(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなり、
前記一対の金型は、前記面付けを行うとき、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内される構成になっており、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径のＲ状面である
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載された鍛造加工用素材の製造装置において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の角度のテーパー面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された鍛造加工用素材の製造装置において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の角度のテーパー面と、前記テーパー面に連続する前記Ｒ状面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された鍛造加工用素材の製造装置において、
前記切断機と前記面付け装置との間には、前記切断素材を、順次、前記面付け装置に搬送するための搬送装置が設けられている
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。
【請求項５】
棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置における製造方法であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなるものであり、
前記切断機で棒状素材を所定の長さに切断する工程と、
切断された前記切断素材を、前記面付け装置に、順次、搬送する工程と、
前記面付け装置で、前記一方の金型と前記他方の金型とを相対的に接近する方向に移動させ、前記切断素材の両端の稜角部にプレス成形で面付けを行う工程と
からなる［ことを特徴とする］鍛造加工用素材の製造方法において、
前記面付けを行う工程は、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内されている状態で前記面付けを行う工程とからなり、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径を有するＲ状面である
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された鍛造加工用素材の製造方法において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の勾配のテーパー面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載された鍛造加工用素材の製造方法において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の角度のテーパー面と、前記テーパー面に連続する前記Ｒ状面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載された鍛造加工用素材の製造方法において、
前記面付けを行う工程は、前記稜角部に隣接する端面部が平面状になるまで加圧する工程を含むものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断素材の稜角部に所定の形状の面が形成された鍛造加工用素材を製造する鍛造加工用素材の製造装置とその製造方法に関する。更に詳しくは、棒状素材を切断機で所定の長さに切断した切断素材の稜角部に、所定の形状の面を面付けして鍛造加工用素材を製造する鍛造加工用素材の製造装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平歯車、ベベルギア、等速ジョイント、クラッチ盤等の自動車関連部品は、鍛造加工された製品であることが一般的である。これら鍛造製品を製造する場合に用いられる鍛造加工用素材は、棒状素材（例えば、丸棒鋼）を棒材切断機で所定の長さに切断されたもの（例えば、鋼の円柱体）である。鍛造加工を行う場合、例えば、この鍛造加工用素材を高周波加熱炉で所定の温度（例えば、１０５０℃）付近で加熱軟化させた後、プレス機の金型に投入してプレス加工して所望の形状や品質の製品を製造する。この所望の製品を得る一連の工程を構成する設備を鍛造プレスラインと呼び、通常、熱間鍛造ラインと冷間鍛造ラインとがある。熱間鍛造ラインの設備構成は、棒材切断機、素材加熱炉、鍛造プレスとからなる。又、冷間鍛造ラインの設備構成は、棒材切断機、焼鈍ボンデ、鍛造プレスとからなる。
【０００３】
鍛造プレスは、鍛造加工用素材を加圧成形するために、耐衝撃性と高剛性とを与えられたプレスであり、加工金型である上下一組からなる金型を２〜５組並置するようにプレス本体に取り付けられている。鍛造加工用素材は、先頭金型から順次自動搬送装置（トランスファー装置）で搬送されながらプレス成形され、最後の金型成形が完了して鍛造プレスから搬出される型式のものが多い。即ち、鍛造加工用素材を、複数工程に分けて、所望の製品形状にする多工程成形という手段を用いるのが一般的である。
