JP5831816B2 - 押出プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、押出プレス装置に係り、特には、アルミニウム合金等を、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、駆動方式に電動駆動方式を適用した電動駆動の押出プレス装置に関する。

押出プレス装置のうち、コンテナを固定した状態でビレットの供給と押出とを行う直接式の押出プレス装置は従来、次のように構成されている。即ち、図３及び図４に示すように押出プレス装置には、メインラムに駆動されて押出の軸線方向に進退する押出ステムと、この押出ステムを進退自在に嵌合させる内孔を備えた円筒状のコンテナ１１とが設けられており、コンテナ１１の反押出ステム側には、ダイリング２３に内挿されたダイス２１とダイバッカー２２及びボルスター２４からなるダイスユニット２０がダイカセット２５内に組み込まれている。そして、上記コンテナ１１とダイス２１との接触面上方には、駆動装置で駆動され押出方向と交差方向に進退するディスカードシャー装置３０が設けられている。

このように構成されていることにより、コンテナ１１の内孔に例えば円柱状のビレットを供給し、メインラムにより押出ステムを前進させると、押出ステムで押されたビレットは、ダイスユニット２０のダイス２１孔から押出されて所定形状の製品となる。ビレットを所定の長さ押出し後、コンテナ１１をダイス２１から離間させる方向に移動させると、押出の結果残された押出粕としてのディスカードは、ダイス２１の孔からコンテナ１１側へ突出するので、前記ディスカードシャー装置３０のシャー刃３１を下降させると、このディスカードは切断されて回収され、製品は押出方向に取り出される。

ダイリング２３に内挿されダイス２１とダイバッカー２２及びボルスター２４とからなるダイスユニット２０は、ダイカセット２５の中心軸部に組み込まれており、押出製品の形状変更に伴いダイスユニット２０は交換される。ダイカセット２５は、エンドプラテン４に取り付けたガイド７、８に案内されて押出プレス装置幅方向の機外であるエンドプラテン４の側端部に配置したダイス交換位置まで移動可能に設けられており、ダイカセット２５はダイスライド装置５０により駆動される。そして、ダイスユニット２０はダイス交換位置へ移動してダイカセット２５から取り外され、新たなダイスユニット２０へ交換される。

ダイスユニット２０の交換は、前記ディスカードを切断した後に行われるが、ダイスユニット２０孔内には押出製品が残されており、ダイスユニット２０の交換前にダイスユニット２０の背面とエンドプラテン４の後面との間で押出製品の端部付近を切断する。押出製品の切断は、エンドプラテン４の側端部にダイカセット２５と接離自在に設けられたダイスライドシャー装置４０が設けられており、ダイスライドシャー装置４０を駆動して押出製品を切断してダイスユニット２０と分離されるので、ダイカセット２５は押出製品に規制されることなくダイス交換位置まで移動することができる。（特許文献１参照）

ところで、この種の押出プレス装置の押出成形においては、ディスカードシャー装置３０は、押出完了後に製品と押出粕であるディスカードを切断する装置として用いられ、ダイスライドシャー装置４０は、ダイスユニット２０交換に際し前記ディスカードを切断後にダイカセット２５を移動して押出製品をダイスユニット２０から切断除去する装置として用いられるため、ディスカードシャー装置３０とダイスライドシャー装置４０とは同時に駆動されることがない。
しかしながら、前記特許文献１で開示された押出プレス装置では、前記ディスカードシャー装置３０及びダイスライドシャー装置４０はそれぞれに電動モータ６１を駆動源とする駆動装置３５、４５を備え、電動モータ６１の回転運動を直線運動へ変換する構成となっており、且つ両シャー装置の電動モータ６１が重複して設けられていた。この構成では、電動モータ６１やその制御機器や配線機材類がそれぞれ必要となり、押出プレス装置のコストを高くするという問題があった。

