JP7354754B2 - シェル分離装置の外周面シェル分離機構及びシェル分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、間接押出プレス装置のシェル分離装置に関する。さらに詳しくは、該シェル分離装置の外周面シェル分離機構に関する。

間接押出成形用の押出プレス装置（以後、間接押出プレス装置）においては、コンテナのビレット装填孔の内周面（以後、コンテナ内周面）に付着するビレットの残渣であるシェルの除去が行われる。

コンテナ内周面に付着したシェルの除去は、使用するビレット（押出材）の材質に応じて、押出工程中に行う形態と、押出工程完了後に行う形態とがある。前者は、ビレットの材質がアルミニウム合金の場合で、例えば、特許文献１の間接押出プレスに開示されている。具体的には、押出工程中、ダイステム先端に配置されるダイス外周面に、ダイス中心軸に対する直交断面形状が、偶数多角形や環状の凹部を形成させ、押出工程中にコンテナ内周面から除去されたシェルを該凹部に貯留させるものである。従来、このダイスを機外に搬送した後、該凹部に貯留されたシェルを除去していたが、特許文献１の間接押出プレスは、このダイスを間接押出プレスの機外に搬送することなく、間接押出プレスに配置されるシェル除去装置によりシェルを除去するものである。

一方、後者は、ビレットの材質が銅や銅合金の場合で、例えば、特許文献２の間接押出プレスのシェル圧壊方法およびシェル分離装置に、従来のシェル圧壊処理方法として、押出工程完了後に行われる、コンテナ内周面に付着するシェルの除去が開示されている（特許文献２の明細書段落０００３）。

ビレットの材質が銅や銅合金の場合、ダイス外径がコンテナ内周面の内径よりも小さく設定される（特許文献２の明細書段落０００４）。これは、アルミニウム合金製のビレットに対して、ビレットの余熱温度が高温である、あるいは、素材として酸化し易い等に起因しており、押出製品の断面形状を模したダイスの開口部からビレットが押出製品として押し出される際のメタルフローへ、ビレット外周面に形成される酸化物等の不純物が混入することを防止するためである。

押出工程開始直前に、コンテナ内周面とその外周面が接触したアプセットされたビレットに対して、外径がコンテナ内周面の内径よりも小さく設定されたダイスを使用することにより、ビレットの外周面がコンテナ内周面にシェルとして残され、不純物のメタルフローへの混入が防止される。その結果、ビレットの材質がアルミニウム合金の場合に対して、コンテナ内周面に付着するシェルの量が多くなる。これらシェルを、特許文献１の間接押出プレスに開示されているようにダイス外周面の凹部に貯留させた場合、押出工程の進行に伴いビレット温度が低下することにより、貯留させたシェルが硬化して押出方向への摺動抵抗が増加する。

上記の理由により、押出工程完了後に行われる、コンテナ内周面のシェルの、従来の除去工程においては、ダイス、シェル（圧壊シェル）およびクリーンアウトディスクの３部材が一体化した状態でコンテナ内から搬出される。搬出された同３部材は、搬送手段等で間接押出プレス装置の機外へ搬送される。そして、ダイスからシェルやクリーンアウトディスク（略称：ＣＤ）を分離してダイスを再利用に供する（特許文献２の明細書段落０００３）。このようにダイスを再利用するために、ダイスからシェルやクリーンアウトディスクを分離する装置をシェル分離装置（シェルセパレート装置、シェルスカルピング装置）等と呼称する。前述した３部材を一体化した状態でコンテナから排出させる工程については後述する。

シェル分離装置としては、例えば、特許文献３の金属押出プレス時にスケールによって覆われたプレス円板若しくはダイからディスカード及びスケールを取り除くための方法及び装置（以後：特許文献３の方法及び装置）が開示されている。具体的には、ダイス全長と同じ距離だけ離間させたカッタ間にダイスを通過させることにより、ダイス両端面に付着したシェルを除去する構成と、回転するダイス外周面に複数のローラを押圧させることにより、ダイス外周面に付着したシェルを拡張させて除去する構成とを有する。以後、前者のように、ダイスの両端面に付着したシェルを除去する機構を端面シェル分離機構、後者のようにダイスの外周面に付着したシェルを除去する機構を外周面シェル分離機構と呼称するものとする。また、除去と分離は同義であるものとする。

実公昭６１－０４２６４８号公報 特開平０５－００７９３０号公報 特許第３３１１７３９号公報

間接押出プレス装置において、ビレットの材質が銅や銅合金の場合に、押出工程完了後に行われる従来のコンテナ内周面のシェルの除去では、ダイス、シェルおよびクリーンアウトディスクの３部材が一体化した状態でコンテナ内から排出される。しかしながら、シェルの圧壊時に、一部のシェルがダイスの外周面に回り込んで付着してしまうため、ダイスの外周面に付着したシェルの除去が極めて困難であった（特許文献２の明細書段落０００４）。そのため、シェル分離装置において、圧壊シェル及びクリーンアウトディスクを分離させたダイスをシェル分離装置から搬出して、人手により、ダイスの外周面に付着したシェルを除去する作業が必要であった。これら作業は、ダイスを再利用する工程の自動化の障害になるという問題がある。

一方、ダイスの外周面に付着したシェルを除去するために、特許文献２の”従来の技術”に開示されている特殊な装置（シェルスカルピング装置）を用いる場合、ブレードの芯出し作業等の付随作業を要するという問題がある（特許文献２の明細書段落０００５、０００６）。特殊な装置（シェルスカルピング装置）とは、ダイスの外径にほぼ等しい内径を有する円筒形状のブレードを、ダイスの外周面に沿わせて移動させてシェルを除去する装置である。

また、ダイスの外周面に付着したシェルを除去するために、シェル分離装置に、特許文献３の方法及び装置に開示されている外周面シェル分離機構を配置させる場合、その外周面シェル分離機構の構造上、これが組み込まれたシェル分離装置も大型化・複雑化するという問題がある。

