KR100230177B1 - 고집적형 열처리장치 - Google Patents

Abstract

처리물품의 고집적화를 도모한다.

물품의 출입구(14∼17)를 2개장소에 설치하고, 그 높이위치를 곤돌라(5)의 대략 중간부분과 최상부분으로 함과 동시에, 곤돌라 상부에는 그 절반부분의 상승이 가능한 공간부를 설치한다.

종래의 출입구가 1개의 것에 비교하여, 같은 실험실 높이에 대하여 물품의 적재수가 대략 4/3배가 되고, 고집적화가 도모된다. 또, 곤돌라의 승강 높이가 낮아지므로, 곤돌라의 하부승강 방식을 채용할 수 있다.

Description

고집적형 열처리장치

본 발명은 물품의 입구 및 출구를 구비한 열처리실내에 적재부를 설치하고, 판상의 물품을 적재부에서 대략 같은 피치로 제1단에서 최종단까지 다단으로 적층 지지하고, 상기 적재부를 적층방향 한쪽에서 다른쪽으로 진행과 정지를 반복하면서 이동시키고, 열처리시간 경과후 정지시에 상기 물품을 상기 출구에서 꺼내고 상기 입구에서 넣는 열처리장치에 관한 것이다.

종래의 곤돌라 승강식 열처리장치는, 가령 특개평 6-66715호 공보에 개시한 바와 같이, 열처리실의 높이방향의 대략 중심 1개장소에 물품의 입구/출구를 설치하고, 물품을 다단으로 적재하여 승강가능한 곤돌라를 각 단마다 출입구 위치에서 정지시키고, 로봇 등으로 그 단의 물품을 열처리실에서 꺼냄과 동시에 미처리물품을 넣고, 이 동작을 반복하고, 곤돌라를 그 자체의 높이분만큼 상승시킨 후 초기위치까지 하강시키고, 재차 일련의 동작을 반복하고, 물품을 연속적으로 필요한 시간만큼 열처리할 수 있게한 장치가 알려져 있다.

그러나, 이 장치는 열처리실 높이에 대하여 대략 그 1/2의 물품 집적률밖에 얻지 못한다. 또, 이것을 다른 면에서 보면, 일정한 물품 집적률에 대하여 열처리실 높이를 높게하지 않으면 안된다. 또한, 곤돌라가 열처리실 높이의 대략 1/2의 거리를 왕복이동하지 않으면 안되기 때문에, 그 거리가 길다. 그 결과, 곤돌라의 구동부를 곤돌라 하방에 배치하게 되면 그 부분의 높이가 높아져서 장치전체 높이가 높아진다.

본 발명은 종래기술에 있어서의 상기 문제를 해결하고, 적재부 적재단수가 많음과 동시에, 적재부의 이동행정이 단축되고, 고집적화된 열처리장치를 제공함을 과제로 한다.

제1(a)도는 본 발명을 적용한 열처리장치의 일예를 나타내는 정단면도.

제1(b)도는 열처리실의 기타예의 설명도.

제2도는 상기 열처리장치의 안길이 방향의 중심단면도.

제3도는 상기 열처리장치의 곤돌라의 정면도.

제4(a)도는 상기 곤돌라의 평면도.

제4(b)도는 측면도.

제5도는 상기 열처리장치의 승강장치부분을 나타내는 정면도.

제6도는 상기 승강장치부분의 평면도.

제7도는 상기 열처리장치의 물품지지간격 조정장치부분의 단면도.

제8도는 상기 조정장치의 내부회전 전달기구부분을 표시하고,

제8(a)도는 평면도.

제8(b)도는 일부단면도.

제9도는 상기 내부회전 전달기구부분의 정면측 단면도.

제10도는 기판받이부분의 다른 예를 나타내는 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 열처리실 5 : 곤돌라(적재부)

14, 15 : 물품입구 16, 17 : 물품출구

58-1 : 제1단 기판받이부(제1단) 58-40 : 최종단 기판받이부(최종단)

