托盘和热处理方法与流程

本发明涉及一种托盘以及使用该托盘的热处理方法，该托盘与放置在该托盘上的工件一起放入热处理炉中和从热处理炉中取出。

背景技术：

热处理是处理的一种通用术语，其中，通过加热或冷却改变工件的性能。热处理包括淬火、回火、退火、正火、油淬火和发黑处理等(参见作为专利文献1的jp-a-2003-113421)。在诸如电动机或发电机的电枢铁芯这样的层叠铁芯的制造步骤中，进行各种热处理。例如，进行油淬火、退火和发黑处理等。油淬火是这样的处理，其中，在处理步骤中蒸发并去除附着在基板表面上的诸如冲压油这样的油份。退火还称为拉拔，并且是去除底板的内部应力或应变的处理(见作为专利文献2的jp-a-11-332183)。发黑处理还称为发蓝处理，并且是在用于防锈的底板的表面上产生四氧化三铁(fe3o4)的涂层(所谓的黑锈)的处理。还可以连续地进行油淬火、退火和发黑处理。例如，作为专利文献3的jp-b-7-42508的图1公开了连续的退火和发蓝设备，其中，脱油炉2、退火炉3和发蓝炉4通过运送路径1相连，并且工件被放入每个炉和从每个炉取出。

jp-a-2003-113421提及：多个工件被放置在运送夹具上并且被放入热处理炉中，并且被热处理，然后从热处理炉中取出并且被运送到下一步骤。运送夹具也称为托盘或托板，并且通常构造为网格形状，使得工件被均匀地加热和冷却(见作为专利文献1的jp-a-2003-113421，作为专利文献4的jp-a-2008-38194以及作为专利文献5的jp-a-2009-249649)。

专利文献1：jp-a-2003-113421

专利文献2：jp-a-11-332183

专利文献3：jp-b-7-42508

专利文献4：jp-a-2008-38194

专利文献5：jp-a-2009-249649

技术实现要素：

这样的托盘(运送夹具)包括位置移位限制部，从而防止工件由于工件在热处理的过程中或运送过程中互相之间的接触而被损坏或者被不均匀地热处理，并且该托盘限制了工件相对于托盘的水平位置移位。位置移位限制部是例如根据工件的平面形状而形成的凹部或凸部。

由于该位置移位限制部必须根据工件的平面形状而形成，所以需要为每种类型的工件都制备专用托盘。结果，在混合和处理多种类型的工件的热处理线中，需要准备空间用于在工厂内部存储多个种类的托盘，结果，存在工厂空间的使用效率下降的问题。并且，由于每当改变处理目标的类型时都要改变放置在线上的托盘，所以需要设置改变时间，结果存在降低效率的问题。

已经鉴于这样的情况实现本发明，并且本发明的非限定性目的是提供一种托盘，其能够在托盘中运送具有不同尺寸或形状的多个种类的工件，用以将放置的工件放入热处理炉中或从热处理炉中取出。并且，本发明的另一非限定性目的是提供一种热处理方法，其能够防止在热处理过程中或在运送具有不同尺寸或形状的多个种类的工件期间工件变形或被损坏。

本发明的第一方面提供一种托盘，用于将放置在该托盘上的工件运送到热处理炉内部，所述托盘包括：多种位置移位限制部，用于分别限制具有不同尺寸的多种工件的水平位置移位，其中，多种所述位置移位限制部在平面形状中同心地布置。

所述位置移位限制部可以布置在所述托盘的上表面和下表面上。

至少一个所述位置移位限制部可以是凹部，该凹部形成为在平面形状中包围所述工件的轮廓的整个外周。至少一个所述位置移位限制部可以包括多个凸部，所述多个凸部形成为在平面形状中包围所述工件的轮廓的一部分。

本发明的另一方面提供一种热处理方法，包括：将工件放置在所述托盘上；将所述工件与所述托盘一起放入热处理炉中；在所述热处理炉中热处理所述工件；而后将所述工件与所述托盘一起从所述热处理炉取出。

