(57)【要約】【課題】冷却速度を向上させることができる焼結炉を提供する。【解決手段】焼結炉１は、チャンバ２と、チャンバ２内に設けられるヒータ８と、ヒータ８に対面するように設けられるインナーボックス１０と、を備える。チャンバ２は、ヒータ８が設置される加熱区域Ａ１と、加熱区域Ａ１に隣接しヒータ８が存在しない冷却区域Ａ２とを含む。インナーボックス１０は、インナーボックス１０内に配置されると共にワークＷが搭載されるワーク搭載部１６を含む。焼結炉１は、少なくともワーク搭載部１６を加熱区域Ａ１から冷却区域Ａ２に移動させる移動装置３０を備える。【選択図】図１
2017203606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられるヒータと、
前記ヒータに対面するように設けられるインナーボックスと、を備え、
前記チャンバは、前記ヒータが設置される加熱区域と、前記加熱区域に隣接し前記ヒータが存在しない冷却区域とを含み、
前記インナーボックスは、前記インナーボックス内に配置されると共にワークが搭載されるワーク搭載部を含み、
前記ワーク搭載部に連結されて、少なくとも前記ワーク搭載部を前記加熱区域から前記冷却区域に移動させる移動装置を備える、焼結炉。
【請求項２】
前記インナーボックスは、前記加熱区域において前記チャンバに対して固定されると共に前記ワーク搭載部を収容するボックス本体を含み、
前記ワーク搭載部は、前記ボックス本体に対して着脱自在に取り付けられており、
前記移動装置が前記ワーク搭載部を移動させる際、前記ワーク搭載部は前記ボックス本体から分離する、請求項１に記載の焼結炉。
【請求項３】
前記チャンバに取り付けられ、前記冷却区域に対して冷却風を送風可能な冷却装置を更に備える、請求項１または２に記載の焼結炉。
【請求項４】
前記ワーク搭載部は、互いに平行に配置される複数のワーク搭載板を含み、
前記移動装置は、前記ワーク搭載部を平行移動させるものであり、
前記冷却装置は、前記ワーク搭載板の表面に沿う方向に前記冷却風を送風可能に構成されている、請求項３に記載の焼結炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるように、炉体の内部に配置された金属紛体成形体を焼結するための焼結炉が知られている。この焼結炉では、炉体内にカーボン製の断熱ボックスが配置され、その断熱ボックス内に、カーボン製のヒータとカーボン製の輻射用タイトボックスとが配置されている。タイトボックス内には、複数の載置台が配置されている。金属紛体成形体は、各載置台上に載置される。炉体には排気口が設けられており、この排気口に、真空ポンプが接続されている。このような焼結炉では、炉内が真空雰囲気とされた後にアルゴン雰囲気とされ、所定温度に維持されることで焼結が行われる。その後、冷却が行われ、焼結品が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
焼結炉の一例として、金属粉末射出成形法（Metal  injection  Molding。以下、ＭＩＭという）が適用された、いわゆるＭＩＭ炉が知られている。従来のＭＩＭ炉では、焼結終了後、炉内のボックスに対して、外側からファンによって冷却ガスを送り、そのボックスを冷却していた。しかしながら、ヒータやボックスは熱をもっていること、ボックス自体が冷却ガスの流れを遮断すること等に起因して、冷却速度が小さくなる傾向にあった。
【０００５】
本発明は、冷却速度を向上させることができる焼結炉を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る焼結炉は、チャンバと、チャンバ内に設けられるヒータと、ヒータに対面するように設けられるインナーボックスと、を備え、チャンバは、ヒータが設置される加熱区域と、加熱区域に隣接しヒータが存在しない冷却区域とを含み、インナーボックスは、インナーボックス内に配置されると共にワークが搭載されるワーク搭載部を含み、ワーク搭載部に連結されて、少なくともワーク搭載部を加熱区域から冷却区域に移動させる移動装置を備える。
