特開 2024-122535 熱処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024122535

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】熱処理システム

(51)【国際特許分類】

   C21D 1/64 20060101AFI20240902BHJP

   C21D 1/18 20060101ALI20240902BHJP

   C21D 1/773 20060101ALI20240902BHJP

   C21D 1/74 20060101ALI20240902BHJP

   C21D 11/00 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

C21D1/64

C21D1/18 T

C21D1/773 D

C21D1/18 J

C21D1/74 K

C21D11/00 104

C21D1/18 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023030124

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100176072

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 功

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】園部 勝

(72)【発明者】

【氏名】橋爪 剛士

(72)【発明者】

【氏名】石井 久貴

【テーマコード（参考）】

4K038

【Ｆターム（参考）】

4K038AA05

4K038BA02

4K038CA01

4K038CA03

4K038DA02

4K038DA04

4K038EA02

4K038EA04

4K038FA02

(57)【要約】

【課題】焼入れ後の鋼部材の硬さを均一にすることができる熱処理システムを提供する。
【解決手段】熱処理油が貯留される貯油タンク１３と、貯油タンク１３と第一経路（管路Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１５）によって連通する油槽であって、鋼部材Ｗが設置された状態において、貯油タンク１３から熱処理油が供給され、鋼部材Ｗの全体が熱処理油に浸漬されることで焼入れを行う焼入れ室と、焼入れ室１４と第二経路（管路Ｃ１１，Ｃ１５）によって連通し、焼入れ室１４の熱処理油を加圧する第一ポンプ１５と、を備えることで、鋼部材Ｗの硬さを均一にする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

油が貯留される貯油タンクと、
前記貯油タンクと第一経路によって連通する油槽であって、鋼部材が設置された状態において、前記貯油タンクから前記油が供給され、前記鋼部材の全体が前記油に浸漬されることで焼入れを行う焼入れ室と、
前記焼入れ室と第二経路によって連通し、前記焼入れ室の前記油を加圧する第一ポンプと、
を備えることを特徴とする熱処理システム。

【請求項2】

前記焼入れ室と第三経路によって連通し、前記焼入れ室を減圧する第二ポンプを更に備え、
前記焼入れ室は、前記第二ポンプによって減圧された状態、かつ、前記鋼部材が設置された状態において、前記貯油タンクとの差圧によって前記貯油タンクから前記油が供給されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理システム。

【請求項3】

前記焼入れ室に対して前記鋼部材が出し入れされる焼入れ扉を有する搬送室と、
前記搬送室の圧力が前記焼入れ室の圧力以上となるように前記搬送室を加圧する圧力調整機構と、
を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の熱処理システム。

【請求項4】

前記貯油タンクと前記第一ポンプとを連通させる第四経路に設けられた第一制御弁と、
前記第二経路に設けられた第二制御弁と、
前記第一制御弁、及び、前記第二制御弁を開状態とし、前記第一ポンプを起動する制御を行うことで、前記焼入れ室の前記油を加圧する圧力制御装置と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の熱処理システム。

【請求項5】

前記焼入れ室と連通する、前記貯油タンクとは異なる他のタンクと、
前記焼入れ室と前記他のタンクとを連通させる第五経路に設けられた第三制御弁と、
を更に備え、
前記圧力制御装置は、前記焼入れ室の前記油を加圧する際に、前記焼入れ室の圧力が予め設定された値又は範囲内となるように、前記第三制御弁の開度を制御し、前記焼入れ室内の圧力を前記他のタンクに逃がすことを特徴とする請求項４に記載の熱処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも鋼部材に対して加熱処理後に焼入れを行う熱処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鋼部材を加熱しオーステナイトに変化させた後、急速冷却することで鋼部材にマルテンサイトが形成されるようにする焼入れ処理が知られている。例えば、下記特許文献１には、加熱処理後の赤熱状態の鋼部材を、焼入れ室に予め溜められた常温の油に没入させ急速に冷却を行うことで硬くする、すなわち焼入れを行う装置が開示されている。