在将所述工件放置在所述托盘上之前，可以将具有与所述工件相对应的尺寸的板放置在所述托盘上，并且可以将所述工件放置在所述板上。

在将所述工件放置在所述托盘上之后，可以将销从所述工件的上表面插入，并且可以将所述销的顶端固定至所述托盘。

在将所述工件放置在所述托盘上之后，可以将具有不同尺寸的不同工件放置在所述工件的上表面上。

销可以从所述不同工件的上表面插入，并且所述销可以被插入到所述不同工件以及所述工件内。

可以将在平面形状中形成为环形并且构成为大致管状的第一工件放置在所述托盘上，可以将第二工件布置在所述第一工件的管的内部，并且布置在所述托盘上，并且可以使所述第一工件和所述第二工件分别与不同的位置移位限制部接合。

可以将放置有所述工件的所述托盘层叠为多层，并且可以将所述托盘放入所述热处理炉中和从所述热处理炉取出。

由于根据本发明的方面的托盘包括多种位置移位限制部，用于分别限制托盘中具有不同尺寸的多种工件的水平位置移位，所以能够利用单个托盘运送具有不同尺寸的多种工件。结果，变得不需要为每种工件准备专用的托盘。结果，能够降低存储托盘的空间。结果，增加了工厂的空间利用率。并且，由于变得不需要每当改变工件时就更换托盘，所以缩短了设置改变时间，并且提高了生产率。

并且，由于根据本发明的方面的热处理方法能够防止工件在热处理过程中或在具有不同尺寸的多种工件的运送期间变形或损坏，所以改善了产品的质量。

附图说明

在附图中：

图1a和1b是示出根据本发明的实施例的托盘的构造的说明图，其中图1a是托盘的平面图，并且图1b是在通过图1a中的线ib-ib'所示的截面切割托盘的情况下的截面图；

图2是在通过图1a中的线ii-ii'所示的截面切割图1所示的托盘包括的放置部的情况下的截面图；

图3是与图2相对应的截面图，示出了放置部的修改例；

图4是与图2和3相对应的截面图，示出了放置部的另一修改例；

图5a和5b进一步示出了放置部的进一步修改例，其中图5a是放置部的平面图，并且图5b是放置部的侧视图；

图6a至6c是描述根据本发明的实施例的热处理方法的图，其中图6a是示出层叠铁芯被放置在托盘上的状态的图，图6b是示出托盘被竖直层叠的状态的图，并且图6c是示出用于将层叠的托盘和层叠铁芯放入退火炉中和从退火炉中取出的设备的图；

图7是描述热处理方法的修改例的图，并且是示出板被装接至放置部并且层叠铁芯被放置在板上的状态的截面图；

图8是具有通孔的层叠铁芯的平面图；

图9是描述热处理方法的修改例的图，并且是示出销从图8所示的层叠铁芯的上表面插入通孔内并且销被固定至放置部的状态的截面图；

图10是描述热处理方法的修改例的图，并且是示出具有不同尺寸的不同工件被放置在置于放置部之上的工件上的状态的截面图；

图11是描述热处理方法的修改例的图，并且是示出第二工件布置在第一工件的管的内部的状态的截面图，其中第一工件的平面形状形成为环状并且被构造为大致管状；并且

图12a和12b示出放置部的另一修改例，其中图12a是放置部的平面图，并且图12b是在通过图12a中的线c-c'所示的截面切割放置部的情况下的截面图。

参考标记列表

1:托盘

2:外框架

3:横梁

4:纵梁

5:放置部

5a:板上表面

6:支撑管

7:支架

8:第一位置移位限制部

9:第二位置移位限制部

10:第三位置移位限制部

11:通孔

12:第四位置移位限制部

13,13a,13b:层叠铁芯

14:承接器

15:退火炉

15a:放入口

15b:取出口

16:链式传送器

17:板

18,18a,18b:通孔

19:销

具体实施方式

下文将参考附图详细描述根据本发明的实施例的托盘和热处理方法。

图1a和1b是示出根据本发明的实施例的托盘1的构造的说明图。如图1a所示，托盘1包括外框架2，该外框架2在平面图中具有矩形形状。四个横梁3和四个纵梁4以网格形状分别布置在外框架2内部。横梁3和纵梁4的两端均结合到外框架2，并且总共十六个放置部5被固定到横梁3与纵梁4之间的交点。即，放置部5通过横梁3和纵梁4结合到外框架2。另外，下面将详细描述放置部5的功能和详细构造。并且，在图1a中，为了避免复杂化，仅将符号分配给横梁3、纵梁4和放置部5的有限的部分，并且部分地省略对符号的描述。

