KR20100065100A - 열 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리 기판을 열 처리하는 열 처리 장치를 개량하는 것이며, 메인터넌스를 용이하게 행할 수 있는 열 처리 장치를 개발한다.

열 처리실(12)의 대략 중앙부에는 기판 교체 시스템(18)이 배치되고, 기판 교체 시스템(18)에 재치(載置) 선반(16)이 설치되어 있다. 재치 선반(16)의 전체 단부(23)에는 중앙부분의 소(小) 빔(31)이 결락(缺落)된 결락부(37)를 가지고, 상기 결락부(37)에 의해 취발부(38; 吹拔部)가 형성되어 있다. 취발부(38)에 작업자가 들어갈 수 있다.

가열실, 재치 선반, 열 처리 장치, 열 처리실, 기판 교체 시스템

Description

열 처리 장치{Heat treatment equipment}

본 발명은 기판 등의 피가열물을 열풍에 의해서 열 처리하는 열 처리 장치에 관한 것이다.

종래부터, 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 열 처리 장치가 액정 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display)나 플라즈마 디스플레이(PDP : Plasma Display), 유기 EL 디스플레이 등과 같은 플랫 패널 디스플레이(FPD : Flat Panel display)의 제작에 사용되고 있다.

열 처리 장치의 대부분은 특허문헌 1과 같이, 가열실 내에 재치 선반이 배치된 구조를 가진다. 그리고 열 처리 장치는 미리 유리판 등의 기판(피가열물)에 대하여 특정한 용액을 도포하여 가열 건조시키고, 이 가열 건조한 기판을 로봇 핸드를 이용하여 단부(段部)의 간격으로 출납하고, 가열실 내에 도입되는 소정의 온도의 열풍에 기판을 쪼여 열 처리(소성)하는 장치이다.

여기서 재치 선반은 기판을 지지하는 단부가 상하 방향으로 복수 설치된 바구니형의 형상을 가지는 것이다. 즉 종래 기술의 재치 선반은 복수의 기둥을 가진다. 그리고 상기 기둥을 평면에서 보면, 사각형의 4개의 모서리와 변의 위치에 배 치되어 있다.

한편, 단부는 빔(beam)이나 판으로 구성되어, 1개의 평면을 형성하고 있다. 즉 종래 기술의 단부는 예를 들어 빔이 격자형이나 평행형으로 배치된 것이다. 그리고 종래 기술의 단부에 있어서는 빔의 격자의 틈이나 빔끼리의 간격은 일정하다. 즉 종래 기술에서는 단부에 있어서의 격자의 간격이나 빔의 간격은 어떤 부위나 대략 일정하고, 상당히 좁은 것이다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2006-46894호

상기한 바와 같이, 열 처리 장치는 유리판 등의 기판을 가열실 내에 삽입하여 소성하는 장치이지만, 소성 작업 중이나 기판을 가열실에 출입시킬 때에 기판이 깨지는 경우가 있다.

이 때에는 재치 선반의 단부로부터 기판의 파편을 제거해야만 한다.

그렇지만, 종래 기술의 열 처리 장치는 단부로부터 기판의 파편을 제거하는 작업이 곤란했다.

즉 열 처리 장치가 전유하는 면적을 작게 하는 요청때문에, 열 처리 장치 내에 대량의 기판을 삽입할 필요가 있고, 이 때문에 재치 선반은 단부끼리의 간격이 상당히 작다. 이 때문에 작업자는 단부끼리의 사이에 들어갈 수 없다.

따라서 재치 선반의 내부를 향하여 작업자가 수평방향으로 침입하는 것은 불가능하다.

또 상기한 바와 같이, 종래 기술의 단부는 빔 등이 격자형이나 평행형으로 배치된 것이며, 격자의 틈이나 빔끼리의 간격은 일정하며 상당히 좁다. 즉 종래 기술에서는 단부에 있어서의 격자의 간격이나 빔의 간격은 어느 부위나 대략 일정하다. 그리고 종래 기술의 단부에서는 격자의 간격이나 빔의 간격은 어느 부위나 상당히 좁아, 작업자가 격자의 틈이나 빔의 틈을 빠져날 수 없다.

이렇게 종래 기술의 열 처리 장치에서는 실질적으로 작업자가 재치 선반의 내부에 침입하는 것은 불가능했다.

이 때문에 예를 들면 기판이 재치 선반 위에서 깨진 경우에는 재치 선반의 외측에서 막대 등을 삽입하여 기판의 파편을 긁어내는 것 외에, 재치 선반으로부터 파편을 배출하는 방법이 없었다.

또 재치 선반에는 기판에 상처가 생기는 것을 방지하기 위해서, 단부에 수지 부재 등을 설치하는 경우가 있지만, 상기 수지 부재는 장기 사용에 의해 열화되거나 마모되는 경우가 있다. 이러한 경우에는 수지 부재 등을 바꿀 필요가 있지만, 종래 기술에서는 앞과 같은 이유에 의해, 수지 부재 등의 교환이 번거로웠다.

그래서 본 발명은 종래 기술의 상기한 문제점에 주목하여, 메인터넌스를 용이하게 행할 수 있는 열 처리 장치의 개발을 과제로 하는 것이다.

그리고 상기한 과제를 해결하기 위해서 제공되는 본 발명의 열 처리 장치는 피가열물을 가열하는 가열실과, 상기 가열실 중에서 피가열물을 재치하는 재치 선반을 가지는 열 처리 장치에 있어서, 상기 재치 선반은 복수의 단부를 가지고, 상기 단부는 빔 또는 바닥면에 의해 형성되어 있고, 일부 단부 또는 전체 단부에, 빔 및 바닥면이 결락(缺落)된 결락부를 가지고, 상기 결락부에 의해 취발부(吹拔部)가 형성되어 있고, 상기 취발부는 작업자가 들어갈 수 있을 만큼의 크기를 구비한 공간을 가지는 것을 특징으로 하고 있다(청구항 1).

