JP2010215939A - 搬送ラック及びそれを用いた金属リングの熱処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属リングを搬送するための搬送ラックの軽量化を図るとともに、金属リングの全体にわたって熱処理の度合いを平均化する。
【解決手段】搬送ラック１０は、基盤１２と、該基盤１２に立設された１０本の保持軸１４ａ〜１４ｊとを有する。この中、保持軸１４ａ〜１４ｊの側壁には複数個の環状凸部３４とリング保持部３６が交互に設けられており、金属リングＲ１、Ｒ２は、保持軸１４ａ〜１４ｊのリング保持部３６に係合されることで第１列Ｌ１、第２列Ｌ２として保持される。保持軸１４ａ〜１４ｊの内部は大気に連通状態にあり、このため、熱処理炉８０の内部において、搬送ラック１０に保持された金属リングＲ１、Ｒ２に対して熱処理が施される際には、これら保持軸１４ａ〜１４ｊの内部（空隙３２）を雰囲気ガスが流通する。
【選択図】図６

Description

本発明は、好適には無段変速機（ＣＶＴ）用ベルトとして用いられる金属リングを搬送するための搬送ラック及びそれを用いた金属リングの熱処理方法に関する。

ＣＶＴにおいては、複数個の金属リングを積層した積層リングからなるベルトが動力伝達を担う。ここで、前記金属リングは、一般的には、マルエージング鋼からなる円筒状ドラムが所定幅に裁断されることによって形成された予備成形体に対し、さらに、溶体化処理や時効処理、窒化処理等の所定の熱処理が施されることによって作製される。

このような熱処理を行うに際しては、金属リングは、複数個が同時に搬送ラックに保持されて熱処理炉内に搬送され、この状態で搬送ラックごと加熱されることが一般的である。この種の搬送ラックとしては、例えば、特許文献１に示される窒化処理治具が知られている。

前記特許文献１に記載された窒化処理治具（搬送ラック）には、複数本の中実円柱形状、換言すれば、いわゆる丸棒形状の保持部材が含まれる。金属リングは、これらの保持部材に対して内接する内接円となった状態で保持され、窒化処理炉に搬送される。

特開２００４−２５７４６２号公報

本発明は前記特許文献１記載の技術に関連してなされたもので、一層の軽量化を図ることが可能であり、また、全体にわたって均質な金属リングを得ることが容易な搬送ラック及びそれを用いた金属リングの熱処理方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、弾性復元力を有する複数個の金属リングを第１列と第２列の２列に縦列配置した状態で搬送するための搬送ラックであって、
基盤と、
前記基盤に立設されて互いに平行に延在するとともに、その側壁に、軸線方向に対して略直交する方向に指向して延在する複数個の環状凸部が突出形成され、隣接する前記環状凸部の間に前記金属リングの外壁を挿入して該金属リングを保持する少なくとも４本の保持軸と、
を有し、
前記４本の保持軸の中の２本が、前記第１列をなす前記金属リング及び前記第２列をなす前記金属リングの双方を保持し、残余の２本の各々が、前記第１列をなす前記金属リング又は前記第２列をなす前記金属リングのいずれか一方を保持することを特徴とする。

このように、保持軸を中空体として構成することにより、中実な保持軸に比して重量を小さくすることができる。また、金属リングの複数列を共通の保持軸で保持するようにしているので、保持軸の本数が低減する。これに伴って搬送ラックの重量も小さくなり、従って、搬送ラックを搬送する際の電力等が小さくなる。

加えて、中空の保持軸においては、中実な保持軸に比して熱が効率的に伝導する。このため、金属リングに対して熱処理を施す際、該搬送ラック、ひいては該搬送ラックに保持された金属リングを少ない熱エネルギで昇温させることができる。従って、金属リングに対して熱処理を施す際の電力も小さくなる。

以上のことから、本発明によれば、省電力化を図ることもできる。

なお、保持軸の環状凸部は、例えば、円筒形状管体の外壁を切削することで形成することができる。この種の円筒形状管体は、著しく安価である。加えて、このような円筒形状管体に対する切削加工は、公知の切削加工装置を用いて容易且つ簡便に実施することができる。従って、保持軸を安価に、換言すれば、低コストで作製することができる。

また、保持軸の内部を大気に対して連通状態とすることが好ましい。この場合、基盤に貫通孔を形成し、この貫通孔を介して保持軸の内部を大気に連通させればよい。

保持軸が大気と連通状態にある場合、後述するように、熱処理時に保持軸の内外で温度が略均衡する。従って、保持軸と金属リングの接点に温度降下が起こることが回避され、金属リングが全体にわたって略均等に加熱される。従って、例えば、熱処理として窒化処理を行った場合、窒化の度合いを金属リングの全体にわたって略同等とすることができる。

