JP6962954B2 - ワーク反転装置及びワークの反転方法 - Google Patents

Description

本発明は、鍛造後のワークを反転させるワーク反転装置及びワークの反転方法に関する。

従来より、プレスラインにおいて、後工程のために加工後のワークを反転するワーク反転装置は知られている。

例えば、特許文献１のもののように、風車型ターンオーバと呼ばれる、コンベアで搬送されてくる板状ワークを反転装置の回転体の平行をなす一対の受入れ片の間に入れ、回転体を９０°回転して止め、次の９０°回転でワークを取り出し方向に向けるものが知られている。このワークを取り出し台上に取り出すことで、ワークが最初の受入れ姿勢から１８０°反転させられて取り出し姿勢となる。

特開平６−１５６６８６号公報（特に図４）

上記従来技術のような板状ワークであれば反転後も安定して搬送できるので、反転も容易である。

一方、自動車のユニバーサルジョイントの軸状部材などのように、鍛造後に後工程に搬送する場合、コンベア上に転がり落ちるように搬送すると、鍛造品に傷が付き安く、品質面で問題がある。

このため、軸状部材であっても傷を付けずに後工程のために安定してワークを搬送したいというニーズがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鍛造後の軸状部材を反転させて傷を付けずに安定して搬送できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、ワーク形状に合わせた凹部を外周面に有する回転体で反転させるようにした。

具体的には、第１の発明では、軸状基端部及びカップ状先端部を有する鍛造後のワークを反転するワーク反転装置を前提とする。

上記ワーク反転装置は、
上記ワークが軸状基端部から挿入されるワーク挿入用凹部を外周面に複数備える回転体と、
上記ワーク挿入用凹部に挿入された上記ワークを押さえ付けて保持すると共に、該ワークが反転された状態で該ワークを解放する保持機構と、
上記反転されたワークを、上記カップ状先端部を下にした状態で搬送する搬送コンベアとを備えている。

上記の構成によると、回転体自身の外周面にワーク挿入用凹部を設けているので、回動可能な、ある程度の長さを有するアームを備えている場合に比べ、狭いスペースでの配置が可能であり、ワークをカップ状先端部が下になるように確実かつ容易に反転させて搬送コンベアに搬送できる。また、アームの場合、ワークを掴んで離す動きを繰り返すため、行って帰る動作が必要となるが、上記の構成によると、回転体を１方向にのみ動かすことでもワークの収容、保持、解放を繰り返すことができ、サイクルタイムが短くなる。このため、簡易な構成でワークに傷を付けずに安定して搬送することができる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記回転体の上記ワーク挿入用凹部は、鍛造プレス機械のトランスファー装置が鍛造後のワークを上記軸状基端部を下にした状態で解放する位置に配置可能に構成されている。

上記の構成によると、トランスファー装置がワークを搬送する工程を利用して、プレス後のワークをワーク挿入用凹部に挿入できる。このため、鍛造プレス機械を駆動させたままワークを搬出できるので、効率の良いワークのハンドリングを行える。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記保持機構は、上記回転体が、上記ワークが挿入される位置にあるときに縮小され、挿入後に伸張されて該ワークを保持し、上記回転体が、上記ワークが解放される位置にあるときに再び縮小されるシリンダを備える。

上記の構成によると、シリンダを設けた簡単な構成でワークの挿入、保持及び解放を行える。

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、
上記保持機構は、上記回転体が、上記ワークが挿入される位置にあるときに開き、挿入後に閉じ、上記回転体が、上記ワークが解放される位置にあるときに再び開くシャッター部材を備える。

