JP7207018B2 - ビレット供給装置及びビレット供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置及びビレット供給方法に関する。

金属材料、例えば、アルミニウム又はその合金材料等のビレット（押出材）を、従来型の押出プレス装置により押出成形する場合、まず、コンテナのビレット収容部内に新たなビレットを挿入させ保持（アプセット）させる。具体的には、メインシリンダ（あるいはメインシリンダハウジング）に、押出方向に前進可能に内蔵されるメインラムの先端部に、メインクロスヘッドを介して取り付けられた押出ステムを押出方向と逆に後退させる。この押出ステムの後退は、メインクロスヘッドに連結されたサイドシリンダ等、メインシリンダとは別の油圧アクチュエータにより行われる。また、この時、コンテナは、コンテナシリンダ等により、エンドプラテン側のダイスに押し付けられた状態である。

次に、押出プレス装置機外に配置されたビレットヒータから、予熱されたビレットをビレット搬送装置等のビレット搬送手段により、押出プレス装置側方のビレット供給位置まで搬送させた後、ビレットプッシャー等で、ビレット供給装置の移動フレーム先端のビレット載置部に載置させる。そして、ビレット供給装置の移動フレームを前進させて、ビレット載置部上のビレットを押出中心上に移動させる。その後、押出ステムを押出方向に前進させて、ビレット供給装置のビレット載置部上のビレットをコンテナのビレット収容部内に挿入させる。引き続き、ビレット供給装置の移動フレームを後退させて、ビレット載置部を押出中心から待避させた後、押出ステムを押出方向に前進させ、ビレットの外周面がコンテナのビレット収容部の内周面に接触するようにビレットを塑性変形させてアプセットが完了する。メインラムをさらに押出方向に前進させ、押出ステムによりビレットをダイスに押圧させると、製品の断面形状を模したダイスの出口部から、押出製品が連続して押し出される。

このような従来型の押出プレス装置では、コンテナ端面から押出ステム先端間の押出中心上に、ビレットを供給させるスペースを確保するために、押出ステムの先端を、コンテナ端面からこのビレットの全長分より多く後退させる必要がある。そのため、メインラムには、供給されるビレット全長に、押出ステムの長さを加えた長さ以上の前進（後退）ストロークが必要である。その結果、メインラム、及びメインラムを収納するメインシリンダも長大化し、押出プレス装置の全長が長大化する。また、メインラムを前進させるための作動油量も多くなる。

近年においては、押出プレス装置の全長の長大化を抑制させたショートストロークプレス方式押出プレス装置が採用されている。その１つが、リアローティング型押出プレス装置である。このリアローディング型押出プレス装置は、押出中心上にビレットを供給させるスペースを確保するために、メインクロスヘッド前面に配置される押出ステムを後退させず、メインクロスヘッド前面において、押出方向と直交する方向、例えば、水平に移動させ、押出ステムを押出中心から一時的に移動（退避）させて、押出プレス装置の全長の長大化を抑制するものである。

図１及び図２を参照しながら、リアローディング型押出プレス装置におけるビレット供給方法について説明する。図１は、リアローディング型押出プレス装置におけるビレット供給方法を説明する概略平面図である。図２は、図１（ｂ）のＡ矢視図である。

図１（ａ）は、ビレットが押出中心上に供給される前のリアローディング型押出プレス装置２０（以後、押出プレス装置２０）を示す。エンドプラテン１とシリンダ取付ブロック２とがタイロッド３によって連結され固定されている。エンドプラテン１にはダイス４が取り付けられ、図示しないコンテナシリンダ等により、ビレット収容部Ｃを備えたコンテナ５がダイス４に押し付けられている。

そして、シリンダ取付ブロック２には、押出ステム６を移動（前進／押圧）させるためのメインシリンダ８が取り付けられている。メインシリンダ８にはメインラム８ａが内蔵され、作動油の供給により前進させることができる。一方、メインラム８ａの先端にメインクロスヘッド７が取り付けられており、さらに、このメインクロスヘッド７前面の押出中心上に押出ステム６が取り付けられている。メインラム８ａを前進させると、押出ステム６を前進させて、押出ステム６により、コンテナ５のビレット収容部Ｃ内のビレットＢを押出方向Ｐに押圧させることができる。

押出プレス装置２０にビレットＢを供給させる場合、まず、図１（ｂ）に示すように、押出ステム６を、エンドプラテン１側から見て左方向（図１（ｂ）では上方）に移動（退避）させる。次に、エンドプラテン１側から見て右方向（図１（ａ）では下方／ビレット供給位置）から、ビレット供給装置１０（図示せず）の移動フレーム１２を押出中心側に前進させて、移動フレーム１２先端のビレット載置部ＢＬに載置されたビレットＢを押出中心に移動させる。そして、図１（ｃ）に示すように、ビレット載置部ＢＬ上のビレットＢの端面を、ビレット載置部ＢＬに備えられたビレット挿入機構（図示せず）の押圧部材ＢＳにより押圧させて、コンテナ５のビレット収容部Ｃ内に挿入させる。

コンテナ５のビレット収容部Ｃ内へのビレットＢの挿入が完了した後、図１（ｄ）に示すように、ビレット供給装置１０（図示せず）の移動フレーム１２（図示せず）を後退させて、移動フレーム１２及びビレット載置部ＢＬを、押出中心から退避させる。この後、エンドプラテン１側から見て左方向に移動（退避）させていた押出ステム６を押出中心に移動させる。引き続き、メインラム８ａを押出方向Ｐに前進させてアプセットが完了する。以降の押出工程は、先に説明した従来型の押出プレス装置と同じであるため説明は割愛する。

