特許 7557851 真空炉及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】真空炉及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   F27B 5/05 20060101AFI20240920BHJP

   F27B 5/18 20060101ALI20240920BHJP

   F27D 1/18 20060101ALI20240920BHJP

   F27D 7/06 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F27B5/05

F27B5/18

F27D1/18 N

F27D7/06 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020116627

(22)【出願日】2020-07-06

(65)【公開番号】P2022014348

(43)【公開日】2022-01-19

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】390008431

【氏名又は名称】高砂工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100195545

【弁理士】

【氏名又は名称】鮎沢 輝万

(74)【代理人】

【識別番号】100221327

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 亮

(72)【発明者】

【氏名】加賀 真城

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】実開平０３－０４３１７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－２９５９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３６３５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１６１１１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ ５／０５

Ｆ２７Ｂ ５／１８

Ｆ２７Ｂ ９／０２

Ｆ２７Ｂ ９／０４

Ｆ２７Ｄ １／１８

Ｆ２７Ｄ ７／０６

Ｆ２７Ｄ １９／００

Ｆ１６Ｊ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炉体と、該炉体に形成された開口部を開閉する開閉扉と、前記炉体と前記開閉扉との間をシールするシール部材と、を備えた真空炉であって、
前記開閉扉を、前記開閉扉と前記炉体との間で前記シール部材を圧縮する押圧方向へ移動させる移動手段と、
前記真空炉の内部空間を減圧する減圧手段と、
前記移動手段が前記開閉扉を前記押圧方向に移動する際、前記内部空間の減圧を開始するように前記減圧手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記移動手段が前記開閉扉の移動を開始させてから所定時間の経過後に前記減圧手段による減圧を開始する、
ことを特徴とする真空炉。

【請求項2】

炉体と、該炉体に形成された開口部を開閉する開閉扉と、前記炉体と前記開閉扉との間をシールするシール部材と、を備えた真空炉であって、
前記開閉扉を、前記開閉扉と前記炉体との間で前記シール部材を圧縮する押圧方向へ移動させる移動手段と、
前記真空炉の内部空間を減圧する減圧手段と、
前記移動手段が前記開閉扉を前記押圧方向に移動する際、前記内部空間の減圧を開始するように前記減圧手段を制御する制御手段と、
前記開閉扉の位置を検知する検知手段と、を備え、
前記制御手段は、前記移動手段が前記開閉扉の移動を開始させた後、前記検知手段の検知結果に基づいて前記減圧手段による減圧を開始する、
ことを特徴とする真空炉。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の真空炉であって、
前記移動手段は、駆動手段としてエアシリンダを備える、
ことを特徴とする真空炉。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の真空炉であって、
前記制御手段は、前記内部空間の減圧を開始した後、前記開閉扉の移動完了後も減圧を継続して、前記内部空間で処理が可能な減圧状態を形成する、
ことを特徴とする真空炉。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の真空炉であって、
前記制御手段は、前記開閉扉を開く場合、前記内部空間が減圧された状態において前記開閉扉の前記押圧方向と反対方向への移動を開始させる、
ことを特徴とする真空炉。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の真空炉であって、
前記炉体は、前記開口部の周囲のフランジ部を有し、
前記開閉扉は、前記フランジ部に重なるように形成された第一の係合部を有し、
前記移動手段は、
前記フランジ部に沿って回転可能に設けられた環状の係合リングと、
前記係合リングを回転させる駆動手段と、を備え、
前記係合リングは、前記第一の係合部と係合して前記係合リングの回転運動を、前記押圧方向への前記開閉扉の並進運動に変換する第二の係合部を有する、
ことを特徴とする真空炉。

【請求項7】

炉体と、該炉体に形成された開口部を開閉する開閉扉と、前記炉体と前記開閉扉との間をシールするシール部材と、を備えた真空炉の制御方法であって、
前記開閉扉を、前記開閉扉と前記炉体との間で前記シール部材を圧縮する押圧方向へ移動させる移動工程と、
前記移動工程において前記開閉扉を前記押圧方向に移動する際、前記炉体の内部空間の減圧を開始する減圧工程と、を備え、
前記減圧工程では、前記移動工程で前記開閉扉の移動を開始させてから所定時間の経過後に減圧を開始する、
ことを特徴とする制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は真空炉に関する。

