JP7111628B2 - 炉を介する運搬 - Google Patents

Description

本開示は、高温の炉、特に乗り物の加熱成形構造部品のための生産ラインにおいて使用される炉を介して製品を運ぶためのコンベヤシステムに関する。

一端で導入された装入物が炉内を通過して他端で排出される炉は、連続式又は半連続式の炉又はシステムとして知られている。連続式又は半連続式のシステムに関する典型的な適用は、例えば、アルミニウムインゴット、金属ビレット、スチールコイル、バー若しくはそれらの間のブランクの熱処理である。

連続式の炉は、一端で導入された装入物が炉を介して連続して動き、他端で排出される、一種の再加熱炉として理解される。それは、後続の連続した処理のタイムリーな供給を保証するために通常利用される。

半連続式の炉は、連続式炉の一形態で、一定速度で移動する装入物が炉の全体に装填されると、装入物の連続移動が停止し、装入物が炉内に一定時間置かれる。この半連続式炉は、一般に、金得された装入物／製品がバッチで要求される場合に利用される。

自動車産業において、重量を減らす要求は、軽量材料、製造工程及び道具の発展と実施とに至った。乗車している人の安全に対する関心の高まりもまた、衝突時にエネルギを吸収して車両を無傷な状態に保つための材料の採用へと繋がる。そういった意味で、軽量構造に関する基準を満たすために、高強度鋼、超高強度鋼から作られる乗物部品がしばしば採用される。

例えば、加熱成形型焼入（ＨＦＤＱ）として知られる処理は、ホウ素鋼シートを利用し、少なくとも１．０００ＭＰａ、望ましくは１．５００ＭＰａ以上又は２．０００ＭＰａ以上の張力強度を有する超高強度鋼（ＵＨＳＳ）特性を有する打ち抜き部品を生成する。強度の増加により、より薄い標準寸法材料を利用することができ、結果的に従来の冷却打ち抜き軟鋼部品よりも重量が減る。

このような方法において、加熱されるブランクは、鋼、特に超高強度鋼（ＵＨＳＳ）から作られ得る。一般的な用語において、鋼ブランクは、鋼基板と金属被覆層とを有し得る。金属被覆層の例は、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛若しくは亜鉛合金を含む。鋼基板又は鋼ブランクの例は、ホウ素鋼を含む。

自動車で利用されるホウ素鋼の例は、２２ＭｎＢ５鋼である。２２ＭｎＢ５鋼の組成は、以下に重量比率でまとめられ得る（残りは鉄（Ｆｅ）と不純物）。

同一化学組成を有する複数の２２ＭｎＢ５鋼が商業的に利用可能である。しかしながら、２２ＭｎＢ５鋼の各組成の正確な量は、１つの製造業者から別の製造業までやや異なり得る。Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００Ｐは、アルセロール（Ａｒｃｅｌｏｒ）によって製造される、商業的に利用可能な２２ＭｎＢ５鋼の一例である。

Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）の組成は、以下に重量比率でまとめられ得る（残りは鉄（Ｆｅ）と不純物）。

別の例では、２２ＭｎＢ５鋼は、約０．２３％のＣ、約０．２２％のＳｉ及び約０．１６％のＣｒを含み得る。材料はさらに、異なる比率で、Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｂ、Ｎ、Ｎｉを有し得る。

ＵＨＳＳの様々な別の鋼の組成もまた、自動車産業において利用され得る。特に、ＥＰ２７３５６２０Ａ１に記載される鋼組成が適切であると考えられ得る。ＥＰ２７３５６２０Ａ１の表１及び段落００１６から００２１が具体的に参照され、段落００６７から００７９が考慮される。ある例では、ＵＨＳＳブランクは、約０．２２％のＣ、約１．２％のＳｉ及び約２．２％のＭｎを含み得る。

腐食と酸化ダメージと防ぐために、これら（例えばＵｓｉｂｏｒ（登録商標）のような２２ＭｎＢ５鋼及び上記又は上述の別の組成）のいずれかの組成の鋼は被覆され得る。この被覆は、例えば、アルミニウムシリコン（ＡｌＳｉ）被覆、又は、亜鉛又は亜鉛合金を主に含む被覆であり得る。

Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００Ｐは、パーライトフェライト相において供給される。それは、均一パターンで分布した微粒子構造である。機械特性は、この構造に関連する。加熱、ホットスタンプ処理、及び続く焼き入れの後、マルテンサイトミクロ構造が生成される。結果として、最大強度と降伏強度が著しく増加する。同様の処理が別の鋼組成に適用可能である。

そのような２２ＭｎＢ５鋼は、８８０℃で又は８８０℃近傍でＡｃ３ポイントを有し得る。別のＵＨＳＳは、約８８０℃又はそれ以上でＡｃ３ポイントを有し得る。

従って鋼ブランクは、Ａｃ３より高い温度に到達するように炉内で加熱され得る。従って、８８０℃以上の温度まで加熱が実施され得る。

連続式加熱成形処理に続くため、ブランクは、一様時間間隔においてプレスに到達する必要がある。このように、オーステナイト化温度（Ａｃ３）より高い温度、つまり、約８８０℃以上までのブランクの加熱もまた、連続した処理に続くことが望ましい。従って、プレスへのタイムリーな供給を保証するために、連続式炉として構成された加熱炉は、ブランクをオーステナイト化温度まで加熱するために利用される。

