JP3187105U - ローラーハースキルン用セッター - Google Patents

Abstract

【課題】セッターどうしが接触した場合にも、欠けや割れが発生したり、乗り上げや持ち上がりが生ずることがないローラーハースキルン用セッターを提供する。
【解決手段】略四角形の平板状本体１の周縁部に周壁２を突設したローラーハースキルン用セッターであり、平板状本体１の外郭を構成する四辺はその両端に、各角部５に向かって内側に傾斜させたテーパー部４を有する。周壁２の外側面は、底面と直交する垂直面よりも内側に傾斜した下部傾斜面と、より大きい角度で内側に傾斜した上部傾斜面とを有する構造とすることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本考案は、セラミックス電子部品や機能性セラミックス材料などに代表される各種セラミック部品をローラーハースキルンで焼成するために使用されるローラーハースキルン用セッターの改良に関するものである。

セラミックス電子部品や機能性セラミックス材料などセラミック部品は、セッターと呼ばれるセラミック製の支持板上に載せて焼成されている。セラミック部品を焼成する場合には、セッターによる炉内からの持ち出し熱量をできるだけ低減させるために、セッターの形状を薄い平板状とするのが一般的である。特許文献１には、平板状のセッターが記載されている。

このような略平板状のセッターに載せたセラミック部品を焼成するための炉としては様々な形式の炉が知られているが、量産性を重視した場合にはローラーハースキルンが多用されている。ローラーハースキルンは周知のとおり多数のセラミック製のローラーを一定ピッチで炉内に配置した構造の炉であり、各ローラーを同一方向に回転させることによりセッターを一定速度で前進させながら焼成を行う。

ところがローラー上を進行するセッターはローラーの曲りやローラーの付着物などの要因により整列状態を維持することができず、図５に示すように姿勢が乱れることがある。セッターの角部には丸みを持たせてあるものの、セッターの側面はストレート面であるため、図５の左列に示したように角部がストレート面と接触した場合には点接触となり、接触点における応力集中によってセッターに欠けや割れが発生することがあった。

また、ローラー上を進行する後側のセッターが前側のセッターにぶつかることがある。この場合、図６に示したように、何れかのセッターが他方のセッターの上に乗り上げたり、図７に示すように双方のセッターが接触面を中心として「へ」の字状に持ち上がったりすることがある。このような現象が生ずると下側のセッターに載せられたセラミック部品に焼成不良が生じたり、セラミック部品がセッターから落下したり、セッター上のセラミックス部品同士がズレて接触するなどの好ましくない結果を招くことがある。

特開平８−１７８５４９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、ローラーハースキルンの内部でセッターどうしが接触した場合にも、欠けや割れが発生したり、乗り上げや持ち上がりが生ずることがないローラーハースキルン用セッター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ーハースキルン用セッターは、略四角形の平板状本体の周縁部に周壁を突設したローラーハースキルン用セッターであって、平板状本体の外郭を構成する四辺は、中央のストレート部の両端に、各角部に向かって内側に傾斜させたテーパー部を有することを特徴とするものである。

なお請求項２のように、隣接する２辺のストレート部の延長線の交点Ｐからテーパー部の開始点Ｑまでの長さをＰＱとし、辺の長さをＬとしたとき、ＰＱ／Ｌ＝０．０４〜０.１５であることが好ましい。また請求項３のように、各角部に円弧状面取り部を形成した構造とすることが好ましい。また請求項４のように、前記周壁の外側面は、底面と直交する垂直面よりも内側に傾斜した下部傾斜面と、より大きい角度で内側に傾斜した上部傾斜面とを有する構造とすることが好ましい。このとき請求項５のように、下部傾斜面が底面と直交する垂直面に対してなす角度αが、１〜５°であることが好ましく、また請求項６のように、上部傾斜面が底面と直交する垂直面に対してなす角度βが、５〜２５°であることが好ましい。また請求項７のように、前記周壁の外側面の底部に面取り斜面を形成した構造とすることが好ましく、さらに請求項８のように、前記周壁の頂部に円弧状面取り部を形成した構造とすることが好ましい。

本考案のローラーハースキルン用セッターは、平板状本体の外郭を構成する四辺の両端に、各角部に向かって内側に傾斜させたテーパー部を形成したものであるから、他のセッターと接触した場合にも面接触に近い状態となり易く、接触部にクラックが入りにくくなる。この場合、請求項２のように、ＰＱ／Ｌ＝０．０４〜０.１５とすることがバランス上、好ましい。

