(57)【要約】【課題】本発明の目的は、従来の縦型熱処理炉に比べて、さらに、容易、かつ効率的な、被処理物の搬送及び焼結が行える縦型熱処理炉を提供することにある。【解決手段】両端が開口した縦型筒状部材４０と、該縦型筒状部材４０の長手方向中央領域４０ａに配設された加熱・保持する加熱手段５０と、前記縦型筒状部材４０の下端開口４２の下方に位置する第１板状部材６０と、該第１板状部材６０の直下位置に配置されるストッパー手段７０とを具えることを特徴とする。【選択図】図１
2009115356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一サイズをもつ複数個の被処理物を、上下方向に積み重ねて、柱状の被処理物群として前記被処理物を整列させる空間を区画形成する内壁をもつ、両端が開口した縦型筒状部材と、
該縦型筒状部材の長手方向中央領域に配設され、該長手方向中央領域内にある、前記被処理物群を構成する被処理物を所定温度で加熱・保持する加熱手段と、
前記縦型筒状部材の下端開口の下方に位置し、前記被処理物の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の第１貫通孔を有する第１板状部材と、
該第１板状部材の直下位置に配置され、前記第１貫通孔を、前記縦型筒状部材の下端開口の直下位置に移動させた場合、前記被処理物群を構成する被処理物のうち、前記加熱手段で加熱された被処理物の少なくとも最下方に位置する被処理物である最下被処理物が、自重により落下するのを、前記第１貫通孔内で一時的に停止させるストッパー手段と
を具えることを特徴とする縦型熱処理炉。
【請求項２】
前記ストッパー手段は、前記縦型筒状部材の中心軸線上の下方に位置するローラーピンであることを特徴とする請求項１記載の縦型熱処理炉。
【請求項３】
前記ストッパー手段は、前記板状部材の下方に位置し、前記被処理物の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の第２貫通孔を有する第２板状部材であることを特徴とする請求項１記載の縦型熱処理炉。
【請求項４】
前記加熱手段は、抵抗加熱体又は誘導加熱体であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の縦型熱処理炉。
【請求項５】
前記縦型筒状部材の前記空間は、その横断面形状が前記被処理物の横断面形状と相似形であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【請求項６】
前記縦型筒状部材の前記空間の断面積に対する前記被処理物の断面積の割合が、60〜80％であることを特徴とする請求項６記載の縦型熱処理炉。
【請求項７】
前記縦型筒状部材は、その両開口端間で連続して延びることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【請求項８】
前記縦型熱処理炉は、その雰囲気ガスを縦型筒状部材の下端開口側から供給し、縦型筒状部材の上端開口側へ排出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【請求項９】
前記縦型筒状部材の空間内に整列させた前記被処理物群を構成する被処理物は、8〜24個であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【請求項１０】
複数の前記縦型筒状部材は、所定の間隔をおいて複数配設され、これら筒状部材の下方に、１つの第１板状部材を共用するため配設することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【請求項１１】
前記熱処理炉は、前記被処理物を成形体とする焼結炉であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物を熱処理し、その熱処理した被処理物を自重を利用して搬送し、下方から取り出す縦型熱処理炉、特に、金属、セラミックス等の粉末成形体を上下に積み重ねて連続的に焼結するを行う縦型焼結炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉末冶金製品等の製造プロセスは、通常、材料混合工程、成形工程及び焼結工程からなり、このうち焼結工程に用いられる熱処理炉としては、加熱処理を連続的に行う連続熱処理炉が挙げられる。ここで、前記熱処理炉は、金属やセラミックス等の粉末を成形した被処理物の搬送方法により前記熱処理炉のタイプが分類され、例えば非特許文献１に開示されているように、メッシュベルト炉、ローラーハース炉、トレープッシャー炉、又はウォーキングビーム炉等のような成形体を水平に搬送する横型焼結炉がある。
