JP3195796U

JP3195796U - 熱間フォーマー

Info

Publication number: JP3195796U
Application number: JP2014006280U
Authority: JP
Inventors: 谷口　正弘; 正弘谷口; 稔榎本; 藤本　明彦; 明彦藤本
Original assignee: 株式会社阪村ホットアート
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2024-11-07

Abstract

【課題】インダクションヒーターコイルを機台の切断位置に極力近くに設けて、加熱後のバー材の温度低下を防ぐことができ、それでいてバー材の送り機能を低下させることのない熱間フォーマーを提供する。【解決手段】熱間フォーマー１において、インダクションヒーターコイル７を供給方向に対して２つに分割すると共に、一方の分割インダクションヒーターコイル７ａを機台２の直後方位置で切断ナイフ９による切断位置近くに配置し、この分割インダクションヒーターコイル７ａと他方の分割インダクションヒーターコイル７ｂ間にサーボモータ８１による素材供給ロール機構８を設置する。【選択図】図１

Description

本考案は、所定温度に加熱された長尺のバー材を圧造ステーション側に所定長さ間歇的に供給して切断ナイフで切断し、その切断ブランクを所定形状の成形品に成形する熱間フォーマーに関するものである。

従来、たとえばボルトやナット或いはその他の各種のパーツ類を成形する熱間フォーマーは、相対向するダイとパンチとを備えた複数の圧造ステーションで所定寸法の切断ブランクを粗から精に圧造成形するものであるが、その構造としては、図２に示すように長尺のバー材Ｂを加熱するインダクションヒーターコイル７ａ，７ｂと、機台２の直後方に設置されかつ上記ヒータ７ａ，７ｂで加熱されたバー材Ｂを圧造ステーション側に所定長さ間歇的に供給する素材供給ロール機構８と、供給されたバー材Ｂを切断する切断ナイフ９とを備えている。

そして、インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂでバー材Ｂを所定温度に加熱した後、機台２の直後方に設けられた素材供給ロール機構８により圧造ステーション側に加熱バー材Ｂを所定長さ供給すると共に、その供給されたバー材Ｂを切断ナイフ９により定寸に切断し、その切断ブランクを相対向するダイ４…４とパンチ６…６により順次圧造成形して所定形状の成形品を形成するようになされている。

ところが、上記した従来の熱間フォーマー１Ａによれば、素材供給ロール機構８が、インダクションヒーターコイル７よりもバー材Ｂの供給方向前方側で機台２の直後方に設けられた構造であるため、インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂで所定温度に加熱された位置からバー材Ｂの切断ナイフ９による切断位置までの距離ａが素材供給ロール機構８の長さ分だけ長くなっている。このため、バー材Ｂの切断時においてバー材Ｂに温度低下が生じていた。その結果、このバー材Ｂにおける温度低下により鍛造性を低下させ、金型の寿命を低下させる大きな要因となっていた。

そこで本考案は、インダクションヒーターコイルを機台の切断位置に極力近くに設けて、加熱後のバー材の温度低下を防ぐことができ、それでいてバー材の送り機能を低下させることのない熱間フォーマーの提供を課題とする。

上記した問題を解決するため、本願の請求項１記載の考案は、長尺のバー材を加熱するインダクションヒーターコイルと、加熱されたバー材を圧造ステーション側に所定長さ間歇的に供給する素材供給ロール機構と、供給されたバー材を切断する切断ナイフとを備え、素材供給ロール機構により圧造ステーション側に供給された加熱バー材を切断ナイフにより所定長さに切断し、その切断ブランクを所定形状の成形品に成形する熱間フォーマーにおいて、インダクションヒーターコイルが供給方向に対して２つに分割されていると共に、これら分割インダクションヒーターコイルのうち、一方の分割インダクションヒーターコイルは機台の直後方位置で切断ナイフによる切断位置近くに配置され、他方の分割インダクションヒーターコイルは一方の分割インダクションヒーターコイルに対し所定間隔をおいてバー材供給方向に連続的に配設されており、かつ、これら分割インダクションヒーターコイル間にサーボモータにより駆動される素材供給ロール機構が設置されていることを特徴とする。

また、本願の請求項２記載の考案は、請求項１記載の構成に加えて、他方の分割インダクションヒーターコイルのバー材供給方向後方側にサーボモータにより駆動される副素材供給ロール機構が設置されていることを特徴とする。

