JP6717403B2 - 押出プレスのコンテナ交換装置 - Google Patents

Description

本発明は押出プレス装置に係り、押出プレス装置のコンテナを交換する交換装置に関する。

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おり、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、メインラムを更に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て、ディスカードがコンテナから外れた位置からメインラムとコンテナを後退させる。
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（ディスカードと称される。）を切り離す。その後は、メインラムを後退させて押出ステムをコンテナから抜き出し，次のビレットをコンテナに挿填して次サイクルの押出成形に移行する。

従来の押出プレスでは、コンテナを搬送する押出工具搬送装置は装置の高さが非常に高く、工場の天井が高くなくてはならなかった。
また、従来の押出工具搬送装置では、少なくとも２か所の押出ステムを載置する位置と、コンテナ保持治具が配設されたストック位置とを備えている。そのため、押出工具搬送装置はコンテナを押出プレスに挿入する位置から、コンテナがストックされている位置の広範囲を移動しなくてはならない。このため、押出工具搬送装置が移動する領域には、人が入ることができず、メンテナンス等に対しても非常に不都合であった。

特開２００７−２９００１０号公報

従来型の押出プレスでは以下のような課題があった。
従来の押出プレスでは、コンテナ搬送装置は装置の高さが非常に高く、工場の天井が高くなくてはならなかった。
また、従来のコンテナ搬送装置では、少なくとも２か所の押出ステムを載置する位置と、コンテナ保持治具が配設されたストック位置とを備えている。そのため、コンテナ搬送装置はコンテナを押出プレスに挿入する位置から、コンテナがストックされている位置の広範囲を移動しなくてはならない。このため、押出工具搬送装置が移動する領域には、人が入ることができず、メンテナンス等に対しても非常に不都合であった。
また、構造が複雑なことと、動作が複雑なためコンテナ搬送にかかる時間が長かった。

押出プレスのコンテナの搬入、搬出を行うコンテナ交換方法において、
コンテナ搬出時は
コンテナ交換装置が押出プレス機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレスの機内中心位置まで移動する工程と、
メインクロスヘッドに取り付けられたコンテナ取出し装置によりコンテナをコンテナホルダから排出し、コンテナをコンテナ交換装置に載置する工程と、
コンテナ交換装置がコンテナを載置し押出プレス中心より押出プレス機外のコンテナ交換装置待機位置に移動する工程よりなり、
コンテナ搬入時は、
押出プレス機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレスの機内中心位置までコンテナ交換装置がコンテナを載置し移動する工程と、
メインクロスヘッドを前進させて、コンテナをコンテナホルダに挿入する工程と、
コンテナ交換装置が押出プレスの機内中心位置から押出プレスの機外のコンテナ待機位置に移動する工程よりなることとした。

押出プレスのコンテナの搬入、搬出を行うコンテナ交換方法において、
コンテナ搬出時は
コンテナ交換装置が搬出待機位置から横行してコンテナ交換装置待機位置に移動する工程と、
コンテナ搬出後はコンテナ交換装置が横行してコンテナ交換装置待機位置から、コンテナ搬出待機位置に移動する工程よりなり、
コンテナ搬入時は、
コンテナをコンテナ交換装置に載置し、搬入待機位置から横行してコンテナ交換装置待機位置に移動する工程と、
コンテナ交換のためコンテナ交換装置待機位置から、コンテナ搬入待機位置まで、横行して移動する工程よりなることとした。

押出プレスのコンテナ交換装置において、
コンテナを載置して移動するフレームと、駆動装置と駆動伝達装置と、回転運動を直線運動に変換する回転運動変換機構を具備するようにした。

リニアガイドを介して複数のフレームを積層し、各フレームとベースはラックを具備し、最下段のフレームに取付けられたモータにより前記モータの出力軸に固定されたピニオンを駆動することで、歯合した前記ラックとピニオンにより最上段のフレームがコンテナ交換位置に位置するようにフレームが移動する構成となるようにした。