既知の連続式炉は、例えば、ブランクがローラの上部に運ばれるローラ運搬システムを有する。ブランクの前方動作は、ローラを駆動させることによって提供される。これらのシステムは、ローラが容易に汚されるので、相当高価でかつやっかいなメンテナンスタスクを含む。別の既知のシステムは、例えば、ビームが幾分循環動作をする「ウォーキングビーム」を利用する。これらのシステムは、相当大きくかつ長い配置システムを含む。

従来の「ウォーキングビーム」運搬システムにおいて、動きを「ウォーキングビーム」に伝達するための駆動メカニズムは、通常炉の下に配置される。従って、駆動メカニズムからウォーキングビームへの動きの伝達を可能にするため、炉の底部に、ある種の開口を有することが要求される。一般的に、前後の動きを水平に動くビームに伝達するために必要とされる開口は、炉を外部雰囲気から密閉することを困難にする、長手方向の開口である。上下の動きを垂直に動くビームに伝達するために必要とされる開口は、通常、長手方向の開口より小さい。

文書ＤＥ１０２０１００１９２１５は、運搬された製品を配達するためのチェーンの利用を促進する連続式炉に関する運搬システムを開示する。しかしながら、現状では、これらのチェーンにおいて均一なテンションを維持することは、非効率であり得、従って、耐久性の低いシステムに至る。これは、炉をより長くするにつれてますます難題になる。例において、長い炉は、約３５メーターより長い炉であり得る。

本開示の目的は、処理される製品が高い温度の炉内で移動するための改良された運搬システムを提供することである。

本詳細な説明と請求項にわたって、「高い温度」は、加熱を必要とする処理に依拠し得る。例えば、ホットスタンプ処理の間の「高い温度」は、オーステナイト化温度以上、特にＡｃ３以上の温度として理解されるべきである。鋼ブランクが、例えば、鋼ブランクをホットスタンプする間、炉内で加熱されると、ブランクの組成に依拠して、高い温度は、約８００℃から約９６０℃までの範囲であり得る。代替として、例えば、アルミニウム合金の時効硬化処理のような別の処理の場合、「高い温度」は、約２００℃以上の範囲にある温度として理解され得る。またさらなる例、例えば、異なる合金の均質化において、「高い温度」は、約５００℃であり得る。

前述の問題及び／又は課題は、自動車産業又は自動車産業において利用される材料及び処理に固有のものではない。代わりに、これらの課題は、製品が高い温度にさらされ、続く処理が入力として加熱製品を利用するいずれの産業においても直面され得る。

第１の態様において、炉を介して運搬方向へ製品を動かすコンベヤユニットが提供される。コンベヤユニットは、運搬方向に沿って伸び、かつ、互いに略平行に配置された複数の第１細長いビームを有する。第１ビームは、ローラにスライド自在に取り付けられ、上流（後方）位置と下流（前方）位置との間の運搬方向に沿った前後の往復動作において置換自在なように構成される。コンベヤユニットはさらに、運搬方向に沿って伸び、かつ、第１ビームを挟んで配置された複数の第２細長いビームを有する。第２ビームは、より低い鉛直位置とより高い鉛直位置との間の鉛直方向に沿った上下の往復動作において置換可能なように構成される。鉛直方向は、運搬方向の平面に略垂直な平面において規定され、使用中、製品を支持する第１ビームのより高い作用表面は、第２ビームのより低い鉛直位置とより高い鉛直位置との間で、鉛直方向に沿って配置される。

この態様によれば、第１ビームセットの作用表面を第２ビームセットの２つの端部位置（上下方向の上部位置と下部位置）の間に位置させることと、いずれかのビームセットの動きにおける連携との組み合わせにおいて、実質的に直交する往復運動を行うように移動可能な２組の異なるビームセットを設けることより、製品は第１ビーム長に沿って、ひいては搬送方向に沿って動かされる。コンベヤユニットが、例えば炉の内部に配置されると、それゆえ、製品は炉にわたって「移動する」ことができる。さらに、第１ビームの各ストローク（前後方向の往復動作）の後、新しい製品（又は新しい複数の製品）が内部位置に供給されると、製品は、連続した方法で炉にわたって移動できる。

略鉛直な動作において移動自在なビームの２つのセットは、運搬方向に沿った前後の往復動作において移動自在な複数の第１ビームと、第１ビームで挟まれ、かつ、上下の往復動作、つまり、運搬方向が配置される平面に略垂直な平面において、移動自在である複数の第２ビームとである。

さらにこの態様において、第１ビームがスライド自在にローラに取り付けられるという事実は、上流（後方）位置から下流（前方）位置までの第１ビームの線状の置換を容易にする。さらに、現状では、第１ビームの長さに依拠して、ローラの提供がビームの曲がりを軽減する。

この態様によると、ローラに動きを伝達するための駆動メカニズムは、炉の下に配置されるとういうことは必要とされない。それゆえ、炉の底部における長手方向の開口を有することが不要であり、従って、炉チャンバのよりよい密閉が可能になる。炉チャンバの十分な密閉は、炉の温度のよりよい制御を可能にする。ある例において、炉チャンバが適切に密閉されると、保護雰囲気が炉チャンバに提供され得る。保護雰囲気の非限定的例は、ドライエア、窒素及び／若しくはメタンである。

