JP3718806B2 - Slide slit type heat treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理室に設けられた支持装置で平板状の被処理物を多段に支持して前記熱処理室の開口部から前記被処理物を1枚ずつ出し入れして熱処理するようにした熱処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱処理室内でLCDガラス基板等の平板状のワークを多段に支持して1枚づつ出し入れしつつ熱処理する通常クリーンオーブンと称される熱処理装置としては、一定位置にワーク出し入れ用のスリット状の開口を設け、昇降可能にされたゴンドラと称される積載装置に間隔をおいて多段にワークを積載し、ゴンドラを昇降させて熱処理の完了したワークの位置を開口の位置に合わせて、ロボットハンドでワークを出し入れし、順次この動作を繰り返えすように構成したものが従来から一般的に使用されてきた。(例えば特許文献1参照)。
【0003】
しかしながら、このような熱処理装置では、ワークを多段に支持したゴンドラをその段数分だけ昇降させるため、熱処理装置の高さが高くなり、これが設置されるクリーンルーム等の高さ制限から、ワークの積載枚数が制限され、ワークの積載率が低いため装置コストが割高になったり、設置場所の占有率が大きくなるという問題があった。
【0004】
そのため、ワーク出し入れ用の開口を上下二カ所の位置に設けて、ゴンドラをその高さの半分だけ昇降させ、二カ所の開口から同時的にワークを出し入れするようにして高集積化及び高能率化を図った熱処理装置が提案されている。(特許文献2参照)。
【0005】
この装置によれば、高さの問題はある程度改善されるが、二カ所に開口を設ける分だけ熱処理室内のシール性が低下すると共に、高さが高くなるという問題も残る。更に、近年、熱処理されるワークとなるガラス基板のサイズが巨大化し、例えば1800mm×1500mmという従来の基板の面積の数倍になるような大型のものも出現している。そのため、ゴンドラの寸法及びワーク搭載時のゴンドラの重量が多大になり、その昇降及び姿勢保持のための三次元の位置精度の確保が難しくなったり、昇降駆動力が大きくなったり、慣性力が大きくなるため昇降速度を遅くする必要があること等により、昇降機構の設計や動作の確実性、迅速性を得ることが難しいという問題がある。
【0006】
一方、ワーク積載装置を一定位置に保持して昇降させない形式の熱処理装置として、基板からなる被処理物(P)を多段に支持した支持台(3)を炉(1)内に固定設置し、被処理物出し入れ用の開口(4)に5枚の扉からなる閉鎖部材(5)の構成部材(5a)を、フック部材(27)等でシール(14)から離すと共に、上下方向に積み重ねられた5台のエアーシリンダ(12)で昇降させ、それぞれの間隔部分が構成部材1枚分だけ開閉させ、この1枚分の構成部材に対して複数枚の被処理物を対応させ、その何れかの被処理物を出し入れするときには構成部材1枚分だけ開口を開くようにしたものが提案されている。(特許文献3参照)。
【0007】
しかしながら、このような装置では、被処理物の出し入れ時に構成部材1枚分だけ大きく開口が開くと共に、そのときに間隔を開く位置から上の全ての構成部材をシールしている状態から離すため、炉内の熱気漏れが多くなって温度分布が悪くなるという問題がある。
【0008】
又、炉体(2)の中に多段の棚枠(3)を設け、炉体の開放面に矩形状のスリット(5)を開設したシャッター扉(4)を昇降自在に取り付け、このシャッターを棚枠の最下段から最上段まで昇降させてワークを出し入れするようにした焼成炉が提案されている(特許文献4参照)。
【0009】
この装置では、シャッター扉の一か所にスリットを設けているだけであるため上記特許文献3の装置と較べると内部の熱気漏れが少ないと共に、シャッター扉を昇降させるだけであるため小さい駆動力で容易且つ迅速に動かすことができる。しかし、シャッター扉を棚枠の全段の高さ分だけ昇降させるため、ゴンドラ昇降式装置と同様に熱処理装置の高さが高くなるという問題がある。又、開いているスリットが常時外部と導通していて常時熱気漏れがあると共に、シャッター扉が昇降するときに特許文献3の装置と同様の熱気漏れが発生するという問題がある。
【0010】
【特許文献1】
特開平6−66715号公報
【特許文献2】
特開平9−250883号公報
【特許文献3】
特開2000−169169公報(特に図3〜図6及び関連説明)
【特許文献4】
特開平9−72667号公報(特に図4、5等及び関連説明)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来技術における上記問題を解決し、装置の高さを高くすることなく熱処理室の熱気漏れを防止し、室内の温度分布を良好に維持すると共に、被処理物を出し入れする開口部の開閉機構の駆動力が小さく迅速確実に作動するようにされた熱処理装置を提供することを課題とする。
【0012】
【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、熱処理室に設けられた支持装置で平板状の被処理物を多段に支持して前記熱処理室の開口部から前記被処理物を1枚ずつ出し入れして熱処理するようにした熱処理装置において、