【０００３】
また、前記熱処理炉の別の形態として、前記被処理物を水平方向の搬送ではなく、積み重ねて上方又は下方に搬送する縦型熱処理炉がある。この縦型熱処理炉は、例えば特許文献１に開示されているような、粉末金属等からなる成形体を入れたトレー群を横方向に搬送する搬送装置と、搬送された前記トレー群を高さ方向に積み上げる押し上げ装置と、炉体頂部で押し上げられた前記トレーを側方へ移動させる横送り装置と、移動してきた前記トレーを受け取り、これを降下させる下送り装置とからなる熱処理炉があり、搬送及び焼結を連続して行うことができるという点で有効な熱処理炉である。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の熱処理炉では、搬送及び焼結を連続して行うことはできるものの、前記被処理物を収容したトレーを下から上へ押し上げながら搬送するため、前記押し上げ装置の制御が複雑になるという問題や、大量の被処理物を押し上げ続けるため、稼動に要するエネルギー消費が大きくなり、効率よく大量の焼結製品を製造することができないという問題があった。
【非特許文献１】日本粉末冶金工業会、「焼結機械部品−その設計と製造」、日本、(株) 技術書院、1987年10月20日、P48〜P52
【特許文献１】特開昭５０−４００８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来の縦型熱処理炉に比べて、さらに、容易、かつ効率的な、被処理物の搬送及び焼結が可能となる縦型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】
【０００６】
本発明者は、上記の課題を解決するため検討を重ねた結果、同一サイズをもつ複数個の被処理物を、上下方向に積み重ねて、柱状の被処理物群として前記被処理物を整列させる空間を区画形成する内壁をもつ、両端が開口した縦型筒状部材と、該縦型筒状部材の長手方向中央領域に配設され、該長手方向中央領域内にある、前記被処理物群を構成する被処理物を所定温度で加熱・保持する加熱手段と、前記縦型筒状部材の下端開口の下方に位置し、前記被処理物の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の第１貫通孔を有する第１板状部材と、該第１板状部材の直下位置に配置され、前記第１貫通孔を、前記縦型筒状部材の下端開口の直下位置に移動させた場合、前記被処理物群を構成する被処理物のうち、少なくとも最下方に位置する被処理物である最下被処理物が、自重により落下するのを、前記第１貫通孔内で一時的に停止させるストッパー手段とを具える熱処理炉とすることで、前記被処理物の搬送は、重力を利用した自重式搬送が可能となる結果、容易、かつ効率的な、被処理物の搬送及び焼結ができるようになることを見出した。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）同一サイズをもつ複数個の被処理物を、上下方向に積み重ねて、柱状の被処理物群として前記被処理物を整列させる空間を区画形成する内壁をもつ、両端が開口した縦型筒状部材と、
該縦型筒状部材の長手方向中央領域に配設され、該長手方向中央領域内にある、前記被処理物群を構成する被処理物を所定温度で加熱・保持する加熱手段と、
前記縦型筒状部材の下端開口の下方に位置し、前記被処理物の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の第１貫通孔を有する第１板状部材と、
該第１板状部材の直下位置に配置され、前記第１貫通孔を、前記縦型筒状部材の下端開口の直下位置に移動させた場合、前記被処理物群を構成する被処理物のうち、前記加熱手段で加熱された被処理物の少なくとも最下方に位置する被処理物である最下被処理物が、自重により落下するのを、前記第１貫通孔内で一時的に停止させるストッパー手段と
を具えることを特徴とする縦型熱処理炉。
【０００８】
（２）前記ストッパー手段は、前記縦型筒状部材の中心軸線上の下方に位置するローラーピンであることを特徴とする上記（１）記載の縦型熱処理炉。
【０００９】
（３）前記ストッパー手段は、前記板状部材の下方に位置し、前記被処理物の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の第２貫通孔を有する第２板状部材であることを特徴とする上記（１）記載の縦型熱処理炉。
【００１０】