また請求項３のように各角部に円弧状面取り部を形成した構造とすれば、角当たりが生じても角部の欠けを抑制する効果を高めることができる。

また請求項４のように、周壁の外側面を、底面と直交する垂直面よりも内側に傾斜した下部傾斜面と、より大きい角度で内側に傾斜した上部傾斜面とを備えた形状とすれば、前後のセッターの周壁どうしがぶつかった場合にも接触点には下向きの力が発生するだけである。このため従来のようにセッターの乗り上げや持ち上がりが発生することを防止することができる。このとき、下部傾斜面が底面と直交する垂直面に対してなす角度αが、１〜５°であり、また請求項６のように、上部傾斜面が底面と直交する垂直面に対してなす角度βが、５〜２５°であると、上記の効果が十分に発揮される。

また請求項７のように、周壁の外側面の底部に面取り斜面を形成した構造とすれば、セッターの底部がローラーと接触することによる欠けや割れを抑制することができる。

さらに請求項８のように、周壁の頂部に円弧状面取り部を形成した構造とすれば、セッターを多段積みするような場合における頂部の欠けやここを起点とした割れを防止することができる。

実施形態のセッターを示す平面図である。 隣接するセッターとの接触状態を示す平面図である。 突起の拡大断面図である。 前後のセッターの接触状態を示す断面図である。 ローラー上におけるセッターの乱れを示す平面図である。 セッターの乗り上がり状態を示す側面図である。 セッターの持ち上がり状態を示す側面図である。 表１中の寸法や角度を示す説明図である。

以下に本考案の実施形態を説明する。
図１は実施形態のセッターを示す平面図である。図示のように、本考案のローラーハースキルン用セッターは平面視したときに略四角形の平板状本体１と、その周壁２とからなる。平板状本体１は正方形であっても長方形であってもよいが、正方形に近い方がローラー上で姿勢の乱れが生じにくので、縦横比は２/３〜３/２の範囲とすることが好ましい。図示の例では縦横比は６/５である。一辺の長さＬは用途に応じて適宜設定すればよいが、３００〜８００ｍｍ程度が一般的である。

図１に示すように、平板状本体１の外郭を構成する四辺はそれぞれ、ストレート部３と、その両端のテーパー部４と、角部５とからなる。角部５は曲率半径Ｒの面取り部となっている。この面取り部は従来のセッターにも設けられていたもので、角当たりした際の角部５の欠けを防止するためのものである。Ｒの大きさはセッターの大小にかかわらず、５〜３０ｍｍ程度が適当である。

テーパー部４は従来にない本考案に特有のものであり、角部５とストレート部３との間に形成されている。図１に示すようにテーパー部４は角部５に向かって角度γで内側に傾斜している。γは２〜１０°であり、本実施形態では２.９°である。また、図１に示す仮想コーナーポイントＰからテーパー部４の開始点Ｑまでの長さＰＱは、辺の長さＬの４〜１５％、すなわちＰＱ／Ｌ＝０．０４〜０．１５程度となっている。ここで仮想コーナーポイントＰとは、隣接する２辺のストレート部３の延長線の交点を意味する。

このようなテーパー部４を形成したことにより、図２に示すようにセッターの姿勢が乱れても、一方のセッターのテーパー部４が隣接するセッターのストレート部３またはテーパー部４と接触する可能性が高くなる。この場合には図２の上側の拡大図に示すように面接触となり、接触部の応力集中が防止される。よってテーパー部４のない従来のセッターに比較して、クラックの発生率を小さくすることができる。

周壁２は、被焼成物であるセラミック部品が零れ落ちないようにするために形成されたものであり、その外側面６は底面７と直交する垂直面となっているのが普通である。しかしその場合には前後のセッターどうしがローラー上で接触したときに、接触面に図６に示すような上向きの力が発生する可能性があり、その結果、前記したように一方のセッターが他方のセッターの上に乗り上げたり、双方のセッターが接触面を中心としてへの字状に持ち上がったりすることがある。

この問題を回避するために、本実施形態では図３に示すように、周壁２の外側面６は、底面７と直交する垂直面８よりも内側に角度αで傾斜した下部傾斜面９と、より大きい角度βで内側に傾斜した上部傾斜面１０とからなるものとした。角度αは１〜５°の範囲であり、本実施形態では３°である。また角度βは５〜２５°の範囲であり、実施形態では８°である。角度α、βがこれらの範囲より小さすぎると以下に説明する効果が不十分となり、大きすぎると下部が尖る傾向となる。

