(57)【要約】  【課題】  測定ステーションのスペースや搬送装置を設置することなく、且つ人的エラーの懸念なく押出加工された成形体の密度や寸法などを測定し得る押出プレスを提供する。  【解決手段】  押出プレスにより押出し切断された成形体Ｓを冷却液２１に浸漬させる冷却液槽６と、成形体Ｓの冷却液中での重量及び冷却液外での重量を測定する重量測定手段２７と、重量測定手段２７による重量測定値と予め設定される冷却液２１の密度設定値に基づいて成形体Ｓの密度を演算する演算手段２９とを備えてなる。  【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出プレスにより押出し切断された成形体を冷却液に浸漬させる冷却液槽と、成形体の冷却液中での重量及び冷却液外での重量を測定する重量測定手段と、重量測定手段による重量測定値と予め設定される冷却液の密度設定値に基づいて成形体の密度を演算する演算手段とを備えてなることを特徴とする押出プレス。
【請求項２】
前記重量測定手段が、前記冷却液槽から成形体を取出す取出装置に設けられて成形体を取出す過程で測定する荷重センサである請求項１に記載の押出プレス。
【請求項３】
前記重量測定手段が、成形体を冷却液の中から外に取出す際の重量測定値を連続的に測定するものであり、該重量測定手段の測定値が変化している間における前記取出装置の移動ストロークを検出するストローク検出手段を備えている請求項１又は２に記載の押出プレス。
【請求項４】
前記演算手段により求めた成形体の密度と、前記重量測定手段により測定した冷却液の外における重量測定値と、前記ストローク検出手段により検出した前記重量測定手段の測定値が変化している間の移動ストロークに基づいて成形体の長さを演算する長さ演算手段を備えてなる請求項３に記載の押出プレス。
【請求項５】
前記冷却液の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段による温度測定値に基づいて前記密度設定値を補正する補正演算手段とを備えてなる請求項１〜４に記載の押出プレス。
【請求項６】
原料をコンテナに詰込み押出プレスにて押出し、押出された成形体を所定長さに切断した後、冷却液槽に浸漬して冷却し、冷却後に冷却液槽から取出し、成形体を得る押出加工方法において、成形体を冷却液槽に浸漬及び取出す過程で当該成形体の冷却液中及び大気中での重量を測定することにより密度を演算して求めることを特徴とする成形体の押出加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出プレス及び成形体の押出加工方法に関し、特にはカーボンなどの原料と粘結剤を用いて密な成形体に押出す押出技術に関するものである。なお、以下はカーボン押出プレスを例に説明する。
【背景技術】
【０００２】
カーボン押出プレス（以下押出プレスと称す）は、例えば特公昭６０−１６８９０号公報（特許文献１）や実公平４−３７６１号公報（特許文献２）などに開示されたものがある。
【０００３】
上記押出プレスは、通常、原料を充填するコンテナ、このコンテナに原料を充填させるための詰込装置、コンテナの前面に設けられたノズル、コンテナの後方に位置し、進退移動することでコンテナ内の原料をノズルより押出すためのプレスラム、ノズルから押出された成形体を受ける受取りテーブル、受取りテーブル上に押出されて来る成形体を所定長さに切断する切断装置、切断された所定長さの成形体を浸漬・冷却するための冷却液槽、及び切断された所定長さの成形体を受取りテーブルから冷却液槽へ更には冷却液槽から取出す搬送装置、を備えて構成されている。
【０００４】
この押出プレスでは、カーボンなどの原料とコールタールピッチなどの粘結剤を所定温度で混合し、この混合した押出原料をコンテナに詰込み、この詰込まれた原料を所定の押出温度でノズルより押出し成形体に加工し、更に、押出された成形体を所定長さに切断し、冷却液槽に浸漬、冷却して押出製品としていた。また、冷却後の押出製品は、人手により寸法や重量が測定され、またこれらの測定値を基に体積、密度などが計算により求められている。
【０００５】
