JP2813472B2 - コンフォーム型連続押出機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属材料を連続的に押出
成形するためのコンフォーム型連続押出機において、そ
の主要部品の一つである回転ホイールを改良したものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】金属成形の技術分野においては、コンフ
ォーム型の連続押出機が特公昭５９−１１３６６号公報
やその他の文献で知られている。

【０００３】コンフォーム型連続押出機は図８に例示す
るように、回転軸１に装着された回転ホイール２と、こ
れの周面に隣接して配置された固定シューブロック３と
が互いに対向しており、かつ、回転ホイール２の対向面
に形成されたエンドレス溝４と、固定シューブロック３
の対向面に形成された突起５とが係合しているととも
に、固定シューブロック３に設けられた成形通路６がエ
ンドレス溝４に連通している。

【０００４】図８に例示したコンフォーム型連続押出機
において回転状態にある回転ホイール２のエンドレス溝
４内にアルミニウム荒引線のごとき金属材料７を供給す
ると、回転ホイール２のエンドレス溝４内面と金属材料
７との接触摩擦抵抗により当該金属材料７が４５０℃程
度に温度上昇して軟化する。そして軟化した金属材料７
が固定シューブロック３の成形通路６から連続的に押出
成形されることになる。

【０００５】図８に例示したコンフォーム型連続押出機
では、上記接触摩擦による金属材料７の温度上昇にとも
ない、回転ホイール２の表面が４００℃以上に温度上昇
する。このような場合、回転軸１内からの冷却のみでは
回転ホイール２が十分冷却されずに熱膨張し、回転ホイ
ール２、固定シューブロック３間のクリアランスが消失
するので、回転ホイール２、固定シューブロック３相互
に齧りと称される破損が生じる。

【０００６】その対策として複数のエンドレス溝４を有
する回転ホイール２の場合は図９に例示する冷却手段を
講じている。すなわち図９に例示したものは、インナホ
イール２ａ、センタホイール２ｂ、アウタホイール２ｃ
のごとく三分割された部品を組み立てて回転ホイール２
を構成したり、該回転ホイール２をインナハブ８、アウ
タハブ９などで回転軸１上に保持したりする構成のもの
において、インナホイール２ａとインナハブ８との間、
インナホイール２ａとアウタホイール２ｃとの間、セン
タホイール２ｂ内、アウタホイール２ｃとアウタハブ９
との間に冷却水Ｗを通して回転ホイール２を冷却するよ
うにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図９のごとく各ホイー
ル２ａ、２ｂ、２ｃを組み立てて構成した回転ホイール
２を冷却するというとき、これの内部温度を２５０℃以
下に冷却することはできる。しかしこのケースでは、下
記〜に述べるような技術的課題がみられる。

【０００８】 センタホイール２ｂがこれに形成された
水冷溝により剛性低下し、かかる剛性不足に起因して各
ホイール２ａ、２ｂ、２ｃの同心度が保てなくなる（セ
ンタリングの不一致）。このような状況では、回転ホイ
ール２と固定シューブロック３とのクリアランスがイン
ナホイール２ａ側、アウタホイール２ｃ側の各エンドレ
ス溝ごとに変化して押出圧力にバラツキが生じ、押出速
度、成形形状が不安定になる。

【０００９】 固定シューブロック３の成形通路６内に
軟化した金属材料７を送りこむため、インナホイール２
ａ、アウタホイール２ｃなどは固定シューブロック３側
から約２００ｔの力を受けている。それゆえインナホイ
ール２ａ、アウタホイール２ｃに撓みが生じる。もちろ
ん上記の荷重に対抗させるため、ピルグリムナットを介
した約５００ｔの力で各ホイール２ａ、２ｂ、２ｃを軸
方向に集合しているが、この軸方向の力をしてもインナ
ホイール２ａ、アウタホイール２ｃの撓みを防止するこ
とができない。このような事態が発生すると、回転軸１
とインナホイール２ａ、アウタホイール２ｃとのスプラ
イン面間で摩擦、摩耗が発生するばかりか、これに起因
して既述の撓みがより大きくなり、回転ホイール２を支
えているインナハブ８、アウタハブ９内のベアリングが
破損する。

【００１０】その 対策として、回転軸１の外周面をス
プライン加工するにしても、このスプラインの心合わせ
がむずかしくなる。それにセンタホイール２ｂにもスプ
ライン形成を要することとなり、これをしない場合に
は、回転軸１とインナホイール２ａ・アウタホイール２
ｃとの面圧が高くなり、スプラインが早期に摩耗してし
まう。

【００１１】 回転ホイール２が既述の三分割構成から
なるので、これら各構成部材にスプラインを加工したり
多くの面を仕上げ加工したりするなど多く加工工程が必
要となり、総じて回転ホイール２のコストが高くなる。

