(57)【要約】【課題】熱処理前の金属リングを屈曲変形させることなく迅速に積層作業を行うことができる積層方法及び装置を提供する。【解決手段】１２枚積層される積層リングに用いる金属リング２で、周長が短いものから＃１〜＃１２であるものを３番とばしで円錐台状の載置部２０に載置する。周長の長い＃１０から順に＃７、＃４及び＃１をその上方に載置する。図３（ａ）〜（ｃ）では、＃１の金属リング２を移載部５によって移載する。移載部５の把持アーム１２は、金属リング２の下縁を支持する支持板１５と、金属リング２の上方に位置する検知板１６と、検知板１６の動きを検知するセンサ１７とを備える。金属リング２が載置部２０の表面に当接すると、金属リング２は支持板１５から離れて検知板１６に当接しセンサ１７で検知される。このとき、スライダ１９によって把持アーム１２を金属リング２から離反させる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端帯状に形成された外径の異なる複数の金属リングを積層する金属リングの積層方法であって、
上方に向けて縮径する円錐形状のテーパを付けた載置面に、金属リングの最大径のものから最小径のものまで下方から上方に順に載置する工程と、
前記載置面に載置された複数の金属リングを下方のものの内側に上方のものが入るように下方から押し上げて、複数の金属リングを積層する工程とを備えることを特徴とする金属リングの積層方法。
【請求項２】
無端帯状に形成された外径の異なる複数の金属リングを積層する金属リングの積層装置であって、
上方に向けて縮径する円錐形状のテーパを付けた載置面と、前記載置面から内方に凹入し上下方向に延設された前記載置面の周方向複数箇所の溝部とを有し、前記金属リングの最大径のものから最小径のものまで下方から上方に順に前記載置面に載置可能な載置手段と、
金属リングの下端縁を周方向複数箇所で受けて前記金属リングを略水平姿勢で支持する複数の支持部を有し、前記各支持部が前記載置手段の各溝部に案内されるように前記載置面の上方から前記金属リングを前記載置面に下降させ、前記金属リングが前記載置面に載置された後に前記金属リングから前記支持部を離反させる一連の作動を繰り返し、大径のものから小径のものまで順に前記金属リングを前記載置面に載置させる移載手段と、
少なくとも最大径の金属リングと最小径の金属リングとを周方向複数箇所で同心円状に載置可能な複数の載置アームを有し、前記載置手段の載置面に載置された最大径の金属リングの下方から前記各載置アームを前記各溝部内で前記載置手段に対して相対的に上昇させ、前記載置手段の載置面に載置された複数の金属リングを積層させる積層手段とを備えていることを特徴とする金属リングの積層装置。
【請求項３】
前記移載手段の前記各支持部は、前記金属リングから該金属リングの径方向外方に離反するように構成され、
前記載置手段の前記載置面のテーパ角は、前記載置面に載置される各金属リング間の上下方向の間隔を前記支持部が径方向に通過可能となるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の金属リングの積層装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端帯状の金属リングを積層する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の無段変速機に用いられる動力伝達ベルトは、複数のエレメントが環状に積層配列され、各エレメントが積層リングによって一体に結束されて無端回動する。この種の動力伝達ベルトに用いられる積層リングは、無端帯状に形成された周長の異なる複数の金属リングが外周側から内周側に向かって周長の大きい順に積層されている。
【０００３】
複数の金属リングを積層する装置としては、下記特許文献１に開示された装置が知られている。当該特許文献１に開示された装置は、最大周長の金属リングを略真円状に保持し、他の金属リングを周長の大きい順に配列し、当該他の金属リングの外側から中心方向に向かって３以上の押圧部材により金属リングの外周を押圧して変形させ、配列順に最大周長の金属リングの内側に向かって押圧部材の終端から変形された金属リングを送り出し、最大周長の金属リングの内側で押圧部材から離脱させて金属リングを復元させ、最大周長の金属リング内に他の金属リングを順次積層するものである。
【０００４】
ところで、このような金属リングは、マルエージング鋼薄板の端部同士を溶接して円筒体に形成し、前記溶接時部分的に硬くなった部分の硬度を均質化するため、第１の溶体化を行う。次に、溶体化された円筒体を所定幅に裁断してリングを形成し、このリングを圧延する。次に、圧延組織を再結晶させ圧延により変形された金属組織の形状を復元するための第２の溶体化を行う。そして、当該第２の溶体化後のリングの周長を所定の長さに補正し、その後時効処理及び窒化処理（以下単に熱処理という）をして硬度を増大させ、熱処理後に周長の異なる複数のリングを組み合わせて積層し、積層リングを組み立てている。