【0003】

ところで、焼入れ中における鋼部材の表面には、油の蒸気膜が発生し付着する。蒸気膜は鋼部材の冷却効果を低減してしまうものであるが、鋼部材の冷却が進むにつれて崩壊し、膜沸騰状態から核沸騰状態へと推移する。

【0004】

ただし、蒸気膜の崩壊は鋼部材の表面全体で一斉に発生するのではなく、油の流れ方向上流側から徐々に進行してゆくため、冷却速度にバラツキができ鋼部材の硬さが不均一になってしまう。

【0005】

これを防ぐために、焼入れ室の圧力を制御し油の沸点を制御することで、鋼部材全体を覆っている蒸気膜を一斉に消し核沸騰状態に推移させることが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３０６９７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、焼入れ室の下方に溜められた油が外に漏れないようにするために、鋼部材を出し入れする焼入れ扉を、油から離隔した位置、すなわち焼入れ室の上方に設ける必要がある。よって、上記特許文献１に開示された装置では、自ずと焼入れ室が大きくなってしまう。

【0008】

そして焼入れ室は、大きくなるほど加圧制御に対する応答性が低下する。したがって、上記特許文献１に開示された装置では、鋼部材の硬さを均一にすることが困難であった。

【0009】

上述の問題に鑑み、本発明は、焼入れ後の鋼部材の硬さを均一にすることができる熱処理システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明に係る熱処理システムは、油が貯留される貯油タンクと、前記貯油タンクと第一経路によって連通する油槽であって、鋼部材が設置された状態において、前記貯油タンクから前記油が供給され、前記鋼部材の全体が前記油に浸漬されることで焼入れを行う焼入れ室と、前記焼入れ室と第二経路によって連通し、前記焼入れ室の前記油を加圧する第一ポンプと、を備える。

【0011】

また、前記焼入れ室と第三経路によって連通し、前記焼入れ室を減圧する第二ポンプを更に備え、前記焼入れ室は、前記第二ポンプによって減圧された状態、かつ、前記鋼部材が設置された状態において、前記貯油タンクとの差圧によって前記貯油タンクから前記油が供給される。

【0012】

また、前記焼入れ室に対して前記鋼部材が出し入れされる焼入れ扉を有する搬送室と、前記搬送室の圧力が前記焼入れ室の圧力以上となるように前記搬送室を加圧する圧力調整機構と、を更に備える。

【0013】

また、前記貯油タンクと前記第一ポンプとを連通させる第四経路に設けられた第一制御弁と、前記第二経路に設けられた第二制御弁と、前記第一制御弁、及び、前記第二制御弁を開状態とし、前記第一ポンプを起動する制御を行うことで、前記焼入れ室の前記油を加圧する圧力制御装置と、を更に備える。

【0014】

また、前記焼入れ室と連通する、前記貯油タンクとは異なる他のタンクと、前記焼入れ室と前記他のタンクとを連通させる第五経路に設けられた第三制御弁と、を更に備え、前記圧力制御装置は、前記焼入れ室の前記油を加圧する際に、前記焼入れ室の圧力が予め設定された値又は範囲内となるように、前記第三制御弁の開度を制御し、前記焼入れ室内の圧力を前記他のタンクに逃がす。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る熱処理システムによれば、焼入れ後の鋼部材の硬さを均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る熱処理システムの全体の概略構成を示す回路図である。

【図2】図１に示す圧力制御装置のハードウェア構成の一例を概略的に示すブロック図である。

【図3】図１に示す圧力制御装置の機能的構成の一例を、油循環ポンプ、真空ポンプ、圧力計、制御弁とともに概略的に示すブロック図である。

【図4】図１に示す圧力制御装置の動作制御の一例を説明する表である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては極力同一の符号を付して、重複する説明は適宜省略する。

【0018】

＝＝＝実施形態＝＝＝
≪構成≫
図１は、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」と呼称）に係る熱処理システム１の全体の概略構成を示す回路図である。

