(57)【要約】【課題】熱間鍛造中の素材温度の低下を少なくし、ロール鍛造金型の温度ムラの減少を図ったロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置を提供する。【解決手段】第１ロール鍛造金型３Ａには、第１ロール軸２Ａの軸線方向に平行に２本の電熱ヒーター５１が挿入されている。第１ロール鍛造金型３Ａに第１ロール軸２Ａの軸線方向に平行に形成された２個の止まり穴３７に電熱ヒーター５１が挿入されている。第１ロール鍛造金型３Ａの右側面３３には、２本の電熱ヒーター５１のそれぞれに接続された２個の電熱ヒーター端子５２が固定されている。クランプリング４の左側面４１には、電熱ヒーター端子５２に接触して通電する２個のスリップリング端子５３が固定されている。クランプリング４で第１ロール鍛造金型３Ａを第１ロール軸２Ａに固定する動作に連動して、電熱ヒーター５１に通電する。【選択図】図７
2019126812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を構成する機体と、
前記機体に回転自在に支持された軸状の第１ロール軸と、
前記第１ロール軸の外周面に配置された第１ロール鍛造金型と、
前記第１ロール軸の軸線と平行に配置され、前記機体に回転自在に支持された軸状の第２ロール軸と、
前記第２ロール軸の外周面に配置された第２ロール鍛造金型と
からなるロール鍛造機において、
前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸の外周に固定された導電性の複数のスリップリングと、
前記機体に設けられ、前記スリップリングの表面にそれぞれ通電するために押圧されている導電性の複数のブラシと、
前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型内にそれぞれ配置され、前記スリップリングに接続された電熱ヒーターと
からなることを特徴とするロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置において、
前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸の外周に軸線方向に移動自在に配置されたクランプリングと、
前記クランプリングに搭載され、前記スリップリングに通電するように接続されたスリップリング端子と、
前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型にそれぞれ搭載され、前記電熱ヒーターに接続された電熱ヒーター端子と、
前記電熱ヒーター端子と前記スリップリング端子を接触、又は非接触にするために、前記クランプリングを前記軸線方向に駆動するクランプリング駆動手段と
からなることを特徴とするロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置において、
前記クランプリングは、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型を、前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸にそれぞれ固定するために、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型と機械的に連結するための連結手段を有する
ことを特徴とするロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置において、
前記ロール鍛造機の近傍に前記ロール鍛造機とは別に設けられた金型予熱装置であって、
前記金型予熱装置の金型置台には、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型が熱間鍛造する部品とは別の部品を熱間鍛造するための第３ロール鍛造金型及び／又は第４ロール鍛造金型を搬入可能で、
前記第３ロール鍛造金型及び／又は前記第４ロール鍛造金型内にそれぞれ配置され、前記スリップリングに接続可能な電熱ヒーターと、
前記電熱ヒーターに接続された電熱ヒーター端子とからなり、
前記電熱ヒーター端子に通電して、前記第３ロール鍛造金型及び／又は前記第４ロール鍛造金型を所定温度に予め加熱し、
この予め加熱しておいた前記第３ロール鍛造金型及び／又は前記第４ロール鍛造金型を、前記金型置台から搬出して、前記ロール鍛造機の前記第１ロール軸及び／又は前記第２ロール軸の外周面に装着する
ことを特徴とするロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置。
