特許 7242604 押し棒および押出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-10

(45)【発行日】2023-03-20

(54)【発明の名称】押し棒および押出方法

(51)【国際特許分類】

   B21C 23/00 20060101AFI20230313BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20230313BHJP

【ＦＩ】

B21C23/00 Z

C21D9/00 101N

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020076045

(22)【出願日】2020-04-22

(65)【公開番号】P2021171783

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2022-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】518126144

【氏名又は名称】株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】石井 毅

【審査官】池田 安希子

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５２－０９４５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２００１０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実公昭４９－００１３６３（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０００－０６１５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１７０４８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｃ ２３／００－３５／０６

Ｃ２１Ｄ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導加熱炉の内部のビレットを搬送方向に沿って前方側に押し出す押し棒において、
前記ビレットと接触する先端金具と、この先端金具の後方に連結される棒状体とを備えていて、前記先端金具が前記棒状体に対して着脱可能に構成されていて、
前記先端金具は中実な円錐台形状または中実な角錐台形状に形成されていて、
前記棒状体は円弧状に湾曲した上面および下面と、前記ビレットの搬送方向および上下方向に延在する板状部材で構成されて前記上面と前記下面とを連結する壁部とを有することを特徴とする押し棒。

【請求項2】

予め準備されている径の異なる複数の前記先端金具の中から、記誘導加熱炉の内部の前記ビレットの径以上であり、且つ最も径の小さい前記先端金具が選択されて前記棒状体に連結される請求項１に記載の押し棒。

【請求項3】

搬送方向の前方側から後方側に向かって前記先端金具の径が前記棒状体の径と同等となる状態に、前記先端金具にテーパー部が形成されている請求項１または２に記載の押し棒。

【請求項4】

前記先端金具と前記棒状体とを連結する連結部を有していて、前記棒状体に対して前記先端金具が上下方向の傾動を拘束される状態で連結される構成を前記連結部が有する請求項１～３のいずれかに記載の押し棒。

【請求項5】

誘導加熱炉の内部のビレットを搬送方向に沿って前方側に押し出す押出方法において、
中実な円錐台形状または中実な角錐台形状に形成された先端金具と、
円弧状に湾曲した上面および下面と、前記ビレットの搬送方向および上下方向に延在する板状部材で構成されて前記上面と前記下面とを連結する壁部とを有する棒状体とが予め準備されていて、
径の異なる複数の前記先端金具の中から押し出す対象である前記ビレットの径にあわせて一つの前記先端金具が選択されるとともに、前記棒状体の先端に前記先端金具が連結されて、
その後、前記棒状体とともに前記先端金具が加熱中の前記誘導加熱炉の内部に送られることで、前記先端金具の前端と前記ビレットの後端とが接触して、前記誘導加熱炉から前記ビレットが押し出されることを特徴とする押出方法。

【請求項6】

前記誘導加熱炉の内部の前記ビレットの径以上であり、且つ最も径の小さい前記先端金具が選択される請求項５に記載の押出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導加熱炉の内部のビレットを搬送方向に沿って押し出す押し棒および押出方法に関するものであり、詳しくは過剰な加熱を防止するとともに効率的にビレットを押し出すことができる押し棒および押出方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

誘導加熱炉からビレットを押し出す押し棒の構成が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１にはピンチローラにより送り込まれて、誘導加熱炉の内部のビレットを押し出す押し棒の構成が開示されている。

【0003】

誘導加熱炉には直径の比較的大きな大径ビレットや直径の比較的小さな小径ビレットなど、大きさの異なるビレットが供給されることがあった。ビレットに対して押し棒の直径が小さすぎる場合には、押し棒で押されるビレットの後端の縁部に磁束が集中して過剰に加熱されることがあった。過剰に加熱されたビレットはその後の加工に使用できず破棄しなければならない不具合があった。

【0004】

ビレットに対して押し棒の直径が大きすぎる場合には、ビレットを送るピンチローラがビレットから押し棒に乗り上げることができず、押し棒がピンチローラにより送り込まれない不具合があった。この場合はビレットを誘導加熱炉の内部から押し出すことができなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本国特開昭５８－１０７４１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は過剰な加熱を防止するとともに効率的にビレットを押し出すことができる押し棒および押出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するための押し棒は、誘導加熱炉の内部のビレットを搬送方向に沿って前方側に押し出す押し棒において、前記ビレットと接触する先端金具と、この先端金具の後方に連結される棒状体とを備えていて、前記先端金具が前記棒状体に対して着脱可能に構成されていて、前記先端金具は中実な円錐台形状または中実な角錐台形状に形成されていて、前記棒状体は円弧状に湾曲した上面および下面と、前記ビレットの搬送方向および上下方向に延在する板状部材で構成されて前記上面と前記下面とを連結する壁部とを有することを特徴とする。

