JP5108543B2 - Heat treatment furnace for flat members - Google Patents
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Description
本発明は、例えばプラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネルのような大型のフラットパネルに代表される平板状部材の製造に用いられる平板状部材の熱処理炉に関するものである。 The present invention relates to a heat treatment furnace for a flat member used for manufacturing a flat member represented by a large flat panel such as a plasma display panel or a liquid crystal display panel.
プラズマディスプレイパネル等のフラットパネルは、ガラスやセラミックスからなる基板上に機能性材料を多層に印刷し、乾燥や焼成などの熱処理を施すことによって製造された平板状部材である。このような平板状部材の熱処理を効率よく行うために、特許文献1に示されるように、従来からローラーハースキルン等の熱処理炉が広く使用されている。
A flat panel such as a plasma display panel is a flat plate member manufactured by printing a functional material in multiple layers on a substrate made of glass or ceramics, and performing a heat treatment such as drying or baking. In order to efficiently perform the heat treatment of such a flat plate member, as shown in
このようなローラーハースキルンは、図15に示されるように、炉体122に、多数のセラミックス製のローラ120を、貫通させて一定ピッチで配置した形式のトンネル炉である。各ローラ120は、炉体122外に設けた駆動装置121によって同一方向に回転されるようになっている。平板状部材131をセッター132上に載置した状態で、セッター132を前記ローラ120上に載せて、平板状部材131を搬送するようにしている。炉体122内は予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などに区分され、バーナやヒータ123等の加熱手段によって炉室内に所定の温度勾配が形成されている。平板状部材131は多数のローラ120によって炉長方向に移送されながら、予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などを通過する間に所定の温度履歴が与えられ、熱処理される。
Such a roller hearth kiln is a tunnel furnace in which a large number of
最近では、製造されるフラットパネルが大型になりつつあることから、炉幅が大きくなり、ローラ120の長さも長くなりつつある。しかしながら、ローラ120はセラミックス製であることから、長尺のローラ120を製作することは困難であるという問題があった。また、ローラ120が長くなるにつれて、ローラ120の中央部分の曲げモーメントも増大することから、ローラ120が撓むことや、破損する可能性があるという問題があった。また、炉体122をメンテナンスする場合に、ローラ120を炉体122から抜き取る必要があるが、ローラ120が長尺である場合には、ローラ120を抜き取るスペースの確保が困難であるという問題があった。
Recently, since the flat panel to be manufactured is becoming larger, the furnace width is increased, and the length of the
そこで、ローラ120の代わりに、炉体122内の床面に、浮上用気体の噴出手段を設けて、平板状部材131やセッター132を、前記浮上用気体で浮上させて炉体122内を搬送する熱処理炉が提案されている。しかしながら、このような熱処理炉は、炉体122内の温度が低下することを防止するために、前記浮上用気体を炉体122内の温度と殆ど同じ温度に加熱する必要があり、多大なエネルギーを消費してしまうという問題があった。
Therefore, instead of the
そこで、大型の平板状部材131であっても、熱処理することができる熱処理炉の開発が要望されていた。
本発明は、大型の平板状部材であっても、熱処理することができる平板上部材の熱処理炉を提供するためになされたものである。 The present invention has been made to provide a heat treatment furnace for a flat plate member that can be heat-treated even for a large flat plate member.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、平板状部材を、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、
前記炉体の両側壁から炉内に延出するローラを、互いに対向させて、炉内側が側壁側よりも低くなるように傾けて、炉長方向に複数、回転自在に配設し、
前記ローラ上に平板状部材を載せ、前記ローラを一定方向に回転させて、前記平板状部材を、炉体の炉長方向に移送するように構成したことを特徴とする。
Invention of
Rollers extending into the furnace from both side walls of the furnace body are opposed to each other, tilted so that the inside of the furnace is lower than the side wall, and a plurality of rollers are disposed in the furnace length direction, and are rotatably arranged.
A flat plate member is placed on the roller, the roller is rotated in a certain direction, and the flat plate member is transferred in the furnace length direction of the furnace body.
請求項2に記載の発明は、対向するローラの少なくとも一方の下方に、前記ローラを転支する受けコロを設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、対向するローラの先端間に、平板状部材を転支する受けコロを配設したことを特徴とする。
The invention described in
請求項4に記載の発明は、対向するローラの先端間に、平板状部材を転支し、回転軸が炉外に配設されたディスクを設けたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a disk in which a flat member is transferred between the tips of opposing rollers and a rotating shaft is disposed outside the furnace.
請求項5に記載の発明は、対向するローラの先端間に、上方に開口した気体吹出口を配設し、前記ローラ上に平板状部材を載置した状態で、前記気体吹出口から気体を、前記平板状部材に吹き出すように構成したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a gas blower opening opened upward is disposed between the tips of the opposed rollers, and gas is supplied from the gas blower outlet in a state where a flat plate member is placed on the roller. Further, it is configured to blow out to the flat plate-like member.
請求項1に記載の発明は、炉体の両側壁から炉内に延出するローラを、互いに対向させて、炉長方向に複数、回転自在に配設したことを特徴とする。このため、ローラを2分割にすることにより長尺なローラを製作する必要がなく、炉幅を広くすることが可能となった。また、炉体をメンテナンスする際の、ローラを抜き取るための広大なスペースを確保する必要が無くなった。
The invention according to
また、請求項1に記載の発明は、対向するローラの炉内側を、側壁側よりも低くなるように傾けて配設したので、平板状部材をローラの広い範囲で保持することにより、ローラの先端と平板状部材が点接触して、平板状部材に傷が付くことを防止することが可能となった。 In the first aspect of the invention, since the furnace inner side of the opposing roller is inclined so as to be lower than the side wall side, by holding the flat plate member in a wide range of the roller, It was possible to prevent the flat plate member from being scratched by the point contact between the tip and the flat plate member.
