JP4854627B2 - 誘導加熱方式ビレットヒータとビレットの加熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱方式ビレットヒータに関し、特に、所定の長さを満足しないビレットを誘導加熱部に供給することを防止することができる誘導加熱方式ビレットヒータに関する。

従来、自動車の金属部品などは鍛造により製造されることが多くあり、その鍛造直前の金属材料は、誘導加熱方式のビレットヒータ内に、有限長さの金属ビレット（金属の棒状体。以下、「ビレット」という）として導入されて、例えば、１２５０℃前後などの鍛造に必要な高温度まで加熱される（特許文献１−３参照）。

この加熱は、一般に、所望の鍛造製品に応じた定尺（所定長さ）のビレットの一個一個を、直列状に整列させた状態で、連続的に順次に誘電加熱方式のビレットヒータ内に導入して行われる。ビレットヒータの長さは、ビレットがその表面温度と中心温度とがほぼ同一の温度になるまでの加熱処理が行われるに足りる処理長（処理時間）をとれるまでの十分な長さで構成される。

個々のビレットの寸法は、特に限定されるものではなく、所望の鍛造製品の形状寸法に対応しても変わるものであるが、一般的には、短いものでは５０ｍｍ程度のものから、長いものでは２００ｍｍ程度、場合によっては５００ｍｍ程度の長さのものもある。

そして、該有限長さのビレットは、一般には、６〜８ｍ程度の長さの長尺の棒状一次材料を適宜の切断機構により切断して準備される。

該棒状一次材料の切断機構は、誘導加熱ビレットヒータ装置の供給部として誘導加熱ヒータの加工ラインの上流部として、ヒータと同一フロアに設置されたり、あるいは、全く別の切断工場で切断されたものを搬入してビレットヒータ装置の供給部に投入することなどが行われる。

そして、いずれのケースにあっても、６〜８ｍ程度の長尺の棒状一次材料から、所定の所望の鍛造製品に応じた定尺（所定長さ）の個々のビレットに切断する場合において、該一次材料の後端においては、該定尺（所定長さ）に満たないビレットが発生することになる。

この定尺（所定長さ）に満たないビレットがそのまま誘導加熱ビレットヒータ装置内に導入されて更に鍛造工程まで流れると、鍛造製品として、製品長さが足りないものや欠肉という鍛造欠陥を有するものが作られることとなり、それがユーザーである部品組立てメーカーなどに納入されると、欠陥品を含むものとして、ほとんどが正常品であるにも拘わらず、もはやその全数が実際生産に採用されないこととなる。

したがって、定尺（所定長さ）に満たないビレットは鍛造加工ラインから除去されるべきものであるが、従来は、ある程度一定周期的に発生するものであるので、監視作業者が判断して、ビレット製造〜鍛造直前までの間、あるいは鍛造後〜出荷までの間のライン上などから除去したりしていた。

結局、ビレット総数のうち、定尺を満足しないビレット（以下、「短尺ビレット」という）は、数１０個に１個レベルないし数１００個に１個レベルの発生頻度であるが、発生すること自体は避けられないことであり、かつ、それが後工程に流れた場合の重要性からも対策は必要なものであり、一方では、全体生産性の向上を実現するために、短尺ビレット発生に対する監視作業者による監視作業を不必要とし、かつ、短尺ビレットが鍛造工程に混入することがないようにすることが望まれていた。
実公平６−２１１９５号公報 特開平１０−１４４４６２号公報 特開平１１−２５１０４５号公報

