JPS645757Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本考案は、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。

ロ 従来技術 半導体部品や、セラミツクス基板にスクリーン
印刷によつ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
品の熱処理にあつては、塵埃の付着によつて電子
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、従つ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
つ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、駆動装置によつ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熱
処理炉では、固定ビームと移動ビームとの１対の
ビーム間で被加熱物を交互に載置しながら搬送し
ているので、処理量を大きくするには、炉長を長
くして搬送速度を速めるか、同種の熱処理炉を複
数台設置するかしなければならず、熱処理炉設置
のために広いスペースを必要とするようになり、
工場内のスペースの制約から、生産量の増大を図
ることが困難な場合が多い。従つて、熱処理炉の
占有面積又は占有容積を甚だしくは大きくせずに
処理量を増大することができる連続熱処理炉の開
発が望まれている。また、処理量が同じであつて
も、熱処理炉の占有面積又は占有容積を小さくで
きれば、これも好都合である。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
理についても同様である。

ハ 考案の目的 本考案は、上記の事情に鑑みてなされたもので
あつて、占有面積又は占有容積に対して処理能力
の大きい連続処理装置を提供することを目的とし
ている。

ニ 考案の構成 本考案は、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、前記被処理
物載置手段が前記処理装置本体の長さ領域で複数
個並置され、かつこれら複数個の被処理物載置手
段が共通の駆動手段によつて駆動されることを特
徴とする連続処理装置に係る。

ホ 実施例 以下、本考案の実施例を説明する。

実施例 １ 第１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、図面ａは搬送方向に沿う
断面図、同図ｂは右側面図である。

炉壁、天井、炉床は断熱材３からなつていて、
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をも含めてセラミツクス又は石
英からなる被覆層４によつて被覆されている。こ
れらによつて筒状の炉本体１が構成され、支持台
２３を介して基台８に据付けられる。また、炉本
体１の一端には開口１ａによつて装入口が形成さ
れ、他端には開口１ｂによつて排出口が形成さて
いる。

炉本体１内を貫通して、複数（この例では２
本）の位置固定された固定ビーム６と、固定ビー
ム６と平行にかつ上下動時に固定ビーム６に当接
又は接触しないように配設された移動可能な複数
（この例では２本）の移動ビーム９とが位置し、
固定ビーム６と移動ビーム９とは、いずれも２本
を１組として上下方向に複数段（この例では３
段）互いに平行に設けられていて、２本ずつで１
セツトとしてある。また、固定ビーム６と移動ビ
ーム９とは、いずれも開口１ａ，１ｂを通つて炉
外へ突出している。固定ビーム６及び移動ビーム
９は、いずれも石英製とし、被加熱物の当接によ
る発塵を防止するようにしている。固定ビーム６
は、基台８上に立設された支柱７，７によつて炉
本体外で支持されている。移動ビーム９は、上下
及び長さ方向の前後に運動可能な移動架枠１１に
固定された支柱１０，１０に炉本体外で支持され
ている。

移動ビーム９は次のようにして上下及び長さ方
向の前後に駆動するようにしてある。

即ち、炉本体１の両端近くにはリンク支持部材
１２，１２が基台８上に立設され、リンク支持部
材１２，１２にはＬ字形のリンク１３，１３が回
動可能に軸支され、リンク１３，１３の先端には
ローラ１４，１４が回動可能に軸支され、ローラ
１４，１４上に移動架枠１１が載置される。リン
ク１３，１３の後端はリンクバー１５によつて互
いに連続されていて、一方のリンク１３のリンク
バー１５との連結部は、基台８上に支持部材１６
を介して回動可能に取付けられた油圧シリンダ１
７のピストンロツド端部に連結させてある。これ
らによつて上下動駆動機構３０Ａが構成される。

図示しない駆動源によつて油圧シリンダ１７を
作動させ、リンク１３，１３を時計方向に回動さ
せるとローラ１４，１４が時計方向に公転しなが
ら下降し、ローラ１４，１４に載置された移動架
枠１１が下降して移動ビーム９は破線矢印Ｄのよ
うに下降し、固定ビーム６よりも下方に位置す
る。この状態から油圧シリンダ１７を駆動させて
リンク１３，１３を反時計方向に回動させると、
ローラ１４，１４は反時計方向に公転しながら上
昇し、移動ビーム９は実線矢印Ｕで示すように上
昇して第２図ａ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９は実線位置から一点
鎖線で示す位置に上昇して固定ビーム６よりも上
方に位置し、固定ビーム６に載置されていた被加
熱物Ｗは移動ビーム９に載置される。なお、第２
図では固定ビーム６と移動ビーム９とは１対だけ
を示してある。

