ここで、ピン５４１は、測定器室３１内に位置する梃子部５２の端部５２ｂに、下方へ突出した状態で固定されている。重り５４２は、ピン５４１を通じて試料皿４１に負荷が加わる様に端部５２ｂに載せられており、試験品の重量変化を重量測定器４に伝える機能を果たしている。
【００４１】
尚、試験品の重量変化を重量測定器４に伝えることが可能な構成であれば、作用部５４及び重量測定器４の構成は、上述したものに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、梃子部５２の端部５２ｂにはピン５４１に代えてフックが固定されると共に、試料皿４１には別のフックが固定され、これらのフックが互いに係合していてもよい。この場合、重り５４２は不要となる。又、試料皿４１は必ずしも必要でなく、作用部５４（例えば、ピン５４１）が、重量測定器４の内部機構に直接、接触又は連結されてもよい。
【００４２】
上述した様に、梃子部５２は、その中心位置が支点Ｐａとなる様に支持部５１に支持されている。従って、重量測定器４の測定値そのものが、熱処理時における試験品の重量変化量となる。尚、梃子部５２の支点Ｐａは、梃子部５２の中心位置に限らず、中心位置からずれた他の位置に設けられてもよい。この場合、支点Ｐａから静置位置Ｐｂまでの距離と支点Ｐａからピン５４１の固定位置までの距離との比に応じて、重量測定器４による測定値が補正されることにより、熱処理時における試験品の重量変化量が得られる。
【００４３】
ピン５４１と試料皿４１との間には、ゴムやゲル等の摩擦材が介在していることが好ましい。これにより、試料皿４１に対するピン５４１の滑りが抑制される。その結果、意図しない揺動（主に水平面内での支持部５１周りの揺動）が梃子部５２に生じ難くなる。
【００４４】
＜ガイド溝＞
図１及び図２に示される様に、梃子部５２の上面５２ｃには、静置部５３へ向けて延びたＶ字状（図７参照）のガイド溝５２１が形成されている。そして、ガイド溝５２１は、投入機構６の出口６１ｂ付近の位置から静置部５３へ向けて真っ直ぐ延びると共に、静置部５３に達している。又、ガイド溝５２１は、試験品の形状及び大きさに応じて適切な幅及び深さで形成されている。従って、ガイド溝５２１は、これに嵌まり込んだ試験品の移動を制限して、その試験品について梃子部５２に載った状態を維持することができる。即ち、ガイド溝５２１は、後述する搬送機構７が持つ開口部７１１と同様、ガイド部として機能する。尚、ガイド溝５２１の形状は、Ｖ字状に限定されない種々の形状（Ｕ字状等）への変形が可能である。
【００４５】
本実施形態においては更に、ガイド溝５２１は、次の様に形成されている。即ち、図５（ａ）に示される平面視において、静置部５３に設けられた静置位置Ｐｂがガイド溝５２１の延長線上に配されることとなる様に、梃子部５２にガイド溝５２１が形成されている。よって、ガイド溝５２１に嵌まり込んだ試験品を押し進めることで、その試験品を静置位置Ｐｂへ導くことができる。
【００４６】
（Ｄ）投入機構
図１に示される様に、投入機構６は、測定室３外から梃子部５２上への試験品の落下投入を可能ならしめる機構である。具体的に、投入機構６は、試験品が通されるパイプ部６１を持つ。このパイプ部６１は、連結室３２の上部に貫設されており、試験品が投入される入口６１ａと、試験品が排出される出口６１ｂとを持つ。そして、その出口６１ｂは、梃子部５２に予め設定されている投入時の試験品の載置位置Ｐｃに対し、その上方の位置にて下向きに配されている。又、パイプ部６１には、加熱炉１及び測定室３内の雰囲気（例えば、真空雰囲気）を維持するロードロック機構６２が設けられている。具体的には、ロードロック機構６２は、２つのバルブ６２１及び６２２により構成されており、これらの間にロードロック室が形成される。
【００４７】
（Ｅ）搬送機構
搬送機構７は、投入機構６を通じて投入された試験品を、梃子部５２に載せた状態（以下、「載置状態」と称す。）を維持しつつ静置部５３まで移動させることを可能ならしめる機構である。具体的に、搬送機構７は、搬送部７１と、操作部７２とを含む。搬送部７１は、梃子部５２に載せられた試験品の搬送に使用され、オペレータによる操作部７２の操作に応じて動作する。
