JP5615943B2 - 金属リング製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを輪切り状に切断して複数の無端帯状の金属リングを製造する金属リングの製造方法及びその装置に関する。

例えば、無段変速機に採用される動力伝達用のベルトにおいては、環状に積層配列された複数のエレメントを一体に結束するために、複数の金属リングを積層してなる積層リングが用いられる。

この種の積層リングを構成する金属リングは次のようにして製造される。先ず、矩形状の金属製薄板の両端縁を溶接接合して円筒状のドラムを形成し、このドラムを外径が拡縮自在の円筒状のドラム保持手段に装着する。このとき、ドラム保持手段を拡径させてドラムを強固に保持する。次いで、ドラムを所定幅毎に輪切り状に切断することにより、ドラム保持手段に保持された状態で複数の金属リングが形成される。そして、各金属リングは、ドラム保持手段を縮径させることにより保持状態が解除されてドラム保持手段から取り外され、研磨処理等の後工程に送られる。

ところで、複数の金属リングを後工程に送るときには、後工程へ搬送するための搬送路に向って金属リングを一つずつ払い出す必要がある。このような金属リングの払い出し作業は、例えば、作業者の手作業によると、極めて手数がかかって作業効率が悪い。

そこで、従来、金属リングの軸線方向の幅寸法に対応する螺旋状の送り溝が外周に形成された送り出し回転軸を備える払い出し装置を用いて金属リングを一つずつ払い出す技術が提案されている（特許文献１参照）。

このものでは、ドラム保持手段の縮径により保持状態が解除された金属リングを、その同一軸線方向に配列した状態を維持して払い出し装置の送り出し回転軸に装着し、送り出し回転軸を回転させる。

これによれば、各金属リングは螺旋状の送り溝に沿って送り出されるので、手作業によることなく確実に金属リングを一つずつ払い出すことができ、作業効率を向上させることができる。

特開２００５−３１９５７４号公報

しかし、上記従来の方法においては、前記送り出し回転軸の送り溝から金属リングが位置ずれすると、金属リングの挙動を規制することができなくなり、隣り合う金属リング同士が重なって円滑な払い出しが行えないだけでなく、金属リングが損傷するおそれがある。

上記の点に鑑み、本発明は、金属リングの損傷を防止して効率良く複数の金属リングを製造することができる金属リング製造方法及びその装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを輪切り状に切断して複数の無端帯状の金属リングを製造する金属リングの製造方法において、前記ドラムを投入して外径が拡縮自在のドラム保持手段に該ドラムを装着保持させるドラム投入工程と、前記ドラム保持手段の拡径により内周から圧接保持されたドラムを所定幅毎に輪切り状に切断して複数の金属リングを形成するドラム切断工程と、前記ドラム保持手段の縮径により内周への圧接が解除された複数の金属リングを該ドラム保持手段から取り外して払い出すリング払い出し工程とを備え、前記リング払い出し工程は、開閉自在の金属リング把持手段を用い、前記ドラム保持手段に保持された複数の金属リングをその配列状態を維持して外周から把持する金属リング把持工程と、複数の金属リングを把持した金属リング把持手段を外径が縮径された前記ドラム保持手段の軸線方向に移動させることにより、該ドラム保持手段から複数の金属リングを取り外すリング取り外し工程と、互いに平行に延びる一対のフィンガを備える金属リング挟持手段を用い、前記ドラム保持手段から取り外された複数の金属リングをその配列状態を維持して周方向の一部における内周と外周との両側から両フィンガで挟持して前記金属リング把持手段から受け取る金属リング挟持工程と、前記金属リング挟持手段の少なくとも一方のフィンガに設けられたリング送出手段により両フィンガで挟持した状態の各金属リングを配列方向に順次送り出して１つずつ両フィンガの先端から離反させつつ払い出すリング送出工程とを備えることを特徴とする。

本発明の方法によれば、前記金属リング把持工程の後に金属リングを同一軸線方向に配列した状態を維持して前記リング取り外し工程によりドラム保持手段から取り外し、次いで、前記金属リング挟持工程において金属リング挟持手段の一対のフィンガにより挟持した配列状態の各金属リングを、リング送出工程により配列方向に順次送り出す。このとき、各金属リングは、両フィンガによる挟持により不用意な動きが規制された状態で、払い出し方向に送られ、その配列順に両フィンガの先端から離反して１つずつ払い出されるので、金属リングの損傷を防止して効率良く払い出すことができる。

また、本発明の金属リング製造方法において、前記ドラム投入工程は、ドラム供給路から前記ドラムを供給するドラム供給工程と、開閉自在のドラム把持手段を用い、供給されたドラムを外周から把持するドラム把持工程と、ドラムを把持したドラム装着部材を外径が縮径された前記ドラム保持手段の軸線方向に移動させてドラムを該ドラム保持手段に装着させるドラム装着工程とを備えることを特徴とする。