基台８には軸受２０ａを備えた２枚の駆動軸支
持板２０，２０が立設され、雄ねじが螺刻された
駆動軸１９が、軸受２０ａ，２０ａによつて駆動
軸支持板２０，２０に回動可能に支持され、モー
タ１８によつて回動するようになつている。駆動
軸１９には、その雄ねじに螺合する雌ねじが螺設
された往復動駆動部材２２が組合わされていて、
往復動駆動部材２２は駆動軸支持板２０，２０間
に固定された案内軸２１に案内され、モータ１８
の駆動による駆動軸１９の回動によつて往復動駆
動部材２２が前進、後退するようになつている。
往復動駆動部材２２は移動架枠１１から延設され
た延設部１１ａの図示しない貫通孔を貫通して上
方に突出していて、往復動駆動部材２２の上記前
進、後退に伴つて移動架枠１１が前進、後退する
ようにしてある。これらによつて前進、後退駆動
機構３０Ｂが構成される。

前進、後退駆動機構３０Ｂの上記駆動により、
移動架枠１１はローラ１４，１４を回動させなが
らこれらの上を前進又は後退し、これに伴つて支
柱１０，１０を介して移動架枠１１に取付けられ
た移動ビーム９が前進又は後退する。

次に、前記の上下動駆動機構３０Ａ及び前進、
後退駆動機構３０Ｂによつて被加熱物を炉本体内
で搬送し、熱処理を施す方法を説明する。

まず、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図のように移動
ビーム９を固定ビーム６の下方に位置させる。そ
れには、図示しない駆動源により油圧シリンダ１
７を駆動してリンクバー１５により連動するリン
ク１３，１３を時計方向に回動させることによ
り、ローラ１４，１４を下降させて移動架枠１１
を下降させる。また、モータ１８を比較的高速で
運転して往復動駆動部材２２を駆動することによ
り移動架枠１１を矢印Ｒの向きに速やかに移動さ
せて、移動ビーム９を被加熱物搬送方向に対して
所定位置まで後退させておく。

以上の準備態勢をとつてから、被加熱物（この
例では厚さ１mm程度の液晶表示装置用ガラス基
板）Ｗを炉の入口１ａ側の固定ビーム６の上に載
置する。そして、油圧シリンダ１７を上記と逆に
駆動して、リンク１３，１３を反時計方向に回動
させローラ１４，１４を上昇させることにより、
移動ビーム９を矢印Ｕの方向に上昇させる。この
上昇過程で、固定ビーム６の上に載つていた被加
熱物Ｗは移動ビーム９により押し上げられて固定
ビーム６から離れ、第２図に一点鎖線で示すよう
に移動ビーム９により保持される。第２図ａ，ｂ
はこの被加熱物移動動作を示したものである。そ
の後、モータ１８を所定の時間だけ低速運転して
往復動駆動部材２２を前記と逆に駆動することに
より、移動ビーム９を矢印Ｆの方向に所定の距離
Ｄだけ徐々に移動させる。これにより、第２図ａ
に示したように、被加熱物Ｗが搬送方向に距離Ｄ
だけ緩やかに搬送される。次に、最初のようにシ
リンダ１７を駆動して、リンク１３，１３を介し
ローラ１４，１４を下降させる（第１図の矢印
Ｄ）ことにより、第２図ａ，ｂに実線で示したよ
うに、移動ビーム９を始めの低位置に下降させ
る。この下降過程で、被加熱物Ｗは前記と逆に移
動ビーム９の上から固定ビーム６の上に移し変え
られる。この後、最初に述べたようにモータ１８
を高速で運転して往復動駆動部材２２を駆動し、
移動ビーム９を速やかに始めの所定位置まで後退
させる。

上記のようにして、移動ビーム９は固定ビーム
６に対して第３図に示すように移動変位するのを
１サイクルとして繰り返し駆動させる。この駆動
で、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
と同様にシフトフオークによるギアチエンジで駆
動軸１９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９の周期的な変位運動によ
り、被加熱物Ｗは炉本体１内を前記の距離Ｄ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。

上記のように固定ビーム６と移動ビーム９とを
３段ずつ３セツトにして上下方向に設けることに
より、装置の占有面積を拡げることなく、処理能
力を３倍にすることができる。また、同種の装置
を３倍併設するよりも設備費が遥かに低くて済
む。その上、上下動駆動機構３０Ａ及び前進、後
退駆動機構３０Ｂは各移動ビーム９について共通
としているので、誤動作の虞れがなく、各段共被
加熱物Ｗが正確に搬送される。