請求項2に記載の発明は、対向するローラの少なくとも一方の下方に、前記ローラを転支する受けコロを設けたことを特徴とする。このため、多大な曲げモーメントが、ローラに作用することを防止し、ローラの破損を防止することが可能となった。また、ローラが撓むことを防止して、ローラ上に載せられた、平板状部材が変形することを防止することが可能となった。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、対向するローラの先端間に、平板状部材を転支する受けコロを配設したことを特徴とする。このため、多大な曲げモーメントが、ローラに作用することを防止し、ローラの破損を防止することが可能となった。また、ローラが撓むことを防止して、ローラ上に載せられた、平板状部材が変形することを防止することが可能となった。また、受けコロでも、平板状部材を転支することにしたので、ローラの長さを短くすることができ、炉体をメンテナンスする際の、ローラを抜き取るためのスペースを、更に減少させることが可能となった。
The invention described in
請求項4に記載の発明は、対向するローラの先端間に、平板状部材を転支し、回転軸が炉外に配設されたディスクを設けたことを特徴とする。このため、多大な曲げモーメントが、ローラに作用することを防止し、ローラの破損を防止することが可能となった。また、ローラが撓むことを防止して、ローラ上に載せられた、平板状部材が変形することを防止することが可能となった。また、ディスクでも、平板状部材を転支することにしたので、ローラの長さを短くすることができ、炉体をメンテナンスする際の、ローラを抜き取るためのスペースを、更に減少させることが可能となった。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a disk in which a flat member is transferred between the tips of opposing rollers and a rotating shaft is disposed outside the furnace. For this reason, it is possible to prevent a large bending moment from acting on the roller and to prevent the roller from being damaged. Further, it is possible to prevent the roller from being bent and to prevent the flat plate member placed on the roller from being deformed. In addition, since the plate-shaped member is also transferred in the disk, the length of the roller can be shortened, and the space for extracting the roller when maintaining the furnace body can be further reduced. It became.
請求項5に記載の発明は、対向するローラの先端間に、上方に開口した気体吹出口を配設し、前記ローラ上に平板状部材を載置した状態で、前記気体吹出口から気体を、前記平板状部材に吹き出すように構成したことを特徴とする。このため、気体吹出口から吹き出される気体により、平板状部材を保持し、多大な曲げモーメントが、ローラに作用することを防止し、ローラの破損を防止することが可能となった。また、気体吹出口から吹き出される気体でも、平板状部材を保持することにしたので、ローラの長さを短くすることができ、炉体をメンテナンスする際の、ローラを抜き取るためのスペースを、更に減少させることが可能となった。 According to a fifth aspect of the present invention, a gas blower opening opened upward is disposed between the tips of the opposed rollers, and gas is supplied from the gas blower outlet in a state where a flat plate member is placed on the roller. Further, it is configured to blow out to the flat plate-like member. For this reason, it is possible to hold the flat plate member by the gas blown out from the gas outlet and prevent a large bending moment from acting on the roller, thereby preventing the roller from being damaged. In addition, even with the gas blown out from the gas outlet, since it was decided to hold the flat plate member, the length of the roller can be shortened, the space for extracting the roller when maintaining the furnace body, Further reduction is possible.
(第1の実施形態)
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態(第1の実施形態)を示す。図1は第1の実施形態の説明図であり、炉体1の断面を示した図である。炉体1は、床壁1a、側壁1b、天井壁1cとから構成され、トンネル状をしている。炉体1は、耐火材や断熱材で構成されている。炉体1には、加熱手段が設けられ、この加熱手段により、炉体1内を昇温するようにしている。加熱手段の一例として、天井ヒータ、床ヒータが含まれる。
(First embodiment)
Hereinafter, a preferred embodiment (first embodiment) of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of the first embodiment, and shows a cross section of the
2は円柱形状のローラである。ローラ2は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、前記セラミックスには、アルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)、Si含浸SiCが含まれ、ローラ2をこれらのセラミックスで構成することが好ましい。ローラ2は、炉体1の両側壁1bから、炉内に延出している。両側壁1bから炉内に延出したローラ2の先端2aは、互いに対向している。ローラ2は、炉体1に、炉長方向に対して一定間隔をおいて、複数配設されている。なお、本発明において、「両側壁1bから炉内に延出したローラ2の先端2aは、互いに対向している」とは、両側壁1bから炉内に延出したローラ2の炉長方向の位置が同じ位置だけでなく、炉長方向の位置が同じ位置でない状態も含まれる。
ローラ2は、炉外から、側壁1bを貫通して配設されている。ローラ2の基端2bは、炉外に配設されたローラ支持部材3により回転自在に支持されている。ローラ2は、図示しない駆動手段により、同一速度で一定方向に回転するようになっている。前記駆動手段には、サーボモータやインバータモータ等が含まれる。
The