本発明は、上述したような点に鑑み、短尺ビレットが発生するという問題に対して、監視作業者によるビレットの監視作業を不必要とし、かつ、短尺ビレットが鍛造工程に混入することがないように確実に加工ラインから除去することができる誘導加熱方式ビレットヒータとビレットの加熱方法を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の誘導加熱方式ビレットヒータは、以下の（１）の構成を有する。
（１）ビレットを搬送する搬送ラインに沿って、有限長さのビレットを供給するビレット供給部、ビレットを搬送するコンベア、ビレットを誘導加熱部に送り出すピンチローラ、誘導加熱部をこの順で有する誘導加熱式ビレットヒータであり、前記ビレット供給部と前記ピンチローラの間に、下記（ａ）〜（ｅ）の構成を少なくとも有してなる短尺材払出し装置を設けたことを特徴とする誘導加熱方式ビレットヒータ。
（ａ）積極回転駆動し、搬送されてくるコンベア上のビレットを挟み、該コンベアの搬送速度よりも低速で該ビレットを搬送路下流に送り出す積極回転駆動する一対の送りローラ、
（ｂ）該送りローラと前記コンベアとの速度差によって後続のビレットと離された搬送中の対象ビレットの全長を測定するための２つの光電スイッチ、
（ｃ）前記光電スイッチによる長さ測定の結果、全長が所定長さを満足しないと判断されたビレットをコンベア搬送路から払い出す払出しアーム、
（ｄ）該払出しアームを駆動するエアシリンダ、
（ｅ）該払出しアームにより払出されたビレットを受ける受け機構、

また、かかる本発明の誘導加熱方式ビレットヒータにおいて、より具体的構成として好ましくは、以下の（２）〜（５）のいずれかの構成を有するものである。
（２）前記短材払出し装置が、前記（ａ）の一対の送りローラを開閉するエアシリンダを有してなることを特徴とする前記（１）記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。
（３）前記（ａ）の一対の送りローラが、回転軸方向を垂直方向として水平方向に並置されていることを特徴とする前記（１）または（２）記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。
（４）前記コンベアの搬送速度よりも低速でビレットを搬送路下流に送り出す前記（ａ）の一対の送りローラの送り出し速度が、該コンベアの搬送速度の０．１５〜０．４倍であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。
（５）前記払い出しアームが、ビレットの搬送方向と平行に延在する３枚の払い出し板を有するものであり、該払い出しアームをビレットの搬送方向と垂直にスライド移動させることにより、所定長さを満足しないと判断されたビレットをコンベア搬送路から払い出すものであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。

また、上述した目的を達成する本発明のビレットの加熱方法は、以下の（６）の構成を有するものである。
（６）有限長のビレットを、ビレット供給部、ビレットを搬送するコンベア、誘導加熱部にビレットを送り出すピンチローラの順に通過させて誘導加熱部に導入し加熱をするに際して、前記コンベアのビレット搬送経路上に設けられた積極回転駆動する一対の送りローラにより、コンベア上を搬送されてくるビレットを挟み、該コンベアの搬送速度よりも低速で該ビレットを搬送路下流に送り出すことにより、順次搬送されてくるビレットどおしの間に隙間を生じさせ、該隙間が生じた状態で搬送されているビレットが、ビレットの所定長さを有するものか否かを２つの光電スイッチを用いて判断し、所定長さを満足しないビレットをコンベアの搬送路から除去し、所定長さを満足するビレットを前記ピンチローラにより誘導加熱部に導入させることを特徴するビレットの加熱方法。

また、かかる本発明のビレットの加熱方法は、より具体的構成として好ましくは、以下の（７）の構成を有するものである。
（７）前記積極回転駆動する一対の送りローラによりビレットを送り出す速度が、コンベアの搬送速度よりも、０．１５〜０．４倍の低速であることを特徴とする上記（６）記載のビレットの加熱方法。

請求項１に記載の本発明の誘導加熱方式ビレットヒータによれば、短尺ビレットが発生するという避けることのできない問題に対して、監視作業者によるビレットの監視作業を不必要とし、かつ、短尺ビレットが鍛造工程に混入することがないように確実に加工ラインから除去することができる誘導加熱方式ビレットヒータが提供されるものである。

請求項２にかかる本発明の誘導加熱方式ビレットヒータによれば、ビレットの搬送速度を遅くさせてしまうなどの問題もなく、確実に短尺ビレットを加工ライン外に除去することができる。

請求項３〜５のいずれかにかかる本発明の誘導加熱方式ビレットヒータによれば、ビレットの搬送速度を遅くさせてしまうなどの問題もなく、本発明の実施をすることができる。

請求項６〜７のいずれかにかかる本発明のビレットの加熱方法によれば、短尺ビレットが発生するという避けることのできない問題に対して、監視作業者によるビレットの監視作業を不必要とし、かつ、短尺ビレットが鍛造工程に混入することがないように確実に加工ラインから除去することができるビレットヒータの加熱方法が提供される。

