JP2779262B2 - 押出成形品用冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明はコンフォーム型連続押出機の出口部に連結さ
れた押出成形品用冷却装置に関する。

『従来の技術』 金属成形の技術分野、たとえば、アルミニウムのごと
き非鉄金属を成形材料とする金属成形の技術分野におい
て、コンフォーム型の連続押出機が用いられている。

コンフォーム型連続押出機の場合、回転ホイールと固
定シューブロックとが対向しており、回転ホイールの対
向面に形成された環状の凹溝と固定シューブロックの対
向面に形成された突起とが係合し、固定シューブロック
に設けられた成形通路が前記凹溝に連通しているので、
回転ホイールの凹溝内にアルミニウム荒引線のごとき成
形材料が供給されると、これが回転ホイールと固定シュ
ーブロックとの間で軟化し、固定シューブロックの成形
通路で成形されて押出機外へ出る。

コンフォーム型の連続押出機は、回転ホイールおよび
固定シューブロックと、これらに介在された成形材料と
に強摩擦が発生し、その摩擦熱により成形材料が軟化す
る点、その摩擦力により成形材料の押し出しに必要な高
圧（数千気圧）が発生する点が、通常の押出機と相違す
る。

コンフォーム型の連続押出機を介して成形される押出
成形品の一つとして、同軸ケーブルの外部導体をあげる
ことができ、この同軸ケーブルの外部導体をコンフォー
ム型連続押出機で押出成形するとき、第４図に例示する
ようになる。

第４図に示すコンフォーム型連続押出機21の場合、線
状の成形材料（導体金属）11を回転ホイール22の凹溝23
内に供給しつつ、絶縁コア１を固定シュー24により保持
された固定シューブロック25の内部、すなわち、マンド
レル26、ダイス27を備えた成形通路28内に送りこむ。

こうした場合、回転ホイール22と固定シューブロック
25との間で生じる強摩擦により軟化した成形材料11が、
押出圧を受けて成形通路28内のマンドレル26外周とダイ
ス27内周との間を通過し、パイプ状の外部導体４とな
る。

このとき、マンドレル26の軸心部を通過してきた絶縁
コア１が、パイプ状の外部導体４内に非接触状態で進入
し、これら絶縁コア１、外部導体４が所定方向へ引き取
られて固定シューブロック25の出口部29より外部に出
る。

その後、絶縁コア１の外周に備えられた外部導体４
は、連続押出機21の後方に配置されたダイスにより縮径
されて絶縁コア１に密着し、これらが引取機を経由して
巻取機に巻きとられる。

上記における押出成形直後の外部導体４は、約500℃
と高温であるのに対し、絶縁コア１の耐熱性は80℃程度
にとどまる。したがって、絶縁コア１の溶融を回避すべ
く、押出成形直後において外部導体４を早期に冷却しな
ければならない。

かかる冷却手段として、固定シューブロック25の出口
部29側に水冷式の冷却槽を連結し、当該冷却槽を介して
押出成形直後の外部導体４を冷却することが実施されて
いる。

『発明が解決しようとする課題』 一般に、上述した冷却槽を介して外部導体（押出成形
品）を早期に冷却するとき、連続押出機と冷却槽とが直
結されているのがよく、さらに、冷却槽の一部が連続押
出機内にまで介入しているのが望ましいとされている。

その理由は、押出成形直後において外部導体が冷却水
とが接触し、外部導体の冷却が早期に開始されるからで
ある。

しかし、かかる技術内容を具体化するとき、下記〜
のごとき技術的課題を解決しなければならない。

冷却水が高温（500℃）の外部導体に対して核沸騰
する領域にあり、外部導体に接した冷却水が弾き飛ばさ
れるので、冷却効果を殆ど期待することができない。

核沸騰した冷却水が連続押出機内のダイス付近にま
で飛散し、押し出しの均一性、、安定性、ならびに、シ
ューブロックの強度に悪影響を及ぼす。

冷却槽内の下部に滞留した冷却水により、外部導体
の下側のみが冷却され、外部導体付きの絶縁コアに曲が
りが生じる。

課題の対策として、連続押出機の出口部方向に沿
う、しかも、外部導体の外周面を覆うような冷却水の流
動性を生ぜしめるのが望ましいが、これを具体化するた
めの技術提案がみられない。

