(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逐次所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する切出装置を備えた定量供給装置において、
切出装置が、筒体と、この筒体の内周面に添って磁石を回転させる磁石回転駆動手段とを備えた構成であることを特徴とする定量供給装置。
【請求項２】
切出装置から搬送された被熱処理物の重量を計量する計量装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の定量供給装置。
【請求項３】
被熱処理物を切出装置に供給する、バイブレータを備えたフィーダが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の定量供給装置。
【請求項４】
被熱処理物が熱処理炉へ搬送される搬送路に切出装置が設けられ、この切出装置の筒体の内周面に沿って回転する磁石の磁力により被熱処理物を逐次搬送するとともに、この切出装置により搬送された被熱処理物を計量装置により計量し、所定の重量になると切出装置の磁石の回転を停止して被熱処理物の搬送を停止することにより、所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する定量供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定時間に所定量の被熱処理物（以下、ワークともいう。）を熱処理炉に逐次供給することができる定量供給装置及び定量供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、従来の定量供給装置１０１には、熱処理炉１０４に略一定量のワーク１０３を逐次供給するために、上端が搬送下流側に向けて傾斜して形成されたラビットホッパ１０２が一般的に使用されていた。
【０００３】
すなわち、まず、図５（ア）（イ）に示すように、バイブレータ（図示せず）が設置されたフィーダ１０５と、熱処理炉１０４側への搬送路１０９との間に、ラビットホッパ１０２が上下方向に摺動可能に配設され、このラビットホッパ１０２の前後に、上端が搬送下流側に向けて傾斜して形成された固定刃１０２Ａが設けられる。
【０００４】
次に、ラビットホッパ１０２が下がった状態において、バイブレータ（図示せず）によってならされたワーク１０３がフィーダ１０５からラビットホッパ１０２の上端の溝部１０６に供給される。
そして、図５（イ）及び図６（ア）に示すように、ラビットホッパ１０２が上昇すると、溝部１０６のワーク１０３は固定刃１０２Ａの溝部１０７に送られる。
次に、図６（ア）（イ）に示すように、ラビットホッパ１０２が下降すると、溝部１０７のワーク１０３は溝部１０８へと送られる。この溝部１０８のワーク１０３は、図５（ア）（イ）及び図６（ア）（イ）に示すように、次にラビットホッパ１０２が上昇することにより熱処理炉１０４側への搬送路１０９へと供給される。
【０００５】
このようにして、図６（ア）（イ）に示すように、溝部１０８の体積に略相当する量のワーク１０３を熱処理炉１０４側の搬送路１０９に供給することにより、逐次略一定量のワーク１０３を熱処理炉に供給しようとするものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ワーク１０３が粉体であれば溝部１０８によって常に一定量を計量することも可能であるが、ワーク１０３は粉体ではなく、その上ワーク１０３には様々の形のものがあるため、ラビットホッパ１０２や固定刃１０２Ａに引っ掛かったり噛み込んだり、又はワーク１０３同士が引っ掛かったりということが生じ得る。それゆえ、溝部１０８に常に一定量のワーク１０３を送ることは困難であった。従って、熱処理炉１０４に一定量のワーク１０３が供給されないことも多かった。
【０００７】
また、ワーク１０３が大きいものであるときには、ラビットホッパ１０２や固定刃１０２Ａもそれに対応して大きいものに交換する等、ワーク１０３の種類によって定量供給装置１０１を調整する必要があり、その度に作業者の手を煩わせるために非常に作業性の悪いものであった。
【０００８】
