热处理装置 【技术领域】
本发明涉及一种包括与炉体连接的门的热处理装置，该门在例如液晶面板用的平板状工件(如玻璃基板)被装入炉体或从炉体中取出时打开和关闭。
背景技术
在热处理装置中，为使炉体内部的温度分布保持在所需条件下，确保炉体的隔热性能和密封性是很重要的。此外，在炉体与门连接的情况下，可以认为，在门保持打开的时间段抑制热量从炉体内部泄漏到外部以及在炉体和门之间不会形成可能会导致热泄漏的间隙的发明构思是很重要的。
因此，在包括与其炉体连接的门的常规热处理装置中，存在一种热处理装置，其内设有分别与多段式构成的多个热处理部对应的多个门(各门水平方向上较长)，且设置成仅当工件被装入相应的热处理部中以及从中取出时打开和关闭门(参见日本专利申请公开公报No.2001-12856)。由于在该热处理装置中这样的结构允许限制性地打开多个门中的一部分，因而似乎可以将门打开时热量从炉体内部泄漏到外部抑制到低水平。
然而，随着近些年来平板状工件的大型化，门(特别是水平方向的长度)也趋于大型化；这样，门的大型化形成了间隙，导致热量在炉体和门之间更容易泄漏。例如，随着门的大型化，因炉体内部和外部之间的温差而使门发生弯曲时形成的最大挠度可能会增大至超过容许值的程度；因此在靠近发生最大弯曲的区域，有时会在门和炉体之间形成间隙。
当门和炉体之间出现间隙时，由于热空气从间隙泄漏，且由于吸入与泄漏的热空气一样多的外部空气，因此炉体内部的温度分布容易被扰乱。
本发明的目的是提供一种包括门的热处理装置，可以在没有降低其隔热性能的情况下使该门大型化。
【发明内容】
本发明的热处理装置包括炉体、门和驱动单元。所述炉体被设置成收容进行热处理的一个以上的工件。
所述门与所述炉体连接，包括隔热部和框架构件。所述隔热部被设置成使所述炉体内部与外部隔热。此外，所述隔热部具有沿水平方向上较长的门的长度方向连续配置的多个隔热件。所述框架构件被设置成以多个隔热件中的至少一部分能够沿所述长度方向自由移动的方式支撑所述隔热部。另外，所述框架构件被设置成与所述驱动单元连接。
所述驱动单元被设置成当工件被装入所述炉体内和从中取出时打开和关闭所述门。所述驱动单元的例子包括使门绕着水平轴摆动的机构，以及使门上下滑动(垂直方向)的另一种机构。
在这种结构中，所述隔热部被分割成多个隔热件，此外，所述多个隔热件中的一部分或所有隔热件被设置成能够相对于所述框架构件自由移动。因此，当各隔热件经受热膨胀时，通过各隔热件相对于所述框架构件的自由移动吸收各隔热件伸长的增量。另外，即使当所述隔热部因所述炉体内部和外部之间的温差而弯曲时，由于各隔热件单独弯曲，所以隔热部的最大挠度可以抑制到小于一体构成的另一种隔热部的最大挠度。结果，即使当水平方向上较长的门大型化时，所述隔热部的最大挠度也不会与所述门的大型化成比例地增加。因此，即使当水平方向上较长的门大型化时，由于在门和炉体之间不可能出现间隙，因此门的隔热性能不会降低。
此外，由于隔热部未固定在框架构件上，并且由于与隔热部固定在框架构件上的另一种结构相比，在该结构中在隔热部处产生的热应力不太可能传递到框架构件，因此即使当隔热部变形时也能使框架构件保持其初始的几何形状。
【附图说明】
图1是显示根据本发明实施例的热处理装置地简图。
图2A～图2C是显示门的结构的简图。
图3A和图3B是显示主框架和隔板的结构的图。
图4A和图4B是显示隔板可相对于主框架滑动的结构的例子的图。
图5A和图5B是显示隔板弯曲状态的说明性简图。
【具体实施方式】
图1是显示根据本发明实施例的多段式IR(红外辐射)炉10的简图。在下面的实施例中，将IR炉10作为根据本发明的热处理装置的例子来进行说明；然而，本发明的范围不局限于使用红外线加热器的那些，相反本发明也可适用于设有诸如热风循环加热和/或热板加热等其它加热方式的热处理装置。
如图1所示，IR炉10在其上部包括炉体12，在炉体12中收容进行热处理的工件15。在本实施例中，一边长约3m的基板用作工件15；然而，当工件15比该基板更大或更小时，也可优选实施本发明。控制单元16设置在炉体12的下方，控制单元16收纳IR炉10的驱动系统板和控制系统板。控制单元16用于对IR炉10的操作进行全面控制。
