| 【発明の名称】 |
連続処理装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中務 栄治
【氏名】山内 一平
【氏名】武田 正夫
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数の処理室を有する連続処理装置であって、少なくとも１ヶ所において隣り合う２つの処理室の間に、搬送方向始端側の処理室の出口及び終端側の処理室の入口に設けた仕切蓋部と、蓋部を開閉、退避する駆動手段と、蓋部の退避状態時に処理室間を接続して搬送経路の一部を形成する搬送手段を有し、さらに、仕切蓋の間に形成された仕切室内の圧力を調整するガス圧調整手段を設けて、駆動手段による駆動力と仕切室、処理室間の差圧との協同作用によって蓋部を常時閉じる方向へ押し付けるように構成したことを特徴とする連続処理装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種熱処理、表面処理、脱脂処理、焼結処理、乾燥処理等に好適に利用される連続処理装置である。
【０００２】
【従来の技術】連続処理装置は、複数の処理室を連設し、各処理室に順次処理物を案内して所要の処理を一連の工程の下に行うように構成されているものである。そのために、この種の処理装置は搬送機構及び処理室の密閉機構を不可欠な構成要素としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の連続処理装置は、搬送機構の容易さから、ベルトコンベアやローラを使ったストレート・スルー式が多く利用されている。しかし、この場合、搬送機構が搬送領域全体に横たわって存在し、搬送機構と処理室の開閉機構が干渉し合うため、処理室間を完全に隔離することは難しく、室内の雰囲気が同じとなってしまう。そこで、処理毎に雰囲気を異にするために、複数の処理室を連設し、各処理室に順次処理物を案内する搬送経路を処理室の横又は下方に設けるものも採用されている。しかしながら、このような搬送機構は入口から出口へ向かう直進方向に向かう動きに加え、処理物を処理室に送り込むため等に横又は上方向への動きを必要とするため、複雑な構造とならざるを得ないし、処理室は開閉装置の押付力のみで密閉されるため、処理中に生じる処理室内の蓋を封止するためにクラッチ機構やロック機構などが必要となり、複雑で大掛かりなものとなる。
【０００４】本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、搬送機構及び密閉機構を複雑にすることなく処理室の気密性を保ち、異なる雰囲気下による独立した処理を可能にする連続処理装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を達成するために、次のような構成を採用したものである。すなわち、本発明にかかる連続処理装置は、少なくとも１ヶ所において隣り合う２つの処理室の間に、搬送方向始端側の処理室の出口及び終端側の処理室の入口に設けた仕切蓋部と、蓋部を開閉、退避する駆動手段と、蓋部の退避状態時に処理室間を接続して搬送経路の一部を形成する搬送手段を有し、さらに、仕切蓋の間に形成された仕切室内の圧力を調整するガス圧調整手段を設けて、駆動手段による駆動力と仕切室、処理室間の差圧との協同作用によって蓋部を常時閉じる方向へ押し付けるように構成したことを特徴とする。
【０００６】このような構成のものであれば、仕切室内と処理室内の差力によって蓋部を閉じたときの押付力を助勢することができるので、処理室を開閉駆動する駆動手段への負担を軽減することができ、処理室の密閉も確実に行うことができる。また、搬送手段は、蓋部の退避のための動作と同時に搬送経路に出現し、蓋部の出現のための動作と同時に搬送経路上から退避するので、両者は干渉することがなく、簡単な構成により連続処理装置を形成することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。図１に示す連続処理装置１０は、いわゆる連続式の脱脂焼結炉として用いられるものであり、搬送経路の始端から順に、準備室１、脱脂室２、焼結室３、冷却室４の４つの処理室と、各処理室間にはこれらを仕切る仕切室５が設けられている。したがって、本実施例の連続処理装置は４つの処理室と３つの仕切室５から構成されている。また、全ての室には、室内を真空排気するための図示しない排気経路が接続されている。
