封止機構及びこれを用いた熱処理炉
【課題】（１）開口部の封止を迅速に行うと共に、開口部の封止を継続して確実に行う。
（２）被処理品を遅滞なく一定の雰囲気下で熱処理して、被処理品について所望の性質を得る。
【解決手段】開口部２を有する壁部３と開口部２を閉塞する扉５とを備えた構造を対象として、開口部２を扉５で閉塞した状態において壁部３と扉５との互いに対抗する面のいずれか一方又は双方に開口部２を囲繞する環状溝部１１が形成され、該環状溝部１１内に内部が流体Ａの封入部１３ｓとされた封止部材１３が配置され、流体Ａを制御することにより封止部材１３を変形せしめて、開口部２の封止を行う封止機構において、封止部材１３は、少なくとも環状溝部１１開放側に肉厚に構成された剛性パッド部１３ａを備えると共に該剛性パッド部１３ａに連設し該剛性パッド部１３ａよりも肉薄に構成されて環状溝部１１内で伸縮可能な可撓伸縮部１３ｂを備えていることを特徴とする。
（２）被処理品を遅滞なく一定の雰囲気下で熱処理して、被処理品について所望の性質を得る。
【解決手段】開口部２を有する壁部３と開口部２を閉塞する扉５とを備えた構造を対象として、開口部２を扉５で閉塞した状態において壁部３と扉５との互いに対抗する面のいずれか一方又は双方に開口部２を囲繞する環状溝部１１が形成され、該環状溝部１１内に内部が流体Ａの封入部１３ｓとされた封止部材１３が配置され、流体Ａを制御することにより封止部材１３を変形せしめて、開口部２の封止を行う封止機構において、封止部材１３は、少なくとも環状溝部１１開放側に肉厚に構成された剛性パッド部１３ａを備えると共に該剛性パッド部１３ａに連設し該剛性パッド部１３ａよりも肉薄に構成されて環状溝部１１内で伸縮可能な可撓伸縮部１３ｂを備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部を有する壁部と開口部を閉塞する扉とを備えた構造を対象とした封止機構及びこれを用いた熱処理炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属等の熱処理を行う熱処理炉においては、被処理品に対して加熱処理を行う加熱処理室と冷却処理を行う冷却処理室とを隣接配置させ、これら加熱処理室と冷却処理室とを隔絶する隔壁に被処理品を移動させるための開口部と、この開口部を閉塞可能な中間扉と、この中間扉に配置され前記開口部を封止する封止機構とを設けて、特に冷却処理室に不活性ガスを充填して被処理品に冷却処理を行う際に開口部を閉塞すると共にこの開口部を封止している。
【０００３】
このような構造を対象とした封止機構の一つとして、周知のように、開口部と対向する扉の対向面に固定され開口部を扉で閉塞した状態において開口部を囲繞するＯリングと、開口部を扉で閉塞した状態で扉を壁部に押し付ける押し付け装置とを備えたものがある。
【０００４】
また、下記特許文献１には、気密室の開口部の周縁又は扉の該気密室の開口部の周縁に対応する部位に形成された環状の凹溝と、該凹溝の開口部の両口縁に凹溝に沿って設けられたパッキン保持部と、環状の外形を有して凹溝の開口部全体を覆うように配され、両側縁がパッキン保持部で保持されたシート状パッキンとを具備した封止機構が開示されている。すなわち、凹溝とパッキンとの間の空間内に高圧の作動流体を供給して該パッキンを膨出させ、凹溝と対向する扉又は気密室の部位と接触させることにより気密室の開口部を封止するものである。
【特許文献１】特開平１１−２５７４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記Ｏリングを設けた構成のものでは、扉を壁部に押し付けて開口部を封止するまでに相当時間を要するという問題がある。このような封止機構を上記例示した熱処理炉に用いると、封止完了まで冷却処理が行えないので熱処理が遅延し、被処理品について所望する品質が得られないという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の構成のものでは、封止機構が高圧下又は減圧下で使用される場合にシート状パッキンが該圧力により大きく変形し、このシート状パッキンと、凹溝と対向する扉又は気密室の部位との接触が解消されて、開口部が封止されなくなってしまうという問題がある。このような封止機構を上記例示した熱処理炉に用いると、冷却処理室に充填した不活性ガスが熱処理室に漏出する可能性が高くなり、冷却処理中に雰囲気が変化して被処理品について所望する品質が得られないおそれがあるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下を目的とする。
（１）開口部の封止を迅速に行うと共に、開口部の封止を継続して確実に行う。
（２）被処理品を遅滞なく一定の雰囲気下で熱処理して、被処理品について所望の性質を得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、封止機構に係る第１の解決手段として、開口部を有する壁部と前記開口部を閉塞する扉とを備えた構造を対象として、前記開口部を前記扉で閉塞した状態において前記壁部と前記扉との互いに対抗する面のいずれか一方又は双方に前記開口部を囲繞する環状溝部が形成され、該環状溝部内に内部が流体の封入部とされた封止部材が配置され、前記流体の圧力を制御することにより前記封止部材を変形せしめて、前記扉により前記開口部の封止を行う封止機構において、前記封止部材は、少なくとも前記環状溝部開放側に肉厚に構成された剛性パッド部を備えると共に該剛性パッド部に連設し該剛性パッド部よりも肉薄に構成されて前記環状溝部内で伸縮可能な可撓伸縮部を備えている、という手段を採用する。
【０００９】
また、封止機構に係る第２の解決手段として、上記封止機構に係る第１の解決手段において、前記可撓伸縮部は、屈曲部を備え、前記封止部材を前記環状溝部に折り曲げて収容する、という手段を採用する。
また、封止機構に係る第３の解決手段として、上記封止機構に係る第１又は第２の解決手段において、前記封止部材を固定する固定部材を備え、該固定部材は、前記封止部材を前記環状溝部の形成面に密着して固定する、という手段を採用する。
【００１０】
また、封止機構に係る第４の解決手段として、上記封止機構に係る第１から第３の解決手段のうちいずれかにおいて、前記剛性パッド部は、前記環状溝部開放側に向けて延設された突起部を備える、という手段を採用する。
また、熱処理炉に係る解決手段として、前記開口部は、被処理品を収容する熱処理室の内部空間と外部空間とを連通させる搬入搬出口であり、上記封止機構に係る第１から第３の解決手段うちいずれかの解決手段における封止機構を用いた、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る封止機構によれば、封止部材が、剛性パッド部と可撓伸縮部とを備えているので、封止機構が用いられる雰囲気で剛性パッド部が変形し難く、また、封入部に流体を出入させると可撓伸縮部が伸縮する。これにより、剛性パッド部を環状溝部から突出させて開口部を迅速に封止することができると共に開口部を封止した状態の剛性パッド部の変形を極めて小さいものとし、開口部を継続して確実に封止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る熱処理炉によれば、上記のような封止機構を用いているので、迅速に開口部の封止を行って遅滞なく熱処理を行うことができると共に、一定の雰囲気下で熱処理を行うことができる。従って、設定した処理工程及び処理条件で被処理品に熱処理を行って、所望の性質の被処理品を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、まず本発明に係る封止機構を説明した後に、この封止機構を用いた熱処理炉について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る構造体１を示す外観構成図である。
図１に示すように、構造体１は、開口部２が形成された壁部３等により密閉室Ｒが構成された本体４と、開口部２を閉塞する閉塞扉（扉）５と、閉塞扉５を上下に可動させる昇降装置６と、閉塞扉５の鉛直方向以外の動きを規制するスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）と、開口部２を封止する封止機構１０とから概略構成されている。
【００１５】
本体４は、床Ｇに鉛直に立設された壁部３、また、天板部４ａ等から構成されて、これら壁部３や天板部４ａ等により密閉室Ｒが形成されている。この密閉室Ｒを形成する壁部３には、密閉室Ｒと外部空間とを連通させ、その開口断面が矩形となった開口部２が形成されている。
なお、密閉室Ｒは、閉塞扉５が開口部２を閉塞すると共に封止機構１０が開口部２を封止した状態において比較的に高圧とされるものである。
【００１６】
