半中空形材製造用押出ダイス
【課題】十分な耐久性を備え、高品質の半中空形材を製造できる半中空形材製造用押出ダイスを提供する。
【解決手段】本発明の押出ダイス1は、成形孔3と、トング部成形部22と、トング開口部成形部23と、ウエルドチャンバ51と、メタルホール55とを備える。正面視状態において、各メタルホール55の各内側縁部55aが、成形孔3の外周縁部32に対し、同じ位置または外側に配置され、各メタルホール55の各内側縁部55aから成形孔3の外周縁部32までの最短距離Rがほぼ等しくなるように形成されるとともに、各メタルホール55が、互いの面積Aがほぼ等しくなるように形成される。
【解決手段】本発明の押出ダイス1は、成形孔3と、トング部成形部22と、トング開口部成形部23と、ウエルドチャンバ51と、メタルホール55とを備える。正面視状態において、各メタルホール55の各内側縁部55aが、成形孔3の外周縁部32に対し、同じ位置または外側に配置され、各メタルホール55の各内側縁部55aから成形孔3の外周縁部32までの最短距離Rがほぼ等しくなるように形成されるとともに、各メタルホール55が、互いの面積Aがほぼ等しくなるように形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、半中空形材を押出加工により製造する際に用いられる半中空形材製造用押出ダイスおよびその関連技術に関する。
【0002】
なお本明細書において、上流および下流とは、それぞれ押出方向に対し上流および下流を意味している。
【背景技術】
【0003】
周壁に長さ方向に沿ってスリット状のトング開口部(周壁開口部)を有する断面略C字状の半中空形材を押出加工により製造するには、ソリッドダイスを用いる方法や、ホローダイスを用いる方法が周知である。
【0004】
特許文献1に示すように、ソリッドダイスは、その中央部に半中空形材を成形する成形孔(ベアリング孔)が設けられている。この成形孔の内側には半中空形材の空所であるトング部を成形するトング部成形部が配置されるとともに、このトング部成形部が、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部(片持ち支持部)にてダイス外周部に一体に繋がっている。
【0005】
また特許文献2に示すように、ホローダイスは、雌型としてのポートプレートと、雄型としてのホールプレートとの組合せからなり、両プレートのベアリング部間の隙間によって環状の成形孔(ベアリング孔)が形成されるとともに、その成形孔の一部を閉塞する態様に、開口部成形用の架橋片が設けられている。またホールプレートは、成形孔に対応して設けられるウエルドチャンバと、上流側からウエルドチャンバにかけて貫通し、かつ周方向に間隔をおいて複数設けられるメタルホールとを備え、各メタルホールを通過してウエルドチャンバに導入された成形材料が上記成形孔を通過するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−176536号
【特許文献2】特開昭63−16809号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、上記特許文献2に示すようなホローダイスにおいて、異形断面等の断面非線対称形状の形材を製造する場合には、成形孔が非線対称形状となるため、上流側から押出方向に沿って見た際の正面視状態では、各メタルホールの各内側縁部から成形孔の外周縁部までの距離が異なってしまう。例えば、所定のメタルホールの内側縁部から成形孔の外周縁部までの距離が、他のメタルホールの内側縁部から成形孔の外周縁部までの距離に対し長くなる場合がある。そうすると、各メタルホールに導入される成形材料のうち、所定のメタルホールから成形孔に向かう成形材料は、他のメタルホールから成形孔に向かう成形材料に対し、長い距離を流動することになるため、両メタルホール間で、成形孔に向かう成形材料の流速が異なってしまう。このように成形孔に向かう成形材料の流速が、メタルホール毎によって異なってしまうと、成形孔内での成形材料の流速にバラツキが生じ、形材製品にねじれが発生して、高品質の半中空形材を得ることが困難である、という課題が発生する。
【0008】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高品質の半中空形材を製造することができる半中空形材製造用ダイスおよびその関連技術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】
【0009】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。
【0010】
[1]断面が非線対称形状の半中空形材を成形する成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられるウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し、かつ周方向に間隔をおいて複数設けられるメタルホールと、周方向に隣合うメタルホール間にそれぞれ設けられる複数のブリッジとを備え、前記複数のメタルホールから導入された成形材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした半中空形材製造用押出ダイスであって、