更に、本例に於いて注目すべきことは、固定ビ
ーム６及び移動ビーム９は炉本体内では支持され
ず、突出部を炉外でのみ支持していることであ
る。

従来のウオーキングビーム式搬送機構を備えた
連続熱処理炉では、固定ビーム、移動ビーム共に
鋼材を使用しており、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、炉内で支柱によつ
て支持させている。そのため、この支柱が邪魔に
なつて炉床にヒータを配設することができず、加
熱効率が低く、炉長を長くしなければならない上
に、炉内の上下方向で温度差が大きかつた。その
上、移動ビームを支持する支柱は、上下動、往復
動を行わせるため、炉床を貫通して炉外下方に突
出させねばならず、炉床と支柱との間を水封機構
又は機械的な機構でシールする必要がある。上記
水封機構は、移動架枠にウオータトラフ（細長い
水桶）を載設し、このウオータトラフを貫通する
移動ビーム支持用支柱を移動架枠に立設して炉床
を貫通せしめ、炉床からウオータトラフ内に侵入
する２枚のシール板で移動ビーム支持用支柱を挾
むようにして、ウオータトラフ内に収容された水
によつて炉床と移動ビーム支持用支柱との間をシ
ールするものである。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。機械的機構によるシールでは、
摺動部で発生する塵埃が炉内に侵入し、炉内雰囲
気が汚染される。

本例では、固定ビーム、移動ビーム共に炉本体
外へ突出させ、この突出部でのみこれらを支持す
るようにしてあるので、炉床にヒータを配設する
ことができて熱効率が良好となり、炉長を短くし
てその占有面積を一層小さくすることができる。
更に、炉床にシール機構を設ける必要がないの
で、シール機構から水蒸気や塵埃が発生すること
がなく、炉内雰囲気が清浄に保たれて被加熱物の
品質低下をきたすことがない。

本例の連続熱処理炉の具体的なデータを述べる
と、炉内高さ40cm、炉内幅45cm、炉内長さ350cm、
炉内高温部温度350℃、加熱電力は6kWであり、
炉内雰囲気の清浄さを示す炉内クリーン度として
クラス20〜30が得られた。これは、従来のメツシ
ユベルト搬送式炉の炉内クリーン度10⁶以上に比
し飛躍的に高い清浄さである。上記クリーン度
は、浮遊粒子の径と立方フイート当たりの浮遊粒
子の数とで表されるものであつて、例えば、クラ
ス10は１立方フイート中に粒径0.5μｍの微粒子が
10個以下であることを、クラス100は同じく100個
以下であることを、クラス1000は同じく1000個以
下であることを夫々示すものである。

実施例 ２ この例は、炉本体を上下方向に複数段（この例
では３段）重ねて設置し、各炉本体毎に固定ビー
ムと移動ビームとの１対を配置した例である。

第４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、周囲ａは搬送方向に沿う
断面図、同図ｂは右側面図である。

炉本体３１は前記実施例１に於ける炉本体１と
同様の構造を有しているが、各炉本体３１の高さ
方向の寸法は、前記実施例１の炉本体１のそれよ
りも小さく、10cmとしてある。

各炉本体３１毎に、複数本（この例では２本）
の固定ビーム３６と複数本（この例では２本）の
移動ビーム３９との互いに平行な１組のビームが
貫通している。固定ビーム３６及び移動ビーム３
９は、炉本体３１の開口３１ａ及び３１ｂによつ
て夫々形成される装入口及び排出口から炉本体３
１外に突出し、固定ビーム３６はこれらの突出部
で支柱３７によつて支持され、移動ビーム３９は
これらの突出部で支柱４０によつて支持される。
支柱３７は各炉本体３１の突出部３１ｃに固定さ
せてある。

その他の構造及び搬送機構は前記実施例１に於
けると異なるところはなく、第４図で前記実施例
１と共通する部分は同じ符号を付してある。即
ち、上下動駆動機構３０Ａ及び前進、後退駆動機
構３０Ｂによつて、被加熱物（この例では液晶表
示装置用ガラス基板）Ｗが、各炉本体３１毎に固
定ビーム３６と移動ビーム３９とに交互に載置さ
れながら搬送されて所定の熱処理が施される。

この例では、複数の炉本体を積重ねているの
で、装置全体の高さ寸法は前記実施例１のそれよ
りも大きくなるが、占有面積を小さくできること
は前記実施例１と同様である。この例では、各炉
本体毎に固定ビームと移動ビームとを１対設けて
いるので、各炉本体の内法高さ寸法を小さくでき
る。その結果、前述した前記実施例１によつて奏
せられる効果に加えて、各炉本体内の上下方向の
温度差が更に±１℃程度小さくなるという利点が
ある。

