(57)【要約】      （修正有）【課題】不活性ガスを内有した乾燥処理装置又は焼成処理装置等においては、当該装置内へ被加工ワークを供給したり又はそこからワークを取出す際に、装置内部の不活性ガスが装置外部へ漏洩する。不活性ガスの漏洩を防止若しくは最小にするワーク出し入れの為の開口部をできるだけ小さくできる乾燥処理装置又は焼成処理装置を提供する。【解決手段】不活性ガス雰囲気下で被加工ワークを処理するための不活性ガス雰囲気炉装置であって、炉本体と大扉１４とにより構成されており、複数のワーク保持手段と、少なくとも１つのワーク移送開口と、小扉３４と、大扉移動手段３０と、小扉開閉手段と、ワーク移送ロボットと、封止手段２０及びクランプ手段と、シール手段と、から成る不活性ガス雰囲気炉装置。【選択図】図５
2009216257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガス雰囲気下で被加工ワーク２２を処理するための不活性ガス雰囲気炉装置１０であって、一側が開放状態にある炉本体１２と、該炉本体１２の開放されている当該一側を密封閉鎖するための大扉１４と、により構成されており、
炉本体１２の内部において所定の間隔をおいて積層配置されている複数のワーク保持手段２４と、
大扉１４、６０に形成されている少なくとも１つのワーク移送開口２６と、
ワーク移送開口２６を開閉する小扉３４、５６、６４と、
大扉１４を移動するための大扉移動手段３０と、
小扉を開閉するための小扉開閉手段と、
ワーク移送開口２６を介して炉本体１２内のワーク保持手段２４へ被加工ワークを供給し、かつ炉本体１２内にて処理されたワークをワーク保持手段２４から取出すワーク移送ロボット２８と、
炉本体１２と大扉１４との間を封止係合するための封止手段２０及びクランプ手段４４と、
前記離接手段３６と協働して大扉１４へ対して小扉を封止係合するためのシール手段４０と、
から成る不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項２】
封止手段２０が、炉本体１２の開放されている一側の周囲へ形成されたフランジ部分１８へ取付けてある請求項１に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項３】
大扉の一方又は他方が折り曲げ可能となっている請求項１又は２に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項４】
大扉の両端部分が折り曲げ可能となっている請求項１又は２に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項５】
小扉開閉手段が小扉を大扉の表面から離接する離接手段３６及び小扉を大扉に沿って移動する移動手段３８からなる請求項１−４の何れか１に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項６】
小扉開閉手段が小扉を大扉に対して揺動する揺動手段からなる請求項１−５の何れか１に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項７】
大扉６０が、複数のワーク移送開口６２と、これらの開口６２をそれぞれ密封する複数の小扉６４と、を有しており、各々のワーク移送開口６２及び小扉６４がそれぞれ被加工ワーク２２を供給し又は取出すための複数のワーク保持手段２４を予め特定されていることを特徴とする請求項１−６の何れか１に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項８】
被加工ワーク２２が水平方向に配置されていることを特徴とする請求項１−７の何れか１に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【請求項９】
被加工ワーク２２が縦方向に配置されていることを特徴とする請求項１−７の何れか１に記載の不活性ガス雰囲気炉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には不活性ガス雰囲気炉装置に関する。より詳細には、窒素ガスまたはアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で被処理物体を乾燥処理するための不活性ガス乾燥装置又は被処理物体を焼成処理するための不活性ガス焼成処理装置に関する。更に詳細には、本発明は、不活性ガス雰囲気炉装置内へ当該装置内で処理される被加工ワークを出し入れする際に、当該装置から不活性ガスが漏洩しにくいように構成したワーク出し入れのための開口部を具備した不活性ガス雰囲気炉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フラットパネルデイスプレイ用ガラス基板等の平板状態のワークへ対して、例えば２００〜４５０℃程度の温度で乾燥又は焼成等の熱処理を施こそうとした場合、これらのワークがしばしば好ましくない酸化反応を起こすことがある。かかる酸化反応を防止するために窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下での加熱処理が行なわれることは広く知られている。然しながら、このような特殊な雰囲気を持つ処理装置内へワークを入れたりまたはそこから処理済のワークを取出す際にしばしば装置内から不活性ガスが漏洩することがある。このためこのようなワークの出し入れの際に、装置内から不活性ガスが漏洩し難い開閉扉を具備した炉装置が切望されていた。