【0019】

図１に示す熱処理システム１は、鋼部材Ｗに対して熱処理を行うシステムである。この熱処理には、鋼部材を加熱しオーステナイトに変化させる加熱処理、及び、加熱処理後の鋼部材Ｗにマルテンサイトが形成されるようにする焼入れ処理等が含まれる。

【0020】

また、熱処理システム１は、圧力制御装置１０と、加熱室１１（浸炭室）と、搬送室１２と、焼入れ室１４（共通油槽）と、貯油タンク１３（貯留油槽）と、油循環ポンプ１５（第一ポンプ）と、第一真空ポンプ１６と、第二真空ポンプ１７（第二ポンプ）と、膨張タンク１８と、窒素タンク１９と、を主要部として備えている。

【0021】

なお、加熱室１１、搬送室１２、貯油タンク１３、及び、焼入れ室１４は、その材質が鋼材からなるものとする。また、加熱室１１については、鋼材の内側にさらに断熱材が設けられているものとする（後述する中扉１２Ｂの加熱室１１側の面にも断熱材が設けられている）。

【0022】

加熱室１１は、鋼部材Ｗを昇温するヒータ１１Ａと、ヒータ１１Ａの電源であるヒータ電源１１Ｂと、を備えている。

【0023】

そして加熱室１１は、後述する第一真空ポンプ１６によって減圧（真空排気）された状態で、（焼入れ処理前に）鋼部材Ｗをヒータ１１Ａによって約８５０°程度まで加熱するとともに浸炭ガスが装入されることで浸炭処理を行う。なお、加熱処理の際に加熱室１１を減圧する理由は、鋼部材Ｗの酸化防止と加熱室からの熱損失を低減するためである。

【0024】

搬送室１２は、内部において鋼部材Ｗを搬送する室であって、加熱室１１と焼入れ室１４との間に設けられていることで、後述する焼入れ室１４内の熱処理油が加熱室１１に浸入することを防ぐことができるものである。

【0025】

搬送室１２は、熱処理システム１の外部との出入口において開閉制御される前扉１２Ａと、加熱室１１との間において開閉制御される中扉１２Ｂと、焼入れ室１４との間において開閉制御される焼入れ扉１２Ｃと、鋼部材Ｗを搬送する搬送機構１２Ｄと、を備えている。なお、図１には、前扉１２Ａ、中扉１２Ｂ、焼入れ扉１２Ｃの開閉方向を両矢印で示している。

【0026】

なお、中扉１２Ｂ、焼入れ扉１２Ｃは、図１に示すとおり、それぞれ対応する開口部分の周縁に対して内側から当接するように取り付けられている。この構造によって、搬送室１２の内部の圧力が、加熱室１１の内部の圧力や焼入れ室１４の内部の圧力以上であれば、各室の気密性が確保される。

【0027】

搬送機構１２Ｄは、図１に破線両矢印で示すように、鋼部材Ｗを上下方向（鉛直方向）、及び、左右方向（垂直方向）に移動することで鋼部材Ｗを搬送することができる。また、前扉１２Ａが開状態であるとき、外部との間で鋼部材Ｗを出し入れすることができる。さらに、中扉１２Ｂが開状態であるとき、加熱室１１との間で鋼部材Ｗを出し入れすることができる。さらに、焼入れ扉１２Ｃが開状態であるとき、焼入れ室１４との間で鋼部材Ｗを出し入れすることができる。

【0028】

第一真空ポンプ１６は、開閉制御可能な制御弁Ｖ１が設けられた管路Ｃ１、及び、管路Ｃ１３によって搬送室１２と連通している。また第一真空ポンプ１６は、開閉制御可能な制御弁Ｖ２が設けられた管路Ｃ２、及び、管路Ｃ１３によって搬送室１２と連通している。これにより、第一真空ポンプ１６は、加熱室１１及び搬送室１２をそれぞれ独立して減圧（真空排気）することができる。

