(57)【要約】【課題】熟練技能を要することなく、容易且つ正確に、高温の炉または洗浄槽やめっき槽等の竪型容器内に、被加工材を収容した治具を自動で搬入および搬出できる搬送装置を提供する。【解決手段】治具２０に係止する係止部１１と、上部のレール１０に沿って水平移動する上端のフレーム２に支持され、フレーム２に対して係止部１１を昇降させる昇降用モータ３と、フレーム２に支持され、鉛直方向に延びたシャフト２４を回転させる回転用モータ２５と、シャフト２４とともに回転しシャフト２４に沿って上下移動可能に取り付けられたシャフト側駆動輪（シャフト側スプロケット２３）と、係止部１１に取り付けられた回転用駆動輪（回転用スプロケット２１）とを連動させる連結部材（チェーン２２）とを有する。【選択図】図１
2010083606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材を収容した治具を竪型の容器内に搬入および搬出する搬送装置であって、
前記治具に係止する係止部と、
上部のレールに沿って水平移動する上端のフレームに支持され、前記フレームに対して前記係止部を昇降させる昇降用モータと、
前記フレームに支持され、鉛直方向に延びたシャフトを回転させる回転用モータと、
前記シャフトとともに回転し前記シャフトに沿って上下移動可能に取り付けられたシャフト側駆動輪と、前記係止部に取り付けられた回転用駆動輪とを連動させる連結部材と、
を有することを特徴とする、搬送装置。
【請求項２】
前記昇降用モータと、水平方向の軸線を中心として回転する昇降用駆動輪とが連結され、前記昇降用駆動輪に取り付けられた連結部材の一端側に前記係止部が連結され、他端側に重りが連結されて、前記昇降用モータの回転により前記係止部が鉛直方向に昇降することを特徴とする、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記係止部の水平方向位置を拘束する揺れ止め部材が、前記フレームに取り付けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記係止部は、回転方向において同方向且つ等間隔に支持された複数の係止部材を備え、前記係止部材は、回転方向に幅を有する部材から形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記係止部材が４つ設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記竪型の容器は、竪型高温雰囲気炉または竪型高温塩浴処理炉であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項７】
前記竪型の容器は、洗浄槽またはめっき槽であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の搬送装置を用いた搬送方法であって、
前記搬送装置を、前記レールに沿って、被加工材を収容した治具の上方へ移動させ、前記昇降用モータを回転させて前記係止部を下降させた後、前記回転用モータを係止方向に回転させることにより前記係止部を回転させて前記治具に係止し、前記昇降用モータを回転させ前記係止部を上昇させて前記治具を持ち上げ、
次に、前記搬送装置を、前記レールに沿って、前記竪型の容器の上方へ移動させ、前記昇降用モータを回転させて前記治具を下降させた後、前記回転用モータを前記係止方向と逆方向に回転させることにより前記係止部を前記治具から外し、前記昇降用モータを回転させて前記係止部を上昇させることを特徴とする、搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪型の容器、例えば竪型高温雰囲気処理炉または竪型高温塩浴処理炉等の炉、あるいは、洗浄設備やめっき設備における槽、などの容器に被加工材を搬入および搬出する際の搬送装置、およびその搬送装置を用いた搬送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用金型などを長寿命化させるために、例えば塩浴等の表面処理が広く行われている。塩浴等の熱処理は、竪型高温塩浴処理炉等の竪型の容器で行われ、このような高温の炉の近くにはモータを配置できないため、従来、被加工材を熱処理する際には、図４に示すように、ホイスト（図示省略）にフック部材５１を吊り下げ、被加工材が収容されている治具５０にフック部材５１を係止させて、炉内へ搬送していた。すなわち、上部が開閉可能な炉５２の上方まで治具５０を搬送し、炉５２の上部を開いて治具５０を下降させ、被加工材を炉５２内に搬入して治具５０からフック部材５１を外し、所定時間の熱処理を行った後に、フック部材５１を治具５０に取り付けてホイストで治具５０を上昇させ、炉５２から被加工材を搬出していた。
