JP2008279504A - 回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイスとフィードプレートとの隙間から流出されるバリが装置の構成部材を傷付けたり隙間に入り込んで装置の駆動を妨害したりすることなく、またバリ除去作業に作業者の手間を要することなく、長期に亘り安定して金属押出材の生産を行うことが出来る回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法を提供することにある。
【解決手段】回転ホイール１の外周面に設けられた溝２の一部を複数のシュー４及びフィードプレート４ａの各内周面で覆って形成した素材案内通路６と、この素材案内通路６の下流端に配設されるフィードプレート４ａの外面に当接して配置されるダイス７とを備える回転ホイール式連続押出装置１０において、前記ダイス７は、そのフィードプレート４ａと当接する面の側縁にこの当接面から流出するバリの進行方向を変えるバリ排出用突起７ａを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、所望の金属押出材を押出加工により成形する回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法に関する。

回転ホイール式連続押出装置は、銅や銅合金などの金属材料からなる金属押出材を連続的に製造する装置である。従来の回転ホイール式連続押出装置としては、例えば特許文献１，２に記載されたものが知られている。一般的に回転ホイール式連続押出装置は、回転ホイールの外周面に設けられた溝の一部を複数のシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端に配置されるフィードプレートの外面に当接し該フィードプレートの素材案内口と成形孔とを連通させた状態に配置されるダイスとを備えている。また前記素材案内通路の下流端を塞ぐよう前記溝内に突出して配設されるアバットメントと、該アバットメントの下流側に配置されるスクレーパーとを備え、その装置の要部が構成されている。

この回転ホイール式連続押出装置で金属押出材を押出加工するには、まずワイヤー状の押出用素材を前記回転ホイールの溝内に配置する。そして該回転ホイールを回転駆動すると、摩擦力によって該押出用素材は該回転ホイールと前記シュー及びフィードプレートとの間に押し込まれていく。そして該押出用素材が前記素材案内通路に充満され、該素材案内通路の下流端を塞ぐ前記アバットメントに堰き止められ押出圧力を得て摩擦・変形加熱され、可塑状となりダイスから押し出され、所望の形状を有する金属押出材に成形され送り出されるようになっている。

ところで前記回転ホイールの溝と前記フィードプレート及びアバットメントとの間にはわずかな隙間が存在しており、その隙間から前記押出用素材がバリ状に押し出される。これらの押し出されたバリは、回転ホイールの溝及び外周面に焼き付いている。このバリを放置しておくと回転ホイールの回転を妨げたり成形される金属押出材の加工不良の原因になったりする。これを防止するため前記スクレーパーが前記アバットメントの下流側に設けられており、前記回転ホイールに付着したバリを削り取るよう配設されている。

上記のような回転ホイール式連続押出装置では、前記フィードプレートとその外面に当接して配置される前記ダイスとは夫々別体として構成されている。該フィードプレートと該ダイスとが当接する面同士は、そこから可塑状となった素材がはみ出さないようダイスの外面よりフィードプレート側へ向け油圧装置等により押圧され、非常に狭い隙間の状態とされている。
特開平２−２３５５１５号公報 特開平２−２４１６１２号公報

しかしながら、前記ダイスが素材案内通路に充満された押出用素材から受ける面圧は非常に高く、また成形後の金属押出材が薄肉であればあるほどその値が高くなる傾向にある。この面圧が上記ダイス外面よりフィードプレート側へ向け押圧される圧力を超えると、該ダイスとフィードプレートとが当接する面同士の間に微少に隙間が拡がる。前記可塑状となった押出用素材は、この隙間に入り込み両部材間から連続したバリ状となって排出されるようになる。これら排出されるバリは不定形且つ薄板状に連続的に生成され装置の内部に溜まり、装置を構成する部品を傷付けたり隙間に入り込んで装置の駆動を妨害したりするため、定期的に除去する必要がある。しかし生成直後のバリは３００℃近い温度を有するため作業者の安全上問題があり、また常温で固まった状態では硬くなりその除去に大変な手間を要し、隙間に入り込んだこれらのバリを除去する作業は非常に困難であるという課題があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、前記バリが装置の構成部材を傷付けたり隙間に入り込んで装置の駆動を妨害したりすることなく、またバリ除去作業に作業者の手間を要することなく、長期に亘り安定して金属押出材の生産を行うことが出来る回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、回転ホイールの外周面に設けられた溝の一部を複数のシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端に配設されるフィードプレートの外面に当接し該フィードプレートの素材案内口と成形孔とを連通させた状態に配置されるダイスと、前記素材案内通路の下流端を塞ぐよう前記溝内に突出して配設されるアバットメントとを備える回転ホイール式連続押出装置において、前記ダイスは、そのフィードプレートと当接する面の側縁にこの当接面から流出するバリの進行方向を変えるバリ排出用突起を備えることを特徴とする。

