JPWO2018135038A1 - 発熱体及び真空熱処理装置 - Google Patents

Abstract

この発熱体（１０）は、真空熱処理装置（Ｓ１）に収容された被処理物（Ｗ）の周囲に配置され、真空雰囲気下で被処理物を加熱する発熱体であって、複数の電気ヒータ（１８）と、当該複数の電気ヒータを相互に接続する導電性コネクタ（ｃ４）とを備え、電気ヒータと導電性コネクタとは、互いに密着して接合されている。

Description

本開示は、発熱体及び真空熱処理装置に関する。
本願は、２０１７年１月１８日に日本に出願された特願２０１７−００６９０１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

例えば、特許文献１には、真空状態で被処理物の可及的な均一加熱を可能とする真空炉が開示されている。このような真空炉では、炉内を加熱するヒータ（発熱体）を下部ヒータと上部ヒータとに分割し、さらに上部ヒータを前部ゾーンと後部ゾーンとそれらの間の中間部ゾーンとに分割して制御することにより、熱の逃げやすい領域と、熱の逃げにくい領域とを分けて制御しており、炉内の温度のムラを低減させている。
特許文献２には、浸炭処理装置及び方法が開示されている。
特許文献３には、真空浸炭処理方法及び真空浸炭処理装置が開示されている。
特許文献４には、電気加熱炉用加熱装置が開示されている。
特許文献５には、真空炉が開示されている。

日本国特開平５−２７１７５１号公報 日本国特開２００７−８４８７０号公報 日本国特開２００８−８１７８１号公報 日本国実開昭６１−７６６９３号公報 日本国特開２００１−２５５０７３号公報

特許文献１に開示されているように、真空炉の発熱体は、複数のヒータが構造的かつ電気的に接続されることにより、被処理物を囲む略筒状の加熱領域（加熱部）を形成している。ヒータ同士を電気的に接続するために、導電性コネクタが用いられる場合がある。この場合、ヒータと導電性コネクタとの接触面において電気抵抗が発生すると、その抵抗によってエネルギが損失することで、ヒータが設計通りに発熱せず、被処理物が均一に加熱されない可能性がある。しかしながら、このような特許文献１における真空炉では、ヒータと導電性コネクタとの接合方法について、開示も示唆もされていない。

本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、発熱体を設計通りに発熱させ、被処理物を均一に加熱することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一態様は、真空熱処理装置に収容された被処理物の周囲に配置され、真空雰囲気下で上記被処理物を加熱する発熱体であって、複数の電気ヒータと、当該複数の電気ヒータを相互に接続する導電性コネクタとを備え、上記電気ヒータと上記導電性コネクタとは、互いに密着して接合されている。

本開示の一態様によれば、発熱体が備える複数の電気ヒータと導電性コネクタとが密着した状態で接続されている。これにより、電気ヒータと導電性コネクタとの接触面積を大きくすることができ、電気ヒータと導電性コネクタとの接続部における電気抵抗を減少させることができる。したがって、発熱体を設計通りに発熱させ、被処理物を均一に加熱することができる。

本開示の一実施形態に係る発熱体を備える真空熱処理装置の概略構成を示した断面図である。 本開示の一実施形態に係る発熱体が備えるヒータの斜視図である。 本開示の一実施形態に係る発熱体を備える真空熱処理装置の断熱室を模式的に示した拡大断面図である。 本開示の一実施形態における温度調整システムの機能構成を示したブロック図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る発熱体を備える真空熱処理装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の発熱体を備える真空熱処理装置Ｓ１の概略構成を示した断面図である。図１は、真空熱処理装置Ｓ１の鉛直方向に沿った縦断面図である。この図に示すように、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１は、被処理物Ｗを冷却する冷却室２０及び真空雰囲気下で被処理物Ｗを加熱する加熱室３０を備える熱処理装置であり、これらに加えて、冷却室２０と加熱室３０との間に中間室４０を有している。なお、真空熱処理装置Ｓ１において、中間室４０の、後述する真空シールド扉用昇降部４１及び断熱扉用昇降部４２が設けられている側を上側、その逆側を下側という。冷却室２０と加熱室３０とは水平方向に並んでいる。

