(57)【要約】【課題】  クロージング加工によって高温となったワークの底部を速やかに冷却できるクロージング冷却方法及びクロージング冷却装置を提供する。【解決手段】  筒状をしたワーク９の開口端部を閉塞して底部９ｃを形成するクロージング加工が施されて高温となったワーク９を冷却するクロージング冷却装置７０において、ワーク９をその底部９ｃが下方を向くように傾倒させる傾倒機構１５１と、冷却水を溜める冷却水槽１５５とを備え、傾倒機構１５１によって傾倒するワーク９の底部９ｃが冷却水槽１５５に溜められた冷却水に浸けられるようにする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状をしたワークの端部を閉塞して底部を形成するクロージング加工が施されて高温となったワークを冷却するクロージング冷却方法において、
傾倒機構によって前記ワークをその前記底部が下方を向くように傾倒させ、
傾倒する前記ワークの前記底部が冷却水槽に溜められた冷却水に浸けられることを特徴とするクロージング冷却方法。
【請求項２】
筒状をしたワークの端部を閉塞して底部を形成するクロージング加工が施されて高温となったワークを冷却するクロージング冷却装置において、
前記ワークを前記底部が下方を向くように傾倒させる傾倒機構と、
冷却水を溜める冷却水槽とを備え、
前記傾倒機構によって傾倒する前記ワークの前記底部が前記冷却水槽に溜められた冷却水に浸けられることを特徴とするクロージング冷却装置。
【請求項３】
前記ワークをその前記底部が下方を向くように傾倒させる傾倒機構と、
前記傾倒機構によって傾倒するワークにエアーを吹き付けるエアブロー装置とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のクロージング冷却装置。
【請求項４】
複数の前記ワークを把持する複数のチャックを互いに同期させて移動する搬送装置を備え、
前記ワークを冷却水に浸ける工程と前記ワークにエアーを吹き付ける工程が並行して行われることを特徴とする請求項３に記載のクロージング冷却装置。
【請求項５】
前記搬送装置は、
前記各チャックを支持するチャック支持台と、
略水平方向に往復動するスライド台と、
前記チャック支持台を前記スライド台に対して昇降させるカムとを備え、
前記各チャックが互いに同期して昇降しながら移動して前記各ワークを搬送することを特徴とする請求項４に記載のクロージング冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロージング冷却方法及びクロージング冷却装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属パイプ材の開口端部を閉塞するクロージング冷却方法はスピニング加工方法の一つである（特許文献１参照）。
【０００３】
このクロージング冷却方法は金属パイプ材からなるワークを回転させ、ワークを加熱しながらワークに金型を押し当て、徐々に金型に近づけて塑性変形させる。これにより、ワークの開口端部を閉塞した底部が形成される。
【０００４】
クロージング加工が施されて１０００℃以上に高温となるワークは、クロージング冷却装置にて冷却された後、クロージングプレス成型装置にてプレス成型される。
【０００５】
従来のクロージング冷却装置は、ワークに冷却水をかけてワークを冷却するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１５３９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のクロージング冷却装置は、ワークに冷却水をかけてワークを冷却するようになっているため、クロージング加工によって高温となったワークの底部をむらなく速やかに冷却することが難しく、１本のワークを冷却するタクト時間が長くなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、クロージング加工によって高温となったワークの底部を速やかに冷却できるクロージング冷却方法及びクロージング冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、筒状をしたワークの端部を閉塞して底部を形成するクロージング加工が施されて高温となったワークを冷却するクロージング冷却方法において、傾倒機構によってワークをその底部が下方を向くように傾倒させ、傾倒するワークの底部が冷却水槽に溜められた冷却水に浸けられることを特徴とするものとした。
