JP6450818B2 - ベルト伸び検出装置および焼成炉 - Google Patents

Description

この発明は、ループ状の経路を移動してワークを搬送するベルトの伸びが所定量を超えたことを検出するベルト伸び検出装置および焼成炉に関する。

熱処理炉内でワークを加熱する熱処理装置は、ループ状経路を循環して移動するメッシュベルト等のベルトを備えている。このループ状経路には、熱処理炉の外部の供給位置から熱処理炉の内部を経由して熱処理炉の外部の受渡し位置へ至るワークの搬送範囲が含まれる。供給位置ではベルト上にワークが載置され、受渡し位置ではベルト上からワークが回収される。

このような熱処理装置として、例えば連続焼成炉のようにワーク搬送範囲が１０ｍ〜２０ｍ程度の長さに及ぶものがある。ベルトは、比較的長いワーク搬送範囲を含むループ状経路を継続して移動するとともに、熱処理炉内でワークとともに加熱される。また、ベルトは、駆動ローラと従動ローラとの間に張架され、張力を負荷された状態で移動する。

このため、ベルトは、移動方向に伸びを生じ易い。ベルトにおける移動方向の伸びは、ベルトの損傷の原因となる。ベルトの損傷を放置すると、ワークを適正に搬送することができなくなる。よって、ベルトの切り詰めやベルト自体の交換といったメンテナンスを適正なタイミングで行う必要があるが、メンテナンスを頻繁に行うのは煩雑である。

そこで、ベルトの垂れ下がり部分が収納されるピットを備え、ピット内においてベルトが所定量を超えて垂れ下がったことを検出するベルト伸び検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−１３１３９６号公報

しかし、従来のベルト伸び検出装置では、ピットを設けるための工事が必要となる。このため、設備コストが高騰する虞がある。

この発明の目的は、ベルトのメンテナンスの頻度を低減するとともに設備コストを低下させることができるベルト伸び検出装置および焼成炉を提供することにある。

この発明のベルト伸び検出装置は、複数の従動ローラ、１以上のテンションローラ、検出部、及び報知部を備える。従動ローラは、ループ状の経路を循環して移動するベルトに下側から接する。従動ローラは、従動ローラの軸方向に直交する面に沿う方向における移動が規制される。テンションローラは、従動ローラ同士の間に配置されてベルトに上側から圧接し、上下方向に所定の移動範囲内で移動自在に構成され、ベルトの伸びに伴って自重により下降する。検出部は、上下方向において前記テンションローラの前記移動範囲内に配置され、上下方向においてテンションローラが移動範囲内における所定の警告位置以下に下降したことを検出して検出信号を出力する。報知部は、検出部から出力される検出信号に基づいて警告を報知する。

この構成では、ベルトの伸びにともなってテンションローラが下降する。互いに隣接する従動ローラ間において、下降するテンションローラによってベルトが下方へ押圧されることで、ベルトの張力が一定に維持される。このため、全てのテンションローラが移動範囲内の最下端に達するまでは、メンテナンスを行わなくても、ベルトの損傷やワークの搬送不良といった問題が生じない。また、ピットを設けるための工事を行う必要がない。さらに、テンションローラが移動範囲内の最下端に達する前の所定タイミングに警告が報知されるようにすることで、ベルトのメンテナンスを適正なタイミングで行うことができる。

上述の構成において、テンションローラは、警告位置よりも下方の位置まで移動可能に構成されることが好ましい。この構成によれば、警告が報知された後もテンションローラが下降できるので、ベルトの張力を維持できる。このため、警告が報知されてから実際に警告に応じた処置を行うまでの間もベルトの張力を維持できるように、時間的余裕を設けることができる。

また、テンションローラの移動範囲内における予告位置であって警告位置よりも上方の所定の予告位置以下にテンションローラが下降したことを検出して予告信号を出力するセンサをさらに備え、報知部は、センサから出力される予告信号に基づいて予告メッセージを表示するように構成されることが好ましい。

