JPH01200188A - 連続処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、連続処理装置に関し、例えば、熱処理その他
の処理を連続的に施す連続処理装置に関する。

口、従来技術 半導体部品や、セラミックス基板にスクリーン印刷によ
って所定の回路パターンを形成し、焼成してなる厚膜集
積回路、或いは配向膜や偏向膜が形成された液晶表示装
置用ガラス基板等の電子部品の熱処理にあっては、塵埃
の付着によって電子部品の品質が甚だしく劣化するので
、清浄な雰囲気中で熱処理がなされる必要がある。

上記電子部品の熱処理を塵埃のない清浄な雰囲気中で連
続的に行う熱処理炉として、炉内に摺動する部分がなく
、従って塵埃の発生しない所謂ウオーキングビーム式搬
送機構を用いた連続熱処理炉の採用が考えられる。

このウオーキングビーム搬送機構は、長形の炉本体の長
さ方向の一端側入口から他端側出口に亘って炉本体内を
貫通する複数本の位置固定された平行棒材からなる固定
ビームと、この固定ビームに平行して上記と同様に炉本
体内を貫通する複数本の平行棒材からなりかつ前記固定
ビームに対する関係位置が上下及び長さ方向の前後に変
位可能に設けられた移動ビームとを備えている。そして
、駆動装置によって前記移動ビームを駆動して、この移
動ビームを前記固定ビームに対して上昇、前進、下降、
後退の順に反復して周期的に変位運動させることにより
、炉本体内で被加熱物を前記両ビームに交互に載置させ
るようにしながら炉本体の長さ方向に漸次搬送するよう
に構成されている。

このような搬送機構を備えた連続熱処理炉は、通常、鋼
片や鋼管等の熱処理に使用されている。

上記のウオーキングビーム搬送機構を備えた連続熱処理
炉では、固定ビーム、移動ビーム共に、高温に加熱され
る炉内で撓みを起こすのを防止するため、炉内で支柱に
よって支持されている。

ビームを炉内で支持する支柱も同様の運動をするように
している。

このため、第９図及び第９図のＸ−Ｘ線矢′ｆＭｌｆｒ
面図である第１０図に示すように、固定ビーム６６は炉
床６３上に立設した支柱８７に支持させているのである
が、移動ビーム６９を支持する支柱８８は、炉本体６１
を支持する支持台６５及び炉床６３を貫通する長さ方向
に細長の貫通孔６１ｃ及び６５ａを経由して炉外下方に
突出させて移動架枠７１に固定具７３によって固定させ
、支柱８８が上下方向と長さ方向の前後とに往復動可能
としている。炉内外の雰囲気のシールは水封機構によっ
てなされる。即ち、移動架枠７１上に設けられた細長の
ウォータトラフ（水桶）７２に支柱８８を収容し、水７
４と支持台６５からウォータトラフ７２中に突入するシ
ール板７０とによって炉内外をシールする。シール板７
０の先端に設けられたスクレーバ７０ａは、炉内で発生
してウォータトラフ７２中に落下するスケール（金属の
酸化皮膜）を、支柱８８の前後方向の運動によって移送
する役割を果たす。

このような水封機構では、水蒸気が発生してこれが炉内
に侵入し、炉内雰囲気を悪化させるので、前述したよう
な清浄な雰囲気中で熱処理を行う連続熱処理炉にあって
は甚だ不都合である。また、水蒸気の侵入によって炉内
温度が不均一になる。

水封機構に替えて機械的機構によっｔ支柱８８を運動さ
せながら炉内外をシールすることも考えられるが、これ
では機構が複雑になって故障し易く、その上、摺動部分
から塵埃が発生して炉内雰囲気を害するようになり、こ
れも不都合である。

このようなことは、雰囲気処理等熱処理以外の連続処理
装置についても同様である。

ハ１発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
処理装置本体内で上記移動ビームのような移動可能な載
置部材が撓むことがなく、かつ、処理装置本体内の雰囲
気や炉内温度の均一性が悪化することのない上に故障の
虞のない連続処理装置を提供することを目的としている
。

