JP2018094609A - 金型予熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス装置で用いられている金型に、製品製造が始まる前に予熱を与える金型予熱装置であって、コンパクトでハンドリングが容易な構成であり、かつ汎用性の高いものを提供することを目的とする。
【解決手段】金型が動作させられる方向と垂直な方向に出し入れ可能であり、金型を予熱するヒータと、該ヒータを保持する枠体と、該枠体に設けられ、金型とヒータとの距離をあらかじめ定められた距離に保持する支持脚と、を含んで構成されており、該支持脚が、金型の、ワークに対する接触面を挟むように設けられている金型予熱装置である。この構成により、支持脚により金型とヒータとの距離を決定できるので、金型予熱装置の構成をコンパクトにできる、ハンドリングが容易になる。また、様々な形態の金型に対応することができ、金型予熱装置の汎用性を高くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型予熱装置に関する。さらに詳しくは、プレス装置で用いられている金型に、製品（ワーク）の製造が始まる前に予熱を与える金型予熱装置に関する。

対となる金型の間に材料を位置させ、プレス機構によりワークを成形する熱間鍛造プレス機械では、プレス加工を始める前に、金型の温度を所定の温度に加熱する。これは、ヒートチェックなどにより金型寿命が短くなることを防止するためである。金型を均質に温度上昇させるための金型予熱装置が特許文献１、２において提案されている。特許文献１では、プレス装置に挿入する前の金型を加熱する金型予熱装置が開示されており、この金型予熱装置では、ヒータ部分がパネル型の熱源となっている。また、特許文献２では、金型予熱装置に該当する装置のヒータ部分がハロゲンランプによって構成され、このハロゲンランプ、およびこのハロゲンランプの昇降装置が、支柱やリンクで構成されている専用装置によって金型の間に供給される。

しかるに、特許文献１に開示されている金型予熱装置は、金型搬送台車に予熱装置を備えたものであり、金型をスライドさせる機構を有する必要があるなど、金型予熱装置を所定のプレス装置専用に設計する必要があり、金型予熱装置自体に汎用性がない。また金型予熱装置全体が大型化し、金型予熱装置の製作コストが増大するという問題がある。
また、特許文献２に開示されている装置についても、支柱などをプレス装置専用に設ける必要があり、装置が大型化し、装置の製作コストが増大するという問題がある。

特開２００５−３０５４７４号公報 特開平１１−２６７７８７号公報

本発明は上記事情に鑑み、コンパクトでハンドリングが容易な構成であり、かつ汎用性の高い金型予熱装置を提供することを目的とする。

第１発明の金型予熱装置は、プレス装置の金型を予熱する金型予熱装置であって、該金型予熱装置は、前記金型が動作させられる方向と垂直な方向に出し入れ可能であり、前記金型を予熱するヒータと、該ヒータを保持する枠体と、該枠体に設けられ、前記金型と前記ヒータとの距離をあらかじめ定められた距離に保持する支持脚と、を含んで構成されており、該支持脚が、前記金型の、ワークに対する接触面を挟むように設けられていることを特徴とする。
第２発明の金型予熱装置は、第１発明において、前記支持脚の下面は、前記金型予熱装置の出し入れ方向の長さが、該出し入れ方向に垂直な方向の長さよりも長い平面であることを特徴とする。
第３発明の金型予熱装置は、第２発明において、前記支持脚の前記平面は、前記金型予熱装置の出し入れ方向には、１つの部材のみから構成されていることを特徴とする。
第４発明の金型予熱装置は、第２発明または第３発明において、前記支持脚は、前記平面を有するスライド部と、前記ヒータと前記金型との距離を調整可能な距離調整部と、を含んで構成されていることを特徴とする。
第５発明の金型予熱装置は、第１発明から第４発明のいずれかにおいて、前記金型予熱装置には、前記ヒータにエネルギを供給するエネルギ供給口と、前記金型予熱装置を保持するための保持用取手と、前記金型予熱装置を出し入れするための操作用取手と、が設けられ、該操作用取手は、前記エネルギ供給口が設けられている前記枠体に設けられており、前記操作用取手の把持部が、前記保持用取手の把持部よりも、前記ヒータから遠い位置に設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、金型予熱装置が、金型とヒータとの距離をあらかじめ定められた距離に保持する支持脚を含んで構成され、この支持脚が金型とワークとの接触面を挟むように設けられていることにより、支持脚により金型とヒータとの距離を保持できるので、別途距離を保持するための機構を設ける必要がなく、金型予熱装置自体の構成をコンパクトにできる。コンパクトにできることから金型予熱装置の重量を軽量化できるので、ハンドリングが容易になる。また、支持脚はシンプルな構成であるので、様々な形態の金型に対応することができ、金型予熱装置の汎用性を高くすることができる。
第２発明によれば、支持脚の下面は、金型予熱装置の出し入れ方向が、出し入れ方向に垂直な方向よりも長い平面であることにより、出し入れ方向に対して接触面を長くできるので、出し入れをスムーズに行うことができる。
第３発明によれば、支持脚の下面の平面が、金型予熱装置の出し入れ方向には、１つの部材のみから構成されていることにより、出し入れ時に平面の端部で引掛るようなことがなく、よりスムーズに金型予熱装置を出し入れすることができる。
第４発明によれば、支持脚は、スライド部と、ヒータと金型との距離を調整可能な距離調整部と、を含んで構成されていることにより、経年劣化により下面が削れた場合や、支持脚が接する部分の高さが異なっている場合でも、距離調整を行って、金型とヒータとの距離をあらかじめ定められた距離とすることができ、金型予熱装置の汎用性を高くできるとともに、使用寿命を長くすることができる。
第５発明によれば、金型予熱装置には、保持用の取手の他に、金型予熱装置を出し入れするための操作用取手が、エネルギ供給口が設けられている枠体に設けられており、操作用取手の把持部が、保持用取手の把持部よりも、ヒータから遠い位置に設けられていることにより、金型予熱装置を作業者が出し入れする場合、その出し入れ作業が容易になる。

