JP2022046896A - ダイスタック固定装置、および、押出プレス装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2のダイスタック固定装置は、押圧方向の異なる二つのダイスタックの押込装置とダイスタックの押圧装置を備えているので、特許文献1に比べてダイスタックの傾きを防止する効果が大きい。
ダイスタック固定装置は、ダイスタックを鉛直方向の下向きに押圧する押圧源と、押圧源からの押圧力を受けて、鉛直方向の下向きに移動する第一鉛直機構と、ダイスタックを押出方向に押圧する水平押圧機構と、を備える。
第一鉛直機構における下向きの移動による、水平押圧機構の動作によってダイスタックが押出方向に押圧される。
また、第一鉛直機構は、ダイカセットのホースシュー部材に昇降移動可能に支持され、第一押込み部材に対応して設けられる第一被押込み部材を備える。
この水平押圧機構は、第一被押込み部材が下向きに押圧されると、直動カムを介して水平押込み部材が押出方向へ押圧される。
この場合の押圧源は、ダイカセットを押圧する第二押込み部材を備え、第二鉛直機構は、ダイカセットのカセット本体部に昇降移動可能に支持され、第二押込み部材に対応して設けられる第二被押込み部材を備える。そして、第一押込み部材による第一被押込み部材の下向きへの押圧と、第二押込み部材による第二被押込み部材の下向きへの押圧とが、同じタイミングで行われるように構成される。
本実施形態に係る押出プレス装置1は、図1に示すように、例えばアルミニウム合金、銅合金からなるビレットとも称される押出材EMをダイス43を含むダイスタック40より押し出すのに必要な機械的な構成要素を含んでいる。押出プレス装置1は、典型的には油圧により駆動されるが、駆動源である油圧ポンプユニットの記載は省略される。なお、押出プレス装置1において、(F)が記載されている側が前、(B)が記載されている側が後、と定義される。この前後の定義は相対的なものとする。また、押出プレス装置1において、(O:オ―)が記載されている側が上、(U)が記載されている側が下、と定義される。これら前後および上下の定義は相対的なものとする。また、(H)が記載されている方向が水平方向、(V)が記載されている方向が鉛直方向、と定義される。
押出プレス装置1は、図1に示すように、エンドプラテン10と、メインシリンダハウジング12と、メインシリンダ12Aと、を備える。
エンドプラテン10は、メインシリンダハウジング12と対向する側の面において、ダイカセット50(図3参照)を介して、ダイス43を含むダイスタック40を支持している。メインシリンダハウジング12は、エンドプラテン10と対向するように配置され、複数のタイロッド14によりエンドプラテン10と連結される。メインシリンダ12Aは、メインシリンダハウジング12の略中央に配置される。
メインクロスヘッド13は、エンドプラテン10とメインシリンダハウジング12の間に配置され、前端面から突出するように押出ステム15が配置される。メインラム12Bは、メインクロスヘッド13の後端面に一端側が固定され、他端側がメインシリンダ12Aに収納され、メインクロスヘッド13をエンドプラテン10に接近するように前進させる。
サイドシリンダ17は、メインシリンダ12Aの周囲に配置される油圧アクチュエータである。サイドシリンダ17は、押出工程においてメインクロスヘッド13をエンドプラテン10に接近するように前進させるか、または、アイドル工程においてエンドプラテン10から離間するように後退させる。サイドシリンダ17は、図示が省略される油圧ポンプユニットから作動油を受けて前進または後退する。
コンテナシリンダ18は、押出工程において、コンテナホルダ19に固定されたコンテナ20をエンドプラテン10に支持される押出用工具であるダイスタック40に押圧させて、コンテナシール力を発生させる油圧アクチュエータである。また、コンテナシリンダ18は、アイドル工程において、コンテナ20をエンドプラテン10から離間するように後退させる。
押出プレス装置1は、エンドプラテン10とコンテナ20の間に成形部30を備える。
成形部30は、ダイスタック40と、ダイスタック40を保持するダイカセット50と、を備える。ダイスタック40およびダイカセット50は、主に鉄系の金属材料で構成される。