しかしながら、冷却後の押出製品の寸法や重量などを測定するためには、押出プレスとは別の測定ステーションへ搬送して行っており、搬送手段や測定ステーションのスペースが必要となる。また、測定自体も人手で行うため、記載ミスや計算ミスなど人的エラーが懸念される。
【０００６】
上記のようなミスを解消するため、例えば特開２００１−３３０５４４号公報（特許文献３）などで提案されているようなアルキメデスの原理を利用した密度測定方法による測定装置の設置が考えられるが、このような密度測定装置を設置するにしても、上記同様に押出プレスとは別の測定ステーションへ搬送する必要があり、搬送手段や測定ステーションのスペースが必要となる。
【特許文献１】特公昭６０−１６８９０号公報
【特許文献２】実公平４−３７６１号公報
【特許文献３】特開２００１−３３０５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解消するためになしたものであって、その目的は、測定ステーションのスペースや搬送装置を設置することなく、且つ人的エラーの懸念なく押出加工された成形体の密度や寸法などを測定し得る押出プレス及び成形体の押出加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係る押出プレスは、押出プレスにより押出し切断された成形体を冷却液に浸漬させる冷却液槽と、成形体の冷却液中での重量及び冷却液外での重量を測定する重量測定手段と、重量測定手段による重量測定値と予め設定される冷却液の密度設定値に基づいて成形体の密度を演算する演算手段とを備えてなるものである。
【０００９】
上記構成では、冷却液槽を利用して成形体の重量や密度が測定できるので、測定ステーションを別に設置する必要がなく、またその側テーステーションまでの搬送装置の設置も不要である。また、測定信号を演算手段に送信し演算して重量や密度が求められるので人的エラーの懸念もない。
【００１０】
そして、上記のような作用効果をより効率的に得るためには、重量測定手段が、冷却液槽から成形体を取出す取出装置に設けられて成形体を取出す過程で測定する荷重センサであるものが望ましい（請求項２）。また、重量測定手段が、成形体を冷却液の中から外に取出す際の重量測定値を連続的に測定するものであり、該重量測定手段の測定値が変化している間における取出装置の移動ストロークを検出するストローク検出手段を備えてなるものが望ましい（請求項３）。この場合、演算手段により求めた成形体の密度と、重量測定手段により測定した冷却液の外における重量測定値と、ストローク検出手段により検出した重量測定手段の測定値が変化している間の移動ストロークに基づいて成形体の長さを演算する長さ演算手段を備えているものがよい（請求項４）。また更に、冷却液の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段による温度測定値に基づいて前記密度設定値を補正する補正演算手段とを備えてなるものが望ましい（請求項５）。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明（請求項６）に係る成形体の押出加工方法は、原料をコンテナに詰込み押出プレスにて押出し、押出された成形体を所定長さに切断した後、冷却液槽に浸漬して冷却し、冷却後に冷却液槽から取出し、成形体を得る押出加工方法において、成形体を冷却液槽に浸漬及び取出す過程で当該成形体の冷却液中及び大気中での重量を測定することにより密度を演算して求めるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、測定ステーションを別に設置する必要がなく、またその側テーステーションまでの搬送装置の設置も不要である。また、測定信号を演算手段に送信し演算して重量や密度が求められるので人的エラーの懸念もない。また、自動化が可能であり、効率的な測定及び省力化が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る押出プレスの平面図、図２は、図１のＸ−Ｘ断面図、図３は、図２のＹ−Ｙ矢視図である。図において、１は押出プレス本体、２は切断装置、３は固定テーブル、４は測長装置、５は搬出テーブル、６は冷却液槽、７は測定装置である。なお、以下の説明では押出方向を前（図１の左側）として説明する。