【００４８】
（Ｅ−１）操作部
先ず、操作部７２について説明する。操作部７２は、梃子部５２に沿って搬送部７１から棒状に延びている。具体的に、操作部７２は、図１に示される平面視において、梃子部５２と重ならない位置を梃子部５２に沿って延びている。そして、操作部７２の先端部に搬送部７１が固定されている。
【００４９】
操作部７２は更に、自身の延在方向における並進移動と自身の中心軸周りの回動とが可能となる様に支持されている。具体的には、操作部７２の断面形状は円形である（図７参照）。そして、測定器室３１を構成する側壁３１１にゲージポート３１２（図１及び図２参照）が設けられており、そのゲージポート３１２を通じて、操作部７２の一部分が測定室３の外部へ引き出されている。引き出された部分には、操作部７２の並進移動及び回動を操作するための把手７２１が設けられている。又、操作部７２は、ゲージポート３１２に加えて、測定室３内にて支持台３２１及び３２２により支持される。
【００５０】
支持台３２１は、投入機構６の出口６１ｂ付近の位置よりゲージポート３１２に近い位置に設けられ、支持台３２２は、出口６１ｂ付近の位置より加熱炉１に近い位置に設けられている。そして、支持台３２１には貫通孔が形成されており、その貫通孔に操作部７２が摺動自在に通されている。又、支持台３２２には、図７に示される様にＶ字状の溝３２２ａが形成されており、その溝３２２ａにより、操作部７２が着脱可能で且つ摺動自在に支持される。そして、溝３２２ａは、搬送部７１の通過を妨げることがない様に（図７参照。即ち、搬送部７１が支持台３２２に引っ掛かることがない様に）、適度なサイズ及び形状で形成されている。本実施形態において、支持台３２２は、図７に示される様にクランク状の固定具３２３を介して片持ち梁部８１に固定されている。
【００５１】
この様な構成により、操作部７２は、その並進移動に伴って、ゲージポート３１２及び支持台３２１による２点支持と、支持台３２２を更に含む３点支持との間で、支持される態様を変化させる。そして、本実施形態では、２点支持から３点支持への移行がスムーズに行われる様、支持台３２２の溝３２２ａが斜めに傾けられている（図７参照）。
【００５２】
（Ｅ−２）搬送部
次に、搬送部７１について説明する。本実施形態において、搬送部７１は、開口部７１１が形成された矩形プレートである（図５（ａ）及び（ｂ）参照）。そして、搬送部７１は、操作部７２の並進移動に応じて梃子部５２に沿って移動する。又、搬送部７１は、操作部７２の回動に応じてその中心軸周りに回動する。具体的には、搬送部７１は、操作部７２の回動により、梃子部５２の上面５２ｃに対向した第１状態（図１０（ａ）参照）と、その状態から立ち上がって上方を向いた第２状態（図１０（ｂ）参照）との間で往復移動が可能である。
【００５３】
搬送部７１が第１状態にあるとき、開口部７１１は、これに入り込んだ試験品を拘束して、その試験品についての梃子部５２への載置状態を維持する。即ち、開口部７１１は、試験品について梃子部５２への載置状態を維持するガイド部として機能する。換言すれば、開口部７１１は、梃子部５２からの試験品の落下を防止する落下防止部として機能する。一方、搬送部７１が上向き状態にあるとき、開口部７１１による試験品の拘束が解除される。本実施形態において、開口部７１１は、球形の試験品が入り込み易くなる様、矩形状を呈している。尚、開口部７１１は、矩形状に限らず、試験品の形状に応じて種々の変形が可能である。
【００５４】
搬送部７１には更に、試験品の落下投入時に投入機構６の出口６１ｂにて試験品を受け止める受止め部７１２が形成されている（図５（ａ）及び（ｂ）参照）。本実施形態においては、搬送部７１である矩形プレートのうち、開口部７１１の形成領域に隣接する領域が、受止め部７１２として用いられる。
【００５５】