【背景技術】

【0002】

金属製品の種々の性質を改善する熱処理のため、真空炉が用いられている。真空炉は被処理物の搬出入を可能としながら、外部の大気等の気体の流入を防止すべく炉内の気密を保たねばならない。そこで、炉体の搬出入用の開口部を開閉する開閉扉と、開閉扉を炉体に密着するように押し付けて気密性を確保する機構が設けられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、斜面を有し扉に重合する係合爪を開口部周縁に沿って移動することで扉を炉体側に押し付ける装置が開示されている。当該装置は、係合爪の斜面と係合爪の回動面とのなす角度を小さくすることにより、周縁方向への力が小さくとも、力の増幅作用を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開昭６１－１７６２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

気密性を高めるためには、より大きな押圧力で開閉扉を炉体側へ押圧することが有効である。そのために、開閉扉を押圧する機構の駆動源として大出力の駆動源を用いることが考えられるが、真空炉の大型化やコストアップを招く。

【0006】

本発明の目的は、開閉扉を押圧する機構として、より低出力の機構を用いることが可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、
炉体と、該炉体に形成された開口部を開閉する開閉扉と、前記炉体と前記開閉扉との間をシールするシール部材と、を備えた真空炉であって、
前記開閉扉を、前記開閉扉と前記炉体との間で前記シール部材を圧縮する押圧方向へ移動させる移動手段と、
前記真空炉の内部空間を減圧する減圧手段と、
前記移動手段が前記開閉扉を前記押圧方向に移動する際、前記内部空間の減圧を開始するように前記減圧手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記移動手段が前記開閉扉の移動を開始させてから所定時間の経過後に前記減圧手段による減圧を開始する、
ことを特徴とする真空炉が提供される。

【0008】

また、本発明によれば、
炉体と、該炉体に形成された開口部を開閉する開閉扉と、前記炉体と前記開閉扉との間をシールするシール部材と、を備えた真空炉の制御方法であって、
前記開閉扉を、前記開閉扉と前記炉体との間で前記シール部材を圧縮する押圧方向へ移動させる移動工程と、
前記移動工程において前記開閉扉を前記押圧方向に移動する際、前記炉体の内部空間の減圧を開始する減圧工程と、を備え、
前記減圧工程では、前記移動工程で前記開閉扉の移動を開始させてから所定時間の経過後に減圧を開始する、
ことを特徴とする制御方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、開閉扉を押圧する機構として、より低出力の機構を用いることが可能な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る真空炉の側面図。

【図2】図１のＡ－Ａ線断面図。

【図3】封止解除状態における図１の真空炉の正面図。

【図4】封止状態における図１の真空炉の正面図。

【図5】（Ａ）～（Ｄ）は移動ユニットの動作説明図。

【図6】制御ユニットの処理例を示すフローチャート。

【図7】炉内の気圧変化を示すタイミングチャート。

【図8】制御ユニットの処理例を示すフローチャート。

【図9】（Ａ）及び（Ｂ）は開閉扉の位置検知の構成例を示す図。

【図10】制御ユニットの別の処理例を示すフローチャート。

【図11】制御ユニットの別の処理例を示すフローチャート。

【図12】（Ａ）及び（Ｂ）は開閉扉の位置検知の別の構成例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0012】

＜第一実施形態＞
＜真空炉の概要＞
図１は本発明の一実施形態に係る真空炉１の側面図である。図２は図１のＡ－Ａ線断面図であり、開閉扉３が後述する封止解除位置に位置している態様を示している。各図において、各図において、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは上下方向を示す。

【0013】

真空炉１は、炉体２と、炉体２のＸ方向の一方の端面２ａに形成された開口部ＯＰを開閉する開閉扉３とを含む。本実施形態の炉体２は、全体として円筒形状を有しており、Ｘ方向の他方の端部（端面２ａに対して反対側の端部）は閉鎖されている。開口部ＯＰは円形であり、処理対象物は開口部ＯＰを介して炉体２に出し入れされる。開閉扉３は、円盤形状を有しており、ヒンジ部４を介して炉体２に、開口部ＯＰを開閉自在に支持されている。

