JP2006231356A - 押出ワークの支承装置及び支承方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アルミ合金等よりなる押出ワークについて、押出機から押し出されて前進する際の支承部分に起因した凹み等の変形を防止ないし抑制する手段を提供する。
【解決手段】 押出機Ｐから押し出されるワークの進路Ｒ２に、押出方向ａと直交する帯状をなす複数本の昇降可能な受け板１…と、押出方向ａに直交する軸心の複数本の昇降可能な受けローラ２…とを交互に配設し、変形し易いワークＷ１は受け板１…で支承し、変形しにくいワークＷ２は受けローラ２…で支承するように構成した。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えばアルミ合金製の押出型材等の押出ワークの製造において、押出機から押し出されるワークを前進させながら支える支承装置及び支承方法に関する。

一般的に、アルミ合金製の押出型材の製造では、押出機に装填したアルミ合金ビレットを誘導加熱等で加熱し、この加熱状態のアルミ合金をプッシングラムによって加圧してダイス孔より連続的に押し出す。そして、押し出される型材は、通常ではプラー（引張装置）で引っ張りながら、押出機後方に配置したローラーテーブル上を多数本の受けローラで支承しつつ前進させ、切断等の次工程へ送るようになっている（下記特許文献１参照）。

しかるに、押出直後の型材は概して３００℃以上の高温で変形や傷を生じ易い状態にあるが、前記のローラテーブル上では個々の受けローラに対して点接触になり、その接触部分に自荷重が集中するため、型材の種類よっては下面側に凹みを生じることがあり、特に１０００系のアルミ合金のように比較的硬度の低い材質であったり、下面側ローラとの接触部位の肉厚が薄い場合には上記凹みを生じ易いという問題があった。

また、同じ押出機をダイス交換によって複数種の型材の製造に適用することはごく普通であるが、ローラーテーブルは交換に多大な労力と時間を要するために型材種が変更されても継続使用され、これによって受けローラの磨耗が早く進行し、その磨耗部を通過する型材表面に変形を生じる要因になる。

しかして、このような押出直後の押出ワークの支承部分による変形の問題は、アルミ合金型材に限らず、他の金属材料や合成樹脂材料及び無機質材料からなるものを含む押出材全般に共通するものである。
特開２０００−２０２５１９号公報

この発明は、上述の事情に鑑みて、アルミ合金を始めとする種々の材質の押出ワークについて、押出機から押し出されて前進する際の支承部分に起因した凹み等の変形を防止ないし抑制する手段を提供することを目的としている。

本発明は、以下の手段を提供する。すなわち、
［１］押出機から押し出されるワークの進路に、複数個の受け板が配設されてなる押出ワークの支承装置。

［２］前記ワークが前記受け板上を摺接しつつ前進するように構成されてなる前項１記載の押出ワークの支承装置。

［３］前記受け板が押出方向と直交する帯状をなす前項１又は２に記載の押出ワークの支承装置。

［４］前記受け板の上面部がフラット形状をなす前項１〜３のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。

［５］前記受け板は所定間隔置きに配設されてなる前項１〜４のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。

［６］前記受け板がワーク進路の少なくとも前半部に配設されてなる前項１〜５のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。

［７］ワーク進路に、前記受け板と、押出方向に直交する軸心の複数本の受けローラとが配設されると共に、これら受け板と受けローラとの少なくとも一方が昇降可能に構成されてなる前項１〜６のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。

