JP7207076B2 - 押出プレス装置のシャー装置 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム合金等の金属押出成形用の押出プレス装置において、押出成形後にコンテナをダイスより離間させて、ダイス端面において、ビレットの残部であり、ダイス内において押出製品と連続するディスカードを切断する、押出プレス装置のシャー装置に関する。

押出プレス装置のシャー装置の基本構成を説明する。ダイスが保持されるエンドプラテン上方の、コンテナ側に立設された固定フレームにシャーガイドが配置されており、下端にシャー刃が配置されたシャースライドが、該シャーガイドに昇降可能に案内される。シャースライドはシャーシリンダにより昇降駆動され、シャーシリンダはシャーガイドと同様に固定フレームに取り付けられている。このようなシャー装置において、ディスカード切断時には、シャースライドを上方の待機位置から下降させ、ダイス端面においてシャー刃によりディスカードを押出製品から切断する。このとき、シャー刃には切断したディスカードが付着するため、シャースライドに内蔵されたノッカー機構のノッカーを下降させて、付着したディスカードを除去する。

上記のような、ノッカー機構（ノッカー）により、シャー刃（シャーナイフ）に付着したディスカード（押粕）を除去するシャー装置として、例えば、特許文献１の押粕切断装置（シャー装置）を挙げることができる。

特開２００２－１０２９２０号公報

図２及び図３を参照しながら、従来のシャー装置によるディスカードの切断工程を説明する。図２及び図３においては、後述する本願の第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付している。また、従来のシャー装置は、本願の第１実施形態に係るシャー装置１０を示す図１において、シャースライド１３が、スライド傾転部１３１及びスライド本体部１３２の２部材ではなく、一体で構成される形態であるため、全体図は割愛する。図２は、押出成形完了後にダイス端面に残るディスカードの説明図（側面図）であって、図２（ａ）は押出成形完了時、図３（ｂ）は押出成形完了後、ディスカード切断工程のためにコンテナホルダをダイスから離間させた状態を示す。図３は、従来のシャー装置によるディスカード切断工程の説明図（側面図）であって、図３（ａ）はシャー刃下降、図３（ｂ）はノッカー下降によるディスカード除去、図３（ｃ）はシャー刃上昇を示す。なお、図２及び図３においては、図を見易くするため、ダイス２３が保持されるエンドプラテン２１の図示（図２及び図３において、ダイス２３の左側）を割愛している。

押出成形時、コンテナホルダ２２（コンテナ）はコンテナシリンダ等（図示せず）により、ダイス２３に押圧されており、コンテナホルダ２２内のビレット（押出材）を、押出ステム２０によりダイス２３に押圧させて、押出製品５０を連続して押出成形する。そして、押出成形完了時、図２（ａ）に示すように、コンテナホルダ２２内の、且つ、ダイス２３の端面に、ビレットの残部であり、ダイス２３内において押出製品５０と連続するディスカード５１が残される。

次に、図２（ａ）に示す状態から、新たなビレットのコンテナへの供給等、次の押出成形サイクルの準備のため、図２（ｂ）に示すように、押出ステム２０と共にコンテナホルダ２２をダイス２３から離間させてディスカード５１を露出させる。

従来の押出プレス装置のシャー装置においては、シャー刃１１を下降させて、ダイス２３の端面において、ディスカード５１を押出製品５０（図示せず）から切断（図３（ａ））する。ディスカード切断時のシャー刃１１の位置は、一般的に、ダイス２３の端面から所定隙間（１ｍｍ以下）離した位置である。これは、シャー刃１１及びダイス２３端面の保護のためである。このとき、先に説明したように、シャー刃１１には切断したディスカード５１が付着するため、シャースライド１３に内蔵されたノッカー機構３１（図示せず）のノッカー３３を下降させて、付着したディスカード５１を除去する。また、シャー刃１１をダイス２３の端面から所定隙間離した位置でディスカード５１を切断するため、ダイス２３の端面には、ディスカード５１の一部であり、押出製品と連続した薄膜５１’が残される（図３（ｂ））。なお、図を見易くするために、図３における薄膜５１’の厚みを誇張して図示している。

ここで、特許文献１の押粕切断装置を含め、従来の押出プレス装置のシャー装置においては、次の押出成形サイクルの準備のために、シャー刃１１を待機位置まで上昇（図３（ｃ））させる際、シャー刃１１がダイス２３の端面に露出する薄膜５１’の切断面（シャーリング面ＳＦ）に接触して、該切断面を傷付けるという問題があった。

