JPS594207B2 - 連続押出し成形加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続押出し成形加工装置、特に加工ダイスに
対して被加工材を押圧供給して予め定めた形状寸法をも
つ成形型材に成形加工する押出し成形加工装置において
、上記加工ダイスに対し上記被加工材を連続的に抑圧供
給せしめる構成を採用し、システム全体の熱効率の向上
と押出し作業効率の向上とを達成すると共に、成形型材
の材質を均一化せしめるようにした連続押出し成形加工
装置に関するものである。

一般に押出し成形加工システムは、従来１ビレット製作
工程、ｉｉ押出し加工工程とに大別される。

上記１の工程は、アルミ地金の溶解、添加物による成分
調整、ビレット鋳造（型成形）、冷却、調質処理（４０
０℃ないし５００℃に加熱する）、冷却の各処理を伴な
っている。

そして上記１１の工程は、ビレット加熱（４５０℃ない
し５５０°Ｃ）、コンテナをダイス面に圧接、上記加熱
されたビレットをコンテナ内に挿入、ピストンによるビ
レット加圧、ダイスからの押出し、押出し終了と共に行
なわれるコンテナおよびピストンの後退（コンテナはダ
イス面から離れる）、ダイス側に残る残渣の切断、次い
で先のコンテナをダイス面に圧接と続く各処理を伴なっ
ている。

このため、システム全体を考慮すると熱効率が悪くしか
も押出し作業効率が悪いという面をもっている。

これは基本的には、ビレットの形に鋳造されたアルミ材
を用いざるを得ないことに起因しており、一方では連続
押出し加工技術が存在しないことに起因している。

そして上記ビレットを用いることに附随して、ビレット
表面に存在する酸化物不純物がコンテナ内に入り込み、
押出し加工の終りに上記不純物を多《含む残渣を切り落
す必要があることに起因している。

また従来のシステムにおいては、上述の如く各ビレット
毎に残渣を切り落す必要があることや各ビレット毎に押
出し作業が中断されて押出された型材にいわゆる停止マ
ークがつくことのために、材料の歩留りが悪くなる難点
をもっている。

本発明は、上記の点を解決することを目的としており、
以下図面を参照しつつ説明する。

第１図Ａ，Ｂは従来の押出し成形加工装置の一例を示し
、第１図Ａは横断面図、第１図Ｂは第１図Ａに表わすシ
リンダを加工ダイスから分離した状態を示す。

第２図Ａ，Ｂは本発明による一実施例連続押出し成形加
工装置を示し、第２図Ａは一部を断面で表わした側面図
を示し、第２図Ｂは第２図Ａ図示Ｙ−Ｙ線からみた正面
図を示す。

第３図は第２図Ａに表わす被加工材押圧供給手段の動作
を説明するためのタイム−チャート、第４図および第５
図は本発明の他の一実施例における被加工材押圧供給手
段を表わす横断面図を夫々示す。

従来の構成を表わす第１図Ａ，Ｂにおいて、１は加工ダ
イス、２はベアリング部、３はバック・プレート、４は
ボルスタ、５はグイリング、γは被加工材例えばアルミ
・ビレット、８はシリンダ、９はピストン、１０は成形
型材、１１は加工機械台を夫々表わしている。

１回の押出し成形加工に当っては、シリンダ８を加工ダ
イス１０表面に圧接せしめておき、４５０℃ないし５０
０℃程度のアルミ・ビレット７を挿入し、次いでピスト
ン９によってアルミ●ピレット７をベアリング部２に対
して押圧せしめてゆく。

この結果ビレット７はベアリング部２の形状に応じた形
状に成形され、加工ダイス１の裏面側に押出されて成形
型材１０が得られる。

そして、ピストン９が加工ダイス１０表面近《に押進ん
できたとき、シリンダ８およびピストン９を図示矢印方
向に引下げ、次いで加工ダイス１０表面に残っているい
わゆるバック（アルミ●ビレット７の残渣で比較的不純
物濃度が高い）を裁断する。

