JP6504181B2 - 押出プレスのビレット搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、押出プレス装置にビレットを供給するビレット搬送装置に関する。

一般に、金属材料、例えばアルミニウム又はその合金材料等によるビレットを押出プレス装置により押出す場合、油圧シリンダで駆動されるメインラムの先端部に押出ステムが取り付けられている。ダイスにコンテナを押し付けた状態で、ビレットをビレットインサータにより、コンテナ内に収納する。そして、メインラムを、油圧シリンダの駆動により前進させることにより、ビレットが押出ステムにて押圧される。そこで、ダイスの出口部から、成形された製品が押出される。
ビレットを押し出した後は、コンテナを、コンテナシリンダにより若干後退させ、ディスカード（discard、ビレット残部）をコンテナから抜き取る。この作業を、いわゆるコンテナストリップ作業という。ディスカードがコンテナから外れると、メインラムとコンテナの後退を開始する。
次に、コンテナとダイスとの間に切断装置の切断刃を送り込み、ダイス面に残ったビレット（すなわちディスカード）を切り離す。その後は、メインラムをさらに後退させて、押出ステムをコンテナから完全に抜き出し、押出ステムを初期位置に復帰させる。次のビレットをコンテナに挿填し、次の押出サイクルの押出成形に移行する。

押出プレス装置には、ビレット搬送装置が付属している。このようなビレット搬送装置の具体的一例として、図４、５の従来技術や特許文献１などが挙げられる。
図４、５の従来技術のビレット搬送装置１２４は、ビレットヒータ１２１、フリーローラ１２２、ビレット搬入装置トレイ１２３、レール１２５、ビレットプッシャー１２６、ビレットローダ１２７などで構成されている。押出プレス装置は、エンドプラテン１０１、コンテナ１０３、押出ステム１０５、メインクロスヘッド１０６、メインシリンダ１０７、メインラム１０８、サイドシリンダ１０９、コンテナシリンダ１１１などから構成されている。
図４の従来技術にみられるように、押出プレス装置により押出成形を行なう場合、原材料であるビレットを押出して製品にしている。まず、ビレット１１０はビレットヒータ１２１の中で予熱され、押出サイクルの開始指令であるビレットコール（押出プレスからの、ビレットヒータにビレットを要求する指令）により、ビレット１１０は、ビレットヒータ１２１から出てフリーローラ１２２の上を通過後、ビレット搬入装置トレイ１２３に載置される。
予熱されたビレット１１０を載置したビレット搬入装置トレイ１２３は、レール１２５の上を移動して、押出プレス装置の近傍まで移動する。ビレットは、ビレットプッシャー１２６により押されてビレットローダ１２７のローラ部分（挿入ローラ１３３、図５参照）に移動する。
その後、ビレットローダ１２７により、押出プレス装置中心に移動して、コンテナ１０３の中に挿入される。

図４を参照して、従来技術のビレット搬送の動作フローを説明する。以下の（１）〜（８）は、図４においても、対応する動作フローの参考表示として示されている。
（１）ビレット１１０が、ビレットヒータ１２１により予熱された後、フリーローラ１２２の上を通って移動し、Ｓ位置でビレット搬入装置トレイ１２３へ載置される。
（２）ビレット移送装置１２４において、ビレット１１０を載置したビレット搬入装置トレイ１２３が、レール１２５の上を通って押出プレス近傍のＴ位置まで移動する。
（３）ビレットプッシャー１２６により、ビレット移送装置トレイ１２３上にあるビレット１１０は、ビレットローダ１２７のビレット挿入装置１３４へ押し出されて移動する。（４）ビレットプッシャー１２６が後退する。
（５）ビレットローダ１２７が、押出プレスセンター（１２７、１３４の想像線参照）まで移動する。
（６）ビレットローダ１２７のビレット挿入装置１３４で、ビレット挿入部材１３２がビレット１１０を押して、挿入ローラ１３３（図５参照）上を移動して、ビレット１１０をコンテナ１０３内に挿入する。
（７）ビレットローダ１２７が初期位置に後退する。
（８）ビレット挿入部材１３２が原位置に戻る。

