JP3330192B2 - バッチ焼成炉 - Google Patents

バッチ焼成炉

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JP3330192B2 JP13714493A JP13714493A JP3330192B2 JP 3330192 B2 JP3330192 B2 JP 3330192B2 JP 13714493 A JP13714493 A JP 13714493A JP 13714493 A JP13714493 A JP 13714493A JP 3330192 B2 JP3330192 B2 JP 3330192B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック素子等の電
子部品を均一に加熱処理するバッチ焼成炉に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的なエレベータ形式のバッチ焼成炉
は、図8及び図9に示すように炉底部に開口部分を有す
る炉本体20と昇降する炉床40とからなり、炉床には
昇降装置30が装着されている。炉内には発熱体90を
装備し、発熱体90は処理品によって炉内の周囲や上方
に装着される。
【0003】したがって処理品80を加熱焼成すると発
熱体近傍と炉中央部の焼成品にバラツキが生じやすかっ
た。そこで従来から炉内の温度分布を良くし、均一に焼
成する方法が各種とられている。例えば発熱体の制御回
路を細分化して制御する方法が取られている。また、特
願昭57−189732号では発熱体を炉内の周囲だけ
でなく、空間部に上、中、下に配置し、焼成することが
提案されている。
【0004】さらに、特願平3−43457号では、ウ
オームギアと、このウオームギアに螺合し、先端部で炉
床を支持するボールネジと、ウオームギアを回転させる
ための駆動モータとを有する炉床上下駆動機構を備えた
雰囲気焼成炉が開示されている。別の方法としては実願
昭58−7990号で雰囲気ガス導入管を炉内に設置
し、雰囲気ガスを均一にする方法が提案されている。
【0005】いずれの方法もある程度の効果は上がって
いるが、最近のより厳しい焼成条件を満足させるには不
十分であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の方法
では発熱体をどんなに効果的に配置して制御回路を細分
化して制御しても、また雰囲気ガスを導入管から一定供
給しても処理品の配置場所によって焼成バラツキが出て
いた。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、炉底に
開口部を設けた炉本体と、昇降する炉床と、炉床を昇降
させるエレベータ機構とを具備するエレベータ炉におい
て、一定速度で回転する機構と、炉床を上下に往復運動
させる機構とを昇降する炉床に具備したことを特徴とす
る。
【0008】
【作用】本発明の焼成炉によれば、炉床を回転させるこ
とによって棚板上に並べられた個々の処理品の周囲には
一定のガス流が生じ、炉の側壁から供給される新鮮なガ
スが絶えず処理品の上を流れるようになる。これまで従
来の炉では淀みがちであった処理品からの揮発物を速や
かに排出ガスとして系外へ除去放出ができ、欠陥とされ
る処理品の残留カーボンや気泡の生成を防止できる。
【0009】
【実施例】以下に添付の図面を参照して本発明の実施例
を説明する。本発明の炉構造を図1及び図2により説明
する。バッチ焼成炉10は、炉体20の底部に昇降装置
30によって昇降される炉床40を有する。炉床40と
昇降装置30の間の基部50上に、炉床40を回転させ
る炉床回転機構600と、炉床40を上下に0〜100
mmの範囲で上下に往復運動させる炉床上下機構700と
が設置されている。炉体20の内部には、以下に詳細に
説明する加熱焼成するための処理品80が配置される。
又、発熱体90が炉10の周囲及び炉10の中央部に配
置され、さらに炉内温度を細かく制御するため、熱電対
100が炉10の側壁の上下及び周囲に配置されてい
る。又、排気筒110が炉の天井に設置され、排出ガス
の放出を容易にするようになっている。
【0010】図3及び図5は、炉床回転機構600を示
す。炉床回転機構600は、炉床板601の回転用モー
タ602を有し、このモータ602の出力軸である第1
シャフト603の端には、互いに噛み合う一対の駆動方
向変換ギア604の一方が固定されている。この駆動方
向変換ギア604の他方は、第2シャフト605の一方
の端に固定され、他方の端には、ウオームギア606が
固定されている。このウオームギア606は、炉床板6
01の下部に取り付けられた第3シャフト607を中心
に回転するギア608と噛み合う。このギア608の回
転は、減速機固定ベース609に固定された炉床板回転
用減速機610に伝えられるようになっている。この減
速機固定ベース609は、基部50と直角な2枚の平行
