| 【発明の名称】 |
超小型扁平管の押出し方法およびその装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】清水 真治
【住所又は居所】山口県宇部市大字小串沖の山１９８０番地 宇部興産機械株式会社宇部機械製作所内
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| 【要約】 |
【課題】熱交換器として使用される超小型扁平管を押出プレス装置を用いて押出すようにした超小型扁平管の押出し方法およびその装置を提供する。
【解決手段】押出プレスのコンテナ内に押出材を装填した後、メインラムを前進して押出成形用ダイスから押出される製品を、該押出プレスの出口側に配設されたアイドラーを経由して製品巻取り装置で巻取りされる巻取り速度と、該ダイスから押出される製品の押出し速度を同期させながら押出し製品を得るようにした押出し方法であって、該ダイスから押出材の押出しを完了した後、該押出シリンダの後部から第１および第２圧抜きバルブを全開にして前記押出シリンダ内の作動油の圧力が一定値になるまで多量の作動油の排出を行なった後、該第１圧抜きバルブを全開にしたまま該アイドラーと押出し製品との接触面積との比率に応じて、予め該第２圧抜きバルブの開度を調整するようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 押出プレスのコンテナ内に押出材を装填した後、メインラムを前進して押出成形用ダイスから押出される製品を、該押出プレスの出口側に配設されたアイドラーを経由して製品巻取り装置で巻取りされる巻取り速度と、該ダイスから押出される製品の押出し速度を同期させながら押出し製品を得るようにした押出し方法であって、該ダイスから押出材の押出しを完了した後、該押出シリンダの後部から第１および第２圧抜きバルブを全開にして前記押出シリンダ内の作動油の圧力が一定値になるまで多量の作動油の排出を行なった後、該第１圧抜きバルブを全開にしたまま該アイドラーと押出し製品との接触面積との比率に応じて、予め該第２圧抜きバルブの開度を調整するようにしたことを特徴とする超小型扁平管の押出し方法。
【請求項２】 前記アイドラーと押出し製品との接触面積比率が大きい時は、該第２圧抜きバルブの開度を小さくするようにし、逆に前記アイドラーと押出し製品との接触面積比率が小さい時は、該第２圧抜きバルブの開度を大きくするようにした請求項１記載の超小型扁平管の押出し方法。
【請求項３】 エンドプラテンと、ダイスと、コンテナと、コンテナ内のビレット押圧用のステムが先端に設けられたメインラムを押出シリンダに係合して前後摺動自在に設けられるとともに、該エンドプラテンの後面側に該ダイスから押出しされた押出し製品の巻取りを行う製品巻取り装置と、該ダイスと該製品巻取り装置間にあって前記製品巻取り時の該製品に引張り力を常時付加するアイドラーとを配設した押出プレス装置であって、該押出シリンダの後部から押出材の押出し完了時に多量の作動油の排出を行なう第１圧抜きバルブと、作動油の排出調整が可能な第２圧抜きバルブとを並列的に配設したことを特徴とする超小型扁平管の押出プレス装置。
【請求項４】 前記第１圧抜きバルブは第１カートリッジ弁と第１電磁弁から構成し、また、前記第２圧抜きバルブは第２カートリッジ弁と第２電磁弁から構成したことを特徴とする請求項３記載の超小型扁平管の押出プレス装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器とて使用される超小型扁平管を押出プレス装置を用いて押出すようにした超小型扁平管の押出し方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】押出プレス装置により押出プレスを行なう場合、ダイスにコンテナを押し付けた状態で、ビレットローダ上の押出材（ビレット）をメインラム先端のステムにより該コンテナ内に装填する。（なお、通常は、ステムヘフィックスドダミーブロックを装着させるが、ビレットとの間にダミーブロックを介在させる場合も有る。）そして、メインラムをさらに前進させてステムにてビレットを強力に押圧し、ダイスから押出された超小型扁平管（熱交換器として利用されている）をダイスの出口部に配設された製品巻取り装置で巻取りするようにしていた。
【０００３】メインラムの等速前進速度Ｖ０で押出された該製品は、ダイスの出口部に配設された複数の製品ガイドホイールを介して製品の巻取り装置で巻取りされるのである。ビレットの押出し完了後は、コンテナをコンテナシリンダにより若干後退させて、ディスカードがコンテナから外れた位置からメインラムを後退させる。
