JP7417065B2 - 熱処理システム - Google Patents

Description

本発明は、被処理物の荷姿を確認する測定装置および同装置を備える熱処理システムに関する。

大部分の鉄製部品は、鍛造後または鋳造後に部品の表面に付着した汚れを除去するために洗浄を行ない、その後に焼入れや焼きなまし等の熱処理を行なう（特許文献１および２参照）。中でも、焼入れ処理を行う場合には、加熱後の部品を油や水等の冷媒で満たした焼入れ槽内で瞬時に冷却する。その際、冷媒による冷却工程は槽内の冷媒中へ多数の部品を一度に浸漬させて行なう。

そのため、槽内における部品の設置場所により冷媒との接触時間が異なるので、個々の部品間で冷却速度も変化する。その結果、槽内における部品の設置場所、言い換えると冷却時の部品の大きさ，設置形態，部品の個数等に応じて冷媒と部品の間の接触状態が大きく左右される。

焼入れ後の冷却時における部品の設置形態は、前工程の洗浄工程における部品をそのまま流用される場合が多い。つまり、洗浄工程における部品の大きさや個数を把握することで、部品の設置形態は決まるので後工程である焼入れ処理時の冷却効果がおよそ推測できる。

特開平６－５７４６８号公報 特開２０００－１６７４９８号公報

しかし、焼入れを行なう部品の材質や総重量や個々の大きさおよび形状は、前工程である洗浄時に把握できるが、部品の数量が同じでも各部品の積載形態、すなわち荷姿については各処理ごとに異なる場合がある。例えば、同一の洗浄室２内に同じ数量の部品Ｗの荷姿を変えて積載した場合の設置形態を図３～図６に示す。図３～図６に示す様に洗浄室２内に積載される被処理物Ｗの総数はすべて３６個であるが、洗浄室２内の幅方向，奥行方向，高さ方向の各方向における被処理物Ｗの個数がそれぞれ異なると、被処理物Ｗ全体の積載形態も変化する。

つまり、部品の洗浄工程およびその後の焼入れ工程において、各処理ごとに部品の荷姿が異なると、部品の材質や数量が同じであっても処理ごとに焼入れ処理後の冷却効果も大きく変化する。

そこで、本発明は洗浄装置等の処理室内において被処理物の大きさや数量などの設置態様（荷姿）を正確に測定することで、後工程である焼入れ処理時の冷却効果のばらつきを抑制できる被処理物の荷姿測定装置および同装置を有する熱処理システムを提供することを課題とする。

本発明である被処理物の荷姿測定装置は、洗浄室を備える洗浄装置に設置する場合に、被処理物が設置された容器（洗浄室）内の液面までの距離を測定する液面検知部、その液面検知部により測定した距離に関する情報を収集する受信部、同受信部で収集した測定距離に関する情報に基づいて液面までの距離の時間変化を演算処理する演算部、同演算部で演算処理された結果より被処理物の荷姿の状態を判定する判定部を有する構成とする。

この液面検知部については、赤外線，超音波，ＬＥＤ，レーザ，フロートのいずれかを用いて液面の変化を検知する液面検知機器であれば良い。また、この荷姿測定装置を具備した真空脱脂洗浄装置および被処理物を焼入れ処理する油槽を備えた熱処理装置から構成される熱処理システムとすることもできる。

本発明の荷姿測定装置は、例えば洗浄装置の洗浄室における洗浄液の液面変化を所定時間ごとに液面センサ等で計測し、液面の時間変化を演算処置（算出）する。算出された液面の時間変化から洗浄室内における高さ方向の断面変化を正確に把握し、被処理物の設置態様を推測できる。その結果を利用して、後工程である焼入れ処理における製品間の冷却効果のばらつきを抑制できる効果を奏する。

また、荷姿測定装置を有する真空脱脂洗浄装置と油槽を有する熱処理装置から構成された熱処理システムの発明については、荷姿測定装置を用いて測定した被処理物の荷姿に関する情報を後工程である焼入れ処理時の処理条件に反映できるので、作業者の技量によらず被処理物に対して常に均質な焼入れ処理を行なうことができる。