ここで、図１において図示を省略した、ビレット供給装置１０について、図２を参照しながら概略を説明する。図２は、図１（ｂ）のＡ矢視図である。ビレット供給装置１０は、図２（ａ）に示すビレット供給位置において、ビレット載置部ＢＬにビレットＢを載置可能に、離間して配置される基台１１と、基台１１に案内され、基台１１に対して、押出中心側へ進退自在に支持されると共に、押出中心側端部にビレット載置部ＢＬ及びビレット挿入機構（図示せず）が配置される移動フレーム１２と、が主要構成である。

図２（ａ）に示すビレット供給位置は、押出動作等におけるメインクロスヘッド７の移動に干渉せず、また、タイロッド３等、押出プレス装置２０や周辺装置に干渉することなく、新たなビレットＢを、例えば、ビレットプッシャー等（図示せず）により、コンテナ５のビレット収納部Ｃと平行に、ビレット載置部ＢＬに載置可能な位置である。また、先に説明したように、押出ステム６は、図示しない駆動手段により押出ステムガイド手段６ａに沿って、エンドプラテン１側から見て左方向に移動（退避）させている。ここで、図２（ａ）における、ビレット供給位置及び押出プレス装置２０の押出ステム６の押出中心間の水平距離をビレット搬送距離Ｌ１とする。

そして、図２（ｂ）に示すように、移動フレーム１２を前進させて、ビレット載置部ＢＬに載置されたビレットＢを押出中心に移動させる。図２においては、基台１１における移動フレーム１２の案内及び支持構造を、図的に理解が容易な、上下方向のローラ支持構造としたが、供給させるビレットの重量及びビレット搬送距離Ｌ１に対応する剛性を備える移動フレームと、該移動フレームの垂直方向の支持剛性を備える公知の支持構造が採用される。

一方、リアローディング型押出プレス装置においては、ビレット供給時に押出中心に押出ステムがない。そのため、ビレット供給装置の、移動フレーム先端のビレット載置部に、押圧部材等によりビレットをコンテナのビレット収容部内に挿入させるビレット挿入機構が配置される。

このビレット挿入機構は、ビレット搬送距離分、移動フレームを前進させた状態で駆動される。そのため、コンテナのビレット収納部内へのビレット挿入時の挿入抵抗力の反力が、ビレット挿入機構を介して、前進させた状態の移動フレーム先端部に、押出方向Ｐとは逆向き（移動フレームの進退方向と直交する水平方向）に作用する。リアローディング型押出プレス装置のビレット供給装置の基台においては、先に説明した、移動フレームの垂直方向の支持剛性に加えて、ビレット挿入時の挿入抵抗力のこのような反力に対応する、移動フレームの水平方向の支持剛性を備えなければならないという問題がある。

前述したような問題を鑑み、ビレット載置部にビレット挿入機構を備えないビレット供給装置であっても、押出中心にビレットを供給させることができるリアローディング型押出プレス装置が開示されている。

例えば、特許文献１には、押出中心から移動させたプレス用シャンク１７（押出ステム）とは別に、押出中心上に供給されたビレット１３を、コンテナ１２の空洞１２ａ内に挿入するためのシリンダ１６、及び同シリンダ１６により押出方向に前進・後退可能な押出し棒１６ａが、主プレスピストン１４ａ（メインラム）の押出中心に内蔵された押出プレス（装置）によるビレットの供給方法が開示されている。

また、特許文献２には、可動クロス部材２８（メインクロスヘッド）に配置された回転アーム４６の両端に、プランジャ４８（押出ステム）とビレットローダ５０（ビレット載置部）をそれぞれ備えた押出しプレスが開示されている。回転アーム４６はピン４２を回転軸として回転可能に、且つ、同回転により、プランジャ４８とビレットローダ５０をそれぞれ押出中心に位置決め可能に構成されている。そして、押出中心以外でビレットローダ５０に供給されたビレットＢを、回転アーム４６の回転により押出中心に移動させ（この時、プランジャ４８は押出中心以外にある）、可動クロス部材２８の前進、またはピン４２に組み込まれるシリンダでの回転アーム４６の前進により、押出中心にあるビレットＢを容器１６（コンテナ）内に挿入させるように構成されている。

特開平０４－２３１１１０号公報 特開平０５－２３７５３９号公報

特許文献１及び特許文献２に開示されたリアローディング型押出プレス装置は、共に、押出中心にあるビレットを、コンテナ内に挿入させる機構を、ビレット供給装置ではなく押出プレス装置に備える。この構成、すなわち、特許文献１においては、シリンダ１６及び押出し棒１６ａ、特許文献２においては、回転アーム４６の一端に配置されたビレットローダ５０により、ビレットをコンテナ内に挿入させる時の挿入抵抗力の反力を押出プレス装置自体で受け、同反力が、前進させた状態の移動フレーム先端部に、押出方向とは逆向きに作用することを回避するものである。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されたリアローディング型押出プレス装置は、ビレットをコンテナ内に挿入させる構成を、ビレット供給装置ではなく押出プレス装置に備える構成により、押出プレス装置の構成が複雑になるという問題がある。特許文献１では、主プレスピストン１４ａ（メインラム）の押出中心に連続する長穴を加工し、シリンダ１６及び押出し棒１６ａを内蔵させる必要がある。特許文献２では、可動クロス部材２８（メインクロスヘッド）に、回転アーム４６やその回転機構及び前進機構を配置させる必要がある。

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、コンテナ内へのビレット挿入時の挿入抵抗力の反力が、ビレット供給装置に作用することを抑制できる、リアローディング型押出プレス装置のビレット供給装置とビレット供給方法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、ビレットを把持するビレット把持機構と、
前記ビレットを押圧部材により押圧させてコンテナ内に挿入させるビレット挿入機構と、を備え、
前記ビレット把持機構が、固定把持部が配置された把持機構本体部と、前記固定把持部に対向して開閉する可動把持部と、を有し、
前記ビレット挿入機構が前記把持機構本体部に配置されると共に、
前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させる時に、前記ビレット把持機構とメインクロスヘッドとを当接させる当接部が、前記把持機構本体部に配置される
ことを特徴とする、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置によって達成される。

