特許 6287114 間接複動押出プレス装置

(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】6287114

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】間接複動押出プレス装置

(51)【国際特許分類】

   B21C 23/21 20060101AFI20180226BHJP

   B21C 31/00 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   B21C23/21 A

   B21C31/00

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-244650(P2013-244650)

(22)【出願日】2013年11月27日

(65)【公開番号】特開2015-100830(P2015-100830A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2016年9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】 特開昭６１−１４７９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２２５７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−０２２４３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１４／０４１８８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２２６７１１（ＪＰ，Ａ）

(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】

コンテナシリンダにおいて、コンテナが押出方向に移動するとき、作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と、ビレット内部にマンドレルでピアシングを行うピアサシリンダの、該マンドレルが固定されたロッドのロッド側室受圧面積が同一で、
ピアシング完了後に押出ステムによりビレットを押出すに際して、前記コンテナシリンダから作動油を排出する側の前記シリンダ室と前記ピアサシリンダの前記ロッド側室とを油圧管路で接続して連通するようにした間接複動押出プレス装置で、
前記コンテナシリンダに押出方向の油圧を作用させて押出力を増加させる機能を持たせた間接複動押出プレス装置において、
前記ピアサシリンダの前記ロッド側室に作用する油圧を検知する手段を設け、該油圧から算出される、押出中に、押出方向と反対の向きに作用し押出力を減少させる、ビレットと前記マンドレルとの間に作用する摩擦力に対して、該摩擦力により減少する押出力を増加させるように、前記コンテナシリンダの反排出側に供給される油圧を、油圧ポンプから送られる圧油の油圧を設定する比例電磁リリーフ弁の圧力設定値を増加させるように制御することを特徴とする間接複動押出プレス装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マンドレルストッパー機能を有するコンテナシリンダに押出方向に油圧力を作用させて押出力を増加させる機能を持たせた間接複動押出プレスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば銅、アルミニウム及びその合金等を用いて間接複動押出方法により管状製品の押出加工を行う押出プレスは、シリンダプラテンとエンドプラテンが対向して配置され、シリンダプラテンにはメインシリンダ、メインラム、押出ステム及びマンドレルが、エンドプラテンにはダイスが設けられ、加圧ステムとダイスとの中間にはコンテナシリンダにより進退自在とするコンテナを有した公知の構成となっている。
押出ステムは、その先端にダミーブロックを配し、シリンダプラテンに設けられたメイ
ンシリンダ内に組み込まれたメインラムに、メインクロスヘッドを介して取り付けられる
ものであり、前記押出ステムの中心位置にはマンドレルがピアサシリンダロッドとともに
、押出ステムと同行及び進退自在に配置される。そして、押出ステムに対向してダイスが
エンドプラテンに取り付けられている。

【0003】

押出ステムとダイスの中間には、進退自在にコンテナが配置され、そして、コンテナ内
にビレットが収納される。コンテナ内に収納されたビレットに対し、押出ステムがダイス
側へ移動することによってビレットが押圧されてアプセットが完了する。アプセット後に
マンドレルが前進してビレットに対するピアシングが行われ、マンドレルはダイスの所定
の前進位置で停止するとともに、押出ステムが再び前進することにより、ビレットは管状
製品として複動押出される。

【0004】

間接複動型の押出プレスでは、マンドレルの先端部をダイスのベアリング部の所定位置に停止させて製品を押出すに際し、マンドレルとダイスのベアリング部との相対位置が製品に引っ張られても停止位置がズレないようマンドレルの位置が保持される構成となっている。
特許文献１には、メインシリンダ内に設けたピアサシリンダと、押出プレス軸芯から外
れてマンドレルと強制的に連結された止め金具とを備え、この止め金具は油圧パイロット
弁に作用して、ダイスのベアリン部の所定の軸方向位置（停止位置）を保持するようにピ
アサシリンダのロッド側室へ一定量の圧油媒体を供給することを開始させる。そして、圧
油媒体の供給量が、マンドレルが静止しかつメインラムが前進する際のピアサシリンダロ
ッド側室の容積増大量に一致するようにして位置保持制御する複動型の押出プレスが開示
されている。
（特許文献１参照）