【０００３】
これまで、特殊な開閉扉を具備した処理装置が発表されている。例えば、特公平４−７８１３４号は、所定の高さから操作体を所定位置まで下降することにより扉体の下部に設けたローラをガイドに接触させ、レバーの揺動運動によってガイドに沿って扉体を装置の開口へ接近誘導させる開口部密閉装置について開示している。また、特開２０００−１６９１６９号は、炉壁開口部の幅をワークの幅より広く形成し、炉壁開口部の上縁を支持台の最上ワーク載置位置よりも上方にかつ下縁を支持台の最下ワーク載置位置より下方に位置付け、当該開口部を閉鎖する閉鎖部材を炉外へ設け、当該閉鎖部材が夫々上下動自在な複数の構成部材を上下に並置して形成し、これら複数の構成部材のうちの少なくとも１つが上下運動することによって開口の一部が開放されてワークが出し入れ出来る閉鎖部材を有する処理装置について開示している。
【０００４】
これらの公知の炉装置は、いずれも加熱炉装置へ対してワークを出し入れするための扉又は閉鎖部材について開示しているものであり、そのため、ワークを出し入れするために扉を開放した際に、炉装置内部から漏洩するものは通常高温に加熱された空気である。そのため、これらの公知技術においては、炉装置内部の雰囲気が外部へ漏洩したとしても、酸欠などの事故が発生するというような心配はない。別の公知技術として、内部で同様の熱処理を行なうことを目的とした物品熱処理装置が知られている（特開平６−３１７５１４号）。この装置は、装置内へワークを送入する部分とワークを取出す部分とが常時開放状態になっている物品熱処理装置について開示している。
【０００５】
これに対して、内部を不活性ガスで充満した炉装置においては、炉内へ物品を挿入し、又はそこから処理済の物品を取出す際に炉装置内部から不活性ガスが漏洩することは否めない。もし大量の不活性ガスが装置内部から作業現場へ漏洩した場合には、現場で作業をしている作業員が酸欠状態に陥る恐れがある。そのため、これまで、このような不活性ガス雰囲気下でワークを乾燥処理又は焼成処理をする場合には通常クリーンルーム全体を不活性ガス雰囲気下とし、その内部で所要の処理を行なっていた。このために、独立タイプの炉装置において不活性ガス雰囲気を利用してワークを乾燥処理又は焼成処理をする装置の存在については出願人の知る限りにおいては承知されていない。
【０００６】
これまでに、特殊な開閉扉を具備した反応炉装置として例えば下記の文献が知られている。しかしながら、これらは上述の様にいずれも炉内部において熱反応を行なう装置であって、使用目的が全く異なる不活性ガスの漏洩を防止することについては何も言及していない。
【特許文献１】特公平４−７８１３４
【特許文献２】特開平６−３１７５１４
【特許文献３】特開２０００−１６９１６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
不活性ガスを内有した乾燥処理装置又は焼成処理装置等においては、当該装置内へ被加工ワークを供給したり又はそこからワークを取出す際に、装置内部の不活性ガスが装置外部へ漏洩する。この漏洩量が大量になると、ガスが無駄になるだけでなく、作業員にとって大きな身体的損害を生じることが想定される。このような漏洩を防止若しくは最少にするためには、装置から又は装置へワークを出し入れする開口部を出来るだけ小さくすると共に、当該開口部を開放して置く時間を出来るだけ短縮する必要がある。然るに、現実的には開口部を開放しておかなければならない時間は、処理されるワークの寸法やワーク移送ロボットの性能により大きな影響を受けることになる。そこで、本発明は特にワーク出し入れの為の開口部を出来るだけ小さくした不活性ガスを内有した乾燥処理装置又は焼成処理装置等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するため、不活性ガス雰囲気下で被加工ワーク２２を処理するための不活性ガス雰囲気炉装置１０であって、一側が開放状態にある炉本体１２と、該炉本体１２の開放されている当該一側を密封閉鎖するための大扉１４と、により構成されており、炉本体１２の内部において上下方向に所定の間隔をおいて積層配置されている複数のワーク保持手段２４と、大扉１４、６０に形成されている少なくとも１つのワーク移送開口２６と、ワーク移送開口２６を開閉する小扉３４、５６、６４と、大扉１４を上下方向に移動するための大扉移動手段３０と、小扉を開閉するための小扉開閉手段と、ワーク移送開口２６を介して炉本体１２内のワーク保持手段２４へ被加工ワークを供給し、かつ炉本体１２内にて処理されたワークをワーク保持手段２４から取出すワーク移送ロボット２８と、炉本体１２と大扉１４との間を封止係合するための封止手段２０及びクランプ手段４４と、前記離接手段３６と協働して大扉１４へ対して小扉を封止係合するためのシール手段４０と、から成る不活性ガス雰囲気炉装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の不活性ガスを内有した乾燥処理装置又は焼成処理装置等の不活性ガス雰囲気炉装置においては、当該装置内へ被加工ワークを供給したり又はそこからワークを取出す際に、装置内部の不活性ガスが装置外部へ漏洩する機会が制限されている。