図５には、ビレットローダ１２７のビレット挿入装置１３４の詳細が示されている。ビレットローダ１２７のビレット挿入装置１３４は、挿入ローラ１３３が１つの部品、すなわち、分割されることなく一体となっていた。さらには、挿入ローラ１３３の直径がそれほど大きくないために、ビレット１１０と挿入ローラ１３３とが接触する円弧状の溝が、浅いので、ビレット１１０を安定して載置できなかった。ビレット１１０を安定的に載置させるために、ビレット１１０の両側にサポート１３１を設置し、ビレット１１０を両側からクランプする必要があった。しかし、オーバーヘッド式ビレットキャリア４０でビレット１１０を挿入ローラ１３３に載置しようとすると、オーバーヘッド式ビレットキャリア４０のアーム４１（図２参照）が、サポート１３１と干渉し、ビレット１１０を挿入ローラ１３３の上に置くことが出来なかった。したがって、従来技術では、オーバーヘッド式ビレットキャリア４０で、上方空間を利用して、ビレット１１０を、ビレット挿入装置１３４に載置できず、ビレットプッシャー１２６を使用せざるを得なかった。
また、ビレット挿入装置１３４のビレット挿入部材１３２を、駆動するチェーン（図５には図示せず）と、レール１３５と、上下のレール１３５にガイドされた車輪ローラ１３６とが、挿入ローラ１３３の両側にあったため、ビレット挿入装置１３４全体の幅が広くなっていた。
特許文献１のビレットローダも、ビレット挿入装置のローダ枠２２、２３に、オーバーヘッド式ビレットキャリアのアームが干渉するので、上述の問題が生じていた。

特開２００７−１６０３３５号公報

上述したように従来技術の押出プレスでは以下のような課題があった。
従来技術では、ビレット供給装置にビレットを装填するとき、ビレットヒータから出てきたビレットを、直接ビレットローダに移送できないため、ビレット搬送時間が長時間必要になり、ビレット温度が低下することになる。
ビレット搬送装置の周りに通常のビレットキャリア、ビレットプッシャーがあるため、押出プレス装置内に近寄ることはできるものの、メンテナンスを行うのは容易ではなかった。
また、従来技術のビレット挿入装置は、幅が広く、部品点数が多かった。更には、ビレットが、ローラ上で安定しないためにサポート（図５の１３１など）が必要となり、部品点数が多いと同時に、オーバーヘッド式ビレットキャリアでのビレットのハンドリングを阻止していた。オーバーヘッド式ビレットキャリアとは、２つのアームなどの搬送物把持部が昇降して、搬送物を空中で搬送して、２点間を搬送する搬送装置を指す。

押出プレス装置のコンテナにビレットヒータから出たビレットを挿入するビレット搬送装置において、ビレットヒータからビレットを搬送するコンベアと、ビレットを前記コンベアからビレットローダに直接搬送するオーバーヘッド式ビレットキャリアと、ビレットを押出プレス装置の機外から機内に搬送するビレットローダから構成するようにした。

ビレットローダを、コンテナ内にビレットを挿入する、挿入ローラ装置とビレットローダの先端に配設されたビレット挿入装置とから構成されるようにした。

前記挿入ローラを２分割構造にし、挿入ローラの中心線とビレットとの接触面が各々略３０〜４５度の角度にした。

前記ビレット挿入装置に配設されたビレット挿入部材が、分割した挿入ローラの間をビレット挿入方向に通過しながら、ビレットをコンテナ内に挿入するようにした。

オーバーヘッド式ビレットキャリアにて直接ビレットを供給とすることで、従来技術で必要であった、通常のビレットキャリア（オーバーヘッド式ではない通常の移送把持機構）やビレットプッシャーによる搬送が、不要となり、搬送時間の削減ができ、ビレットの温度低下が最小となる。

通常のビレットキャリア、ビレットプッシャーが不要となるため、押出プレス装置内への近寄りが容易となり、省スペースを実現できるとともに、メンテナンスを行うのは容易になる。