【0005】

ところで、前記従来型の複動型の押出プレスでは機械的に止め金具と連接棒を介して油
圧パイロット弁を切り替え、一定量の圧油媒体を供給することにより、マンドレルをダイ
スのベアリング部の所定位置に保持する構成となっているので、油圧パイロット弁のスプ
ールのランドに相当する移動ストローク分だけ制御に遅れが生じ、押出成形中にマンドレ
ルの先端部が所定の停止位置に対し数ミリメートル前後動することになる。
そのため、押出された管状製品の肉厚にばらつきがあり、安定した品質の管状製品を得
ることができなかった。

【0006】

さらには、従来の複動型押出プレスにおいては、以下のような問題があった。
コンテナ内にビレットを押出ステムで押して挿入後、ビレットのアプセットをして、ビレット内部にマンドレルでピアシングした後、フィックスマンドレルで押出す場合、ビレットとマンドレル表面に摩擦力が発生し押出中にマンドレルにプル力が作用する。これによりダイスに作用する押出力がその分減少したこととなり、最も押出所要力の必要とする押し始めにおいて押出力が有効に活用できないということがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特公昭４９−２６１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ビレットとマンドレル表面の
間で押出中に作用する摩擦力により減少する押出力を、コンテナシリンダへ圧油を供給することで、油圧式マンドレルストッパー機能を有するコンテナシリンダに押出方向に油圧力を作用させて押出力を増加させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

コンテナシリンダにおいて、コンテナが押出方向に移動するとき、作動油を排出する側のシリンダ室受圧面積と、ビレット内部にマンドレルでピアシングを行うピアサシリンダの、該マンドレルが固定されたロッドのロッド側室受圧面積が同一で、
ピアシング完了後に押出ステムによりビレットを押出すに際して、前記コンテナシリンダから作動油を排出する側の前記シリンダ室と前記ピアサシリンダの前記ロッド側室とを油圧管路で接続して連通するようにした間接複動押出プレス装置で、
前記コンテナシリンダに押出方向の油圧を作用させて押出力を増加させる機能を持たせた間接複動押出プレス装置において、
前記ピアサシリンダの前記ロッド側室に作用する油圧を検知する手段を設け、該油圧から算出される、押出中に、押出方向と反対の向きに作用し押出力を減少させる、ビレットと前記マンドレルとの間に作用する摩擦力に対して、該摩擦力により減少する押出力を増加させるように、前記コンテナシリンダの反排出側に供給される油圧を、油圧ポンプから送られる圧油の油圧を設定する比例電磁リリーフ弁の圧力設定値を増加させるように制御する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の間接複動押出プレスはビレットとマンドレル表面の間で押出中に作用する摩擦力により減少する押出力を、コンテナシリンダへ圧油を供給することで、油圧式マンドレルストッパー機能を有するコンテナシリンダに押出方向に油圧力を作用させて押出力を増加させることにより、押出力を補完することによって、従来では押出しできなかった薄肉の管状製品や、また長いサイズのビレットを押出すことができるようになり、複動押出プレスの小型化を図ることができるとともに、生産性の向上、省エネ、省力化を達成することができる。また、押出操作中に押出力が変動しても、コンテナシリンダに供給する作動油圧力や供給量をその都度調整する必要がなく、操作性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の間接複動押出プレスの工程を概略的に示す断面図である。

【図2】本発明の油圧回路を含めた実施形態を示す説明図である。

【図3】マンドレル先端をダイスのベアリング部に位置させた押出状態を示す説明図である。

【図4】本発明の他の実施形態で油圧回路を含めた説明図である。

【図5】本発明の別の実施形態を示し、押出ステムの先端にラムノーズを配した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明に係る間接複動押出プレス１０を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は押出開始前の状態を、図１（ｂ）はビレットをコンテナに収納した状態を、図１（ｃ）はビレットにマンドレルを挿通した状態を、図１（ｄ）は押出完了後の状態をそれぞれ概略的に示している。
図１（ａ）に示すように間接複動押出プレス１０は、エンドプラテン１１とシリンダプラテン１２が対向して配置され、エンドプラテン１１にはダイステム１６が、シリンダプラテン１２にはメインシリンダ１２ａとメインラム１３、押出ステム１４が設けられ、ダイステム１６と押出ステム１４との中間にはエンドプラテン１１に配したコンテナシリンダ２４により進退自在とするコンテナ２０を有した構成となっている。