【０００４】
この多工程プレス成形の形態は、例えば、３工程プレス成形の場合、据え込み工程、成形工程、打ち抜き工程の各工程からなることが多い。４工程プレス加工の場合、据え込み工程、予備成形工程、成形工程、打ち抜き工程の各工程から成ることが多い。５工程プレス加工の場合、据え込み工程、１次予備成形工程、２次予備成形工程、成形工程、打ち抜き工程の各工程、又は、据え込み工程、予備成形工程、成形工程、内打ち抜き工程、外打ち抜き工程の各工程などからなることが多い。これらの工程は、製品の形状に合わせて選択されればよいものであり、鍛造加工の工程形態は様々である。
【０００５】
一方、鍛造加工用素材は、熱間鍛造工程で鍛造加工する際、鍛造加工用素材を所定の温度まで加熱するため、表面に酸化皮膜（スケール）が発生する。この酸化皮膜が発生した状態で、据え込み工程を行ってしまうと、据え込み工程前の素材径に相当する酸化皮膜の円形輪が出現する。この円輪紋様（円形輪）は、微細な酸化鉄が集積したものであり、予備成形、成形、打ち抜きの各工程でプレス成形を行っても成形された部品に残留することがある。その後の、切削加工、研削加工等の機械加工工程で削除されることもあるが、研削加工のみであると酸化鉄の層が残り、欠陥製品となってしまうという問題点が生じた。また、近年、コスト低減のために研削加工だけで完成品を製造することが多くなり、この酸化膜の層を残さないようにするために解決策が求められている。
【０００６】
円輪模様ができる過程について更に説明を行うと、切断された鍛造加工用素材は、プレス成形される前に、所定の温度まで加熱された後、赤熱された鍛造加工用素材は空気に触れて酸化が始まる。この酸化は、外表面から内部に向かって一定の速度で進行するが、稜角部は、外周面、端面の両方から酸化進行を受ける結果、最も早く酸化が進む。鍛造加工用素材の稜角部は、酸化鉄に変質して剥離しやすい状態となっている。この酸化鉄を除去せずにそのまま鍛造プレスで据え込みを行うと、稜角部に密度の高い酸化鉄が圧搾含有されて円輪紋様が出現するのである。
【０００７】
この解決策の一つとして、稜角部に面取りを行う方法がある。例えば、切断後、ワークの端面を、ワークと同軸上に位置させて回転させた刃物で面取りする面取り装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、丸棒状ワークの端縁のばりを、ローラに巻回されて回走するサンドペーパ状の研磨ベルトで除去する丸棒状ワーク端縁のばり取り装置に関する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。更に、熱間鍛造工程におけるプレス成形ラインの初工程前に、酸化皮膜除去のためのプレス工程、面取り工程を同時に行う予備成形工程を付加して、金型寿命の改善と素材品質向上を図る、熱間鍛造プレス成形方法及びその装置に関する技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−０２５１２３号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４７９６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１３０９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術は、ワークの授受、切削位置への移動、切削刃による加工等に時間がかかり、生産性の低下が生じるという問題点が生じた。特許文献２の技術では、面取り量が多くなると、研削効率が悪くなるという問題点が生じた。また、研削ベルトの寿命も低下し、頻繁にベルト交換を行うことになり生産性の低下を生じさせていた。即ち、特許文献１及び特許文献２に記載された技術は、棒状素材の切断作業に見合うような生産性で面取り作業を行うことが難しいおそれがあるものであった。特許文献３に記載された技術は、ワークを加熱後に面取りを行うものであり、酸化皮膜が残留するうえ、熱間鍛造以外には採用することができないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたものであり、次のような目的を達成する。
本発明の目的は、切断機で切断された切断素材の稜角部に、短時間に、かつ、大量生産可能に、面付けを行うことができる鍛造加工用素材の製造装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、切断機による切断で精度が低下した切断素材を修正し、高精度の鍛造加工用素材にすることができる鍛造加工用素材の製造装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前述した目的を達成するために次の手段を採る。
本発明１の鍛造加工用素材の製造装置は、
棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなり、