さらに、通常、熱処理炉１０４による熱処理後には、製品納入などのためにワーク１０３の重量を計測するが、熱処理炉１０４への供給前には正確なワーク１０３の重量を計測していないため、ワーク１０３の全体重量が熱処理の前後において一致しているか否かを確認することができなかった。このため、熱処理炉１０４内やフィーダ１０５などその搬送途中においてワーク１０３の残品が発生していたとしても、容易にそれを検知することができなかった。
【０００９】
従って、異種のワークを連続して熱処理する際には、通常よりも大きな間隔をあけて搬送コンベア（図示せず）に供給するようにし、その搬送に要する時間を利用して、定量供給装置１０１から熱処理炉１０４にかけての各部分に、ワーク１０３が引っ掛かったり噛み込まれたりこぼれ落ちたりすることによって残品が発生していないかの確認を行っていた。しかし、これは作業者が各部分を一つ一つ確認していくものであり、非常に作業効率が悪かった。
【００１０】
そこで、本願発明は、熱処理炉に、正確に所定量のワーク１０３を逐次供給することができる定量供給装置及び定量供給方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の定量供給装置は、前記の目的を有効に達成するために、逐次所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する切出装置を備えた定量供給装置において、切出装置が、筒体と、この筒体の内周面に添って磁石を回転させる磁石回転駆動手段とを備えた構成であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の定量供給装置は、請求項１に記載の構成に加えて、切出装置から搬送された被熱処理物の重量を計量する計量装置を備えていることを特徴とする。
請求項３に記載の定量供給装置は、請求項１または２に記載の構成に加えて、被熱処理物を切出装置に供給する、バイブレータを備えたフィーダが設けられていることを特徴とする
【００１３】
請求項４に記載の定量供給方法は、被熱処理物が熱処理炉へ搬送される搬送路に設けられた切出装置の筒体の内周面に沿って回転する磁石の磁力により被熱処理物を逐次搬送するとともに、この切出装置により搬送された被熱処理物を計量装置により計量し、所定の重量になると切出装置の磁石の回転を停止して被熱処理物の搬送を停止することにより、所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する方法である。
【００１４】
なお、熱処理炉とは、焼入れや焼戻し、焼きなまし、焼きならし等の熱処理を行う炉を意味する。
また、被熱処理物とは、ボルトやナット、歯車などの機械部品、工具、治具、金型などの加工金属材や、構造用鋼などの金属素材など、熱処理される物を意味する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る定量供給装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、焼入炉や焼戻炉などの熱処理炉が連続的に配設されている連続熱処理装置のうちの、一つの熱処理炉に関する装置（以下、熱処理装置ユニットという。）の概略を例示した側面説明図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の概略を示す側面説明図である。
【００１６】
図中、符号１は、定量供給装置を全体的に示す。定量供給装置１は、逐次所定量のワーク（図示せず）を切り出して熱処理炉２へ供給するマグネットロータ３（切出装置）と、このマグネットロータ３から逐次搬送されたワークの重量を計量する計量装置４とを備えている。
【００１７】
マグネットロータ３は、図２に示すように、その筒芯がワークの搬送方向（図２の矢印ｂの方向）と垂直になるように配設されたステンレス製の筒体５と、この筒体５の内周面に沿って磁石７を回転させる磁石回転駆動手段６とを備えている。
磁石回転駆動手段６は、筒体５の内周面に沿って回転する磁石７と、この磁石７を支持する支持羽根８と、この支持羽根８を１８０度の角度で２枚備えて筒体５の筒芯を回転軸として回転する軸体９と、この軸体９を回転させる切出モータ（図示せず）とを備えている。なお、磁石７は、永久磁石である。
【００１８】