【０００４】次に、コンテナとダイスとの間に切断装置の切断刃を送り込み、ダイス前面の残余のビレット（ディスカードと称される。）とを切り離す。その後は、メインラムを後退させてステムをコンテナから抜き出し、次のビレットをコンテナに挿填して次サイクルの押出プレス操作に移行する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来装置では次のような課題があった。コンテナをダイスに当接後、メインラムの前進でビレットをコンテナ内に装填し、メインラムをさらに前進させ、ビレットを押圧してダイスから押出しを完了した時点で、製品巻取り装置と同調させながらメインラムを完全停止させるとするようにしていたが、ビレットの押出しが完了して押出限に達した後も押出シリンダ内の残圧が高いため、製品の押出限より製品停止まで数秒以上、数メートル以上もかかってしまう。
【０００６】このため、製品巻取り装置および複数の製品ガイドホイールの回転による引張力を受け、ダイス面から数十センチの間の製品が伸びてしまうため、寸法公差から外れてしまうといった問題があった。このように、寸法引けが生じる結果、製品巻取り時にライン中の製品が製品ガイドホイールから脱落してしまい、連続押出し成形ができないといった問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この問題点を解決するために、本発明における第１の発明では、押出プレスのコンテナ内に押出材を装填した後、メインラムを前進して押出成形用ダイスから押出される製品を、該押出プレスの出口側に配設されたアイドラーを経由して製品巻取り装置で巻取りされる巻取り速度と、該ダイスから押出される製品の押出し速度を同期させながら押出し製品を得るようにした押出し方法であって、該ダイスから押出材の押出しを完了した後、該押出シリンダの後部から第１および第２圧抜きバルブを全開にして前記押出シリンダ内の作動油の圧力が一定値になるまで多量の作動油の排出を行なった後、該第１圧抜きバルブを全開にしたまま該アイドラーと押出し製品との接触面積との比率に応じて、予め該第２圧抜きバルブの開度を調整するようにした。
【０００８】また、第１の発明を主体にする第２の発明では、前記アイドラーと押出し製品との接触面積比率が大きい時は、押出し製品の寸法引けが大きくなるのを防止するために第２カートリッジ弁の開度を小さくするようにし、逆に前記アイドラーと押出し製品との接触面積比率が小さい時は、第２圧抜きバルブの開度を大きくするようにした。
【０００９】さらに、第３の発明では、エンドプラテンと、ダイスと、コンテナと、コンテナ内のビレット押圧用のステムが先端に設けられたメインラムを押出シリンダに係合して前後摺動自在に設けられるとともに、該エンドプラテンの後面側に該ダイスから押出しされた押出し製品の巻取りを行う製品巻取り装置と、該ダイスと該製品巻取り装置間にあって前記製品巻取り時の該製品に引張り力を常時付加するアイドラーとを配設した押出プレス装置であって、該押出シリンダの後部から押出材の押出し完了時に多量の作動油の排出を行なう第１圧抜きバルブと、作動油の排出調整が可能な第２圧抜きバルブとを並列的に配設した。第３の発明を主体とする第４の発明では、前記第１圧抜きバルブは第１カートリッジ弁と第１電磁弁から構成し、また、前記第２圧抜きバルブは第２カートリッジ弁と第２電磁弁から構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る超小型扁平管の押出し方法およびその装置の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】図１は押出プレス装置の側方から見た断面図、図２は同装置の要部平面図、図３はメインシリンダ圧力と押出時間との関係図、図４はアイドラー幅と製品幅との接触面積の比率と寸法引けとの関係図、図５はアイドラー幅と製品幅の接触面積の比率と第２抜出しバルブ開度との関係図、図６はアイドラー幅と製品幅を説明する説明図である。
【００１２】符号１は押出プレス装置である。１０はマシンベースを示し、一端側にエンドプラテン１２が固設され、他端側にシリンダ取付ブロック１４が設置され、該シリンダ取付ブロック１４に押出シリンダ１６が固設されている。エンドプラテン１２は、押出シリンダ１６に対面する側の下部が突出してダイス支持部２０となっており、該ダイス支持部２０上にはダイスライド２２がマシン幅方向にスライド自在に設定されている。
【００１３】このダイスライド２２にダイス２４が保持されている。ダイスライド２２は、エンドプラテン１２の側方に設けられたシリンダ２５によりマシン幅方向に移動される。そして、エンドプラテン１２の背面（押出シリンダ１６側の面）に位置された押出運転位置と、エンドプラテン１２の背面から抜け出されたダイス交換位置との間を往復可能とされている。エンドプラテン１２の押出シリンダ１６と対面する側の上部にはブラケット２６が固設されており、該ブラケット２６に切断装置２８が設けられている。
