JP6561818B2 - 熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱処理装置に関し、より詳細には、装置本体の内部に載置された対象物に対して例えばろう付け等の熱処理を行う熱処理装置に関するものである。

従来、装置本体の内部に載置された対象物に対して例えばろう付け等の熱処理を行う熱処理装置が特許文献１に提案されている。この特許文献１に提案されている熱処理装置は、カバー体と、加熱コイルと、雰囲気調整部と、制御部とを備えている。

カバー体は、装置本体の内部において対象物の周囲を覆う態様で配設されることにより、該対象物を略密閉された空間に配置するものである。加熱コイルは、装置本体の内部に配設されており、対象物を載置する発熱体を誘導加熱により加熱して該対象物を加熱するものである。雰囲気調整部は、上記カバー体により形成される空間に不活性ガスを供給して該空間の雰囲気を調整するものである。制御部は、熱処理指令が与えられた場合には、加熱コイルを駆動させて対象物の加熱処理を行う一方、対象物の加熱処理が行われた場合には、加熱コイルを駆動停止にさせて雰囲気調整部による不活性ガスの供給量を増大させて前記対象物の冷却処理を行うものである。

特開２０１５−２１００６５号公報

ところで、上述した特許文献１に提案されている熱処理装置では、雰囲気調整部を駆動させてカバー体により形成される空間に不活性ガスを供給して該空間の雰囲気を調整しているが、不活性ガスの流量が略一定であるために、該空間における酸素濃度を目標値以下にするために長時間を要していた。

そこで、不活性ガスの流量を増大させることが考えられるが、不活性ガスの流量を増大させるだけでは、該空間の酸素濃度が低下してくると上記空間の内部雰囲気を排出する排出機構の近傍で渦流が発生してしまい、該排出機構を介して該空間に外気が侵入してしまうことがあった。

そのため、不活性ガスの流量を増大させるだけでは、カバー体により形成される空間の雰囲気を調整する時間の短縮化を図ることが困難であった。

本発明は、上記実情に鑑みて、カバー体により形成される空間の雰囲気を調整する時間の短縮化を図ることができる熱処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る熱処理装置は、装置本体の内部において対象物の周囲を覆う態様で配設されることにより、該対象物を略密閉された空間に配置するカバー体と、前記装置本体の内部に配設され、かつ駆動する場合に前記対象物を誘導加熱により直接的に加熱、あるいは前記対象物を載置する発熱体を誘導加熱により加熱して該対象物を間接的に加熱する加熱手段と、駆動する場合に前記空間に不活性ガスを供給して該空間の雰囲気を調整する雰囲気調整手段と、熱処理指令が与えられた場合には、前記加熱手段を駆動させて前記対象物の加熱処理を行う一方、前記対象物の加熱処理が行われた場合には、前記加熱手段を駆動停止にさせて前記雰囲気調整手段による不活性ガスの供給量を増大させて前記対象物の冷却処理を行う制御手段とを備えた熱処理装置において、前記空間の内部の圧力が予め決められた大きさとなる場合には、該空間の内部雰囲気を外部に排出する排出機構を備え、前記制御手段は、前記雰囲気調整手段を駆動させて前記空間に不活性ガスを供給する場合に、該空間の酸素濃度が予め決められた大きさ以下となるときには前記不活性ガスの流量を低減させることを特徴とする。

また本発明は、上記熱処理装置において、前記制御手段は、前記雰囲気調整手段を駆動させて前記空間に不活性ガスを供給する場合に、前記加熱手段を駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、制御手段が、雰囲気調整手段を駆動させて空間に不活性ガスを供給する場合に、空間の酸素濃度が予め決められた大きさ以下となるときには不活性ガスの流量を低減させるので、空間の酸素濃度が予め決められた大きさを超える場合には、不活性ガスを大流量で供給することができ、空間における酸素濃度を早期に低下させることができる。そして、空間の酸素濃度が予め決められた大きさ以下となる場合には、不活性ガスを小流量で供給するので、排出機構を介して空間に外気が侵入してしまうことを抑制することができる。従って、カバー体により形成される空間の雰囲気を調整する時間の短縮化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である熱処理装置を模式的に示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態である熱処理装置の特徴的な制御系を示すブロック図である。 図３は、図１に示したコイル及び発熱体を示す斜視図である。 図４は、図２に示した温度検知部が検知する個所を示す説明図である。 図５は、本発明の実施の形態である熱処理装置を構成する制御部が実施する処理内容を示すフローチャートである。 図６は、図５に示した位置調整処理の処理内容を示すフローチャートである。 図７は、図６に示した移動方向決定処理の処理内容を示すフローチャートである。 図８は、図５に示した雰囲気調整処理の処理内容を示すフローチャートである。 図９は、図５に示した加熱処理の処理内容を示すフローチャートである。 図１０は、図５に示した冷却処理の処理内容を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る熱処理装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である熱処理装置を模式的に示す模式図であり、図２は、本発明の実施の形態である熱処理装置の特徴的な制御系を示すブロック図である。ここで例示する熱処理装置は、装置本体１０、発熱体２０、カバー体３０、コイル４０及びファン５０を備えて構成されている。

