JP2640325B2 - 真空乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント基板、ハードデ
ィスク等の電機・電子関連機器，ブレーキ部品、電装部
品等の自動車・機械金属関連機器，カメラ部品、時計部
品等の精密・光学関連機器の水洗浄後の各種洗浄品を乾
燥するための真空乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、精密機器部品等のワークを洗浄
後、水洗いして乾燥させる場合、まず熱風によりワーク
を加熱し、つぎに素早く低真空にして、水の沸点を下げ
ることで乾燥させていた。また、別の乾燥法として、遠
赤外線を利用して低真空下で乾燥を行う技術も試みられ
てはいたが、遠赤外線吸収体であるプリント基板とかフ
ィルム状のワークには過加熱しすぎて損傷をあたえてし
まったり、遠赤外線反射体であるアルミパーツのような
ものは遠赤外線が反射してしまうために熱を与え続ける
ことができず十分な乾燥ができなかったという難点があ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は次の
ような課題を有していた。 加熱されたワークがすぐにさめてしまうために乾燥
が不十分であったり、乾燥に時間がかかりすぎたりして
いた。 例えばワークがプリント基板とか金属部品でも表面
処理されたワーク等のように被加熱許容温度が６０〜８
０℃程度のものが多いために乾燥は困難を極めていた。 コイル状のワーク等の場合は水が一度侵入したらな
かなか排除できないので完全な乾燥自体がほとんど不可
能という状況にあった。また、ワークとワーク収納容器
との接触面も同様に乾燥が困難であった。 乾燥機内に収納したワークに熱風を送り込んで乾燥
させるためにダスト等が舞い上がる可能性が高く、ワー
クの清潔な乾燥が得られるとは言い難かった。

【０００４】本発明者は上記の点に鑑みて種々の研究の
結果、低真空下で沸点以上の熱を各種ワークに与え続
け、かつワークを支持する架台、治具および／またはワ
ーク収納容器も同時に完全乾燥させるために、ワークを
支持する架台、治具および／またはワーク収納容器を赤
外線吸収能の高い耐熱、耐水性膜体で被覆形成するか、
または赤外線吸収能の高い耐熱、耐水材で形成すること
とした。これによって遠赤外線によるワークへの直接加
熱と同時に、遠赤外線エネルギーを吸収し続ける架台、
治具および／またはワーク収納容器からワークへの熱伝
導加熱をも行うことで、はじめて低真空下における迅速
で完全な乾燥を可能としたものである。すなわち、ワー
クに遠赤外線からの放射加熱と、赤外線吸収能の高い架
台、治具および／またはワーク収納容器からの熱伝導加
熱を同時に行う。

【０００５】すなわち、ワークは遠赤外線からの放射加
熱と、赤外線吸収能の高い架台、治具および／またはワ
ーク収納容器からの熱伝導加熱を同時に行い、コイルの
ようなワークには遠赤外線を直接吸収させ沸騰させ、ま
たワーク収納容器との接触部にある水も赤外線吸収能の
高い架台、治具および／またはワーク収納容器からの熱
伝導により確実に沸騰、乾燥させることができる。さら
に、遠赤外線非吸収体、例えばプリント基板に装着され
ているアルミやステンレスパーツ等が赤外線吸収能の高
い架台、治具および／またはワーク収納容器に直接接触
していなくとも、その周辺の遠赤外線吸収体、例えばプ
リント基板における樹脂基板部分に非吸収体への熱伝導
加熱を行わせることにより、付着した水を確実に沸騰、
乾燥させることができる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る真空乾燥装
置は、遠赤外線ヒーターを内蔵した真空槽内に、表面を
赤外線吸収能の高い耐熱、耐水性膜体で被覆形成した架
台を設置し、該架台上にワークを支持する治具および／
またはワーク収納容器を設置し、該治具および／または
ワーク収納容器を赤外線吸収能の高い耐熱、耐水性膜体
で被覆形成するか、または赤外線吸収能の高い耐熱、耐
水材で形成するとともに該治具および／またはワーク収
納容器と接するか近傍位置に赤外線吸収能の高い黒体状
に形成した温度検出部を設け、該検出部の信号により遠
赤外線ヒーターの表面温度を制御する制御部を備えたも
のである。

【０００７】

【作用】まず、真空槽内に架台、治具および／またはワ
ーク収納容器でワークを支持・収納する。次に、低真空
下において、遠赤外線ヒーターをあらかじめ設定した温
度となるように発熱させ、遠赤外線吸収体であるワーク
及びそのワークに付着した水に許容温度の遠赤外線を直
接吸収させる。同時進行で、同じく低真空下において、
その表面を赤外線吸収能の高い架台、治具および／また
はワーク収納容器に許容温度を吸収させることにより、
遠赤外線反射体であるワークに対しても架台、治具およ
び／またはワーク収納容器からの温度コントロールされ
た熱伝導加熱が継続的に行なわれることとなる。こうし
て低真空下で低沸点になっている水を正確に沸騰させ続
けることができるようになる。そして、はじめて低真空
下での素早く、清潔で、しかも低ランニングコストの乾
燥が実現することとなる。