しかし通常は例えば第１図Ｂに図示する如く、複数の加
工ダイス１を用意し、加工機械台１１を矢印方向に左右
に移動せしめ、複数の加工ダイス１を交換して使用しダ
イス交換時間を短縮するようにしている。

この開先に加工した加工ダイスは上述のバッツ裁断を行
なった後火の押出し加工を待つようにされる。

このように従来の成形加工装置によれば各押出し加工の
終了時にバッツ裁断処理を行なわなければならず作業能
率が低下する。

またシリンダ８に挿入するアルミ・ビレット７をシリン
ダの形状に対応した形に形成する必要があり、このため
の工程が必要とされる。

また先の押出し加工による成形型材と次の押出し加工に
よる成形型材との連結箇所の強度が、主として先の押出
し加工終了後火の押出し加工を行なうまでの待ち時間に
もとず（温度差によりいわゆる停止マークが生じ不良部
分となる。

第２図Ａ、Ｂは上記の点を解決するようにした本発明の
一実施例構成を示している。

第２図Ａ、Ｂにおいて、１．２，３，４，５゜７．１０
は第１図Ａ、Ｂの符号に対応したものを表わし、１２は
ダイス交換装置、１３は加工ダイス１を支持する本発明
にいう第１のフレーム、１４はクサビ、１５は被加工材
溜めコンテナで例えば従来の５本ないし１０本のアルミ
・ビレットの容積をもつよう構成されているもの、１６
は冷却手段、１７は被加工材押圧供給手段、１８は第１
段溜め空間、１９は第２段溜め空間、２０はシリンダ部
、２１はピストン、２２は被加工材供給孔、２３はその
開口部、２４はピストン駆動制御部、２５は被加工材押
圧供給手段１７を支持する本発明にいう第２のフレーム
、２６は連続支柱、２７は加熱ヒーター、２８は冷却ヒ
ーター、２９は恒温ヒーター、３０は溶融された被加工
材、３１は被加工材槽、３２は供給管を夫々表わしてい
る。

被加工材押圧供給手段１７は１個または複数個（図の場
合４個）からなり、各被加工材押圧供給手段は夫々第２
のフレーム２５に支持されている。

そして各被加工材押圧供給手段において、ピストン２１
はシリンダ部２０にもうけられた供給孔２２の開口部２
３と摺動可能にされる。

ここで上記４個の被加工材抑圧供給手段における各ピス
トン２１は、第３図のタイム・チャートに示す如く、互
いに予め定めた位相差をもって駆動されるようにせしめ
てあり、任意の時点において３つのピストンが抑圧を行
なっているようにしである。

また連続支柱２６は、第１のフレーム１３から第２のフ
レーム２５に至る間に加工ダイス１と被加工材溜めコン
テナ１５と冷却手段１６と被加工材抑圧供給手段１７と
を順に軸方向に配置して固定的に連結せしめている。

また被加工材溜めコンテナ１５においては、第２図Ａか
ら明らかな如く、第１段溜め空間１８から第２段溜め空
間１９に至る通路を縮小せしめである。

被加工材槽３１には溶融された被加工材３０例えば７０
０℃程度に溶融されたアルミ材が貯蔵されており、該被
加工材３０は被加工材槽３１の底面に接続された供給管
３２，３２．３２，３２を介して４個の被加工材抑圧供
給手段１７の各供給孔２２まで供給される。

そして４個の被加工材抑圧供給手段１１のうち、ピスト
ン２１が第２図Ａの上方に図示する如く供給孔２２の開
口部２３を閉じていない状態（吸入工程と仮称する）に
ある抑圧供給手段においては、上記溶融された被加工材
がシリンダ部２０内部に供給されて蓄えられピストン２
１の押圧に入る。