여기서 「작업자가 들어갈 수 있는 만큼의 크기를 구비한 공간」은 점검용 공간이며, 보통 35cm 정도 이상의 폭을 가지는 틈이며, 상식적으로는 40cm 내지 60cm 정도의 폭이다.

본 발명의 열 처리 장치는 일부 단부 또는 전체 단부에 있어서의 예를 들면 중앙부분에, 빔 및 바닥면이 결락된 결락부를 가지고, 이 결락부에 의해 취발부가 형성되어 있다. 그리고 이 취발부는 작업자가 들어갈 수 있을 만큼의 크기를 구비한 공간이 있다.

본 발명의 열 처리 장치에서는 재치 선반의 내부에 취발부가 있어, 재치 선반의 내부에 작업자가 들어갈 수 있기 때문에, 예를 들면 재치 선반의 내부에서 기판이 깨진 경우에도, 기판의 파편을 용이하게 배출할 수 있다.

본 발명의 열 처리 장치는 상기 단부는 병렬로 배치된 적어도 4개의 주(主) 빔과, 상기 주 빔으로 받쳐진 복수의 소(小) 빔으로 이루어지고, 각 소 빔은 적어도 2이상의 주 빔에 의해 지지되어 있고, 양쪽 외측의 주 빔 이외의 어느 하나의 주 빔과, 양쪽 외측의 주 빔 이외의 다른 어느 하나의 주 빔의 사이에 상기 결락부가 형성되는 것으로 상기 재치 선반에 취발부가 형성되어 있는 것이 바람직하다(청구항 2).

이러한 구성에 따르면, 결락부의 개구단 또는 그 근방에 주 빔이 있기 때문에, 개구단의 강성이 높다. 따라서 취발부의 내면의 강성이 높다. 이 때문에 작업자가 취발부 중에서 작업을 할 때에, 취발부의 내면을 파괴하지 않는다. 또 취발부 내에 사다리를 설치하여 취발부 내를 오르거나 재치 선반의 단부에 손발을 걸쳐 취발부 내를 오를 수 있는 구조로 할 수도 있다.

또 본 발명의 열 처리 장치는 피가열물을 가열하는 가열실과, 상기 가열실 중에서 그 가열물을 재치하는 재치 선반을 가지는 열 처리 장치에 있어서, 상기 재 치 선반은 2이상의 블록으로 분할되어 있고, 각각의 블록은 모두 복수의 단부를 가지고, 상기 2이상의 블록은 간격을 둔 상태로 병렬적으로 배치되고, 상기 병렬적으로 배치된 블록의 단부끼리에 걸치도록 피가열물을 재치할 수 있고, 상기 재치 선반에는 상기 간격에 의해 취발부가 형성되고, 상기 취발부는 작업자가 들어갈 수 있을 만큼의 크기를 구비한 공간을 가지는 것을 특징으로 하고 있다(청구항 3).

이러한 구성에 의하면, 재치 선반은 예를 들면 앞측 선반부와 뒤측 선반부와 같이 복수의 블록으로 분할되어 있다. 그리고 블록끼리의 사이의 간격에 의해 취발부가 형성되어 있다. 본 발명의 열 처리 장치에 대해서도 블록의 사이에 취발부가 있고, 재치 선반 내부에 작업자가 들어갈 수 있기 때문에, 예를 들면 재치 선반의 내부에서 기판이 깨진 경우에도 기판의 파편을 용이하게 배출할 수 있다.

또 블록끼리의 사이는 어떠한 부재로 결합되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면 상변측과 하변 근방이 보조 빔 등으로 결합되어 있는 것이 바람직하지만, 각 블록의 자립성이 확보되는 경우에는 블록끼리를 결합할 필요는 없다.

본 발명의 열 처리 장치는 가열실은 천정면 벽과 측면 벽을 가지고, 상기 측면 벽에는 취발부에 통하는 개폐문이 있는 것이 바람직하다(청구항 4).

이러한 구성에 따르면, 가열실에 개폐문이 있고, 작업자는 개폐문을 열고 가열실에 들어가 재치 선반 내의 취발부 내에 들어갈 수 있다.

본 발명의 열 처리 장치는 재치 선반은 빔 또는 바닥면을 유지하는 복수의 기둥을 가지고, 일부 기둥 또는 전체 기둥에는 기둥 이동 수단이 설치되고, 상기 기둥 이동 수단이 설치된 각 기둥은 다른 기둥으로부터 독립적으로 승강 가능한 것 이 바람직하다(청구항 5).

이러한 구성에 따르면, 단부에 재치된 피가열물의 자세가 수평 자세가 되도록 기둥 이동 수단으로 보정할 수 있다.

즉 기판 등의 피가열물은 단부에 수평 자세로 재치되어야 한다. 이 때문에 단부는 수평 자세가 되도록 설계되고, 수평 자세가 되도록 시공된다. 즉 기판의 이면측에 접촉하는 부재가, 모두 지표면에서 동일한 높이가 되도록 설계·시공된다.

그렇지만, 최근의 디스플레이의 대형화에 따라, 열 처리하는 기판도 대형화되며, 그 중량이 상당히 무거운 것이 되었다. 이 때문에, 기판을 단부에 올리면, 기판의 중량에 의해 단부가 구부러져, 기판을 수평으로 유지할 수 없는 사태가 생긴다.