従来の「ウォーキングビーム」炉において、炉の底部に長手方向の開口があるため、ヒータは通常、炉チャンバの上側に配置される。それゆえ、本発明において、炉の下に駆動メカニズムを有する必要がないため、同様に、炉の底部に長手方向の開口を有する必要がないので、上側のヒータの補足物として又は代替として、炉チャンバの下側部分（又は底部）に下側ヒータを配置することができる。しかしながら、上下の動きを鉛直に動くビームに伝達するために、炉の底部に配置された開口を有することは未だ必要だが、この種の開口は小さく、容易に密閉することができ、炉の底部におけるヒータの配置と互換性がある。

本開示と特許請求の範囲にわたって、「上流又は後方位置」という用語は、コンベヤユニットの入口又は装入領域、又は、炉の入口により近い、運搬方向／フロー内の位置又は該位置までと理解されるべきである。「下流又は前方位置」という用語は、コンベヤユニット又は炉の出口又は排出領域により近い、運搬方向／フロー内の位置又は該位置までと理解されるべきである。

ある例では、運搬される製品は、一般的に自動車産業で用いられるブランクであり得る。これらのいくつかの場合において、鋼ブランクが予測され得る。より多くの例において、製品の一群（バッチ）を含む、アルミニウムインゴット、金属ビレット、鋼コイル又はバー、バスケット又はコンテナ、若しくは、一般的ないずれのタイプの装入物が予測され得る。

ある例において、第２ビームはさらに、互いに略平行に配置され得る。

ある例において、ローラは、１つ以上の回転自在なシャフトに周方向に設けられた外側突出部又はディスクによって規定され得る。これらの場合、シャフトは第１ビームに略横方向に配置され得る。これは、コンベヤユニットが上記のように、例えば炉内で、実質的に利用されるとき、シャフトが炉内に実装され得る、又は、外側突出部／ディスクの少なくとも一部が炉内にある間、シャフトが外部に残り得ることを意味する。炉の外側にシャフトを実装することは、突出部／ディスク、つまり、ローラが炉の内側に配置されるので、シャフトの潜在的なダメージを減らす、又は、少なくとも、シャフトのための特別で高価な材料（例えば、セラミック又は高温に耐えることができる鋳放し材）を必要とすること防ぐ。これは材料コストの観点において、相当コスト効果がある。例において、ディスク又は外側突出部は、シャフトに実装される、溶接される若しくはシャフトと統合的にさえ形成され得る。ある例において、各ディスク又は外側突出部は独立したシャフトに実装される、溶接される若しくはシャフトと統合的にさえ形成され得る。

さらなる例において、ローラは、略均一な外側直径を有する回転自在なシャフトの外側境界線によって規定され得る。これらの場合、シャフトは第１ビームに作動自在に接続され得る。これらの例において、コンベヤが、例えば炉内に設けられると、シャフトは炉内に残り得る。

いくつかの例において、第１ビームは逆向きＵ字形状の断面を有し得る。これらの場合、ローラは逆向きＵ字形状の内側に適合し得る。代替として、Ｈ形状の断面又は同様の断面が予測され得る。Ｕ字形状のビームの内側にローラをあわせることは、例えば、コンベヤユニットが、例えば炉内に配置されるとき、例えば製品から落ちた被覆又は部品によるローターの汚染を減らす。特に、製品は、例えばＡｌＳｉ又はＺｎ被覆を有する鋼ブランクであり得る。

いくつかの例において、ローラは、アイドルローラであり得、第１ビームの動作は、例えば第１ビームに前後の往復動作を提供するように構成された駆動メカニズムによって生成され、制御され得る。代替として、ローラは、１つ以上のシャフトに回転動作を提供し、前後の往復動作を促進するモータに接続され得る。これらのいくつかの例において、ローラは、（追加の直線的駆動メカニズムなしで）前後の凹具区動作を第１ビームに提供するように構成された駆動メカニズムに接続され得る。

本発明の別の態様において、本発明のコンベヤユニットを介して製品を運搬方向へ動かす方法がある。該方法は、上流位置にある第１ビームと下側鉛直位置にある第２ビームとを提供する工程を有する。該方法はさらに、
ａ）第１ビームに沿った初期位置に相当する運搬方向に沿った初期位置で第１ビームに１つ以上の製品を提供する工程と、
ｂ）製品が、第１ビームに関する初期位置を維持する間、運搬方向に沿った第１位置に到達するように、上流位置から下流位置まで第１ビームを動かす工程と、
ｃ）製品が、運搬方向にそった第１位置で、第２ビームによって支持されるように、第２ビームを下側鉛直位置から上側鉛直位置まで動かす工程と、
ｄ）第１ビームを下流位置から上流位置まで動かす工程と、
ｅ）第１ビームに沿った初期位置とは異なる第１ビームに沿った第１位置に相当する運搬方向に沿った第１位置で、製品が第１ビームで支持されるように、第２ビームを上側鉛直位置から下側鉛直位置まで動かす工程と、を有する。

この態様において、該方法は、例えば炉内に配置され得るコンベヤユニットを介して製品を運搬する効果的な方法を提供する。該方法は、垂直平面における２つの往復動作を調整するためにのみ必要なので、作動が相当に簡易である。そして、それは、ビームの第１のグループは垂直方向にのみ動き、ビームの第２のグループは垂直方向にのみ動くので、作動のための垂直空間を比較的ほとんど必要としない。

