JP2887891B2 - 押出成形方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金など
の押出プレスによる押出成形に際して、コンテナ内から
ダイスを通ってビレットが押出される前にコンテナとビ
レット間の空気をコンテナの外に脱気し、ビレットを空
気を含むことなく、効果的に無駄なく押出すための改善
された押出成形方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンテナ内径よりも少し小径のビレット
をコンテナ内に入れた後、コンテナ内でビレットを後方
のステムでダイスに押当て、いわゆるアプセットする
と、ビレットが押しつぶされコンテナとビレットの間の
空気が圧縮される。この圧縮された空気を放出するため
にステムとコンテナを僅かに後退させ、ダイスとコンテ
ナの隙間から上記の圧縮空気を抜いて、再度コンテナと
ステムを前進させて押出を開始する。このようにして圧
縮された空気を抜くガス抜き工程をバープサイクルと呼
んでいるが、この工程があることにより、押出サイクル
に無駄な時間が発生する。

【０００３】また、この方法だと、バープサイクルで脱
気してコンテナをダイスに押付けた時、コンテナ内面と
ビレット外面の間に、皮１枚程度の薄い状態で空気が大
気圧で残っており、十分な脱気は行われていない。さら
に、コンテナライナ端面とダイス端面には、しばしばア
ルミニウムかすが付着する。均一な膜状に付着すればシ
ールした時に空気の侵入はないはずだが、一般的にはか
すが不均一に付着する。このため、せっかくコンテナ内
を脱気しても、ビレットのアプセットが完了するまでに
再び空気が侵入しバープサイクルを行ったとしても完全
でなく、ブリスタが発生していた。

【０００４】そこで、最近では、例えば、特開平３−４
１３号公報に記載されているように、ステム側から空気
を抜くために、ステムの先端に圧力パッドおよび中空押
出ステムが用いられ、ビレット押出中に空気を抜くこと
も考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た空気抜きではビレット加圧中にステム側の空気は抜け
てもコンテナ内とビレット間の大部分の空気のうち特に
ダイス側の空気は抜けにくい。

【０００６】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、コンテナ内のビレットを押出す前にコンテナ内の
空気を全て脱気する直前にコンテナシールを行うととも
に、ダイスからビレットを押出す前にバープサイクルと
呼んでいる前記ガス抜き工程の必要のない押出サイクル
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、本発明に係る第１の発明で
は、押出コンテナとビレットの間の空気を、ビレットの
押出を開始する前までに脱気する際、コンテナをダイス
に接触させる前に一時停止機構によってコンテナを一時
停止させて、ダイス端面とコンテナのダイス側端面を接
触させないようにしてできた隙間からコンテナ内のダイ
ス側にたまっている空気を脱気させてアプセット完了直
前にコンテナをダイスと接触開始させるようにするとと
もに、押出コンテナの押出ステム側の端面ではシールブ
ロックを閉じた状態でコンテナ内の押出ステム側にたま
っている空気を脱気させるようにした。また、第２の発
明では、押出コンテナとビレット間の空気をビレット押
出の開始前までに真空化させる際、前記コンテナをダイ
スに接触させる前に停止させる一時停止機構と、コンテ
ナタイヤのダイス側端面に固設したアウタリングと、前
記アウタリングに対して押出方向に移動自在、かつ離脱
不可能に係合されたシールリングを設け、前記シールリ
ングに対向して配設しダイスを嵌合支持するダイリング
のコンテナ側端面を、コンテナの一時停止時にシールリ
ングと当接可能な構成にするとともに、押出コンテナの
押出ステム側の端面では２つ割のシールブロックをコン
テナの軸線方向と直角な方向に開閉自在に設け、前記シ
ールブロックを閉じた時前記シールブロックの内面を押
出ステムの外面に密接させうる構成にした。