コンテナ交換装置の最下段のフレームと、前記フレームの上段に配置された１つまたは複数のフレームは同時に前進または後退するようにした。

コンテナ交換装置のベースには横行手段が具備されており、コンテナ交換装置は押出プレスと平行に横行することができるようにした。

フレームが機内の方向へ転倒することを防止するために、タイロッドの外周のプリストレスチューブにフリーローラまたはすべりライナを取付けた。

押出プレスのコンテナ交換装置であって、
前記押出プレスの側方に配置される架台上に、前記押出プレスと平行に移動可能に支持されるベースと、
前記ベース上に配置されるフレームを備え、
前記フレームの、前記ベース上から前記押出プレスの機内中心への前進、及び、前記押出プレスの前記機内中心から前記ベース上への後退が可能な、２台の駆動装置を備え、
前記駆動装置の前記フレームが、
前記ベース上に摺動可能に配置される第２フレームと、
前記第２フレーム上に摺動可能に配置され、前記押出プレスの前記機内中心側にコンテナを載置可能なフリーローラを備える第１フレームと、
から構成されると共に、
前記駆動装置が、
前記第２フレームに立設されるケーシングに、下方に出力軸を延長するように配置されたモータと、
前記出力軸の、前記第２フレームより上方に配置されるピニオンと、前記第２フレームより下方に配置されるピニオンと、を備え、
前記出力軸の、前記第２フレームより上方に配置される前記ピニオンが、前記第１フレームに配置されたラックと組み合わされ、
前記出力軸の、前記第２フレームより下方に配置される前記ピニオンが、前記ベースに配置されたラックと組み合わされ、
前記モータの回転駆動により、前記第１フレームと前記第２フレームとが、前記ベースに対して同時に前進・後退するようにした。

前記ベースを前記押出プレスと平行に移動させて、
前記ベース上に配置される、少なくとも一方の前記駆動装置の前記フレームを、
使用済コンテナが撤去される搬出待機位置と、
使用前コンテナを、前記機内中心に搬入する待機位置、あるいは、前記使用済コンテナを前記機内中心から機外へ搬出させた位置のいずれか一方であるコンテナ交換装置待機位置と、
前記使用前コンテナを載置する搬入待機位置と
の３個所に移動させるようにした。

前記フレームの、前記ベース上から前記押出プレスの機内中心への前進時、及び、前記押出プレスの前記機内中心から前記ベース上への後退時に、
前記フレームが、前記押出プレスの、タイロッドの外周に配置されるプリストレスチューブの上方に配置される、フリーローラまたはすべりライナに支持されるようにした。

メインクロスヘッドのコンテナホルダ側の面の上方に、先端に形成された、下方への凸部を上下に回動可能に配置される治具と、
前記治具を上下に回動可能に、メインクロスヘッドのコンテナホルダ側の面の上方に、配置される駆動手段と、
前記コンテナの、前記メインクロスヘッド側の上方に形成された、前記治具の前記凸部に係合可能な凹部と、を備え、
前記メインクロスヘッドが前記コンテナに当接する状態において、
前記治具を下方に回動させて、前記治具の前記凸部を前記コンテナの前記凹部に係合させた、前記コンテナ及び前記メインクロスヘッドの押出方向における係合状態と、
前記治具を上方に回動させて、前記治具の前記凸部を前記コンテナの前記凹部から移動させて、前記コンテナ及び前記メインクロスヘッドの押出方向における係合を解除した状態と、
を任意に切り換え可能なコンテナ取出し装置を備え、
前記コンテナホルダ内の前記コンテナを、前記メインクロスヘッドと、前記コンテナ取出し装置により前記係合状態に切り換えて、前記メインクロスヘッドの後退動作により、前記コンテナホルダ内から前記コンテナを排出させて、
前記コンテナを、前記第１フレームの前記フリーローラ上に載置させるようにした。

