(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドプラテンと、ダイスタックと、コンテナと、押出ステムを有するメインシリンダ装置と、ビレットの残部であるディスカードを切断するシャー装置とを有する押出プレスにおいて、
前記押出プレスが、さらに、前記ダイスタックを前記ディスカードの切断方向に押圧して前記エンドプラテンに固定する第１の固定部と、前記ダイスタックをビレットの押出方向に押圧して前記エンドプラテンに固定する第２の固定部を有し、
前記第１の固定部及び前記第２の固定部において、それぞれ、梃子による第１及び第２の倍力機構により前記ダイスタックを押圧し、
前記シャー装置において、シャー刃を有するシャースライドを摺動自在にガイドするシャーガイドを有し、
前記ダイスタックには、前記コンテナ側への移動を規制するホースシューが設けられ、
梃子による第３の倍力機構により、前記シャーガイドが前記ホースシューを押圧して、前記ダイスタックを押出方向に前記エンドプラテンに固定するとともに、前記ダイスタックの前記コンテナ側の面と前記シャー刃の隙間を所定値に保持し、
前記第２の倍力機構によって、前記ダイスタックを押圧し、さらに、前記第３の倍力機構により、前記シャーガイドが前記ホースシューの開放両端部を押圧して、
前記ダイスタックを、ビレットの押出方向に３点位置で押圧したことを特徴とする押出プレス。
【請求項２】
前記第１〜第３の倍力機構に、電動モータ又はエアーシリンダを用いることを特徴とする請求項１に記載の押出プレス。
【請求項３】
前記シャーガイド内の前記シャースライドを、電動モータにより駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の押出プレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、アルミニウム合金等の金属押出成形用の押出プレスに関する。特に、本発明は、ビレットの残部であるディスカード（discard）を、押出製品部より切断するシャー装置を有する押出プレスにおいて、押出成形後にコンテナをダイスより離間させて、このシャー装置がディスカードをダイスの前面で切断するものに関する。
【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、次のような装置で押し出しが行われる。油圧シリンダで駆動されるメインラムの先端部には、押出ステムが取り付けられている。ダイススタック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、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、ダイススタックの出口部から、成形された製品が押出される。【０００３】  特許文献１の押出プレスのシャー装置では、シャー刃の切れ味を安定化するには、ダイススタックの固定を十分なものとする必要があった。このため、油圧シリンダのようなものを使うようになっていた。油圧シリンダなどの油圧回路を使用すると、作動油の劣化、配管接続部からの油漏れなどのトラブルの発生を、防止するためには、環境、保守コスト上の問題が存在するとともに、運転時、メンテナンス時の火災リスクが伴っていた。  また、ダイススタックの水平方向や垂直方向の固定、シャースライドの揺動動作には、油圧シリンダによる大きな油圧力が必要であるため、駆動装置の大型化が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９１０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  押出プレスにおいて、ディスカードを切断するシャー装置の駆動装置の小型化を目的として、梃子による倍力機構を採用する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  ダイスタックをディスカードの切断方向に押圧して固定するダイスタックの第１の固定部と、ダイスタックをビレットの押出方向に押圧して固定するダイスタックの第２の固定部を有し、ビレットの残部である前記ディスカードを切断するシャー装置を有する押出プレスにおいて、ダイスタックを押圧する前記２つの固定部を、梃子による倍力機構で構成するとともに、シャーガイドをホースシューに押圧することで、押出方向に固定する第３の固定部を有し、さらに前記ダイスタックの前面と前記シャー刃の隙間を一定に保持し得る前記シャーガイドの傾動用機構を、梃子による倍力機構で構成することを特徴とする。【０００７】  梃子による倍力機構を、電動モータ、電動シリンダ（ボールねじを内蔵した電動モータ）、エアーシリンダを用いた機構とした。【０００８】  シャースライドの駆動装置を、電動モータにすることにした。
【発明の効果】