本発明の実施形態に係る金型予熱装置の右側面図である。 図１の金型予熱装置の平面図である。 図１の金型予熱装置の正面図で、図１のIII矢視拡大図である。 図１の金型予熱装置を用いることが可能なプレス装置の正面図である。 図１の金型予熱装置の設置方法の説明図（第１ステップ）である。 図１の金型予熱装置の設置方法の説明図（第２ステップ）である。 図１の金型予熱装置の設置方法の説明図（第３ステップ）である。 図１の金型予熱装置の設置方法の説明図（第４ステップ）である。

まずプレス装置を構成するプレス装置本体４０について図４により説明したあと、金型予熱装置１０（図１等）について説明する。プレス装置は、熱間鍛造プレス等が該当し、プレス機構により金型でワークを製造するプレス装置本体４０（図４）と、このプレス装置本体４０へ圧油を供給する油圧源や、事前にプレス装置で用いられる金型を準備する金型準備装置６０（図５等）等を含んで構成されている。金型準備装置６０は、事前に次の成形に使用する金型を準備する装置であり、プレス装置本体４０の稼働率を向上させるため設けられている。金型準備装置６０が設けられている場合、プレス装置本体４０で使用されていた金型は、その使用が終わると、すぐさま金型準備装置６０にある金型と交換される。金型予熱装置１０は、プレス装置本体４０において、すでに設置された金型に予熱を与える場合に用いられたり、金型準備装置６０において交換後使用される金型に予熱を与える場合に用いられたりする。なお、以下の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図４には、プレス装置を構成するプレス装置本体４０の正面図を示す。図４に示すように、プレス装置本体４０は、プレスフレーム４２と、プレスフレーム４２の下方に配置されたベッド４４と、プレスフレーム４２の上方に配置されたクラウン４６と、を備える。ベッド４４とクラウン４６とは、プレスフレーム４２を挟んで、鉛直方向に延びる４本のタイロッド４８により結合されている。

クラウン４６には、スライド５０を昇降させるための駆動装置が取り付けられている。また、スライド５０は、ベッド４４に対向して配置されている。スライド５０は、プレスフレーム４２に備えられたガイド部材により案内されて、上下方向に昇降動作可能に設けられている。プレス装置本体４０のベッド４４は、コンクリート製、または、鋼製構造等のベース上に固定されている。

上金型５４は上ダイホルダ６２を介してスライド５０に対し固定されており、下金型５６は、下ダイホルダ６４を介してベッド４４に対して固定されている。そしてスライド５０が下方向に動作することで、上金型５４と下金型５６で素材が教示されてワークが製造される。本発明の実施形態に係る金型予熱装置１０の使用例の１つとしては、金型準備装置６０にある金型を予熱する場合以外に、図４にあるようにすでにプレス装置本体４０に取付けられている、上金型５４および下金型５６を加熱することに用いられる。