次の押出成形サイクルにおいては、ダイス２３の端面に薄膜５１’が残された状態で、新たなビレットがコンテナ内へ供給されアプセットされる。アプセットとは、押出成形サイクルの準備工程であって、供給されたビレットを押出ステムによりダイス２３へ押圧させて、ビレットを塑性変形させて外周面をコンテナ内周面に接触させる工程である。このアプセット後に押出成形サイクルが開始される。ここで、薄膜５１’の切断面が傷付いた場合、薄膜５１’の傷部（凹部）内の空気が、アプセット時に傷外へ排出されず、薄膜５１’の傷部と、ビレットのダイス２３側の面との間に取り残されてしまう。取り残された空気（エアー）は、押出成形時、ビレットからダイス２３を経由して押出製品に到るメタルフロー（押出材流動）に巻き込まれて押出製品内へ混入し、あるいは、押出製品表面に露出して、押出製品の強度低下や表面精度を悪化させる等の悪影響が懸念される。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、シャー刃を待機位置まで上昇させる際、シャー刃がダイス端面に露出する押出製品の切断面に接触することを回避できる、押出プレス装置のシャー装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、エンドプラテン上方に立設された固定フレームと、
前記固定フレームに配置されたシャーガイドと、
前記シャーガイドに昇降可能に案内され、下端にシャー刃が配置されたシャースライドと、
前記シャースライドに内蔵され、前記シャー刃に付着した前記ディスカードを、ノッカーを下降させて前記シャー刃から除去するノッカー機構と、
を備え、
前記シャースライドが、
前記シャー刃が配置され、前記ノッカーが収納される収納部を備えるスライド傾転部と、
前記スライド傾転部を前記ダイスから離間する側に傾転可能に支持するスライド本体部と、
前記スライド傾転部と前記スライド本体部との間に配置され、前記スライド傾転部を前記ダイスから離間する側に傾転させる弾性力を作用させる弾性体と、
を備え、
前記ノッカーの、前記スライド傾転部の前記収納部への収納状態において、前記シャー刃をディスカード切断位置に維持させるディスカード切断姿勢と、
前記ノッカーの、前記ノッカーを下降させて前記ディスカードを除去する、前記スライド傾転部の前記収納部からの下降状態において、前記シャー刃を前記ダイス端面より離間させるシャー刃退避姿勢と、を切り換える
ことを特徴とする、押出プレス装置のシャー装置によって達成される。

また、本発明に係る、押出プレス装置のシャー装置は、前記ノッカー機構が、前記ノッカーと、前記ノッカーを昇降させるアクチュエータと、
を備え、
前記ノッカーの下方に、前記ノッカーの昇降方向に直交する断面積が上方より大きな係止部が形成され、
前記ノッカーの、前記スライド傾転部の前記収納部への収納状態において、前記アクチュエータの前記ノッカーを上昇させる力を、前記係止部を介して、前記スライド傾転部に作用させる受圧部が、前記スライド傾転部の前記収納部に形成されていることが好ましい。

本発明に係る、押出プレス装置のシャー装置は、エンドプラテン上方に立設された固定フレームと、
前記固定フレームに配置されたシャーガイドと、
前記シャーガイドに昇降可能に案内され、下端にシャー刃が配置されたシャースライドと、
前記シャースライドに内蔵され、前記シャー刃に付着した前記ディスカードを、ノッカーを下降させて前記シャー刃から除去するノッカー機構と、
を備え、
前記シャースライドが、
前記シャー刃が配置され、前記ノッカーが収納される収納部を備えるスライド傾転部と、
前記スライド傾転部を前記ダイスから離間する側に傾転可能に支持するスライド本体部と、
前記スライド傾転部と前記スライド本体部との間に配置され、前記スライド傾転部を前記ダイスから離間する側に傾転させる弾性力を作用させる弾性体と、
を備え、
前記ノッカーの、前記スライド傾転部の前記収納部への収納状態において、前記シャー刃をディスカード切断位置に維持させるディスカード切断姿勢と、
前記ノッカーの、前記ノッカーを下降させて前記ディスカードを除去する、前記スライド傾転部の前記収納部からの下降状態において、前記シャー刃を前記ダイス端面より離間させるシャー刃退避姿勢と、を切り換えるため、シャー刃を待機位置まで上昇させる際、シャー刃がダイス端面に露出する押出製品の切断面に接触することを回避できる。

