JPH0854190A - 熱処理匣及び縦型熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉芯管が不要で、被熱処理物を効率よく熱処
理することが可能な縦型熱処理炉及び該縦型熱処理炉に
用いるのに適した熱処理匣を提供する。 【構成】 本願発明の熱処理匣１は、周縁部全周に側壁
部３が形成され、底部２の略中央に貫通穴４が形成され
た構造を有している。本願発明の縦型熱処理炉１１は、
複数段積み重ねられた上記本願発明の熱処理匣１と、上
端側と下端側の熱処理匣１を封止することにより各熱処
理匣１の内部を密閉する封止手段（１２，１３）と、貫
通穴４を介して熱処理匣１内に発生するガスを外部に排
気する排気手段１６と、貫通穴４から熱処理匣１の内部
に挿入された雰囲気ガス供給手段１７と、熱処理の済ん
だ熱処理匣１を順次取り出すとともに、新たな被熱処理
物の入った熱処理匣１を順次供給して積み重ねる熱処理
匣排出・供給手段（２０，２１）と、積み重ねられた熱
処理匣１を所定の温度に加熱する加熱手段とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、熱処理匣及び熱処理
炉に関し、詳しくは、セラミック電子部品などの予備焼
成や本焼成などに用いられる熱処理匣及び縦型熱処理炉
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】セラミ
ック電子部品用の熱処理炉の一つに、例えば図６に示す
ような縦型熱処理炉がある。この縦型熱処理炉は、ヒー
タ５１、断熱材５２及び外壁材５３を備えてなる炉本体
５４と、該炉本体５４を貫通するように配設された、所
定の位置に雰囲気制御用のガス打込みパイプ５５を備え
た炉芯管５６と、炉芯管５６の内部に多数積み重ねられ
た熱処理匣５７とを備えて構成されている。そして、こ
の縦型熱処理炉においては、熱処理が済んだ熱処理匣５
７を炉芯管５６の下端側から取り出すとともに、炉芯管
５６の上端側から新たな被熱処理物の入った熱処理匣５
７を供給することにより、連続的に熱処理を行うことが
できるように構成されている。

【０００３】ところで、上記従来の縦型熱処理炉におい
ては、熱処理匣５７を搬送するためのガイドとして、ま
た、雰囲気の封じ込め及び周囲部材の汚染防止のため
に、炉本体５４内に炉芯管５６が配設された構造を有し
ているが、その構造上、以下に述べるような問題点を有
している。

【０００４】炉芯管５６は、通常、セラミックからな
る長尺パイプであり、大きな曲りや反りなどのないもの
を使用しなければならないため、容易に製造することが
できず、コストの増大を招く。

【０００５】被熱処理物の蒸気を吸着するため、被熱
処理物の種類ごとに炉芯管５６を交換する必要があり、
多種少量生産の場合には、炉の稼働率が極端に低下す
る。また、交換を容易にするために炉全体の設計の自由
度が低下し、コストを押し上げる要因となる。

【０００６】炉芯管５６が破損した場合に、復旧に手
間がかかり、効率が悪い。

【０００７】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、炉芯管が不要で、被熱処理物を効率よく熱処理す
ることが可能な縦型熱処理炉及び該縦型熱処理炉に用い
るのに適した熱処理匣を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の熱処理匣は、周縁部全周に側壁部が形成
されているとともに、底部の略中央に貫通穴が形成され
ており、かつ、複数段積み重ねた場合に、各熱処理匣が
その上に積み重ねられた熱処理匣によって封止されると
ともに、前記貫通穴を介して各熱処理匣が連通するよう
に構成されていることを特徴としている。

【０００９】また、前記貫通穴の周囲に、周縁部全周に
形成された側壁部より背の低い筒状側壁部が形成されて
いることを特徴としている。

【００１０】また、本願発明の縦型熱処理炉は、被熱処
理物を所定の雰囲気下に熱処理するための縦型熱処理炉
において、複数段積み重ねられた請求項１または２記載
の熱処理匣と、複数段積み重ねられた熱処理匣の上端側
と下端側の熱処理匣を封止することにより各熱処理匣内
部を密閉する封止手段と、前記貫通穴を介して熱処理匣
内部と連通し、熱処理工程において熱処理匣内に発生す
るガスを外部に排気する排気手段と、前記貫通穴から複
数段積み重ねられた熱処理匣の内部に挿入された、所定
の位置から雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給手段
と、積み重ねられた熱処理匣のうち熱処理の済んだ熱処
理匣を、上端側または下端側から順次取り出すととも
に、逆側から新たな被熱処理物の入った熱処理匣を順次
供給して積み重ねる熱処理匣排出・供給手段と、積み重
ねられた熱処理匣を所定の温度に加熱する加熱手段とを
具備することを特徴としている。