装置本体１０は、断熱板１１、脚部１２及び箱体１３を備えて構成されている。断熱板１１（１１ａ，１１ｂ）は、複数（図示の例では２つ）あり、それぞれセラミックス等から形成されて矩形状の板状体である。これら断熱板１１は、スペーサ１１ｃを介在させた状態で互いが離隔した状態で積層されている。つまり、２つの断熱板１１ａ，１１ｂの間には、間隙１１ｄが形成されている。

脚部１２は、複数（例えば４つ）設けられており、それぞれが下側の断熱板１１ｂの４つの頂部の下面より下方に延在する態様で設けられている。

箱体１３は、下面が開口した直方状を成すものである。このような箱体１３は、前面、後面、左側面及び右側面の各下端部が上側の断熱板１１ａの各縁端部の上面に載置されることで、上側の断熱板１１ａの上方域を覆う外壁を構成している。

発熱体２０は、図３に示すように、円環状の形態を成すものである。この発熱体２０は、例えば黒鉛、グラファイト等から形成されるものである。このような発熱体２０は、上側の断熱板１１ａにおける中央域の上面に載置されている。かかる発熱体２０は、自身の上面に熱処理の対象となる対象物（例えば銅や銀等）１を載置させるものである。

カバー体３０は、断熱性材料から形成されるもので、例えば半球状の形態を成すものである。このようなカバー体３０は、自身の開口部が上側の断熱板１１ａに閉塞される態様で、該上側の断熱板１１ａに載置されることにより、発熱体２０及び対象物１の周囲を覆う態様で配設されている。これにより、対象物１及び発熱体２０は、カバー体３０により略密閉された空間Ｓに位置することとなる。かかるカバー体３０の内面は、反射面を構成している。

このようなカバー体３０には、図示せぬ給気孔及び排気孔が形成されている。給気孔には、給気ライン２１が貫通している。給気ライン２１は、箱体１３に設けられた貫通孔（図示せず）を通過する態様で設けられており、図示せぬボンベ等に封入された窒素ガス等の不活性ガスを空間Ｓに供給するためのものである。この給気ライン２１は、内径の大きい大給気管２１ａと、この大給気管２１ａよりも内径の小さい小給気管２１ｂとが合流するものである。ここで、大給気管２１ａは、小給気管２１ｂよりも不活性ガスの流量が大きい。そして、大給気管２１ａの途中には第１バルブ２１ｃが設けられ、小給気管２１ｂの途中には第２バルブ２１ｄが設けられている。

第１バルブ２１ｃは、後述する制御部７０からの指令により開閉する電磁弁であり、閉成する場合には、大給気管２１ａを不活性ガスが通過することを規制する一方、開成する場合には、大給気管２１ａを不活性ガスが通過することを許容するものである。

第２バルブ２１ｄは、制御部７０からの指令により開閉する電磁弁であり、閉成する場合には、小給気管２１ｂを不活性ガスが通過することを規制する一方、開成する場合には、小給気管２１ｂを不活性ガスが通過することを許容するものである。

排気孔には、排出ライン２２に連通している。排出ライン２２は、箱体１３に設けられた貫通孔（図示せず）を通過する態様で設けられている。この排出ライン２２は、排気口から流入したガスを外部に排出するためのものであり、その途中に排出バルブ２２ａが設けられている。

