(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に間隔を空けて多段に支持された板状の加熱部材によりそれぞれの前記間隔の中で支持された板状の被処理物を加熱して熱処理するようにした多段加熱板式熱処理装置において、
前記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支持する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少なくとも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けられ回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の数と同じ数の変位置支持部材であって前記軸部材に取り付けられ該軸部材が回転されることによって何れか１の前記変位置支持部材の先端部分が前記間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が前記間隔の外になるように形成された変位置支持部材と、前記軸部材を回転可能にする回転手段と、前記何れか１の変位置支持部材の前記先端部分が前記何れか１の間隔の中に入ったときに前記何れか１の変位置支持部材と共に前記何れか１の間隔の拡大と復元とを可能にする間隔変更手段と、を有することを特徴とする多段加熱板式熱処理装置。
【請求項２】
上下方向に間隔を空けて多段に支持された板状の加熱部材によりそれぞれの前記間隔の中で支持された板状の被処理物を加熱して熱処理するようにした多段加熱板式熱処理装置において、
前記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支持する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少なくとも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けられ回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の数を２以上の整数で割った分割数の変位置支持部材であって前記軸部材に取り付けられ該軸部材が回転されることによって何れか１の前記変位置支持部材の先端部分が前記間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が前記間隔の外になると共に全ての変位置支持部材が前記間隔の外になる非係合位置を備えた変位置支持部材と、前記軸部材を回転可能にする回転手段と、前記何れか１の変位置支持部材の前記先端部分が前記何れか１の間隔の中に入ったときに前記何れか１の変位置支持部材と共に前記何れか１の間隔の拡大と復元とを可能にする間隔変更手段と、を有することを特徴とする多段加熱板式熱処理装置。
【請求項３】
前記多段の加熱部材のうちの２段目以上のものに取り付けた下離間部材であって前記間隔の上側の前記加熱部材に取り付けられたものが該間隔にある前記被処理物の下方で離れた位置から前記被処理物を昇降可能なように形成された下離間部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の多段加熱板式熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下方向に間隔を空けて多段に支持された板状の加熱部材により前記間隔に設けられた支持部材で支持された板状の被処理物を加熱して熱処理するようにした多段加熱板式熱処理装置に関し、特にフラットパネルディスプレイ用液晶ガラス基板等を焼成する多段枚葉式クリーンオーブンの小型化、処理能力の増加、熱的性能の向上等の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多段加熱式熱処理装置としては、図１３に示すように、熱処理室８内に電気加熱式等の放射加熱板１を多段に固定設置し、それぞれの間隔の中でガラス基板等のワークＷを支持管１３で支持し、ワークＷを上下の放射加熱板１で加熱し、熱処理の終了したワークを図示しないロボットハンドによって未処理ワークと順次交換し、１タクトに１枚づつワークを熱処理するようにした装置が一般的であった。
【０００３】
このような装置では、例えばワーク搭載時には、ワークをロボットハンド上に支持し、ロボットハンドを熱処理室８内に挿入し、これを下降させてワークＷを支持管１３上に移載する。そして、ロボットハンドの挿抜及び昇降を安全に行うために、ハンドの厚み、ワークの厚み、ワークが凹凸状になるときのたわみ量、これらと関連したハンドの昇降距離、等を考慮し、上下の放射加熱板に通常約６０ｍｍ〜８０ｍｍの間隔を設けていた。
【０００４】