ローラ2の上には、平板状部材50が載置され、一定方向に回転するローラ2により、炉体1の炉長方向に移送されるようになっている。この際に、平板状部材50が、熱処理されるようになっている。なお、前記熱処理には、乾燥や焼成が含まれる。なお、平板状部材50を結晶化ガラスで構成されたセッターに載せて、このセッターをローラ2上に載せて、平板状部材50を炉体1の炉長方向に移送することにしても差し支えない。前記セッターに、結晶化ガラスを使用すると、セッターが熱膨張し難く、前記セッターに載せられた平板状部材50に与える影響を少なくすることが可能となる。
A
図1に示されるように、対向するローラ2は、炉体1内側が側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設されている。なお図1は、ローラ2の傾きが誇張されて表されている。本実施形態では、ローラ2は、水平面に対して0.1°〜1°傾斜している。このように、対向するローラ2の炉体1内側を、側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設したのは、平板状部材50をローラ2の広い範囲で保持することにより(面接触するようにして)、ローラ2の先端1aと平板状部材50が点接触して、平板状部材50に傷が付くことを防止するためである。
As shown in FIG. 1, the opposing
なお、ローラ2の水平面に対する傾斜角を0.1°以下にすると、前述した効果が低く、一方で、ローラ2の水平面に対する傾斜角を、1°以上にすると、ローラ2上に載置された平板状部材50の中央が下側に垂れ下がり、平板状部材50が変形する恐れある。そこで、ローラ2の水平面に対する傾斜角を、0.1°〜1°に設定することにした。
When the inclination angle of the
なお、平板状部材50の変形を防止するために、炉体1内の温度を、平板状部材50の融点や変態点以下の温度に設定することが好ましい。
In order to prevent deformation of the
対向するローラ2の両先端2aの下方には、受けコロ4が配設されている。第1の実施形態では、受けコロ4は、対向するローラ2の両先端2aを転支している。本実施形態では、受けコロ4は、円盤形状をしている。本実施形態では、受けコロ4は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、前記セラミックスには、アルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)、Si含浸SiC、窒化珪素(Si3N4)が含まれ、受けコロ4をこれらのセラミックスで構成することが好ましい。
A receiving
図2に受けコロユニット7の斜視図を示し、図3に図2のA−A断面の断面図を示す。図4に図1のB−B断面の断面図を示す。図2に示されるように、複数の受けコロ4が、縦長の支持部材5に回転自在に列設されていて、受けコロユニット7を構成している。本実施形態では、支持部材5は、角パイプ形状をしている。あるいは、支持部材5は、箱形状であっても差し支えない。支持部材5は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、支持部材5を耐熱金属で構成することにしても差し支えない。
2 is a perspective view of the receiving roller unit 7, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB in FIG. As shown in FIG. 2, a plurality of receiving
図2に示されるように、支持部材5には、支持部材5の幅方向を貫通する軸支穴5aが貫通形成されている。図2や図3に示されるように、支持部材5の上部には、支持部材5の内外を連通する、断面形状が長方形状の連通穴5bが形成されている。受けコロ4を支持部材5内に入れた状態で、受けコロ4の上部を、連通穴5bから支持部材5の外部に露出させている。
As shown in FIG. 2, the
また、図3に示されるように、受けコロ4の中心には、断面形状が円形状の貫通穴4aが形成されている。受けコロ4の貫通穴4aには、円柱形状のピン6が挿通されている。ピン6は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。ピン6は、支持部材5の軸支穴5aに挿通されている。このように構成することにより、受けコロ4の上部が、支持部材5の連通穴5bから突出するとともに、受けコロ4の上部以外の部分が、支持部材5の内部に収納されている構造となっている。
Further, as shown in FIG. 3, a through
ピン6の外径は、貫通穴4aの内径よりも僅かに小さくなっていて、受けコロ4は、ピン6に対して回転自在になっている。受けコロ4のピン6に対する回転による、受けコロ4の貫通穴4aとピン6の摩耗を減少させるために、受けコロ4とピン6は同材質で構成することが好ましい。受けコロとピンを前記実施例のように別構造とする形式の他に、受けコロ4とピン6を一体で成型する、または接合する構造としても良い。本構造の場合は支持部材5の軸支穴5aの内径をピン6の外形より僅かに大きくする構造となっている。
The outer diameter of the
受けコロユニット7は、受けコロユニット7の長手方向を、炉体1の炉長方向に向けて、炉体1内に配設されている。このように、複数の受けコロ4を、支持部材5に列設して、受けコロユニット7を構成することにしたので、炉体1の炉長方向の位置決め作業を容易にすることが可能となる。また、受けコロ4とピン6の摺動部分が、パイプ形状又は箱形状の支持部材5の内部に位置しているので、受けコロ4とピン6の摺動にともなう粉塵が、支持部材5内に留まり、前記粉塵が炉体1内に飛散することを防止し、炉体1内を清浄な状態に保つことが可能となる。また支持部材5内を吸引する配管を設けることにより、粉塵の飛散をさらに抑制することも可能である。
The receiving roller unit 7 is disposed in the
図4に示されるように、ローラ2の先端は、隣接する2個の受けコロ4で転支されている。このように、ローラ2の先端を、受けコロ4で転支することにしたので、ローラ2のローラ支持部材3で支持されている部分に、多大な曲げモーメントが作用することを防止している。また、ローラ2が撓むことを防止して、ローラ2上に載せられた、平板状部材50が変形することを防止している。
As shown in FIG. 4, the front end of the
図5に受けコロユニットの高さ調整機構の説明図を示す。図5は炉体1の床壁1b部分の断面を詳細に示した図である。10は外壁材である。外壁材10は、金属製の板材で構成されている。外壁材10の内側には、断熱材11が配設されている。断熱材11は、ファイバー状、又はボード状であり、セラミックファイバー、珪酸カルシウム等で構成されている。外壁材10及び断熱材11により、炉体1の床壁1bが構成されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the height adjustment mechanism of the receiving roller unit. FIG. 5 is a view showing in detail the cross section of the
外壁材10には、調整ネジ穴10aが螺刻されている。外壁材10の調整ネジ穴10aには、アジャスタボルト12が螺設されている。アジャスタボルト12の先端は、外壁材10を貫通して、断熱材11が配設されている側に突出している。一方で、アジャスタボルト12のネジ頭は、炉体1の外側に露出している。
An