ビレットローダにおいて、ビレットを受け取るローラを、ビレットセンター中心の両サイドに分割することで、ビレットをコンテナに挿入するプッシャーとしてのビレット挿入部材の、通り道を確保できる。また、ビレットをビレットセンター中心に保持できるようにするサポートが、不要になった。ビレットを両側で支えるサポートがなくなり、オーバーヘッド式ビレットキャリアが、下降限度でサポートに干渉しなくなったので、オーバーヘッド式ビレットキャリアによるビレットのハンドリングが可能となった。また、ビレット挿入部材は、リニアガイド６３に連結された構造としたので、従来まで必要であった、レール１３５、車輪ローラ１３６を使用せず、部品点数の削減が図れ、省資源を実現する。

リニアガイド６３を採用し、ガイド位置を従来のものより、より押出プレス近傍に配置することができる（図３参照）。これにより、ピニオン５３を、ビレット挿入装置直下であって、押出プレスの近傍に配置することにより、移動フレームのサイズが小さくなり省スペース、省資源を実現することができる。

本発明のビレット搬送装置の全体概略平面図である。オーバーヘッド式ビレットキャリア４０は省略されている。押出方向は、ｘ軸、オーバーヘッド式ビレットキャリア４０の往復方向はｙ軸、高さ方向はｚ軸である。押出プレスの中心軸はＸ軸である。 （ａ）は、本発明のビレットローダの概略図であり、本発明のビレットローダが、図１のＢ位置にある場合の、図１のＹ−Ｙ線からｘ方向に見た側面図である。（ｂ）は、本発明のビレットローダ２７が、後退位置Ｂから前進位置Ｃに前進した概略平面図である。 図２（ａ）のＤ部分の拡大図であり、本発明のビレットローダのビレット挿入装置と挿入ローラの説明図である。 従来技術のビレットローダ１２７のビレット搬送の説明図である。 従来技術のビレット挿入装置１３４の概略断面図である。

本発明に係る、ビレット搬送装置の実施形態を、図面を参照しながら以下詳細に説明する。

本発明に用いる押出プレスを図１に示す。エンドプラテン１とメインシリンダ７を対向して配置し、両者を複数のタイロッド４によって連結している。エンドプラテン１の内側面（メインシリンダ７に対向する面）には、押出穴が形成されたダイス２が設置され、エンドプラテン１のダイス２と、メインシリンダ７との間に、コンテナ３が配置されている。コンテナ３の装填穴にビレット１０を装填し、これをダイス２に向けて押出加圧することで、ダイス穴に応じた断面の押出製品が押出成形される。コンテナ３はコンテナシリンダ１１によって押出成形中はコンテナシールされる。ここで、エンドプラテン１側を前方とし、メインシリンダ７側を後方とする。

押出作用力を発生させるメインシリンダ７は、メインラム８を内蔵し、これを油圧シリンダ７’でコンテナ３に向けて加圧移動可能としている。このメインラム８の前端部には、メインクロスヘッド６が設置されている。押出ステム５は、コンテナ３のビレット装填穴と同芯に配置されてコンテナ３に向けて突出状態で、メインクロスヘッド６に取付けられている。押出ステム５の先端には、図示しないフィックスダミーブロックが密接させて取り付けられている。ダイス２の中心軸、コンテナ３のビレット装填穴の中心軸、押出ステム５の中心軸は同芯であり、これを押出プレスの中心軸Ｘという。図１においては、押出ステム５は中心軸Ｘ上に配置されていない。ビレットローダ２７により、ビレット１０を中心軸Ｘ上に載置する場合には、本実施形態では、押出ステム５は側方（ｙ方向）に退避する。ビレット１０が、ビレットローダ２７によって、コンテナ３のビレット装填穴に挿入された後、押出ステム５は、中心軸Ｘ上に復帰する。
したがって、メインシリンダ７を駆動してメインクロスヘッド６を前進させると、押出ステム５が、コンテナ３のビレット装填穴に挿入され、装填されたビレット１０の後端面を加圧して、ビレット１０を、押出製品に成形されるように押出すのである。

メインシリンダ７には、中心軸Ｘと平行に複数のサイドシリンダ９が取付けられており、そのシリンダロッド９’がメインクロスヘッド６に連結されている。サイドシリンダ９によって押出工程の準備工程として、押出ステム５をコンテナ３に近接させた位置に初期移動させる。押出加圧動作は、メインシリンダ７及びサイドシリンダ９の両者を用いて行なわせる。