【0015】

押出ステム１４は、その先端にダミーブロック１７を配し、シリンダプラテン１２に設
けられたメインシリンダ１２ａ内に組み込まれたメインラム１３に、メインクロスヘッド
１８を介して取り付けられるものであり、前記押出ステム１４の中心位置にはマンドレル
１５がピアサシリンダロッド１９とともに、押出ステム１４と同行及び進退自在に配設さ
れる。押出ステム１４と対向するダイステム１６はエンドプラテン１１に取り付けられ、
前記ダイステム１６の先端にはダイス２１を有する構成となっている。符号２３は、メイ
ンラム１３内に設けたピアサシリンダである。
そして、符号２２は、ビレットであり、コンテナ２０と押出ステム１４の間にダミーブ
ロック１７とともに図示しないビレットローダにより供給される。

【0016】

図１（ｂ）示すように、押出ステム１４及びダイステム１６の両ステムの中間には、コ
ンテナ２０がコンテナシリンダ２４により進退自在に配置され、ビレット２２はダミーブ
ロック１７とともに、押出ステム１４の前後移動とコンテナ２０の後退移動によりコンテ
ナ２０内に収納される。その後、コンテナ２０内に収納されたビレット２２に対し、コン
テナ２０と押出ステム１４がダイステム１６側へ移動することによって両ステムに押圧さ
れてアプセットが完了する。
アプセットの完了後、図１（ｃ）で示すようにマンドレル１５が前進してビレット２２
に対するピアシング行われ、マンドレル１５は所定の前進位置に停止するとともに、押出
ステム１４及びコンテナ２０が同一速度で前進移動することにより、図１（ｄ）に示すよ
うにビレット２２は管状の押出製品２６として押出される
マンドレル１５の停止位置は、ダイス２１の端面から所定の寸法Ｓに設定される。

【0017】

次に、本発明に係る間接複動押出プレス１０の実施形態について、図２、３を用いて詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態を示し、符号１１はエンドプラテン、１２はエンドプラテンに対向して設けたシリンダプラテン、１３はメインシリンダ１２ａに摺動自在に取り付けたメインラム、１８はメインラム１３に連結したメインクロスヘッドであり、メインクロスヘッド１８は図示しないマシンベース上を摺動させるように配置してある。なお、エンドプラテン１１とシリンダプラテン１２は、同じく図示しないタイバーにより所定の間隔で保持可能な構成となっている。

【0018】

また、メインラム１３内にはピアサシリンダ２３が設けられ、ピサシリンダロッド１９
の先端には図示しないマンドレルホルダを介してマンドレル１５が螺着されている。そし
て、マンドレル１５は、メインクロスヘッド１８の先端に取り付けた押出ステム１４の中
を摺動自在に装着されている。
一方、エンドプラテン１１には、先端部にダイス２１を備えたダイステム１６がコンテ
ナ２０のビレット収納穴に挿通自在に設けられている。ビレット２２を収納するコンテナ
２０は、エンドプラテン１１に設けた複数のコンテナシリンダ２４により進退可能に配さ
れている。符号１７は、押し出しステム１４の先端に配したダミーブロックである。