（４）前記加熱手段は、抵抗加熱体又は誘導加熱体であることを特徴とすることを特徴とする上記（１）、（２）または（３）記載の縦型熱処理炉。
【００１１】
（５）前記縦型筒状部材の前記空間は、その横断面形状が前記被処理物の横断面形状と相似形であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【００１２】
（６）前記縦型筒状部材の前記空間の断面積に対する前記被処理物の断面積の割合が、60〜80％であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【００１３】
（７）前記縦型筒状部材は、その両開口端間で連続して延びることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【００１４】
（８）前記縦型熱処理炉。は、その雰囲気ガスを縦型筒状部材の下端開口側から供給し、縦型筒状部材の上端開口側へ排出することを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【００１５】
（９）前記縦型筒状部材の空間内に整列させた前記被処理物群を構成する被処理物は、8〜24個であることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【００１６】
（１０）複数の前記縦型筒状部材は、所定の間隔をおいて複数配設され、これら筒状部材の下方に、１つの第１板状部材を共用するため配設することを特徴とする上記（１）〜（９）のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【００１７】
（１１）前記熱処理炉は、前記被処理物を成形体とする焼結炉であることを特徴とする上記（１）〜（１０）のいずれか１項記載の縦型熱処理炉。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、従来の縦型熱処理炉に比べて、さらに、容易、かつ効率的な、被処理物の搬送及び焼結が行える縦型熱処理炉の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に従う熱処理炉１の要部を縦断面で示したものである。
【００２０】
本発明に従う熱処理炉1０は、図１に示すように、主に、縦型筒状部材４０と、加熱手段５０と、第１板状部材６０と、ストッパー手段７０とで構成されている。
以下に、本発明に従う熱処理炉1０の構成について説明する。
【００２１】
（縦型筒状部材）
本発明の縦型筒状部材４０は、図１に示すように、両端が開口しており、同一サイズをもつ複数個の被処理物２０を、上下方向に積み重ねて、柱状の被処理物群３０として前記被処理物２０を整列させる空間４５を区画形成する内壁４１を有する。前記縦型筒状部材４０は、前記被処理物２０の周りを取り囲む隔壁（マッフル）のことであり、主に、炉内雰囲気の安定化及び均熱性の向上のために設けられ、その材質は、通常用いられる耐熱性や高温耐酸化性を有するものであれば特に限定はないが、温度変化による熱衝撃に強く、耐熱性に優れる点から、ステンレス鋼（SUS310）やニッケル系スーパーアロイ等で構成されることが好ましい。
【００２２】
また、図２(ａ)は、図１のＡ−Ａ断面を拡大して上から見たものであるが、前記縦型筒状部材４０の前記空間４５は、その横断面形状が前記被処理物２０の横断面形状と相似形であることが好ましい。図２(ａ)に示すように、前記空間４５の横断面形状を前記被処理物２０の横断面形状と相似形にすることで、前記被処理物２０と内壁４１との間隔Ｌがどの位置でもほぼ一定となるため、前記縦型円筒部材４０から前記被処理物群３０への輻射伝熱を均一にすることができ、さらに、熱処理時の雰囲気ガスがこの均等な間隔を通り抜けるため、前記被処理物２０の均一な加熱が可能となる結果、製品の品質を向上させることができるからである。さらにまた、図２(ｂ)は、別の形態の縦型筒状部材４０及び被処理物２０の横断面形状を示したものであるが、横断面形状は、図２(ａ)のような円形状や図２(ｂ)のような矩形状の他、種々の形状にすることができる。
【００２３】
また、前記縦型筒状部材４０の前記空間４５の断面積に対する前記被処理物２０の断面積の割合が、50〜80％であることが、均一に被処理物２０の加熱が可能となり、さらに最小限のエネルギーで加熱を行える点で好ましい。50％未満では、前記被処理物２０と前記内壁４１の間隔Ｌが大きすぎるために空間の無駄が生じ、焼結工程等で消費するエネルギーが大きくなるからあり、一方、80％超えでは、前記被処理物２０と前記内壁４１の間隔Ｌが小さすぎるため、管摩擦抵抗による圧力損失が生じ、雰囲気ガスの流動が妨げられる結果、有効な加熱を行うことができないからである。
