JPH06200359A - 溶融金属めっきシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融金属めっきシステムに関し、簡単で、か
つ、安価な構成で、溶融金属めっきの省力化を図ること
ができ、しかも、各工程を処理する機器の間隔を短くで
きる溶融金属めっきシステムを提供することを目的とす
る。 【構成】 旋回及び昇降揺動するアーム１３の先端に搬
器１４を連結した１〜４基のマニピュレータ１０を設
け、前処理されたワークが置かれるロードステージ３
と、溶融金属を収容する溶融金属釜４と、ワークに余分
に付着した溶融金属を除去する遠心分離機５と、フラッ
クス槽６と、フラックス槽６で表面処理されたワークを
冷却する冷却手段８とを搬器１４の移動軌跡Ａ・Ｂの下
方に配置する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属めっきシステ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融金属めっきとは鉄、鋼等を溶融させ
た亜鉛等の金属中に浸漬し、表面に薄いめっき層を溶着
させて形成するめっきであり、例えば亜鉛は鉄よりもイ
オン化傾向が大きいため、表面の亜鉛が酸化等によって
消耗する間、内側の鉄が保護されるので、鉄鋼製品の防
食を目的として広く利用されている。

【０００３】溶融金属めっきの手順としては、通常、脱
脂処理、酸洗い等の前処理、フラックス添加等の前処
理、ワークの溶融金属への浸漬、余剰溶融金属の除去、
塩化アンモニウム等による表面処理、ワークの冷却及び
仕上げの各工程が順に行われる。

【０００４】前工程を終了したワークは所定の位置に置
かれ、そこから順に各工程を処理する機器に搬入ないし
投入され、各工程を終わればその機器から搬出ないし引
き上げられ、次の工程を処理する機器に搬入ないし投入
される。各工程を処理する機器からのワークの引き上げ
ないし搬出及び各工程を処理する機器への投入ないし搬
入を含むワークの運搬作業は人手に頼っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この人手による運搬作
業には、例えば上記の工程を処理するためには、ワーク
の溶融金属釜投入までの運搬に１〜２人、灰掻き及び溶
融金属釜から引き上げて余剰溶融金属を除去する遠心分
離機に搬入するまでの運搬に１〜２人、遠心分離機から
の搬出して表面処理をするフラックス槽に投入するまで
の運搬に１〜２人、フラックス槽から引き上げて冷却槽
に投入するまでの運搬に１〜２人の作業者が必要とさ
れ、合計では６〜７人の作業者が必要とされている。

【０００６】とりわけ、ボルト、ナット等の種類の多い
小物類や異形材料を多量に連続して処理するには熟練し
た作業者を必要とし、人手不足という問題が一層深刻に
なっている。

【０００７】溶融金属めっきを行う上で、人手不足を解
消するために最も有効な手段は、人手に頼っている作
業、特に、各工程を処理するステージからのワークの引
き上げないし搬出及び各工程を処理するステージへの投
入ないし搬入を含むワークの運搬作業を機械化すること
である。

【０００８】運搬の機械化としてまず頭に浮かぶこと
は、メッシュコンベア、ベルトコンベア等、ワークを上
に載せて搬送する搬送機器を用いることであるが、ワー
クが溶融金属中に浸漬段階では、搬送機器のメッシュ、
ベルト等の搬送媒体に溶融金属が付着するので、溶融金
属への浸漬工程の前後にかかる搬送機器を用いることは
できない。また、表面処理の前後にも、搬送機器の搬送
媒体が塩化アンモニウム等の表面処理液に対する耐薬品
性を要求され、高価になるので好ましくない。

【０００９】次に考えられるのは、ハンガーコンベアに
ワークを吊り下げて搬送することであるが、溶融金属釜
への投入、溶融金属釜からの引き上げ等、各工程でワー
クを上下に移動させる必要がある。

【００１０】ハンガーコンベアで搬送経路に上下を設け
る場合には、高さが変化する前後に傾斜部を設ける必要
があり、搬送経路が必要以上に長くなり、各工程を処理
する機器の間隔を大きく取らなければならない。このた
め、工場の敷地を広くする必要があり、実際的でない。

