JP3028893B2 - 押出コンテナ内の脱気方法 - 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
れた押出コンテナ内の脱気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後方
のステムでダイスに押し当て，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ブサイクルと呼
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，バーブサイクルで脱
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
再び空気が侵入する。

【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，上気し
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
てもダイス側の空気はダイス付近にたまっている傾向が
大きい。その理由は，アプセットするとき，ビレットは
後方から順につぶされ，後方からコンテナ内面に密着し
ていくからで，後方からだけ脱気しても脱気効果は少な
く，また，ダイスとコンテナのシール面から外の空気が
侵入することもあり，不確実である。

【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
空気を全て吸引してダイスからビレットを押出す前に，
バーブ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，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真空化
させる際，コンテナをダイスに接触させる前に一時停止
機構を有するコンテナシリンダで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吸引し，一方，ビレットを押込むビ
レットの押出ステム側の端部では，コンテナ内の押出ス
テム側にたまっている空気を，ダミイブロックの中心よ
り周縁に向かって放射状に伸びている空気抜き溝と中空
ステム内を介して吸引する。

【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し当てると，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。コン
テナのダイス側から空気を吸引する際には，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。この微
小な間隔はコンテナシリンダの一時停止によって微小な
間隔が保たれる。また，コンテナのステム側から空気を
吸引する際は，ステムの先端部のダミイブロックの表面
の溝と中空ステム内より空気が吸引できる。なお，この
溝は押板のダイス側への押込みに対しても完全につぶれ
ることのない深さおよび幅を有する。

【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内の
脱気方法を実施するための装置の一実施例を示す縦断面
図である。図２は図１のＡ部詳細図，図３は図２のＢ矢
視図，図４は図１のＣ部詳細図である。図１において，
コンテナ１を保持するコンテナホルダ２のダイス３側に
は，ダイリングシールリング４がダイス３をとりまくよ
うにコンテナホルダ２にボルト締めされ，コンテナ１の
ダイス３側への前進過程で，そのＬ型に曲がった円筒先
端部がダイリング５の外周を包み込むように進み，ダイ
リング５の外周と軸方向で２０〜３０ｍｍ重なる状態で
一時途中で止まるようになっている。このとき，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。ま
た，このとき，ダイリング５の外周とダイリングシール
リング４の内面とのクリアランスは０．０５ｍｍ程度に
なるが，耐熱性のシールリングを入れることで，クリア
ランスをゼロにすることも可能である。そして，ダイリ
ングシールリング４には脱気穴７が周方向で４ないし６
か所あけてあり，そこから配管８や電磁切替弁９を介し
て真空タンク１０や真空ポンプ１１に連結されている。
１２はモータである。

【００１０】一方，ビレット１３を押込む押出ステム１
４側のＡ部では，図２，図３に示すように，押出ステム
１４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１６ａ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１７ａ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，外側リング１８内にあっ
て，後部部材１７の軸心部に固定して設けた管状のアダ
プタ１９の先端部にねじ１９ａで取付けられているコア
ブロック２０，コアブロック２０の先端側内部にねじ２
０ａで設けられたダミイナット２１，ダミイナット２１
内の軸心先端部に設けられている脱気弁２２等によって
構成されている。

【００１１】ダミイナット２１と脱気弁２２からなる脱
気弁装置は，図示したような弁座タイプの弁となってお
り，脱気弁２２の後側の脱気通路２３部が閉じられる。
脱気弁２２は，通常は後方の皿ばね２４の作用で少し開
いているが，押出時のビレット１３の作用で閉じられる
ようになっている。脱気弁装置の脱気通路２３は，脱気
弁２２の後部の内部通路２２ａ，アダプタ１９内の脱気
通路１９ｂ，管状部材１６内の脱気通路１６ｂを介し
て，図１に示すように，押出ステム１４の後端部から配
管２５，電磁切替弁２６を介して，真空タンク１０や真
空ポンプ１１からなる真空吸引装置に連結されている。
１４ａはステムホルダ，１４ｂはクロスヘッドである。
２７はダミイナット２１の後方で，脱気弁２２の後部に
取付けられたナット，２８，２８ａ，２８ｂはそれぞれ
止めピンである。

