(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷されている平坦な直線状のバルブ搬送路に沿って熱間鍛造バルブを搬送する際に、バルブの熱が前記バルブ搬送路に吸熱されてバルブが徐々に冷却される、鍛造バルブの冷却方法であって、
前記バルブ搬送路にその傘表が該バルブ搬送路と接するように搬入・載置された熱間鍛造バルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧して前方に所定距離滑動させ、かつ先に前方に滑動させたバルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧してさらに前方に所定距離滑動させて、前記バルブ搬送路に順次搬入されるバルブを、その搬入動作に連係して順次、その傘表を該バルブ搬送路と接する形態に保持しつつ所定間隔に一列に整列して間歇搬送することを特徴とする鍛造バルブの冷却方法。
【請求項２】
前記バルブ搬送路の上方が空冷ジャケットで覆われており、前記バルブ搬送路を間歇搬送されるバルブの熱が、前記空冷ジャケット内に生成される空気の流れに吸熱されることを特徴とする請求項１に記載の鍛造バルブの冷却方法。
【請求項３】
その内部に冷却水が流れる水平に配設された配水管の上側面に設けられた平坦な直線状のバルブ搬送路と、
前記配水管の側方に隣接して配置され、
前記バルブ搬送路にその傘表が該バルブ搬送路と接するように搬入・載置された熱間鍛造バルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧して前方に所定距離滑動させ、かつ先に前方に滑動させたバルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧してさらに前方に所定距離滑動させて、前記バルブ搬送路に順次搬入されるバルブを、その搬入動作に連係して順次、その傘表を該バルブ搬送路と接する形態に保持しつつ所定間隔に一列に整列して間歇搬送するバルブ搬送機構と、を備えた鍛造バルブの冷却装置であって、
前記バルブ搬送路の両側には、搬送されるバルブの傘部の該バルブ搬送路幅方向への移動を規制する傘部ガイドが設けられ、
前記バルブ搬送機構は、前記バルブ搬送路に沿った長尺板状で該バルブ搬送路に臨むその側縁部にバルブの軸部係合用の切欠が等ピッチで連続する櫛歯が設けられて、前記バルブ搬送路の幅方向および前後方向にそれぞれ進退動作可能な歯付きスライドプレートを備え、
前記バルブ搬送路へのバルブの搬入動作に連係して、前記歯付きスライドプレートが、前記バルブ搬送路の幅方向に前進してその櫛歯をバルブ軸部に係合させ、前後方向に所定ピッチ前進してその櫛歯に係合するバルブを前方に所定距離滑動させ、幅方向に後退してその櫛歯のバルブ軸部との係合を外し、最後に前後方向に所定ピッチ後退して元の位置に戻る一連のボックス状動作を繰り返すように構成されたことを特徴とする鍛造バルブの冷却装置。
【請求項４】
前記バルブ搬送路は、下方から上方に向う空気の流れを生成するスカート状の空冷ジャケットで覆われるとともに、
前記バルブ搬送路の上方所定位置には、前記空冷ジャケットに支持されて該バルブ搬送路に沿って延在する一対の長尺ロッドで構成されて、間歇搬送されるバルブの軸部の前記バルブ搬送路幅方向への移動を規制する軸部ガイドが設けられたことを特徴とする請求項３に記載の鍛造バルブの冷却装置。
【請求項５】
前記バルブ搬送路をそれぞれ設けた一対の配水管が隣接して並設され、前記バルブ搬送路にそれぞれ対応する前記バルブ搬送機構が前記一対の配水管を挟んで配置され、
前記一対のバルブ搬送路には、前記傘部ガイドがそれぞれ設けられるとともに、該一対のバルブ搬送路双方を覆う単一の空冷ジャケットに支持された前記軸部ガイドがそれぞれ設けられ、
前記一対のバルブ搬送路は、バルブの搬送方向が互いに逆向きで、一方が往路用，他方が復路用として構成されるとともに、前記往路用バルブ搬送路の出口近傍に、前記往路用バルブ搬送路の出口のバルブを前記復路用バルブ搬送路の入口に移載するバルブ移載機構が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の鍛造バルブの徐冷装置。
【請求項６】
前記往路用バルブ搬送路の入口近傍には、該入口にバルブを順次搬入するバルブ搬入機構が設けられ、前記復路用バルブ搬送路の出口近傍には、該出口のバルブを順次搬出するバルブ搬出機構が設けられるとともに、
前記往路用バルブ搬送機構によるバルブの間歇搬送，前記バルブ移載機構によるバルブの移載，前記復路用バルブ搬送機構によるバルブの間歇搬送および前記バルブ搬出機構によるバルブの搬出が、前記バルブ搬入機構によるバルブの搬入動作にそれぞれ連係することを特徴とする請求項５に記載の鍛造バルブの冷却装置。
【請求項７】
前記傘部ガイドは、前記配水管の両側に設けた配水管保持枠上面に締結ボルトによって固定され、前記傘部ガイドに設けたボルト貫通孔が前記バルブ搬送路と直交する方向に長い長孔で構成されたことを特徴とする請求項３に記載の鍛造バルブの冷却装置。
【請求項８】
前記軸部ガイドを構成する一対の長尺ロッドの長手方向複数箇所には、その先端側に雄ねじ部を形成した横ロッドが直交するようにそれぞれ固定され、前記空冷ジャケットの幅方向に対向する立て壁に設けた貫通孔を貫通させた前記雄ねじ部における、前記貫通孔を挟んだ部位に配した内外一対のナット部材が前記貫通孔周縁部を挟持することで、前記長尺ロッドが前記立て壁にそれぞれ片持ち状に固定されたことを特徴とする請求項４に記載の鍛造バルブの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
自動車や自動二輪車等の内燃機関用エンジンバルブを製造するには、まず、熱間鍛造工程により、軸部の一端側に傘部を一体的に形成したバルブの概略形状を造り、その後、冷却工程により、鍛造バルブをマルテンサイト変態開始温度以下の所定温度まで冷却して硬度を高めた後に、残留応力を除去し組織を微細化して粘りを与える等の熱処理（焼き戻し）工程を行い、最後に、切削・研削などの機械加工工程が行われる。【０００２】
本発明は、この種のエンジンバルブを製造するラインにおける、熱間鍛造工程後、熱処理工程前に行うバルブの冷却工程に用いられる鍛造バルブの冷却方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１には、アプセッタで成形（熱間鍛造）された一次成形ワークが、コンベアで搬送されて鍛造プレス本体に搬入され、該鍛造プレス本体で成形された二次成形ワークが、冷却用コンベアによって搬送されて、受け箱にランダムに収容されるように構成された鍛造プレス装置が記載されており、二次成形ワークは、冷却用コンベアによって搬送される際に冷却される。【０００４】
詳しくは、鍛造プレス本体で成形された二次成形ワークであるバルブは、冷却用コンベアによって受け箱に搬送されるまでの間に、大気に触れることで自然冷却される。しかし、自然冷却では、冷却効率が悪く、バルブを十分に冷却できないため、バルブを受け箱に入れた状態で、例えば、ファンを使って空冷することで、マルテンサイト変態開始温度以下の所定温度まで冷却する必要があり、非常に面倒である。【０００５】
一方、特許文献２には、非酸化性雰囲気の連続加熱処理炉において、被加熱部品を加熱室に続く冷却室で効率よく冷却できる冷却方法および装置が記載されている。【０００６】
詳しくは、連続炉の加熱室に続く、冷却水が循環する水冷ジャケットに囲まれた冷却室には、該冷却室の底面に熱伝達率の高い炭素質板が敷設されるとともに、金属製メッシュのコンベアベルトが前記炭素質板上を接触走行するように配設されて、コンベアベルト上に載置した加熱後の製品の熱がコンベアベルトおよび炭素質板を介して水冷ジャケットに吸熱される。【０００７】
特に、コンベアベルト上の製品は、冷却水が循環供給されている水冷ジャケットによって間接的ではあるが水冷されるため、自然冷却やファン冷却に比べ、冷却効果に優れると考えられる。しかし、水冷ジャケットと製品との間には、コンベアベルトおよび炭素質板の二部材が介在し、その分、水冷ジャケットによる吸熱が抑制されて、冷却効果が上がらない。また、冷却効果を上げるには、冷却室の全長を長くすればよいが、それだけ設備スペースが長くなる。【０００８】
