JP2008200722A - ワーク加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを短時間で且つカップ部の内空面を均一に加熱することが可能なワーク加熱装置を提供することにある。
【解決手段】軸部が上部でカップ部が下部となるように載置されたワークＷに対し、前記ワークＷの上方に配置されワークＷの外表面に対して温水を吐出する第１〜第３ノズル５８ａ〜５８ｃと、ワークＷの下方に配置され摺接プレート４６に形成された複数の小孔６４を介してワークＷのカップ部の内空部に対して温水を吐出する第４ノズル５８ｄとを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワークに対する潤滑剤の塗布前に前記ワークを所定温度に加熱することが可能なワーク加熱装置に関する。

従来から、例えば、冷間鍛造成形を遂行する際、その中間成形体であるワークに対して冷間鍛造用潤滑剤を塗布して乾燥被膜を形成することが行われている。具体的には、中間成形体であるワークを予め所定温度に予備加熱した後、前記加熱されたワークに水性乾式の潤滑剤を塗布した後、前記塗布した潤滑剤を乾燥させることにより該ワークの表面に乾燥被膜が形成されるようにしている。

この場合、ワークを所定温度に加熱する加熱装置として、高温雰囲気の加熱室が設けられている。すなわち、次工程である鍛造成形用金型に至るワークの搬送ライン中に加熱室を配設し、前記加熱室内に収容されたワークを図示しない加熱手段の付勢作用下に高温雰囲気内で所定温度に加熱した後、前記ワークに対して潤滑剤を塗布し乾燥被膜を形成している。

しかしながら、このような高温雰囲気中でワークを加熱する加熱装置では、ワークを所望の温度まで加熱するために搬送ラインの搬送方向に沿って長尺な加熱室が必要になり加熱装置全体が大型化・複雑化するという問題がある。

そこで、前記の問題を解決するために、例えば、特許文献１では、回転ドラムの周方向に沿って所定角度離間しワークが収納される複数の収納室を設け、前記回転ドラムを所定方向に回転させることにより、収納室が加熱領域を通過する間だけ前記収納室内に収納されたワークを加熱手段によって所定温度に加熱する加熱装置が開示されている。

特開２００２−６６６８２号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された加熱装置を用いて、例えば、カップ部と軸部とから構成された等速ジョイントの外輪部材の中間成形体からなるワークを加熱した場合、回転ドラムの収納室内に収納されたワークのカップ部の内空面（軸部と反対側に形成されたカップ部の開口部の内壁）を均一に加熱することが困難となる不具合がある。

また、前記特許文献１に開示された加熱装置によって等速ジョイントの外輪部材の中間成形体を加熱した場合、多くの加熱時間を要するという問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、ワークを短時間で且つカップ部の内空面を均一に加熱することが可能なワーク加熱装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、鍛造成形されカップ部と軸部とを有するワークの表面に潤滑剤の乾燥被膜を形成するために、前記潤滑剤の塗布前に前記ワークを所定温度に加熱する装置であって、
軸部が上部でカップ部が下部となるように載置されたワークに対し、前記ワークの上方側から該ワークの外表面に向かって加熱流体を吐出する複数のノズルと、
前記ワークの下方側から該ワークのカップ部の開口部内壁に向かって加熱流体を吐出する他のノズルと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ワーク上方に配置された複数のノズルによってワーク外表面に向かって略同時に加熱流体を吐出して前記ワークの外表面を加熱すると共に、ワークの下方側に配設された他のノズルから加熱流体を吐出することにより、ワークのカップ部の開口部内に向けて前記加熱流体が噴出される。

従って、本発明では、ワークである軸部及びカップ部の外表面と前記カップ部の開口部内の内空面とを前記複数のノズル及び前記他のノズルから吐出される加熱流体によって加熱することにより、複数のワークを短時間で且つカップ部の内空面を均一に加熱することができる。

この場合、前記複数のワークをワーク搬入口からワーク搬出口に向かって順次コマ送りして搬送する搬送機構を備えるとよい。前記搬送機構によって順次コマ送りされる各ワークの載置状態に対応して前記複数のノズルと前記他のノズルからなるノズル群を複数個併設することにより、複数のワークを同時に加熱することが可能となるからである。

また、前記搬送機構は、複数のワークが所定間隔離間して直線状に載置される摺接プレートを有し、前記摺接プレートには、前記他のノズルから吐出された加熱流体をワークのカップ部の開口部の内壁に向かって噴出する複数の小孔を設けることが好ましい。前記複数の小孔によりワークのカップ部の開口部の内壁に向かって確実に加熱流体を噴出することができるからである。