여기서 기판의 중량으로부터 단부의 휘어짐량을 연산하여, 기판을 올렸을 때에 그 중량으로 단부가 수평이 되도록 단부의 형상을 설계하는 것도 가능하다. 그렇지만, 기판의 중량은 로트(제품)에 따라 다른 경우도 있어, 휘어짐량을 정확하게 산출하는 것은 곤란하며, 미리 휘어짐량을 예상한 형상으로 단부를 설계하는 것은 사실상 불가능하다.

그래서 본 발명은 시공 현장에서 기둥의 높이를 미조정(黴調整)하고, 피가열물의 자세가 수평 자세가 되도록 단부의 자세나 형상을 보정하기로 했다.

즉 본 발명의 열 처리 장치는 일부 기둥 또는 전체 기둥에 기둥 이동 수단이 설치되고, 기둥 이동 수단이 설치된 기둥을 다른 기둥으로부터 독립적으로 승강 가 능하다. 이 때문에 시공 현장에서, 실제로 기판을 재치하거나 기판에 상당하는 중량을 가지는 더미 보드를 단부에 재치하고, 단부가 수평 자세가 되도록 기둥 이동 수단으로 기둥을 승강한다. 그 결과, 조정된 열 처리 장치의 재치 선반은 기판 등의 피가열물을 재치했을 때에, 기판 등이 수평 자세가 되는 형상이 된다. 또, 기둥 이동 수단으로서는 예를 들면 잭 장치 등을 들 수 있다.

본 발명의 열 처리 장치는, 상기 기둥 이동 수단은 잭 장치이며, 상기 잭 장치는 각 기둥의 하단 위치를 상대적으로 변화시킬 수 있는 것이 바람직하다(청구항 6).

예를 들면 대형(예를 들면 3×2m)의 유리 기판을 피가열물로 하면, 피가열물은 자중(自重)에 의해 그 양 끝측이 내려가도록 구부러진다. 이 때문에 단부에 있어서는 양 끝부측의 기둥과 취발부의 근방의 기둥을 상대적으로 이동시킬 수 있으면, 단부의 형상을, 기판 등의 피가열물을 재치했을 때에 기판 등이 수평 자세가 되는 형상으로 할 수 있다.

본 발명의 열 처리 장치는 재치 선반에 피가열물이 재치되지 않은 상태에서, 각 단부에 있어서의 재치 선반의 빔 또는 바닥면의 높이는 재치 선반의 양 끝측보다도 내측의 위치가 낮은 것이 바람직하다(청구항 7).

이러한 구성에 따르면, 재치 선반의 단부는 양 끝측의 높이가, 취발부에 비해 높기 때문에, 기판 등의 피가열물을 재치했을 때에 기판 등이 수평 자세가 된다.

본 발명의 열 처리 장치는 재치 선반은 복수의 기둥을 가지고, 단부는 적어 도 평행하게 배치된 4개의 주 빔을 가지고, 상기 각 주 빔은 적어도 2개의 기둥을 1세트로 하여 결합된 것이며, 주 빔으로 결합되지 않은 기둥끼리가 보조 빔으로 결합되어 있고, 보조 빔의 수가 주 빔에 대하여 적은 것이 바람직하다(청구항 8).

이러한 구성에 의하면, 재치 선반의 기둥은 주 빔과 보조 빔으로 결합되어 있지만, 보조 빔의 수가 주 빔에 대하여 적다. 이 때문에 재치 선반의 기둥의 결합력은 보조 빔으로 결합된 기둥간이 작고, 주 빔으로 결합된 기둥끼리는 결합력이 비교적 높다. 이 때문에 주 빔으로 결합된 기둥끼리는 상대 이동의 자유도가 작고, 보조 빔으로 결합된 기둥끼리는 상대 이동의 자유도가 비교적 크다.

여기서 본 발명에서는 주 빔으로 결합되어 있는 기둥의 조합의 하나는 개구 근방의 기둥끼리이며, 다른 조합은 개구로부터 먼 위치의 기둥끼리이다.

또 보조 빔으로 결합되어 있는 기둥의 조합은 개구 근방의 기둥과 개구로부터 먼 위치에 있는 기둥이다.

따라서 본 발명에서 채용하는 재치 선반에서는 개구 근방의 기둥끼리의 결합력이 강하고, 개구 근방의 기둥과 개구로부터 먼 위치에 있는 기둥의 결합력이 약하다. 이 때문에 개구 근방의 기둥끼리는 상하로 상대 이동하기 어렵고, 개구 근방의 기둥과 개구로부터 먼 위치에 있는 기둥의 사이는 상하에 상대 이동하기 쉽다. 이 때문에 본 발명의 열 처리 장치는 단부에 재치된 피가열물의 자세가 수평 자세가 되도록 보정하기 쉽다.

본 발명의 열 처리 장치는 재치 선반을 전체적으로 승강시키는 승강 장치를 구비한 것이 바람직하다(청구항 9).

이러한 구성에 따르면, 승강 장치를 구비함으로써, 피가열물을 출납하기 위한 개구부의 수를 줄일 수 있다.

본 발명의 열 처리 장치는 가열실 내를 통풍 분위기로 하는 통풍 수단을 가지고, 상기 취발부는 통풍 수단에 의한 가열실로의 통풍의 흐름 방향에 평행하게, 재치 선반의 1변으로부터 타변측으로 관통하여 설치되어 있고, 상기 통풍은 상기 취발부를 통과하여 재치 선반의 1변측으로부터 타변측을 향하여 흐르는 것이 바람직하다(청구항 10).