そこで、コンベアベルトを非常にゆっくりとした速度（毎分１２５ｍｍ）で走行させることで、設備スペースのコンパクト化と製品の冷却効果の向上が図られている。そして、製品を載置したコンベアベルトが全長６．５ｍの冷却室内を約１時間(正確には、５２分)かけて走行し、８００℃の製品温度を１５０℃まで下げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２７３５３９(段落００１４，００１５，００１６、図１，２参照）
【特許文献２】特開２００７−１７１００(段落００１１〜００１８、図１，２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この種のエンジンバルブを製造するラインは、熱間鍛造工程、冷却工程、熱処理（焼き戻し）工程、機械加工工程等で構成されているが、バルブ製造ライン全体のサイクルタイムは、各工程のサイクルタイムの中で最も遅いサイクルタイムに基づくタイムの影響を受けることなるが、従来では、冷却工程として達成できるサイクルタイムが遅いため、バルブ製造ライン全体のサイクルタイムを十分に短縮できない、という問題があった。【００１１】
発明者は、エンジンバルブの製造工程における熱間鍛造工程後、熱処理(焼き戻し)工程前に行う、バルブの冷却工程で採用する冷却方法および装置を新たに開発するに際し、冷却効果（８００℃が１５０℃まで下がる）にある程度優れた特許文献２に記載の冷却装置について注目した。【００１２】
しかし、バルブを十分に冷却するには、バルブを載置したコンベアベルトの走行速度を遅くする必要があるが、８００℃のバルブの温度を１５０℃まで下げるのに約１時間もかかる(冷却速度が約０．１８℃／secと非常に遅く、冷却能力が低い)のでは、バルブの冷却工程として達成できるサイクルタイムが長すぎて、バルブ製造ライン全体のサイクルタイムの短縮には到底つながらない。【００１３】
そこで、発明者は、特許文献２のように、バルブを載置したコンベアベルトを水冷ジャケット（冷却水路）に対し接触走行させるのではなく、バルブ自体を、水冷されているバルブ搬送路に沿って滑動させつつ搬送する新たな方法を考えた。特に、搬送対象であるバルブ特有の形状、即ち、バルブの傘表がある程度の大きさ(面積)をもつ平滑面である、という点に着目し、バルブをその傘表がバルブ搬送路と接触する形態を保持したままで搬送できれば、バルブの熱がその傘表から直接バルブ搬送路（冷却用配水管）に吸熱されるため、冷却装置の冷却能力が格段に上がる、と考えた。【００１４】
そして、そのためには、バルブ搬送路に逆様に載置したバルブの軸部に、バルブ搬送用の横荷重を作用させた場合、即ち、バルブ軸部を横方向に押圧した場合に、バルブが倒れずに滑動できることが必要であるが、発明者は、バルブの重心がバルブ軸部の傘部寄りのあることに着目し、バルブ軸部における横荷重の作用する位置を可能な限り傘部寄りにすれば、バルブは倒れることなく逆様の姿勢を保ったままスムーズに滑動できる、即ち、バルブをその傘表がバルブ搬送路と接触する形態を保持しつつ搬送させることができる、と考えた。【００１５】
また、バルブをその傘表がバルブ搬送路と接触する形態を保持しつつ所定間隔に一列に整列するようにして間歇搬送すれば、多数のバルブを連続して冷却処理でき、バルブを冷却処理する時間間隔、即ち冷却工程の達成可能なサイクルタイムが短縮できることで、バルブ製造ライン全体のサイクルタイムの短縮にも十分貢献できる、と考えた。【００１６】
そして、試作機を作り、その有効性を検証した結果、有効であることが確認されたことを受けて、今回の特許出願に至ったものである。【００１７】
本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑みて、また発明者の前記した知見に基づいてなされたもので、その目的は、冷却能力に優れ、しかもサイクルタイムを大幅に短縮できる鍛造バルブの冷却方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記の目的を達成するために、第１の実施形態に係る鍛造バルブの冷却方法においては、水冷されている平坦な直線状のバルブ搬送路に沿って熱間鍛造バルブを搬送する際に、バルブの熱がバルブ搬送路に吸熱されてバルブが徐々に冷却される、鍛造バルブの冷却方法であって、
前記バルブ搬送路にその傘表が該バルブ搬送路と接するように搬入・載置された熱間鍛造バルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧して前方に所定距離滑動させ、かつ先に前方に滑動させたバルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧してさらに前方に所定距離滑動させて、前記バルブ搬送路に順次搬入されるバルブを、その搬入動作に連係して順次、その傘表を該バルブ搬送路と接する形態に保持しつつ所定間隔に一列に整列して間歇搬送することを特徴とする。【００１９】
前記の目的を達成するために、第３の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置においては、その内部に冷却水が流れる水平に配設された配水管の上側面に設けられた平坦な直線状のバルブ搬送路と、
前記配水管の側方に隣接して配置され、
前記バルブ搬送路にその傘表が該バルブ搬送路と接するように搬入・載置された熱間鍛造バルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧して前方に所定距離滑動させ、かつ先に前方に滑動させたバルブの軸部の傘部寄りを横方向に押圧してさらに前方に所定距離滑動させて、前記バルブ搬送路に順次搬入されるバルブを、その搬入動作に連係して順次、その傘表を該バルブ搬送路と接する形態に保持しつつ所定間隔に一列に整列して間歇搬送するバルブ搬送機構と、を備えた鍛造バルブの冷却装置であって、
前記バルブ搬送路の両側には、搬送されるバルブの傘部の該バルブ搬送路幅方向への移動を規制する傘部ガイドが設けられ、
前記バルブ搬送機構は、前記バルブ搬送路に沿った長尺板状で該バルブ搬送路に臨むその側縁部にバルブの軸部係合用の切欠が等ピッチで連続する櫛歯が設けられて、前記バルブ搬送路の幅方向および前後方向にそれぞれ進退動作可能な歯付きスライドプレートを備え、
前記バルブ搬送路へのバルブの搬入動作に連係して、前記歯付きスライドプレートが、前記バルブ搬送路の幅方向に前進してその櫛歯をバルブ軸部に係合させ、前後方向に所定ピッチ前進してその櫛歯に係合するバルブを前方に所定距離滑動させ、幅方向に後退してその櫛歯のバルブ軸部との係合を外し、最後に前後方向に所定ピッチ後退して元の位置に戻る一連のボックス状動作を繰り返すように構成されたことを特徴とする。【００２０】
(作用）軸部の一端側に傘部を一体的に形成した熱間鍛造バルブでは、ある程度の面積をもつ傘表が平滑面で形成されるとともに、バルブ軸部の傘部寄りにバルブの重心がある。そのため、傘表がバルブ搬送路と接する形態のバルブ、即ち、傘部を逆様にしてバルブ搬送路に載置されたバルブでは、バルブの重心近傍である、バルブ軸部における傘部寄りを横方向に押圧すると、バルブは倒れることなくバルブ搬送路に沿ってスムーズに滑動する。【００２１】
即ち、バルブの重心からの距離が近い、バルブ軸部における傘部寄りが、該バルブ軸部に係合した歯付きスライドプレートの櫛歯によって横方向に押されると、バルブは傾倒することなく逆様の形態を保持したまま、押された方向にスムーズに滑動する。特に、バルブ搬送路の両側には、搬送されるバルブの傘部のバルブ搬送路幅方向への移動を規制する傘部ガイドが設けられているので、歯付きスライドプレートが、バルブ搬送路へのバルブの搬入動作に連係して、「バルブ搬送路の幅方向に前進してその櫛歯をバルブ軸部に係合させ→前後方向に所定ピッチ前進してその櫛歯に係合するバルブを前方に所定距離滑動させ→幅方向に後退してその櫛歯のバルブ軸部との係合を外し→前後方向に所定ピッチ後退して元の位置に戻る」という一連のボックス状動作を繰り返すことで、バルブ搬送路に搬入されたバルブは、バルブ搬送路から逸脱することなく、その傘表をバルブ搬送路と接する形態に保持しつつバルブ搬送路上を所定間隔に一列に整列してスムーズに間歇搬送される。【００２２】