【0019】

図２において、符号３１はピアサシリンダ２３のロッド側室を示し、その受圧面積はＡ
平方センチメートルに設定されている。符号３２はコンテナシリンダ２４のコンテナ２０
が押出方向に移動するときに作動油が排出される側のシリンダ室を示し、図２では２本の
コンテナシリンダ２４を設ける構成としたので、実質的同一となる各シリンダの受圧面積
はピアサシリンダ２３のロッド側室の受圧面積Ａ平方センチメートルの二分の一（１／２
Ａ平方センチメートル）に設定されている。図２では、コンテナシリンダ２４をエンドプ
ラテン１１に設ける構成としたので、コンテナ２０が押出方向に前進移動するときの作動
油の排出側はシリンダのヘッド側となる。コンテナシリンダ２４を４本用いる構成の場合
では、その受圧面積はＡ平方センチメートルの四分の一（１／４Ａ平方センチメートル）
に設定される。

【0020】

マンドレル１５の保持手段は、ビレット２２を押出す際にピアサシリンダ２３のロッド側室とコンテナシリンダ２４が前進移動するときに作動油が排出される側、即ち図２においては、コンテナシリンダのヘッド側室３２とを連通することで構成される。間接複動押出方式の押出プレスでは、押出ステム１４とコンテナ２０とが同調して前進移動（同行）するので、連通することによりコンテナシリンダ２４から排出される作動油がピアサシリンダ２３のロッド側室３１へ供給される。このため、押出ステム１４が前進移動してもマンドレル１５の先端は移動をすることなく相対移動を行い、図３に示すようにダイス２１の端面からの所定の停止位置Ｓを保持し、マンドレルの先端部位置は規制される。
図３において、符号２６はダイス２１から押出される管状の押出製品を、２１ａはダイ
スのベアリング部を示す。

【0021】

図２を参照して、マンドレル保持手段の油圧回路４０の構成について説明する。符号４１及び４２は可変吐出型油圧ポンプで、図示しない電動機により駆動される。
可変吐出型油圧ポンプ４１、４２は図示しない公知の圧力調整弁等を備え、圧力が調整され、各シリンダに圧油を供給する。符号４３はピアサシリンダ２３を、４４はコンテナシリンダ２４を動作させる電磁弁で、符号４５、４６及び４７は、ピアサシリンダ２３のロッド側室３１とコンテナシリンダ２４が前進移動するときに作動油が排出される側であるコンテナシリンダのヘッド側室３２とを連通するときに操作する電磁弁である。

【0022】

次に、本発明に係る間接複動押出プレス１０の実施形態について、図２を用いて詳細に説明する。
押出開始と同時に、メインラム１３を前進させて押出ステム１４を移動させ、ダイス２１から所望の均一な肉厚を有した管状の押出製品２６を得る。押出中は電磁弁４４のＳＯＬａを励磁してコンテナシリンダ２４のロッド側３３へ圧油を供給することで、油圧式マンドレルストッパー機能を有するコンテナシリンダ２４に押出方向に油圧力を作用させて押出力を増加させる。また、電磁弁４５〜４７のＳＯＬｂを励磁してコンテナシリンダ２４のヘッド側室３１とピアサシリンダ２３のロッド側室３２とを連通させる。前述したように、コンテナシリンダ２４のヘッド側室受圧面積とピアサシリンダのロッド側室受圧面積を実質的に同一面積としたので、コンテナシリンダ２４から排出される作動油によりピアサシリンダロッド１９はコンテナの前進速度と同調して相対移動を行う。このため、ダイス２１のベアリング部２１ａの所定の停止位置にあるマンドレル１５の先端面は常に所定の停止位置で保持されることになる。
そして、押出の終了時には、励磁した電磁弁のＳＯＬを消磁する。

【0023】

ここで、本発明のコンテナ２０、マンドレル１５に作用する摩擦力について説明する。押出中にはビレット２２とマンドレル１５との間に作用する摩擦力は、ビレット２２には押出方向とは反対の向きに作用する。一方、ビレット２２とコンテナ２０との間に作用する摩擦力は、ビレット２２には押出の方向の向きに作用する。
ところで、コンテナ２０の内面積はマンドレル１５の表面積よりも大きいので、ビレット２２とコンテナ２０との間に作用する摩擦力の方が、ビレット２２とマンドレル１５との間に作用する摩擦力よりも大きい為、コンテナシリンダ２４の油圧力により、ビレット２２とマンドレル１５との間に作用する摩擦力で失う押出力より大きな押出力を得ることができる。