이러한 구성에 따르면, 통풍 수단에 의한 통풍은 상기 취발부를 통과하여 가열실의 1변측으로부터 가열실의 타변측을 향하여 흐르기 때문에, 통풍에 의해 피가열물의 중앙부분이 가열된다. 이 때문에 본 발명의 열 처리 장치에 의하면, 피가열물의 온도 분포가 평활화된다.

즉 종래 기술의 열 처리 장치에 의하면, 열풍을 재치 선반의 변부로부터 중앙부측을 향하여 흘려, 피가열물의 중앙부를 승온시킨다. 즉 열풍을 재치 선반의 변부로부터 단부끼리의 사이에 도입하고, 열풍을 피가열물의 중앙부에까지 이르게 하여, 피가열물과 접촉시켜 피가열물의 중앙부를 승온시킨다.

그렇지만, 단부끼리의 간격은 보통 좁기 때문에, 단부끼리의 사이에 진입하는 열풍은 약간이며, 피가열물의 중앙은 승온되기 어렵고, 피가열물에 온도 격차가 생긴다.

이것에 대하여 본 발명에서는 재치 선반의 중앙에 취발부가 있고, 상기 취발부에 열풍(통풍)을 흘린다. 이 때문에 피가열물은 중앙부분이 직접 통풍에 접하여 승온된다. 이 때문에 본 발명의 열 처리 장치에 의하면, 피가열물의 온도 편차가 작은 것이 된다.

본 발명의 열 처리 장치는 재치 선반의 내부에 작업자가 들어갈 수 있기 때문에 메인터넌스가 용이하다. 또, 피가열물의 중앙의 통풍량이 증가하기 때문에 열 처리 성능이 개선된다.

다음에 본 발명의 구체적 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1에 있어서, 도면부호 1은 본 실시형태의 열 처리 장치이다. 열 처리 장치(1)는 세로·가로·높이가 7m, 4m, 6m 정도의 거대한 장치이다.

열 처리 장치(1)는 금속으로 된 상자형의 외벽부(2)를 가지고, 기기 수용부(3)가 설치되어 있고, 그 위쪽에 기판 처리부(5)가 설치된 구성으로 되어 있다. 기기 수용부(3)는 기판 처리부(5)에 전력을 공급하는 전원 장치(도시하지 않음)나 기판 처리부(5)의 동작을 제어하는 제어 장치(도시하지 않음) 등을 내장하고 있다.

기판 처리부(5)는 대략 직방체이며, 도 1이나 도 3에 도시하는 바와 같이 도시하지 않는 로봇 핸드 등의 이재(移栽) 장치에 의해 기판(W)을 출납하기 위한 교체구(6)를 정면측에 4개 가지고 있다. 또 교체구(6)와 같은 면에는 4개의 흡기구(7)가 설치되어 있다.

기판 처리부(5)의 한쪽의 측면(흡기구측)으로부터는 송풍기(8)의 일부가 돌출되어 있다. 이미 한 방향의 측면에는 문(10)이 설치되어 있다. 문(10)은 메인 터넌스시에 열고 작업자가 출입하기 위해서 설치되어 있다.

상기한 교체구(6)에는 에어 실린더(11)의 작동에 연동하여 개폐하는 셔터(9)가 장착되어 있다.

또 흡기구(7)는 모터(도시하지 않음)에 의해 개방도가 조절된다.

기판 처리부(5)의 내부는 평면적으로 보아 도 2에 도시하는 바와 같이 크게 2개의 영역으로 나누어져 있다. 즉 기판 처리부(5)의 내부는 열 처리실(12; 가열실)과 열풍 공급부(14)로 나누어져 있다.

여기서 열풍 공급부(14)는 열 처리실(12) 내에 열풍을 순환시키는 장치가 내장된 부위이다. 더욱 구체적으로는 열풍 공급부(14)는 열 처리 장치(1)의 내부에 도입된 외기나 열 처리실(12)의 하류단으로부터 되돌아온 공기 등을 가열하여, 열 처리실(12) 내에 보내주기 위한 것이고, 송풍기(8)나 가열기(도시하지 않음) 등을 구비하고 있다. 또 열풍 공급부(14)의 기판 처리부(5)측의 면에는 필터(15)가 설치되어 있다.

열 처리실(12; 가열실)은 필터(15)가 장착된 상류벽(20) 및 단열재로 구성되는 둘레벽(13)에 의해 포위된 방이다.

열 처리실(12; 가열실)의 중앙에는 재치 선반(16)을 포함하는 기판 교체 시스템(18)이 배치되어 있다.

열 처리실(12)은 상류벽(20)을 구성하는 필터(15)의 개구를 통해서 열풍 공급부(14)와 연통하고 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 열 처리실(12)의 대략 중앙부에는 기판 교체 시 스템(18)이 배치되어 있다. 기판 교체 시스템(18)은 기판(W)을 적재하기 위한 재치 선반(16)과, 상기 재치 선반(16)을 전체적으로 승강시키는 승강 장치(21)로 구성되어 있다.

여기서, 실제의 재치 선반은 30단 이상의 단부(23)를 가지지만, 도면 작성의 관계상, 8단의 단부(23)를 가지는 것으로 도시하였다. 따라서 도시된 재치 선반(16)은 높이 방향의 비율이 실제보다도 축소되어 있다. 또한, 재치 선반은 다수의 단부를 가지지만, 도 6에서는 단부의 대부분을 생략하였다.

