(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最高使用温度が７００℃迄の低中温領域でバッチ式にて熱処理が行われるオーブンであって、
床部に炉口を形成し、内部を循環させた熱風によって被処理物に熱処理を施す加熱室と、
前記加熱室の下方に設けられるとともに、前記炉口を介して加熱室と連通するロード室と、
前記ロード室に昇降可能に設けられ、搭載した被処理物を上昇位置において前記加熱室に導入するとともに、前記炉口を閉塞する炉床部材と、
前記炉床部材を前記ロード室内で昇降させる昇降機構と、
前記ロード室に連設されるとともに、熱処理前の被処理物を外部から前記ロード室へ搬入する経路を迂回する位置に、熱処理後の被処理物を冷却する冷却部を有しており、熱処理前の被処理物の前記ロード室への投入及び熱処理及び冷却後の被処理物の外部への取出が行われる投入・取出室と、
熱処理前の被処理物を前記投入・取出室から前記ロード室に搬入し、熱処理後且つ冷却前の被処理物を前記ロード室から前記投入・取出室に搬出する搬送機構と、
前記炉床部材と前記搬送機構との間で被処理物を一方から他方に移載するための移載機構とを備えていることを特徴とする熱風循環式オーブン。
【請求項２】
前記搬送機構には、被処理物を搭載する搭載部材を有し、前記ロード室と前記投入・取出室との間で前記搭載部材上に搭載した被処理部を移動させる移動台車が設けられ、
前記移載機構は、前記炉床部材と前記移動台車との間で被処理物を移載するときに前記搭載部材と同一平面を形成するよう前記炉床部材上に設けられた移載部材により構成され、その移載部材が前記昇降機構による炉床部材の上昇動作によって搭載部材側から炉床部材側に被処理物を移載し、かつ前記昇降機構による炉床部材の下降動作によって炉床部材側から搭載部材側に被処理物を移載することを特徴とする請求項１記載の熱風循環式オーブン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体等の被処理物に熱処理を行う熱風循環式オーブンに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
最高使用温度が７００℃迄の低中温度域でバッチ式にて熱処理を行う熱処理炉には、例えばヒータによって所定温度に加熱した熱風を、密封した加熱室内で循環させる熱風循環式オーブンが用いられている。
ところが、上記のようなオーブンでは、従来、熱処理を終了すると、上記加熱室内に外気を導入して、その内部温度を１００℃位までに下げた後、扉を開放し取出せる温度まで冷却してからその室内から被処理物を取り出していた。このため、加熱室内を冷却する冷却時間が長くなり、被処理物のバッチ処理時間も長くなるという問題があった。また、加熱室内の冷却時間を短縮するために、熱処理後直ちに加熱室内を開放し外気により冷却することも提案されているが、このように室内を開放した場合、その室内に配置されたステンレス鋼板等の内装金属板が急速に冷却され、当該金属板が加熱室の外装金属板などに比べて大きく収縮し、歪みが発生して加熱室の寿命が損なわれるおそれがあった。
【０００３】
また、被処理物を連続してバッチ処理する場合には、加熱室内の冷却が終了し熱処理後の被処理物を取り出すまで、次に熱処理を行う被処理物を加熱室に導入することができず、しかもその次の被処理物を加熱するために加熱室の内部温度を所定の処理温度まで再度上昇させる必要があるので、その昇温に時間がかかり、バッチ処理時間がより長くなるという問題があった。
【０００４】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、被処理物を連続してバッチ処理する場合でも、加熱室の寿命を損なうことなく被処理物のバッチ処理時間を短くすることができる熱風循環式オーブンを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、最高使用温度が７００℃迄の低中温領域でバッチ式にて熱処理が行われるオーブンであって、
床部に炉口を形成し、内部を循環させた熱風によって被処理物に熱処理を施す加熱室と、