【００１２】発明の目的： 本発明はこのような技術的課
題に鑑み、各構成部材の摩耗ないし破損を防止するこ
と、押出圧力、押出速度、成形形状の安定性をはかるこ
と、回転ホイールのコストダウンをはかることなど、こ
れらを達成することのできるコンフォーム型連続押出機
を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るコンフォー
ム型連続押出機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、回転軸に装着された回転ホイールや回転ホイール
の外周面に隣接して配置された固定シューブロックを備
えていて回転ホイールの外周面とこれに対応する固定シ
ューブロックの対向面とが互いに対面していること、お
よび、回転ホイールの軸線方向沿いに隣接する間隔をお
いて回転ホイールの外周面に形成された複数のエンドレ
ス溝とこれらエンドレス溝の隣接間隔に対応する間隔で
固定シューブロックの対向面に形成された複数の突起と
が互いに係合していること、および、固定シューブロッ
クに設けられた成形通路が回転ホイールの各エンドレス
溝に連通していることを前提とするコンフォーム型連続
押出機において、回転ホイールのエンドレス溝複数を有
する部分が単一の部品で構成されていること、および、
流路形状が回転ホイールの周方向に沿う環状のものであ
って流路周面が閉鎖形をなしている熱交換用の流体通路
が、回転ホイール軸線方向における位置を各エンドレス
溝の隣接部間にして、かつ、回転ホイール径方向におけ
る位置を回転ホイールの内外周面間にして、回転ホイー
ルに設けられていること、および、回転ホイールの外側
面部から流体通路の内部にわたるものであって流体通路
内外に熱交換媒体を出し入れするための出入口用の通孔
が回転ホイールに形成されていることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明に係るコンフォーム型連続押出機を用い
て金属成形するときは、従来機と同様、回転状態にある
回転ホイールのエンドレス溝内に金属材料を供給する。
こうした場合、回転ホイールのエンドレス溝内面と金属
材料との接触摩擦抵抗により金属材料が温度上昇して軟
化し、軟化した金属材料が固定シューブロックの成形通
路から連続的に押出成形される。

【００１５】本発明に 係るコンフォーム型連続押出機
は、回転ホイールのエンドレス溝を有する部分が単一の
部品で構成されているので、これの剛性を十分に高める
ことができ、従来のホイール分割型にみられたセンタリ
ングの不一致が起こらず、ホイールの撓みも生じがた
い。ゆえに回転ホイールと固定シューブロックとのクリ
アランスがエンドレス溝ごとに変化することがなく、押
出圧力ひ いては押出速度、成形形状などが安定するとと
もに、回転軸と回転ホイールとのスプライン面間におけ
る摩擦、摩耗、インナハブ、アウタハブ内のベアリング
破損なども起こりがたく、回転軸、回転ホイール相互の
プライン心合わせも容易に行なえる。その上、回転ホイ
ールの主要部が既述の単一構成からなるので、これにス
プラインを加工したり仕上げ加工したりする際の加工工
程が少なくなり、回転ホイールのコストダウンもはかる
ことができる。

【００１６】本発明に 係るコンフォーム型連続押出機
は、さらに、熱交換用の流体通路が回転ホイールに形成
されているものである。この流体通路に所要の熱交換媒
体を通すことで回転ホイールは常に適温に保持される。
たとえば押出運転の開始前において流体通路に加熱媒体
を通しておくことにより、運転開始時点から回転ホイー
ルを成形温度に保持することができ、また以降の運転中
において流体通路に冷却媒体を通すことにより、回転ホ
イールを過度に熱膨張することないように冷却して、回
転ホイール、固定シューブロック相互の齧りを防止する
ことができる。それに回転ホイールの主要部が既述の剛
性、強度を十分に有するので、流体通路形成に起因して
これらの機械的特性が損なわれることはない。

【００１７】

【実施例】本発明におけるコンフォーム型連続押出機と
しては、回転ホイールを除き前記図９に例示したものが
採用される。したがって以下に例示する本発明の各実施
例では、回転ホイールの構成を重点的に説明する。