W : 물품

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 물품의 입구 및 출구를 구비한 열처리실내에 적재부를 설치하고, 판상의 물품을 적재부에서 실질적으로 같은 피치로 제1단에서 최종단까지 다단으로 적층지지하고, 상기 적재부를 적층방향으로 또는 그 반대방향으로 진행과 정지를 반복하면서 이동시키고, 열처리시간 경과후의 정지시에 상기 물품을 상기 출구에서 꺼내고 상기 입구에서 넣는 열처리장치에 있어서, 상기 물품입구와 물품출구는 상기 적재부가 밀단위치에 있을 때에 상기 최종단 위치에 대응하는 위치 및 상기 제1단에서 상기 최종단까지의 거리를 실질적으로 같은 간격으로 분할한 위치에 대응하는 위치로 구성되는 복수의 위치에 설치하고, 상기 열처리실은 상기 최종단의 위치에서 상기 제1단과는 반대방향으로 상기 실질적으로 같은 간격으로 분할된 간격중 적어도 1간격분의 넓이를 갖는 공간부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

제1도 및 제2도는 본발명을 적용한 열처리장치의 전체구조의 일예를 나타낸다.

열처리장치인 오븐은 단열벽(1), 도어(2), 이들로 둘러싸인 열처리실(3), 하부구조(4), 유리기판 등의 판상의 물품(W)을 적재하는 곤돌라(5), 송풍기나 히터등이 설치된, 열풍을 순환시키기 위한 공조부(6)등을 구비하고 있다.

X방향의 양측부분의 단열벽(1)은 부분적으로 개구해 있어, 각 측에 물품입구(14, 15) 및 물품출구(16, 17)가 설치되어 있다. 이들 출입구는 열처리장치의 안길이 방향인 Y방향으로, 처리하는 최대폭의 물품이 통과가능한 폭을 구비하고 있다. 또한 상기에 있어서는, 설명의 편의상 14, 15를 물품입구, 16, 17을 물품출구로 하고 있으나, 장치사용시의 배치 등에 따라서는 14, 15를 물품출구, 16, 17을 물품입구로 하여도 된다는 것은 말할나위 없다. 또, 제1도에서는 물품입구 및 출구가 각각 별개로 설치된 예를 도시하였으나, 가령, 제1도에 있어서 좌측입구(14, 15)만 설치되어 있고, 이들이 입구와 출구를 겸용하는 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.

하부구조(4)는 상부구조체를 지지하는 L형, 홈형 또는 상자형 등의 부재나 판재로 형성된 하부구조체(41)나, 승강장치를 지지하는 지지구조체(42) 등에 의해 형성되어 있다. 이 부분에는, 곤돌라(5)의 승강장치, 곤돌라의 물품지지간격 조정장치, 제어반, 전장품, 기타 비품 등이 설치되고, 이들은 하부구조(4) 또는 여기에 고정된 적당한 지지대나 지지판에 의해 지지된다.

제3도, 제4도 및 제9도의 일부분은 곤돌라(5) 구조를 나타낸다.

곤돌라(5)는 상하 천판 및 저판(51)과 거기에 일체적으로 결합되는 지지틀(51a), 물품출입구(14∼17)의 폭방향인 Y방향 양측에 서로 대향하여 각각 2조 설치된 선회축(52), 이들의 상하단에 고정된 중간부재(53), 이들에 끼워져 지지된 선회암(54), 상하의 대향하는 선회암(54)의 자유단측에 지지된 지지축(55) 및 중간연결 부재(56 ; 제9도 참조), 지지축(55)에 스페이서(57)를 통하여 간격을 두고 본 예에서는 제1단인 58-1에서 최종단인 (58-40)까지 상하방향인 Z방향으로 40단으로 같은 피치로 지지된 기판받이부(58)등으로 구성되어 있다. 기판받이부(58)의 평탄한 물품얹기부(58a)에는 물품(W)이 얹혀진다. 제4(b)도는 대향하는 기판받이부(58)의 간격이 최대인 B로 되어 있는 상태를 나타내고 있다. 선회측(52)은 상하에서 각각 천판 및 저판(51)에 부착된 베어링(59a 및 59b)에 의해 회전자재로 지지되어 있다.

제1도에 도시하는 물품입구(14, 15) 및 물품출구(16, 17)는 도시와 같이 곤돌라(5)가 말단위치인 최하단에 있을 때에, 최종단의 기판받이부(58-40)의 위치에 대응하는 위치, 및 제3도에 도시하는 제1단의 기판받이부(58-1)에서 최종단의 기판받이부(58-40)까지의 거리를 대략 같은 간격인 L₁, L₂로 분할한 위치인 기판받이부(58-20) 위치에 대응하는 위치의 2개장소에 설치되어 있다. 본예에서는, 입구, 출구(14, 16)의 위치(H₁)가 20단째이고, 입구, 출구(15, 17)의 위치(H₂)가 40단째로 되어 있어, L₁과 L₂는 전자가 후자보다 기판받이부 1피치분만큼 짧아져 있다.

