JP2011242037A5 - - Google Patents

Description

本発明の金属リング用搬送装置は、復元力を有する金属リングの周長よりも辺の総和が大きい開口部を上方に形成すると共に、垂直方向に延在する金属リング保持部材で該金属リングを水平方向に懸架する懸架治具における上記開口部から、当該金属リングを挿入して上記懸架治具の金属リング保持部材に懸架させるリング用搬送装置において、上記金属リングの全てを、上記開口部を通過し得る略多角形に変形させて内側から押圧把持し、上記懸架治具の開口部から、上記配置状態で内側から把持された上記金属リングの全てを挿入した後、上記配置状態における内側からの把持を解除して積載する、複数のフィンガー部材を備え、上記複数のフィンガー部材中の少なくとも１個が、上記金属リングの内壁に対して接近または離間する方向に変位可能に設けられた複数の当接部材を有し、上記複数のフィンガー部材で上記複数本の金属リングを支持したときに、上記複数の当接部材の各々が、移動手段によって上記複数本の金属リングの各々に個別に当接することを特徴としている。

本発明の金属リング用搬送装置を利用した金属リングの自動熱処方法の一実施形態を示す概念図である。 整列ストッカーの一実施形態を示した正面図である。 整列ストッカーの一実施形態を示した上面図である。 整列ストッカーの開口部と金属リングとの配置を示した概念図である。 整列ストッカーへの金属リングの押込工程を示した断面図である。 本整列ストッカーへの金属リングの押込工程を示した上面図である。 整列ストッカーへの金属リングの押込工程を示した上面図である。 整列リング移載ロボットハンドの一実施形態を示した正面図である。 整列リング移載ロボットハンドの一実施形態を示した下面図である。 整列リング移載ロボットハンドを金属リング内に挿入した状態を示した下面図である。 整列リング移載ロボットハンドを金属リング内で拡張した状態を示した下面図である。 金属リングの懸架治具の一実施形態を示す上面図である。 金属リングの懸架治具の一実施形態を示す正面図である。 金属リングの懸架治具に変形クランプされた金属リングを挿入した状態を示す上面図である。 金属リングの懸架治具に挿入された変形クランプ金属リングを略円形状に復元した状態を示す上面図である。 熱処理の一実施形態を示した概念図である。 整列ストッカーからの金属リングの引出工程を示した断面図である。

以下、図面を用いて本発明の金属リング用搬送装置の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の金属リング用搬送装置を用いた金属リングの自動熱処方法の一実施形態を示す概念図である。この金属リングの自動熱処理方法では、まず、図１に示されたように、金属リング１が金属リング搬送コンベア２によりリング受渡台３に搬送される。リング受渡台３に搬送された金属リング１は、リング整列機構４によって整列ストッカー５に積載される。この整列ストッカー５に整列して積載された金属リング１は、この配置状態のまま整列リング移載ロボットハンド６によって懸架治具７に移載して取り付けられる。

次いで、この金属リング１が積載された懸架治具７は、治具移載ロボット８によって治具積載パレット９上に積み重ねられる。この治具積載パレット９は、パレット搬送コンベア１０によって熱処理炉内へ搬送され、積載された大量の金属リング１に対して所定の熱処理が実施される。

そして、熱処理を終えた金属リング１はこれまでの工程を逆に辿って１本ずつの金属リング１とされる。すなわち、熱処理後の治具積載パレット９は、パレット搬送コンベア１１によって熱処理炉から搬送される。治具積載パレット９に積み重ねられた懸架治具７は、治具移載ロボット１２によって治具積載パレット９から下ろされる。懸架治具７に整列して積載された金属リング１は、この配置状態のまま整列リング移載ロボットハンド１３によって懸架治具７から取り外されて整列ストッカー１４に移載される。

本発明における整列ストッカー５は、大量の金属リングを垂直方向に整列して積載し得る同一の構成を２つ回転自在に並列したものであり、その一つの構成は、図２及び３に示されたように、複数の棚部材１０１が、上部板材１０２及び下部板材１０３の間において、複数の支持部材１０４〜１０９により、上部板材１０７及び下部板材１０８と平行に一定間隔で支持されている。この複数の棚部材１０１の間隔は、後述する懸架治具に積載される複数の金属リングの間隔とほぼ等しい大きさであり、整列ストッカー５はこの間隔分上下に移動可能な構成であり、全ての棚部材１０１がリング受渡台３と同じ高さになるよう制御でき、これにより全ての棚部材１０１間に金属リング１を積載することができる。なお、図２は本発明における整列ストッカーの一実施形態を示した正面図であり、図３はその上面図である。

