JP4896954B2 - 熱処理装置 - Google Patents
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Description
熱処理装置の多くは、特許文献1の様に、加熱室内に載置棚が配された構造を有する。そして熱処理装置は、予めガラス板等の基板(被加熱物)に対して特定の溶液を塗布して加熱乾燥させ、この加熱乾燥した基板をロボットハンドを用いて段部の間隔に出し入れし、加熱室内に導入される所定の温度の熱風に基板を晒して熱処理(焼成)する装置である。
一方、段部は、梁や板によって構成され、一つの平面を形成している。即ち従来技術の段部は、例えば梁が格子状や平行状に配置されたものである。そして従来技術の段部においては、梁の格子の隙間や梁同士の間隔は一定である。即ち従来技術においては、段部における格子の間隔や、梁の間隔は、いずれの部位も略一定であり、極めて狭いものである。
この際には、載置棚の段部から基板の破片を除去しなければならない。
しかしながら、従来技術の熱処理装置は、段部から基板の破片を除去する作業が困難であった。
従って載置棚の内部に向かって作業者が水平方向に侵入することは不可能である。
そのため例えば基板が載置棚上で割れた場合は、載置棚の外側から棒等を挿入して基板の破片を掻き出す他に、載置棚から破片を排出する方法が無かった。
、1つの被加熱物を載置するように構成されており、一部の段部又は全部の段部に、梁及び床面が欠落した欠落部を有し、当該欠落部によって吹き抜け部が設けられており、当該吹き抜け部は作業者が入ることができるだけの空間を有することを特徴とする熱処理装置である。
本発明の熱処理装置は、一部の段部又は全部の段部に、中央部分の梁及び床面が欠落した欠落部を有し、この欠落部によって吹き抜け部が設けられている。そしてこの吹き抜け部は作業者が入ることができるだけの空間がある。
本発明の熱処理装置では、載置棚の内部に吹き抜け部があり、載置棚の内部に作業者が入ることができるから、例えば載置棚の内部で基板が割れた様な場合であっても、基板の破片を容易に排出することができる。
なおブロック同士の間は、何らかの部材で結合されていることが望ましい。例えば上辺側と下辺近傍が補助梁等で結合されていことが望ましいが、各ブロックの自立性が確保される場合は、ブロック同士を結合する必要はない。
即ち基板等の被加熱物は、段部に水平姿勢に載置されるべきである。そのため段部は、水平姿勢となる様に設計され、水平姿勢となる様に施工される。即ち基板の裏面側に当接する部材が、いずれも地表面から同一の高さとなる様に設計・施工される。
しかしながら、近年のディスプレイの大型化に伴い、熱処理する基板も大型化の一途をたどり、その重量が相当に重いものとなっている。そのため、基板を段部に乗せると、基板の重量によって段部が撓み、基板を水平に保持できない事態が生じている。
ここで基板の重量から段部の撓み量を演算し、基板を乗せた時にその重量で段部が水平になる様に段部の形状を設計することも可能である。しかしながら、基板の重量はロット(製品)によって異なることもあり、撓み量を正確に算出することは困難であり、予め撓み量を見込んだ形状に段部を設計することは事実上不可能である。
そこで本発明は、施工現場において柱の高さを微調整し、被加熱物の姿勢が水平姿勢となる様に段部の姿勢や形状を補正することとした。
即ち本発明の熱処理装置は、一部の柱又は全部の柱にジャッキ装置が設けられ、ジャッキ装置が設けられた柱を他の柱から独立して昇降可能である。そのため施工現場において、実際に基板を載置したり、基板に相当する重量を持つダミーボードを段部に載置し、段部が水平姿勢となる様にジャッキ装置で柱を昇降する。その結果、調整された熱処理装置の載置棚は、基板等の被加熱物を載置したときに、基板等が水平姿勢となる様な形状となる。
ガラス基板を被加熱物とすると、被加熱物はその両端側が下がる様に撓む。そのため段部においては、両端部側の柱と吹き抜け部の近傍の柱とを相対的に移動させることができれば、段部の形状を、基板等の被加熱物を載置したときに基板等が水平姿勢となる様な形状とすることができる。
ここで本発明では、主梁で結合されている柱の組み合わせの一つは、開口近傍の柱同士であり、他の組み合わせは、開口から遠い位置の柱同士である。
また補助梁で結合されている柱の組み合わせは、開口近傍の柱と開口から遠い位置にある柱である。