열처리실(3)은 최종단에서 상기 제1단과 반대방향, 즉 상방인 Z₁방향으로 적어도 상기 1간격분인 길이(L₁)의 공간부를 갖는 넓이로 되어 있어, 실제로는 L₁에 곤돌라(5)의 상하판이나 지지틀 등의 치수와 더욱 여유를 갖는 치수인 길이(L₃)의 공간부를 갖는 넓이로 되어 있다.

또한, 제1(a)도는 입구 및 출구가 각각 2개장소의 예를 도시하였으나, 더욱 고집적화를 도모하기 위하여 동 도면(b)에 도시한 3개장소 또는 그 이상의 출입구수로 하는 것도 가능하다. 출입구가 3개장소의 예에서는 도시한 바와 같이, 대략 같은 간격인 L₁, L₂(L₁+1피치), L₂의 간격으로 출입구를 설치하고, 열처리실 상부에는 L₂+α(여유)의 공간 높이를 설치하도록 한다.

제5도, 제6도 및 제7도의 일부분은 곤돌라의 승강장치의 구성을 나타내고, 각각, 제1도와 동일한 정면도, 평면도 및 측면방향의 단면도이다.

승강장치는 적재부인 곤돌라(5)의 저판(51)에 부착된 승강방향인 Z방향으로 열처리실(3)을 관통하여 연설된 관상부재로서의 외관(61), 열처리실(3) 밖에 설치되어 외관(61)을 승강시키는 승강기구(70), 승강을 안내하는 안내기구(80) 등을 구비하고 있다.

외관(61) 내측에는 내관(62)이 삽입되고, 내외관은 상하 뚜껑(63)으로 일체적으로 결합되고, 내외관 사이에는 단열재(64)가 충전되고, 본예에서는 이들이 일체가 되어 승강축(60)을 형성하고 있다. 뚜껑(63)의 상측의 것은 볼트 등에 의해 곤돌라 저판(51)에 부착되어 있다. 하측 외부공간과 시험실(3)은 제1도에도 도시한 바와 같이 단열벽(1)으로 칸막이 되어 있어, 이들 사이는 가스킷(66)을 외관(61)에 접촉시킨 시일구조(65)에 의해 칸막이 되고, 열처리실(3)내의 고온공기의 외부에의 누설이 방지되어 있다. 또한, 승강축(60)은 곤돌라(5)의 대략 중심 바로밑 위치에 결합되어 있다.

승강기구(70)는 서보모터(71), 그 출력축에 부착된 치형(齒形)구동풀리(72), 치형 중동풀리(73), 이들 사이에 걸려 있는 치형 벨트(74), 일단측이 치형 종동풀리(73)에 결합된 볼나사축(75), 이것을 회전자재로 지지하는 상하 베어링(76), 볼나사축(75)과 나사결합되는 너트(77), 너트(77) 및 승강축(60)에 고정되고 볼트로 결합된 스러스트 전동부재(78)등을 구비하고 있다. 상하 베어링(76)은 지지 구조체(42)에 고정된 지지판(42a, 42b)에 부착된다. 스러스트 전달부재(78)는, 승강축(60) 2개장소의 위치에 강고하게 고정되어 있다. 서보모터(71)는 벨트의 장력을 조정할 수 있도록 설치되어 있다.

안내기구(80)는, 승강축(60) 양측에 대칭으로 설치되고, 각각이 승강축에 고정된 연결부재(81), 여기에 부착된 선형 안내 이동체(82), 이의 이동을 안내하는 선형 안내축(83)등에 의해 구성되어 있다. 선형 안내축(83)은 지지 구조체(42)의 상하방향에 연결되어 있는 지지판부(42c)에 고정되어 있다.

제7도 내지 제9도 및 제3도, 제4도의 일부분은 물품지지간격 조정장치의 구성예를 도시한다.

본 장치는 회전구동부로서의 서보모터(90), 회전축(100), 외부회전 전달기구(110), 내부회전 전달기구(120), 외통인 승강축 내관(62), 등으로 구성되어 있다.