このため、ガスが無駄になることは少なく、作業員に与える身体的損害を大きく減少し又は身体的な損害を発生することをほぼ完全に防止することが出来る。これは、装置から又は装置へワークを出し入れする開口部を制限しかつ内部雰囲気ガスが漏洩しないように適切な封止手段を大扉及び小扉の両者へ具備しており、加えて当該開口部を開放して置く時間を出来るだけ短縮しているからである。現実的には開口部を開放しておかなければならない時間は、処理されるワークの寸法やワーク移送ロボットの性能により大きな影響を受けることになるが、本発明ではこの開口部を開放して置くための時間は、一度の開放時間を１０秒程度にすることができたものである。その結果、これまでのような、不活性ガスの漏洩に伴う人的被害及び経済的損害を未然に防止出来る。また、小扉の開放時間が短く制限されているので、生産量の向上を図ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１〜図４は、不活性ガス雰囲気炉装置１０の内部構造の概略を示すための側方断面図である。この炉装置１０は、断面が概ね矩形形状を有する封止状態の箱体構造を有している炉本体であって表面の一側（図において右側）が開放状態となっている炉本体１２と、該炉本体１２の開放されている表面の一側を閉鎖するための大扉１４と、により構成されている。炉本体１２の開放状態になっている表面の一側に形成されている開口部１６の外周部には、この開口部１６の全周を取り囲むようにフランジ部分１８が形成されている。このフランジ部分１８の前面周囲には当該開口部１６の全周を包囲するように封止手段２０が配置されている。炉本体１２の開口部１６を封止するために配備されている大扉１４は、この封止手段２０と、図６において後述する一対のクランプ手段４４と、の協働作用により、通常は、炉本体１２の開口部１６を密封封止している。大扉１４によって閉塞されている炉本体１２の内部には、図示していない公知の不活性ガス置換手段を介して、窒素ガスまたはアルゴンガス等から成る不活性ガスが充填され、当該炉本体１２の内部が不活性ガス雰囲気下に保持されている。
【００１１】
更に、当該炉本体１２の内部には、当該炉装置１０の使用目的により、図示していないそれ自体公知の加熱手段等からなる乾燥処理手段又は焼成処理手段が搭載されている。また、炉本体１２の内部には一度に多数の被加工ワーク即ち被処理物体２２を収容して処理するため所定の間隔をおいて段状に積層配置した複数のワーク保持手段２４が配列されている。各ワーク保持手段２４は、好ましくは、一端部が炉本体１２の奥壁へ固定支持されている少なくとも一対のワーク保持アーム（図１１、図１２参照）からなり、さらに、このワーク保持アームの上面にはワーク２２を支承保持するため尖鋭な先端部を有する例えばポリイミド等からなる樹脂製のピン（図示なし）が装着されていることが好ましい。各ワーク保持アームの他端部は開口部１６付近まで伸びているが、図１〜図４に示すように、大扉１４を該開口部１６に沿って上下に移動する作業を妨げる位置までは伸びていない。また、ワークの寸法が大きくなる場合には、各段のワーク保持アームの数を３本又はそれ以上とすることも可能であることは当業者に明らかである。
【００１２】
炉本体１２の開口部１６を密封封止する概ね矩形形状を有している大扉１４は、炉本体１２の幅方向のフランジ寸法により画定される寸法とほぼ同様の幅寸法と、炉本体１２の高さ方向のフランジ寸法により画定される寸法のほぼ２倍程度の高さ寸法とを有している。また、その高さ寸法のほぼ中間部分には幅方向に延びている単一のワーク移送開口２６が形成されている。この開口２６を介して被加工ワーク２２が炉本体１２内へ供給され、更には所望の処理加工が施された後のワークが炉本体１２から取出される。ワークの出し入れ作業は図１０において後述するようなワーク移送ロボット２８により行なわれる。勿論後述するように、ワーク２２が縦方向に配置される形態の場合には、大扉は横方向に移動することは理解されよう。
【００１３】
更に、大扉１４の概ね中間位置には、当該大扉１４を例えば上下方向に移動するため、図５に示すような、それ自体公知のピストン・シリンダ装置等からなる大扉移動手段３０が、望ましくは、大扉１４の両側に装着されている。勿論、この移動手段３０は大扉１４の上端部及び／又は下端部の幅方向中央部へ取付け、大扉を引上げ及び／又は引下げる装置とすることも可能である。また、大扉移動手段３０は大扉１４の片側だけに設置し、他方にはガイドを設けることも可能である。大扉１４は、大扉移動手段３０及びクランプ手段４４（図６）の協働作動により、炉本体１２の開口部１６を封止状態に維持しながら当該開口部１６に沿って例えば上下方向に移動可能となっている。
【００１４】
