JP3862197B2 - 縦型熱処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子部品や機械部品などの熱処理に使用される装置、特に縦型の熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
これまで、電子部品や機械部品などの被熱処理物の熱処理装置としては、同被熱処理物をコンベアによって水平方向に搬送しながら加熱するもの、すなわち横型熱処理装置が用いられてきた。しかし、近年、スペース節減や消費エネルギー低減の要請から、この横型熱処理装置に代わって、縦型の熱処理装置が開発（例えば特公平７−４９１５０号や特開平１１−１２１９１０号）された。
【０００３】
この縦型の熱処理装置は、被熱処理物を炉内にて鉛直方向（上下方向）に搬送しながら加熱するよう構成されている。なお、炉内に多数設けた固定棚に被熱処理物を載置したままの状態で、熱処理が行われるようにした装置もある。しかしこの方式では、炉内温度にバラツキがあると、その影響を直接受ける。このため被熱処理物を搬送しながら加熱できるタイプの縦型熱処理装置が主流となっている。
【０００４】
さて、従来の縦型熱処理装置には次のような問題があった。すなわち、従来の縦型熱処理装置においては、被熱処理物が、無端ベルトによって（正確には、この無端ベルトに取り付けられた棚に載置されて）炉内を上下に搬送されるようになっている。ところが、周知のように、この無端ベルトは、数多くの耐熱素材製の部材（例えばリンクプレートやピンなど）から構成されており、したがって摺動部が無数に存在する。このため、無端ベルトが循環動すると、その無数の摺動部からは、全体として無視し得ない量の粉塵が発生し、その結果、炉内が汚染される。つまり、被熱処理物の熱処理をクリーンな環境で行えなくなる。
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、炉内が粉塵にて汚染されにくく、クリーンな環境で被熱処理物を熱処理できる縦型熱処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、
被熱処理物を鉛直方向に搬送しながら、前記被熱処理物を熱処理するよう構成された縦型熱処理装置であって、
炉と、
この炉内が所定温度となるよう前記炉内を加熱するための加熱手段と、
鉛直方向に沿って所定間隔で前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される第１〜第Ｎの上昇側固定棚と、
この第１〜第Ｎの上昇側固定棚と対向するよう、鉛直方向に沿って前記所定間隔で前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される第１〜第Ｎの下降側固定棚と、
最も上方に位置する前記第Ｎの上昇側固定棚と最も上方に位置する前記第Ｎの下降側固定棚とで挟まれる領域に隣接し、かつ、前記第Ｎの上昇側固定棚および前記第Ｎの下降側固定棚とほぼ等しい高さに位置するよう前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される受渡用固定棚と、
前記炉内における前記第Ｎの上昇側固定棚と前記第Ｎの下降側固定棚とで挟まれる領域内に、鉛直方向に沿って上下動可能、かつ、回動可能であるよう設けられた軸体と、
この軸体の軸方向に沿って前記所定間隔で前記軸体に固定された、前記被熱処理物を保持する第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームと、
前記軸体を上下動および回動させる駆動手段と
を具備し、
前記炉内において前記被熱処理物が、前記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームの作用により、前記第１の上昇側固定棚から前記第Ｎの上昇側固定棚に向かって、前記第１〜第（Ｎ−１）の上昇側固定棚の中のあるものから１段上のものへ順に載せ換えられることにより上昇して、前記受渡用固定棚に至り、更にこの受渡用固定棚を経て、前記第Ｎの下降側固定棚から前記第１の下降側固定棚に向かって、第２〜第Ｎの下降側固定棚の中のあるものから１段下のものへ順に載せ換えられることにより下降するよう構成されてなることを特徴とする縦型熱処理装置によって解決される。
【０００７】
すなわち本発明では、上述したごとく、第１〜第Ｎの上昇側固定棚、第１〜第Ｎの下降側固定棚、受渡用固定棚、そして第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームを用いることで、被熱処理物を鉛直方向（上下方向）に段階的に搬送しながら、それを熱処理するようにした。ところで、こうした構造の縦型熱処理装置は、従来装置における無端ベルトのような摺動部を数多く有する構成要素を持たない。強いて挙げれば、摺動部は、上記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームが固定され、炉内を上下動および回動する軸体と、その支持部との接触箇所（１箇所あるいは２箇所）のみである。しかも軸体は、高速で上下動や回動することはない。このため摺動によって炉内に発生する粉塵の量は、全く無視できる程度に抑えられる（実質上ゼロと見なせる）。ゆえに、本発明の縦型熱処理装置は、炉内が粉塵で汚染されにくく、被熱処理物の熱処理をクリーンな環境で行うことができる。
【０００８】
なお本発明では、縦型熱処理装置に、
熱処理される被熱処理物を炉内に搬入するための被熱処理物搬入手段と、
熱処理済みの被熱処理物を上記炉内から搬出するための被熱処理物搬出手段とを更に具備させ、
第１の搬送アームが、上記被熱処理物搬入手段から熱処理される被熱処理物を受け取り、同じく第１の搬送アームが、上記被熱処理物搬出手段へ熱処理済みの被熱処理物を渡すよう構成することができる。
【０００９】
また本発明では、第１〜第Ｎの上昇側固定棚、第１〜第Ｎの下降側固定棚、受渡用固定棚および第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームをいずれも、基部と、この基部の両端から延在させた、被熱処理物が載置される互いに平行な二つの爪部とを備えたコ字形のものとすることができる。そして、この場合、上記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームにおける爪部平行幅は、上記第１〜第Ｎの上昇側固定棚、上記第１〜第Ｎの下降側固定棚および上記受渡用固定棚における、いずれの爪部平行幅よりも小さく設定され、更に、上記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームにおける爪部が、上記第１〜第Ｎの上昇側固定棚、上記第１〜第Ｎの下降側固定棚および上記受渡用固定棚における、いずれの爪部間領域をも通過できるよう（被熱処理物の受け渡しのために爪部同士がオーバーラップできるよう）構成される。
【００１０】
更に本発明の縦型熱処理装置は、長尺な板状の被熱処理物の熱処理に好適である。特に上述したごとく、各種固定棚や搬送アームをコ字形のものとする場合、それらの爪部平行幅、特に前者の爪部平行幅は、被熱処理物の長手方向寸法よりも小さくなるよう設定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１６を用い、本発明の一実施形態を具体的に説明する。なお、図１は本実施形態に係る縦型熱処理装置の正面図、図２は同縦型熱処理装置の側面図、図３および図４も同縦型熱処理装置の要部正面図および要部平面図、図５〜図１６は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図である。特に、図５（ａ）〜図１６（ａ）は縦型熱処理装置の要部を上方から見た状態を示し、図５（ｂ）〜図１６（ｂ）は縦型熱処理装置の要部を正面から見た状態を示す。
【００１２】
本実施形態に係る縦型熱処理装置（以下、単に本装置と言う）は、例えば電子部品などの被熱処理物を、鉛直方向に（下から上へ、そして再び下へ）搬送しながら熱処理するよう構成されたものである。なお、本装置が、ここで熱処理の対象とする被熱処理物は、長尺（例えば長さが幅の５〜７倍程度）な板状のものである。しかし、言うまでもなく、被熱処理物はこうした形態のものに限定されるわけではない。
【００１３】
さて本装置は、図１や図２から判るように、主要構成要素として、炉１と、この炉１の内部を所定温度（数百〜千数百℃）となるよう加熱するための加熱手段２とを具備する（本実施形態では加熱手段２として電気式ヒータを使用した）。