望ましい実施形態において、本発明の方法はさらに、
ｆ）製品が、第１ビームに対する第１位置を維持する間、運搬方向に沿った第２位置に到達するように、第１ビームに関する第１位置で、上流位置から下流位置まで製品と共に第１ビームを移動する工程と、
ｇ）運搬方向に沿った第２位置で、製品が第２ビームによって支持されるように、第２ビームを下側鉛直位置から上側鉛直位置まで動かす工程と、
ｈ）下流位置から上流位置まで第１ビームを動かす工程と、
ｉ）第１ビームに沿った第１位置とは異なる第１ビームに沿った第２位置に相当する運搬方向に沿った第２位置で、製品が第１ビームによって支持されるように、第２ビームを上側鉛直位置から下側鉛直位置まで動かす工程と、
任意ではあるが、工程ｆ）から工程ｉ）を繰り返す工程と、を有する。

別の望ましい実施形態において、本発明の方法は上述の工程ｈ）の後、さらに、
ｊ）運搬方向に沿った第２位置で、製品が第２ビームによって支持され続けるように、第２ビームを上側鉛直位置から下側鉛直位置まで動かす工程と、
ｋ）第２ビームによって支持された製品を運搬方向に沿った第２位置から運搬方向に沿った第３位置へ押すために、第１ビームを上流位置から下流位置まで動かす工程と、
を有する。

さらなる態様において、連続式の炉が提供される。炉は、実質的に上記のような方法で、運搬方向へ製品を動かすための、実質的に上記のようなコンベヤユニットを有する。例において、炉は、実質的に上記のような２つ以上のコンベヤユニットを有し得る。これらの例において、上流位置での下流コンベヤの（水平方向に動く）ユニットの第１ビームは、上流コンベヤユニットの（鉛直に動く）第２ビームに部分的に挟まれ得る。代替として又はさらに、下流位置での上流コンベヤユニットの（水平方向に動く）第１ビームは、下流コンベヤユニットの（鉛直に動く）第２ビームに部分的に挟まれ得る。

ある例において、２つ以上のユニットの第１ビームは、一致して動き、２つ以上のユニットの第２ビームは一致して動いてもよい。

このように、製品が上流コンベヤユニットの第１ビームの下流端部に到達すると、第２ビームは、下側鉛直位置から上側鉛直位置まで動かされ、第１ビームは、下流位置から上流位置まで動かされ、第２ビームは上側鉛直位置から下側鉛直位置まで戻され、製品は、下流コンベヤユニットの第２ビームによって支持される。

さらなる代替において、下流コンベヤユニットの第１ビームは、上流コンベヤユニットの第１ビームで挟まれ得る。これらの代替の組み合わせもまた予測され得る。

従って、製品は、連続したコンベヤユニットの第１ビームを介して動き得、それゆえ、実質的に上記のような連続するコンベヤユニットをさらに追加することによって、例えば、トリガ、例えば、ビームの曲げ耐性なしで、実質的にいずれの所望の長さの炉の建設を可能にする。

さらなる例において、コンベヤユニットを形成するために、第１ビーム及び／又は第２ビームは、ユニットの全長を有し得る。コンベヤユニットの長さは、例えば、コンベヤユニットが用いられる炉の長さによって規定され得る。代替として、２つ以上の第１ビーム又は第２ビームは、例えば、溶接によってあわせられ、より長いコンベヤユニットを形成し得る。

本開示の非限定的な例は、添付図を参照して、以下に記載される。
一例に係るコンベヤユニットの透視図を示す。 炉内に配置された図１のユニットの第２ビームの異なる鉛直位置での断面図を示す。 炉内に配置された図１のユニットの第２ビームの異なる鉛直位置での断面図を示す。 実質的に上記のようなコンベヤユニットを介して運搬方向へ製品を動かす方法を実施する間に生じる一連の状況を模式的に示す。 実質的に上記のようなコンベヤユニットを介して運搬方向へ製品を動かす方法を実施する間に生じる一連の状況を模式的に示す。 実質的に上記のようなコンベヤユニットを介して運搬方向へ製品を動かす方法を実施する間に生じる一連の状況を模式的に示す。 実質的に上記のようなコンベヤユニットを介して運搬方向へ製品を動かす方法を実施する間に生じる一連の状況を模式的に示す。 より長いコンベヤシステムを構築するために２つのコンベヤユニットが共に置かれ得る方法を模式的に示す。 より長いコンベヤシステムを構築するために２つのコンベヤユニットが共に置かれ得る方法を模式的に示す。

これらの図面において、対応する部品を明示するために、同一の参照符号が用いられている。

図１は、製品を運搬方向（図３ａ～３ｄにおける矢印Ａ参照）へ動かすためのコンベヤユニット１の一例の透視図を示す。ユニット１は、ローラ１１にスライド自在に取り付けられた複数の第１ビーム１０を有する。この例では、５つの第１ビームが設けられているが、さらなる例では、別の個数の第１ビームが設けられ得る。