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、簡易な構造で、ダイス外周面に付着したシェルを分離することができる、シェル分離装置の外周面シェル分離機構を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、フリーダイスに付着するシェルを分離する、間接押出プレス装置のシェル分離装置の外周面シェル分離機構であって、
前記フリーダイスが、その中心軸方向に移動可能に載置されるダイス載置部材と、
前記フリーダイスの外径と同じ内径の内周面が形成された貫通孔部を備える外周面シェル分離部材と、
前記ダイス載置部材の一方の側に固定され、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部の中心軸が、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスの中心軸と同軸になるように前記外周面シェル分離部材を支持する支持部材と、
前記ダイス載置部材の他方の側に配置され、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスを、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部に押圧可能に配置される外周面シェル分離シリンダと、を備えることを特徴とする、シェル分離装置の外周面シェル分離機構によって達成される。

また、前記外周面シェル分離部材の、前記貫通孔部の前記ダイス載置部材側の開口部に、前記ダイス載置部材側に向かって拡張するテーパ面が形成されることが好ましい。

さらに、前記外周面シェル分離部材に、前記外周面シェル分離部材の外面から前記貫通孔部の前記内周面に連通する不連続部が１個所形成され、
前記外周面シェル分離シリンダにより、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスを、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部に押圧させるとともに、前記貫通孔部を通過させる際、
前記外周面シェル分離部材の弾性域内で、前記不連続部の対向面が離間することを許容することが好ましい。

一方、前記支持部材は、前記外周面シェル分離部材を、前記ダイス載置部材側で支持するとともに、
前記支持部材は、前記外周面シェル分離部材を、前記外周面シェル分離シリンダによる前記フリーダイスの押圧方向に移動不能に、且つ、前記フリーダイスの径方向に移動可能に弾性支持する形態であっても良い。

また、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部の前記内周面に、環状凹部が形成されていても良いし、前記ダイス載置部材が下方に傾転可能に構成されても良い。

そして、本発明の上記目的は、前記ダイス載置部材が下方に傾転可能に構成され外周面シェル分離機構と、
前記間接押出プレス装置から搬出された前記フリーダイスの押出方向の端面のシェルを分離させる端面シェル分離機構と、
前記端面シェル分離機構から前記ダイス載置部材へ、前記フリーダイスを案内する傾斜ガイド部材と、を備え、
前記傾斜ガイド部材が上方に傾転可能に構成されるともに、
前記傾斜ガイド部材の上方への傾転と、前記ダイス載置部材の下方へ傾転と、を１つの駆動源で同時に行う間接押出プレス装置のシェル分離装置によっても達成される。

本発明に係る、シェル分離装置の外周面シェル分離機構は、前記フリーダイスが、その中心軸方向に移動可能に載置されるダイス載置部材と、
前記フリーダイスの外径と同じ内径の内周面が形成された貫通孔部を備える外周面シェル分離部材と、
前記ダイス載置部材の一方の側に固定され、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部の中心軸が、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスの中心軸と同軸になるように前記外周面シェル分離部材を支持する支持部材と、
前記ダイス載置部材の他方の側に配置され、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスを、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部に押圧可能に配置される外周面シェル分離シリンダと、を備えるため、簡易な構造で、ダイ外周面に付着したシェルを分離することができる。

また、本発明に係る、間接押出プレス装置のシェル分離装置は、上記の外周面シェル分離機構が組み込まれているため、簡易な構造で、ダイ外周面に付着したシェルを分離することができる。

一般的な間接押出プレス装置及び第１実施形態に係るシェル分離装置の概略平面図である。 ビレットの材質が銅や銅合金製の場合に、押出工程完了後に行われる、コンテナ内周面に付着するシェルの、従来の除去工程を説明する概略側面図である。 第１実施形態に係るシェル分離装置の概略平面図である。 第１実施形態に係る、シェル分離装置の外周面シェル分離機構の概略側面図他である。 第２実施形態に係る、シェル分離装置の外周面シェル分離機構における、外周面シェル分離部材の概略断面図である。 第２実施形態に係る、シェル分離装置の外周面シェル分離機構における、外周面シェル分離部材の別形態の概略断面図である。

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、シェル分離装置２０の外周面シェル分離機構４０について、図１乃至図４を参照しながら説明する。

発明の理解を容易にするため、シェル分離装置２０の外周面シェル分離機構４０を説明する前に、シェル分離装置２０と組み合わされる一般的な間接押出プレス装置１と、間接押出プレス装置１において、ビレットの材質が銅や銅合金の場合に、押出工程完了後に行われるコンテナ内周面の、従来のシェルの除去工程を、図１及び図２を参照しながら説明する。

図１に示すように、エンドプラテン１１とメインシリンダハウジング４とが、４本のタイロッド３によって連結されている。そして、ダイステム８がその基部をダイステムホルダ９により支持され、エンドプラテン１１のコンテナ１２側の面に突出するように配置されている。また、メインクロスヘッド１５のコンテナ１２側の面に突出するように、先端にラムノーズ７ａが装着された押出ステム７が配置されている。なお、図を見易くするため、コンテナ１２が収納されるコンテナホルダと、該コンテナホルダをエンドプラテン１１に対して離間・接近させるコンテナシリンダ、あるいは、メインクロスヘッド１５に接続されるサイドシリンダやメインシリンダについては図示を省略している。以後、間接押出プレス装置１の押出中心の軸線方向において、図１における間接押出プレス装置１のエンドプラテン１１側（図１左側）を前方、関連構成のエンドプラテン１１への接近を前進とし、メインシリンダハウジング４側（図１右側）を後方、関連構成のエンドプラテン１１からの離間を後退とする。

