特許 6739763 回転式熱処理炉における扉の開閉機構

(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】6739763

(24)【登録日】2020年7月28日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】回転式熱処理炉における扉の開閉機構

(51)【国際特許分類】

   F27B 9/30 20060101AFI20200730BHJP

   F27D 1/18 20060101ALI20200730BHJP

【ＦＩ】

   F27B9/30

   F27D1/18 N

【請求項の数】3

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2016-103143(P2016-103143)

(22)【出願日】2016年5月24日

(65)【公開番号】特開2017-211112(P2017-211112A)

(43)【公開日】2017年11月30日

【審査請求日】2019年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】591114102

【氏名又は名称】大同プラント工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】516152996

【氏名又は名称】明研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094190

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 清路

(74)【代理人】

【識別番号】100151127

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 勝雅

(74)【代理人】

【識別番号】100151644

【弁理士】

【氏名又は名称】平岩 康幸

(72)【発明者】

【氏名】杉本 浩一

(72)【発明者】

【氏名】上原 孝

(72)【発明者】

【氏名】橋西 哲哉

【審査官】 伊藤 真明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１８０５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２７００８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０３４３２３４８（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２７Ｂ ９／００− ９／４０

Ｆ２７Ｄ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転式熱処理炉の炉本体に開設されたワークの装入及び抽出用の開口を開閉する扉の開閉機構であって、シリンダ機構と、４リンク機構と、支腕とを備え、
前記４リンク機構は、静止リンクと、駆動リンクと、中間リンクと、従動リンクとを備え、前記静止リンクの一端部と前記駆動リンクの他端部とが、また前記駆動リンクの一端部と前記中間リンクの他端部とが、更に前記中間リンクの一端部と前記従動リンクの他端部とが、更にまた前記従動リンクの一端部と前記静止リンクの他端部とが、相互に軸受されており、
前記シリンダ機構のシリンダロッドの先端部が前記４リンク機構の前記駆動リンクに接続されており、また前記支腕の基端部が前記４リンク機構の前記中間リンクに接続されると共に前記支腕の先端部が前記扉に接続されていて、前記４リンク機構の前記中間リンクが前記静止リンクよりも長く形成されていることを特徴とする回転式熱処理炉における扉の開閉機構。

【請求項2】

４リンク機構の中間リンクの長さが静止リンクの長さの１．１〜１．５倍である請求項１記載の回転式熱処理炉における扉の開閉機構。

【請求項3】

４リンク機構の駆動リンクの回転角が６０〜１１０度である請求項１又は２記載の回転式熱処理炉における扉の開閉機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は回転式熱処理炉における扉の開閉機構に関し、更に詳しくは回転式熱処理炉の炉本体に開設されたワークの装入及び抽出用の開口を開閉する扉の開閉機構に関する。

【背景技術】

【0002】

閉鎖系の竪置き円筒状の炉本体と、該炉本体内の軸線方向（上下方向）に軸受された回転軸と、該回転軸の上下方向に１段又は２段以上で取付けられた棚板と、ヒータ等とを備え、該炉本体に開設された開口から該棚板上へロボットアームにより装入したワークを、該回転軸と共に該棚板を間欠的に回転させながら熱処理した後、該開口から該ロボットアームにより抽出するようにした回転式熱処理炉が使用されている。かかる回転式熱処理炉の開口にはこれを開閉する扉が装備されており、該扉には開閉機構が接続されている。

【0003】

従来、前記のような回転式熱処理炉における扉の開閉機構として、扉を炉本体の機枠にヒンジで取付け、該扉にはシリンダ機構のシリンダロッドの先端部を接続して、シリンダ機構によるシリンダロッドの進退により、扉をヒンジを支点としてドア方式で開閉するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

ところが、かかる従来の回転式熱処理炉における扉の開閉機構には、１）扉をドア方式で開閉するため、ワークの装入及び抽出を行なうロボットアームと扉との動作干渉域が広く、その分だけワークの装入及び抽出に時間がかかり、２）ワークの装入及び抽出に時間がかかる分だけ熱処理炉から開口を介して放出される熱エネルギの損失が大きく、３）扉をドア方式で開いたときに扉の内側面からの輻射熱がロボットアームに向けられるため、ロボットアームの輻射熱対策が必要であり、４）扉をドア方式で閉じるときに扉の内側面が開口の周縁に衝突して破損し易く、密閉性も不充分、という問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１６３２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、回転式熱処理炉における開口を開閉するための扉がドア方式で開閉することに起因する複数の問題、すなわち１）ワークの装入及び抽出を行なうロボットアームと扉との動作干渉域が広く、その分だけワークの装入及び抽出に時間がかかり、２）ワークの装入及び抽出に時間がかかる分だけ熱処理炉から開口を介して放出される熱エネルギの損失が大きく、３）扉をドア方式で開いたときに扉の内側面からの輻射熱がロボットアームに向けられるため、ロボットアームの輻射熱対策が必要であり、４）扉をドア方式で閉じるときに扉の内側面が開口の周縁に衝突して破損し易く、密閉性も不充分、という問題を解決する回転式熱処理炉における扉の開閉機構を提供するところにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の課題を解決する本発明は、回転式熱処理炉の炉本体に開設されたワークの装入及び抽出用の開口を開閉する扉の開閉機構であって、シリンダ機構と、４リンク機構と、支腕とを備え、該シリンダ機構のシリンダロッドの先端部が該４リンク機構の駆動リンクに接続されており、また該支腕の基端部が該４リンク機構の中間リンクに接続されると共に該支腕の先端部が該扉に接続されていて、該４リンク機構の中間リンクが静止リンクよりも長く形成されていることを特徴とする回転式熱処理炉における扉の開閉機構に係る。