【００１４】
押出プレス本体１は、プレスラム８、コンテナ９、ノズル１０を備えて構成されている。この押出プレス本体１では、カーボンなどの原料とコールタールピッチなどの粘結剤を所定温度で混合した押出原料Ｇを詰込装置（図示せず）によってコンテナ９に詰込み、次いでコンテナ９の後方よりプレスラム８を押込むことで詰込まれた押出原料Ｇを所定の押出温度でノズル１０より押出し、成形体Ｓに加工する。
【００１５】
切断装置２は、支持フレーム１１に切断刃１２を昇降可能に備えるとともに、全体が押出されてくる成形体Ｓの押出速度に同調して押出方向に進行し、また後退復帰可能に設けられている。
【００１６】
測長装置４は、油圧モータ１３、回転ネジ棒１４、可動体１５、オプトコーダ１６を備えて構成されている。この測長装置４では、油圧モータ１３によって回転ネジ棒１４が回転駆動され可動体１５を進退駆動する。可動体１５には支持アーム１７を介して接触ヘッド１８が押出されてくる成形体Ｓの前面に当接可能に設けられている。従って、押出されてくる成形体Ｓの押出速度に同調させて油圧モ−タ１３を回転駆動させ、可動体１５を前進駆動することでオプトコーダ１６を介して成形体Ｓの長さが測定でき、この測長装置４からの測長信号により切断装置２を作動させることで押出されてくる成形体Ｓを所定長さに切断できる。
【００１７】
搬出テーブル５は、固定テーブル３上を経て押出しによって前進してくる成形体Ｓを受取るとともに、成形体Ｓが所定長さで切断された後はその所定長さの成形体Ｓを載せたまま前進するとともに、前進した位置で傾動手段（図示せず）により冷却液槽６側に傾動する。そして、この傾動することによって成形体Ｓを冷却液槽６側へ転がり排出する。
【００１８】
冷却液槽６は、図２に示すように、搬出テーブル５側からスロープ１９が形成され、その下端部にはストッパ２０が設けられている。従って、搬出テーブル５の傾動によって排出された所定長さの成形体Ｓは、前記スロープ１９を転がり、冷却液２１中へと浸漬され、冷却される。
【００１９】
測定装置７は、図２、３に示すように、立設した支持フレーム２２、この支持フレーム２２の前後両側に下方に向けて吊下げるように固定した２本ずつの固定ガイド２３、この固定ガイド２３に案内されて昇降可能に設けられた測定テーブル２４、この測定テーブル２４を昇降駆動する巻取装置２５、を備えて構成されている。測定テーブル２４は、ワイヤ２６を介して巻取装置２５を駆動することによって固定ガイド２３に案内されて昇降する。また、ワイヤ２６の支持フレーム２２側の取付け部は、ロードセル２７を介在させて取付けられており、これにより、測定テーブル２４の風袋重量と成形体Ｓを載せ置いた時の実重量が冷却液中及び大気中で測定できる。なお、図２において、符号２８は冷却液２１の水温を測定するための温度センサ、符号２９は演算手段のコンピュータである。
【００２０】
上記構成の押出プレスによる成形体Ｓの重量、密度は、図４に示すように、次の要領で行われる。すなわち、押出プレス本体１により押出された成形体Ｓは、切断装置２により所定長さに切断され、搬出テーブル５より冷却液槽６に排出され、下端部のストッパ２０で止められ、冷却液２１中に浸漬され、冷却される。冷却液槽６中で冷却された成形体Ｓは、ストッパ２０を開閉動作させて１本ずつ測定装置７の測定テーブル２４上へ払い出される（図４ａ）。
【００２１】
成形体Ｓが測定テーブル２４に乗ると、測定テーブル２４の巻上げを行い、冷却液２１中で一旦停止させ、水中での成形体Ｓの重量（Ｗ１）を測定する（図４ｂ）。測定後、再度巻上げを行い大気中に出たところで大気中での成形体Ｓの重量（Ｗ２）を測定する（図４ｃ）。冷却液中と大気中の各々の重量測定結果より成形体Ｓの密度（Ｐ）をコンピュータ２９にて計算する。このとき、冷却液の密度（ρ）は、予め設定してもよいし、あるいは温度により異なるので、冷却液中での重量（Ｗ１）を計測する時に水温も温度センサ２８で計測し、その温度に基づいて設定してもよい。測定が完了したら、図示省略するプッシャ等で成形体Ｓの製品ヤードへ払い出しを行い、測定テーブル２４を下降させて、次のサイクルに入る（図４ｄ）。なお、成形体Ｓの密度（Ｐ）は、Ｐ＝Ｗ２×ρ／（Ｗ２−Ｗ１）より求まる。