また、大扉１４には、該大扉に設けられたワーク移送開口２６を密封封止するためのワーク移送開口封止手段３２（図５及び図７参照）が設けてある。このワーク移送開口封止手段３２は、ワーク移送開口２６をその前面（図１及び図７において右側）から完全に覆うことが出来る程度の寸法を有する小扉３４と、望ましくは該小扉３４の両側に配置されており該小扉３４をワーク移送開口２６から僅かに引き離して浮上させたり（図７の破線位置参照）、小扉がワーク移送開口部分にある場合に、当該小扉３４をワーク移送開口２６へ対して強圧してそこを密閉封止（図７の実線位置参照）するための公知の例えば電磁弁、エアシリンダー等の起動手段よりなる離接手段３６と、離接手段３６をワーク移送開口２６へ位置付けたりそこから一方へ移動させワーク移送開口２６を開放状態とするための公知の例えば電磁弁、エアシリンダー等の起動手段からなる移動手段３８と、小扉３４が大扉１４のワーク移送開口２６を閉じる位置にあるときに該小扉３４を大扉１４に対して密封状態に保持するように前記ワーク移送開口２６の周辺に配置されているシール部材４０（図７参照）と、を含んでいる。小扉を大扉の表面から離接する離接手段３６及び小扉を大扉に沿って移動する移動手段３８は小扉開閉手段を提供している。なお、このワーク移送開口封止手段３２は、図５及び図7に示すように、大扉１４の両側縁付近上であって炉本体１２の開口部１６より外方の位置へ適当な固着手段４２により固着されている。
【００１５】
図1に示す位置においては、大扉１４が例えば最上位置まで引上げられ、かつ当該大扉１４へ形成されているワーク移送開口２６が炉本体１２内部に取付けられている最上部のワーク保持手段２４ａに対向する位置に位置付けられている。更に、該ワーク移送開口２６を常態では密封状態にて閉鎖している小扉３４が、離接手段３６及び移動手段３８（図７）の作用によって、ワーク移送開口２６から完全に上方の退避位置まで移動している。このため、該ワーク移送開口２６が完全に開放状態となっており、この開口２６を介してワーク移送ロボット２８が被加工ワーク２２ａを最上部のワーク保持手段２４ａ上に供給している状態を示している。
【００１６】
図２に示す位置においては、大扉１４がいまだ最上位置にあり、かつワーク移送ロボット２８が図1の位置から完全に炉本体１２の外部へ引き抜かれ、被加工ワーク２２ａが最上部のワーク保持手段２４ａ上に搭載され、更に小扉３４がワーク移送開口２６を密封状態に閉鎖している状態を示している。
【００１７】
図３に示す位置においては、大扉１４がその最上位置からワーク保持手段２４の1段部分（１ピッチ分）に相当する距離だけ下降し、当該大扉１４に形成されているワーク移送開口２６が炉本体１２の内部に取付けられている上から2段目のワーク保持手段２４ｂに対向する位置へ位置付けられている。更に、該ワーク移送開口２６を常態では密封状態にて閉鎖している小扉３４が、離接手段３６及び移動手段の作用によって、ワーク移送開口２６から完全に上方の退避位置へ退避している。このため、該ワーク移送開口２６が完全に開放状態となっており、この開口２６を介してワーク移送ロボット２８が被加工ワーク２２ｂを上から2段目のワーク保持手段２４ｂに供給する状態を示している。
【００１８】
図４に示す位置においては、大扉１４が図3に示す位置にあり、かつワーク移送ロボット２８が図３の位置から完全に引き抜かれ、被加工ワーク２２ｂが上から2段目のワーク保持手段２４ｂ上に搭載され、更に小扉３４がワーク移送開口２６を密封状態に閉鎖している状態を示している。
【００１９】
図１−図４から分かるように、被加工ワーク２２を各ワーク保持手段２４へ搭載する際には、初めに、大扉移動手段３０（図５）によって、大扉１４に設けたワーク移送開口２６がワークを搭載しようとするワーク保持手段２４へ対置する位置まで大扉１４を移動する。この移動の際には、厳密には、大扉１４と封止手段２０との間に僅かな（例えば、１−２ｍｍ程度の）隙間を作って移動するので微妙な漏洩が想定されるが、その時間は僅かに２−５秒程度であり、その後は、炉本体１２の内部から不活性ガスや高温雰囲気が外部へ流出しないように、封止手段２０が機能している。次に、ワーク移送開口封止手段３２の浮上手段３６及び移動手段３８を介して小扉３４をワーク移送開口２６の上部位置まで移送する。勿論、これらの浮上手段３６及び移動手段３８を適当に配置することにより、該小扉３４をワーク移送開口２６の下部位置へ移送させることも出来る。小扉３４の移動により、開口２６が開放状態となる。
【００２０】
ワーク移送開口２６を開放状態とした後、直ちにワーク移送ロボット２８により、被加工ワーク２２をワーク保持手段２４へ供給する。被加工ワーク２２の供給が完了した後、直ちにワーク保持手段２４を炉本体１２から抜き出す。ワーク保持手段２４が炉本体１２から抜き出たなら、直ぐにワーク移送開口封止手段３２が起動して小扉３４を閉鎖位置まで移動して開口２６を密封封止する。通常作業においては、小扉３４が閉鎖位置から閉鎖位置まで戻る時間即ち小扉３４が一動作において開放している時間は約１０秒程度以内である。なお、図示の例ではワーク２２は上方から下方のワーク支持手段２４へ順次搭載されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、下方から上方のワーク支持手段２４へ搭載することも可能であり、更にはワーク支持手段を1段又は複数段置きに飛び飛びにワークを当該ワーク支持手段へ搭載することも可能である。
【００２１】