前記一対の金型は、前記面付けを行うとき、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内される構成になっており、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径のＲ状面である ことを特徴とする。
【００１３】
本発明２の鍛造加工用素材の製造装置は、本発明１において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の角度のテーパー面とからなるものである ことを特徴とする。
本発明３の鍛造加工用素材の製造装置は、本発明１又は２において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の角度のテーパー面とからなるものである ことを特徴とする。
【００１４】
本発明４の鍛造加工用素材の製造装置は、本発明１ないし３において、
前記切断機と前記面付け装置との間には、前記切断素材を、順次、前記面付け装置に搬送するための搬送装置が設けられている ことを特徴とする。
【００１５】
本発明５の鍛造加工用素材の製造方法は、
棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置における製造方法であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなるものであり、
前記切断機で棒状素材を所定の長さに切断する工程と、
切断された前記切断素材を、前記面付け装置に、順次、搬送する工程と、
前記面付け装置で、前記一方の金型と前記他方の金型とを相対的に接近する方向に移動させ、前記切断素材の両端の稜角部にプレス成形で面付けを行う工程と
からなる［ことを特徴とする］鍛造加工用素材の製造方法において、
前記面付けを行う工程は、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内されている状態で前記面付けを行う工程とからなり、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径を有するＲ状面である ことを特徴とする。
【００１６】
本発明６の鍛造加工用素材の製造方法は、本発明５において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の勾配のテーパー面とからなるものである ことを特徴とする。
本発明７の鍛造加工用素材の製造方法は、本発明５又は６において、
前記所定の断面形状の面は、前記Ｒ状面と、前記Ｒ状面に連続する所定の角度のテーパー面と、前記テーパー面に連続する前記Ｒ状面とからなるものである ことを特徴とする。
【００１７】
本発明８の鍛造加工用素材の製造方法は、本発明５ないし７において、
前記面付けを行う工程は、前記稜角部に隣接する端面部が平面状になるまで加圧する工程を含むものである ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の鍛造加工用素材の製造装置は、切断機の近傍に面付け装置が設けられている構成のものであり、鋸切断機やシャー切断機等切断機で切断された切断素材を所定の形状の面が形成された鍛造加工用素材に短時間で大量に製造することができる。言い換えると、切断素材が、切断直後に、鍛造加工用素材に製造される。また、この鍛造加工用素材は、加熱処理を行っても、酸化鉄の円輪模様は発生することがないため、例えば、熱間鍛造を行っても、酸化鉄の層が残った欠陥製品となることが生じない。
【００２３】
また、切断がシャー切断機で行われる場合、シャー切断機は上下一組の切断刃で棒状素材を剪断切断するために生じる直角度（切断素材の直立角度）、真円度等の誤差を、この製造装置で面付けを行うとともに、金型内に充満させて隙間空間がなくなるまで加圧することで解消することができる。そのため、この鍛造加工用素材を鍛造加工した鍛造製品に、この直角度、真円度の誤差を原因とする鍛造製品の欠陥を発生させることが生じない。
【００２４】
更に、鋸切断機で切断された切断素材は、切断素材の稜角部が鋭くなっているため、搬送工程中に、切断素材同士、切断素材と搬送装置とが衝突すると傷、故障等が容易に発生するおそれがあるが、この製造装置で面付けを行うことで、鍛造加工用素材の稜角部が鋭くなっていることを原因とする傷、故障等を発生させることが生じない。また、この鍛造加工用素材を鍛造加工（例えば、冷間鍛造）を行っても、鍛造加工した鍛造製品に、この稜角部が鋭くなっていることを原因とする欠陥を発生させることがない。
【００２５】
本発明の鍛造加工用素材の製造方法は、鋸切断機やシャー切断機等で切断された切断素材を所定の形状の面が形成された鍛造加工用素材に、短時間で大量に製造することができるため、生産効率が向上し、経済的効果も大きい。また、この鍛造加工用素材は、高品質の素材となって、この製造装置から搬出されるため、この後、鍛造加工を行っても鍛造製品に欠陥を発生させることがなく、この面でも、生産効率の向上が図れるとともに、鍛造製品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の鍛造加工用素材の製造装置の概要を示す正面図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ部を拡大して示した部分図である。