【特許文献１】特許第３４４３０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示された装置は、熱処理を行い硬度が高くなった後の金属リングを積層するものである。ところで、熱処理の際には、加熱炉のスペース効率を向上させるために、積層リングにおける積層順位が連続していない複数の金属リングを積層させた状態でこれらの処理を行っている。
【０００６】
しかしながら、熱処理を行う前の金属リングは溶体化されているため柔らかい。このため、特許文献１に開示された装置を用いて金属リングを変形させて積層した場合、金属リングに変形の際の癖がついてしまい、製品の品質を低下させる要因となる。上記特許文献１に開示された装置は、熱処理後の金属リングを積層する際には好適であるが、熱処理前の溶体化された金属リングを積層するのには不向きである。
【０００７】
また、手作業によって金属リングを積層することもできるが、手作業では金属リング同士を接触させることが多くなり、金属リングに損傷を与える可能性が高くなる。また、金属リング同士を接触させないようにするために注意を要するため、作業時間が長くなり生産性が悪い。
【０００８】
本発明は、金属リングの積層方法及び装置の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、金属リングを屈曲変形させることなく迅速に積層作業を行うことができる積層方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の金属リングの積層方法は、無端帯状に形成された外径の異なる複数の金属リングを積層する金属リングの積層方法であって、上方に向けて縮径する円錐形状のテーパを付けた載置面に、金属リングの最大径のものから最小径のものまで下方から上方に順に載置する工程と、前記載置面に載置された複数の金属リングを下方のものの内側に上方のものが入るように下方から押し上げて、複数の金属リングを積層する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の積層方法によれば、円錐液状のテーパを付けた載置面に径の異なる金属リングを順に載置し、その後、大径の金属リングに小径の金属リングが入るように下方から押し上げることにより金属リングを積層しているため、金属リングを屈曲変形させる必要がない。従って、熱処理を行う前の柔らかい金属リングであっても癖を付けることなく容易に積層させることができる。
【００１１】
また、本発明の金属リングの積層装置は、無端帯状に形成された外径の異なる複数の金属リングを積層する金属リングの積層装置であって、上方に向けて縮径する円錐形状のテーパを付けた載置面と、前記載置面から内方に凹入し上下方向に延設された前記載置面の周方向複数箇所の溝部とを有し、前記金属リングの最大径のものから最小径のものまで下方から上方に順に前記載置面に載置可能な載置手段と、金属リングの下端縁を周方向複数箇所で受けて前記金属リングを略水平姿勢で支持する複数の支持部を有し、前記各支持部が前記載置手段の各溝部に案内されるように前記載置面の上方から前記金属リングを前記載置面に下降させ、前記金属リングが前記載置面に載置された後に前記金属リングから前記支持部を離反させる一連の作動を繰り返し、大径のものから小径のものまで順に前記金属リングを前記載置面に載置させる移載手段と、少なくとも最大径の金属リングと最小径の金属リングとを周方向複数箇所で同心円状に載置可能な複数の載置アームを有し、前記載置手段の載置面に載置された最大径の金属リングの下方から前記各載置アームを前記各溝部内で前記載置手段に対して相対的に上昇させ、前記載置手段の載置面に載置された複数の金属リングを積層させる積層手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の積層装置によれば、前記載置手段の載置面が円錐形状のテーパを有するため、容易に複数の金属リングを平面視で同心円状に載置することができる。また、前記載置手段に載置された複数の金属リングは、前記積層手段を前記載置手段に対して相対的に上昇させることにより容易に積層することができる。このように、本発明の積層装置によれば、金属リングを屈曲変形させることなく迅速に積層作業を行うことができるので、熱処理前の金属リングを積層させるために好適である。
【００１３】
また、本発明の積層装置においては、前記移載手段の前記各支持部は、前記金属リングから該金属リングの径方向外方に離反するように構成され、前記載置手段の前記載置面のテーパ角は、前記載置面に載置される各金属リング間の上下方向の間隔を前記支持部が径方向に通過可能となるように設定されていることが好ましい。このように、前記載置手段の載置面のテーパ角によって前記金属リング同士の上下方向の間隔を開けることにより、前記間隔を前記移載手段の支持部が通過可能となる。従って、前記金属リングを前記載置面に載置する際に前記支持部と前記金属リングとが干渉しないため、干渉防止のための特別な機構等を追加する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の金属リングの積層装置の実施形態の一例について、図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態の金属リングの積層装置１は、熱処理を行う前の溶体化された複数の金属リング２をそれぞれ互いに間隔を存して積層させる装置である。その構成は、図１に示すように、図示しない周長補正機から搬送されてくる金属リング２を位置決めする位置決め部３と、複数の金属リング２を積層する積層部４と、位置決め部３から積層部４に金属リング２を移載する移載部５と、移載部５と連動して図１において左右に移動し、積層部４で積層された金属リング２をコンベア６に払い出す払い出し部７とを備えている。