冷却室２０は、内部において冷却ガスＸが循環される熱処理炉１と、熱処理炉１の内部に配置される風炉室２とを備えて構成されている。また、熱処理炉１の内部には、風炉室２の他に、冷却ガスＸを冷却するための熱交換器３と冷却ガスＸを熱処理炉１の内部において循環させるためのファン４とが配置されている。

熱処理炉１は、熱処理炉１の内部の圧力状態が変化した場合であってもその圧力に耐えられるように略円筒形状に形状設定されており、この円筒形の中心軸が水平面と平行になるように姿勢設定されている。また、熱処理炉１の片側端部は真空シールド扉８０として構成されている。なお、熱処理炉１の内部において、風炉室２の外部空間は、仕切板（不図示）によって上下に２分されている。また、この仕切板によって風炉室２が支持されている。

風炉室２は、その内部において被処理物Ｗを加熱処理及び冷却処理する。この風炉室２の内部には、被処理物Ｗを載置するための載置台２１が配置されており、この載置台２１には被処理物Ｗの搬出入を容易にするためのフリーローラ２２が複数設置されている。なお、この載置台２１は、上下方向に気体が通過可能な構造（例えば、格子状）とされている。また、風炉室２の上壁部及び下壁部は、冷却ガスＸの流れを均一化しかつ整流するための均一化整流部７（７ａ，７ｂ）として構成されている。具体的には、この均一化整流部７としては、格子状に間切りをされた格子箱とパンチングメタルとを組み合わせた構造等が用いられている。

また、冷却室２０の後ろ端部（熱交換器３及びファン４が配置されている端部）は、開閉可能な扉５０として構成されている。なお、扉５０は、支持脚５１によって支持されており、この支持脚５１は地面（真空熱処理装置Ｓ１の設置面）に設置されたスライド装置５２に固定（連結）されている。このスライド装置５２が駆動することによって、扉５０は、図示するように、冷却室２０（冷却室２０の扉５０以外の部分）に対して水平方向に近接あるいは離間する。このようなスライド装置５２を採用することによって扉５０の開閉を容易に行うことが可能となる。なお、容易に扉５０を開閉する機構としては、スライド装置５２に限られるものではなく、例えば、ヒンジ装置等であっても良い。

加熱室３０は、冷却室２０と同様に略円筒形に形状設定されており、図示するように、冷却室２０に中間室４０を挟んで対向配置されている。また、加熱室３０に連結された搬送棒収納室６２の内部には、真空熱処理装置Ｓ１の内部において、被処理物Ｗを搬送するための搬送棒６１が設置されている。加熱室３０の内部には、断熱材等を用いて形成され、内部に被処理物Ｗを収容可能な断熱室３１が設けられている。

また、断熱室３１は、被処理物Ｗを加熱するための加熱装置１０（発熱体）を収容している。すなわち、断熱室３１内に加熱装置１０が配置されている。図２は、加熱装置１０の斜視図であり、図３は、断熱室３１を模式的に示した拡大断面図である。これらの図に示すように、本実施形態の加熱装置１０は、合計６つのヒータユニット１１〜１６を備えている。ヒータユニット１１，１２は、断熱室３１の出入口側（図１に示す断熱室３１の断熱扉３２側）の領域である前方領域Ｒ１（被処理物Ｗの搬入方向における前方領域）に配置されている。ヒータユニット１３，１４は、断熱室３１の中間領域Ｒ２（被処理物Ｗの搬入方向における前方領域と後述する後方領域との間の領域）に配置されている。ヒータユニット１５，１６は、断熱室３１の奥側領域（上記出入口と逆側の領域）である後方領域Ｒ３（被処理物Ｗの搬入方向における後方領域）に配置されている。そして、図２に示すように、各ヒータユニット１１〜１６が被処理物Ｗを囲うように配置されている。すなわち、各ヒータユニット１１〜１６は、被処理物Ｗの搬送方向（図１及び図３の紙面左右方向）に延びる直線回りに略矩形環状に配置されている。ヒータユニット１１〜１６は、断熱室３１の上記出入口からその逆側に向けて、被処理物Ｗの搬送方向に沿って配置されている。

