JPH038952Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本考案は、連続処理装置に関し、例えば、熱処
理その他の処理を連続的に施す連続処理装置に関
する。

ロ 従来技術 半導体部品や、セラミツクス基板にスクリーン
印刷によつて所定の回路パターンを形成し、焼成
してなる厚膜集積回路、或いは配向膜や偏向膜が
形成された液晶表示装置用ガラス基板等の電子部
品の熱処理にあつては、塵埃の付着によつて電子
部品の品質が甚だしく劣化するので、清浄な雰囲
気中で熱処理がなされる必要がある。

上記電子部品の熱処理を塵埃のない清浄な雰囲
気中で連続的に行う熱処理炉として、炉内に摺動
する部分がなく、従つて塵埃の発生しない所謂ウ
オーキングビーム式搬送機構を用いた連続熱処理
炉の採用が考えられる。

このウオーキングビーム搬送機構は、長形の炉
本体の長さ方向の一端側入口から他端側出口に亘
つて炉本体内を貫通する複数本の位置固定された
平行棒材からなる固定ビームと、この固定ビーム
に平行して上記と同様に炉本体内を貫通する複数
本の平行棒材からなりかつ前記固定ビームに対す
る関係位置が上下及び長さ方向の前後に変位可能
に設けられた移動ビームとを備えている。そし
て、駆動装置によつて前記移動ビームを駆動し
て、この移動ビームを前記固定ビームに対して上
昇、前進、下降、後退の順に反復して周期的に変
位運動させることにより、炉本体内で被加熱物を
前記両ビームに交互に載置させるようにしながら
炉本体の長さ方向に漸次搬送するように構成され
ている。このような搬送機構を備えた連続熱処理
炉は、通常、鋼片や鋼管等の熱処理に使用されて
いる。

上記のウオーキングビーム搬送機構を備えた連
続熱処理炉では、固定ビーム、移動ビーム共に、
高温に加熱される炉内で撓みを起すのを防止する
ため、炉内で支柱によつて支持させている。

ところで、移動ビームは上下のみならず長さ方
向の前後にも往復動せねばならず、従つて、移動
ビームを炉内で支持する支柱も同様の運動をする
ようにしている。

このため、第１３図及び第１３図の−
線矢視断面図である第１４図に示すように、固定
ビーム６６は炉床６３上に立設した支柱８７に支
持させているのであるが、移動ビーム６９を支持
する支柱８８は、炉本体６１を支持する支持台６
５及び炉床６３を貫通する長さ方向に細長の貫通
孔６１ｃ及び６５ａを経由して炉外下方に突出さ
せて移動架枠７１に固定具７３によつて固定さ
せ、支柱８８が上下方向と長さ方向の前後とに往
復動可能としている。炉内外の雰囲気のシールは
水封機構によつてなされる。即ち、移動架枠７１
上に設けられた細長のウオータトラフ（水桶）７
２に支柱８８を収容し、水７４と支持台６５から
ウオータトラフ７２中に突入するシール板７０と
によつて炉内外をシールする。シール板７０の先
端に設けられたスクレーバ７０ａは、炉内で発生
してウオータトラフ７２中に落下するスケール
（金属の酸化皮膜）を、支柱８８の前後方向の運
動によつて移送する役割を果す。

このような水封機構では、水蒸気が発生してこ
れが炉内に侵入し、炉内雰囲気を悪化させるの
で、前述したような清浄な雰囲気中で熱処理を行
う連続熱処理炉にあつては甚だ不都合である。ま
た、水蒸気の侵入によつて炉内温度が不均一にな
る。水封機構に替えて機械的機構によつて支柱８
８を運動させながら炉内外をシールすることも考
えられるが、これでは機構が複雑になつて故障し
易く、その上、摺動部分から塵埃が発生して炉内
雰囲気を害するようになり、これも不都合であ
る。

このようなことは、冷却処理、雰囲気処理等熱
処理以外の連続処理装置についても同様である。

ハ 考案の目的 本考案は、上記の事情に鑑みてなされたもので
あつて、処理装置本体内で上記移動ビームのよう
な移動可能な載置部材が撓むことがなく、かつ、
処理装置本体内の雰囲気や炉内温度の均一性が悪
化することのない上に故障の虞のない連続処理装
置を提供することを目的としている。

