JPH04306485A - バッチ式焼成炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックコンデンサ
やセラミック圧電素子等のセラミック電子部品の製造に
使用されるバッチ式焼成炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、セラミックコンデンサやセラミ
ック圧電素子等のセラミック電子部品の製造には、トン
ネル状の炉体を有する連続焼成炉や、バッチ式焼成炉が
使用されている。

【０００３】一度に、多量のセラミック電子部品を製造
する際には、主として、トンネル状の炉体を有する連続
焼成炉が使用されている。しかし、この種の連続焼成炉
では、トンネル状の炉体がその入口側および出口側にて
開口しているので、炉体内部の雰囲気の制御が困難で、
雰囲気の自由度がない等、セラミック製品の焼成には多
くの制約がある。

【０００４】このため、従来より、雰囲気の自由度を得
るための焼成炉としては、内部に閉じた焼成空間を有し
、雰囲気制御が容易に行なえるバッチ式焼成炉が使用さ
れている。

【０００５】従来のこの種のバッチ式焼成炉を図３およ
び図４に示す。図３および図４に示すバッチ式焼成炉１
は、いわゆる炉床昇降式のもので、直方体形状を有する
炉体２の下部に設けられた下部開口３に嵌合する炉床４
を有する。この炉床４は、油圧あるいはスクリユジャッ
キ等により駆動される昇降装置（図示せず。）により、
炉体２の上記下部開口３に対して矢印Ａ１で示すように
上下に昇降する。この炉床４の上には、炉体２の上記下
部開口３に嵌合した嵌合位置から炉床４が炉体２の下方
に一定量降下した位置にて、被焼成物を収容した匣が多
段に積み重ねられて匣組５，５，…が構成される。これ
ら匣組５，５，…は、炉床４が上方に昇降装置により上
方に駆動され、炉体２の下部開口３に嵌合することによ
り、炉体２の内部に装填される。

【０００６】上記炉体２の内部には、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）等の棒状のヒータ６，６，…、図示しない雰囲気ガ
スの供給管および排気ガスの排出管が配置される。上記
ヒータ６，６，…は炉体の対向する側壁を貫通するとと
もに、匣組５，５，…と各炉体内壁との間にて、上記匣
組５，５，…を取り囲むように、井桁状に配置される。 また、上記雰囲気供給管および排気ガス排出管は、上記
炉体２の天井部から炉体２の内壁に沿い炉床に向かって
垂下して取り付けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図３お
よび図４において説明したバッチ式焼成炉１では、１回
の焼成サイクル当りにできるだけ多くの製品の焼成を行
なおうとすると、炉床４の上には多くの匣組５，５，…
を載置して焼成を行なう必要がある。しかし、このよう
にすると、匣組５，５，…にヒータ６，６，…や雰囲気
ガス供給管からの距離が近いものと遠いものとが生じ、
すべての被焼成物について、等しい焼成条件で焼成する
ことが困難で、均一な電気的特性を有するセラミック電
子部品を製造することが困難であるという問題があった
。

【０００８】このような問題を解消するため、図３およ
び図４において説明したバッチ式焼成炉１において、図
５および図６に示すように、回転炉床４ａを使用すると
ともに、回転炉床４ａを矢印Ａ２で示すように回転させ
つつ各匣組５を構成する匣内の被焼成物を焼成し、各匣
組５の匣内に収容されている被焼成物が均一に熱および
雰囲気ガスを供給するようにしたバッチ式焼成炉も周知
である（たとえば、特開平１−２９１０９２号公報参照
）。

【０００９】しかし、上記のように回転炉床を有するバ
ッチ式焼成炉７では、図３および図４において説明した
バッチ式焼成炉１に比較して、各被焼成物の焼成条件が
ほぼ等しくなり、製品の特性のばらつきは小さくなる。 しかし、１焼成サイクル当りにできるだけ多くの製品の
焼成を行なおうとすると、回転炉床４ａの上に多くの匣
組５，５，…を載置して焼成しなければならず、回転炉
床４ａの回転中心部分にある匣組５，５，…とその外側
にある匣組５，５，…とでは、ヒータ６，６，…や雰囲
気ガス供給管からの距離が大きく異なる。したがって、
図４および図５のような構成を有する回転炉床４ａを有
するバッチ式焼成炉７においても、１焼成サイクル当り
に多くの製品を焼成しようとすると、すべての被焼成物
について、等しい焼成条件で焼成することが困難で、均
一な電気的特性を有するセラミック電子部品を製造する
ことが困難であるという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、１焼成サイクル当たりに
均一な電気的特性を有する大量のセラミック電子部品を
製造することができるバッチ式焼成炉を提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、内
部に被焼成物を焼成するための閉じた焼成空間を有する
炉体の下部に形成された円形開口に炉床が嵌合して回転
し、炉床上に載置された被焼成物が上記焼成空間内で回
転しつつ焼成されるバッチ式焼成炉であって、上記炉床
は炉体下部の円形開口の中心を通る軸のまわりに回転す
る円形炉床と、この円形炉床に外嵌するとともに炉体の
上記円形炉床に内嵌するリング炉床とからなっており、
上記円形炉床とリング炉床とを上記軸のまわりに互いに
逆向きに回転駆動させる回転駆動機構と、円形炉床上に
載置された被焼成物の回転領域の内側、円形炉床上に載
置された被焼成物の回転領域とリング炉床上に載置され
た被焼成物の回転領域との間およびリング炉床上に載置
された被焼成物の回転領域の外側に上記炉体の天井部か
らそれぞれ垂下する、ヒータと、雰囲気供給管と、排気
ガス排出管とを備えたことを特徴とするバッチ式焼成炉
を提供するものである。