前記支持装置は一定位置を維持するように設けられていて、前記多段は複数段からなる複数組で構成されていて、前記開口部を塞ぐように設けられたスリット部材であって前記複数組に対応する複数個からなり前記被処理物を出し入れ可能にするスリットを備えていて昇降可能にされたスリット部材と、該スリット部材に対して前記開口の外側に前記スリット部材と対向するように設けられていて前記複数組に対応した複数枚からなる小扉であってそれぞれが対応するスリットを開閉可能にされていて閉鎖時に前記開口部を前記外側から囲うように形成された小扉と、前記複数個のスリットが前記複数段のそれぞれの段の位置で停止可能なように前記スリット部材を昇降可能にする昇降機構と、前記複数枚からなる小扉のそれぞれを開閉可能にする開閉機構とを有することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3は本発明を適用した熱処理装置としてクリーンオーブンと通称される熱処理装置の全体構成の一例を示す。
熱処理装置1は、熱処理室2に設けられた支持装置である支持体3で平板状の被処理物としてLCD基板やPDPの製造プロセスで取り扱われるガラス基板等のワークWを多段として本例では31段に支持して熱処理室2の開口部として本例では熱処理室2の一面をなす開口面1aから1枚ずつ出し入れして熱処理するようにした装置であり、スリット部材としての遮蔽板4、小扉5、昇降機構6及び開閉機構7を有する。
【0014】
熱処理室2の幅X方向の両側及び上下Z方向の下部には空調部分があり、矢印で示す熱風の流れ方向の順に、本例では下部に配設された4台の送風機8及びそのモータ81、風量のバランスをとるように必要に応じてガイドダクト等が設けられる入口ダクト部9、本例では9台に分離されている高性能フィルタ10、ワークWに平行に流れた熱風を下方に下ろすように形成され必要に応じてガイドダクト等が設けられる出口ダクト部11、下部空間12に配置され循環空気を例えば250℃程度に加熱して熱風にする加熱器13、等が通常のものと同様に設けられている。符号14及び15はそれぞれ断熱壁及び扉である。
【0015】
支持体3は、ゴンドラのように昇降することなく一定位置を維持するように設けられていて、X方向の両側に立設された支柱31に取り付けられた31枚の端ワーク受け32、熱処理室の前後Y方向の奥側に立設された支柱33に取り付けられた31枚×3列の中間ワーク受け34、等で構成されている。
【0016】
ワーク受け32、34の本例では31段からなる多段Nは、図4にも示す如く、複数段nとして第1複数段n1 =5段及び最下組になるn2 =n1 +1=6段からなる複数組mとしてm1 =5組とm2 =1組の合計6組で構成されている。その結果、N=nm=n1 m1 +n2 m2 =25+6=31段にされている。
【0017】
本例でこのようなn、mの値を採用したのは、1つの実際の製品仕様で決まった多段数N=31に合わせたためである。例えばN=30であれば、nは全てn1 で5、mはm1 だけで6にされ、N=32であれば、n1 =5、n2 =6、m1 =4、m2 =2で、N=n1 ×m1 +n2 ×m2 =20+12=32段ということになる。
【0018】
上記の如く、多段は、第1複数段からなる第1複数組で構成されるか(ケース1)、又は、前例の如く、第1複数段からなる第1複数組と第2複数段(第1複数段+1)からなる第2複数組との合計の複数組で構成される(ケース2)ことになる。このようなケース1又はケース2、及びケース2のときの第2複数組の数は、実際の製品として要求されるNに対応して定められる。
【0019】
図5は遮蔽板4及びその昇降機構6の概略構成を示し、図6は遮蔽板4及び小扉5部分の概略構造を示す。
遮蔽板4は、図1、2に示す如く開口面1aを塞ぐように設けられていて、ワークWを出し入れ可能にするスリット41を備えている。スリット41は、本例ではロボットハンドによってワークWの出し入れを可能にするように、図示しないロボットの移動体100に取り付けられたハンド101が余裕を持って通過可能な4個所の深溝部41aとハンド101に支持されたワークWが余裕を持って通過可能な上隙間41bとで形成されている。深溝部41a及び上隙間41bの高さ間隔h1 及びh2 はそれぞれ例えば60mm及び30mm程度の十分小さい寸法にされる。
【0020】
このようなスリット41は、複数組mに対応する複数個mからなる。即ち、本例では、図4にも示す如く、ワークWがワーク受け32、34で支持される多段N=31がn1 =5として複数組m1 =5にされる最上組から5組までの段位置に対応する411 〜415 からなる5個と、n2 =n1 +1=6からなる最下組m2 =1組の段位置に対応する416 とで構成されている。
【0021】
このようなスリット41持つ遮蔽板4は、枠板42及びこれに取り付けられた面板43で構成され昇降可能にされている。なお、図5では図示を省略しているが、スリット41は図6に示す如く角形のスリット部材41Aとして形成され面板43に嵌め込まれている。枠板42は、昇降可能にされるために、結合板44を介して後述する昇降機構6に取り付けられていると共に、図7にも示す如く、昇降方向に確実に動くように移動体45を介して上下Z方向に向いた補助的なリニアガイドの溝46に結合されて昇降案内されている。
【0022】
図8乃至図11は小扉5及びその開閉機構7の構成例を示す。
