平板状部材の熱処理炉
【課題】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状部材の熱処理炉を提供する。
【解決手段】平板状部材５０を、トンネル状の炉体１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、炉体１の両側壁１ｂから炉内に延出するローラ２を、互いに対向させて、炉内１側が側壁１ｂ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、ローラ２上に平板状部材５０を載せ、ローラ２を一定方向に回転させて、平板状部材５０を、炉体１の炉長方向に移送するように構成する。なお、対向するローラ２の少なくとも一方の下方に、ローラ２を転支する受けコロ４を設けることが好ましい。
【解決手段】平板状部材５０を、トンネル状の炉体１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、炉体１の両側壁１ｂから炉内に延出するローラ２を、互いに対向させて、炉内１側が側壁１ｂ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、ローラ２上に平板状部材５０を載せ、ローラ２を一定方向に回転させて、平板状部材５０を、炉体１の炉長方向に移送するように構成する。なお、対向するローラ２の少なくとも一方の下方に、ローラ２を転支する受けコロ４を設けることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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１２１内を搬送する熱処理炉が提案させている。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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開２００７−２９２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図２に受けコロユニット７の斜視図を示し、図３の図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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、板状部材１０が変形することを防止している。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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の両端２ａの上端位置は、ローラ２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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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をする。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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をする。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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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防止することが可能となる。
【００７０】
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を回転させる駆動手段２５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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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防止することが可能となる。
【００７４】
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。
【００７５】
（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。
【００７６】
図１２に示されるように、隣接する気体供給管２８間には、耐火タイル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２８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。
【００７７】
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、耐火タイル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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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、平板上部材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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、平板上部材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。
【００８６】
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、平板上部材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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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。
【００８９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】受けコロユニットの斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】受けコロユニットの高さ調整機構の説明図である。
【図６】第２の実施形態の説明図である。
【図７】第３の実施形態の説明図である。
【図８】第３の実施形態の上面図である。
【図９】第４の実施形態の説明図である。
【図１０】第５の実施形態の説明図である。
【図１１】第６の実施形態の説明図である。
【図１２】第７の実施形態の説明図である。
【図１３】気体吹出口の周辺図である。
【図１４】脱落防止機構の説明図である。
【図１５】従来のローラーハースキルンの説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
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
１５ 耐火材
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 耐火タイル
２９ａ 側端部
２９ｂ 凹欠部
３０ 接合耐火タイル
３０ 気体供給管
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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１２１内を搬送する熱処理炉が提案させている。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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開２００７−２９２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図２に受けコロユニット７の斜視図を示し、図３の図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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、板状部材１０が変形することを防止している。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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の両端２ａの上端位置は、ローラ２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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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をする。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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をする。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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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防止することが可能となる。
【００７０】
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を回転させる駆動手段２５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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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防止することが可能となる。
【００７４】
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。
【００７５】
（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。
【００７６】
図１２に示されるように、隣接する気体供給管２８間には、耐火タイル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２８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。
【００７７】
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、耐火タイル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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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、平板上部材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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、平板上部材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。
【００８６】
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、平板上部材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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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。
【００８９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】受けコロユニットの斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】受けコロユニットの高さ調整機構の説明図である。
【図６】第２の実施形態の説明図である。
【図７】第３の実施形態の説明図である。
【図８】第３の実施形態の上面図である。
【図９】第４の実施形態の説明図である。
【図１０】第５の実施形態の説明図である。
【図１１】第６の実施形態の説明図である。
【図１２】第７の実施形態の説明図である。
【図１３】気体吹出口の周辺図である。
【図１４】脱落防止機構の説明図である。
【図１５】従来のローラーハースキルンの説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
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
１５ 耐火材
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 耐火タイル
２９ａ 側端部
２９ｂ 凹欠部
３０ 接合耐火タイル
３０ 気体供給管
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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平板状部材の熱処理炉。
【請求項２】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項３】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項４】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項５】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項１】
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平板状部材の熱処理炉。
【請求項２】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項３】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項４】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項５】
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請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１８６０５０（Ｐ２００９−１８６０５０Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３８８０（Ｐ２００８−２３８８０）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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