【０００７】
この焼結炉によれば、焼結工程において、ワークは、ワーク搭載部のワーク搭載板に搭載され、ヒータによって所定の高温条件下で処理される。焼結工程の終了後、移動装置によって、少なくともワーク搭載部を冷却区域に移動させることができる。従来はインナーボックスにヒータが対面したまま、ヒータをオフする等により冷却を行っていたが、この焼結炉では、ヒータが存在しない冷却区域にワーク搭載部を移動させることにより、ワーク搭載部の冷却速度を向上させることができ、しいてはワークの冷却速度を向上させることができる。
【０００８】
いくつかの態様において、インナーボックスは、加熱区域においてチャンバに対して固定されると共にワーク搭載部を収容するボックス本体を含み、ワーク搭載部は、ボックス本体に対して着脱自在に取り付けられており、移動装置がワーク搭載部を移動させる際、ワーク搭載部はボックス本体から分離する。この構成によれば、インナーボックスは、固定された部分に相当するボックス本体と、可動な部分に相当するワーク搭載部とを含む。このように、インナーボックスを２つの部分から構成することで、熱処理後、ワーク搭載部を加熱区域から取り出すことができる。ボックス本体から分離したワーク搭載部は冷却区域において露出し、冷却区域の雰囲気に晒される。ワーク搭載部は、ボックス本体がもつ熱の影響を受けにくい。これらの結果として、冷却速度が一層向上する。
【０００９】
いくつかの態様において、焼結炉は、チャンバに取り付けられ、冷却区域に対して冷却風を送風可能な冷却装置を更に備える。この構成によれば、冷却装置が冷却区域に対して冷却風を送ることで、ワーク搭載部しいてはワークの冷却速度が更に向上する。
【００１０】
いくつかの態様において、ワーク搭載部は、互いに平行に配置される複数のワーク搭載板を含み、移動装置は、ワーク搭載部を平行移動させるものであり、冷却装置は、ワーク搭載板の表面に沿う方向に冷却風を送風可能に構成されている。この構成によれば、冷却区域に位置するワーク搭載部に対する冷却装置からの冷却風は、ワーク搭載板の表面に沿うように送られる。冷却風が効率よく（たとえばより大きな表面積にわたって）ワークに当たるため、ワークは冷却されやすい。これにより、ワークの冷却速度が更に向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のいくつかの態様によれば、ワークの冷却速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る焼結炉の炉本体の軸線に沿った縦断面図である。
【図２】図１に示す焼結炉の炉本体の軸線に垂直な断面図である。
【図３】ワーク搭載部が移動中である状態を示す縦断面図である。
【図４】ワーク搭載部の移動が完了した状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る焼結炉の炉本体の軸線に沿った縦断面図である。
【図６】図５の焼結炉において、ワーク搭載部の移動が完了した状態を示す縦断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、従来の焼結炉を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
まず、図１および図２を参照して、第１実施形態の焼結炉１について説明する。焼結炉１は、熱処理炉の一種であり、たとえば、ＭＩＭ製品を製造するためのＭＩＭ炉である。焼結炉１は、たとえば、航空エンジン部品の製造に用いられる。焼結炉１の焼結対象となる材料は多種にわたるが、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）基の合金（超合金を含む）が挙げられる。具体的な材料名としては、インコネル（登録商標）７１８、Ｒｅｎｅ８０、またはＭａｒ−Ｍ２４７等が挙げられる。焼結炉１は、熱処理の影響を受けやすい製品または材料の製造に適する。焼結炉１は、たとえば、キャスト材の製造に適する。
【００１５】