閉塞扉５は、開口部２の開口面積よりも大きな面積となった扉板面５ａ，５ｂを備える略矩形板状のものである。この閉塞扉５は、昇降装置６及びスライドガイド７により壁部３に沿って鉛直方向に移動可能に構成されており、開口部２を閉塞することが可能である。
【００１７】
昇降装置６は、天板部４ａに固定されたワイヤ巻取装置６ａと、閉塞扉５の上方に配置された滑車６ｂと、ワイヤ巻取装置６ａと閉塞扉５とを滑車６ｂを介して連結するワイヤ６ｃとから構成されて、閉塞扉５を上下に移動させる。
【００１８】
スライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）は、細長状に形成されると共に断面が略Ｌ字型に形成された部材であり、開口部２の両側部に閉塞扉５の短手方向の長さとほぼ同様の長さを空けて対向配置されたものである。より具体的には、スライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）の断面が壁部３と直交する方向に閉塞扉５の厚さとほぼ同様の長さだけ延在した後に、他方のスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）の方向に屈曲し、同方向へ向けて開口部２に重ならない長さだけ延在しているものである。
【００１９】
すなわち、このスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）と壁部３とで閉塞扉５を挟んで閉塞扉５の鉛直方向以外の移動が規制されている。このスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）の下部には、閉塞扉５の下方向の移動を制限するストッパ（不図示）が形成されており、このストッパが閉塞扉５に接触することにより閉塞扉５が定位置において開口部２を閉塞するようになっている。以下では、特に言及しない限り、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態とは、この定位置での閉塞状態を指すものとする。
【００２０】
図２は、扉板面５ａ側から見た閉塞扉５を示す一部断面図であり、図３は、閉塞扉５の要部断面図であって、図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図２に示すように、封止機構１０は、閉塞扉５に形成された環状溝部１１と、この環状溝部１１内に配置された封止部材１３と、この封止部材１３を環状溝部１１に固定する固定部材１５と、封止部材１３に空気（空気）Ａを供給すると共に空気Ａを排気するポンプ機構１７（図３（ｂ）参照）とを備えている。
【００２１】
環状溝部１１は、壁部３と対向する扉板面５ａに形成されたものであって、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態において開口部２を囲繞するように環状に形成されたものである。より正確には、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態において扉板面５ａに開口部２を投影した投影線２ｐを囲繞するように環状に形成されている。
この環状溝部１１は、図３に示すように、溝深さ方向の断面が矩形に形成されたものであり、扉板面５ａと直交するように形成された溝側面１１ａ，１１ｂと、これら溝側面１１ａ，１１ｂとに直交するように形成された溝底面１１ｃを備えている。
【００２２】
溝底面１１ｃには、溝底面１１ｃと扉板面５ｂとを貫通する複数のボルト貫通孔１１ｄが一定間隔を空けて開口すると共に、溝底面１１ｃと扉板面５ｂとを貫通する一つのノズル貫通孔１１ｅが開口している（図２参照）。
【００２３】
封止部材１３は、フッ素ゴム製のものであり、図２に示すように、環状に形成され、環状溝部１１に配置されている。この封止部材１３は、図３に示すように、剛性パッド部１３ａと、可撓伸縮部１３ｂと、突起部１３ｃと、被固定部１３ｄとを備えている。
【００２４】
剛性パッド部１３ａは、環状溝部１１の開放側に位置する肉厚の部位であり、環状、かつ、板状に形成され、溝側面１１ａ，１１ｂに挟まれるようにして環状溝部１１に嵌合している。この剛性パッド部１３ａは、扉板面５ａから壁部３までの長さ以上の厚さ（環状溝部１１の溝深さ方向）を有している。すなわち、剛性パッド部１３ａを突出させて壁部３に密着させた状態において、剛性パッド部１３ａに扉板面５ａの方向に沿って荷重を作用させても、その荷重を環状溝部１１で受けることができるようになっている。
【００２５】
また、剛性パッド部１３ａの各寸法は、密閉室Ｒと外部空間との圧力差によって剛性パッド部１３ａに生じる変形が極めて小さくなるように構成されている。
具体的には、フッ素ゴムの機械的性質を考慮した上で、剛性パッド部１３ａを突出させて壁部３に密着させた状態において密閉室Ｒと外部空間との圧力差によって作用するせん断力（後述する）に十分に耐え得る寸法が設定されている。
【００２６】
また、剛性パッド部１３ａには、環状溝部１１の開放側に延設された突起部１３ｃが、環状溝部１１の溝底面１１ｃの幅方向における中心から、この幅方向に直交する方向に延在する仮想中心面Ｑ上の位置と、この仮想中心面Ｑを挟んで対称となる二つの位置とに一定の距離を空けて形成されている。
【００２７】
可撓伸縮部１３ｂは、剛性パッド部１３ａの両端部から溝底面１１ｃに向けて延設された肉薄の部位であり、屈曲部１３ｅを備えている。すなわち、可撓伸縮部１３ｂは、環状溝部１１開放側から溝底面１１ｃに向けて、仮想中心面Ｑに次第に近接し、仮想中心面Ｑに最も近接した屈曲部１３ｅを経た後に、仮想中心面Ｑから次第に離間するように形成されている。つまり、溝深さ方向に沿った断面が略く字状又は略逆く字状に形成されている。
【００２８】
被固定部１３ｄは、可撓伸縮部１３ｂから仮想中心面Ｑに向けて所定の長さだけ延設されたものであり、その端部が仮想中心面Ｑを挟んで対向し、固定部材１５により溝底面１１ｃに密着固定されている。
【００２９】
固定部材１５は、環状に形成されて、環状溝部１１に配置されたものであり、環状溝部１１の溝深さの略半分程度の高さを有している。この固定部材１５は、溝底面１１ｃから仮想中心面Ｑに沿って被固定部１３ｄの厚さより短い長さだけ延在した後に、溝底面１１ｃの幅方向に張り出し、その後、環状溝部１１の開放側に向けて次第に張り出しの幅が狭まる形状となっている。
この固定部材１５には、ボルト貫通孔１１ｄに対応した位置に複数個の雌ネジ１５ａが形成されると共に、ノズル貫通孔１１ｅに対応した位置に一つの空気給排気孔１５ｂが形成されている。
【００３０】
すなわち、この固定部材１５は、張り出した部分と溝底面１１ｃとで被固定部１３ｄを挟んで封止部材１３を環状溝部１１に固定している。すなわち、ボルト１６をボルト貫通孔１１ｄに挿入すると共に雌ネジ１５ａに螺着させ、このボルト１６の緊締力により被固定部１３ｄを溝底面１１ｃに押圧し、封止部材１３を環状溝部１１に密着固定している。
なお、ノズル貫通孔１１ｅには空気給排気孔１５ｂと密着固定されたノズル１８が配置固定されている。
【００３１】
このような構成により封止部材１３は、環状溝部１１に固定収容されると共に、内部が空気Ａの封入部１３ｓとされており、この封入部１３ｓと空気給排気孔１５ｂ（ノズル１８）とが連通するようになっている。
【００３２】
ポンプ機構１７は、空気Ａを圧送及び排気することができるものであり、封入部１３ｓ内の空気Ａの圧力を制御することができるようになっている。
【００３３】
続いて、上記の構成からなる構造体１において、開口部２を封止する方法及びこの封止状態を解除する方法について、図１及び図４を用いて説明する。
まず、図１に示すように、閉塞扉５を開口部２よりも上方に位置させて開口部２を開放した状態から、昇降装置６を作動させて閉塞扉５をスライドガイド７に沿ってスライドさせる。そして、閉塞扉５をスライドガイド７のストッパに接触させて、開口部２を閉塞する。
【００３４】
開口部２を閉塞扉５で閉塞した状態において、図４（ａ）に示すように、ポンプ機構１７から封入部１３ｓに空気Ａを供給し、封入部１３ｓの圧力を上昇させる。封入部１３ｓの圧力が上昇するにつれて、図４（ｂ）に示すように、可撓伸縮部１３ｂが速やかに伸長すると共に剛性パッド部１３ａが環状溝部１１（溝側面１１ａ，１１ｂ）に沿って、環状溝部１１の開放側に変位し、突起部１３ｃの先端が壁部３に接触する。
【００３５】
さらに、封入部１３ｓの圧力を上昇させると、図４（ｃ）に示すように、剛性パッド部１３ａが壁部３に向かって変位し、突起部１３ｃを押しつぶしながら剛性パッド部１３ａの平面を壁部３に密着させ、開口部２を迅速に封止する。
【００３６】