【請求項５】
請求項１ないし４から選択される１項に記載のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置において、
前記機体に設けられ、前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸の回転停止時に、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型のそれぞれの表面温度を計測するために、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型のそれぞれの外周に対して非接触で配置された放射温度計測手段と、
前記放射温度計測手段で計測された温度に応じて、前記電熱ヒーターに供給する電力を制御する温度制御手段と
からなることを特徴とするロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属素材に熱間鍛造を施すロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置に関する。更に詳しくは、一対のロール鍛造金型により金属素材に熱間鍛造を行うロール鍛造機において、そのロール鍛造金型を設定温度に加熱が可能なロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部品である鍛工品（鍛造品）を鍛造する鍛造機の一種として、ロール鍛造機（フォージングロールとも称す）が知られている（例えば、特許文献１参照）。近年、例えば、アルミ素材の鍛造では鍛造温度（例えば、加熱炉でアルミ素材を約５００℃程度に加熱）を高くすることにより、鍛造後のアルミ素材の強度アップが図られている。加熱炉でのアルミ素材の加熱温度は一定なので、鍛造時のアルミ素材の温度低下を小さくすることが必要となる。アルミ素材の温度低下を小さくするためには、鍛造時間を短縮するとともに、冷たいロール鍛造金型内でのアルミ素材の温度低下を小さくする必要がある。
【０００３】
また、ロール鍛造機では、熱間鍛造の場合、朝の鍛造開始直後と鍛造途中では、ロール鍛造金型の温度が変化（温度が上昇）するため、鍛造後のアルミ素材の長さや形状が変化する。すなわち、ロール鍛造金型の伸縮や温度変化による摩擦係数の変化により、微妙に加工条件が変化し、鍛造後のアルミ素材の形状が一定しないことになる。鍛造後のアルミ素材の形状が不安定であると、後工程のプレス鍛造での欠肉、バリの変化等の鍛造欠陥が発生するため、最終製品の品質不良の原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１６９１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記問題を解決するには、生産開始直後から生産途中と同じ鍛造条件（ロール鍛造金型の温度が同一）でロール鍛造すれば以降の不良の発生が解消される。素材の温度低下を招かないようにするにはロール鍛造工程を短時間に行うと共に、ロール鍛造金型の温度を、ロットの加工開始から終了まで一定に保つとともに、ロール鍛造金型の温度ムラがないように常に一定に保つ必要がある。
本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。
本発明の目的は、熱間鍛造中の素材温度の低下を少なくしたロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ロール鍛造金型の温度ムラの減少を図ったロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
即ち、本発明１のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置は、本体を構成する機体と、前記機体に回転自在に支持された軸状の第１ロール軸と、前記第１ロール軸の外周面に配置された第１ロール鍛造金型と、前記第１ロール軸の軸線と平行に配置され、前記機体に回転自在に支持された軸状の第２ロール軸と、前記第２ロール軸の外周面に配置された第２ロール鍛造金型とからなるロール鍛造機において、前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸の外周に固定された導電性の複数のスリップリングと、前記機体に設けられ、前記スリップリングの表面にそれぞれ通電するために押圧されている導電性の複数のブラシと、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型内にそれぞれ配置され、前記スリップリングに接続された電熱ヒーターとからなることを特徴とする。