以下、図面などに基づいて、更に詳しく本発明の誘導加熱方式ビレットヒータとビレットの加熱方法について説明する。

図１は、本発明の誘導加熱方式ビレットヒータの要部を構成する短尺材払出し装置を説明するものであり、短尺材払出し装置の１例をモデル的に示した概略平面図である。

図２は、本発明の誘導加熱方式ビレットヒータの要部を構成する図１に示した短尺材払出し装置の概略正面図である。

図３は、図１、図２に示した短尺材払出し装置をさらに説明するものであり、払い出しアームの周辺の１例構造をモデル的に示した概略側面断面図である。

図４は、図１、図２に示した短尺材払出し装置をさらに説明するものであり、払い出し板付近の１例構造をモデル的に示した概略斜視図である。

本発明の誘導加熱方式ビレットヒータは、ビレットを搬送する搬送ラインに沿って、有限長さのビレットを供給するビレット供給部（図示せず。但し、図１、図２において矢印Ａ側）、ビレットを搬送するコンベア２、ビレットを誘導加熱部に送り出すピンチローラ（図示せず。但し、図１、図２において矢印Ｂ側）、誘導加熱部（図示せず）をこの順で有する誘導加熱式ビレットヒータであり、該ビレット供給部（矢印Ａ側）とピンチローラ（矢印Ｂ側）の間に、下記（ａ）〜（ｅ）の構成からなる短尺材払出し装置１が設けられているものである。
（ａ）積極回転駆動し、搬送されてくるコンベア２上のビレット３を挟み、該コンベア２の搬送速度よりも低速で該ビレット３を搬送路下流に送り出す積極回転駆動する一対の送りローラ４、
（ｂ）該送りローラ４と前記コンベア２との速度差によって後続のビレット３と離された搬送中の対象ビレット３の全長が、所定長さを満足するものかを判定するために該所定長さに対応した間隔をおいて、搬送路の上流と下流に設けられた２つの光電スイッチ５、６、
（ｃ）前記光電スイッチによる、ビレット全長が所定長さを満足するものか否かの判定の結果、所定長さを満足しないと判断された短尺ビレット３′をコンベア搬送路から払い出す払出しアーム、
（ｄ）該払出しアームを駆動するエアシリンダ９、
（ｅ）該払出しアームにより払出されたビレットを受ける受け機構１０。

かかる短尺材払出し装置１は、図１、図２に示したように、コンベア２上を順次に直列状態で搬送されてくるビレット３を、そのコンベア２上で一対の送りローラ４で両側から挟んで保持して、１個ずつ該ビレット３を、搬送路の下流側に該コンベアの搬送速度よりも低速度で送り出すものである。

一対の送りローラ４は、特に限定されるものではないが、例えば、該一対の送りローラ４を開閉するエアリンダ１１が設置されているアーム１６上に設置されたモータ１４などにより積極回転駆動されるものである。

該一対の送りローラ４は、ビレット３が進行してくるのを光電管等（図示せず）で検知してエアシリンダ１１を作動させることにより開状態とされ、搬送されてきたビレット３を１個ずつ挟持して、その把持可能な長さ（距離）に対応してビレット３を送り、エアシリンダー１１の作動によりローラ４間を開き、把持を解くことによりビレットを下流に送り出す。

該一対の送りローラ４の送り出し速度は、好ましくはコンベア２の搬送速度の０．１５倍〜０．４倍であり、より好ましくは０．２倍〜０．３５倍、最も好ましくは、０．２５倍〜０．３倍程度である。ただし、速度比は、コンベアの搬送速度の速さ、ビレット長さなどにも対応して適宜決定すればよい。

この一対の送りローラ４の作用により、直列状にほぼ隙間なく連なって搬送されてきたビレット３は、その後は、個々のビレット３どおし間に、搬送方向に、前述の速度差に対応した長さの隙間が形成されて下流に向けて搬送される。

そのビレットどおしの間に隙間が形成され、コンベア２上で搬送されている途上において、個々のビレットの全長について、上流と下流に所定のビレット長さに対応した所定の距離をおいて設置されている２つの光電スイッチ５、６を用いて、搬送されてきたビレット３が所定のビレット長さ条件を満たすものか否かを判定をする。