上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、各メタルホールの内周面における各内側縁部が、前記成形孔の外周縁部に対し、同じ位置または外側に配置され、
正面視状態において、各メタルホールの各内側縁部から前記成形孔の外周縁部までの最短距離がほぼ等しくなるように形成されるとともに、
正面視状態において、各メタルホールが、互いの面積がほぼ等しくなるように形成されることを特徴とする半中空型材製造用押出ダイス。
【0011】
[2]前記最短距離のうち、最大のものを「Rmax」、最小のものを「Rmin」としたとき、[(Rmax−Rmin)/Rmax]×100が10(%)以下に調整される前項1に記載の半中空型材製造用押出ダイス。
【0012】
[3]各メタルホールの面積のうち、最大のものを「Amax」、最小のものを「Amin」としたとき、[(Amax−Amin)/Amax]×100が15(%)以下に調整される前項1または2に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0013】
[4]前記メタルホールの内周面は、内側壁面、外側壁面およびブリッジ壁面とを有し、
いずれかのメタルホールにおける外側壁面およびブリッジ壁面間の曲率半径が、他のメタルホールのそれに対して異なっている前項1〜3のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0014】
[5]ダイス本体と、その上流側に設けられるホールプレートとを別体に備え、
前記成形孔と、前記トング部成形部と、前記トング開口部成形部とが前記ダイス本体に設けられるとともに、
前記ウエルドチャンバと、前記メタルホールと、前記ブリッジとが前記ホールプレートに設けられる前項1〜4のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0015】
[6]前記ホールプレートにおける前記ウエルドチャンバ内に、前記ダイス本体の前記トング部成形部の上流側に対応して、ダミー成形部が設けられる前項5に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0016】
[7]前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている前項6に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0017】
[8]前記ダミー成形部が、前記トング部成形部に対し離間した状態に配置される前項6または7に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0018】
[9]押出材料を押出加工して半中空形材を製造する押出ダイスを備えた半中空形材の製造装置であって、
前記押出ダイスが、前項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスによって構成されることを特徴とする半中空形材の製造装置。
【0019】
[10]前項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスを用いて押出材料を押出加工することにより、半中空形材を製造するようにしたことを特徴とする半中空形材の製造方法。
【発明の効果】
【0020】
発明[1]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、成形材料が、各メタルホールから成形孔の全域に均等な流速でバランス良く流入するため、良好な流動特性を得ることができ、ねじれ等の不具合のない高品質の半中空形材を製造することができる。
【0021】
発明[2][3]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、上記の効果をより確実に得ることができる。
【0022】
発明[4]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、メタルホールの面積調整を、より適切に行うことができ、成形材料の流動特性をより一層向上させることができる。
【0023】
発明[5]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、製品形状を決定するベアリング部がダイス本体側に集約させて形成しているため、内周側および外周側ベアリング部間の位置調整等、各ベアリング部の寸法精度や形状の管理を精度良く簡単に行うことができ、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。
【0024】
発明[6]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、トング部成形部の上流側にダミー成形部が設けられるため、押出加工時に、押出材料がダミー成形部の外周側を流動することにより、押出材料がトング部成形部の主要部に圧接せず、トング部成形部に作用する押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部が破損する可能性を低く抑えることができ、耐久性を向上させることができる。
