WO2009139064A1

WO2009139064A1 - 潤滑剤塗布装置及び潤滑剤塗布方法

Info

Publication number: WO2009139064A1
Application number: PCT/JP2008/059012
Authority: WO
Inventors: 孝男浅野; 邦雄石原; 佑治鬼頭
Original assignee: 日本パーカライジング株式会社; 有限会社石原鉄工; 協和工業株式会社
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-11-19
Also published as: KR20100119812A; JPWO2009139064A1; CN101990473A; JP5406829B2

Abstract

　湯洗昇降部３ｂの湯洗底部２３ｂ上の冷間塑性加工用素材１１は、湯洗槽３ａ内のお湯によって洗浄される。一定時間経過後、駆動機構１７ｂによって湯洗昇降部３ｂが持ち上げられると、湯洗底部２３ｂに沿って転がって湯洗昇降部３ｃの湯洗底部２３ｃ上に移送され、湯洗底部２３ｃ上でお湯によって洗浄される。同様にして、冷間塑性加工用素材１１は、湯洗昇降部３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇの順でそれらの湯洗底部上でお湯による洗浄が行われる。湯洗昇降部３ｇの湯洗底部上で洗浄された冷間塑性加工用素材１１は、湯洗昇降部３ｇが上方に移動されることにより、湯洗昇降部３ｇの湯洗底部に沿って転がって、潤滑槽４ａ内に移送される。潤滑槽４ａ内に移送された冷間塑性加工用素材１１は、潤滑昇降部４ｂの潤滑底部３３ｂ上で、その表面を潤滑剤でコーティングされる。

Description

潤滑剤塗布装置及び潤滑剤塗布方法

　この発明は、潤滑剤塗布装置及び潤滑剤塗布方法に係り、特に、冷間鍛造される冷間塑性加工用素材の金属材料の表面に潤滑剤を塗布するための装置及びその方法に関する。

　冷間鍛造される冷間塑性加工用素材は、鍛造時の金属同士の焼き付きを防止するため、その表面に水溶性の潤滑剤を塗布される。一般に、潤滑剤の塗布は、冷間塑性加工用素材を湯洗する工程と、湯洗された冷間塑性加工用素材の表面に水溶性の潤滑剤を塗布する工程と、水溶性の潤滑剤を塗布された冷間塑性加工用素材を乾燥する工程とによって行われる。特開２００３－１９１０３８号公報等に開示される従来の塗布方法及び装置では、各工程間を冷間塑性加工用素材が移送されるために、各工程の機器間にホッパーを設けたり、ある工程を終了した冷間塑性加工用素材をバレル等で保持して次工程の機器へ移送させたりしている。

　しかしながら、従来の塗布方法及び装置では、各工程の機器間にホッパーを設けたり、バレル等で保持して次工程の機器へ移送させたりしていることにより、ホッパー及びバレルの分だけ、装置が大型化してしまうといった問題点があった。特に、各工程でも複数段階の処理を行う場合には、各工程の機器自体が大型化し、装置全体の大型化をさらに促進してしまう。また、ある工程が終了した冷間塑性加工用素材が次工程に移送される際、ホッパーを移動する時間やバレルで移送される時間は、何の処理も施されず外気に触れた状態になる。このため、潤滑剤の塗布処理の性能や効率が低下してしまうという問題点もあった。

　この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、塗布処理性能や効率を向上した潤滑剤塗布装置及び潤滑剤塗布方法を提供することを目的とし、さらに、潤滑剤塗布装置の小型化を目的とする。

　この発明に係る潤滑剤塗布装置は、加工用素材に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置であって、前記加工用素材を湯洗する湯洗部と、前記加工用素材に前記潤滑剤を塗布する塗布部とを備え、前記湯洗部は、加熱水を貯留する湯洗槽と、該湯洗槽内を上下方向に移動可能な少なくとも１つの湯洗昇降部とを備え、該湯洗昇降部は、前記湯洗槽内で前記加工用素材が載る傾斜した湯洗底部を有し、前記湯洗昇降部が上昇すると、前記湯洗底部に載る前記加工用素材が前記湯洗底部の傾斜に沿って転がることにより、前記加工用素材が前記塗布部に移送される。