課題の対策として、たとえば、連続押出機の出口部
に連結された冷却槽の端部を、その出口部外法に向け、
下り勾配で傾斜させるのが有効とみられるが、上記出口
部の場合、これの口径、長さからして、冷却槽の端部を
傾斜させる余地が殆どなく、したがって、これを技術的
に実現するのが困難である。

課題の対策として、たとえば、冷却槽の端部から外
部導体の外周面に向けて冷却水を噴射するだけでなく、
その噴射方向を押出機ダイスの反対方向へ傾斜させるこ
とが考えられるが、一系統にて冷却槽への給水をコント
ロールする通常の給水制御系では、押出機ダイス側へ飛
散する冷却水を遮断すべく上記噴射水の水量を増したと
き、その周辺の給水量が増し、飛散水も多くなるので、
この対策も効果的でない。

それゆえ、コンフォーム型連続押出機から押し出され
た押出成形品を具合よく冷却するための冷却装置が希求
されている。

本発明はかかる技術的課題に鑑み、コンフォーム型連
続押出機から押し出された押出成形品を冷却するとき、
連続押出機側への悪影響を回避して当該押出成形品を急
冷することのできる冷却装置を提供しようとするもので
ある。

『課題を解決するための手段』 本発明は所期の目的を達成するために下記の課題解決
手段を特徴とする。すなわち本発明の課題解決手段は、
コンフォーム型連続押出機の出口部から押し出される押
出成形品を冷却するために当該連続押出機の出口部に連
結されている冷却装置において、上記出口部に連結され
たものであって内部に冷却通路を有する冷却筒と、互い
に独立して冷却筒に形成されたものであってそれぞれが
冷却筒の周方向に分布して冷却筒の軸線方向に沿うもの
である複数の長い冷却流路と、径方向に連続または不連
続な態様で冷却筒の内周壁面に開口されたものであって
それぞれが冷媒流路や冷却通路と相互に連通していたり
冷却通路内を進行する押出成形品の押出方向側へ傾斜し
て冷却通路に臨んでいたりするものである複数の噴射ノ
ズルと、連絡孔を付されて冷却筒の押出方向下流側に設
けられたものであってそれぞれが連絡孔を介して複数の
冷媒流路と相互に連通していたり冷媒の供給を配管接続
孔から受けたりするものである複数の環状流路とが備わ
っていることを特徴とする。

『作 用』 本発明における連続押出機は、既述の通り、押出成形
用の回転ホイールとこれに対応する押出成形用の固定シ
ューブロックとが相互に組み合わされたコンフォーム型
である。

この連続押出機によるとき、回転ホイールの凹溝内に
供給されたアルミニウム荒引線のごとき成形材料が、回
転ホイールと固定シューブロックとの間で軟化して固定
シューブロックの成形通路より押出成形され、当該押出
成形品が連続押出機の出口部に至る。

本発明に係る冷却装置は、その主体をなす冷却筒が、
上記連続押出機の出口部に連結されたものである。

この冷却筒の場合、冷媒噴射ノズルを介して冷却通路
内に液体冷媒を噴射するので、連続押出機の出口部から
冷却筒の冷却通路内に進入した押出成形品は、その冷却
通路内で液体冷媒を浴びて冷却される。

このとき、各冷媒噴射ノズルが、押出成形品の押出方
向に向けて傾斜しているので、当該冷却噴射ノズルから
噴射された液体冷媒は、押出成形品の押出方向へ高速流
動しつつ、冷却通路の内周面から押出成形品の外周面に
わたり円錐筒形の液体カーテンを張る。

この円錐筒形の液体カーテン（液体冷媒）は、滴状、
線状等でなく面状であり、かつ、押出成形品の外周面に
衝突するというよりも、押出成形品の外周面に沿う流動
形を示すので、たとえ、押出成形品が高温であるとして
も、液体冷媒の核沸騰時に発生した気泡を速やかに除去
しつつ、押出成形品の外周面を覆いながらこれを効率よ
く冷却する。

