特許 7373517 バッチ式熱処理炉及び熱処理炉システム

(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】

(24)【登録日】2023-10-25

(45)【発行日】2023-11-02

(54)【発明の名称】バッチ式熱処理炉及び熱処理炉システム

(51)【国際特許分類】

   F27B 9/40 20060101AFI20231026BHJP

   F27B 9/16 20060101ALI20231026BHJP

   F27D 5/00 20060101ALI20231026BHJP

   F27D 3/12 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

F27B9/40

F27B9/16

F27D5/00

F27D3/12 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021050543

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022148742

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2022-10-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591076109

【氏名又は名称】エヌジーケイ・キルンテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 浩平

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 航也

【審査官】國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－０５４５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１８３３７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ ９／００－ ９／４０

Ｆ２７Ｂ １／００－ ３／２８

Ｆ２７Ｂ １７／００－１９／０４

Ｆ２７Ｄ ３／００－ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

天井壁と側壁と昇降床とを備える炉体と、
前記昇降床に対して回転可能に配置され、被処理物が載置可能な処理テーブルと、
前記昇降床に設けられており、前記処理テーブルが着脱可能に接続され、前記処理テーブルを回転駆動する駆動装置と、
前記昇降床に対する前記処理テーブルの回転方向の位置を検出する位置センサと、
前記位置センサの検出結果に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置と、
を備えており、
前記処理テーブルは、
平面視すると円形状を有しており、その中心を通って上下方向に伸びる第１の軸線の回りに回転可能に構成されている第１の回転テーブルと、
平面視したときに前記第１の回転テーブルの内側に配置され、その中心を通って上下方向に伸びる第２の軸線の回りに回転可能に構成されている少なくとも１つの第２の回転テーブルと、を備えており、
平面視したときに、前記第２の回転テーブルの中心の位置は、前記第１の回転テーブルの中心の位置とは異なる位置にあり、
前記昇降床は、前記側壁の下端を開放する第１位置と、前記側壁の下端を閉じる第２位置と、の間を移動可能となっており、
前記昇降床が前記第１位置に位置すると、前記処理テーブルは前記駆動装置に着脱可能となり、
前記処理テーブルが前記駆動装置に接続された状態で前記昇降床が前記第２位置に位置すると、前記炉体内に前記第１の回転テーブルの上面及び前記第２の回転テーブルの上面が露出しており、
前記駆動装置は、
前記第１の軸線上に配置され、前記第１の回転テーブルを回転駆動する第１駆動部と、
前記第２の軸線上に配置され、前記第２の回転テーブルを回転駆動する第２駆動部と、
を備えており、
前記位置センサは、前記昇降床に対して前記第１の回転テーブルが予め設定された設定角度範囲にあるときに検出信号を出力し、
前記制御装置は、
前記第１の回転テーブルが第１の回転方向に第１の速度で回転している状態から前記第１の回転テーブルの回転を停止するときは、
（１）前記位置センサから前記検出信号が出力されると、その検出信号が出力される状態で前記第１の回転テーブルが第１の回転方向にさらに回転して出力される検出信号が停止すると、前記第１の回転テーブルを停止し、
（２）前記（１）の後、前記第１の回転テーブルを前記第１の回転方向とは逆方向となる第２の回転方向に、前記第１の速度より低速となる第２の速度で回転させ、
（３）前記（２）の状態で前記位置センサから前記検出信号が出力されると、前記第１の回転テーブルを停止させるように構成されている、バッチ式熱処理炉。

【請求項2】

天井壁と側壁と昇降床とを備える炉体と、
前記昇降床に対して回転可能に配置され、被処理物が載置可能な処理テーブルと、
前記昇降床に設けられており、前記処理テーブルが着脱可能に接続され、前記処理テーブルを回転駆動する駆動装置と、
前記昇降床に対する前記処理テーブルの回転方向の位置を検出する位置センサと、
前記位置センサの検出結果に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置と、
を備えており、
前記処理テーブルは、
平面視すると円形状を有しており、その中心を通って上下方向に伸びる第１の軸線の回りに回転可能に構成されている第１の回転テーブルと、
平面視したときに前記第１の回転テーブルの内側に配置され、その中心を通って上下方向に伸びる第２の軸線の回りに回転可能に構成されている少なくとも１つの第２の回転テーブルと、を備えており、
平面視したときに、前記第２の回転テーブルの中心の位置は、前記第１の回転テーブルの中心の位置とは異なる位置にあり、
前記昇降床は、前記側壁の下端を開放する第１位置と、前記側壁の下端を閉じる第２位置と、の間を移動可能となっており、
前記昇降床が前記第１位置に位置すると、前記処理テーブルは前記駆動装置に着脱可能となり、
前記処理テーブルが前記駆動装置に接続された状態で前記昇降床が前記第２位置に位置すると、前記炉体内に前記第１の回転テーブルの上面及び前記第２の回転テーブルの上面が露出しており、
前記駆動装置は、
前記第１の軸線上に配置され、前記第１の回転テーブルを回転駆動する第１駆動部と、
前記第２の軸線上に配置され、前記第２の回転テーブルを回転駆動する第２駆動部と、
を備えており、
前記位置センサは、前記昇降床に対して前記第１の回転テーブルが予め設定された設定角度範囲にあるときに検出信号を出力し、
前記制御装置は、
前記第１の回転テーブルが第１の回転方向に第１の速度で回転している状態から前記第１の回転テーブルの回転を停止するときは、
（１）前記位置センサから前記検出信号が出力されると、前記第１の回転テーブルを前記設定角度範囲で停止させ、
（２）前記（１）の後、前記第１の回転テーブルを前記第１の回転方向とは逆方向となる第２の方向に回転させ、
（３）前記（２）の状態で前記位置センサから出力される検出信号が停止すると、前記第１の回転テーブルを停止させ、
（４）前記（３）の後、前記第１の回転テーブルを前記第１の回転方向に前記第１の速度より低速となる第２の速度で回転させ、
（５）前記（４）の状態で前記位置センサから前記検出信号が出力されると、前記第１の回転テーブルを停止させるように構成されている、バッチ式熱処理炉。

