図面 (/)

技術 支持用ビーム

出願人 東京窯業株式会社
発明者 久保雅崇小池康太
出願日 2019年3月27日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-061189
公開日 2020年10月1日 (4ヶ月経過) 公開番号 2020-159644
状態 未査定
技術分野 熱処理一般;主に搬送、冷却 炉の装入、排出(炉一般2)
主要キーワード 四角筒 支持ビーム 多角柱形状 略円錐台形状 当接面積 クリープ変形 鉄系金属 耐熱性金属
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

熱処理後の被加熱物に部分的な加熱ムラが生じることが抑えられた支持用ビームを提供すること。

解決手段

本発明の支持用ビーム1は、加熱炉内に配され、その上面に被加熱物が載置する支持用ビーム1であって、棒状のビーム本体部2と、ビーム本体部2の上面2aに設けられた、上方に凸形状をなす凸部3と、凸部3をビーム本体部2に接合する接合材部4と、を有することを特徴とする。本発明の支持用ビーム1は、被加熱物を載置して熱処理しても、凸部3と当接することに起因する被加熱物の部分的な加熱ムラが発生することが抑えられる。

概要

背景

従来、被加熱物熱処理するときには、加熱炉が用いられている。そして、被加熱物は、支持用ビーム上に載置された状態で、加熱炉内に配置され、熱処理(加熱)される。具体的には、鋼板等の鉄系金属板材を熱処理する場合、高温の状態の板材(被加熱物)を支持用ビームの上に載置し、この状態で熱処理している。

従来の支持用ビームは、棒状(中実の柱状)あるいはパイプ状(中空の柱状)を有しており、高温下でその上面に鉄系金属の板材を載置する。例えば、複数本の支持用ビームに板材を載置し、支持する。板材の支持用ビームと接触する部分は、支持用ビームに加えられた熱が伝わることにより接触しない部分と比べて温度が高くなる。

この結果、熱処理後(加熱後)の板材は、支持用ビームと接触する部分が、他の部分よりも加熱されて、温度分布が不均一になることに起因する色ムラが発生していた。また、場合によっては、支持用ビームと焼き付きを生じるという問題があった。

概要

熱処理後の被加熱物に部分的な加熱ムラが生じることが抑えられた支持用ビームを提供すること。 本発明の支持用ビーム1は、加熱炉内に配され、その上面に被加熱物が載置する支持用ビーム1であって、棒状のビーム本体部2と、ビーム本体部2の上面2aに設けられた、上方に凸形状をなす凸部3と、凸部3をビーム本体部2に接合する接合材部4と、を有することを特徴とする。本発明の支持用ビーム1は、被加熱物を載置して熱処理しても、凸部3と当接することに起因する被加熱物の部分的な加熱ムラが発生することが抑えられる。

目的

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、熱処理後の被加熱物に部分的な加熱ムラが生じることを抑えられる支持用ビームを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

加熱炉内に配され、その上面に被加熱物が載置する支持用ビームであって、棒状のビーム本体部と、該ビーム本体部の上面に設けられた、上方に凸形状をなす凸部と、該凸部を該ビーム本体部に接合する接合材部と、を有することを特徴とする支持用ビーム。

請求項2

前記ビーム本体部は、上面が平面をなしている請求項1記載の支持用ビーム。

請求項3

前記ビーム本体部は、全体として四角筒状をなしている請求項1〜2のいずれか1項に記載の支持用ビーム。

請求項4

前記凸部は、半球形状をなしている請求項1〜3のいずれか1項に記載の支持用ビーム。

技術分野

0001

本発明は、被加熱物熱処理するときに、その上部に被加熱物を載置する支持用ビームに関する。

背景技術

0002

従来、被加熱物を熱処理するときには、加熱炉が用いられている。そして、被加熱物は、支持用ビーム上に載置された状態で、加熱炉内に配置され、熱処理(加熱)される。具体的には、鋼板等の鉄系金属板材を熱処理する場合、高温の状態の板材(被加熱物)を支持用ビームの上に載置し、この状態で熱処理している。

0003

従来の支持用ビームは、棒状(中実の柱状)あるいはパイプ状(中空の柱状)を有しており、高温下でその上面に鉄系金属の板材を載置する。例えば、複数本の支持用ビームに板材を載置し、支持する。板材の支持用ビームと接触する部分は、支持用ビームに加えられた熱が伝わることにより接触しない部分と比べて温度が高くなる。