図１には本発明の実施形態に係る金型予熱装置１０の右側面図を、図２には金型予熱装置１０の平面図を、図３には金型予熱装置１０の正面図を示す。なお、本明細書では特に断りのない限り、図１から図３に記載した上下前後左右の座標により、方向を定義する。

金型予熱装置１０は、金型を予熱するヒータ１２と、このヒータ１２を保持する枠体１４と、枠体１４のうち左右端部の枠体１４に設けられている支持脚２０とを含んで概略構成されている。ヒータ１２は、電気エネルギにより発熱する遠赤外線ヒータであり、本実施形態では、左右に３列、前後に３列の９つのヒータ１２が、平板形状を構成している。

ガスを用いたヒータと比較すると、本実施形態のヒータ１２は、加熱を均質に行うことができるとともに、ガス漏れの危険性がなく、安全性が向上する。また遠赤外線ヒータであることにより、金型のより深い部分を加熱することが可能である。

枠体１４は、ヒータ１２を保持するために、金型予熱装置１０の前後左右に設けられている。それぞれの枠体１４は、ステンレス鋼板を折り曲げて、略Ｃ形状を構成している。後側に位置する枠体１４の後側面には、後方に向けて突出するように、コネクタ３０が４本設けられている。このコネクタ３０は、ヒータ１２へのエネルギ供給口であり、本実施形態では赤外線ヒータのエネルギである電気が供給される。

左右の枠体１４の下面には、支持脚２０がそれぞれ設けられている。すなわち本実施形態では、支持脚２０は２つ設けられている。支持脚２０は、金型とヒータ１２との距離を、あらかじめ定められた距離に保持する機能を有する。すなわち、左右の支持脚２０の間に、加熱される金型（下金型）の、ワークに対する接触面（キャビティ面）が配置され、支持脚２０の上下方向の長さを変更することによりこの下金型の接触面とヒータ１２との距離が調整される。また、下金型５６に対応する上金型５４は、ヒータ１２の上側に配置される。支持脚２０の上下方向の長さを変更することにより、上金型とヒータ１２との距離も同じように調整される。なお、金型については、全体が左右の支持脚２０の間に配置される場合と、その一部のみが支持脚２０の間に配置される場合がある。一部のみが支持脚２０の間に配置される場合とは、金型が左右に大きく、１つの金型予熱装置１０では予熱できない場合が該当する。

金型予熱装置１０が、金型とヒータ１２との距離をあらかじめ定められた距離に保持する支持脚２０を含んで構成され、この支持脚２０が金型とワークとの接触面を挟むように設けられていることにより、別途距離を保持するための機構を設ける必要がなく、支持脚２０により金型とヒータ１２との距離を保持できるので、金型予熱装置１０の構成をコンパクトにできる。コンパクトにできることから金型予熱装置１０の重量を軽量化できるので、ハンドリングが容易になる。また、ヒータ１２を保持する、従来までの保持機構と異なり、支持脚２０はシンプルな構成であるので、様々な形態の金型に対応することができ、金型予熱装置１０の汎用性を高くすることができる。

支持脚２０は、もっとも下側に位置するスライド部２２と、このスライド部２２と枠体１４との間に位置する距離調整部２４とを含んで構成されている。スライド部２２を構成するスライド部本体２２ａは、１枚の鋼板（実施例では、厚さ約３ｍｍの１枚の鋼板）から、抜き孔２２ｃが穴あけ加工され、図３で表されているようにＬ字形状に折曲げ加工をして製作される。スライド部本体２２ａが、このように製作されているので、スライド部本体２２ａの下面２２ｂは、左右方向よりも前後方向に長い平面に形成されている。また、図１に示すように、スライド部本体２２ａの前後下側端部には、丸形の面取り部２２ｄが設けられている。なお、詳しくは金型予熱装置１０の設置方法で述べるが、金型予熱装置１０は、前後方向が、この金型予熱装置１０を出し入れする方向であり、この前後方向と垂直な上下方向は、上下の金型のいずれか、または両方が動作する方向と一致している。

支持脚２０の下面は、金型予熱装置１０の出し入れ方向が、出し入れ方向に垂直な方向よりも長い平面であることにより、出し入れ方向に対して接触面を長くできるので、出し入れをスムーズに行うことができる。