【請求項3】

前記処理テーブルは、前記第２の回転テーブルを複数備えており、
平面視したときに、前記複数の第２の回転テーブルは、互いに干渉することなく、前記第１の回転テーブルの異なる位置に配置されている、請求項１又は２に記載のバッチ式熱処理炉。

【請求項4】

複数のバッチ式熱処理炉本体と、
前記複数のバッチ式熱処理炉本体のそれぞれに着脱可能な少なくとも１つの請求項１又は２に記載の処理テーブルと、を備えており、
前記複数のバッチ式熱処理炉本体のそれぞれは、請求項１又は２に記載の炉体と駆動装置と位置センサと制御装置を備えている、熱処理炉システム。

【請求項5】

前記複数のバッチ式熱処理炉本体のそれぞれに前記処理テーブルを搬送する搬送台車をさらに備える、請求項４に記載の熱処理炉システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、被処理物（例えば、セラミックコンデンサ、セラミック圧電素子、セラミック抵抗などの積層セラミック部品等）に熱処理するためのバッチ式熱処理炉に関する。

【背景技術】

【0002】

炉内に配置された複数の被処理物を同時に熱処理する場合、複数の被処理物の熱処理後の特性を安定化するためには、複数の被処理物のそれぞれに同一の熱履歴を付与する必要がある。このために、特許文献１のバッチ式熱処理炉では、被処理物を載置する炉床が、主炉床と副炉床により構成されている。主炉床は、平面視すると円形状を有しており、その中心を通る軸線の回りに回転可能となっている。副炉床は、主炉床に形成された開口に配置されている。副炉床は、平面視すると円形状を有しており、その中心を通る軸線の回りに回転可能となっている。被処理物は、副炉床の上面に載置される。被処理物を熱処理する際は、副炉床自体が回転（いわゆる自転）すると共に、主炉床が回転することで副炉床も主炉床の中心を通る軸線の回りに回転（いわゆる公転）する。これによって、副炉床の上面に載置された複数の被処理物が均一に加熱され、被処理物のそれぞれに同一の熱履歴が付与されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－７７００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、バッチ式熱処理炉により被処理物を熱処理するためには、熱処理炉内に被処理物を設置し、炉内に設置した被処理物に熱処理を行い、熱処理後の被処理物を熱処理炉の外部に取出す必要がある。被処理物の炉内への設置や炉外への取出しを効率化するために、処理テーブルを炉体の床面に対して着脱可能とし、着脱可能とした処理テーブル上に被処理物を載置することが検討されている。しかしながら、処理テーブルを炉体の床面に対して着脱可能な構成を採用する場合、処理テーブルを回転駆動するための駆動装置を炉体の床面に設けることになる。このため、処理テーブルを炉体の床面に取り付けるためには、処理テーブルを駆動装置の駆動部に対して回転方向に位置合せをして接続しなければならず、処理テーブルを炉体の床面に取り付けるための作業が煩雑になるという問題が生じる。

【0005】

本明細書は、処理テーブルを炉体の床面に対して着脱可能としたバッチ式熱処理炉において、処理テーブルの取付け作業を容易に行うことができる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書に開示する第１のバッチ式熱処理炉は、天井壁と側壁と昇降床とを備える炉体と、昇降床に対して回転可能に配置され、被処理物が載置可能な処理テーブルと、昇降床に設けられており、処理テーブルが着脱可能に接続され、処理テーブルを回転駆動する駆動装置と、昇降床に対する処理テーブルの回転方向の位置を検出する位置センサと、位置センサの検出結果に基づいて駆動装置を制御する制御装置と、を備えている。処理テーブルは、平面視すると円形状を有しており、その中心を通って上下方向に伸びる第１の軸線の回りに回転可能に構成されている第１の回転テーブルと、平面視したときに第１の回転テーブルの内側に配置され、その中心を通って上下方向に伸びる第２の軸線の回りに回転可能に構成されている少なくとも１つの第２の回転テーブルと、を備えている。平面視したときに、第２の回転テーブルの中心の位置は、第１の回転テーブルの中心の位置とは異なる位置にある。昇降床は、側壁の下端を開放する第１位置と、側壁の下端を閉じる第２位置と、の間を移動可能となっている。昇降床が第１位置に位置すると、処理テーブルは駆動装置に着脱可能となる。処理テーブルが駆動装置に接続された状態で昇降床が第２位置に位置すると、炉体内に第１の回転テーブルの上面及び第２の回転テーブルの上面が露出している。駆動装置は、第１の軸線上に配置され、第１の回転テーブルを回転駆動する第１駆動部と、第２の軸線上に配置され、第２の回転テーブルを回転駆動する第２駆動部と、を備えている。位置センサは、昇降床に対して第１の回転テーブルが予め設定された設定角度範囲にあるときに検出信号を出力する。
制御装置は、第１の回転テーブルが第１の回転方向に第１の速度で回転している状態から第１の回転テーブルの回転を停止するときは、（１）前記位置センサから前記検出信号が出力されると、その検出信号が出力される状態で前記第１の回転テーブルが第１の回転方向にさらに回転して出力される検出信号が停止すると、前記第１の回転テーブルを停止し、（２）前記（１）の後、前記第１の回転テーブルを前記第１の回転方向とは逆方向となる第２の回転方向に、前記第１の速度より低速となる第２の速度で回転させ、（３）前記（２）の状態で前記位置センサから前記検出信号が出力されると、前記第１の回転テーブルを停止させるように構成されている。

