JP2021181837A - 熱処理炉 - Google Patents

Abstract

【課題】水平かつ搬送方向と垂直な方向に並べて載置される複数の被処理物を安定して搬送する。【解決手段】熱処理炉は、被処理物を熱処理する。熱処理炉は、被処理物を熱処理する熱処理空間を備える熱処理部と、熱処理部に配置され、被処理物を熱処理空間の一端から他端まで搬送する複数の搬送ローラと、複数の搬送ローラを駆動する駆動装置と、を備えている。複数の搬送ローラのそれぞれは、被処理物が載置されていない無負荷状態における当該搬送ローラの反り量をＺとし、被処理物が載置された負荷状態における当該搬送ローラの撓み量をδとしたときに、撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立している。【選択図】図１

Description

本明細書に開示する技術は、被処理物を熱処理する熱処理炉に関する。

熱処理炉（例えば、ローラーハースキルン等）を用いて、被処理物を熱処理することがある。この種の熱処理炉は、複数の搬送ローラを備えており、搬送ローラに被処理物を載置した状態で搬送ローラを回転させることによって被処理物を搬送する。例えば、特許文献１には、熱処理炉の一例が開示されている。

特開２０１５−６４１８９号公報

この種の熱処理炉では、生産性を高くするため、搬送ローラ上に搬送方向（以下、第１方向ともいう）と垂直かつ水平な方向（以下、第２方向ともいう）に複数の被処理物を並べて載置し、これら複数の被処理物を同時に搬送することがある。このような場合には、複数の被処理物は第２方向に並んだ状態で同時に熱処理炉内に搬入されて搬送される。しかしながら、搬送ローラには、製造時に反りが生じることがある。被処理物の搬送時に搬送ローラに反りが生じていると、被処理物と搬送ローラとの接触面積が狭くなる。すると、被処理物の搬送が不安定になり、搬送中に搬送物が傾いてしまうことがある。この問題は、特に被処理物の搬送距離が長い熱処理炉において顕著となる。被処理物が傾いて搬送されると被処理物の蛇行が生じ、第２方向に並んで載置される他の搬送物の搬送を妨害したり、熱処理炉内の側壁に衝突したりするという問題が生じ得る。

本明細書は、水平かつ搬送方向と垂直な方向（第２方向）に並べて載置される複数の被処理物を安定して搬送する技術を開示する。

本明細書に開示する熱処理炉は、被処理物を熱処理する。熱処理炉は、被処理物を熱処理する熱処理空間を備える熱処理部と、熱処理部に配置され、被処理物を熱処理空間の一端から他端まで搬送する複数の搬送ローラと、複数の搬送ローラを駆動する駆動装置と、を備えている。複数の搬送ローラのそれぞれは、被処理物が載置されていない無負荷状態における当該搬送ローラの反り量をＺとし、被処理物が載置された負荷状態における当該搬送ローラの撓み量をδとしたときに、撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立している。

上記の熱処理炉では、複数の搬送ローラのそれぞれについて撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立する。すなわち、搬送ローラに被処理物が載置されると、その撓み量δが搬送ローラの反り量Ｚより大きくなり易く、撓み量δが反り量Ｚより小さくなることが抑制できる。このため、被処理物が搬送ローラに載置されたときの当該搬送ローラと被搬送物との接触面積が狭くなりすぎることを抑制することができる。このため、被搬送物の搬送を安定化することができる。

実施例に係る熱処理炉の概略構成を示す図であり、被処理物の搬送方向に平行な平面で熱処理炉を切断したときの縦断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図。 搬送ローラ上に被処理物が載置された状態を示す図。 搬送ローラが反っている状態における被処理物の搬送を説明するための図であって、（ａ）は搬送ローラが下方に位置する状態を示しており、（ｂ）は搬送ローラが上方に位置する状態を示す。 搬送ローラの撓み量と被処理物の安定的な搬送との間の関係を示す表であって、実験条件（各種の数値）と実験結果を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本明細書が開示する熱処理炉では、搬送ローラの反り量Ｚは、当該搬送ローラに外力が作用しない状態で、その両端を自由支持したときに測定される最大の反り量であってもよい。搬送ローラの撓み量δは、反り量が０となる理想的な搬送ローラにおいて、被処理物を載置したときに発生する外力を作用させた状態で、その両端を自由支持したときに算出される最大の撓み量であってもよい。このような構成によると、反り量Ｚと撓み量δの関係が成立するように熱処理炉を製造することができ、撓み量δ≧反り量Ｚの関係をより確実に成立させることができる。

