(57)【要約】【課題】  従来の複動型押出プレスにおいては、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し、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。【解決手段】  サイドシリンダにおいて、メインクロスヘッド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ピアサシリンダ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、前記サイドシリンダから作動油を排出する側のシリンダ室と前記ピアサシリンダの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直接複動型押出プレスにおいて、サイドシリンダに押出方向の油圧力を作用させて押出力を増加させる機能を持たせる。   【選択図】図１
2015112613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドシリンダにおいて、メインクロスヘッド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ピアサシリンダ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、前記サイドシリンダから作動油を排出する側のシリンダ室と前記ピアサシリンダの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直接複動型押出プレスにおいて、
サイドシリンダに押出方向の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ことを特徴とする直接複動型押出プレス装置。
【請求項２】
ピアサシリンダのロッド側に作用する油圧力を検知する手段を設け、その作用力に対して予め決められた相当力の油圧力になるように圧力設定を随時定め、油圧ポンプと設定圧力でその油圧力を制御することで、サイドシリンダに押出方向に油圧力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の直接複動型押出プレスの制御方法。
【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機能を有するサイド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直接複動型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直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、押出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押出される。
【０００４】
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。
【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、メインラムとサイド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サイド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】
上記課題を解決するために、本発明は、サイドシリンダにおいて、メインクロスヘッド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ピアサシリンダ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、前記サイドシリンダから作動油を排出する側のシリンダ室と前記ピアサシリンダの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直接複動型押出プレスにおいて、
サイドシリンダに押出方向の油圧力を作用させて押出力を増加させる機能を持たせる。
【００１０】
ピアサシリンダのロッド側に作用する油圧力を検知する手段を設け、その作用力に対して予め決められた相当力の油圧力になるように圧力設定を随時定め、油圧ポンプと設定圧力でその油圧力を制御することで、メインラムとサイドシリンダに押出方向に油圧力を作用させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の直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、メインラムとサイドシリンダへ圧力設定をした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サイド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】
【００１２】
【図１】本発明の直接複動型押出プレスの概略を示す断面図である。
【図２】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る直接複動型押出プレス１０を、図１を参照して説明する。
図１に示すように押出プレス１０は、エンドプラテン１１とシリンダプラテン２５が対向して配置され、エンドプラテン１１にはダイス１２が、シリンダプラテン２５にはメインシリンダ２６、メインラム２４、メインクロスヘッド２３と押出ステム２２が設けられ、エンドプラテン１１とシリンダプラテン２５との間にはエンドプラテン１１に配した図示しないコンテナシリンダにより進退自在とするコンテナ１３を有する構成となっている。
【００１４】
押出ステム２２は、シリンダプラテン２５に設けられたメインシリンダ２６内に組み込まれたメインラム２４に、メインクロスヘッド２３を介して取り付けられたものであり、
押出ステム２２の中心位置にはマンドレル３１がサブマンドレル３２、ピアサシリリンダロッド３３を経由してピアサリリンダピストン３５に取り付けられ、押出ステム２２と同行及び進退自在に配置されている。ダイス１２は、押出ステム２２と対向してエンドプラテン１１に設けられている。
そしてビレット１４は、ダイス１２とシリンダプラテン２５側へ移動したコンテナ１３との間でダミーブロック２１とともに図示しないビレットローダにより供給される。ダミーブロック２１はビレット１４の供給を円滑に行うためビレット１４のみコンテナ１３に挿入した後、押出ステム２２を後退させて図示しないダミーブロック供給装置により押出プレス中心へ移動させてコンテナ１３に挿入してもよい。
【００１５】
シリンダプラテン２５には２本のサイドシリンダ３７が取り付けられており、サイドシリンダロッド３６はメインクロスヘッド２３に固定されている。本図ではサイドシリンダ３７は２本であるが、４本の場合もありうる。
また、メインラム２４の内部にはピアサシリンダ３４があり、サブマンドレル３２は押出ステム２２、メインクロスヘッド２３の内部を進退自在に配置されている。
【００１６】
次に、本発明に係る直接複動型押出プレス１０の実施形態について、図１を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態を示し、符号１１はエンドプラテン、符号２５はエンドプラテンに対向して設けたシリンダプラテン、符号２４はメインシリンダ２６に摺動自在に取り付けたメインラム、符号２３はメインラム２４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２３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２５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。
【００１７】
