JP3003827B2 - 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、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、押出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て前記押出コンテ
ナとビレット間の空気を押出開始する前までに真空化さ
せ、コンテナシール完了後にビレットの押出しを行なう
に際し、脱気、アプセット、コンテナシールの所望する
出力特性曲線を制御装置に予め登録しておき、次いで実
測して得られたコンテナシール完了時のビレット押出作
用面のアプセット圧か真空度の出力特性曲線とを比較し
て少なくとも１つが許容範囲を越えた場合に異常の警報
信号を出すようにした。

【０００７】

【作用】コンテナに装填したビレットをビレット後方の
押出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るが、この時、コンテナとビレッ
トの間の空気も同時に脱気する。押出製品中のブリスタ
を少しでもなくするように所望する出力特性曲線に沿っ
た脱気押出制御を行ない実測して得られた出力特性曲線
と比較して許容範囲を越える時は警報信号を出して無駄
な押出製品を防止することができる。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。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は脱気、ア
プセット、コンテナシールの各脱気押出制御曲線、図３
は脱気、アプセット、コンテナシールの各脱気押出制御
曲線、図４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５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６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】図４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、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はステムホルダ、１４ｂ
はクロスヘッドである。

【００１２】本実施例では、図５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、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のある状態で停
止させている。この状態でコンテナ１の中へビレット１
３を図示しないサイドシリンダ装置による押出ステム１
４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４（または図６（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。

【００１５】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
６（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
シリンダ装置（図示なし）からメインシリンダ装置（図
示なし）に切換えると油タンク（図示なし）からプレフ
ィルバルブ（図示なし）を介して前記メインシリンダ内
に圧油が供給される。

【００１６】そして、前記プレフィルバルブを閉状態に
した後前記油圧ポンプから圧油をメインシリンダ内に供
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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】また、コンテナシール動作（図１中の）
については、前記した脱気動作とアプセット動作と併行
する形で、前記基準点Ｘから例えば１．１秒経過したＴ
ｃ時間後からコンテナシールが開始される（図６
（３））。そして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、図１中のに示すようにコンテナ１内にビ
レット１３を充満させ、アプセットを完了する直前に前
記コンテナシールを完了する（図６（４））。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３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３側に押しせばめられるのが図６より分かる。脱気
は、例えば、約１０〜５０ｔｏｒｒの真空度で、０．５
秒程度で行える。

【００２０】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中の）。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（ギャ
ップ）６をゼロとし、押出開始直後まで脱気を続ける。

【００２１】本実施例では前記作用を基本として次のよ
うに行なわれる。すなわち、所望する脱気、アプセッ
ト、コンテナシールの各出力特性曲線およびＴｖ、Ｔ
ｕ、Ｔｃなどをコンピュータに登録しておくとともに、
図１に示すような脱気、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の画面表示が可能になっ
ている。次いで前述した一連の脱気押出動作途中におい
て、例えば図２（１）中のに示すように実測によるア
プセットの出力特性曲線Ａが破線で示す方向に移動した
場合、これは所望のアプセット完了時間より早くアプセ
ットが完了したことを示すコンテナシール完了点ｃ′は
変らないもののアプセット完了点がｃ点からｂ点への移
動により、例えばα秒アプセット完了が早まることにな
る。このためコンテナシール完了の前にアプセットが完
了することとなり、ダイス３とコンテナ１間でビレット
１３がはみ出すいわゆるバリが生じる原因となる。従っ
て、バリを防止するため本実施例では図２（１）中の
に示す破線を限界の出力特性曲線として少しでも右側に
移動する（時間なら所定時間よりα秒以上短くなる）よ
うな実測の出力動作曲線になった場合には警報信号を出
すようになっている。

【００２２】次に、図２（２）に示すように実測による
アプセットの出力特性曲線Ｂが点線で示す方向に移動し
た場合（これは所望のアプセット完了時間より遅くアプ
セットが完了したことを示す）、コンテナシール完了点
ｃ′は変らないもののアプセット完了点がｃ点からａ点
への移動により例えばα秒アプセット完了が遅くなる。
このため、コンテナシール完了から少し時間が経過して
アプセットが完了することとなり、脱気空間３１の空気
が充分に脱気できず空気が残留することになる。従っ
て、残留空気をなくするため本実施例では図２（２）中
のに示す破線を限界の出力特性曲線として少しでも左
側に移動する（時間なら所定時間よりα秒以上長くな
る）ような実測の出力特性曲線になった場合には警報信
号を出すようになっている。このことにより押出製品中
に多くのブリスタを生じることになる。

【００２３】さらに、図３（１）に示すように脱気時に
外部から空気が侵入して真空度が低下すると、脱気の出
力特性曲線Ｃが破線で示す方向にｄ点からｅ点へ移動
し、図３（１）中のに示す破線を限界の出力特性曲線
として少しでも上方に移動する（圧力なら１０〜２０ｔ
ｏｒｒ高くなり真空度が低下する）ような実測の出力特
性曲線になった場合には警報信号を出すようになってい
る。このことにより押出製品中に多くのブリスタを生じ
ることになる。

【００２４】前記実施例は数多くある中で１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）、Ｔｃ（基準点Ｘからコンテナシール開始ま
での所要時間）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。

【００２５】

【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、押出コンテナをダイスに接触させる前にコンテナを
一時停止させて前記押出コンテナとビレット間の空気を
押出開始する前までに真空化させ、コンテナシール完了
後にビレットの押出しを行なうに際し、脱気、アプセッ
ト、コンテナシールの所望する出力特性曲線を制御装置
に予め登録しておき、次いで実測して得られたコンテナ
シール完了時のビレット押出作用面のアプセット圧か真
空度の出力特性曲線とを比較して少なくとも１つが許容
範囲を越えた場合に異常の警報信号を出すようにしたこ
とにより、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。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、異常時に警報信号が出るため不良押出製品を続けて
生産することはなくなり、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例を示す脱気、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】脱気、アプセット、コンテナシールの各脱気押
出制御曲線である。

【図３】脱気、アプセット、コンテナシールの各脱気押
出制御曲線である。

【図４】本発明に係る押出プレスにおける脱気押出制御
方法の一実施例を示す断面図である。

【図５】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６】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 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 １４ａ ステムホルダ １４ｂ クロスヘッド 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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出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て前記押出コンテナとビレット
   間の空気を押出開始する前までに真空化させ、コンテナ
   シール完了後にビレットの押出しを行なうに際し、脱
   気、アプセット、コンテナシールの所望する出力特性曲
   線を制御装置に予め登録しておき、次いで実測して得ら
   れたコンテナシール完了時のビレット押出作用面のアプ
   セット圧か真空度の出力特性曲線とを比較して少なくと
   も１つが許容範囲を越えた場合に異常の警報信号を出す
   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。