小扉5は、図1〜図3及び図10に示す如く、遮蔽板4に対して熱処理室2の外側に遮蔽板4と対向するように設けられていて、複数組mに対応した複数枚として本例ではm=6枚になっている。この小扉5は、図4にも示す如く、上から順に51 〜56 のそれぞれが対応するスリット411 〜416 を開閉可能なように形成されている。そのため本例では、小扉5の周囲の段落ちの部分にパッキン51(図9では一点鎖線Cでその中心位置だけを示している)が取り付けられていて、それらがクリーンオーブンの本体構造部1b及び両端がこれに取り付けられた当て部材1cに接触するように設けられている。
【0023】
このような小扉5は、その取付板52が2箇所でボルト53によって後述する開閉機構7のアーム78に取り付けられ、アーム78の一端側が回転軸77に取り付けられることにより、回転軸77が回転するとこの軸を中心として回転して対応するスリット41を開閉するように形成されている。
【0024】
昇降機構6は、複数個のスリット411 〜416 が複数段として本例ではn1 =5段及びn2 =6段のそれぞれの段の位置で停止可能なように遮蔽板4を昇降可能にする。このように昇降機構6としては、エアーシリンダ装置、ラックとピニオン機構、ネジ機構、ワイヤー吊り機構等の公知の種々の直線移動装置を用いることができるが、本例ではボールネジ機構を用いている。
【0025】
本例の昇降機構6は、図5に示す如く、減速機付きサーボモータ61、このモータで回転される幅X方向の両側の回転伝達軸62、この軸の回転が伝達されるボールネジシリンダ装置63、詳細図示を省略しているがこの装置の中で上下Z方向位置を規制され回転電動軸62によって回転されるボールナットと螺合しシリンダ63aで回転を規制されつつZ方向に案内されて昇降するボールネジ軸63b、この軸と係合しその昇降動作が伝達される昇降軸64、この軸を上下Z方向に昇降可能なように支持する軸受65、昇降軸64と遮蔽板4の枠板42とに取り付けられこれらを結合している前記結合板44、等で構成されている。
【0026】
開閉機構7は、複数枚として本例では61 乃至66 の6枚からなる小扉5のそれぞれを開閉可能にするように、図3に示す如くそれぞれの小扉51 乃至56 に対して71 乃至76 として設けられている。これらの開閉機構71 〜76 は全て同じものであり、図8乃至図11に開閉機構7として示されている。
【0027】
本例の開閉機構7は、エアーシリンダ71、そのロッド71aにフローティングジョイント72を介して矢印の如く往復移動可能なように設けられたL形部材73、これに固定され上下Z方向に長く表面側に形成されたリニアガイドの一方側部材になる本例では凸条74、同様に裏面側に形成されたラック75、凸条74が嵌め込まれて案内されるリニアガイドの溝部材76、ラック75と噛み合っているピニオン77aを備えた前記回転軸77、この軸に一端側が固定され小扉5が取り付けられている前記アーム78、等で構成されている。
【0028】
なお、スリット41を開閉する小扉の開閉機構としては、上記のようにエアーシリンダとラック・ピニオンを用いた機構に代えて、回転軸77を減速機付きモータで直接回転させるようにした機構や、小扉5をスリット面から離間させると共にZ方向にスライドさせるように一次元動作を二つ組み合わせた移動機構等、適当な構造のもの用いることができる。又、回転方式の場合の開閉方向としては、上向き開きもしくは下向き開きの何れの方式を選択してもよい。
【0029】
以上のような熱処理装置1は次のように運転されその作用効果を発揮する。
熱処理室2内には、これまで説明した状態でワーク受け32、34上にワークWが31段に支持され、図3、図4に示す如く51 〜56 からなる全ての小扉5が閉鎖されている。そして、送風機8及び加熱器13が運転され、循環気体として通常空気が矢印で示す如く高性能フィルタ10を経由して熱処理室2を通過するように循環され、ワークWが熱処理されている。このとき、遮蔽板4は、図2及び図4に示す如く、それぞれW1 〜W5 及びW1 〜W6 の5段及び6段からなる複数段の上から▲1▼〜▲6▼で示す6組のワークWのそれぞれの最下段のワークW5 及びW6 の位置に6個のスリット411 〜416 が対応するような位置にされている。
【0030】
この状態で、仮に31段のワークWのうち下から順番に所定の熱処理時間が経過して行くとすれば、これらの順番に熱処理済みの旧ワークと次に熱処理すべき新ワークとを入れ換えることになる。
【0031】
まず▲6▼組のワークW6 を入れ換えるときには、小扉56 を開く。そのため、開閉機構7のエアーシリンダ71を駆動し、L形部材73を上昇させてラック75をその方向に動かし、これと噛み合っているピニオン77aを回転させて回転軸77を回転させ、アーム78を回転させて小扉56 を回転させ、スリット416 を開く。図2では実線でこの状態を示している。
【0032】
このときには、スリット416 を介して熱処理室2とその外部200とが導通し、室内の熱気が外部に漏出することになる。しかしながら、熱処理室2の全体としては、小扉51 〜55 が閉鎖された状態を維持していて、従ってスリット411 〜415 が閉鎖されていてこの部分からの熱気漏れがないと共に、スリット41がワークWとロボットハンド101とを通過可能にするだけの上隙間41bとX方向の一部分の4箇所だけに設けられている深溝部41aとで形成される開口面積の小さいものにされるため、熱気漏れはごく僅かに止まる。その結果、熱処理室2内の雰囲気が乱されることはなく、その温度分布を良好に維持することができる。又、遮蔽板4と小扉5とが二重断熱シールを形成するので、断熱効果が良くなる。