押出プレスヘのコンテナの搬送が水平移動式なので装置の高さが抑えられ省スペースが図られるので、建屋も低くできる。

コンテナ交換時間はコンテナが台車積載水平移動方式につき、コンテナ移動が安定するため高速動作が問題なく計れ、さらなる時間短縮が図れる。

コンテナの搬送が水平移動式なので高さ方向のストロークが不要につき、交換装置の物量が小さくなり、省資源が実現できる。

省スペースな構造になるので、メンテナンス等による寄付きも容易になる。

本発明のコンテナ交換装置の全体概観図の平面図である。 図１の本発明のコンテナ交換装置の矢視図Ａを示す図である。 図２で第１フレームと第２フレームが前進した図である。 コンテナ交換装置のフレームの駆動の模式図である。 本発明のコンテナ交換装置でコンテナを交換する時の側面から見た説明図である。この図はコンテナを取出す図である。 本発明のコンテナ交換装置でコンテナを交換する時の側面から見た説明図である。この図はコンテナを取出す図である。 コンテナ取出し装置の模式図である。

本発明に係るコンテナ交換装置の実施形態を、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１を図１に示す。エンドプラテン１２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５によって連結している。エンドプラテン１２の内側面には押出穴が形成されたダイス２を挟んでコンテナ３が配置され、コンテナ３内に図示しないビレットを装填し、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。

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の前端部にはコンテナ３のビレッ
ト装填穴と同芯配置されるように図示しない押出ステムがその先端に図示しないフィック
スダミーブロックを密接させて、コンテナ３に向けて突出状態でメインクロスヘッド６を
介して取付けられている。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
レットの後端面を加圧して押出製品を押出すのである。

図１に本発明のコンテナ交換装置の平面図を、また図２に本発明のコンテナ交換装置の側面図を示す。
コンテナ交換装置は、全体を架台３５で支持されている。架台３５にはリニアガイド２７が押出プレス１と平行に取り付けられており、モータ３２によるチェーン駆動により、駆動装置３０が押出プレス１と平行に往復運動する。コンテナ交換装置の下部はベース２８といい、リニアガイド２７によって駆動装置３０が架台３５の上を、押出プレス１と平行に横行するようになっている。
２台の駆動装置３０は、第１フレーム２１、第２フレーム２３、モータ５１、第１フレーム２１を支持するリニアガイド２５と第２フレーム２３を支持するリニアガイド２６と、コンテナ３を載置するフリーローラ２２とから構成される。
なお、コンテナ交換装置は２本のサポートにより押出プレス１本体に固定されてもよい。

架台３５の上には２台の駆動装置３０が載置してある。
駆動装置３０には３か所の待機位置があり、エンドプラテン１２側からそれぞれ、搬入待機位置、コンテナ交換装置待機位置、搬出待機位置となっている。
それぞれについて説明すると、搬入待機位置は新しいコンテナ３を駆動装置３０に載置する待機位置である。コンテナ交換装置待機位置は、これから新しいコンテナ３を載置して駆動装置３０が押出プレス１の機内に入っていく、もしくは使ったコンテナ３を載置した駆動装置３０が押出プレス１の機内から押出プレス１の機外に出てきた待機位置である。最後に搬出待機位置は、使ったコンテナ３を載置した駆動装置３０がこの位置にくると、図示しないクレーン等によってコンテナ３が撤去される待機位置である。
駆動装置３０はコンテナ３の搬出を行うものと、コンテナ３の搬入を行うものがそれぞれ１台ずつあり、架台３５の上を同じ動きで押出プレス１と平行に左右に横行する。

２台の駆動装置３０の待機位置は搬出待機位置、コンテナ交換装置待機位置、搬入待機位置から構成される。
コンテナ交換装置は２本のサポートにより、押出プレス１のマシンベース１５に固定される場合もある。
２台の駆動装置３０は架台３５の上に設置したリニアガイド２７の上に載置されている。架台３５にはモータ３２とスプロケット３３と図示しないチェーンが取り付けられており、このチェーンによって、駆動装置３０は搬出待機位置、コンテナ交換装置待機位置、搬入待機位置の各位置を移動することになる。