서보모터(90)는 열처리실(3)밖에 설치되고, 하부구조(41)의 베이스 플레이트(41a)에 고정된 지지대(92)에 위치조정가능하게 설치되어 있어, 회전력을 발생하는 출력단으로서의 출력축(91)을 구비하고 있다.

회전축(100)은 하부축(101), 커플링(102), 상부축(103) 등에 의해 구성되고, 열처리실(3) 외부에서 내부까지 연설되어 있어, 곤돌라(5) 저판(51)에 축받이 구조부(104)를 통하여 회전자재로 지지되어 있어, 외부측에 회전력의 입력부가 되는 상기 하부축(101)과 내부측에 회전력의 출력부가 되는 상기 상부축(103)의 축단부(103a)를 구비하고 있다.

외부회전 전달기구(110)는 출력축(91)과 상기 하부축(101)과의 사이에 개재하여 서보모터(90)의 회전력을 하부축(101)에 전달하도록 구성되어 있어, 출력축(91)에 부착된 구동기어(111), 이와 맞물려 있는 종동기어(112), 여기에 고정된 회전 전달관(113), 이 축단에 끼워진 볼 스플라인의 하우징(114)등을 구비하고 있다, 하부축(101)에는 스플라인홈(101a)이 끊어져 있다. 종동기어(112)는 베이스 플레이트(41a)에 고정된 베어링 구조체(115)에 회전자재로 지지되어 있다.

외통(62)에는, 본예에서는 승강장치의 승강축(60) 내관(62)이 겸용되어 있다, 내관(62)은 회전축(100)을 둘러싸는 듯이 곤돌라(5) 저판(51)에 부착되어 있어, 곤돌라(5)가 열처리실(3) 내에서 가장 상승한 위치에 있을 때에, 일단측인 승강축(60) 하단측이 외부로 돌출하듯이 연설되어 있다(제5도 참조).

내부회전 전달기구(120)는 상부축(103)에서 전달된 회전력을 기판받이부(58)의 서로 대향하는 간격(B : 제4b도)이 변하도록, 지지축(55)에 전달되도록 구성되어 있어, 상부축의 축단(103a)에 끼워진 중간링(121), 여기에 끼워지고 Y방향의 양측에 뻗은 요동빔(122), 연접봉(123), 요동암(124), 연접봉 양단에 부착된 자동 조심형 베어링(125, 126), 요동암(124)이 고정된 기어(127), 이 보스부에 끼워진 선회축(52 : 이하 제3도, 제4도의 설명 참조), 중간부재(53), 선회암(54)등으로 구성되어 있다. 부호(59a, 59b)는 선회축(52)을 회전자재로 지지하는 베어링이다. 기어(127)에는 이것과 같은 기어인 같은 쪽의 다른 기어(127 : 127')를 맞물게 하여, 같은 쪽의 다른 선회축(52 : 52')등을 통하여, 다른 선회암(54 : 54')을 선회암(54)과 동기하여 회전하도록 하고 있다. 제8도에서 내부전달기구(120)로서 우측의 것을 도시하고 있으나, 좌측에도 동일한 기구가 설치되어 있다.

제10도는 기판받이부의 다른 예를 나타낸다.

이 기판받이부(58')는 제9도에 도시하는 기판받이부(58)와 동일한 구조로 지지축(55)에 지지되어 있으나, 물품얹기면(58a')의 윤곽 및 물품위치규제면(58b') 대부분이 인벌류트 곡선으로 되어 있다. 그 결과, 도시한 바와 같이, 지지축(55)의 초기위치에서 최대폭(B)의 물품(W)을 지지함과 동시에, 가령 지지축(55)을 90°회전시킴으로써 최소폭(B')의 물품(W')을 지지할 수 있고, 그 사이의 임의의 회전각도로 임의의 폭의 물품을 지지할 수 있게 된다.

그리고, 이 경우, 물품얹기면(58')의 윤곽 및 물품위치규제면(58b')을 인벌류트 곡선으로 하고 있기 때문에, 지지축(55)의 회전각도와 물품지지간격과의 관계식이 선형이 되고, 제7도에 도시하는 서보모터(90)의 제어를 위한 수치계산이 간단해진다. 또, 인벌류트 곡선은 공작기계 등에 다용되고 있기 때문에, 이것들의 수치제어의 소프트를 이용하는 것도 가능해진다.