焼結炉１は、従来の焼結炉に比して、焼結対象物であるワークＷの冷却速度の向上を実現している。冷却速度が向上することにより、合金の組織を微細化することができ、製品の機械的特性（たとえば強度等）を向上させることができる。
【００１６】
焼結炉１は、密閉構造のチャンバ２を備える。チャンバ２は、円筒状のチャンバ本体２ａと、チャンバ本体２ａの軸方向の一端に固定された蓋体２ｂと、チャンバ本体２ａの軸方向の他端に固定された蓋体２ｃとを含む。チャンバ本体２ａは、その中心軸線が略水平に向けられるように設置され得る。すなわち、焼結炉１は、横型のチャンバ２を備える。蓋体２ｂおよび蓋体２ｃは、チャンバ本体２ａに対して着脱可能である。チャンバ本体２ａ、蓋体２ｂ、および蓋体２ｃは、いずれも同じ材料から形成されており、たとえば、ステンレス製である。
【００１７】
チャンバ２のチャンバ本体２ａには、ガス導入管３と、ガス排出管４とが設けられている。ガス導入管３およびガス排出管４のそれぞれは、チャンバ２の内外の空間を連通している。ガス導入管３には、図示しないアルゴン供給装置が接続されている。ガス排出管４には、真空ポンプ６と可変バルブ７とが設けられている。真空ポンプ６と可変バルブ７とによって、チャンバ２内の圧力が低下させられ、チャンバ２内を所定の真空度に調整可能になっている。ガス導入管３を介して、スイープガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスがチャンバ２内に供給される。供給されたアルゴンガスは、チャンバ２内を流れ、ガス排出管４を介して排出される。
【００１８】
チャンバ２は、チャンバ本体２ａの底部に取り付けられた複数本のチャンバ脚部５（図２参照）によって支持されている。チャンバ２は、チャンバ脚部５によって支持される場合に限られず、何らかの台によって支持されてもよい。
【００１９】
焼結炉１は、チャンバ２内に設けられたヒータ８を備える。ヒータ８は、たとえば電熱器であり、ヒータ８内の温度を上昇させる。ヒータ８には、ヒータ８を駆動するための図示しない電力供給装置が接続されている。ヒータ８は、たとえば円筒状をなしており、ヒータ８内に、ワークＷを収容するインナーボックス１０が配置される。ヒータ８は、チャンバ本体２ａに対して固定されている。ヒータ８の中心軸線は、チャンバ本体２ａの軸方向に沿って配置されている。ヒータ８の中心軸線は、チャンバ本体２ａの中心軸線に一致してもよい。
【００２０】
図３に示されるように、チャンバ２は、ヒータ８が設置される加熱区域Ａ１と、ヒータ８が存在しない冷却区域Ａ２とを含んでいる。冷却区域Ａ２は、軸方向において、加熱区域Ａ１に隣接している。加熱区域Ａ１は、冷却区域Ａ２とほぼ同じ容積またはそれ以上の容積を有してもよい。冷却区域Ａ２は、インナーボックス１０の全体を収容し得る容積を有する。言い換えれば、ヒータ８の軸方向の長さは、チャンバ２の軸方向の長さの半分未満である。ヒータ８は、チャンバ本体２ａ内において、蓋体２ｂ側に配置されている。
【００２１】
焼結炉１は、ヒータ８に設けられたインナーボックス１０を備える。インナーボックス１０は、ヒータ８のほぼ中央に設置されている。インナーボックス１０は、角筒状のボックス本体１３と、ボックス本体１３の軸方向の一端に取り付けられた端壁１４と、ボックス本体１３の軸方向の他端を閉鎖する端壁１７とを含む。インナーボックス１０は、ボックス本体１３に収容されたワーク搭載部１６を含む。言い換えれば、ワーク搭載部１６は、軸方向において、端壁１４と端壁１７との間に配置されている。
【００２２】
これらのボックス本体１３、端壁１４、ワーク搭載部１６、および端壁１７は、いずれも同じ材料から形成されており、たとえば、モリブデン製である。
【００２３】
ワーク搭載部１６は、複数のワーク搭載板１６ａを含んでいる。複数のワーク搭載板１６ａは、鉛直方向に積層されるようにして、互いに平行に配置されている。各ワーク搭載板１６ａの表面は、チャンバ２の軸方向に沿っている。言い換えれば、各ワーク搭載板１６ａの表面の法線は、チャンバ２の軸方向に直交しており、たとえば、鉛直方向に向けられている。各ワーク搭載板１６ａには、たとえば平板状のワークＷが搭載（載置）され得る。ワーク搭載板１６ａの間隔は、ワークＷの高さ（若しくは厚さ）よりも大きくなっている。隣り合うワーク搭載板１６ａの間には、ワークＷが搭載された状態で、所定の空間が形成される。
