JPH08136144A - 連続式熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱エネルギーの有効利用を図りつつセラミック
体の熱処理時間を短縮することができ、全体構造の小型
化とともに、セラミック体の品質向上をも実現すること
が可能な連続式熱処理炉を提供する。 【構成】本発明に係る連続式熱処理炉１は、円板形状と
されたセラミック体Ｓの搬送経路を取り囲んで設置され
た炉体２と、この炉体２の炉幅方向に沿って並列配置さ
れたうえで炉長方向に沿って支持された断面円形状の搬
送用軸体４と、これら搬送用軸体４を同一の周方向に沿
って回転させる駆動手段８〜１０とを備えており、搬送
用軸体４のそれぞれはセラミック体Ｓの積み込まれる搬
入側端部４ａが搬出側端部４ｂよりも高い位置にある傾
斜姿勢として支持され、かつ、隣接配置された２本ずつ
の間には厚み方向に重ね合わされたセラミック体Ｓの側
面が直接的に載置されるものであることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は円板形状とされたセラミ
ック体の熱処理を行う際に用いられる連続式熱処理炉に
係り、特には、その構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、サーミスタなどのような電子
部品を製造する際には円板形状のセラミック体を構成要
素として使用することが行われており、これらのセラミ
ック体に対する脱脂や焼成などのような熱処理において
は、図４で示すように、上面のみが開放されたセラミッ
ク製の熱処理用匣２０を用意し、かつ、これらの熱処理
用匣２０内に熱処理すべきセラミック体Ｓを厚み方向に
沿って積み上げたうえでの熱処理、つまり予め設定され
た温度プロファイルに従ってセラミック体Ｓを加熱した
後に冷却するという一連の熱的な操作を施すのが一般的
となっている。そして、このような熱処理にあたっては
大量生産に適した連続式熱処理炉（以下、熱処理炉とい
う）が用いられており、この種の熱処理炉の一例として
は図５で示すような構造を有するプッシャー炉２１が知
られている。

【０００３】すなわち、このプッシャー炉２１は所定厚
みの断熱材を用いて構成された炉体２２を備え、かつ、
この炉体２２内にはセラミック体Ｓを収納したうえで炉
長方向に沿って搬送される熱処理用匣２０の搬送路２３
が配設されたものであり、この搬送路２３を取り囲んで
設けられた炉体２２内には加熱用ヒータや雰囲気ガス供
給管（いずれも図示していない）などが配設されてい
る。そして、このプッシャー炉２１を用いての熱処理で
は、熱処理用匣２０を搬送用の台板２４上に多段積み状
態で載置した後、炉体２２の搬入側開口の外部位置に設
置されたプッシャーシリンダ（図示していない）を用い
て台板２４を順次炉内へと押し込みながら搬送路２３上
を搬送していくことが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来例
に係るプッシャー炉２１を用いての熱処理においては、
つぎのような不都合が生じていた。すなわち、まず、セ
ラミック体Ｓの熱処理を実行する際の道具であるところ
の熱処理用匣２０が必須であり、熱処理用匣２０のそれ
ぞれを加熱するための熱エネルギーが必要となる結果、
熱エネルギー損失の増大を招いてしまう。そして、これ
ら熱処理用匣２０が大きな熱容量を有しているため、セ
ラミック体Ｓに対する急速加熱及び急速冷却を行うこと
は難しく、セラミック体Ｓの熱処理を短時間で行うのは
困難となっていた。また、熱処理に伴ってセラミック体
Ｓ及び熱処理用匣２０が化学的な反応を起こすこともあ
るため、両者間にジルコニアなどの粉末を予め散布して
おくことによって化学的な反応が起こるのを防止する必
要もあった。

【０００５】さらに、多段積みされた熱処理用匣２０が
通過するのであるから、通過面積の大きな炉内空間を確
保しておく必要があり、炉体２２の大型化を招くことに
なって設置スペースが増大するばかりか、大型化した分
だけ炉体２２からの放熱に伴う熱エネルギー損失が増え
ることになっていた。さらにまた、多段積みされた上側
の熱処理用匣２０と下側の熱処理用匣２０とでは高さ位
置が相違しており、高さ位置によって炉内温度の不均一
が生じることもあるため、高さ位置の異なる熱処理用匣
２０それぞれに収納されたうえで熱処理されたセラミッ
ク体Ｓ相互の特性が相違することになり、品質のばらつ
きが生じることもあった。

