JP4054597B2 - 熱風循環式オーブン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体等の被処理物に熱処理を行う熱風循環式オーブンに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
最高使用温度が700℃迄の低中温度域でバッチ式にて熱処理を行う熱処理炉には、例えばヒータによって所定温度に加熱した熱風を、密封した加熱室内で循環させる熱風循環式オーブンが用いられている。
ところが、上記のようなオーブンでは、従来、熱処理を終了すると、上記加熱室内に外気を導入して、その内部温度を100℃位までに下げた後、扉を開放し取出せる温度まで冷却してからその室内から被処理物を取り出していた。このため、加熱室内を冷却する冷却時間が長くなり、被処理物のバッチ処理時間も長くなるという問題があった。また、加熱室内の冷却時間を短縮するために、熱処理後直ちに加熱室内を開放し外気により冷却することも提案されているが、このように室内を開放した場合、その室内に配置されたステンレス鋼板等の内装金属板が急速に冷却され、当該金属板が加熱室の外装金属板などに比べて大きく収縮し、歪みが発生して加熱室の寿命が損なわれるおそれがあった。
【0003】
また、被処理物を連続してバッチ処理する場合には、加熱室内の冷却が終了し熱処理後の被処理物を取り出すまで、次に熱処理を行う被処理物を加熱室に導入することができず、しかもその次の被処理物を加熱するために加熱室の内部温度を所定の処理温度まで再度上昇させる必要があるので、その昇温に時間がかかり、バッチ処理時間がより長くなるという問題があった。
【0004】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、被処理物を連続してバッチ処理する場合でも、加熱室の寿命を損なうことなく被処理物のバッチ処理時間を短くすることができる熱風循環式オーブンを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、最高使用温度が700℃迄の低中温領域でバッチ式にて熱処理が行われるオーブンであって、
床部に炉口を形成し、内部を循環させた熱風によって被処理物に熱処理を施す加熱室と、
前記加熱室の下方に設けられるとともに、前記炉口を介して加熱室と連通するロード室と、
前記ロード室に昇降可能に設けられ、搭載した被処理物を上昇位置において前記加熱室に導入するとともに、前記炉口を閉塞する炉床部材と、前記炉床部材を前記ロード室内で昇降させる昇降機構と、
前記ロード室に連設されるとともに、熱処理前の被処理物を外部から前記ロード室へ搬入する経路を迂回する位置に、熱処理後の被処理物を冷却する冷却部を有しており、熱処理前の被処理物の前記ロード室への投入及び熱処理及び冷却後の被処理物の外部への取出が行われる投入・取出室と、
熱処理前の被処理物を前記投入・取出室から前記ロード室に搬入し、熱処理後且つ冷却前の被処理物を前記ロード室から前記投入・取出室に搬出する搬送機構と、
前記炉床部材と前記搬送機構との間で被処理物を一方から他方に移載するための移載機構とを備えていることを特徴とする熱風循環式オーブンである(請求項1)。
【0006】
上記のように構成された熱風循環式オーブンでは、上記ロード室を介在して加熱室に連設された投入・取出室に設けられた冷却部で熱処理後の被処理物を冷却することができるので、上記従来例と異なって処理毎に加熱室内を冷却する必要がない。また、この冷却部で熱処理後の被処理物を冷却している間に、次の被処理物を搬送機構によってロード室に搬入し移載機構を介して搬送機構から炉床部材に移載した後、昇降機構によって炉床部材を上昇させることにより、上記次の被処理物を加熱室に導入して、その被処理物に熱処理を行うことができる。さらに、昇降機構により炉床部材を上昇させることにより、炉口を閉塞して熱処理後の加熱室内を密封することができる。
【0007】
さらに、上記熱風循環式オーブンにおいて、前記冷却部が、前記投入・取出室において熱処理前の被処理物の搬入経路を迂回する位置に設けられているので、熱処理前の被処理物に対する上記搬送機構による搬入動作が上記冷却部で冷却されている熱処理後の被処理物によって妨げられるのを確実に防ぐことができる。