さらに、前記ワークとして、鍛造成形された等速ジョイント用外輪部材の中間成形体が用いられることにより、前記等速ジョイント用外輪部材の中間成形体の外表面に対して乾燥被膜が好適に形成され、鍛造成形を円滑に遂行することができる。

本発明によれば、ワークを短時間で且つカップ部の内空面を均一に加熱することができる。

また、本発明によれば、複数のワークを同時に加熱することができて生産効率を向上させることができる。

さらに、本発明によれば、ワークのカップ部の開口部の内壁に向かって加熱流体を確実に噴出することができ、前記開口部の内壁を簡便に加熱及び洗浄することができる。

さらにまた、本発明によれば、ワークとして、鍛造成形された等速ジョイント用外輪部材の中間成形体が用いられることにより、鍛造成形を円滑に遂行することができる。

本発明に係るワーク加熱装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るワーク加熱装置が組み込まれた潤滑剤塗布システムを示す。

この潤滑剤塗布システム１０は、図示しないワーク整列搬送装置を介して搬送された複数のワークＷが充填される図示しないワーク供給部と、本実施の形態に係るワーク加熱装置として機能するものであり、前記ワーク供給部から送給されるワークＷを順次、所定温度に加熱する加熱部１２と、前記加熱部１２によって所定温度に加熱されたワークＷに対して水溶性の潤滑剤を塗布する塗布部１４と、前記ワークＷに対して塗布された水溶性の潤滑剤を乾燥させる乾燥部１６とを有する。

なお、ワークＷとしては、後述するように、カップ部と軸部とが一体的に形成された等速ジョイント外輪部材の中間成形体が用いられる。

この加熱部１２は、図２に示されるように、基台１８と、前記基台１８上に設けられ、軸線方向に沿った一端部にワーク搬入口２０を有し反対側の他端部にワーク搬出口２２を有して縦断面略コ字状に形成されたカバー部材２４と、前記ワーク搬入口２０の近傍に設けられ、前記搬入されたワークＷを相互に対向する一対のチャックプレート２６ａ、２６ｂで把持する一対の第１シリンダ２８ａ、２８ｂ（図１参照）とを含む。

さらに、前記加熱部１２は、前記ワーク搬出口２２に設けられ、図示しない回転駆動源の駆動作用下に回転するベルトを有するコンベア３０と、前記ワーク搬入口２０と前記ワーク搬出口２２との間に設けられ、所定間隔離間して直線状に整列された複数のワークＷを前記ワーク搬入口２０側から前記ワーク搬出口２２側に向かって順次コマ送りする搬送機構３２と、前記ワークＷに対して所定温度に加熱された温水（加熱流体）を吐出して該ワークＷの表面を加熱するワーク加熱機構３４とを有する。

前記搬送機構３２は、図３及び図４に示されるように、基台１８上に対向して固定された断面Ｌ字状の部材からなり、ピン部材３６を介して複数のガイドコロ３８が回転自在に軸支されたコロホルダ４０と、上下方向に沿って配設された大小異径の一組のガイドコロ３８の間に挟持された長尺な挟持プレート４１と、断面中空矩形状に形成され、前記挟持プレート４１に固着されて該挟持プレート４１と一体的に変位する長尺なレール部材４２と、前記レール部材４２の上面に固定されたセンタバー４４と、前記センタバー４４の上面に積層されワークＷが載置される長尺な摺接プレート４６とを含む。

さらに搬送機構３２は、前記摺接プレート４６の両側に対向して近接配置され、ワークＷのカップ部を保持する爪部からなる複数のチャックプレート４８と、断面中空矩形状に形成され、前記複数のチャックプレート４８を支持する長尺な中空シャフトからなる一対のチャックホルダ５０と、前記一対のチャックホルダ５０の軸線と直交するように連結され、両側で６本（片側３本）からなるスライドバー５２と、前記スライドバー５２をそれぞれ変位自在に支持する複数のコロ軸受け部材５３と、前記スライドバー５２の一端部に設けられ、図示しないスライダを介して前記スライドバー５２、チャックホルダ５０及びチャックプレート４８を一体的に変位させることにより、相互に対向する複数のチャックプレート４８を相互に接近又は離間させる６個のリニアアクチュエータ５４（図１参照）とを有する。

換言すると、複数のリニアアクチュエータ５４を略同時に付勢・滅勢することにより、前記リニアアクチュエータ５４の図示しないスライダに連結されたスライドバー５２が図示しない軸受け部材の案内作用下に直線状に変位し、前記スライドバー５２に連結された長尺なチャックホルダ５０及び前記チャックホルダ５０の軸線方向に沿って所定間隔離間して配置された複数のチャックプレート４８が相互に接近することによりワークＷのカップ部が前記一対のチャックプレート４８によって保持され、あるいは、複数のチャックプレート４８が相互に離間することによりワークＷのカップ部に対する保持状態が解除される。