【０００８】準備室１は処理前の処理物Ｗを待機しておくための処理室であり、搬送方向始端側に処理物Ｗをセットするための入口扉１１が設けられ、終端側は仕切室５に隣接している。仕切室側の開閉は蓋５１によってなされ、仕切室５の内壁の接面には、両面をシールするためのＯ−リング５ｃが取り付けられている。入口扉１１の外壁にはアクチュエータ７１が設けられ、アクチュエータ７１によりプッシャチェーン７３が突出、引込の動作をする。処理物Ｗは搬送経路と同じ高さに位置する設置台１２上にセットされ、スペーサ７２は設置台１２上の中央部の凹部にセットされる。スペーサ７２は、２つの処理物間に介在し、搬送力を伝達する役割を担っている。設置台１２の中央凹部の底にはスプリング（図説せず）が備わっていて、処理物Ｗとスペーサ７２がセットされているときには、スプリングは処理物Ｗの重量により、処理物Ｗのみがプッシャチェーン７３に押し出されるような位置に没入し、処理物Ｗがスペーサの上から外れたときには、スペーサ７２はスプリングに押し上げられて処理物Ｗと略同じ高さとなる。
【０００９】脱脂室２は処理物Ｗを脱脂処理するための処理室であり、２つの仕切室５、５間に位置し、両仕切室に設けた蓋５１により開閉される。蓋５１と接する仕切室５の内壁の接面には、両面をシールするためのＯ−リング５ｃが取り付けられている。脱脂室２内には、円筒状の断熱材２１が軸心を搬送経路方向に合致させて設置され、その断熱材２１内には内部空間を６００℃程度にまで均一に加熱するヒータ２２が備えられている。断熱蓋５５は蓋５１に一体に支持され、蓋５１の開閉動作と共に開閉する。また、脱脂処理中に発生するバインダの分解ガス等を連続装置外に排気するためのタイトボックス５ｔと内排気系路２３と、キャリアガス等としての用に供する、例えば不活性ガスを導入するための導入系路２４が設けられている。設置台１２は、搬送経路と同じ高さに位置し、処理物Ｗを乗せる役割と処理物Ｗ及びスペーサ７２の搬送路の役割を担う。
【００１０】焼結室３は処理物Ｗを焼結処理するための処理室であり、脱脂室２と同様に２つの仕切室５、５間に位置し、両仕切室に設けた蓋５１により開閉される。蓋５１と接する仕切室５の内壁の接面には、両面をシールするためのＯ−リング５ｃが取り付けられている。また、断熱材３１が設置されており、その断熱材３１内には内部空間を１５００℃程度にまで均一に加熱するヒータ３２が備えられている。断熱蓋５５は蓋５１に支持され、蓋５１の開閉動作と共に開閉する。設置台１２は、搬送経路と同じ高さに位置し、処理物Ｗを乗せる役割と処理物Ｗ及びスペーサ７２の搬送路の役割を担う。
【００１１】冷却室４は、処理物Ｗを冷却処理するための処理室であり、搬送方向終端に位置し、出口扉４１より処理物Ｗを取り出すことができる。仕切室側の開閉は蓋５１によってなされ、仕切室５の内壁の接面には、両面をシールするためのＯ−リング５ｃが取り付けられている。この冷却室４内の設置台１２の中央部は、搬送経路よりもスペーサ７２の高さだけ低く凹んでいるので、仕切室から送られてきたスペーサ７２は設置台１２の凹みに落下し、続いてそのスペーサ７２上に焼結処理された処理物Ｗが搬送される。また、冷却処理に必要な冷却ガスを導入する図示しない導入系路と冷却ガスを室内で攪拌するファン４２が設けられている。
【００１２】以上の構成において、本実施例は、仕切室５に本発明の搬送手段である搬送レール５４とこの搬送レール５４を蓋５１と共に駆動する駆動レバー５３を主体として構成される駆動手段５Ａとを設け、この駆動レバー５３により、蓋５１を開いたときには搬送レール５４を処理室の設置台１２、１２間に位置させ、蓋５１を閉じるときには搬送レール５４をスペーサ７２と共に邪魔にならない位置に退避させるようにしている。駆動手段５Ａは、リンク機構５２、駆動レバー５３、クランク５ｆにより構成されており、仮想回動軸５ｈを軸に回動する。リンク機構５２は、仮想回動軸５ｈに対して線対称に２つのアーム５９と水平支持体５ｊにより構成され、アーム５９は上端において連結部５ｋで水平支持体５ｊと連結し、連結部５ｋを支点にして仕切室５の中心に対して内外へ運動する。水平支持体５ｊは仕切室５の天井に取り付けた支持体５ｇに支持され、支持体５ｇを軸にリンク機構５２を回動可能に支持する。駆動レバー５３は、第一の直線部５ｍのその両端に第二の直線部５ｎがくの字状又は逆くの字状となるように構成されており、第二の直線部５ｎには長孔５６が設けられている。この駆動レバー５３は、仕切室５の平断面図である図４で示すように、開位置Ｐに位置するときは処理室を密閉し得る位置に蓋５１を移動させ、閉位置Ｑに位置するときは処理物の搬送経路を形成する位置に搬送レール５４を移動させる。図３は、開位置Ｐでの仕切室の正面図である。駆動レバー５３の下には、仮想回動軸５ｈに対して平面視点対称に２つのガイド溝５８が設けられている。ガイド溝５８は、仮想回動軸５ｈを中心とする１／４円弧状の第一溝部５ｐと第一溝部５ｐの終端から処理室方向へ直線をなす第二の溝部５ｑから構成されている。