JP3117471B2 - 真空熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空熱処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】図５は従来の熱処理炉に
おける金属ヒータの固定方法の一例を示しているが、例
えば熱処理炉４１の内側側壁４７にヒータパネル４３の
上端部と下端部とが当接するように座４２、４２’が設
けられていた。座４２、４２’にはそれぞれにねじ孔が
切られており、ヒータパネル４３の上端部と下端部はボ
ルト４５、４５’で座４２、４２’に固定されている。
ヒータパネル４３の表面には熱を発生させるためのヒー
タ４４と、その熱を反射させるためのレフレクター４６
が絶縁材４８、４８’を介在させて取りつけられてい
る。

【０００３】ところが、この方法によれば、炉内で高温
にさらされた固定用ボルト４５、４５’が座４２、４
２’に食い込んでしまい、メンテナンス時にヒータパネ
ル４３を外すときにボルト４５、４５’が外れなかった
り、ときにはボルト４５、４５’が折れてしまい、非常
に作業に手間がかかることがあり、また高温にさらされ
たヒータパネル４３は熱膨張するが、上端部と下端部が
座４２、４２’に固定ボルトで４５、４５’で固定され
ているため自由に熱膨張ができず凹凸状の変形が生じ
る。このようにヒータパネル４３の変形量が大きいとき
にはレフレクター４６がヒータパネル４３の変形した部
分に押されて、ヒータ４４と接触するようなことがあ
り、放電によってレフレクター４６に孔があいてしまっ
たり、メンテナンス等でヒータパネル４３を取りはずし
たときにはヒータパネル４３のボルト４５、４５’の孔
位置がずれて、元の場所に取りつけられないという不都
合が生じていた。

【０００４】また、アルミニウムの真空ろう付装置では
被ろう付物がろう付される直前にろう付作業を助長する
ためのマグネシウムが蒸発するが、これがヒータパネル
４３と熱処理炉の内側側壁４７の間に廻り込み、それぞ
れの面にマグネシウムが付着する。それが少量であれば
問題は生じないが、堆積すると炉内の真空度劣化を招
き、メンテナンスのインターバルが極端に短くなる傾向
があり、それが品質の不良へとつながるので、上述した
ようなヒータパネルの着脱を頻繁に行なわなければなら
ず、更に稼働率の低下やランニングコストの増大へと拍
車をかけていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上記問題に
鑑みてなされ、ヒータパネルが炉壁から容易に取りはず
すことができ、また自由に熱膨張することができるよう
にし、更に熱処理で生じる蒸発物がヒータパネルと炉壁
との間に回り込むのを防ぐ真空熱処理装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空槽
内で加熱機構により加熱して被処理物を熱処理するよう
にした真空熱処理装置において、前記加熱機構における
ヒータパネルは、前記真空槽内の内壁に複数配設され、
前記真空槽内の内壁にはフック部材が固定され、前記複
数のヒータパネルそれぞれの上端縁には前記フック部材
と係合する係合部が形成され、前記フック部材に着脱自
在に前記係合部で前記ヒータパネルは吊り掛けられ、前
記複数のヒータパネル間には、前記ヒータパネルの熱膨
張を吸収し得る柔軟性を有する断熱材が隙間なく充填さ
れていることを特徴とする真空熱処理装置、によって達
成される。

【０００７】

【作用】ヒータパネルはボルトで固定されずに、真空熱
処理装置の内壁に固定されたフック部材に吊り掛けられ
るので、自由に熱膨張ができるようになり、従来例のよ
うな凹凸のある変形がなくなる。また、ヒータパネルの
着脱も容易となりメンテナンスの作業性が向上する。更
に、複数配設されたヒータパネル間には断熱材が充填さ
れており、この断熱材は柔軟な材料であるので、ヒータ
パネルの熱膨張を吸収することができヒータパネルの熱
膨張を見込んだ隙間をヒータパネルと断熱材との間で設
ける必要がなく、よってヒータパネルと断熱材との間に
隙間がないことから熱処理による蒸発物がヒータパネル
の背後に回り込むのを防ぐことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例による真空ろう付装置
について図面を参照して説明する。