成形部30は、ディスカードのせん断除去時に生ずるダイスタック40の傾きを抑えるダイスタック固定装置70を備える。成形部30は、ダイスタック固定装置70を動作させることで、ダイスタック40に対して鉛直方向(V)の下向きの押圧力(F1:図4)と、ダイカセット50に対して鉛直方向(V)の下向きの押圧力(F2,F4:図4)と、押出方向(水平方向(H))の押圧力(F3:図8(b))とを関連付けて加えることができる。
ダイスタック40は、図3および図5に示すように、ダイリング41と、ダイリング41に保持されるダイス43と、ダイリング41の内部においてダイス43を前後方向に支持するバッカ45と、ダイス43とエンドプラテン10との間においてバッカ45を前後方向に支持するボルスタ47とを備えている。ダイリング41、ダイス43、バッカ45およびボルスタ47は、ダイスタック40の構成要素の一例であり、他の要素を含むこともできる。
ダイカセット50は、押出材EMの押出方向に対して幅方向(W)に水平移動可能に構成されており、エンドプラテン10とコンテナ20との間に配置される押出位置と、機外の交換位置との間で往復移動可能とされる。なお、図2、図3および図5は、押出位置を示している。ダイカセット50を押出位置および交換位置間で移動させる装置は、ダイスライド装置などとも称される。
図3および図5を参照して、ダイカセット50のカセット本体部51について説明する。
カセット本体部51は、上方(O)が開放されたU字形の側面視形状を有する本体52を備えている。本体52は、半円の円弧状に形成された内周面を有する保持床53と、この保持床53の幅方向(W)の両端部から上方(O)へ向かって延びる一対の保持腕56,56と、を備えている。
カセット本体部51は、前後方向(押出方向)において、ダイスタック40のほぼ全域に対応しており、ここでは一例として、ダイリング41およびボルスタ47を保持する。
カセット本体部51の保持腕56,56には第二鉛直機構110が設けられる。第二鉛直機構110は、ホースシュー部材61に設けられる第一鉛直機構90による押圧力の水平方向(H)のバランスを図るために設けられる。第二鉛直機構110の具体的な構造、動作については、後述する。第一鉛直機構90および第二鉛直機構110は、本実施形態に係るダイスタック固定装置70の構成要素である。ただし、第二鉛直機構110は本発明において必須ではないが好ましい要素である。
次に、図3および図5を参照して、ダイカセット50のホースシュー部材61について説明する。
ホースシュー部材61は、保持床53に対応し、半円の円弧状に形成された内周面を有する保持床63と、この保持床63の幅方向(W)の両端部から上方(O)へ向かって延び、一対の保持腕56,56に対応する一対の保持腕66,66と、を備えている。
一方、図1および図5に示すように、ダイスタック40は、その全長の一部で、且つ、コンテナ20側に小径部を有することが一般的である。この小径部に対して、それ以外の部位を大径部とする。
ホースシュー部材61は、その保持床63の一部に、ダイスタック40の小径部および大径部の段差に準じた突出部が形成され、ダイカセット50に対するダイスタック40のコンテナ20側への移動が拘束される。
本実施形態に係るダイスタック固定装置70は、押圧源80、第一鉛直機構90、第二鉛直機構110および水平押圧機構100を備えている。以下、ダイスタック固定装置70の構成要素を順に説明した後に、ダイスタック固定装置70の動作を説明する。
[押圧源80:図2,図3,図5]
図2、図3および図5を参照して、押圧源80について説明する。
押圧源80は、ダイスタック40、第一鉛直機構90、第二鉛直機構110および水平押圧機構100に対して押圧力を発生させる起源である。押圧源80は、図示を省略する例えば油圧シリンダによって待機位置(図3,図5)と押圧位置(図4,図6)の間を往復移動可能とされる。押圧源80は、押出工程中においては待機位置におり、押出工程を終えてディスカードをせん断除去するときには押圧位置に移動する。
