JP2002274873A

JP2002274873A - 多段加熱板式熱処理装置

Info

Publication number: JP2002274873A
Application number: JP2001069405A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hirata; 勉平田
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP3851784B2; KR100516553B1; KR20020072762A

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス基板等の熱処理装置を小形化し熱的性
能を良くする。【解決手段】熱処理装置は、スペーサーピン２及び支
持ビーム１１で間隔ｃを空けて支持された加熱板１、こ
の上で支持管１３で支持されたワークＷ、回転、昇降機
構５、６で回転及び昇降可能にされた回転昇降軸３、間
隔ｃに対応するように軸３に固定され回転によって何れ
かが間隔ｃに入るように形成された爪部材４、加熱板１
に取り付けられ下の支持管１３の更に下から昇降される
ことによってこれを支持可能なブラケット１５、等で構
成されている。【効果】軸３を順次回転及び昇降させ、爪部材４を間
隔ｃの中に入れてそれより上の加熱板を持ち上げ、間隔
ｃを開いてワークＷの上下空間を広げて、ワークＷの出
し入れを可能にする。通常時の間隔を最小にして、熱的
性能を向上し装置を小形化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下方向に間隔を
空けて多段に支持された板状の加熱部材により前記間隔
に設けられた支持部材で支持された板状の被処理物を加
熱して熱処理するようにした多段加熱板式熱処理装置に
関し、特にフラットパネルディスプレイ用液晶ガラス基
板等を焼成する多段枚葉式クリーンオーブンの小型化、
処理能力の増加、熱的性能の向上等の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多段加熱式熱処理装置としては、
図１３に示すように、熱処理室８内に電気加熱式等の放
射加熱板１を多段に固定設置し、それぞれの間隔の中で
ガラス基板等のワークＷを支持管１３で支持し、ワーク
Ｗを上下の放射加熱板１で加熱し、熱処理の終了したワ
ークを図示しないロボットハンドによって未処理ワーク
と順次交換し、１タクトに１枚づつワークを熱処理する
ようにした装置が一般的であった。

【０００３】このような装置では、例えばワーク搭載時
には、ワークをロボットハンド上に支持し、ロボットハ
ンドを熱処理室８内に挿入し、これを下降させてワーク
Ｗを支持管１３上に移載する。そして、ロボットハンド
の挿抜及び昇降を安全に行うために、ハンドの厚み、ワ
ークの厚み、ワークが凹凸状になるときのたわみ量、こ
れらと関連したハンドの昇降距離、等を考慮し、上下の
放射加熱板に通常約６０ｍｍ〜８０ｍｍの間隔を設けて
いた。

【０００４】そのため、従来の熱処理装置では、高さが
高くなること、ワークの周辺部からの熱放射が増加し、
ワーク加熱時の温度分布性能が悪くなること、これを防
止するために放射加熱板の寸法を大きくする必要がある
こと、その結果装置の平面寸法も大きくなること、間隔
の周辺や装置全体からの放熱が多くなり、熱エネルギー
の損失が多くなること、等の諸問題があった。

【０００５】一方、多段加熱板式熱処理装置としては、
上記のような通常の装置の他に、図１３のような構造の
装置を２台組み合わせて、これらを昇降及び回転可能に
し、一定レベルからワークＷを搬入・搬出できるように
した回転ゴンドラ式の多段加熱板式枚葉処理型熱処理装
置が提案されている（特開平５−２０３３６５号公報参
照）。

【０００６】しかしながら、この装置では、一定位置で
ワークを出し入れできるが、上記と同様の方法でロボッ
トハンドを使用してワークを搬入・搬出することになる
ので、上記通常の装置と同程度の放射加熱板の間隔が必
要になる。更に、ゴンドラ状に積載した装置を昇降及び
回転させ、上下の一方側及び回転の片面側だけを実質的
にワーク搭載スペースとして使用しているので、装置の
大きさとしては、同じ処理能力の通常の装置の約４倍に
なる。従って、このような装置では、従来の通常の装置
よりも更に装置が大型化するという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、寸法が大幅に小形化され処理能
力が大きく省エネ化も図られる多段加熱板式熱処理装置
を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、上下方向に間隔を空け
て多段に支持された板状の加熱部材によりそれぞれの前
記間隔の中で支持された板状の被処理物を加熱して熱処
理するようにした多段加熱板式熱処理装置において、前
記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支持
する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少なく
とも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けられ
回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の数
と同じ数の変位置支持部材であって前記軸部材に取り付
けられ該軸部材が回転されることによって何れか１の前
記変位置支持部材の先端部分が前記間隔のうちの何れか
１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が前
記間隔の外になるように形成された変位置支持部材と、
前記軸部材を回転可能にする回転手段と、前記何れか１
の変位置支持部材の前記先端部分が前記何れか１の間隔
の中に入ったときに前記何れか１の変位置支持部材と共
に前記何れか１の間隔の拡大と復元とを可能にする間隔
変更手段と、を有することを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、上下方向に間隔を空け
て多段に支持された板状の加熱部材によりそれぞれの前
記間隔の中で支持された板状の被処理物を加熱して熱処
理するようにした多段加熱板式熱処理装置において、前
記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支持
する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少なく
とも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けられ
回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の数
を２以上の整数で割った分割数の変位置支持部材であっ
て前記軸部材に取り付けられ該軸部材が回転されること
によって何れか１の前記変位置支持部材の先端部分が前
記間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置支
持部材の先端部分が前記間隔の外になると共に全ての変
位置支持部材が前記間隔の外になる非係合位置を備えた
変位置支持部材と、前記軸部材を回転可能にする回転手
段と、前記何れか１の変位置支持部材の前記先端部分が
前記何れか１の間隔の中に入ったときに前記何れか１の
変位置支持部材と共に前記何れか１の間隔の拡大と復元
とを可能にする間隔変更手段と、を有することを特徴と
する。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１の発明の特徴
に加えて、前記多段の加熱部材のうちの２段目以上のも
のに取り付けた下離間部材であって前記間隔の上側の前
記加熱部材に取り付けられたものが該間隔にある前記被
処理物の下方で離れた位置から前記被処理物を昇降可能
なように形成された下離間部材を有することを特徴とす
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した熱処理装
置の積載部の構造例を示し、図２は積載部の１つの間隔
を広げた状態を示す。図３及び図４は部分構造を拡大し
て示す。図５乃至図８は、図１の装置と同様の回転及び
昇降機構部分並びに外形構造部分を備え図１とは異なっ
た構造部分を持つ熱処理装置の他の例を示す。図１、２
を基準として他の図を参照しつつ説明する。

