WO2019239700A1 - ワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置 - Google Patents

ワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置 Download PDF

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WO2019239700A1
WO2019239700A1 PCT/JP2019/015772 JP2019015772W WO2019239700A1 WO 2019239700 A1 WO2019239700 A1 WO 2019239700A1 JP 2019015772 W JP2019015772 W JP 2019015772W WO 2019239700 A1 WO2019239700 A1 WO 2019239700A1
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WO
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workpiece
support beam
fork
work
conveying member
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PCT/JP2019/015772
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English (en)
French (fr)
Inventor
桑山　真二郎
良祐 森本
Original Assignee
日鉄テックスエンジ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0014—Gripping heads and other end effectors having fork, comb or plate shaped means for engaging the lower surface on a object to be transported
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G49/00—Conveying systems characterised by their application for specified purposes not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H5/00—Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines

Definitions

  • the present invention relates to a workpiece transfer member, a workpiece transfer device, and a heat treatment device, and more particularly to a workpiece transfer member, a workpiece transfer device, and a heat treatment device suitable for transfer and heat treatment of a hot-press steel plate.
  • High-strength steel plates are widely used as components of automobile bodies in order to achieve both higher strength, rigidity, and collision safety of automobile bodies and improved fuel efficiency due to weight reduction of automobile bodies.
  • the press formability of the steel sheet decreases as the strength of the steel sheet increases. For this reason, a high-strength press-formed product having a desired shape may not be manufactured.
  • a hot press method (also referred to as a hot stamp method) has recently been used as a press molding method for components of automobile bodies.
  • a hot-press steel plate (blank) to be subjected to press forming is quenched by press forming and quenching immediately after being heated by a heating device to a temperature of Ac 3 or higher. This process is also called die quench. Thereby, a high-strength press-formed product having a desired shape is manufactured.
  • a loading / unloading device may be used to load / unload a hot press steel sheet or the like into / from a heating furnace as a workpiece (see, for example, Patent Document 1).
  • the carry-in / out apparatus described in Patent Document 1 includes a robot arm and a fork-like hand attached to the tip of the robot arm.
  • the hand has a configuration in which a plurality of elongated rod-like forks are arranged in parallel.
  • Each fork generally has a quadrangular cross-sectional shape orthogonal to the length direction of the fork. Then, a flat plate-like workpiece is placed on each fork.
  • the total height of the fork and the workpiece placed on the fork increases. If the total height increases, the fork and the workpiece come into contact with the inlet and outlet of the heating furnace when the workpiece is transferred. As a result, there is a risk that the heat treatment furnace or the fork may be damaged and the work may be damaged.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a cover member having a high radiant heat reflectance is placed on the top surface of the fork in order to prevent such fork warpage. With this configuration, the amount of thermal expansion is intended to be more uniform between the upper part and the lower part of the fork. In order to prevent the fork from warping, a configuration in which the fork is formed of a vertically divided material and the thermal expansion coefficient of the upper member is made smaller than the thermal expansion coefficient of the lower member is also conceivable.
  • workpiece heating pattern and workpiece heating temperature are different, the amount of warpage of the fork that receives heat from the workpiece also varies. For this reason, when a cover member is used, it is necessary to change the thickness of the cover member in the fork according to the heating pattern of the workpiece. As a result, it is necessary to prepare many types of hands according to the heating pattern of the workpiece. Further, when changing the thermal expansion coefficient between the upper part and the lower part of the fork, it is necessary to select a material having a thermal expansion coefficient according to the heating pattern of the workpiece. As a result, it is necessary to prepare many types of hands.
  • the present invention can suppress the occurrence of warping due to heat received from a workpiece, and can reduce the cost related to workpiece conveyance, a workpiece conveyance member, a workpiece conveyance device, and heat treatment
  • An object is to provide an apparatus.
  • Another object of the present invention is to provide a workpiece transfer member, a workpiece transfer device, and a heat treatment device that can further improve the operation rate of the heat treatment device that heat-treats the workpiece.
  • the workpiece conveying members each have a configuration in which a mounting portion configured to place a heated workpiece is provided on the upper end portion. At least a pair of support beams extending in a predetermined length direction and spaced apart in a width direction orthogonal to the length direction, and at least a pair of the support beams at a position below the position of the upper end portion. A connecting portion that connects to each other.
  • the first connection portion caused by radiant heat from the workpiece is provided.
  • the amount of elongation differs from the amount of elongation of the second connecting portion.
  • the support beam is warped such that the extension amount of the upper end portion of the support beam due to radiant heat is larger than the extension amount of the lower end portion of the support beam.
  • support beams can be connected by one connection part.
  • the warp of the work conveying member particularly the warp caused by the radiant heat from the work such that the extension amount of the upper end portion of the support beam is larger than the extension amount of the lower end portion of the support beam is supported. It can suppress more reliably that it arises in a beam.
  • the workpiece conveying member can be formed from a single material, the manufacturing cost of the workpiece conveying member can be further reduced. Further, the warpage of the workpiece conveying member can be suppressed regardless of the heating pattern of the workpiece and the heating temperature of the workpiece.
  • the connecting portion may connect at least a pair of the support beams to each other at one place in the height direction orthogonal to both the length direction and the width direction.
  • the support beams may be provided two apart from each other in the width direction, and each of the support beams may be formed in a flat plate shape having the width direction as a thickness direction.
  • the work can be stably supported by the two support beams while the contact area between the work and each support beam is reduced to reduce the amount of heat transferred from the work to the work conveying member.
  • the workpiece transfer member may be formed in an H shape when viewed in the length direction.
  • the workpiece conveying member may be formed in a U shape when viewed in the length direction.
  • the connecting portion may be formed in a plate shape extending in the length direction.
  • the connecting portion continuously extends in the length direction, the coupling rigidity between the connecting portion and the support beam can be further increased.
  • the workpiece conveying member can reduce the amount of deflection (sinking amount) on the tip side of the workpiece conveying member when the workpiece is placed.
  • a plurality of the connecting portions are provided apart from each other in the length direction.
  • the plurality of connecting portions cooperate to support the support beam, so that the coupling rigidity between the connecting portion and the support beam can be further increased.
  • the workpiece conveying member can reduce the amount of deflection on the tip side of the workpiece conveying member when the workpiece is placed.
  • the amount of radiant heat received by the connecting portion from the workpiece can be further reduced. As a result, the warp of the support beam due to radiant heat can be more reliably suppressed.
  • a workpiece transfer apparatus is a workpiece formed in a fork shape as a whole by having a configuration in which a plurality of the workpiece transfer members are arranged in the width direction.
  • a transport fork is a workpiece formed in a fork shape as a whole by having a configuration in which a plurality of the workpiece transfer members are arranged in the width direction.
  • the workpiece transfer fork is formed by the workpiece transfer member in which warpage due to heat from the workpiece is suppressed.
  • the warpage of the workpiece conveyance member can be suppressed regardless of the workpiece heating pattern, etc., it is not necessary to replace the workpiece conveyance fork according to workpieces having different workpiece heating patterns, etc., and the same workpiece conveyance fork can be used. .
  • work can be decreased, it is possible to improve the operating rate of the heat processing apparatus in which a workpiece conveyance member is used.
  • a heat treatment apparatus includes the workpiece transfer device and a heating furnace that heats the workpiece transferred by the workpiece transfer device.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the work conveying member of the work carry-in device, showing a state viewed in a cross section orthogonal to the length direction.
  • FIG. 4B is a perspective view showing a single workpiece conveying member.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of a workpiece conveying member according to a first modification
  • FIG. 5B is a perspective view of the workpiece conveying member shown in FIG.
  • FIG. 6A is a perspective view of a workpiece conveyance member according to a second modification
  • FIG. 6B is a perspective view of a workpiece conveyance member according to a third modification. It is typical sectional drawing of the workpiece conveyance member which concerns on a 4th modification.
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional side view of a heat treatment apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, and a part thereof is omitted.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the heat treatment furnace 2 of the heat treatment apparatus 1, and illustrates a cross section orthogonal to the conveyance direction A ⁇ b> 1 of the workpiece 100.
  • the heat processing apparatus 1 is an apparatus which heats the steel plate for hot presses as the workpiece
  • the workpiece 100 is heated in the heat treatment apparatus 1 in a state of being formed in a rectangular flat plate shape.
  • the heat treatment apparatus 1 heats the workpiece 100 to, for example, Ac 3 points or more and 950 ° C. or less.
  • the workpiece 100 is heated by the heat treatment apparatus 1 and then formed into a predetermined member by hot pressing. Examples of the predetermined member include a pillar and a member in a monocoque structure of an automobile.
  • the heat treatment apparatus 1 has a heat treatment furnace 2 and a workpiece transfer apparatus 3.
  • the heat treatment furnace 2 is a furnace that heats the workpiece 100 conveyed by the workpiece conveyance device 3 to, for example, Ac 3 points or more and 950 ° C. or less.
  • the heat treatment furnace 2 includes a housing 4, N heater units 5 installed in the housing 4, and N inlet shutters 6 and N outlet shutters 7 that open and close the housing 4. ing.