また、テンションローラを複数備えることもできる。従動ローラ同士の間に配置されるテンションローラを増設することで、ベルトの所望の長さの伸びに対応できるようになる。このため、ピットを設ける工事を行う場合と比較して、簡単かつ低設備コストで、対応可能なベルトの伸びの長さを増やすことができる。

さらに、テンションローラを移動範囲内の上固定位置及び上固定位置よりも下方の下固定位置のそれぞれに固定及び固定解除自在な固定機構をさらに備えることが好ましい。

この構成では、初期段階では、全てのテンションローラが上固定位置に配置され、そのうち１個のテンションローラは固定解除され、他のテンションローラは上固定位置に固定される。固定解除されているテンションローラがベルトの伸びにともなって下降することでベルトの張力が一定に維持される。固定解除されているテンションローラが警告位置以下に下降すると警告が報知されるので、作業者に所定の中間作業を行うタイミングになったことが認識され、中間作業として、下降していたテンションローラが下固定位置に固定されるとともに、固定されていたテンションローラのうちの１個が固定解除される。このように、上固定位置にある１個のテンションローラが固定解除され、ベルトの伸びにともなって下降して下固定位置に固定されると、上固定位置にある次の１個のテンションローラが固定解除されるといったことが順次に繰り返される。これによって、複数のテンションローラがベルトの伸びにともなって上固定位置から下固定位置へ１個ずつ順次に下降し、全てのテンションローラが下固定位置に達するまで、ベルトの切り詰めやベルト自体の交換といったメンテナンスを行う必要がない。

また、固定機構は、テンションローラの回転軸方向に直交する方向のピン孔を有するテンションローラの回転軸と、上固定位置においてピン孔に挿通されたピンが挿通自在な上固定孔及び下固定位置においてピン孔に挿通されたピンが挿通自在な下固定孔を有する固定部材と、を含むように構成することができる。

この構成では、上固定位置においてピン孔と上固定孔とにピンを挿通させることで、テンションローラが上固定位置に固定され、ピンを抜去することで固定解除される。同様に、下固定位置においてピン孔と下固定孔とにピンを挿通させることで、テンションローラが下固定位置に固定される。このように、簡単な構造でテンションローラの固定及び固定解除を可能にすることができる。

この発明によれば、ベルトのメンテナンスの頻度を低減できるとともに、設備コストを低下させることができる。

この発明の実施形態に係るベルト伸び検出装置を備えた熱処理装置の一例である連続焼成炉の概略の構成を示す正面図である。 ベルト伸び検出装置の拡大された正面図である。 ベルト伸び検出装置に含まれるテンションローラの側面断面図である。 連続焼成炉の概略の電気的構成を示すブロック図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ベルト伸び検出装置の動作について説明する図である。

図１に示すように、この発明の実施形態に係るベルト伸び検出装置５を備えた連続焼成炉１０は、熱処理室１、メッシュベルト２、駆動張架ローラ３、従動張架ローラ４、及びベルト伸び検出装置５を備えている。

熱処理室１は、熱処理炉であり、ワークに対して所定の加熱処理を行う。メッシュベルト２は、上面にワークを載置して搬送する。メッシュベルト２は、駆動張架ローラ３、従動張架ローラ４、及びベルト伸び検出装置５に張架されている。メッシュベルト２は、供給位置６から熱処理室１内を経由して受渡し位置７に至るワークの搬送範囲を含むループ状の経路を循環するように移動する。

供給位置６は、熱処理室１の入口１Ａ側の外部に配置されている。供給位置６において、メッシュベルト２の上面にワークが載置される。受渡し位置７は、熱処理室１の出口１Ｂ側の外部に配置されている。受渡し位置７において、メッシュベルト２の上面からワークが回収される。

駆動張架ローラ３は、熱処理室１の出口１Ｂ側の外部に配置されている。駆動張架ローラ３は、モータ４２から回転力を供給されて回転する。駆動張架ローラ３が回転すると、メッシュベルト２に張力が作用した状態で、メッシュベルト２はループ状の経路に沿って移動する。

従動張架ローラ４は、熱処理室１の入口１Ａ側の外部に配置されている。

ベルト伸び検出装置５は、この実施形態では、熱処理室１の入口１Ａ側の外部であってメッシュベルト２の移動方向おける従動張架ローラ４の上流側に配置されているが、設置位置について特に限定されない。