また、本発明に係るビレット供給装置は、前記当接部の中心が、前記ビレットを前記ビレット把持機構で把持させた状態における、前記ビレットの中心軸と同軸になるように前記把持機構本体部に配置されることが好ましく、前記把持機構本体部に対して、前記当接部を所定量突出させた当接位置と、前記当接部を該所定量突出させない非当接位置とで切り換え可能であっても良い。

さらに、本発明に係るビレット供給装置は、前記ビレット挿入機構が、少なくとも一端が回転支持されたボールねじ軸と、該ボールねじ軸と組み合わされるボールナットと、該ボールナットに固定された前記押圧部材と、を有し、
前記ビレットを前記ビレット把持機構で把持させた状態における、前記ビレットの中心軸と平行に、前記ボールねじ軸が前記把持機構本体部に配置されても良い。

一方、本発明に係るビレット供給装置は、前記ビレット把持機構が、複数軸を有する産業用ロボットに取り付けられ、任意の位置に移動される形態であっても良い。

また、本発明の上記目的は、本発明に係る、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置を使用するビレット供給方法であって、前記ビレット把持機構の前記当接部を介して、前記ビレット把持機構及び前記メインクロスヘッドを当接させた状態で、前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させることによって達成される。

また、本発明に係るビレット供給方法は、前記ビレット把持機構の、前記把持機構本体部の前記固定把持部が、前記ビレットの下方にある状態で、前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させることが好ましい。

本発明に係る、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置は、ビレットを把持するビレット把持機構と、
前記ビレットを押圧部材により押圧させてコンテナ内に挿入させるビレット挿入機構と、を備え、
前記ビレット把持機構が、固定把持部が配置された把持機構本体部と、前記固定把持部に対向して開閉する可動把持部と、を有し、
前記ビレット挿入機構が前記把持機構本体部に配置されると共に、
前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させる時に、前記ビレット把持機構とメインクロスヘッドとを当接させる当接部が、前記把持機構本体部に配置されるため、コンテナへのビレット挿入時の挿入抵抗力の反力が、ビレット供給装置に作用することを抑制できる。

一方、本発明に係る、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置によるビレット挿入方法は、前記ビレット把持機構の前記当接部を介して、前記ビレット把持機構及び前記メインクロスヘッドを当接させた状態で、前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させるため、コンテナへのビレット挿入時の挿入抵抗力の反力が、ビレット供給装置に作用することを抑制できる。

リアローディング型押出プレス装置におけるビレット供給方法を説明する概略平面図である。 図１（ｂ）のＡ矢視図である。 第１実施形態に係るビレット供給装置と、ビレット供給方法を説明する概略平面図他である。 図３のＢ矢視図である。 図４に示すビレット把持機構の説明図である。 図５のＤ－Ｄ矢視図である。 図６のＥ－Ｅ矢視図である。 図６のＦ－Ｆ矢視図である。 図６のＧ矢視図である。 第２実施形態に係るビレット供給装置と、ビレット供給方法を説明する説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［第１実施形態］
第１実施形態に係るビレット供給装置１００と、リアローディング型押出プレス装置である押出プレス装置２０へのビレット供給方法について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３（ａ）は、第１実施形態に係るビレット供給装置と、ビレット供給方法を説明する概略平面図であって、リアローディング型押出プレス装置のビレット供給装置におけるビレット供給方法を説明した図１（ｂ）の状態に相当する。図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、共に、図３（ａ）の要部Ｘの拡大図と同図Ｃ－Ｃ矢視の断面図である。また、図４は、図３のＢ矢視図であって、図４（ａ）が図２（ａ）の状態（ビレット供給位置）に、図４（ｂ）が図２（ｂ）の状態（押出中心）に相当する。

押出プレス装置２０にビレットＢを供給させる場合、押出プレス装置機外に配置されたビレットヒータから、予熱されたビレットをビレット搬送装置等のビレット搬送手段により、押出プレス装置側方のビレット供給位置まで搬送させる。その後、ビレット供給位置（図４（ａ））において、ビレットプッシャー等（図示せず）で、ビレット搬送手段（図示せず）からビレットＢを押し出して、開放状態のビレット把持機構３０にビレットＢを移動させた後、ビレットＢを把持させる。次に、ビレット供給装置１００（図示せず）の移動フレーム１２を後退限位置から押出中心側に前進させて、移動フレーム１２先端のビレット把持機構３０に把持させたビレットＢを押出中心（図４（ｂ））に移動させる。

このとき、ビレット把持機構３０は、コンテナ５及びメインクロスヘッド７との干渉回避のため、これら構成に対して所定のクリアランス（所定量）を確保した状態で押出中心に移動される。ここで、図３（ａ）の要部Ｘに示すように、ビレット把持機構３０のメインクロスヘッド７側端部のビレットＢの中心軸上（ビレットＢをビレット把持機構３０で把持させた状態）には当接部３６が設けられている。また、図３（ｂ）の上方に示すように、ビレットＢを押出中心に移動させた状態において、当接部３６のメインクロスヘッド７に対するクリアランスＬ２が確保されている。このときの当接部３６の位置を非当接位置とする。

