JP2010131619A - 押出材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】押出材の捨て代部の長さをできる限り短くし、これにより押出材から取得可能な製品の歩留まりを向上させることができる押出材の製造方法を提供する。
【解決手段】押出機10から押し出されてくる押出材31を押出機10から押し出しながらプラー１のチャック部３でチャックして押出材31を押出方向Ｅにプラー１により牽引する。これにより押出材31を製造する。
【選択図】図２

Description

本発明は、押出材の製造方法及び押出設備に関する。

図５〜７に示すように、押出材１３１を製造する従来の押出設備１４０は、一般的に、押出機１１０、押出機１１０から押し出されてくる押出材１３１を押出方向に牽引するプラー１０１等を備えている。プラー１０１は、押出材１３１を例えば後面設備１２０の搬送テーブル１２１（例：イニシャルテーブル１２１ａ及びランナウトテーブル１２１ｂ）上へと牽引するものである。搬送テーブル１２１上に牽引された押出材１３１は、その後、押出材１３１を強制冷却するクーリングテーブル（図示せず）、押出材１３１を矯正する矯正テーブル（図示せず）、押出材１３１を所定長さに切断する切断テーブル（図示せず）へと順次移送される（例えば特許文献１参照）。

プラー１０１は、押出材１３１の先端部をチャックするチャック部１０３を有している（例えば特許文献２参照）。

押出機１１０は、図５に示すように、押出材１３１の素材としてのビレット１３０をステム１１２で押圧することにより、ビレット１３０を押出ダイス１１３の成形孔１１４内を通過させ、これにより所定の断面形状の押出材１３１を製造するものである。なお、１１１は、ビレット１３０を装填したコンテナである。

この押出機１１０から押し出されてくる押出材１３１は、図６及び７に示すように、プラー１０１により後面設備１２０の搬送テーブル１２１上へと押出方向に牽引される。そして、押出材１３１はイニシャルシャー等の切断装置１１７（その切断刃１１７ａ）により押出機１１０のエンドプラテン１１５の出口部１１５ａの下流側近傍で切断される。
特開平５−７９２９号公報 特開平７−８０５４１号公報

而して、従来の押出材の製造方法では、図５及び６に示すように、押出機１１０から押し出されてきた押出材１３１をプラー１０１により牽引する際に、押出材１３１をプラー１０１のチャック部１０３でチャックする必要がある。押出材１３１をプラー１０１のチャック部１０３でチャックする従来の方法は、次のとおりである。

図５に示すように、押出機１１０から押し出されてくる押出材１３１が押出機１１０のエンドプラテン１１５の出口部１１５ａよりも少し下流側に突出した状態になったとき、押出機１１０による押出加工を停止する。すると、押出材１３１における押出ダイス１１３の成形孔１１４の位置にストップマーク部１３５が生じる。

次いで、図６に示すように、押出機１１０による押出加工を停止した状態のままで、押出材１３１の先端部をプラー１０１のチャック部１０３でチャックする。次いでこの状態で、押出機１１０による押出加工を再開すると同時に押出材１３１をプラー１０１により押出方向に牽引する。

上記の従来の方法では、押出材１３１をプラ１０１ーのチャック部１０３でチャックする際に、押出機１１０による押出加工を停止しているため、上述したように押出材１３１にはストップマーク部１３５が生じている。このトップマーク部１３５は、押出材１３１の表面品質が悪い等の理由により、製品として使用することができない。そのため、ストップマーク部１３５を押出材１３１から除去する必要があり、一般的には、押出材１３１の先端からストップマーク部１３５までの領域部分を捨て代部１３６として押出材１３１から除去していた。その結果、押出材１３１から取得可能な製品の歩留まりが低下していた。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、押出材の捨て代部の長さを短くすることにより、押出材から取得可能な製品の歩留まりを向上させることができる押出材の製造方法及び該方法に好適に用いられる押出設備を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 押出機から押し出されてくる押出材を押出機から押し出しながらプラーのチャック部でチャックして押出材を押出方向にプラーにより牽引することを特徴とする押出材の製造方法。