【０００９】  （１）倍力機構を用いた本発明によれば、エアーシリンダ又は電動モータ（従来では大きな推進力が期待できなかった）を使用して、油圧シリンダに相当する推進力を発生することができる。これにより、油圧式駆動をやめて、装置の小型化が図れ、かつ、油漏れの心配がなく、運転時、メンテナンス時の火災リスクを無くすることができる。  （２）従来技術においては、ダイススタックを水平方向に固定する第２の固定部において、押出プレスの中心軸に対し、上下２本のシリンダを使用する必要があった。本発明では、上部シリンダを、シャースライドの傾転用シリンダ４２で兼用させているため、上部シリンダが不要になっている。これにより、部品の削減につながるとともに、省資源に寄与するという効果を有する。  （３）シャー駆動装置に電動モータを使用することにより、従来の油圧シリンダを用いていた場合よりも、装置の高さが低くなり、機械全体がコンパクトとなる。さらには、従来の油圧シリンダを使用する場合より、省エネルギー効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の押出プレス全体を示す概略側面断面図である。
【図２】本発明のシャー装置全体の側面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ方向から見た本発明の垂直ダイクランプ装置の概要図である。（ａ）は、垂直ダイクランプ装置が、ダイスタック４をクランプした状態を示す図であり、（ｂ）は、垂直ダイクランプ装置が、ダイスタック４をクランプ解除した状態を示す図である。
【図４】図２のＹ−Ｙ方向から見た本発明の側面図である。
【図５】図２のＺ−Ｚ線に関するシャーフレーム１６とシャーガイド２４の断面図である。
【図６】本発明のシャー装置のシャーガイド２４の揺動機構の部分拡大図である。
【図７】本発明のシャーガイド２４が揺動することを示す説明図である。
【図８】本発明のシャー駆動装置を電動モータにした部分説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明の押出プレスは、ディスカードを切断するシャー装置２１を有する。本発明に係る実施形態を、アルミニウムを一例として、図面を参照して、以下詳細に説明する。
【００１２】  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。エンドプラテン１側を前方とし、メインシリンダ装置２側を後方とする。以下、これにならって前面、後面とする。  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とメインシリンダ装置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（図４には、タイロッド３が上下左右に４本示されている）。エンドプラテン１の内側面には押出穴が形成され、ダイススタック４を挟んでコンテナ５が配置されている。コンテナ５内にビレット６を装填し、これをダイスダイスタック４に向けて押出加圧することでダイス穴４’に応じた断面の押出材が押出成形される。
【００１３】  押出作用力を発生させるメインシリンダ装置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。メインシリンダ装置２の油圧シリンダの油圧は、開口２’から導入されて、メインラム９を作動させる。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５’と同軸に配置されるように、押出ステム７が、コンテナ５に向けてメインクロスヘッド８に取付けられている。以下、この軸を押出中心軸という。押出ステム７の先端には、図示しないダミーブロックが密着して取り付けられている。  したがって、メインシリンダ装置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る。押出ステム７は、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。
【００１４】  メインシリンダ装置２には、押出中心軸と平行に複数のサイドシリンダ１０が取付けられている。サイドシリンダ１０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に近接させた位置に初期移動させ、押出加圧動作は、メインシリンダ装置２及びサイドシリンダ１０の両者を用いて行なわせる。
【００１５】  （第１実施形態）  次に、図２〜７によって、本発明の第１実施形態を説明する。図２において、１はエンドプラテン、４はダイスタック、１４はダイブロック、１５はプレッシャーリングである。プレッシャーリング１５は、エンドプラテン内に設けられており、ダイスタック４からの押圧力を受ける。プレッシャーリング１５とエンドプラテン１の中心部には、ダイスタック４から押出される製品が通る押出穴が設けられている。ダイスタック４は図示しない複数の部品で構成されている。