２つのアーム５９の下端は、長孔５６及びガイド溝５８を貫通しており、これらの縁に案内されて運動する。クランク５ｆは、駆動レバー５３の中心に接続されており、リニアアクチュエータ５ｂの動作による直線運動を回転運動に変換して、駆動レバー５３に動力を伝える役割を担う。一方、蓋５１の仕切室５１に臨む面の中央にはヒンジ点５ｓが設けてあり、このヒンジ点５ｓが２つのアーム５９の略中間位置に各々取り付けられ、駆動レバー５３が閉位置Ｑに位置するときには処理室を密閉し、開位置Ｐに位置するときには退避する。搬送レール５４はチャネル状であり、駆動レバー５３の仮想回動軸５ｈ上に突出させたクランク軸５ｒに駆動レバー５３と直角をなして取り付けられている。さて、駆動レバー５３が開位置Ｐに位置するとき、アーム５９は長孔５６の始端５ｄに接している。この位置からアーム５９がガイド溝５８に案内されることによって、駆動レバー５３が平面視反時計回りに回動すると、先ず、第一溝部５ｐの終端Ｒまで回動する。図２は、この位置での仕切室の正面図である。さらに、駆動レバー５３が回動すると、アーム５９は第二の溝部５ｑに入り、この第二の溝部５ｑに案内されて終端まで移動するが、この移動は、仮想回動軸５ｈから仕切室外方向へのものであるから、アーム５９は長孔５６に対して長孔５６の終端５ｅ方向へ相対移動する。つまり、アーム５９に支持された蓋５１は、初期回転動作の後、処理室に向かう閉止動作を与えられる。そして、ガイド溝５８及び長孔５６の２つの案内を受け得る限界の位置、すなわち、蓋５１がＯ−リング５ｃを潰した状態で処理室を閉止した位置で止まり、このとき、駆動レバー５３は閉位置Ｑとなる。
【００１３】以上に加え、この実施例は、各仕切室５にガス導入系６を設け、このガス導入系６に介説したバルブ６ａをガス圧調整手段８により制御して、仕切室５内の圧力を処理室内の圧力よりも相対的に高圧となるように、不活性ガス等のガス導入を行うようにしている。ガス圧調整手段８は、そのために各室内に設けた圧力センサ（図示しない）から圧力信号を入力されている。
【００１４】以上のような構成において、本実施例の処理装置は次のように作動する。準備室１、脱脂室２、焼結室３の処理物Ｗが次の処理のために待機する状態で、全室内を図示しない排気経路により真空排気した後、アクチュエータ７１によりプッシャチェーン７３を突出させ、各処理物Ｗを次の処理室へ搬送する。このとき、準備室１の処理物Ｗは設置台１２上に、スペーサ７２は設置台１２の中央部の凹部にセットされており、プッシャチェーン７３が先ず処理物Ｗを搬送する。処理物Ｗがスペーサ７２の上から離れると、設置台１２が具備するスプリングが伸び、スペーサ７２は処理物Ｗのあった高さまで持ち上げられる。続いて、スペーサ７２はプッシャチェーン７３に予め付帯させておいたフックに引っ掛かり、仕切室５まで搬送され、スペーサ７２に押された処理物Ｗは脱脂室２に搬送される。その他の処理物Ｗ、スペーサ７２も同様に手前の処理物Ｗ又はスペーサ７２に押されて、次の処理室又は仕切室５へ搬送される。一方、冷却室４では、設置台１２の中央の凹部に、仕切室５から送られてきたスペーサ７２が落下し、続いてそのスペーサ７２上に焼結処理された処理物Ｗが搬送される。
【００１５】各処理物の搬送後、駆動レバー５３を駆動して蓋５１を閉じ、ガス圧調整手段８を作動させて仕切室５内にガス導入系６よりＮ２等の不活性ガスを概ね大気圧程度になるまで導入する。このとき、仕切室５内は処理室内よりも高圧となるので、蓋５１は処理室を確実に密閉することができる。次に、脱脂、焼結及び冷却処理を開始する。準備室１は空になっているので、この間に準備室１を大気圧に開放し、スペーサ７２及び次の処理物Ｗをセットし、再度真空排気しておく。冷却室４では、図示しない導入装置により冷却ガスを導入し、ファン４２と熱交換により冷却ガスを攪拌し、処理物Ｗを冷却する。また、通常、冷却処理は脱脂、焼結処理に比べて早く完了するので、冷却処理後、冷却室４を大気圧に開放し、処理物Ｗ、スペーサ７２を取り出す。そして、空となった冷却室４は、再度、真空排気しておく。この間、脱脂室２では、ヒータ２２により室内が５００℃程度に熱せられ、同時にキャリアガスたるＮ２が導入装置から導入され、処理中に生じるバインダの分解ガス等を排気装置により連続装置外へ排気しながら脱脂又は処理が進行する。一方、焼結室３では、ヒータ３２により室内が１５００℃程度に熱せられ、処理物Ｗに対する焼結処理がなされる。