開口部２が封止されて密閉室Ｒが密閉されると密閉室Ｒに不活性ガスが注入されて、密閉室Ｒの圧力が上昇する。密閉室Ｒが高圧になるとこの密閉室Ｒと外部空間とに圧力差が生じて、環状溝部１１から突出した剛性パッド部１３ａの一部が、扉板面５ａの中心から外方へ向けて押し出す力を受ける。すなわち、剛性パッド部１３ａに扉板面５ａの方向に沿って、せん断力が発生する。
【００３７】
剛性パッド部１３ａは、扉板面５ａの方向に沿ったせん断力により極めて小さく変形するが、壁部３との接触状態が解消されるほどには変形せず、壁部３と密着して開口部２を継続して封止する。
【００３８】
最後に開口部２を再度開放するために、密閉室Ｒに注入された不活性ガスを排気管（不図示）から排気して密閉室Ｒを減圧した後に、封入部１３ｓから空気Ａを排気して、可撓伸縮部１３ｂを短縮すると共に剛性パッド部１３ａを後退させて壁部３から離間させ、開口部２の封止を解除する（図４（ｂ）参照）。さらに、封入部１３ｓの減圧を続け、可撓伸縮部１３ｂが固定部材１５と接触するように剛性パッド部１３ａを環状溝部１１に収容する（図４（ａ）参照）。
そして、剛性パッド部１３ａを環状溝部１１に収容した状態で、昇降装置６を作動させ、閉塞扉５を上方に移動させて開口部２を開放する（図１参照）。
【００３９】
以上説明したように、構造体１の封止機構１０によれば、封止部材１３が剛性パッド部１３ａと可撓伸縮部１３ｂとを備えているので、開口部２の封止を迅速に行うと共に、開口部２の封止を継続して確実に行うことができる。
すなわち、剛性パッド部１３ａが壁部３に密着した状態において、剛性パッド部１３ａの溝底面１１ｃ側の一部が環状溝部１１に嵌合しているので、剛性パッド部１３ａに作用する圧力を環状溝部１１で受けることができる。また、剛性パッド部１３ａの各寸法は、扉板面５ａの方向に沿ったせん断力に十分に耐え得る寸法が設定されて肉厚に構成されている。これにより、密閉室Ｒが高圧なものであり、外部空間と圧力がある場合であっても剛性パッド部１３ａの変形が極めて小さいものなり、壁部３との密着状態が解消されるほどには変形が生じない。従って、剛性パッド部１３ａを壁部３に密着させ続けて、開口部２を継続して確実に封止することができる。
また、封入部１３ｓに空気Ａを出入させると可撓伸縮部１３ｂが伸縮する。これにより、開口部２の封止時では、剛性パッド部１３ａを環状溝部１１から突出させて開口部２を迅速に封止することができる。
よって、開口部２の封止を迅速に行うと共に、開口部２の封止を継続して確実に行うことができる。
【００４０】
また、可撓伸縮部１３ｂは、屈曲部を備えるので、封止部材１３を折り畳んでコンパクトに収容することができる一方、開口部２を封止する場合には速やかに伸長することが可能となる。
また、固定部材１５が被固定部１３ｄを環状溝部１１の溝底面１１ｃに密着固定するので、封入部１３ｓの密閉を確実なものとすることができ、空気Ａを圧送又は排気して可撓伸縮部１３ｂを良好に変形させることができる。
また、剛性パッド部１３ａは、突起部１３ｃを備えるので、この突起部１３ｃを押し潰して壁部３に密着させることで、開口部２の封止を確実にすることができる。
【００４１】
続いて、上述した封止機構１０を採用した熱処理炉について説明する。図５は、封止機構１０を採用した多室型熱処理炉（熱処理炉）３０の全体構成を示す垂直断面図であり、図６は、多室型熱処理炉３０の全体構成を示す水平断面図である。なお、図５〜図７において、図１〜図４に示す構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４２】
図５、図６に示すように、本実施形態における多室型熱処理炉３０は、真空加熱炉４０と、真空加熱炉４０と壁部３を介して隣接配置されるガス冷却炉６０と、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０とに接続された真空装置７０と（図５で不図示）、ガス冷却炉６０に接続された冷却ガス供給装置８０と（図５で不図示）、真空加熱炉４０に配置された移動装置９０とを備えている。
【００４３】
真空加熱炉４０は、内部に搬入された被処理品Ｗを減圧下で加熱する機能を有するものである。この真空加熱炉４０は、耐圧設計されて壁部３と加熱処理室（熱処理室）Ｒ１を構成する真空容器４１と、被処理品Ｗを内部に収容する箱型断熱材４２と、被処理品Ｗをガス冷却炉６０の方向に前後移動可能に載置する載置台４５（図６で不図示）と、箱型断熱材４２の内部空間に配置され被処理品Ｗを加熱するためのヒータ４６（図６で不図示）とを備えている。
【００４４】
真空容器４１は、内部に箱型断熱材４２が配置されている略円筒部４１ａと、壁部３の開口部２を閉塞可能な閉塞扉５が上下に移動する空間Ｓが形成された箱型部４１ｂが一体的に構成されたものである。
【００４５】
箱型断熱材４２は、ガス冷却炉６０の方向に被処理品Ｗを出し入れするための前口４２ａと、移動装置９０を被処理品Ｗに接触させるための後口４２ｂとが形成されており、それぞれに開放及び閉塞が可能な前扉４２ｃと後扉４２ｄとが設けられている。
【００４６】
載置台４５は、図５に示すように、細長形状のフレーム４５ａが対向配置されて、このフレーム４５ａにフリーローラＦが取り付けられたものである。この載置台４５は、フレーム４５ａの長手方向が前口４２ａと後口４２ｂとの開口方向に重なるように配置されている。
なお、空間Ｓにおいて、フリーローラＦと同一の高さに、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０との間の移動の際に用いられるフリーローラＦが設けられている。
【００４７】
壁部３は、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０との間に配置されて、加熱処理室Ｒ１と後述の冷却処理室Ｒ２とを隔絶する隔壁として機能している。また、この壁部３の開口部２は、被処理品Ｗが通過可能な大きさを有しており、加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２とを連通する搬入搬出口として機能する。
さらに、壁部３の加熱処理室Ｒ１側に閉塞扉５が配置され、また、箱型部４１ｂの上方に閉塞扉５を上下に移動させる昇降装置５１が、空間Ｓに閉塞扉５の鉛直方向以外の動きを規制するスライドガイド機構５２が配されており、閉塞扉５の扉板面５ａに封止機構１０が設けられている。
【００４８】
昇降装置５１は、空圧シリンダからなり、閉塞扉５に接続された連結部材５１ａを介して閉塞扉５を上下に昇降させる。
スライドガイド機構５２は、２つのクランプ部材５３（５３Ａ，５３Ｂ）と４つのガイド部材５４とから構成されている。
【００４９】
図７は、スライド機構５２の構成を示す構成断面図であり、図６の一部拡大図である。
クランプ部材５３（５３Ａ，５３Ｂ）は、細長状に形成された略四角柱の部材であって、断面方形の本体部５３ａと、本体部５３ａの一側面５３ｃから突出する断面矩形のレール部５３ｂとを備えた部材である。レール部５３ｂは、本体部５３ａの一側面５３ｃと直交して隣接形成されると共に長手方向に沿って形成された取付面５３ｄから閉塞扉５の厚さと略同一の長さだけ離間した位置に突設されている。
このクランプ部材５３Ａ，５３Ｂは、クランプ部材５３Ａ，５３Ｂのレール部５３ｂを互いに向き合わせるように、その長手方向を鉛直方向に重ねて壁部３にボルトで固定されている。
【００５０】
ガイド部材５４は、二つの屈曲部を備えた部材であって、閉塞扉５の扉板面５ｂに接触して固定される固定部５４ａと、この固定部５４ａの端部から固定部５４ａと直交する方向に向けて形成された中間部５４ｂと、この中間部５４ｂの端部から中間部５４ｂと直交する方向、かつ、固定部５４ａの延設方向と反対側に向けて形成されたスライド部５４ｃとからなる部材である。
このガイド部材５４は、スライド部５４ｃと閉塞扉５の扉板面５ｂとがレール部５３ｂを微小な隙間を残して挟むように、閉塞扉５にボルトで固定されている。
なお、ガイド部材５４の下部には、上述したスライドガイド７と同様に閉塞扉５の下方向の移動を制限するストッパ（不図示）が形成されている。
【００５１】
このようなスライド機構５２は、閉塞扉５の鉛直方向以外への移動を規制すると共に、閉塞扉５と壁部３とが常に一定の隙間が生じるようにしており、図５に示すように閉塞扉５が連結部材５１ａを介して昇降装置５１にぶら下がるように構成されている。
【００５２】
ガス冷却炉６０は、図５、図６に示すように、加熱処理後の被処理品Ｗを加圧した不活性ガスＣによって冷却するものである。このガス冷却炉６０は、耐圧設計されて壁部３と冷却処理室Ｒ２（熱処理室）を構成する真空容器６１と、壁部３に隣接すると共に、その内側に鉛直方向に断面一定のガス流路が形成された整流容器６２と、この整流容器６２の内部に配置され載置台４５と同様の構成の載置台６３（図６で不図示）と、不活性ガスＣを冷却すると共にこの不活性ガスＣを冷却処理室Ｒ２に循環させるガス冷却循環装置６４とを備えている。
【００５３】