【０００３】
被搬送物を上方から吊り下げて搬送する搬送装置は、例えば特許文献１〜３に開示されている。しかし、これらに開示されている搬送装置は、図４に示すような治具５０を搬送するためのものではない。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−３５７６０号公報
【特許文献２】特開平２−１３３１５７号公報
【特許文献３】特開平１０−６２０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に示す搬送方法によれば、フック部材５１が水平方向に揺れやすく、治具５０が搬送中に揺れるという問題がある。揺れが収まるまでは、治具５０と炉５２の開口との位置合わせが行いにくく、治具５０を炉５２内に搬入することが困難である。そのため、揺れが収まってから、オペレータが目視で確認しながらホイストを操作して、治具５０を炉５２の開口位置に合わせなければならない。
【０００６】
また、フック部材５１が揺れやすいため、フック部材５１と治具５０との脱着作業が困難である。すなわち、搬送作業の最初に治具５０にフック部材５１を取り付ける作業、炉５２内に搬入した治具５０をフック部材５１から外す作業、治具５０を炉５２から搬出する際にフック部材５１に取り付ける作業等が困難である。さらに、搬送作業の最初に治具５０にフック部材５１を取り付ける際に、治具５０の被係止部とフック部材５１の位置とが一致するように、治具５０の設置方向を手動で調整しなければならず、極めて面倒である。
【０００７】
一方、金属等の被加工材の表面処理を行う際、熱処理の前工程から炉への搬入、および熱処理後の次工程への搬出作業は、被加工材の酸化を抑えるために、迅速に行われることが要求される。そのため、従来、このような搬送作業は、熟練した技能者が行わなければならなかった。
【０００８】
しかも、図４に示すような搬送方法を機械により自動化することは、吊り下げた治具が揺れやすいために、制御が困難であった。また、前述したように、炉の上方は極めて高温であり、そこに機器類を配置して制御を行うことは困難であるという問題点がある。一方、竪型の容器を用いる洗浄設備やめっき設備においては、熱処理炉ほど高温ではないが、機器類を容器の近くに配置すると、洗浄液やめっき液等のミストを浴びてしまい、腐食や電気的な不具合が起こることがあるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、熟練技能を要することなく、容易且つ正確に、高温の炉または洗浄槽やめっき槽等の竪型容器内に、被加工材を収容した治具を自動で搬入および搬出できる搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するため、本発明は、被加工材を収容した治具を竪型の容器内に搬入および搬出する搬送装置であって、前記治具に係止する係止部と、上部のレールに沿って水平移動する上端のフレームに支持され、前記フレームに対して前記係止部を昇降させる昇降用モータと、前記フレームに支持され、鉛直方向に延びたシャフトを回転させる回転用モータと、前記シャフトとともに回転し前記シャフトに沿って上下移動可能に取り付けられたシャフト側駆動輪と、前記係止部に取り付けられた回転用駆動輪とを連動させる連結部材と、を有することを特徴とする搬送装置を提供する。
【００１１】
上記のように、昇降用モータと回転用モータをいずれも上端のフレームに設置し、治具に係止される係止部を昇降および回転させるため、モータが容器内の熱の影響を受けたり処理液等を浴びたりすることなく自動化することができる。
【００１２】
前記昇降用モータと、水平方向の軸線を中心として回転する昇降用駆動輪とが連結され、前記昇降用駆動輪に取り付けられた連結部材の一端側に前記係止部が連結され、他端側に重りが連結されて、前記昇降用モータの回転により前記係止部が鉛直方向に昇降することとしてもよい。これにより、搬送装置全体の重心が安定し、昇降動作を安定して高速に行える。
【００１３】
また、前記係止部の水平方向位置を拘束する揺れ止め部材が、前記フレームに取り付けられていることが好ましい。係止部の水平方向の揺れを抑えることで、被加工材を収容した治具の位置決めが行いやすくなる。
【００１４】
前記係止部は、回転方向において同方向且つ等間隔に支持された複数の係止部材を備え、前記係止部材は、回転方向に幅を有する部材から形成されていることが好ましい。これにより、係止部材の水平方向の揺れを低減できる。
【００１５】