【０００６】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、熱エネルギーの有効利用を図りつつ
セラミック体の熱処理時間を短縮化することができ、全
体構造の小型化とともに、セラミック体の品質向上をも
実現することが可能な熱処理炉の提供を目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る熱処理炉
は、このような目的を達成するために、円板形状とされ
たセラミック体の搬送経路を取り囲んで設置された炉体
と、この炉体の炉幅方向に沿って並列配置されたうえで
炉長方向に沿って支持された断面円形状の搬送用軸体
と、これら搬送用軸体を同一の周方向に沿って回転させ
る駆動手段とを備えており、搬送用軸体のそれぞれはセ
ラミック体の積み込まれる搬入側端部の方が搬出側端部
よりも高い位置にある傾斜姿勢として支持され、かつ、
隣接配置された２本ずつの間には厚み方向に重ね合わさ
れたセラミック体の側面が直接的に載置されるものであ
ることを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、傾斜支持された２本ずつの
搬送用軸体間に載置されたセラミック体に対しては傾斜
方向に沿う重力の作用と搬送用軸体の回転に伴う作用と
が相乗して加わることになり、これらのセラミック体は
搬送用軸体上を滑りつつ回転しながら炉長方向に沿って
搬送されていくことになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は本実施例に係る熱処理炉の全体構造
を示す縦断側面図、図２は熱処理炉の一端側を上側から
見た状態を示す外観斜視図、図３は熱処理炉の要部を拡
大して示す動作説明図であり、これらの図における符号
１は熱処理炉である。

【００１１】本実施例に係る熱処理炉１は、円板形状と
されたセラミック体Ｓに対する脱脂や焼成などの熱処理
を実行する際に使用されるものである。この熱処理炉１
は、図１で示すように、所定厚みの断熱材を用いて構成
され、かつ、熱処理されるセラミック体Ｓの搬送経路を
取り囲んで設置された炉体２を備えている。そして、こ
の炉体２は、炉長方向に沿っての傾斜角度が水平面に対
し５ないし１０°程度となる傾斜姿勢、すなわち、セラ
ミック体Ｓが積み込まれる一端側（図１では、左側）が
他端部よりも高くなった傾斜姿勢として床面Ｇ上に設置
されている。なお、炉体２が傾斜姿勢とされている必然
性はなく、水平姿勢であっても差し支えないことは勿論
である。また、この炉体２内には熱処理室３が設けられ
ており、熱処理室３内には加熱ヒータや雰囲気ガス供給
管、各種センサ類（いずれも図示していない）などが配
設されている。

【００１２】一方、この熱処理炉１は、炉体２の炉幅方
向に沿って並列配置され、かつ、その炉長方向に沿って
支持された複数本（図２及び図３では、４本）の搬送用
軸体４を具備しており、これら搬送用軸体４のそれぞれ
は断面円形状、すなわち、所定外径を有する円筒形状の
セラミック素材を用いたうえで作製されている。そし
て、これら搬送用軸体４の各々は、熱処理すべきセラミ
ック体Ｓの積み込まれる搬入側端部４ａの方がその搬出
側端部４ｂよりも高い位置にある傾斜姿勢、つまり炉長
方向に沿っての傾斜角度が炉体２と同等の５ないし１０
°程度になる傾斜姿勢として支持されており、所定間隔
だけ離間して隣接配置された２本ずつの搬送用軸体４間
には、厚み方向に沿って重ね合わされたセラミック体Ｓ
の側面が各搬送用軸体４の上側周面に接する状態で直接
的に載置されている。すなわち、これらの搬送用軸体４
は、炉体２が傾斜姿勢であるか水平姿勢であるかに拘わ
ることなく、傾斜姿勢とされているのである。

【００１３】また、この際、炉体２の一端側から炉外に
まで突出した各搬送用軸体４の搬入端部４ａには回転駆
動軸５が連結されており、各回転駆動軸５は搬入側の架
台６上に並列配置された軸受７の各々でもって回転自在
に位置決め支持されている。さらに、回転駆動軸５の各
々に対してはスプロケットホイール８が取り付けられて
おり、これらのスプロケットホイール８を互いに連結し
て架け渡されたチェーン９は架台６上に配設された電動
機１０と減速機（図示していない）を介したうえで、あ
るいは、直接的に連結されている。さらにまた、各搬送
用軸体４の搬出側端部４ｂ、つまり熱処理済みとなった
セラミック体Ｓが積み降ろされる搬出側端部４ｂは炉体
２の他端側（図１では、右側）から炉外に突出したう
え、搬出側の架台１１上に並列配置された軸受１２でも
って保持された支持ローラ１３の各々によって回転自在
に位置決め支持されている。

【００１４】そこで、この際におけるスプロケットホイ
ール８及びチェーン９，電動機１０などによっては、熱
処理炉１を構成する搬送用軸体４のそれぞれを回転させ
るための駆動手段が構成されていることになり、この駆
動手段によって搬送用軸体４のそれぞれは互いに同一の
周方向に沿って回転させられている。なお、図１中の符
号１４は、熱処理済みとなったセラミック体Ｓを次工程
へと搬送すべく炉体２の他端側に設置されたベルトコン
べアである。

【００１５】つぎに、本実施例に係る熱処理炉１の動作
及び作用を説明する。

【００１６】まず、熱処理すべきセラミック体Ｓは前工
程におけるプレス（打ち抜き）成形もしくは押し出し成
形によって作製された後、所定枚数ずつが互いの厚み方
向に重ね合わされることにより丸棒状として整列させら
れる。そして、整列済みとなった複数枚のセラミック体
Ｓはチャックハンドなどのような掴持機構（図示してい
ない）によって保持されたうえ、炉体２の一端側から突
出した２本ずつの搬送用軸体４それぞれの搬入側端部４
ａ間に上側から立設状態で載置される。