并且，托盘1包括四个支撑管6。这些支撑管6布置在放置部5之间，并且分别通过四个支架7固定至横梁3和纵梁4。支撑管6是具有中空筒状的部件，如图1b所示。并且，在将托盘1层叠成多个叠层的情况下，承接器14配合到支撑管6的上端或下端中。后文将描述承接器14和支撑管6的详细功能。

回到图1a，将描述放置部5的详细构造和功能。如图1a所示，放置部5包括第一位置移位限制部8、第二位置移位限制部9以及第三位置限制部10，分别用于限制具有不同尺寸的工件a至c(图1a中未示出)的水平位置移位。第二位置移位限制部9同心地布置在第一位置移位限制部8内侧。并且，第三位置移位限制部10同心地布置在第二位置移位限制部9内侧。即，第一至第三位置移位限制部8至10互相同心地布置。并且，通孔11形成在第三位置移位限制部10内侧。并且，通孔11与第一至第三位置移位限制部8至10同心地布置。

图2是在通过图1a中的线ii-ii'所示的截面切割放置部5的情况下的截面图。如图2所示，第一位置移位限制部8是从放置部5的上端下降一个台阶的凹部。第二位置移位限制部9是从第一位置移位限制部8进一步下降一个台阶的凹部。第三位置移位限制部10是从第二位置移位限制部9进一步下降一个台阶的凹部。并且，通孔11形成在第三位置移位限制部10的中心处。并且，第一至第三位置移位限制部8至10的直径形成为从第一位置移位限制部8开始的顺序依次变小，并且通孔11的直径形成为比第三位置移位限制部10的直径小。结果，放置部5形成有图2所示的台阶状的截面形状。

如上所述，第一至第三位置移位限制部8至10是用于分别限制具有不同尺寸的工件a至c的水平位置移位的区域。为此，第一至第三位置移位限制部8至10的直径分别被设定为将间隙相加至工件a至c的直径的尺寸，如图2所示。当工件a放置在放置部5上时，工件a在工件a抵靠在第一位置移位限制部8的底表面上的情况下被支撑。此时，在第一位置移位限制部8的直径与工件a的直径之间的差(间隙)的范围内允许工件a的水平位置移位，并且当工件a的侧表面抵靠在第一位置移位限制部8的侧壁上时，工件a停止在该位置。即，限制了工件a的超过了允许范围的水平位置移位。结果，能够在运送期间或在处理过程中防止工件a与放置在另一相邻的放置部5中的工件a进行接触。相似地，工件b在工件b抵靠在第二位置移位限制部9的底表面上的情况下被支撑。工件c在工件c抵靠在第三位置移位限制部10的底表面上的情况下被支撑。并且，分别地，工件b的水平位置移位被第二位置移位限制部9限制，并且工件c的水平位置移位被第三位置移位限制部10限制。从而，放置部5能够安放具有不同尺寸的三种工件a至c并且限制工件a至c的水平位置移位。

托盘1能够被构造为使得托盘1能够竖直地翻转和使用。例如，如图3所示，可以构造为使得放置部5形成有第一至第三位置移位限制部8至10以及第四位置移位限制部12，并且通孔11布置在第二位置移位限制部9与第三位置移位限制部10之间。在该情况下，在竖立状态下(图3所示的状态)，工件(未示出)放置在第一位置移位限制部8或第二位置移位限制部9上。当竖直翻转放置部5时，工件(未示出)能够被放置在第三位置移位限制部10或第四位置移位限制部12上。从而，当放置部5如图3所示地构成时，通过翻转托盘1，能够放置总共四种具有不同尺寸的工件，以限制四种工件的水平位置移位。

