JPH05164196A - 搬送装置構成材およびチェーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温雰囲気下で使用する搬送装置を構成する
上で、伸び等の変形が少なく、かつ、熱容量が小さくて
安価に、しかも、潤滑油を不用にできる搬送装置構成材
を提供する。 【構成】 ローラリンクプレート１…、ピンリンクプレ
ート２…、ローラ３…、ピン４…、止めリング５…それ
ぞれを、ＰＡＮ系炭素繊維にメソカーボンマイクロビー
ズを分散させたピッチを含浸し、それをプレス圧縮して
作製した炭素繊維強化炭素複合材料により製作し、それ
らを連結してチェーン６を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱処理炉や加熱炉内に
被処理物を搬入ならびに搬出するために用いるチェーン
コンベアを構成するリンクプレートやピンとか、あるい
は、ローラーコンベアを構成するローラとかそのローラ
に動力を伝達するためのチェーンを構成するリンクプレ
ートやピンなどといった搬送装置構成材およびチェーン
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のような、チェーンコンベアやロー
ラーコンベアやチェーンなどの搬送装置を構成する搬送
装置構成材としては、従来一般に、鋼を主体とする金属
材料で構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋼を主体とする金属材
料で構成した搬送装置構成材による搬送装置を熱処理炉
や加熱炉のような 700〜3000℃の高温雰囲気下で被処理
物を搬入ならびに搬出するために使用した場合、搬送装
置構成材自体が熱膨張によって伸びる等の変形を生じ
る。このため、高価な合金鋼を使用したり、伸び等の変
形を設計段階で予め加味し、使用対象の雰囲気温度に応
じた大きさの隙間などの逃げを設けて伸び等の変形を吸
収する必要があり、高価になる欠点があり、また、耐熱
衝撃性が低い欠点があった。

【０００４】また、鋼を主体とする金属材料自体の熱容
量が大きく、それらの搬送装置構成材が熱処理炉などの
内部に入るに伴って炉内温度が低下しやすくなるため、
炉内温度を設定温度に維持するために多量の熱量を必要
として熱効率が低く、ランニングコストが増大する欠点
があった。

【０００５】また、鋼を主体とする金属材料で構成した
搬送装置構成材による搬送装置では、例えば、チェーン
の場合のピンとローラとの摺接箇所などに対して潤滑油
を注入する必要があるが、前述のような高温に耐える潤
滑油が無く、その潤滑油が熱処理炉内で溶融気化して被
処理物および炉内を汚染する欠点があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、高温雰囲気下で使用する搬送装置を構
成する上で、伸び等の変形が少なく、かつ、熱容量が小
さくて安価に、しかも、潤滑油を不用にできる搬送装置
構成材およびチェーンを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の搬送装置構成材
は、上述のような目的を達成するために、成形材料の主
体を炭素繊維強化炭素複合材料で構成する。そして、請
求項１の搬送装置構成材によって、ローラ、ローラリン
クプレート、ピンリンクプレート、ピンおよび止めリン
グそれぞれを構成し、ローラの両側にローラリンクプレ
ートおよびピンリンクプレートを配置し、それらをピン
で連結するとともに止めリングで抜け止めしてチェーン
を構成する。

【０００８】使用する炭素繊維としては、ＰＡＮ系、ピ
ッチ系、レーヨン系、フェノール系、セルロース系など
各種の炭素繊維が使用できる。

【０００９】使用する炭素としては、フェノール樹脂、
フラン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ピッチ類などの熱可
塑性樹脂など、各種のものが使用できる。

【００１０】

【作用】本発明の搬送装置構成材の構成によれば、種々
研究の結果、炭素繊維強化炭素複合材料において、熱膨
張率が低い上に、摩擦係数が小さくて自己潤滑性を有
し、しかも、耐熱性および耐熱衝撃性に優れるという特
徴が有ることを見出すに至り、このことに着目して、高
温雰囲気下で使用する搬送装置を良好に構成することが
できる。また、本発明のチェーンの構成によれば、高温
非酸化性雰囲気下で好適に使用することができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】繊維直径が約７μｍのＰＡＮ系炭素繊維
（Ｔ３００：東レ株式会社製）に、メソカーボンマイク
ロビーズ（大阪瓦斯株式会社製）を分散させたピッチを
含浸し、常法に従って、厚さ約２〜30mmの 640mm×1100
mmの平板をプレス圧縮し、炭素繊維が約50重量％、メソ
カーボンマイクロビーズが約40重量％、残りがピッチの
平板を得た。得られた平板を2000℃の不活性ガスである
窒素雰囲気の焼成炉に入れ、約24時間焼成し、平板状の
炭素繊維強化炭素複合材料を得た。この炭素繊維強化炭
素複合材料は、密度 1.7ｇ/cc 、曲げ強度55kg/mm²であ
った。上記炭素繊維強化炭素複合材料を機械的に加工す
ることにより、搬送装置としてのローラチェーンの構成
材であるローラリンクプレート（幅約36mm×長さ約70m
m、厚さ約２mm）、ピンリンクプレート（幅約31mm×長
さ約70mm、厚さ約２mm）、ローラ（外径約22mm×内径約
10.2mm、長さ約25mm）、ピン（直径約10mm×長さ約45m
m）、止めリング（外径約20mm×内径約10mm、厚さ約２m
m）を製作し、後述するように、それらの各部材をピン
で連結するとともに、止めリングによりピンを抜け止め
して長さ１ｍのローラチェーンを組立てた。

