JPH03213991A - 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
、炉本体内で被処理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。

第１０図は被処理物搬送方法の概要を示し、同図（ａ）
は部分正面図、同図（ｂ）は側面図である。移動ビーム
７９は二点鎖線で示すように固定ビーム７６よりも下位
に位置していて、移動ビーム７９が実線で示すように固
定ビーム７６よりも上位に上昇（Ｕ）し、固定ビーム７
６に載置されていた被処理物Ｗが移動ビーム７９に載置
される。

次に、移動ビーム７９が前進（Ｆ）して被処理物Ｗは三
点鎖線位置に前進する。次に、移動ビーム７９が二点鎖
線位置に下降（Ｄ）して被処理物は固定ビーム７６に載
置され、次いで移動ビーム７９が元の位置に後退（Ｒ）
する。この１サイクルの移動ビーム７９の変位運動によ
り、被処理物ＷがＬ寸法だけ前進する。このような移動
ビーム７９の変位運動の繰返しにより、被処理物Ｗは固
定ビーム７６と移動ビーム７９とに交互に載置されなが
ら前進していく。第１１図は移動ビームの上記変位運動
を模式的に示すものである。この変位運動にあって、前
進（Ｆ）を緩速にし、後退（Ｒ）を急速にするのが好ま
しい。その理由は、被処理物の時間的な加熱曲線が段階
状にならないよう、緩やかに温度変化させるためである
。

移動ビームは、炉本体内から被処理物の装入口及び排出
口を経由して炉本体外へ突出していて、炉本体外に設置
された駆動装置によって前記変位運動をするようになっ
ている。移動ビームに前記のようなサイクルで変位運動
させるには、その駆動装置が複雑な構造のものになる。

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、炉長が大きくなると、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して搬送の安
全性が害されるのを防止するため、炉内で支柱によって
支持させている。

ところで、移動ビームは上下のみならず長さ方向の前後
にも往復動ぜねばならず、従って、移動ビームを炉内で
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１２図及び第１２図のｘｍ−ｘｍ線矢視断
面図である第１３図に示すように、固定ビーム７６は炉
床７３上に立設した支柱９７に支持させているのである
が、移動ビーム７９を支持する支柱９８は、炉本体７１
を支持する支持台７５及び炉床７３を貫通する長さ方向
に細長の貫通孔７１ｃ及び７５ａを経由して炉外下方に
突出させて移動架枠８１に固定具９３によって固定させ
、支柱９８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８１上に設けられた細長の
ウォータトラフ（水桶）８２に支柱９８を収容し、水８
４と支持台７５からウォータトラフ８２中に突入するシ
ール板８０とによって炉内外をシールする。シール板８
０の先端に設けられたスクレーバ８０ａは、炉内で発生
してウォータトラフ８２中に落下するスケール（金属の
酸化皮膜）を、支柱９８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て支柱９８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、冷却処理、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、清浄度の高い雰囲気中で処理を行うことがで
き、被処理物の品質が高く、高い歩留を以て処理が遂行
され、かつ、被処理物搬送のための駆動機構が簡単にな
る上に、処理装置本体の長さが大きくても被処理物が安
全に搬送される連続処理装置を提供することを目的とし
ている。

二９発明の構成 本発明は、処理装置本体と；被処理物の搬送方向及びそ
の逆方向に沿って往復動可能な第一の被処理物載置部材
と；前記搬送方向に沿う方向とは異なる方向に往復動可
能な第二の被処理物載置部材とを有し、前記第一及び第
二の被処理物載置部材の交互の運動によってこれら第一
及び第二の被処理物載置部材間で前記被処理物を交互に
載置しながらこの被処理物を前記処理装置本体内で搬送
することにより前記被処理物に所定の処理を施すように
構成され、かつ、磁気的作用によって所定の間隔を以て
互いに空間的に位置保持される固定部材と可動部材とを
具備し、この可動部材が、前けられている連続処理装置
に係る。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

以下の例は、液晶表示装置用ガラス基板を被処理物とし
、この被処理物を２組のビームに交互に載置して熱処理
装置本体（以下、炉本体と呼ぶ。）内で搬送するように
した連続熱処理装置の例である。