従って本発明で採用する載置棚では、開口近傍の柱同士の結合力が強く、開口近傍の柱と開口から遠い位置にある柱との結合力が弱い。そのため開口近傍の柱同士は、上下に相対移動しにくく、開口近傍の柱と開口から遠い位置にある柱との間は上下に相対移動しやすい。そのため本発明の熱処理装置は、段部に載置された被加熱物の姿勢が水平姿勢となる様に補正しやすい。
即ち従来技術の熱処理装置によると、熱風を載置棚の辺部から中央部側に向かって流し、被加熱物の中央部を昇温させる。即ち熱風を載置棚の辺部から段部同士の間に導入し、熱風を被加熱物に中央部にまで至らしめて、被加熱物と接触させて被加熱物の中央部を昇温させる。
しかしながら、段部同士の間隔は通常狭いので、段部同士の間に進入する熱風は僅かであり、被加熱物の中央は昇温されにくく、被加熱物に温度ばらつきが生じる。
これに対して本発明では、載置棚の中央に吹き抜け部があり、当該吹き抜け部に熱風(通風)を流す。そのため被加熱物は、中央部分が直接通風に触れ、昇温される。そのため本発明の熱処理装置によると、被加熱物の温度ばらつきが小さいものとなる。
図1は、本発明の一実施形態である熱処理装置を示す斜視図である。図2は、図1に示す熱処理装置の平面断面図である。図3は、図1に示す熱処理装置の分解斜視図である。
熱処理装置1は、金属製で箱形の外壁部2を有し、機器収容部3が設けられており、その上方に基板処理部5が設けられた構成となっている。機器収容部3は、基板処理部5に電力を供給する電源装置(図示せず)や基板処理部5の動作を制御する制御装置(図示せず)等を内蔵している。
基板処理部5の一方の側面(吸気口側)からは送風機8の一部が突出している。もう一方の側面には扉10が設けられている。扉10は、メンテナンス時に開いて作業者が出入りするために設けられている。
ここで熱風供給部14は、熱処理室12内に熱風を循環させる装置が内蔵された部位である。より具体的には熱風供給部14は、熱処理装置1の内部に導入された外気や、熱処理室12の下流端から戻ってきた空気等を加熱し、熱処理室12内に送り込むためのものであり、送風機8や加熱器(図示せず)等を備えている。また熱風供給部14の基板処理部5側の面にはフィルター15が設けられている。
熱処理室12(加熱室)の中央には載置棚16を含む基板換装システム18が配されている。
図3に示すように、熱処理室12の略中央部には、基板換装システム18が配されている。基板換装システム18は、基板Wを積載するための載置棚16と、当該載置棚16を全体的に昇降させる昇降装置21によって構成されている。
載置棚16は、昇降装置21の昇降台25に設置されており、フレーム26の主梁30に小梁31が設けられ、当該小梁31上に基板を設置するものである。なお図においては、フレーム26の柱35を四角柱状に描き、主梁30と補助梁33を太線で描き、小梁31を細線で描いている。
載置棚16のフレーム26は、図5の様に、8本の柱35と、36本の主梁30及び少数の補助梁33で構成されている。
8本の柱35は、後記する様に下部にジャッキ装置36がある。そして8本の柱35は、図4,5の様に長方形のレイアウトに設置されている。即ち8本の柱35は、長方形の各角にそれぞれ一本設置され、さらに長辺(A列 B列)上に等間隔に2本設置されている。
8本の柱は、長辺(A列 B列)上に等間隔に4本設置されていると考えてもよい。長辺(A列 B列)上の柱の間隔は、40cm〜60cm程度である。
またA列上の柱35と、B列上の柱35は対向する位置にある。即ち長方形の短辺と平行の4行に、それぞれ2本ずつ柱35が配されているといえる。即ちa行、b行、c行、d行にそれぞれ2本ずつ配されているといえる。
以下、各8本の柱の名称をAa、Ab、Ac、Ad、Ba、Bb、Bc、Bdと称する。
従って、主梁30の高さに注目すると、図6の様に同一の高さにそれぞれ4本の主梁30が存在する。
前記した様に主梁30の高さに注目すると、同一の高さにそれぞれ4本の主梁30が存在するが、その内の外側2本の主梁30にそれぞれ6本ずつ小梁31が設けられている。より具体的に説明すると、図6の様に、各段にはa行、b行、c行、d行に沿って4本の主梁30があるが、この内の外側2本の組み合わせ上に小梁31が設けられている。即ちa−b行間に6本の小梁31があり、c−d行間にも6本の小梁31がある。中央のb−c行間には小梁はなく、欠落部37となっている。
