JPH05346288A

JPH05346288A - バッチ式焼成炉

Info

Publication number: JPH05346288A
Application number: JP15497792A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Akimoto; 茂秋本; Masanori Kitamura; 雅則北村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】焼成作業に要する時間及びエネルギーの無駄
を省いて被処理物の急速加熱を実現することができ、生
産効率の大幅な向上を容易に図ることができるバッチ式
焼成炉を提供する。【構成】このバッチ式焼成炉は、高温状態に維持され
た高温室１と、高温室１を取り囲んで配設された断熱層
２と、断熱層２内を貫通して高温室１に連通接続された
焼成用貫通孔３と、焼成用貫通孔３内を移動して被処理
物Ｓを高温室１に対して遠近動作させる移動体７とを備
えている。そして、移動体７内には高温室１に供給され
る雰囲気ガスＧのガス供給路９が設けられ、また、移動
体７には被処理物Ｓ近傍の温度を検出する温度センサ１
０が設けられている。さらに、このバッチ式焼成炉は、
温度センサ１０から出力される検出信号に基づいて移動
体７の移動速度及び停止位置を制御する制御手段を備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてセラミック素
体などの被処理物を焼成するに際して用いられるバッチ
式焼成炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、積層セラミックコンデンサな
どのような電子部品を製造する際には、バッチ式焼成炉
やトンネル式焼成炉（いずれについても図示省略してい
る）を用いることによってセラミック素体の焼成作業を
行うのが一般的となっている。そして、少量多品種生産
に適したバッチ式焼成炉を用いる場合には、これが気密
性に優れた構造を有していることから、きめ細かな温度
制御及び雰囲気制御を行うことができるという利点があ
る。また、被処理物が載置された台板を炉内で移動させ
ることによって連続的な焼成を行う構成のトンネル式焼
成炉は少品種多量生産に適しており、被処理物の移動速
度を調節することによって焼成時間の短縮が容易に図れ
るという利点を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来構
成とされたバッチ式焼成炉においては、セラミック素体
の焼成作業を行うたびごとに炉内温度の昇温・降温操作
を行わなければならず、焼成作業の１回ごとに要する時
間が長くなると同時に、エネルギーの浪費を招きやすく
なるため、生産効率の向上を図るのが困難となってい
た。一方、トンネル式焼成炉では、被処理物の入口及び
出口が開放された構造を採用するのが普通であるため、
炉内雰囲気の制御が行いにくいという不都合を生じるこ
とになっていた。さらにまた、いずれの焼成炉において
も、常温状態で投入された被処理物を短時間のうちに所
定の高温状態まで昇温するには無理があり、被処理物の
急速加熱を実現するには限界があった。

【０００４】本発明は、これらの不都合を解消すべく創
案されたものであって、焼成作業に要する時間及びエネ
ルギーの無駄を省いて被処理物の急速加熱を実現するこ
とができ、生産効率の大幅な向上を容易に図ることがで
きるバッチ式焼成炉の提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるバッチ式
焼成炉は、このような目的を達成するために、高温状態
に維持された高温室と、高温室を取り囲んで配設された
断熱層と、断熱層内を貫通して高温室に連通接続された
焼成用貫通孔と、この焼成用貫通孔内を移動して被処理
物を高温室に対して遠近動作させる移動体とを備えてい
る。そして、このとき、移動体内には高温室に供給され
る雰囲気ガスのガス供給路を設け、また、被処理物近傍
の温度を検出する温度センサを移動体に設けておくとよ
い。さらに、このバッチ式焼成炉が、温度センサから出
力される検出信号に基づいて移動体の移動速度及び停止
位置を制御する制御手段を備えていることが望ましい。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、高温室は高温状態のままで
維持されており、その室内温度を焼成作業のたびごとに
昇温・降温操作する必要はないのであるから、焼成作業
の１回ごとに要する時間を短縮することが可能となり、
かつ、断熱層の厚みを厚くすることによってエネルギー
損失の低減を図るのが容易となる。また、雰囲気ガスの
ガス供給路を移動体内に設けておくと、断熱層を貫通し
た状態のガス供給路を別途設ける必要はなくなるから、
エネルギー損失の低減を図るうえで有利となる。