そのため、従来の熱処理装置では、高さが高くなること、ワークの周辺部からの熱放射が増加し、ワーク加熱時の温度分布性能が悪くなること、これを防止するために放射加熱板の寸法を大きくする必要があること、その結果装置の平面寸法も大きくなること、間隔の周辺や装置全体からの放熱が多くなり、熱エネルギーの損失が多くなること、等の諸問題があった。
【０００５】
一方、多段加熱板式熱処理装置としては、上記のような通常の装置の他に、図１３のような構造の装置を２台組み合わせて、これらを昇降及び回転可能にし、一定レベルからワークＷを搬入・搬出できるようにした回転ゴンドラ式の多段加熱板式枚葉処理型熱処理装置が提案されている（特開平５−２０３３６５号公報参照）。
【０００６】
しかしながら、この装置では、一定位置でワークを出し入れできるが、上記と同様の方法でロボットハンドを使用してワークを搬入・搬出することになるので、上記通常の装置と同程度の放射加熱板の間隔が必要になる。更に、ゴンドラ状に積載した装置を昇降及び回転させ、上下の一方側及び回転の片面側だけを実質的にワーク搭載スペースとして使用しているので、装置の大きさとしては、同じ処理能力の通常の装置の約４倍になる。従って、このような装置では、従来の通常の装置よりも更に装置が大型化するという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術に於ける上記問題を解決し、寸法が大幅に小形化され処理能力が大きく省エネ化も図られる多段加熱板式熱処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、請求項１の発明は、上下方向に間隔を空けて多段に支持された板状の加熱部材によりそれぞれの前記間隔の中で支持された板状の被処理物を加熱して熱処理するようにした多段加熱板式熱処理装置において、
前記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支持する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少なくとも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けられ回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の数と同じ数の変位置支持部材であって前記軸部材に取り付けられ該軸部材が回転されることによって何れか１の前記変位置支持部材の先端部分が前記間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が前記間隔の外になるように形成された変位置支持部材と、前記軸部材を回転可能にする回転手段と、前記何れか１の変位置支持部材の前記先端部分が前記何れか１の間隔の中に入ったときに前記何れか１の変位置支持部材と共に前記何れか１の間隔の拡大と復元とを可能にする間隔変更手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、上下方向に間隔を空けて多段に支持された板状の加熱部材によりそれぞれの前記間隔の中で支持された板状の被処理物を加熱して熱処理するようにした多段加熱板式熱処理装置において、
前記加熱部材を前記それぞれの間隔の間で分離可能に支持する定位置支持部材と、前記加熱部材の周辺部の少なくとも３位置に前記間隔を含んで前記上下方向に設けられ回転が可能なように支持された軸部材と、前記間隔の数を２以上の整数で割った分割数の変位置支持部材であって前記軸部材に取り付けられ該軸部材が回転されることによって何れか１の前記変位置支持部材の先端部分が前記間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が前記間隔の外になると共に全ての変位置支持部材が前記間隔の外になる非係合位置を備えた変位置支持部材と、前記軸部材を回転可能にする回転手段と、前記何れか１の変位置支持部材の前記先端部分が前記何れか１の間隔の中に入ったときに前記何れか１の変位置支持部材と共に前記何れか１の間隔の拡大と復元とを可能にする間隔変更手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明の特徴に加えて、前記多段の加熱部材のうちの２段目以上のものに取り付けた下離間部材であって前記間隔の上側の前記加熱部材に取り付けられたものが該間隔にある前記被処理物の下方で離れた位置から前記被処理物を昇降可能なように形成された下離間部材を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した熱処理装置の積載部の構造例を示し、図２は積載部の１つの間隔を広げた状態を示す。図３及び図４は部分構造を拡大して示す。図５乃至図８は、図１の装置と同様の回転及び昇降機構部分並びに外形構造部分を備え図１とは異なった構造部分を持つ熱処理装置の他の例を示す。図１、２を基準として他の図を参照しつつ説明する。
