JP2001138183A

JP2001138183A - ２工程連続加工装置

Info

Publication number: JP2001138183A
Application number: JP31647899A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hayazaki; 裕二早崎
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】前工程の複数の加工機より排出された高温の
ワークを、温度を低下させずに、後工程の加工機により
加工しうるようにする。【解決手段】搬送手段７を複数並設し、前工程の複数
の加工機５ａ〜５ｄより一定の時間差をもって排出され
たワークＢを、順次に交互に搬送しうるようにするとと
もに、各搬送手段７の前端と供給手段２６との間に、各
搬送手段７により搬送されてきたワークＢを受け入れて
所定の温度に加熱し、供給手段２６に受け渡しする加熱
装置９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、前工程の加工機よ
り排出された高温のワークを、その温度低下を防止し
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は、図４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
ず前工程の加工機により、上端に塊状の拡径部(Ｂ')を
有する中間体(Ｂ)に成形したのち、後工程の加工機であ
るプレス装置により、エンジンバルブの原形品(Ｃ)を形
成し、これに熱処理や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５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】上述した成形後の中間
体(Ｂ)をプレス装置に供給する前者の方法では、再加熱
に要する工数を削減しうる利点はあるが、電気鍛縮装置
とプレス装置とでは、加工に要するサイクルタイムに差
があるため（電気鍛縮装置の方が長い）、プレス装置の
稼働率が悪く、生産性が上がらないという問題がある。

【０００８】この問題を解決するために、複数の電気鍛
縮装置とプレス装置とを、搬送手段により連係し、各電
気鍛縮装置より順次排出された中間体(Ｂ)を、連続して
プレス装置に送り込んで加工することが考えられてい
る。

【０００９】しかし、単に１つのワーク搬送手段によ
り、複数の電気鍛縮装置とプレス装置とを連係したので
は、プレス装置から離れた電気鍛縮装置より排出された
中間体(Ｂ)がプレス装置に到達するまでの時間が長くな
り、拡径部(Ｂ')の温度が低下する。

【００１０】このように、拡径部(Ｂ')の温度が低下す
ると、エンジンバルブの原形品(Ｃ)を形成した際に、傘
部の表面にしわが発生したり、亀裂が生じるなどし、不
良品の発生率が増大する。

【００１１】一方、後者の方法では、生産性は向上する
ものの、加熱炉等再加熱のための大がかりな加熱装置が
必要となり、設備費や電力、燃料等のランニングコスト
が増大し、製造コストが上昇する。

【００１２】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
程の複数の加工機より排出された高温のワークを、温度
を低下させずに、そのまま後工程の加工機により加工し
うるようにし、もって、生産性を向上させるとともに、
不良品の発生するのを防止し、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。

【００１３】

【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）前工程の複数の加工機と後工程の加工機とを、搬
送手段により連係し、前工程の複数の加工機により成形
された高温のワークを、搬送手段により前方に搬送し、
その前方に設けた供給手段により、前記後工程の加工機
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、前記搬送手段を複数並設し、前記前工程の複数の
加工機より一定の時間差をもって排出されたワークを、
順次に交互に搬送しうるようにするとともに、各搬送手
段の前端と供給手段との間に、前記各搬送手段により搬
送されてきたワークを受け入れて所定の温度に加熱し、
前記供給手段に受け渡しする加熱装置を設ける。

【００１４】（２）上記(１)項において、加熱装置が、
各搬送手段より搬送されてきたワークを、個々に加熱す
る複数の加熱手段を備えるものとする。

【００１５】（３）上記(１)または(２)項において、加
熱装置に、受け入れたワークの加熱温度を検知する測温
手段を設け、ワークの温度が所定の温度に達したとき、
供給手段が作動して、ワークを後工程の加工機に供給す
るようにする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図１
〜図３に基づいて説明する。図１は、本発明をエンジン
バルブの製造工程に適用した際の平面図を示すもので、
(5a)〜(5d)は、所定間隔おきに１列に並設された前工程
の複数（本実施形態では４台）の電気鍛縮装置である。