【００１２】外側リング１８の内周先端部とコアブロッ
ク２０の外周先端部の接触面には，先端外周に向かって
広がっているテーパ面２９が設けられており，外側リン
グ１８の先端部が押出時のビレット１３からの押圧力の
作用で外周に広がり，コンテナ１の内周面に密接し得る
ようになっている。また，コアブロック２０とダミイナ
ット２１の先端面は，外側リング１８の先端面より幾分
突出させて設けられている。これは，ビレット１３を押
す時，外側リング１８の先端面にすぐにビレット１３の
後面外周部が当らないようにしたもので，次に説明する
空気抜き溝３０の作用とも相まって，脱気作用をより確
実容易に行えるようにしたためのものである。

【００１３】図２，図３に示すように，外側リング１
８，コアブロック２０およびダミイナット２１の先端面
部には，空気抜き溝３０が放射状に，例えば４個のよう
に，複数個設けられている。また，脱気弁２２の先端面
もダミイナット２１の先端面より引込んだ状態で設けら
れている。これは，フィックスダミイブロック１５の先
端面がビレット１３の後端面に当っていても，脱気を確
実容易に行えるようにしたためのものである。すなわ
ち，押出時に，ビレット１３の一部が，空気抜き溝３０
の中に入り込んでも，この空気抜き溝３０はすぐには遮
断されないような深さになっている。脱気弁２２のビレ
ット１３側の面積は，ビレット１３の断面積の約１０％
とした。また，空気抜き溝３０の寸法は，例えば，幅を
３〜５ｍｍ，深さを２〜４ｍｍとした。なお，３１はコ
ンテナ１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。

【００１４】一方，図１のエンドプラテン３２に設置さ
れ，コンテナホルダ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Ｃ部は，図４に示
すように，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Ｓでピストン３
２は急速一時停止できるようになっている。図４で，３
６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。ピストンロ
ッド３８の後部のピストン３７のヘッド側である後側の
軸心部には，油通過用の連通孔３９を軸方向に千鳥状に
複数個配した中空ロッド４０をねじ等によって一体に取
付けた。

【００１５】シリンダのヘッドブロック３５内には，シ
リンダ軸方向にＳ間隔移動できるストッパブロック３４
を摺動自在に内蔵し，ストッパブロック３４の軸心部に
は穴４１を設け，前記中空ロッド４０が摺動自在に挿入
できる構造とした。ストッパブロック３４はピストン部
３４ａとピストン３７側に向かっているロッド部３４ｂ
から構成し，ピストン部３４ａの一部には，半径方向に
貫通し，かつ，穴４１の後部とも連通している油の通路
４２を設けた。

【００１６】４３はピストン３７とヘッドブロック３５
やストッパブロック３４との間の油室，４４は油室４３
への油の出入口，４５はヘッドブロック３５のプラグか
らなる後壁部の前面とストッパブロック３４の後面との
間の油室，４６は油室４５に通じているヘッドブロック
３５内の通路，４７は通路４２に通じているヘッドブロ
ック３５内の通路である。

【００１７】油室４３への油の出入口４４，油室４５に
通じた通路４６，および，通路４２に通じる通路４７へ
は，それぞれ，管路４８，４９，５０を通じて作動油を
供給ないしは排出できるようにした。５１は管路５０中
に設けた流量調整弁５２と逆止弁５３を平行して有する
弁，５４はソレノイドＳＯＬ．Ａを有する電磁切替弁，
５５は管路４９中に設けたパイロットチェック弁，５６
はソレノイドＳＯＬ．Ｂを有する電磁切替弁，５７は管
路４８中に設けたリリーフ弁，５８はソレノイドＳＯ
Ｌ．Ｃを有する電磁切替弁，５９はタンクであり，これ
らは図４に示すように連結され，管路４８の一方は，図
示していないコンテナシリンダ３３前後進用の電磁切替
弁を介して，図示していないポンプに連結されている。

【００１８】次に，前記装置の作用について説明する。
まず，押出ステム１４の作用でコンテナ１内にビレット
１３を入れ，図示していない油圧回路を通して，ピスト
ン３７の前面に作動油を作用させて，ピストン３７を後
退させる。この時，押出ステム１４も同時に前進させ
る。この時，ピストン３７に付いている中空ロッド４０
の先端部Ｅがストッパブロック３４の先端部Ｆまで移動
する時は，ＳＯＬ．ＢはＯＮ，ＳＯＬ．ＡはＯＦＦ，Ｓ
ＯＬ．ＣはＯＦＦで，ピストン３７の後退速度は比較的
に高速である。この時，パイロットチェック弁５５は逆
止弁として作用をするので，ストッパブロック３４は図
４に示すように前進限位置にある。ピストン３７の高速
後退時には，油室４３内の油は，ほとんど管路４８を通
じて排出されるが，油の一部は，穴４１，通路４２，４
７，管路５０，流量調整弁５２，電磁切替弁５４を通っ
てタンク５９に排出され得る。