二１発明の構成 本発明は、処理装置本体と；第一〇載置部材及び移動可
能な第二〇載置部材からなる被処理物載置手段と；前記
第二の載置部材を前記第一の載置部材に対し反復して変
位運動させ、これによりこれら第一及び第二の載置部材
間で被処理物を交互に載置しながらこの被処理物を搬送
する駆動手段とを具備する連続処理装置に於いて、前記
処理装置本体外で前記第二の載置部材の両端側が前記駆
動手段に結合され、かつ、前記処理装置本体内で前記第
二の載置部材に作用する曲げモーメントが小さくなるよ
うに、前記第二の載置部材の前記両端側が前記搬送方向
に対して所定の角度で結合されることを特徴とする連続
処理装置に係る。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

第４図及び第５図はウオーキングビーム式搬送機構を備
えた連続熱処理炉を示し、第４図は搬送方向に沿う断面
図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線矢視断面図である。

炉壁、天井、炉床は断熱材３からなっていて、これらは
鋼板製外殻５に覆われ、天井と炉床との内側には平板状
の赤外線ヒータ２が配置され、炉内周面はヒータ２をも
含めてセラミックス又は石英からなる被覆層４によって
被覆されている。これらによって筒状の炉本体１が構成
される。また、炉本体１の一端には開口１ａによって装
入口が形成され、他端には開口１ｂによって排出口が形
成されている。

炉本体１内の両側縁側には、炉床上にステンレス鋼Ｓ　
Ｕ　Ｓ　３０４製の角棒６ａが配置され、角棒６ａ１内 から上方啜側に向けてＬ字形を呈する５ＵＳ３０４製の
第一の支持部６ｂが等間隔に多数固定されていて、角棒
６ａと第一の支持部６ｂとで第一の載置部材６が構成さ
れる。

炉本体１内には断面寸法８０ｍｍＸ４Ｑｍ＋＋の中空の
ステンレス８１ＳＵＳ３０４製の２本の移動ビーム９ａ
が装入口１ａ、排出口−ｂから炉本体１外へ突出するよ
うに挿入されていて、その両端は炉本体１外で上下動駆
動装置２４Ａ、２４Ａに固定され、上下動駆動装置２４
Ａ、２４Ａは、前進、後退駆動装置２４日、２４日に固
定されて、移動ビーム９ａの上下動及び前進後退が可能
になっている。

上下動駆動装置２４Ａ及び前進、後退駆動装置２４日り
字形を呈する５ＵＳ３０４製の第二の支持部９ｂが等間
隔に多数固定されていて、移動ビーム９ａと第二の支持
部９ｂとで第二の載置部材９が構成される。第二の支持
部９ｂは、第一の支持部６ｂと同数にしてあり、上下動
及び前進、後退が可能となるように、第一の支持部６ｂ
よりも外側に位置している。図中、Ｗは板状の被処理物
である。

第６図は、第二の載置部材９の左右３個ずつの第二の支
持部９ｂ上に被処理物Ｗが載置、支持されている状態を
図解的に示す炉本体内部の概略斜視図である。

被処理物の搬送は次のようにして遂行される。

上下動駆動装置２４Ａ（第４図参照）を駆動して第７図
（ａｌに部分正面図で、同図（ｂ）に側面図で示すよう
に、移動ビーム９ａが実線位置から一点鎖線で示す位置
に矢印Ｕの方向に上昇して第二〇支持部９ｂが第一の支
持部６ｂの下側からこれよりも上方に移動し、第一の支
持部６ｂに載置されていた被処理物Ｗは一点鎖線で示す
ように第二の支持部９ｂに移換えられてこれに載置され
る０次に、前進、後退駆動装置２４日（第４図参照）が
駆動して移動ビーム９ａが矢印Ｆの方向に緩やかに前淋 進し、被処理物Ｗは一点鎖線で示す位置から二ｌ鎖線で
示す位置にＬ寸法だけ前進する。次に、上下動駆動装置
２４Ａが駆動して移動ビーム９ａが矢印りの方向に下降
し、第二の支持部９ａが第一の支持部６ｂよりも下方に
移動して被処理物Ｗは三点鎖線で示すように第一の支持
部６ｂに移換えられてこれに載置される。次に、前進、
後退駆動装置２４Ａが駆動し、移動ビーム９ａは矢印Ｒ
の方向に急速に後退して元の位置に復する。