【００１７】各電気鍛縮装置(5a)〜(5d)は、前述したと
同様、丸棒状素材(Ａ)の上端を抵抗加熱して拡径するこ
とにより、エンジンバルブの中間体（以下、ワークとい
う）(Ｂ)を成形するものである。

【００１８】(６)は、各電気鍛縮装置(5a)〜(5d)に設け
た、成形後のワーク(Ｂ)の排出シュートで、第１番目と
第３番目の電気鍛縮装置(5a)(5c)の排出シュート(6a)(6
c)の長さは長く、第２番目と第４番目の電気鍛縮装置(5
b)(5d)の排出シュート(6b)(6d)は短寸としてある。

【００１９】長寸とした第１及び第３番目の排出シュー
ト(6a)(6c)の出口端の直下と、短寸の第２及び第４番目
の排出シュート(6b)(6d)の出口端の直下とには、成形後
のワーク(Ｂ)を、前方（以下、方向はワークの搬送方向
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２台のチェーンコンベヤ(７)(７)が並設されてい
る。両チェーンコンベヤ(７)は、モータ(８)により同期
して無端回走させられるようになっている。

【００２０】各チェーンコンベヤ(７)の前端には、ワー
ク(Ｂ)の加熱装置(９)が設けられている。この加熱装置
(９)は、図２及び図３に詳細を拡大して示すように、４
本の支柱(10)上に固着された左右方向に長い矩形ブロッ
ク状の耐熱性支持体(11)における左右２個の保持孔(11
a)(11a)内のそれぞれに、円筒形の加熱器(12)を嵌合し
て構成されている。

【００２１】加熱器(12)は、前後方向を向く非導電性の
耐熱性円筒体(13)の外周面に、誘導加熱コイル(14)を巻
回し、このコイル(14)を、セラミックス等の覆筒(15)に
より隠蔽して構成されている。

【００２２】上記支持体(11)内には、冷却水の流路(16)
が形成され、給水パイプ(17)を介して流入・循環する冷
却水により、支持体(11)及びコイル(14)が過度に温度上
昇するのを防止している。

【００２３】支持体(11)の上部には、加熱器(12)内のワ
ーク(Ｂ)の拡径部(Ｂ')の温度を検出する赤外線温度セ
ンサ(18)が、そのプローブ(18a)の下端が円筒体(13)の
内部に若干突出するようにして、貫設されている。

【００２４】支持体(11)の後面における左右の各チェー
ンコンベヤ(７)の前端と近接して対向する位置には、後
端部が漸次拡径する２個のワーク導入筒(19)が、その前
端と上記左右の加熱器(12)の後部開口端とが連通するよ
うにして固着されている。

【００２５】支持体(11)の前面における各加熱器(12)の
円筒体(13)の下端とほぼ等高をなす位置には、ワーク
(Ｂ)の軸端部を支持するＶ字状の支持板(20)が固着さ
れ、それらの直前には、ストッパ装置(21)が設けられて
いる。

【００２６】各ストッパ装置(21)は、上下方向を向いて
適宜の支持体に固定された、エアシリンダ又はソレノイ
ド等の進退式アクチュエータ(22)と、そのピストンロッ
ド(22a)の上端に取付けられたストッパ片(23)とからな
り、アクチュエータ(22)をオン、オフ作動させてピスト
ンロッド(22a)を昇降させることにより、ストッパ片(2
3)は、ワーク(Ｂ)の前方への移動を阻止する上限位置
と、同じくその前方への移動を許容する下限位置との間
を上下動させられる。

【００２７】なお、各アクチュエータ(22)は、前述した
赤外線温度センサ(18)より発せられる信号により作動さ
せられるようになっている。

【００２８】加熱装置(９)の前方には、左右の各ストッ
パ装置(21)により停止させられた加熱後のワーク(Ｂ)を
把持して、後工程であるプレス装置(24)のダイ(25)に移
載するロボット(26)が設置されている。このロボット(2
6)は、各ストッパ装置(21)の作動信号、すなわちストッ
パ片(23)が下降するのと同時に作動するようになってい
る。