　この発明に係る潤滑剤塗布方法は、加工用素材に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布方法であって、該潤滑剤塗布方法は、前記加工用素材を湯洗する湯洗工程と、前記加工用素材に前記潤滑剤を塗布する塗布工程とを含み、湯洗された加工用素材は、上方に持ち上げられた後、斜め下方に転がることによって前記塗布工程を行う場所へ移送される。

　この発明によれば、加工用素材は、湯洗終了後、上方に持ち上げられた後、斜め下方に転がることによって塗布部に移送されることにより、移送時間が短くなるので、潤滑剤の塗布処理効率を向上することができ、さらに、移送中に外気に触れる時間が短くなるので、潤滑剤の塗布処理性能を向上することができる。また、この潤滑剤塗布装置は、湯洗部と塗布部とを隣り合わせて配置することができるので、小型化を実現することができる。

この発明の実施の形態に係る潤滑剤塗布装置の平面模式図である。図１において矢印Ａの方向から見た、この実施の形態に係る潤滑剤塗布装置の側方模式図である。この発明の実施の形態に係る潤滑剤塗布装置の湯洗昇降部の斜視図である。図１において矢印Ｂの方向から見た、この実施の形態に係る潤滑剤塗布装置の側方模式図である。この発明の実施の形態に係る潤滑剤塗布装置において、冷間塑性加工用素材が移送される原理を説明するための側面図である。

　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　この発明に係る潤滑剤塗布装置の平面模式図を図１に示す。潤滑剤塗布装置１は、収納部２と、湯洗部３と、塗布部４と、乾燥部５とを備えている。収納部２は湯洗部３と隣接するように設けられ、湯洗部３は塗布部４に隣接するように設けられ、塗布部４と乾燥部５とは、塗布部４から乾燥部５に向かって下り勾配の傾斜を有する傾斜部６を介して連結されている。

　収納部２は、潤滑剤塗布装置１によって処理される前の冷間塑性加工用素材１１を収納するストッカー７と、ストッカー７内の冷間塑性加工用素材１１を湯洗部３へ移送するための移送部８とを備えている。図２に示されるように、ストッカー７内には、上げ底状に底部１２が設けられ、底部１２は、湯洗部３に向かって下り勾配となっている。底部１２には、最も湯洗部３側の位置に穴部１３が設けられ、穴部１３には、図示しない駆動機構によって上下動可能なホッパー１４が挿入されている。ホッパー１４は、ストッカー７の最も湯洗部３側の内側面７ａに沿って上下動可能である。内側面７ａには開口部１５が設けられており、開口部１５には、湯洗部３に向かって下り勾配の傾斜部１６が設けられている。ホッパー１４の上端部１４ａは、湯洗部３に向かって下り勾配となっており、ホッパー１４が最上位置（一点鎖線で描かれた位置）まで上昇したときに、上端部１４ａと傾斜部１６とが面一となるように構成されている。ここで、ホッパー１４と傾斜部１６とは移送部８を構成する。

　図１に示されるように、湯洗部３は、お湯（加熱水）を貯留する湯洗槽３ａと、湯洗槽３ａ内に設けられた６つの湯洗昇降部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇとから構成されている。湯洗昇降部３ｂ，３ｃ，３ｄは、収納部２から離れる方向に向かって、この順番で設けられている。湯洗昇降部３ｅ，３ｆ，３ｇは、湯洗昇降部３ｂ～３ｄに対して塗布部４側で、収納部２に近づく方向に向かって、この順番で設けられている。また、湯洗部３には、湯洗槽３ａ内の水を加熱するヒーター９が設けられている。

　図２に示されるように、湯洗昇降部３ｂ，３ｃ，３ｄにはそれぞれ、それらを上下方向に移動させる駆動機構１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが設けられている。また、図示されていないが、湯洗昇降部３ｅ，３ｆ，３ｇ（図１参照）にもそれぞれ、それらを上下方向に移動させる同様の駆動機構が設けられている。