図６に示すように、本件発明においては、大扉１４を炉本体１２のフランジ部分１８へ強制的に押圧することにより炉本体１２の内部を密封状態に保持するためのクランプ手段４４が設けられている。このクランプ手段４４は、開口部１６の周囲であって当該開口部１６を包囲するようにその上下部分及び両側部分へ連続して形成されているフランジ部分１８のうち、両側部分のフランジの裏側（図６において上面側）へ内端部を公知の締付け手段で締付け固定されている取付け具４６と、該取付け具４６の外端部へ取付けられている電磁弁等からなる起動手段４８と、該起動手段４８によって起動され大扉１４の表側（図６において下面側）へ着脱可能に係合して大扉１４をフランジ側へ強制的に係合させる大扉強圧具５０と、により構成されている。このクランプ手段４４は、炉本体１２をその表面側から見て両側部分のフランジへ互いに上下方向に所定の間隔をおいて少なくとも２セットずつ合計で４セットを配置することが望ましい。勿論、炉本体の寸法によってはクランプ手段４４を片側に３セット両側で６セット又はそれ以上配置することも可能である。また、このクランプ手段４４は、好ましくは大扉移動手段３０と連動する。即ち、大扉移動手段３０が大扉１４を所定位置へ対して静止した状態にあるときに、クランプ手段４４の起動手段４８が作動状態となり、大扉１４をフランジ部分１８へ設置した封止手段２０の方へ強制的に近接させ、炉本体内部を封止状態とする。一方、大扉移動手段３０が大扉１４を上下方向に移動するときにはクランプ手段４４が不作動状態となり、大扉が上下方向へ移動可能となる。
【００２２】
ここで理解されるべきことは、大扉移動手段３０が大扉１４を上下方向に移動しているときにクランプ手段４４は不作動状態となるが、このときにおいても、該クランプ手段４４は、大扉１４がフランジ部分１８の封止手段２０から遊離しないような距離を維持ように、大扉１４をフランジ部分１８へ対して近接保持しており、この結果、大扉１４が、フランジ部分１８に沿って上下方向へは移動できるが、装置１０内の不活性ガスが大扉14との間から漏洩することを微少にしていることである。この漏洩時間は僅かに２−５秒間であり、その他の時は、大扉１４とフランジ部分１８との封止係合が保証されていることは理解されたい。
【００２３】
次に、図８及び図９を参照しながら大扉１４の上端部及び／又は下端部の構造について説明する。例えば、大扉１４を図４の位置から更に順次下方へ移動し最下方位置まで移動したときに、本件装置の設置状態によっては、大扉１４の下端部が作業室内の床面へ接する場合がある。同様に、大扉１４を、図１に示すように、最上方位置まで移動した場合に、本件装置の設置状態によっては、大扉１４の上端部がクリーンルーム等の作業室内の天井へ接する場合がある。もし、大扉１４の下端部又は上端部が床面又は天井へ接する場合には、大扉１４が破損したり、大扉と炉本体１２との間に間隙が発生し、所望の最適処理作業が出来ない危険がある。そこで、本件発明においては、大扉１４の下端部又は上端部が床面又は天井などの固定部へ接したときにその一部が自由に曲がることが出来る構造としている。即ち、図８に示すように、大扉１４は、本体扉部分１４ａと、本体扉部分の下部にある屈曲扉部分１４ｂと、より構成される。なお、図示の例では下方に一つの屈曲扉部分１４ｂを設ける例について説明するが、屈曲扉部分が上方にある場合においても更には下方又は上方に二つ以上の屈曲扉部分を設けるときにも実質的に同一の構成を有することが出来ることは当業者において容易に理解されるところである。
【００２４】
図８に示すように、本体扉部分１４ａと屈曲扉部分１４ｂとには、その両側部にそれぞれ固着したピン１４ｃ、１４ｄを設け、これらのピンへ対してコイルばね等の弾性体１４ｅの両端部が係止されている。これらの弾性体１４ｅによって本体扉部分１４ａと屈曲扉部分１４ｂとは互いに弾性連結されている。また、これらの扉部分１４ａ、１４ｂの開口部１６へ面している側面（図において左側面）であって、本体扉部分１４ａの下縁部と屈曲扉部分１４ｂの上縁部とには、上下方向、幅方向及び深さ（即ち厚み）方向にそれぞれ（好ましくはほぼ同一の）所定寸法を有する切削部１４ｆ、１４ｇが形成されている。これらの切削部１４ｆ、１４ｇ内には、ガス不透過性の材料であって、自由に撓むことが可能な例えばゴム等から成る封鎖部材１４ｈが封止状態に固着されている。
【００２５】
これにより、例えば、大扉１４を下方へ移動しその下端部が床面等へ接触した場合には、図９に示すように、下端部の屈曲扉部分１４ｂが弾性体１４ｅの弾性力に抗して炉本体側（図９において左方）へ屈曲することにより大扉１４の運動を妨げることを防止することが出来る。屈曲扉部分１４ｂが内方へ屈曲したときにも、本体扉部分１４ａと屈曲扉部分１４ｂとの連結部分は封鎖部材１４ｈによって完全に封止状態が保持されているので、炉本体１２の内部から不活性ガスが漏出することを防止出来る。本体扉部分１４ａが上昇すると、屈曲扉部分１４ｂは弾性体１４ｅの弾性力により容易に図８の位置へ復帰する。もし必要なら、屈曲扉部分１４ｂの下縁部へローラ等のスライダ手段を取付けることも出来る。それにより屈曲扉部分１４ｂの移動を容易に行なうことが可能となる。
【００２６】