【０００７】
本発明２のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置は、本発明１において、前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸の外周に軸線方向に移動自在に配置されたクランプリングと、前記クランプリングに搭載され、前記スリップリングに通電するように接続されたスリップリング端子と、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型にそれぞれ搭載され、前記電熱ヒーターに接続された電熱ヒーター端子と、前記電熱ヒーター端子と前記スリップリング端子を接触、又は非接触にするために、前記クランプリングを前記軸線方向に駆動するクランプリング駆動手段とからなることを特徴とする。
【０００８】
本発明３のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置は、本発明１又は２において、前記クランプリングは、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型を、前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸にそれぞれ固定するために、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型と機械的に連結するための連結手段を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明４のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置は、本発明１又は２において、前記ロール鍛造機の近傍に前記ロール鍛造機とは別に設けられた金型予熱装置であって、前記金型予熱装置の金型置台には、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型が熱間鍛造する部品とは別の部品を熱間鍛造するための第３ロール鍛造金型及び／又は第４ロール鍛造金型を搬入可能で、前記第３ロール鍛造金型及び／又は前記第４ロール鍛造金型内にそれぞれ配置され、前記スリップリングに接続可能な電熱ヒーターと、前記電熱ヒーターに接続された電熱ヒーター端子とからなり、前記電熱ヒーター端子に通電して、前記第３ロール鍛造金型及び／又は前記第４ロール鍛造金型を所定温度に予め加熱し、この予め加熱しておいた前記第３ロール鍛造金型及び／又は前記第４ロール鍛造金型を、前記金型置台から搬出して、前記ロール鍛造機の前記第１ロール軸及び／又は前記第２ロール軸の外周面に装着することを特徴とする。
【００１０】
本発明５のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置は、本発明１ないし４から選択される１項において、前記機体に設けられ、前記第１ロール軸及び前記第２ロール軸の回転停止時に、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型のそれぞれの表面温度を計測するために、前記第１ロール鍛造金型及び前記第２ロール鍛造金型のそれぞれの外周に対して非接触で配置された放射温度計測手段と、前記放射温度計測手段で計測された温度に応じて、前記電熱ヒーターに供給する電力を制御する温度制御手段とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置は、生産開始直後から生産終了まで、ロール鍛造金型の温度を所定温度範囲に保つことが可能となる。従って、鍛造時の素材の温度低下を小さくすることが可能となるため、鍛造後の素材の強度アップを図ることが可能となる。また、ロール鍛造金型の温度ムラが減少するため、ロール鍛造金型の伸縮や摩擦係数の変化が少なくなり、鍛造後の素材の形状が一定になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明のロール鍛造機を示す全体正面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、第１ロール軸と第２ロール軸の軸方向長さのほぼ中央位置から右側半分だけを示す断面図である。
【図４】図４は、図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図５は、図３のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】図６は、図３のＥ−Ｅ断面図である。