【0007】

上記の第１のバッチ式熱処理炉では、例えば、被処理物を熱処理するときは、被処理物に実施したい熱処理に応じた第１の速度で第１の回転テーブルを回転させることができる。一方、被処理物の熱処理が終了して第１の回転テーブルを停止する際は、上記（１）～（３）の手順に従い、第２の速度で第２の方向に回転する状態から第１の回転テーブルを停止させる。第２の速度は、第１の速度より小さくされ、かつ、被処理物に実施する熱処理とは関係のない一定の速度とすることができる。このため、第１の回転テーブルは、その回転方向の位置が所定の位置（角度）のときに停止し、また、第１の回転テーブルと接続される駆動装置の駆動部（第１駆動部と第２駆動部）も所定の角度に対応した角度で停止する。したがって、第１の回転テーブルを取付ける際は、処理テーブルを所定の角度に予め調整しておくことで、処理テーブルを駆動装置の駆動部に接続することができる。これにより、処理テーブルの駆動装置への取付け作業を容易に行うことができる。

【0008】

本明細書に開示する第２のバッチ式熱処理炉は、天井壁と側壁と昇降床とを備える炉体と、昇降床に対して回転可能に配置され、被処理物が載置可能な処理テーブルと、昇降床に設けられており、処理テーブルが着脱可能に接続され、処理テーブルを回転駆動する駆動装置と、昇降床に対する処理テーブルの回転方向の位置を検出する位置センサと、位置センサの検出結果に基づいて駆動装置を制御する制御装置と、を備えている。処理テーブルは、平面視すると円形状を有しており、その中心を通って上下方向に伸びる第１の軸線の回りに回転可能に構成されている第１の回転テーブルと、平面視したときに第１の回転テーブルの内側に配置され、その中心を通って上下方向に伸びる第２の軸線の回りに回転可能に構成されている少なくとも１つの第２の回転テーブルと、を備えている。平面視したときに、第２の回転テーブルの中心の位置は、第１の回転テーブルの中心の位置とは異なる位置にある。昇降床は、側壁の下端を開放する第１位置と、側壁の下端を閉じる第２位置と、の間を移動可能となっている。昇降床が第１位置に位置すると、処理テーブルは駆動装置に着脱可能となる。処理テーブルが駆動装置に接続された状態で昇降床が第２位置に位置すると、炉体内に第１の回転テーブルの上面及び第２の回転テーブルの上面が露出している。駆動装置は、第１の軸線上に配置され、第１の回転テーブルを回転駆動する第１駆動部と、第２の軸線上に配置され、第２の回転テーブルを回転駆動する第２駆動部と、を備えている。位置センサは、昇降床に対して第１の回転テーブルが予め設定された設定角度範囲にあるときに検出信号を出力する。
制御装置は、第１の回転テーブルが第１の回転方向に第１の速度で回転している状態から第１の回転テーブルの回転を停止するときは、（１）位置センサから検出信号が出力されると、第１の回転テーブルを設定角度範囲で停止させ、（２）前記（１）の後、第１の回転テーブルを第１の回転方向とは逆方向となる第２の方向に回転させ、（３）前記（２）の状態で位置センサから出力される検出信号が停止すると、第１の回転テーブルを停止させ、（４）前記（３）の後、第１の回転テーブルを第１の回転方向に第１の速度より低速となる第２の速度で回転させ、（５）前記（４）の状態で位置センサから検出信号が出力されると、第１の回転テーブルを停止させるように構成されている。

【0009】

上記の第２のバッチ式熱処理炉においても、被処理物を熱処理するときは、被処理物に実施したい熱処理に応じた第１の速度で第１の回転テーブルを回転させることができる。一方、被処理物の熱処理が終了して第１の回転テーブルを停止する際は、上記（１）～（５）の手順に従って、第２の速度で第１の方向に回転する状態から第１の回転テーブルを停止させる。第２の速度は、第１の速度より小さくされ、かつ、被処理物に実施する熱処理とは関係のない一定の速度とすることができる。このため、第２のバッチ式熱処理炉においても、第１の回転テーブルを取付ける際は、駆動装置の駆動部が所定の角度に対応した角度となっている。したがって、処理テーブルの駆動装置への取付け作業を容易に行うことができる。

【0010】

なお、上記の第１のバッチ式熱処理炉又は第２のバッチ式熱処理炉においては、処理テーブルは、第２の回転テーブルを複数備えていてもよい。複数の第２の回転テーブルは、平面視したときに、互いに干渉することなく、第１の回転テーブルの異なる位置に配置されていてもよい。

【0011】

また、本明細書に開示する熱処理炉システムは、複数のバッチ式熱処理炉本体と、複数のバッチ式熱処理炉本体のそれぞれに着脱可能な少なくとも１つの処理テーブルと、を備えている。処理テーブルは、第１のバッチ式熱処理炉又は第２のバッチ式熱処理炉に装備される処理テーブルとしてもよい。また、複数のバッチ式熱処理炉本体のそれぞれは、第１のバッチ式熱処理炉又は第２のバッチ式熱処理炉に装備される、炉体と駆動装置と位置センサと制御装置を備えていてもよい。上記の熱処理炉システムでは、複数のバッチ式熱処理炉本体に対して、処理テーブルを共用することができる。