ヒータユニット１１〜１６の一端は、それぞれ給電端子１７を備えており、後述する制御部１２１と接続されている。ヒータユニット１１，１２の他端がユニットコネクタｃ１（ユニット用導電性コネクタ）と接続され、ヒータユニット１３，１４の他端がユニットコネクタｃ２（ユニット用導電性コネクタ）と接続され、ヒータユニット１５，１６の他端がユニットコネクタｃ３（ユニット用導電性コネクタ）と接続されている。また、各ヒータユニット１１〜１６は、４本の略円柱状の棒状ヒータ１８（電気ヒータ）を略四角形（環状）となるように複数のヒータコネクタｃ４（導電性コネクタ）を介して接続することにより構成されている。本実施形態の棒状ヒータ１８は、抵抗加熱ヒータであって、通電することにより発熱（ジュール熱の発生）するように構成されている。棒状ヒータ１８には、例えばグラファイトで形成されたグラファイトヒータや、セラミックで形成されたセラミックヒータ等が用いられる。ユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４は、導電性部材により構成され、さらに、棒状ヒータ１８の端部が挿入可能な穴がそれぞれ形成されている。本実施形態において、この穴の中心軸線方向視における形状は、円形である。棒状ヒータ１８の両端部は、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４のいずれかの穴に挿入されている。

棒状ヒータ１８は、両端部の径が、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４に形成されたいずれかの穴（開口）の径と略同一であり、摺合せによりユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４のいずれかと接合されている。なお、棒状ヒータ１８の両端部は、組立時にサンドペーパ等で削られることで径が調整され、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４の穴に挿入されてもよい。これにより、棒状ヒータ１８の両端部は、接合時にユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４の穴の内壁（内周面）に外周面が密着した状態となる。また、断熱室３１の下面側に配置される棒状ヒータ１８は、他の３本の棒状ヒータ１８、すなわち断熱室３１の側面側及び上面側に配置される棒状ヒータ１８と比較して径が太く設定されている。すなわち、被処理物Ｗの下方に配置される棒状ヒータ１８の径は、側方及び上方に配置される棒状ヒータ１８の径より大きい。これにより、断熱室３１の下面側に配置される棒状ヒータ１８は、側面側及び上面側に配置される棒状ヒータ１８よりも発熱量が大きくなる。
また、棒状ヒータ１８の端部を、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３やヒータコネクタｃ４の穴の内周面と密着可能な径を有するように製造または加工等によって形成するとともに、棒状ヒータ１８とコネクタｃ１〜ｃ４とを接合する際には、棒状ヒータ１８の端部をその中心軸線回りに穴と相対回転させ穴の内周面と摺合わせながら穴に挿入させ、端部の外周面と穴の内周面とを互いに馴染ませて密着して接合してもよい。このような接合方法を採用すれば、例えば棒状ヒータ１８が比較的脆いグラファイト等で形成されている場合であっても、棒状ヒータ１８の端部が欠けたり破損したりすることなくコネクタｃ１〜ｃ４と接合することができ、また、棒状ヒータ１８の端部を中心軸線回りに回転させて摺合わせながら穴に挿入することで、端部の外周面と穴の内周面とが互いに馴染み、接合後の両者の間の電気抵抗を低く抑えることができる。なお、接合の際に、棒状ヒータ１８の端部の端面が、コネクタｃ１〜ｃ４の穴の底面に擦り合わされて接触する構成であってもよい。端面と底面とが互いに接触することで、棒状ヒータ１８とコネクタｃ１〜ｃ４との間の接触抵抗をさらに低く抑えることができる。