【0014】

ヒンジ部４は、固定アーム４ａと、可動アーム４ｂとを有している。固定アーム４ａは炉体２に固定されている。可動アーム４ｂは、その一方の端部が固定アーム４ａに回動自在に連結され、その他方の端部が開閉扉３に回動自在に連結されている。図２において、実線は開閉扉３が閉位置にある状態を示し、破線は開閉扉３が開位置にある状態を示している。開閉扉３は、手動又は不図示のアクチュエータによって閉位置と開位置との間で回動される。

【0015】

炉体２と開閉扉３との間には、シール部材１４が設けられている。本実施形態のシール部材１４は、開口部ＯＰを囲むＯリングである。炉体２の端面２ａにはシール部材１４が装着される溝２ｃが形成されている。溝２ｃは開口部ＯＰを囲むように形成された環状の溝である。本実施形態では、シール部材１４を炉体２に設けたが、開閉扉３に設けてもよい。

【0016】

図２の実線で示す閉位置において、開閉扉３は更に、移動ユニット５によって、炉体２の側の封止位置と、封止位置よりも炉体２から離間した封止解除位置との間で移動される。開閉扉３が移動ユニット５によって封止解除位置から封止位置へＸ方向（押圧方向）に押圧されることでシール部材１４が炉体３と開閉扉３とに挟まれ、圧縮される。これにより、開閉扉３と炉体２との間がシールされ、炉体２と開閉扉３とによって気密容器が形成される。真空炉１には、開閉扉３が封止位置に到達したことを検知する位置センサ１３が設けられている。位置センサ１３は、本実施形態の場合、炉体２に設けられ、端面２ａに対する開閉扉３の接近を検知するリミットスイッチである。

【0017】

真空炉１には、減圧ユニット６、大気開放弁７、ガス供給装置８、ヒータ９、冷却器１０、気圧センサ１１、被処理物の搬送機構（不図示）等が設けられている。減圧ユニット６は、真空炉１の内部空間（炉体２の内部空間）を減圧するユニットである。本実施形態の減圧ユニット６は、炉体２の内部空間と配管を介して連通した真空ポンプ６ａと、炉体２の内部空間と真空ポンプ６ａとの間の配管の途中に設けられた制御弁６ｂとを備える。真空ポンプ６ａの駆動により炉体２内を排気し、減圧することができる。制御弁６ｂを開弁すると炉体２内と真空ポンプ６ａとが連通状態となり、閉弁すると遮断状態となる。真空炉１内の減圧に際して、真空ポンプ６ａは事前に作動させておき、制御弁６ｂを閉弁状態から開弁状態へ切り替えることで、減圧を開始することができる。

【0018】

大気開放弁７は、炉体２の内部空間と大気との連通及び連通遮断を切り替える制御弁である。ガス供給装置８は、炉体２内に浸炭ガス等の熱処理用のガスを供給する装置である。ヒータ９は炉体２内の被処理物を加熱する。冷却器１０は被処理物を冷却する機構であり、例えば、空冷用のファンである。気圧センサ１１は炉体２内の気圧を検知する。

【0019】

真空炉１は制御ユニット１２によって制御される。制御ユニット１２はＣＰＵに代表されるプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶デバイス、制御ユニット１２の外部のデバイス（センサやアクチュエータ）とプロセッサとの間で信号を入出力するＩ／Ｏインタフェース等を備える。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムが格納され、プロセッサがこのプログラムを実行し、気圧センサ１１、位置センサ１３等のセンサの検知結果に基づいて、移動ユニット５、減圧ユニット６、大気開放弁７、ガス供給装置８、ヒータ９、冷却器１０等の各アクチュエータ等を駆動することで真空炉１が動作する。

【0020】

＜移動ユニット＞
移動ユニット５の構成について図２に加えて図３～図５（Ｄ）を参照して説明する。図３及び図４は真空炉１の正面図であって係合リング５０の回転位置が異なる態様を示しており、図３は開閉扉３が封止解除位置に位置しているときの移動ユニット５の態様を、図４は開閉扉３が封止位置に位置しているときの移動ユニット５の態様をそれぞれ示している。