【0025】
発明[7]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、押出荷重によってホールプレートに撓みが発生して、ダミー成形部が変位したとしても、その変位による悪影響がトング部成形部に及ぶようなことがなく、耐久性をより一層向上させることができる。
【0026】
発明[8]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、ダミー成形部とトング部成形部との間に隙間を形成しているため、押出荷重によってホールプレートに撓みが発生して、ダミー成形部が下流側に押し込まれたとしても、ダミー成形部がトング部成形部に圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部に多大な荷重が加わることがなく、トング開口部成形部の破損を確実に防止でき、耐久性を一層向上させることができる。
【0027】
発明[9]の半中空形材の製造装置によれば、上記と同様に、同様の効果を得ることができる。
【0028】
発明[10]の半中空形材の製造方法によれば、上記と同様に、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】図1はこの発明の実施形態である押出ダイスが適用された押出加工装置を示す断面図である。
【図2】図2は実施形態の押出ダイスを示す断面図である。
【図3】図3は実施形態の押出ダイスにおけるダミー成形部周辺を拡大して示す断面図である。
【図4】図4は実施形態の押出ダイスを分解して示す斜視図である。
【図5】図5は実施形態の押出ダイスを上流側から見た正面図である。
【図6】図6は実施形態の押出ダイスに適用されたダイス本体を上流側から見た正面図である。
【図7】図7は実施形態の押出ダイスに適用されたホールプレートを下流側から見た背面図である。
【図8】図8は実施形態の押出加工装置によって製造された半中空形材を示す断面図である。
【図9】図9は実施形態の押出加工装置におけるメタルホールおよび成形孔の位置関係等を説明するための正面図である。
【図10A】図10Aは実施形態の押出ダイスにおけるブリッジの形成方法を説明するための正面図である。
【図10B】図10Bは実施形態の押出ダイスにおけるメタルホールの内側縁部の形成方法を説明するための正面図である。
【図11A】図11Aは基準となるメタルホールを示す正面図である。
【図11B】図11Bはメタルホールの面積変更方法を説明するための正面図である。
【図11C】図11Cはメタルホールの面積変更方法を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
図1はこの発明の実施形態である押出ダイス1が適用された押出加工装置10を示す断面図である。同図に示すように、この押出加工装置(半中空形材の製造装置)10は、直接押出加工方式のものであり、本実施形態の押出ダイス1を始め、その他に、コンテナ11、ステム12等を具備するものである。
【0031】
この押出加工装置10において製造される半中空形材8は図8に示すように、リップ溝型(リップチャンネル状)に形成されるとともに、非線対称形状の断面略五角形で、かつトング比が高い略C字状の断面形状に形成されている。
【0032】
この半中空形材8の材質は、金属であり、本実施形態ではアルミニウム(その合金を含む。以下同じ)である。
【0033】
この半中空形材8は、その内側に設けられ、かつ長さ方向(押出方向E)に延びるトング部(ボイド部)82と、外周壁に設けられ、かつ長さ方向に延びるスリット状のトング開口部(周壁開口部)83とを備え、トング開口部83を介してトング部82が外部に開放されている。
【0034】
図1〜7に示すように、本実施形態の押出ダイス1は、押出方向Eに対し下流側に配置されるダイス本体2と、上流側に配置されるホールプレート5とを別体に備えている。なお後に詳述するように、ホールプレート5は、ベアリング部を備えず、ダイス(雄型)として機能するものではないが、便宜上、ダイス本体2を雌型、ホールプレート5を雄型と称する場合もある。
【0035】
押出ダイス1のダイス本体2は、その中央部に半中空形材8を成形する成形孔3が押出方向Eに貫通して設けられている。成形孔3の断面形状は、製造される半中空形材8の断面形状に対応した形状である略C字状で、かつ非線対称形状の略五角形状に形成されている。
【0036】
なお本実施形態において、ダイス本体2は、成形孔3を構成する内周側ベアリング部31および外周側ベアリング部32等の全てのベアリング部がダイス本体2に設定されるものであり、ソリッドダイスとして捉えることもできる。
【0037】
ダイス本体2の成形孔3の径方向内側には、半中空形材8のトング部82を成形するトング部成形部22が配置されるとともに、このトング部成形部22が、半中空形材8のトング開口部83を成形するトング開口部成形部23にてダイス本体2の外周部21と一体に繋がっている。従って、トング部成形部22は、ダイス本体外周部21にトング開口部成形部23としての片持ち支持部を介して片持ち状に支持されている。なおトング開口部成形部23は、トング部成形部22の基端くびれ部として捉えることもできる。