この発明における回転ホイール式連続押出装置によれば、前記ダイスはそのフィードプレートと当接する面の側縁にバリ排出用突起を備えるため、該ダイスとフィードプレートとの当接面の隙間から流出するバリの進行方向を変え、他の機器等に影響しないようにすることが出来る。

本発明の回転ホイール式連続押出装置において、前記バリ排出用突起が、流出するバリの進行方向を前記回転ホイールに向けられていることとしてもよく、これにより前記バリを該回転ホイールに付着させて排出することが出来る。

また本発明に係る金属押出材の製造方法は、前述の回転ホイール式連続押出装置を用い、前記ダイスに設けたバリ排出用突起により、前記当接面から流出するバリの進行方向を変えることを特徴とする。

本発明に係る回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法によれば、ダイスとフィードプレートとの当接面から流出するバリが装置の構成部材を傷付けたり、隙間に入り込んで装置の駆動を妨害したりせず、またバリ除去作業に作業者の手間を要することなく、長期に亘り安定して金属押出材の生産を行うことが出来る。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置の構成を示す概略側面図である。この回転ホイール式連続押出装置１０には、回転軸線Ｃを中心とし矢印Ａ方向に回転駆動可能な回転ホイール１が設けられている。該回転ホイール１の外周面には、押出加工されるワイヤー状の押出用素材Ｗを案内するための溝２が設けられている。この押出用素材Ｗはこの溝２内に配置され、該回転ホイール１の回転駆動と、該溝２と押出用素材Ｗとの摩擦力とによってこの回転ホイール１に牽引されて送られていくように構成されている。

また矩形板状の形状を有する複数のシュー４は、該回転ホイール１の周方向の所定の長さ範囲にわたってハウジング３にて位置決め状態に保持されている。これらのシュー４は、互いに隣接状態に一列に配列され、回転ホイール１の外周面に摺接して前記溝２の外方を塞ぐ態様において配置されている。これらシュー４の前記回転ホイール１の側（以下「内面側」と省略する）は、該回転ホイール１の外周面と摺接するよう曲面状の摺接面１４に形成されている。これにより前記回転ホイール１の溝２がシュー４により外方から塞がれ、素材案内通路６の周壁が形成されるようになっている。

また前記回転ホイール１の回転方向下流端に位置するフィードプレート４ａは、その摺接面１４ａの略中央部に該回転ホイール１の溝２に対応した位置から金属押出材Ｓが成形される矢印Ｅ方向へ向かって貫通する素材案内口１３を備えている。そして前記フィードプレート４ａの前記回転ホイール１の側と反対側（以下「外面側」と省略する）は、その面が平坦に形成されてダイス配置面１２とされ、ダイス７が該ダイス配置面１２に安定良く密着して配置されるようになっている。該ダイス７は円盤状の形状を有し、また前記素材案内口１３に対応する位置から矢印Ｅ方向に貫通する成形孔１５を備えている。前記押出用素材Ｗがこの成形孔１５を通ることにより所望の形状を有する金属押出材Ｓへと成形され、矢印Ｅ方向へ送出されるよう構成されている。

また前記フィードプレート４ａの下流端に隣接して、アバットメント５が配設されている。このアバットメント５は、前記溝２内に突出して該溝２の内周面と若干の間隙を開けて配置され、且つ前記素材案内通路６の下流端開口部の溝２の内周面付近を除く中央部分で押出用素材Ｗを堰き止めるよう構成されている。そして前記アバットメント５は、前記溝２と複数のシュー４及びフィードプレート４ａの各摺接面１４，１４ａと共に、前記素材案内通路６を形成している。

