(57)【要約】【課題】汚染素材や旧材を含んだ金属を必要な量だけ安定して排出し金属押出材への混入を低減し、製品歩留まりを向上させることのできる回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法を提供することにある。【解決手段】回転ホイール式連続押出装置１０において、回転ホイール１の外周面１ａに摺接するスクレーパー２８と、溝２内に突出するバイト２１と、前記バイト２１の前記溝２内への突出深さを調整するための調整手段とを備え、前記バイト２１は、前記溝２内へ突出させる部分の断面の外形をアバットメント５が該溝２内へ突出させる部分の断面の外形より大きくなるよう形成され、前記バイト２１の両側面に形成されるバイト側面は、夫々前記溝２の内周両側部に平らに形成される溝側壁面に近接されて配設されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ホイールの外周面に設けられた溝の一部を複数のシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端に配設されるフィードプレートの外面に当接し該フィードプレートの素材案内口と成形孔とを連通させた状態に配置されるダイスと、前記素材案内通路の下流端を塞ぐよう前記溝内に突出して配設されるアバットメントとを備える回転ホイール式連続押出装置において、
前記回転ホイールの外周面に摺接するスクレーパーと、前記溝内に突出するバイトと、前記バイトの前記溝内への突出深さを調整するための調整手段とを備え、
前記バイトは、前記溝内へ突出させる部分の断面の外形を前記アバットメントが該溝内へ突出させる部分の断面の外形より大きくなるよう形成され、
前記バイトの両側面に形成されるバイト側面は、夫々前記溝の内周両側部に平らに形成される溝側壁面に近接されて配設されることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転ホイール式連続押出装置において、
前記バイト側面と前記溝側壁面とにより形成される間隙が、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の回転ホイール式連続押出装置において、
前記バイトの前記溝内への突出深さが、前記アバットメントの突出深さに対し０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下とされていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転ホイール式連続押出装置を用いた金属押出材の製造方法であって、
前記回転ホイールの外周面にスクレーパーを摺接させ該外周面に付着したバリを除去し、
前記バイトを前記溝内へ突出させ、該溝内の余分な金属を削り取ることを特徴とする金属押出材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所望の金属押出材を押出加工により成形する回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転ホイール式連続押出装置は、銅や銅合金などの金属材料からなる金属押出材を連続的に製造する装置である。従来の回転ホイール式連続押出装置としては、例えば特許文献１，２に記載されたものが知られている。一般的に回転ホイール式連続押出装置は、回転ホイールの外周面に設けられた溝の一部を複数のシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端に配置されるフィードプレートの外面に当接し該フィードプレートの素材案内口と成形孔とを連通させた状態に配置されるダイスとを備えている。また前記素材案内通路の下流端を塞ぐよう前記溝内に突出して配設されるアバットメントと、該アバットメントの下流側に配置されるスクレーパーとを備えた構成とされている。
【０００３】
この回転ホイール式連続押出装置で金属押出材を押出加工するには、まずワイヤー状の金属線材からなる押出用素材を前記回転ホイールの溝内に配置する。そして該回転ホイールを回転駆動すると、摩擦力によって該押出用素材は該回転ホイールと前記シュー及びフィードプレートとの間に押し込まれていく。そして該押出用素材が前記素材案内通路に充満され、該素材案内通路の下流端を塞ぐ前記アバットメントに堰き止められ押出圧力を得て摩擦・変形加熱され、可塑状となりダイスから押し出され、所望の形状を有する金属押出材に成形されて送り出されるようになっている。
【特許文献１】特開平２−２３５５１５号公報