上記の構成によると、シャッター部材を設けた簡単な構成でワークの挿入、保持及び解放を行える。

第５の発明では、軸状基端部及びカップ状先端部を有する鍛造後のワークを反転するワークの反転方法を対象とし、
上記ワークの反転方法は、
上記ワークが軸状基端部から挿入されるワーク挿入用凹部を外周面に複数備える回転体と、
上記ワーク挿入用凹部に挿入された上記ワークを押さえ付けて保持すると共に、該ワークが反転された状態で該ワークを解放する保持機構と、
上記反転されたワークを、上記カップ状先端部を下にした状態で搬送する搬送コンベアとを備えたワーク反転装置を用意し、
鍛造プレス機械のトランスファー装置が鍛造後のワークを上記軸状基端部を下にした状態で上記ワーク挿入用凹部の上方で解放し、
上記保持機構で上記ワークを保持し、
上記回転体を１８０°回転させた後、
上記保持機構で上記ワークを解放し、
上記搬送コンベアの上に載置された上記ワークを該搬送コンベアで後工程へ搬送する構成とする。

上記の構成によると、カップ状先端部を鍛造プレス機械でプレスした後、そのトランスファー装置を利用して搬送に適したカップ状先端部を下にして搬送コンベアで搬送できるので、ワークに傷を付けずに安定して搬送することができる。

以上説明したように、本発明によれば、鍛造後の軸状部材を反転させて傷を付けずに安定して搬送できる。

本発明の実施形態に係るワーク反転装置の概要を示す正面図である。 図１のII−II線断面図である。 鍛造プレス機及びトランスファー装置の一部並びにワーク反転装置を示す正面図である。 鍛造プレス機及びトランスファー装置の一部並びにワーク反転装置を示す平面図である。 実施形態の変形例に係る回転体及び保持機構の概要を拡大して示す正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は、本発明の実施形態のワーク反転装置１を示し、このワーク反転装置１は、鍛造プレス機械６０に設けられ、鍛造後のワーク５０を反転するものである。本実施形態における鍛造プレス機械６０は、ワーク５０を鍛造するための下型６１及び上型６２を備え、さらにワーク５０をハンドリングするトランスファー装置６３を備えている。ワーク反転装置１は、鍛造プレス機械６０のフレーム６４内に配置されている。

図１に示すように、ワーク５０は、例えば、無段変速機のシャフトに連結されるユニバーサルジョイントの構成部品であり、丸棒状の軸状基端部５１及びこの軸状基端部５１よりも外径が大きく、上方に開口する凹部を有するカップ状先端部５２を備えている。ワーク５０のカップ状先端部５２の外径は、軸状基端部５１の外径よりも大きいので、立てて搬送する場合には、カップ状先端部５２を下にするのが良い。一方で、鍛造プレス機６０によってカップ状先端部５２が下型６１及び上型６２によってプレスされて加工される。例えば、このワーク５０は、カップ状先端部５２の外径が１００ｍｍ程度で、全長が２００ｍｍ程度である。

そして、ワーク反転装置１は、ワーク５０が軸状基端部５１から挿入されるワーク挿入用凹部３を複数備える回転体２を備えている。この回転体２は、例えば電動モータ４によって２〜３秒で半回転するように、ＣＰＵ等を備えた制御装置７によって制御されている。なお、制御装置７は、鍛造プレス機械６０全体の制御も行うようになっている。

ワーク挿入用凹部３は、断面円形で、奥側にワーク５０の軸状基端部５１が挿入される部分を有し、外周面側にカップ状先端部５２の外径と同程度の断面円形状の凹部を有する。本実施形態では、１つの回転体２に２つのワーク挿入用凹部３が設けられているが、この数は、１つでも３つ以上でも良い。この回転体２のワーク挿入用凹部３は、鍛造プレス機械６０のトランスファー装置６３が鍛造後のワーク５０を軸状基端部５１を下にした状態で解放する位置の真下に配置可能に構成されている。

ワーク反転装置１は、さらに、ワーク挿入用凹部３に挿入されたワーク５０を押さえ付けて保持すると共に、回転体２が回転され、このワーク５０が下側に反転された状態でワーク５０を解放する保持機構５を備えている。

この保持機構５は、例えば、回転体２が、ワーク５０が挿入される位置にあるときに縮小され、挿入後に伸張されてワーク５０を保持し、回転体２が、ワーク５０が解放される位置にあるときに再び縮小される油圧シリンダ５ａを備えている。これにより、簡単な構成でワーク５０の挿入、保持及び解放を行えるようになっている。保持機構５は、油圧シリンダ５ａが伸張して押されたときにワーク５０を保持し、油圧シリンダ５ａが縮小して離れたときに、圧縮コイルバネ等よりなる付勢部材５ｃによって押し戻されてワーク５０を解放する押圧部材５ｂを備えている。なお、油圧シリンダ５ａは、空圧シリンダ、電動シリンダで構成してもよい。

