JP2000271692A - ２工程連続加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２工程連続加工装置において、前工程の加工
機により加熱成形されたワークを、効果的に保温して後
工程の加工機に供給する。 【解決手段】 ワーク搬送手段７の前方に第２のワーク
搬送手段９を設けるとともに、この第２のワーク搬送手
段９の近傍に、ワーク７の搬送方向の少なくとも上半部
を覆うことにより、内周壁面に設けた発熱体１８により
前工程より送られてきたワーク７を保温する加熱装置１
４と、常時は閉塞しており、前記加熱装置１４の前後の
開口端部を、ワーク７が加熱装置１４内に進入すると
き、及びこれより排出されるときにのみ開く、前後１対
の遮閉装置２５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続した前後２つ
の加工機を、ワークの搬送及び供給手段により連係し、
前工程の加工機により高熱状態に成形されたワークを、
その温度低下を最小限に抑えて後工程の加工機に送り込
むようにした２工程連続加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、エンジンバルブの製造に際して
は、図５に示すように、所定の長さに切断された丸棒状
の素材(Ａ)を、まず前工程として、上端に塊状の拡径部
(Ｂ’）を有する中間体（Ｂ)に形成した後、後工程であ
るプレス装置をもって熱間鍛造することにより、エンジ
ンバルブの原形品(Ｃ)を成形する。ついで、原形品(Ｃ)
に機械加工等を施して製品化される。

【０００３】この際、上記中間体(Ｂ)は、通常、前工程
の加工機である電気鍛縮装置（電気アプセッタ）により
形成される。図６は、上記中間体(Ｂ)成形用の電気鍛縮
装置の要部を略示するもので、(１)は上部電極、(２)
は、相対する左右１対の電極片(３)(３)よりなる下部電
極、(４)は、油圧シリンダにより昇降させられる昇降台
である。

【０００４】エンジンバルブの中間体(Ｂ)を成形するに
は、まず上部電極(１)と昇降台(４)との間に垂直に供給
された丸棒状素材(Ａ)の上部寄りの中間位置を、両側方
より１対の電極片(３)(３)により挟持した後、昇降台
(４)を上昇させて、素材(Ａ)の上端を上部電極(１)に当
接させ、かつ同時に上下の電極(１)(２)間に通電する。

【０００５】すると、丸棒状素材(Ａ)における上下の電
極(１)(２)間に位置する軸端部が、自身の電気抵抗によ
り加熱されて軟化し、引き続き昇降台(４)が上昇するこ
とにより、丸棒状素材(Ａ)の軸端部は圧縮され、軸端部
には１２００℃を超える高温の塊状の拡径部(Ｂ')が形
成され、上述のような中間体(Ｂ)が形成される。

【０００６】上記成形後の中間体(Ｂ)をプレス装置に供
給する方法としては、成形後の中間体(Ｂ)を、赤熱され
た状態のまま、直ちにプレス装置に送り込む方法と、成
形後の多数の中間体(Ｂ)を一旦ストックしておき、これ
を熱間鍛造に適した温度（例えば１１００〜１２００
℃）まで再加熱して、プレス装置に送り込む方法とがあ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した前者の方法で
は、再加熱する作業を省略しうる利点はあるが、電気鍛
縮装置とプレス装置とでは、加工に要する時間に差があ
るため（電気鍛縮装置の方が長い）、複数の電気鍛縮装
置を並設して、プレス装置の稼働率を上げようとする
と、順次送られてくる赤熱された中間体(Ｂ)を、温度を
低下させることなく速やかにプレス装置に送り込むのが
難しくなり、従って、生産性をあまり向上させることは
できない。

【０００８】後者の方法では、生産性は向上するもの
の、再加熱するための加熱炉が必要となるだけでなく、
電力や燃料の消費量も大となり、製造コストが増大す
る。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、ワークをストックして再加熱することなく、前工
程の加工機より排出された高温のワークを、そのまま後
工程の加工機により加工しうるようにすることにより、
生産性を向上させ、かつコスト低減も図れるようにした
２工程連続加工装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１)前工程のワーク加工機と後工程のワーク加工機と
を、ワーク搬送手段により連係し、前工程のワーク加工
機により加熱成形されたワークを、前記ワーク搬送手段
により前方まで搬送し、その前端に設けたワーク供給手
段により、前記後工程のワーク加工機に供給して加工す
るようにした２工程連続加工装置において、前記ワーク
搬送手段の前方に第２のワーク搬送手段を設けるととも
に、この第２のワーク搬送手段の近傍に、ワークの搬送
方向の少なくとも上半部を覆うことにより、内周壁面に
設けた発熱体により前工程より送られてきたワークを保
温する加熱装置と、常時は閉塞しており、前記加熱装置
の前後の開口端部を、ワークが加熱装置内に進入すると
き、及びこれより排出されるときにのみ開く、前後１対
の遮閉装置を設ける。

