JP2022133684A - 熱処理装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022133684000001
【課題】構造の簡易化が可能で、搬送用ロッドの高熱化を防ぐことのできる熱処理装置を提供する。
【解決手段】
熱処理装置は、搬送室と、これに接続される熱処理炉と、前後方向に延びている棒形状を有する搬送用ロッドであって、被処理物を支持する搬送用ロッド前端部を有している搬送用ロッドと、前記搬送用ロッドを前後方向に移動させる駆動装置と、を備える。また、熱処理装置は、熱処理ガスの成分と同じ成分を有し、前記熱処理ガスの温度より低い温度を有する冷却ガスを前記搬送室に供給するガス供給部と、前記搬送室内に位置する前記搬送用ロッド前端部に前記冷却ガスを導く整流部材と、を備えている、
【選択図】 図４

Description

本発明は、搬送用ロッドによって、熱処理炉に被処理物を搬入および搬出をする機構を備える熱処理装置に関する。
熱処理炉に被処理物を搬入して熱処理を行う熱処理装置には様々な構造のものがある。典型的には、特許文献１に示されるような構造が使用されている。特許文献１では、コの字状のリフト管を移動させることで、被処理物（ワーク）を熱処理炉内で移動させている。リフト管は、台と一体になっている。台は、モータ機構によって、水平方向および垂直方向に移動する。このような構造によって、被処理物（ワーク）は、熱処理炉内において、水平方向および垂直方向に搬送される。
また、特許文献２に示されるような構造もある。特許文献２では、炉体の被処理物（ワーク）搬入の搬入搬出口（開口部）にシャッターを介して準備室４０が設けられている。被処理物（ワーク）は準備室４０内の支持機構で支持されてから、アームにより炉体内に搬送される。
特開平０７－１６１６５２号公報 特開２０１７－１１７８５０号公報
特許文献１に記載の熱処理装置では、被処理物（ワーク）の搬送機構の形状が大きい。したがって、このような搬送機構に載置された被処理物（ワーク）を、熱処理炉内に搬入しようとすると、熱処理炉の開口部（搬入搬出口）を大きくしなければならない。
そして、開口部が大きくなることによって、熱処理炉内が外部に開口する面積は、大きくなる。このため、熱処理炉の雰囲気を保つ際に、大きなロスが生じてしまう。例えば、熱処理炉内にＮ２（窒素）を充填させるような場合、大量のＮ２（窒素）が必要になってしまう。
また、特許文献２に記載の熱処理装置では、被処理物（ワーク）の搬送用ロッド（支持部材）が炉体と準備室間を往復動するプロセスを繰り返すにしたがって、搬送用ロッドが高熱化する。搬送用ロッドが炉体から準備室に戻って十分に冷却される前に新たな被処理物（ワーク）を炉体内に搬入するプロセスが繰り返される結果、搬送用ロッドに対する準備室での冷却よりも炉体内での加熱が上回るためである。搬送用ロッドの高熱化は、ワークの熱処理頻度、つまり、搬送用ロッドが炉体と準備室間を往復する頻度による。例えば、セラミックス基板上に半導体チップなどの部品を実装した小さな電子部品を被処理物（ワーク）とする場合、数分で１被処理物（ワーク）の熱処理を行うため、被処理物（ワーク）の熱処理頻度が高い。このようなケースでは、単位時間当たりの搬送用ロッドの往復回数が多数となり、支持部材が非常に高温となる。
搬送用ロッドが高熱化すると搬送用ロッドが炉体内で酸化しやすくなり、炉体内の酸素消費が進む。すると炉体内の酸素量が減り炉体内の雰囲気が変化する。その結果、被処理物（ワーク）の熱処理に悪影響を及ぼしてしまう。
この発明の目的は、熱処理炉と外部とが繋がる面積を小さくでき、構造の簡易化が可能な搬送機構を備え、且つ、搬送用ロッドの高熱化を防ぐことのできる熱処理装置を提供することにある。
この発明の熱処理装置は、搬送空間を形成している搬送室と、
前記搬送空間の前に位置する熱処理空間、及び、前記搬送空間と前記熱処理空間とを繋ぐ開口を形成している熱処理炉であって、前記熱処理空間内の被処理物に加熱処理を施す熱処理炉と、
前後方向に延びている棒形状を有する搬送用ロッドであって、前記被処理物を支持する搬送用ロッド前端部を有している搬送用ロッドと、を備える。
また、前記搬送用ロッドを前後方向に移動させることにより、前記搬送空間と前記熱処理空間との間において前記開口を介して前記搬送用ロッド前端部を移動させる駆動装置と、
前記熱処理空間に供給されている熱処理ガスの成分と同じ成分を有する冷却ガスであって、かつ、前記熱処理ガスの温度より低い温度を有する前記冷却ガスを前記搬送空間に供給するガス供給部と、
前記搬送室内に位置する前記搬送用ロッド前端部に前記冷却ガスを導く整流部材と、
を備えている。
搬送室において搬送用ロッド前端部に支持された被処理物は、搬送用ロッドが前進することで前記開口を通過して熱処理炉内に搬送される。熱処理炉内で熱処理された被処理物は、搬送用ロッドが後退することで前記開口を介して搬送室に戻される。
なお、本発明において、被処理物とは、熱処理を行う目的物のワークを意味するが、ワークを支持するトレーをも含む概念である（以下、同じ）。
このように、搬送室と熱処理炉間で搬送用ロッドの前進と後退を繰り返すことで多数の被処理物を順に処理することが可能である。このため、搬送用ロッドを前後方向に移動させる駆動装置は熱処理装置外に設けることが可能であり、駆動装置は熱対策処理が不要であり、構造が簡易となる。
熱処理炉内での被処理物の熱処理後、搬送用ロッドは後退し前記開口を通過して搬送室内の搬送空間に戻る。
搬送室内では、冷却ガスが搬送室内の搬送空間に供給される。搬送室には整流部材が配置され、整流部材により、冷却ガスが搬送室内にある搬送用ロッド前端部に導かれる。
冷却ガスは、熱処理空間に供給されている熱処理ガスの成分と同じ成分を有する。
これにより、搬送室と熱処理炉間で搬送用ロッドの前進と後退が繰り返されても、搬送用ロッド前端部は冷却ガスにより冷却される。このとき、冷却ガスの成分は熱処理ガスの成分と同じ成分を有するため、搬送空間と熱処理空間とを繋ぐ開口が開いていても、熱処理空間の雰囲気は変わらない。
また、整流部材により、冷却ガスは搬送用ロッド前端部に導かれることで、冷却ガスが被処理物に直接あたらない。これにより、冷却ガスによるワークに対する熱衝撃（ワーク破損）を防止できる。
この発明の別の実施態様では、前記搬送用ロッド前端部に導かれる前記冷却ガスの量は、前記被処理物に導かれる前記冷却ガスの量より多い。
整流部材により、冷却ガスは搬送用ロッド前端部に導かれるが、整流部材は、搬送用ロッド前端部に導かれる冷却ガスの量を、被処理物に導かれる量よりも多くする。被処理物にも若干の冷却ガスはあたるが直接的ではなく、しかも、その量は相対的に搬送用ロッド前端部に導かれる量よりも少ない。これにより、冷却ガスによるワークに対する熱衝撃を一層防止できる。
この発明の別の実施態様では、前記搬送用ロッド前端部は、平坦面を有しており、前記整流部材は、前記平坦面に対して交差する方向に前記冷却ガスが流れるように、前記平坦面に前記冷却ガスを導く。
搬送用ロッド前端部の平坦面に対して交差する方向に冷却ガスが流れるため、冷却ガスが直接あたる有効面積が大きくなる。このため冷却効率が高い。
この発明の別の実施態様では、前記搬送用ロッド前端部は、前記被処理物を下から支持し、前記整流部材は、前記搬送用ロッド前端部の下から前記搬送用ロッド前端部に前記冷却ガスを導く。
