中空形材成形用押出ダイス
【課題】押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった最高強度アルミ合金からなるビレットを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にスパイダーの破断を防止して長寿命化を図れるようになる中空形材成形用押出ダイスを提供する。
【解決手段】押出ダイス１０を、ビレットＢを上流側から下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス２０型とこのオス型２０を保持し中空形材の外側形状を成形するメス型３０を備えて構成し、オス型２０を、スパイダー２２とこのスパイダー２２を保持するホルダー２５とで構成し、スパイダー２２を、マンドレル２３とこのマンドレル２３を支持しかつ先端外周面２４Ｃがブリッジ保持面２５Ｃと係合する複数のブリッジ部２４とで形成し、各ブリッジ部２４の先端外周面２４Ｃとホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとを焼き嵌めにより接合した構成とした。
【解決手段】押出ダイス１０を、ビレットＢを上流側から下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス２０型とこのオス型２０を保持し中空形材の外側形状を成形するメス型３０を備えて構成し、オス型２０を、スパイダー２２とこのスパイダー２２を保持するホルダー２５とで構成し、スパイダー２２を、マンドレル２３とこのマンドレル２３を支持しかつ先端外周面２４Ｃがブリッジ保持面２５Ｃと係合する複数のブリッジ部２４とで形成し、各ブリッジ部２４の先端外周面２４Ｃとホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとを焼き嵌めにより接合した構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する中空形材成形用押出ダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にアルミニウム合金等の押出加工は、断面形状の自由度が高く、押出成形される中空形材を得るのに優れているため、現在では広く採用されている。
特に近年は、押出加工による製品が、構造材、機械部品等の強度部材として広く使用されるようになり、そのため、高力系合金、特に、７０７５、７Ｎ０１、７００３等の、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる押出部材の需要が増加してきている。
【０００３】
中空形材を成形するための従来の押出ダイスの一例として、オス型及びメス型がダイリングの内部に装着されている、いわゆるスパイダーダイスからなる中空材の押出し用ダイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２０に示すように、この特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００は、中空形材の内側形状を成形する中子（マンドレル）１１０を有するオス型１０１と、中空形材の外側形状を成形するメス型１０２と、を備えて構成されている。
オス型１０１は、上記中子１１０と、この中子１１０を保持する雄型リング１１２とを備えて構成されている。また、中子１１０は、成形用凸部１１３と、この成形凸部１１３を保持するブリッジ足１１１とで形成されている。
そして、ブリッジ足１１１の先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが、押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっている。この先端部周側面１１５ｂは、雄型リング１１２の内周面１１２ａと嵌合されている。
【０００５】
中子１１０はその下部に上記中空形材の内側形状を成形する部位を有しており、中子１１０の外周には、雄型リング１１２の内周傾斜面１１２ａに向かって例えばＸ字形状、つまり四方に延びた前記ブリッジ足１１１が設けられている。そして、４本のブリッジ足１１１と雄型リング１１２の内周面１１２ａとで囲まれた空間が、材料であるアルミ合金からなるビレットの導入空間Ｓとなっている。
【０００６】
オス型１０１は、矢印Ａで示す押出方向先側で前記メス型１０２によって保持されている。このメス型１０２には、前記中子１１０の下部が挿通されると共に中空形材の外側形状を成形する成形孔部１０６が形成されている。また、メス型１０２の外周側上面には、前記オス型１０１のブリッジ足１１１の底面を保持する保持面１１６が形成されている。
以上に説明したように、特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００では、各ブリッジ足１１１が、先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっているので、ビレットの押出中、各ブリッジ足１１１には軸力が作用すると共に、各ブリッジ足１１１に作用する曲げ応力が減少される。そのため、各ブリッジ足１１１の撓みが抑制され、押出中における中子１１０の保持状態が安定する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２４６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、中空形材成形用の材料として、高力系合金、特に、いわゆる７０００系の高強度アルミが使用され、その合金で成形される例えば自動車バンパー用部材として、いわゆる断面目の字形状等といった複数の中空部を有する押出形材を形成する場合、その変形抵抗が他の合金種に比べて高いので押出加工力が大きくなり、ダイス工具系への負荷も大きいので、押出速度をアップさせ、ダイスの寿命を向上させることが困難である。
【０００９】
例えば、前記特許文献１に開示された中空材の押出し用ダイス１００では、雄型リング１１２の内周傾斜面１１２ａとブリッジ足１１１の先端部周側面１１５ｂとを圧入し、ブリッジ足１１１に、押出方向と直交する方向の圧縮応力を発生させるようになっており、この圧縮応力と、押出加工が実行され各ブリッジ足１１１の上面に加わる押出力、つまり成形用凸部１１３に生じる押出方向先側に引っ張る引張力とを相殺させ、よって、ブリッジ足１１１の破損、ひいては中子１１０の破損を防止しようとするものである。
【００１０】
ところが、上記押出し用ダイス１００では、ブリッジ足１１１の先端部１１５が押出し方向の先側に向かって広がる方向に傾斜しているので、ブリッジ足１１１の先端部１１５においてメス型１０２の保持面１１６上に保持された基端部Ｐ１と、ブリッジ足１１１と成形用凸部１１３との交点、つまり引張り力により破断するおそれのある作用点Ｐ２との距離Ｌが大きくなり、モーメントが大きくなる。
そのため、中子１００に押出力が加えられたとき、上記作用点Ｐ２に大きな加重が掛かり、ブリッジ足１１１が破断するという問題が生じる。
【００１１】
この問題を解決するためには、ブリッジ足１１１の寸法を大きくしてブリッジ足１１１の強度を強くすることや、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくしてモーメントを小さくすることが考えられる。
しかし、ブリッジ１１１の寸法を大きくする場合、ビレットを案内して収容するビレットの導入空間Ｓが少なくなりビレットの設定量を確保できない。ビレットの設定量を確保するためには、雄型リング１１２の内径部を大きくする必要があり、そうすると、ダイスが大型化すると共に、距離Ｌが長くなり、結局モーメントを小さくすることはできない。
また、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくする場合、雄型リング１１２と各ブリッジ足１１１との間の空間、つまり、ビレットの導入空間Ｓが少なくなり、ビレットの押出し量が少なくなる等の問題が生じ、距離Ｌを小さくするには自ずと限界がある。
【００１２】
上記のように、圧縮応力と引張応力との間での相殺により問題を解決しようとするスパイダーダイス１００では、ブリッジ足１１１、ひいては中子１１０が破断するおそれがあるため、ダイスの長寿命化を図ることも限界がある。
【００１３】
上記問題点を解決するために、本発明では、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にマンドレルの破断を防止して長寿命化を図れるようになる中空形材成形用押出ダイス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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の中空形材成形用押出ダイスは、上流側から送られてくるアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、このオス型を保持すると共に前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、
前記オス型を、前記内側形状を成形するスパイダーと、このスパイダーを保持するホルダーとで構成し、
前記スパイダーを、前記中空形材の内側形状に対応するマンドレルと、このマンドレルと一体的に設けられると共に当該マンドレルの周囲から外方に向かって突出した複数のブリッジ部とで形成し、
前記各ブリッジ部の先端外周面と前記ホルダーの内周面部とを焼き嵌めにより接合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の中空形材成形用押出ダイスは、以上のように構成されているので、スパイダーの各ブリッジ部の先端外周面とホルダーの内周面部とが焼き嵌めにより接合されて一体化されていることから、ダイスに掛かる応力をスパイダーとホルダーとで受けることができ、これにより、各ブリッジ部の応力集中部の応力が緩和されるので、スパイダーのブリッジ部の破断を防止することができる。
その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
また、ビレットを押し出す際の圧力がスパイダーのマンドレルおよび各ブリッジ部に加えられても、スパイダーの各ブリッジ部の先端外周面とホルダーの内周面部とが焼き嵌めにより接合されて一体化されているので、スパイダーの各ブリッジ部だけが微妙に動いたりすることがなく安定して保持される。その結果、中空形材を所望する高精度に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの第１実施形態を示す全体平面図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿った縦断面図である。
【図３】前記実施形態のオス型とメス型とを組み合わせた状態を示す全体断面斜視図である。
【図４】前記実施形態のホルダーとスパイダーとを焼嵌めする前の状態を示す分解縦断面図である。
【図５】前記実施形態のホルダーとスパイダーとの焼嵌めに際して加熱されたホルダーにスパイダーを挿入する状態を示す縦断面図である。
【図６】前記実施形態のスパイダーの平面を示す平面図である。
【図７】前記実施形態のスパイダーを示す全体斜視図である。
【図８】図６におけるVIII−VIII 線に沿った縦断面図である。
【図９】図６におけるIX−IX線に沿った縦断面図である。
【図１０】前記実施形態のメス型を示す全体平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った縦断面図である。
【図１２】前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面目の字形状の中空形材を示す斜視図である。
【図１３】前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面口の字形状の中空形材を示す斜視図である。
【図１４】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの第２実施形態を示しホルダーとスパイダーとを焼嵌めして一体化した状態を示す縦断面図であり、図１５におけるXIV−XIV線に沿った縦断面図である。
【図１５】前記第２実施形態のホルダーとスパイダーとを焼嵌めする際の位置合わせの状態を示す平面図である。
【図１６】前記第２実施形態のホルダーとスパイダーとを焼嵌めする際の位置合わせの状態を示す斜視図である。
【図１７】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの第３実施形態を示しホルダーとスパイダーとを焼嵌めして一体化した状態を示す縦断面図である。
【図１８】前記第３実施形態のスパイダーの１つのブリッジ部とホルダーの受け面部との関係を示す平面図である。
【図１９】本願発明のスパイダーの変形形態を示す平面図である。
【図２０】従来の中空材の押出し用ダイスを示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図１〜図１１を参照して、本発明の中空形材成形用押出ダイス（以下、単に押出ダイスという）１０の第１実施形態を説明する。
【００１８】
本第１実施形態の押出ダイス１０は、スパイダーダイスタイプであり、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形するものであり、本実施形態の押出ダイス１０では、例えば図１２に示すような、断面目の字形状の中空形材１を成形するものである。
【００１９】
押出ダイス１０は、図２に示すように、押出し方向の上流側から送られてくるアルミ合金からなるビレットＢを下流側に押出して中空形材１の内側形状を成形するオス型２０と、中空形材１の外側形状を成形するメス型３０と、このメス型３０を保持するバックダイ４０とを備えて構成されている。
ビレットＢは、オス型２０の上流側に配置されたチャンバー等からなるビレット押出し装置６０内に収容され、且つそのビレット押出し装置６０により押出されるように構成されている。
【００２０】
オス型２０とメス型３０とバックダイ４０とは一体的に連結されている。
すなわち、オス型２０とメス型３０とが、図１、図２に示すように、例えばノックピン４７および２本の位置決めピン４６で位置決めされた後、これらのオス型２０とメス型３０とバックダイ４０とが例えば２本の連結ボルト４５で連結、固定されている。
【００２１】
図１〜図３に示すように、オス型２０は、中空形材１の内側形状を成形するスパイダー２２と、このスパイダー２２の外周を保持するホルダー２５とで構成されており、これらホルダー２５とスパイダー２２は、焼き嵌めにより強固に接合されて一体化されている。
また、スパイダー２２の上面部２２Ａは、全面にわたって平坦面に形成されている。
スパイダー２２とホルダー２５とが一体的に組立てられたとき、スパイダー２２を構成するマンドレル２３およびブリッジ部２４の上記上面部２２Ａは、図２に示すように、ホルダー２５の上端面（シール面）２５Ａから所定寸法押出し方向下流側に後退した位置に配置されている。
【００２２】
スパイダー２２は、中空形材１の内側形状に対応する上記マンドレル２３と、このマンドレル２３を支持すると共に当該マンドレル２３の周囲から外方に略Ｘ字状に突出した複数のブリッジ部２４、すなわち第１のブリッジ部２４ａ、第２のブリッジ部２４ｂ、第３のブリッジ部２４ｃ、および第４のブリッジ部２４ｄの４個で構成されており、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄ間の空間がビレットＢの導入空間Ｓとなっている。
【００２３】
そして、これらの４本の第１のブリッジ部２４ａ、第２のブリッジ部２４ｂ、第３のブリッジ部２４ｃ、第４のブリッジ部２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃが、ホルダー２５の内周面部であるブリッジ保持面２５Ｃと係合し合い、かつ、焼き嵌めにより接合されるようになっている。
【００２４】
