JP2994142B2 - 回転式金属連続押出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属材料を連続的に押
出成形するために用いられる回転式金属連続押出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】金属成形の技術分野において、光ファイ
バ入り架空地線（ＯＰＧＷ）用アルミニウムワイヤ、Ｃ
ＡＴＶ用アルミニウム管、クーラー用のアルミニウム製
コンデンサチューブなど、これらの金属長尺体を成形す
るとき、一例として、圧延されたアルミニウムテープを
フォーミング加工により造管し、その管状体の継目部を
溶接手段でシールしている。

【０００３】このような手段で管状体を成形するとき、
高価なアルミニウムテープを用いる点、溶接機械を必要
とする点、溶接工程を含むためにライン速度が１５〜２
０ｍ／ｍｉｎに制約される点など、金属材料（成形材
料）のコスト、設備、生産性の点で望ましくない。

【０００４】これに代わる方法として、特公昭５９−１
１３６６号、特公昭６０−１０８７号の各公報、その他
に開示された回転式金属連続押出装置が注目されてい
る。この回転式金属連続押出装置は、回転ホイールの外
周面に形成された環状の凹溝と固定シューブロックの外
側面に形成された突起とが互いに係合しており、回転ホ
イールの凹溝と固定シューブロックの成形通路とが互い
に連通している。したがって、アルミニウム荒引線のご
とき金属材料を回転ホイールの凹溝内に連続的に供給し
たとき、当該金属材料が、回転ホイールと固定シューブ
ロックとの間で発生する強摩擦により軟化して、固定シ
ューブロックの成形通路から連続的に押し出される。

【０００５】回転式金属連続押出装置によるとき、金属
材料としてはアルミニウム荒引線のような安価な材料で
よく、溶接工程が不要であり、しかも、ライン速度が５
０〜１００ｍ／ｍｉｎ程度にまで高速化できるので、既
述の問題が起こらない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した回転式金属連
続押出装置の場合、金属材料（成形材料）のコスト、設
備経済、生産性の点で望ましいものの、回転ホイールと
これを支持しているシャフトの耐久性が十分でない。そ
の原因の一つは、固定シューブロックと回転ホイールと
の間において金属材料の強摩擦を発生させるべく、固定
シューブロック側から回転ホイール側へ大きな荷重（１
００〜２００ｔ）をかけていることであり、これに起因
して、回転ホイールとシャフト、特にシャフトに曲げ荷
重が繰り返し作用する。他の原因の一つは、金属材料が
軟化したときに、回転ホイールとシャフトとが４００〜
４５０℃程度まで高温化することであり、これに起因し
て、回転ホイール、シャフトの機械的特性が低下する。
したがって、既成の回転式金属連続押出装置において
は、これらの原因が複合するために、回転ホイール、シ
ャフトなどが早期に変形、破損する。ちなみに、この押
出装置のシャフトが３００ｍｍφ程度である場合、前記
の繰り返し荷重、加熱を受けたときにシャフトが短期間
で二つ割れを起こす。

【０００７】その対策として、固定シューブロック側か
ら回転ホイール側へ加える荷重を軽減することが考えら
れるが、こうした場合は、回転ホイールと固定シューブ
ロックとの間から流失する不用材料（スクラップ）が多
くなり、材料の歩留りが低下する。

【０００８】本発明はこのような技術的課題に鑑み、要
部の早期変形、早期破損を防止して寿命を高め、しか
も、金属材料を有効に活用することのできる回転式金属
連続押出装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る課題解決手
段は、所期の目的を達成するために、回転ホイールと固
定シューブロックとを含み、回転ホイールの外周面には
環状の凹溝が形成されており、固定シューブロックに
は、これを貫通する成形通路が内部に形成され、かつ、
回転ホイールの凹溝と対応する突起が外側面に形成され
ており、これら回転ホイール、固定シューブロックが互
いに近接配置されて、回転ホイールの凹溝と固定シュー
ブロックの突起とが係合し、回転ホイールの凹溝と固定
シューブロックの成形通路とが連通している回転式金属
連続押出装置において、固定シューブロックには、これ
を回転ホイール側へ押しつけるための押込機械が組みつ
けられており、回転ホイールには、これに当接する支持
ローラを備えて固定シューブロック側からの押しこみ力
に対抗するバックアップ機構が備えられていることを特
徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に係る回転式金属連続押出装置におい
て、成形材料たる金属材料を回転ホイールの凹溝内に連
続的に供給したとき、当該金属材料は、回転ホイールと
固定シューブロックとの間で発生する強摩擦により軟化
して、固定シューブロックの成形通路から連続的に押し
出され、所要の成形品となる。