図２及び図３に示すように、ベルト伸び検出装置５は、複数の従動ローラ２１，２２，２３、テンションローラ２４，２５、透過型センサ２６，２７、及び表示器４３（図４参照）を備えている。この実施形態では、ベルト伸び検出装置５は、３個の従動ローラ２１，２２，２３、及び２個のテンションローラ２４，２５を備えている。

従動ローラ２１〜２３は、メッシュベルト２に下側から接するように、メッシュベルト２の移動方向に沿って並列配置されている。従動ローラ２１〜２３の回転軸の両端部は、連続焼成炉１０の装置フレーム３１に固定されており、これによって従動ローラ２１〜２３の軸方向に直交する面に沿う方向における移動を規制されている。従動ローラ２１〜２３のローラ部は、回転軸に対して回転自在に構成されている。従動ローラ２１〜２３のローラ部は、メッシュベルト２の移動にともなって回転する。

テンションローラ２４，２５は、互いに隣接する従動ローラ２１〜２３同士の間に配置され、メッシュベルト２に上側から圧接するように配置されている。以下では、主としてテンションローラ２４について説明するが、テンションローラ２５についてもテンションローラ２４と実質的に同様に構成されている。

テンションローラ２４は、ローラ部２４１及び回転軸２４２を有している。連続焼成炉１０の前後の装置フレーム３１のそれぞれに、上下方向に所定長さを有するガイド部３２が設けられている。回転軸２４２の両端部は、前後の装置フレーム３１のガイド部３２によって、上下方向に所定の移動範囲内で移動自在かつ回転不能に支持されている。

テンションローラ２４は、メッシュベルト２の伸びにともなって自重によって下降する。互いに隣接する従動ローラ２１，２２間において、下降するテンションローラ２４によってメッシュベルト２が下方へ押圧されることで、メッシュベルト２の張力が維持される。

回転軸２４２は、テンションローラ２４の回転軸方向即ち回転軸２４２の長手方向に直交する方向のピン孔２４３を両端部近傍に有している。回転軸２４２は回転不能なので、ピン孔２４３は一定方向に維持される。

ローラ部２４１は、回転軸２４２にベアリング２４４を挟んで外挿され、回転軸２４２に対して回転自在に構成されている。ローラ部２４１は、メッシュベルト２の移動にともなって回転する。

回転軸方向においてピン孔２４３の両側には、カラー部材２４５，２４６が互いに所定間隔をあけて、回転軸２４２に嵌め込まれている。また、回転軸方向において端部側のカラー部材２４６とさらにその外側のカラー部材２４７との間に、錘２４８を装着することで、テンションローラ２４の重量を調整することができる。これによって、メッシュベルト２の張力を調整することができる。

ベルト伸び検出装置５は、テンションローラ２４を、移動範囲内の上固定位置及び上固定位置よりも下方の下固定位置のそれぞれに固定及び固定解除自在に構成されている。

装置フレーム３１は、テンションローラ２４の移動範囲内のうち、上方の所定位置に上固定孔２９を有し、下方の所定位置に下固定孔３０を有している。

上固定位置においてピン孔２４３と上固定孔２９とにピン２８を挿通させることで、テンションローラ２４が上固定位置に固定され、ピン２８をピン孔２４３及び上固定孔２９から抜去することで固定解除される。同様に、下固定位置においてピン孔２４３と下固定孔３０とにピン２８を挿通させることで、テンションローラ２４が下固定位置に固定され、ピン２８をピン孔２４３及び下固定孔３０から抜去することで固定解除される。このように、簡単な構造でテンションローラ２４の固定及び固定解除を行うことができる。

装置フレーム３１は、上固定位置においてピン孔２４３に挿通されたピン２８が挿通自在な上固定孔２９、及び下固定位置においてピン孔２４３に挿通されたピン２８が挿通自在な下固定孔３０を有する固定部材を構成している。

テンションローラ２４の回転軸２４２、装置フレーム３１、及びピン２８は、テンションローラ２４を上固定位置及び下固定位置のそれぞれに固定及び固定解除自在な固定機構に含まれる。

