JP2001289566A - 搬送ローラ及びこれを備えた水素熱処理炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属製の搬送トレイを用いることができる搬
送ローラを提供すること。 【解決手段】 炭素系複合材料でなる軸部材２１と、搬
送トレイＴの下面に当接し軸部材２１と一体的なリング
部材２２とを有し、リング部材２２が金属材料でなるこ
とを特徴とする。リング部材２２を金属材料製とするこ
とにより、搬送トレイＴが金属材料製の場合における当
該リング部材２２の摩耗を抑止する。これにより、装置
前後に多種の搬送ラインが存在する場合、搬送トレイＴ
を金属材料製とすれば、被処理物に対する取り扱いが有
利となり、自由度の高い真空処理システムの構築が可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送ローラ及びこ
れを備えた水素熱処理炉に関し、更に詳しくは、希土類
永久磁石材料の精製に好適に実施される水素熱処理炉内
の被処理物搬送系としての搬送ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】連続処理炉における被処理物の搬送系と
して、従来より炉床に設けられる複数本の搬送ローラが
用いられている。搬送ローラは、被処理物の搬送方向に
対して直交する軸部材と、被処理物を収容する搬送トレ
イ（容器）の下面に当接し上記軸部材に一体的なリング
部材とを有し、搬送方向に沿って複数本配置され、それ
ぞれ同期して回転駆動される。

【０００３】上記搬送ローラには、被処理物を搬送する
のに十分な機械的強度を有することは勿論のこと、被処
理物の高温処理に耐え得る耐熱性が要求され、かかる要
求を満足する材料により構成される必要がある。そこ
で、実用新案登録第2541032 号公報に記載のように、軸
部材を炭素系複合材料（炭素（カーボン）マトリクスに
炭素繊維を混入した材料）製とし、リング部材を黒鉛
（グラファイト）製とした搬送ローラが公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
記載の搬送ローラでは、リング部材が黒鉛材で構成され
ているため、当該リング部材の摩耗の点から、これに支
持される被処理物の搬送トレイもまた同材質の黒鉛材で
構成する必要がある。一般に、装置前後の多種搬送ライ
ンを有するシステムが存在する場合等には、取り扱いの
有利な金属製トレイが望まれるが、かかる構成の搬送ロ
ーラでは金属製の搬送トレイを用いることができない。

【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、金属
製の搬送トレイを用いることができる搬送ローラを提供
することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、処理室内
で、被処理物を収容した容器を搬送するための搬送ロー
ラであって、炭素系複合材料でなる軸部材と、前記容器
の下面に当接し前記軸部材と一体的なリング部材とを有
し、前記リング部材が金属材料でなることを特徴とする
搬送ローラ、によって解決される。

【０００７】すなわち本発明は、被処理物を収容する搬
送トレイ（容器）の下面に当接し上記軸部材と一体的な
リング部材を金属材料製とすることにより、上記容器が
金属材料製の場合における当該リング部材の摩耗を抑止
する。リング部材を構成する金属材料は、炉内の温度に
よって決定され、500 ℃〜650 ℃までの炉内温度雰囲気
であれば例えば炭素鋼が用いられ、1300℃前後の炉内温
度雰囲気であれば例えばステンレス合金耐熱鋼が用いら
れる。当該リング部材と軸部材との結合は、両者の熱膨
張率の相違を考慮して、キー結合とするのが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施の形態では、希土類
永久磁石材料の精製に用いられる水素熱処理炉に適用さ
れる搬送ローラに本発明を適用した例について説明す
る。

【０００９】図４は、上記水素処理炉を模式的に示す図
である。水素熱処理炉１０は図中左方から水素吸蔵室と
しての水素処理室１１、脱水素室としての第１、第２加
熱室１２、１３、更に、第１、第２冷却室１４、１５を
有する。Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４及びＧ５は、各処理室
の間を仕切るゲートバルブである。

【００１０】被処理物である例えばFe-Nd-B といった遷
移金属−希土類金属−半金属系永久磁石材料のインゴッ
ト又はその粉体が搬送トレイ（容器）上に収容された状
態で、水素処理室１１に搬入される。水素処理室１１に
おいては水素加圧下、所定温度（500 ℃以下）にて当該
被処理物の水素吸蔵処理が行われる。水素吸蔵処理が終
了した被処理物は、第１、第２加熱室１２、１３におい
て減圧下、所定温度（500 〜650 ℃）にて脱水素処理が
行われる。この脱水素処理の過程で被処理物を自己崩壊
させ、永久磁石材料の微粉末を得る。その後、第１、第
２冷却室１４、１５にて被処理物の冷却作用が行われ、
炉外に搬出される。