【0038】
トング部成形部22の上流側端面(正面)は、軸心方向(押出方向E)に対し直交する平坦面に形成されている。このトング部成形部22の断面形状(正面形状)は、半中空形材8のトング部82の断面形状に対応して略五角形状に形成されている。
【0039】
またダイス本体2の上流側端面(正面)における外周縁部には、上流側に突出する嵌合凸縁部29が周方向に連続して形成されている。
【0040】
一方、ホールプレート5は、下流側(背面側)の内部にウエルドチャンバ51を備え、このウエルドチャンバ51が下流側に開放されている。さらにホールプレート5には、上流側端部がホールプレート5の上流側端面(正面)に開口し、下流側端部が上記ウエルドチャンバ51に開口するメタルホール55が形成されている。メタルホール55は、上流側から押出方向に沿って見た正面視状態での形状(断面形状)が、略1/6円形に形成されており、このメタルホール55が周方向にほぼ等間隔おきに6つ形成されている。
【0041】
後に詳述するが、各メタルホール55は、正面視形状(断面形状)が、それぞれ異なるものの、正面視状態での面積(断面積)は互いにほぼ等しく形成されている。
【0042】
なお言うまでもなく、本発明において、メタルホール55の設置数は、6つに限定されるものではなく、メタルホール55は、2つ以上であればいくつ形成しても良い。
【0043】
6つのメタルホール55の各間の領域は、ブリッジ53…として構成されている。各ブリッジ53は、正面視状態において、径方向外側(放射方向)に延びるように配置されており、隣合うメタルホール55,55がブリッジ53によってそれぞれ仕切られている。
【0044】
ホールプレート5における6つのメタルホール55によって囲まれた部分は、軸心に沿って配置される軸心部50として構成されている。この軸心部50における下流側端部には、下流側方向に向けて突出する突出部61が設けられるとともに、この突出部61の先端(下流側端部)が、ダミー成形部6として形成されている。このダミー成形部6は、ダイス本体2のトング部成形部22に位置的に対応しており、トング部成形部22に対向した状態に配置されるとともに、後に詳述するように、トング部成形部22に対し略相似形に形成されている。
【0045】
ここで、このダミー成形部6を備えた本実施形態のホールプレート5と、周知のポートホールダイス(ホローダイス)のホールプレートとを比較した場合、本実施形態のダミー成形部6は、周知のホールプレートにおける雄型ダイス(マンドレル)と同じ位置に配置されるものではあるが、半中空形材8の製品形状を決定するベアリング部(内周側ベアリング部)を有するものではなく、内周ベアリング部としてのトング部成形部22とは別体に形成されている。つまり、このダミー成形部6は、雄型ダイスの位置に配置されるものの、雄型ダイスとして機能することはないため、雄型ダイスのダミーとして捉えることができる。
【0046】
なお本実施形態のダミー成形部6は、後に詳述するように、押出加工時において、主として、押出材料81の流れ(メタルフロー)を制御して、トング部成形部22への圧力を調整するものであり、流動制御部や圧力制御部と称するようにしても良い。
【0047】
ダミー成形部6の下流側端面(先端面、背面)は、軸心方向(押出方向E)に対し直交する平坦面に形成されている。さらにこのダミー成形部6の断面形状(背面形状)は、ダイス本体2のトング部成形部22の断面形状(正面形状)に対応して略五角形状に形成されている。
【0048】
さらにこのダミー成形部6は、正面視状態において、トング部成形部22に対し一回り小さく形成されている。具体的には、正面視または背面視の状態において、トング部成形部22の上流側端面(正面)の面積に対し、ダミー成形部6の下流側端面(背面)の面積の割合(百分率)、換言すれば、ダミー成形部6の背面によりトング部成形部22の正面が隠蔽される割合(隠蔽率)が、60〜97%に設定するのが良く、より好ましくは75〜95%に設定するのが良い。すなわちこのダミー成形部6によるトング部成形部22の隠蔽率が、小さ過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるトング部成形部22への押出荷重を十分に軽減させることができず、押出荷重によりトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなり、耐久性の低下を来すおそれがある。逆にダミー成形部6による隠蔽率が、大き過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるメタルフローを適切に制御することが困難になり、安定した押出加工を行うことが困難になるおそれがある。
【0049】
もっとも本発明においては、トング部成形部22の圧力軽減効果のみを重要視する場合には、ダミー成形部6によるトング部成形部22の隠蔽率を100%以上に、つまりダミー成形部6の背面形状を、トング部成形部22の正面形状よりも大きく形成するようにしても良い。さらに隠蔽率を105%以上にすれば、圧力軽減効果は、より一層高くなる。
【0050】