【0012】

また、熱処理炉システムでは、複数のバッチ式熱処理炉本体のそれぞれに処理テーブルを搬送する搬送台車をさらに備えてもよい。処理テーブルを共用することができるため、処理テーブルを搬送する搬送台車も共用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１に係る熱処理炉システムの概略構成を示す概略図。

【図2】実施例１に係るバッチ式の熱処理炉本体と、その熱処理炉本体に着脱可能に設置される処理テーブルと、処理テーブルを搬送する搬送台車とを示す概要図。

【図3】熱処理炉本体に処理テーブルが設置された状態を示す断面図（昇降床が下降した状態）。

【図4】熱処理炉本体に処理テーブルが設置された状態を示す断面図（昇降床が上昇した状態）。

【図5】処理テーブルが設置された熱処理炉本体の横断面図（図４のＶ－Ｖ断面図）。

【図6】昇降床に処理テーブルが設置された状態を示す側面図（ただし、駆動装置（２０，２２）の図示を省略）。

【図7】昇降床に処理テーブルが設置された状態を示す平面図（図６において上方から処理テーブル及び昇降床を見た図）。

【図8】処理テーブルと駆動機構とを連結する連結部の概略構成を示す概略図（処理テーブルと駆動機構が連結されていない状態を示す図）。

【図9】処理テーブルと駆動機構とを連結する連結部の概略構成を示す概略図（処理テーブルと駆動機構が連結されている状態を示す図）。

【図10】実施例１に係る熱処理炉本体の制御系の構成を示すブロック図。

【図11】実施例１に係る熱処理炉本体において、処理テーブルの回転を停止させるときに制御部で実施される停止処理の手順を示すフローチャート。

【図12】実施例１に係る熱処理炉本体において、生産管理装置から停止信号を受信したときの駆動装置の駆動状態と、位置センサから出力される信号との関係を説明するためのタイミングチャート。

【図13】実施例２に係る熱処理炉本体において、処理テーブルの回転を停止させるときに制御部で実施される停止処理の手順を示すフローチャート。

【図14】実施例２に係る熱処理炉本体において、生産管理装置から停止信号を受信したときの駆動装置の駆動状態と、位置センサから出力される信号との関係を説明するためのタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施例１） 以下、本実施例に係る熱処理炉システム１００について説明する。まず、熱処理炉システム１００の概略構成について説明する。図１に示すように、熱処理炉システム１００が設置されるエリアには、積載エリアＡと、積み下ろしエリアＢと、熱処理エリアＣが設けられる。熱処理炉システム１００は、複数の処理テーブル３０と、熱処理エリアＣに設置される複数の熱処理炉本体１０と、各エリアＡ，Ｂ，Ｃの間で処理テーブル３０を搬送する搬送台車７０と、を備えている。

【0015】

処理テーブル３０は、被処理物Ｗが載置される上面を備えている。処理テーブル３０の上面には、積載エリアＡにおいて、熱処理前の被処理物Ｗが載置される。被処理物Ｗが載置された処理テーブル３０は、搬送台車７０によって熱処理エリアＣに搬送される。熱処理エリアＣには、積載エリアＡと積み下ろしエリアＢとを結ぶ搬送経路が設けられており、その搬送経路に沿って複数の熱処理炉本体１０が設置されている。熱処理炉本体１０は、バッチ式の熱処理炉であり、被処理物Ｗに熱処理をするために用いられる。本実施例では、複数の熱処理炉本体１０のそれぞれに処理テーブル３０が取付け可能となっている。このため、処理テーブル３０が取付けられる熱処理炉本体１０には、熱処理炉システム１００の稼働状況に応じて適切な熱処理炉本体１０が選択される。熱処理エリアＣに搬送された処理テーブル３０は、選択された熱処理炉本体１０まで搬送され、選択された熱処理炉本体１０に取付けられる。処理テーブル３０が取付けられると、熱処理炉本体１０は、その処理テーブル３０に載置された被処理物Ｗに対して熱処理を行う。被処理物Ｗに対する熱処理が終了すると、次に、熱処理炉本体１０から処理テーブル３０が取り出される。取り出された処理テーブル３０は、搬送台車７０によって積み下ろしエリアＢに搬送され、処理テーブル３０ごと積み下ろしエリアＢに下ろされる。

【0016】

上記のことから明らかなように、本実施例の熱処理炉システム１００では、複数の熱処理炉本体１０と、これら複数の熱処理炉本体１０のそれぞれに着脱可能に取付けられる複数の処理テーブル３０を備えている。このため、熱処理炉本体１０が稼働中（例えば、被処理物Ｗを熱処理中）に、他の処理テーブル３０に、次に熱処理を行う被処理物Ｗを載置して準備することができる。また、被処理物Ｗの熱処理後は、熱処理炉本体１０から熱処理後の被処理物Ｗが載置された処理テーブル３０を取外すことができる。このため、処理テーブル３０が取り外された後の熱処理炉本体１０に、新しい処理テーブル３０（すなわち、熱処理前の被処理物Ｗが載置された処理テーブル３０）を取付け、次の被処理物Ｗに熱処理を行うことができる。したがって、本実施例の熱処理炉システムによると、複数の熱処理炉本体１０を効率的に稼働することができ、被処理物Ｗの熱処理を効率的に行うことができる。なお、熱処理炉本体１０から取り外された処理テーブル３０は積み下ろしエリアＢにおいて放置され、熱処理後の被処理物Ｗを冷却することができる。