図１において、押出プレス装置のビレット搬送装置は、フリーローラ２２、ビレットローダ２７、ビレット挿入装置３４、挿入ローラ装置６０、オーバーヘッド式ビレットキャリア４０（想像線でＡ位置、Ｂ位置に図示）で構成されている。フリーローラ２２の代りに、駆動ローラであっても良い。その他のコンベアを用いても良い。
ビレットヒータ２１からビレット１０が出て、フリーローラ２２の上に待機すると、オーバーヘッド式ビレットキャリア４０が降下して、アーム４１でビレット１０を把持する。その後、ビレット１０を把持したアーム４１は上昇し、ビレットローダ２７の挿入ローラ装置６０の直上まで移動し停止する。
その後、アーム４１は降下し、最下点まで移動すると、そこで停止しアーム４１が開きビレット１０を挿入ローラ装置６０の挿入ローラ６１の上に載置する。この状態は、図１のＢ位置、図２（ａ）に示されている。なお、オーバーヘッド式ビレットキャリアは、本実施形態に限定されるものではなく、２つのアームなどの搬送物把持部が昇降して、搬送物を空中で搬送して、２点間を搬送する搬送装置であれば良い。
その後、ビレットローダ２７が前進し、ビレット１０が押出プレス装置の中心軸Ｘの位置に来たら停止する。この状態は、図２（ｂ）のＣ位置に示されている。Ｙ−Ｙ線は、ここまでのビレットの移動中心線である。ビレット挿入装置３４に配設されたビレット挿入部材（プッシャー）６４が、挿入ローラ６１の間をビレット挿入方向に通過しながら前進し、ビレット１０をコンテナ３の中に挿入する。後述するが、挿入ローラ６１、６１は、Ｘ軸に関して左右に分割されており、左右対称に配置されている。このため、ビレット挿入部材６４がＸ軸上に走行することができる。

図２（ａ）は、図１のＹ−Ｙ線からｘ方向に見たものである。移動フレーム５６は、図示していないガイドを介し、モータ５２により、ピニオン５３とラック５４で、図２（ａ）のｙ方向に移動可能に駆動されている。従来技術では、ピニオン５３が、押出プレスより遠い位置にあったが、それを図示されるような位置、すなわち押出プレスの中心軸Ｘに近くの、ビレット挿入装置３４直下に、移動した。これができた理由は、図５の従来技術では、ビレットローダ１２７のビレット挿入部材１３２が、ビレット１１０を押して、コンテナ１０３内に挿入する。このビレット挿入部材１３２の移動を、図５の左右に設けたチェーン（図示せず）で駆動していた。この際、２列になったチェーンがスペースを占有して邪魔になっていたが、本実施形態では、図３に示すように、中心にチェーン６５を一本にした。これにより、ピニオンギア５３と移動フレーム５６のリニアガイド５５の位置を、ビレット挿入装置３４直下近傍に位置することができた。そして、リニアガイド５５を中心軸Ｘ側に設置するようにしているので、ビレット１０と中心軸Ｘとの距離が短くなっている。このため、ビレットローダ２７が押出プレスの中心軸Ｘまで移動しても、前方に傾くことがなくなった。
さらに、ビレットローダ２７の移動フレーム５６の長さを、約５００ｍｍ短くすることができ、ビレットローダ２７をコンパクトにすることができた。ビレットローダ２７がコンパクトになった理由は、リニアガイド５５を採用してガイド位置を押出プレス装置の中心軸Ｘ側へ寄せたことによる。そして、移動フレーム５６を、その分押出プレスの中心軸Ｘ側へ寄せることができるようになった為である。
図２（ａ）、図３において、符号５５はリニアガイドで、移動フレーム５６はリニアガイド５５の上をｘ方向に往復運動することになる。リニアガイド５５は、移動フレーム５６のｘ方向をガイドする。リニアガイド５５と後述のリニアガイド６３は用途が違い、リニアガイド５５は、移動フレーム５６のｘ方向ガイドであり、リニアガイド６３は、ビレット挿入部材６４のｘ方向ガイドである。
また、図２（ａ）は側面図であって、符号４０がオーバーヘッド式ビレットキャリアを示す。オーバーヘッド式ビレットキャリアは、図示していないスライドガイドで、ｙ軸方向にガイドされている。オーバーヘッド式ビレットキャリアは、ビレットヒータ２１より出てきたビレット１０を（図１のＡ位置）、フリーローラ２２上で、アーム４１によりクランプし、挿入ローラ６１に載置させる位置（図１のＢ位置）まで移動する。その後、オーバーヘッド式ビレットキャリア４０は、下降し挿入ローラ６１にビレット１０を載置することになる。