제8도 및 제9도의 물품지지간격 조정장치는, 기판받이부(58)를 원형으로 하여 그 중심을 지지축(55)으로 지지하고, 선회암(54)으로 지지축(55)의 위치를 선회시킴으로써 지지간격을 변경할 수 있게 하고 있기 때문에, 다른 선회축(52)을 필요로 하였다. 제10도의 기판받이부를 사용하면, 조정장치의 외부회전 전달기구(120)중의 선회축(52) 및 선회암(54)을 생략하여 직접 지지축(55)을 선회시킴으로써 물품지지 간격을 조정할 수 있고, 물품지지간격 조정장치의 외부회전 전달기구(120)의 구조를 간소화할 수 있다. 또한 이 경우에는 수치계산은 복잡해지나, 기판받이부로서 단부착 편심원판 등을 사용하여도 된다.

이상과 같은 열처리장치는 다음과 같이 사용된다.

열처리장치의 개구 양측에는 도시하지 않으나, 가령 유리기판 등의 물품을 이송하는 콘베이어 라인이 설치됨과 동시에, 콘베이어 라인과 열처리장치 사이에서 물품을 이재하는 로봇 등이 설치된다. 열처리실(3)내에는 곤돌라(5)가 가장 하강한 위치에 있고, 공조부(6)내의 송풍기나 히터 등이 운전되고, 가령, 300℃ 정도까지 가열된 열풍이 열처리실(3)과 공조부(6) 사이에서 순환되고 있다. 이 상태에서는, 도시하지 않으나 출입구(14∼17)는 셔터에 의해 폐쇄되어 있어, 물품이 반입될 때에만 셔터가 열리게 되어 있다.

우선, 로봇은 그 핸드에 의해 이송된 물품(W)을 입구(14)에서 넣어 제20단째의 기판받이부(58-20)에 얹고, 다음에 다른 물품(W)을 입구(15)에서 넣어, 제40단째의 기판받이부(58-40)에 얹는다. 이 로봇동작이 종료되면, 서보모터(71)가 일정각도 회전하고, 이 회전이 치형 풀리 및 벨트(72∼74)를 통하여 볼나사축(75)에 전달되고, 이것이 일정각도 회전한다.

이 회전에 의해 승강축(60)에 고정된 스러스트 전달부재(78)와 일체가 되어 회전이 구속된 너트(77)가, 나사축(75)의 나사홈에 안내되어 기판받이부 1단분의 높이인 1피치만큼 상승하고, 일체화된 승강축(60)을 같은 높이만큼 상승시킨다. 이때, 선형 안내 연결부재(81)를 통하여 승강축(60)에 고정된 선형 안내 이동체(82)는 선형 안내축(83)에 의해 안내되어 이에 따라 상승하고, 승강축(60)을 정확하게 승강방향인 Z방향으로 가이드한다. 이같이 하여, 곤돌라(5)는 1피치만큼 상승한다. 또한, 곤돌라의 상승에 따라 물품지지간격 조정장치의 회전축(100)도 상승하나, 하부 회전축(101)과 회전 전달관(113)과의 토크전달에 볼 스플라인을 사용하고 있기 때문에, 그 볼의 회전에 의해 승강방향으로 양자가 원활하게 상대이동한다.

다음에, 상기와 꼭같은 동작에 의해 로봇은 1피치 상승하여 입구(14, 15)에 도달한 기판받이부(58-19 및 58-39)에 물품(W)을 얹는다. 그 후에도 곤돌라(5)의 상승과 물품의 이재를 반복하고, 최후의 기판받이부(58-1 및 58-21)에 물품을 얹으면, 곤돌라(5)는 초기 위치까지 하강한다. 곤돌라(5)의 하강은 서보모터(71)가 반대방향으로 회전하는 것만으로, 상승시와 동일한 동작이 된다. 또한, 이상과 같은 동작은, 제어장치와 각부에 필요한 센서류가 설치됨으로써 통상 전자동으로 행해진다. 또, 곤돌라(5)를 1피치 상승시키는 시간 즉 1택트시간은, 물품종류나 물품적재 단수 등에 의해 정해지고, 본예에서는, 곤돌라(5)가 20단 움직이는 동안에 물품(W)의 열처리가 완료되도록, 1분정도의 시간이 되어 있다.