いくつかの例において、第１ビームに上流（後方）位置と下流（前方）位置（図３ａにおける１０１及び１０２参照）との間での前後往復動作を提供するために、第１ビーム１０は、直線駆動メカニズム（図示されていない）に接続され得るフレーム（図示されていない）に取り付けられ得る。例において、駆動メカニズムは、直線置換を提供する既知の機械的、油圧式若しくはサーボ機構メカニズムであってもよい。特に、モータ、例えば電気モータによって駆動される油圧式ピストンが、予測され得る。

図１にさらに示されるように、ローラ１１は、回転自在なシャフト１１１の周囲に、例えばそれらの外側突出部として提供される。例において、ローラは、例えばねじ止め又は溶接によってシャフトに接続又は固定され得る。代替として、ローラは、シャフトとともに機械加工され得る。例において、シャフトは、受動的な方法で自由に回転され得、第１ビームの動きは、例えば、第１ビームに前後往復運動を提供するように構成された駆動メカニズムによって、支配され得る。別の例において、前後往復運動を補助するために、モータが利用され、複数のシャフト又は１つ以上のシャフトに回転動作が与えられ得る。これらの例のいくつかにおいて、ローラは、（追加の直線駆動メカニズムなしで）第１ビームに前後往復運動を提供するように構成された駆動メカニズムと接続され得る。

ユニット１はさらに、第１ビームに挟まれて配置された複数の第２ビーム２０を有する。さらなる駆動メカニズム２１が予測され、鉛直方向に沿って、下側鉛直位置と上側鉛直位置（図２ａ及び図２ｂ参照）との間での上下往復運動を第２ビーム２０に提供する。鉛直方向は、運搬方向の平面に略垂直な平面において規定され得る。

図１にさらに示されるように、第１ビーム１０は、Ｈ形状の断面を有する。Ｈ形状の断面の下側部分１０３は、ローラ１１１を覆い、それゆえ、コンベヤユニットが、例えば炉内に配置されるとき、例えば、製品から落下する被覆によるローラの汚染の可能性を低減する。代替として、第１ビームは、逆向きＵ字断面を有し得る。

図２ａ及び図２ｂは、炉３０内に配置された図１のユニットの第２ビームの異なる鉛直位置での断面図を示す。図２ａにおいて、第２ビーム２０は下側鉛直位置にあり、図２ｂにおいて、第２ビーム２０は上側鉛直位置にある。これらの図にさらに示されるように、作用表面１０４、つまり、製品が支持され得る第１ビーム１０の表面は、上側鉛直位置と下側鉛直位置との間にある。

第２ビーム２０は、サポート２０１に取り付けられ得る。例において、２つのビームを同時に持ちこたえ得るＴ形状サポートが予測され得る。次に、サポート２０１は、第２ビームに上下往復運動を提供するように構成されたさらなる駆動メカニズムに接続され得るフレーム２０２に取り付けられ得る。例において、駆動メカニズムは、直線置換を提供する既知の機械的、油圧式若しくはサーボ機構メカニズムのいずれであってもよい。特に、モータ、例えば電気モータによって駆動させられる油圧式ピストンが予測され得る。

図２ａ及び図２ｂにさらに示されるように、コンベヤユニットは、例えば駆動メカニズムとシャフト１１とを炉３０の外側に残す炉内に収容されてもよい。このように、コンベヤユニットが炉内に取り付けられるように構成されるとき、ビーム（第１ビームと第２ビーム）、ローラ及び第２ビームのサポートのみが、炉内で高温に耐えることができる耐火性の材料から作られる必要がある。これは、材料コストの観点において相当費用対効果がある。

図３ａ～図３ｄは、実質的に上記のようなコンベヤユニットを介して運搬方向へ、例えばブランク又はパーツとして製品又は製品の一群を動かす方法を実施する間に生じる一連の状況を模式的に示す。該方法は、図３ａ～図３ｄによって示された一連の状況を参照して、以下に記載される。

シーケンス（工順）は、第１ビーム１０が上流位置１０１に配置され（第１ビームの下流位置１０２は破線で示されている）、第２ビームが下側鉛直位置（図２ａ参照）に配置される図３ａで開始する。第１及び第２ビームのこれらの初期位置において、製品１００（又は代替として複数の製品、製品の一群）は、第１ビーム１０（矢印Ｂ）に沿った初期位置Ｙ１に相当する、運搬方向（矢印Ａ）に沿った初期位置Ｘ１で第１ビーム１０に提供され得る。

図３ｂにおいて、製品１００を伴う第１ビーム１０は下流位置にある、つまり、第１ビームは既に、上流位置から下流位置へ動かされている。このように、製品１００は、第１ビーム１０に関して初期位置Ｙ１を維持する間、運搬方向（矢印Ａ）に沿った第１位置Ｘ２に到達し得る。

さらに図３ｂにおいて、第２ビーム２０は、下側鉛直位置から上側鉛直位置まで動かされ得る。それゆえ、製品１００は、運搬方向（矢印Ａ）に沿った第１位置Ｘ２で、第２ビーム２０によって支持され得る。

シーケンスは、第１ビーム１０が再び上流位置にある、つまり、第１ビームが既に下流位置から上流位置へ戻されている図３ｃに続く。さらに図３ｃにおいて、第２ビーム２０は既に、上側鉛直位置から下側鉛直位置へ戻されていてもよい。このように、製品１００は再び、ここで第１ビーム（矢印Ｂ）に沿った第１位置Ｙ２に相当する、運搬方向（矢印Ａ）に沿った第１位置Ｘ２で、第１ビーム１０によって支持され得る。第１ビームに沿った第１位置Ｙ２は、第１ビームに沿った初期位置Ｙ１とは異なり、第１位置Ｙ２は、初期位置Ｙ１より第１ビーム１０の下流端部１０５に近い。

