JP3173374U - ローラハースキルン - Google Patents

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山田  豊
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Abstract

【課題】チェーンの盛り上がりによる搬送トラブルを招くことなく、炉の後段部分における炉内匣鉢の整列の乱れを防止することができるローラハースキルンを提供する。
【解決手段】ローラハースキルンは、炉長方向に複数の駆動ユニットに分割される。各駆動ユニットは、モータ3によって回転される駆動シャフト5により各ローラ2を回転させる駆動機構を備える。温度が降下する炉の後段部分においては、後側の駆動ユニットのワーク搬送速度がその前側の駆動ユニットのワーク搬送速度と同等以下になるように設定し、熱収縮によりローラ上で匣鉢相互間に隙間ができることをなくし、炉内匣鉢の整列の乱れを防ぐ。
【選択図】図5

Description

本考案は、匣鉢に充填した電子デバイス用の紛体などを加熱するために使用されるローラハースキルンに関するものである。
加熱炉には多くの種類があるが、電子工業用部品やその原料粉末等の加熱には、炉からの持ち出し熱量が小さく、かつ炉内雰囲気を制御し易いローラハースキルンが広く使用されている。加熱対象となる粉体等は匣鉢と呼ばれるセラミック製の容器に収納され、ローラ上を走行しながら所定の温度に加熱される。
周知のように、ローラハースキルンは、多数のローラを所定ピッチで炉長方向に配列するとともに、各ローラを同一方向に回転させてワークを搬送しながら加熱する形式の炉である。多数のローラを同一方向に回転させるために、特許文献1に示すように各ローラに設けたスプロケットを、走行する無端チェーンによって駆動する構造が一般的である。しかし炉長が長くなると全体を単一の駆動チェーンによって駆動することが困難となるため、炉長方向に複数の駆動ユニットに分割した構造を採用することが多い。
この場合には、一つの駆動ユニットは5−6m程度であるが、戻り側も含めると1本の無端チェーンの長さは10m以上となり、温度変化や張力変化に対応するチェーンの伸びは数cmに達することがある。このため図1に示すように、チェーンに十分な弛みを持たせておく必要がある。
多くの場合、ワークは匣鉢に充填された状態でローラ上を搬送されるが、炉内匣鉢の整列の乱れを防ぐために、匣鉢は前後方向に間隔を明けずに密着させた状態で搬送することが望ましい。炉内匣鉢の整列の乱れの原因は、ローラの寸法精度、駆動装置の据付精度の問題などさまざまであるが、加熱炉の場合には温度変化に伴う匣鉢の膨張・収縮の影響が大きい。
すなわち、匣鉢は最高温度域を通過した後は次第に温度が低下するために不可避的に熱収縮することとなり、炉の後段部分においては、相互に間隔が開く傾向となる。そこで炉内匣鉢の整列の乱れを避けるために炉の後段部分の駆動ユニットのワーク搬送速度を低下させる試みもなされている。
しかし後側(下流側)の駆動ユニットのワーク搬送速度を低下させた場合には、前側(上流側)の駆動ユニットから送り出されてきた匣鉢によって後側の駆動ユニット上の匣鉢が押されることとなる。この結果、図2に示すように匣鉢によって後側の駆動ユニットのローラが設定速度より高速で過剰回転されることとなる。その結果、チェーンが設定速度よりも高速で送られ、下流側のチェーンがその支持レール上で山状に盛り上がることがある。このような状態となるとチェーンと各ローラのスプロケットとのかみ合わせがうまくできなくなり、搬送トラブルとなるおそれがある。従って従来は炉の後段部分の駆動ユニットのワーク搬送速度を思うように低下させることができなかった。
特開平10−78290号公報
従って本考案の目的は上記した従来の問題点を解決し、チェーンの盛り上がりによる搬送トラブルを招くことなく、炉の後段部分における炉内匣鉢の整列の乱れを防止することができるローラハースキルンを提供することである。
