焼成炉
【課題】グラファイトヒータを使用した抵抗加熱による焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができ、焼成された被焼成体の気孔径及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができ、しかも、発熱体の耐久性を向上させることができる焼成炉を提供する。
【解決手段】焼成炉本体１１は、断熱材１４で周囲を覆われた焼成室１３内に、導電性の材料で形成された筒状の発熱体１６が設けられている。断熱材１４の外側には誘導コイル２１が配設されている。誘導コイル２１に高周波電源２２から周波数変換装置２３を介して高周波電流が供給されると、誘導加熱により発熱体１６が発熱する。発熱体１６内に被焼成体を収容した状態で誘導コイル２１に高周波電流が供給されると被焼成体が焼成される。
【解決手段】焼成炉本体１１は、断熱材１４で周囲を覆われた焼成室１３内に、導電性の材料で形成された筒状の発熱体１６が設けられている。断熱材１４の外側には誘導コイル２１が配設されている。誘導コイル２１に高周波電源２２から周波数変換装置２３を介して高周波電流が供給されると、誘導加熱により発熱体１６が発熱する。発熱体１６内に被焼成体を収容した状態で誘導コイル２１に高周波電流が供給されると被焼成体が焼成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成炉に係り、詳しくは炭化珪素成形体の焼成に好適な焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バス、トラック等の車両や建設機械等で使用されるディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートが環境や人体に悪影響を及ぼすことが問題となっており、この排気ガス中のパティキュレートを捕集して排ガスを浄化するセラミックフィルタ（以下、ＤＰＦと称す。）が種々提案されている。このようなＤＰＦとしては、炭化珪素を主成分とする多孔質のハニカム構造体（ハニカムフィルタ）が提案され、また、実施されている。
【０００３】
従来、このような多孔質炭化珪素製のＤＰＦを製造する際は、まず、炭化珪素粉末とバインダーと分散液とを混合して成形体製造用の混合組成物を調製した後、炭化珪素成形体を作製する。次に、得られた炭化珪素成形体を乾燥させ、一定の強度を有し、容易に取り扱うことができる炭化珪素成形体の乾燥体を製造する。
【０００４】
この乾燥工程の後、炭化珪素成形体を酸素含有雰囲気下において、４００〜６００℃に加熱し、有機バインダー成分中の溶剤を揮発させるとともに、樹脂成分を分解消失させる脱脂工程を行う。その後、さらに、炭化珪素粉末を不活性ガス雰囲気下、所定の焼成温度（例えば、２０００〜２３００℃）に加熱することにより焼結させる焼成工程を経て多孔質炭化珪素製のＤＰＦが製造される。
【０００５】
そして、このような脱脂後の炭化珪素成形体の焼成に使用する焼成炉として、炉の上下両側にグラファイトヒータを配置した構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。この焼成炉は、図５に示すように、焼成炉内に配設された筒状のマッフル（焼成室）５１の上下両側に棒状のグラファイトヒータ５２が複数本ずつ一定間隔で配設されている。そして、マッフル５１内に被焼成体５３が載置された焼成用治具５４を複数段積み重ねて支持台５５上に載置した状態で、グラファイトヒータ５２に通電することによりグラファイトヒータ５２が発熱して、その熱によりマッフル５１内の被焼成体５３を加熱する。なお、炉の左右両側にグラファイトヒータを配設した構成のものもある。
【特許文献１】特開２００２−１９３６７０号公報（明細書の段落［０００８］，［００２１］，［００２２］、図１，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に開示された焼成炉のように、棒状のグラファイトヒータ５２を使用して被焼成体５３を焼成する焼成炉において、炭化珪素成形体を焼成した場合には、発熱体であるグラファイトヒータ５２が被焼成体から発生するガスと反応して劣化することにより破損し易いという問題がある。
【０００７】
なぜならば、炭化珪素成形体は、その製造条件に起因して炭化珪素粉末中に約３％程度のＳｉＯ２を含有している。そして、焼成工程において、炭化珪素成形体から上記ＳｉＯ２が昇華して放出され、その一部がＳｉＯガスとなり、このＳｉＯガスとグラファイトヒータ５２を構成する炭素とにより下記反応式（１）に示す反応が進行する。
【０００８】
ＳｉＯ＋２Ｃ→ＳｉＣ＋ＣＯ・・・（１）
その結果、グラファイトヒータ５２は、その径が徐々に細くなり、径が細くなると抵抗が大きくなる。例えば、グラファイトヒータ５２として、最初の直径が３５〜４５ｍｍのものを使用した場合、直径が３〜４ｍｍ細くなると、溶断してしまう。そのため、３ヶ月程度でグラファイトヒータ５２の交換が必要になる。また、複数本（十数本）のグラファイトヒータ５２のうち２本又は３本溶断しても炉内温度が予定する最高温度（例えば、２３００℃）に到達できない状態となり、メンテナンス周期が短くなるという問題もある。径が細くなることを考慮して、グラファイトヒータ５２として最初の直径が５０ｍｍのものを使用すると、抵抗加熱（通電加熱）に必要な電圧が高くなりすぎるため、設備的に難しい。
【０００９】
また、特許文献１に記載の焼成炉では、被焼成体５３はマッフル５１の中に配置された焼成用治具５４に支持された状態で加熱される。そのため、グラファイトヒータ５２の熱が被焼成体５３に効率良く伝達されず、焼成完了（焼結完了）までに時間がかかると共に、被焼成体５３の焼成状態にもばらつきが生じ易い。焼成状態にばらつきがあると、焼成された被焼成体（多孔質炭化珪素成形体）５３の平均気孔径にばらつきが存在する。平均気孔径に大きなばらつきが存在する多孔質炭化珪素成形体は、その曲げ強度にもばらつきが発生するとともに、パティキュレートの捕集効率が劣るという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、グラファイトヒータを使用した抵抗加熱（通電加熱）による焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができるとともに、焼成された被焼成体の気孔径及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができ、発熱体の耐久性を向上させることができる焼成炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、焼成炉に係る請求項１に記載の発明は、断熱材で周囲を覆われた焼成室と、その焼成室内に配設される導電性の材料で形成された発熱体と、前記断熱材の外側に配設された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給装置とを備えたことを要旨としている。
【００１２】