なお、押圧源80とダイスタック40の区別を明確にするために、図3、図5において、押圧源80の待機位置をダイスタック40の上方に相当離している。しかし、これに限らず、さらに下方の位置で、且つ、第一押込み部材85や第二押込み部材87が、それぞれ、第一被押込み部材91や第二被押込み部材111と接触しない微小距離だけ離れた位置を、押圧源80の待機位置にできる。
なお、一例として、昇降支柱82の断面形状を単純な矩形としている。しかしながら、図示しないガイド部材のガイド孔を所定内径を有する円形とし、昇降支柱82も、一部回り止めのために長さ方向に連続する平面を形成させた、ガイド孔内径に準じた一部欠落円形にしてもよい。この場合、回り止めは、ガイド部材の下端に、昇降支柱82の長さ方向の平面に面接触するように取り付けられた回り止め部材が採用されればよい。
この構成により、スタック押圧体83、第一押込み部材85,85および第二押込み部材87,87が、それぞれ鉛直方向の下向きに押圧する対象、すなわち、ダイスタック40、第一被押込み部材91,91および第二被押込み部材111,111を押圧することができる。基体81は、図2に示すように、平面視すると前方(F)に向けて幅が狭くなる台形状を有している。
第一押込み部材85は、基体81の表裏を貫通し、基体81に対して昇降移動可能とされるピン85Aと、ピン85Aの下端に連なる下フランジ部85Bと、ピン85Aの上端に連なる上フランジ部85Cと、を備える。加えて、第一押込み部材85は、ピン85Aの周囲であってかつ下フランジ部85Bと基体81の間にコイルばねからなる弾性体85Dを備えている。弾性体85Dには圧縮力が生じており、下フランジ部85Bは鉛直方向(V)の下向きの力が加えられている。このように、第一押込み部材85は、基体81に弾性支持されているので、第一鉛直機構90の第一被押込み部材91を押圧する際に、両者に過剰な負荷が加わるのを防ぐことができる。第二押込み部材87、第一被押込み部材91および第二被押込み部材111が弾性支持されているのも同様の理由である。
次に、図3、図5および図8を参照して第一鉛直機構90を説明する。
第一鉛直機構90は、図3および図5に示すように、ダイカセット50のホースシュー部材61に設けられる。第一鉛直機構90は、ダイスタック40の中心に位置する成形孔43Aを挟んで、ホースシュー部材61の幅方向(W)の両側に設けられる。水平押圧機構100および第二鉛直機構110も同様である。
第一鉛直機構90は、図8に示すように、第一被押込み部材91と、第一被押込み部材91をホースシュー部材61に弾性的に支持するコイルばねからなる弾性体93と、を備える。また、第一鉛直機構90は、第一被押込み部材91に固定され弾性体93を係止する係止体95と、係止体95がホースシュー部材61から抜け出るのを防ぐ蓋97と、第一被押込み部材91を案内するガイドブッシュ99A,99Bと、を備える。
第二収容孔62は、ホースシュー部材61の上面に開口するとともに、第一被押込み部材91が下降したときの先端よりも下方まで形成されている。
第二収容孔62は、弾性体93および蓋97を収容しホースシュー部材61の上面に開口する大径部62Aと、大径部62Aと連なり、大径部62Aよりも径の小さい小径部62Bと、を備える。大径部62Aにおいて、第一被押込み部材91の周囲に弾性体93が配置される。弾性体93は、大径部62Aと小径部62Bの境界の段差部62Cにその下端が載せられている。小径部62Bには、第一被押込み部材91の動作を案内するガイドブッシュ99A,99Bが設けられている。
小径部62Bには、後述する水平押圧機構100を収容して保持する第三収容孔64が形成される。第三収容孔64は、第二収容孔62と直交し、ホースシュー部材61を前後方向に貫通する。
第一被押込み部材91が動作位置にいるときには、第一傾斜面91Cが水平押圧機構100の第二傾斜面107に接面して押すことで、水平押圧機構100がダイスタック40を押出方向に押圧する。
構造に基づく発生可能な押圧力を鑑みれば、直接的に作用するスタック押圧体83によるダイスタック40への下向きの押圧力F1(図4参照)の方が、水平押圧機構100による押出方向への押圧力F3(図8(b)参照)よりも大きいと解される。スタック押圧体83によるダイスタック40への下向きの押圧力F1を、先にダイスタック40に作用させてしまうと、水平押圧機構100の押出方向への押圧力F3による、ダイスタック40のエンドプラテン10の側への押圧、固定が有効に作用しないおそれがある。そこで、押圧力を作用させる順番を特定することが好ましい。
