JP5675746B2 - Heating furnace work transfer machine - Google Patents
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本発明は、加熱炉にワークを投入し、排出するための加熱炉用ワーク搬送機に関する。 The present invention relates to a heating furnace work transfer machine for loading and unloading a work into a heating furnace.
車両用部品においては、厚さを薄くしてなおかつ高強度を持つ部材を用いることにより、安全性と経済性の両立を図っている。このような目的のため、高温に加熱した鋼板を低温のプレス金型で冷却して焼入れを行う、いわゆる熱間プレスが知られている。この工法は、鋼板をオーステナイト化温度以上に加熱炉で加熱し、プレス金型で成形と同時に急速冷却して焼入れを行うものである。 In parts for vehicles, both safety and economy are achieved by using a member having a reduced thickness and a high strength. For this purpose, a so-called hot press is known in which a steel plate heated to a high temperature is cooled by a low-temperature press die and quenched. In this method, a steel sheet is heated in a heating furnace to a temperature higher than the austenitizing temperature, and rapidly cooled at the same time as forming with a press die for quenching.
加熱炉に鋼板を投入する場合、鋼板は炉外でシリンダー機構を用いたワーク搬送機によりチャックされ、炉内に鋼板を投入するために別に設けられた搬送機構に移し替えられていた。これは、オーステナイト化温度以上の高温の加熱炉内では、耐熱性が低いシリンダー機構を用いることができないためである。加熱炉から鋼板を排出する場合も同様である。 When a steel plate is put into a heating furnace, the steel plate is chucked by a work transfer machine using a cylinder mechanism outside the furnace, and is transferred to a transfer mechanism provided separately for putting the steel plate into the furnace. This is because a cylinder mechanism with low heat resistance cannot be used in a high-temperature heating furnace at or above the austenitizing temperature. The same applies to the case where the steel plate is discharged from the heating furnace.
しかしながら、加熱炉に鋼板を投入、排出するために2つの搬送機構を用いることはコストの増大を招いていた。そこで、本発明はオーステナイト化温度以上という高温の加熱炉内においても、鋼板等のワークをチャックして所定位置まで搬送することができる加熱炉用ワーク搬送機を提供することを目的とする。 However, the use of two transport mechanisms for loading and unloading the steel plate into the heating furnace has led to an increase in cost. Therefore, an object of the present invention is to provide a heating furnace workpiece transfer machine that can chuck a workpiece such as a steel plate and transfer it to a predetermined position even in a high-temperature heating furnace at or above the austenitizing temperature.
上述の課題に鑑み、本発明の加熱炉用ワーク搬送機は、水平方向及び垂直方向に移動可能なフレームと、前記フレームに取り付けられ、ラックの直線運動を歯車の回転運動に変換するラックアンドピニオン機構と、ワークをチャックするための爪部を有し、前記ラックアンドピニオン機構により、開閉可能に構成された第1及び第2のワークチャック板と、を備え、前記ラッククアンドピニオン機構は、ラックの直線運動に応じて正回転する第1及び第2の歯車と、一端が前記第1の歯車に結合され、他端が前記フレームに回転可能に接続され、該第1の歯車と共に正回転する第1の回転軸と、一端が前記第2の歯車に結合され、他端が前記フレームに回転可能に接続され該第2の歯車と共に正回転する第2の回転軸と、前記第2の回転軸に前記第2の歯車に隣接して取り付けられた第3の歯車と、前記第3の歯車とかみ合う第4の歯車と、一端が前記第4の歯車に結合され、他端が前記フレームに回転可能に接続され該第4の歯車と共に逆回転する第3の回転軸と、を備え、前記第1のワークチャック板は、前記第1の回転軸に取り付けられ、前記第2のワークチャック板は前記第3の回転軸に取り付けられ、前記第1及び第2のワークチャック板の回転により、ワークを前記第1及び第2のワークチャック板の爪部で挟んでチャックすることを特徴とする。 In view of the above-mentioned problems, a work transfer machine for a heating furnace according to the present invention includes a frame that is movable in a horizontal direction and a vertical direction, and a rack and pinion that is attached to the frame and converts a linear movement of a rack into a rotational movement of a gear And a first and second work chuck plate configured to be openable and closable by the rack and pinion mechanism, and the rack and pinion mechanism includes: First and second gears that rotate forward in accordance with the linear motion of the rack, one end is coupled to the first gear, and the other end is rotatably connected to the frame, and rotates forward together with the first gear. A first rotating shaft, one end of which is coupled to the second gear, the other end of the second rotating shaft is rotatably connected to the frame, and the second rotating shaft is rotated forward together with the second gear. On the axis of rotation A third gear mounted adjacent to the second gear, a fourth gear meshing with the third gear, one end coupled to the fourth gear, and the other end rotatable to the frame And a third rotating shaft connected to the fourth gear and rotating in reverse with the fourth gear, wherein the first work chuck plate is attached to the first rotating shaft, and the second work chuck plate is It is attached to the 3rd axis of rotation, and a work is pinched and pinched by a claw part of the 1st and 2nd work chuck boards by rotation of the 1st and 2nd work chuck boards .
