JP5382137B2 - 押出プレス - Google Patents

Description

本発明は、押出プレスに係り、特には、アルミニウム合金等をダイ（又はダイス）を介して押出成形する押出プレス装置に係わり、より詳しくは、合成樹脂の射出成形機（又は、アルミニウム合金を金型鋳造するダイカストマシン）に採用されている電動駆動式を適用した電動駆動押出プレスに関する。

押出プレスは、アルミサッシ等の金属製品を押出成形するために使用される。従来の押出プレスにおいては、材料であるビレットを、固定されたコンテナ内に装填し、これをラムシリンダにより駆動されるステム（又は、押出ステム）によって押出し、コンテナの出口に取付けられたダイ（金型）を通過させることによって所定の断面形状に成形するようになっている。このような成形機に装填されるビレットは、ビレットローダにより供給されるようになっており、ビレットローダは、成形機の側方に配置されたビレットキャリアから送られてくるビレットを１本づつ掴み、これをコンテナのビレット装填口に移送し、ビレットと装填口との芯合わせした状態でステムにより送り出してコンテナに装填され、押出加圧して成形されるように構成されている。

押出プレスで押出成形される製品は、アルミサッシ等の長尺ものが少なくないが、長尺製品の場合、ステムによってビレットを長時間押出すことになり、このためステムを押すラムシリンダは、高圧で長ストロークが可能な油圧式となっていた。しかしこの様な従来の押出プレス装置は、油圧を動力として採用している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）ため、環境保護（騒音、油漏れなど）、省エネルギ（ランニングコスト）等において課題を有していた。この課題を解決するために合成樹脂の射出成形機（又は、アルミニウム合金を金型鋳造するダイカストマシン）に採用されている電動駆動の実現が要望されている。電動駆動の場合、一般的に第１段階の駆動装置である、電動モータの回転運動を直進運動又は往復直進運動に変換する必要がある。

しかし、押出プレスに要求される大きな出力容量、例えば９８００ｋＮ（キロニュートン：１０００ｔｆ）以上を連続して出力することが出来る従来の油圧シリンダ装置に代わる回転運動を直線運動に変換する機構（ボールねじとボールナット等）や、大出力の電動サーボモータは、実現されていない。このために、押出プレスには電動駆動式が適用されていなかった。

更に押出プレスは、押出ステムスライド、シャー装置、ダイスライド装置（シャー）、ダイチェンジャー、ビレットローダ等の種々の移動する装置を具備するが、従来において、これらの装置もラムシステムと同様に油圧式であった。

従来の押出プレスは、モータとポンプにより、複数の油圧機器を駆動して電力消費し押出製品を生産する機械である。押出工程中はもとより押出工程以外の工程においても、例えば、ディスカード切断除去、次ビレットの投入などの工程においても同じポンプ・モータを駆動源として使用している。ここで油圧機器を利用した押出用ポンプ・モータおよび補助ポンプ・モータは、装置の動作に直接的に必要でないときも常にアイドリング運転しており電力消費ロスが発生する。

また、マシンユーザーは機械を長年使用する際、維持管理していくために必然的に保守点検をしていかなければならないが、駆動源が油圧源の場合と電動モータのみの場合では保守時間に要する時間は、油圧源の場合の方が圧倒的に長いと考えられている。なぜなら油圧機器を長年使用していく場合、作動油の劣化、バルブの磨耗、配管接続部からの油漏れなどのトラブルはポンプ、バルブ、マニホールド、配管など多くの部品が関わっており原因の特定、対策などに時間を多く要する。

さらに、油圧源使用の場合、保守時などは作動油がかならず外部へ流出する（漏洩、排出等）ためマシン操作、作業環境の悪化及び、コンテナとダイ（金型）を高温環境で使用しているため火災の危険性が存在する。もちろん難燃性の作動油（水グリなど）が使用可能だがマシンをコンパクトにするため通常、高圧で作動油を使用しており難燃性の作動油（水グリなど）不向きであり使用することは一般的ではない。

このように、従来の油圧駆動式の欠点としては、以下の問題があった。（１）作動油を媒体としているため、機械的動作のような絶対的な速度や位置の実現が難しい。（２）エネルギの消費量が比較的多く、また、油温の上昇をふせぐのに冷却水を必要とし、ランニングコストがかさむ。（３）回路圧力の高い構成要素が多く、運転時の騒音が高い。（４）作動油を使用するため、作動油の漏洩による保守、環境、コスト上の問題、作動油の廃棄に伴う環境、コスト上の問題が存在する。

押出プレスを分類すると、従来式（コンベンショナルタイプ：コンテナの端面とステムの先端面との間にビレットを供給するタイプで、直接型と間接型がある）（例えば、特許文献１参照）、ショートストローク式（ビレットを供給する位置によりフロントローディング式（例えば、特許文献２参照）とリアローディング式がある）等のタイプがあるが、本発明はこれらの何れのタイプにも適用できる。フロントローディング型は、コンテナをステム側に移動させコンテナの端面とダイとの隙間にビレットを供給し、リアローディング型はステムを水平又は垂直方向に移動させ、ステムが移動した隙間（コンテナとクロスヘッド間）にビレットを供給する点において異なる。