さらにまた、搬送機構３２は、ワーク搬入口２０の下部側にブラケットを介して固定された第２シリンダ５６が設けられる。この第２シリンダ５６のピストンロッドの一端部は、継手部材５８を介して前記レール部材４２に連結され、前記第２シリンダ５６を付勢・滅勢することによりレール部材４２及び摺接プレート４６を水平方向に沿って所定長だけ一体的に進退動作させることができる。

ワーク加熱機構３４は、ワークＷの上方に配置された第１〜第３ノズル（複数のノズル）５８ａ〜５８ｃと、ワークＷの下方に配置された第４ノズル（他のノズル）５８ｄとを含み、前記第１〜第４ノズル５８ａ〜５８ｄから構成されるノズル群がワークＷの載置状態に対応して直線状に複数箇所併設される。

なお、前記第１〜第３ノズル５８ａ〜５８ｃは、図４に示されるように、ワークＷの移動方向（レール部材４２の延在方向）と直交する方向に所定間隔離間して直線状に配置され、両側の第１及び第３ノズル５８ａ、５８ｃと比較して中央の第２ノズル５８ｂは、短尺で且つワークＷの軸部と同軸に配設される。

この場合、第１ポンプ６０ａ及び前記第１ポンプ６０ａから送給された温水を、例えば、可撓性チューブからなる通路６２を介して流通させ、第１〜第３ノズル５８ａ〜５８ｃによりワークＷの外表面に向かって前記温水が略同時に吐出されると共に、第２ポンプ６０ｂ及び前記第２ポンプ６０ｂから送給された温水を、例えば、可撓性チューブからなる通路６２を介して流通させ、ワークＷの下方側で摺接プレート４６の下部側に設けられた第４ノズル５８ｄによりワークＷのカップ部の内空部内（開口部の内壁面）に向かって前記温水が吐出される。

この場合、ワークＷは、図４に示されるように、軸部が上でカップ部が下となるように摺接プレート４６上に載置され、且つ長尺な摺接プレート４６の軸線方向に沿って直線状に所定間隔離間して整列された状態で載置される。従って、ワークＷの上方側に直線状に略等距離間する３ヶ所に配置された第１〜第３ノズル５８ａ〜５８ｃによってカップ部及び軸部の外表面に対してそれぞれ温水が吐出されると共に、第４ノズル５８ｄから送給された温水が前記摺接プレート４６に形成された複数の小孔６４を介してワークＷのカップ部の内空部内に吐出される。

なお、前記第１〜第４ノズル５８ａ〜５８ｄから吐出される温水の温度は、例えば、約７０度〜９０度の範囲内に設定されるとよい。加熱部１２でワークＷが加熱された後、塗布部１４で前記ワークＷに塗布される潤滑剤の耐熱温度との対応関係で、前記温水の温度が所定温度に設定されるとよい。

本発明の実施の形態に係るワーク加熱装置が組み込まれた潤滑剤塗布システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果について説明する。

先ず、冷間鍛造成形による、バーフィールド型等速ジョイント用外輪部材の製造工程について概略説明する。

図示しない第１鍛造用金型を使用して、図８Ａに示すように、円柱体からなるワーク１００に対して第１次鍛造加工（前方押し出し成形）を施す。その結果、図８Ｂに示すように、一端面側に形成された大径部１０２と、該他端面側にテーパ状に縮径した縮径部１０４及び軸部１０６とが形成された第１次成形体１０８が得られる。

次に、第１次成形体１０８に対して、第２次鍛造加工（据え込み成形）を行う。具体的には、図示しない第２鍛造用金型を使用し、図８Ｃに示すように、第１次成形体１０８の大径部１０２のみを順次圧縮することによって該大径部１０２を拡径し、第２次成形体１１０とする。

そして、この第２次成形体１１０に対して各種処理が施された後、図示しない第３鍛造用金型のキャビティに配置された第２次成形体１１０に対して、拡径された大径部１０２を伸張すると共に該大径部１０２にボール転動溝１１２ａ〜１１２ｆを形成すると共にカップ部１１４を形成する第３次鍛造加工（後方押し出し成形）を施すことにより、図８Ｄに示す第３次成形体１１６が得られる。