この排出バルブ２２ａは、排出ライン２２とともに排出機構を構成するもので、常態においては閉成している一方、カバー体３０により形成される空間Ｓの内部の圧力が予め決められた大きさとなる場合には、開成して該空間Ｓの内部雰囲気を外部に排出するものである。つまり、排出バルブ２２ａは、カバー体３０により形成される空間Ｓに適正な与圧を設定している。

コイル４０は、下側の断熱板１１ｂよりも下方側に配設されており、より詳細に説明すると、アクチュエータ６０に載置されている。ここでアクチュエータ６０は、コイル４０を平面方向における互いに直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動させるものである。上記コイル４０は、図３に示すように、渦巻形状に巻かれている。

このようなコイル４０は、電気的に接続される電力変換装置４２より特定の周波数の電圧が印加される場合に、発熱体２０を誘導加熱により加熱するもので、電力変換装置４２とともに加熱手段を構成している。ここで、電力変換装置４２は、いわゆるインバータ回路を内蔵するものであり、商用電源４４から与えられる交流を特定の周波数の交流としてコイル４０に与えるものである。

ファン５０は、コイル４０の下方側に配設されている。このファン５０は、制御部７０からの指令により駆動するものであり、駆動する場合に、コイル４０に対して空気を送出する送風手段である。

このような熱処理装置は、上記構成の他、入力手段６１、酸素濃度検出センサ６２、温度検出センサ６３、温度検知部６４及び制御部７０を備えて構成されている。

入力手段６１は、例えばリモコンのテンキーやキーボード、あるいはタッチパネル式画面等のようなもので、熱処理装置を利用する作業者が各種指令等を入力するための操作入力部である。

酸素濃度検出センサ６２は、カバー体３０における内面の所定個所に配設されている。この酸素濃度検出センサ６２は、カバー体３０が配設される場合に、該カバー体３０により形成される空間Ｓの酸素濃度を検出するものである。この酸素濃度検出センサ６２で検出した酸素濃度は、酸素濃度信号として制御部７０に出力されることとなる。

温度検出センサ６３は、発熱体２０の表面の所定個所に配設されている。この温度検出センサ６３は、発熱体２０の温度を検出するものである。この温度検出センサ６３で検出した温度は、温度信号として制御部７０に出力されることとなる。

温度検知部６４は、図４に示すように、発熱体２０においてコイル４０の中心部分の上方個所を原点として、互いに直交する２つの方向（Ｘ方向、Ｙ方向）における原点から等距離の個所（Ｘ＋、Ｘ−、Ｙ＋、Ｙ−）の温度を検知する検知手段である。

制御部７０は、メモリ７５に記憶されたプログラムやデータにしたがって熱処理装置の各部の動作を統括的に制御するもので、入力処理部７１、算出演算処理部７２及び出力処理部７３を備えている。

ここでメモリ７５には、種々の情報が記憶されており、本実施の形態において特徴的なものとして基準濃度情報、目標温度情報、切換濃度情報、目標値情報が記憶されている。基準濃度情報は、後述する雰囲気調整処理において閾値となる基準濃度（例えば１００ｐｐｍ）が含まれる情報である。目標温度情報は、後述する加熱処理において閾値となる目標温度が含まれる情報である。切換濃度情報は、雰囲気調整処理において閾値となる切換濃度（例えば１０００ｐｐｍ）が含まれる情報である。目標値情報は、後述する位置調整処理において閾値となる目標値が含まれる情報である。

入力処理部７１は、入力手段６１や各種センサ等からの指令や信号等を入力するものである。算出演算処理部７２は、入力処理部７１を通じて入力した信号等に基づいて各種の処理を行うもので、本実施の形態の特徴的なものとして算出部７２ａ、演算部７２ｂ、決定部７２ｃ及び比較部７２ｄを備えている。

算出部７２ａは、入力処理部７１を通じて入力した温度検知部６４の検知温度からＸ方向の温度差（（Ｘ＋）−（Ｘ−））及びＹ方向の温度差（（Ｙ＋）−（Ｙ−））を算出するものである。

演算部７２ｂは、算出部７２ａで算出した温度差を予め実験的に求められた固定値で除算して移動量を演算するものである。決定部７２ｃは、コイル４０の移動方向を決定するものである。ここでは、温度差から移動量を計算する計算式を記憶しておいてもよいし、温度差と移動量との関係を示す温度差−移動量特性を予め記憶しておき、この温度差−移動量特性に基づいて温度差から移動量を求めるようにしてもよい。