【0033】
そしてこの場合、本発明を適用した本例の装置では、スリット41を開くために対応する小扉5を開くだけであるから、その操作を簡単に且つ迅速に行なうことができる。従って、ワークの熱処理能率を良くすることができる。又、開閉のための駆動力を小さくすることができる。これに対して、従来の小扉を設けた扉開閉式の熱処理装置では、複数の小扉の間隔部分を開いていたため、多数の小扉の開口面からの離間と上下移動とを組み合わせた動作になるため、動作が複雑で時間がかかると共に、駆動力も大きくなっていた。本例の装置ではこれらの点も大幅に改善されている。
【0034】
小扉56 が開くと、図2に示すようにロボットの移動体100がスリット416 から4本のロボットハンド101(図1にも示す)をワークW6 の下に挿入し、少し上昇してワークW6 を取り上げて熱処理室2の外に搬出し、図示しない熱処理済みワークラインに移載し、未熱処理ワークラインから新ワークを取り上げ、同じスリット416 からこれをワーク受け32、34上に載せる。これで▲6▼組のワークW6 の交換が完了する。なお、本例では熱処理室2の一面だけでワークを出し入れするようにしているが、小扉5等を前後Y方向の両側に設けて、ワークを両側から出し入れするような装置にしてもよい。
【0035】
▲6▼組のワークW6 に続いてその組のワークW5 の熱処理時間が経過してこの部分のワークを出し入れするときには、小扉56 を開いた状態で、遮蔽板4をワーク1段分即ち1ピッチ上昇させ、スリット416 が▲6▼組のワークW5 の位置になるようにする。このときには、モータ61を所定数回転させ、その回転を両側の回転伝達軸62を介してボールネジ装置63に伝達し、ボールネジ機構によってボールネジ63bを1ピッチ上昇させ、その動きを昇降軸64から結合板44を介して遮蔽板4の枠板42に伝達し、リニアガイド46で上下Z方向に案内しつつ遮蔽板4を1ピッチ上昇させる。
【0036】
この上昇動作は、モータ61を少し回転させるだけであるから、簡単で迅速且つ確実に行われる。又、スリットが形成されただけで十分軽量化の可能な遮蔽板4を上昇させるだけであり、従来の装置のように大型のワークWが搭載されていて重量の大きい積載装置を上昇させる必要がないので、上昇のためのモータ61は例えば400ワット程度の十分小出力のものにされる。
【0037】
これにより、ワークW6 と同様にワークW5 が出し入れされ交換される。このときにも、小扉51 〜55 は閉まっているので、熱気漏れの問題は生じない。なお、このときには、▲1▼〜▲5▼の組のスリット411 〜415 はそれぞれの組のワークW4 の位置なっている。
【0038】
このようにして遮蔽板4を1ピッチづつ上昇させてワークを交換して行き、▲6▼組の最上段のワークW1 を交換するときには、遮蔽板4の上端4aが6ピッチ上がって図4の二点鎖線で示す4a´の位置になる。従って、クリーンオーブン1の高さとしてこの4a´の位置を考慮する必要がある。しかし、この6ピッチ分の高さは、ワークの積載高さの全体に較べると1/5程度であるため、実質上全く問題にされることはない。
【0039】
これに対して、従来のゴンドラ昇降式の装置や1個のスリットを昇降させる装置では、全ワークの積載高さ分だけ上方に余分の高さが必要になり、結局ワークの積載率を低下させていた。なお、上端4aが上昇する分だけ下端4bが下がった位置になるが、この部分は熱処理装置において通常空調スペースや機械スペースになるので、この部分が余分な空間を占めて熱処理装置の高さが高くなるということはない。
【0040】
▲6▼組の6枚のワークWの熱処理が完了すると、▲5▼組のワークWをW1 からW5 までの順に又はこの反対の順に入れ換える。このときには、小扉56 を閉めて小扉55 を開くと共に遮蔽板4を1ピッチ又は5ピッチ下降させる。これにより、▲5▼組のスリット415 がその組のワークW1 又はW5 の位置に対応する位置になると共に小扉55 が開き、スリット415 が開かれ、ワークW1 又はW5 が出し入れされる。
【0041】
このようにして全段のワークWが熱処理されて順次出し入れされ、更にこのような工程が繰り返され、ワークWが連続して能率良く熱処理されていく。なお、通常熱処理装置1の各機器やロボットの動作は自動化されていて、ワークWは自動的に熱処理されるようになっている。
【0042】
【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、平板状の被処理物を多段に支持する支持装置は一定位置を維持するように設けられている。従って、被処理物を多段に支持した重量の重い支持装置は昇降しない。その結果、従来のゴンドラ昇降式熱処理装置に設けられていた大きな駆動力を必要とし複雑で大掛かりな構造になる支持装置昇降機構が不要になる。従って、特に大型のガラス基板のような被処理物であっても容易に確実に支持することができる。
【0043】
又、支持装置が一定位置を維持しているため、支持装置が精度良く製作されたときにその精度をそのまま維持することができる。その結果、平板状の被処理物を熱処理室から出し入れするときの通過部分であるスリットを狭い間隔のものにすることが可能になる。