0004

この結果、熱処理後(加熱後)の板材は、支持用ビームと接触する部分が、他の部分よりも加熱されて、温度分布が不均一になることに起因する色ムラが発生していた。また、場合によっては、支持用ビームと焼き付きを生じるという問題があった。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、熱処理後の被加熱物に部分的な加熱ムラが生じることを抑えられる支持用ビームを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決する本発明の支持用ビームは、加熱炉内に配され、その上面に被加熱物が載置する支持用ビームであって、棒状のビーム本体部と、ビーム本体部の上面に設けられた、上方に凸形状をなす凸部と、凸部をビーム本体部に接合する接合材部と、を有することを特徴とする。

0007

本発明の支持用ビームは、支持用ビームの上面に被加熱物が載置されるものであり、被加熱物は凸部の上に載置される。つまり、支持用ビームと被加熱物とが凸部で接触し、支持用ビームとの接触面積が減少する。この結果、本発明の支持用ビームは、被加熱物に加熱ムラが生じにくくなり、その結果として被加熱物の色ムラの発生が抑えられる。

図面の簡単な説明

0008

実施形態1の支持用ビームを示す斜視図である。
実施形態1の支持用ビームを示す側面図である。
実施形態1の支持用ビームを示す上面図である。
実施形態1の支持用ビームを示す正面図である。
図2中のV−V線での矢視断面図である。
実施形態1の変形形態支持ビーム部分拡大断面図である。
実施形態1の変形形態の支持ビームの部分拡大断面図である。
実施形態2の支持用ビームを示す上面図である。
実施形態3の支持用ビームを示す上面図である。

実施例

0009

以下、実施の形態を用いて、本発明の支持用ビームを具体的に説明する。
[実施形態1]
本形態の支持用ビーム1は、図1に斜視図で、図2に側面図で、図3に上面図で、図4に正面図で、図5に断面図で、それぞれ示した。図5は、図2中のV−V線での断面図である。
本形態の支持用ビーム1は、加熱炉内に配され、その上面に被加熱物が載置される。そして、本形態の支持用ビーム1は、ビーム本体部2、凸部3、接合材部4を有する。

0010

ビーム本体部2は、棒状を有する。ここで、棒状とは、長尺状に伸びる形状(軸方向に沿って延びる形状)を示す。ビーム本体部2は、棒状であれば限定されず、中実状であっても、中空の筒状であってもいずれでもよい。軽量化や熱容量を小さくできることから、中空であることが好ましい。中空とは、部分的に肉抜きした形態であっても、内部が中空の筒状であっても、いずれでもよい。ビーム本体部2は、筒状であることが好ましい。

0011

ビーム本体部2が筒状である場合、その断面形状についても限定されない。すなわち、円筒形状、角筒形状のいずれでもよい。好ましくは、角筒形状である。角筒形状についても、断面形状が三角形状、四角形状(正方形状、長方形状)、五角形以上の多角形状のいずれでもよい。本形態では、四角形状の断面形状である。
ビーム本体部2が筒状である場合、肉厚の厚さは限定されない。ビーム本体部2を形成する材料により適宜決定できる。多角形状をなしている場合の各辺において均一な厚さであることが好ましい。

0012

ビーム本体部2は、図5に示した本形態のように、上面2aが平面をなしていることが好ましい。ビーム本体部2の上面2aが平面をなすことで、凸部3を簡単に形成することができる。すなわち、接合材部4にて凸部3を簡単に接合できる。さらに、凸部3の突出高さ(凸部3の先端部の上面2aからの高さ)を調節することが容易となる。

0013

ビーム本体部2を形成する材料は、使用温度(加熱炉の加熱温度)に耐えられるものであれば、具体的な材料が限定されない。すなわち、ビーム本体部2が所定の熱間強度を有する材料であれば限定されない。例えば、ステンレス鋼等の耐熱性金属や、セラミックスを選択することができる。セラミックスとしては、高い耐熱性高熱伝導性,熱間でのクリープ変形のしにくさ等の特性により、SiC系のセラミックスが好ましい。

0014

凸部3は、ビーム本体部2の上面2aに設けられる。凸部3は、上方に凸形状をなしている。
凸部3は、ビーム本体部2の上面2aに設けられることで、本形態の支持用ビーム1に被加熱物が載置されたときに、凸部3の先端部(上端)と当接する。凸部3の端部(上端)の端面が被加熱物と当接することで、被加熱物と支持用ビーム1との当接面積を小さくすることができる。