【0008】

上記の目的を達成するための押出方法は、誘導加熱炉の内部のビレットを搬送方向に沿って前方側に押し出す押出方法において、中実な円錐台形状または中実な角錐台形状に形成された先端金具と、円弧状に湾曲した上面および下面と、前記ビレットの搬送方向および上下方向に延在する板状部材で構成されて前記上面と前記下面とを連結する壁部とを有する棒状体とが予め準備されていて、径の異なる複数の前記先端金具の中から押し出す対象である前記ビレットの径にあわせて一つの前記先端金具が選択されるとともに、前記棒状体の先端に前記先端金具が連結されて、その後、前記棒状体とともに前記先端金具が前記誘導加熱炉の内部に送られることで、前記先端金具の前端と前記ビレットの後端とが接触して、前記誘導加熱炉から前記ビレットが押し出されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ビレットの径にあわせて先端金具を交換することができる。そのためビレットに対して押し棒の径が小さすぎてビレットが過剰に加熱されたり、押し棒の径が大きすぎてビレットが押し出されない不具合を回避するには有利である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】誘導加熱炉に送られる押し棒を側面視で例示する説明図である。

【図2】図１のＡＡ矢視を例示する説明図である。

【図3】先端金具を斜視で例示する説明図である。

【図4】先端金具を斜視で例示する説明図である。

【図5】棒状体を斜視で例示する説明図である。

【図6】ビレットより押し棒の径が小さい場合の従来例を例示する説明図である。

【図7】ビレットより押し棒の径が大きい場合の従来例を例示する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、押し棒および押出方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中ではビレットの搬送方向を矢印ｘ、この搬送方向ｘを直角に横断する幅方向を矢印ｙ、上下方向を矢印ｚで示している。

【0012】

図１に例示するように押し棒１は、前方側に配置されてビレット２と直接接触する先端金具３と、この先端金具３の後方側に連結される棒状体４とを備えている。ビレット２は例えば円柱形状や角柱形状に形成されている。ビレット２はその軸方向を搬送方向ｘとして搬送される。図１では説明のためビレット２が移動する方向を白抜き矢印で示している。

【0013】

ビレット２は、例えば上下に配置される一対のピンチローラ５により、誘導加熱炉６に送り込まれる。上方のピンチローラ５は上下方向ｚに伸縮するシリンダ機構７に設置されていてもよい。ピンチローラ５は図示しない駆動モータ等の動力により回転して、ビレット２を図１の右方に搬送する。搬送方向ｘの前方側（図１右方）にピンチローラ５で押し出されるビレット２が、その更に前方のビレット２を押す。複数のビレット２が搬送方向ｘに沿って連なって誘導加熱炉6に送られる。図１では説明のため誘導加熱炉６の内部のビレット２を破線で示している。

【0014】

誘導加熱炉６による加熱作業を終了する場合、押し棒１は最後尾のビレット２を誘導加熱炉６の内部から押し出す。押し棒１を構成する先端金具３および棒状体４はピンチローラ５により搬送方向ｘの前方側に送り出される。先端金具３および棒状体４は、ビレット２の搬送方向ｘを軸方向とする略円柱形状に形成されている。先端金具３は、連結部８を介して棒状体４に連結されている。

【0015】

図２に例示するように押し棒１は、幅方向ｙに間隔をあけて配置される一対の枠状部材で構成されるスキッドレール９により下方から支持される。押し棒１およびビレット２が搬送される経路はスキッドレール９で構成されるものに限らない。押し棒１およびビレット２を搬送方向ｘに移動可能な状態で下方から支持できる構成を有していればよく、例えば上方を拡開するＵ字型の部材やコンベアで構成されてもよい。

【0016】

図３に例示するように先端金具３の前端にはビレット２と接触してビレット２を押圧する押圧面１０が形成されている。先端金具３の後端には連結部８ａが形成されていて、連結部８ａの径は棒状体４の径と同等となる状態に設定されている。先端金具３の後端に形成される連結部８ａは、棒状体４の前端に形成される連結部８ｂに連結される。