【００１５】
位置決め部３は、図２に示すように、金属リング２が載置されるテーブル８と、図示しない周長補正機から送られてくる金属リング２をテーブル８の所定位置に引き込む引き込みアーム９と、引き込まれた金属リング２の位置決めを行う位置決めピストン１０とを備えている。テーブル８には、後述する把持ハンド１２を逃がすための逃げ孔１１が４カ所に設けられている。
【００１６】
移載部５は、金属リング２を４箇所から把持する把持ハンド１２と、把持ハンド１２を上下方向に移動させる昇降装置１３とを備えている。また、この把持ハンド１２及び昇降装置１３は、ガイドレール１４によって水平方向に移動自在となっている。
【００１７】
把持ハンド１２は、図３（ａ）に示すように、金属リング２を把持した状態で金属リング２の下端縁を支持する支持板１５と、金属リング２の上方に位置し金属リング２が積層部４に載置された際にこれを検知する検知板１６及びセンサ１７と、検知板１６が金属リング２によって上方に突き上げられた際に検知板１６を上方に逃がすためのスプリング１８とを備えている。また、把持ハンド１２は、図３（ｃ）に示すようにスライダ１９によって金属リング２の径方向に移動自在となっている。
【００１８】
積層部４は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、円錐台形状の載置部２０と、載置部２０に載置された複数の金属リング２を積層しながら載置する載置アーム２１と、載置アーム２１を上下動させるシリンダ２２（図１参照）とを有している。載置部２０には、周方向４カ所において内方に凹入し、上下方向に延びる溝部２３が設けられている。載置アーム２１の先端部は、この溝部２３の内部まで入り込んだ状態となっている。
【００１９】
払い出し部７は、積層された金属リング２を２カ所で把持する把持アーム２４と、把持アーム２４を上下動させるシリンダ２５とを備えている。また、払い出し部７は、連結シャフト２６によって移載部５と一体に連結されている。
【００２０】
次に本実施形態の積層装置１を用いた積層方法について説明する。本実施形態においては、最終的に１２枚の金属リング２が積層されて積層リングとなる場合の当該金属リング２について、熱処理前にそれぞれ互いに間隔を存して積層する際の作動を説明する。ここで、１２枚の金属リング２のうち、周長が小さいものから順に＃１，＃２・・・・＃１２とする。
【００２１】
本実施形態の積層装置１の各部材の初期位置は、移載部５がガイドレール１４によって位置決め部３の上方に配置され、把持ハンド１２はスライダ１９によって金属リング２の外形寸法よりも外側に広がった状態となっている。また、積層部４の載置アーム２１は、載置部２０の溝部２３内の下端部近傍に位置している。
【００２２】
この状態で、図示しない周長補正機から、積層される複数の金属リング２が位置決め部３に搬送されてくる。本実施形態では、１２枚の金属リング２が３つのグループに分けて送られてくる。まず第１のグループとして＃１，＃４，＃７，＃１０のグループ、次に第２のグループとして＃２，＃５，＃８，＃１１のグループ、最後に第３のグループとして＃３，＃６，＃９，＃１２のグループである。
【００２３】
位置決め部３に搬送されてくるのが第１のグループの場合、まず、＃１０の金属リング２が位置決め部３に搬送され、順に＃７、＃４及び＃１の順に位置決め部３に搬送される。以下、本実施形態においては、＃１０、＃７及び＃４の金属リング２を既に載置部２０に載置した状態で、最後の＃１の金属リング２を移送する手順について説明する。具体的には、引き込みアーム９によって図１の左側に搬送された＃１の金属リング２を右側に引き込む。図２の点線の位置まで金属リング２が引き込まれると引き込みアーム９が停止し、位置決めピストン１０によって金属リング２の径方向（図２において上下方向）の位置決めも行われる。
【００２４】
このように金属リング２が位置決め部３で位置決めされると、移載部５がガイドレール１４によって位置決めされた金属リング２の上方に移動されているので、その位置から昇降装置１３によって把持ハンド１２が金属リング２に向けて下降される。このとき、把持ハンド１２は金属リング２の外形寸法よりも広がっているため、把持ハンド１２は、図１においてテーブル８の逃げ孔１１の位置まで下降させることができる。そして、金属リング２が支持板１５と検知板１６との間にくるように位置決する。この状態で、把持ハンド１２は、支持板１５が金属リング２の下方に位置し、かつ把持ハンド１２が金属リング２の外周面に当接しない位置までスライダ１９によって金属リング２の径方向内方に向けて移動される。
【００２５】
