JP3006742B2 - 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
て定量的に十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、さらに前記基準点からコ
ンテナシール開始までの所定時間後にコンテナシールを
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。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３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４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】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２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のダイス側端面をダイス５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。

【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
５（２）のようにビレット１３の後端部がつぶれ、図３
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
給開始すると押出ステム１４は再駆動され、図４（２）
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、ダイリングシールリング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。

【００１９】また、コンテナシール動作（図４（３））
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、図４（３）に示すように前記基準点Ｘから例
えば１．１秒経過したＴｃ時間後からコンテナシールが
開始される（図５（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３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５
（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、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４（２））。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】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析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。

【００２２】

【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、さらに前記基準点からコンテナシール開始までの
所定時間後に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、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、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２】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３】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４】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 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

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，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、さらに前記基準点からコンテナシー
   ル開始までの所定時間後に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。