　図３に示されるように、湯洗昇降部３ｂは、互いに平行に離隔して設けられた２つの矩形状の側板部２１ｂ，２１ｂと、側板部２１ｂ，２１ｂ間の下部付近において設けられた傾斜した湯洗底部２３ｂと、側板部２１ｂ，２１ｂのそれぞれの上部同士を連結する上部連結部２４ｂとを備えている。上部連結部２４ｂには、駆動機構１７ｂ（図２参照）との連結用の穴２４ｂ１が設けられている。

　湯洗底部２３ｂは、２つの固定軸２６ｂ，２７ｂによって複数の細長い矩形状の板が２つの側板部２１ｂ，２１ｂと平行になるように互いに同じ距離だけ離隔された状態で固定されるようにして構成されている。隣り合う矩形状の板間には、固定軸２６ｂから固定軸２７ｂに向かって、すなわち湯洗底部２３ｂの傾斜に沿ってスリット２５ｂが形成されている。固定軸２６ｂの両端部はそれぞれ、各側板部２１ｂ，２１ｂに回転可能に取り付けられている。各側板部２１ｂ，２１ｂには、湾曲した溝部２８が設けられており、固定軸２７ｂの両端部は、溝部２８に沿って移動可能で、ボルト２９によって溝部２８の任意の位置で固定されるようになっている。尚、湾曲した溝部２８の曲率半径は、固定軸２６ｂ，２７ｂ間の距離と等しくなっている。溝部２８における固定軸２７ｂの両端部の固定位置を調整することにより、湯洗底部２３ｂの傾斜角度が調整可能となる。この傾斜角度が小さすぎれば、冷間塑性加工用素材１１は転がらず、傾斜角度が大きすぎれば、勢いよく転がり落ちるために、しぶきが飛んでしまう。従って、この傾斜角度を調整することにより、冷間塑性加工用素材１１の形状や重量に応じて、冷間塑性加工用素材１１を適度に湯洗底部２３ｂに沿って転がせることができる。

　また、湯洗底部２３ｂの傾斜方向を基準にして、傾斜の高い方を後側と定義し、傾斜の低い方を前側と定義すると、各側板部２１ｂ，２１ｂの後側には、湯洗底部２３ｂの固定軸２６ｂ側の端部付近から各側板部２１ｂ，２１ｂの下端部まで延びる、各側板部２１ｂ，２１ｂに垂直な仕切板２２ｂが設けられている。

　図示しないが、その他の湯洗昇降部３ｃ～３ｇについても、図３に示された湯洗昇降部３ｂの構成と同じ構成となっている。
　図２に示されるように、湯洗昇降部３ｂの湯洗底部２３ｂは、湯洗昇降部３ｃに向かって下り勾配となっている。湯洗昇降部３ｃの湯洗底部２３ｃは、湯洗昇降部３ｄに向かって下り勾配となっている。湯洗昇降部３ｄの湯洗底部２３ｄは、湯洗昇降部３ｅ（図１参照）に向かって下り勾配となっている。以下、図１を参照すると、湯洗昇降部３ｅの湯洗底部は湯洗昇降部３ｆに向かって下り勾配となっており、湯洗昇降部３ｆの湯洗底部は湯洗昇降部３ｇに向かって下り勾配となっており、湯洗昇降部３ｇの湯洗底部は塗布部４に向かって下り勾配となっている。

　図１に示されるように、塗布部４は、水溶性の潤滑剤を貯留する潤滑槽４ａと、潤滑槽４ａ内に設けられた潤滑昇降部４ｂとから構成されている。潤滑槽４ａには、潤滑槽４ａ内の潤滑剤を加熱するヒーター１０と、潤滑槽４ａ内の潤滑剤を攪拌する攪拌羽根１８とが設けられている。