本願の請求項３記載の考案は、請求項２記載の構成に加えて、分割インダクションヒーターコイル間に設けられる素材供給ロール機構のサーボモータで駆動されるサーボ送りロール後方に、バー材後端面検知レーザーセンサーが設けられる一方、サーボ送りロールにてバー材を理論切断長よりも多めに設定した一回当りのバー材送り量だけ送り込む際に、バー材の先端がストッパーに当り滑ることによって発生するサーボモータのトルク曲線の変化により切断ナイフによるバー材の実切断長を求めると共に、上記レーザーセンサーからの検知信号を入力した時点の先行バー材の長さから毎回求めた実切断長を減算して、先行バーの端末の切断時における先行バー材の残り長さを求め、その先行バー材の残り長さに基づいて先行バーと後続バー材との継ぎ目を自動的に処理する制御手段を備えていることを特徴とする。

上記した熱間フォーマーによれば、一方の分割インダクションヒーターコイルが機台の直後方位置で切断ナイフによる切断位置近くに配置され、この分割インダクションヒーターコイルと他方の分割インダクションヒーターコイル間にサーボモータにより駆動される素材供給ロール機構が設置されているから、一方の分割インダクションヒーターコイルから機台の切断位置までの距離を従来のものに較べて極力短くでき、これにより両分割インダクションヒーターコイルによる加熱後のバー材の温度低下を積極的に防ぐことができる。その結果、従来のようにバー材の温度低下により鍛造性を低下させ、金型の寿命を低下させるといったことを防止できる。しかも、その際通常分割インダクションヒーターコイル間に設けられるスペースをそのまま有効利用して、サーボモータによる素材供給ロール機構が設置されることにより、上記したバー材の温度低下を防止できるばかりでなく、同時に素材供給ロール機構によるバー材Ｂの送り機能を充分に維持することができる。

また、請求項２記載の考案によれば、バー材供給方向後方側に位置する他方の分割インダクションヒーターコイルの後方に、さらにサーボモータによる副素材供給ロール機構が設置されているので、分割インダクションヒーターコイル間に設ける素材供給ロール機構の小型化が図れるので、分割インダクションヒーターコイル間の間隔をより一層小さく抑えて、分割インダクションヒーターコイルによる加熱後のバー材の温度低下をより効果的に防ぐことができるし、また、主、副二つの素材供給ロール機構を用いることによりバー材の送り機能の強化も容易に図ることができる。

さらに、請求項３記載の考案の構成によれば、サーボ送りロールによりバー材を理論切断長よりも多めに設定した一回当りのバー材送り量だけ送り込む際に、バー材の先端がストッパーに当り滑ることによって発生するサーボモータのトルク曲線の変化により毎回の切断ナイフによるバー材の実切断長を求めることができ、切断長のバラツキ等の管理が可能になる。しかも、分割インダクションヒーターコイル間に設けられるサーボ送りロール後方に、バー材後端面検知レーザーセンサーを設けているので、このレーザーセンサーからの検知信号を入力した時点の先行バー材の長さから先の毎回求めた実切断長を減算して、先行バーの端末の切断時における先行バー材の残り長さを求め、その先行バー材の残り長さに基づき、制御手段により先行バーと後続バー材との継ぎ目を自動的に処理することができ、自動端末処理の高精度化を図ることができる。

本考案に係る熱間フォーマーの概略平面図である。別の実施例の切断時の説明図である。同切断完了時の説明図である。同サーボ送りロールによる送り込み時の説明図である。同バー材がストッパーに当接した時点の説明図である。同サーボ送りロールの回転停止時の回転量を示す説明図である。同送りロールの回転量を示す拡大説明図である。従来の説明図である。

以下本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本考案に係る熱間フォーマーを示す。このフォーマー１は、図１に示すように機台２の所定位置にダイブロック３が設けられ、ダイブロック３に粗から精に至る複数個のダイ４…４が所定間隔で配置されていると共に、これらダイ４…４に向かって進退するラム５の前面に同数のパンチ６…６が上記ダイ４…４に対向して配置されている。これらのダイ４…４とパンチ６…６によって複数の圧造ステーションが構成され、かつ、ラム５によるパンチ６…６の進退動によってパンチ６…６とダイ４…４との間で切断ブランクを粗から精に順次段階的に圧造成形するようになされている。

また、ダイブロック３の一側部には、長尺のバー材Ｂを加熱するインダクションヒーターコイル７と、加熱されたバー材Ｂを圧造ステーション側に所定長さ間歇的に供給する素材供給ロール機構８と、供給された加熱バー材Ｂを定寸に切断する切断ナイフ９とを備えている。