真空容器６１は、整流容器６２が配置されると共に一方の端部が壁部３と接合された円筒形の容器胴部６１ｂと、ガス冷却循環装置６４を収容しこの容器胴部６１ｂの他方の端部と接合可能な循環部６１ｃと、気密性を確保できるクラッチリング６１ｅ及びクランプ６１ｄを備えて構成されている。
このような真空容器６１は、クラッチリング６１ｅを開放し循環部６１ｃを容器胴部６１ｂから図５における右方向に後退させることによって、被処理品Ｗを容器胴部６１ｂの内部に直接収容する。また、クラッチリング６１ｅ及びクランプ６１ｄにより容器胴部６１ｂの端部と循環部６１ｃとを気密性を確保した状態で連結し、壁部３の開口部２を封止すると冷却処理室Ｒ２が密閉されるようになっている。
【００５４】
真空装置７０は、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０とに接続されており、加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２とを減圧することができる。
ガス供給装置８０は、ガス冷却炉６０に接続されており、アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガス冷却処理室Ｒ２に加圧供給する。
【００５５】
移動装置９０は、被処理品Ｗを真空加熱炉４０とガス冷却炉６０との間で移動させる機能を有するものであり、先端に被処理品Ｗと係合可能な係合部９１ａを備え、フリーローラＦの下を水平移動可能な搬送棒９１と、搬送棒９１を駆動するラックピニオン機構とを備えている。
【００５６】
続いて、上記構成からなる多室型熱処理炉３０の熱処理工程について説明する。
まず、図５に示すように、クラッチリング６１ｅを開放し循環部６１ｃを容器胴部６１ｂから図５における右方向に後退させて、整流容器６２の載置台６３に被処理品Ｗを載置する。その後、循環部６１ｃを容器胴部６１ｂに接合すると共に、クラッチリング６１ｅを装着して循環部６１ｃと容器胴部６１ｂとの接合部を気密する。
【００５７】
次に、箱型断熱材４２の前口４２ａ、後口４２ｂと、壁部３の開口部２とを開放させて搬送棒９１を被処理品Ｗの下部まで移動させ、係合部９１ａを被処理品Ｗに係合させた後に真空加熱炉４０の方向に移動させることで、被処理品ＷがフリーローラＦ上を移動して箱型断熱材４２に収容される。
【００５８】
次に、昇降装置５１を作動させて、開口部２の上方に位置していた閉塞扉５を下方にスライドさせて開口部２を閉塞する。そして、封止機構１０により開口部２を速やかに封止して、加熱処理室Ｒ１及び冷却処理室Ｒ２を密閉する。この状態において、加熱処理室Ｒ１及びＲ２を所定の真空度まで減圧し、加熱処理室Ｒ１が所定の真空度になった後に、前口４２ａを前扉４２ｃで閉塞し、後口４２ｂを後扉４２ｄで閉塞する。
【００５９】
この状態で被処理品Ｗをヒータ４６で加熱し、所定の時間が経過した後に、前口４２ａ、後口４２ｂを再び開放すると共に、開口部２の封止を解除する。そして、昇降装置５１を作動させて、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態から上方まで移動する。この際、閉塞扉５は、壁部３と接触せず、速やかに上方に移動して開口部２を開放する。
【００６０】
そして、搬送棒９１により、箱型断熱材４２から整流容器６２まで被処理品ＷがフリーローラＦ上を移動する。被処理品Ｗが整流容器６２まで移動した後に、昇降装置５１を作動させて、閉塞扉５を上方から下方に移動させて開口部２を閉塞する。その後、封止機構１０で開口部２を速やかに封止し、再度加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２とを密閉する。
【００６１】
冷却処理室Ｒ２を密閉した状態で、ガス供給装置８０により不活性ガスＣを冷却処理室Ｒ２に加圧供給する。そして、冷却処理室Ｒ２に充填された不活性ガスＣをガス冷却循環装置６４で冷却すると共に不活性ガスＣを循環させて、整流容器６２に収容された被処理品Ｗを冷却する。この際、冷却処理室Ｒ２は、比較的に高圧となるが封止機構１０の剛性パッド部１３ａの変形が極めて小さく壁部３との接触状態が解消されるほどには変形しないので、開口部２を封止し続ける。すなわち、不活性ガスＣが加熱処理室Ｒ１に漏出しない。
【００６２】
所定の時間が経過した後に、不活性ガスＣを不図示の排気管により排気して冷却処理室Ｒ２を減圧し、減圧後にクラッチリング６１ｅを開放する。そして、循環部６１ｃを容器胴部６１ｂから図５における右方向に後退させて、整流容器６２の載置台６３に被処理品Ｗを回収する。
【００６３】
以上説明したように、多室型熱処理炉３０によれば、封止機構１０を用いているので、迅速に開口部２の封止を行って遅滞なく冷却処理を行うことができると共に、不活性ガスＣが加熱処理室Ｒ１へ漏出することを防止し、一定の雰囲気下で冷却処理を行うことができる。従って、設定した処理工程及び処理条件で被処理品Ｗに熱処理を行って、所望の性質の被処理品Ｗを得ることが可能となる。
【００６４】
また、上記構成の閉塞扉５によれば、壁部３と常に一定の距離以上の隙間を有するように構成され、連結部材５１ａを介して昇降装置５１にぶら下がっているので、昇降装置５１を作動させて迅速に開口部２の開放及び閉塞を行うことができる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、閉塞扉５に環状溝部１１を形成して封止機構１０を構成したが、環状溝部を壁部３における開口部２の周縁近傍に形成して封止機構１０を構成してもよい。
（２）上記実施形態では、封止機構１０の封止部材１３の材質にフッ素ゴムを用いたが、他の材質、例えばシリコンゴムを用いてもよい。
（３）上記実施形態では、封入部１３ｓに封入する流体として空気Ａを用いたが、液体や他のガスを用いても良い。
（４）上記実施形態では、閉塞扉５を上下に移動可能に構成したが、例えば、閉塞扉５の下方に車輪等を設けて、左右の方向（水平方向）に移動可能に構成してもよい。
（５）上記実施形態では、加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２の隔壁として機能する壁部３を封止する場合について説明したが、例えば、炉外の空間と、加熱処理室Ｒ１又は冷却処理室Ｒ２とを連通する装入抽出口を設け、これを封止する場合について本発明を適用してもよい。
（６）上記実施形態では、多室型熱処理炉３０について本発明を適用したが、他の構成の熱処理炉、例えば、加熱処理と冷却処理を一つの熱処理室において行う単室型熱処理炉や加熱処理炉と冷却処理炉を列設し、これらの間を移動して被処理品を搬送する搬送炉を設けたものについても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態において、構造体１を示す外観構成図である。
【図２】本発明の実施形態において、扉板面５ａ側から見た閉塞扉５を示す一部断面図である。
【図３】本発明の実施形態において、閉塞扉５の要部断面図であって、図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態において、封止機構１０の動作図である。
【図５】本発明の実施形態において、封止機構１０を採用した多室型熱処理炉３０の全体構成を示す垂直断面図である。
【図６】本発明の実施形態において、多室型熱処理炉３０の全体構成を示す水平断面図である。
【図７】本発明の実施形態において、スライド機構５２の構成を示す構成断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
３…壁部
５…閉塞扉（扉）
１０…封止機構
１１…環状溝部
１３…封止部材
１３ａ…剛性パッド部
１３ｂ…可撓伸縮部
１３ｃ…突起部
１３ｅ…屈曲部
１３ｓ…封入部
１５…固定部材
３０…多室型熱処理炉（熱処理炉）
Ｒ１…加熱処理室（熱処理室）
Ｒ２…冷却処理室（熱処理室）
Ａ…空気（流体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部を有する壁部と開口部を閉塞する扉とを備えた構造を対象とした封止機構及びこれを用いた熱処理炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属等の熱処理を行う熱処理炉においては、被処理品に対して加熱処理を行う加熱処理室と冷却処理を行う冷却処理室とを隣接配置させ、これら加熱処理室と冷却処理室とを隔絶する隔壁に被処理品を移動させるための開口部と、この開口部を閉塞可能な中間扉と、この中間扉に配置され前記開口部を封止する封止機構とを設けて、特に冷却処理室に不活性ガスを充填して被処理品に冷却処理を行う際に開口部を閉塞すると共にこの開口部を封止している。
【０００３】