【特許文献２】特開平２−２４１６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、押出用素材として供給される上記金属線材は、通常その表面に酸化膜を有している。このような酸化膜は、製品となる金属押出材中に混入し、製品の色斑を生じさせたり表面を部分的に膨らましたりして欠陥を発生させることがある。そのため、通常は予めその表面の酸化膜を除去する目的で洗浄・皮剥きなどの前処理を施すことが行われている。しかし完全に酸化膜を除去することは困難な場合もあり、また回転ホイールに付着した古い材料（旧材）が製品に混入することもある。
【０００５】
製品欠陥の原因となる上記表面の酸化物を含んだ金属（汚染素材）や旧材を含んだ金属は、押出圧力が上がったときにバリとして排出されるが、一部は残留してアバットメントを通過し溝の内壁に付着する。次に新材がフィードプレートの素材案内口からダイスの成形孔へと流れていくときに、この付着した汚染素材が混入すると製品の欠陥の原因となる。従来は押出用素材の素線表面の酸化物を含んだ層が次々と残り前記溝の内部に堆積していた。前記スクレーパーによって、回転ホイール表面に付着するバリを除去することはできるが、溝内部の汚染素材までは十分に除去することはできないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、製品欠陥の原因となる汚染素材や旧材を含んだ金属を必要な量だけ安定して排出し製品となる金属押出材への混入を低減し、製品歩留まりを向上させることのできる回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、回転ホイールの外周面に設けられた溝の一部を複数のシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端に配設されるフィードプレートの外面に当接し該フィードプレートの素材案内口と成形孔とを連通させた状態に配置されるダイスと、前記素材案内通路の下流端を塞ぐよう前記溝内に突出して配設されるアバットメントとを備える回転ホイール式連続押出装置において、前記回転ホイールの外周面に摺接するスクレーパーと、前記溝内に突出するバイトと、前記バイトの前記溝内への突出深さを調整するための調整手段とを備え、前記バイトは、前記溝内へ突出させる部分の断面の外形を前記アバットメントが該溝内へ突出させる部分の断面の外形より大きくなるよう形成され、前記バイトの両側面に形成されるバイト側面は、夫々前記溝の内周両側部に平らに形成される溝側壁面に近接されて配設されることを特徴とする。
【０００８】
この発明における回転ホイール式連続押出装置によれば、供給される押出用素材の表面の汚染素材や前記溝内に付着する旧材や押出加工時に生成されるバリを除去するためのスクレーパーとバイトとが備えられている。そして前記バイトを前記溝内に突出させる深さを回転ホイール稼動中においても調整可能とし、製品欠陥の原因となる汚染素材や旧材を含んだ金属を必要な量だけ切削し排出させることができる。また前記バイトが前記溝内に突出させる部分の断面の外形を前記アバットメントが該溝内へ突出させる部分の断面の外形より大きくなるよう形成され、前記バイト側面と前記溝側壁面とが近接して配設されているので、前記汚染素材や前記旧材を削り取りこれらが製品に混入することを低減することができる。
【０００９】
本発明の回転ホイール式連続押出装置において、前記バイト側面と前記溝側壁面とにより形成される間隙が、０．２ｍｍ以下であることとしてもよく、これにより前記溝底部に付着する汚染素材や旧材がこのバイト切削溝側面と溝側壁面との間を外周面の方向へとせり上がり、製品となる金属押出材へ混入することを低減することができる。
【００１０】
本発明の回転ホイール式連続押出装置において、前記バイトの前記溝内への突出深さが、前記アバットメントの突出深さに対し０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下とされていることとしてもよく、これにより前記溝底部に付着する汚染素材や旧材が製品となる金属押出材へ混入するのを低減し、また供給される押出用素材がこの溝を十分に充満させるので、安定した押出加工を行うことができる。
【００１１】
また本発明に係る金属押出材の製造方法は、前述の回転ホイール式連続押出装置を用い、前記回転ホイールの外周面にスクレーパーを摺接させ該外周面に付着したバリを除去し、前記バイトを前記溝内へ突出させ、該溝内の余分な金属を削り取ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法によれば、製品欠陥の原因となる汚染素材や旧材を含んだ金属を必要な量だけ安定して排出し製品となる金属押出材への混入を低減し、製品歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置の概略構成を示す側面図である。この回転ホイール式連続押出装置１０には、回転軸線Ｃを中心とし矢印Ａ方向に回転駆動可能な回転ホイール１が設けられている。該回転ホイール１の外周面１ａには、押出加工されるワイヤー状の金属線材である押出用素材Ｗを案内するための溝２が設けられている。この押出用素材Ｗはこの溝２内に配置され、該回転ホイール１の回転駆動と、該溝２と押出用素材Ｗとの摩擦力とによってこの回転ホイール１に牽引されて送られていくよう構成されている。