この構成によれば、断熱材の外側に配設された誘導コイルに高周波電流が供給されることによって高周波磁束が発生し、断熱材の内側に配設された発熱体を前記高周波磁束が貫通する。その結果、発熱体に起電力が起こり、渦電流が誘導されて発熱体が渦電流によって加熱される。そして、焼成される被焼成体は発熱体から発生する熱で加熱される。従って、マッフル（焼成室）の外側に配設されたヒータでマッフル内の被焼成体を加熱する外部加熱による焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができる。被焼成体が炭化珪素成形体の場合、被焼成体自身も誘導加熱で加熱されるため、焼成時間をより短縮することができる。また、発熱体が発熱して焼成温度まで高められるのは焼成室の内部空間であり、高温にすべき空間の体積を従来の外部加熱に比較して小さくすることができるため、被焼成体が均一に加熱され易くなり、焼成された被焼成体の気孔径及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができる。また、発熱体を誘導加熱方式で発熱させる場合も、炭化珪素成形体を被焼成体とした場合には、発生するＳｉＯガスにより発熱体が攻撃される。しかし、発熱体は抵抗加熱（通電加熱）ではなく誘導加熱されるものであり、その体積を大きくしても供給電力はあまり影響を受けないため、例えば直径や厚さを大きくすることで発熱体の長寿命化を図ることも可能となり、メンテナンスの周期を長くできる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焼成炉において、前記発熱体は、焼成室内において被焼成体に内面側が対面する板状部を備えていることを要旨としている。この構成によれば、炭化珪素成形体を被焼成体とした場合においてその被焼成体から発生するＳｉＯガスにより発熱体が攻撃され、その発熱体における板状部の一部に穴があいても、該発熱体は継続して誘導過熱により発熱することが可能とされる。従って、発熱体が棒状をなす場合に比して、発熱体の長寿命化を確実に図ることができ、より一層メンテナンスの周期を長くできる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の焼成炉において、前記発熱体は、その内部に被焼成体を収容可能な筒状に形成されていることを要旨としている。この構成によれば、被焼成体は筒状の発熱体の内部に収容されて四方から加熱されるため、均熱加熱がより良好に行われる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の焼成炉において、前記発熱体は、前記被焼成体に対して下方から対面する板状部を備えており、当該板状部の上面には被焼成体を載置支持する治具を移動可能とするローラが設けられていることを要旨としている。この構成によれば、被焼成体の焼成位置へのセットや焼成炉からの取り出しが容易になる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の焼成炉において、前記発熱体はカーボンで形成されていることを要旨としている。この構成によれば、被焼成体が炭化珪素焼成体である場合、その焼成温度である、例えば２２００〜２３００℃でも充分な耐熱性を有し、誘導加熱に適した導電性を有する発熱体を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来のグラファイトヒータを使用した抵抗加熱（通電加熱）による焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができるとともに、焼成された被焼成体の気孔率及び強度のばらつきを小さくすることができ、しかも、発熱体の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を多孔質炭化珪素成形体であるＤＰＦの製造に好適な焼成炉に具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、焼成炉１０は四方を壁面で囲まれた焼成炉本体１１を有している。焼成炉本体１１は、その周壁部分に水冷ジャケット１２を備え、水冷ジャケット１２で囲まれた空間内に焼成室１３が設けられている。水冷ジャケット１２は鉄製で内部に冷却水が循環されるようになっている。焼成室１３は、絶縁材で四角筒状に形成され、その周囲を断熱材１４で覆われている。焼成室１３は、水冷ジャケット１２の内側下部に設けられたフレーム１５上に立設された複数本（図１では２本が見えている。）の支柱１５ａにより支持されている。
【００１９】
焼成室１３の内側には四角筒状の発熱体１６が横置き（水平）に配設されている。すなわち、発熱体１６は上下左右４つの板状部１６ａが四角環状に連続した四角筒状をなしている。発熱体１６はその下面と焼成室１３の下壁面との間にスペーサ１３ａを介して配置されている。発熱体１６はカーボンで形成され、その厚さ（具体的には、板状部１６ａの厚さ）が、例えば５０ｍｍに形成されている。
【００２０】
発熱体１６の下部には、被焼成体１７（図２（ａ），（ｂ）に図示）を載置支持する治具としての焼成用治具１８を発熱体１６の軸方向に沿って移動可能とするローラ１９が設けられている。焼成用治具１８は支持台２０上に複数段に載置された状態で、支持台２０と共に発熱体１６の内部に収容可能に構成されている。ローラ１９及び支持台２０は、前記焼成炉１０における焼成時の最高温度（例えば、２３００℃）の高温に耐える材質、例えばカーボンで形成されている。
【００２１】
断熱材１４の外側には誘導コイル２１が配設されている。誘導コイル２１は、高周波電流を供給する高周波電源（交流電源）２２に、周波数変換装置２３を介して接続されている。即ち、誘導コイル２１は、その各端子２１ａ，２１ｂが周波数変換装置２３にそれぞれ接続されている。周波数変換装置２３は、誘導コイル２１に供給する高周波電流の電圧及び周波数を調整可能に構成され、図示しない整流器、直流リアクトル、インバータ等を備えており、インバータは複数のサイリスタで構成されている。周波数変換装置２３は制御装置２４からの指令信号に基づいて制御される。高周波電源２２と周波数変換装置２３及び制御装置２４は、誘導コイル２１に高周波電流を供給する高周波電流供給装置を構成する。
【００２２】
焼成炉本体１１内の空気は、図示しない真空ポンプにより真空引きされるようになっている。また、焼成炉本体１１には、不活性ガス（例えば、アルゴンガス）を導入するためのガス導入管２５が、周壁部分からその一端を焼成室１３内に連通させるように配設されている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、焼成用治具１８は四角箱状に形成され、内部に複数本の被焼成体１７が平行に収容可能に構成されている。図２（ａ）に示すように、焼成用治具１８は、被焼成体１７を直接、焼成用治具１８上に載置するのではなく、焼成用治具１８上に載置された下駄材２６の上に被焼成体１７を載置するようになっている。そして、焼成用治具１８は、下駄材２６の上に被焼成体１７を載置した状態において、上段側に他の焼成用治具１８を積み重ねても、被焼成体１７が上段側の焼成用治具１８と干渉しない深さに形成されている。
【００２４】
次に、前記のように構成された焼成炉の作用を説明する。
炭化珪素粉末とバインダーと分散液とを混合して調製された成形体製造用の混合組成物で作製された炭化珪素成形体が、乾燥工程で乾燥された後、脱脂工程において脱脂されたものが焼成炉での被焼成体１７となる。
【００２５】