前記ドラムは金属製の薄板により円筒状に形成されたものであるため、比較的歪み易い。そして、両端の開口形状が例えば楕円に歪むと、ドラムをドラム保持手段に装着する際に、ドラムの開口端縁がドラム保持手段の外周に干渉して円滑に装着することができず、場合によっては、ドラムの開口端縁が損傷するおそれがある。

そこで、本発明は、前記ドラム把持工程においてドラム把持手段によりドラムを外周から把持した状態で、ドラムをドラム保持手段に装着する前記ドラム装着工程を行う。これにより、ドラムは、ドラム把持手段に把持されることで歪みが矯正される。そして、ドラムの両端の開口形状を略真円としてドラム保持手段に装着することができるので、ドラム保持手段へのドラムの装着を円滑に行うことができ、ドラムの損傷を防止することができる。

また、本発明の金属リング製造方法において、前記ドラム切断工程は、前記ドラム保持手段の回転により前記ドラムを軸線回りに回転させるドラム回転工程と、該ドラム回転工程により回転するドラムに切断用のレーザ光を照射して輪切り状に切断するレーザ光照射工程とを備え、該レーザ光照射工程においては、レーザ光を、ドラムの切断進行方向に向って所定角度傾斜して該ドラムに照射することが好ましい。

ここで、前記ドラムを輪切り状に切断する場合には、ドラム保持手段の回転によりドラムを軸線回りに回転させた状態で円盤状の砥石や切刃をドラムに付き当て、或いは、回転させたドラムに切断用のレーザ光を照射することが挙げられる。

そして、切断用のレーザ光を採用してドラムを切断する場合には、ドラムの材料である金属がレーザ光の照射により溶融又は昇華したことによりドロスが発生し、切断された各金属リングの切断端縁には、このドロスが付着する。

各金属リングの端縁にドロスが付着していると、ドロスによる凹凸により、金属リング挟持手段の両フィンガで挟持した際に各金属リングの姿勢が安定せず、リング送出工程においては移動する各金属リングに振動が生じて、両フィンガで挟持されていない部分の金属リング同士の接触により金属リングが損傷するおそれがある。

一方、本発明においては、前記ドラム回転工程により回転するドラムに、レーザ光照射工程により切断用のレーザ光を照射するとき、レーザ光を、ドラムの切断進行方向に向って所定角度傾斜して該ドラムに照射する。こうすることによって、レーザ光の照射により発生するドロスが、レーザ光の照射部分に先行して排出され、切断端縁へのドロスの付着を抑制することができる。これにより、金属リング挟持手段の両フィンガで挟持した際に各金属リングの姿勢を安定させることができ、金属リングの損傷を防止して払い出すことができる。

また、本発明は、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを輪切り状に切断して複数の無端帯状の金属リングを製造する金属リングの製造装置において、前記ドラムを投入して外径が拡縮自在のドラム保持手段に該ドラムを装着保持させるドラム投入手段と、前記ドラム保持手段の拡径により内周から圧接保持されたドラムを所定幅毎に輪切り状に切断して複数の金属リングを形成するドラム切断手段と、前記ドラム保持手段の縮径により内周への圧接が解除された複数の金属リングを該ドラム保持手段から取り外して払い出すリング払い出し手段とを備え、該リング払い出し手段は、互いに平行に延びる一対のフィンガを有して前記ドラム保持手段から取り外された複数の金属リングを、その配列状態を維持して周方向の一部における内周と外周との両側から両フィンガで挟持する金属リング挟持手段を備え、該金属リング挟持手段は、少なくとも一方のフィンガに、両フィンガで挟持した状態の各金属リングを配列方向に順次送り出して１つずつ両フィンガの先端から離反させつつ払い出すリング送出手段を備えることを特徴とする。

本発明の金属リングの製造装置によれば、リング払い出し手段に設けられた金属リング挟持手段が各金属リングを一対のフィンガで挟持し、更に、リング送出手段により金属リングを１つずつ払い出す。このとき、金属リング挟持手段は複数の金属リングの周方向の一部における内周と外周との両側から両フィンガで挟持するので、各金属リングと両フィンガとの接触面積が比較的小さく、各金属リングの傷つきの発生を抑えることができる。そして、両フィンガに配列状態で挟持された各金属リングを、リング送出手段により両フィンガの先端から順次離反させるので、金属リングを確実に１つずつ払い出すことができる。

また、本発明において、前記ドラム投入手段は、所定の供給位置に供給されたドラムをその外周から把持する開閉自在のドラム把持手段と、該ドラム把持手段を介して前記ドラムを前記供給位置から前記ドラム保持手段への装着位置に移送するドラム移送手段とを備え、前記リング払い出し手段は、前記ドラム保持手段に保持された複数の金属リングをその配列状態を維持して外周から把持する開閉自在の金属リング把持手段と、該金属リング把持手段を介して複数の金属リングを外径が縮径されたドラム保持手段からその軸線方向に移送して該ドラム保持手段から複数の金属リングを取り外す金属リング移送手段とを備え、前記金属リング挟持手段は、前記金属リング把持手段により前記ドラム保持手段から取り外された複数の金属リングを該金属リング把持手段から受け取って払い出すことを特徴とする。

