JP2974196B2 - 押出プレスにおける脱気押出制御方法 - 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等の押
出プレスにおけ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放出し、ビレットを効
果的に無駄なく押出すための改善された押出プレスにお
ける脱気押出制御方法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ビレ
ット後方のステムで押してダイスに押当て、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わずかに後退さ
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しを開始す
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、この工程が有ること
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、充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無いはずだが、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。そこで、最近コンテ
ナとビレット間の空気を連続して脱気することも考えら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た空気抜き方法では、ビレットの後端側がつぶれる前に
脱気を行うと、ビレット後端側より空気が侵入して高真
空に保持することができず、また逆に充分アプセットさ
れた状態で脱気しても脱気効果がなく、さらに脱気とア
プセットおよびコンテナシール間の相関関係がデータに
基づいて定量的に充分解明されていないといった問題が
あり、従来より試行錯誤によって脱気押出制御が行われ
ていた。

【０００５】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
空気を全て吸引して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
ない脱気押出制御方法を提供することにある。

【０００６】

【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、コンテナをダイスに接触さ
せる前にコンテナを一時停止させた後コンテナ内にビレ
ットを装填し、前記コンテナ内へのビレット装填完了時
を基準点として前記基準点から脱気開始までの所定時間
後にコンテナとビレット間の空気の脱気を開始するとと
もに、前記基準点からアプセット開始までの所定時間後
にコンテナ内でビレットを後方の押出ステムでダイスに
押付けてアプセットを開始し、さらに、アプセット開始
後押出シリンダの油圧回路の圧油がビレットの押出作用
面における所定のアプセット圧力になる圧油まで昇圧す
るとコンテナシールを開始するとともに、前記アプセッ
ト完了直前に前記コンテナシールを完了するようにし
た。

【０００７】

【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
れる前に外部に排出されなければならない。本発明では
ビレットがステムでアプセットされる前よりビレットの
ダイス側でそれぞれコンテナ内の空気を強制的に吸引す
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、ビレットをコンテナ内に装填完了した基準点を設
け、この基準点から一定時間経過した後にダイスとコン
テナ間の微小な間隔を通して空気を吸引するとともに、
さらに基準点から所定時間経過した後にアプセットを開
始する。アプセット開始後ビレットの押出作用面側のア
プセット圧力が所定圧力に達した時点でコンテナシール
を開始する。そして、アプセット完了直前にコンテナシ
ールを完了しておく。

【０００８】

【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は本発明に係る脱気、アプセッ
ト、コンテナシールの組合せによる脱気押出制御曲
線、、図２は油圧系統図、図３は押出コンテナ用脱気装
置の一実施例を示す断面図、図４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５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。

【０００９】まず、本実施例の押出コンテナ用脱気装置
について述べる。図３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Ａ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等からなり、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程度の隙間
（ギャップ）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３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、３５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。

【００１０】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の内周面に嵌合保持してある。６は隙間
（ギャップ）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（ギャップ）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。

【００１１】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内の軸心部に固定して設
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は取付部材である。

【００１２】本実施例では、図４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。アウタリ
ング１０の断面は略Ｌ字形をしており、一端を前記した
ようにコンテナ１側に固定してあり、他端をダイリング
５の外周面にシールリング１２を介して接触している。
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側に面し
たアウタリング１０の内周面上を一部凹部状に刻設し
て、ここに伸縮自在なシールリング１２が配設してあ
り、ダイリング５の径が温度低下によって縮径してもシ
ールリング１２が追従するため外気の侵入が防止可能な
ようになっている。

【００１３】アウタリング１０の上方には、例えば脱気
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、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
である。

【００１４】次に図２に示すコンテナ１をダイス３に当
接するいわゆるコンテナシールを行うための押出プレス
装置の油圧配管系統図について述べる。押出シリンダ４
１はラム４２を備えており、該ラム４２の先端にメイン
クロスヘッド４４が取付けられており、さらに該メイン
クロスヘッド４４には押出ステム１４が取付けられてい
る。押出シリンダ４１の上側には図示しないオイルリザ
ーバタンクが設けられており、該オイルリザーバタンク
と押出シリンダ４１の後端の作動油導入口５０とはプレ
フィルバルブ４８にて接続されている。

【００１５】押出シリンダ４１の側方には サイドシリ
ンダ４０が設けられており、それらのピストンロッド４
０Ａは前記メインクロスヘッド４４に固着されている。
なお符号１Ａはコンテナホルダであり、図２に示すよう
に前記シリンダ３３、４０、４１には作動油の供給管が
接続されている。また、コンテナシールポンプ５３から
コンテナシール油圧回路６０を介してコンテナシリンダ
３３のピストンロッド側へ圧油の供給が可能になってい
る。