このようなヒータユニット１１〜１６は、断熱室３１内において、互いに平行となるように並べられる。さらに、ヒータユニット１１〜１６は、それぞれ２つの隣接するヒータユニット毎にユニットコネクタｃ１〜ｃ３を介して接続されている。具体的には、ヒータユニット１１とヒータユニット１２とがユニットコネクタｃ１により接続され、ヒータユニット１３とヒータユニット１４とがユニットコネクタｃ２により接続され、ヒータユニット１５とヒータユニット１６とがユニットコネクタｃ３により接続されている。各ユニットコネクタｃ１〜ｃ３により接続された２つのヒータユニットは、それぞれ断熱室３１内において隣り合うように配置され、グループｇ１〜ｇ３を構成する。具体的には、グループｇ１がヒータユニット１１とヒータユニット１２とにより構成され、グループｇ２がヒータユニット１３とヒータユニット１４とにより構成され、グループｇ３がヒータユニット１５とヒータユニット１６とにより構成される。すなわち、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３は、ヒータユニット１１〜１３がグループｇ１〜ｇ３を形成するように、グループｇ１〜ｇ３に各々設けられている。言い換えれば、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３は、ヒータユニット１１〜１３がグループｇ１〜ｇ３を形成するように離散的に設けられている。グループｇ１〜ｇ３は、それぞれ制御部１２１により個別に温度を調整される。断熱室３１の出入口近傍は熱が逃げやすいため、前方領域Ｒ１に配置されるグループｇ１は、グループｇ２及びグループｇ３より発熱量が大きくなるように設定されている。

また、図３に示すように、断熱室３１の内部には、前方領域Ｒ１の温度を計測する熱電対７１と、中間領域Ｒ２の温度を計測する熱電対７２と、後方領域Ｒ３の温度を計測する熱電対７３とが配置されている。なお、温度を計測する装置としては、熱電対に限定されず、例えば非接触温度計（放射温度計）であってもよい。

図４は、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１の温度調整システム１００の機能構成を示したブロック図である。この図に示すように、上述したヒータユニット１１〜１６及び熱電対７１〜７３は、温度調整システム１００の構成要素として含まれている。具体的には、温度調整システム１００は、断熱室３１の内部における複数領域である領域Ｒ１〜Ｒ３（前方領域Ｒ１、中間領域Ｒ２及び後方領域Ｒ３）の温度を測定する温度測定システム１１０と、被処理物Ｗが均一に熱処理されるように温度測定システム１１０の測定結果に基づいて領域Ｒ１〜Ｒ３の温度を個別に調整する調整システム１２０とを備えて構成されている。そして、温度測定システム１１０が、熱電対７１〜７３と、当該熱電対７１〜７３の測定結果を測定値として算出する算出部１１１とを備えて構成されている。また、調整システム１２０が、ヒータユニット１１〜１６と、当該ヒータユニット１１〜１６の出力（発熱量）を所定のＰＩＤ値及び温度測定システム１１０から入力される測定値に基づいて調整する制御部１２１とを備えて構成されている。すなわち、制御部１２１は、温度測定システム１１０から入力される測定結果に基づいてヒータユニット１１〜１６の発熱量をＰＩＤ制御可能となっている。