ドラム投入手段は、前記ドラム把持手段が外周から把持したドラムを、ドラム移送手段によりドラム保持手段に装着する。これにより、ドラムを投入時に略真円の状態とすることができると共に、ドラム保持手段の外形を縮径させておくだけで、ドラム保持手段に対してドラムの内周面が摺接せず、ドラムを摺り傷等の損傷を生じさせることなくドラム保持手段に保持させることができる。

また、リング払い出し手段は、金属リング把持手段により複数の金属リングを外周から把持し、この把持状態を維持して外径が縮径されたドラム保持手段から金属リング移送手段により金属リングを取り外す。これにより、ドラム保持手段に対して金属リングの内周面が摺接せず、摺り傷等の損傷を生じさせることなく複数の金属リングをドラム保持手段から取り外すことができる。

そして、リング払い出し手段は、金属リング挟持手段が各金属リングを一対のフィンガで挟持して金属リング把持手段から受け取り、リング送出手段により金属リングを１つずつ払い出す。金属リング挟持手段は、各金属リングの周方向の一部における内周と外周との両側から両フィンガで挟持するので、上述したように、各金属リングの傷つきの発生を抑えることができる。

以上のように、本発明によれば、摺り傷等の損傷を確実に防止して金属リングを製造することができる。

また、本発明の金属リング製造装置においては、前記ドラム保持手段の軸線方向とこの軸線に直行する方向とに移動自在の可動台を設けて該可動台を前記ドラム移送手段及び前記金属リング移送手段とし、該可動台に、前記ドラム把持手段と前記金属リング把持手段とを一体的に設けることで、共通の可動台によりドラム把持手段と金属リング把持手段とを移動させることができ、装置構成を簡単として設備にかかるコストを低減することができる。

また、前記金属リング挟持手段は、各金属リングを挟持する一対のフィンガと一方のフィンガに設けたリング送出手段とを備えてコンパクトな構成であるので、多関節ロボットが備えるアームに設けることができ、ドラム把持手段と金属リングの払い出し位置との距離やレイアウトの自由度を向上させることができる。

本発明の一実施形態の金属リング製造装置を模式的に示す説明的平面図。 ドラム把持手段及び金属リング把持手段の構成を模式的に示す説明的側面図。 ドラム保持手段の説明的断面図。 ドラムの切断時の状態を示す説明的断面図。 金属リング挟持手段を示す説明的側面図。 金属リング挟持手段による金属リングの挟持状態を示す説明的正面図。 リング払い出し手段の作動を模式的に示す説明図。 金属リング挟持手段の他の構成を示す説明図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す本実施形態の金属リング製造装置１は、金属製のドラムＤを所定幅毎に輪切り状に切断し、図示しない無段変速機用ベルトのリング部材として採用する金属リングＲを製造するものである。ドラムＤは、矩形状の金属製薄板の両端を互いに溶接接合することにより円筒状に形成したものである。金属製薄板としては、たとえば、厚さが０．３〜０．４ｍｍ程度のマルエージング鋼が用いられる。

図１に示すように、金属リング製造装置１は、ドラムＤを投入するドラム投入手段２と、ドラム投入手段２により投入されたドラムＤを切断して金属リングＲを形成するドラム切断手段３と、ドラム切断手段３により形成された金属リングＲを払い出すリング払い出し手段４とを備えている。

ドラム投入手段２は、複数のドラムＤを供給方向に案内するドラム供給路５と、ドラム供給路５の終端から供給されたドラムＤを把持するドラム把持手段６とを備えている。

ドラム供給路５には、図２に示すように、先頭のドラムＤを供給する際に後続のドラムＤを停止させる第１及び第２のストッパ７，８と、ドラム供給路５の終端部でドラムＤを送り出す供給コンベヤ９とを備えている。

ドラム把持手段６は、図２に示すように、フレーム１０に固定された固定部１１と、固定部１１にヒンジ１２を介して揺動自在に連結された可動部１３とで構成されている。固定部１１と可動部１３とは、その内部にドラムＤの外周形状に対応する円形のドラム保持部１４を形成する。

可動部１３は揺動シリンダ１５により駆動され、ドラム保持部１４は、可動部１３が固定部１１から離反する方向に揺動することにより開放される。

そして、可動部１３が水平姿勢とされているとき、ドラム供給路５の終端からドラムＤを受け取る位置（供給位置）で、ドラム保持部１４の側半部が上向きに開放される。この状態で、ドラム供給路５の第２ストッパ８が後続のドラムＤを停止させた状態で第１ストッパ７が先頭のドラムＤの停止を解除し、供給コンベヤ９によりドラムＤを供給する。次いで、供給されたドラムＤが可動部１３の上向きに開放されたドラム保持部１４の側半部に載置されると、揺動シリンダ１５により可動部１３が起立方向に揺動され、固定部１１と可動部１３とが当接してドラム保持部１４が閉じられる。こうして、ドラムＤは、ドラム把持手段６のドラム保持部１４によりその外周から把持された状態となる。ドラム把持手段６により把持されたドラムＤは、ドラム保持部１４により外周から圧接されるので、ドラムＤに歪み等が生じていても、ドラム保持部１４の内部形状に沿って略真円の円筒状に矯正される。