前記係止部材が４つ設けられていることが好ましい。係止部材の数が少ない場合には、荷重が偏ったときに係止部材の破損が起こりやすく、係止部材の数が多い場合には、治具に係止させる作業が面倒になるため、４つが好適である。
【００１６】
前記竪型の容器は、竪型高温雰囲気炉または竪型高温塩浴処理炉であってもよい。また、洗浄槽またはめっき槽であってもよい。
【００１７】
また、本発明は、上記の搬送装置を用いた搬送方法であって、前記搬送装置を、前記レールに沿って、被加工材を収容した治具の上方へ移動させ、前記昇降用モータを回転させて前記係止部を下降させた後、前記回転用モータを係止方向に回転させることにより前記係止部を回転させて前記治具に係止し、前記昇降用モータを回転させ前記係止部を上昇させて前記治具を持ち上げ、次に、前記搬送装置を、前記レールに沿って、前記竪型の容器の上方へ移動させ、前記昇降用モータを回転させて前記治具を下降させた後、前記回転用モータを前記係止方向と逆方向に回転させることにより前記係止部を前記治具から外し、前記昇降用モータを回転させて前記係止部を上昇させることを特徴とする搬送方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、熟練技術を要することなく、容易且つ確実に、被加工材を竪型の容器内に搬入および搬出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明にかかる搬送装置１を示す。
【００２１】
建屋の天井部に取り付けられたレール１０に沿って、例えば１０ｍ／分程度の速度で水平移動可能なフレーム２が設けられ、フレーム２に、昇降用モータ３および昇降用スプロケット４が設置されている。昇降用スプロケット４は昇降モータ３と連結され、昇降用モータ３から動力を得て、水平方向の軸線を中心として回転する。昇降用スプロケット４には、さらにチェーン５が取り付けられ、一端側は、重り６に連結されている。フレーム２の一側方から下方に向けて、中空の四角柱形状の昇降フレーム７が設けられ、重り６に連結されたチェーン５の一端側は、昇降フレーム７上端に設けられたガイド用スプロケット８に案内されて、昇降フレーム７内に納められている。チェーン５の他端側は、後述する係止部１１のブラケット１２に連結されている。昇降用スプロケット４の回転により、チェーン５が矢印Ａ方向に移動し、ブラケット１２が上下移動する。すなわち、例えば図１の状態からブラケット１２を下降させる場合には、昇降用スプロケット４が左回りに回転するように昇降用モータ３を回転させると、重り６が昇降フレーム７に沿って上昇し、ブラケット１２が下降する。昇降用スプロケット４を図の右回りに回転させると、重り６が昇降フレーム７に沿って下降し、ブラケット１２が上昇する。重り６は、係止部１１および被搬送物とほぼ釣り合う重量とし、これにより、重量のバランスがとれて重心が安定し、高速、例えば２０ｍ／分程度の上下移動が可能となる。上下移動距離は、昇降用モータ３を用いることにより、正確に制御できる。なお、重り６の重量は、係止部１１と被搬送物との合計を１とすると、一般に０．５〜１．５の範囲であることが好ましい。
【００２２】
係止部１１は、ブラケット１２と、被搬送物である治具２０に係止される係止部材１３を有する。ブラケット１２は、図１に示すように、上から下に向けて幅が広がり、ブラケット１２の底面を支持する円板状のフランジ１４の下側に、４つの係止部材１３が取り付けられている。係止部材１３は、先端に、治具２０の被係止部２９に係止されるフック部１５を備え、平鋼から成形されている。係止部材１３は、フランジ１４の円周方向に沿って、等間隔に４つ設けられ、各係止部材１３のフック部１５が、円周方向、すなわち後述する係止部１１の回転方向の同方向に向けて設けられる。係止部材１３が平鋼から成形され、図示するように、係止部材１３の基端側が円周方向に幅を有してフランジ１４に固定されているため、搬送時の水平方向の揺れを抑えることができる。係止部材１３の数が２つ以下の場合には、被搬送物の荷重が偏ったときに係止部材１３に歪みが生じることがあり、好ましくない。また、４つよりも多いと、治具との位置合わせ等の係止作業が面倒になるうえ、治具および係止部の重量や製造コストが増大する。したがって、係止部材は３つ以上とし、４つが好ましい。
【００２３】
ブラケット１２の周囲に、ブラケット１２の水平方向の揺れを抑えるための揺れ止め部材１７が設けられている。揺れ止め部材１７の上端は、フレーム２に固定されている。揺れ止め部材１７の下端部に、ブラケット１２下端部の外周全体または一部を覆うカバー１８が設けられている。カバー１８の内径は、ブラケット１２の下端部を覆うことができる寸法であり、水平方向の移動時に、ブラケット１２の下端部の位置を拘束し、水平方向の揺れを抑える。揺れ止め部材１７は、例えばブラケット１２を囲む４個所の縦材１７ａと、隣り合う縦材１７ａ同士を連結する横材１７ｂで構成される。