【００２４】
端壁１４には、上記した各空間に対応する位置に、複数のガス導入口１４ａが形成されている。チャンバ２内に導入されたアルゴンガスは、ガス導入口１４ａを通ってワーク搭載部１６内の空間に案内される（図１中の矢印参照）。すなわち、端壁１４は、ガス流入側の端壁である。端壁１７には、上記した各空間とガス排出管４とに連通する流路が形成されている。各空間を通ったアルゴンガスは、端壁１７内の流路に流入し、合流した後、ガス排出管４へと流れ得る。すなわち、端壁１７は、ガス流出側の端壁である。
【００２５】
なお、チャンバ２内の適宜の位置（たとえばインナーボックス１０の周辺）に、圧力計および温度計が設けられてもよい。圧力計および温度計によって検出された圧力および温度は、チャンバ２外に送信され得る。
【００２６】
インナーボックス１０は、チャンバ２内に固定された支持台２０上に設置されている。支持台２０は、複数の脚部２２と、脚部２２上に架け渡された複数の支持部２１とを含む。より詳細には、支持台２０は、複数の（たとえば３組の）支持部を含む。１組の支持部は、複数の（たとえば３本の）脚部２２と、これらの脚部２２上に架け渡された１本の真っ直ぐな支持部２１とからなる。図２に示されるように、複数の支持部が所定の間隔を有して配置されることにより、これらの間に複数のフォーク挿入領域Ｆが形成されている。フォーク挿入領域Ｆが設けられることにより、インナーボックス１０をリフトアップしてチャンバ２外に搬出可能になっている。
【００２７】
支持部２１は、チャンバ２内の軸方向の大部分にわたって延在している。支持部２１は、加熱区域Ａ１内に位置する第１部分２１ａと、冷却区域Ａ２内に位置する支持部２１とを含む。第１部分２１ａと第２部分２１ｂとは、一直線状に連続しており、一定の高さの表面を有する。第１部分２１ａ上には、上記したボックス本体１３の底壁部１３ａが固定されている。このようにして、ボックス本体１３は、加熱区域Ａ１内においてチャンバ２に対して固定されている。
【００２８】
ボックス本体１３に対し、ワーク搭載部１６および端壁１７は着脱自在に取り付けられている。すなわち、ワーク搭載部１６は、ボックス本体１３の底壁部１３ａ上に載置されているのみであり、特に固定されていない。端壁１７は、ワーク搭載部１６に一体化されているが、ボックス本体１３には固定されていない。
【００２９】
冷却区域Ａ２に位置する第２部分２１ｂ上には、ボックス本体１３の底壁部１３ａと同じ高さの表面を有する一対のレール２３が敷設されている。レール２３は、チャンバ２の軸方向と平行に、直線状に延びている。レール２３の表面は、底壁部１３ａの表面を軸方向に延長した仮想面に一致する。底壁部１３ａの端部とレール２３の端部とは軸方向に離間しており、その離間距離は、ワーク搭載部１６の軸方向の長さよりも小さい。
【００３０】
このような構成により、ワーク搭載部１６および端壁１７は、一体になって、加熱区域Ａ１の底壁部１３ａ上から、冷却区域Ａ２のレール２３上へ滑らかに乗り移ることが可能になっている。言い換えれば、ワーク搭載部１６および端壁１７は、ボックス本体１３から分離して冷却区域Ａ２に移動可能である。ワーク搭載部１６および端壁１７は、軸方向に平行移動可能である。
【００３１】
第１部分２１ａおよび第２部分２１ｂには、複数の車輪２４が取り付けられている。一対のレール２３に対応して、車輪２４は対になって設けられている。加熱区域Ａ１において、複数対の車輪２４が、ボックス本体１３の下部に設けられている。また、冷却区域Ａ２において、複数対の車輪２４が、加熱区域Ａ１内の車輪２４と同じ高さに設けられている。各車輪２４は、熱処理に耐え得る材質からなり、たとえばセラミックス製である。各車輪２４は、軸を中心に回転可能であってもよく、軸に固定されて回転不能であってもよい。
【００３２】
