(57)【要約】【課題】大型の平板状部材であっても、熱処理することができる平板状部材の熱処理炉を提供する。【解決手段】平板状部材５０を一定方向に回転するローラ２に載置し、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、ローラ２は、記炉体の両側壁から互いに対向されて、炉長方向に複数回転自在に配設され、ローラ２の先端部に、先端２ａ側に向かって徐々に外径が小さくなる縮径面２ｃを形成し、平板状部材５０が、縮径面２ｃに線接触するように構成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状部材を一定方向に回転するローラに載置し、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、
前記ローラは、前記炉体の両側壁から互いに対向するように、炉長方向に複数回転自在に配設され、
前記ローラの先端部に、先端側に向かって徐々に外径が小さくなる縮径面を形成し、
平板状部材が、前記縮径面に線接触するように構成したことを特徴とする平板状部材の熱処理炉。
【請求項２】
縮径面基端と、縮径面よりもローラの基端側のローラ外周面とを、円滑な接続面で接続し、縮径面と前記ローラ外周面との間で変節部が生じないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項３】
対向するローラの下方に、前記ローラを転支する受けコロを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の平板状部材の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネルのような大型のフラットパネルに代表される平板状部材の製造に用いられる平板状部材の熱処理炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル等のフラットパネルは、ガラスやセラミックスからなる基板上に機能性材料を多層に印刷し、乾燥や焼成などの熱処理を施すことによって製造される平板状部材である。このような平板状部材の熱処理を効率よく行うために、特許文献１に示されるように、従来からローラーハースキルン等の熱処理炉が広く使用されている。
【０００３】
このようなローラーハースキルンは、図８に示されるように、炉体１２２に、多数のセラミックス製のローラ１２０を、貫通させて一定ピッチで配置した形式のトンネル炉である。各ローラ１２０は、炉体１２２外に設けた駆動装置１２１によって同一方向に回転されるようになっている。炉体１２２内は予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などに区分され、バーナやヒータ１２３等の加熱手段によって炉室内に所定の温度勾配が形成されている。多数のローラ１２０上に載置された平板状部材１３１は炉長方向に移送されながら、予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などを通過する間に所定の温度履歴が与えられ、熱処理される。
【０００４】
最近では、製造されるフラットパネルが大型になりつつあることから、炉幅が大きくなり、ローラ１２０の長さも長くなりつつある。しかしながら、ローラ１２０はセラミックス製であることから、長尺のローラ１２０を製作することは困難であるという問題があった。また、ローラ１２０が長くなるにつれて、ローラ１２０の中央部分の曲げモーメントも増大することから、ローラ１２０が撓むことや、破損する可能性があるという問題があった。また、炉体１２２をメンテナンスする場合に、ローラ１２０を炉体１２２から抜き取る必要があるが、ローラ１２０が長尺である場合には、ローラ１２０を抜き取るスペースの確保が困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、ローラ１２０の代わりに、炉体１２２内の床面に、浮上用気体の噴出手段設けて、平板状部材１３１を、前記浮上用気体で浮上させて炉体１２１内を搬送する熱処理炉が提案させている。しかしながら、このような熱処理炉は、炉体１２２内の温度が低下することを防止するために、前記浮上用気体を炉体１２２内の温度と殆ど同じ温度に加熱する必要があり、多大なエネルギーを消費してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、大型の平板状部材１３１であっても、熱処理することができる熱処理炉の開発が要望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２９２４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、大型の平板状部材であっても、熱処理することができる平板上部材の熱処理炉を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