即ち短時間のうちにピストン２１が引下げられ、シリン
ダ部２０の内部は真空状態にある。

このため、被加工材が流入され、かつ酸化されることは
ない。

一方ピストン２１が供給孔開口部２３と摺動している（
即ち押圧工程にある）側の被加工材抑圧供給手段におい
ては、上記溶融された被加工材はピストン２１により溜
めコンテナ１５に向って押圧供給される。

即ち上記開口部２３はピストン２１により閉じられ、押
圧力は溜めコンテナ１５側にのみ働らく。

シリンダ部２０内部に供給され蓄えられた上記溶融され
た被加工材は、加熱ヒーター２７により加熱されつつピ
ストン２１の抑圧工程の間冷却手段１６側に押圧供給さ
れる。

そしてシリンダ部２０内部をへて冷却手段１６内部に押
圧供給されてきた被加工材は、冷却手段１６にもうけら
れた冷却ヒーター２８により今度は冷却を受けつつ第１
段溜め空間１８内に押圧供給されてくる。

この場合上記冷却手段１６の内周面は第２図Ａに図示す
る如く被加工材の移動方向に向って広がるよう形成せし
めであるため被加工材は比較的小さな抵抗しか受けない
。

こうして４つの被加工材押圧供給手段１γにより第１段
溜め空間１８内に押圧供給されてきた被加工材７は、第
１段溜め空間１８から第２段溜め空間１９に至る通路を
形成する抵抗部１９’により、上記各押圧供給手段１７
にもとすく圧力分布の不均衡が略均一化されて第２段溜
め空間１９内に押圧供給されてゆき、ダイス・ベアリン
グ部２の形状寸法に成形加工されて成形型材１０が押し
出されてくる。

なお上述した如き押出し加工処理の間、第１段、第２段
溜め空間１８．１９内に供給され蓄えられる被加工材７
は、冷却手段１６による冷却処理および被加工材溜めコ
ンテナ１５にもうけられた恒温ヒーター２９による恒温
処理により、第１図Ａにおける被加工材７即ち例えばア
ルミ・ビレットと略同じ４５０℃ないし５００℃の温度
を維持するようせしめである。

第４図は本発明の他の一実施例における被加工材押圧供
給手段１７部分の横断面を示し、図中、１７．２０，２
７，３０，３２は夫々第２図Ａ。

Ｂにおける符号に対応したもの、２１−１は第１のピス
トン、２１−２は第２のピストン、２２−１は第１の供
給孔、２２−２は第２の供給孔、２３−１は第１の供給
孔２２−１の開口部、２３−２は第２の供給孔２２−２
の開口部、２４−１は第１のピストン２１−１の駆動制
御手段、２４−２は第２のピストン２１−２の駆動制御
手段を夫々表わしている。

金策４図図示の状態において第１のピストン２１−１が
図示矢印方向に押圧を開始すると、第１の供給孔２２−
１の開口部２３−１は上記第１のピストン２１−１と摺
動するようになり溶融された被加工材３０がシリンダ部
２０内部に供給されな（なる。

また第２のピストン２１−２は第１のピストン２１−１
と第２のピストン２１−２間の溶融された被加工材３０
を介して上記矢印方向と同じ方向に押下げられて第２の
供給孔２２−２の開口部２３−２との摺動が解除される
ようになる。

この第２のピストン２１−２と上記開口部２３−２とが
摺動されなくなると第１．第２のピストン２１−１．２
１−２間の溶融された被加工材３０は第１のピストン２
１−１による押圧力により第２の供給孔２２−２に押圧
供給されて図示しない第１段溜め空間１８（第２図Ａ）
側に供給されてゆく。

そして第１のピストン２１−１による押圧工程が終了し
ていわゆる吸入工程が開始されると、第２のピストン２
１−２は再び第２の供給孔２２−２の開口部２３−２と
摺動されるようにされ、第１のピストン２１−１は第１
の供給孔２２−１の開口部２３−１との摺動が解除され
て溶融された被加工材３０が第１の供給孔２２−１の開
口部２３−１をへてシリンダ部２０内部に供給される。