【００１１】そこで、ハンガーコンベアに昇降あるいは
上下に伸縮する搬器を吊り下げ、この搬器にワークを支
持させて搬送することが考えられる。この考えによれ
ば、各工程を処理する機器の位置でワークを昇降させる
ことができるので、搬送経路及び各工程を処理する機器
の間隔を短くすることにより、工場の敷地を拡張させず
に済む。

【００１２】しかしながら、この考えでは、搬器が溶融
金属釜上で待機するあいだに受ける熱に対する耐熱性を
要求される上、昇降機能あるいは伸縮機能を有する搬器
を移動させるので、搬器の構造及び搬器への配線の処理
が複雑になり、設備費用がかなり高価になるという問題
が伴う。

【００１３】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、簡単で、かつ、安価な構成で、溶融金属めっ
きの省力化を図ることができ、しかも、各工程を処理す
る機器の間隔を短くできる溶融金属めっきシステムを提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、例えば図１に示すように、前処理された
ワークが置かれるロードステージ３と、溶融金属を収容
する溶融金属釜４と、ワークに余分に付着した溶融金属
を除去する遠心分離機５と、フラックス槽６と、フラッ
クス槽６で表面処理されたワークを冷却する冷却手段８
と、ワークを搬送するマニピュレータ１０とを設ける。

【００１５】このマニピュレータ１０は、地上に設置さ
れる基台１１と、基台１１に旋回及び昇降可能に支持さ
れたアーム１３と、アーム１３の先端に支持された搬器
１４とを備える。

【００１６】また、上記ロードステージ３、溶融金属釜
４、遠心分離機５、フラックス槽６及び冷却手段８がマ
ニピュレータ１０の搬器１４の移動軌跡Ａ・Ｂの下方に
配置される。

【００１７】

【作用】マニピュレータ１０の搬器１４はワークあるい
はワークを入れた容器を支持したり、放したりできるよ
うに構成してあればよく、この搬器１４でワークあるい
はワークを入れた容器を支持してアーム１３を昇降させ
ることにより、ワークあるいはワークを入れた容器をそ
の場で昇降させることができる。

【００１８】また、ワークあるいはワークを持ち上げた
状態でアーム１３を旋回することにより、搬器１４の移
動軌跡Ａ・Ｂ上に配置されたロードステージ３、溶融金
属釜４、遠心分離機５、フラックス槽６及び冷却手段８
にわたってワークあるいはワークを収容した容器を移動
させることができる。

【００１９】

【実施例】本発明の一実施例に係る溶融金属めっきシス
テムを図１ないし図５に基づき説明すれば、以下の通り
である。

【００２０】図１は本発明の一実施例の平面図であり、
この実施例は、例えばボルト、ナット等の多種類の小物
を連続的に処理して亜鉛めっきを形成する溶融亜鉛めっ
きシステムに本発明を適用したものである。

【００２１】前処理されたワークは、投入ステージ２に
設けた乾燥機付ホッパー２１あるいは振動機付ホッパー
２２に投入され、更に、これらのホッパー２１、２２か
ら投入ステージ２に置かれた空のかご１にワークが投入
される。

【００２２】投入ステージ２においてワークが投入され
たかご１は搬送手段３０でロードステージ３に搬送され
る。この搬送手段３０は投入ステージ２を構成するロー
ラコンベア３１と、これに連続して設けられるテーブル
リフター３２と、投入ステージ２よりも１段と高く設け
られた他のローラコンベア３３とで構成される。

【００２３】ローラコンベア３３上のロードステージ３
を投入ステージ２よりも一段と高くすることは本発明に
必須のことではないが、ここではロードステージ３に載
せられたかご１の高さを亜鉛釜４で後述するマニピュレ
ータ１０の搬器１４から放されるかご１の高さに揃える
とともに、後述するマニピュレータ１０の搬器１４がか
ご１を取り上げる際の昇降移動を最小にするため、つま
りマニュプレータの旋回半径内における移動時間の短縮
を図るため、ロードステージ３を投入ステージ２よりも
一段と高くしている。