次に、図３（ｃ）の上方に示すように、ビレット把持機構３０から当接部３６をクリアランスＬ２分突出させてメインクロスヘッド７に当接させる。このときの当接部３６の位置を当接位置とする。そして、ビレット把持機構３０によるビレットＢの把持力を弱めるか開放状態にさせた後、ビレット挿入機構４０（図示せず）の押圧部材ＢＳによりビレットＢの端面を押圧させて、コンテナ５のビレット収容部Ｃ内に挿入させる。ここで、図４に示すように、後述する固定把持部３２が、ビレットＢの下方にある状態で、ビレット挿入機構４０により、ビレットＢをコンテナ５内に挿入させるため、ビレット把持機構３０によるビレットＢの把持力を弱めるか開放状態にさせても、ビレットＢは押出中心に位置保持される。

このように、第１実施形態に係るビレット供給装置１００は、ビレット把持機構３０の当接部３６を介して、ビレット把持機構３０及びメインクロスヘッド７を当接させた状態で、ビレット挿入機構４０により、ビレットＢをコンテナ５内に挿入させるため、コンテナ５内へのビレットＢ挿入時の挿入抵抗力の反力を、当接部３６を介して、メインクロスヘッド７へ作用させて、該反力が、ビレット供給装置１００に作用することを抑制できる。その結果、ビレット供給装置１００の基台１１においては、ビレット挿入時の挿入抵抗力のこのような反力に対応する、移動フレーム１２の水平方向の支持剛性を備える必要がなく、垂直方向の支持剛性のみ備えれば良い。

また、ビレット供給装置１００の移動フレーム１２の進退精度を鑑みれば、移動フレーム１２を前進させて、ビレットＢを押出中心に移動させた状態における、当接部３６のメインクロスヘッド７に対するクリアランスは２０～３０ｍｍで十分である。したがって、ビレット把持機構３０に対して、当接部３６をクリアランスＬ２分突出させた当接位置と、突出させない非当接位置とで切り換え可能とする位置切り換え機構の、当接部３６の移動ストロークも同程度あれば良い。一方、当接部３６は当接位置において、コンテナ５内へのビレット挿入時の挿入抵抗力の反力（押出方向Ｐとは逆向きに作用）を受ける。これらを鑑みて、当接部３６の当接位置及び非当接位置の位置切り換え機構は、当接部３６の当接位置の維持に、大きな駆動力を必要としない機構が好ましい。

当接部３６の位置切り換え機構の一例として、図３（ｂ）及び図３（ｃ）の下方に示す断面図のように、当接部３６の当接位置の維持において、リンク３６ａ及びリンク３６ｂが押出中心上で一直線となるトグル機構を挙げることができる。リンク３６ａ及びリンク３６ｂは、エアシリンダ等のアクチュエータ３６ｃのシリンダロッドの前進・後退により、それぞれ、押出中心上での一直線状態（当接位置）と屈曲状態（非当接位置）とが切り換えられる。アクチュエータ３６ｃのシリンダロッドの前進により、リンク３６ａ及びリンク３６ｂを押出中心上で一直線状態にさせるために、リンク３６ａ及びリンク３６ｂの少なくとも一方の支持部材に、非当接位置における屈曲状態との逆方向への屈曲を防止すると共に、一直線状態を維持させるガイド部３６ｄが形成されることが好ましい。第１実施形態では、リンク３６ｂの当接部３６側の支持部材にガイド部３６ｄが形成される。

このように、当接部３６の非当接位置及び当接位置の位置切り換え機構にトグル機構を採用し、リンク３６ａ及びリンク３６ｂが押出中心上で一直線になる状態において、当接部３６に、コンテナ５内へのビレットＢ挿入時の挿入抵抗力の反力を作用させるため、アクチュエータ３６ｃが、大きな押圧力を発生させることが困難なエアシリンダ等であっても、コンテナ５内へのビレットＢ挿入の間、該反力に抗して当接部３６の当接位置を維持させることができる。

引き続き、第１実施形態に係るビレット供給装置１００のビレット把持機構３０及びビレット挿入機構４０について、図５から図９を参照しながら説明する。

図５は、図４に示すビレット把持機構３０の説明図である。これをビレット把持機構３０の側面図１とする。同様に、図６は図５のＤ－Ｄ矢視図（正面図）で、図７は図６のＥ－Ｅ矢視図（平面図）である。図８は図６のＦ－Ｆ矢視図（一部断面平面図）で、図９は図６のＧ矢視図（側面図２）である。ビレット把持機構３０及びビレット挿入機構４０の構成を分かり易く図示するため、図５から図９では、ビレット供給装置１００の移動フレーム１２や、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した当接部３６の位置切り換え機構他の図示を省略している。

ビレットＢを把持するビレット把持機構３０は、固定把持部３２が配置された把持機構本体部３１と、把持機構本体部３１の固定把持部３２に対向して開閉する可動把持部３３と、を有している。そして、後述するビレット挿入機構４０が把持機構本体部３１に配置されている。さらに、ビレット挿入機構４０により、ビレットＢをコンテナ５内に挿入させる時に、ビレット把持機構３０とメインクロスヘッド７とを当接させる当接部３６の中心が、ビレットＢをビレット把持機構３０で把持させた状態における、ビレットＢの中心軸と同軸になるように把持機構本体部３１に配置される。

把持機構本体部３１は、側面部３１ａ／３１ｂと、背面部３１ｃと、側面部３１ａ／３１ｂ間を連結し、背面部３１ｃにも固定される上方リブ部３１ｄ及び下方リブ部３１ｅと、側面部３１ｂに固定され、当接部３６を備える当接部支持体３７と、で構成される構造体である。なお、図面を見易くするため、把持機構本体部３１は、先に挙げた各構成部材の符号を図中に表記し、把持機構本体部３１の符号３１の表記を省略している。

