JPH05215701A - 鍛造品水冷割れ検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間鍛造されたワーク3Dを搬出コンベア41上
に落下させるガイドシュート30に引っ掛かって冷却水に
よって急激に冷却され、このために水冷割れの虞のある
ワークを検出してこれを排除し、不良製品の混入を防止
する。 【構成】 ガイドシュート30の、ワーク3Dが滑落する領
域を臨む位置に、ワークの温度を検出して温度信号を出
力する温度センサ50を配設し、該温度センサ50が、所定
温度以上であることを示す温度信号を連続して所定期間
に亘って出力したとき、不良判別装置52が駆動信号を出
力し、警報ランプ54を点灯させて警報を発する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱間鍛造によりベア
リングレース等を製造する鍛造装置の鍛造品水冷割れ検
知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベアリングレースやデファレンシャルサ
イドギア等の自動車部品用鍛造品が、熱間鍛造により大
量生産されている。これらの鍛造品を製造する装置の概
略を図１を参照して説明すると、鍛造装置は、インダク
ションヒータ等により加熱された長尺のバー素材１を所
定の寸法に切断して鍛造素材３を切り出す切断機１０、
鍛造素材３を金型１２ａおよび１２ｂにより据込んで拡
径させる（据込み工程）、第１のプレス装置１２、据込
み工程により拡径させた素材（ワーク）３Ａを金型１４
ａおよび１４ｂにより荒成形する（プリフォーミング工
程）、第２のプレス装置１４、プリフォーミングしたワ
ーク３Ｂを金型１６ａおよび１６ｂにより仕上げ成形す
る（フォーミング工程）、第３のプレス装置１６、フォ
ーミングしたワーク３Ｃをパンチ１８ａおよびダイ１８
ｂにより内径部３ｄを打ち抜く（ピアシング工程）、第
４のプレス装置１８等から構成される。

【０００３】より具体的には、加熱されたバー素材１
は、フィードロール２０により切断機１０に連続して供
給される。切断機１０は、固定刃１０ｂと移動刃１０ｃ
によりバー材１を切断するもので、クランプ１０ｄと固
定刃１０ｂによりバー材１をクランプして固定し、移動
刃１０ｃによりバー材１を掴んでこれを剪断方向に移動
させることにより定寸の鍛造素材３が切り出される。

【０００４】図１には図示しないが、切り出された素材
３、据込み工程により拡径させたワーク３Ａ、プリフォ
ーミング工程によりプリフォームされたワーク３Ｂ、フ
ォーミング工程によりフォーミングされたワーク３Ｃを
それぞれ次工程に同時に搬送するトランスファ装置が備
えられており、このトランスファ装置が各ワークを掴ん
で次工程のプレス装置のダイ側金型位置に搬送すると、
パンチ側から各保持棒１２ｃ，１４ｃ，１６ｃおよび１
８ｃが金型（パンチ）に先行して突出し、これらの保持
棒によりワークを金型（ダイ）に押しつけてワークが各
工程の所定位置に保持される。各保持棒がワークを保持
すると、トランスファ装置がワークを放して待機位置に
移動するようになっている。

【０００５】第１ないし第４のプレス装置１２〜１８
は、連動して作動する、所謂クランクプレスであり、図
示しないクランクが回転する毎に金型（パンチ）および
上述した保持棒が往復動して各工程の鍛造加工が連続し
て行なわれる。最終工程である第４のプレス装置１８の
パンチ１８ａがワーク３Ｃを打ち抜いて内径部３ｄを切
り落とすと、切り落とされた内径部（抜き屑）３ｄは、
ダイ１８ｂの後方に設けられたシュータ１８ｄを介して
回収される一方、打ち抜かれた成品３Ｄは、パンチ１８
ａの縮退時にセパレートプレート１８ｅに移動を阻止さ
れてパンチ１８ａから脱落し、下方に配置されるガイド
シュート３０を介して搬出装置４０のコンベア４１に受
け止められて所定の場所に送り出される（図２参照）。