これらの第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄには、前記上面部２２Ａから所定高さにわたって、前記下流側に行くに従って広くなる傾斜状のビレットガイド面２４Ｅが形成され、上流側から押し出されたビレットＢがスムーズに押し出されるようになっている。
【００２５】
本第１実施形態の押出しダイス１０では、前述のように、スパイダー２２を構成するブリッジ部２４の第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの一部とが、焼き嵌めにより強固に接合された構成となっている。
【００２６】
ここで、焼き嵌めとは、熱を利用して強い接合を得る方法であり、穴のあいた円板などの部材を加熱膨張させて、穴の直径よりやや大きく作った軸を嵌め入れ、その後、冷却して固定する嵌め合いの方法を言い、締め付けタイプの接合として使われている。そして、焼き嵌めにより、両者（上記例では、円板と軸）は固着状態になる。
焼き嵌め時に加熱するには、どのような方法でもよいが、例えば、ソリッドステート電源を使った誘導加熱による加熱が好ましい。この加熱方法では、信頼性、再現性に優れ、非接触でエネルギー効率の高い加熱を短時間に行うことができるものである。
【００２７】
図２，３には、スパイダー２２とホルダー２５とを焼き嵌めして接合された状態が示されている。
これらの図２，３には、スパイダー２２の例えば第２ブリッジ部２４ｂの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとが焼き嵌めにより強固に接合された状態が示されている。なお、これらの図２，３では、第２ブリッジ部２４ｂの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとが接合された状態が示されているが、前記他の第１ブリッジ部２４ａ、第３ブリッジ部２４ｃ、および第４ブリッジ部２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとの接合状態も、図２、図３と同様である。
【００２８】
図４には、スパイダー２２とホルダー２５とが焼き嵌めされる前の状態が示されている。この図４は、図１においてII−II線に沿った縦断面図を表した図２のオス型３０を拡大すると共に、スパイダー２２とホルダー２５とを分解した状態を示す図である。
【００２９】
ホルダー２５は、所定厚さを有する全体円板状に形成されており、そのブリッジ保持面２５Ｃは、ホルダー２５の上端面２５Ａの先端内径端部から前記メス型３０側に向かって広がる所定の傾斜角度α°に形成された傾斜面部２５ｍと、この傾斜面部２５ｍの先端に連続して下面２５Ｂまで直線で延出した直線部２４ｎとで形成されている。
そして、上記傾斜面部２５ｍの傾斜角度α°は、例えば０．５°〜１°に設定されている。
また、ブリッジ保持面２５Ｃを構成する傾斜面部２５ｍの上端面２５Ａにおける先端内径端部の内径寸法Ｎは、焼き嵌めする前、つまりホルダー２５が加熱される前の内径寸法である。
【００３０】
これに対して、スパイダー２２の第２ブリッジ部２４ｂの先端外周面２４Ｃは、前記ブリッジ保持面２５Ｃに対応するように形成されている。
すなわち、スパイダー２２の先端外周面２４Ｃは、上面部２２Ａの外周端部から前記メス型３０側に向かって広がる所定の傾斜角度α°に形成された傾斜面部２４ｍと、この傾斜面部２４ｍの先端に連続して先端まで直線で延出した直線部２４ｎとで形成されている。そして、傾斜面部２４ｍは、上記ブリッジ保持面２５Ｃの傾斜面部２５ｍと対応し、直線部２４ｎは、ブリッジ保持面２５Ｃの直線部２５ｎと対応するように構成されている。
また、傾斜面部２４ｍの傾斜角度α°は、ブリッジ保持面２５Ｃの傾斜面部２５ｍの傾斜角度α°と同じ０．５°〜１°に設定されている。
【００３１】
以上のように、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとスパイダー２２の先端外周面２４Ｃとには、それぞれ互いに対応する傾斜面部２５ｍと傾斜面部２４ｍとが形成されているので、スパイダー２２をホルダー２５に挿入する際、傾斜面部２５ｍに傾斜面部２４ｍがガイドされた状態となるので、挿入作業が容易となる。
【００３２】
しかし、全面が傾斜面だと、傾斜面部２５ｍと傾斜面部２４ｍとが互いに傾斜しているので、挿入方向と逆方向の力、すなわち、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出る力が生じてしまう。
そこで、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出るのを防止するため、本第一実施形態では、各傾斜面部２５ｍと傾斜面部２４ｍとの先端側には、それぞれ直線部２５ｎと直線部２４ｎが設けられている。そのため、当該直線部２５ｎと直線部２４ｎ同士間に摩擦力が生じ、これにより、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出るのを防止することができる。
【００３３】
スパイダー２２の外形寸法、つまり第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端が接する外接円は、外形寸法Ｍに設定されており、この外形寸法Ｍは、前記ホルダー２５におけるブリッジ保持面２５Ｃの前記先端内径端部の内径寸法Ｎは、加熱前の内径寸法Ｎより、所定寸法大きく形成されている。
言い換えれば、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの加熱前の先端内径寸法Ｎは、スパイダー２２の第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄにおける各先端外周面２４Ｃの外接円の外径寸法Ｍより小さな寸法に形成されている。
【００３４】
スパイダー２２とホルダー２５との寸法が以上のように設定されているので、焼き嵌め時に、図５に示すように、まず、ホルダー２５を加熱してホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃを膨張させて、ブリッジ保持面２５Ｃの前記先端内径端部の内径寸法Ｎをスパイダー２２の外径寸法Ｍより広げた後、スパイダー２２を図示しないスパイダー把持手段により把持した状態で、図４、図５に矢印Ｉで示すスパイダー２２の挿入方向に沿って、すなわち、下流側から上流側に向かって第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄをホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃに挿入する。
【００３５】
そして、両者の正確な位置等での嵌り具合を確認し、その後に冷却すれば、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃが加熱前の内径寸法Ｎに戻るため、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの各先端外周面２４Cがホルダー２５に強固に接合されることになる。その結果、スパイダー２２とホルダー２５とが固着状態で一体化される。
【００３６】
なお、図４において、スパイダー２２がホルダー２５に想像線（二点鎖線）で記載されているが、この図４は、ホルダー２５が加熱されていない状態であり、その場合のスパイダー２２との大きさを表したものである。
実際には、図５に示すように、ホルダー２５を加熱して膨張させ、ブリッジ保持面２５Ｃの内径寸法Ｎを第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄにおける各先端外周面２４Ｃの外接円の外形寸法より大きくした後に冷却するため、焼き嵌め後のホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの内径寸法は、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの外接円の外形寸法Ｍと同一大きさの内径寸法となる。
【００３７】
ここで、スパイダー２２とホルダー２５との焼き嵌め作業は、図５に示すように、例えば、焼き嵌め用作業台９０にホルダー２５を載置して行うことができる。
この場合、スパイダー２２の下面部２２Ｂを焼き嵌め用作業台９０の上端面９０Aに突き当てることで、スパイダー２２とホルダー２５との厚さ方向の位置決めを行うことができる。
【００３８】
焼き嵌めの際、加熱されたホルダー２５の内周面にスパイダー２２を挿入し、その後、冷却すると、スパイダー２２を構成する第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄがすぼまる方向に変形しやすい。
そこで、本第一実施形態では、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄがすぼまる方向に変形しないように、２個のブリッジ部２４の互いに対向する側面で下流側の先端一部にブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けた構成とした。
【００３９】
すなわち、図６、図７に示すように、平面形状がＸ字となるように配置されている第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのうち、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃの互いに対向する側面で前記下流側の先端一部に、上記ブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられている。従って、ブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、前記マンドレル２３を挟んで相互に反対側の２箇所に設けられていることになる。
【００４０】
ブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの前記直線部２４ｎの高さと略同じ高さ寸法に形成されている。また、ブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、上記先端外周面２４Ｃの直線部２４ｎと平行な直線状に形成されている。
そして、このブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、後で詳細を述べるビレット溜まり部３０Ｂを形成する淵部上に載置されるようになっている（図２参照）。
【００４１】
第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄは、前記マンドレル２３に連続して前述のように平面形状が略Ｘ字となるように配置されているが、図６に示すように、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの幅方向中心を結ぶ交点Ｐは、スパイダー２２の中心Ｏと異なった位置にあり、Ｘ字は変形のＸ字となっている。そのため、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間の距離が、第１ブリッジ部２４ａと第２ブリッジ部２４ｂ、および第３ブリッジ部２４ｃと第４ブリッジ部２４ｄ間との距離が所定寸法異なっている。
本実施形態では、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ間の距離が、第１ブリッジ部２４ａと第２ブリッジ部２４ｂとの距離より長くなっている。
【００４２】
ここで、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのうち、隣り合うブリッジ間の距離が長い方が変形しやすく、つまり、すぼまりやすい傾向がある。そのために、本実施形態では、隣り合うブリッジ間の距離が長い第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間に、それぞれ前記ブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けたものである。
【００４３】
スパイダー２２とホルダー２５とが、以上のように構成されているので、焼き嵌めに際して、加熱されたホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃにスパイダー２２を挿入し、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄを所定位置に固定するため、スパイダー２２を回しながら押し込むとき、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間に、それぞれブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられているので、このブリッジ横振れ防止部２４Ｄが、各ブリッジ部２４ａ，２４ｄ等の側面部同士を突っ張る状態で保持しているので、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの変形を防止することができる。
【００４４】
図１、図３等に示すように、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの下部には、当該各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄ間に形成された前記ビレット導入空間Ｓ同士を連結する空間連結孔２６が形成されている。したがって、上流側から送られてきたビレットＢがビレット導入空間Ｓ内に導入された後、そのビレットＢは上記空間連結孔２６を通じて、相互に隣り合うビレット導入空間Ｓ内のビレットＢと混ざり合うことになる。
【００４５】
図２、図３、図８等に示すように、スパイダー２２を構成する前記マンドレル２３には、前記ビレットＢの流れの下流側端部に形成された内側成形突起部２３Ａが設けられている。
この内側成形突起部２３Ａは、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの下端からメス型３０側に突出して形成されている。そして、このような内側成形突起部２３Ａは、図８に仮想像（二点鎖線）で示すような、断面目の字形状の中空形材１の３つの空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓをそれぞれ形成する第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、第３内側駒部２３Ｄで構成されている。
【００４６】
ここで、断面目の字形状の中空形材１は、図８，９に仮想線で示すように、一対の長辺壁１Ａ，１Ａと、これらの長辺壁１Ａ，１Ａの長手方向端部同士を連結する短辺壁１Ｂ，１Ｂと、これらの短辺壁１Ｂ，１Ｂ間に均等に配置された２個の仕切り壁１Ｃ，１Ｃとを有する形状となっている。
【００４７】
内側成形突起部２３Ａは、前述のように、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの下端からメス型３０側に突出しているが、この内側成形突起部２３Ａは、図２に示すように、メス型３０に形成されたビレット溜り部３０Ｂおよびそれに続く形材成形用孔部５０内に挿通されるようになっている。
そして、ビレット溜り部３０Ｂは、図２に示すように、前記ブリッジ横振れ防止部２４Ｄの内径部の大きさと略等しい内径寸法に形成されると共に、所定の深さに形成されている。
【００４８】
上記メス型３０は、図１０，１１にも示すように、その上面（上流側の面）には、中央部が凹んだホルダー受面３０Ａが形成され、このホルダー受面３０Ａに前記ホルダー２５の前記下面２５Ｂが当接して当該ホルダー２５が保持されるようになっている。
また、このホルダー受面３０Ａに前記ビレット溜り部３０Ｂが形成されている。
【００４９】
