(57)【要約】【課題】処理装置内の雰囲気ガスの流れを均一にする。【解決手段】雰囲気ガス供給装置を、熱処理装置の装置本体に挿通されるガス供給管１１と、ガス供給管１１に雰囲気ガスを供給するガス供給源とを有する構成とする。ガス供給管１１には、長手方向に沿って複数の吐出口１１ａを設ける。ガス供給管１１内に、その長手方向に沿って、長手方向の各部で形状が異なる覆い部材１８を、ガス供給管１１に対して相対的に移動可能にして設ける。覆い部材１８を、ガス供給管１１の内径よりもわずかに小径で、かつ軸線に対して傾斜するスリット１８ａが設けられた管によって構成する。【選択図】      図２
2004286259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って複数の吐出口が設けられるガス供給管と、
該ガス供給管内に雰囲気ガスを供給するガス供給源とを有し、
前記ガス供給管には、その長手方向に沿って、該長手方向の各部で形状が異なる覆い部材が、前記ガス供給管に対して相対的に移動可能にして設けられていることを特徴とする雰囲気ガス供給装置。
【請求項２】
ワークを雰囲気ガス中で熱処理する熱処理装置であって、
装置本体内に前記雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給装置として、請求項１記載の雰囲気ガス供給装置を用いることを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給装置及びこれを用いた熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業製品の中には、製造工程において、所定の雰囲気ガス中でワークに処理を施す場合がある。このような処理に用いられる処理装置としては、例えば後述する特許文献１に記載のローラーハースキルン等がある。
このローラーハースキルンは、電子部品の焼成に用いられるものであって、雰囲気ガスが供給される炉体内で、製品（ワーク）をローラーによって移送しながら加熱用ヒータによって加熱することで、製品の焼成を行うものである。
炉体内には、ガス供給口（吐出口）が設けられたガス供給管が設けられており、このガス供給管内に雰囲気ガスを供給して、ガス供給口から炉体内に雰囲気ガスを噴出させることで、炉体内に雰囲気ガスを供給している。
ここで、ガス供給管には、通常、その長手方向に沿って複数のガス供給口が設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５５５６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、ガス供給管にはその一端からのみ雰囲気ガスを供給していた。このため、雰囲気ガスの供給量（流量）によっては、ガス供給管において雰囲気ガスの流れの上流側（一端側）に設けられるガス供給口から吐出される雰囲気ガスの量が、下流側（他端側）に設けられるガス供給口から吐出される雰囲気ガスの量よりも多くなったり、逆に少なくなったりしてしまう。
このようにガス供給管の各部から吐出される雰囲気ガスの量が不均一であると、炉体内での雰囲気ガスの流れが均一とならず、炉体内の温度分布に偏りが生じるなどしてワークの熱処理が良好に行われなくなってしまう。
【０００５】
一方、仮にガス供給管の各ガス供給口からそれぞれ雰囲気ガスを均一に吐出させることができたとしても、炉体の内部構造やその他の要因により、炉体内の雰囲気ガスの流れが均一にならない場合もある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、処理装置内の雰囲気ガスの流れを均一にすることができる雰囲気ガス供給装置及び熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明にかかる雰囲気ガス供給装置は、長手方向に沿って複数の吐出口が設けられるガス供給管と、該ガス供給管内に雰囲気ガスを供給するガス供給源とを有し、前記ガス供給管には、その長手方向に沿って、該長手方向の各部の形状が異なる覆い部材が、前記ガス供給管に対して相対的に移動可能にして設けられていることを特徴としている。
【０００８】