特開平第８−２０６７２７号 特開平第１０−５８５３号 特開第２００７−１６０３３５号

上述したように、従来の油圧式押出プレスでは、精度・エネルギ消費の悪さ、環境への悪影響等の問題があるため、これらの問題を解決する電動式押出プレスの必要性があった。本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、電動式押出プレスを提供して、精度に優れ、エネルギ消費が改善され、環境に悪影響を与えず、更に保守性・操作性を向上し、騒音を低減することを目的とする。

本発明は、完全に電動化された押出プレスを提供することを更なる目的とする。

本発明の第１の形態では、上述した目的を達成するために、押出プレス（１０）は、押出プレス（１０）の長手方向において前端部に配置されるエンドプラテン（１）と、エンドプラテン（１）に対向して長手方向において後方に配置される固定プラテン（２）と、エンドプラテン（１）と固定プラテン（２）とを連結するタイロッド（４）と、エンドプラテン（１）の後面に接触するように配置されるダイ（２０）と、ダイ（２０）に対向するように配置されていて且つビレット（８）が装填されるコンテナ（３）と、コンテナ（３）内に装着されたビレット（８）を押圧する押出ステム（１３）と、固定プラテン（２）の前方に配置されていて且つ押出ステム（１３）がその前面に取り付けられる、クロスヘッド（７）と、クロスヘッド（７）及びそれに取り付けられた押出ステム（１３）を前後方向に往復動するように駆動する押出駆動装置と、を具備する。押出プレス（１０）において、押出駆動装置による押出力によって押出ステム（１３）を押すことにより、ビレット（８）が加圧されてダイ（２０）を介して押し出されることにより、所定の製品が押出成形される。押出駆動装置は、回動自在に設けられた１つ又は複数のワイヤドラム（３１）を具備しており、１つ又は複数本のワイヤ（３２）の一方の端部がワイヤドラム（３１）に固着されるとともに、ワイヤ（３２）のもう一方の端部がクロスヘッド（７）に機械的に接続しており、ワイヤドラム（３１）を回転させてワイヤ（３２）を巻き取ることにより、クロスヘッド（７）及び押出ステム（１３）は、前進駆動させられており、ワイヤドラム（３１）は、電動式押出用メインモータ（３９）により駆動されることを特徴とする。

好適な形態において、押出駆動装置は、クロスヘッド（７）に一方の端部で連結する押出移動部品（１５）と、押出移動部品（１５）のもう一方の端部に取り付けられていて且つワイヤ（３２）のもう一方の端部が固着する押出部品（１６）と、を更に具備する。押出プレス（１０）は、押出移動部品（１５）を前後に往復動させることが出来る、クロスヘッド高速移動用機構（４０）と、押出駆動装置とは別に、ワイヤドラム（３１）を正逆回転させて、ワイヤドラム（３１）にワイヤ（３２）を巻き取り及び繰り出すことが出来る、ワイヤ巻取り装置（４２）と、を更に具備する。押出成形工程の開始時においてビレット（８）が前進してダイ（２０）に当接するまでで押出ステム（１３）に押出成形の負荷が作用していない段階において、及び押出ステム（１３）の後退時において、押出ステム（１３）を高速で前後進させる際に、クロスヘッド高速移動用機構（４０）により、押出移動部品（１５）を介して押出ステム（１３）を高速で駆動すると共に、ワイヤ巻取り装置（４２）を作動させてワイヤ（３２）の巻き取り及び繰り出しを行う。

押出ステム（１３）を高速で駆動する際の運転開始時において、クロスヘッド高速移動用機構（４０）と共に、押出駆動装置を作動させることが好ましい。

押出プレス（１０）は、電動モータを駆動源としていてコンテナ（３）を前後方向に駆動可能なコンテナ動作用装置（１４）と、電動モータを駆動源としていてディスカードを切断するためのシャー装置（２７）と、電動モータを駆動源としていてダイ（２０）を移動自在なダイスライド装置（２１）と、を更に具備することが好ましい。押出用メインモータ（３９）は、クラッチカップリング（３８）と減速機（３６）を介してワイヤドラム（３１）に接続することが好ましい。

押出プレス（１０）は、クロスヘッド（７）とダイ（２０）との間にビレット（８）を搬入するためのスペースを設けるために、押出ステム（１３）を移動可能であって、電動モータを駆動源とするステムスライダ（１１）を更に具備する。

上記の本発明の説明において、カッコ（）内の記号又は数字は、以下に示す実施の形態との対応を示すために添付される。

本発明の押出プレスは、電動モータ駆動式であるので、油圧式のようなアイドリング運転が必要なく、個別の要素装置も作動させることが必要な時のみに、モータを運転することが出来るため電力削減効果が期待できる。
電動モータを駆動源としているので、駆動そのものが電動モータであり電動モータそのものの保守をしていればよく、保守する部品も油圧源のものと比較すれば多岐に渡らないため保守管理のための時間、費用とも少なくなる。
作動油の漏洩が生じず、騒音の低減が可能であるので、作業環境の改善が実現し、さらに火災の危険性からも免れる。
更に、位置制御等の制御性及び操作性に優れている。