次に、この状態から把持ハンド１２が昇降装置１３によって上方に移動され、それに伴って金属リング２が把持ハンド１２の支持板１５の上に載置されて上昇する。把持ハンド１２は、ガイドレール１４により図１において右側に移動され、図３（ａ）に示すように、金属リング２が載置部２０の上方で夫々の軸線方向が一致する位置で位置決めされる。
【００２６】
この状態から昇降装置１３によって把持ハンド１２及び金属リング２が下降される。このとき、把持ハンド１２は載置部２０の溝部２３の内部を下降するため、把持ハンド１２と載置部２０とは干渉しない。そして、金属リング２の下端縁が載置部２０の表面に当接するまで把持ハンド１２が下降される。金属リング２の下端縁が載置部２０の表面に当接した状態からさらに把持ハンド１２が下降されると、図３（ｂ）に示すように、金属リング２は把持ハンド１２の支持板１５から離れ、検知板１６に当接する。このように、金属リング２が検知板１６に当接すると、センサ１７によってそのことが検知され、把持ハンド１２の下降が停止される。このとき、検知板１６はスプリング１８によって上方に移動可能であるため、金属リング２によって突き上げられた場合でも当該スプリング１８によって衝撃を逃がすことができる。
【００２７】
次に、図３（ｃ）に示すように、把持ハンド１２はスライダ１９によって支持板１５が金属リング２の径方向外側の位置にくるまで移動され、さらに昇降装置１３により上昇される。以上の一連の操作により、金属リング２が載置部２０に載置される。
【００２８】
複数の金属リング２の第１のグループでは、＃１がこのように載置部２０に載置され、＃４、＃７及び＃１０の金属リング２と共に互いに間隔をおいて載置部２０に載置される。載置部２０は、その外周面が円錐形状のテーパを付けたものとなっており、このテーパ角は、これら３番とばしの金属リング２を載置したときに、図３（ｃ）に示すように各金属リング２の間隔が把持ハンド１２の支持板１５を金属リング２の径方向に抜き差し自在となるように設定されている。このため、各金属リング２を順次載置する際にも、先に載置された金属リング２と把持ハンド１２の支持板１５とが干渉することがない。
【００２９】
次に、図４（ａ）の状態から積層部４の載置アーム２１を上方に移動させる。すると、図４（ｂ）に示すように、載置部２０の下方に載置されている金属リング２から載置アーム２１上に載置されて共に上昇し、その上方に載置されている金属リング２と重なる。これらの金属リング２は、周長が３番とばしとなっており、且つ載置部２０によって同心円状に載置されているため、お互いに干渉することなく載置アーム２１上で同心円状に積層される。そして、載置アーム２１を載置部２０の上方まで上昇させる。
【００３０】
このとき、ガイドレール１４によって払い出し部７が積層部４の上方に配置されており、把持アーム２４がシリンダ２５（図１参照）によって下降される。そして、把持アーム２４によって積層された金属リング２を２カ所で把持する。その後、シリンダ２５によって把持アーム２４を上昇させ、ガイドレール１４によって図１において右側に把持アーム２４を移動させる。そして、把持アーム２４をシリンダ２５によって下降させ、払い出し用のコンベア６上に積層された金属リング２を載置する。その後、把持アーム２４を金属リング２から開放させ、コンベア６によって金属リング２を次の工程である熱処理工程が行われる箇所まで搬送する。
【００３１】
本実施形態では、この払い出し部７による積層された金属リング２の払い出しと同時に、移載部５が第２グループの＃１１の金属リング２を積層部４に移載している。そして、上記と同様の手順で、第２グループ及び第３グループの金属リング２を順次積層し、コンベア６に払い出す。
【００３２】
以上のように、本実施形態の積層方法及び装置によれば、金属リング２を屈曲変形させることなく積層させることができる。また、積層作業を自動化することができるので、積層作業の効率も向上する。さらに、後の熱処理も金属リング２を積層した状態で行うことができるため、熱処理作業の効率も向上する。
【００３３】
尚、上記実施形態では、金属リング２を３番とばしで積層しているが、これに限らず、互いに接触しない番号同士を組み合わせて積層してもよい。また、上記実施形態では、把持ハンド１２を上下動させて金属リング２を移相しているが、これに限らず、例えば載置部２０を上下動させて載置部２０に金属リング２を載置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す積層装置の正面図。
【図２】図１の積層装置の平面図。
【図３】載置部に金属リングを載置する際の作動を示す説明図。
【図４】載置部において金属リングを積層する際の作動を示す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１…積層装置、２…金属リング、４…積層部（積層手段）５…移載部（移載手段）、１５…支持板（支持手段）、２０…載置部（載置手段）、２１…載置アーム、２３…溝部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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