前記形材成形用孔部５０は、ビレット溜り部３０Ｂの略中央部に形成されており、内側成形突起部２３Ａの外側形状とビレット溜り部３０Ｂに形成された外側成形開口部３０Ｃとの間に設定された所定寸法の間隔により形成されている。そして、この形材成形用孔部５０から押し出されたビレットＢにより、図８，９に仮想線（二点鎖線）で示す中空形材１の外形形状が形成されるようになっている。
【００５０】
上記形材外形用開口部３０Ｃは、図１１に示すように、わずかな寸法の直線部からメス型３０の外周方向に拡開する逃げ部３０ａを有している。
そのため、形材成形用孔部５０から押し出されるビレットＢが周囲のどこにも接触することなく押し出されるようになる。
【００５１】
前記内側成形突起部２３Ａを構成する第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄは、それぞれ略四角柱形状に形成されており、前述のように、マンドレル２３の押出し方向下流側の端部に設けられている。
上記各駒部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄにおいて押出し方向上流側には、それぞれの外周から外側に突出した帯状の突起枠２３Ｅが、各駒部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの各外周を巻くようにしてそれぞれ設けられている。
【００５２】
第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの外周３箇所の突起枠２３Ｅと、第２内側駒部２３Ｃの外周２箇所の突起枠２３Ｅとは、前記メス型３０の形材外形用開口３０Cとそれぞれ対向しており、それぞれの隙間が、長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂを形成するための前記形材形成用孔部５０を構成している。
そして、この形材形成用孔部５０から押出されたビレットＢにより、前記中空形材１の長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂが形成されるようになっている。
【００５３】
また、対向する第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、および対向する第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間が、前記仕切り壁１Ｃ，１Ｃを形成するための形材形成用孔部５１を構成している。
そして、この形材形成用孔部５１から押出されたビレットＢにより、中空形材１の仕切り壁１Ｃ，１Ｃが形成されるようになっている。
【００５４】
第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間には、それぞれビレットガイド孔部２４Ｆが連通している。
このビレットガイド孔部２４Ｆは、図６に点線で示すように、第１ブリッジ部２４ａと第２のブリッジ部２４ｂ、および第３のブリッジ部２４ｃと第４ブリッジ部２４ｄ同士を結ぶ線方向に沿って形成され、図８に示すように略半円形のトンネル状に形成されている。
【００５５】
そして、これらのビレットガイド孔部２４Ｆには、ビレットＢが前記ビレットの導入空間Ｓから矢印ｎで示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５１を経由して押出されるようになっている。
また、第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとメス型３０の形材外形用開口部３０Ｃとの隙間、つまり前記形材形成用孔部５０には、ビレットＢがビレット導入空間Ｓから矢印ｍで示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５０を経由して押出されるようになっている。
【００５６】
以上のように構成されたダイス１０により押出し成形された中空形材１が図１２に示されている。
すなわち、上記中空形材１は、図１２に示すように、一対の長辺部１Ａの両端側を短辺部１Ｂで連結すると共に、それらの短辺部１Ｂ間に２本の仕切り壁部１Ｃを上記一対の長辺部１Ａ間に連結して形成され、内部に３個の空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓを有する断面目の字形となっている。
そして、このような断面目の字形の中空形材１がビレットＢの供給量に対応して、押出しダイス１０の前記形材形成用孔部５０，５１から連続して押出し成形されるようになっている。
【００５７】
次に、以上のような構成の押出ダイス１０による中空形材１の成形方法を説明する。
オス型２０に対して、ビレットＢの押出し方向上流側に配設されたビレット押出し装置６０からビレットＢが押出されると、そのビレットＢは、まず、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの入口から、スパイダー２２を構成する各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄとホルダー２５との隙間で構成されたビレット導入空間Ｓに導入される。
【００５８】
ビレット導入空間Ｓに導入されたビレットＢは、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの上面からそれぞれのビレットガイド面２４Ｅ、およびマンドレル２３の側面を経由した後、形材成形用孔部５０に導かれ、その形材成形用孔部５０，５１から押出され成形される。
そして、押出し成形された中空形材１は、バックダイ４０に形成されている形材送出用穴４０Ａから送り出された後、図示しない保持機構により保持され、且つ所定のストックヤード等に搬入される。
【００５９】
本実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、次のような効果を得ることができる。
（１）スパイダー２２を構成するブリッジ部２４の第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとの係合面が焼き嵌めにより強固に接合されて一体化されており、ダイスに掛かる応力をスパイダー２２とホルダー２５とで受けることができ、これにより、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの応力集中部の応力が緩和されるので、スパイダー２２のブリッジ部２４の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００６０】
（２）ビレットＢを押し出す際の圧力がスパイダー２２のマンドレル２３および各ブリッジ部に加えられても、スパイダー２２の各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面とホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとが焼き嵌めにより接合されて一体化されているので、スパイダー２２の各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄだけが微妙に動いたりすることがなく安定して保持される。その結果、中空形材１を所望する高精度に加工することができる。
【００６１】
（３）第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃが傾斜面部２４ｍと直線部２４ｎとで形成され、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃが傾斜面部２５ｍと直線部２５ｎとで形成されているので、スパイダー２２をホルダー２５に挿入した後、冷却時にブリッジ保持面２５Ｃが収縮し、スパイダー２２を押し出方向に押し出そうとする力が作用するが、互いの直線部２５ｎと直線部２４ｎ同士間に摩擦力が生じ、これにより、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出るのを防止することができる。
【００６２】
（４）第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃが傾斜面部２４ｍと直線部２４ｎとで形成され、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃが傾斜面部２５ｍと直線部２５ｎとで形成されているので、スパイダー２２をホルダー２５に挿入する際、傾斜面部２５ｍに傾斜面部２４ｍがガイドされた状態となるので、挿入作業が容易となり、その結果、焼き嵌め作業がやりやすく、作業性の向上を図ることができる。
【００６３】
（５）スパイダー２２のマンドレル２３および第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄには、所定高さにわたって、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの上面部２２Ａから下流に向かって緩やかに広くなった所定高さの傾斜状のビレットガイド面２４Ｅが形成されているので、上流側から押し出されたビレットＢがビレット導入空間Ｓ内にスムーズに押し出される。その結果、ビレットＢが均等に流れるようになるので、均一な中空形材１を形成することができる。
【００６４】
（６）第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのうち、隣り合うブリッジ間の距離が長い方が変形しやすいが、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間に、それぞれブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられており、このブリッジ横振れ防止部２４Ｄが、各ブリッジ部２４ａ，２４ｄ等の側面部同士を突っ張る状態で保持しているので、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの変形を防止することができる。
【００６５】
次に、図１４〜図１６に基づいて、本発明の押出しダイスの第２実施形態を説明する。
本第２実施形態の押出しダイス１０Ａは、前記第１実施形態の押出しダイス１０における第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃに相当する第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄと、先端外周面部７４Ｃとホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃとにわたって、凹凸構造７７および段差構造７８を設けたものである。
なお、この第２実施形態においては、上記凹凸構造７７および段差構造７８の部位のみが前記第１実施形態と異なり他の構成はまったく同じなので、同一構造および同一部材には同一符号を付し、異なる部分のみを説明する。
【００６６】
本第２実施形態の押出しダイス１０Ａは、図１４、図１５に示すように、前記オス型２０に相当するオス型７０を備えて構成されている。また、このオス型７０は、前記スパイダー２２に相当するスパイダー７２と、前記ホルダー２５に相当するホルダー７５とを備えて構成されている。
スパイダー７２は、図１４，１５に示すように、前記マンドレル２３に相当するマンドレル７３と、このマンドレル７３を支持すると共に当該マンドレル７３の周囲から外方に略Ｘ字状に突出した複数のブリッジ部７４、すなわち第１のブリッジ部７４ａ、第２のブリッジ部７４ｂ、第３のブリッジ部７４ｃ、および第４のブリッジ部７４ｄの４個で構成されている。
【００６７】
そして、これらの第１のブリッジ部７４ａ、第２のブリッジ部７４ｂ、第３のブリッジ部７４ｃ、第４のブリッジ部７４ｄの先端外周面部７４Ｃが、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃと係合し合い、かつ、第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの各先端外周面部７４Ｃとホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃとが焼き嵌めにより接合されるようになっている。
【００６８】
前記凹凸構造７７は、第１のブリッジ部７４ａと第４のブリッジ部７４ｄのそれぞれの先端外周面部７４Ｃに設けられた突出面部７４ｅと、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃに形成され前記突出面部７４ｅと対応する凹面部７５ａとで構成されている。
ブリッジ保持面部７５Ｃは、前記第１実施形態のブリッジ保持面部２５Ｃに相当し、当該ブリッジ保持面部２５Ｃと同様に、傾斜面部７５ｍと直線部７５ｎとで形成されている。そして、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃでは、その傾斜面部７５ｍの途中に、２個のブリッジ部７４ａ、７４ｄのそれぞれの突出面部７４ｅに対応する前記凹面部７５ａが形成されている。
また、先端外周面部７４Ｃは、前記第１実施形態の先端外周面２４Ｃに相当し、当該先端外周面２４Ｃと同様に、傾斜面部７４ｍと直線部７４ｎとで形成されており、この傾斜面部７４ｍの途中に、上記突出面部７４ｅが形成されている。
【００６９】
また、前記段差構造７８は、第２のブリッジ部７４ｂと第３のブリッジ部７４ｃのそれぞれの先端外周面部７４Ｃに設けられた段差面部７４ｆと、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃに形成され前記段差面部７４ｆと対応する段差受け面部７５ｂとで構成され、この段差受け面部７５ｂは直線形状面に形成されている。
【００７０】
図１５に示すように、前記凹凸構造７７を構成するホルダー７５の凹面部７５Ｃは、オス型７０の平面視で、例えば、９０°と２７０°とを結んだ下半分に形成されている。
また、前記段差構造７８を構成するホルダー７５の段差受け面部７５ｂは、９０°と２７０°とを結んだ上半分に形成されている。
【００７１】
したがって、スパイダー７２とホルダー７５とを焼き嵌めするに際し、第１ブリッジ部７４ａと第４ブリッジ部７４ｄとが、上記図１５において９０°と２７０°とを結んだ下半分に位置するように挿入し、第２ブリッジ部７４ｂと第３ブリッジ部７４ｃとが、図１５において９０°と２７０°とを結んだ上半分に位置するように挿入して位置決めしなければならない。
【００７２】
そして、本実施形態では、各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄがそれぞれ上記範囲内に配置されていることを確認するために、スパイダー７２とホルダー７５とに位置確認マーク６５が記されている。
すなわち、位置確認マーク６５は、図１６に詳細を示すように、ホルダー７５に記された固定側マーク６６と、スパイダー７２のブリッジ部７４を構成する第１ブリッジ部７４ａに記された移動側マーク６７とで構成されている。
固定側マーク６６は、ホルダー７５の上面かつ第１ブリッジ部７４ａの中心線ＣＬの延長上に記された直線マーク６６ａと、この直線マーク６６ａの先端からホルダー７５の内周面に垂直に延びた垂直マーク６６ｂとで形成されている。
【００７３】
上記移動側マーク６７は、第１ブリッジ部７４ａの先端外周面かつ上面に、当該第１ブリッジ部７４ａの中心線ＣＬ上に記されている。
そして、これらの固定側マーク６６および移動側マーク６７は、刻印等で記されていると好適である。
【００７４】
本第２実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、前記（１）、（４）、（５）と同様の効果の他、次のような効果を得ることができる。
【００７５】
（６）スパイダー７２における各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄのそれぞれの先端外周面部７４Ｃと、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃとにわたって、凹凸構造７７および段差構造７８が設けられているので、スパイダー７２とホルダー７５との焼き嵌め時に、ホルダー７５が冷却されて収縮する際、各構造７７，７８が抜け方向に対してストッパの役割を果たす。その結果、スパイダー７２のホルダー２５からの抜けを防止でき、これにより、両者７２，７５をより確実に接合することができ、更なる高精度の中空形材の加工が可能となる。
