特許ウォッチ

公開番号2025112644
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006996
出願日2024-01-19
発明の名称加熱処理装置、および加熱処理方法
出願人芝浦メカトロニクス株式会社
代理人弁理士法人iX
主分類F27D 19/00 20060101AFI20250725BHJP(炉,キルン,窯;レトルト)
要約【課題】複数ワークの冷却時間がばらつくのを抑制し、品質のばらつきの少ないワークを得ることができる加熱処理装置及び加熱処理方法を提供する。
【解決手段】加熱処理装置は、内部に複数のワークが収納され、壁面に冷却ガス排気口が設けられ、減圧雰囲気を維持可能なチャンバと、排気部と、複数のワークを加熱する加熱部と、ワークに冷却ガスを供給する冷却部と、コントローラと、を備えている。コントローラは、排気部を制御して、チャンバを減圧し、加熱部を制御して、減圧雰囲気において、複数のワークを加熱し、加熱が終了した複数のワークに冷却ガスを供給して冷却する。冷却ガスは、冷却ガス排気口から排出される。コントローラは、複数のワークを冷却する際に、冷却ガス排気口に対する複数のワークの位置に応じて、冷却ガスの供給タイミング、および冷却ガスの供給量の少なくともいずれかを変える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
内部に複数のワークが収納され、壁面に冷却ガス排気口が設けられ、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、
前記チャンバの内部を所定の圧力まで減圧する排気部と、
前記チャンバの内部に設けられ、前記複数のワークを加熱する加熱部と、
前記複数のワークに冷却ガスを供給する冷却部と、
前記排気部、前記加熱部、および前記冷却部を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記排気部を制御して、前記チャンバの内圧が所定の圧力となるように減圧し、
前記加熱部を制御して、前記チャンバの内部の減圧された雰囲気において、前記複数のワークを加熱し、
前記冷却部を制御して、加熱が終了した前記複数のワークに前記冷却ガスを供給して前記複数のワークを冷却し、前記複数のワークに供給された前記冷却ガスは、前記冷却ガス排気口から前記チャンバの外部に排出され、
前記複数のワークを冷却する際に、前記冷却ガス排気口に対する前記複数のワークの位置に応じて、前記冷却ガスの供給タイミング、および前記冷却ガスの供給量の少なくともいずれかを変える加熱処理装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記コントローラは、前記冷却ガス排気口から遠い前記ワークへの前記冷却ガスの供給を、前記冷却ガス排気口に近い前記ワークへの前記冷却ガスの供給よりも遅らせる請求項１記載の加熱処理装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記冷却ガス排気口に近い前記ワークへの前記冷却ガスの供給量を、前記冷却ガス排気口から遠い前記ワークへの前記冷却ガスの供給量よりも多くする請求項１または２に記載の加熱処理装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記冷却ガスの供給タイミング、および前記冷却ガスの供給量の少なくともいずれかの制御を、前記ワークの冷却レートに基づいて、オープンループ制御からフィードバック制御に切り替える請求項１または２に記載の加熱処理装置。
【請求項５】
減圧された雰囲気において、複数のワークを加熱する工程と、
加熱が終了した前記複数のワークに冷却ガスを供給して前記複数のワークを冷却する工程と、
を備え、
前記複数のワークを冷却する工程において、
前記複数のワークに供給された前記冷却ガスは、冷却ガス排気口から外部に排出され、
前記冷却ガス排気口に対する前記ワークの位置に応じて、前記冷却ガスの供給タイミング、および前記冷却ガスの供給量の少なくともいずれかを変える加熱処理方法。
【請求項６】
前記複数のワークを冷却する工程において、前記冷却ガス排気口から遠い前記ワークへの前記冷却ガスの供給を、前記冷却ガス排気口に近い前記ワークへの前記冷却ガスの供給よりも遅らせる請求項５記載の加熱処理方法。
【請求項７】
前記複数のワークを冷却する工程において、前記冷却ガス排気口に近い前記ワークへの前記冷却ガスの供給量を、前記冷却ガス排気口から遠い前記ワークへの前記冷却ガスの供給量よりも多くする請求項５または６に記載の加熱処理方法。
【請求項８】