【0008】
また、上記熱風循環式オーブン(請求項1)において、前記搬送機構には、被処理物を搭載する搭載部材を有し、前記ロード室と前記投入・取出室との間で前記搭載部材上に搭載した被処理部を移動させる移動台車が設けられ、
前記移載機構は、前記炉床部材と前記移動台車との間で被処理物を移載するときに前記搭載部材と同一平面を形成するよう前記炉床部材上に設けられた移載部材により構成され、その移載部材が前記昇降機構による炉床部材の上昇動作によって搭載部材側から炉床部材側に被処理物を移載し、かつ前記昇降機構による炉床部材の下降動作によって炉床部材側から搭載部材側に被処理物を移載することが好ましい(請求項2)。
この場合、上記移載部材が昇降機構による炉床部材の昇降動作によって当該炉床部材と搭載部材との間で被処理物を移載することができるので、移載機構の構造を簡素化することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱風循環式オーブンの好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1、図2及び図3はそれぞれ、本発明の一実施形態による熱風循環式オーブンの右側面からみた断面図、正面側からみた断面図及び上方側からみた平面図(一部断面を含む。)である。図1〜3において、本実施形態のオーブン1は、断熱材2により覆われた加熱室3と、この加熱室3の下方に設けられたロード室4と、このロード室4を介在して加熱室3に連設され、熱処理前の被処理物Wのロード室4への投入及び熱処理後の被処理物Wの外部への取出が行われる投入・取出室5とを備えている。また、このオーブン1は、被処理物Wをラック部材6上に設置し、上記加熱室3、ロード室4、及び投入・取出室5を移動させることにより、バッチ処理を行えるように構成されている(詳細は後述)。
【0010】
上記加熱室3の上方には、ヒータ7及びシロッコファン8が設けられており、シロッコファン8が図2の矢印Xに示すようにヒータ7によって所定温度に加熱した熱風を当該室内部で循環させる。
また、加熱室3の床部には、上記ロード室4の内部からラック部材6上に設置された被処理物Wを搬入出可能に開口された炉口Pが形成されており、この加熱室3では、昇降機構9によりロード室4内を上下方向に移動される炉床部材10が炉口Pを気密に閉塞した状態で上記熱風により当該室内の被処理物Wに熱処理を行う。
【0011】
上記昇降機構9は、図1に示すように、ロード室4の側方に設けられた機械室11内に配置されたモータ(図示せず)及びこれに駆動されるチェーン9aと、このチェーン9aによりロード室4内を上下方向に移動される昇降フォーク9bとを備えたものであり、制御部12からの指示信号に従って昇降フォーク9bを駆動する。
上記炉床部材10は、ロード室4に昇降可能に設けられ、搭載した被処理物Wを上昇位置において加熱室3に導入するとともに、炉口Pを閉塞するよう構成されている。詳細には、炉床部材10は、当該部材10が炉口Pを閉塞したときに炉口P内に配置される上側部分10aと、加熱室3とロード室4とを仕切る仕切板と接して炉口Pを密封するための下側部分10bとを有するものであり、この下側部分10bが昇降フォーク9bに固定されている。また、上側部分10aには、後述の移載部材13a,13bが設けられており、炉床部材10は移載部材13a,13bを介してラック部材6及び被処理物Wを支持する。
【0012】
上記ロード室4の内部には、ラック部材6及び被処理物Wを搭載した移動台車14を上記投入・取出室5との間で移動させる移動機構15が配置されている。この移動機構15には、上記制御部12からの指示信号に従って回転する電動モータ(図示せず)が含まれており、移動機構15はその電動モータの回動によりチェーン部材15aを介して接続された移動台車14を、図2の実線及び二点鎖線にてそれぞれ示すように、ロード室4及び投入・取出室5内に設定された各停止位置の間で移動させる。
上記移動台車14及び移動機構15が、熱処理前の被処理物Wを投入・取出室5からロード室4に搬入し、熱処理後の被処理物Wをロード室4から投入・取出室5に搬出する搬送機構を構成している。
