特許 6461057 ワーク検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6461057

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】ワーク検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01V 8/12 20060101AFI20190121BHJP

   C21D 1/00 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   G01V8/12 Z

   C21D1/00 C

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-167723(P2016-167723)

(22)【出願日】2016年8月30日

(65)【公開番号】特開2018-36086(P2018-36086A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2018年4月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000211123

【氏名又は名称】中外炉工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087572

【弁理士】

【氏名又は名称】松川 克明

(72)【発明者】

【氏名】畠山 照史

(72)【発明者】

【氏名】前田 祥太

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０８７７９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−０１７０００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１８１７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０３９２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１０９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１５２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７４８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４４４３０７２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｖ ８／１２

Ｃ２１Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理室の対向する壁面から外部に突出方向に設けられた一対の覗き窓と、一方の覗き窓に近接して配置される投光器と、他方の覗き窓に近接して配置される受光器とを備え、前記の投光器と受光器との間におけるワークの有無を検出するワーク検出装置において、
前記の覗き窓は、前記の壁面に形成された開口部と、この開口部に外部に突出するように設けられた筒部と、前記の開口部と対向する筒部端部を閉塞する透明部材とを有し、前記の筒部の下方部に前記の透明部材から開口部に向かって傾斜する溝部が設けられると共に、前記の透明部材の筒部側内部にガスを吹き付けるガス噴射部を前記の筒部の上方部に設け、前記の透明部材面の液状の付着物をガスで吹き飛ばし、前記の溝部から処理室内に戻すことを特徴とするワーク検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載のワーク検出装置において、前記の溝部は筒部の上方から見て矩形状の溝が形成されていることを特徴とするワーク検出装置。

【請求項3】

請求項１に記載のワーク検出装置において、前記の溝部は筒部の上方から見て透明部材側が狭く開口部側が広いテーパー形状の溝が形成されていることを特徴とするワーク検出装置。

【請求項4】

請求項１に記載のワーク検出装置において、前記の溝部は筒部の上方から見て複数のスジで形成されていることを特徴とするワーク検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを焼き入れ処理する熱処理炉において、処理室におけるワークの有無を検出するワーク検出装置に関するものである。特に、処理室の対向する壁面から外部に突出方向に設けられた一対の覗き窓と、一方の覗き窓に近接して配置される投光器と、他方の覗き窓に近接して配置される受光器とを備え、前記投光器と受光器との間におけるワークの有無を検出するワーク検出装置において、ワークの有無を正確に検知できるようにした点に特徴を有するものである。

【背景技術】

【0002】

ワークを焼き入れする装置として、従来から特許文献１に示すような熱処理装置が知られている。そして、この熱処理装置においては、ワークを加熱炉内で所定時間加熱させた後、この加熱炉と連続するようにして設けられた油槽を備えた焼き入れ用の熱処理炉内に、前記のように加熱させたワークを移送し、油槽にワークを浸漬して浴冷却させるようにしている。

【0003】

ここで、このような熱処理装置においては、焼き入れ用の熱処理炉に設けられた昇降用エレベーターにワークが移送されたこと、昇降用エレベーターにより油槽に浸漬させた後、このワークが引き上げられたことを検知することが必要になる。

【0004】

そして、このようなワークを検知する装置として、リミットスイッチと、それを押すアームを用いたリミットスイッチ式の検知装置が知られている。しかし、リミットスイッチ式の検知装置の場合には、構造が複雑になると共に、高温の加熱炉の内部では熱変形して誤動作や破損をするという問題があった。

【0005】

ところで、ワークの搬入、搬出時に開閉する仕切扉の開閉状態を検知する開閉検知手段として、例えば、特許文献２の図１においては、光電センサーを用いたものが示されている。ここで、光電センサーを用いた検知手段の場合、リミットスイッチ式の検知手段よりも装置構造が簡易になり、高温の加熱炉内に入れずに済むという利点がある。