【０００８】

【作用】コンテナ内のビレットをビレット後方のステム
で押込んで、ビレットをダイスに押当てると、ビレット
が押しつぶされてコンテナとビレットの間の空気が圧縮
される。この圧縮された空気はビレットがダイスから押
出される前にコンテナの両側から吸引脱気しなければな
らない。また、コンテナ内のビレットをビレット後方の
ステムで押込んで、ビレットの先端をダイスに押当てる
寸前にコンテナの両側から吸引脱気しなければならな
い。本発明ではビレットがステムで圧縮される前よりビ
レットのダイス側およびステム側の両方でそれぞれコン
テナ内の空気を強制的に真空吸引するので、ビレットが
ステムで圧縮されてからこの圧縮空気の吸引のための工
程いわゆるガス抜き工程が省略できる。なお、コンテナ
のダイス側から空気を吸引する際には、コンテナ先端部
に取付けたアウタリングに係合されて軸方向に移動自在
なシールリングとダイリングのコンテナ側端面間をシー
ルしている状態で、ダイスとコンテナ間の微小な間隔を
通して空気を吸引する。コンテナのステム側から空気を
吸引する際は、ステム側のコンテナ端面に配設してコン
テナの軸線方向に開閉自在なシールブロックでシールし
ている状態で、コンテナ内の空気を真空吸引する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は、本発明に係る押出コンテナ用
脱気装置の一実施例を示す断面図、図２は図１のＡ〜Ａ
からみた正面図、図３はダイスとコンテナ間の微小間隔
を通して空気を吸引する吸引部の要部拡大断面図、図４
は図１のＣ〜Ｃからみた正面図、図５はビレットの先端
をダイスに押当てた後コンテナの両方から真空吸引する
説明図、図６はビレットの先端をダイスに押当てる直前
にコンテナの両側から真空吸引する説明図、図７はコン
テナ内で加圧されるビレットのつぶれ方を示す概念図で
ある。

【００１０】図１のエンドプラテン３２に設置され、コ
ンテナタイヤ２とコンテナ１を摺動させるコンテナシリ
ンダ３３のピストンヘッド側のＢ部の要部は移動ストッ
パブロック３４とストッパを兼ねるヘッドブロック３５
などからなり、移動ストッパブロック３４が移動する範
囲の最大距離でピストン３７はコンテナ１のダイス３側
端面をダイス３面と例えば２〜３ｍｍ程度のギャップ
（隙間）６のある状態で急速一時停止できるような一時
停止機構３０を有した構造とになっている。図１で３６
はシリンダ本体の一部を構成するシリンダチューブ、３
５はシリンダ本体の後部にあるヘッドブロック、３７は
ピストン、３８はピストンロッドである。

【００１１】符号３はダイスであって、ダイス３の外周
をダイリング５の内周面に摺動自在に嵌合保持してあ
る。６は隙間であってコンテナシリンダ３３内に設けた
一時停止機構によってコンテナ１とダイス３やダイリン
グ５との間には例えば２〜３ｍｍの隙間６があいている
ようになっている。３１はコンテナの内周面とビレット
１３の外周面との間の隙間であり、脱気空間でもある。

【００１２】一方、ビレット１３を押込む押出ステム１
４の先端部にコンテナ１内面と密接し得るフィックスダ
ミイブロック１５が設けられている。フィックスダミイ
ブロック１５は押出ステム１４内の軸芯部に固定して設
けられた管状部材１６の先端部にねじで取付けられてい
るダミイブロック後部部材１７、この後部部材１７の先
端外周部にねじで取付けられていて、その先端部が外径
方向に広がってコンテナ１の内周面に密接し得る外側リ
ング１８である。なお、１４ａはステムホルダ、１４ｂ
はクロスヘッドである。

【００１３】次に本実施例では、コンテナ１内のダイス
３側と押出ステム１４側のコンテナ１内空気の真空吸引
装置についてそれぞれ説明する。

【００１４】まず、コンテナ１内のダイス３側の空気を
排除する真空吸引装置５０は図３に示す如くコンテナタ
イヤ２のダイス３側端面にコンテナ１と同芯状のアウタ
リング１０がボルトによって固設されている。また、前
記アウタリング１０の内周面側に前後進可能、かつ離脱
不可能に段状に係合されたシールリング１１が配設され
ている。シールリング１１の一部は中心方向に突設した
突部１１ａを有した構造となっており、コンテナ１とダ
イス３に例えば２〜３ｍｍの隙間を残してコンテナ１を
一時停止した時、ダイリング５のコンテナ１側端面に対
して前記シールリング１１の突部１１ａが、ばね１２
（本実施例ではコンテナタイヤ２とシールリング１１間
に等間隔に８つのばね１２が弾装してある）によって押
出方向に押圧当接され（面シール）、クリアランスをゼ
ロにするようになっている。