【図７】図７は、図５のＦ−Ｆ断面図であり、第１ロール鍛造金型を第１ロール軸に固定した状態を示し、第１ロール軸の軸方向の全長を示す断面図である。
【図８】図８は、第１ロール軸に対する第１ロール鍛造金型の固定を解除した状態を示す図７相当図である。
【図９】図９は、図７のＧ−Ｇ拡大断面図である。
【図１０】図１０は、本発明のロール鍛造機とは別に設けられた金型予熱装置を示す一部を断面した全体正面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＰ矢視図である。
【図１２】図１２は、図１０のＱ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態のロール鍛造機１を示す全体正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図であり、第１ロール軸と第２ロール軸の軸方向長さのほぼ中央位置から右側半分だけを示す断面図である。図４は図３のＣ−Ｃ断面図、図５は図３のＤ−Ｄ断面図、図６は図３のＥ−Ｅ断面図、図７は図５のＦ−Ｆ断面図であり、第１ロール鍛造金型を第１ロール軸に固定した状態を示し、第１ロール軸の軸方向の全長を示す断面図である。図８は第１ロール軸に対する第１ロール鍛造金型の固定を解除した状態を示す図７相当図である。図９は図７のＧ−Ｇ拡大断面図である。図１、図２に示すように、本発明の実施の形態のロール鍛造機１は、床面上に固定された平板状のベース１０、ベース１０の左側（図１で見て）上面に立設された箱形のヘッド１１、ベース１０の右側（図１で見て）上面に立設された柱状のコラム１２で構成されている。ベース１０、ヘッド１１、コラム１２が、本発明の実施の形態のロール鍛造機１の本体である機体を構成している。
【００１４】
ヘッド１１とコラム１２との間には、軸状の第１ロール軸２Ａと第２ロール軸２Ｂが回転自在に支持されている。第１ロール軸２Ａと第２ロール軸２Ｂは、図１で見て水平に配置され、第１ロール軸２Ａが第２ロール軸２Ｂの真上に配置され、第１ロール軸２Ａの水平な軸線と第２ロール軸２Ｂの水平な軸線が、紙面に平行な同一垂直面内に平行に配置されている。図１で見て、第１ロール軸２Ａ、第２ロール軸２Ｂの左端がヘッド１１に回転自在に支持され、第１ロール軸２Ａ、第２ロール軸２Ｂの右端がコラム１２に回転自在に支持されている。第１ロール軸２Ａの軸線方向のほぼ中央部の外周面には、扇形の第１ロール鍛造金型３Ａが着脱可能に取り付けられている。第２ロール軸２Ｂの軸線方向のほぼ中央部の外周面には、扇形の第２ロール鍛造金型３Ｂが着脱可能に取り付けられている。図１、図２に示すように、ヘッド１１の上面に固定されたモータ支持板１３には、モータ１４が取り付けられている。モータ１４の出力軸には小プーリ１５が取り付けられ、モータ１４の回転が小プーリ１５から大プーリ１６にベルト１７を介して伝達される。大プーリ１６の回転は、図示しない伝達機構を介して第１ロール軸２Ａ、第２ロール軸２Ｂに伝達され、第１ロール軸２Ａと第２ロール軸２Ｂは同期して回転する。
【００１５】
図示しない加熱炉で素材（例えばアルミ素材）を加熱し、加熱した素材を図示しないフィンガーで把持し、回転する第１ロール鍛造金型３Ａと第２ロール鍛造金型３Ｂの複数の成形溝３８に順次挿入すると、素材を所定形状に熱間鍛造することができる。図１、図２に示すように、ヘッド１１には、放射温度計（放射温度計測手段）１８Ａ、１８Ｂがステー１８１Ａ、１８１Ｂを介して取り付けられている。放射温度計１８Ａは、上側の第１ロール鍛造金型３Ａの外周に対して非接触に配置され、放射温度計１８Ｂは、下側の第２ロール鍛造金型３Ｂの外周に対して非接触に配置されて、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂのそれぞれの表面温度を計測する。表面温度の計測は、第１ロール軸２Ａ及び第２ロール軸２Ｂが、予め定められた一定の角度位置に停止した状態の時に行われる。第１ロール軸２Ａ及び第２ロール軸２Ｂは、素材１本の熱間鍛造が終了する度に、予め定められた角度位置に停止する。従って、素材１本の熱間鍛造が終了する度に、放射温度計１８Ａ、１８Ｂによって、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂのそれぞれの特定された表面の表面温度を計測する。
【００１６】