ニ 考案の構成 本考案は、 処理装置本体と、 第一の載置部材及び移動可能な第二の載置部材
からなる被処理物載置手段と、 前記処理装置本体内で前記第二の載置部材を支
持する支持手段と、 前記第二の載置部材に、前記第一の載置部材に
対して被処理物の搬送方向に沿う往復動と略上下
動との反復による変位運動をさせ、 これにより前記第一及び第二の載置部材間で前
記被処理物を交互に載置させながらこの被処理物
を搬送する駆動手段と を具備する連続処理装置に於いて、 前記支持手段が前記駆動手段によつて略上下方
向にのみ運動し、かつ、前記支持手段が前記第二
の載置部材を前記搬送の方向に往復動可能に支持
することを特徴とする連続処理装置に係る。

ホ 実施例 以下、本考案の実施例を説明する。

第１図〜第３図はウオーキングビーム式搬送機
構を備えた連続熱処理炉を示し、第１図は搬送方
向に沿う断面図、第２図は第１図の−線矢視
断面図、第３図は第２図の−線矢視断面図で
ある。

炉壁、天井、炉床は断熱材３からなつていて、
これらは鋼板製外殻５に覆われ、天井と炉床との
内側には平板状の赤外線ヒータ２が配置され、炉
内周面はヒータ２をも含めてセラミツクス又は石
英からなる被覆層４によつて被覆されている。こ
れらによつて筒状の炉本体１が構成され、支持台
２３を介して基台８に据付けられる。また、炉本
体１の一端には開口１ａによつて装入口が形成さ
れ、他端には開口１ｂによつて排出口が形成され
ている。

炉本体１内を貫通して、複数（この例では２
本）の位置固定された固定ビーム（第一の載置部
材）６と、固定ビーム６と平行にかつ上下動時に
固定ビーム６に当接又は接触しないように配設さ
れた移動可能な複数（この例では３本）の移動ビ
ーム（第二の載置部材）９とが位置している。ま
た、固定ビーム６と移動ビーム９とは、いずれも
開口１ａ，１ｂを通つて炉外へ突出している。固
定ビーム６及び移動ビーム９は、いずれも石英製
とし、被加熱物の当接による発塵を防止するよう
にしている。固定ビーム６は、基台８上に立設さ
れた支柱７，７によつて炉本体外で支持されてい
る。移動ビーム９は、上下及び長さ方向の前後に
運動可能な第一の移動架枠１１に固定された支柱
１０，１０に炉本体外で支持されている。

移動ビーム９は次のようにして上下及び長さ方
向の前後に駆動するようにしてある。

即ち、炉本体１の両端近くにはリンク支持部材
１２，１２が基台８上に立設され、リンク支持部
材１２，１２にはＬ字形のリンク１３，１３が回
動可能に軸支され、リンク１３，１３の先端には
ローラ１４，１４が回動可能に軸支され、ローラ
１４，１４上に第一の移動架枠１１が載置され
る。リンク１３，１３の後端はリンクバー１５に
よつて互いに連結されていて、一方のリンク１３
のリンクバー１５との連結部は、基台８上に支持
部材１６を介して回動可能に取付けられた油圧シ
リンダ７のピストンロツド端部に連結させてあ
る。これらによつて上下動駆動機構３０Ａが構成
される。

図示しない駆動源によつて油圧シリンダ１７を
作動させ、リンク１３，１３を時計方向に回動さ
せるとローラ１４，１４が時計方向に公転しなが
ら下降し、ローラ１４，１４に載置された第一の
移動架枠１１が下降して移動ビーム９は破線矢印
Ｄのように下降し、固定ビーム６よりも下方に位
置する。この状態から油圧シリンダ１７を駆動さ
せてリンク１３，１３を反時計方向に回動させる
と、ローラ１４，１４は反時計方向に公転しなが
ら上昇し、移動ビーム９は実線矢印Ｕで示すよう
に上昇して第１１図ａに部分正面図で、同図ｂに
側面図で示すように、移動ビーム９は実線位置か
ら一点鎖線で示す位置に上昇して固定ビーム６よ
りも上方に位置し、固定ビーム６に載置されてい
た被加熱物Ｗは移動ビーム９に載置される。