さらに、保持軸の表面にニッケル皮膜を形成することが好ましい。勿論、保持軸がニッケル又はニッケル基合金からなるものであってもよい。

ニッケルは、窒化処理等の各種の熱処理が施される最中に、保持軸の構成元素が金属リングに拡散することに対する障壁として機能する。従って、外観が良好な（美観に優れる）金属リングを容易に得ることができる。

いずれの場合においても、金属リングを楕円形状として保持するようにしてもよい。すなわち、この場合、金属リングを弾性変形させた状態のままで保持を行う。これにより、金属リングがその弾性によって予期しない方向に変形することが回避される。従って、弾性によって復元する金属リングが何らかの部材や機構に接触して傷が生じることや、接触された前記部材ないし前記機構が損傷すること等を回避することができる。

その上、この場合、寸法が異なる金属リングであっても短径が所定の一定値に揃えられるので、全ての金属リングをガタツキなく、また、塑性変形させることなく保持軸に保持させることができる。

さらに、別の規格（外径）の金属リングを保持する場合であっても、短径の寸法を一致させれば保持軸に保持することが可能となる。換言すれば、様々な規格の金属リングに対応し得るので、汎用性や融通性が向上する。

また、本発明は、基盤と、前記基盤に立設されて互いに平行に延在するとともに、その側壁に、軸線方向に対して略直交する方向に指向して延在する複数個の環状凸部が突出形成され、隣接する前記環状凸部の間に前記金属リングの外壁を挿入して該金属リングを保持する少なくとも４本の保持軸とを有する搬送ラックに、弾性復元力を有する複数個の金属リングを第１列と第２列の２列に縦列配置して熱処理を施す金属リングの熱処理方法であって、
前記４本の保持軸の中の２本に、前記第１列をなす前記金属リング及び前記第２列をなす前記金属リングの双方を保持させるとともに、残余の２本の各々に、前記第１列をなす前記金属リング又は前記第２列をなす前記金属リングのいずれか一方を保持させる工程と、
前記金属リングを保持した前記搬送ラックを熱処理炉に導入する工程と、
前記保持軸の内部に雰囲気ガスを流通させながら前記熱処理炉内で前記金属リングに対して熱処理を施す工程と、
を有することを特徴とする。

本発明者の鋭意検討によれば、中実保持軸に保持された金属リングに窒化処理を施したときに窒化処理の度合いにバラツキが生じる理由は、中実保持軸の温度が十分に上昇しないためであることが判明した。すなわち、中実保持軸の周囲の雰囲気ガスが高温であっても、中実保持軸の温度が上昇するためには長時間が必要である。中実保持軸においては、表面に熱が伝達されると、その熱は、より低温である内部に伝達される。このため、表面のみが高温となることはなく、表面を高温にするためには内部も高温にする必要があるからである。

従って、金属リングには、未だ十分に昇温されていない中実保持軸が当接する。このため、金属リングと中実保持軸の接点は温度が上昇し難い。この状態で窒化処理を行っても、接点では窒化が十分に進行しない。

これに対し、本発明によれば、保持軸を中空とし、且つ内部に雰囲気ガス（例えば、窒化ガス）を流通させるようにしている。このため、保持軸には、内方の雰囲気ガス及び外方の雰囲気ガスの双方から熱が伝達される。従って、保持軸が速やかに昇温され、その内方と外方の温度が略均衡するようになる。

その結果、金属リングにおける保持軸の接点の温度と、他の部位の温度とが略同等となる。換言すれば、金属リングの温度を全体にわたって略均一とすることができる。

このような状態で、例えば、窒化処理を行った場合には、金属リングの全体にわたって窒化が略均等に進行する。すなわち、全体にわたって均質で諸特性が略同等である金属リングを容易に得ることができる。

勿論、保持軸を中空体として構成したこと、及び金属リングの複数列を共通の保持軸で保持するようにしたことにより、搬送ラックの重量を小さくすることができるので、搬送ラックを搬送する際の電力等が小さくなり、省電力化を図ることもできる。

熱処理を施す際には、保持軸の内部を熱処理炉と連通状態とし、且つ雰囲気ガスを前記保持軸の内部に導入するための導入口を雰囲気ガスの上流側に向けた状態とすることが好ましい。これにより、保持軸の内部に雰囲気ガスを導入すること、ひいては該保持軸の内部と外部の温度を速やかに均衡させることが可能となるからである。