　図４に示されるように、潤滑昇降部４ｂは、湯洗昇降部３ｂと同じ構成（図３参照）を有している。すなわち、潤滑昇降部４ｂは、互いに平行に離隔して設けられた２つの矩形状の側板部３１ｂ，３１ｂ（図４には一方のみが図示されている）と、側板部３１ｂ，３１ｂ間の下部付近において設けられた傾斜した潤滑底部３３ｂと、側板部３１ｂ，３１ｂのそれぞれの上部同士を連結する上部連結部３４ｂとを備え、上部連結部３４ｂには、潤滑昇降部４ｂを上下方向に移動させる駆動機構３７ｂの下端が固定されている。潤滑底部３３ｂは、乾燥部５に向かって下り勾配となる傾斜を有し、図示しないが、湯洗昇降部３ｂと同様に、潤滑底部３３ｂの傾斜に沿ったスリットが形成されている。また、潤滑底部３３ｂの傾斜角度も、湯洗昇降部３ｂと同様の原理で調整可能となっている。さらに、潤滑昇降部４ｂには、湯洗昇降部３ｂに設けられた仕切板２２ｂ（図３参照）と同様の仕切板３２ｂが同様の位置に設けられている。

　潤滑槽４ａ内の潤滑剤を攪拌する攪拌羽根１８は、回転軸１９の下端に固定されており、回転軸１９の上端は、回転軸１９を回転させる図示しないモーターに接続されている。潤滑槽４ａの最も乾燥部５側に位置する上縁部には、乾燥部５に向かって下り勾配の傾斜を有する傾斜部６が設けられている。駆動機構３７ｂが最高位置に潤滑昇降部４ｂを移動させたときに、潤滑底部３３ｂと傾斜部６とが面一となるようになっている。

　乾燥部５は、コンベア４１と、ヒーター４２とから構成されている。ヒーター４２には、図示しないブロアに接続されたダクト配管４３が設けられている。ブロアから送風された空気がダクト配管４３を通ってヒーター４２内に流入すると、空気は加熱され、コンベア４１に向けて設けられた噴出部４４から、コンベア４１に向けて熱風が噴き出されるようになっている。コンベア４１は、傾斜可変式のサメの歯状の複数のコンベアプレート４５ａからなるコンベアベルト４５と、コンベアベルト４５を回転させる回転機４６とから構成されている。各コンベアプレート４５ａは、直線状に移動する部分では、その移動方向に対して立った状態となっているため、冷間塑性加工用素材１１がコンベアベルト４５上に乗っている際には、冷間塑性加工用素材１１と各コンベアプレート４５ａとは点接触をしており、それらの接触面積は最小限度に抑制されている。回転機４６には、コンベアベルト４５に乗っている冷間塑性加工用素材１１に向かって空気を噴き出すエアノズル４７が設けられている。

　次に、この発明の実施の形態に係る潤滑剤塗布装置の動作について説明する。
　図２に示されるように、ストッカー７内に収納されている冷間塑性加工用素材１１のいくつかが、ホッパー１４が内側面７ａに沿って上昇する際に、上端部１４ａに乗った状態で上方に持ち上げられる。ホッパー１４が最上位置（一点鎖線で描かれた位置）まで上昇すると、上端部１４ａと傾斜部１６とが面一の下り勾配となっていることにより、冷間塑性加工用素材１１は、上端部１４ａと傾斜部１６とを転がって、湯洗槽３ａ内に移送される。

　湯洗槽３ａ内に転がり落ちた冷間塑性加工用素材１１は、湯洗昇降部３ｂの湯洗底部２３ｂ上に載り、湯洗槽３ａ内のお湯によって洗浄される。一定時間経過後、図５に示されるように、駆動機構１７ｂによって湯洗昇降部３ｂが持ち上げられると、湯洗昇降部３ｂの湯洗底部２３ｂと湯洗昇降部３ｃの湯洗底部２３ｃとが面一となるので、湯洗底部２３ｂに沿って矢印Ａ方向に転がって、湯洗昇降部３ｃの湯洗底部２３ｃ上に移送され、湯洗底部２３ｃ上でお湯によって洗浄される。以下同様にして、冷間塑性加工用素材１１は、図１に示されるように、湯洗昇降部３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇの順でそれらの湯洗底部上でお湯による洗浄が行われる。