【0029】

また、窒素タンク１９は、窒素が封入されたタンクであり、制御弁Ｖ１が設けられた管路Ｃ３、及び、管路Ｃ１４によって搬送室１２と接続している。なお、管路Ｃ３は管路Ｃ１４から分岐したものである。これにより、窒素タンク１９は、搬送室１２を窒素によって加圧することができる。

【0030】

また、本実施形態においては、第一真空ポンプ１６及び窒素タンク１９を纏めて第一圧力調整機構２０と呼称するものとする。すなわち、第一圧力調整機構２０は、加熱室１１の圧力、及び、搬送室１２の圧力をそれぞれ独立して制御することができるものである。

【0031】

貯油タンク１３は、熱処理油が貯留されるタンクである。

【0032】

焼入れ室１４は、開閉制御可能な制御弁Ｖ１０が設けられた管路Ｃ１０、管路Ｃ１１、及び、管路Ｃ１５（以下では、管路Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１５を纏めて「第一経路」とも呼称する。）によって、貯油タンク１３と連通する油槽である。

【0033】

焼入れ室１４は、後述する第二真空ポンプ１７によって減圧された状態、かつ、搬送機構１２Ｄによって搬送室１２から搬送された加熱処理後の鋼部材Ｗが設置された状態において、貯油タンク１３との差圧によって貯油タンク１３から熱処理油が供給され、鋼部材Ｗの全体を熱処理油に浸漬させることで焼入れを行うものである。なお、熱処理油は焼入れ室１４の下部側から供給される。

【0034】

油循環ポンプ１５（第一ポンプ）は、開閉制御可能な制御弁Ｖ４（第一制御弁）が設けられた管路Ｃ４（以下では、管路Ｃ４を「第四経路」とも呼称する。）によって油循環ポンプ１５と連通するとともに、開閉制御可能な制御弁Ｖ１１（第二制御弁）が設けられた管路Ｃ１１、及び、管路Ｃ１５（以下では、管路Ｃ１１，Ｃ１５を纏めて「第二経路」とも呼称する。）によって焼入れ室１４と連通している。これにより、油循環ポンプ１５は、焼入れ室１４に供給された熱処理油を循環させ、熱処理油の温度ムラを小さくできる。また、制御弁Ｖ７で下流の流量を絞り加圧することで、沸騰状態を制御することができる。

【0035】

第二真空ポンプ１７（第二ポンプ）は、開閉制御可能な制御弁Ｖ６が設けられた管路Ｃ６、及び、開閉制御可能な制御弁Ｖ７が設けられた管路Ｃ７（以下では、管路Ｃ６，Ｃ７を纏めて「第三経路」とも呼称する。）によって焼入れ室１４と連通している。これにより、第二真空ポンプ１７は、焼入れ室１４を減圧（真空排気）することができる。

【0036】

膨張タンク１８は、オーバーフロータンクとも呼称されるタンクであり、開閉制御可能な制御弁Ｖ９が設けられた管路Ｃ９、管路Ｃ１６、及び、管路Ｃ７（以下では、管路Ｃ９，Ｃ１６，Ｃ７を纏めて「第五経路」とも呼称する。）によって焼入れ室１４と連通している。これにより、膨張タンク１８に焼入れ室１４の窒素及び熱処理油の蒸気を逃がすことができ、焼入れ室１４の圧力を抑えることができる。なお、膨張タンク１８は、制御弁Ｖ１２が設けられた管路Ｃ１２、管路Ｃ６、及び、管路８によって貯油タンク１３と連通している。

【0037】

また、本実施形態では、油循環ポンプ１５、第二真空ポンプ１７、及び、膨張タンク１８を纏めて第二圧力調整機構２１と呼称するものとする。すなわち、第二圧力調整機構２１は、焼入れ室１４の圧力を制御することができるものである。