【００１１】本発明に係る搬送ローラは、各処理室１１
〜１５の炉床に設けられる搬送系に適用される。図１
は、本実施の形態による搬送ローラを示している。搬送
ローラ２０は、一対のガイドレール２８、２８に両端が
支持される軸部材２１と、この軸部材２１と一体的に結
合され、被処理物が収容されるトレイＴの下面に当接す
るリング部材２２、２２とを有する。

【００１２】軸部材２１は、炭素（カーボン）マトリク
ス中に炭素繊維を混入させた炭素系複合材料でなり（い
わゆる高強度カーボン：ＣＣＭ又はＣ・Ｃコンポジッ
ト）、炭素繊維の長手方向が当該軸部材２１の軸方向に
並ぶように混入されている。軸部材２１の軸径は、略中
央部の大径部２１ａと両端の小径部２１ｂ、２１ｂとを
有し、これら大径部２１ａと小径部２１ｂとの間の段部
２１ｃに、本発明に係るリング部材２２、２２がそれぞ
れ設けられる。

【００１３】リング部材２２は、本実施の形態では炭素
鋼、更に詳しくは機械構造用炭素鋼鋼材でなり、上述し
た軸部材２１の段部２１ｃ、２１ｃにキー結合により一
体化される。

【００１４】すなわち、軸部材２１の各小径部２１ｂ、
２１ｂの表面に形成した凹所内にキー部材２３を嵌入し
た後、リング部材２２の内周面に形成した凹所内に上記
キー部材２３が嵌入するように、リング部材２２を軸部
材２１の両端部から嵌め込む。次いで、軸部材２１の両
端部にそれぞれ、当該軸部材２１をガイドレール２８に
軸支するための軸受２６を構成するインナー部２４を軸
部２１と一体的に装着した後、軸部材２１の両端部を貫
通する孔にピン部材２７を貫通させて、インナー部２４
の抜け止めを行う。これにより、リング部材２２、２２
が軸部材２１の段部２１ｃとインナー部２４との間で固
定され、軸部材２１と一体化される。

【００１５】なお、リング部材２１の肉厚は、搬送トレ
イＴとの当接時に、搬送トレイＴの下面と軸部材２１と
の間に所定の隙間Ｇが形成されるように設定される。

【００１６】上記インナー部２４の外周側は、ガイドレ
ール２８に対してピン２９により一体化された上記軸受
２６を構成するアウター部２５に摺接可能に構成され
る。これらインナー部２４及びアウター部２５はそれぞ
れ黒鉛（グラファイト）材でなり、両者により軸部材２
１の軸受２６が構成される。なお、インナー部２４の外
周面には、アウター部２５との初期の摺接により発生す
る摩擦粉をインナー部２４自身の回転により外方へ排出
する螺旋状の溝が形成されている。

【００１７】図２及び図３は、それぞれ水素処理室１１
の内部の様子を示す図であり、図２は搬送方向正面から
みた断面図、図３は搬送ローラ２０の直上方からみた平
面図である。二重構造の炉壁３０の内部には炉内の熱的
損失を抑えるために台部３４を介して断熱ケーシング３
１が設けられ、この断熱ケーシング３１の内部にて被処
理物が搬送される。すなわち、断熱ケーシング３１の底
部に支持部３３、３３を介して一対のガイドレール２
８、２８が取り付けられ、これらガイドレール２８、２
８の間に複数本の搬送ローラ２０がその軸方向を搬送方
向と直交させて並列し、炉床を構成している。

【００１８】その他、水素処理室１１には炉内に水素ガ
スを導入するための導入手段や加熱源となるヒータ、炉
内を排気するための真空排気手段等が設置されるが、そ
の図示は省略している。

【００１９】各搬送ローラ２０の駆動は、図示せずとも
炉外に配置される駆動源により行われ、搬送ローラ２０
の一端に構成される駆動部連絡部３２を介して同一方向
に同期駆動される。駆動部連絡部３２は、断熱ケーシン
グ３１の外方に突出する軸部材２１の一方の端部２１ｄ
に対してボルト部材３７により結合されている。又、軸
部材２１は、断熱ケーシング３１に対して二種類の断熱
性支持部材３５、３６を介して支持されている。

