特許 6264567 押出プレスのダイス交換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6264567

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】押出プレスのダイス交換装置

(51)【国際特許分類】

   B21C 25/02 20060101AFI20180115BHJP

【ＦＩ】

   B21C25/02 A

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-139635(P2014-139635)

(22)【出願日】2014年7月7日

(65)【公開番号】特開2016-16417(P2016-16417A)

(43)【公開日】2016年2月1日

【審査請求日】2017年4月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】宇部興産機械株式会社

(72)【発明者】

【氏名】山本 武治

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２４４５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１０６５１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−００６９１１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｃ ２３／００−３５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンテナの移動手段を備え、メインシリンダ装置により前記コンテナに装填されたビレ
ットを押出ステムによりダイスから押出して形材を成形する押出プレスのダイス交換装置において、
ダイスアッセンブリを搭載可能な２つのダイカセットを、前記押出プレスの中心及び操作側のダイス交換位置Ａ間と、前記押出プレスの中心及び反操作側のダイス交換位置Ｂ間とで、前記押出ステムによる前記ビレットの押出方向に直交する方向にそれぞれ独立して往復運動させることが可能なダイス交換駆動装置を装備し、
２つの前記ダイカセットの一方で、使用済みの前記ダイスアッセンブリを、前記押出プレスの中心から、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂの一方へ移動させると共に、２つの前記ダイカセットの他方で、未使用の前記ダイスアッセンブリを、前記押出プレスの中心へ移動させることを特徴とする、押出プレスのダイス交換装置。

【請求項2】

前記ダイス交換駆動装置における、２つの前記ダイカセットの、前記押出プレスの中心及び前記ダイス交換位置Ａ間と、前記押出プレスの中心及び前記ダイス交換位置Ｂ間とでの往復移動が、個別の電動モータを駆動手段として行われることを特徴とする、請求項１に記載の、押出プレスのダイス交換装置。

【請求項3】

２つの前記ダイカセットの一方を、前記押出プレスの中心から、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂの一方へ移動する際のせん断力により、前記型材を切断するダイスライドシャー機能を備え、
前記ダイスライドシャー機能において、２つの前記ダイカセットの一方に、２つの前記ダイカセットの他方を接触させた状態で、個別の前記電動モータを協働させて型材切断を行えることを特徴とする、請求項２に記載の、押出プレスのダイス交換装置。

【請求項4】

押出中の前記ダイスアッセンブリを搭載した、２つの前記ダイカセットの一方に対して、次回押出に使用するための未使用の前記ダイスアッセンブリを搭載した、２つの前記ダイカセットの他方を、前記押出プレスの中心と、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂのとの間にそれぞれ設定されたダイス待機位置の一方に移動させて待機させることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の、押出プレスのダイス交換装置。

【請求項5】

少なくとも、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂ間の横行と、少なくとも、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂにおける、前記ダイスアッセンブリの昇降と、が可能なダイスハンドリング装置を、前記押出プレスの上方に備えたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の、押出プレスのダイス交換装置。

【請求項6】

前記ダイスハンドリング装置により、未使用の前記ダイスアッセンブリが載置される、ダイス投入テーブルと、該ダイス投入テーブルに載置された、未使用の前記ダイスアッセンブリを、２つの前記ダイカセットの一方に押し込むためのダイス押込みシリンダを、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂに配置したことを特徴とする、請求項５に記載の、押出プレスのダイス交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は鉄系金属または非鉄金属のビレットをダイスから押出して形材に成形する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

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、ビレットを押出ステムなどで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。

【0003】

従来においても、押出製品の種類は多く、ダイスの交換頻度も増加していたが、さらに、近年では多品種で極小ロットの生産が増加し、それに伴いダイスを交換する頻度も極端に増加してきた。
それに反して、従来のダイス交換装置ではダイスの交換時間が短縮はされているもののさらなる時間の短縮の要求がある。
特許文献１によると、ダイスの交換は押出プレスの片側（主に操作側）で行ない、且つダイス交換のための駆動に油圧シリンダを使っているが、ダイスのスライド駆動手段がひとつであるので、次のダイスが通常、押出プレスの機外に位置する待機位置で待つ必要があるため、押出プレス中心との距離があり、ダイス交換の際にタイムラグができ、サイクルタイムが長くなっていた。
押出プレスの片側のみでダイスを交換するとオペレータにはアクセスしやすいというメリットはあるものの、ダイスの交換時間をより短縮するには支障がある。
さらに、油圧シリンダが複数本必要であること、また、従来のダイス交換装置は油圧シリンダを使っているため、油圧シリンダが長く、広いスペースが必要となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６０−１９９５１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来においても、押出製品の種類は多く、ダイスの交換頻度も増加していたが、さらに、近年では多品種で極小ロットの生産が増加し、それに伴いダイスを交換する頻度も極端に増加してきた。
そのため、従来のダイス交換方法ではダイス交換に要する時間が長い為、多品種極小ロット生産を行うには難があった。