【図３】図３は、図２の平面図である。
【図４】図４は、面付け装置の第２搬送装置を示す平面図である。
【図５】図５は、図４の第２搬送装置を正面視した部分図である。
【図６】図６は、面付け装置の要部を概略示す部分図であって、上金型と下金型とで面付けを行っている状態を示す図である。
【図７】図７は、面付け装置の要部を概略示す部分図であって、上金型と下金型とが離隔した状態を示す図である。
【図８】図８は、上金型の形状の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、下金型の形状の一例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、第２搬送装置の搬送動作、ラムの昇降移動動作、及び、ノックアウト部材の昇降移動動作の関係を示した動作説明図である。
【図１１】図１１は、鍛造加工用素材の製造装置で製造した鍛造加工用素材の形状例１を示す部分図である。
【図１２】図１２は、鍛造加工用素材の製造装置で製造した鍛造加工用素材の形状例２を示す部分図である。
【図１３】図１３は、鍛造加工用素材の製造装置で製造した鍛造加工用素材の形状例３を示す部分図である。
【図１４】図１４は、鍛造加工用素材の製造装置で製造した鍛造加工用素材の形状例４を示す部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の鍛造加工用素材の製造装置及びその製造方法の実施の形態を、図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態の鍛造加工用素材の製造装置の概要を示す正面図、図２は、図１におけるＡ部を拡大して示した部分図、図３は、図２の平面図である。図４は、面付け装置の第２搬送装置を示す平面図、図５は、図４の第２搬送装置を正面視した部分図、図６は、面付け装置の要部を概略示す部分図であって、上金型と下金型とで面付けを行っている状態を示す図、図７は、面付け装置の要部を概略示す部分図であって、上金型と下金型とが離隔した状態を示す図である。図８は、上金型の形状の一例を示す断面図、図９は、下金型の形状の一例を示す断面図である。図１０は、第２搬送装置の一対の把持部材の搬送動作と、ラムの昇降移動動作、及び、ノックアウト部材の昇降移動動作の関係を示した動作説明図である。
【００２８】
図１から図１０に従って、鍛造加工用素材の製造装置（以下、製造装置と記載）１の構成の概要を説明する。図１に示すように、この製造装置１は、棒状素材５Ａを所定の長さに切断するための切断機１０、切断された切断素材５Ｂの両側の稜角部に、所定の形状の面をプレス成形で形成する面付け装置２０、切断機１０で切断された切断素材５Ｂを面付け装置２０に搬送するため第１搬送装置３０等から構成されている。
【００２９】
[切断機]
切断機１０は、切断機本体１１に、一対の切断刃である固定刃（図示せず）と可動刃（図示せず）とを備え、固定刃に対して可動刃を昇降動作させて、剪断力により棒状素材５Ａを切断するものである。棒状素材５Ａを載置している素材架台１２、棒状素材５Ａを切断機本体１１側に送り出すためのピンチローラ１３、切断時の棒状素材５Ａの先端の位置を定める定寸装置１４等が設けられている。なお、この切断機１０は、棒状素材５Ａを高速で切断することができる周知なものであり、この実施の形態の説明では詳細な説明を省略する。また、この説明では、切断機を、シャー切断方式の切断機として説明を行っているが、他の方式の切断機（例えば、鋸切断機等）であってもよい。切断された切断素材５Ｂは、第１搬送装置３０により面付け装置２０側に順次搬送される。
【００３０】
[第１搬送装置]
図２に示すように、棒状素材５Ａを所定寸法に切断された切断素材５Ｂは、コンベア装置３１により搬送され、姿勢変換用搬送部材３２を介して、面付け装置２０側に搬送される。コンベア装置３１は、図示しない駆動体により駆動されるエンドレスのコンベア３１１と、このコンベア３１１がエンドレスに回転するように両端等で回転可能に支持しているガイドローラ３１２等から構成されている。切断機１０から連続的に排出される切断された切断素材５Ｂは、コンベア３１１に載置されて移動する。この切断素材５Ｂは、姿勢変換用搬送部材３２の入口部３２１から搬入され、出口部３２２から搬出される。即ち、コンベア３１１側では、切断素材５Ｂの中心軸線が水平方向を向く姿勢で搬送されているが、この姿勢変換用搬送部材３２内を通過することにより、切断素材５Ｂは中心軸線が垂直方向を向くように姿勢が変換される。切断素材５Ｂは、面付け装置２０側の第２搬送装置４０に受け渡される。
【００３１】
[第２搬送装置]
図４に示す第２搬送装置４０は、切断素材５Ｂを一対の把持部材４８で把持して、１回の搬送動作で所定の移動ストロークＳｔ分移動させるトランスファー装置である。搬送装置基台４１上には、一対の把持部材からなる第１移動台４４が搭載されている。第１移動台４４（図５参照）は、一方の把持部材４８ａと他方の把持部材４８ｂとからなり、把持部材４８ａと把持部材４８ｂとは、開閉方向（図３、４における矢印Ｘ方向）に移動可能に設けられている。搬送装置基台４１と第１移動台４４との間には、搬送装置基台４１に固定された直線ガイド部材４２２と、この上を移動するスライド部材４２１とから構成される直動ガイド４２、４２が設けられている（図５参照）。
