(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸が水平になるようにして置かれ弾性変形可能で外力を除去すると真円状になる金属リング、及びこの金属リングの周長よりも大きな周長の多角形開口部を有する金属リング用搬送ラックとを準備する工程と、
複数個の前記金属リングの中に複数個のロボットハンドを挿入する工程と、
これらのロボットハンドを拡げることで前記複数個の金属リングを前記多角形開口部の形状に倣うように弾性変形させる変形工程と、
前記ロボットハンドにて前記複数個の金属リングを前記多角形開口部から前記金属リング用搬送ラック内へ挿入する工程と、
前記ロボットハンドを縮めることで前記金属リングへの外力を除去し、前記金属リングを前記金属リング用搬送ラックに係止める工程と、
前記ロボットハンドを前記金属リング用搬送ラックから撤去する工程と、
からなることを特徴とする金属リングの積載方法。
【請求項２】
前記金属リング用搬送ラック内へ挿入する工程は、
前記ロボットハンドにて前記複数個の金属リングを前記金属リング用搬送ラックの一方の前記多角形開口部から前記金属リング用搬送ラック内へ挿入して前記金属リング用搬送ラックの一部に積載し、
積載した前記金属リングとは別の前記金属リングを前記金属リング用搬送ラックの他方の前記多角形開口部から前記金属リング用搬送ラック内へ挿入して前記金属リング用搬送ラックの残部に積載することを特徴とする請求項１記載の金属リングの積載方法。
【請求項３】
前記金属リング用搬送ラックは、熱処理炉に装入可能な耐熱性を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金属リングの積載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性復元力を備えた金属リングを金属リング用搬送ラックに積載する金属リングの積載方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属リング用搬送ラックには、金属リングの弾性復元力を利用して金属リングを保持するものが知られている（例えば、特許文献１（図１、図２）参照。）。
【０００３】
図１０は従来技術に係る金属リングの積載方法の基本原理を説明する図であり、金属リング用搬送ラック１００は、金属リング１０１が段積みされる段積み式のラックである。
金属リング１０１はベルトコンベア１０２で、所定の位置に移動され、リフト１０３によって上方に押し上げられる。所定の位置で金属リング１０１は拡げ手段１０４により内側から所定の方向が長くなるように拡げられる。金属リング１０１は、搬送装置１０５によって段積み式の金属リング用搬送ラック１００に積載される。
【０００４】
拡げ手段１０４は、一つの金属リング１０１を金属リング用搬送ラック１００に積載してからリフト１０３上に戻る。そして、次の金属リング１０１を内側から所定の方向が長くなるように拡げる。
しかし、金属リング１０１は、一つずつ金属リング用搬送ラック１００に積載されるため、全数を金属リング用搬送ラック１００に積載し終えるまでに、時間及び工数が増大する。すなわち、金属リングを金属リング用搬送ラックに簡易な方法で積載し、工数の低減を図ることができる金属リングの積載技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４００８６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、金属リングを金属リング用搬送ラックに簡易な方法で積載し、工数の低減を図ることができる金属リングの積載技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、軸が水平になるようにして置かれ弾性変形可能で外力を除去すると真円状になる金属リング、及びこの金属リングの周長よりも大きな周長の多角形開口部を有する金属リング用搬送ラックとを準備する工程と、複数個の前記金属リングの中に複数個のロボットハンドを挿入する工程と、これらのロボットハンドを拡げることで前記複数個の金属リングを前記多角形開口部の形状に倣うように弾性変形させる変形工程と、前記ロボットハンドにて前記複数個の金属リングを前記多角形開口部から前記金属リング用搬送ラック内へ挿入する工程と、前記ロボットハンドを縮めることで前記金属リングへの外力を除去し、前記金属リングを前記金属リング用搬送ラックに係止める工程と、前記ロボットハンドを前記金属リング用搬送ラックから撤去する工程と、からなることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明では、金属リング用搬送ラック内へ挿入する工程は、ロボットハンドにて複数個の金属リングを金属リング用搬送ラックの一方の多角形開口部から金属リング用搬送ラック内へ挿入して金属リング用搬送ラックの一部に積載し、積載した金属リングとは別の金属リングを金属リング用搬送ラックの他方の多角形開口部から金属リング用搬送ラック内へ挿入して金属リング用搬送ラックの残部に積載することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、金属リング用搬送ラックは、熱処理炉に装入可能な耐熱性を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、複数個の金属リングの中に複数個のロボットハンドを挿入する工程と、これらのロボットハンドを拡げることで複数個の金属リングを多角形開口部の形状に倣うように弾性変形させる変形工程と、を有する。ロボットハンドにて複数個の金属リングを多角形開口部から金属リング用搬送ラック内へ挿入するので、一度に金属リングを金属リング用搬送ラックに係止めすることができる。結果、金属リングを金属リング用搬送ラックに簡易な方法で積載し、工数の低減を図ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明では、ロボットハンドで、金属リング用搬送ラックに一方の開口部から金属リングを挿入し、次に他方の開口部から金属リングの残りを挿入する。仮に金属リング用搬送ラックが軸方向に長い場合、ロボットハンドを長くして多くの金属リングを持たせるとロボットハンドに負荷が掛かる。そのため、多くの金属リングを金属リング用搬送ラックに積載させることが難しい。この点、本発明では、金属リング用搬送ラックの両側の多角形開口部から金属リングを積載するので、ロボットハンドの負荷を軽減し、多くの金属リングを金属リング用搬送ラックに積載することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明では、金属リング用搬送ラックは、熱処理炉に装入可能な耐熱性を有している。金属リング用搬送ラックは、熱処理炉に装入可能となる。搬送工程に続けて熱処理工程が実施できるため、生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る金属リング用搬送ラックの正面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】金属リング用搬送ラックの左側面図である。
【図４】金属リングの中にロボットハンドを挿入する工程を説明する図である。
【図５】変形工程を説明する図である。
【図６】金属リング用搬送ラック内へ挿入する工程を説明する図である。
【図７】金属リングを金属リング用搬送ラックに掛止める工程を説明する図である。
【図８】金属リング用搬送ラックが使用されるバッチ式窒化炉の平面図である。
【図９】金属リングを両側の多角形開口部から金属リング用搬送ラックに積載する工程を説明する図である。
【図１０】従来技術に係る金属リングの積載方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、金属リング１１の軸１２は、図表裏方向に延びており、軸１２直角方向の外力により弾性変形する。
金属リング用搬送ラック１０は、金属リング１１を囲う枠体１３と、この枠体１３に渡され金属リング１１の左右側方を軸１２に沿って延びる左方メンバー１４、中央メンバー１５及び右方メンバー１６と、枠体１３に渡され金属リング１１の下方を軸１２に沿って延びる下方メンバー２１〜２４とを備える。
【００１６】
金属リング１１は、外力がなければ略真円形状であるが、金属リング用搬送ラック１０に載置されると外力により楕円状となる。金属リング１１は弾性復元力により真円形状に戻ろうとするが、左方メンバー１４、中央メンバー１５及び右方メンバー１６の位置が、軸１２よりも高い位置にあるので、金属リング１１が下方メンバー２１〜２４から浮かび上がることはない。