【０００９】
本発明は、筒状をしたワークの端部を閉塞して底部を形成するクロージング加工が施されて高温となったワークを冷却するクロージング冷却装置において、ワークをその底部が下方を向くように傾倒させる傾倒機構と、冷却水を溜める冷却水槽とを備え、傾倒機構によって傾倒するワークの底部が冷却水槽に溜められた冷却水に浸けられることを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、傾倒機構によって傾倒するワークの底部が冷却水槽に溜められた冷却水に浸けることにより、クロージング加工が施されることによって高温となったワークの底部の熱が冷却水に対してむらなく速やかに放熱され、１本のワークを冷却するタクト時間を短縮し、生産効率の向上がはかられる。
【００１１】
ワークが冷却水に浸けられるとき、ワークはその底部が下方を向くように傾倒するため、ワークの開口端部が冷却水に浸かることなく、ワークの開口端部からワークの内側に冷却水が入ることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図３にクロージング冷却装置７０の全体構成を示す。図１〜図３において、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平横方向に延び、Ｙ軸が略水平前後方向に延び、Ｚ軸が略垂直方向に延びるものとし、クロージング冷却装置７０の構成について説明する。
【００１４】
クロージング冷却装置７０は、筒状をしたワーク９の開口端部を閉塞して底部９ｃを形成するクロージング加工を終えて高温となったワーク９を冷却するものである。
【００１５】
クロージング冷却装置７０のＹ軸方向について前方には図示しないクロージング加工機が設けられている。このクロージング加工機は、金属パイプ材からなるワーク９を回転させ、ワーク９を加熱しながらワーク９に金型を押し当て、ワーク９の先端部を徐々に金型に近づけて塑性変形させることにより、完全に閉塞した底部９ｃが形成される。
【００１６】
クロージング加工機にてクロージング加工を終えて１０００℃以上に高温となったワーク９は、コンベア１９によってＹ軸方向について後方に搬送され、クロージング冷却装置７０の側方部に停止する。搬送装置１８０によってコンベア１９から取り上げられたワーク９はクロージング冷却装置７０にてＸ軸方向に移動しながら冷却される。冷却を終えたワーク９はクロージング冷却装置７０から搬出台６９へと搬送され、搬出台６９に載せられたワーク９はチャック６８を介して図示しないクロージングプレス成型装置に搬送され、クロージングプレス成型装置にてプレス成型される。
【００１７】
図２において、クロージング冷却装置７０には１台の水冷装置１５０と２台のエアブロー装置１７０，２７０がＸ軸方向に並んで設けられる。クロージング冷却装置７０にてＸ軸方向に移動するワーク９は、まず、水冷装置１５０によって冷却水に浸けられ、次に、各エアブロー装置１７０，２７０によってワーク９に付いた水が吹き飛ばされる。
【００１８】
図１に示すように、水冷装置１５０は、ワーク９を水平線に対して傾倒させる傾倒機構１５１と、傾倒するワーク９が浸けられる冷却水を溜める冷却水槽１５５とを備え、傾倒機構１５１によって傾倒するワーク９の底部９ｃが冷却水槽１５５に溜められた冷却水に浸けられるようになっている。
【００１９】
傾倒機構１５１は、クロージング冷却装置７０の本体１４９に対してピン１５３を介して水平軸回りについて回動可能に支持される傾倒台１５２と、傾倒台１５２をピン１５３を介して回動させるエアシリンダ１５４とを備える。
【００２０】
クロージング冷却装置７０の本体１４９内にはポスト１５８が立設され、このポスト１５８にピン１５３を介して傾倒台１５２の基端部が回動可能に連結される。
【００２１】
エアシリンダ１５４はそのシリンダ基端部がピン１６１を介してポスト１５８の上部に回動可能に連結され、そのロッド先端部がピン１６２を介して傾倒台１５２の途中に回動可能に連結される。
【００２２】