【０００８】遠赤外線ヒーターの表面温度を制御するに
は、前記架台、治具および／またはワーク収納容器に設
けた温度検出部の信号を、遠赤外線ヒーターの表面温度
を制御する制御部に伝え、架台、治具および／またはワ
ーク収納容器が過加熱されることがないようにし、遠赤
外線ヒーターをＰＩＤ制御等によりコントロールする。
しかし、遠赤外線ヒーターの加熱スイッチがオフ状態で
も遠赤外線ヒーターの表面からは依然として遠赤外線が
放射されることとなるために、架台、治具および／また
はワーク収納容器に遠赤外線を受けることとなるから、
これらの熱エネルギーも考慮して遠赤外線ヒーターの表
面温度を制御する必要がある。

【０００９】遠赤外線ヒーターの表面温度を制御する別
の手段として、前記架台、治具および／またはワーク収
納容器と接触する如く保持された真空槽内のワークの最
適乾燥温度をあらかじめ測定しておき、ワーク毎に目標
値を決める。このようにあらかじめ決められた目標値を
制御部に入力しておき、目標値と比較演算してヒーター
の表面温度をＰＩＤ制御等を行う制御部で制御する。こ
の場合も前記したように、遠赤外線ヒーターの加熱スイ
ッチがオフ状態でも遠赤外線ヒーターの表面からは依然
として遠赤外線が放射されることとなることを考慮に入
れて制御する必要がある。本発明に係る真空槽はタテ型
およびヨコ型のいずれにも適用できることは勿論であ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明
する。図１のように遠赤外線ヒーター２と反射板３をセ
ットし、これを図２におけるステンレス等で形成した真
空槽１の天井及び底部分にとりつける。そしてワーク４
が上下の遠赤外線ヒーター２のちょうど中央にくるよう
な位置どりで架台５を真空槽１内にセットする。架台５
はステンレス等の素材を使用して作り、その表面を耐水
耐熱塗料等の赤外線吸収能の高い耐熱、耐水性膜体で被
覆形成する。この架台５上にワーク４を収納するバスケ
ット等のワーク収納容器６を載置する。図２のうち、７
は真空槽１の蓋、８はその把手、９は真空ポンプ（図示
せず）への吸気口、１０は真空メーター、１１は給気
口、１２はゴム栓を使用して配線まわりをシーリングし
た電気配線取り出し口、１３は感熱部となる温度検出部
をそれぞれ示す。

【００１１】ワーク４には過剰な加熱が行われないよう
に、図３に示すようなワーク４に近い位置のバスケット
等のワーク収納容器６近傍に感熱部となる温度検出部１
３をワーク収納容器６と同じように黒体状にして設定す
る。電気制御は図４のような電気配線で行うが、これは
一例であり、この配線法に限定されない。ワーク４に過
剰な加熱が行われないようにセットしておく。図４のう
ち、ＥＬＢは漏電遮断器、ＭＣは電磁接触器、ＰＢ・Ｌ
は照光式押釦スイッチ、Ｆは栓型ヒューズ、ＳＣＲは電
力調整器、ＡＴＣは温度調節計、ＴＣは熱電対をそれぞ
れ示す。

【００１２】このように構成すると、図２に示すように
上下の遠赤線ヒーター２より放射された遠赤外線が、各
ワーク４の素材の吸収率により、反射されたり吸収され
たりする訳であるが、例えばアルミ素材にはほとんど反
射されてしまうので、これだけではアルミ素材に加熱す
ることはほとんどできない。そこで、まずバスケット等
の赤外線吸収能の高いワーク収納容器６に遠赤外線加熱
を行い、このワーク収納容器６から熱伝導加熱にてアル
ミ素材に加熱するのである。

【００１３】反射体素材は熱伝導性に優れているのでバ
スケット等の赤外線吸収能の高いワーク収納容器６との
わずかな接点さえ確保すれば容易に沸点温度以上での加
熱することができるようになる。一方、ワーク４が樹脂
フィルム等の吸収体である場合には直接遠赤外線加熱が
行われるので、遠赤外線の直接加熱のみで水を蒸発させ
ることができる。