ＷＯ２０１１／０７４１０６号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的はディスカードシャー装置とダイスライドシャー装置の駆動部を共用して構成を簡略化し、コストを低減した電動駆動方式の押出プレス装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の押出プレス装置は、押出プレス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と、前記エンドプラテンに対向して長手方向において後方に配置されるシリンダプラテンと、前記エンドプラテンと前記シリンダプラテンを連結する複数のタイバーと、背面が前記エンドプラテンの後面に接触するように配置されるダイスユニットと、前記ダイスユニットに対向するように配置されていて、且つビレットが収納されるコンテナと、前記コンテナ内に収納された前記ビレットを押圧する押出ステムと、前記シリンダプラテンの前方に配置されていて、且つ押出ステムがその前面に取り付けられるクロスヘッドと、前記クロスヘッド及びそれに取り付けられた前記押出ステム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、を具備し、前記エンドプラテンの後面にディスカードを切断するためのディスカードシャー装置、前記ダイスから押出される製品を切断するダイスライドシャー装置、及び前記ダイスユニットを前記エンドプラテンの後面に沿って移動自在とするダイスライド装置を、更に具備する押出プレス装置において、電動モータを駆動源とする前記二つのシャー装置の駆動装置を備え、前記駆動装置に設けたクラッチカップリングを介して前記ディスカードシャー装置及びダイスライドシャー装置の回転駆動部に接続するとともに、前記クラッチカップリングを選択的に断続していずれか一方の前記シャー装置を駆動することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の押出プレス装置は、請求項１に記載の発明において、前記二つのシャー装置の回転駆動部を、前記電動モータの出力軸の回転を直線運動に変換するボールネジ及びボールナットからなるボールネジ変換装置で構成したことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の押出プレス装置は、請求項１又は請求項２の発明において、前記クラッチカップリングを電磁式クラッチとしたことを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３に記載の発明において、前記電動モータを電動サーボモータに置き換えたことを特徴とする。

本発明によれば、作用の異なる二つのシャー装置、即ちディスカードシャー装置及びダイスライドシャー装置の駆動装置を共用して用いる構成とし、それぞれのシャー装置の回転駆動部とクラッチカップリングを介して接続してシャー装置を駆動するので、電動モータの使用数及びその制御機器、配線器具類を削減することができ、押出プレス装置の製造コストを削減することができる。
電動サーボモータを用いる構成では、その回転速度の制御と位置制御精度に優れており、動作時間を短縮することができ、非押出時間におけるサイクル時間が短縮されて、生産性が向上する。

本発明に係る押出プレス装置の実施の形態の要部を示す側面図である。 図１の要部を後ろから見たＡ−Ａ断面図である。 従来の押出プレス装置のシャー装置駆動部を説明する側面図である。 図３のシャー装置を後ろから見たＢ−Ｂ断面図である。

以下に、本発明に係る押出プレス装置の実施の形態について図１、２を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る押出プレス装置は、押出プレス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４と、前記エンドプラテン４に対向して長手方向において後方に配置されるシリンダプラテンと、前記エンドプラテンと前記シリンダプラテンを連結する複数のタイバー５と、前記エンドプラテン４の後面に接触するように配置されるダイスユニット２０と、前記ダイスユニット２０に対向するように配置されていて、且つビレットが収納されるコンテナ１１と、前記コンテナ１１内に収納された前記ビレットを押圧する押出ステムと、前記シリンダプラテンの前方に配置されていて、且つ押出ステムがその前面に取り付けられるクロスヘッドと、前記クロスヘッド及びそれに取り付けられた前記押出ステム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、を具備しているが、この構成は公知であることから図示を省略している。
本発明においてエンドプラテン４の後面とは、コンテナ１１と対向する面（図１に示すエンドプラテン４の右側面）をいう。

図１及び図２に示すように、エンドプラテン４のダイス配置面（後面）に対向する位置にビレットを収納し、内側から順に嵌着された円筒状のコンテナライナ、コンテナタイヤ、コンテナホルダで構成されるコンテナ１１が配置され、図示しない駆動装置により押出方向に進退するように構成されている。また、エンドプラテン４のダイス配置面には、内部にダイス２１及びダイバッカー２２が嵌挿されたダイリング２３とボルスター２４とを有するダイスユニット２０がダイカセット２５に保持され、下部の支持部材８と上部に設けたガイド７に案内されて、軸線方向と直交する方向へ水平に進退するように構成され、ダイカセット２５のコンテナ側端面には、ダイスユニット２０のコンテナ側への移動を規制する部材である馬蹄形の固定金具２６が取り付けられている。