【0038】

なお、窒素タンク１９と膨張タンク１８とは、開閉制御可能な制御弁Ｖ５が設けられる管路Ｃ５、管路Ｃ１４、及び、管路Ｃ９によって連通している。

【0039】

また、焼入れ扉１２Ｃが内側から設置された搬送室１２は、焼入れ室１４の急激な加圧による油の浸入を防ぐため、焼入れ室１４の圧力以上の圧力に設定しておく。これにより、焼入れ扉１２Ｃが少なくとも焼入れ室１４側から押圧されることがなくなり、気密性を確保することができる。すなわち、搬送室１２は、加熱室１１と焼入れ室１４との間で圧力隔壁の役割を担っている。

【0040】

また、熱処理システム１には、加熱室１１内の圧力を測定する圧力計Ｐ１、搬送室１２内の圧力を測定する圧力計Ｐ２、焼入れ室１４内の圧力を測定する圧力計Ｐ３、貯油タンク１３内の圧力を測定する圧力計Ｐ４、膨張タンク１８内の圧力を測定する圧力計Ｐ５、管路Ｃ６における制御弁Ｖ６よりも焼入れ室１４側の圧力を測定する圧力計Ｐ６が設けられている。

【0041】

圧力制御装置１０は、加熱室１１、搬送室１２、貯油タンク１３、焼入れ室１４、膨張タンク１８、管路Ｃ６等の圧力が、それぞれ予め定められた値又は範囲内となるように、各制御弁Ｖ１～Ｖ１２の開閉制御、油循環ポンプ１５、第一真空ポンプ１６、及び、第二真空ポンプ１７の動作制御を行う。

【0042】

図２は、図１の圧力制御装置１０のハードウェア構成の一例を概略的に示すブロック図である。図２に示すように、圧力制御装置１０は、記憶装置２と、制御装置３と、通信装置４と、を主に備えて主要部が構成されている。

【0043】

記憶装置２は、圧力制御装置１０の内部に配置されたハードディスク等によって構成される補助記憶装置である。この記憶装置２は、制御装置３における処理の実行に必要な各種プログラム、各種の情報、及び、処理結果の情報を記憶する。

【0044】

制御装置３は、ＣＰＵ５（Central Processing Unit）、及び、メモリ６（主記憶装置）を主に備えて主要部が構成される。ＣＰＵ５は、圧力制御装置１０の各種構成を動作制御する。メモリ６は、例えば圧力制御装置１０における処理の実行に必要な各種プログラム等を記憶する。

【0045】

また、制御装置３は、ＣＰＵ５が記憶装置２あるいはメモリ６等に格納された所定のプログラムを実行することにより、各種の機能構成として機能する。この機能構成の詳細については後述する。当該プログラムは、記憶装置２に記憶されてもよく、圧力制御装置１０の外部の記憶装置等に記憶されてもよい。また、当該プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよく、インターネット等のネットワーク経由でインストールする形式で提供してもよい。

【0046】

通信装置４は、外部の装置と通信するための通信インターフェース等で構成される。通信装置４は、例えば、圧力計Ｐ１～Ｐ６、油循環ポンプ１５、第一真空ポンプ１６、第二真空ポンプ１７、各制御弁Ｖ１～Ｖ１２、その他各種センサとの間で通信を行う。

【0047】

なお、圧力制御装置１０は、専用又は汎用のコンピュータ等を用いて実現することができる。また、図２は圧力制御装置１０が有する主要なハードウェア構成の一部を示しているに過ぎず、圧力制御装置１０は、コンピュータが一般的に備える他の構成を備えることができる。

【0048】

図３は、図１に示す圧力制御装置１０の機能的構成の一例を、油循環ポンプ１５、第一真空ポンプ１６、第二真空ポンプ１７、圧力計Ｐ１～Ｐ６、制御弁Ｖ１～Ｖ１２とともに概略的に示すブロック図である。

【0049】

図３に示すように、圧力制御装置１０は、取得部３１と、記憶部３２と、制御部３３と、を主要部として備えている。

【0050】

取得部３１は、各圧力計Ｐ１～Ｐ６の測定結果を取得する。記憶部３２は、圧力計Ｐ１～Ｐ６毎に対応して予め定められた圧力の値又は範囲が記憶される。制御部３３は、測定結果が当該値又は当該範囲内となるように、各制御弁Ｖ１～Ｖ１２の開閉制御、油循環ポンプ１５、第一真空ポンプ１６、及び、第二真空ポンプ１７の動作制御を行う。