【００１１】このようにして金属を押出成形するとき、
回転ホイールは、押込機械を介して固定シューブロック
側からの押しこみ力を受けるが、これと対抗するよう
に、回転ホイールがバックアップ機構を介して支持され
ている。したがって、回転ホイールはもちろん、シャフ
トには、これの変形、破損が起こりがたく、しかも、か
かる強度保証に依存して、回転ホイール、固定シューブ
ロック相互の押しつけ力を高めて、金属材料のスクラッ
プ量をも減じることができる。

【００１２】

【実施例】本発明に係る回転式金属連続押出装置の一実
施例について、図面を参照して説明する。図１〜図３に
例示した本発明装置において、１１は回転ホイール、１
４はシャフト、１５はバックアップ機構、２１はガイド
ローラ、２２は押えローラ、２３スクレーパ、３１は固
定シューブロック、３８は押込機械、５１は圧力制御装
置をそれぞれ示す。上記において、回転ホイール１１、
固定シューブロック３１などの材質としては、耐熱性、
対摩耗性に富む金属が採用され、これらに付帯または関
連する部材や部品も、その殆どが金属からなる。

【００１３】回転ホイール１１は、図１〜図３を参照し
て明らかなように、その外周面１２に環状をなす二本の
凹溝１３が互いに平行して形成されており、その軸心に
シャフト１４が装着されている。回転ホイール１１とシ
ャフト１４とは、周知のキーとキー溝を介して、あるい
は、周知のスプライン嵌合手段を介して相互に組みつけ
られ、シャフト１４が片端支持または両端支持されるほ
か、シャフト１４には図示しない回転駆動装置が連結さ
れる。

【００１４】バックアップ機構１５は、図１を参照して
明らかなように、上側角部に支点軸１６を有するハウジ
ング１７と、ハウジング１７内に回転自在に嵌めこまれ
た支持ローラ１８と、下部に支点軸１９を有する押引機
械２０との組み合わせからなり、回転ホイール１１の下
部に近接して配置されている。かかるバックアップ機構
１５の場合、ハウジング１７内の支持ローラ１８が回転
ホイール１１の外周面１２に接触しており、押引機械２
０がハウジング１７の下部を受け支えている。なお、押
引機械２０は、一例として、図示のごとき伸縮自在な油
圧機械または空気圧機械からなるが、他の一例として、
伸縮自在なネジ送り機構からなることもある。

【００１５】ガイドローラ２１と押えローラ２２は、図
１を参照して明らかなように、回転ホイール１１の一側
部において、ガイドローラ２１が下位、押えローラ２２
が上位となるように相対配置され、かつ、押えローラ２
２が回転ホイール１１の外周面１２に接触している。

【００１６】スクレーパ２３は、図１、図３を参照して
明らかなように、ブレード状からなり、スクレーパ２３
の先端には、回転ホイール１１の各凹溝１３内に嵌まり
こむ複数の突片２４が形成されている。スクレーパ２３
は、回転ホイール１１の一側部に配置されて図示しない
支持手段により所定の位置に保持され、その先端の各突
片２４が回転ホイール１１の各凹溝１３内と相対係合し
ている。

【００１７】図１、図２を参照して明らかなように、固
定シューブロック３１の内部には、これを前後方向に貫
通する成形通路３２が形成されて、当該成形通路３２の
長さ方向中間部にニップル３３、ダイス３４が内蔵され
ており、固定シューブロック３１の円弧状をなす外側面
３５には、これの一部を開口して成形通路３２と連通す
る開口部３６が形成されているとともに、回転ホイール
１１の各凹溝１３と対応する各突起３７が形成されてい
る。さらに、固定シューブロック３１は、上側角部に支
点軸３８を有している。固定シューブロック３１を押し
こむための押込機械３９は、前述した押引機械２０と同
様のものからなり、上部に支点軸４０を有している。