【００１５】シールリング１１の上方には図２に示すよ
うに脱気穴７が２ヶ所あり、そこから配管８や電磁切替
弁９を介して真空タンク２０や真空ポンプ２１に連結さ
れている。２２はモータ、２３はアウタリング１０とシ
ールリング１１間から空気の侵入を防止する耐熱シール
材、２４はアウタリング１０とコンテナタイヤ２間から
空気の侵入を防止するメタル中空リング、２５はダイリ
ング５との繰返し当接によってシールリング１１の突部
１１ａの直接摩耗と空気侵入を防止する取替可能なシー
ルプレートである。

【００１６】次に、コンテナ１内の押出ステム１４側の
空気を排除する真空吸引装置６０は、図４に示す如く押
出ステム１４側のコンテナ１の端面に配設されている。
コンテナ１の押出ステム１４側の端面において、２つ割
のシールブロック４０をコンテナ１の軸線方向と直角な
方向に開閉自在に設け、シールブロック４０を閉じた
時、シールブロック４０の内周面に設けたシールパッキ
ン４１を介して押出ステム１４の外周面に密接させうる
ようにしてある。

【００１７】４２はガイドプレートであり、シールブロ
ック４０の両ブロックはそれぞれシリンダ４３で開閉で
きるようにした。４１、４４はシールパッキンであり、
シールブロック４０の一部には脱気穴４５を設け、脱気
穴４５には配管８ａを介して真空タンク２０に連結して
ある。符号４６は電磁切替弁、４７は断熱材でありコン
テナ１を加熱した熱の一部が熱伝導によって真空吸引装
置６０に伝わらないようになっており、前述したガイド
プレート４２は断熱材４７の上面に配設したカバープレ
ート４８を介して配設されている。

【００１８】次に、前記装置の作用について説明する。
ビレット１３の押出成形前は電磁切替弁９が消磁状態に
あり、真空ポンプ２１を駆動し真空タンク２０内を例え
ば５〜１０Ｔｏｒｒの真空状態にしておく。なお、電磁
切替弁４６も消磁状態にある。コンテナシリンダ３３に
よりコンテナ１をダイス３側へ引寄せると、真空吸引装
置５０の突部１１ａがダイリング５の端部に当接し、コ
ンテナ１のダイス側端面をダイス３面と例えば２〜３ｍ
ｍ程度の隙間６のある状態で停止させている。この動作
が終了すると次いでビレット１３を載置したままビレッ
トローダ（図示なし）が上昇し、押出ステム１４を前進
させるとビレット１３がコンテナ１内へ押込まれるが、
この状態でコンテナ１の中へビレット１３を押出ステム
１４の前進動作で装入し、ビレット１３の先端面をダイ
ス３に当てる。この状態を図１に示す。この時、コンテ
ナ１とビレット１３の脱気空間３１には空気がある。

【００１９】コンテナ１の空気の真空吸引方法について
は次の２種類がある。その１つの方法では、ビレット
１３をコンテナ１内へ押込んでビレット１３の先端をダ
イス３に直接押当ててコンテナ１の両側から真空吸引す
る方法と、もう１つの方法は、ビレット１３をコンテ
ナ１内へ押込んでビレット１３の先端をダイス３に押当
てる直前にコンテナ１の両側から真空吸引（または真空
脱気）する方法である。

【００２０】まず、前者のの真空吸引方法（図５）に
ついて述べると、押出ステム１４の前進に伴ってビレッ
ト１３がコンテナ１内に押込まれるとともに、コンテナ
１の押出ステム１４側に配設された真空吸引装置６０の
シリンダ４３を作動させて２つ割のシールブロック４０
を閉じて押出ステム１４とコンテナ１との間を密封す
る。

【００２１】コンテナ１内に押込まれビレット１３がダ
イス３に当接するとサイドシリンダ（図示なし）の圧力
が上昇し始めると同時に電磁切替弁９、４６を励磁して
コンテナ１内と真空タンク２０とを通気可能な状態にし
真空吸引が行われる。