【００１２】多段加熱板式の通常クリーンオーブンであ
る熱処理装置は、上下Ｚ方向に間隔ｃを空けて多段とし
て図１では７段に支持された板状の加熱部材である放射
加熱板１（以下単に「加熱板１」という）によりそれぞ
れの間隔ｃの中で支持された板状の被処理物としてフラ
ットパネルディスプレイ用液晶ガラス基板等のワークＷ
（図１では最上段間隔にあるものだけを二点鎖線で図
示）を加熱して熱処理するようにした装置であり、機械
構造部分として、定位置支持部材としてのスペーサピン
２、軸部材としての回転昇降軸３、変位置支持部材とし
ての爪部材４、図５、６、８に詳細を示す回転手段とし
ての回転機構５及びこれらと共に間隔変更手段となる軸
昇降機構６、等を有する。

【００１３】上記の機械構造部分は、図５乃至８に示す
如く、構造材の枠で形成され断熱材が装着されたケーシ
ング７で囲われた熱処理室８及び構造材９１で形成され
た機械室９内に配置されている。ケーシング７のうち加
熱板１を出し入れする正面は自動扉１０になっている。
多段に構成された一群の加熱板１の最下段のもの１
₁は、ケーシング７から延設されスペーサーピンと共に
定位置支持手段となる支持ビーム１１上に乗せられてい
る。

【００１４】ワークＷは、加熱板１の図１において左右
の長さＹ方向の両端面に取り付けられた図３及び図４の
一部にも示すＶ字型の支持管ホルダ１２に乗せられた支
持管１３で支持されている。支持管１３には、図４に示
す如く長さＹ方向の動きと脱落を防止するためのカラー
リング１４が固着されている。又、本例の熱処理装置に
は、７段の加熱板１のうちの２段目のもの１₂以上のも
のに下離間部材としての支持管昇降用ブラケット（以下
単に「ブラケット」という）１５が支持管１３における
カラーリング１４の先端側を支持可能なように取り付け
られている。

【００１５】加熱板１としては、絶縁体を介して発熱素
子を金属製のケーシングで囲ってパネル状に形成した電
熱式のものが好都合に使用される。但し、ヒートポンプ
式等の他の形式のものも使用可能である。

【００１６】スペーサーピン２は、下端が下の加熱板に
固定され上端が上の加熱板を乗せるように形成され加熱
板１の４隅に配設された筒状体から成り、加熱板１をそ
れぞれの間隔ｃの間で分離可能に支持している。図３の
ものは、上の加熱板の穴状部が嵌入する円錐形部分を備
えている。スペーサーピンとしては、何れの構造のもの
であってもよい。なお、定位置支持部材としては、段間
毎に独立して設けられたスペーサーピン２に代えて、軸
とこれにスライド自在に嵌め込まれた円筒をスペーサー
としたような構造のものであってもよい。加熱板１の最
下段のもの１₁は、前記支持ビーム１１で支持されてい
る。加熱板１は、これらによって全体的に支持されてい
る。

【００１７】回転昇降軸３は、加熱板１の周辺部の少な
くとも３位置として本例では幅方向であるＸ方向の両端
外側であって長さ方向であるＹ方向の両端内側の近傍の
位置に合計４箇所に図１では６段の間隔を含んで上下の
Ｚ方向に設けられ、回転が可能なように後述する回転昇
降機構部分の軸受で支持されている。本例の回転昇降軸
３は、間隔変更手段にもなっているため、昇降可能に支
持されている。なお、回転昇降軸３は、通常本例の如く
４本装備されるが、加熱板１の大きさや段数等によって
は、必要に応じて４本以上の多本数設けられる。又、場
合によっては、平面支持のための最小本数である３本で
あってもよい。