透過型センサ２７は、上下方向においてテンションローラ２４が移動範囲内における所定の警告位置以下に下降したことを検出して検出信号を出力する。

透過型センサ２６は、透過型センサ２７の若干上方に配置されて、テンションローラ２４の下降時に、透過型センサ２７が警告信号を出力する前にテンションローラ２４を検出し、作業者にテンションローラ２４が警告位置に近付いていることを知らせるための予告信号を出力する。

一例として、透過型センサ２６，２７は、テンションローラ２４の回転軸２４２を検出することで検出信号を出力するように設定されている。

警告位置は、テンションローラ２４がさらに下降可能な位置に設定されることが好ましい。これによって、警告の報知後であって作業者による警告に応じた作業の実施前の間も、メッシュベルト２にテンションローラ２４の重量が負荷されることで、メッシュベルト２の張力が維持される。

図４に示すように、連続焼成炉１０は、制御部４１、モータ４２、及び表示器４３をさらに備えている。

制御部４１は、連続焼成炉１０の各入出力機器を統括的に制御する。モータ４２は、駆動張架ローラ３に回転力を供給する。

透過型センサ２６は、テンションローラ２４の回転軸２４２が移動範囲内における所定の予告位置以下に下降したことを検出するように配置され、回転軸２４２を検出すると予告信号を出力する。テンションローラ２５についても同様である。

透過型センサ２７は、テンションローラ２４の回転軸２４２が移動範囲内における所定の警告位置以下に下降したことを検出するように配置され、回転軸２４２を検出すると警告信号を出力する。テンションローラ２５についても同様である。

表示器４３は、予告信号が入力すると、テンションローラ２４が予告位置以下に下降した旨の予告メッセージを表示する。また、表示器４３は、警告信号が入力すると、テンションローラ２４が警告位置以下に下降した旨の警告メッセージを表示する。作業者は、予告メッセージが表示されることでテンションローラ２４が警告位置に近付いていることを認識することができ、警告メッセージが表示されることで、テンションローラ２４が移動範囲内の最下端に接近していることを認識することができる。

透過型センサ２７は、検出部の一例である。透過型センサ２６，２７に代えて、反射型センサや、その他公知の検出センサを用いることもできる。

表示器４３は、透過型センサ２６，２７から出力される検出信号に基づいて予告及び警告を報知する報知部の一例である。報知部として、表示器４３に代えて、又は表示器４３とともに、ブザー音等の報知音を発生するスピーカを備えることもできる。

図５（Ａ）に示すように、メッシュベルト２の切り詰めやメッシュベルト２自体の交換といったメッシュベルト２のメンテナンスの前回の実施後の初期段階では、全てのテンションローラ２４，２５は上固定位置に配置される。

連続焼成炉１０が駆動開始されると、テンションローラ２４，２５のうち１個のテンションローラ２４が固定解除され、他のテンションローラ２５は上固定位置に固定されたままにされる。

固定解除されているテンションローラ２４がメッシュベルト２の伸びにともなって自重によって下降することで、メッシュベルト２の張力が維持される。

図５（Ｂ）に示すように、固定解除されているテンションローラ２４が警告位置以下に下降すると、表示器４３に警告メッセージが表示されるので、作業者に所定の中間作業を行うべきタイミングになったことが認識される。

図５（Ｃ）に示すように、中間作業として、下降していたテンションローラ２４が下固定位置に固定されるとともに、上固定位置に固定されていたテンションローラのうちの１個が固定解除される。この実施形態では、この段階で上固定位置に固定されているのはテンションローラ２５の１個なので、テンションローラ２５が固定解除される。

このように、上固定位置にある１個のテンションローラ２４が固定解除され、メッシュベルト２の伸びにともなって下降して下固定位置に固定されると、上固定位置にある次の１個のテンションローラ２５が固定解除されるといったことが、テンションローラが３個以上ある場合には順次に繰り返される。これによって、複数のテンションローラ２４，２５がメッシュベルト２の伸びにともなって上固定位置から下固定位置へ１個ずつ順次に下降し、全てのテンションローラ２４，２５が下固定位置に達するまで、メッシュベルト２の切り詰めやメッシュベルト２自体の交換といったメンテナンスを行う必要がない。また、ピットを設けるための工事を行う必要がない。

