ワークの冷却装置
【課題】熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じず、かつ迅速にワークの冷却を行うことができるワークの冷却装置を提供する。
【解決手段】熱処理後のワークＷを載置して冷却させる放冷棚７と、ワークＷを個別に前工程から放冷棚７へ搬送し当該放冷棚に互いに離間させて載置するとともに、放冷が完了したワークＷを後工程へ搬送するロボットアームと、放冷棚７に載置されてからの経過時間を各ワークＷ毎に計時して、所定時間経過後に当該ワークＷの冷却完了と判定しロボットアームに報知する冷却計時手段とを備えている。
【解決手段】熱処理後のワークＷを載置して冷却させる放冷棚７と、ワークＷを個別に前工程から放冷棚７へ搬送し当該放冷棚に互いに離間させて載置するとともに、放冷が完了したワークＷを後工程へ搬送するロボットアームと、放冷棚７に載置されてからの経過時間を各ワークＷ毎に計時して、所定時間経過後に当該ワークＷの冷却完了と判定しロボットアームに報知する冷却計時手段とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワークの冷却装置に関し、特に、熱処理後のワークを冷却するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理したワークを冷却する場合、バッチ処理の場合には容器に製品をバラ積みあるいは整列積載して当該容器ごと熱処理を行ったワークをそのまま容器ごと冷却させている。また、連続処理の場合にはコンベア上にワークをばら積みあるいは整列積載して、コンベア上で熱処理を行ったワークをそのままコンベア上で冷却させている。ここで、特許文献１には、ラックに積層した複数枚の板状ワークをそのままラックごと冷却するようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７４９５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の冷却装置では、バッチ処理および連続処理のいずれの場合にもワークが左右上下で重なって積載されるものであるため、その積載位置によって冷却速度が異なり、このため熱処理後のワーク硬さがばらつくという問題がある。また、ワーク同士が重なっているため下方のワークに荷重が印加して歪が生じ、あるいは全てのワークを所定温度まで冷却するのに時間を要するという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じず、かつ迅速にワークの冷却を行うことができるワークの冷却装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、熱処理後のワーク（Ｗ）を載置して冷却させる冷却棚（７）と、前記ワークを個別に前工程から前記冷却棚（７）へ搬送し当該冷却棚に互いに離間させて載置するとともに、冷却が完了した前記ワーク（Ｗ）を後工程へ搬送するハンドリング手段（６）と、前記冷却棚（７）に載置されてからの経過時間を各ワーク（Ｗ）毎に計時して、所定時間経過後に当該ワーク（Ｗ）の冷却完了と判定し前記ハンドリング手段（６）に報知する冷却計時手段とを備えている。
【０００７】
本第１発明においては、ワーク同士を離間させてそれぞれ個別に管理して冷却することができるから、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じることがないとともに、迅速なワークの冷却を行うことが可能である。
【０００８】
本第２発明では、前記冷却棚（７）は断熱材（７５）上に前記ワーク（Ｗ）を載置して放冷させる構成となっている。
【０００９】
本第２発明においては、断熱材上にワークを載置して冷却しているから、ワークの載置面が部分的に放冷し急冷される等の問題を生じず、ワークの冷却が均等に行われる。
【００１０】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明のワークの冷却装置によれば、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じず、かつ迅速にワークの冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】熱処理装置の垂直断面図である。
【図２】放冷棚の正面図である。