そしてこの空間(吹き抜け部)38は、載置棚16の中央を一方の端部から他方の端部にかけて連通している。さらに前記した様に柱35の間隔は、40cm〜60cm程度であるから、作業者が通行することができる。
後側棚部47についても同様であり、4本の柱、Aa,Ab,Bb,Baを有し、前記柱間に対して高さ方向に2列に主梁30が設けられている。また前記した2列に主梁30によって小梁31が支持されている。
そして前側棚部46と後側棚部47の間の柱Ab,Acの間に2本の補助梁50があり、柱Bb,Bcの間にも2本の補助梁50がある。
本実施形態では、図9に示すように、各柱35の下部にジャッキ装置36が形成されている。即ち図9,10の様に各柱の下部にはネジ40が一体化されている。一方、昇降装置21の昇降台25には孔41が設けられており、当該孔41にネジ40部分が挿通されている。そして昇降台25を挟んで二つのナット43,45が前記ネジ40に係合している。そのため下部側のナット45を緩めた状態で上部側のナット43を回動させると、ネジ40の推力によって柱35が昇降する。
ここで本実施形態では、8本の柱35の全てにジャッキ装置36が形成されているので、それぞれの柱35を他の柱35から独立して昇降させることができる。
即ちフレームは、行方向(a行,b行,c行,d行)と列方向(A列、B列)に柱35が配置されており、行方向(a行,b行,c行,d行)には、36本の主梁30で結合されているのに対し、列方向は、その3分の1以下の数の補助梁33で結合されているに過ぎない。
そのため列方向(A列、B列)方向に並んだ柱35は、高さを相対的に変化させやすい。
本実施形態の熱処理装置は、最初の使用に先立って、主梁30の高さ調整を行う。図11は、高さ調整を行う際の手順を示す説明図であり、主梁と小梁の位置関係及び姿勢を示している。なお、図11は、理解を容易にするために、高さ方向の差異を誇張して図示している。
本実施形態の熱処理装置1では、設置の際には図11(a)の様に各段部23における主梁30の高さを一定に揃えている。
しかしながら、各段部23に基板Wを乗せると、図11(b)の様に基板Wの重量によって両端(a行とd行)の主梁30が、中央の主梁30(b行とc行)に比べて沈下し、基板Wが上に凸状態に反る。
即ち昇降装置21を動作させて昇降台25を昇降し、載置棚16のいずれかの段部23の高さをいずれかの換装口6の高さに一致させる。そして図示しないロボットで基板Wを保持し、換装口6を開いて熱処理室12内の載置棚16の前記段部23にガラス基板Wを設置する。
その後に再度昇降装置21の昇降台25を動作させ、他のいずれかの段部23の高さをいずれかの換装口6の高さに一致させて別の基板Wを挿入する。以下、この動作を繰り返して載置棚16の全ての段部23に基板Wを装着する。
即ち熱風は、図2の矢印の様に熱風供給部14から熱処理室12に供給されるが、熱風の一部は開放された柱Ab−Ac間から載置棚16の中心に入り易く、中心部の吹き抜け部38を通過して載置棚16の他端側に抜ける。その間に各段23の基板Wの中央部を昇温する。
また通風の残部は、柱Aa−Ab間や柱Ac−Ad間や載置棚16の周囲に流れ、基板Wの端部側を昇温する。その結果、基板Wは、全体的に昇温され、温度ばらつきが小さいものとなる。
即ち突発故障が生じた場合は、装置を停止すると共に、内部の基板Wを排出する。その後、熱処理装置1の側面に設けられた扉10を開き、作業者が熱処理室12内に入る。そして柱Bc−Bb間から載置棚16の中に入る。ここで柱Bc−Bb間は、40cm〜60cm程度と広く、作業者が通行するに足る幅を持っている。
さらに、吹き抜け部38を構成する各段部23の欠落部37の開口端には、いずれも図6の様に主梁30が張り渡されているので、吹き抜け部38の端面は剛性が高い。そのため熱処理室12内に梯子を持ち込んで上部側の段部23を掃除したり、各段部23の開口端に足を掛けて吹き抜け部38を登って行くことも可能である。
また上記した実施形態では、各柱35にジャッキ装置36を設けたが、中央の柱35だけにジャッキ装置36を設けたり、外側の柱35だけにジャッキ装置36を設けることも考えられる。さらに複数の柱を一つのジャッキ装置で昇降させてもよい。
図12は、吹き抜け部38を3か所に設けた例を示している。
例えば図13の様に、中央部に小梁31が連通した部分があり、吹き抜け部38が二つの領域に分断されていてもよい。