재치 선반(16)은 승강 장치(21)의 승강대(25)에 설치되어 있고, 프레임(26)의 주 빔(30)에 소 빔(31)이 설치되고, 상기 소 빔(31) 위에 기판을 설치하는 것이다. 또 도면에 있어서는 프레임(26)의 기둥(35)을 사각 기둥형으로 그리고, 주 빔(30)과 보조 빔(33)을 굵은 선으로 그리고, 소 빔(31)을 가는 선으로 그리고 있다.

재치 선반(16)의 프레임(26)은 도 5에 도시하는 바와 같이, 8개의 기둥(35)과, 36개의 주 빔(30) 및 소수의 보조 빔(33)으로 구성되어 있다.

8개의 기둥(35)은 나중에 설명하는 바와 같이 하부에 잭 장치(36; 기둥 이동 수단)가 있다. 그리고 8개의 기둥(35)은 도 4, 도 5에 도시하는 바와 같이 직사각형의 레이아웃으로 설치되어 있다. 즉 8개의 기둥(35)은 직사각형의 각 모서리에 각각 1개 설치되고, 또 장변(A열 B열) 위에 등간격으로 2개 설치되어 있다.

8개의 기둥은 장변(A열 B열) 위에 등간격으로 4개 설치되어 있다고 생각해도 좋다. 장변(A열 B열) 위의 기둥의 간격은 40cm 내지 60cm 정도다.

또 A열상의 기둥(35)과, B열상의 기둥(35)은 대향하는 위치에 있다. 즉 직사각형의 단변과 평행의 4행에, 각각 2개씩 기둥(35)이 배치되어 있다고 할 수 있다. 즉 a행, b행, c행, d행에 각각 2개씩 배치되어 있다고 할 수 있다.

이하, 각 8개의 기둥의 명칭을 Aa, Ab, Ac, Ad, Ba, Bb, Bc, Bd라고 한다.

주 빔(30)은 동일 행에 포함되는 기둥(35)끼리의 사이에 9개씩 평행하게 설치되어 있다. 즉 기둥 Aa-Ba 사이, Ab-Bb 사이, Ac-Bc 사이, Ad-Bd 사이에 각각 9개씩 높이 방향에 같은 피치로 주 빔이 설치되어 있다.

따라서, 주 빔(30)의 높이에 주목하면, 도 6에 도시하는 바와 같이 동일한 높이에 각각 4개의 주 빔(30)이 존재한다.

또 동일 열(A열 B열)에 속하는 기둥(35)끼리는 도 5에 도시하는 바와 같이 보조 빔(33)으로 접속되어 있다. 보조 빔(33)의 수는 전체로 10개 정도이며, 주 빔의 수의 3분의 1이하이다.

그리고 각 단부(23)에 있어서의 주 빔(30; 최상단을 제외함)에 소 빔(31)이 설치되어 있다. 또 본 실시형태에서는 각 소 빔(31)은 모두 외측에 돌출형으로 설치되어 있다.

상기한 바와 같이 주 빔(30)의 높이에 주목하면, 동일한 높이에 각각 4개의 주 빔(30)이 존재하지만, 그 중의 외측 2개의 주 빔(30)에 각각 6개씩 소 빔(31)이 설치되어 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 각 단에는 a행, b행, c행, d행에 따라 4개의 주 빔(30)이 있지만, 이 중의 외측 2개의 조합상에 소 빔(31)이 설치되어 있다. 즉 a-b행간에 6개의 소 빔(31)이 있고, c-d행 간에도 6개의 소 빔(31)이 있다. 중앙의 b-c행간에는 소 빔은 없고, 결락부(37)로 되어 있다.

따라서, 각 단에 있어서의 결락부(37)는 수직방향으로 연결되고, 9단 모두가 하늘과 땅 방향에 취발 상태가 되어 취발부(38)를 형성하고 있다. 또 상기한 바와 같이, 도면 작성의 관계상, 단부(23)의 단수를 줄였지만, 실제로는 30단 이상에 걸쳐 중심부분이 하늘과 땅방향에 취발 상태로 되어 있다.

재치 선반(16)을 정면측에서 보면, 도 3, 도 4, 도 7에 도시하는 바와 같이, 정면측은 9단의 주 빔(30)이 짧은 간격으로 상하로 늘어서고, 그 중의 8단의 주 빔(30)으로부터 정면방향을 향하여 소 빔(31)이 돌출한 형상으로 되어 있다. 또 이면측에서 보아도 마찬가지이며, 이면측은 9단의 주 빔(30)이 짧은 간격으로 상하로 나열되고, 그 중의 8단의 주 빔(30)으로부터 이면방향을 향하여 소 빔(31)이 돌출한 형상으로 되어 있다.

한편, 재치 선반(16)의 측면측을 보면, 도 3, 도 4, 도 8에 도시하는 바와 같이, 중앙부에 주 빔(30)이나 소 빔(31)이 존재하지 않는 공간(38; 취발부)이 있다. 즉 도 3, 도 4, 도 8에 도시하는 바와 같이, 기둥 Bb-Bc 사이, Ab-Ac 사이에는 소 빔이 없고, 내부는 공동상태이다. 더욱 정확하게 설명하면, 기둥 Bb-Bc-Ac-Ab로 둘러싸이는 직방체의 공간은 소 빔(31)이 일체 존재하지 않는다.

그리고 이 공간(38; 취발부)은 재치 선반(16)의 중앙을 한쪽의 단부로부터 다른쪽의 단부에 걸쳐 연통하고 있다. 또 상기한 기둥(35)의 간격은 40cm 내지 60cm 정도이기 때문에, 작업자가 통행할 수 있다.