【図３】放冷棚の平面図である。
【図４】水冷槽の正面図である。
【図５】水冷槽の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１には本発明の冷却装置の前工程に設けられる熱処理装置の一例を示す。図１において、熱処理装置は閉鎖円筒状の炉体１を備えており、炉体の周壁内周面には加熱ヒータ５が配設されている。炉体１の中心には間欠的に回転させられる回転軸２が設けられている。回転軸２の周囲にはこれに一体に円筒形の支持体２４が設けられ、その外周には円環状の棚板２５が、上下方向へ三段づつ互いに近接して群Ａ〜Ｄをなすように設けられている。各棚板２５上には周方向へ一定間隔をおいて複数のワークＷが互いに離間して水平姿勢で載置されている。これらワークＷは本実施形態ではリング状となっている。
【００１４】
各ワークＷは炉体１内を一周する間に熱処理されて、各群Ａ〜Ｄに対応して設けられた扉体４１〜４４に対面する位置に至る。この状態で、扉体４１〜４４が順次開放され、各扉体４１〜４４が開いている間にハンドリング手段を構成するロボットアーム６の把持フィンガ６１によって各ワークＷが炉外へ取り出されて、後述する冷却棚としての放冷棚７（図２）へ搬送される。ワークＷが取り出されて空いた棚板２５部分には、前工程から新たなワークＷが上記ロボットアーム６によって搬送されて来る。
【００１５】
このようにして、回転軸２が所定角度回転する毎に扉体４１〜４４に対面する位置に至ったワークＷが、これら扉体４１〜４４が順次開放されている間に上方位置のものから下方位置のものへ順次炉外へ取り出されて放冷棚７へ送られるとともに、新たなワークＷが炉内へ装入される。以上のようなロボットアーム６の作動、および放冷棚７へのワーク載置位置の記憶、さらに各ワークＷの冷却時間の計時は、図略のロボット制御盤内のコンピュータで行われる。
【００１６】
図２には放冷棚７の正面図を、図３にはその平面図を示す。図２に示すように冷却棚７は左右の柱体７１を備えており、各柱体７１はその下端部が、前後方向へ斜めに延びる筋交い部材７２によって、平面視で略Ｕ字形（図３）に成形された基台７３の両短辺に固定支持されている。左右の柱体７１の間に互いに平行に上下方向へ複数の桟部材７４が掛け渡されており、各桟部材７４はアングル材（図３）で構成されている。
【００１７】
各桟部材７４には長手方向の三箇所に間隔をおいて載置台７５が設けられており、各載置台７５は断熱性に優れる棒状に成型された耐火ブロック７５１を平行に並設して構成されている。上記熱処理装置から取り出されたワークＷはロボットアーム６によって各載置台７５の耐火ブロック７５１上に水平姿勢で載置され、放冷される。この放冷は、各ワークＷが互いに積み重なることなく離間した状態で行われるとともに、載置台７５は断熱性が確保されているから載置台７５に接するワーク載置面（下側面）が急速に冷却される等の問題を生じず、載置されたワークＷの放冷が均等に行われる。
【００１８】
ロボット制御盤ではワークＷを放冷棚７のどの載置台７５に載置したかを記憶し、当該ワークＷを載置してからの経過時間（すなわち放冷時間）を計時する。この場合、各載置台７５の三次元位置は予めロボット制御盤内に記憶されており、ロボットアーム６に設けた位置検出器によって当該アーム６の移動位置が検出されて、所定の載置台７５にワークＷが搬送され載置されるようになっている。なお、載置台７５へのワークＷの載置は、上方から順番に各載置台７５に行うようにしても良いし、放冷が完了したワークＷが取り出されて空になった載置台７５に載置するようにしても良い。
【００１９】
ある載置台７５上のワークＷの放冷時間が所定時間を経過した場合には当該ワークＷの放冷が完了したものとして、所定時間の経過が上記ロボットアーム６とは異なる、ハンドリング手段を構成する他のロボットアームに報知され、当該ロボットアームが冷却の完了した上記ワークＷを掴んで放冷棚７外へ取り出し、放冷棚７に近い位置に設けられた水冷槽８へ搬送する。なお、上記所定時間はワークの形状及び鋼種によって決まるもので、水冷してもその後のワーク硬さへの影響が少なくなるような温度まで放冷される時間とする。
【００２０】