符号３０はディスカードシャー装置で、エンドプラテン４に取り付けられた固定フレーム３２に支持されて設けられておりその下部には、押出終了後にコンテナ１１を押出ステム側へ後退させ、回転駆動部３５を駆動することによりシャースライド３３を下降させて、ディスカードと製品との境界面を切断するシャー刃３１が固定されている。
ディスカードシャー装置３０の回転駆動部３５は、シャースライド３３に取り付けられたボールナット３６、固定フレームに軸受３８を介して回転自在に取り付けられたボールネジ３６及びボールネジ３７の軸受３８側の端部に設けたチェンホィール３９により要部が構成され、ボールネジ３７を回動することでシャースライド３３がシャーガイド３４に沿って上下動するようになっている。そして、ボールネジ３７は従動側のチェンホィール３９を介して後述する電動モータ６１によって回動される。

ダイスライドシャー装置４０は、エンドプラテン４の側端部に固定フレーム４１に支持されて設けられておりそのダイス側端部には、ダイスユニット２０を交換するときにダイカセット２５を押出方向と交差する方向に押圧し、ダイスユニット２０内に残った製品をエンドプラテン４の後面とダイスユニット２０の背面との間で切断除去する押圧部材４２が進退自在に取り付けられている。
ダイスライドシャー装置４０の回転駆動部４５は、押圧部材４１に取り付けられたボールナット４６と、固定フレーム４１に軸受４８介して回転自在に取り付けられたボールネジ４７及びボールネジ４７の軸受４８側の端部に設けた従動側チェンホィール４９により要部が構成され、ボールネジ４７を回動することで押圧部材４２がガイド面に沿って前後動するようになっている。そして、ボールネジ４７は従動側チェンホィール４９を介して後述する電動モータ６１によって回動される。

ダイスライド装置５０は、ダイスライド５１と、ダイスライド５１に取り付けられダイカセット２５と係止する連結金具５２が、電動モータ５３に回動されるチェンホィール５４及びダイスライド５１の前後面に取り付けたチェン５５により構成されている。押出製品の形状の変更に伴いダイカセット２５の中心部に組み込まれダイリング２３に内挿されダイス２１とダイバッカー２２及びボルスター２４とからなるダイスユニット２０は、交換される。ダイス２１の交換に際して、ダイカセット２５は、エンドプラテン４に取り付けたガイド７、８に案内され押出プレス装置幅方向の機外であるエンドプラテン４の側端部に配置したダイス交換装置８０まで移動可能に設けられており、ダイスライド装置５０によりエンドプラテン４のダイス配置面（後面）に沿って往復動される。新しいダイス２１と交換されたダイスユニット２０はダイカセット２５と共に、ダイスライド装置５０に駆動されて押出プレス装置の中心位置へと戻される。

図２に示す符号６０は、ディスカードシャー装置３０とダイスライドシャー装置４０の回転駆動部３５、４５に動力を伝える駆動装置であり、駆動源である電動モータ６１と動力伝達機構により構成されている。電動モータ６１と動力伝達機構は、エンドプラテン４の側端面とディスカードシャー装置３０の固定フレーム３２に取り付けられた固定フレーム６６に設けられている。電動モータ６１の出力軸の上方に配置してディスカードシャー装置３０への動力を断続するクラッチカップリング６２、軸受けにより支持された動力伝達軸６３、前記動力伝達軸６３の先端部に取り付けられた駆動側チェンホィール６４及びディスカードシャー装置３０の回転駆動部３５に設けた従動側チェンホィール３９と、従動側チェンホィール３９と駆動側チェンホィール６４に捲き掛けたチェン６５により電動モータ６１の回転をボールネジ３７に伝える動力伝達構成である。この構成によりディスカードシャー装置３０はシャー刃３１が下降してディスカードを切断し、ディスカードの切断後にシャー刃３１が上昇動作を行うようになっている。