【００１４】
また矩形板状の形状を有する複数のシュー４は、該回転ホイール１の周方向の所定の長さ範囲にわたってハウジング３にて位置決め状態に保持されている。これらのシュー４は、互いに隣接状態に一列に配列され、回転ホイール１の外周面１ａに摺接して前記溝２の外方を塞ぐ態様において配置されている。これらシュー４の前記回転ホイール１の側は、前記外周面１ａと摺接するよう曲面状の摺接面１４に形成されている。これにより前記回転ホイール１の溝２がシュー４により外方から塞がれ、素材案内通路６の周壁が形成されるようになっている。
【００１５】
また前記回転ホイール１の回転方向下流端に位置するフィードプレート４ａはその摺接面１４ａの略中央部に素材案内口１３を設け、該素材案内口１３を該回転ホイール１の溝２に対応した位置から金属押出材Ｓが成形される矢印Ｅ方向へ向けて貫通させている。そして前記フィードプレート４ａの前記回転ホイール１の側と反対側（以下「外面側」と省略する）は、その面が平坦に形成されてダイス配置面１２とされ、ダイス７が該ダイス配置面１２に安定良く密着して配置されるようになっている。該ダイス７は円盤状の形状を有し、また前記素材案内口１３に対応する位置から矢印Ｅ方向に貫通する成形孔１５を備えている。前記押出用素材Ｗがこの成形孔１５を通ることにより所望の形状を有する金属押出材Ｓへと成形され、矢印Ｅ方向へ送出されるよう構成されている。
【００１６】
また前記フィードプレート４ａの下流端に隣接して、アバットメント５が配設されている。このアバットメント５は、前記溝２内に突出して該溝２の内周面と若干の間隙を開けて配置され、且つ前記素材案内通路６の下流端開口部の溝２の内周面付近を除く中央部分で押出用素材Ｗを堰き止めるよう構成されている。そして前記アバットメント５は、前記溝２と複数のシュー４及びフィードプレート４ａの各摺接面１４，１４ａと共に、前記素材案内通路６を形成している。
【００１７】
前記素材案内通路６の上流側に設けられるコイニングロール９は、矢印Ｂ方向に回転可能に配設され前記押出用素材Ｗを前記溝２へと強制的に押し込むよう構成されている。また前記ハウジング３は、上記シュー４及びフィードプレート４ａ、アバットメント５、ダイス７を位置決め状態に支持して配設されている。前記フィードプレート４ａの外面側に形成されるダイス配置面１２と前記ダイス７とが当接する面同士はその間に隙間のないよう両者を押し付けた状態とされ、該フィードプレート４ａが固定されている。前記ダイス７の外面側に配設される複数のバックアップリング８は、該ダイス７に作用する押出力を前記ハウジング３に伝達させ支持させる態様に、前記金属押出材Ｓの押し出される矢印Ｅ方向に重ねられ配置されている。これら複数のバックアップリング８は円盤状の形状を有し、前記成形孔１５を通り矢印Ｅ方向へと送出される金属押出材Ｓを案内する通路の各案内孔８ａを夫々該成形孔１５に対応する位置に備えている。
【００１８】
前記溝２と前記アバットメント５との間には若干の間隙が存在しており、また前記シュー４及びフィードプレート４ａと前記外周面１ａとの間にもわずかに間隙が設けられている。これらの間隙から可塑状となった前記押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが前記外周面１ａに焼き付くようになる。これらのバリは、前記アバットメント５の下流側に設けられる除去部２０により削り取られるようになっている。
【００１９】
前記除去部２０は、前記外周面１ａに摺接して設けられる二つのスクレーパー２８と、前記溝２に突出して設けられるバイト２１とを備えている。これらのスクレーパー２８は、その鋭利な先端部分を夫々前記回転ホイール１の回転方向上流側へ向けて配設されている。また前記バイト２１もその刃先部分を上流側へ向け配設されている。これらのスクレーパー２８は前記回転ホイール１の回転する矢印Ａ方向と直交する向きに前記バイト２１を挟むように両側に設けられており、除去部本体２７にボルト２９によって固定されている。また前記バイト２１はバイト本体２２にボルト２３により固定されている。前記除去部本体２７は、架台等の支持体（不図示）により固定支持されている。
【００２０】
図２は、図１におけるＸ−Ｘ線断面図を示す。前記バイト本体２２は、前記二つのスクレーパー２８に挟まれる回転ホイール１側の方向（以下「内側方向」と省略する）の部分の幅が前記溝２に突出するバイト２１の幅に合うように形成されており、その狭持される側面をこれらのスクレーパー２８と摺接させ、矢印Ｇ方向に摺動可能とされ配設されている。またバイト本体２２は、その前記回転ホイール１側と反対側の方向（以下「外側方向」と省略する）の部分の幅がその内側方向の部分に比べ幅広に形成されている。そして前記除去部本体２７の前記スクレーパー２８の取り付け面の外側方向に形成される溝状のバイト摺動溝２７ａ内に収納され、その狭持される側面を該バイト摺動溝２７ａに摺接させ矢印Ｇ方向に摺動可能に配設されている。