次に、第１ロール軸２Ａ及び第２ロール軸２Ｂに第１ロール鍛造金型３Ａと第２ロール鍛造金型３Ｂを機械的に連結するための連結手段、第１ロール鍛造金型３Ａと第２ロール鍛造金型３Ｂを加熱するための電熱ヒーター、電熱ヒーターに通電するためのスリップリングとブラシについて説明する。これらの構造は、第１ロール軸２Ａと第２ロール軸２Ｂで全く同一構造なので、第１ロール軸２Ａ側についてのみ説明し、第２ロール軸２Ｂ側についての説明は省略する。図３から図９に示すように、第１ロール軸２Ａには、矩形断面のキー２１と、キー２１よりも小型で台形断面のキー２２がボルトで固定されている。図３、図５に示すように、キー２１とキー２２は、第１ロール軸２Ａの外周面の対向する位置に配置されている。扇形の第１ロール鍛造金型３Ａの右端面３１がキー２１に当接し、第１ロール鍛造金型３Ａの左端面３２がキー２２に当接して、第１ロール軸２Ａに第１ロール鍛造金型３Ａが回り止めされる。第１ロール鍛造金型３Ａは図５の上方から下方に向かって搬入され、第１ロール軸２Ａに押し付けられて装着される。実際の第１ロール鍛造金型３Ａの搬入は、図示しない金型搬出入装置を使用し、図２で見てロール鍛造機１の前面側または後面側から、第１ロール鍛造金型３Ａを図２の左右方向に水平移動して行われる。
【００１７】
図３、図５に示すように、第１ロール鍛造金型３Ａの右側面３３には、扇形の係合凸部３４が形成されている。また、図７、図８に示すように、第１ロール鍛造金型３Ａの左側面３５には、円柱形の係合穴３６が形成されている。第１ロール軸２Ａの左端フランジ部２３には、第１ロール鍛造金型３Ａの左側面３５との間にストッパ２４が取り付けられている。ストッパ２４には、第１ロール軸２Ａの軸線と平行な方向に移動可能に係合ピン２５が装着され、バネ（圧縮バネ）２６の付勢力によって係合ピン２５の先端が第１ロール鍛造金型３Ａの左側面３５の係合穴３６に嵌入する。
【００１８】
第１ロール軸２Ａの外周には、第１ロール軸２Ａの軸線方向に移動自在にクランプリング４が外嵌されている。クランプリング４は円筒状で、前記したキー２１によって回り止めされている。クランプリング４の左側面４１には、扇形の係合凹部（図３、図４、図８）４２が形成されている。図３の左方向にクランプリング４が移動すると、クランプリング４の左側面４１が第１ロール鍛造金型３Ａの右側面３３に当接して、第１ロール鍛造金型３Ａを図３の左方向に移動させる。すると、第１ロール鍛造金型３Ａの左側面３５がストッパ２４の右側面２７に当接して、第１ロール鍛造金型３Ａの左方向への移動が停止し、前記した係合ピン２５の先端が第１ロール鍛造金型３Ａの左側面３５の係合穴３６に嵌入する。さらに、クランプリング４の扇形の係合凹部４２は、第１ロール鍛造金型３Ａの扇形の係合凸部３４に係合して、第１ロール鍛造金型３Ａを第１ロール軸２Ａに固定する。すなわち、第１ロール鍛造金型３Ａの扇形の係合凸部３４に係合するクランプリング４の扇形の係合凹部４２が、第１ロール鍛造金型３Ａを第１ロール軸２Ａに固定するために、第１ロール鍛造金型３Ａと機械的に連結するための連結手段を構成している。
【００１９】
図３、図６に示すように、第１ロール軸２Ａの外周には小径軸部２８が形成され、この小径軸部２８に固定リング４３が外嵌され、第１ロール軸２Ａの軸線方向には移動不可能に外嵌されている。この固定リング４３は円筒状で、前記したキー２１によって回り止めされている。固定リング４３には４個のシリンダ４５（クランプリング駆動手段）が形成されている。シリンダ４５は固定リング４３の円周方向に離間（角度β１、β２、β３）した４箇所（図６参照）に配置されている。各々のシリンダ４５にはピストン４４が第１ロール軸２Ａの軸線方向に移動可能に内嵌している。バネ４６がピストン４４を図３の左方向に常時付勢している。ピストン４４と一体的にピストンロッド４７が形成されている。ピストンロッド４７の左端がクランプリング４の右側面４８にボルト４９（図４の円周方向に離間した角度β３、β２、β１の位置で）で固定されている。ピストンロッド４７はシリンダ４５を覆うシリンダカバー４５１を貫通して図３の左方向に延びている。バネ４６の付勢力と油圧（圧油をピストン４４の右側シリンダ室に供給する）でピストン４４を図３の左方向に移動して、クランプリング４を図３の左方向に移動すると、第１ロール鍛造金型３Ａを第１ロール軸２Ａに固定することができる。圧油をピストン４４の左側シリンダ室に供給すると、ピストン４４が図３の右方向に移動して、クランプリング４を図３の右方向に移動する。すると、第１ロール鍛造金型３Ａの第１ロール軸２Ａに対する固定を解除することができる。何らかの原因で油圧が落ちても、バネ４６の付勢力によって、第１ロール軸２Ａに対する第１ロール鍛造金型３Ａの固定状態を維持することが出来るため、好ましい。
【００２０】