アジャスタボルト12の先端には、板部材13が載置されている。板部材13は、金属やセラミックスで構成されている。板部材13上には、ブロック状の断熱煉瓦14が載置されている。断熱煉瓦14上に、受けコロユニット7が載置されている。アジャスタボルト12を回転させると、板部材13及び断熱煉瓦14が上下に移動し、更に、受けコロユニット7もまた、上下に移動するようになっている。このように構成したので、アジャスタボルト12を回転させるだけで、炉体1外から、受けコロユニット7の高さを微調整することが可能となり、受けコロユニット7の高さ方向の位置決め作業が容易となっている。より好ましい構造として、受けコロユニット直下部の外壁材10を部分的に取り外し可能な構造とし、板部材13及びアジャスタボルトごと炉の外部に取り外し可能とすることにより、受けコロの交換を容易にする構造としてもよい。
A
断熱材11の上で、受けコロユニット7の支持部材5の両側方には、耐火材25が配設されている。耐火材25と支持部材5の両側面とは当接している。このように、耐火材25を支持部材5の両側面に当接させて、ピン6が支持部材5から抜けることを防止している。受けコロユニットの支持部材を固定する方法としては、前述の耐火材の他、耐熱金属製の溝状のものとしてもよい。またピン6が支持部材5から抜けることを防止するため、ピンをその中央部を太くした段付構造としてもよい。
On the
(第2の実施形態)
図6に第2の実施形態の説明図を示して、第2の実施形態について本発明を説明する。第2の実施形態では、対向するローラ2の先端2aが近接するように、ローラ2の長さを第1の実施形態に比べて長くしている。1つの受けコロユニット7を、対向するローラ2の両先端2aの下方に配設している。第2の実施形態の受けコロ4は、第1の実施形態の受けコロ4に対して幅広になっている。第2の実施形態は、1セットの受けコロ4で、対向するローラ2の両先端2aを転支する実施形態である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is an explanatory diagram of the second embodiment, and the present invention will be described with respect to the second embodiment. In the second embodiment, the length of the
このように構成することにより、第1の実施形態に比べて受けコロユニット7の数が半分になり、受けコロユニット7の位置決め作業が容易になる。また、平板状部材50の幅方向の広い範囲(殆どの範囲)を、ローラ2で受けるので、ローラ2上に載置された平板状部材50の変形を抑制することが可能となる。また、対向するローラ2の先端2a間の空間が殆ど無いので、ローラ2上に載置された平板状部材50の温度分布を均一にすることが可能となる。
With this configuration, the number of the receiving roller units 7 is halved compared to the first embodiment, and the positioning operation of the receiving roller units 7 is facilitated. Further, since the
図6に示されるように、第2の実施形態もまた、対向するローラ2の炉体1内側を、側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設して、平板状部材50をローラ2の広い範囲で保持することにより(面接触するように)、ローラ2の先端1aと平板状部材50が点接触して、平板状部材50に傷が付くことを防止している。
As shown in FIG. 6, in the second embodiment as well, the inner side of the
第2の実施形態もまた、第1の実施形態と同様に、受けコロユニット7の高さ調整機構を設けることが好ましい。 Also in the second embodiment, it is preferable to provide a height adjusting mechanism for the receiving roller unit 7 as in the first embodiment.
(第3の実施形態)
図7に第3の実施形態の説明図を示し、図8に第3の実施形態の上面図を示して、第3の実施形態について本発明を説明する。第3の実施形態では、対向するローラ2は、長尺ローラ2dと短尺ローラ2eとから構成されている。第3の実施形態では、図8に示されるように、長尺ローラ2dと短尺ローラ2eを、炉体1の炉長方向に交互に配設している。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows an explanatory diagram of the third embodiment, FIG. 8 shows a top view of the third embodiment, and the present invention will be described with respect to the third embodiment. In the third embodiment, the opposing
受けコロユニット7は、炉体1の幅方向の中央に配設されている。このように構成することにより、1セットの受けコロ4は、長尺ローラ2dを転支するようになっている。対向する長尺ローラ2dと短尺ローラ2eの間には、空間が存在するが、第3の実施形態では、長尺ローラ2dと短尺ローラ2eを、炉体1の炉長方向に交互に配設したので、前記空間の炉体1の幅方向の位置も、炉長方向に対して交互に存在することになり、ローラ2上に載置された平板状部材50の温度分布を均一にすることが可能となる。また、平板状部材50の中央部は、常に、長尺ローラ2dで転支されるので、平板状部材50が垂れ下がるように変形することを防止することが可能となる。
The receiving roller unit 7 is disposed at the center in the width direction of the
図7に示されるように、第3の実施形態もまた、対向するローラ2d、2eの炉体1内側を、側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設して、平板状部材50をローラ2の広い範囲で保持することにより(面接触するように)、ローラ2の先端2aと平板状部材50が点接触して、平板状部材50に傷が付くことを防止している。
As shown in FIG. 7, in the third embodiment as well, the inner side of the
なお、長尺ローラ2dと短尺ローラ2e下側に、受けコロユニット7を配設し、長尺ローラ2dと短尺ローラ2eを、1セットの受けコロ4で転支することにしても差し支えない。
Note that the receiving roller unit 7 is disposed below the
第3の実施形態もまた、第1の実施形態と同様に、受けコロユニット7の高さ調整機構を設けることが好ましい。
(第4の実施形態)
図9に第4の実施形態の説明図に示して、以下第4の実施形態について本発明を説明する。第4の実施形態では、対向するローラ2の両先端2a間には、受けコロ4が配設されている。受けコロ4の上端位置は、ローラ2の両端2aの上端位置と殆ど同じ位置もしくは僅かに高い位置になっている。受けコロ4は、平板状部材50を転支している。本実施形態では、受けコロ4は、円盤形状をしている。本実施形態では、受けコロ4は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、前記セラミックスには、アルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)、Si含浸SiC、窒化珪素(Si3N4)が含まれ、受けコロ4をこれらのセラミックスで構成することが好ましい。
In the third embodiment as well, it is preferable to provide a height adjusting mechanism for the receiving roller unit 7 as in the first embodiment.