곤돌라(5)가 그 기판받이부(58) 전체의 단에 물품(W)을 적재하여 초기 위치까지 하강하면, 이번에는 우선 출구측 로봇이 작동하고, 출구(16)의 위치에 있는 기판받이부(58-20)의 물품(W20)을 꺼내어서 콘베이어 라인에 얹는다. 기판받이부(58-20)에서 물품이 꺼내지면, 이어서 입구측 로봇이 작동하여, 미처리의 물품(W)을 같은 기판받이부(58-20)에 얹는다. 또, 이때에는 출구측의 로봇도 작동하고 있어, 위의 출구(17) 위치에 있는 기판받이부(58-40)의 물품(W40)을 꺼내어서 콘베이어 라인에 얹는다. 기판받이부(58-40)에서 물품이 꺼내지면, 이어서 입구축 로봇이 작동하고, 미처리의 물품(W)을 같은 기판받이부(58-40)에 얹는다. 이같이 하여 출입구에 대응한 2단의 물품출입이 끝나면, 최초의 적재 때와 같은 동작으로 곤돌라(5)는 1피치 상승한다. 그리고, 이 동작을 반복하여 곤돌라는 최상위치까지 상승하고, 전체단의 물품출입을 완료하면, 재차 초기 위치까지 하강하고, 이와 같은 동작을 반복함으로써 전자동으로 연속적으로 물품의 열처리가 행해진다.

또한, 이상에서는, 입구측 및 출구측에 각각 로봇이 장비될 경우에 대하여 설명하였으나, 1오븐에 대하여 1대의 로봇이 장비되고, 이 1대의 로봇으로 물품반입과 반출을 행하는 방식이 채용될 경우도 있다. 또, 이상에서는 곤돌라(5)가 가장 하강한 위치를 초기 위치로 하여, 이 위치에서 곤돌라(5)가 상승하면서 물품을 적재하는 운전방법에 대하여 설명하였으나, 곤돌라(5)가 가장 상승한 위치를 초기위치로 하여, 이로부터 하강하면서 물품을 적재하는 운전방식을 채용하는 것도 가능하다.

열처리하는 물품이 변경될 때에는, 그 물품 사이즈를 검출함으로써 자동적으로, 또는 사람의 조작에 의해 기판받이부의 지지간격을 변경한다. 이 변경은 물품 사이즈에 대응한 각도만큼 서보모터(90)가 회전하고, 그 회전 토크가 출력축(91)에서 순차, 구동기어(111), 종동기어(112), 회전 전달관(113), 볼 스플라인의 하우징(114), 도시하지 않은 볼과 스플라인홈(101a)을 통하여 하부축(101), 커플링(102), 상부축(103), 중간링(121)을 통하여 요동빔(122)에 전달되고, 이것을 일정각도 요동시키고, 이 요동을, 순차, 연접봉(123), 요동암(124), 기어(127)에 전달하여 기어(127) 및 이것과 연동하는 기어(127 ; 127')를 회전시키고, 이 회전을 선회축(52)에 전달하고, 그 회전에 의해, 중간부재(53)를 통하여 선회암(54)을 선회시키고, 이에 따라 최종적으로 서로 대향하는 지지축(55) 및 이에 지지된 기판받이부(58)의 간격(B)을 변화시킴으로써 행해진다. 제4(a)도는 선회암(54)이 선회한 상태를 2점쇄선으로 표시하고, 이에 의해 최소폭이 B' 까지의 물품을 적재할 수 있는 상태를 표시하고 있다.

이상과 같은 열처리장치는 다음과 같은 특징을 구비하고 있다.

열처리실 높이를 H로 하면, 본 발명을 적용한 제1(a)도가 예시하는 열처리장치는 곤돌라(5)의 높이가 대략 2H/3로 되어 있으므로, 물품적재수가 많다. 이에 대해 종래의 열처리장치는, 같은 높이(H)의 열처리실에 배치하게 하면, 곤돌라 높이가 대략 H/2가 된다. 따라서, 본예의 열처리장치는 종래의 것보다 대략 4/3배의 집적률 업이 도모되고 있다. 또, 본예의 열처리장치는 곤돌라의 승강행정이 대략 H/3이 되므로, 열처리실 하방에서 곤돌라를 승강시킬 경우에는 H/3에 대응한 높이, 즉, H/3+h(h는 승강이동부 등의 필요높이)가 그 밑에 필요해진다. 이에 대해 종래의 열처리장치는 상기 집적률 저하에 첨가하여 이 높이가 1/2H+h 필요해지고, 장치 전체 높이가 더욱 높아진다.