【００３２】
搬送装置基台４１には、駆動モータ４７が設けられ、駆動モータ４７と第１移動台４４との間には、駆動モータ４７の駆動軸の回転駆動を第１移動台４４に伝達するための第１駆動伝達機構４６が設けられている（点線表示）。第１駆動伝達機構４６は、歯車機構４６１と、クランク機構４６２等から構成されている。第１移動台４４は、２本の直動ガイド４２、４２に案内されて、駆動モータ４７の回転駆動を伝達する第１駆動伝達機構４６を介して、一方の把持部材４８ａが開閉方向（図３、４における矢印Ｘ方向）に開閉運動する。他方の把持部材４８ｂも同様の構成となっているため開閉方向に開閉運動する。即ち、一方の把持部材４８ａと他方の把持部材４８ｂとは、互いに接近する方向に移動して切断素材５Ｂの外周部を把持する動作と、互いに離れる方向に移動して切断素材５Ｂを把持解除する動作を行う。この一方の把持部材４８ａと他方の把持部材４８ｂとが、一対の把持部材４８となる。
【００３３】
第１移動台４４の上部には、第２移動台４３、４３が切断素材５Ｂの搬送方向（矢印Ｚ方向）に移動可能に設けられている。第１移動台４４と第２移動台４３との間には、直線ガイド部材４５１とスライド部材４５２とから構成される直動ガイド４５、４５が設けられている（図５参照）。第１移動台４４には、駆動モータ５１が設けられ、駆動モータ５１と第２移動台４３との間には、駆動モータ５１の駆動軸の駆動力を第２移動台４３に伝達するための第２駆動伝達機構５２が設けられている。第２駆動伝達機構５２は、クランク５２１、ロッド５２２、円板５２３、クランクピン５２４等から構成されるクランク機構等を備えている。第２移動台４３は、直動ガイド４５、４５に案内されて、駆動モータ５１（図５参照）の駆動力を伝達する第２駆動伝達機構５２を介して、切断素材５Ｂの搬送方向（図３、４、５における矢印Ｚ方向）に往復移動する。
【００３４】
この往復運動の移動ストロークＳｔは、一対の把持部材４８と隣の一対の把持部材４８との間隔（一対の把持部材４８間の距離）と等しくなっており、切断素材５Ｂは、順次、前進位置側の一対の把持部材に移し替えられて移動する。また、この搬送動作は、後述するように、面付け装置２０のラム２１の昇降動作と連動するように制御されて行われる（図１０参照）。第２移動台４３、４３には、取付部材４９、５０が、各々、ボルトで固定されている。また一方の側の取付部材４９、５０には、一方の把持部材４８ａが所定の間隔（移動ストロークＳｔ）毎にボルトで固定されている。同様に、他方の側の取付部材４９、５０には、他方の把持部材４８ｂが所定の間隔（Ｓｔ）毎にボルトで固定されている。
【００３５】
また、図４に示すように、製造装置１に設定されている位置である第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３、第４位置Ｐ４、第５位置Ｐ５、第６位置Ｐ６、第７位置Ｐ７、及び第８位置Ｐ８に一致するように設けられている。第１位置Ｐ１は、切断素材５Ｂが、姿勢変換用搬送部材３２から受け渡される位置であり、第８位置Ｐ８は、図示しない搬出装置により鍛造加工用素材５が搬出される位置である。本例では、第５位置Ｐ５がこの製造装置１の後述する面付け装置２０で面付けを行う位置である。第２搬送装置４０は、切断素材５Ｂを、一対の把持部材４８（一方の把持部材４８ａ、他方の把持部材４８ｂ）による把持動作、一対の把持部材４８の前進位置への移動動作、一対の把持部材４８の把持解除動作、及び、一対の把持部材４８の後退位置への移動動作、という一連の搬送サイクルを高速（例えば、７０サイクル／分）で繰り返して行い、面付け装置２０側に切断素材５Ｂを順次供給する（図１０参照）。
【００３６】
切断素材５Ｂは、第１位置Ｐ１（図４参照）で、姿勢返還用搬送部材３２を介して切断機１０側からから受け渡され、第２搬送装置４０が前述した搬送サイクル（及びラム２１の昇降動作）を１回実行すると、第２位置Ｐ２に移動する。切断素材５Ｂは、切断機１０側から順次受け渡され、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３、第４位置Ｐ４と移動し、第５位置Ｐ５に移動したとき面付け装置２０で面付け加工が施される。その後、第６位置Ｐ６、第７位置Ｐ７と移動し、第８位置Ｐ８に移動したときこの製造装置１から搬出装置（図示せず）に受け渡される。なお、この実施の形態の説明では、第２搬送装置を２次元トランスファー装置で説明を行っているが、上下方向にも移動する３次元トランスファー装置であってもよい。
【００３７】
［面付け装置］
図１、図６、及び図７に従って、面付け装置２０の説明を行う。この面付け装置２０は、一方の金型である上金型２２と、他方の金型である下金型２３とからなる一対の金型２０Ａ内に切断素材５Ｂを入れ、一対の金型２０Ａ内において切断素材５Ｂを加圧して、切断素材５Ｂの稜角部に面を形成した鍛造加工用素材５を製造するためのものである。この面付け装置２０の基本構成は、プレス成形を行う機械などと同一またはほぼ同一のものであり、この実施の形態の説明では、一対の金型２０Ａ及び一対の金型２０Ａの近傍、ラム２１等の構成を中心に説明を行う。