亥】１１１ 第１図は連続熱処理装置の被処理物搬送方向に沿う断面
図（第２図のＩ−１線断面図）、第２図は第１図の■−
■線拡線断大断面図る。

炉本体１の天井３Ａ、炉床３Ｂ、側壁３Ｃは耐火断熱材
からなっていて、これらは鋼板製炉殻５に覆われている
。天井３Ａ、炉床３日には赤外線ヒータ２が取付けられ
、天井３Ａ、炉床３Ｂ、側壁３Ｃは、ヒータ２をも含め
てステンレス鋼板４で覆われている。更に必要に応じて
、ステンレス鋼板４の内面に耐熱セラミックス又は石英
でライニングしても良い。このようにして炉本体１内に
塵埃が発生せぬようにしである。これらによって筒状の
炉本体１が構成され、支持台１３を介して基台１４に据
付けられる。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内を貫通して、搬送方向に沿って往復動する複
数（この例では２本）の往復動ビーム（第一の載置部材
）６と、往復動ビーム６と平行にかつ上下動時に往復動
ビーム６に当接又は接触しないように配設された上下動
可能な複数（この例では２本）の上下動ビーム（第二〇
載置部材）１１とが位置している。また、往復動ビーム
６と上下動ビーム１１とは、いずれも開口１ａ、１ｂを
通って炉外へ突出している。往復動ビーム６及び上下動
ビーム１１は、いずれも石英製とし、被処理物の当接に
よる発塵を防止するようにしている。

往復動ビーム６０両端部は、基台１４上に設けられた往
復動駆動機構２１Ａ及びこれに従動する従動部２１日に
支柱１０，１０を介して取付けられている。基台１４に
は軸受１５ａを備えた２枚の駆動軸支持板１５．１５が
立設され、雄ねじが螺刻された駆動軸１６が、軸受１５
ａ、１５ａによって駆動軸支持板１５．１５に回動可能
に支持され、モータ１８によって回動するようになって
いる。駆動軸１６には、その雄ねじに螺合する雌ねじが
螺設された支柱１０が組合わされていて、支柱１０は駆
動軸支持板１５．１５間に固定された案内軸１７に案内
され、モータ１８の駆動による駆動軸１６の回動によっ
て支柱１０が前進、後退するようになっている。以上の
ようにして往復動駆動機構２１Ａが構成される。従動部
２１日は、支持板１５．１５とこれらの間に設けられた
２本の案内軸１７．１７に支柱１０が外嵌してなってい
て、往復動駆動機構２１Ａによる駆動に従って従動部側
の支柱１０が往復動する。

上下動ビーム１１を上下動させる上下動駆動機構２１Ｃ
は次のように構成される。上下動ビーム１１の両端部は
、支柱１２．１２に支持され、支柱１２．１２は、モー
タ２０．２０によって回動可能なカム１９．１９に載っ
ている。従って、上下動ビーム１１は、カム１９．１９
の回動により、図示しないガイドに案内されて往復動ビ
ーム６の上下に亘って上下動する。

往復動ビーム６には、炉本体の開口側で磁石７．７が取
付けられ、支持棒９．９．９．９に取付けられた磁石８
．８．８．８が磁石７．７と同極の面同士で対向するよ
うに位置していて、磁石７．７と磁石８．８．８．８と
は反溌し合うようになっている。このようにして、磁石
７．７は磁石８．８．８．８に間隔ｄ、を以て非接触で
支持される。

この例では、ｄｌ　は約０．３閣としている。

この磁石の反溌力による非接触支持と支柱１０による支
持との片側２箇所ずつの支持により、往復動ビーム６が
撓むことが防止されて被処理物が安全に搬送され、かつ
、往復動ビーム６の往復動によって好ましくない塵が発
生するのが防止される。また、往復動駆動機構２１Ａ、
従動部２１日及び上下動駆動機構２１Ｇは炉本体１の外
部下方に位置しているので、これらの駆動によって好ま
しくない塵が炉本体内に入ることもない。更に、ビーム
の変位運動を、一方のビームを往復動とし、他方のビー
ムを上下動として分けることにより、これらの駆動機構
が構造簡になって設備費が低廉で済む。