比較部７２ｄは、算出部７２ａで算出した温度差の絶対値とメモリ７５から読み出した目標値とを比較、入力処理部７１を通じて入力した検出濃度とメモリ７５から読み出した基準濃度とを比較、入力処理部７１を通じて入力した検出温度とメモリ７５から読み出した目標温度とを比較、並びに入力処理部７１を通じて入力した検出濃度とメモリ７５から読み出した切換濃度とを比較するものである。

出力処理部７３は、熱処理装置の各部に対して各種指令等を出力するもので、本実施の形態の特徴的なものとして、バルブ駆動処理部７３ａ、インバータ駆動処理部７３ｂ、ファン駆動処理部７３ｃ及びアクチュエータ駆動処理部７３ｄを備えている。

バルブ駆動処理部７３ａは、第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄに対して個別に指令を与えて、第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄを開成及び閉成させるものである。

インバータ駆動処理部７３ｂは、電力変換装置４２に対して指令を与えて、電力変換装置４２を駆動、あるいは駆動停止にさせるものである。また、インバータ駆動処理部７３ｂは、電力変換装置４２に対して指令を与えることにより、電力変換装置４２の出力を増減させてコイル４０に印加する電圧の周波数を増減させるものである。

ファン駆動処理部７３ｃは、ファン５０に対して指令を与えることにより、ファン５０を駆動及び駆動停止にさせるものである。

アクチュエータ駆動処理部７３ｄは、アクチュエータ６０に対して指令を与えることにより、アクチュエータ６０を駆動及び駆動停止にさせるものである。

以上のような構成を有する熱処理装置では、発熱体２０の上に対象物１が載置された後にカバー体３０が配設されることにより略密閉された空間Ｓが形成され、そして、給気ライン２１及び排出ライン２２が配設された後に箱体１３が配置されることで、次のような熱処理を行うことができる。

図５は、本発明の実施の形態である熱処理装置を構成する制御部７０が実施する処理内容を示すフローチャートである。

制御部７０は、利用者である作業者が入力手段６１を通じて熱処理指令を入力する入力待ちとなっている（ステップＳ１００）。そして、作業者が入力手段６１を通じて熱処理指令を入力することで、入力処理部７１を通じて熱処理指令を入力した場合（ステップＳ１００：Ｙｅｓ）、制御部７０は、位置調整処理を実施する（ステップＳ２００）。

図６は、図５に示した位置調整処理の処理内容を示すフローチャートである。

この位置調整処理において制御部７０は、インバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して駆動指令を与えて該電力変換装置４２を駆動させるとともに、ファン駆動処理部７３ｃを通じてファン５０に対して駆動指令を与えてファン５０を駆動させる（ステップＳ２０１，ステップＳ２０２）。

これによれば、特定の周波数（例えば２０ｋＨｚ程度）の電圧がコイル４０に印加されることとなり、発熱体２０がコイル４０により誘導加熱される。

このように電力変換装置４２及びファン５０を駆動させた制御部７０は、温度検知部６４からの検知温度の入力待ちとなる（ステップＳ２０３）。入力処理部７１を通じて検知温度を入力した場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、すなわち温度検知部６４により４つの個所（Ｘ＋、Ｘ−、Ｙ＋、Ｙ−）の温度が検知された場合、制御部７０は、算出部７２ａを通じてＸ方向の温度差（（Ｘ＋）−（Ｘ−））及びＹ方向の温度差（（Ｙ＋）−（Ｙ−））を算出する（ステップＳ２０４）。

Ｘ方向の温度差及びＹ方向の温度差を算出した制御部７０は、比較部７２ｄを通じて目標値情報を読み出して、温度差の絶対値が目標値情報に含まれる目標値を上回るものがあるか否かを比較する（ステップＳ２０５）。

すべての温度差の絶対値が目標値以下である場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、制御部７０は、後述するステップＳ２１３の処理を実施する。

一方、温度差の絶対値が目標値を上回るものがある場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、制御部７０は、移動方向決定処理を実施する（ステップＳ２０６）。

図７は、図６に示した移動方向決定処理の処理内容を示すフローチャートである。

この移動方向決定処理において制御部７０は、Ｘ方向の温度差の絶対値とＹ方向の温度差の絶対値とが目標値を上回っている場合（ステップＳ２０６ａ）、比較部７２ｄを通じてＸ方向の温度差の絶対値がＹ方向の温度差の絶対値以上であるか否かを比較する（ステップＳ２０６ｂ）。