搬送用ロッド前端部は、その下から導かれる冷却ガスで冷却され、被処理物は搬送用ロッド前端部で下から支持されるため、冷却ガスが被処理物に直接あたるのを防止できる。
この発明の別の実施態様では、前記搬送用ロッドの材料は、ステンレス鋼である。
搬送用ロッドが熱処理炉内で加熱されて酸化すると、炉体内の酸素消費が進む。すると炉体内の酸素量が減り炉体内の雰囲気が変化する。その結果、ワークの熱処理に悪影響を及ぼしてしまう。そこで、搬送用ロッドは加熱されても酸化しにくい（腐食しにくい）ステンレス鋼で構成する。ステンレス鋼は加工が容易である。
この発明の別の実施態様では、前記冷却ガスは露点よりも高い温度のウエットガスである。
ウエットガスにすることで、被処理物を少し酸化させたい要望に対応可能となる。被処理物がセラミックスと金属製電子部品を積層した電子部品チップの場合、金属以外のセラミックスを少しだけ酸化させたい場合がある。このような酸化制御を行う場合、ウエットガスを使用することが可能である。ただし、露点以下だとウエットガスが結露するため、ガス温度は露点以上とする。また、このとき、搬送用ロッドがステンレス鋼であれば、ロッド自体が酸化しにくいため好都合である。
この発明の別の実施態様では、前記冷却ガスは常温である。
冷却ガスが常温であれば、通常のコンプレッサーでそのまま送風可能である。特別な冷却装置が不要であるため、構造が簡単となる。
この発明の別の実施態様では、前記熱処理装置は、
前記搬送空間において前記搬送用ロッド前端部が支持している熱処理済みである前記被処理物を熱処理済みでない前記被処理物に交換する交換装置を、
更に備えている、
交換装置は、搬送空間で被処理物の交換処理を行うため、熱処理空間内で交換処理する構造に比較して簡易である。なお、このとき、前記開口は閉じていくことが望ましい。
この発明の別の実施態様では、前記駆動装置は、前記搬送空間及び前記熱処理空間の外に配置されている。
この発明の熱処理装置では、搬送用ロッドの前進と後退を行うことで、被処理物に対する熱処理を行うので、搬送用ロッドの駆動装置を熱処理空間の外に配置することが可能である。それにより、駆動装置の構造が簡単であり、また、駆動装置自身の熱対策を行う必要がない。
この発明によれば、熱処理炉と外部とが繋がる面積を小さくでき、搬送用ロッドを前後方向に移動させる駆動装置は熱処理装置外に設けることが可能である。また、駆動装置は熱対策処理が不要である。このため、構造が簡易となる。
また、搬送用ロッドの高熱化を防ぎ、整流部材により冷却ガスによるワークに対する熱衝撃（ワーク破損）を防止できる。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す側面図である。 図２は、搬送用ロッドの前端部（第１端部）の平面図である。 図３（Ａ）は、側面図であり、図３（Ｂ）は、搬送用ロッドの前端部（第１端部）の平面図であり、図３（Ｃ）は端面図であり、図３（Ｄ）は外観斜視図である。 図４は、搬送室の断面図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、搬送用ロッドおよび支持部材の挙動を示す図である。 図６は、搬送室の前壁に形成された開口と搬送用ロッドとを示す図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、切替装置の一構成例を示す図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）、図８（Ｅ）は、熱処理装置の外部から被処理物を投入して、熱処理を行うまでの工程を示す図である。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）は、被処理物の熱処理後から被処理物を熱処理装置の外部に取り出すまでの工程を示す図である。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、支持部材の別の一例を概念的に示す図である。 図１１は、搬送用ロッドの派生例の構成を示す部分的な平面図である。 図１２は、搬送用ロッドを回転させる派生例の構成を示す図である。 図１３は、搬送用ロッドを回転させる他の派生例の部分的な構成を示す図である。
本発明の実施形態に係る熱処理装置について、図を参照して説明する。図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る熱処理装置の概略構成を示す側面図である。図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、搬送室および熱処理炉については断面図を示している。また、図１（Ａ）は、被処理物が搬送室内にある場合を示し、図１（Ｂ）は、被処理物が熱処理炉内にある場合を示す。図２は、搬送用ロッドの前端部（第１端部）の平面図である。図３（Ａ）は、側面図であり、図３（Ｂ）は、搬送用ロッドの前端部
（第１端部）の平面図であり、図３（Ｃ）は端面図であり、図３（Ｄ）は外観斜視図である。図４は、搬送室の断面図である。
（熱処理装置１０の全体構成）
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２に示すように、熱処理装置１０は、熱処理炉２０、搬送室３０、搬送用ロッド４１、搬送用ロッド４２、搬送装置５０、および、切替装置６０を備える。
熱処理炉２０と搬送室３０とは、一方向（図１（Ａ）、図１（Ｂ）におけるｘ方向）に沿って並んで配置されている。熱処理炉２０と搬送室３０とは接続している。以下、熱処理炉２０と搬送室３０とが並ぶ方向をｘ方向として説明する。
熱処理炉２０は、被処理物に対して加熱処理を行う熱処理空間（内部空間）２００を有する。熱処理炉２０は、熱処理空間２００の雰囲気が保てる部屋で構成されている。熱処理炉２０は、上部の壁構造体にガス導入部（図示せず）が設けられ、ガス導入部から所定の雰囲気ガス（熱処理ガス）が熱処理空間２００内に導かれる。
熱処理空間２００には、処理台２３０、および、熱源２４０が配置されている。より具体的には、例えば、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、高さ方向（図１（Ａ）、図１（Ｂ）におけるｚ方向）において、処理台２３０は、搬送用ロッド４１および搬送用ロッド４２と略同じ位置に配置される。処理台２３０の天面は、搬送用ロッド４１および搬送用ロッド４２の上端よりも高い位置にある。以下、高さ方向をｚ方向として説明する。
熱源２４０は、処理台２３０に対して、上側および下側に、それぞれ所定の間隔をおいて配置されている。これに限らず、熱源２４０は、処理台２３０に対して、側方に配置されていてもよい。熱源２４０は、処理台２３０に載置された被処理物ＷＫを均一加熱できるものであればよい。
熱処理炉２０を構成する壁における１つの側壁（前壁２１）には、開口２０１が形成されている。開口２０１は、前壁２１を貫いている。この開口２０１を介して、熱処理炉２０の熱処理空間２００は、搬送室３０の搬送空間（内部空間）３００に繋がっている。
搬送室３０は、搬送空間３００を有する。搬送室３０を構成する壁における１つの側壁（前壁３１）には、開口３０１および開口３０２（図５参照）が形成されている。開口３０１、３０２は、前壁３１を貫いている。これら開口３０１、３０２によって、搬送用ロッド４１および搬送用ロッド４２が前進と後退ができる。