ここで、図１は、押出工程が完了してコンテナ１２内周面のシェルの除去を行う前の状態である。この状態において、コンテナ１２の後方、すなわち押出ステム７（ラムノーズ７ａ）側に、直前の押出工程で使用されたフリーダイス１０が収納されている。フリーダイス１０はダイステム８の先端に固定されない、押出製品の断面形状を模した開口部を備える略円柱形状のダイスである。

フリーダイス１０は、後述するシェル分離装置２０においてシェルが除去された後、図示しない搬送手段で押出中心まで搬送され、コンテナ１２の前進によりコンテナ１２に収納される。押出工程中、押出ステム７の押圧により前進するコンテナ１２内において、フリーダイス１０は、不動のダイステム８とビレットとに挟持され、フリーダイス１０に押圧されたビレットが、フリーダイス１０の開口部からダイステム８の中空部を経由して、エンドプラテン１１前方の図示しない開口部より押出製品として連続して押出成形される。

また、間接押出プレス装置１の側方（図１下方）にはシェル分離装置２０が配置される。シェル分離装置２０は、端面シェル分離機構３０と外周面シェル分離機構４０とを備える。

次に、図２を参照しながら、間接押出プレス装置１において、押出工程完了後に行われる、コンテナ内周面のシェルの従来の除去工程について説明する。図２（ａ）～（ｆ）は、従来の除去工程を説明するための、間接押出プレス装置１において不動のダイステム８を基準にした、コンテナ１２及び関連構成の移動を示した概略側面図（一部断面図）である。

図２（ａ）は押出工程完了時を示す。押出ステム７の先端に装着されたラムノーズ７ａはコンテナ１２のビレット装填孔１２ａに挿入可能な内径の小径部と、ビレット装填孔１２ａの内径より十分に大きい大径部とを備えており、図示しないメインラム及びサイドシリンダが発生する押出力を、メインクロスヘッド１５及び押出ステム７を介してコンテナ１２に作用させ、コンテナ１２を前進させることができる。

コンテナ１２内のビレットが所定厚みに到達する位置までコンテナ１２を前進させると、コンテナ１２を停止させる（押出工程完了）。このとき、フリーダイス１０及びラムノーズ７ａ間に残ったビレットをディスカード（符号：１３ａ）と呼称する。また、コンテナ１２内周面には先に説明したシェル１４が付着している。なお、図を見易くするため、フリーダイス１０から押出成形された押出製品の図示は省略している。

次に、押出ステム７を後退（図示せず）させた後、図２（ｂ）に示すように、コンテナストッパ１２ｂを待機位置から降下させた後、コンテナ１２を前進させてコンテナストッパ１２ｂに当接させる（実際にコンテナストッパ１２ｂに当接させるのは図示しないコンテナホルダ）。これにより、フリーダイス１０の端面とコンテナ１２の後方端面とが面一になり、ディスカード１３ａのみがコンテナ１２から突出するようにコンテナ１２の位置決めが行われる。このとき、ディスカード１３ａはコンテナ１２内においてシェル１４から分離される。その後、コンテナホルダ上方に配置されたシャー装置（共に図示せず）のシャー刃１３を下降させてフリーダイス１０の端面からディスカード１３ａを切断・分離させる。

図示はしていないが、フリーダイス１０の開口部を介してディスカード１３ａと連続していた押出製品は、このディスカード１３ａの分離の後、エンドプラテン１１側から後面設備へと搬送される。具体的には、エンドプラテン１１側から図示しないプラー（製品引き抜き装置）等により押出製品をフリーダイス１０から引き抜く、あるいは、図示しない製品突き出し装置により、フリーダイス１０の開口部内の押出製品端部をエンドプラテン１１側に突き出して搬送ローラ等の搬送手段による搬送を可能にする等の対応がなされる。

次に、図２（ｃ）に示すように、コンテナ１２を後退させて、ダイステム８及びコンテナ１２間の押出中心に、図示しない搬送手段によりクリーンアウトディスク１２ｃを搬送させる。その後、押出ステム７を前進させてコンテナ１２を前進させる。クリーンアウトディスク１２ｃは、コンテナ１２内周面に付着したシェル１４を掻き取るための部材であって、コンテナ１２のビレット装填孔１２ａの内径と略同じ外径を有する。なお、図１は、図２（ｃ）において、クリーンアウトディスク１２ｃが押出中心に搬送される前の状態である。

コンテナ１２を前進させると、図２（ｄ）に示すように、クリーンアウトディスク１２ｃがダイステム８に当接し、コンテナ１２のビレット装填孔１２ａに収納される。ダイステム８は不動であるため、コンテナ１２の前進に伴い、コンテナ１２内周面に付着したシェル１４はクリーンアウトディスク１２ｃに掻き取られるとともに、掻き取られたシェル１４はクリーンアウトディスク１２ｃ及びフリーダイス１０の間に貯留される。

さらにコンテナ１２を前進させると、図２（ｅ）に示すように、クリーンアウトディスク１２ｃ及びフリーダイス１０の間に貯留されたシェル１４が、クリーンアウトディスク１２ｃ及びフリーダイス１０の間で圧縮されるともに、この過程において、シェル１４がコンテナ１２のビレット装填孔１２ａの内周面及びフリーダイス１０の外周面との間にも侵入する。その結果、コンテナ１２内で、フリーダイス１０、シェル１４（圧壊シェル）およびクリーンアウトディスク１２ｃの３部材が一体化した状態となる。この３部材（以後、使用済フリーダイス１０ａ）が一体化した状態の全長を所定の精度で管理することが、後述するシェル分離装置２０の構成に有効であるため、使用済フリーダイス１０ａの全長が予め設定した全長Ｌに到達する位置までコンテナ１２を前進させる。

次に、図２（ｆ）に示すように、使用済フリーダイス１０ａを載置可能な載置部１２ｄを備える図示しない搬送手段により、予め、載置部１２ｄを押出中心まで移動させておく。該搬送手段は、特許文献２のダイアンローダのように、コンテナ１２（コンテナホルダ）に配置された押出中心と直交する水平案内部に、新しいダイスや使用済ダイスを載置可能な載置部を備え、該載置部を任意に移動可能な搬送手段であっても良い。