図３に本実施形態の挿入ローラ装置６０とビレット挿入装置３４を示す。挿入ローラ装置６０は、挿入ローラ６１などから構成されている。ビレット挿入装置３４は、ビレット挿入部材６４と、モータ５１、チェーン６５などからなる駆動部から構成されている。
図３は図２のＤ部を拡大したものである。
本実施形態のビレットローダ２７の挿入ローラ装置６０は、ｘ軸方向に複数配設された挿入ローラ６１を有している。挿入ローラ６１は、Ｘ軸方向に関して図３で左右２分割した構造になっている。２分割した挿入ローラ６１は、円錐のような形状、又は、截頭円錐状形状（円錐台ともいう）で、ビレット１０に接触する角度を挿入ローラ６１の中心線Ｗから各々略３０〜４５度の角度で構成している。この場合厳密に円錐形状でなくても良い。
各々の挿入ローラ６１はブッシュ６１’によって保持されており回転自在になっている。ビレット１０に接触する角度αを、挿入ローラ６１の中心線Ｗから各々略３０〜４５度の角度で構成しているので、ビレット１０を載置した時の横揺れもなく安定して載置される。図５の挿入ローラ１３３では、ビレット１０を深く支持することができなかったが、本実施形態の２分割した挿入ローラ６１で左右からビレット１０を支持すれば、安定的に支持することができる。
前記ビレット１０を受ける挿入ローラ６１を、ビレットセンター中心（Ｘ軸と同じ）に分割することで、ビレット挿入部材６４の通り道を、中央に確保できるようになった。このため、ビレット１０をコンテナ３に挿入する場合には、この通路を通過してビレット１０を挿入することになる。また、ビレット挿入部材６４は、ビレット挿入部材６４のためのリニアガイド６３を有しており、図５の従来技術で必要であった、レール１３５、車輪ローラ１３６を使用しないで済む。
さらに、ビレット挿入部材６４の駆動部を、１本のチェーン６５にしたので、スプロケット６６およびチェーン６５を、ビレット挿入部材６４の下に配置することができたため、横方向の幅が小さくなりコンパクトになった。

ビレット１０を挿入ローラ装置６０のフリーローラ６１上に載置後、ビレットローダ２７を前進させて、ビレット挿入装置３４と挿入ローラ装置６０が、押出プレスの中心軸Ｘまで達したら、ビレット挿入装置３４により、ビレット１０はコンテナ３内に挿入される。ビレット挿入装置３４は、モータ５１によりチェーン６５を駆動することにより、ビレット挿入部材６４を前進させる。符号６６はスプロケットである。ビレット挿入部材６４は、２本のリニアガイド６３の上に載置されている。また、符号６２は、カバーで、ゴミよけの覆い部材でビレット１０に付着したカスが、リニアガイド６３に降りかからないようにしている。

図１に本発明のビレット搬送の動作フローを示す。以下の（１）〜（５）は、図１においても、対応する動作フローの参考表示として示されている。
（１）ビレット１０が、ビレットヒータ２１により予熱されて、フリーローラ２２上をストッパー２８の位置まで移動する。
（２）オーバーヘッド式ビレットキャリア４０が、Ａ位置でビレット１０をクランプする。さらにオーバーヘッド式ビレットキャリア４０が上昇し、ビレット１０を挿入ローラ装置６０の挿入ローラ６１の中心部（Ｂ位置）に搬送する。ここでオーバーヘッド式ビレットキャリア４０がビレット１０を開放し上昇する。
（３）ビレットローダ２７が、押出プレスセンター、すなわちＸ軸まで移動する（図２（ｂ）のＣ位置）。
（４）ビレットローダ２７のビレット挿入部材６４が、ビレット１０を押して、ビレット１０は、回転する挿入ローラ６１上を滑るように移送されて、ビレット１０はコンテナ３内に挿入される。
（５）ビレットローダ２７がＢ位置に後退する。