把持機構本体部３１の下方リブ部３１ｅの上方には、複数のローラ３２ａを備える固定把持部３２が配置されている。固定把持部３２が、ビレットＢの下方にある状態で、可動把持部３３によるビレットＢの把持状態を開放状態にさせると、複数のローラ３２ａにより、ビレットＢは、ビレットＢの中心軸方向に移動可能に支持される。

可動把持部３３は、側面部３１ａ／３１ｂ間に固定された可動把持部支持ロッド３３ｂに回転可能に支持されており、可動把持部シリンダ３３ｃにより、固定把持部３２に対向して開閉する。可動把持部シリンダ３３ｃは、シリンダ本体側を背面部３１ｃに回転可能に支持され、シリンダロッド側を可動把持部３３に回転可能に支持されている。また、可動把持部３３のビレットＢ側には、ビレットＢに接触する把持部材３３ａが配置され、この可動把持部３３の開閉動作により、固定把持部３２上のビレットＢを把持部材３３ａで挟み込んだ把持状態（閉止状態）と、把持部材３３ａをビレットＢから離間させた開放状態とを選択できる。把持部材３３ａのビレットＢの長手方向断面形状は、ビレットＢの中心軸を位置保持した状態でビレットＢを把持可能な形状が好ましい。図５に示すように、ビレットＢの長手方向断面形状が逆Ｖ字形状で、同逆Ｖ字形状のビレットＢの長手方向の凹部により、ビレットＢの中心軸を位置保持する断面形状も好ましい形状の１つである。

次に、ビレット挿入機構４０について説明する。ビレット挿入機構４０は把持機構本体部３１に配置されている。具体的には、少なくとも一端が回転可能に支持されたボールねじ軸４０ａと、ボールねじ軸４０ａと組み合わされるボールナット４０ｂと、ボールナット４０ｂに固定された押圧部材ＢＳとを有する。また、ボールねじ軸４０ａの一端は、当接部支持体３７内に配置された、ベアリング等の回転支持部材４０ｃにより回転支持されている。なお、図示はしていないが、ボールねじ軸４０ａの、側面部３１ａ側端もベアリング等の回転支持部材により回転支持させても良い。

そして、押圧部材ＢＳには、図示しないブッシュ等の摺動部材を介して２本のガイドロッド４０ｄを所定距離離間させて貫通させており、２本のガイドロッド４０ｄのそれぞれ両端が側面部３１ａ／３１ｂ間に固定される構成により、把持機構本体部３１内において、押圧部材ＢＳがビレットＢの中心軸方向の移動を案内される。これら、ボールねじ軸４０ａ及び２本のガイドロッド４０ｄは、ビレットＢをビレット把持機構３０で把持させた状態における、ビレットＢの中心軸と平行に配置される。一方、回転支持部材４０ｃにより回転支持され、当接支持体３７から突出させたボールねじ軸４０ａの一端と、側面部３１ｂから突出するように配置させたサーボモータ４０ｅの出力軸との間には、プーリ及びベルト等で構成される回転伝達機構４０ｆが配置され、サーボモータ４０ｅを駆動させて、ボールねじ軸４０ａを回転させて、押圧部材ＢＳをビレットＢの中心軸方向へ移動させることができる。なお、図面を見易くするため、ビレット挿入機構４０は、先に挙げた各構成部材の符号を図中に表記し、図８を除き、ビレット挿入機構４０の符号４０の表記を省略している。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す状態から、図３（ｃ）に示すように、ビレット把持機構３０から当接部３６をメインクロスヘッド７側にクリアランスＬ２分突出させて、メインクロスヘッド７に当接させる（当接位置）。そして、図４（ｂ）に示す状態において、ビレット把持機構３０の可動把持部３３を可動させて、可動把持部３３によるビレットＢの把持力を弱めるか開放状態にさせる。その後、サーボモータ４０ｅを駆動させて、ボールねじ軸４０ａを回転させると、押圧部材ＢＳをビレットＢ側に前進させて、ビレットＢを押圧させて、ビレットＢをコンテナ５内に挿入させることができる。

これまで説明したように、ビレットＢを把持するビレット把持機構３０は、固定把持部３２がビレットＢの下方にある状態で、ビレット挿入機構４０によりビレットＢをコンテナ５内に挿入させるため、ビレット把持機構３０（可動把持部３３）によるビレットＢの把持力を弱めるか開放状態にさせても、ビレットＢは押出中心に位置保持される。

また、ビレットＢの把持は、ビレットＢの上方となる可動把持部３３の、固定把持部３２に対向する開閉動作により行われる。そのため、可動把持部３３の開閉動作に関連する構成（可動把持部支持ロッド３３ｂ、可動把持部シリンダ３３ｃ等）をすべて、ビレットＢの中心軸（ビレットＢをビレット把持機構３０で把持させた状態）から離間した位置に配置させることができる。この構成により、押圧部材ＢＳを、同状態のビレットＢの中心軸上で前進させ、ビレットＢを押圧させるビレット挿入機構４０の各構成（押圧部材ＢＳ、ボールねじ軸４０ａ、ガイドロッド４０ｄ等）を、把持機構本体部３１に配置させることができる。

さらに、ビレット挿入機構４０の押圧部材ＢＳを、シリンダ（空圧／油圧）で駆動させる構成に対して、ボールねじ機構（ボールねじ軸４０ａ及びボールナット４０ｂ）とサーボモータ４０ｅとの組み合わせで駆動させる構成により、押圧部材ＢＳの前進ストローク、すなわち、ビレットＢのコンテナ５内への挿入ストロークを、ビレットＢの中心軸方向に、ビレットＢの全長と重複させることができる。これにより、ビレットＢをビレット把持機構３０で把持させた状態における、ビレット把持機構３０のビレットＢの中心軸方向の幅（長さ）を、抑制することができ、図３（ａ）に示すように、押出ステム６を退避させた押出中心上に、ビレットＢを把持させた状態でビレット把持機構３０を挿入できる。