【0021】

移動ユニット５は、環状の係合リング５０と、係合リング５０を回転させる駆動ユニット５１とを備える。係合リング５０は、円環形状を有しており、炉体２の開口部ＯＰの周囲に形成されたフランジ部２ｂに沿って、開口部ＯＰの中心回り（Ｘ方向の仮想軸周り）に回転可能に設けられている。

【0022】

フランジ部２ｂは開口部ＯＰの径方向に突出しており、開口部ＯＰの周方向であるθ方向で炉体２の外周面の全周に渡って連続的に形成されている。開閉扉３は、フランジ部２ｂとＸ方向に重なるように、θ方向に複数形成された係合部３ｂを有している。複数の係合部３ｂはθ方向に所定のピッチで配置されている。係合部３ｂは、開口部ＯＰの径方向に突出している。各係合部３ｂは、フランジ部２ｂの側の側面がフランジ部２ｂの側面と平行であり、換言するとＹ－Ｚ平面と平行である。各係合部３ｂは、フランジ部２ｂの側と反対側の側面がフランジ部２ｂの側面に対して傾斜しており、換言するとＹ－Ｚ平面に対して傾斜している。すなわち、各係合部３ｂは、θ方向に厚みが変化する楔形状を有している。

【0023】

係合リング５０は、フランジ部２ｂに沿った壁部５０ｂと、Ｘ方向で壁部５０ｂに対向し、かつ、θ方向に複数形成された係合部５０ａと、を有する。開口部ＯＰの径方向での切断面における係合リング５０の断面形状は、係合部５０ａを通る切断面ではＵ字型であり、係合部５０ａを通らない切断面ではＬ字型である。複数の係合部５０ａはθ方向に所定のピッチで配置されており、本実施形態では、このピッチは複数の係合部３ｂの配設ピッチと同じである。

【0024】

図３及び図４に示すように、係合リング５０のθ方向の回転位置によって、係合部３ｂと係合部５０ａとの相対位置は変化する。図３は、係合部３ｂと係合部５０ａとがＸ方向に重ならない態様を示しており、この態様において開閉扉３は開位置と閉位置との間で回動することができる。図４は、係合部３ｂと係合部５０ａとがＸ方向に重なる態様を示しており、Ｘ方向で見ると、フランジ部２ｂ及び係合部３ｂは、壁部５０ｂと係合部５０ａとの間に位置している。この態様においてシール部材１４が炉体２と開閉扉３との間で圧縮される。

【0025】

各係合部５０ａは、係合部５０ａの側（フランジ部２ｂの側）の側面がフランジ部２ｂの側面に対して傾斜しており、換言するとＹ－Ｚ平面に対して傾斜している。すなわち、各係合部５０ａは、θ方向に厚みが変化する楔形状を有している。そして、係合部５０ａの側面の傾斜方向は、係合部３ｂの側面の傾斜方向と同方向になっている。

【0026】

駆動ユニット５１は、本実施形態の場合、エアシリンダであり、シリンダ本体５１ａと、シリンダ本体５１ａに対して進退し、駆動ユニット５１の全長を伸縮させるロッド５１ｂとを備える。シリンダ本体５１ａの端部は、炉体２に固定されたブラケット５２に、Ｘ方向の軸周りに回動自在に連結されている。ロッド５１ｂの先端には連結部材５１ｃが固定されており、連結部材５１ｃは係合リング５０に、Ｘ方向の軸周りに回動自在に連結されている。図３は駆動ユニット５１が収縮した態様を示し、図４は駆動ユニット５１が伸長した態様を示している。図３の態様から駆動ユニット５１を伸長すると係合リング５０が同図で時計回りに回転して図４の態様に至る。逆に、図４の態様から駆動ユニット５１を収縮すると係合リング５０が同図で反時計回りに回転して図３の態様に戻る。

【0027】

駆動ユニット５１としては、エアシリンダ以外に、油圧シリンダ、電動シリンダ、或いは、その他の電動機構（モータと歯車装置等）も利用可能である。しかし、エアシリンダは、油圧シリンダに対して作動油の漏れなどの心配がない点で有利であり、また、電動シリンダや電動機構に対しては電気部品や電力管理が不要な点で有利である。しかも、本実施形態では駆動ユニット５１として比較的低出力のユニットを利用可能である点から、出力が小さいエアシリンダを採用可能である。