本発明の加熱炉用ワーク搬送機によれば、ラックアンドピニオン機構によりワークチャック板を開閉させることにより、オーステナイト化温度以上という高温に加熱される加熱炉内においても、鋼板等のワークをチャックして所定位置まで搬送することができる。これにより、ワーク搬送機のコストを削減することができる。 According to the work conveying machine for a heating furnace of the present invention, a work such as a steel plate is chucked even in a heating furnace heated to a temperature higher than the austenitizing temperature by opening and closing the work chuck plate by a rack and pinion mechanism. Can be transported to a predetermined position. Thereby, the cost of a workpiece conveyance machine can be reduced.
<2段式加熱炉の構成>
先ず、本発明の実施形態による加熱炉用ワーク搬送機が利用される加熱炉の一例として、2段式加熱炉の構成を説明する。
<Configuration of two-stage heating furnace>
First, a configuration of a two-stage heating furnace will be described as an example of a heating furnace in which a heating furnace work transfer machine according to an embodiment of the present invention is used.
図1は、2段式加熱炉10の概略の正面図である。図2は、2段式加熱炉10の1段目を構成する第1のワーク支持部3の平面図である。図3は、2段式加熱炉10の2段目を構成する第2のワーク支持部4の平面図である。
FIG. 1 is a schematic front view of a two-
図1に示すように、2段式加熱炉10は、基台1上に配置された下部ヒーター2、
下部ヒーター2上に配置された第1のワーク支持部3、第1のワーク支持部3上に配置された第2のワーク支持部4、及び第2のワーク支持部4上に配置され、上壁5に取り付けられた上部ヒーター6を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the two-
The first
1段目の第1のワーク支持部3上にワークW1が配置され、2段目の第2のワーク支持部4上にワークW2が配置される。ワークW1,W2は、下部ヒーター2と上部ヒーター6との間に挟まれた状態で加熱されるようになっている。下部ヒーター2と上部ヒーター6は、遠赤外線ヒーターによって構成されることが好ましい。ワークW1,W2は例えば車両用部品であり所定形状の鋼板によって形成されている。
The workpiece W1 is disposed on the first
図2に示すように、第1のワーク支持部3は、下部ヒーター2上に配置され、水平方向(Y方向)に延びた6本の第1のワーク支持棒3aを含んで構成される。この例では、下部ヒーター2は、3つのブロックに分割され、各ブロック上に2本の第1のワーク支持棒3aが配置されているが、ブロック分割するかどうか、ブロック分割の数は任意である。
As shown in FIG. 2, the first
図3に示すように、第2のワーク支持部4は、水平方向(X方向)に直線状に延びて配置され、水平方向(X方向)に伸縮自在に保持された一対のワーク支持パイプ4a,4aと、一対のワーク支持パイプ4a,4aの間に所定の間隔をもって掛け渡された6本の第2のワーク支持棒4bを含んで構成される。
As shown in FIG. 3, the second
一対のワーク支持パイプ4a,4aの内側に突出するように台座4cが取り付けられており、第2のワーク支持棒4bの両端は台座4cに載せられている。一対のワーク支持パイプ4a,4aと、6本の第2のワーク支持棒4bは、いわば簀の子を形成しているので、簀の子の隙間から、下部ヒーター2と上部ヒーター6の輻射熱が相互に通されることで均一な温度に加熱することができる。なお、この例では、上部ヒーター6は、下部ヒーター2に対応して、3つのブロックに分割され、各ブロック上に2本の第2のワーク支持棒4aが配置されているが、ブロック分割するかどうか、ブロック分割の数は任意である。
A
また、一対のワーク支持パイプ4a,4aの端は、2段式加熱炉10の側壁11に形成された孔12を通して外部に突出している。つまり、一対のワーク支持パイプ4a,4aは、加熱による熱膨張でX方向に自由に伸縮できるようになっているので、変形することがない。
Further, the ends of the pair of
しかしながら、このままではワーク支持パイプ4aは長手方向を軸として回転するおそれがある。そこで、ワーク支持パイプ4aの一方の端部に回転を防止するための回転止め具7を取り付けることが好ましい。
However, the
図4(a)は回転止め具7の正面図、図4(b)は図4(a)の左側面図である。
図示のように、ワーク支持パイプ4aの一端は、2段式加熱炉10の側壁11に形成された孔12を通して外部に突出している。側壁11の外面にはリング状のガイド部材7aが取り付けられ、ワーク支持パイプ4aはこのガイド部材7aに通されている。
4A is a front view of the rotation stopper 7, and FIG. 4B is a left side view of FIG. 4A.