【0008】

本発明に係る扉の開閉機構は回転式熱処理炉における扉の開閉機構である。扉の開閉機構を除き、回転式熱処理炉それ自体は、従来のものと同様、閉鎖系の竪置き円筒状の炉本体と、該炉本体内の軸線方向（上下方向）に軸受された回転軸と、該回転軸の上下方向に１段又は２段以上で取付けられた棚板と、ヒータ等とを備え、該炉本体に開設された開口から該棚板上へロボットアームにより装入したワークを、該回転軸と共に該棚板を間欠的に回転させながら熱処理した後、該開口から該ロボットアームにより抽出するようになっている。棚板の段数によっては炉本体に２個以上の複数の開口が開口されている場合があるが、この場合には各開口毎で同様にワークの装入及び抽出が行なわれる。

【0009】

本発明に係る扉の開閉機構は、シリンダ機構と、４リンク機構と、支腕とを備えている。４リンク機構は、静止リンク（固定リンク）と、駆動リンクと、中間リンクと、従動リンクとを備え、静止リンクの一端部と駆動リンクの他端部とが、また駆動リンクの一端部と中間リンクの他端部とが、更に中間リンクの一端部と従動リンクの他端部とが、更にまた従動リンクの一端部と静止リンクの他端部とが、相互に軸受されていて、静止リンクが通常は炉本体の機枠に支持部材を介して取付けられ、同様にシリンダ機構のシリンダ筒も通常は炉本体の機枠に支持部材を介して取付けられている。

【0010】

本発明に係る扉の開閉機構では、シリンダ機構のシリンダロッドの先端部が４リンク機構の駆動リンクに接続されており、また支腕の基端部が４リンク機構の中間リンクに接続されると共に該支腕の先端部が扉に接続されていて、４リンク機構の中間リンクが静止リンクよりも長く形成されている。一般に４リンク機構では、駆動リンクに駆動源が接続され、また従動リンクに従動先が接続されるが、本発明に係る扉の開閉機構では、駆動リンクにシリンダ機構のシリンダロッドの先端部（駆動源）が接続されているものの、従動リンクではなく中間リンクに支腕を介して扉（従動先）が接続されているのであり、しかもかかる４リンク機構の中間リンクは静止リンクよりも長く形成されているのである。

【0011】

本発明に係る扉の開閉機構では、前記したように４リンク機構の中間リンクは静止リンクよりも長くなっているが、中間リンクの長さは静止リンクの長さの１．１〜１．５倍であることが好ましい。また４リンク機構の駆動リンクの回転角（静止リンクの駆動リンク側への延長上と駆動リンクとの間の角度）が６０〜１１０度であることが好ましい。

【0012】

以上説明した本発明に係る扉の開閉機構では、シリンダ機構を作動させてシリンダロッドを前進させると、４リンク機構の駆動リンク、中間リンク及び支腕を介し扉が全体として前進するが、その前進状況は、あたかも楕円の弧のように、当初は炉本体の周面に沿うかの如く前進するが、終盤は炉本体に開設された開口を斜め上方から覆うかの如く前進して、開口周縁の炉本体に密着し、扉を閉じる。扉を開くときは、以上のような前進状況と逆の後退状況となる。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る扉の開閉機構によると、１）扉を炉本体の周面に沿いあたかも楕円の弧のように開閉するため、ワークの装入及び抽出を行なうロボットアームと扉との動作干渉域が狭くなり、その分だけワークの装入及び抽出にかかる時間が短くなり、２）ワークの装入及び抽出にかかる時間が短くなる分だけ熱処理炉から開口を介して放出される熱エネルギの損失が小さくなり、３）扉を開いたときに扉の内側面からの輻射熱は炉本体に向けられ、ロボットアームに向けられることはないため、ロボットアームの輻射熱対策は必要でなく、４）扉をあたかも楕円の弧のように閉じるときに扉の内側面が開口の周縁に無理なく密着するため、開口の周縁を破損することはなく、密閉性も良い、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る扉の開閉機構を扉を閉じた状態で例示する横断面図。