【0013】
上記移動台車14には、ラック部材6と当接して被処理物Wを搭載する一対の搭載部材14a,14bと、ロード室4及び投入・取出室5の床部に設けられたレール部材(図示せず)に案内される4個の車輪14cとが設けられている。
また、この移動台車14は、当該台車14がロード室4内の上記停止位置に止められたとき、図1に示すように、搭載部材14a,14bが一対の上記移載部材13a,13bの間に挿通されるようになっている。これらの移載部材13a,13bは、炉床部材10と搭載部材14a,14bとの間で被処理物Wを一方から他方に移載するための移載機構を構成するものであり、上記上側部分10aから上方に突出するよう炉床部材10に設けられている。移載部材13a,13bは、炉床部材10と搭載部材14a,14bとの間でラック部材6及び被処理物Wを移載するときにその搭載部材14a,14bと同一平面を形成することにより、昇降機構9による炉床部材10の上昇動作によって搭載部材14a,14b上のラック部材6及び被処理物Wを炉床部材10側に移載し、かつ昇降機構9による炉床部材10の下降動作によって炉床部材10上のラック部材6及び被処理物Wを搭載部材14a,14bに移載する。
【0014】
図3に示すように、上記投入・取出室5には、熱処理前の被処理物Wが投入される投入部を構成するための第1の支持台16aと、冷却後の被処理物Wが取り出される取出部を構成するための第2の支持台16bと、熱処理後の被処理物Wを冷却する冷却部を構成するための第3の支持台16cとが設けられており、各支持台16a〜16c上にラック部材6及び被処理物Wを配置できるようになっている。また、第2及び第3の支持台16b,16cは、投入・取出室5内で上記ロード室4に移動される熱処理前の被処理物Wの搬入経路を迂回する位置に配置されている。さらに、第3の支持台16cは、図3の左右方向に設けられた開口部間を流れる外気によって当該支持台16c上の被処理物Wを冷却するようになっている。また、投入・取出室5の左開口部側には、熱処理前後の被処理物Wを移動させるコンベア(図示せず)が配置されており、図示を省略した搬入出機構が制御部13からの指示信号に従って投入・取出室5とコンベアとの間でラック部材6及び被処理物Wを搬入または搬出する。また、投入・取出室5内では、ラック部材6及び被処理物Wが上記搬入出機構により移動台車14及び第1〜第3の支持台16a〜16c上を適宜移動されるようになっている。尚、上記の説明以外に、ブロアー等の強制冷却手段を第3の支持台16cの近傍に設けて、その支持台16c上の被処理物Wの冷却時間を短縮させる構成でもよい。
【0015】
上記のように構成された本実施形態のオーブン1では、熱処理前の被処理物Wは図3の矢印Aにて示すように、外部から投入・取出室5内にラック部材6上に設置された状態で上記搬入出機構によって投入され第1の支持台16aに載せられる。その後、この被処理物Wが搬入出機構により矢印Bのように動かされ移動台車14の搭載部材14a,14b上に載せられると、制御部12は矢印Cにて示すように、移動機構15によって熱処理前の被処理物Wを搭載した移動台車14を投入・取出室5からロード室4内の停止位置まで移動させる。そして、制御部12は、昇降機構9を動作させて炉床部材10を図1に図示した状態から僅かに上昇させることにより、搭載部材14a,14b上の被処理物Wを移載部材13a,13b上に移載し当該炉床部材10上に移し換える。続いて、制御部12は、移動台車15を投入・取出室5内に移動させた後、図2の矢印Dのように、昇降機構9により炉床部材10を上昇させ被処理物Wを加熱室3の内部に配置して、被処理物Wに熱処理を行う。
【0016】
次に、被処理物Wの熱処理が終了すると、制御部12は図2の矢印Eのように、昇降機構9により炉床部材10を下降させて、熱処理後且つ冷却前の被処理物Wをロード室4内に移動させる。そして、制御部12は、移動機構15によって移動台車14を投入・取出室5からロード室4内の停止位置まで移動させた後、昇降機構9を動作させて炉床部材10を図1に図示した状態から僅かに下降させることにより、移載部材13a,13b上の被処理物Wを搭載部材14a,14b上に移載する。