水冷槽８の正面図を図４に、その平面図を図５に示す。水冷槽８は平面視が細長長方形（図５）の槽体８１を備えており、当該槽体８１がアングル材よりなる脚体８２で下方から支持されている（図４）。槽体８１内には冷却水Ｒの水位Ｒ１よりも低い所定の高さ位置にパンチングメタルからなる冷却棚としての水冷棚８２が水平に配設されており、本実施形態では、上記他のロボットアームの把持フィンガ６２（把持フィンガのみを示す）によってワークＷを把持して、互いに離間した状態で４個のワークＷを並べて水冷棚８２上に置いて水冷することができる。
【００２１】
ロボット制御盤ではワークＷを水冷棚８２のどの位置に載置したかを記憶し、ワークＷを載置してからの経過時間（すなわち水冷時間）を計時する。この場合、水冷棚８２の各載置箇所の三次元位置は予めロボット制御盤内に記憶されており、上記他のロボットアームに設けた位置検出器によって当該アームの移動位置が検出されて、所定の載置箇所にワークＷが搬送されて浸水載置されるようになっている。なお、水冷棚８２へのワークＷの載置は、左右方向へ順番に行うようにしても良いし、水冷が完了したワークＷが取り出されて空になった箇所に新たなワークＷを載置するようにしても良い。水冷を終えたワークＷは再び上記他のロボットアームの把持フィンガ６２に把持されて後工程に搬送される。
【００２２】
以上のように、本実施形態の冷却装置によれば、ワーク同士を離間させてそれぞれ個別に管理して冷却することができるから、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じることがないとともに、迅速なワークの冷却を行うことが可能である。なお、水冷を行った方が全体の冷却時間を短くできる点で有利であるが、放冷のみで短時間で十分温度が下がる場合には特に水冷を行う必要は無い。また、水冷が比較的短時間で終了する場合には特に水冷時間を計時する必要は無い。上記実施形態では、熱処理後のワークを自然放冷しているが、強制冷却してももちろん良い。
【符号の説明】
【００２３】
６…ロボットアーム（ハンドリング手段）、７…放冷棚（冷却棚）、７５…載置台（断熱材）、Ｗ…ワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明はワークの冷却装置に関し、特に、熱処理後のワークを冷却するための冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理したワークを冷却する場合、バッチ処理の場合には容器に製品をバラ積みあるいは整列積載して当該容器ごと熱処理を行ったワークをそのまま容器ごと冷却させている。また、連続処理の場合にはコンベア上にワークをばら積みあるいは整列積載して、コンベア上で熱処理を行ったワークをそのままコンベア上で冷却させている。ここで、特許文献１には、ラックに積層した複数枚の板状ワークをそのままラックごと冷却するようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７４９５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の冷却装置では、バッチ処理および連続処理のいずれの場合にもワークが左右上下で重なって積載されるものであるため、その積載位置によって冷却速度が異なり、このため熱処理後のワーク硬さがばらつくという問題がある。また、ワーク同士が重なっているため下方のワークに荷重が印加して歪が生じ、あるいは全てのワークを所定温度まで冷却するのに時間を要するという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じず、かつ迅速にワークの冷却を行うことができるワークの冷却装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、熱処理後のワーク（Ｗ）を載置して冷却させる冷却棚（７）と、前記ワークを個別に前工程から前記冷却棚（７）へ搬送し当該冷却棚に互いに離間させて載置するとともに、冷却が完了した前記ワーク（Ｗ）を後工程へ搬送するハンドリング手段（６）と、前記冷却棚（７）に載置されてからの経過時間を各ワーク（Ｗ）毎に計時して、所定時間経過後に当該ワーク（Ｗ）の冷却完了と判定し前記ハンドリング手段（６）に報知する冷却計時手段とを備えている。
【０００７】
本第１発明においては、ワーク同士を離間させてそれぞれ個別に管理して冷却することができるから、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じることがないとともに、迅速なワークの冷却を行うことが可能である。
【０００８】