第１実施形態に係るシャー装置及び該シャー装置近傍の押出プレス装置の一部を示す概略断面側面図である。 押出成形完了後にダイス端面に残るディスカードの説明図（側面図）である。 従来のシャー装置によるディスカード切断工程の説明図（側面図）である。 第１実施形態に係るディスカード切断姿勢の説明図である。 第１実施形態に係るシャー刃退避姿勢の説明図である。 第１実施形態に係るシャー装置によるディスカード切断工程の説明図（側面図）である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［第１実施形態］
第１実施形態に係るシャー装置１０について、図１及び図４乃至図６を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係るシャー装置及び該シャー装置近傍の押出プレス装置の一部を示す概略断面側面図である。図４は、第１実施形態に係るディスカード切断姿勢の説明図であって、図４（ａ）が図１のＡ矢視図で、図４（ｂ）が図４（ａ）のＢ矢視図である。図５は、第１実施形態に係るシャー刃退避姿勢の説明図であって、図５（ａ）が図１のＡ矢視図で、図５（ｂ）が図５（ａ）のＣ矢視図である。図６は、第１実施形態に係るシャー装置によるディスカード切断工程の説明図（側面図）であって、図６（ａ）はシャー刃下降、図６（ｂ）はノッカー下降によるディスカード除去、図６（ｃ）はシャー刃上昇を示す。

図１に示すように、ダイス２３が保持されるエンドプラテン２１の上方の、コンテナホルダ２２側に立設された固定フレーム１５に、シャーガイド１４が配置されており、下端にシャー刃１１が配置されたシャースライド１３が、シャーガイド１４に昇降可能に案内される。シャースライド１３はシャーシリンダ１６により昇降駆動され、シャーシリンダ１６はシャーガイド１４と同様に固定フレーム１５に取り付けられている。なお、図１は、シャースライド１３（シャー刃１１）が、上方の待機位置にある状態を示している。

このようなシャー装置１０において、ディスカード切断時には、シャースライド１３を上方の待機位置から下降させ、ダイス２３の端面において、シャー刃１１によりディスカード５１を押出製品（図示せず）から切断する。ディスカード切断時のシャー刃１１の位置は、先に説明したように、ダイス２３の端面から所定隙間離した位置である。このとき、シャー刃１１には切断したディスカード５１が付着するため、シャースライド１３に内蔵されたノッカー機構３１（図示せず）のノッカー３３（図６（ｂ）参照）を下降させて、付着したディスカード５１を除去する。また、シャー装置１０において、シャーシリンダ１６のシリンダロッド１６ａが、クレビス４３及びクレビスピン４２を介してシャースライド１３の上端中央部と連結されている。これら構成がシャー装置１０の主要な構成である。なお、先に説明したとおり、ダイス２３の端面に、押出製品と連続した薄膜５１’が残される。そして、図６において、薄膜５１’の厚みを誇張して図示している。

次に、シャー装置１０近傍の押出プレス装置について説明する。エンドプラテン２１のダイス２３の保持面には、プレッシャーリング２６が埋設され、押出成形時にダイス２３に作用する押圧力を受ける。また、コンテナホルダ２２は、コンテナライナ及びコンテナ本体等の公知の部品で構成され、コンテナシリンダ（図示せず）により、ダイス２３に接近・離間可能に配置されている。

そして、公知の複数個の部品で構成されるダイス２３は、ダイスライド２５に載置され、馬蹄形に形成され、ダイスライド２５のコンテナホルダ２２側に固定されたホースシュー２８により、コンテナホルダ２２側への移動が規制される。また、ダイス２３が載置されたダイスライド２５は、ガイド部材２７に案内されて、押出プレス装置の押出方向と直行する水平方向へ移動可能に構成される。ガイド部材２７は、エンドプラテン２１のダイス２３の保持面に固定された支持部材２４により支持される。

引き続き、図４及び図５を参照しながら、第１実施形態に係るシャー装置１０の詳細を説明する。シャースライド１３は、シャー刃１１が配置され、ノッカー３３が収納される収納部１３１ａを備えるスライド傾転部１３１と、スライド傾転部１３１をダイス２３から離間する側に傾転可能に支持するスライド本体部１３２と、スライド傾転部１３１とスライド本体部１３２との間に配置され、スライド傾転部１３１をダイス２３から離間する側に傾転させる弾性力を作用させる弾性体１３３と、を備えている。そして、ノッカー３３の、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａへの収納状態において、シャー刃１１をディスカード切断位置に維持させるディスカード切断姿勢（図４参照）と、ノッカー３３の、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａからの下降状態において、シャー刃をダイス２３の端面より離間させるシャー刃退避姿勢（図５参照）と、を切り換え可能に構成されている。