平板状部材を一定方向に回転するローラに載置し、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、
前記ローラは、前記炉体の両側壁から互いに対向するように、炉長方向に複数回転自在に配設され、
前記ローラの先端部に、先端側に向かって徐々に外径が小さくなる縮径面を形成し、
平板状部材が、前記縮径面に線接触するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、縮径面基端と、縮径面よりもローラの基端側のローラ外周面とを、円滑な接続面で接続し、縮径面と前記ローラ外周面との間で変節部が生じないようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、対向するローラの下方に、前記ローラを転支する受けコロを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、ローラを、前記炉体の両側壁から互いに対向させて、炉長方向に複数回転自在に配設したので、長尺なローラを製作する必要がなく、炉幅を広くすることが可能となり、更に、炉体をメンテナンスする際の、ローラを抜き取るための広大なスペースを確保する必要が無い。
また、ローラの先端部に、先端側に向かって徐々に外径が小さくなる縮径面を形成し、平板状部材が、前記縮径面に線接触するように構成したので、平板状部材がローラの先端に接触することなく縮径面と線接触し、当該接触部分が過大な圧力とならず、平板状部材の表面に傷がつくことを防止することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、縮径面基端と、縮径面よりもローラの基端側のローラ外周面とを、円滑な接続面で接続し、縮径面と前記ローラ外周面との間で変節部が生じないようにしたことを特徴とする。これにより、平板状部材が接続面と線接触し、当該接触部分が過大な圧力とならず、平板状部材の表面に傷がつくリスクを更に低減させることが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、対向するローラの下方に、ローラを転支する受けコロを設けたので、多大な曲げモーメントが、ローラに作用することを防止し、ローラの破損を防止することが可能となる。また、ローラの撓みを防止して、ローラ上に載せられた、板状部材の変形を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の平板状部材の熱処理炉の断面図である。
【図２】受けコロユニットの斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】受けコロユニットの高さ調整機構の説明図である。
【図６】ローラの先端形状の説明図である。
【図７】ローラ上に平板状部材を載置した状態の説明図である。
【図８】従来のローラーハースキルンの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（平板状部材の熱処理炉の構造）
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図１に示されるように、炉体１は、床壁１ａ、側壁１ｂ、天井壁１ｃとから構成され、トンネル状である。炉体１は、耐火材や断熱材で構成されている。炉体１には、加熱手段が設けられ、この加熱手段により、炉体１内を昇温するようにしている。加熱手段の一例として、天井ヒータ、床ヒータが含まれる。
【００１７】
２は円筒形状又は円柱形状のローラである。ローラ２は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、前記セラミックスには、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や炭化珪素（ＳｉＣ）、Ｓｉ含浸ＳｉＣを焼成したものが含まれ、ローラ２をこれらのセラミックスで構成することが好ましい。ローラ２は、炉体１の両側壁１ｂから、互いに対向するように炉内に延出している。ローラ２は、炉体１に、炉長方向に対して一定間隔をおいて、複数配設されている。なお、本実施形態では、ローラ２の長さは、２．５ｍ程度である。
【００１８】
ローラ２は、炉外から、側壁１ｂを貫通して配設されている。ローラ２の基端２ｂは、炉外に配設されたローラ支持部材３により回転自在に支持されている。ローラ２は、図示しない駆動手段により、同一速度で一定方向に回転するようになっている。前記駆動手段には、サーボモータやインバータモータ等が含まれる。
【００１９】
ローラ２の上には、平板状部材５０が載置され、一定方向に回転するローラ２により、炉体１の炉長方向に移送されるようになっている。この際に、平板状部材５０が、熱処理されるようになっている。
【００２０】