エアシリンダ１５４が収縮作動していることにより、図１に実線で示すように、傾倒台１５２が水平位置にある。エアシリンダ１５４が伸張作動することにより、図１に２点鎖線で示すように、傾倒台１５２が傾倒し、傾倒台１５２の上に載せられたワーク９の底部９ｃを冷却水槽１５５に溜められた冷却水に浸ける。
【００２３】
傾倒台１５２はワーク９を所定位置に支持し、傾倒台１５２が傾倒してもワーク９の位置がずれないようになっている。
【００２４】
冷却水槽１５５その上部が開放した四角形の箱状をしている。冷却水槽１５５には放水管１５６から供給される冷却水が溜められる。
【００２５】
放水管１５６は放水管１５６は図示しない配管を介して水道に連通している。放水管１５６は冷却水槽１５５内に傾倒したワーク９の底部９ｃに向けて冷却水を供給するようになっている。
【００２６】
冷却水槽１５５からあふれる冷却水は本体１４９内に流出し、本体１４９に開口した３つのドレン口１５７から図示しない配管を介して外部へと排出される。
【００２７】
なお、冷冷却水槽１５５に却水が供給される構成はこれに限らず、冷却水槽１５５に冷却水を循環させる構造としても良い。この場合、冷却水の循環経路に、冷却水を濾過するフィルタを介装して冷却水を浄化するとともに、冷却水を冷却する熱交換器等を介装して、冷却水槽１５５に供給される冷却水の温度を一定に保つ必要がある。
【００２８】
冷却水槽１５５は本体１４９の所定位置に設置されているが、その清掃時等に本体１４９から外して持ち出すことが可能である。
【００２９】
各エアブロー装置１７０，２７０は、ワーク９を水平線に対して傾倒させる傾倒機構１５１と、傾倒するワーク９にエアーを吹きつけるエアー吹き出し口１７１，１７２，２７１とを備える。
【００３０】
各エアブロー装置１７０，２７０の傾倒機構１５１は、前記した水冷装置１５０と同様に、クロージング冷却装置７０の本体１４９に対してピン１５３を介して水平軸回りについて回動可能に支持される傾倒台１５２と、傾倒台１５２をピン１５３を介して回動させるエアシリンダ１５４とを備える。
【００３１】
各エアー吹き出し口１７１，１７２はエアブロー装置１７０の傾倒台１５２に載って傾倒したワーク９の両側に対峙して設けられる。エアー吹き出し口２７１はエアブロー装置２７０の傾倒台１５２に載って傾倒したワーク９の片側に対峙して設けられる。
【００３２】
エアー吹き出し口１７１，１７２，２７１は図示しないエアー配管を介して高圧エアー供給源に連通し、加圧されたエアーを傾倒したワーク９に向けて吹き出すようになっている。
【００３３】
クロージング冷却装置７０の本体１４９にはその上方開口部を覆うカバー１４８が設けられる。カバー１４８には３つの出入り口１４１〜１４３が並んで形成される。水冷装置１５０の傾倒機構１５１によって傾倒するワーク９が出入り口１４１を通り、各エアブロー装置１７０，２７０の傾倒機構１５１によって傾倒するワーク９が出入り口１４２，１４３をそれぞれを通る。
【００３４】
クロージング冷却装置７０の本体１４９にはその側壁部に６つのダクト１４４が上下２列に並んで開口している。各ダクト１４４は図示しないファンを介して本体１４９内のエアーを吸い出し、本体１４９内に生じる水蒸気を強制的に外部へと排出するようになっている。
【００３５】
搬送装置１８０はワーク９を把持する４つのチャック１８１〜１８４と、各チャック１８１〜１８４をそれぞれ開閉駆動する４本のエアシリンダ１８５とを備え、各チャック１８１〜１８４をＸ軸方向とＺ軸方向に移動して各チャック１８１〜１８４をそれぞれ開閉する動作を繰り返し、４本のワーク９を同時に搬送する。
【００３６】
図３にて最も右側のチャック１８１はコンベア１９上のワーク９を水冷装置１５０の傾倒台１５２に搬送する。図３にて右側から２番目のチャック１８２は水冷装置１５０の傾倒台１５２上のワーク９をエアブロー装置１７０の傾倒台１５２に搬送する。図３にて右側から３番目のチャック１８３はエアブロー装置１７０の傾倒台１５２上のワーク９をエアブロー装置２７０の傾倒台１５２に搬送する。図３にて最も左側のチャック１８４は、エアブロー装置２７０の傾倒台１５２上のワーク９を搬出台６９に搬送する。搬出台６９に載せられたワーク９はチャック６８を介して図示しないクロージングプレス成型装置に搬送される。
【００３７】