このような構造を対象とした封止機構の一つとして、周知のように、開口部と対向する扉の対向面に固定され開口部を扉で閉塞した状態において開口部を囲繞するＯリングと、開口部を扉で閉塞した状態で扉を壁部に押し付ける押し付け装置とを備えたものがある。
【０００４】
また、下記特許文献１には、気密室の開口部の周縁又は扉の該気密室の開口部の周縁に対応する部位に形成された環状の凹溝と、該凹溝の開口部の両口縁に凹溝に沿って設けられたパッキン保持部と、環状の外形を有して凹溝の開口部全体を覆うように配され、両側縁がパッキン保持部で保持されたシート状パッキンとを具備した封止機構が開示されている。すなわち、凹溝とパッキンとの間の空間内に高圧の作動流体を供給して該パッキンを膨出させ、凹溝と対向する扉又は気密室の部位と接触させることにより気密室の開口部を封止するものである。
【特許文献１】特開平１１−２５７４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記Ｏリングを設けた構成のものでは、扉を壁部に押し付けて開口部を封止するまでに相当時間を要するという問題がある。このような封止機構を上記例示した熱処理炉に用いると、封止完了まで冷却処理が行えないので熱処理が遅延し、被処理品について所望する品質が得られないという問題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の構成のものでは、封止機構が高圧下又は減圧下で使用される場合にシート状パッキンが該圧力により大きく変形し、このシート状パッキンと、凹溝と対向する扉又は気密室の部位との接触が解消されて、開口部が封止されなくなってしまうという問題がある。このような封止機構を上記例示した熱処理炉に用いると、冷却処理室に充填した不活性ガスが熱処理室に漏出する可能性が高くなり、冷却処理中に雰囲気が変化して被処理品について所望する品質が得られないおそれがあるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下を目的とする。
（１）開口部の封止を迅速に行うと共に、開口部の封止を継続して確実に行う。
（２）被処理品を遅滞なく一定の雰囲気下で熱処理して、被処理品について所望の性質を得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、封止機構に係る第１の解決手段として、開口部を有する壁部と前記開口部を閉塞する扉とを備えた構造を対象として、前記開口部を前記扉で閉塞した状態において前記壁部と前記扉との互いに対抗する面のいずれか一方又は双方に前記開口部を囲繞する環状溝部が形成され、該環状溝部内に内部が流体の封入部とされた封止部材が配置され、前記流体の圧力を制御することにより前記封止部材を変形せしめて、前記扉により前記開口部の封止を行う封止機構において、前記封止部材は、少なくとも前記環状溝部開放側に肉厚に構成された剛性パッド部を備えると共に該剛性パッド部に連設し該剛性パッド部よりも肉薄に構成されて前記環状溝部内で伸縮可能な可撓伸縮部を備えている、という手段を採用する。
【０００９】
また、封止機構に係る第２の解決手段として、上記封止機構に係る第１の解決手段において、前記可撓伸縮部は、屈曲部を備え、前記封止部材を前記環状溝部に折り曲げて収容する、という手段を採用する。
また、封止機構に係る第３の解決手段として、上記封止機構に係る第１又は第２の解決手段において、前記封止部材を固定する固定部材を備え、該固定部材は、前記封止部材を前記環状溝部の形成面に密着して固定する、という手段を採用する。
【００１０】
また、封止機構に係る第４の解決手段として、上記封止機構に係る第１から第３の解決手段のうちいずれかにおいて、前記剛性パッド部は、前記環状溝部開放側に向けて延設された突起部を備える、という手段を採用する。
また、熱処理炉に係る解決手段として、前記開口部は、被処理品を収容する熱処理室の内部空間と外部空間とを連通させる搬入搬出口であり、上記封止機構に係る第１から第３の解決手段うちいずれかの解決手段における封止機構を用いた、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る封止機構によれば、封止部材が、剛性パッド部と可撓伸縮部とを備えているので、封止機構が用いられる雰囲気で剛性パッド部が変形し難く、また、封入部に流体を出入させると可撓伸縮部が伸縮する。これにより、剛性パッド部を環状溝部から突出させて開口部を迅速に封止することができると共に開口部を封止した状態の剛性パッド部の変形を極めて小さいものとし、開口部を継続して確実に封止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る熱処理炉によれば、上記のような封止機構を用いているので、迅速に開口部の封止を行って遅滞なく熱処理を行うことができると共に、一定の雰囲気下で熱処理を行うことができる。従って、設定した処理工程及び処理条件で被処理品に熱処理を行って、所望の性質の被処理品を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、まず本発明に係る封止機構を説明した後に、この封止機構を用いた熱処理炉について説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る構造体１を示す外観構成図である。
図１に示すように、構造体１は、開口部２が形成された壁部３等により密閉室Ｒが構成された本体４と、開口部２を閉塞する閉塞扉（扉）５と、閉塞扉５を上下に可動させる昇降装置６と、閉塞扉５の鉛直方向以外の動きを規制するスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）と、開口部２を封止する封止機構１０とから概略構成されている。
【００１５】
本体４は、床Ｇに鉛直に立設された壁部３、また、天板部４ａ等から構成されて、これら壁部３や天板部４ａ等により密閉室Ｒが形成されている。この密閉室Ｒを形成する壁部３には、密閉室Ｒと外部空間とを連通させ、その開口断面が矩形となった開口部２が形成されている。
なお、密閉室Ｒは、閉塞扉５が開口部２を閉塞すると共に封止機構１０が開口部２を封止した状態において比較的に高圧とされるものである。
【００１６】
閉塞扉５は、開口部２の開口面積よりも大きな面積となった扉板面５ａ，５ｂを備える略矩形板状のものである。この閉塞扉５は、昇降装置６及びスライドガイド７により壁部３に沿って鉛直方向に移動可能に構成されており、開口部２を閉塞することが可能である。
【００１７】
昇降装置６は、天板部４ａに固定されたワイヤ巻取装置６ａと、閉塞扉５の上方に配置された滑車６ｂと、ワイヤ巻取装置６ａと閉塞扉５とを滑車６ｂを介して連結するワイヤ６ｃとから構成されて、閉塞扉５を上下に移動させる。
【００１８】
スライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）は、細長状に形成されると共に断面が略Ｌ字型に形成された部材であり、開口部２の両側部に閉塞扉５の短手方向の長さとほぼ同様の長さを空けて対向配置されたものである。より具体的には、スライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）の断面が壁部３と直交する方向に閉塞扉５の厚さとほぼ同様の長さだけ延在した後に、他方のスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）の方向に屈曲し、同方向へ向けて開口部２に重ならない長さだけ延在しているものである。
【００１９】
すなわち、このスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）と壁部３とで閉塞扉５を挟んで閉塞扉５の鉛直方向以外の移動が規制されている。このスライドガイド７（７Ａ，７Ｂ）の下部には、閉塞扉５の下方向の移動を制限するストッパ（不図示）が形成されており、このストッパが閉塞扉５に接触することにより閉塞扉５が定位置において開口部２を閉塞するようになっている。以下では、特に言及しない限り、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態とは、この定位置での閉塞状態を指すものとする。
【００２０】
図２は、扉板面５ａ側から見た閉塞扉５を示す一部断面図であり、図３は、閉塞扉５の要部断面図であって、図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図２に示すように、封止機構１０は、閉塞扉５に形成された環状溝部１１と、この環状溝部１１内に配置された封止部材１３と、この封止部材１３を環状溝部１１に固定する固定部材１５と、封止部材１３に空気（空気）Ａを供給すると共に空気Ａを排気するポンプ機構１７（図３（ｂ）参照）とを備えている。
【００２１】