基台８には軸受２０ａを備えた２枚の駆動軸支
持板２０，２０が立設され、雄ねじが螺刻された
駆動軸１９が、軸受２０ａ，２０ａによつて駆動
軸支持板２０，２０に回動可能に支持され、モー
タ１８によつて回動するようになつている。駆動
軸１９には、その雄ねじに螺合する雌ねじが螺設
された往復動駆動部材２２が組合わされていて、
往復動駆動部材２２は駆動軸支持板２０，２０間
に固定された案内軸２１に案内され、モータ１８
の駆動による駆動軸１９の回動によつて往復動駆
動部材２２が前進、後退するようになつている。
往復動駆動部材２２は第一の移動架枠１１から延
設された延設部１１ａの図示しない貫通孔を貫通
して上方に突出していて、往復動駆動部材２２の
上記前進、後退に伴つて第一の移動架枠１１が前
進、後退するようにしてある。これらによつて前
進、後退駆動機構３０Ｂが構成される。

前進、後退駆動機構３０Ｂの上記駆動により、
第一の移動架枠１１はローラ１４，１４を回動さ
せながらそれらの上を前進又は後退し、これに伴
つて支柱１０，１０を介して第一の移動架枠１１
に取付けられた移動ビーム９が前進又は後退す
る。

固定ビーム６は、炉本体１内で炉床上に立設さ
れた支柱２７に支持されて撓むことのないように
してある。第一の移動架枠１１上には、支持台２
３及び炉本体１の炉床に設けられた貫通孔１ｃ，
２３ａを貫通して炉本体１内の側壁近くに突入す
る支持柱２４，２４が車輪２５，２５を介して載
置され、第一の移動架枠１１の上下動に伴つて支
持柱２４が上下動するようにしてある。また、第
一の移動架枠１１の前進、後退時には、支持柱２
４は車輪２５によつて容易に定位置に位置する。
支持柱２４，２４と貫通孔１ｃ，２３ａとの間の
シールは水冷軸受２６によつてなされる。

支持柱２４，２４の上端には、炉本体１の中心
線に向けて支持部２４ａ，２４ａが設けてあり、
支持部２４ａ，２４ａは、炉本体１外で支柱１
０，１０によつて両端を支持された（第１図参
照）第二の移動架枠２９を非接触に支持する。こ
の非接触支持については後に詳述する。第二の移
動架枠２９の横方向の梁２９ａには支柱２８，２
８，２８が立設され、支柱２８，２８，２８によ
つて移動ビーム９，９，９が支持される。

上記の非接触支持は次のようにしてなされる。

第４図は第１図の部分拡大図、第５図は移動ビ
ーム９が上昇、前進した状態での同様の部分拡大
図である。第６図は第２図の部分拡大図、第７図
は移動ビーム９が上昇した状態での同様の部分拡
大図である。第５図には移動ビーム９の前進前の
支柱２８の位置が仮想線で示してある。

支持部２４ａ中には磁石機構３１が内蔵されて
いて、磁性金属（例えばオーステナイト系以外の
ステンレス鋼）製の第二の移動架枠２９は磁石機
構３１の作用によつて吸引されて撓むことが防止
される。第二の移動架枠２９は、第１図に示すよ
うに第一の移動架枠１１に固定された支柱１０，
１０によつて炉本体１外で両端を支持されている
ので、第二の移動架枠２９は支持部２４ａに接触
することはない。即ち、炉本体１外で両端を支持
された第二の移動架枠２９は、磁石機構３１の作
用で上方に引上げられるようにして撓むことなく
水平が保持され、支持部２４ａと第二の移動架枠
２９との間隔ｄは所定の寸法に維持される。第二
の移動架枠２９が撓むことなく水平を維持するこ
とにより、第二の移動架枠２９の梁２９ａ上で支
柱２８を介して支持された移動ビーム９も撓むこ
となく水平が維持される。車輪２５、支持柱２
４，支持部２４ａ、磁石機構３１、第二の移動架
枠２９及び支柱２８によつて移動ビーム９を支持
する支持手段が構成される。支持柱２４の炉本体
長さ方向の数及び磁石機構３１の強さは、炉本体
１の長さに対応して上記間隔ｄが所定の寸法に維
持されるように設計する。