計量装置４は、計量シャッタ１０を備えた受け皿１１と、受け皿１１内に搬入されたワークの重量を受け皿１１の重量ごと計量する計量機１２とを備えている。
受け皿１１は、図示していないが、上面及び搬送入口側面の２面が開口した略箱状であり、搬送方向に向かって傾斜した状態で、計量機１２の上に配設されている。また、搬送出口側面には計量シャッタ１０が設けられており、この計量シャッタ１０は、エアシリンダ（図示せず）によって開閉軸１０Ａを中心に回動自在に枢設されることにより、受け皿１１の搬送出口側面を、全開、全閉の２段階に開閉自在となるように設けられている。
【００１９】
計量機１２は、ストレンゲージを内蔵したロードセルである。
また、この計量装置４の受け皿１１の搬送出口側には、計量シャッタ１０が開いて搬出されたワークを受け取る位置に、洗浄コンベア２５が配設されており、さらにワークを熱処理炉２側に搬送するようになっている。
【００２０】
前記のような定量供給装置１は、図１に示すように連続熱処理装置の中に配設されて使用される。以下にその連続熱処理装置の概略について説明する。
熱処理装置ユニットＡは、熱処理炉２に所定量のワークを逐次供給するために、搬送機２２と、上昇反転機２３と、第１フィーダ２４と、マグネットロータ３と、計量装置４と、洗浄コンベア２５と、洗浄装置２６と、第２フィーダ２７と、搬送ベルト２８と、熱処理炉２とを備えている。
【００２１】
搬送機２２は、ワークの入った専用缶２１を台車（図示せず）に載置された状態で上昇反転機２３まで搬送するよう配設されており、この搬送機２２の下流側端部付近に上昇反転機２３が隣接配置されている。
上昇反転機２３は、専用缶２１を台車ごと上昇させると、その専用缶２１のみを持ち上げて反転させ、ワークを第１フィーダ２４に供給できるようになっている。
【００２２】
第１フィーダ２４は、搬送下流側に向けて３段の階段状に傾斜させて形成されており、裏面側に設けられた第１フィーダバイブレータ２４Ａにより振動されることによって、ワークが平面状にならされながら搬送されるよう構成されている。
また、この第１フィーダ２４には、第１フィーダ入口ワークセンサ２４１、及びエアシリンダ（図示せず）によって開閉自在に設けられた供給ゲート２４２、及び第１フィーダ出口ワークセンサ２４３が設けられている。なお、供給ゲート２４２は、閉状態の時に３０〜５０ｍｍ程度の隙間が生じるように配設する。
【００２３】
前記の定量供給装置１のマグネットロータ３は、前記第１フィーダ２４の搬送下流側先端付近に配設されている。
また、計量装置４は、マグネットロータ３に隣接する位置、即ちワークが、マグネットロータ３によって受け皿１１に送られる位置に配設されている。
洗浄コンベア２５は、計量装置４の計量シャッタ１０が開かれると、その一端２５Ａにワークが供給され、洗浄装置２６の中を通過して、熱処理炉側に搬送されるように配設されている。
【００２４】
第２フィーダ２７は、前記洗浄コンベア２５の他端２５Ｂから供給されるワークを受け取る位置に配設されている。
この第２フィーダ２７は、第１フィーダ２４と同様に、搬送下流側に向けて３段の階段状に傾斜するよう形成されていて、裏面側に設けられた第２フィーダバイブレータ２７Ａにより振動されることによって、ワークが平面状にならされながら搬送されるよう構成されている。
【００２５】
また、この第２フィーダ２７には、第２フィーダワークセンサ２７１、及びエアシリンダ（図示せず）によって開閉自在に設けられたワークストップシャッタ２７２、及びモータ（図示せず）によって閉、開度１、開度２、全開の４段階に開閉自在に設けられた供給ダンパ２７３が設けられている。
搬送ベルト２８は、第２フィーダ２７から送られてくるワークを受け取り、熱処理炉２の炉内を縦貫するように配設されている。
【００２６】
次に、本発明に係る定量供給装置１の作用を、説明の便宜上、連続熱処理装置の作用もあわせて説明することにより説明する。
まず、ワークの入った専用缶２１は、台車（図示せず）に載置された状態で搬送機２２によって上昇反転機２３まで搬送され、この上昇反転機２３によって台車ごと上昇された後、専用缶２１のみが上昇反転機２３によって持ち上げられて反転され、専用缶２１に入っていたワークが第１フィーダ２４に投入される。
【００２７】