本発明は、添付図と共に、下記の本発明の好適な実施の形態の説明によって、より十分に理解されても良い。

図１は、第１の実施の形態の押出プレスの概略的な構成を示す側面図である。
図２は、図１の装置を上から見た平面図である。
図３は、図１の装置を後から見た後面図である。
図４は、図１の装置を前から見たＡ−Ａ断面図である。
図５は、図１の装置を後から見たＢ−Ｂ断面図である。
図６は、本発明の第１の実施の形態の押出プレスの作動工程を示すフロー図である。
図７は、本発明の第２の実施の形態の押出プレスの作動工程を示すフロー図である。
図８は、本発明の第３の実施の形態の押出プレスの作動工程を示すフロー図である。
図９は、ダイスライド装置の作動の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の第１の実施の形態の押出プレスを詳細に説明する。図１、図２、図３及び図４は、本発明に係る押出プレスの第１の実施の形態（ステムスライド式押出プレス）を図解的に示しており、図１は、第１の実施の形態の押出プレスの概略的な構成を示す側面図であり、図２は図１の装置を上から見た平面図、図３は図１の装置を後から見た後面図、図４と５は図１の装置の前から見たＡ−Ａ断面図及び後から見たＢ−Ｂ断面図を示す。本発明の押出プレスは、回転運動を直線運動に変換する電動式押出駆動装置（機構）による押出力によって押出ステム（又は、ステム）を押すことにより、一般的に約４００〜５００℃のビレットを加圧してダイを介して所定の製品を押出成形する。

まず図１及び２を参照すると、本発明の第１の実施の形態の押出プレス１０は、前端部に位置するエンドプラテン１と、装置の中央付近に位置する固定プラテン２とを具備する。エンドプラテン１には、ビレット８がダイ２０を介して押出されて所定の形状に成形される、製品を通過させる貫通孔９がその中央に設けられる。本実施の形態において、エンドプラエテン１と固定プラテン２は、図４で良く分かるように、４隅に配置された４本のタイロッド４により連結されている。エンドプラエテン１と固定プラテン２の間において、エンドプラテン１付近には、ビレット８が装填されるコンテナ３が、コンテナホルダ（図示されない）により支持されるように配置されており、固定プラテン２側には、クロスヘッド７が４本のタイロッド４により支持されるように配置される。タイロッド４は、クロスヘッド７の４隅をそれぞれ貫通する。エンドプラエテン１とコンテナ３との間には、ダイ（又は、ダイス）２０が配置される。コンテナ３は、コンテナ動作用モータ１７を具備するコンテナ動作装置１４により駆動されて前後に移動する。

クロスヘッド７のコンテナ側の中心に押出ステム（又は、ステム）１３が取り付けられる。本実施の形態の押出プレス１０は、ステムスライド式であり、押出ステム１３は、ステムスライド用モータ１２を具備するステムスライダ１１により上下に移動可能である。本実施の形態において、押出ステム１３は、ステムスライド用モータ１２により駆動されるが、ステムスライド用モータ１２は、速度可変なインバータモータ又はＡＣサーボモータであることが好ましい。

クロスヘッド７の固定プラテン側には、中空円筒状（多角形状等の別の形状で、中実であっても良い）の押出移動部品１５が連結されており、押出移動部品１５は、固定プラテン２の中央を貫通しながら、固定プラテン２により摺動可能に支持される。押出移動部品１５の他方の端部には、図１に示すように、翼型（他の形状でも良い）の押出部品１６が取り付けられている。

本実施の形態において、図１及び２に示されるように、上下左右に配置されていて回転自在な４基のワイヤドラム（又は、ドラム）３１が固定プラテン２の反押出ステム側に配置される。ワイヤドラム３１には、複数本（本実施の形態では１０本）のワイヤ３２が一方の端部でそれぞれ固着され巻きかけられており、ワイヤ３２の他方の端部はそれぞれ、押出部品１６に連結する。本実施の形態においては、複数本のワイヤ３２がドラム３１に巻き取られることにより回転運動を直線運動に変換する（ドラム３１等を含む押出駆動装置は、油圧駆動式の場合のメインシリンダ部分に相当する）。ワイヤドラム３１は、ワイヤ３２を介し、更に押出移動部品１５、クロスヘッド７を介して押出ステム１３を前進させる。ワイヤドラム３１は、装置（押出プレス１０）の容量に基づいて１基又は複数基が搭載されてもよく、各ワイヤドラム３１におけるワイヤ３２の本数についても、装置の容量に基づいて１本又は複数本であって良い。各ワイヤドラム３１は、減速機３６、クラッチカップリング３８を介して、ＡＣサーボモータが好ましい電動式押出用メインモータ３９により駆動される。押出駆動装置において、ワイヤドラム３１は、減速機３６の出力軸に連結され、減速機３６の入力軸は、クラッチカップリング３８を介して押出用メインモータ３９の出力軸に接続する。減速機３６、クラッチカップリング３８は、別の動力伝達構成要素であっても良い。