0015

凸部3は、その具体的な形状が限定されないが、被加熱物と当接する部分(当接面積)を小さくできる形状であることが好ましい。凸部3は、ビーム本体部2から離反するにつれて縮径する形状であることが好ましい。すなわち、突出方向で先細となる突出形状をなすことが好ましい。先細の突出形状とは、円錐形状や角錐形状等の錐形状、上面が湾曲面を形成する半球状等の山状に盛り上がった形状を例示できる。本形態では、図2に示すように、凸となっている部分の先端が湾曲した半球状である。さらに、凸部3は、被載置物を載置したときに、被載置物の下面に凸部3の表面の全面が当接しない形状であり、凸部3の表面の全面が被加熱物の下面と一致しない形状である。
凸部3は、被加熱物を載置したときの衝撃で割れ等の損傷を生じない材料であれば、その材料が限定されない。たとえば、ステンレス鋼等の耐熱性金属や、アルミナ系,ジルコニア系等のセラミックスを選択することができる。好ましくは、アルミナセラミックスである。

0016

本形態の支持用ビーム1において、凸部3は、図1に示すように、ビーム本体部2の上面2aに、ビーム本体部2の軸方向に沿って所定の間隔で一列に配列した状態で設けられる。隣接する二つの凸部3の間隔(ビーム本体部2の軸方向での間隔)についても、限定されない。複数の凸部3の間隔のそれぞれは、同じ間隔であっても、異なる間隔であっても、いずれでもよい。被加熱物を支持できる間隔から、適宜決定できる。

0017

接合材部4は、凸部3をビーム本体部2に接合する部材である。接合材部4は、凸部3をビーム本体部2に接合することができる部材よりなれば限定されない。また、接合材部4は、凸部3とビーム本体部2とを一体に接合することができるものであれば、支持用ビーム1を形成したときに、拡散して見かけ消失していてもよい。

0018

接合材部4は、凸部3をビーム本体部2に接合することができる材料よりなればよく、その材料が限定されない。たとえば、金属をろう付けするろう材や、セラミックス同士を接合するセラミックス接合材を選択することができる。好ましくは、セラミックス接合材である。

0019

(本形態の製造方法)
本形態の支持用ビーム1は、その製造方法が限定されるものではない。たとえば、以下の様に製造することができる。
まず、断面四角形状の筒状のビーム本体部2を製造する。ビーム本体部2の製造は、たとえば、炭化ケイ素原料粉末を所定形状に成形し、焼成することで製造することができる。
同様に、凸部3となる部材をセラミックスにて製造する。すなわち、半球形状のセラミックス製の部材を製造する。この部材は、アルミナ粉末を所定の半球形状に成形し、焼成することで製造することができる。
そして、上面2aとなる面の所定の部位に、セラミックス接合材を塗布し、凸部3となる部材を接合材に押しつけて固定する。
この状態で、セラミックス接合材が接合する温度以上に加熱して接合材をビーム本体部2に凸部3を一体に接合する。
以上の製造方法により、本形態の支持用ビーム1は製造できる。

0020

(本形態の作用効果)
本形態の支持用ビーム1は、加熱炉内に配され、その上面に被加熱物が載置する支持用ビーム1であって、棒状のビーム本体部2と、ビーム本体部2の上面2aに設けられた、上方に凸形状をなす凸部3と、凸部3をビーム本体部2に接合する接合材部4と、を有する構成となっている。

0021

本形態の支持用ビーム1は、この構成によると、被加熱物を載置したときに、被加熱物が凸部3の端部(上端)と当接する。このとき、凸部3と被加熱物とは、凸部3の上端の端面(あるいは頂点)で当接する。従来の棒状の支持用ビームと比較して、本形態の支持用ビーム1は、被加熱物と支持用ビーム1との当接面積を小さくすることができる。この結果、被加熱物を載置して熱処理しても、凸部3と当接することに起因する被加熱物の部分的な加熱ムラが発生することが抑えられる。このように、本形態の支持用ビーム1は、被加熱物を載置して加熱したときに、加熱ムラを抑えながら加熱することができる。すなわち、被加熱物に、加熱ムラに起因する不具合の発生が抑えられる。

0022

ビーム本体部2は、上面2aが平面をなしていることが好ましい。ビーム本体部2の上面2aが平面をなしていることで、凸部3となる部材を接合材で接合するだけで製造できるため、凸部3を簡単に形成することができる。さらに、凸部3となる部材を変更することで、凸部3の突出高さ(凸部3の先端部の上面2aからの高さ)を調節することが容易となる。すなわち、複数の凸部3に被加熱物を載置したとき、凸部3と被加熱物が複数箇所で当接する当接箇所を水平に調節することが容易にできる。つまり、被加熱物を水平に保持できる。
ビーム本体部2は、全体として四角筒状をなしていることが好ましい。この構成を有することで、凸部3を簡単に形成することができる。すなわち、接合材部4にて凸部3を簡単に接合できる。

0023

凸部3は、半球形状をなしていることが好ましい。凸部3が半球状をなしていることで、本形態の支持用ビーム1(の凸部3の先端)が被加熱物の下面と当接する接触部が、点接触となる。この結果、当接面積をより小さくすることができる。具体的には、被加熱物が板材等の場合には、被加熱物の下面は平面となり、凸部3の先端と点接触となり、当接面積を可能な限り小さくすることができる。

