JP7534769B2 - スケール回収装置 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、ワークを鍛造プレス機により鍛造加工した際に生じるスケールを回収するスケール回収装置に関する技術分野に属する。

従来より、ワークを熱間鍛造加工するときには、ワークの表面が酸化されて生成されたスケールが、ワークがプレスされる際に該ワークから剥離して飛散することが知られている。スケールが堆積したときには、作業者が清掃を行う必要が生じるため作業性が悪化していた。これを抑制するために、スケールを回収するための装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、プレス機の上型及び下型のそれぞれの周囲を囲う上型カバー及び下型カバーと、プレス外部に設けられ、プレス外部から上型カバー内部にエアを噴射するエア噴射手段と、上型カバーに設けられ、エア噴射手段より送り込まれたエアを上型カバー内部に噴射するためのエア噴射口と、下型カバーに設けられ、プレス成形時にワークから剥離したスケールをプレス外部に排出する排出口と、プレス外部に設けられ、プレス外部から下型カバー内部を負圧とする負圧手段と、プレス外部に設けられ、ワークから剥離されたスケールを回収するためのスケール回収容器と、を有し、上型が下死点近傍に下降した際、上型カバーと下型カバーの先端部分が重なり合ってカバー内部が密閉状態となった時に、エア噴射手段よりカバー内部にエアを噴射すると同時に、負圧手段によりカバー内部を負圧とすることにより、スケールをプレス外部に設けたスケール回収容器に排出する、鍛造プレスのスケール回収装置が開示されている。

特開２０１８－９９７２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のスケール回収装置では、上型が下死点近傍に下降した際に、上型カバーと下型カバーの先端部分が重なり合ってカバー内部が密閉状態となるため、作業者は、鍛造プレス機がワークを加工する瞬間（インパクトの瞬間）を確認することができない。鍛造作業においては、ワークの位置合わせは加工精度を向上させる上で重要であり、インパクトの瞬間を確認できない場合、ワークの加工不良を招くおそれがある。また、インパクトの瞬間を確認できないと、ワークの加工不良が発生した場合にそれを改善するための調整が困難である。

ここに開示された技術は、斯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、ワークの加工精度を向上させつつ、スケールを効率的に回収することが可能なスケール回収装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術は、ワークを鍛造プレス機により熱間鍛造加工した際に生じるスケールを回収するスケール回収装置を対象として、前記鍛造プレス機の外部に設けられ、前記鍛造プレス機近傍の所定の領域をエアカーテンによって遮蔽することで、前記スケールを該エアカーテンの気流方向に移動させるエアカーテン装置と、前記エアカーテン装置により移動された前記スケールを回収するための回収容器と、を備える、という構成とした。

この構成によれば、鍛造プレス機によりワークを加工した際に飛び散るスケールをエアカーテンにより移動させて、回収容器に集めることができる。エアカーテンであれば、鍛造プレス機の周囲をカバーで覆う必要がないため、作業者が鍛造プレス機によるインパクトの瞬間を実際に確認することができる。したがって、ワークの加工精度を向上させつつ、スケールを効率的に回収することができる。

前記スケール回収装置において、前記エアカーテン装置により形成されるエアカーテンに向かって、前記スケールを移動させる送風装置を更に備える、という構成でもよい。

この構成によると、スケールをエアカーテンに向かって移動させることができるため、スケールの回収効率を向上させることができる。また、スケールがプレス機上に堆積することも抑制することができる。

前記スケール回収装置において、前記エアカーテン装置は、エア供給装置と、前記エア供給装置により吐出されたエアを、前記鍛造プレス機におけるワーク加工部よりも上側に向かって流通させた後、エアカーテンを形成するように下側に向かって吹き出す配管装置と、前記配管装置から排出されてエアカーテンを形成した空気を吸引する吸引装置と、を有し、前記配管装置の一部は、上下方向から見て、前記鍛造プレス機側に開口するＵ字状をなす、という構成でもよい。

この構成によると、鍛造プレス機近傍の領域をエアカーテンで囲むことができる。これにより、スケールの回収効率をより向上させることができる。

前記スケール回収装置において、前記スケールを前記回収容器に向かって案内するガイド部材が設けられている、という構成でもよい。

この構成によると、スケールを回収容器に案内することができる。これにより、スケールの回収効率を一層向上させることができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、エアカーテンを利用してスケールを回収するようにしたことで、作業者が鍛造プレス機によるインパクトの瞬間を実際に確認することができる状態で、スケールを回収することができる。したがって、ワークの加工精度を向上させつつ、スケールを効率的に回収することができる。