【００１６】  エンドプラテン１の上部コンテナ側（後方側）には、シャーフレーム１６が、連結固定して取り付けられている。エンドプラテン１は、ダイスタック４を、後述する固定部により、後方に保持している。シャーフレーム１６の上端部には、ディスカード切断用のシャーシリンダ２２が取り付けられている。図５に示すように、シャーフレーム１６の一部に、シャーガイド２４に固着された軸１７によって、シャーガイド２４が回転自在に取り付けられており、押出方向及び反押出方向の両方向に揺動する。  １８はピストンロッドであり、ピストンロッド１８の下側先端部の軸２６には、シャースライド２３が枢着されている。ピストンロッド１８が駆動されると、軸２６で連結したシャースライド２３が、シャーガイド２４内で上下に摺動自在となるように取り付けられている。軸１７回りにシャーガイド２４が揺動する時に、ピストンロッド１８は揺動できない。このため、軸２６はスライド２６’に取り付けられていて、シャーガイド２４に対しては、スライド２６’が、シャースライド２３に設けられた長穴内でスライドする。符号２５は、ディスカードを切断するシャー刃である。また、符号５はビレットを挿入するコンテナである。本実施形態の押出しプレスは、エンドプラテン１と、ダイスタック４と、コンテナ５と、押出ステム７を有するメインシリンダ装置２と、ビレットの残部であるディスカードを切断するシャー装置２１とを有する。
【００１７】  ダイスタック４は、ダイブロック１４に収納されている。ダイスタック４及びダイブロック１４により構成されるダイカセットは、後述する第３の固定部であるシャーガイド押圧装置４１と、後述する第２の固定部５１とによって、エンドプラテン方向（前方）に押し付けられている。ダイスタック４は、プレッシャーリング１５とホースシュー１３との間で水平方向の移動が規制される。第２の固定部５１では、ダイクランパー５５と軸５６（第２の倍力機構という）を介して、エアーシリンダ５２でダイスタック４をエンドプラテン１に固定する。ダイクランパー５５は、梃子として、軸５６の回りに回動する。エアーシリンダ５２のシリンダロッド５３の先端と、ダイクランパー５５の一端は、軸５４で枢着されている。ダイクランパー５５の他端は、ダイブロック１４の下面に設けられた溝５５’内に挿入されており、エアーシリンダ５２でピストンロッド５３が伸長すると、梃子の原理で、ダイクランパー５５の他端が、溝５５’の前方側を倍力して押圧し、ホースシュー１３で囲まれたダイスタック４を、プレッシャーリング１５に押し付ける。同時に、図３の（ａ）に示すように、垂直方向では、ダイクランパー３７の下端部３７’の押し付けにより、ダイスタック４を第１の固定部として垂直方向にも固定する。ダイクランパー３７は、ダイスタックエアーシリンダ３２により動作する。
【００１８】  ダイスタック４は、ダイブロック１４よりも、押出方向に厚く設定されている。このため、ダイスタック４の熱膨張等による厚み変動があった場合でも、常にダイスタック４を強固にエンドプラテン１の前面に固定することができる。  シャーガイド２４の下端部２０’は、図４に示すように、シャーガイド２４の前方側面板２０（図５）から、下方に二股に分岐して延びた端部である。この下端部２０’（ダイスタック側の面）は、揺動用のエアーシリンダ４２により、ホースシュー１３の開放両端部１３’（コンテナ側の面）を押圧する。図６に示すように、エアーシリンダ４２のピストンロッド先端部は、連結棒４３の一端とピン４６で枢着されており、連結棒４３は、梃子の支点である４４の回りを回動する（第３の倍力機構という）。連結棒４３の他端は引棒４５とピン４７枢着されており、引棒４５はピン４８でシャーガイド２４に枢着されている。エアーシリンダ４２を駆動すると、連結棒４３は梃子として機能して、倍力された力を、シャーガイド２４が揺動するように伝達することができる。この倍力された力は、シャーガイド２４の下端部２０’を介して、ホースシュー１３の開放両端部１３’に伝達される。このようにして、ホースシュー１３が、ダイスタック４をプレッシャーリング１５に押し付けるので、ダイスタック４のシャー面側の位置とシャー刃２５の通過面との間隙は、せん断に相応しい所定値にすることができる。押出後に行われるディスカード切断中に、後述する水平方向の押し付けと垂直方向の押し付けにより、ダイスタック４は動くことなく常に同じ位置を維持することができる。  ディスカードを切断するシャー刃２５は、シャースライド２３の先端に取り付けられており、このシャースライド２３は、シャーガイド２４に収められている。シャーガイド２４は、軸１７を支点として揺動し、かつ、シャーガイド２４の中を上下に動くことができる。