第一被押込み部材91の上端位置の調整や、弾性体93のばね乗数については、適宜変更が可能である。
上端位置の調整は、第一押込み部材85の下向きの押圧のタイミングを調整する機構で、具体的には、弾性体の全長の変更や、上端部分を本体部へねじ込み構造にしてダブルナットで、本体部からの上端部分の突出量を調整ことが想定される。
ばね乗数は、第一押込み部材85の下向きの押圧力、すなわち、水平押圧機構100による、ダイスタック40の押出方向(エンドプラテン側)への押圧力の調整に関与する。
次に、水平押圧機構100は、図3、図5および図8に示すように、ホースシュー部材61に設けられる。水平押圧機構100は、第一鉛直機構90とともに直動カムを構成する。つまり、第一鉛直機構90の第一被押込み部材91が主動節を構成し、水平押圧機構100が従動節を構成する。水平押圧機構100のカム孔106を貫通する第一被押込み部材91が押圧され、下向きに摺動しながら移動すると、この直動カムを介して水平押込み部材101が押出方向へ押圧される。
頂部103は、ダイスタック40を押圧する円形の押圧面104を備える。軸部105は、第三収容孔64に収容、保持される。軸部105には、軸部105を鉛直方向(V)に貫通するカム孔106が形成されている。カム孔106には、上端から下端にかけて第二傾斜面107が形成されている。第二傾斜面107は傾斜の向きが、カム孔106を貫通する、第一被押込み部材91の軸部91Bの該貫通部位に形成された第一傾斜面91Cと同じに形成されており、第一被押込み部材91が下降すると第一傾斜面91Cと、水平押込み部材101の第二傾斜面107が接面する。このように構成される直動カムにより、第一被押込み部材91が水平押込み部材101を押出方向に押圧する。そうすると、水平押圧機構100の頂部103を介してダイスタック40が押出方向に押圧される。
次に、第二鉛直機構110を説明する。
第二鉛直機構110は、図3、図5および図9に示すように、ダイカセット50のカセット本体部51に設けられる。
第二鉛直機構110は、図9に示すように、第二被押込み部材111と、第二被押込み部材111をカセット本体部51に弾性的に支持するコイルばねからなる弾性体113と、を備える。また、第二鉛直機構110は、第二被押込み部材111に固定され弾性体113に係止される係止体115と、係止体115がカセット本体部51から抜け出るのを防ぐ蓋117と、第二被押込み部材111を案内するガイドブッシュ119と、を備える。
第一収容孔54は、カセット本体部51の上面に開口するとともに、第二被押込み部材111が下降したときの先端よりも下方まで形成されている。第一収容孔54は、弾性体113および蓋117を収容しカセット本体部51の上面に開口する大径部54Aと、大径部54Aと連なり、大径部54Aよりも径の小さい小径部54Bと、を備える。大径部54Aにおいて、第二被押込み部材111の周囲に弾性体113が配置される。弾性体113は、大径部54Aと小径部54Bの境界の段差部54Cにその下端が載せられている。小径部54Bには、第二被押込み部材111の動作を案内するガイドブッシュ119が設けられている。
目的1:ダイカセット50のホースシュー部材61に作用する第一被押込み部材91による下向きの押圧力F2によりダイカセット50が傾くことを防止する。
目的2:押圧力F2の反力が、基体81を下降させる油圧シリンダ等のアクチュエータのピストンロッド等に固定される昇降支柱82の昇降中心から偏心した位置に作用することによる、アクチュエータへ作用する偏心荷重を抑制する。
目的2については、以下の通りである。第一被押込み部材91が、ダイカセット50の押出ステム15側を構成するホースシュー部材61に内装される。これに対して、押圧源80の昇降支柱82の昇降を案内する図示しないガイド部材、さらには、昇降支柱82を介して基体81を昇降させる油圧シリンダ等のアクチュエータは、重量物や可動物の支持が容易なエンドプラテン10の上方に配置される支持部材(図示せず)に配置される。