ワイヤドラム３１により押出ステム１３を移動させる場合の速度は、減速機３６で大幅に減速されているため低速である。しかし、押出ステム１３をビレット８に接触させるまでは、高速で動かして作動時間を短縮することが好ましい。更に、ワイヤドラム３１による押出ステム１３の移動方向は、押出（前進）方向のみであるので、押出ステム１３の引き戻し（後退）方向の移動も必要である。このためにクロスヘッド高速移動用機構４０が設けられる。本実施の形態においては、クロスヘッド高速移動用機構４０は、ＡＣサーボモータ又はインバータモータであることが好ましいクロスヘッド高速移動用モータ３５と、ボーナット３４と、ボールねじ３３等を具備しており、ボールねじ３３は、一方でクロスヘッド高速移動用モータ３５に連結し、他方で押出部品１６に連結する。本実施の形態においては、クロスヘッド高速移動用モータ３５の回転運動を直線運動に変換させる機構は、ボールねじ式であるが、ラック／ピニオン式等の既知の機構であっても良い。本実施の形態において、クロスヘッド高速移動用機構４０は、図２に示すように、４本の支柱４１を介して固定プラテン２に固定されて支持されるが、別の支持方法で支持されても良い。更に、クロスヘッド高速移動用機構４０により押出ステム１３を高速で動かす場合、ワイア３２は弛んでしまうので、この際ワイヤ３２を弛ませないために、図１に示すように、各ワイヤドラム３１に対してワイヤ巻取り装置４２が装備され、ワイヤ巻取り装置４２のワイヤ巻取り用モータ４３は、チェーン等を介してワイヤドラム３１に接続する。ワイヤ巻取り用モータ４３は、クロスヘッド高速移動用モータ３５の作動時に、同時に作動させられてワイヤ３２が弛まないように、ワイヤドラム３１を駆動する。

押出プレス１０は、マシンベース６を具備し、マシンベース６上に、エンドプラエテン１、固定プラテン２、ワイヤドラム３１、減速機３６、押出用メインモータ３９等が据え付けられ、固定されている。押出プレス１０に中心には、図１及び２に示すように、中心軸線Ｃが長手方向に伸張しており、押出プレス１０は、中心軸線に対して概略左右対称な構成となっている。また押出成形段階において、エンドプラエテン１、固定プラテン２、コンテナ３、押出ステム１３、クロスヘッド７、押出移動部品１５は、それぞれの中心軸が中心軸線Ｃと一致するように配置される。

更に押出プレス１０は、ビレット８をコンテナ３と押出ステム１３間に供給するためのビレットローダ（図示されない）と、ビレット８の押出成形後の製品の端部の不要部であるディスカードを切断するためのシャー装置２７（エンドプラテン１上に搭載される）と、ダイを移動させるためのダイスライド装置（シャー）２１等を具備する。

ダイスライド装置（シャー）２１の用途・目的は、ダイ（２０）を中心軸線（Ｃ）に対して垂直に横方向へ移動させること及び押出終了時にエンドプラテン後方へ押出された製品６０をダイ２０から切断分離することである。実際の動作としては前方の設備側でエンドプラテン前方に設置されたプラテンソー５１を使用し、押出終了時に製品６０を切断する（図９参照）。その後、製品６０は前方の設備の駆動装置で前方テーブルへ送られる。この時、まだ製品６０の残材５３がダイで成形されたままエンドプラテン内に残っている（図９参照）。この残材５３は、ダイ２０を交換するために、ダイスライド２２をダイスライド装置２１でダイ交換位置まで移動させる際にエンドプラテン前面とダイスライド２２の前面の切断面で製品の残材５４をダイスタック５６から切断分離する（図９参照）。尚、ダイスタック５６内にある残材５５は、ダイスタック５６を機外に搬出した後、他の切断装置または手動操作でダイ２０から切断分離される。

コンテナ３は、インバータモータ又はＡＣサーボモータであることが好ましいコンテナ動作用モータ１７により、ボールねじ及びボールナットで構成される回転運動を直線運動に変換する機構を介して往復直線（進退）移動させられる。なお、フロントローディング式（下記第２の実施の形態）の場合は、固定プラテンの反押出ステム側にコンテナ動作用モータ１７等のコンテナ動作装置１４を設ける。これはコンテナの移動ストロークが大きい事に起因する。シャー装置２７においては、電動モータを動力源とし、チェーン等の巻き掛け駆動機構を介して回転運動を直線運動に変換する。ダイスライド装置（シャー）２１は、電動モータを動力源とし、ボールねじ及びボールナットで構成される動力伝達機構を介して回転運動を直線運動に変換する。ステムスライダも、電動モータを動力源とし、ボールねじ及びボールナットで構成される動力伝達機構を介して回転運動を直線運動に変換する機構を用いる。ダイを交換するためのダイチェンジャー及びビレットローダについても電動モータを動力源とする。これらの構成により、押出プレスを全電動化することが出来る。

本実施の形態の押出プレス１０は、ショートストローク式のリアローディング式に属するステムスライド式押出プレスを例として説明されたが、本発明が、ショートストローク式のフロントローディング式や、ステムスライダを装備しない従来式に適用できることは、当業者には容易に理解できるはずである。また、本発明の構成は、上記のごとく、直接式押出プレスを例にして説明されたが、当業者には、本発明を間接式押出プレスに同様に適用可能であることも容易に理解できるはずである。

次に本実施の形態のステムスライド式（ショートストローク式リアローディング式）押出プレス１０の作動について図６を参照して説明する。
押出プレス１０の作動は、１つのサイクルを繰り返し実施して、成形製品を連続的に製造する。本実施の形態において、ステップ１（Ｓ１）において、押出プレス１０は、押出成形工程の１サイクルが終了した段階にあり、コンテナ３は後退してダイ２０から離れた状態にある。Ｓ１において、次の新たな押出成形工程のサイクルが開始しており、先ず、コンテナ作動用モータ１４を作動させて、コンテナ３を前進させてダイ２０に接続させる。次に、ステップ２（Ｓ２）において、ビレット８搬入のために、ステムスライダ１１を上昇して、押出ステム１３を上昇させて、ビレット８の搬入スペースを空ける。