【００１４】該切断装置２８は、後述するダイスのディスカードと製品部とを切断するためのものであり、シリンダ３０により上下方向にストロークされる切断刃３２を備えている。前記エンドプラテン１２とシリンダ取付ブロック１４とはコラム３４により連結されている。該コラム３４のエンドプラテン１２側の部分にはコンテナガイド（図示略）が設けられており、該コンテナガイドに沿って押出方向に移動自在にコンテナ３８が設置されている。該コンテナ３８を押出方向またはそれと反対方向に移動させるためにコンテナシリンダ（コンテナ移動用シリンダ）４０がエンドプラテン１２に設けられている。
【００１５】コンテナシリンダ４０のピストンロッド４２の先端がコンテナホルダ３８Ａに連結されており、コンテナシリンダ４０のピストンロッド４２を前進および後退させることにより、コンテナホルダ３８Ａ を図１、２の左右方向に移動させることができる。なお、コンテナホルダ３８Ａに装着されているコンテナ３８はビレット装填孔４４を有しており、該ビレット装填孔４４内にはコンテナスリーブ４６が装着されている。コンテナ３８の押出シリンダ１６側にはビレットローダ５２が設けられている。ビレットローダ５２は駆動装置（図示略）によってステム進退域から退避可能とされている。
【００１６】前記押出シリンダ１６はメインラム５８を備えており、該メインラム５８の先端にヘッドプレート５６および取付部材５４を介してステム６０が取り付けられている。シリンダ１６の上側にはオイルリザーバタンク６２が設けられており、該オイルリザーバタンク６２とシリンダ１６の後端の作動油導入口６４とはプレフィルバルブ６６にて接続されている。このプレフィルバルブ６６にはバタフライバルブ６８が設置されている。導入口６４には、該導入口６４を開閉するための弁７０が設置されている。
【００１７】この弁７０はシリンダ７２により開閉作動される。押出シリンダ１６の側方にはサイドシリンダ７６、７８が設けられており、それらのピストンロッド８０、８２は前記ヘッドプレート５６に固着されている。このヘッドプレート５６には、その位置を検出するためのリニアスケール等の位置検出装置９０が接続されている。
【００１８】一方、押出プレス装置１の後面側には、エンドプラテン１２側に近い順からアイドラー１１０、複数のガイドホイール１２０および製品巻取り装置（以下、コイラーという）１３０が配設されている。前記アイドラー１１０は回転自在に支軸１１０ａで軸支されており、支軸１１０ａの両端部にはスプリングを有した引張り棒１１２の一端部が接続してあり、他端部には移動不可能に固定されている。
【００１９】さらに、アイドラー１１０の後面側にはコイラー１３０が配設してあり、ダイス１４から押出された押出し製品（超小型扁平管）１００の先端部をコイラー１３０に設けられたクランプ装置（図示略）でクランプした後、コイラー１３０を回動しながら押出し製品１００をロール状に巻取りするようになっている。なお、符号１２０は製品ガイドホイールであり、アイドラー１１０を経由してコイラー１３０間に巻取りされるように、補助用のガイドホイールとして用いられる。
【００２０】前記アイドラー１１０の支軸１１０ａは、図示を省略した長穴に挿入して上下動可能なのに対して、複数の製品ガイドホイール１２０の支軸は上下に移動せずその場において回動のみ行う固定式となっている。また、ビレット９６の押出しが完了するまでのメインラム５８の前進速度Ｖ０は一定であり、この前進速度Ｖ０はロータリーエンコーダを有する位置検出装置９０で測定できるようになっている。さらに、メインラム５８の前進速度Ｖ０の速度信号を取出して、コイラー１３０の回転速度Ｖ５を同期できるように構成されている。特に、コイラー１３０の支軸１３０ａの回転速度は一定でも製品１００の巻取り量が大きくなるにつれて、巻取りされる製品１００の直径が大きくなるため製品外周の周速度Ｖ４が漸増する。
【００２１】このため、製品巻取り周速度Ｖ４の漸増に併せてメインラム５８の前進速度Ｖ０を漸増するように制御を行うことは困難である。これは、押出シリンダ１６の内容積が大きく、かつシリンダ径も大きいことから、油圧の微調整によるメインラム５８の前進速度Ｖ０の微調整は不可能に近く、正常な状態になるように対応しようとすると制御そのものが複雑になる。このため、前述したように、メインラム５８の前進速度Ｖ０を一定とし、製品の巻取りの周速度Ｖ４の漸増を防止して、前記Ｖ４が一定となように製品巻取り装置１３０の回転数を漸減するように構成されている。