【００２１】
また前記バイト本体２２の外側方向の端部には、メネジ付フランジ２４が備えられている。このメネジ付フランジ２４は円筒状の形状を有し、その内周面はネジ加工が施され、外周面は前記バイト本体２２に固定支持されている。また棒状のバイト調整軸２５は、その内側方向の端部に形成される送りネジの台形ネジ部２５ａを前記メネジ付フランジ２４に螺合させている。そして前記除去部本体２７の外側方向の端部に間隔を置いて配設される二つのベアリング等のバイト調整軸支持体２６にその軸部２５ｂを支持され、矢印Ｆ方向に回転可能に、且つ矢印Ｇ方向に不可動とされ配設されている。また前記バイト調整軸２５の外側方向の端部にはハンドル等の回転部材（不図示）が備えられ、矢印Ｆ方向の回転により前記台形ネジ部２５ａに螺合するバイト本体２２を矢印Ｇ方向へスライド可能とさせるようになっている。
【００２２】
また図３は、溝及びバイトの断面を示す拡大図である。前記溝２は図に示すようにその断面形状が凹のΩ字状とされている。そして前記バイト２１はその溝２内に突出させる先端部分の断面形状がＵ字状とされ、前記アバットメント５の溝２内に突出させる部分の断面の外形よりもその外形が一回り大きくなるよう形成されている。前記バイト２１の両側面に形成されるバイト側面２１ａは、夫々が前記溝２の内周両側部に平らに形成される溝側壁面２ａに略平行に近接されて配設されている。そして前記バイト側面２１ａと溝側壁面２ａとの間隙の寸法は夫々０．２ｍｍ以下となるよう構成されている。
また前記溝２内の押出用素材Ｗは、前記アバットメント５により堰き止められ製品として押し出される良好な金属の押出用素材Ｗａの層と、供給される金属線材の表面の汚染素材を含み前記バイト２１により削り取られる押出用素材Ｗｂの層と、これらのアバットメント５やバイト２１に堰き止められたり削り取られたりせず溝２の底部に付着したままの旧材の押出用素材Ｗｃの層とから形成されている。
【００２３】
次に、以上のように構成された回転ホイール式連続押出装置による金属押出材の製造について説明する。
図１において、ワイヤー状の押出用素材Ｗは、矢印Ａ方向に回転駆動される回転ホイール１の溝２にコイニングロール９により押し付けられる。この押出用素材Ｗは、該回転ホイール１の回転駆動に伴う該押出用素材Ｗと前記溝２との間の摩擦力により牽引されて、素材案内通路６に送り込まれる。この素材案内通路６の回転方向下流端は前記アバットメント５により堰き止められており、送り込まれる押出用素材Ｗによりその通路内が高圧化されている。そして該押出用素材Ｗは摩擦・変形加熱による塑性変形を受けながらフィードプレート４ａの摺接面１４略中央部に備えられる前記素材案内口１３へと圧入されていき、該素材案内口１３の外面側に備えられる前記ダイス７の前記成形孔１５を通り矢印Ｅ方向へと押し出され、金属押出材Ｓへと成形される。
【００２４】
前記溝２と前記アバットメント５との間、また前記フィードプレート４と前記回転ホイール１の外周面１ａとの間には若干の間隙が存在しており、その間隙から可塑状となった前記押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが前記回転ホイール１の外周面１ａに焼き付いて付着する。また前記アバットメント５により堰き止められ製品として押し出される良好な金属の押出用素材Ｗａの層以外の押出用素材Ｗｂ及び押出用素材Ｗｃの層も、前記溝２内に付着したまま前記回転ホイール１の回転駆動に伴い下流側へと運ばれていく。
【００２５】
前記アバットメント５の下流側には除去部２０が設けられており、前記外周面１ａに付着したバリは、二つのスクレーパー２８によって除去されるようになっている。また前記溝２内の前記押出用素材Ｗｂの層は、前記溝２内に突出して設けられその断面の外形が前記アバットメント５より一回り大きく形成されるバイト２１の先端部分により削り取られるようになっている。図３に示すように、前記バイト２１の両側面に形成されるバイト側面２１ａは、夫々が前記溝２の内周両側部の溝側壁面２ａに近接され配設されている。そして該バイト２１がこの溝側壁面２ａに付着する余分な金属を削り取るようになっている。そして該溝側壁面２ａに金属が付着したまま旧材となったり、次に溝２内に押し込まれる押出用素材Ｗの面圧を受け溝２底部に付着している旧材の押出用素材Ｗｃの層が溝２側面伝いにせり上がり外周面１ａ方向へと押し出されたりして製品となる金属押出材Ｓに混入するのを極力防止するようになっている。
【００２６】