ここで図6に示すように、本実施形態において、トング部成形部22とトング開口部成形部23との境界線は、成形孔3の内周側ベアリング部31の両端部を結ぶ仮想の直線Lによって構成されている。従ってこの仮想の直線Lと、内周側ベアリング部31とによって、トング部成形部22の輪郭線(外周形状)が特定されるとともに、その輪郭線によって囲まれる領域がトング部成形部22の領域となり、この領域の面積がトング部成形部22の正面の面積と等しくなる。
【0051】
さらに図6に示すように、トング長さ(仮想直線Lの長さ)を「W」、トング部成形部22の正面面積を「St」としたとき、トング比Tは、(トング部成形部正面面積St)/(トング長さW)で求められる。そして本発明は、トング比Tが4以上(T≧4)の高トング比の押出ダイスに好適に採用することができる。
【0052】
また本実施形態において、ダミー成形部6における背面の輪郭線と、トング部成形部22における正面の輪郭線との間隔は、全周にわたって一定の距離に設定されて、ダミー成形部6の背面形状(外周形状)は、トング部成形部22の正面形状(外周形状)に対し略相似形に形成されている。具体的には、正面視状態において、ダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線(成形孔3の内周側ベアリング部31)を基点列としたとき、その基点列の各基点を中心とする各等距離円の集合体における内側の輪郭線によって構成される形状となる。つまりダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状となっている。
【0053】
さらにダミー成形部6の背面(下流側端面)と、トング部成形部22の正面(上流側端面)とは略平行に配置されている。
【0054】
またホールプレート5の下流側端面(背面)における外周縁部には、上記ダイス本体2の嵌合凸縁部29に対応して、嵌合凹段部59が周方向に連続して形成されている。
【0055】
そしてこの構成のホールプレート5の嵌合凹段部59内に、上記ダイス本体2の嵌合凸縁部29が嵌合されるようにして、ダイス本体2とホールプレート5とが組み合わされて、本実施形態の押出ダイス1が製作される。
【0056】
図3に示すように、こうして組み立てられた本実施形態の押出ダイス1においては、ダミー成形部6の背面と、トング部成形部22の正面との間には隙間20が形成されている。この隙間20の幅寸法S2の下限値は、0.1mmに設定するのが好ましく、隙間20の幅寸法S2の上限値は、成形孔3の幅寸法(ベアリング幅)S1と同等に設定するのがより好ましい。つまり0.1mm≦「S2」≦「S1」の関係が成立するように構成するのが良い。なお言うまでもなく、成形孔3の幅寸法(ベアリング幅)S1は、半中空形材8の厚み(肉厚)寸法と等しくなる。
【0057】
ここで、隙間20の幅寸法S2が小さ過ぎる場合には、押出加工時にホールプレート5に加わる押出荷重によって、ホールプレート5が撓んだ際に、ホールプレート5のダミー成形部6が、ダイス本体2のトング部成形部22に圧接し、トング部成形部22に大きな荷重が加わって、その荷重によってトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなるおそれがある。逆に幅寸法S2が大き過ぎる場合、つまり幅寸法S2が成形孔3の幅寸法S1を超える場合には、ビレットによって構成される押出材料(メタル)81が、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20に浸入し易くなる。この隙間20に押出材料81が浸入して押出材料81をかみ込んでしまうと、押出荷重によってホールプレート5が撓んだ際に、ダミー成形部6が押出材料81を介してトング部成形部22を押圧し、トング部成形部22が撓んでトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなるおそれがある。
【0058】
また本実施形態の押出ダイス1においては、ダミー成形部6とトング部成形部22とは、ボルトやねじ等で機械的に連結固定されることはなく、ダミー成形部6とトング部成形部22とは、非連結状態ないし非固定状態、つまり互いに連係されることのないフリーな状態となっている。
【0059】
本実施形態において、正面視状態で各メタルホール55の内周面は、内側壁面55a、外側壁面55bおよび2つのブリッジ壁面55c,55cによって構成されている。
【0060】
そして、正面視状態において、各メタルホール55…の内側縁部としての各内側壁面55a…が、成形孔3の外周縁部としての外周側ベアリング部32に対し、径方向外側(外径方向)に位置している。
【0061】
さらに各メタルホール55…の各内側壁面55a…から成形孔3の入口側(上流側断面)における外周側ベアリング部32までの最短距離R…が、全メタルホール55…においてほぼ等しくなるように形成されている。
【0062】
ここで本実施形態において、各メタルホール55…毎の最短距離R…のうち、最も長い最短距離を「Rmax」、最も短い最短距離を「Rmin」としたとき、[(Rmax−Rmin)/Rmax]×100が10(%)以下に調整される場合、各メタルホール55毎の最短距離R…が、ほぼ等しいものとしている。なおこの値(最短距離Rのバラツキ)が大き過ぎる場合には、後述する良好な流動特性を得ることができず、高品質の形材製品を製造できないおそれがある。