（特徴２）本明細書が開示する熱処理炉では、被処理物は、ｎ本（≧２）の搬送ローラに支持される寸法（具体的には、１個の被処理物の搬送方向の寸法）を有していてもよい。被処理物の質量をＭとすると、搬送ローラの撓み量δは、被処理物が載置される位置にＭ／ｎの点荷重又は分布荷重が作用するとして算出されてもよい。このような構成によると、搬送ローラの撓み量δを好適に算出することができる。

（特徴３）本明細書が開示する熱処理炉では、搬送ローラの軸長をＬとすると、搬送ローラの反り量Ｚは０．００１×Ｌ以下であってもよく、搬送ローラの撓み量δは０．００１×Ｌ〜０．００１５×Ｌの範囲内となってもよい。このような構成によると、被処理物を搬送ローラ上に載置したときに、搬送ローラを好適な範囲内に撓ませることができる。このため、被搬送物の搬送をより安定化することができる。

以下、実施例に係る熱処理炉１０について説明する。図１に示すように、熱処理炉１０は、熱処理部２０と、搬入部３４と、搬出部４０と、搬送装置５０を備えている。熱処理炉１０は、搬送装置５０によって被処理物１２が熱処理部２０内を搬送される間に、被処理物１２を熱処理する。

被処理物１２としては、例えば、セラミックス製の誘電体（基材）と電極とを積層した積層体や、リチウムイオン電池の正極材や負極材等が挙げられる。熱処理炉１０を用いてセラミック製の積層体を熱処理する場合には、これらを平板状のセッターに載置して炉内を搬送することができる。また、熱処理炉１０を用いてリチウムイオン電池の正極材や負極材を熱処理する場合には、これらを箱状の匣鉢に収容して炉内を搬送することができる。本実施例の熱処理炉１０では、搬送ローラ５２（後述）上に複数のセッターや匣鉢を搬送方向に並んだ状態で載置して搬送することができる。以下、本実施例においては、熱処理する物質と、その熱処理する物質を載置したセッターや収容した匣鉢を合わせた全体を「被処理物１２」という。また、以下の説明では、被処理物１２を搬送する方向（図１のＹＺ平面に垂直な方向）を「搬送方向」又は「第１方向」と称することがあり、水平かつ第１方向に垂直な方向（図１のＸＺ平面に垂直な方向）を「第２方向」と称することがある。

熱処理部２０は、略直方形の箱型の炉体を備えており、炉体の内部には周囲を外壁２２で囲まれた空間２４が設けられている。外壁２２の前端面（図１の−Ｘ側の端面）には、開口２６が形成されており、外壁２２の後端面（図１の＋Ｘ側の端面）には、開口２８が形成されている。被処理物１２は、搬送装置５０によって開口２６から熱処理部２０内に搬送され、開口２８から熱処理部２０外へ搬送される。すなわち、開口２６は熱処理部２０の搬入口として用いられ、開口２８は熱処理部２０の搬出口として用いられる。

空間２４には、複数の搬送ローラ５２と、複数のヒータ３０、３２が配置されている。ヒータ３０は、搬送ローラ５２の上方の位置に搬送方向に等間隔で配置され、ヒータ３２は搬送ローラ５２の下方の位置に搬送方向に等間隔で配置されている。ヒータ３０，３２が発熱することで、空間２４内が加熱される。なお、本実施例では、ヒータ３０、３２はそれぞれ搬送方向に等間隔で配置されているが、このような構成に限定されない。ヒータは、例えば、被処理物１２の種類や熱処理部２０の熱処理の条件等に合わせて、所望の位置に適宜変更して配置してもよい。また、本実施例では、空間２４内にヒータ３０、３２を配置しているが、このような構成に限定されない。空間２４内を加熱できればよく、例えば、空間２４内にガスバーナー等を設置してもよい。

