JP6826237B2 - ワーク搬送部材、ワーク搬送装置、および、熱処理装置 - Google Patents

Description

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、Ａｃ_３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、前記連結部と前記支持梁とは、前記支持梁における前記長さ方向の全域に亘って接触している。

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Ａｃ_３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Ａｃ_３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Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＺｒＯ_２，ＴｉＯ_２，ＳｉＣ，ＣｏＯ，Ｓｉ_３Ｎ_４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、
   前記連結部と前記支持梁とは、前記支持梁における前記長さ方向の全域に亘って接触している、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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