【００１９】中空ロッド４０の先端部Ｅがストッパブロ
ック３４の先端部Ｆにさしかかると，ＳＯＬ．ＢはＯ
Ｎ，ＳＯＬ．ＡはＯＦＦはそのままとしておき，ＳＯ
Ｌ．ＣをＯＮに切替える。そうすると，リリーフ弁５７
が作動して管路４８内に少し圧力が発生し，ピストン３
７はやや低速になるため，出入口４４からの吐出に圧力
がかかり始める。

【００２０】中空ロッド４０が穴４１内に入り始め，ピ
ストン３７の先端面部Ｄがストッパブロック３４の先端
部Ｆまで移動する間は，そのまま，ＳＯＬ．ＢはＯＮ，
ＳＯＬ．ＣはＯＮ，ＳＯＬ．ＡはＯＦＦとしておく。そ
うすると，油通過用の連通孔３９がつぎつぎにふさが
れ，油室４３内の油圧は滑らかに増圧し，ピストン３７
の後退速度も減速される。この状態で，ピストン３７は
後退を続け，ピストン３７の先端面部Ｄがストッパブロ
ック３４の先端部Ｆに当る。この時，ピストン３７は，
ストッパブロック３４の作用により，途中位置停止を完
了する。そして，ストッパブロック３４の作用で，スト
ローク途中の停止位置の精度が充分に確保される。この
時，コンテナ１とダイス３との間の隙間６は，図４のＳ
と同じで，例えば，２〜３ｍｍになっている。この時の
状態を図１に示す。

【００２１】この動作が終了すると同時に，真空ポンプ
１１の作用で，ダイス３側およびステム１４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側の空気は，上記の隙間６を通りコンテナ１に取付
いているダイリングシールリング４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でコンテナ上面の
電磁切替弁９へと導かれる。事前に真空タンク１０と電
磁切替弁９までの配管内は例えば１０〜２０ｔｏｒｒ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１０が開いて，ダイリングシール
リング４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。

【００２２】一方，ステム１４側から吸引される空気
は，図２，図３に示す空気抜き溝３０，脱気弁２２およ
び脱気通路１９ｂ，１６ｂ等を経て，ステムホルダ１４
ａ部の出口から電磁切替弁２６に導かれる。電磁切替弁
２６と真空タンク１０間も例えば１０〜２０ｔｏｒｒ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２６が開いて，コンテナ１内の脱
気空間３１の空気はステム１４側からも素早く充分に脱
気される。さらに，コンテナ１内の脱気空間３１はダイ
ス３側とステム１４側の両方より真空ポンプ１１で真空
引きされ続け，例えば２０〜１５０ｔｏｒｒになる。

【００２３】この間も，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。脱気空間３
１が真空化され，ビレット１３のダイス３側端面が変形
し始めると，コンテナ１がダイス３側へ前進してコンテ
ナ１とダイス３の隙間６はゼロになる。この隙間６の減
少は，図４に示される移動ストッパブロック３４の後退
移動によるものである。すなわち，ピストン３７を更に
後退させる時は，ＳＯＬ．ＡをＯＦＦにしたままで，Ｓ
ＯＬ．ＢとＳＯＬ．ＣもＯＦＦとする。そうすると，電
磁切替弁５６が切替わり，電磁切替弁５６を通してパイ
ロット圧ＰＰがパイロットチェック弁５５に作用し，逆
止作用がなくなるので，油室４５内の作動油はパイロッ
トチェック弁５５を通って排出される。また，電磁切替
弁５８も切替わり，リリーフ弁５７の設定圧力が０ｋｇ
／ｃｍ² となりタンク５９に通じるので，油室４３の作
動油は容易に排出される。したがって，ストッパブロッ
ク３４はピストン３７に押されて後退する。そして，ス
トッパブロック３４の後方への移動に伴い，ピストン３
７の先端面部Ｄがストッパブロック３４の先端部Ｆから
Ｇに移動し，ピストン３７は後退動作を完了する。