한편, 같은 물품의 적재수를 갖는 장치로서 비교하면, 종래의 것은, 열처리실 높이가 대략 4H/3이 되고, 곤도라를 하부에서 승강시키면, 그 하부 높이는 2H/3+h 필요하게 되고, 합계 2H+h의 높이가 된다. 이 높이는 본예의 것 4H/3+h에 비교하여, 2H/3이나 높아진다. 그 결과, 종래의 열처리장치에서 같은 집적률을 얻고자할 경우에는 통상의 공장의 높이 제한을 초과하기 때문에, 곤돌라의 하부승강이 되지 않게 되는 수가 많다. 이 경우에는, 하부승강에 따른 여러 가지 이점도 얻지 못하게 된다. 또, 높이 제한상으로는 하부승강이 가능한 경우에도, 곤돌라가 높아짐과 동시에 승강축이 길어지기 때문에 안정성이 나빠진다. 승강축을 굵게하지 않으면 안되는 불리한 점이 발생한다.

승강장치는, 곤돌라(5)를 승강축(60)으로 하방에서 승강시키므로, 종래와 같이 곤돌라를 옆에서 지지하여 인접한 다른 장소에 승강장치를 설치하는데 비하여, 열처리장치의 점유공간을 축소할 수 있다. 그리고, 본예와 같이, 스러스트를 전달하는 볼너트를 승강축(60)에 병행하여 승강시키면, 이들의 간격은 근소하기 때문에, 승강축(60) 중심선을 포함한 면상의 2개장소에서 승강을 안내하는 안내기구(80)에는 큰 모멘트가 걸리지 않고, 종래의 옆으로 껴안는 식의 것에 비해 승강장치의 구조가 간소화됨과 동시에, 전체적으로 강성이 낮은 것으로도 좋으며, 중량도 대폭 경감된다. 또, 승강안내부의 저항도 감속한다. 또한, 본예에서는 승강축(60)을 2중관으로 형성하고 있으나 승강축은 단일과 또는 필요에 따라 이것을 적당히 보강한 것이라도 된다.

또, 곤돌라의 승강에 승강축(60)을 사용함으로, 종래의 것에 비해 열처리실을 관통하는 면적이 매우 작아짐과 동시에, 접촉 슬라이딩식 시일을 채용할 수 있으므로, 시일성이 대폭 향상된다. 특히, 본예에서는 승강축(60)을 환축으로 하고 있으므로, 전체원주의 시일면압이 균일화되고, 특히 시일성이 좋아진다. 단, 각형등의 기타 단면형사의 축을 사용할 수도 있다. 이 경우에도, 종래의 것보다 시일성은 대폭 좋아진다. 또한, 이와 같이 시일이 양호해지면, 질소가스를 이용한 열처리에 유리해진다.

또한, 본예에서는 승강 등의 스러스트 전달에 통상 사용되는 중실로드 대신 관을 사용하고 있기 때문에 전달열량이 적다. 또, 관내에 단열재를 넣는 것도 쉬워진다. 그 결과, 열처리실밖에 배치된 내열성 없는 기기나 센서 등에서의 열에 의한 악영향이 없어짐과 동시에, 열처리실내의 온도 분포도 개선된다. 그리고 또한, 관은 얇기 때문에, 열응력에 따른 변형이 발생하지 않고, 승강축 및 그 주분의 부재변형 등이 방지된다. 또, 2중관 내부, 또는 단일관에 단열재를 부착한 그 내부에 공간부가 생기기 때문에, 본 장치와 같이 이 공간부를 열처리실의 안쪽과 바깥쪽 사이에서 다양한 기구가 통과하는 공간으로 하는 것이 가능해진다.

또한, 곤돌라의 하부승강 방식의 채용에 의해, 열처리실내에는, 곤돌라 주위가 모두 자유공간이 되기 때문에 그 서로 대향하는 4방중의 2방측을 열품의 통로로 하고, 서로 대향하는 다른 2방측을 열풍의 복귀 덕트부로 하는 열풍 순환계를 형성할 수 있다. 그 결과, 적층된 판상의 물품간을 열풍의 병행증류가 통과하게 되고, 종래의 곤돌라 옆으로 껴안는 식의 것에 비해 열처리성능이 크게 개선된다.