【0006】

そこで、前記のような焼き入れ用の熱処理炉におけるワークの位置を検出するために光電センサー式の検知装置を使用することが考えられる。

【0007】

ここで、図１１に光電センサー式の検知装置を使用した熱処理炉の構成を示す。図１１に示すように、熱処理炉１００のハウジング１２０の対向する壁面１２０ａ、１２０ｂに、それぞれ筒部１１２を透明部材のガラス１１３で閉塞した覗き窓１１１を設け、それぞれ覗き窓１１１の外側に光電センサーを配置させるようにし、一方の覗き窓１１１に近接して光電センサーの投光器１１７ａを配置し、他方の覗き窓１１１に近接して光電センサーの受光器１１７ｂを配置し、覗き窓１１１を介してワークｗを検出するようにしている。すなわち、ワークｗが昇降エレベーター１２２に移送されたこと、油槽１２４からワークｗが引き上げられたことを投光器１１７ａから出射された投射光をワークｗが遮ることにより、受光器１１７ｂからの出力で検出することができる。

【0008】

しかしながら、前記のような焼き入れ用の熱処理炉の場合、加熱したワークｗを油槽１２４内の焼き入れ油１２４ａに浸漬するため、大量の油煙や蒸気が発生し、図１２に示すように、この発生した油煙や蒸気は覗き窓１１１を形成する筒部１１２内に入り込み、油煙や蒸気の発生が治まっても、ガラス１１３の角部に表面張力により油や水等が付着して溜まり、このように覗き窓１１１のガラス１１３に付着して溜まった油や水等の液状の付着物２００によってガラス１１３が曇ることになる。

【0009】

そして、従来においては、このように覗き窓１１１のガラス１１３に付着して溜まった油や水等の液状の付着物２００を除去するために、図１３に示すように、ガラス１１３に向けてガス２０１を吹き付ける方法が考えられる。

【0010】

しかし、覗き窓１１１の筒部１１２の内径は５ｍｍから１０ｍｍ程度の小径のため、ガス２０１を吹き付けたとしても油や水等の液状の付着物２００はその場で飛び散るだけであり、表面張力も解消されず、ガラス１１３の面を十分に清掃することができず、一方の覗き窓１１１に近接して設けられた投光器１１７ａと、他方の覗き窓１１１に近接して設けられた受光器１１７ｂとの間でワークｗの有無を適切に検知することができなくなるという問題が生じた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００７−８４８６３公報

【特許文献2】特開２０１６−３３２４０公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、処理室の対向する壁面から外部に突出方向に設けられた一対の覗き窓と、一方の覗き窓に近接して配置される投光器と、他方の覗き窓に近接して配置される受光器とを備え、前記投光器と受光器との間におけるワークの有無を検出するようにしたワーク検出装置における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

【0013】

本発明は、前記のようなワーク検出装置おいて、油や水等の液状の付着物が覗き窓に付着した場合においても、このような液状の付着物を適切に除去させて、ワークの有無を正確に検知できるようにすることを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明に係るワーク検出装置においては、前記のような課題を解決するため、処理室の対向する壁面から外部に突出方向に設けられた一対の覗き窓と、一方の覗き窓に近接して配置される投光器と、他方の覗き窓に近接して配置される受光器とを備え、前記の投光器と受光器との間におけるワークの有無を検出するワーク検出装置において、前記の覗き窓は、前記の壁面に形成された開口部と、この開口部に外部に突出するように設けられた筒部と、前記の開口部と対向する筒部端部を閉塞する透明部材とを有し、前記の筒部の下方部に前記の透明部材から開口部に向かって傾斜する溝部が設けられると共に、前記の透明部材の筒部側内部にガスを吹き付けるガス噴射部を前記の筒部の上方部に設け、前記の透明部材面の液状の付着物をガスで吹き飛ばし、前記の溝部から処理室内に戻すようにした。

【0015】

このような構成によれば、筒部の下方部に前記透明部材から開口部に向かって傾斜する溝部が設けられているので、ガス噴射部からのガスで吹き飛ばされた液状の付着物は、溝部に沿って流れて処理室内に戻り、透明部材の面が清掃され、受光器へ入射される投射光が液状の付着物で減少することを防止できる。