上記のようにして、移動ビーム９ａは角棒６ａ前進を緩
速、後退を急速にするのは、時間的な加熱特性曲線が段
階状にならないよう、緩やかに温度変化させるためであ
る。このように前進と後退とで移動速度を変えるには、
例えば、回転数を容易に変化させられる直流モータその
他の適宜のモータが、駆動用モータ１８（第４図参照）
として便利に使用できる。また、通常の交流誘導モータ
を使用し、自動車の変速に於けると同様にシフトフォー
クによるギアチェンジで駆動軸１９（第４図参照）の回
転数を変えるようにしても良い。

前述した移動ビーム９ａの周期的な変位運動により、被
処理物Ｗは炉本体１内を前記の距１ｉＩＩＬずつ徐々に
搬送方向に搬送されて、所定の温度領域を所定の時間で
通過し、所要の熱処理が施される。

本例で注目すべきことは、移動ビームが上下動駆動装置
に所定の角度で固定されていることである。以下、これ
について第１図によって詳述する。

固定基台２２上には、モータ１８が固定され、モータ１
８の軸には雄ねじを設けた駆動軸１９が結合していて、
雌ねじを設け、固定基台２２上に立設された２個の駆動
軸支持板２０．２０に駆動軸１９が螺合している。駆動
軸支持板２０．２０の間には、雌ねじを設けた可動基台
２１が駆動軸１９に螺合していて、モータ１８の駆動に
よる駆動軸１９の回動によって可動基台２１がガイド２
３に案内されて往復動するようにしである。上記各部分
によって前進、後退駆動装置２４日が構成される。

可動基台２１上にはシリンダ２５が立設され、シリンダ
２５内にプランジャ２７が嵌入し、プランジャ２７は、
シリンダ２５内に配設されたカム２６上に載置されて図
示しない駆動手段によるカム２６の回動によって上下動
する。プランジャ２７の上端面には合板２８が固定され
ている。上記各部分によって上下動駆動装置２４Ａが構
成される。

合板２８上では移動ビーム９ａの端部が抑え板２９によ
って合板２８に抑え付けられ、移動ビーム９ａが上下動
駆動装置２４Ａに固定される。移動ビーム９ａの上下動
駆動装置２４Ａへの固定は、抑え板２９と合板２８とを
スプリングワッシャ３２を介してボルト３０、ナツト３
１で締め付けることによってなされる。

合板２８の上面は、移動ビーム９ａの中央に向かって鉛
直方向に対し直角よりも少し大きな角度θだけ傾斜させ
である。従って、移動ビーム９ａは、上記固定端部が水
平方向に対して（θ−９０°）傾斜していて、上方へ向
かって僅か湾曲して上下動駆動装置２４Ａに固定されて
いる。

上記のように移動ビーム９ａを上下動駆動装置２４Ａに
傾斜して固定させる理由は、次の通りである。

第２図（ｂ）は、両端が水平に固定され、−様な荷重を
受ける梁に作用する曲げモーメントの分布を示す図であ
る。梁の長さを！、−様な荷重をＷとすると、梁の中央
では曲げモーメントはＷＡ　２／２４となり、両端固定
部での曲げモーメントはＷｊ２２／１２となる。移動ビ
ームを第２図（ｂ）のように両端を水平に固定すると、
炉本体内で加熱される部分には最大Ｗ　Ｊ　２　／２４
の曲げモーメントが作用し、クリープを起こして第３図
（ｂ）のように撓んだ形状に永久変形を起こし、被処理
物の搬送がスムーズになされなくなる。

