JPH0714360Y2 - プラズマ熱処理炉の絶縁物保護装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、イオン窒化処理など、グロー放電による熱
処理を行うプラズマ熱処理炉の絶縁物保護装置に関する
ものである。

〔従来技術〕 プラズマ熱処理炉は、真空炉内に配置される被処理物を
陰極、炉体を陽極として真空中で直流電圧を印加し、発
生するグロー放電によるN₂ガス等をイオン化させ、この
イオンを被処理物に衝突させながら被処理物を加熱し、
続いてグロー放電により放電窒化処理を行うものであ
り、陰極となる被処理物を陽極となる炉体に対して絶縁
して保持する必要がある。

そのため、従来においては、第３図に示すように、被処
理物Ｗが載置されるワークテーブル２を、セラミックス
の絶縁物からなる支持管３′,4′を介して絶縁支持して
いる。電源導入部においては、電源導入軸６の先端をワ
ークテーブル２に固定し、基部を絶縁体７により炉体1A
に取付け、テーブル２と絶縁体７との間において電源導
入軸６を取り囲むように支持管３′を配設し、支持管
３′の基部と炉体1Aとの間を絶縁体８で覆うようにされ
ている。なお、９はアーク防止キャップである。

電源導入部以外では、支持管４′のみでワークテーブル
２を絶縁支持するようにされている。

〔この考案が解決しようとする課題〕

前述のようなプラズマ熱処理炉において、炉内には、取
り除くことができないコンタミネーション（飛散した金
属など）があり、これがグロー放電によりスーティング
Ｓとして炉内の陰極、陽極、絶縁物を問わず付着する。
この付着物は電気的導通性があり、陰極と陽極を絶縁し
ている部分に付着した場合、短絡していることになり、
グロー放電が起こらなくなる。そのため、スーティング
により絶縁物としての役割を果たさなくなると、支持管
３′,4′等の取替えを行う必要があり、メンテナンスの
面などからスーティングによる短絡を防止することが望
まれている。

なお、グロー放電装置の被処理物支持装置として、特開
昭49―61793号には、加工物テーブルとセラミック支持
管の接続部にグローの侵入（スパッタリング金属層の形
成）を防ぐ形状を形成し、セラミック支持管の内部にお
ける陽極基板上を絶縁材料層で被覆し、陽極基板と加工
物テーブルとの間にアークが発生するのを防止し、かつ
電極および絶縁物をグロー放電から遮閉するようにした
ものが提案されているが、構造が複雑、高価となる問題
がある。

また、実開昭53-90018号には、絶縁支持台上に絶縁円板
を設け、この絶縁円板とテーブル脚との間に水平方向の
クサビ状スリットを形成し、このスリットによりアーク
放電や異常なグロー放電を防止すると共に、絶縁円板に
より絶縁支持台がグロー放電によるスパッタリングで汚
染されるのを防止するようにしたものが提案されている
が、前記クサビ状スリットの開口部に付着物が堆積して
開口部が塞がれると絶縁円板は取換えなければならない
問題がある。

この考案は、前述のような問題点を解消すべくなされた
もので、その目的は、比較的簡単な構成でスーティング
による短絡を防止でき、取換えおよびメンテナンスの不
要なプラズマ熱処理炉の絶縁物保護装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、第１図に示すように、真空炉１内に、被処理
物Ｗが載置されるワークテーブル２を絶縁物からなる支
持部材3,4を介して配置し、炉体1Aを陽極、ワークテー
ブル２を陰極としてグロー放電を発生させるプラズマ熱
処理炉において、前記絶縁物からなる支持部材3,4に、
側方に突出する電気的に中性なリング状の円板5Aを支持
部材下端の絶縁体８から所定の間隔をおいて設けて構成
する。

支持部材3,4の上部には、アーク防止カバー10が設けら
れているので、カバー５は支持部材3,4の下部に設け
る。また、カバー５はセラミックス製とし、円板5Aの突
出長さは十分な長さ（支持部材3,4の径の３倍以上）と
する。

〔作用〕

スーティッグＳは、ガス流れにさらされている部分によ
く発生するが、円板5Aがあるため、ガス流れが遮られ、
カバー５の下部にスーティングが発生しない。

支持部材3,4の上部にはスーティングＳが発生するが、
カバー５の下部に発生しないため、スーティングによる
短絡を防止できる。

〔実施例〕

これは、第２図に示すように、プラズマ窒化炉の例であ
り、真空炉１内にワークテーブル２を二台設置し、直流
電源11によりそれぞれに直流電圧を印加できるようにさ
れている。また、排気弁12により炉内を真空にし、ボン
ベ13によりN₂ガス等を炉内に供給し、放射温度計14によ
り被処理物Ｗの温度を検出し、制御盤15により直流電源
11を制御するようにされている。

電源導入部の支持部材３は絶縁物であるセラミックス製
の管とし、その他の支持部材４はセラミックス製の棒と
する。カバー５もセラミックス製とし、円筒状の基部5B
とこの軸方向略中央部で水平に一体的に突出するリング
状の円板5Aから構成する。そして、円板5Aは絶縁体８か
ら所定の間隔をおいて配設されている。

第３図に示すように、従来においては、ワークテーブル
２と支持部材３′,4′との接続部におけるワークテーブ
ル角部からアーク放電ａが発生していたが、このアーク
放電が発生しないように、接続部を軟鋼製のアーク防止
カバー10で覆うと共に、このカバー10を介して支持部材
3,4をワークテーブル２に固定する。

〔考案の効果〕

前述のとおり、本考案は、絶縁物からなるワークテーブ
ルの支持部材に、電気的中性なリング状の円板を支持部
材下端の絶縁体から所定の間隔をおいて取付け、このカ
バーの下部にスーティングが発生しないようにし、か
つ、カバーと絶縁体との開口部が塞がらないようにした
ため、比較的簡単な構成で安価な装置によりスーティン
グによる短絡を防止でき、部材の取換およびメンテナン
スを不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る絶縁物保護装置を示す断面
図、第２図はプラズマ窒化炉に適用した例を示す概略
図、第３図は従来の絶縁支持部を示す断面図である。 １……真空炉、２……ワークテーブル 3,4……支持部材、５……カバー 5A……円板、６……電源導入軸 7,8……絶縁体、９……アーク防止キャップ 10……アーク防止カバー 11……直流電源、12……排気弁 13……ボンベ、14……放射温度計 15……制御盤

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】真空炉内に、被処理物が載置されるワーク
   テーブルを絶縁物からなる支持部材を介して配置し、炉
   体を陽極、ワークテーブルを陰極としてグロー放電を発
   生させるプラズマ熱処理炉において、 前記絶縁物からなる支持部材に、側方に突出する電気的
   に中性なリング状の円板を支持部材下端の絶縁体から所
   定の間隔をおいて設けて構成したことを特徴とするプラ
   ズマ熱処理炉の絶縁物保護装置。