또 생각을 바꾸면, 재치 선반(16)의 구조는 2개의 블록(46, 47)이, 4개의 보조 빔(50)으로 결합된 것이며, 기판(W)을 2개의 블록(46, 47)의 단부(23)에 걸쳐 재치한다고 생각할 수도 있다. 도 4, 도 5에 기초하여 설명하면, 재치 선반(16)은 앞측 선반부(46)와, 뒤측 선반부(47)를 가지고 있다. 앞측 선반부(46)는 4개의 기둥, Ac, Ad, Bc, Bd를 가지고, 상기 기둥간에 대하여 높이 방향에 2열로 주 빔(30)이 설치되어 있다. 또 상기한 2열로 주 빔(30)에 의해 소 빔(31)이 지지되어 있다.

뒤측 선반부(47)에 대해서도 마찬가지이며, 4개의 기둥(Aa, Ab, Bb, Ba)을 가지고, 상기 기둥간에 대하여 높이 방향에 2열로 주 빔(30)이 설치되어 있다. 또 상기한 2열로 주 빔(30)에 의해 소 빔(31)이 지지되어 있다.

그리고 앞측 선반부(46)와 뒤측 선반부(47)의 사이의 기둥(Ab, Ac)의 사이에 2개의 보조 빔(50)이 있고, 기둥(Bb, Bc)의 사이에도 2개의 보조 빔(50)이 있다.

다음에 재치 선반(16)의 하부의 구조에 대해서 설명한다.

본 실시형태에서는 도 9에 도시하는 바와 같이, 각 기둥(35)의 하부에 잭 장치(36; 기둥 이동 수단)가 설치되어 있다. 즉 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같이 각 기둥의 하부에는 나사(40)가 일체화되어 있다. 한편, 승강 장치(21)의 승강대(25)에는 구멍(41)이 형성되어 있고, 상기 구멍(41)에 나사(40) 부분이 삽입되어 있다. 그리고 승강대(25)를 사이에 두고 2개의 너트(43, 45)가 상기 나사(40)에 결합되어 있다. 이 때문에 하부측의 너트(45)를 느슨하게 한 상태로 상부측의 너트(43)를 회동시키면, 나사(40)의 추진력에 의해 기둥(35)이 승강한다.

여기서 본 실시형태에서는 8개의 기둥(35)의 모두에 잭 장치(36)가 형성되어 있으므로, 각각의 기둥(35)을 다른 기둥(35)으로부터 독립적으로 승강시킬 수 있다.

하지만, 재치 선반(16)의 프레임(26)은 주 빔(30)과 보조 빔(33)으로 결합되어 있기 때문에, 8개의 기둥(35)을 독립적으로 승강 가능하다고 해도, 그 자유도는 큰 것이 아니다. 그렇지만, 각 기둥(35)의 상대적인 자유도는 똑같지 않고, 열방향(A열, B열)으로 나열한 기둥(35)은 비교적 자유도가 높다.

즉 프레임은 행방향(a행, b행, c행, d행)과 열방향(A열, B열)에 기둥(35)이 배치되고 있고, 행방향(a행, b행, c행, d행)에는 36개의 주 빔(30)으로 결합되어 있는 것에 대해, 열방향은 그 3분의 1 이하의 수의 보조 빔(33)으로 결합되어 있는 것에 지나지 않는다.

이 때문에 열방향(A열, B열)에 나열한 기둥(35)은 높이를 상대적으로 변화시키기 쉽다.

다음에 본 실시형태의 열 처리 장치의 사용 방법에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 열 처리 장치는 최초의 사용에 앞서, 주 빔(30)의 높이를 조정한다. 도 11a 내지 도 11d는 높이를 조정할 때의 순서를 도시하는 설명도이며, 주 빔과 소 빔의 위치 관계 및 자세를 도시하고 있다. 또, 도 11a 내지 도 11d는 이해를 쉽게 하기 위해서, 높이 방향의 차이를 과장하여 도시하였다.

본 실시형태의 열 처리 장치(1)에서는 설치시에는 도 11a와 같이 각 단부(23)에 있어서의 주 빔(30)의 높이를 일정하게 하고 있다.

그렇지만, 각 단부(23)에 기판(W)을 올리면, 도 11b에 도시하는 바와 같이 기판(W)의 중량에 의해 양 끝(a행과 d행)의 주 빔(30)이, 중앙의 주 빔(30; b행과 c행)과 비교하여 침하하고, 기판(W)이 위로 볼록 상태로 뒤집힌다.

그래서 본 실시형태에서는 각 단(23)에 기판(W)을 얹은 상태로, 기둥(35) 하부의 잭 장치(36)를 조작하여, 기판(W)이 수평이 되도록 기둥(35)의 하단의 높이를 상하 이동시킨다. 즉 상기한 바와 같이, 하부측의 너트(45)를 느슨하게 한 상태로 상부측의 너트(43)를 회동시켜, 나사(40)의 추진력에 의해 기둥(35)을 승강시킨다. 그리고 도 11c에 도시하는 바와 같이 기판(W)이 수평이 되도록, 너트(45) 조정한다.

기판(W)이 수평이 된 상태로, 기판(W)을 분리하면, 도 11d에 도시하는 바와 같이, 기둥(35)의 반력에 의해 양 끝(a행과 d행)의 주 빔(30)이, 중앙의 주 빔(30; b행과 c행)보다도 높은 위치가 되고, 소 빔(31)이 비상 자세가 된다.

본 실시형태의 열 처리 장치(1)는 공지의 것과 동일하게, 열 처리실(12) 내의 재치 선반(16)에 유리 기판(W)을 설치하고, 열 처리한다.