枠体１３は、棒材、パイプ材及び板材の少なくとも１つの部材で構成されている。
また、金属リング用搬送ラック１０は、軸１２方向に開口する金属リング１１の周長よりも大きな周長の多角形開口部１７を有する。
【００１７】
なお、実施例においては、金属リング１１の列を２列としたがこれに限定されず、１列、３列等、金属リングを金属リング用搬送ラック１０に載置できれば差し支えない。また、実施例において多角形開口部１７は四角形としたが、六角形や八角形等でもよく、金属リング１１の周長よりも大きな周長の多角形開口部１７であれば差し支えない。また、枠体１３、左方メンバー１４、中央メンバー１５及び右方メンバー１６の材質は、窒化処理等の各種の熱処理が施される最中に、棒状突起２６及びストッパ部材２７の構成元素が金属リング１１に拡散することに対する障壁として機能する元素、物質から構成されるか、又はそれら元素、物質のメッキが施されているもの等、耐熱性を有している材質であれば差し支えない。
【００１８】
次に金属リング用搬送ラック１０の要部について説明する。
図２に示されるように、金属リング用搬送ラック１０は、中央メンバー１５に設けられ金属リング１１の外周面２５を受ける受け部材２６と、中央メンバー１５から受け部材２６を挟むようにして延ばされ金属リング１１が軸（図１、符号１２）方向移動することを制限するストッパ部材２７とを備える。
【００１９】
また、同様にして、図１に示した下方メンバー２１〜２４、左方メンバー１４及び右方メンバー１６に金属リング１１の外周面２５を受ける受け部材２６が設けられ、下方メンバー２１〜２４、左方メンバー１４及び右方メンバー１６から受け部材２６を挟むようにして金属リング１１が軸１２方向移動することを制限するストッパ部材２７が延ばされている。
【００２０】
なお、金属リング１１を中央メンバー１５を境にして図左右において交互に載置することで、窒化処理を行う際、窒素が十分に行き届き良好に窒化処理を行うことができる。また、下方メンバー２１〜２４、左方メンバー１４及び右方メンバー１６において、棒状突起２６及びストッパ部材２７は溶接されている。溶接以外であっても、圧入等、棒状突起２６及びストッパ部材２７がメンバー１４〜１６、２１〜２４に設けられていれば差し支えない。また、棒状突起２６及びストッパ部材２７の材質は、窒化処理等の各種の熱処理が施される最中に、棒状突起２６及びストッパ部材２７の構成元素が金属リング１１に拡散することに対する障壁として機能する元素、物質から構成されるか、又はそれら元素、物質のメッキが施されているものとする。
【００２１】
次に金属リング用搬送ラック１０に金属リングを複数個載置した状態について説明する。
図３に示されるように、金属リング用搬送ラック１０に、金属リング１１を軸１２に沿って複数個載置する。金属リング１１はストッパ部材２７により軸１２方向移動することを制限されているので、隣り合う金属リング１１同士が接触することはない。
【００２２】
また、上記に説明した内容をもって、軸１２が水平になるようにして置かれ弾性変形可能で外力を除去すると真円状になる金属リング１１、及びこの金属リング１１の周長よりも大きな周長の多角形開口部１７を有する金属リング用搬送ラック１０とを準備する工程とする。
なお、実施例では、金属リング１１を１６個連続させて載置したが、これに限定されず、５個、１０個等、１個又は複数個並んであれば差し支えない。
【００２３】
以上の述べた金属リング用搬送ラック１０の作用を次に述べる。
次に金属リング１１の中にロボットハンドを挿入する工程を説明する。
図４に示されるように、リフト３１の上部に整列ストッカー３２が設けられている。整列ストッカー３２は、柱部材３３と、柱部材３３に段を為して設けられている複数の棚部３４と、棚部３４に設けられている棚部多角形開口部３５とからなる。
【００２４】
汎用ロボットのロボットアーム３６の先端に変形機構３７が設けられ、この変形機構３７に複数のロボットハンド４１が互いに接近又は互いに遠ざかる方向に移動可能に設けられている。ロボットハンド４１は、複数の山部４２と、複数の谷部４３とからなり、ロボットハンド４１が広がると、谷部４３金属リングが掛かる構造となっている。なお、実施例においては、ロボットハンド４１は２個であるが、３個、４個等でもよく、多角形開口部（図１、符号１７）の形状に合わせてロボットハンド４１が広がれば差し支えない。
【００２５】