【００１４】本実施例での真空度設定はおよそ６０トー
ルであるので沸点はおよそ４２℃である。この場合、ワ
ーク４やバスケット等の赤外線吸収能の高いワーク収納
容器６に付着している水を完全に蒸発させるためには、
常時５０℃から６０℃程度の温度が過不足なくワーク４
にあたえられる必要があるのであるが、感熱部である温
度検出部１３を赤外線吸収能の高い黒体状にして、ワー
ク４近くの架台５、治具６ａおよび／またはワーク収納
容器６に又はその架台５、治具６ａ、収納容器６と接す
るか、近傍位置に設けているので十分なコントロールが
できる。

【００１５】また、真空槽１内でワーク４を乾燥させる
場合に、各ワーク４毎に架台５、治具６ａおよび／また
はワーク収納容器６と接触する如く保持された真空槽１
内のワーク４の最適乾燥温度をあらかじめ測定してお
き、その測定した温度を目標値として設定する。そして
対応するワーク４に応じて決められた目標値と比較して
ヒーターの表面温度を最適温度に維持するようにＰＩＤ
制御等により制御し、またはワーク４が過加熱とならな
いようにコントロールするＰＩＤ制御等により制御する
制御部（図示せず）を備えるようにしてもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上のごとく、本発明の真空乾燥装置に
よれば、ワークは遠赤外線を直接吸収する場合のほか、
赤外線吸収能の高い耐熱、耐水性を有する架台、治具お
よび／またはワーク収納容器からの熱伝導により加熱す
ることができるので、種々の素材にこだわらずどのよう
なワークでも迅速、かつ確実に完全な加熱乾燥でき、ま
たその温度を水が蒸発しきるまで完璧に制御、維持でき
る結果、従来の乾燥装置と比較して、格段に優れた効果
と低廉な価格をもって利用範囲の広い水乾燥装置を提供
することができる。また、架台、治具および／またはワ
ーク収納容器は赤外線吸収能の高い耐熱、耐水性を有す
るように形成するとともに該架台、治具および／または
ワーク収納容器と接するか近傍位置に赤外線吸収能の高
い黒体状に形成した温度検出部を設けることにより、低
真空下で水洗浄後のワークを１００°Ｃよりもはるかに
低い温度で水の蒸発乾燥を行わせ、しか赤外線輻射の放
射量の制御もワーク自体の温度を検出することなく、赤
外線吸収能の高い耐熱、耐水性の架台、治具および／ま
たはワーク収納容器と同等の赤外線吸収能の高い黒体状
に形成した温度検出部で温度を検出して赤外線輻射の放
射量の制御を行うことができる。本発明では、ワーク自
体の温度を検出しなくてよいこととしたのは、赤外線吸
収能の高い耐熱、耐水性を有する治具および／またはワ
ーク収納容器そのものをワークに対する第１熱源とする
ことができるためである。したがって、遠赤外線ヒータ
ーから受ける熱エネルギーがワーク及びそれを支持する
架台、治具および／またはワーク収納容器並びに温度検
出部のそれぞれが均一化され、温度の平均化が図られ、
より精度の高い遠赤外線ヒーターの温度コントロールさ
れる結果、ワークは加熱不足や過加熱から開放され、安
定した乾燥品を確実に得ることができる。さらに、架台
も黒色被覆または赤外線吸収能の高い材料で形成したの
で、治具および／またはワーク収納容器およびワークに
付着した洗浄水は架台にも付着しようとも、速やかに低
沸点蒸発乾燥をさせることができ、正確な温度制御が可
能となり、ワークに過加熱を与えることがなく、またワ
ークの破損事故や不良品を発生させることがなく、しか
も、しみ等のない良好な乾燥製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】遠赤外線ヒーター及び反射板のセット例を示す
平面図である。

【図２】真空槽内の概略構造例を示す説明図である。

【図３】遠赤外線の吸収・反射作用例および熱伝導作用
例を示す説明図である。

【図４】電気配線の一実施例を示す配線図である。

【符号の説明】

１ 真空槽 ２ 遠赤外線ヒータ
ー ４ ワーク ５ 架台 ６ ワーク収納容器 ６ａ 治具 １３ 温度検出部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠赤外線ヒーターを内蔵した真空槽内
   に、表面を赤外線吸収能の高い耐熱、耐水性膜体で被覆
   形成した架台を設置し、該架台上にワークを支持する治
   具および／またはワーク収納容器を設置し、該治具およ
   び／またはワーク収納容器を赤外線吸収能の高い耐熱、
   耐水性膜体で被覆形成するか、または赤外線吸収能の高
   い耐熱、耐水材で形成するとともに該治具および／また
   はワーク収納容器と接するか近傍位置に赤外線吸収能の
   高い黒体状に形成した温度検出部を設け、該検出部の信
   号により遠赤外線ヒーターの表面温度を制御する制御部
   を備えたことを特徴とする真空乾燥装置。