この開口部１１０は、後述する金属リングの懸架治具への移載の際に用いられるものであり、金属リングが完全に挿入された状態では何ら問題ないが、図４に示されたように、図面下方から金属リングを押し込み、点線、一点鎖線及び二点差線と挿入していく場合、点線で示された位置から一点鎖線で示された位置までの領域において、金属リングの端部が開口部１１０に傾斜して入り込んでしまうといった問題を有している。

２．懸架治具への移載工程
この工程においては、整列リング移載ロボットハンド６によって、整列ストッカー５に整列して積載された大量の金属リング１をこの配置状態のまま懸架治具７に移載して取り付ける。整列リング移載ロボットハンド６は、図８及び９に示されたように、ベース部２０１に備えられた駆動機構により３方向にそれぞれが拡張する２本１組のフィンガー部材２０２が３組備えられている。また、このフィンガー部材２０２には、金属リングの幅と同等の距離を離間させて突起部２０３が上下方向に複数設けられており、隣接する突起部２０３間に金属リングが固定される。なお、図８は整列リング移載ロボットハンドの一実施形態を示した正面図（ａ）及び側面図（ｂ）であり、図９はその下面図である。

懸架治具７は、図１２及び１３に示したように、蓋体３０１と底部３０２との間において、３本以上の平行な金属リング保持部材３０３が金属リング１の外周に当接するように垂直方向に立設され、蓋体３０１には、上記の変形クランプされた金属リング１の外周よりも辺の長さの総和が長い開口部３０４が設けられている。また、この金属リング保持部材３０３には、金属リング１に対向する面にのみ一定間隔で略円柱状の突起部３０５及び３０６が設けられている。隣接する２つの突起部３０５の間に金属リング１が挿入された場合に、この突起部３０５は金属リング１の落下を防止する構成であり、突起部３０６は金属リング１の外周面を保持する構成であるが、これらの突起部３０５及び３０６と金属リング１との接触面積は極めて小さく、熱処理における熱損失や窒化処理におけるムラを防ぐことができる。さらに、金属リング保持部材３０３は、３本以上を平行に立設した際に、同じ高さにそれぞれの突起部が形成されるように構成されており、これらの隣接する突起部間に金属リング１が挿入された場合に、金属リング１が水平に挟持される。なお、図１２は金属リングの懸架治具の一実施形態を示す上面図であり、図１３はその正面図である。

さらに、上記の金属リングの懸架治具７においては、多数の金属リングを水平に並列する金属リング保持部材３０３が１治具当たり２組以上設けられていることが好ましい。このような構成とすることにより、金属リング数当たりの治具重量を低減することができ、熱処理時の熱効率を向上することができる。実験例としては、１治具当たり１組の金属リング保持部材を設けた懸架治具と比較すると、金属リング数当たりの治具重量及び体積を約９％及び約１０％低減することができた。

上記のようにして金属リング保持部材３０３が１治具当たり２組以上設けられた場合には、それぞれの金属リング保持部材３０３に載置される金属リング１が最も近接する位置に、それぞれの金属リング１と対向するように部材の両面に突起部を備えた金属リング保持部材３０３を設け、両組の金属リング１を同時に保持する構成とすることもできる。このような構成によれば、懸架治具７に用いる金属リング保持部材３０３の本数を低減することができ、懸架治具７の軽量化を図ることができる。

このような構成の懸架治具７において、図１４に示されたように、上記のようにして大量の金属リング１がクランプされたフィンガー部材を、上方から開口部３０４へ挿入し、載置する金属リング１の外周と、載置される各金属リング保持部材３０３の凹部とが同じ高さになるように位置合わせする。そして、フィンガー部材を縮小させると、六角形に変形クランプされた金属リング１の形状が弾性力により略円形状に復元され、図１５に示されたように、金属リング１の外周端縁が金属リング保持部材３０３の凹部に挟持され、大量の金属リング１の全てが一度に水平に保持される。