しかも、上記のごとき流動性を有する液体カーテン
は、連続押出機の出口部から連続押出機内側へ侵入しよ
うとする冷媒飛沫を遮断するので、連続押出機内のトラ
ブル発生原因となる冷媒侵入が回避できる。

これ以外にも、冷却筒の一端部にある冷媒噴射ノズル
の冷媒供給系と、その他端部にある冷媒噴射ノズルの冷
媒供給系とを互いに独立させ、これらを個々に制御する
ことができる。

こうした場合、冷媒飛沫の遮断をより確実にするため
に、所定の冷媒供給系を制御して、連続押出機の出口部
側に最も近い液体カーテンを強化することができる。

さらに、液体カーテンが押出成形品の周面を長さ方向
に被包するので、非冷却ゾーンが生じがたく、冷却効率
が高まる。

『実 施 例』 本発明に係る連続押出機の実施例につき、図面を参照
して説明する。

第１図において、１は同軸ケーブル用の絶縁コア、２
は絶縁コア１の供給ドラム、３は絶縁コア１の案内ロー
ラをそれぞれ示し、11は導体金属からなる線状の成形材
料、12は成形材料11の供給ボビン、13、14は成形材料11
の案内ローラ、15は成形材料11の整直ローラ、16は成形
材料11の案内ローラをそれぞれ示し、さらに、21はコン
フォーム型の連続押出機、31は本発明に係る冷却装置、
61は押出成形品の案内ローラ、62は押出成形品の抑えロ
ーラ、63は押出成形品の外径引き落し用ダイス、64は押
出成形品の引取機、65は押出成形品の巻取機をそれぞれ
示す。

上記各機器のうち、供給ドラム２は、案内ローラ３、
供給ボビン12、案内ローラ13、14、整直ローラ15、案内
ローラ16、および、案内ローラ61、抑えローラ62、ダイ
ス63、引取機64、巻取機65などは、いずれも、公知ない
し周知のものからなり、連続押出機21も、前記第３図に
例示したものと同一または類似の構成からなるが、本発
明に係る冷却装置31の構成は後述する冷却筒32を要部と
し、これの後段に冷却槽が連結されている。

第１図において、供給ドラム２から巻取機65にわたる
絶縁コア１の給送ライン上には、案内ローラ３、連続押
出機21、冷却装置31、案内ローラ61、抑えローラ62、ダ
イス63、引取機64が順次配置されてており、このライン
の側方に配置された供給ボビン12から供給される成形材
料11は、案内ローラ13、14、整直ローラ15、案内ローラ
16を経由して、連続押出機21内に導入されるようになっ
ている。

第２図、第３図は冷却装置31の要部をなす冷却筒32を
示したものである。

この冷却筒32は、多数の筒管状部材を内外に組み合わ
せ、かつ、これらを軸方向に連結することにより構成さ
れており、その詳細は以下に述べる通りである。

冷却筒32の軸方向に沿う両端は、連結部33、34であ
り、冷却筒32の軸心部（中空部）は、両連結部33、34に
わたる冷却通路35となっている。

冷却筒32の筒壁には、複数の冷媒流路36、37、38と、
複数の冷媒噴射ノズル39、40、41、42、43と、複数の連
絡孔44、45、46と、複数の環状流路47、48、49と、複数
の配管接続口50、51、52とが設けられている。

各冷媒流路36〜38は、冷却筒32の軸方向に沿い、か
つ、冷却筒32の周方向にわたり、冷媒流路36、冷媒流路
37、冷媒流路38の順で交互に配列されている。

各冷媒噴射ノズル39〜43は、冷却筒32の内周壁面を開
口してこれらの噴射口を冷却通路35内に臨ませており、
かつ、所定の冷媒流路36、37、38と相互に連通してい
る。

すなわち、冷媒噴射ノズル39、42、43、は冷媒流路36
と相互に連通しており、冷媒噴射ノズル40は冷媒流路37
と相互に連通しており、冷媒噴射ノズル41は冷媒流路38
と相互に連通している。