并且，如图4所示，可以构造为使得放置部5形成有第一位置移位限制部8和第二位置移位限制部9，并且通孔11布置在第一位置移位限制部8与第二位置移位限制部9之间。在该情况下，在竖立状态下(图4所示的状态)，工件(未示出)被放置在第一位置移位限制部8上。当竖直翻转放置部5时，工件(未示出)能够被放置在第二位置移位限制部9上。从而，当放置部5如图4所示地构成时，通过翻转托盘1，能够放置两种具有不同尺寸的工件，以限制两种工件的水平位置移位。

以上示出这样的实例，其中，放置部5形成有在平面形状中包围工件的轮廓的整个外周的凹部，并且该凹部用作位置移位限制部。然而，位置移位限制部不限于由凹部构成的部分。

图5a和5b是示出了放置部5的另一构造实例的说明图，其中图5a是放置部5的平面图，并且图5b是放置部5的侧视图。如图5a所示，同样在该放置部5中，在平面形状中同心地布置第一位置移位限制部8和第二位置移位限制部9。并且，构造为使得第一位置移位限制部8限制工件a的水平位置移位，并且第二位置移位限制部9限制工件b的水平位置移位。然而，图5所示的构造实例与图2至4所示的构造实例的不同之处在于以下方面。

如图5a所示，第一位置移位限制部8包括两个部件，该两个部件在平面形状中具有内径为d1的圆弧状，并且第一位置移位限制部8在图5a中的上下方向上隔开。结果，第一位置移位限制部8不包围工件a的全部轮廓。即，工件a的轮廓的一部分被第一位置移位限制部8包围。另外，第一位置移位限制部8的内径d1大于工件a的外径da(d1>da)。结果，第一位置移位限制部8能够限制工件a的水平位置移位。

同样，第二位置移位限制部9包括两个部件，该两个部件在平面形状中具有圆弧状，并且第二位置移位限制部9在图5a中的左右方向上隔开。结果，第二位置移位限制部9不包围工件b的全部轮廓。即，工件b的轮廓的一部分被第二位置移位限制部9包围。另外，第二位置移位限制部9的外径是d2，并且第二位置移位限制部9的内径是d3。第二位置移位限制部9的内径d3大于工件b的外径db(d3>db)。结果，第二位置移位限制部9能够限制工件b的水平位置移位。

如图5b所示，第一位置移位限制部8和第二位置移位限制部9是从放置部5凸出的凸部。并且，第一位置移位限制部8的上端处于比第二位置移位限制部9的上端高的位置处。并且，如图5b所示，第二位置移位限制部9的外径d2大于工件a的外径da(d2>da)。结果，在工件a的下表面抵靠在第二位置移位限制部9的上端表面上的情况下，支撑工件a的下表面。在工件b的下表面抵靠在放置部5的板上表面5a上的情况下，支撑工件b的下表面。

由于以该方式构成放置部5，所以同样在图5a和5b中描述的放置部5中，能够放置具有不同尺寸的两种工件a、b，以限制工件a、b的水平位置移位。另外，在图5a和5b中描述的放置部5中，放置部5的下表面可以形成有位置移位限制部。

以上描述了托盘1的构造和作用，并且托盘1用于工件的热处理中。下文中，说明使用托盘1进行的热处理的具体实例。另外，下文中，示出这样的实例，其中，将构成旋转电机的电枢的层叠铁芯13放入退火炉15中并进行退火。

在进行层叠铁芯13的退火处理的情况下，如图6a所示，首先将层叠铁芯13放置在托盘1上。总共十六个层叠铁芯13被放置在托盘1上。层叠铁芯13可以由工作者手动放置，或者利用自动装载机或机器人放置。集中进行多个层叠铁芯13的退火处理。为此，竖直堆叠放置有层叠铁芯13的托盘1。此时，承接器14被装接到放置在最下层的托盘1的支撑管6的上部。承接器14是用于与支撑管6互相接合的杆状部件，并且还用于调节托盘1的竖直高度。如图1b所示，承接器14的上下端的尺寸和形状构造为被配合到支撑管6内。在承接器14装接到放置在最下层的托盘1的支撑管6之后，另一托盘1放置在其上，并且承接器14的上端配合到该另一托盘1的支撑管6的下端。然后，另一承接器14装接到该另一托盘1的支撑管6的上部。重复如此以完成托盘1的层叠体，如图6b所示。