【００１１】さらに、複数段積み重ねられた熱処理匣の
内部に挿入される前記雰囲気ガス供給手段の挿入深さを
調節可能としたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】本願発明の熱処理匣は、周縁部全周に側壁部が
形成されているとともに、底部の略中央に貫通穴が形成
されており、複数段積み重ねた場合に、各熱処理匣がそ
の上に積み重ねられた熱処理匣により封止されるととも
に、貫通穴を介して各熱処理匣が連通する。したがっ
て、炉芯管を用いることなく、貫通穴を介して各熱処理
匣内部のガス交換を行ったり、あるいは、該貫通穴を介
して所定の組成の雰囲気ガスを供給することにより各熱
処理匣内部の雰囲気制御を行ったりすることができるよ
うになる。

【００１３】また、前記貫通穴の周囲に、周縁部全周に
形成された側壁部（周縁側壁部）より背の低い筒状側壁
部を形成した構造を有する熱処理匣の場合には、該筒状
側壁部の上端面に封止部材を当接させることにより、貫
通穴を容易に封止することができるようになるととも
に、周縁側壁部と筒状側壁部との間に形成される凹部が
貫通穴により連通する連通部から適度に隔てられるた
め、雰囲気が乱れにくくなり、安定した雰囲気条件下に
確実な熱処理を行うことが可能になる。

【００１４】また、本願発明の縦型熱処理炉は、上記本
願発明の熱処理匣を用いて構成されているため、従来の
縦型熱処理炉では必要であった炉芯管が不要になる。ま
た、本願発明の縦型熱処理炉は、貫通穴を介して熱処理
匣内部と連通する排気手段により熱処理匣内に発生する
ガスを排気するとともに、貫通穴から複数段積み重ねら
れた熱処理匣の内部に挿入された雰囲気ガス供給手段か
ら、所定の位置に雰囲気ガスを供給することができるよ
うに構成されており、かつ、熱処理匣排出・供給手段に
より、熱処理の済んだ熱処理匣を順次取り出すととも
に、新たな被熱処理物の入った熱処理匣を供給して積み
重ねることにより、連続的に熱処理を行うことができる
ように構成されているため、被熱処理物を所定の雰囲気
下に効率よく熱処理することが可能になる。

【００１５】なお、熱処理匣の流れ方向は、下段側が熱
処理時に発生するガスの影響を受けにくいことから、熱
処理匣の流れ方向を下向きにして、熱処理の済んだ熱処
理匣を下端側から取り出す方が好ましいが、排気手段
や、雰囲気ガス供給手段の構成（雰囲気ガスの打込み位
置など）によっては、熱処理匣の流れ方向を上向きにす
ることも可能である。

【００１６】また、雰囲気ガス供給手段の、熱処理匣の
内部への挿入深さを調節可能とすることにより、被熱処
理物の種類や熱処理条件に応じて、任意の位置に雰囲気
ガスを供給することが可能になり、熱処理条件の調節の
自由度を向上させることが可能になる。

【００１７】

【実施例】以下、本願発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は、本願発明の一実施例にかかる熱処理匣を
示す斜視図、図２は、本願発明の一実施例にかかる熱処
理匣に被熱処理物を入れて積み重ねた状態を示す斜視
図、図３は、本願発明の一実施例にかかる熱処理匣を用
いて構成した縦型熱処理炉の要部を示す断面図、図４
は、本願発明の一実施例にかかる縦型熱処理炉の動作を
示す斜視図である。