さらにワーク反転装置１は、反転されたワーク５０を、カップ状先端部５２を下にした状態で搬送する搬送コンベア６を備えている。この搬送コンベア６は、ステンレス鋼板等で構成された搬送装置６ａを有し、鍛造後の高温のワーク５０でも搬送できるようになっている。一方で、表面が硬いので、ワーク５０を丁寧に載置しないと、ワーク５０に傷を付けるおそれがある。このため、搬送装置６ａの位置は、解放されたワーク５０が回転体２に接触しないで搬送できる最低限の高さを確保した位置に設けられる。

次に、本実施形態に係るワーク５０の反転方法について説明する。

まず、上述したワーク反転装置１を用意する。このワーク反転装置１を、上述したように、鍛造プレス機械６０のトランスファー装置６３が鍛造後のワーク５０を軸状基端部５１を下にした状態で解放する位置の真下に、上側にあるワーク挿入用凹部３が来るように配置する。

以下、制御装置７が全体の制御を行う。鍛造プレス機械６０のトランスファー装置６３は、プレス動作の度にワーク５０を図３で右側に１ピッチずつずらしながら把持及び解放を繰り返す。

トランスファー装置６３は、鍛造を終えた後、ワーク５０を軸状基端部５１を下にした状態でワーク挿入用凹部３の上方でワーク５０を解放する。すると、ワーク５０が回転体２のワーク挿入用凹部３に挿入される。このように本実施形態では、トランスファー装置６３がワーク５０を搬送する工程を利用して、プレス後のワーク５０をワーク挿入用凹部３に容易に挿入できる。このため、効率の良いワーク５０のハンドリングを行える。

次いで、保持機構５を作動させてワーク５０を保持する。本実施形態では、油圧シリンダ５ａを伸張させて押圧部材５ｂでワーク５０を押さえ付けて保持する。

次いで、電動モータ４を駆動し、回転体２を１８０°回転させる。すると、ワーク５０は、カップ状先端部５２が下になった状態になる。

次いで、保持機構５でワーク５０を解放する。具体的には、油圧シリンダ５ａを短縮させ、押圧部材５ｂによって押し付けて保持していたワーク５０を落下させ、搬送装置６ａ上に載置する。このとき、搬送装置６ａの位置を、解放されたワーク５０が回転体２に接触しないで搬送できる最低限の高さを確保した位置にしているので、落下の衝撃によってカップ状先端部５２に傷が付きにくい。

次いで、搬送コンベア６の上に載置されたワーク５０を搬送コンベア６で後工程へ搬送する。後工程では、例えば、ボンデ処理（潤滑油処理）、サイジング等が行われる。

このように、本実施形態では、カップ状先端部５２を鍛造プレス機械６０でプレスした後、そのトランスファー装置６３を利用して搬送に適したカップ状先端部５２を下にして搬送コンベア６で搬送できるので、ワーク５０に傷を付けずに安定して搬送することができる。

また本実施形態では、回転体２自身の外周にワーク挿入用凹部３を設けているので、狭いスペースでの配置が可能である。

さらに、アームで搬送する場合には、ワークを掴んで離す動きを繰り返すため、行って帰る動作が必要となるが、本実施形態では、回転体２を１方向にのみ動かすことでもワーク５０の収容、保持、解放を繰り返すことができ、サイクルタイムが短くなる。

したがって、本実施形態に係るワーク反転装置１によると、鍛造後のワーク５０を反転させて傷を付けずに安定して搬送できる。

−変形例−
図５は本発明の実施形態の変形例を示し、保持機構１０５の構成が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、以下の各変形例では、図１〜図４と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