続いて、制御部12は、図3の矢印Fのように、移動台車14を投入・取出室5内に移動させた後、炉床部材10を昇降機構9により上昇させて炉口Pを気密に閉塞する。また、熱処理後且つ冷却前の被処理物Wは、図3の矢印Gにて示すように、上記搬入出機構により移動台車14から第3の支持台16c上に移動された後、この支持台16c上で所定時間冷却される。その後、この被処理物Wは、図3の矢印Hにて示すように、搬入出機構によって第3の支持台16cから第2の支持台16b上に移動された後、同図の矢印Iにて示すように、その搬入出機構により投入・取出室5の外部に搬出される。
また、制御部12は、第3の支持台16c上で熱処理後の被処理物Wを冷却している間に、次の被処理物Wを投入・取出室5内に投入させて、上記動作を順次行わせてその被処理物Wに熱処理を施す。
【0017】
以上のように、本実施形態の熱風循環式オーブン1では、加熱室3の下方にロード室4を設け、さらにロード室4と別個に構成した投入・取出室5を設け、さらにこの投入・取出室5内に配置した第3の支持台(冷却部)16cで熱処理後の被処理物Wを冷却している。これにより、上記従来例と異なって処理毎に加熱室3内を冷却する必要がなく、この冷却に起因する加熱室3の寿命低下を防止することができる。また、上記冷却部上で熱処理後の被処理物Wを冷却している間に、次の被処理物Wに熱処理を行うことができるので、被処理物Wを連続してバッチ処理する場合でも、上記従来例に比べて被処理物Wの処理間隔をはるかに短くすることができ、処理速度を容易に高めることができる。さらに、制御部12は、熱処理後の被処理物Wを上記冷却部に移動させた後、炉床部材10を昇降機構9により上昇させて炉口Pを気密に閉塞しているので、熱処理後に加熱室3内を密封することができるとともに、上記冷却部で熱処理後の被処理物Wを冷却している点とも相まって、熱処理後の被処理物Wを取り出した後における加熱室3内の温度低下を極力抑えることができる。この結果、加熱室3の内部温度を所定温度で維持することができ、特に被処理物Wを連続してバッチ処理する場合には、熱エネルギーのロスを最小限に留めつつ、処理速度の低下を防ぐことができ、被処理物Wのバッチ処理時間を短縮することができる。
【0018】
また、本実施形態では、上記冷却部(第3の支持台16c)が投入・取出室5内で熱処理前の被処理物Wの搬入経路を迂回する位置に設けられている。これにより、上記移動台車14及び移動機構15(搬送機構)が投入・取出室5からロード室4に熱処理前の被処理物Wを搬入する際に、冷却部上で冷却されている熱処理後の被処理物Wによって妨げられるのを確実に防ぐことができ、複数の上記搬送機構を設けることなく、被処理物Wの冷却処理と別の被処理物Wの熱処理との自動化を容易に行うことができる。
また、本実施形態では、上記移載部材13a,13bが昇降機構9による炉床部材10の昇降動作により当該部材10と搭載部材14a,14bとの間で被処理物Wを移載している。それゆえ、移載ロボットなどを設けることなく炉床部材10と移動台車14との間の被処理物Wの移載を行うことができる。
【0019】
尚、上記の説明では、投入・取出室5内に第1〜第3の支持台16a〜16cを配置し投入部、取出部、及び冷却部を当該室内に設けた構成について説明したが、本発明は、熱処理後の被処理物Wを冷却部で冷却できるものであれば何等限定されるものではなく、例えばロード室4及び投入・取出室5内で互いに独立して動作可能な複数の移動台車を設け、上記支持台16a〜16cを割愛してもよい。
【0020】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項1の熱風循環式オーブンによれば、処理毎に加熱室内を冷却する必要がないので、上記従来例と異なって加熱室の寿命が冷却することにより損なわれることがなく、当該オーブンの長寿命化を図ることができる。また、上記従来例と異なり、上記冷却部で熱処理後の被処理物を冷却している間に、次の被処理物を加熱室内で熱処理することができるので、被処理物を連続してバッチ処理する場合でも従来例に比べて処理速度を容易に高めることができ、当該オーブンの処理能力を向上することができる。しかも、炉床部材によって炉口を閉塞し熱処理後の加熱室内を密封することができるので、上記冷却部で熱処理後の被処理物を冷却している点とも相まって、熱処理後の被処理物を取り出した後における加熱室内の温度低下を極力抑えることができる。この結果、当該加熱室の内部温度を所定温度で維持することができ、被処理物を連続してバッチ処理する場合でも処理速度の低下を防いで被処理物のバッチ処理時間を短くすることができる。