前記加熱室の下方に設けられるとともに、前記炉口を介して加熱室と連通するロード室と、
前記ロード室に昇降可能に設けられ、搭載した被処理物を上昇位置において前記加熱室に導入するとともに、前記炉口を閉塞する炉床部材と、前記炉床部材を前記ロード室内で昇降させる昇降機構と、
前記ロード室に連設されるとともに、熱処理前の被処理物を外部から前記ロード室へ搬入する経路を迂回する位置に、熱処理後の被処理物を冷却する冷却部を有しており、熱処理前の被処理物の前記ロード室への投入及び熱処理及び冷却後の被処理物の外部への取出が行われる投入・取出室と、
熱処理前の被処理物を前記投入・取出室から前記ロード室に搬入し、熱処理後且つ冷却前の被処理物を前記ロード室から前記投入・取出室に搬出する搬送機構と、
前記炉床部材と前記搬送機構との間で被処理物を一方から他方に移載するための移載機構とを備えていることを特徴とする熱風循環式オーブンである（請求項１）。
【０００６】
上記のように構成された熱風循環式オーブンでは、上記ロード室を介在して加熱室に連設された投入・取出室に設けられた冷却部で熱処理後の被処理物を冷却することができるので、上記従来例と異なって処理毎に加熱室内を冷却する必要がない。また、この冷却部で熱処理後の被処理物を冷却している間に、次の被処理物を搬送機構によってロード室に搬入し移載機構を介して搬送機構から炉床部材に移載した後、昇降機構によって炉床部材を上昇させることにより、上記次の被処理物を加熱室に導入して、その被処理物に熱処理を行うことができる。さらに、昇降機構により炉床部材を上昇させることにより、炉口を閉塞して熱処理後の加熱室内を密封することができる。
【０００７】
さらに、上記熱風循環式オーブンにおいて、前記冷却部が、前記投入・取出室において熱処理前の被処理物の搬入経路を迂回する位置に設けられているので、熱処理前の被処理物に対する上記搬送機構による搬入動作が上記冷却部で冷却されている熱処理後の被処理物によって妨げられるのを確実に防ぐことができる。
【０００８】
また、上記熱風循環式オーブン（請求項１）において、前記搬送機構には、被処理物を搭載する搭載部材を有し、前記ロード室と前記投入・取出室との間で前記搭載部材上に搭載した被処理部を移動させる移動台車が設けられ、
前記移載機構は、前記炉床部材と前記移動台車との間で被処理物を移載するときに前記搭載部材と同一平面を形成するよう前記炉床部材上に設けられた移載部材により構成され、その移載部材が前記昇降機構による炉床部材の上昇動作によって搭載部材側から炉床部材側に被処理物を移載し、かつ前記昇降機構による炉床部材の下降動作によって炉床部材側から搭載部材側に被処理物を移載することが好ましい（請求項２）。
この場合、上記移載部材が昇降機構による炉床部材の昇降動作によって当該炉床部材と搭載部材との間で被処理物を移載することができるので、移載機構の構造を簡素化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱風循環式オーブンの好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１、図２及び図３はそれぞれ、本発明の一実施形態による熱風循環式オーブンの右側面からみた断面図、正面側からみた断面図及び上方側からみた平面図（一部断面を含む。）である。図１〜３において、本実施形態のオーブン１は、断熱材２により覆われた加熱室３と、この加熱室３の下方に設けられたロード室４と、このロード室４を介在して加熱室３に連設され、熱処理前の被処理物Ｗのロード室４への投入及び熱処理後の被処理物Ｗの外部への取出が行われる投入・取出室５とを備えている。また、このオーブン１は、被処理物Ｗをラック部材６上に設置し、上記加熱室３、ロード室４、及び投入・取出室５を移動させることにより、バッチ処理を行えるように構成されている（詳細は後述）。
【００１０】
上記加熱室３の上方には、ヒータ７及びシロッコファン８が設けられており、シロッコファン８が図２の矢印Ｘに示すようにヒータ７によって所定温度に加熱した熱風を当該室内部で循環させる。