【００１１】(２)前項において、遮閉装置が、加熱装置
の前後の壁面に沿って昇降可能なシャッタ板と、このシ
ャッタ板を駆動するアクチュエータとからなり、かつこ
のアクチュエータを、ワークの加熱装置への進入及び排
出を検知するセンサにより作動させるようにする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図１
〜図４に基づいて説明する。なお、前述と同様、エンジ
ンバルブの製造工程に適用した例について説明する。図
１は、本実施形態の２工程連続加工装置の概略平面図
で、(5a)〜(5d)は、一定間隔おきに１列に配設された前
工程の４台の電気鍛縮装置である。各電気鍛縮装置(5a)
〜(5d)は、前述したと同様、丸棒状素材(Ａ)の上端を拡
径することにより、中間体（以下、ワークという）(Ｂ)
を形成するものである。

【００１３】電気鍛縮装置(5a)〜(5d)のそれぞれの排出
用シュート(６)の真下には、成形直後のワーク(Ｂ)を、
前方（以下、方向は、ワークの進行方向である図１の右
方を前として説明する）に向かって搬送するチェーンコ
ンベヤ(７)が設けられている。チェーンコンベヤ(７)
は、駆動モータ(８)により無端回走させられるようにな
っている。

【００１４】チェーンコンベヤ(７)の下流端には、図２
に詳細を示すように、ワーク(Ｂ)の進行方向に向かって
若干下傾する振動式のワークフィーダ(９)が接続され、
コンベヤ(７)により送られてきたワーク(Ｂ)が受け渡し
される。

【００１５】ワークフィーダー(９)は、左右１対の入口
シュート(10)と、左右１対の搬送レール(11)と、この搬
送レール(11)を前後方向に振動させる加振装置(12)とを
備えている。

【００１６】搬送レール(11)は、図３に示すように、チ
ェーンコンベヤ(７)により搬送されてきたワーク(Ｂ)の
拡径部(Ｂ')を、前方に移動可能に受止しうるように構
成されている。

【００１７】搬送レール(11)は、ブラケット(13)を介し
て加振装置(12)に固着され、加振装置(12)の作動によ
り、搬送レール(11)を前後方向に振動させると、それに
受支されたワーク(Ｂ)は、緩速で前方に移動させられ
る。

【００１８】搬送レール(11)の上方には、これを上方よ
り覆う逆Ｕ字状の加熱装置(14)における断熱性の支持体
(15)が、ブラケット(16)により不動状態に設けられ、そ
の内周壁に固着したセラミックス等の絶縁体(17)内に
は、ニクロム線又はシーズヒータ等の複数の発熱体(18)
が等間隔おきに埋設されている。

【００１９】支持体(15)における逆Ｕ字形の開口下端に
は、内方を向く左右１対の閉塞板(15a)が固着され、支
持体(15)内の加熱された空気が下方に流出するのを抑制
している。

【００２０】搬送レール(11)の下流端には、セレクタ装
置(19)と、平行棒式のワーク排出シュート(20)とが設け
られている。セレクタ装置(19)は、搬送レール(11)上の
ワーク(Ｂ)を、排出シュート(20)に１個ずつ間欠的に排
出するためのもので、例えば左右方向に突出するロッド
を有するソレノイド式の装置としてある。

【００２１】排出シュート(20)の前方には、その水平部
に停止して待機しているワーク(Ｂ)を把持して、プレス
装置(21)に供給するワーク供給手段、すなわちロボット
(22)が設置されている（図２においては図示略）。

【００２２】後工程としてのプレス装置(21)は、ワーク
(Ｂ)を熱間鍛造してエンジンバルブの原形品を成形する
ものである。

【００２３】加熱装置(14)における支持体(15)の前後の
端部上面には、図２及び図４に示すように（図１におい
ては図示略）、シャッタ板(23)とこれを上下動させるア
クチュエータ(24)とよりなる前後１対の遮閉装置(25)が
設けられている。

【００２４】各シャッタ板(23)は、支持体(15)における
逆Ｕ字形の前後の開口部を覆いうる大きさの縦長長方形
をなし、支持体(15)上に固着された左右１対の内向コ字
状の案内部材(26)により、支持体(15)の前後の壁面に沿
って上下に移動可能に保持されている。