図２に示すように、熱処理部２０では、被処理物１２は第２方向に複数並べて搬送される。本実施例では、熱処理部２０（すなわち、熱処理炉１０全体）において、３つの被処理物１２を第２方向に並べて搬送する。このため、本実施例では、熱処理部２０の第２方向の寸法は、被処理物１２を第２方向に３つ並べた寸法より大きくされているが、熱処理部２０の第２方向の寸法は、特に限定されない。熱処理部２０の第２方向の寸法は、被処理物１２を第２方向に３つより多く並べて搬送可能な大きさであってもよい。また、被処理物１２は、第２方向に３つより多く並べて搬送してもよいし、３つより少なく並べて搬送してもよい。また、熱処理部２０の搬送方向の寸法は、約１００ｍと比較的大きくなっているが、熱処理部２０の搬送方向の寸法は、特に限定されない。例えば、熱処理部２０の搬送方向の寸法は、１００ｍより小さくてもよく、３０ｍ〜１００ｍであってもよいし、１００ｍより大きくてもよい。なお、被処理物１２は、搬送方向に所定の間隔を空けて熱処理部２０に連続して搬入される。このため、被処理物１２は、第２方向だけでなく搬送方向にも並んで配置されていることになる。

搬入部３４は、熱処理部２０の上流側（すなわち、搬送方向の上流側であり、図１では熱処理部２０の−Ｘ方向）に位置している。搬入部３４は、熱処理炉１０の外部から運ばれる被処理物１２を受け取り、受け取った被処理物１２を熱処理部２０の空間２４内に搬入する。搬入部３４には、搬送ローラ５２が設置されており、熱処理炉１０の外部から運ばれた被処理物１２を搬送ローラ５２によって搬送する。

搬出部４０は、熱処理部２０の下流側（すなわち、搬送方向の下流側であり、図１では熱処理部２０の＋Ｘ方向）に位置している。搬出部４０は、熱処理部２０の空間２４から被処理物１２を搬出し、搬出された被処理物１２を熱処理炉１０の外部に受け渡す。搬出部４０には、搬送ローラ５２が設置されており、被処理物１２を搬送ローラ５２によって空間２４外に搬送する。

搬送装置５０は、複数の搬送ローラ５２と、駆動装置６０と、制御装置６２を備えている。搬送装置５０は、搬入部３４に運ばれた被処理物１２を、搬入部３４から開口２６を通って熱処理部２０の空間２４内に搬送する。さらに、搬送装置５０は、空間２４内において、開口２６から開口２８まで被処理物１２を搬送する。そして、搬送装置５０は、空間２４から開口２８を通って搬出部４０まで被処理物１２を搬送する。被処理物１２は、搬送ローラ５２によって搬入部３４から搬出部４０まで搬送される。

搬送ローラ５２は円筒状であり、その軸線は搬送方向と直交する方向に伸びている。複数の搬送ローラ５２は、全て同じ直径を有しており、搬送方向に一定のピッチで等間隔に配置されている。なお、本実施例では、熱処理炉１０に設置される搬送ローラ５２は全て同じ直径を有しているが、このような構成に限定されない。熱処理部２０に設置される搬送ローラが全て同じ直径を有しており、搬入部３４に設置される搬送ローラが全て同じ直径を有しており、搬出部４０に設置される搬送ローラが全て同じ直径を有していればよく、熱処理部２０に設置される搬送ローラの直径は、搬入部３４及び搬出部４０に設置される搬送ローラと異なる直径であってもよい。また、熱処理部２０に設置される搬送ローラ５２は、搬入部３４及び搬出部４０に設置される搬送ローラ５２と異なるピッチで配置されてもよい。搬送ローラ５２は、その軸線回りに回転可能に支持されており、駆動装置６０の駆動力が伝達されることによって回転する。詳細には、搬送ローラ５２は、軸線方向の一端（図２では＋Ｙ方向側の端部）が駆動装置６０に接続されており、他端（図２では−Ｙ方向側の端部）が自由端となっている。以下の説明では、搬送ローラ５２の軸線方向において、搬送ローラ５２が駆動装置６０に接続される端部側（すなわち、＋Ｙ方向側）を「駆動側」と称することがあり、搬送ローラ５２の自由端側（すなわち、−Ｙ方向側）を「従動側」と称することがある。搬送ローラ５２は、熱処理部２０、搬入部３４及び搬出部４０に複数配置されている。搬送ローラ５２の軸線方向の寸法は、熱処理部２０の第２方向の寸法より大きい（図２参照）。