本変形例に係るワーク反転装置１０１では、保持機構１０５は、回転体１０２が、ワーク５０が挿入される位置で開き、ワーク５０の挿入後に閉じ、回転体２が、ワーク５０が解放される位置で再び開くシャッター部材１０５ａを備えている。シャッター部材１０５ａは、上記実施形態と同様に、制御装置７によって制御された油圧シリンダ５ａ、空圧シリンダ、電動シリンダによって駆動される。

本変形例でも、簡単な構成でワーク５０の挿入、保持及び解放を行える。

なお、シャッター部材１０５ａでワーク５０のカップ状先端部５２を半径方向外側から塞ぐ必要がある関係で、ワーク挿入用凹部１０３を大きくする必要があり、上記実施形態よりも回転体１０２の外径が大きくなっている。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としても良い。

すなわち、上記実施形態では、ワーク５０は、ユニバーサルジョイントの構成部品としたが、これに限定されず、要は、軸状基端部及びカップ状先端部を有する鍛造後のワークであれば良い。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ ワーク反転装置
２ 回転体
３ ワーク挿入用凹部
４ 電動モータ
５ 保持機構
５ａ 油圧シリンダ（シリンダ）
５ｂ 押圧部材
５ｃ 付勢部材
６ 搬送コンベア
６ａ 搬送装置
５０ ワーク（軸状部材）
５１ 軸状基端部
５２ カップ状先端部
６０ 鍛造プレス機
６０ 鍛造プレス機械
６１ 下型
６２ 上型
６３ トランスファー装置
６４ フレーム
１０１ ワーク反転装置
１０２ 回転体
１０３ ワーク挿入用凹部
１０５ 保持機構
１０５ａ シャッター部材

Claims (5)

1. 軸状基端部及びカップ状先端部を有する鍛造後のワークを反転するワーク反転装置において、
   上記ワークが軸状基端部から挿入されるワーク挿入用凹部を外周面に複数備える回転体と、
   上記ワーク挿入用凹部に挿入された上記ワークを押さえ付けて保持すると共に、該ワークが反転された状態で該ワークを解放する保持機構と、
   上記反転されたワークを、上記カップ状先端部を下にした状態で搬送する搬送コンベアとを備えている
   ことを特徴とするワーク反転装置。
2. 請求項１に記載のワーク反転装置において、
   上記回転体の上記ワーク挿入用凹部は、鍛造プレス機械のトランスファー装置が鍛造後のワークを上記軸状基端部を下にした状態で解放する位置に配置可能に構成されている
   ことを特徴とするワーク反転装置。
3. 請求項１又は２に記載のワーク反転装置において、
   上記保持機構は、上記回転体が、上記ワークが挿入される位置にあるときに縮小され、挿入後に伸張されて該ワークを保持し、上記回転体が、上記ワークが解放される位置にあるときに再び縮小されるシリンダを備える
   ことを特徴とするワーク反転装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のワーク反転装置において、
   上記保持機構は、上記回転体が、上記ワークが挿入される位置にあるときに開き、挿入後に閉じ、上記回転体が、上記ワークが解放される位置にあるときに再び開くシャッター部材を備える
   ことを特徴とするワーク反転装置。
5. 軸状基端部及びカップ状先端部を有する鍛造後のワークを反転するワークの反転方法において、
   上記ワークが軸状基端部から挿入されるワーク挿入用凹部を外周面に複数備える回転体と、
   上記ワーク挿入用凹部に挿入された上記ワークを押さえ付けて保持すると共に、該ワークが反転された状態で該ワークを解放する保持機構と、
   上記反転されたワークを、上記カップ状先端部を下にした状態で搬送する搬送コンベアとを備えたワーク反転装置を用意し、
   鍛造プレス機械のトランスファー装置が鍛造後のワークを上記軸状基端部を下にした状態で上記ワーク挿入用凹部の上方で解放し、
   上記保持機構で上記ワークを保持し、
   上記回転体を１８０°回転させた後、
   上記保持機構で上記ワークを解放し、
   上記搬送コンベアの上に載置された上記ワークを該搬送コンベアで後工程へ搬送する
   ことを特徴とするワークの反転方法。

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