［８］ワーク進路に前記受け板と受けローラとが交互に配設されてなる前項７記載の押出ワークの支承装置。

［９］前記受けローラが一定間隔置きに配設された既設のワーク進路において、その受けローラ間に前記受け板が設けられてなる前項７又は８に記載の押出ワークの支承装置。

［１０］各受け板の上面部が低摩擦層を含む前項１〜９のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。

［１１］前記低摩擦層がワーク材質よりも硬度が低い材料を含む前項１０記載の押出ワークの支承装置。

［１２］前記低摩擦層が繊維材料を含む前項１０又は１１に記載の押出ワークの支承装置。

［１３］前記繊維材料が耐熱フェルト又は耐熱不織布を含む前項１２記載の押出ワークの支承装置。

［１４］前記低摩擦層が水を含むカーボン層を含む前項１０記載の押出ワークの支承装置。

［１５］前項１〜１４のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置を備えた押出装置。

［１６］押出機から押し出されるワークを、複数個の受け板に摺接しつつ前進させることを特徴とする押出ワークの支承方法。

［１７］ワークが軽金属からなる前項１６記載の押出ワークの支承方法。

［１８］ワークが１０００系のアルミ合金からなる前項１７記載の押出ワークの支承方法。

［１９］ワークは支承部と接触する下面側の少なくとも一部が肉厚３ｍｍ以下である前項１７又は１８に記載の押出ワークの支承方法。

［２０］前記受け板の配置間隔を１ｍ以下とする前項１６〜１９のいずれか１項に記載の押出ワークの支承方法。

［２１］押出機から押し出されるワークを、複数個の受け板上に摺接しつつ前進させることを特徴とする押出加工方法。

［２２］前項２１に記載の押出加工方法によって製造された押出加工品。

上記発明［１］に係る押出ワークの支承装置によれば、押出機から押し出されるワークは、ワーク進路に配設された複数個の受け板に支承されるが、各受け板に対して線接触または面接触になるため、自荷重が接触面全体に分散して支承されることになり、集中荷重による下面側の凹みが防止され、寸法精度のよい高品質の押出材が得られる。

上記発明［２］によれば、ワークが受け板に摺接しつつ前進するため、ワークの自荷重が接触面全体に分散して支承されることになり、集中荷重による下面側の凹みが防止され、寸法精度のよい高品質の押出材が得られる。

上記発明［３］によれば、受け板が押出方向と直交する帯状をなすため、ワークを受け板によって確実に支承できる。

上記発明［４］によれば、受け板の上面部がフラット形状をなすため、ワークを受け板によって確実に支承できる。

上記発明［５］によれば、受け板は所定間隔置きに配設されてなるため、ワークを受け板によって確実に支承できる。

上記発明［６］によれば、受け板をワーク進路の少なくとも前半部に配設するため、押し出されるワークは押出機に近い位置ほど高温で硬度が低く変形し易いが、かかるワークの凹み変形を効果的に抑制できる。

上記発明［７］によれば、ワーク進路に受け板と受けローラが配設され、その少なくとも一方が昇降可能であるから、形状及び材質的に変形し易いワークを受け板で支承し、逆に変形しにくいワークを受けローラで支承するように両者を適正に使い分けることができ、この使い分けによって両者の各々の耐久寿命が長くなり、それだけ装置保全に要するコストが低減される。

上記発明［８］によれば、ワーク進路に受け板と受けローラとを交互に配設したため、受け板と受けローラの併用構成では両者の設置比率と配置構成を種々設定できる中でも、各々の支承形態で支承部間の距離を短くでき、それだけ荷重が分散されて凹み変形防止効果が大きくなる。

上記発明［９］によれば、受けローラが一定間隔置きに配設された既設のワーク進路に、その受けローラ間に受け板を設けるようにしたため、既存設備を廃棄せずに利用できるから、設備コストが著しく低減される。

上記発明［１０］によれば、上記の押出ワークの支承装置における各受け板の上面部が低摩擦層を含むため、該受け板とワークとの摺接抵抗が小さくなり、これら受け板上を該ワークが滑らかに進行すると共に、摺接によるワーク下面の擦傷が防止される。

上記発明［１１］によれば、低摩擦層がワーク材質よりも硬度が低い材料を含むため、受け板との摺接によるワーク下面の擦傷をより確実に防止することができる。

上記発明［１２］によれば、低摩擦層が繊維材料を含むため、良好な滑り性及び擦傷防止作用が得られる。

上記発明［１３］によれば、該繊維材料が耐熱フェルト又は耐熱不織布を含むため、熱劣化しにくくなることに加え、厚い低摩擦層を形成でき、該低摩擦層の耐久性が向上する。

上記発明［１４］によれば、前記低摩擦層が水を含むカーボン層を含むため、より優れた滑り性が得られ、且つ水によってカーボン層の焼損が防止されると共にワークの冷却も促進される。

上記発明［１５］に係る押出装置によれば、寸法精度のよい高品質の押出材が得られる。

上記発明［１６］に係る押出ワークの支承方法によれば、押出機から押し出されるワークを、複数個の受け板上に摺接しつつ前進させるから、自荷重が各受け板の接触面全体に分散して支承され、集中荷重による下面側の凹みが防止され、寸法精度のよい高品質の押出材が得られる。