【0028】

図５（Ａ）～図５（Ｄ）を参照して移動ユニット５による開閉扉３の移動機能について説明する。移動ユニット５は、係合部５０ａと係合部３ｂとの係合によって係合リング５０の回転運動を、開閉扉３の並進運動に変換する。

【0029】

図５（Ａ）及び図５（Ｃ）は、係合リング５０が図３の態様にあり、開閉扉３が封止解除位置に位置している場合の係合リング５０と係合部３ｂ等との位置関係を例示している。係合リング５０の係合部５０ａと開閉扉３の係合部３ｂとは、非係合状態にあり、θ方向に互いに離間している。シール部材１４は開閉扉３と接していないか、又は、接していても圧縮力が作用しておらず、自然状態にある。

【0030】

図５（Ｂ）及び図５（Ｄ）は、係合リング５０が図３の態様から図４の態様に回転し、開閉扉３が封止位置に移動した場合の係合リング５０と係合部３ｂ等との位置関係を例示している。係合リング５０の回転によって、係合部５０ａと係合部３ｂとが係合しはじめ、両者の傾斜面同士が摺動することによって、開閉扉３を炉体２の側へ移動させる押圧方向の力が発生する。壁部５０ｂとフランジ部２ｂとの摺接によって係合リング５０のＸ方向の位置は不動であるため、開閉扉３が炉体２の側の封止位置へ移動し、シール部材１４が圧縮される。以上により、シール部材１４によって炉体２と開閉扉３との間がシールされる。

【0031】

炉体２と開閉扉３との間のシールを解除する場合、係合リング５０を図４の態様から図３の態様に回転する。すると、図５（Ｂ）及び図５（Ｄ）の状態から図５（Ａ）及び図５（Ｃ）の状態に戻り、シールが解除される。

【0032】

＜移動ユニットの負荷低減＞
開閉扉３を封止解除位置から封止位置に移動する際、押圧方向に比較的大きな力をかけて開閉扉３を移動させることが必要となる。開閉扉３を移動させる力と距離との積により、移動ユニット５が負担する仕事量が決まるが、この動作は、真空炉１の稼働効率の点で短時間で行われることも要求される。したがって、仕事量を時間で割った移動ユニット５の出力は大きくなる傾向にあり、駆動ユニット５１はより出力が大きいものが要求される。しかし、駆動ユニット５１として大出力のものを用いると真空炉１の大型化を招く。

【0033】

そこで、本実施形態では、移動ユニット５が開閉扉３を押圧方向に移動する際、真空炉１内の減圧を開始するように減圧ユニット６を制御する。真空炉１の内外の気圧差（大気圧と内部気圧との差）によって、開閉扉３が炉体２の側へ押し付けられる。気圧差の助勢により、駆動ユニット５１の出力は、より小さくて足りる。したがって、駆動ユニット５１として、より小さな出力のユニットを用いることができる。

【0034】

真空炉１内の減圧開始のタイミングとしては、開閉扉３の移動の開始前、開始と同時、開始の後から開閉扉３が封止位置に到達するまでの途中の段階、のいずれでもよい。但し、シール部材１４と開閉扉３との間に隙間が生じている段階では、炉体２内を減圧しても、隙間から大気を吸い込んで減圧効率が低下する。したがって、開閉扉３とシール部材１４とが接触した場合に、真空炉１内を減圧してもよい。開閉扉３とシール部材１４との接触は、開閉扉３の移動開始からの時間で判断してもよいし、開閉扉３の位置を検知するセンサを設け、センサの検知結果から判断してもよい。

【0035】

＜制御例＞
制御ユニット１２による真空炉１の制御例について説明する。図６は、熱処理の開始準備において、開閉扉３を封止解除位置から封止位置に移動し、炉体２と開閉扉３とをシールする制御の例を示している。本例は、真空炉１内の減圧開始のタイミングを開閉扉３の移動開始後とした例である。この処理は、被処理物を炉体２内に搬入した後、開閉扉３を閉位置に位置した状態（図３の状態）で開始される。大気開放弁７は閉弁状態である。