炉体12的内部包括多个热处理部14。各热处理部14均包括用于在设定温度下加热工件15的加热单元18。此外，如图2A～图2C所示，门20与各热处理部14的前侧连接，门20在水平方向上较长，且设置成在工件15通过时打开和关闭。多个门20以一个门对应于一个热处理部14的方式配置，各门被设置成当工件被装入相应的热处理部内和从中取出时打开。
如图2B所示，门20包括隔板26、主框架22和驱动单元28。隔板26被设置成使炉体12的内部与外部隔热。另外，如下所述，隔板26以沿其长度方向分割为多个构件的方式配置。主框架22被设置成支撑隔板26，从而起到确保门20的强度的功能。这里，隔板26被设置成包括由钢板制成的容器，在该容器内含有由陶瓷纤维制成的隔热材料；铝被用作主框架22的材料；然而，主框架22和隔板26的材料并不局限于此。
通过连接件24将驱动单元28固定在主框架22上。此外，如图2C所示，驱动单元28通过臂285与主框架22连接，并设置成以转动方式驱动沿水平方向设置的转动轴280。转动轴280被安装在门支撑件282上的轴承284支撑，并通过联接件286与转动致动器288连接，其中门支撑件282设置在靠近开口的位置。在该结构中，通过转动致动器288转动约90度，使门20进行如图2B所示的打开-关闭动作。
尽管在本实施例中采用的是转动门结构，但是本发明也可以适用其它结构，例如，使门沿上-下方向(垂直方向)滑动的结构。
接下来，参照图3A和图3B，对主框架22和隔板26的结构进行说明。
隔板26包括诸如衬垫25等密封件，密封件被设置成介于隔板和炉体12之间。
隔板26由沿长度方向连续配置的具有隔热性能的多个隔片262构成。尽管在本实施例中隔板26包括6个隔片262，然而隔片262的数量不局限于6个。
考虑到隔板26的热膨胀，主框架22被设计成稍长于隔板26。此外，主框架22被设置成以使各隔片262可沿长度方向自由移动的方式支撑各隔片262。
参照图4A和图4B，对使各隔片262可相对于主框架22自由移动(典型情况是滑动)的结构的例子进行说明。图4A是主框架22和隔片262的侧剖视图，图4B是主框架22和隔片262的俯视图。
各隔片262均固定在L形横截面的支架264上，支架264通过浮动机构(例如，在支架264上沿门20的长度方向形成的长孔和沿长孔移动的销子266的组合)与销子266连接。虽然这里所示的结构是在各隔片262的长度方向的略中央设有支架264，但是支架264也可以设置在其它地方，例如，在各隔片262的两端部；因此，支架264的位置和数量可以任意决定。
另一方面，在主框架22的预定位置处，沿长度方向设置狭槽222，狭槽222被设置成使销子266嵌在其内并保持配合。在本实施例中，位于隔板26中央的两个隔片262被固定在主框架22上；然而，并不局限于此种结构。
此外，使各隔片262相对于主框架22自由移动的结构不局限于在本实施例中所采用的结构。例如，可以采用使各隔片262沿狭槽222移动的结构，而不是采用在支架264和销子266之间的浮动机构。
根据上述结构，当各隔片262经受热膨胀时，通过允许各隔片262沿门20的长度方向自由移动的上述浮动机构吸收伸长的增量。另外，当隔板26因炉体12的内部和外部之间的温差而弯曲时，由于各隔片262单独变形，因此与一体构成的常规隔板30的最大挠度(参照图5B中的箭头50)相比，隔板26的最大挠度(参照图5A中的箭头40)显著减小。
结果，由于隔板26的最大挠度可以被抑制到小于介于炉体12和门20之间的衬垫25的变形量(例如，约2mm)，因此即使在隔板26略弯曲时也不会降低门20的隔热性能。这样，由于即使隔板26变形而在炉体12和门20之间也不会出现间隙，因此能够抑制气氛泄漏和随之产生的升华物附着，从而改善了炉体内部的温度分布的精度。
此外，在上述结构中，为防止各隔片262因热膨胀而在其移动范围(长孔的尺寸)内任意移动，可以在门20上采用朝预定方向对各隔片262施加力的施力机构(例如，弹簧)。
在任何方面对实施例的上述说明只是说明性的，不应认为是限制性的。本发明的范围由权利要求书而不是由上述实施例限定。此外，在含义上等同于权利要求的所有变化和等同原则均意图包含在本发明的范围内。