このうち炉１は、正面側に被熱処理物を出し入れするための扉１ａが設けられている。また炉１は、被熱処理物が納められる熱処理空間Ｓを有する。上記扉１ａは、この熱処理空間Ｓと重なる位置に設置されている。
【００１４】
炉１の内部には、更に、上下２段に積重されたフィルタ３ａ，３ｂ、全面にスリットが形成された鉛直隔壁４、そして、この鉛直隔壁４とフィルタ３ａ，３ｂとの間に跨がる水平隔壁５が設けられている。換言すれば、上記熱処理空間Ｓはこれらフィルタ３ａ，３ｂ、鉛直隔壁４、そして水平隔壁５などから形成されている。
【００１５】
また本装置は、モータ６によって駆動されるファン７を具備する。より詳しくは、鉛直隔壁４を挟んで熱処理空間Ｓと向き合う空間（熱風誘導空間）の上方には、ファン７が配置されている。更に言えば、加熱手段２については、水平隔壁５を挟んでフィルタ（特にその上端面）３ａと向き合う空間（熱風誘導空間）内に設けられている。したがって、加熱手段２によって得られる高温のガスは、ファン７の作用により、フィルタ３ａ，３ｂを経て熱処理空間Ｓ内に入り、被熱処理物を加熱する。その後、流動する高温のガスすなわち熱風は、鉛直隔壁４のスリットから熱処理空間Ｓの外に排出され、更にファン７によって加熱手段２が存在する側に圧送される。そして、加熱手段２によって再び加熱された後、フィルタ３ａ，３ｂを経て熱処理空間Ｓ内に送り込まれる。つまり本装置では、炉１の内部にて熱風を循環させることで、被熱処理物を搬送しながら熱処理するようになっている。ちなみに、図２では、熱風の循環経路を矢印にて示している。
【００１６】
さて本装置は、上記構成要素に加えて、図３や図４からも判るように、第１〜第２９の上昇側固定棚８、第１〜第２９の下降側固定棚９、受渡用固定棚１０、軸体１１に固定された第１〜第３０の搬送アーム１２、そして熱処理空間Ｓの下方にあって、軸体１１を上下動および回動させる駆動手段１３を備える。言い換えれば、熱処理空間Ｓ内に設けられ、被熱処理物（図３，４中、Ｗで示す）を鉛直方向に搬送する役割を果たす本装置の要部すなわち搬送部Ａは、これらの要素から構成されている。なお、上記固定棚８，９や搬送アーム１２の数は任意（但し、基本的に、搬送アーム１２の数は固定棚８，９の数よりも一つ多くなる）であり、本実施形態の数に限定されるものではない。
【００１７】
上記構成要素のうち第１〜第２９の上昇側固定棚８は、その上に被熱処理物Ｗが載置されるもので、支柱１４を用いて炉１内すなわち熱処理空間Ｓ内に、鉛直方向に沿って所定間隔（例えば上昇側固定棚８自身の厚さの数倍程度）で設けられている。この第１〜第２９の上昇側固定棚８は、基部８ａと、この基部８ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部８ｂ，８ｃとを備えたコ字形のものである。但し、基部８ａを省略し、支柱１４に直接爪部８ｂ，８ｃを設けてもよい。この場合には、支柱１４が第１〜第２９の上昇側固定棚８の一部を兼ね、また、水平断面については、やはりコ字形となる。なお、図４〔図５（ａ）〜図１６（ａ）についても同じ〕では、便宜上、支柱１４を省略してある。
【００１８】
一方、第１〜第２９の下降側固定棚９も、その上に被熱処理物Ｗが載置されるものである。そして、それぞれが上記第１〜第２９の上昇側固定棚８の同じ番号のものと対向するよう、支柱１５を用いて熱処理空間Ｓ内に、鉛直方向に沿って所定間隔（上昇側固定棚８側と同じ間隔）で設けられている。なお、この第１〜第２９の下降側固定棚９も、基部９ａと、この基部９ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部９ｂ，９ｃとを備えたコ字形のものである。但し、上昇側固定棚８と同様、基部９ａを省略し、支柱１５に直接、爪部９ｂ，９ｃを設けてもよい。この場合にも、支柱１５が第１〜第２９の下降側固定棚９の一部を兼ね、また、水平断面についてはコ字形となる。なお、図４〔図５（ａ）〜図１６（ａ）についても同じ〕では、便宜上、支柱１５を省略してある。
【００１９】
更に受渡用固定棚１０も、その上に被熱処理物Ｗが載置されるものである。この受渡用固定棚１０は、最も上方に位置する第２９の上昇側固定棚８と、同じく最も上方に位置する第２９の下降側固定棚９とで挟まれる矩形領域に隣接するよう設けられている。特に本実施形態では、この受渡用固定棚１０を、それが熱処理空間Ｓ内において、第２９の上昇側固定棚８および第２９の下降側固定棚９と等しい高さに存在するよう設けている。なお、受渡用固定棚１０は、熱処理空間Ｓ内に水平に架設した梁１６を用いて配置されている。ちなみに、この受渡用固定棚１０についても、基部１０ａと、この基部１０ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部１０ｂ，１０ｃとを備えたコ字形のものである。但し、上昇側固定棚８や下降側固定棚９と同様、基部１０ａを省略し、梁１６に直接、爪部１０ｂ，１０ｃを設けてもよい。なお、図４〔図５（ａ）〜図１６（ａ）についても同じ〕では、便宜上、梁１６を省略してある。
【００２０】
上記第１〜第３０の搬送アーム１２は、被熱処理物Ｗの固定棚８，９，１０間の載せ換えを行う際に、それを一時的に保持する役割を果たす。つまり、この第１〜第３０の搬送アーム１２によって、被熱処理物Ｗの載せ換えが行われることになる。なお、第１〜第３０の搬送アーム１２についても、基部１２ａと、この基部１２ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部１２ｂ，１２ｃとを備えたコ字形のものである。
【００２１】
また、上述したように、第１〜第３０の搬送アーム１２は、軸体１１に、その軸方向に沿って所定間隔（上昇側固定棚８や下降側固定棚９と同じ間隔）で固定されている。更に詳しくは、軸体１１は、第１〜第３０の搬送アーム１２の基部１２ａを貫通している。そして、この軸体１１には、第１〜第３０の搬送アーム１２の全てが同じ向きで固定されている。
【００２２】
ちなみに、第１〜第３０の搬送アーム１２における爪部１２ｂ，１２ｃの平行幅（図４中Ｂ1 ）は、第１〜第２９の上昇側固定棚８における爪部８ｂ，８ｃの平行幅（図４中Ｂ2 ）、第１〜第２９の下降側固定棚９における爪部９ｂ，９ｃの平行幅（図４中Ｂ3 ）、および受渡用固定棚１０における爪部１０ｂ，１０ｃの平行幅（図４中Ｂ4 ）のいずれよりも十分に小さい（特に平行幅Ｂ1 は、平行幅Ｂ2 、平行幅Ｂ3 および平行幅Ｂ4 のそれぞれから爪部の幅を差し引いた内幅より小さい）。この結果、第１〜第３０の搬送アーム１２における爪部１２ｂ，１２ｃは、同搬送アーム１２が、第１〜第２９の上昇側固定棚８、第１〜第２９の下降側固定棚９および受渡用固定棚１０と正対した状態であれば、それらいずれの爪部間領域をも通過できるようになっている。すなわち、第１〜第３０の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃは、上下動する際、他の爪部に干渉されないよう構成されている。そして、この結果、第１〜第３０の搬送アーム１２と、各固定棚８，９，１０との間で、被熱処理物Ｗの受け渡しができるようになっている。
【００２３】
念のために付け加えると、第１〜第２９の上昇側固定棚８は受渡用固定棚１０と直交するよう、また、第１〜第２９の下降側固定棚９も受渡用固定棚１０と直交するよう設けられている。したがって、第１〜第２９の上昇側固定棚８と第１〜第２９の下降側固定棚９とは、上述したように互いに対向している。
なお、ここまでの説明から自明ではあるが、上記軸体１１は、炉１内すなわち熱処理空間Ｓ内における、第１〜第２９の上昇側固定棚８と第１〜第２９の下降側固定棚９とで挟まれる領域内に存在する。そして、炉１に対して、上端側および下端側の計２箇所で支持されており、鉛直方向に沿って上下動可能、かつ、回動可能となっている。なお、軸体１１の下端部には、上述した駆動手段１３が接続されるが、この駆動手段１３は、軸体１１を上下動および回動させることができるものであれば、いかなる構造となっていてもよい。但し実際には、ボールネジ機構を利用したものなどが用いられる。
【００２４】
後に詳述するが、上記構成の縦型熱処理装置における被熱処理物Ｗの搬送（熱処理中の搬送）は、概して言うと、次のようにして行われる。すなわち、まず、炉１内において被熱処理物Ｗは、第１〜第３０の搬送アーム１２の作用により、第１の上昇側固定棚８から第２９の上昇側固定棚８に向かって（下から上に向かって）、この第１〜第２８の上昇側固定棚８の中のあるものから１段上のものへ順に載せ換えられることにより上昇する。そして、被熱処理物Ｗは受渡用固定棚１０に到達する。次に、この受渡用固定棚１０を経た被熱処理物Ｗは、第２９の下降側固定棚９から第１の下降側固定棚９に向かって（上から下に向かって）、第２〜第２９の下降側固定棚９の中のあるものから１段下のものへ順に載せ換えられることにより下降する。つまり、第１の上昇側固定棚８に載置された状態から搬送が開始される被熱処理物Ｗは、受渡用固定棚１０を経由して、最終的に第１の下降側固定棚９に到達する。そして、これにより、熱処理空間Ｓ内における被熱処理物Ｗの鉛直方向の搬送（熱処理）が完了となる。