【００２４】
また、前記縦型筒状部材４０は、その両開口端４２、４３で連続的に延びることが好ましい。前記縦型筒状部材４０の継ぎ目をなくすことで、雰囲気ガスの気密性が維持できるため、最小限のエネルギーで被処理物２０の均一な加熱が可能となるからである。
【００２５】
（加熱手段）
本発明の加熱手段５０は、図１に示すように、前記縦型筒状部材４０の長手方向中央領域４０ａに配設され、該長手方向中央領域４０ａ内にある、前記被処理物群３０を構成する被処理物２０を所定温度で加熱・保持するために設けられている。前記加熱手段は、少なくとも１つのヒーター５１等を有し、前記縦型筒状部材の外側から加熱を行う。なお、前記長手方向中央領域４０ａは、前記縦型筒状部材４０の全長に対して、上から１／４〜１／３の位置を中心として、前記被処理部材の長さの４〜６倍、縦型筒状部材４０の全長に対して25〜35％の長さ範囲のことをいう。
【００２６】
また、前記加熱手段５０は、抵抗加熱体又は誘導加熱体であることが好ましい。これらを用いることで、効率的に前記被処理物２０を加熱することができるためである。さらに、図３(ａ)及び(ｂ)に示すように、前記加熱手段５０の加熱体は、スパイラル状（図３(ａ)）あるいは複数の棒状（図３(ｂ)）の抵抗発熱体、又は円筒状の誘導加熱コイルであり、前記縦型筒状部材４０の周りを囲むように設けることがより好適である。前記縦型筒状部材４０と前記被処理物２０を外周側から取り囲むように設けることで、被処理物２０を均一に加熱焼結することができるため、高品質の製品を得ることができるからである。
【００２７】
（第１板状部材）
本発明の第１板状部材６０は、図１に示すように、前記縦型筒状部材４０の下端開口４２の下方に位置し、前記被処理物２０の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口４２の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の第１貫通孔６１を有する。前記第１板状部材は、後述するストッパー手段７０と連動して、焼結した被処理物２０を製品として回収する上で重要な役割を果たす。また、前記第１板状部材６０は、第１貫通孔６１を有する板状のものであれば限定はないが、前記被処理物２０を積み重ねた被処理物群３０を上に載せる場合があるため、重さに耐えうる強度をもった材料、例えば、軸受鋼（SUSJ２）や工具鋼（SKD２）等から構成される必要がある。
【００２８】
また、前記第１板状部材６０の形状は、前記被処理物２０の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口４２の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の所定の第１貫通孔６１を有していれば特に限定はされず、前記縦型筒状部材４０の形状に合せて、種々の形状を取ることができる。例えば、複数の縦型筒状部材４０に対して、１つの第１板状部材６０を共用する場合等には、形状を円盤状にし、円周に沿って複数の前記第１貫通孔６１を有することも可能である。また、前記第１板状部材６０の厚さは、特に限定はされないが、前記被処理材２０の長さ以下の寸法を有し、前記被処理物群３０の重さに耐えることができるように、最低10mm程度の厚さであることが好ましい。
【００２９】
（ストッパー手段）
本発明のストッパー手段７０は、図１に示すように、前記第１板状部材６０の直下位置に配置され、前記第１貫通孔６１を、前記縦型筒状部材４０の下端開口４２の直下位置に移動させた場合、前記被処理物群３０を構成する被処理物２０のうち、前記加熱手段５０で焼結された少なくとも最下方に位置する被処理物２０である最下被処理物２１が、自重により落下するのを、前記第１貫通孔６１内で一時的に停止させる手段である。
【００３０】
前記ストッパー手段７０は、前記縦型筒状部材４０の中心軸線Ｘ上の下方に位置するローラーピンであることが好ましい。比較的簡単な構成で、最下被処理物２１を停止させることができるからである。