【０００９】図１は第１実施例を示し、加熱室Ａ、予熱
室Ｂ及び取出室Ｃを有する連続炉における真空ろう付装
置の主要部分を示す。加熱室Ａは加熱ヒータ領域１とト
ラップ領域２ａ、２ｂとからなり、予熱室Ｂと取出室Ｃ
とは開閉自在の仕切弁４ａ、４ｂにより気密に閉じられ
るようになっている。以下、本発明に依る加熱ヒータ領
域１の側壁部における加熱機構を説明すると、ヒータパ
ネル１１ａ、１１ａ’、１１ｂ、１１ｂ’１１ｃ、１１
ｃ’が前後方向に分割して設けられており、上下方向に
ついては図２に示されているヒータパネル１１ｂ、１１
ｂ’のようにヒータ領域１の両側壁に上下方向にそれぞ
れ多段（３段〜８段が使用される）に配設されている。
ヒータパネル１１ａ、１１ａ’、１１ｂ、１１ｂ’、１
１ｃ、１１ｃ’は加熱室の側壁に着脱自在に取りつけら
れており、その取りつけ方は各々同じであるのでヒータ
パネル１１ａについてのみ説明する。

【００１０】図３で示すように加熱室Ａの側壁２１には
Ｌ形のフック部材２２が取りつけられており、ヒータパ
ネル１１ａの上端部が係合部としてＬ形のフック部材２
２に係合するように、やはりＬ形に屈曲して形成されて
いるので、互いに噛み合うようにしてヒータパネル１１
ａはフック部材２２に吊掛けられる。フック部材２２の
数量はヒータパネル１１ａではヒータパネルの両端に１
個宛であるが、ヒータパネル１１ｂのように巾が大きい
ものについてはその巾に応じて増やすものとする。ヒー
タパネル１１ａには軸状部材２６が複数個設けられてお
り、これには板状のレフレクター２３が吊掛けられるよ
うにして取りつけられ、レフレクター２３は軸状部材２
６の先端に巻つけられているヒータ３ａの熱の量や炉内
の温度に応じて使用する枚数を２枚〜５枚程度の範囲で
変えて使用できるようになっているが、本実施例ではヒ
ータパネル１１ａ、１１ｃでは３枚、ヒータパネル１１
ｂで２枚のレフレクター２３が用いられている。また、
レフレクター２３とヒータ３ａとの間には絶縁材２５が
設けられて絶縁処理が施されている。図３における断熱
板２４はヒータパネル１１ａとヒータパネル１１ａの間
の隙間をうめるもので、これによりレフレクターのない
部分の断熱を補償することができ、又、ヒータパネルの
裏面へＭｇが侵入するのを防止することができる。ヒー
タ３ａが加熱されて、その熱によりヒータパネル１１ａ
が膨張するときはその伸びた量を吸収する役割も果た
す。

【００１１】加熱ヒータ領域１についてはヒータ３ａ、
３ａ’、３ｂ、３ｂ’、３ｃ、３ｃ’が前後方向へ分割
して設けられており、図示されてはいないが外部に有す
る制御装置により、それぞれのヒータ３ａ、３ａ’、３
ｂ、３ｂ’、３ｃ、３ｃ’が温度を別個に調節できるよ
うになっている（これは例えば本出願人の先の出願であ
る特願平１−２４６０８５号に開示されている方法によ
り制御される）。