次にステップ３（Ｓ３）において、ビレットローダ（電動モータ駆動）によりビレット８を、コンテナ３とクロスヘッド７間の押出プレスセンタに搬入する。次にステップ４（Ｓ４）において、ビレットローダに保持されるビレット８を、ビレットローダのビレット挿入装置（電動モータ駆動）により、コンテナ３内へ挿入する。次にステップ５（Ｓ５）において、ビレットローダを、押出プレス１０の機外へ移動させる。次にステップ６（Ｓ６）において、ステムスライダ１１を下降させて、押出ステム１３をプレスセンタへ配置する。コンテナ３内のビレット８と押出ステム１３は、中心軸線Ｃ上で整列する。

次にステップ７（Ｓ７）において、押出ステム１３を高速前進させて、押出ステム１３をビレット８に実質的に接触させる。この手順において、先ず、動き出しの荷重が大きいため、クロスヘッド高速移動用モータ３５と押出用メインモータ３９を作動させて前進を開始する（この構成により、クロスヘッド高速移動用モータ３５の容量を小さくすることが出来る）。押出移動部品１５及びクロスヘッド７が動き始めたら、クラッチカップリング３８のクラッチを外し押出用メインモータ３９を停止する。そして、クロスヘッド高速移動用モータ３５とワイヤ巻取り用モータ４３を、引き続き押出ステム前進最高速度になるまで駆動し、等速運動にてビレット８がダイ２０に当接するまで、押出ステム１３及びビレット８を前進させる。本実施の形態において、ビレット８のダイ２０への当接は、押出用メインモータ３９のトルクにより検知するが、ストロークセンサやリミットスウィッチ等の別の既知な手段により検知しても良い。

次にステップ８（Ｓ８）において、押出用メインモータ３９によりドラム３１を駆動して、初速押出を開始する。押出の初速及びその後の速度は、予め設定されており、本実施の形態において、押出用メインモータ３９はＡＣサーボモータであるので、速度調整は回転数制御により行う。次にステップ９（Ｓ９）において、所定の前進ストロークに達したことを検知し、所定の押出速度となるように押出用メインモータ３９を回転数制御する。所定のストロークは、クロスヘッド７の装備したストローク検出器で行うが、押出用メインモータ３９やドラム３１の回転数又はリミットスウィッチ等の別の既知な手段により検知しても良い。次にステップ１０（Ｓ１０）において、所定の前進ストロークをストローク検出器により検知し、所定の押出終速度となるように押出用メインモータ３９を回転数制御する。次にステップ１１（Ｓ１１）において、所定の前進ストロークに達したことをストローク検出器により検知し、押出用メインモータ３９及びクロスヘッド高速移動用モータ３５を停止し、押出を終了する。

次にステップ１２（Ｓ１２）において、コンテナ動作用モータ１７を作動させて、コンテナを後退させ、ディスカード（押出成形製品の後端の不良部）をコンテナ３から突き出す。次にステップ１３（Ｓ１３）において、次のビレット１３を搬入可能な位置まで、クロスヘッド高速移動用モータ３５を作動させて、押出ステム１３を後退させる。この際、押出用メインモータ３９及びワイヤ巻取り用モータ４３も同時に作動させるが、押出用メインモータ３９はドラム３１の始動にのみ使用し、クロスヘッド高速移動用モータ３５の速度が最大回転数になったところでクラッチカップリング３８を外し、押出用メインモータ３９を停止する。その後、クロスヘッド高速移動用モータ３５とワイヤ巻取り用モータ４３とを作動させて、クロスヘッド７を最高速度で引き続き後退させ、同時にドラム３１に巻き取ったワイヤ３２を伸ばす。ステム後退スロー位置を前記ストローク検出器で検知するまで、クロスヘッド７を一定速度で後退させ、ステム後退スロー位置を検知後は、後退速度を遅くする。

次にステップ１４（Ｓ１４）において、シャー装置２７を作動させて、製品からディスカードを切断し、除去する。シャー装置２７は、インバータ式モータ又はＡＣサーボモータで駆動されることが好ましい。切断時におけるシャー装置２７のシャーの移動（下降）は、シャーがディスカードに当接するまでは速く、当接（シャー位置検出器で所定位置を検出する）後、駆動モータのトルクを確保するため遅くなるように設定される。シャーの上昇は、高速で実施されることが好ましい。ステップ１４で、押出プレスの１サイクルは、終了し、再度Ｓ１に戻る。

図７を参照すると、本発明の第２の実施の形態の押出プレスの作動フローが示されている。本発明の第２の実施の形態の押出プレス１０は、フロントローディング式である。フロントローディング式押出プレスにおいては、ダイ２０とコンテナ３との間にビレット８をローディングするためのスペース（ステムスライド式（リアローディング式）では、押出ステム１３を上昇することにより、コンテナ３とクロスヘッド７間に設けられていた）が、コンテナ３を押出ステム１３側に移動することにより用意される。フロントローディング式においても、本発明に関係する、押出ステム１３（又は、クロスヘッド７）を押出す機構等については、ステムスライド式と同様であるので、フロントローディング式押出プレスの詳細な構成についての説明は、省略する（特許文献２参照されたし）。