【００２４】なお、前処理工程ですでにかご１に入れら
れたワークを直接にロードステージ３に搬入することは
妨げない。ロードステージ３に搬入されたかご１は、マ
ニピュレータ１０によってその場で吊り上げられ、亜鉛
釜４の上方に搬入される。

【００２５】マニピュレータ１０は、図２（ａ）の側面
図及び図２（ｂ）の平面図に示すように、地面に設置さ
れる基台１１と、基台１１の上に旋回自在に支持された
旋回台１２と、旋回台１２に昇降可能に支持されたアー
ム１３と、アーム１３の先端に支持された搬器１４とを
備えている。

【００２６】アーム１３は、基端主アーム１３ａと、先
端主アーム１３ｂとで構成されており、先端主アーム１
３ｂ及び基端主アーム１３ａを昇降伸縮移動させるため
のリンク１３ｃ及びリンク１３ｄ及びリンク１３ｅを備
える。

【００２７】そして、油圧昇降シリンダ１５ａを伸縮す
ることにより基端主アーム１３ａの基端部を中心にアー
ム１３全体を昇降し、油圧伸縮シリンダ１５ｂを伸縮さ
せることにより基端主アーム１３ａと先端主アーム１３
ｂとの連接点を中心に先端主アーム１３ｂを伸縮させ
て、旋回中心から搬器１４までの水平距離を調節するよ
うにしてある。そして、旋回中心から搬器１４までの水
平距離を一定にして、旋回駆動装置１６で旋回台１２及
びアーム１３を旋回させることにより、搬器１４を図１
に示すように円弧状の移動軌跡Ａ上を移動させることが
できるようにしている。

【００２８】搬器１４は、先端主アーム１３ｂ及びリン
ク１３ｅの先端のブラケット１４ａの下端部に取りつけ
られており、水平方向に開閉する１対のクランプ１４ｂ
と、水平軸方向に対して正逆両方向に回転させる回転駆
動装置１４ｃとを備える。

【００２９】クランプ１４ｂは、基部１４ａに支持され
た油圧開閉機構部１４ｄにより開閉動作し、クランプ１
４ｂの一端に連結されたスライド金具１４ｅと、さらに
そのスライド金具１４ｅの先端に取りつけられたクラン
プヘッド１４ｆと、一方のクランプ１４ｂに支持させた
灰掻き具１７とを備える。

【００３０】図３（ｂ）の側面図及び図３（ｃ）の正面
図に示すように、各クランプヘッド１４ｆは、外向きに
突出するチャック爪１４ｇを有し、両クランプ部１４ｂ
が開かれた時にかご１の周面に内側からチャック爪１４
ｇを突き刺してかご１を支持するようにしてある。

【００３１】灰掻き具１７は図３（ａ）の平面図、図３
（ｂ）の側面図及び図３（ｃ）の正面図に示すように、
その先端がクランプヘッド１４ｆの先端よりもクランプ
１４ｂの回転中心よりも遠くに位置するように一方のス
ライド金具１４ｅに支持され、クランプ１４ｂを回転さ
せることにより、かご１の中のワークの上面を清掃でき
るようにしてある。

【００３２】なお、このマニピュレータ１０の全ての操
作は、操作架台１８上で一人のオペレータが行なうよう
にしてある。亜鉛釜４に搬入されたかご１及びワークは
所定時間以上経過した後、灰掻き具１７によってかご１
の中のワークの上面を清掃する、いわゆる灰掻きが行わ
れ、更にこの後、ワークをいれたかご１が亜鉛釜から引
き上げられ、遠心分離機５に搬入される。

【００３３】なお、マニピュレータ１０は遠心分離機５
にかご１を搬入した後、クランプ部１４ｂを閉じること
によりかご１を放してから搬器１４がロードステージ３
に位置する元の位置に戻される。