また、メインラム２４内にはピアサシリンダ３４が設けられ、ピサシリンダロッド３３
の先端にはサブマンドレル３２を介してマンドレル３１が螺着されている。そして、マンドレル３１は、メインクロスヘッド２３の先端に取り付けた押出ステム２２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、ダイス１２を備えでおり、コンテナ１３は、エンドプラテン１１に設けた図示しない複数のコンテナシリンダにより進退可能に配されている。符号２１は、押出ステム２２の先端に配したダミーブロックである。
【００１８】
図１において、符号４０はピアサシリンダ３４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４２はサイドシリンダ３７のメインクロスヘッド２３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１では２本のサイドシリンダ３７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３４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（１／２Ａ平方センチメートル）に設定されている。図１では、サイドシリンダ３７をシリンダプラテン２５に設ける構成としたので、メインクロスヘッド２３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ロッド側となる。サイドシリンダ３７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。
【００１９】
マンドレル保持手段は、ビレット１４を押出す際にピアサシリンダ３４のロッド側室４０とサイドシリンダ３７が前進移動するときに作動油が排出される側、即ち図１においては、サイドシリンダのロッド側室４２とを連通することで構成される。直接複動押出方式の押出プレスでは、マンドレル３１とメインクロスヘッド２３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サイドシリンダ３７から排出される作動油がピアサシリンダ３４のロッド側室へ供給される。このため、押出ステム２２が前進移動してもマンドレル３１の先端は移動をすることなく相対移動を行い、図２に示すようにダイス１２の端面からの所定の停止位置Ｓを保持し、マンドレル３１の先端部位置は規制される。
図２において、符号１５はダイス１２から押出される管状の押出製品を、１６はダイスのベアリング部を示す。
【００２０】
図１を参照して本発明に係るマンドレル保持手段の油圧回路５０の構成について説明す
る。符号５１及び５２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５１、５２は符号６３の比例電磁リリーフを備え、圧力が調整さ
れ、各シリンダに圧油を供給する。符号５５はピアサシリンダ３４を、５６はサイドシリンダ３７を動作させる電磁弁で、符号５３、５４及び５７は、ピアサシリンダ３４のロッド側室４０とサイドシリンダ３７が前進移動するときに作動油が排出される側であるサイドシリンダのロッド側室４２とを連通するときに操作する電磁弁とチェック弁である。
【００２１】
本発明では押出を開始すると同時に、電磁弁５６、電磁弁５８のＳＯＬｂが励磁されて、可変吐出量ポンプ５２から圧油がメインラム２４とサイドシリンダ２４のヘッド側に送られる。この圧油によってサイドシリンダロッド３６、メインクロスヘッド２３が押されることとなり、押出ステム２２の押出力を増加することになる。
なお、この圧油はマンドレルプル力の押出力の損失分を補うだけの圧力設定を比例電磁リリーフ６３によって変えることにより、押出力の増加させるものである。
【００２２】
上記のように構成された直接複動型押出プレス１０の動作について説明する。コンテナ１３をダイス１２へ移動させて、ビレット１４はダミーブロック２１とともにビレットローダに載置されて押出中心位置に供給され、メインラム２４を前進させて押出ステム２２の先端をダミーブロック２１の端面に接触させて、ビレット挿通孔へビレット１４を装入し、次いでアプセットを行う。アプセットの後、電磁弁５５のＳＯＬｂを励磁してピアサシリンダ３４のピストンヘッド側室に圧油を導入し、マンドレル３１を前進しながらビレット１４を穿設し、マンドレル３１の先端を図２で示す、ダイス１２のベアリング部１６の所定の位置に停止（Ｓ）して位置保持するよう電磁弁５５のＳＯＬｂを消磁する。
【００２３】
ここで、本発明のマンドレル３１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１４とマンドレル３１との間に作用する摩擦力は、ビレット１４には押出方向とは反対の向きに作用する。その摩擦力はピアサシリンダロッド室４０に作用する圧力と、ロッド側面積Ａを乗じたものに相当する。押出力が前述の摩擦力の損失分を補うことができるようにする制御手段を次に示す。
【００２４】
以上述べた、メインラム２４とサイドシリンダ３７の油圧力で押出力を増加するサイドシリンダ３７の制御方法について図１で説明する。
マンドレル３１に働く摩擦力は、荷重伝播してピアサシリンダ３４のロッド側シリンダ室４０に作用する。そこでピアサシリンダ３４のロッド側シリンダ室４０の油圧力（図示はしていないがサイドシリンダロッド室４２でもよい）を圧力センサ６０で検知し、得られた信号を増幅器６１で増幅しコントローラ６２で力―圧力変換を行い、比例電磁リリーフ６３の圧力を制御する。可変吐出型油圧ポンプ５２から送られる圧油は、前記比例電磁リリーフ６３の圧力設定値の圧力値でサイドシリンダ３７のヘッド側４３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。
ここで圧力設定値はピアサシリンダロッド側面積と、メインラム２４とサイドシリンダヘッド側の加算した面積の比にピアサシリンダロッド室４０の検出圧力を乗じたもので決定する。
【００２５】
なお、本発明の押出プレスは、コンベンショナルな（ショートストロークタイプでないもの）直接複動型押出プレスのみでなく、ビレットをダイス〜押出ステム間に挿入するフロントローディング式ショートストローク直接複動型押出プレスにも適用できる。
【００２６】
以上説明したように、本発明の直接複動型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、メインラムサイドシリンダへ圧力設定をした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サイド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、サイド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】
【００２７】
１１    エンドプラテン
１２    ダイス
１３    コンテナ
１４    ビレット
１５    押出製品
１６    ベアリング部
２１    ダミーブロック
２２    押出ステム
２３    メインクロスヘッド
２４    メインラム
２５    シリンダプラテン
２６    メインシリンダ
３１    マンドレル
３２    サブマンドレル
３３    ピアサシリンダロッド
３４    ピアサシリンダ
３６    サイドシリンダロッド
３７    サイドシリンダ
４０    ピアサシリンダロッド室
４１    ピアサシリンダヘッド室
４２    サイドシリンダロッド室
４３    サイドシリンダヘッド室
５１、５２  可変吐出量型油圧ポンプ
５３〜５６  電磁弁
５７    チェック弁
５８    電磁弁
６０    圧力センサ
６１    増幅器
６２    コントローラ
６３    比例電磁リリーフ
【図１】
2015112613.tif 000003
【図２】
2015112613.tif 000004