脱脂後の炭化珪素成形体は、機械的強度が低く、壊れ易いため、保形性が不安定となる。従って、脱脂後の炭化珪素成形体を焼成炉での焼成の際に、焼成用治具１８に移載する作業を行うと、被焼成体１７が型崩れする等して損傷する虞がある。そのような不都合を回避するため、被焼成体１７は、脱脂工程の段階で、焼成工程で使用される焼成用治具１８に収容された状態で脱脂される。即ち、乾燥工程で乾燥された炭化珪素成形体は、焼成用治具１８上に下駄材２６を介して載置支持された状態で脱脂処理を受ける。
【００２６】
そして、脱脂工程を終了した被焼成体１７が収容された焼成用治具１８は、支持台２０上に複数個積み重ねられた状態で、焼成炉本体１１の筒状の発熱体１６内に搬入される。搬入は支持台２０を押すことにより、ローラ１９が転動して支持台２０が焼成用治具１８と共に安定した状態で移動することにより行われる。
【００２７】
被焼成体１７の搬入が終了すると、焼成炉本体１１の図示しないシャッタが閉じられる。次に焼成炉本体１１内が真空引きされた後、ガス導入管２５からアルゴンガスが導入される。その後、焼成が開始される。焼成は予め設定された条件（昇温速度、最高温度（２３００℃）での保持時間、降温速度等）を満たすように、高周波電源２２の電流が周波数変換装置２３を介して誘導コイル２１に供給されることにより行われる。
【００２８】
誘導コイル２１に高周波電流が供給されると、誘導コイル２１の内側を貫通するように高周波磁束が発生し、誘導コイル２１の内側に配置された物体である発熱体１６、被焼成体１７、焼成用治具１８等を高周波磁束が貫通する。そして、この場合、磁束が導電体を貫通すると導電体に渦電流が発生し、その渦電流によって導電体が加熱される現象である誘導加熱が生じる。ここで、発熱体１６は導電体であるため誘導加熱により加熱されて発熱する。そして、被焼成体１７は発熱体１６から発生する熱で加熱される。
【００２９】
焼成用治具１８も発熱体１６と同様にカーボンで形成されているため、焼成用治具１８も誘導加熱によって発熱し、その熱によっても被焼成体１７が加熱される。また、被焼成体１７は炭化珪素成形体のため、カーボンより導電性は悪いが導電体である。従って、被焼成体１７においては弱い誘導加熱が生じて加熱される。
【００３０】
この実施形態の焼成炉１０においても、被焼成体１７の焼成時にＳｉＯガスが発生し、ＳｉＯガスと発熱体１６のカーボンとが反応する。即ち、発熱体１６は従来技術の場合と同様にＳｉＯガスにより攻撃される。従来技術のグラファイトヒータの場合は棒状で、その直径が３〜５ｍｍ減少した時点で抵抗値の増大によって溶断し易くなり、２本又は３本が溶断すると、焼成時の最高温度（２３００℃）まで加熱することができなくなる。しかし、この実施形態の発熱体１６は被焼成体１７を四方から囲むように４つの板状部１６ａが四角環状に繋がった筒状でＳｉＯガスの攻撃を受け止める面積が広いため、単位面積当たりの失われるカーボンの量が少なくなる。また、仮に多少穴があいても誘導加熱される上での支障はなく、継続して所定の焼成温度（最高温度）まで加熱することができる。
【００３１】
被焼成体１７として、外形寸法が３３ｍｍ×３３ｍｍ×１６７ｍｍのＤＰＦをこの実施形態の焼成炉１０で焼成して製造した場合と、従来技術であるマッフル（焼成室）の外側に配設されたグラファイトヒータで抵抗加熱（通電加熱）する焼成炉で焼成して製造した場合について、得られたＤＰＦの曲げ強度、平均気孔径及びそれらのばらつきを測定した。
【００３２】
その結果、誘導加熱を使用したこの実施形態の被焼成体１７では、曲げ強度は４０ＭＰａ以上ある部分で、断面方向でのばらつきは３点曲げで最大値と最小値との差が４．９ＭＰａとなり、外部加熱による従来品では、曲げ強度は４０ＭＰａ以上ある部分で、断面方向でのばらつきは３点曲げで最大値と最小値との差が８．６ＭＰａであった。即ち、曲げ強度のばらつきは半分近くに低下した。
【００３３】
また、誘導加熱を使用したこの実施形態の被焼成体１７では、平均気孔径が９±２μｍで、断面方向でのばらつきが１．３１μｍとなり、外部加熱による従来品では、平均気孔径が９±２μｍで、断面方向でのばらつきが１．４５μｍであった。即ち、気孔径のばらつきも従来技術に比較して小さくなった。
【００３４】
この実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）焼成炉１０は、断熱材１４で周囲を覆われた焼成室１３内に導電性の材料で形成された発熱体１６が設けられ、断熱材１４の外側に配設された誘導コイル２１に高周波電流を供給することにより、誘導加熱で発熱体１６が加熱され、発熱体１６からの発熱で被焼成体１７が焼成される。従って、マッフル（焼成室）の外側に配設されたヒータで抵抗加熱する従来の焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができる。また、高温にすべき空間の体積（この実施形態では発熱体１６の内部）を小さくすることができ、被焼成体１７が均一に加熱され易くなり、焼成された被焼成体１７の気孔径及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができる。
【００３５】
（２）炭化珪素成形体を被焼成体１７とした場合、棒状のグラファイトヒータを複数本使用する従来構成では、発生するＳｉＯガスによりグラファイトヒータが損傷し、２本又は３本溶断すると、予定する最高温度（２３００℃）まで加熱することができなくなる。炭化珪素成形体を被焼成体１７とした場合には、発熱体１６を誘導加熱方式で発熱させる場合も、発生するＳｉＯガスにより発熱体１６が攻撃される。しかし、発熱体１６は、焼成室１３内において被焼成体１７に内面側が対面する板状部１６ａからなる構成であるため、その一部に穴があいても最高温度（２３００℃）まで加熱が可能であり、メンテナンスの周期を長くできる。ちなみに、従来の棒状ヒータを使用する抵抗加熱の場合は、３ヶ月で寿命が来て棒状ヒータを交換する必要があったが、誘導加熱の場合は６ヶ月たってもＳｉＯガスによる損傷での発熱体１６の交換は不要であった。
【００３６】
（３）棒状ヒータを使用する抵抗加熱の場合は、棒状ヒータの径を大きくすると供給電圧が大きくなる。そして、設備の関係から供給電圧はあまり高くできないため、棒状ヒータの径を大きくしてヒータの寿命を長くすることは難しい。しかし、誘導加熱の場合は発熱体１６の厚さを厚くしても供給電力はあまり影響を受けないため、発熱体１６の厚さ（すなわち、板状部１６ａの厚さ）を厚くして発熱体１６の寿命を長くすることが容易で、メンテナンス周期をより長くすることができる。
【００３７】
（４）焼成用治具１８はカーボンで形成されているため、発熱体１６と同様に誘導加熱で発熱し、その熱によっても被焼成体１７が加熱されるため、焼成時間をより短縮することができる。
【００３８】
（５）被焼成体１７が炭化珪素成形体であり、被焼成体１７自身も導電体のため、誘導加熱で加熱される。従って、焼成時間をより短縮することができる。
（６）発熱体１６は筒状に形成され、その内部に被焼成体１７が収容可能に構成されている。従って、被焼成体１７は筒状の発熱体１６の内部に収容されて四方から加熱されるため、均熱加熱がより良好に行われる。また、筒状のため強度が大きくなる。
【００３９】
（７）発熱体１６の下部（下側の板状部１６ａの上面）には被焼成体１７を載置支持する焼成用治具１８を筒状をなす発熱体１６の軸方向に沿って移動可能とするローラ１９を備えている。従って、被焼成体１７の焼成位置へのセットや焼成炉からの取り出しが容易になる。