【００７６】
（７）スパイダー７２の第１ブリッジ部７４ａとホルダー２５とに、固定側マーク６６と移動側マーク６７からなる位置確認マーク６５が形成されており、スパイダー２２を加熱、膨張されたホルダー２５に挿入する際、固定側マーク６６と移動側マーク６７とを一致させればよいので、各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄを容易に所定の位置に配置することができる。
【００７７】
次に、図１７、図１８に基づいて、本発明の押出しダイスの第３実施形態を説明する。
本第３実施形態の押出しダイス１０Ｂは、亀裂が発生する可能性のある位置に圧力を受ける面を近づけることで、圧力の相殺を図る目的で提案されたものである。
なお、この第３実施形態において、前記第１実施形態の押出しダイス１０と同一構造および同一部材には同一符号を付し、異なる部分のみを説明する。
【００７８】
図１７は、第２ブリッジ部８４ｂの先端外周面８４Ｃとホルダー８５との接合を示すものである。
この図１７に示すように、スパイダー８２は、マンドレル８３とブリッジ部８４とを備えて構成されると共に、ホルダー８５に保持されている。
そして、ブリッジ部８４を構成する第１〜第４ブリッジ部８４ａ〜８４ｄのそれぞれの先端外周面８４Ｃ（図１７では第２ブリッジ部８４ｂ）が、上流側から下流側に向かって拡がる傾斜面部８４ｍと、この傾斜面部８４ｍの下流側の端部に形成されホルダー８５の中心側に向かってすぼまる形状の逆傾斜面部８４ｑとで形成されている。
これに対して、ホルダー８５のブリッジ保持面８５Ｃは、各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄの傾斜面部８４ｍに対応する傾斜面部８５ｍと、この傾斜面部８５ｍの先端に形成されると共に前記逆傾斜面部８４ｑに対応する逆傾斜面部８５ｑとで形成されている。
そして、この逆傾斜面部８５ｑで形成された部位が、上記逆傾斜面部８４ｑを受けるブリッジ受面部８５Ａを形成すると共に、スパイダー８２がホルダー８５から抜け出すのを防止する役割を果たしている。
【００７９】
この図１７、図１８に示すように、第２ブリッジ部８４ｂの先端外周面８４Ｃを形成する逆傾斜面部８４ｑは、寸法Ｈでホルダー８５の中心側に向かってすぼまっており、これに対して、ホルダー８５の前記逆傾斜面部８５ｑは、寸法Ｈの突出量で、かつ図１８に示すように所定幅寸法Ｗに形成されている。この逆傾斜面部８５ｑは、上述のように、各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄの逆傾斜面部８４ｑに対応する形状となっている。
ホルダー８５の逆傾斜面部８５ｑは、ブリッジ保持面８５Ｃの傾斜面部８５ｍに対して角度α１°でブリッジ部８４の逆傾斜面部８４ｑ側に傾斜している。そして、この角度α１°は、例えば３０°程度に設定されている。
なお、第１ブリッジ部８４ａ、第３ブリッジ部８４ｃ、第４ブリッジ部８４ｄも同様の形状となっている。
【００８０】
ここで、ホルダー８５の逆傾斜面部８５ｑにおけるブリッジ部８４の基端部Ｐ１と、この基端部Ｐ１からマンドレル８３において押出し方向と直交する方向の作用点Ｐ２までの距離は寸法Ｌとなっており、亀裂が発生する可能性のある位置に圧力を受ける面が近づいている。
そのため、マンドレル８３の作用点Ｐ２に生じるモーメントを小さくすることができるので、ブリッジ部８４の強度を大きくすることができ、これにより、スパイダー８２を構成するブリッジ部８４の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった最強度アルミ合金からなるビレットを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００８１】
前述したように、逆傾斜面部８５ｑが各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄのそれぞれの逆傾斜面部８４ｑに対応するように設けられているので、スパイダー８２をホルダー８５に挿入する際には、両者の位置を合わせなければならない。
そのため、本第３実施形態では、４箇所のブリッジ部８４ａ〜８４ｄのうち、例えば、前記第２ブリッジ部８４ｂとホルダー８５とに前記位置確認マーク６５が設けられている。
その結果、スパイダー８２を、加熱、膨張されたホルダー８５に挿入する際、固定側マーク６６と移動側マーク６７とを一致させればよいので、各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄを容易に所定の位置に配置することができる。
【００８２】
本第３実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、前記前記（１）、（４）、（５）、（７）と同様の効果の他、次のような効果を得ることができる。
【００８３】
（８）ホルダー８５の逆傾斜面部８５ｑにおけるブリッジ部８４の基端部Ｐ１と、この基端部Ｐ１からマンドレル８３において押出し方向と直交する方向の作用点Ｐ２までの距離は寸法Ｌとなっており、亀裂が発生する可能性のある位置に圧力を受ける面が近づいている。
そのため、マンドレル８３の作用点Ｐ２に生じるモーメントを小さくすることができるので、ブリッジ部８４の強度を大きくすることができ、それらの第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００８４】
以上、前記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は前記各実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本願発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００８５】
例えば、前記実施形態では、押出しダイス１０により成形される中空形材１を断面目の字状の中空形材としたが、これに限らない。図１３に示すような断面口の字状の中空形材２を成形する際にも利用できる。
【００８６】
この場合、まず、前記実施形態のスパイダー２２におけるマンドレル２３の第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄに換えて、断面口の字状の中空形材２の内部空間２Ｓを形成するように、略四角柱状の１つの駒部をマンドレルの端部に設ける。
そして、メス型３０の外側形材開口部３０Cに換えて、上記略四角柱状の１つの駒部に対応する略四角形の形材外形用開口をメス型に設ければよい。
この際、スパイダー２２のブリッジ先端外周面２４Ｃとホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとの係合状態および傾斜角度は、前述のような目の字形の中空形材１用の構成と同じとすればよく、ホルダー２５はそのまま使用できるので、少ない使用部材で断面形状が異なる複数種類の中空形材の押出し成形が可能である。
【００８７】
また、前記第１実施形態では、スパイダー２２等を構成する第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ等との間に、それぞれブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けた形状としたが、ブリッジ横振れ防止部２４Ｄの形状は、これに限らず、例えば、図１９に示すような構成でもよい。
【００８８】
この図１９に示す変形形態では、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄ間のすべてにブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けた形状としたものである。そして、このような変形形態では、４個のブリッジ部２４ａ〜２４ｄを結ぶ４個のブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられているので、より一層の横振れ防止効果を得ることができる。
【００８９】
さらに、前記第１実施形態では、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃを、傾斜面部２４ｍと直線面部２４ｎとで形成し、ブリッジ保持面２５Ｃを、傾斜面部２５ｍと直線面部２５ｎとで形成したが、これに限らない。例えば、先端外周面２４Ｃおよびブリッジ保持面２５Ｃの全面をそれぞれ直線面部としてもよい。そして、このようにしても、焼き嵌め時にホルダー２５を加熱、膨張させる結果、ブリッジ保持面２５Ｃ内周面内径が大きくなっているので、スパイダー２２の各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄをホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃ内に挿入させることができる。
このような変形形態では、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの加工およびブリッジ保持面２５Ｃの加工が容易となる。
【００９０】
また、前記第２実施形態では、第１ブリッジ部７４ａおよび第４ブリッジ部７４ｄとホルダー７５とに凹凸構造７７が、第２ブリッジ部７４ｂおよび第３ブリッジ部７４ｃとホルダー７５とに段差構造７８がそれぞれ設けられているが、これに限らない。
例えば、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄに上記凹凸構造７７と同様の形状の凹凸構造７７を設けてもよく、あるいは、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄに上記段差構造７８と同様の形状の段差構造７８を設けてもよい。
【００９１】
そして、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄに凹凸構造７７と同様の凹凸構造７７を設けた場合は、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃの全周をその凹凸構造７７に対応させればよい。
このような構造では、第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周に凹凸構造７７を構成する同一種類の突出面部７７ａを形成し、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃの全周に同一種類の凹面部７７ｂを形成すればよいので、前記第２実施形態に比べて加工が容易である。
【００９２】
また、段差構造７８と同様の形状の段差構造７８を設けた場合は、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃの全周をその段差構造７８に対応させればよい。
このような構造では、第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周に段差面部７４ｆを形成し、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃに段差受け面部７５ｂを形成すればよいので、前記第２実施形態に比べて加工が容易である。
【００９３】
また、前記第２実施形態では、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周面部７４Ｃは、傾斜面部７４ｍの途中に凹凸構造７７、段差構造７８が形成され、その先端に直線部７４ｎが形成されているが、これに限らない。
各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周面部７４Ｃに、凹凸構造７７、段差構造７８が形成されており、これらの凹凸構造７７、段差構造７８がホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃａと焼き嵌めにより接合されるので、ビレットＢを押し出す際にスパイダー７２がホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃから抜け出るおそれはない。そのため、第２実施形態のように、ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周面部７４Ｃの先端に直線部７４ｎを形成しなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本願発明の押出しダイスは、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する際に利用される。
【符号の説明】
【００９５】
１ 断面目の字状の中空形材
１０ 中空形材成形用押出しダイス(第1実施形態)
１０Ａ 中空形材成形用押出しダイス(第２実施形態)
１０Ｂ 中空形材成形用押出しダイス(第３実施形態)
２０ オス型
２２ スパイダー
２３ マンドレル
２３Ｂ 内側成形突起部
２４ ブリッジ部
２４ａ〜２４ｄ 第１〜第４のブリッジ
２４ｍ 傾斜面部
２４ｎ 直線部
２４Ｃ ブリッジ先端外周面
２５ ホルダー
２５Ｃ ブリッジ保持面
２５ｍ 傾斜面部
２５ｎ 直線部
３０ メス型
３０Ｂ 形材外形用開口
５０ 形材形成用孔部
５１ 形材形成用孔部
７０ 中空形材成形用押出しダイス(第２実施形態)
８０ 中空形材成形用押出しダイス(第３実施形態)
Ａ ビレットの押出方向
Ｂ ビレット
Ｓ ビレットの導入空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する中空形材成形用押出ダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にアルミニウム合金等の押出加工は、断面形状の自由度が高く、押出成形される中空形材を得るのに優れているため、現在では広く採用されている。
特に近年は、押出加工による製品が、構造材、機械部品等の強度部材として広く使用されるようになり、そのため、高力系合金、特に、７０７５、７Ｎ０１、７００３等の、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる押出部材の需要が増加してきている。
【０００３】
中空形材を成形するための従来の押出ダイスの一例として、オス型及びメス型がダイリングの内部に装着されている、いわゆるスパイダーダイスからなる中空材の押出し用ダイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２０に示すように、この特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００は、中空形材の内側形状を成形する中子（マンドレル）１１０を有するオス型１０１と、中空形材の外側形状を成形するメス型１０２と、を備えて構成されている。
オス型１０１は、上記中子１１０と、この中子１１０を保持する雄型リング１１２とを備えて構成されている。また、中子１１０は、成形用凸部１１３と、この成形凸部１１３を保持するブリッジ足１１１とで形成されている。
そして、ブリッジ足１１１の先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが、押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっている。この先端部周側面１１５ｂは、雄型リング１１２の内周面１１２ａと嵌合されている。
【０００５】
中子１１０はその下部に上記中空形材の内側形状を成形する部位を有しており、中子１１０の外周には、雄型リング１１２の内周傾斜面１１２ａに向かって例えばＸ字形状、つまり四方に延びた前記ブリッジ足１１１が設けられている。そして、４本のブリッジ足１１１と雄型リング１１２の内周面１１２ａとで囲まれた空間が、材料であるアルミ合金からなるビレットの導入空間Ｓとなっている。