［２］ プラーのチャック部を押出材と同調して押出方向に移動させながら押出材をプラーのチャック部でチャックする前項１記載の押出材の製造方法。

［３］ 押出材をプラーのチャック部でチャックする際に、押出材の押出速度を、押出材をプラーにより牽引するときの押出材の押出速度よりも遅くする前項１又は２記載の押出材の製造方法。

［４］ 押出材は、押出機に設けられたエンドプラテンの内側を移動してエンドプラテンの出口部から排出され、
エンドプラテンの内側に配置された案内部材により、エンドプラテンの内側を移動している押出材をエンドプラテンの出口部へ案内する前項１〜３のいずれかに記載の押出材の製造方法。

［５］ 案内部材はカーボン製である前項４記載の押出材の製造方法。

［６］ 押出機には押出ダイスとしてソリッドダイスが設けられている前項１〜５のいずれかに記載の押出材の製造方法。

［７］ 押出機と、
押出機から押し出されてくる押出材をチャックするチャック部を有するとともに、押出材をチャック部でチャックした状態で押出材を押出方向に牽引するプラーと、を備え、
プラーのチャック部は、押出機から押出方向に移動している押出材をチャックするものであることを特徴とする押出設備。

［８］ プラーのチャック部は、押出材を押出材と同調して押出方向に移動しながらチャックするものである前項７記載の押出設備。

［９］ 押出機に設けられたエンドプラテンは、その内側を移動する押出材が排出される出口部を有しており、
エンドプラテンの内側に、押出材を出口部へ案内する案内部材が配置されている前項７又は８記載の押出設備。

本発明は以下の効果を奏する。

［１］の発明では、押出機から押し出されてくる押出材を押出機から押し出しながらプラーのチャック部でチャックすることにより、押出材をプラーのチャック部でチャックする際に押出材にストップマーク部が生じるのを防止することができる。これにより、押出材の捨て代部の長さを短くすることができ、もって押出材から取得可能な製品の歩留まりを向上させることができる。

［２］の発明では、プラーのチャック部を押出材と同調して押出方向に移動させながら押出材をプラーのチャックでチャックすることにより、押出材をプラーのチャック部で確実に且つ容易にチャックすることができる。

［３］の発明では、押出材をプラーのチャック部でチャックする際に、押出材の押出速度を遅くすることにより、押出材をプラーのチャック部で更に容易にチャックすることができる。

［４］の発明では、エンドプラテンの内側に配置された案内部材により、エンドプラテンの内側を移動している押出材をエンドプラテンの出口部へ案内することによって、エンドプラテンの出口部から排出される押出材の排出方向を安定させることができる。これにより、押出材をプラーのチャック部で更に容易に行うことができるし、その上、プラーのチャック部による押出材のチャック状態を安定させることができ、もって押出材を押出方向に確実に牽引することができる。

［５］の発明では、案内部材がカーボン製であることにより、高温状態の押出材を確実に案内することができる。

［６］の発明では、押出機には押出ダイスとしてソリッドダイスが設けられているので、押出材としてソリッド形状（solid shape）の押出材を製造することができる。

さらに、押出ダイスとしてソリッドダイスを用いることにより、次のような有利な点がある。すなわち、もし押出ダイスとしてソリッドダイスではなくホローダイスやプレート付ダイスを用いる場合には、押出機の押出ダイスの内部に残存した先行ビレットに後続ビレットを押し継ぐことにより押継ぎ影響部が押出材に少なからず発生してしまう。そのため、たとえ押出材に生じるストップマーク部を防止したとしても、押出材から押継ぎ影響部を捨て代部として除去する必要がある。これに対して、押出ダイスとしてソリッドダイスを用いる場合には、押出材に生じるストップマーク部を防止できることはもとより、更に、押出材に生じる押継ぎ影響部を大幅に短くしたり更にはなくしたりすることができ、これにより、押出材の捨て代部を大幅に短くすることができる。したがって、本発明に係る押出材の製造方法は、押出ダイスとしてソリッドダイズを用いて押出材を製造する場合に特に適している。

［７］〜［９］の発明では、本発明に係る押出材の製造方法に好適に用いられる押出設備を提供することができる。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