【0016】

ここで、筒部の下方部に前記透明部材から開口部に向かって傾斜するように形成する前記の溝部の形状は特に限定されないが、例えば、筒部の上方から見て矩形状の溝を形成するようにしたり、筒部の上方から見て透明部材側が狭く開口部側が広いテーパー形状になった溝を形成するようにしたり、また筒部の上方から見て複数のスジからなる溝を形成するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明におけるワーク検出装置においては、前記のように筒部の下方部に前記の透明部材から開口部に向かって傾斜する溝部が設けられているので、ガス噴射部からのガスで吹き飛ばされた液状の付着物は溝部に沿って流れて処理室内に戻り、透明部材面が清掃され、受光器へ入射される投射光が液状の付着物で減少することを防止でき、ワークの誤検出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係るワーク検出装置が用いられる熱処理装置を示す概略模式図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線で断面にした模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係るワーク検出装置を示す概略断面図である。

【図4】図３のＢ−Ｂ線方向からみた模式図である。

【図5】図４のＣ−Ｃ線で断面にした模式図である。

【図6】前記の実施形態に係るワーク検出装置において、覗き窓の筒部に設ける溝部の第１の変更例を示す模式図である。

【図7】前記の実施形態に係るワーク検出装置において、覗き窓の筒部に設ける溝部の第２の変更例を示す模式図である。

【図8】本発明の実施形態に係るワーク検出装置が用いられる熱処理装置において、ワークを焼き入れ油に浸漬した状態を示す模式図である。

【図9】本発明の実施形態に係るワーク検出装置の要部を示し、ガラス面にガスを吹き付けている状態を示す模式図である。

【図10】本発明の実施形態に係るワーク検出装置が用いられる洗浄装置を示す概略模式図である。

【図11】従来例において、ワーク検出装置を用いた熱処理炉を示す模式図である。

【図12】従来例において、光電センサーが設けられる覗き窓のガラス面に油が付着する状態を示す模式図である。

【図13】従来例において、光電センサーが設けられる覗き窓のガラス面に付着した油や水等の液状の付着物にガスを吹き付ける状態を示す模式図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態に係るワーク検出装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係るワーク検出装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

【0020】

本発明の実施形態に係るワーク検出装置においては、図１及び図２に示すように、処理室２として、焼き入れ用の熱処理炉２が用いられ、熱処理炉２内のワークｗを検出するものである。

【0021】

ここで、前記の焼き入れ用の熱処理炉２は、加熱炉３からのワークｗを受け入れるための開閉扉２１がハウジング２０に設けられている。そして、加熱炉３で加熱されたワークｗを移送するために開閉扉２１が開けられて、ワークｗが熱処理炉２のハウジング２０内に移送される。

【0022】

ここで、ワークｗが導入されるハウジング２０内には複数のローラ２２ａを有する昇降エレベーター２２が設けられ、この昇降エレベーター２２にワークｗが移送される。そして、昇降エレベーター２２にワークｗが載置されると、開閉扉２１は閉じられ、ハウジング２０は密閉される。

【0023】

また、ワークｗが導入されたハウジング２０の下方部には、焼き入れ油２４ａが蓄えられた油槽２４が設けられている。そして、ワークｗが載置された前記の昇降エレベーター２２を下降させることにより、ワークｗを焼き入れ油２４ａ内に浸漬させ、ワークｗを冷却して焼き入れを行う。

【0024】

また、図２及び図３に示すように、ワークｗが導入されるハウジング２０の上部側の対向する壁面２０ａ、２０ｂには、覗き窓１１を構成するための円形の開口部１１ａが設けられ、この開口部１１ａに筒部１２が嵌め込まれて、ハウジング２０の外部に突出するように筒部１２が設けられている。一般に、この筒部１２の内径は５ｍｍから１０ｍｍ程度であり、筒部１２は小径の円筒で構成されている。

【0025】

また、筒部１２の開口部１１ａと反対側における外側端部は、段付き形状に形成され、この段部に透明部材であるガラス１３が嵌め込まれている。また、外側端部の外周には雄ねじが設けられており、この雄ねじに噛み合う雌ねじが設けられた蓋部１６を筒部１２に取り付けるようにしている。そして、前記の蓋部１６とガラス１３との間にはパッキン１５を嵌め込むと共に筒部１２に蓋部１６をねじ込み、覗き窓１１の内部を外部と遮蔽させるようにして、ハウジング２０の各壁面２０ａ、２０ｂにそれぞれ外側に突出した覗き窓１１を設けるようにしている。なお、透明部材はガラス１３に限定されず、透明な材料で構成された部材であればよく、アクリルなどの透明な合成樹脂などであってもよい。