前記実施例１と実施例２とを比較すると、実施
例１では装置の高さ寸法が小さくなる点と製造コ
ストが低い点で有利であり、実施例２では各炉本
体内の上下方向の温度差が小さくなる点で有利で
ある。然し、従来のウオーキングビーム式搬送機
構を備えた連続熱処理炉と較べると、実施例１、
２共に、同じ処理能力で装置の占有面積が小さい
こと、製造コストが低いこと及び炉本体内の上下
方向の温度差が小さいことで共通している。

なお、実施例２に於いては、各炉本体の内法高
さ寸法が小さくできるので、炉本体内のヒータ
は、前記のように天井及び炉床の内壁面に設ける
ほか、天井内壁面にのみ設けるようにすることも
できる。

また、前記実施例１、２共に、固定ビーム及び
移動ビームは石英製としているが、熱処理温度が
更に高い場合は、高温強度が高く、高温に於ける
耐性、耐クリープ性に優れる窒化珪素の如き耐熱
セラミツクス性とするのが良い。更にその外周面
を石英で被覆すると、被加熱物の当接による発塵
を防止するのに有効である。

また、前記実施例１、２共に、固定ビームと移
動ビームとは上下方向に３組設け（実施例２では
炉本体をも３段）ているが、この組数（段数）は
適宜の複数として良い。例えば液晶表示装置用ガ
ラス基板の熱処理では、実施例１、２共に５組
（５段）迄可能である。上下動駆動機構３０Ａ、
前進、後退駆動機能３０Ｂも他の適宜の機構によ
つても良い。

また、工場内でスペースの上下方向に制約があ
り、スペースの平面上で余裕がある場合には、前
記実施例のように固定ビームと移動ビームとを上
下方向に複数組（複数段）重ねて設けるに替え
て、固定ビームと移動ビームとの対を搬送方向の
直角の水平方向に並設するようにすれば良い。

前記の実施例は、いずれも液晶表示装置用ガラ
ス基板の熱処理の例であるが、本考案に基づく連
続処理装置は、上記ガラス基板以外に、厚膜集積
回路、各種プリンタ用の感熱記録ヘツド等の電子
部品、更に、鋼材、鋳造品、鋳造品等の材料や素
形材の熱処理にも適用できる。また、これらの処
理は、加熱処理のほか、冷却処理、雰囲気処理、
シヨツトピーニング等の機械的表面処理等種々の
処理を連続的に施す装置として本考案が適用可能
である。これらの場合、固定ビーム及び移動ビー
ムは、適宜の形状の載置部材として良く、その材
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。

ヘ 考案の効果 本考案は、第一の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、前記被処理物載置手段が処理装置本体の長さ
領域で複数個並置されているので、装置の多くの
部分を前記被処理物載置手段に対して共通とする
ことができる。その結果、装置全体の占有面積又
は占有容積を甚だしく大きくせずに処理能力を大
幅に増大でき、或いは処理能力を小さくすること
なく装置全体の占有面積又は占有容積を大幅に小
さくすることができる。従つて、スペースの制約
を受ける工場内で処理能力の増大を図るのに極め
て有効であり、その上、装置の製造コストが処理
能力に対して低減される。また、複数個の被処理
物載置手段が共通の駆動手段によつて駆動される
ようにしているので、各被処理物載置手段が同時
に同じ運動をするようになり、従つて、各被処理
物が正確に搬送され、正確に所定の処理が施され
る。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本考案の実施例を示すものであ
つて、第１図は連続熱処理装置を示し、同図ａは
搬送方向に沿う断面図、同図ｂは右側面図、第２
図は移動ビーム及び被加熱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３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４図は他の連続熱
処理装置を示し、同図ａは搬送方向に沿う断面
図、同図ｂは右側面図である。 なお、図面に示された符号に於いて、１，３１
……炉本体、１ａ，３１ａ……装入口、１ｂ，３
１ｂ……排出口、２……ヒータ、６，３６……固
定ビーム、７，３７……固定ビーム支持用支柱、
９，３９……移動ビーム、１０，４０……移動ビ
ーム支持用支柱、１１……移動架枠、３０Ａ……
上下動駆動機構、３０Ｂ……前進、後退駆動機
構、Ｗ……被加熱物、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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、前記被処理物載置手段
   が前記処理装置本体の長さ領域で複数個並置さ
   れ、かつこれら複数個の被処理物載置手段が共通
   の駆動手段によつて駆動されることを特徴とする
   連続処理装置。