【0017】

一方、処理テーブル３０を複数の熱処理炉本体１０で共用すると、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業が必要となる。本実施例の処理テーブル３０は、後述するように主炉床３４と副炉床３６を備え、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付けるためには、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に対して回転方向に正確に位置決めする必要がある。このため、本実施例の熱処理炉本体１０では、処理テーブル３０の回転を停止させるときは、処理テーブル３０が予め設定された位置（回転方向の位置）となるように停止させる。これにより、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業を容易にしている。以下、処理テーブル３０と搬送台車７０と熱処理炉本体１０について詳細に説明する。

【0018】

まず、処理テーブル３０について説明する。図６～９に示すように、処理テーブル３０は、主炉床３４と、主炉床３４に設置された４つの副炉床３６と、を備えている。主炉床３４は、上端に位置する小径部３３と、小径部３３の下方に位置する大径部３２と、を有している。小径部３３と大径部３２は、円板状の外形状を有しており、その中心軸が同一直線上に位置するように一体化されている。大径部３２の下面の中心には、後述する熱処理炉本体１０の駆動機構２０と係合可能とされる凹所３４ａが形成されている。また、大径部３２の下面にはドグ３８が取付けられている（図６，７参照）。ドグ３８は、その上端が大径部３２の外周縁近傍に固定され、その下端は大径部３２の下面から下方に伸びている。ドグ３８が固定される大径部３２の周方向の位置は、処理テーブル３０の回転停止位置を制御するための基準位置となる。熱処理炉炉体１０に処理テーブル３０が取付けられると、主炉床３４（小径部３３と大径部３２）は、その中心軸（すなわち、小径部３３と大径部３２の中心を通って上下方向に伸びる線）が熱処理炉炉体１０の軸線に一致するようになっている。

【0019】

副炉床３６は、円板状の形状を有しており、主炉床３４に対して回転可能に設置されている。具体的には、主炉床３４には、その上端面（小径部３３）から下端面（大径部３２）までを貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔内に副炉床３６が回転可能に配置されている。すなわち、副炉床３６のそれぞれは、その軸線（すなわち、副炉床３６の中心を通って上下方向に伸びる線）周りに回転可能となっている。本実施例では、４つの副炉床３６が周方向に等間隔を空けて設置されている（すなわち、４つの副炉床３６は、周方向に９０°間隔で設置されている。）。４つの副炉床３６のそれぞれは、その下端に後述する駆動機構２０と係合可能な係合面３６ａを有している（図８，９参照）。４つの副炉床３６の軸線のそれぞれは、主炉床３４の軸線と平行であり、主炉床３４の軸線から等距離に配置されている。主炉床３４の上面と副炉床３６の上面は面一となっており、副炉床３６の上面には被処理物Ｗが載置可能となっている。

【0020】

主炉床３４と副炉床３６のそれぞれは、回転方向及び回転速度の変更停止が可能となっている。副炉床３６の上面に被処理物Ｗが載置されるため、主炉床３４が回転することで被処理物Ｗはいわゆる公転し、副炉床３６が回転することで被処理物Ｗはいわゆる自転をすることになる。各炉床３４，３６の回転方向は任意に設定することができる。例えば、図５に示すように、主炉床３４及び副炉床３６がともに反時計回りに回転してもよいし、主炉床３４及び副炉床３６がともに時計回りに回転してもよい。あるいは、主炉床３４が時計回りに回転する一方で副炉床３６が反時計回りに回転してもよいし、主炉床３４が反時計回りに回転する一方で副炉床３６が時計回りに回転してもよい。主炉床３４及び副炉床３６の回転速度及び回転方向を適宜制御することで、副炉床３６上に載置された被処理物Ｗを均一に加熱することができる。

【0021】

上述の説明から明らかなように、主炉床３４が回転すると、それに応じて副炉床３６も主炉床３４の軸線周りに回転（公転）する。このため、主炉床３４が回転を停止する位置が変化すると、副炉床３６が停止する位置も変化する。上述したように、主炉床３４の下面には凹所３４ａが形成され、副炉床３６の下面には係合面３６ａが形成され、これら凹所３４ａと係合面３６ａのそれぞれが熱処理炉本体１０の駆動機構２０に接続される。したがって、主炉床３４が回転を停止する位置を同一の位置とすると、副炉床３６が停止する位置も常に一定の位置となり、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０の駆動機構２０に接続するときの位置合せを容易にすることができる。

【0022】

なお、上述した処理テーブル３０は、作業者が操作する搬送台車７０によって搬送される。図２に示すように、搬送台車７０は、処理テーブル３０を保持するアーム７２を備えている。アーム７２は昇降可能となっており、アーム７２を昇降することで、アーム７２に保持した処理テーブル３０が昇降する。処理テーブル３０を昇降することで、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０の駆動機構２０（後で詳述する）に着脱することができる。

【0023】

次に、熱処理炉本体１０について説明する。図２～５に示すように、熱処理炉本体１０は、架台１６と、架台１６に支持される炉体１１と、を備えている。架台１６は、熱処理エリアＣの所定の位置に設置されている。炉体１１を架台１６で支持することで、炉体１１の下方に処理テーブル３０の着脱作業を行う空間が形成されている。

【0024】

炉体１１は、耐火物によって構成されており、円筒状の側壁１４と、円板状の天井壁１２を備えている。側壁１４は、その下端部が架台１６に固定されており、その上端部が天井壁１２まで伸びている。天井壁１２は、側壁１４の上端部に当接し、側壁１４の上端の開口部を閉じている。天井壁１２の中央には、図示しない排気口が形成されている。

