(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続熱処理炉内を移動可能な台板と、
未焼成のセラミック成形体を収納するためのセラミック製サヤと、
前記セラミック製サヤを前記台板上に空間を介して支持する支持部材と
を備えた連続熱処理炉に用いるサヤ支持構造であって、
前記セラミック製サヤは、前記支持部材により前記台板から３０ｍｍ以上の高さで支持されるとともに、焼成後に焼成温度に維持された前記連続焼成炉からいきなり連続焼成炉外に出されるものであることを特徴とするサヤ支持構造。
【請求項２】
前記セラミック製サヤは複数段に積み重ねられていることを特徴とする請求項１記載のサヤ支持構造。
【請求項３】
前記連続熱処理炉は焼成後に焼成温度から室温へ急冷されるタイプであることを特徴とする請求項１又は２記載のサヤ支持構造。
【請求項４】
未焼成のセラミック成形体を収納したセラミック製サヤを、連続熱処理炉を移動可能な台板上に空間を介して高さ３０ｍｍ以上に支持した状態で、前記連続焼成炉に入れて未焼成のセラミック成形体を焼成し、焼成後、前記セラミック製サヤを焼成温度に維持された前記連続焼成炉からいきなり連続焼成炉外に出すことを特徴とする連続熱処理方法。
【請求項５】
前記セラミック製サヤを複数段に積み重ねた状態で支持することを特徴とする請求項４記載の連続熱処理方法。
【請求項６】
前記連続熱処理炉は焼成後に焼成温度から室温へ急冷されることを特徴とする請求項４又は５記載の連続熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末の仮焼などを行う連続熱処理炉に用いるセラミック製サヤ及び連続熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１及び図２に示すように、粉末の仮焼などを行う連続熱処理炉１０に用いるサヤ２０は、四隅に略Ｌ字の突起２２を備えたアルミナセラミック製の底板部材２１と、各突起２２に嵌まり込む略Ｌ字の切欠２３を備えたアルミナセラミック製の枠部材２４とから構成され、枠部材２４の上面には外と内との空気の流通を確保するための窓部２５が設けられている。そしてこのサヤ２０の中に例えば電子部品用、ガスセンサ素子用又はプラグ用に用いられるセラミックの生の成形体を複数並べ、このサヤ２０をセラミック製の台板２６の上にコマ２７を介して２段に積み重ね、サヤ搭載台車３０とする。
【０００３】
一方、図３に示すように、連続熱処理炉１０には、入口から出口に至るまでの間に複数の熱処理ゾーン（第１ゾーン１〜第７ゾーン７）が設けられており、各ゾーン１〜７はそれぞれ図３に示した温度に維持されている。なお、温度は熱電対によって測定される。
【０００４】
そして、サヤ搭載台車３０の台板２６の側面をプッシャーで約３５分かけて連続熱処理炉１０の入口へ押し込むことにより、サヤ搭載台車３０は連続熱処理炉１０の第１ゾーン１に入いり、次いで、別のサヤ搭載台車３０をプッシャーで同様にして押し込み、この操作を順次繰り返す。これにより、サヤ搭載台車３０は連続熱処理炉１０内をいわゆる“ところ天”式に押し出されて移動し、第１ゾーン１から第７ゾーン７へと進み、最後に第７ゾーン７から炉外へ押し出され、ここで急冷される。
【０００５】
上記のようにサヤ搭載台車３０が第７ゾーン７（１４９０℃）から炉外へ押し出された場合、２〜３回繰り返し使用すると下段のサヤ２０の底板部材２１にクラックが発生することがあった。連続熱処理炉１０を通過したあとのサヤ２０は、その内部にセラミック成形体を収納したまま次の工程（例えば検査工程）へ移されるため、サヤ２０の底板部材２１にクラックが発生していると、そこから割れてしまい、収納していたセラミック成形体が落下してしまうという問題があった。このため、底板部材２１にクラックが発生した場合には、その底板部材２１を廃棄し新しいものに交換していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サヤ２０の底板部材２１を交換する頻度が高いと、サヤ２０にかかるコストが嵩むという問題があった。このため、サヤ２０にクラックが発生するのを抑制し、サヤ２０の寿命を長くすること即ち繰り返し使用できる回数を増やすことが望まれていた。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、連続熱処理炉に用いたときにサヤにクラックが生じるのを抑制するサヤ支持構造及びそのような連続熱処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明は、連続熱処理炉内を移動可能な台板と、未焼成のセラミック成形体を収納するためのセラミック製サヤと、前記セラミック製サヤを前記台板上に空間を介して支持する支持部材とを備えた連続熱処理炉に用いるサヤ支持構造であって、前記セラミック製サヤは、前記支持部材により前記台板から３０ｍｍ以上の高さで支持されるとともに、焼成後に焼成温度に維持された前記連続焼成炉からいきなり連続焼成炉外に出されるものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、未焼成のセラミック成形体を収納したセラミック製サヤを、連続熱処理炉を移動可能な台板上に空間を介して高さ３０ｍｍ以上に支持した状態で、連続熱処理炉に入れて未焼成のセラミック成形体を焼成する。そして、焼成後には、セラミック製サヤを焼成温度に維持された連続焼成炉からいきなり連続焼成炉外に出す。