なお、歯付きスライドプレートの櫛歯がバルブ軸部の傘部寄りを横方向に押圧してバルブを滑動させるが、櫛歯が押圧する位置は、傘径にもよるが、可能な限りバルブ軸部の傘部寄りが望ましい。【００２３】
そして、水冷されているバルブ搬送路上を熱間鍛造バルブが間歇搬送される際、バルブの熱は、バルブの傘表と接触しているバルブ搬送路に効率的に吸熱される。特に、熱容量の大きいバルブ傘部の熱がバルブ搬送路に効率的に吸熱される。【００２４】
また、バルブ搬送路に搬入される熱間鍛造バルブは、バルブの搬入動作に連係して順次所定間隔に一列に整列して間歇搬送されるので、冷却装置において多数本のバルブの連続した冷却処理が可能となり、冷却工程においてバルブを順次、冷却処理する時間間隔、即ち、冷却工程の達成可能サイクルタイムが短くなる。【００２５】
第２の実施形態においては、前記した第１の実施形態に係る鍛造バルブの冷却方法において、前記バルブ搬送路の上方が空冷ジャケットで覆われており、前記バルブ搬送路を間歇搬送されるバルブの熱が、前記空冷ジャケット内に生成される空気の流れに吸熱されることを特徴とする。【００２６】
第４の実施形態においては、前記した第３の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置において、前記バルブ搬送路は、下方から上方に向う空気の流れを生成するスカート状の空冷ジャケットで覆われるとともに、
前記バルブ搬送路の上方所定位置には、前記空冷ジャケットに支持されて該バルブ搬送路に沿って延在する一対の長尺ロッドで構成されて、搬送されるバルブの軸部の前記バルブ搬送路幅方向への移動を規制する軸部ガイドが設けられたことを特徴とする。【００２７】
（作用）熱間鍛造バルブがバルブ搬送路上を間歇搬送される際、バルブの熱はバルブ搬送路に吸熱され、さらに空冷ジャケット内の空気流れに吸熱される。即ち、熱容量の大きいバルブ傘部の熱は主としてバルブ搬送路に吸熱され、熱容量の小さいバルブ軸部の熱は主として空冷ジャケット内の空気流れに吸熱される。【００２８】
また、熱間鍛造バルブがバルブ搬送路上を間歇搬送される際、バルブの傘部が傘部ガイドに案内されるとともに、バルブの軸部が軸部ガイドに案内されるので、バルブ搬送路に搬入された熱間鍛造バルブは、その傘表をバルブ搬送路と接する形態に保持しつつバルブ搬送路上を所定間隔に一列に整列してよりスムーズに間歇搬送される。【００２９】
第５の実施形態においては、前記した第４の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置において、
前記バルブ搬送路をそれぞれ設けた一対の配水管が隣接して並設され、前記バルブ搬送路にそれぞれ対応する前記バルブ搬送機構が前記一対の配水管を挟んで配置され、
前記一対のバルブ搬送路には、前記傘部ガイドがそれぞれ設けられるとともに、該一対のバルブ搬送路双方を覆う単一の空冷ジャケットに支持された前記軸部ガイドがそれぞれ設けられ、
前記一対のバルブ搬送路は、バルブの搬送方向が互いに逆向きで、一方が往路用，他方が復路用として構成されるとともに、前記往路用バルブ搬送路の出口近傍に、前記往路用バルブ搬送路の出口のバルブを前記復路用バルブ搬送路の入口に移載するバルブ移載機構が設けられたことを特徴とする。【００３０】
(作用）バルブ搬送路を、隣接して並設された往路用搬送路と復路用搬送路で構成したので、バルブ搬送路の全長が長い分、冷却能力に優れるとともに、冷却装置の設置スペースを、バルブ搬送路の全長の約半分に短縮できる。【００３１】
第６の実施形態においては、前記した第５の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置において、
前記往路用バルブ搬送路の入口近傍には、該入口にバルブを順次搬入するバルブ搬入機構が設けられ、前記復路用バルブ搬送路の出口近傍には、該出口のバルブを順次搬出するバルブ搬出機構が設けられるとともに、
前記往路用バルブ搬送機構によるバルブの間歇搬送，前記バルブ移載機構によるバルブの移載，前記復路用バルブ搬送機構によるバルブの間歇搬送および前記バルブ搬出機構によるバルブの搬出が、前記バルブ搬入機構によるバルブの搬入動作にそれぞれ連係することを特徴とする。【００３２】
(作用）往路用バルブ搬送路上のバルブの間歇搬送、往路用バルブ搬送路の出口から復路用バルブ搬送路の入口へのバルブの移載、復路用バルブ搬送路上のバルブの間歇搬送および復路用バルブ搬送路の出口からのバルブの搬出のすべての動作が、往路用バルブ搬送路の入口へのバルブの搬入動作に連係して同時に行われることで、鍛造バルブの冷却装置への搬入から冷却処理済みバルブの冷却装置からの搬出までがスムーズに遂行される。【００３３】
第７の実施形態においては、前記した第３の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置において、
前記傘部ガイドは、前記配水管の両側に設けた配水管保持枠上面に締結ボルトによって固定され、前記傘部ガイドに設けたボルト貫通孔が前記バルブ搬送路と直交する方向に長い長孔で構成されたことを特徴とする。【００３４】
(作用）締結ボルトを緩めれば、傘部ガイドをバルブ搬送路の幅方向に移動できるので、搬送するバルブの傘径に整合するように、傘部ガイド間の距離を調整できる。【００３５】
第８の実施形態においては、前記した第４の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置において、
前記軸部ガイドを構成する一対の長尺ロッドの長手方向複数箇所には、その先端側に雄ねじ部を形成した横ロッドが直交するようにそれぞれ固定され、前記空冷ジャケットの幅方向に対向する立て壁に設けた貫通孔を貫通させた前記雄ねじ部における、前記貫通孔を挟んだ部位に配した内外一対のナット部材が前記貫通孔周縁部を挟持することで、前記長尺ロッドが前記立て壁にそれぞれ片持ち状に固定されたことを特徴とする。【００３６】
(作用) 横ロッドの雄ねじ部に配した内外一対のナット部材を緩めて、横ロッドの立て壁に対する固定位置、即ち、立て壁から長尺ロッドまでの距離を変えることで、長尺ロッド間の間隔を簡単に調整できる。
【発明の効果】
【００３７】
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る鍛造バルブの冷却方法および第３の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置によれば、熱間鍛造バルブがバルブ搬送路上を間歇搬送される際、熱容量の大きいバルブ傘部の熱がバルブ搬送路に効率的に吸熱されるので、冷却能力の優れた鍛造バルブの冷却方法および装置が提供される。【００３８】
また、冷却装置の冷却能力が優れている分、バルブ搬送路の長さを短縮することで、冷却装置の設置スペースをコンパクトにできる。【００３９】
また、多数本のバルブの連続した冷却処理が可能となることで、冷却工程のサイクルタイムが短くなるが、冷却装置の冷却能力が優れている分、バルブを所定温度まで冷却するために必要な時間(以下、バルブの必要冷却総時間という)が短くなる。このため、例えば、バルブの間歇搬送時間間隔を短縮することで、冷却工程の達成できるサイクルタイムがさらに短くなる。【００４０】
また、バルブ製造ライン全体のサイクルタイムは、バルブ製造ラインを構成する各工程の中で最も長いとされる冷却工程のサイクルタイムによって決定されるが、冷却工程の達成可能なサイクルタイムが短くなることで、バルブ製造ラインにおけるサイクルタイムを短縮できる。【００４１】