さらに、上記した理由から、金属リングを楕円形状で保持した状態で搬送・熱処理を施すことが好ましい。

本発明によれば、金属リングを保持する保持軸を中空体とするようにしている。このことと、金属リングの複数列を共通の保持軸で保持するようにして保持軸の個数を低減したこととが相俟って、搬送ラックの軽量化を図ることができる。このため、該搬送ラックを搬送する際の電力等の省力化を図ることができる。

また、中空の保持軸を採用したことにより、金属リングに対して熱処理を施す際、該搬送ラック及び金属リングの双方を少ない熱エネルギで昇温させることができるようになる。従って、金属リングに対して熱処理を施す際の省電力化を図ることもできる。

さらに、金属リングに対して熱処理を施す際、前記保持軸の内部に雰囲気ガスを導入することで該保持軸の内外の温度を略均衡させることができる。このため、保持軸との接点を含めた全部位において、金属リングの温度が略均等となるので、金属リングの全体にわたって熱処理の度合いが略同等となる。従って、全体にわたって略同質な金属リングを得ることができる。

本実施の形態に係る搬送ラックの全体概略斜視図である。 図１の搬送ラックに金属リングを２列で保持した状態を示す全体概略斜視図である。 図１の搬送ラックの一部縦断面側面図である。 図１の搬送ラックの要部拡大縦断面図である。 図１の搬送ラックの上方平面図である。 搬送ラックを熱処理炉内に導入した状態を示す縦断面正面図である。 搬送ラックを積層する際の分解斜視図である。 図７から搬送ラックを積層した状態を示す全体概略斜視図である。 金属リングを楕円形状で保持した状態を示す上方平面図である。

以下、本発明に係る搬送ラックにつき、それを用いた金属リングの熱処理方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る搬送ラック１０の全体概略斜視図であり、図２は、該搬送ラック１０に金属リングＲ１、Ｒ２を保持した状態を示す全体概略斜視図である。この搬送ラック１０は、複数個の金属リングＲ１を第１列Ｌ１、複数個の金属リングＲ２を第２列Ｌ２として保持・搬送するためのものであり、基盤１２と、該基盤１２に立設された１０本の保持軸１４ａ〜１４ｊと、前記１０本の保持軸１４ａ〜１４ｊの全てに連結された連結盤１６とを有する。

なお、保持軸１４ａ〜１４ｊには、説明の便宜上、別個の参照符号を付しているが、これら保持軸１４ａ〜１４ｊの構成は全て同一である。同様に、金属リングＲ１、Ｒ２も別個の参照符号を付しているものの、互いの構成は同一である。

基盤１２は、平板の長辺から短辺にわたって直角二等辺三角形が切り欠かれたような形状をなし、これにより八角形形状に形成されている。また、図３に示すように、この基盤１２には、その厚み方向に沿って、２個のボルト挿入孔１７、２個の連結ピン挿入孔１８、及び１０個の貫通孔２０が形成されている。

図３に示すように、ボルト挿入孔１７には、内径が縮径されることで段部２２が形成されている。この段部２２には、ボルト挿入孔１７における連結盤１６に臨む側（図３における上方）の開口から挿入された支柱部材２４ａ、２４ｂの下端面が着座する。その一方で、ボルト挿入孔１７の図３における下方の開口からはボルト２６が挿入される。このボルト２６が支柱部材２４ａ、２４ｂの下端部に設けられた穴状ネジ部２８に螺合することにより、支柱部材２４ａ、２４ｂが基盤１２に立設される。

図４に示すように、貫通孔２０にも、その内径が縮径されることで段部３０が形成されている。この段部３０には、貫通孔２０における連結盤１６に臨む側（図３及び図４における上方）の開口から挿入された保持軸１４ａ〜１４ｊの下端面が着座する。このように、保持軸１４ａ〜１４ｊの下端部が貫通孔２０に挿入・嵌合されることにより、保持軸１４ａ〜１４ｊが基盤１２に立設される。

図４には、保持軸１４ｊの縦断面が一部示されている。この縦断面から諒解されるように、保持軸１４ａ〜１４ｊは、その内部に空隙３２が軸線方向に沿って貫通形成された中空体であり、後述するように、該空隙３２は、雰囲気ガス（例えば、窒化ガス）が流通する通路として機能する。なお、雰囲気ガスは、例えば、貫通孔２０の図４における下方の開口を導入口として空隙３２に導入される。

保持軸１４ａ〜１４ｊの側壁には、複数個の環状凸部３４が保持軸１４ａ〜１４ｊの軸線方向に対して略直交する方向に指向して延在するように突出形成されている。環状凸部３４の先端部は、Ｖ字形状をなす如くテーパー状に傾斜した傾斜面として形成される。このようにして複数個の環状凸部３４が形成されることに伴い、保持軸１４ａ〜１４ｊには、隣接する環状凸部３４、３４同士の間に陥没したリング保持部３６が介在する形状となっている。