なお、全てのテンションローラ２４，２５が警告位置以下に下降したことが透過型センサ２７によって検出されると、モータ４２を止めて駆動張架ローラ３を停止させるようにすることもできる。これにより、メッシュベルト２の張力が一定に維持されない状態でのメッシュベルト２による搬送を事前に自動で停止させることができる。

ベルト伸び検出装置５によれば、メッシュベルト２のメンテナンスの頻度を低減できるとともに、設備コストを低下させることができる。

また、テンションローラを複数備えることで、メッシュベルト２の所望の長さの伸びに対応できるようになる。このため、ピットを設ける工事を行う場合と比較して、簡単かつ低設備コストで、メッシュベルト２の伸びの増加にも対応できる。よって、メッシュベルト２のメンテナンスの頻度をより低減できる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ メッシュベルト（ベルト）
５，５Ａ ベルト伸び検出装置
１０ 連続焼成炉（熱処理装置）
２１，２２，２３ 従動ローラ
２４，２５ テンションローラ
２４３ ピン孔
２６，２７ 透過型センサ（検出部）
２８ ピン
２９ 上固定孔
３０ 下固定孔
３１ 装置フレーム
３２ ガイド部
４１ 制御部
４３ 表示器（報知部）
５０ シリンダ装置
５１ シリンダ部材
５２ シリンダ駆動部

Claims (7)

1. ループ状の経路を循環して移動するベルトに下側から接する従動ローラであって、前記従動ローラの軸方向に直交する面に沿う方向における移動が規制された複数の従動ローラと、
   前記従動ローラ同士の間に配置されて前記ベルトに上側から圧接し、上下方向に所定の移動範囲内で移動自在に構成され、前記ベルトの伸びに伴って自重により下降する１以上のテンションローラと、
   前記上下方向において前記テンションローラの前記移動範囲内に配置され、前記上下方向において前記テンションローラが前記移動範囲内における所定の警告位置以下に下降したことを検出して検出信号を出力する検出部と、
   前記検出部から出力される検出信号に基づいて警告を報知する報知部と、
   を備え、
   前記テンションローラは、前記警告位置よりも下方の位置まで移動可能に構成されている、ベルト伸び検出装置。
2. 前記テンションローラを前記上下方向に移動自在に支持するガイド部をさらに備え、
   前記ガイド部は、前記上下方向において前記警告位置に対応する位置よりもさらに下方に延びている、請求項１に記載のベルト伸び検出装置。
3. 前記検出部は、前記テンションローラの前記移動範囲内における予告位置であって前記警告位置よりも上方の所定の予告位置以下に前記テンションローラが下降したことを検出して予告信号を出力するように構成され、
   前記報知部は、前記予告信号に基づいて予告メッセージを表示又は発生する、請求項１又は２に記載のベルト伸び検出装置。
4. 前記テンションローラを複数備える、請求項１〜３のいずれかに記載のベルト伸び検出装置。
5. 前記テンションローラを前記移動範囲内の上固定位置及び前記上固定位置よりも下方の下固定位置のそれぞれに固定及び固定解除自在な固定機構をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載のベルト伸び検出装置。
6. 前記固定機構は、
   前記テンションローラの回転軸方向に直交する方向のピン孔を有する前記テンションローラの回転軸と、
   前記上固定位置において前記ピン孔に挿通されたピンが挿通自在な上固定孔及び前記下固定位置において前記ピン孔に挿通された前記ピンが挿通自在な下固定孔を有する固定部材と、を含む、請求項５に記載のベルト伸び検出装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のベルト伸び検出装置と、
   ワークを加熱処理する熱処理室と、
   を備え、
   前記ベルトは、載置されたワークを搬送する第１領域と、ワークが載置されない第２領域とを循環して移動するように配置され、
   前記熱処理室は、前記第１領域に配置され、
   前記ベルト伸び検出装置は、前記第２領域に配置される、焼成炉。

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