具体的には、図４及び図５に示すように、スライド傾転部１３１及びスライド本体部１３２のそれぞれのコンテナホルダ２２側に配置された傾転軸１３４により、スライド傾転部１３１がスライド本体部１３２により、ダイス２３から離間する方向にのみ傾転可能に支持されている。そして、スライド傾転部１３１とスライド本体部１３２との間に２つの弾性体１３３が配置される。弾性体１３３は圧縮コイルバネ等で構成され、スライド傾転部１３１とスライド本体部１３２との間に形成させた対向する凹部等に、所定の弾性力を発生させる圧縮状態で配置される。これら２つの弾性体１３３により、スライド傾転部１３１に外力が作用しない状態、すなわち、ノッカー３３の、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａからの下降状態において、弾性体１３３の弾性力により、スライド傾転部１３１をダイス２３から離間する側に傾転させて、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、シャー刃１１を薄膜５１’の切断面（シャーリング面ＳＦ）より、あるいは、図５（ｂ）に示すように、２点鎖線で示す、ディスカード切断姿勢におけるシャー刃１１の位置より、クリアランスｄだけ離間（傾転）させることができる（シャー刃退避姿勢）。

一方、スライド傾転部１３１に外力を作用させる状態、すなわち、ノッカー３３の、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａへの収納状態において、弾性体１３３の弾性力に抗して、スライド傾転部１３１のダイス２３から離間する側への傾転を阻止し、図４（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、シャー刃１１をダイス２３の端面から所定隙間離した状態（ディスカード切断姿勢）を維持させたまま、シャー刃１１を下降させることができる。

ここで、図４乃至図６を参照しながら、ノッカー機構３１について説明する。ノッカー機構３１は、ノッカー３３と、ノッカー３３を昇降させるアクチュエータ（図示せず）と、を備えている。該アクチュエータは、スライド本体部１３２に内蔵される。図６（ｂ）に示すように、ノッカー３３の下降により、シャー刃１１に付着したディスカード５１を除去可能であれば、アクチュエータは空圧／油圧シリンダ、あるいは、公知のアクチュエータが適宜採用されれば良いため、アクチュエータの図示は割愛する。また、ノッカー機構３１の符号３１は、同機構の代表的な構成であるノッカー３３に括弧付きで表示するに留めた。

また、ノッカー３３の形状と、スライド傾転部１３１の、ノッカー３３が収納される収納部１３１ａは、先に説明したように、ノッカー３３の、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａへの収納状態において、弾性体１３３の弾性力に抗して、スライド傾転部１３１のダイス２３から離間する側への傾転を阻止するために、所定の形状に形成されることが好ましい。

すなわち、ノッカー３３の下方に、ノッカー３３の昇降方向に直交する断面積が上方より大きな係止部３３ａが形成され、ノッカー３３の、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａへの収納状態において、アクチュエータ（図示せず）のノッカー３３を上昇させる力を、係止部３３ａを介して、スライド傾転部１３１に作用させる受圧部１３１ｂが、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａに形成される。

第１実施形態においては、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、ノッカー３３の下方の係止部３３ａが、傾転軸１３４の軸方向と同方向において、ノッカー３３の上方よりも断面積が大きくなるように形成されている。この構成により、アクチュエータ（図示せず）により、ノッカー３３を上昇させると、ノッカー３３の係止部３３ａが、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａ内に形成された、係止部３３ａの形状に準じた受圧部１３１ｂと接触し、スライド傾転部１３１を押し上げるため、弾性体１３３の弾性力に抗して、スライド傾転部１３１のダイス２３から離間する側への傾転を阻止することができる。なお、係止部３３ａ及び受圧部１３１ａの形状は、第１実施形態で説明した形状に限定されるものではない。シャー装置１０や押出プレス装置他の制約に準じて、適宜、好適な形状が採用されれば良い。