このような形状の保持軸１４ａ〜１４ｊは、例えば、中空の円筒形状管体を外壁側から切削加工することによって作製することができる。すなわち、厚みが大きな円筒形状管体を用い、該円筒形状管体の側壁に対して所定幅を切削するように加工を行う。これを所定間隔で繰り返すことにより、切削された部位がリング保持部３６となる一方、切削されなかった部位が環状凸部３４として残留した保持軸１４ａ〜１４ｊが得られる。

勿論、図１に示されるように、保持軸１４ａ〜１４ｊは、環状凸部３４同士、ひいてはリング保持部３６同士の位置が一致するようにして基盤１２に立設されている。従って、金属リングＲ１が保持軸１４ａ〜１４ｅ、１４ｊのリング保持部３６同士に挟持されるとともに、金属リングＲ２が保持軸１４ｅ〜１４ｊのリング保持部３６同士に挟持される。すなわち、保持軸１４ａ〜１４ｊの中、保持軸１４ｅ、１４ｊの２本は金属リングＲ１、Ｒ２（第１列Ｌ１、第２列Ｌ２）の双方を保持する。

また、保持軸１４ａ〜１４ｊの各上端部は、連結盤１６に形成された１０個の貫通孔３８のそれぞれに挿入される。従って、保持軸１４ａ〜１４ｊの内部（空隙３２）が連結盤１６で閉塞されることはない。以上から諒解されるように、保持軸１４ａ〜１４ｊの両端部は基盤１２及び連結盤１６で閉塞されておらず、従って、該保持軸１４ａ〜１４ｊの内部（空隙３２）は、大気と連通状態にある。

以上の構成において、保持軸１４ａ〜１４ｊの各側壁の表面には、例えば、ニッケルメッキが施されることによってニッケル皮膜が形成されている。なお、ニッケル皮膜を形成することに代替し、保持軸１４ａ〜１４ｊをニッケルで構成するようにしてもよい。

連結盤１６も、平板の長辺から短辺にわたって直角二等辺三角形が切り欠かれたような形状をなす。図１及び図５に示すように、この連結盤１６には、軽量化を図るための大円形状開口４０ａ、４０ｂ及び小円形状開口４２ａ、４２ｂが貫通形成される。これら大円形状開口４０ａ、４０ｂ及び小円形状開口４２ａ、４２ｂが形成されることにより連結盤１６が軽量化され、結局、搬送ラック１０の軽量化に寄与する。

また、連結盤１６には、基盤１２におけるボルト挿入孔１７、連結ピン挿入孔１８の位置に対応する位置に、支柱部材支持孔４４及び連結ピン固定孔４６が形成される。この中、支柱部材支持孔４４には、支柱部材２４ａ、２４ｂの先端に設けられた軸状ネジ部４７が通される。

該軸状ネジ部４７には、ナット４８が螺合される。これにより、基盤１２と連結盤１６が支柱部材２４ａ、２４ｂを介して連結される。

一方、連結ピン固定孔４６の内壁にはネジ部５０が刻設されている（図１参照）。この連結ピン固定孔４６に対し、側壁にネジ部５２が形成された連結ピン５４が螺合される。後述するように、搬送ラック１０同士を積層する場合、この連結ピン５４が、上方の搬送ラック１０を構成する基盤１２の連結ピン挿入孔１８に挿入される。

本実施の形態に係る搬送ラック１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、該搬送ラック１０を用いて実施される金属リングＲ１、Ｒ２の熱処理方法との関係で説明する。

はじめに、連結盤１６が保持軸１４ａ〜１４ｊ及び支柱部材２４ａ、２４ｂに連結されることに先んじて、金属リングＲ１、Ｒ２が第１列Ｌ１、第２列Ｌ２として保持軸１４ａ〜１４ｊに保持される。勿論、保持軸１４ａ〜１４ｊ及び支柱部材２４ａ、２４ｂは、それぞれ、貫通孔２０及びボルト挿入孔１７に挿入されることで基盤１２に予め立設されている。なお、上記したように、支柱部材２４ａ、２４ｂの穴状ネジ部２８にはボルト２６（図３参照）が螺合される。

ここで、金属リングＲ１、Ｒ２は、例えば、マルエージング鋼からなる円筒状ドラムが所定幅に裁断されることによって作製され、押圧力に対して弾性復元力を有する。すなわち、前記押圧力から解放されたときには、その弾性作用によって元の形状に戻る。