【００２４】
ブラケット１２の上端部に、ブラケット１２の鉛直方向の中心軸を中心として回転する回転用駆動輪としての回転用スプロケット２１が設けられ、この回転用スプロケット２１とチェーン２２で連結されたシャフト側スプロケット２３（シャフト側駆動輪）を備えたシャフト２４が、昇降フレーム７に平行に、すなわち鉛直方向に延びている。シャフト２４は、フレーム２に設けられた回転用モータ２５に連結された減速機２６と連結されている。シャフト２４の断面形状は、例えば四角形であり、シャフト側スプロケット２３は、シャフト２４に連動して回転するとともに、シャフト２４に沿って上下移動が可能に取り付けられている。すなわち、例えば、シャフト側スプロケット２３の中心に、シャフト２４の断面と略等しい形状の孔が形成されることにより、シャフト側スプロケット２３は、上記のように回転および上下移動が可能となる。なお、シャフト２４の断面形状およびシャフト側スプロケット２３の孔の形状は、三角形または五角形以上の多角形、あるいは楕円などでも構わない。以上の構成により、回転用モータ２５の回転が、減速機２６を介してシャフト２４に伝達され、シャフト２４が自身の軸線を中心として回転する。さらに、シャフト２４に連動してシャフト側スプロケット２３が回転し、チェーン２２、回転用スプロケット２１を介してブラケット１２に回転力が伝達され、ブラケット１２が鉛直方向の中心軸を中心として回転する。前述の昇降用モータ３によりブラケット１２が上下移動したときには、チェーン２２を介してシャフト側スプロケット２３も上下移動するため、任意の高さで、ブラケット１２を回転させることができる。
【００２５】
以上のように、昇降用モータ３、回転用モータ２５の動力を、それぞれのスプロケット４、８、２１、２２を介してブラケット１２に伝達することにより、ブラケット１２を容器の近くまで下降させても、モータ３、２５は天井付近から下降することがない。したがって、例えば竪型の容器が熱処理炉の場合、モータ３、２５が炉の熱の影響を受けずに搬送作業を行うことができる。また、竪型の容器が塩浴炉や洗浄槽またはメッキ槽の場合にも、モータ３が塩浴や薬液からのガスやミストを浴びることなく搬送作業を行える。
【００２６】
図２は治具２０の例を示し、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底側を示す底面図である。治具２０は外形が円柱状であり、円環状の上端縁３１に沿って等間隔に４つの被係止部２９が設けられている。被係止部２９は、図２（ａ）に示すように、上端縁３１から中央に向かって円柱状に延び、先端にフランジ部３２を有している。治具２０の底部には、治具２０内に被加工材を収容して炉内で熱処理を行うために、適宜、格子状に鋼材が配置される。また、図２（ｃ）に示すように、治具２０の底面３３の外形は、角部を治具２０の外周に沿って面取りした四角形に形成されている。このように、底面３３の外形を、被係止部２９の数と同数の辺を有する四角形にすることにより、底面３３の位置決めをすると、被係止部２９の位置が決定する。すなわち、搬送作業の開始時に治具２０を搬送装置１の係止部材１３に取り付ける際、被係止部２９の位置が定まるため、取り付け作業が容易になる。なお、底面３３の形状は、図示の例に限らない。
【００２７】
以上の構成を有する搬送装置１を利用した例として、熱処理の際に被加工材を搬送する手順について説明する。
【００２８】
図３に示すように、竪型高温雰囲気処理炉または竪型高温塩浴処理炉等の炉４０が並ぶ建屋の天井部にレール１０が設けられ、本発明にかかる搬送装置１が、レール１０に沿って、矢印Ｘ方向に移動可能に設置されている。さらにレール１０はフレーム４２に支持され、レール４１に沿って矢印Ｙ方向に移動可能である。被加工材を収容した治具２０は、コンベア４３により、炉４０の近くまで搬送される。コンベア４３の先端部には、図２（ｃ）に示した治具２０の底面３３の外形に合わせた形状に位置決め用のガイド部４４が設けられ、ガイド部４４の位置に治具２０が搬送されると、所定の位置および向きで治具２０が配置される。
【００２９】
治具２０がコンベア４３先端のガイド部４４に収まると、搬送装置１をレール１０に沿って治具２０の上方へ移動し、昇降用モータ３を回転させて、ブラケット１２を下降させる。搬送装置１がレール１０に沿って水平方向に搬送される際、図１に示すように、ブラケット１２の下端部が揺れ止め部材１７下端のカバー１８に収まった状態で移動するので、水平方向に揺れることなく搬送される。したがって、そのままブラケット１２を下降させると、位置決めされた治具２０に向けて下降する。ブラケット１２の先端の係止部材１３が治具２０の被係止部２９の高さまで下降すると、昇降用モータ３を停止し、次に回転用モータ２５を回転させて、係止方向すなわちフック部１５の凹側が前方になる向きにブラケット１２を回転させる。フック部１５に治具２０の被係止部２９が係止されると、回転用モータ２５を停止し、昇降用モータ３を下降時と反対側に回転させて、ブラケット１２を上昇させる。