搬送室３０は、遮熱壁３２が配置されている。遮熱壁３２は、搬送室３０における熱処理炉２０側の端部の近傍に配置されている。遮熱壁３２は、可動式であり、搬送空間３００における開口２０１へ繋がる側の空間と、開口３０１に繋がる側の空間の遮断、連通を切り替えられる。
搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２は、一方向に延びる棒形状（本願では円柱状）である。搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２の材質は、腐食しにくいステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成されている。
搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２の延びる方向は、熱処理炉２０と搬送室３０とが並ぶ方向に平行である。搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２は、所定の距離をおいて、平行に配置されている。搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２との並ぶ方向は、ｘ方向およびｚ方向に直交する方向（図１（Ａ）、図１（Ｂ）におけるｙ方向）である。搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２との距離Ｗｓ（図２参照）は、後述する支持部材４１２および支持部材４２２の長さも考慮して、処理台２３０のｙ方向の寸法よりも大きい。
搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２とは、搬送室３０の前壁３１に形成された第２開口を挿通している。搬送用ロッド４１の延びる方向の第１端部４１１１と搬送用ロッド４２の延びる方向の第１端部４２１１（図２参照）は、搬送室３０内側に配置され、搬送用ロッド４１の延びる方向の第２端部４１１２と搬送用ロッド４２の延びる方向の第２端部４２１２（図７参照）は、搬送室３０の外部に配置される。
後述のように、搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２とは、それぞれ４５度回転する。０度のときをロッド状態Ａ、４５度回転したときをロッド状態Ｂと称する。詳細は後述するように、搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２とは以下の工程を繰り返す。
搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２は、
（工程１）搬送室３０内でロッド状態Ｂで被処理物を上方から受け取る。
（工程２）ロッド状態Ｂで前進して第１端部４１１１、４２１１を熱処理炉２０内に移動させる。
（工程３）ロッド状態Ａにする。このとき、被処理物ＷＫは処理台２３０上に置かれて被処理物ＷＫに対する熱処理が行われる。
（工程４）ロッド状態Ａで後退して、第１端部４１１１、４２１１が搬送室３０内に移動する。
（工程５）被処理物ＷＫに対する熱処理が終わると、ロッド状態Ａで前進して第１端部４１１１、４２１１を熱処理炉２０内に移動させる。
（工程６）ロッド状態Ｂにする。このとき、被処理物ＷＫを処理台２３０から受け取って支持する。
（工程７）ロッド状態Ｂで後退して、第１端部４１１１、４２１１が搬送室３０内に移動する。
（工程８）ロッド状態Ｂで被処理物ＷＫを外部に取り出す。
図２～図４に示すように、第１端部４１１１には、平面板４１１０が設けられ、搬送用ロッド前端部に平坦面が形成される。第１端部４２１１には、平面板４２１０が設けられ、搬送用ロッド前端部に平坦面が形成される。後述のように、工程４のロッド状態Ａのときに冷却ガスＰが搬送空間３００内に導かれる。このとき、平面板４１１０、４２１０は、搬送空間３００内において、冷却ガスＰがダイレクトにあたる。これにより搬送用ロッド前端部が冷却される。冷却ガスＰは平面板４１１０、４２１０の法線方向に導かれるため、冷却効果が高い。
平面板４１１０、４２１０に対して冷却ガスがダイレクトに導かれるときは、少なくとも工程４のときである。
ｘ方向における、搬送用ロッド４１の延びる方向の第１端部４１１１と搬送用ロッド４２の延びる方向の第１端部４２１１の位置は同じであり、搬送用ロッド４１の延びる方向の第２端部４１１２と搬送用ロッド４２の延びる方向の第２端部４２１２は、同じである。
搬送装置５０は、搬送室３０を基準として、熱処理炉２０が接続する側と反対側に配置されている。すなわち、搬送装置５０は、搬送室３０および熱処理炉２０の外側に配置されている。搬送装置５０は、ロッド保持部材５１を介して搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２に接続する。搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２とは、それぞれの側面に沿う方向に回転可能な状態（ロッド状態Ａとロッド状態Ｂ）で、ロッド保持部材５１に保持されている。
搬送装置５０は、前後方向であるｘ方向に沿って移動する。この搬送装置５０の移動によって、搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２も、前後方向であるｘ方向に沿って移動する。これにより、図１（Ａ）に示すように、搬送装置５０が移動範囲の第１端部にあるとき、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１の部分と、搬送用ロッド４２の第１端部４２１１の部分とは、搬送室３０の搬送空間３００に配置される。一方、図１（Ｂ）に示すように、搬送装置５０が移動範囲の第２端部にあるとき、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１の部分と、搬送用ロッド４２の第１端部４２１１の部分とは、熱処理炉２０の熱処理空間２００に配置される。
搬送装置５０は、熱処理炉２０の外側で、且つ離れた位置に配置されている。このため、搬送装置５０は熱対策する必要はない。搬送装置５０は、安価な普及品で構成することが可能である。
図４は搬送室３０のｙ方向の断面図である。
搬送室３０の下部には、平板上の整流部材３３が設けられている。整流部材３３の材質も、搬送用ロッド４１、４２と同様に、腐食しにくいステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成される。整流部材３３は、搬送用ロッド４１、４２の下部に位置し、且つ搬送用ロッド４１、４２に平行に設けられている。整流部材３３は、図１のＸ方向の左右中心付近、且つ図４のＹ方向の両端近辺の位置に冷却ガス導入孔３３０、３３１を備えている。搬送室３０の左右中心付近、且つＹ方向の両端近辺の位置とは、搬送用ロッド４１、４２が上記工程４を終えて搬送室３０内で停止している状態で、平面板４１１０、４２１０の各下面が対向する位置である。
整流部材３３の下部において、搬送室３０の底部の壁には冷却ガス導入部３３２が設けられている。冷却ガス導入部３３２は本発明のガス供給部に対応する。冷却ガス導入部３３２の配置位置は、ｙ方向において冷却ガス導入孔３３０、３３１の中央部である。冷却ガス導入部３３２には図示しないコンプレッサーが接続されている。また、搬送室３０の左側の壁の上部には排気部３３３が設けられている。