【0051】

なお、加熱室１１及び焼入れ室１４には、熱電対等の温度計が設けられており、貯油タンク１３及び焼入れ室１４には熱処理油の液量を測定するレベルセンサが設けられているが、図示を省略している。また、圧力制御装置１０はこれらの温度計及びレベルセンサの測定結果も取得するが、本実施形態においては説明を省略する。

【0052】

また、制御弁Ｖ１～Ｖ１２は、例えばエアオペレート弁（空圧駆動弁）である。さらに、圧力計Ｐ１～Ｐ６は、例えばピラニ真空計である。なお、圧力計Ｐ３は、焼入れ室１４の蒸気圧を測定するものである。

【0053】

≪動作制御≫
図４の表を参照して、圧力制御装置１０による各動作制御の一例について説明する。なお、図４は熱処理における焼入れ処理について説明する表であり、加熱処理等については省略している。

【0054】

図４中のＶ１～Ｖ１２は、制御弁Ｖ１～Ｖ１２の開閉状態を示している。また、図４中のＰ１～Ｐ６は、圧力計Ｐ１～Ｐ６の計測結果であり、各数値の単位は［ｋＰａＧ］（ゲージ圧）としている。

【0055】

なお、以下では、図４における「焼入れ準備」工程から「搬送室搬出工程」までの各工程の詳細については省略し、「焼入れ室装入」工程以降について詳述する。ただし、図４における「膨張タンク液抜き」工程においては、管路Ｃ１２に設けられた制御弁Ｖ１２を開状態（全開）とすることで、膨張タンク１８内に残留した熱処理油を貯油タンク１３に戻しておく。また、「膨張タンク排気工程」においては、管路Ｃ９に設けられた制御弁Ｖ９を開状態（全開）とすることで、膨張タンク１８内に残留した窒素を第二真空ポンプ１７によって真空排気しておく。

【0056】

（焼入れ室装入）
鋼部材Ｗが未だ焼入れ室１４に設置されていない状態において、圧力制御装置１０が、制御弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ７を開状態（全開）とし、それ以外の制御弁を閉状態とし、前扉１２Ａ、及び、中扉１２Ｂを閉状態とし、焼入れ扉１２Ｃを開状態とし、第一真空ポンプ１６、及び、第二真空ポンプ１７を運転状態とし、油循環ポンプ１５を停止状態とする。これにより、搬送室１２の圧力（圧力計Ｐ２の測定結果。図４中のＰ２）が－１００ｋＰａＧ、焼入れ室１４の圧力（圧力計Ｐ３の測定結果。図４中のＰ３）が－１００ｋＰａＧ、貯油タンク１３の圧力（圧力計Ｐ４の測定結果。図４中のＰ４）が－５ｋＰａＧに減圧された状態となる。

【0057】

この状態において、搬送機構１２Ｄが、鋼部材Ｗを搬送室１２から焼入れ室１４に搬送及び装入する。

【0058】

（搬送室復圧）
圧力制御装置１０が、制御弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ９を開状態（全開）とし、それ以外の制御弁を閉状態とし、前扉１２Ａ、中扉１２Ｂ、及び、焼入れ扉１２Ｃを閉状態とし、第一真空ポンプ１６、及び、第二真空ポンプ１７を運転状態とし、油循環ポンプ１５を停止状態とする。これにより、搬送室１２の圧力（図４中のＰ２）が１００ｋＰａＧに復圧される。

【0059】

なお、この状態においては、搬送室１２の圧力（図４中のＰ２）は焼入れ室１４の圧力（図４中のＰ３）よりも２００（＝１００－（－１００））ｋＰａＧ高くなるが、既に説明したとおり、焼入れ扉１２Ｃが搬送室１２の内側から設けられていることで、気密性が確保されている。