【００３８】
面付け装置本体（以下、装置本体と記載する）２６の上部側にはラム２１が、装置本体２６に対して昇降移動可能に設けられている。ラム２１は、装置本体２６側に設けられたスライド機構等に案内され、駆動モータの回転駆動力が、レバー機構、リンク機構、クランク機構等により伝達され、装置本体２６に対して昇降移動するものである。ラム２１には、上金型２２が上金型取付部材２９を介して固定されている。装置本体２６には、下金型ホルダ２７がホルダ固定部材２８、ボルト２８ａ等により固定されている。下金型ホルダ２７の内周部には下金型２３が挿入されている。下金型２３は、リング状固定部材２５、楔状固定部材２４等を介して固定されている。
【００３９】
リング状固定部材２５は、下金型ホルダ２７に形成されたねじ穴２７ｂにボルト２５ａがねじ込まれ、楔状固定部材２４の外周部側を締結固定している。楔状固定部材２４は、下金型ホルダ２７に形成されたねじ穴２７ｃにボルト２４ａがねじ込まれている。楔状固定部材２４は、内周部に形成された楔面部が、下金型２３に形成された固定用傾斜面部２３５を押圧して下金型２３を強固に固定している。下金型２３の下部には、ノックアウト部材２７ａが、図示しない駆動体（例えば、高速油圧シリンダ）により昇降移動可能に設けられている。ノックアウト部材２７ａは、ラム２１の昇降動作に連動して動作し、一対の金型２０Ａ（上金型２２、下金型２３）による面付け加工がされた鍛造加工用素材５を下側から押し上げるためのものである（図１０参照）。
【００４０】
［上金型］
図８に基づいて、上金型２２について説明を行う。上金型２２は、外周部２２３の直径がＤａ（例えばφ８０ｍｍ）、両端面間の長さ（高さ）がＬａ（例えば、７５ｍｍ）の円筒形状の工具鋼（ＳＫＤ）製の部材である。上金型２２には、一対の金型２０Ａとして面付け装置２０に、各々、取り付けられたとき、下金型２３と対向する側に開口した凹状の上側金型面２２０が形成されている。上側金型面２２０は、Ｒ状金型面部２２１、傾斜金型面部２２２、下端面部２２４、凹状底面部２２５等から構成されている。傾斜金型面部２２２は、断面視したとき、所定の角度θａ度（例えば、５度）傾斜した傾斜面（テーパー面（円錐面））からなる金型面である。Ｒ状金型面部２２１は、断面視したとき、凹状底面部２２５と傾斜金型面部２２２との角部であって、所定の半径Ｒａ（例えば、２．５ｍｍ）に形成されている部位である。上金型２２の外周部２２３は、後述する下金型２３の第２内周部２３４に嵌合される部位である。なお、傾斜金型面部２３２の角度θａ、及び、Ｒ状金型面部２２１の半径Ｒａは、鍛造加工用素材の大きさ、材質、後工程の加工方法等により、適宜選択される数値のものである。
【００４１】
［下金型］
図９に基づいて、下金型２３について説明を行う。下金型２３は、外周部２３７の直径がＤｂ（例えば、φ１１０ｍｍ）、両端面間の長さ（高さ）がＬｂ（例えば、１３５ｍｍ）の円筒形状の工具鋼（ＳＫＤ）製の部材である。下金型２３には、一対の金型２０Ａとして面付け装置２０に、各々、取り付けられたとき、上金型２２に対向する側に開口した凹状の下側金型面２３０が形成されている。下側金型面２３０は、Ｒ状金型面部２３１、傾斜金型面部２３２、凹状底面部２３６、第１内周部２３３等から構成されている。傾斜金型面部２３２は、断面視したとき、所定の角度θａ度（例えば、５度）傾斜した傾斜面（テーパー面）であり、大径側が第１内周部２３３と連続するように形成されている金型面である。Ｒ状金型面部２３１は、断面視したとき、凹状底面部２３６と傾斜金型面部２３２との角部であって、所定の半径Ｒａ（例えば、Ｒ２．５ｍｍ）に形成されている金型面部である。なお、傾斜金型面部２３２の角度θａ、及び、Ｒ状金型面部２３１の半径Ｒａは、鍛造加工用素材の大きさ、材質、後工程の加工方法等により、適宜選択される数値のものである。
【００４２】
下金型２３は、上部側に、上部端面側が小径になるように所定の角度θｂ度傾斜した固定用傾斜面部２３５が形成されている。この固定用傾斜面部２３５は、下金型２３を下金型ホルダ２７に固定するためのものである。また、下金型２３には、上金型２２の外周部２２３が嵌入、案内される第２内周部（案内用内周部）２３４が形成されている。更に、下金型２３には、下側に、ノックアウト部材２７ａが昇降移動するための穴部２３８が形成されている。
【００４３】
［鍛造加工用素材の製造方法］
この製造装置１における鍛造加工用素材の製造方法について説明を行う。図１０は、第２搬送装置４０の一対の把持部材４８の搬送動作、ラム２１の昇降移動動作、及び、ノックアウト部材２７ａの昇降移動動作の関係を示した動作説明図である。棒状素材５Ａは、切断機１０で所望の寸法に切断される。切断機１０で切断された切断素材５Ｂは、第１搬送装置３０のコンベア装置３１で搬送され切断機１０から搬出される。この切断素材５Ｂは、姿勢変換用搬送部材３２で姿勢の変換がされ、第２搬送装置４０に受け渡される。即ち、切断素材５Ｂは、その中心線が水平から鉛直方向に姿勢変換されて、第１位置Ｐ１に位置し、一対の把持部材４８で把持され、面付け装置２０側に順次搬送される。