【0026】

また、一方の覗き窓１１に近接して、光電センサーの投光器１７ａが保持金具１８により取り付けられ、他方の覗き窓１１に近接して、光電センサーの受光器１７ｂが保持金具１８により取り付けられている。

【0027】

そして、投光器１７ａから出射された投射光Ｌが、一方の覗き窓１１からハウジング２０の内部を通り、他方の覗き窓１１を通過して受光器１７ｂに入射されるようにし、受光器１７ｂからの出力により、ワークｗが所定の位置にあるか否を検出するようにしている。

【0028】

ここで、本実施形態に係るワーク検出装置においては、前記の筒部１２の上方部のガラス１３よりハウジング２０の内部側の位置に、ガラス１３にガスを吹き付けるための噴射部１９が設けられ、噴射部１９のバルブ１９ａの開閉を制御することにより、ガラス１３の表面に吹き付けるガスを制御するようにしている。ここで、前記のガスとしては、焼き入れ用の熱処理炉２が真空炉の場合には、窒素などの不活性ガスが用いられ、大気炉の場合には、空気が用いられる。

【0029】

また、本実施形態に係るワーク検出装置においては、図３〜図５に示すように、筒部１２の下部に、ガラス１３からハウジング２０の内部方向に向かって下方に傾斜する溝部１４が設けられている。この溝部１４により、図９に示すように、ガラス１３に向けて吹き付けたガスによってガラス１３の表面からを吹き飛ばされた油や水等の液状の付着物３０が流れ、ハウジング２０内に戻るように構成されている。また、ガラス１３の角部に表面張力により油や水等の液状の付着物３０が溜まるのも減少する。

【0030】

ここで、この溝部１４は、図４及び図５に示すように、ハウジング２０側から覗き窓１１の筒部１２の下方部に複数個設けられている。この溝部１４の形状は、吹き飛ばされた油や水等の液状の付着物３０が流れやすい形状であれば、１本の溝でもよく、溝の本数などは問わない。

【0031】

また、溝部１４の形状としては、図５に示すように、上方から見て矩形のスリットのものや、図６に示すように、上方から見てガラス１３側が狭くハウジング２０側に向かって広がるテーパー形状のものや、図７に示すように、スジを入れただけのものでもよい。スジを入れるだけでも表面張力が減少し、ガラス１３から吹き飛ばされた油や水等の液状の付着物３０が、スジに沿って流れてハウジング２０内に戻り、ガラス１３の表面を清掃することができる。

【0032】

そして、このワーク検出装置において、ワークｗが昇降エレベーター２２上に載置されると、光電センサーの投光器１７ａからの投射光Ｌがワークｗで遮られて受光器１７ｂには到達しなくなり。受光器１７ｂによって投射光Ｌが検知されなくなって、投光器１７ａからの投射光Ｌが遮断されたことを検知すると、ワークｗが昇降エレベーター２２上に載置されたことを検出する。

【0033】

次いで、焼き入れを行う場合には、図８に示すように、昇降エレベーター２２を下降させて、ワークｗを油槽２４内の焼き入れ油２４ａの中に浸漬させる。この時、ワークｗを焼き入れ油２４ａに浸漬させた際に、油が蒸発して油煙が発生し、この油煙が覗き窓１１の筒部１２内に浸入して、ガラス１３に油等の液状の付着物３０が付着し、ガラス１３が液状の付着物３０によって曇ることがある。

【0034】

そして、このようにガラス１３が液状の付着物３０により曇った状態でワークｗを引き上げ、光電センサーの投光器１７ａと受光器１７ｂとによりワークｗを検出して昇降エレベーター２２の上昇を停止させる場合、ガラス１３の曇りにより、光電センサーの投光器１７ａからハウジング２０内に入射される投射光Ｌが減り、また、ハウジング２０を通過した投射光Ｌが受光器１７ｂに入射される光が減少する。この結果、ワークｗで投射光Ｌを遮光していないにも関わらず、受光器１７ｂの出力によりワークｗを検出したと誤検出が発生するおそれがある。