【００１８】 図１〜図６に例示した回転ホイール２１
は、いずれも、その外周面に複数のエンドレス溝２２を
有し、その内周面にスプライン溝２３を有している。

【００１９】図１、図２に例示された実施例の場合は、
回転ホイール２１の外周面における幅方向中央に環状の
凹溝２４が形成されていたり、凹溝２４に通じる通孔２
５が回転ホイール２１の両側面にそれぞれ形成されてい
たりする。凹溝２４内には、溝底側に空間を残して複数
のセグメント２６が嵌めこまれており、凹溝２４の開放
面がこれらセグメント２６により気密に閉鎖されてい
る。具体的には、半円形からなる二つのセグメント２６
が凹溝２４内に嵌めこまれ、これらセグメント２６が溶
接手段で凹溝２４内に固着されている。かくて、図１、
図２に例示した回転ホイール２１には、凹溝２４と各セ
グメント２６とで熱交換用の流体通路２７が形成され
る。この場合は、凹溝２４に通じる各通孔２５が流体通
路２７の出入口となるものである。

【００２０】 図１、図２に例示された実施例において、
回転ホイール２１やセグメント２６は耐熱性、耐摩耗性
を有する金属からなる。回転ホイール２１は外径３４０
ｍｍφ、内径２１０ｍｍφであり、両エンドレス溝２２
の溝中心距離は６０ｍｍ、凹溝２４は幅２０ｍｍ、深さ
４０ｍｍである。この実施例では各セグメント２６が凹
溝２４内に溶接された後、回転ホイール２１が機械加工
（表面研磨も含む）され、セグメント溶接部の外周面に
幅１０ｍｍ、深さ５ｍｍの溝が形成される。この実施例
では、回転ホイール２１のコストが従来品（図９）の約
３／４に節減される。この実施例の回転ホイール２１
は、また、これを前記回転軸１に装着した際に回転軸１
と回転ホイール２１とのスプライン接触面が増大するの
で、これらスプライン歯面の摩耗が抑制される。

【００２１】 図３、図４に例示された実施例の場合は、
回転ホイール２１の内周面の幅方向中央に環状の凹溝２
４が形成されており、当該凹溝２４内に四分割円形から
なる四つのセグメント２６が嵌めこまれ、これらセグメ
ント２６が溶接手段で凹溝２４内に固着されている。し
たがって、図３、図４の回転ホイール２１にも、凹溝２
４と各セグメント２５とで熱交換用の流体通路２７が形
成される。そしてこの場合も、凹溝２４に通じる各通孔
２５が流体通路２７の出入口になる。

【００２２】 図３、図４に例示された実施例において、
凹溝２４は幅２０ｍｍ、深さ４０ｍｍである。この実施
例では、各セグメント２６が凹溝２４内に溶接された
後、回転ホイール２１が機械加工（表面研磨も含む）さ
れ、セグメント溶接部の外周面に幅１０ｍｍ、深さ５ｍ
ｍの溝が形成される。この実施例における回転ホイール
２１のコストも前記従来品の約３／４になる。この実施
例の回転ホイール２１に関するその他の事項は図１、図
２で述べたと同じである。

【００２３】 図５、図６、図７に例示された回転ホイー
ル２１の場合は、前記凹溝２４、前記セグメント２６に
代え、回転ホイール２１の外周面からその内部に向けて
八本の孔２８が八角形状に設けられ、これら各孔２８に
より環状を なす一連の流体通路２７が形成されている。
この場合、各孔２８の開放端は気密に閉鎖されるが、こ
れに際してはつぎのような手段が採用される。その一例
として図６に示されたものでは、各孔２８の開放端内に
端栓２９がそれぞれ叩きこまれ、各孔２８内に各端栓２
９が溶接される。他の一例として図７に示されたもので
は、各孔２８の開放端内周面にネジ部３１が形成され、
該各孔２８の開放端内にシールリング（Ｏリング）３０
付きの端栓２９がそれぞれ叩きこまれ、その上から、接
着剤を塗布されたネジ栓３２がネジ部３１に施される。

【００２４】 図５〜図７の各実施例において、各孔２８
の内径は８ｍｍφであり、シールリング３０は周知のゴ
ム、合成樹脂からなる。図５、図６の実施例において
も、各孔２８の開放端内に各端栓２９が溶接された後、
回転ホイール２１が機械加工（表面研磨も含む）され、
当該回転ホイール外周面の幅方向中央に幅１０ｍｍ、深
さ５ｍｍの溝が形成される。図７に示す端栓２９を用い
るときに内径８ｍｍφの各孔２８は、これらの開放端内
周面がリーマ加工により平滑化される。図７に示す端栓
２９は、シールリング３０から前後１．５ｍｍの部分の
外径が孔２８の内径よりもわずかに小さく、これに連な
る部分の外径が孔２８の内径よりもわずかに大きい。こ
の図７に示す端栓２９は、孔２８内に強力に固定され、
その上から接着剤付きのネジ栓３２がネジ部３１に施さ
れるので、当該端栓２９が孔２８内から脱出することは
殆ど皆無である。図５、図６、図７の実施例における回
転ホイール２１のコストは、前記従来品の約２／３であ
る。図５、図６、図７に示した回転ホイール２１も、こ
れを前記回転軸１に装着したときに回転軸１、回転ホイ
ール２１のスプライン接触面が増大するので望ましいと
いえる。図５〜図７の回転ホイール２１に関するその他
の事項は図１、図２で述べたと同じである。