【０００６】
オス型１０１は、矢印Ａで示す押出方向先側で前記メス型１０２によって保持されている。このメス型１０２には、前記中子１１０の下部が挿通されると共に中空形材の外側形状を成形する成形孔部１０６が形成されている。また、メス型１０２の外周側上面には、前記オス型１０１のブリッジ足１１１の底面を保持する保持面１１６が形成されている。
以上に説明したように、特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００では、各ブリッジ足１１１が、先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっているので、ビレットの押出中、各ブリッジ足１１１には軸力が作用すると共に、各ブリッジ足１１１に作用する曲げ応力が減少される。そのため、各ブリッジ足１１１の撓みが抑制され、押出中における中子１１０の保持状態が安定する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２４６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、中空形材成形用の材料として、高力系合金、特に、いわゆる７０００系の高強度アルミが使用され、その合金で成形される例えば自動車バンパー用部材として、いわゆる断面目の字形状等といった複数の中空部を有する押出形材を形成する場合、その変形抵抗が他の合金種に比べて高いので押出加工力が大きくなり、ダイス工具系への負荷も大きいので、押出速度をアップさせ、ダイスの寿命を向上させることが困難である。
【０００９】
例えば、前記特許文献１に開示された中空材の押出し用ダイス１００では、雄型リング１１２の内周傾斜面１１２ａとブリッジ足１１１の先端部周側面１１５ｂとを圧入し、ブリッジ足１１１に、押出方向と直交する方向の圧縮応力を発生させるようになっており、この圧縮応力と、押出加工が実行され各ブリッジ足１１１の上面に加わる押出力、つまり成形用凸部１１３に生じる押出方向先側に引っ張る引張力とを相殺させ、よって、ブリッジ足１１１の破損、ひいては中子１１０の破損を防止しようとするものである。
【００１０】
ところが、上記押出し用ダイス１００では、ブリッジ足１１１の先端部１１５が押出し方向の先側に向かって広がる方向に傾斜しているので、ブリッジ足１１１の先端部１１５においてメス型１０２の保持面１１６上に保持された基端部Ｐ１と、ブリッジ足１１１と成形用凸部１１３との交点、つまり引張り力により破断するおそれのある作用点Ｐ２との距離Ｌが大きくなり、モーメントが大きくなる。
そのため、中子１００に押出力が加えられたとき、上記作用点Ｐ２に大きな加重が掛かり、ブリッジ足１１１が破断するという問題が生じる。
【００１１】
この問題を解決するためには、ブリッジ足１１１の寸法を大きくしてブリッジ足１１１の強度を強くすることや、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくしてモーメントを小さくすることが考えられる。
しかし、ブリッジ１１１の寸法を大きくする場合、ビレットを案内して収容するビレットの導入空間Ｓが少なくなりビレットの設定量を確保できない。ビレットの設定量を確保するためには、雄型リング１１２の内径部を大きくする必要があり、そうすると、ダイスが大型化すると共に、距離Ｌが長くなり、結局モーメントを小さくすることはできない。
また、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくする場合、雄型リング１１２と各ブリッジ足１１１との間の空間、つまり、ビレットの導入空間Ｓが少なくなり、ビレットの押出し量が少なくなる等の問題が生じ、距離Ｌを小さくするには自ずと限界がある。
【００１２】
上記のように、圧縮応力と引張応力との間での相殺により問題を解決しようとするスパイダーダイス１００では、ブリッジ足１１１、ひいては中子１１０が破断するおそれがあるため、ダイスの長寿命化を図ることも限界がある。
【００１３】
上記問題点を解決するために、本発明では、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にマンドレルの破断を防止して長寿命化を図れるようになる中空形材成形用押出ダイス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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の中空形材成形用押出ダイスは、上流側から送られてくるアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、このオス型を保持すると共に前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、
前記オス型を、前記内側形状を成形するスパイダーと、このスパイダーを保持するホルダーとで構成し、
前記スパイダーを、前記中空形材の内側形状に対応するマンドレルと、このマンドレルと一体的に設けられると共に当該マンドレルの周囲から外方に向かって突出した複数のブリッジ部とで形成し、
前記各ブリッジ部の先端外周面と前記ホルダーの内周面部とを焼き嵌めにより接合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の中空形材成形用押出ダイスは、以上のように構成されているので、スパイダーの各ブリッジ部の先端外周面とホルダーの内周面部とが焼き嵌めにより接合されて一体化されていることから、ダイスに掛かる応力をスパイダーとホルダーとで受けることができ、これにより、各ブリッジ部の応力集中部の応力が緩和されるので、スパイダーのブリッジ部の破断を防止することができる。
その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
また、ビレットを押し出す際の圧力がスパイダーのマンドレルおよび各ブリッジ部に加えられても、スパイダーの各ブリッジ部の先端外周面とホルダーの内周面部とが焼き嵌めにより接合されて一体化されているので、スパイダーの各ブリッジ部だけが微妙に動いたりすることがなく安定して保持される。その結果、中空形材を所望する高精度に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの第１実施形態を示す全体平面図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿った縦断面図である。
【図３】前記実施形態のオス型とメス型とを組み合わせた状態を示す全体断面斜視図である。
【図４】前記実施形態のホルダーとスパイダーとを焼嵌めする前の状態を示す分解縦断面図である。
【図５】前記実施形態のホルダーとスパイダーとの焼嵌めに際して加熱されたホルダーにスパイダーを挿入する状態を示す縦断面図である。
【図６】前記実施形態のスパイダーの平面を示す平面図である。
【図７】前記実施形態のスパイダーを示す全体斜視図である。
【図８】図６におけるVIII−VIII 線に沿った縦断面図である。
【図９】図６におけるIX−IX線に沿った縦断面図である。
【図１０】前記実施形態のメス型を示す全体平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った縦断面図である。
【図１２】前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面目の字形状の中空形材を示す斜視図である。
【図１３】前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面口の字形状の中空形材を示す斜視図である。
【図１４】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの第２実施形態を示しホルダーとスパイダーとを焼嵌めして一体化した状態を示す縦断面図であり、図１５におけるXIV−XIV線に沿った縦断面図である。
【図１５】前記第２実施形態のホルダーとスパイダーとを焼嵌めする際の位置合わせの状態を示す平面図である。
【図１６】前記第２実施形態のホルダーとスパイダーとを焼嵌めする際の位置合わせの状態を示す斜視図である。
【図１７】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの第３実施形態を示しホルダーとスパイダーとを焼嵌めして一体化した状態を示す縦断面図である。
【図１８】前記第３実施形態のスパイダーの１つのブリッジ部とホルダーの受け面部との関係を示す平面図である。
【図１９】本願発明のスパイダーの変形形態を示す平面図である。
【図２０】従来の中空材の押出し用ダイスを示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図１〜図１１を参照して、本発明の中空形材成形用押出ダイス（以下、単に押出ダイスという）１０の第１実施形態を説明する。
【００１８】
本第１実施形態の押出ダイス１０は、スパイダーダイスタイプであり、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形するものであり、本実施形態の押出ダイス１０では、例えば図１２に示すような、断面目の字形状の中空形材１を成形するものである。
【００１９】
押出ダイス１０は、図２に示すように、押出し方向の上流側から送られてくるアルミ合金からなるビレットＢを下流側に押出して中空形材１の内側形状を成形するオス型２０と、中空形材１の外側形状を成形するメス型３０と、このメス型３０を保持するバックダイ４０とを備えて構成されている。
ビレットＢは、オス型２０の上流側に配置されたチャンバー等からなるビレット押出し装置６０内に収容され、且つそのビレット押出し装置６０により押出されるように構成されている。
【００２０】
オス型２０とメス型３０とバックダイ４０とは一体的に連結されている。
すなわち、オス型２０とメス型３０とが、図１、図２に示すように、例えばノックピン４７および２本の位置決めピン４６で位置決めされた後、これらのオス型２０とメス型３０とバックダイ４０とが例えば２本の連結ボルト４５で連結、固定されている。
【００２１】
図１〜図３に示すように、オス型２０は、中空形材１の内側形状を成形するスパイダー２２と、このスパイダー２２の外周を保持するホルダー２５とで構成されており、これらホルダー２５とスパイダー２２は、焼き嵌めにより強固に接合されて一体化されている。
また、スパイダー２２の上面部２２Ａは、全面にわたって平坦面に形成されている。
スパイダー２２とホルダー２５とが一体的に組立てられたとき、スパイダー２２を構成するマンドレル２３およびブリッジ部２４の上記上面部２２Ａは、図２に示すように、ホルダー２５の上端面（シール面）２５Ａから所定寸法押出し方向下流側に後退した位置に配置されている。
【００２２】
スパイダー２２は、中空形材１の内側形状に対応する上記マンドレル２３と、このマンドレル２３を支持すると共に当該マンドレル２３の周囲から外方に略Ｘ字状に突出した複数のブリッジ部２４、すなわち第１のブリッジ部２４ａ、第２のブリッジ部２４ｂ、第３のブリッジ部２４ｃ、および第４のブリッジ部２４ｄの４個で構成されており、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄ間の空間がビレットＢの導入空間Ｓとなっている。
【００２３】
そして、これらの４本の第１のブリッジ部２４ａ、第２のブリッジ部２４ｂ、第３のブリッジ部２４ｃ、第４のブリッジ部２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃが、ホルダー２５の内周面部であるブリッジ保持面２５Ｃと係合し合い、かつ、焼き嵌めにより接合されるようになっている。
【００２４】
これらの第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄには、前記上面部２２Ａから所定高さにわたって、前記下流側に行くに従って広くなる傾斜状のビレットガイド面２４Ｅが形成され、上流側から押し出されたビレットＢがスムーズに押し出されるようになっている。
【００２５】
本第１実施形態の押出しダイス１０では、前述のように、スパイダー２２を構成するブリッジ部２４の第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの一部とが、焼き嵌めにより強固に接合された構成となっている。
【００２６】
ここで、焼き嵌めとは、熱を利用して強い接合を得る方法であり、穴のあいた円板などの部材を加熱膨張させて、穴の直径よりやや大きく作った軸を嵌め入れ、その後、冷却して固定する嵌め合いの方法を言い、締め付けタイプの接合として使われている。そして、焼き嵌めにより、両者（上記例では、円板と軸）は固着状態になる。
焼き嵌め時に加熱するには、どのような方法でもよいが、例えば、ソリッドステート電源を使った誘導加熱による加熱が好ましい。この加熱方法では、信頼性、再現性に優れ、非接触でエネルギー効率の高い加熱を短時間に行うことができるものである。
【００２７】
図２，３には、スパイダー２２とホルダー２５とを焼き嵌めして接合された状態が示されている。
これらの図２，３には、スパイダー２２の例えば第２ブリッジ部２４ｂの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとが焼き嵌めにより強固に接合された状態が示されている。なお、これらの図２，３では、第２ブリッジ部２４ｂの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとが接合された状態が示されているが、前記他の第１ブリッジ部２４ａ、第３ブリッジ部２４ｃ、および第４ブリッジ部２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとの接合状態も、図２、図３と同様である。
【００２８】
図４には、スパイダー２２とホルダー２５とが焼き嵌めされる前の状態が示されている。この図４は、図１においてII−II線に沿った縦断面図を表した図２のオス型３０を拡大すると共に、スパイダー２２とホルダー２５とを分解した状態を示す図である。
【００２９】
ホルダー２５は、所定厚さを有する全体円板状に形成されており、そのブリッジ保持面２５Ｃは、ホルダー２５の上端面２５Ａの先端内径端部から前記メス型３０側に向かって広がる所定の傾斜角度α°に形成された傾斜面部２５ｍと、この傾斜面部２５ｍの先端に連続して下面２５Ｂまで直線で延出した直線部２４ｎとで形成されている。
そして、上記傾斜面部２５ｍの傾斜角度α°は、例えば０．５°〜１°に設定されている。
また、ブリッジ保持面２５Ｃを構成する傾斜面部２５ｍの上端面２５Ａにおける先端内径端部の内径寸法Ｎは、焼き嵌めする前、つまりホルダー２５が加熱される前の内径寸法である。
【００３０】
これに対して、スパイダー２２の第２ブリッジ部２４ｂの先端外周面２４Ｃは、前記ブリッジ保持面２５Ｃに対応するように形成されている。
すなわち、スパイダー２２の先端外周面２４Ｃは、上面部２２Ａの外周端部から前記メス型３０側に向かって広がる所定の傾斜角度α°に形成された傾斜面部２４ｍと、この傾斜面部２４ｍの先端に連続して先端まで直線で延出した直線部２４ｎとで形成されている。そして、傾斜面部２４ｍは、上記ブリッジ保持面２５Ｃの傾斜面部２５ｍと対応し、直線部２４ｎは、ブリッジ保持面２５Ｃの直線部２５ｎと対応するように構成されている。
また、傾斜面部２４ｍの傾斜角度α°は、ブリッジ保持面２５Ｃの傾斜面部２５ｍの傾斜角度α°と同じ０．５°〜１°に設定されている。
【００３１】
以上のように、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとスパイダー２２の先端外周面２４Ｃとには、それぞれ互いに対応する傾斜面部２５ｍと傾斜面部２４ｍとが形成されているので、スパイダー２２をホルダー２５に挿入する際、傾斜面部２５ｍに傾斜面部２４ｍがガイドされた状態となるので、挿入作業が容易となる。
【００３２】