熱処理部２０に配置される複数の搬送ローラ５２は、被処理物１２を搬送ローラ５２上に載置したときに、被処理物１２の荷重によって下方に撓むように設計されている。搬送ローラ５２には、製造時に反りが生じることがある。熱処理部２０に配置される搬送ローラ５２は、被処理物１２を搬送ローラ５２上に載置したときに、製造時に生じた反り量より被処理物１２の荷重による撓み量のほうが大きくなるように設計されている。

本実施例では、搬送ローラ５２の製造時に生じた反り量（以下、「搬送ローラ５２の反り量」ともいう）とは、搬送ローラ５２を軸方向（すなわち、第２方向又はＹ方向）に沿ってみたときに、搬送ローラ５２の軸方向の部位のうち反りが最も大きくなる部位の反り量の大きさをいう。換言すると、搬送ローラ５２に外力が作用しない状態（すなわち、無負荷状態）で、その両端を自由支持したときに、搬送ローラ５２の軸方向の部位のうち反りが最も大きくなる部位の反り量の大きさである。以下では、搬送ローラ５２の反り量をＺとする。搬送ローラ５２の反り量Ｚは、例えば、ダイヤルゲージ等の測定器を用いて測定されてもよい。具体的には、搬送ローラ５２の軸方向のある部位にダイヤルゲージを設置し、搬送ローラ５２を軸線周りに一回転させ、搬送ローラ５２が最も上方に位置するときと搬送ローラ５２に反りがない状態との差を測定する。搬送ローラ５２の軸方向の複数の部位において同様の測定を実行し、反り量が最も大きい部位の反り量を、その搬送ローラ５２の反り量としてもよい。本実施例では、反り量Ｚが搬送ローラ５２の軸長（すなわち、第２方向又はＹ方向の寸法）Ｌの０．１％以内となっている搬送ローラ５２が、熱処理部２０に配置される。

また、搬送ローラ５２の被処理物１２の荷重による撓み量（以下、「搬送ローラ５２の撓み量」ともいう）とは、搬送ローラ５２に反りが全く生じていない場合において、被処理物１２を搬送ローラ５２上に載置したときに、搬送ローラ５２が被処理物１２の荷重によって最も撓んだ位置の撓み量の大きさをいう。換言すると、反り量が０となる理想的な搬送ローラ５２において、その両端を自由支持した状態で、被処理物１２を載置したときに発生する外力（仮想的な外力）を作用させたときに、搬送ローラ５２が被処理物１２の荷重によって最も撓んだ位置の撓み量の大きさである。以下では、搬送ローラ５２の撓み量をδとする。搬送ローラ５２の撓み量δは、搬送ローラ５２の材質や形状、及び被処理物１２の質量等に基づいて算出される。搬送ローラ５２の撓み量δは、計算による理論値を用いることができ、その算出方法は、下記に例示するものに特に限定されない。また、搬送ローラ５２に被処理物１２を実際に載置し、そのときの撓み量δを計測してもよい。