　尚、湯洗昇降部３ｂ～３ｇが上下移動するタイミングについては、冷間塑性加工用素材１１が各湯洗底部に載る順番に沿って１つ飛ばしで湯洗昇降部３ｂ～３ｇを２つのグループ、すなわち、湯洗昇降部３ｂ，３ｄ，３ｆのグループと、湯洗昇降部３ｃ，３ｅ，３ｇのグループとの２つに分け、これらのグループに属するそれぞれ３つの湯洗昇降部が交互に上下移動するような制御が行われる。これにより、湯洗昇降部３ｂ，３ｄ，３ｆの湯洗底部上で洗浄が行われている冷間塑性加工用素材１１は、湯洗昇降部３ｂ，３ｄ，３ｆが上方に移動されると、他方のグループに属する湯洗昇降部３ｃ，３ｅ，３ｇの湯洗底部上にそれぞれ移送される。つまり、６つの湯洗昇降部３ｂ～３ｇのうち、いずれか一方のグループに属する３つの湯洗昇降部の湯洗底部上に冷間塑性加工用素材１１が存在することになる。

　湯洗昇降部３ｇの湯洗底部上で洗浄された冷間塑性加工用素材１１は、湯洗昇降部３ｇが上方に移動されると、湯洗昇降部３ｇの湯洗底部に沿って転がることにより、潤滑槽４ａ内に移送される。各湯洗底部にはスリットが形成されていることにより、お湯はすべてスリットを介して湯洗槽３ａ内に留まるため、お湯は潤滑槽４ａ内へ移送されることはなく、冷間塑性加工用素材１１のみが潤滑槽４ａ内へ移送される。図４に示されるように、潤滑槽４ａ内に移送された冷間塑性加工用素材１１は、潤滑昇降部４ｂの潤滑底部３３ｂ上で、潤滑槽４ａ内の潤滑剤によって冷間塑性加工用素材１１の表面がコーティングされる。

　一定時間経過後、駆動機構３７ｂによって潤滑昇降部４ｂが上方に移動される。潤滑昇降部４ｂが最高位置に達すると、潤滑底部３３ｂと傾斜部６とが面一となることにより、潤滑底部３３ｂ上に載っていた冷間塑性加工用素材１１がそれらの傾斜に沿って転がり、乾燥部５のコンベアベルト４５上に移送される。コンベアベルト４５の回転により冷間塑性加工用素材１１がコンベアベルト４５と共に移動する間、噴出部４４から噴き出された熱風によって、冷間塑性加工用素材１１の表面にコーティングされた潤滑剤が乾燥される。この際、コンベアベルト４５を構成するコンベアプレート４５ａは、冷間塑性加工用素材１１を点接触により支えていることにより、それらの接触面積が最小限に抑えられているので、冷間塑性加工用素材１１の表面にコーティングされた潤滑剤が剥離されてしまうのを防止することができる。

　尚、冷間塑性加工用素材１１の形状はどのようなものでも構わないので、表面に凹みがある場合には、その凹み内に潤滑剤が溜まることがある。このままの状態で乾燥が行われると、冷間塑性加工用素材１１の表面に形成されるコーティングが不均一になってしまうので、エアノズル４７から噴き出された空気によって、凹み内に溜まった潤滑剤を除去することができる。

　このように、冷間塑性加工用素材１１は、湯洗部３における湯洗終了後、湯洗昇降部３ｇが上方に移動することにより上方に持ち上げられた後、塗布部４に向かって下り勾配で傾斜した湯洗昇降部３ｇの湯洗底部に沿って斜め下方に転がることにより、塗布部４に移送される。これにより、湯洗部３から塗布部４への移送時間が短くなるので、潤滑剤の塗布処理効率を向上することができ、さらに、冷間塑性加工用素材１１が移送中に外気に触れる時間が短くなるので、潤滑剤の塗布処理性能を向上することができる。また、この潤滑剤塗布装置１は、湯洗部３と塗布部４との間に冷間塑性加工用素材１１を移送するための手段を設ける必要がないので、湯洗部３と塗布部４とを隣り合わせて配置することができ、小型化を実現することができる。