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is an explanatory diagram of the fourth embodiment, and the present invention will be described below with respect to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, a receiving
図9に示されるように、平板状部材50は、受けコロ4で転支されるようになっている。このように、平板状部材50を、受けコロ4で転支することにしたので、ローラ2のローラ支持部材3で支持されている部分に、多大な曲げモーメントが作用することを防止している。
As shown in FIG. 9, the
図9に示されるように、第4の実施形態もまた、対向するローラ2の炉体1内側を、側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設して、平板状部材50をローラ2の広い範囲で保持することにより(面接触するように)、ローラ2の先端1aと平板状部材50が点接触して、平板状部材50に傷が付くことを防止している。
As shown in FIG. 9, in the fourth embodiment, the inner surface of the
この第4の実施形態もまた、第1〜第3の実施形態と同様に、複数の受けコロ4を、縦長の支持部材5に回転自在に列設して、受けコロユニット7を構成し、炉体1内に配設することが好ましい。
In the fourth embodiment, similarly to the first to third embodiments, a plurality of receiving
第4の実施形態もまた、第1の実施形態と同様に、受けコロユニット7の高さ調整機構を設けることが好ましい。 In the fourth embodiment, it is preferable to provide a height adjusting mechanism for the receiving roller unit 7 as in the first embodiment.
(第5の実施形態)
図10に第5の実施形態の説明図を示して、第5の実施形態について本発明を説明する。第5の実施形態では、対向するローラ2の先端2a間に、気体吹出口18aを配設し、気体吹出口18aから吹き出される気体により、平板状部材50に上向きの力を作用させる実施形態である。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is an explanatory diagram of the fifth embodiment, and the present invention will be described with respect to the fifth embodiment . In 5th Embodiment,
第5の実施形態では、炉体1の炉幅方向に隣接する受けコロ4間に、気体供給管18を配設している。気体供給管18は、セラミックスや耐熱金属で構成されている。気体供給管18の上部には、上方に開口した気体吹出口18aが形成されている。気体吹出口18aは、炉体1の炉長方向に一定間隔もしくは不均等間隔をおいて複数形成されている。
In the fifth embodiment, the
気体供給管18は、図示しない気体供給手段に接続されている。気体供給手段により、気体供給管18に、空気や窒素等の気体が加圧された状態で供給されるようになっている。前記気体供給手段には、ブロワが含まれる。
The
気体供給手段と気体供給管18との間には、加熱手段が設けられている。この加熱手段により、前記気体供給手段により供給された加圧気体が加熱され、気体吹出口18aから加熱気体が吹き出されるようになっている。
A heating means is provided between the gas supply means and the
気体吹出口18aから吹き出される加熱気体の温度は、炉内1の温度に対して0℃〜−40℃以内に制御されるようになっている。この気体吹出口18aから吹き出される、加熱気体の温度を前記した温度に制御することにより、平板状部材50の面内温度差が小さくなるようにしている。気体吹出口18aから吹き出される加熱気体の温度が、炉内1温度に対して40℃以上低い場合には、気体吹出口18aとその周辺の温度差が、大きくなり平板状部材50の温度分布が不均一となり、平板状部材50が反る危険性が生じる。
The temperature of the heated gas blown from the
前記加熱手段には、電熱ヒータやバーナが含まれる。気体吹出口18aから、吹き出される気体は平板状部材50と直接接触するので、バーナフレームと加圧気体とを直接接触させる構造は、平板状部材50に異物を付着させるおそれがあるため好ましくない。このため、前記加熱手段が、バーナである場合には、加圧空気の流路を外側からバーナ加熱する構造となっている。なお、前記加熱手段は、炉体1からの排気熱を、熱交換器で回収して、加圧気体の加熱に使用する構造のものであってもよい。
The heating means includes an electric heater and a burner. Since the gas blown out from the
気体吹出口18aから加熱気体が吹き出されると、加熱気体が平板状部材50と当接し、平板状部材50に上向きの力が作用する。平板状部材50に上向きの力が作用すると、受けコロ4を下側に押し下げる力が減少するので、受けコロ4の貫通穴4aとピン6との摺動面の摩擦抵抗が減少する。受けコロ4とピン6が一体構造の場合にあっては、ピン6と支持部材5との摺動面の摩擦抵抗が減少する。このため、僅かな力で、平板状部材50を移送することが可能となり、ローラ2を回転させる駆動手段の出力を低下させることが可能となり、ローラ2を回転させるために消費されるエネルギーを低減することが可能となる。
When heated gas is blown out from the
また、受けコロ4の貫通穴4aとピン6との摺動面の摩擦抵抗が、受けコロ4とピン6が一体構造の場合にあっては、ピン6と支持部材5との摺動面の摩擦抵抗が減少するので、受けコロ4が平板状部材50に追従することなく滑ってしまうことを防止することができ、平板状部材50の受けコロ4との接触面に傷が付くことを防止することが可能となる。同様に、平板状部材50がローラ2に追従することなく滑ってしまうことを防止することができ、平板状部材50が移送されないことや、平板状部材50の受けコロ4との接触面に傷が付くことを防止することが可能となる。
Further, if the frictional resistance of the sliding surface between the through
ローラーハースキルンでは、平板状部材50の上面に比較して下面にはローラが存在するため、加熱を行いにくかったのであるが、本実施形態では、気体吹出口18aから平板状部材50の下面に、加熱気体を吹き付けることにしたので、平板状部材50の上面及び下面を均等に加熱することが可能となる。
In the roller hearth kiln, since the roller is present on the lower surface as compared with the upper surface of the