如图6c所示，退火炉15构造为大致隧道状，并且退火炉15在图6c的左侧包括放入口15a，并且在图6c的右侧包括取出口15b。并且布置了链式传送机16，用于将退火的目标物体从退火炉15的左侧穿过退火炉15而运送到退火炉15的右侧。利用链式传送机16运送托盘1的层叠体，并且放入退火炉15中。层叠铁芯13在退火炉15内退火，并且然后与托盘1一起取出。即，层叠铁芯13被运送到图6c中的虚线所示的位置。

根据上述的热处理方法，层叠铁芯13被放置在托盘1上，并且被运送和热处理，结果，防止了在热处理过程中或在运送期间层叠铁芯13的水平位置移位。结果，防止层叠铁芯13变形或损坏，并且改善了层叠铁芯13热处理之后的质量。并且，能够在具有不同尺寸的多种层叠铁芯13中获得相似的效果。

通常地，工件直接放置在放置部5上，但是可以将板放置在放置部5上，以将工件放置在该板上。例如，如图7所示，构造为配合到第二位置移位限制部9内的板17可以放置在放置部5上，以将层叠铁芯13放置在该板17上。在该情况下，由于层叠铁芯13的整个下表面与板17进行表面接触，所以防止层叠铁芯13由于重力而弯曲。

并且，当层叠铁芯13形成有在层叠铁芯13中垂直地穿孔的通孔18时，如图8所示，销19可以插入到通孔18中以将销19的顶端固定至放置部5，如图9所示。这能够更确切地防止层叠铁芯13的位置移位。另外，在该情况下，需要预先形成具有销19配合在其内的孔的放置部5。并且，在使用板17的情况下，板17可以形成有销19配合在其内的孔。

并且，如图10所示，层叠铁芯13a放置在放置部5上，具有不同尺寸的不同的层叠铁芯13b能够放置在层叠铁芯13a上。在图10所示的情况下，销19插入到在层叠铁芯13a中垂直地穿孔的通孔18a以及在层叠铁芯13b中垂直地穿孔的通孔18b中。该销19用作限制层叠铁芯13b相对于层叠铁芯13a的水平位置移位的部件。并且，销19插入到层叠铁芯13a和层叠铁芯13b中，但是不固定到放置部5。

并且，如图11所示，当层叠铁芯13a形成为平面形状中的环形并且构成为大致管状时，即，例如，当层叠铁芯13a是环状层叠铁芯时，具有不同尺寸的不同的层叠铁芯13b也能够布置在层叠铁芯13a的管的内部。在图11所示的情况下，层叠铁芯13a的下端抵靠在第一位置移位限制部8的底表面上，并且利用第一位置移位限制部8限制层叠铁芯13a的水平位置移位。层叠铁芯13b的下端抵靠在第三位置移位限制部10的底表面上，并且利用第三位置移位限制部10限制层叠铁芯13b的水平位置移位。

如上所述，上述实施例大致具有以下效果。由于托盘1包括第一位置移位限制部8、第二位置移位限制部9和第三位置移位限制部10，分别用于限制具有不同尺寸的多个工件的水平位置移位，所以变得不需要为每个工件的尺寸准备专用托盘。结果，能够降低存储托盘的空间。结果，提高了工厂的空间利用率。并且，由于能够减少改变工件所需的设置改变时间，所以生产率提高。

以上已经描述了本发明的实施例和修改例，但是它们是对本发明的具体实施例的说明，并不意图限定本发明的技术范围。能够在权利要求描述的技术设想的范围内自由地修改、应用或改善本发明。

“在平面形状中同心地布置的多种位置移位限制部”不限于如图2至5b所示的竖直地布置多种位置移位限制部中的一种情况。多种位置移位限制部可以布置在相同的水平面上。例如，当层叠铁芯13a和层叠铁芯13b分别具有矩形形状时，能够通过相对于第二位置移位限制部9围绕中心轴转动和转向来布置第一位置移位限制部8，其中第一位置移位限制部8用于限制层叠铁芯13a的水平位置移位，第二位置移位限制部9用于限制层叠铁芯13b的水平位置移位。