そのため、第一鉛直機構90(第一被押込み部材91)を押圧する第一押込み部材85が、油圧シリンダ等のアクチュエータの昇降中心から、水平方向(H)に所定距離だけ離間して基体81に配置される。その結果、第一押込み部材85による第一被押込み部材91の押圧時、アクチュエータへ偏心荷重が作用する。
そこで、第一被押込み部材91よりもエンドプラテン10の側に、第一被押込み部材91と同様の構成を設け、第一押込み部材85による第一被押込み部材91の下向きの押圧と同時に、第二押込み部材87による第二被押込み部材111の下向きの押圧を行わせることで、ダイカセット50の傾きと、アクチュエータへ作用する偏心荷重とを抑制する。
本実施形態に係るダイスタック固定装置70は、ダイスタック40を固定するのに以下の手順を採用する。
手順1:押圧源80のスタック押圧体83により、ダイスタック40を、ダイカセット50ごと下方に押圧する(押圧力F1)。
手順2:ダイスタック40を、押出方向(エンドプラテン10の側)に押圧する(押圧力F3)。
手順3:手順2の為に専用の駆動装置を必要とせず、手順1の駆動装置である押圧源80により手順2が実行される。
手順5:手順4における、押圧力F2の作用方向を90度変換させて、水平押圧機構100による押圧力F3を生じさせる構成は、ホースシュー部材61の両端に設ける第一被押込み部材91と水平押込み部材101とに形成される互いの傾斜面(第一傾斜面91C、第二傾斜面107)を接触させる直動カム構成による。
手順7:手順4における押圧力F2がダイカセット50の押出ステム15の側の端部に作用するため、これをバランスさせる下向きの押圧力をダイカセット50に作用させる第二鉛直機構110を備える。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本発明のダイスタック固定装置によれば、押圧源80からの押圧力を受けて、鉛直方向(V)の下向きに移動する第一鉛直機構90による、水平押圧機構100の動作によりダイスタック40が押出方向に押圧される。つまり、本発明のダイスタック固定装置は、押圧源80を水平押圧機構100の駆動源とするので、水平押圧機構100用の専用の駆動源を必要がない。これにより、本発明のダイスタック固定装置によれば、構成が簡易でありながら、ディスカードのせん断除去時に生ずるダイスタック40の傾きを抑えることができる。
具体的には、第一被押込み部材91および第二被押込み部材111の弾性体を交換可能に構成して、水平押圧機構100を駆動させる第一被押込み部材91と、その必要がない第二被押込み部材111のそれぞれの弾性体のばね乗数を好適に連託して、押圧力F3の発生時に、基体81が、第一押込み部材85および第二押込み部材87を介して受ける上方への反力が略同じになり、昇降支柱82を介して基体81を昇降させる油圧シリンダ等のアクチュエータへ作用する偏心荷重の大きさが抑制されるように構成させる。
下面からの突出量の調整機構とは、第一押込み部材85および第二押込み部材87の下向きの押圧のタイミングを調整する機構である。具体的には、弾性体の全長の変更や、下端部分を基体81へダブルナットからなるねじ込み構造にして、基体81からの上端部分の突出量を調整することが想定される。
ばね乗数は、第一押込み部材85および第二押込み部材87の下向きの押圧力、すなわち、基体81が、第一押込み部材85および第二押込み部材87を介して受ける上方への反力の調整に関与する。
10 エンドプラテン
12 メインシリンダハウジング
12A メインシリンダ
12B メインラム
13 メインクロスヘッド
14 タイロッド
15 押出ステム
17 サイドシリンダ
18 コンテナシリンダ
19 コンテナホルダ
20 コンテナ
20A 押出材収納部
30 成形部
40 ダイスタック
41 ダイリング
43 ダイス
43A 成形孔
45 バッカ
47 ボルスタ
50 ダイカセット
51 カセット本体部
52 本体
53 保持床
54 第一収容孔
54A 大径部
54B 小径部
54C 段差部
56 保持腕
61 ホースシュー部材
62 第二収容孔
62A 大径部
62B 小径部