【００２５】各アクチュエータ(24)は、例えばソレノイ
ド式のシリンダで、その下端がブラケット(27)により支
持体(15)の上面と垂直をなすように固定されている。

【００２６】アクチュエータ(24)の上方を向く突出ロッ
ド(24a)の上端は、前後のシャッタ板(23)における内向
折曲片(23a)の中央部に連結されている。

【００２７】図２に示すように、支持体(15)における後
端部の左右の両側面下部に後方を向いて固着されたブラ
ケット(28)には、ワーク(Ｂ)の通過を検出する検知手
段、例えば１対のフォトセンサ(29)（右方のセンサは図
示略）が、シャッタ板(25)の直後に位置するようにして
取付けられている。フォトセンサ(29)は、上記後部側の
アクチュエータ(24)に電気的に接続され、それがオンし
たとき、すなわちワーク(Ｂ)の拡径部(Ｂ')がフォトセ
ンサ(29)の光軸を遮ると、アクチュエータ(24)が作動し
てシャッタ板(23)を上昇させる。従って、ワーク(Ｂ)は
支障なく加熱装置(14)内に進入することができる。

【００２８】ワーク(Ｂ)が加熱装置(14)内に進入してフ
ォトセンサ(29)の検出領域から外れると、再度アクチュ
エータ(24)が作動して、シャッタ板(23)を元の下限位置
まで下降させる。

【００２９】前部側のアクチュエータ(24)は、セレクタ
装置(19)と電気的に接続されており、セレクタ装置が加
熱装置(14)内の１個のワーク(Ｂ)を排出シュート(20)に
排出するべく作動するのと同時に、アクチュエータ(24)
が作動してシャッタ板(23)を上昇させる。

【００３０】ワーク(Ｂ)が排出シュート(20)に排出さ
れ、セレクタ装置(19)が原位置に復帰すると、再度アク
チュエータ(24)が作動して、前部側のシャッタ板(23)を
元の下限装置まで下降させる。

【００３１】各電気鍛縮装置(5a)〜(5d)により一定のサ
イクルタイムで順次成形されたワーク(Ｂ)は、チェーン
コンベヤ(７)により前方に搬送され、フォトセンサ(29)
により自動的に上昇するシャッタ板(23)の下方を通過し
て、ワークフィーダ(９)に送り込まれる。ワークフィー
ダ(９)に順次搬送されたワーク(Ｂ)は、その拡径部
(Ｂ')が、上方を覆う加熱装置(14)における発熱体(18)
により、その成形温度（約１２００℃）に近い温度に保
温される。

【００３２】保温されたワーク(Ｂ)は、加振装置(12)に
よる振動により徐々に前方に移動し、セレクタ装置(19)
及びこの作動と同時に上昇するシャッタ板(23)の下方を
通過して、排出シュート(20)に１個ずつ間欠的に送り出
される。排出シュート(20)に排出されたワーク(Ｂ)は、
ロボット(22)に把持されて、直ちにプレス装置(21)に供
給され、熱間鍛造によりエンジンバルブの原形品に成形
される。

【００３３】このように、複数並設した電気鍛縮装置(5
a)〜(5d)により順次成形されたワーク(Ｂ)を、チェーン
コンベヤ(７)により速やかにワークフィーダ(９)に送り
込み、加熱装置(14)により、その温度低下を防止しなが
ら、プレス装置(21)に供給することにより、プレス装置
の稼働率が向上して生産性を高めうるとともに、高品質
のエンジンバルブの原形品が形成される。

【００３４】また、従来のように、一旦成形されたワー
クをストックし、これを再加熱してプレス装置に供給す
る必要がないので、加熱炉等が不要となり、それに要す
る電力や燃料が節約されて製造コストを低減しうる。

【００３５】上述のような前後１対の遮閉装置(25)を設
けて、加熱装置(14)における逆Ｕ字形の内部を、ワーク
(Ｂ)の進入及び排出時以外は前後のシャッタ板(23)を下
降させて外気と遮断するようにすると、その中の熱気が
外部に流出する量は最小限となり、ワーク(Ｂ)の保温効
果を高めることができる。

【００３６】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。上述した実施形態では、チェーンコンベヤ
(７)の前端に、第２のワークの搬送手段である振動式の
ワークフィーダ(９)を設け、これに順次送り込まれたワ
ークを保温しているが、このようなワークフィーダの代
わりに、ワーク(Ｂ)を緩速で前方に搬送しうるコンベヤ
等の第２のワーク搬送手段を設け、その上方を覆うよう
にして、上記のような加熱装置(14)を設けてもよい。