【００１８】この実施例の熱処理匣１（図１）は、平面
形状が略方形で、中央部に平面形状が円形の貫通穴４が
形成された平面形状が方形の底部２と、該底部２の周縁
部全周に形成された側壁部（周縁側壁部）３と、貫通穴
４の周囲に形成された、上記周縁側壁部３より背の低い
筒状側壁部５を備えて構成されており、周縁側壁部３と
筒状側壁部５との間には、被熱処理物６（図２）を収容
するための凹部７が形成されている。なお、周縁側壁部
３の上端面及び底部２の下面は、縦に積み重ねたときに
互に密着するように研磨されている。

【００１９】また、この実施例の縦型熱処理炉１１は、
図３，図４に示すように、複数段積み重ねられた熱処理
匣１と、積み重ねられた熱処理匣１の下端側と上端側の
熱処理匣１の貫通穴４を封止する封止手段（この実施例
では、下端側の熱処理匣１の貫通穴４を封止する昇降テ
ーブル１２（図４）と、上端側の熱処理匣１の筒状側壁
部５の上端面に密着してその貫通穴４を封止する封止部
材１３から構成されている）と、貫通穴４を介して熱処
理匣１の内部と連通し、熱処理工程において熱処理匣１
内で発生するガスを貫通穴４を介して外部に排気する排
気手段１６（この実施例では、排気管１４と排気ファン
１５を備えて構成されている）と、貫通穴４から複数段
積み重ねられた熱処理匣１の内部に挿入され、所定の位
置から雰囲気ガス（この実施例では脱脂用のエア）を供
給する雰囲気ガス供給手段（ガス供給管）１７と、熱処
理の済んだ熱処理匣１を、下端側から順次取り出すとと
もに、上端側から新たな被熱処理物の入った熱処理匣１
を順次供給して積み重ねる熱処理匣排出・供給手段（こ
の実施例では、チャック２０とハンドリング装置２１か
ら構成されている）と、積み重ねられた熱処理匣を所定
の温度に加熱する加熱手段（図示せず）を備えて構成さ
れている。

【００２０】なお、この実施例では、封止部材１３によ
り、上端側の熱処理匣１の貫通穴４のみを封止するよう
にしており、この場合、上から２段目以下の熱処理匣１
が密封されることになるが、本願発明は、この場合のよ
うに、上端側の熱処理匣１の貫通穴４のみを封止する場
合を含むものであり、２段目の熱処理匣１が封止される
べき上端側の熱処理匣となる場合を除くものでは決して
ない。なお、上端側の熱処理匣１の上面側全体を覆うよ
うな封止部材を用いて、上端側の熱処理匣１の凹部７を
も封止するように構成することも可能であり、この場合
には、上から１段目の熱処理匣１が封止されるべき上端
側の熱処理匣となる。

【００２１】また、排気手段１６を構成する排気管１４
は、封止部材１３に接続されている。さらに、雰囲気ガ
ス供給手段（ガス供給管）１７は、封止部材１３を貫通
した状態で、封止部材１３と独立して動くことができる
ように、摺動可能に封止部材１３に保持されている。ま
た、ガス供給管１７の側面には、熱処理匣１のピッチと
一致するようなピッチでガス吹出し用の穴（図示せず）
が形成されており、ガス供給管１７の位置（挿入深さ）
を調節することにより、任意の位置（高さ）の熱処理匣
１に雰囲気ガスを打込むことができるように構成されて
いる。

【００２２】さらに、ガス供給管１７は、昇降機１８に
よりその位置を任意に調整することができるように構成
されている。

【００２３】さらに、積み重ねられた熱処理匣１の周囲
には、熱処理匣１の位置ずれが生じたり、崩れたりしな
いように熱処理匣１をサポートするための複数のガイド
１９が配設されている。図５は、セラミック製の板材か
らなる複数のガイド１９の配設位置を示す平面図であ
る。但し、ガイド１９の形状や配設数、配設位置などは
これに限られるものではない。

【００２４】なお、この実施例の縦型熱処理炉１１は、
打込みガス（雰囲気ガス）として、脱脂用のエアを供給
するようにした炉であり、脱脂ゾーンＡ（図３）より下
側においては、熱処理匣１内の雰囲気の変動を極力避け
るように構成されている。そして、熱処理匣１は、図４
に示すように、上から下に順次送られ、熱処理の済んだ
熱処理匣１は下端側から取り出され、上端側から新たな
被熱処理物の入った熱処理匣１が供給されることによ
り、連続的に熱処理が行われるように構成されている。