これらの冷媒噴射ノズル39〜43は、いずれも、冷却筒
32の連結部34側に向けて傾斜しているが、このうち、一
部の冷媒噴射ノズル39、40、41は、環状に開口されたス
リット型（連続開口型）を呈しており、残部の冷媒噴射
ノズル42、43は、多孔状に開口された多点スポット型
（不連続開口型）を呈している。

各冷媒噴射ノズル39〜43の噴射角度、特に、冷媒噴射
ノズル39、40、41の噴射角度αは、第２図に示すよう
に、60゜程度であることが望ましい。

その他、各冷媒噴射ノズル39〜43は、冷却筒32の一方
の連結部33から他方の連結部34にわたり、冷媒噴射ノズ
ル39、冷媒噴射ノズル40、冷媒噴射ノズル41、冷媒噴射
ノズル42、冷媒噴射ノズル43の順に並んでいる。

各環状流路47〜49は、冷却筒32の連結部34側において
相互に隣接しており、かつ、冷却筒32の外周壁面をそれ
ぞれ一部開口している。

各環状流路47〜49のうち、環状流路47は連絡孔44を介
して冷媒流路36と相互に連通しており、環状流路48は連
絡孔45を介して冷媒流路37と相互に連通しており、環状
流路49は連絡孔46を介して冷媒流路38と相互に連通して
いる。

各配管接続口50〜52は、各環状流路47〜49とそれぞれ
対応して、冷却筒32の外周壁面（連結部34側）に設けら
れており、これら配管接続口50〜52には、互いに独立し
た冷媒供給系53、54、55が接続されている。

その他、冷却筒32の連結端部34側に連結される冷却槽
56は、第１図を参照して明らかなように、内槽内57とこ
れを覆う外槽体58とからなり、内槽内57には冷媒供給系
59が配管され、外槽体58には排水系60が設けられてい
る。

上述した構成の連続押出機21は、冷却装置31の冷却筒
32、冷却槽56は、第１図、第２図に示すように連結され
ている。

すなわに、連続押出機21、冷却筒32は、冷却筒32の連
結端部33が連続押出機21の出口部29内に挿入されて、こ
れらがシール連結されており、冷却筒32、冷却槽56も、
冷却筒32の連結端部34側に冷却槽56が配置されて、これ
らがシール連結されている。

つぎに、コンフォーム型連続押出機を介して同軸ケー
ブル用絶縁コアの外周に外部導体を押出成形し、その押
出直後の押出成形品を冷却する場合について説明する。

第１図において、供給ドラム２から巻き戻された絶縁
コア１は、これを案内ローラ３により案内しつつ連続押
出機21内に送りこみ、これと同期して供給ボビン12から
巻き戻された線状の成形材料11は、案内ローラ13、14を
経由させて整直ローラ15により整直した後、案内ローラ
16を経由させて連続押出機21内に送りこむ。

この連続押出機21内では、第４図を参照して述べたよ
うに、所定の強摩擦により軟化した成形材料11が成形通
路28内に進入し、この軟化状態の成形材料11が、成形通
路28内でパイプ状に成形されて外部導体４となり、マン
ドレル26の軸心部を通過してきた絶縁コア１が外部導体
４内に非接触で進入する。

さらに、外部導体４が成形通路28内のダイス27を通過
したとき、絶縁コア１を内蔵した外部導体４が固定シュ
ー24の出口部29より冷却装置31の冷却筒32内に進入す
る。

この冷却筒32内においては、三系統から液体冷媒
（例：水）が噴射されている。

その一つは、冷媒供給系53→配管接続口50→環状流路
47→連絡孔44→冷媒流路36→各冷媒噴射ノズル39、42、
43→冷却通路35、他の一つは、冷媒供給系54→配管接続
口51→環状流路48→連絡孔45→冷媒流路37→冷媒噴射ノ
ズル40→冷却通路35、さらに、他の一つは、冷媒供給系
55→配管接続口52→環状流路49→連絡孔46→冷媒流路38
→冷媒噴射ノズル41→冷媒通路35である。