ここで、搬送ローラ５２の撓み量δを算出する算出方法の一例を説明する。図３に示すように、搬送ローラ５２は、軸線方向に、被処理物１２が載置されない端部側の領域Ａ，Ｂと、被処理物１２が載置される中央の領域Ｃに分割できる。搬送ローラ５２の撓み量δを算出する際には、領域Ｃの範囲内に被処理物１２の質量Ｍが等分布荷重として作用するものとする。ここで、被処理物１２の質量Ｍは、被処理物１２を第２方向（すなわち、Ｙ方向）に複数並べて載置する場合には、第２方向に並べた複数の被処理物１２の質量の合計とする。例えば、図３では、被処理物１２の質量Ｍは、第２方向に並べた３個の被処理物１２の質量の合計となる。また、被処理物１２を搬送ローラ５２上に載置したとき、被処理物１２は、ｎ本（ｎは整数であり、ｎ≧２）の搬送ローラ５２に亘って支持される。被処理物１２の載置状態により被処理物１２を支持する搬送ローラ５２の本数が変化する場合には、その最小本数をｎの値とする。例えば、図１では、被処理物１２は３本の搬送ローラ５２に亘って支持されている。しかしながら、被処理物１２の載置状態によっては（例えば、搬送方向（Ｘ方向）にずらした場合には）、被処理物１２は４本の搬送ローラ５２によって支持される状態になり得る。すなわち、図１では、被処理物１２は３〜４本の搬送ローラ５２に支持される。したがって、ｎの値は最小本数の３となる。搬送ローラ５２の撓み量δは、領域ＣにＭ／ｎの等分布荷重が作用するものとして算出される。なお、搬送ローラ５２の撓み量δを算出する際には、搬送ローラ５２の自重による撓みを考慮してもよい。これによって、搬送ローラ５２の撓み量δをより精度よく算出できる。また、被処理物１２の質量Ｍが点布荷重として作用するものとして搬送ローラ５２の撓み量δを算出してもよい。また、室温で戴置しているものとして搬送ローラ５２の撓み量δを算出してもよい。本実施例では、熱処理部２０に配置される搬送ローラ５２は、撓み量δが、搬送ローラ５２の軸長（すなわち、第２方向又はＹ方向の寸法）Ｌの０．１％〜０．１５％となるように設計される。

なお、搬送ローラ５２に作用する荷重は、搬送ローラ５２の状態（例えば、最大の反りが生じる位置及びその反り量等）や搬送ローラ５２の温度によって変化する。したがって、搬送中に生じる搬送ローラ５２の実際の撓み量δは、上記した算出方法によって算出された撓み量とは異なることとなる。しかしながら、熱処理炉１０で被処理物１２を熱処理する際は、熱処理炉１０内に連続して被処理物１２が投入され、また、搬送ローラ５２の反り量も全長Ｌの０．１％以内と比較的小さな値に抑えられる。これらのため、上記のように理想的な状態を前提として撓み量δを計算しても、被搬送物の搬送の安定化を好適に実現することができる。

本実施例の熱処理炉１０では、熱処理部２０に、撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立するように搬送ローラ５２が配置される。このため、熱処理部２０では、搬送ローラ５２上に被処理物１２が載置されると、搬送ローラ５２が反った状態にならず、わずかに撓んでいるか、又は反りも撓みもない状態となる。なお、上述したように、搬送ローラ５２に実際に生じる撓み量は、設計時に算出された撓み量δとは異なることとなる。このため、状況によっては（搬送ローラ５２の実際の撓み量）＜（搬送ローラ５２の反り量Ｚ）となる場合が生じ得る。しかしながら、撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立するように設計することで、搬送ローラ５２が反った状態とならない状態が支配的となり、被処理物１２の蛇行を効果的に抑制することができる。