【0024】

以上述べた、コンテナシリンダ２４の油圧力で押出力を増加するコンテナシリンダ２４の制御方法について図２で説明する。
マンドレル１５に働く摩擦力は、荷重伝播してピアサシリンダ２３のロッド側シリンダ室３１に作用する。そこでピアサシリンダ２３のロッド側シリンダ室３１の油圧力を圧力センサー５０で検知し、得られた信号を増幅器５１で増幅しコントローラ５２で力―圧力変換を行い、比例電磁リリーフ５３の圧力を制御する。可変吐出型油圧ポンプ４１から送られる圧油は、前記比例電磁リリーフ５３の圧力設定値の圧力値でコンテナシリンダ２４のロッド側３３に送られる。この圧油により、前記押出力を増加することができる。

【0025】

図４は、本発明の他の実施形態を示す。図２との違いは、コンテナシリンダ２４をメイ
ンシリンダ１２に設ける構成としたことで、コンテナシリンダ２４が前進移動する時の作
動油の供給側がシリンダのヘッド側室３６となることであり、それ以外の構成は前述した図２と同じ構成となっている。したがって、押出中はコンテナシリンダ３５のヘッド側室３６受圧面に圧油を供給し、コンテナシリンダ３５でコンテナ２０に押出方向に押出力を加える構成になっている。

【0026】

図５は、本発明の別の実施形態を示し、押出ステム１４の先端とダミーブロック１７と
の間にラムノーズ６０を設ける構成とした。ラムノーズ６０は前部が小径でコンテナ内に
挿入されて先端面でダミーブロック１７と当接し、後部は大径であり段部でコンテナ２０
の端面と、後端面で押出ステム１４と当接する。押出ステム１４が前進移動すると、ラム
ノーズ６０を介してコンテナ２０が前進移動し、ダミーブロック１７を介してコンテナ２
０内に挿入されたビレット２２を押圧する構成となっている。
図５では、ラムノーズ６０とダミーブロック１７及び押出ステム１４をそれぞれ独立し
て設ける構成としたがこれに限定されるものではなく、ラムノーズ６０とダミーブロック
１７又はラムノーズ６０と押出ステム１４若しくはラムノーズ６０とダミーブロック１７
及び押出ステム１４を一体とする構成が用いられても良い。

【0027】

以上説明したように、本発明の間接複動押出プレスはビレットとマンドレル表面の間で押出中に作用する摩擦力により減少する押出力を、コンテナシリンダへ圧油を供給することで、油圧式マンドレルストッパー機能を有するコンテナシリンダに押出方向に油圧力を作用させて押出力を増加させることにより、押出力を補完することによって、従来では押出しできなかった薄肉の管状製品や、また長いサイズのビレットを押出すことができるようになり、複動押出プレスの小型化を図ることができるとともに、生産性の向上、省エネ、省力化を達成することができる。また、押出操作中に押出力が変動しても、コンテナシリンダに供給する作動油圧力や供給量をその都度調整する必要がなく、操作性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0028】

１０ 間接複動型押出プレス
１１ エンドプラテン
１２ シリンダプラテン
１２ａ メインシリンダ
１３ メインラム
１４ 押出ステム
１５ マンドレル
１６ ダイステム
１７ ダミーブロック
１８ メインクロスヘッド
１９ ピアサシリンダピストンロッド
２０ コンテナ
２１ ダイス
２２ ビレット
２３ ピアサシリンダ
２４ コンテナシリンダ
２６ 管状の押出製品
３１ ピアサシリンダロッド側室
３２ コンテナシリンダヘッド室
３３ コンテナシリンダロッド室
３５ 他の実施形態のコンテナシリンダ
３６ 他の実施形態のコンテナシリンダヘッド室
３７ 他の実施形態のコンテナシリンダロッド室
４１ ４２ 可変吐出量ポンプ
５０ 圧力センサー
５１ 増幅器
５２ コントローラ
５３ 比例電磁リリーフ弁
６０ ラムノーズ
Ｓ マンドレル先端部の停止位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】