そして、押出ステム７を後退（図示せず）させた後、コンテナ１２を前進させてダイステム８により使用済フリーダイス１０ａをコンテナ１２から押し出して載置部１２ｄに載置させる。このようにして、押出工程完了後に行われる従来のコンテナ内周面のシェルの除去においては、ダイス、シェル（圧壊シェル）およびクリーンアウトディスクの３部材が一体化した状態でコンテナ内から排出される。その後、図示しない搬送手段の載置部１２ｄを間接押出プレス装置１の押出中心から機外へ移動させて、載置された使用済フリーダイス１０ａが、図示しない搬送手段により、シェル分離装置２０に搬送される。

引き続き、シェル分離装置２０において行われる、使用済フリーダイス１０ａのシェル１４の除去について、図３及び図４を参照しながら説明する。必要に応じて、図１及び図２も参照されたい。

図３（ａ）はシェル分離装置２０の概略平面図である。シェル分離装置２０は、端面シェル分離機構３０と外周面シェル分離機構４０とを備える。間接押出プレス装置１から排出された使用済フリーダイス１０ａは、図示しない搬送手段により、端面シェル分離機構３０の端面シェル分離位置３１に載置される。このとき、使用済フリーダイス１０ａは、その中心軸が、端面シェル分離位置３１を挟んで対向配置されたダイス搬送シリンダ３２ａ、３２ｂのシリンダロッドの摺動軸線と一致するように端面シェル分離位置３１に載置される。これら軸線の一致を容易にするための断面Ｖ字形状等の凹部が、端面シェル分離位置３１に形成されても良い。

そして、使用済フリーダイス１０ａは、対向配置されたダイス搬送シリンダ３２ａ、３２ｂのシリンダロッド先端にそれぞれ配置された保持部３３ａ、３３ｂにより挟持された状態で、ダイス両端面シェル除去スリット３４に対して、所定の精度で管理された使用済フリーダイス１０ａの全長Ｌに基づき、使用済フリーダイス１０ａのフリーダイス１０の部分が対向するように位置決めされる。

また、端面シェル分離位置３１に載置され、ダイス両端面シェル除去スリット３４に対して位置決めされた使用済フリーダイス１０ａのフリーダイス１０の部分を、ダイス両端面シェル除去スリット３４側に押圧可能に、ダイス押圧シリンダ３５が配置されている。

ダイス搬送シリンダ３２ａ、３２ｂは、油圧シリンダ等の流体シリンダである。一方、シェル分離装置２０には、ダイス搬送シリンダ３２ａ、３２ｂのそれぞれの保持部３３ａ、３３ｂ等、可動部分の位置を検出可能に位置センサ等（図示せず）が配置されている。これら構成と、両ダイス搬送シリンダのシリンダロッド前進時の押圧力や、シリンダロッド後退時の背圧が個別に制御される構成とにより、所定位置における使用済フリーダイス１０ａ等の位置決めや、使用済フリーダイス１０ａ等を挟持した状態での所定位置までの搬送が可能である。

ダイス両端面シェル除去スリット３４は、シェル１４が付着していない状態のフリーダイス１０の全長と略同じ幅のスリット（隙間）が形成されるように、平行に立設された２つの直方体である。そして、ダイス両端面シェル除去スリット３４の２つの該直方体間には傾斜ガイド部材３６が配置され該直方体間の底部を形成している。

ダイス押圧シリンダ３５は、油圧シリンダ等の流体シリンダであって、そのシリンダロッド３５ａの摺動軸線が、端面シェル分離位置３１に載置された使用済フリーダイス１０ａの中心軸と略同じ高さになるように、且つ、ダイス搬送シリンダ３２ａ、３２ｂのシリンダロッドの摺動軸線と直交するように配置される。図４（ｂ）に示すように、ダイス押圧シリンダ３５のシリンダロッド３５ａの先端に、使用済フリーダイス１０ａの外径と略同じあるいはわずかに大きな内径の凹部が形成され、ダイス両端面シェル除去スリット３４のスリット間に挿入可能な当接部３５ｂを配置させることが好ましい。

端面シェル分離機構３０の端面シェル分離位置３１における、使用済フリーダイス１０ａの両端面のシェル１４の除去について、図３（ｂ）を参照しながら説明する。図３（ｂ）は図３（ａ）の要部Ｘでもある。

図３（ｂ）に示すように、端面シェル分離位置３１において、ダイス両端面シェル除去スリット３４に対して位置決めされた使用済フリーダイス１０ａは、シェル・ＣＤ押えシリンダ３７ａにより駆動されるシェル・ＣＤ押え部３７により、シェル１４（圧壊シェル）及びクリーンアウトディスク１２ｃの部位が上方から押圧され端面シェル分離位置３１に固定される。図示しない搬送手段による端面シェル分離位置３１への使用済フリーダイス１０ａの搬送時は、シェル・ＣＤ押え部３７を上方に傾転させて端面シェル分離位置３１から退避させているため、使用済フリーダイス１０ａの搬送の障害になることはない。

使用済フリーダイス１０ａがシェル・ＣＤ押え部３７により押圧され、端面シェル分離位置３１に固定された後、ダイス搬送シリンダ３２ａ、３２ｂのヘッド側の圧力を開放し、使用済フリーダイス１０ａの挟持状態を解除する。その後、ダイス押圧シリンダ３５のシリンダロッド３５ａを前進させて、シリンダロッド３５ａ（当接部３５ｂ）を使用済フリーダイス１０ａのフリーダイス１０の部分に当接させて押圧し、フリーダイス１０を使用済フリーダイス１０ａから分離する。そして、フリーダイス１０がダイス両端面シェル除去スリット３４を通過するまで、フリーダイス１０の部分のダイス両端面シェル除去スリット３４への押圧を継続する。