第２の実施形態に係る鍛造バルブの冷却方法および第４の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置によれば、熱間鍛造バルブがバルブ搬送路上を間歇搬送される際、バルブ搬送路によって水冷されるとともに、空冷ジャケットによって空冷されるので、冷却能力のいっそう優れた鍛造バルブの冷却方法および装置が提供される。【００４２】
特に、熱容量の大きいバルブ傘部は主にバルブ搬送路を介して水冷され、熱容量の小さいバルブ軸部は主に空冷ジャケットを介して空冷されるので、冷却方法および装置の冷却能力はさらにいっそう優れたものとなる。【００４３】
また、冷却方法および冷却装置の冷却能力がいっそう優れている分、バルブ搬送路の長さをさらに短縮することで、冷却装置の設置スペースをいっそうコンパクトにできる。【００４４】
また、冷却方法および冷却装置の冷却能力がいっそう優れている分、バルブの必要冷却総時間がさらに短くなって、例えば、バルブの間歇搬送時間間隔をさらに短縮することで、冷却工程の達成可能なサイクルタイムをさらにいっそう短縮でき、バルブ製造ラインにおけるサイクルタイムのさらなる短縮にもつながる。【００４５】
第５の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置によれば、冷却能力に優れるとともに、設置スペースの全長のコンパクトな冷却装置が提供される。【００４６】
第６の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置によれば、バルブの冷却装置への搬入から冷却処理済みバルブの搬出までをスムーズに遂行できるので、自動化されたバルブ製造ラインへの冷却装置の導入が容易である。【００４７】
第７の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置によれば、傘径の異なるバルブにも対応できる、汎用性に優れた鍛造バルブの冷却装置が提供される。【００４８】
第８の実施形態に係る鍛造バルブの冷却装置によれば、軸径の異なるバルブにも対応できる、汎用性に優れた鍛造バルブの冷却装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る鍛造バルブの冷却装置の正面図で、上フレームを省略した図である。
【図２】同冷却装置の右側面図である。
【図３】上フレームおよび空冷ジャケットを省略した同冷却装置の平面図である。
【図４】（ａ）はバルブ搬入機構の正面図、（ｂ）はバルブ搬入機構の平面図である。
【図５】バルブ搬送機構の拡大縦断面図(図１に示す線V-Vに沿う拡大断面図）である。
【図６】（ａ）はバルブ搬送路の平面図、（ｂ）は傘部ガイドおよび軸部ガイドの構造を示す往路用バルブ搬送路の拡大縦断面図(図６（ａ）に示す線VI-VIに沿う断面図)である。
【図７】軸部ガイドを構成する長尺ロッドの立て壁への取り付け固定部を示す水平断面図（図６（ｂ）の線VII-VIIに沿う断面図）である。
【図８】歯付きスライドプレートのボックス状動作を説明する図であって、図６（ｂ）の線VIII-VIIIに沿う断面図で、（ａ）は歯付きスライドプレートの切欠がバルブ軸部に係合する前の状態を示す図、（ｂ）は歯付きスライドプレートの切欠がバルブ軸部に係合した状態を示す図、（ｃ）は歯付きスライドプレートの切欠がバルブ軸部に係合した状態で所定ピッチ前進した状態を示す図、（ｄ）は歯付きスライドプレートの切欠のバルブ軸部との係合が解除された状態を示す図である。
【図９】（ａ）はバルブ移載機構の平面図、（ｂ）は鍛造バルブの冷却装置（バルブ移載機構）の左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００５１】
図１〜３において、符号１０は、熱間鍛造工程において鍛造された、例えば８００℃のバルブ１を、マルテンサイト変態開始温度以下の所定温度（例えば、５０℃）まで冷却するバルブ冷却装置で、キャスター７を設けた架台６の上に設置されている。
【００５２】
バルブ冷却装置１０は、図３，５に示すように、配水管保持枠１３ａ，１３ｂ，１３ｃによりその両側が支持されて、水平に並設された一対の隣接する断面正方形状の配水管１２Ａ，１２Ｂを備えている。配水管１２Ａ，１２Ｂは、熱伝導率に優れた金属（例えば、ステンレス）で構成され、配水管１２Ａ，１２Ｂの平坦な上側面は、配水管１２Ａ，１２Ｂに沿って延びる直線状のバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂを構成している。
【００５３】
バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂは、図５,６に示すように、配水管１２Ａ，１２Ｂそれぞれの両側に配置された左右一対の傘部ガイド２４Ａ（２４Ａ１，２４Ａ２），２４Ｂ（２４Ｂ１，２４Ｂ２）によって、傘部１ａを下向きにしてバルブ１を滑動させることができる所定幅Ｗ１に形成され、一方２２Ａが、図３の右から左にバルブ１を搬送する往路用，他方２２Ｂが図３の左から右にバルブ１を搬送する復路用として構成されている。そして、配水管１２Ａ，１２Ｂには、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上を滑動して搬送されるバルブ１を冷却するための冷却水が所定の流速で流れている。図１,３に示すように、給水管１１Ａ１，１１Ｂ１を介して配水管１２Ａ，１２Ｂに供給された冷却水は、排水管１１Ａ２，１１Ｂ２を介して排水されている。即ち、配水管１２Ａ，１２Ｂ内の冷却水は、バルブ搬送路２２Ａでは入口２２Ａ１から出口２２Ａ２に向って、一方、バルブ搬送路２２Ｂでは出口２２Ｂ２から入口２２Ｂ１に向って、図３では、それぞれ右から左に向って流れている。
【００５４】
そして、熱間鍛造されたバルブ１は、後述するバルブ搬送機構２０Ａ，２０Ｂの駆動によって、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上をその傘表１ａ１が滑動するように間歇搬送されるが、バルブ１が間歇搬送される際に、バルブ１の熱が傘表１ａ１を介してバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂに吸熱される。
【００５５】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの両側にそれぞれ配設された傘部ガイド２４Ａ，２４Ｂは、搬送されるバルブ１の傘部１ａのバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ幅方向への移動を規制して、バルブ１をバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂに沿って案内する。
【００５６】
詳しくは、並設された配水管１２Ａ，１２Ｂの幅方向外側に配置された傘部ガイド２４Ａ１，２４Ｂ１は、いずれも断面矩形状で、傘部ガイド２４Ａ１，２４Ｂ１にそれぞれ設けた長孔２４ａを貫通する締結ボルト２５によって、配水管保持枠１３ａ，１３ｃ（図２参照）の上面に固定されて、配水管１２Ａ，１２Ｂの上側面１２Ａ１，１２Ｂ１に密着している。長孔２４ａは、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂと直交する方向（バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの幅方向）に長く形成され、傘部ガイド２４Ａ１，２４Ｂ１の上面側に設けたボルト収容用凹部２４ｂは、ボルト頭部２５ａに対し傘部ガイド２４Ａ１，２４Ｂ１を移動させることのできる十分な大きさに形成されている。そして、締結ボルト２５を緩めることで、傘部ガイド２４Ａ１，２４Ｂ１をバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの幅方向（図６（ａ）上下方向，図６（ｂ）左右方向）に移動できる。
【００５７】
一方、並設された配水管１２Ａ，１２Ｂの間に配置された傘部ガイド２４Ａ２，２４Ｂ２は、図６（ｂ）に示すように、いずれも断面Ｌ字形状で、傘部ガイド２４Ａ２，２４Ｂ２にそれぞれ設けた長孔２４ａ，２４ａを貫通する締結ボルト２５によって、共通の配水管保持枠１３ｃの上面に固定されて、配水管１２Ａ，１２Ｂの上側面１２Ａ１，１２Ｂ１に密着している。
