JP3081063B2 - 半溶融金属加工機の搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は素材金属を半溶融状態
に加熱した後、パンチとダイスを使って金型内へ流動さ
せ充填させる、いわゆる、半溶融金属加工機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】半溶融金属加工機は素材たるビレットを
常温から加熱し、半溶融状態にしてからダイスへ搬送
し、ダイス内へ挿入された素材をパンチにより押圧して
金型内へ流動させて充填し成形する方法である。この方
法は素材金属を溶解することなく製品が得られるので、
比較的簡易な設備により高品質の鍛造製品を得ることが
できる長所を有する。

【０００３】ところで、この種の半溶融金属加工機はパ
ンチやダイス、あるいは金型がビレットを加熱するため
の加熱手段によって熱せられるのを回避するため、それ
らの間を大きく隔てゝ配置してある。ところが、半溶融
金属加工は、半溶融状態に熱した素材をパンチによって
加圧し、金型内に形成したキャビティへ流動させるもの
であるから、この移送する過程で素材の温度が低下する
と、その流動性が低下し成形不良を生じ易くなる。

【０００４】そこで、従来は加熱された素材が工程間を
移動する間にその温度低下が最少に保たれるよう搬送に
使用されるバケットやマジックハンドなどの素材の支持
具を別途に容易したヒーターによって予熱し、また、素
材を加熱するヒーターからダイスへの搬送を可及的に短
時間で行うよう加工機のレイアウトや構成部品の選択が
研究されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うに別個のヒーターによって保温する方法は、装置が複
雑になるばかりか、前記支持具の待機する位置がビレッ
トから離れてしまい、支持具の移動に際して冷えやすか
ったり、移動時間がかかり過ぎたりする不具合があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明はそのような不
具合を解消すべく、支持具が素材の適温に加熱されるの
を待機している間、これを保温しておくための加熱手段
として前記支持具をビレットの加熱位置に接近させると
共に、加熱手段を可及的に簡単にすることを目的とする
もので、誘導加熱コイルにより半溶融状態に加熱された
素材のビレットをダイスへ移送する移送手段と、その移
送手段をなすビレットの支持具を加熱する保温手段とを
備えた半溶融金属加工機の搬送装置において、前記支持
具を導磁性の材料で構成すると共に、その支持具が先の
搬送を終えた後に次のビレットの加熱が終了するまで誘
導加熱コイルから漏洩する磁束により加熱され得る領域
に待機させてた点に特徴がある。

【０００７】

【作用】支持具４ｄたるバケットが半溶融状態に加熱さ
れたビレットＢを一旦ダイスへ搬送した後、次のビレッ
トが高周波による誘導加熱コイル２ｃの中で半溶融状態
に加熱されるまでの間、その誘導加熱コイルの側方で待
機する。このときビレットＢを加熱するための誘導加熱
コイルから漏洩する磁束が金属など導磁性の材料で作ら
れている支持具をジュール熱によって加熱し、高温状態
が維持される。

【０００８】

【実施例】以下、図示の実施例によってこの発明を説明
する。図中、１は半溶融金属鍛造機であり、素材加熱用
の加熱コンベア２、アルミニウム合金製の素材を塑性変
形させて成形する成形機３、および加熱された素材を加
熱コンベア２から成形機３へ移送する搬送ロボット４と
を備えている。

【０００９】加熱コンベア２はチェーンで連結されたス
テンレス製の多数の搬送パレット２ａを備えている。搬
送パレット２ａ上にはビレットＢを支持するための支持
台２ｂの多数が設けられており、図示してない電動機に
より間欠的に移送されるようになっている。２ｃは加熱
コンベア２の上部に設置され高周波電力によって励磁さ
れる誘導加熱コイルであり、支持台２ｂ上へ昇降可能に
支持されている。

【００１０】成形機３は加熱したビレットＢを受けるダ
イス３ａと、ダイスに挿入したビレットＢを押圧するパ
ンチ３ｂ、および、素材が流動して行く先の金型３ｃと
を備えたフレームＦを有する。ダイス３ａは前記パンチ
３ｂと協働する円形のダイス孔３ｄと、そのダイス孔３
ｄの底部中央に開口させたライナ３ｅとを有する。ライ
ナ３ｅは半溶融状態の素材金属がパンチ３ｂで押圧され
て流動するための流路をなすものであり、ダイス孔３ｄ
から下方へ伸びる垂直部とその底部付近から分岐して側
方へ伸びる複数の水平部とからなり、その水平部はゲー
ト３ｆを経て後述するキャビティ３ｈ内へ連通してい
る。なお、金型３ｃはフレームＦに支持された左右２本
のバーガイドに支持されて左右に分割される、いわゆる
割り型である。

【００１１】よって、この実施例によれば、ビレットＢ
を加熱コンベア２によって間欠的に移送する間、複数の
誘導加熱コイル２ｃによって加熱される。すなわち、加
熱コンベア２に設けた支持台２ｂは予め設定した時間毎
に前記パンチ３ｂの昇降に関連して間欠的に移動したり
停止したりする。そして、搬送パレット２ａが停止する
都度、コイル２ｃが下降してビレットＢの外周から誘導
加熱を行い、搬送パレット２ａが移動するときには加熱
を中断して上方へ退避する。こうして最終工程に達する
までにビレットＢはその材料の固相線を越え、液相と固
相とが混在した半溶融状態になる温度まで加熱される。