一方、ビレット挿入機構４０の駆動手段としてサーボモータ４０ｅを採用することにより、制御上のメリットも享受できる。例えば、ビレットＢのコンテナ５内への挿入時の挿入抵抗力をサーボモータ４０ｅに発生する実回転トルク等でモニタすることや、サーボモータの回転数（回転角度）をモニタすることにより、ボールねじ機構の仕様（リード等）と合わせて、ビレット把持機構３０に対する押圧部材ＢＳ（ビレットＢ）の位置を把握させることが可能となる。これら情報を、上限値以上の実回転トルク検知による異常判定や異常個所の特定、あるいは、ビレットＢのコンテナ内における位置毎の挿入速度の制御等に活用して、ビレットＢのコンテナ５内への安定した挿入を行わせることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るビレット供給装置２００と、リアローディング型押出プレス装置である押出プレス装置２０へのビレット供給方法について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態に係るビレット供給装置と、ビレット供給方法を説明する説明図であり、第１実施形態に係るビレット供給装置１００におけるビレット供給方法を説明した図４の状態に相当する。

第２実施形態に係るビレット供給装置２００は、第１実施形態に係るビレット供給装置１００の、移動フレーム１２及びこれを進退可能に支持する基台１１の代わりに、複数軸を有する産業用ロボット２１０を採用し、ビレット把持機構３０が産業用ロボット２１０のアーム先端に取り付けられ、任意の位置に移動される形態である。ビレット把持機構３０及びビレット挿入機構４０は、第１実施形態と同じ構成とし、各構成の説明は割愛する。

産業用ロボット２１０は、一般的な６軸垂直多関節ロボットである。アーム先端に取り付けられたビレット把持機構３０、ビレット挿入機構４０及びビレットＢの合計重量に準じた可動範囲仕様及び可搬重量仕様を有する。押出プレス装置２０にビレットＢを供給させる場合、図１０に示すように、ビレット供給位置から、産業用ロボット２１０の複数のアーム（第１アーム２２０ａ、第２アーム２２０ｂ、第３アーム２２０ｃ）を伸張させて、第３アーム２２０ｃ先端に取り付けられたビレット把持機構３０に把持させたビレットＢを押出中心に移動させる。このときの産業用ロボット２１０の状態（姿勢）は、第１実施形態に係るビレット供給装置１００の図４（ｂ）の状態に相当するため、符号に（ｂ）を追加して産業用ロボット２１０（ｂ）と図中に表記している。

一方、産業用ロボット２１０は、第１アーム２２０ａを支持する支持基部が、産業用ロボット２１０の固定基部に対して、垂直軸回りに旋回可能である。そのため、第１実施形態に係るビレット供給装置１００の図４（ａ）の状態に相当するビレット供給位置において、符号に（ａ）を追加して産業用ロボット２１０（ａ）と図中に表記した状態（姿勢）のように、ビレット供給装置２００の複数のアームを．押出プレス装置２０の側方に旋回させ、ビレット把持機構３０をビレットＢの上方から下降させて、ビレットＢを上方から把持させることができる。

ビレット供給位置は、ビレットプッシャー等（図示せず）で、ビレット搬送手段（図示せず）からビレットＢを押し出した位置であることが一般的である。図１０においても、図を簡単にするために、第１実施形態（図４（ａ））と同様に、ビレット供給位置におけるビレットＢの中心軸が押出中心と平行になるように図示している。しかしながら、６軸垂直多関節ロボットにおいては、複数のアームそれぞれの相対角度を可動範囲内で変化させるだけでなく、第３アーム２２０ｃ及び第２アーム２２０ｂが、それぞれのアームの長手方向と平行な軸回りに旋回可能である。そのため、産業用ロボット２１０（ａ）と表記した状態（姿勢）において、ビレット把持機構３０を、あらゆる向きのビレットＢに対応させて把持させることができる。

そのため、前述した産業用ロボット２１０の可動範囲内で、且つ、ビレットＢが、ビレットＢの中心軸が水平になるようにさえ配置されていれば、ビレットＢを把持させることは容易である。また、ビレット把持機構３０を押出中心に移動させる、産業用ロボット２１０（ａ）と表記した状態（姿勢）に、タイロッド３等の他構成との干渉等の支障が無ければ、押出プレス装置２０に対する産業用ロボット２１０の平面図上の配置の制約も少ない。

その結果、移動フレーム１２の進退ストロークに準じて、基台１１の配置が限定され、ビレット供給位置が、移動フレーム１２が後退限位置にあるときの、ビレット把持機構３０上のビレットＢの中心軸と同軸上に限定される、第１実施形態に係るビレット供給装置１００に対して、第２実施形態に係るビレット供給装置２００（産業用ロボット２１０）は、押出プレス装置２０に対する平面図上の配置の制約が少ない。

そのため、ビレット把持機構３０を押出中心に移動させる、産業用ロボット２１０（ａ）と表記した状態（姿勢）に準じて決定された産業用ロボット２１０の配置に対して、前述した産業用ロボット２１０の可動範囲内に、ビレットヒータ２３０が配置できれば、あるいは、ビレットＢがビレットヒータ２３０からピレットプッシャー等（図示せず）で押し出される位置が確保できれば、ビレットヒータ２３０から押し出されるビレットＢをビレット把持機構３０で把持させて、直接、押出中心に移動させることができる。

その結果、ビレットヒータ２３０で予熱されたビレットＢの、押出中心への供給に際して、ビレットヒータ２３０からビレット供給位置までのビレット搬送手段（図示せず）が不要になり省スペース化が図れる。また、ビレットＢの供給に要する時間を短縮することができると共に、予熱されたビレットＢの温度低下も抑制される。