【００２５】 本発明の各実施例で述べた回転ホイール２
１は、既述の金属成形を行なうときに、たとえば、図９
に示されたコンフォーム型連続押出機の回転軸１に装着
されて用いられ、この際、熱交換用の流体通路２７に液
体、気体などの熱交換媒体が通され、回転ホイール２１
が常に適温に保持される。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係るコンフォーム型連続押出機
は、回転ホイールのエンドレス溝複数を有する部分が単
一の部品で構成されているから、これの剛性を含めた機
械的特性を十分に高めることができる。したがって当該
押出機を介して金属成形を行うとき、押出圧力、押出速
度、成形形状の安定性をはかり、回転軸や回転ホイール
とかその関連部品など、これらの摩耗、破損を防止する
ことができる。また、当該押出機の機械部品を組み立て
る上で、回転軸、回転ホイール相互のプライン心合わせ
を容易にすることができ、当該押出機の製作面において
は、回転ホイールのコストダウンをはかることができ
る。

【００２７】本発明に係るコンフォーム型連続押出機
は、また、流路形状が回転ホイールの周方向に沿う環状
のものであって流路周面が閉鎖形をなしている熱交換用
の流体通路が回転ホイールの所定位置に設けられてお
り、かつ、回転ホイールの外側面部から流体通路の内部
にわたるものであって流体通路内外に熱交換媒体を出し
入れするための出入口用の通孔が回転ホイールに形成さ
れているから、これら出入口用の通孔や流体通路を介し
て回転ホイールを常に適温に保持することができる。し
たがって当該押出機の場合は、金属成形時の温度面から
も成形状態を安定させることができ、過熱に起因した部
品の破損を回避する上でも有効なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンフォーム型連続押出機に装着され
る回転ホイールの第１実施例を示した縦断正面図であ
る。

【図２】図１に示した回転ホイールの縦断側面図であ
る。

【図３】本発明のコンフォーム型連続押出機に装着され
る回転ホイールの第２実施例を示した縦断正面図であ
る。

【図４】図３に示した回転ホイールの縦断側面図であ
る。

【図５】本発明のコンフォーム型連続押出機に装着され
る回転ホイールの第３実施例を示した縦断正面図であ
る。

【図６】図５に示した回転ホイールの縦断側面図であ
る。

【図７】前記第３実施例の回転ホイールおける他例を示
した要部縦断側面図である。

【図８】従来のコンフォーム型連続押出機を略示した説
明図である。

【図９】本発明における回転ホイールが装着されるコン
フォーム型連続押出機の一例を示した要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 回転軸 ３ 固定シューブロック５ 突起 ６ 成形通路 ７ 金属材料 ２１ 回転ホイール ２２ エンドレス溝 ２３ スプライン溝 ２４ 凹溝 ２５ 出入口用の通孔２６ セグメント２７ 流体通路 ２８ 孔 ２９ 端栓 ３０ シールリング ３１ ネジ部 ３２ ネジ栓

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に装着された回転ホイールや回転ホ
   イールの外周面に隣接して配置された固定シューブロッ
   クを備えていて回転ホイールの外周面とこれに対応する
   固定シューブロックの対向面とが互いに対面しているこ
   と、および、回転ホイールの軸線方向沿いに隣接する間
   隔をおいて回転ホイールの外周面に形成された複数のエ
   ンドレス溝とこれらエンドレス溝の隣接間隔に対応する
   間隔で固定シューブロックの対向面に形成された複数の
   突起とが互いに係合していること、および、固定シュー
   ブロックに設けられた成形通路が回転ホイールの各エン
   ドレス溝に連通していることを前提とするコンフォーム
   型連続押出機において、回転ホイールのエンドレス溝複
   数を有する部分が単一の部品で構成されていること、お
   よび、流路形状が回転ホイールの周方向に沿う環状のも
   のであって流路周面が閉鎖形をなしている熱交換用の流
   体通路が、回転ホイール軸線方向における位置を各エン
   ドレス溝の隣接部間にして、かつ、回転ホイール径方向
   における位置を回転ホイールの内外周面間にして、回転
   ホイールに設けられていること、および、回転ホイール
   の外側面部から流体通路の内部にわたるものであって流
   体通路内外に熱交換媒体を出し入れするための出入口用
   の通孔が回転ホイールに形成されていることを特徴とす
   るコンフォーム型連続押出機。