ここで、図４(ａ)〜(ｅ)は、前記ストッパー手段７０としてローラーピン７１を用いた場合の前記最下被処理物２１を回収する流れを示したものであるが、前記第１板状部材６０の貫通孔６１内で、前記最下被処理物２１がローラーピン７１と接触して停止した状態（図４(ａ)）で、前記第１板状部材６０を前記縦型筒状部材４０の中心軸線方向Ｘに対して直行する方向、図４では横方向に移動させて、最下被処理物２１（図４中の被処理物Ａ）を被処理物群３０から切り離し（図４(ｂ)）、前記第１貫通孔６１が前記縦型筒状部材４０の下端開口４２の直下位置から外れた位置まで移動させることで、最下被処理物２１（図４中の被処理物Ａ）のみを落下させて回収する（図４(ｃ)）。このとき、残りの被処理物群３０は、前記第１板状部材６０の上面６０ａに載置される。その後、前記第１板状部材６０を前記第１貫通孔６１が前記下端開口４２の直下位置まで横方向に移動させて、（図４(ｄ)）、これにより、前記第１板状部材６０の第１貫通孔６１内に、次の最下被処理物２１（図４中の被処理物Ｂ）が自重で落下し、前記第１貫通孔６１内でローラーピン７１と接触し、一時的に停止した状態になり（図４(ｅ)）、これにより、図４(ａ)で示す初期の状態と同様の状態に戻る。このように、図４(ａ)〜(ｅ)の一連の流れを繰り返し行い、最下被処理物２１の回収を次々に行うことができる。なお、図４(ａ)〜(ｅ)中の第１板状部材６０の動きは、横方向の往復運動であるが、円盤状の形状を有する前記第１板状部材６０の円周に沿った位置に、複数の前記第１貫通孔６１を設け、同一方向に回転運動を行い、連続的に前記最下被処理物２１の回収をすることができる。
【００３１】
なお、前記ストッパー手段７０として、ローラーピン７１を用いる場合、前記被処理物群３０が前記第１板状部材６０の上に落ちてくることから（図４(ｃ)）、前記第１板状部材と接触する被処理物２０（図４(ｃ)では被処理物Ｂ）が破損するのを防止できるよう、前記第１板状部材６０の上面６０ａには、例えばシリコンゴムやウレタンゴムのような、衝撃吸収材を設けることがより好適である。
【００３２】
また、前記ストッパー手段７０は、前記第１板状部材６０の下方に位置し、前記被処理物２０の外径よりも大きな内径をもち、前記下端開口４２の直下位置と、該直下位置から外れた位置との間で移動可能な少なくとも１個の第２貫通孔７３を有する第２板状部材７２で構成してもよい。前記ローラーピン７１を用いた場合（図４）と同様に、連続的な前記被処理物２０の搬送及び回収が可能となるからである。
ここで、図５ (ａ)〜(ｅ)は、前記ストッパー手段７０として第２板状部材７２を用いた場合の前記最下被処理物２１を回収する流れを示したものであるが、前記第１板状部材６０の貫通孔６１内で、前記第１板状部材６０の第１貫通孔６１の直下位置から外れた位置に第２貫通孔７３を有する第２板状部材７２の上面７２ａに、前記最下被処理物２１を接触させて停止した状態（図５(ａ)）で、前記第１板状部材６０を前記縦型筒状部材４０の中心軸線方向Ｘに対して位直行する方向、図５では横方向に移動させて、最下被処理物２１（図５中の被処理物Ａ）を被処理物群３０から切り離し（図５(ｂ)）、前記第１板状部材６０を、前記第１貫通孔６１が前記第２板状部材７２の第２貫通孔７３の直下位置まで移動させることで、最下被処理物２１（図５中の被処理物Ａ）のみを落下させて回収する（図５(ｃ)）。このとき、残りの被処理物群３０は、前記第１板状部材６０の上面６０ａに載置される。その後、前記第１板状部材６０を前記第１貫通孔６１が前記下端開口４２の直下位置まで横方向に移動させて、（図５(ｄ)）、これにより、前記第１板状部材６０の第１貫通孔６１内に、次の最下被処理物２１（図５中の被処理物Ｂ）が自重で落下し、第２板状部材７２の上面７２ａと接触し、一時的に停止した状態になり（図５(ｅ)）、これにより、図５(ａ)で示す初期の状態と同様の状態に戻る。このように、図５(ａ)〜(ｅ)の一連の流れを繰り返し行い、最下被処理物２１の回収を次々に行うことができる。なお、図５(ａ)〜(ｅ)中の第１板状部材６０の動きは、横方向の往復運動であるが、円盤状の形状を有する前記第１板状部材６０の円周に沿った位置に、複数の第１貫通孔６１を設け、同一方向に回転運動を行い、連続的に前記最下被処理物２１の回収をすることができる。
【００３３】
また、前記ストッパー手段７０として、第２板状部材７２を用いる場合、前記被処理物群３０が前記第２板状部材７２の上面７２ａに落ちてくることから（図５(ａ)、(ｅ)参照）、前記第２板状部材と接触する最下被処理物２１が破損するのを防止できるよう、前記第２板状部材７２の上面７２ａには衝撃吸収剤を設けることがより好適である。
【００３４】