しかし、全面が傾斜面だと、傾斜面部２５ｍと傾斜面部２４ｍとが互いに傾斜しているので、挿入方向と逆方向の力、すなわち、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出る力が生じてしまう。
そこで、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出るのを防止するため、本第一実施形態では、各傾斜面部２５ｍと傾斜面部２４ｍとの先端側には、それぞれ直線部２５ｎと直線部２４ｎが設けられている。そのため、当該直線部２５ｎと直線部２４ｎ同士間に摩擦力が生じ、これにより、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出るのを防止することができる。
【００３３】
スパイダー２２の外形寸法、つまり第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端が接する外接円は、外形寸法Ｍに設定されており、この外形寸法Ｍは、前記ホルダー２５におけるブリッジ保持面２５Ｃの前記先端内径端部の内径寸法Ｎは、加熱前の内径寸法Ｎより、所定寸法大きく形成されている。
言い換えれば、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの加熱前の先端内径寸法Ｎは、スパイダー２２の第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄにおける各先端外周面２４Ｃの外接円の外径寸法Ｍより小さな寸法に形成されている。
【００３４】
スパイダー２２とホルダー２５との寸法が以上のように設定されているので、焼き嵌め時に、図５に示すように、まず、ホルダー２５を加熱してホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃを膨張させて、ブリッジ保持面２５Ｃの前記先端内径端部の内径寸法Ｎをスパイダー２２の外径寸法Ｍより広げた後、スパイダー２２を図示しないスパイダー把持手段により把持した状態で、図４、図５に矢印Ｉで示すスパイダー２２の挿入方向に沿って、すなわち、下流側から上流側に向かって第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄをホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃに挿入する。
【００３５】
そして、両者の正確な位置等での嵌り具合を確認し、その後に冷却すれば、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃが加熱前の内径寸法Ｎに戻るため、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの各先端外周面２４Cがホルダー２５に強固に接合されることになる。その結果、スパイダー２２とホルダー２５とが固着状態で一体化される。
【００３６】
なお、図４において、スパイダー２２がホルダー２５に想像線（二点鎖線）で記載されているが、この図４は、ホルダー２５が加熱されていない状態であり、その場合のスパイダー２２との大きさを表したものである。
実際には、図５に示すように、ホルダー２５を加熱して膨張させ、ブリッジ保持面２５Ｃの内径寸法Ｎを第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄにおける各先端外周面２４Ｃの外接円の外形寸法より大きくした後に冷却するため、焼き嵌め後のホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの内径寸法は、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの外接円の外形寸法Ｍと同一大きさの内径寸法となる。
【００３７】
ここで、スパイダー２２とホルダー２５との焼き嵌め作業は、図５に示すように、例えば、焼き嵌め用作業台９０にホルダー２５を載置して行うことができる。
この場合、スパイダー２２の下面部２２Ｂを焼き嵌め用作業台９０の上端面９０Aに突き当てることで、スパイダー２２とホルダー２５との厚さ方向の位置決めを行うことができる。
【００３８】
焼き嵌めの際、加熱されたホルダー２５の内周面にスパイダー２２を挿入し、その後、冷却すると、スパイダー２２を構成する第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄがすぼまる方向に変形しやすい。
そこで、本第一実施形態では、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄがすぼまる方向に変形しないように、２個のブリッジ部２４の互いに対向する側面で下流側の先端一部にブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けた構成とした。
【００３９】
すなわち、図６、図７に示すように、平面形状がＸ字となるように配置されている第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのうち、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃの互いに対向する側面で前記下流側の先端一部に、上記ブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられている。従って、ブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、前記マンドレル２３を挟んで相互に反対側の２箇所に設けられていることになる。
【００４０】
ブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの前記直線部２４ｎの高さと略同じ高さ寸法に形成されている。また、ブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、上記先端外周面２４Ｃの直線部２４ｎと平行な直線状に形成されている。
そして、このブリッジ横振れ防止部２４Ｄは、後で詳細を述べるビレット溜まり部３０Ｂを形成する淵部上に載置されるようになっている（図２参照）。
【００４１】
第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄは、前記マンドレル２３に連続して前述のように平面形状が略Ｘ字となるように配置されているが、図６に示すように、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの幅方向中心を結ぶ交点Ｐは、スパイダー２２の中心Ｏと異なった位置にあり、Ｘ字は変形のＸ字となっている。そのため、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間の距離が、第１ブリッジ部２４ａと第２ブリッジ部２４ｂ、および第３ブリッジ部２４ｃと第４ブリッジ部２４ｄ間との距離が所定寸法異なっている。
本実施形態では、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ間の距離が、第１ブリッジ部２４ａと第２ブリッジ部２４ｂとの距離より長くなっている。
【００４２】
ここで、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのうち、隣り合うブリッジ間の距離が長い方が変形しやすく、つまり、すぼまりやすい傾向がある。そのために、本実施形態では、隣り合うブリッジ間の距離が長い第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間に、それぞれ前記ブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けたものである。
【００４３】
スパイダー２２とホルダー２５とが、以上のように構成されているので、焼き嵌めに際して、加熱されたホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃにスパイダー２２を挿入し、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄを所定位置に固定するため、スパイダー２２を回しながら押し込むとき、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間に、それぞれブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられているので、このブリッジ横振れ防止部２４Ｄが、各ブリッジ部２４ａ，２４ｄ等の側面部同士を突っ張る状態で保持しているので、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの変形を防止することができる。
【００４４】
図１、図３等に示すように、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの下部には、当該各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄ間に形成された前記ビレット導入空間Ｓ同士を連結する空間連結孔２６が形成されている。したがって、上流側から送られてきたビレットＢがビレット導入空間Ｓ内に導入された後、そのビレットＢは上記空間連結孔２６を通じて、相互に隣り合うビレット導入空間Ｓ内のビレットＢと混ざり合うことになる。
【００４５】
図２、図３、図８等に示すように、スパイダー２２を構成する前記マンドレル２３には、前記ビレットＢの流れの下流側端部に形成された内側成形突起部２３Ａが設けられている。
この内側成形突起部２３Ａは、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの下端からメス型３０側に突出して形成されている。そして、このような内側成形突起部２３Ａは、図８に仮想像（二点鎖線）で示すような、断面目の字形状の中空形材１の３つの空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓをそれぞれ形成する第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、第３内側駒部２３Ｄで構成されている。
【００４６】
ここで、断面目の字形状の中空形材１は、図８，９に仮想線で示すように、一対の長辺壁１Ａ，１Ａと、これらの長辺壁１Ａ，１Ａの長手方向端部同士を連結する短辺壁１Ｂ，１Ｂと、これらの短辺壁１Ｂ，１Ｂ間に均等に配置された２個の仕切り壁１Ｃ，１Ｃとを有する形状となっている。
【００４７】
内側成形突起部２３Ａは、前述のように、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの下端からメス型３０側に突出しているが、この内側成形突起部２３Ａは、図２に示すように、メス型３０に形成されたビレット溜り部３０Ｂおよびそれに続く形材成形用孔部５０内に挿通されるようになっている。
そして、ビレット溜り部３０Ｂは、図２に示すように、前記ブリッジ横振れ防止部２４Ｄの内径部の大きさと略等しい内径寸法に形成されると共に、所定の深さに形成されている。
【００４８】
上記メス型３０は、図１０，１１にも示すように、その上面（上流側の面）には、中央部が凹んだホルダー受面３０Ａが形成され、このホルダー受面３０Ａに前記ホルダー２５の前記下面２５Ｂが当接して当該ホルダー２５が保持されるようになっている。
また、このホルダー受面３０Ａに前記ビレット溜り部３０Ｂが形成されている。
【００４９】
前記形材成形用孔部５０は、ビレット溜り部３０Ｂの略中央部に形成されており、内側成形突起部２３Ａの外側形状とビレット溜り部３０Ｂに形成された外側成形開口部３０Ｃとの間に設定された所定寸法の間隔により形成されている。そして、この形材成形用孔部５０から押し出されたビレットＢにより、図８，９に仮想線（二点鎖線）で示す中空形材１の外形形状が形成されるようになっている。
【００５０】
上記形材外形用開口部３０Ｃは、図１１に示すように、わずかな寸法の直線部からメス型３０の外周方向に拡開する逃げ部３０ａを有している。
そのため、形材成形用孔部５０から押し出されるビレットＢが周囲のどこにも接触することなく押し出されるようになる。
【００５１】
前記内側成形突起部２３Ａを構成する第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄは、それぞれ略四角柱形状に形成されており、前述のように、マンドレル２３の押出し方向下流側の端部に設けられている。
上記各駒部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄにおいて押出し方向上流側には、それぞれの外周から外側に突出した帯状の突起枠２３Ｅが、各駒部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄの各外周を巻くようにしてそれぞれ設けられている。
【００５２】
第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの外周３箇所の突起枠２３Ｅと、第２内側駒部２３Ｃの外周２箇所の突起枠２３Ｅとは、前記メス型３０の形材外形用開口３０Cとそれぞれ対向しており、それぞれの隙間が、長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂを形成するための前記形材形成用孔部５０を構成している。
そして、この形材形成用孔部５０から押出されたビレットＢにより、前記中空形材１の長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂが形成されるようになっている。
【００５３】
また、対向する第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、および対向する第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間が、前記仕切り壁１Ｃ，１Ｃを形成するための形材形成用孔部５１を構成している。
そして、この形材形成用孔部５１から押出されたビレットＢにより、中空形材１の仕切り壁１Ｃ，１Ｃが形成されるようになっている。
【００５４】
第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間には、それぞれビレットガイド孔部２４Ｆが連通している。
このビレットガイド孔部２４Ｆは、図６に点線で示すように、第１ブリッジ部２４ａと第２のブリッジ部２４ｂ、および第３のブリッジ部２４ｃと第４ブリッジ部２４ｄ同士を結ぶ線方向に沿って形成され、図８に示すように略半円形のトンネル状に形成されている。
【００５５】
そして、これらのビレットガイド孔部２４Ｆには、ビレットＢが前記ビレットの導入空間Ｓから矢印ｎで示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５１を経由して押出されるようになっている。
また、第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとメス型３０の形材外形用開口部３０Ｃとの隙間、つまり前記形材形成用孔部５０には、ビレットＢがビレット導入空間Ｓから矢印ｍで示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５０を経由して押出されるようになっている。
【００５６】
以上のように構成されたダイス１０により押出し成形された中空形材１が図１２に示されている。
すなわち、上記中空形材１は、図１２に示すように、一対の長辺部１Ａの両端側を短辺部１Ｂで連結すると共に、それらの短辺部１Ｂ間に２本の仕切り壁部１Ｃを上記一対の長辺部１Ａ間に連結して形成され、内部に３個の空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓを有する断面目の字形となっている。
そして、このような断面目の字形の中空形材１がビレットＢの供給量に対応して、押出しダイス１０の前記形材形成用孔部５０，５１から連続して押出し成形されるようになっている。