【００２４】なお，隙間６が減少していく過程でも，ダ
イリングシールリング４の脱気穴７からは真空引きされ
ており，ビレット１３が完全にコンテナ１内面にアップ
セットされる直前には脱気空間３１は例えば１０〜５０
ｔｏｒｒまでに真空引きされている。ビレット１３がダ
イス３から押出され始めたら，電磁切替弁９を閉じてダ
イス３側からの真空引きを停止しても良いし，そのまま
真空引きを続けても良い。一方，押出ステム１４が前進
し続けて押出作業を行っているときも，ステム１４側か
らの真空吸引は続ける。そうすると，コンテナ１内の空
気は充分に脱気でき，押出製品内に空気が巻込まれな
い。空気抜き溝３０にもビレット１３の一部が入り，う
まるまで脱気はできるが，最終的には，この入り込んだ
ビレット１３の力で脱気弁２２が閉じるまで，脱気作用
が続行される。

【００２５】なお，コンテナ１のステム１４側には，図
１に示すように，コンテナ１に取付けたエアカーテン形
成用のノズル部材５０，エアブローライン５１，電磁切
替弁５２，圧縮空気源５３を設け，圧縮空気源５３から
エアを供給し，ダミイブロック１５の回りにエアカーテ
ンを形成して，コンテナ１内に空気が入らないように助
力することもできる。

【００２６】なお，ピストン３７を前進させる場合は，
ＳＯＬ．ＢはＯＦＦとしたままで，ＳＯＬ．ＡはＯＮ，
ＳＯＬ．ＣはＯＮにする。ＳＯＬ．ＢをＯＮ，ＳＯＬ．
ＡをＯＦＦ，ＳＯＬ．ＣをＯＦＦとすれば，ストッパブ
ロック３４が油圧力で復帰し，図１に示した位置に戻
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る押出
コンテナ内の脱気方法によれば，特許請求の範囲に記載
したような構成にし，ダイス側では，コンテナとダイス
間に隙間を形成した状態で真空引きし，押出ステム側で
は，脱気弁と放射方向に設けた空気抜き溝の作用で真空
引きするようにしたので，ビレットがコンテナ内でアッ
プセット完了されるまで，ダイス側からもステム側から
も真空引きすることが可能であり，コンテナ内の脱気空
間を高真空まで完全に引くことができる。そして，バー
ブサイクルの削減に加え，コンテナシリンダによるコン
テナの急速一時停止技術の確立により，押出プレスのハ
イサイクル化ができる。さらに，コンテナとダイス接触
面から高圧空気は吸引されるので，高圧空気が直接作業
者に当たることがなく安全面でも良い。勿論，押出ステ
ム側からは，押出作業中もずっと真空引きしておくこと
ができ，コンテナ内の脱気が確実容易に行われ，その結
果，空気の巻込みのない良好な押出製品を得ることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る押出コンテナ内の脱気方法を実施
するための装置の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のＡ部詳細図である。

【図３】図２のＢ矢視図である。

【図４】図１のＣ部詳細図である。

【符号の説明】

１ コンテナ ３ ダイス ４ ダイリングシールリング ５ ダイリング ６ 隙間 ７ 脱気穴 １１ 真空ポンプ １３ ビレット １４ 押出ステム １５ フィックスダミイブロック １６ｂ，１９ｂ 脱気通路 １８ 外径リング ２２ 脱気弁 ３０ 空気抜き溝 ３１ 脱気空間 ３３ コンテナシリンダ ３４ 移動ストッパブロック ３５ ヘッドブロック ３７ ピストン ３９ 連結孔 ４０ 中空ロッド ４１ 穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−75823（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−5214（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−100838（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭54−31986（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭49−7786（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 27/04 B21C 26/00

Claims (1)

(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真空化させる際，コ
   ンテナをダイスに接触させる前に一時停止機構を有する
   コンテナシリンダで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
   空気を吸引し，一方，ビレットを押込むビレットの押出
   ステム側の端部では，コンテナ内の押出ステム側にたま
   っている空気を，ダミイブロックの中心より周縁に向か
   って放射状に伸びている空気抜き溝と中空ステム内を介
   して吸引することを特徴とする押出コンテナ内の脱気方
   法。