  • the housing 4 is formed in a hollow, for example, substantially quadrangular prism shape.
  • work 100 in the heat processing apparatus 1 is the entrance side wall 4a.
  • the downstream side wall in the transport direction A1 is the outlet side wall 4b. Openings 4c and 4d for allowing the workpiece 100 to pass through are formed in the inlet side wall 4a and the outlet side wall 4b.
  • N openings 4c on the inlet side are formed at substantially equal pitches in the vertical direction.
  • N outlets 4d on the outlet side are formed vertically at a substantially equal pitch.
  • the opening 4c has a necessary minimum height that allows insertion of a workpiece transfer fork 22 (to be described later) of the workpiece transfer device 3 and a workpiece 100 placed on the workpiece transfer fork 22.
  • the opening 4d has a minimum height necessary for inserting a workpiece transfer fork 32 (to be described later) of the workpiece transfer device 3 and a workpiece 100 mounted on the workpiece transfer fork 32. .
  • the interval between the heater units 5 can be shortened, so that the thermal efficiency of the heat treatment furnace 2 can be further increased.
  • An entrance shutter 6 is disposed in each of the plurality of openings 4c, and an exit shutter 7 is disposed in each of the plurality of openings 4d.
  • the entrance shutter 6 and the exit shutter 7 are opened and closed by an opening / closing mechanism (not shown), thereby opening and closing the corresponding openings 4c and 4d.
  • a heater unit 5 is disposed between the opening 4c and the opening 4d arranged in the transport direction A1. That is, N heater units 5 are arranged between N sets of the opening 4c and the opening 4d that are paired in the transport direction A1.
  • the heater units 5 adjacent to each other are not separated by a partition wall or the like. For this reason, the heater units 5 adjacent in the vertical direction face each other directly.
  • Each heater unit 5 has a far infrared heater 11, a heater support 12, and a work support 13.
  • the far-infrared heater 11 is a planar heater arranged horizontally.
  • the far-infrared heater 11 is provided in a sintered body of far-infrared radiation ceramics such as Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , SiC, CoO, Si 3 N 4 , and the inside of the sintered body. Heating wire. And a far-infrared energy is radiated
  • the far infrared heater 11 is supported by a plurality of heater support members 12.
  • Each heater support 12 is supported by the housing 4.
  • a far infrared heater 11 is placed on each heater support 12.
  • a workpiece support 13 is disposed below the far infrared heater 11 and the heater support 12.
  • the workpiece support members 13 are arranged at a substantially equal pitch in the left-right direction LR when viewed along the transport direction A1.
  • Each workpiece support member 13 is a block-like member extending along the transport direction A ⁇ b> 1, for example, and is supported by the housing 4.
  • the workpiece 100 is placed on the plurality of workpiece support members 13.
  • the plurality of workpiece support members 13 support the workpiece 100 in cooperation so that the workpiece 100 is in a horizontal posture.
  • the entrance shutter 6 that closes the opening 4c to which the workpiece is loaded is opened.
  • a workpiece carry-in device 15 described later of the workpiece conveyance device 3 conveys the workpiece 100 to the corresponding workpiece support member 13 through the open portion 4 c in the open state, and places the workpiece 100 on the workpiece support member 13.
  • the entrance shutter 6 is closed.
  • the workpiece 100 is heated by the heater unit 5.
  • the exit shutter 7 facing the workpiece 100 is opened, so that the corresponding opening 4d is opened.
  • a workpiece unloading device 16 described later of the workpiece transfer device 3 lifts the workpiece 100 from the workpiece support 13 and unloads it to the outside of the heat treatment furnace 2 through the opening 4d in the open state.
  • the workpiece 100 conveyed to the outside of the heat treatment furnace 2 is formed into a predetermined shape by hot pressing by a hot pressing device (not shown).
  • the workpiece transfer device 3 has a workpiece carry-in device 15 and a workpiece carry-out device 16.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the work carry-in device 15.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the work conveying member 24 of the work carry-in device 15 and shows a state viewed in a cross section orthogonal to the length direction X1.
  • FIG. 4B is a perspective view showing the work conveying member 24 as a single unit.
  • the workpiece loading device 15 is configured to load the workpiece 100 into one heater unit 5 at a time.
  • the workpiece carry-in device 15 is installed on the upstream side of the heat treatment furnace 2 in the transport direction A1.
  • the workpiece conveyance device 3 carries the workpiece 100 into the corresponding heater unit 5 through one of the plurality of openings 4c.
  • the work carry-in device 15 includes a moving mechanism 21 and a work transport fork 22.
  • the moving mechanism 21 is provided to move the work transfer fork 22.
  • the moving mechanism 21 is, for example, an articulated robot arm.
  • the moving mechanism 21 is configured to be able to move the workpiece transport fork 22 horizontally, vertically, and rotationally.
  • the moving mechanism 21 may be configured to be able to carry the workpiece transfer fork 22 and the workpiece 100 placed on the workpiece transfer fork 22 into the heat treatment furnace 2, and the specific configuration is not limited to the robot.
  • An attachment 23 is provided at the distal end of the moving mechanism 21, and a work transport fork 22 is fixed to the attachment 23.
  • the work transport fork 22 is provided as a part on which the work 100 is placed.
  • the work transport fork 22 can move the work 100 placed on the work transport fork 22.
  • the work transport fork 22 has a plurality (eight in the present embodiment) of work transport members 24 and a connecting body 25 connected to these work transport members 24. And the workpiece conveyance fork 22 is formed in the fork shape as a whole by having the structure by which the workpiece conveyance member 24 was arranged in multiple numbers by the predetermined pitch in the width direction Y1.
  • the longitudinal direction of the workpiece conveying member 24 is referred to as a length direction X1. Further, the direction perpendicular to the length direction X1 and in which the plurality of workpiece conveying members 24 are arranged is referred to as a width direction Y1. A direction perpendicular to both the length direction X1 and the width direction Y1 is referred to as a height direction Z1. Unless otherwise specified, the description will be made based on the state where the work transport fork 22 is in the horizontal support posture.
  • the “horizontal support posture” refers to the posture of the workpiece transfer fork 22 when the workpiece 100 is placed horizontally on the workpiece transfer fork 22.
  • the connecting body 25 is provided as a base portion of the work transfer fork 22.
  • the connecting body 25 has, for example, two connecting rods 25a extending along the width direction Y1. These two connecting rods 25 a are fixed to the attachment 23 of the moving mechanism 21.
  • the two connecting rods 25a are arranged in parallel with each other in the length direction X1. In the present embodiment, the approximate center of the connecting rod 25a in the width direction Y1 is connected to the attachment 23.
  • the connection body 25 fixes the base end part of each workpiece conveyance member 24.
  • the workpiece transfer member 24 is provided as a skewer portion of the workpiece transfer fork 22.
  • the workpiece conveying member 24 is a portion on which the workpiece 100 is directly placed, and the workpiece 100 is placed on the upper end portion of the workpiece conveying member 24.
  • the number of workpiece conveying members 24 and the arrangement pitch in the width direction Y1 are appropriately set according to the shape and dimensions of the workpiece 100.
  • the workpiece conveying members 24 have the same configuration, and thereby the versatility of the workpiece conveying member 24 can be increased, so that the manufacturing cost of the workpiece conveying fork 22 can be further reduced.
  • the workpiece transfer member 24 has at least a pair of support beams 26 and a connecting portion 27 that connects the plurality of support beams 26 to each other.
  • a pair of support beams 26 are provided. That is, two support beams 26 are provided apart from each other in the width direction Y1. The shape, dimensions, and position in the height direction Z1 of each support beam 26 are set to be the same. In the present embodiment, the pair of support beams 26 are arranged in parallel to each other.
  • the support beam 26 is a member that extends in the length direction X1.
  • the support beam 26 is formed in a rectangular flat plate shape, and is arranged so that the width direction Y1 is the thickness direction. With this configuration, the support beam 26 is arranged vertically.
  • the support beam 26 is formed in a shape that is thin in the width direction Y1 and long in the height direction Z1, and both the right side surface 26a and the left side surface 26b of the support beam 26 in the width direction Y1 are open spaces. Is not located in a closed space.
  • the “closed space” refers to, for example, a space inside the rectangular space when the work conveying member is rectangular in a cross section orthogonal to the length direction X1. With such a configuration, a temperature difference is hardly generated between the upper end portion 26u and the lower end portion 26d of the support beam 26.
  • the upper end portion 26u of the support beam 26 is a flat surface that is substantially water. A chamfered portion may be formed at a corner of the upper end portion 26u.
  • the lower end portion 26d of the support beam 26 is a flat surface that is substantially water. A chamfered portion may be formed at a corner of the lower end portion 26d.
  • a mounting portion 28 is formed on the upper end portion 26u of the support beam 26 so that the heated workpiece 100 is placed thereon.
  • the mounting portion 28 may be a flat surface formed by the upper end portion 26u.
  • the pair of mounting portions 28 and 28 of the pair of support beams 26 and 26 are flush surfaces in which the positions in the height direction Z1 are aligned.