【0017】

搬送方向ｘの前方側となる押圧面１０から後方側となる連結部８ａに向かって、先端金具３にはテーパー部１１が形成されている。この先端金具３は、棒状体４よりも径の大きい押圧面１０を有している。そのためテーパー部１１の上面は前方側となる押圧面１０から後方側となる連結部８ａに向かって下り傾斜に形成されている。テーパー部１１の下面は搬送方向ｘと平行となる直線状に形成されている。

【0018】

先端金具３は中実な円錐台形状に形成されている。先端金具３は中空に形成されてもよい。またビレット２が角柱形状である場合にはこれに対応する角錐台形状に先端金具３を形成できる。本明細書において押し棒１やビレット２等の径とは、搬送方向ｘに直交する断面における押し棒１等の太さを意味する。具体的には径は、押し棒１等が略円柱形状である場合はその直径を意味していて、略角柱形状である場合は幅方向ｙおよび上下方向ｚの大きさを意味する。

【0019】

図４に例示するように押圧面１０の方が棒状体４よりも径が小さい場合は、テーパー部１１の上面は前方側となる押圧面１０から後方側となる連結部８ａに向かって上り傾斜に形成されている。この実施形態においてもテーパー部１１の下面は水平に形成されている。テーパー部１１の下面は搬送方向ｘと平行となる直線状に形成されている。

【0020】

連結部８は、棒状体４に対して先端金具３が上下方向ｚの傾動を拘束される構成とすることが望ましい。この実施形態では幅方向ｙに伸びる隙間部１２を、連結部８ａは有している。またこの隙間部１２を上下方向ｚに貫通するボルト穴１３ａが連結部８ａに形成されている。この隙間部１２は棒状体４の連結部８ｂが挿入される構成を有している。ボルト穴１３ａに挿入されるボルトは、棒状体４の連結部８ｂを貫通して固定させる。このボルトと棒状体４の上面は面一となる状態に構成されることが望ましい。磁束が集中して過加熱状態となることを避けるには有利である。

【0021】

先端金具３が幅方向ｙを中心軸として棒状体４に対して傾動することを上記連結部８は防止できる。ビレット２の後端面と先端金具３の押圧面１０との良好な接触を維持するには有利である。先端金具３が上下方向ｚに傾動して押圧面１０が上方または下方に傾くと、ビレット２との接触状態が悪化する。これによりビレット２を押し棒１が押す力が小さくなる不具合がある。またビレット２の後端面の一部に磁束が集中して過加熱状態となる不具合がある。

【0022】

先端金具３の左右方向の傾動を連結部８が拘束する構成とすることが望ましい。先端金具３が上下方向ｚを中心軸として棒状体４に対して傾動することを連結部８は防止できる。ビレット２と先端金具３との接触状態を良好に維持できる。ビレット２の搬送効率を向上するには有利である。また先端金具３の上下方向ｚを中心軸とする傾動に加えて前述の幅方向ｙを中心軸とする傾動を連結部８が阻止する構成とすることが更に望ましい。

【0023】

図５に例示するように棒状体４は、円弧状に湾曲した上面４ａおよび下面４ｂと、この上面４ａと下面４ｂとを連結する壁部４ｃとを有している。壁部４ｃは搬送方向ｘおよび上下方向ｚに延在する板状部材で構成されている。

【0024】

この実施形態では幅方向ｙおよび搬送方向ｘに延在する板状部材で連結部８ｂは構成されている。この連結部８ｂは、壁部４ｃから水平方向に立設されている。板状部材で構成される連結部８ｂには上下方向ｚに貫通するボルト穴１３ｂが形成されている。板状部材で構成される連結部８ｂは、図４に例示する隙間部１２に挿入されてボルト穴１３ａ、１３ｂを貫通するボルトで固定される。

【0025】

上下方向ｚにおける連結部８ｂの長さは、上下方向ｚにおける隙間部１２の長さと同じまたは若干小さくなる構成とすることが望ましい。幅方向ｙを中心軸とする先端金具３の傾動を阻止するには有利である。搬送方向ｘにおける連結部８ｂの長さは、搬送方向ｘにおける隙間部１２の長さと同じまたは若干小さくなる構成とすることが望ましい。上下方向ｚを中心軸とする先端金具３の傾動を阻止するには有利である。