【００３０】
治具２０が適宜位置まで上昇すると、天井部のレール１０に沿って搬送装置１をＸ方向に移動させ、炉４０の上方まで搬送する。この場合も、ブラケット１２下端部がカバー１８に覆われた状態で移動することにより、水平方向に揺れることなく搬送され、正確に炉４０の上方に治具２０を配置することができる。ブラケット１２の形状は、上方に向かって幅が狭くなっているので、下降したブラケット１２が上昇する際に、ブラケットの上部がカバー１８の中を円滑に通過できる。
【００３１】
治具２０が炉４０の上方に到達すると、炉４０の上部を開き、昇降用モータ３を回転させ、治具２０を下降させて被加工材を炉４０内に搬入する。そして、昇降用モータ３を停止し、回転用モータ２５を、係止方向と反対方向すなわち係止部材１３のフック部１５の凹側が後方になる向きにブラケット１２が回転するように回転させ、係止部材１３から治具２０を外す。その後、一旦ブラケット１２を上昇させ、被加工材に所定時間の熱処理を行った後に、再びブラケット１２を下降させ、係止部材１３が治具２０の被係止部２９の高さまで下降すると、フック部１５に治具２０の被係止部２９が係止されるまで凹側が前方になる向きにブラケット１２を回転させる。さらに、ブラケット１２を上昇させて、炉４０から被加工材を搬出する。
【００３２】
以上のように、係止部材１３を取り付けたブラケット１２の昇降および回転時に、モータが炉に近づいて下降することがないので、モータが熱の影響を受けることなく動作させることができる。また、水平搬送時に、ブラケット１２がカバー１８に覆われ、さらに係止部材１３が回転方向に幅を有するために、搬送時の揺れが大幅に低減される。そのため、操作に熟練を要することなく、被加工材を収容した治具２０を正確に炉の位置へ搬送でき、さらに、搬送装置１の治具２０への脱着が容易に行える。なお、図３の例では、炉４０が１列に並んでいるが、２列に並んでいても、同様に実施可能である。
【００３３】
なお、本実施形態において、竪型高温雰囲気処理炉の種類は、イオン窒化炉、ガス雰囲気予熱炉、ガス雰囲気熱処理炉、ガス軟窒化炉、浸炭炉、焼戻し炉等であり、竪型高温塩浴処理炉の種類は、ＴＤ処理炉、コーベット処理炉等である。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、前述の実施形態では、昇降用および回転用駆動輪として、それぞれスプロケットを用いたが、タイミングプーリやギア等、同様の機能を有するものでもよく、これらの連結部材として、前述のチェーンの代わりにベルトを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、熱処理を行う炉や、原子炉、その他の竪型炉、または、洗浄設備における洗浄槽やめっき設備におけるめっき槽等の竪型容器に、被加工材を自動で搬入および搬出する際の搬送装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図。
【図２】本発明により搬送される治具の例を示す図であり、（ａ）は上方から見た平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面の形状を示す底面図。
【図３】本発明が用いられる建屋の概要を示す平面図。
【図４】従来の搬送装置を示す正面図。
【符号の説明】
【００３７】
１    搬送装置
２    フレーム
３    昇降用モータ
４    昇降用スプロケット
５、２２  チェーン
６    重り
７    昇降フレーム
８    ガイド用スプロケット
１０  レール
１１  係止部
１２  ブラケット
１３  係止部材
１４  フランジ
１５  フック部
１７  揺れ止め部材
１８  カバー
２０  治具
２１  回転用スプロケット
２３  シャフト側スプロケット
２４  シャフト
２５  回転用モータ
２６  減速機
２９  被係止部
３２  フランジ部
３３  底面
４０  炉
４１  レール
４２  フレーム
４３  コンベア
４４  ガイド部
【図１】
2010083606.tif 000003
【図２】
2010083606.tif 000004
【図３】
2010083606.tif 000005
【図４】
2010083606.tif 000006