【００３７】また、シャッタ板(23)を昇降させるアクチ
ュエータ(24)は、上記ソレノイド式のシリンダに代え
て、流体圧シリンダ等とすることもできる。上記ニクロ
ム線等の発熱体(18)の代わりに、誘導加熱コイルよりな
る発熱体を用いてもよい。

【００３８】前部側のアクチュエータ(24)を、加熱装置
(14)よりのワーク(Ｂ)の排出を検知するセンサを別途設
け、このセンサにより作動させるようにしてもよい。

【００３９】本発明は、上記エンジンバルブの加工装置
の外、他のワークを保温して次工程に供給する装置にも
適用しうることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、前工程の
加工機により加熱成形されたワークは、遮閉装置により
前後の開口部が閉塞された加熱装置内において効果的に
保温されるので、温度低下を最小限に抑えて後工程の加
工機に送り込むことができ、例えば後工程が熱間鍛造工
程等である際には、プレス装置による連続加工が可能と
なり、生産性を高めうるとともに、高品質の成形品が得
られる。

【００４１】また、従来のように、前工程で成形された
ワークをストックしておき、これを再加熱して後工程に
供給する必要がないので、製造コストを低減しうる。

【００４２】請求項２記載の発明によれば、遮閉装置の
構成が簡単であるため、比較的安価に製造しうるととも
に、センサの信号によりアクチュエータが作動して、シ
ャッタ板の昇降を迅速に行いうるので、加熱装置内の熱
気の流失は最小限となる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の２工程連続加工装置の概略
平面図である。

【図２】同じく、ワークフィーダ部とその上方に設けた
保温装置の拡大側面図である。

【図３】同じく、図２のIII−III線の拡大縦断正面図で
ある。

【図４】同じく、図２の要部の正面図である。

【図５】エンジンバルブの成形工程を示す正面図であ
る。

【図６】電気鍛縮装置の要部と、それによる中間体の成
形要領とを示す縦断正面図である。

【符号の説明】

(Ａ)丸棒状素材 (Ｂ)中間体（ワーク） (Ｂ')拡径部 (Ｃ)原形品 (5a)(5b)(5c)(5d)電気鍛縮装置（前工程の加工機） (６)排出用シュート (７)チェーンコンベヤ（ワーク搬送手段） (８)駆動モータ (９)ワークフィーダ（第２のワーク搬送手段） (10)入口シュート (11)搬送レール (12)加振装置 (13)ブラケット (14)加熱装置 (15)支持体 (15a)閉塞板 (16)ブラケット (17)絶縁体 (18)発熱体 (19)セレクタ装置 (20)排出シュート (21)プレス装置（後工程の加工機） (22)ロボット（ワーク供給手段） (23)シャッタ板 (24)アクチュエータ (25)遮閉装置 (26)案内部材 (27)(28)ブラケット (29)フォトセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２１Ｋ 27/00 Ｂ２１Ｋ 27/00 Ｚ Ｆターム(参考） 4E087 AA10 CA11 CA13 CA31 CA33 CA46 CB01 CB04 CC01 DA04 DB15 DB16 EA35 EB03 EC01 EC12 EC22 EC46 FA01 FA23 FA29 FB06 HA67 HA69

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前工程のワーク加工機と後工程のワーク
   加工機とを、ワーク搬送手段により連係し、前工程のワ
   ーク加工機により加熱成形されたワークを、前記ワーク
   搬送手段により前方まで搬送し、その前端に設けたワー
   ク供給手段により、前記後工程のワーク加工機に供給し
   て加工するようにした２工程連続加工装置において、 前記ワーク搬送手段の前方に第２のワーク搬送手段を設
   けるとともに、この第２のワーク搬送手段の近傍に、ワ
   ークの搬送方向の少なくとも上半部を覆うことにより、
   内周壁面に設けた発熱体により前工程より送られてきた
   ワークを保温する加熱装置と、常時は閉塞しており、前
   記加熱装置の前後の開口端部を、ワークが加熱装置内に
   進入するとき、及びこれより排出されるときにのみ開
   く、前後１対の遮閉装置を設けたことを特徴とする２工
   程連続加工装置。
2. 【請求項２】 遮閉装置が、加熱装置の前後の壁面に沿
   って昇降可能なシャッタ板と、このシャッタ板を駆動す
   るアクチュエータとからなり、かつこのアクチュエータ
   を、ワークの加熱装置への進入及び排出を検知するセン
   サにより作動させるようにした請求項１記載の２工程連
   続加工装置。