(57)【要約】【課題】省スペースに備えることが可能であり、被熱処理物を移動させながら、効率よく熱処理する熱処理炉及び被熱処理物の熱処理方法を提供する。【解決手段】上型３１と下型３２との間隙は、第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの一方のみが通過可能な間隙として形成されており、載置部４５にて被熱処理物５を載置された第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの一方が、一方向に移動する際に退避部３３にて退避し、その退避中に、取出し部４６にて被熱処理物５を取り出された第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの他方が、他方向に移動するように構成する。【選択図】図１
2008224181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱処理物を搬送するための搬送治具として第一搬送治具と第二搬送治具が、互いに離間して並んで移動経路が形成された第一搬送装置及び第二搬送装置によって、それぞれ片もち支持にて支持された搬送機構と、
前記搬送治具の移動経路の上側に設けられた上型と、前記搬送治具の移動経路の下側に設けられた下型とから炉壁が構成された熱処理部と、を備え、
前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具は、前記上型と前記下型との間隙を前記移動経路として搬送される熱処理炉。
【請求項２】
片持ち支持された前記搬送治具がそれぞれ上下動可能であり、さらに前記上型及び前記下型の少なくとも一方に、退避部が形成されており、前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の一方が前記退避部にて上下動作によって退避することにより、前記上型と前記下型との前記間隙を他方が移動可能にされた請求項１に記載の熱処理炉。
【請求項３】
前記退避部は、前記上型に、前記移動経路とは垂直方向に窪んだ形状に形成されている請求項２に記載の熱処理炉。
【請求項４】
前記搬送治具は、前記退避部を上下動する部分が１本のビームにより構成される請求項２または３に記載の熱処理炉。
【請求項５】
前記熱処理部外の前記移動経路の一方側に、前記搬送治具に前記被熱処理物を載置する載置部と、前記熱処理部外の前記移動経路の他方側に、前記搬送治具から前記被熱処理物を取り出す取出し部と、を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理炉。
【請求項６】
前記載置部にて前記被熱処理物を載置された前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の一方が、一方向に移動する際に前記退避部にて退避し、その退避中に、前記取出し部にて前記被熱処理物を取り出された前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の他方が、他方向に移動する請求項５に記載の熱処理炉。
【請求項７】
前記上型と前記下型との前記間隙は、前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の一方のみが通過可能な間隙として形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱処理炉。
【請求項８】
前記搬送治具は、前記間隙と平行になるように前記被熱処理物を載置する請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱処理炉。
【請求項９】
被熱処理物を熱処理する熱処理部を通過する平面上で、被熱処理物を搬送するための少なくとも２つの搬送治具を移動させ、
前記搬送治具としての第一搬送治具に被熱処理物を保持して前記熱処理部内にて熱処理を施し、前記第一搬送治具を前記平面外に退避させることにより、前記搬送治具としての第二搬送治具を前記平面上にて前記第一搬送治具をすり抜けて移動させる被熱処理物の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板等の被熱処理物を搬送しながら熱処理を施す熱処理炉及び被熱処理物の熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚みの薄い基板等の被熱処理物を、連続的または間欠的に移動させながら炉内に導入して乾燥・焼成等の熱処理を施すことが行われている。このような高速にかつ多数量熱処理する方法として、従来、ウォーキングワイヤまたはビーム方式による熱処理炉が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ウォーキングワイヤまたはビーム等によって被熱処理物を搬送する場合、これらは、熱容量が小さく、迅速な昇温が可能であり、これらに被熱処理物を載置して、順次炉内に搬送することにより、被熱処理物の熱処理が可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９０６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のウォーキングワイヤ及びビーム方式では、被熱処理物を所定の位置にて載置して炉内に導入し熱処理を施した後炉内から排出し、ウォーキングワイヤやビームが被熱処理物を載置する所定の位置に戻るという水平往復動作を含む場合に、一回の動作の中に「後退」（所定の位置に戻る動作）が存在するために、その時間が工程上の時間ロスとなり所定処理量達成の問題となっている。