ドラム切断手段３は、図１に示すように、ドラムＤを保持する回転自在のドラム保持手段１６と、ドラム保持手段１６に保持されたドラムＤに切断用のレーザ光を照射するレーザ照射手段１７とを備えている。

図３に示すように、ドラム保持手段１６は、モータ等の回転駆動手段（図示せず）により駆動される回転軸１８に連結されており、ドラムＤの内面に接してドラムＤを支持する円筒状の保持部材１９と、保持部材１９の内壁を押圧する円筒状の押圧部材２０と、押圧部材２０を介して保持部材１９の外径を拡縮変化させるための円錐面をそれぞれ有する第１テーパ部材２１及び第２テーパ部材２２と、第１テーパ部材２１及び第２テーパ部材２２間の位置を調整するための連結バー２３及びコイルスプリング２４とを備える。

保持部材１９には、その軸方向に沿った図示しない第１スリットが基端側から先端近傍まで形成されている。また、同様の第２スリットが先端側から基端近傍まで形成されている。第１スリット及び第２スリットは交互に複数配置されており、これにより保持部材１９は弾性をもって径が拡縮自在となっている。

また、保持部材１９には、軸方向に所定の間隔（金属リングＲの幅寸法に対応する間隔）を存して配列形成された複数の周方向溝２５が設けられている。各周方向溝２５は上述の第１スリット及び第２スリットと交差する部分で不連続になるが、保持部材１９の全周にわたって形成されている。

押圧部材２０には、その軸方向に沿った図示しない基端側スリットが基端側端面から先端近傍まで形成されている。また、同様の先端側スリットが先端側端面から基端近傍まで形成されている。基端側スリット及び先端側スリットは交互に複数配置されており、これにより押圧部材２０は弾性をもって径が拡縮自在となっている。

押圧部材２０の径の拡縮動作は、連結バー２３の伸縮により行われる。即ち、位置が固定された第１テーパ部材２１に対して連結バー２３を伸長・収縮させることにより、連結バー２３の先端に連結された第２テーパ部材２２が、第１テーパ部材２１から離反・接近し、これに応じて押圧部材２０の径の拡縮が行われる。連結バー２３の伸縮は図示しない伸縮駆動機構により行われる。そして、押圧部材２０の拡径により保持部材１９が内側から押されて拡径する。

ドラム保持手段１６は、以上の構成により、保持部材１９を拡径させた状態でドラムＤの内面に圧接し、ドラムＤを強固に保持した状態でドラムＤを回転させる。また、保持部材１９を縮径させた状態でドラムＤの装着と取り外しが行われる。

なお、図示しないが、ドラム保持手段１６には、保持部材１９の各周方向溝２５内に空気流を形成してドラムＤ（金属リング）の冷却や塵埃の排出を行う空気流路が設けられている。

レーザ照射手段１７は、図１に示すように、ドラム保持手段１６に保持されたドラムＤに対し、先端から切断用のレーザ光を出力する。レーザ照射手段１７は、機台２６に設けられた移動機構２７によってドラム保持手段１６に保持されたドラムＤの軸方向に沿って所定の距離間隔（保持部材１９の各周方向溝２５に対応する間隔）で、間欠的に移動される。即ち、ドラム保持手段１６によりドラムＤが回転している状態で、保持部材１９の各周方向溝２５に対応する位置でレーザ照射手段１７が停止し、その停止位置でドラムＤが１回転する間、ドラムＤに向ってレーザ光を照射することで、ドラムＤを切断する。これにより、ドラムＤから切断された複数の金属リングＲが、ドラム保持手段１６に保持された状態で形成される。

ここで、レーザ照射手段１７は、図４に示すように、ドラムＤに向けて照射されるレーザ光Ｌが、ドラムＤの表面に対する法線ｈに対し、ドラムＤの切断進行方向ｃ（ドラムＤの回転方向と逆方向となる）に向って所定の角度（入射角度θ）で傾斜するように設定されている。これにより、切断時においては、レーザ光ＬはドラムＤに対し、距離に応じた入射角度θで照射する。