【００５８】
また、傘部ガイド２４Ａ２，２４Ｂ２にそれぞれ設けた長孔２４ａ，２４ａは、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂと直交する方向に長く形成されており、締結ボルト２５を緩めることで、傘部ガイド２４Ａ２，２４Ｂ２をバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの幅方向に移動できる。
【００５９】
このように、搬送するバルブ１の傘径に整合するように、傘部ガイド２４Ａ１，２４Ａ２；傘部ガイド２４Ｂ１，２４Ｂ２間の間隔、即ち、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの幅Ｗ１を調整できる。
【００６０】
なお、図６（ａ）に示すように、バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１に臨む傘部ガイド２４Ａ１の端縁部には、バルブ傘部１ａをバルブ搬送路２２Ａにスムーズに案内するための傾斜面２４Ａ１ａが設けられ、バルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１に臨む傘部ガイド２４Ｂ１，２４Ｂ２の端縁部にも、バルブ傘部１ａをバルブ搬送路２２Ｂに案内するための傾斜面２４Ｂ１ａ，２４Ｂ２ａが設けられている。
【００６１】
また、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂは、図１，２，５に示すように、それぞれの入り口２２Ａ１，２２Ｂ１と出口２２Ｂ１，２２Ｂ２を除いた領域全体が、架台６上の上フレーム９に懸吊支持されたスカート状の空冷ジャケット１４で覆われている。
【００６２】
そして、入り口２２Ａ１および出口２２Ｂ２，入り口２２Ａ２および出口２２Ｂ２に臨む、空冷ジャケット１４の長手方向両端の側壁１４ｂ，１４ｂには、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの幅Ｗ１に対応する幅で、バルブ１が通過できる上下に長い矩形状のスリット１４ｃ，１４ｃが形成されている。
【００６３】
また、傘部ガイド２４Ａ２，２４Ｂ２の上方には、空冷ジャケット１４の側壁１４ｂ，１４ｂに接続されて長手方向に延在する立て壁である仕切り壁１５ｂが配設されて、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの上方空間が仕切り壁１５ｂによって仕切られている（図５参照）。
【００６４】
空冷ジャケット１４の上方にはモータ駆動する空冷ファン１４ａが設けられており、空冷ジャケット１４内の仕切り壁１５ｂで仕切られたバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂそれぞれの上方空間には、下方から上方に向う空気の流れが生成される。
【００６５】
このため、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上を滑動するようにして搬送されるバルブ１の熱は、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂに吸熱されるとともに、空冷ジャケット１４内に生成された上方に向う空気の流れにも吸熱される。即ち、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂを搬送されるバルブ１は、水冷および空冷の双方によって冷却される。
【００６６】
また、往路用バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１の側方には、図２，３，４に示すように、熱間鍛造工程によって鍛造された鍛造バルブ１を、バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１に搬入・載置するバルブ搬入機構４０が配置されている。一方、往路用バルブ搬送路２２Ａの出口２２Ａ２の側方には、図１，３，９に示すように、往路用バルブ搬送路２２Ａの出口２２Ａ２のバルブ１を復路用バルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１に移載するバルブ移載機構５０が配置されている。
【００６７】
また、復路用バルブ搬送路２２Ｂの出口２２Ｂ２には、図１，３に示すように、出口２２Ｂ２のバルブ１を搬出するバルブ搬出機構６０が設けられている。
【００６８】
まず、バルブ搬入機構４０について詳しく説明する。バルブ搬入機構４０は、図４（ａ），（ｂ）に拡大して示すように、リニアガイド４２を介してバルブ搬送路２２Ａの幅方向に進退動作可能な支持フレーム４１を備え、支持フレーム４１には、チャック４５付き回動アーム４４を支持するロータリテーブル４３が水平回転支軸４３ａ周りに回動可能に設けられている。符号４７は、支持フレーム４１をリニアガイド４２に沿って進退動作させるエアシリンダである。符号４５ａ，４５ｂは、バルブを把持するチャック４５に上下に対向配置されたフォーク状の傘ガイド４５ａおよび軸ガイド４５ｂである。
【００６９】
そして、バルブ搬送用のスライダー４６(図２参照）上を自重で滑動することで、スライダー４６の所定位置まで搬送されてきたバルブ１は、図４（ａ）に示すように、傘ガイド４５ａ，軸ガイド４５ｂによって水平回転軸４３ａと直交するように位置決めされた形態で、チャック４５により把持される。そして、図４（ａ）矢印に示すように、バルブ１の傘部１ａが下を向くように回動アーム４４がロータリテーブル４３と一体に回動する。次いで、エアシリンダ４７が駆動して、仮想線で示すように、支持フレーム４１と一体に回動アーム４４が前進することで、バルブ１がバルブ搬送路２２Ａの真上まで移動する。次いで、チャック４５がバルブ１の把持を解除することで、バルブ１は、自重でその傘表１ａ１がバルブ搬送路２２Ａと接した形態に着座する。即ち、バルブ１は、その傘表１ａ１がバルブ搬送路２２Ａと接した形態に載置される。
【００７０】
また、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの上方所定位置には、図２，５，６（ｂ）に示すように、搬送されるバルブ１の軸部１ｂのバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ幅方向への移動を規制する軸部ガイド２６Ａ，２６Ｂがそれぞれ設けられている。軸部ガイド２６Ａ，２６Ｂは、所定幅ｗ２をもってバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂに沿ってそれぞれ延在する一対の長尺ロッド２６Ａ１，２６Ａ２；２６Ｂ１，２６Ｂ２で構成されている。
【００７１】
軸部ガイド２６Ａを構成する一対の長尺ロッド２６Ａ１，２６Ａ２の長手方向複数箇所には、図６（ｂ），図７に示すように、その先端側に雄ねじ部２７ａを形成した横ロッド２７がそれぞれ固定一体化されている。そして、空冷ジャケット１４の立壁である外壁１５ａおよび仕切り壁１５ｂにそれぞれ設けた貫通孔１６を貫通する横ロッド２７の雄ねじ部２７ａの長手方向所定位置が、雄ねじ部２７ａに配したナット２８と蝶ナット２９によって外壁１５ａおよび仕切り壁１５ｂにそれぞれ固定されている。詳しくは、外壁１５ａ，仕切り壁１５ｂの貫通孔１６を挟んで設けられたナット２８と蝶ナット２９で貫通孔１６周縁部を挟持することで、長尺ロッド２６Ａ１，２６Ａ２が外壁１５ａ，仕切り壁１５ｂにそれぞれ片持ち状に固定されている。なお、雄ねじ部２７ａに配したナット２８，蝶ナット２９を緩め、横ロッド２７（の雄ねじ部２７ａ）の外壁１５ａ，仕切り壁１５ｂに対する固定位置を変えることで、長尺ロッド２６Ａ１，２６Ａ２間の間隔Ｗ２（図６（ｂ）参照）を調整することができる。
【００７２】