  • the mounting portion 28 is formed by providing a protruding member on the upper end portion 26u.
  • the protruding members may be arranged discretely in the length direction X1 or may extend continuously in the length direction X1.
  • the placing portion 28 of the one support beam 26 and the placing portion 28 of the other support beam 26 are spaced apart in the width direction Y1.
  • the interval in the width direction Y ⁇ b> 1 between the pair of mounting portions 28, 28 is a support span of the workpiece 100 in one workpiece conveyance member 24. Since the pair of mounting portions 28 and 28 are separated from each other in this way, the radiant heat from the portion 100 a located between the pair of mounting portions 28 and 28 in the workpiece 100 is made difficult to reach the connecting portion 27. Yes.
  • the pair of support beams 26 and 26 are connected to each other by a connecting portion 27 at a position below the position of the upper end portion 26u.
  • the connecting portion 27 is disposed at an intermediate portion of each support beam 26 in the height direction Z1, more specifically at a substantially center in the height direction Z1. Further, the connecting portion 27 connects the pair of support beams 26 and 26 to each other at one place in the height direction Z1.
  • the connecting portion 27 is disposed at the intermediate portion of the support beam 26 in the height direction Z1, the workpiece transfer member 24 is formed in an H shape when viewed in the length direction X1.
  • the position of the connecting portion 27 in the height direction Z1 only needs to be lower than the position of the upper end portion 26u.
  • the distance from the upper end portion 26u is about 1/4 of the height H1 of the support beam 26.
  • it may be about 1 ⁇ 2 of the height H1, or about 3 ⁇ 4 of the height H1.
  • the connecting portion 27 is formed in a rectangular flat plate shape and extends horizontally along the length direction X1.
  • the connection part 27 is arrange
  • the thickness (plate thickness) of the connecting portion 27 and the thickness (plate thickness) of the support beam 26 are the same, but may be different.
  • the connecting portion 27 and the support beam 26 are in contact with each other over the entire region of the support beam 26 in the length direction X1.
  • the connecting portion 27 and the support beam 26 may be integrated by welding, or may be integrally formed by rolling or forging.
  • the workpiece conveying member 24 may be formed of H-section steel.
  • the workpiece carry-out device 16 is arranged on the downstream side in the transport direction A1 with respect to the workpiece carry-in device 15 and the heat treatment furnace 2 having the above-described configuration.
  • the workpiece unloading device 16 is configured to unload the workpiece 100 from one heater unit 5 at a time.
  • the workpiece unloading device 16 unloads the workpiece 100 from the corresponding heater unit 5 through one of the plurality of openings 4d on the outlet side.
  • the work carry-out device 16 has a moving mechanism 31 and a work transfer fork 32.
  • the difference between the moving mechanism 31 and the moving mechanism 21 will be described.
  • the moving mechanism 21 moves the workpiece transport fork 22 in and out of the opening 4c.
  • the moving mechanism 31 moves the workpiece transport fork 32 in and out of the opening 4d. Except for this point, since there is no significant difference between the configuration of the moving mechanism 21 and the configuration of the moving mechanism 31, detailed description of the moving mechanism 31 will be omitted.
  • the configuration of the work transfer fork 32 is the same as that of the work transfer fork 22, including a plurality of work transfer members 24. Therefore, the detailed description of the work conveyance fork 32 is omitted.
  • the first connection portion caused by radiant heat from the workpiece is provided.
  • the amount of elongation differs from the amount of elongation of the second connecting portion.
  • the support beam is warped such that the extension amount of the upper end portion of the support beam due to radiant heat is larger than the extension amount of the lower end portion of the support beam.
  • the support beams 26 and 26 can be connected to each other by the single connecting portion 27.
  • the extension amount of the upper end portion 26u of the support beam 26 is larger than the extension amount of the lower end portion 26d of the support beam 26 due to the warp of the workpiece conveying member 24, in particular, the radiant heat from the workpiece 100. It is possible to more reliably suppress the occurrence of such a warp in the support beam 26.
  • the workpiece conveyance member 24 is formed with the single material, the manufacturing cost of the workpiece conveyance member 24 can be reduced more. Further, the warp of the workpiece conveying member 24 can be suppressed regardless of the heating pattern of the workpiece 100 and the heating temperature of the workpiece 100.
  • the workpiece conveying member 24 when the heat from the workpiece 100 is applied to the workpiece conveying member 24, the workpiece conveying member 24 is prevented from being deformed so as to warp downward. Thereby, the total height of the workpiece conveying member 24 and the workpiece 100 placed on the workpiece conveying member 24 does not change greatly regardless of the temperature of the workpiece 100. Therefore, when the workpiece 100 is conveyed, the possibility that the workpiece conveying member 24 and the workpiece 100 are in contact with the inlet-side opening 4c and the outlet-side opening 4d in the heat treatment furnace 2 is much lower. As a result, the possibility that the heat treatment furnace 2 and the work conveying member 24 are damaged and the work 100 is damaged may be remarkably reduced.
  • the connecting portion 27 connects the pair of support beams 26 and 26 to each other at one place in the height direction Z1.
  • the warp of the work conveying member 24, particularly the warp such that the extension amount of the upper end portion 26 u of the support beam 26 is larger than the extension amount of the lower end portion 26 d of the support beam 26 occurs in the support beam 26. Can be suppressed more reliably.
  • each support beam 26 is provided apart from each other in the width direction Y1, and each support beam 26 is formed in a flat plate shape having the width direction Y1 in the thickness direction. According to this configuration, the work 100 is stabilized by the two support beams 26 and 26 while the contact area between the work 100 and each support beam 26 is reduced to reduce the amount of heat transferred from the work 100 to the work transport member 24. Can be supported.
  • the connecting portion 27 is disposed at the intermediate portion of the support beam 26 in the height direction Z1, the workpiece transfer member 24 is formed in an H shape as viewed in the length direction X1. ing. According to this configuration, it is possible to realize the workpiece conveying member 24 having extremely high bending rigidity with respect to the load of the workpiece 100. Further, since the projected area of the connecting portion 27 when viewed from the upper end side of the support beam 26 can be reduced, the influence of radiant heat from the workpiece 100 can be reduced. As a result, the warp of the support beam 26 due to the radiant heat can be more reliably suppressed.
  • the temperature distribution of the support beam 26 in the thickness direction (width direction Y1) of the support beam 26 due to heat conduction from the workpiece 100 can be made more uniform. Thereby, it can suppress more reliably that the temperature difference which a big curvature produces in the support beam 26 arises.
  • connection part 27 is formed in the plate shape extended in the length direction X1. According to this structure, since the connection part 27 is continuously extended in the length direction X1, the joint rigidity of the connection part 27 and the support beam 26 can be made higher. As a result, the workpiece conveying member 24 can reduce the amount of deflection (sinking amount) on the tip side of the workpiece conveying member 24 when the workpiece 100 is placed.
  • the work transport fork 22 is formed by the work transport member 24 in which warpage due to heat from the work 100 is suppressed.
  • the work transport member 24 in which warpage due to heat from the work 100 is suppressed.
  • the warpage of the workpiece transfer fork 22 can be suppressed regardless of the heating pattern of the workpiece 100, it is not necessary to replace the workpiece transfer fork 22 according to the workpiece 100 having a different heating pattern of the workpiece 100, and the same workpiece transfer fork. 22 can be used. For this reason, since the replacement frequency of the workpiece conveyance fork 22 in the heat treatment apparatus 1 can be reduced, the operating rate of the heat treatment apparatus 1 can be further improved.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of a workpiece conveying member 24A according to a first modification
  • FIG. 5B is a perspective view of the workpiece conveying member 24A shown in FIG.
  • the connecting portion 27 is adjacent to the lower end portions 26d and 26d of the pair of support beams 26 and 26, and is fixed to the lower end portions 26d and 26d.
  • the difference between the workpiece conveying member 24 and the workpiece conveying member 24A is the position of the connecting portion 27 in the height direction Z1.
  • the connection part 27 is arrange
  • the heater units 5, 5 arranged in the vertical direction are not separated by the partition walls but directly face each other.
  • the work transport fork 22 when it is carried into the predetermined heater unit 5 also receives radiant heat from the far-infrared heater 11 in the heater unit 5 immediately below the predetermined heater unit 5.
  • the amount of radiant heat transmitted from the heater unit 5 directly below to the work transport fork 22 is smaller than the amount of radiant heat transmitted from the heater unit 5 loaded to the work transport fork 22.
  • the connection part 27 is arrange
  • the connecting portion 27 is disposed at the lower end portion 26d of the support beam 26 in the height direction Z1, so that the workpiece transport member 24A is viewed in the length direction X1. It is formed in a substantially U shape. According to this configuration, it is possible to realize the workpiece conveying member 24A in which the bending rigidity with respect to the load of the workpiece 100 is sufficiently increased.
  • connection portion 27 has been described as an example of a flat plate shape extending along the length direction X1.