【００５７】
次に、以上のような構成の押出ダイス１０による中空形材１の成形方法を説明する。
オス型２０に対して、ビレットＢの押出し方向上流側に配設されたビレット押出し装置６０からビレットＢが押出されると、そのビレットＢは、まず、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃの入口から、スパイダー２２を構成する各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄとホルダー２５との隙間で構成されたビレット導入空間Ｓに導入される。
【００５８】
ビレット導入空間Ｓに導入されたビレットＢは、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの上面からそれぞれのビレットガイド面２４Ｅ、およびマンドレル２３の側面を経由した後、形材成形用孔部５０に導かれ、その形材成形用孔部５０，５１から押出され成形される。
そして、押出し成形された中空形材１は、バックダイ４０に形成されている形材送出用穴４０Ａから送り出された後、図示しない保持機構により保持され、且つ所定のストックヤード等に搬入される。
【００５９】
本実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、次のような効果を得ることができる。
（１）スパイダー２２を構成するブリッジ部２４の第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとの係合面が焼き嵌めにより強固に接合されて一体化されており、ダイスに掛かる応力をスパイダー２２とホルダー２５とで受けることができ、これにより、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの応力集中部の応力が緩和されるので、スパイダー２２のブリッジ部２４の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００６０】
（２）ビレットＢを押し出す際の圧力がスパイダー２２のマンドレル２３および各ブリッジ部に加えられても、スパイダー２２の各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面とホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとが焼き嵌めにより接合されて一体化されているので、スパイダー２２の各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄだけが微妙に動いたりすることがなく安定して保持される。その結果、中空形材１を所望する高精度に加工することができる。
【００６１】
（３）第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃが傾斜面部２４ｍと直線部２４ｎとで形成され、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃが傾斜面部２５ｍと直線部２５ｎとで形成されているので、スパイダー２２をホルダー２５に挿入した後、冷却時にブリッジ保持面２５Ｃが収縮し、スパイダー２２を押し出方向に押し出そうとする力が作用するが、互いの直線部２５ｎと直線部２４ｎ同士間に摩擦力が生じ、これにより、スパイダー２２がホルダー２５から抜け出るのを防止することができる。
【００６２】
（４）第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのそれぞれの先端外周面２４Ｃが傾斜面部２４ｍと直線部２４ｎとで形成され、ホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃが傾斜面部２５ｍと直線部２５ｎとで形成されているので、スパイダー２２をホルダー２５に挿入する際、傾斜面部２５ｍに傾斜面部２４ｍがガイドされた状態となるので、挿入作業が容易となり、その結果、焼き嵌め作業がやりやすく、作業性の向上を図ることができる。
【００６３】
（５）スパイダー２２のマンドレル２３および第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄには、所定高さにわたって、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの上面部２２Ａから下流に向かって緩やかに広くなった所定高さの傾斜状のビレットガイド面２４Ｅが形成されているので、上流側から押し出されたビレットＢがビレット導入空間Ｓ内にスムーズに押し出される。その結果、ビレットＢが均等に流れるようになるので、均一な中空形材１を形成することができる。
【００６４】
（６）第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄのうち、隣り合うブリッジ間の距離が長い方が変形しやすいが、第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ間に、それぞれブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられており、このブリッジ横振れ防止部２４Ｄが、各ブリッジ部２４ａ，２４ｄ等の側面部同士を突っ張る状態で保持しているので、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの変形を防止することができる。
【００６５】
次に、図１４〜図１６に基づいて、本発明の押出しダイスの第２実施形態を説明する。
本第２実施形態の押出しダイス１０Ａは、前記第１実施形態の押出しダイス１０における第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃに相当する第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄと、先端外周面部７４Ｃとホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃとにわたって、凹凸構造７７および段差構造７８を設けたものである。
なお、この第２実施形態においては、上記凹凸構造７７および段差構造７８の部位のみが前記第１実施形態と異なり他の構成はまったく同じなので、同一構造および同一部材には同一符号を付し、異なる部分のみを説明する。
【００６６】
本第２実施形態の押出しダイス１０Ａは、図１４、図１５に示すように、前記オス型２０に相当するオス型７０を備えて構成されている。また、このオス型７０は、前記スパイダー２２に相当するスパイダー７２と、前記ホルダー２５に相当するホルダー７５とを備えて構成されている。
スパイダー７２は、図１４，１５に示すように、前記マンドレル２３に相当するマンドレル７３と、このマンドレル７３を支持すると共に当該マンドレル７３の周囲から外方に略Ｘ字状に突出した複数のブリッジ部７４、すなわち第１のブリッジ部７４ａ、第２のブリッジ部７４ｂ、第３のブリッジ部７４ｃ、および第４のブリッジ部７４ｄの４個で構成されている。
【００６７】
そして、これらの第１のブリッジ部７４ａ、第２のブリッジ部７４ｂ、第３のブリッジ部７４ｃ、第４のブリッジ部７４ｄの先端外周面部７４Ｃが、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃと係合し合い、かつ、第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの各先端外周面部７４Ｃとホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃとが焼き嵌めにより接合されるようになっている。
【００６８】
前記凹凸構造７７は、第１のブリッジ部７４ａと第４のブリッジ部７４ｄのそれぞれの先端外周面部７４Ｃに設けられた突出面部７４ｅと、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃに形成され前記突出面部７４ｅと対応する凹面部７５ａとで構成されている。
ブリッジ保持面部７５Ｃは、前記第１実施形態のブリッジ保持面部２５Ｃに相当し、当該ブリッジ保持面部２５Ｃと同様に、傾斜面部７５ｍと直線部７５ｎとで形成されている。そして、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃでは、その傾斜面部７５ｍの途中に、２個のブリッジ部７４ａ、７４ｄのそれぞれの突出面部７４ｅに対応する前記凹面部７５ａが形成されている。
また、先端外周面部７４Ｃは、前記第１実施形態の先端外周面２４Ｃに相当し、当該先端外周面２４Ｃと同様に、傾斜面部７４ｍと直線部７４ｎとで形成されており、この傾斜面部７４ｍの途中に、上記突出面部７４ｅが形成されている。
【００６９】
また、前記段差構造７８は、第２のブリッジ部７４ｂと第３のブリッジ部７４ｃのそれぞれの先端外周面部７４Ｃに設けられた段差面部７４ｆと、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃに形成され前記段差面部７４ｆと対応する段差受け面部７５ｂとで構成され、この段差受け面部７５ｂは直線形状面に形成されている。
【００７０】
図１５に示すように、前記凹凸構造７７を構成するホルダー７５の凹面部７５Ｃは、オス型７０の平面視で、例えば、９０°と２７０°とを結んだ下半分に形成されている。
また、前記段差構造７８を構成するホルダー７５の段差受け面部７５ｂは、９０°と２７０°とを結んだ上半分に形成されている。
【００７１】
したがって、スパイダー７２とホルダー７５とを焼き嵌めするに際し、第１ブリッジ部７４ａと第４ブリッジ部７４ｄとが、上記図１５において９０°と２７０°とを結んだ下半分に位置するように挿入し、第２ブリッジ部７４ｂと第３ブリッジ部７４ｃとが、図１５において９０°と２７０°とを結んだ上半分に位置するように挿入して位置決めしなければならない。
【００７２】
そして、本実施形態では、各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄがそれぞれ上記範囲内に配置されていることを確認するために、スパイダー７２とホルダー７５とに位置確認マーク６５が記されている。
すなわち、位置確認マーク６５は、図１６に詳細を示すように、ホルダー７５に記された固定側マーク６６と、スパイダー７２のブリッジ部７４を構成する第１ブリッジ部７４ａに記された移動側マーク６７とで構成されている。
固定側マーク６６は、ホルダー７５の上面かつ第１ブリッジ部７４ａの中心線ＣＬの延長上に記された直線マーク６６ａと、この直線マーク６６ａの先端からホルダー７５の内周面に垂直に延びた垂直マーク６６ｂとで形成されている。
【００７３】
上記移動側マーク６７は、第１ブリッジ部７４ａの先端外周面かつ上面に、当該第１ブリッジ部７４ａの中心線ＣＬ上に記されている。
そして、これらの固定側マーク６６および移動側マーク６７は、刻印等で記されていると好適である。
【００７４】
本第２実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、前記（１）、（４）、（５）と同様の効果の他、次のような効果を得ることができる。
【００７５】
（６）スパイダー７２における各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄのそれぞれの先端外周面部７４Ｃと、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃとにわたって、凹凸構造７７および段差構造７８が設けられているので、スパイダー７２とホルダー７５との焼き嵌め時に、ホルダー７５が冷却されて収縮する際、各構造７７，７８が抜け方向に対してストッパの役割を果たす。その結果、スパイダー７２のホルダー２５からの抜けを防止でき、これにより、両者７２，７５をより確実に接合することができ、更なる高精度の中空形材の加工が可能となる。
【００７６】
（７）スパイダー７２の第１ブリッジ部７４ａとホルダー２５とに、固定側マーク６６と移動側マーク６７からなる位置確認マーク６５が形成されており、スパイダー２２を加熱、膨張されたホルダー２５に挿入する際、固定側マーク６６と移動側マーク６７とを一致させればよいので、各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄを容易に所定の位置に配置することができる。
【００７７】
次に、図１７、図１８に基づいて、本発明の押出しダイスの第３実施形態を説明する。
本第３実施形態の押出しダイス１０Ｂは、亀裂が発生する可能性のある位置に圧力を受ける面を近づけることで、圧力の相殺を図る目的で提案されたものである。
なお、この第３実施形態において、前記第１実施形態の押出しダイス１０と同一構造および同一部材には同一符号を付し、異なる部分のみを説明する。
【００７８】
図１７は、第２ブリッジ部８４ｂの先端外周面８４Ｃとホルダー８５との接合を示すものである。
この図１７に示すように、スパイダー８２は、マンドレル８３とブリッジ部８４とを備えて構成されると共に、ホルダー８５に保持されている。
そして、ブリッジ部８４を構成する第１〜第４ブリッジ部８４ａ〜８４ｄのそれぞれの先端外周面８４Ｃ（図１７では第２ブリッジ部８４ｂ）が、上流側から下流側に向かって拡がる傾斜面部８４ｍと、この傾斜面部８４ｍの下流側の端部に形成されホルダー８５の中心側に向かってすぼまる形状の逆傾斜面部８４ｑとで形成されている。
これに対して、ホルダー８５のブリッジ保持面８５Ｃは、各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄの傾斜面部８４ｍに対応する傾斜面部８５ｍと、この傾斜面部８５ｍの先端に形成されると共に前記逆傾斜面部８４ｑに対応する逆傾斜面部８５ｑとで形成されている。
そして、この逆傾斜面部８５ｑで形成された部位が、上記逆傾斜面部８４ｑを受けるブリッジ受面部８５Ａを形成すると共に、スパイダー８２がホルダー８５から抜け出すのを防止する役割を果たしている。
【００７９】
この図１７、図１８に示すように、第２ブリッジ部８４ｂの先端外周面８４Ｃを形成する逆傾斜面部８４ｑは、寸法Ｈでホルダー８５の中心側に向かってすぼまっており、これに対して、ホルダー８５の前記逆傾斜面部８５ｑは、寸法Ｈの突出量で、かつ図１８に示すように所定幅寸法Ｗに形成されている。この逆傾斜面部８５ｑは、上述のように、各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄの逆傾斜面部８４ｑに対応する形状となっている。
ホルダー８５の逆傾斜面部８５ｑは、ブリッジ保持面８５Ｃの傾斜面部８５ｍに対して角度α１°でブリッジ部８４の逆傾斜面部８４ｑ側に傾斜している。そして、この角度α１°は、例えば３０°程度に設定されている。
なお、第１ブリッジ部８４ａ、第３ブリッジ部８４ｃ、第４ブリッジ部８４ｄも同様の形状となっている。
【００８０】
ここで、ホルダー８５の逆傾斜面部８５ｑにおけるブリッジ部８４の基端部Ｐ１と、この基端部Ｐ１からマンドレル８３において押出し方向と直交する方向の作用点Ｐ２までの距離は寸法Ｌとなっており、亀裂が発生する可能性のある位置に圧力を受ける面が近づいている。
そのため、マンドレル８３の作用点Ｐ２に生じるモーメントを小さくすることができるので、ブリッジ部８４の強度を大きくすることができ、これにより、スパイダー８２を構成するブリッジ部８４の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった最強度アルミ合金からなるビレットを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００８１】
前述したように、逆傾斜面部８５ｑが各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄのそれぞれの逆傾斜面部８４ｑに対応するように設けられているので、スパイダー８２をホルダー８５に挿入する際には、両者の位置を合わせなければならない。