そして、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１においては、制御部１２１は、前方領域Ｒ１に配置されたヒータユニット１１，１２の出力を熱電対７１の測定結果に基づいて調整し、中間領域Ｒ２に配置されたヒータユニット１３，１４の出力を熱電対７２の測定結果に基づいて調整し、後方領域Ｒ３に配置されたヒータユニット１５，１６の出力を熱電対７２の測定結果に基づいて調整する。すなわち、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１においては、各領域Ｒ１〜Ｒ３の温度が個別に測定され、この個別に測定された測定結果に応じて各領域Ｒ１〜Ｒ３の温度が個別に調整される。
具体的には、本実施形態の制御部１２１は、一例として、断熱室３１内の予熱を行う際には、グループｇ１の発熱量が、グループｇ２、ｇ３よりも大きくなるように設定する。
また、制御部１２１は、断熱室３１に被処理物Ｗが搬入された状態では、グループｇ１、ｇ２の発熱量が、グループｇ３よりも大きくなるように設定する。さらに、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１において、制御部１２１は、その領域に充填される被処理物Ｗの質量に応じたＰＩＤ値が設定可能とされている。このため、各領域Ｒ１〜Ｒ３に充填される被処理物Ｗの質量に応じたＰＩＤ値に基づいて各領域Ｒ１〜Ｒ３のヒータユニット１１〜１６の出力を調整することが可能となっている。

図１に戻り、中間室４０は、中空の略直方体状に形状設定されており、冷却室２０と加熱室３０との間に配置されている。中間室４０の上部には、真空シールド扉８０を吊り下げた状態で昇降させるための真空シールド扉用昇降部４１と、断熱扉３２を吊り下げた状態で昇降させるための断熱扉用昇降部４２と、が設置されている。

次に、このように構成された本開示に係る真空熱処理装置の動作について説明する。
まず、スライド装置５２によって扉５０が冷却室２０に対して離間された状態で、被処理物Ｗは、風炉室２内部の載置台２１に載置される。そして、扉５０がスライド装置５２によって冷却室２０に当接され、冷却室２０が密閉される。そして、冷却室２０、加熱室３０及び中間室４０は、減圧装置（不図示）の駆動によって真空引きされる。そして、真空シールド扉用昇降部４１及び断熱扉用昇降部４２が駆動することによって真空シールド扉８０及び断熱扉３２が開放される。また、断熱室３１の、断熱扉３２と逆側に設けられている搬送棒用扉３３も開放される。

ここで、搬送棒６１によって、被処理物Ｗは、風炉室２内部の載置台２１から断熱室３１内部の載置台３４上に移送される。そして、再び真空シールド扉用昇降部４１及び断熱扉用昇降部４２が駆動して搬送棒用扉３３及び断熱扉３２が閉じられ、この状態において、被処理物Ｗが、加熱装置１０によって加熱される。そして、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１においては、温度調整システム１００によって、断熱室３１内の各領域Ｒ１〜Ｒ３の温度が個別に測定され、被処理物Ｗが均一に熱処理されるように測定結果に基づいて各領域Ｒ１〜Ｒ３の温度が個別に制御される。

具体的には、温度調整システムの一部を構成する温度測定システム１１０の熱電対７１によって前方領域Ｒ１の温度を測定し、この測定結果に基づいて温度測定システム１１０の算出部１１１が測定値を算出して出力する。また、温度測定システム１１０の熱電対７２によって中間領域Ｒ２の温度を測定し、この測定結果に基づいて温度測定システム１１０の算出部１１１が測定値を算出して出力する。また、温度測定システム１１０の熱電対７３によって後方領域Ｒ３の温度を測定し、この測定結果に基づいて温度測定システム１１０の算出部１１１が測定値を算出して出力する。
すなわち、温度測定システム１１０が断熱室３１の内部における複数領域の温度を測定する。

そして、温度測定システム１１０によって測定された測定値は、温度調整システム１００の一部を構成する調整システム１２０に入力される。ここで、調整システム１２０の制御部１２１は、一例として、グループｇ１、ｇ２の出力を１００％とし、グループｇ３の出力を８０％とする制御を行う。これにより、加熱装置１０は、熱の逃げやすい前方領域Ｒ１と、被処理物Ｗが占有する体積が相対的に大きい中間領域Ｒ２とを重点的に加熱することができる。
さらに、制御部１２１は、入力された測定値に応じてヒータユニット１１〜１６の出力を調整する。より詳細には、制御部１２１は、前方領域Ｒ１の温度に基づく測定値が入力された場合にはグループｇ１の出力を調整し、中間領域Ｒ２の温度に基づく測定値が入力された場合にはグループｇ２の出力を調整し、後方領域Ｒ３の温度に基づく測定値が入力された場合にはグループｇ３の出力を調整する。