  • a workpiece conveying member 24B shown in FIG. 6A or a workpiece conveying member 24C shown in FIG. 6B may be used instead of the workpiece conveying members 24 and 24A.
  • FIG. 6A is a perspective view of a work conveying member 24B according to the second modification
  • FIG. 6B is a perspective view of a work conveying member 24C according to the third modification.
  • the connecting portion 27B in the second modification, in the work conveying member 24B formed in an H shape when viewed in the length direction X1, the connecting portion 27B is long. A plurality are provided apart in the vertical direction X1. Similarly, in the third modified example, a plurality of connecting portions 27C are provided apart from each other in the length direction X1 in the workpiece conveyance member 24C formed in a U shape as viewed from the length direction X1.
  • the connecting portions 27B and 27C are arranged at equal pitches in the length direction X1, but may be arranged at unequal pitches. Each connecting portion 27B, 27C extends straight in the width direction Y1, and both end portions of each connecting portion 27B, 27C are fixed to the corresponding support beam 26. Each of the connecting portions 27B and 27C may have a round bar shape, a prismatic shape, or a flat plate shape.
  • the plurality of connecting portions 27B are aligned in the height direction Z1, and are arranged, for example, in the center of the support beam 26 in the height direction Z1.
  • the position of each connecting portion 27B in the height direction Z1 is set similarly to the position of the connecting portion 27.
  • the plurality of connecting portions 27C are aligned in the height direction Z1, and are disposed, for example, at the lower end portion 26d of the support beam 26 in the height direction Z1.
  • the connecting portions 27B and 27C connect the pair of support beams 26 and 26 to each other at one place in the height direction Z1.
  • the position of the some connection part 27B in the height direction Z1 does not need to correspond.
  • a certain connecting portion 27B may be disposed at the center of the support beam 26 in the height direction Z1, and another connecting portion 27B may be disposed near the upper end portion 26u or the lower end portion 26d of the support beam 26 in the height direction Z1.
  • the positions of the plurality of connecting portions 27C in the height direction Z1 do not have to match.
  • a certain connecting portion 27C may be disposed at the lower end portion 26d of the support beam 26 in the height direction Z1, and another connecting portion 27C may be disposed near the center of the support beam 26 in the height direction Z1.
  • a plurality of connecting portions 27B and 27C are provided separately in the length direction X1.
  • the coupling rigidity between the connecting portions 27B and 27C and the corresponding support beam 26 can be further increased.
  • the workpiece conveying members 24B and 24C can further reduce the amount of deflection on the tip side of the workpiece conveying members 24B and 24C when the workpiece 100 is placed.
  • the amount of radiant heat received from the workpiece 100 by the connecting portions 27B and 27C can be further reduced. As a result, the warp of the support beam 26 due to the radiant heat can be more reliably suppressed.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a workpiece transfer member 24D according to a fourth modification.
  • the workpiece transfer member 24D has three support beams 26. These support beams 26 are arranged at equal pitch or unequal pitch in the width direction Y1. In the three support beams 26, the support beams 26 facing in the width direction Y1 are connected to each other by a connecting portion 27D.
  • One connecting portion 27D is formed in a flat plate shape and extends in the length direction X1, or a plurality of connecting portions 27D are provided apart from each other in the length direction X1.
  • the connecting portion 27D only needs to be disposed at a position lower than the position of the upper end portion 26u of the support beam 26 in the height direction Z1, and may be disposed at the center of the support beam 26 in the height direction Z1. You may arrange
  • the present invention can be widely applied as a workpiece conveying member, a workpiece conveying device, and a heat treatment device.

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Abstract