【００１３】そして、図１の要部の一部分解斜視図、図
２の要部の一部切欠側面図、および、図３の断面図に示
すようにして搬送装置を構成する。すなわち、上述のよ
うにして製作したローラリンクプレート１…、ピンリン
クプレート２…、ローラ３…、ピン４…、止めリング５
…を用い、ローラ３…を間にして一対のローラリンクプ
レート１，１…および一対のピンリンクプレート２，２
…を設ける。それらにピン４…を通して連結し、そのピ
ン４…それぞれの両端側それぞれに、ピン４の外径とほ
ぼ等しい内径の穴を有する止めリング５を強制的に外嵌
圧入することにより固定して抜け止めし、チェーン６を
構成する。ローラ３の内径は、ピン４の外径よりもやや
大きく、ローラ３がピン４に対して回転できるようにな
っている。

【００１４】前述したピン４からの止めリング５，５の
抜け止めを行うための構成としては、次のような各種の
構成が採用できる。

【００１５】図４の（ａ）は、抜け止め構成の第１変形
例を示す要部の一部切欠平面図であり、ピン４の両端側
それぞれに止めリング５を外嵌し、その止めリング５の
穴とピン４の外周面とに全周にわたって連なるように、
例えば、フェノール樹脂などのような炭素化可能な樹脂
７を塗布し、その樹脂７をバーナーなどで加熱すること
により炭素化して止めリング５，５とピン４とを一体化
する。

【００１６】図４の（ｂ）は、抜け止め構成の第２変形
例を示す要部の一部切欠平面図であり、ピン４の両端側
それぞれにネジ穴８を形成し、ピン４に止めリング５，
５を外嵌した後に、ピン穴８，８それぞれに、前述の場
合と同じようにして炭素繊維強化炭素複合材料により製
作したネジ９をネジ込み固定し、止めリング５，５のピ
ン４からの抜け止めを行う。

【００１７】図４の（ｃ）は、抜け止め構成の第３変形
例を示す要部の一部切欠斜視図であり、ピン４の両端側
それぞれにピン穴１０を形成し、ピン４に止めリング
５，５を外嵌した後に、ネジ穴１０，１０それぞれに、
前述の場合と同じようにして炭素繊維強化炭素複合材料
により製作した止めピン１１を打ち込み、止めリング
５，５のピン４からの抜け止めを行う。

【００１８】図４の（ｄ）は、抜け止め構成の第４変形
例を示す要部の一部切欠平面図であり、ピン４の両端側
それぞれに、ピン４の外径とほぼ等しい内径の穴を有す
る２枚づつの止めリング５，５を強制的に外嵌圧入する
ことにより固定し、ピン４の抜け止めを行う。

【００１９】上述のようにして構成するチェーン６とし
ては、図５の（ａ）に示すように、エンドレスに連結し
て、いわゆる連鎖式に構成し、図示しないが、そのチェ
ーン６をモータなどによって駆動回転される駆動スプロ
ケットと従動スプロケットとにわたって巻回するととも
に、チェーン６に被処理物を熱処理炉などに搬送する耐
熱性のパレットを取り付けるように構成するものでも良
い。負荷の大きな使用条件下では、チェーン６を複数条
使用し、負荷を分散するのが好ましい。

【００２０】また、図５の（ｂ）に示すように、直線状
に連結して、いわゆる直鎖式に構成し、第１および第２
のチェーン６ａ，６ｂそれぞれの一端側を、被処理物を
熱処理炉などに搬送する耐熱性のパレット１２に連結
し、第１のチェーン６ａの他端側を電動ウィンチ１３に
連動連結し、一方、第２のチェーン６ｂを方向転換用の
スプロケット１４，１５に巻回するとともに、その第２
のチェーン６ｂの他端側にウェイト１６を連結し、電動
ウィンチ１３による第１および第２のチェーン６ａ，６
ｂの巻き取りと繰り出しとによってパレット１２を往復
移動するように構成するものでも良い。