上記の課題を解決するためになされた本考案のローラハースキルンは、炉長方向に複数の駆動ユニットに分割されたローラハースキルンであって、
各駆動ユニットは、モータによって回転される駆動シャフトにより各ローラを回転させる駆動機構を備え、
かつ、温度が降下する炉の後段部分においては、後側の駆動ユニットのワーク搬送速度がその前側の駆動ユニットのワーク搬送速度と同等以下に設定されていることを特徴とするものである。
なお、炉の後段部分における(後側の駆動ユニットのワーク搬送速度/その前側の駆動ユニットのワーク搬送速度)の値が、0.95から1.00の範囲に設定されていることが好ましい。また好ましい実施形態においては、ローラは匣鉢を搬送するものである。
本考案のローラハースキルンは、駆動シャフトにより各ローラを回転させる駆動機構を用いたので、前側の駆動ユニットから送り出されてきた匣鉢によって後側の駆動ユニット上の匣鉢が押された場合にも、従来のようにチェーンの盛り上がりが生ずることはない。このため、温度が降下する炉の後段部分において、駆動ユニット毎のワーク搬送速度を、後側の駆動ユニットのワーク搬送速度がその前側の駆動ユニットのワーク搬送速度と同等以下となるように設定することができる。この結果、温度降下に伴なって匣鉢の収縮が生じた場合にも匣鉢間に間隙が発生することがなくなり、炉内匣鉢の整列の乱れを防止することができる。このような本考案の効果は温度降下ゾーンが複数ゾーンである場合に特に顕著である。また、炉の後段部分における(後側の駆動ユニットのワーク搬送速度/その前側の駆動ユニットのワーク搬送速度)の値が、0.95から1.00の範囲にあるときに特に効果的である。
従来のチェーン駆動式の駆動ユニットの説明図である。 従来のチェーン駆動式の駆動ユニットの問題点を示す部分拡大図である。 本考案のローラハースキルンの駆動ユニットの説明図である。 本考案のローラハースキルンの駆動ユニットの拡大図である。 本考案のローラハースキルンの駆動ユニットの平面図である。 ねじ歯車の斜視図である。 本考案のローラハースキルンの全体図である。
以下に本考案の実施形態を説明する。
図3は本考案のローラハースキルンの駆動ユニットを示す図である。この実施形態では一つの駆動ユニット1の長さは約5mであり、従来と同様に多数のローラ2が一定ピッチで配置されている。同一構造の駆動ユニット1を複数直列に接続して図7に示すようなローラハースキルンが構成されている。各駆動ユニット1はモータ3を備えており、同一の駆動ユニット1に属するローラ2は全て同一速度で回転駆動される。ローラ2は高温強度に優れたSiC製とすることが好ましく、特にSiを含浸させたSi−SiC製とすることが好ましい。
前記したように、従来のローラハースキルンのローラ2はチェーン駆動されるのが一般的であったが、本考案のローラハースキルンは、駆動シャフトによる駆動機構が用いられている。この実施形態では、図4と図5に示すように、各ローラ2の端部にはねじ歯車4が固定されている。また図4に示すように、各ローラ2のねじ歯車4の下側位置には駆動ユニット1の全長にわたって延びる駆動シャフト5が軸受6によって支持されている。この駆動シャフト5には各ローラ2のねじ歯車4と噛み合うねじ歯車7が設けられている。なおねじ歯車4、7は、図6に示すように直交する2軸間で回転力を伝達する機能を有する直交歯車である。ただし駆動シャフト5から各ローラ2への駆動力の伝達手段は、必ずしもねじ歯車4に限定されるものではない。
この駆動シャフト5にはスプロケット8が固定されており、チェーン9を介して原動軸10と連結されている。この原動軸10はモータ3、減速機11、トルクリミッタ12と連結されており、設定された速度で回転される。この結果、同一駆動ユニット1内の全てのローラ2は同一速度で回転され、仮にローラ2上の匣鉢が押された場合にも、従来のようにチェーンの盛り上がりが生ずることはない。なお、トルクリミッタ12は駆動系に何らかのトラブルが発生した場合に機器を保護する機能を発揮するものである。