【００２５】
本装置は、上述した構成要件、すなわち炉１や加熱手段２、そして搬送部Ａに加えて、更に被熱処理物搬入手段と被熱処理物搬出手段とを具備する。
このうち被熱処理物搬入手段については、上記固定棚８，９，１０と同形状つまりコ字形のローダアーム１７を有する。このローダアーム１７は、図示していない駆動手段に接続されており、図３，４中、矢印で示すごとく、水平方向に沿って変位できるようになっている。更に言えば、ローダアーム１７は、第１の上昇側固定棚８の下方であって、かつ、それよりも手前側に存在している。したがって、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃは、このローダアーム１７の爪部１７ａ，１７ｂの間を通過することができる。ちなみに、図３や図４では、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃとローダアーム１７の爪部１７ａ，１７ｂとがオーバーラップするときのローダアーム１７の位置を、一点鎖線で示している。
【００２６】
また、被熱処理物搬出手段についても、上記固定棚８，９，１０と同形状つまりコ字形のアンローダアーム１８を有する。このアンローダアーム１８も、図示していない駆動手段に接続されており、図３，４中、矢印で示すごとく、水平方向に沿って変位できるようになっている。更に、アンローダアーム１８は、第１の下降側固定棚９の下方であって、かつ、それよりも手前側に存在している。したがって、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃは、このアンローダアーム１８の爪部１８ａ，１８ｂの間をも通過することができる。ちなみに、図３や図４において、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃとアンローダアーム１８の爪部１８ａ，１８ｂとがオーバーラップするときのアンローダアーム１８の位置も、ローダアーム１７と同様、一点鎖線で示すものとなる。つまり、ローダアーム１７とアンローダアーム１８とは、同じ位置まで交互に変位することができる。
【００２７】
なお、上記ローダアーム１７を備える被熱処理物搬入手段は、熱処理される被熱処理物Ｗを炉１内に搬入する役割を果たし、他方、上記アンローダアーム１８を備える被熱処理物搬出手段は、熱処理済みの被熱処理物Ｗを炉１内から搬出する役割を果たす。すなわち、ローダアーム１７は被熱処理物Ｗの供給の際には、この被熱処理物Ｗを載置して、炉１内に進入する。そして、被熱処理物Ｗを第１の搬送アーム１２に渡した後、炉１内から退避するようになっている。一方、アンローダアーム１８は被熱処理物Ｗの排出の際には、何も載置されていない状態のままで炉１内に進入する。そして、被熱処理物Ｗを第１の搬送アーム１２から受け取った後、炉１内から退避するようになっている。つまり、第１の搬送アーム１２は、被熱処理物搬入手段から熱処理される被熱処理物Ｗを受け取り、更に被熱処理物搬出手段へ熱処理済みの被熱処理物Ｗを渡すよう構成されている。
【００２８】
続いて、炉１内における被熱処理物Ｗの搬送（熱処理）手順について、すなわち被熱処理物Ｗが、加熱された炉１内をどのようにして搬送されるかについて、図５〜図１６を用いて詳しく説明する。
なお、ここでは、全ての固定棚に被熱処理物Ｗが既に載置されている状態からその搬送手順を説明する。また、図４についても言えることであるが、被熱処理物Ｗの向きを明確に示すため、図５〜図１６では、被熱処理物Ｗの端部に符号Ｆ（Ｆｒｏｎｔ）と符号Ｒ（Ｒｅａｒ）とを付してある（この符号Ｆ，Ｒが実際に被熱処理物Ｗに記されているわけではない）。更に言えば、図５（ｂ）〜図１６（ｂ）では、便宜上、図３と同様、上昇側および下降側固定棚８，９のうち説明に必要なもの、すなわち上端側および下端側に位置するものしか示していない。これは搬送アーム１２についても同じである。一方、図５（ａ）〜図１６（ａ）では、上昇側固定棚８、下降側固定棚９および搬送アーム１２について、最も上方に存在するものを示している。すなわち、同図に示されるのは、第２９の上昇側固定棚８、第２９の下降側固定棚９、そして第３０の搬送アーム１２である。したがって、一部の図には、被熱処理物Ｗが搬送アーム１２の上に載っていないように見えるものもある。しかし実際には、被熱処理物Ｗは、図示する第３０の搬送アーム１２の下方に存在するものの上に載った状態となっている。
【００２９】
さて、被熱処理物Ｗの搬送にあたっては、炉１内に新しい被熱処理物Ｗ（未熱処理）が搬入される。この作業は、ローダアーム１７を用いて行われる。すなわち図５（ａ）および（ｂ）に示すごとく、全ての搬送アーム１２を下限位置まで下降させ、この状態で、新しい被熱処理物Ｗが載置されたローダアーム１７を、最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の上方まで変位させる。なお、同図では、最終位置つまり被熱処理物Ｗの受け渡し位置まで変位させたローダアーム１７を一点鎖線にて示している。
【００３０】
次に、図６（ａ）および（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分、すなわち搬送アーム１２同士の間隔に等しい高さだけ上昇させる。そして、これにより新しい被熱処理物Ｗを、ローダアーム１７から最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の上に移す。
こうして第１の搬送アーム１２が新しい被熱処理物Ｗを受け取ったならば、続いて、図７（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。そして更に、図７（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分上昇させる。これによって、それまで上昇側固定棚８の上に載置されていた被熱処理物Ｗは、全て搬送アーム１２により持ち上げられ、同搬送アーム１２に保持された状態となる。
【００３１】
この状態を得たならば、次に、図８（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに更に９０°回動させる。そして、図８（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで最も上方に位置する第３０の搬送アーム１２に保持されていた被熱処理物Ｗは、受渡用固定棚１０に載置された状態となる。このようにして被熱処理物Ｗの一つが、上昇側固定棚８から受渡用固定棚１０に載せ換えられる。
【００３２】
続いて、図９（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに更に１８０°回動させる。そして、図９（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を２段分上昇させる。
次いで、図１０（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに更に９０°回動させる。そして、図１０（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで搬送アーム１２に保持されていた被熱処理物Ｗは、全て上昇側固定棚８に載置された状態となる。被熱処理物Ｗは、このようにして、上昇側固定棚８を下から上に向かって１段ずつ順に載せ換えられることで上昇していく。
【００３３】
さて、上記のごとく上昇側固定棚８側で被熱処理物Ｗの載せ換えが完了した後は、図１１（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を反時計回りに１８０°回動させる。そして更に、図１１（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分上昇させる。これによって、それまで下降側固定棚９の上に載置されていた被熱処理物Ｗは、全て搬送アーム１２により持ち上げられ、同搬送アーム１２に保持された状態となる。
【００３４】
続いて、図１２（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。そして、図１２（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を２段分下降させる。