なお本実施形態では、押出機により押出材が押し出されていく方向を「下流側」又は「前方向」、その反対方向を「上流側」又は「後方向」という。

図１〜４は、本発明の一実施形態に係る押出設備を用いて押出材を製造する方法を説明する図である。

本実施形態の押出設備４０は、図１に示すように、押出機１０、プラー１、後面設備２０等を備えている。

押出機１０は、コンテナ１１、押出ダイス１３、エンドプラテン１５等を備えている。コンテナ１１内には押出材３１の素材としてのビレット３０が装填される。押出ダイス１３はコンテナ１１の下流側に配置されている。エンドプラテン１５は押出ダイス１３の下流側に配置されている。

この押出機１０は、コンテナ１１内に装填された高温状態のビレット３０をステム１２で押出方向Ｅに加圧することにより、ビレット３０を押出ダイス１３の成形孔１４内を通過させ、これにより所定の断面形状の押出材３１を製造するものである。押出材３１の材質は金属であり、例えばアルミニウム（その合金を含む）である。なお、これらの図では、ビレット３０及び押出材３１は、他の部材と区別するため、共にドットハッチングで示されている。

押出ダイス１３としては、ポートホールダイス等のホローダイスではなく、ソリッドダイスが用いられている。このソリッドダイスで形成されるソリッド形状の押出材３１としては、断面円形状や断面コ字状等の様々な断面形状を呈する押出材（例：中実な押出材）が挙示される。また、この押出材３１からは、製品として、自動車や自転車等のブレーキ部品材、二輪車（例：オートバイ、自転車）用リム材、リリーフバルブ材、膨張弁材、バルブスプール材、ボルト材、ナット材などが複数個取得される。

エンドプラテン１５は、その内側を移動する押出材３１が排出される排出口からなる出口部１５ａを有している。この出口部１５ａは、エンドプラテン１５の下流側の端部の中央部に設けられている。さらに、エンドプラテン１５の内側には、押出材３１がエンドプラテン１５の内側をエンドプラテン１５の出口部１５ａに向かって移動する際に押出材３１を出口部１５ａへ摺動案内する案内部材１６が、出口部１５ａを包囲する状態に配置されている。この案内部材１６はカーボン（黒鉛を含む）製であることが望ましい。

後面設備２０は、押出機１０から押し出されてくる押出材３１を押出方向Ｅに搬送する搬送テーブル２１を備えている。搬送テーブル２１は、押出機１０（詳述すると押出機１０のエンドプラテン１５）の下流側に押出材３１の押出方向Ｅに延びて配置されており、押出材３１の押出方向Ｅに並んだ複数個の搬送ローラにより構成されている。各搬送ローラは、回転駆動されるものか又は回転自在なものである。さらに、搬送テーブル２１は、押出材３１の押出方向Ｅに順次並んで配置されたイニシャルテーブル２１ａ及びランナウトテーブル２１ｂを有している。

さらに、この後面設備２０には、搬送テーブル２１のランナウトテーブル２１ｂに並列して、押出材３１を強制冷却するクーリングテーブル（図示せず）、押出材３１を真直に矯正する矯正テーブル（図示せず）、押出材３１を所定長さに切断する切断テーブル（図示せず）が順に配置されている。

プラー１は、押出機１０から押し出されてくる押出材３１を後面設備２０の搬送テーブル２１上へと押出方向Ｅに牽引するものである。このプラー１は、押出機１０から押し出されてくる押出材３１をチャックするチャック部３を有しており、チャック部３で押出材３１をチャックした状態で押出材３１を押出方向Ｅに牽引するものである。

プラー１のチャック部３は、押出材３１の押出方向Ｅ（即ち押出材３１の牽引方向Ｋ）に延びて配置された牽引ロッド２の先端部に設けられている。このチャック部３は、押出材３１の先端部下面を受けるジョー４と、該ジョー４に受けられた押出材３１の先端部をジョー４との協働によりチャックするチャック爪５と、を備えている。