このワーク搬送部材は、加熱されたワークが載せ置かれるように構成された載せ部が上端部に設けられた構成をそれぞれ有し、所定の長さ方向に延び、前記長さ方向と直交する幅方向に離隔して配置された少なくとも一対の支持梁と、前記上端部の位置よりも下方の位置で少なくとも一対の前記支持梁を互いに連結する連結部と、を備えている。

Description

ワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置
　本発明は、ワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置に関し、特に、熱間プレス用鋼板の搬送および熱処理に適したワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置に関する。
　本願は、２０１８年６月１５日に、日本に出願された特願２０１８－１１４１１３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　自動車車体の一層の強度、剛性および衝突安全性の向上と、自動車車体の軽量化による燃費の向上と、を両立するため、高強度鋼板が、自動車車体の構成部材として広く用いられている。しかし、鋼板のプレス成形性は、鋼板の高強度化に伴って低下する。このため、所望の形状を有する高強度のプレス成形品を製造できないことがある。
　一方で、熱間プレス法（ホットスタンプ法ともいう）が、自動車車体の構成部材のプレス成形法として近年用いられている。熱間プレス法では、プレス成形に供される熱間プレス用鋼板（ブランク）は、Ａｃ３点以上の温度に加熱装置で加熱された直後にプレス成形および急冷して焼入れられる。この処理は、ダイクエンチ;die quenchともいう。これにより、所望の形状を有する高強度のプレス成形品が製造される。
　熱間プレス用鋼板等をワークとして加熱炉へ搬出入するために、搬出入装置が用いられることがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の搬出入装置は、ロボットアームと、ロボットアームの先端に取り付けられたフォーク状のハンドと、を有している。
　ハンドは、細長い棒状のフォークが複数、並行に配列された構成を有している。各フォークは、当該フォークの長さ方向と直交する断面形状が一般的に四角形である。そして、各フォークに、平板状のワークが載せられる。
日本国特開２０１３－１０３３３１号公報
　フォークの上面に高温のワークが載せられているとき、このフォークは、ワークからの輻射熱を受ける。この輻射熱は、主にフォークの上部に伝わる。このため、フォークの上部の温度は大きく上昇する。一方、フォークの下部の温度は、あまり上昇しない。その結果、フォークについて、上部の熱膨張量が下部の熱膨張量よりも大きくなる。すると、フォーク、特にフォークの先端に、下側に向かう反りが生じてしまう。
　フォークの反り量が大きくなると、フォークおよびこのフォークに載せられたワークの合計の高さが増してしまう。この合計の高さが増してしまうと、ワークの搬送時、フォークおよびワークが、加熱炉の入口および出口に接触してしまう。その結果、熱処理炉やフォークが破損する不具合、および、ワークに傷がつく不具合が生じるおそれがある。
　特許文献１では、このようなフォークの反りを防ぐために、フォークの上面に、輻射熱の反射率の高いカバー部材を被せる構成が開示されている。この構成により、フォークの上部と下部とで熱膨張量をより均等にすることが意図されている。また、フォークの反りを防ぐために、上下に分割した材料でフォークを形成するとともに上側の部材の熱膨張係数を下側の部材の熱膨張係数よりも小さくする構成も考えられる。
　しかしながら、上述した、カバー部材を用いる構成では、フォークを構成する材料以外にカバー部材を構成する材料が必要となり、ハンドの製造コストが高くなる。また、フォークの上部と下部とで熱膨張係数を変更する構成では、二つの異種材料を用いるとともにこれらの材料を組み合わせるという特別加工が必要であり、フォークの製造コストが高くなる。
　また、ワークの加熱パターン、および、ワークの加熱温度（以下、ワークの加熱パターン等ともいう。）が異なると、ワークから熱を受けるフォークの反り量も異なる。このため、カバー部材が用いられる場合、ワークの加熱パターン等に応じてフォークにおける上記のカバー部材の厚みを変更する必要がある。その結果、ワークの加熱パターン等に応じて、多数種類のハンドを準備しておく必要が生じる。また、フォークの上部と下部とで熱膨張係数を変更する場合、ワークの加熱パターン等に応じた熱膨張係数の材料を選定する必要がある。その結果、多数種類のハンドを準備しておく必要が生じる。
　本発明は、上記事情に鑑みることにより、ワークから受ける熱に起因する反りの発生を抑制することができ、且つ、ワーク搬送に関するコストが少なくて済む、ワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置を提供することを目的とする。
　本発明の別の目的は、ワークを熱処理する熱処理装置の稼働率をより向上することが可能なワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置を提供することである。
　（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるワーク搬送部材は、加熱されたワークが載せ置かれるように構成された載せ部が上端部に設けられた構成をそれぞれ有し、所定の長さ方向に延び、前記長さ方向と直交する幅方向に離隔して配置された少なくとも一対の支持梁と、前記上端部の位置よりも下方の位置で少なくとも一対の前記支持梁を互いに連結する連結部と、を備えている。
　例えば、複数の支持梁の上部同士を連結する第１連結部と複数の支持梁の下部同士を連結する第２連結部とが設けられる構成では、ワークからの輻射熱に起因する第１連結部の伸び量と、第２連結部の伸び量とが異なる。その結果、輻射熱に起因する支持梁の上端部の伸び量が、支持梁の下端部の伸び量よりも大きくなるような反りが支持梁に生じる。一方で、上記（１）の構成によれば、一つの連結部で支持梁同士を連結できる。このような構成であれば、ワーク搬送部材の反り、特に、ワークからの輻射熱に起因する、支持梁の上端部の伸び量が支持梁の下端部の伸び量よりも大きくなるような反りが支持梁に生じることを、より確実に抑制できる。しかも、単一材料でワーク搬送部材を形成することが可能であるので、ワーク搬送部材の製造コストをより少なくできる。また、ワークの加熱パターンおよびワークの加熱温度にかかわらずワーク搬送部材の反りを抑制できる。これにより、ワークの加熱パターン等が異なるワークに応じてワーク搬送部材を交換する必要がなく、同じワーク搬送部材を用いることができる。このため、ワークを熱処理する工程におけるワーク搬送部材の交換頻度を少なくできるので、ワーク搬送に関するコストが少なくて済むとともに、ワーク搬送部材が用いられる熱処理装置の稼働率をより向上することが可能である。
　（２）前記連結部は、前記長さ方向および前記幅方向の双方と直交する高さ方向における一カ所において、少なくとも一対の前記支持梁を互いに連結している場合がある。
　この構成によれば、ワーク搬送部材の反り、特に、支持梁の上端部の伸び量が支持梁の下端部の伸び量よりも大きくなるような反りが支持梁に生じることを、より確実に抑制できる。
　（３）前記支持梁は、前記幅方向に離隔して二つ設けられ、各前記支持梁は、前記幅方向を厚み方向とする平板状に形成されている場合がある。
　この構成によれば、ワークと各支持梁との接触面積をより少なくしてワークからワーク搬送部材に伝わる熱量をより少なくしつつ、二つの支持梁によってワークを安定して支持できる。
　（４）前記連結部が前記高さ方向における前記支持梁の中間部に配置されていることにより、前記長さ方向に見て前記ワーク搬送部材がＨ字形状に形成されている場合がある。
　この構成によれば、ワークの荷重に対する曲げ剛性が極めて高いワーク搬送部材を実現できる。また、支持梁の上端側から見たときの連結部の投影面積を小さくできるので、ワークからの輻射熱の影響を小さくできる。その結果、輻射熱に起因する支持梁の反りをより確実に抑制できる。さらに、ワークからの熱伝導に起因する、支持梁の厚み方向における当該支持梁の温度分布を、より均等にできる。これにより、支持梁において、大きな反りが生じるような温度差が生じることを、より確実に抑制できる。
　（５）前記連結部が前記高さ方向における前記支持梁の下端部に配置されていることにより、前記長さ方向に見て前記ワーク搬送部材がＵ字形状に形成されている場合がある。
　この構成によれば、ワークの荷重に対する曲げ剛性が十分に高くされたワーク搬送部材を実現できる。
　（６）前記連結部は、前記長さ方向に延びる板状に形成されている場合がある。
　この構成によれば、連結部が長さ方向に連続して延びていることで、連結部と支持梁との結合剛性をより高くできる。その結果、ワーク搬送部材は、ワークが載せられたときにおける当該ワーク搬送部材の先端側のたわみ量（沈み込み量）をより少なくできる。
　（７）前記連結部は、前記長さ方向に離隔して複数設けられている場合がある。
　この構成によれば、複数の連結部が協働して支持梁を支持することで、連結部と支持梁との結合剛性をより高くできる。その結果、ワーク搬送部材は、ワークを載せられたときにおける当該ワーク搬送部材の先端側のたわみ量をより少なくできる。さらに、連結部がワークから受ける輻射熱量をより少なくできる。その結果、輻射熱に起因する支持梁の反りをより確実に抑制できる。
　（８）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるワーク搬送装置は、前記ワーク搬送部材が前記幅方向に複数配列された構成を有することで全体としてフォーク形状に形成されたワーク搬送フォーク、を備えている。
　この構成によれば、ワークからの熱による反りを抑制されたワーク搬送部材によってワーク搬送フォークが形成されている。これにより、ワーク搬送装置にワークが載せられたときにおいて、ワーク搬送部材に反りが生じることをより確実に抑制できる。また、ワークの加熱パターン等にかかわらずワーク搬送部材の反りを抑制できることから、ワークの加熱パターン等が異なるワークに応じてワーク搬送フォークを交換する必要がなく、同じワーク搬送フォークを用いることができる。このため、ワークを熱処理する工程におけるワーク搬送フォークの交換頻度を少なくできるので、ワーク搬送部材が用いられる熱処理装置の稼働率をより向上することが可能である。