本第２発明では、前記冷却棚（７）は断熱材（７５）上に前記ワーク（Ｗ）を載置して放冷させる構成となっている。
【０００９】
本第２発明においては、断熱材上にワークを載置して冷却しているから、ワークの載置面が部分的に放冷し急冷される等の問題を生じず、ワークの冷却が均等に行われる。
【００１０】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明のワークの冷却装置によれば、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じず、かつ迅速にワークの冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】熱処理装置の垂直断面図である。
【図２】放冷棚の正面図である。
【図３】放冷棚の平面図である。
【図４】水冷槽の正面図である。
【図５】水冷槽の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１には本発明の冷却装置の前工程に設けられる熱処理装置の一例を示す。図１において、熱処理装置は閉鎖円筒状の炉体１を備えており、炉体の周壁内周面には加熱ヒータ５が配設されている。炉体１の中心には間欠的に回転させられる回転軸２が設けられている。回転軸２の周囲にはこれに一体に円筒形の支持体２４が設けられ、その外周には円環状の棚板２５が、上下方向へ三段づつ互いに近接して群Ａ〜Ｄをなすように設けられている。各棚板２５上には周方向へ一定間隔をおいて複数のワークＷが互いに離間して水平姿勢で載置されている。これらワークＷは本実施形態ではリング状となっている。
【００１４】
各ワークＷは炉体１内を一周する間に熱処理されて、各群Ａ〜Ｄに対応して設けられた扉体４１〜４４に対面する位置に至る。この状態で、扉体４１〜４４が順次開放され、各扉体４１〜４４が開いている間にハンドリング手段を構成するロボットアーム６の把持フィンガ６１によって各ワークＷが炉外へ取り出されて、後述する冷却棚としての放冷棚７（図２）へ搬送される。ワークＷが取り出されて空いた棚板２５部分には、前工程から新たなワークＷが上記ロボットアーム６によって搬送されて来る。
【００１５】
このようにして、回転軸２が所定角度回転する毎に扉体４１〜４４に対面する位置に至ったワークＷが、これら扉体４１〜４４が順次開放されている間に上方位置のものから下方位置のものへ順次炉外へ取り出されて放冷棚７へ送られるとともに、新たなワークＷが炉内へ装入される。以上のようなロボットアーム６の作動、および放冷棚７へのワーク載置位置の記憶、さらに各ワークＷの冷却時間の計時は、図略のロボット制御盤内のコンピュータで行われる。
【００１６】
図２には放冷棚７の正面図を、図３にはその平面図を示す。図２に示すように冷却棚７は左右の柱体７１を備えており、各柱体７１はその下端部が、前後方向へ斜めに延びる筋交い部材７２によって、平面視で略Ｕ字形（図３）に成形された基台７３の両短辺に固定支持されている。左右の柱体７１の間に互いに平行に上下方向へ複数の桟部材７４が掛け渡されており、各桟部材７４はアングル材（図３）で構成されている。
【００１７】
各桟部材７４には長手方向の三箇所に間隔をおいて載置台７５が設けられており、各載置台７５は断熱性に優れる棒状に成型された耐火ブロック７５１を平行に並設して構成されている。上記熱処理装置から取り出されたワークＷはロボットアーム６によって各載置台７５の耐火ブロック７５１上に水平姿勢で載置され、放冷される。この放冷は、各ワークＷが互いに積み重なることなく離間した状態で行われるとともに、載置台７５は断熱性が確保されているから載置台７５に接するワーク載置面（下側面）が急速に冷却される等の問題を生じず、載置されたワークＷの放冷が均等に行われる。
【００１８】
ロボット制御盤ではワークＷを放冷棚７のどの載置台７５に載置したかを記憶し、当該ワークＷを載置してからの経過時間（すなわち放冷時間）を計時する。この場合、各載置台７５の三次元位置は予めロボット制御盤内に記憶されており、ロボットアーム６に設けた位置検出器によって当該アーム６の移動位置が検出されて、所定の載置台７５にワークＷが搬送され載置されるようになっている。なお、載置台７５へのワークＷの載置は、上方から順番に各載置台７５に行うようにしても良いし、放冷が完了したワークＷが取り出されて空になった載置台７５に載置するようにしても良い。
【００１９】