図４に示す状態では、図４の矢印で示すように、冷却ガスＰは、冷却ガス導入孔３３０、３３１を介して、平面板４１１０、４２１０の各下面にダイレクトに導かれる。平面板４１１０、４２１０を介して搬送用ロッド４１の第１端部４１１１の部分および搬送用ロッド４２の第１端部４２１１の部分が冷却される。このとき、冷却ガスＰは平面板４１１０、４２１０の法線方向に進むから、平面板４１１０、４２１０の冷却有効面積は最大となる。
また、冷却ガスＰは搬送空間３００内に供給され続けるから、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１および搬送用ロッド４２の第１端部４２１１だけでなく、搬送空間３００内にあるロッド部全体をも冷却する。さらに、搬送空間３００内に供給される冷却ガスＰにより整流部材３３自体も冷却されるから、整流部材３３によっても搬送用ロッド４１、４２が冷却される。
冷却ガス導入孔３３０、３３１は、平面板４１１０、４２１０に対向する長孔やスリットでも良いが、多数の小孔であっても良い。
冷却ガスＰは、熱処理空間２００に充填されているガスと同じ成分を含む。望ましくは、それらのガスは同一である。それらのガスの成分を同一にすることで、遮熱壁３２が開いた図１（Ｂ）の状態で、熱処理空間２００と搬送空間３００の雰囲気が変わらないように出来る。
冷却ガスＰの温度は常温ないし、その前後で良いが、冷却ガスＰとしてウエットガスを用いる場合は、露点以上の温度であることが必要である。常温の場合は、冷却ガスの送出をコンプレッサーだけで簡単に行うことが出来る。
搬送室３０の上方には、処理後の被処理物ＷＫを未処理の被処理物ＷＫに置き換えるための交換装置３５が設けられている。交換装置３５は、真空吸着機構などの公知のロボット搬送機構を用いて、搬送室３０の上部の壁に設けられている投入口３９（図８（Ａ）参照）を開いてから被処理物ＷＫの交換を行う。搬送室３０の上部の壁の開閉構造については説明を略する。
以上のように、熱処理装置１０は、搬送室３０において、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１の部分および搬送用ロッド４２の第１端部４２１１の部分に載置された被処理物ＷＫが、開口２０１を介して、熱処理炉２０内に搬入される（図１（Ａ）→図１（Ｂ））。熱処理装置１０は、熱処理炉２０において熱処理された被処理物ＷＫを、開口２０１を介して、搬送室３０内に搬出される。搬送室３０内に搬出された被処理物ＷＫは、新たな被処理物ＷＫに取り換えられて、同様に熱処理炉２０内に搬入される。以下、同様な工程が繰り返される。具体的な制御、処理は後述する。
また、上記工程が繰り返されるときに、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１および搬送用ロッド４２の第１端部４２１１は、搬送空間３００内で、冷却ガスＰによって冷却される。このため、上記の熱処理の工程が繰り返されても、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１および搬送用ロッド４２の第１端部４２１１、およびその周辺部が高熱となることが防がれる。搬送用ロッド４１、４１の高熱化を防ぐことにより、搬送用ロッドが熱処理空間に搬入されたときの酸化を防ぐことができ、熱処理空間での酸素量の変化、つまり熱処理空間の雰囲気が変化することを防止できる。その結果、被処理物ＷＫの熱処理に悪影響を及ぼさない。
また、冷却ガスＰは、整流部材３３の冷却ガス導入孔３３０、３３１を介して、平面板４１１０、４２１０の各下面に導かれるため、冷却ガスＰが被処理物ＷＫに直接あたることが防がれる。これにより、被処理物ＷＫに対する熱衝撃による被処理物ＷＫの破損や品質劣化を防止できる。
次に切替装置６０と搬送用ロッド４１、４２について説明する。
切替装置６０は、搬送用ロッド４１の第２端部４１１２および搬送用ロッド４２の第２端部４２１２に接続する。切替装置６０は、搬送用ロッド４１および搬送用ロッド４２を、それぞれの側面に沿った方向に回転させてロッド状態Ａとロッド状態Ｂのいずれかの状態に保持する回転補助機構を備える。
搬送用ロッド４１には、被処理物ＷＫを支持するための支持部材４１２が配置され、搬送用ロッド４２には、支持部材４２２が配置される。
図２に示すように、支持部材４１２は、２個であり、２個の支持部材４１２は、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１の近傍（搬送用ロッド４１の第１端部４１１１の部分）に接続している。２個の支持部材４１２は、搬送用ロッド４１の延びる方向において、間隔ＬＳ４１２で配置されている。この間隔ＬＳ４１２は、搬送時に支持する被処理物ＷＫのｘ方向に沿った大きさ、または、被処理物ＷＫの大きさによって決まり、２個の支持部材４１２が被処理物ＷＫの裏面に接触するように決定されている。
２個の支持部材４１２は、搬送用ロッド４１の側面４１１に接続している。２個の支持部材４１２は、側面４１１から搬送用ロッド４２側に突出している。２個の支持部材４１２の突出量Ｌ４１２は、被処理物ＷＫの高さ方向の移動量によって決定される。
図３（Ａ）～図３（Ｄ）に示すように、２個の支持部材４１２は、丸棒であり、先端に、外周端４１３を有する。これにより、被処理物ＷＫを支持する際に、外周端４１３が被処理物ＷＫの裏面に当接する。すなわち、支持部材４１２は、被処理物ＷＫを点によって支持できる。したがって、支持部材４１２は、被処理物ＷＫへの接触を最小限に抑えられる。これにより、例えば、被処理物ＷＫに当接した支持部材４１２を介して放熱することで、被処理物ＷＫに局所的な温度差が生じて、被処理物ＷＫが歪むなどの熱の影響を抑制できる。また、さらに、支持部材４１２がｘ方向に２個並んでいることによって、被処理物ＷＫを安定して支持できる。
図２に示すように、支持部材４２２は、２個であり、２個の支持部材４２２は、搬送用ロッド４２の第１端部４２１１の近傍（搬送用ロッド４２の第１端部４２１１の部分）に接続している。２個の支持部材４２２は、搬送用ロッド４２の延びる方向において、間隔ＬＳ４２２で配置されている。この間隔ＬＳ４２２は、搬送時に支持する被処理物ＷＫのｘ方向に沿った大きさによって決まり、２個の支持部材４２２が被処理物ＷＫの裏面に接触するように決定されている。
２個の支持部材４２２は、搬送用ロッド４２の側面４２１に接続している。２個の支持部材４２２は、側面４２１から搬送用ロッド４１側に突出している。２個の支持部材４２２の突出量Ｌ４２２は、被処理物ＷＫの高さ方向の移動量によって決定される。
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、搬送用ロッドおよび支持部材の挙動を示す図である。図５（Ａ）はロッド状態Ｂであり、図５（Ｂ）はロッド状態Ａである。
２個の支持部材４２２は、２個の支持部材４１２と同様に、丸棒であり、先端に、外周端４２３（図５参照）を有する。これにより、ロッド状態Ｂでは、被処理物ＷＫを支持する際に、外周端４２３が被処理物ＷＫの裏面に当接する。すなわち、支持部材４２２は、被処理物ＷＫを点によって支持できる。したがって、支持部材４２２は、被処理物ＷＫへの接触を最小限に抑えられる。これにより、例えば、被処理物ＷＫに当接した支持部材４２２を介して放熱することで、被処理物ＷＫに局所的な温度差が生じて、被処理物ＷＫが歪むなどの熱の影響を抑制できる。