【００１２】
多段加熱板式の通常クリーンオーブンである熱処理装置は、上下Ｚ方向に間隔ｃを空けて多段として図１では７段に支持された板状の加熱部材である放射加熱板１（以下単に「加熱板１」という）によりそれぞれの間隔ｃの中で支持された板状の被処理物としてフラットパネルディスプレイ用液晶ガラス基板等のワークＷ（図１では最上段間隔にあるものだけを二点鎖線で図示）を加熱して熱処理するようにした装置であり、機械構造部分として、定位置支持部材としてのスペーサピン２、軸部材としての回転昇降軸３、変位置支持部材としての爪部材４、図５、６、８に詳細を示す回転手段としての回転機構５及びこれらと共に間隔変更手段となる軸昇降機構６、等を有する。
【００１３】
上記の機械構造部分は、図５乃至８に示す如く、構造材の枠で形成され断熱材が装着されたケーシング７で囲われた熱処理室８及び構造材９１で形成された機械室９内に配置されている。ケーシング７のうちワークＷを出し入れする正面は自動扉１０になっている。多段に構成された一群の加熱板１の最下段のもの１1 は、ケーシング７から延設されスペーサーピンと共に定位置支持手段となる支持ビーム１１上に乗せられている。
【００１４】
ワークＷは、加熱板１の図１において左右の長さＹ方向の両端面に取り付けられた図３及び図４の一部にも示すＶ字型の支持管ホルダ１２に乗せられた支持管１３で支持されている。支持管１３には、図４に示す如く長さＹ方向の動きと脱落を防止するためのカラーリング１４が固着されている。又、本例の熱処理装置には、７段の加熱板１のうちの２段目のもの１2 以上のものに下離間部材としての支持管昇降用ブラケット（以下単に「ブラケット」という）１５が支持管１３におけるカラーリング１４の先端側を支持可能なように取り付けられている。
【００１５】
加熱板１としては、絶縁体を介して発熱素子を金属製のケーシングで囲ってパネル状に形成した電熱式のものが好都合に使用される。但し、ヒートポンプ式等の他の形式のものも使用可能である。
【００１６】
スペーサーピン２は、下端が下の加熱板に固定され上端が上の加熱板を乗せるように形成され加熱板１の４隅に配設された筒状体から成り、加熱板１をそれぞれの間隔ｃの間で分離可能に支持している。図３のものは、上の加熱板の穴状部が嵌入する円錐形部分を備えている。スペーサーピンとしては、何れの構造のものであってもよい。なお、定位置支持部材としては、段間毎に独立して設けられたスペーサーピン２に代えて、軸とこれにスライド自在に嵌め込まれた円筒をスペーサーとしたような構造のものであってもよい。加熱板１の最下段のもの１1 は、前記支持ビーム１１で支持されている。加熱板１は、これらによって全体的に支持されている。
【００１７】
回転昇降軸３は、加熱板１の周辺部の少なくとも３位置として本例では幅方向であるＸ方向の両端外側であって長さ方向であるＹ方向の両端内側の近傍の位置に合計４箇所に図１では６段の間隔を含んで上下のＺ方向に設けられ、回転が可能なように後述する回転昇降機構部分の軸受で支持されている。本例の回転昇降軸３は、間隔変更手段にもなっているため、昇降可能に支持されている。なお、回転昇降軸３は、通常本例の如く４本装備されるが、加熱板１の大きさや段数等によっては、必要に応じて４本以上の多本数設けられる。又、場合によっては、平面支持のための最小本数である３本であってもよい。
【００１８】
爪部材４は、間隔ｃの数と同じ数、従って図１の加熱板７段の装置の例では６間隔分として６個設けられ、回転昇降軸３に取り付けられ、この軸が回転されることにより、何れか１の爪部材４として図１の例では下から２つ目の爪部材４2 の先端部分４１が間隔ｃのうちの何れか１の間隔として間隔ｃ2 の中に入り他のものの先端部分が間隔ｃの外になるように形成されている。この状態は、爪部材４を平面的に見た図４に明瞭に示めされている。先端部分４１には、図３、４に示す如く、支持面が傾動自在なように球面受けされた支持突起４１ａが乗せられている。
【００１９】
このように爪部材４が間隔ｃの内外に出入り可能な構造として、本例では、図４にも示す如く、それぞれの間隔ｃ1 〜ｃ6 に対応する位置の爪部材４1 〜４6 を、上から見て円周方向に互いに６０°角度をずらせて回転昇降軸３に取り付けると共に、その長さＬを、１つの爪部材４2 の先端側の長さＬ1 の部分が間隔ｃの中に入りこれに隣接する両側の爪部材４1 、４3 を含む他の爪部材が間隔ｃの範囲外になるような長さにしている。
【００２０】
このような形状の爪部材４は、図１に示すように回転昇降軸３に直接取り付けられてもよいことは勿論であるが、図３、４等に示す如く、軸３を６角等の角軸にして、これにピース１６を嵌め込み、その外面に取り付けられるようにしてもよい。その場合には、爪部材４が固着された同形状のピース１６を６個製作し、下から順次６０°の１角づつずらして軸３に嵌入させることにより、容易に且つ精度良く爪部材を取り付けることができる。又、部品の共用によって製作も容易になる。更に、間隔ｃの数や寸法が異なった装置に対しても、ピース１６の数を変え長さを調整することにより、容易に対応することができる。