【０００６】
さらには、ビームのストロークが長い場合、炉の前後にその動作機構部を回避するスペースが必要となり、炉本体を短くしても結果的には前後スペースの設置により、全体として省スペース効果が得られない問題がある。また、ビームのストロークを短くすると、一回のビームの動作で載置位置から取り出し位置まで被熱処理物を移動することができなくなるため、炉内で被熱処理物を一旦仮置き台に載せかえる等の処置が必要となり、これは被熱処理物にダメージを与えるとともに搬送トラブルの要因となっていた。
【０００７】
本発明の課題は、省スペースに備えることが可能であり、被熱処理物を移動させながら、効率よく熱処理する熱処理炉及び被熱処理物の熱処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、被熱処理物を搬送する搬送治具を移動経路上から退避させつつ、他の搬送治具を移動させることにより、効率的に熱処理を施しつつ他の搬送治具を移動させることができることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下の熱処理炉及び被熱処理物の熱処理方法が提供される。
【０００９】
［１］  被熱処理物を搬送するための搬送治具として第一搬送治具と第二搬送治具が、互いに離間して並んで移動経路が形成された第一搬送装置及び第二搬送装置によって、それぞれ片もち支持にて支持された搬送機構と、前記搬送治具の移動経路の上側に設けられた上型と、前記搬送治具の移動経路の下側に設けられた下型とから炉壁が構成された熱処理部と、を備え、前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具は、前記上型と前記下型との間隙を前記移動経路として搬送される熱処理炉。
【００１０】
［２］  片持ち支持された前記搬送治具がそれぞれ上下動可能であり、さらに前記上型及び前記下型の少なくとも一方に、退避部が形成されており、前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の一方が前記退避部にて上下動作によって退避することにより、前記上型と前記下型との前記間隙を他方が移動可能にされた前記［１］に記載の熱処理炉。
【００１１】
［３］  前記退避部は、前記上型に、前記移動経路とは垂直方向に窪んだ形状に形成されている前記［２］に記載の熱処理炉。
【００１２】
［４］  前記搬送治具は、前記退避部を上下動する部分が１本のビームにより構成される前記［２］または［３］に記載の熱処理炉。
【００１３】
［５］  前記熱処理部外の前記移動経路の一方側に、前記搬送治具に前記被熱処理物を載置する載置部と、前記熱処理部外の前記移動経路の他方側に、前記搬送治具から前記被熱処理物を取り出す取出し部と、を備える前記［１］〜［４］のいずれかに記載の熱処理炉。
【００１４】
［６］  前記載置部にて前記被熱処理物を載置された前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の一方が、一方向に移動する際に前記退避部にて退避し、その退避中に、前記取出し部にて前記被熱処理物を取り出された前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の他方が、他方向に移動する前記［５］に記載の熱処理炉。
【００１５】
［７］  前記上型と前記下型との前記間隙は、前記第一搬送治具及び前記第二搬送治具の一方のみが通過可能な間隙として形成されている前記［１］〜［６］のいずれかに記載の熱処理炉。
【００１６】
［８］  前記搬送治具は、前記間隙と平行になるように前記被熱処理物を載置する前記［１］〜［７］のいずれかに記載の熱処理炉。
【００１７】
［９］  被熱処理物を熱処理する熱処理部を通過する平面上で、被熱処理物を搬送するための少なくとも２つの搬送治具を移動させ、前記搬送治具としての第一搬送治具に被熱処理物を保持して前記熱処理部内にて熱処理を施し、前記第一搬送治具を前記平面外に退避させることにより、前記搬送治具としての第二搬送治具を前記平面上にて前記第一搬送治具をすり抜けて移動させる被熱処理物の熱処理方法。
【発明の効果】
【００１８】
第一搬送治具及び第二搬送治具は、上型と下型との間隙を移動経路として搬送されるため、一方の搬送治具の被熱処理物に熱処理を施している間に、他の搬送治具を移動させることができ、工程上の時間ロスをなくし、効率よく被熱処理物を熱処理することができる。具体的には、被熱処理物を搬送する搬送治具を熱処理部内に導入しつつ、移動経路上から退避させる構成とすることにより、熱処理をしつつ、他の搬送治具を移動させることができる。また、搬送治具を長手方向と垂直の方向に動作させることにより、従来必要であった炉外でのビームの回避スペースが必要なくなり、これにより、本発明の熱処理炉は、大幅な省スペースを実現することができる。さらには、載置から取り出し間は、搬送治具の１ストロークの動作で連続的に行われるため、炉内で被熱処理物の置き換え等がなくなり、搬送の安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２０】