このように構成される雰囲気ガス供給装置では、ガス供給管の長手方向に沿って覆い部材が設けられており、この覆い部材によって、ガス供給管の長手方向に沿って設けられる吐出口のうちの少なくとも一部を覆うことができる。この覆い部材は、長手方向の各部で形状が異なっているので、ガス供給管の長手方向の各部で、吐出口の露出量に差が生じる。
この吐出口の露出量の差は、ガス供給管に対する覆い部材の相対的な位置を変更することによって調節可能である。また、覆い部材として適切な形状の覆い部材を用いることによって、露出量の差を調節することが可能である。
ここで、覆い部材は、ガス供給管に対してガス供給管の周方向に相対的に移動させてもよく、またガス供給管の長手方向に沿って相対的に移動させてもよく、これら両方の方向に相対的に移動させてもよい。
【０００９】
そして、このように覆い部材を移動させてガス供給管の長手方向の各部で吐出口の露出量を調節することで、各吐出口からの雰囲気ガスの吐出量を調節することができる。
例えば、雰囲気ガスの吐出量や吐出圧が他に比べて大きくなりがちな吐出口についてはその露出量を低減して吐出量を抑え、雰囲気ガスの吐出量や吐出圧が他に比べて小さくなりがちな吐出口についてはその露出量を増加させて吐出量を増加させることで、各吐出口から雰囲気ガスを均一に吐出させることができる。
また、各吐出口の露出量を調節することによって、各吐出口からの雰囲気ガスの吐出量を積極的に変えることができる。
【００１０】
本発明にかかる熱処理装置は、ワークを雰囲気ガス中で熱処理する熱処理装置であって、装置本体内に前記雰囲気ガスを供給する雰囲気ガス供給装置として、請求項１記載の雰囲気ガス供給装置を用いることを特徴としている。
このように構成される熱処理装置では、各吐出口について雰囲気ガスの吐出量の調節が可能であるので、ガス供給管の各吐出口からの雰囲気ガスの吐出量を均一にして、装置本体内での雰囲気ガスの流れを均一にすることができる。
また、ガス供給管の各吐出口についてその開閉や雰囲気ガスの吐出量の調節を行うことで、装置本体内での雰囲気ガスの流れを積極的に変えることができるので、ガス供給管の各吐出口からの雰囲気ガスの吐出量を均一にしても装置本体内での温度分布が均一にならない場合には、装置本体内の温度分布が均一となるよう、装置本体内での雰囲気ガスの流れを調整することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明にかかる雰囲気ガス供給装置を用いた熱処理装置の第一の実施の形態について、図を用いて説明する。ここで、本実施の形態では、熱処理装置として、粉末成形体を雰囲気ガス中で焼結するための焼結炉を示す。
この熱処理装置１は、略筒状（トンネル状）に形成される装置本体２と、装置本体２内で一方の開口部から他方の開口部に向けてワークＷを移送する移送装置３と、装置本体２内のワークＷを加熱する加熱装置（図示せず）とを有している。また、装置本体２内には、適宜位置に、熱電対等の温度測定装置４が設けられている。
【００１２】
装置本体２の側壁には開口部２ａが設けられており、側壁の外面には、開口部２ａと同軸にして、先端にフランジ２ｃを有する筒状部２ｂが設けられている。
このフランジ２ｃの筒状部２ｂの先端側には、ルーズフランジ２ｄがボルトとナット等の固定具Ｃによって締め付け固定されるようになっている。
移送装置３としては、例えば、装置本体２内で一方の開口部から他方の開口部にかけて懸架されたメッシュベルトを駆動装置によりワークＷの搬送方向に送り出すことでメッシュベルト上に載置されたワークＷを搬送するメッシュベルト式の移送装置が用いられる。ここで、移送装置３としては、これ以外にも、装置本体２内に、軸線を水平かつワークＷの搬送方向に直交させて設けられたローラを駆動装置により回転駆動することでローラ上に載置されたワークＷを搬送するローラ式の移送装置など、任意の構成の移動装置を採用することができる。
【００１３】
この熱処理装置１では、装置本体２内に雰囲気ガスを供給する手段として、本発明にかかる雰囲気ガス供給装置６を用いている。
雰囲気ガス供給装置６は、装置本体２内に開口部２ａを通じて挿入されて、ワークＷの搬送方向に略直交させかつ一端を装置本体２から突出させた状態にして設けられるガス供給管１１と、ガス供給管１１に雰囲気ガスを供給するガス供給源１２とを有している。また、ガス供給管１１の装置本体２から突出される一端とガス供給源１２との間には、流量制御弁１３が設けられており、この流量制御弁１３を操作することで、ガス供給管１１へ供給する雰囲気ガスの供給量、供給圧を調節可能とされている。