【0036】

Ｓ１で開閉扉３の移動を開始する。具体的には、駆動ユニット５１の伸長を開始する。開閉扉３は押圧方向に付勢される。Ｓ２で開閉扉３の移動開始から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、例えば、開閉扉３が移動を開始してから、シール部材１４に接する位置に到達したとみなせる時間である。所定時間を経過した場合はＳ３へ進み、経過していない場合は所定時間の経過を待つ。

【0037】

Ｓ３では減圧ユニット６による真空炉１内の減圧を開始する。真空炉１の内外で気圧差が生じて、開閉扉３が炉体２側へ助勢される。これにより開閉扉３の移動に要する移動ユニット５の負荷が低下する。Ｓ４では位置センサ１３の検知結果に基づき開閉扉３が封止位置に到達したか否かを判定する。開閉扉３が封止位置に到達したと判定した場合はＳ５へ進み、到達していないと判定した場合は駆動ユニット５１の伸長を継続する。

【0038】

Ｓ５では駆動ユニット５１の伸長を停止して開閉扉３の移動を終了する。以上により、シール部材１４が圧縮され、炉体２と開閉扉３との間がシールされる。

【0039】

移動ユニット５の負荷低減のための減圧はこれにて不要となるが、その後の真空炉１内での熱処理のために、減圧ユニット６による真空炉１内の減圧を継続する。Ｓ６では気圧センサ１１の検知結果に基づき、真空炉１内が所定の気圧まで減圧されたか否かを判定する。真空炉１内が所定の気圧まで減圧された場合はＳ７へ進み、所定の気圧まで減圧されていない場合は減圧を継続する。Ｓ７では真空炉１内の減圧を終了する。具体的には制御弁６ｂを閉弁する。閉弁後、真空ポンプ６ａを停止してもよい。その後、真空炉１内で被処理物に対する熱処理が実行される。

【0040】

図７は図６の処理例における真空炉１内の気圧の経時的な変化を例示している。気圧Ｐ０は大気圧であり、気圧Ｐ１は真空炉１内で熱処理を行う際に準備される気圧（Ｓ６で判定される所定の気圧）である。時間ｔ０で開閉扉３の移動が開始される（図６のＳ１）。時間ｔ１で真空炉１内の減圧が開始される（図６のＳ３）。時間ｔ２で開閉扉３が封止位置に到達する（図６のＳ５）。その後も減圧が継続され、時間ｔ３で減圧が終了する（図６のＳ７）。熱処理に必要な気圧に真空炉１内を減圧する過程で、開閉扉３の移動を行うことにより、真空炉１内の減圧回数が増加することなく、開閉扉３の移動の助勢を行うことができる。

【0041】

次に、真空炉１内の減圧は、開閉扉３を封止位置から封止解除位置に移動する場合にも行うことができる。真空炉１内の負圧によって開閉扉３が炉体２側に引き寄せられた状態では、係合部５０ａと係合部３ｂとの間の摺動時の摩擦抵抗が低下するため、係合リング５０の回転負荷を低減できる。そのため、シール解除時における開閉扉３の移動においても、駆動ユニット５１の出力が小さくて足りる。

【0042】

図８は制御ユニット１２による真空炉１の制御例を示しており、熱処理済みの被処理物を真空炉１から搬出する際、開閉扉３を封止位置から封止解除位置に移動し、炉体２と開閉扉３とのシールを解除する制御の例を示している。

【0043】

Ｓ１１では真空炉１内が大気圧よりも低い減圧状態にあるか否かを判定する。真空炉１内が減圧状態にある場合はＳ１４へ進み、減圧状態にない場合はＳ１２へ進む。この判定において、例えば、大気開放弁７が開放されている場合は減圧状態にないと判定する。また、大気開放弁７が閉弁されている場合でも気圧センサ１１の検知結果に基づき、真空炉１内が所定の気圧以上である場合は減圧状態に無いと判定する。