また、加熱室３の床部には、上記ロード室４の内部からラック部材６上に設置された被処理物Ｗを搬入出可能に開口された炉口Ｐが形成されており、この加熱室３では、昇降機構９によりロード室４内を上下方向に移動される炉床部材１０が炉口Ｐを気密に閉塞した状態で上記熱風により当該室内の被処理物Ｗに熱処理を行う。
【００１１】
上記昇降機構９は、図１に示すように、ロード室４の側方に設けられた機械室１１内に配置されたモータ（図示せず）及びこれに駆動されるチェーン９ａと、このチェーン９ａによりロード室４内を上下方向に移動される昇降フォーク９ｂとを備えたものであり、制御部１２からの指示信号に従って昇降フォーク９ｂを駆動する。
上記炉床部材１０は、ロード室４に昇降可能に設けられ、搭載した被処理物Ｗを上昇位置において加熱室３に導入するとともに、炉口Ｐを閉塞するよう構成されている。詳細には、炉床部材１０は、当該部材１０が炉口Ｐを閉塞したときに炉口Ｐ内に配置される上側部分１０ａと、加熱室３とロード室４とを仕切る仕切板と接して炉口Ｐを密封するための下側部分１０ｂとを有するものであり、この下側部分１０ｂが昇降フォーク９ｂに固定されている。また、上側部分１０ａには、後述の移載部材１３ａ，１３ｂが設けられており、炉床部材１０は移載部材１３ａ，１３ｂを介してラック部材６及び被処理物Ｗを支持する。
【００１２】
上記ロード室４の内部には、ラック部材６及び被処理物Ｗを搭載した移動台車１４を上記投入・取出室５との間で移動させる移動機構１５が配置されている。この移動機構１５には、上記制御部１２からの指示信号に従って回転する電動モータ（図示せず）が含まれており、移動機構１５はその電動モータの回動によりチェーン部材１５ａを介して接続された移動台車１４を、図２の実線及び二点鎖線にてそれぞれ示すように、ロード室４及び投入・取出室５内に設定された各停止位置の間で移動させる。
上記移動台車１４及び移動機構１５が、熱処理前の被処理物Ｗを投入・取出室５からロード室４に搬入し、熱処理後の被処理物Ｗをロード室４から投入・取出室５に搬出する搬送機構を構成している。
【００１３】
上記移動台車１４には、ラック部材６と当接して被処理物Ｗを搭載する一対の搭載部材１４ａ，１４ｂと、ロード室４及び投入・取出室５の床部に設けられたレール部材（図示せず）に案内される４個の車輪１４ｃとが設けられている。
また、この移動台車１４は、当該台車１４がロード室４内の上記停止位置に止められたとき、図１に示すように、搭載部材１４ａ，１４ｂが一対の上記移載部材１３ａ，１３ｂの間に挿通されるようになっている。これらの移載部材１３ａ，１３ｂは、炉床部材１０と搭載部材１４ａ，１４ｂとの間で被処理物Ｗを一方から他方に移載するための移載機構を構成するものであり、上記上側部分１０ａから上方に突出するよう炉床部材１０に設けられている。移載部材１３ａ，１３ｂは、炉床部材１０と搭載部材１４ａ，１４ｂとの間でラック部材６及び被処理物Ｗを移載するときにその搭載部材１４ａ，１４ｂと同一平面を形成することにより、昇降機構９による炉床部材１０の上昇動作によって搭載部材１４ａ，１４ｂ上のラック部材６及び被処理物Ｗを炉床部材１０側に移載し、かつ昇降機構９による炉床部材１０の下降動作によって炉床部材１０上のラック部材６及び被処理物Ｗを搭載部材１４ａ，１４ｂに移載する。
【００１４】
図３に示すように、上記投入・取出室５には、熱処理前の被処理物Ｗが投入される投入部を構成するための第１の支持台１６ａと、冷却後の被処理物Ｗが取り出される取出部を構成するための第２の支持台１６ｂと、熱処理後の被処理物Ｗを冷却する冷却部を構成するための第３の支持台１６ｃとが設けられており、各支持台１６ａ〜１６ｃ上にラック部材６及び被処理物Ｗを配置できるようになっている。また、第２及び第３の支持台１６ｂ，１６ｃは、投入・取出室５内で上記ロード室４に移動される熱処理前の被処理物Ｗの搬入経路を迂回する位置に配置されている。さらに、第３の支持台１６ｃは、図３の左右方向に設けられた開口部間を流れる外気によって当該支持台１６ｃ上の被処理物Ｗを冷却するようになっている。また、投入・取出室５の左開口部側には、熱処理前後の被処理物Ｗを移動させるコンベア（図示せず）が配置されており、図示を省略した搬入出機構が制御部１３からの指示信号に従って投入・取出室５とコンベアとの間でラック部材６及び被処理物Ｗを搬入または搬出する。また、投入・取出室５内では、ラック部材６及び被処理物Ｗが上記搬入出機構により移動台車１４及び第１〜第３の支持台１６ａ〜１６ｃ上を適宜移動されるようになっている。尚、上記の説明以外に、ブロアー等の強制冷却手段を第３の支持台１６ｃの近傍に設けて、その支持台１６ｃ上の被処理物Ｗの冷却時間を短縮させる構成でもよい。