上記のように、前記溝２と前記アバットメント５との間には若干の間隙が存在しており、また前記シュー４及びフィードプレート４ａと前記回転ホイール１の外周面との間にもわずかに間隙が設けられている。これらの間隙から可塑状となった前記押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが前記溝２及び前記回転ホイール１の外周面に焼き付くようになる。そしてスクレーパー１１が、これらのバリを除去するため前記アバットメント５の下流側に設けられている。このスクレーパー１１は、その鋭利な先端部分を前記溝２及び前記回転ホイール１の外周面に摺接可能に形状を成形されており、付着したバリを削り取るよう構成されている。

前記素材案内通路６の上流側に設けられるコイニングロール９は、矢印Ｂ方向に回転可能に配設され前記押出用素材Ｗを前記溝２へと強制的に押し込むよう構成されている。また前記ハウジング３は、上記シュー４及びフィードプレート４ａ、アバットメント５、ダイス７を位置決め状態に支持して配設されている。前記フィードプレート４ａの外面側に形成されるダイス配置面１２と前記ダイス７とが当接する面同士はその間に隙間のないよう両者を押し付けた状態とされ、該フィードプレート４ａが固定されている。また前記ダイス７は、前記ハウジング３に不図示のボルトで固定された直方体状のセッター１８にその下端部を支持させている。前記ダイス７の外面側に配設される複数のバックアップリング８は、該ダイス７に作用する押出力を前記ハウジング３に伝達させ支持させる態様に、前記金属押出材Ｓの押し出される矢印Ｅ方向に重ねられ配置されている。これら複数のバックアップリング８は円盤状の形状を有し、前記成形孔１５を通り矢印Ｅ方向へと送出される金属押出材Ｓを案内する通路の各案内孔８ａを夫々該成形孔１５に対応する位置に備えている。

図２は、図１におけるＸ−Ｘ線断面図を示す。図に示すように、前記ダイス７は、その円盤状の直径が内面側に当接する前記ダイス配置面１２の幅よりも大きくなるよう形成されている。そして該ダイス配置面１２の両側方に突出しているこのダイス７の両側部には、ダイス配置面１２との当接面の幅方向の両側縁に回転ホイール１に向けて突出するバリ排出用突起７ａを備えている。ここで図３として、ダイスを回転ホイール側から見た状態を示す。図に示すように、これらのバリ排出用突起７ａは、前記フィードプレート４ａの側部を上下方向に覆うように向かい合う半月状の形状を有している。そして該バリ排出用突起７ａの突起先端は前記回転ホイール１の外周面に近接され、平たく形成されている。前記バリ排出用突起７ａと前記回転ホイール１の両側部に備えられる円盤状の回転ホイール側板１７とに挟まれる夫々の空間はスペース１６となっている。

次に、以上のように構成された回転ホイール式連続押出装置による金属押出材の製造について説明する。
図１において、ワイヤー状の押出用素材Ｗは、矢印Ａ方向に回転駆動される回転ホイール１の溝２にコイニングロール９により押し付けられる。この押出用素材Ｗは、該回転ホイール１の回転駆動に伴う該押出用素材Ｗと前記溝２との間の摩擦力により牽引されて、素材案内通路６に送り込まれる。この素材案内通路６の回転方向下流端は前記アバットメント５により堰き止められており、送り込まれる押出用素材Ｗによりその通路内が高圧化されている。そして該押出用素材Ｗは摩擦・変形加熱による塑性変形を受けながらフィードプレート４ａの摺接面１４ａ略中央部に備えられる前記素材案内口１３へと圧入されていき、該素材案内口１３の外面側に備えられる前記ダイス７の前記成形孔１５を通り矢印Ｅ方向へと押し出され、金属押出材Ｓへと成形される。

前記溝２と前記アバットメント５との間、また前記シュー４及びフィードプレート４ａと前記回転ホイール１の外周面との間には若干の間隙が存在しており、その間隙から可塑状となった前記押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが前記溝２及び前記回転ホイール１の外周面に付着する。これらのバリを除去するためスクレーパー１１が前記アバットメント５の下流側に設けられており、該スクレーパー１１はその先端部分を前記溝２及び前記回転ホイール１の外周面に摺接されており、付着したバリを削り落とすようになっている。

前記ダイス７が素材案内通路６に充満される押出用素材Ｗから受ける面圧は非常に高く、この面圧が、前記ダイス配置面１２と該ダイス７との当接する面同士の間に微少な隙間を生じさせる。前記可塑状となった押出用素材Ｗは、前記素材案内口１３と前記成形孔１５との孔接続部分から押し出されこの隙間に入り込み、両部材間から不定形且つ薄板状の連続したバリ状となって排出される。