【0025】

炉体１１は、昇降床１８をさらに備えている。昇降床１８は、平面視すると方形状の箱形に形成されており、その内部に処理テーブル３０を回転駆動する駆動装置（２０，２２）が収容されている。駆動装置（２０，２２）は、駆動源２２と駆動機構２０を備えている。駆動源２２は、処理テーブル３０を回転駆動するための汎用のモータ（すなわち、サーボ機能のないモータ）である。駆動源２２で発生した駆動力は、駆動機構２０を介して処理テーブル３０（詳細には、主炉床３４及び副炉床３６のそれぞれ）に伝達される。

【0026】

図８、９に示すように、駆動機構２０は、主炉床３４の凹所３４ａに連結される第１連結部４６と、副炉床３６の下面に連結される第２連結部４４を備えている。第１連結部４６には、図示しない伝達部材（チェーン等）を介して駆動源２２の回転駆動力が伝達される。第１連結部４６の下端には円板状の支持板４８が固定されている。支持板４８は、主炉床３４の下面に当接し、主炉床３４を支持する。第２連結部４４の下面には第２駆動軸４２が固定されている。第２駆動軸４２は支持板４８の図示しない貫通孔を貫通しており、その下端に図示しない伝達部材（チェーン等）を介して駆動源２２の回転駆動力が伝達される。第１連結部４６及び第２連結部４４のそれぞれに駆動源２２の回転駆動力が伝達されることで、主炉床３４は回転（自転）し、それに伴って副炉床３６は自転及び公転することになる。

【0027】

第１連結部４６に処理テーブル３０（主炉床３４）の凹所３４ａが連結され、第２連結部４４に処理テーブル３０（副炉床３６）の係合面３６ａが連結されることで、駆動機構２０に処理テーブル３０が取付けられる。これによって、処理テーブル３０が駆動機構２０の支持板４８の上面に載置され、処理テーブル３０が駆動機構２０に支持される。駆動機構２０に処理テーブル３０が取付けられると、図２～４に示すように、昇降床１８の上方に処理テーブル３０が支持される。ここで、昇降床１８は、架台１６に設けられた昇降装置２４によって、炉体１１の下端近傍の位置（請求項でいう第２位置の一例）と、床面近傍の位置（請求項でいう第１位置の一例）との間を昇降可能となっている。昇降床１８が床面近傍の位置に位置決めされると、側壁１４の下端が開放されると共に、駆動機構２０に処理テーブル３０が着脱可能となる（図３に示す状態）。

【0028】

また、駆動機構２０に処理テーブル３０が取付けられた状態で昇降床１８が炉体１１の下端近傍の位置に位置決めされると、処理テーブル３０が側壁１４の下端開口部を閉じる（図４に示す状態）。処理テーブル３０が側壁１４の下端開口部を閉じると、処理テーブル３０と炉体１２によって、被処理物Ｗを熱処理する炉内空間２６が形成される。図４、５に示すように、炉内空間２６には主炉床３４の上面及び副炉床３６の上面が露出しており、副炉床３６の上面に載置された被処理物Ｗが炉内空間２６に収容される。なお、炉内空間２６には、図示しないヒータ５０（図１０に図示）とガス供給装置５２（図１０に図示）が配設されている。ヒータ５０により被処理物Ｗが加熱され、ガス供給装置５２によって炉内空間２６の雰囲気が制御される。

【0029】

なお、図６、７に示すように、昇降床１８には、処理テーブル３０に取付けられたドグ３８を検出するための位置センサ４０が設けられている。位置センサ４０から出力される検出信号は、ドグ３８と対向するときにＯＮとなり、ドグ３８と対向しないときはＯＦＦとなる。図７に示すように、ドグ３８は一定の幅を有する板材であるため、主炉床３４が予め設定された設定角度範囲にあるときに、位置センサ４０から出力される検出信号はＯＮとなる。

【0030】

図１０に示すように、熱処理炉本体１０は制御部５４をさらに備えている。制御部５４は、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたコンピュータによって構成されている。制御部５４は、生産管理装置６０と位置センサ４０に接続されており、生産管理装置６０からの指示や、位置センサ４０からの検出信号が入力される。制御部５４は、入力される指示や検出信号に基づいて、熱処理炉本体１０の各部の動作を制御する。すなわち、制御部５４は、昇降装置２４を制御することで昇降床１８を昇降させ、駆動装置（２０，２２）を制御することで処理テーブル３０の回転を制御し、ヒータ５０とガス供給装置５２を制御することで炉内温度及び炉内雰囲気を制御する。なお、本実施例では、処理テーブル３０の回転を停止させる時の制御部５４の動作（停止処理）に特徴を有しており、その他については従来技術と同様である。このため、処理テーブル３０の回転を停止させる時の停止処理についてのみ詳細に説明する。

【0031】

図１１は、処理テーブル３０の回転を停止させるときに制御部５４で実施される停止処理の一例を示している。図１１に示すように、制御部５４は、まず、生産管理装置６０からの停止信号を受信したか否かを監視する（Ｓ１０）。すなわち、本実施例の生産管理装置６０は、各熱処理炉本体１０で被処理物Ｗに対して実施される熱処理を制御しており、各熱処理炉本体１０で所望の熱処理が完了すると、その熱処理炉本体１０に熱処理を停止するための停止信号を出力する。制御部５４は、まず、Ｓ１０において生産管理装置６０からの停止信号を受信したか否かを監視する。停止信号を受信していないときは（Ｓ１０でＮＯ）、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）の駆動を継続し、処理テーブル３０を速度Ｖ１で正転方向に回転させる。なお、速度Ｖ１は、被処理物Ｗを熱処理する時における処理テーブル３０の回転速度であり、被処理物Ｗの熱処理に応じた速度に設定されている。したがって、被処理物Ｗに実施する熱処理の種類等に応じて、速度Ｖ１は適宜設定されることとなる。