本実施形態において、搬送部７１が第１状態で移動するときの経路は、投入機構６の出口６１ｂの下方位置を通る直線的な経路である（図１参照）。即ち、その経路は、搬送部７１が移動する過程で受止め部７１２を投入機構６の出口６１ｂと対向させることができる経路である。又、搬送部７１は、第１状態のとき、次の様な高さ位置に配される。即ち、この高さ位置は、第１状態にある搬送部７１の受止め部７１２により投入機構６の出口６１ｂにて試験品を受け止めたとき、その試験品の水平方向の移動が、出口６１ｂを構成するパイプ部６１の端縁部により阻止される位置である（図８（ａ）参照）。
【００５６】
更に、開口部７１１は、次の様な位置に配されている。即ち、その位置は、投入機構６の出口６１ｂにて受止め部７１２で受け止められると共にパイプ部６１の端縁部により水平方向の移動が阻止された試験品を、上記経路に沿った搬送部７１の移動（本実施形態では搬送方向Ｄ１とは反対の方向への移動）により、開口部７１１へ落とし込むことができる位置である（図８（ｂ）参照）。
【００５７】
（Ｅ−３）操作方法
上記搬送機構７によれば、操作部７２による次の様な操作（静置位置Ｐｂへの試験品の静置操作）が可能となる。即ち、投入機構６を通じて梃子部５２上へ試験品を落下投入するとき、投入機構６の出口６１ｂの下方位置へ搬送部７１を第１状態で配することにより、受止め部７１２を投入機構６の出口６１ｂと対向させる（図８（ａ）参照）。この状態で試験品が投入されることにより、その試験品は、梃子部５２に接触する前に受止め部７１２で一旦受け止められる（図８（ａ）参照）。これにより、落下投入時の衝撃が受止め部７１２で緩和され、従って、その衝撃による梃子部５２の損傷が防止される。
【００５８】
次に、搬送部７１を第１状態のままで搬送方向Ｄ１とは反対の方向へ移動させることにより、開口部７１１を投入機構６の出口６１ｂの下方位置へ移動させる（図８（ｂ）参照）。このとき、受止め部７１２で受け止められている試験品は、水平方向の移動がパイプ部６１の端縁部により阻止されるため、投入機構６の出口６１ｂから移動することなく留まる。よって、試験品は、出口６１ｂの下方位置へ移動した開口部７１１に入り込み、その結果として、開口部７１１に拘束されて梃子部５２への載置状態が維持される（図８（ｂ）参照）。即ち、梃子部５２からの試験品の落下が防止される。又、試験品は、開口部７１１に入り込んだ直後、又は以下に説明する搬送の過程で、ガイド溝５２１に嵌り込む。
【００５９】
その後、搬送部７１を第１状態のままで搬送方向Ｄ１へ移動させることにより、開口部７１１内の試験品を静置部５３へ向けて押し進める。そして、搬送部７１を静置部５３と対向する位置まで前進させることにより、試験品を、静置位置Ｐｂまで搬送すると共に、静置部５３に設けられた開口５３ａに嵌め込む（図９及び図１０（ａ）参照）。これにより、試験品を、静置位置Ｐｂに静置させる。
【００６０】
試験品の静置後、搬送部７１を回動させて第１状態から第２状態へ移行させることにより、搬送部７１を上方へ向ける（図１０（ｂ）参照）。これにより、開口部７１１による試験品の拘束が解除される（図１０（ｂ）参照）。その後、搬送部７１を、第２状態のままで搬送方向Ｄ１とは反対の方向へ移動させる。即ち、搬送部７１を測定室３内へ後退させる。これにより、静置位置Ｐｂへの試験品の静置操作が完了し、試験品についての重量変化の測定が可能な状態となる。
【００６１】
上記搬送機構７によれば、更に、操作部７２による次の様な操作（静置位置Ｐｂからの試験品の除去操作）が可能となる。即ち、静置位置Ｐｂから試験品を除去するとき、先ず、上述した試験品の静置後の操作を逆に実行する（図１０（ａ）及び（ｂ）の操作を逆の順に実行する）。これにより、静置位置Ｐｂにおいて、開口部７１１により試験品が拘束される。次に、搬送部７１を第１状態のままで搬送方向Ｄ１とは反対の方向へ移動させることにより、開口部７１１内の試験品を測定室３内へ引き戻すと共に、梃子部５２上の所定位置に配する。
【００６２】