【００１２】搬送ロボット４は加熱コンベア２の最終工
程付近に設置され、加熱されたビレットＢを搬送パレッ
ト２ａ上から成形機３へ移送する。すなわち、搬送ロボ
ット４は鉛直な軸の廻りを回動する支軸４ａと、そこか
ら放射方向へ伸びる細長い支持腕４ｂ、およびそれに支
持された伸縮腕４ｃとからなっている。伸縮腕４ｃはそ
れ自体回動と伸縮が可能に構成されており、その先端に
ビレットＢをすくい上げる支持具４ｄを備えている。こ
の実施例において、支持具４ｄは図３で示すように、ス
テンレス板など耐熱製の金属で作られた薄いすくい板４
ｅと、そこに立設された支え部材４ｆとで構成されるバ
ケットをなしている。なお、この実施例では支え部材４
ｆをすくい板４ｅと同じくステンレス板で半円状の側壁
として形成されているが、これに限るものではなく、例
えば、数本の棒状の部材を立設したものでもよい。ま
た、支持具４ｄは実施例で示すようなバケットに限ら
ず、極端な場合、ビレットＢを把持する握り手段を備え
たマジックハンドをも含む概念である。

【００１３】よって、搬送ロボット４は先ず伸縮腕４ｃ
を長く伸ばし、支持具４ｄを図２中の（１）の位置にお
いて、ビレットＢの加熱が終了しコイル２ｃが上方へ退
避するまで待機させ、併せて誘導加熱コイル２ｃの漏洩
磁束によって保温しておく。ビレットＢが半溶融状態に
加熱され、コイル２ｃが上方へ退避すると、支持腕４ｂ
が回動して先端に設けた支持具４ｄの薄いすくい板４ｅ
を搬送パレット２ａの支持台２ｂと加熱した素材との間
へ素早く押し込んですくい上げ、支軸４ａを回動させて
支持具４ｄを（２）の位置にある成形機３上へ移動させ
る。支持具４ｄがビレットＢをすくってダイス孔３ｄの
上方に至ると、図３で示すように、支持腕４ｂが回動し
て支持具４ｄを反転させ、その結果、ビレットＢはすく
い板４ｅ上に立設した支え部材４ｆの上を滑ってダイス
孔３ｄへ落下する。

【００１４】ビレットＢは加熱コンベア２によって半溶
融状態に加熱されつゝ工程端に至るが、この間、材料の
表面には厚く酸化皮膜が付着し、併せて上部が自重で次
第に下方へ流動して上部が細くなり下部が太くなる傾向
に変形している。そこで、ビレットＢの外形がダイス孔
３ｄよりやゝ小径に作られているとはいえ、ダイス孔３
ｄに挿入しにくゝなる。この実施例のように変形により
細くなった側をダイス孔３ｄに向けて挿入すれば、先端
が細いため挿入がかえって容易になり、前記した不具合
がなくなる。

【００１５】他方、搬送ロボット４がビレットＢをダイ
ス孔３ｄへ搬送している間に、加熱コンベア２上では、
搬送パレット２ａの一個分が送られ、誘導加熱コイル２
ｃによる加熱が行われている。そこで一旦移送を終えた
支持具４ｄが再び当初の待機位置へ復帰せんとすれば誘
導加熱コイル２ｃと衝突するので、伸縮腕４ｃを収縮さ
せ、その上、支持腕４ｂを回動して支持具４ｄを正位置
に復帰させながら支軸４ａを回動させて、当初の角度位
置まで戻したところで伸縮腕４ｃを再び伸長させて誘導
加熱コイル２ｃに接近させ加熱しつゝビレットＢが所定
の高温に達するのを待機する。

【００１６】図６は誘導加熱コイル２ｃによる漏洩磁束
の分布図であり、この図から支持具４ｄが待機すべき位
置は誘導加熱コイル２ｃの半径の２〜３倍の距離以内に
あることが好ましいことが分かる。なお、この保温位置
はビレットＢの近傍にあり、ビレットＢが適温に加熱し
たとき直ちにビレットＢへ接近することができて支持具
が冷えることがないばかりか、ビレットＢが冷えるのを
最少にできる。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば以上のように、素材た
るビレットＢを加熱コンベア２からダイス３へ移送する
搬送ロボット４の支持具４ｄを、ビレットＢの加熱時間
中、冷却しないように素材を加熱するのに、誘導加熱コ
イル２ｃからの漏洩磁束を利用して行うものであるか
ら、支持具４ｄを予熱するための特別な装置を要せず装
置の構造を簡単にできる他、素材に接近した位置で待機
できるので加熱終了後の移動が迅速に行い得てビレット
Ｂや支持具４ｄ自体の温度低下を有効に防止でき、生産
性を向上させ得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】半溶融金属加工機の正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】搬送ロボット４の側面図である。

【図５】搬送ロボット４の平面図である。

【図６】誘導コイル２ｃの漏洩磁束の分布を示す特性図
である。

【符号の説明】

２ｃ・・誘導加熱コイル ３・・・ダイス ４・・・搬送ロボット ４ｄ・・支持具（バケット） Ｂ・・・ビレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 35/06,45/00 B22D 17/30,18/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導加熱コイルにより半溶融状態に加熱
   された素材のビレットをダイスへ移送する移送手段と、
   その移送手段をなすビレットの支持具を加熱する保温手
   段とを備えた半溶融金属加工機の搬送装置において、前
   記支持具を導磁性の材料で構成すると共に、その支持具
   が先の搬送を終えた後に次のビレットの加熱が終了する
   まで誘導加熱コイルから漏洩する磁束により加熱され得
   る領域に待機させてたことを特徴とする半溶融金属加工
   機の搬送装置。