また、支持部材４２２がｘ方向に２個並んでいることによって、被処理物ＷＫを安定して支持できる。
ここで、支持部材４１２、４２２が丸棒である例を示したが、これに限るものではなく、三角柱や多角柱の棒状体や、先端が半球状の棒状体など、被処理物を点接触で支持できるものであればよい。
（搬送用ロッド４１，４２および支持部材４１２，４２２の挙動）
上述のように、切替装置６０によって、搬送用ロッド４１と搬送用ロッド４２とが回転する。これにより、支持部材４１２および支持部材４２２は、図５（Ａ）に示すロッド状態Ｂ（４５度回転）の姿勢と、図５（Ｂ）に示すロッド状態Ａの姿勢とをとることができる。
ロッド状態Ｂでは、支持部材４１２の先端が搬送用ロッド４１の上端よりも上側となり、支持部材４２２の先端が搬送用ロッド４２の上端よりも上側となる。さらに、図５（Ａ）に示すように、ロッド状態Ｂでは、支持部材４１２および支持部材４２２の先端にて支持された被処理物ＷＫは、処理台２３０の天面よりも上方に配置される。
ロッド状態Ａ（０度回転）は、支持部材４１２の先端が搬送用ロッド４１の上端よりも下側となり、支持部材４２２の先端が搬送用ロッド４２の上端よりも下側となる態様である。
したがって、この切り替えを利用することによって、搬送室３０でロッド状態Ｂにて、被処理物ＷＫを支持部材４１２および支持部材４２２に載置し、そのまま熱処理炉２０内に搬送することで、被処理物ＷＫは、処理台２３０の上方に運ばれる。
ロッド状態Ａに切り替えると、被処理物ＷＫは、支持部材４１２および支持部材４２２による支持から解放され、処理台２３０の天面に載置される。
被処理物ＷＫが熱処理空間２００内で熱処理された後、ロッド状態Ａにて、搬送用ロッド４１、４２を熱処理炉２０内に挿入すると、搬送用ロッド４１、４２は、被処理物ＷＫの下方に配置される。すなわち、搬送用ロッド４１、４２は、被処理物ＷＫに衝突することなく、熱処理炉２０内に配置される。
この状態において、搬送用ロッド４１、４２を４５度回転させてロッド状態Ｂに切り替える。すると、被処理物ＷＫは、支持部材４１２および支持部材４２２によって支持され、処理台２３０の天面から離れる。そして、この状態のまま搬送されることで、被処理物ＷＫは、熱処理炉２０から搬送室３０に搬出される。
この後、上記工程４にて、冷却ガスＰが搬送空間３００内に導入される。冷却ガスＰは、図４に示すように、矢印のように整流部材３３の冷却ガス導入孔３３０、３３１から、搬送用ロッド前端部に対して吹き付けられる。このとき搬送用ロッド４１、４２は図５（Ｂ）に示すロッド状態Ａにある。したがって、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１に設けられている平面板４１１０は、搬送用ロッド４１に平行となるから、冷却ガスＰは平面板４１１０に対し、その法線方向に吹き付けられる。これにより、平面板４１１０の冷却有効面積は最大となるから、その冷却効果は高い。
搬送用ロッド４２の第１端部４２１１に設けられている平面板４２１０に対する冷却も同様である。
このように、本実施形態の構成を用いることで、搬送用ロッド４１、４２の高さ方向の位置を変えることなく、被処理物ＷＫを搬送室３０内から熱処理炉２０内に搬送して、処理台２３０の天面に配置し、熱処理後の被処理物ＷＫを処理台２３０から持ち上げて、熱処理炉２０内から搬送室３０内に搬送できる。
これにより、開口２０１の高さは、搬送用ロッド４１、４２の下端から被処理物ＷＫの上面までの高さ程度でよい。したがって、開口２０１の開口面積を小さくでき、熱処理炉２０の熱や充填された気体が開口２０１を介して搬送室３０に漏洩することを抑制できる。すなわち、開口２０１があることによる熱処理炉２０の温度、雰囲気の変化を抑制できる。ただし、望ましい実施例では、熱処理空間２００と搬送空間３００の雰囲気が同じになるように、冷却ガスＰを熱処理空間２００内のガスと同じものにする。あるいは、両者の主要成分を同じものとする。これにより、遮熱壁３２により開口２０１の開閉を繰り返しても熱処理空間２００と搬送空間３００の雰囲気を同一に保つことが出来る。
また、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１および搬送用ロッド４２の第１端部４２１１は、搬送空間３００内で、冷却ガスＰによって冷却される。このため、上記の熱処理の工程が繰り返されても、搬送用ロッド４１の第１端部４１１１および搬送用ロッド４２の第１端部４２１１、およびその周辺部が高熱となることが防がれる。搬送用ロッド４１、４１の高熱化を防ぐことにより、搬送用ロッドが熱処理空間に搬入されたときの酸化を防ぐことができる。それにより、熱処理空間での酸素量の変化、つまり熱処理空間の雰囲気が変化することを防止できる。その結果、被処理物ＷＫの熱処理に悪影響を及ぼさない。同様に、搬送用ロッド４１、４２はステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成されるため、腐食しづらく、このため熱処理空間の雰囲気が変化することを防止できる。
また、切替装置６０と搬送装置５０を含む駆動装置は、熱処理炉２０と搬送室３０の外側で、且つ、それらから離れた位置に設けられる。このため、切替装置６０と搬送装置５０は高熱対応の部品ではなく、安価な汎用部品で構成可能である。
また、本実施形態の構成を用いることによって、搬送室３０の高さを、低くできる。これにより、搬送室３０の体積を小さくでき、搬送室３０のための気体の使用量を削減でき、搬送室３０の雰囲気の置換時間も削減できる。
また、本実施形態の構成を用いることによって、開口３０１、３０２の開口面積を小さくできる。図６は、搬送室の前壁に形成された開口と搬送用ロッドとを示す図である。
上述のように、熱処理装置１０では、搬送用ロッド４１、４２は、ｘ方向にのみ移動し、ｚ方向には移動しない。したがって、開口３０１、３０２は、搬送用ロッド４１、４２が挿通するだけの大きさであればよく、例えば搬送用ロッド４１、４２の外形（円周面）に沿った形状であり、搬送用ロッド４１、４２の外形よりも若干大きければよい。例えば、開口３０１、３０２は、搬送用ロッド４１、４２の断面形状と同様の形状で、略同じ寸法の円形の開口であればよい。
より具体的には、開口３０１の直径φ３０１は、搬送用ロッド４１の直径φ４１とほぼ同程度で、かつ、大きければよい。この際、開口３０１の直径φ３０１は、搬送用ロッド４１の直径φ４１に近いほど好ましい。なお、開口３０１の直径φ３０１は、支持部材４１２の第１態様における搬送用ロッド４１の下端と支持部材４１２の上端との距離Ｈ４１よりも短ければよい。
同様に、開口３０２の直径φ３０２は、搬送用ロッド４２の直径φ４２とほぼ同程度で、かつ、大きければよい。この際、開口３０２の直径φ３０２は、搬送用ロッド４２の直径φ４２に近いほど好ましい。なお、開口３０２の直径φ３０２は、支持部材４２２の第１態様における搬送用ロッド４２の下端と支持部材４２２の上端との距離Ｈ４２よりも短ければよい。
このような構成によって、開口３０１、３０２の開口面積を小さくできる。これにより、搬送室３０と外部とが開口３０１、３０２を介して連通する面積を小さくできる。したがって、外部の温度および雰囲気が搬送室３０の内部の温度および雰囲気に与える影響を小さくできる。ひいては、搬送室３０を介して熱処理炉２０の内部の温度および雰囲気に与える影響を小さくできる。