【図2】図１の扉の開閉機構において扉を開いた状態から閉じた状態へと作動させるときの状態を示す部分拡大横断面図。

【実施例】

【0015】

図１において、回転式熱処理炉１１は、閉鎖系の竪置き円筒状の炉本体１２と、炉本体１２内の軸線方向（上下方向）に軸受された回転軸１３と、回転軸１３に取付けられた円筒１４の上下方向に２段以上で取付けられた棚板１５と、図示しないヒータ等とを備え、炉本体１２に開設された開口２１から棚板１５上へロボットアーム（図示しない、以下同じ）により装入したワーク（図示しない、以下同じ）を、回転軸１３及び円筒１４と共に棚板１５を間欠的に回転させながら熱処理した後、開口２１からロボットアームにより抽出するようになっている。図１に例示した回転式熱処理炉１１では、図示を省略するが、炉本体１２に２段以上の各棚板１４，１４・・を臨んで２個以上の開口２１，２１・・が開設されており、これらの各開口２１，２１・・毎で同様にワークの装入及び抽出が行なわれるようになっている。

【0016】

図１において、扉３１の開閉機構４１は、シリンダ機構５１と、４リンク機構６１と、支腕７１とを備えている。４リンク機構６１は、静止リンク（固定リンク）６２と、駆動リンク６３と、中間リンク６４と、従動リンク６５とを備え、静止リンク６２の一端部と駆動リンク６３の他端部とが、また駆動リンク６３の一端部と中間リンク６４の他端部とが、更に中間リンク６４の一端部と従動リンク６５の他端部とが、更にまた従動リンク６５の一端部と静止リンク６２の他端部とが、相互に軸受されていて、静止リンク６２は炉本体１２の機枠１６に支持部材１７を介して取付けられ、同様にシリンダ機構５１のシリンダ筒５２も炉本体１２の機枠１６に支持部材１７を介して取付けられている。

【0017】

図１の扉の開閉機構４１は、シリンダ機構５１のシリンダロッド５３の先端部が４リンク機構６１の駆動リンク６３に接続されており、また支腕７１の基端部が４リンク機構６１の中間リンク６４に接続されると共に支腕７１の先端部が扉３１に接続されていて、４リンク機構６１の中間リンク６４が静止リンク６２よりも長く形成されている。図１の扉の開閉機構４１では、駆動リンク６３にシリンダ機構５１のシリンダロッドの先端部（駆動源）５３が接続されており、また従動リンク６５ではなく中間リンク６４に支腕７１を介して扉（従動先）３１が接続されていて、しかもかかる４リンク機構６１の中間リンク６４は静止リンク６２よりも長く形成されているのである。より具体的には中間リンク６４は静止リンク６２の１．２５倍の長さになっており、また駆動リンク６３の回転角（静止リンク６２の駆動リンク６３側への延長上と駆動リンク６３との間の角度θ）は６５〜１００度となっているのである。

【0018】

図２は図１の扉の開閉機構における扉の開閉状態を示しているが、説明の便宜上、扉が図１と同じ閉じた状態にあるときは図１と同じ符号で示し、扉が開いた状態にあるときは各符号にａを付記して示している。シリンダ機構５１のシリンダロッドを前進させて、４リンク機構及び支腕を介して扉を開いた状態から閉じた状態にするとき、４リンク機構は６１ａの状態から６１の状態に作動し、また支腕は７１ａの状態から７１の状態に作動して、扉を３１ａの状態から３１ｂの状態を介して３１の状態に作動させている。全体として扉は、図において一点鎖線で示す軌跡Ａのように作動しているのである。

【0019】

図１及び図２に示した扉の開閉機構では、シリンダ機構５１を作動させてシリンダロッド５３を前進させると、４リンク機構６１の駆動リンク６３、中間リンク６４及び支腕７１を介し扉３１が全体として前進するが、その前進状況は、あたかも楕円の弧のように、当初は炉本体１２の周面に沿うかの如く前進するが、終盤は炉本体１２に開設された開口２１を斜め上方から覆うかの如く前進して、開口２１の周縁の炉本体１２に密着して扉３１を閉じ、扉３１を開くときは、以上のような前進状況と逆の後退状況となるのである。

【符号の説明】

【0020】

１１ 回転式熱処理炉
１２ 炉本体
１３ 回転軸
１４ 円筒
１５ 棚板
２１ 開口
３１，３１ａ，３１ｂ 扉
４１ 開閉機構
５１ シリンダ機構
５３ シリンダロッド
６１，６１ａ ４リンク機構
６２ 静止リンク
６３，６３ａ 駆動リンク
６４，６４ａ 中間リンク
６５，６５ａ 従動リンク
７１，７１ａ 支腕

【図1】

【図2】