対向するローラ２の両先端２ａの下方には、対向するローラ２の両先端２ａを転支する、円盤形状の受けコロ４が配設されている。受けコロ４は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、前記セラミックスには、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や炭化珪素（ＳｉＣ）、Ｓｉ含浸ＳｉＣ、窒化珪素（Ｓｉ３N4）が含まれ、受けコロ４をこれらのセラミックスで構成することが好ましい。
【００２１】
図２に受けコロユニット７の斜視図を示し、図３の図２のＡ−Ａ断面の断面図を示す。図４に図１のＢ−Ｂ断面の断面図を示す。図２に示されるように、複数の受けコロ４が、縦長の支持部材５に回転自在に列設されていて、受けコロユニット７を構成している。本実施形態では、支持部材５は、角パイプ形状をしている。あるいは、支持部材５は、箱形状であっても差し支えない。支持部材５は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、支持部材５を耐熱金属で構成することにしても差し支えない。
【００２２】
図２に示されるように、支持部材５には、支持部材５の幅方向を貫通する軸支穴５ａが貫通形成されている。図２や図３に示されるように、支持部材５の上部には、支持部材５の内外を連通する、断面形状が長方形状の連通穴５ｂが形成されている。受けコロ４を支持部材５内に入れた状態で、受けコロ４の上部を、連通穴５ｂから支持部材５の外部に露出させている。
【００２３】
また、図３に示されるように、受けコロ４の中心には、断面形状が円形状の貫通穴４ａが形成されている。受けコロ４の貫通穴４ａには、円柱形状のピン６が挿通されている。ピン６は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。ピン６は、支持部材５の軸支穴５ａに挿通されている。このように構成することにより、受けコロ４の上部が、支持部材５の連通穴５ｂから突出するとともに、受けコロ４の上部以外の部分が、支持部材５の内部に収納されている構造となっている。
【００２４】
ピン６の外径は、貫通穴４ａの内径よりも僅かに小さくなっていて、受けコロ４は、ピン６に対して回転自在になっている。受けコロ４のピン６に対する回転による、受けコロ４の貫通穴４ａとピン６の摩耗を減少させるために、受けコロ４とピン６は同材質で構成することが好ましい。受けコロとピンを前記実施例のように別構造とする形式の他に、受けコロ４とピン６を一体で成型する、または接合する構造としても良い。本構造の場合は支持部材５の軸支穴５aの内径をピン６の外形より僅かに大きくする構造となっている。
【００２５】
受けコロユニット７は、受けコロユニット７の長手方向を、炉体１の炉長方向に向けて、炉体１内に配設されている。このように、複数の受けコロ４を、支持部材５に列設して、受けコロユニット７を構成することにしたので、炉体１の炉長方向の位置決め作業が容易となる。
【００２６】
図４に示されるように、ローラ２の先端は、隣接する２個の受けコロ４で転支されている。このように、ローラ２の先端を、受けコロ４で転支することにしたので、ローラ２のローラ支持部材３で支持されている部分に、多大な曲げモーメントが作用することを防止している。また、ローラ２の撓みを防止し、ローラ２上に載せられた板状部材５０の変形を防止している。
【００２７】
図５に受けコロユニットの高さ調整機構の説明図を示す。図５は炉体１の床壁１ｂ部分の断面を詳細に示した図である。１０は外壁材である。外壁材１０は、金属製の板材で構成されている。外壁材１０の内側には、断熱材１１が配設されている。断熱材１１は、ファイバー状、又はボード状であり、セラミックファイバー、珪酸カルシウム等で構成されている。外壁材１０及び断熱材１１により、炉体１の床壁１ｂが構成されている。
【００２８】
外壁材１０には、調整ネジ穴１０ａが螺刻されている。外壁材１０の調整ネジ穴１０ａには、アジャスタボルト１２が螺設されている。アジャスタボルト１２の先端は、外壁材１０を貫通して、断熱材１１が配設されている側に突出している。一方で、アジャスタボルト１２のネジ頭は、炉体１の外側に露出している。
【００２９】
アジャスタボルト１２の先端には、板部材１３が載置されている。板部材１３は、金属やセラミックスで構成されている。板部材１３上には、断熱部材１４が載置されている。断熱部材１４上に、受けコロユニット７が載置されている。アジャスタボルト１２を回転させると、板部材１３及び断熱部材１４が上下に移動し、更に、受けコロユニット７もまた、上下に移動するようになっている。このように構成したので、アジャスタボルト１２を回転させるだけで、炉体１外から、受けコロユニット７の高さを微調整することが可能となり、受けコロユニット７の高さ方向の位置決め作業が容易となっている。より好ましい構造として、受けコロユニット直下部の外壁材１０を部分的に取り外し可能な構造とし、板部材１３及びアジャスタボルトごと炉の外部に取り外し可能とすることにより、受けコロの交換を容易にする構造としてもよい。
【００３０】