【0063】
また本実施形態において、正面視状態で各メタルホール55…の各面積(各断面積)Aが、互いにほぼ等しく形成されている。
【0064】
ここで本実施形態において、各メタルホール55…の面積Aのうち、最も大きい面積を「Amax」、最も小さい面積を「Amin」としたとき、[(Amax−Amin)/Amax]×100が15以下に調整される場合、各メタルホール55の面積Aが、互いに等しいものとしている。なおこの値(面積Bのバラツキ)が大き過ぎる場合には、後述する良好な流動特性を得ることができないおそれがある。
【0065】
なお図9において、L53はブリッジ53の中心線を示している(以下の図10A,図10Bにおいても同じ)。
【0066】
次に、本実施形態の押出ダイス1において、成形孔3、ブリッジ53およびメタルホール55の大きさ、形状、互いの位置関係等は、以下の手順に従って決定される。
【0067】
まず、半中空形材8の断面形状(成形孔3の正面形状)に応じて、ブリッジ53(メタルホール55)の数を決定する。通常、成形孔3が多角形状の場合、ブリッジ53を、成形孔3のコーナー部に配置するのが好ましいため、成形孔3のコーナー部の数を始め、成形孔3自体の形状、全体のバランス等を考慮して、ブリッジ53の数を決定する。本実施形態では図10Aに示すように、ブリッジ53の数が6本に設定され、周方向に等間隔おきに配置されている。
【0068】
続いて、押出荷重(強度)等を考慮してブリッジ53の幅を適宜決定した後、メタルホール55の内側縁部(内側壁面55a)の位置および形状を決定する。すなわち図10Bに示すように、各メタルホール55の内側縁部(内側壁面55a)が、成形孔3の外周縁部(外周側ベアリング部32)よりも外側に位置し、各内側壁面55aから外周ベアリング部32までの各最短距離Rが、各メタルホール55…毎にほぼ等しくなるように、各メタルホール55の内側壁面55aの位置および形状を決定する。
【0069】
次に、各メタルホール55の面積が互いにほぼ等しくなるように、各メタルホール55の外側縁部(外側壁面55b)の位置および形状を決定する。この決定方法を具体的に説明すると以下の通りである。
【0070】
まず仮に基準となるメタルホール55の正面形状(断面形状)が図11Aに示すものであるとした場合、例えばこの基準のメタルホール55の面積を小さくする場合には、図11Bに示すように、外側縁部55bの位置を、同図の破線に示す基準状態から同図の実線の状態になるように、内側に変更すれば、メタルホール55の面積を減少させることができるとともに、逆に、外側縁部55bの位置を、外側に変更すれば、メタルホール55の面積を増大させることができる。
【0071】
さらに図11Cに示すように、メタルホール55の外側縁部55bとブリッジ壁面55c,55cとの間のコーナー部における曲率半径を、同図の破線に示す基準状態から同図の実線の状態になるように大きくすれば、外側縁部55bの位置を変えずに、メタルホール55の面積を減少させることができるとともに、逆に、上記の曲率半径を小さくすれば、外側縁部55bの位置を変えずに、メタルホール55の面積を増大させることができる。
【0072】
従って、いずれかのメタルホール55において、面積を増大させたい場合には、外側縁部55bの位置を外側に変更したり、外側縁部55bの両端におけるコーナー部の曲率半径を小さくすれば良い。逆に面積を減少させたい場合には、外側縁部55bの位置を内側に変更したり、外側縁部55b両端の曲率半径を大きくすれば良い。このように適当なメタルホール55の面積を変更させることによって、各メタルホール55の面積が互いにほぼ等しくなるように調整する。
【0073】
以上のように構成された本実施形態の押出ダイス1は、図1に示すように、押出加工装置10におけるコンテナ11の下流側にダイスホルダー(図示省略)を介して保持されている。
【0074】
そしてこの押出加工装置10を用いた押出加工(半中空形材の製造方法)は、周知の押出加工方法と同様である。すなわち押出加工装置10のコンテナ11内に装填された押出材料(成形材料)81としてのアルミニウムビレットをステム12でダミーブロック13を介して押出方向Eに押し込む。これにより押出材料81が、ホールプレート5のメタルホール55から流入してウエルドチャンバ51に至り、さらにウエルドチャンバ51から成形孔3を通って成形加工される。これにより成形孔3に対応した形状の図8に示す半中空形材8が製造される。
【0075】
なお本実施形態の押出ダイス1では、ダミー成形部6とトング部成形部22との間に隙間22があり、さらにダミー成形部6はトング部成形部22に対して非固定状態となっているため、押出加工時にダミー成形部6にかかる押出荷重は、トング部成形部22で支持されず、ブリッジ53のみで支持されることになる。
【0076】
本実施形態の押出加工装置10によれば、ダイス本体2におけるトング部成形部22の上流側にダミー成形部6を配置しているため、押出加工時に、押出材料81がダミー成形部6の外周側を流動することにより、押出材料81がトング部成形部22の中心部(主要部)に圧接することがことがなく、トング部成形部22に作用する押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部23が破損する可能性を低く抑えることができ、耐久性を向上させることができる。