この段階で、さらなる製品（又は複数のさらなる製品）１００’が、第１ビーム１０に沿った第１位置Ｙ２において既に製品１００から十分に上流で第１ビーム１０に提供され得る。さらなる製品１００’は、例えば、第１ビーム１０（矢印Ｂ）に沿った初期位置Ｙ１で提供され、図３ａ～図３ｃに関連して実質的に説明された同一のシーケンスが繰り返され得る。代替として、第１ビームの２、３若しくはそれ以上のストローク（前後往復運動）の後、さらなる製品が提供され得る。製品は同一であってもよいし、異なっていてもよい。

図３ｄで、第１ビーム１０に関する第１位置Ｙ２に製品１００を有し、第１ビーム１０に関する初期位置Ｙ１にさらなる製品１００’を有する第１ビーム１０は既に、上流位置から下流位置へ動かされていてもよい。このように、製品１００は、第１ビーム（矢印Ｂ）に関する第１位置Ｙ２を維持しながら、運搬方向（矢印Ａ）に沿った第２位置Ｘ３に到達し得る。さらなる製品１００’が第１ビーム１０に関する初期位置Ｙ１でさらに提供されるそれらの例において、さらなる製品１００’はまた、製品１００として第１ビーム１０によって支持され動かされ得るが、第１位置に沿った初期位置Ｙ１を維持しながら、運搬方向に沿った初期位置Ｘ１から、例えば運搬方向（矢印Ａ）にそった第１位置Ｘ２まで動かされ得る。

実質的に上記のようなシーケンスが、製品（又は製品の一群）が第１ビームの全長に沿って動かされるまで繰り返され得る。このように、提供されたさらなる製品は常に、第１ビームの１回以上のストローク（前後往復運動）の後に提供され、加熱製品の連続式（半連続式）のフローが炉内に収容されたコンベヤユニットの出口で提供され得る。例において、製品（一群の製品）をさらに加熱するために、製品は、予め決められた時間、炉内に残され得る。これらの場合、加熱製品、つまり、一群の製品の反連続式のフローが提供される。

全ての例において、ストローク速度及び／又は第１ビームの動きの加減速は、炉の寸法、実施される熱サイクル及び炉によって供給される装置の入力要求に従って設定され得る。さらに、一般的にハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであり得る制御システムもまた提供され、例えば、一群の製品が炉内により長く留まる必要がある場合、製品が前に動く速度及び／又はコンベヤユニットが停止される時間を調整する。

第１及び第２ビームの相対長さに依拠して、製品が第１ビームの下流端部、つまり、運搬方向に沿った最後の位置に到達した状況において、製品が、運搬方向に沿った最後の位置で、第２ビームによって支持されたままであるように、製品を支持する第２ビームを上側鉛直位置から下側鉛直位置へ動かすことを含むさらなる工程が、予測され得る。これらの場合、第２ビームで支持される製品を運搬方向に沿った最後の位置から運搬方向に沿った端部位置まで押すように、さらなる工程は、第１ビームを上流位置から下流位置まで動かすことを含み得る。これらの例において、そのような押し動作は、例えば炉から、例えばプレスシステムまで、例えば製品の運搬のために用いられ得る。代替として、製品の端部位置で、ロボット、例えば、運送フォーク又は別のいずれの既知の保持装置が、加熱製品を取り、それらを次の処理に移動させるために提供され得る。

例において、保持装置、ロボット若しくはフォークは、製品を初期位置で提供するために、コンベヤユニットの開始点で提供され得る。

加熱製品（例えば、ブランク）の連続式フローを提供するために、つまり、加熱製品を、例えばプレスシステムのような連続式処理にタイムリーに供給できるようにするために、実質的に上記のような１つ以上のコンベヤユニットが炉内に提供され得る。このように、製品が炉の所定温度にさらされる時間に対応した炉の長さに応じて、図３ａ～図３ｄに関連して実質的に説明されたシーケンスを必要回数繰り返すことによって、製品が炉内で動かされ得る。

図４ａ及び図４ｂは、より大きいコンベヤシステムを構築するように連続して配置された２つのコンベヤユニットの部分上面図を模式的に示す。さらなる例において、より多くのコンベヤユニットが予測され得る。各コンベヤユニットは、図１～図３ｄに関係して実質的に説明されたように作られ、実施され得る。

図４ａ及び図４ｂの例において、上流コンベヤユニット４０及び下流コンベヤユニット５０が示される。各ユニット４０、５０は、実質的に上記に記載された、第１の水平方向に動くビーム４１、５１と第２の鉛直方向に動くビーム４２、５２とを有し得る。上流ユニット４０の第１ビーム４１と第２ビーム４２との下流端部４１２、４２２はそれぞれ、下流ユニット５０の第１ビーム５１及び第２ビーム５２の上流端部５１１、５２１に隣接する。