ロボットハンド４１の作用について説明する。金属リング１１は、コンベア４４に運ばれて仮置き台４５に置かれる。仮置き台４５に置かれた金属リング１１は、シリンダ４６により、押しロッド４７を介して棚部３４に収納される。一つの金属リング１１が棚部３４に収納されたら、棚部３４はリフト３１により一段昇降され、次の棚部３４に金属リング１１が収納される。
【００２６】
複数個の金属リング１１が整列ストッカー３２に収納されたら、複数個のロボットハンド４１が棚部多角形開口部１７に挿入されると共に、複数個の金属リング１１の中に挿入される。
【００２７】
次に変形工程について説明する。
図５に示されるように、ロボットハンド４１、４１を矢印（１）のように拡げることで、金属リング１１を棚部多角形開口部３５形状に倣うように弾性変形させる。すると、金属リング１１は、想像線で示す金属リング１１の形状になる。なお、棚部多角形開口部３５は、多角形開口部（図１、符号１７）の形状と略同一である。また、棚部多角形開口部３５より、弾性変形した想像線で示す金属リング１１の方が小さい。
【００２８】
次に金属リング用搬送ラック１０内へ挿入する工程について説明する。
図６（ａ）は整列ストッカー３２から金属リング１１を取り出す工程を説明する図であり、矢印（２）のようにロボットハンド４１を上昇させ、金属リング１１を整列ストッカー３２から取り出す。ロボットハンド４１を矢印（３）のように９０°回転させ、金属リングの軸１２が水平になる。
【００２９】
図６（ｂ）は金属リング用搬送ラック１０内へ挿入する工程を説明する図であり、ロボットハンド４１を矢印（４）のように移動させ、金属リング１１を多角形開口部１７から金属リング用搬送ラック１０内へ挿入する。
【００３０】
次に係止める工程について説明する。
図７に示されるように、ロボットハンド４１、４１を矢印（５）のように、縮める。金属リング１１の外力は除去され、金属リング１１は想像線で示す金属リング１１の形状となり、金属リング用搬送ラック１０に係止められる。なお、挿入された複数個の金属リング１１が一度に係止められるので、作業の効率化を図ることができる。
【００３１】
次に熱処理工程としての窒化処理を例示して説明する。
図８に示されるように、バッチ式窒化炉５１は、壁部５２と、壁部５２の一面に設けられた扉５３と、この扉５３の反対側の壁部５２に設けられたファン５４と、壁部５２に設けられたヒータ５５、５６とからなる。
【００３２】
金属リング１１を載置した金属用搬送ラック１０をバッチ式窒化炉５１に入れ、扉５３を閉める。バッチ式窒化炉５１内にアンモニア等の窒化ガスを供給し、ヒータ５５、５６により窒化温度、例えば５００℃に温度を上昇させる。ファン５４により、窒化ガスを対流させ、バッチ式窒化炉５１内の温度分布を略均一にする。このとき、金属リング１１と金属リング用搬送ラック１０の接点の温度が、金属リング１１のその他の部分の温度と略同一になる。
【００３３】
窒化ガスは、金属リング１１の表面から進入し、内部に拡散することで表面に窒化層を形成する。また、棒状突起２６及びストッパ部材２７は、棒状突起２６及びストッパ部材２７の構成元素が金属リング１１に拡散することに対する障壁として機能する元素、物質の被膜層が形成されているので、棒状突起２６及びストッパ部材２７の構成元素が金属リング１１に拡散することを防ぎ、金属リング１１の窒化を良好に行うことができる。
【００３４】
ロボットハンド４１を金属リング用搬送ラック１０から撤去する工程を説明すると、熱処理を終えた金属リング１１及び金属リング用搬送ラック１０をバッチ式窒化炉５１から取り出す。この後、ロボットハンド４１を金属リング用搬送ラック１０から撤去する。
【００３５】
次に複数個の金属リングの中に複数個のロボットハンドを挿入する工程の別態様を説明する。
図９に示されるように、金属リング用搬送ラック１０は、反転機構６１に配置されている。ロボットハンド４１にて複数個の金属リング１１を矢印（６）のように、金属リング用搬送ラック１０の一方の多角形開口部１７から金属リング用搬送ラック１０内へ挿入して金属リング用搬送ラック１０の一部に積載する。そして、反転機構６１を反転させ、積載した金属リング１１とは想像線で示す別の金属リング１１を想像線で示す金属リング用搬送ラック１０の他方の多角形開口部１７から金属リング用搬送ラック１０内へ挿入して金属リング用搬送ラック１０の残部に積載する。