ジョー４は牽引ロッド２の先端部に固定状態に取り付けられている。チャック爪５は、その尖鋭な先端部をジョー４に受けられた押出材３１の先端部の周面に食い込ませることにより、ジョー４とチャック爪５との間で押出材３１の先端部をチャックするとともに、押出材３１の先端部に対して抜け止めを図るものである。このチャック爪５は、牽引ロッド２の先端部に、押出材３１の先端部をチャックする位置とそのチャックを解除する位置との間を揺動自在に軸着されている。牽引ロッド２には、チャック部３でチャックした押出材３１を押出方向Ｅに牽引するための駆動力を牽引ロッド２に付与する駆動源（図示せず）が接続されている。

さらに、チャック爪５には、押出材３１の先端部をチャックする位置にチャック爪５を駆動させるチャック爪駆動装置６が接続されている。このチャック爪駆動装置６は、チャック爪５の基端部に突設された突出部５ａの先端部に軸着された操作杆７を有している。操作杆７は牽引ロッド２と平行に配置されている。そして、チャック爪駆動装置６は、操作杆７を前後方向に移動させることにより、チャック爪５を、その突出部５ａを介して、押出材３１の先端部をチャックする位置とそのチャックを解除する位置とに駆動させるものとなされている（図３参照）。

さらに、プラー１には、プラー１の動作を制御するプラー制御装置８が接続されている。このプラー制御装置８は、例えば、押出機１０から押し出されてきた押出材３１の先端部の位置を測定する位置測定部（図示せず）を有している。そして、このプラー制御装置８は、位置測定部による測定値に基づいて、プラー１のチャック部３を押出材３１と同調して押出方向Ｅに移動させる動作と、チャック爪駆動装置６を駆動させて押出材３１の先端部をチャック部３でチャックする動作とを行うものとなされている。このプラー制御装置８によって、プラー１のチャック部３は、押出機１０から押出方向Ｅに所定の押出速度で移動している押出材３１（即ち、押出機１０から押出方向Ｅに所定の押出速度で移動している状態の押出材３１）をチャックしうるものとなされている。

次に、本実施形態の押出設備４０を用いて押出材３１を製造する方法を以下に説明する。

まず、図１に示すように、プラー１のチャック部３を押出機１０のエンドプラテン１５の出口部１５ａの下流側近傍に予め待機させておく。

次いで、押出機１０のコンテナ１１内に装填された高温状態のビレット３０をステム１２により所定の速度で押出方向Ｅに加圧し、これによりビレット３０を押出ダイス１３の成形孔１４内を通過させて押出加工する。そして、押出材３１をエンドプラテン１５の内側を移動させてエンドプラテン１５の出口部１５ａから排出させる。エンドプラテン１５の内側を移動するときの押出材３１の温度は、例えば４００〜５５０℃である。また、エンドプラテン１５の内側を押出材３１が移動する際に、押出材３１がエンドプラテン１５の出口部１５ａに向かうように案内部材１６によって摺動案内される。

エンドプラテン１５の出口部１５ａから排出された押出材３１の先端部の位置は、プラー制御装置８の位置測定部により測定される。

そして、押出機１０から押し出されてきた押出材３１の先端部、詳述すると押出機１０のエンドプラテン１５の出口部１５ａから排出されてきた押出材３１の先端部が、所定の位置まで到達したとき、具体的に例示するとプラー１のチャック部３によるチャック位置まで到達したとき、図２に示すように、プラー１のチャック部３を押出材３１と同調して押出方向Ｅに移動させ、具体的に例示するとプラー１のチャック部３を押出材３１の押出速度と等しい速度で押出方向Ｅに移動させる。なお図２及び３において、矢印Ｋは、プラー１の移動方向、即ちプラー１による押出材３１の牽引方向を示している。

このように、押出材３１を押出機１０から押し出しながら且つプラー１のチャック部３を押出材３１と同調して押出方向Ｅに移動させながら、図３に示すように、チャック爪駆動装置６を作動させることにより、チャック爪５を、押出材３１をチャックする位置に駆動させて、押出材３１の先端部をプラー１のチャック部３でチャックする。これと同時に、プラー１を押出材３１の押出方向Ｅすなわち牽引方向Ｋに移動させることにより、押出材３１の先端部をプラー１のチャック部３でチャックした状態で押出材３１をプラー１により押出方向Ｅに牽引する。