Ｘ方向の温度差の絶対値がＹ方向の温度差の絶対値以上である場合（ステップＳ２０６ｂ：Ｙｅｓ）、制御部７０は、決定部７２ｃを通じて移動方向をＸ方向に決定し（ステップＳ２０６ｃ）、その後に手順をリターンさせて今回の移動方向決定処理を終了する。

Ｘ方向の温度差の絶対値がＹ方向の温度差の絶対値未満である場合（ステップＳ２０６ｂ：Ｎｏ）、制御部７０は、決定部７２ｃを通じて移動方向をＹ方向に決定し（ステップＳ２０６ｄ）、その後に手順をリターンさせて今回の移動方向決定処理を終了する。

一方、Ｘ方向の温度差の絶対値のみが目標値を上回っている場合（ステップＳ２０６ａ：Ｎｏ，ステップＳ２０６ｅ：Ｙｅｓ）、制御部７０は、決定部７２ｃを通じて移動方向をＸ方向に決定し（ステップＳ２０６ｆ）、その後に手順をリターンさせて今回の移動方向決定処理を終了する。

Ｙ方向の温度差の絶対値のみが目標値を上回っている場合（ステップＳ２０６ａ：Ｎｏ，ステップＳ２０６ｅ：Ｎｏ）、制御部７０は、決定部７２ｃを通じて移動方向をＹ方向に決定し（ステップＳ２０６ｇ）、その後に手順をリターンさせて今回の移動方向決定処理を終了する。

かかる移動方向決定処理を実施した制御部７０は、演算部７２ｂを通じて決定した移動方向（Ｘ方向又はＹ方向）における移動量を演算する（ステップＳ２０７）。例えば、決定した移動方向がＸ方向であってその方向の温度差が正である場合には、Ｘ方向の＋側への移動量を演算し、該方向の温度差が負である場合には、Ｘ方向の−側への移動量を演算する。

移動量を演算した制御部７０は、アクチュエータ駆動処理部７３ｄを通じてアクチュエータ６０に駆動指令を与え、決定した方向に沿って該移動量の分だけコイル４０を移動させる（ステップＳ２０８）。

このようにアクチュエータ６０を駆動させた制御部７０は、アクチュエータ６０の駆動回数が予め決められた所定回数（ｎ回）となるまで上記ステップＳ２０３〜ステップＳ２０８の処理を繰り返す（ステップＳ２０９：Ｎｏ）。

一方、アクチュエータ６０の駆動回数がｎ回となる場合（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、制御部７０は、温度検知部６４からの検知温度の入力待ちとなる（ステップＳ２１０）。入力処理部７１を通じて検知温度を入力した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、すなわち温度検知部６４により４つの個所（Ｘ＋、Ｘ−、Ｙ＋、Ｙ−）の温度が検知された場合、制御部７０は、算出部７２ａを通じてＸ方向の温度差及びＹ方向の温度差を算出する（ステップＳ２１１）。

Ｘ方向の温度差及びＹ方向の温度差を算出した制御部７０は、比較部７２ｄを通じて目標値情報を読み出して、温度差の絶対値が目標値情報に含まれる目標値以下であるか否かを比較する（ステップＳ２１２）。

すべての温度差の絶対値が目標値以下である場合（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、制御部７０は、インバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して駆動停止指令を与えて電力変換装置４２を駆動停止にさせるとともに、ファン駆動処理部７３ｃを通じてファン５０に対して駆動停止指令を与えてファン５０を駆動停止にさせ（ステップＳ２１３）、その後に手順をリターンさせて今回の位置調整処理を終了する。

ところで、すべての温度差の絶対値が目標値以下でない場合（ステップＳ２１２：Ｎｏ）、制御部７０は、出力処理部７３を通じて上位機器や入力手段６１に対してエラー信号を送出し（ステップＳ２１４）、その後に手順をリターンさせて今回の位置調整処理を終了する。

このように位置調整処理を実施した制御部７０は、位置調整が完了しなかった場合（ステップＳ３００：Ｎｏ）、すなわち位置調整処理においてステップＳ２１４のエラー信号の送出を行った場合、後述する処理を実施することなく今回の処理を終了する。