【０００６】上述のガイドシュート３０は、第４のプレ
ス装置１８から落下するワーク３Ｄを大きな衝撃を加え
ることなくコンベア４１上に落下させなければならない
ので、ガイドシュート３０は、ダクト３１の下部３１ａ
がコンベア４１に向かって曲がり、ワーク３Ｄが、曲が
り部３１ａの内壁に沿って滑落しながらコンベア４１に
載せられるように構成されている。

【０００７】また、この種の鍛造装置は、第４のプレス
装置１８のパンチ１８ａやダイ１８ｂを冷却するため
に、外部からこれらに向けて冷却水を直接噴射させる金
型冷却装置を備えている。この金型冷却装置から噴射さ
れる冷却水は、第４のプレス装置１８の下方に配置され
るガイドシュート３０に降り注ぐことになり、このた
め、上述したガイドシュート３０の曲がり部３１ａに
は、図３に示されるような簀子型のパネル３２がダクト
３１の曲がり部３１ａに嵌め込まれている。パネル３２
には、ワーク３Ｄの滑落方向に、互いに平行して多数本
の切欠溝３２ａが形成されており、ガイドシュート３０
に降り注がれた冷却水は、この切欠溝３２ａを通ってガ
イドシュート３０外に排除されるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のような構成の従
来の鍛造装置において、鍛造されたワーク３Ｄがガイド
シュート３０の簀子型パネル３２を滑落するとき、切欠
溝３２ａ等に引っ掛かってスムーズにコンベア４１上に
乗り移れない場合が、極めて少ない頻度であるが、生じ
ることがある。ワーク３Ｄがガイドシュート３０に引っ
掛かって暫く留まるようなことがあると、この間、降り
注がれる冷却水を浴びてワーク３Ｄが急激に冷却される
ことになり、ワーク３ＤがＭｓ点以下の温度に急激に冷
却されるような場合には、冷却割れが発生する虞があ
る。このようなワークが後続するワークによって叩き落
とされると、正常品の中に不良品が混入してしまう問題
がある。

【０００９】自動車部品等に使用され大量に鍛造され
る、ベアリングレース等の鍛造品は、鍛造時における製
品不良率を極めて小さい値に厳格に管理する必要があ
り、上述した冷却割れによって生じる製品不良について
も、これを極力排除する必要がある。本発明は、このよ
うな要請によりなされたもので、ガイドシュートに引っ
掛かって冷却水によって急激に冷却され、水冷割れの虞
のあるワークを検知してこれを排除し、不良製品の混入
を防止するように図った鍛造品水冷割れ検知装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、熱間鍛造されたワークをガ
イドシュートを介し搬出コンベア上に落下させてワーク
を搬出する鍛造装置に備えられ、前記ガイドシュート
の、ワークが滑落する領域を臨んで配設され、ワークの
温度を検出して温度信号を出力する温度検出手段と、該
温度検出手段が、所定温度以上であることを示す温度信
号を連続して所定期間に亘って出力したとき、駆動信号
を出力する判別手段と、該判別手段からの駆動信号に応
答して警報を発する警報手段とを備えてなることを特徴
とする鍛造品水冷割れ検知装置が提供される。

【００１１】

【作用】温度検出手段からの温度信号が連続して所定期
間に亘って出力されると、ガイドシュートに引っ掛かっ
てワークがそこに留まっていることを意味する。従っ
て、温度検出手段が、所定温度以上であることを示す温
度信号を連続して所定期間に亘って出力したとき、警報
手段を作動させることにより、作業員は水冷割れの虞の
ある不良品の発生したことに気付き、不良となるワーク
が排除される。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。図４は、本発明に係る鍛造品水冷割れ検
知装置の概略構成を示す。なお、本発明の鍛造品水冷割
れ検知装置が適用されるガイドシュートは、従来の鍛造
装置に備えられるガイドシュートと略同じであり、対応
する同じ構成要素には同じ符号を付してそれらの詳細な
説明を省略する。