平板状部材50は、中央部よりも端部の方が加熱冷却され易いため、例えば、昇温工程では中央部の加熱空気の温度をやや高温とし、冷却工程ではやや低温にするなどの操作が可能となる。
Since the
図10に示されるように、第5の実施形態もまた、対向するローラ2の炉体1内側を、側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設して、平板状部材50をローラ2の広い範囲で保持することにより(面接触するように)、ローラ2の先端1aと平板状部材50が点接触して、平板状部材50に傷が付くことを防止している。
As shown in FIG. 10, in the fifth embodiment as well, the inner side of the
(第6の実施形態)
図11に第6の実施形態を示して、以下第6の実施形態について本発明を説明する。第6の実施形態の床壁1aは、耐火材25、断熱材24、外殻板21とから構成され、上から下側に順に、耐火材25、断熱材24、外殻板21となっている。断熱材24は、ファイバー状、またはボード状であり、セラミックファイバー、珪酸カルシウム等で構成されている。外殻板21は、金属やセラミックスで構成されている。断熱材24により、炉体1内の雰囲気温度が断熱され、外殻板21が昇温することを防止している。
(Sixth embodiment)
FIG. 11 shows a sixth embodiment, and the present invention will be described below with respect to the sixth embodiment. The
図11に示されるように、耐火材25、断熱材24、外殻板21には、炉幅方向に一定間隔もしくは不等間隔をおいて、炉体1の内外を連通する連通穴19が形成されている。連通穴19の断面形状は、長方形状となっていて、長手方向を炉長方向に向けている。
As shown in FIG. 11, the
対向するローラ2の両先端2a間には、ディスク8が配設されている。ディスク8の上端は、ローラ2の両端2aの上端と殆ど同じ高さまたはローラ2より僅かに低い高さになっている。ディスク8は、平板状部材50を転支している。ディスク8は、幅寸法に対して直径が遙かに大きい円盤形状をしている。本実施形態では、ディスク8は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、前記セラミックスには、アルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)、Si含浸SiC、窒化珪素(Si3N4)が含まれ、ディスク8をこれらのセラミックスで構成することが好ましい。
A
ディスク8は、前記した連通穴19内に配設されている。ディスク8の下側は、連通穴19から炉体1外(炉体1の下側)に露出している。
The
ディスク8の中心には、軸穴8aが形成されている。軸穴8aには、回転軸9が挿通されている。本発明では、回転軸9は、床壁1aの下側、つまり、炉体1外に配設されている。回転軸9は、金属やセラミックスで構成されている。なお、回転軸9をディスク8と一体に形成することにしても差し支えない。
A
回転軸9は、外殻板21に取り付けられた軸受部26に回転自在に軸支されている。本実施形態では、ディスク8の回転軸9を、炉体1外に配設したので、軸受部26が炉体1の熱の影響を殆ど受けることがない。このため、軸受部26にボールベアリングや、潤滑油を使用したメタルベアリングや、表面がフッ素樹脂でコーティングされたブッシュを使用することが可能となり、ディスク8の摺動抵抗を大幅に低減させることが可能となる。
The
前記したように、平板状部材50は、ディスク8で転支されるようになっている。このように、平板状部材50を、ディスク8で転支することにしたので、ローラ2のローラ支持部材3で支持されている部分に、多大な曲げモーメントが作用することを防止している。
As described above, the
本発明では、前記したように、ディスク8の回転軸9を炉体1外に配設し、ディスク8の摺動抵抗を大幅に低減させたので、僅かな力で、平板状部材50を移送することが可能となり、ローラ2を回転させる駆動手段の出力を低下させることが可能となり、ローラ2を回転させるために消費されるエネルギーを低減することが可能となる。
In the present invention, as described above, the
また、ディスク8が平板状部材50に追従することなく滑ってしまうことを防止することができ、平板状部材50のディスク8との接触面に傷が付くことを防止することが可能となる。同様に、ローラ2が平板状部材50に追従することなく滑ってしまうことを防止することができ、平板状部材50が移送されないことや、平板状部材50のディスク8との接触面に傷が付くことを防止することが可能となる。
Further, it is possible to prevent the
なお、ディスク8の外縁以外を肉抜きし、例えばスポーク形状にすることが好ましい。このように、ディスク8を肉抜きした場合には、ディスク8の熱容量が小さくなり、熱処理炉の起動時に、短い時間でディスクを炉体1内温度にまで昇温させることが可能となり、短い起動時間で本発明の熱処理炉を運転することが可能となる。また、ディスク8を肉抜きした場合には、ディスク8の回転に関する慣性モーメントを低減させることが可能となり、移送される平板状部材50に対する追従性が良好となり、ディスク8が平板状部材50に追従することなく滑ってしまうことを防止することができ、平板状部材50のディスク8との接触面に傷が付くことを防止することが可能となる。また、後述するローラ2を回転させる駆動装置121の最大出力をより小さなものにすることが可能となり、平板状部材の熱処理炉の製造コストを低減することが可能となる。
In addition, it is preferable to make a portion other than the outer edge of the
図11に示されるように、外殻板21の下面には、カバー部材20が取り付けられている。カバー部材20は、炉体1から(外殻板21から)露出したディスク8を被覆している。カバー部材20は、例えば箱形形状をしている。図11に示した実施形態では、炉幅方向に並列して配設された複数のディスク8を被覆しているが、単一のディスク8を被覆する構造であっても差し支えない。
As shown in FIG. 11, a
このように、カバー部材20を設けたので、炉体1外からの気流の流れを遮断して、炉体1から露出するディスク8に、外気が連続して接触することを防止することが可能となる。このため、炉内からの熱漏洩の防止はもちろん、外気によりディスク8が冷却されることなく、ディスク8と接触する部分の平板状部材50の温度が、他の部分に比べて低下することを防止することが可能となり、平板状部材50の温度分布を均一に保つことが可能となり、熱処理される平板状部材50の品質を保つことが可能となる。
As described above, since the
なお、ディスク8を回転させる回転手段を設け、この回転手段で、ディスク8を回転させて、平板上部材50の移送を補助することとしても差し支えない。回転手段でディスク8を回転させると、ディスク8の摺動抵抗により、平板状部材50が蛇行することを防止することが可能となる。また、ディスク8が平板状部材50に追従することなく滑ってしまうことを完全に防止することができ、平板状部材50のディスク8との接触面に傷が付くことを防止することが可能となる。同様に、ローラ2が平板状部材50に追従することなく滑ってしまうことを完全に防止することができ、平板状部材50が移送されないことや、平板状部材50のディスク8との接触面に傷が付くことを防止することが可能となる。
