(57)【要約】【課題】  センサの検出精度を維持できるクロージング加工方法及びクロージング加工機を提供する。【解決手段】  回転するワーク９に加熱された金型４を押し当ててワーク９をクロージング加工するクロージング加工機において、ワーク９の近傍に対峙して開口するエアーパージボックス５１０と、このエアーパージボックス５１０にエアーを供給するエアー供給手段とを備え、エアーパージボックス５１０の内側にワーク９または金型４の状態を検出するセンサ５０１，５０２を設ける。【選択図】    図５
2006281229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するワークに対して加熱された金型を押し当ててこのワークをクロージング加工するクロージング加工方法において、
前記ワークの近傍に対峙して開口するエアーパージボックスを設け、
このエアーパージボックスの内側にエアーを供給し、
前記エアーパージボックスの内側に設けたセンサによって前記ワークまたは前記金型の状態を検出することを特徴とするクロージング加工方法。
【請求項２】
回転するワークに対して加熱された金型を押し当ててこのワークをクロージング加工するクロージング加工機において、
前記ワークの近傍に対峙して開口するエアーパージボックスと、
このエアーパージボックスの内側にエアーを供給するエアー供給手段とを備え、
前記エアーパージボックスの内側に前記ワークまたは前記金型の状態を検出するセンサを設けたことを特徴とするクロージング加工機。
【請求項３】
前記エアーパージボックスは下方に向けて開口する開口部を有したことを特徴とする請求項２に記載のクロージング加工機。
【請求項４】
前記エアーパージボックスの内側に前記ワークの位置を検出する位置センサと、
前記金型の温度を検出する温度センサを設け、
この温度センサを前記位置センサの下方に配置したことを特徴とする請求項２または３に記載のクロージング加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロージング加工方法及びクロージング加工機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加工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】
このクロージング加工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。
【０００４】
このクロージング加工に用いられるクロージング加工機は、ワークの外周面を把持する外径チャックと、外径チャックをワークと共に回転駆動するチャックスピンドルとを備え、回転するワークに対してオフセット量を持って回転する金型をワークに押し当ててワークをクロージング加工するようになっている。
【０００５】
従来のクロージング加工機は、ワークの加工部の近傍にワークの位置を検出するセンサや金型の温度を検出するセンサが設けられており、これらセンサの検出信号に応じてクロージング加工が自動的に行われ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加工機は、金型とワークを加熱して行われるワークの加工部から油煙が発生するため、この油煙がセンサのレンズ等を汚す可能性があり、センサの検出精度が低下す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、センサの検出精度を維持できるクロージング加工方法及びクロージング加工機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、回転するワークに対して加熱された金型を押し当ててこのワークをクロージング加工するクロージング加工方法において、ワークの近傍に対峙して開口するエアーパージボックスを設け、このエアーパージボックスの内側にエアーを供給し、エアーパージボックスの内側に設けたセンサによってワークまたは金型の状態を検出することを特徴とするものとした。
【０００９】
本発明は、回転するワークに対して加熱された金型を押し当ててこのワークをクロージング加工するクロージング加工機において、ワークの近傍に対峙して開口するエアーパージボックスと、このエアーパージボックスの内側にエアーを供給するエアー供給手段とを備え、エアーパージボックスの内側にワークまたは金型の状態を検出するセンサを設けることを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、クロージング加工時、回転するワークを加熱しながら金型を押し当て、金型に近づけて塑性変形させる。エアーパージボックスの内側に設けたセンサはワークまたは金型の状態を検出する。
【００１１】
エアーパージボックス内が供給されるエアーで満たされ、このエアーが開口部からエアーパージボックスの外部へと流出することにより、ワークの加工部から発生した油煙がエアーパージボックス内に侵入することが抑えられる。これにより、センサの検出部が油煙によって汚れることが防止され、センサの検出精度を高く維持することができる。
【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にクロージング加工機１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、クロージング加工機１の全体構成について説明する。
【００１４】
