JPH0783959B2 - 連続真空ホットプレス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は真空且つ高温条件下で連続的にセラミックスと
金属との接合や金属と金属との接合或いはセラミックス
の焼結などを効率的に行うことができる連続真空ホット
プレス装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば高音二次電池においては、α−アルミナからなる
絶縁体とアルミニウム合金からなる蓋体とを接合した接
合部品が使用されており、このようなセラミックスと金
属とを接合する装置として高真空雰囲気でかつ高温に維
持した直線トンネル炉形式の処理室内で熱圧接合するも
のが知られているが、従来のこの種接合装置においては
処理室の前後に真空雰囲気を維持するための気圧調整室
を設ける必要性から装置が複雑化するとともに、前記処
理室内を真空にするためのポンプ容量も大きなものが必
要となり、装置全体が大規模で高価なものになるという
問題があった。また、バッチ方式でセラミックスと金属
とを接合するようにした装置も使用されているが、バッ
チ方式では被加工物の搬出入作業が煩雑なうえ処理能力
が小さくコスト高となるという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記のような従来の問題点を解決して、バッチ
処理方式でなく連続処理方式によって効率よく作業が行
なえるとともに、真空処理室およびそれに接続する真空
ポンプの容量も小さくて装置全体を小型化することがで
きる連続真空ホットプレス装置を提供することを目的と
して完成されたものである。

（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なされた本発明に係る連続
真空ホットプレス装置は、組付・取出ゾーン、加熱ゾー
ン、加圧ゾーン、冷却ゾーンを循環する回転自在なキャ
リヤ上に被加工物を挟持する型が上部に収納された真空
チャンバを等間隔において配設するとともに、前記キャ
リヤの上方には加熱ゾーンから冷却ゾーンに移動する真
空チャンバを通過させるトンネル炉を設け、さらに、前
記加圧ゾーンにはトンネル炉の上方より該加圧ゾーンで
真空チャンバの型にプレス圧を加えて被加工物を熱圧着
するプレス装置を設けたことを特徴とするものである。

（実施例） 次に本発明を被加工物がナトリウム−硫黄電池に用いら
れる部品のセラミックス製絶縁体とアルミニウム合金製
蓋体である場合に用いる装置を実施例として詳細に説明
する。

（１）は組付・取出ゾーン（Ａ）、加熱ゾーン（Ｂ）、
加圧ゾーン（Ｃ）、冷却ゾーン（Ｄ）を循環する間欠回
転自在なキャリアであって、図示のものはインデックス
ユニット（２）によって間欠駆動される回転式テーブル
である。（３）はキャリア（１）上に等間隔をおいて配
設された着脱自在な真空チャンバであって、各真空チャ
ンバ（３）には後記するように被加工物（50）であるセ
ラミックス製絶縁体（50a）とアルミニウム合金製蓋体
（50b）とを挟持する型（12）が上部に収納されてお
り、（４）は前記キャリヤ（１）の上方にあって加熱ゾ
ーン（Ｂ）から冷却ゾーン（Ｄ）の間欠移動する真空チ
ャンバ（３）を通過させるトンネル炉、（５）は前記加
圧ゾーン（Ｃ）の上方にあってトンネル炉（４）の上方
より該加圧ゾーン（Ｃ）において一時停止した真空チャ
ンバ（３）内の型（12）にプレス圧を加えて被加工物
（50）を熱圧着するプレス装置である。なお、キャリヤ
（１）としての回転式テーブルの下部には回転真空シー
ル（６）によって気密保持されて図示しない真空ポンプ
に接続する主真空室（７）が設けられており、該主真空
室（７）と各真空チャンバ（３）とがバルブ（８）を介
して連通されている。また、各真空チャンバ（３）は予
備バルブ（９）を介して別に設けられた予備真空引き用
の真空ポンプ（10）にも連通され、後述するように真空
チャンバ（３）の着脱時における主真空室（７）の真空
度低下を防止している。また、第３図に示されるように
真空チャンバ（３）は、着脱自在な筒体（11）内に被加
工物（50）を保持するとともに筒体内には接合すべき絶
縁体（50a）と蓋体（50b）とを挟持する上型（12a）と
下型（12b）とよりなる型（12）が設けられており，ま
た、上下両端部にはプレス装置（５）が作動した場合の
変位を吸収するベローズ（13）が、底面部には荷重計測
用のロードセル（14）が取付けられている。なお、プレ
ス装置（５）は加熱炉（４）の透孔（15）を貫通するプ
レスロッド（5a）が前記真空チャンバ（３）の上端部を
押圧して内部に支持された被加工物（50）を押圧して熱
圧着するよう構成されている。