A rotating means for rotating the
図11に示されるように、第6の実施形態もまた、対向するローラ2の炉体1内側を、側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設して、平板状部材50をローラ2の広い範囲で保持することにより(面接触するように)、ローラ2の先端1aと平板状部材50が点接触して、平板状部材50に傷が付くことを防止している。
As shown in FIG. 11, in the sixth embodiment as well, the inner side of the
(第7の実施形態)
図12に第7の実施形態を示して、以下第7の実施形態について本発明を説明する。第7の実施形態では、対向するローラ2の先端2a間に、気体供給管28が配設されている。本実施形態では、気体供給管28は、炉体1の炉長方向に沿って、複数並列して配設されている。図13に気体吹出口の周辺図を示す。図13の(1)に示されるように、気体供給管28は、角パイプ形状をしている。気体供給管28は、セラミックスや耐熱金属で構成されている。気体供給管28の上面には、気体供給管28の内外を連通し、上方に開口した、気体吹出口28aが形成されている。気体吹出口28aは、炉体1の炉長方向に一定間隔もしくは不均等間隔をおいて複数形成されている。
(Seventh embodiment)
FIG. 12 shows a seventh embodiment, and the present invention will be described below with respect to the seventh embodiment. In the seventh embodiment, a
図12に示されるように、隣接する気体供給管28間には、床板材29が載置されている。図13の(1)に示されるように、気体供給管28の上面の両側端部は、切り欠かれていて、凹欠部28bが凹欠形成されている。図13の(2)に示されるように、気体供給管28の凹欠部28bには、結晶化ガラス等の床板材29が載置され、床板材29の両側端部29aが、気体供給管28の凹欠部28bと嵌合するようになっている。このように構成することにより、床板材29の、高さ方向の位置決めが確実になり、床板材29の設置作業が容易になる。気体供給管28の上面と、床板材29の上面とは、同じ高さになっていて、同一平面となっている。
As shown in FIG. 12, a
図13の(3)に示されるように、炉長方向に隣接する床板材29の端部は、切り欠かれていて、凹欠部29bが凹欠形成されている。図13の(3)に示されるように、床板材29の凹欠部29bには、接合床板材30が載置され、接合床板材30が凹欠部29bに嵌合し、隣接する床板材29の隙間を封止している。床板材29と接合床板材30の上面は、同じ高さとなっていて、同一平面となっている。
As shown in (3) of FIG. 13, the end of the
以上説明した構造により、気体吹出口28aの開口面よりも下側は、気密構造になっている。このように構成することにより、後で説明するように、気体吹出口28aから吹き出される加熱気体が、床板材29上から漏洩することを防止している。
With the structure described above, an airtight structure is formed below the opening surface of the
気体供給管28は、図示しない気体供給手段に接続されている。気体供給手段により、気体供給管28に、空気や窒素等の気体が加圧された状態で供給されるようになっている。前記気体供給手段には、ブロワが含まれる。
The
気体供給手段と気体供給管28との間には、加熱手段が設けられている。この加熱手段により、前記気体供給手段により供給された加圧気体が加熱され、気体吹出口28aから平板状部材50の下面に加熱気体が吹き出されるようになっている。
A heating means is provided between the gas supply means and the
前記加熱手段には、電熱ヒータやバーナが含まれる。気体吹出口28aから、吹き出される気体は平板状部材50と直接接触するので、バーナフレームと加圧気体とを直接接触させる構造は、平板状部材50に異物を付着させるおそれがあるため好ましくない。このため、前記加熱手段が、バーナである場合には、加圧空気の流路を外側からバーナ加熱する構造となっている。なお、前記加熱手段は、炉体1からの排気熱を、熱交換器で回収して、加圧気体の加熱に使用する構造のものであってもよい。
The heating means includes an electric heater and a burner. Since the gas blown out from the
気体供給管28内には、温度センサーが配設されている。この温度センサーで、気体供給管28内を流通する加熱気体の温度を測温して、気体吹出口28aから吹き出される加熱気体の温度が所望の温度になるように制御している。
A temperature sensor is disposed in the
気体吹出口28aから加熱気体が吹き出されると、この加熱気体は、平板状部材50の下面と、床板材29との間を、炉体1の両側壁1b方向に流通するようになっている。前述したように、気体吹出口28aの開口面よりも下側は、気密構造になっていて、連続的に、気体吹出口28aから加熱気体が吹き出されるので、平板状部材50の下面と、床板材29との間の空間の気圧は、平板状部材50の上面の気圧よりも高くなるので、平板状部材50に上向きの力が作用し、炉体1内を移送される平板状部材50が、下側に垂れ下がるように変形することなく保持される。
When the heated gas is blown out from the
また、気体吹出口28aから吹き出される気体により、平板状部材50を保持し、多大な曲げモーメントが、ローラ2に作用することを防止し、ローラの破損を防止している。
Further, the gas blown from the
本実施形態では、ローラ2の載置面(ローラ2の上端)と気体吹出口28aの開口面との寸法Aを、2〜5mmに設定している。このような寸法に設定したのは、気体吹出口28aの開口面よりもローラ2の載置面を若干高くして、平板状部材50の荷重を、ローラ2でより多く支え、気体吹出口28aから吹き出される加熱気体の吹き出し量を減少させる意図である。寸法Aが2mmよりも小さい場合には、平板状部材50の下面を保持するために、気体吹出口28aから吹き出される加熱気体の吹き出し量が増大し、エネルギーが無駄になってしまう。一方で、寸法Aが5mmよりも大きい場合には、炉体1内を搬送される平板状部材50が垂れ下がるように変形する恐れがある。
In this embodiment, the dimension A between the mounting surface of the roller 2 (the upper end of the roller 2) and the opening surface of the