【0044】
そして、支持装置の多段を複数段からなる複数組で構成していて、これに関連してスリット部材と小扉とスリット部材の昇降機構と小扉の開閉機構とを設けているので、極めて良好な状態で被処理物を熱処理室に出し入れして熱処理することができる。
【0045】
即ち、スリット部材は熱処理室の開口部を塞ぐように設けられていて、複数組に対応する複数個からなり被処理物を出し入れ可能にするスリットを備えていて昇降可能にされているので、例えば、スリット部材の位置が、複数組においてそれぞれの複数段の最下段にスリットが位置するような位置になっていれば、何れかの複数組の最下段のスリットからこれに対応する被処理物を出し入れし、次にスリット部材を1段上昇させ、そのときのスリットに対応する被処理物を出し入れし、このようにして1段づつスリットを上昇させて1段づつ被処理物を出し入れすることが可能になる。この場合、スリット部材の昇降機構は、複数個のスリットが複数段のそれぞれの段の位置で停止可能なようにスリット部材を昇降可能にするので、上記のようにして被処理物を出し入れすることができる。
【0046】
ここで、スリット部材にはスリットが複数組に対応して複数個設けられているので、この複数個のスリットを使用して被処理物を出し入れできる。従って、スリット部材は、それぞれの複数組を構成する複数段分だけ昇降すればよく、多段の全段数分昇降する必要はない。その結果、スリット部材を昇降させるが、その昇降高さを全段高さ分の複数分の一にして、熱処理装置の高さを従来のゴンドラ又はスリット昇降式のものに較べて大幅に低くすることができる。
【0047】
複数個のスリットを設けるとこれらの部分で熱処理室とその外部とが導通することになるが、スリット部材に対して開口の外側にこれと対向するように複数組に対応した複数枚の小扉を設け、それぞれの小扉が対応するスリットを開閉可能で閉鎖時に開口部を外側から囲うようにしているので、熱処理室内の雰囲気が外に漏れるのを十分低減させることができる。又、熱処理室の雰囲気を二重にシールし断熱効果を良くすることができる。そして、熱処理室内の雰囲気の温度分布を良好に維持することができる。
【0048】
即ち、複数個のスリットのうち被処理物を出し入れするスリットに対応した小扉だけを開き、他のスリットに対応する小扉を閉鎖した状態に維持することにより、他のスリットについては、これらが熱処理室と導通していても、小扉が外部と通じる開口部を囲って閉鎖するので、他のスリットを介する内外間の導通を防止することができる。この場合、開閉機構が複数枚の小扉のそれぞれを開閉可能にするので、上記のように開閉する必要のあるスリットだけを開閉することができる。
【0049】
以上において、スリット部材は、スリットが形成されているだけで十分軽量に製作可能なものであるので、これを昇降させる昇降機構の駆動力を小さくし、動作速度を速くすることができる。又、開閉機構は複数に分割された小扉を開閉可能にするものであるため、同様に開閉のための駆動力を小さくし開閉速度を速くすることができる。その結果、少ない動力消費の下に、被処理物の熱処理室への出し入れ時間を短縮し熱処理能率を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した熱処理装置の一例であるクリーンオーブンの横断面状態を示す説明図である。
【図2】上記装置の側断面状態を示す説明図である。
【図3】上記クリーンオーブンの正面及び正面断面状態を示す説明図である。
【図4】上記クリーンオーブンの複数段の組み合わせ状態を示す説明図である。
【図5】(a)及び(b)はそれぞれ上記クリーンオーブンの遮蔽板と昇降機構の正面状態及びスリットの一部分を示す説明図である。
【図6】上記クリーンオーブンの遮蔽板と小扉部分の概略構造を示す斜視図である。
【図7】上記遮蔽板と小扉部分の一部分を示す横断面図である。
【図8】上記小扉の開閉機構の概略構造を示す斜視図である。
【図9】上記開閉機構及び小扉の一部分を示す正面図である。
【図10】上記開閉機構と小扉及び遮蔽板の一部分の横断面状態を示す説明図である。
【図11】上記小扉の開閉状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 熱処理装置
1a 開口面(開口部)
2 熱処理室
3 支持体(支持装置)
4 遮蔽板(スリット部材)
5,51 〜56 小扉
6 昇降機構
7,71 〜76 開閉機構
41,411 〜416 スリット
N 多段
n,n1 ,n2 複数段
m,m1 ,m2 複数組、複数個、複数枚
W ワーク(被処理物)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a heat treatment apparatus in which a plate-like object to be processed is supported in multiple stages by a support device provided in a heat treatment chamber, and the objects to be processed are taken in and out one by one from the opening of the heat treatment chamber. About.