上記発明［１７］によれば、ワークが軽金属からなるため、材質的に凹みを生じやすいが、凹み変形を確実に防止できる。

上記発明［１８］によれば、ワークが１０００系のアルミ合金からなるため、材質的に凹みを生じ易いが、凹み変形を確実に防止できる。

上記発明［１９］によれば、ワークは支承部と接触する下面側の少なくとも一部が肉厚３ｍｍ以下であるため、形態的に凹みを生じ易いが、凹み変形を確実に防止できる。

上記発明［２０］によれば、受け板の配置間隔を１ｍ以下とするため、受け板間の撓みによる変形も防止される。

上記発明［２１］に係る押出加工方法によれば、寸法精度のよい高品質の押出材が得られる。

上記発明［２２］にかかる押出加工品によれば、高い寸法精度と品質が得られるため、種々の用途に好適に適用することができる。

以下、この発明の一実施形態に係る押出ワークの支承装置と支承方法について、図面を参照して具体的に説明する。

図１はアルミ合金の如き軽金属製押出型材を製造するための押出機Ｐから切断機Ｃに至る押出材移送部の平面図である。この図１に示すように、押出機Ｐからの押出方向ａに沿うワーク進路Ｒ１には、押出ワークの支承装置１０として、下流側の長いランナウトテーブルＴ１と上流側の短いイニシャルテーブルＴ２とが直列に設置され、また切断機Ｃに至る切断用送材路Ｒ２がワーク進路Ｒ１と平行に配設されると共に、ワーク進路Ｒ１と切断用送材路Ｒ２の間にクーリングテーブルＴ３が構成され、該クーリングテーブルＴ３の両側には引張矯正機Ｄが設置されている。

そして、ランナウトテーブルＴ１には、押出方向ａに直交する帯状をなし、上面部がフラット形状をなす多数本の受け板１…と、押出方向ａに直交する軸心周りに遊転する多数本の受けローラ２…とが１本ずつ交互に配置すると共に、両ローラ１，２の対の２対置きにクーリングテーブルＴ３の移載バー３が突入配置している。また、イニシャルテーブルＴ２には、押出方向ａに直交する軸心周りに遊転する複数本の受けローラ４…が密に配置している。

一方、切断用送材路Ｒ２には、その送材方向に直交する軸心周りに遊転する多数本の受けローラ５…が配置すると共に、該受けローラ５の２本置きにクーリングテーブルＴ３の移載バー３が突入配置している。そして、クーリングテーブルＴ３は、ワーク進路Ｒ１及び切断用送材路Ｒ２に突入した両側２本と中央側２本とで４本１列になった移載バー３…の多数列より構成されている。

しかして、図２（Ａ）（Ｂ）の拡大側面図に示すように、ランナウトテーブルＴ１の各受け板１は油圧シリンダＳ１により、各受けローラ２は油圧シリンダＳ２により、クーリングテーブルＴ３の移載バー３は油圧シリンダＳ３により、それぞれ昇降可能になっている。また、各受け板１の上面部には、低摩擦層６が形成されている。

なお、切断用送材路Ｒ２の各受けローラ５も、ランナウトテーブルＴ１の受けローラ１と同様に油圧シリンダ（図示省略）にて昇降可能になっている。

上記構成において、押出機Ｐから押し出される高温状態のワークは、まず支承装置１０のイニシャルテーブルＴ２の受けローラ４…に支承されてを前進し、続いてランナウトテーブルＴ１上を前進するが、該ランナウトテーブルＴ１ではワークの種類に応じて予め受け板１…と受けローラ２…の一方を支承位置に設定しておく。

すなわち、図２（Ａ）に示すように、押出対象が形態及び材質的に変形を生じ易いワークＷ１である場合、受け板１…を上昇した支承位置にすると共に、受けローラ４…を下降した退避位置にする。また、図２（Ｂ）に示すように、押出対象が変形を生じにくいワークＷ２である場合、逆に、受け板１…を下降した退避位置にすると共に、受けローラ２…を上昇した支承位置にする。なお、移載バー３…は、ワークＷ１，Ｗ２のいずれの場合でも、その前進が完了するまで下降した退避位置とする。

ここで、変形を生じ易いワークＷ１としては、材質的には例えばＡｌ、Ｃｕ、Ｍｇやこれらの合金等の軽金属や、特に１０００系のアルミ合金が挙げられる。形態的には支承部と接触する下面側の少なくとも一部が肉厚３ｍｍ以下と薄いものが挙げられる。なおこの肉厚は鉛直方向、水平方向または斜め方向のいずれかから見た場合も含む。一方、変形を生じにくいワークＷ２としては、丸棒材や厚肉材が挙げられる。