図１に本発明の熱処理炉１を示す。熱処理炉１は、基板等の被熱処理物５を搬送するための搬送治具１１として第一搬送治具１１ａと第二搬送治具１１ｂが、互いに離間して並んで移動経路が形成された第一搬送装置１２ａ及び第二搬送装置１２ｂによって、それぞれ片もち支持にて支持された搬送機構と、搬送治具１１の移動経路の上側に設けられた上型３１と、搬送治具１１の移動経路の下側に設けられた下型３２とから炉壁が構成された上下分離構造を有する熱処理部としての焼成部３０とを備える。
【００２１】
第一搬送装置１２ａ及び第二搬送装置１２ｂは、それぞれ第一レール１３ａ及び第二レール１３ｂ上を水平方向にサーボモータ１４によってそれぞれが独立して速度可変に摺動するように構成されている。そして、第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂは、上型３１と下型３２との間隙を移動経路として搬送される。また第一搬送装置１２ａ、第二搬送装置１２ｂは、互いに他方側へ搬送治具１１を延出させて片持ち支持している。さらに、第一搬送装置１２ａ及び第二搬送装置１２ｂに片持ち支持された第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂは、移動経路の方向と垂直な上下方向に摺動するように構成されている。このように構成することにより、後述するように、搬送治具１１の一方を退避部３３に退避して、他方をすれ違わせて移動させることができる。
【００２２】
図１に示すように、上型３１は、吊り下げ機構３５により吊り下げられ、加熱手段としてヒータ４１を備える。焼成部３０は、ヒータ４１により、所望の温度に被熱処理物５を加熱処理できるように温度設定される。また、上型３１に、移動経路とは垂直方向に窪んだ退避部３３が形成されており、第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの一方が退避部３３にて退避することができる。これにより、一方が退避部３３にて退避している間に、上型３１と下型３２との間隙を他方が移動することができる。なお、退避部３３は、下型３２に形成することもできる。
【００２３】
図２に示すように、搬送治具１１は、少なくとも炉壁に設けられた退避部３３を通過する退避部通過部１５ｔが１本のビーム１５により形成されるのが望ましい。このように構成することにより、退避部３３を小さく形成し、炉内の熱の放出を防止することができる。ビーム１５には、被熱処理物５の端部とのみ接触して被熱処理物５を支持する支持具１７が装着されている。そして、搬送治具１１は、上型３１と下型３２との間隙と平行になるように被熱処理物５を載置することができる。
【００２４】
或いは、図３に示すように、搬送治具１１は、２本を一組としたビーム１５により構成されてもよい。この場合、炉壁には、退避部３３を２つ設け、それぞれの退避部３３を、２本のビーム１５のそれぞれが上下するように構成するとよい。２本のビーム１５には、所定の間隔にて保持部材１８が備えられている。或いはビーム１５にネット状の保持部材を張り渡し（図示せず）、この保持部材にて被熱処理物５を保持するように構成してもよい。このように構成すると、搬送中に熱衝撃等で被熱処理物５が破損しても、ネットの網目を通過しないような大きな破片は、落下することなく保持部材上に残って、搬送機構の動作を妨げることなく最後まで搬送されるため、搬送トラブルを回避する上で有効である。
【００２５】
さらに、熱処理炉１は、焼成部３０外の移動経路の一方側に、搬送治具１１に被熱処理物５を載置する載置部４５と、焼成部３０外の移動経路の他方側に、搬送治具１１から被熱処理物５を取り出す取出し部４６とを備える。載置部４５において、搬送治具１１に被熱処理物５を載置することができる（図２及び図３参照）。被熱処理物５を載置することにより保持した搬送治具１１は、搬送装置１２がレール１３上を移動することにより、焼成部３０に導入され、焼成部３０にて被熱処理物５が焼成される。焼成後、焼成部３０の他方側に設置された取出し部４６へ搬送装置１２がレール１３上を移動し、取出し部４６にて搬送治具１１から被焼成物が取り出される。
【００２６】
さらに詳しく説明すると、上型３１と下型３２との間隙は、第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの一方のみが通過可能な間隙として形成されており、載置部４５にて被熱処理物５を載置された第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの一方が、一方向に移動する際に退避部３３にて退避し、その退避中に、取出し部４６にて被熱処理物５を取り出された第一搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの他方が、他方向に移動するように構成されている。上型３１と下型３２との間隙が、搬送治具１１ａ及び第二搬送治具１１ｂの一方のみが通過可能な狭い間隙として形成されていることから、炉内の輻射及び雰囲気を著しく外部に漏らすことなく、炉内を高温に保つことができる。特に輻射における電磁波は直進性があるため、上部ヒータから放射された赤外線をはじめとする電磁波はヒータから見て死角となる前記間隙３４より直接炉外部に出ることができない。従って、間隙３４が狭ければ、本発明の形態により、十分な輻射場を炉内に形成することができる。本発明においては主として熱源として輻射を想定しており、前記理由により有効な加熱が可能になる。
【００２７】
図４に燃焼炉１の上から見た平面図を示す。前述のように、第一搬送装置１２ａ及び第二搬送装置１２ｂは、それぞれ第一レール１３ａ及び第二レール１３ｂ上を摺動するように構成されている。また第一搬送装置１２ａ、第二搬送装置１２ｂは、互いに他方側へ搬送治具１１を延出させて片持ち支持している。