焼結炉１は、ワーク搭載部１６を移動させるための引抜きロッド（移動装置）３０を備えている。引抜きロッド３０は、チャンバ２の蓋体２ｃを貫通している。引抜きロッド３０と蓋体２ｃとの間には、Ｏリング等のシール部材が設けられており、シール部材によって、チャンバ２内の真空度が保たれ得る。引抜きロッド３０は、蓋体２ｃに対して、チャンバ２内の気密状態を保ったまま摺動可能である。引抜きロッド３０の先端は、チャンバ２内に配置されており、連結部３０ａにおいて端壁１７に連結されている。引抜きロッド３０の先端は、端壁１７に対してねじ込み式とされてもよい。引抜きロッド３０の先端は、端壁１７に対して着脱可能であってもよい。端壁１７に対する引抜きロッド３０の着脱操作は、チャンバ２の外部から行うことが可能になっている。なお、連結部３０ａの先端は、端壁１７に対して着脱不能であってもよい。
【００３３】
チャンバ２の外部に配置された引抜きロッド３０の基端には、たとえばモータ等が連結されてもよい。引抜きロッド３０に代えて、たとえばワイヤ等が設けられてもよい。引抜きロッド３０の基端には、モータ等の駆動源が設けられず、引抜きロッド３０が手動で引っ張られてもよい。
【００３４】
引抜きロッド３０がチャンバ２から引き出される方向に駆動されると、ワーク搭載部１６および端壁１７は一体になって、車輪２４上を搬送され、軸方向に平行移動する。これに伴い、ワーク搭載部１６はボックス本体１３から分離し、ボックス本体１３外に引き出されることができる。ワーク搭載部１６および端壁１７の全体は、冷却区域Ａ２に到達し、レール２３上に載置された状態となる。
【００３５】
このように、焼結炉１のインナーボックス１０は、チャンバ２に対して固定された、ボックス本体１３および端壁１４を含む固定部１１と、チャンバ２内で可動とされた、ワーク搭載部１６および端壁１７を含む可動部１２と、から構成されている。可動部１２は、固定部１１から分離可能である。言い換えれば、インナーボックス１０は、外側のボックス本体１３と、内側のワーク搭載部１６とに分割可能になっている。
【００３６】
チャンバ２のチャンバ本体２ａの側部には、冷却区域Ａ２に面する矩形の開口２６が設けられている。チャンバ本体２ａの側面には、この開口２６を覆うようにして、冷却ファン（冷却装置）２７が取り付けられている。冷却ファン２７には、図示しない駆動源が接続されている。冷却ファン２７は、冷却区域Ａ２に対して冷却風を送風可能に構成されている。より詳細には、冷却ファン２７は、冷却ファン２７による送風の向きが水平方向となり冷却風がワーク搭載板１６ａの表面に沿うように、設置されている。これにより、ワーク搭載部１６が冷却区域Ａ２に到達した際、冷却ファン２７は、ワーク搭載板１６ａ上の空間に効率よく冷却風を送ることができる。
【００３７】
焼結炉１を用いたＭＩＭ製品の製造について説明する。まず、ＭＩＭの概略について説明する。ＭＩＭは、混練、射出成形、脱脂、および焼結の４つの工程を含んでいる。混練工程では、金属粉末（フィラー）と熱可塑性樹脂（粘結剤すなわちバインダ）とを混ぜ、粉末に流動性および可塑性をもたせる。混練後、混練品を射出成形しやすいように、ペレット形状にする。射出成形工程では、製品形状の金型に射出成形を行い、製品形状のグリーン体を作製する。この状態では、製品の強度は小さい。脱脂工程では、グリーン体の形状を維持しつつ、グリーン体内に存在するワックスや樹脂分を取り除く。形状を維持する成分がなくなるので、製品の強度は小さくなる。脱脂には、低温加熱脱脂と溶剤脱脂の２種類がある。そして、焼結工程では、グリーン体を高温に加熱し、形状を維持しつつ、金属の粉末を焼結させ、緻密化する。焼結工程を経て、製品の強度は著しく増加する。
【００３８】
焼結炉１を用いた焼結工程では、まず、チャンバ２外において、インナーボックス１０に成形体や脱脂体を設置し、インナーボックス１０の端壁１４を取り付ける。次に、インナーボックス１０をチャンバ２内に搬入および設置する。チャンバ２の蓋（たとえば蓋体２ｂ）を閉める。
【００３９】