そのため、本第３実施形態では、４箇所のブリッジ部８４ａ〜８４ｄのうち、例えば、前記第２ブリッジ部８４ｂとホルダー８５とに前記位置確認マーク６５が設けられている。
その結果、スパイダー８２を、加熱、膨張されたホルダー８５に挿入する際、固定側マーク６６と移動側マーク６７とを一致させればよいので、各ブリッジ部８４ａ〜８４ｄを容易に所定の位置に配置することができる。
【００８２】
本第３実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、前記前記（１）、（４）、（５）、（７）と同様の効果の他、次のような効果を得ることができる。
【００８３】
（８）ホルダー８５の逆傾斜面部８５ｑにおけるブリッジ部８４の基端部Ｐ１と、この基端部Ｐ１からマンドレル８３において押出し方向と直交する方向の作用点Ｐ２までの距離は寸法Ｌとなっており、亀裂が発生する可能性のある位置に圧力を受ける面が近づいている。
そのため、マンドレル８３の作用点Ｐ２に生じるモーメントを小さくすることができるので、ブリッジ部８４の強度を大きくすることができ、それらの第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００８４】
以上、前記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は前記各実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本願発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００８５】
例えば、前記実施形態では、押出しダイス１０により成形される中空形材１を断面目の字状の中空形材としたが、これに限らない。図１３に示すような断面口の字状の中空形材２を成形する際にも利用できる。
【００８６】
この場合、まず、前記実施形態のスパイダー２２におけるマンドレル２３の第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄに換えて、断面口の字状の中空形材２の内部空間２Ｓを形成するように、略四角柱状の１つの駒部をマンドレルの端部に設ける。
そして、メス型３０の外側形材開口部３０Cに換えて、上記略四角柱状の１つの駒部に対応する略四角形の形材外形用開口をメス型に設ければよい。
この際、スパイダー２２のブリッジ先端外周面２４Ｃとホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃとの係合状態および傾斜角度は、前述のような目の字形の中空形材１用の構成と同じとすればよく、ホルダー２５はそのまま使用できるので、少ない使用部材で断面形状が異なる複数種類の中空形材の押出し成形が可能である。
【００８７】
また、前記第１実施形態では、スパイダー２２等を構成する第１ブリッジ部２４ａと第４ブリッジ部２４ｄ、および第２ブリッジ部２４ｂと第３ブリッジ部２４ｃ等との間に、それぞれブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けた形状としたが、ブリッジ横振れ防止部２４Ｄの形状は、これに限らず、例えば、図１９に示すような構成でもよい。
【００８８】
この図１９に示す変形形態では、第１〜第４ブリッジ部２４ａ〜２４ｄ間のすべてにブリッジ横振れ防止部２４Ｄを設けた形状としたものである。そして、このような変形形態では、４個のブリッジ部２４ａ〜２４ｄを結ぶ４個のブリッジ横振れ防止部２４Ｄが設けられているので、より一層の横振れ防止効果を得ることができる。
【００８９】
さらに、前記第１実施形態では、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃを、傾斜面部２４ｍと直線面部２４ｎとで形成し、ブリッジ保持面２５Ｃを、傾斜面部２５ｍと直線面部２５ｎとで形成したが、これに限らない。例えば、先端外周面２４Ｃおよびブリッジ保持面２５Ｃの全面をそれぞれ直線面部としてもよい。そして、このようにしても、焼き嵌め時にホルダー２５を加熱、膨張させる結果、ブリッジ保持面２５Ｃ内周面内径が大きくなっているので、スパイダー２２の各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄをホルダー２５のブリッジ保持面２５Ｃ内に挿入させることができる。
このような変形形態では、各ブリッジ部２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃの加工およびブリッジ保持面２５Ｃの加工が容易となる。
【００９０】
また、前記第２実施形態では、第１ブリッジ部７４ａおよび第４ブリッジ部７４ｄとホルダー７５とに凹凸構造７７が、第２ブリッジ部７４ｂおよび第３ブリッジ部７４ｃとホルダー７５とに段差構造７８がそれぞれ設けられているが、これに限らない。
例えば、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄに上記凹凸構造７７と同様の形状の凹凸構造７７を設けてもよく、あるいは、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄに上記段差構造７８と同様の形状の段差構造７８を設けてもよい。
【００９１】
そして、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄに凹凸構造７７と同様の凹凸構造７７を設けた場合は、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃの全周をその凹凸構造７７に対応させればよい。
このような構造では、第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周に凹凸構造７７を構成する同一種類の突出面部７７ａを形成し、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃの全周に同一種類の凹面部７７ｂを形成すればよいので、前記第２実施形態に比べて加工が容易である。
【００９２】
また、段差構造７８と同様の形状の段差構造７８を設けた場合は、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃの全周をその段差構造７８に対応させればよい。
このような構造では、第１〜第４ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周に段差面部７４ｆを形成し、ホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃに段差受け面部７５ｂを形成すればよいので、前記第２実施形態に比べて加工が容易である。
【００９３】
また、前記第２実施形態では、全部のブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周面部７４Ｃは、傾斜面部７４ｍの途中に凹凸構造７７、段差構造７８が形成され、その先端に直線部７４ｎが形成されているが、これに限らない。
各ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周面部７４Ｃに、凹凸構造７７、段差構造７８が形成されており、これらの凹凸構造７７、段差構造７８がホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃａと焼き嵌めにより接合されるので、ビレットＢを押し出す際にスパイダー７２がホルダー７５のブリッジ保持面部７５Ｃから抜け出るおそれはない。そのため、第２実施形態のように、ブリッジ部７４ａ〜７４ｄの先端外周面部７４Ｃの先端に直線部７４ｎを形成しなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本願発明の押出しダイスは、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する際に利用される。
【符号の説明】
【００９５】
１ 断面目の字状の中空形材
１０ 中空形材成形用押出しダイス(第1実施形態)
１０Ａ 中空形材成形用押出しダイス(第２実施形態)
１０Ｂ 中空形材成形用押出しダイス(第３実施形態)
２０ オス型
２２ スパイダー
２３ マンドレル
２３Ｂ 内側成形突起部
２４ ブリッジ部
２４ａ〜２４ｄ 第１〜第４のブリッジ
２４ｍ 傾斜面部
２４ｎ 直線部
２４Ｃ ブリッジ先端外周面
２５ ホルダー
２５Ｃ ブリッジ保持面
２５ｍ 傾斜面部
２５ｎ 直線部
３０ メス型
３０Ｂ 形材外形用開口
５０ 形材形成用孔部
５１ 形材形成用孔部
７０ 中空形材成形用押出しダイス(第２実施形態)
８０ 中空形材成形用押出しダイス(第３実施形態)
Ａ ビレットの押出方向
Ｂ ビレット
Ｓ ビレットの導入空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から送られてくるアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、このオス型を保持すると共に前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、
前記オス型を、前記内側形状を成形するスパイダーと、このスパイダーを保持するホルダーとで構成し、
前記スパイダーを、前記中空形材の内側形状に対応するマンドレルと、このマンドレルと一体的に設けられると共に当該マンドレルの周囲から外方に向かって突出した複数のブリッジ部とで形成し、
前記各ブリッジ部の先端外周面と前記ホルダーの内周面部とを焼き嵌めにより接合したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項２】
請求項１に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジ部の先端外周面を、前記上流側から下流側に向かって拡がる傾斜面部と、この傾斜面部の下流側端部に形成され前記ビレットの押出し方向に沿ってなる直線面部とで形成し、
前記ホルダーの内周面部を、前記ブリッジ部の先端外周面の傾斜面部と直線面部とにそれぞれ対応する傾斜面部と直線面部で形成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジ部を、それぞれ４個で構成すると共にそれらを平面形状がＸ字状となるように配置し、
前記各４個のブリッジ部のうち隣り合う２個のブリッジ部相互間で前記下流側の端部に、前記ホルダーの内周面部に沿って横振れ防止用のブリッジ横振れ防止部を設け、
このブリッジ横振れ防止部を、前記マンドレルを挟んで少なくとも２箇所に設けたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各４個のブリッジ部のうち２個のブリッジ部の前記先端外周面の前記傾斜面部の途中位置に前記ホルダーの内周面部側に突出した突出面部を設け、
前記各４個のブリッジ部のうち残り２個のブリッジ部の前記先端外周面の前記傾斜面部の途中位置に前記ホルダーの内周面部側に突出した段差面部を設け、
前記ホルダーの内周面部全体を、前記ブリッジ部の先端外周面の傾斜面部と直線面部とにそれぞれ対応する傾斜面部と直線面部で形成すると共にその傾斜面部の途中に、前記２個のブリッジ部の突出面部に対応する凹面部と、前記残り２個のブリッジ部の段差面部に対応する段差受け面部とを形成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項５】
請求項１に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジ部の先端外周面を、前記上流側から下流側に向かって拡がる傾斜面部と、この傾斜面部の前記下流側の端部に形成され前記ホルダーの中心側に向かってすぼまる形状の逆傾斜面部とで形成し、
前記ホルダーの内周面部を、前記ブリッジ部の先端外周面の傾斜面部に対応する傾斜面部と、前記逆傾斜面部と対応し当該逆傾斜面部を保持するブリッジ保持面部とで形成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項１】
上流側から送られてくるアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、このオス型を保持すると共に前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、
前記オス型を、前記内側形状を成形するスパイダーと、このスパイダーを保持するホルダーとで構成し、
前記スパイダーを、前記中空形材の内側形状に対応するマンドレルと、このマンドレルと一体的に設けられると共に当該マンドレルの周囲から外方に向かって突出した複数のブリッジ部とで形成し、
前記各ブリッジ部の先端外周面と前記ホルダーの内周面部とを焼き嵌めにより接合したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項２】
請求項１に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジ部の先端外周面を、前記上流側から下流側に向かって拡がる傾斜面部と、この傾斜面部の下流側端部に形成され前記ビレットの押出し方向に沿ってなる直線面部とで形成し、
前記ホルダーの内周面部を、前記ブリッジ部の先端外周面の傾斜面部と直線面部とにそれぞれ対応する傾斜面部と直線面部で形成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジ部を、それぞれ４個で構成すると共にそれらを平面形状がＸ字状となるように配置し、
前記各４個のブリッジ部のうち隣り合う２個のブリッジ部相互間で前記下流側の端部に、前記ホルダーの内周面部に沿って横振れ防止用のブリッジ横振れ防止部を設け、
このブリッジ横振れ防止部を、前記マンドレルを挟んで少なくとも２箇所に設けたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各４個のブリッジ部のうち２個のブリッジ部の前記先端外周面の前記傾斜面部の途中位置に前記ホルダーの内周面部側に突出した突出面部を設け、
前記各４個のブリッジ部のうち残り２個のブリッジ部の前記先端外周面の前記傾斜面部の途中位置に前記ホルダーの内周面部側に突出した段差面部を設け、
前記ホルダーの内周面部全体を、前記ブリッジ部の先端外周面の傾斜面部と直線面部とにそれぞれ対応する傾斜面部と直線面部で形成すると共にその傾斜面部の途中に、前記２個のブリッジ部の突出面部に対応する凹面部と、前記残り２個のブリッジ部の段差面部に対応する段差受け面部とを形成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項５】
請求項１に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジ部の先端外周面を、前記上流側から下流側に向かって拡がる傾斜面部と、この傾斜面部の前記下流側の端部に形成され前記ホルダーの中心側に向かってすぼまる形状の逆傾斜面部とで形成し、
前記ホルダーの内周面部を、前記ブリッジ部の先端外周面の傾斜面部に対応する傾斜面部と、前記逆傾斜面部と対応し当該逆傾斜面部を保持するブリッジ保持面部とで形成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−５９７９２（Ｐ２０１３−５９７９２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９７９３（Ｐ２０１１−１９９７９３）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【出願人】（５０２４４４７３３）日軽金アクト株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【出願人】（５０２４４４７３３）日軽金アクト株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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