このように、フリーダイス１０を押圧させて、ダイス両端面シェル除去スリット３４に通過させることによって、図２（ｂ）に示したディスカード１３ａの切断・分離後も、完全に分離できずにフリーダイス１０の端面に残っているディスカード１３ａの一部や、圧壊シェル（シェル１４）側のフリーダイス１０の端面に残っている圧壊シェルの一部をフリーダイス１０の両端面から分離することができる。なお、ダイス両端面シェル除去スリット３４を通過後のフリーダイス１０の外周面にはシェル１４が付着した状態である。このような、フリーダイス１０の両端面のシェル１４の除去は、基本的には、特許文献３の方法及び装置に開示されている端面シェル分離機構と同じである。本発明に係る、間接押出プレス装置のシェル分離装置においては、端面シェル分離機構について、上記したような機構や異なる公知の機構が組み込まれれば良い。

両端面からシェル１４等が分離されたフリーダイス１０は、ダイス両端面シェル除去スリット３４の２つの直方体間の底部を形成している傾斜ガイド部材３６に載置される。従来は、両端面のシェル等を除去したフリーダイス１０ａを機外に搬出させて、人手により、フリーダイス１０の外周面に付着したシェル１４を除去する作業が行われている。一方、本発明においては、フリーダイス１０は、傾斜ガイド部材３６の傾斜面を転がって、外周面シェル分離機構４０のダイス載置部材４１に載置される。

なお、フリーダイス１０が分離された使用済フリーダイス１０ａは実質的にシェル１４（圧壊シェル）及びクリーンアウトディスク１２ｃとなる。これら部位は、シェル・ＣＤ押え部３７により端面シェル分離位置３１に固定されているため、ダイス押圧シリンダ３５によるフリーダイス１０の押圧時も位置変動はない。そのため、図３（ｂ）に２点鎖線で示すように、シェル１４（圧壊シェル）及びクリーンアウトディスク１２ｃは、再び、ダイス搬送シリンダ３２ａ、３２ｂの保持部３３ａ、３３ｂにより挟持され、シェル分離機構２０のシェル・クリーンアウトディスク分離機構５０へと搬送される。

シェル・クリーンアウトディスク分離機構５０は、端面シェル分離機構３０と同様な構成を備える。シェル１４（圧壊シェル）及びクリーンアウトディスク１２ｃは、シェル・クリーンアウトディスク分離機構５０において分離され、シェル１４は機外へと搬出され、クリーンアウトディスク１２ｃは再利用に供される。これらの詳細については本発明との直接的な関係がないため説明は省略する。

引き続き、外周面シェル分離機構４０における、使用済フリーダイス１０ａから分離させたフリーダイス１０の外周面のシェル１４の除去について、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は図３（ａ）のＡ－Ａ矢視図であり、外周面シェル分離機構４０の概略側面図でもある。図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ－Ｂ矢視図である。

ダイス両端面シェル除去スリット３４を通過させて、傾斜ガイド部材３６に載置されたフリーダイス１０は、図４（ｂ）に示すように、傾斜ガイド部材３６の傾斜面を転がってダイス載置部材４１に載置される。ダイス載置部材４１には、フリーダイス１０が、その中心軸を水平に、その直径方向に移動不能に、且つ、その中心軸方向に移動可能に載置させるための載置溝４１ａが形成されている。また、フリーダイス１０の中心軸を水平に保った状態で、フリーダイス１０が傾斜ガイド部材３６の傾斜面を転がるように、フリーダイス１０の両端面側に転倒防止部材（図示せず）が配置されている。

また、ダイス載置部材４１の一方の側に支持部材４５が固定され、ダイス載置部材４１の他方の側に外周面シェル分離シリンダ４４が配置されている。外周面シェル分離シリンダ４４は、油圧シリンダ等の流体シリンダである。

支持部材４５は、シェル１４が付着していないフリーダイス１０の外径と同じ内径の内周面が形成された貫通孔部４６ａを備える外周面シェル分離部材４６を支持する部材である。具体的には、支持部材４５は、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａの中心軸が、ダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０（外周面にシェル１４が付着している）の中心軸と同軸になるように外周面シェル分離部材４６を支持する。

ここで、外周面にシェル１４が付着したフリーダイス１０と付着していないフリーダイス１０とでは、それぞれの中心軸が、少なくともシェル１４の径方向の厚み分異なる。一方、シェル１４の付着状態や、付着したシェル１４の径方向の厚みにはバラつきがあるため、ダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０の中心軸も、押出工程毎に少しではあるがバラつく。

一方、貫通孔部４６ａの内周面における、シェル１４が付着していないフリーダイス１０の外径と同じ内径とは、シェル１４が付着したフリーダイス１０が、貫通孔部４６ａを大きな押圧力を必要とせずスムーズに通過することができる内径であることが望ましい。しかしながら、上記のような、ダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０の中心軸の押出工程毎のバラつきが考慮された上で、シェル１４が付着したフリーダイス１０が、外周面シェル分離シリンダ４４による押圧により、貫通孔部４６ａを通過することができる内径を除外するものではなく、実質的にフリーダイス１０の外径と同じ内径である。

また、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａの中心軸も、ダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０の中心軸と上記のようなバラつきを含めて、実質的に同軸になるように支持されれば良い。

このような構成において、ダイス載置部材４１に載置された、外周面にシェル１４が付着したフリーダイス１０を、外周面シェル分離シリンダ４４のシリンダロッド４４ａを前進させて、シリンダロッド４４ａの先端に配置させた押圧部材４４ｂをフリーダイス１０の一方の端面に当接させる。そして、フリーダイス１０の他方の端面を、支持部材４５に支持された外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａに当接させ、押圧させる。