ダイスライドシャー装置４０への動力伝達機構は、以下のように構成される。電動モータ６１の出力軸先端部に取り付けた駆動側チェンホィール７１と、先端部に従動側のチェンホィール７２を設けた回転軸７４とを備え、チェン７３を介して回転自在とする第１の動力伝達部と、固定フレーム６６に取り付けた軸受７５で支持され一端に回転軸７４と間でクラッチカップリング７６により接続されるとともに、他端でマイタギヤ７８に接続された中間駆動部とを有し、軸受により支持され一端でマイタギヤ７８に接続され、他端に駆動側チェンホィール８１が取り付けられた回転軸８２と、ダイスライドシャー装置４０のボールネジ４７の軸受４８側端部に設けた従動側チェンホィール４９が駆動側チェンホィール８１に捲き掛けたチェン８４を備えている。

このように構成された二つのシャー装置３０、４０の駆動装置では、クラッチカップリング６２、７６のいずれか一方を選択的に断続することにより、ディスカードシャー装置３０又はダイスライドシャー装置４０を駆動する。クラッチカップリング６２を接続し、クラッチカップリング７６を切断した状態で電動モータ６１を起動することでディスカードシャー装置３０を駆動することが、クラッチカップリング６２を切断し、クラッチカップリング７６を接続した状態で電動モータ６１を起動することでダイスライドシャー装置４０を駆動することができる。

前記二つのシャー装置３０、４０の駆動装置の駆動源に電動モータ又は電動サーボモータを用いる構成としたが、駆動源は電動モータや電動サーボモータに限られるものではなく、例えば、電動モータの出力軸に減速機を有するギヤードモータや他の可変速モータ等を用いる構成であっても良い。
また、動力の伝達と遮断にクラッチカップリングを用いる構成としたが、他の動力伝達及び遮断手段が用いられても良い。

以上説明したように、本発明の押出プレス装置では二つのシャー装置、即ちディスカードシャー装置及びダイスライドシャー装置は同時に駆動することがないことから、駆動部を共用して一体で設ける構成とした。このため、電動モータの使用数及びその制御機器、配線器具類を削減することができ、押出プレス装置の製造コストを低減することができる。
また、電動サーボモータを用いる構成では、その回転速度の制御と位置制御精度に優れており、動作時間を短縮することができ、非押出時間におけるサイクル時間が短縮されて生産性が向上する効果を奏する。

４ エンドプラテン
５ タイバー
１１ コンテナ
２０ ダイスユニット
３０ ディスカードシャー装置
４０ ダイスライドシャー装置
５０ ダイスライド装置
３６、４６ ボールネジ
３７、４７ ボールナット
６１ 電動モータ
６２、７６ クラッチカップリング

Claims (4)

1. 押出プレス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と、前記エンドプラテンに対向して長手方向において後方に配置されるシリンダプラテンと、前記エンドプラテンと前記シリンダプラテンを連結する複数のタイバーと、背面が前記エンドプラテンの後面に接触するように配置されるダイスユニットと、前記ダイスユニットに対向するように配置されていて、且つビレットが収納されるコンテナと、前記コンテナ内に収納された前記ビレットを押圧する押出ステムと、前記シリンダプラテンの前方に配置されていて、且つ押出ステムがその後面に取り付けられるクロスヘッドと、前記クロスヘッド及びそれに取り付けられた前記押出ステム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、を具備し、前記エンドプラテンの後面にディスカードを切断するためのディスカードシャー装置、前記ダイスユニットから押出される製品を切断するダイスライドシャー装置、及び前記ダイスユニットを前記エンドプラテンの後面に沿って移動自在とするダイスライド装置を、更に具備する押出プレス装置において、
   電動モータを駆動源とする前記二つのシャー装置の駆動装置を備え、前記駆動装置に設けたクラッチカップリングを介して前記ディスカードシャー装置及びダイスライドシャー装置の回転駆動部に接続するとともに、前記クラッチカップリングを選択的に断続していずれか一方の前記シャー装置を駆動することを特徴とする押出プレス装置。
2. 前記二つのシャー装置の回転駆動部を、前記電動モータの出力軸の回転を直線運動に変換するボールネジ及びボールナットからなるボールネジ変換装置で構成したことを特徴とする請求項１に記載の押出プレス装置。
3. 前記クラッチカップリングを電磁式クラッチとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の押出プレス装置。
4. 前記電動モータを電動サーボモータに置き換えた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装置。

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