【０００７】さらに、このバッチ式焼成炉においては、
高温室に対して被処理物を遠近動作させることによって
被処理物の昇温・降温が行われるのであるから、この被
処理物が載置された移動体の移動速度及びその停止位置
を調節することによって被処理物の昇温・降温条件を制
御することが可能となる。そこで、被処理物近傍の温度
を検出する温度センサを移動体に設け、この温度センサ
から出力される検出信号に基づく制御手段の動作によっ
て移動体の移動速度及び停止位置を制御すると、被処理
物に対応して必要な急速加熱などの条件に従った作業を
容易に行えることになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図１は本実施例にかかるバッチ式焼成炉の
概略構成を示す断面図、図２はその要部を拡大して示す
断面図であり、図３は該バッチ式焼成炉による被処理物
の昇温・降温パターンの一例を示す説明図である。

【００１０】このバッチ式焼成炉は、図１で示すよう
に、所定の高温状態に維持された高温室１と、この高温
室１を取り囲んで炉体を構成する断熱層２と、この断熱
層２の下側内部をその厚み方向に沿う直線状に貫通した
うえで高温室１に連通接続された焼成用貫通孔（以下、
貫通孔という）３とを備えており、この貫通孔３の下向
き外方に向かっては貫通孔３と同軸上に配置されたうえ
で連続する耐熱素材、すなわち、セラミックや耐熱合金
などからなる突出管４が取り付けられている。そして、
加熱空間である高温室１の内部には所定本数（図では、
２本）の加熱ヒータ５が互いに離間した状態で配置され
ており、加熱ヒータ５への通電によって高温室１内の温
度は３００〜２０００℃程度とされたままで維持されて
いる。そこで、この高温室１と連通して設けられた貫通
孔３の内部は、高温室１からの直接的な放射熱と、断熱
層２を介しての伝導熱とによって加熱されることにな
り、その内部温度は、高温室１に近い上側ほど高温で、
かつ、高温室１から遠い下側ほど低温となった温度勾配
を示すことになる。なお、図中の符号６は排気孔であ
り、この排気孔６は断熱層２の上側内部を貫通して高温
室１に連通接続されたうえで炉外に向かって開口してい
る。

【００１１】また、互いに連通接続された貫通孔３及び
突出管４の内部には耐熱素材からなる棒状の移動体７が
移動自在の状態で挿入されており、この移動体７の上端
部にはセラミック素体などのような被処理物Ｓを載置す
るための載置台８が取り付けられている。そして、この
移動体７は突出管４の下側に位置する炉外側開口を閉塞
すべく取り付けられた蓋７ａを貫通したうえで炉外にま
で突出させられており、その下端部はシリンダ機構など
のような上下駆動手段（図示していない）によって支持
されている。そこで、この上下駆動手段を動作させる
と、移動体７は貫通孔３及び突出管４内を上下方向（図
中、矢印Ａで示す）に沿って移動することになり、載置
台８上に載置された被処理物Ｓは高温室１に対して遠近
動作させられることになる。

【００１２】さらに、この移動体７の内部には高温室１
に供給される雰囲気ガスＧのガス供給路９が設けられて
おり、移動体７の下部から突出したガス供給口９ａには
フレキシブルチューブや制御弁などを介してガス供給源
（いずれも図示省略している）が連通接続されている。
そして、この移動体７の上端部に取り付けられた載置台
８は、例えば、ポーラス（多孔質）なセラミックや数多
くの貫通孔が形成された耐熱合金などを用いて形成され
ている。そこで、ガス供給口９ａを通じてガス供給路９
内に供給された雰囲気ガスＧは、ガス供給路９から被処
理物Ｓの載置台８を通ったうえで高温室１内に供給され
る。なお、このとき、載置台８から高温室１内に供給さ
れる雰囲気ガスＧは、載置台８上に載置された被処理物
Ｓの周囲に沿うようにして均一に流れ込むことになる。

【００１３】一方、図２で示すように、この移動体７に
は、被処理物Ｓ近傍の温度を検出する熱電対などの温度
センサ１０が設けられるとともに、雰囲気ガスＧの種別
や濃度などを検出するためのガスセンサ１１が取り付け
られており、これらによって検出された貫通孔３内の温
度や雰囲気ガスＧについての検出信号は炉外に配設され
たマイクロ・コンピュータなどの制御手段（図示してい
ない）へ伝えられるようになっている。そして、この制
御手段は、温度センサ１０から出力された検出信号に基
づいて移動体７の移動速度及び停止位置を制御する構成
となっており、被処理物Ｓ近傍の温度を示す検出信号に
基づいた動作を上下駆動手段に対して行わせるようにな
っている。なお、このとき、ガスセンサ１１からの検出
信号をモニタすることによって高温室１内に供給される
雰囲気ガスＧの転換を行ったり、そのガス濃度を調整し
たりすることも行われる。