次に図１０〜図１２を参照しながら、被加工ワーク２２を炉本体１２内のワーク搬送アーム５４へ供給するワーク移送ロボット２８の作動について述べる。ワーク移送ロボット２８は、それ自体公知のロボットであってワーク移送ロボット２８を駆動するためのロボット駆動部５２と、ロボット駆動部５２によって駆動されかつ被加工ワークを搬送するためのワーク搬送アーム５４と、から構成されている。駆動部５２は、ワーク移送ロボット２８を大扉１４の方向及びこれと直交する方向（X―Y方向）へ対して適宜直線運動をする直線駆動部５２ａと、該直線駆動部５２ａへ搭載されておりワーク搬送アーム５４を回転駆動する回転駆動部５２ｂと、該回転駆動部５２ｂへ搭載されておりワーク搬送アーム５４を上下方向（Z方向）に垂直駆動する垂直駆動部５２ｃと、により構成されている。このため駆動部５２へ取付けられているワーク搬送アーム５４は、所望の直線運動（前後左右方向の運動）、回転運動、垂直運動（上下方向の運動）を自由に行なうことが出来るように調整されている。
【００２７】
未加工ワーク２２を装置１０内のワーク保持手段２４へ供給する場合には、ワーク搬送アーム５４が、初めに、系外にプールされている未加工ワーク２２を当該アーム５４上へ支承（垂直運動）する。その後、ワーク搬送アーム５４はワーク２２と一緒に大扉１４へ直面する方向まで回転（回転運動）する。次いで、その位置からアーム５４は、ワーク２２と共に、今や小扉３４が退避位置（例えば図1、図3）へ移動して開放状態となっているワーク移送開口２６を介して炉本体１２内へ未加工ワークを供給するのに最適な位置まで移動（垂直運動及び直線運動）する。この位置においては、例えば図１１に示すように、ワーク２２を支持した一対のアーム５４は、一端部を炉本体１２の奥壁へ固定された一対のワーク保持手段２４が画定している面L―Lよりも僅かに上方の位置にワーク２２の下面が位置するような高さに維持している。次いで、ワーク移送ロボット２８がアーム５４を垂直下方に移動してワーク２２を一対のワーク保持手段２４上へ搭載する（図１２）。その後は、当該ワーク搬送アーム５４を炉本体１２から外部へ引き抜く。炉本体１２からのアーム５４の引き抜きが完了した時点で退避位置にあった小扉３４をワーク移送開口２６上へ戻し当該開口を密封する（例えば図２、図４参照）。
【００２８】
一方、炉本体１２の内部で所定の処理が終了したワーク２２を炉本体１２から取出す場合には、初めに小扉３４を退避位置（例えば図1、図3）へ退避させた後、そこへ発現した開口部２６を介して、ワーク搬送アーム５４を図１２に示すようにワーク２２の下方の位置へ送り込む。次いで、当該アーム５４を図１１の位置まで僅かに浮上させ処理済ワークをアーム５４の上へ搭載する。その後、当該アーム５４をワークと一緒に装置１０の外部へ引き出す。アーム５４が装置１０の外部へ抜け出た後、小扉３４を退避位置からワーク移送開口２６上まで戻して当該開口２６を完全に封止すると同時に、ワーク搬送アーム５４を系外の処理済プールまで回転し、その位置へ処理済ワークを移送する。
【００２９】
図１３は小扉を開閉するための本発明に関する別の実施例を示している。図７に示す実施例では小扉３４を開閉するための手段として、浮上手段３６と移動手段３８とを開示している。前述の様に、この方法では、小扉３４を僅かに大扉１４から浮上させ、その後当該小扉３４を退避位置まで退避させる機構となっている。そのため小扉３４の開閉機構が幾分複雑である。そこで、図１３の実施例では、小扉５６を大扉１４のワーク移送開口２６の上部側又は下部側へ対して、例えば公知のロータリーアクチュエータ又はその他のマグネット手段等の補助手段を、封止接合可能に枢着し、この小扉５６を回転退避させるものである。この方法によれば、小扉５６の駆動が小型で簡単な機構によって容易且つ迅速に達成することが出来る。これ以外の作動は上述のものと同様である。
【００３０】
図１４は大扉６０と小扉６２とに関する別の実施例を示している。図１〜図13に示す先の実施例では、１つの大扉１４に１つのワーク移送開口２６を設け、このワーク移送開口２６を１つの小扉３４、５６で開閉する構成について開示している。このため、この構成は、炉内部ガスが漏洩する機会は少ない。しかし、ワーク移送開口が1つだけであるため、大扉１４の移動距離が大きくなり、また炉本体へのワークの供給又は取出し時間が長くなる課題があり、そのため、特に、大扉１４に関しては、図8、図9に示すような構成が必要となる場合があった。これ対して、図１４に示す実施例では、大扉６０が僅かな距離を移動するだけで同時に多くのワーク保持手段へワークを供給することが出来る構成について開示している。即ち、図１４の実施例では、ワーク保持手段の段数を２０段とし、大扉６０に４個のワーク移送開口６２を設けるものと仮定し、これらの開口６２を夫々小扉６４にて密封封止しているものである。小扉６４の取付け方法としては、図７及び／又は図１３に示すような方法を適宜採用することが出来る。また、ワークの供給方法及び取出し方法等は、各ワーク移送開口に対応するワーク移送ロボットを配置し、先に述べた方法と同じ方法により実行できる。
【００３１】