即ち第４図図示の状態に復帰する。そして同様の動作が
繰り返し行なわれて溶融された被加工材３０が図示しな
い第１段溜め空間１８（第２図Ａ）側に押圧供給され、
加工ダイス１から成形型材１０が押出されてくる。

第５図は本発明の他の一実施例装置における被加工材抑
圧供給手段１７の一実施例構成を示し、本実施例の場合
、シリンダ部２０内部に対する溶融された被加工材３０
の供給制御を例えば油圧機構にもとず（被加工材供給制
御部３３により行ない、該制御部３３はピストン２１の
往復運動に対応して駆動されるようせしめている。

即ち上記制御部３３は、ピストン２１が第５図の上方に
図示する如きいわゆる吸入工程にあるときには弁３４は
供給孔２２の開口部２３と接触されないで被加−工材３
０をシリンダ部２０内部に供給せしめ、一方ピストン２
１が第５図の下方に図示する如き押圧工程にあるときに
は上記弁３４は上記開口部２３を閉じてシリンダ部２０
内部への被加工材３０の供給を停止せしめるよう一構成
せしめである。

そしてシリンダ部２０内部に供給された溶融された被加
工材がピストン２１により押圧されて成形型材１０（第
２図Ａ）に成形加工される経過は、第２図Ａ、Ｂにおけ
る経過と同様となる。

以上説明した如く、本発明によれば、被加工材を連続し
て押圧供給するようにしたため、従来のシステムにくら
べて、 （１）ビレット製作工程が全く不要となる。

（２）押出し時のビレット加熱が不要となる。

（３）コンテナ内に酸化物が入り込むことがなく不純物
除去のための残渣処理が不要となる。

（４）連続的にアルミ材をコンテナ内に供給し、従来の
ビレットを用いないので、連続押出しが可能となる。

（５）連続押出しが可能であるので、停止マークがつか
ず、材料の歩留りが向上する。

（６）上記残渣処理が不要であり、連続押出しが可能と
なるため、作業効率が大幅に向上する。

（カ アルミ材をコンテナ内に注入されるときの圧力変
動がダイス面上では吸収されるので、ダイスから押出さ
れる際の押圧力は常に一定となる。

即ちあたかも公知の間接押出しくダイス側を移動せしめ
る方式）の如く、安定な押出しが可能となる。

（８）被加工材抑圧供給手段１７内でアルミ材は溶融状
態であることからシリンダ２０による壁面抵抗が少なく
、また冷却手段１６部の内壁はテーパ状になっているか
ら、摩擦抵抗が少ない。