【００１６】該コンテナシールポンプ５３同様にメイン
ポンプ５４から押出シリンダ油圧回路６２を介して押出
シリンダ４１へ圧油が供給されるようになっている。さ
らに、コンテナシール油圧回路６０と押出シリンダ油圧
回路６２を結ぶコンテナシールバックアップ油圧回路６
４が設けてあり、万一コンテナシールポンプ５３が故障
してコンテナシールが不可能になってもＶ１４バルブが
開いてコンテナシールが支障なく行えるようにバックア
ップが可能に構成されている。図中の符号Ｖ１〜Ｖ１４
はバルブ（電磁弁）を示し、また６８は絞り弁を示す。

【００１７】本実施例では前記コンテナシールバックア
ップ油圧回路６４にシーケンスバルブ６６を設け、コン
テナシールバックアップ油圧ライン中の圧力が例えば３
５ｋｇ／ｃｍ² になった時、大容量のメインシリンダ油
圧回路６２からの圧油がコンテナシール油圧回路６０へ
流入しコンテナシールを急速に行うことが可能な構成と
なっている。

【００１８】次に、前記装置の作用について説明する。
まず、コンテナ１のダイス側端面をダイス３面と例えば
２〜３ｍｍ程度の隙間（ギャップ）６のある状態で停止
させている。この状態でコンテナ１の中へビレット１３
を図示しないサイドシリンダ装置による押出ステム１４
の前進動作で装填し、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（または図５（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】この動作が終了したビレット１３の押込み
限の直後に引続く押出ステム１４の前進動作によって図
５（２）のようにビレット１３の後端部がつぶれ、図１
中のに示すように一時的にＰ₁ （ｋｇ／ｍｍ² ）まで
昇圧した後、すぐ降圧する挙動を示すことになる。この
時のＰ₁ （ｋｇ／ｍｍ² ）点をビレット１３をコンテナ
１内へ装填完了した基準点Ｘとする。この後、前記基準
点Ｘからアプセットが開始されるまでのＴｕ時間（例え
ば０．８秒）までに押出ステム１４の前進動作をサイド
シリンダ４０から押出シリンダ４１（メインシリンダ）
に切換えると、オイルリザーバタンク（図示なし）から
プレフィルバルブ４８を介して前記押出シリンダ４１内
に作動油が供給される。

【００２０】この後、弁５２は閉弁され、代わりにバル
ブＶ１２が開放されメインポンプ５４からの作動圧油が
押出シリンダ４１内に供給すると押出ステム１４は再駆
動され、図１中のに示すようにアプセットが開始され
る。前記した基準点Ｘから押出ステム１４の再前進によ
るアプセット動作が開始されるまでのＴｕ時間の間に、
これらアプセット動作と併行して前記基準点Ｘから例え
ば０．２秒経過したＴｖ時間後から真空タンク２０の作
用で、ダイス３側より脱気空間３１の空気は吸引開始さ
れる。この時、吸引されたダイス３側の空気は、隙間
（ギャップ）６を通りコンテナ１に取付いているアウタ
リング１０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。

【００２１】事前に真空タンク２０と電磁切替弁９まで
の配管内は例えば５〜１０ｔｏｒｒに真空引きされてお
り、ビレット１３とダイス３が接触すると同時に電磁切
替弁９が開いて、シールリング１２の脱気穴７を通して
脱気空間３１は素早く充分に脱気される。押出ステム１
４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。

【００２２】さらに、コンテナシール動作については、
図１中のに示すように前記した脱気動作とアプセット
動作に引続いて行う。アプセット開始後押出ステム１４
の先端のフィックスダミイブロック１５の押出作用面圧
Ｐｕ₀ が例えば１０ｋｇ／ｃｍ² になるまではコンテナ
シールポンプ５３とメインポンプ５４によってコンテナ
シールが行われるが、押出作用面圧Ｐｕ₀ が１０ｋｇ／
ｃｍ² （この時のコンテナシールバックアップ油圧回路
６４中の作動油圧は例えば３５ｋｇ／ｃｍ² となってい
る）になるとシーケンスバルブ６６が開弁してメインシ
リンダ油圧回路６２から大容量の圧油がコンテナシリン
ダ油圧回路６０を介してコンテナシリンダ３３へ流入し
て、コンテナ１とダイス３間の２〜３ｍｍ程度の隙間
（ギャップ）６を高速で瞬時にシールするようにバック
アップを行いコンテナ１とダイス３を圧接する（図５
（４））。なお、絞り弁６８の絞り度を適宜調整するこ
とによって高速シール時の衝撃を少なくすることができ
る。