以下、本実施の形態の作動フローを説明する。
作動フローにおける最初のステップである、ステップ２１（Ｓ２１）において、押出プレス１０は押出成形工程の１サイクルが終了した段階にあり、次の新たな押出成形工程のサイクルを開始する段階である。Ｓ２１の開始前において、コンテナ３はコンテナ動作用モータ１７により後退させられて、コンテナ３内に押出ステム１３が収められているので、ダイ２０とコンテナ３間には既にスペースが空けられている。Ｓ２１において、ビレット８を保持するビレットローダを押出プレス付近の機内へ移動し、ビレットローダにより支持されるように保持されるビレット８をダイ２０とコンテナ３間のプレスセンタへ移動する。ここでは、コンテナ３はまだ、後退してダイ２０から離れた状態にある。

次に、ステップ２２（Ｓ２２）において、押出ステム１３を高速前進させて、押出ステム１３をビレット８に実質的に接触させ、更にビレットローダにより支持された状態のビレット８を、ダイ２０に接触するまで押して、ダイ２０と押出ステム１３とで挟み込んで保持する。この手順において、先ず、動き出しの荷重が大きいため、クロスヘッド高速移動用モータ３５と押出用メインモータ３９を作動させて前進を開始する（この構成により、クロスヘッド高速移動用モータ３５の容量を小さくすることが出来る）。押出移動部品１５及びクロスヘッド７が動き始めて、押出用メインモータ３９が最大回転数に達したところで、クラッチカップリング３８のクラッチを外し、押出用メインモータ３９を停止する。そして、クロスヘッド高速移動用モータ３５とワイヤ巻取り用モータ４３を、引き続き押出ステム前進最高速度になるまで駆動し、等速運動にてビレット８がダイ２０に当接するまで、押出ステム１３及びビレット８を前進させる。本実施の形態において、ビレット８のダイ２０への当接は、押出用メインモータ３９のトルクにより検知するが、ストロークセンサ、リミットスウィッチ又は押出ステムの負荷センサ等の別の既知な手段により検知しても良い。

次にステップ２３（Ｓ２３）において、ビレットローダを、押出プレス１０の機外へ移動させる。次に、ステップ２４（Ｓ２４）において、コンテナ動作用モータ１４を作動させて、コンテナ３を前進させてダイ２０に接続させる。ここまでの状態は、前記第１の実施の形態におけるＳ７終了時点の状態である。

その後、ステップ２５，２６，２７及び２８が順次実施されるが。これらの手順（ステップ）はそれぞれ、第１の実施の形態のＳ８，９，１０及び１１と同じ内容の手順（ステップ）である。即ち、ステップ２５（Ｓ２５）では、押出用メインモータ３９によりドラム３１を駆動して、初速押出を開始する。ステップ２６（Ｓ２６）では、所定の前進ストロークに達したことを検知し、所定の押出速度となるように押出用メインモータ３９を回転数制御する。ステップ２７（Ｓ２７）において、所定の前進ストロークをストローク検出器により検知し、所定の押出終速度となるように押出用メインモータ３９を回転数制御する。ステップ２８（Ｓ２８）において、所定の前進ストロークに達したことをストローク検出器により検知し、押出用メインモータ３９及びクロスヘッド高速移動用モータ３５を停止し、押出を終了する。上記のＳ２５からＳ２８までは、第１の実施の形態のＳ８からＳ１２と同じ内容なので、詳細な説明は、重複を回避して省略する。次にステップ２９（Ｓ２９）において、コンテナ動作用モータ１７を作動させて、コンテナ３を後退させ、ディスカード（押出成形製品の後端の不良部）をコンテナ３から突き出す。

次にステップ３０（Ｓ３０）において、コンテナ３及び押出ステム１３を後退させる。Ｓ３１において、次のビレット８を搬入可能な位置まで、クロスヘッド高速移動用モータ３５を作動させて、押出ステム１３を後退させる。この際、押出用メインモータ３９及びワイヤ巻取り用モータ４３も同時に作動させるが、押出用メインモータ３９はドラム３１の始動にのみ使用し、クロスヘッド高速移動用モータ３５の速度が最大回転数になったところでクラッチカップリング３８を外し、押出用メインモータ３９を停止する。その後、クロスヘッド高速移動用モータ３５とワイヤ巻取り用モータ４３とを作動させて、クロスヘッド７を最高速度で引き続き後退させ、同時にドラム３１に巻き取ったワイヤ３２を伸ばす。ステム後退スロー位置を前記ストローク検出器で検知するまで、クロスヘッド７を一定速度で後退させ、ステム後退スロー位置を検知後は、後退速度を遅くする。Ｓ３１における押出用メインモータ３９等の作動手順は、第１の実施の形態のＳ１３に類似している。コンテナ３の後退は、コンテナ動作用モータ１７を使用して行われるが、押出ステム１３の後退速度と同調するように行われる。

次にステップ３１（Ｓ３１）において、シャー装置２７を作動させて、製品からディスカードを切断し、除去する。Ｓ３１は、第１の実施の形態におけるＳ１４と同じ内容であるので、詳細は重複を避け省略する。ステップ３１で、本実施の形態における押出プレスの１サイクルは、終了し、再度Ｓ２１に戻る。