62C 段差部
63 保持床
64 第三収容孔
66 保持腕
70 ダイスタック固定装置
80 押圧源
81 基体
82 昇降支柱
83 スタック押圧体
83A,83B 当接腕
85 第一押込み部材
85A ピン
85B 下フランジ部
85C 上フランジ部
85D 弾性体
87 第二押込み部材
87A ピン
87B 下フランジ部
87C 上フランジ部
87D 弾性体
90 第一鉛直機構
91 第一被押込み部材
91A 頂部
91B 軸部
91C 第一傾斜面
93 弾性体
95 係止体
97 蓋
99A,99B ガイドブッシュ
100 水平押圧機構
101 水平押込み部材
103 頂部
104 押圧面
105 軸部
106 カム孔
107 第二傾斜面
110 第二鉛直機構
111 第二被押込み部材
111A 頂部
111B 軸部
113 弾性体
115 係止体
117 蓋
119 ガイドブッシュ
Claims (8)
- ダイスを含むダイスタックを、ディスカードせん断時に固定する、押出プレス装置のダイスタック固定装置であって、
前記ダイスタックを鉛直方向の下向きに押圧する押圧源と、
前記押圧源からの押圧力を受けて、鉛直方向の下向きに移動する第一鉛直機構と、
前記ダイスタックを押出方向に押圧する水平押圧機構と、を備え、
前記第一鉛直機構における前記下向きの移動による、前記水平押圧機構の動作によって前記ダイスタックが前記押出方向に押圧される、
ことを特徴とするダイスタック固定装置。
- 前記押圧源は、
前記ダイスタックを鉛直方向の前記下向きに押圧するスタック押圧体と、
前記ダイスタックを収容するダイカセットを鉛直方向の前記下向きに押圧する第一押込み部材と、を備え、
前記第一鉛直機構は、
前記ダイカセットのホースシュー部材に昇降移動可能に支持され、前記第一押込み部材に対応して設けられる第一被押込み部材を備える、
請求項1に記載のダイスタック固定装置。
- 前記押圧源は、昇降移動される基体を備え、
前記基体は、前記スタック押圧体および前記第一押込み部材を支持する、
請求項2に記載のダイスタック固定装置。
- 前記第一押込み部材による前記第一被押込み部材の前記下向きへの押圧の方が、前記スタック押圧体による前記ダイスタックの前記下向きへの押圧よりも先に行われるように構成される、
請求項2または請求項3に記載のダイスタック固定装置。
- 前記水平押圧機構は、
前記ホースシュー部材に保持され、前記第一被押込み部材が貫通するカム孔が形成される水平押込み部材と、
前記カム孔において構成される、前記第一被押込み部材を手動節とし、前記水平押込み部材を従動節とする直動カムと、を備え、
前記第一被押込み部材が前記下向きに押圧されると、前記直動カムを介して前記水平押込み部材が前記押出方向へ押圧される、
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載のダイスタック固定装置。
- 前記押圧源からの前記押圧力を受けて、前記ダイカセットを鉛直方向の前記下向きに押圧する第二鉛直機構を備え、
前記押圧源は、
前記ダイカセットを押圧する第二押込み部材を備え、
前記第二鉛直機構は、
前記ダイカセットのカセット本体部に昇降移動可能に支持され、前記第二押込み部材に対応して設けられる第二被押込み部材を備え、
前記第一押込み部材による前記第一被押込み部材の前記下向きへの押圧と、前記第二押込み部材による前記第二被押込み部材の前記下向きへの押圧とが、同じタイミングで行われるように構成される、
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載のダイスタック固定装置。
- 前記第一鉛直機構、前記第二鉛直機構および前記水平押圧機構のそれぞれは、
前記ダイスタックの中心に位置する成形孔を挟んで、前記ホースシュー部材の両側に設けられるように構成される、
請求項6に記載のダイスタック固定装置。
- 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のダイスタック固定装置を備えることを特徴とする、
押出プレス装置。
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