図１４において（Ａ）及び（Ｅ）は、大扉６０が夫々最上部位置及び最下部位置にある図であり、（B）、（C）及び（Ｄ）は夫々それらの中間位置にある図を示している。図において、大扉６０には、ワーク移送開口６２が4個と、これらの開口６２を封止するため小扉６４が4個（夫々、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ）設けてある。ここで、小扉６４ａは、これを開放することにより、ワーク保持手段２４である段１〜段６へのワーク供給が可能であり、小扉６４ｂは、段６〜段１１へのワーク供給が可能であり、小扉６４ｃは、段１１〜段１６へのワーク供給が可能であり、更に、小扉６４ｄは、段１６〜段２０へのワーク供給が可能である。この実施例においては、ワーク保持手段２４の位置（段１〜段２０）と小扉６４ａ−６４ｄとの対応関係を予め特定してあるため、例えば、段１と段２０とへ同一の小扉を介してワークを供給するという必要性がないので、大扉を最上部から最下部まで移動させるということが不要となり、大扉の移動距離が短くなり、よって応答時間が短縮する。この実施例においては、大扉の移動距離は、小扉が受け持つワーク保持手段の段数と一致するものである。
【００３２】
この実施例において、例えば、大扉６０を図１４Ａの位置に設置して、ロボットがアーム５４を４本同時に働かせることが出来れば、小扉６４ａ、６４ｂ、６４ｃ及び６４ｄを全て同時に開放することにより、段１、段６、段１１及び段１６へのワーク供給を同時に達成することが出来る。次いで、大扉６０を図１４Bの位置まで１ピッチ分だけ下げて、その後、同様に４つの小扉を同時に開放すると、段２、段７、段１２及び段１７へのワーク供給を同時に達成することが出来る。更に、大扉６０を図１４Cの位置まで１ピッチ分だけ下げて、同様に４つの小扉を同時に開放すると、段３、段８、段１３及び段１８へのワーク供給を同時に達成することが出来る。更に、大扉６０を図１４Dの位置まで更に１ピッチ分だけ下げ、その後、同様に４つの小扉を同時に開放すると、段４、段９、段１４及び段１９へのワーク供給を同時に達成することが出来る。最後に、大扉６０を図１４Eの位置まで１ピッチ分だけ下げて、同様に４つの小扉を同時に開放すると、段５、段１０、段１５及び段２０へのワーク供給を同時に達成することが出来る。こうして、各ワーク保持手段２４は大扉６０を４段階に下降するだけで２０段全てのワーク保持手段へ対してワークを提供することが可能である。この実施例においては、望ましくは、４つの小扉６４ａ、６４ｂ、６４ｃ及び６４ｄが同時に開閉するように調時され、更にこれらの小扉の開閉手段（例えば離接手段及び移動手段）と大扉移動手段とクランプ手段とワーク搬送アームとが、互いに同期して稼動するように調時されている。また、アーム５４が１本であれば、小扉６４ａ、６４ｂ、６４ｃ及び６４ｄを順次開閉することにより漏洩を最少にすることが出来ることは当然である。
【００３３】
この実施例から明らかなことは、大扉の移動距離L（ｍｍ）は、[(段数／小扉の数)−１]×（段のピッチｍｍ）により算出できる。この実施例を敷衍すれば、ワーク保持手段と小扉とを1対1に対応させれば、より効率的なワーク供給が可能と考えることが出来るかもしれない。然しながら、出願人の実験によれば、もし、ワーク保持手段と小扉とを1対1に対応させた場合即ちワーク保持手段の数と小扉の数とを同じにすると、各子扉毎に開閉手段を設置する必要があり、価格が上昇すること、また、各小扉の全周囲を封止状態に保持する必要があるため、シール手段を各子扉に対して設置することが要請され、装置製造コストが上がること、更にシール効率を確保するために、シールを固定するための寸法として、ワーク移送開口の周囲に、例えば、少なくとも１５ｍｍの幅が必要となり、このため、現実には、各ワーク移送開口の上下寸法が１５×２ｍｍ、即ち少なくとも３０ｍｍほど多く取る必要がある。このため、装置１０内に設けられるワーク保持手段の段数が激減する等の欠点がある。従って、ワーク保持手段と小扉とを1対1に対応させることは実用的でないことが判明している。この結果、出願人の実験によれば、装置内のガス漏洩の可能性、大扉の移動速度、小扉の開閉速度、ワーク出し入れ速度等々の要素を総合加味した結果、１つの小扉が受け持つワーク保持手段の数即ち段数は、４〜６個が最適であることが判明した。従って、ワーク保持手段としての段数を、図１４のように、２０段とした場合に、小扉の数を４個とすることが最適結果をもたらしたものであると推定される。
【００３４】
この発明は、不活性ガス雰囲気下で被加工ワーク２２を処理するための不活性ガス雰囲気炉装置１０であって、一側が開放状態にある炉本体１２と、該炉本体１２の開放されている当該一側を密封閉鎖するための大扉１４と、により構成されており、炉本体１２の内部において上下方向に所定の間隔をおいて積層配置されている複数のワーク保持手段２４と、大扉１４、６０に形成されている少なくとも１つのワーク移送開口２６と、ワーク移送開口２６を開閉する小扉３４、５６、６４と、大扉１４を上下方向に移動するための大扉移動手段３０と、小扉を開閉するための小扉開閉手段と、ワーク移送開口２６を介して炉本体１２内のワーク保持手段２４へ被加工ワークを供給し、かつ炉本体１２内にて処理されたワークをワーク保持手段２４から取出すワーク移送ロボット２８と、炉本体１２と大扉１４との間を封止係合するための封止手段２０及びクランプ手段４４と、前記離接手段３６と協働して大扉１４へ対して小扉を封止係合するためのシール手段４０と、から成る不活性ガス雰囲気炉装置を開示する。また、封止手段２０が、炉本体１２の開放されている一側の周囲へ形成されたフランジ部分１８へ取付けてある不活性ガス雰囲気炉装置を開示する。また、大扉の上方又は下方が折り曲げ可能となっている不活性ガス雰囲気炉装置を開示する。更に、小扉開閉手段が小扉を大扉の表面から離接する離接手段３６及び小扉を大扉に沿って移動する移動手段３８からなる不活性ガス雰囲気炉装置を開示する。更にまた、小扉開閉手段が小扉を大扉に対して揺動する揺動手段からなる不活性ガス雰囲気炉装置を開示する。また、大扉６０が、複数のワーク移送開口６２と、これらの開口６２をそれぞれ密封する複数の小扉６４と、を有しており、各々のワーク移送開口６２及び小扉６４がそれぞれ被加工ワーク２２を供給し又は取出すための複数のワーク保持手段２４を予め特定されている不活性ガス雰囲気炉装置を開示する。