次に、真空ポンプ６によってチャンバ２内を真空に引き、チャンバ２内がある程度の真空度に達したら、アルゴンガスをチャンバ２内に導入する。アルゴンガスの流量は、たとえば０．１Ｌ／ｍｉｎ〜６０Ｌ／ｍｉｎの範囲において制御され得る。アルゴンガスを流しながら、真空ポンプ６によって真空引きを行う。可変バルブ７を調整することにより、チャンバ２内の雰囲気は、１００Ｐａ〜５０００Ｐａの範囲において制御され得る。
【００４０】
次に、ヒータ８によって加熱を行い、製品であるワークＷを焼結する。この際のチャンバ２内の温度は、たとえば６００℃〜１５００℃の範囲において制御され得る。所定時間の加熱を行った後、真空引きを停止し、アルゴンガスを導入することによってチャンバ２内の圧力を大気圧付近まで回復させる。その後、アルゴンガスを停止する。
【００４１】
冷却工程に入る前に、引抜きロッド３０を駆動し、チャンバ２外にワーク搭載部１６および端壁１７を引き出す（図３参照）。このとき、ワーク搭載部１６は、底壁部１３ａ上からレール２３上に乗り移る。ワーク搭載部１６および端壁１７（可動部１２）を冷却区域Ａ２に移動させ、冷却ファン２７によってガスファン冷却を行う（図４参照）。
【００４２】
ワーク搭載部１６の周囲には、ヒータ８やボックス本体１３等、熱を持つ物体がないため、冷却ファン２７からのガスが直接ワークＷに当たる。これにより、冷却速度が飛躍的に向上する。熱処理中は、ワークＷに一様かつ一定流速でアルゴンガスを当てたいため、端壁１４およびボックス本体１３は必須である。冷却時には、このボックス本体１３からワーク搭載部１６を分離して露出させることにより、冷却速度は１００〜２００℃／ｍｉｎ程度に上昇する。さらに冷却ファン２７によるガスファン冷却を行うことにより、２００℃／ｍｉｎの冷却速度を実現することも可能である。
【００４３】
冷却後は、チャンバ２内を大気開放し、製品であるワークＷを取り出す。上記の一連の工程を経て、ＭＩＭ製品が出来上がる。
【００４４】
焼結炉１によれば、焼結工程において、ワークＷは、ワーク搭載部１６のワーク搭載板１６ａに搭載され、ヒータ８によって所定の高温条件下で処理される。焼結工程の終了後、引抜きロッド３０によって、少なくともワーク搭載部１６を冷却区域Ａ２に移動させることができる。この焼結炉１では、ヒータ８が存在しない冷却区域Ａ２にワーク搭載部１６を移動させることにより、ワーク搭載部１６の冷却速度を向上させることができ、しいては、ワークＷの冷却速度を向上させることができる。
【００４５】
図７の（ａ）および（ｂ）に示されるように、従来の焼結炉１００では、インナーボックス１１０にヒータ８が対面したまま、ヒータ８をオフする等により冷却を行っていた。インナーボックス１１０は、支持台１２０上に載置されたままである。また、チャンバ１０２は、インナーボックス１１０を収容するのに必要な容積を有するのみである。開口１２６を介して冷却ファン１２７から冷却風を送っていたが、まずインナーボックス１１０のボックス本体１１４が冷却され、その後、ワークＷが冷却される。ヒータ８が近くにあること、また、インナーボックス１１０が閉じた構造になっているため、ガス・ファン・クーリングの効果は得られにくかった。したがって、３０℃／ｍｉｎ程度の冷却速度が限界であった。冷却速度は、金属組織の状態に影響する。一般的に、冷却速度を上げると、析出物の組織が微細化するので、機械的特性は向上する。そのため、冷却速度をさらに大きくしたいとの要望があった。
【００４６】
本実施形態の焼結炉１は、上記の要望を実現している。焼結炉１は、１００℃／ｍｉｎ以上の冷却速度を実現しており、その結果として製品の機械的特性を向上している。
【００４７】
インナーボックス１０は、固定された部分に相当するボックス本体１３と、可動な部分に相当するワーク搭載部１６とを含む。このように、インナーボックス１０を２つの部分から構成することで、熱処理後、ワーク搭載部１６を加熱区域Ａ１から取り出す（すなわち、引き抜く）ことができる。ボックス本体１３から分離したワーク搭載部１６は冷却区域Ａ２において露出し、冷却区域Ａ２の雰囲気に晒される。ワーク搭載部１６は、ボックス本体１３がもつ熱の影響を受けにくい。これらの結果として、冷却速度が一層向上する。
【００４８】