クロージング加工機１の中央部にはワーク９を回転駆動する２台のチャックスピンドル２０と金型４を駆動する１台の金型駆動装置４０が設けられる。各チャックスピンドル２０は、後述するチャックスピンドル移動装置３０を介して架台３に対してＸ軸方向について往復動し、クロージング加工機１の中央部へと交互に移動し、ワーク９を金型４に対峙させる。
【００１５】
クロージング加工機１は、高周波加熱装置２によって金属パイプ材からなるワーク９を加熱し、回転するワーク９に金型４を押し当ててワーク９を塑性変形させることによって、ワーク９の開口端部を閉塞するクロージング加工を行う。
【００１６】
クロージング加工機１の中央部には、ワーク９をクロージング加工するチャックスピンドル２０の前方に位置してワーク９の端部を支持するスラストストッパ移動装置６０と、芯金５をワーク９の内側に移動する芯金移動装置５０とが設けられる。
【００１７】
クロージング加工機１の左右の後部にはそれぞれ一対のコンベア１８とワーク投入装置１０が設けられる。ワーク９は各コンベア１８によってＹ軸方向前方に搬送された後、Ｙ軸方向に移動可能な各ワーク投入装置１０によってＹ軸方向前方に搬送され、左右のチャックスピンドル２０に投入し把持される。
【００１８】
一方のチャックスピンドル２０がクロージング加工機１の中央部に位置してクロージング加工を行っている間、他方のチャックスピンドル２０がクロージング加工機１の左右端部のいずれかに位置して各ワーク投入装置１０に搬送されるワーク９を受け取る。
【００１９】
クロージング加工機１の前部には、クロージング加工後のワーク９を搬出する搬出装置１７が設けられる。搬出装置１７はワーク９を把持するハンド１３を架台３に対してＸ軸方向について往復動し、左右のチャックスピンドル２０から押し出されるワーク９をクロージング加工機１の右前部に配置されたコンベア１９へと搬送する。
【００２０】
クロージング加工を終えて１０００℃以上に高温となるワーク９は、コンベア１９によって冷却装置７０（図３参照）へと搬送され、冷却装置７０にて冷却される。冷却装置７０はクロージング加工機１の前方右側に設けられている。
【００２１】
図４の（ａ）〜（ｇ）にクロージング加工機１がワーク９にクロージング加工する一連の工程を示す。以下、このクロージング加工方法の各工程を順に説明する。
【００２２】
図４の（ａ）に示すように、ワーク投入装置１０の内径チャック８をワーク９内に挿入し、その内径チャック８がワーク９の内周面を把持する。
【００２３】
図４の（ｂ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させてワーク９をチャックスピンドル２０の外径チャック７に挿入し、外径チャック７がワーク９の外周面を把持する。
【００２４】
図４の（ｃ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に後退させて内径チャック８をワーク９から抜き取る。続いてチャックスピンドル移動装置３０がチャックスピンドル２０をＸ軸方向に移動してワーク９を金型４に対峙する加工位置に停止させる。
【００２５】
図４の（ｄ）に示すように、スラストストッパ移動装置６０がスラストストッパ６をワーク９の基端部９ｂを支持するスラスト加工基準位置に移動する。
【００２６】
図４の（ｅ）に示すように、芯金移動装置５０が芯金５をワーク９の内側に投入する。
【００２７】
図４の（ｆ）に示すように、チャックスピンドル２０がワーク９と芯金５を回転駆動する。一方、金型駆動装置４０が加熱された金型４をワーク９に押し当てる。これにより、金型４と芯金５の間でワーク９の先端部９ａが次第に絞られ、最終的にワーク９の先端部９ａを閉塞した底部９ｃを形成する。
【００２８】
図４の（ｇ）に示すように、金型駆動装置４０が金型４をＹ軸方向後方に移動し、ワーク９から離す。一方、スラストストッパ移動装置６０がスラストストッパ６をＹ軸方向前方に移動してスラスト加工基準位置から離すとともに、芯金移動装置５０が芯金５をワーク９の内側から抜き取る。
【００２９】
続けて別のワーク９をクロージング加工する場合、図４の（ａ）に示すように、チャックスピンドル移動装置３０がチャックスピンドル２０をＸ軸方向に移動してワーク９を内径チャック８に対峙させる。そして、図４の（ｂ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させ、クロージング加工前のワーク９の基端部９ｂをクロージング加工済みのワーク９の底部９ｃに当接させてクロージング加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出す。
【００３０】
一方、ワーク９のクロージング加工を終了する場合、図４の（ｈ）に示すように、ワーク投入装置１０が内径チャック８をＹ軸方向に前進させ、内径チャック８をクロージング加工済みのワーク９の底部９ｃに当接させてクロージング加工済みのワーク９を外径チャック７から押し出す。
【００３１】
以上、クロージング加工機１の全体構成を説明した。
【００３２】
次に図５に示す金型駆動装置４０の構成を説明する。
【００３３】
金型駆動装置４０は、その前端部に金型４が取り付けられる金型支持シャフト４１と、この金型支持シャフト４１を図示しない軸受を介して回転可能に支持する金型支持ケース４２と、金型支持ケース４２を搭載するスライド台４３をＹ軸方向に移動可能に支持する２本のガイドレール４４と、スライド台４３をＹ軸方向に駆動する油圧シリンダとを備える。油圧シリンダは図示しないコントローラの出力に応じてクロージング加工時に金型支持ケース４２をＹ軸方向について前方に移動し、金型４をワーク９に押し付ける。
【００３４】