ここで、測定室３（例えば、連結室３２）には除去機構（図示せず）が設けられている。この除去機構は、所定位置に配された試験品を梃子部５２から落下させると共に、落下した試験品を捕集するものである。そして、所定位置に配された試験品は、この除去機構の操作により除去される。尚、静置位置Ｐｂから試験品を除去する操作は、これに限定されるものではなく、例えば次の様な操作であってもよい。即ち、静置位置Ｐｂに静置されている試験品を搬送部７１の縁で押すことにより、加熱炉１内へ試験品を落下させてもよい。
【００６３】
本実施形態の熱処理装置によれば、ワークの熱処理が実行される加熱炉１内に試験品を静置させることが可能になると共に、その試験品における熱処理時の重量変化を、天秤機構５を通じて重量測定器４により測定することが可能になる。即ち、ワークと同じ条件下で試験品に熱処理を施すと共に、その試験品の重量変化を測定することが可能になる。従って、試験品についての測定結果から、熱処理時のワークの挙動（重量変化）を高い精度で知ることができる。よって、本実施形態の熱処理装置は、熱処理条件の最適化に適している。
【００６４】
更に、本実施形態の熱処理装置によれば、加熱炉１内に投入されるワークごとに、試験品を取り替えることができる。又、加熱炉１内の温度や雰囲気を所定の熱処理条件で維持したまま、加熱炉１内の静置位置Ｐｂへの試験品の静置と、静置位置Ｐｂからの試験品の除去とを行うことができる。よって、本実施形態の熱処理装置の各部構成は、バッチ式熱処理装置に限らず、連続式熱処理装置等、加熱炉内の温度や雰囲気が所定の熱処理条件で維持される種々の熱処理装置への適用が可能である。
【００６５】
［２］変形例
上記実施形態では、梃子部５２に設けられたガイド溝５２１と、搬送部７１に設けられた開口部７１１との両方で、試験品の拘束（試験品についての梃子部５２への載置状態）が維持される。本発明に係る熱処理装置は、これに限定されず、以下の様な構成を有していてもよい。
【００６６】
即ち、熱処理装置は、上記実施形態においてガイド溝５２１がなく、開口部７１１で試験品を拘束する構成を有していてもよい。この場合、開口部７１１は、これに入り込んだ試験品を拘束するだけでなく、試験品を静置位置Ｐｂへ導くことのできるものであることが好ましい。具体的には、試験品が静置部５３まで搬送されたときに、その試験品が、静置部５３に設けられた開口５３ａに必ず嵌まる様に、開口部７１１は、その大きさ、形状、中心位置が設定される。
【００６７】
又、熱処理装置は、上記実施形態において開口部７１１がなく、ガイド溝５２１で試験品を拘束する構成を有していてもよい。この場合、投入機構６を通じて投入された試験品は、搬送部７１に設けられた受止め部７１２で一旦受け止められた後、搬送部７１の移動によりガイド溝５２１上へ落とされる。このとき、落とされた試験品がガイド溝５２１に確実に嵌まり込む様に、ガイド溝５２１の幅や深さ、更には投入機構６の出口６１ｂの位置が設定される。尚、ガイド溝５２１は、試験品が落とされる位置にて試験品を受け止め易い形状（幅が広い形状等）を呈していてもよい。
【００６８】
そして、ガイド溝５２１に拘束された試験品は、搬送方向Ｄ１における搬送部７１の前端で押し進められることにより、静置位置Ｐｂに導かれる。一方、静置位置Ｐｂから試験品を測定室３内へ引き戻す場合、搬送方向Ｄ１における搬送部７１の後端を試験品に当接させて引き戻す。
【００６９】
上記実施形態及び変形例において、試験品には、球形のものに限らず、梃子部５２の上面５２ｃを転動又は摺動させることの可能なものであれば、種々の形状のものを採用することができる。
【００７０】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１  加熱炉
２  測定機構
３  測定室
４  重量測定器
５  天秤機構
６  投入機構
７  搬送機構
８  収納容器
５１  支持部
５２  梃子部
５３  静置部
５４  作用部
７１  搬送部
７２  操作部
８１  片持ち梁部
８２  防振材
５２１  ガイド溝
７１１  開口部
７１２  受止め部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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