【００１８】爪部材４は、間隔ｃの数と同じ数、従って
図１の加熱板７段の装置の例では６間隔分として６個設
けられ、回転昇降軸３に取り付けられ、この軸が回転さ
れることにより、何れか１の爪部材４として図１の例で
は下から２つ目の爪部材４₂の先端部分４１が間隔ｃの
うちの何れか１の間隔として間隔ｃ₂の中に入り他のも
のの先端部分が間隔ｃの外になるように形成されてい
る。この状態は、爪部材４を平面的に見た図４に明瞭に
示めされている。先端部分４１には、図３、４に示す如
く、支持面が傾動自在なように球面受けされた支持突起
４１ａが乗せられている。

【００１９】このように爪部材４が間隔ｃの内外に出入
り可能な構造として、本例では、図４にも示す如く、そ
れぞれの間隔ｃ₁〜ｃ₆に対応する位置の爪部材４₁〜
４₆を、上から見て円周方向に互いに６０°角度をずら
せて回転昇降軸３に取り付けると共に、その長さＬを、
１つの爪部材４₂の先端側の長さＬ₁の部分が間隔ｃの
中に入りこれに隣接する両側の爪部材４₁、４₃を含む
他の爪部材が間隔ｃの範囲外になるような長さにしてい
る。

【００２０】このような形状の爪部材４は、図１に示す
ように回転昇降軸３に直接取り付けられてもよいことは
勿論であるが、図３、４等に示す如く、軸３を６角等の
角軸にして、これにピース１６を嵌め込み、その外面に
取り付けられるようにしてもよい。その場合には、爪部
材４が固着された同形状のピース１６を６個製作し、下
から順次６０°の１角づつずらして軸３に嵌入させるこ
とにより、容易に且つ精度良く爪部材を取り付けること
ができる。又、部品の共用によって製作も容易になる。
更に、間隔ｃの数や寸法が異なった装置に対しても、ピ
ース１６の数を変え長さを調整することにより、容易に
対応することができる。

【００２１】なお、回転昇降軸３にスリーブ状の別の外
軸を嵌め込み、外軸に爪部材４を取り付けてこれを回転
させるようにすることも可能である。その場合には、外
軸が回転可能に支持された軸部材ということになる。

【００２２】回転機構５は、回転昇降軸３を回転可能に
する手段であり、図５、６、８に示す如く、構造材９１
から図示しない取付部材を介して固設された軸回転用の
モータ５１、モータ付きのプーリ５２ａから４個の軸３
側のプーリ５２ｂに捲回されたタイミングベルト５３、
プーリ５２ｂの回転をスリーブ３１の嵌められた軸３に
伝達し軸３を回転及び昇降自在に支持するロータリーボ
ールスプライン構造を備えた下部軸受５５、同様に軸３
を回転及び昇降自在に支持する上部軸受５６、ケーシン
グ７の構造体に取り付けられ軸受５５、５６が装着され
た上下の支持板５７、５８、軸３にかかる全重量を支持
可能なスラスト軸受５９、等によって構成されている。
符号５２ｃはテンションプーリである。

【００２３】昇降機構６は、前記の如く何れか１の爪部
材４として例えば図１の爪部材４₂が何れか１の間隔と
して間隔ｃ₂の中に入ったときに爪部材４₂と共に間隔
ｃ₂の拡大と復元とを可能にする機構であり、本例で
は、回転昇降軸３、爪部材４及び回転機構５と共に間隔
変更手段を構成する。

【００２４】このような昇降機構６は、図５、６、８に
示す如く、前記支持板５８に取り付けらた軸昇降用のモ
ータ６１、モータ付きのプーリ６２ａから幅Ｘ方向の両
端に設けられた２個のプーリ６２ｂに捲回されたタイミ
ングベルト６３、プーリ６２ｂの回転が伝達されるボー
ルネジ軸６４、前記支持板５８に取り付けられボールネ
ジ軸６４を回転自在に支持する軸受６５、ボールネジ軸
６４と螺合するボールナット６６、これに取り付けられ
前記スラスト軸受５９が装着された可動板６７、等によ
って構成されている。符号６２ｃはテンションプーリで
ある。

【００２５】回転機構５及び昇降機構６は、通常ワーク
Ｗを１タクトに１枚づつ自動的に枚葉処理する熱処理装
置に設けられ、必要なタイミングに必要な回転や昇降を
するように図示しない制御装置によって駆動制御され
る。

【００２６】支持管昇降用ブラケット１５は、間隔ｃの
上側の加熱板１として例えば前記間隔ｃ₂の上側の加熱
板１₃に取り付けられたブラケット１５₂がその間隔ｃ
₂にあるワークの下方で離れた位置Ｈ₁から支持管１３
₂を介してワークＷ₂を昇降可能なように形成されてい
る。即ち、図３にも詳細な形状を示す如く、ブラケット
１５は間隔ｃの上段の加熱板１に取り付けられ、先端に
支持管１３を受けられるように溝状部１５ａを備えてい
て、溝の深さが対応する支持管１３からＨ₁だけ下の位
置になるように形成されている。なおブラケット１５
は、図４に示す如く溝状部１５ａがカラーリング１４の
位置より支持管１３における長さＸ方向の先端側を支持
可能であると共に、隣接する上下段のものが干渉しない
ような形状及び取付位置にされている。