このように構成された金属リングＲ１が複数個、外周壁側から図示しない把持装置に把持される。この際には前記把持装置を介して金属リングＲ１に把持力（押圧力）が付加され、これにより全ての金属リングＲ１が同時に楕円形状に変形される。換言すれば、金属リングＲ１は、楕円形状に変形された状態で前記把持装置に把持される。勿論、この変形は、金属リングＲ１の弾性域内で行われる。

楕円形状に変形された複数個の金属リングＲ１は、保持軸１４ａ〜１４ｅ、１４ｊの間に移送される。前記把持装置は、保持軸１４ａ〜１４ｅ、１４ｊのリング保持部３６同士の間に金属リングＲ１の各々が配置される位置で停止する。

その後、全ての金属リングＲ１が前記把持装置による把持力から同時に解放され、これに伴い、金属リングＲ１が弾性復元力によって元の略真円形状に戻る。この際、各金属リングＲ１が保持軸１４ａ〜１４ｅ、１４ｊの各リング保持部３６に係合し、その結果、図２に示すように、複数個の金属リングＲ１が第１列Ｌ１として保持軸１４ａ〜１４ｅ、１４ｊに同時に保持される。

次に、前記把持装置は、複数個の金属リングＲ２を同時に把持して楕円形状に変形し、この状態で、保持軸１４ｅ〜１４ｊの間に金属リングＲ２を移送する。以降は上記と同様に、保持軸１４ｅ〜１４ｊのリング保持部３６同士の間に金属リングＲ２の各々が配置される位置で前記把持装置が停止した後、全ての金属リングＲ２が前記把持装置による把持力から同時に解放される。この解放に伴って全ての金属リングＲ２が略真円形状に復帰し、その外壁が保持軸１４ｅ〜１４ｊの各リング保持部３６にそれぞれ係合する。これにより、金属リングＲ２が第２列Ｌ２として保持軸１４ｅ〜１４ｊに保持される。なお、金属リングＲ１、Ｒ２は、互いが干渉することを回避するべく段違い状態で保持される。

以上のようにして金属リングＲ１、Ｒ２が保持されると、保持軸１４ａ〜１４ｊの各上端部が連結盤１６の貫通孔３８に通され、同時に、支柱部材２４ａ、２４ｂの軸状ネジ部４７が支柱部材支持孔４４に通される。その後、該軸状ネジ部４７に対してナット４８が螺合される。さらに、必要に応じ、連結ピン固定孔４６に連結ピン５４が螺合される。

以上により、金属リングＲ１、Ｒ２と搬送ラック１０が図２に示される状態となる。連結盤１６が保持軸１４ａ〜１４ｊに連結されることにより、保持軸１４ａ〜１４ｊが傾斜したり、この傾斜によって金属リングＲ１、Ｒ２が保持軸１４ａ〜１４ｊから脱落したりすることが防止される。

このように、保持軸１４ａ〜１４ｊで金属リングＲ１、Ｒ２を保持した後に連結盤１６を連結する場合、前記把持装置としては構成が簡素なものを使用することが可能である。なお、この把持装置に比して構成が若干複雑な把持装置を用い、且つ移送動作に係る制御を若干厳密に行う必要があるが、保持軸１４ａ〜１４ｊに連結盤１６を連結した後、金属リングＲ１、Ｒ２を保持軸１４ａ〜１４ｊで保持するようにしてもよい。この場合、保持軸１４ａ〜１４ｊ中の隣接する２本の間から金属リングＲ１、Ｒ２を挿入すればよい。

次に、金属リングＲ１、Ｒ２は、図６に示される熱処理炉８０の内部に、図示しないトランスファーの作用下に搬送される。上記したように、搬送ラック１０を構成する保持軸１４ａ〜１４ｊは中空であり、従って、中実な保持軸を具備する従来技術に係る搬送ラックに比して軽量である。さらに、中央の２本の保持軸１４ｅ、１４ｉが金属リングＲ１の第１列Ｌ１及び金属リングＲ２の第２列Ｌ２の双方を同時に保持するので、保持軸の本数が多くなることが回避される。このような構成を採用することにより、該保持軸１４ａ〜１４ｊ、ひいては搬送ラック１０の軽量化に大きく寄与する。

このため、搬送ラック１０を容易に搬送することができる。また、搬送に要する電力等を省力化することもできる。

その上、この保持軸１４ａ〜１４ｊは、上記したように、中空の円筒形状管体に対して切削加工を行うことで容易に作製することができる。周知の通り、円筒形状管体は著しく安価である。また、切削加工は公知の切削加工装置を用いて容易且つ簡便に実施することができる。従って、保持軸１４ａ〜１４ｊを作製するために必要な原材料コストや加工コストも低廉化する。