図８を参照すると、本発明の第３の実施の形態の押出プレスの作動フローが示されている。本発明の第３の実施の形態の押出プレスは、コンベンション式である。コンベンション式押出プレスにおいては、押出ステム１３とコンテナ３との間にビレット８を搬入するためのスペースが十分存在する構成であり、押出ステム１３又はコンテナ３を退避させる必要がない。従って、コンベンション式においては、装置が長くなる。むしろ、ステムスライド式やフロントローディング式押出プレスは、コンベンション式の装置の長さを短縮するために考案されたものである。従って、コンベンション式の作動は、基本的にステムスライド式と同様である。コンベンション式押出プレスの構成は、ステムスライド式押出プレス１０において、ステムスライダ１１が削除された装置である。即ち、コンベンション式押出プレスにおいて、押出ステム１３は、クロスヘッド７に固定されている。

以下、本実施の形態の作動フローを説明する。
ステップ４１（Ｓ４１）は、ステムスライド式におけるステップ１（Ｓ１）と同じステップであり、新たな押出成形工程の１サイクルの開始ステップであり、コンテナ作動用モータ１４を作動させて、コンテナ３を前進させてダイ２０に接続させる。次に、ステップ４２（Ｓ４２）において、ビレットローダ（電動モータ駆動）によりビレット８を、コンテナ３とクロスヘッド７（又は、押出ステム１３）間の押出プレスセンタに搬入する（ステムスライド式におけるステップ２は、必要ない）。

次にステップ４３（Ｓ４３）において、押出ステム１３を高速前進させて、押出ステム１３をビレット８に実質的に接触させ、更にビレットローダにより支持された状態のビレット８を、ダイ２０に接触するまで押して、ダイ２０と押出ステム１３とで挟み込んで保持する。Ｓ４３は、フロントローディング式におけるステップ２２（Ｓ２２）及びステムスライド式におけるステップ７（Ｓ７）と同様のステップであるので、詳細な説明は省略する。次にステップ４４（Ｓ４４）において、ビレットローダを、押出プレスの機外へ移動させる。

その後、ステップ４５，４６，４７，４８及び４９が順次実施されるが。これらの手順（ステップ）はそれぞれ、第１の実施の形態のＳ８，９，１０，１１及び１２（及び第２の実施の形態のＳ２５，２６，２７，２８及び２９）と同じ内容の手順（ステップ）である。即ち、ステップ４５（Ｓ４５）では、押出用メインモータ３９によりドラム３１を駆動して、初速押出を開始する。ステップ４６（Ｓ４６）では、所定の前進ストロークに達したことを検知し、所定の押出速度となるように押出用メインモータ３９を回転数制御する。ステップ４７（Ｓ４７）において、所定の前進ストロークをストローク検出器により検知し、所定の押出終速度となるように押出用メインモータ３９を回転数制御する。ステップ４８（Ｓ４８）において、所定の前進ストロークに達したことをストローク検出器により検知し、押出用メインモータ３９及びクロスヘッド高速移動用モータ３５を停止し、押出を終了する。ステップ４９（Ｓ４９）において、コンテナ動作用モータ１７を作動させて、コンテナを後退させ、ディスカード（押出成形製品の後端の不良部）をコンテナ３から突き出す。上記のＳ４５からＳ４９までは、第１の実施の形態のＳ８からＳ１２と同じ内容なので、詳細な説明は、重複を回避して省略する。

次にステップ５０（Ｓ５０）において、コンテナ３及び押出ステム１３を後退させる。Ｓ５０は、第２の実施の形態のステップ３０と同様なステップであるので、重複を回避して、詳細な説明は省略する。次にステップ５１（Ｓ５１）において、シャー装置２７を作動させて、製品からディスカードを切断し、除去する。Ｓ５１は、第１の実施の形態におけるＳ１４及び第２の実施の形態におけるＳ３１と同じ内容であるので、詳細は重複を避け省略する。ステップ５１で、本実施の形態における押出プレスの作動工程の１サイクルは、終了し、再度Ｓ４１に戻る。

本発明の第２及び第３の実施の形態では、上記第１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である要素部分は、同じ参照符号により指定されている。

次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の押出プレスにより以下の効果が期待できる。
・押出プレスは、多くの可動な要素装置により構成されており、各要素装置を様々に作動させることにより運転されており、本発明においては、各要素装置が電動モータ駆動であるので、各要素装置を作動させることが必要な時のみに、モータを運転させることが出来るため電力削減効果が期待できる（油圧式では一般的に、作動不要時でもアイドリング運転が必要）。
・電動モータを駆動源としているので、駆動そのものが電動モータであり電動モータそのものの保守をしていればよく、保守する部品も油圧源のものと比較すれば多岐に渡らないため保守管理のための時間、費用とも少なくなる。
・作動油の漏洩が生じず、騒音の低減が可能であるので、作業環境の改善が実現し、さらに火災の危険性からも免れる。
・ＡＣサーボモータ等の使用により、位置制御等の精度に優れるており、操作性が向上する。

本発明の第２及び第３の実施の形態の押出プレスにより、第１の実施の形態と同様な効果が期待できる。

上記の説明において、本発明の押出プレスは、直接式を例として説明されたが、本発明が間接式押出プレスに適用されても良い。
上記の実施の形態は本発明の一例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。

本発明は、説明の目的で選択された特定の実施の形態を参照することにより説明されたが、本発明の基本的な思想及び範囲から逸脱することなく、多数の修正形態が、実施可能であることは当業者にとって明白である。