次いで、図１３（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を反時計回りに１８０°回動させる。そして更に、図１３（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分上昇させる。これによって、それまで受渡用固定棚１０に載置されていた被熱処理物Ｗは、最も上方に位置する第３０の搬送アーム１２に保持された状態となる。
【００３５】
以後は、図１４（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。そして更に、図１４（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで搬送アーム１２に保持されていた被熱処理物Ｗは、下降側固定棚９に載置された状態となる。被熱処理物Ｗは、このようにして受渡用固定棚１０から下降側固定棚９に載せ換えられる。そして、下降側固定棚９を上から下に向かって１段ずつ順に載せ換えられることで下降していく。
【００３６】
さて上記手順にて、熱処理が完了した被熱処理物Ｗを、最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の上に取り出したならば、次に、図１５（ａ）および（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。
そして更に、アンローダアーム１８を変位させ、それを最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の下に待機させる。次いで、図１６（ａ）および（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで第１の搬送アーム１２に保持されていた熱処理済みの被熱処理物Ｗは、アンローダアーム１８に渡される。なお、図１６（ａ）および（ｂ）では、被熱処理物Ｗの受け渡し位置にあるアンローダアーム１８を一点鎖線にて示している。
【００３７】
このようにして、アンローダアーム１８が熱処理済みの被熱処理物Ｗを受け取った後は、同アンローダアーム１８を逆方向に変位させることで、熱処理済みの被熱処理物Ｗを炉１の外に搬出する。そして、これによって、被熱処理物Ｗの搬送手順の説明を開始した初期状態に戻る。したがって、以後は、上記操作を順に繰り返し行えばよい。
【００３８】
さて、上述したように本実施形態では、第１〜第２９の上昇側固定棚８、第１〜第２９の下降側固定棚９、受渡用固定棚１０、そして第１〜第３０の搬送アーム１２を用いることで、被熱処理物Ｗを鉛直方向（上下方向）に段階的に搬送しながら、それを熱処理するようにした。ところで、こうした構造の縦型熱処理装置は、従来装置における無端ベルトのような摺動部を数多く有する構成要素を持たない。強いて挙げれば、摺動部は、上記第１〜第３０の搬送アーム１２が固定され、炉１内を上下動および回動する軸体１１と、その支持部との接触箇所（１箇所あるいは２箇所）のみである。しかも、軸体１１は炉１内にて高速で上下動や回動することはない。このため、摺動によって炉１内に発生する粉塵の量は、全く無視できる程度に抑えられ、実質上ゼロと見なせる。ゆえに、本実施形態の縦型熱処理装置は、炉１内が粉塵で汚染されにくく、被熱処理物Ｗの熱処理をクリーンな環境で行うことができる。また被熱処理物Ｗは、炉１内で、鉛直方向への搬送に加えて旋回もさせられる。よって、炉内温度のバラツキの影響を更に受けにくい。
【００３９】
なお、使途によっては、上記縦型熱処理装置が２台併用されることもある。すなわち、２台の縦型熱処理装置が隣接状態で設置されて用いられることもある。この場合には、例えば、一方で高温熱処理が行われ、続いて、他方で低温熱処理が行われることになる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、炉内が粉塵にて汚染されにくく、クリーンな環境で被熱処理物を熱処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る縦型熱処理装置の正面図
【図２】本実施形態に係る縦型熱処理装置の側面図
【図３】本実施形態に係る縦型熱処理装置の要部正面図
【図４】本実施形態に係る縦型熱処理装置の要部平面図
【図５】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図６】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図７】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図８】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図９】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１０】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１１】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１２】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１３】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１４】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１５】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１６】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【符号の説明】
Ａ 搬送部
Ｓ 熱処理空間
Ｗ 被熱処理物
１ 炉
２ 加熱手段
３ａ，３ｂ フィルタ
４ 鉛直隔壁
５ 水平隔壁
６ モータ
７ ファン
８ 第１〜第２９（第Ｎ）の上昇側固定棚
８ａ 上昇側固定棚の基部
８ｂ，８ｃ 上昇側固定棚の爪部
９ 第１〜第２９（第Ｎ）の下降側固定棚
９ａ 下降側固定棚の基部
９ｂ，９ｃ 下降側固定棚の爪部
１０ 受渡用固定棚
１０ａ 受渡用固定棚の基部
１０ｂ，１０ｃ 受渡用固定棚の爪部
１１ 軸体
１２ 第１〜第３０〔第（Ｎ＋１）〕の搬送アーム
１２ａ 搬送アームの基部
１２ｂ，１２ｃ 搬送アームの爪部
１３ 駆動手段
１４，１５ 支柱
１６ 梁
１７ 被熱処理物搬入手段のローダアーム
１７ａ，１７ｂ ローダアームの爪部
１８ 被熱処理物搬出手段のアンローダアーム
１８ａ，１８ｂ アンローダアームの爪部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子部品や機械部品などの熱処理に使用される装置、特に縦型の熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
これまで、電子部品や機械部品などの被熱処理物の熱処理装置としては、同被熱処理物をコンベアによって水平方向に搬送しながら加熱するもの、すなわち横型熱処理装置が用いられてきた。しかし、近年、スペース節減や消費エネルギー低減の要請から、この横型熱処理装置に代わって、縦型の熱処理装置が開発（例えば特公平７−４９１５０号や特開平１１−１２１９１０号）された。
【０００３】
この縦型の熱処理装置は、被熱処理物を炉内にて鉛直方向（上下方向）に搬送しながら加熱するよう構成されている。なお、炉内に多数設けた固定棚に被熱処理物を載置したままの状態で、熱処理が行われるようにした装置もある。しかしこの方式では、炉内温度にバラツキがあると、その影響を直接受ける。このため被熱処理物を搬送しながら加熱できるタイプの縦型熱処理装置が主流となっている。
【０００４】
さて、従来の縦型熱処理装置には次のような問題があった。すなわち、従来の縦型熱処理装置においては、被熱処理物が、無端ベルトによって（正確には、この無端ベルトに取り付けられた棚に載置されて）炉内を上下に搬送されるようになっている。ところが、周知のように、この無端ベルトは、数多くの耐熱素材製の部材（例えばリンクプレートやピンなど）から構成されており、したがって摺動部が無数に存在する。このため、無端ベルトが循環動すると、その無数の摺動部からは、全体として無視し得ない量の粉塵が発生し、その結果、炉内が汚染される。つまり、被熱処理物の熱処理をクリーンな環境で行えなくなる。