図７、図８に示すように、第１ロール鍛造金型３Ａには、第１ロール軸２Ａの軸線方向に平行に２本の電熱ヒーター５１が挿入されている。第１ロール鍛造金型３Ａに第１ロール軸２Ａの軸線方向に平行に形成された２個の止まり穴３７に電熱ヒーター５１が各々挿入されている。第１ロール鍛造金型３Ａの右側面３３には、２本の電熱ヒーター５１のそれぞれに接続された２個の電熱ヒーター端子５２が固定されている。電熱ヒーター端子５２及び電熱ヒーター５１は、図５で見て第１ロール鍛造金型３Ａの円周方向に角度αだけ離間した２箇所に配置されている。クランプリング４の左側面４１には、電熱ヒーター端子５２に接触して通電する２個のスリップリング端子５３が固定されている。スリップリング端子５３は、図４で見てクランプリング４の円周方向に角度αだけ離間した２箇所（上記した電熱ヒーター端子５２と同一位相）に配置されている。
【００２１】
図３のバネ４６の付勢力でピストン４４を図７の左方向に移動して、クランプリング４を図７の左方向に移動すると、電熱ヒーター端子５２にスリップリング端子５３が接触して電熱ヒーター５１に通電し、電熱ヒーター５１を加熱することが可能となる。図３のピストン４４の左側シリンダ室に圧油を供給してピストン４４を図７の右方向に移動して、クランプリング４を図７の右方向に移動する。すると、電熱ヒーター端子５２とスリップリング端子５３が非接触となり、電熱ヒーター５１に対する通電を遮断することが可能となる。すなわち、クランプリング４で第１ロール鍛造金型３Ａを第１ロール軸２Ａに固定する動作に連動して、電熱ヒーター５１に通電することが可能となる。また、クランプリング４で第１ロール鍛造金型３Ａを第１ロール軸２Ａに対して固定を解除する動作に連動して、電熱ヒーター５１に対する通電を遮断することが可能となる。
【００２２】
図３から図９に示すように、第１ロール軸２Ａの外周には固定リング４３の右側に、スリップリング装置６が固定されている。すなわち、図３に示すように、スリップリング装置６の円筒状のスリップリングハウジング６１が第１ロール軸２Ａの外周にボルト６２で固定されている。また、図３から図９に示すように、導電性で中空円盤状の２個のスリップリング（例えば銅板）６３、６４がスリップリングハウジング６１に固定されている。スリップリング６３、６４にはそれぞれ棒状端子６５がボルトで接続され、棒状端子６５が２個のスリップリング端子５３に導線６３１、６４１によって接続されている。導線６３１、６４１は、固定リング４３の軸線方向に平行な貫通穴４３１を通して２個のスリップリング端子５３に接続されている。図７、図８に示すように、スリップリングハウジング６１の左側面には、導線ガイドブロック５４が取り付けられ、スリップリング６３、６４から固定リング４３の貫通穴４３１に導線６３１、６４１を案内している。また、図６から図８に示すように、クランプリング４の右側面には、導線ガイドブロック５５が取り付けられ、スリップリング端子５３から固定リング４３の貫通穴４３１に導線６３１、６４１を案内している。
【００２３】
また、図３から図９に示すように、コラム１２にはブラシ装置７が固定されている。すなわち、図３に示すように、ブラシ装置７の中空円筒状のブラシハウジング７１がスリップリングハウジング６１の外周に配置され、コラム１２にボルト７２で固定されている。ブラシハウジング７１には２個のブラシホルダ７３、７４が取り付けられている。ブラシホルダ７３、７４は、図９で見てブラシハウジング７１の円周方向に角度γだけ離間した位置に配置されている。また、ブラシホルダ７３、７４は、図７、図８で見てブラシハウジング７１の軸線方向（図７、図８の左右方向）に離間した位置に配置されている。図７、図８では、一方のブラシホルダ７３だけが見えている。ブラシホルダ７３には、スリップリング６３の外周面に接触する導電性のブラシ（例えばカーボンブラシ）７５が内蔵されている。ブラシ７５はバネ７６によってスリップリング６３の外周面に常時押圧され、回転するスリップリング６３に通電する。ブラシホルダ７４の内部構造はブラシホルダ７３と全く同一形状（図示は省略する）であって、ブラシホルダ７４のブラシ７５は回転するスリップリング６４に通電する。図示はしないが、上記電熱ヒーター端子５２、スリップリング端子５３、スリップリング装置６は、通電部は全てＯリング等でシールをして、油や水が通電部に浸入するのを阻止し、漏電を防止している。金型の潤滑のために、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂに対してオイルミストを噴霧するが、オイルミスト噴霧時に上記通電部の漏電を防止することができるため、安全性が向上し、故障による稼働率の低下を防止することができる。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態のロール鍛造機１のロール鍛造金型予熱動作について説明する。