なお、ビレット把持機構３０によるビレットＢの把持状態において、固定把持部３３は、複数のローラ３２ａを介して、ビレットＢに把持力（可動把持部３３の把持力の反力）を作用させているが、可動把持部３３は、ビレットＢの長手方向に接触する把持部材３３ａを介して、ビレットＢに把持力を作用させる。そのため、ビレットヒータ２３０から押出中心へのビレットＢの搬送中、ビレットＢの中心軸が水平から多少傾いた状態になった場合でも、可動把持シリンダ３３ｃにより所定の把持力を発生させることにより、ビレットＢの把持状態は維持される。

引き続き、押出プレス装置２０へのビレット供給方法について説明する。上記のように、ビレット把持機構３０に把持させたビレットＢを押出中心に移動させた状態において、第１実施形態（図３（ａ）要部Ｘ）と同様に、当接部３６のメインクロスヘッド７に対するクリアランスＬ２が確保されているものとする。

第２実施形態に係るビレット供給装置２００においても、ビレット把持機構３０の当接部３６を介して、ビレット把持機構３０（把持機構本体部３１）及びメインクロスヘッド７を当接させた状態で、ビレット挿入機構４０により、ビレットＢをコンテナ５内に挿入させる。

第２実施形態に係るビレット供給装置２００においては、第１実施形態（図３（ｂ）／図３（ｃ）参照）で説明したように、当接部３６の非当接位置と当接位置とを切り換えて、ビレット把持機構３０（把持機構本体部３１）及びメインクロスヘッド７を当接させても良い。しかしながら、別の方法でもこれらを当接させることができる。具体的には、ビレット把持機構３０が、産業用ロボット２１０の第３アーム２２０ｃ先端に取り付けられる構成を活用して、ビレット把持機構３０に把持されたビレットＢの中心軸を押出中心に一致させた状態を維持させたまま、第３アーム２２０ｃ先端に取り付けられたビレット把持機構３０をメインクロスヘッド７側にクリアランスＬ２分後退させて、当接部３６をメインクロスヘッド７に当接させても良い。

上記のように、第３アーム２２０ｃ先端に取り付けられたビレット把持機構３０をメインクロスヘッド７側にクリアランスＬ２後退させて、当接部３６をメインクロスヘッド７に当接させる場合、第１実施形態（図３（ｂ）／図３（ｃ）参照）で説明した、当接部３６の非当接位置と当接位置との位置切り換え機構は必須の構成ではない。一方、当接部３６の位置切り換え機構を備えていても、当接部３６の非当接位置を維持させた状態で、ビレット把持機構３０をメインクロスヘッド７側にＬ２後退させることも可能であるため、当接部３６の位置切り換え機構の要否は、クリアランスＬ２の大小や、位置切り換え機構のコスト等を鑑み、本発明を実施する状況において適宜決定されれば良い。

第２実施形態に係るビレット供給装置２００も、当接部３６をメインクロスヘッド７に当接させることにより、コンテナ５内へのビレットＢ挿入時の挿入抵抗力の反力が抑制できるため、第１実施形態に係るビレット供給装置１００の、移動フレーム１２及びこれを進退可能に支持する基台１１の代わりに、複数軸を有する産業用ロボット２１０を採用することができる。すなわち、該反力が、産業用ロボット２１０の複数のアームを接続する関節や、これら関節の支持軸に作用することを抑制できるため、産業用ロボット２１０が備える精密な関節支持構造の破損を防止することができる。

また、第２実施形態に係るビレット供給装置２００（産業用ロボット２１０）は、第１実施形態に係るビレット供給装置１００に対して、押出プレス装置２０に対する平面図上宇の配置の制約が少ない。さらに、産業用ロボット２１０の配置に対して、産業用ロボット２１０の可動範囲内に、ビレットヒータ２３０が配置できれば、あるいは、ビレットＢがビレットヒータ２３０からピレットプッシャー等（図示せず）で押し出される位置が確保できれば、ビレットヒータ２３０で予熱されたビレットＢの、押出中心への供給に際して、ビレットヒータ２３０からビレット供給位置までのビレット搬送手段（図示せず）が不要になり省スペース化が図れる。また、ビレットＢの供給に要する時間を短縮することができると共に、予熱されたビレットＢの温度低下も抑制されるという新たな作用効果を奏することができる。

以上、発明を実施するための形態について、第１実施形態及び第２実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された内容を逸脱しない範囲で、色々な形で実施できる。

例えば、第１実施形態において、当接部３６の当接位置の維持に大きな駆動力を必要としない位置切り換え機構として、トグル機構を一例として挙げた。一方、図示はしていないが、当接部３６の当接位置及び非当接位置間の移動方向に配置されたラックギアにピニオンギアを組み合わせて、このピニオンギアをウオームギアで回転させる機構であれば、コンテナ５へのビレットＢ挿入時の挿入抵抗力の反力を、ピニオンギアの回転支持部で受ける構成となり、該反力が、ウオームギアを回転させる回転駆動手段の出力軸に作用することを抑制できる。

また、第２実施形態において、ビレットヒータ２３０から押し出されたビレットＢを直接、押出中心に移動させる形態が可能であることを説明した。一方、産業用ロボット２１０の可動範囲内に、ビレットヒータ２３０が配置できない場合、あるいは、ビレットＢがビレットヒータ２３０からピレットプッシャー等（図示せず）で押し出される位置が確保できない場合であっても、産業用ロボット２１０の可動範囲内に、ビレット供給位置が確保できれば良い。