【００３４】遠心分離機５に搬入されたかご１は遠心分
離機５内で高速回転され、ワーク及びかご１に付着した
余剰の亜鉛が除去される。そして、この後、別のマニピ
ュレータ１０によりかご１を遠心分離機５から搬出し、
フラックス槽６に搬入し、ワークをフラックスに浸漬す
ることによりワークの表面を美麗に仕上げる。

【００３５】なお、上記別のマニピュレータ１０は最初
のマニピュレータ１０と同様に構成されており、その搬
器１４の移動軌跡Ｂは遠心分離機５の上方で搬器１４の
移動軌跡Ａと交錯させてある。また、上記別のマニピュ
レータ１０の全ての操作は１人のオペレータが別の操作
架台１９で行うように構成される。

【００３６】かご１はマニピュレータ１０の搬器１４に
支持されたまま、フラックスに一定時間浸漬された後、
フラックス槽６から搬出され、反転機７に搬入され、反
転機７上でマニピュレータ１０の搬器１４から解放され
る。

【００３７】この後、かご１は反転機７によって転倒さ
れ、中のワークのみが冷却手段８に投入される。反転機
７は図４（ａ）の平面図、図４（ｂ）の正面図及び図４
（ｃ）の側面図に示すように、基台７１と、基台７１に
反転可能に支持された支軸７２と、両端部が基台７１に
固定され、支軸７２を中心に反転可能に設けられた反転
台７３と、反転台７３を水平位置と垂直位置との間で反
転駆動する駆動装置７４とを備えている。

【００３８】反転台７３の後部にはかご１の上縁を係合
させる１対の係合部材７５が立設され、また、反転台７
３の前縁にはかご１が滑り落ちることを防止するせき板
７６が設けられ、マニピュレータ１０によりかご１を搬
入した後、反転台７３を反転させることによりかご１を
転倒させ、かご１内のワークを冷却手段８に落下させる
ようにしている。

【００３９】冷却手段８には、冷却液として水が収容さ
れ、ワークはこの冷却液によって冷却される。また、図
１に示すように、冷却手段８には反転機７から落下する
ワークを受けるホッパー８１と、ホッパー８１内に落下
したワークを冷却手段８の外に搬出する排出コンベア８
２とが設けられる。この排出コンベア８２は、図５の側
面図に示すように、フレーム８２ａの一端に回転自在に
支持したアイドラ８２ｂと、フレーム８２ａの他端に回
転自在に支持した駆動ローラ８２ｃと、アイドラ８２ｂ
及び駆動ローラ８２ｃに巻き掛けられたステンレス製の
メッシュベルト８２ｄと、駆動ローラ８２ｃを介してメ
ッシュベルト８２ｄを駆動する駆動装置８２ｅとを備え
ている。

【００４０】したがって、冷却手段８に落下したワーク
はホッパー８１でコンベア８２の一端上に集められ、コ
ンベア８２で冷却手段８外に搬送されて、次の仕上げ工
程に送られる。

【００４１】一方、反転機７上でワークを冷却手段８に
落下させた後、反転機７の反転台７３は水平位置に復帰
され、空のかご１は上記別のマニピュレータ１０によっ
て所定のアンロードステージ９に搬送される。アンロー
ドステージ９に搬送された空のかご１は、必要に応じて
別の搬送手段４０によって投入ステージ２に搬送される
ようにしている。

【００４２】図１に示すように、上記ロードステージ
３、亜鉛釜４及び遠心分離機５は、最初のマニピュレー
タ１０の旋回中心から等距離に配置される。したがっ
て、１人のオペレータがマニピュレータ１０を操作する
ことにより、旋回中心から搬器１４までの距離を一定に
保ったまま、ロードステージ３でアーム１３を下降させ
てかご１をつかんだ後、亜鉛釜４への搬送、灰掻き、亜
鉛釜４から遠心分離機５への搬送を行うことができる。

【００４３】また、上記遠心分離機５、フラックス槽
６、反転機７及びアンロードステージ９は上記別のマニ
ピュレータ１０の旋回中心から等距離に配置される。し
たがって、１人のオペレータがマニピュレータ１０を操
作することにより、旋回中心から搬器１４までの距離を
一定に保ったまま、遠心分離機５でかご１をつかみ、フ
ラックス槽６、反転機７に順次搬送でき、また、反転機
７からアンロードステージ９に空のかご１を搬送でき
る。