【0006】

ダイス交換装置の課題は、ダイス交換時間を短くすることによりサイクルタイムを短縮し、生産性を上げることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

コンテナの移動手段を備え、メインシリンダ装置により前記コンテナに装填されたビレットを押出ステムによりダイスから押出して形材を成形する押出プレスのダイス交換装置において、
ダイスアッセンブリを搭載可能な２つのダイカセットを、前記押出プレスの中心及び操作側のダイス交換位置Ａ間と、前記押出プレスの中心及び反操作側のダイス交換位置Ｂ間とで、前記押出ステムによる前記ビレットの押出方向に直交する方向にそれぞれ独立して往復運動させることが可能なダイス交換駆動装置を装備し、
２つの前記ダイカセットの一方で、使用済みの前記ダイスアッセンブリを、前記押出プレスの中心から、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂの一方へ移動させると共に、２つの前記ダイカセットの他方で、未使用の前記ダイスアッセンブリを、前記押出プレスの中心へ移動させることとした。

【0008】

前記ダイス交換駆動装置における、２つの前記ダイカセットの、前記押出プレスの中心及び前記ダイス交換位置Ａ間と、前記押出プレスの中心及び前記ダイス交換位置Ｂ間とでの往復移動が、個別の電動モータを駆動手段として行われることとした。

【0009】

２つの前記ダイカセットの一方を、前記押出プレスの中心から、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂの一方へ移動する際のせん断力により、前記型材を切断するダイスライドシャー機能を備え、
前記ダイスライドシャー機能において、２つの前記ダイカセットの一方に、２つの前記ダイカセットの他方を接触させた状態で、個別の前記電動モータを協働させて型材切断を行えることとした。

【0010】

押出中の前記ダイスアッセンブリを搭載した、２つの前記ダイカセットの一方に対して、次回押出に使用するための未使用の前記ダイスアッセンブリを搭載した、２つの前記ダイカセットの他方を、前記押出プレスの中心と、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂのとの間にそれぞれ設定されたダイス待機位置の一方に移動させて待機させることとした。

【0011】

少なくとも、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂ間の横行と、少なくとも、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂにおける、前記ダイスアッセンブリの昇降と、が可能なダイスハンドリング装置を、前記押出プレスの上方に備えた。

【0012】

前記ダイスハンドリング装置により、未使用の前記ダイスアッセンブリが載置される、ダイス投入テーブルと、該ダイス投入テーブルに載置された、未使用の前記ダイスアッセンブリを、２つの前記ダイカセットの一方に押し込むためのダイス押込みシリンダを、前記ダイス交換位置Ａ及び前記ダイス交換位置Ｂに配置した。

【発明の効果】

【0013】

１）ダイスの交換時間の最小化が実現できるため、多品種極小ロット生産の押出で頻繁にダイス交換をする際に特に効果を発揮することができる。
２）ダイスライドシャー時に、２個配備したモータの双方を同時に作用させることで、個々のモータ容量の削減が図れ、ダイスライドシャーが終了した時点で次の押出のためのコンテナ前進と、ダイカセットのダイス投入位置までの動作を同時に行えるため、ダイス交換時間の短縮に寄与する。
また、押出プレスのメインタイロッドの間隔を広げることもなく、モータ駆動装置できる為、押出プレスのコンパクトが実現、省資源とつながる。
３）従来の油圧シリンダからモータ駆動に変えたことによって省エネ、省スペースが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の押出プレスの全体概形図である。