板からなり、この2枚の板は互いに連結されて一体に動
くようになっている。
【0011】ウオームギア606とギア608を噛み合
わせて回転軸線の回転方向を水平方向から鉛直方向に変
更することにより、回転用モータ602は水平に配置さ
れ、炉床40と昇降装置30との間の狭い上下方向スペ
ースに炉床回転機構600を設置できるようになってい
る。又、一対の駆動方向変換ギア604を具備すること
により炉床板回転用モータ602は基部50上で場所を
とらずに配置され、炉床回転機構600と炉床上下機構
700とを基部50上に一緒に配置することができるよ
うになっている。
【0012】図3及び図4は、炉床上下機構700を示
す。炉床上下機構700は、4つの偏心円板カム701
を備え、このカム701には、カム駆動軸である第4シ
ャフト702と第4シャフト702の取り付け位置から
偏心した位置に取り付けられた突起ピン703とが設け
られている。このカム701は、第4シャフト702を
介してカム支持板704により支持され、カム支持板7
04は、基部50から直立して基部50に固定されてい
る。カム支持板704は、減速機固定ベース609の外
側に2枚設けられ、2枚のカム支持板704は平行な関
係に整列する。それぞれのカム支持板704は、2つの
カム701を支持し、2つのカムはそれぞれの第4シャ
フト702が平行で、基部50から同じ高さに設置され
る。2つのカム701のシャフト間の距離はなるべく離
れているのが好ましい。
【0013】図6に示すように、カム701の従動子と
して突起ピン703の上下にガイドバー705が設けら
れ、このガイドバー705は、2つのカム701の突起
ピン703を同時に挟み込むようになっている。このガ
イドバー705は、図2に示すように減速機固定ベース
609に固定され、減速機固定ベース609に沿って基
部50に平行に延び、カム701の回転により、突起ピ
ン703が水平方向に摺動可能に係合するような構成に
なっている。減速機固定ベース609は、減速機610
を介して炉床40と一体に動くようになっている。
【0014】一方、炉床上下機構700は、上下駆動モ
ータ706を基部50上に有し、このモータ706の出
力軸である第5シャフト707の端にはスプロケット7
08が設けられている。又、それぞれのカム支持板70
4の外側には第6シャフト709が備えられ、この第6
シャフト709はそれぞれ、一方の端にスプロケット7
10を有する。モータ706の回転は、スプロケット7
08からチェーン711を介してそれぞれのスプロケッ
ト710を経て、巻き掛け伝動により各々の第6シャフ
ト709に伝えられるようになっている。又、この第6
シャフト709はそれぞれ、カム支持板704の外側に
設置された駆動方向変換機712を介してそれぞれの第
4シャフト702に回転が伝達されるようになってい
る。この駆動方向変換機712は、周知の駆動方向変換
用ギアを組み合わせた構成である。
【0015】本発明は上記のように構成されており、以
下にその作用について説明する。炉床回転機構600を
作動させれば、炉床板回転用モータ602の回転は、一
対の駆動方向変換ギア604により回転軸線の方向を水
平面上略直角に変換して伝えられ、ウオームギア606
とギア608により回転軸線の方向が水平方向から鉛直
方向に変換される。次いで、炉床板回転用減速機610
により回転速度が減速され、炉床板601は図5の矢印
A1のように一定速度で回転する。
【0016】又、炉床上下機構700を作動させれば、
上下駆動モータ706の回転によって、チェーン711
を介して各々の第6シャフト709は回転する。第6シ
ャフト709の回転は、それぞれの駆動方向変換機71
2を介して第4シャフト702の各々に伝えられ、各々
の偏心カム701は第4シャフト702を中心として回
転する。このとき突起ピン703の回転により、突起ピ
ン703に係合したガイドバー705を備えた減速機固
定ベース609は図3の矢印A2のように上下に運動す
る。すなわち、図3に示すように突起ピンの偏心量をd
とすれば、炉床の上下変位量は2dとなる。上下運動中
に減速機固定ベース609と基部50との接触を回避す
るために、突起ピン703がカム701上で最下端にき
たとき、減速機固定ベース609の下端と基部50との
間に間隔を設ける必要がある。
【0017】炉床上下機構700及び炉床回転機構60
0は、別個の駆動装置、すなわち炉床板回転用モータ6
02、上下駆動用モータ706によりそれぞれ駆動され
るので、炉床板601は上下及び回転が独立に行われ
る。図7は処理品の構成を詳細に示す。図7に示すよう
に、ジルコニア質セッタ120の上に寸法1.4mm×2.2
mm×0.9mmのセラミック積層コンデンサの成形品130
を並べ、炭化珪素質の棚板140の上にのせる。これら
は支柱150をもちいて等間隔に積み上げ炉に装填され
る。
【0018】以下に上記構成の実施例により行った焼成
結果を示す。焼成条件は、炉内温度1350℃、炉床回