【００２７】以上のような熱処理装置は次のように運転
されその作用効果を発揮する。まず、主として図９によ
り、その左端図を基準状態として、任意の段として図に
おいて下から２番目の間隔ｃ₂の支持管１３₂にワーク
Ｗ₂を搭載したり交換するときの各部の動作について説
明する。

【００２８】左端図の基準状態では、各段の加熱板１は
等間隔になっている。この状態で支持管１３上にワーク
Ｗが搭載され熱処理されているときには、ワークＷと上
下の加熱板１との間隔は、図示の如く又図３にも示す如
く、支持管高さに相当する下側のｈ₁と上側のｈ₂にな
っている。本発明によれば、加熱板やワークの寸法等に
よっても異なるが、この間隔ｈ₁、ｈ₂を共に１０mm程
度の十分狭い最低限度の寸法にすることができる。

【００２９】その結果、一定枚数のワークＷを熱処理す
るときには、熱処理装置の高さを最小寸法にすることが
できる。一方、熱処理装置の高さを一定にするときに
は、最大枚数のワークＷを熱処理できる。又、熱処理時
のワークＷと加熱板１との間隔が最小であるため、一定
の平面寸法のワークＷ及び加熱板１を使用するときに
は、伝熱効率が最大になり、ワークＷの周辺部からの放
熱が少なくワークＷを均一に加熱できる。一方、熱処理
性能を一定条件に維持するときには、一定寸法の加熱板
で最大寸法のワークＷを処理でき、一定寸法のワークＷ
を処理するときには、加熱板の寸法を最小にすることが
できる。従って、本例の熱処理装置によれば、装置寸法
の最小化、熱処理性能の向上、熱処理可能なワークの寸
法の拡大、等の効果を得ることができる。

【００３０】例えば２番目の間隔ｃ₂の支持管１３
₂に、最初にワークＷ₂を搭載したり熱処理の完了した
ワークＷ₂を新たなワークＷと交換するようなときは、
左端図に示す如く、爪部材４₂が間隔ｃ₂に入っていな
い状態から、まず、軸回転用のモータ５１が左端図の状
態から６０°回転し、プーリ等のトルク伝達機構及び回
転昇降軸３を介して、中央図で二点鎖線で示す如く、爪
部材４₂が６０°回転してその先端部分４１が間隔ｃ₂
の中に入る。このときには、軸３及び爪部材４以外の部
分はまだ左端図の状態になっていて、ブラケット１５₂
の溝状部１５ａと支持管１３₂とは溝の深さＨ₁だけ離
れた位置関係になっている。この状態は図３にも示され
ている。

【００３１】次に、軸昇降用のモータ６１が回転し、プ
ーリ等のトルク伝達機構を介してボールネジ軸６４が回
転し、これと螺合するボールナット６６が上昇し、これ
に取り付けられた可動板６７と共にスラスト軸受５９を
介して回転昇降軸３が昇降し、爪部材４₂が中央図の状
態を経由して左端図の状態まで所定高さＨ＝Ｈ₁＋Ｈ ₂
上昇する。図３にもこの状態を示してきに。又図２で
は、上昇して間隔の開いた加熱板１₂及び１₃の状態を
示している。

【００３２】ここで、爪部材４₂が図９の中央図の実線
で示すようにＨ₁上昇した段階では、加熱板１₃及びブ
ラケット１５₂の溝状部１５ａも左端図の状態からＨ₁
上昇し、その底部分が支持管１３₂に接触し、これを持
ち上げられる位置になる。そしてこのときには、支持管
１３₂はまだ上昇しないので、加熱板１₃と支持管１３
₂との上側間隔がｈ₂からｈ₂＋Ｈ₁になってＨ₁だけ
大きくなる。

【００３３】左端図のように、二点鎖線で示す中央図の
実線の位置の爪部材４₂が更に上昇して実線の位置にな
ると、今度は加熱板１₃に加えてブラケット１５₂で持
ち上げられて支持管１３₂もＨ₂上昇し、上側間隔は変
わらないが下側間隔である支持管１３₂と加熱板１₂と
の間隔がｈ₁からｈ₁＋Ｈ₂になってＨ₂だけ大きくな
る。なお、間隔ｃ₂を開くときには、それより上又は下
の間隔ｃは変わらない。図３にもこのような間隔の変化
状態及びそのときの寸法を示している。

【００３４】支持管１３₂と上下の加熱板１₃、１₂と
の上記間隔ｈ₂＋Ｈ₁及びｈ₁＋Ｈ ₂はそれぞれ、例え
ば３０mm程度及び３０〜４０mm程度にされる。なお、以
上では間隔ｃ₂を開くときの動作について説明したが、
他の間隔を開くときの動作も全く同じである。他の間隔
を順次開くときには、回転昇降軸３が６０°づつ順次回
転し、それぞれの間隔に対応する爪部材４が回転及び昇
降することになる。