【００１２】取出室Ｃ側に位置するトラップ領域２ａに
は冷却媒体循環用パイプ１０ａにより冷却水の循環、す
なわち供給、配水が行なわれるＭｇトラップ機構５ａが
配設され、その表面温度が４００℃以下の所望の温度と
なるようにしている（これは図示していないがＭｇトラ
ップ機構に温度センサを取付け、冷却水の循環温度を調
節することで達成できる）。トラップ領域２ａと加熱ヒ
ータ領域１との境の内壁には環状の端部レフレクター６
ａがキャリアフレーム８の移動の妨げとならないように
設けられており、一方予熱室Ｂ側に位置するトラップ領
域２ｂにも同様に冷却媒体循環用パイプ１０ｂにより冷
却水の循環、すなわち供給、排水が行なわれるＭｇトラ
ップ機構５ｂが配設され、加熱ヒータ領域１との境の内
壁にも同様に環状の端部レフレクター６ｂが設けられて
いる。

【００１３】図２で示される搬送路１３は図１では示さ
れていないが、真空ろう付装置内を長手方向に沿って設
けられ、キャリアフレーム８はこの搬送路１３に吊下げ
られるようにして装置内を移動できるようになってい
る。キャリアフレーム８の前端部と後端部にはキャリア
内レフレクター９ａ、９ｂが設けられ、このキャリアフ
レーム８内には被ろう付物７が積載されている。なお、
図には示されていないが、加熱室Ａの底面には真空ポン
プが接続される開口が形成され、室内の気体が排気され
るようになっている。また、冷却媒体循環用パイプ１０
ａ、１０ｂはトラップ領域２ａ、２ｂの内壁に気密とな
るように挿通配設されている。

【００１４】本発明の第１実施例による真空ろう付装置
は以上のように構成されるが、次にこの作用、効果につ
いて説明する。

【００１５】予熱室Ｂで被ろう付物７の予熱作業が終わ
ると、仕切弁４ｂが開かれて搬送路１３に沿って被ろう
付物７を積載したキャリアフレーム８が加熱ヒータ領域
１へと移送される。これにより、被ろう付物７が加熱ヒ
ータ領域１へと移送されたので仕切弁４ｂが閉じられて
加熱室Ａは気密にされる。次に、図示されていない真空
装置を駆動させて加熱室Ａが所定の減圧値に減圧される
と、ヒータ３ａ、３ａ’、３ｂ、３ｂ’、３ｃ、３ｃ’
が通電されてヒータ領域１は加熱される。このときに、
トラップ領域２ａ、２ｂで冷却面を有することとなるＭ
ｇトラップ機構５ａ、５ｂに冷却水が冷却媒体循環用パ
イプ１０ａ、１０ｂを介して循環、すなわち供給、排水
される。これにより、Ｍｇトラップ機構５ａ、５ｂの冷
却面は４００℃以下の所望の温度となる。

【００１６】加熱ヒータ領域ではヒータ３ａ、３ａ’、
３ｂ、３ｂ’、３ｃ、３ｃ’が制御装置により温度を別
個に調節できるようにしているので、中央部のヒータパ
ネル１１ｂ、１１ｂ’のヒータ３ｂ、３ｂ’及び両端の
ヒータ３ａ、３ａ’、３ｃ、３ｃ’のヒータの温度を調
節することにより、すべての被ろう付物７は均一に加熱
される。更にはキャリア内レフレクター９ａ、９ｂをキ
ャリアフレーム８の両端部に設けたことで、キャリアフ
レーム８内の端部に配置された被ろう付物７にも熱の配
分が均一となるように反射させて保温性をよくし、温度
むらをなくし、すべての被ろう付物７に対しろう付に適
した状態で作業できるようにしている。一方、加熱室Ａ
の両端部にはヒータ３ａ、３ａ’、３ｃ、３ｃ’に隣接
してＭｇトラップ機構５ａ、５ｂを設けているが、もし
端部レフレクター６ａ、６ｂを設けなければＭｇトラッ
プ機構５ａ、５ｂへも熱が放射されて冷却面が加熱さ
れ、Ｍｇの捕獲効率が悪くなる。しかしながら、本実施
例によれば、環状の端部レフレクター６ａ、６ｂ及びキ
ャリア内レフレクター９ａ、９ｂを設けているので、Ｍ
ｇトラップ機構５ａ、５ｂへの熱の放射を殆どなくし
て、ヒータ領域１からの熱の影響を少なくしている。換
言すれば循環冷却水の流量をそれほど増大しなくてもよ
い。