【００１２】

【作用】上記円形炉床上に載置された匣組は一つの方向
に回転しつつ、炉体の中心側および回転炉床の外側の両
側から熱および雰囲気ガスが供給されて焼成される。ま
た、リング炉床の上に載置された匣組は、上記円形炉床
の回転の方向とは逆向きに回転しつつ、リング炉床の内
側および外側の両側から熱および雰囲気ガスが供給され
て焼成される。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、円形炉床上に載置され
た匣組およびリング炉床上に配置された匣組は、その両
側から熱および雰囲気ガスがそれぞれ供給されるととも
に、互いに逆向きに回転するので、各匣組を構成する匣
に収容されている各被焼成物には、均一に熱および雰囲
気ガスが供給され、均一な電気的特性を有するセラミッ
ク電子部品を得ることができ、しかも、円形炉床および
リング炉床により、１焼成サイクル当たりに大量にセラ
ミック製品を製造することができる。

【００１４】

【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。本発明に係るバッチ式焼成炉の一実施例
の構成を図１および図２に示す

【００１５】図１および図２に示すバッチ式焼成炉１１
は、内部に被焼成物を焼成するための閉じた焼成空間を
有する炉体１２、円形炉床１３、リング炉床１４、これ
ら円形炉床１３およびリング炉床１４を回転させる回転
駆動機構１５、炉体１２内部に装入された匣組を構成し
ている各匣内に収容されている被焼成物を焼成するヒー
タ１７，１７，…、被焼成物に雰囲気ガスを供給する雰
囲気ガス供給管１８（図示せず。）および被焼成物の焼
成の過程で発生する排気ガスを炉体１２外に排出する排
気ガス排出管１９（図示せず。）から構成される。

【００１６】上記円形炉床１３は、その中心と軸が合致
する支持軸２１の先端に固定され、炉体１２の下部に形
成された円形開口２２の中心を通る軸のまわりに回転可
能に支持される。また、上記リング炉床１４は、円形炉
床１３に外嵌するとともに炉体１２の上記円形炉床１３
に内嵌し、次に説明する回転駆動機構１５により、上記
炉体１２の下部の円形開口２２内で回転可能に支持され
る。

【００１７】上記円形炉床１３およびリング炉床１４を
回転駆動する回転駆動機構１５は、円形炉床１３を支持
する上記支持軸２１に外嵌して固定された駆動ギヤ２３
と、上記リング炉床１４を下から支持する支持部材２４
が上に固定されるリング状の回転支持ギヤ２５と、この
回転支持ギヤ２５の下面に取り付けられたロラー取付部
材２６により回転自在に取り付けられたロラーＲが転動
して上記回転支持ギヤ２５を支持するロラー転動部材２
７と、上記回転支持ギヤ２５の内面に刻まれた歯２５ａ
と上記駆動ギヤ２３の歯２３ａとに噛合する中間ギヤ２
８からなる。

【００１８】上記支持軸２１は、図示しない駆動モータ
により、図１において、たとえば矢印Ａ３で示す向きに
０．５ｒｐｍないし５ｒｐｍの回転速度で回転駆動され
る。上記支持軸２１のこの回転により、支持軸２１に外
嵌して固定されている上記駆動ギヤ２３に噛合している
上記中間ギヤ２８がいずれも矢印Ａ４の向きに回転する
。これにより、上記中間ギヤ２８に歯２５ａが噛合して
いる回転支持ギヤ２５が、上記ロラーＲに支持されて、
ロラー転動部材２７の上を、上記支持軸２１に支持され
て矢印Ａ３の向きに回転する円形炉床１３とは反対の矢
印Ａ５（図２参照。）で示す向きに回転する。また、一
定時間ごとに炉床１３およびリング炉床１４を正逆を交
互に繰返すとより効果的となる。

【００１９】以上に説明した円形炉床１３、リング炉床
１４およびその回転駆動機構１５の全体は、油圧式もし
くはスクリユジャッキ式等の図示しない昇降機構により
、上記炉体１２の下部の円形開口２２に対して昇降する
。