　（９）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる熱処理装置は、前記ワーク搬送装置と、前記ワーク搬送装置によって搬送されるワークを加熱する加熱炉と、を備えている。
　この構成によれば、ワーク搬送部材に反りが生じることをより確実に抑制できる。また、ワークの加熱パターン等にかかわらずワーク搬送部材の反りを抑制できることから、ワークの加熱パターン等が異なるワークに応じてワーク搬送フォークを交換する必要がなく、同じワーク搬送フォークを用いることができる。このため、熱処理装置におけるワーク搬送フォークの交換頻度を少なくできるので、熱処理炉に対するワーク搬出入動作の効率をより高くでき、熱処理装置の稼働率をより向上することが可能である。
　本発明によると、ワークから受ける熱に起因する反りの発生を抑制することができ、且つ、ワーク搬送に関するコストが少なくて済むワーク搬送部材を実現できる。
本発明の一実施形態に係る熱処理装置の模式的な一部断面側面図であり、一部を省略して示している。 熱処理装置の熱処理炉の主要部の構成を示す模式図であり、ワーク搬送方向と直交する断面を示している。 ワーク搬入装置の模式的な平面図である。 図４の（Ａ）は、ワーク搬入装置のワーク搬送部材の断面図であり、長さ方向と直交する断面で見た状態を示している。図４の（Ｂ）は、ワーク搬送部材を単体で示す斜視図である。 図５の（Ａ）は、第１変形例に係るワーク搬送部材の断面図であり、図５の（Ｂ）は、図５の（Ａ）に示すワーク搬送部材の斜視図である。 図６の（Ａ）は、第２変形例に係るワーク搬送部材の斜視図であり、図６の（Ｂ）は、第３変形例に係るワーク搬送部材の斜視図である。 第４変形例に係るワーク搬送部材の模式的な断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る熱処理装置１の模式的な一部断面側面図であり、一部を省略して示している。図２は、熱処理装置１の熱処理炉２の主要部の構成を示す模式図であり、ワーク１００の搬送方向Ａ１と直交する断面を示している。
　図１および図２を参照して、熱処理装置１は、ワーク１００としての熱間プレス用鋼板を熱間プレス加工のために加熱する装置である。ワーク１００は、例えば、矩形の平板状に形成された状態で、熱処理装置１において加熱される。熱処理装置１は、ワーク１００を、例えばＡｃ３点以上９５０℃以下に加熱する。ワーク１００は、熱処理装置１で加熱された後、熱間プレス加工によって、所定の部材に成形される。この所定の部材として、自動車のモノコック構造におけるピラー、メンバー等を例示できる。
　熱処理装置１は、熱処理炉２と、ワーク搬送装置３と、を有している。
　熱処理炉２は、ワーク搬送装置３によって搬送されるワーク１００を例えばＡｃ３点以上９５０℃以下に加熱する炉である。熱処理炉２は、遠赤外線式多段型加熱炉であり、Ｎ（Ｎは１以上の自然数、例えばＮ＝７）枚のワーク１００を一括して収容可能である。
　熱処理炉２は、筐体４と、筐体４内に設置されたＮ個のヒーターユニット５と、筐体４を開閉するＮ個の入口シャッター６およびＮ個の出口シャッター７と、を有している。
　筐体４は、中空の例えば略四角柱状に形成されている。そして、筐体４のうち、熱処理装置１におけるワーク１００の搬送方向Ａ１（図１の左右方向）の上流側側壁が、入口側側壁４ａである。また、搬送方向Ａ１の下流側側壁が、出口側側壁４ｂである。入口側側壁４ａおよび出口側側壁４ｂに、ワーク１００を通過させるための開口部４ｃ，４ｄが形成されている。
　入口側の開口部４ｃは、上下に略等ピッチでＮ個形成されている。同様に、出口側の開口部４ｄは、上下に略等ピッチでＮ個形成されている。開口部４ｃは、ワーク搬送装置３の後述するワーク搬送フォーク２２と、このワーク搬送フォーク２２に載せられたワーク１００とを挿入可能な程度の必要最小限の高さを有していることが好ましい。開口部４ｄは、ワーク搬送装置３の後述するワーク搬送フォーク３２と、このワーク搬送フォーク３２に載せられたワーク１００とを挿入可能な程度の必要最小限の高さを有していることが好ましい。各開口部４ｃの高さおよび各開口部４ｄの高さ寸法が小さいほど、ヒーターユニット５同士の間隔をより短くできるので、熱処理炉２の熱効率をより高くできる。
　複数の開口部４ｃのそれぞれに入口シャッター６が配置されているとともに、複数の開口部４ｄのそれぞれに出口シャッター７が配置されている。入口シャッター６および出口シャッター７は、図示しない開閉機構によって開閉動作されることで、対応する開口部４ｃ，４ｄを開閉する。
　搬送方向Ａ１に並ぶ開口部４ｃと開口部４ｄとの間に、ヒーターユニット５が配置されている。すなわち、搬送方向Ａ１に並んで対をなすＮ組の開口部４ｃと開口部４ｄとの間に、Ｎ個のヒーターユニット５が配置されている。上下に隣接するヒーターユニット５間は、隔壁等で区切られていない。このため、上下に隣接するヒーターユニット５同士は、直接向かい合っている。
　各ヒーターユニット５は、遠赤外線ヒーター１１と、ヒーター支持材１２と、ワーク支持材１３と、を有している。
　遠赤外線ヒーター１１は、水平に配置された面状ヒーターである。遠赤外線ヒーター１１は、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，ＳｉＣ，ＣｏＯ，Ｓｉ３Ｎ４等の遠赤外線放射セラミックスの焼結体と、この焼結体の内部に設けられた電熱線と、を有している。そして、この電熱線に電流が流されることで、遠赤外線ヒーター１１から遠赤外線エネルギーが放射される。遠赤外線ヒーター１１は、複数のヒーター支持材１２によって支持されている。
　各ヒーター支持材１２は、筐体４に支持されている。各ヒーター支持材１２上に、遠赤外線ヒーター１１が載せられている。遠赤外線ヒーター１１およびヒーター支持材１２の下方に、ワーク支持材１３が配置されている。
　ワーク支持材１３は、搬送方向Ａ１に沿って見たときに左右方向ＬＲに略等ピッチに配置されている。各ワーク支持材１３は、例えば搬送方向Ａ１に沿って延びるブロック状部材であり、筐体４に支持されている。これら複数のワーク支持材１３上に、ワーク１００が載せられる。複数のワーク支持材１３は、ワーク１００が水平姿勢となるように協働して当該ワーク１００を支持する。
　上記の構成により、ワーク１００の加熱時には、まず、ワーク搬入対象の開口部４ｃを閉じている入口シャッター６が開かれる。次に、ワーク搬送装置３の後述するワーク搬入装置１５が、開状態の開口部４ｃを通してワーク１００を対応するワーク支持材１３へ搬送し、このワーク支持材１３へ載せる。次いで、入口シャッター６が閉じられる。その後、ワーク１００は、ヒーターユニット５によって加熱される。この加熱動作が完了すると、ワーク１００と向かい合っている出口シャッター７が開かれることで、対応する開口部４ｄが開かれる。
　次に、ワーク搬送装置３の後述するワーク搬出装置１６が、ワーク１００をワーク支持材１３から持ち上げ、開状態の開口部４ｄを通して熱処理炉２の外部へ搬出する。熱処理炉２の外部に搬送されたワーク１００は、図示しない熱間プレス装置による熱間プレス加工によって、所定の形状に成形される。
　次に、ワーク搬送装置３の構成を説明する。
　ワーク搬送装置３は、ワーク搬入装置１５と、ワーク搬出装置１６と、を有している。
　図３は、ワーク搬入装置１５の模式的な平面図である。図４の（Ａ）は、ワーク搬入装置１５のワーク搬送部材２４の断面図であり、長さ方向Ｘ１と直交する断面で見た状態を示している。図４の（Ｂ）は、ワーク搬送部材２４を単体で示す斜視図である。
　図１～図４を参照して、本実施形態では、ワーク搬入装置１５は、一度に一つのヒーターユニット５へワーク１００を搬入するように構成されている。ワーク搬入装置１５は、搬送方向Ａ１における熱処理炉２の上流側に設置されている。ワーク搬送装置３は、複数の開口部４ｃのうちの一つを通して、ワーク１００を対応するヒーターユニット５へ搬入する。
　ワーク搬入装置１５は、移動機構２１と、ワーク搬送フォーク２２と、を有している。
　移動機構２１は、ワーク搬送フォーク２２を移動するために設けられている。移動機構２１は、例えば、多関節ロボットアームである。移動機構２１は、ワーク搬送フォーク２２を、水平移動、垂直移動、および、回転移動可能に構成されている。なお、移動機構２１は、ワーク搬送フォーク２２およびこのワーク搬送フォーク２２に載せられたワーク１００を熱処理炉２内に搬入することが可能な構成であればよく、具体的な構成はロボットに限定されない。移動機構２１の先端部には、アタッチメント２３が設けられており、このアタッチメント２３に、ワーク搬送フォーク２２が固定されている。
　ワーク搬送フォーク２２は、ワーク１００が載せられる部分として設けられている。ワーク搬送フォーク２２が移動機構２１によって移動されることで、ワーク搬送フォーク２２は、当該ワーク搬送フォーク２２に載せられたワーク１００を移動することができる。
　ワーク搬送フォーク２２は、複数（本実施形態では、８つ）のワーク搬送部材２４と、これらのワーク搬送部材２４に連結された連結体２５と、を有している。そして、ワーク搬送部材２４が幅方向Ｙ１に所定のピッチで複数配列された構成を有することで、ワーク搬送フォーク２２は、全体としてフォーク形状に形成されている。
　なお、本実施形態では、ワーク搬送部材２４の長手方向を長さ方向Ｘ１という。また、長さ方向Ｘ１と直交する方向であって、複数のワーク搬送部材２４が並んでいる方向を幅方向Ｙ１という。また、長さ方向Ｘ１および幅方向Ｙ１の双方と直交する方向を高さ方向Ｚ１という。また、特に説明なき場合、ワーク搬送フォーク２２が水平支持姿勢にある状態を基準に説明する。「水平支持姿勢」とは、ワーク搬送フォーク２２にワーク１００が水平に載せられているときのワーク搬送フォーク２２の姿勢をいう。