次に、被処理物の搬送の要領について説明する。

第３図は上下動ビーム及び被処理物の運動を説明するた
めの要部側面図、第４図は往復動ビーム、上下動ビーム
及び被処理物の運動を説明するための要部正面図である
。

第３図に示すように、往復動ビーム６上の被処理物Ｗは
、上下動ビーム１１の上昇（Ｕ）によって往復動ビーム
６から離れて上下動ビーム１１に載置される。そして、
上下動ビーム１１の下降（Ｄ）によって被処理物Ｗは再
び往復動ビーム６に載置される。第４図に示すように、
往復動ビーム６が前進（Ｆ）してこれに載置された被処
理物Ｗが１寸法だけ前進する（二点鎖線）。次に、上下
動ビーム１１が上昇して前述のように被処理物Ｗは、往
復動ビーム６から離れ、三点鎖線で示すように上下動ビ
ーム１１に載置される。次に、往復動ビーム６が後退（
Ｒ）して元の位置に戻る。

次に上下動ビーム１１が下降（Ｄ）して被処理物Ｗは再
び往復動ビーム６に載置される。この１サイクルの往復
動ビーム６と上下動ビーム１１との変位運動により、被
処理物は、往復動ビーム６の基準点ＯＰからの距離がＤ
からＤ＋Ｌとなる。上記の変位運動を繰返すことにより
、被処理物Ｗは、往復動ビーム６と上下動ビーム１１と
に交互に載置されながら１寸法ずつ搬送される。

以上のようにして、被処理物Ｗは、開口１ａから炉本体
１内に次々に装入され、所定の温度分布にしである炉本
体１内を搬送され、所定の熱処理が施されて開口１ｂか
ら次々に排出される。

往復動ビーム６の往復動は、前述した理由から、前進（
Ｆ）を緩速に、後退（Ｒ）を急速にする。

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が、駆動
用モータ１８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１６の回転数を変えるようにしても良い。

次に、実際の操業結果について説明する。

炉本体１の内部の長さを５ｍ、炉本体内の最高加熱温度
を５６０″Ｃ５炉本体内の雰囲気ガスを窒素ガスとし、
その供給量及び排出量を３００１　／分として、長さ４
００ｍｍ、幅３００ｍの板状被処理物（この例では液晶
表示装置のガラス基板）を夫々１４ｒｘａ／秒、１６■
／秒の搬送速度で炉本体内を搬送して連続的に熱処理を
施した。その結果、被処理物は安全に搬送されて確実な
熱処理が施された。また、炉本体内の清浄度はクラス１
０２であった。この値は極めて低い値である。上記清浄
度は、浮遊粒子の径と立方フィート当たりの浮遊粒子の
数とで表されるものであって、例えばクラス１０は１立
方フィート中に粒径０．５μｍの微粒子が１０個以下で
あることを、クラス１０”は同じ＜１００個以下である
ことを、クラスｌＯ５は同じ＜　　１００，０００個以
下であることを夫々示すものである。

夫隻桝主 この例は、炉長の長い連続熱処理装置に本発明を適用し
た、前記実施例１と同様の例である。

第５図は連続熱処理装置の第１図と同様の断面図（第６
図のＶ−Ｖ線断面図）、第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線
断面図である。装置の構造は第１図、第２図の装置の構
造と略同じであり、共通する部分には第１図、第２図の
符号に３０”をプラスした符号を付して表しである。

この例では、炉本体３１の内部の長さが１０ｍと長く、
従って、往復動ビーム３６及び上下動ビーム４１の長さ
も長い。そのため、往復動ビーム３６及び上下動ビーム
４１は炉本体内で加熱されるので撓もうとする。これら
の撓みを防止するため、両ビーム３６．４１は炉本体３
１内で支柱に支持されるようにしている。

炉床３３Ｂには往復動ビーム３６の下に搬送方向に沿っ
て細長の貫通孔３３Ｂａが設けられ、往復動ビーム３６
に下方を向いて固定されかつ下端に磁石３７を固定した
支持棒６０が貫通孔３３８ａに挿通されている。支持棒
６０は炉床３３日の下方に突出し、この突出部分と磁石
３７とは炉床３３Ｂに取付けられたケーシング６１に収
容されていて、ケーシング６１内には磁石３８が固定さ
れている。磁石３７．３８は同極の面同士で対向してい
て、両者はこれによって反撥し合って間隔ｄ２を以て対
向する。この例では間隔ｄ！は約０．５閣としである。