次に、上昇反転機２３によって第１フィーダ２４に投入された山積み状態のワークは、第１フィーダ２４が第１フィーダバイブレータ２４Ａによって振動されることにより、平面状にならされながら矢印ｂの方向に搬送される。なお、階段状に形成されているため、それぞれの段を超えて逆戻りすることはない。
【００２８】
そして、第１フィーダ２４が振動するのと同時に、切出モータが、軸体９を矢印ｃ（図１参照）の方向に回転させ始めることにより、磁石７を筒体５の内周面に沿って矢印ｃ（図１参照）の方向に回転させる。
すると、磁石７の磁力によって引き付けられたワークは、磁石７の回転にともなって筒体５の外周面に沿って搬送され、計量装置４に送られる。
【００２９】
なお、磁石回転駆動手段６は、リミットスイッチ（図示せず）によって１回転に１回若しくは数回又は数回転毎に停止する。そして、停止毎に計量装置４は受け皿１１内のワークを計量する。
例えば、計量装置４の切り出し量（Ｋｇ／回）を５Ｋｇ／回と設定し、マグネットロータ３の一極の磁石７のワーク搬送量を３Ｋｇとすると、磁石回転駆動手段６は１回転に１回若しくは２回停止し、その停止毎に計量装置４が送られてきたワークを計量する。
【００３０】
また、前記の第１フィーダ２４の振動のスピードは、次のように変化する。すなわち、ワークを感知している第１フィーダ入口ワークセンサ２４１が５秒間ＯＦＦの状態が続けば、振動スピードは中速に切り替わる。そして、第１フィーダ入口ワークセンサ２４１がＯＮになると、振動スピードは低速に切り替わる。
これらの運転は自動で行われ、マグネットロータ３が回転している間も同様に続けられる。
また、第１フィーダバイブレータ２４Ａの低速運転時の周波数は２２Ｈｚ、中速運転時の周波数は４０Ｈｚ、高速運転時の周波数は６０Ｈｚ、バランスウェイトは６０％に設定されている。
【００３１】
計量装置４は、逐次送られてくるワークの重量を計量する。そして、送られてきたワークの重量が予めセットしている設定値を超えた場合は、マグネットロータ３の運転を停止するとともに、その計量値を記憶する。
【００３２】
そして、計量シャッタ１０が開かれ、受け皿１１内にある計量されたワークが、バイブレータ（図示せず）の上を通り、洗浄コンベア２５に送られ、洗浄装置２６に送られる。
この洗浄コンベア２５によって洗浄装置２６の中を搬送される際に、ワークは、上方からシャワー状に洗浄水が吹き付けられることにより洗浄される。そして、洗浄されたワークは第２フィーダに散らばって供給される。
【００３３】
そして、この第２フィーダに供給されたワークは第２フィーダバイブレータ２７Ａの作用によってならされながら送られる。そして、このワークの先頭を、第２フィーダ２７に備えられているワークストップシャッタ２７２がチェックし、ワークを第２フィーダ２７上に整列させる。
この手順が終わってから所定時間が経過するとワークストップシャッタ２７２が開き、ワークが熱処理炉２の炉内を縦貫する搬送ベルト上に送られる。
【００３４】
ワークが送られてくると、先走り防止装置（図示せず）が予め決められている所定の隙間をつくる。なお、この先走り防止装置の開度は二段階あり、ワークの長さに従って、前もって決められる。
マグネットローラ３の次の回転開始までの時間間隔は計量装置４が計量した重量を基に、後述するような演算式により演算されて決められる。
【００３５】
これらの作用を繰り返すことにより、本発明に係る定量供給装置１によって所定量ずつに切り出されたワークが熱処理炉２に逐次供給されることとなる。
なお、第２フィーダバイブレータ２７Ａの低速運転時の周波数は３５Ｈｚ、高速運転時の周波数は６０Ｈｚ、バランスウェイトは９０％に設定されている。
また、図２は、一つの熱処理装置ユニットＡを例示した説明図であるが、他の熱処理装置ユニットについても、これと略同様に作用してワークが供給され熱処理がなされる。
【００３６】
なお、本発明に係る定量供給装置１は、ワークの重量を計量して供給する自動運転、及び、万一計量装置が故障した場合のための、計量しないでも供給できる半自動運転が可能であるが、それぞれの具体的な運転内容を図３及び図４に示す。
【００３７】
ここで、図３中の「自動運転条件」及び図４中の「半自動運転条件」の「各ダンパ（４ヶ所）」は、供給ゲート２４２、計量シャッタ１０、ワークストップシャッタ２７２及び供給ダンパ２７３の４つの部材を指している。
また、「ＮＯ．１Ｆ」は「第１フィーダ」を意味し、「ＮＯ．２Ｆ」は「第２フィーダ」を意味している。