ところで、動力伝達用ベルトは、変速機の伝達トルク等により、周長が長いものや短いもの等種類が複数ある。その周長に応じてドラム保持手段１６は複数種類のものが用意されている。このため、動力伝達用ベルトの周長に応じてレーザ光の入射角度θが変更される。入射角度θは、レーザ照射手段１７の先端の向きを上下方向に変化させることにより変更することができる。或いは、レーザ照射手段１７の先端の向きを所定の角度に固定し、このレーザ照射手段１７によるレーザ光の照射方向と交わる方向で且つドラム保持手段１６によるドラムＤの回転方向の上流側へレーザ照射手段１７を平行移動させることで、入射角度がθになるように変更することができる。

そして、レーザ光ＬがドラムＤに対して入射角度θで照射されることで、レーザ光Ｌが作用してドラムＤを切断している切断進行部分Ｅは、ドラムＤに対してほぼ垂直となるから、切断進行部分の長さが比較的短くなる。これにより、切断時に生じる溶融金属Ｇは最小となり、溶融金属Ｇが金属リングＲの切断端縁Ｆに滞留する時間も最短となる。

従って、溶融金属Ｇがドロスとなって金属リングＲの切断端縁Ｆに付着しようとしても、その余裕が与えられることなく排出され、ドロスが固着した状態で金属リングＲが形成されることを防止することができる。

リング払い出し手段４は、図１に示すように、複数の金属リングをその配列状態を維持して把持する金属リング把持手段２８と、複数の金属リングをその配列状態を維持して挟持する金属リング挟持手段２９と、コンベヤにより金属リングＲを後工程に向って搬送する払い出し搬送路３０とを備えている。

金属リング把持手段２８は、図２に示すように、フレーム１０に固定された固定部３１と、固定部３１から上昇自在の可動部３２とで構成されている。固定部３１と可動部３２とは、その内部に配列状態（ドラムＤから切断された状態）の各金属リングＲの外周形状に対応する円形の金属リング保持部３３を形成する。可動部３２は昇降シリンダ３４により昇降され、金属リング保持部３３は、可動部３２が固定部３１から上昇し離反することにより開放される。

また、金属リング把持手段２８の可動部３２には、後述する第１フィンガ４５が挿入可能な溝部３５が形成されている。

金属リング把持手段２８は、フレーム１０を介して可動台３６に設けられている。可動台３６は、図１に示すように、機台２６に設けられた第１案内レール３７に沿って移動する第１可動板３８と、第１可動板３８に設けられた第２案内レール３９に沿って移動する第２可動板４０とを備え、フレーム１０は第２可動板４０に固設されている。第２案内レール３９は、ドラム保持手段１６の軸線と平行（以下、Ｙ方向という）に延設され、第１案内レール３７は、ドラム保持手段１６の軸線に直行（以下、Ｘ方向という）して延設されされている。図１及び図２に示すように、第１可動板３８は、機台２６に設けられたモータ４１及びＸ方向に延びるボールねじ４２により駆動され、第２可動板４０は、第１可動板３８に設けられたモータ４３及びＹ方向に延びるボールねじ４４により駆動される。

また、図１及び図２に示すように、フレーム１０には、金属リング把持手段２８と共に、前述したドラム把持手段６が設けられ、金属リング把持手段２８とドラム把持手段６とは互いに隣り合う位置で一体的に移動するように設けられている。また、可動台３６は、ドラムＤをドラム保持手段１６に装着する際にドラム把持手段６を介して移送する本発明におけるドラム移送手段として機能すると共に、金属リングＲをドラム保持手段１６から取り外す際に金属リング把持手段２８を介して移送する本発明における金属リング移送手段として機能する。これにより、金属リング把持手段２８とドラム把持手段６とを移動させるための手段を各別に設ける必要がなく、構成を簡単として安価に且つコンパクトに装置を構成することができる。

金属リング挟持手段２９は、図１及び図５に示すように、第１及び第２のフィンガ４５，４６と、両フィンガ４５，４６を開閉させる開閉駆動手段４７とを備えて、図外の多関節ロボットが備えるアーム４８の先端に設けられている。図５に示すように、第１フィンガ４５と第２フィンガ４６とは互いに平行に延びており、その長さ寸法は、ドラムＤから切断されてその軸線方向に配列された状態の複数の金属リングＲの全てを挟持する寸法とされている。

図５及び図６に示すように、第１フィンガ４５は、棒状に延びてその下面に硬質樹脂製の当接部材４９を備えている。当接部材４９は金属リングＲの外周面に当接させるものであり、第１フィンガ４５に内蔵された図示しない押しばねにより金属リングＲへの当接方向（図において下方）に向って付勢されている。

第２フィンガ４６は、リング送出手段５０を備えている。リング送出手段５０は、駆動プーリ５１と、駆動プーリ５１を回転駆動するモータ５２と、回転自在の従動プーリ５３と、両プーリ５１，５３に掛けわたされたゴム製のベルト５４とを備えている。また、駆動プーリ５１と従動プーリ５３との間にはベルト５４の回動を案内する複数の案内プーリ５５が設けられている。