さらに、図６ (ａ)〜(ｅ)は、前記ストッパー手段７０として第２板状部材７２を用いた別の形態の前記最下被処理物２１を回収する流れを示したものであるが、前記第１板状部材６０と前記第２板状部材７２との間に、さらに第３板状部材６３を設けることで、前記第２板状部材７２の上面７２ａに、前記最下被処理物２１を接触させて停止した状態（図６(ａ)）で、前記第１板状部材の押し付けピン７４により前記最下被処理物２１の上の成形体２０（図６では被処理物Ｂ）を側方から第１貫通孔壁６２に押し付けることにより、前記最下被処理物２１以外の前記被処理物群３０の落下を一時的に停止させ（図６ (ｂ)）、その後、前記第２板状部材７２を、第２貫通孔が前記縦型筒状部材４０の下端開口４２の直下位置となるように移動させることで、最下被処理物２１（被処理物Ａ）のみを落下させて回収することができる（図６(ｃ)）。このとき、残りの被処理物群３０は、前記第１貫通孔壁６２に押し付けられた状態であり、その後、前記第２板状部材７２を前記第２貫通孔７３が前記下端開口４２の直下位置から外れた位置まで横方向に移動させて（図６(ｄ)）、前記第２板状部材７２の上面７２ａに、次の最下被処理物２１（図６中の被処理物Ｂ）が自重で落下・接触し、一時的に停止した状態になり（図５(ｅ)）、これにより、図６(ａ)で示す初期の状態と同様の状態に戻る。さらにまた、上記形態を用いた場合、確実に前記最下被処理物２１を回収できる上、前記第３板状部材６３の雰囲気ガス導入孔６４から雰囲気ガスを導入することができる点で好適な手段である。
【００３５】
なお、本発明の縦型熱処理炉１０によって焼結を施す被処理物２０については特に限定はなく、例えば、一般的な粉末冶金製品のように、原料粉末を混合し成形してなる被処理物２０を用いればよい。また、前記縦型筒状部材４０の空間４５内に整列させた前記被処理物３０群を構成する被処理物２０の数は、8〜24個であることが好ましい。8個未満では、被処理物２０の数が少なすぎるため、効率的な焼結を行うことができず、一方、24個超えでは、被処理物２０の数が多すぎるため、前記被処理物群３０の質量が大きくなりすぎる結果、最下被処理物２１が破損する恐れがあるからである。
【００３６】
また、本発明による縦型熱処理炉１０は、その雰囲気ガスを前記縦型筒状部材４０の下端開口４２側から供給し、縦型筒状部材４０の上端開口４３側へ排出することが好ましい。雰囲気ガスは、温度が高いと上昇するため、下から雰囲気ガスを供給したほうが、前記縦型筒状部材４０の加熱手段５０を中央部に配置した場合に、その上部に暖かいガスが移動するため予熱部となり、その下部は比較的冷たいガスが留まるため冷却部となるように、自然と構成することができるからである。さらに、ガスの流れに方向性が付与されるため、掃気作用が大きくなる上、ガスの流れが一定しているため、前記被処理物２０と流動するガスとの反応が均等に行われるからである。なお、前記雰囲気ガスの種類は、特に限定はないが、例えば、窒素又は窒素と水素の混合ガス等が挙げられる。
【００３７】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、複数の前記縦型筒状部材４０を配置し、これら筒状部材４０に対し、１つの第１板状部材６０を共用するような縦型熱処理炉１０とすることも可能である。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
実施例１は、図１に示すように、縦型筒状部材４０と、該縦型筒状部材４０の長手方向中央領域に配設された加熱手段５０と、前記縦型筒状部材４０の下端開口４２の下方に位置した１個の第１貫通孔６１を有する第１板状部材６０と、該第１板状部材６０の直下位置に配置された、ローラーピン７１であるストッパー手段７０とを具えた、被処理物２０の自重を利用した搬送を行う、外径が幅：250mm×奥行：250mm×高さ1000mmである縦型焼結炉を得た。なお、前記縦型筒状部材４０の横断面形状は前記被処理物２０の横断面形状と相似形であり、前記縦型筒状部材４０の前記空間４５の断面積に対する前記被処理物２０の断面積の割合は70％である。また、炉内の雰囲気ガスは、前記縦型筒状部材４０の下端開口４２側から供給し、上端開口４３側へ排出している。
【００３９】
（実施例２）
実施例２は、図６に示すように、縦型筒状部材４０と、該縦型筒状部材４０の長手方向中央領域に配設された加熱手段５０と、前記縦型筒状部材４０の下端開口４２の下方に位置した１個の第１貫通孔６１を有する第１板状部材６０と、該第１板状部材６０の直下位置に配置された、第２板状部材７２であるストッパー手段７０と、第３板状部材６３とを具えた、被処理物２０の自重を利用した搬送を行う、外径が幅：400mm×奥行：250mm×1000mmである縦型焼結炉を得た。なお、前記縦型筒状部材４０の横断面形状は前記被処理物２０の横断面形状と相似形であり、前記縦型筒状部材４０の前記空間４５の断面積に対する前記被処理物２０の断面積の割合は70％である。また、炉内の雰囲気ガスは、前記縦型筒状部材４０の下端開口４２側から供給し、上端開口４３側へ排出している。