[0002]
[Prior art]
In a heat treatment chamber, a flat plate workpiece such as an LCD glass substrate is supported in multiple stages and heat treatment is performed while taking in and out one sheet at a time. The robot hand is used to load workpieces in multiple stages at intervals on a loading device called a gondola that can be lifted and lowered, and the gondola is moved up and down to align the position of the heat-treated workpiece with the position of the opening. Conventionally, a configuration in which the above operation is sequentially repeated has been used. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
However, in such a heat treatment apparatus, since the gondola supporting the work in multiple stages is raised and lowered by the number of stages, the height of the heat treatment apparatus becomes high, and due to the height limitation of the clean room where it is installed, the number of workpieces loaded However, there is a problem that the apparatus cost is high due to the low work load rate and the occupation rate of the installation place becomes large.
[0004]
For this reason, openings for loading and unloading workpieces are provided at two locations on the top and bottom, the gondola is moved up and down by half its height, and workpieces are loaded and unloaded simultaneously from the two openings, resulting in high integration and high efficiency. There has been proposed a heat treatment apparatus that achieves the above. (See Patent Document 2).
[0005]
According to this apparatus, the problem of height is improved to some extent, but the problem that the sealing performance in the heat treatment chamber is lowered and the height is increased as much as openings are provided in two places. Further, in recent years, the size of a glass substrate that becomes a workpiece to be heat-treated has become enormous, and for example, a large-sized one that is several times the area of a conventional substrate of 1800 mm × 1500 mm has appeared. For this reason, the dimensions of the gondola and the weight of the gondola when mounting the workpiece become enormous, making it difficult to ensure the three-dimensional positional accuracy for raising and lowering and maintaining the posture, increasing the lifting drive force, and increasing the inertial force. Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain the certainty and quickness of the design and operation of the lifting mechanism due to the necessity of slowing the lifting speed.
[0006]
On the other hand, as a heat treatment apparatus of a type that holds the workpiece loading apparatus in a fixed position and does not move up and down, a support base (3) that supports the substrate (P) to be processed in multiple stages is fixedly installed in the furnace (1), The component (5a) of the closing member (5) consisting of five doors is separated from the seal (14) with a hook member (27) or the like and stacked vertically in the opening (4) for taking in and out the workpiece. The five air cylinders (12) are moved up and down, and each interval portion is opened and closed by one component member, and a plurality of workpieces are made to correspond to this one component member. In the case where the workpiece is taken in and out, there has been proposed one in which the opening is opened by one component member. (See Patent Document 3).
[0007]
However, in such an apparatus, when the workpiece is taken in and out, the opening is greatly opened by one component member, and at that time, all the constituent members are separated from the sealed state from the position where the gap is opened. There is a problem in that the temperature distribution becomes worse due to increased hot air leakage in the furnace.
[0008]
In addition, a multistage shelf frame (3) is provided in the furnace body (2), and a shutter door (4) having a rectangular slit (5) on the open surface of the furnace body is attached to be freely movable up and down. A firing furnace has been proposed in which workpieces are put in and out of the shelf frame from the lowest level to the uppermost level (see Patent Document 4).
[0009]
In this device, only a slit is provided in one part of the shutter door, so that compared with the device of the above-mentioned Patent Document 3, there is less leakage of hot air inside, and since the shutter door is only raised and lowered, a small driving force is required. It can be moved easily and quickly. However, since the shutter door is moved up and down by the height of the entire shelf frame, there is a problem that the height of the heat treatment device is increased as in the gondola lift type device. Further, there is a problem that the open slit is always connected to the outside and there is always a hot air leak, and a hot air leak similar to the device of Patent Document 3 occurs when the shutter door moves up and down.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-6-66715 [Patent Document 2]
JP-A-9-250883 [Patent Document 3]
JP 2000-169169 A (particularly FIGS. 3 to 6 and related explanations)
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-72667 (especially FIGS. 4, 5 etc. and related explanation)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, prevents hot air leakage in the heat treatment chamber without increasing the height of the apparatus, maintains an excellent temperature distribution in the chamber, and opens and closes the workpiece. It is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus in which the driving force of the opening / closing mechanism of the part is small and operates quickly and reliably.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention supports a plate-like object to be processed in multiple stages by a support device provided in the heat treatment chamber, and takes out the object to be processed one by one from the opening of the heat treatment chamber. In a heat treatment apparatus for heat treatment,
The support device is provided so as to maintain a fixed position, and the multi-stage is formed of a plurality of sets including a plurality of stages, and is a slit member provided so as to close the opening, A slit member that includes a plurality of corresponding slits that allow the workpiece to be taken in and out and that can be moved up and down, and is provided to face the slit member outside the opening with respect to the slit member. A plurality of small doors corresponding to the plurality of sets, each of which is capable of opening and closing a corresponding slit and is formed so as to surround the opening from the outside when closed, and An elevating mechanism that allows the slit member to be raised and lowered so that each slit can be stopped at the position of each of the plurality of stages, and each of the plurality of small doors can be opened and closed. And having a closing mechanism for.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show an example of the overall configuration of a heat treatment apparatus commonly called a clean oven as a heat treatment apparatus to which the present invention is applied.