前記バイト２１を溝２内に突出させる深さは、前記バイト調整軸２５の外側方向に設けられるハンドル等を矢印Ｆ方向に回転させることにより、矢印Ｇ方向に自由に調整することができるようになっている。そして押出用素材Ｗｂの層をこの調整により必要な深さだけ削り取り、製品となる金属押出材Ｓに汚染素材や旧材を含んだ金属が混入するのを防止するようになっている。また図３の、前記バイト２１が前記溝２内の溝底を削り取る深さ寸法Ｌは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲に設定することが好ましく、０．１ｍｍ未満ではその効果が出ず、また１ｍｍより大きくすると削られた量の押出用素材Ｗを溝２内に十分に充満させ押出加工させることが困難となる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態における回転ホイール式連続押出装置によれば、前記バイト２１の両側面に形成されるバイト側面２１ａが、夫々前記溝２の内周両側部に平らに形成される溝側壁面２ａに近接されて配設されている。そしてこの溝側壁面２ａに金属が付着して旧材となったり、溝２内に押し込まれる押出用素材Ｗの面圧により溝２底部に付着する旧材の押出用素材Ｗｃの層がこのバイト２１の両側部から外周面１ａの方向へと押し出されたりして、製品となる金属押出材Ｓに混入するのを極力防止する。
また回転ホイール１の稼動中、この回転ホイール１がかなりの高温となって膨張し架台等により固定される前記除去部２０と該回転ホイール１との距離が変化した際にも上記構成によりバイト２１の先端部分を溝２内に突出させる深さを調整することができる。すなわち製品欠陥の原因となる汚染素材や旧材を含んだ余分な金属を上記除去部２０の調整により必要な量だけ除去することが可能である。そして製品となる金属押出材Ｓへ上記汚染素材や旧材が混入するのを低減し、製品歩留まりを向上させることができる。
【００２８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、図示しないが前記バイト調整軸２５の矢印Ｆ方向の回転をハンドル等によらずモータ等に連結させ駆動させるようにし、前記溝２内への前記バイト２１の突出深さをセンサー等により測定させ、制御部をこれらのモータ・センサーと電気的に接続して装置を構成してもよい。これにより、回転ホイール１が高温となり膨張して前記バイト２１の前記溝２内への突出深さが変動した際には、作業者がその都度突出深さを設定し直す必要なく、自動的に切削深さを調整させることが可能である。
【００２９】
また前記ワイヤー状の押出用素材Ｗを粉粒金属材料とし、前記シュー４上方より素材案内通路６へと貫通して形成された供給孔からこの粉粒金属材料を該素材案内通路６へと供給する構成とした場合にも本発明を適用することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３１】
図３に示すように、前記回転ホイール１の外周面１ａに形成される溝２の幅Ｊを１４．３ｍｍとし、これに対し溝２内に突出させるバイト２１の幅Ｋを以下のようにして夫々無酸素銅押出を行い、押出製品１００メートルあたりの表面に生じる膨れ等の不良箇所の数を測定する。
[実施例]
上記バイト２１の幅Ｋ＝１４．０ｍｍとし、評価を行った。
[比較例]
従来例として、上記バイト２１の幅Ｋ＝１３．０ｍｍとし、評価を行った。
【００３２】
【表１】
2008284609.tif 000003
【００３３】
表１に示す通り、実施例では製品表面に発生した不良箇所は１個のみであり良好な結果となった。それに対し、比較例では不良箇所が１０個に達し、供給される押出用素材Ｗの表面の汚染素材や溝２底部に付着した旧材が押出製品に混入されていることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】溝及びバイトの断面を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  回転ホイール
１ａ  外周面
２  溝
２ａ  溝側壁面
３  ハウジング
４  シュー
４ａ  フィードプレート
５  アバットメント
６  素材案内通路
７  ダイス
１０  回転ホイール式連続押出装置
１２  ダイス配置面
１３  素材案内口
１４，１４ａ  摺接面
１５  成形孔
２０  除去部
２１  バイト
２１ａ  バイト側面
２２  バイト本体
２４  メネジ付フランジ
２５  バイト調整軸
２５ａ  台形ネジ部
２５ｂ  軸部
２６  バイト調整軸支持体
２７  除去部本体
２７ａ  バイト摺動溝
２８  スクレーパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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