図４に示すように、搬送装置１８０は、各チャック１８１〜１８４を支持するチャック支持台１８６と、このチャック支持台１８６をスライド台１８７に対してＺ軸方向に昇降可能に支持するガイドロッド１９５と、スライド台１８７がＸ軸方向に往復動するのに伴ってチャック支持台１８６をＺ軸方向に昇降させるカム１９６と、このスライド台１８７を架台１８８に対してＸ軸方向に移動可能に支持するガイドレール１８９と、スライド台１８７をＸ軸方向に往復動させるエアシリンダ１９０とを備える。
【００３８】
ガイドロッド１９５はスライド台１８７からＺ軸方向に立設される。チャック支持台１８６はガイドロッド１９５に摺動可能に嵌合するブッシュ１９４を介してＺ軸方向に昇降可能に支持される。
【００３９】
カム１９６は架台１８８に対して固定される。チャック支持台１８６はカム１９６に転接するローラ１９７を介してＺ軸方向に昇降する。
【００４０】
架台１８８にはスライド台１８７が当たる左右のダンパ１９１，１９２が設けられる。スライド台１８７がＸ軸方向に移動して停止する際に左右のダンパ１９１，１９２が収縮作動してその衝撃を緩和するようになっている。
【００４１】
以上のようにクロージング冷却装置７０は構成される。クロージング加工機にてクロージング加工を終えて１０００℃以上に高温となったワーク９は、コンベア１９によってクロージング冷却装置７０の側方部に搬送された後、クロージング冷却装置７０に搬入され、クロージング冷却装置７０にて１００℃程度に冷却される。
【００４２】
以下、クロージング冷却装置７０が以下に説明する各工程を順に行い、ワーク９を冷却する。
【００４３】
・搬送装置１８０のチャック１８１がコンベア１９上のワーク９を取り上げ、Ｘ軸方向に昇降しながら移動し、水冷装置１５０の傾倒台１５２に載せる。
【００４４】
・水冷装置１５０にて、傾倒機構１５１のエアシリンダ１５４が伸張作動することにより、傾倒台１５２がピン１５３を介して水平軸回りについて下方に回動し、傾倒台１５２に載せられたワーク９をその底部９ｃが下方を向くように傾倒させる。
【００４５】
これにより、ワーク９の最も高温となっている底部９ｃは、その全面が冷却水槽１５５に溜められた冷却水に浸かり、冷却水に放熱することによってむらなく速やかに冷却される。
【００４６】
・水冷装置１５０にて、傾倒機構１５１のエアシリンダ１５４が収縮作動することにより、傾倒台１５２がピン１５３を介して水平軸回りについて上方に回動し、傾倒台１５２に載せられたワーク９を水平位置に戻す。
【００４７】
・搬送装置１８０のチャック１８２が水冷装置１５０の傾倒台１５２上のワーク９を取り上げ、Ｘ軸方向に昇降しながら移動し、エアブロー装置１７０の傾倒台１５２に載せる。
【００４８】
・エアブロー装置１７０にて、傾倒機構１５１のエアシリンダ１５４が伸張作動することにより、傾倒台１５２がピン１５３を介して水平軸回りについて下方に回動し、傾倒台１５２に載せられたワーク９をその底部９ｃが下方を向くように傾倒させる。
【００４９】
これにより、ワーク９の底部９ｃは、各エアー吹き出し口１７１，１７２から吹き出されるエアーがその両側から当たり、底部９ｃに付着した水が吹き飛ばされる。このとき、ワーク９は付着した冷却水に放熱するとともに、吹き付けられるエアーに放熱することによってさらに冷却される。
【００５０】
・エアブロー装置１７０にて、傾倒機構１５１のエアシリンダ１５４が収縮作動することにより、傾倒台１５２がピン１５３を介して水平軸回りについて上方に回動し、傾倒台１５２に載せられたワーク９を水平位置に戻す。
【００５１】
・搬送装置１８０のチャック１８２がエアブロー装置１７０の傾倒台１５２上のワーク９を取り上げ、Ｘ軸方向に昇降しながら移動し、エアブロー装置２７０の傾倒台１５２に載せる。
【００５２】
・エアブロー装置２７０にて、傾倒機構１５１のエアシリンダ１５４が伸張作動することにより、傾倒台１５２がピン１５３を介して水平軸回りについて下方に回動し、傾倒台１５２に載せられたワーク９をその底部９ｃが下方を向くように傾倒させる。
【００５３】
これにより、ワーク９の底部９ｃは、エアー吹き出し口２７１から吹き出されるエアーがその片側から当たり、底部９ｃに付着した水が吹き飛ばされる。このとき、ワーク９は付着した冷却水や吹き付けられるエアーに放熱することによってさらに冷却される。
【００５４】
・エアブロー装置２７０にて、傾倒機構１５１のエアシリンダ１５４が収縮作動することにより、傾倒台１５２がピン１５３を介して水平軸回りについて上方に回動し、傾倒台１５２に載せられたワーク９を水平位置に戻す。