なお、上記実施例ではキャリヤを間欠動作させるものに
ついて説明したが、これ以外にも例えばキャリヤを連続
的に動作させるようにしても良く、このように動作させ
たものは被加熱物に対するなめらかな温度コントロール
が容易に得られる。

（作用） 以上のように構成されたものにおいては、例えば20個の
真空チャンバ（３）が８時間で１回転するようにして、
第１図の組付・取出ゾーン（Ａ）において前記真空チャ
ンバ（３）内の上部にある型（12）に被加工物（50）を
セットし、次の加熱ゾーン（Ｂ）へと送られる。なお、
真空チャンバ（３）内へ被加工物（50）を組付る場合に
は、第４図に示されるように該当真空チャンバ（３）の
バルブ（８）を閉じて筒体（11）の開放時におけるその
他の真空チャンバおよび主真空室（７）の真空度低下を
防止するとともに、被加工物（50）を組付け後は予備バ
ルブ（９）を開き予備真空引き用の真空ポンプ（10）に
連通して真空チャンバ内を真空状態とし、その後予備バ
ルブ（９）を閉じるとともに、バルブ（８）を開いて主
真空室（７）に連通するので、この間における真空度低
下は防止されることとなる。そして、加熱ゾーン（Ｂ）
によって所定温度まで昇温された真空チャンバ（３）は
加圧ゾーン（Ｃ）においてプレス装置（５）により上端
部が押圧されると、上型（12a）および下型（12b）に挟
持された絶縁体（50a）と蓋体（50b）とが確実に熱圧接
合されることとなり、その後冷却ゾーンにおいて所定温
度まで降温され、最後に組付・取出ゾーン（Ａ）におい
て接合が完了した被加工物（50）が取り出される。この
取り出し工程においても前述の取付け工程と同様、バル
ブ（８）と予備バルブ（９）とを操作することにより他
の真空チャンバや主真空室（７）の真空度を低下させる
ことはない。

なお、前記実施例においてはキャリヤ（１）として回転
式テーブルを用いた場合についてのみ説明したが、現状
に敷かれた走行レールとしてその上を真空チャンバが台
車に載せられて間欠移動できるようにしてもよく、ま
た、プレス装置（５）や真空チャンバ（３）の個数につ
いても特に限定されるものではない。さらに、前記実施
例はセラミックスと金属との接合についてのみ記載した
が、本発明の装置でセラミックスの焼結或いは金属と金
属の接合なども行えることは勿論である。

（発明の効果） 本発明は以上の説明からも明らかなように、従来のよう
なバッチ処理方式と異なり連続処理方式によって効率よ
く接合作業を行なうことができ、また、真空チャンバを
トンネル炉で外部加熱するので、温度コントロールが容
易で種々の加熱条件に対応するヒートカーブを得ること
ができ、特に、キャリヤを回転式テーブルとしてその下
部に真空ポンプと接続された主真空室を設け、各真空チ
ャンバを主真空室に対してバルブを介して接離自在とし
たときは、各真空チャンバの容量が小さくできるうえに
作業時における真空度低下も防止できて容量の小さな真
空ポンプによって十分な真空度を維持できるもので小型
化された装置で作業性に優れたものとなる。

従って、本発明は従来の問題点を一掃した連続真空ホッ
トプレス装置として産業の発展に寄与するところは極め
て大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略平面図、第２図は同
じく一部切欠正面図、第３図は要部の断面図、第４図は
バルブ操作を説明するための概略フロー図である。 （１）：キャリヤ、（３）：真空チャンバ、 （４）：トンネル炉、（５）：プレス装置、 （７）：主真空室、（８）：バルブ、（12）：型。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】組付・取出ゾーン、加熱ゾーン、加圧ゾー
   ン、冷却ゾーンを循環する回転自在なキャリヤ（１）上
   に被加工物を挟持する型（12）が上部に収納された真空
   チャンバ（３）を等間隔をおいて配設するとともに、前
   記キャリヤ（１）の上方には加熱ゾーンから冷却ゾーン
   に移動する真空チャンバ（３）を通過させるトンネル炉
   （４）を設け、さらに、前記加圧ゾーンにはトンネル炉
   （４）の上方より該加圧ゾーンで真空チャンバ（３）の
   型（12）にプレス圧を加えて被加工物を熱圧着するプレ
   ス装置（５）を設けたことを特徴とする連続真空ホット
   プレス装置。
2. 【請求項２】キャリヤ（１）が回転式テーブルでその下
   部に真空ポンプと接続された主真空室（７）が設けられ
   ており、各真空チャンバ（３）は主真空室（７）に対し
   てバルブ（８）を介して接離自在としてある請求項１に
   記載の連続真空ホットプレス装置。