このように、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１は、領域Ｒ１〜Ｒ３が同じ温度となるように温度調整システム１００によって制御される。ここで、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１では、領域Ｒ１〜Ｒ３が同じ温度となるように温度調整システム１００によって制御されているため、被処理物Ｗが均一に昇温される。

また、本実施形態の真空熱処理装置Ｓ１においては、制御部１２１が、各領域Ｒ１〜Ｒ３に配置される被処理物Ｗの質量に応じたＰＩＤ値を設定可能とされている。予め、各領域Ｒ１〜Ｒ３に配置される被処理物Ｗの質量が分かっている場合には、各領域Ｒ１〜Ｒ３に配置される被処理物Ｗの質量に応じたＰＩＤ値、すなわち各領域Ｒ１〜Ｒ３に存在する被処理物Ｗの吸熱容量に応じたＰＩＤ値に基づいて各領域Ｒ１〜Ｒ３のヒータユニット１１〜１６の出力を調整することができる。
加熱処理が完了すると、搬送棒用扉３３及び断熱扉３２が開放され、被処理物Ｗは、搬送棒６１によって再び風炉室２内部の載置台２１に移送される。そして、被処理物Ｗが風炉室２の載置台２１に移送されると、真空シールド扉８０が密閉される。

そして、熱交換器３によって冷却された冷却ガスＸがファン４によって循環されこの循環される冷却ガスＸの流れが、均一化整流部７によって均一化され、この均一化された冷却ガスＸが被処理物Ｗに吹付けられることによって、被処理物Ｗが均一に冷却される。

そして、被処理物Ｗが所定の温度まで冷却されると、扉５０が冷却室２０から脱離され、被処理物Ｗが外部に搬出される。

このような本実施形態に係る加熱装置１０は、ヒータユニット１１〜１６とユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４とが摺合せにより接続されている。これにより、ヒータユニット１１〜１６が備える棒状ヒータ１８の端部とユニットコネクタｃ１〜ｃ３とを密着させることができ、ヒータユニット１１〜１６とユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４との接続部における電気抵抗を減少させることができる。したがって、棒状ヒータ１８がそれぞれ設計通りに発熱し、加熱装置１０全体として、均一に被処理物Ｗを加熱することができる。

さらに、本実施形態に係る加熱装置１０によれば、ヒータユニット１１〜１６が、断熱室の出入口から奥側（出入口の逆側）に向かって配置されている。これにより、ヒータユニット１１〜１６の温度を個別に把握し、制御することができる。したがって、棒状ヒータ１８がそれぞれ設計通りに発熱し、加熱装置１０全体として、均一に被処理物Ｗを加熱することができる。

また、棒状ヒータ１８とユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４との摺合せによる接合作業が手作業で行われる場合は、棒状ヒータ１８とユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４との接合には各々誤差が含まれる可能性がある。これに対して、本実施形態に係る加熱装置１０は、それぞれグループｇ１〜ｇ３に分割されて制御されている。これにより、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４の摺合せによる接続時の接触面積の誤差を考慮した上で、細かく制御を行うことができる。

また、本実施形態に係る加熱装置１０は、前方領域Ｒ１に配置されるグループｇ１の発熱量が他のグループｇ２，ｇ３より大きくなるように設定されている。これにより、熱の逃げやすい断熱室３１の出入口近傍をより高温で加熱することができ、結果的に被処理物Ｗ全体を均一に加熱することができる。