【００１６】脱脂、焼結処理が完了すると、連続処理装置内を真空排気し、駆動レバー５３を駆動して蓋５１を開く。以下、上述した操作を繰り返すことによって、処理物Ｗに対する脱脂焼結処理を連続して行うことができる。以上の処理を行う中で、連続処理装置は仕切室５内と準備室１、脱脂室２、焼結室３又は冷却室４内の差圧によって蓋部５１を閉じたときの押付力を助勢することができるので、準備室１、脱脂室２、焼結室３及び冷却室４を開閉駆動する駆動手段５Ａへの負担を軽減することができ、準備室１、脱脂室２、焼結室３及び冷却室４の密閉も確実に行うことができる。特に、準備室１及び冷却室４では、大気開放が繰り返され、室内の圧力が大気から真空の間で頻繁に振れるため、脱脂室２との間、焼結室３との間に仕切室５を設けておくこと、そして仕切室５の圧力を大気圧近傍に保っておくことは、脱脂室２及び焼結室３への空気の侵入を確実に防ぎ、処理性能や安全性を確保する上で極めて有効となる。また、搬送レール５４は、蓋５１の退避のための動作と同時に搬送経路に出現し、蓋５１の出現のための動作と同時に退避するので、両者は干渉することがなく、簡単な構成により連続処理装置を形成するという所期の目的も達成することができる。
【００１７】なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではない。たとえば、上記実施例では垂直軸を回転軸として駆動レバーを回動させているが、水平軸を回転軸として回動させてもよい。駆動レバーはクランク及びリニアアクチュエータを利用して回動させているが、ロータリーアクチュエータを利用することもできる。蓋のロックは、本実施例のほか、閉位置に移動するにつれてガイド溝の半径が大きくなるようにして実現してもよい。または、リンクを設けることにより開閉動作をさせてもよい。アクチュエータはクランク毎に１つずつ用意されているが、複数のクランクを１つのアクチュエータで制御してもよい。
【００１８】上記実施例では、仕切室のガスを導入装置からの導入ガスにより概ね大気圧程度に保っているが、処理室から仕切室の方向へ開となるチェック弁を設けて、処理室が仕切室に比べて高圧になったとき、処理室のガスを仕切室に導入して差圧調整してもよい。また、両側の処理室の差圧が常に一方向である場合には、当然、蓋は１カ所でよい。たとえば、脱脂室と焼結室内の処理圧力が略真空である場合には、準備室と仕切室の間の蓋や冷却室と仕切室の間の蓋を取り除き、これら準備室や冷却室に対して処理物を横置きにして直接、搬送レール５４上に着脱するようにしてもよい。このようにすれば、設置台を不要にすることもできるので、装置全体のコンパクト化を図ることができる。蓋を冷却する方法は、蓋を水冷ジャケット構造とし、仕切室内にゼンマイ状に巻いたパイプを設けて給水するとよい。また、仕切室内にファンを付けてガスを攪拌させてもよい。蓋と処理室をシールするＯ−リングは、仕切室の内壁、つまり、処理室の外壁に設けているが、蓋側に設けてもよい。搬送時は、蓋に作用する処理室間の差圧を小さくするように、全室を真空にしているが、全室を等圧にすれば、減圧下や大気圧下で行ってもよい。そのほか、本発明は真空・加圧熱処理、表面処理、乾燥処理、加圧ガス焼き入れ、接合処理、ＨＩＰ処理、ホットプレス処理等、処理毎に異なる雰囲気を必要とする種々の処理を連続して行う場合に広範囲に適用できる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、処理室の隣接位置に仕切室を設け、両室間に介在させた蓋部を、機械的に駆動手段とガス圧調整手段により調整される両室間の差圧との協同作用により処理室に向けて押し付け得るように構成したものである。したがって、機械的な駆動手段のみに頼る場合に比べて駆動機構を簡素なものにすることができ、また、処理室内の任意の圧力変動に対して仕切機能を確実なものにして、装置全体の熱処理性能の確保と構造の簡素化とを有効に両立させることが可能になる。また、蓋の開閉と搬送手段の設置、退避とを関連付けて一連の動作で行うことができるので、稼動効率や装置のコンパクト化をより一層、有効に高めることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１１５９６１９
【氏名又は名称】島津メクテム株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１２日（１９９９．１１．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５３３８
【弁理士】
【氏名又は名称】赤澤 一博
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１３６８（Ｐ２００１−１４１３６８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２３４１９ |
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