気体吹出口28aから吹き出される加熱気体の温度は、炉内1の温度に対して0℃〜−40℃以内に制御されるようになっている。この気体吹出口28aから吹き出される、加熱気体の温度の前記した温度に制御することにより、平板状部材50の面内温度差が小さくなるようにしている。気体吹出口28aから吹き出される加熱気体の温度が、炉内1温度に対して40℃以上低い場合には、気体吹出口28aとその周辺の温度差が、大きくなり平板状部材50の温度分布が不均一となり、平板状部材50が反る危険性が生じる。
The temperature of the heated gas blown out from the
図12に示されるように、第7の実施形態もまた、対向するローラ2の炉体1内側を、側壁1b側よりも低くなるように傾けて配設して、平板状部材50をローラ2の広い範囲で保持することにより(面接触するように)、ローラ2の先端2aと平板状部材50が点接触して、平板状部材50に傷が付くことを防止している。
As shown in FIG. 12, in the seventh embodiment as well, the inner side of the
(脱落防止機構)
図14に脱落防止機構の説明図を示し、脱落防止機構の説明をする。ローラ2の先端には、凹部2fが凹陥形成されている。もちろんローラ2をパイプ形状のものとしてもよい。支持部材5には、脱落防止部材16が取り付けられている。脱落防止部材16の一端16aを、ローラ2の凹部2fに挿入している。このように構成することにより、ローラ2の先端2aが、炉長方向に移動することを阻止し、受けコロ4で転支されたローラ2が、受けコロ4から脱落することを防止している。本実施形態では、脱落防止部材16は断面形状が”コ”字形状をしていて、脱落防止部材16の他辺は、支持部材5の下側に取り付けられているが、脱落防止部材16の構造及び脱落防止16の取付構造は、前記構造に限定されず、受けコロ4で転支されたローラ2が、受けコロ4から脱落することを防止する構造であればすべて含まれる。以上説明した脱落防止機構は、第1の実施形態、第3の実施形態、第4の実施形態、第5の実施形態、第6の実施形態、第7の実施形態に適用される。
(Falling prevention mechanism)
FIG. 14 is an explanatory view of the drop-off prevention mechanism, and the drop-off prevention mechanism will be described. A
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う平板状部材の熱処理炉もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。 Although the present invention has been described above in connection with the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. However, it can be changed as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a flat-plate member heat treatment furnace with such a change is also included in the technical scope. Must be understood.
1 炉体
1a 床壁
1b 側壁
1c 天井壁
2 ローラ
2a ローラの先端
2b ローラの基端
2d 長尺ローラ
2e 短尺ローラ
2f 凹部
3 ローラ支持部材
4 受けコロ
4a 貫通穴
5 支持部材
5a 軸支穴
5b 連通穴
6 ピン
7 受けコロユニット
8 ディスク
8a 軸穴
9 回転軸
10 外壁材
10a 調整ネジ穴
11 断熱材
12 アジャスタボルト
13 板部材
14 断熱煉瓦
16 脱落防止部材
16a 脱落防止部材の一端
18 気体供給管
18a 気体吹出口
19 連通穴
20 カバー部材
21 外殻板
24 断熱材
25 耐火材
26 軸受部
28 気体供給管
28a 気体吹出口
28b 凹欠部
29 床板材
29a 側端部
29b 凹欠部
30 接合床板材
30a 気体吹出口
30b 凹欠部
50 平板状部材
120 ローラ
121 駆動装置
122 炉体
123 ヒータ
131 平板状部材
132 セッター
A ローラの載置面と気体吹出口の開口面との寸法
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記炉体の両側壁から炉内に延出するローラを、互いに対向させて、炉内側が側壁側よりも低くなるように傾けて、炉長方向に複数、回転自在に配設し、
前記ローラ上に平板状部材を載せ、前記ローラを一定方向に回転させて、前記平板状部材を、炉体の炉長方向に移送するように構成したことを特徴とする平板状部材の熱処理炉。 A plate-shaped member heat treatment furnace that performs heat treatment while transferring the plate-shaped member in the furnace length direction of the tunnel-shaped furnace body,
Rollers extending into the furnace from both side walls of the furnace body are opposed to each other, tilted so that the inside of the furnace is lower than the side wall, and a plurality of rollers are disposed in the furnace length direction, and are rotatably arranged.
A flat plate member heat treatment furnace, wherein a flat plate member is placed on the roller, the roller is rotated in a certain direction, and the flat plate member is transferred in the furnace length direction of the furnace body. .
前記ローラ上に平板状部材を載置した状態で、前記気体吹出口から気体を、前記平板状部材に吹き出すように構成したことを特徴とする請求項1に記載の平板状部材の熱処理炉。 Between the tips of the opposing rollers, a gas blower opening upward is disposed,
2. The flat plate member heat treatment furnace according to claim 1, wherein a gas is blown out from the gas outlet to the flat plate member in a state where the flat plate member is placed on the roller.
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