図２に図１でＡ−Ａ断面で切ったものをメインシリンダ７側から見た図を示す。
架台３５に取付けられたリニアガイド２７の上にベース２８が取り付けられている。更にベース２８の上にはリニアガイド２６が取付けられ、リニアガイド２６の上には第２フレーム２３が取付けられている。更に第２フレームの上にはリニアガイド２５が取付けられており、リニアガイド２５の上には第１フレーム２１が取付けられている。
本図ではフレームが２台の構成になっているが、フレームが３台以上の構成であってもよい。
架台３５にはモータ３２が取付けられ、このモータ３２を駆動することにより、ピニオン３６を回し、ピニオン３６によりラック３７を駆動し、ベース２８を押出プレス１と平行に移動させることが出来る。このとき、第１フレーム２１と第２フレーム２３もベース２８と一体となって押出プレス１と平行に横行することが出来る様になっている。

図３はコンテナ交換装置の駆動装置３０が図２の位置からコンテナ３を押出プレス１の機内に搬送するために、第１フレーム２１と第２フレーム２３が前進した時の状態である。図３では、第１フレーム２１に載置したコンテナ３が押出プレス１の機内の中心、すなわちコンテナ３をコンテナホルダ４に装入する位置まで前進した図である。
この時、第１フレーム２１と第２フレーム２３とは２：１の進行距離で進むことになる。この時進行速度も略２：１となっている。この理由は以下で述べる。
第１フレーム２１が押出プレス１の中心まで前進した場合、前方に垂れさがる恐れがあるので、タイロッド５の外周の図示していないプリストレスチューブにフリーローラ４１を取付けた。またフリーローラ４１の代わりにすべりライナでもよい。これにより第１フレーム２１が前方に転倒する恐れがなくなった。

図４に図２の矢視Ｂで示したコンテナ交換装置のフレームの駆動部の模式図を示す。
第１フレーム２１と第２フレーム２３を前進させるための駆動装置３０を示す。第２フレーム２３に固定されたケーシング５７にモータ５１が取り付けられている。モータ５１から出た出力軸５６には２つのピニオン５２、５４が取り付けられている。また第１フレーム２１、第２フレーム２３には、それぞれラック５３、５５が取り付けられている。
図では第２フレーム２３に取付けられたラック５３とベース２８に取付けられたラック５５とは紙面に向かってピニオン５２、５４の左と右に取付けられている。この理由は以下のことによるものである。
モータ５１はサーボモータのようなものが良い。

モータ５１が回転すると、ピニオン５２、５４は同じ向きに回転する。ベース２８に取付けられたラック５５は紙面に対して垂直の方向には固定されているので、例えばモータ５１の回転がモータ方向から見て右回りであると、図示しないベアリングで支持されたピニオン５４は紙面に対して奥の方へ進んで行く。すなわちピニオン５４と一体になっている第２フレーム２３、モータ５１、ケーシング５７、リニアガイド２５、ピニオン５２、ラック５３も同時に紙面に対して奥の方へ進んで行く。
一方、ピニオン５２も右回転しているので、ラック５３が紙面に対して奥の方へ前進しようとする。ラック５３は第１フレーム２１に取付けられリニアガイド２５で支持されているので第１フレーム２１は第２フレーム２３の前進速度プラスラック５３の移動速度で前進しようとする。