【００１４】
ガス供給管１１には、長手方向に沿って複数の吐出口１１ａが設けられている。これら吐出口１１ａは、例えば、ガス供給管１１の長手方向に沿って等間隔で設けられ、かつガス供給管１１の周方向における位置を同一にして設けられるが、これ以外の他の設置パターンで設けてもよい。
【００１５】
ガス供給管１１の端部において、装置本体２から突出される領域には、装置本体２に保持される固定用フランジ１１ｂが設けられている。
この固定用フランジ１１ｂは、ガス供給管１１と略同軸にして設けられる円環平板形状をなしている。
ガス供給管１１は、固定用フランジ１１ｂを装置本体２のフランジ２ｃとルーズフランジ２ｄとの間に挟み込んだ状態でルーズフランジ２ｄをフランジ２ｃに締め付け固定することにより、装置本体２に対して周方向の向きを固定した状態で装着されるようになっている。ここで、フランジ２ｃ及びルーズフランジ２ｄによる固定用フランジ１１ｂの締め付けを緩めた状態では、ガス供給管１１の周方向の向きを変えることができる。
【００１６】
さらに、フランジ２ｃと固定用フランジ１１ｂとの間には、パッキンＰが設けられていて、フランジ２ｃ及びルーズフランジ２ｄによる固定用フランジ１１ｂを締め付けている状態では、装置本体２内とガス供給管１１との間が封止されるようになっている。また、固定用フランジ１１ｂとルーズフランジ２ｄとの間にも、パッキンＰが設けられている。
【００１７】
ガス供給管１１においてガス供給源１２と接続される一端側は軸線に対して屈曲されており、前記一端は側方に向けられている。また、ガス供給管１１の屈曲部位において、軸線上に位置する領域には、軸線と同軸にして、筒状部１１ｃが設けられている。
この筒状部１１ｃには、ガス供給管１１と同軸にしてかつ軸線回りに回転可能にしてロッド１６が挿通されている。このロッド１６と筒状部１１ｃとの間には、Ｏリング等の封止材Ｏが設けられていて、これらの間が封止されている。
また、ロッド１６においてガス供給管１１から露出される端部には、ハンドル１７が設けられており、このハンドル１７を操作することによってロッド１６を軸線回りに回転させることができるようになっている。
【００１８】
また、ガス供給管１１内には、その長手方向に沿って、長手方向の各部で形状が異なる覆い部材１８が、ガス供給管１１に対して相対的に移動可能にして設けられている。この覆い部材１８は、ガス供給管１１の内面のうち、吐出口１１ａが設けられる領域の、周方向の一部を覆うものである。
【００１９】
具体的には、覆い部材１８は、図２に示すように、ガス供給管１１の内径よりもわずかに小径で、かつ軸線に対して傾斜するスリット１８ａが設けられた管によって構成されており、ガス供給管１１の内面のうち、スリット１８ａに対向する領域は露出させつつ、他の領域を覆う構成とされている。
スリット１８ａは、その一端側と他端側とで、周方向に距離Ｂだけ位置をずらして設けられている。ここでは、距離Ｂは、吐出口１１ａの直径と同じか、わずかに大きい値としている。また、スリット１８ａの幅は、例えば吐出口１１ａの直径と同じかわずかに大きい値としている。
【００２０】
この覆い部材１８は、ガス供給管１１内に挿入される前記ロッド１６に対して同軸にして取り付けられており、ハンドル１７を操作することによってガス供給管１１に対して周方向に相対的に移動可能とされている。
ここで、覆い部材１８とロッド１６との接続部には開口部（図示せず）が設けられており、この開口部を通じて、ガス供給管１１内から覆い部材１８内への雰囲気ガスの流入が許容されている。
【００２１】
このように構成される熱処理装置１では、ワークＷの熱処理にあたって、雰囲気ガス供給装置６を用いて装置本体２内に雰囲気ガスを供給する。このとき、必要に応じて、ガス供給管１１の周方向の向きを調整する。
この雰囲気ガス供給装置６のガス供給管１１には、覆い部材１８が設けられているので、この覆い部材１８によって、ガス供給管１１の長手方向に沿って設けられる吐出口１１ａのうちの少なくとも一部を覆うことができる。そして、この覆い部材１８は、長手方向の各部で形状が異なっているので、ガス供給管１１の長手方向の各部で、吐出口１１ａの露出量に差が生じる。
【００２２】