すなわち、ビレットヒータが、産業用ロボット２１０の可動範囲外に配置せざるを得ない制約がある場合でも、ビレットヒータから、可動範囲内のビレット供給位置間において、ビレットの搬送を行わせるビレット搬送手段による搬送距離を出来るだけ短くすることにより、ビレット供給に係る構成の省スペース化や、ビレットの供給に要する時間の短縮、あるいは、これによる、予熱されたビレットの温度低下の抑制等の作用効果を得ることができる。また、この場合においても、可動範囲内に確保するビレット供給位置におけるビレットの中心軸は、基本的に水平であれば制約はなく、ビレットの中心軸が押出中心と異なる状態でビレット供給位置に供給されても、ビレット把持機構３０によるビレット上方からの把持は容易であるため、ビレットヒータ、ビレットプッシャー及びビレット搬送手段の平面図上の配置の制約は少ない。

一方、産業用ロボットの中には、アーム先端に取り付けたエンドエフェクタ（本願ではビレット把持機構３０）の大きさや動作中の姿勢を制御装置内で認識させることができるだけでなく、この機能を活用して、予め選択した位置において、エンドエフェクタを予め選択した方向にのみ、外力に抗さず移動可能に支持する機能を有するものも市販されている。

そこで、第２実施形態のビレット供給装置２００を構成する産業用ロボット２１０において、予め、ビレット把持機構３０の当接部３６を介して、ビレット把持機構３０（把持機構本体部３１）及びメインクロスヘッド７を当接させた位置を選択すると共に、外力に抗さず移動可能に支持する移動方向として押出中心方向を選択して、上記機能を活用する。これにより、押出プレス装置２０の振動や、産業用ロボット２１０が固定された基礎部分の振動等により、当接部３６及びメインクロスヘッド７間に僅かな隙間が生じても、コンテナ５内へのビレットＢ挿入時の挿入抵抗力の反力により、ビレット把持機構３０は、押出中心回りの回転が防止され、垂直方向の荷重が支持された状態で、ビレット把持機構３０の当接部３６がメインクロスヘッド７に当接するまで後退する。また、それだけではなく、引き続き、該反力により、当接部３６がメインクロスヘッド７に押圧された状態が維持される。当然ながら、この状態において、産業用ロボット２１０の複数のアームを接続する関節や、これら関節の支持軸に該反力が作用することはなく、安定してビレットＢをコンテナ５のビレット収納部Ｃに挿入させることができる。

５ コンテナ、６ 押出ステム、６ａ 押出ステムガイド手段、７ メインクロスヘッド、１０ ビレット供給装置、１１ 基台、１２ 移動フレーム、２０ リアローディング型押出プレス装置（押出プレス装置）、３０ ビレット把持機構、３１ 把持機構本体部、３１ａ／３１ｂ 側面部、３１ｃ 背面部、３１ｄ 上方リブ部、３１ｅ 下方リブ部、３２ 固定把持部、３２ａ ローラ、３３ 可動把持部、３３ａ 把持部材、３３ｂ 可動把持部支持ロッド、３３ｃ 可動把持部シリンダ、３６ 当接部、３６ａ／３６ｂ リンク、３６ｃ アクチュエータ、３６ｄ ガイド部、３７ 当接部支持体、４０ ビレット挿入機構、４０ａ ボールねじ軸、４０ｂ ボールナット、４０ｃ 回転支持部材、４０ｄ ガイドロッド、４０ｅ サーボモータ、４０ｆ 回転伝達機構、１００ ビレット供給装置、２００ ビレット供給装置、２１０ 産業用ロボット、２２０ａ 第１アーム、２２０ｂ 第２アーム、２２０ｃ 第３アーム、２３０ ビレットヒータ、
Ｂ ビレット、Ｃ ビレット収納部、Ｐ 押出方向、Ｌ１ ビレット搬送距離、Ｌ２ クリアランス、ＢＬ ビレット載置部、ＢＳ 押圧部材

Claims (5)

1. リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置であって、
   ビレットを把持するビレット把持機構と、
   前記ビレットを押圧部材により押圧させてコンテナ内に挿入させるビレット挿入機構と、を備え、
   前記ビレット把持機構が、固定把持部が配置された把持機構本体部と、前記固定把持部に対向して開閉する可動把持部と、を有し、
   前記ビレット挿入機構が前記把持機構本体部に配置されると共に、
   前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させる時に、前記ビレット把持機構とメインクロスヘッドとを当接させる当接部が、前記把持機構本体部に配置され、
   前記当接部の中心が、前記ビレットを前記ビレット把持機構で把持させた状態における、前記ビレットの中心軸と同軸になるように前記把持機構本体部に配置され、
   前記把持機構本体部に対して、前記当接部を所定量突出させた当接位置と、前記当接部を該所定量突出させない非当接位置とで切り換え可能である
   ことを特徴とする、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置。
2. 前記ビレット挿入機構が、少なくとも一端が回転支持されたボールねじ軸と、該ボールねじ軸と組み合わされるボールナットと、該ボールナットに固定された前記押圧部材と、を有し、
   前記ビレットを前記ビレット把持機構で把持させた状態における、前記ビレットの中心軸と平行に、前記ボールねじ軸が前記把持機構本体部に配置される
   ことを特徴とする、請求項１に記載の、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置。
3. 前記ビレット把持機構が、複数軸を有する産業用ロボットに取り付けられ、任意の位置に移動される
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置。
4. 前記ビレット把持機構の前記当接部を介して、前記ビレット把持機構及び前記メインクロスヘッドを当接させた状態で、前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させる
   ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の、リアローディング式押出プレス装置のビレット供給装置によるビレット供給方法。
5. 前記ビレット把持機構の、前記把持機構本体部の前記固定把持部が、前記ビレットの下方にある状態で、前記ビレット挿入機構により、前記ビレットを前記コンテナ内に挿入させる
   ことを特徴とする、請求項４に記載のビレット供給方法。

Images