なお、搬送用ロッド４１、４２を回転させる切替装置６０は、例えば、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す構成によって実現される。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、切替装置の一構成例を示す図であり、図７（Ａ）が図５（Ａ）のロッド状態Ｂに対応し、図７（Ｂ）が図５（Ｂ）のロッド状態Ａに対応する。
図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、切替装置６０は、シャフト６１１、シャフト６２１、摺動板６１２、摺動板６２２、結合板６３、軸部材６０１、および、アクチュエータ６０２を備える。
シャフト６１１は、搬送用ロッド４１から搬送用ロッド４２側に延びる形状である。シャフト６１１の第１端部は、搬送用ロッド４１の第２端部４１１２に固定されている。シャフト６１１の第２端部は、摺動板６１２に接続する。この際、摺動板６１２には、ｙ方向に延びる溝６１３が形成されており、シャフト６１１の第２端部は、当該第２端部に配置されたピン６１４を溝６１３にはめ込むことによって、摺動板６１２に対して摺動可能に接続される。
シャフト６２１は、搬送用ロッド４２から搬送用ロッド４１側に延びる形状である。シャフト６２１の第１端部は、搬送用ロッド４２の第２端部４２１２に固定されている。シャフト６２１の第２端部は、摺動板６２２に接続する。この際、摺動板６２２には、ｙ方向に延びる溝６２３が形成されており、シャフト６２１の第２端部は、当該第２端部に配置されたピン６２４を溝６２３にはめ込むことによって、摺動板６２２に対して摺動可能に接続される。
摺動板６１２と摺動板６２２とは、結合板６３に固定されている。より具体的には、摺動板６１２は、結合板６３におけるｙ方向の第１端部に固定され、摺動板６２２は、結合板６３におけるｙ方向の第２端部に固定されている。
結合板６３のｙ方向の中心には、ｚ方向に延びる軸部材６０１の第１端部が接続している。軸部材６０１の第２端部は、アクチュエータ６０２に接続している。
このような構成において、アクチュエータ６０２によって、軸部材６０１の長さを変化させることで、結合板６３、摺動板６１２、および、摺動板６２２のｚ方向の位置は変化する。この変化に伴って、ピン６１４が溝６１３内を移動（摺動）し、ピン６２４が溝６２３内を移動（摺動）する。そして、ピン６１４の移動に伴って、シャフト６１１が回動し、ピン６２４の移動に伴って、シャフト６２１が回動する。これらシャフト６１１、６２１の回動によって、搬送用ロッド４１、４２は、回転する。
このような構成を切替装置６０に用いることで、搬送用ロッド４１の回転と搬送用ロッド４２の回転を同期させることができる。したがって、被処理物ＷＫの持ち上げ等を安定して行うことができる。
なお、以上の構成を備える熱処理装置１０は、例えば、図８、図９に示すような処理を行うことで、被処理物ＷＫの熱処理を行う。
図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）、図８（Ｅ）は、熱処理装置の外部から被処理物ＷＫを投入して、熱処理を行うまでの工程を示す図である。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）は、被処理物ＷＫの熱処理後から被処理物ＷＫを熱処理装置の外部に取り出すまでの工程を示す図である。これらの図では、図４に示す冷却ガス導入部３３２や排気部３３３を略している。
まず、図８（Ａ）に示すように、搬送用ロッド４１、４２の第１端部４１１１、４２１１が搬送室３０内にある状態で、投入口３９から、被処理物ＷＫを投入する。この際、支持部材４１２、４２２は、ロッド状態Ｂであり、被処理物ＷＫは、支持部材４１２、４２２上に置かれる。この状態では、遮熱壁３２は、搬送室３０の搬送空間３００を、搬送用ロッド４１、４２が存在する側と、開口２０１につながる側とに分離するように設置される。これにより、投入口３９と開口２０１とが直接つながることを抑制できる。上記したように、被処理物ＷＫが投入された後、投入口３９を閉じた状態にする。そして、被処理物ＷＫを搬送室３０内に投入した際に、投入口３９から混入した外気を除去するために、搬送室３０の置換処理が行われる。この置換処理は、搬送室３０内に窒素ガス等のパージガスを供給することにより行われ、搬送室３０内の空気がパージガスに追い出される。これによって、搬送室３０内の雰囲気は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に置換される。
次に、図８（Ｂ）に示すように、投入口３９が閉じた状態で、遮熱壁３２が上方に移動する。これにより、搬送用ロッド４１、４２および被処理物ＷＫを、開口２０１を介して熱処理炉２０に搬入可能な状態となる。
次に、図８（Ｃ）に示すように、搬送装置５０によって、搬送用ロッド４１、４２が移動し、搬送用ロッド４１、４２の第１端部４１１１、４２１１は、熱処理炉２０内に挿入される。これにより、被処理物ＷＫは、処理台２３０の上方まで搬送される。
次に、図８（Ｄ）に示すように、支持部材４１２、４２２は、ロッド状態Ｂからロッド状態Ａに切り替えられ、被処理物ＷＫは、処理台２３０の天面に載置される。
次に、図８（Ｅ）に示すように、搬送装置５０によって、搬送用ロッド４１、４２が移動し、搬送用ロッド４１、４２の第１端部４１１１、４２１１は、搬送室３０内に撤退する。この状態で、遮熱壁３２は下方に移動し、搬送室３０の搬送空間３００を、搬送用ロッド４１、４２が存在する側と、開口２０１につながる側とに分離する。言い換えれば、遮熱壁３２は、開口２０１をふさぐ構造となり、密閉空間が形成される。
そして、この状態において、熱処理炉２０は、所定の温度、雰囲気に制御され、被処理物ＷＫは、熱処理される。
また、図４に示すように、冷却ガスＰが搬送室３０の下方に設けられているコンプレッサーにより搬送室３０内に送出される。冷却ガスＰは、冷却ガス導入孔３３０、３３１から搬送空間３００にある搬送用ロッド４１、４２の第１端部４１１１、４２１１の平面板４１１０、４２１０に吹き付けられる。このとき、搬送用ロッド４１、４２は、ロッド状態Ａにある（図５（Ｂ））。被処理物ＷＫへの熱処理を行っている間は、冷却ガスＰにより、第１端部４１１１、４２１１の平面板４１１０、４２１０が冷却される。
被処理物ＷＫへの熱処理後、図９（Ａ）に示すように、遮熱壁３２は上方に移動する。そして、搬送用ロッド４１、４２が移動し、搬送用ロッド４１、４２の第１端部４１１１、４２１１は、熱処理炉２０内における被処理物ＷＫの下に達する。この際、支持部材４１２、４２２は、ロッド状態Ａであるので、搬送用ロッド４１、４２の第１端部４１１１、４２１１が被処理物ＷＫに近づいても、被処理物ＷＫに当たらない。
次に、図９（Ｂ）に示すように、支持部材４１２、４２２は、ロッド状態Ａからロッド状態Ｂに切り替えられ、被処理物ＷＫは、処理台２３０の天面から持ち上げられる。そして、被処理物ＷＫは、支持部材４１２、４２２によって支持される。
次に、図９（Ｃ）に示すように、搬送装置５０によって、搬送用ロッド４１、４２が移動し、搬送用ロッド４１、４２の第１端部４１１１、４２１１は、搬送室３０内に移動する。これにより、被処理物ＷＫは、熱処理炉２０から搬送室３０に搬出される。