そこで、本例では、移動ビームを前述したように上下動
駆動装置に傾斜して固定し、第２図（ａ）に示すような
曲げモーメントの分布とする。その結果、炉本体内で移
動ビームに作用する曲げモーメントが小さくなってクリ
ープが防止され、第３図（ａ）に示すように、炉本体内
では略水平が保たれる。

なお、炉本体外の固定部分に近い領域では、移動ビーム
に作用する曲げモーメントはＷ１２／１２よりも大きく
なるが、移動ビームのこの領域は炉本体外にあって加熱
されないので、クリープによる永久変形を起こすことは
なく、従って被処理物の搬送に支障をきたすことはない
。

次に、前記の上下動駆動装置２４Ａ及び前進、後退駆動
装置２４Ｂによって被処理物を炉本体内で搬送し、熱処
理を施す方法を説明する。

まず、第４図のヒータ２に給電して炉本体１内を所定の
温度分布に加熱する。次に、第１図の駆動軸１９を回動
させて可動基台２１を後退させ、かつ移動ビーム９ａを
下位に位置せしめてお（。

この状態で第４図に示す第二の載置部材９の装入口１ａ
から炉本体１外に出ている第二の支持部９ｂ上に被処理
物Ｗを図示しない移換え装置によって位置せしめる。次
に、第１図のカム２６を回動させてスピンドル２７を上
昇させる（前記Ｕの運動）と、第二の支持部９ｂが上昇
して被処理物Ｗを載すと共に、新しい被処理物が前記の
ようにして次々に第二の支持部９ｂに載置され、被処理
物Ｗは炉本体１内を通過し、所定の熱処理が施される。

熱処理が終了して排出口１ｂから炉本体１外へ排出され
た被処理物Ｗ（仮想線で示す。）は、前述した逆の手順
に従って図示しない移換え装置によって次々に第二の支
持部９ｂから取り外され、次の工程に搬送される。

次に、実際の操業結果について説明する。

どの例では、炉本体１の内部の長さを５〆、移動ビーム
９ａの台板２８と抑え板２９とに挟まれた部分以外の長
さを５．８　ｍ、固定角度θを例えば０．５°、炉本体
内の最高加熱温度を５５０℃とじてある。なお、第１図
、第３図（ａ）及び第４図では、角度θは誇張して大き
く画いである。このような条件で、長さ４００　＊＊、
幅３００鶴、重量３６０ｇの板状被処理物を炉本体内に
２０ｎ間隔で装入するようにして１０．５ｗ／ｓｅｃの
平均搬送速度で搬送し、延べ２４００時間稼働させたと
ころ、移動ビームは永久変形を起こすことなく炉本体内
で略水平に保たれ、連続熱処理が順調に遂行された。上
記最高加熱温度は、例えば液晶表示装置用のガラス基板
の熱処理の温度４５０℃に較べてかなり高い温度に設定
してあり、上記の操業結果は、４５０℃での連続熱処理
では、延べ１万時間を越える長時間の順調な操業が可能
であることを示すものである。

また、移動ビームは炉本体外で支持されていて、前述し
た水封機構を設ける必要がなく、炉本体内は清浄な雰囲
気が保たれていた。

上記の例では、移動ビームの上下動駆動装置への固定は
、所定の角度θで両端部を固定しているが、始めは移動
ビーム両端部の固定は水平又は僅かな傾斜にし、使用中
の移動ビームの変形に対応して固定角度を調節ねじなど
によってθを適宜の角度に変更するように可変にし、炉
本体内で移動ビームを常に略水平に保つようにしても良
い。

また、第一の載置部材は炉本体外で両端部を固定させる
ようにして炉床から離すようにしても良い。この場合、
第一の載置部材は固定ビームのみからなり、両端部の固
定は前記実施例に於けると同様の固定による。また、第
二の載置部材は移動ビームのみからなっていて良い。