断熱材１１の上で、受けコロユニット７の支持部材５の両側方には、耐火材１５が配設されている。耐火材１５と支持部材５の両側面とは当接している。このように、耐火材１５を支持部材５の両側面に当接させて、ピン６が支持部材５から抜けることを防止している。受けコロユニットの支持部材を固定する方法としては、前述の耐火材の他、耐熱金属製の溝状のものとしてもよい。またピン６の支持部材５からの脱落を防止するため、ピンをその中央部を太くした段付構造としてもよい。また支持部材５の上部よりピンをはめ込み、固定部材により脱落を防止する構造としてもよい。
【００３１】
（ローラの先端構造）
図６にローラ２の先端形状の説明図を示して、以下に、本発明で使用されるローラ２の先端形状について説明する。図６に示されるように、ローラ２の先端部には、ローラ２の先端２ａ側に向かって徐々に外径が小さくなる縮径面２ｃが形成されている。本実施形態では、縮径面２ｃは、ローラ外周面２ｄ（なお、縮径面２ｃ基端よりもローラ２の基端２ｂ側の外周面をローラ外周面２ｄと定義する）に対して、所定角度傾いているテーパー面となっている。本実施形態では、ローラ２を焼成後に、ローラ２の先端部分をダイヤモンド砥石等で研削することにより、縮径面２ｃを形成している。
【００３２】
図７にローラ２上に平板状部材５０を載置した状態の説明図を示す。図７に示されるように、ローラ２上に平板状部材５０を載置した場合には、ローラ２で支持されていない部分（対向するローラ２の先端２ａ間）は、平板状部材５０の自重により、下方に湾曲して垂れ下がる。本発明では、ローラ２の先端部に縮径面２ｃを形成したので、平板状部材５０がローラ２の先端２ａに接触することなく、縮径面２ｃと線接触し、当該接触部分は過大な圧力とならず、平板状部材５０の表面に傷がつくことがない。
【００３３】
ローラ外周面２ｄと、縮径面２ｃとのテーパー角度は、平板状部材５０をローラ２上に載置した場合に、平板状部材５０がローラ２の先端２ａに接触しない角度、つまり、平板状部材５０が縮径部２ｃを線接触する角度に設定される。
【００３４】
なお、焼成後のローラ２の先端部には、焼成に伴い僅かな変形が生じる。例えば、ローラ２の先端２ａが垂れ下がるように変形している場合には、ローラ２の先端２ａが周期的に平板状部材５０に当接し、平板状部材５０に傷がついてしまう。前述したように、焼成後のローラ２の先端部を研削することにより、縮径部２ｃを形成すると、前記変形部分が研削により除去され、平板状部材５０に傷がつくことがない。
【００３５】
以上説明した実施形態では、縮径面２ｃはテーパー面であるが、縮径面２ｃを、曲率半径が大きく、外側に膨出した円弧面で構成しても差し支えない。
【００３６】
なお、縮径面２を形成後に縮径面２ｃ基端とローラ外周面２との接続部に生じる変節部を、研磨することにより接続面を形成し、縮径面２ｃ基端とローラ外周面２とを、円滑な接続面で接続することが望ましい。なお、本明細書において変節部とは、角度の異なる２平面の交線をいう。前記接続面は、微視的には外側に膨出した円弧面となっている。このように、縮径面基端とローラ外周面２との境界を、円滑な接続面で接続すると、縮径面２ｃ基端とローラ外周面２との境界に変節部が生じず、平板状部材５０が接続面と点接触することなく線接触し、当該接触部分が過大な圧力とならず、平板状部材５０の表面に傷がつくリスクを更に低減させることが可能となる。
【００３７】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う平板状部材の熱処理炉もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。       
【符号の説明】
【００３８】
１        炉体
１ａ      床壁
１ｂ      側壁
１ｃ      天井壁
２        ローラ
２ａ      ローラの先端
２ｂ      ローラの基端
２ｃ      縮径面
２ｄ      ローラ外周面
３        ローラ支持部材
５        支持部材
５ａ      軸支穴
５ｂ      連通穴
６        ピン
７        受けコロユニット
８ａ      軸穴
９        回転軸
１０      外壁材
１０ａ    調整ネジ穴
１１      断熱材
１２      アジャスタボルト
１３      板部材
１４      断熱部材
１５      耐火材
５０      平板状部材
１２０      ローラ
１２１      駆動装置
１２２      炉体
１２３      ヒータ
１３１      平板状部材
【図１】
2011033232.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011033232.tif 000005
【図４】
2011033232.tif 000006
【図５】
2011033232.tif 000007
【図６】
2011033232.tif 000008
【図７】
2011033232.tif 000009
【図８】
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