軸部ガイド２６Ｂを構成する一対の長尺ロッド２６Ｂ１，２６Ｂ２（図５参照）も、軸部ガイド２６Ａを構成する長尺ロッド２６Ａ１，２６Ａ２と同一の構造で、空冷ジャケット１４の立壁である外壁１５ａおよび仕切り壁１５ｂにそれぞれ設けた貫通孔１６を貫通する横ロッド２７の雄ねじ部２７ａが、ナット２８と蝶ナット２９によって貫通孔１６周縁部に挟持固定されている。しかし、長尺ロッド２６Ｂ１，２６Ｂ２に対し横ロッド２７を設ける位置および空冷ジャケット１４の外壁１５ａおよび仕切り壁１５ｂに設ける貫通孔１６の位置を、図７に示すように、軸部ガイド２６Ａにおける横ロッド２７および貫通孔１６の位置に対し、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ長手方向に所定量Ｘだけずらして設けることで、仕切り壁１５ｂにおける軸部ガイド２６Ａ，２６Ｂ（長尺ロッド２６Ａ２，２６Ｂ２）の取り付け固定部が互いに干渉しないことは勿論、ナット２８，蝶ナット２９を回動操作する際も邪魔にならない構造となっている。
【００７３】
次に、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上をその傘表１ａ１が滑動するようにしてバルブ１を間歇搬送するバルブ搬送機構２０Ａ，２０Ｂを説明する。
【００７４】
まず、バルブ搬送機構２０Ａについて説明する。
【００７５】
配水管１２Ａの側方には、図１，３，５に示すように、バルブ搬入機構４０によってバルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１に、その傘表１ａ１が該バルブ搬送路２２Ａと接するように搬入・載置された熱間鍛造バルブ１を順次、前方に所定距離滑動させ、かつ先に前方に滑動させたバルブ１をさらに前方に所定距離滑動させて、バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１に順次搬入されるバルブ１を、その搬入動作に連係して順次、その傘表１ａ１を該バルブ搬送路２２Ａと接する形態に保持しつつ所定間隔に一列に整列して間歇搬送するバルブ搬送機構２０Ａが設けられている。
【００７６】
バルブ搬送機構２０Ａは、図３に示すように、バルブ搬送路２２Ａに沿った長尺板状でバルブ搬送路２２Ａに臨むその側縁部にバルブ軸部１ｂ係合用の切欠３２が等ピッチｐ（図３，８参照）に連続する櫛歯３１を設けた、バルブ搬送路２２Ａの幅方向および前後方向にそれぞれ進退動作可能な歯付きスライドプレート３０Ａを備えている。
【００７７】
詳しくは、架台６上には、バルブ搬送路２２Ａと平行に延びるリニアガイド３３，３３を介して、前後スライドプレート３４がバルブ搬送路２２Ａに沿った前後方向(図３左右方向）に進退動作可能に設けられ、前後スライドプレート３４上には、バルブ搬送路２２Ａと直交方向に延びるリニアガイド３５を介して、歯付きスライドプレート３０Ａがバルブ搬送路２２Ａと直交する方向に沿った幅方向（図３上下方向）に進退動作可能に設けられている。符号３６は、前後スライドプレート３４を前後方向に進退動作させるエアシリンダ、符号３７は、歯付きスライドプレート３０Ａを幅方向に進退動作させるエアシリンダである。
【００７８】
また、歯付きスライドプレート３０Ａのバルブ搬送路２２Ａからの高さＨは、図６（ｂ）に示すように、空冷ジャケット１４下端部と傘部ガイド２４Ａ１間であって、バルブ搬送路２２Ａに逆様に載置したバルブ１の重心位置Ｇに一致する高さに設定されている。詳しくは、バルブ１の重心位置Ｇはバルブ軸部１ｂにおける傘部１ａ寄り存在するが、この重心位置Ｇに近い、バルブ軸部１ｂにおける傘部１ａ寄りに、歯付きスライドプレート３０Ａによる横荷重が作用するように設定されている。このため、バルブ搬送路２２Ａに逆様に載置されたバルブ１は、バルブの重心位置Ｇ近傍が歯付きスライドプレート３０Ａの切欠３２によってバルブ搬送路２２Ａに沿った横方向に押されると、倒れることなく逆様の姿勢を保ったままスムーズにバルブ搬送路２２Ａ上を滑動する。即ち、歯付きスライドプレート３０Ａのスライド動作によって、バルブ１をその傘表１ａ１がバルブ搬送路２２Ａと接触する形態を保持しつつ滑動させることができる。
【００７９】
次に、歯付きスライドプレート３０Ａの動作について説明する。
【００８０】
歯付きスライドプレート３０Ａは、まず、図８（ａ）の矢印ａに示すように、バルブ搬送路２２Ａの幅方向に前進して、その櫛歯３１(切欠３２)をバルブ軸部１ｂに係合(図８（ｂ）参照）させ、次に、図８（ｂ）の矢印ｂに示すように、前後方向に所定ピッチｐ前進してその櫛歯３１(切欠３２)に係合するバルブ１Ａを前方（図３左方向）に所定距離滑動（図８（ｃ）参照）させ、次に、図８（ｃ）の矢印ｃに示すように、幅方向に後退してその櫛歯３１(切欠３２)のバルブ軸部１ｂとの係合を解除（図８（ｄ）参照）し、最後に、図８（ｄ）の矢印ｄに示すように、前後方向に所定ピッチｐ後退して元の位置に戻る（図８（ａ）参照）という、一連のボックス状動作「矢印ａ→ｂ→ｃ→ｄ」を繰り返すことで、バルブ搬送路２２Ａに順次搬入された逆様のバルブ１を、その傘表１ａ１が該バルブ搬送路２２Ａと接する形態に保持しつつ所定間隔（所定ピッチｐ）に一列に整列して間歇搬送する。なお、図８（ｃ）、（ｄ）には、歯付きスライドプレート３０Ａが前後方向に所定ピッチｐ前進することで、先行するバルブ１Ａおよびその後続のバルブ１Ｂを同時に前方に所定距離滑動させる様子が図示されている。
【００８１】
また、歯付きスライドプレート３０Ａが「矢印ｂ→ｃ」の動作中、即ち、歯付きスライドプレート３０Ａがバルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１(図３，４（ａ参照）のバルブ１を前方に所定距離滑動させて、幅方向に後退するまでの間に、バルブ搬入機構４０が動作して入口２２Ａ１には新たなバルブ１が搬入されているので、バルブ搬送機構２０Ａ（歯付きスライドプレート３０Ａ）とバルブ搬入機構４０が干渉することはない。
【００８２】
したがって、歯付きスライドプレート３０Ａが、バルブ搬送路２２Ａへのバルブ１の搬入動作に連係して、一連のボックス状動作「ａ→ｂ→ｃ→ｄ」を繰り返すことで、バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１に順次搬入・載置されるバルブ１は、その傘表１ａ１を該バルブ搬送路２２Ａと接する形態に保持しつつ所定間隔（所定ピッチｐ）に一列に整列して間歇搬送される。
【００８３】
また、櫛歯３１を構成する切欠き３２は、図８に拡大して示すように、開口側ほど幅広のＶ字形に形成されているが、係合するバルブ軸部１ｂを横方向に押圧する側の開口縁部３２ａは、スライドプレート３０Ａの切欠３２がバルブ軸部１ｂを横方向に押圧する（図８（ｂ）の矢印ｂ参照）際、バルブ軸部１ｂが切欠３２から逸脱しにくいように、スライドプレート３０Ａの側縁部３０ａに対し直交している。一方、切欠３２の開口縁部３２ａに対向する開口縁部３２ｂは、切欠き３２とバルブ軸部１ｂとのスムーズな係合（図８（ａ）の矢印ａ参照）および係合解除（図８（ｃ）の矢印ｃ参照）ができるように、スライドプレート３０Ａの側縁部３０ａに対し傾斜している。
【００８４】
また、往路用バルブ搬送路２２Ａの出口２２Ａ２近傍には、図１，３，９に示すように、出口２２Ａ２のバルブ１を復路用バルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１に移載するバルブ移載機構５０が配置されており、バルブ搬送機構２２Ａによるバルブ１の間歇搬送に連係して動作する。
【００８５】
バルブ移載機構５０は、図９（ａ），（ｂ）に拡大して示すように、エアシリンダ５２によって、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂを横切る方向に進退動作するスライドユニット５４を備え、スライドユニット５４に設けた上下一対の移載プレート５５の前縁には、バルブ軸部１ｂに係合する切欠５６がそれぞれ設けられている。
【００８６】