【００３５】
なお、図示の例では、水平の段を特に上下方向に配置した例について述べているが、被加工ワークが更に大型化して当該ワークを水平方向ではなく縦方向に配置したり、設定場所又は作業性の都合により、当該ワークを縦方向に配置した場合についても同様の行程において同様の作業を実行することが出来るのである。勿論、その場合には、ワーク保持手段２４及びワーク搬送アーム５４を縦方向に配置し、屈曲扉部分１４ｂは上下位置ではなく、左右位置に設け、更に大扉移動手段３０は大扉を左右方向に開閉する機構となり、更に小扉３４も縦方向に沿って配置されることは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る不活性ガス雰囲気炉装置は、当該装置から又は当該装置へワークを出し入れするための開口部即ち小扉の数を制限しており、また当該装置の開口部及び小扉の封止性能を上昇しており、その上、当該開口部を開放して置く時間を出来るだけ短縮しているので、装置内部の不活性ガスが装置外部へ漏洩する機会が極めて制限されている。このため、生産量の向上を図ることが出来、更にガスが無駄になることがなく、また作業員に与える身体的損害をほぼ完全に防止することが出来るような産業上極めて有用に使用できる不活性ガスを内有した乾燥処理装置又は焼成処理装置等を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る炉装置の作動状態を示す図であって、大扉を最上位置まで上昇しかつ小扉を開放して最上段のワーク保持手段へワークを供給している状態を示す図である。
【図２】最上段のワーク保持手段へワークを供給した後、小扉を閉鎖した状態を示す図である。
【図３】大扉を最上位置から１ピッチ分だけ下げた位置へ設置しかつ小扉を開放して最上位置から１ピッチ分だけ下げた位置のワーク保持手段へワークを供給している状態を示す図である。
【図４】最上位置から１ピッチ分だけ下げたワーク保持手段へワークを供給した後、小扉を閉鎖した状態を示す図である。
【図５】炉本体の開放端部側から見た大扉及びこれを移動するための装置、小扉及びこれを移動するための装置を示す。
【図６】図５の炉本体を断面にして示した図である。
【図７】ワーク移送開口封止手段の詳細を示す図である。
【図８】大扉の本体扉部分と屈曲扉部分との詳細を示す図である。
【図９】大扉の本体扉部分と屈曲扉部分との作動状態を示す図である。
【図１０】ワーク移送ロボットがワーク保持手段へワークを移送する状態を示している図である。
【図１１】ワーク搬送アームがワークをワーク保持手段へ供給する状態を示している図である。
【図１２】ワーク搬送アームがワークをワーク保持手段から取出す状態を示している図である。
【図１３】大扉へ装着された小扉の別の実施例を示す図である。
【図１４】大扉と小扉との関係を示す別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０：不活性ガス雰囲気炉装置          １２：炉本体
１４：大扉                            １４ａ：本体扉部分
１４ｂ：屈曲扉部分                    １４ｃ、１４ｄ：ピン
１４ｅ：弾性体                        １４ｆ、１４ｇ：切削部
１４ｈ：封鎖部材                      １６：開口部
１８：フランジ部分                    ２０：封止手段
２２：被加工ワーク                    ２４：ワーク保持手段
２６：ワーク移送開口                  ２８：ワーク移送ロボット
３０：大扉移動手段                    ３２：ワーク移送開口封止手段
３４：小扉                            ３６：離接手段
３８：移動手段                        ４０：シール部材
４２：固着手段                        ４４：クランプ手段
４６：取付け具                        ４８：起動手段
５０：大扉移動手段                    ５２：ロボット駆動部
５２ａ：直線駆動部                    ５２ｂ：回転駆動部
５２ｃ：垂直駆動部                    ５４：ワーク搬送アーム
５６：小扉                            ６０：大扉
６２：ワーク移送開口                  ６４：小扉
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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