第１フレーム２１のラック５３に組み合わされているピニオン５２の直径は、第２フレーム２３のラック５５に組み合わされているピニオン５４の直径と同じである。すなわち、第１フレーム２１のラック５３に組み合わされているピニオン５２の歯数は、第２フレーム２３のラック５５に組み合わされているピニオン５４の歯数と同じである。すなわち、軸５６が１回転すると第１フレーム２１のラック５３はピニオン５２の１個分の歯の数だけ進むことになる。この時第２フレーム２３も同時に進むことになるので第１フレーム２１は第２フレーム２３と比較すると、略２倍進むことになる。
これを一般化すると第１フレーム２１のピニオン５２の直径を１として、第２フレーム２３のピニオン５４の直径をＮとすると（Ｎは正の整数）、第２フレーム２３は１＋Ｎの距離だけすすむことになる。
今までは、コンテナ交換装置の駆動装置３０が第１フレーム２１と第２フレーム２３で構成されている場合について述べてきたが、フレームがＭ台ある場合であると、ピニオンの直径が同じであれば、最上段部のフレームは最下段のフレームに比べて略Ｍ倍の距離を略Ｍ倍の速度で前進することになる。

コンテナ３の交換方法をコンテナ３の搬入と搬出の別々の工程に分けて説明する。
まず、コンテナ３搬出時について図５を使用して説明する。
（１）
メインクロスヘッド６を後退限まで後退させ、押出ステム１３をクレーンで吊って撤去する。
コンテナ交換装置の駆動装置３０が搬出待機位置から押出プレス１と平行に横行して機外のコンテナ交換装置待機位置に移動する。（この時、駆動装置３０にはコンテナ３は搭載されていない。）
（２）
コンテナ３を積載していない駆動装置３０が機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレス１の機内中心位置まで水平に移動する。
（３）
メインクロスヘッド６がコンテナ３に当接するまで前進する。
次に、コンテナ取出し装置６１をコンテナ３に装着する。
（４）
メインクロスヘッド６が後退を開始する。
この時、メインクロスヘッド６に取り付けられたコンテナ取出し装置６１によりコンテナ３をコンテナホルダ４から排出する。
コンテナ３を駆動装置３０に載置する。
コンテナ３の搬出位置はメインクロスヘッド６の後退限ではなく、コンテナホルダ４よりコンテナ３は全体的に抜けた位置である。
メインクロスヘッド６が後退しながらコンテナ３を排出する時に、コンテナ３は駆動装置３０に設置されたフリーローラ２２の上を移動する。
（５）
フリーローラ４１の上を通って、コンテナ３はコンテナ交換装置待機位置まで移動される
コンテナ３がコンテナ交換装置待機位置まで来ると、コンテナ取出し装置６１をはずす。
コンテナ３からコンテナ取出し装置６１がはずれるとメインクロスヘッド６は後退限まで後退する。
（６）
駆動装置３０が押出プレス１中心より押出プレス１機外のコンテナ交換装置待機位置に水平に移動する。
駆動装置３０が押出プレス１と平行に横行して搬出待機位置に移動する。
コンテナ３は図示しないクレーン等によって駆動装置３０より降ろされる。

コンテナ３の搬入工程について図６を使用して説明する。
（１）
駆動装置３０が押出プレス１と平行に横行してコンテナ搬入待機位置に移動する。
コンテナ３は図示しないクレーン等によって駆動装置３０に載置される。
駆動装置３０が押出プレス１と平行に横行してコンテナ交換装置待機位置に移動する。
メインクロスヘッド６は後退限で待機している。
（２）
コンテナ３を積載した駆動装置３０が押出プレス１の機外のコンテナ交換装置待機位置から押出プレス１の機内中心位置まで水平に移動する。
（３）
メインクロスヘッド６が前進を開始する。
メインクロスヘッド６がコンテナ３に当接する。
この後メインクロスヘッド６は更に前進を開始する。
コンテナ３はメインクロスヘッド６に押されながら、駆動装置３０のフリーローラ２２上をすべり、移動する。
（４）
メインクロスヘッド６がコンテナ３をコンテナホルダ４の中に挿入する。
（５）
コンテナホルダ４へのコンテナ３の挿入が完了し、コンテナ３とダイス２が当接する。
メインクロスヘッド６が後退を開始し、後退限まで後退したら停止する。
（６）
駆動装置３０が押出プレス１の機内から押出プレス１の機外に出て、コンテナ交換装置待機位置に戻る。
押出ステム１３を図示しないクレーン等で吊って押出プレス１の機内に入れてメインクロスヘッド６に取り付ける。