図９（ａ）は、スライドプレート３０Ａの左側縁部３０Ａ１がバルブ搬送路２２Ａの出口２２Ａ２に対応する位置までスライドした形態を示すが、バルブ移載機構５０の上下に離間する一対の移載プレート５５間にスライドプレート３０Ａの左側縁部３０Ａ１が収まるので、バルブ移載機構５０とスライドプレート３０Ａとが互いに干渉することはない。
【００８７】
また、図５，６，９（ｂ）に示すように、配水管１２Ａ，１２Ｂの間には、傘部ガイド２４Ａ２，２４Ｂ２を固定する配水管保持枠１３ｃが配置され、往路用バルブ搬送路２２Ａの出口２２Ａ２と、復路用バルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１と、配水管保持枠１３ｃの上端面１３ｃ１とが面一に形成されている。
【００８８】
このため、バルブ移載機構５０のエアシリンダ５２が駆動し、スライドユニット５４が前進すると、移載プレート５５，５５前縁の切欠５６，５６が出口２２Ａ２のバルブ１の軸部１ｂの上下２箇所と係合し、バルブ１をバルブ搬送路２２Ａと直交する横方向に押圧する。これにより、図９（ａ），（ｂ）の仮想線で示すように、バルブ１は、傘部１ａを下に向けた姿勢のまま、配水管保持枠１３ｃ上端面１３ｃ１を滑動して、バルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１に移載される。なお、移載プレート５５前縁の切欠５６は、開口側ほど幅広の左右対称のＶ字形に形成されて、バルブ軸部１ｂとのスムーズな係合および係合解除ができる。
【００８９】
また、配水管１２Ｂの側方には、図１，２，３，９に示すように、バルブ移載機構５０によってバルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１に移載されたバルブ１を順次、前方に所定距離滑動させ、かつ先に前方に滑動させたバルブ１をさらに前方に所定距離滑動させて、バルブ搬送路２２Ｂに順次移載されるバルブ１を、バルブ移載機構５０の移載動作に連係して順次、その傘表１ａ１を該バルブ搬送路２２Ｂと接する形態に保持しつつ所定間隔に一列に整列して間歇搬送するバルブ搬送機構２０Ｂが設けられている。
【００９０】
バルブ搬送機構２０Ｂは、バルブ搬送路２２Ｂに沿った長尺板状でバルブ搬送路２２Ｂに臨むその側縁部にバルブ軸部１ｂ係合用の切欠３２が等ピッチｐで連続する櫛歯３１を設けた、バルブ搬送路２２Ｂの幅方向および前後方向にそれぞれ進退動作可能な歯付きスライドプレート３０Ｂを備えている。
【００９１】
この歯付きスライドプレート３０Ｂは、バルブ搬送機構２０Ａにおける歯付きスライドプレート３０Ａと同一形状であるが、バルブ１を間歇搬送する方向が歯付きスライドプレート３０Ａとは真逆の左から右であり、したがって、歯付きスライドプレート３０Ｂの切欠３２（開口縁部３２ａ，３２ｂ）は、歯付きスライドプレート３０Ａの切欠３２と左右対象である。
【００９２】
そして、バルブ搬送機構２０Ｂにおける歯付きスライドプレート３０Ｂの動作は、バルブ搬送機構２０Ａにおける歯付きスライドプレート３０Ａの動作と同じで、しかも同じタイミングで動作するが、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂに沿った左右方向の動作は真逆である。その他は、バルブ搬送機構２０Ａの構造と同一であるので、同一の符号を付すことで、重複する説明は省略する。
【００９３】
即ち、歯付きスライドプレート３０Ｂが、バルブ搬送路２２Ｂの幅方向に前進してその櫛歯３１(切欠３２)をバルブ軸部１ｂに係合させ、前後方向に所定ピッチｐ前進してその櫛歯３１(切欠３２)に係合するバルブ１を前方（図３右方向）に所定距離滑動させ、幅方向に後退してその櫛歯３１(切欠３２)のバルブ軸部１ｂとの係合を解除し、前後方向に所定ピッチｐ後退して元の位置に戻るという、一連のボックス状動作を繰り返すことで、バルブ移載機構５０によりバルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１に順次移載されるバルブ１を、その傘表１ａ１が該バルブ搬送路２２Ｂと接する形態に保持しつつ所定間隔（所定ピッチｐ）に一列に整列して間歇搬送する。
【００９４】
バルブ搬送路２２Ｂの出口２２Ｂ２の側方には、図１，３に示すように、斜め下方に延びるバルブ排出シュート６６が設けられるとともに、バルブ搬送路２２Ｂの出口２２Ｂ２近傍には、エアシリンダ６２によって、バルブ搬送路２２Ｂを横切る方向に進退動作可能なバルブ排出用の突き押しプレート６４を備えたバルブ搬出機構６０が設けられている。バルブ搬送路２２Ｂの出口２２Ｂ２上のバルブ１は、突き押しプレート６４によってバルブ搬送路２２Ｂの側方に押し出されて、バルブ排出シュート６６の入口６６ａに投下され、集積容器６７に収容される。
【００９５】
このように、本実施例に係るバルブの冷却装置１０では、バルブ搬送機構２０Ａによる往路用バルブ搬送路２２Ａ上のバルブ１の間歇搬送、バルブ移載機構４０による往路用バルブ搬送路２２Ａの出口２２Ａ２から復路用バルブ搬送路２２Ｂの入口２２Ｂ１へのバルブ１の移載、バルブ搬送機構２０Ｂによる復路用バルブ搬送路２２Ｂ上のバルブ１の間歇搬送およびバルブ搬出機構６０による復路用バルブ搬送路２２Ｂの出口Ｂ２からのバルブ１の搬出のすべての動作が、バルブ搬入機構４０による往路用バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１へのバルブ１の搬入動作に連係して同時に行われるので、鍛造バルブ１の冷却装置１０への搬入から冷却処理済みバルブ１の冷却装置１０からの搬出までがスムーズに遂行される。
【００９６】
また、往路用バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１近傍所定位置には、搬入されたバルブ１の傘部１ａおよび軸部１ｂの温度をそれぞれ検出する放射温度計(図示せず)が配置され、復路用バルブ搬送路２２Ｂの出口２２Ｂ２近傍所定位置には、搬出されるバルブ１の傘部１ａおよび軸部１ｂの温度をそれぞれ検出する放射温度計(図示せず)が配置されている。
【００９７】
また、配水管１２Ａ，１２Ｂには、管内を流れる冷却水の流量を測定する流量計，水温を測定する温度計がそれぞれ設けられている。温度計が測定した温度データや流量計が測定した流量データは、架台６の正面に設けたコントローラ７０のモニタ画面に表示される。
【００９８】
また、コントローラ７０には、バルブ搬入機構４０のバルブ搬入時間間隔、バルブ搬送機構３０Ａ，３０Ｂによるバルブの間歇搬送時間間隔、バルブ移載機構５０のバルブ移載時間間隔、バルブ搬出機構６０のバルブ搬出時間間隔をそれぞれ調整するための制御スイッチや、配水管１２Ａ，１２Ｂに供給する冷却水の水温，流量(流速)を調整するスイッチ等が設けられており、これらのスイッチを適宜操作することで、冷却装置１０によってバルブ１を順次冷却処理するために必要な時間間隔、即ち、バルブ１を等間隔に連続して冷却処理する際の時間間隔、いわゆる冷却装置１０のサイクルタイムを自由に調整することができる。
【００９９】
なお、本実施例に係るバルブの冷却装置１０では、歯付きスライドプレート３０Ａ，３０Ｂの切欠３２の数がそれぞれ４１（切欠３２の合計数が８２）であるが、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上の滞在総本数は８４で、配水管１２Ａ，１２Ｂに供給する冷却水の温度を３０℃、冷却水の流量を２０リットル／分、バルブ１の間歇搬送時間間隔に相当する冷却装置１０のサイクルタイムを４．３秒に設定した場合、往路用バルブ搬送路２２Ａの入口２２Ａ１におけるバルブ１の温度約８００℃が、復路用バルブ搬送路２２Ｂの出口２２Ｂ２では、約５０℃となった。
【０１００】
前記したように、本実施例のバルブ冷却装置１０では、水冷されているバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上を鍛造バルブ１が間歇搬送される際、バルブ１の熱は、バルブ１の傘表１ａ１と接触しているバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂに効率的に吸熱され、特に、熱容量の大きいバルブ傘部１ａの熱がバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂに効率的に吸熱されるとともに、バルブ１全体の熱が空冷ジャケット１４内の空気流れに吸熱されるので、冷却能力が非常に高い。