【0044】

Ｓ１２では大気開放弁７が閉弁された状態で、減圧ユニット６による真空炉１内の減圧を開始する。Ｓ１３では減圧開始から所定の時間が経過したか否か（真空炉１内の減圧がある程度進んだか否か）が判定される。所定の時間が経過している場合は、Ｓ１４へ進む。所定の時間が経過している場合、真空炉１の内外で気圧差が生じて、開閉扉３が炉体２側へ引き寄せられる。これにより開閉扉３の移動に要する移動ユニット５の負荷が低下する。Ｓ１４では開閉扉３の移動を開始する。具体的には、駆動ユニット５１の収縮を開始する。開閉扉３は押圧方向と逆方向に付勢される。

【0045】

Ｓ１５で開閉扉３の移動開始から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、例えば、開閉扉３が移動を開始してから、シール部材１４から離れる位置に到達したとみなせる時間である。所定時間を経過した場合はＳ１６へ進み、経過していない場合は所定時間の経過を待つ。Ｓ１６では減圧ユニット６による減圧を終了し、大気開放弁７を開弁して真空炉１内を大気に開放する。Ｓ１７では開閉扉３が封止解除位置に到達したか否かを判定する。開閉扉３が封止解除位置に到達したと判定した場合は、Ｓ１８へ進む。例えば、駆動ユニット５１が収縮限界に至ったことが駆動ユニット５１に設けられたセンサで検知された場合に、開閉扉３が封止解除位置に到達したと判定する。Ｓ１８では駆動ユニット５１の駆動を終了して開閉扉３の移動を終了する。

【0046】

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、開閉扉３を封止解除位置から封止位置に移動する際、時間の経過に基づき真空炉１内の減圧を開始する例を説明した。本実施形態では開閉扉３の位置を検知し、その検知結果に基づいて減圧を開始する例について説明する。

【0047】

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は開閉扉３の位置検知の構成例を示す図であり、図９（Ａ）は図１のＡ－Ａ線断面図に相当する。本実施形態では、可動アーム４ｂに被検知片４ｃが設けられており、固定アーム４ａに検知ユニット１５が支持されている。本実施形態の検知ユニット１５は、光学センサであり、特に、図９（Ｂ）に示すように発光素子１５ａと受光素子１５ｂとを有するフォトインタラプタである。

【0048】

被検知片４ｃが発光素子１５ａと受光素子１５ｂとの間に介在した場合に発光素子１５ａから照射される光の、受光素子１５ｂでの受光強度が低下することにより、被検知片４ｃの位置、つまり、開閉扉３の位置を検知することができる。本実施形態の場合、開閉扉３がシール部材１４と接触する位置に到達した際に、被検知片４ｃが発光素子１５ａと受光素子１５ｂとの間に介在するように、被検知片４ｃや検知ユニット１５の配置が設計されている。

【0049】

次に、本実施形態における制御ユニット１２の処理例について説明する。図１０は、図６に代わる真空炉１の制御例を示しており、熱処理の開始準備において、開閉扉３を封止解除位置から封止位置に移動し、炉体２と開閉扉３とをシールする制御の例を示している。以下、図１０の工程のうち、図６の例と異なる工程についてのみ説明する。

【0050】

Ｓ１で開閉扉３の移動を開始した後、Ｓ２’で検知ユニット１５の検知結果を取得し、被検知片４ｃが検知されたか否か（開閉扉３がシール部材１４と接触する位置に到達したか否か）を判定する。被検知片４ｃが検知ユニット１５で検知されたと判定した場合はＳ３へ進み、検知されていないと判定された場合は検知されるまで待つ。以下、図６の例と同様に処理が進行する。

【0051】

図１１は、図８に代わる制御例を真空炉１の制御例を示しており、熱処理済みの被処理物を真空炉１から搬出する際、開閉扉３を封止位置から封止解除位置に移動し、炉体２と開閉扉３とのシールを解除する制御の例を示している。以下、図１１の工程のうち、図８の例と異なる工程についてのみ説明する。

【0052】

Ｓ１４で開閉扉３の移動を開始した後、Ｓ１５’で検知ユニット１５の検知結果を取得し、被検知片４ｃが検知されなくなったか否か（開閉扉３がシール部材１４から離れた位置に到達したか否か）を判定する。被検知片４ｃが検知ユニット１５で検知されなくなったと判定した場合はＳ１６へ進み、検知されていると判定された場合は検知されなくなるまで待つ。以下、図８の例と同様に処理が進行する。