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、炉内が粉塵にて汚染されにくく、クリーンな環境で被熱処理物を熱処理できる縦型熱処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、
被熱処理物を鉛直方向に搬送しながら、前記被熱処理物を熱処理するよう構成された縦型熱処理装置であって、
炉と、
この炉内が所定温度となるよう前記炉内を加熱するための加熱手段と、
鉛直方向に沿って所定間隔で前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される第１〜第Ｎの上昇側固定棚と、
この第１〜第Ｎの上昇側固定棚と対向するよう、鉛直方向に沿って前記所定間隔で前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される第１〜第Ｎの下降側固定棚と、
最も上方に位置する前記第Ｎの上昇側固定棚と最も上方に位置する前記第Ｎの下降側固定棚とで挟まれる領域に隣接し、かつ、前記第Ｎの上昇側固定棚および前記第Ｎの下降側固定棚とほぼ等しい高さに位置するよう前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される受渡用固定棚と、
前記炉内における前記第Ｎの上昇側固定棚と前記第Ｎの下降側固定棚とで挟まれる領域内に、鉛直方向に沿って上下動可能、かつ、回動可能であるよう設けられた軸体と、
この軸体の軸方向に沿って前記所定間隔で前記軸体に固定された、前記被熱処理物を保持する第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームと、
前記軸体を上下動および回動させる駆動手段と
を具備し、
前記炉内において前記被熱処理物が、前記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームの作用により、前記第１の上昇側固定棚から前記第Ｎの上昇側固定棚に向かって、前記第１〜第（Ｎ−１）の上昇側固定棚の中のあるものから１段上のものへ順に載せ換えられることにより上昇して、前記受渡用固定棚に至り、更にこの受渡用固定棚を経て、前記第Ｎの下降側固定棚から前記第１の下降側固定棚に向かって、第２〜第Ｎの下降側固定棚の中のあるものから１段下のものへ順に載せ換えられることにより下降するよう構成されてなることを特徴とする縦型熱処理装置によって解決される。
【０００７】
すなわち本発明では、上述したごとく、第１〜第Ｎの上昇側固定棚、第１〜第Ｎの下降側固定棚、受渡用固定棚、そして第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームを用いることで、被熱処理物を鉛直方向（上下方向）に段階的に搬送しながら、それを熱処理するようにした。ところで、こうした構造の縦型熱処理装置は、従来装置における無端ベルトのような摺動部を数多く有する構成要素を持たない。強いて挙げれば、摺動部は、上記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームが固定され、炉内を上下動および回動する軸体と、その支持部との接触箇所（１箇所あるいは２箇所）のみである。しかも軸体は、高速で上下動や回動することはない。このため摺動によって炉内に発生する粉塵の量は、全く無視できる程度に抑えられる（実質上ゼロと見なせる）。ゆえに、本発明の縦型熱処理装置は、炉内が粉塵で汚染されにくく、被熱処理物の熱処理をクリーンな環境で行うことができる。
【０００８】
なお本発明では、縦型熱処理装置に、
熱処理される被熱処理物を炉内に搬入するための被熱処理物搬入手段と、
熱処理済みの被熱処理物を上記炉内から搬出するための被熱処理物搬出手段とを更に具備させ、
第１の搬送アームが、上記被熱処理物搬入手段から熱処理される被熱処理物を受け取り、同じく第１の搬送アームが、上記被熱処理物搬出手段へ熱処理済みの被熱処理物を渡すよう構成することができる。
【０００９】
また本発明では、第１〜第Ｎの上昇側固定棚、第１〜第Ｎの下降側固定棚、受渡用固定棚および第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームをいずれも、基部と、この基部の両端から延在させた、被熱処理物が載置される互いに平行な二つの爪部とを備えたコ字形のものとすることができる。そして、この場合、上記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームにおける爪部平行幅は、上記第１〜第Ｎの上昇側固定棚、上記第１〜第Ｎの下降側固定棚および上記受渡用固定棚における、いずれの爪部平行幅よりも小さく設定され、更に、上記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームにおける爪部が、上記第１〜第Ｎの上昇側固定棚、上記第１〜第Ｎの下降側固定棚および上記受渡用固定棚における、いずれの爪部間領域をも通過できるよう（被熱処理物の受け渡しのために爪部同士がオーバーラップできるよう）構成される。
【００１０】
更に本発明の縦型熱処理装置は、長尺な板状の被熱処理物の熱処理に好適である。特に上述したごとく、各種固定棚や搬送アームをコ字形のものとする場合、それらの爪部平行幅、特に前者の爪部平行幅は、被熱処理物の長手方向寸法よりも小さくなるよう設定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１６を用い、本発明の一実施形態を具体的に説明する。なお、図１は本実施形態に係る縦型熱処理装置の正面図、図２は同縦型熱処理装置の側面図、図３および図４も同縦型熱処理装置の要部正面図および要部平面図、図５〜図１６は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図である。特に、図５（ａ）〜図１６（ａ）は縦型熱処理装置の要部を上方から見た状態を示し、図５（ｂ）〜図１６（ｂ）は縦型熱処理装置の要部を正面から見た状態を示す。
【００１２】
本実施形態に係る縦型熱処理装置（以下、単に本装置と言う）は、例えば電子部品などの被熱処理物を、鉛直方向に（下から上へ、そして再び下へ）搬送しながら熱処理するよう構成されたものである。なお、本装置が、ここで熱処理の対象とする被熱処理物は、長尺（例えば長さが幅の５〜７倍程度）な板状のものである。しかし、言うまでもなく、被熱処理物はこうした形態のものに限定されるわけではない。
【００１３】
さて本装置は、図１や図２から判るように、主要構成要素として、炉１と、この炉１の内部を所定温度（数百〜千数百℃）となるよう加熱するための加熱手段２とを具備する（本実施形態では加熱手段２として電気式ヒータを使用した）。
このうち炉１は、正面側に被熱処理物を出し入れするための扉１ａが設けられている。また炉１は、被熱処理物が納められる熱処理空間Ｓを有する。上記扉１ａは、この熱処理空間Ｓと重なる位置に設置されている。
【００１４】
炉１の内部には、更に、上下２段に積重されたフィルタ３ａ，３ｂ、全面にスリットが形成された鉛直隔壁４、そして、この鉛直隔壁４とフィルタ３ａ，３ｂとの間に跨がる水平隔壁５が設けられている。換言すれば、上記熱処理空間Ｓはこれらフィルタ３ａ，３ｂ、鉛直隔壁４、そして水平隔壁５などから形成されている。
【００１５】
また本装置は、モータ６によって駆動されるファン７を具備する。より詳しくは、鉛直隔壁４を挟んで熱処理空間Ｓと向き合う空間（熱風誘導空間）の上方には、ファン７が配置されている。更に言えば、加熱手段２については、水平隔壁５を挟んでフィルタ（特にその上端面）３ａと向き合う空間（熱風誘導空間）内に設けられている。したがって、加熱手段２によって得られる高温のガスは、ファン７の作用により、フィルタ３ａ，３ｂを経て熱処理空間Ｓ内に入り、被熱処理物を加熱する。その後、流動する高温のガスすなわち熱風は、鉛直隔壁４のスリットから熱処理空間Ｓの外に排出され、更にファン７によって加熱手段２が存在する側に圧送される。そして、加熱手段２によって再び加熱された後、フィルタ３ａ，３ｂを経て熱処理空間Ｓ内に送り込まれる。つまり本装置では、炉１の内部にて熱風を循環させることで、被熱処理物を搬送しながら熱処理するようになっている。ちなみに、図２では、熱風の循環経路を矢印にて示している。
【００１６】
さて本装置は、上記構成要素に加えて、図３や図４からも判るように、第１〜第２９の上昇側固定棚８、第１〜第２９の下降側固定棚９、受渡用固定棚１０、軸体１１に固定された第１〜第３０の搬送アーム１２、そして熱処理空間Ｓの下方にあって、軸体１１を上下動および回動させる駆動手段１３を備える。言い換えれば、熱処理空間Ｓ内に設けられ、被熱処理物（図３，４中、Ｗで示す）を鉛直方向に搬送する役割を果たす本装置の要部すなわち搬送部Ａは、これらの要素から構成されている。なお、上記固定棚８，９や搬送アーム１２の数は任意（但し、基本的に、搬送アーム１２の数は固定棚８，９の数よりも一つ多くなる）であり、本実施形態の数に限定されるものではない。