【００１５】
上記のように構成された本実施形態のオーブン１では、熱処理前の被処理物Ｗは図３の矢印Ａにて示すように、外部から投入・取出室５内にラック部材６上に設置された状態で上記搬入出機構によって投入され第１の支持台１６ａに載せられる。その後、この被処理物Ｗが搬入出機構により矢印Ｂのように動かされ移動台車１４の搭載部材１４ａ，１４ｂ上に載せられると、制御部１２は矢印Ｃにて示すように、移動機構１５によって熱処理前の被処理物Ｗを搭載した移動台車１４を投入・取出室５からロード室４内の停止位置まで移動させる。そして、制御部１２は、昇降機構９を動作させて炉床部材１０を図１に図示した状態から僅かに上昇させることにより、搭載部材１４ａ，１４ｂ上の被処理物Ｗを移載部材１３ａ，１３ｂ上に移載し当該炉床部材１０上に移し換える。続いて、制御部１２は、移動台車１５を投入・取出室５内に移動させた後、図２の矢印Ｄのように、昇降機構９により炉床部材１０を上昇させ被処理物Ｗを加熱室３の内部に配置して、被処理物Ｗに熱処理を行う。
【００１６】
次に、被処理物Ｗの熱処理が終了すると、制御部１２は図２の矢印Ｅのように、昇降機構９により炉床部材１０を下降させて、熱処理後且つ冷却前の被処理物Ｗをロード室４内に移動させる。そして、制御部１２は、移動機構１５によって移動台車１４を投入・取出室５からロード室４内の停止位置まで移動させた後、昇降機構９を動作させて炉床部材１０を図１に図示した状態から僅かに下降させることにより、移載部材１３ａ，１３ｂ上の被処理物Ｗを搭載部材１４ａ，１４ｂ上に移載する。
続いて、制御部１２は、図３の矢印Ｆのように、移動台車１４を投入・取出室５内に移動させた後、炉床部材１０を昇降機構９により上昇させて炉口Ｐを気密に閉塞する。また、熱処理後且つ冷却前の被処理物Ｗは、図３の矢印Ｇにて示すように、上記搬入出機構により移動台車１４から第３の支持台１６ｃ上に移動された後、この支持台１６ｃ上で所定時間冷却される。その後、この被処理物Ｗは、図３の矢印Ｈにて示すように、搬入出機構によって第３の支持台１６ｃから第２の支持台１６ｂ上に移動された後、同図の矢印Ｉにて示すように、その搬入出機構により投入・取出室５の外部に搬出される。
また、制御部１２は、第３の支持台１６ｃ上で熱処理後の被処理物Ｗを冷却している間に、次の被処理物Ｗを投入・取出室５内に投入させて、上記動作を順次行わせてその被処理物Ｗに熱処理を施す。
【００１７】
以上のように、本実施形態の熱風循環式オーブン１では、加熱室３の下方にロード室４を設け、さらにロード室４と別個に構成した投入・取出室５を設け、さらにこの投入・取出室５内に配置した第３の支持台（冷却部）１６ｃで熱処理後の被処理物Ｗを冷却している。これにより、上記従来例と異なって処理毎に加熱室３内を冷却する必要がなく、この冷却に起因する加熱室３の寿命低下を防止することができる。また、上記冷却部上で熱処理後の被処理物Ｗを冷却している間に、次の被処理物Ｗに熱処理を行うことができるので、被処理物Ｗを連続してバッチ処理する場合でも、上記従来例に比べて被処理物Ｗの処理間隔をはるかに短くすることができ、処理速度を容易に高めることができる。さらに、制御部１２は、熱処理後の被処理物Ｗを上記冷却部に移動させた後、炉床部材１０を昇降機構９により上昇させて炉口Ｐを気密に閉塞しているので、熱処理後に加熱室３内を密封することができるとともに、上記冷却部で熱処理後の被処理物Ｗを冷却している点とも相まって、熱処理後の被処理物Ｗを取り出した後における加熱室３内の温度低下を極力抑えることができる。この結果、加熱室３の内部温度を所定温度で維持することができ、特に被処理物Ｗを連続してバッチ処理する場合には、熱エネルギーのロスを最小限に留めつつ、処理速度の低下を防ぐことができ、被処理物Ｗのバッチ処理時間を短縮することができる。
【００１８】