【００２１】上述実施例における炭素繊維強化炭素複合
材料は、密度が 1.7ｇ/cc 、比熱が0.2cal/g・K であ
り、これに対して、鋼材では、密度が 7.8ｇ/cc 、比熱
が0.1cal/g・K であり、同サイズで比較すれば、重さを
約1/4 と軽量にでき、また、比熱は２倍であるが重さが
約1/4 になるため、熱容量を約1/2 にできる。

【００２２】また、この炭素繊維強化炭素複合材料の熱
膨張係数は 0.1×10^-5/Kであるのに対して、鋼材の熱膨
張係数は 1.2×10^-5/Kと12倍の違いがあり、本発明によ
る搬送装置構成材を使用することにより、高温雰囲気下
であっても、その熱膨張による変形を極めて小さくでき
ることが明らかである。

【００２３】本発明に係る炭素繊維強化炭素複合材料
は、その炭素繊維の含有率を30〜60重量％にするのが好
ましい。30重量％未満では強度が低下し、逆に、60重量
％を越えると、加工性が悪くなるからである。

【００２４】上述実施例のチェーンを1000℃の炉に入れ
て荷重を加え、駆動させたところトラブルも無く運転で
きた。また、上記実施例における炭素繊維強化炭素複合
材料で構成した搬送装置構成材は、非酸化性雰囲気下で
使用する場合は3000℃、好ましくは2500℃までの耐熱性
を有している。

【００２５】普通鋼は 350℃以上、合金鋼は 700℃以上
になるとクリープが生じるため、本発明品は 350℃以
上、好ましくは 700℃以上で使用するときに顕著な効果
を発揮できる。

【００２６】本発明は、上述したようなチェーン６を構
成する各種部品に限らず、例えば、ローラコンベアの場
合における、ローラ、そのローラを回転可能に支持する
支持ブラケット、軸受けのためのブッシュ、ローラに一
体回転可能に連結したスプロケットや歯車、そのスプロ
ケットに動力伝達のために巻回される前述のようなチェ
ーンなど、各種の搬送装置構成材が適用できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の搬送装置構成材によれば、熱膨
張率が低く、高温雰囲気下での使用に伴う変形を発生し
ないから、その変形に対する逃げなどのための隙間を形
成せずに済み、高温で使用する搬送装置を構成できるよ
うになった。本発明品は高温の非酸化性雰囲気下で使用
すると効果的である。また、低温で使用しても低温脆性
が無いため安心して使用できる。

【００２８】また、摩擦係数が小さくて自己潤滑性を有
するから、潤滑油を不用にでき、潤滑に起因する被処理
物の汚染を回避できるようになった。また、耐腐食性お
よび耐薬品性を有する用途にも使用できて汎用性を向上
できる。

【００２９】しかも、熱容量を小さくできるから、熱処
理炉や加熱炉などの熱処理装置の熱効率を向上でき、消
費する熱量を減少できてランニングコストを低減できる
ようになった。更に、耐熱性および耐熱衝撃性に優れる
から、高温雰囲気下で長期にわたって良好に使用でき、
その耐久性を向上できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る搬送装置構成材で構成したチェー
ンの要部の一部分解斜視図である。

【図２】図１の要部の一部切欠側面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】（ａ）は、抜け止め構成の第１変形例を示す要
部の一部切欠平面図、（ｂ）は、抜け止め構成の第２変
形例を示す要部の一部切欠平面図、（ｃ）は、抜け止め
構成の第３変形例を示す要部の一部切欠斜視図、（ｄ）
は、抜け止め構成の第４変形例を示す要部の一部切欠平
面図である。

【図５】（ａ）は、連鎖式のチェーンの側面図、（ｂ）
は、直鎖式のチェーンの側面図である。

【符号の説明】

１…ローラリンクプレート ２…ピンリンクプレート ３…ローラ ４…ピン ５…止めリング ６…チェーン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形材料の主体が炭素繊維強化炭素複合
   材料であることを特徴とする搬送装置構成材。
2. 【請求項２】 ローラの両側にローラリンクプレートお
   よびピンリンクプレートを配置し、それらをピンで連結
   するとともに止めリングで抜け止めしたチェーンであっ
   て、前記ローラ、ローラリンクプレート、ピンリンクプ
   レート、ピンおよび止めリングそれぞれを請求項１の搬
   送装置構成材で構成したことを特徴とするチェーン。