【００４０】
（８）発熱体１６はカーボンで形成されている。従って、炭化珪素焼成体の焼成温度である、例えば２２００〜２３００℃でも充分な耐熱性を有し、誘導加熱に適した導電性を有する発熱体１６を容易に形成することができる。
【００４１】
（９）被焼成体１７は、箱状の焼成用治具１８上に直接載置されるのではなく、下駄材２６を介して焼成用治具１８との間に空間を設けて載置されているため、被焼成体１７と焼成用治具１８とのくっつきが回避される。
【００４２】
（１０）焼成炉本体１１は、焼成室１３に不活性ガスを導入するためのガス導入管２５を備えている。従って、非酸化雰囲気下で焼成を行うのが容易になる。
なお、上記実施形態は、例えば次のような別の実施形態（別例）に具体化してもよい。
【００４３】
・ 発熱体１６は、複数積み重ねられた焼成用治具１８の１組を、あるいは複数組を１列に収容できる形状に限らず、例えば、図３に示すように、焼成用治具１８を２列で収容可能な筒状としてもよい。この場合、被焼成体１７の１個当たりに必要な焼成時間を短くでき、生産性が向上する。
【００４４】
・ 筒状の断熱材１４の外周に配設される（巻き付けられる）誘導コイル２１は１本に限らない。例えば、断熱材１４における筒状部が長い場合、１本の誘導コイル２１を筒状部の全長に亘って巻き付けるのではなく、複数本の誘導コイル２１を使用するとともに、筒状部を長手方向において複数の領域に分割して、各領域に異なる誘導コイル２１を巻き付けてもよい。
【００４５】
・ バッチ式の焼成炉に限らず、連続式の焼成炉に適用してもよい。連続式の焼成炉の場合には、焼成用治具１８が焼成炉の中を入口側から出口側へと一定方向に間欠的に移動して、温度が異なる領域を通過することで被焼成体１７の焼成が行われる。即ち、筒状の焼成炉内の温度が入口部から中央部に向かうに従って高くなり、最高温度の領域を過ぎると出口部に向かって次第に低くなるように発熱体の発熱量が制御される。誘導コイル２１は、温度が異なる領域に対応して複数設けられ、各誘導コイル２１には異なる周波数の高周波電流が供給される。
【００４６】
・ 発熱体１６は筒状に限らない。例えば、図４に示すように、発熱体１６を断面Ｕ字状としたりあるいは逆Ｕ字状としたりして、３つの板状部１６ａにより３方向から加熱する構成としてもよい。これらの場合も、従来の棒状のグラファイトヒータで外部加熱する構成に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができるとともに、焼成された被焼成体１７の気孔率及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができ、しかも、発熱体１６の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
・ 発熱体１６を１つの板状部１６ａからなる１枚の平板状としたり、２枚の平板状の発熱体を上下方向や左右方向で向かい合わせて配置したりしてもよい。
・ 被焼成体１７の形状はＤＰＦの場合でも外形が四角柱状に限らず、円柱状あるいは四角柱状以外の多角柱状（例えば、三角柱状、六角柱状）であってもよい。
【００４８】
・ 被焼成体１７がＤＰＦの場合でも、炭化珪素成形体に限らず、他のセラミック成形体であってもよい。例えば、被焼成体１７として主成分をコージェライトとしたりあるいは炭化珪素とシリコン（Ｓｉ）との混合物としたセラミック成形体であってもよい。被焼成体１７の成分（材料）により焼成時の最高温度（最高維持温度）が異なり、被焼成体１７がコージェライトを主成分とした場合、大気雰囲気下、焼成温度は１４００〜１４５０℃が好ましい。また、炭化珪素とシリコンとの混合物を主成分とする場合は、窒素ガス、アルゴンガス等の非酸化性雰囲気下、１４００〜１８００℃の温度で焼成するのが好ましい。従って、誘導加熱を利用した焼成炉であっても、焼成される被焼成体１７の成分によっては、最高温度が２３００℃に達する必要はなく、例えば、最高温度が１５００℃又は１８００℃であってもよい。
【００４９】
・ 被焼成体１７はＤＰＦに限らず、他のセラミック製品であってもよい。また、成分も炭化珪素に限らない。
・ 焼成用治具１８を支持台２０を介してローラ１９上を移動させる代わりに、焼成用治具１８を直接ローラ１９上を移動させる構成としてもよい。しかし、支持台２０を使用する方が安定した状態で移動させ易い。
【００５０】
・ 焼成炉１０内を真空引きした後、不活性ガスを充填する構成に代えて、不活性ガスを充填せずに、単に真空引きするだけでもよい。また、真空引きをせずに、不活性ガスを充填する構成としてもよい。
【００５１】
・ 焼成室１３を構成する絶縁体と断熱材１４とを別々に設けずに、絶縁性の断熱材で焼成室１３を構成し、その外側に誘導コイル２１を配設してもよい。
・ 焼成用治具１８は、導電性の材質ではなく焼成温度に耐えうる絶縁性のセラミックスで形成してもよい。
【００５２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記焼成室に不活性ガスを導入するガス導入管を備えている請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の焼成炉。この場合、非酸化雰囲気下で焼成を行うのが容易になる。
【００５３】
（２）前記治具は導電性の材料で形成されている請求項４に記載の焼成炉。この場合、発熱体と同様に治具も誘導加熱で発熱し、その熱によっても被焼成体が加熱されるため、焼成時間をより短縮することができる。
【００５４】
（３）炭化珪素成形体の焼成方法であって、カーボン製の筒状の発熱体の筒内に被焼成体を収容し、前記発熱体の外周に配設された誘導コイルに高周波電流を供給して被焼成体を加熱する炭化珪素成形体の焼成方法。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】一実施形態の焼成炉の模式断面図。
【図２】（ａ）は焼成用治具の積み重ねられた状態を示す模式断面図、（ｂ）は焼成用治具の模式斜視図。
【図３】別の実施形態の焼成炉の模式断面図。
【図４】更に別の実施形態の焼成炉の模式断面図。
【図５】従来の焼成炉の模式断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１０…焼成炉、１３…焼成室、１４…断熱材、１６…発熱体、１６ａ…板状部、１７…被焼成体、１８…治具としての焼成用治具、１９…ローラ、２１…誘導コイル、２２…高周波電流供給装置を構成する高周波電源、２３…高周波電流供給装置を構成する周波数変換装置、２４…高周波電流供給装置を構成する制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成炉に係り、詳しくは炭化珪素成形体の焼成に好適な焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バス、トラック等の車両や建設機械等で使用されるディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートが環境や人体に悪影響を及ぼすことが問題となっており、この排気ガス中のパティキュレートを捕集して排ガスを浄化するセラミックフィルタ（以下、ＤＰＦと称す。）が種々提案されている。このようなＤＰＦとしては、炭化珪素を主成分とする多孔質のハニカム構造体（ハニカムフィルタ）が提案され、また、実施されている。