【００１７】そして、この際における搬送用軸体４のそ
れぞれは炉体２の炉長方向に沿う傾斜姿勢となったうえ
で回転させられているから、図３で示すように、これら
の搬入側端部４ａ間に載置された個々のセラミック体Ｓ
に対しては、傾斜方向に沿う重力の作用と搬送用軸体４
の回転に伴う作用とが相乗して加わる。そこで、これら
のセラミック体Ｓは搬送用軸体４上を滑りつつ回転しな
がら搬送用軸体４それぞれの搬出側端部４ｂへと向かっ
て搬送されていくことになり、炉体２内を通過するセラ
ミック体Ｓに対しては所要の温度プロファイルに従った
脱脂や焼成などの熱処理が施される。

【００１８】ところで、本発明の発明者が実験したとこ
ろによれば、搬送用軸体４の傾斜角度が８．８°で回転
数が６０ｒｐｍである場合には０．６６ｍｍ／ｓｅｃの
搬送速度となり、同じ傾斜角度で回転数が１２０ｒｐｍ
である場合の搬送速度は１．４３ｍｍ／ｓｅｃとなるこ
とが確認されている。なお、この実験における搬送用軸
体４は直径が１３ｍｍとされ、かつ、外周面上にラッピ
ングシートが貼り付けられたものであり、セラミック体
Ｓは直径が１５．６ｍｍで厚みが２．５６ｍｍとされた
ものである。

【００１９】さらにまた、炉体２内を通過しながらの熱
処理が施されたセラミック体Ｓは、炉体２の他端側から
放出されてベルトコンべア１４上に落下したうえで次工
程へと搬送されていくことになる。なお、図２及び図３
においては本実施例に係る熱処理炉１が４本の搬送用軸
体４を具備するとしているが、４本に限られることはな
く、少なくとも２本以上の搬送用軸体４を具備していれ
ばよいことは勿論である。但し、これら搬送用軸体４の
本数が多いほどセラミック体Ｓの処理量が増えるのは当
然であり、必要な処理量に見合った本数の搬送用軸体４
が設けられることになる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱処
理炉においては、セラミック体のそれぞれが搬送用軸体
間に直接的に載置されたうえ、傾斜姿勢で支持された搬
送用軸体上を滑りつつ回転しながら炉長方向に沿って搬
送されることになる。そこで、従来例では必須であった
熱処理用匣が不要となり、これら熱処理用匣の加熱に要
していた熱エネルギーの無駄をなくすことができるばか
りか、セラミック体の熱処理に要する時間の短縮を図る
ことが可能となる。また、回転しているセラミック体と
搬送用軸体とは常時異なる部位で接触することを繰り返
しており、化学的な反応を起こすまでに至ることがなく
なるから、反応を防止するための手立てをわざわざ講じ
ておく必要はないことになる。

【００２１】さらに、本発明によれば、従来例のような
多段積みされた熱処理匣ではなくて搬送用軸体上に載置
されたセラミック体のみが通過するのであるから、熱処
理用匣を使用した場合に比べると、炉内空間における通
過面積が少なくて済むことになる結果、全体構造の小型
化及び熱エネルギー損失の低減を図ることができる。さ
らにまた、熱処理時におけるセラミック体の高さ位置が
一致していることになるため、熱処理済みとなったセラ
ミック体の特性が均一となり、品質向上を図ることもで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る熱処理炉の全体構造を簡略化し
て示す縦断側面図である。

【図２】熱処理炉の一端側を上側から見た状態を一部省
略して示す外観斜視図である。

【図３】熱処理炉の要部を拡大して示す動作説明図であ
る。

【図４】従来例に係る熱処理用匣の構造を一部破断して
示す外観斜視図である。

【図５】従来例に係る熱処理炉の全体構造を簡略化して
示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 熱処理炉（連続式熱処理炉） ２ 炉体 ４ 搬送用軸体 ４ａ 搬入側端部 ４ｂ 搬出側端部 ８ スプロケットホイール（駆動手段） ９ チェーン（駆動手段） １０ 電動機（駆動手段） Ｓ セラミック体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板形状とされたセラミック体（Ｓ）の
   搬送経路を取り囲んで設置された炉体（２）と、この炉
   体（２）の炉幅方向に沿って並列配置されたうえで炉長
   方向に沿って支持された断面円形状の搬送用軸体（４）
   と、これら搬送用軸体（４）を同一の周方向に沿って回
   転させる駆動手段（８〜１０）とを備えており、 搬送用軸体（４）のそれぞれはセラミック体（Ｓ）の積
   み込まれる搬入側端部（４ａ）の方が搬出側端部（４
   ｂ）よりも高い位置にある傾斜姿勢として支持され、か
   つ、隣接配置された２本ずつの間には厚み方向に重ね合
   わされたセラミック体（Ｓ）の側面が直接的に載置され
   るものであることを特徴とする連続式熱処理炉。