【0053】

＜第三実施形態＞
第二実施形態では、開閉扉３の位置を検知する検知ユニット１５として、フォトインタラプタを例示したが、反射式の光学センサや、圧力センサ等、他の種類のセンサであってもよい。また、第二実施形態では検知対象として、被検知片４ｃ（可動アーム４ｂ）を例示したが、移動ユニット５の収縮量（ストローク量）を検知するセンサや、係合リング５０の回転量を検知するセンサであってもよい。

【0054】

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は開閉扉３の位置検知の別の構成例を示す図である。本実施形態では、開閉扉３の位置を検知する位置検知ユニット１６及び１７が設けられている。これらの位置検知ユニット１６及び１７は、例えば、炉体２に支持される。本実施形態の位置検知ユニット１６及び１７は、係合リング５０に設けられた被検知片５０ｃとの接触・離間によりＯＮ－ＯＦＦが切り替わるレバー型スイッチである。

【0055】

図１２（Ａ）は開閉扉３が封止解除位置に位置している態様を示している。このとき、被検知片５０ｃは位置検知ユニット１６と接触し、位置検知ユニット１６がＯＮとなる（位置検知ユニット１６により被検知片５０ｃが検知される）。すなわち、位置検知ユニット１６は開閉扉３が封止解除位置に位置していることを検知する。

【0056】

図１２（Ｂ）は開閉扉３が封止位置に位置している態様を示している。このとき、被検知片５０ｃは位置検知ユニット１７と接触し、位置検知ユニット１７がＯＮとなる（位置検知ユニット１７により被検知片５０ｃが検知される）。すなわち、位置検知ユニット１７は開閉扉３が封止位置に位置していることを検知する。本実施形態では第一実施形態で説明した位置センサ１３は不要である。

【0057】

制御ユニット１２は、位置検知ユニット１６及び１７の検知結果に基づいて、駆動ユニット５１を制御する。例えば、開閉扉３を封止位置に移動する場合、位置検知ユニット１７で被検知片５０ｃが検知されるまで駆動ユニット５１を伸長させる。逆に、開閉扉３を封止解除位置に移動する場合、位置検知ユニット１６で被検知片５０ｃが検知されるまで駆動ユニット５１を収縮させる。

【0058】

減圧ユニット６の制御例としては例えば以下の通りである。開閉扉３を封止解除位置から封止位置に移動し、炉体２と開閉扉３とをシールする場合、図１０の例で言えば、Ｓ２’の処理は、位置検知ユニット１６により被検知片５０ｃが検知されなくなったか否かを判定する。位置検知ユニット１６により被検知片５０ｃが検知されなくなった場合、開閉扉３がシール部材１４と接触する位置又はシール部材１４に間もなく接触する位置に到達したとみなす。そして、位置検知ユニット１６により被検知片５０ｃが検知されなくなった場合はＳ３へ進んで減圧を開始する。また、Ｓ４では位置検知ユニット１７が被検知片５０ｃを検知した場合に開閉扉３が封止位置に移動したと判定する。

【0059】

開閉扉３を封止位置から封止解除位置に移動し、炉体２と開閉扉３とのシールを解除する場合、図１１の例で言えば、Ｓ１５’の処理は、位置検知ユニット１６により被検知片５０ｃが検知されたか否かを判定する。位置検知ユニット１６により被検知片５０ｃが検知された場合、開閉扉３が封止解除位置に到達したとみなし、Ｓ１６及びＳ１８の処理を行う。Ｓ１７の処理は不要である。

【0060】

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、係合部５０ａと係合部３ｂとの各側面（各係合面）が、いずれも、Ｙ－Ｚ平面に対して傾斜した傾斜面であるが、一方のみが傾斜面であってもよい。また、傾斜面は平面であっても曲面であってもよい。

【0061】

上記実施形態では、移動ユニット５として、係合部５０ａと係合部３ｂとの係合により、係合リング５０の回転運動を開閉扉３の並進運動に変換する機構を例示したが、開閉扉３を炉体２の側へ押圧することができれば、他の種類の機構も採用可能である。

【0062】

以上、発明の実施形態について説明したが、発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 真空炉、２ 炉体、３ 開閉扉、５ 移動ユニット、６ 減圧ユニット、１４ シール部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】