【０００３】
従来、このような多孔質炭化珪素製のＤＰＦを製造する際は、まず、炭化珪素粉末とバインダーと分散液とを混合して成形体製造用の混合組成物を調製した後、炭化珪素成形体を作製する。次に、得られた炭化珪素成形体を乾燥させ、一定の強度を有し、容易に取り扱うことができる炭化珪素成形体の乾燥体を製造する。
【０００４】
この乾燥工程の後、炭化珪素成形体を酸素含有雰囲気下において、４００〜６００℃に加熱し、有機バインダー成分中の溶剤を揮発させるとともに、樹脂成分を分解消失させる脱脂工程を行う。その後、さらに、炭化珪素粉末を不活性ガス雰囲気下、所定の焼成温度（例えば、２０００〜２３００℃）に加熱することにより焼結させる焼成工程を経て多孔質炭化珪素製のＤＰＦが製造される。
【０００５】
そして、このような脱脂後の炭化珪素成形体の焼成に使用する焼成炉として、炉の上下両側にグラファイトヒータを配置した構成のものがある（例えば、特許文献１参照。）。この焼成炉は、図５に示すように、焼成炉内に配設された筒状のマッフル（焼成室）５１の上下両側に棒状のグラファイトヒータ５２が複数本ずつ一定間隔で配設されている。そして、マッフル５１内に被焼成体５３が載置された焼成用治具５４を複数段積み重ねて支持台５５上に載置した状態で、グラファイトヒータ５２に通電することによりグラファイトヒータ５２が発熱して、その熱によりマッフル５１内の被焼成体５３を加熱する。なお、炉の左右両側にグラファイトヒータを配設した構成のものもある。
【特許文献１】特開２００２−１９３６７０号公報（明細書の段落［０００８］，［００２１］，［００２２］、図１，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に開示された焼成炉のように、棒状のグラファイトヒータ５２を使用して被焼成体５３を焼成する焼成炉において、炭化珪素成形体を焼成した場合には、発熱体であるグラファイトヒータ５２が被焼成体から発生するガスと反応して劣化することにより破損し易いという問題がある。
【０００７】
なぜならば、炭化珪素成形体は、その製造条件に起因して炭化珪素粉末中に約３％程度のＳｉＯ２を含有している。そして、焼成工程において、炭化珪素成形体から上記ＳｉＯ２が昇華して放出され、その一部がＳｉＯガスとなり、このＳｉＯガスとグラファイトヒータ５２を構成する炭素とにより下記反応式（１）に示す反応が進行する。
【０００８】
ＳｉＯ＋２Ｃ→ＳｉＣ＋ＣＯ・・・（１）
その結果、グラファイトヒータ５２は、その径が徐々に細くなり、径が細くなると抵抗が大きくなる。例えば、グラファイトヒータ５２として、最初の直径が３５〜４５ｍｍのものを使用した場合、直径が３〜４ｍｍ細くなると、溶断してしまう。そのため、３ヶ月程度でグラファイトヒータ５２の交換が必要になる。また、複数本（十数本）のグラファイトヒータ５２のうち２本又は３本溶断しても炉内温度が予定する最高温度（例えば、２３００℃）に到達できない状態となり、メンテナンス周期が短くなるという問題もある。径が細くなることを考慮して、グラファイトヒータ５２として最初の直径が５０ｍｍのものを使用すると、抵抗加熱（通電加熱）に必要な電圧が高くなりすぎるため、設備的に難しい。
【０００９】
また、特許文献１に記載の焼成炉では、被焼成体５３はマッフル５１の中に配置された焼成用治具５４に支持された状態で加熱される。そのため、グラファイトヒータ５２の熱が被焼成体５３に効率良く伝達されず、焼成完了（焼結完了）までに時間がかかると共に、被焼成体５３の焼成状態にもばらつきが生じ易い。焼成状態にばらつきがあると、焼成された被焼成体（多孔質炭化珪素成形体）５３の平均気孔径にばらつきが存在する。平均気孔径に大きなばらつきが存在する多孔質炭化珪素成形体は、その曲げ強度にもばらつきが発生するとともに、パティキュレートの捕集効率が劣るという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、グラファイトヒータを使用した抵抗加熱（通電加熱）による焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができるとともに、焼成された被焼成体の気孔径及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができ、発熱体の耐久性を向上させることができる焼成炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、焼成炉に係る請求項１に記載の発明は、断熱材で周囲を覆われた焼成室と、その焼成室内に配設される導電性の材料で形成された発熱体と、前記断熱材の外側に配設された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給装置とを備えたことを要旨としている。
【００１２】
この構成によれば、断熱材の外側に配設された誘導コイルに高周波電流が供給されることによって高周波磁束が発生し、断熱材の内側に配設された発熱体を前記高周波磁束が貫通する。その結果、発熱体に起電力が起こり、渦電流が誘導されて発熱体が渦電流によって加熱される。そして、焼成される被焼成体は発熱体から発生する熱で加熱される。従って、マッフル（焼成室）の外側に配設されたヒータでマッフル内の被焼成体を加熱する外部加熱による焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができる。被焼成体が炭化珪素成形体の場合、被焼成体自身も誘導加熱で加熱されるため、焼成時間をより短縮することができる。また、発熱体が発熱して焼成温度まで高められるのは焼成室の内部空間であり、高温にすべき空間の体積を従来の外部加熱に比較して小さくすることができるため、被焼成体が均一に加熱され易くなり、焼成された被焼成体の気孔径及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができる。また、発熱体を誘導加熱方式で発熱させる場合も、炭化珪素成形体を被焼成体とした場合には、発生するＳｉＯガスにより発熱体が攻撃される。しかし、発熱体は抵抗加熱（通電加熱）ではなく誘導加熱されるものであり、その体積を大きくしても供給電力はあまり影響を受けないため、例えば直径や厚さを大きくすることで発熱体の長寿命化を図ることも可能となり、メンテナンスの周期を長くできる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焼成炉において、前記発熱体は、焼成室内において被焼成体に内面側が対面する板状部を備えていることを要旨としている。この構成によれば、炭化珪素成形体を被焼成体とした場合においてその被焼成体から発生するＳｉＯガスにより発熱体が攻撃され、その発熱体における板状部の一部に穴があいても、該発熱体は継続して誘導過熱により発熱することが可能とされる。従って、発熱体が棒状をなす場合に比して、発熱体の長寿命化を確実に図ることができ、より一層メンテナンスの周期を長くできる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の焼成炉において、前記発熱体は、その内部に被焼成体を収容可能な筒状に形成されていることを要旨としている。