【００２０】一方、上記ヒータ１７，１７，…は、Ｕ状
に形成された炭化ケイ素製もしくは金属製のものである
。上記ヒータ１７，１７，…は、上記炉体１２の天井部
１２ａから、円形炉床１３の上に載置された匣組１６，
１６，…の回転領域の内側、円形炉床１３上に載置され
た匣組１６，１６，…の回転領域とリング炉床１４上に
載置された匣組１６，１６，…の回転領域との間および
リング炉床１４上に載置された匣組１６，１６，…の回
転領域の外側にそれぞれ垂下して固定されている。 上記ヒータ１７，１７，…は、匣組１６，１６，…の焼
成の昇温、高温保持および降温の温度プロファイルにし
たがって、温度が制御される。

【００２１】また、上記雰囲気供給管１８，１８，…お
よび排気ガス排出管１９，１９，…は、いずれも炉体１
２の天井部１２ａから、円形炉床１３上に載置された匣
組１６，１６，…の回転領域の内側、円形炉床１３上に
載置された匣組１６，１６，…の回転領域とリング炉床
１４上に載置された匣組１６，１６，…の回転領域との
間およびリング炉床１４上に載置された匣組１６，１６
，…の回転領域の外側にそれぞれ垂下して固定されてい
る。上記各雰囲気供給管１８および各排気ガス排出管１
９は、セラミックもしくは耐熱金属からなるもので、具
体的に図示しないが、その側面に、上記温度プロファイ
ルとともにプログラミングされた０．３ｍｍφないし３
ｍｍφの雰囲気ガスの噴出口および排気ガスの排出口を
有する。

【００２２】上記円形炉床１３およびリング炉床１４の
上に載置される匣組１６，１６，…の載置領域の径方向
の幅はたとえば４００ｍｍ程度、高さはたとえば５００
ｍｍ以下に設定され、また、ヒータ１７，１７，…と匣
組１６，１６，…との間隔はたとえば３０ｍｍないし５
０ｍｍ程度に設定される。

【００２３】このような構成において、支持軸２１が図
示しない電動モータにより、矢印Ａ３で示す向きに駆動
されると、上記円形炉床１３に載置された匣組１６，１
６，…は矢印Ａ３の方向に回転しつつ、炉体１２の中心
側および円形炉床１３の外側の両側から熱および雰囲気
ガスが供給されて焼成される。また、既に説明した回転
駆動機構１５の作用により、リング炉床１４の上に載置
された匣組１６，１６，…は、上記円形炉床１３の回転
の方向とは逆向きに回転しつつ、リング炉床１４の内側
および外側の両側から熱および雰囲気ガスが供給されて
焼成される。

【００２４】したがって、各匣組１６，１６，…を構成
する匣に収容されている各被焼成物には、均一に熱およ
び雰囲気ガスが供給され、均一な電気的特性を有するセ
ラミック電子部品を得ることができる。しかも、上記円
形炉床１３およびリング炉床１４の上に匣組１６，１６
，…を載置することにより、一度に炉体１２内に多くの
匣組１６を収容することができる。これにより、１焼成
サイクル当たりに大量にセラミック製品を焼成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバッチ式焼成炉の一実施例の縦断
面図である。

【図２】図１のバッチ式焼成炉の横断面図である。

【図３】従来の一つのバッチ式焼成炉の縦断面図である
。

【図４】図３のバッチ式焼成炉の横断面図である。

【図５】従来のいま一つのバッチ式焼成炉の縦断面図で
ある。

【図６】図５のバッチ式焼成炉の横断面図である。

【符号の説明】

１１　　バッチ式焼成炉 １２　　炉体 １３　　円形炉床 １４　　リング炉床 １５　　回転駆動機構 １６　　匣組 １７　　ヒータ １８　　雰囲気ガス供給管 １９　　排気ガス排出管 ２１　　支持軸 ２２　　円形開口 ２３　　駆動ギヤ ２４　　支持部材 ２５　　回転支持ギヤ ２８　　中間ギヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内部に被焼成物を焼成するための閉じ
   た焼成空間を有する炉体の下部に形成された円形開口に
   炉床が嵌合して回転し、炉床上に載置された被焼成物が
   上記焼成空間内で回転しつつ焼成されるバッチ式焼成炉
   であって、上記炉床は炉体下部の円形開口の中心を通る
   軸のまわりに回転する円形炉床と、この円形炉床に外嵌
   するとともに炉体の上記円形炉床に内嵌するリング炉床
   とからなっており、上記円形炉床とリング炉床とを上記
   軸のまわりに互いに逆向きに回転駆動させる回転駆動機
   構と、円形炉床上に載置された被焼成物の回転領域の内
   側、円形炉床上に載置された被焼成物の回転領域とリン
   グ炉床上に載置された被焼成物の回転領域との間および
   リング炉床上に載置された被焼成物の回転領域の外側に
   上記炉体の天井部からそれぞれ垂下する、ヒータと、雰
   囲気供給管と、排気ガス排出管とを備えたことを特徴と
   するバッチ式焼成炉。