【図2】本発明のダイス交換装置の概形図でコンテナ側から見た図である。

【図3】本発明のダイス交換装置の側面図で操作側から見た図である。

【図4】本発明のダイス交換装置の側面図で反操作側から見た図である。

【図5】本発明のダイス交換装置の駆動部の詳細図である。 （ａ）操作側から見た駆動部の詳細図である。 （ｂ）コンテナ側から見た駆動部の詳細図である。

【図6】本発明のダイス投入用テーブルで矢視Ｘから見た詳細図である。

【図7】本発明のダイカセットＢがダイス待機位置Ｂから押出プレス中心へ移動する 時の図である。

【図8】本発明のダイカセットＡがダイス待機位置Ａから押出プレス中心へ移動する 時の図である。

【図9】本発明のダイス交換動作のフローチャートでダイカセットＡからダイカセッ トＢへ交換する場合である。

【図10】本発明のダイス交換動作のフローチャートでダイカセットＢからダイカセ ットＡへ交換する場合である。

【図11】本発明のダイス投入・取出し装置で、押出中ダイカセットＡの使用済ダイ スを取出しダイカセットＡへ未使用ダイスを投入するフローチャートであ る。

【図12】本発明のダイス投入・取出し装置で、押出中ダイカセットＢの使用済ダイ スを取出しダイカセットＢへ未使用ダイスを投入するフローチャートであ る。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に係る押出プレスのダイスを交換する装置の実施形態を、鉄系金属または非鉄金属のうちアルミニウムを一例として、図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【0016】

最初に、本発明の押出プレスの概要について図１を用いて説明する。
図１に示すように、本発明に用いる押出プレスはエンドプラテン１とメインシリンダ２を対向して配置し、両者を複数のタイロッド３によって連結している。エンドプラテン１の内側面には押出穴が形成されたダイス４を挟んでコンテナ５が配置され、コンテナ５内にビレット６を装填し、これをダイス４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材が押出成形される。

【0017】

押出作用力を発生させるメインシリンダ２は、メインラム９を内蔵し、これをコンテナ５に向けて加圧移動可能としている。このメインラム９の前端部にはコンテナ５のビレット装填穴と同芯配置されるように押出ステム７がその先端に図示しないダミーブロックを密接させて、コンテナ５に向けて突出状態でメインクロスヘッド８を介して取付けられている。したがって、メインシリンダ２を駆動してメインクロスヘッド８を前進させると、押出ステム７がコンテナ５のビレット装填穴に挿入され、装填されたビレット６の後端面を加圧して押出材を押出すのである。

【0018】

なお、前記メインシリンダ２には押出軸心と平行に複数のサイドシリンダ１０が取付けられており、そのシリンダロッド１１がメインクロスヘッド８に連結されている。これによって押出工程の準備工程として押出ステム７をコンテナ５近接させた位置に初期移動させ、押出加圧動作はメインシリンダ２及びサイドシリンダ１０の両者を用いて行なわせる構成となっている。

【0019】

図２は本発明のダイス交換装置の概形図でコンテナ側から見た図である。
ダイス交換装置１９はダイス交換駆動装置２０とダイスハンドリング装置５０とから構成される。
ダイス交換駆動装置２０によってダイスアッセンブリ３２を搭載したダイカセットは、押出プレス中心と操作側との間を往復運動するダイカセットＡ２１と、押出プレス中心と反操作側との間を往復運動するダイカセットＢ２２の２種類がある。
押出プレスの操作側と反操作側にはダイス交換位置Ａとダイス交換位置Ｂとがあり、この２か所の位置で、未使用のダイスアッセンブリ３２Ｂと使用済のダイスアッセンブリ３２Ａが自動的に交換されることになっている。

【0020】

図３、図４、図５と合わせて本発明を詳細に説明する。
ダイス交換駆動装置２０のチェーンは図５（ａ）にあるように２本のチェーンで構成される。
２本のチェーンのうち１本がコンテナ５側で、もう１本がエンドプラテン１側にあり、２本平行に設置してある。
それぞれのチェーンは電動モータＡ２７と電動モータＢ２８とにより駆動される。２本のチェーンには駆動金具が取り付けられており、チェーンＡ２９に取り付けられた駆動金具Ａ２３、チェーンＢ３０に取り付けられた駆動金具Ｂ２４とがあり、この駆動金具をダイカセットに引っ掛けることにより２つのダイカセットがそれぞれ独立して移動する構成になっている。

【0021】

また、ダイスハンドリング装置５０は押出プレスに設置されたレール６３上をローラ５６を駆動することにより、押出プレスの操作側から反操作側までの間を移動する。
ダイスハンドリング装置は、ダイス交換位置で使用済ダイスを吊り上げて回収する一方、図示しないダイス炉で予熱された、未使用ダイスをダイカセットに投入する構成になっている。