【００１９】  図２を参照して、第２の固定部である水平ダイクランプ装置５１の説明をする。  水平ダイクランプ装置５１は、エアーシリンダ５２と押棒５３とピン５４とダイクランパー５５と支点５６とから構成される。ダイクランパー５５はダイブロック１４をエンドプラテン方向にクランプする機能がある。なお、これ以外の梃子を用いた第２の固定部を設けても良い。  また、ダイクランパー５５はダイブロック１４との接点（溝５５’の前方側）と支点５６との距離よりも、支点５６とピン５４との間の距離が大きい構成になっている。  そのため、梃子の原理により、ダイクランパー５５がダイブロック１４をクランプする力は、エアーシリンダ５２でも十分出せるようになっている。  押出の頭出し作業中には、押出製品の曲がりなどが発生するため、プラー（Puller）装置へ製品をチャックさせるには、人手による作業となっている。従来技術では、エンドプラテン後方には、ダイスタックの水平固定に、上下２本のシリンダが押出中心の対角線位置に使用されていて、上記人手による作業は可能であるものの、多少なりとも作業スペースを邪魔していた。一方、本実施形態では、押棒５３とダイクランパー５５は、上記作業スペースと関係ない押出プレス中心部に配置されているため、人手による押出の頭出し作業などの作業性を著しく向上させることができる。
【００２０】  また、上述したように、ダイスタック４は、第２の固定部５１と、第３の固定部であるシャーガイド押圧装置４１とによって前方に押し付けられている。本実施形態では、ダイクランパー５５が、ダイスタック４を下方で１点支持し、シャーガイド２４の２つの下端部２０’が、上方で２点支持している。このように、ダイスタック４を、バランスよく３点支持しており、従来技術の対角線上の２点支持より、より均等にかつ効果的にダイスタック４をプレシャーリング１５に押圧することができるのである。  さらには、ダイスタック４の近傍は高温のため、電動モータやシリンダの設置にはふさわしくない環境であるが、従来技術では、揺動用のエアーシリンダはシャーガイドの下端部、すなわち、高温のダイスタック４の近傍に設置せざるを得なかった。これに対して、本実施形態では、揺動用のエアーシリンダ４２は、梃子である連結棒４３を介して、上方の熱影響のない位置に設置できるので、エアーシリンダ４２などの設置環境を改善して制御機器の信頼性をより向上させることができる。
【００２１】  次に、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、第１の固定部である垂直ダイクランプ装置３１の説明をする。  垂直ダイクランプ装置３１は、エアーシリンダ３２と、大型連結棒３３，３４と、小型連結棒３５，３６と、ダイダイクランパー３７と、支点３８とから構成される（第１の倍力機構という）。垂直ダイクランプ装置３１は、トグルリンク機構を構成している。ダイクランパー３７はダイスタック４を下方向にクランプする機能がある。エアーシリンダ３２のロッド先端は大型連結棒３３に軸５７で枢着されており、他方側は大型連結棒３４に軸５７’で枢着されている。  ダイクランパー３７に発生するクランプ力Ｗは、エアーシリンダの押圧力をＦとすると、Ｗ＝Ｆ＊Ｌ／Ｇとなり、Ｌ、Ｇの長さに基づいて、大きなクランプ力を発生することができる。ここで、Ｌは、大型連結棒３３の腕の長さであり、Ｇは、支点３８、３９、５８、５８’によって構成される平行リンクの、対角線５８−５８’の長さの半分である。対角線５８−５８’は水平方向であり、対角線３８−３９は垂直方向である。  これにより、梃子の原理により、ダイクランパー３７がダイスタック４をクランプする力は、エアーシリンダ３１でも十分出せるような構成になっている。  なお、本発明は必ずしも上述の本実施形態のトグルリンク機構に限定されるものではない。ダイクランパー３７の移動方向に合わせて、ダイクランプ装置３１のトグルリンク機構を設定すると良い。エアーシリンダの押圧力の方向とダイダイクランパー３７の移動方向が、適切に選定されるならば、その他の倍力機構も適用することができる。
【００２２】  次に、図２、図６、図７を参照して、第３の固定部であるシャーガイド押圧装置４１の説明をする。  シャーガイド２４のエアーシリンダ４２によりシャーガイド２４をホースシュー１３のコンテナ側端面に押圧する。  シャーガイド押圧装置４１はエアーシリンダ４２と連結棒４３と支点４４と引棒４５とピン４６、ピン４７とから構成される。  連結棒４３の支点４４とピン４７までの距離と支点４４とエアーシリンダ４２の距離とは後半の方が大きくなる構成になっている。  そのため、梃子の原理により、シャーガイド２４をホースシュー１３のコンテナ側端面に押圧する力はエアーシリンダでも大きな力を出すことができる。
【００２３】  （第２実施形態）  図８に、シャー駆動装置に電動モータを使用した場合の第２実施形態を示す。  シャー装置２１のシャー駆動装置６１は、シャースライド２３に取り付けられたボールナット６７、シャーフレーム１６に軸受６６を介して回転自在に取り付けられたボールネジ６８、及び、ボールネジ６８の軸受６６側の端部に設けたホイール６５により、要部が構成されている。ボールネジ６８が回動すると、シャースライド２３が、シャーガイド２４に沿って上下動するようになっている。ボールネジ６８は、ホイール６５、ベルト６４、ホイール６３を介して、電動モータ６２によって回動される。ホイール６５、ベルト６４、ホイール６３は、チェーンとスプロケットであっても良い。  シャー駆動装置６１に電動モータ６２を使用することにより、従来の油圧シリンダ２２を用いていた時よりも、装置の高さが低くなり、機械全体がコンパクトになり、省エネルギーも図れるその他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００２４】  次に、本発明の第１、２実施形態の作用について説明する。