【００１３】本発明に係る鍛造品水冷割れ検知装置は、
ガイドシュート３０を滑落するワーク３Ｄの温度を検出
する、温度検出手段としての赤外線温度センサ５０、こ
のセンサ５０が出力する温度信号から不良ワークを判別
する、判別手段としての不良判別装置５２、不良品発生
時に警報を発する、警報手段としての警報ランプ５４等
を備えている。

【００１４】赤外線温度センサ５０は、ガイドシュート
３０に引っ掛かってそこに留まっているワーク３Ｄから
の放射熱を感知するものであり、公知のものが使用され
る。そして、このセンサ５０は、ワーク３Ｄがガイドシ
ュート３０を滑落する領域を臨む位置に取付けられる一
方、ガイドシュート３０の、上述した滑落する領域に対
向するダクト３１に、赤外線温度センサ５０が上記領域
を臨むことができる大きさの窓３１ｂが切り欠いて形成
されている。赤外線温度センサ５０は、不良判別装置５
２の入力側に電気的に接続されており、視野に入ったワ
ーク３Ｄの温度を検知して、検知した温度に対応する温
度信号を不良判別装置５２に供給している。ガイドシュ
ート３０に引っ掛かってそこに留まっているワーク３Ｄ
を検出する手段としては、特に赤外線温度センサ５０に
限定するものではないが、ワークの温度を検出するセン
サが不良品判別に簡便に使用できる。

【００１５】不良判別装置５２は、その内部に、赤外線
温度センサ５０からの温度信号に基づき、ガイドシュー
ト３０にワーク３Ｄが引っ掛かってそこに留まっている
か否かを判別する判別回路、経過時間を計時するための
タイマ、警報ランプ５４を点灯させるための駆動回路等
を備えている。次に、この不良判別装置５２による不良
品の判別手順を、図５および図６を参照して説明する。
なお、図５に示すフローチャートは、不良判別装置５２
の機能に対応させて示したものであり、不良判別装置５
２は、このフローチャートに示す判別手順を繰り返し実
行していることになる。また、不良判別装置５２の判別
回路等は、アナログ回路およびデジタル回路のいずれで
構成してもよい。

【００１６】不良判別装置５２において、先ず、赤外線
温度センサ５０からの温度信号に基づき、検出した温度
Ｔが所定温度Ｔｘより大であるか否かを判別する（ステ
ップＳ１０）。ワーク３ＤがＭs 点温度以下に水冷却さ
れたとき冷却割れが生じ易いので、所定温度Ｔｘは、鍛
造品の鋼種に応じ、そのＭs 点温度等を参考にして適宜
値（例えば、２５０℃）に設定される。

【００１７】装置に異常がなく、ワーク３Ｄがガイドシ
ュート３０に引っ掛かることなく、定常的に落下する
と、図６の実線に示すような一定のタクトタイムＴpoで
変化する温度信号が不良判別装置５２に入力することに
なる。このような場合には、検出した温度Ｔは上述の所
定温度Ｔx より十分に低く、ステップＳ１０での判別結
果は否定（Ｎｏ）となり、前述したタイマをリセット状
態に保持すると共に、フラグＦＬＧの値を０にリセット
して今回ループを終了する。フラグＦＬＧはタイマをス
タートさせたか否かを記憶するためのプログラム変数で
ある。

【００１８】ワーク３Ｄがガイドシュート３０に引っ掛
かってそこに留まると、赤外線温度センサ５０の温度信
号は、図６の破線のような変化を示す。検出された温度
Ｔが所定温度Ｔｘ（２５０℃）を越えると、ステップＳ
１０の判別結果は肯定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ１
４に進む。このステップでは、フラグ値ＦＬＧが値１に
等しいか、すなわちタイマが既にスタートされているか
否かを判別する。赤外線温度センサ５０がワーク３Ｄの
温度Ｔが初めて所定温度Ｔx を超えたことを検出した場
合には（図６のｔ１時点）、タイマは未だスタートして
おらず、このような場合にはステップＳ１４の判別結果
は否定であり、ステップＳ１６に進み、タイマをスター
トさせると共に、スタートさせたことを記憶するため
に、スラグＦＬＧに値１を設定して次ステップに進む。