熱処理炉８０内の搬送ラック１０においては、中空体である保持軸１４ａ〜１４ｊの内部（空隙３２）と熱処理炉８０の内部とが、貫通孔２０の下方の開口を介して連通状態となる。なお、熱処理炉８０は、搬送ラック１０の搬送方向に沿って長尺に形成され、側壁８２、８４の内方にヒータ８６、８８が設置されるとともに、天井壁９０に対流用ファン９２が設置されて構成されている。

搬送ラック１０は、載置用治具９４を介して前記トランスファーに支持されている。勿論、搬送ラック１０は、載置用治具９４によって基盤１２の貫通孔２０が閉塞されることがないように載置用治具９４に載置されている。

熱処理として窒化処理を行う場合を例示して説明すると、図６に示される熱処理炉８０内に、例えば、アンモニア等の窒化ガスが供給される。この窒化ガスは、ヒータ８６、８８の作用下に金属リングＲ１、Ｒ２を窒化することが可能な所定温度、例えば、約５００℃に上昇される。

温度が上昇した窒化ガスは、熱処理炉８０の天井壁９０に向かって上昇する。ここで、本実施の形態においては、対流用ファン９２を付勢して撹拌翼９６を回転させ、これにより熱処理炉８０内で窒化ガスを対流させるようにしている。従って、窒化ガスは、側壁に沿って下降し、次に、載置用治具９４、ひいては搬送ラック１０の近傍で再度上昇しようとする。

上記したように、空隙３２、すなわち、保持軸１４ａ〜１４ｊの内部は、貫通孔２０の下方及び上方の開口を介して熱処理炉８０の内部と連通状態にある。従って、窒化ガスは、図４及び図６に示すように、貫通孔２０の下方の開口から導入される。すなわち、この場合、貫通孔２０の下方の開口は、窒化ガスの流通方向上流側に向けられ、窒化ガスの導入口として機能する。窒化ガスは、保持軸１４ａ〜１４ｊの内部（空隙３２）を経由した後、貫通孔３８から排出されて熱処理炉８０の天井壁９０に向かう。

このようにして保持軸１４ａ〜１４ｊの内部（空隙３２）に昇温された窒化ガスが流通する一方、保持軸１４ａ〜１４ｊの外部には、内部と略同程度の温度である窒化ガスが存在する。すなわち、該保持軸１４ａ〜１４ｊの内部と外部の双方に温度が略同程度の窒化ガスが存在するようになる。このため、保持軸１４ａ〜１４ｊの内部と外部で温度の均衡が保たれ、その結果、金属リングＲ１、Ｒ２の温度が全体にわたって略均一となる。換言すれば、保持軸１４ａ〜１４ｊと金属リングＲ１、Ｒ２との接点の温度が、金属リングＲ１、Ｒ２におけるその他の部位の温度と略同等となる。

しかも、保持軸１４ａ〜１４ｊが中空であるので、窒化ガスから該保持軸１４ａ〜１４ｊに伝達された熱は、該保持軸１４ａ〜１４ｊを効率的に伝導する。このため、該保持軸１４ａ〜１４ｊ自体、及び該保持軸１４ａ〜１４ｊに保持された金属リングＲ１、Ｒ２が短時間で昇温する。

換言すれば、この場合、搬送ラック１０及び金属リングＲ１、Ｒ２の双方を少ない熱エネルギで昇温させることができる。このため、金属リングＲ１、Ｒ２に対して窒化処理を施す際の省電力化を図ることもできる。

窒化ガスは、金属リングＲ１、Ｒ２の表面から進入して内部に拡散し、該金属リングＲ１、Ｒ２の表面に窒化層を形成する。すなわち、いわゆる窒化が進行する。この窒化層により、金属リングＲ１、Ｒ２が硬化される。

上記したように、金属リングＲ１、Ｒ２は、その全体にわたって温度が略均一である。従って、窒化は、金属リングＲ１、Ｒ２の全体にわたって略同等に進行する。すなわち、窒化の進行にバラツキが生じることが回避され、このため、窒化層の厚み、ひいては硬化の度合いにバラツキが生じることも回避される。

このように、保持軸１４ａ〜１４ｊを中空体とし且つその内部を大気に連通状態とした本実施の形態によれば、金属リングＲ１、Ｒ２に対する窒化処理時に該保持軸１４ａ〜１４ｊの内部に窒化ガスを流通させることが可能となる。従って、保持軸１４ａ〜１４ｊの内外の温度を均衡させ、これにより金属リングＲ１、Ｒ２と保持軸１４ａ〜１４ｊの接点の温度を、金属リングＲ１、Ｒ２の他の部位と略同等とすることができるので、金属リングＲ１、Ｒ２を全体にわたって略均等に硬化させることができる。