図7に示すように、同一構造の駆動ユニット1を複数直列に接続してローラハースキルンが構成されている。前記したように、温度が降下する炉の後段部分において匣鉢の収縮が発生する。図7の上部に炉内の温度を示した。図7の実施形態においては、5つの駆動ユニット1が直列に接続されて全長25mのローラハースキルンを構成しており、1番目の駆動ユニット1が昇温ゾーン、2番目の駆動ユニット1が高温保持ゾーン、3番目以降の駆動ユニット1が降温ゾーンに対応している。
本考案では、温度が降下する炉の後段部分においては、後側の駆動ユニットのワーク搬送速度がその前側の駆動ユニットのワーク搬送速度と同等以下に設定する。具体的には、例えば1番目と2番目の駆動ユニット1のワーク搬送速度を100%とした場合、3番目の駆動ユニット1のワーク搬送速度を99.7%とし、4番目の駆動ユニット1のワーク搬送速度を99.4%とし、5番目の駆動ユニット1のワーク搬送速度を99.0%と設定することができる。
このように降温ゾーンのワーク搬送速度を順次低速に設定しておけば、降温ゾーンにおいて匣鉢が収縮しても、前側の駆動ユニットから送り出されてきた匣鉢によって後側の駆動ユニット上の匣鉢が押されるので、匣鉢間に間隙が発生することがなくなり、炉内匣鉢の整列の乱れを防止することができる。この効果を得るためには、炉の後段部分における(後側の駆動ユニットのワーク搬送速度/その前側の駆動ユニットのワーク搬送速度)の値が、0.95から1.00の範囲にあるように設定しておくことが好ましい。この値が1.00を超えると炉内匣鉢の整列の乱れを防止する効果が得られず、逆に0.95未満であると後側の匣鉢が強く押され過ぎ、却って匣鉢が蛇行するおそれがあるからである。
上記のワーク搬送速度の設定例は一例を挙げたに過ぎず、加熱温度、駆動ユニットの個数などに応じて適宜設定することが好ましい。なお、理論的にはワーク搬送速度はローラ周速によって決定され、ローラ周速はローラ回転速度により決定されるはずである。しかし実際には、ローラ2の直径にはばらつきがあるうえ、ワーク搬送部分のローラ径が摩耗により減少していることがある。さらにローラ自体が湾曲していることもあるため、実際のワーク搬送状況を確認しながら各駆動ユニット5のワーク搬送速度を設定するべきである。
以上に説明したように、本考案のローラハースキルンは、チェーンの盛り上がりによる搬送トラブルを招くことなく、炉の後段部分における炉内匣鉢の整列の乱れを確実に防止することができる。
なお以上の説明は匣鉢を用いた場合について行ったが、セッターと呼ばれるセラミックのベース上にワークを載せて加熱する場合にも、本考案を同様に適用することができる。
1 駆動ユニット
2 ローラ
3 モータ
4 ねじ歯車
5 駆動シャフト
6 軸受
7 ねじ歯車
8 スプロケット
9 チェーン
10 原動軸
11 減速機
12 トルクリミッタ

Claims (3)

  1. 炉長方向に複数の駆動ユニットに分割されたローラハースキルンであって、
    各駆動ユニットは、モータによって回転される駆動シャフトにより各ローラを回転させる駆動機構を備え、
    かつ、温度が降下する炉の後段部分においては、後側の駆動ユニットのワーク搬送速度がその前側の駆動ユニットのワーク搬送速度と同等以下に設定されていることを特徴とするローラハースキルン。
  2. 炉の後段部分における(後側の駆動ユニットのワーク搬送速度/その前側の駆動ユニットのワーク搬送速度)の値が、0.95から1.00の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のローラハースキルン。
  3. ローラが匣鉢を搬送するものであることを特徴とする請求項1に記載のローラハースキルン。
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