一方、位置調整が完了した場合（ステップＳ３００：Ｙｅｓ）、すなわち位置調整処理においてステップＳ２１４のエラー信号の送出を行わなかった場合、制御部７０は、雰囲気調整処理を実施する（ステップＳ４００）。

図８は、図５に示した雰囲気調整処理の処理内容を示すフローチャートである。

この雰囲気調整処理において制御部７０は、バルブ駆動処理部７３ａを通じて第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄに対して開指令を与えて第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄを開成させるとともに、インバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して駆動指令を与えて電力変換装置４２を駆動させる（ステップＳ４０１，ステップＳ４０２）。

これによれば、大給気管２１ａを通過する不活性ガスと、小給気管２１ｂを通過する不活性ガスが給気ライン２１を通じて空間Ｓの内部に送出される。また特定の周波数（例えば２０ｋＨｚ程度）の電圧がコイル４０に印加されることにより発熱体２０がコイル４０により誘導加熱される。

そして、制御部７０は、入力処理部７１を通じての酸素濃度信号の入力待ち（ステップＳ４０３）、すなわち酸素濃度検出センサ６２による酸素濃度検出待ちとなる。

入力処理部７１を通じて酸素濃度信号を入力した場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、制御部７０は、比較部７２ｄを通じてメモリ７５より切換濃度情報を読み出し、酸素濃度信号に含まれる検出濃度が切換濃度情報に含まれる切換濃度（１０００ｐｐｍ）以下であるか否かを比較する（ステップＳ４０４）。

検出濃度が切換濃度を上回る場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、制御部７０は、上記ステップＳ４０３の処理を繰り返す。

その一方、検出濃度が切換濃度以下の場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、制御部７０は、バルブ駆動処理部７３ａを通じて第１バルブ２１ｃに対して閉指令を与えて第１バルブ２１ｃを閉成させる（ステップＳ４０５）。これにより、大給気管２１ａを不活性ガスが通過することが規制され、小給気管２１ｂを通過した不活性ガスのみが給気ライン２１を通じて空間Ｓに送出されることとなり、該空間Ｓに送出される不活性ガスの流量が低減する。

第１バルブ２１ｃを閉成させた制御部７０は、入力処理部７１を通じての酸素濃度信号の入力待ち（ステップＳ４０６）、すなわち酸素濃度検出センサ６２による酸素濃度検出待ちとなる。

入力処理部７１を通じて酸素濃度信号を入力した場合（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、制御部７０は、比較部７２ｄを通じてメモリ７５より基準濃度情報を読み出し、酸素濃度信号に含まれる検出濃度が基準濃度情報に含まれる基準濃度（１００ｐｐｍ）以下であるか否かを比較する（ステップＳ４０７）。

検出濃度が基準濃度を上回る場合（ステップＳ４０７：Ｎｏ）、制御部７０は、上記ステップＳ４０６の処理を繰り返す。

その一方、検出濃度が基準濃度以下の場合（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）、制御部７０は、バルブ駆動処理部７３ａを通じて第２バルブ２１ｄに対して閉指令を与えて第２バルブ２１ｄを閉成させるとともにインバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して駆動停止指令を与えて電力変換装置４２を駆動停止にさせ（ステップＳ４０８，ステップＳ４０９）、その後に手順をリターンさせて今回の雰囲気調整処理を終了する。

このような雰囲気調整処理によれば、カバー体３０により略密閉される空間Ｓの酸素濃度を１００ｐｐｍ以下に調整することができる。

このようにして雰囲気調整処理を実施した制御部７０は、加熱処理を実施する（ステップＳ５００）。

図９は、図５に示した加熱処理の処理内容を示すフローチャートである。

この加熱処理において制御部７０は、インバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して駆動指令を与えて電力変換装置４２を駆動させるとともに、ファン駆動処理部７３ｃを通じてファン５０に対して駆動指令を与えてファン５０を駆動させる（ステップＳ５０１，ステップＳ５０２）。

これによれば、特定の周波数（例えば２０ｋＨｚ程度）の電圧がコイル４０に印加されることとなり、発熱体２０がコイル４０により誘導加熱される。このように発熱体２０が加熱されると、発熱体２０に載置された対象物１を発熱体２０から直接、カバー体３０により形成される空間Ｓの内部雰囲気を通じて、あるいはカバー体３０の内面に反射して熱が伝わることで対象物１が加熱されることとなる。そして、ファン５０を駆動させることにより、空気をコイル４０に送出することができ、コイル４０が必要以上に高温となってしまうことを抑制することができる。