この例において、第１ビーム４１、５１は一致して動いてもよく、第２ビーム４２、５２は一致して動いてもよい。ある例において、異なるコンベヤユニットの動くビームが一致していることを保証するために、第１ユニットの水平方向に動くビームは、第２ユニットの水平方向に動くビームを有する既知の機械的、油圧式若しくは電気システムのいずれにもよって接続され得る。

図４ａ及び図４ｂにさらに示されるように、製品１００が上流ユニット４０から下流ユニット５０まで動かされ得る／運搬され得る方法を説明するシーケンスが模式的に説明される。

図４ａにおいて、製品１００は既に、第１ビーム４１の下流端部４１２にある。ユニット４０とユニット５０の第１ビーム４１、５１は、例えば、下流位置にあり得る。従って、製品１００は、上流ユニット４０の第１ビーム４１の運搬方向（矢印Ａ）に沿った下流端部位置Ｘｅにあり得る。図４ｂにおいて、以下の工程が、その間に既に実施されていてもよい。
第２ビーム４２、５２が、下側鉛直位置から上側鉛直位置へ動かされ得ること、
第１ビーム４１、５１が、下流位置から上流位置へ戻される得ること、
第２ビーム４２、５２が、上側鉛直位置から下側鉛直位置へさらに戻され得ること。
このように、ここで、製品１００は、下流ユニット５０の第１ビーム５１に沿った初期位置Ｙ１に相当するその上流端部５１１で、下流ユニット５０の第１ビーム５１に支持され、一方で運搬方向（矢印Ａ）に沿ったＸｅ位置を維持し得る。

これらの例のいくつかにおいて、連続的なコンベヤユニットの第２ビーム、例えば、図４ａ及び図４ｂのユニット４０、５０の第２ビーム４２、５２は同一のサポート（図１の符号２０１）によって支持され得る。このように、上流コンベヤユニット４０の第２ビーム４２の下流端部４２２及び下流コンベヤユニット５０の第２ビーム５２の上流端部５２１は、図１において符号２０１で示されるようなサポートによって支持され得る。いくつかの例において、サポートはＴ形状のサポートであってもよい。単一サポートの提供は、連続的なコンベヤユニットの第２ビームを一斉に動かすことに貢献する。

代替例において、連続的なコンベヤユニットの（水平方向に動く）第１ビームは、その全長の一部に沿って挟まれ、一斉に動き得る。

いくつかの工程、例えば加熱成形工程において、連続式炉は、約３５メータ～約５０メータの範囲にある全長を有し得る。これらの例において、炉は、約５～１０メータの範囲にある長さを有する複数のコンベヤユニットを備え得る。従って、実質的に上記のようなより大きいコンベヤシステムを構築するように、連続式の炉は、通常、例えば、連続的に配置された４～１０個のコンベヤユニットから作られ得る。連続的に配置された他の数のユニットもまた予測され得る。

全ての例において、製品はアルミニウム又は鋼、特に超高強度鋼（ＵＨＳＳ）から作られ得る。

例の数のみが本明細書では開示されたが、別の代替、修正、使用及び／若しくはそれらと同等のものが可能である。さらに、記載された例のあらゆる可能な組み合わせもまたカバーされ得る。従って、本開示の範囲は、特定の例によって制限されるべきでないが、以下の請求項の公平な解釈のみによって決定されるべきである。

Claims (14)