【0021】
さらに、上記熱風循環式オーブンにおいて、冷却部が、投入・取出室において熱処理前の被処理物の搬入経路を迂回する位置に設けられているので、熱処理前の被処理物に対する上記搬送機構による搬入動作が上記冷却部で冷却されている熱処理後の被処理物によって妨げられるのを確実に防ぐことができるので、熱処理後の被処理物に対する冷却処理と次の被処理物に対する熱処理との自動化を簡単な構成で行うことができ、被処理物を連続して処理する場合などでも処理速度を高めて当該オーブンの処理能力を向上することができる。
【0022】
請求項2の熱風循環式オーブンによれば、上記移載部材が昇降機構による炉床部材の昇降動作によって当該炉床部材と搭載部材との間で被処理物を移載するので、移載ロボットなどを設けることなく炉床部材と移動台車との間の被処理物の移載を簡単に行うことができ、当該オーブンの構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による熱風循環式オーブンの右側面図(一部断面を含む。)である。
【図2】上記熱風循環式オーブンの正面側からみた断面図である。
【図3】上記熱風循環式オーブンの上方側からみた平面図(一部断面を含む。)である。
【符号の説明】
1 熱風循環式オーブン
3 加熱室
4 ロード室
5 投入・取出室
9 昇降機構
10 炉床部材
13a,13b 移載部材(移載機構)
14 移動台車(搬送機構)
14a,14b 搭載部材
15 移動機構(搬送機構)
16c 第3の支持台(冷却部)
P 炉口
Claims (2)
- 最高使用温度が700℃迄の低中温領域でバッチ式にて熱処理が行われるオーブンであって、
床部に炉口を形成し、内部を循環させた熱風によって被処理物に熱処理を施す加熱室と、
前記加熱室の下方に設けられるとともに、前記炉口を介して加熱室と連通するロード室と、
前記ロード室に昇降可能に設けられ、搭載した被処理物を上昇位置において前記加熱室に導入するとともに、前記炉口を閉塞する炉床部材と、
前記炉床部材を前記ロード室内で昇降させる昇降機構と、
前記ロード室に連設されるとともに、熱処理前の被処理物を外部から前記ロード室へ搬入する経路を迂回する位置に、熱処理後の被処理物を冷却する冷却部を有しており、熱処理前の被処理物の前記ロード室への投入及び熱処理及び冷却後の被処理物の外部への取出が行われる投入・取出室と、
熱処理前の被処理物を前記投入・取出室から前記ロード室に搬入し、熱処理後且つ冷却前の被処理物を前記ロード室から前記投入・取出室に搬出する搬送機構と、
前記炉床部材と前記搬送機構との間で被処理物を一方から他方に移載するための移載機構とを備えていることを特徴とする熱風循環式オーブン。 - 前記搬送機構には、被処理物を搭載する搭載部材を有し、前記ロード室と前記投入・取出室との間で前記搭載部材上に搭載した被処理部を移動させる移動台車が設けられ、
前記移載機構は、前記炉床部材と前記移動台車との間で被処理物を移載するときに前記搭載部材と同一平面を形成するよう前記炉床部材上に設けられた移載部材により構成され、その移載部材が前記昇降機構による炉床部材の上昇動作によって搭載部材側から炉床部材側に被処理物を移載し、かつ前記昇降機構による炉床部材の下降動作によって炉床部材側から搭載部材側に被処理物を移載することを特徴とする請求項1記載の熱風循環式オーブン。
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JPH10303285A (ja) | 基板冷却装置及びそれを備えた基板処理装置 |
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