ある載置台７５上のワークＷの放冷時間が所定時間を経過した場合には当該ワークＷの放冷が完了したものとして、所定時間の経過が上記ロボットアーム６とは異なる、ハンドリング手段を構成する他のロボットアームに報知され、当該ロボットアームが冷却の完了した上記ワークＷを掴んで放冷棚７外へ取り出し、放冷棚７に近い位置に設けられた水冷槽８へ搬送する。なお、上記所定時間はワークの形状及び鋼種によって決まるもので、水冷してもその後のワーク硬さへの影響が少なくなるような温度まで放冷される時間とする。
【００２０】
水冷槽８の正面図を図４に、その平面図を図５に示す。水冷槽８は平面視が細長長方形（図５）の槽体８１を備えており、当該槽体８１がアングル材よりなる脚体８２で下方から支持されている（図４）。槽体８１内には冷却水Ｒの水位Ｒ１よりも低い所定の高さ位置にパンチングメタルからなる冷却棚としての水冷棚８２が水平に配設されており、本実施形態では、上記他のロボットアームの把持フィンガ６２（把持フィンガのみを示す）によってワークＷを把持して、互いに離間した状態で４個のワークＷを並べて水冷棚８２上に置いて水冷することができる。
【００２１】
ロボット制御盤ではワークＷを水冷棚８２のどの位置に載置したかを記憶し、ワークＷを載置してからの経過時間（すなわち水冷時間）を計時する。この場合、水冷棚８２の各載置箇所の三次元位置は予めロボット制御盤内に記憶されており、上記他のロボットアームに設けた位置検出器によって当該アームの移動位置が検出されて、所定の載置箇所にワークＷが搬送されて浸水載置されるようになっている。なお、水冷棚８２へのワークＷの載置は、左右方向へ順番に行うようにしても良いし、水冷が完了したワークＷが取り出されて空になった箇所に新たなワークＷを載置するようにしても良い。水冷を終えたワークＷは再び上記他のロボットアームの把持フィンガ６２に把持されて後工程に搬送される。
【００２２】
以上のように、本実施形態の冷却装置によれば、ワーク同士を離間させてそれぞれ個別に管理して冷却することができるから、熱処理後のワーク硬さのばらつきや歪を生じることがないとともに、迅速なワークの冷却を行うことが可能である。なお、水冷を行った方が全体の冷却時間を短くできる点で有利であるが、放冷のみで短時間で十分温度が下がる場合には特に水冷を行う必要は無い。また、水冷が比較的短時間で終了する場合には特に水冷時間を計時する必要は無い。上記実施形態では、熱処理後のワークを自然放冷しているが、強制冷却してももちろん良い。
【符号の説明】
【００２３】
６…ロボットアーム（ハンドリング手段）、７…放冷棚（冷却棚）、７５…載置台（断熱材）、Ｗ…ワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理後のワークを載置して冷却させる冷却棚と、前記ワークを個別に前工程から前記冷却棚へ搬送し当該冷却棚に互いに離間させて載置するとともに、冷却が完了した前記ワークを後工程へ搬送するハンドリング手段と、前記冷却棚に載置されてからの経過時間を各ワーク毎に計時して、所定時間経過後に当該ワークの冷却完了と判定し前記ハンドリング手段に報知する冷却計時手段とを備えるワークの冷却装置。
【請求項２】
前記冷却棚は断熱材上に前記ワークを載置して冷却する構成となっている請求項１に記載のワークの冷却装置。
【請求項１】
熱処理後のワークを載置して冷却させる冷却棚と、前記ワークを個別に前工程から前記冷却棚へ搬送し当該冷却棚に互いに離間させて載置するとともに、冷却が完了した前記ワークを後工程へ搬送するハンドリング手段と、前記冷却棚に載置されてからの経過時間を各ワーク毎に計時して、所定時間経過後に当該ワークの冷却完了と判定し前記ハンドリング手段に報知する冷却計時手段とを備えるワークの冷却装置。
【請求項２】
前記冷却棚は断熱材上に前記ワークを載置して冷却する構成となっている請求項１に記載のワークの冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９６６４３（Ｐ２０１３−９６６４３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４００３０（Ｐ２０１１−２４００３０）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
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