In this example, the
[0014]
There are air-conditioning portions on both sides in the width X direction of the
[0015]
The support body 3 is provided so as to maintain a certain position without moving up and down like a gondola, and is composed of 31
[0016]
In this example of the
[0017]
The reason why the values of n and m are used in this example is that the multistage number N = 31 determined by one actual product specification is used. For example, if N = 30, all of n are n 1 and 5 and m is 6 of m 1 alone. If N = 32, n 1 = 5, n 2 = 6, m 1 = 4, m 2 = 2 and N = n 1 × m 1 + n 2 × m 2 = 20 + 12 = 32 stages.
[0018]
As described above, the multi-stage is composed of the first plurality of sets including the first plurality of stages (case 1), or, as in the previous example, the first plurality of sets including the first plurality of stages and the second plurality of stages (the second plurality of stages). It is composed of a total of a plurality of sets including a second plurality of sets composed of one plurality of stages + 1) (case 2). The number of the second plural sets in
[0019]
FIG. 5 shows a schematic configuration of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the shielding
[0020]
Such a
[0021]
The shielding
[0022]
8 to 11 show configuration examples of the
As shown in FIGS. 1 to 3 and 10, the
[0023]
In such a
[0024]
The elevating
[0025]
As shown in FIG. 5, the
[0026]
As shown in FIG. 3, the opening /
[0027]
The opening /
[0028]
As a small door opening / closing mechanism for opening / closing the
[0029]
The
In the
[0030]
In this state, if a predetermined heat treatment time elapses in order from the bottom of the 31-stage work W, the heat-treated old work and the new work to be heat-treated next are exchanged in this order. become.
[0031]
First, when replacing the pair of workpieces W 6 , the
[0032]
At this time, the
[0033]
In this case, in the apparatus of this example to which the present invention is applied, only the corresponding
[0034]
When the
[0035]
▲ 6 ▼ pairs when followed by a heat treatment time of the set of the workpiece W 5 to the workpiece W 6 is out to work this part elapsed, with open
[0036]
This ascending operation is simply, quickly and reliably performed because the
[0037]
As a result, the workpiece W 5 is taken in and out as in the case of the workpiece W 6 . Also in this case, since the
[0038]
In this way continue to replace the workpiece with the shielding
[0039]
On the other hand, conventional gondola lifting / lowering devices and devices that raise and lower one slit require an extra height above the loading height of all workpieces, eventually reducing the loading rate of workpieces. It was. Although the
[0040]
(6) When the heat treatment of the six sets of workpieces W is completed, (5) the sets of workpieces W are replaced in the order from W 1 to W 5 or in the opposite order. In this case, the shielding
[0041]
In this way, the workpieces W at all stages are heat-treated and sequentially put in and out, and further such steps are repeated, so that the workpieces W are heat-treated continuously and efficiently. The operation of each device and robot of the normal
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the first aspect of the present invention, the support device for supporting the flat plate-like object in multiple stages is provided so as to maintain a fixed position. Therefore, a heavy supporting device that supports the object to be processed in multiple stages does not move up and down. As a result, a supporting device lifting mechanism that requires a large driving force and has a complicated and large structure provided in the conventional gondola lifting heat treatment apparatus is not required. Therefore, even a workpiece such as a large glass substrate can be easily and reliably supported.
[0043]
Further, since the support device maintains a fixed position, the accuracy can be maintained as it is when the support device is manufactured with high accuracy. As a result, it is possible to make the slit, which is a passage portion when a plate-shaped workpiece is taken in and out of the heat treatment chamber, with a narrow interval.
[0044]
And since the multi-stage of the support device is composed of a plurality of sets consisting of a plurality of stages, a slit member, a small door, an elevating mechanism for the slit member, and an opening / closing mechanism for the small door are provided in this connection. In this state, the object to be processed can be put in and out of the heat treatment chamber for heat treatment.
[0045]
That is, the slit member is provided so as to close the opening of the heat treatment chamber, and is provided with a plurality of slits corresponding to a plurality of sets to allow the workpieces to be taken in and out, so that it can be raised and lowered, for example, If the position of the slit member is such that the slit is positioned at the lowest stage of each of the plurality of sets in the plurality of sets, the workpiece to be processed corresponding to this from any of the plurality of sets of the lowermost slits. Next, the slit member is raised by one stage, and the object to be processed corresponding to the slit at that time is taken in and out, and thus the slit is raised by one stage and the object to be processed is taken in and out by one stage. It becomes possible. In this case, the elevating mechanism of the slit member allows the slit member to be raised and lowered so that the plurality of slits can be stopped at the positions of the plurality of stages, so that the workpiece can be taken in and out as described above. Can do.