【００２０】以上のように構成される本実施の形態で
は、搬送ローラ２０は、搬送トレイＴと当接するリング
部材２１を金属材料で構成しているので、当該リング部
材２１の摩耗を考慮に入れることなく金属材料（本実施
の形態ではステンレス）製の搬送トレイＴを用いること
ができ、当該水素熱処理炉１０の前後に配置される各種
搬送ラインにおいて被処理物の取り扱いにおける制限を
少なくして、自由度の高い真空処理システムを構築する
ことが可能となる。

【００２１】また、本実施の形態によれば、搬送ローラ
２０の軸受２６を黒鉛材で構成しているので、搬送ロー
ラの軸受部分に特別な冷却手段を施すことなく炉内に設
置することができ、装置の小型化、簡素化を図ることが
できる。特に、モリブデンやタングステンの硫化物（Ｍ
ｏＳ、ＷＳ）などの固体潤滑材に比べて水素雰囲気に対
する耐性が高いので、非常に有益である。

【００２２】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２３】例えば以上の実施の形態では、本発明に係
る搬送ローラ２０を永久磁石材料の微粉末を得るための
水素熱処理炉に適用した場合について説明したが、勿
論、この種の炉に適用される場合に限らず、真空炉や不
活性炉など金属材料製の搬送トレイが望まれる処理装置
全般に対して本発明は適用可能である。

【００２４】また、以上の実施の形態では、搬送ローラ
２０を構成するリング部材２２の材質を炭素鋼とした
が、適用される雰囲気温度に応じて種々の耐熱鋼を用い
ることが可能である。

【００２５】更に、搬送ローラ２０の駆動系について詳
しい説明は省略したが、各搬送ローラ２０を同期駆動す
る形態として、各搬送ローラを一本の無端チェーンで駆
動するなどの形態が採用され得る。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下の効果を得ることができる。

【００２７】すなわち請求項１の搬送ローラによれば、
被処理物を収容する容器として金属材料製の搬送トレイ
を採用することができるので、処理装置前後に配置され
る各種搬送ラインにおいて被処理物の取り扱いにおける
制限を少なくして、自由度の高い真空処理システムを構
築することが可能となる。

【００２８】請求項２の水素熱処理炉によれば、当該水
素熱処理炉前後に配置される各種搬送ラインにおいて被
処理物の取り扱いにおける制限を少なくして、自由度の
高い永久磁石材料の精製工程を構築することが可能とな
る。

【００２９】また、請求項３の発明によれば、水素熱処
理炉の小型化、簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による搬送ローラの全体を
示す断面図である。

【図２】水素熱処理炉の要部の断面正面図である。

【図３】図２における要部の平面図である。

【図４】水素熱処理炉の概要を説明する図である。

【符号の説明】

１０ 水素熱処理炉 １１ 水素処理室 １２ 第１加熱室 １３ 第２加熱室 ２０ 搬送ローラ ２１ 軸部材 ２２ リング部材 ２６ 軸受 ３０ 炉壁 ３１ 断熱ケーシング Ｔ 搬送トレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中塚 篤 神奈川県茅ケ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 Ｆターム(参考） 3F033 GA06 GB06 GB08 GC02 GE04 4K050 AA02 BA03 CA13 CC07 CG05 5E062 CD04 CG01 CG02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理室内で、被処理物を収容した容器を
   搬送するための搬送ローラであって、炭素系複合材料で
   なる軸部材と、前記容器の下面に当接し前記軸部材と一
   体的なリング部材とを有し、前記リング部材が金属材料
   でなることを特徴とする搬送ローラ。
2. 【請求項２】 希土類永久磁石材料のインゴット又はそ
   の粉体からなる被処理物を水素加圧下で水素吸蔵させる
   水素吸蔵室と、水素吸蔵させた前記被処理物を真空加熱
   下で脱水素する脱水素室とを少なくとも処理室として有
   し、これら処理室内で、前記被処理物を収容した容器を
   搬送する搬送ローラを備えた水素熱処理炉において、 少なくとも前記水素吸蔵室内に具備される前記搬送ロー
   ラが、炭素系複合材料でなる軸部材と、前記容器の下面
   に当接し前記軸部材と一体的な金属材料でなるリング部
   材とからなることを特徴とする水素熱処理炉。
3. 【請求項３】 前記軸部材の軸受が前記水素吸蔵室内に
   配置され、かつ前記軸受が黒鉛材料でなることを特徴と
   する請求項２に記載の水素熱処理炉。
4. 【請求項４】 前記容器が金属材料でなることを特徴と
   する請求項２に記載の水素熱処理炉。