As shown in the figure, one end of the work support
固定板7bは、突出したワーク支持パイプ4aの端部に固定されている。固定板7bの上部は切り欠かれて凹部7cが形成されている。そして、側壁11の外面には、一端が取り付けられ、他方の端が固定板7bの凹部7cに挿入された固定棒7dが取り付けられている。これにより、ワーク支持パイプ4aが回転しようとすると、固定板7bの凹部7cの側壁がワーク支持パイプ4aに当たることで、ワーク支持パイプ4aの回転が防止されている。
The
また、図3及び図4に示すように、一対のワーク支持パイプ4a,4aは、中空構造になっており、一方の端の注入孔8から冷却水が注入され、他方の端の排出孔9から冷却水が排出されるように構成されている。これにより、一対のワーク支持パイプ4a,4aは冷却され、その熱変形が防止される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the pair of
この場合、ワーク支持パイプ4aは、2段式加熱炉10の側壁11に形成された孔12とガイド部材7aのリング部を通されているが、水平方向(X方向)には摺動できるようになっているので、熱膨張による変形が防止される。
In this case, the
なお、第1のワーク支持部3の第1のワーク支持棒3a、第2のワーク支持部4の第2のワーク支持棒4bの本数や間隔は、投入されるワークW1,W2の個数や、寸法に応じて適宜変更することができる。
Note that the number and interval of the first
<加熱炉用ワーク搬送機の構成>
次に、本発明の実施形態における加熱炉用ワーク搬送機20を図5乃至図9に基づいて説明する。図5は、加熱炉用ワーク搬送機20の平面図である。図6(a)は図5のX−X線における断面図、図(b)は図5のY−Y線における断面図、図6(c)は図5におけるZ−Z線における断面図である。
<Configuration of work transfer machine for heating furnace>
Next, the heating furnace
加熱炉用ワーク搬送機20は、基台21上に垂直方向(Z方向)及び水平方向(X方向)に移動可能に取り付けられたフレーム22を有しており、このフレーム22に
取り付けられたラックアンドピニオン機構を用いて、第1のワークチャック板36a,36bと第2のワークチャック板36c,36dを開閉させるようになっている。
ラックアンドピニオン機構は、ラックの直線運動をピニオン(歯車)の回転運動に変換する。
The heating furnace
The rack and pinion mechanism converts the linear motion of the rack into the rotational motion of a pinion (gear).