支持脚２０の下面の平面が、金型予熱装置１０の出し入れ方向には、１つの部材のみから構成されていることにより、出し入れ時にスライドする面に対し平面の端部で引掛るようなことがなく、よりスムーズに金型予熱装置１０を出し入れすることができる。

距離調整部２４は、全ねじが施されている調整用ボルト２４ａと、この調整用ボルト２４ａに螺合する調整用ナット２４ｂにより構成されている。調整用ボルト２４ａと枠体１４とは、調整用ボルト２４ａの上部で、枠体１４が２つの調整用ナット２４ｂにより挟み込まれることにより固定されている。また調整用ボルト２４ａとスライド部本体２２ａとは、調整用ボルト２４ａの下部で、スライド部本体２２ａが２つの調整用ナット２４ｂにより挟み込まれることにより固定されている。ヒータ１２と金型との距離を調整する時は、調整用ナット２４ｂを緩め、調整用ボルト２４ａと枠体１４との位置関係、または調整用ボルト２４ａとスライド部本体２２ａとの位置関係を変更して調整が行われる。

支持脚２０は、スライド部２２と、ヒータ１２と金型との距離を調整可能な距離調整部２４と、を含んで構成されていることにより、経年劣化により下面が削れた場合や、支持脚２０が接する部分の高さが異なっている場合でも、距離調整を行って、金型とヒータ１２との距離をあらかじめ定められた距離とすることができ、金型予熱装置１０の汎用性を高くできるとともに、使用寿命を長くすることができる。

また、枠体１４には、４本の保持用取手１６と、１本の操作用取手１８とが設けられている。保持用取手１６は、前側の枠体１４の、前側面と上側面にそれぞれ設けられるとともに、後側の枠体１４の、後側面と上側面にそれぞれ設けられている。また、操作用取手は、コネクタ３０が設けられている側である後側の枠体１４の後側面に設けられている。

保持用取手１６は、もっぱら金型予熱装置１０を作業者７０（図５参照）が保持するために設けられているものであり、この作業者７０が把持する第１把持部１６ａは、比較的金型予熱装置１０を構成するヒータ１２に近いところに設けられている。これに対して、操作用取手１８は、作業者７０が、金型予熱装置１０を前後に滑らせる際に使用する取手であり、金型予熱装置１０に対して作業者７０が位置する側、すなわち後側の枠体１４に設けられている。そして、操作用取手１８の第２把持部１８ａは、保持用取手１６の第１把持部１６ａよりも、ヒータ１２から遠い位置に設けられている。

図５から図８には、本実施形態に係る金型予熱装置１０の設置方法の説明図を示す。図５から図８の順に、第１ステップから第４ステップまでを記載している。なお、これらの図は、金型予熱装置１０を、プレス装置本体４０に近接して設置されている金型準備装置６０に対して設置する場合を示している。また、これらの図は、金型予熱装置１０の姿勢を主に説明するものであり、作業者７０の細かい動作については、図では表されていない。なお、本実施形態の下金型５６は、下ダイホルダ６４の上部側である金型支持部６４ａに載置され、ボルト５８で固定されている。そして、金型予熱装置１０は、金型支持部６４ａに載置される。ただ、金型の構造によっては、金型予熱装置１０が下金型５６に載置される場合もある。

図５に示すように、第１ステップで、作業者７０は、自身の手で金型予熱装置１０を保持し、金型準備装置６０の前に立って、金型予熱装置１０を金型準備装置６０に挿入する準備をする。このとき、作業者７０は、保持用取手１６を把持して、金型予熱装置１０を保持している。なお、金型予熱装置１０は、前側から金型準備装置６０に挿入されるので、金型予熱装置１０の前後方向は、金型予熱装置１０の出し入れ方向と一致している。このとき、下ダイホルダ側の一部に金型予熱装置１０を仮置きした状態となる。

図６に示すように、第２ステップで、作業者７０は、保持用取手１６から操作用取手１８に持ち替えて、金型予熱装置１０の後部を持ち上げている。金型予熱装置１０の支持脚２０の前側先端の下面を、下金型５６の、ワークに対する接触面を挟むように、そして、下ダイホルダ６４の上部側である金型支持部６４ａの上面に接触させるように押し込む。