【００１７】
上記構成要素のうち第１〜第２９の上昇側固定棚８は、その上に被熱処理物Ｗが載置されるもので、支柱１４を用いて炉１内すなわち熱処理空間Ｓ内に、鉛直方向に沿って所定間隔（例えば上昇側固定棚８自身の厚さの数倍程度）で設けられている。この第１〜第２９の上昇側固定棚８は、基部８ａと、この基部８ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部８ｂ，８ｃとを備えたコ字形のものである。但し、基部８ａを省略し、支柱１４に直接爪部８ｂ，８ｃを設けてもよい。この場合には、支柱１４が第１〜第２９の上昇側固定棚８の一部を兼ね、また、水平断面については、やはりコ字形となる。なお、図４〔図５（ａ）〜図１６（ａ）についても同じ〕では、便宜上、支柱１４を省略してある。
【００１８】
一方、第１〜第２９の下降側固定棚９も、その上に被熱処理物Ｗが載置されるものである。そして、それぞれが上記第１〜第２９の上昇側固定棚８の同じ番号のものと対向するよう、支柱１５を用いて熱処理空間Ｓ内に、鉛直方向に沿って所定間隔（上昇側固定棚８側と同じ間隔）で設けられている。なお、この第１〜第２９の下降側固定棚９も、基部９ａと、この基部９ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部９ｂ，９ｃとを備えたコ字形のものである。但し、上昇側固定棚８と同様、基部９ａを省略し、支柱１５に直接、爪部９ｂ，９ｃを設けてもよい。この場合にも、支柱１５が第１〜第２９の下降側固定棚９の一部を兼ね、また、水平断面についてはコ字形となる。なお、図４〔図５（ａ）〜図１６（ａ）についても同じ〕では、便宜上、支柱１５を省略してある。
【００１９】
更に受渡用固定棚１０も、その上に被熱処理物Ｗが載置されるものである。この受渡用固定棚１０は、最も上方に位置する第２９の上昇側固定棚８と、同じく最も上方に位置する第２９の下降側固定棚９とで挟まれる矩形領域に隣接するよう設けられている。特に本実施形態では、この受渡用固定棚１０を、それが熱処理空間Ｓ内において、第２９の上昇側固定棚８および第２９の下降側固定棚９と等しい高さに存在するよう設けている。なお、受渡用固定棚１０は、熱処理空間Ｓ内に水平に架設した梁１６を用いて配置されている。ちなみに、この受渡用固定棚１０についても、基部１０ａと、この基部１０ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部１０ｂ，１０ｃとを備えたコ字形のものである。但し、上昇側固定棚８や下降側固定棚９と同様、基部１０ａを省略し、梁１６に直接、爪部１０ｂ，１０ｃを設けてもよい。なお、図４〔図５（ａ）〜図１６（ａ）についても同じ〕では、便宜上、梁１６を省略してある。
【００２０】
上記第１〜第３０の搬送アーム１２は、被熱処理物Ｗの固定棚８，９，１０間の載せ換えを行う際に、それを一時的に保持する役割を果たす。つまり、この第１〜第３０の搬送アーム１２によって、被熱処理物Ｗの載せ換えが行われることになる。なお、第１〜第３０の搬送アーム１２についても、基部１２ａと、この基部１２ａの両端から延在させた、被熱処理物Ｗが載置される互いに平行な二つの爪部１２ｂ，１２ｃとを備えたコ字形のものである。
【００２１】
また、上述したように、第１〜第３０の搬送アーム１２は、軸体１１に、その軸方向に沿って所定間隔（上昇側固定棚８や下降側固定棚９と同じ間隔）で固定されている。更に詳しくは、軸体１１は、第１〜第３０の搬送アーム１２の基部１２ａを貫通している。そして、この軸体１１には、第１〜第３０の搬送アーム１２の全てが同じ向きで固定されている。
【００２２】
ちなみに、第１〜第３０の搬送アーム１２における爪部１２ｂ，１２ｃの平行幅（図４中Ｂ1 ）は、第１〜第２９の上昇側固定棚８における爪部８ｂ，８ｃの平行幅（図４中Ｂ2 ）、第１〜第２９の下降側固定棚９における爪部９ｂ，９ｃの平行幅（図４中Ｂ3 ）、および受渡用固定棚１０における爪部１０ｂ，１０ｃの平行幅（図４中Ｂ4 ）のいずれよりも十分に小さい（特に平行幅Ｂ1 は、平行幅Ｂ2 、平行幅Ｂ3 および平行幅Ｂ4 のそれぞれから爪部の幅を差し引いた内幅より小さい）。この結果、第１〜第３０の搬送アーム１２における爪部１２ｂ，１２ｃは、同搬送アーム１２が、第１〜第２９の上昇側固定棚８、第１〜第２９の下降側固定棚９および受渡用固定棚１０と正対した状態であれば、それらいずれの爪部間領域をも通過できるようになっている。すなわち、第１〜第３０の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃは、上下動する際、他の爪部に干渉されないよう構成されている。そして、この結果、第１〜第３０の搬送アーム１２と、各固定棚８，９，１０との間で、被熱処理物Ｗの受け渡しができるようになっている。
【００２３】
念のために付け加えると、第１〜第２９の上昇側固定棚８は受渡用固定棚１０と直交するよう、また、第１〜第２９の下降側固定棚９も受渡用固定棚１０と直交するよう設けられている。したがって、第１〜第２９の上昇側固定棚８と第１〜第２９の下降側固定棚９とは、上述したように互いに対向している。
なお、ここまでの説明から自明ではあるが、上記軸体１１は、炉１内すなわち熱処理空間Ｓ内における、第１〜第２９の上昇側固定棚８と第１〜第２９の下降側固定棚９とで挟まれる領域内に存在する。そして、炉１に対して、上端側および下端側の計２箇所で支持されており、鉛直方向に沿って上下動可能、かつ、回動可能となっている。なお、軸体１１の下端部には、上述した駆動手段１３が接続されるが、この駆動手段１３は、軸体１１を上下動および回動させることができるものであれば、いかなる構造となっていてもよい。但し実際には、ボールネジ機構を利用したものなどが用いられる。
【００２４】
後に詳述するが、上記構成の縦型熱処理装置における被熱処理物Ｗの搬送（熱処理中の搬送）は、概して言うと、次のようにして行われる。すなわち、まず、炉１内において被熱処理物Ｗは、第１〜第３０の搬送アーム１２の作用により、第１の上昇側固定棚８から第２９の上昇側固定棚８に向かって（下から上に向かって）、この第１〜第２８の上昇側固定棚８の中のあるものから１段上のものへ順に載せ換えられることにより上昇する。そして、被熱処理物Ｗは受渡用固定棚１０に到達する。次に、この受渡用固定棚１０を経た被熱処理物Ｗは、第２９の下降側固定棚９から第１の下降側固定棚９に向かって（上から下に向かって）、第２〜第２９の下降側固定棚９の中のあるものから１段下のものへ順に載せ換えられることにより下降する。つまり、第１の上昇側固定棚８に載置された状態から搬送が開始される被熱処理物Ｗは、受渡用固定棚１０を経由して、最終的に第１の下降側固定棚９に到達する。そして、これにより、熱処理空間Ｓ内における被熱処理物Ｗの鉛直方向の搬送（熱処理）が完了となる。
【００２５】
本装置は、上述した構成要件、すなわち炉１や加熱手段２、そして搬送部Ａに加えて、更に被熱処理物搬入手段と被熱処理物搬出手段とを具備する。
このうち被熱処理物搬入手段については、上記固定棚８，９，１０と同形状つまりコ字形のローダアーム１７を有する。このローダアーム１７は、図示していない駆動手段に接続されており、図３，４中、矢印で示すごとく、水平方向に沿って変位できるようになっている。更に言えば、ローダアーム１７は、第１の上昇側固定棚８の下方であって、かつ、それよりも手前側に存在している。したがって、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃは、このローダアーム１７の爪部１７ａ，１７ｂの間を通過することができる。ちなみに、図３や図４では、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃとローダアーム１７の爪部１７ａ，１７ｂとがオーバーラップするときのローダアーム１７の位置を、一点鎖線で示している。
【００２６】