【００２９】プレス装置(24)は、ワーク(Ｂ)を熱間鍛造
して、上述したようなエンジンバルブの原形品(Ｃ)を成
形するものである。

【００３０】各電気鍛縮装置(5a)〜(5d)を、前方のもの
より順に、一定の時間差、及び所定のサイクルタイムを
もって作動させると、それらにより成形されたワーク
(Ｂ)は、図１に示すように、大小長さを異ならせた排出
シュート(6a)〜(6d)を滑落して、左右２列のチェーンコ
ンベヤ(７)上に交互に排出される。

【００３１】排出されたワーク(Ｂ)は、各チェーンコン
ベヤ(７)と対向状に設けた一方のワーク導入筒(19)を介
して、加熱装置(９)における左右いずれか一方の加熱器
(12)内まで、チェーンコンベヤ(７)の押し出し慣性によ
って移送され、予め上方に突出させておいたストッパ装
置(21)のストッパ片(23)に当接して停止する。

【００３２】これにより、搬送中に温度低下をきたして
いるワーク(Ｂ)の拡径部(Ｂ')は、加熱器(12)により、
再加熱され、その温度が後工程の成形に適した温度（約
１２００℃）に到達したことを赤外線温度センサ(18)が
検知すると、ワーク(Ｂ)が搬送された側の一方のストッ
パ装置(21)が作動して、ストッパ片(23)を下降させ、ワ
ーク(Ｂ)を前方へ排出可能状態とする。

【００３３】上記ストッパ装置(21)の作動と同時に、ロ
ボット(26)が作動し、加熱後のワーク(Ｂ)を把持して加
熱器(12)内より引き出したのち、水平旋回して、ワーク
(Ｂ)をプレス装置(24)のダイ(25)の型孔内に挿入する。

【００３４】一方の加熱器(12)により加熱されたワーク
(Ｂ)がプレス装置(24)に送り込まれている間に、他方の
加熱器(12)内では、一定の時間差をもって搬送されてき
た別のワーク(Ｂ)が加熱されており、最適な温度に加熱
されたワーク(Ｂ)は、上記と同様、ロボット(26)により
把持されてプレス装置(24)に送り込まれる。

【００３５】このように、各電気鍛縮装置(5a)〜(5d)に
より成形されたワーク(Ｂ)を、２列のチェーンコンベヤ
(７)により交互に搬送し、加熱装置(９)の２個の加熱器
(12)内において、交互に所定温度に加熱されたワーク
(Ｂ)をプレス装置(24)に順次送り込むようにすると、プ
レス装置(24)の稼働率を低下させずに済み、生産性を向
上しうる。

【００３６】また、ワーク(Ｂ)を、２列のチェーンコン
ベヤ(７)に交互に振り分けて搬送することにより、各加
熱器(12)に到達するまでのワーク(Ｂ)のインターバルが
大きくなり、その分、各加熱器(12)での拡径部(Ｂ')の
加熱時間を長くしうるため、加熱能力の小さな加熱装置
(９)でも、拡径部(Ｂ')は十分な温度まで加熱され、温
度の低下により不良品が発生するのが防止される。

【００３７】すなわち、もし、各電気鍛縮装置(5a)〜(5
d)により成形されてワーク(Ｂ)を、１つのチェーンコン
ベヤ(７)により搬送し、１個の加熱器(12)により加熱し
ようとすると、プレス装置(24)の稼働率を下げるか、加
熱能力の大きな加熱装置を設置しない限り、順次送られ
てくるワーク(Ｂ)を十分に加熱することはできず、生産
性を低下させたり、加熱装置の設置コストが増大する。

【００３８】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。上記実施形態では、４台の電気鍛縮装置(5a)
〜(5d)により成形されたワーク(Ｂ)を、２個のチェーン
コンベヤ(７)に交互に排出して、加熱装置(９)の２個の
加熱器(12)により加熱するようにしているが、プレス装
置(24)のサイクルタイムに余裕があり、その稼働率をさ
らに高めたいようなときには、電気鍛縮装置(５)やチェ
ーンコンベヤ(７)の設置台数、及び加熱器(12)の個数を
増やしてもよいことは勿論である。