즉 승강 장치(21)를 동작시켜 승강대(25)를 승강하고, 재치 선반(16)의 어느 하나의 단부(23)의 높이를 어느 하나의 교체구(6)의 높이에 일치시킨다. 그리고 도시하지 않는 로봇으로 기판(W)을 유지하고, 교체구(6)를 열고 열 처리실(12) 내의 재치 선반(16)의 상기 단부(23)에 유리 기판(W)을 설치한다.

그 후에 다시 승강 장치(21)의 승강대(25)를 동작시켜, 다른 어느 하나의 단부(23)의 높이를 어느 하나의 교체구(6)의 높이에 일치시켜서 다른 기판(W)을 삽입 한다. 이하, 이 동작을 반복하여 배치 선반(16)의 모든 단부(23)에 기판(W)을 장착한다.

한편, 열 처리 장치(1) 내에서는 열풍 공급부(14)의 송풍기(8) 및 가열기(도시하지 않음)를 기동하고, 열 처리실(12) 내를 열풍의 통풍 분위기로 한다.

즉 열풍은 도 2의 화살표로 도시하는 바와 같이 열풍 공급부(14)로부터 열 처리실(12)에 공급되지만, 열풍의 일부는 개방된 기둥(Ab-Ac) 사이로부터 재치 선반(16)의 중심으로 들어가기 쉽고, 중심부의 취발부(38)를 통과하여 재치 선반(16)의 타단측으로 빠진다. 그 동안에 각 단(23)의 기판(W)의 중앙부를 승온한다.

또 통풍의 잔부는 기둥(Aa-Ab) 사이나 기둥(Ac-Ad) 사이나 재치 선반(16)의 주위로 흐르고, 기판(W)의 단부측을 승온한다. 그 결과, 기판(W)은 전체적으로 승온되어, 온도 편차가 작은 것이 된다.

또 재치 선반(16) 상에서 기판(W)이 파손되는 돌발 고장이 생긴 경우에는 작업자가 취발부(38)에 들어가 기판(W)의 파편을 제거한다.

즉 돌발 고장이 생긴 경우에는 장치를 정지하는 동시에, 내부의 기판(W)을 배출한다. 그 후, 열 처리 장치(1)의 측면에 설치된 문(10)을 열고, 작업자가 열 처리실(12) 안에 들어간다. 그리고 기둥 Bc-Bb 사이로부터 재치 선반(16) 중으로 들어간다. 여기서 기둥 Bc-Bb 사이는 40cm 내지 60cm 정도로 넓고, 작업자가 통행하기에 충분한 폭을 가지고 있다.

또, 취발부(38)를 구성하는 각 단부(23)의 결락부(37)의 개구단에는 모두 도 6에 도시하는 바와 같이 주 빔(30)이 건너질러져 있기 때문에, 취발부(38)의 단면 은 강성이 높다. 이 때문에 열 처리실(12) 내에 사다리를 가지고 들어가 상부측의 단부(23)를 청소하거나 각 단부(23)의 개구단에 발을 걸쳐 취발부(38)를 올라 가는 것도 가능하다.

또 정기점검을 하는 경우나 소모 부품을 바꾸는 경우도 마찬가지로, 작업자가 취발부(38)에 들어가 작업을 행할 수 있다. 이 때문에 본 실시형태의 열 처리 장치(1)는 메인터넌스가 용이하다.

이상 설명한 실시형태에서는 나사식 잭 장치(36)를 이용하여 기둥을 승강시켰지만, 예를 들면 링크식이나 유압식 잭 장치를 이용하여 기둥을 승강시켜도 좋다.

또 상기한 실시형태에서는 각 기둥(35)에 잭 장치(36)를 설치했지만, 중앙의 기둥(35)에만 잭 장치(36)를 설치하거나 외측의 기둥(35)에만 잭 장치(36)를 설치하는 것도 생각할 수 있다. 또 복수의 기둥을 하나의 잭 장치로 승강시켜도 좋다.

상기한 실시형태에서는 취발부(38)를 한 곳에만 설치했지만, 장치가 보다 대형화된 경우에는 복수의 취발부(38)를 설치하는 것도 가능하다.

도 12는 취발부(38)를 3곳에 설치한 예를 도시하고 있다.

또 상기한 실시형태에서는 취발부(38)는 도 2에 도시하는 바와 같이 평면적으로 보아, 재치 선반(16)의 1변으로부터 타변측으로 연통하고 있지만, 반드시 1변으로부터 타변측으로 연통할 필요는 없다.

예를 들면 도 13에 도시하는 바와 같이, 중앙부에 소 빔(31)이 연통된 부분이 있고, 취발부(38)가 2개의 영역으로 분단되어 있어도 좋다.

또 취발부(38)가 도 14에 도시하는 바와 같이 한 방향의 변에만 개방되어 있는 것이어도 좋다. 어떻게 하여도, 취발부(38)는 평면에서 보아 어느 하나의 변에 개구되고, 또한 기둥(35)으로 둘러싸인 영역 내에까지 연속되어 있는 것이 바람직하다.

또 상기한 실시형태에서는 취발부(38)를 최하단부터 최상단까지 연통시켰지만, 중도에서 구분한 취발부이어도 좋다. 예를 들면, 아래서 10단째까지를 제 1 취발부로 하고, 11단째 이상을 제 2 취발부로 하도록, 취발부를 분할해도 좋다.

상기한 실시형태에서는 소 빔(31)에 의해 기판(W)을 지지하는 구조로 했지만, 소 빔(31) 위에 판을 장착하여 바닥형으로 하고, 바닥에 의해 기판을 지지하는 구조로 하는 것도 가능하다.