　連結体２５は、ワーク搬送フォーク２２のベース部分として設けられている。連結体２５は、幅方向Ｙ１に沿って延びる例えば二本の連結棒２５ａを有している。これら二本の連結棒２５ａは、移動機構２１のアタッチメント２３に固定されている。二本の連結棒２５ａは、長さ方向Ｘ１に離隔して互いに平行に配置されている。本実施形態では、幅方向Ｙ１における連結棒２５ａの略中央が、アタッチメント２３に連結されている。連結体２５は、各ワーク搬送部材２４の基端部を固定している。
　ワーク搬送部材２４は、ワーク搬送フォーク２２の串状部分として設けられている。ワーク搬送部材２４は、ワーク１００が直接載せられる部分であり、ワーク搬送部材２４の上端部に、ワーク１００が載せ置かれる。ワーク搬送部材２４の数および幅方向Ｙ１の配置ピッチは、ワーク１００の形状および寸法に応じて適宜設定される。本実施形態では、各ワーク搬送部材２４は、同一の構成を有しており、これにより、ワーク搬送部材２４の汎用性を高くできるので、ワーク搬送フォーク２２の製造コストをより少なくできる。
　ワーク搬送部材２４は、少なくとも一対の支持梁２６と、複数の支持梁２６を互いに連結する連結部２７と、を有している。
　本実施形態では、支持梁２６は、一対設けられている。すなわち、支持梁２６は、幅方向Ｙ１に離隔して二つ設けられている。各支持梁２６の形状と、寸法と、高さ方向Ｚ１の位置は、同じに設定されている。本実施形態では、一対の支持梁２６は、互いに平行に配置されている。支持梁２６は、長さ方向Ｘ１を長手方向として延びる部材である。
　本実施形態では、支持梁２６は、矩形の平板状に形成されており、幅方向Ｙ１を厚み方向とするように配置されている。この構成により、支持梁２６は、縦向きに配置されている。
　このように、支持梁２６は、幅方向Ｙ１に薄く高さ方向Ｚ１に長い形状に形成されており、幅方向Ｙ１における支持梁２６の右側面２６ａおよび左側面２６ｂのいずれも、開かれた空間に配置されており、閉じられた空間には配置されていない。「閉じられた空間」とは、例えば、長さ方向Ｘ１と直交する断面において、ワーク搬送部材が矩形である場合のこの矩形の空間の内側の空間をいう。このような構成により、支持梁２６の上端部２６ｕと下端部２６ｄとの間で温度差が生じ難くされている。
　本実施形態では、支持梁２６の上端部２６ｕは、略水面な平坦面である。なお、上端部２６ｕの角部に面取り部が形成されていてもよい。本実施形態では、支持梁２６の下端部２６ｄは、略水面な平坦面である。なお、下端部２６ｄの角部に面取り部が形成されていてもよい。
　支持梁２６の上端部２６ｕに、加熱されたワーク１００が載せ置かれるように構成された載せ部２８が形成されている。載せ部２８は、上端部２６ｕによって形成された平坦な面であってもよい。載せ部２８が平坦な面である場合、一対の支持梁２６，２６の一対の載せ部２８，２８は、高さ方向Ｚ１の位置が揃えられた面一な面である。本実施形態では、載せ部２８は、上端部２６ｕに突起状部材を設けることで形成されている。この突起状部材は、長さ方向Ｘ１に離散的に配置されていてもよいし、長さ方向Ｘ１に連続して延びていてもよい。
　上記の構成により、一方の支持梁２６の載せ部２８と他方の支持梁２６の載せ部２８は、幅方向Ｙ１に離隔して配置されている。そして、これら一対の載せ部２８，２８における幅方向Ｙ１の間隔が、一つのワーク搬送部材２４におけるワーク１００の支持スパンである。このように一対の載せ部２８，２８が互いに離隔していることで、ワーク１００のうち一対の載せ部２８，２８の間に位置する部分１００ａからの輻射熱は、連結部２７に届き難くされている。
　一対の支持梁２６，２６は、上端部２６ｕの位置よりも下方の位置で、連結部２７によって互いに連結されている。
　連結部２７は、本実施形態では、高さ方向Ｚ１における各支持梁２６の中間部、より具体的には高さ方向Ｚ１の略中央に配置されている。また、連結部２７は、高さ方向Ｚ１における一カ所において、一対の支持梁２６，２６を互いに連結している。
　このように、連結部２７が高さ方向Ｚ１における支持梁２６の中間部に配置されていることにより、長さ方向Ｘ１に見て、ワーク搬送部材２４がＨ字形状に形成されている。高さ方向Ｚ１における連結部２７の位置は、上端部２６ｕの位置よりも下方であればよく、例えば、上端部２６ｕからの距離が、支持梁２６の高さＨ１の１／４程度であってもよいし、高さＨ１の１／２程度であってもよいし、高さＨ１の３／４程度であってもよい。
　連結部２７は、矩形の平板状に形成されており、長さ方向Ｘ１に沿って水平に延びている。連結部２７は、高さ方向Ｚ１を厚み方向とするように配置されている。この構成により、連結部２７は、横向きに配置されている。本実施形態では、連結部２７の厚み（板厚）と支持梁２６の厚み（板厚）は、同じであるが、異なっていてもよい。
　連結部２７と支持梁２６とは、支持梁２６における長さ方向Ｘ１の全域に亘って接触している。連結部２７と支持梁２６とは、溶接によって一体化されていてもよいし、圧延または鍛造等によって一体成形されていてもよい。大型のワーク１００をワーク搬送フォーク２２で搬送する場合、ワーク搬送部材２４は、Ｈ形鋼によって形成されていてもよい。
　上記の構成を有するワーク搬入装置１５および熱処理炉２に対して搬送方向Ａ１の下流側に、ワーク搬出装置１６が配置されている。
　ワーク搬出装置１６は、本実施形態では、一度に一つのヒーターユニット５からワーク１００を搬出するように構成されている。ワーク搬出装置１６は、出口側の複数の開口部４ｄのうちの一つを通して、ワーク１００を対応するヒーターユニット５から搬出する。
　ワーク搬出装置１６は、移動機構３１と、ワーク搬送フォーク３２と、を有している。
　移動機構３１と移動機構２１との違いを説明すると、移動機構２１は、ワーク搬送フォーク２２を開口部４ｃに対して出し入れする。一方で、移動機構３１は、ワーク搬送フォーク３２を開口部４ｄに対して出し入れする。この点以外について、移動機構２１の構成と移動機構３１の構成との間に大きな差異はないため、移動機構３１の詳細な説明は省略する。
　ワーク搬送フォーク３２の構成は、複数のワーク搬送部材２４を有している点を含めて、ワーク搬送フォーク２２と同じである。よって、ワーク搬送フォーク３２の詳細な説明は省略する。
　例えば、複数の支持梁の上部同士を連結する第１連結部と複数の支持梁の下部同士を連結する第２連結部とが設けられる構成では、ワークからの輻射熱に起因する第１連結部の伸び量と、第２連結部の伸び量とが異なる。その結果、輻射熱に起因する支持梁の上端部の伸び量が、支持梁の下端部の伸び量よりも大きくなるような反りが支持梁に生じる。
　一方で、以上説明したように、本実施形態によれば、一つの連結部２７で支持梁２６，２６同士を連結できる。このような構成であれば、ワーク搬送部材２４の反り、特に、ワーク１００からの輻射熱に起因する、支持梁２６の上端部２６ｕの伸び量が支持梁２６の下端部２６ｄの伸び量よりも大きくなるような反りが支持梁２６に生じることを、より確実に抑制できる。しかも、単一材料でワーク搬送部材２４を形成しているので、ワーク搬送部材２４の製造コストをより少なくできる。また、ワーク１００の加熱パターンおよびワーク１００の加熱温度にかかわらずワーク搬送部材２４の反りを抑制できる。これにより、ワーク１００の加熱パターン等が異なるワーク１００に応じてワーク搬送部材２４を交換する必要がなく、同じワーク搬送部材２４を用いることができる。このため、ワーク１００を熱処理する工程におけるワーク搬送部材２４の交換頻度を少なくできるので、ワーク搬送に関するコストが少なくて済むとともに、熱処理装置１の稼働率をより向上することが可能である。
　また、本実施形態によれば、ワーク搬送部材２４にワーク１００からの熱が作用したとき、ワーク搬送部材２４が下側に向けて反るように変形することが抑制されている。これにより、ワーク搬送部材２４およびこのワーク搬送部材２４に載せられたワーク１００の合計の高さは、ワーク１００の温度にかかわらず大きく変化しない。よって、ワーク１００の搬送時、ワーク搬送部材２４およびワーク１００について、熱処理炉２における入口側の開口部４ｃおよび出口側の開口部４ｄに接触する可能性は、格段に低くて済む。その結果、熱処理炉２やワーク搬送部材２４が破損する不具合、および、ワーク１００に傷がつく不具合が生じるおそれは、格段に少なくて済む。
　また、本実施形態によれば、連結部２７は、高さ方向Ｚ１における一カ所において、一対の支持梁２６，２６を互いに連結している。この構成によれば、ワーク搬送部材２４の反り、特に、支持梁２６の上端部２６ｕの伸び量が支持梁２６の下端部２６ｄの伸び量よりも大きくなるような反りが支持梁２６に生じることを、より確実に抑制できる。
　また、本実施形態によれば、支持梁２６は、幅方向Ｙ１に離隔して二つ設けられ、各支持梁２６は、幅方向Ｙ１を厚み方向とする平板状に形成されている。この構成によれば、ワーク１００と各支持梁２６との接触面積をより少なくしてワーク１００からワーク搬送部材２４に伝わる熱量をより少なくしつつ、二つの支持梁２６，２６によってワーク１００を安定して支持できる。
　また、本実施形態によれば、連結部２７が高さ方向Ｚ１における支持梁２６の中間部に配置されていることにより、長さ方向Ｘ１に見てワーク搬送部材２４がＨ字形状に形成されている。この構成によれば、ワーク１００の荷重に対する曲げ剛性が極めて高いワーク搬送部材２４を実現できる。また、支持梁２６の上端側から見たときの連結部２７の投影面積を小さくできるので、ワーク１００からの輻射熱の影響を小さくできる。その結果、輻射熱に起因する支持梁２６の反りをより確実に抑制できる。さらに、ワーク１００からの熱伝導に起因する、支持梁２６の厚み方向（幅方向Ｙ１）における当該支持梁２６の温度分布を、より均等にできる。これにより、支持梁２６において、大きな反りが生じるような温度差が生じることを、より確実に抑制できる。
　また、本実施形態によれば、連結部２７は、長さ方向Ｘ１に延びる板状に形成されている。この構成によれば、連結部２７が長さ方向Ｘ１に連続して延びていることで、連結部２７と支持梁２６との結合剛性をより高くできる。その結果、ワーク搬送部材２４は、ワーク１００が載せられたときにおける当該ワーク搬送部材２４の先端側のたわみ量（沈み込み量）をより少なくできる。