【００２１】
なお、回転昇降軸３にスリーブ状の別の外軸を嵌め込み、外軸に爪部材４を取り付けてこれを回転させるようにすることも可能である。その場合には、外軸が回転可能に支持された軸部材ということになる。
【００２２】
回転機構５は、回転昇降軸３を回転可能にする手段であり、図５、６、８に示す如く、構造材９１から図示しない取付部材を介して固設された軸回転用のモータ５１、モータ付きのプーリ５２ａから４個の軸３側のプーリ５２ｂに捲回されたタイミングベルト５３、プーリ５２ｂの回転をスリーブ３１の嵌められた軸３に伝達し軸３を回転及び昇降自在に支持するロータリーボールスプライン構造を備えた下部軸受５５、同様に軸３を回転及び昇降自在に支持する上部軸受５６、ケーシング７の構造体に取り付けられ軸受５５、５６が装着された上下の支持板５７、５８、軸３にかかる全重量を支持可能なスラスト軸受５９、等によって構成されている。符号５２ｃはテンションプーリである。
【００２３】
昇降機構６は、前記の如く何れか１の爪部材４として例えば図１の爪部材４2 が何れか１の間隔として間隔ｃ2 の中に入ったときに爪部材４2 と共に間隔ｃ2 の拡大と復元とを可能にする機構であり、本例では、回転昇降軸３、爪部材４及び回転機構５と共に間隔変更手段を構成する。
【００２４】
このような昇降機構６は、図５、６、８に示す如く、前記支持板５８に取り付けらた軸昇降用のモータ６１、モータ付きのプーリ６２ａから幅Ｘ方向の両端に設けられた２個のプーリ６２ｂに捲回されたタイミングベルト６３、プーリ６２ｂの回転が伝達されるボールネジ軸６４、前記支持板５８に取り付けられボールネジ軸６４を回転自在に支持する軸受６５、ボールネジ軸６４と螺合するボールナット６６、これに取り付けられ前記スラスト軸受５９が装着された可動板６７、等によって構成されている。符号６２ｃはテンションプーリである。
【００２５】
回転機構５及び昇降機構６は、通常ワークＷを１タクトに１枚づつ自動的に枚葉処理する熱処理装置に設けられ、必要なタイミングに必要な回転や昇降をするように図示しない制御装置によって駆動制御される。
【００２６】
支持管昇降用ブラケット１５は、間隔ｃの上側の加熱板１として例えば前記間隔ｃ2 の上側の加熱板１3 に取り付けられたブラケット１５2 がその間隔ｃ2 にあるワークの下方で離れた位置Ｈ1 から支持管１３2 を介してワークＷ2 を昇降可能なように形成されている。即ち、図３にも詳細な形状を示す如く、ブラケット１５は間隔ｃの上段の加熱板１に取り付けられ、先端に支持管１３を受けられるように溝状部１５ａを備えていて、溝の深さが対応する支持管１３からＨ1 だけ下の位置になるように形成されている。なおブラケット１５は、図４に示す如く溝状部１５ａがカラーリング１４の位置より支持管１３における長さＸ方向の先端側を支持可能であると共に、隣接する上下段のものが干渉しないような形状及び取付位置にされている。
【００２７】
以上のような熱処理装置は次のように運転されその作用効果を発揮する。
まず、主として図９により、その左端図を基準状態として、任意の段として図において下から２番目の間隔ｃ2 の支持管１３2 にワークＷ2 を搭載したり交換するときの各部の動作について説明する。
【００２８】
左端図の基準状態では、各段の加熱板１は等間隔になっている。この状態で支持管１３上にワークＷが搭載され熱処理されているときには、ワークＷと上下の加熱板１との間隔は、図示の如く又図３にも示す如く、支持管高さに相当する下側のｈ1 と上側のｈ2 になっている。本発明によれば、加熱板やワークの寸法等によっても異なるが、この間隔ｈ1 、ｈ2 を共に１０mm程度の十分狭い最低限度の寸法にすることができる。
【００２９】
その結果、一定枚数のワークＷを熱処理するときには、熱処理装置の高さを最小寸法にすることができる。一方、熱処理装置の高さを一定にするときには、最大枚数のワークＷを熱処理できる。又、熱処理時のワークＷと加熱板１との間隔が最小であるため、一定の平面寸法のワークＷ及び加熱板１を使用するときには、伝熱効率が最大になり、ワークＷの周辺部からの放熱が少なくワークＷを均一に加熱できる。一方、熱処理性能を一定条件に維持するときには、一定寸法の加熱板で最大寸法のワークＷを処理でき、一定寸法のワークＷを処理するときには、加熱板の寸法を最小にすることができる。従って、本例の熱処理装置によれば、装置寸法の最小化、熱処理性能の向上、熱処理可能なワークの寸法の拡大、等の効果を得ることができる。
【００３０】