この構成によれば、被焼成体は筒状の発熱体の内部に収容されて四方から加熱されるため、均熱加熱がより良好に行われる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の焼成炉において、前記発熱体は、前記被焼成体に対して下方から対面する板状部を備えており、当該板状部の上面には被焼成体を載置支持する治具を移動可能とするローラが設けられていることを要旨としている。この構成によれば、被焼成体の焼成位置へのセットや焼成炉からの取り出しが容易になる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の焼成炉において、前記発熱体はカーボンで形成されていることを要旨としている。この構成によれば、被焼成体が炭化珪素焼成体である場合、その焼成温度である、例えば２２００〜２３００℃でも充分な耐熱性を有し、誘導加熱に適した導電性を有する発熱体を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来のグラファイトヒータを使用した抵抗加熱（通電加熱）による焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができるとともに、焼成された被焼成体の気孔率及び強度のばらつきを小さくすることができ、しかも、発熱体の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を多孔質炭化珪素成形体であるＤＰＦの製造に好適な焼成炉に具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、焼成炉１０は四方を壁面で囲まれた焼成炉本体１１を有している。焼成炉本体１１は、その周壁部分に水冷ジャケット１２を備え、水冷ジャケット１２で囲まれた空間内に焼成室１３が設けられている。水冷ジャケット１２は鉄製で内部に冷却水が循環されるようになっている。焼成室１３は、絶縁材で四角筒状に形成され、その周囲を断熱材１４で覆われている。焼成室１３は、水冷ジャケット１２の内側下部に設けられたフレーム１５上に立設された複数本（図１では２本が見えている。）の支柱１５ａにより支持されている。
【００１９】
焼成室１３の内側には四角筒状の発熱体１６が横置き（水平）に配設されている。すなわち、発熱体１６は上下左右４つの板状部１６ａが四角環状に連続した四角筒状をなしている。発熱体１６はその下面と焼成室１３の下壁面との間にスペーサ１３ａを介して配置されている。発熱体１６はカーボンで形成され、その厚さ（具体的には、板状部１６ａの厚さ）が、例えば５０ｍｍに形成されている。
【００２０】
発熱体１６の下部には、被焼成体１７（図２（ａ），（ｂ）に図示）を載置支持する治具としての焼成用治具１８を発熱体１６の軸方向に沿って移動可能とするローラ１９が設けられている。焼成用治具１８は支持台２０上に複数段に載置された状態で、支持台２０と共に発熱体１６の内部に収容可能に構成されている。ローラ１９及び支持台２０は、前記焼成炉１０における焼成時の最高温度（例えば、２３００℃）の高温に耐える材質、例えばカーボンで形成されている。
【００２１】
断熱材１４の外側には誘導コイル２１が配設されている。誘導コイル２１は、高周波電流を供給する高周波電源（交流電源）２２に、周波数変換装置２３を介して接続されている。即ち、誘導コイル２１は、その各端子２１ａ，２１ｂが周波数変換装置２３にそれぞれ接続されている。周波数変換装置２３は、誘導コイル２１に供給する高周波電流の電圧及び周波数を調整可能に構成され、図示しない整流器、直流リアクトル、インバータ等を備えており、インバータは複数のサイリスタで構成されている。周波数変換装置２３は制御装置２４からの指令信号に基づいて制御される。高周波電源２２と周波数変換装置２３及び制御装置２４は、誘導コイル２１に高周波電流を供給する高周波電流供給装置を構成する。
【００２２】
焼成炉本体１１内の空気は、図示しない真空ポンプにより真空引きされるようになっている。また、焼成炉本体１１には、不活性ガス（例えば、アルゴンガス）を導入するためのガス導入管２５が、周壁部分からその一端を焼成室１３内に連通させるように配設されている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、焼成用治具１８は四角箱状に形成され、内部に複数本の被焼成体１７が平行に収容可能に構成されている。図２（ａ）に示すように、焼成用治具１８は、被焼成体１７を直接、焼成用治具１８上に載置するのではなく、焼成用治具１８上に載置された下駄材２６の上に被焼成体１７を載置するようになっている。そして、焼成用治具１８は、下駄材２６の上に被焼成体１７を載置した状態において、上段側に他の焼成用治具１８を積み重ねても、被焼成体１７が上段側の焼成用治具１８と干渉しない深さに形成されている。
【００２４】
次に、前記のように構成された焼成炉の作用を説明する。
炭化珪素粉末とバインダーと分散液とを混合して調製された成形体製造用の混合組成物で作製された炭化珪素成形体が、乾燥工程で乾燥された後、脱脂工程において脱脂されたものが焼成炉での被焼成体１７となる。
【００２５】
脱脂後の炭化珪素成形体は、機械的強度が低く、壊れ易いため、保形性が不安定となる。従って、脱脂後の炭化珪素成形体を焼成炉での焼成の際に、焼成用治具１８に移載する作業を行うと、被焼成体１７が型崩れする等して損傷する虞がある。そのような不都合を回避するため、被焼成体１７は、脱脂工程の段階で、焼成工程で使用される焼成用治具１８に収容された状態で脱脂される。即ち、乾燥工程で乾燥された炭化珪素成形体は、焼成用治具１８上に下駄材２６を介して載置支持された状態で脱脂処理を受ける。
【００２６】
そして、脱脂工程を終了した被焼成体１７が収容された焼成用治具１８は、支持台２０上に複数個積み重ねられた状態で、焼成炉本体１１の筒状の発熱体１６内に搬入される。搬入は支持台２０を押すことにより、ローラ１９が転動して支持台２０が焼成用治具１８と共に安定した状態で移動することにより行われる。
【００２７】
被焼成体１７の搬入が終了すると、焼成炉本体１１の図示しないシャッタが閉じられる。次に焼成炉本体１１内が真空引きされた後、ガス導入管２５からアルゴンガスが導入される。その後、焼成が開始される。焼成は予め設定された条件（昇温速度、最高温度（２３００℃）での保持時間、降温速度等）を満たすように、高周波電源２２の電流が周波数変換装置２３を介して誘導コイル２１に供給されることにより行われる。
【００２８】
誘導コイル２１に高周波電流が供給されると、誘導コイル２１の内側を貫通するように高周波磁束が発生し、誘導コイル２１の内側に配置された物体である発熱体１６、被焼成体１７、焼成用治具１８等を高周波磁束が貫通する。そして、この場合、磁束が導電体を貫通すると導電体に渦電流が発生し、その渦電流によって導電体が加熱される現象である誘導加熱が生じる。ここで、発熱体１６は導電体であるため誘導加熱により加熱されて発熱する。そして、被焼成体１７は発熱体１６から発生する熱で加熱される。
【００２９】
焼成用治具１８も発熱体１６と同様にカーボンで形成されているため、焼成用治具１８も誘導加熱によって発熱し、その熱によっても被焼成体１７が加熱される。また、被焼成体１７は炭化珪素成形体のため、カーボンより導電性は悪いが導電体である。従って、被焼成体１７においては弱い誘導加熱が生じて加熱される。