【００２８】
次に、図５及び図６を用いて本発明の熱処理炉１を用いた熱処理工程について説明する。図５（ａ）に示すように、第一搬送装置１２ａは、載置部４５側、第二搬送装置１２ｂは、取出し部４６側にあり、第一搬送装置１２ａの第一搬送治具１１ａに被熱処理物５が載置される。次に、図５（ｂ）に示すように、上型３１と下型３２との間隙３４に平行に第一搬送治具１１ａを導入する。すなわち、間隙３４に平行に被熱処理物５が導入されて、熱処理が施される。間隙３４に対して平行に被熱処理物５が導入されることにより、被熱処理物５を効率よく熱処理することができる。そして、焼成部３０の横方向の中央近傍に間隙３４と垂直に、つまり縦方向に形成された退避部３３のある位置に第一搬送装置１２ａが停止し、第一搬送治具１１ａを上昇して退避部３３に退避する。
【００２９】
図５（ｃ）に示すように、第一搬送治具１１ａが退避部３３に退避中に、第二搬送装置１２ｂは、取出し部４６側から焼成部３０に導入され、退避部３３に退避された第一搬送治具１１ａの下方を通って載置部４５側へ移動する。そして、図５（ｄ）に示すように、第二搬送装置１２ｂが載置部４５側へ移動すると、退避部３３に退避した第一搬送治具１１ａが下降する。このため、退避中に熱処理をしつつ、他の搬送治具を移動させることができる。
【００３０】
次に図６（ａ）に示すように、第一搬送装置１２ａは、上型３１と下型３２との間の間隙３４の高さに第一搬送治具１１ａを下降し、取出し部４６の方向へ移動する。このとき、第二搬送装置１２ｂは、載置部４５にて第二搬送治具１１ｂに被熱処理物５を載置される。続いて図６（ｂ）に示すように、第一搬送装置１２ａが、取出し部４６に移動するとともに、第二搬送装置１２ｂは、間隙３４を退避部３３の方へ移動する。
【００３１】
そして図６（ｃ）に示すように、第一搬送装置１２ａは、取出し部４６にて、第一搬送治具１１ａに載置された被熱処理物５が取り出される。そして、第二搬送装置１２ｂは、退避部３３で停止する。次に図６（ｄ）に示すように、退避部３３にて停止した第二搬送措置１２ｂの第二搬送治具１１ｂが上昇し、取出し部４６から載置部４５へ第一搬送装置１２ａが移動する。
【００３２】
以上のように、熱処理炉１の燃焼部３０に退避部３３を設けることにより、一方の搬送治具１１を退避させ、他方の搬送治具１１を衝突させることなく、燃焼部３０の上型３１と下型３２との間隙３４を移動させることができる。言い換えると、被熱処理物５を熱処理する焼成部３０を通過する平面上で、被熱処理物５を搬送するための少なくとも２つの搬送治具１１を移動させ、搬送治具１１としての第一搬送治具１１ａに被熱処理物５を保持して焼成部３０内にて熱処理を施し、第一搬送治具１１ａを平面外に退避させることにより、搬送治具１１としての第二搬送治具１１ｂを平面上にて第一搬送治具１１ａをすり抜けて移動させる被熱処理物５の熱処理方法により、工程上の時間ロスを減少させ、効率よく被熱処理物５を熱処理することができる。
【００３３】
前記の退避のタイミングは、片方の治具に被熱処理物５が積載されてから炉内通過を経て出口で被熱処理物５が取り出されるまでの一連のサイクルタイムのおよそ中ほどで行われるのが望ましい。退避が前記サイクルタイムの前半もしくは後半に時間的に偏ると、もう一方の治具の動作状況により互いに待ち時間が生じ、生産量を増加させることが困難になる。従って、特に炉内での熱処理の時間が長くなると、炉内での治具交差すなわち退避部３３の存在が効率的生産の必須条件となる。所定のヒートカーブおよび処理時間によっては、搬送治具１１に被熱処理物５を載置する載置部４５と、搬送治具１１から被熱処理物５を取り出す取出し部４６とを同じ側に設け、搬送治具１１が炉を通過せず、載置部（取り出し部）と炉内の往復運動で熱処理を完結するようにすることも可能である。この場合は、炉内の退避部で両治具を交差させてもよいが、ヒートサイクル如何では、炉外での交差もありうる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、厚みの薄い被熱処理物を効率よく多数量熱処理する熱処理炉及び熱処理方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の熱処理炉の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の搬送治具の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の搬送治具の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の熱処理炉を上から見た平面図である。
【図５】熱処理炉における熱処理工程を説明する模式図である。
【図６】図５に続く熱処理工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：熱処理炉、５：被熱処理物、１１：搬送治具、１１ａ：第一搬送治具、１１ｂ：第二搬送治具、１２：搬送装置、１２ａ：第一搬送装置、１２ｂ：第二搬送装置、１３：レール、１３ａ：第一レール、１３ｂ：第二レール、１４：サーボモータ、１５：ビーム、１７：支持具、１８：支持部材、３０：焼成部、３１：上型、３２：下型、３３：退避部、３４：間隙、３５：吊り下げ機構、４１：ヒータ、４５：載置部、４６：取出し部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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