例えば２番目の間隔ｃ2 の支持管１３2 に、最初にワークＷ2 を搭載したり熱処理の完了したワークＷ2 を新たなワークＷと交換するようなときは、左端図に示す如く、爪部材４2 が間隔ｃ2 に入っていない状態から、まず、軸回転用のモータ５１が左端図の状態から６０°回転し、プーリ等のトルク伝達機構及び回転昇降軸３を介して、中央図で二点鎖線で示す如く、爪部材４2 が６０°回転してその先端部分４１が間隔ｃ2 の中に入る。このときには、軸３及び爪部材４以外の部分はまだ左端図の状態になっていて、ブラケット１５2 の溝状部１５ａと支持管１３2 とは溝の深さＨ1 だけ離れた位置関係になっている。この状態は図３にも示されている。
【００３１】
次に、軸昇降用のモータ６１が回転し、プーリ等のトルク伝達機構を介してボールネジ軸６４が回転し、これと螺合するボールナット６６が上昇し、これに取り付けられた可動板６７と共にスラスト軸受５９を介して回転昇降軸３が昇降し、爪部材４2 が中央図の状態を経由して右端図の状態まで所定高さＨ＝Ｈ1 ＋Ｈ2 上昇する。図３にもこの状態を示している。又図２では、上昇して間隔の開いた加熱板１2 及び１3 の状態を示している。
【００３２】
ここで、爪部材４2 が図９の中央図の実線で示すようにＨ1 上昇した段階では、加熱板１3 及びブラケット１５2 の溝状部１５ａも左端図の状態からＨ1 上昇し、その底部分が支持管１３2 に接触し、これを持ち上げられる位置になる。そしてこのときには、支持管１３2 はまだ上昇しないので、加熱板１3 と支持管１３2 との上側間隔がｈ2 からｈ2 ＋Ｈ1 になってＨ1 だけ大きくなる。
【００３３】
右端図のように、二点鎖線で示す中央図の実線の位置の爪部材４2 が更に上昇して実線の位置になると、今度は加熱板１3 に加えてブラケット１５2 で持ち上げられて支持管１３2 もＨ2 上昇し、上側間隔は変わらないが下側間隔である支持管１３2 と加熱板１2 との間隔がｈ1 からｈ1 ＋Ｈ2 になってＨ2 だけ大きくなる。なお、間隔ｃ2 を開くときには、それより上又は下の間隔ｃは変わらない。図３にもこのような間隔の変化状態及びそのときの寸法を示している。
【００３４】
支持管１３2 と上下の加熱板１3 、１2 との上記間隔ｈ2 ＋Ｈ1 及びｈ1 ＋Ｈ2 はそれぞれ、例えば３０mm程度及び３０〜４０mm程度にされる。なお、以上では間隔ｃ2 を開くときの動作について説明したが、他の間隔を開くときの動作も全く同じである。他の間隔を順次開くときには、回転昇降軸３が６０°づつ順次回転し、それぞれの間隔に対応する爪部材４が回転及び昇降することになる。
【００３５】
以上のようにして加熱板１の間隔ｃ2 が開くときには、自動扉１０が動いてその図示しない開口部が対応する間隔ｃ2 の位置になっている。そして、通常開口部に設けられる柔軟材でできた図示しないシャッターを介して、図１０に示すようにロボットハンド１００等のワーク移載装置によるワークＷの熱処理室８内への搬入及び搬出が可能になる。
【００３６】
ロボットハンド１００は、ワークＷを搬入するときには、カセット等に積載され生産ラインから運ばれてきた未処理ワークを吸着支持し、回転及び昇降して間隔ｃ2 に対応する前記自動扉１０の開口部位置に到達し、図１に示す支持管１３上をその長さ方向に、即ち図１０に示す▲１▼の矢印方向に進行し、▲２▼の矢印のように２本の支持管１３2 の間を通って下降し、その間に支持管上にワークＷ2 を移載し、▲３▼の矢印のように引き抜かれて熱処理装置から退出するように、自動的に作動される。ワークＷを搬出するときには、搬入時とは逆の方向に▲４▼−▲５▼−▲６▼のように動く。
【００３７】
このようなロボットハンド１００によるワーク搬入・搬出動作においては、ワークＷのたわみ量、ロボットハンドの厚み、昇降距離、上下の余裕空間、等のために間隔ｃとしては５０〜７０mm程度必要になるが、本発明を適用することにより、このように間隔ｃを実際の装置における必要寸法に合わせて自由に作ることができる。そして、ワークＷを搬入・搬出せず熱処理しているときには、このように間隔をとらず、前記の如く最小間隔の下に最良の伝熱条件を得てワークＷを良好に熱処理することができる。又、前記の如く装置の高さ及び平面寸法を最小にすることができる。
【００３８】
なお、本例の如くブラケット１５を設けると、前記の如くワークＷの上下の間隔ｈ1 、ｈ2 を同時にＨ1 、Ｈ2 だけ大きくすることができ、装置としての間隔をｈ1 、ｈ2 に最小化することができるが、装置の構造や動作を簡単にするために、ブラケット１５を省略することも可能である。その場合には、下側間隔ｈ1 をＨ1 程度に大きくする。このような装置でも、従来の装置に較べると大きさが相当程度小形化されることになる。又、上側間隔を小さくできるので、熱的性能が十分に改善される。
【００３９】