環状溝部１１は、壁部３と対向する扉板面５ａに形成されたものであって、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態において開口部２を囲繞するように環状に形成されたものである。より正確には、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態において扉板面５ａに開口部２を投影した投影線２ｐを囲繞するように環状に形成されている。
この環状溝部１１は、図３に示すように、溝深さ方向の断面が矩形に形成されたものであり、扉板面５ａと直交するように形成された溝側面１１ａ，１１ｂと、これら溝側面１１ａ，１１ｂとに直交するように形成された溝底面１１ｃを備えている。
【００２２】
溝底面１１ｃには、溝底面１１ｃと扉板面５ｂとを貫通する複数のボルト貫通孔１１ｄが一定間隔を空けて開口すると共に、溝底面１１ｃと扉板面５ｂとを貫通する一つのノズル貫通孔１１ｅが開口している（図２参照）。
【００２３】
封止部材１３は、フッ素ゴム製のものであり、図２に示すように、環状に形成され、環状溝部１１に配置されている。この封止部材１３は、図３に示すように、剛性パッド部１３ａと、可撓伸縮部１３ｂと、突起部１３ｃと、被固定部１３ｄとを備えている。
【００２４】
剛性パッド部１３ａは、環状溝部１１の開放側に位置する肉厚の部位であり、環状、かつ、板状に形成され、溝側面１１ａ，１１ｂに挟まれるようにして環状溝部１１に嵌合している。この剛性パッド部１３ａは、扉板面５ａから壁部３までの長さ以上の厚さ（環状溝部１１の溝深さ方向）を有している。すなわち、剛性パッド部１３ａを突出させて壁部３に密着させた状態において、剛性パッド部１３ａに扉板面５ａの方向に沿って荷重を作用させても、その荷重を環状溝部１１で受けることができるようになっている。
【００２５】
また、剛性パッド部１３ａの各寸法は、密閉室Ｒと外部空間との圧力差によって剛性パッド部１３ａに生じる変形が極めて小さくなるように構成されている。
具体的には、フッ素ゴムの機械的性質を考慮した上で、剛性パッド部１３ａを突出させて壁部３に密着させた状態において密閉室Ｒと外部空間との圧力差によって作用するせん断力（後述する）に十分に耐え得る寸法が設定されている。
【００２６】
また、剛性パッド部１３ａには、環状溝部１１の開放側に延設された突起部１３ｃが、環状溝部１１の溝底面１１ｃの幅方向における中心から、この幅方向に直交する方向に延在する仮想中心面Ｑ上の位置と、この仮想中心面Ｑを挟んで対称となる二つの位置とに一定の距離を空けて形成されている。
【００２７】
可撓伸縮部１３ｂは、剛性パッド部１３ａの両端部から溝底面１１ｃに向けて延設された肉薄の部位であり、屈曲部１３ｅを備えている。すなわち、可撓伸縮部１３ｂは、環状溝部１１開放側から溝底面１１ｃに向けて、仮想中心面Ｑに次第に近接し、仮想中心面Ｑに最も近接した屈曲部１３ｅを経た後に、仮想中心面Ｑから次第に離間するように形成されている。つまり、溝深さ方向に沿った断面が略く字状又は略逆く字状に形成されている。
【００２８】
被固定部１３ｄは、可撓伸縮部１３ｂから仮想中心面Ｑに向けて所定の長さだけ延設されたものであり、その端部が仮想中心面Ｑを挟んで対向し、固定部材１５により溝底面１１ｃに密着固定されている。
【００２９】
固定部材１５は、環状に形成されて、環状溝部１１に配置されたものであり、環状溝部１１の溝深さの略半分程度の高さを有している。この固定部材１５は、溝底面１１ｃから仮想中心面Ｑに沿って被固定部１３ｄの厚さより短い長さだけ延在した後に、溝底面１１ｃの幅方向に張り出し、その後、環状溝部１１の開放側に向けて次第に張り出しの幅が狭まる形状となっている。
この固定部材１５には、ボルト貫通孔１１ｄに対応した位置に複数個の雌ネジ１５ａが形成されると共に、ノズル貫通孔１１ｅに対応した位置に一つの空気給排気孔１５ｂが形成されている。
【００３０】
すなわち、この固定部材１５は、張り出した部分と溝底面１１ｃとで被固定部１３ｄを挟んで封止部材１３を環状溝部１１に固定している。すなわち、ボルト１６をボルト貫通孔１１ｄに挿入すると共に雌ネジ１５ａに螺着させ、このボルト１６の緊締力により被固定部１３ｄを溝底面１１ｃに押圧し、封止部材１３を環状溝部１１に密着固定している。
なお、ノズル貫通孔１１ｅには空気給排気孔１５ｂと密着固定されたノズル１８が配置固定されている。
【００３１】
このような構成により封止部材１３は、環状溝部１１に固定収容されると共に、内部が空気Ａの封入部１３ｓとされており、この封入部１３ｓと空気給排気孔１５ｂ（ノズル１８）とが連通するようになっている。
【００３２】
ポンプ機構１７は、空気Ａを圧送及び排気することができるものであり、封入部１３ｓ内の空気Ａの圧力を制御することができるようになっている。
【００３３】
続いて、上記の構成からなる構造体１において、開口部２を封止する方法及びこの封止状態を解除する方法について、図１及び図４を用いて説明する。
まず、図１に示すように、閉塞扉５を開口部２よりも上方に位置させて開口部２を開放した状態から、昇降装置６を作動させて閉塞扉５をスライドガイド７に沿ってスライドさせる。そして、閉塞扉５をスライドガイド７のストッパに接触させて、開口部２を閉塞する。
【００３４】
開口部２を閉塞扉５で閉塞した状態において、図４（ａ）に示すように、ポンプ機構１７から封入部１３ｓに空気Ａを供給し、封入部１３ｓの圧力を上昇させる。封入部１３ｓの圧力が上昇するにつれて、図４（ｂ）に示すように、可撓伸縮部１３ｂが速やかに伸長すると共に剛性パッド部１３ａが環状溝部１１（溝側面１１ａ，１１ｂ）に沿って、環状溝部１１の開放側に変位し、突起部１３ｃの先端が壁部３に接触する。
【００３５】
さらに、封入部１３ｓの圧力を上昇させると、図４（ｃ）に示すように、剛性パッド部１３ａが壁部３に向かって変位し、突起部１３ｃを押しつぶしながら剛性パッド部１３ａの平面を壁部３に密着させ、開口部２を迅速に封止する。
【００３６】
開口部２が封止されて密閉室Ｒが密閉されると密閉室Ｒに不活性ガスが注入されて、密閉室Ｒの圧力が上昇する。密閉室Ｒが高圧になるとこの密閉室Ｒと外部空間とに圧力差が生じて、環状溝部１１から突出した剛性パッド部１３ａの一部が、扉板面５ａの中心から外方へ向けて押し出す力を受ける。すなわち、剛性パッド部１３ａに扉板面５ａの方向に沿って、せん断力が発生する。
【００３７】
剛性パッド部１３ａは、扉板面５ａの方向に沿ったせん断力により極めて小さく変形するが、壁部３との接触状態が解消されるほどには変形せず、壁部３と密着して開口部２を継続して封止する。
【００３８】
最後に開口部２を再度開放するために、密閉室Ｒに注入された不活性ガスを排気管（不図示）から排気して密閉室Ｒを減圧した後に、封入部１３ｓから空気Ａを排気して、可撓伸縮部１３ｂを短縮すると共に剛性パッド部１３ａを後退させて壁部３から離間させ、開口部２の封止を解除する（図４（ｂ）参照）。さらに、封入部１３ｓの減圧を続け、可撓伸縮部１３ｂが固定部材１５と接触するように剛性パッド部１３ａを環状溝部１１に収容する（図４（ａ）参照）。
そして、剛性パッド部１３ａを環状溝部１１に収容した状態で、昇降装置６を作動させ、閉塞扉５を上方に移動させて開口部２を開放する（図１参照）。
【００３９】
以上説明したように、構造体１の封止機構１０によれば、封止部材１３が剛性パッド部１３ａと可撓伸縮部１３ｂとを備えているので、開口部２の封止を迅速に行うと共に、開口部２の封止を継続して確実に行うことができる。
すなわち、剛性パッド部１３ａが壁部３に密着した状態において、剛性パッド部１３ａの溝底面１１ｃ側の一部が環状溝部１１に嵌合しているので、剛性パッド部１３ａに作用する圧力を環状溝部１１で受けることができる。また、剛性パッド部１３ａの各寸法は、扉板面５ａの方向に沿ったせん断力に十分に耐え得る寸法が設定されて肉厚に構成されている。これにより、密閉室Ｒが高圧なものであり、外部空間と圧力がある場合であっても剛性パッド部１３ａの変形が極めて小さいものなり、壁部３との密着状態が解消されるほどには変形が生じない。従って、剛性パッド部１３ａを壁部３に密着させ続けて、開口部２を継続して確実に封止することができる。
また、封入部１３ｓに空気Ａを出入させると可撓伸縮部１３ｂが伸縮する。これにより、開口部２の封止時では、剛性パッド部１３ａを環状溝部１１から突出させて開口部２を迅速に封止することができる。
よって、開口部２の封止を迅速に行うと共に、開口部２の封止を継続して確実に行うことができる。
【００４０】
また、可撓伸縮部１３ｂは、屈曲部を備えるので、封止部材１３を折り畳んでコンパクトに収容することができる一方、開口部２を封止する場合には速やかに伸長することが可能となる。
また、固定部材１５が被固定部１３ｄを環状溝部１１の溝底面１１ｃに密着固定するので、封入部１３ｓの密閉を確実なものとすることができ、空気Ａを圧送又は排気して可撓伸縮部１３ｂを良好に変形させることができる。