1. 炉を介して運搬方向へ製品を動かすためのコンベヤユニットシステムであって、
   円周方向に配置された複数のローラを備える１つ以上の回転自在なシャフトと、
   １つ以上の前記ローラ又は１つ以上の前記回転自在なシャフトを回転させるためのモータドライブと、
   前記運搬方向に沿って伸び、互いに略平行に配置された複数の細長い第１ビームと、
   前記運搬方向に沿って伸び、前記第１ビームに挟まれて配置された複数の細長い第２ビームと、を有し、
   前記第１ビームは、前記回転自在なシャフトの前記ローラにスライド自在に取り付けられ、上流位置と下流位置との間の前記運搬方向に沿った前後往復運動において置換自在なように構成されており、
   前記第２ビームは、前記運搬方向の平面に略垂直な平面において規定される鉛直方向に沿って、下側鉛直位置と上側鉛直位置との間の上下往復運動において置換自在なように構成されており、
   使用中、前記製品を支持する前記第１ビームの上側作用表面は、前記下側鉛直位置と前記上側鉛直位置との間で前記鉛直方向に沿って配置され、
   前記ローラは、前記回転自在なシャフトの外側突出部によって規定され、
   前記回転自在なシャフトは、前記第１ビームを横断して配置され、
   前記第１ビームは、前記ローラの前記外側突出部が内側に収納される逆向きＵ字形状又はＨ字形状の断面を有し、前記製品から落下する汚染物質から前記ローラの前記外側突出部を保護する、コンベヤユニットシステム。
2. 前記第１ビームは、前記ローラは、前記回転自在なシャフトに設けられたディスクによって画定される、請求項１に記載のコンベヤユニットシステム。
3. 前記ディスクまたは前記外側突出部が前記回転自在なシャフトに設けられる、溶接される、若しくは前記回転自在なシャフトと一体的に形成される、請求項２に記載のコンベヤユニットシステム。
4. 直線上下往復運動を前記第２ビームに提供するための駆動メカニズムを有する、請求項１～３のいずれか１つに記載のコンベヤユニットシステム。
5. 請求項１～４のいずれか１つに記載の前記コンベヤユニットシステムを介して運搬方向へ製品を動かすための方法であって、
   前記上流位置のある前記第１ビームと前記下流位置にある前記第２ビームとを提供する工程を有し、
   さらに、
   ａ）前記第１ビームに沿った初期位置に相当する前記運搬方向に沿った初期位置で、前記第１ビームに１つ以上の製品を提供する工程と、
   ｂ）前記製品が、前記第１ビームに関する前記初期位置を維持する間、前記運搬方向に沿った第１位置に到達するように、前記第１ビームを前記上流位置から前記下流位置まで動かす工程と、
   ｃ）前記製品が、前記運搬方向に沿った前記第１位置で、前記第２ビームによって支持されるように、前記第２ビームを前記下側鉛直位置から前記上側鉛直位置まで動かす工程と、
   ｄ）前記第１ビームを前記下流位置から前記上流位置まで動かす工程と、
   ｅ）前記製品が、前記第１ビームに沿った初期位置とは異なる前記第１ビームに沿った第１位置に相当する、前記運搬方向に沿った前記第１位置で、前記第１ビームによって支持されるように、前記第２ビームを前記上側鉛直位置から前記下側鉛直位置まで動かす工程と、を有する方法。
6. ｆ）前記製品が、前記第１ビームに関する前記第１位置を維持しながら、前記運搬方向に沿った第２位置に到達するように、前記第１ビームに関する前記第１位置で、前記製品とともに前記第１ビームを、前記上流位置から前記下流位置まで動かす工程と、
   ｇ）前記製品が、前記運搬方向に沿った前記第２位置で、前記第２ビームによって支持されるように、前記第２ビームを前記下側鉛直位置から前記上側鉛直位置まで動かす工程と、
   ｈ）前記第１ビームを前記下流位置から前記上流位置まで動かす工程と、
   ｉ）前記製品が、前記第１ビームに沿った前記第１位置とは異なる前記第１ビームに沿った第２位置に相当する、前記運搬方向に沿った前記第２位置で，前記第１ビームによって支持されるように、前記第２ビームを前記上側鉛直位置から前記下側鉛直位置まで動かす工程と、
   任意ではあるが、前記工程ｆ）から前記工程ｉ）までを繰り返す工程と、を有する請求項５に記載の方法。
7. 前記工程ｈ）の後に、
   ｊ）前記製品が、前記運搬方向に沿った前記第２位置で、前記第２ビームによって支持され続けるように、前記第２ビームを、前記上側鉛直位置から前記下側鉛直位置まで動かす工程と、
   ｋ）前記第２ビームによって保持される前記製品を、前記運搬方向に沿った前記第２位置から前記運搬方向に沿った第３位置まで押すように、前記第１ビームを、前記上流位置から前記下流位置まで動かす工程と、を有する、請求項６に記載の方法。
8. 請求項５～７のいずれか１つに記載の方法で、運搬方向へ製品を動かすための請求項１～４のいずれか１つに記載のコンベヤユニットシステムを有する連続式炉。
9. 請求項５～７のいずれか１つに記載の方法で、運搬方向へ製品を動かすための請求項１～４のいずれか１つに記載のコンベヤユニットシステムを２つ以上有しており、
   前記２つ以上のコンベヤユニットシステムの前記第１ビームは一致して動き、前記２つ以上のコンベヤユニットシステムの前記第２ビームは一致して動く、請求項８に記載の連続式炉。
10. 請求項５に記載の方法で、運搬方向へ製品を動かすための請求項１～４のいずれか１つに記載のコンベヤユニットシステムを２つ以上備える連続式炉であって、
    前記２つ以上のコンベヤユニットシステムの前記第１ビームは一致して動き、前記２つ以上のコンベヤユニットシステムの前記第２ビームは一致して動き、
    前記工程ｅ）で、前記第２ビームが、前記上側鉛直位置から前記下側鉛直位置まで動かされると、前記製品は、下流コンベヤユニットの前記第１ビームによって支持される、連続式炉。
11. 請求項６又は７に記載の方法で、運搬方向へ製品を動かすための請求項１～４のいずれか１つに記載のコンベヤユニットシステムを２つ以上備える連続式炉であって、
    前記２つ以上のコンベヤユニットシステムの前記第１ビームは一致して動き、前記２つ以上のコンベヤユニットシステムの前記第２ビームは一致して動き、
    前記工程ｅ）又は前記工程ｉ）のいずれかで、前記第２ビームが、前記上側鉛直位置から前記下側鉛直位置まで動かされると、前記製品は、下流コンベヤユニットの前記第１ビームによって支持される、連続式炉。
12. 上流位置での下流コンベヤユニットの前記第１ビームは部分的に、上流コンベヤユニットの前記第２ビームに挟まれる、請求項９～１１のいずれか１項に記載の連続式炉。
13. 下流位置での上流コンベヤユニットの前記第１ビームは部分的に、下流コンベヤユニットの前記第２ビームに挟まれる、請求項９～１１のいずれか１項に記載の連続式炉。
14. 上流コンベヤユニットの前記第１ビームによって規定されるパスは、下流コンベヤユニットの前記第１ビームによって規定されるパスと実質的に重複する、請求項９～１３のいずれか１つに記載の連続式炉。

Images