外周面シェル分離部材４６は、その貫通孔部４６ａの中心軸が、ダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０の中心軸と上記したように同軸になるように支持部材４５に支持されている。そのため、フリーダイス１０を貫通孔部４６ａに当接させ、そのまま、外周面シェル分離シリンダ４４のシリンダロッド４４ａによる押圧を継続させて、貫通孔部４６ａの内周面を通過させることにより、フリーダイス１０の外周面に付着したシェル１４は、まず、押圧された貫通孔部４６ａの開口端部において掻き取られ、さらに、貫通孔部４６ａの内周面を通過させる際に、該内周面とフリーダイス１０の外周面との接触により剥ぎ取られる。これら、フリーダイス１０の外周面から除去されたシェル１４はダイス載置部材４１に残される。

外周面に付着したシェル１４が除去されたフリーダイス１０は、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａを通過させた後、そのまま、外周面シェル分離シリンダ４４のシリンダロッド４４ａの前進により、ダイス上昇シリンダ４８の載置部４８ａまで移動される。その後、フリーダイス１０は、ダイス上昇シリンダ４８の載置部４８ａを上昇させて、図示しない搬送手段による回収位置に移動される。

なお、図示はしていないが、ダイス上昇シリンダ４８の載置部４８ａや、支持部材４５の、フリーダイス１０を通過させるための中空部分の下方にも、ダイス載置部材４１の載置溝４１ａと同様に、フリーダイス１０が、その中心軸を水平に、その直径方向に移動不能に、且つ、その中心軸方向に移動可能に載置させる凹部が連続して形成されることが、外周面シェル分離シリンダ４４によるフリーダイス１０の中心軸方向への押圧・移動のために好ましい。

これまで説明したように、第１実施形態における、フリーダイス１０の外周面に付着したシェル１４の除去は、フリーダイス１０の中心軸上において、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａにフリーダイス１０を当接させ押圧させて行われる。そのため、外周面シェル分離シリンダ４４による押圧力を、貫通孔部４６ａの内周面内縁と、フリーダイス１０の外周面とに均等に作用させることができる。

一方、特許文献２に開示されている特殊な装置（シェルスカルピング装置）は、円筒形状のブレードを、ダイスに対して押圧・移動させるため、円筒形状のブレードの、ダイスの中心軸から離間した箇所、すなわち、円筒形状のブレードにおける、ダイス中心軸から偏心した位置を、油圧シリンダ等により押圧・移動させざるを得ず、油圧シリンダ等による押圧力を、円筒内縁と、ダイス外周面とに均等に作用させることが困難である。

このような、ダイス中心軸から偏心させて円筒形状のブレードを押圧・移動させる形態において、押圧力を円筒内縁とダイス外周面とに均等に作用させようとすると、円筒形状のブレードを移動させる構成の、円筒形状のブレードの移動及び支持剛性を非常に高くする必要がある。これは、特許文献３に開示されている装置のような、外周面シェル分離機構４０、あるいは、外周面シェル分離機構４０を有するシェル分離装置２０の大型化・複雑化を招く。これに対して、第１実施形態の外周面シェル分離機構４０は、図４に示すような簡易な構造で、且つ、コンパクトな構造で、ダイス外周面に付着したシェルを分離することができる。

ここで、ダイス載置部材４１の一端には支持軸４１ｂが貫通しており、支持軸４１ｂの一端は、リンク４１ｃを介して傾転シリンダ４２のシリンダロッドに接続されている。傾転シリンダ４２のシリンダロッドを戻り限位置（下降限位置）に保持させることにより、ダイス載置部材４１が水平に保持される。一方、傾転シリンダ４２のシリンダロッドを前進（上昇）させることにより、リンク４１ｃを介して支持軸４１ｂを回転させてダイス載置部材４１を下方に傾転させることもできる。また、支持軸４１ｂの他端にはかさ歯車４１ｄが配置されている。このかさ歯車４１ｄは、ダイス両端面シェル除去スリット３４の２つの該直方体間において上方に傾転可能に構成された傾斜ガイド部材３６の支持軸３６ｂの一端に配置されたかさ歯車３６ｄと噛み合いマイタ歯車を構成する。

マイタ歯車は、同じ仕様のかさ歯車が４５度で噛み合う構成である。これら構成により、第１実施形態のシェル分離装置２０においては、使用済みフリーダイス１０ａ（フリーダイス１０）の端面や外周面のシェルを除去した後、傾斜ガイド部材３６を上方に、ダイス載置部材４１を下方に、１つの駆動源である傾転シリンダ４２により同時に傾転させて、それぞれの部材上に残されたシェル等のコンタミを、下方に配置されたスクラップバケット２１に排出させることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る、シェル分離装置２０の外周面シェル分離機構４０について、図５および図６を参照しながら説明する。

第２実施形態に係る、シェル分離装置２０の外周面シェル分離機構４０は、外周面シェル分離機構部材４０における、フリーダイス１０の外周面に付着したシェル１４の除去をより確実にするために、第１実施形態に係る外周面シェル分離部材４６や、外周面シェル分離部材４６の支持形態に備えられることが好ましい構成を含む。これ以外の構成については、第１実施形態に係る、シェル分離装置２０の外周面シェル分離機構４０と同じ構成とし、各構成の説明は省略する。そのため、必要に応じて、図１乃至図４も参照されたい。

図５は、第２実施形態に係る、シェル分離装置２０の外周面シェル分離機構４０における、外周面シェル分離部材４６の概略部分断面図であり、図４（ｂ）のＣ－Ｃ矢視断面図でもある。

図５に示すように、外周面シェル分離部材４６の、貫通孔部４６ａのダイス載置部材４１側の開口部、すなわち、外周面にシェル１４が付着した状態のフリーダイス１０が当接され、押圧される側の開口部に、ダイス載置部材４１側に向かって拡張するテーパ面１４１が形成されている。先に説明したように、押出工程毎にダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０の中心軸がバラつき、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａの中心軸と同軸にならない場合であっても、テーパ面１４１はフリーダイス１０を貫通孔部４６ａの内周面へと案内する。