【００１８】固定シューブロック３１は、回転ホイール
１１の上部に近接して配置されて、これの各突起３７が
回転ホイール１１の各凹溝１３と相対係合しており、か
つ、固定シューブロック３１の上位に配置された押込機
械３９が、固定シューブロック３１の自由端部を回転ホ
イール１１側へ押しつけている。

【００１９】圧力制御装置５１は、図１を参照して明ら
かなように、駆動部５２、信号処理部５３、および、信
号処理部５３に接続された荷重検出用のセンサ（歪ゲー
ジ）５４、５５からなる。圧力制御装置５１の場合、駆
動部５２が、押引機械２０、押込機械３９にそれぞれ接
続され、両センサ５４、５５が、ハウジング１７と押引
機械２０との間、固定シューブロック３１と押込機械３
９との間にぞれぞれ介在される。

【００２０】図２において、２５は装置本体のハウジン
グ、２６はシャフト１４に嵌めこまれたブッシュ、２７
はハウジング２５とブッシュ２６との間に介在されたベ
アリングを示す。図１〜図３において、６１は光・電力
ケーブル用のユニットその他の長尺体、６２はアルミニ
ウム荒引線のごとき金属材料、６３は金属成形品、６４
は金属スクラップを示す。

【００２１】図１〜図３に例示された回転式金属連続押
出装置において、長尺体６１の外周部を被覆するための
管状体すなわち金属成形品６３を押出成形するとき、以
下のようになる。

【００２２】金属材料６２たる二本のアルミニウム荒引
線（外径９ｍｍφ）は、ガイドローラ２１、押えローラ
２２を経由して回転状態にある回転ホイール１１の凹溝
１３内に嵌まりこみ、かつ、回転ホイール１１と固定シ
ューブロック３１との対向部間へ進入する。金属材料６
２が、回転ホイール１１と固定シューブロック３１との
対向部間まで到来したとき、これら回転ホイール１１、
固定シューブロック３１と金属材料６２との間で発生す
る摩擦熱により金属材料６２が軟化し、かつ、金属材料
６２の押し出しに必要な高圧も発生する。したがって、
軟化後の金属材料６２は、固定シューブロック３１の開
口部３６から成形通路３２内へと流動し、かつ、８０ｍ
ｍ／ｍｉｎの線速でニップル３３とダイス３４との間を
通過して管状の金属成形品６３となる。

【００２３】この金属材料６２の軟化と同期して、図示
しない手段により送りをかけられている長尺体６１も、
固定シューブロック３１の入口側より成形通路３２内に
進入し、ニップル３３内を通過する。

【００２４】かくて、長尺体６１と軟化した金属材料６
２とが成形通路３２内で合流したとき、長尺体６１の外
周部が管状の金属成形品６３により覆われ、これらが成
形通路３２より固定シューブロック３１外に出る。

【００２５】その他、回転ホイール１１の外周面１２、
凹溝１３などに付着している残存金属は、突片２４を有
するスクレーパ２３を介して回転ホイール１１から取り
除かれ、金属スクラップ６４として図示しないスクラッ
プボックス内に回収される。

【００２６】このようにして金属成形品６３を連続的に
押し出すとき、固定シューブロック３１は、たとえば、
押込機械３９を介した２００ｔの力で回転ホイール１１
側へ押しつけられ、これと対抗するように、バックアッ
プ機構１５の支持ローラ１８が当接している回転ホイー
ル１１は、たとえば、押引機械２０を介した１７０ｔの
力でバックアップされる。通常、押込機械３９による押
しこみ荷重は、押引機械２０によるバックアップ荷重よ
りも大きくする。これについて、圧力制御装置５１は、
固定シューブロック３１側の押しこみ荷重を一方のセン
サ５５により検知し、回転ホイール１１側のバックアッ
プ荷重を他方のセンサ５４により検知して、これらの検
知信号を信号処理部５３に入力している。この場合、圧
力制御装置５１の信号処理部５３は、両センサ５４、５
５からの検知信号を電気的、電子的に比較演算して、押
引機械２０によるバックアップ荷重、および、押込機械
３９による押しこみ荷重が適切範囲にあるか否かを検出
しており、これらの荷重が過不足しているときに、圧力
制御装置５１の駆動部５２をＯＮにし、これらの荷重が
適切であるときに、圧力制御装置５１の駆動部５２をＯ
ＦＦにする。ちなみに、駆動部５２がＯＮのときは、押
引機械２０および／または押込機械３９の出力が適切に
なるまで、駆動部５２からこれらの機械にパワー（たと
えば油圧）が供給される。したがって、固定シューブロ
ック３１は、押込機械３９を介して常に適切に回転ホイ
ール１１側へ押しこまれ、回転ホイール１１は、バック
アップ機構１５を介して常に適切にバックアップされ
る。