【００２３】そしてコンテナ１とダイス３の圧接を完了
（この時、アプセット中の押出作用面圧Ｐｕ₁ は例えば
２０ｋｇ／ｃｍ² になる）した直後にアプセットを完了
する（このアプセット完了時の押出作用面圧はＰｕ₂ と
なる）が、引続きコンテナシールポンプ５３によってコ
ンテナシール油圧回路６０内を例えば２１０ｋｇ／ｃｍ
² まで昇圧させてコンテナシールを完了させる。

【００２４】こうして、コンテナ１とビレット１３の間
の脱気空間３１は押出ステム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５よ
り分かる。脱気は、例えば、１０〜５０ｔｏｒｒの真空
度で、０．５秒程度で行える。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（図１）。なお、
コンテナ１とダイス３面との隙間（ギャップ）６をゼロ
とし、押出開始直後まで脱気を続ける。

【００２５】前記実施例は数多くある中で一例について
述べたものであり、Ｔｖ（基準点Ｘから脱気開始までの
所要時間）、Ｔｕ（基準点Ｘからアプセット開始までの
所要時間）、Ｐｕ₀ （コンテナシール開始時のビレット
の押出作用面圧）についてはビレットの材質、ビレ
ットの径、ビレットの長さ、ビレットの加熱温度、
押出製品の形状と大きさ等によって種々変化するた
め、これらデータの蓄積と定量的な解明によって容易に
所望する押出製品を得ることが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明に係る押出プレスにおける脱気押出制御方法
は、コンテナをダイスに接触させる前にコンテナを一時
停止させた後コンテナ内にビレットを装填し、前記コン
テナ内へのビレット装填完了時を基準点として前記基準
点から脱気開始までの所定時間後にコンテナとビレット
間の空気の脱気を開始するとともに、前記基準点からア
プセット開始までの所定時間後にコンテナ内でビレット
を後方の押出ステムでダイスに押付けてアプセットを開
始し、さらに、アプセット開始後押出シリンダの油圧回
路の圧油がビレットの押出作用面における所定のアプセ
ット圧力になる圧油まで昇圧するとコンテナシールを開
始するとともに、前記アプセット完了直前に前記コンテ
ナシールを完了するようにしたことにより、アプセット
途中でのコンテナ開始時のタイミングが正確になり、さ
らに空気の残留がほとんどなく、脱気時間が短くてすむ
ためアプセット速度を速くすることができる。また、コ
ンテナシールをメインポンプからの大容量の圧油で行う
ため、コンテナシールの時間短縮が可能となり、アプセ
ット速度を速くでき、アイドルタイムが短縮できる。さ
らに、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込む恐れは
ない。また、実験データの定量化によってビレットの温
度、材質等の押出条件が変化しても常に最適な脱気押出
を安定して行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る脱気、アプセット、コンテナシー
ルの組合せによる脱気押出制御曲線である。

【図２】油圧系統図である。

【図３】押出コンテナ用脱気装置の一実施例を示す断面
図である。

【図４】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５】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。

【符号の説明】

１ コンテナ １Ａ コンテナホルダ ２ コンテナタイヤ ３ ダイス ６ 隙間（ギャップ） ７ 脱気穴 １０ アウタリング １２ シールリング １３ ビレット １４ 押出ステム １５ フィックスダミイブロック １８ 外側リング ２０ 真空タンク ２１ 真空ポンプ ３０ 一時停止機構 ３１ 脱気空間 ３２ エンドプラテン ３３ コンテナシリンダ ４０ サイドシリンダ ４１ 押出シリンダ ４２ ラム ４４ メインクロスヘッド ４８ プレフィルバルブ ５３ コンテナシールポンプ ５４ メインポンプ ６０ コンテナシール油圧回路 ６２ メインシリンダ油圧回路 ６４ コンテナシールバックアップ油圧回路 ６６ シーケンスバルブ ６８ 絞り弁

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 (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンテナをダイスに接触させる前にコン
   テナを一時停止させた後コンテナ内にビレットを装填
   し、前記コンテナ内へのビレット装填完了時を基準点と
   して前記基準点から脱気開始までの所定時間後にコンテ
   ナとビレット間の空気の脱気を開始するとともに、前記
   基準点からアプセット開始までの所定時間後にコンテナ
   内でビレットを後方の押出ステムでダイスに押付けてア
   プセットを開始し、さらに、アプセット開始後押出シリ
   ンダの油圧回路の圧油がビレットの押出作用面における
   所定のアプセット圧力になる圧油まで昇圧するとコンテ
   ナシールを開始するとともに、前記アプセット完了直前
   に前記コンテナシールを完了するようにしたことを特徴
   とする押出プレスにおける脱気押出制御方法。