また、本実施例では、搬送ローラ５２の両端部は、機械加工されている。すなわち、搬送ローラ５２の駆動側の端部が機械加工されていると共に、搬送ローラ５２の従動側の端部も機械加工されている。搬送ローラ５２の駆動側の端部は、駆動装置６０に接続するため、通常、金属製のキャップ（図示省略）が接合されている。搬送ローラ５２の駆動側の端部は、この金属製のキャップと接合するために機械加工される。これによって、複数の搬送ローラ５２間において、駆動側の端部は外径寸法のバラツキが比較的小さくなっている。一方、搬送ローラ５２の従動側の端部は、自由端となっている。このため、従来の搬送ローラでは、従動側の端部は機械加工されていない。このため、従動側の端部は、複数の搬送ローラ間において外径寸法のバラツキが大きくなり、駆動側に配置される被処理物１２の搬送速度と従動側に配置される被処理物１２の搬送速度との間に差が生じることがある。すると、第２方向に並べて載置される他の被処理物１２の搬送を妨害したり、熱処理炉１０内の側壁に衝突したりするという問題が生じ得る。本実施例の搬送ローラ５２は、駆動側の端部だけでなく、従動側の端部も機械加工されている。このため、複数の搬送ローラ５２間において、駆動側の端部と従動側の端部のいずれも、外径寸法のバラツキが小さくなり、駆動側に配置される被処理物１２の搬送速度と従動側に配置される被処理物１２の搬送速度とに差が生じることを抑制することができる。このため、第２方向に並べて配置される複数の被処理物１２の搬送速度の間に差が生じることを抑制することができ、第２方向に並べて載置される複数の被処理物１２が蛇行して搬送されることを抑制することができる。なお、本実施例では、搬送ローラ５２の駆動側の端部が機械加工されていると共に、搬送ローラ５２の従動側の端部も機械加工されているが、このような構成に限定されない。搬送ローラ５２は、撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立するように設計されていればよく、搬送ローラ５２の従動側の端部は、機械加工されていなくてもよい。

駆動装置６０（図１参照）は、搬送ローラ５２を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。駆動装置６０は、動力伝達機構を介して、搬送ローラ５２に接続されている。駆動装置６０の駆動力が動力伝達機構を介して搬送ローラ５２に伝達されると、搬送ローラ５２は回転するようになっている。動力伝達機構としては、公知のものを用いることができ、例えば、スプロケットとチェーンによる機構が用いられている。駆動装置６０は、搬送ローラ５２が略同一の速度で回転するように、搬送ローラ５２のそれぞれを駆動する。駆動装置６０は、制御装置６２によって制御されている。

次に、被処理物１２を熱処理する際の熱処理炉１０の動作について説明する。被処理物１２を熱処理するためには、まず、ヒータ３０、３２を作動させて、空間２４の雰囲気温度を設定した温度とする。次いで、３つの被処理物１２を、熱処理炉１０の外部から搬入部３４に設置される搬送ローラ５２上にそれぞれ移動させる。このとき、被処理物１２は第２方向に３つ並べて載置される。次いで、駆動装置６０を作動させて、搬入部３４から開口２６を通って、第２方向に並べた３つの被処理物１２を熱処理部２０の空間２４内に搬送する。空間２４内に搬送された被処理物１２は、空間２４内を開口２６から開口２８まで搬送される。これによって、被処理物１２は熱処理される。そして、熱処理された被処理物１２は、開口２８を通って搬出部４０に搬送され、搬出部４０から運び出される。

搬送ローラ５２には、製造時に反りが生じることがある。搬送ローラ５２上に被処理物１２を載置すると、被処理物１２の質量によって搬送ローラ５２が撓み、その撓み量は被処理物１２の質量、被処理物１２の載置位置、搬送ローラ５２の材質や形状等によって決定される。しかしながら、搬送ローラ５２の反り量が撓み量より大きいと、搬送ローラ５２上に被処理物１２を載置することによって搬送ローラ５２が撓んでも、被処理物１２が載置された搬送ローラ５２は反った状態となる場合が生じる。被処理物１２が載置されても搬送ローラ５２が反った状態となる場合があると、被処理物１２の下面と搬送ローラ５２との接触面積が、搬送ローラ５２の回転に伴って大きく変化する。具体的には、図４（ａ）に示すように、搬送ローラ５２の反り方向が下方向となる回転位置に搬送ローラ５２が位置するときは、搬送ローラ５２と被処理物１２との接触面積が比較的広くなる。すなわち、被処理物１２は、Ｙ方向の両端近傍で搬送ローラ５２に接触する。一方、図４（ｂ）に示すように、搬送ローラ５２の反り方向が上方向となる回転位置に搬送ローラ５２が位置するときは、搬送ローラ５２と被処理物１２との接触面積が狭くなる。すなわち、被処理物１２は、Ｙ方向の中央付近でのみ搬送ローラ５２に接触する。このため、被処理物１２が載置されても搬送ローラ５２が反った状態になり得ると、搬送ローラ５２と被処理物１２の接触面積が周期的に変化し、搬送ローラ５２による被処理物１２の搬送が不安定な状態となり、被処理物１２が蛇行し易くなる。