下流の光電スイッチ５はスタート素子３１、上流の光電スイッチ６はエッジ素子３２として用い、送られてきた１個のビレットによってそれら２つの光電スイッチ５、６が同時に入る瞬間があった場合、そのビレット３は所定の長さを満足する合格品と判定できるが、同時にスイッチが入らない場合には、そのビレットは所定の長さに満たない不良品（短尺ビレット３′）との判定がされる。

すなわち、同時に光電スイッチが入らなかった場合には、エアシリンダ９の制御装置３３が作動し光電スイッチ設置部の下流に設けられている払い出しアーム８を作動させることによって、搬送されてきた短尺ビレット３′を搬送経路から払い出す。

払い出しアーム８は、その構造を特に限定されるものではないが、エアシリンダ９の作動により、ビレット３の搬送方向と垂直方向に短尺ビレット３′を搬送経路から外して落下させるだけの距離を往復運動できるように構成されている。

図３にその構造をモデル的に示しているが、払い出しアーム８上には、エアシリンダ９が固定され、払い出しアーム８の下方には、２箇所でそれぞれＬＭガイド１５に係合している。

かかる構成により、エアシリンダ９の作動によってＬＭガイド１５はＬＭガイドレール１５′に沿って往復の移動が可能にされていて、該ＬＭガイド１５には払い出し板天井部７′が係合され、該払い出し板天井部７′には、ビレット搬送方向に平行に延在する３枚の払い出し板７が固定されている。この払い出し板７は、図３および図４に示したように、ビレット搬送方向と垂直に往復動をすることにより、短尺ビレット３′をその移動する方向に押しやって短尺ビレット３′を受け機構１０に落下させるものである。すなわち、短尺ビレットが搬送されてきたときには、３枚の払い出し板７がその設置間隔分だけビレット横方向の一方向に移動して短尺ビレット３′を落下させ、次の短尺ビレット３′が搬送されてくるまでは、そのまま待機し、次の短尺ビレット３′が搬送されてきたときには、先の移動方向と逆に移動して、その短尺ビレット３′を受け機構１０に落下させるものであり（先の落下方向と反対の方向となる（図３））、この往復動を順次に繰り返すことになるものである。

図５は、本発明にかかる図１、図２に示した短尺材払出し装置について、その要部をさらに模式的に示して説明するものであり、ビレットの搬送ラインを説明する概略斜視図である。

以上の機構により、所定長さを満足しない短尺ビレット３′を、確実にコンベアの搬送路から除去し、所定長さを満足するビレット３は、図示しないピンチローラによりその下流にある誘導加熱部に導入させることが確実にできるものとなる。

本発明にかかる短尺材払い出し装置において、コンベア上におけるビレットの直線的搬送を確保するために、適宜のバー状のビレット搬送ガイドを設けてもよく、また、コンベア上に搬送方向に延びる２本の凸状部を設けておき、直線的搬送を確保すようにしてもよい。特に、光電スイッチを用いてビレットの測長を行うゾーンでは、搬送方向に正確に平行にさせることが肝要であるので、上述のようなガイドを設けることが良いものである。

本発明において、有限長さのビレットを供給するビレット供給部は、前述したような６〜８ｍにも及ぶ長尺の棒状一次材料を所定のビレット長さに切断する機構を有するものであって、その切断されたビレットを連続して下流側（短尺材払い出し装置側）に送出するものであってもよく、あるいは、既に、他工場などで切断済みのビレットの集合体から順次に１個ずつビレットを下流側（短尺材払い出し装置側）に送出するものであってもよい。

図１は、本発明の誘導加熱方式ビレットヒータの要部を構成する短尺材払出し装置を説明するものであり、短尺材払出し装置の１例をモデル的に示した概略平面図である。 図２は、本発明の誘導加熱方式ビレットヒータの要部を構成する図１に示した短尺材払出し装置の概略正面図である。 図３は、図１、図２に示した短尺材払出し装置をさらに説明するものであり、払い出しアームの周辺の１例構造をモデル的に示した概略側面断面図である。 図４は、図１、図２に示した短尺材払出し装置をさらに説明するものであり、払い出しアームの１例構造をモデル的に示した概略斜視図である。 図５は、本発明にかかる図１、図２に示した短尺材払出し装置について、その要部をさらに模式的に示して説明するものであり、ビレットの搬送ラインを説明する概略斜視図である。