この下部傾斜面９は、図４に示すようにセッターどうしが接触したときに接触面に下向きの力を発生させ、セッターの端部が持ち上げられることを防止する。またローラーの撓みがある場合にもセッターの当たり欠けや割れを防止する。

上部傾斜面１０は、図４に示すようにセッターどうしが接触したときに接触面に下向きの力を発生させ、乗り上げを防止する。すなわち、仮に一方のセッターの端部が下部傾斜面９を超えて持ち上げられても、上部傾斜面１０の傾斜角度βは下部傾斜面９の傾斜角度αよりも大きいため、接触面により強い下向きの力が発生し、乗り上げを確実に防止することができる。また前後のセッターどうしが衝突したときの欠けや割れ防止効果も発揮される。

更に本実施形態では、図３に示されるように周壁２の外側面６の下端部に、角度４５°の面取り斜面１１を形成した。この面取り斜面１１を形成することによって、底部の欠けを防止するとともに、ローラーの撓みがある場合にもセッターの当たり欠けや割れを防止することができる。この部位はＲ面取りで代用することも出来る。本実施形態では面取り斜面１１のサイズは２ｍｍ（２Ｃ）である。

周壁２の頂部は底面７と平行な平面であってもよいが、本実施形態では円弧状面取り部１２を形成した。その大きさは特に限定されるものではないが、本実施形態では４ｍｍＲとした。このような円弧状面取り部１２を形成することにより、セッターを多段積みするような場合における頂部の欠けを防止することができる。

なお、本考案のセッターの材質は特に限定されるものではないが、高温強度に優れるアルミナ、ジルコニア、ＳｉＣ等のセラミック製とすることができ、特に、熱伝導率及び熱輻射率が大きいＳｉＣ製とすることが好ましい。

以下に本考案の実施例を比較例とともに示す。
表１は、実施例と比較例のセッターを用い、コーディエライト質のセラミックス部品を炉長が１０ｍのローラーハースキルンを用いて最高温度１４００℃で焼成試験を行なった結果を示す表である。表１中の寸法及び角度の意味は図８に示すとおりである。セッターは２列搬送とし、入口から出口までの移動時間は２４時間とした。

実施例１−７のセッターは最も好ましい試験結果を示した。実施例８−１８のセッターは、ごく僅かな欠けが発生したが良好な結果を示した。実施例１９−２４のセッターは欠け、突き上げ、乗り上げ等がときどき発生したが、実用上の問題がないレベルであった。本考案の範囲を外れた比較例１−６のセッターは欠けや割れが多発し、実用上も好ましくない結果を示した。

１ 平板状本体
２ 周壁
３ ストレート部
４ テーパー部
５ 角部
６ 外側面
７ 底面
８ 垂直面
９ 下部傾斜面
１０ 上部傾斜面
１１ 面取り斜面

Claims (8)

1. 略四角形の平板状本体の周縁部に周壁を突設したローラーハースキルン用セッターであって、平板状本体の外郭を構成する四辺は、中央のストレート部の両端に、各角部に向かって内側に傾斜させたテーパー部を有することを特徴とするローラーハースキルン用セッター。
2. 隣接する２辺のストレート部の延長線の交点Ｐからテーパー部の開始点Ｑまでの長さをＰＱとし、辺の長さをＬとしたとき、ＰＱ／Ｌ＝０．０４〜０．１５であることを特徴とする請求項１に記載のローラーハースキルン用セッター。
3. 各角部に円弧状面取り部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のローラーハースキルン用セッター。
4. 前記周壁の外側面は、底面と直交する垂直面よりも内側に傾斜した下部傾斜面と、より大きい角度で内側に傾斜した上部傾斜面とを有することを特徴とする請求項１に記載のローラーハースキルン用セッター。
5. 下部傾斜面が底面と直交する垂直面に対してなす角度αが、１〜５°であることを特徴とする請求項４に記載のローラーハースキルン用セッター。
6. 上部傾斜面が底面と直交する垂直面に対してなす角度βが、５〜２５°であることを特徴とする請求項４に記載のローラーハースキルン用セッター。
7. 前記周壁の外側面の底部に面取り斜面を形成したことを特徴とする請求項４に記載のローラーハースキルン用セッター。
8. 前記周壁の頂部に円弧状面取り部を形成したことを特徴とする請求項４に記載のローラーハースキルン用セッター。