【００３５】以上のようにして加熱板１の間隔ｃ₂が開
くときには、自動扉１０が動いてその図示しない開口部
が対応する間隔ｃ₂の位置になっている。そして、通常
開口部に設けられる柔軟材でできた図示しないシャッタ
ーを介して、図１０に示すようにロボットハンド１００
等のワーク移載装置によるワークＷの熱処理室８内への
搬入及び搬出が可能になる。

【００３６】ロボットハンド１００は、ワークＷを搬入
するときには、カセット等に積載され生産ラインから運
ばれてきた未処理ワークを吸着支持し、回転及び昇降し
て間隔ｃ₂に対応する前記自動扉１０の開口部位置に到
達し、図１に示す支持管１３上をその長さ方向に、即ち
図１０に示すの矢印方向に進行し、の矢印のように
２本の支持管１３₂の間を通って下降し、その間に支持
管上にワークＷ₂を移載し、の矢印のように引き抜か
れて熱処理装置から退出するように、自動的に作動され
る。ワークＷを搬出するときには、搬入時とは逆の方向
に−−のように動く。

【００３７】このようなロボットハンド１００によるワ
ーク搬入・搬出動作においては、ワークＷのたわみ量、
ロボットハンドの厚み、昇降距離、上下の余裕空間、等
のために間隔ｃとしては５０〜７０mm程度必要になる
が、本発明を適用することにより、このように間隔ｃを
実際の装置における必要寸法に合わせて自由に作ること
ができる。そして、ワークＷを搬入・搬出せず熱処理し
ているときには、このように間隔をとらず、前記の如く
最小間隔の下に最良の伝熱条件を得てワークＷを良好に
熱処理することができる。又、前記の如く装置の高さ及
び平面寸法を最小にすることができる。

【００３８】なお、本例の如くブラケット１５を設ける
と、前記の如くワークＷの上下の間隔ｈ₁、ｈ₂を同時
にＨ₁、Ｈ₂だけ大きくすることができ、装置としての
間隔をｈ₁、ｈ₂に最小化することができるが、装置の
構造や動作を簡単にするために、ブラケット１５を省略
することも可能である。その場合には、下側間隔ｈ₁を
Ｈ₁程度に大きくする。このような装置でも、従来の装
置に較べると大きさが相当程度小形化されることにな
る。又、上側間隔を小さくできるので、熱的性能が十分
に改善される。

【００３９】以上のような間隔ｃの開閉やロボットハン
ド１００によるワークＷの搬入・搬出は、熱処理装置及
びロボットの図示しない制御装置によって通常全て自動
的に行われる。一方、熱処理装置内では加熱板１に電源
が供給され、順次搬入されたワークＷは所定時間加熱さ
れ熱処理される。そして、何れかの間隔ｃのワークＷに
おいて所定の熱処理時間が経過すると、その間隔ｃが開
いて、熱処理済みのワークＷがロボットハンドによって
搬出され、新たなワークＷが搬入され、このような動作
が繰り返され、１タクトに１枚づつワークＷが自動的に
連続熱処理されていくことになる。

【００４０】図５乃至図８及び図１１は、前述の如く熱
処理装置本体部分の全体構成及び回転昇降機構部分の構
造を示すと共に、加熱板１の多段積載構造部分の他の例
を示す。本例の装置は、図１の装置に較べて、間隔ｃに
対する変位置支持部材である爪部材４の数及び軸部材で
ある回転昇降軸３に対する取付状態が異なっている。即
ち、爪部材４は、本例では、図１１にも示す如く、間隔
ｃの数である１０を２以上の整数で割った分割数として
２で割った分割数である５個にしていると共に、全ての
爪部材４が間隔ｃの外になる非係合位置Ｐを備えてい
て、これらの点で図１の装置と相違している。又本例の
装置は、１０間隔１１段加熱板の下積載部Ａとその上に
同じ構造を持つ上積載部Ｂとで構成されていて、ワーク
処理量が一層多い装置になっている。

【００４１】図６によって更に説明すれば、上下の積載
部Ａ、Ｂにはそれぞれ間隔ｃ₁〜ｃ ₁₀を空けて加熱板１
₁〜１₁₁が配設されていて、図の状態では間隔ｃ₁、ｃ
₃、ｃ₅、ｃ₇、ｃ₉に対応して爪部材４₁、４₂、４
₃、４₄、４₅が回転昇降軸３のピース１６に取り付け
られていて、更に、爪部材４を上から見ると、前記図１
１のように、５個の爪部材４₁〜４₅がそれぞれ中心角
６０°の位置に配置されていると共に、図において水平
の位置Ｐ部分に爪部材が設けられていない。

【００４２】本例の装置も図１の装置と同様に運転され
るが、ワークＷの出し入れ時に間隔ｃを開くときには、
回転昇降軸３を１間隔分即ち１ピッチ昇降させる動作が
追加されると共に、上下の積載部Ａ、Ｂにおいて同時期
にワークＷが出し入れされる点で図１の装置と相違す
る。