１ エンドプラテン
２ 固定プラテン
３ コンタナ
４ タイロッド
６ マシンベース
７ クロスヘッド
８ ビレット
９ 貫通孔
１０ 押出プレス
１１ ステムスライダ
１２ ステムスライド用モータ
１３ 押出ステム
１４ コンテナ動作装置
１５ 押出移動部品
１６ 押出部品
１７ コンテナ動作用モータ
２０ ダイ（ダイス）
２１ ダイスライド装置（シャー）
２７ シャー装置
３１ ワイヤドラム
３２ ワイヤ
３３ ボールねじ
３４ ボールナット
３５ クロスヘッド高速移動用モータ
３６ 減速機
３８ クラッチカップリング
３９ 押出用メインモータ
４０ クロスヘッド高速移動用機構
４２ ワイヤ巻取り装置
４３ ワイヤ巻取り用モータ
５１ プラテンソー

Claims (7)

1. 押出プレス（１０）であって、
   前記押出プレス（１０）の長手方向において前端部に配置されるエンドプラテン（１）と、
   前記エンドプラテン（１）に対向して長手方向において後方に配置される固定プラテン（２）と、
   前記エンドプラテン（１）と前記固定プラテン（２）とを連結するタイロッド（４）と、
   前記エンドプラテン（１）の後面に接触するように配置されるダイ（２０）と、
   前記ダイ（２０）に対向するように配置されていて且つビレット（８）が装填されるコンテナ（３）と、
   前記コンテナ（３）内に装着された前記ビレット（８）を押圧する押出ステム（１３）と、
   前記固定プラテン（２）の前方に配置されていて且つ前記押出ステム（１３）がその前面に取り付けられる、クロスヘッド（７）と、
   前記クロスヘッド（７）及びそれに取り付けられた前記押出ステム（１３）を前後方向に往復動するように駆動する押出駆動装置と、
   を具備する、押出プレス（１０）において、
   前記押出駆動装置による押出力によって前記押出ステム（１３）を押すことにより、前記ビレット（８）が加圧されて前記ダイ（２０）を介して押し出されることにより、所定の製品が押出成形されており、
   前記押出駆動装置は、回動自在に設けられた１つ又は複数のワイヤドラム（３１）を具備しており、１つ又は複数本のワイヤ（３２）の一方の端部が前記ワイヤドラム（３１）に固着されるとともに、前記ワイヤ（３２）のもう一方の端部が前記クロスヘッド（７）に機械的に接続しており、
   前記ワイヤドラム（３１）を回転させて前記ワイヤ（３２）を巻き取ることにより、前記クロスヘッド（７）及び前記押出ステム（１３）は、前進駆動させられており、
   前記ワイヤドラム（３１）は、電動式押出用メインモータ（３９）により駆動されることを特徴とする押出プレス。
2. 前記押出駆動装置は、
   前記クロスヘッド（７）に一方の端部で連結する押出移動部品（１５）と、
   前記押出移動部品（１５）のもう一方の端部に取り付けられていて且つ前記ワイヤ（３２）の前記もう一方の端部が固着する押出部品（１６）と、
   を更に具備しており、
   前記押出プレス（１０）は、
   前記押出移動部品（１５）を前後に往復動させることが出来る、クロスヘッド高速移動用機構（４０）と、
   前記押出駆動装置とは別に、前記ワイヤドラム（３１）を正逆回転させて、前記ワイヤドラム（３１）に前記ワイヤ（３２）を巻き取り及び繰り出すことが出来る、ワイヤ巻取り装置（４２）と、を更に具備しており、
   押出成形工程の開始時において前記ビレット（８）が前進して前記ダイ（２０）に当接するまでで前記押出ステム（１３）に押出成形の負荷が作用していない段階において、及び前記押出ステム（１３）の後退時において、前記押出ステム（１３）を高速で前後進させる際に、前記クロスヘッド高速移動用機構（４０）により、前記押出移動部品（１５）を介して前記押出ステム（１３）を高速で駆動すると共に、前記ワイヤ巻取り装置（４２）を作動させて前記ワイヤ（３２）の巻き取り及び繰り出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の押出プレス。
3. 前記押出ステム（１３）を高速で駆動する際の運転開始時において、前記クロスヘッド高速移動用機構（４０）と共に、前記押出駆動装置を作動させることを特徴とする請求項２に記載の押出プレス。
4. 前記押出プレス（１０）は、
   電動モータを駆動源としていて前記コンテナ（３）を前後方向に駆動可能なコンテナ動作用装置（１４）と、
   電動モータを駆動源としていてディスカードを切断するためのシャー装置（２７）と、
   電動モータを駆動源としていて前記ダイ（２０）を移動自在なダイスライド装置（２１）と、を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の押出プレス。
5. 前記押出用メインモータ（３９）は、クラッチカップリング（３８）と減速機（３６）を介して前記ワイヤドラム（３１）に接続することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の押出プレス。
6. 前記押出プレス（１０）は、前記クロスヘッド（７）と前記ダイ（２０）との間に前記ビレット（８）を搬入するためのスペースを設けるために、前記押出ステム（１３）を移動可能であって、電動モータを駆動源とするステムスライダ（１１）を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の押出プレス。
7. 前記押出用メインモータ（３９）は、ＡＣサーボモータであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の押出プレス。

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