また、剛性パッド部１３ａは、突起部１３ｃを備えるので、この突起部１３ｃを押し潰して壁部３に密着させることで、開口部２の封止を確実にすることができる。
【００４１】
続いて、上述した封止機構１０を採用した熱処理炉について説明する。図５は、封止機構１０を採用した多室型熱処理炉（熱処理炉）３０の全体構成を示す垂直断面図であり、図６は、多室型熱処理炉３０の全体構成を示す水平断面図である。なお、図５〜図７において、図１〜図４に示す構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４２】
図５、図６に示すように、本実施形態における多室型熱処理炉３０は、真空加熱炉４０と、真空加熱炉４０と壁部３を介して隣接配置されるガス冷却炉６０と、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０とに接続された真空装置７０と（図５で不図示）、ガス冷却炉６０に接続された冷却ガス供給装置８０と（図５で不図示）、真空加熱炉４０に配置された移動装置９０とを備えている。
【００４３】
真空加熱炉４０は、内部に搬入された被処理品Ｗを減圧下で加熱する機能を有するものである。この真空加熱炉４０は、耐圧設計されて壁部３と加熱処理室（熱処理室）Ｒ１を構成する真空容器４１と、被処理品Ｗを内部に収容する箱型断熱材４２と、被処理品Ｗをガス冷却炉６０の方向に前後移動可能に載置する載置台４５（図６で不図示）と、箱型断熱材４２の内部空間に配置され被処理品Ｗを加熱するためのヒータ４６（図６で不図示）とを備えている。
【００４４】
真空容器４１は、内部に箱型断熱材４２が配置されている略円筒部４１ａと、壁部３の開口部２を閉塞可能な閉塞扉５が上下に移動する空間Ｓが形成された箱型部４１ｂが一体的に構成されたものである。
【００４５】
箱型断熱材４２は、ガス冷却炉６０の方向に被処理品Ｗを出し入れするための前口４２ａと、移動装置９０を被処理品Ｗに接触させるための後口４２ｂとが形成されており、それぞれに開放及び閉塞が可能な前扉４２ｃと後扉４２ｄとが設けられている。
【００４６】
載置台４５は、図５に示すように、細長形状のフレーム４５ａが対向配置されて、このフレーム４５ａにフリーローラＦが取り付けられたものである。この載置台４５は、フレーム４５ａの長手方向が前口４２ａと後口４２ｂとの開口方向に重なるように配置されている。
なお、空間Ｓにおいて、フリーローラＦと同一の高さに、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０との間の移動の際に用いられるフリーローラＦが設けられている。
【００４７】
壁部３は、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０との間に配置されて、加熱処理室Ｒ１と後述の冷却処理室Ｒ２とを隔絶する隔壁として機能している。また、この壁部３の開口部２は、被処理品Ｗが通過可能な大きさを有しており、加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２とを連通する搬入搬出口として機能する。
さらに、壁部３の加熱処理室Ｒ１側に閉塞扉５が配置され、また、箱型部４１ｂの上方に閉塞扉５を上下に移動させる昇降装置５１が、空間Ｓに閉塞扉５の鉛直方向以外の動きを規制するスライドガイド機構５２が配されており、閉塞扉５の扉板面５ａに封止機構１０が設けられている。
【００４８】
昇降装置５１は、空圧シリンダからなり、閉塞扉５に接続された連結部材５１ａを介して閉塞扉５を上下に昇降させる。
スライドガイド機構５２は、２つのクランプ部材５３（５３Ａ，５３Ｂ）と４つのガイド部材５４とから構成されている。
【００４９】
図７は、スライド機構５２の構成を示す構成断面図であり、図６の一部拡大図である。
クランプ部材５３（５３Ａ，５３Ｂ）は、細長状に形成された略四角柱の部材であって、断面方形の本体部５３ａと、本体部５３ａの一側面５３ｃから突出する断面矩形のレール部５３ｂとを備えた部材である。レール部５３ｂは、本体部５３ａの一側面５３ｃと直交して隣接形成されると共に長手方向に沿って形成された取付面５３ｄから閉塞扉５の厚さと略同一の長さだけ離間した位置に突設されている。
このクランプ部材５３Ａ，５３Ｂは、クランプ部材５３Ａ，５３Ｂのレール部５３ｂを互いに向き合わせるように、その長手方向を鉛直方向に重ねて壁部３にボルトで固定されている。
【００５０】
ガイド部材５４は、二つの屈曲部を備えた部材であって、閉塞扉５の扉板面５ｂに接触して固定される固定部５４ａと、この固定部５４ａの端部から固定部５４ａと直交する方向に向けて形成された中間部５４ｂと、この中間部５４ｂの端部から中間部５４ｂと直交する方向、かつ、固定部５４ａの延設方向と反対側に向けて形成されたスライド部５４ｃとからなる部材である。
このガイド部材５４は、スライド部５４ｃと閉塞扉５の扉板面５ｂとがレール部５３ｂを微小な隙間を残して挟むように、閉塞扉５にボルトで固定されている。
なお、ガイド部材５４の下部には、上述したスライドガイド７と同様に閉塞扉５の下方向の移動を制限するストッパ（不図示）が形成されている。
【００５１】
このようなスライド機構５２は、閉塞扉５の鉛直方向以外への移動を規制すると共に、閉塞扉５と壁部３とが常に一定の隙間が生じるようにしており、図５に示すように閉塞扉５が連結部材５１ａを介して昇降装置５１にぶら下がるように構成されている。
【００５２】
ガス冷却炉６０は、図５、図６に示すように、加熱処理後の被処理品Ｗを加圧した不活性ガスＣによって冷却するものである。このガス冷却炉６０は、耐圧設計されて壁部３と冷却処理室Ｒ２（熱処理室）を構成する真空容器６１と、壁部３に隣接すると共に、その内側に鉛直方向に断面一定のガス流路が形成された整流容器６２と、この整流容器６２の内部に配置され載置台４５と同様の構成の載置台６３（図６で不図示）と、不活性ガスＣを冷却すると共にこの不活性ガスＣを冷却処理室Ｒ２に循環させるガス冷却循環装置６４とを備えている。
【００５３】
真空容器６１は、整流容器６２が配置されると共に一方の端部が壁部３と接合された円筒形の容器胴部６１ｂと、ガス冷却循環装置６４を収容しこの容器胴部６１ｂの他方の端部と接合可能な循環部６１ｃと、気密性を確保できるクラッチリング６１ｅ及びクランプ６１ｄを備えて構成されている。
このような真空容器６１は、クラッチリング６１ｅを開放し循環部６１ｃを容器胴部６１ｂから図５における右方向に後退させることによって、被処理品Ｗを容器胴部６１ｂの内部に直接収容する。また、クラッチリング６１ｅ及びクランプ６１ｄにより容器胴部６１ｂの端部と循環部６１ｃとを気密性を確保した状態で連結し、壁部３の開口部２を封止すると冷却処理室Ｒ２が密閉されるようになっている。
【００５４】
真空装置７０は、真空加熱炉４０とガス冷却炉６０とに接続されており、加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２とを減圧することができる。
ガス供給装置８０は、ガス冷却炉６０に接続されており、アルゴン、ヘリウム、窒素等の不活性ガス冷却処理室Ｒ２に加圧供給する。
【００５５】
移動装置９０は、被処理品Ｗを真空加熱炉４０とガス冷却炉６０との間で移動させる機能を有するものであり、先端に被処理品Ｗと係合可能な係合部９１ａを備え、フリーローラＦの下を水平移動可能な搬送棒９１と、搬送棒９１を駆動するラックピニオン機構とを備えている。
【００５６】
続いて、上記構成からなる多室型熱処理炉３０の熱処理工程について説明する。
まず、図５に示すように、クラッチリング６１ｅを開放し循環部６１ｃを容器胴部６１ｂから図５における右方向に後退させて、整流容器６２の載置台６３に被処理品Ｗを載置する。その後、循環部６１ｃを容器胴部６１ｂに接合すると共に、クラッチリング６１ｅを装着して循環部６１ｃと容器胴部６１ｂとの接合部を気密する。
【００５７】
次に、箱型断熱材４２の前口４２ａ、後口４２ｂと、壁部３の開口部２とを開放させて搬送棒９１を被処理品Ｗの下部まで移動させ、係合部９１ａを被処理品Ｗに係合させた後に真空加熱炉４０の方向に移動させることで、被処理品ＷがフリーローラＦ上を移動して箱型断熱材４２に収容される。
【００５８】
次に、昇降装置５１を作動させて、開口部２の上方に位置していた閉塞扉５を下方にスライドさせて開口部２を閉塞する。そして、封止機構１０により開口部２を速やかに封止して、加熱処理室Ｒ１及び冷却処理室Ｒ２を密閉する。この状態において、加熱処理室Ｒ１及びＲ２を所定の真空度まで減圧し、加熱処理室Ｒ１が所定の真空度になった後に、前口４２ａを前扉４２ｃで閉塞し、後口４２ｂを後扉４２ｄで閉塞する。
【００５９】