朝の生産開始時や稼働停止時間が長かった場合には、ロール鍛造機１の図示しない運転準備ボタンを起動する。すると、図７に示す温度制御装置（温度制御手段）１９が作動し、第１ロール軸２Ａ及び第２ロール軸２Ｂに固定されている第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂの電熱ヒーター５１を加熱する。電熱ヒーター５１は、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂが所定温度（例えば２００度）になるまで加熱する。放射温度計１８Ａ、１８Ｂによって、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂのそれぞれの表面温度を計測し、所定温度になったら温度制御装置１９が電熱ヒーター５１の加熱を停止する。
【００２５】
次に、第１ロール鍛造金型３Ａと第２ロール鍛造金型３Ｂを同期回転させる。加熱炉で所定温度に加熱した素材（例えばアルミ素材）を、図示しないフィンガーで把持し、第１ロール鍛造金型３Ａと第２ロール鍛造金型３Ｂの複数の成形溝３８に順次挿入すると、素材を所定形状に熱間鍛造することができる。熱間鍛造が終了した素材をフィンガーで排出すると、第１ロール軸２Ａ及び第２ロール軸２Ｂの回転が停止する。次に、放射温度計１８Ａ、１８Ｂによって、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂのそれぞれの表面温度を計測する。表面温度が所定温度（例えば２００度）より低ければ、温度制御装置１９が、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂの電熱ヒーター５１を加熱する。表面温度が所定温度（例えば２００度）より高ければ、温度制御装置１９が、第１ロール鍛造金型３Ａ、第２ロール鍛造金型３Ｂの電熱ヒーター５１の加熱を停止する。このようにして、連続運転中の第１ロール鍛造金型３Ａと第２ロール鍛造金型３Ｂの温度を、温度制御装置１９が所定温度範囲（例えば２００度±２５度）に制御する。
【００２６】
連続運転中に別の部品の素材を熱間鍛造する場合について説明する。この場合には、上記したロール鍛造機１とは別に用意した金型予熱装置（図１０から図１２に示す）８を使用する。図１０は、本発明のロール鍛造機１とは別に設けられた金型予熱装置８を示す一部を断面した全体正面図、図１１は図１０のＰ矢視図、図１２は図１０のＱ矢視図である。図１０から図１２に示すように、金型予熱装置８の金型置台８１は、前記ロール鍛造機１の近傍に、ベース１０とは別に床面上に固定されている。矩形枠状の金型置台８１には、別の部品用の第３ロール鍛造金型３Ｃ又は第４ロール鍛造金型３Ｄが搬入されて載置される。第３ロール鍛造金型３Ｃが第１ロール軸２Ａの外周面に装着可能で、第４ロール鍛造金型３Ｄが第２ロール軸２Ａの外周面に装着可能である。
【００２７】
第３ロール鍛造金型３Ｃ及び第４ロール鍛造金型３Ｄは、前記した第１ロール鍛造金型３Ａ及び第２ロール鍛造金型３Ｂと同一構造であり、成形溝３８の形状だけが異なる。すなわち、第３ロール鍛造金型３Ｃ及び第４ロール鍛造金型３Ｄ内には、前記スリップリング６３、６４に接続可能な電熱ヒーター５１と、電熱ヒーター５１に接続された電熱ヒーター端子５２が各々取り付けられている。金型置台８１には、ターミナルボックス８２に接続端子８３、８３がフレキシブルケーブル８４、８４で接続されている。ターミナルボックス８２は、図示しないケーブルで電源に接続されている。接続端子８３、８３は前記スリップリング端子５３と実質的に同一の構造を有している。扇形の第３ロール鍛造金型３Ｃ及び第４ロール鍛造金型３Ｄは、ワイヤーで吊り下げて金型置台８１上に搬入され、扇形の凹面を下にして金型置台８１上に載置される。その後、手動で接続端子８３、８３を電熱ヒーター端子５２、５２に接続する。
【００２８】
金型置台８１には放射温度計８６がステー８７を介して取り付けられている。放射温度計８６は前記放射温度計１８Ａ、１８Ｂと同一構造を有し、第３ロール鍛造金型３Ｃ及び／又は第４ロール鍛造金型３Ｄの外周に対して非接触に配置され、第３ロール鍛造金型３Ｃ及び／又は第４ロール鍛造金型３Ｄの表面温度を計測する。別の部品用の第３ロール鍛造金型３Ｃ及び／又は第４ロール鍛造金型３Ｄの電熱ヒーター５１に通電し、所定温度（例えば２００度）になるまで予め加熱しておく。すなわち、放射温度計８６によって、第３ロール鍛造金型３Ｃ及び／又は第４ロール鍛造金型３Ｄの表面温度を計測し、所定温度になったら図示しない温度制御装置が電熱ヒーター５１の加熱を停止する。第１ロール鍛造金型３Ａ及び第２ロール鍛造金型３Ｂをロール鍛造機１から取り外し、この予熱しておいた別の部品用の第３ロール鍛造金型３Ｃ及び／又は第４ロール鍛造金型３Ｄに交換する。