【0060】

（焼入れ開始）
圧力制御装置１０が、制御弁Ｖ２，Ｖ７，Ｖ９，Ｖ１０を開状態（全開）とし、それ以外の制御弁を閉状態とし、前扉１２Ａ、中扉１２Ｂ、及び、焼入れ扉１２Ｃを閉状態とし、第一真空ポンプ１６を運転状態とし、第二真空ポンプ１７を停止状態とし、油循環ポンプ１５を停止状態とする。これにより、焼入れ室１４の圧力（図４中のＰ３）が－９０ｋＰａＧ、貯油タンク１３の圧力（図４中のＰ４）が－９０ｋＰａＧとなる。

【0061】

すなわち、焼入れ室１４の圧力（図４中のＰ３）が－１００ｋＰａＧ、貯油タンク１３の圧力（図４中のＰ４）が－５ｋＰａＧの状態で、貯油タンク１３と焼入れ室１４とを連通させる管路Ｃ１０に設けられた制御弁Ｖ１０等を開状態とすることで、両者の差圧によって、貯油タンク１３から焼入れ室１４に熱処理油が供給される。これによって、焼入れ室１４に設置された鋼部材Ｗが熱処理油に浸漬する。

【0062】

（焼入れ圧力制御）
圧力制御装置１０が、制御弁Ｖ２，Ｖ４，Ｖ８，Ｖ１１を開状態（全開）とし、制御弁Ｖ７の開度を調整し、それ以外の制御弁を閉状態とし、前扉１２Ａ、中扉１２Ｂ、及び、焼入れ扉１２Ｃを閉状態とし、第一真空ポンプ１６を運転状態とし、第二真空ポンプ１７を停止状態とし、油循環ポンプ１５を起動して運転状態とする。

【0063】

すなわち、貯油タンク１３と油循環ポンプ１５とを連通させる管路Ｃ４（第四経路）に設けられた制御弁Ｖ４（第一制御弁）、及び、油循環ポンプ１５と焼入れ室１４とを連通させる管路Ｃ１１，Ｃ１５（第二経路）に設けられた制御弁Ｖ１１（第二制御弁）を開状態（全開）として、油循環ポンプ１５を起動して運転状態とし、油循環ポンプ１５によって、焼入れ室１４の熱処理油を加圧することで膜沸騰状態から核沸騰状態に即座に移行させる。

【0064】

また、焼入れ室１４内の圧力が熱処理油の沸騰によって急激に高くなることを防ぐため、圧力制御装置１０は、管路Ｃ７に設けられた制御弁Ｖ７、及び、管路Ｃ９に設けられた制御弁Ｖ９に対して、開度が大きくなるように動作制御を行う。これにより、焼入れ室１４内の圧力を、管路Ｃ７，Ｃ１６，Ｃ９（第五経路）によって連通する膨張タンク１８へ逃がすことができ、焼入れ室１４の圧力（図４中のＰ３）が－１０ｋＰａＧ、貯油タンク１３の圧力（図４中のＰ４）が－１０ｋＰａＧとなる。

【0065】

（焼入れ保持）
圧力制御装置１０が、制御弁Ｖ２，Ｖ４，Ｖ８，Ｖ１１を開状態（全開）とし、制御弁Ｖ７，Ｖ９（第三制御弁）の開度を調整し、それ以外の制御弁を閉状態とし、前扉１２Ａ、中扉１２Ｂ、及び、焼入れ扉１２Ｃを閉状態とし、第一真空ポンプ１６を運転状態とし、第二真空ポンプ１７を停止状態とし、油循環ポンプ１５を運転状態とする。

【0066】

すなわち、管路Ｃ７に設けられた制御弁Ｖ７（第三制御弁）の開度を絞るように制御するとともに、管路Ｃ９に設けられた制御弁Ｖ９（第三制御弁）の開度を絞るように制御することで、膨張タンク１８が、焼入れ室１４の熱処理油の蒸気による貯油タンク１３、焼入れ室１４、及び、管路Ｃ６，Ｃ７，Ｃ１６等の余剰な圧力上昇を抑える。