【0035】

そこで、この実施形態においては、前記のバルブ１９ａを制御し、図９に示すように、ガスを噴射部１９からガラス１３面に向けて噴射し、ガラス１３に付着した油等の液状の付着物３０を吹き飛ばす。そして、吹き飛ばされた油等の液状の付着物３０を、前記の筒部１２の下方部に設けた溝部１４を通してハウジング２０内に戻し、これにより油等の液状の付着物３０を除去させて、前記のガラス１３を清掃させる。

【0036】

このようにすると、清掃されたガラス１３を介して光電センサーの投光器１７ａから出射された投射光Ｌが受光器１７ｂに与えられ、光電センサーによる正確な検知が行える。この状態で、前記の昇降エレベーター２２が上昇されて、ワークｗによって投光器１７ａからの投射光が遮られると、受光器１７ｂによって投射光Ｌが検知されなくなって、ワークｗが昇降エレベーター２２によって所定位置まで上昇されたことを検出でき、昇降エレベーター２２の上昇を停止させ、ワークｗを所定の位置に停止させることができる。

【0037】

なお、噴射部１９からのガスの噴射は、ワークｗを焼き入れ油２４ａに浸漬している間、連続的又は間欠的に行い、ガラス１３に油等の液状の付着物３０が付着するのを抑制するように制御することができる。

【0038】

また、油槽２４内の焼き入れ油２４ａを加熱させるホットクエンチを行う際には、この加熱により、油煙が発生してガラス１３に油等の液状の付着物３０が付着するため、焼き入れ油２４ａを加熱している間、噴射部１９からのガスの噴射を連続的又は間欠的に行い、ガラス１３に油等の液状の付着物３０が付着するのを抑制するように制御することができる。

【0039】

なお、前記の実施形態に係るワーク検出装置においては、処理室２として、焼き入れ用の熱処理炉２を用いた場合について説明したが。熱処理炉２以外にもこの発明のワーク検出装置を適用することができる。

【0040】

例えば、図１０に示すように、処理室２として、ワークｗを洗浄させる洗浄室２に用いるようにすることもできる。

【0041】

そして、図１０に示す洗浄室２においては、ハウジング２０内に搬送されたワークｗをハウジング２０の天井２０ｃに設けられたシャワーノズル２５から洗浄液２５ａを噴出してワークｗを洗浄する。

【0042】

ここで、ワークｗはキャリア２６に載置された状態で洗浄液２５ａが噴射される。ワーク検出装置は、キャリア２６にワークｗが処置の位置にあるか否かを検出する。この洗浄液２５ａによる水煙等が覗き窓１１に内に浸入するが、覗き窓１１内には、図３に示すように、ガスを吹き付けるための噴射部１９が設けられ、噴射部１９のバルブ１９ａの開閉を制御することにより、ガスがガラス１３の表面に吹き付けられる。

【0043】

また、筒部１２の下方部には、ガラス１３からハウジング２０方向に向かって傾斜する溝部１４が設けられている。そして、この溝部１４により、ガラス１３にガスを吹き付けて飛ばされた洗浄液２５ａが流れ、ハウジング２０内に戻るように構成されている。そして、その噴射部１９からのガス噴射と筒部１２に設けた溝部１４により、ガラス１３面に付着した洗浄液２５ａや水などの液状の付着物３０は吹き飛ばされ、前記の洗浄液２５ａと一緒にハウジング２０内に戻り、ガラス１３の清浄が行われ、ワークｗの誤検出を防止する。

【符号の説明】

【0044】

２ ：処理室（熱処理炉、洗浄室）
３ ：加熱炉
１１ ：覗き窓
１１ａ ：開口部
１２ ：筒部
１３ ：ガラス（透明部材）
１４ ：溝部
１５ ：パッキン
１６ ：蓋部
１７ａ ：投光器
１７ｂ ：受光器
１８ ：保持金具
１９ ：噴射部
１９ａ ：バルブ
２０ ：ハウジング
２０ａ ：壁面
２０ｂ ：壁面
２０ｃ ：天井
２１ ：開閉扉
２２ ：昇降エレベーター
２２ａ ：ローラ
２４ ：油槽
２４ａ ：焼き入れ油
２５ ：シャワーノズル
２５ａ ：洗浄液
２６ ：キャリア
３０ ：液状の付着物
Ｌ ：投射光
ｗ ：ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】