そして、以上のように構成する熱間フォーマーにおいて、インダクションヒーターコイル７として、供給方向に対して２つに分割されるタイプのものを用いる。これら分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂのうち、一方の分割インダクションヒーターコイル７ａを機台２の直後方位置、つまり切断ナイフ９による切断位置に最も近くなる機台２の直後方位置に配設して、分割インダクションヒーターコイル７ａの前端位置から切断ナイフ９による切断位置までの距離Ａを、従来のインダクションヒーターコイル７から切断ナイフ９による切断位置までの距離ａに較べて極力短く設定する。また、他方の分割インダクションヒーターコイル７ｂを一方の分割インダクションヒーターコイル７ｂに対し所定間隔をおいてバー材供給方向に連続的に配設する。そして、これら分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂ間にサーボモータにより駆動される素材供給ロール機構８を設置する。つまり、通常分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂ間に設けられるスペースをそのまま有効利用して、サーボモータによる素材供給ロール機構８を設置する。素材供給ロール機構８は、サーボモータ８１と、サーボモータ８１によりサーボ制御駆動される上下１対のサーボ送りロール８２，８２と、バー材Ｂの送り量を制御するための制御機構１０を備える。

また、図に示す実施例では、バー材供給方向後方側に位置する分割インダクションヒーターコイル７ｂの直後方に、素材供給ロール機構８と同様の構造からなるサーボモータによる副素材供給ロール機構８ａが設置されている。なお、この副素材供給ロール機構８ａの構造については素材供給ロール機構８と基本的に同様であるので、その具体的構造や作用についての詳しい説明については省略する。

以上のように構成する熱間フォーマーの作用について説明する。

上記した熱間フォーマーによれば、一方の分割インダクションヒーターコイル７ａが機台２の直後方位置で切断ナイフ９による切断位置近くに配置され、この分割インダクションヒーターコイル７ａと他方の分割インダクションヒーターコイル７ｂ間にサーボモータによる素材供給ロール機構８が設置されているから、一方の分割インダクションヒーターコイル７ａの前端位置から機台２の切断位置までの距離Ａを従来のものに較べて極力短くでき、これにより両分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂによる加熱後のバー材Ｂの温度低下を積極的に防ぐことができる。その結果、従来のようにバー材Ｂの温度低下により鍛造性を低下させ、金型の寿命を低下させるといったことを防止できる。しかも、その際通常分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂ間に設けられるスペースをそのまま有効利用して、サーボモータ８１による素材供給ロール機構８が設置されることにより、上記したバー材Ｂの温度低下を防止できるばかりでなく、同時に素材供給ロール機構８によるバー材Ｂの送り機能を充分に維持することができる。

また、バー材供給方向後方側に位置する他方の分割インダクションヒーターコイル７ｂの後方には、サーボモータ８１ａによる副素材供給ロール機構８ａが設置されているので、分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂ間に設ける素材供給ロール機構８の小型化が図れる。その結果、分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂ間の間隔をより一層小さく抑えて、分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂによる加熱後のバー材Ｂの温度低下をより効果的に防ぐことができるし、また、主、副二つの素材供給ロール機構８，８ａを用いることによりバー材Ｂの送り機能の強化も容易に図ることができ、バー材Ｂの定寸送りが確実に行える。

なお、副素材供給ロール機構８ａは、供給するバー材の径や形状などにより必ずしも設ける必要はなく省略してもよい。

また、図示していないがインダクションヒーターコイル７を供給方向に対して所定の間隔をおいて３つ以上に分割し、各分割インダクションヒーターコイルの後方の隙間などにそれぞれサーボモータによる小型の素材供給ロール機構を複数設置する構造としてもよい。

さらに、上述した各実施例における素材供給ロール機構８及び素材供給ロール機構８ａの相対向する一対のロール８２，８２としては、上下に対向させるものに限定されるものではなく、例えば左右方向に相対向させる構造であってもよい。

また、図２〜７は、上記した分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂ間に設けられる素材供給ロール機構８のサーボモータ８１で駆動される送りロール８２，８２を利用して、実切断長を求め、先行バーＢと後続バー材との継ぎ目を自動的に処理する自動端末処理機能を備えるようにした別の実施例を示す。

具体的には、分割インダクションヒーターコイル７ａ，７ｂ間に設けられる素材供給ロール機構８のサーボ送りロール８２，８２後方に、バー材後端面検知レーザーセンサー１１が設けられる一方、サーボ送りロール８２，８２及び８２，８２にてバー材Ｂを理論切断長Ｌ１よりもやや多めに設定した一回当りのバー材送り量だけ送り込む際に、バー材Ｂの先端がストッパー３に当り滑ることによって発生するサーボモータ８１のトルク曲線の変化により切断ナイフ９によるバー材Ｂの実切断長Ｌ２を求めると共に、上記レーザーセンサー１１からの検知信号を入力した時点の先行バー材Ｂの長さ（切断位置までの距離）Ｌ３から毎回求めた実切断長を減算して、先行バーＢの端末の切断時における先行バー材Ｂの残り長さを求め、その先行バー材Ｂの残り長さに基づいて先行バーと後続バー材との継ぎ目を自動的に処理する制御手段１０を備えている。