【００４４】
この切断素材５Ｂが移動している状態のときには、ラム２１及び上金型２２は上方に位置し、切断素材５Ｂ、鍛造加工用素材５の移動を可能にしている。また、切断素材５Ｂは、一対の把持部材４８に把持されて下金型２３の上面より所定量上方を移動する。第５位置Ｐ５に位置した切断素材５Ｂは、一対の把持部材４８から把持解除され、下金型２３内に投入される。切断素材５Ｂは、第１内周部２３３内に投入され、切断素材５Ｂの下端部がＲ状傾斜金型面部２３１、又はＲ状金型面部２３１の近傍に接して止まる。ラム２１が下降し、上金型２２の外周部２２３が下金型２３の第２内周部２３４内に嵌入され、案内される。
【００４５】
その後、傾斜金型面部２２２内に切断素材５Ｂの上部側が挿入され、凹状底面部２２５が切断素材５Ｂの上部を加圧する。切断素材５Ｂは、上部の外周面が傾斜金型面部２２２に、下部の外周面が傾斜金型面部２３２に加圧され、傾斜金型面部２２２、傾斜金型面部２３２に沿った形状に塑性変形していく。ラム２１の下降動作により上金型２２の凹状底面部２２５が更に切断素材５Ｂを加圧すると、切断素材５Ｂの下方側の稜角部がＲ状金型面部２３１に、切断素材５Ｂの上方側の稜角部がＲ状金型面部２２１に加圧され、Ｒ状金型面部２３１、Ｒ状金型面部２２１に沿った形状に塑性変形する。即ち、切断素材５Ｂは、所定のＲ（例えば、直径の５／１００〜８／１００の寸法のＲ）等が形成された鍛造加工用素材５となる。
【００４６】
その後、ラム２１及び上金型２２が上昇し、下金型２３に対して上金型２２が離隔した状態となる。このとき、この上金型２２の上昇に連動するように、ノックアウト部材２７ａが図示しない駆動体により上昇し、稜角部に面付けがされた鍛造加工用素材５を持ち上げる。後退位置に移動した一対の把持部材４８が、上昇位置に移動したノックアウト部材２７ａにより、下金型２３の上面より所定量上方に持ち上げられた鍛造加工用素材５を把持し、前進位置側に移動し、鍛造加工用素材５を第６位置Ｐ６に搬送する。同時に、第４位置Ｐ４に位置していた切断素材５Ｂが、第５位置Ｐ５に搬送される。この一対の把持部材４８の前進位置側への移動中に、ノックアウト部材２７ａ（図７参照）は、図示しない駆動体により下降位置に下降動作する。この面付け装置２０は、図１０に示すように、例えばクランク機構（図示せず）が３６０度回転し、ラム２１が上死点（図１０の０度位置）から下死点（図１０の１８０度位置）に昇降移動する動作と、第２搬送装置４０の搬送動作、ノックアウト部材２７ａの昇降移動動作とが、各角度位置において、連動して動作するように制御されている。
【００４７】
この動作を繰り返すことにより、切断素材５Ｂに面付け加工を施し、鍛造加工用素材５が、順次製造される。即ち、下金型２３に一対の把持部材４８から受け渡された切断素材５Ｂは、ラム２１の下降動作により、上金型２２と下金型２３との間で所定の圧力で加圧される。その結果、切断素材５Ｂの稜角部は、上金型２２側のＲ状金型面部２２１、傾斜金型面部２２２、下金型２３側のＲ状金型面部２３１、傾斜金型面部２３２等で加圧され、Ｒ状等の稜角部が形成された鍛造加工用素材５（図１１参照）が製造される。このように、傾斜金型面部２２２、２３２を設け、そこを圧入通過させ、稜角部を絞るような工程を有することにより、稜角部の真円度を向上させた後に、稜角部の面付けを行うことになり、精度良い面付けを行うことができる。
【００４８】
また、製造装置１で切断素材５Ｂに面付けを行うとともに、一対の金型２０Ａ内に切断素材５Ｂを充満させて隙間空間がなくなるまで加圧することで、切断素材５Ｂの真円度、直角度等の誤差をなくすことができ、高精度の鍛造加工用素材５を製造することができる。言い換えると、この製造装置１は、切断素材５Ｂの稜角部に隣接する両側の端面部が平面状になるまで加圧することで、真円度、直角度等の誤差がない高精度の鍛造加工用素材５を製造することができる。
【００４９】
［鍛造加工用素材の例１］
図１１には、この製造装置１で製造された鍛造加工用素材５の例１を示す。前述した一対の金型２０Ａで加圧して切断素材５Ｂの稜角部に面が形成された鍛造加工用素材を製造すると、図１１のような形状となり尖った稜角部が形成されない。
［鍛造加工用素材の例２］
図１２には、この製造装置１で製造された鍛造加工用素材の例２である鍛造加工用素材５ｃを示す。Ｒ状金型面部のみが形成されている一対の金型で加圧して鍛造加工用素材を製造すると、図１２のような形状となる。この例２の鍛造加工用素材５ｃにおいても、尖った稜角部が形成されないので問題が発生するおそれが生じない。
【００５０】
［鍛造加工用素材の例３］
図１３には、この製造装置１で製造された鍛造加工用素材の例３である鍛造加工用素材５ｄを示す。前述した一対の金型２０Ａで、例１の鍛造加工用素材５を製造した加圧条件より低い条件で加圧して鍛造加工用素材を製造すると、図１３のような形状となる。中央部に、加圧されていない切断機で切断された状態の切断面が凹んだ状態の凹部５ｄ１が残るが、この形状でも問題が発生することがない。
【００５１】
［鍛造加工用素材の例４］