このように電力変換装置４２及びファン５０を駆動させた制御部７０は、内蔵する時計により予め設定された所定時間が経過するまで温調制御処理を行う（ステップＳ５０３〜ステップＳ５０７）。

この温調制御処理において制御部７０は、入力処理部７１を通じて温度信号を入力した場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、比較部７２ｄを通じてメモリ７５より目標温度情報を読み出し、温度信号に含まれる検出温度が目標温度情報に含まれる目標温度以上であるか否かを比較する（ステップＳ５０４）。

制御部７０は、検出温度が目標温度以上の場合（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）には、インバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して出力を減少させる旨の指令を与えることでコイル４０に印加する周波数を減少させる（ステップＳ５０５）。

一方、検出温度が目標温度未満の場合（ステップＳ５０４：Ｎｏ）には、インバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して出力を増大させる旨の指令を与えることでコイル４０に印加する周波数を増大させる（ステップＳ５０６）。

制御部７０は、このような温調制御処理を所定時間が経過するまで行い、所定時間が経過した場合（ステップＳ５０７：Ｙｅｓ）、インバータ駆動処理部７３ｂを通じて電力変換装置４２に対して駆動停止指令を与えて電力変換装置４２を駆動停止にさせ（ステップＳ５０８）、その後に手順をリターンさせて今回の加熱処理を終了する。

このような加熱処理によれば、発熱体２０を目標温度に一致するよう誘導加熱することで対象物１を加熱処理することができる。また、この加熱処理中は、不活性ガスが供給されないので、カバー体３０により形成される空間Ｓの温度が必要以上に低下することを防止する。

このようにして加熱処理を実施した制御部７０は、冷却処理を実施する（ステップＳ６００）。

図１０は、図５に示した冷却処理の処理内容を示すフローチャートである。

この冷却処理において制御部７０は、バルブ駆動処理部７３ａを通じて第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄに対して開指令を与えて第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄを開成させる（ステップＳ６０１）。

これによれば、大給気管２１ａを通過する不活性ガスと小給気管２１ｂを通過する不活性ガスを給気ライン２１を通じて空間Ｓに送出することができ、不活性ガスの供給量を増大させることができ、かかる不活性ガスにより対象物１を徐々に冷却することができる。また、対象物１を冷却している際にもファン５０の駆動を継続させているので、空気をコイル４０に送出することを継続し、対象物１の熱がコイル４０に伝達して必要以上に高温となってしまうことを抑制することができる。

このようにして第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄを開成させた制御部７０は、内蔵する時計を通じて予め設定された所定時間が経過するか否かを確認する（ステップＳ６０２）。このステップＳ６０２における所定時間は、対象物１を不活性ガスにより常温にまで冷却するのに必要十分な時間であり、予め実験的に求められて設定されている。

所定時間が経過した場合（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）、制御部７０は、バルブ駆動処理部７３ａを通じて第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄに対して閉指令を与えて第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄを閉成させるとともに（ステップＳ６０３）、ファン駆動処理部７３ｃを通じてファン５０に対して駆動停止指令を与えてファン５０を駆動停止にさせ（ステップＳ６０４）、その後に手順をリターンさせて今回の冷却処理を終了する。

このような冷却処理によれば、不活性ガスを供給することで対象物１を常温まで冷却することができる。

そして、このような冷却処理を実施した制御部７０は、今回の熱処理指令に基づく処理を終了する。これにより、作業者は、箱体１３を上側の断熱板１１ａから離脱させるとともに、カバー体３０を取り外すことにより、対象物１が熱処理されて製造された所望のろう付け製品を取り出すことができる。

以上説明したように本実施の形態である熱処理装置によれば、制御部７０が、電力変換装置４２を駆動させた状態において温度検知部６４を通じて検知された温度からＸ方向及びＹ方向における２個所の温度差を算出し、温度差の絶対値の少なくとも１つが目標値を超える場合には、絶対値が目標値を超える方向での移動量を演算し、アクチュエータ６０を駆動させてコイル４０を該移動量だけ移動させる位置調整処理を行うので、加熱手段と発熱体２０との相互の位置関係を適正なものに調整することで対象物１の加熱処理を良好なものとすることができる。