本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。

オーバーヘッド式ビレットキャリアにて直接ビレットを供給とすることで、従来技術で必要であった、通常のビレットキャリアやビレットプッシャーによる搬送が、不要となり、搬送時間の削減ができ、ビレットの温度低下が最小となる。

通常のビレットキャリア、ビレットプッシャーが不要となるため、押出プレス装置内への近寄りが容易となり、省スペースを実現できるとともに、メンテナンスを行うのは容易になる。

ビレットローダにおいて、ビレットを受け取るローラを、ビレットセンター中心（Ｘ軸）の両サイドに分割することで、ビレットをコンテナに挿入するプッシャーとしてのビレット挿入部材の、通り道を確保できる。また、ビレットをビレットセンター中心に保持できるようにするサポートが、不要になった。ビレットを両側で支えるサポートがなくなり、オーバーヘッド式ビレットキャリアが、下降限度でサポートに干渉しなくなったので、オーバーヘッド式ビレットキャリアによるビレットのハンドリングが可能となった。また、ビレット挿入部材は、リニアガイド６３に連結された構造としたので、従来まで必要であった、レール１３５、車輪ローラ１３６を使用せず、部品点数の削減が図れ、省資源を実現する。

リニアガイド６３を採用し、ガイド位置を従来技術のものより、より押出プレス近傍に配置することができる（図２参照）。これにより、ピニオン５３を、ビレット挿入装置直下であって、その近傍に配置することにより、移動フレームのサイズが小さくなり省スペース、省資源を実現することができる。

１ エンドプラテン
２ ダイス
３ コンテナ
４ タイロッド
５ 押出ステム
６ メインクロスヘッド
７ メインシリンダ
８ メインラム
９ サイドシリンダ
１０ ビレット
２１ ビレットヒータ
２２ フリーローラ（コンベア）
２７ ビレットローダ
２８ ストッパー
３４ ビレット挿入装置
４０ オーバーヘッド式ビレットキャリア
４１ アーム
５１ モータ
５２ モータ
５３ ピニオンギア
５４ ラックギア
５５ リニアガイド
５６ 移動フレーム
６０ 挿入ローラ装置
６１ 挿入ローラ
６２ カバー
６３ リニアガイド
６４ ビレット挿入部材
６５ チェーン
６６ スプロケット
１２３ ビレット搬入装置トレイ
１２４ ビレット移送装置
１２５ レール
１２６ ビレットプッシャー
１３１ サポート
１３２ ビレット挿入部材
１３３ 挿入ローラ
１３４ ビレット挿入装置
１３５ レール
１３６ 車輪ローラ

Claims (3)

1. 押出プレス装置のコンテナに、ビレットヒータから出たビレットを挿入するビレット搬送装置であって、該ビレット搬送装置が、
   前記ビレットヒータから前記ビレットを搬送するコンベアと、
   前記コンベアから前記ビレットを前記ビレットローダに搬送するオーバーヘッド式ビレットキャリアと、
   前記ビレットを、前記オーバーヘッド式ビレットキャリアから受け取って前記コンテナ内に挿入するビレットローダと、を具備し、
   前記ビレットローダが、挿入ローラ装置と、前記コンテナ内に前記ビレットを挿入するビレット挿入装置とを含み、前記挿入ローラ装置に配設した挿入ローラは２分割した構造になっており、
   前記ビレット挿入装置に配設されたビレット挿入部材が、２分割した前記挿入ローラの間を、ビレット挿入方向に通過しながら、ビレットをコンテナ内に挿入することを特徴とするビレット搬送装置。
2. 前記挿入ローラを円錐状形状又は截頭円錐状形状にしたことを特徴とする請求項１に記載のビレット搬送装置。
3. 前記挿入ローラの回転中心線と、前記挿入ローラとビレットとの接触部が、それぞれ略３０〜４５度の角度にしたことを特徴とする請求項２に記載のビレット搬送装置。

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