第８図は支持部２４ａ及びその周辺の拡大断面
図である。

支持部２４ａは、内殻３４、外殻３５及びこれ
らの間に充填された断熱材３７並びに底板３６を
有し、底板３６上に固定された鋳鉄製の２個のヨ
ーク３３，３３間にテイコナル（Ticonal）Ｘの
永久磁石３２が挾まれている。内殻３４、外殻３
５及び底板３６は、永久磁石３２の磁力に悪影響
を及ぼさぬよう、非磁性材料（この例ではオース
テナイト系ステンレス鋼であるSUS304）製とす
る。永久磁石３２及びヨーク３３，３３が収容さ
れる空間には、永久磁石３２が昇温して磁性に変
化をきたすことのないよう、水３８を通して水冷
する。

第二の移動架枠２９は磁性を有するステンレス
鋼（この例ではフエライト系ステンレス鋼である
SUS447J1）製とし、角管状を呈していて、磁気
変態点以上に昇温することのないよう、また高温
に加熱されて機械的強度が低下することのないよ
う、内部に水３９を通して水冷している。

以上のような構造として第二の移動架枠２９を
非接触支持することにより、移動ビーム９は上下
動、前進、後退が可能となり、かつ移動ビーム９
が炉本体１内で撓むことなく水平に保持される。
その上、支持部２４ａと第二の移動架枠２９とは
非接触状態を保つているので、移動ビームの運動
時に塵埃が発生することがない。

次、前記の上下動駆動機構３０Ａ及び前進、後
退駆動機構３０Ｂによつて被加熱物を炉本体内で
搬送し、熱処理を施す方法を説明する。

まず、ヒータ２に給電して炉本体１内を所定の
温度分布に加熱する。次に、第１図のように移動
ビーム９を固定ビーム６の下方に位置させる。そ
れには、図示しない駆動源により油圧シリンダ１
７を駆動してリンクバー１５により連動するリン
ク１３，１３を時計方向に回動させることによ
り、ローラ４，１４を下降させての移動架枠１１
を下降させる。また、モータ１８は比較的高速で
運転し往復動駆動部材２２を駆動することにより
移動架枠１１を矢印Ｒの向きに速やかに移動させ
て、移動ビーム９を被加熱物搬送方向に対して所
定位置まで後退させておく。

以上の準備態勢をとつてから、被加熱物（この
例では厚さ１mm程度の液晶表示装置用ガラス基
板）Ｗを炉の入口１ａ側の固定ビーム６の上に載
置する。そして、油圧シリンダ１７を上記と逆に
駆動して、リンク１３，１３を反時計方向に回動
させローラ１４，１４を上昇させることにより、
移動ビーム９を矢印Ｕの方向に上昇させる。この
上昇過程で、固定ビーム６の上に載つていた被加
熱物Ｗは移動ビーム９により押し上げられて固定
ビーム６から離れ、第１１図に一点鎖線で示すよ
うに移動ビーム９により保持される。第１１図
ａ，ｂはこの被加熱物移動動作を示したものであ
る。その後、モータ１８を所定の時間だけ低速運
転して往復動駆動部材２２を前記と逆に駆動する
ことにより、移動ビーム９を矢印Ｆの方向に所定
の距離Ｄだけ徐々に移動させる。これにより、第
１１図ａに示したように、被加熱物Ｗが搬送方向
に距離Ｄだけ緩やかに搬送される。次に、最初の
ようにシリンダ１７を駆動して、リンク１３，１
３を介しローラ１４，１４を下降させる（第１図
の矢印Ｄ）ことにより、第１１図ａ，ｂに実線で
示したように、移動ビーム９を始めの低位置に下
降させる。この下降過程で、被加熱物Ｗは前記と
逆に移動ビーム９の上から固定ビーム６の上に移
し変えられる。この後、最初に述べたようにモー
タ１８を高速で運転して往復動駆動部材２２を駆
動し、移動ビーム９を速やかに始めの所定位置ま
で後退させる。