【００１７】一般に被ろう付物７は真空で６００℃程度
の所望の状態で加熱されると、ろう付が行なわれるが、
アルミニウムのろう付ではろう材が溶け出す直前にろう
付を促進させるためのＭｇが蒸発される。蒸発されたＭ
ｇは加熱室Ａを飛び回るが、Ｍｇトラップ機構５ａ、５
ｂには冷却媒体循環用パイプ１０ａ、１０ｂにより冷却
水が供給、排水されているので、その面はＭｇが捕獲で
きるように４００℃以下の所望の温度（例えば３８０
℃）に冷却されており、またＭｇの発生する加熱ヒータ
領域１の近傍に設けられていることからＭｇは飛躍的に
効率よく捕獲される。

【００１８】加熱室Ａでのろう付作業が終了すると、取
出室Ｃ側の仕切弁４ａは開かれ、それを積載したキャリ
アフレーム８が搬送手段により取出室Ｃへと移送され、
仕切弁４ａが閉じた後、被ろう付物７は取出室Ｃで大気
置換後、室外へ移送される。

【００１９】加熱室Ａでのヒータ機構のメンテナンスで
は、パネル１１ａ、１１ａ’、１１ｂ、１１ｂ’、１１
ｃ、１１ｃ’の取りはずしが、ヒータ３ａ、３ａ’、３
ｂ、３ｂ’、３ｃ、３ｃ’の端子部と電極とのボルト結
合部以外は工具を必要とせず、フック部材２２に吊掛け
式となっているので容易に着脱が可能となり、メンテナ
ンスの作業時間が大巾に短縮できる。

【００２０】図４は本発明の第２実施例による真空ろう
付装置の加熱室の一部を示している。加熱室の炉壁３４
には第１実施例と同様にして複数のヒータパネル３０が
配設され、これに取りつけられた軸状部材３５にはヒー
タ３１が取り付けられ、ヒータ３１とヒータパネル３０
との間には図示していないが第１実施例と同様のレフレ
クターが取りつけられている。ヒータパネル３０につい
ては第１実施例と同様にフック部材３６により炉壁３４
に吊掛けられているので説明を省略してヒータパネル３
０の上下端部や左右側端部間に充填される断熱部材につ
いて説明する。

【００２１】図４において、ヒータパネル３０の左右側
端部及び上下端部間には断熱部材３２、３３（実用新案
登録第１７４２５９３号に記載の断熱部材を使用）が介
設されている。最上段のヒータパネル３０の上端部にも
断熱部材３３が設けられるが、先に断熱部材３３の両側
端部には上下方向の断熱部材３２、３２が固持されてい
るので、断熱部材３３はそれらに挟持されるように固持
される。このようにして図示していないヒータパネル３
０間にも同様にして断熱部材３２、３３が固持されてい
る。なお、ヒータ３１は本発明の第１実施例についても
同じ方法で取り付けられている。

【００２２】本発明の第２実施例は以上のように構成さ
れるが、次に第２実施例の作用、効果について説明す
る。

【００２３】本実施例の真空ろう付装置の室内でも、ろ
う付が行なわれた場合、ヒータ３１の加熱によりヒータ
パネル３０は熱膨張するが、ヒータパネル３０はフック
部材３６で吊掛けられており、ボルトで固定されていな
いために自由に熱膨張することができるが、断熱部材３
２、３３は柔軟な材料であるので断熱材としての役割の
他に、ヒータパネル３０の熱膨張を吸収することができ
るので、ヒータパネル３０自体の熱膨張を見込んだ隙間
をヒータパネル３０と断熱部材３２、３３の間に設ける
必要もなく、又ヒータパネル３０と断熱部材３２、３３
との間に隙間がないことから、アルミニウムのろう付作
業で蒸発したマグネシウムがヒータパネル３０の背後へ
廻り込むのを防ぐことができ、熱放散によるヒートロス
を少なくすることができる。