【００５５】
・搬送装置１８０のチャック１８２がエアブロー装置２７０の傾倒台１５２上のワーク９を取り上げ、Ｘ軸方向に昇降しながら移動し、搬出台６９に載せる。
【００５６】
以上のように、クロージング冷却装置７０は、傾倒機構１５１によって傾倒するワーク９の底部９ｃが冷却水槽１５５に溜められた冷却水に浸けられるようにしたため、クロージング加工が施されることによってワーク９の最も高温となっている底部９ｃの熱が冷却水に対してむらなく速やかに放熱され、１本のワーク９を冷却するタクト時間を短縮し、生産効率の向上がはかられる。
【００５７】
各ワーク９は、クロージング冷却装置７０によって冷却された後、クロージングプレス成型装置にてプレス成型される。クロージング冷却装置７０によって冷却される各ワーク９の温度を均一にすることにより、クロージングプレス成型装置にてプレス成型される各ワーク９の形状にバラツキが生じることを抑えられる。
【００５８】
ワーク９が冷却水に浸けられるとき、ワーク９はその底部９ｃが下方を向くように傾倒するため、傾倒したワーク９の上部に位置する開口端部９ｂは冷却水に浸かることなく、開口端部９ｂからワーク９の内側に冷却水が入らないで済む。
【００５９】
エアブロー装置１７０が傾倒機構１５１によって傾倒するワーク９にエアーを吹き付けることにより、ワーク９に付着した水が速やかに吹き飛ばされ、１本のワーク９の水切りするタクト時間を短縮し、生産効率の向上がはかられる。
【００６０】
ワーク９はその底部９ｃが下方を向くように傾倒したワーク９に対して、エアーがワーク９に沿って斜め下方に吹き付けられるため、ワーク９に付着した水がワーク９の開口端部９ｂからワーク９の内側に入ることを防止できる。
【００６１】
クロージング冷却装置７０は、２つのエアブロー装置１７０，２７０を備え、１本のワーク９に対して２回エアーを吹き付ける工程が行われることにより、クロージング加工を施された後にしばらくしてワーク９が室温まで冷えた状態であっても、ワーク９の水切りを十分に行える。
【００６２】
なお、これに限らず、クロージング冷却装置７０は、１つのエアブロー装置１７０を備えても良い。
【００６３】
搬送装置１８０は４つのチャック１８１〜１８４を互いに同期させて移動し、３本のワーク９に対して上記各工程の処理が並行して行われるため、１本のワーク９を冷却するのに要するタクト時間を例えば７秒程度に短縮することができる。
【００６４】
搬送装置１８０は、各チャック１８１〜１８４を支持するチャック支持台１８６と、Ｘ軸方向に往復動するスライド台１８７と、スライド台１８７がＸ軸方向に往復動するのに伴ってチャック支持台１８６をＺ軸方向に昇降させるカム１９６とを備えるため、１本のエアシリンダ１９０がスライド台１８７をＸ軸方向に往復動させることにより、各チャック１８１〜１８４が互いに同期して昇降しながら移動して各ワーク９を搬送することが可能となり、各チャック１８１〜１８４を移動するアクチュエータの個数を削減して、構造の簡素化及び装置のコンパクト化がはかれる。
【００６５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のクロージング冷却方法及びクロージング冷却装置は、その開口端部を閉塞するクロージング加工が施されて高温となったワークを冷却するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態を示すクロージング冷却装置の断面図。
【図２】同じくクロージング冷却装置の平面図。
【図３】同じくクロージング冷却装置の正面図。
【図４】同じく搬送装置等の断面図。
【符号の説明】
【００６８】
９  ワーク
７０  クロージング冷却装置
１５０  水冷装置
１５１  傾倒機構
１５５  冷却水槽
１７０，２７０  エアブロー装置
１７１，１７２，２７１  エアー吹き出し口
１８０  搬送装置
１８１〜１８４  チャック
１８６  チャック支持台
１８７  スライド台
１９６  カム
【図１】
2006281241.tif 000003
【図２】
2006281241.tif 000004
【図３】
2006281241.tif 000005
【図４】
2006281241.tif 000006