上記のようにして、移動ビーム９は固定ビーム
６に対して第１２図に示すように移動変位するの
を１サイクルとして繰り返し駆動させる。この駆
動で、前進を緩速、後退を急速にするのは、時間
的な加熱特性曲線が段階状にならないよう、緩や
かに温度変化させるためである。このように前進
と後退とで移動速度を変えるには、例えば、回転
数を容易に変化させられる直流モータが、駆動用
モータ１８として便利に使用できる。また、通常
の交流誘導モータを使用し、自動車の変速に於け
ると同様にシフトフオークによるギアチエンジで
駆動軸１９の回転数を変えるようにしても良い。

前述した移動ビーム９の周期的な変位運動によ
り、被加熱物Ｗは炉本体１内を前記の距離Ｄずつ
徐々に搬送方向に搬送されて、所定の温度領域を
所定の時間で通過し、所要の熱処理が施される。

この例は、炉本体１の全長15m、炉内最高温度
領域の温度420℃（450℃迄昇温可能）の連続熱処
理装置の例であり、固定ビーム６を支持する支柱
２７と、移動ビーム９を支持する支柱２８と、第
二の移動架枠２９を非接触に支持する支持柱２４
とは、炉本体１の長さ方向に夫々２列づつ設けて
いるが、これらの列数は炉本体１の長さや炉内温
度に応じて適宜増減するのが良い。

前記の例では第二の移動架枠２９を非接触に支
持するのに磁力の吸引作用を利用しているが、こ
れに替えて磁石同士の反撥作用を利用することも
可能である。

即ち、第９図に示すように、支持柱４４（前記
の例の支持柱２４に相当する）の上端に支持部４
４ａを設ける。支持部４４ａは、内殻５４、外殻
５５、天蓋５６（いずれも非磁性材料からなる）
中の空間に永久磁石５２を立設させ、内、外殻５
４，５５間に断熱材５７を充填し、内部に水３８
を通して水冷するように構成する。第二の移動架
枠２９は支持部４４ａの上側に位置し、第二の移
動架枠２９の下部に永久磁石５３を上記氷久磁石
５２と同極同士が対向するように所定間隔に配設
する（第９図では１個のみ図示）。その他は前記
の例と同様である。かくして第二の移動架枠２９
は、永久磁石５２，５３の同極同士（第９図では
Ｎ極同士であるがＳ極同士でも良い）間の反撥作
用によつて上方へ押上げられるようにして、支持
部４４ａと第二の移動架枠２９との間隔ｄが所定
寸法に保たれ、第二の移動架枠２９は撓むことな
く水平が維持される。

そのほか、支持部から清浄な高温高圧ガスを噴
出させて第二の移動架枠を浮上させ、水平を保た
せるようにすることも可能である。

以上の例は、電子部品のような清浄な雰囲気中
で熱処理を行う連続熱処理装置の例であるが、鋼
材その他の金属材料の熱処理にあつては、炉内で
多少の塵埃が発生しても支障はない。このような
熱処理にあつては、第二の移動架枠の支持を非接
触にする必要はない。

第１０図は上記の連続熱処理装置に於ける第二
の移動架枠の支持の一例を示す。支持柱２４上端
の支持部をコロ４１を収容する断面が浅いＵ字形
で炉本体の長さ方向に細長の支持部２４ｂとし、
コロ４１上に第二の移動架枠２９を載置する。そ
の他は前記の例に於けると同様である。かくして
第二の移動架枠２９は、コロ４１上を炉本体の長
さ方向に前進、後退が可能になり、撓むことなく
水平が維持される。

上記の例は、いずれも固定ビーム６と移動ビー
ム９との対からなる１組の被処理物載置手段を設
けているが、これらを上下に複数組設け、支持部
２４ａ又は４４ａと第二の移動架枠２９を夫々上
記組数に応じて設け、共通の駆動手段によつて各
移動ビームを上下動、前進、後退させるようにし
て良い。かくすることにより、連続熱処理装置の
占有面積を大きくせずに処理能力の増大を図るこ
と、或いは同じ処理能力で占有面積を小さくする
ことができる。