転速度1回転/分で2時間の焼成である。比較例とし
て、図7に示した従来型のエレベータ炉で、同じ処理
品、同量を上記と炉内温度1350℃で焼成し、結果を
表1に示した。その結果、本発明の炉で焼成した処理品
では、処理品内部のポアが減少し、カーボンの残留が見
られず、従来炉にくらべ、約10%アップという大幅な
得率向上が達成できた。
【0019】また、炉の熱容量が減少し、処理温度と雰
囲気ガスの分布が均一化されたことによって焼成に要す
る時間(昇温、冷却時間を含む)が約30%短縮され焼
成費用も低減できた。
【0020】
【表1】 項 目 本発明による実施例 比較例 ────────────────────────────────── 焼成得率 95〜98% 85〜90% 焼成時間 11時間 16時間 処理品の特性向上 120% 100% 本発明の実施例を例示として説明したが本発明の範囲か
ら逸脱することなく、開示した実施例に種々の変更を行
うことができるのは明らかである。例えば、処理品は、
多数のセラミック素子等の電子部品以外に、単品でもよ
い。又、炉床を回転させる機構は、処理品の大きさ、量
によって回転速度を可変できるようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】本発明のバッチ式焼成炉を用いれば、従
来では処理品は一定の方向からのみ受熱していたが、本
発明のように炉床と一緒に処理品を回転させることによ
ってあらゆる方向からの受熱が可能となる。すなわち、
従来のエレベータ炉では処理品の取出し口に過ぎなかっ
た炉床を焼成中に回転させることによって炉内に取り付
けた発熱体からの処理品が受ける熱量を従来に比べ飛躍
的に均一化でき、棚板上に並んだ個々の処理品の特性を
均一にできる。
【0022】又、炉床を上下に往復運動させることによ
り炉体内部が攪拌されるので、炉体内部の温度分布及び
雰囲気ガス分布を均一化され、焼成時間を短縮でき、コ
ストの低減化に寄与できる。さらに、炉床の回転及び上
下運動を同時に行うことにより、上記効果をさらに上げ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のバッチ式焼成炉を示す断面図
である。
【図2】図1の線II-II に沿った断面図である。
【図3】本発明の実施例の炉床回転機構及び炉床上下機
構の概略を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施例の炉床上下機構のうち、カム支
持板より外側部分の概略を示す斜視図である。
【図5】本発明の実施例の炉床回転機構の概略を示す斜
視図である。
【図6】本発明の実施例の炉床上下機構のうち、カムと
サイドバーの部分の概略を示す斜視図である。
【図7】処理品の構成を示す側面図である。
【図8】従来の代表的なバッチ式焼成炉を示す断面図で
ある。
【図9】図8の線IX-IX に沿った断面図である。
【符号の説明】
20 炉体 30 昇降装置 40 炉床 600 炉床回転機構 602 回転用モータ 603 第1シャフト 604 駆動方向変換ギア 605 第2シャフト 606 ウオームギア 607 第3シャフト 608 ギア 700 炉床上下機構 701 偏心円板カム 702 第2シャフト 703 突起ピン 705 ガイドバー 706 上下駆動用モータ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉底に開口部を設けた炉本体と、昇降す
    る炉床と、炉床を昇降させるエレベータ機構とを具備す
    るエレベータ炉において、一定速度で回転する炉床回転
    機構と、炉床を上下に往復運動させる炉床上下機構とを
    昇降する炉床に具備したことを特徴とするバッチ焼成
    炉。
  2. 【請求項2】 前記炉床回転機構は、炉床を回転させる
    ための回転駆動装置と、一方が前記駆動装置の出力軸に
    固定された、互いに噛み合う一対の駆動方向変換ギア
    と、前記駆動方向変換ギアの他方を一端に、ウオームギ
    アを他端に固定して設けたシャフトと、前記ウオームギ
    アに連結された炉床板回転用減速機と、前記炉床板回転
    用減速機に連結され、炉床と一体に回転するギアとから
    なることを特徴とする請求項1に記載のバッチ焼成炉。
  3. 【請求項3】 前記炉床上下機構は、カム駆動軸と突起
    ピンとを備えた偏心カムと、前記カム駆動軸を回転させ
    るための回転駆動装置と、前記突起ピンに係合する、前
    記炉床と一体に動く従動子バーとからなることを特徴と
    する請求項1に記載のバッチ焼成炉。
JP13714493A 1992-07-20 1993-06-08 バッチ焼成炉 Expired - Lifetime JP3330192B2 (ja)

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