물품지지간격 조정장치는 구동원으로서 서보모터(90)를 구비하고, 그 회전력을 기판지지축(55)까지 전달하고, 서보모터(90)를 구동함으로써 서로 대향하는 기판받이부(58)의 간격을 바꿀 수 있으므로, 폭이 다른 물품을 열처리할 경우에는 단순히 모터(90)를 구동하는 것만으로 되며, 일의 절차바꿈 작업 등을 일절 필요없게 할 수 있다. 따라서, 종래장치와 같이 처리물품의 사이즈 반경시에 열처리실을 상온으로 복귀할 필요가 없게되고, 열처리장치의 가동률이 향상된다.

또, 승강하는 곤돌라(5)에서 열처리실밖에 보호관(62)을 설치하고, 이 안에 회전축(100)을 배치하고, 열처리실내에는 링크기구 등을 설치하고 있으므로, 서보모터 등의 구동측을 열처리실밖의 상온환경하에 배치하여 열에 의한 악영향을 회피 할 수 있다. 한편, 동력전달을 축부분의 볼스플라인으로 행하고 있으므로 동력전달 기구를 곤돌라의 승강운동에 추종시킬 수 있다. 단, 인벌류트 스플라인이나 토크 전달수단을 사용할 수도 있다. 또한 본예에서는 회전축(100) 보호관에 승강장치의 구동축(60) 내관(62)을 겸용하고 있으므로, 이들 장치가 전체로서 기능적으로 구성되어 있다.

본 발명에 따르면, 물품입구 및 출구를 적재부 제1단에서 최종단까지 제1단부분을 포함하지 않고 최종단부분을 포함하여 대략 같은 간격으로 복수의 위치에 설치함과 동시에, 열처리실을 최종단측에 적어도 1간격분의 공간부를 갖는 넓이로 하고 있기 때문에, 복수를 N으로 하면, 열처리실 높이는 대략 [N/(N+1)] 부분까지 물품을 적재할 수 있다. 종래는 N=1이었기 때문에, 가령 N=2로 한다 하더라도, 종래의 약 4/3배의 집적률로 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 열처리실이 같은 높이의 경우에는 물품 적재수를 증가시킬 수 있다.

또, 적재부의 진행행정이 대략 [(1/(N+1)]이기 때문에 적재부가 승강하는 형식의 경우에는 열처리실 하방에서 적재부를 승강시킬때, 하부공간의 높이가 거기에 대응하여 낮아진다. 가령 N은 2로 하면, 그 높이는 종래의 2/3가 되고, 적재부를 열처리장치 밑에서 승강시키는 방식의 채용이 쉬워진다. 한편, 본 발명의 것과 종래의 것으로 적재부의 물품 적재수량을 같게 한다고 하면, 종래의 것은, 열처리실이 높아짐과 함께 하부승강장치 부분의 높이도 높아지고, 하부승강장치 채용이 불가능할 경우가 많으나, 본 발명에 따르면 여러 가지 이점이 있는 하부승강 방식의 채용이 가능해진다.

Claims (1)

1. 물품의 입구 및 출구를 구비한 열처리실내에 적재부를 설치하고, 판상의 물품을 적재부에서 실질적으로 같은 피치로 제1단(58-1)에서 최종단(58-40)까지 다단으로 적층지지하고, 상기 적재부를 적층방향(Z₁)으로 또는 그 반대방향으로 진행과 정지를 반복하면서 이동시키고, 열처리시간 경과후의 정지시에 상기 물품을 상기 출구에서 꺼내고 상기 입구에서 넣는 열처리장치에 있어서, 상기 물품입구와 물품출구는 상기 적재부가 말단위치에 있을 때에 상기 최종단(58-40)위치에 대응하는 위치 및 상기 제1단(58-1)에서 상기 최종단(58-40)까지의 거리를 실질적으로 같은 간격으로 분할한 위치에 대응하는 위치로 구성되는 복수의 위치에 설치하고, 상기 열처리실은 상기 최종단(58-40)의 위치에서 상기 제1단과는 반대방향으로 상기 실직적으로 같은 간격으로 분할된 간격중 적어도 1간격분의 넓이를 갖는 공간부를 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.

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