図２に示すように、前記ダイス７は、その円盤状の直径が内面側に当接する前記ダイス配置面１２の幅より大きく、またその幅方向の両端部に備える半月状の前記バリ排出用突起７ａが、前記フィードプレート４ａの側部を上下方向に覆うように且つ突起先端部を回転ホイール１の外周面に近接されて形成されている。そして上記のようにして両部材間からバリが排出されると、このバリは前記バリ排出用突起７ａにぶつかり、該バリ排出用突起７ａの突起先端が前記回転ホイール１の外周面に近接されて形成されているのに伴い向きを誘導されて、図２の矢印Ｄ方向に向かって排出されていく。

そして回転ホイール１側へ向け排出されたバリは、前記回転ホイール１の外周面に付着した別のバリと絡まったり該外周面に付着したりしながら、該回転ホイール１の回転駆動に伴って下流側へと運ばれていく。そして上述したスクレーパー１１の作用により、該回転ホイール１から削り落とされるようになっている。
ここで前記バリ排出用突起７ａの突起先端は回転ホイール１の外周面に近接されているため、排出されたバリが該突起先端と回転ホイール１の外周面との間を通り抜け前記スペース１６に侵入することを極力防止している。

以上説明したように、本実施形態における回転ホイール式連続押出装置によれば、ダイス７とフィードプレート４ａとの隙間から生じるバリを回転ホイール１側へ向け排出させ、該回転ホイール１に付着させてスクレーパー１１で除去するため、前記バリが装置の構成部材を傷付けたり、隙間に入り込んで装置の駆動を妨害したりせず、またバリ除去作業に作業者の手間を要することなく、長期に亘り安定して金属押出材Ｓの生産を行うことが出来る。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば前記バリ排出用突起７ａによるバリの排出方向は必ずしも回転ホイール１に向けて折り曲げなくてもよく、他の機器等に影響しない方向であればこの限りではない。

また前記ワイヤー状の押出用素材Ｗを粉粒金属材料とし、前記シュー４上方より素材案内通路６へと貫通して形成された供給孔からこの粉粒金属材料を該素材案内通路６へと供給する構成とした場合にも本発明を適用することが出来る。

また前記スクレーパー１１の替わりに、外周刃と回転機構を備える回転フライスを設ける構成としてもよい。この回転フライスはその回転軸線を該回転ホイール１の回転軸線Ｃと平行に、且つその外周刃を前記回転ホイール１の外周面及び前記溝２に摺接されるよう形成されて配置されることとする。そして前記回転ホイール１の外周面及び溝２に付着したバリを回転駆動される外周刃によりチップ状に削り落とすようにすれば、削り落とされた屑の処理作業を容易に行うことが出来る。

本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置の構成を示す概略側面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。 ダイスを回転ホイール側から見た状態を示す図である。

符号の説明

１ 回転ホイール
２ 溝
３ ハウジング
４ シュー
４ａ フィードプレート
５ アバットメント
６ 素材案内通路
７ ダイス
７ａ バリ排出用突起
１０ 回転ホイール式連続押出装置
１２ ダイス配置面
１３ 素材案内口
１４，１４ａ 摺接面
１５ 成形孔

Claims (3)

1. 回転ホイールの外周面に設けられた溝の一部を複数のシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端に配設されるフィードプレートの外面に当接し該フィードプレートの素材案内口と成形孔とを連通させた状態に配置されるダイスと、前記素材案内通路の下流端を塞ぐよう前記溝内に突出して配設されるアバットメントとを備える回転ホイール式連続押出装置において、
   前記ダイスは、そのフィードプレートと当接する面の側縁にこの当接面から流出するバリの進行方向を変えるバリ排出用突起を備えることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
2. 請求項１記載の回転ホイール式連続押出装置において、
   前記バリ排出用突起が、流出するバリの進行方向を前記回転ホイールに向けられていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の回転ホイール式連続押出装置を用いた金属押出材の製造方法であって、
   前記ダイスに設けたバリ排出用突起により、前記当接面から流出するバリの進行方向を変えることを特徴とする金属押出材の製造方法。

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