また、被熱処理物搬出手段についても、上記固定棚８，９，１０と同形状つまりコ字形のアンローダアーム１８を有する。このアンローダアーム１８も、図示していない駆動手段に接続されており、図３，４中、矢印で示すごとく、水平方向に沿って変位できるようになっている。更に、アンローダアーム１８は、第１の下降側固定棚９の下方であって、かつ、それよりも手前側に存在している。したがって、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃは、このアンローダアーム１８の爪部１８ａ，１８ｂの間をも通過することができる。ちなみに、図３や図４において、第１の搬送アーム１２の爪部１２ｂ，１２ｃとアンローダアーム１８の爪部１８ａ，１８ｂとがオーバーラップするときのアンローダアーム１８の位置も、ローダアーム１７と同様、一点鎖線で示すものとなる。つまり、ローダアーム１７とアンローダアーム１８とは、同じ位置まで交互に変位することができる。
【００２７】
なお、上記ローダアーム１７を備える被熱処理物搬入手段は、熱処理される被熱処理物Ｗを炉１内に搬入する役割を果たし、他方、上記アンローダアーム１８を備える被熱処理物搬出手段は、熱処理済みの被熱処理物Ｗを炉１内から搬出する役割を果たす。すなわち、ローダアーム１７は被熱処理物Ｗの供給の際には、この被熱処理物Ｗを載置して、炉１内に進入する。そして、被熱処理物Ｗを第１の搬送アーム１２に渡した後、炉１内から退避するようになっている。一方、アンローダアーム１８は被熱処理物Ｗの排出の際には、何も載置されていない状態のままで炉１内に進入する。そして、被熱処理物Ｗを第１の搬送アーム１２から受け取った後、炉１内から退避するようになっている。つまり、第１の搬送アーム１２は、被熱処理物搬入手段から熱処理される被熱処理物Ｗを受け取り、更に被熱処理物搬出手段へ熱処理済みの被熱処理物Ｗを渡すよう構成されている。
【００２８】
続いて、炉１内における被熱処理物Ｗの搬送（熱処理）手順について、すなわち被熱処理物Ｗが、加熱された炉１内をどのようにして搬送されるかについて、図５〜図１６を用いて詳しく説明する。
なお、ここでは、全ての固定棚に被熱処理物Ｗが既に載置されている状態からその搬送手順を説明する。また、図４についても言えることであるが、被熱処理物Ｗの向きを明確に示すため、図５〜図１６では、被熱処理物Ｗの端部に符号Ｆ（Ｆｒｏｎｔ）と符号Ｒ（Ｒｅａｒ）とを付してある（この符号Ｆ，Ｒが実際に被熱処理物Ｗに記されているわけではない）。更に言えば、図５（ｂ）〜図１６（ｂ）では、便宜上、図３と同様、上昇側および下降側固定棚８，９のうち説明に必要なもの、すなわち上端側および下端側に位置するものしか示していない。これは搬送アーム１２についても同じである。一方、図５（ａ）〜図１６（ａ）では、上昇側固定棚８、下降側固定棚９および搬送アーム１２について、最も上方に存在するものを示している。すなわち、同図に示されるのは、第２９の上昇側固定棚８、第２９の下降側固定棚９、そして第３０の搬送アーム１２である。したがって、一部の図には、被熱処理物Ｗが搬送アーム１２の上に載っていないように見えるものもある。しかし実際には、被熱処理物Ｗは、図示する第３０の搬送アーム１２の下方に存在するものの上に載った状態となっている。
【００２９】
さて、被熱処理物Ｗの搬送にあたっては、炉１内に新しい被熱処理物Ｗ（未熱処理）が搬入される。この作業は、ローダアーム１７を用いて行われる。すなわち図５（ａ）および（ｂ）に示すごとく、全ての搬送アーム１２を下限位置まで下降させ、この状態で、新しい被熱処理物Ｗが載置されたローダアーム１７を、最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の上方まで変位させる。なお、同図では、最終位置つまり被熱処理物Ｗの受け渡し位置まで変位させたローダアーム１７を一点鎖線にて示している。
【００３０】
次に、図６（ａ）および（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分、すなわち搬送アーム１２同士の間隔に等しい高さだけ上昇させる。そして、これにより新しい被熱処理物Ｗを、ローダアーム１７から最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の上に移す。
こうして第１の搬送アーム１２が新しい被熱処理物Ｗを受け取ったならば、続いて、図７（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。そして更に、図７（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分上昇させる。これによって、それまで上昇側固定棚８の上に載置されていた被熱処理物Ｗは、全て搬送アーム１２により持ち上げられ、同搬送アーム１２に保持された状態となる。
【００３１】
この状態を得たならば、次に、図８（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに更に９０°回動させる。そして、図８（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで最も上方に位置する第３０の搬送アーム１２に保持されていた被熱処理物Ｗは、受渡用固定棚１０に載置された状態となる。このようにして被熱処理物Ｗの一つが、上昇側固定棚８から受渡用固定棚１０に載せ換えられる。
【００３２】
続いて、図９（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに更に１８０°回動させる。そして、図９（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を２段分上昇させる。
次いで、図１０（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに更に９０°回動させる。そして、図１０（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで搬送アーム１２に保持されていた被熱処理物Ｗは、全て上昇側固定棚８に載置された状態となる。被熱処理物Ｗは、このようにして、上昇側固定棚８を下から上に向かって１段ずつ順に載せ換えられることで上昇していく。
【００３３】
さて、上記のごとく上昇側固定棚８側で被熱処理物Ｗの載せ換えが完了した後は、図１１（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を反時計回りに１８０°回動させる。そして更に、図１１（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分上昇させる。これによって、それまで下降側固定棚９の上に載置されていた被熱処理物Ｗは、全て搬送アーム１２により持ち上げられ、同搬送アーム１２に保持された状態となる。
【００３４】
続いて、図１２（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。そして、図１２（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を２段分下降させる。
次いで、図１３（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を反時計回りに１８０°回動させる。そして更に、図１３（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分上昇させる。これによって、それまで受渡用固定棚１０に載置されていた被熱処理物Ｗは、最も上方に位置する第３０の搬送アーム１２に保持された状態となる。
【００３５】
以後は、図１４（ａ）に示すごとく、まず搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。そして更に、図１４（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで搬送アーム１２に保持されていた被熱処理物Ｗは、下降側固定棚９に載置された状態となる。被熱処理物Ｗは、このようにして受渡用固定棚１０から下降側固定棚９に載せ換えられる。そして、下降側固定棚９を上から下に向かって１段ずつ順に載せ換えられることで下降していく。
【００３６】
さて上記手順にて、熱処理が完了した被熱処理物Ｗを、最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の上に取り出したならば、次に、図１５（ａ）および（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を時計回りに９０°回動させる。
そして更に、アンローダアーム１８を変位させ、それを最も下方に位置する第１の搬送アーム１２の下に待機させる。次いで、図１６（ａ）および（ｂ）に示すごとく、搬送アーム１２を１段分下降させる。これによって、それまで第１の搬送アーム１２に保持されていた熱処理済みの被熱処理物Ｗは、アンローダアーム１８に渡される。なお、図１６（ａ）および（ｂ）では、被熱処理物Ｗの受け渡し位置にあるアンローダアーム１８を一点鎖線にて示している。