しかして、変形を生じ易いワークＷ１は、ランナウトテーブルＴ１において受け板１…で支承することにより、各受け板１に対して線接触または面接触になり、自荷重が接触面全体に分散して支承されるから、受けローラ２…で支承した場合のような集中荷重による下面側の凹みが防止される。また、各受け板１の上面部には低摩擦層６が形成されているから、該受け板１とワークＷ１との摺接抵抗が小さくなり、もって該ワークＷ２が滑らかに進行すると共に、該ワークＷ１の下面の摺接による擦傷が防止される。

なお、ワーク材質がアルミ合金等の金属である場合、一般的に押出始端をプラー（引張装置）で引っ張りながら押し出すため、前進するワーク先端が各受け板１に引っ掛かる懸念はない。

ワークＷ１，Ｗ２は、該押出機Ｐに装填された原料ビレットの体積分だけ連続的に押し出され、該原料ビレットが尽きて押し出しが終了し、全量（全長）がランナウトテーブルＴ１上に載り切ったのち、該テーブルＴ１に突入した移載バー３…を上昇させて支承位置にすると共に、支承位置にあった受け板１…又は受けローラ２…を退避位置へ下降させることにより、クーリングテーブルＴ３へ移載し、要すれば両側から引張矯正機Ｄにて引っ張って歪みを矯正し、所要時間放置して冷却させた上で切断用送材路Ｒ２の受けローラ５…上へ移され、切断機Ｃによって所定長さに切断される。なお、クーリングテーブルＴ３の移載バー３…には、載置したワークＷ１，Ｗ２を側方移動させるための駆動ローラやガイドローラが付設されている。

受け板１の低摩擦層６は、繊維材やカーボンのようにワーク材質よりも硬度が低く滑り性のよい材料により、５〜３０ｍｍ程度の厚さに形成される。しかして、繊維材のうち、特に耐熱フェルト又は耐熱不織布は、熱劣化しにくいことに加え、厚地のものが容易に得られ、該低摩擦層６の耐久性を向上できるという利点がある。また、カーボンを用いた低摩擦層６としては、水の噴霧等でカーボン層に水を浸潤させることにより、より優れた滑り性が得られ、且つ水によってカーボン層の焼損が防止されると共にワークの冷却も促進されるという利点がある。

この発明に係る押出ワークの支承装置は、上記実施形態の支承装置１０におけるランナウトテーブルＴ１のように受け板１…と受けローラ２…とを併用したものに限らず、複数本の受け板１…のみを配設したものを含めて、ワーク進路Ｒ１の少なくとも前半部に受け板１…が配設されておればよい。ワーク進路Ｒ１の前半部とは、具体的にはたとえば押出機Ｐから１０ｍまでの領域である。これは、押出機Ｐに近い位置ほどワーク温度が高く、それだけ集中荷重による凹み変形を生じ易いことによる。従って、受け板１…と受けローラ２…との併用でも、両者の昇降による使い分けではなく、ワーク進路Ｒ１の前半部では受け板１…で支承し、放熱冷却による温度低下で硬度が増す後半部では受けローラ２…で支承する構成としてもよい。

だだし、変形を生じにくいワークＷ２は概して重量の大きいものが多く、受け板１…では支承した場合の摺接磨耗が激しくなって耐久性が低下するから、昇降機構を含む受けローラ２…との併用でワーク種に応じて使い分けることが推奨される。この使い分け型での受け板１…と受けローラ２…との比率と配置構成は種々設定できるが、前記実施形態のように両者１，２を交互に配設すれば、各々の支承形態で支承部間の距離を短くできるから、それだけ荷重が分散されて凹み変形防止効果が大きくなる。

また、受け板１同士の配設間隔は、受けローラ２…との併用であるか否かに関わらず、ワークの支承部間での撓みによる変形を防止する上で１ｍ以下とすることが望ましい。

なお、前記実施形態の支承装置１０ではワーク進路Ｒ１の上流側に短いイニシャルテーブルＴ２を配置しているが、これを省略してランナウトテーブルＴ１のみとしたり、受け板１…及び受けローラ２…をテーブルとして一体化せずに独立に設けるようにしてもよい。また、前記実施形態では受け板１と受けローラ２を共に昇降可能としているが、変形し易いワークＷ１と変形しにくいワークＷ２とで押出高さ（ダイス孔下端位置）が変わる場合や、支承テーブル全体が高さ調整できる場合は、いずれか一方のみを昇降可能とした構成でも両者の使い分けが可能となる。