本発明によれば、セラミック製サヤを台板から３０ｍｍ以上の高さで支持しているため、サヤ（特に底板）にクラックが発生するまでの使用回数（連続熱処理炉に何回通すことができるか）が飛躍的に増加した。この理由は定かではないが、セラミック製サヤと台板との間の空間が広くなるため、セラミック製サヤの熱傾斜が緩くなり（つまり全体の温度バラツキが小さくなり）、熱衝撃によるクラックの発生が抑制されたものと考えられる。なお、台板からのサヤの高さは３０ｍｍ以上であれば特に上限は規定されないが、通常の連続熱処理炉の大きさやサヤを支持したときのバランスを考慮すれば、１００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
なお、セラミック製サヤは例えば１６００〜１７００℃で焼成して作製するが、焼成前の粉末粒度が荒いほど熱による収縮が少ないためクラックが発生しにくい。しかし、粉末粒度を変更するよりも、サヤを台板から３０ｍｍ以上の高さで支持する方が、簡単でしかもクラック発生の抑制効果が高いので好ましい。
【００１１】
本発明においては、セラミック製サヤを複数段に積み重ねることが好ましい。セラミック製サヤは、未焼成のセラミック成形体を複数個収納した状態で連続熱処理炉に通されるのであるが、このサヤを複数段に積み重ねた状態で支持すれば、その分一度に焼成できるセラミック成形体の個数が増えて量産効率が向上する。また、下段のサヤを台板から３０ｍｍ以上の高さで支持しているため、上段のサヤと下段のサヤの間で温度差が小さくなり、焼成条件が略均一化され、焼成されたセラミック成形体の製品バラツキが小さくなる。
【００１２】
また、連続熱処理炉は焼成後に焼成温度から室温へ急冷されるタイプであると、本来クラックが発生しやすいのであるが、サヤを台板から３０ｍｍ以上の高さで支持することにより、このような場合でも有効にクラックの発生を抑制できる。このようなタイプの連続熱処理炉としては、高温のゾーンからいきなり炉外に出てサヤが室温下に晒されるもの、連続熱処理炉を通過する時間の短いものなどが挙げられる。
【００１３】
【実施例】
［試験例１〜８］
連続熱処理炉及びこれに用いるサヤは、［従来の技術］の欄と同様、図１〜３の構成のものを用いた。なお、連続熱処理炉１０は幅３２０ｍｍ、高さ３７５ｍｍ、全長３６００ｍｍであり、サヤ２０の底板部材２１は縦３００×横３００×高さ２０ｍｍ、枠部材２４は縦３００×横３００×高さ１００ｍｍのものを用いた。
【００１４】
また、従来と同様にして、このサヤ２０の中にセラミックの生の成形体を複数並べ、アルミナセラミック製の台板２６の上に試験例１〜６に応じた高さ（表１参照）の支持部材としてのコマ２７（縦５０×横５０×高さ２０〜４５ｍｍ）を介してこのサヤ２０を２段に積み重ね、サヤ搭載台車３０とした。このとき、コマ２７は図４に示すように台板２６上に８つ並べ、サヤ２０と台板２６との間に空間を設けた。そして、このサヤ搭載台車３０の台板２６の側面をプッシャーで約３５分かけて押し込むことにより、連続熱処理炉１０の第１ゾーン１に入れ、次いで、別のサヤ搭載台車３０をプッシャーで同様にして押し込み、この操作を順次繰り返すことにより、サヤ搭載台車３０をいわゆる“ところ天”式に押し進めて第１ゾーン１から第７ゾーン７へと移動させ、最後に第７ゾーン７から炉外へ押し出し、急冷した。
【００１５】
そして、試験例１〜８の下段のサヤ２０につき、その底板部材２１にクラックが発生するまで何回繰り返し使用できるかを調査した。また、上段のサヤ２０と下段のサヤ２０との温度差を調査した。その結果を表１及び図５に示す。なお、試験例２が従来例であり、試験例４〜８が本発明の実施例に相当する。
【００１６】
【表１】
0003905205.tif 000002
【００１７】
表１及び図５から明らかなように、コマ２７の高さ即ち台板２６からサヤ２０の底板部材２１までの高さが３０ｍｍ以上になると、クラック発生迄の使用回数が飛躍的に伸び、特に３５ｍｍ以上になるとその伸びが顕著になった。また、高さが３０ｍｍ以上特に３５ｍｍ以上になると上段のサヤ２０と下段のサヤ２０との温度差が小さくなるため、両サヤ２０、２０に収納されたセラミック成形体の焼成条件が略同一になり、焼成後のセラミック成形体の製品バラツキが小さくなった。なお、サヤ２０は、底板部材２１及び枠部材２４とも粉末アルミナセラミックを１６００〜１７００℃で焼成したものを用いたが、その粉末粒度は荒い方がクラック発生までの使用回数が伸びるため好ましい結果が得られた。また、上段のサヤ２０は１５回以上繰り返し使用してもクラックは発生しなかった。
【００１８】
以上のように、コマ２７の高さを３０ｍｍ以上にすれば、サヤ２０の寿命が長くなり繰り返し使用できる回数が増えるため、サヤ２０にかかるコストが低減され、ひいては製品であるセラミック成形体の製造コストが低減される。また、上段と下段の温度差が小さくなるため製品バラツキが小さくなり、製品の品質が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  サヤ搭載台車の説明図（図３のＡ−Ａ断面図）である。
【図２】  サヤの組立斜視図である。
【図３】  連続熱処理炉の説明図である。
【図４】  コマの配置図である。
【図５】  試験例１〜５のクラック発生迄の使用回数を示すグラフである。
【符号の説明】
１〜７・・・第１〜第７ゾーン、１０・・・連続熱処理炉、２０・・・サヤ、２１・・・底板部材、２２・・・突起、２３・・・切欠、２４・・・枠部材、２５・・・窓部、２６・・・台板、２７・・・コマ、３０・・・サヤ搭載台車。
【図１】
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【図２】
0003905205.tif 000004
【図３】
0003905205.tif 000005
【図４】
0003905205.tif 000006
【図５】
0003905205.tif 000007