【００４３】即ち、図示の如く、上下の積載部の加熱板
１₉及び１₁のワークＷ₉及びＷ₁の熱処理が完了して
これを新たなワークＷと交換するためにワークＷを搬出
・搬入するときには、上下の爪部材４₅、４₁を加熱板
１_{1 0}、１₂の下に入れて間隔ｃ₉、ｃ₁を開いてワー
クＷ₉、Ｗ₁を交換する。次に上下の積載部の加熱板１
₁、１₃のワークＷ₁、Ｗ₃の熱処理が完了してこれを
新たなワークＷと交換するためにワークＷを搬出・搬入
するときには、上下の爪部材４₁、４₂を加熱板１₂、
１₄の下に入れて間隔ｃ₁、ｃ₃を開いてワークＷ₁、
Ｗ₃を交換する。

【００４４】同様にして順次上下のワークＷ₃、Ｗ₅、
Ｗ₇及びＷ₅、Ｗ₇、Ｗ₉を交換すると、図１１のよう
に爪部材４の非係合位置Ｐが加熱板１に対面する位置に
なるように回転昇降軸３を回転させ、爪部材４を加熱板
１と係合することなくバイパス可能にした後、回転昇降
軸３を１ピッチ上昇させ、それぞれの爪部材４₁〜４ ₅
を偶数の間隔ｃ₂〜ｃ₁₀に対応させ、今度は順次上下の
偶数のワークＷ₂、Ｗ ₄、Ｗ₆、Ｗ₈、Ｗ₁₀を交換し、
順次１タクトに２枚づつワークＷを連続熱処理していく
ことになる。

【００４５】なお、運転方法としては、上記のように、
奇数間隔のワーク出し入れ、−回転昇降軸の１ピッチ上
昇−偶数間隔のワークの出し入れ−回転昇降軸の１ピッ
チ下降−奇数間隔のワークの出し入れ、というように連
続熱処理する方法のほか、１段のワーク出し入れ、−回
転昇降軸の１ピッチ上昇−２段のワークの出し入れ−回
転昇降軸の１ピッチ下降−３段のワークの出し入れ、と
いうように各段毎に回転昇降軸の１ピッチ昇降を組み込
んだ連続処理方法にすることも可能である。

【００４６】本例の熱処理装置も図１の装置と同様の作
用効果を有するが、図１の装置よりもワークＷの多量処
理が可能になる。この場合、この装置では図１の装置よ
りも回転昇降軸３の１ピッチ昇降動作が追加になるが、
この動作は十分短時間に行われるので、ワークの搬入・
搬出時間に影響する程のことは全くない。

【００４７】なお、図５〜８に示す１ピッチ昇降と上下
２群配置を採用した装置に代えて、例えば上中下の３群
配置にして、それぞれの群を１５間隔１６段加熱板に形
成し、それぞれの群の間隔１、４、７、１０及び１３に
対応する位置に１５÷３＝５からなる合計５個の爪部材
４を配置すると共に爪部材４に非係合位置Ｐを設け、最
初に１、４、７、１０、１３段のワークを出し入れし、
回転昇降軸３を１ピッチ上昇させて２、５、８、１１、
１４段のワークを出し入れし、回転昇降軸３を更にもう
１ピッチ上昇させて３、６、９、１２、１５段のワーク
を出し入れするような構造の装置にすることも可能であ
る。

【００４８】図１２は本発明を適用した熱処理装置の間
隔変更手段の他の例を示す。本例の装置は、最下段の加
熱板１₁をその下に設けた昇降板１７の上に乗せ、この
昇降板１７を昇降軸１８で昇降させることにより、間隔
ｃを開閉できるようにした装置である。昇降軸１８は、
図１と同様にボールネジとボールナットの組合せやシリ
ンダ装置等の直線移動機構で昇降され、必要に応じて昇
降姿勢を保持するためのリニアーガイドが設けられる。
本例の間隔変更手段では、図１、図５等の回転昇降軸３
に変えて昇降しない回転軸３´が用いられる。間隔変更
手段を構成する爪部材４は図１等の装置のものと同じで
ある。本例の装置は以下のように作動する。

【００４９】左端図の基準状態では、各段の加熱板が等
間隔になっている。この状態は図９の左端図と同じであ
る。従って、ワークＷと上下の加熱板との間隔はｈ₂、
ｈ₁で共に１０mm程度である。

【００５０】例えば２番目の間隔ｃ₂を開くときには、
中央図のように爪部材４₂が６０°回転して加熱板１₃
の下の間隔ｃ₂内に入り、次に昇降軸１８が下降し、昇
降板１７と共に１₂以下の加熱板が中央図の状態を経由
して左端図の状態まで下降する。この下降動作の中間を
示す中央図は、加熱板１₂と共に支持管１３₂が下降
し、支持管１３₂が加熱板１₃に取り付けられていて下
降しないブラケット１５ ₂の溝状部１５ａに嵌まり込ん
で支持された状態を示す。この段階では、加熱板１₂が
溝状部１５ａの深さＨ₁分だけ下降していて、加熱板１
₃と支持管１３₂との上側間隔がｈ₂からｈ₂＋Ｈ₁に
なってＨ₁だけ大きくなっている。