往復動ビーム３６が往復動しても磁石３７．３８が常に
対向するよう、磁石３８は磁石３７よりも充分長くしで
ある。往復動ビーム３６は、支持棒６０を介して上記の
磁石の反撥力によってケーシング６１に非接触で支持さ
れて撓むことが防止され、また、ケーシング６１内で発
塵が起こることがない。従って、炉本体３１内は清浄な
雰囲気が保持され、往復動ビーム３６は水平が保たれて
被処理物Ｗは安全に搬送され、高品質の被処理物が得ら
れ、歩留も高くなる。この例では、炉本体内での上記の
ような往復動ビーム３６の支持は、片側３箇所ずつで行
っている。

上下動ビーム４１の下方には炉床３３Ｂに貫通孔３３Ｂ
ｂが設けられ、カム４９上の支柱４２が貫通孔３３Ｅ３
ｂに挿通されてその上端が上下動ビーム４１に固定され
ている。このようにして、上下動ビーム４１は、炉本体
内でも支柱４２を介してカム４９に支持され、炉本体３
１内で撓むことがない。この例では、炉本体内での上下
動ビーム４１の支持は、片側２箇所ずつで行っている。

実際の操業結果は、前記実施例１のそれと略同じであっ
た。

貫通孔３３日すと支柱４２との間隙を大きくとると、炉
本体内の熱が外部へ逃げて熱効率が低下する。他方、上
記間隙を小さくすると、支柱４２が上下動時に貫通孔３
３日すの内面に摺接して発塵を起こすおそれがある。そ
こで、磁石の反撥力を利用して非接触で支柱４２の水平
方向の位置決めをすることができる。第７図〜第９図は
このような位置決めの例を示している。

第７図は第８図、第９図の■−■線平線図面図８図は第
７図の■−■線断面図、第９図は第７図のＩＸ−ＩＸ線
断面図である。

貫通孔３３日すの下で磁石６８Ａ、６８Ａを炉殻３５に
固定し、その間に間隔をおいて磁石６７Ａを位置させる
。磁石６７Ａは支柱４２に取付けられている。磁石６７
Ａの下にはスペーサ４２ａを介して磁石６７Ｂが設けら
れ、磁石６７Ｂには図示しないカム上の支柱４２が取付
けられている。

そして、磁石６７Ｂは磁石６８日、６８日間に間隔をお
いて挟まれるように位置している。磁石６７Ａと磁石６
８Ａ、６８Ａとは同極の面同士が対向し、磁石６７Ｂと
磁石６８日、６８Ｂとは同極の面同士が対向している。

かくして、同極の面同士が対向して発生する磁石の反撥
力により、支柱４２はＸ、Ｙ方向に位置決めされ、貫通
孔３３日すと支柱４２との間隙を小さくしても両者が接
触することがない。貫通孔３３８ａに対する支柱６０の
位置決めも、上記と同様の機構とすることができる。こ
の場合は、１対の固定の磁石とその間に位置して往復動
する磁石との組合せとすれば良い。

前記実施例１．２共、各磁石は、ティコナル（Ｔｉｃｏ
ｎａｌ）　Ｘの永久磁石としているが、他の適宜の磁石
としても良く、電磁石としても良い。また、磁石２７．
２８のいずれか一方を超電導を示す金属からなるもの（
磁性材料でな（て良い）とし、この金属を例えば液体ヘ
リウムで閾値以下の温度（超電導を示す温度）に冷却す
るようにして良い。

このようにすると、磁石と超電導金属とはマイステー効
果によって反溌し合うようになり、同極の面同士を対向
させた対の磁石と同様に、所定の間隔を以て互いに空間
的に位置保持されるようになる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明の技術的思想
に基いて上記の実施例に種々の変形を加えることができ
る。例えば、往復動ビームや上下動ビームの駆動機構は
、前記の機構のほかに適宜の機構として良い、また、本
発明に基く連続処理装置は、前述した液晶表示装置用ガ
ラス基板以外に、厚膜集積回路、各種プリンタ用の感熱
記録ヘッド等の電子部品その他の部品の熱処理にも適用
でき、これらの処理は、加熱処理のほか、サブゼロ（零
下）処理、雰囲気処理、表面処理等種々の処理を連続的
に施す装置として適用可能である。