本発明の荷姿測定装置１０を有する真空脱脂洗浄装置１の模式断面図である。 図１に示すＸ－Ｘ線断面図である。 被処理物Ｗの積載状態（第１形態）を示す模式図である。 被処理物Ｗの積載状態（第２形態）を示す模式図である。 被処理物Ｗの積載状態（第３形態）を示す模式図である。 被処理物Ｗの積載状態（第４形態）を示す模式図である。

本発明である被処理物の荷姿測定装置の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の荷姿測定装置１０を真空脱脂洗浄装置１に設置した場合の実施形態を示す模式断面図、図２は図１に示す真空脱脂洗浄装置１のＸ－Ｘ線断面図である。図１に示す真空脱脂洗浄装置１は、多数の被処理物Ｗを内部で洗浄する洗浄室２、その洗浄室２へ洗浄液Ｌを供給する配管Ｐ１と洗浄室２内の洗浄液Ｌを外部へ排出する配管Ｐ２、配管Ｐ２内の洗浄液Ｌの排出量を自在に調整できるバルブＶ、洗浄室２を減圧雰囲気にする真空ポンプ（図示しない）などを備えている。

本実施の形態では洗浄室２の上方に荷姿測定装置１０の一部を構成する液面検知部１１が図１および図２に示す様に設置されている。液面検知部１１は、洗浄室２内の洗浄液Ｌの液面ＬＳを検知して、液面検知部１１と液面ＬＳまでの距離を瞬時に測定する。

また、液面検知部１１は図２に示すように洗浄室１０の外部で受信部１２，演算部１３，判定部１４に有線または無線による電気通信手段を介して接続されており、これら一式で荷姿測定装置１０を形成している。

液面検知部１１が、例えば液面センサである場合には洗浄室２へ供給される洗浄液Ｌの液面ＬＳとセンサ（液面検知部１１）間の距離を測定できる。液面ＬＳからセンサ（液面検知部１１）間の距離の測定については、０．１秒毎や１０秒毎など所定の時間ごとに測定できる。液面検知部１１により測定した液面までの距離に関する情報（データ）は、有線または無線により受信部１２に一旦送られて、そこで測定結果が収集される。

受信部１２に送られた測定距離の情報は、収集された距離に関する情報の時間変化（単位時間当たりの増加量）として演算部１３によって演算処理される。演算部１３で演算処理された演算結果から洗浄室２における被処理物Ｗの荷姿の状態を判定部１４にて判定（判別）する。

なお、本発明の荷姿測定装置を構成する液面検知部は、図１で示した液面センサのほかに赤外線，超音波，ＬＥＤ，レーザなど種々の方式を用いたセンサ以外にフロートなどを用いた測定機器の様に液面検知部と液面までの距離が即時に測定できる機器であれば、これらの機器に限定されない。

１ 真空脱脂洗浄装置
２ 洗浄室
１０ 荷姿測定装置
１１ 液面検知部
１２ 受信部
１３ 演算部
１４ 判定部
Ｌ 洗浄液
ＬＳ 液面
Ｐ１，Ｐ２ 配管
Ｖ バルブ
Ｗ 被処理物

Claims (2)

1. 内部に被処理物が設置された容器内における液面までの距離を測定する液面検知部と、前記液面検知部により測定した距離に関する情報を収集する受信部と、前記受信部で収集した前記情報に基づいて前記液面までの距離の時間変化を演算処理する演算部と、前記演算部で演算処理された結果より前記被処理物の荷姿の状態を判定する判定部と、を有する被処理物の荷姿測定装置を具備した真空脱脂洗浄装置および前記被処理物を焼入れ処理する油槽を具備した熱処理装置を有することを特徴とする熱処理システム。
2. 前記液面検知部は、赤外線，超音波，ＬＥＤ，レーザ，フロートのいずれかを用いて前記液面の変化を検知する液面検知機器であることを特徴とする請求項１に記載の熱処理システム。

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