符号の説明

１ 短尺材払出し装置
２ コンベア
３ ビレット
３′ 短尺ビレット
４ 一対の送りローラ
５ 光電スイッチ
６ 光電スイッチ
７ 払い出し板
７′ 払い出し板天井部
８ 払い出しアーム
９ 払い出しアーム８を駆動するエアシリンダ
１０ 払い出し板７により払い出されたビレット（短尺ビレット）を受ける受け機構
１１ 一対の送りローラ４を開閉するエアシリンダ
１２ 短尺材払出し装置カバー
１３ 一対の送りローラ４の開閉の支点
１４ モータ
１５ ＬＭガイド
１６ アーム
３１ スタート素子
３２ エッジ素子
３３ エアシリンダ９の制御装置

Claims (7)

1. ビレットを搬送する搬送ラインに沿って、有限長さのビレットを供給するビレット供給部、ビレットを搬送するコンベア、ビレットを誘導加熱部に送り出すピンチローラ、誘導加熱部をこの順で有する誘導加熱式ビレットヒータであり、前記ビレット供給部と前記ピンチローラの間に、下記（ａ）〜（ｅ）の構成を少なくとも有してなる短尺材払出し装置を設けてなることを特徴とする誘導加熱方式ビレットヒータ。
   （ａ）積極回転駆動し、搬送されてくるコンベア上のビレットを挟み、該コンベアの搬送速度よりも低速で該ビレットを搬送路下流に送り出す積極回転駆動する一対の送りローラ、
   （ｂ）該送りローラと前記コンベアとの速度差によって後続のビレットと離された搬送中の対象ビレットの全長が、所定長さを満足するものかを判定するために該所定長さに対応した間隔をおいて、搬送路の上流と下流に設けられた２つの光電スイッチ、
   （ｃ）前記光電スイッチによる、ビレット全長が所定長さを満足するものか否かの判定の結果、所定長さを満足しないと判断されたビレットをコンベア搬送路から払い出す払出しアーム、
   （ｄ）該払出しアームを駆動するエアシリンダ、
   （ｅ）該払出しアームにより払出されたビレットを受ける受け機構、
2. 前記（ａ）の一対の送りローラを開閉するエアシリンダが設けられてなることを特徴とする請求項１記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。
3. 前記（ａ）の一対の送りローラが、回転軸方向を垂直方向として水平方向に並置されていることを特徴とする請求項１または２記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。
4. 前記コンベアの搬送速度よりも低速でビレットを搬送路下流に送り出す前記（ａ）の一対の送りローラの送り出し速度が、該コンベアの搬送速度の０．１５〜０．４倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。
5. 前記払い出しアームが、ビレットの搬送方向と平行に延在する３枚の払い出し板を有するものであり、該払い出しアームをビレットの搬送方向と垂直にスライド移動させることにより、所定長さを満足しないと判断されたビレットをコンベア搬送路から払い出すものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の誘導加熱方式ビレットヒータ。
6. 有限長のビレットを、ビレット供給部、ビレットを搬送するコンベア、誘導加熱部にビレットを送り出すピンチローラの順に通過させて誘導加熱部に導入し加熱をするに際して、前記コンベアのビレット搬送経路上に設けられた積極回転駆動する一対の送りローラにより、コンベア上を搬送されてくるビレットを挟み、該コンベアの搬送速度よりも低速で該ビレットを搬送路下流に送り出すことにより、順次搬送されてくるビレットどおしの間に隙間を生じさせ、該隙間が生じた状態で搬送されているビレットが、ビレットの所定長さを有するものか否かを２つの光電スイッチを用いて判断し、所定長さを満足しないビレットをコンベアの搬送路から除去し、所定長さを満足するビレットを前記ピンチローラにより誘導加熱部に導入させることを特徴するビレットの加熱方法。
7. 前記積極回転駆動する一対の送りローラによりビレットを送り出す速度が、コンベアの搬送速度よりも、０．１５〜０．４倍の低速であることを特徴とする請求項６記載のビレットの加熱方法。

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