【００３７】
このようにして、アンローダアーム１８が熱処理済みの被熱処理物Ｗを受け取った後は、同アンローダアーム１８を逆方向に変位させることで、熱処理済みの被熱処理物Ｗを炉１の外に搬出する。そして、これによって、被熱処理物Ｗの搬送手順の説明を開始した初期状態に戻る。したがって、以後は、上記操作を順に繰り返し行えばよい。
【００３８】
さて、上述したように本実施形態では、第１〜第２９の上昇側固定棚８、第１〜第２９の下降側固定棚９、受渡用固定棚１０、そして第１〜第３０の搬送アーム１２を用いることで、被熱処理物Ｗを鉛直方向（上下方向）に段階的に搬送しながら、それを熱処理するようにした。ところで、こうした構造の縦型熱処理装置は、従来装置における無端ベルトのような摺動部を数多く有する構成要素を持たない。強いて挙げれば、摺動部は、上記第１〜第３０の搬送アーム１２が固定され、炉１内を上下動および回動する軸体１１と、その支持部との接触箇所（１箇所あるいは２箇所）のみである。しかも、軸体１１は炉１内にて高速で上下動や回動することはない。このため、摺動によって炉１内に発生する粉塵の量は、全く無視できる程度に抑えられ、実質上ゼロと見なせる。ゆえに、本実施形態の縦型熱処理装置は、炉１内が粉塵で汚染されにくく、被熱処理物Ｗの熱処理をクリーンな環境で行うことができる。また被熱処理物Ｗは、炉１内で、鉛直方向への搬送に加えて旋回もさせられる。よって、炉内温度のバラツキの影響を更に受けにくい。
【００３９】
なお、使途によっては、上記縦型熱処理装置が２台併用されることもある。すなわち、２台の縦型熱処理装置が隣接状態で設置されて用いられることもある。この場合には、例えば、一方で高温熱処理が行われ、続いて、他方で低温熱処理が行われることになる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、炉内が粉塵にて汚染されにくく、クリーンな環境で被熱処理物を熱処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る縦型熱処理装置の正面図
【図２】本実施形態に係る縦型熱処理装置の側面図
【図３】本実施形態に係る縦型熱処理装置の要部正面図
【図４】本実施形態に係る縦型熱処理装置の要部平面図
【図５】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図６】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図７】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図８】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図９】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１０】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１１】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１２】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１３】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１４】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１５】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【図１６】（ａ）および（ｂ）は炉内における被熱処理物の搬送手順を示す工程図
【符号の説明】
Ａ 搬送部
Ｓ 熱処理空間
Ｗ 被熱処理物
１ 炉
２ 加熱手段
３ａ，３ｂ フィルタ
４ 鉛直隔壁
５ 水平隔壁
６ モータ
７ ファン
８ 第１〜第２９（第Ｎ）の上昇側固定棚
８ａ 上昇側固定棚の基部
８ｂ，８ｃ 上昇側固定棚の爪部
９ 第１〜第２９（第Ｎ）の下降側固定棚
９ａ 下降側固定棚の基部
９ｂ，９ｃ 下降側固定棚の爪部
１０ 受渡用固定棚
１０ａ 受渡用固定棚の基部
１０ｂ，１０ｃ 受渡用固定棚の爪部
１１ 軸体
１２ 第１〜第３０〔第（Ｎ＋１）〕の搬送アーム
１２ａ 搬送アームの基部
１２ｂ，１２ｃ 搬送アームの爪部
１３ 駆動手段
１４，１５ 支柱
１６ 梁
１７ 被熱処理物搬入手段のローダアーム
１７ａ，１７ｂ ローダアームの爪部
１８ 被熱処理物搬出手段のアンローダアーム
１８ａ，１８ｂ アンローダアームの爪部
Claims (4)
- 被熱処理物を鉛直方向に搬送しながら、前記被熱処理物を熱処理するよう構成された縦型熱処理装置であって、
炉と、
この炉内が所定温度となるよう前記炉内を加熱するための加熱手段と、
鉛直方向に沿って所定間隔で前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される第１〜第Ｎの上昇側固定棚と、
この第１〜第Ｎの上昇側固定棚と対向するよう、鉛直方向に沿って前記所定間隔で前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される第１〜第Ｎの下降側固定棚と、
最も上方に位置する前記第Ｎの上昇側固定棚と最も上方に位置する前記第Ｎの下降側固定棚とで挟まれる領域に隣接し、かつ、前記第Ｎの上昇側固定棚および前記第Ｎの下降側固定棚とほぼ等しい高さに位置するよう前記炉内に設けられた、前記被熱処理物が載置される受渡用固定棚と、
前記炉内における前記第Ｎの上昇側固定棚と前記第Ｎの下降側固定棚とで挟まれる領域内に、鉛直方向に沿って上下動可能、かつ、回動可能であるよう設けられた軸体と、
この軸体の軸方向に沿って前記所定間隔で前記軸体に固定された、前記被熱処理物を保持する第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームと、
前記軸体を上下動および回動させる駆動手段と
を具備し、
前記炉内において前記被熱処理物が、前記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームの作用により、前記第１の上昇側固定棚から前記第Ｎの上昇側固定棚に向かって、前記第１〜第（Ｎ−１）の上昇側固定棚の中のあるものから１段上のものへ順に載せ換えられることにより上昇して、前記受渡用固定棚に至り、更にこの受渡用固定棚を経て、前記第Ｎの下降側固定棚から前記第１の下降側固定棚に向かって、第２〜第Ｎの下降側固定棚の中のあるものから１段下のものへ順に載せ換えられることにより下降するよう構成されてなることを特徴とする縦型熱処理装置。 - 熱処理される被熱処理物を炉内に搬入するための被熱処理物搬入手段と、
熱処理済みの被熱処理物を前記炉内から搬出するための被熱処理物搬出手段とを更に具備し、
第１の搬送アームが、前記被熱処理物搬入手段から熱処理される被熱処理物を受け取り、前記被熱処理物搬出手段へ熱処理済みの被熱処理物を渡すよう構成されてなることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理装置。 - 第１〜第Ｎの上昇側固定棚、第１〜第Ｎの下降側固定棚、受渡用固定棚および第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームはいずれも、基部と、この基部の両端から延在させた、被熱処理物が載置される互いに平行な二つの爪部とを備えたコ字形のものであって、
かつ、前記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームにおける爪部平行幅は、前記第１〜第Ｎの上昇側固定棚、前記第１〜第Ｎの下降側固定棚および前記受渡用固定棚における、いずれの爪部平行幅よりも小さく、
更に、前記第１〜第（Ｎ＋１）の搬送アームにおける爪部が、前記第１〜第Ｎの上昇側固定棚、前記第１〜第Ｎの下降側固定棚および前記受渡用固定棚における、いずれの爪部間領域をも通過できるよう構成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の縦型熱処理装置。 - 被熱処理物は、長尺な板状のものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の縦型熱処理装置。
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-
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