【００２９】
その結果、別の部品の熱間鍛造を開始するまでの時間を短縮することが可能となり、ロール鍛造機１の稼働時間を長くすることが可能となる。図１０から図１２に示す金型予熱装置８を２台設置し、第３ロール鍛造金型３Ｃと第４ロール鍛造金型３Ｄを同時に予熱するのが好ましい。すなわち、第３ロール鍛造金型３Ｃ及び／又は第４ロール鍛造金型３Ｄがほぼ同時に所定温度になるので、別の部品の熱間鍛造を開始するまでの時間を短縮することが可能となる。また、１台の金型予熱装置８の金型置台の面積を広くし、第３ロール鍛造金型３Ｃと第４ロール鍛造金型３Ｄの両方を同時に載置して、第３ロール鍛造金型３Ｃと第４ロール鍛造金型３Ｄの両方を同時に予熱してもよい。
【００３０】
本発明の実施の形態のロール鍛造機のロール鍛造金型予熱装置では、生産開始直後から生産終了までロール鍛造金型の温度を所定温度範囲に保つことが可能となる。従って、鍛造時の素材の温度低下を小さくすることが可能となるため、鍛造後の素材の強度アップを図ることが可能となる。また、ロール鍛造金型の温度ムラが減少するため、ロール鍛造金型の伸縮や摩擦係数の変化が少なくなり、鍛造後の素材の形状が一定になる。
【００３１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはない。例えば、前述した実施例では、ロール鍛造金型をロール軸にクランプリングで固定する操作に連動して、ロール鍛造金型の電熱ヒーター端子とクランプリングのスリップリング端子を接触させ、電熱ヒーターに通電している。しかし、ロール鍛造金型をロール軸にクランプする操作と、電熱ヒーター端子とスリップリング端子を接触させて電熱ヒーターに通電する操作を連動させなくてもよい。
また、前述した実施例では、第１ロール鍛造金型、第２ロール鍛造金型、第３ロール鍛造金型、第４ロール鍛造金型に２本の電熱ヒーターを挿入している。しかし、ロール鍛造金型の大きさや容積、ロール鍛造金型の所定加熱温度、所定加熱温度まで加熱するのに必要な予定時間によって、電熱ヒーターの本数、電熱ヒーターの容量、電熱ヒーターの大きさを決定すればよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…ロール鍛造機
１０…ベース
１１…ヘッド
１２…コラム
１３…モータ支持板
１４…モータ
１５…小プーリ
１６…大プーリ
１７…ベルト
１８Ａ、１８Ｂ…放射温度計
１８１Ａ、１８１Ｂ…ステー
１９…温度制御装置
２Ａ…第１ロール軸
２Ｂ…第２ロール軸
２１、２２…キー
２３…左端フランジ部
２４…ストッパ
２５…係合ピン
２６…バネ
２７…右側面
２８…小径軸部
３Ａ…第１ロール鍛造金型
３Ｂ…第２ロール鍛造金型
３Ｃ…第３ロール鍛造金型
３Ｄ…第４ロール鍛造金型
３１…右端面
３２…左端面
３３…右側面
３４…係合凸部
３５…左側面
３６…係合穴
３７…止まり穴
３８…成形溝
４…クランプリング
４１…左側面
４２…係合凹部
４３…固定リング
４３１…貫通穴
４４…ピストン
４５…シリンダ
４５１…シリンダカバー
４６…バネ
４７…ピストンロッド
４８…右側面
４９…ボルト
５１…電熱ヒーター
５２…電熱ヒーター端子
５３…スリップリング端子
５４、５５…導線ガイドブロック
６…スリップリング装置
６１…スリップリングハウジング
６２…ボルト
６３、６４…スリップリング
６３１、６４１…導線
６５…棒状端子
７…ブラシ装置
７１…ブラシハウジング
７２…ボルト
７３、７４…ブラシホルダ
７５…ブラシ
７６…バネ
８…金型予熱装置
８１…金型置台
８２…ターミナルボックス
８３…接続端子
８４…フレキシブルケーブル
８５…ワイヤー
８６…放射温度計
８７…ステー
【図１】
2019126812.tif 000003
【図２】
2019126812.tif 000004
【図３】
2019126812.tif 000005
【図４】
2019126812.tif 000006
【図５】
2019126812.tif 000007
【図６】
2019126812.tif 000008
【図７】
2019126812.tif 000009
【図８】
2019126812.tif 000010
【図９】
2019126812.tif 000011
【図１０】
2019126812.tif 000012
【図１１】
2019126812.tif 000013
【図１２】
2019126812.tif 000014