【００２２】
上記構成の押出プレスによれば、上述したように成形体Ｓの重量や密度を冷却液槽７から取出す過程で自動的に測定ができ、従来のような測定ステーションや測定ステーションへの搬送装置が不要になる。
【００２３】
また、測定テーブル２４の位置制御にエンコーダ等の検出器を用いることができ、このような検出器を用いた場合にロードセル２７の荷重変化（冷却液中重量から大気中重量に変化）によるストロークを検出することにより図５に示すように成形体Ｓの製品径（Ｄ）が測定できる。更に、上記重量（Ｗ１、Ｗ２）と密度（Ｐ）の値と製品径（Ｄ）の値から製品の長さＬを下記のように演算により求めることもできる。すなわち、製品体積Ｖ＝Ｆ／ρ、断面積Ａ＝πＤ2／４、製品長さＬ＝Ｖ／Ａ＝（Ｆ／ρ）×（４／πＤ2）
【００２４】
上記構成の押出プレスによれば、密度を測定するだけでなく、上記のように成形体Ｓの製品長さ（Ｌ）と径（Ｄ）を非接触で求めることができるという長所があり、製品の品質管理を行う上で非常に役立つ。
【００２５】
また、巻取装置２５に加速度計を付加することにより、成形体Ｓの重量測定値の検算が可能となる。大気中で上昇させている時のロードセル２７の値と加速度計の値を読み込み、運動方程式（Ｆ＝ｍａ）より質量ｍの値を算出する。
【００２６】
なお、上記の例では、測定装置７における重量測定を測定テーブル２４とその上に乗せた成形体Ｓの合わせた重量を測定する例としたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えばエアシリンダやバネなどを測定テーブル２４に介在させ測定テーブル２４の重量分をバランスさせることで、ロードセル２７の測定範囲を成形体Ｓの重量分のみとしてもよい。このように構成することで、重量測定精度、更には密度値の精度の向上が期待できる。
【００２７】
また、上記の例では、測定装置７における重量測定を測定テーブル２４に成形体Ｓを乗せ、測定テーブル２４を昇降させて測定する例を説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば測定装置７として、ストッパ２０から送り出された成形体Ｓを水平に把持するチャックを設け、このチャックを昇降可能とするとともに、上昇位置で前後方向に移動可能としてストックヤードに移動させるように構成してもよい。このように構成することで、測定テーブル２４への出し入れの転がしが少なくでき、ハンドリングが衝撃なくできるので、成形体Ｓに対して疵の懸念がない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る押出プレスの平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ矢視図である。
【図４】本発明に係る押出プレスによる測定手順を説明するための模式図である。
【図５】成形体の製品径の測定方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：押出プレス本体      ２：切断装置            ３：固定テーブル
４：測長装置            ５：搬出テーブル        ６：冷却液槽
７：測定装置            ８：プレスラム          ９：コンテナ
１０：ノズル            １１：支持フレーム      １２：切断刃
１３：油圧モータ        １４：回転ネジ棒        １５：可動体
１６：オプトコーダ      １７：支持アーム        １８：接触ヘッド
１９：スロープ          ２０：ストッパ          ２１：冷却液
２２：支持フレーム      ２３：固定ガイド        ２４：測定テーブル
２５：巻取装置          ２６：ワイヤ            ２７：ロードセル
２８：温度センサ        ２９：演算手段            Ｇ：押出原料
Ｓ：成形体
【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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