次に、図９（Ｄ）に示すように、遮熱壁３２は、下方に移動し、搬送室３０の搬送空間３００を、搬送用ロッド４１、４２が存在する側と、開口２０１につながる側とに分離する。この状態で、投入口３９を開放することで、被処理物ＷＫは、熱処理装置１０の外部に取り出される。
このような熱処理工程では、熱処理炉２０と搬送室３０との間の開口２０１、および、搬送室３０と外部との開口３０１が、熱処理炉２０および搬送室３０の雰囲気の維持に影響を与える。しかしながら、本実施形態の構成を備えることによって、開口２０１および開口３０１の開口面積を小さくでき、熱処理炉２０および搬送室３０の雰囲気の維持に与える影響を抑制できる。すなわち、熱処理炉２０および搬送室３０の雰囲気の維持に対する開口２０１、３０１による損失を抑制し、熱処理炉２０および搬送室３０の雰囲気の維持を効率的に行うことができる。
また、冷却ガスＰの成分は、熱処理空間２００に充填しているガスと同じ成分を含むため、遮熱壁３２が上方に移動している状態においても、熱処理炉２０および搬送室３０の雰囲気はほとんど変わらない。
なお、図９（Ｄ）の状態では、投入口３９を開放して被処理物ＷＫを外部に取り出すため、搬送空間３００内に存在する冷却ガスＰが投入口３９から外部に排出される。冷却ガスＰの種類（例えばＮ２ガス）によっては、被処理物ＷＫを外部に取り出すときに悪影響が生じる可能性がある。そこで、そのような場合は、図９（Ｃ）の状態で、搬送空間３００の雰囲気を通常のエアに置換することが望ましい。
（熱処理空間２００内のガスと冷却ガスＰについて）
冷却ガスＰは、例えばＮ２ガスなどで構成され、熱処理空間２００内の雰囲気もＮ２ガスで構成することが可能であるが、これ以外のガスであっても良い。被処理物ＷＫの種類により、ガスの選定が行われる。例えば、被処理物ＷＫがセラミックス基板上に金属性電子部品が積層されている電子チップ部品（積層コンデンサ等）では、セラミックスを少し酸化させて金属部は酸化させたくない場合がある。このようなとき、酸化作用のためにウエットガスを使う。また、金属部においての還元作用を図るため水素成分も少し加えることも可能である。このように、熱処理空間２００内での酸化作用の制御をガスの成分を調整することで可能である。
ウエットガスを使う場合は、冷却ガスＰが搬送空間３００内で結露しないように、その温度は露点以上にする必要がある。なお、ウエットガスで酸化制御を行う場合、搬送用ロッド４１、４２が酸化して腐食しないよう、ロッド材質をステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成することが望ましい。
また、熱処理空間２００内のガスにウエットガスを使う別の実施例として、冷却ガスＰとして大量のＮ２ガスを使用することも可能である。熱処理を終わった被処理物ＷＴを搬送室３０に戻して（図９（Ｃ））、遮熱壁３２を閉じ、搬送用ロッド４１、４２の温度が大きく低下するのを待って（例えば１０００℃→３００℃）、冷却ガスＰとして大量のＮ２ガスを使用する。Ｎ２ガスは結露しないので大量に使うことで冷却効果を高めることが出来る。この場合、搬送室３０から被処理物ＷＴを取り出す前に（図９（Ｄ））、搬送空間３００をエア（大気）で置換することが望ましい。
（支持部材の態様の切り替えの他の例）
なお、上述の説明では、搬送用ロッド４１、４２を回転させることによって、高さ方向（ｚ方向）における支持部材４１２、４２２の先端の位置を変化させる態様を示した。しかしながら、他の構成によって、高さ方向における支持部材４１２、４２２の先端の位置を変化させることもできる。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、支持部材の別の一例を概念的に示す図である。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、支持部材の第１端部側から視た図である。
支持部材４１２、４２２は、図１０（Ａ）に示す、搬送用ロッド４１、４２の上端から突出するロッド状態Ｂと、図１０（Ｂ）に示す、搬送用ロッド４１、４２内に収容されるロッド状態Ａとを有する。支持部材４１２、４２２を搬送用ロッド４１、４２の上端から突出させたり、搬送用ロッド４１、４２に収容する機構は、支持部材４１２、４２２を物理的に押し出したり引き込んだりする機構であってもよく、支持部材４１２、４２２を圧縮空気等を用いて押し出したり引き込んだりする機構であってもよい。また、他の機構であってもよい。このような構成であっても、上述の搬送用ロッド４１、４２を回転させる機構を用いた構成と同様の作用効果を奏することができる。
なお、この実施例では、搬送用ロッド４１、４２を回転させないため、平面板４１１０，４２１０は搬送方向に平行に設けられる。
さらに、上述の説明では、搬送用ロッドとして、一対の搬送用ロッド４１、４２を用いた例を示したが、上述の構成はこれに限るものではなく、１つの搬送用ロッドを用いてもよい。この場合、１つの搬送用ロッド４１を移動し、被処理物ＷＫを熱処理炉２０に搬入等させることができる。
図１１は、搬送用ロッドの派生例の構成を示す部分的な平面図である。例えば、図１１に示すように、１つの搬送用ロッド４１を、その前端部にて、二叉状に分岐させ、この二叉部の一端と他端には、それぞれ支持部材４１２、４２２が配置される構造にすればよい。また、その際、支持部材４１２、４２２のロッド状態Ｂとロッド状態Ａの切り替えについては、例えば、前述の図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）で示した例と同様に、支持部材４１２、４２２は、前記二叉部の一端と他端から突出するロッド状態Ｂと、前記二叉部の一端と他端の内に収容されるロッド状態Ａとに切り替えるようにすることができる。
なお、上述の説明では、冷却ガスＰが平面板４１１０、４２１０の法線方向に導かれるようにしているが、平面板４１１０、４２１０に対して交差する方向であれば良い。
また、熱処理炉２０として雰囲気炉を例として示したが、上述の構成は、雰囲気炉に限るものではなく、他の仕様の熱処理炉にも適用できる。
（搬送用ロッド４１、４２を回転させる他の例）
上述の説明では、アクチュエータ６０２を含む切替装置６０を用いて搬送用ロッド４１、４２を回転させているが、モータ６００を使用して搬送用ロッド４１、４２を回転させることが可能である。
図１２は、搬送用ロッド４１の第２端部４１１２にモータ６５０、搬送用ロッド４２の第２端部４２１２（図７参照）にモータ６５１を設けた実施例を示す。モータ６５０とモータ６５１とのステータは搬送装置５０に固定され、各モータのロータの回転部が第２端部４１１２と第２端部４２１２のそれぞれに連結される。モータ６５０とモータ６５１は所定の角度だけ回転するステッピングモータで構成するのが好ましい。また、モータ６５０とモータ６５１は図外の制御回路で同期され、その回転角度は同一となるように制御される。このように、モータ６５０、６５１を、第２端部４１１２と第２端部４２１２とに設けることで、構造が簡易化する。
（搬送用ロッド４１、４２を回転させる他の例）
図１３は、搬送用ロッド４１、４２を回転させるさらに他の例を示す。
この実施例では、切替装置６０を、ラック・ピニオン機構を含む構造とする。切替装置６０は、搬送用ロッド４１の第２端部４１１２側に設けられるラック・ピニオン機構７００と搬送用ロッド４２の第２端部４２１２側に設けられるラック・ピニオン機構８００とで構成される。