　また、本実施形態によれば、ワーク１００からの熱による反りを抑制されたワーク搬送部材２４によってワーク搬送フォーク２２が形成されている。これにより、ワーク搬送フォーク２２にワーク１００が載せられたときにおいて、ワーク搬送フォーク２２に反りが生じることをより確実に抑制できる。また、ワーク１００の加熱パターン等にかかわらずワーク搬送フォーク２２の反りを抑制できることから、ワーク１００の加熱パターン等が異なるワーク１００に応じてワーク搬送フォーク２２を交換する必要がなく、同じワーク搬送フォーク２２を用いることができる。このため、熱処理装置１におけるワーク搬送フォーク２２の交換頻度を少なくできるので、熱処理装置１の稼働率をより向上することが可能である。
　以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。なお、以下では、上述の実施形態と異なる点について主に説明し、同様の構成には図に同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
　（１）上述の実施形態では、ワーク搬送部材２４がＨ字形状である構成を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。ワーク搬送部材２４に代えて、図５の（Ａ）および図５の（Ｂ）に示すように、Ｕ字形状のワーク搬送部材２４Ａが用いられてもよい。図５の（Ａ）は、第１変形例に係るワーク搬送部材２４Ａの断面図であり、図５の（Ｂ）は、図５の（Ａ）に示すワーク搬送部材２４Ａの斜視図である。この構成では、ワーク搬送部材２４Ａにおいて、連結部２７は、一対の支持梁２６，２６の下端部２６ｄ，２６ｄに隣接しており、これらの下端部２６ｄ，２６ｄに固定されている。すなわち、ワーク搬送部材２４とワーク搬送部材２４Ａとの差異点は、高さ方向Ｚ１における連結部２７の位置である。そして、連結部２７が高さ方向Ｚ１における支持梁２６の下端部２６ｄに配置されていることにより、長さ方向Ｘ１に見てワーク搬送部材２４がＵ字形状に形成されている。
　前述したように、熱処理炉２は、上下に並ぶヒーターユニット５，５間が、隔壁によって区切られておらず、互いに直接に向かい合っている。このため、所定のヒーターユニット５に搬入されたときのワーク搬送フォーク２２は、当該所定のヒーターユニット５の直下のヒーターユニット５における遠赤外線ヒーター１１からの輻射熱も受ける。しかしながら、上記直下のヒーターユニット５からワーク搬送フォーク２２に伝わる輻射熱量は、上記搬入されたヒーターユニット５からワーク搬送フォーク２２に伝わる輻射熱量よりも小さい。このため、ワーク搬送部材２４Ａにおいて、連結部２７が支持梁２６の下端部２６ｄに配置されていても、上記直下のヒーターユニット５からの輻射熱による連結部２７の熱伸び量は、小さくて済む。
　以上説明したように、第１変形例によれば、連結部２７が高さ方向Ｚ１における支持梁２６の下端部２６ｄに配置されていることにより、長さ方向Ｘ１に見てワーク搬送部材２４Ａが略Ｕ字形状に形成されている。この構成によれば、ワーク１００の荷重に対する曲げ剛性が十分に高くされたワーク搬送部材２４Ａを実現できる。
　（２）上述の実施形態および変形例では、連結部２７が長さ方向Ｘ１に沿って延びる平板状である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、ワーク搬送部材２４，２４Ａに代えて、図６の（Ａ）に示すワーク搬送部材２４Ｂまたは図６の（Ｂ）に示すワーク搬送部材２４Ｃが用いられてもよい。図６の（Ａ）は、第２変形例に係るワーク搬送部材２４Ｂの斜視図であり、図６の（Ｂ）は、第３変形例に係るワーク搬送部材２４Ｃの斜視図である。
　図６の（Ａ）および図６の（Ｂ）を参照して、第２変形例では、長さ方向Ｘ１から見てＨ字形状に形成されたワーク搬送部材２４Ｂにおいて、連結部２７Ｂが、長さ方向Ｘ１に離隔して複数設けられている。同様に、第３変形例では、長さ方向Ｘ１から見てＵ字形状に形成されたワーク搬送部材２４Ｃにおいて、連結部２７Ｃが、長さ方向Ｘ１に離隔して複数設けられている。
　連結部２７Ｂ，２７Ｃは、それぞれ、長さ方向Ｘ１に等ピッチに配置されているけれども、不等ピッチに配置されていてもよい。各連結部２７Ｂ，２７Ｃは、幅方向Ｙ１に真っ直ぐに延びており、各連結部２７Ｂ，２７Ｃの両端部が、対応する支持梁２６に固定されている。各連結部２７Ｂ，２７Ｃの形状は、丸棒状であってもよいし、角柱状であってもよいし、平板状であってもよい。
　複数の連結部２７Ｂは、高さ方向Ｚ１の位置を揃えられており、高さ方向Ｚ１における支持梁２６の例えば中央に配置されている。高さ方向Ｚ１における各連結部２７Ｂの位置は、連結部２７の位置と同様に設定される。また、複数の連結部２７Ｃは、高さ方向Ｚ１の位置を揃えられており、高さ方向Ｚ１における支持梁２６の例えば下端部２６ｄに配置されている。
　上記の構成により、連結部２７Ｂ，２７Ｃは、高さ方向Ｚ１における一カ所において、一対の支持梁２６，２６を互いに連結している。なお、高さ方向Ｚ１における、複数の連結部２７Ｂの位置は、一致していなくてもよい。例えば、ある連結部２７Ｂは高さ方向Ｚ１における支持梁２６の中央に配置され、別の連結部２７Ｂは高さ方向Ｚ１における支持梁２６の上端部２６ｕ寄りまたは下端部２６ｄ寄りに配置されてもよい。同様に、高さ方向Ｚ１における、複数の連結部２７Ｃの位置は、一致していなくてもよい。例えば、ある連結部２７Ｃは高さ方向Ｚ１における支持梁２６の下端部２６ｄに配置され、別の連結部２７Ｃは高さ方向Ｚ１における支持梁２６の中央寄りに配置されてもよい。
　このように、第２変形例および第３変形例によれば、連結部２７Ｂ，２７Ｃは、それぞれ、長さ方向Ｘ１に離隔して複数設けられている。この構成によれば、複数の連結部２７Ｂまたは複数の連結部２７Ｃが協働して支持梁２６を支持することで、連結部２７Ｂ，２７Ｃと対応する支持梁２６との結合剛性をより高くできる。その結果、ワーク搬送部材２４Ｂ，２４Ｃは、ワーク１００を載せられたときにおける当該ワーク搬送部材２４Ｂ，２４Ｃの先端側のたわみ量をより少なくできる。さらに、連結部２７Ｂ，２７Ｃがワーク１００から受ける輻射熱量をより少なくできる。その結果、輻射熱に起因する支持梁２６の反りをより確実に抑制できる。
　（３）上述の実施形態および各変形例では、支持梁２６が一対設けられる形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、ワーク搬送部材２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに代えて、図７に示すように、ワーク搬送部材２４Ｄが設けられてもよい。図７は、第４変形例に係るワーク搬送部材２４Ｄの模式的な断面図である。
　ワーク搬送部材２４Ｄは、三つの支持梁２６を有している。これらの支持梁２６は、幅方向Ｙ１に等ピッチまたは不等ピッチに配置されている。そして、三つの支持梁２６において、幅方向Ｙ１に向かい合う支持梁２６が、連結部２７Ｄによって互いに連結されている。連結部２７Ｄは、平板状に一つ形成されて長さ方向Ｘ１に延びているか、または、長さ方向Ｘ１に離隔して複数設けられている。連結部２７Ｄは、高さ方向Ｚ１において支持梁２６の上端部２６ｕの位置よりも下方の位置に配置されていればよく、高さ方向Ｚ１における支持梁２６の中央に配置されてもよいし、支持梁２６の下端部２６ｄに配置されてもよい。
　本発明は、ワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置として、広く適用することができる。
１　熱処理装置
２　熱処理炉
３　ワーク搬送装置
２２　ワーク搬送フォーク
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ　ワーク搬送部材
２６　支持梁
２６ｄ　支持梁の下端部
２６ｕ　上端部
２７，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ　連結部
２８　載せ部
１００　ワーク
Ｘ１　長さ方向
Ｙ１　幅方向
Ｚ１　高さ方向

Claims (9)

  1. 　加熱されたワークが載せ置かれるように構成された載せ部が上端部に設けられた構成をそれぞれ有し、所定の長さ方向に延び、前記長さ方向と直交する幅方向に離隔して配置された少なくとも一対の支持梁と、
    　前記上端部の位置よりも下方の位置で少なくとも一対の前記支持梁を互いに連結する連結部と、
    を備えている、ワーク搬送部材。
  2. 　請求項１に記載のワーク搬送部材であって、
    　前記連結部は、前記長さ方向および前記幅方向の双方と直交する高さ方向における一カ所において、少なくとも一対の前記支持梁を互いに連結している、ワーク搬送部材。
  3. 　請求項２に記載のワーク搬送部材であって、
    　前記支持梁は、前記幅方向に離隔して二つ設けられ、
    　各前記支持梁は、前記幅方向を厚み方向とする平板状に形成されている、ワーク搬送部材。
  4. 　請求項３に記載のワーク搬送部材であって、
    　前記連結部が前記高さ方向における前記支持梁の中間部に配置されていることにより、前記長さ方向に見て前記ワーク搬送部材がＨ字形状に形成されている、ワーク搬送部材。
  5. 　請求項３に記載のワーク搬送部材であって、
    　前記連結部が前記高さ方向における前記支持梁の下端部に配置されていることにより、前記長さ方向に見て前記ワーク搬送部材がＵ字形状に形成されている、ワーク搬送部材。
  6. 　請求項１～請求項５の何れか１項に記載のワーク搬送部材であって、
    　前記連結部は、前記長さ方向に延びる板状に形成されている、ワーク搬送部材。
  7. 　請求項１～請求項５の何れか１項に記載のワーク搬送部材であって、
    　前記連結部は、前記長さ方向に離隔して複数設けられている、ワーク搬送部材。
  8. 　請求項１～請求項７の何れか１項に記載のワーク搬送部材が前記幅方向に複数配列された構成を有することで全体としてフォーク形状に形成されたワーク搬送フォーク、を備えている、ワーク搬送装置。
  9. 　請求項８に記載のワーク搬送装置と、
    　前記ワーク搬送装置によって搬送されるワークを加熱する加熱炉と、
    を備えている、熱処理装置。
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