加熱炉用ワーク搬送機20は、シリンダー機構を用いたものとは異なり、耐熱性に優れており、オーステナイト化温度以上という高温に加熱される加熱炉内においても、ワークW1,W2のチャック動作、アンチャック動作を行うことができる。
Unlike the one using the cylinder mechanism, the heating furnace
以下、加熱炉用ワーク搬送機20の詳しい構成を説明する。X方向に長いアーム23は、フレーム22に取り付けられたモータ24よりX方向に直線運動するように駆動される。アーム支持棒25は、アーム24を下から支持するためにアーム23に交差するようにフレーム22のY方向に掛け渡されている。また、アーム支持棒25にはガイド部材26が取り付けられており、アーム24をX方向にガイドしている。
Hereinafter, a detailed configuration of the heating furnace
アーム23の内側には、第1のラック27と第2のラック28がX方向に所定の間隔を持って取り付けられている。第1のラック27及び第2のラック28は平板の一面に、同形の歯を同じピッチで刻んだものである。
Inside the
第1のラック27には第1の歯車29がかみ合わされ、第2のラック28には第2の歯車30がかみ合わされている。
A
第1の回転軸31は、一端が第1の歯車29の回転中心に結合され、他端がフレーム22に回転可能に接続される。これにより、アーム23がX方向に移動すると、第1の回転軸31は第1の歯車29と共に正回転するようになっている。
One end of the
第2の回転軸32は、一端が第2の歯車30の回転中心に結合され、他端がフレーム22に回転可能に接続される。これにより、アーム23がX方向に移動すると、第2の回転軸32は第2の歯車30と共に正回転するようになっている。
One end of the second
第2の回転軸32には第2の歯車30にY方向に隣接して第3の歯車33が取り付けられている。第3の歯車33は、第2の回転軸32の回転と共に正回転するようになっている。
A
第4の歯車34は、第3の歯車33とかみ合う。第3の回転軸35は、一端が第4の歯車34の回転中心に結合され、他端がフレーム22に回転可能に接続される。これにより、第3の回転軸35は逆回転するようになっている。この場合、第1乃至第4の歯車29,30,33,34は、同形の歯を同じピッチで同個数刻んだものである。
The
第1のワークチャック板36a,36bは第1の回転軸31にワークWのサイズに合わせて所定の間隔で取り付けられ、第2のワークチャック板36c,36dは第3の回転軸35にワークWのサイズに合わせて所定の間隔で取り付けられている。また、図7に示すように、第1及び第2のワークチャック板36a〜36dは、その先端に板状のワークWを引っかける爪部37を有している。
The first
そして、アーム23がX方向(左方向)に移動すると、第1の回転軸31は正回転(反時計回り)し、第1のワークチャック板36a,36bも正回転する。この時、第3の回転軸35は逆回転(時計回り)し、第2のワークチャック板36c,36dも逆回転する。これにより、図7(a)に示すように、第1及び第2のワークチャック板36〜36dは閉じる形になり、ワークWはチャック(保持)される。
When the
アーム23がX方向(右方向)に移動すると、第1の回転軸31は逆回転し、第1のワークチャック板36a,36bも逆回転する。この時、第3の回転軸35は正回転し、第2のワークチャック板36c,36dも正回転する。これにより、図7(b)に示すように、第1及び第2のワークチャック板36〜36dは開く形になり、ワークWは開放される。
When the
また、図8に示すように、フレーム22の進行方向の前面には加熱炉内に置かれたワークを押し出すためのワーク押し出し具38が取り付けられている。ワーク押し出し具38は、水平方向(X方向)に突出し、ワークの側面に当接する突出部を有している。
As shown in FIG. 8, a
このワーク押し出し具38の働きを2段式加熱炉10へのワークの投入を例として説明する。この場合、2段式加熱炉10の第1のワーク支持部3上には、2個のワークが投入できるもとする。
The function of the
先ず、図9(a)に示すように、第1のワーク支持部3上に、2個のワークW1,W2が投入され、加熱されている。先に投入されたワークW1の加熱が完了すると、
図9(b)に示すように、ワークW1は、2段式加熱炉10の排出口に配置された加熱炉用ワーク搬送機20の水平移動、垂直移動、及びチャック動作により2段式加熱炉10の排出口から排出される。
First, as shown in FIG. 9A, two workpieces W1 and W2 are put on the
As shown in FIG. 9 (b), the workpiece W1 is a two-stage heating furnace by the horizontal movement, vertical movement, and chucking operation of the heating furnace
次に、図9(c)に示すように、加熱炉用ワーク搬送機20は、事前に垂直移動によりその垂直位置が調整された後、次に投入するワークW3をチャック(保持)した状態で、2段式加熱炉10の投入口から炉内に水平移動してくる。この時、ワーク押し出し具38がワークW2の側面に当接することにより、ワークW2は第1のワーク支持部3上を所定の加熱位置(すでに排出されたワークW1があった位置)まで押し出される。
Next, as shown in FIG. 9C, after the vertical position of the heating furnace
次に、図9(d)に示すように、加熱炉用ワーク搬送機20は搬送してきたワークW3を開放し、第1のワーク支持部3上に移す。その後、図9(e)に示すように