【００５１】右端図は、支持管１３₂が上のブラケット
１５₂で支持された状態で加熱板１ ₂が中央図から更に
Ｈ₂下降し、もはや上側間隔は変わらないが、今度は下
側間隔である支持管１３₂と加熱板１₂との間隔がｈ₁
からｈ₁＋Ｈ₂になってＨ₂だけ大きくなった状態を示
している。

【００５２】本例の間隔変更手段と図１等の間隔変更手
段とを比較すれば、結局、両手段は、開くべき間隔の上
の加熱板を上に持ち上げるか又は下の加熱板を下に下げ
るかの点において相違するのみである。従って、図１２
の装置も図１等の装置と同様の作用効果を有する。

【００５３】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、定位置支持部材により、ホットプレー
トのような板状の加熱部材を上下方向に間隔を空けて多
段にそれぞれの間隔の間で分離可能に支持すると共に、
加熱部材の周辺部の少なくとも３位置に軸部材を設けて
いるので、何れかの間隔では、定位置支持部材による支
持に代えて、これらの軸部材によって加熱部材を少なく
とも３点で安定した状態で支持することが可能になる。

【００５４】そして、これらの軸部材は多段に形成され
る間隔を含んで上下方向に設けられていると共に、これ
らの軸部材には間隔の数と同じ数の変位置支持部材が取
り付けられているので、それぞれの間隔の加熱部材を変
位置支持部材を介して支持することが可能になる。又、
これらの軸部材が回転可能なように支持されていると共
に、軸部材を回転可能にする回転手段を設けているの
で、軸部材を介して変位置支持部材を回転させることが
できる。

【００５５】更に、この変位置支持部材は、軸部材が回
転されることによって位置が変わり、何れか１の変位置
支持部材の先端部分が間隔のうちの何れか１の間隔の中
に入り他の変位置支持部材の先端部分が間隔の外になる
ように形成されて軸部材に取り付けられているので、軸
部材を回転させることにより、変位置支持部材の先端部
分を順次間隔の中に入れ、当該間隔の加熱部材だけを支
持することが可能となる。このとき、当該間隔の上及び
下の間隔部分の加熱部材は定位置支持部材によって支持
されている。

【００５６】そして更に、何れか１の変位置支持部材の
先端部分が何れか１の間隔の中に入ったときに何れか１
の変位置支持部材と共に何れか１の間隔の拡大と復元を
可能にする間隔変更手段を設けているので、これらによ
り、多段の間隔を順次広げた後元の間隔に復元させるこ
とができる。

【００５７】この場合、間隔変更手段としては、何れか
１の間隔の上側の加熱部材を変位置支持部材と定位置支
持部材とで支持した状態で、変位置支持部材が取り付け
られている軸部材を上に上げることにより、それより下
の被処理物及び加熱部材との間隔を広げたり、変位置支
持部材で支持されている加熱部材より下の定位置支持部
材で支持されている被処理物及び加熱部材を下に下げる
ことにより、それより上の加熱部材との間隔を広げるよ
うな手段が用いることができる。

【００５８】板状の被処理物を搬送可能な例えばロボッ
トハンドのような搬送部材によって加熱部材の間隔内に
被処理物を出し入れするときには、間隔内で搬送部材を
上下方向にも動かす必要があるので、被処理物のたわみ
や搬送部材の厚みやその上下動等のために、単に被処理
物を加熱して熱処理しているときよりも、被処理物と加
熱部材との上下間隔を広げる必要がある。請求項１の発
明によれば、上記のように加熱部材の間隔を順次広げら
れるので、被処理物を間隔内に出し入れして熱処理済み
のものと未処理のものとを順次交換するとき等には間隔
を広げ、その他の加熱時間帯には間隔を広げることなく
狭い間隔に維持することができる。従って、装置として
は全体の間隔を狭くすることができる。

【００５９】その結果、熱処理装置の高さ寸法が小さく
なること、同じ高さ寸法であれば処理量が大きくなるこ
と、良好な伝熱条件が得られるため加熱部材の平面寸法
が小さくなること、熱処理可能な被処理物の寸法が大き
くなること、被処理物が均一加熱され良好な熱処理条件
が付与できること、熱ロスが少なくなり省エネ運転でき
ること、被処理物交換時の動作の安全性が確保されるこ
と、等の十分な作用効果を得ることができる。

【００６０】請求項２の発明は、請求項１の発明と同様
の構成を有するが、変位置支持部材が、間隔の数を２以
上の整数で割った分割数になっていると共に、軸部材が
回転されることによって何れか１の変位置支持部材の先
端部分が間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変
位置支持部材の先端部分が間隔の外になり且つ全ての変
位置支持部材が間隔の外になる非係合位置を備えるよう
に構成されているので、分割数からなる一定数の変位置
支持部材に対して、例えば２分割であれば２倍、３分割
であれば３倍というように分割数に対応する倍数の間隔
に対して、変位置支持部材の非係合位置を利用して変位
置支持部材が加熱部材と干渉することなく軸部材を昇降
させ、分割数倍の全ての間隔に変位置支持部材を対応さ
せることができる。