３．金属リングの熱処理工程
この工程においては、治具移載ロボット８によって大量の金属リング１が積載された懸架治具７を治具積載パレット９上に積み重ね、パレット搬送コンベア１０によってこの治具積載パレット９を熱処理炉内へ搬送した後、積載された大量の金属リング１に対して所定の熱処理が実施される。ここで、本発明においては、上記の治具積載パレット９は、懸架治具７を５列２行２段の計２０個積み重ねることが好ましく、このような構成によれば、加熱炉内における金属リングの充填率が高く、低コストかつ効率よく熱処理することができる。

次に、上記の懸架治具７を用いて行う熱処理について具体的に説明するが、説明を簡易化するために、懸架治具７単体を加熱処理する場合について以下に説明する。
金属リング１を載置された懸架治具７は、図示していない搬送手段により、図１６に示される熱処理炉３０６の内部に搬送される。なお、本実施形態における金属リング保持部材３０３は、両端部に開口を備えた中空の部材を用いた。熱処理炉３０６内の懸架治具７においては、中空体である金属リング保持部材３０３の内部と熱処理炉３０６の内部とが、各開口を介して連通状態となっている。また、熱処理炉３０６は、懸架治具７の搬送方向に沿って長尺に形成され、側壁３０７及び３０８の内方にヒータ３０９及び３１０が設置されるとともに、天井壁３１１に攪拌翼３１２を備えた対流用ファン３１３が設置されている。

その結果、窒化ガスは、側壁３０７及び３０８に沿って下降し、次いで、熱処理炉３０６の床付近、ひいては懸架治具７の近傍で再度上昇しようとする。ここで、上記したように、金属リング保持部材３０３の内部は、両端部の開口を介して懸架治具７の内部と連通状態にある。したって、窒化ガスは、図１６に示すように、金属リング保持部材３０３の下方の開口から導入される。すなわち、この場合、金属リング保持部材３０３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、金属リング保持部材３０３の内部を経由した後、上方の開口から排出されて熱処理炉３０６の天井壁３１１に向けられる。

４．金属リングの引出工程
この工程においては、熱処理完了後、パレット搬送コンベア１１によって熱処理された治具積載パレット９を熱処理炉から搬送し、治具移載ロボット１２によって積み重ねられた懸架治具７を治具積載パレット９から下ろす。そして、整列リング移載ロボットハンド１３によって、懸架治具７に整列して積載された金属リング１を、この配置状態のまま懸架治具７から取り外し、整列ストッカー１４に移載する。これらの動作については、上記の整列ストッカーから懸架治具への移載及び熱処理の各工程を逆に辿るものであるため詳細な説明は省略する。

１…金属リング、２…金属リング搬送コンベア、３…リング受渡台、
４…リング整列機構、５…整列ストッカー、６…整列リング移載ロボットハンド、
７…懸架治具、８…治具移載ロボット、９…治具積載パレット

Claims (3)

1. 復元力を有する金属リングの周長よりも辺の総和が大きい開口部を上方に形成すると共に、垂直方向に延在する金属リング保持部材で該金属リングを水平方向に懸架する懸架治具における上記開口部から、当該金属リングを挿入して上記懸架治具の金属リング保持部材に懸架させる金属リング用搬送装置において、
   上記金属リングの全てを、上記開口部を通過し得る略多角形に変形させて内側から押圧把持し、上記懸架治具の開口部から、上記配置状態で内側から把持された上記金属リングの全てを挿入した後、上記配置状態における内側からの把持を解除して積載する、複数のフィンガー部材を備え、
   上記複数のフィンガー部材中の少なくとも１個が、上記金属リングの内壁に対して接近または離間する方向に変位可能に設けられた複数の当接部材を有し、
   上記複数のフィンガー部材で上記複数本の金属リングを支持したときに、上記複数の当接部材の各々が、移動手段によって上記複数本の金属リングの各々に個別に当接することを特徴とする金属リング用搬送装置。
2. 前記移動手段は、圧縮性流体で駆動する流体シリンダであることを特徴とする請求項１に記載の金属リング用搬送装置。
3. 前記移動手段及び当接部材は、同一のフィンガー部材上で同一方向に向けて設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属リング用搬送装置。