ワークW3を開放した加熱炉用ワーク搬送機20は垂直方向に上昇し、投入口から元の位置まで水平移動する。このようにして、ワーク押し出し具38を取り付けるだけで、1台の加熱炉用ワーク搬送機20で、新たなワークの投入と、先に炉内に投入されたワークの移動を同時に行うことができる。2段式加熱炉10の第2のワーク支持部4にワークを投入する場合も同様である。
Next, as shown in FIG. 9D, the heating furnace
また、加熱炉用ワーク搬送機20は、2段式加熱炉10に限らず、1段式加熱炉、多段式加熱炉のワークの投入、排出に適用することができる。
Further, the heating furnace
1 基台 2 下部ヒーター
3 第1のワーク支持部 3a 第1のワーク支持棒
4 第2のワーク支持部 4a ワーク支持パイプ
4b 第2のワーク支持棒 4c 台座
5 天井板 6 上部ヒーター
7 回転止め具 7a ガイド部材
7b 固定板7 7c 凹部
7d 固定棒 8 注入孔
9 排出孔 10 2段式加熱炉
20 加熱炉用ワーク搬送機 21 基台
22 フレーム 23 アーム
24 モータ24 25 アーム支持棒
26 ガイド部材 27 第1のラック
28 第2のラック 29 第1の歯車
30 第2の歯車 31 第1の回転軸
32 第2の回転軸 33 第3の歯車
34 第4の歯車 35 第3の回転軸
36a,36b 第1のワークチャック板
36c,36d 第2のワークチャック板
37 爪部 38 ワーク押し出し具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記フレームに取り付けられ、ラックの直線運動を歯車の回転運動に変換するラックアンドピニオン機構と、
ワークをチャックするための爪部を有し、前記ラックアンドピニオン機構により、開閉可能に構成された第1及び第2のワークチャック板と、を備え、
前記ラッククアンドピニオン機構は、ラックの直線運動に応じて正回転する第1及び第2の歯車と、
一端が前記第1の歯車に結合され、他端が前記フレームに回転可能に接続され、該第1の歯車と共に正回転する第1の回転軸と、
一端が前記第2の歯車に結合され、他端が前記フレームに回転可能に接続され該第2の歯車と共に正回転する第2の回転軸と、
前記第2の回転軸に前記第2の歯車に隣接して取り付けられた第3の歯車と、
前記第3の歯車とかみ合う第4の歯車と、
一端が前記第4の歯車に結合され、他端が前記フレームに回転可能に接続され該第4の歯車と共に逆回転する第3の回転軸と、を備え、
前記第1のワークチャック板は、前記第1の回転軸に取り付けられ、前記第2のワークチャック板は前記第3の回転軸に取り付けられ、前記第1及び第2のワークチャック板の回転により、ワークを前記第1及び第2のワークチャック板の爪部で挟んでチャックすることを特徴とする加熱炉用ワーク搬送機。 A frame that can move horizontally and vertically;
A rack and pinion mechanism attached to the frame for converting the linear movement of the rack into the rotational movement of the gear;
A claw portion for chucking a workpiece, and the first and second workpiece chuck plates configured to be opened and closed by the rack and pinion mechanism ,
The rack and pinion mechanism includes first and second gears that rotate forward in accordance with a linear movement of the rack;
A first rotating shaft having one end coupled to the first gear, the other end rotatably connected to the frame, and rotating forward together with the first gear;
A second rotating shaft having one end coupled to the second gear and the other end rotatably connected to the frame and rotating forward together with the second gear;
A third gear attached to the second rotating shaft adjacent to the second gear;
A fourth gear meshing with the third gear;
A third rotating shaft having one end coupled to the fourth gear and the other end rotatably connected to the frame and rotating in reverse with the fourth gear;
The first work chuck plate is attached to the first rotating shaft, the second work chuck plate is attached to the third rotating shaft, and the first and second work chuck plates are rotated. A workpiece conveying machine for a heating furnace, wherein the workpiece is chucked by being sandwiched between claws of the first and second workpiece chuck plates .
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