【0067】

これにより、焼入れ室１４の圧力（図４中のＰ３）が３０ｋＰａＧ、貯油タンク１３の圧力（図４中のＰ４）が３０ｋＰａＧ、管路Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１６等の圧力（圧力計Ｐ６の測定結果。図４中のＰ６）が３０ｋＰａＧとなる。

【0068】

なお、図４の表における各値は、予め設定された圧力の値の一例であるが、当該値は変更してもよい。あるいは、当該値に代えて範囲を設け、圧力制御装置１０の各制御によって、圧力計Ｐ１～Ｐ６の測定結果が当該範囲内となるようにしてもよい。

【0069】

≪作用効果≫
本実施形態では、焼入れ室１４に鋼部材Ｗが設置された状態で熱処理油が供給されるので、焼入れ扉１２Ｃの位置を上方にする必要がなくなり、従来の装置に比べて焼入れ室１４を小型化することができる。そして、小型化した焼入れ室１４に供給された熱処理油を加圧することで、容易に沸騰させることができる。これによって、焼入れ中に鋼部材Ｗの周囲に発生する熱処理油の蒸気膜を一斉に除去することができるので、鋼部材Ｗの硬さを均一にすることができる。

【0070】

また、本実施形態では、貯油タンク１３と焼入れ室１４との差圧によって焼入れ室１４に熱処理油を迅速に供給することができる。

【0071】

また、本実施形態では、焼入れ開始前に第一圧力調整機構２０によって搬送室１２の圧力を加圧しておくことで、焼入れ室１４の圧力上昇によって焼入れ扉１２Ｃから熱処理油が漏れ出ることを防ぐことができる。

【0072】

また、本実施形態では、圧力制御装置１０が、焼入れ室１４の熱処理油を加圧し、蒸発させる際に、焼入れ室１４の圧力が予め設定された値又は範囲内となるように、焼入れ室１４と膨張タンク１８とを連通させる管路Ｃ７、管路Ｃ１６、管路Ｃ９（第五経路）に設けられた制御弁Ｖ７と制御弁Ｖ９（第三制御弁）の開度を制御し、焼入れ室１４内の圧力を膨張タンク１８に逃がすことで、余剰な圧力上昇を抑えることができる。

【0073】

＝＝＝変形例＝＝＝
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、上述した具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記実施形態及び下記変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【0074】

例えば、上記実施形態では、第一経路（管路Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１５）と第二経路（管路Ｃ１１，Ｃ１５）とが、互いに共通する管路Ｃ１１，Ｃ１５を有するものとしているが、第一経路と第二経路とは、互いに共通する管路を有さず、全く別の経路としてもよい。また、上記実施形態では、第三経路（管路Ｃ６，Ｃ７）と第五経路（管路Ｃ７，Ｃ１６，Ｃ９）とが、互いに共通する管路Ｃ６，Ｃ７を有するものとしているが、第三経路と第五経路とは、互いに共通する管路を有さず、全く別の経路としてもよい。

【0075】

さらに、上記実施形態では、熱処理システム１が、加熱処理及び焼入れ処理を行うものとしたが、焼き戻し処理を更に含むようにしてもよい。また、熱処理システム１が洗浄室、降温均熱室を更に備えるものとし、洗浄処理、均熱処理を更に含むようにしてもよい。

【0076】

さらに、熱処理システム１は、熱処理油の温度を制御する熱交換器、及び、熱処理油を蒸留する蒸留器等を備えるものとしてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１：熱処理システム、１０：圧力制御装置、１２：搬送室、１３：貯油タンク、１４：焼入れ室、１５：油循環ポンプ（第一ポンプ）、１６：第一真空ポンプ、１７：第二真空ポンプ（第二ポンプ）、１８：膨張タンク、１９：窒素タンク、２０：第一圧力制御機構、２１：第二圧力制御機構、Ｃ１～Ｃ１６：管路、Ｖ１～Ｖ１３：制御弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】