更に、受け板１…と受けローラ２…とを併用した支承装置１０は、ローラーテーブルの如き受けローラ２…のみが一定間隔置きに配設された既設のワーク進路に、その受けローラ２，２間に受け板１を設けるようにしてもよい。この場合、既存設備を廃棄せずに利用できるから、この発明の採用に要する設備コストが著しく低減される。

この発明に係る押出ワークの支承装置及び支承方法は、例示したアルミ合金製の押出型材の製造に限らず、他の軽合金を含む金属材料からなる押出材の製造は無論のこと、合成樹脂や粘土質無機組成物からなるものなど、押出材全般の製造に適用できる。

また受け板１…は、上面部がフラット形状であるものに限定されず、たとえば押出方向に凹んだ半円筒形状等であってもよい。

その他、この発明は、適用する押出機Ｐの押出機構、支承装置１０以降のワーク搬送方式と加工工程等に制約はなく、また受け板１…及び受けローラ２…の昇降機構等の細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

この発明の一実施形態に係る押出ワークの支承装置を含む押出材移送部の平面図である。 同支承装置の一部を拡大して示し、（Ａ）図は変形し易いワークの支承状態を示す側面図、（Ｂ）図は変形しにくいワークの支承状態を示す側面図である。

符号の説明

１ 受け板
２ 受けローラ
３ 移載バー
４ 受けローラ
６ 低摩擦層
１０ 支承装置
ａ 押出方向
Ｐ 押出機
Ｒ１ ワーク進路
Ｓ１〜Ｓ３ 油圧シリンダ
Ｔ１ ランナウトテーブル（支承装置）
Ｔ２ イニシャルテーブル（支承装置）
Ｗ１ 変形し易いワーク
Ｗ２ 変形しにくいワーク

Claims (22)

1. 押出機から押し出されるワークの進路に、複数個の受け板が配設されてなる押出ワークの支承装置。
2. 前記ワークが前記受け板上を摺接しつつ前進するように構成されてなる請求項１記載の押出ワークの支承装置。
3. 前記受け板が押出方向と直交する帯状をなす請求項１又は２に記載の押出ワークの支承装置。
4. 前記受け板の上面部がフラット形状をなす請求項１〜３のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。
5. 前記受け板は所定間隔置きに配設されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。
6. 前記受け板がワーク進路の少なくとも前半部に配設されてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。
7. ワーク進路に、前記受け板と、押出方向に直交する軸心の複数本の受けローラとが配設されると共に、これら受け板と受けローラとの少なくとも一方が昇降可能に構成されてなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。
8. ワーク進路に前記受け板と受けローラとが交互に配設されてなる請求項７記載の押出ワークの支承装置。
9. 前記受けローラが一定間隔置きに配設された既設のワーク進路において、その受けローラ間に前記受け板が設けられてなる請求項７又は８に記載の押出ワークの支承装置。
10. 各受け板の上面部が低摩擦層を含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置。
11. 前記低摩擦層がワーク材質よりも硬度が低い材料を含む請求項１０記載の押出ワークの支承装置。
12. 前記低摩擦層が繊維材料を含む請求項１０又は１１に記載の押出ワークの支承装置。
13. 前記繊維材料が耐熱フェルト又は耐熱不織布を含む請求項１２記載の押出ワークの支承装置。
14. 前記低摩擦層が水を含むカーボン層を含む請求項１０記載の押出ワークの支承装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の押出ワークの支承装置を備えた押出装置。
16. 押出機から押し出されるワークを、複数個の受け板に摺接しつつ前進させることを特徴とする押出ワークの支承方法。
17. ワークが軽金属からなる請求項１６記載の押出ワークの支承方法。
18. ワークが１０００系のアルミ合金からなる請求項１７記載の押出ワークの支承方法。
19. ワークは支承部と接触する下面側の少なくとも一部が肉厚３ｍｍ以下である請求項１７又は１８に記載の押出ワークの支承方法。
20. 前記受け板の配置間隔を１ｍ以下とする請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の押出ワークの支承方法。
21. 押出機から押し出されるワークを、複数個の受け板上に摺接しつつ前進させることを特徴とする押出加工方法。
22. 請求項２１に記載の押出加工方法によって製造された押出加工品。
    
    

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