【0032】

停止信号を受信すると（Ｓ１０でＹＥＳ）、次に、制御部５４は、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮになったか否かを監視する（Ｓ１２）。上述したように、本実施例では、停止信号を受信するときは、処理テーブル３０は熱処理のために設定された速度Ｖ１で正転方向に回転している。このため、停止信号受信後に直ちに処理テーブル３０の回転を停止させても、速度Ｖ１が熱処理の種類等に応じて適宜設定されるため、処理テーブル３０が停止する位置（角度位置）にばらつきが生じる。本実施例では、停止信号を受信しただけでは処理テーブル３０の回転を直ちに停止はさせず、まずは、処理テーブル３０の回転を継続し、位置センサ４０からの信号がＯＮになったか否かを監視する。

【0033】

位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮになると（Ｓ１２でＹＥＳ）、次に、制御部５４は、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＦＦになったか否かを監視する（Ｓ１４）。すなわち、処理テーブル３０の下面に固定されたドグ３８が、位置センサ４０と対向しない位置となるまで、処理テーブル３０の正転方向の回転を継続する。

【0034】

位置センサ４０から出力される検出信号がＯＦＦになると（Ｓ１４でＹＥＳ）、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）の駆動を停止し、処理テーブル３０の正転方向の回転を停止させる（Ｓ１６）。次に、制御部５４は、今までとは逆の方向に駆動装置（２０，２２）を駆動し、処理テーブル３０を逆転方向に速度Ｖ２で回転させる（Ｓ１８）。ここで、速度Ｖ２は、処理テーブル３０の停止精度を向上するために、熱処理とは関係なく一定の値であって、速度Ｖ１よりも小さな値に設定される。

【0035】

次に、制御部５４は、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮになったか否かを監視する（Ｓ２０）。位置センサ４０から出力される検出信号がＯＦＦであると（Ｓ２０でＮＯ）、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）の駆動を継続し、処理テーブル３０を逆転方向に速度Ｖ２で回転させる。一方、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮとなると（Ｓ２０でＹＥＳ）は、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）の駆動を停止し、処理テーブル３０の逆転方向の回転を停止させる（Ｓ２２）。

【0036】

図１２は、上述した停止処理を制御部５４が実施するときにおいて、停止信号の状態と、駆動装置（２０，２２）の状態と、位置センサ４０からの検出信号の状態の変化を示すタイミングチャートである。図１２に示すように、駆動装置（２０，２２）は、速度Ｖ１で処理テーブル３０を正転方向に回転させている。この状態で、生産管理装置６０から停止信号が出力されても、駆動装置（２０，２２）は、処理テーブル３０を正転方向の速度Ｖ１で回転させる。そして、位置センサ４０からの検出信号がＯＮとなった後にさらにＯＦＦとなると、駆動装置（２０，２２）は、処理テーブル３０の正転方向の回転を停止する。次に、駆動装置（２０，２２）は、処理テーブル３０を逆転方向に速度Ｖ２（＜Ｖ１）で回転させ、位置センサ４０からの検出信号がＯＮとなると、処理テーブル３０の逆転方向の回転を停止させる。処理テーブル３０は、熱処理とは関係なく一定で、かつ、比較的に小さな回転速度Ｖ２で回転している状態から停止させられるため、処理テーブル３０は予め設定された位置（角度位置）に精度よく停止することができる。なお、駆動源２２にサーボモータを使用することで処理テーブル３０の停止位置精度を向上することもできるが、本実施例の停止処理を実行することで、駆動源２２にサーボ機能のない汎用モータを使用しても、処理テーブル３０の停止位置精度を高めることができる。

【0037】

本実施例の熱処理炉システム１００では、複数の熱処理炉本体１０と、これら複数の熱処理炉本体１０のそれぞれに共用して用いられる複数の処理テーブル３０を備えている。このため、複数の熱処理炉本体１０を効率的に稼働して、被処理物Ｗの熱処理を効率的に行うことができる。また、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業が必要となるが、上述したように、処理テーブル３０が回転を停止する位置は予め設定された位置となるように制御されている。特に、処理テーブル３０が回転を停止するときの処理テーブル３０の回転速度は、熱処理時の回転速度Ｖ１ではなく、回転速度Ｖ１よりも小さな回転速度Ｖ２で一定の速度とされている。これによって、処理テーブル３０は、精度よく設定された位置に停止することができる。このため、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業を容易化することができる。例えば、搬送台車７０に対して処理テーブル３０を予め設定された位置関係で保持すれば、搬送台車７０を熱処理炉本体１０に対して所定の位置関係に位置決めするだけで、駆動機構２０に対して処理テーブル３０を接続可能な位置関係に位置決めすることができる。その結果、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業を容易化することができる。