また吹き抜け部38が図14の様に一方の辺にのみ開放されているものであってもよい。いずれにしても、吹き抜け部38は、平面視していずれかの辺に開口し、かつ柱35で囲まれた領域内にまで連続していることが推奨される。
10 扉
12 熱処理室(加熱室)
13 周壁
16 載置棚
21 昇降装置
23 段部
30 主梁
31 小梁
33 補助梁
35 柱
36 ジャッキ装置
37 欠落部
38 吹き抜け部
46 前側棚部(ブロック)
47 後側棚部(ブロック)
Claims (10)
- 被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室の中にあって被加熱物を載置する載置棚とを有する熱処理装置において、前記載置棚は、複数の段部を有し、当該段部は、梁又は床面によって形成され、1つの被加熱物を載置するように構成されており、一部の段部又は全部の段部に、梁及び床面が欠落した欠落部を有し、当該欠落部によって吹き抜け部が設けられており、当該吹き抜け部は作業者が入ることができるだけの空間を有することを特徴とする熱処理装置。
- 前記棚部は、並列に配された少なくとも4本の主梁と、前記主梁に支えられた複数の小梁からなり、各小梁は少なくとも2以上の主梁によって支持されており、両外側の主梁以外のいずれかの主梁と、両外側の主梁以外の他のいずれかの主梁との間に前記欠落部が設けられることで前記載置棚に吹き抜け部が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の熱処理装置。
- 被加熱物を加熱する加熱室と、当該加熱室の中にあって被加熱物を載置する載置棚とを有する熱処理装置において、前記載置棚は、2以上のブロックに分割されており、それぞれのブロックはいずれも複数の段部を有し、前記2以上のブロックは間隔を開けた状態で並列的に配置され、被加熱物を前記並列的に配置されたブロックの段部間に跨がって載置する構成となっており、ブロック同士の間によって吹き抜け部が形成され、当該吹き抜け部は作業者が入ることができるだけの空間を有することを特徴とする熱処理装置。
- 加熱室は天面壁と側面壁を有し、前記側面壁には吹き抜け部に通じる開閉扉があることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の熱処理装置。
- 載置棚は、梁又は床面を支える複数の柱を有し、一部の柱又は全部の柱にはジャッキ装置が設けられ、ジャッキ装置が設けられた各柱は他の柱から独立して昇降可能であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の熱処理装置。
- 載置棚は、梁又は床面を支える複数の柱を有し、該柱は載置棚の両端側の位置を支持する柱と、前記両端側の柱の間の位置を支持する柱とから成り、両者の下端位置を相対的に変化させる柱移動手段が設けられていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の熱処理装置。
- 被加熱物が載置されていない状態において、各段部における載置棚の梁又は床面の高さは、載置棚の両端側よりも内側の位置の方が低いことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の熱処理装置。
- 載置棚は複数の柱を有し、段部は少なくとも平行に配された4本の主梁を有し、前記各主梁は少なくとも2本の柱を一組として結合されたものであり、主梁で結合されていない柱同士が補助梁で結合されており、補助梁の数が主梁に対して少ないことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の熱処理装置。
- 載置棚を全体的に昇降させる昇降装置を備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の熱処理装置。
- 加熱室内を通風雰囲気とする通風手段を有し、前記吹き抜け部は、通風手段による加熱室への通風の流れ方向に平行に、載置棚の一辺から他辺側に貫通して設けられており、前記通風は前記吹き抜け部を通過して載置棚の一辺側から他辺側に向かって流れることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の熱処理装置。
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