また、本実施形態では、上記冷却部（第３の支持台１６ｃ）が投入・取出室５内で熱処理前の被処理物Ｗの搬入経路を迂回する位置に設けられている。これにより、上記移動台車１４及び移動機構１５（搬送機構）が投入・取出室５からロード室４に熱処理前の被処理物Ｗを搬入する際に、冷却部上で冷却されている熱処理後の被処理物Ｗによって妨げられるのを確実に防ぐことができ、複数の上記搬送機構を設けることなく、被処理物Ｗの冷却処理と別の被処理物Ｗの熱処理との自動化を容易に行うことができる。
また、本実施形態では、上記移載部材１３ａ，１３ｂが昇降機構９による炉床部材１０の昇降動作により当該部材１０と搭載部材１４ａ，１４ｂとの間で被処理物Ｗを移載している。それゆえ、移載ロボットなどを設けることなく炉床部材１０と移動台車１４との間の被処理物Ｗの移載を行うことができる。
【００１９】
尚、上記の説明では、投入・取出室５内に第１〜第３の支持台１６ａ〜１６ｃを配置し投入部、取出部、及び冷却部を当該室内に設けた構成について説明したが、本発明は、熱処理後の被処理物Ｗを冷却部で冷却できるものであれば何等限定されるものではなく、例えばロード室４及び投入・取出室５内で互いに独立して動作可能な複数の移動台車を設け、上記支持台１６ａ〜１６ｃを割愛してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の熱風循環式オーブンによれば、処理毎に加熱室内を冷却する必要がないので、上記従来例と異なって加熱室の寿命が冷却することにより損なわれることがなく、当該オーブンの長寿命化を図ることができる。また、上記従来例と異なり、上記冷却部で熱処理後の被処理物を冷却している間に、次の被処理物を加熱室内で熱処理することができるので、被処理物を連続してバッチ処理する場合でも従来例に比べて処理速度を容易に高めることができ、当該オーブンの処理能力を向上することができる。しかも、炉床部材によって炉口を閉塞し熱処理後の加熱室内を密封することができるので、上記冷却部で熱処理後の被処理物を冷却している点とも相まって、熱処理後の被処理物を取り出した後における加熱室内の温度低下を極力抑えることができる。この結果、当該加熱室の内部温度を所定温度で維持することができ、被処理物を連続してバッチ処理する場合でも処理速度の低下を防いで被処理物のバッチ処理時間を短くすることができる。
【００２１】
さらに、上記熱風循環式オーブンにおいて、冷却部が、投入・取出室において熱処理前の被処理物の搬入経路を迂回する位置に設けられているので、熱処理前の被処理物に対する上記搬送機構による搬入動作が上記冷却部で冷却されている熱処理後の被処理物によって妨げられるのを確実に防ぐことができるので、熱処理後の被処理物に対する冷却処理と次の被処理物に対する熱処理との自動化を簡単な構成で行うことができ、被処理物を連続して処理する場合などでも処理速度を高めて当該オーブンの処理能力を向上することができる。
【００２２】
請求項２の熱風循環式オーブンによれば、上記移載部材が昇降機構による炉床部材の昇降動作によって当該炉床部材と搭載部材との間で被処理物を移載するので、移載ロボットなどを設けることなく炉床部材と移動台車との間の被処理物の移載を簡単に行うことができ、当該オーブンの構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による熱風循環式オーブンの右側面図（一部断面を含む。）である。
【図２】上記熱風循環式オーブンの正面側からみた断面図である。
【図３】上記熱風循環式オーブンの上方側からみた平面図（一部断面を含む。）である。
【符号の説明】
１    熱風循環式オーブン
３    加熱室
４    ロード室
５    投入・取出室
９    昇降機構
１０    炉床部材
１３ａ，１３ｂ    移載部材（移載機構）
１４    移動台車（搬送機構）
１４ａ，１４ｂ    搭載部材
１５    移動機構（搬送機構）
１６ｃ    第３の支持台（冷却部）
Ｐ    炉口
【図１】
0004054597.tif 000002
【図２】
0004054597.tif 000003
【図３】
0004054597.tif 000004