【0077】
また本実施形態においては、ダミー成形部6をトング部成形部22に対し離間させているため、押出荷重によってホールプレート5に撓みが発生して、ダミー成形部6が下流側に押し込まれたとしても、ダミー成形部6がトング部成形部22に圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部22に多大な荷重が加わることがなく、この点からも、トング開口部成形部23の破損を確実に防止でき、耐久性を一層向上させることができる。
【0078】
その上さらに、本実施形態においては、ダミー成形部6をトング部成形部22に対し非固定状態としているため、ホールプレート5の撓みによりダミー成形部6が変位したとしても、その変位に追従してトング部成形部22が変位するようなことがなく、ダミー成形部6の変位による悪影響がトング部成形部22に及ぶようなことがない。従ってトング開口部成形部23の破損をより確実に防止でき、耐久性をより一層確実に向上させることができる。
【0079】
なお本実施形態においては、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20の幅寸法S2を、成形孔3の幅寸法S1よりも狭く設定しているため、押出材料81は優先して成形孔3を通過するようになり、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20に浸入するのを確実に防止することができる。このため、押出材料81の隙間20への浸入による不具合、例えば隙間20に押出材料81がかみ込むことによって、ホールプレート5の撓みによる悪影響がトング部成形部22に及ぶのを確実に防止でき、耐久性をより一層確実に向上させることができる。
【0080】
また本実施形態においては、内周側ベアリング部31や外周側ベアリング部32等、製品形状を決定するベアリング部をダイス本体2側にのみ形成しているため、一般的なホローダイスのように、内周側ベアリング部と外周側ベアリング部とが、雄型(ホールプレート)と雌型(ポートプレート)とに分散して形成されるものと比較して、寸法精度に優れた半中空形材8を製造することができる。
【0081】
すなわち、ベアリング部が雄型および雌型に分散して形成されていると、各ベアリング部の寸法精度や形状の維持・管理、例えば内周側および外周側ベアリング部間の位置関係の調整(ベアリング幅の調整)等が面倒となり、高い寸法精度を維持できず、高品質の半中空形材を製造することが困難になるおそれがある。
【0082】
これに対し、本実施形態においては、ベアリング部31,32をダイス本体2側に集約させているため、ベアリング部31,32間の位置調整等の各ベアリング部31,32の寸法精度や形状の維持・管理を精度良く簡単に行うことができ、高い寸法精度を維持できて、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。
【0083】
また本実施形態においては、ダミー成形部6の外周形状をトング部成形部22の外周形状よりも一回り小さく形成しているため、ダミー成形部6の外周面近傍を流動する押出材料81は、トング部成形部22の外周部に圧接しその外周部にガイドされて、径方向外側(外径方向)への流れとなって、成形孔3に流入される。その一方、ウエルドチャンバ51の周壁面近傍を流動する押出材料81は、ダイス本体2の外周部21に圧接しその外周部21にガイドされて、径方向内側(内径方向)への流れとなって、成形孔3に流入される。このように押出材料81が、内径方向および外径方向の両側から成形孔3に流入されるという所望の理想的な押出材料81の流れ(メタルフロー)を形成することができ、安定した押出加工をスムーズに行えて、高品質の半中空形材製品をより一層確実に製造することができる。
【0084】
特に本実施形態においては、ダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状としているため、周方向全域において、押出材料81が径方向内側から外側へとスムーズに流動して成形孔3に流入させることができ、上記理想的なメタルフローをより確実に実現させることができ、より一層高品質の半中空形材製品をより確実に製造することができる。
【0085】
また本実施形態の押出ダイス1においては、正面視状態で、各メタルホール55の各内側縁部55aから成形孔3の外周縁部32までの最短距離Rをほぼ等しくしているため、各メタルホール55から成形孔3に向かう成形材料の流速がほぼ均一となり、成形材料が、成形孔3の全域においてほぼ均一な流速で通過する。このように良好な流動特性を得ることができるため、形材製品にねじれ等の不具合が発生するのを防止でき、高品質の半中空形材を確実に製造することができる。
【0086】
その上さらに、本実施形態では、各メタルホール55の面積を互いにほぼ等しくしているため、成形材料が、各メタルホール55に均等に分散して導入されて、各メタルホール55内を等しい流速で通過した後、各メタルホール55から成形孔3の全域にバランス良く均等に流入するようになり、この点においても、成形孔3内で成形材料の流速にバラツキが発生するのを防止することができる。従って、成形材料の流動特性をより一層向上させることができ、ねじれ等の不具合のない高品質の半中空形材をより一層確実に製造することができる。