最後に、図示しない第４鍛造用金型によって、最終的な製品形状に仕上げるためのしごき成形（最終サイジング成形）、すなわち、第４次鍛造加工を施すことにより、バーフィールド型等速ジョイント用外輪部材１１８が得られるに至る。

なお、前記バーフィールド型等速ジョイント用外輪部材１１８の鍛造成形工程が全て終了した後、仕上げ加工を施すことによって完成製品としてのバーフィールド型等速ジョイント用外輪部材（図示せず）が得られる。

本実施の形態に係るワーク加熱装置が組み込まれた潤滑剤塗布システム１０は、第３次鍛造加工が終了して前記第４次鍛造加工を施す前に、前記第３次成形体１１６に対して低温焼鈍処理を施して該第３次成形体１１６を軟化させた後、ボンデライト処理による潤滑用化成被膜を形成するための中間処理のために行われるものである。

先ず、図示しないワーク搬送装置を介して加熱部１２のワーク搬入口２０にワークＷが送給され、前記送給された複数のワークＷは、相互に対向する一対の第１シリンダ２８ａ、２８ｂの付勢作用下に一対のチャックプレート２６ａ、２６ｂによって把持され、摺接プレート４６の一端部に位置決めされた状態で順次直線状に載置される。

続いて、搬送機構３２を構成する複数のチャックプレート４８によって把持され、所定間隔離間して直線状に整列された複数のワークＷがワーク搬入口２０からワーク搬出口２２側に向かって順次コマ送りされる。

すなわち、第２シリンダ５６を付勢してピストンロッドを伸長させ、複数のガイドコロ３８の転動作用下にレール部材４２及び摺接プレート４６をワーク搬出口２２側に向かって所定長だけ水平方向に沿って変位させる。この場合、摺接プレート４６上に所定間隔離間して直線状に配置された複数のワークＷが前記摺接プレート４６に沿って一体的に水平方向に沿ってワーク搬出口２２側に向かって変位する（図５参照）。

続いて、摺接プレート４６を間にして両側に対向配置された６個のリニアアクチュエータ５４を略同時に付勢して図示しないスライダを変位させ、複数のスライドバー５２、チャックホルダ５０及びチャックプレート４８をそれぞれ一体的に変位させることにより、対向する複数のチャックプレート４８を相互に接近させ一対のチャックプレート４８によってワークＷのカップ部１１４を保持する（図６参照）。

このようにして複数のチャックプレート４８によってワークＷのカップ部１１４が保持された状態を維持しながら、第２シリンダ５６を付勢してピストンロッドを退縮させ、複数のガイドコロ３８の転動作用下にレール部材４２及び摺接プレート４６を前記とは反対側のワーク搬入口２０側に向かって所定長だけ水平方向に沿って変位させることにより、チャックプレート４８によってワークＷがそのままの位置を保持した状態において、摺接プレート４６及びレール部材４２を摺動させることができる（図７参照）。

換言すると、レール部材４２及び摺接プレート４６と一体的に複数のワークＷをワーク搬出口２２側に向かって所定距離だけ変位させた後、複数のチャックプレート４８によって各ワークＷがそれぞれ把持された状態において、ワークＷのカップ部１１４の開口部に対して摺接プレート４６を滑らせながら前記摺接プレート４６及びレール部材４２のみをワーク搬入口２０側に向かって変位させる。このような動作を所定のサイクルタイムに沿って繰り返すことにより、複数のワークＷを順次コマ送りすることができる。

このように搬送機構３２によってワークＷが順次コマ送りして搬送されている際、第１ポンプ６０ａを駆動し前記第１ポンプ６０ａから送給された温水を、ワークＷの上方に配置された第１〜第３ノズル５８ａ〜５８ｃによってワークＷの外表面に向かって略同時に吐出すると共に、第２ポンプ６０ｂを駆動し前記第２ポンプ６０ｂから送給された温水を、ワークＷの下方側に配設された第４ノズル５８ｄから吐出することにより、摺接プレート４６に形成された複数の小孔６４を介してワークＷのカップ部の内空部内に向けて前記温水が噴出される。

前記第１〜第４ノズル群がワークＷの整列状態に対応して直線状に複数箇所（図２中では１０ヶ所）設けられているため、順次コマ送りされて搬送される複数のワークＷを同時に前記温水によって加熱することができる。この場合、前記温水がワークＷの外表面に噴射されることにより該ワーク表面の洗浄効果も併有する。

従って、本実施の形態では、ワークＷである軸部１０６及びカップ部１１４の外表面と前記カップ部１１４の開口部内の内空面とを前記第１〜第４ノズル５８ａ〜５８ｄから吐出される温水によって加熱することにより、複数のワークＷを短時間で且つカップ部１１４の内空面を均一に加熱することができる。