【００４４】その他に必要な作業員は、乾燥機付ホッパ
ー２１あるいは振動機付ホッパー２２にワークを投入す
る作業員が１人要る程度であり、合計３人の作業員で従
来６〜７人掛りで処理していた溶融亜鉛めっきの各工程
を処理することができ、大幅に省力化をはかることがで
きる。

【００４５】マニピュレータ１０は、昇降可能なアーム
１３の先端に搬器１４を連結しているので、搬器１４で
ワークあるいはワークを入れた容器を支持してアーム１
３を昇降させることにより、ワークあるいはワークを入
れた容器をその場で昇降させることができる。したがっ
て、ロードステージ３、亜鉛釜４及び遠心分離機５ある
いは遠心分離機５、フラックス槽６及び反転機７の間隔
を短くすることができ、工場敷地を狭くすることができ
る。

【００４６】また、この実施例では２基のマニピュレー
タ１０を使用し、両マニピュレータ１０の移動軌跡Ａ・
Ｂが遠心分離機５の上方で交錯するようにしているの
で、溶融亜鉛への浸漬工程とフラックスへの浸漬工程と
を並行して処理することができ、各工程を処理する機器
の遊休時間を少なくして、生産効率を高めることができ
る。

【００４７】なお、上記の実施例では、２基のマニピュ
レータ１０を使用しているが、マニピュレータ１０の数
は１基以上、４基以下であればよい。５基を超えるマニ
ピュレータ１０を使用する場合には、設備費用が高くな
るとともに、各マニピュレータ１０の操作のために多数
の人員が必要になり、省力化を図るという目的が達せら
れなくなる。

【００４８】また、上記以上の説明ではボルト、ナット
等の小物の溶融亜鉛めっきに使用される溶融金属めっき
システムについて説明したが、めっき層として形成する
金属は特に亜鉛に限定されず、アルミニウム等の溶融金
属めっきを適用できる金属であればよく、また例えば異
形製品の溶融金属めっきシステム等にも本発明は適用で
きる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、溶融金
属めっきの各工程を処理する機器の他に１基ないし４基
のマニピュレータを設けるという構成で、ワークあるい
はワークを入れた容器を搬器につかませて搬送すること
ができる。

【００５０】ここで、１基ないし４基の各マニピュレー
タは、旋回及び昇降するアームの先端に搬器を連結した
構成であり、ハンガーコンベアと昇降あるいは伸縮機能
を有する搬器とを組み合わせた場合に比べると搬器の構
造が簡単な上、搬器への配線が不要となり、構成が簡単
で、安価になる。

【００５１】また、従来では６〜７人もの作業員が必要
であった溶融金属めっきの各工程間のワークあるいはワ
ークを入れた容器の搬送を１〜４人の作業員で済ませる
ことができ、大幅な省力化を図ることができる。

【００５２】しかも、１基ないし４基の各マニピュレー
タは、旋回及び昇降するアームの先端に搬器を連結して
いるので、ワークあるいはワークを入れた容器をつかん
だり、放したりする場所で昇降させることができるの
で、ハンガーコンベアのように昇降するための傾斜区間
が不要になり、溶融金属めっきの各工程を処理する機器
の間隔を短くでき、狭い工場敷地を有効利用できるよう
になる。

【００５３】本発明において、特に、空のかごにワーク
を投入する投入ステージと、投入ステージからロードス
テージにワークが投入されたかごを搬送する搬送手段
と、冷却手段の前段でかごを転倒させてワークを冷却手
段に落下させる反転機と、空のかごが置かれるアンロー
ドステージと、空のかごをアンロードステージから投入
ステージに搬送する搬送手段とを設け、反転機とアンロ
ードステージとをマニピュレータの搬器の移動軌跡の下
方に配置することができる。