【００６１】従って、１回転の角度差を利用して配置さ
れる変位置支持部材の数に一定の制限があっても、間隔
数をその分割数倍にして、変位置支持部材によって全て
の間隔を変更できることになる。その結果、間隔数を多
くし、被処理物の熱処理量を一層多くし、処理能率を拡
大することができる。

【００６２】請求項３の発明においては、請求項１又は
２の発明に加えて、多段の加熱部材のうちの２段目以上
のものに下離間部材を取り付け、この下離間部材を、間
隔の上側の加熱部材に取り付けられた下離間部材がその
間隔にある被処理物の下方で離れた位置からその被処理
物を昇降可能なように形成するので、間隔を開くとき
に、例えば間隔より上の加熱部材を上に上げると、最初
は単に上の加熱部材が上昇し、下の被処理物との間隔を
開き、この間に下離間部材が下方の離れた位置から上昇
して被処理物を上昇可能な位置に到達し、更に間隔を開
くと、被処理物と下の加熱部材との間隔が開くことにな
り、結局、被処理物と上下の加熱部材との間隔、即ち被
処理物の上下両側の間隔を開くことができる。

【００６３】従って、通常の加熱時には被処理物と上下
の加熱部材との間隔の何れ側の間隔も最小にすることが
できる。その結果、熱処理装置の全寸法の最小化、伝熱
効率の最大化、熱処理条件の最適化、最大の省エネ化、
等、請求項１及び２の発明の作用効果を最大化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した熱処理装置の内部構造部分の
一例を示す斜視図である。

【図２】上記装置が加熱板の間隔を開いた状態を示す斜
視図である。

【図３】上記内部構造部分の一部分を拡大して示した側
面図である。

【図４】上記内部構造部分の一部分を拡大して示した平
面図である。

【図５】本発明を適用した熱処理装置の他の例の全体構
造を示す側面図である。

【図６】上記装置の中心から左側部分を示す正面図であ
る。

【図７】上記装置の中央部分の平面図である。

【図８】上記装置の回転昇降機構部分の平面状態を示す
説明図である。

【図９】図１の装置の動作の説明図である。

【図１０】上記装置に使用されるロボットハンドの動作
状態の説明図である。

【図１１】図５の装置に用いられる爪部材と加熱板との
関係を示す平面図である。

【図１２】本発明を適用した熱処理装置の更に他の例を
示す説明図である。

【図１３】従来の一般的熱処理装置の概略形状を示す側
面図である。

【符号の説明】

１放射加熱板、加熱板（加熱部材）２スペーサーピン（定位置支持部材）３回転昇降軸（軸部材、間隔変更手段）４爪部材（変位置支持部材、間隔変更手
段）５回転機構（回転手段、間隔変更手段）６軸昇降機構（間隔変更手段）１１支持ビーム（定位置支持手段）１５支持管昇降用ブラケット、ブラケット
（下離間部材）４１先端部分ｃ間隔Ｗワーク（被処理物）Ｚ上下方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下方向に間隔を空けて多段に支持され
た板状の加熱部材によりそれぞれの前記間隔の中で支持
された板状の被処理物を加熱して熱処理するようにした
多段加熱板式熱処理装置において、前記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支
持する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少な
くとも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けら
れ回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の
数と同じ数の変位置支持部材であって前記軸部材に取り
付けられ該軸部材が回転されることによって何れか１の
前記変位置支持部材の先端部分が前記間隔のうちの何れ
か１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が
前記間隔の外になるように形成された変位置支持部材
と、前記軸部材を回転可能にする回転手段と、前記何れ
か１の変位置支持部材の前記先端部分が前記何れか１の
間隔の中に入ったときに前記何れか１の変位置支持部材
と共に前記何れか１の間隔の拡大と復元とを可能にする
間隔変更手段と、を有することを特徴とする多段加熱板
式熱処理装置。
【請求項２】上下方向に間隔を空けて多段に支持され
た板状の加熱部材によりそれぞれの前記間隔の中で支持
された板状の被処理物を加熱して熱処理するようにした
多段加熱板式熱処理装置において、前記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支
持する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少な
くとも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けら
れ回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の
数を２以上の整数で割った分割数の変位置支持部材であ
って前記軸部材に取り付けられ該軸部材が回転されるこ
とによって何れか１の前記変位置支持部材の先端部分が
前記間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置
支持部材の先端部分が前記間隔の外になると共に全ての
変位置支持部材が前記間隔の外になる非係合位置を備え
た変位置支持部材と、前記軸部材を回転可能にする回転
手段と、前記何れか１の変位置支持部材の前記先端部分
が前記何れか１の間隔の中に入ったときに前記何れか１
の変位置支持部材と共に前記何れか１の間隔の拡大と復
元とを可能にする間隔変更手段と、を有することを特徴
とする多段加熱板式熱処理装置。
【請求項３】前記多段の加熱部材のうちの２段目以上
のものに取り付けた下離間部材であって前記間隔の上側
の前記加熱部材に取り付けられたものが該間隔にある前
記被処理物の下方で離れた位置から前記被処理物を昇降
可能なように形成された下離間部材を有することを特徴
とする請求項１又は２に記載の多段加熱板式熱処理装
置。