【０１０１】
また、本実施例のバルブ冷却装置１０では、バルブ１を間歇搬送することでバルブ１の連続した冷却処理が可能となることで、冷却工程のサイクルタイムは当然に短くなるが、冷却装置１０の冷却能力が優れている分、バルブ１を所定温度まで冷却する必要冷却総時間が短くなるため、バルブ搬入装置４０のバルブ搬入のタイミング、バルブ搬送機構２０Ａ，２０Ｂのバルブ間歇搬送のタイミング、バルブ移載機構５０のバルブ移載のタイミング、バルブ搬出機構６０のバルブ搬出のタイミングを速めることで、冷却工程が達成できるサイクルタイムをさらに短縮することができる。
【０１０２】
また、バルブ製造ライン全体のサイクルタイムは、バルブ製造ラインを構成する各工程のサイクルタイムの中で最も長い冷却工程のサイクルタイムによって決定される傾向にあるが、本実施例のバルブ冷却装置１０を採用すれば、冷却工程のサイクルタイムを大幅に短縮できることから、バルブ製造ライン全体のサイクルタイムも短縮できる。
【０１０３】
なお、前記した実施例のバルブ搬送機構２０Ａ，２０Ｂを構成する歯付きスライドプレート３０Ａ，３０Ｂの櫛歯３１(切欠３２）は、図６（ｂ）に示すように、バルブ軸部１ｂにおけるバルブ１の重心位置Ｇの近傍に係合し、該係合部を横方向に押圧するように構成されているが、バルブ軸部１ｂと櫛歯３１(切欠３２）が係合可能であれば、図６（ｂ）の符号１ｂ１で示すように、ガイド部２４Ａ１，２４Ｂ１と干渉しない範囲内で、例えば、リニアガイド３５の上下高さを低くなるように調整して、前後スライドプレート３４と歯付きスライドプレート３０Ａ，３０Ｂ間の距離を狭めて、バルブ軸部１ｂのできる限り傘部１ａ１寄りに歯付きスライドプレート３０Ａ，３０Ｂの櫛歯３１(切欠３２）が係合するように構成することもできる。
【０１０４】
また、前記した実施例の往路用バルブ搬送路２２Ａおよび復路用バルブ搬送路２２Ｂでは、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂの入り口や出口を除いた領域全体が空冷ジャケット１４で覆われて、バルブ１がバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上を間歇搬送される際に、水冷および空冷の双方によって冷却されるように構成されているが、水冷の方が空冷よりも吸熱効果に優れている点に注目し、空冷ジャケット１４を設けることなく、バルブ１を水冷（バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂによる吸熱）だけによって冷却するように構成してもよい。
【０１０５】
また、前記した実施例のバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂには、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂ上のバルブ１を搬送路２２Ａ，２２Ｂに沿って的確に案内する傘部ガイド２４および軸部ガイド２６が設けられているが、軸部ガイド２６は、必ずしも必要なものではない。即ち、バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂには、少なくとも傘部ガイド２４が設けられていれば、歯付きスライドプレート３０Ａ，３０Ｂのボックス状動作によって、バルブ１を、その傘表１ａ１が該バルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂと接する形態に保持しつつ所定間隔（所定ピッチｐ）に一列に整列して間歇搬送することができる。
【０１０６】
また、前記した実施例では、往路用バルブ搬送路２２Ａと復路用バルブ搬送路２２Ｂが並設されているが、真っ直ぐに配設した１本のバルブ搬送路だけで構成してもよい。
【０１０７】
また、前記した実施例では、配水管１２Ａ，１２Ｂの断面が正方形であるが、水平に配設した配水管１２Ａ，１２Ｂの上側面に平坦な直線状のバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂが設けられているものであれば、配水管１２Ａ，１２Ｂの断面は、正方形に限るものではなく、長方形状や円形状であってもよい。
【０１０８】
しかし、配水管１２Ａ，１２Ｂの断面が正方形であると、配水管１２Ａ，１２Ｂの上側面以外の他の側面を上に向けた形態にすることで、その新たな上側面をバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂとして使用することができる。即ち、バルブ１の傘表１ａが滑動するバルブ搬送路２２Ａ，２２Ｂを構成する配水管１２Ａ，１２Ｂの上側面は、バルブ冷却装置１０を長期間使用し続けることで磨り減り、バルブ搬送時の摩擦抵抗が増えるなどの種々の問題が発生するおそれがあるため、例えば、断面円形の配水管の場合は、配水管そのものを交換する必要がある。然るに、本実施例では、配水管１２Ａ，１２Ｂの磨耗・摩滅した上側面以外の他の側面をバルブ搬送路として新たに利用することで、わざわざ配水管１２Ａ，１２Ｂそのものを交換する必要がない。
【符号の説明】
【０１０９】
１  熱間鍛造バルブ
１ａ  バルブ傘部
１ａ１  バルブ傘表
１ｂ  バルブ軸部
Ｇ  バルブの重心位置
６  架台
９  上フレーム
１０  バルブ冷却装置
１２Ａ，１２Ｂ  配水管
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  配水管保持枠
１４  空冷ジャケット
１４ａ  空冷ファン
１４ｂ  空冷ジャケット両端の側壁
１４ｃ  スリット
１５ａ  空冷ジャケットの立て壁である外壁
１５ｂ  立て壁である仕切り壁
１６  貫通孔
２０Ａ，２０Ｂ  バルブ搬送機構
２２Ａ  往路用バルブ搬送路
Ｗ１  バルブ搬送路の幅
２２Ａ１  往路用バルブ搬送路の入口
２２Ａ２  往路用バルブ搬送路の出口
２２Ｂ  往復用バルブ搬送路
２２Ｂ１  復路用バルブ搬送路の入口
２２Ｂ２  復路用バルブ搬送路の出口
２４Ａ（２４Ａ１，２４Ａ２），２４Ｂ（２４Ｂ１，２４Ｂ２）  傘部ガイド
２４ａ  長孔
２５  締結ボルト
２６Ａ，２６Ｂ  軸部ガイド
２６Ａ１，２６Ａ２、２６Ｂ１，２６Ｂ２  長尺ロッド
Ｗ２  長尺ロッド間の幅
２７  横ロッド
２７ａ  雄ねじ部
２８  ナット
２９  蝶ナット
３０Ａ，３０Ｂ  歯付きスライドプレート
３１  櫛歯
３２  切欠
３３，３５  リニアガイド
３４  前後スライドプレート
ｐ  切欠のピッチ
Ｈ  バルブ搬送路と歯付きスライドプレート間の上下方向距離
４０  バルブ搬入機構
４１  支持フレーム
４２  リニアガイド
４３  ロータリテーブル
４５  チャック
４７  エアシリンダ
５０  バルブ移載機構
５２  エアシリンダ
５４  スライドユニット
５５  移載プレート
５６  バルブ軸部係合用の切欠
６０  バルブ搬出機構
６２  エアシリンダ
６４  突き押しプレート
６６  バルブ排出シュート
【要約】
冷却能力に優れ、サイクルタイムを大幅に短縮できる鍛造バルブの冷却方法および装置を提供。水冷された平坦な直線状のバルブ搬送路(22A)に傘表(1a1)が接するように搬入・載置された鍛造バルブ(1)を、バルブ搬送機構(20A)により、前方に所定距離滑動させ、かつ先に滑動させたバルブ(1)を前方に所定距離滑動させ、バルブ(1)の搬入動作に連係して、傘表(1a1)をバルブ搬送路(22A)と接する形態に保持しつつバルブ(1)を所定間隔に一列に整列して間歇搬送する際に冷却する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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