なお、押出材３１をプラー１により牽引するときは、押出材３１に作用するテンションが一定になるようにプラー１による押出材３１の牽引速度をプラー制御装置８により制御する。

牽引された押出材３１は、後面設備２０の搬送テーブル２１のイニシャルテーブル２１ａ及びランナウトテーブル２１ｂ上を順次、押出方向Ｅに走行される。

そして、図４に示すように、押出機１０から押し出された押出材３１の長さが所定の長さになったとき、押出材３１を押出機１０のエンドプラテン１５の出口部１５ａの下流側近傍でイニシャルシャー等の切断装置１７で切断する。なお、１７ａは切断装置１７の切断刃である。

次いで、この押出材３１は、ランナウトテーブル２１ｂ上からクーリングテーブル、矯正テーブル及び切断テーブル上へと順次移送され、これにより押出材３１に対して強制冷却、矯正、切断が順次行われる。

以上のような押出材３１の製造工程において、押出材３１をプラー１のチャック部３でチャックする際には、押出材３１の押出速度を遅く設定するのが望ましい。特に、押出材３１の押出速度がプラー１により押出材３１を牽引するときの押出材３１の押出速度に対して１０〜９０％の範囲になるように、押出材３１の押出速度を遅く設定するのが良い。本実施形態では、押出材３１の先端が押出機１０の押出ダイス１３の成形孔１４内から押し出されて押出材３１がプラー１のチャック部３でチャックされるまでの間において、押出材３１の押出速度を遅く設定する。

そして、プラー１のチャック部３で押出材３１をチャックしたら、その後は押出材３１の押出速度を通常の押出速度（即ち、プラー１により押出材３１を牽引するときの押出材３１の押出速度）に設定する。通常の押出速度としては例えば３〜３５ｍ／ｍｉｎである。特に、プラー１のチャック部３で押出材３１をチャックすると同時に押出材３１の押出速度を通常の押出速度に設定するのが望ましい。

而して、本実施形態の押出材３１の製造方法には次の利点がある、
押出機１０から押し出されてくる押出材３１を押出機１０から押し出しながらプラー１のチャック部３でチャックすることにより、押出材３１をプラー１のチャック部３でチャックする際に押出材３１にストップマーク部（１３５、図４参照）が生じるのを防止することができる。これにより、押出材３１の捨て代部の長さを短くすることができ、もって押出材３１から取得可能な製品の歩留まりを向上させることができる。

さらに、プラー１のチャック部３を押出材３１と同調して押出方向Ｅに移動させながら押出材３１の先端部をプラー１のチャック３でチャックすることにより、押出材３１をプラー１のチャック部３で確実に且つ容易にチャックすることができる。

さらに、押出材３１をプラー１のチャック部３でチャックする際に、押出材３１の押出速度を遅くすることにより、押出材３１をプラー１のチャック部３で更に容易にチャックすることができる。

さらに、エンドプラテン１５の内側に配置された案内部材１６により、エンドプラテン１５の内側を移動している押出材３１をエンドプラテン１５の出口部１５ａへ摺動案内することによって、エンドプラテン１５の出口部１５ａから排出される押出材３１の排出方向（即ち押出材３１の押出方向Ｅ）を安定させることができる。これにより、押出材３１をプラー１のチャック部３でより一層容易にチャックすることができるし、その上、プラー１のチャック部３による押出材３１のチャック状態を安定させることができ、もって押出材３１を押出方向Ｅに確実に牽引することができる。