【００２２】図１に作動油圧の供給管１５０、１５２、１５４が接続されている。供給管１５０の先端部には供給管１５２と１５４が分岐され、パラレルに配設されている。供給管１５２には第１カートリッジ弁１３６と第１電磁弁１３２が接続されており、また、一方の供給管１５４には第２カートリッジ弁１３８と第２電磁弁１３４が接続されている。押出シリンダ１６の後部から多量の作動油の抜出しを行う場合は、第１カートリッジ弁１３６と第２カートリッジ弁１３８の両方を全開にするとともに第１電磁弁１３２と第２電磁弁１３４の両方を消磁するとそれぞれ油タンク１４２，１４３、１４４および１４５にそれぞれ作動油が排出される。
【００２３】また、第２カートリッジ弁１３８には、バルブ開度を調整し作動油の排出量を調整するためのストロークアジャスタ１４０が取付けられている。なお、符号１４２、１４３、１４４、１４５は油タンクである。
【００２４】このように構成された押出プレス装置を用いて超小型扁平管の押出し方法について次に説明する。
【００２５】図１、２に示す状態から押出を行なうには、まず前サイクルの押出中に、次サイクル用のビレット９６（長さ測定を完了したもの）をビレットローダ５２で受けてコンテナ３８とメインラム５８に干渉したい位置まで部分上昇している。次サイクル用のビレット９６（長さ測定を完了したもの）をビレットローダ５２で受けてコンテナ３８とメインラム５８に干渉したい位置まで部分上昇している。次いでビレットローダ５２をプレス中心まで上昇させる。そして押出シリンダ１６のメインラム５８を前進させてステム６０を前進させ、ビレット９６をコンテナ３８のビレット装填孔４４内に装填する。
【００２６】ダイス２４から押出された製品１００はコイラー１３０にてコイル状に巻取りされるが、押出ステム６０の前進に伴ってダイス２４から押出される製品の押出し速度はＶ２となり、Ｖ２より製品巻取り速度Ｖ５の方が大きいと押出し製品１００は引張られて、寸法引けが生じ易い。この引張力によりアイドラー１１０が上方に引き上げられるために引張り棒１１２のスプリングが伸張することになる。この時のスプリングの伸張による変位量を測定し、伸張したスプリングの変位量がゼロになるように製品巻取り速度Ｖ５を小さくするのである。
【００２７】しかしながら、実際には、次のような現象が生じやすい。すなわち、複数の製品ガイドホイール１２０とアイドラー１１０の慣性力と、ダイス２４面からアイドラー１１０までの製品１００自体の運動エネルギーがあるため、この両方を調整して寸法引けが生じないようにすることが必要であるが、次のようにして操作される。
【００２８】メインラム５８が停止後も複数の製品ガイドホイール１２０とアイドラー１１０の慣性力と、ダイス２４面からアイドラー１１０までの製品１００自体の運動エネルギーにより寸法引けが生じないように第２カートリッジ弁１３８のストロークアジャスタ１４０を微調整して押出シリンダ１６内の作動油を抜出しを行い、内圧を微調整しメインラム５８の前進速度Ｖ０を微調整するのである。
【００２９】この微調整は次のようにして行われる。図４および図５に示すように、アイドラー１１０と押出し製品１００との接触面積比率が大きい場合、すなわち、押出し製品１００の幅Ｗ１が大きいとき（図中のａ１の状態）は、複数の製品ガイドホイール１２０とアイドラー１１０の慣性力と、ダイス２４面からアイドラー１１０までの製品１００自体の運動エネルギーが大きくなり、寸法引けが大きくなり易いために、これを防止するために第２カートリッジ弁のストロークアジャスタ１４０を微調整し、押出シリンダ１６内からの作動油の抜出しを少量にして、メインラム５８の前進速度Ｖ０を大きくすることが望ましい。
【００３０】逆に、アイドラー１１０と押出し製品１００との接触面積比率が小さい場合、すなわち、押出し製品１００の幅Ｗ１が小さいとき（図中のｂ１の状態）は、複数の製品ガイドホイール１２０とアイドラー１１０の慣性力と、ダイス２４面からアイドラー１１０までの製品１００自体の運動エネルギーが小さくなり、寸法引けが小さくなり易いために、これを防止するために第２カートリッジ弁のストロークアジャスタ１４０を微調整し、押出シリンダ１６内からの作動油の抜出しを多量にして、メインラム５８の前進速度Ｖ０を小さくすることが望ましい。
【００３１】このメインラム５８の前進時には弁７０が開放され、メインラム５８はサイドシリンダ７６、７８により前進される。メインラム５８の前進に伴って、オイルリザーバタンク６２から多量の作動油がプレフィルバルブ６６を経て押出シリンダ１６内に流入する。次に、ビレットローダ５２をコンテナ３８と押出シリンダ１６との間の位置から退避させる。なお、コンテナ３８は予めコンテナシリンダ４０によりダイス２４と密着（接触）するように移動されている。