【００５４】この場合には、更に、投入ステージでワー
クを投入するための作業員を１人追加するだけで、ワー
クのかごへの投入から溶融金属めっきの各工程と、反転
機でワークを放出したかごの投入ステージへの復帰とが
できることになり、更に広い範囲で省力化を図ることが
できる。

【００５５】ここで、更に、投入ステージに前処理され
たワークを収容し、空のかごに投下するホッパーを設け
る場合には、ワークのかごへの投入作業が簡単になり、
作業負担を軽減できることになるので有利である。

【００５６】本発明において、特に、２基のマニピュレ
ータが設けられ、１基のマニュピレータの搬器の移動軌
跡が遠心分離機で他の１基のマニュピレータの搬器の移
動軌跡と交錯するように構成することができる。

【００５７】この場合には、溶融金属への浸漬工程と、
余剰金属振り切り工程以後の工程とを並行して行えるこ
とになり、各工程を処理する機器の遊休期間を短くして
生産効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の平面図である。

【図２】本発明で使用するマニピュレータの側面及び平
面の２面図である。

【図３】本発明のクランプの側面、正面及び平面の３面
図である。

【図４】本発明の反転機の正面平面及び側面の３面図で
ある。

【図５】本発明の冷却手段のコンベアの側面図である。

【符号の説明】

１ かご ２ 投入ステージ ３ ロードステージ ４ 溶融金属（亜鉛）釜 ５ 遠心分離機 ６ フラックス槽 ７ 反転機 ８ 冷却手段 ９ アンロードステージ １０ マニピュレータ １１ 基台 １３ アーム １４ 搬器 ２１ 乾燥機付ホッパー ２２ 振動機付ホッパー ３０ 搬送手段 ４０ 搬送手段 Ａ 移動軌跡 Ｂ 移動軌跡

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前処理されたワークが置かれるロードス
   テージ(3) と、溶融金属を収容する溶融金属釜(4) と、
   ワークに余分に付着した溶融金属を除去する遠心分離機
   (5) と、フラックス槽(6) と、フラックス槽(6) で表面
   処理されたワークを冷却する冷却手段(8) と、ワークを
   搬送するマニピュレータ(10)とを設け、 該マニピュレータ(10)は、地上に設置される基台(11)
   と、基台(11)に旋回及び昇降可能に支持されたアーム(1
   3)と、アーム(13)の先端に支持された搬器(14)とを備
   え、 上記ロードステージ(3) 、溶融金属釜(4) 、遠心分離機
   (5) 、フラックス槽(6) 及び冷却手段(8) がマニピュレ
   ータ(10)の搬器(14)の移動軌跡(A) ・(B) の下方に配置
   されることを特徴とする溶融金属めっきシステム。
2. 【請求項２】 空のかご(1) にワークを投入する投入ス
   テージ(2) と、投入ステージ(2) からロードステージ
   (3) にワークが投入されたかご(1) を搬送する搬送手段
   (30)と、冷却手段(8) の前段でかご(1) を転倒させてワ
   ークを冷却手段(8) に落下させる反転機(7) と、空のか
   ご(1) が置かれるアンロードステージ(9) と、アンロー
   ドステージ(9) から空のかご(1) を投入ステージ(2) に
   搬送する搬送手段(40)とが設けられ、反転機(7) とアン
   ロードステージ(9) とがマニピュレータ(10)の搬器(14)
   の移動軌跡(B) の下方に配置される請求項１に記載の溶
   融金属めっきシステム。
3. 【請求項３】 投入ステージ(2) に前処理されたワーク
   を収容し、空のかご(1) に投下するホッパー(21)・(22)
   が設けられる請求項２に記載の溶融金属めっきシステ
   ム。
4. 【請求項４】 ２基のマニピュレータ(10)が設けられ、
   １基のマニュピレータ(10)の搬器(14)の移動軌跡(A) が
   遠心分離機(5) で他の１基のマニュピレータ(10)の搬器
   (14)の移動軌跡(B) と交錯するように構成された請求項
   １、２または３に記載の溶融金属めっきシステム。
5. 【請求項５】 搬器(14)に灰掻き具(17)を支持させた請
   求項１乃至４に記載の溶融金属めっきシステム。