前記複数のワークを冷却する工程において、前記冷却ガスの供給タイミング、および前記冷却ガスの供給量の少なくともいずれかの制御を、前記ワークの冷却レートに基づいて、オープンループ制御からフィードバック制御に切り替える請求項５または６に記載の加熱処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、加熱処理装置、および加熱処理方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ワークを加熱して、ワークの表面に膜などを形成したり、ワークの表面を処理したりする加熱処理装置がある。この場合、ワークが、大気圧よりも減圧された雰囲気において加熱される場合がある。
【０００３】
例えば、内部にワークが保持されるチャンバと、チャンバの内部に設けられた複数のヒータと、チャンバの内圧を、大気圧よりも減圧する排気装置と、を備えた加熱処理装置が提案されている。また、この様な加熱処理装置においては、処理の効率を向上させるために、複数のワークがチャンバの内部に積層方向に並べて収納される場合がある。（例えば、特許文献１を参照）
【０００４】
ここで、加熱処理が施されたワークは高温であるため、チャンバの内部から搬出が可能となる温度にまで冷却される。例えば、チャンバの内部に冷却ガスを供給して、ワークの温度が、４００℃～６００℃程度から１００℃程度となるように冷却する。この場合、チャンバの内部に供給された冷却ガスは、チャンバに設けられた、冷却ガス排気口からチャンバの外部に排出される。
【０００５】
冷却ガス排気口から排出される冷却ガスは、ワークを冷却した際に、ワークからの熱により加熱されている。そのため、温度の高い冷却ガスが、冷却ガス排気口の近傍に集まることになる。
【０００６】
複数のワークがチャンバの内部に収納されている場合には、冷却ガス排気口の近傍に収納されているワークの周りの雰囲気と、冷却ガス排気口から離れた位置に収納されているワークの周りの雰囲気とでは、それぞれの雰囲気の温度が異なるものとなる。それぞれの雰囲気の温度が異なると、ワークの温度、ひいては、ワークが一定の温度以下の冷却ガスによって冷却される冷却時間が異なるものとなる。ワークの冷却時間がばらつくと、処理の品質にばらつきが生じるおそれがある。
そこで、複数のワークの冷却時間がばらつくのを抑制し、これによってワーク間での品質のばらつきの少ないワークを得ることができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１９－１８４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、複数のワークの冷却時間がばらつくのを抑制し、これによってワーク間での品質のばらつきの少ないワークを得ることができる加熱処理装置、および加熱処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る加熱処理装置は、内部に複数のワークが収納され、壁面に冷却ガス排気口が設けられ、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なチャンバと、前記チャンバの内部を所定の圧力まで減圧する排気部と、前記チャンバの内部に設けられ、前記複数のワークを加熱する加熱部と、前記複数のワークに冷却ガスを供給する冷却部と、前記排気部、前記加熱部、および前記冷却部を制御するコントローラと、を備えている。前記コントローラは、前記排気部を制御して、前記チャンバの内圧が所定の圧力となるように減圧し、前記加熱部を制御して、前記チャンバの内部の減圧された雰囲気において、前記複数のワークを加熱し、前記冷却部を制御して、加熱が終了した前記複数のワークに前記冷却ガスを供給して前記複数のワークを冷却する。前記複数のワークに供給された前記冷却ガスは、前記冷却ガス排気口から前記チャンバの外部に排出される。前記コントローラは、前記複数のワークを冷却する際に、前記冷却ガス排気口に対する前記複数のワークの位置に応じて、前記冷却ガスの供給タイミング、および前記冷却ガスの供給量の少なくともいずれかを変える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、複数のワークの冷却時間がばらつくのを抑制し、これによってワーク間での品質のばらつきの少ないワークを得ることができる加熱処理装置、および加熱処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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