【比較例】
【００４０】
（比較例１）
比較例１は、例えば特許文献１に開示されているような、粉末金属等の材料を入れたトレー群を横方向に搬送する搬送装置と、搬送された前記トレー群を高さ方向に積み上げる押し上げ装置と、炉体頂部で押し上げられた前記トレーを側方へ移動させる横送り装置と、移動してきた前記トレーを受け取りこれを降下させる下送り装置とを具える、外径が幅：1000mm×奥行：500mm×高さ：3000mmである、被処理物２０を下から上へ押し上げて搬送を行う、縦型焼結炉を得た。
【００４１】
（比較例２）
比較例２は、一般的に用いられる焼結炉である、加熱手段と、冷却手段と、メッシュベルト式の搬送手段とを具える、外径が幅：600mm×高さ：500mm×長さ：4000mmであるヨコ型焼結炉を得た。
【００４２】
本実施例及び比較例で行った試験の評価方法を以下に示す。
【００４３】
（評価方法）
（１）製造効率
各実施例及び比較例で製造された焼結炉を稼動させ、１時間あたりに、焼結を施して、回収できた焼結体の数を計測し、以下の基準に従って評価した。
○：360個以上
△：200個以上、360個未満
×：200個未満 
【００４４】
（２）稼動コスト
各実施例及び比較例で製造された焼結炉を稼動させ、一時間あたりの焼結炉の稼動に要するコストを、実施例１の結果を1.0として、以下の評価基準に従って相対的に評価した。
○：1.5以下
△：1.5超え、3未満
×：3以上
【００４５】
（３）不良品発生率
各実施例及び比較例で製造された焼結炉を稼動させ、得られた焼結体に占める不良品の割合を、以下の評価基準に従って評価した。
○：0.01％以下
△：0.01％超え、0.1％以下
×：0.1％超え
【００４６】
上記各試験の評価結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2009115356.tif 000003
【００４８】
これによれば、実施例１及び２の縦型焼結炉は、比較例１及び２の焼結炉に比べて、製造効率については、同程度の結果であるものの、稼動コスト及び不良品発生率については、より良好な結果が得られていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、従来の縦型熱処理炉に比べて、さらに、容易、かつ効率的な、被処理物の搬送及び焼結が行える縦型熱処理炉の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に従う縦型熱処理炉の内部を模式的に示した側面図である。
【図２】本発明に従う縦型熱処理炉の縦型筒状部材及び被処理物の構成を示した断面図であり、(ａ)は図１のＡ−Ａ断面を示したものであり、(ｂ)は別の形態の縦型筒状部材及び被処理物を示したものである。
【図３】本発明に従う縦型熱処理炉の加熱手段の形状を示した斜視図であり、(ａ)はスパイラル状の加熱手段、(ｂ)は棒状の加熱手段を示す。
【図４】本発明に従う縦型熱処理炉が、第１板状部材とローラーピンとの相互作用により、最下被処理物を回収する動きを説明するための図である。
【図５】本発明に従う縦型熱処理炉が、第１板状部材と第２板状部材との相互作用により、最下被処理物を回収する動きを説明するための図である。
【図６】本発明に従う縦型熱処理炉が、第１板状部材及び第３板状部材と第２板状部材との相互作用により、最下被処理物を回収する動きを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    縦型熱処理炉
２０    被処理物
２１    最下被処理物
３０    被処理物群
４０    縦型筒状部材
４１    内壁
４２    下端開口
４３    上端開口
４５    内部空間
５０    加熱手段
５１    ヒーター
６０    第１板状部材
６１    第１貫通孔
６３    第３板状部材
６４    ガス導入孔
７０    ストッパー手段
７１    ローラーピン
７２    第２板状部材
７３    第２貫通孔
【図１】
2009115356.tif 000004
【図２】
2009115356.tif 000005
【図３】
2009115356.tif 000006
【図４】
2009115356.tif 000007
【図５】
2009115356.tif 000008
【図６】
2009115356.tif 000009