さらに、案内部材１６がカーボン製であることにより、高温状態の押出材３１を確実に出口部１５ａへ摺動案内することができる。

さらに、押出機１０には押出ダイス１３としてソリッドダイスが設けられているので、押出材３１としてソリッド形状の押出材を製造することができる。

なお本実施形態では、押出ダイス１３としては、ソリッドダイスの他に、ホローダイス、プレート付ダイス等を用いることができる。これらのうち、押出ダイス１３としてソリッドダイスを用いることが望ましい。その理由は次のとおりである。すなわち、もし押出ダイス１３としてソリッドダイスではなくホローダイスやプレート付ダイスを用いる場合には、押出機１０の押出ダイス１３の内部に残存した先行ビレットに後続ビレットを押し継ぐことにより押継ぎ影響部が押出材３１に少なからず発生してしまう。そのため、たとえ押出材３１に生じるストップマーク部を防止したとしても、押出材３１から押継ぎ影響部を捨て代部として除去する必要がある。これに対して、本実施形態のように押出ダイス１３としてソリッドダイスを用いる場合には、押出材３１に生じるストップマーク部を防止できることはもとより、更に、押出材３１に生じる押継ぎ影響部を大幅に短くしたり更にはなくしたりことができ、これにより、押出材３１の捨て代部を大幅に短くすることができる。したがって、本実施形態の押出材の製造方法は、押出ダイス１３としてソリッドダイズを用いて押出材３１を製造する場合に特に適している。

以上で本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に変更可能である。

また本発明では、プラー制御装置８やチャック爪駆動装置６は、上記実施形態に示したものであることに限定されるものではない。

また本発明に係る押出材の製造方法では、プラー１の動作の制御は、必ずしもプラー制御装置８で行うことを要せず、その他に例えばオペレータにより行っても良い。

本発明は、押出材の製造方法及び押出設備に利用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る押出設備を用いて押出材をプラーのチャック部でチャックする前の状態を示す概略側面図である。 図２は、同押出設備を用いてプラーのチャック部を押出材と同調して押出方向に移動させ始めたときの状態を示す概略側面図である。 図３は、同押出設備を用いてプラーのチャック部を押出材と同調して押出方向に移動させながら押出材をプラーのチャック部でチャックした状態を示す概略側面図である。 図４は、同押出設備を用いて押出材をプラーにより牽引した状態を示す概略側面図である。 図５は、従来の押出設備を用いて押出材をプラーのチャック部でチャックする前の状態を示す概略側面図である。 図６は、同押出設備を用いて押出材をプラーのチャック部でチャックした状態を示す概略側面図である。 図７は、同押出設備を用いて押出材をプラーにより牽引した状態を示す概略側面図である。

符号の説明

１：プラー
３：チャック部
１０：押出機
１３：押出ダイス
１４：成形孔
１５：エンドプラテン
１５ａ：エンドプラテンの出口部
１６：案内部材
２０：後面設備
３０：ビレット
３１：押出材
４０：押出設備
１３５：ストップマーク部
１３６：押出材の捨て代部

Claims (9)

1. 押出機から押し出されてくる押出材を押出機から押し出しながらプラーのチャック部でチャックして押出材を押出方向にプラーにより牽引することを特徴とする押出材の製造方法。
2. プラーのチャック部を押出材と同調して押出方向に移動させながら押出材をプラーのチャック部でチャックする請求項１記載の押出材の製造方法。
3. 押出材をプラーのチャック部でチャックする際に、押出材の押出速度を、押出材をプラーにより牽引するときの押出材の押出速度よりも遅くする請求項１又は２記載の押出材の製造方法。
4. 押出材は、押出機に設けられたエンドプラテンの内側を移動してエンドプラテンの出口部から排出され、
   エンドプラテンの内側に配置された案内部材により、エンドプラテンの内側を移動している押出材をエンドプラテンの出口部へ案内する請求項１〜３のいずれかに記載の押出材の製造方法。
5. 案内部材はカーボン製である請求項４記載の押出材の製造方法。
6. 押出機には押出ダイスとしてソリッドダイスが設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の押出材の製造方法。
7. 押出機と、
   押出機から押し出されてくる押出材をチャックするチャック部を有するとともに、押出材をチャック部でチャックした状態で押出材を押出方向に牽引するプラーと、を備え、
   プラーのチャック部は、押出機から押出方向に移動している押出材をチャックするものであることを特徴とする押出設備。
8. プラーのチャック部は、押出材を押出材と同調して押出方向に移動しながらチャックするものである請求項７記載の押出設備。
9. 押出機に設けられたエンドプラテンは、その内側を移動する押出材が排出される出口部を有しており、
   エンドプラテンの内側に、押出材を出口部へ案内する案内部材が配置されている請求項７又は８記載の押出設備。

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