또 상기한 실시형태의 열 처리 장치(1)에서는 승강 장치(21)를 구비하고, 재치 선반(16)을 승강 장치(21)에 의해 전체적으로 승강시키는 구성을 채용했다. 그렇지만 승강 장치(21)는 필수는 아니고, 고정적인 재치 선반을 채용해도 좋다. 고정적인 재치 선반을 채용하는 경우는 재치 선반의 각 단부에 맞추어 기판(W)을 출납하기 위한 교체구(6)를 다수 설치하게 된다.

도 1은 본 발명의 1실시형태인 열 처리 장치를 도시하는 사시도.

도 2는 도 1에 도시하는 열 처리 장치의 평면 단면도.

도 3은 도 1에 도시하는 열 처리 장치의 분해 사시도.

도 4는 재치 선반의 사시도.

도 5는 재치 선반 프레임의 사시도.

도 6은 재치 선반의 각 층의 구조를 설명하는 재치 선반의 분해 사시도.

도 7은 재치 선반의 정면도.

도 8은 재치 선반의 측면도.

도 9는 재치 선반의 각 기둥의 하부를 도시하는 단면 사시도.

도 10은 도 9와 동일 부위의 단면도.

도 11a 내지 도 11d는 높이 조정을 행할 때의 순서를 도시하는 설명도이며, 주 빔과 소 빔의 위치 관계 및 자세를 도시하는 도면.

도 12는 다른 실시형태의 열 처리 장치의 평면 단면도.

도 13은 더욱 다른 실시형태의 열 처리 장치의 평면 단면도.

도 14는 더욱 다른 실시형태의 열 처리 장치의 평면 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 열 처리 장치 10 : 문

2 : 열 처리실(가열실) 13 : 둘레벽

16 : 재치 선반 21 : 승강 장치

23 : 단부 30 : 주 빔

31 : 소 빔 33 : 보조 빔

35 : 기둥 36 : 잭 장치(기둥 이동 수단)

37 : 결락부 38 : 취발부

46 : 앞측 선반부(블록) 47 : 뒤측 선반부(블록)

Claims (10)

1. 피가열물을 가열하는 가열실과, 상기 가열실 중에서 피가열물을 재치하는 재치 선반을 가지는 열 처리 장치에 있어서,

   상기 재치 선반은 복수의 단부를 가지고,

   상기 단부는 빔 또는 바닥면에 의해 형성되어 있고,

   일부 단부 또는 전체 단부에, 빔 및 바닥면이 결락된 결락부를 가지고, 상기 결락부에 의해 취발부가 형성되어 있고,

   상기 취발부는 작업자가 들어갈 수 있을 만큼의 크기를 구비한 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단부는 병렬로 배치된 적어도 4개의 주 빔과, 상기 주 빔에 받쳐진 복수의 소 빔으로 이루어지고,

   각 소 빔은 적어도 2이상의 주 빔에 의해 지지되어 있고,

   양쪽 외측의 주 빔 이외의 어느 하나의 주 빔과, 양쪽 외측의 주 빔 이외의 다른 어느 하나의 주 빔의 사이에 상기 결락부가 형성되는 것으로 상기 재치 선반에 취발부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
3. 피가열물을 가열하는 가열실과, 상기 가열실 중에서 피가열물을 재치하는 재 치 선반을 가지는 열 처리 장치에 있어서,

   상기 재치 선반은 2이상의 블록으로 분할되어 있고,

   각각의 블록은 모두 복수의 단부를 가지고, 상기 2이상의 블록은 간격을 둔 상태로 병렬적으로 배치되고, 상기 병렬적으로 배치된 블록의 단부끼리에 걸치도록 피가열물을 재치할 수 있고,

   상기 재치 선반에는 상기 간격에 의해 취발부가 형성되고, 상기 취발부는 작업자가 들어갈 수 있을 만큼의 크기를 구비한 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   가열실은 천정면 벽과 측면 벽을 가지고,

   상기 측면 벽에는 취발부에 통하는 개폐문이 있는 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   재치 선반은 빔 또는 바닥면을 유지하는 복수의 기둥을 가지고,

   일부 기둥 또는 전체 기둥에는 기둥 이동 수단이 설치되고,

   상기 기둥 이동 수단이 설치된 각 기둥은 다른 기둥으로부터 독립적으로 승강 가능한 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 기둥 이동 수단은 잭 장치이며,

   상기 잭 장치는 각 기둥의 하단위치를 상대적으로 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   재치 선반에 피가열물이 재치되지 않은 상태에서, 각 단부에 있어서의 재치 선반의 빔 또는 바닥면의 높이는 재치 선반의 양 끝측보다도 내측의 위치쪽이 낮은 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   재치 선반은 복수의 기둥을 가지고,

   단부는 적어도 평행하게 배치된 4개의 주 빔을 가지고,

   상기 각 주 빔은 적어도 2개의 기둥을 1세트로 하여 결합된 것이며,

   주 빔으로 결합되지 않은 기둥끼리가 보조 빔으로 결합되어 있고, 상기 보조 빔의 수가 주 빔에 대하여 적은 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   재치 선반을 전체적으로 승강시키는 승강 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    열 처리 장치는 가열실 내를 통풍 분위기로 하는 통풍 수단을 가지고,

    상기 취발부는 통풍 수단에 의한 가열실로의 통풍의 흐름 방향에 평행하게, 재치 선반의 1변으로부터 타변측으로 관통하여 설치되어 있고,

    상기 통풍은 상기 취발부를 통과하여 재치 선반의 1변측으로부터 타변측을 향하여 흐르는 것을 특징으로 하는 열 처리 장치.

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