　この実施の形態では、湯洗槽３ａ内に６つの湯洗昇降部３ｂ～３ｇが設けられていたが、６つに限定するものではない。湯洗槽３ａの大きさや各湯洗昇降部の大きさ、湯洗時間等に応じて、適宜変更してもよい。また、潤滑槽４ａ内に１つの潤滑昇降部４ｂが設けられていたが、１つに限定するものではない。潤滑槽４ａの大きさや潤滑昇降部の大きさ、塗布時間等に応じて、適宜変更してもよい。

　この実施の形態では、湯洗槽３ａ内に６つの湯洗昇降部３ｂ～３ｇを３つずつ２列に分けて設けているがこの形態に限定するものではない。６つの湯洗昇降部３ｂ～３ｇを１列に直線状に設けてもよい。この場合、収納部２と、湯洗部３と、塗布部４と、乾燥部５とが直線状に設けられることになり、潤滑剤塗布装置１全体の形状が変更される。すなわち、潤滑剤塗布装置全体の形状に簡単に様々なバリエーションを持たせることができる。

Claims

　加工用素材に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置であって、
　前記加工用素材を湯洗する湯洗部と、
　前記加工用素材に前記潤滑剤を塗布する塗布部と
を備え、
　前記湯洗部は、
　加熱水を貯留する湯洗槽と、
　該湯洗槽内を上下方向に移動可能な少なくとも１つの湯洗昇降部と
を備え、
　該湯洗昇降部は、前記湯洗槽内で前記加工用素材が載る傾斜した湯洗底部を有し、
　前記湯洗昇降部が上昇すると、前記湯洗底部に載る前記加工用素材が前記湯洗底部の傾斜に沿って転がることにより、前記加工用素材が前記塗布部に移送される潤滑剤塗布装置。
　前記湯洗部は、複数の湯洗昇降部を有し、
　各湯洗昇降部の湯洗底部は、前記湯洗槽内で前記加工用素材が移動する方向に沿って下り勾配の傾斜を有する、請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
　前記加工用素材が湯洗底部に載る順番に沿って１つ飛ばしで前記複数の湯洗昇降部を２つのグループに分け、それぞれのグループの湯洗昇降部が交互に上下方向に移動する、請求項２に記載の潤滑剤塗布装置。
　前記湯洗底部にはスリットが設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置。
　前記湯洗底部の傾斜角度は調整可能である、請求項１～４のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置。
　前記潤滑剤塗布装置は、前記潤滑剤を塗布された加工用素材を乾燥する乾燥部をさらに備え、
　前記塗布部は、
　前記潤滑剤を貯留する潤滑槽と、
　該潤滑槽内を上下方向に移動可能な少なくとも１つの潤滑昇降部と
を備え、
　該潤滑昇降部は、前記潤滑槽内で前記加工用素材が載る傾斜した潤滑底部を有し、
　前記潤滑昇降部が上昇すると、前記潤滑底部に載る前記加工用素材が前記潤滑底部の傾斜に沿って転がることにより、前記加工用素材が前記乾燥部に移送される、請求項１～５のいずれか一項に記載の潤滑剤塗布装置。
　前記潤滑底部にはスリットが設けられている、請求項６に記載の潤滑剤塗布装置。
　前記潤滑底部の傾斜角度は調整可能である、請求項６または７に記載の潤滑剤塗布装置。
　加工用素材に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布方法であって、
　該潤滑剤塗布方法は、
　前記加工用素材を湯洗する湯洗工程と、
　前記加工用素材に前記潤滑剤を塗布する塗布工程と
を含み、
　湯洗された加工用素材は、上方に持ち上げられた後、斜め下方に転がることによって前記塗布工程を行う場所へ移送される潤滑剤塗布方法。
　前記塗布工程において前記潤滑剤が塗布された加工用素材を乾燥する乾燥工程をさらに含み、
　前記潤滑剤が塗布された加工用素材は、上方に持ち上げられた後、斜め下方に転がることによって前記乾燥工程を行う場所へ移送される、請求項９に記載の潤滑剤塗布方法。