【００２５】次に、上記のように構成された縦型熱処理
炉１１の動作を、図３，図４を参照しつつ説明する。な
お、ここでは、熱処理匣１を供給する供給機構側と、熱
処理匣１を取り出す排出機構側に分けてその動作を説明
する。

【００２６】［供給機構側の動作］ 下端側から熱処理匣１が取り出され、上端側から熱処
理匣１を供給すべき状態になると、ガス供給管１７を適
当な距離だけ上方に引き上げる。 それから、封止部材１３をガス供給管１７とともに上
方に持ち上げる。 次いで、新たな熱処理匣１をハンドリング装置２１に
より、最上段の熱処理匣１の上に積み重ねる。 それから、封止部材１３とガス供給管１７を新たに積
み重ねた最上段の熱処理匣１の貫通穴４にセットして熱
処理匣１内を密閉する。 その後、ガス供給管１７を所定の位置（深さ）まで挿
入し、ガス（脱脂ガスであるエア）を供給する。

【００２７】［排出機構側の動作］ 積み重ねられた熱処理匣１のうち下端側の熱処理匣１
を取り出すべき状態になると、チャック２０により、最
下段より一つ上の熱処理匣１を把持する。 それから、昇降テーブル１２を速やかに下降させて最
下段の熱処理匣１を昇降テーブル１２とともに下方に降
ろす。 次いで、昇降テーブル１２上の熱処理匣１を横方向に
移動させて昇降テーブル１２上から取り除く。 それから、昇降テーブル１２を速やかに上昇させて、
チャック２０により把持された熱処理匣１の下面に押し
当てることにより、その貫通穴（図４には示さず）を密
閉する。 その後、チャック２０を解放する。

【００２８】なお、上記実施例の縦型熱処理炉１１にお
いては、炉内雰囲気の、ドラフト効果による変動を極力
抑制するために、熱処理匣１の供給、排出時の封止部材
１３及び昇降テーブル１２の上下動ストロークを最小限
にするとともに、熱処理匣１の供給、排出を同時に行わ
ない（すなわち時間をずらせて行う）ように構成されて
おり、炉内雰囲気の保護が図られている。

【００２９】上述のように、本願発明の一実施例にかか
る熱処理匣を用いることによって、炉芯管を使用するこ
となく、熱処理匣内の雰囲気制御、熱処理匣の連続的な
排出や供給、などを確実に行うことが可能な縦型熱処理
炉（すなわち本願発明の一実施例にかかる縦型熱処理
炉）を構成することができる。なお、この実施例の縦型
熱処理炉は、炉芯管を用いていないため、低コストで製
造することができるとともに、炉芯管の交換が不要にな
るため、設計の自由度を向上させることができるように
なる。

【００３０】なお、上記実施例では、平面形状が方形の
熱処理匣を用いた場合について説明したが、熱処理匣の
具体的な形状には特別の制約はなく、その平面形状を円
形や正方形、さらにはその他の形状とすることも可能で
ある。また、貫通穴の形状についても特別の制約はな
く、円形以外の他の形状とすることも可能である。

【００３１】また、熱処理匣の貫通穴の周囲の筒状側壁
部の形状や高さを調整することにより、雰囲気ガスの交
換を促進したり抑制したりすることも可能である。

【００３２】本願発明は、さらにその他の点においても
上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範
囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能で
ある。

【００３３】

【発明の効果】上述のように、本願発明の熱処理匣は、
周縁部全周に側壁部が形成され、底部の略中央に貫通穴
が形成された熱処理匣であって、複数段積み重ねた場合
に、各熱処理匣がその上に積み重ねられた熱処理匣によ
り封止されるとともに、貫通穴を介して各熱処理匣が連
通するため、炉芯管を用いることなく、貫通穴を介して
各熱処理匣内部のガス交換を行ったり、あるいは、該貫
通穴を介して所定の組成の雰囲気ガスを供給することに
より各熱処理匣内部の雰囲気制御を行ったりすることが
可能になる。