なお、この方法で積載された金属リング１１に熱処理を施しても差し支えない。
【００３６】
以上に述べた金属リング用搬送ラック１０の作用効果を以下に記載する。
上記の図３に示されるように、軸１２が水平になるようにして置かれ弾性変形可能で外力を除去すると真円状になる金属リング１１、及びこの金属リング１１の周長よりも大きな周長の多角形開口部１７を有する金属リング用搬送ラック１０とを準備する工程と、図４に示す複数個の金属リング１１の中に複数個のロボットハンド４１を挿入する工程と、図５に示すこれらのロボットハンド４１を拡げることで複数個の金属リング１１を多角形開口部１７の形状に倣うように弾性変形させる変形工程と、図６に示すロボットハンド４１にて複数個の金属リング１１を多角形開口部１７から金属リング用搬送ラック１０内へ挿入する工程と、図７に示すロボットハンド４１を縮めることで金属リング１１への外力を除去し、金属リング１１を金属リング用搬送ラック１０に係止める工程と、図８に示す熱処理工程と、ロボットハンド４１を金属リング用搬送ラック１０から撤去する工程と、からなる。
【００３７】
この工程により、ロボットハンド４１にて複数個の金属リング１１を多角形開口部１７から金属リング用搬送ラック１０内へ挿入するので、一度に金属リング１１を金属リング用搬送ラック１０に係止めすることができる。結果、金属リング１１を金属リング用搬送ラック１０に簡易な方法で積載し、工数の低減を図ることができる。
【００３８】
上記の図９に示されるように、金属リング用搬送ラック１０内へ挿入する工程は、ロボットハンド４１にて複数個の金属リング１１を金属リング用搬送ラック１０の一方の多角形開口部１７から金属リング用搬送ラック１０内へ挿入して金属リング用搬送ラック１０の一部に積載し、積載した金属リング１１とは別の金属リング１１を金属リング用搬送ラック１０の他方の多角形開口部１７から金属リング用搬送ラック１０内へ挿入して金属リング用搬送ラック１０の残部に積載する。
【００３９】
この工程により、ロボットハンド４１で、金属リング用搬送ラック１０に一方の開口部１７から金属リング１１を挿入し、次に他方の開口部１７から金属リング１１の残りを挿入する。仮に金属リング用搬送ラック１０が軸方向に長い場合、ロボットハンド４１を長くして多くの金属リング１１を持たせるとロボットハンド４１に負荷が掛かる。そのため、多くの金属リング１１を金属リング用搬送ラック１０に積載させることが難しい。この点、本発明では、金属リング用搬送ラック１０の両側の多角形開口部１７、１７から金属リング１１を積載するので、ロボットハンド４１の負荷を軽減し、多くの金属リング１１を金属リング用搬送ラック１０に積載することができる。
【００４０】
上記の図８に示されるように、金属リング用搬送ラック１０は、熱処理炉５１（バッチ式窒化炉５１）に装入可能な耐熱性を有している。
この工程により、金属リング用搬送ラック１０は、熱処理炉５１に装入可能となる。搬送工程に続けて熱処理工程が実施できるため、生産効率を高めることができる。
【００４１】
尚、本発明の金属リングの積載方法及び熱処理方法は、実施の形態では窒化処理に適用したが、浸硫処理等、他の熱処理に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の金属リングの積載方法及び熱処理方法は、ＣＶＴ用の金属リングの窒化に好適である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…金属リング用搬送ラック、１１…金属リング、１２…金属リングの軸、１７…多角形開口部、２６…受け部材（棒状突起）、２７…ストッパ部材、３２…整列ストッカー、３５…棚部多角形開口部、４１…ロボットハンド、５１…熱処理炉（バッチ式窒化炉）。
【図１】
0005466602.tif 000002
【図２】
0005466602.tif 000003
【図３】
0005466602.tif 000004
【図４】
0005466602.tif 000005
【図５】
0005466602.tif 000006
【図６】
0005466602.tif 000007
【図７】
0005466602.tif 000008
【図８】
0005466602.tif 000009
【図９】
0005466602.tif 000010
【図１０】
0005466602.tif 000011