特に、互いに直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）の２個所の温度差を算出すればよいので、位置調整を容易なものとすることができる。

上記熱処理装置によれば、制御部７０が、第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄを開成させてカバー体３０により形成される空間Ｓに不活性ガスを供給する場合に、該空間Ｓの酸素濃度が切換濃度以下となるときには第１バルブ２１ｃを閉成させて該空間Ｓに対する不活性ガスの流量を低減させるので、空間Ｓの酸素濃度が切換濃度を超える場合には、不活性ガスを大流量で供給することができ、該空間Ｓにおける酸素濃度を早期に低下させることができる。そして、空間Ｓの酸素濃度が切換濃度以下となる場合には、不活性ガスを小流量で供給するので、排出ライン２２の出口近傍で渦流が発生して該排出ライン２２を介して空間Ｓに外気が侵入してしまうことを抑制することができる。従って、カバー体３０により形成される空間Ｓの雰囲気を調整する時間の短縮化を図ることができる。

また上記熱処理装置によれば、雰囲気調整処理を実施する場合に電力変換装置４２を駆動させてコイル４０により発熱体２０を加熱するので、カバー体３０により形成される空間Ｓの水分を蒸発させることができ、これによりカバー体３０により形成される空間Ｓの雰囲気を調整する時間の短縮化を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、コイル４０により発熱体２０を誘導加熱により加熱して対象物１を間接的に加熱していたが、これは熱処理の対象物１として例えば銅を銀ろう付けする場合等のように誘導加熱しづらい材質の場合に特に有効である。本発明においては、対象物が鉄等のように誘導加熱により加熱されやすい材質のものであれば、発熱体を用いずにコイルにより対象物を誘導加熱により直接加熱するようにしてもよい。

上述した実施の形態では、第１バルブ２１ｃ及び第２バルブ２１ｄは、ともに電磁弁により構成されていたが、本発明においては、給気ラインに設けられたバルブは、開度が調整できるものであってもよい。この場合、給気ラインは、大給気管と小給気管とが合流されるものである必要はない。また、開度が調整できるバルブの開度を２段、あるいは３段以上に段階的に切り替えて流量を調整してもよいし、流量をリニアに変更するようにしてもよい。すなわち、空間（Ｓ）の内部の酸素濃度が低下するのに応じて供給する不活性ガスの流量を大流量から小流量まで複数段階、あるいは無段階に減少させるようにしてもよい。

１ 対象物
１０ 装置本体
２０ 発熱体
２１ 給気ライン
２１ａ 大給気管
２１ｂ 小給気管
２１ｃ 第１バルブ
２１ｄ 第２バルブ
２２ 排出ライン
２２ａ 排出バルブ
３０ カバー体
４０ コイル
４２ 電力変換装置
５０ ファン
６０ アクチュエータ
６４ 温度検知部
７０ 制御部
Ｓ 空間

Claims (2)

1. 装置本体の内部において対象物の周囲を覆う態様で配設されることにより、該対象物を略密閉された空間に配置するカバー体と、
   前記装置本体の内部に配設され、かつ駆動する場合に前記対象物を誘導加熱により直接的に加熱、あるいは前記対象物を載置する発熱体を誘導加熱により加熱して該対象物を間接的に加熱する加熱手段と、
   駆動する場合に前記空間に不活性ガスを供給して該空間の雰囲気を調整する雰囲気調整手段と、
   熱処理指令が与えられた場合には、前記加熱手段を駆動させて前記対象物の加熱処理を行う一方、前記対象物の加熱処理が行われた場合には、前記加熱手段を駆動停止にさせて前記雰囲気調整手段による不活性ガスの供給量を増大させて前記対象物の冷却処理を行う制御手段と
   を備えた熱処理装置において、
   前記空間の内部の圧力が予め決められた大きさとなる場合には、該空間の内部雰囲気を外部に排出する排出機構を備え、
   前記制御手段は、前記雰囲気調整手段を駆動させて前記空間に不活性ガスを供給する場合に、該空間の酸素濃度が予め決められた大きさ以下となるときには前記不活性ガスの流量を低減させることを特徴とする熱処理装置。
2. 前記制御手段は、前記雰囲気調整手段を駆動させて前記空間に不活性ガスを供給する場合に、前記加熱手段を駆動させることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。

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