コンテナ取出し装置６１とはメインクロスヘッド６に取り付けてある、図７で示すように、フック６２のような引っ掛ける治具をエアシリンダ６３により駆動させることによりコンテナ３に引っ掛けてコンテナ３を取出す装置のことである。なお、コンテナ３にはフック６２が引っ掛る様な凹部がある。

本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。
（１）押出プレスヘのコンテナの搬送が水平移動式なので装置の高さが抑えられ省スペースが図られるので、建屋も低くできる。
（２）コンテナ交換時間はコンテナが台車積載水平移動方式につき、コンテナ移動が安定するため高速動作が問題なく計れ、さらなる時間短縮が図れる。
（３）コンテナの搬送が水平移動式なので高さ方向のストロークが不要につき、交換装置の物量が小さくなり、省資源が実現できる。
（４）省スペースな構造になるので、メンテナンス等による寄付きも容易になる。

１ 押出プレス
２ ダイス
３ コンテナ
４ コンテナホルダ
５ タイロッド
６ メインクロスヘッド
７ メインシリンダ
８ メインラム
１０ コンテナシリンダ
１１ コンテナシリンダロッド
１２ エンドプラテン
１３ 押出ステム
１５ マシンベース
２１ 第１フレーム
２２ フリーローラ
２３ 第２フレーム
２５ リニアガイド
２６ リニアガイド
２７ リニアガイド
２８ ベース
３０ 駆動装置
３２ モータ
３３ スプロケット
３５ 架台
３６ ピニオン
３７ ラック
４１ フリーローラ
５１ モータ
５２ ピニオン
５３ ラック
５４ ピニオン
５５ ラック
５６ 出力軸
５７ ケーシング
６１ コンテナ取出し装置
６２ フック
６３ エアシリンダ

Claims (2)

1. 押出プレスのコンテナ交換装置であって、
   前記押出プレスの側方に配置される架台上に、前記押出プレスのプレス方向と平行に移動可能に支持されるベースと、
   前記ベース上に配置されるフレームを備え、
   前記フレームの、前記ベース上から前記押出プレスの機内中心への前進、及び、前記押出プレスの前記機内中心から前記ベース上への後退が可能な、２台の駆動装置を備え、
   前記駆動装置の前記フレームが、
   前記ベース上に摺動可能に配置される第２フレームと、
   前記第２フレーム上に摺動可能に配置され、前記押出プレスの前記機内中心側にコンテナを載置可能なフリーローラを備える第１フレームと、
   から構成されると共に、
   前記駆動装置が、
   前記第２フレームに立設されるケーシングに、下方に出力軸を延長するように配置されたモータと、
   前記出力軸の、前記第２フレームより上方に配置されるピニオンと、前記第２フレームより下方に配置されるピニオンと、を備え、
   前記出力軸の、前記第２フレームより上方に配置される前記ピニオンが、前記第１フレームに配置されたラックと組み合わされ、
   前記出力軸の、前記第２フレームより下方に配置される前記ピニオンが、前記ベースに配置されたラックと組み合わされ、
   前記モータの回転駆動により、前記第１フレームと前記第２フレームとが、前記ベースに対して同時に前進・後退する
   ことを特徴とする押出プレスのコンテナ交換装置。
2. 前記ベースを前記押出プレスのプレス方向と平行に移動させて、
   前記ベース上に配置される、少なくとも一方の前記駆動装置の前記フレームを、
   使用済コンテナが撤去される搬出待機位置と、
   使用前コンテナを、前記機内中心に搬入する待機位置、あるいは、前記使用済コンテナを前記機内中心から機外へ搬出させた位置のいずれか一方であるコンテナ交換装置待機位置と、
   前記使用前コンテナを載置する搬入待機位置と
   の３個所に移動させる
   ことを特徴とする、請求項１に記載の押出プレスのコンテナ交換装置。

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