したがって押出しエネルギは少な（て足りる。

しかし一方コンテナ内から逆流する方向に対しては十分
に大きい摩擦抵抗が生じ、アルミ材が逆流することはな
い。

などの多くの利点をそなえている。

なお上記実施例においては複数個の押圧供給手段１７を
互いに予め定めた位相差をもって駆動せしめるようにし
ているが、（１）複数個の押圧供給手段１７をともに同
位相で駆動せしめたり、（２）１つの押圧供給手段１７
のみにより被加工材の押圧供給を行なうようにしても上
記実施例と略同様な効果を得ることができることは言う
までもない。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂは従来の押出し成形加工装置の一例、第２
図Ａ、Ｂは本発明の一実施例、第３図はその説明図、第
４図および第５図は夫々本発明の他の一実施例における
主要部構成図を夫々示す。 図中、１は加工ダイス、７は被加工材、１０は成形型材
、１３は第１のフレーム、１５は被加工材溜めコンテナ
、１６は冷却手段、１７は被加工材押圧供給手段、１８
は第１段溜め空間、１９は第２段溜め空間、２０はシリ
ンダ部、２１，２１−１゜２１−２はピストン、２２は
供給孔、２２−１は第１の供給孔、２２−２は第２の供
給孔、２３゜２３１．２３−２は開口部、２５は第２の
フレーム、２６は連続支柱、３０は溶融された被加工材
、３３は被加工材供給制御部を夫々表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形型材を成形する加工ダイスに対し被加工材を抑
   圧供給して予め定めた形状寸法に押出し成形加工する押
   出し成形加工装置において、上記加工ダイスに対して上
   記被加工材を蓄積して供給する被加工材溜めコンテナと
   、該被加工材溜めコンテナに対して上記被加工材を抑圧
   供給する被加工材押圧供給手段と、該被加工材抑圧供給
   手段に対して溶融状態にある被加工材を供給する溶融被
   加工材供給部と、上記被加工材抑圧供給手段から上記加
   工ダイスまでの流路上にもうけられて上記溶融状態にあ
   る被加工材を冷却する冷却手段とをそなえてなり、上記
   被加工材押圧供給手段は上記溶融状態にある被加工材を
   上記被加工材溜めコンテナ側に加圧供給すると共に、上
   記冷却手段は上記加圧供給される溶融状態にある被加工
   材を冷却するよう構成され、上記成形型材を連続して成
   形加工するようにしたことを特徴とする連続押出し成形
   加工装置。 ２ 上記被加工材溜めコンテナを上記被加工材抑圧供給
   手段側に対向する第１段溜め空間と上記加工ダイスに対
   向する第２段溜め空間とを軸方向に配置１ルて構成せし
   め、上記第１段溜め空間から上記第２段溜め空間に至る
   通路を縮小せしめたことを特徴とする特許 続押出し成形加工装置。 ３ 上記加工ダイスを支持する第１のフレームと上記被
   加工材押圧供給手段を支持する第２のフレームと連続支
   柱とをそなえ、上記第１のフレームから上記第２のフレ
   ームに至る間に上記加工ダイスと上記被加工材溜めコン
   テナと上記被加工材押圧供給手段とを順に配置して上記
   連続支柱により固定的に連結せしめたことを特徴とする
   上記特許請求の範囲第１項または第２項記載の連続押出
   し成形加工装置。 ４ 上記被加工材押圧供給手段は複数個用意され、該各
   被加工材抑圧供給手段は上記被加工材溜めコンテナに対
   し上記被加工材を抑圧供給するタイミングが異なるよう
   動作すること一を特徴とする上記特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれか記載の連続押出し成形加工装置
   。 ５ 上記被加工材押圧供給手段は、上記溶融された被加
   工材を内部に導びく供給孔をもつシリンダ部と該シリン
   ダ部内部に供給された上記溶融された被加工材を上記第
   １段溜め空間に押圧供給するピストンとをそなえたこと
   を特徴とする上記特許請求の範囲第２項ないし第４項の
   いずれか記載の連続押出し成形加工装置。 ６ 上記被加工材押圧供給手段は、上記溶融された被加
   工材をシリンダ内部に導ひく第１の供給孔とシリンダ内
   部の上記溶融された被加工材を上記第１段溜め空間に導
   ひく第２の供給孔とをもつシリンダ部、上記第１の供給
   孔の開口部と摺動可能にされた第１のピストンおよび上
   記第２の供給孔の開口部と摺動可能にされた第２のピス
   トンをそなえ、上記第１の供給孔の開口部と上記第１の
   ピストンとの摺動および上記第２の供給孔の開口部と上
   記第２のピストンとの摺動にもとすいて上記第１段溜め
   空間に対する上記溶融された被加工材の押圧供給を制御
   せしめたことを特徴とする特許載の連続押出し成形加工
   装置。 ７ 上記各被加工材押圧供給手段は、上記溶融された被
   加工材をシリンダ内部に導ひく供給孔をもつシリンダ部
   と該シリンダ部内部に供給された上記溶融された被加工
   材を上記第１段部め空間に押圧供給するピストンと上記
   供給孔の開口部を開閉せしめ上記シリンダ部内部に対す
   る上記溶融された被加工材の供給を制御する被加工材供
   給制御部とをそなえたことを特徴とする上記特許請求の
   範囲第２項ないし第６項のいずれか記載の連続押出し成
   形加工装置。