以上のような間隔ｃの開閉やロボットハンド１００によるワークＷの搬入・搬出は、熱処理装置及びロボットの図示しない制御装置によって通常全て自動的に行われる。一方、熱処理装置内では加熱板１に電源が供給され、順次搬入されたワークＷは所定時間加熱され熱処理される。そして、何れかの間隔ｃのワークＷにおいて所定の熱処理時間が経過すると、その間隔ｃが開いて、熱処理済みのワークＷがロボットハンドによって搬出され、新たなワークＷが搬入され、このような動作が繰り返され、１タクトに１枚づつワークＷが自動的に連続熱処理されていくことになる。
【００４０】
図５乃至図８及び図１１は、前述の如く熱処理装置本体部分の全体構成及び回転昇降機構部分の構造を示すと共に、加熱板１の多段積載構造部分の他の例を示す。
本例の装置は、図１の装置に較べて、間隔ｃに対する変位置支持部材である爪部材４の数及び軸部材である回転昇降軸３に対する取付状態が異なっている。即ち、爪部材４は、本例では、図１１にも示す如く、間隔ｃの数である１０を２以上の整数で割った分割数として２で割った分割数である５個にしていると共に、全ての爪部材４が間隔ｃの外になる非係合位置Ｐを備えていて、これらの点で図１の装置と相違している。又本例の装置は、１０間隔１１段加熱板の下積載部Ａとその上に同じ構造を持つ上積載部Ｂとで構成されていて、ワーク処理量が一層多い装置になっている。
【００４１】
図６によって更に説明すれば、上下の積載部Ａ、Ｂにはそれぞれ間隔ｃ1 〜ｃ10を空けて加熱板１1 〜１11が配設されていて、図の状態では間隔ｃ1 、ｃ3 、ｃ5 、ｃ7 、ｃ9 に対応して爪部材４1 、４2 、４3 、４4 、４5 が回転昇降軸３のピース１６に取り付けられていて、更に、爪部材４を上から見ると、前記図１１のように、５個の爪部材４1 〜４5 がそれぞれ中心角６０°の位置に配置されていると共に、図において水平の位置Ｐ部分に爪部材が設けられていない。
【００４２】
本例の装置も図１の装置と同様に運転されるが、ワークＷの出し入れ時に間隔ｃを開くときには、回転昇降軸３を１間隔分即ち１ピッチ昇降させる動作が追加されると共に、上下の積載部Ａ、Ｂにおいて同時期にワークＷが出し入れされる点で図１の装置と相違する。
【００４３】
即ち、図示の如く、上下の積載部の加熱板１9 及び１1 のワークＷ9 及びＷ1 の熱処理が完了してこれを新たなワークＷと交換するためにワークＷを搬出・搬入するときには、上下の爪部材４5 、４1 を加熱板１1 0 、１2 の下に入れて間隔ｃ9 、ｃ1 を開いてワークＷ9 、Ｗ1 を交換する。次に上下の積載部の加熱板１1 、１3 のワークＷ1 、Ｗ3 の熱処理が完了してこれを新たなワークＷと交換するためにワークＷを搬出・搬入するときには、上下の爪部材４1 、４2 を加熱板１2 、１4 の下に入れて間隔ｃ1 、ｃ3 を開いてワークＷ1 、Ｗ3 を交換する。
【００４４】
同様にして順次上下のワークＷ3 、Ｗ5 、Ｗ7 及びＷ5 、Ｗ7 、Ｗ9 を交換すると、図１１のように爪部材４の非係合位置Ｐが加熱板１に対面する位置になるように回転昇降軸３を回転させ、爪部材４を加熱板１と係合することなくバイパス可能にした後、回転昇降軸３を１ピッチ上昇させ、それぞれの爪部材４1 〜４5 を偶数の間隔ｃ2 〜ｃ10に対応させ、今度は順次上下の偶数のワークＷ2 、Ｗ4 、Ｗ6 、Ｗ8 、Ｗ10を交換し、順次１タクトに２枚づつワークＷを連続熱処理していくことになる。
【００４５】
なお、運転方法としては、上記のように、奇数間隔のワーク出し入れ、−回転昇降軸の１ピッチ上昇−偶数間隔のワークの出し入れ−回転昇降軸の１ピッチ下降−奇数間隔のワークの出し入れ、というように連続熱処理する方法のほか、１段のワーク出し入れ、−回転昇降軸の１ピッチ上昇−２段のワークの出し入れ−回転昇降軸の１ピッチ下降−３段のワークの出し入れ、というように各段毎に回転昇降軸の１ピッチ昇降を組み込んだ連続処理方法にすることも可能である。
【００４６】
本例の熱処理装置も図１の装置と同様の作用効果を有するが、図１の装置よりもワークＷの多量処理が可能になる。この場合、この装置では図１の装置よりも回転昇降軸３の１ピッチ昇降動作が追加になるが、この動作は十分短時間に行われるので、ワークの搬入・搬出時間に影響する程のことは全くない。
【００４７】
なお、図５〜８に示す１ピッチ昇降と上下２群配置を採用した装置に代えて、例えば上中下の３群配置にして、それぞれの群を１５間隔１６段加熱板に形成し、それぞれの群の間隔１、４、７、１０及び１３に対応する位置に１５÷３＝５からなる合計５個の爪部材４を配置すると共に爪部材４に非係合位置Ｐを設け、最初に１、４、７、１０、１３段のワークを出し入れし、回転昇降軸３を１ピッチ上昇させて２、５、８、１１、１４段のワークを出し入れし、回転昇降軸３を更にもう１ピッチ上昇させて３、６、９、１２、１５段のワークを出し入れするような構造の装置にすることも可能である。
【００４８】
図１２は本発明を適用した熱処理装置の間隔変更手段の他の例を示す。