【００３４】したがって、本願発明の熱処理匣を用いる
ことにより、炉芯管を用いることなく、熱処理雰囲気の
制御や熱処理匣の連続的な排出・供給などを行うことが
可能な縦型熱処理炉を構成することが可能になる。

【００３５】また、貫通穴の周囲に、周縁部全周に形成
された側壁部（周縁側壁部）より背の低い筒状側壁部を
形成した場合には、該筒状側壁部の上端面に封止部材を
当接させることにより、貫通穴を容易に封止することが
できるようになるとともに、周縁側壁部と筒状側壁部と
の間に形成される凹部が貫通穴により連通する連通部か
ら適度に隔てられるため、雰囲気が乱れにくくなり、安
定した雰囲気条件下に確実な熱処理を行うことが可能に
なる。

【００３６】また、本願発明の熱処理匣を用いて構成さ
れた縦型熱処理炉は、炉芯管が用いられていないため、
経済性に優れ、かつ、炉芯管を交換する必要がないた
め、設計の自由度が高いという特徴を有している。

【００３７】また、雰囲気ガス供給手段の、熱処理匣の
内部への挿入深さを調節可能とすることにより、被熱処
理物の種類や熱処理条件に応じて、任意の位置に雰囲気
ガスを供給することが可能になり、熱処理条件の調節の
自由度を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例にかかる熱処理匣を示す斜
視図である。

【図２】本願発明の一実施例にかかる熱処理匣に被熱処
理物を入れて積み重ねた状態を示す斜視図である。

【図３】本願発明の一実施例にかかる熱処理匣を用いて
構成した縦型熱処理炉の要部を示す断面図である。

【図４】本願発明の一実施例にかかる縦型熱処理炉の動
作を示す斜視図である。

【図５】本願発明の一実施例にかかる縦型熱処理炉に用
いられている複数のガイドの配設位置を示す平面図であ
る。

【図６】従来の縦型熱処理炉を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 熱処理匣 ２ 底部 ３ 側壁部（周縁側壁部） ４ 貫通穴 ５ 筒状側壁部 ６ 被熱処理物 ７ 凹部 １１ 縦型熱処理炉 １２ 昇降テーブル １３ 封止部材 １４ 排気管 １５ 排気ファン １６ 排気手段 １７ 雰囲気ガス供給手段（ガス供給
管） １８ 昇降器 １９ ガイド ２０ チャック ２１ ハンドリング装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周縁部全周に側壁部が形成されていると
   ともに、底部の略中央に貫通穴が形成されており、か
   つ、 複数段積み重ねた場合に、各熱処理匣がその上に積み重
   ねられた熱処理匣によって封止されるとともに、前記貫
   通穴を介して各熱処理匣が連通するように構成されてい
   ることを特徴とする熱処理匣。
2. 【請求項２】 前記貫通穴の周囲に周縁部全周に形成さ
   れた側壁部より背の低い筒状側壁部が形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の熱処理匣。
3. 【請求項３】 被熱処理物を所定の雰囲気下に熱処理す
   るための縦型熱処理炉において、 複数段積み重ねられた請求項１または２記載の熱処理匣
   と、 複数段積み重ねられた熱処理匣の上端側と下端側の熱処
   理匣を封止することにより各熱処理匣内部を密閉する封
   止手段と、 前記貫通穴を介して熱処理匣内部と連通し、熱処理工程
   において熱処理匣内に発生するガスを外部に排気する排
   気手段と、 前記貫通穴から複数段積み重ねられた熱処理匣の内部に
   挿入された、所定の位置から雰囲気ガスを供給する雰囲
   気ガス供給手段と、 積み重ねられた熱処理匣のうち熱処理の済んだ熱処理匣
   を、上端側または下端側から順次取り出すとともに、逆
   側から新たな被熱処理物の入った熱処理匣を順次供給し
   て積み重ねる熱処理匣排出・供給手段と、 積み重ねられた熱処理匣を所定の温度に加熱する加熱手
   段とを具備することを特徴とする縦型熱処理炉。
4. 【請求項４】 複数段積み重ねられた熱処理匣の内部に
   挿入される前記雰囲気ガス供給手段の挿入深さを調節可
   能としたことを特徴とする請求項３記載の縦型熱処理
   炉。