なお、第４ノズル５８ｄによってワークＷのカップ部１１４の内空部内に吐出された温水は、波状に形成された前記カップ部１１４の開口部端縁部（図８Ｄ参照）と摺接プレート４６の上面との間の図示しないクリアランスを通じて前記内空部内から好適に排出される。

このように加熱部１２によって所定温度に加熱されて順次コマ送りされたワークＷは、ワーク搬出口２２からコンベア３０によって次工程である塗布部１４に搬送される。前記塗布部１４では、図示しない複数の塗布用ノズルによって潤滑剤がワークＷに対して塗布される。最後に、前記ワークＷが乾燥部１６に移送され、前記塗布された潤滑剤を乾燥させる。このようにして低温焼鈍及び潤滑用化成被膜を形成する中間処理が終了する。

本実施の形態では、ワークＷに対する加熱、潤滑剤の塗布及び乾燥を単一のシステムによって連続して円滑に遂行することにより、前記中間処理に要する時間を短縮して等速ジョイント用外輪部材を効率的に生産することができる。

なお、本実施の形態では、ワークＷとして、内空面に複数のボール転動溝１１２ａ〜１１２ｆが形成されたバーフィールド型等速ジョイント用外輪部材の中間成形体をその一例として説明しているが、これに限定されるものではなく、カップ部に軸線方向に沿って３本のトラック溝（図示せず）が形成された図示しないトリポート型等速ジョイント用外輪部材の中間成形体をワークとして用いてもよい。

本発明の実施の形態に係るワーク加熱装置が組み込まれた潤滑剤塗布システムの概略構成を示す平面図である。 図１に示す潤滑剤塗布システムを構成する加熱部において、カバー部材を破断した側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面拡大図である。 ワークの上方に配設された第１〜第３ノズルによってワークの外表面に対して温水が吐出されると共に、ワークの下方に配設された第４ノズルによってワークのカップ部の内空面に対して複数の小孔を通じて温水が吐出される状態を示す一部破断側面図である。 複数のワークが摺接プレートと一体的に矢印方向に沿って変位する状態を示す一部破断斜視図である。 複数のワークがそれぞれ相互に対向する一対のチャックプレートによって保持された状態を示す一部破断斜視図である。 複数のワークが前記チャックプレートによって保持されたまま、前記ワークに対して摺接プレートを矢印方向に沿って摺動させた状態を示す一部破断斜視図である。 図８Ａ〜図８Ｅは、冷間鍛造成形による、バーフィールド型等速ジョイント用外輪部材の製造工程を示す工程図である。

符号の説明

１０…潤滑剤塗布システム １２…加熱部
１４…塗布部 １６…乾燥部
２０…ワーク搬入口 ２２…ワーク搬出口
２４…カバー部材 ２６ａ、２６ｂ、４８…チャックプレート
２８ａ、２８ｂ、５６…シリンダ ３２…搬送機構
３４…ワーク加熱機構 ４０…コロホルダ
４２…レール部材 ４４…センタバー
４６…摺接プレート ５０…チャックホルダ
５２…スライドバー ５４…リニアアクチュエータ
５８ａ〜５８ｄ…ノズル ６０ａ、６０ｂ…ポンプ
６４…小孔
ワーク…Ｗ

Claims (4)

1. 鍛造成形されカップ部と軸部とを有するワークの表面に潤滑剤の乾燥被膜を形成するために、前記潤滑剤の塗布前に前記ワークを所定温度に加熱する装置であって、
   軸部が上部でカップ部が下部となるように載置されたワークに対し、前記ワークの上方側から該ワークの外表面に向かって加熱流体を吐出する複数のノズルと、
   前記ワークの下方側から該ワークのカップ部の開口部内壁に向かって加熱流体を吐出する他のノズルと、
   を備えることを特徴とするワーク加熱装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記複数のワークをワーク搬入口からワーク搬出口に向かって順次コマ送りして搬送する搬送機構を備え、前記搬送機構によって順次コマ送りされる各ワークの載置状態に対応して前記複数のノズルと前記他のノズルからなるノズル群が複数個併設されることを特徴とするワーク加熱装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記搬送機構は、複数のワークが所定間隔離間して直線状に載置される摺接プレートを有し、前記摺接プレートには、前記他のノズルから吐出された加熱流体をワークの開口部の内壁に向かって噴出する複数の小孔が設けられることを特徴とするワーク加熱装置。
4. 請求項１記載の装置において、
   前記ワークは、鍛造成形された等速ジョイント用外輪部材の中間成形体からなることを特徴とするワーク加熱装置。

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