本例の装置は、最下段の加熱板１1 をその下に設けた昇降板１７の上に乗せ、この昇降板１７を昇降軸１８で昇降させることにより、間隔ｃを開閉できるようにした装置である。昇降軸１８は、図１と同様にボールネジとボールナットの組合せやシリンダ装置等の直線移動機構で昇降され、必要に応じて昇降姿勢を保持するためのリニアーガイドが設けられる。本例の間隔変更手段では、図１、図５等の回転昇降軸３に変えて昇降しない回転軸３´が用いられる。間隔変更手段を構成する爪部材４は図１等の装置のものと同じである。本例の装置は以下のように作動する。
【００４９】
左端図の基準状態では、各段の加熱板が等間隔になっている。この状態は図９の左端図と同じである。従って、ワークＷと上下の加熱板との間隔はｈ2 、ｈ1 で共に１０mm程度である。
【００５０】
例えば２番目の間隔ｃ2 を開くときには、中央図のように爪部材４2 が６０°回転して加熱板１3 の下の間隔ｃ2 内に入り、次に昇降軸１８が下降し、昇降板１７と共に１2 以下の加熱板が中央図の状態を経由して右端図の状態まで下降する。この下降動作の中間を示す中央図は、加熱板１2 と共に支持管１３2 が下降し、支持管１３2 が加熱板１3 に取り付けられていて下降しないブラケット１５2 の溝状部１５ａに嵌まり込んで支持された状態を示す。この段階では、加熱板１2 が溝状部１５ａの深さＨ1 分だけ下降していて、加熱板１3 と支持管１３2 との上側間隔がｈ2 からｈ2 ＋Ｈ1 になってＨ1 だけ大きくなっている。
【００５１】
右端図は、支持管１３2 が上のブラケット１５2 で支持された状態で加熱板１2 が中央図から更にＨ2 下降し、もはや上側間隔は変わらないが、今度は下側間隔である支持管１３2 と加熱板１2 との間隔がｈ1 からｈ1 ＋Ｈ2 になってＨ2 だけ大きくなった状態を示している。
【００５２】
本例の間隔変更手段と図１等の間隔変更手段とを比較すれば、結局、両手段は、開くべき間隔の上の加熱板を上に持ち上げるか又は下の加熱板を下に下げるかの点において相違するのみである。従って、図１２の装置も図１等の装置と同様の作用効果を有する。
【００５３】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、請求項１の発明においては、定位置支持部材により、ホットプレートのような板状の加熱部材を上下方向に間隔を空けて多段にそれぞれの間隔の間で分離可能に支持すると共に、加熱部材の周辺部の少なくとも３位置に軸部材を設けているので、何れかの間隔では、定位置支持部材による支持に代えて、これらの軸部材によって加熱部材を少なくとも３点で安定した状態で支持することが可能になる。
【００５４】
そして、これらの軸部材は多段に形成される間隔を含んで上下方向に設けられていると共に、これらの軸部材には間隔の数と同じ数の変位置支持部材が取り付けられているので、それぞれの間隔の加熱部材を変位置支持部材を介して支持することが可能になる。又、これらの軸部材が回転可能なように支持されていると共に、軸部材を回転可能にする回転手段を設けているので、軸部材を介して変位置支持部材を回転させることができる。
【００５５】
更に、この変位置支持部材は、軸部材が回転されることによって位置が変わり、何れか１の変位置支持部材の先端部分が間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が間隔の外になるように形成されて軸部材に取り付けられているので、軸部材を回転させることにより、変位置支持部材の先端部分を順次間隔の中に入れ、当該間隔の加熱部材だけを支持することが可能となる。このとき、当該間隔の上及び下の間隔部分の加熱部材は定位置支持部材によって支持されている。
【００５６】
そして更に、何れか１の変位置支持部材の先端部分が何れか１の間隔の中に入ったときに何れか１の変位置支持部材と共に何れか１の間隔の拡大と復元を可能にする間隔変更手段を設けているので、これらにより、多段の間隔を順次広げた後元の間隔に復元させることができる。
【００５７】
この場合、間隔変更手段としては、何れか１の間隔の上側の加熱部材を変位置支持部材と定位置支持部材とで支持した状態で、変位置支持部材が取り付けられている軸部材を上に上げることにより、それより下の被処理物及び加熱部材との間隔を広げたり、変位置支持部材で支持されている加熱部材より下の定位置支持部材で支持されている被処理物及び加熱部材を下に下げることにより、それより上の加熱部材との間隔を広げるような手段が用いることができる。
【００５８】
板状の被処理物を搬送可能な例えばロボットハンドのような搬送部材によって加熱部材の間隔内に被処理物を出し入れするときには、間隔内で搬送部材を上下方向にも動かす必要があるので、被処理物のたわみや搬送部材の厚みやその上下動等のために、単に被処理物を加熱して熱処理しているときよりも、被処理物と加熱部材との上下間隔を広げる必要がある。請求項１の発明によれば、上記のように加熱部材の間隔を順次広げられるので、被処理物を間隔内に出し入れして熱処理済みのものと未処理のものとを順次交換するとき等には間隔を広げ、その他の加熱時間帯には間隔を広げることなく狭い間隔に維持することができる。従って、装置としては全体の間隔を狭くすることができる。