例えば、図２（ａ）に示す状態では、ガス供給管１１において吐出口１１ａが設けられる領域の一方の端部（図２（ａ）の上端）に設けられる吐出口１１ａは全体が露出されている。そして、各吐出口１１ａは、他方の端部（図２（ａ）の下端）に近いものほど、覆い部材１８によって覆われる量が多くなっている。言い換えれば、他方の端部に近い吐出口１１ａほど露出量が少なくなっている。
【００２３】
この吐出口１１ａの露出量の差は、ガス供給管１１に対する覆い部材１８の相対的な位置を変更することによって調節可能である。例えば、図２（ａ）に示す状態から、覆い部材１８を、ガス供給管１１の周方向（図２（ａ）に矢印で示す方向）に移動させてゆくと、その移動量に応じて、各吐出口１１ａの露出量が変化してゆく。そして、覆い部材１８を図２（ｂ）に示す位置まで移動させた状態では、各吐出口１１ａは、他方の端部（図２（ａ）の下端）に近いものほど、覆い部材１８によって覆われる量が少なくなっている。言い換えれば、他方の端部に近い吐出口１１ａほど露出量が多くなっている。
【００２４】
この熱処理装置１では、上記のようにしてガス供給管１１の長手方向の各部で吐出口１１ａの露出量を調節することで、各吐出口１１ａからの雰囲気ガスの吐出量を均一にすることができるので、装置本体２内の雰囲気ガスの流れを均一にして、装置本体２内の温度分布を均一にすることができる。
なお、装置本体２内の温度分布は、装置本体２内の各所に設けた温度測定装置４の配置とその測定値とに基いて求められる。
【００２５】
一方、このようにガス供給管１１の各吐出口１１ａからの雰囲気ガスの吐出量を均一にしても、装置本体２内の温度分布が均一とならない場合には、装置本体２内の温度分布が均一となるように、雰囲気ガス供給装置６を操作する。
具体的には、各吐出口１１ａの露出量を調節して、各吐出口１１ａからの雰囲気ガスの吐出量や吐出圧を積極的に変えることで、装置本体２内での雰囲気ガスの流れを積極的に変えて、装置本体２内の温度分布を均一にする。
【００２６】
このように、本発明にかかる熱処理装置１では、装置本体２内の温度分布を均一にすることができるので、ワークＷの焼結を良好に行って、高品質な焼結品を得ることができる。
【００２７】
〔第二の実施の形態〕
次に、本発明の第二の実施の形態について、図を用いて説明する。
本実施の形態に示す熱処理装置２１は、第一の実施の形態に示す熱処理装置１とほぼ同様の構成を有するものであって、ガス供給装置６の覆い部材として、第一の実施の形態で示した覆い部材１８とは形状の異なる覆い部材２２を用いたものである。
【００２８】
覆い部材２２は、ガス供給管１１の内径よりもわずかに小径で、かつ軸線に沿ってスリット２２ａが設けられた管によって構成されており、ガス供給管１１の内面のうち、スリット２２ａに対向する領域は露出させつつ、他の領域を覆う構成とされている。
覆い部材２２において、スリット２２ａを挟んで対向する縁部２２ｂ、２２ｃは、長手方向の各部で周方向への突出量が異なる凹凸形状とされている。また縁部２２ｂ、２２ｃには、それぞれ異なるパターンで凹凸が設けられている。この凹凸のパターンは、覆い部材２２によってガス供給管１１の各吐出口１１ａの露出量を調整行った際に各吐出口１１ａの露出量の差が適正となるようなパターンとされている。
本実施の形態では、縁部２２ｂ、２２ｃは、図３に示すように、基準部２３と、基準部２３から突出する突出部２４との二種類の組み合わせからなる凹凸形状をなしている。
【００２９】
この熱処理装置２１においても、ワークＷの熱処理にあたっては、覆い部材２２をガス供給管１１に対して相対的に移動させることによって、ガス供給管１１の長手方向の各部で、吐出口１１ａの露出量に差を生じさせて、装置本体２内の雰囲気ガスの流れを制御して、装置本体２内の温度分布を均一にする。
【００３０】
例えば、図４（ａ）に示すように、一方の縁部２２ｂに設けられた突出部２４によって一部の吐出口１１ａを覆って、突出部２４間に位置する吐出口１１ａを露出させる。ここで、各吐出口１１ａの露出量は、覆い部材２２をガス供給管１１の周方向に相対的に移動させることで調節可能であり、例えば覆い部材２２をさらに他方の縁部２２ｃ側に移動させることで、一方の縁部２２ｂの基準部２３によっても吐出口１１ａを覆うことができる。
【００３１】