つまり、熱間温度域での切断は、切断時の切断材料変形等の要因で、理論切断長Ｌ１と実切断長Ｌ２との誤差が大きく、その実切断長Ｌ２を精度良く求めるのが難しいが、バー材Ｂをサーボ送りロール８２，８２及び８２，８２で送ることにより、実際に送り込む実切断長Ｌ２を、サーボモータ８１，８１の特性から求めることができる。

通常、バー材Ｂの送り量は、切断長Ｌ１×１．１〜１．２とし、切断長Ｌ１の調整は、ストッパー３で行う為、バー材Ｂがストッパーに３当たった後、サーボ送りロール８２，８２及び８２，８２とバー材Ｂはスリップすることになる。

図２の状態で切断カッター９による切断が始まり、図３の状態で切断カッター９による切断が完了する。図４の状態のようにバー材Ｂがサーボ送りロール８２，８２及び８２，８２で送り込まれ、図５の状態の時、バー材Ｂ先端がストッパー３に当たり、その後、図６、図７の様に、さらにサーボ送りロール８２，８２及び８２，８２はα°角、送る方向に回転する。

機械設計上、バー材Ｂは、サーボ送りロール８２，８２及び８２，８２のクランプ力Ｐ，Ｐと、サーボ送りロール８２，８２及び８２，８２との接触面の摩擦抵抗により、接触部とバー材Ｂとの間で滑ることなく送り込まれ、バー材Ｂの先端がストッパー３に当たった瞬間から滑ることになる。
この当たった瞬間、サーボモータ８１，８１のトルク曲線（単位時間あたりのトルク％）に大きく変化が見られる特性から、図７のα°を求めることができる。

上記より、α°が求められると同時に、実際に送っている角度β°も求められ、ローラ径φＲＤから、実送り量＝φＲＤ×（β／３６０°）＝実切断長も求めることができる。
毎回の切断時の実切断長Ｌ２を求めることができるので、切断長のバラツキなどの管理が可能になる。また、前方側のサーボ送りロール８２，８２後方に設けたバー材後端面検知レーザーセンサー１１により、バー材後端面位置を常に認識でき、自動端末処理の精度を上げ、処理個数を１〜１．５個にすることも可能となる。

１熱間フォーマー
２機台
３ダイブロック
４ダイ
５ラム
６パンチ
７インダクションヒーターコイル
７ａ分割インダクションヒーターコイル
７ｂ分割インダクションヒーターコイル
８素材供給ロール機構
８ａ素材供給ロール機構
８１サーボモータ
８１ａサーボモータ
９切断ナイフ
１０制御手段
１１バー材後端面検知レーザーセンサー
Ｂバー材

Claims

長尺のバー材を加熱するインダクションヒーターコイルと、加熱されたバー材を圧造ステーション側に所定長さ間歇的に供給する素材供給ロール機構と、供給されたバー材を切断する切断ナイフとを備え、素材供給ロール機構により圧造ステーション側に供給された加熱バー材を切断ナイフにより所定長さに切断し、その切断ブランクを所定形状の成形品に成形する熱間フォーマーにおいて、インダクションヒーターコイルが供給方向に対して２つに分割されていると共に、これら分割インダクションヒーターコイルのうち、一方の分割インダクションヒーターコイルは機台の直後方位置で切断ナイフによる切断位置近くに配置され、他方の分割インダクションヒーターコイルは一方の分割インダクションヒーターコイルに対し所定間隔をおいてバー材供給方向に連続的に配設されており、かつ、これら分割インダクションヒーターコイル間にサーボモータにより駆動される素材供給ロール機構が設置されていることを特徴とする熱間フォーマー。
他方の分割インダクションヒーターコイルのバー材供給方向後方側に、サーボモータにより駆動される副素材供給ロール機構が設置されていることを特徴とする請求項１記載の熱間フォーマー。
分割インダクションヒーターコイル間に設けられる素材供給ロール機構のサーボ送りロール後方に、バー材後端面検知レーザーセンサーが設けられる一方、サーボ送りロールにてバー材を理論切断長よりも多めに設定した一回当りのバー材送り量だけ送り込む際に、バー材の先端がストッパーに当り滑ることによって発生するサーボモータのトルク曲線の変化により切断ナイフによるバー材の実切断長を求めると共に、上記レーザーセンサーからの検知信号を入力した時点の先行バー材の長さから毎回求めた実切断長を減算して、先行バーの端末の切断時における先行バー材の残り長さを求め、その先行バー材の残り長さに基づいて先行バーと後続バー材との継ぎ目を自動的に処理する制御手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の熱間フォーマー。