【００２２】押出ステム１４の前進は休むことなくサイ
ドシリンダからメインシリンダ（図示なし）に切換えて
行われ、押出ステム１４が前進してアプセットを開始す
る。この状態を続けると押出ステム１４側のビレット１
３がコンテナ１に密着する頃に真空タンク２０の作用
で、ダイス３側より脱気空間３１のエアは吸引される。
この時、吸引されたダイス３側の密閉空気は、隙間６を
通りコンテナ１に取付いているシールリング１１の一部
に設けられている脱気穴７を通り、そこから配管８でコ
ンテナ１上面の電磁切替弁９へと導かれる。

【００２３】一方、押出ステム１４側の密閉空気は２つ
割シールブロック４０の一部に設けられている脱気穴４
５を通り、配管８ａの上の電磁切替弁４６を介して前述
した配管８上の電磁切替弁９を介して真空タンク２０へ
吸引排出される。

【００２４】こうして、ダイリングシールリング１１の
脱気穴７とシールブロック４０の脱気穴４５の両方から
素早く十分に脱気される。

【００２５】また、前述した後者の真空吸引方法（図
６）について述べると、この場合はビレット１３の押
出しが完了した後シャー装置によりディスカードを切り
落とした時、シャー刃による切断面が真直でなくえぐり
取られたような（図６）凹部が生じてエア溜まりがで
き、次ビレット１３の押出しの時にエア溜まりのエアが
次ビレット１３により封じ込まれるブリスタ発生の原因
となるため、これを防止するための真空吸引方法であ
る。

【００２６】真空タンク２０内はすでに真空ポンプ２１
により例えば５〜１０Ｔｏｒｒの真空状態にある。ま
ず、押出ステム１４の前進に伴いビレット１３がコンテ
ナ１内に押込まれるが、この押込み時に押出ステム１４
の先端拡径部４９がシールブロック４０を通過するとと
もにシールブロック４０を閉にする（図６）。

【００２７】この状態で電磁切替弁９、４６を励磁する
とコンテナ１内の残存エアは真空タンク２０により真空
吸引が開始される。そして、さらに押出ステム１４を前
進し、ビレット１３の先端部がダイス３に当たる直前で
押出ステム１４の前進を一旦停止し、コンテナ１内の真
空度が目標の値まで到達したら再度サイドシリンダによ
って押出ステム１４を前進し、サイドシリンダ内の圧油
が所定圧力になった時点でメインシリンダ（図示なし）
に切替えアプセットを完了するのである。

【００２８】このような方法では、前回のビレット１３
押出し時の切断不良によるエア溜まりが生じても完全に
真空吸引により残存エアを排出できるのでブリスタの発
生はほとんど見受けられない。

【００２９】この後、押出ステム１４は休むことなく前
進を続けビレット１３は押しつぶされる。押しつぶされ
る状態を図４に示す。これらの図で、コンテナ１とビレ
ット１３の間の脱気空間３１はステム１４でダイス方向
にビレット１３がＳ1 からＳ3 まで順次加圧されていけ
ば、この脱気空間３１はダイス側に押しせばめられるの
が図４より分かる。脱気は例えば、約１０〜５０ｔｏｒ
ｒの真空度で、０．５秒程度で行える。