さらに、本実施形態に係る加熱装置１０によれば、断熱室３１の下面側に配置される棒状ヒータ１８は、他の棒状ヒータ１８、すなわち断熱室３１の側面側及び上面側に配置される棒状ヒータ１８よりも太い径が設定されている。これにより、熱の逃げやすい下面側の棒状ヒータ１８の発熱量を側面側及び上面側よりも大きくすることができる。したがって、下面側に配置される棒状ヒータ１８を上面側及び側面側の棒状ヒータ１８と分割して制御することなく、加熱装置１０全体として、均一に被処理物Ｗを加熱することができる。

以上、図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本開示の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

上記実施形態においては、加熱装置１０は、６つのヒータユニット１１〜１６を備える構成を採用したが、本開示はこれに限定されない。加熱装置１０が備えるヒータユニット及び棒状ヒータ１８の数は、真空熱処理装置の形状、大きさに応じて変更することが可能である。さらに、加熱装置１０は、２つのヒータユニット毎に１グループとして制御される構成を採用したが、１グループを構成するヒータユニットの数はこれに限定されず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

また、複数のヒータユニットが、４つ以上のグループに分割されて、その温度が個別に制御されてもよい。この場合、制御部１２１は、より細やかに温度制御を行うことができるため、被処理物Ｗをより均一に加熱することができる。複数のヒータユニットが、２つのグループに分割されて、その温度が個別に制御されてもよい。断熱室３１内において、熱の逃げやすさに大きな違いが無い場合は、複数のヒータユニットを複数のグループに分割することなく、全て同様に制御してもよい。

また、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４に挿入突起が形成され、棒状ヒータ１８の端部に該挿入突起が挿入される穴が形成される構成を採用することもできる。この場合も、ユニットコネクタｃ１〜ｃ３及びヒータコネクタｃ４の挿入突起を摺合せにより棒状ヒータ１８の穴に挿入する。

また、上記実施形態においては、グループｇ１は、制御部１２１により発熱量が大きくなるように設定されているが、本開示はこれに限定されない。例えば、グループｇ１を構成する棒状ヒータ１８は、グループｇ２、ｇ３を構成する棒状ヒータ１８よりも相対的に径が太く設定されることで、予め発熱量が大きくなるように設定されている構成を採用することも可能である。

本開示の第１の態様は、真空熱処理装置に収容された被処理物の周囲に配置され、真空雰囲気下で上記被処理物を加熱する発熱体であって、複数の電気ヒータと、当該複数の電気ヒータを相互に接続する導電性コネクタとを備え、上記電気ヒータと上記導電性コネクタとは、互いに密着して接合されている。

本開示の第２の態様は、上記第１の態様の発熱体において、上記電気ヒータと上記導電性コネクタとが、摺合せによって互いに密着するように接合されている。

本開示の第３の態様は、上記第１または第２の態様の発熱体において、上記導電性コネクタが、上記電気ヒータの端部が挿入される穴を有している。また、上記電気ヒータの上記端部の径が、上記穴の径と略同一であるとともに、上記穴の内周面に上記端部の外周面が密着するように構成されている。

本開示の第４の態様は、上記第１の態様の発熱体が、上記被処理物を囲むように上記複数の電気ヒータを上記導電性コネクタで環状に接続してなり、上記真空熱処理装置における上記被処理物の出入口からその逆に向かって配置されている複数のヒータユニットを備える。

本開示の第５の態様は、上記第４の態様の発熱体が、互いに隣り合う上記複数のヒータユニットを接続するユニット用導電性コネクタを備える。

本開示の第６の態様は、上記第５の態様の発熱体において、上記ユニット用導電性コネクタは、上記複数のヒータユニットが複数のグループを形成するように、上記複数のグループの各々に設けられている。

本開示の第７の態様は、上記第６の態様の発熱体において、上記出入口に最も近いグループの上記ヒータユニットにおける上記電気ヒータの発熱量は、他のグループの上記ヒータユニットにおける上記電気ヒータの発熱量より大きい。

本開示の第８の態様は、上記第１〜７のいずれか１つの態様の発熱体において、上記被処理物の下方に配置される電気ヒータの径は、側方及び上方に配置される電気ヒータの径より大きい。