【００３２】このようにビレット９６の装填が終了した後、メインラム５８をさらに前進させ、コンテナ３８とメインラム５８を一時的に後退させてダイス２４面を開き、バープサイクルを行なった後、コンテナ３８を再度前進させてダイス２４と密着させる。次にメインラム５８を前進させてビレット９６を強力に押圧して押出し製品の超小型扁平管１００をダイス２４から押し出す。このメインラム５８の強力な前進に際しては、弁７０は閉弁され、図示しないバルブを介して作動油圧が押出シリンダ１６内に供給される。
【００３３】図３を用いてメインシリンダ圧力と押出し時間との関係を説明する。製品１００の押出し中は、一定の高い圧力でビレット９６の押出しが行われる（図中のＡの状態）が、ビレット９６の押出しが完了し押出限に達した後も押出シリンダ１６内の内圧がまだ高いため、製品１００の押出限より製品停止まで数秒以上、数メートル以上もかかってしまう。
【００３４】ビレット９６の押出しが完了して押出限に達した後は、第１カートリッジ弁１３６と第２カートリッジ弁１３８ならびに第１電磁弁１３２と第２電磁弁１３４を全開（図中のＢの状態）にして押出シリンダ１６内の圧力を例えば８０Ｋｇ／ｃｍ２まで一挙に降圧させる。８０Ｋｇ／ｃｍ２まで降圧すると第２カートリッジ弁１３８のストロークアジャスタ１４０のみを微調整して第２カートリッジ弁１３８からの作動油の抜出し量が少量となるように調整する（図中のＣの状態）。
【００３５】この時、第２カートリッジ弁１３８のストロークアジャスタ１４０の調整は次のようにして行う。図６に示すように押出し製品幅Ｗ１とアイドラー幅Ｗ２と比率（Ｗ１／Ｗ２）が重要となる。すなわち、押出し製品１００はアイドラー１１０の溝に沿って移動するためＷ２＞Ｗ１となっている。アイドラー幅Ｗ２が一定であるのに対して、押出し製品幅Ｗ１は需要に応じて変わるために、押出し製品幅Ｗ１が狭いと両者の接触面積比率は小さくなり、逆に幅Ｗ１が広いと接触面積比率は大きくなる。
【００３６】図４に示すように、アイドラー１１０の慣性力および押出し製品１００とアイドラー１１０との摺動抵抗がほぼ一定であるため、押出し製品幅Ｗ１が小さい場合（図中ｂ１の状態）は、押出し製品幅Ｗ１とアイドラー幅Ｗ２の接触面積比率が小さくなるため、その分大きな引張応力が作用することとなり、寸法引けが大きくなり易い。逆に、押出し製品幅Ｗ１が大きい場合（図中ａ１の状態）は、押出し製品幅Ｗ１とアイドラー幅Ｗ２の接触面積比率が大きくなって、その分引張力が小さくなり、寸法引けが小さくなり易い。
【００３７】ビレット９６の押出しが終了した後、コンテナシリンダ４０を作動させてコンテナ３８をダイス２４から離反させるように移動させ、ディスカードがコンテナ３８から外れた位置からメインラム５８を後退させる。次いで、切断装置２８のシリンダ３０を作動させ、切断刃３２を下降させることにより製品１００とディスカードとを切断する。切断終了後、シリンダ３０により切断刃３２を図２の待機状態まで後退させる。
【００３８】また、その後、メインラム５８を所定の待機位置まで後退させると共に、コンテナ３８をダイス２４に密着させ、次回の押出プレス工程に移行する。なお、メインラム５８の後退は前記サイドシリンダ７６、７８により行なわれる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、第１カートリッジ弁のストロークアジャスタを微調整しながら押出シリンダ内の内圧を調整するようにしたので、ビレットの押出し完了後に、アイドラーと複数のガイドホイールの慣性力とダイスから製品巻取り装置までの製品自重の運動エネルギーによる寸法引けが完全に防止され、製品歩留まりが向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３０００４１１９２
【氏名又は名称】宇部興産機械株式会社
【住所又は居所】山口県宇部市大字小串字沖の山１９８０番地
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| 【出願日】 |
平成１３年６月２８日（２００１．６．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２８２０
【弁理士】
【氏名又は名称】伊丹 勝
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１０９１３（Ｐ２００３−１０９１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１月１５日（２００３．１．１５） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１９７０２４（Ｐ２００１−１９７０２４） |
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