本考案に基く連続処理装置は、前述した液晶表
示用ガラス基板以外に厚膜集積回路、各種プリン
タ用の感熱記録ヘツド等の電子部品、更に、鋼
材、鋳造品、鍜造品等の材料や素形材の熱処理に
も適用できる。また、これらの処理は、加熱処理
のほか、冷却処理、雰囲気中処理、シヨツトピー
ニング等の機械的表面処理等種々の処理を連続的
に施す装置として本考案が適用可能である。これ
らの場合、固定ビームと移動ビームは、適宜の形
状の載置部材として良く、その材料も被処理物、
処理の種類に応じて適宜の材料を使用することが
できる。

ヘ 考案の効果 本考案は、第一の載置部材と移動可能な第二の
載置部材とからなる被処理物載置手段を備え、前
記第二の載置部材を前記第一の載置部材に対して
反復して変位運動させてこれら第一及び第二の載
置部材間で被処理物を交互に載置しながらこの被
処理物を搬送するように構成されている。そし
て、処理装置本体内で前記第二の載置部材を支持
する支持手段が前記搬送のための駆動手段によつ
て略上下方向にのみ運動しかつ前記第二の載置部
材を前記搬送の方向に往復動可能に支持するよう
に構成しているので、前記支持手段と処理装置本
体との間のシールが簡単であり、外部から処理装
置本体内へ塵埃或いは大気等の気体が侵入するこ
とが防止される。その結果、故障の虞がなく、ま
た処理装置本体内の雰囲気を悪くしたり或いは処
理装置本体内の温度や雰囲気等が不均一になるこ
とが防止され、被処理物の処理が正確になされて
その品質、信頼性が共に高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は本考案の実施例を示すもの
であつて、第１図は連続熱処理装置の搬送方向に
沿う断面図、第２図は第１図の−線矢視断面
図、第３図は第２図の−線矢視断面図、第４
図及び第５図は支持柱及び移動ビームの運動を示
す搬送方向に沿う拡大部分断面図、第６図及び第
７図は支持柱及び移動ビームの運動を示す搬送方
向に垂直方向の拡大部分断面図、第８図は移動ビ
ームとこれを支持する支持部との関係を示す拡大
断面図、第９図は他の例による移動ビームとこれ
を支持する支持部との関係を示す拡大断面図、第
１０図は更に他の例による移動ビームの支持方法
を示す拡大部分断面図、第１１図は移動ビーム及
び被加熱物の運動を説明するための概略図で、同
図ａは概略部分正面図、同図ｂは概略側面図、第
１２図は移動ビームの変位運動要領を説明するた
めの説明図である。第１３図及び第１４図は従来
例を示すものであつて、第１３図は連続熱処理装
置の搬送方向に沿う部分断面図、第１４図は第１
３図の−線矢視部分断面図である。 なお、図面に示された符号に於いて、１……炉
本体、１ａ……装入口、１ｂ……排出口、１ｃ…
…貫通孔、２……ヒータ、６……固定ビーム、７
……固定ビーム支持用炉外支柱、９……移動ビー
ム、１０……移動ビーム支持用炉外支柱、１１…
…第一の移動架枠、２４，４４……支持柱、２４
ａ，２４ｂ，４４ａ……支持部、２５……車輪、
２６……水冷軸受、２７……固定ビーム支持用炉
内支柱、２８……移動ビーム支持用炉内支柱、２
９……第二の移動架枠、２９ａ……第二の移動架
枠の梁、３０Ａ……上下動駆動機構、３０Ｂ……
前進、後退駆動機構、３１……磁石機構、３２，
５２，５３……永久磁石、３３……ヨーク、３
８，３９…冷却水、４１……コロである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 処理装置本体と、 第一の載置部材及び移動可能な第二の載置部材
   からなる被処理物載置手段と、 前記処理装置本体内で前記第二の載置部材を支
   持する支持手段と、 前記第二の載置部材に、前記第一の載置部材に
   対して被処理物の搬送方向に沿う往復動と略上下
   動との反復による変位運動をさせ、 これにより前記第一及び第二の載置部材間で前
   記被処理物を交互に載置させながらこの被処理物
   を搬送する駆動手段と を具備する連続処理装置に於いて、 前記支持手段が前記駆動手段によつて略上下方
   向にのみ運動し、かつ、前記支持手段が前記第二
   の載置部材を前記搬送の方向に往復動可能に支持
   することを特徴とする連続処理装置。