【００１４】つぎに、本実施例にかかるバッチ式焼成炉
の動作及び作用について説明する。

【００１５】まず、セラミック素体などの焼成すべき被
処理物Ｓを用意し、これらの被処理物Ｓを移動体７に設
けられた載置台８上に載置したうえで上下駆動手段によ
って移動体７を上昇動作させる。すると、この移動体７
は突出管４から貫通孔３にかけての内部を上昇すること
になり、載置台８上に載置された被処理物Ｓは、高温室
１に近づくほど高温となった貫通孔３内を上昇して高温
室１に近づいていくことになる。そこで、この移動体７
の移動速度、すなわち、上昇速度を速くすればするほ
ど、また、上昇させられた載置台８の停止位置を高温室
１に近づければ近づけるほど、載置台８上に載置された
被処理物Ｓのそれぞれは、高温室１からの放射熱と断熱
層２からの伝導熱とによって急速に加熱されることにな
る。そして、この際、高温室１内を例えば２０００℃と
いうような高温状態に設定しておくと、図３で例示する
ように、被処理物Ｓの１０００℃/minに近い速度での昇
温パターンを採用することが可能となる。

【００１６】さらに、このとき、制御手段に対して予め
所要の目標データを与えたうえ、温度センサ１０から出
力された検出信号に基づいて移動体７の移動速度及び停
止位置を制御すると、被処理物Ｓは所要の昇温条件に従
って自動的に昇温させられることになる。なお、被処理
物Ｓに対する所要の温度条件下で所要時間にわたる加熱
が終了した後は、上記とは逆の手順にしたがって移動体
７を下降動作させることによって被処理物Ｓが降温させ
られることになる。

【００１７】ところで、以上の説明においては、バッチ
式焼成炉が貫通孔３や移動体７などを単一個ずつ備える
ものとしているが、これに限定されるものではなく、例
えば、図４の変形例で示すように、単一個の高温室１に
対して複数個ずつの貫通孔３や移動体７などを設置した
構成を採用することも可能である。そして、このような
構成を採用した場合には、貫通孔３ごとに異なる昇温・
降温パターンに従った被処理物Ｓの焼成を行うことがで
き、生産効率の大幅な向上が図れるという利点がある。
また、本実施例では移動体７が上下方向に移動する構成
となっているが、水平方向に沿って移動する構成とする
ことも可能である。すなわち、断熱層２の横側内部をそ
の厚み方向に沿って貫通する貫通孔を設けておき、この
貫通孔内に水平配置された移動体を水平移動させるよう
にしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるバ
ッチ式焼成炉によれば、高温室は高温状態のままで維持
されているのであるから、その室内温度を焼成作業のた
びごとに昇温・降温操作する必要がなくなる結果、焼成
作業の１回ごとに要する時間を短縮することが可能とな
るとともに、断熱層の厚みを厚くしてエネルギー損失の
低減を図ることが容易となる。また、雰囲気ガスのガス
供給路を移動体内に設けたので、断熱層を貫通するガス
供給路を別途設ける必要がなくなり、エネルギー損失の
さらなる低減を図ることによって生産効率の向上が実現
できる。

【００１９】さらに、このバッチ式焼成炉においては、
被処理物が載置された移動体の移動速度及びその停止位
置を調節することによって被処理物の昇温・降温条件を
制御することが可能となり、急速加熱などの条件に従っ
た作業を容易に行えるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかるバッチ式焼成炉の概略構成を
示す断面図である。

【図２】その要部を拡大して示す断面図である。

【図３】被処理物の昇温・降温パターンの一例を示す説
明図である。

【図４】変形例としてのバッチ式焼成炉の概略構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１高温室２断熱層３貫通孔（焼成用貫通孔）７移動体９ガス供給路１０温度センサＳ被処理物Ｇ雰囲気ガス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高温状態に維持された高温室（１）と、
該高温室（１）を取り囲んで配設された断熱層（２）
と、該断熱層（２）内を貫通して前記高温室（１）に連
通接続された焼成用貫通孔（３）と、該焼成用貫通孔
（３）内を移動して被処理物（Ｓ）を前記高温室（１）
に対して遠近動作させる移動体（７）とを備えているこ
とを特徴とするバッチ式焼成炉。
【請求項２】移動体（７）内には、高温室（１）に雰
囲気ガス（Ｇ）を供給するガス供給路（９）が設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載のバッチ式焼成
炉。
【請求項３】移動体（７）には、被処理物（Ｓ）近傍
の温度を検出する温度センサ（１０）が設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のバッチ
式焼成炉。
【請求項４】温度センサ（１０）から出力される温度
検出信号に基づいて移動体（７）の移動速度及び停止位
置を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請
求項３記載のバッチ式焼成炉。