図７に示すように、第３ステップで、作業者７０は、金型予熱装置１０の支持脚２０の前側先端の下面を、下ダイホルダ６４の上部側である金型支持部６４ａの上面に接触させる。この段階で、金型予熱装置１０の重量の半分は、下ダイホルダ６４が受け持つので、作業者７０は、保持用取手１６を持つ必要はなく、主に操作用取手１８により、金型予熱装置１０の後部を持ち上げている。

図８に示すように、第４ステップで、作業者７０は、金型予熱装置１０の支持脚２０の前側先端をできるだけ奥側に押し込む。そしてこの位置で、操作用取手１８により、支持脚２０の下面が水平になり、下ダイホルダ６４に可能な限り大きな面積で接触するようにする。そして、金型予熱装置１０の操作用取手１８により、金型予熱装置１０を、金型を加熱する最終位置へ移動させる。

なお、本実施形態では、支持脚２０のスライド部２２の下面２２ｂは、鋼板の端面になるため、略長方形であり、金型予熱装置１０の出し入れ方向の長さが、該出し入れ方向に垂直な方向の長さよりも長い平面となっているが、下面２２ｂの形状はこれに限定されるものではない。すなわち、台形になっていたり、楕円形になっていたりする場合であっても問題ない。ただし、その場合は、下面２２ｂの出し入れ方向の長さのもっとも長い部分が、出し入れ方向に垂直な方向の長さの最も長い部分よりも長くなっている必要がある。

本実施形態では、保持用取手１６に加えて、操作用取手１８が１つ設けられているが、個数はこれに限定されるものではない。すなわち、後側の枠体１４に保持用取手１６が設けられていない場合もある。しかし、操作用取手１８については、必ずエネルギ供給口（本実施形態ではコネクタ３０）が設けられている枠体１４に設けられている必要がある。そして、この操作用取手１８の第２把持部１８ａは、保持用取手１６の第１把持部１６ａよりもヒータ１２から遠い位置に設けられている。保持用取手１６が複数ある場合は、全ての保持用取手１６の第１把持部１６ａよりも遠い必要がある。また、それぞれの把持部からヒータ１２までの距離は、把持部のいずれかの点と、ヒータ１２のいずれかの点を結んだ線分の長さのうち最も短いものを言う。

本実施形態では、ヒータ１２には遠赤外線ヒータを用いたがこれに特に限定されない。例えば、ハロゲンランプなど電気をエネルギとするものや、平面状に構成された噴出口を有するガスヒータなども該当する。

本実施形態では、金型予熱装置１０は、作業者７０が手で挿入する場合について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、ロボットなどにより挿入されるものも含まれる。

１０ 金型予熱装置
１２ ヒータ
１４ 枠体
１６ 保持用取手
１８ 操作用取手
２０ 支持脚
２２ スライド部
２２ｂ 下面
２４ 距離調整部

Claims (5)

1. プレス装置の金型を予熱する金型予熱装置であって、
   該金型予熱装置は、前記金型が動作させられる方向と垂直な方向に出し入れ可能であり、
   前記金型を予熱するヒータと、
   該ヒータを保持する枠体と、
   該枠体に設けられ、前記金型と前記ヒータとの距離をあらかじめ定められた距離に保持する支持脚と、を含んで構成されており、
   該支持脚が、前記金型の、ワークに対する接触面を挟むように設けられている、
   ことを特徴とする金型予熱装置。
2. 前記支持脚の下面は、
   前記金型予熱装置の出し入れ方向の長さが、該出し入れ方向に垂直な方向の長さよりも長い平面である、
   ことを特徴とする請求項１記載の金型予熱装置。
3. 前記支持脚の前記平面は、
   前記金型予熱装置の出し入れ方向には、１つの部材のみから構成されている、
   ことを特徴とする請求項２記載の金型予熱装置。
4. 前記支持脚は、
   前記平面を有するスライド部と、前記ヒータと前記金型との距離を調整可能な距離調整部と、を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項２または３記載の金型予熱装置。
5. 前記金型予熱装置には、
   前記ヒータにエネルギを供給するエネルギ供給口と、
   前記金型予熱装置を保持するための保持用取手と、
   前記金型予熱装置を出し入れするための操作用取手と、が設けられ、
   該操作用取手は、前記エネルギ供給口が設けられている前記枠体に設けられており、
   前記操作用取手の把持部が、前記保持用取手の把持部よりも、前記ヒータから遠い位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の金型予熱装置。

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