例示的な実施形態に係るスケール回収装置を含む鍛造加工システムの概略図である。 鍛造加工システムを上側から見た概略平面図である。 エアカーテン装置を示す斜視図である。 エアカーテン装置のガイド部を示す部分断面図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明において、鍛造プレス機２の動作方向を上下方向とし、鍛造プレス機２を基準に、作業者Ｈが位置する側を前側といい、その反対側を後側という。また、前側から後側を見たときの右側を右側といい、左側を左側という。尚、これら、上下、前後、左右は、実際の鍛造加工システム１及びスケール回収装置１０における方向を限定するものではない。

図１は、スケール回収装置１０を含む鍛造加工システム１を概略的に示す。この鍛造加工システム１は、熱間鍛造加工を行うシステムであって、ワークＷを加工する鍛造プレス機２を有する。鍛造プレス機２は、上型３及び下型４を有する。上型３は昇降台に接続されており、下型４は工場の床等に固定されている。上型３は、下型４に対して相対的に上下動可能になっている。下型４には、ワークＷを配置するためのワーク加工部４ａが設けられている。ワークＷは、該ワークＷがワーク加工部４ａに載置された状態で上型３が下降することでプレスされる。

鍛造加工システム１は、鍛造プレス機２を挟んで、作業者Ｈの作業領域とは反対側（つまり、鍛造プレス機２の後側）には鍛造加工時に飛散するスケール（酸化物）を回収するためのスケール回収装置１０を有する。図３及び図４に示すように、スケール回収装置１０は、キャスター６１が設けられたフレーム６０に取付固定されている。フレーム６０はキャスター６１により移動可能となっている。スケール回収装置１０もフレーム６０の移動に伴って移動可能となっている。尚、前述の「鍛造加工時」とは、ワークＷを実際にプレスする時のみだけでなく、ワークＷを加工部４ａに載置する工程、及びプレスが完了したワークＷを加工部４ａから移動させる工程等も含む、ワークＷの加工に関する一連の工程を表す。

スケール回収装置１０は、鍛造プレス機２の外部に設けられ、鍛造プレス機２近傍の所定の領域をエアカーテンによって遮蔽することで、スケールを該エアカーテンＡの気流方向に移動させるエアカーテン装置２０と、エアカーテンに向かってスケールを移動させる送風装置３０と、エアカーテン装置２０により移動されたスケールを回収するための回収容器４０とを備える。

エアカーテン装置２０は、エアカーテンを形成するためのエアを供給するエア供給装置２１と、エア供給装置２１から供給されたエアが通る配管装置２２と、エアカーテンを形成したエアを吸引する吸引装置２６とを有する。吸引装置２６とエア供給装置２１は、循環路２９を介して接続されており、吸引装置２６により吸引されたエアは、循環路２９を通って吸引装置２６からエア供給装置２１に戻るようになっている。

エア供給装置２１は、例えば、エアコンプレッサにより構成されている。エア供給装置２１から噴射されたエアは、エア導入路２１ａを通って、配管装置２２のエア分配部２３に導入される。

配管装置２２は、上側から下側に向かって流れる第１エアカーテンＡ１を形成するためのエアが流れる上側配管２４と、鍛造プレス機２側に向かって流れる第２エアカーテンＡ２を形成するための側方配管２５と、エア導入路２１ａから導入されたエアを上側配管２４と各側方配管２５とに分配するエア分配部２３とを有する。

エア分配部２３は、エア導入路２１ａから導入されたエアを上側配管２４と側方配管２５とに所望の比率でもって分配する。図示は省略するが、エア分配部２３内には、側方配管２５に供給するエアの流量を調整するためのバルブが設けられている。該バルブの開度を調整することで、側方配管２５に供給するエアの流量が調整されて、これに伴い上側配管２４に供給するエアの流量も調整される。例えば、バルブの開度を小さくすると、側方配管２５に供給されるエアの流量が減少して、その分だけ上側配管２４に供給されるエアの流量が増加する。尚、前記バルブは必ずしも設ける必要はなく、エア分配部２３内の配管の太さを異ならせることで、上側配管２４と側方配管２５とのエアの流量を調整してもよい。また、上側配管２４と側方配管２５とに均等にエアが流入するようにしてもよい。