開閉駆動手段４７は、図示しないが、チャックシリンダ機構等の開閉機構を備えており、第１フィンガ４５と第２フィンガ４６とを、互いに密着する方向と、互いに離反する方向とに移動させることにより、両フィンガの開閉を駆動する。そして、開閉駆動手段４７の駆動により第１フィンガ４５と第２フィンガ４６とを閉じると、図６に示すように、その間に位置する配列状態の各金属リングＲの周方向の一部が挟持される。

第１フィンガ４５と第２フィンガ４６とで各金属リングＲを挟持することで、金属リングＲを強固に支持することができ、金属リングＲの不用意な脱落や隣り合う金属リングＲ同士の接触が抑制できる。第１フィンガ４５と第２フィンガ４６とで各金属リングＲを挟持した状態で、リング送出手段５０のベルト５４を回動させると、各金属リングＲは第１フィンガ４５と第２フィンガ４６とにより安定的に挟持された状態を維持して先端方向に送られ、両フィンガ４５，４６の先端から１つずつ払い出される。

以上の構成による金属リング製造装置１の作動を説明する。先ず、図１を参照して全体の流れを説明すると、ドラム供給路５から供給されたドラムＤをドラム把持手段６で把持してドラム保持手段１６に装着する（ドラム投入工程）。次いで、ドラム把持手段６が後退してドラム保持手段１６に保持したドラムＤを露出させ、レーザ照射手段１７によりドラムを所定幅毎に輪切り状に切断して複数の金属リングを形成する（ドラム切断工程）。そして、金属リング把持手段２８がドラム保持手段１６の金属リングＲを把持してドラム保持手段１６から離反させ、金属リング挟持手段２９が金属リング把持手段２８から金属リングＲを受け取って、払い出し搬送路３０に払い出す（リング払い出し工程）。このとき、金属リング挟持手段２９は、先端を下方に向ける姿勢にしてもよく、或いは、水平な状態としたままであってもよい。

次に、上記各工程を詳しく説明する。ドラム投入工程においては、図２を参照して、先ず、ドラム供給路５の終端から供給されたドラムＤが、ドラム把持手段６の可動部１３の開放されたドラム保持部１４に載置される（ドラム供給工程）。次いで、ドラム把持手段６の可動部１３が起立方向に揺動されて固定部１１に当接し、ドラムＤがその外周から把持されてドラム保持部１４内に収納される（ドラム把持工程）。

そして、図１を参照して、可動台３６の第１可動板３８がＸ方向に移動してドラム把持手段６をドラム保持手段１６に対向させ、更に、可動台３６の第２可動板４０がＹ方向に移動してドラム把持手段６を前進させる。これにより、ドラム把持手段６によって把持されているドラムＤはドラム保持手段１６に装着される（ドラム装着工程）。その後、ドラム把持手段６は、可動部１３を揺動させてドラム保持部１４を開放し、可動台３６の第２可動板４０及び第１可動板３８により、ドラムＤの供給位置に戻される。

なお、上記ドラム装着工程に先立って、ドラム保持手段１６は、その保持部材１９が縮径されており、ドラム把持手段６が前進してドラムＤの内部に保持部材１９が進入した後に、保持部材１９が拡径される。これにより、ドラム保持手段１６はドラムＤを内周から保持した状態となり、ドラム把持手段６がドラムＤの供給位置に戻ることにより、ドラム保持手段１６に保持されたドラムＤの外周面が露出する。

続いて行われるドラム切断工程においては、図１を参照して、先ず、ドラム保持手段１６が回転を開始し、これによりドラムＤが軸線回りに回転した状態となる（ドラム回転工程）。そして、レーザ照射手段１７がドラムＤの軸方向に所定距離毎に停止しながら移動し、停止している間に回転するドラムＤに向って切断用のレーザ光を照射してドラムＤを所定幅毎に切断する（レーザ光照射工程）。

こうして、ドラムＤが輪切り状に切断されることで複数の金属リングＲが形成される。このとき、図４に示すように、レーザ光Ｌが、ドラムＤの切断進行方向ｃに向って所定の角度θで傾斜してドラムＤに照射されるので、切断端縁Ｆへのドロスの付着が抑えられた金属リングＲが形成される。

続いて行われるリング払い出し工程においては、図２を参照して、先ず、金属リング把持手段２８の可動部３２を昇降シリンダ３４により上昇させることにより金属リング保持部３３を開放する。そして、図１を参照して、開放された金属リング保持部３３がドラム保持手段１６に保持された複数の金属リングＲを覆う位置まで、可動台３６の第２可動板４０をＹ方向に前進させてから、金属リング把持手段２８の可動部３２を昇降シリンダ３４により下降させる。これにより、ドラム保持手段１６に保持された複数の金属リングＲは金属リング保持部３３に収容され、その配列状態を維持して金属リング把持手段２８によって外周から把持された状態となる（金属リング把持工程）。

次いで、ドラム保持手段１６の保持部材１９を縮径させ、可動台３６の第２可動板４０をＹ方向に後退させることにより、金属リング把持手段２８に把持された状態で複数の金属リングＲをドラム保持手段１６から取り外す（リング取り外し工程）。