本実施例では、熱処理部２０に、撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立している搬送ローラ５２が配置される。このため、搬送ローラ５２に反りが生じていても、搬送ローラ５２上に被処理物１２が載置されると搬送ローラ５２は下方向に撓んだ状態となる。すなわち、本実施例では、搬送ローラ５２上に被処理物１２が載置されると、常に図４（ａ）に示すような状態（撓んだ状態）又は反りも撓みもない状態となり、図４（ｂ）に示すような状態（反った状態）にはならない。このため、搬送ローラ５２と被処理物１２との接触面積が狭くなることを抑制できる。したがって、搬送ローラ５２による被処理物１２の搬送が不安定な状態となることを抑制することができ、被処理物１２を安定して搬送することができる。

なお、本発明者が行なった実験によると、熱処理部２０に配置される搬送ローラ５２の撓み量δを、搬送ローラ５２の軸長（すなわち、第２方向又はＹ方向の寸法）Ｌの０．１％〜０．１５％とすることによって、被処理物１２を安定して搬送できることが確認されている。図５に示すように、実験例１〜５において、炉長（熱処理部２０の搬送方向の長さ）、搬送ローラ５２一本あたりにかかる荷重、搬送ローラ５２の軸長Ｌ、搬送ローラ５２の撓み量δが異なる熱処理炉１０で被処理物１２を搬送した。実験例１及び２の熱処理炉１０は、炉長が約５０ｍであり、実験例３〜５の熱処理炉１０は、炉長が約１００ｍであった。実験では、外径が４０ｍｍの搬送ローラ５２を用いた。また、搬送ローラ５２の反り量Ｚが、搬送ローラ５２の軸長（すなわち、第２方向又はＹ方向の寸法）Ｌの０．１％以内となっている搬送ローラ５２を用いた。

搬送ローラ５２一本あたりにかかる被処理物１２の荷重は、被処理物１２の質量（すなわち、第２方向に並べた複数の被処理物１２の質量の合計）と、１つの被処理物１２を支持する搬送ローラ５２の数から算出した。例えば、実験例１では、質量が約１１．２６ｋｇの被処理物１２を第２方向に６個並べて搬送した。また、被処理物１２は、４本の搬送ローラ５２に支持された。したがって、実験例１では、搬送ローラ５２一本あたりにかかる被処理物１２の荷重は、約１７ｋｇと算出された。これらの被処理物１２を、軸長Ｌが３，１００ｍｍの搬送ローラ５２上に６個並べて載置したときに、搬送ローラ５２に等分布荷重が作用するものとして、搬送ローラ５２の撓み量δを算出した。その結果、実験例１では、搬送ローラ５２の撓み量δは、３．５ｍｍと算出された。搬送ローラ５２の軸長Ｌは３，１００ｍｍであるため、搬送ローラ５２の撓み量δは、搬送ローラ５２の軸長Ｌの約０．１１％となり、０．１％〜０．１５％の間となった。実験例１の熱処理炉１０で被処理物１２を搬送したところ、被処理物１２はほとんど蛇行することなく搬送され（図５の搬送評価が○）、被処理物１２は安定して搬送されることが確認された。

実験例１と同様にして搬送ローラ５２の撓み量δを算出したところ、実験例２では、搬送ローラ５２の撓み量δが、２．５ｍｍと算出され、搬送ローラ５２の軸長Ｌ（実験例２では３，０００ｍｍ）の約０．０８％であった。すなわち、実験例２の熱処理炉１０では、搬送ローラ５２の撓み量δは、搬送ローラ５２の軸長Ｌの０．１％より小さく、０．１％〜０．１５％の間でなかった。実験例２の熱処理炉１０で被処理物１２を搬送したところ、被処理物１２はわずかに蛇行して搬送され（図５の搬送評価が△）、被処理物１２は安定して搬送されるとは言えなかった。したがって、実験例１及び２の結果から、炉長が約５０ｍの熱処理炉１０において、搬送ローラ５２の撓み量δが搬送ローラ５２の軸長Ｌの０．１％〜０．１５％の間である場合には、搬送ローラ５２の撓み量δが搬送ローラ５２の軸長Ｌの０．１％より小さい場合と比較して、被処理物１２を安定して搬送できることが確認できた。