図２及び図３に示すように、上側配管２４は、エア分配部２３の左右の側壁から上側に向かってそれぞれ延びる一対の上側縦延び部２４ａと、一対の上側縦延び部２４ａの上側端部にそれぞれ接続する上側連結部２４ｂと、上側連結部２４ｂの左右の端部から前側に向かってそれぞれ延びる一対の上側横延び部２４ｃとを有する。一対の上側縦延び部２４ａは、フレーム６０にブラケット６２を介してそれぞれ取付支持されている。一対の上側横延び部２４ｃの前側端部は閉塞されている。上側連結部２４ｂ及び各上側横延び部２４ｃは、エアを吹き出して第１エアカーテンＡ１を形成するための複数の吹出口２４ｄを有する。各吹出口２４ｄは、上側連結部２４ｂ及び各上側横延び部２４ｃの下側部分にそれぞれ形成されている。上側連結部２４ｂ及び各上側横延び部２４ｃは、上下方向から見て、鍛造プレス機２側に開口するＵ字状をなすように配置されている。これにより、鍛造プレス機２よりも後側の領域が、上側から下側に向かって流れる第１エアカーテンＡ１により囲まれるようになる。

側方配管２５は、図３に示すように、上下方向に延びる一対の側方縦延び部２５ａと、側方縦延び部２５ａの下端部とエア分配部２３とを連結する側方横延び部２５ｂとを有する。各側方縦延び部２５ａは、フレーム６０にブラケット６２を介して、それぞれ取付支持されている。各側方縦延び部２５ａの上側端部は、それぞれ閉塞されている。図示は省略するが、側方縦延び部２５ａの前側部分には、後側から前側に向かって流れる第２エアカーテンＡ２を形成するための吹出口が設けられている。

吸引装置２６は、負圧発生装置２６ａを有する。負圧発生装置２６ａは、エア分配部２３の下側に設けられたエア回収部２６ｂと、吸引路２６ｃを介して接続されている。図示は省略するが、エア回収部２６ｂの前側の部分にはスケールを吸い込まないようにするためのフィルターが設けられている。負圧発生装置２６ａは、例えば、サイクロン式の負圧発生装置であって、装置内の空気を排出することで吸引用の負圧を発生させている。

送風装置３０は、図１及び図２に示すように、ここでは作業者Ｈを挟んで鍛造プレス機２とは反対側から該鍛造プレス機２に向かって送風するように構成されている。本実施形態の送風装置３０は、鍛造加工により発生するスケールをエアカーテン装置２０に向かって移動させると同時に、作業者Ｈを冷却する効果もある。尚、送風装置３０は、スケールをエアカーテン装置２０に向かって移動させることができれば、種々の形態のものを採用することができ、例えば、作業者Ｈが操作するエアブローガンで構成されていてもよい。

回収容器４０は、断面Ｕ字状のバケットで構成されている。回収容器４０は、エア分配部２３の下側において、フレーム６０に支持されている。回収容器４０は、フレーム６０に対して取り外し可能となっており、作業者は、回収容器４０にスケールが溜まったときには、回収容器４０をフレーム６０から取り外してスケールを廃棄することができる。

フレーム６０には、スケールを回収容器４０に向かって案内するガイド部材４１が取り付けられている。ガイド部材４１は、下型４の上面部付近から回収容器４０の上側の位置まで斜めに延びかつスケールを回収容器４０までスライド移動させるスライド部材４２と、スライド部材４２の上側に位置する複数（ここでは５つ）のシールド部材４３とを有する。

スライド部材４２は、その前側端部が上側横延び部２４ｃに設けられた吹出口２４ｄのうち最も前側に位置する吹出口２４ｄの位置と同じか該吹出口２４ｄよりも前側に位置している。これにより、第１エアカーテンＡ１により落とされたスケールを適切に回収できる。

複数のシールド部材４３は、上側かつ前側に斜めに延びる傾斜部４３ａと、上下に真っ直ぐに伸びる縦壁部４３ｂとをそれぞれ有する。各傾斜部４３ａの各前側端部は上側連結部２４ｂよりも後側に位置する。つまり、各傾斜部４３ａは、第１エアカーテンＡ１よりも後側に位置する。各縦壁部４３ｂは、前側から見て、下側に相隣接するシールド部材４３における傾斜部４３ａとそれぞれ部分的に重複するようになっている。各縦壁部４３ｂの下側端部は、相隣接するシールド部材４３とは接触しないようになっている。これにより、相隣接するシールド部材４３同士の間に隙間が形成されて、該隙間からスケールが落下できるようになっている。各シールド部材４３は、前後方向に僅かに回動できるようになっている。

複数のシールド部材４３があることにより、スケールが第１エアカーテンＡ１を通り抜けたとしても該シールド部材４３がスケールを回収容器４０に向かって案内する。これにより、スケールの回収効率を向上させることができる。