一方、ノッカー３３の係止部３３ａ以外の、ノッカー３３の昇降方向に直交する断面積は、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａ内に形成された受圧部１３１ｂや、それ以外の収納部１３１ａの断面積よりも十分に小さい。そのため、ノッカー３３のスライド傾転部１３１の収納部１３１ａへの収納状態（ディスカード切断姿勢）、及び、ノッカー３３の、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａからの下降状態（シャー刃退避姿勢）の、一方の状態から他方の状態への切り換え時のノッカー３３の昇降時に、スライド傾転部１３１が傾転され、収納部１３１ａがノッカー３３に対して傾いた状態であっても、ノッカー３３の係止部３３ａ以外の部位は、スライド傾転部１３１の収納部１３１ａ内面に接触せず、ノッカー３３の昇降動作の障害になることはない。

これまで説明したように、第１実施形態に係る、押出プレス装置のシャー装置１０は、シャー刃１１を下降させて、少なくとも、シャー刃１１によりディスカード５１が切断されている間の、シャー刃１１のディスカード切断姿勢、また、シャー刃１１を上昇させて、少なくとも、シャー刃１１が、ダイス２３端面に露出する押出製品の切断面を通過する間の、シャー刃１１のシャー刃退避姿勢、を、専用の駆動源を必要とせず、ノッカー機構３１のノッカー３３の昇降により維持させ、また、切り換えることができる。

以上、発明を実施するための形態について、第１実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された内容を逸脱しない範囲で、色々な形で実施できる。

例えば、第１実施形態において、シャー刃１１がスライド傾転部１３１に配置されていることを説明した。シャー刃１１はメンテナンスや交換が必要なため、スライド傾転部１３１に一体的に形成されるものではなく、シャー刃１１のみ脱着可能に構成されることは言うまでもない。また、シャー刃１１のスライド傾転部１３１への配置（取り付け）において、スライド傾転部１３１に対する、シャー刃１１の上下方向あるいは左右方向の取付位置、さらには、ディスカード切断姿勢におけるシャー刃１１の取付角度が調整可能に構成されることが好ましい。

１０ シャー装置、１１ シャー刃、１３ シャースライド、１４ シャーガイド、１５ 固定フレーム、１６ シャーシリンダ、１６ａ シリンダロッド、２１ エンドプラテン、２３ ダイス、３１ ノッカー機構、３３ ノッカー、３３ａ 係止部、４２ クレビスピン、４３ クレビス、５０ 押出製品、５１ ディスカード、１３１ スライド傾転部、１３１ａ 収納部、１３１ｂ 受圧部、１３２ スライド本体部、１３３ 弾性体、１３４ 傾転軸、ｄ クリアランス、ＳＦ シャーリング面

Claims (2)

1. 押出成形後に、ダイス端面においてディスカードを切断する、押出プレス装置のシャー装置であって、
   エンドプラテン上方に立設された固定フレームと、
   前記固定フレームに配置されたシャーガイドと、
   前記シャーガイドに昇降可能に案内され、下端にシャー刃が配置されたシャースライドと、
   前記シャースライドに内蔵され、前記シャー刃に付着した前記ディスカードを、ノッカーを下降させて前記シャー刃から除去するノッカー機構と、
   を備え、
   前記シャースライドが、
   前記シャー刃が配置され、前記ノッカーが収納される収納部を備えるスライド傾転部と、
   前記スライド傾転部を前記ダイスから離間する側に傾転可能に支持するスライド本体部と、
   前記スライド傾転部と前記スライド本体部との間に配置され、前記スライド傾転部を前記ダイスから離間する側に傾転させる弾性力を作用させる弾性体と、
   を備え、
   前記ノッカーの、前記スライド傾転部の前記収納部への収納状態において、前記シャー刃をディスカード切断位置に維持させるディスカード切断姿勢と、
   前記ノッカーの、前記ノッカーを下降させて前記ディスカードを除去する、前記スライド傾転部の前記収納部からの下降状態において、前記シャー刃を前記ダイス端面より離間させるシャー刃退避姿勢と、を切り換える
   ことを特徴とする、押出プレス装置のシャー装置。
2. 前記ノッカー機構が、前記ノッカーと、前記ノッカーを昇降させるアクチュエータと、
   を備え、
   前記ノッカーの下方に、前記ノッカーの昇降方向に直交する断面積が上方より大きな係止部が形成され、
   前記ノッカーの、前記スライド傾転部の前記収納部への収納状態において、前記アクチュエータの前記ノッカーを上昇させる力を、前記係止部を介して、前記スライド傾転部に作用させる受圧部が、前記スライド傾転部の前記収納部に形成されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の押出プレス装置のシャー装置。

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