例如，如图12a所示，当第一位置移位限制部8在相对于第二位置移位限制部9以45°倾斜的状态下被布置时，第一位置移位限制部8的角部和第二位置移位限制部9的角部分别形成在第二位置移位限制部9的轮廓的外部和第一位置移位限制部8的轮廓的外部。结果，分别地，在第一位置移位限制部8的角部中限制了层叠铁芯13a的水平位置移位，并且在第二位置移位限制部9的角部中限制了层叠铁芯13b的水平位置移位。在该情况下，第一位置移位限制部8与第二位置移位限制部9能够布置在相同的水平面中。即，如图12b所示，第一位置移位限制部8的底表面能够与第二位置移位限制部9的底表面平齐。

并且，在上述实施例的说明中，将构成旋转电机的电枢的层叠铁芯13作为放置在托盘1上的工件的具体实例进行说明，但是放置在托盘1上的工件不限于层叠铁芯13和电气部件。诸如机械部件或结构部件这样的各种工件能够放置在托盘1上。

图1a所示的托盘1的构造是说明性的并且不限于图1a所示的构造。例如，布置支撑管6的位置不限于放置部5之间的位置。当放置在放置部5上的工件具有平面形状中的环状时，即，当在工件的中心钻有通孔时，支撑管6能够被布置在放置部5的中心。并且，承接器14可以与支撑管6一体地构成。即，在图1b中，可以构成为使得支撑管6向上或向下地延伸，并且延伸的部分用作承接器14。

在图10中，层叠铁芯13b被示出为在将工件放置在托盘上之后放置在工件的上表面上的具有不同尺寸的不同工件。层叠铁芯13b比层叠铁芯13a小。然而，“具有不同尺寸的不同工件”不限于比放置在其下并且直接放置在托盘上的工件小的工件。“具有不同尺寸的不同工件”可以是比放置在其下的并且直接放置在托盘上的工件大的工件。例如，在图11中，层叠铁芯13b可以具有从层叠铁芯13a伸出的尺寸。

“形成为在平面形状中的环状并且构成为大致管状的工件”不限于管状工件。例如，工件可以是形成为在平面形状中的矩形的工件，工件的中心形成有具有圆管状的通孔。通孔的截面形状不限于圆形。通孔的截面形状例如可以是矩形。

并且，位置移位限制部(第一位置移位限制部8等)的平面形状不限于圆形、矩形或圆弧。位置移位限制部的平面形状能够根据工件的平面形状而进行各种变形。

并且，图5a示出了其中第一和第二位置移位限制部8和9分别由两个部件构成的实例。即，示出这样的实例，其中，第一和第二位置移位限制部8和9由两个凸部构成，从而在平面形状中包围工件的轮廓的一部分。然而，在该情况下凸部的数量不限于两个。第一和第二位置移位限制部8和9可以由三个以上的凸部构成。

在以上描述的实施例中，作为热处理的具体实例说明了退火，但是使用托盘1进行的热处理不限于退火。如在现有技术中所述的，热处理是包括淬火、回火、退火、正火、油淬火和发黑处理等的大概念，并且本发明广泛地应用于各种热处理步骤。

在上述实施例中，作为热处理炉的具体实例，说明了退火炉15，但是本发明适用的热处理炉不限于退火炉15。由于本发明广泛应用于如上所述的各种热处理步骤，所以本发明应用于使用各种热处理炉的步骤。并且，热处理炉不限于进行单次处理的间歇式热处理装置。本发明还能够应用于包括用于连续进行多个热处理的连续式热处理设备的步骤，在所述设备中，用于进行多种不同处理的热处理路径按顺序排列布置。

在上述实施例中，作为用于运送其上放置了层叠铁芯13的托盘1的工具，说明了链式传送机16，但是运送工具不限于链式传送机16。运送工具例如可以是带传送机或辊式传送机。运送工具可以是除了传送机以外的工具。即，本发明能够自由地选择各种形式的运送工具。

在上述实施例中，示出了将多个托盘1层叠并运送到退火炉15的实例，但也可以构成为将托盘1一个一个地放入热处理炉中，并进行处理。

并且，不特别限制托盘1、板17和销19的原材料和结构。能够根据工件的物理和化学性能以及热处理的种类或温度条件来选择各种原材料和结构。