また、実験例３〜５に示すように、炉長が約１００ｍの熱処理炉１０についても、同様に実験を実施した。実験例１と同様にして搬送ローラ５２の撓み量δを算出したところ、実験例３では、搬送ローラ５２の撓み量δが、４．５ｍｍと算出され、搬送ローラ５２の軸長Ｌ（実験例３では３，３００ｍｍ）の約０．１４％であった。実験例４では、搬送ローラ５２の撓み量δが、３．０ｍｍと算出され、搬送ローラ５２の軸長Ｌ（実験例４では２，８００ｍｍ）の約０．１１％であった。実験例５では、搬送ローラ５２の撓み量δが、２．０ｍｍと算出され、搬送ローラ５２の軸長Ｌ（実験例５では２，８００ｍｍ）の約０．０７％であった。すなわち、実験例３及び４の熱処理炉１０では、搬送ローラ５２の撓み量δは、０．１％〜０．１５％の間であり、実験例５の熱処理炉１０では、搬送ローラ５２の撓み量δは、０．１％より小さかった。実験例３〜５の熱処理炉１０で被処理物１２を搬送したところ、実験例３及び４の熱処理炉１０では、被処理物１２はほとんど蛇行することなく搬送され（図５の搬送評価が○）、被処理物１２は安定して搬送された一方、実験例５の熱処理炉１０では、被処理物１２は蛇行して搬送され（図５の搬送評価が×）、被処理物１２は安定して搬送されなかった。したがって、実験例３〜５の結果から、炉長が約１００ｍの熱処理炉１０においても、搬送ローラ５２の撓み量δが搬送ローラ５２の軸長Ｌの０．１％〜０．１５％の間である場合には、搬送ローラ５２の撓み量δが搬送ローラ５２の軸長Ｌの０．１％より小さい場合と比較して、被処理物１２を安定して搬送できることが確認できた。

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

１０：熱処理炉
１２：被処理物
２０：熱処理部
２２：外壁
２４：空間
２６、２８：開口
３０、３２：ヒータ
３４：搬入部
４０：搬出部
５０：搬送装置
５２：搬送ローラ
６０：駆動装置
６２：制御装置

Claims (4)

1. 被処理物を熱処理する熱処理炉であって、
   前記被処理物を熱処理する熱処理空間を備える熱処理部と、
   前記熱処理部に配置され、前記被処理物を前記熱処理空間の一端から他端まで搬送する複数の搬送ローラと、
   複数の搬送ローラを駆動する駆動装置と、を備えており、
   前記複数の搬送ローラのそれぞれは、前記被処理物が載置されていない無負荷状態における当該搬送ローラの反り量をＺとし、前記被処理物が載置された負荷状態における当該搬送ローラの撓み量をδとしたときに、撓み量δ≧反り量Ｚの関係が成立している、熱処理炉。
2. 前記搬送ローラの反り量Ｚは、当該搬送ローラに外力が作用しない状態で、その両端を自由支持したときに測定される最大の反り量であり、
   前記搬送ローラの撓み量δは、反り量が０となる理想的な搬送ローラにおいて、前記被処理物を載置したときに発生する外力を作用させた状態で、その両端を自由支持したときに算出される最大の撓み量である、請求項１に記載の熱処理炉。
3. 前記被処理物は、ｎ本（≧２）の前記搬送ローラに支持される寸法を有しており、
   前記被処理物の質量をＭとすると、前記搬送ローラの撓み量δは、前記被処理物が載置される位置にＭ／ｎの点荷重又は分布荷重が作用するとして算出される、請求項２に記載の熱処理炉。
4. 前記搬送ローラの軸長をＬとすると、前記搬送ローラの反り量Ｚは０．００１×Ｌ以下であり、前記搬送ローラの撓み量δは０．００１×Ｌ〜０．００１５×Ｌの範囲内となる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱処理炉。

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