また、保持軸１４ａ〜１４ｊの側壁の表面にはニッケル皮膜が形成されているので、窒化処理の最中に保持軸１４ａ〜１４ｊの構成元素が金属リングＲ１、Ｒ２に拡散することが回避される。すなわち、ニッケル皮膜は、保持軸１４ａ〜１４ｊの構成元素が金属リングＲ１、Ｒ２に拡散することに対する障壁として機能する。勿論、保持軸１４ａ〜１４ｊ自体がニッケルで構成されている場合においても同様である。

このようにして金属リングＲ１、Ｒ２に窒化処理が施された後、搬送ラック１０が熱処理炉８０から導出される。その後、ナット４８を緩め、連結盤１６を保持軸１４ａ〜１４ｊ及び支柱部材２４ａ、２４ｂから取り外して金属リングＲ１、Ｒ２を露呈させる。

露呈した金属リングＲ１、Ｒ２は、前記把持装置によって把持され、楕円形状に変形された状態で保持軸１４ａ〜１４ｊから取り外されて所定のステーションないし保管場所に搬送される。勿論、把持装置から解放された金属リングＲ１、Ｒ２は、自身の弾性作用下に略真円形状に戻る。

以降、別の新たな金属リングＲ１、Ｒ２を保持する際には、上記のようにして作製された保持軸１４ａ〜１４ｊを含む搬送ラック１０が繰り返し使用される。

ここで、図６においては、搬送ラック１０を積層することなく熱処理炉８０内に搬入した場合を示しているが、容量が大きな熱処理炉を用いるときには、図７及び図８に示すように、連結ピン５４を介して搬送ラック１０、１０同士を積層し、この状態で熱処理炉内に搬入するようにしてもよい。勿論、この際には、下段の搬送ラック１０における保持軸１４ａ〜１４ｊの各空隙３２に、上段の搬送ラック１０における保持軸１４ａ〜１４ｊの各空隙３２が重なる。すなわち、空隙３２、３２の大気への、ひいては熱処理炉内部との連通が保たれる。

同様にして、搬送ラック１０を３段以上積層するようにしてもよいことは勿論である。

さらに、図９に示すように、金属リングＲ１、Ｒ２を楕円形状として保持し得るように保持軸１４ａ〜１４ｊの位置を設定するようにしてもよい。この場合、金属リングＲ１、Ｒ２がその弾性によって予期しない方向に変形することが回避される。従って、弾性によって復元する金属リングＲ１、Ｒ２が何らかの部材や機構に接触して傷が生じることや、接触された前記部材ないし前記機構が損傷することを回避することができる。

さらに、金属リングＲ１、Ｒ２には、内径、周長、幅等に不可避的なバラツキが存在する。しかしながら、金属リングＲ１、Ｒ２を楕円形状として保持する場合、内径や周長、幅等にバラツキがあっても、全ての金属リングＲ１、Ｒ２の短軸が揃う。従って、全ての金属リングＲ１、Ｒ２をガタツキなく保持軸１４ａ〜１４ｊに保持させることができる。勿論、金属リングＲ１、Ｒ２が塑性変形することも回避し得る。

このことは、保持軸１４ａ〜１４ｊに対して別の規格（外径）の金属リングを保持し得ることを意味する。すなわち、短径の寸法を、金属リングＲ１、Ｒ２を保持する場合の短径の寸法に一致させればよいからである。

このように、金属リングを楕円形状に保持する場合、様々な規格の金属リングに対応し得、汎用性や融通性が向上するという利点がある。

なお、上記した実施の形態においては、保持軸１４ａ〜１４ｊの内部を大気に連通させるようにしているが、保持軸１４ａ〜１４ｊが中空体であれば、少なくとも一端部を閉塞するようにしてもよい。この場合においても、中実な保持軸を用いる場合に比して搬送ラックを軽量化することが可能である。

そして、この場合、熱処理用ガスは、熱処理炉内において拡散ないし対流により保持軸１４ａ〜１４ｊの内部（空隙３２）に到達する。この内部に到達した熱処理用ガスの熱が保持軸１４ａ〜１４ｊに伝達される一方、保持軸１４ａ〜１４ｊの外部を囲繞する熱処理用ガスの熱が保持軸１４ａ〜１４ｊに伝達されることにより、保持軸１４ａ〜１４ｊの内部と外部における熱の均衡が保たれる。このため、金属リングＲ１、Ｒ２と保持軸１４ａ〜１４ｊの接点の温度を、金属リングＲ１、Ｒ２の他の部位と略同等とすることができる。