金型駆動装置４０は、金型４を回転可能に支持する金型支持シャフト４１と、モータ４６の回転を金型支持シャフト４１に伝達する動力伝達機構４０１と、動力伝達機構４０１から金型支持シャフト４１にトルクを入力する一方、金型支持シャフト４１から動力伝達機構４０１に入力されるトルクを遮断するワンウェイクラッチ４１０とを備える。
【００３５】
クロージング加工機１は、金型駆動装置４０に対するワーク９の位置をレーザ光線によって検出する位置センサ５０１を備える。コントローラは位置センサ５０１の検出信号に応じて金型駆動装置４０を作動させてクロージング加工を行うように制御する。
【００３６】
クロージング加工機１は、金型４の温度を検出する温度センサ５０２を備える。コントローラは温度センサ５０２の検出信号に応じてクロージング加工を行うように制御する。
【００３７】
ところで、高周波加熱装置２によって金型４及びワーク９を例えば１０００℃以上に加熱した状態で行われるクロージング加工時、ワーク９の加工部から油煙が発生するため、この油煙が位置センサ５０１及び温度センサ５０２のレンズ等を汚して検出精度が低下する可能性がある。
【００３８】
これに対処して、クロージング加工機１は、加工位置にあるワーク９の近傍に対峙して開口するエアーパージボックス５１０と、このエアーパージボックス５１０にエアーを供給するエアー供給手段とを備え、エアーパージボックス５１０の内側にワーク９または金型４の状態を検出する位置センサ５０１及び温度センサ５０２を設け、位置センサ５０１及び温度センサ５０２がワーク９の加工部から発生する油煙にさらされないようにする。
【００３９】
エアーパージボックス５１０は位置センサ５０１及び温度センサ５０２を囲む箱状に形成され、下方に向けて開口した開口部５１１を有する。この開口部５１１は金型４及び加工位置にあるワーク９の上方に位置している。
【００４０】
エアーパージボックス５１０の天井部５１２にはエアー取り入れ口５１３が開口する。エアー供給手段としてこのエアー取り入れ口５１３に図示しない配管を介して空気圧源が接続される。図５に白抜き矢印で示すように、この配管を介してエアー取り入れ口５１３に例えば０．２Ｍｐａ程度に加圧されたエアーが供給される。
【００４１】
金型支持ケース４２の上部にクランク状に曲折したフレーム５０３を取り付け、このフレーム５０３に位置センサ５０１と温度センサ５０２とエアーパージボックス５１０をそれぞれ取り付ける。
【００４２】
位置センサ５０１をフレーム５０３の上端部に取り付け、温度センサ５０２をフレーム５０３の途中に取り付ける。エアーパージボックス５１０の内側にて位置センサ５０１の下方に温度センサ５０２が配置される。
【００４３】
クロージング加工機１は以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００４４】
クロージング加工機１の運転時、配管を介してエアー取り入れ口５１３に加圧されたエアーが供給され、エアーパージボックス５１０内が供給されるエアーで満たされ、開口部５１１からエアーパージボックス５１０の外部へと流出することにより、ワーク９の加工部から発生した油煙がエアーパージボックス５１０内に侵入することが抑えられる。これにより、位置センサ５０１及び温度センサ５０２の検出部が油煙によって汚れることが防止され、位置センサ５０１及び温度センサ５０２の検出精度を高く維持することができる。
【００４５】
エアーパージボックス５１０は下方に向けて開口した開口部５１１を有するため、エアーパージボックス５１０内が供給されるエアーで満たされ、ワーク９の加工部から発生した油煙がエアーパージボックス５１０内に侵入することを有効に抑えられる。
【００４６】
エアーパージボックス５１０内にワーク９の位置を検出する位置センサ５０１と、金型４の温度を検出する温度センサ５０２を設け、位置センサ５０１の下方に温度センサ５０２を配置したことにより、クロージング加工機１の限られたスペースにおいて一つのエアーパージボックス５１０内に位置センサ５０１と温度センサ５０２の両方を設けることが可能となり、構造の簡素化がはかれる。
【００４７】
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】
【００４８】
本発明のクロージング加工方法及びクロージング加工機は、ワークの開口端部を閉塞するクロージング加工に限らず、回転するワークに対して金型をワークに押し当ててワークを絞り加工するスピニング加工に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態を示すクロージング加工機の側面図。
【図２】同じくクロージング加工機の平面図。
【図３】同じくクロージング加工機の正面図。
【図４】同じくクロージング加工する工程を示す図。
【図５】同じくエアーパージボックスの断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１  クロージング加工機
２  加熱装置
４  金型
５  芯金
７  外径チャック
８  内径チャック
９  ワーク
１０  ワーク投入装置
２０  チャックスピンドル
４０  金型駆動装置
５０１  位置センサ
５０２  温度センサ
５１０  エアーパージボックス
５１１  開口部
５１３  エアー取り入れ口
【図１】
2006281229.tif 000003
【図２】
2006281229.tif 000004
【図３】
2006281229.tif 000005
【図４】
2006281229.tif 000006
【図５】
2006281229.tif 000007