【００３０】
この実施形態の焼成炉１０においても、被焼成体１７の焼成時にＳｉＯガスが発生し、ＳｉＯガスと発熱体１６のカーボンとが反応する。即ち、発熱体１６は従来技術の場合と同様にＳｉＯガスにより攻撃される。従来技術のグラファイトヒータの場合は棒状で、その直径が３〜５ｍｍ減少した時点で抵抗値の増大によって溶断し易くなり、２本又は３本が溶断すると、焼成時の最高温度（２３００℃）まで加熱することができなくなる。しかし、この実施形態の発熱体１６は被焼成体１７を四方から囲むように４つの板状部１６ａが四角環状に繋がった筒状でＳｉＯガスの攻撃を受け止める面積が広いため、単位面積当たりの失われるカーボンの量が少なくなる。また、仮に多少穴があいても誘導加熱される上での支障はなく、継続して所定の焼成温度（最高温度）まで加熱することができる。
【００３１】
被焼成体１７として、外形寸法が３３ｍｍ×３３ｍｍ×１６７ｍｍのＤＰＦをこの実施形態の焼成炉１０で焼成して製造した場合と、従来技術であるマッフル（焼成室）の外側に配設されたグラファイトヒータで抵抗加熱（通電加熱）する焼成炉で焼成して製造した場合について、得られたＤＰＦの曲げ強度、平均気孔径及びそれらのばらつきを測定した。
【００３２】
その結果、誘導加熱を使用したこの実施形態の被焼成体１７では、曲げ強度は４０ＭＰａ以上ある部分で、断面方向でのばらつきは３点曲げで最大値と最小値との差が４．９ＭＰａとなり、外部加熱による従来品では、曲げ強度は４０ＭＰａ以上ある部分で、断面方向でのばらつきは３点曲げで最大値と最小値との差が８．６ＭＰａであった。即ち、曲げ強度のばらつきは半分近くに低下した。
【００３３】
また、誘導加熱を使用したこの実施形態の被焼成体１７では、平均気孔径が９±２μｍで、断面方向でのばらつきが１．３１μｍとなり、外部加熱による従来品では、平均気孔径が９±２μｍで、断面方向でのばらつきが１．４５μｍであった。即ち、気孔径のばらつきも従来技術に比較して小さくなった。
【００３４】
この実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）焼成炉１０は、断熱材１４で周囲を覆われた焼成室１３内に導電性の材料で形成された発熱体１６が設けられ、断熱材１４の外側に配設された誘導コイル２１に高周波電流を供給することにより、誘導加熱で発熱体１６が加熱され、発熱体１６からの発熱で被焼成体１７が焼成される。従って、マッフル（焼成室）の外側に配設されたヒータで抵抗加熱する従来の焼成炉に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができる。また、高温にすべき空間の体積（この実施形態では発熱体１６の内部）を小さくすることができ、被焼成体１７が均一に加熱され易くなり、焼成された被焼成体１７の気孔径及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができる。
【００３５】
（２）炭化珪素成形体を被焼成体１７とした場合、棒状のグラファイトヒータを複数本使用する従来構成では、発生するＳｉＯガスによりグラファイトヒータが損傷し、２本又は３本溶断すると、予定する最高温度（２３００℃）まで加熱することができなくなる。炭化珪素成形体を被焼成体１７とした場合には、発熱体１６を誘導加熱方式で発熱させる場合も、発生するＳｉＯガスにより発熱体１６が攻撃される。しかし、発熱体１６は、焼成室１３内において被焼成体１７に内面側が対面する板状部１６ａからなる構成であるため、その一部に穴があいても最高温度（２３００℃）まで加熱が可能であり、メンテナンスの周期を長くできる。ちなみに、従来の棒状ヒータを使用する抵抗加熱の場合は、３ヶ月で寿命が来て棒状ヒータを交換する必要があったが、誘導加熱の場合は６ヶ月たってもＳｉＯガスによる損傷での発熱体１６の交換は不要であった。
【００３６】
（３）棒状ヒータを使用する抵抗加熱の場合は、棒状ヒータの径を大きくすると供給電圧が大きくなる。そして、設備の関係から供給電圧はあまり高くできないため、棒状ヒータの径を大きくしてヒータの寿命を長くすることは難しい。しかし、誘導加熱の場合は発熱体１６の厚さを厚くしても供給電力はあまり影響を受けないため、発熱体１６の厚さ（すなわち、板状部１６ａの厚さ）を厚くして発熱体１６の寿命を長くすることが容易で、メンテナンス周期をより長くすることができる。
【００３７】
（４）焼成用治具１８はカーボンで形成されているため、発熱体１６と同様に誘導加熱で発熱し、その熱によっても被焼成体１７が加熱されるため、焼成時間をより短縮することができる。
【００３８】
（５）被焼成体１７が炭化珪素成形体であり、被焼成体１７自身も導電体のため、誘導加熱で加熱される。従って、焼成時間をより短縮することができる。
（６）発熱体１６は筒状に形成され、その内部に被焼成体１７が収容可能に構成されている。従って、被焼成体１７は筒状の発熱体１６の内部に収容されて四方から加熱されるため、均熱加熱がより良好に行われる。また、筒状のため強度が大きくなる。
【００３９】
（７）発熱体１６の下部（下側の板状部１６ａの上面）には被焼成体１７を載置支持する焼成用治具１８を筒状をなす発熱体１６の軸方向に沿って移動可能とするローラ１９を備えている。従って、被焼成体１７の焼成位置へのセットや焼成炉からの取り出しが容易になる。
【００４０】
（８）発熱体１６はカーボンで形成されている。従って、炭化珪素焼成体の焼成温度である、例えば２２００〜２３００℃でも充分な耐熱性を有し、誘導加熱に適した導電性を有する発熱体１６を容易に形成することができる。
【００４１】
（９）被焼成体１７は、箱状の焼成用治具１８上に直接載置されるのではなく、下駄材２６を介して焼成用治具１８との間に空間を設けて載置されているため、被焼成体１７と焼成用治具１８とのくっつきが回避される。
【００４２】
（１０）焼成炉本体１１は、焼成室１３に不活性ガスを導入するためのガス導入管２５を備えている。従って、非酸化雰囲気下で焼成を行うのが容易になる。
なお、上記実施形態は、例えば次のような別の実施形態（別例）に具体化してもよい。
【００４３】
・ 発熱体１６は、複数積み重ねられた焼成用治具１８の１組を、あるいは複数組を１列に収容できる形状に限らず、例えば、図３に示すように、焼成用治具１８を２列で収容可能な筒状としてもよい。この場合、被焼成体１７の１個当たりに必要な焼成時間を短くでき、生産性が向上する。
【００４４】
・ 筒状の断熱材１４の外周に配設される（巻き付けられる）誘導コイル２１は１本に限らない。例えば、断熱材１４における筒状部が長い場合、１本の誘導コイル２１を筒状部の全長に亘って巻き付けるのではなく、複数本の誘導コイル２１を使用するとともに、筒状部を長手方向において複数の領域に分割して、各領域に異なる誘導コイル２１を巻き付けてもよい。
【００４５】
・ バッチ式の焼成炉に限らず、連続式の焼成炉に適用してもよい。連続式の焼成炉の場合には、焼成用治具１８が焼成炉の中を入口側から出口側へと一定方向に間欠的に移動して、温度が異なる領域を通過することで被焼成体１７の焼成が行われる。即ち、筒状の焼成炉内の温度が入口部から中央部に向かうに従って高くなり、最高温度の領域を過ぎると出口部に向かって次第に低くなるように発熱体の発熱量が制御される。誘導コイル２１は、温度が異なる領域に対応して複数設けられ、各誘導コイル２１には異なる周波数の高周波電流が供給される。