【0022】

図３は操作側からダイス交換装置１９とダイスハンドリング装置５０を見たものである。ダイカセットを運搬するチェーンＡ２９とチェーンＢ３０とは図示のように装着されている。
また、ダイスハンドリング装置５０にはダイスハンドリング昇降用モータ５２でピニオン５９を介してラック５１を駆動することにより、ダイスアッセンブリ３２を昇降させる。一方ダイスハンドリング横行用モータ５４でローラ５６をレール６３に沿って駆動することによってダイスハンドリング装置５０を、押出プレスの操作側から反操作側まで移動させることができる。

【0023】

使用済ダイスは、昇降フレーム５８に保持されてダイスハンドリング装置５０により上部に持ち上げられる。その後メンテを行い、図示しないダイス炉の中で予熱される。
ダイス炉で予熱されたダイスアッセンブリ３２は、保持装置５７に保持されてダイスハンドリング装置５０により下降し、ダイカセットの中にセットされる。
以上は、操作側にダイスハンドリング装置５０が移動した場合の構成で、反操作側にダイスハンドリング装置５０が移動した場合も同等のことがいえる

【0024】

図５にダイス交換装置１９の正面と操作側から見た図を示す。
駆動装置に張られたチェーンは図５（ａ）を見ると分かるように、２列になっている。それぞれのチェーンを電動モータ２７と電動モータ２８によって駆動する。そのためチェーンＡ２９とチェーンＢ３０とはそれぞれ独立に駆動されることになる。

【0025】

図５（ａ）はダイカセットを移動させるための駆動チェーンがチェーンＡ２９、チェーンＢ３０と２列になっていることと、それぞれのチェーンを支持するスプロケットがスプロケットＡ３３とスプロケットＢ３４とそれぞれのチェーンに対応している。そしてチェーンＡ２９とチェーンＢ３０とは独立して動く様になっている。
図５（ｂ）はダイス交換駆動措置２０をコンテナ５方向から見たもので、ダイカセットを移動させるための電動モータと駆動チェーンとがあり、電動モータＡが駆動チェーンＡを駆動してチェーンＡを動かし、電動モータＢが駆動チェーンＢを駆動してチェーンＢを
動かすことになる。

【0026】

また、図５（ｂ）では、操作側にダイス交換位置Ａ、ダイス待機位置Ａ、反操作側にダイス交換位置Ｂ、ダイス待機位置Ｂが設定されている。ダイス交換位置とはダイスを使用済のものから未使用のものに交換する位置である。また、ダイス待機位置とは図５（ｂ）にあるように、未使用のダイスがダイカセットに保持されて、押出で使用中のダイスのすぐ横で待機しており、押出完了と同時に未使用ダイスが押出が出来る押出プレス中心位置に移動するようになっている。

【0027】

図６はダイス投入用テーブル４５を図３の矢視Ｘから見た図である。ダイスハンドリング装置５０によってＶ字型に設置されているダイス投入用テーブルＡ４５に載置されたダイアッセンブリ３２はダイス押込みシリンダＡ４７によって駆動される押込み用ヘッド部品Ａ４１によってダイカセットＡ２１の中に押込まれてセットされる。
ダイスアッセンブリ３２がセットされたダイカセットＡ２１はダイス交換位置Ａから駆動チェーンＡ２５によってダイス待機位置Ａまで移動する。

【0028】

図７により、ダイスアッセンブリ３２Ａによる押出が終了した時の、ダイカセットＡ２１およびダイカセットＢ２２の動作について説明する。
押出が終了するまでには、押出中のダイスアッセンブリ３２Ａが押出プレスの中心に位置するのはもちろんであるが、２つ目の未使用のダイスアッセンブリ３２Ｂは反操作側のダイス待機位置ＢでダイカセットＡ２１とダイカセットＢ２２が接触して待機している。
押出が完了して、コンテナ５と押出ステム７が後退した後、メインシャー３１が下降しディスカードを切断する。その後、チェーンＡ２９、チェーンＢ３０を同時に、操作側に同方向に駆動して、ダイカセットＡ２１とダイカセットＢ２２を操作側に移動させて、アルミ素材をせん断力で切断するとともに未使用ダイスを押出プレス中心に設置する。独立した２つのチェーンＡ２９とチェーンＢ３０とで駆動する為、１本のチェーンで駆動する場合と比較するとコンパクトに構成されたチェーン駆動で所定の切断力が出せる構成になっている。