ラック・ピニオン機構７００は、搬送用ロッド４１の第２端部４１１２に連結されるピニオンギア７０２と、これに噛み合う棒状のラック７０３と、ラック７０３を上下動させるエアシリンダ７０１とで構成される。同様に、ラック・ピニオン機構８００は、搬送用ロッド４２の第２端部４２１２に連結されるピニオンギア８０２と、これに噛み合う棒状のラック８０３と、ラック８０３を上下動させるエアシリンダ８０１とで構成される。また、エアシリンダ７０１、８０１を制御する制御部が設けられている（図示せず）。制御部は、エアシリンダ７０１、８０１を同期制御し、ラック７０３とラック８０３を同じ量だけ上下動させる。図１３（Ａ）は、ラック７０３とラック８０３が上方に移動してロッド状態Ｂとなったことを示し、図１３（Ｂ）は、ロッド状態Ｂから、ラック７０３とラック８０３が下方に移動してロッド状態Ａとなったことを示している。
このように、切替装置６０にラック・ピニオン機構を設けるようにしても搬送用ロッド４１、４２を同じ角度だけ所定回転させることが可能である。
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０：熱処理装置
２０：熱処理炉
２１：前壁
３０：搬送室
３１：前壁
３２：遮熱壁
３３：整流部材
３９：投入口
４１，４２：搬送用ロッド
５０：搬送装置
５１：ロッド保持部材
６０：切替装置
６３：結合板
２００：熱処理空間
２０１：開口
２３０：処理台
２４０：熱源
３００：搬送空間
３０１：開口
３０２：開口
３３０：冷却ガス導入孔
３３１：冷却ガス導入孔
４１１：搬送用ロッド４１の側面
４１２，４２２：支持部材
４２１：搬送用ロッド４２の側面
４２３：支持部材４２２の外周端
６０１：軸部材
６０２：アクチュエータ
６１１：シャフト
６１２：摺動板
６１３：摺動板６１２の溝
６１４：ピン
６２１：シャフト
６２２：摺動板
６２３：摺動板６２２の溝
６２４：ピン
４１１０：平面板
４２１０：平面板
４１１１：搬送用ロッド４１の第１端部
４１１２：搬送用ロッド４１の第２端部
４２１１：搬送用ロッド４２の第１端部
４２１２：搬送用ロッド４２の第２端部
ＷＫ：被処理物

Claims (9)

  1. 搬送空間を形成している搬送室と、
    前記搬送空間の前に位置する熱処理空間、及び、前記搬送空間と前記熱処理空間とを繋ぐ開口を形成している熱処理炉であって、前記熱処理空間内の被処理物に加熱処理を施す熱処理炉と、
    前後方向に延びている棒形状を有する搬送用ロッドであって、前記被処理物を支持する搬送用ロッド前端部を有している搬送用ロッドと、
    前記搬送用ロッドを前後方向に移動させることにより、前記搬送空間と前記熱処理空間との間において前記開口を介して前記搬送用ロッド前端部を移動させる駆動装置と、
    前記熱処理空間に供給されている熱処理ガスの成分と同じ成分を有する冷却ガスであって、かつ、前記熱処理ガスの温度より低い温度を有する前記冷却ガスを前記搬送空間に供給するガス供給部と、
    前記搬送室内に位置する前記搬送用ロッド前端部に前記冷却ガスを導く整流部材と、
    を備えている、
    熱処理装置。
  2. 前記搬送用ロッド前端部に導かれる前記冷却ガスの量は、前記被処理物に導かれる前記冷却ガスの量より多い、
    請求項１に記載の熱処理装置。
  3. 前記搬送用ロッド前端部は、平坦面を有しており、
    前記整流部材は、前記平坦面に対して交差する方向に前記冷却ガスが流れるように、前記平坦面に前記冷却ガスを導く、
    請求項１又は請求項２のいずれかに記載の熱処理装置。
  4. 前記搬送用ロッド前端部は、前記被処理物を下から支持し、
    前記整流部材は、前記搬送用ロッド前端部の下から前記搬送用ロッド前端部に前記冷却ガスを導く、
    請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の熱処理装置。
  5. 前記搬送用ロッドの材料は、ステンレス鋼である、
    請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の熱処理装置。
  6. 前記冷却ガスは露点よりも高い温度のウエットガスである
    請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の熱処理装置。
  7. 前記冷却ガスの温度は、常温である、
    請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の熱処理装置。
  8. 前記熱処理装置は、
    前記搬送空間において前記搬送用ロッド前端部が支持している熱処理済みである前記被処理物を熱処理済みでない前記被処理物に交換する交換装置を、
    更に備えている、
    請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の熱処理装置。
  9. 前記駆動装置は、前記搬送空間及び前記熱処理空間の外に配置されている、
    請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の熱処理装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3060053A (en) * 1960-09-12 1962-10-23 Gen Electric Method and apparatus for accreting molten copper on a moving member
KR940010151A (ko) * 1992-10-28 1994-05-24 이헌조 칼라수상관용 전자총의 비드글래스 가열장치
JP5231117B2 (ja) * 2008-07-24 2013-07-10 株式会社ニューフレアテクノロジー 成膜装置および成膜方法
US8561557B2 (en) * 2009-09-30 2013-10-22 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Primary oxidant feed to oxy-fired circulating fluidized bed (CFB)
JP5527075B2 (ja) * 2010-02-12 2014-06-18 東京エレクトロン株式会社 搬送機構
EP3333526B1 (en) * 2015-09-11 2021-10-06 Koyo Thermo Systems Co., Ltd. Heat treatment apparatus
JP6539929B2 (ja) * 2015-12-21 2019-07-10 昭和電工株式会社 ウェハ支持機構、化学気相成長装置およびエピタキシャルウェハの製造方法
CN105682270B (zh) * 2016-01-27 2019-07-09 福州大学 一种高频电磁感应热压烧结及钎焊装置
JP6863780B2 (ja) * 2017-03-10 2021-04-21 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理方法および熱処理装置

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