【００３８】
また、自動運転時のワークの供給量は、次のようにして設定する。
まず、１時間当たりの処理量Ｗ（Ｋｇ／ｈ）をタッチパネル（図示せず）で設定する。
次に、計量装置４の目安の切り出し量（計量装置４の設定重量値）Ｐ（Ｋｇ／回）をタッチパネルで設定する。
【００３９】
すると、目安の切り出し待機時間Ｔ（秒）、即ち、受け皿１１に送られたワークの重量が計量装置４の設定重量値を超えてマグネットローラ３が停止されてから、計量シャッタが開いてワークが排出され、次にマグネットローラ３が回転を開始するまでの時間は、次の式で求められる。
Ｔ＝３６００×Ｐ÷Ｗ
例えば、１時間当たりの処理量Ｗ＝１０００Ｋｇ、切り出し量Ｐ＝５Ｋｇ／回とすると、切り出し待機時間は、
Ｔ＝３６００×５÷１０００＝１８（秒）が求められる。
【００４０】
なお、実際の運転においては、設定重量（目安の切り出し量）を超過して供給するので、この時の計量重量をＱＫｇとすると、
Ｔ＝３６００×Ｑ÷Ｗとなる。
即ち、１時間当たりの処理量を１０００Ｋｇ／ｈと設定し、計量装置４が１０Ｋｇと計量した場合の、マグネットロータ３の待機時間Ｔは、次のようになる。
Ｔ＝３６００×１０÷１０００＝３６
従って、３６秒後にマグネットロータ３は次の供給を開始する。
【００４１】
また、半自動運転時のワークの供給量の設定は、マグネットロータ３の回転時間ｔと運転待機時間Ｔを設定することにより行う。また、回転時間ｔ及び運転待機時間Ｔの設定は、タッチパネル（図示せず）にて行う。なお、これらの設定値は実際の運転において判断して決定する。
【００４２】
このようにして構成された定量供給装置１によれば、磁石３の磁力によってワークを引き付けて供給するというマグネットロータ３を用いて供給するため、ボルトなどのワークが互いに引っ掛かっていても、磁石７の磁力によって強制的にワークを引き出して供給することができる。従って、常に一定量のワークを供給することができる。
【００４３】
また、ワークを磁石７の磁力で吸着して搬送するため、ワークの供給量が設定重量値を超過してマグネットロータ３の回転が停止されると、搬送されている途中のワークまでをも瞬時にその供給を停止させることができる。このため、より正確に所定量のワークを供給することができる。
従って、熱処理炉２において焼きむらが生じにくいため、例えば自動車のエンジンに使用されるボルト、ナットや、タイヤの装着に使用されるボルト、ナットのような所謂保安部品のように、非常に高い精度を要求されるものの熱処理にも対応することができる。
【００４４】
さらに、熱処理炉２への供給量は、計量装置４の設定重量値を変更するのみで簡単に変更することができる。このため、熱処理するワークの種類が変わる度に装置１の部材を交換する等の調整をする必要がなく、作業効率が向上する。
【００４５】
また、熱処理炉２への供給前のワークの正確な重量を測定することにより、熱処理の前後においてワークの重量が一致しているか否かを確認することができるため、搬送途中におけるワークのこぼれ落ちや引っ掛かりがないか否かの確認を容易に行うことができる。従って、異なる種類のワークを連続して熱処理する際にも、ワークの異種混入を容易に防止することができる。
【００４６】
加えて、熱処理炉２に供給するワークの正確な供給量を把握することができるため、現在熱処理を予定している全ワークの熱処理が終了するまでの時間が正確に把握できる。そのため、次に熱処理するワークの熱処理開始時間などの予定を立てたり、そのワークの準備をしたりということが容易となる。
【００４７】
本発明に係る定量供給装置１は、前記のような構成に限定されるものではなく、以下のような構成であってもよい。
すなわち、本実施例における定量供給装置１は、マグネットロータ３と計量装置４を備えているが、計量装置４を備えていない装置とすることも可能である。この実施形態によっても、ワークが互いに引っ掛かっていても磁石７の磁力によって強制的にワークを引き出して供給することができたり、搬送されている途中のワークまでをも瞬時にその供給を停止させることができたり、という効果を奏することができる。
【００４８】
また、マグネットロータ３の支持羽根８は、プレート状のものに限定されるものではなく、磁石７を支持できるものであれば、その形状は、はしご状に形成されたもの等如何なる形状であっても構わない。また、材質はステンレスに限定されず、その他の金属や合成樹脂、木材であっても構わない。