【００３０】吸引脱気し始めてからも、押出ステム１４
は休むことなく前進を続け、ビレット１３をつぶす。そ
してコンテナ１内にビレット１３を充満させ、アプセッ
トを完了する。次に引続いて押出しに入り、ダイス３か
ら製品が押出される。なお、コンテナ１の内部の脱気空
間３１が所定の真空度に到達した時点でコンテナ１はダ
イス３側へ前進し、コンテナ１のダイス３側端面はダイ
ス３面に当り、ダイス３面との隙間６をゼロとし、押出
開始直後まで脱気を続ける。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明に係る第１の発明では押出コンテナとビレッ
トの間の空気を、ビレットの押出を開始する前までに脱
気する際、コンテナをダイスに接触させる前に一時停止
機構によってコンテナを一時停止させて、ダイス端面と
コンテナのダイス側端面を接触させないようにしてでき
た隙間からコンテナ内のダイス側にたまっている空気を
脱気させてアプセット完了直前にコンテナをダイスと接
触開始させるようにするとともに、押出コンテナの押出
ステム側の端面ではシールブロックを閉じた状態でコン
テナ内の押出ステム側にたまっている空気を脱気させる
ようにし、さらに第２の発明では押出コンテナとビレッ
ト間の空気をビレット押出の開始前までに真空化させる
際、前記コンテナをダイスに接触させる前に停止させる
一時停止機構と、コンテナタイヤのダイス側端面に固設
したアウタリングと、前記アウタリングに対して押出方
向に移動自在、かつ離脱不可能に係合されたシールリン
グを設け、前記シールリングに対向して配設しダイスを
嵌合支持するダイリングのコンテナ側端面をコンテナの
一時停止時にシールリングと当接可能な構成にするとと
もに、押出コンテナの押出ステム側の端面では２つ割の
シールブロックをコンテナの軸線方向と直角な方向に開
閉自在に設け、前記シールブロックを閉じた時前記シー
ルブロックの内面を押出ステムの外面に密接させうるよ
うにしたことにより、コンテナと押出ステム間およびコ
ンテナとダイスとの間をシールしてコンテナ内の空気を
確実容易に脱気することができる。したがって、空気の
まき込みのない押出製品を容易に得ることができる。ま
た、所定の真空度に到達してコンテナシールした後も、
ダイス側からの脱気行為は押出開始直後まで続けている
ので、空気が再びシール面から逆流して入りこむ恐れは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る押出成形方法の一実施例を示す断
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａからみた正面図である。

【図３】ダイスとコンテナ間の微小間隔を通して空気を
吸引する吸引部の要部拡大断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃからみた正面図である。

【図５】ビレットの先端をダイスに押当てた後コンテナ
の両方から真空吸引する説明図である。

【図６】ビレットの先端をダイスに押当てる直前にコン
テナの両側から真空吸引する説明図である。

【図７】コンテナ内で加圧されるビレットのつぶれ方を
示す概略図である。

【符号の説明】

１ コンテナ ２ コンテナタイヤ ３ ダイス ６ 隙間 ７ 脱気穴 ９ 電磁切替弁 １０ アウタリング １１ シールリング １１ａ 突部 １２ ばね １３ ビレット １４ 押出ステム １５ フィックスダミイブロック ２０ 真空タンク ２１ 真空ポンプ ２３ 耐熱シール材 ２５ シールプレート ３０ 一時停止機構 ３１ 脱気空間 ４０ シールブロック ４１ シールパッキン ４２ ガイドプレート ４３ シリンダ ４５ 脱気穴 ４６ 電磁切替弁 ４９ 拡径部 ５０、６０ 真空吸引装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21C 27/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出コンテナとビレットの間の空気を、
   ビレットの押出を開始する前までに脱気する際、コンテ
   ナをダイスに接触させる前に一時停止機構によってコン
   テナを一時停止させて、ダイス端面とコンテナのダイス
   側端面を接触させないようにしてできた隙間からコンテ
   ナ内のダイス側にたまっている空気を脱気させてアプセ
   ット完了直前にコンテナをダイスと接触開始させるよう
   にするとともに、押出コンテナの押出ステム側の端面で
   はシールブロックを閉じた状態でコンテナ内の押出ステ
   ム側にたまっている空気を脱気させるようにしたことを
   特徴とする押出成形方法。
2. 【請求項２】 押出コンテナとビレット間の空気をビレ
   ット押出の開始前までに真空化させる際、前記コンテナ
   をダイスに接触させる前に停止させる一時停止機構と、
   コンテナタイヤのダイス側端面に固設したアウタリング
   と、前記アウタリングに対して押出方向に移動自在、か
   つ離脱不可能に係合されたシールリングを設け、前記シ
   ールリングに対向して配設しダイスを嵌合支持するダイ
   リングのコンテナ側端面を、コンテナの一時停止時にシ
   ールリングと当接可能な構成にするとともに、押出コン
   テナの押出ステム側の端面では２つ割のシールブロック
   をコンテナの軸線方向と直角な方向に開閉自在に設け、
   前記シールブロックを閉じた時前記シールブロックの内
   面を押出ステムの外面に密接させうる構成にしたことを
   特徴とする押出成形装置。