フリーダイス１０はその一方の端面に、外周面シェル分離シリンダ４４のシリンダロッド４４ａの先端に配置させた押圧部材４４ｂを当接させて押圧される。このとき、フリーダイス１０の端面と押圧部材４４ｂとの間に摩擦力が発生するものの、押圧部材４４ｂに対する、フリーダイス１０の径方向への移動は拘束されていない。そのため、フリーダイス１０は、押圧部材４４ｂにより押圧されつつ、テーパ面１４１に案内されて、押圧部材４４ｂに対して径方向への移動が許容され、貫通孔部４６ａの内周面へと案内される。

また、図４（ｂ）に示すように、外周面シェル分離部材４６に、外周面シェル分離部材４６の外面から貫通孔部４６ａの内周面に連通する不連続部４６ｂが１個所形成されても良い。例えば、ダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０の中心軸が、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａの中心軸と同軸にならない場合であっても、外周面シェル分離シリンダ４４による貫通孔部４６ａへのフリーダイス１０の押圧によって、外周面シェル分離部材４６の弾性域内で、不連続部４６ｂの対向面（図５に示す、外周面シェル分離部材４６の断面）が離間することが許容され、貫通孔部４６ａの実質的な内径がわずかに拡大された貫通孔部４６ａにフリーダイス１０通過させることができる。これにより、フリーダイス１０の外周面に付着したシェル１４が剥ぎ取られる。

そして、図５に示すように、外周面シェル分離部材４６を、ダイス載置部材４１側で支持する支持部材４５は、外周面シェル分離部材４６を、外周面シェル分離シリンダ４４によるフリーダイス１０の押圧方向に移動不能に、且つ、フリーダイス１０の径方向上に移動可能に弾性支持する形態が採用されても良い。具体的には、支持部材４５のダイス載置部材４１側に、支持部材４５とは別体の弾性支持部材１４５が配置されている。

弾性支持部材１４５のダイス載置部材４１側の面に、外周面シェル分離部材４６の、ダイス載置部材４１側の外縁に形成されているフランジ部４６ｃが面接触しており、外周面シェル分離部材４６を、外周面シェル分離シリンダ４４によるフリーダイス１０の押圧方向に移動不能に支持する。また、弾性支持部材１４５の上下左右９０度ピッチの４か所に、外周面シェル分離部材４６を、フリーダイス１０の径方向上に移動可能に弾性支持する弾性体１４５ａが配置されている。弾性体１４５ａが配置される４か所の、弾性支持部材１４５及び外周面シェル分離部材４６には、弾性体１４５ａを位置保持する凸部等が形成されている。

このような、支持部材４５による外周面シェル分離部材４６の支持形態により、押出工程毎にダイス載置部材４１に載置されたフリーダイス１０の中心軸がバラつき、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａの中心軸と同軸にならない場合であっても、外周面シェル分離部材４６は、フリーダイス１０の押圧方向には移動せず、フリーダイス１０の径方向に移動し、フリーダイス１０を貫通孔部４６ａの内周面へと案内する。

なお、支持部材４５による外周面シェル分離部材４６の支持形態は、外周面シェル分離部材４６を、外周面シェル分離シリンダ４４によるフリーダイス１０の押圧方向に移動不能に、且つ、フリーダイス１０の径方向上に移動可能に弾性支持する形態であれば、例えば、図６に示すような別形態であっても良い。

具体的には、図５に示す弾性支持部材１４５が、支持部材４５と一体あるいは別体で構成され（図６では支持部材４５と一体とした。）、外周面シェル分離部材４６’のフランジ部４６ｃ’が支持部材４５に面接触し、弾性体１４５ａがフランジ部４６ｃ’のダイス載置部材４１側に配置される支持形態である。この支持形態であっても、外周面シェル分離部材４６’は外周面シェル分離部材４６と同様の作用効果を奏することができる。

また、この外周面シェル分離部材４６の支持形態は、先に説明したテーパ面１４１及び不連続部４６ｂのいずれか一方と、あるいは、双方と組み合わせることにより、フリーダイス１０の外周面に付着したシェル１４の除去をより確実にすることが期待できる。

一方、図５に示すように、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａの内周面に、環状凹部１４７が形成されても良い。環状凹部１４７は、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａと、フリーダイス１０の外周面との接触面積を減少させて、フリーダイス１０の貫通孔部４６ａにおける通過抵抗を減少させる。また、フリーダイス１０が外周面シェル分離シリンダ４４により押圧され、貫通孔部４６ａを通過する際に、貫通孔部４６ａの内周面で剥ぎ取られるシェル１４を貯留する。これにより、該内周面及びフリーダイス１０の外周面間で剥ぎ取られたシェル１４が噛み込まれ、あるいは、圧縮されて、フリーダイス１０の貫通孔部４６ａにおける通過抵抗が増加することを抑制する。

さらに、環状凹部１４７は、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａにフリーダイス１０を押圧させて通過させる際、フリーダイス１０の通過方向の角部１４７ａが、フリーダイス１０の外周面と再び接触することによる、フリーダイス１０の外周面に残存するシェル１４の再剥ぎ取り作用が期待できる。環状凹部１４７も、先に説明したテーパ面１４１、不連続部４６ｂ、及び、支持部材４５による外周面シェル分離部材４６の支持形態のいずれか一つと、あるいは、２つ以上と組み合わせることにより、フリーダイス１０の外周面に付着したシェル１４の除去をより確実にすることが期待できる。

そして、これまで第２実施形態において説明した、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａ内周面のテーパ面１４１、外周面シェル分離部材４６の不連続部４６ｂ、支持部材４５による外周面シェル分離部材４６の支持形態（弾性支持部材１４５、弾性体１４５ａ等）、及び、外周面シェル分離部材４６の貫通孔部４６ａ内周面の環状凹部１４７は、それぞれの構成や、期待される様々な作用効果を鑑み、また、対象となる間接押出プレス装置１におけるフリーダイス１０の外周面へのシェル１４の付着状態を鑑み、それぞれの仕様が適宜決定されれば良い。具体的には、テーパ面１４１のテーパ角や拡張側内径、不連続部４６ｂの位置、弾性体１４５ａの配置、数、弾性力、そして、環状凹部の位置、深さ、幅、数等がその対象となる。