【0026】

連結部８の構成は上記に限らない。先端金具３と棒状体４とが少なくとも分離しない状態に連結される構成であればよい。

【0027】

押し棒１を利用したビレット２の押出方法について以下に説明する。ビレット２の加熱を行う際には、複数のビレット２がピンチローラ５により連続して誘導加熱炉６に供給される。例えば終業時など誘導加熱炉６による加熱作業を終了する場合、押し棒１でビレット２を誘導加熱炉６の内部から押し出す。

【0028】

誘導加熱炉６で加熱されているビレット２の径にあわせて、予め準備されている複数の先端金具３の中から適切な大きさの先端金具３が選択される。適切な大きさの先端金具３とは、ビレット２の径とほぼ等しい径を有する先端金具３である。望ましくはビレット２の径と等しい径を有する先端金具３を選択する。ビレット２と等しい径を有する先端金具３がない場合には、ビレット２の径より大きい径を有する先端金具３を選択することが望ましい。またビレット２の径より小さくならない範囲で最も小さい径の先端金具３を選択することが望ましい。

【0029】

選択された先端金具３が、棒状体４の先端にボルト等で固定されて押し棒１が構成される。最後尾のビレット２の後方から押し棒１が誘導加熱炉６に送られる。押し棒１はピンチローラ５により誘導加熱炉６の内部に送られる。先端金具３の押圧面１０と接触して押されることで、最後尾のビレット２は誘導加熱炉６から排出される。最後尾のビレット２は適切に加熱されているため、後工程で部品等に加工される。最後尾のビレット２が排出された後に、誘導加熱炉６は加熱を停止する。またピンチローラ５の回転が停止する。押し棒１は後退させられて、元の位置に戻される。

【0030】

押し棒１を使用する際には、その都度ビレット２の経にあわせて適切な径の先端金具３が選択されて、棒状体４に付け替えられる。そのためビレット２の過剰な加熱を防止するとともに、誘導加熱炉６から効率よく最後尾のビレット２を押し出すことができる。

【0031】

先端金具３はビレット２の径以上の大きさのものが選択される。先端金具３はビレット２の径より小さいものが選択されないことが望ましい。この構成によればビレット２を通過する磁束はすべて先端金具３に移動する。

【0032】

図６に例示するように押し棒１Ｘの方がビレット２より径が小さいと、誘導加熱炉６の内部でビレット２の後ろの上端となる領域Ｐに磁束が集中してこの部分が過剰に加熱される。図６では説明のため磁束が集中する領域Ｐを破線で囲っている。先端金具３の方がビレット２より径が若干小さい場合は、ビレット２の後ろ上端がそれほど加熱されないので許容できることがある。

【0033】

先端金具３はビレット２の径よりも小さくならない範囲で最も小さい径のものが選択される。ビレット２と先端金具３との径の大きさの差を可能な限り小さくすることが望ましい。

【0034】

先端金具３が傾いて押圧面１０とビレット２とが適切に接触していない場合も、ビレット２の後端面の所定の領域に磁束が集中してこの部分が過剰に加熱されることがある。先端金具３は、ビレット２に対して適切な径を有するものであり、且つビレット２に適切に接触している状態とすることが望ましい。

【0035】

図７に例示するように押し棒１Ｘの方がビレット２より径が大きいと、ピンチローラ５がビレット２から押し棒１Ｘに乗り上げられないことがある。この場合はビレット２の搬送が停止してしまう。ピンチローラ５が押し棒１Ｘに乗り上げられたとしても、通常よりも時間がかかり、ビレット２の搬送効率が低下することがある。誘導加熱炉６においてビレット２が通過する時間が増加して、ビレット２が所定よりも高温となる状態に加熱される不具合がある。

【0036】

ビレット２と先端金具３との径の大きさの差が小さいほど、ピンチローラ５はスムーズに先端金具３に乗り上げて押し棒１を押し出すことができる。ビレット２の搬送効率がほとんど低下しない。誘導加熱炉６においてビレット２が通過する時間がほとんど増加しないので、ビレット２を適切な温度に加熱できる。

【符号の説明】

【0037】

１ 押し棒
２ ビレット
３ 先端金具
４ 棒状体
４ａ 上面
４ｂ 下面
４ｃ 壁部
５ ピンチローラ
６ 誘導加熱炉
７ シリンダ機構
８ 連結部
８ａ （先端金具側の）連結部
８ｂ （棒状体側の）連結部
９ スキッドレール
１０ 押圧面
１１ テーパー部
１２ 隙間部
１３ａ ボルト穴
１３ｂ ボルト穴
ｘ 搬送方向
ｙ 幅方向
ｚ 上下方向
Ｐ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】