【0038】

なお、上述した実施例では、作業者が搬送台車７０を操作し、作業者によって処理テーブル３０を熱処理炉本体１０の駆動機構２０に接続していたが、本明細書に開示の技術はこのような形態に限られない。例えば、搬送台車を自動化し、搬送台車が自律的に処理テーブル７０を駆動機構２０に接続するようにしてもよい。特に、本明細書に開示の技術を使用すれば、処理テーブル７０が回転を停止すると、処理テーブル７０の位置（角度位置）は予め定められた位置（角度位置）で停止する。このため、搬送台車７０に対して処理テーブル３０を予め設定された位置関係で保持し、搬送台車７０を熱処理炉本体１０に対して所定の位置関係に位置決めするだけで、駆動機構２０に対して処理テーブル３０を適切な位置に位置決めすることができる。これによって、搬送台車を自動化し、熱処理炉システムを省人化することができる。

【0039】

（実施例２） 次に、実施例２に係る熱処理炉システムについて説明する。実施例２の熱処理炉システムでは、実施例１と異なり、処理テーブルの回転を停止させるときに制御部で実施される停止処理のみが相違し、その他の点では実施例１の熱処理炉システム１００と同一の構成を有している。以下では、実施例２の制御部で実施される停止処理のみを説明する。なお、実施例１と共通する構成については、同一の符号を用いて説明する。

【0040】

図１３は、処理テーブル３０の回転を停止させるときに制御部５４で実施される停止処理の手順を示している。図１３に示すように、制御部５４は、まず、生産管理装置６０から停止信号を受信したか否かを監視する（Ｓ２４）。停止信号を受信していないときは（Ｓ２４でＮＯ）、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）の駆動を継続し、処理テーブル３０を正転方向に速度Ｖ１で回転させる。一方、停止信号を受信すると（Ｓ２４でＹＥＳ）、制御部５４は、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮになったか否かを監視する（Ｓ２６）。そして、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮになると（Ｓ２６でＹＥＳ）、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）を直ちに停止し、処理テーブル３０の回転を停止させる（Ｓ２８）。したがって、Ｓ２８で処理テーブル３０の回転が停止したときは、位置センサ４０から出力される検出信号はＯＮのままとなっている。

【0041】

次に、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）を逆方向に駆動し、処理テーブル３０を逆転方向に速度Ｖ１で回転させる（Ｓ３０）。そして、制御部５４は、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＦＦになったか否かを監視する（Ｓ３２）。すなわち、Ｓ３０の時点では、位置センサ３０から出力される検出信号はＯＮとなっている。このため、Ｓ３２では、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮからＯＦＦになったか否かを監視する。

【0042】

位置センサ４０から出力される検出信号がＯＦＦになると（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）の逆方向の駆動を直ちに停止し、処理テーブル３０の逆転方向の回転を停止させる（Ｓ３４）。次に、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）を正方向に駆動し、処理テーブル３０を正転方向に速度Ｖ２で回転させる（Ｓ３６）。速度Ｖ２は、熱処理の種類等とは関係なく一定の値であり、速度Ｖ１よりも小さな値に設定されている。

【0043】

次に、制御部５４は、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮになったか否かを監視する（Ｓ３８）。そして、位置センサ４０から出力される検出信号がＯＮとなると（Ｓ３８でＹＥＳ）は、制御部５４は、駆動装置（２０，２２）の正転方向の駆動を停止し、処理テーブル３０の正転方向の回転を停止させる（Ｓ４０）。

【0044】

図１４は、上述した停止処理を制御部５４が実施するときにおいて、停止信号の状態と、駆動装置（２０，２２）の状態と、位置センサ４０からの検出信号の状態の変化を示すタイミングチャートである。図１４に示すように、駆動装置（２０，２２）は、速度Ｖ１で処理テーブル３０を正転方向に回転させている。この状態で、生産管理装置６０から停止信号が出力されても、駆動装置（２０，２２）は、処理テーブル３０を正転方向に速度Ｖ１で回転させる。そして、位置センサ４０からの検出信号がＯＮとなると、処理テーブル３０の正転方向の回転を停止させる。このとき、位置センサ４０からの検出信号はＯＮのままとなっている。次に、駆動装置（２０，２２）は、処理テーブル３０を逆転方向に速度Ｖ１で回転させ、位置センサ４０からの検出信号がＯＦＦとなると、処理テーブル３０の逆転方向の回転を停止させる。次に、処理テーブル３０は、速度Ｖ１と比較して小さな速度Ｖ２で正転方向に回転し、位置センサ４０からの検出信号がＯＮとなると、処理テーブル３０の正転方向の回転を停止させる。

【0045】

実施例２の熱処理炉システムでも、処理テーブル３０が熱処理の種類等とは関係がない一定の速度Ｖ２で回転させている状態から、処理テーブル３０の回転を停止させる。また、処理テーブル３０の回転速度Ｖ２は、熱処理時の回転速度Ｖ１よりも小さな値に設定されている。このため、処理テーブル３０を予め設定された位置（角度位置）に精度よく停止させることができる。これによって、処理テーブル３０を熱処理炉本体１０に取付ける作業を容易化することができる。

【0046】

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0047】

１００ 熱処理炉システム
Ａ 積載エリア
Ｂ 積み下ろしエリア
Ｗ 被処理物
１０ 熱処理炉
１１ 炉体
１２ 天井壁
１４ 側壁
１６ 架台
１８ 昇降床
２０ 駆動機構
２２ 駆動装置
２４ 昇降装置
２６ 炉内空間
２８ 開口
３０ 処理テーブル
３２ 大径部
３３ 小径部
３４ 主炉床
３６ 副炉床
３８ ドグ
４０ 位置センサ
４２ 第２駆動軸
４４ 第２連結部
４６ 第１連結部
４８ 支持板
５０ ヒータ
５２ ガス供給装置
５４ 制御部
７０ 搬送台車

【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】

【図14】