先ず、押出作業が終了すると、図２に示すように、コンテナ５や、押出ステム７（図示していない）を後退させる。次に、コンテナ５を、ダイスタック４から離す。そうすると、ビレットの押出残部であるディスカード（図示せず）が、ダイスタック４の端面に現れる。この状態で、シャー刃２５は上昇限位置にある。  ダイスタックの水平固定用であるエアーシリンダ５２、ダイスタックの垂直固定用であるエアーシリンダ３２、及び、シャースライド揺動用シリンダ４２により、シャーガイド２４の先端が、ホースシュー１３にあたる位置まで押出方向にシャーガイド２４を移動させる。  この動作により、ダイスタック４はディスカード切断前に固定されるとともに、シャー刃２５は、シャースライド２３、シャーガイド２４、ホースシュー１３を介して、ダイスタック前面との隙間を常に一定に保つことができる。又、シャー刃２５とシャースライド２３の間の、シム２５’（図２参照）の厚さを調整することにより、ダイスタック４とシャー刃２５との間のクリアランスの調整が可能となる。
【００２５】  この状態を保持したまま、シャーシリンダ２２を作動させてシャー刃２５を下降させる。シャー刃２５によりディスカードが製品から切断除去される。  本発明においては、ダイスタック４を、エンドプラテン１及びダイブロック１４に固定し、ダイスタック４の傾きを防止することができる。さらには、第２の固定部５１と合わせて、シャースライドが揺動して、ホースシュー１３を介してダイスタック４を３点で固定するので、ディスカード切断時にシャー刃２５とダイスタック４前面を常に平行とすることができ、ディスカードの切り滓の厚みの均一化を図れる。
【００２６】  ディスカードの切断後、シャースライド揺動用のエアーシリンダ４２を作用させて、シャーガイド２３を少し回動させ、ホースシュー１３から離し、シャーシリンダ２２を動作させてシャースライド２３とシャー刃２５を上昇させる。これにより、シャー刃に付着したアルミカスなどによる悪影響をダイス面に残すことなく、シャーナイフを上昇させることができる。そして、上昇限でシャースライド揺動用のエアーシリンダ４２を作用させてシャーガイド２４を垂直状態に戻し、ディスカードの切断工程を終了する。
【００２７】  （１）倍力機構を用いた本発明によれば、エアーシリンダ又は電動モータ（従来では大きな推進力が期待できなかった）を使用して、油圧シリンダに相当する推進力を発生することができる。これにより、油圧式駆動をやめて、装置の小型化が図れ、かつ、油漏れの心配がなく、運転時、メンテナンス時の火災リスクを無くすることができる。  （２）従来技術においては、ダイススタックを水平方向に固定する第２の固定手段において、押出プレスの中心に対し、上下２本のシリンダを使用する必要があった。本発明では、上部シリンダを、シャースライドの傾転用シリンダ４２で兼用させているため、上部シリンダが不要になっている。これにより、部品の削減につながるとともに、省資源に寄与するという効果を有する。  （３）シャー駆動装置に電動モータを使用することにより、従来の油圧シリンダを用いていた場合よりも、装置の高さが低くなり、機械全体がコンパクトとなる。さらには、従来の油圧シリンダを使用する場合より、省エネルギー効果も得られる。
【符号の説明】
【００２８】  １    エンドプラテン  ２    メインシリンダ装置  ３    タイロッド  ４    ダイスタック  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  １３    ホースシュー  １４    ダイブロック  １５    プレッシャーリング  １６    シャーフレーム  １７    軸  １８    シリンダロッド  ２１    シャー装置  ２２    油圧シリンダ  ２３    シャースライド  ２４    シャーガイド  ２５    シャー刃  ３１    垂直ダイクランプ装置  ３２    エアーシリンダ  ３３    大型連結棒  ３４    大型連結棒  ３５    小型連結棒  ３６    小型連結棒  ３７    ダイクランパー  ３８    支点  ３９    連結ピン  ４１    シャーガイド押圧装置  ４２    エアーシリンダ  ４３    連結棒  ４４    支点  ４５    引棒  ４６    ピン  ５１    水平ダイクランプ装置  ５２    エアーシリンダ  ５３    押棒  ５４    ピン  ５５    ダイクランパー  ５６    支点  ６１    シャー装置駆動装置  ６２    電動モータ  ６３    ホイール  ６４    ベルト  ６５    ホイール  ６７    ボールナット  ６８    ボールネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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