本開示の第９の態様は、上記第１〜８のいずれか１つの態様の発熱体が被処理物の周囲に配置され、真空雰囲気下で上記被処理物を加熱処理するように構成されている。

本開示の第１０の態様は、上記第９の態様の真空熱処理装置において、真空熱処理装置内における複数の領域の温度が個別に測定され、この測定結果に応じて上記複数の領域の温度が個別に調整されるように構成されている。

本開示は、真空熱処理装置に収容された被処理物の周囲に配置される発熱体、及び真空熱処理装置に利用することができる。

１ 熱処理炉
２ 風炉室
３ 熱交換器
４ ファン
７，７ａ，７ｂ 均一化整流部
１０ 加熱装置（発熱体）
１１〜１６ ヒータユニット
１７ 給電端子
１８ 棒状ヒータ（電気ヒータ）
２０ 冷却室
２１ 載置台
２２ フリーローラ
３０ 加熱室
３１ 断熱室
３２ 断熱扉
３３ 搬送棒用扉
３４ 載置台
４０ 中間室
４１ 真空シールド扉用昇降部
４２ 断熱扉用昇降部
５０ 扉
５１ 支持脚
５２ スライド装置
６１ 搬送棒
６２ 搬送棒収納室
７１〜７３ 熱電対
８０ 真空シールド扉
１００ 温度調整システム
１１０ 温度測定システム
１１１ 算出部
１２０ 調整システム
１２１ 制御部
ｇ１〜ｇ３ グループ
ｃ１〜ｃ３ ユニットコネクタ（ユニット用導電性コネクタ）
ｃ４ ヒータコネクタ（導電性コネクタ）
Ｓ１ 真空熱処理装置
Ｗ 被処理物

Claims (10)

1. 真空熱処理装置に収容された被処理物の周囲に配置され、真空雰囲気下で前記被処理物を加熱する発熱体であって、
   複数の電気ヒータと、
   当該複数の電気ヒータを相互に接続する導電性コネクタと
   を備え、
   前記電気ヒータと前記導電性コネクタとは、互いに密着して接合されている発熱体。
2. 前記電気ヒータと前記導電性コネクタとは、摺合せによって互いに密着するように接合されている請求項１に記載の発熱体。
3. 前記導電性コネクタは、前記電気ヒータの端部が挿入される穴を有し、
   前記電気ヒータの前記端部の径が、前記穴の径と略同一であるとともに、前記穴の内周面に前記端部の外周面が密着するように構成されている請求項１または２に記載の発熱体。
4. 前記被処理物を囲むように前記複数の電気ヒータを前記導電性コネクタで環状に接続してなり、前記真空熱処理装置における前記被処理物の出入口からその逆側に向かって配置されている複数のヒータユニットを備える請求項１に記載の発熱体。
5. 互いに隣り合う前記複数のヒータユニットを接続するユニット用導電性コネクタを備える請求項４に記載の発熱体。
6. 前記ユニット用導電性コネクタは、前記複数のヒータユニットが複数のグループを形成するように、前記複数のグループの各々に設けられている請求項５に記載の発熱体。
7. 前記出入口に最も近いグループの前記ヒータユニットにおける前記電気ヒータの発熱量は、他のグループの前記ヒータユニットにおける前記電気ヒータの発熱量より大きい請求項６に記載の発熱体。
8. 前記被処理物の下方に配置される電気ヒータの径は、側方及び上方に配置される電気ヒータの径より大きい請求項１〜７のいずれか１項に記載の発熱体。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の発熱体が被処理物の周囲に配置され、真空雰囲気下で前記被処理物を加熱処理するように構成されている真空熱処理装置。
10. 真空熱処理装置内における複数の領域の温度が個別に測定され、この測定結果に応じて前記複数の領域の温度が個別に調整されるように構成されている請求項９に記載の真空熱処理装置。

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