【００３９】この際にも、電気鍛縮装置(５)により成形
されたワーク(Ｂ)を、複数のチェーンコンベヤ(７)に交
互に排出するようにすればよい。

【００４０】上記実施形態の加熱装置(９)は、２つの独
立した加熱器(12)内において個々にワーク(Ｂ)を加熱す
るようにしているが、加熱器(12)を大きくして、１つの
加熱器(12)により２つのチェーンコンベヤ(７)より受け
入れたワーク(Ｂ)を加熱するようにしてもよい。

【００４１】加熱装置(９)の加熱器(12)に設けた誘導加
熱コイル(14)に代えて、ニクロム線ヒータやシーズヒー
タ等とすることもある。

【００４２】本発明は、エンジンバルブの加工装置に限
定されないことは言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、前工程で
成形されたワークをストックし、これを再加熱して後工
程に供給する必要はないので、大かがりの加熱装置等が
不要となり、設備費や電力等のランニングコストが削減
して、製造コストを低減しうる。また、前工程の複数の
加工機より排出されたワークを、複数の搬送手段により
交互に搬送し、加熱装置により順次所定の温度に加熱し
てから後工程の加工機に送り込むようにしているため、
後工程が熱間鍛造用のプレス装置等である場合、プレス
装置の稼働率を高めて生産性を向上させうるとともに、
ワーク搬送中の温度低下により、不良品が成形されるの
が防止される。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、加熱能力の
小さな加熱装置で、ワークを効率良く短時間で加熱する
ことができる。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、ワークの温
度管理が正確に行われ、後工程の加工機において、加熱
温度のばらつきによる不良品の発生はなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す平面図である。

【図２】同じく、図１におけるII−II線の拡大縦断側面
図である。

【図３】同じく、図２におけるIII−III線の縦断正面図
である。

【図４】エンジンバルブの成形工程を示す正面図であ
る。

【図５】電気鍛縮装置の要部と、それによる中間体の成
形要項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)〜(5d)電気鍛縮装置（前工程の加工機） (6a)〜(6d)排出シュート (７)チェーンコンベヤ（搬送手段） (８)駆動モータ (９)加熱装置 (10)支柱 (11)耐熱性支持体 (11a)保持孔 (12)加熱器 (13)耐熱性円筒体 (14)誘導加熱コイル (15)覆筒 (16)流路 (17)給水パイプ (18)赤外線温度センサ (18a)プローブ (19)ワーク導入筒 (20)支持板 (21)ストッパ装置 (22)進退式アクチュエータ (22a)ピストンロッド (23)ストッパ片 (24)プレス装置（後工程の加工機） (25)ダイ (26)ロボット（供給手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前工程の複数の加工機と後工程の加工機
とを、搬送手段により連係し、前工程の複数の加工機に
より成形された高温のワークを、搬送手段により前方に
搬送し、その前方に設けた供給手段により、前記後工程
の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、前記搬送手段を複数並設し、前記前工程の複数の加工機
より一定の時間差をもって排出されたワークを、順次に
交互に搬送しうるようにするとともに、各搬送手段の前
端と供給手段との間に、前記各搬送手段により搬送され
てきたワークを受け入れて所定の温度に加熱し、前記供
給手段に受け渡しする加熱装置を設けたことを特徴とす
る２工程連続加工装置。
【請求項２】加熱装置が、各搬送手段より搬送されて
きたワークを、個々に加熱する複数の加熱手段を備える
ものとした請求項１記載の２工程連続加工装置。
【請求項３】加熱装置に、受け入れたワークの加熱温
度を検知する測温手段を設け、ワークの温度が所定の温
度に達したとき、供給手段が作動して、ワークを後工程
の加工機に供給するようにした請求項１または２記載の
２工程連続加工装置。