以上、発明を実施するための形態について、第１実施形態及び第２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ことは言うまでもない。

例えば、第１実施形態において、コンテナ内周面のシェルの従来の除去工程として、間接押出プレス装置１から排出される、フリーダイス１０、シェル１４（圧壊シェル）およびクリーンアウトディスク１２ｃの３部材が一体化した状態の使用済フリーダイス１０ａが、シェル分離装置２０の、端面シェル分離機構３０の端面シェル分離位置３１に載置されてからのシェルの除去工程を説明した。しかしながら、特許文献２の間接押出プレスのシェル圧壊方法およびシェル分離装置に開示されている、押出工程完了後、ディスカードを切断除去したフリーダイスのみを予めコンテナから排出させる形態であっても、該フリーダイスの端面及び外周面にシェルが付着する場合は、シェル分離装置２０の、端面シェル分離機構３０の端面シェル分離位置３１に該フリーダイスを載置させて、先に説明した工程を経て該フリーダイスの端面及び外周面に付着したシェルを除去させても良い。一方、同形態において、該フリーダイスの外周面にのみシェルが付着する場合は、端面シェル分離機構３０ではなく、外周面シェル分離機構４０のダイス載置部材４１に、図示しない搬送手段により該フリーダイスを載置させて、該フリーダイスの外周面に付着したシェルを除去させても良い。

１ 間接押出プレス装置、７ 押出ステム、７ａ ラムノーズ、８ ダイステム、１０ フリーダイス、１０ａ 使用済フリーダイス、１１ エンドプラテン、１２ コンテナ、１２ａ ビレット装填孔、１２ｃ クリーンアウトディスク、１３ａ ディスカード（ビレット）、１４ シェル、２０ シェル分離装置、３０ 端面シェル分離機構、３２ａ／３２ｂ ダイス搬送シリンダ、３３ａ／３３ｂ 保持部、３４ ダイス両端面シェル除去スリット、３５ ダイス押圧シリンダ、３６ 傾斜ガイド部材、３６ｂ 支持軸、３６ｄ かさ歯車（マイタ歯車）、３７ シェル・ＣＤ押え部、３７ａ シェル・ＣＤ押えシリンダ、４０ 外周面シェル分離機構、４１ ダイス載置部材、４１ａ 載置溝、４１ｂ 支持軸、４１ｃ リンク、４１ｄ かさ歯車（マイタ歯車）、４２ 傾転シリンダ、４４ 外周面シェル分離シリンダ、４４ａ シリンダロッド、４４ｂ 押圧部材、４５ 支持部材、４６／４６’ 外周面シェル分離部材、４６ａ 貫通孔部、４６ｂ 不連続部、４６ｃ／４６ｃ’ フランジ部、１４１ テーパ面、１４５ 弾性支持部材、１４５ａ 弾性体、１４７ 環状凹部、１４７ａ 角部

Claims (6)

1. フリーダイスに付着するシェルを分離する、間接押出プレス装置のシェル分離装置の外周面シェル分離機構であって、
   前記フリーダイスが、その中心軸方向に移動可能に載置されるダイス載置部材と、
   前記フリーダイスの外径と同じ内径の内周面が形成された貫通孔部を備える外周面シェル分離部材と、
   前記ダイス載置部材の一方の側に固定され、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部の中心軸が、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスの中心軸と同軸になるように前記外周面シェル分離部材を支持する支持部材と、
   前記ダイス載置部材の他方の側に配置され、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスを、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部に押圧可能に配置される外周面シェル分離シリンダと、を備え、
   前記外周面シェル分離部材に、前記外周面シェル分離部材の外面から前記貫通孔部の前記内周面に連通する不連続部が１個所形成され、
   前記外周面シェル分離シリンダにより、前記ダイス載置部材に載置された前記フリーダイスを、前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部に押圧させるとともに、前記貫通孔部を通過させる際、
   前記外周面シェル分離部材の弾性域内で、前記不連続部の対向面が離間することを許容することを特徴とする、シェル分離装置の外周面シェル分離機構。
2. 前記外周面シェル分離部材の、前記貫通孔部の前記ダイス載置部材側の開口部に、前記ダイス載置部材側に向かって拡張するテーパ面が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の、シェル分離装置の外周面シェル分離機構。
3. 前記支持部材は、前記外周面シェル分離部材を、前記ダイス載置部材側で支持するとともに、
   前記支持部材は、前記外周面シェル分離部材を、前記外周面シェル分離シリンダによる前記フリーダイスの押圧方向に移動不能に、且つ、前記フリーダイスの径方向に移動可能に弾性支持することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の、シェル分離装置の外周面シェル分離機構。
4. 前記外周面シェル分離部材の前記貫通孔部の前記内周面に、環状凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の、シェル分離装置の外周面シェル分離機構。
5. 前記ダイス載置部材が下方に傾転可能に構成されることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の、シェル分離装置の外周面シェル分離機構。
6. 請求項５に記載の、シェル分離装置の外周面シェル分離機構と、
   前記間接押出プレス装置から搬出された前記フリーダイスの押出方向の端面のシェルを分離させる端面シェル分離機構と、
   前記端面シェル分離機構から前記ダイス載置部材へ、前記フリーダイスを案内する傾斜ガイド部材と、を備え、
   前記傾斜ガイド部材が上方に傾転可能に構成されるともに、
   前記傾斜ガイド部材の上方への傾転と、前記ダイス載置部材の下方へ傾転と、を１つの駆動源で同時に行うことを特徴とする、間接押出プレス装置のシェル分離装置。

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