0024

[実施形態1の変形形態]
上記の形態では、凸部3が半球形状のセラミックス製の部材により形成されているが、この形態に限定されない。凸部3は、ビーム本体部2の上面2aから上方に凸形状をなしていればよく、その一部がビーム本体部2の上面2aより下方に位置する構成であってもよい。
すなわち、ビーム本体部2の上面2aに、下方側にくぼんだ凹部21を形成しておき、凸部3となる部材を、凹部21に挿入する構成としてもよい。

0025

例えば、図6に示す構成としてもよい。この構成では、ビーム本体部2は、その上面2aに断面略V字状の円錐状にくぼんだ凹部21が形成されている。凹部21は、ビーム本体部2の上面2aを形成する板状の部分を貫通しない。そして、凸部3となる部材は、凹部21の開口部より大径の球形状を有する。本構成では、凸部3となる球形状の部材は、凹部21に挿入したときに、凹部21の内周面に当接し、凹部21内での位置が保持される。この状態では、凸部3となる部材のうち相対的に上方に位置している部分が、上面2aから上方に突出する。
本構成では、上面2aの凹部21にセラミックス接合材を充填し、凸部3となる部材(球形状の部材)を挿入して固定する。この構成によると、凸部3の位置決めを簡単に行うことができる。また、凸部3となる部材と凹部21の内表面とが広い面積で接合するため、強固に接合できる。すなわち、ビーム本体部2から凸部3が外れにくくなる。

0026

また、図7に示す構成としてもよい。この構成では、ビーム本体部2は、その上面2aを形成する平板状の部分に、当該平板状の部分を貫通する貫通孔22が形成されている。本形態の貫通孔22は、孔径が変化しないが、上面2aから下方に進むにつれて縮径するように孔径が変化してもよい。そして、凸部3となる部材は、凹部21の開口部より大径の略半球状の本体部31と、本体部31の平面をなす下面から下方に突出する脚部32と、を有する。本構成では、凸部3となる部材は、貫通孔22に脚部32を挿入したときに、本体部31が上面2aから上方に突出する。本形態の脚部32は、下方に伸びる略円錐台形状をなしているが、角錐分形状や円錐分形状、角錐形状、円錐形状の下方側が縮径する形状であっても、円柱多角柱形状のように径が変化しない柱状を有していてもよい。さらに、脚部32の下方側への突出量についても、本形態では貫通孔22を貫通していないが、貫通孔22を貫通して形成してもよい。
本構成では、ビーム本体部2の貫通孔22にセラミックス接合材を充填し、凸部3となる部材の脚部32を挿入して固定する。この構成によると、図6に示した構成と同様に、凸部3の位置決めを簡単に行うことができる。また、凸部3となる部材と貫通孔22の内周面とが広い面積で接合するため、強固に接合できる。すなわち、ビーム本体部2から凸部3が外れにくくなる。

0027

[実施形態2]
本形態は、凸部3が配列する構成が異なること以外は、実施形態1と同様な支持用ビーム1である。本形態の支持用ビーム1の上面図を、図8に示す。

0028

本形態では、図8に示すように、凸部3がビーム本体部2の上面2aにおいて、ビーム本体部2の軸方向に沿って所定の間隔で二列に配列した状態で設けられている。二列に並んだ凸部3のそれぞれは、ビーム本体部2の軸方向での位置が同じ位置となるように幅方向で並んで配置されている。なお、幅方向は、軸方向に垂直な方向であり、図8での上下方向を示す。
本形態においても、実施形態1と同様な効果を発揮する。
なお、ビーム本体部2の軸方向に沿って凸部3が並んだ列の数についても、三列以上の複数列としてもよい。この場合でも、本形態と同様な効果を発揮する。

0029

[実施形態3]
本形態は、凸部3が配列する構成が異なること以外は、実施形態2と同様な支持用ビーム1である。本形態の支持用ビーム1の上面図を、図9に示す。

0030

本形態では、図9に示すように、凸部3がビーム本体部2の上面2aにおいて、ビーム本体部2の軸方向に沿って所定の間隔で二列に配列した状態で設けられている。二列に並んだ、凸部3は、ビーム本体部2の軸方向での位置が異なる位置となるように配置されている。本形態では、所定の間隔で軸方向に沿って一列に並んだ凸部3は、その軸方向での位置が、別の列の凸部3の間隔の略中央に位置している。しかし、この形態に限定されない。
本形態においても、実施形態1と同様な効果を発揮する。

0031

1:支持用ビーム
2:ビーム本体部
3:凸部
4:接合材部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