そして、この熱処理装置２１では、覆い部材２２をガス供給管１１の周方向（図４（ａ）に矢印で示す方向）に移動させて、図４（ｂ）に示すように、他方の縁部２２ｃに設けられた突出部２４によって一部の吐出口１１ａを覆うことで、縁部２２ｂによる吐出口１１ａの露出パターンとは異なるパターンで吐出口１１を覆ってその露出量を調節することができる。この場合においても、各吐出口１１ａの露出量は、覆い部材２２をガス供給管１１の周方向に相対的に移動させることで調節可能であり、例えば覆い部材２２をさらに一方の縁部２２ｂ側に移動させることで、他方の縁部２２ｃの基準部２３によっても吐出口１１ａを覆うことができる。
【００３２】
ここで、この覆い部材２２では、縁部２２ｂの突出部２４の先端から縁部２２ｃの突出部２４の先端までの間隔を、吐出口１１ａの径と同じかわずかに大きくとっているので、図３に示すように、全ての吐出口１１ａについて全体を露出させることができる。
【００３３】
なお、上記各実施の形態では、覆い部材をガス供給管１１に対して周方向に相対的に回転可能にして設けた例を示したが、これに限られることなく、覆い部材をガス供給管１１の軸線方向に相対的に移動可能としてもよく、また覆い部材をガス供給管１１に対して周方向及び軸線方向の移動を可能にして設けてもよい。これらの場合にも、ガス供給管１１に対して覆い部材を相対的に移動させることによって、ガス供給管１１の長手方向の各部で、吐出口１１ａの開放量を調節することができる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、覆い部材を、ガス供給管１１の吐出口１１ａが設けられる領域の長手方向の一端から他端にかけて設けて、全ての吐出口１１ａについて露出量の調節を可能とした構成を示したが、これに限られることなく、ガス供給管１１において吐出口１１ａが設けられる領域の長手方向の一部にかけて設けて、吐出口１１ａのうちの一部についてのみ露出量を調節可能な構成としてもよい。
【００３５】
また、上記各実施の形態では、覆い部材をガス供給管１１内に設けた例を示したが、これに限られることなく、ガス供給管１１の外部に設けてもよい。この場合には、装置本体２に対するこれらの装着構造は、上記実施例の場合と入れ替えられる。すなわち、覆い部材には、固定用フランジ１１ｂが設けられて、固定用フランジ１１ｂを装置本体２に保持される構成とされ、ガス供給管１１は、覆い部材内に挿入されて覆い部材によって支持される。
【００３６】
また、上記実施の形態では、一つの覆い部材にスリットを一つだけ設けた例を示したが、これに限られることなく、一つの覆い部材の周方向に形状の異なるスリットを複数設けてもよい。この場合には、これらスリットを使い分けることで、吐出口の露出パターンを変更することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明にかかる雰囲気ガス供給装置は、ガス供給管の各吐出口から雰囲気ガスを均一に吐出することができるので、これを用いた本発明の処理装置では、処理装置内の雰囲気ガスの流れを均一にすることができ、ワークの処理を良好に行うことができる。
また、本発明にかかる雰囲気ガス供給装置は、ガス供給管の吐出口からの雰囲気ガスの吐出量を変えることができるので、ガス供給管の各吐出口から雰囲気ガスを均一に吐出しても処理装置内の雰囲気ガスの流れが均一にならない場合には、各吐出口からの雰囲気ガスの吐出量を変えて、処理装置内での雰囲気ガスの流れを積極的に制御することにより、処理装置内での雰囲気ガスの流れを均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態にかかる熱処理装置及び雰囲気ガス供給装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態にかかる雰囲気ガス供給装置の構成を概略的に示す平断面図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態にかかる熱処理装置の構成を概略的に示す平断面図である。
【図４】図３に示す熱処理装置の動作を示す平断面図である。
【符号の説明】
１、２１  熱処理装置              ６  雰囲気ガス供給装置
１１  ガス供給管                  １１ａ  吐出口
１２  ガス供給源                  １８、２２  覆い部材
Ｗ  ワーク
【図１】
2004286259.tif 000003
【図２】
2004286259.tif 000004
【図３】
2004286259.tif 000005
【図４】
2004286259.tif 000006