【００５９】
その結果、熱処理装置の高さ寸法が小さくなること、同じ高さ寸法であれば処理量が大きくなること、良好な伝熱条件が得られるため加熱部材の平面寸法が小さくなること、熱処理可能な被処理物の寸法が大きくなること、被処理物が均一加熱され良好な熱処理条件が付与できること、熱ロスが少なくなり省エネ運転できること、被処理物交換時の動作の安全性が確保されること、等の十分な作用効果を得ることができる。
【００６０】
請求項２の発明は、請求項１の発明と同様の構成を有するが、変位置支持部材が、間隔の数を２以上の整数で割った分割数になっていると共に、軸部材が回転されることによって何れか１の変位置支持部材の先端部分が間隔のうちの何れか１の間隔の中に入り他の変位置支持部材の先端部分が間隔の外になり且つ全ての変位置支持部材が間隔の外になる非係合位置を備えるように構成されているので、分割数からなる一定数の変位置支持部材に対して、例えば２分割であれば２倍、３分割であれば３倍というように分割数に対応する倍数の間隔に対して、変位置支持部材の非係合位置を利用して変位置支持部材が加熱部材と干渉することなく軸部材を昇降させ、分割数倍の全ての間隔に変位置支持部材を対応させることができる。
【００６１】
従って、１回転の角度差を利用して配置される変位置支持部材の数に一定の制限があっても、間隔数をその分割数倍にして、変位置支持部材によって全ての間隔を変更できることになる。その結果、間隔数を多くし、被処理物の熱処理量を一層多くし、処理能率を拡大することができる。
【００６２】
請求項３の発明においては、請求項１又は２の発明に加えて、多段の加熱部材のうちの２段目以上のものに下離間部材を取り付け、この下離間部材を、間隔の上側の加熱部材に取り付けられた下離間部材がその間隔にある被処理物の下方で離れた位置からその被処理物を昇降可能なように形成するので、間隔を開くときに、例えば間隔より上の加熱部材を上に上げると、最初は単に上の加熱部材が上昇し、下の被処理物との間隔を開き、この間に下離間部材が下方の離れた位置から上昇して被処理物を上昇可能な位置に到達し、更に間隔を開くと、被処理物と下の加熱部材との間隔が開くことになり、結局、被処理物と上下の加熱部材との間隔、即ち被処理物の上下両側の間隔を開くことができる。
【００６３】
従って、通常の加熱時には被処理物と上下の加熱部材との間隔の何れ側の間隔も最小にすることができる。その結果、熱処理装置の全寸法の最小化、伝熱効率の最大化、熱処理条件の最適化、最大の省エネ化、等、請求項１及び２の発明の作用効果を最大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明を適用した熱処理装置の内部構造部分の一例を示す斜視図である。
【図２】上記装置が加熱板の間隔を開いた状態を示す斜視図である。
【図３】上記内部構造部分の一部分を拡大して示した側面図である。
【図４】上記内部構造部分の一部分を拡大して示した平面図である。
【図５】本発明を適用した熱処理装置の他の例の全体構造を示す側面図である。
【図６】上記装置の中心から左側部分を示す正面図である。
【図７】上記装置の中央部分の平面図である。
【図８】上記装置の回転昇降機構部分の平面状態を示す説明図である。
【図９】図１の装置の動作の説明図である。
【図１０】上記装置に使用されるロボットハンドの動作状態の説明図である。
【図１１】図５の装置に用いられる爪部材と加熱板との関係を示す平面図である。
【図１２】本発明を適用した熱処理装置の更に他の例を示す説明図である。
【図１３】従来の一般的熱処理装置の概略形状を示す側面図である。
【符号の説明】
１              放射加熱板、加熱板（加熱部材）
２              スペーサーピン（定位置支持部材）
３              回転昇降軸（軸部材、間隔変更手段）
４              爪部材（変位置支持部材、間隔変更手段）
５              回転機構（回転手段、間隔変更手段）
６              軸昇降機構（間隔変更手段）
１１            支持ビーム（定位置支持手段）
１５            支持管昇降用ブラケット、ブラケット（下離間部材）
４１            先端部分
ｃ              間隔
Ｗ              ワーク（被処理物）
Ｚ              上下方向
【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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