続いて、図外の多関節ロボットにより、そのアーム４８の先端に取り付けられた金属リング挟持手段２９を用い、金属リング把持手段２８によりドラム保持手段１６から取り外された金属リングＲをその配列状態を維持して挟持する。

即ち、金属リングＲを金属リング把持手段２８によって把持した状態で、金属リング挟持手段２９の第２フィンガ４６を金属リングＲの内側に挿入し、同時に、金属リング挟持手段２９の第１フィンガ４５を金属リングＲの外側の可動部３２に形成された溝部３５に挿入する。そして、開閉駆動手段４７の駆動により第１フィンガ４５と第２フィンガ４６との間に金属リングＲを挟み込む。こうすることにより、金属リング把持手段２８によって把持された状態の複数の金属リングＲを、その動きが規制された状態で第１フィンガ４５と第２フィンガ４６とで挟持することができる。

次いで、図７に示すように、金属リング把持手段２８の可動部３２を上昇させて金属リング保持部３３を開放し、金属リング挟持手段２９によって挟持した金属リングＲを金属リング把持手段２８から離脱させる（金属リング挟持工程）。これにより、金属リング挟持手段２９は、金属リング把持手段２８の複数の金属リングＲを、その配列状態を維持して受け取ることができる。このとき、前述したように、ドラム切断工程において切断端縁Ｆへのドロスの付着が抑えられて形成された金属リングＲは、ドロスによる凹凸が極めて少ないので、金属リング挟持手段２９の両フィンガ４５，４６で挟持した際に各金属リングＲの姿勢が安定する。

続いて、図１を参照して、図外の多関節ロボットにより、金属リング挟持手段２９を払い出し搬送路３０の上方に移動させ、両フィンガ４５，４６で挟持した状態の各金属リングＲを第２フィンガ４６のリング送出手段５０により配列方向に順次送り出す（リング送出工程）。即ち、図５を参照して、リング送出手段５０の駆動プーリ５１の回転により、各金属リングＲの内面に接するベルト５４の往路面が第２フィンガ４６の先端方向に回動する。これにより、各金属リングＲは配列順に両フィンガ４５，４６の先端から１つずつ離反して払い出し搬送路３０に向って払い出される。

なお、図外の多関節ロボットは、金属リングＲを払い出し搬送路３０に向って払い出すとき、両フィンガ４５，４６の先端が下方を向くようにアーム４８を移動させてもよい。即ち、金属リングＲを挟持した状態の金属リング挟持手段２９を、その先端側が下になるように傾斜させることで、金属リングＲよりも幅狭の端材Ｒｎを含め、製品としての金属リングＲはリング送出手段５０により１つずつ円滑に払い出し搬送路３０に向って払い出され、幅狭の端材Ｒｎは図示しない端材回収箱に払い出される。

このように、両フィンガ４５，４６に挟持されて送出方向以外の不用意な動きが規制された状態で各金属リングＲが払い出し方向に送られて、その配列順に両フィンガ４５，４６の先端から離反して１つずつ払い出されるので、金属リングＲは、その損傷が防止されて効率良く払い出される。

なお、本実施形態においては、図５に示すように、金属リング挟持手段２９の第２フィンガ４６にのみ、リング送出手段５０を備えたものを示したが、図８に他の金属リング挟持手段５６を示すように、第１フィンガ５７と第２フィンガ５８との両方にリング送出手段５０を設けてもよい。リング送出手段５０は上述した構成であるので、同一の符号を付す。この場合には、金属リング挟持手段５６の重量が多少大きくなるが、リング送出工程において金属リングＲを飛躍的に安定して確実に送出することができる。しかも、各金属リングＲは、その内面及び外面には第１フィンガ５７及び第２フィンガ５８のゴム製のベルト５４が当接するので、各金属リングＲの傷つき等の発生を確実に防止して払い出しを行うことができる。

本発明の金属リング製造方法及びその装置によれば、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを輪切り状に切断して複数の無端帯状の金属リングを製造するとき、金属リングの損傷を防止して効率良く複数の金属リングを製造することができるので、無段変速機用ベルトのリング部材として採用する金属リング等の製造に利用することができる。

Ｄ…ドラム、Ｒ…金属リング、Ｌ…レーザ光、１…金属リング製造装置、２…ドラム投入手段、３…ドラム切断手段、４…リング払い出し手段、５…ドラム供給路、６…ドラム把持手段、１６…ドラム保持手段、２８…金属リング把持手段、２９，５６…金属リング挟持手段、３６…可動台（ドラム移送手段，金属リング移送手段）、４５，５７…第１フィンガ、４６，５８…第２フィンガ、４８…多関節ロボットのアーム、５０…リング送出手段。

Claims (7)