このように、本実施形態では、スケール回収装置１０は、鍛造プレス機２の外部に設けられ、鍛造プレス機２近傍の所定の領域を第１及び第２エアカーテンＡ１，Ａ２によって遮蔽することで、スケールを該エアカーテンの気流方向に移動させるエアカーテン装置２０と、エアカーテン装置２０により移動されたスケールを回収するための回収容器４０と、を備える。これにより、鍛造プレス機２によりワークＷを加工した際に飛び散るスケールを第１及び第２エアカーテンＡ１，Ａ２により移動させて、回収容器４０に集めることができる。第１及び第２エアカーテンＡ１，Ａ２であれば、従来のように鍛造プレス機２の周囲をカバーで覆う必要がないため、作業者Ｈが鍛造プレス機２によるインパクトの瞬間を実際に確認することができる。鍛造作業においては、ワークＷの位置合わせは加工精度を向上させる上で重要であり、インパクトの瞬間を確認できるようになれば、ワークＷの加工精度を向上させることが可能である。したがって、本実施形態に係るスケール回収装置１０により、ワークＷの加工精度を向上させつつ、スケールを効率的に回収することができる。

また、本実施形態では、エアカーテン装置２０により形成される第１エアカーテンＡ１に向かって、スケールを移動させる送風装置３０を備える。これにより、スケールを第１エアカーテンＡ１に向かって移動させることができるため、スケールの回収効率を向上させることができる。また、スケールが鍛造プレス機２上に堆積することも抑制することができる。

また、本実施形態では、エアカーテン装置２０は、エア供給装置２１と、エア供給装置２１により吐出されたエアを、鍛造プレス機２におけるワーク加工部４ａよりも上側に向かって流通させた後、第１エアカーテンＡ１を形成するように下側に向かって吹き出す配管装置２２と、配管装置２２から排出されて第１エアカーテンＡ１を形成した空気を吸引する吸引装置２６と、を有し、配管装置の一部（特に上側配管２４）は、上下方向から見て、鍛造プレス機２側に開口するＵ字状をなす。これにより、鍛造プレス機２近傍の領域を第１エアカーテンＡ１で囲むことができる。これにより、スケールの回収効率をより向上させることができる。

ここに開示された技術は、前記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、前述の実施形態では、側方配管２５により鍛造プレス機２側に向かって流れる気流により形成される第２エアカーテンＡ２を形成していたが、第１エアカーテンＡ１が形成できるのであれば、第２エアカーテンＡ２は必ずしも形成しなくてもよい。この場合、一対の側方配管２５を省略することができる。

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の技術の範囲内のものである。

ここに開示された技術は、ワークを鍛造プレス機により鍛造加工した際に生じるスケールを回収するスケール回収装置として有用である。

２ 鍛造プレス機
１０ スケール回収装置
２０ エアカーテン装置
２１ エア供給装置
２２ 配管装置
２４ 上側配管（配管装置の一部）
２６ 吸引装置
３０ 送風装置
４０ 回収容器
４１ ガイド部材
Ａ１ 第１エアカーテン
Ａ２ 第２エアカーテン

Claims (4)

1. ワークを鍛造プレス機により熱間鍛造加工した際に生じるスケールを回収するスケール回収装置であって、
   前記鍛造プレス機とは別体で、前記鍛造プレス機の外部に設けられ、前記鍛造プレス機近傍の所定の領域をエアカーテンによって遮蔽することで、前記スケールを該エアカーテンの気流方向に移動させるエアカーテン装置と、
   前記エアカーテン装置により移動された前記スケールを回収するための回収容器と、を備え、
   前記エアカーテン装置は、エアカーテンを形成した空気を該エアカーテンの気流方向の下流側で吸引する吸引装置を有するとともに、上側から下側へ向かう気流を発生させることを特徴とするスケール回収装置。
2. 請求項１に記載のスケール回収装置において、
   前記エアカーテン装置により形成されるエアカーテンに向かって、前記スケールを移動させる送風装置を更に備えることを特徴とするスケール回収装置。
3. 請求項１又は２に記載のスケール回収装置において、
   前記エアカーテン装置は、
   エア供給装置と、
   前記エア供給装置により吐出されたエアを、前記鍛造プレス機におけるワーク加工部よりも上側に向かって流通させた後、エアカーテンを形成するように下側に向かって吹き出す配管装置と、
   を有し、
   前記配管装置の一部は、上下方向から見て、前記鍛造プレス機側に開口するＵ字状をなすことを特徴とするスケール回収装置。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載のスケール回収装置において、
   前記スケールを前記回収容器に向かって案内するガイド部材が設けられていることを特徴とするスケール回収装置。

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