冷却装置である冷却ファン２７が冷却区域Ａ２に対して冷却風を送ることで、ワーク搭載部１６しいてはワークＷの冷却速度が更に向上している。
【００４９】
冷却区域Ａ２に位置するワーク搭載部１６に対する冷却ファン２７からの冷却風は、ワーク搭載板１６ａの表面に沿うように送られる。これにより、冷却風が効率よく（たとえばより大きな表面積にわたって）ワークＷに当たるため、ワークＷは冷却されやすい。これにより、ワークＷの冷却速度が更に向上している。
【００５０】
図５および図６を参照して、第２実施形態の焼結炉１Ａについて説明する。焼結炉１Ａが焼結炉１と違う点は、チャンバ２を縦型とした点である。チャンバ２は、その中心軸線が略鉛直に向けられるように設置され得る。縦型のチャンバ２に対して、複数の扉２ｄが取り付けられている。チャンバ２の外部には、高さ方向の中央部において、水平なプラットフォーム４０が設けられている。
【００５１】
たとえばチャンバ２の上部に、ヒータ８が配置される。すなわち、チャンバ２の上半分が加熱区域Ａ１とされ、チャンバ２の下半分が冷却区域Ａ２とされる。ボックス本体１３および端壁１４は、吊下げブラケット２５によって支持されている。ボックス本体１３に対して、ワーク搭載部１６および端壁１７は分離可能である。ワーク搭載部１６および端壁１７は、チャンバ２の底壁を貫通するシャフト５１の先端に固定された支持台５２によって支持されている。昇降装置５０のシャフト５１は、上下方向に往復するように駆動され得る。昇降装置５０のシャフト５１が下降することにより、ワーク搭載部１６および端壁１７は、冷却区域Ａ２まで移動し、冷却ファン２７に正対する。
【００５２】
図５および図６に示される第２実施形態の焼結炉１Ａによっても、第１実施形態の焼結炉１と同様の作用・効果が奏される。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。たとえば、冷却装置は、チャンバに取り付けられたダクト等を含んでもよく、冷却ファン２７がチャンバ２から離れた位置に設けられてもよい。この場合、冷却ファン２７は、ダクト等を介してチャンバ２に取り付けられる。
【００５４】
冷却装置が冷却風を送り出す方向は、ワーク搭載板１６ａに垂直な方向であってもよい。ワーク搭載部１６に向けて冷却風が送られればよい。また、冷却装置は省略可能である。すなわち、ヒータ８内からワーク搭載部１６を取り出すだけでも、冷却効果が高められる。冷却装置がない場合でも、ワーク搭載部１６を冷却区域Ａ２に移動させることによって、冷却速度の向上が見込まれる。
【００５５】
ボックス本体１３からワーク搭載部１６が分離する場合に限られない。ボックス本体１３からワーク搭載部１６が分離せずに、インナーボックス１０の全体が、加熱区域Ａ１との冷却区域Ａ２との間で移動可能であってもよい。
【００５６】
移動装置は、上記した態様に限られない。チャンバ２の外部からワーク搭載部１６（またはインナーボックス１０）を移動可能な機構であれば、公知のいかなる機構が用いられてもよい。
【００５７】
本発明は、ＭＩＭ炉に限られず、スイープガスを流通させるような炉であれば、どのような焼結炉にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  焼結炉
２  チャンバ
８  ヒータ
１０  インナーボックス
１１  固定部
１２  可動部
１３  ボックス本体
１６  ワーク搭載部
１６ａ  ワーク搭載板
２０  支持台
２１  支持部
２３  レール
２４  車輪
２７  冷却ファン（冷却装置）
３０  引抜きロッド（移動装置）
５０  昇降装置（移動装置）
Ａ１  加熱区域
Ａ２  冷却区域
【図１】
2017203606.tif 000003
【図２】
2017203606.tif 000004
【図３】
2017203606.tif 000005
【図４】
2017203606.tif 000006
【図５】
2017203606.tif 000007
【図６】
2017203606.tif 000008
【図７】
2017203606.tif 000009