本発明に基づく連続処理装置は、前述した液晶表示装置
用ガラス基板の熱処理以外に、厚膜集積回路、各種プリ
ンタ用の感熱記録ヘッド、そのは雰囲気処理を連続的に
施す装置として通用可能である。これらの場合、角棒及
び第一の支持部によって構成される第一の載置部材や、
移動ビーム及び第二の支持部によって構成される第二〇
載置部材は、適宜の形状の載置部材であってよく、それ
らの材料も被処理物、処理の種類に応じて適宜の材料を
使用することができる。

へ１発明の効果 本発明は１．第一〇載置部材と移動可能な第二の載置部
材とからなる被処理物載置手段を備え、前記第二の載置
部材を前記第一の載置部材に対して反復して変位運動さ
せてこれら第一及び第二の載置部材間で被処理物を交互
に載置しながらこの被処理物を搬送するように構成され
ている。そして、第二〇載置部材の両端側が処理装置本
体外でこの第二の載置部材を運動させる駆動手段に結合
され、かつこの結合が、第二の載置部材に作用する曲げ
モーメントが小さくなるように、前記搬送の方向に対し
て所定角度でなされているので、処理装置本体内で不所
望な塵埃や異物の発生や侵入がなく、従って被処理物の
品質が安定して信頼性が高い。

その上、変位運動する第二の載置部材が使用中に変形し
て前記搬送に支障をきたすことがなく、長朝 グ間に亘って被処理物の搬送がスムーズになされ、耐久
性が著しく改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は上下動駆動装置、前進、後退駆動装置及び移動
ビームの固定方法を示す一部破砕正面図、 第２図（ａ）及び（ｂ）は移動ビームの固定方法を説明
するための梁に作用する曲げモーメントの分布を示す図
、 第３図（ａ）及び（ｂ）は移動ビームの固定方法を説明
するための梁の変形を示す図、 第４図は連続熱処理炉の搬送方向に沿う断面図、第５図
は第４図のＶ−Ｖ線矢視断面図、第６図は炉本体内の第
一の載置部材及び第二の載置部材を示す概略斜視図、 第７図は第二の載置部材及び被処理物の運動を説明する
ための概略図で、同図（ａ）は概略部分正面図、同図中
）は概略側面図、 第８図は移動ビームの変位運動要領を説明するための説
明図 である。 第９図及び第１０図は従来例を示すものであって、 第９図は連続熱処理装置の搬送方向に沿う部分断面図、 第１０図は第９図のＸ−Ｘ線矢視部分断面図である。 なお、図面に示された符号に於いて、 １・・・・・・・・・炉本体 １ａ・・・・・・・・・装入口 １ｂ・・・・・・・・・排出口 ２・・・・・・・・・ヒータ ６・・・・・・・・・第一の載置部材 ６ａ・・・・・・・・・角棒 ６ｂ・・・・・・・・・第一の支持部 ９・・・・・・・・・第二〇載置部材 ９ａ・・・・・・・・・移動ビーム ９ｂ・・・・・・・・・第二の支持部 １９・・・・・・・・・駆動軸 ２１・・・・・・・・・可動基台 ２４Ａ・・・・・・・・・上下動駆動装置２４Ｂ・・・
・・・・・・前進、後退駆動装置２５・・・・・・・・
・シリンダ ２６・・・・・・・・・カム ２７・・・・・・・・・スピンドル ２８・・・・・・・・・台板 ２９・・・・・・・・・抑え板 ３０・・・・・・・・・ボルト ３１・・・・・・・・・ナンド θ・・・・・・・・・固定角度 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．処理装置本体と；第一の載置部材及び移動可能な第
   二の載置部材からなる被処理物載置手段と；前記第二の
   載置部材を前記第一の載置部材に対し反復して変位運動
   させ、これによりこれら第一及び第二の載置部材間で被
   処理物を交互に載置しながらこの被処理物を搬送する駆
   動手段とを具備する連続処理装置に於いて、前記処理装
   置本体外で前記第二の載置部材の両端側が前記駆動手段
   に結合され、かつ、前記処理装置本体内で前記第二の載
   置部材に作用する曲げモーメントが小さくなるように、
   前記第二の載置部材の前記両端側が前記搬送方向に対し
   て所定の角度で結合されることを特徴とする連続処理装
   置。