この状態で被処理品Ｗをヒータ４６で加熱し、所定の時間が経過した後に、前口４２ａ、後口４２ｂを再び開放すると共に、開口部２の封止を解除する。そして、昇降装置５１を作動させて、閉塞扉５が開口部２を閉塞した状態から上方まで移動する。この際、閉塞扉５は、壁部３と接触せず、速やかに上方に移動して開口部２を開放する。
【００６０】
そして、搬送棒９１により、箱型断熱材４２から整流容器６２まで被処理品ＷがフリーローラＦ上を移動する。被処理品Ｗが整流容器６２まで移動した後に、昇降装置５１を作動させて、閉塞扉５を上方から下方に移動させて開口部２を閉塞する。その後、封止機構１０で開口部２を速やかに封止し、再度加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２とを密閉する。
【００６１】
冷却処理室Ｒ２を密閉した状態で、ガス供給装置８０により不活性ガスＣを冷却処理室Ｒ２に加圧供給する。そして、冷却処理室Ｒ２に充填された不活性ガスＣをガス冷却循環装置６４で冷却すると共に不活性ガスＣを循環させて、整流容器６２に収容された被処理品Ｗを冷却する。この際、冷却処理室Ｒ２は、比較的に高圧となるが封止機構１０の剛性パッド部１３ａの変形が極めて小さく壁部３との接触状態が解消されるほどには変形しないので、開口部２を封止し続ける。すなわち、不活性ガスＣが加熱処理室Ｒ１に漏出しない。
【００６２】
所定の時間が経過した後に、不活性ガスＣを不図示の排気管により排気して冷却処理室Ｒ２を減圧し、減圧後にクラッチリング６１ｅを開放する。そして、循環部６１ｃを容器胴部６１ｂから図５における右方向に後退させて、整流容器６２の載置台６３に被処理品Ｗを回収する。
【００６３】
以上説明したように、多室型熱処理炉３０によれば、封止機構１０を用いているので、迅速に開口部２の封止を行って遅滞なく冷却処理を行うことができると共に、不活性ガスＣが加熱処理室Ｒ１へ漏出することを防止し、一定の雰囲気下で冷却処理を行うことができる。従って、設定した処理工程及び処理条件で被処理品Ｗに熱処理を行って、所望の性質の被処理品Ｗを得ることが可能となる。
【００６４】
また、上記構成の閉塞扉５によれば、壁部３と常に一定の距離以上の隙間を有するように構成され、連結部材５１ａを介して昇降装置５１にぶら下がっているので、昇降装置５１を作動させて迅速に開口部２の開放及び閉塞を行うことができる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、閉塞扉５に環状溝部１１を形成して封止機構１０を構成したが、環状溝部を壁部３における開口部２の周縁近傍に形成して封止機構１０を構成してもよい。
（２）上記実施形態では、封止機構１０の封止部材１３の材質にフッ素ゴムを用いたが、他の材質、例えばシリコンゴムを用いてもよい。
（３）上記実施形態では、封入部１３ｓに封入する流体として空気Ａを用いたが、液体や他のガスを用いても良い。
（４）上記実施形態では、閉塞扉５を上下に移動可能に構成したが、例えば、閉塞扉５の下方に車輪等を設けて、左右の方向（水平方向）に移動可能に構成してもよい。
（５）上記実施形態では、加熱処理室Ｒ１と冷却処理室Ｒ２の隔壁として機能する壁部３を封止する場合について説明したが、例えば、炉外の空間と、加熱処理室Ｒ１又は冷却処理室Ｒ２とを連通する装入抽出口を設け、これを封止する場合について本発明を適用してもよい。
（６）上記実施形態では、多室型熱処理炉３０について本発明を適用したが、他の構成の熱処理炉、例えば、加熱処理と冷却処理を一つの熱処理室において行う単室型熱処理炉や加熱処理炉と冷却処理炉を列設し、これらの間を移動して被処理品を搬送する搬送炉を設けたものについても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態において、構造体１を示す外観構成図である。
【図２】本発明の実施形態において、扉板面５ａ側から見た閉塞扉５を示す一部断面図である。
【図３】本発明の実施形態において、閉塞扉５の要部断面図であって、図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態において、封止機構１０の動作図である。
【図５】本発明の実施形態において、封止機構１０を採用した多室型熱処理炉３０の全体構成を示す垂直断面図である。
【図６】本発明の実施形態において、多室型熱処理炉３０の全体構成を示す水平断面図である。
【図７】本発明の実施形態において、スライド機構５２の構成を示す構成断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
３…壁部
５…閉塞扉（扉）
１０…封止機構
１１…環状溝部
１３…封止部材
１３ａ…剛性パッド部
１３ｂ…可撓伸縮部
１３ｃ…突起部
１３ｅ…屈曲部
１３ｓ…封入部
１５…固定部材
３０…多室型熱処理炉（熱処理炉）
Ｒ１…加熱処理室（熱処理室）
Ｒ２…冷却処理室（熱処理室）
Ａ…空気（流体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する壁部と前記開口部を閉塞する扉とを備えた構造を対象として、前記開口部を前記扉で閉塞した状態において前記壁部と前記扉との互いに対抗する面のいずれか一方又は双方に前記開口部を囲繞する環状溝部が形成され、該環状溝部内に内部が流体の封入部とされた封止部材が配置され、前記流体の圧力を制御することにより前記封止部材を変形せしめて、前記扉により前記開口部の封止を行う封止機構において、
前記封止部材は、少なくとも前記環状溝部開放側に肉厚に構成された剛性パッド部を備えると共に該剛性パッド部に連設し該剛性パッド部よりも肉薄に構成されて前記環状溝部内で伸縮可能な可撓伸縮部を備えていることを特徴とする封止機構。
【請求項２】
前記可撓伸縮部は、屈曲部を備え、
前記封止部材を前記環状溝部に折り曲げて収容することを特徴とする請求項１に記載の封止機構。
【請求項３】
前記封止部材を前記環状溝部の形成面に密着して固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の封止機構。
【請求項４】
前記剛性パッド部は、前記環状溝部開放側に向けて延設された突起部を備えることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の封止機構。
【請求項５】
前記開口部は、被処理品を収容する熱処理室の内部空間と外部空間とを連通させる搬入搬出口であり、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の封止機構を用いたことを特徴とする熱処理炉。
【請求項１】
開口部を有する壁部と前記開口部を閉塞する扉とを備えた構造を対象として、前記開口部を前記扉で閉塞した状態において前記壁部と前記扉との互いに対抗する面のいずれか一方又は双方に前記開口部を囲繞する環状溝部が形成され、該環状溝部内に内部が流体の封入部とされた封止部材が配置され、前記流体の圧力を制御することにより前記封止部材を変形せしめて、前記扉により前記開口部の封止を行う封止機構において、
前記封止部材は、少なくとも前記環状溝部開放側に肉厚に構成された剛性パッド部を備えると共に該剛性パッド部に連設し該剛性パッド部よりも肉薄に構成されて前記環状溝部内で伸縮可能な可撓伸縮部を備えていることを特徴とする封止機構。
【請求項２】
前記可撓伸縮部は、屈曲部を備え、
前記封止部材を前記環状溝部に折り曲げて収容することを特徴とする請求項１に記載の封止機構。
【請求項３】
前記封止部材を前記環状溝部の形成面に密着して固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の封止機構。
【請求項４】
前記剛性パッド部は、前記環状溝部開放側に向けて延設された突起部を備えることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の封止機構。
【請求項５】
前記開口部は、被処理品を収容する熱処理室の内部空間と外部空間とを連通させる搬入搬出口であり、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の封止機構を用いたことを特徴とする熱処理炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２５０３８９（Ｐ２００９−２５０３８９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０１１１７（Ｐ２００８−１０１１１７）
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月９日（２００８．４．９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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