これらの場合、被処理物載置管又は棒は、被処理物や処
理の種類に応じて適宜の形状、材料を採用することがで
きる。

へ０発明の効果 本発明は、被処理物の搬送方向及びその逆方向に沿って
往復動可能な第一の被処理物載置部材と、前記搬送方向
に沿う方向とは異なる方向に往復動可能な第二の被処理
物載置部材とを有し、これら第一及び第二の被処理物載
置部材の交互の運動によってこれら第一及び第二の被処
理物ａ置部材間で被処理物を交互に載置しながら被処理
物を搬送するようにしているので、上記２種類の往復動
を第一、第二の被処理物載置部材に個別に行わせること
により、従来のウオーキングビーム搬送方式における固
定の被処理物載置部材と搬送方向に沿う往復動及び上下
動する変位運動可能な被処理物載置部材とによる搬送に
比較して、第一及び第二の被処理物載置部材の上記往復
動をさせるための駆動装置を簡単な機構とすることがで
き、設備費が低減される。また、固定部材と可動部材と
が磁気的作用によって所定の間隔を以て互いに空間的に
位置保持され、可動部材が第一及び第二の被処記空間的
位置保持による非接触支持により、第一及び／又は第二
の被処理物が撓むのが防止されるのみならず、好ましく
ない塵が発生することがない。従って、被処理物は、安
全に搬送され、かつ、清浄な雰囲気中で処理が施される
。その結果、処理後の被処理物は品質の優れたものとな
り、歩留も高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は本発明の実施例を示すものであって、 第１図は連続熱処理装置の被処理物搬送方向に沿う断面
図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、 第３図は往復動ビームに対する上下動ビームの運動を示
す要部側面図、 第４図は被処理物搬送の要領を示す要部正面図、第５図
は他の例による連続熱処理装置の被処理物搬送方向に沿
う断面図、 第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線断面図、第７図は上下動
ビームの支柱を非接触で位置決めする磁石の配置を示す
平面図（第８図、第９図の■−■線平開平面図 第８図は第７図の■−■線断面図、 第９図は第７図のＩＸ−ＩＸ線断面図 である。 第１０図〜第１３図は従来例を示すものであって、 第１０図は移動ビーム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（ｂ
）は概略側面図、 第１１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、 第１２図は連続熱処理装置の搬送方向に沿う部分断面図
、 第１３図は第１２図のｘｍ−ｘｍ線断面図である。 なお、図面に示された符号において、 １．３１・・・・・・・・・炉本体 １ａ、１ｂ、３１ａ、３１　ｂ−・・・−・開口２．３
２・・・・・・・・・赤外線ヒータ６．３６・・・・・
・・・・往復動ビーム７．８．３７．３８．６７Ａ、 ６７Ｂ、６８Ａ、６８日・・・・・・・・・磁石９．６
０・・・・・・・・・磁石を支持する支持棒１０．１２
・・・・・・・・・支柱 ＩＬ４１・・・・・・・・・上下動ビーム２１Ａ、５１
Ａ・・・・・・・・・往復動駆動機構２１日、５１日・
・・・・・・・・従動部２１Ｃ５５１Ｃ・・・・・・・
・・上下動駆動機構３３日・・・・・・・・・炉床 ３３日ａ、３３日ｂ・・・・・・・・・炉床の貫通孔４
２ａ・・・・・・・・・スペーサ ｄ、　、ｄ、・・・・・・・・・磁石間の間隔Ｗ・・・
・・・・・・被処理物 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、処理装置本体と；被処理物の搬送方向及びその逆方
   向に沿って往復動可能な第一の被処理物載置部材と；前
   記搬送方向に沿う方向とは異なる方向に往復動可能な第
   二の被処理物載置部材とを有し、前記第一及び第二の被
   処理物載置部材の交互の運動によってこれら第一及び第
   二の被処理物載置部材間で前記被処理物を交互に載置し
   ながらこの被処理物を前記処理装置本体内で搬送するこ
   とにより前記被処理物に所定の処理を施すように構成さ
   れ、かつ、磁気的作用によって所定の間隔を以て互いに
   空間的に位置保持される固定部材と可動部材とを具備し
   、この可動部材が、前記第一及び第二の被処理物載置部
   材の少なくとも一方に、その往復動と共に運動するよう
   に一体に設けられている連続処理装置。