【００４６】
・ 発熱体１６は筒状に限らない。例えば、図４に示すように、発熱体１６を断面Ｕ字状としたりあるいは逆Ｕ字状としたりして、３つの板状部１６ａにより３方向から加熱する構成としてもよい。これらの場合も、従来の棒状のグラファイトヒータで外部加熱する構成に比較して、焼成に必要な時間を短縮することができるとともに、焼成された被焼成体１７の気孔率及び曲げ強度のばらつきを小さくすることができ、しかも、発熱体１６の耐久性を向上させることができる。
【００４７】
・ 発熱体１６を１つの板状部１６ａからなる１枚の平板状としたり、２枚の平板状の発熱体を上下方向や左右方向で向かい合わせて配置したりしてもよい。
・ 被焼成体１７の形状はＤＰＦの場合でも外形が四角柱状に限らず、円柱状あるいは四角柱状以外の多角柱状（例えば、三角柱状、六角柱状）であってもよい。
【００４８】
・ 被焼成体１７がＤＰＦの場合でも、炭化珪素成形体に限らず、他のセラミック成形体であってもよい。例えば、被焼成体１７として主成分をコージェライトとしたりあるいは炭化珪素とシリコン（Ｓｉ）との混合物としたセラミック成形体であってもよい。被焼成体１７の成分（材料）により焼成時の最高温度（最高維持温度）が異なり、被焼成体１７がコージェライトを主成分とした場合、大気雰囲気下、焼成温度は１４００〜１４５０℃が好ましい。また、炭化珪素とシリコンとの混合物を主成分とする場合は、窒素ガス、アルゴンガス等の非酸化性雰囲気下、１４００〜１８００℃の温度で焼成するのが好ましい。従って、誘導加熱を利用した焼成炉であっても、焼成される被焼成体１７の成分によっては、最高温度が２３００℃に達する必要はなく、例えば、最高温度が１５００℃又は１８００℃であってもよい。
【００４９】
・ 被焼成体１７はＤＰＦに限らず、他のセラミック製品であってもよい。また、成分も炭化珪素に限らない。
・ 焼成用治具１８を支持台２０を介してローラ１９上を移動させる代わりに、焼成用治具１８を直接ローラ１９上を移動させる構成としてもよい。しかし、支持台２０を使用する方が安定した状態で移動させ易い。
【００５０】
・ 焼成炉１０内を真空引きした後、不活性ガスを充填する構成に代えて、不活性ガスを充填せずに、単に真空引きするだけでもよい。また、真空引きをせずに、不活性ガスを充填する構成としてもよい。
【００５１】
・ 焼成室１３を構成する絶縁体と断熱材１４とを別々に設けずに、絶縁性の断熱材で焼成室１３を構成し、その外側に誘導コイル２１を配設してもよい。
・ 焼成用治具１８は、導電性の材質ではなく焼成温度に耐えうる絶縁性のセラミックスで形成してもよい。
【００５２】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記焼成室に不活性ガスを導入するガス導入管を備えている請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の焼成炉。この場合、非酸化雰囲気下で焼成を行うのが容易になる。
【００５３】
（２）前記治具は導電性の材料で形成されている請求項４に記載の焼成炉。この場合、発熱体と同様に治具も誘導加熱で発熱し、その熱によっても被焼成体が加熱されるため、焼成時間をより短縮することができる。
【００５４】
（３）炭化珪素成形体の焼成方法であって、カーボン製の筒状の発熱体の筒内に被焼成体を収容し、前記発熱体の外周に配設された誘導コイルに高周波電流を供給して被焼成体を加熱する炭化珪素成形体の焼成方法。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】一実施形態の焼成炉の模式断面図。
【図２】（ａ）は焼成用治具の積み重ねられた状態を示す模式断面図、（ｂ）は焼成用治具の模式斜視図。
【図３】別の実施形態の焼成炉の模式断面図。
【図４】更に別の実施形態の焼成炉の模式断面図。
【図５】従来の焼成炉の模式断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１０…焼成炉、１３…焼成室、１４…断熱材、１６…発熱体、１６ａ…板状部、１７…被焼成体、１８…治具としての焼成用治具、１９…ローラ、２１…誘導コイル、２２…高周波電流供給装置を構成する高周波電源、２３…高周波電流供給装置を構成する周波数変換装置、２４…高周波電流供給装置を構成する制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材で周囲を覆われた焼成室と、その焼成室内に配設される導電性の材料で形成された発熱体と、前記断熱材の外側に配設された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給装置とを備えた焼成炉。
【請求項２】
前記発熱体は、焼成室内において被焼成体に内面側が対面する板状部を備えている請求項１に記載の焼成炉。
【請求項３】
前記発熱体は、その内部に被焼成体を収容可能な筒状に形成されている請求項１又は請求項２に記載の焼成炉。
【請求項４】
前記発熱体は、前記被焼成体に対して下方から対面する板状部を備えており、当該板状部の上面には被焼成体を載置支持する治具を移動可能とするローラが設けられている請求項２又は請求項３に記載の焼成炉。
【請求項５】
前記発熱体はカーボンで形成されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の焼成炉。
【請求項１】
断熱材で周囲を覆われた焼成室と、その焼成室内に配設される導電性の材料で形成された発熱体と、前記断熱材の外側に配設された誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電流を供給する高周波電流供給装置とを備えた焼成炉。
【請求項２】
前記発熱体は、焼成室内において被焼成体に内面側が対面する板状部を備えている請求項１に記載の焼成炉。
【請求項３】
前記発熱体は、その内部に被焼成体を収容可能な筒状に形成されている請求項１又は請求項２に記載の焼成炉。
【請求項４】
前記発熱体は、前記被焼成体に対して下方から対面する板状部を備えており、当該板状部の上面には被焼成体を載置支持する治具を移動可能とするローラが設けられている請求項２又は請求項３に記載の焼成炉。
【請求項５】
前記発熱体はカーボンで形成されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の焼成炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−４６７６４（Ｐ２００６−４６７６４Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２７１３１（Ｐ２００４−２２７１３１）
【出願日】平成１６年８月３日（２００４．８．３）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３日（２００４．８．３）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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