図１４には、鍛造加工用素材の製造装置１で製造された鍛造加工用素材の例４である鍛造加工用素材５ｅを示す。Ｒ状金型面部のみが形成されている一対の金型で、例２の鍛造加工用素材５ｃを製造した加圧条件より低い条件で加圧して鍛造加工用素材を製造すると、図１４のような形状となる。中央部に、加圧されていない切断機で切断したままの切断面が凹んだ状態の凹部５ｅ１が残るが、この形状でも問題が発生することがない
【００５２】
この製造装置１は、切断機１０の近傍に面付け装置２０が設けられている構成のものであり、鋸切断機やシャー切断機等切断機１０で切断された切断素材５Ｂを、稜角部に所定の形状の面が形成された鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅに、短時間で大量に製造することができる。言い換えると、切断素材５Ｂが、切断直後に、鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅに製造される。また、この鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅは、加熱処理を行っても、酸化鉄の円輪模様は発生することがないため、例えば、熱間鍛造を行っても、酸化鉄の層が残った欠陥製品となることが生じない。
【００５３】
また、切断機１０がシャー切断機である場合、シャー切断機１０の上下一組の切断刃で棒状素材５Ａを剪断切断するために生じる直角度（切断素材の直立角度）、真円度等の誤差を、この製造装置１で面付けを行うとともに、一対の金型２０Ａ内に充満させて隙間空間がなくなるまで加圧することで解消することができる。そのため、鍛造製品に、この鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅの直角度、真円度の誤差を原因とする欠陥を発生させることがない。
【００５４】
更に、切断機１０が鋸切断機である場合、切断された切断素材５Ｂは、切断素材５Ｂの稜角部が鋭くなっているため、搬送工程中に、切断素材同士、切断素材と搬送装置とが衝突し、切断素材の傷、搬送装置の故障等が発生するおそれがあるが、この面付け装置２０で面付けを行うことで、鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅの稜角部が鋭い形状になっていることを原因とする傷、故障等を発生させることが生じない。また、この鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅを鍛造加工（例えば、冷間鍛造）を行っても、鍛造加工した鍛造製品に、この稜角部が鋭くなっていることを原因とする欠陥を発生させることがない。
【００５５】
この鍛造加工用素材の製造方法は、鋸切断機やシャー切断機等切断機１０で切断された切断素材５Ｂを、切断素材５Ｂの稜角部に所定の形状の面が形成された鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅに、短時間で大量に製造することができるため、生産効率を向上させ、経済的効果も大きい。また、この鍛造加工用素材５、５ｃ、５ｄ、５ｅは、高品質の素材となってこの製造装置１から搬出されるため、この後、鍛造加工を行っても鍛造製品に欠陥を発生させることがなく、この面でも、生産効率の向上が図れるとともに、鍛造製品の品質を向上させることができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、一対の金型に形成される面付け加工を行うための金型面は、Ｒ状金型面、傾斜金型面、Ｒ状金型面が連続するように形成されたものであってももよい。また、この実施の形態では、一対の金型が、面付け加工時に、上金型と下金型とが嵌合する構成のもので説明を行っているが、上金型と下金型とが嵌合しない構成の一対の金型であってもよい。更に、一対の金型は、上金型の内周部に下金型の外周部が嵌合される構成のものであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１…鍛造加工用素材の製造装置
５Ａ…棒状素材
５Ｂ…切断素材
５…鍛造加工用素材
１０…切断機
２０…面付け装置
２０Ａ…一対の金型
２１…ラム
２２…上金型
２２０…上側金型面
２２１…Ｒ状金型面部
２２２…傾斜金型面部
２２３…外周部
２３…下金型
２３０…下側金型面
２３１…Ｒ状金型面部
２３２…傾斜金型面部
２３３…第１内周部
２３４…第２内周部
２４…楔状固定部材
２５…リング状固定部材
２６…面付け装置本体
２７…下金型ホルダ
２８…ホルダ固定部材
２９…上金型取付部材
３０…第１搬送装置
３１…ベルトコンベア
３２…姿勢変換用搬送部材
４０…第２搬送装置
４１…搬送装置基台
４２…直動ガイド
４３…第２移動台
４４…第１移動台
４５…直動ガイド
４６…第１駆動伝達機構
４７…駆動モータ
４８…一対の把持部材（４８ａ…一方の把持部材、４８ｂ…他方の把持部材
４９…取付部材
５０…取付部材
５１…駆動モータ
５２…第２駆動伝達機構
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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