【００１９】次ステップＳ１８では、検出した温度Ｔが
初めて所定温度Ｔx を超えた時点（図６のｔ１時点）か
ら所定時間Ｔp1が経過したか否かを判別する。所定時間
Ｔp1は前述したタクトタイムＴpoより十分に大きい値に
設定すべきであり、例えば５秒に設定される。判別結果
が否定の場合には、異常が発生していないと見做して今
回ループを終了する。

【００２０】検出した温度Ｔが引続き所定時間Ｔx を超
えていることが検出されると、ステップＳ１４の判別結
果は、既にフラグＦＬＧが値１にセットされているか
ら、肯定であり、直接ステップＳ１８に進み、所定時間
Ｔp1が経過したか否かを判別することになり、以後、ス
テップＳ１０，１４，１８が繰り返し実行されることに
なる。

【００２１】検出した温度Ｔが初めて所定温度Ｔx を超
えた時点から所定時間Ｔp1が経過すると（図６の時点ｔ
２）、ステップＳ１８の判別結果が肯定となり、ステッ
プＳ２０が実行されて不良判別装置５２から駆動信号が
出力され、警報ランプ５４が点灯される。このようにし
て、作業者は警報ランプ５４の点灯により異常が発生し
たことを認識することができ、不良品排除のための必要
な処置が執られる。

【００２２】なお、警報手段としては、特に限定される
ものではなく、警報ランプ５４を点灯させる代わりに警
報音を奏鳴させてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
鍛造品水冷割れ検知装置に依れば、ガイドシュートの、
ワークが滑落する領域を臨んで配設され、ワークの温度
を検出して温度信号を出力する温度検出手段と、該温度
検出手段が、所定温度以上であることを示す温度信号を
連続して所定期間に亘って出力したとき、駆動信号を出
力する判別手段と、該判別手段からの駆動信号に応答し
て警報を発する警報手段とを備えて構成させることによ
り、ガイドシュートに引っ掛かって冷却水によって急激
に冷却された不良ワークを確実に検出することができ、
不良製品の混入を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鍛造品水冷割れ検知装置が適用される
鍛造装置の主要構成を示す平面断面図である。

【図２】従来のガイドシュートの構成を示す一部切欠斜
視図である。

【図３】ガイドシュートに取り付けられた簀子型バネル
３２の斜視図である。

【図４】本発明の鍛造品水冷割れ検知装置の構成を示す
ブロック図である。

【図５】本発明装置による不良品判別手順を示すフロー
チャートである。

【図６】図４の赤外線温度センサ５０により検出される
ワーク温度の時間変化を示すグラフである。

【符号の説明】

３Ｄ ワーク（鍛造品） ３０ ガイドシュート ３２ 簀子型パネル ４０ 搬出装置 ４１ コンベア ５０ 赤外線温度センサ（温度検出手段） ５２ 不良判別装置（判別手段） ５４ 警報ランプ（警報手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｋ 7/00 ３１１ 7267−2Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間鍛造されたワークをガイドシュート
   を介し搬出コンベア上に落下させてワークを搬出する鍛
   造装置に備えられ、前記ガイドシュートの、ワークが滑
   落する領域を臨んで配設され、ワークの温度を検出して
   温度信号を出力する温度検出手段と、該温度検出手段
   が、所定温度以上であることを示す温度信号を連続して
   所定期間に亘って出力したとき、駆動信号を出力する判
   別手段と、該判別手段からの駆動信号に応答して警報を
   発する警報手段とを備えてなることを特徴とする鍛造品
   水冷割れ検知装置。