【００４９】
また、マグネットロータ３の磁石７は、永久磁石に限定されるものではなく、電気コイルによる電磁石であってもよい。
さらに、計量機１２は、重量を計量できるものであれば前記のようにストレンゲージを内蔵したロードセルに限定されるものではなく、例えば、ばね変位式荷重センサや、水晶式圧力センサを内蔵したロードワッシャであってもよい。
【００５０】
また、定量供給装置１が配設される連続熱処理装置は、前記のようなものに限定されるものではなく、例えば洗浄装置２６が配設されていないものであってもよく、また、搬送機２２や上昇反転機２３が配設されておらずに人手によってワークを供給するものであっても構わない。
なお、前実施の形態においては、バイブレータ２４Ａを備えたフィーダ２４は、熱処理装置ユニットＡに備えられていたが、定量供給装置１に配設することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る定量供給装置１によれば、磁石の磁力によって被熱処理物を引き付けて供給するというマグネットロータを用いて供給するため、ボルトなどの被熱処理物が互いに引っ掛かっていても、磁石の磁力によって強制的に被熱処理物を引き出して供給することができる。従って、常に一定量の被熱処理物を供給することができる。
【００５２】
また、被熱処理物を磁石の磁力で吸着して搬送するため、被熱処理物の供給量が設定重量値を超過してマグネットロータの回転が停止されると、搬送されている途中の被熱処理物までをも瞬時にその供給を停止させることができる。このため、より正確に所定量の被熱処理物を供給することができる。
【００５３】
さらに、熱処理炉への供給量は、計量装置の設定重量値を変更するのみで簡単に変更することができる。このため、熱処理する被熱処理物の種類が変わる度に本装置の部材を交換する等の調整をする必要がなく、作業効率が向上する。
【００５４】
また、熱処理炉への供給前の被熱処理物の正確な重量を測定することにより、熱処理の前後において被熱処理物の重量が一致しているか否かを確認することができるため、搬送途中における被熱処理物のこぼれ落ちや引っ掛かりがないか否かの確認を容易に行うことができる。従って、異なる種類の被熱処理物を連続して熱処理する際にも、被熱処理物の異種混入を容易に防止することができる。
【００５５】
加えて、熱処理炉に供給する被熱処理物の正確な供給量を把握することができるため、現在熱処理を予定している全被熱処理物の熱処理が終了するまでの時間が正確に把握できる。そのため、次に熱処理する被熱処理物の熱処理開始時間などの予定を立てたり、その被熱処理物の準備をしたりということが非常に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置が設置された連続熱処理装置の概略を示す側面説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の概略を示す側面説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置が設置された連続熱処理装置の自動運転時の動作を示すフローチャート図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置が設置された連続熱処理装置の半自動運転時の動作を示すフローチャート図である。
【図５】従来の定量供給装置の概略を示す説明図である。
【図６】従来の定量供給装置の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１：定量供給装置
２：熱処理炉
３：マグネットロータ（切出装置)
４：計量装置
５：筒体
６：磁石回転駆動手段
７：磁石
２４：第１フィーダ（フィーダ）
２４Ａ：第１フィーダバイブレータ（バイブレータ）
【図１】
0004320095.tif 000002
【図２】
0004320095.tif 000003
【図３】
0004320095.tif 000004
【図４】
0004320095.tif 000005
【図５】
0004320095.tif 000006
【図６】
0004320095.tif 000007