【００２７】本発明に係る回転式金属連続押出装置につ
いて、その他の実施例を図４〜図６に基づいて説明す
る。図４に例示された実施例の場合、回転ホイール１１
が複数の支持ローラ１８を介してバックアップされてい
る。図５に例示された実施例の場合、回転ホイール１１
がリング型からなり、回転ホイール１１の内周面にバッ
クアップ用の支持ローラ１８、駆動輪または駆動軸２５
が内接している。図６に例示された実施例の場合、二つ
のある回転ホイール１１の隣接部間に固定シューブロッ
ク３１が介在され、かつ、これら回転ホイール１１にバ
ックアップ用の支持ローラ１８がそれぞれ外接してい
る。図４〜図６に示された各実施例の場合、既述の内容
に準じて、押込機械３９が固定シューブロック３１に組
みつけられるほか、支持ローラ１８も、既述のバックア
ップ機構１５のハウジング１７内に組みこまれる。その
他、図６に示された固定シューブロック３１は、二つの
回転ホイール１１に通じる成形通路３２を有しており、
これの一例として、特公昭６０−１０８７号公報に開示
されたものを採用することができる。

【００２８】本発明に係る回転式金属連続押出装置は、
長尺体６１を内装しない管状体、あるいは、棒状体など
の押出成形にも適用することができ、このような場合
は、これに適した成形通路３２をもつ固定シューブロッ
ク３１が採用される。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る回転式金属連続押出装置の
場合、固定シューブロック側からの押しこみ力に対抗す
べく、回転ホイールがバックアップ機構を介して支持さ
れているから、回転ホイールとそのシャフトなど、装置
要部の変形、破損が起こりがたく、ひいては、装置の点
検、保守、保安などの各作業を軽減し、連続稼働による
生産性の向上をはかることができる。

【００３０】さらに、本発明に係る回転式金属連続押出
装置の場合、装置要部の強度保証に依存して、回転ホイ
ール、固定シューブロック相互の押しつけ力を高めるこ
とができるので、金属材料のスクラップ量が減少し、材
料の歩留りが高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転式金属連続押出装置の第一実
施例を示した要部切欠正面図。

【図２】図１に例示した回転式金属連続押出装置の要部
縦断面図。

【図３】図１に例示した回転式金属連続押出装置の要部
斜視図。

【図４】本発明に係る回転式金属連続押出装置の第二実
施例を略示した正面図。

【図５】本発明に係る回転式金属連続押出装置の第三実
施例を略示した正面図。

【図６】本発明に係る回転式金属連続押出装置の第四実
施例を略示した正面図。

【符号の説明】

１１ 回転ホイール １２ 回転ホイールの外周面 １３ 回転ホイールの凹溝 １４ シャフト １５ バックアップ機構 １８ 支持ローラ ２０ 押引機械 ３１ 固定シューブロック ３２ 固定シューブロックの成形通路 ３５ 固定シューブロックの外側面 ３７ 固定シューブロックの凹溝 ３９ 押込機械

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転ホイールと固定シューブロックとを
   含み、回転ホイールの外周面には環状の凹溝が形成され
   ており、固定シューブロックには、これを貫通する成形
   通路が内部に形成され、かつ、回転ホイールの凹溝と対
   応する突起が外側面に形成されており、これら回転ホイ
   ール、固定シューブロックが互いに近接配置されて、回
   転ホイールの凹溝と固定シューブロックの突起とが係合
   し、回転ホイールの凹溝と固定シューブロックの成形通
   路とが連通している回転式金属連続押出装置において、
   固定シューブロックには、これを回転ホイール側へ押し
   つけるための押込機械が組みつけられており、回転ホイ
   ールには、これに当接する支持ローラを備えて固定シュ
   ーブロック側からの押しこみ力に対抗するバックアップ
   機構が備えられていることを特徴とする回転式金属連続
   押出装置。