1. 金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを輪切り状に切断して複数の無端帯状の金属リングを製造する金属リングの製造方法において、
   前記ドラムを投入して外径が拡縮自在のドラム保持手段に該ドラムを装着保持させるドラム投入工程と、前記ドラム保持手段の拡径により内周から圧接保持されたドラムを所定幅毎に輪切り状に切断して複数の金属リングを形成するドラム切断工程と、前記ドラム保持手段の縮径により内周への圧接が解除された複数の金属リングを該ドラム保持手段から取り外して払い出すリング払い出し工程とを備え、
   前記リング払い出し工程は、開閉自在の金属リング把持手段を用い、前記ドラム保持手段に保持された複数の金属リングをその配列状態を維持して外周から把持する金属リング把持工程と、複数の金属リングを把持した金属リング把持手段を外径が縮径された前記ドラム保持手段の軸線方向に移動させることにより、該ドラム保持手段から複数の金属リングを取り外すリング取り外し工程と、互いに平行に延びる一対のフィンガを備える金属リング挟持手段を用い、前記ドラム保持手段から取り外された複数の金属リングをその配列状態を維持して周方向の一部における内周と外周との両側から両フィンガで挟持して前記金属リング把持手段から受け取る金属リング挟持工程と、前記金属リング挟持手段の少なくとも一方のフィンガに設けられたリング送出手段により両フィンガで挟持した状態の各金属リングを配列方向に順次送り出して１つずつ両フィンガの先端から離反させつつ払い出すリング送出工程とを備えることを特徴とする金属リング製造方法。
2. 請求項１記載の金属リング製造方法において、
   前記ドラム投入工程は、ドラム供給路から前記ドラムを供給するドラム供給工程と、開閉自在のドラム把持手段を用い、供給されたドラムを外周から把持するドラム把持工程と、ドラムを把持したドラム装着部材を外径が縮径された前記ドラム保持手段の軸線方向に移動させてドラムを該ドラム保持手段に装着させるドラム装着工程とを備えることを特徴とする金属リング製造方法。
3. 請求項１記載の金属リング製造方法において、
   前記ドラム切断工程は、前記ドラム保持手段の回転により前記ドラムを軸線回りに回転させるドラム回転工程と、該ドラム回転工程により回転するドラムに切断用のレーザ光を照射して輪切り状に切断するレーザ光照射工程とを備え、
   該レーザ光照射工程においては、レーザ光が、ドラムの切断進行方向に向って所定角度傾斜して該ドラムに照射されることを特徴とする金属リング製造方法。
4. 金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを輪切り状に切断して複数の無端帯状の金属リングを製造する金属リングの製造装置において、
   前記ドラムを投入して外径が拡縮自在のドラム保持手段に該ドラムを装着保持させるドラム投入手段と、前記ドラム保持手段の拡径により内周から圧接保持されたドラムを所定幅毎に輪切り状に切断して複数の金属リングを形成するドラム切断手段と、前記ドラム保持手段の縮径により内周への圧接が解除された複数の金属リングを該ドラム保持手段から取り外して払い出すリング払い出し手段とを備え、
   該リング払い出し手段は、互いに平行に延びる一対のフィンガを有して前記ドラム保持手段から取り外された複数の金属リングを、その配列状態を維持して周方向の一部における内周と外周との両側から両フィンガで挟持する金属リング挟持手段を備え、
   該金属リング挟持手段は、少なくとも一方のフィンガに、両フィンガで挟持した状態の各金属リングを配列方向に順次送り出して１つずつ両フィンガの先端から離反させつつ払い出すリング送出手段を備えることを特徴とする金属リング製造装置。
5. 請求項４記載の金属リング製造装置において、
   前記ドラム投入手段は、所定の供給位置に供給されたドラムをその外周から把持する開閉自在のドラム把持手段と、該ドラム把持手段を介して前記ドラムを前記供給位置から前記ドラム保持手段への装着位置に移送するドラム移送手段とを備え、
   前記リング払い出し手段は、前記ドラム保持手段に保持された複数の金属リングをその配列状態を維持して外周から把持する開閉自在の金属リング把持手段と、
   該金属リング把持手段を介して複数の金属リングを外径が縮径されたドラム保持手段からその軸線方向に移送して該ドラム保持手段から複数の金属リングを取り外す金属リング移送手段とを備え、
   前記金属リング挟持手段は、前記金属リング把持手段により前記ドラム保持手段から取り外された複数の金属リングを該金属リング把持手段から受け取って払い出すことを特徴とする金属リング製造装置。
6. 請求項４記載の金属リング製造装置において、
   前記ドラム保持手段の軸線方向とこの軸線に直行する方向とに移動自在の可動台を設けて該可動台を前記ドラム移送手段及び前記金属リング移送手段とし、該可動台に、前記ドラム把持手段と前記金属リング把持手段とを一体的に設けたことを特徴とする金属リング製造装置。
7. 請求項４記載の金属リング製造装置において、
   前記金属リング挟持手段は、多関節ロボットが備えるアームに設けられていることを特徴とする金属リング製造装置。

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