【0029】

図８により、ダイスアッセンブリ３２Ｂによる押出が終了した時の、ダイカセットＡ２１およびダイカセットＢ２２の動作について説明する。
押出が終了するまでには、押出中のダイスアッセンブリ３２Ｂが押出プレスの中心に位置するのはもちろんであるが、２つ目の未使用のダイスアッセンブリ３２Ａは操作側のダイス待機位置ＡでダイカセットＡ２１とダイカセットＢ２２が接触して待機している。
押出が完了して、コンテナと押出ステムが後退した後、メインシャー３１が下降しディスカードを切断する。その後、チェーンＡ２９、チェーンＢ３０を同時に、反操作側に同方向に駆動して、ダイカセットＡ２１とダイカセットＢ２２を反操作側に移動させて、アルミ素材をせん断力で切断するとともに未使用ダイスを押出プレス中心に設置する。

【0030】

図９は本発明のダイカセットＢ２２がダイス待機位置Ｂから押出プレス中心へ移動する時のフローチャートである。

【0031】

図１０は本発明のダイカセットＡ２１がダイス待機位置Ａから押出プレス中心へ移動する時のフローチャートである。

【0032】

図１１は本発明の押出プレスの操作側での、未使用のダイスの投入と使用済ダイスの取出しを説明するフローチャートである。
炉内で予熱された未使用のダイスを保持装置５７でクランプし保持装置５７を下降させてダイスを投入用テーブルに載置する。同時に保持装置５７で使用済のダイスをクランプした後、保持装置５７を上昇させることにより使用済ダイスを上方に取出すことになる。

【0033】

図１２は本発明の押出プレスの操作側での、未使用のダイスの投入と使用済ダイスの取出しを説明するフローチャートである。

【0034】

なお、本発明でダイカセットが同時動作しなくて良い場合は、クラッチ機構によりモータを１個に減らせる。
また、ダイカセット２個同時動作の場合には、クラッチ機構が不要となる。

【0035】

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）ダイスの交換時間の最小化が実現できるため、多品種極小ロット生産の押出で頻繁にダイス交換をする際に特に効果を発揮することができる。
２）ダイスライドシャー時に、２個配備したモータの双方を同時に作用させることで、個々のモータ容量の削減が図れ、ダイスライドシャーが終了した時点で次の押出のためのコンテナ前進と、ダイカセットのダイス投入位置までの動作を同時に行えるため、ダイス交換時間の短縮に寄与する。
また、押出プレスのメインタイロッドの間隔を広げることもなく、モータ駆動装置できる為、押出プレスのコンパクトが実現、省資源とつながる。
３）従来の油圧シリンダからモータ駆動に変えたことによって省エネ、省スペースが実現できる。

【符号の説明】

【0036】

１ エンドプラテン
２ メインシリンダ
３ タイロッド
４ ダイス
５ コンテナ
６ ビレット
７ 押出ステム
８ メインクロスヘッド
９ メインラム
１０ サイドシリンダ
１１ サイドシリンダロッド
１２ コンテナホルダー
１４ 押出材
１９ ダイス交換装置
２０ ダイス交換駆動装置
２１ ダイカセットＡ
２２ ダイカセットＢ
２３ 駆動金具Ａ
２４ 駆動金具Ｂ
２５ 駆動チェーンＡ
２６ 駆動チェーンＢ
２７ 電動モータＡ
２８ 電動モータＢ
２９ チェーンＡ
３０ チェーンＢ
３１ メインシャー装置
３２Ａ ダイスアッセンブリ
３２Ｂ ダイスアッセンブリ
３３ スプロケットＡ
３４ スプロケットＢ
４１ ダイス押込みヘッド部品Ａ
４２ ダイス押込みヘッド部品Ｂ
４３ フリーローラＡ
４４ フリーローラＢ
４５ ダイス投入用テーブルＡ
４６ ダイス投入用テーブルＢ
４７ ダイス押込みシリンダＡ
４８ ダイス押込みシリンダＢ
５０ ダイスハンドリング装置
５１ ラック
５２ ダイスハンドリング昇降用モータ
５３ チェーン
５４ ダイスハンドリング横行用モータ
５５ チェーン
５６ ローラ
５７ 保持装置
５８ 昇降フレーム
５９ ピニオン
６１ 未使用ダイス
６２ 使用済ダイス
６３ レール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】