【００２４】本実施例では、メンテナンスでヒータパネ
ル３０を外すときは上下、左右方向に取り付けられてい
る断熱部材３２、３３を取り外し、ヒータパネル３０は
フック部材３６で吊掛けるようにしているので、ヒータ
３１の端子部の電極接合部分以外は工具を使用しないの
で容易に外すことができる。又、ヒータパネル３０の背
後にマグネシウムも付着しないことから清掃にも手間を
要することがない。又、断熱部材３２、３３の柔軟性に
よってはこれを取り外さなくても、これらを変形させる
ことによりヒータパネル３０を取り外すことができる。

【００２５】以上、本発明の各実施例について説明した
が、本発明はこれら実施例に限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００２６】例えば、以上の実施例では真空ろう付装置
を説明したがこれに限らず、加熱機構を持つ全ての熱処
理炉についても応用することができ、例えば薄膜形成装
置や本実施例における予熱室でも使用することができ
る。

【００２７】又、以上の実施例ではヒータパネルの係合
部は上端部に形成され、Ｌ形状の加工がされており、こ
の係合部が炉壁に設けたフック部材に吊掛けるようにし
て係合させたが、これに変えてヒータパネルの係合部を
上端部に形成した、例えば長方形開口とし、又炉壁に設
けられたフック部材を細い帯材をＬ形に屈曲形成し、上
記開口に該フック部材の垂直部を通した後、該ヒータパ
ネルをその重力作用で下降させて係合させるようにして
もよい。その他、係合、被係合を達成できる形状の部材
であればすべて本発明に適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の真空熱処理装
置によれば、ヒータパネルの取り付け方法をボルトによ
る固定方式からフック部材に係合する取り付け方法とし
たことから、ヒータパネルの取り付け、取り外しが容易
となりメンテナンスに要する時間も大巾に短縮され、装
置の稼働率を向上させ、更にはフック部材をヒータパネ
ル上端部の係合部に対応して設けるだけでよいでの、従
来のように座を多数設ける必要はなく、生産コストも低
下させることができると共にヒータパネル自体の変形に
よる絶縁不良や破壊などの事故を防止することもでき
る。また、ヒータパネルとヒータパネルとの間の隙間を
うめて断熱材が設けられているので、熱損失を小さくす
るとともにヒータパネルの背後側に蒸発物が付着しない
ので清掃に手間を要することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる連続炉における真
空ろう付装置の主要部分の概略縦断面図である。

【図２】図１における［２］−［２］線方向の詳細断面
図である。

【図３】炉壁にヒータパネルが取り付けられている状態
を示している拡大側面図である。

【図４】本発明の第２実施例にかかるヒータパネルを正
面から見た部分拡大図である。

【図５】従来例によるヒータパネルの取り付け方法を示
す部分側面図である。

【符号の説明】

１１ａ ヒータパネル １１ａ’ ヒータパネル １１ｂ ヒータパネル １１ｂ’ ヒータパネル １１ｃ ヒータパネル １１ｃ’ ヒータパネル ２２ フック部材 ３０ ヒータパネル ３２ 断熱部材 ３３ 断熱部材 ３６ フック部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 3/66 Ｈ０５Ｂ 3/66 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F27B 9/00 - 9/40 F27D 11/02 B23K 1/008 H05B 3/66

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空槽内で加熱機構により加熱して被処
   理物を熱処理するようにした真空熱処理装置において、 前記加熱機構におけるヒータパネルは、前記真空槽内の
   内壁に複数配設され、前記真空槽内の内壁にはフック部
   材が固定され、前記複数のヒータパネルそれぞれの上端
   縁には前記フック部材と係合する係合部が形成され、前
   記フック部材に着脱自在に前記係合部で前記ヒータパネ
   ルは吊り掛けられ、前記複数のヒータパネル間には、前
   記ヒータパネルの熱膨張を吸収し得る柔軟性を有する断
   熱材が隙間なく充填されていることを特徴とする真空熱
   処理装置。