[0046]
Here, since the slit member is provided with a plurality of slits corresponding to a plurality of sets, the workpiece can be taken in and out using the plurality of slits. Therefore, the slit member only needs to be raised and lowered by a plurality of stages constituting each of the plurality of sets, and does not need to be raised or lowered by the total number of stages. As a result, the slit member is moved up and down, but the height of the slit member is reduced to a fraction of the height of the entire stage, and the height of the heat treatment apparatus is greatly reduced compared to the conventional gondola or slit lift type. be able to.
[0047]
When a plurality of slits are provided, the heat treatment chamber and the outside thereof are electrically connected to each other at these portions, but a plurality of small doors corresponding to a plurality of sets so as to face the slit member outside the opening. Since each of the small doors can open and close the corresponding slit and surround the opening from the outside when closed, the leakage of the atmosphere in the heat treatment chamber can be sufficiently reduced. Further, the atmosphere in the heat treatment chamber can be double sealed to improve the heat insulation effect. And the temperature distribution of the atmosphere in the heat treatment chamber can be maintained well.
[0048]
That is, by opening only the small doors corresponding to the slits into and out of the plurality of slits and keeping the small doors corresponding to the other slits closed, the other slits are Even if it is electrically connected to the heat treatment chamber, since the small door surrounds and closes the opening communicating with the outside, it is possible to prevent conduction between the inside and outside through another slit. In this case, since the opening / closing mechanism can open and close each of the plurality of small doors, only the slits that need to be opened and closed as described above can be opened and closed.
[0049]
In the above, since the slit member can be manufactured sufficiently lightly only by forming the slit, the driving force of the lifting mechanism that lifts and lowers the slit member can be reduced and the operation speed can be increased. Further, since the opening / closing mechanism can open and close the small door divided into a plurality, similarly, the driving force for opening / closing can be reduced and the opening / closing speed can be increased. As a result, it is possible to improve the heat treatment efficiency by reducing the time for putting in and out the heat treatment chamber with less power consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a cross-sectional state of a clean oven as an example of a heat treatment apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory view showing a side sectional state of the apparatus.
FIG. 3 is an explanatory view showing the front and front cross-sectional states of the clean oven.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a combined state of a plurality of stages of the clean oven.
FIGS. 5A and 5B are explanatory views showing a front state of the shielding plate and the lifting mechanism of the clean oven and a part of the slit, respectively.
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic structure of a shielding plate and a small door portion of the clean oven.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of the shielding plate and the small door part.
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic structure of the small door opening and closing mechanism.
FIG. 9 is a front view showing a part of the opening / closing mechanism and the small door.
FIG. 10 is an explanatory view showing a cross-sectional state of a part of the opening / closing mechanism, the small door, and the shielding plate.
FIG. 11 is an explanatory view showing an open / closed state of the small door.
[Explanation of symbols]
1
2 Heat treatment chamber 3 Support (support device)
4 Shield plate (slit member)
5, 5 1 to 5 6
41, 41 1 to 41 6 slits N Multi-stage n, n 1 , n 2 Multiple stages m, m 1 , m 2 Multiple sets, Multiple, Multiple sheets W Workpiece (Workpiece)
Claims (1)
前記支持装置は一定位置を維持するように設けられていて、前記多段は複数段からなる複数組で構成されていて、前記開口部を塞ぐように設けられたスリット部材であって前記複数組に対応する複数個からなり前記被処理物を出し入れ可能にするスリットを備えていて昇降可能にされたスリット部材と、該スリット部材に対して前記開口の外側に前記スリット部材と対向するように設けられていて前記複数組に対応した複数枚からなる小扉であってそれぞれが対応するスリットを開閉可能にされていて閉鎖時に前記開口部を前記外側から囲うように形成された小扉と、前記複数個のスリットが前記複数段のそれぞれの段の位置で停止可能なように前記スリット部材を昇降可能にする昇降機構と、前記複数枚からなる小扉のそれぞれを開閉可能にする開閉機構とを有することを特徴とする熱処理装置。In a heat treatment apparatus in which a plate-like object to be processed is supported in multiple stages by a support device provided in the heat treatment chamber, and the objects to be processed are taken out and processed one by one from the opening of the heat treatment chamber,
The support device is provided so as to maintain a fixed position, and the multi-stage is formed of a plurality of sets including a plurality of stages, and is a slit member provided so as to close the opening, A slit member that includes a plurality of corresponding slits that allow the workpiece to be taken in and out and that can be moved up and down, and is provided to face the slit member outside the opening with respect to the slit member. A plurality of small doors corresponding to the plurality of sets, each of which is capable of opening and closing a corresponding slit and is formed so as to surround the opening from the outside when closed, and An elevating mechanism that allows the slit member to be raised and lowered so that each slit can be stopped at the position of each of the plurality of stages, and each of the plurality of small doors can be opened and closed. Heat treatment apparatus and having a closing mechanism for.
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