また、連結盤１６を用いることなく、基盤１２と保持軸１４ａ〜１４ｊのみで搬送ラックを構成するようにしてもよい。

さらに、この実施の形態では、１０本の保持軸１４ａ〜１４ｊで金属リングＲ１、Ｒ２を第１列Ｌ１、第２列Ｌ２として保持するようにしているが、金属リングＲ１、Ｒ２を円環形状で保持する場合、保持軸は少なくとも４本あれば十分である。勿論、金属リングＲ１、Ｒ２を楕円形状として保持する場合においても、保持軸の個数は、楕円形状を維持し得る程度（例えば、８本）とすることができる。

さらにまた、ワークとしてＣＶＴ用ベルトとなる金属リングＲ１、Ｒ２を例示するとともに処理として窒化処理を例示したが、ワーク及び熱処理は特にこれらに限定されるものではない。例えば、浸炭処理が必要なリング部材をワークとする場合、上記の窒化ガスに代替して浸炭ガスを供給するようにすればよい。

１０…搬送ラック １２…基盤
１４ａ〜１４ｊ…保持軸 １６…連結盤
２０、３８…貫通孔 ２４ａ、２４ｂ…支柱部材
３２…空隙 ３４…環状凸部
３６…リング保持部 ５４…連結ピン
８０…熱処理炉 ８６、８８…ヒータ
９２…対流用ファン ９６…撹拌翼
Ｌ１、Ｌ２…列 Ｒ１、Ｒ２…金属リング

Claims (9)

1. 弾性復元力を有する複数個の金属リングを第１列と第２列の２列に縦列配置した状態で搬送するための搬送ラックであって、
   基盤と、
   前記基盤に立設されて互いに平行に延在するとともに、その側壁に、軸線方向に対して略直交する方向に指向して延在する複数個の環状凸部が突出形成され、隣接する前記環状凸部の間に前記金属リングの外壁を挿入して該金属リングを保持する少なくとも４本の保持軸と、
   を有し、
   前記４本の保持軸の中の２本が、前記第１列をなす前記金属リング及び前記第２列をなす前記金属リングの双方を保持し、残余の２本の各々が、前記第１列をなす前記金属リング又は前記第２列をなす前記金属リングのいずれか一方を保持することを特徴とする搬送ラック。
2. 請求項１記載の搬送ラックにおいて、前記保持軸の前記環状凸部は、円筒形状管体の外壁が切削されることで形成されたものであることを特徴とする搬送ラック。
3. 請求項１又は２記載の搬送ラックにおいて、前記保持軸の内部が大気に連通状態にあることを特徴とする搬送ラック。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送ラックにおいて、前記保持軸の表面にニッケル皮膜が形成されていることを特徴とする搬送ラック。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送ラックにおいて、前記保持軸がニッケル又はニッケル基合金からなることを特徴とする搬送ラック。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の搬送ラックにおいて、前記金属リングを楕円形状として保持することを特徴とする搬送ラック。
7. 基盤と、前記基盤に立設されて互いに平行に延在するとともに、その側壁に、軸線方向に対して略直交する方向に指向して延在する複数個の環状凸部が突出形成され、隣接する前記環状凸部の間に前記金属リングの外壁を挿入して該金属リングを保持する少なくとも４本の保持軸とを有する搬送ラックに、弾性復元力を有する複数個の金属リングを第１列と第２列の２列に縦列配置して熱処理を施す金属リングの熱処理方法であって、
   前記４本の保持軸の中の２本に、前記第１列をなす前記金属リング及び前記第２列をなす前記金属リングの双方を保持させるとともに、残余の２本の各々に、前記第１列をなす前記金属リング又は前記第２列をなす前記金属リングのいずれか一方を保持させる工程と、
   前記金属リングを保持した前記搬送ラックを熱処理炉に導入する工程と、
   前記保持軸の内部に雰囲気ガスを流通させながら前記熱処理炉内で前記金属リングに対して熱処理を施す工程と、
   を有することを特徴とする金属リングの熱処理方法。
8. 請求項７記載の熱処理方法において、前記保持軸の内部が前記熱処理炉と連通状態にあり、且つ前記雰囲気ガスを前記保持軸の内部に導入するための導入口を前記雰囲気ガスの上流側に向けた状態で熱処理を行うことを特徴とする金属リングの熱処理方法。
9. 請求項７又は８記載の熱処理方法において、前記金属リングを楕円形状で保持することを特徴とする金属リングの熱処理方法。

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