したがって、上記押出成形品（絶縁コア１内蔵の外部
導体４）が冷却筒32内に進入して冷却通路35を通過する
とき、外部導体４は冷却通路35の各所から噴射される液
体冷媒を浴び、少なくとも、絶縁コア１を溶融しない温
度にまで早期に冷却される。

ちなみに、外径14mmφ、厚さ0.65mmのAl製外部導体４
が押出速度50m/minで走行しているとき、冷媒供給系5
3、54、55から各冷媒噴射ノズル39〜43への給水量を約1
5/minとすることにより、長さ50cmの冷却筒側では、
外部導体４を押出時の500℃から80℃までに冷却するこ
とができた。

かくて、冷却装置31の冷却筒32内で冷却された押出成
形品は、冷却筒32内から冷却槽56内へと進入する。

この冷却槽56内においては、冷媒供給系59から内槽体
57内に液体冷却（例：水）が定常的に供給されているの
で、冷却槽56内に進入した押出成形品は、ここで、ほぼ
常温に冷却される。

以下、冷却装置31を介して数次の冷却を受けた押出成
形品は、すなわち、絶縁コア１を内蔵した外部導体４
は、第１図のごとく、案内ローラ61、抑えローラ62を経
てダイス63に至り、ここで所定の外径に引き落された外
部導体４が絶縁コア１に密着した後、これらが引取機64
を経由して巻取機65により巻きとられる。

『発明の効果』 以上説明した通り、本発明に係る冷却装置は、コンフ
ォーム型連続押出機の出口部に挿入連結された冷却筒
が、その前端部から後端部にわたる冷却通路の内周面
に、径方向に連続または不連続で開口された複数の冷媒
噴射ノズルを有し、これら冷媒噴射ノズルが押出成形品
の押出方向に向けて傾斜しているから、これら冷媒噴射
ノズルから噴射された液体冷媒により押出直後の押出成
形品を覆いながらこれを効率よく早期冷却することがで
き、しかも、液体冷媒のカーテンが、冷却通路から連続
押出機内側へ逆流しようとする冷媒を遮断するので、連
続押出機内において冷媒侵入に起因したトラブルが発生
せず、その上、非冷却ゾーンも生じがたいので、冷却効
率が高まる。

本発明に係る冷却装置は、さらに、通路用管材や流路
用管材の内外径差とか管壁の厚みとかを巧みに利用して
冷媒供給系やノズルを構成するものであるから、径方向
に嵩張ることのない小型で細長い低コストのものを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷却装置の一実施例を略示した説
明図、第２図、第３図は本発明に係る冷却装置の要部を
示した縦断正面図と縦断側面図、第４図はコンフォーム
型連続押出機の要部を示した切欠斜視図である。 ４……外部導体（押出成形品） 21……連続押出機 22……回転ホイール 24……固定シュー 25……固定シューブロック 29……連続押出機の出口部 31……冷却装置 32……冷却筒 33……冷却筒の連結端部 35……冷却通路 36〜38……冷媒流路 39〜43……冷媒噴射ノズル 44〜46……連絡孔 47〜49……環状流路 50〜52……配管接続口 53〜55……冷媒供給系

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンフォーム型連続押出機の出口部から押
   し出される押出成形品を冷却するために当該連続押出機
   の出口部に連結されている冷却装置において、上記出口
   部に連結されたものであって内部に冷却通路を有する冷
   却筒と、互いに独立して冷却筒に形成されたものであっ
   てそれぞれが冷却筒の周方向に分布して冷却筒の軸線方
   向に沿うものである複数の長い冷媒流路と、径方向に連
   続または不連続な態様で冷却筒の内周壁面に開口された
   ものであってそれぞれが冷媒流路や冷却通路と相互に連
   通していたり冷却通路内を進行する押出成形品の押出方
   向側に傾斜して冷却通路に臨んでいたりするものである
   複数の噴射ノズルと、連絡孔を付されて冷却筒の押出方
   向下流側に設けられたものであってそれぞれが連絡孔を
   介して複数の冷媒流路と相互に連通していたり冷媒の供
   給を配管接続孔から受けたりするものである複数の環状
   流路とが備わっていることを特徴とする押出成形品用冷
   却装置。