【0087】
なお本発明は、上記実施形態や変形例に示したものであることに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。
【0088】
また上記実施形態では、押出材料(半中空形材)の材質として、アルミニウムを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、アルミニウム以外の金属を用いることもできる。
【0089】
さらに本発明においては、ホールプレート5のメタルホール55の数や形状は、上記実施形態のものだけに限定されるものではない。
【0090】
また本発明においては、成形孔の形状(形材製品の断面形状)も上記実施形態等のものに限られず、線対称形状でない非線対称形状のものであれば、どのような形状なものにも適用することができる。
【0091】
特に本発明は、3つ以上のコーナー部を有する略多角形状の成形孔を備えた押出ダイスに好適に適用することができる。さらに本発明を、コーナー部を有する成形孔を備えた押出ダイスに適用する場合には、上記実施形態のように、成形孔の各コーナー部に対応するようにブリッジを配置するのが良い。
【0092】
また上記実施形態では、正面視状態で、各メタルホール55の内側縁部55aの位置を、成形孔3の外周縁部32に対し外側に配置するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、各メタルホールの内側縁部の位置を、成形孔の外周縁部に対し一致させるようにしても良い。言うまでもなくこの場合、メタルホールの内側縁部から成形孔の外周縁部までの最短距離は「0」となる。
【0093】
また上記実施形態では、ダミー成形部6とトング部成形部22とを離間させた状態に配置しているが、それだけに限られず、本発明においては、ダミー成形部6の下流側端面と、トング部成形部22の上流側端面とを接触させた状態に配置しても良い。
【0094】
また上記実施形態においては、ダイス本体1側に、ベアリング部31,32が設けられたソリッドダイス型の押出ダイスを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ホールプレートに雄型ダイス(内周側ベアリング部)が設けられ、ダイス本体(ポートプレート)に雌型ダイス(外周側ベアリング部)が設けられるセミホロー型の押出ダイスにも適用することができる。
【0095】
また上記実施形態では、ウエルドチャンバ51がホールプレート5に設けられた押出ダイスを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ウエルドチャンバをダイス本体側に形成していも良いし、ホールプレートおよびダイス本体の双方に跨がるように形成しても良い。要はウエルドチャンバは、ホールプレートおよびダイス本体の少なくともいずれか一方に設けられていれば良い。
【産業上の利用可能性】
【0096】
この発明は、半中空形材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス等に適用可能である。
【符号の説明】
【0097】
1:押出ダイス
10:押出加工装置
2:ダイス本体
22:トング部成形部
23:トング開口部成形部
3:成形孔
32:外周側ベアリング部(外周縁部)
5:ホールプレート
50:軸心部
51:ウエルドチャンバ
53:ブリッジ
55:メタルホール
55a:内側壁面(内側縁部)
55b:外側壁面(外側縁部)
55c:ブリッジ壁面
6:ダミー成形部
8:半中空形材
81:押出材料
82:トング部
83:トング開口部
A,Amax,Amin:メタルホールの面積
R,Rmax,Rmin:最短距離
【技術分野】
【0001】
この発明は、半中空形材を押出加工により製造する際に用いられる半中空形材製造用押出ダイスおよびその関連技術に関する。
【0002】
なお本明細書において、上流および下流とは、それぞれ押出方向に対し上流および下流を意味している。
【背景技術】
【0003】
周壁に長さ方向に沿ってスリット状のトング開口部(周壁開口部)を有する断面略C字状の半中空形材を押出加工により製造するには、ソリッドダイスを用いる方法や、ホローダイスを用いる方法が周知である。
【0004】
特許文献1に示すように、ソリッドダイスは、その中央部に半中空形材を成形する成形孔(ベアリング孔)が設けられている。この成形孔の内側には半中空形材の空所であるトング部を成形するトング部成形部が配置されるとともに、このトング部成形部が、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部(片持ち支持部)にてダイス外周部に一体に繋がっている。
【0005】
また特許文献2に示すように、ホローダイスは、雌型としてのポートプレートと、雄型としてのホールプレートとの組合せからなり、両プレートのベアリング部間の隙間によって環状の成形孔(ベアリング孔)が形成されるとともに、その成形孔の一部を閉塞する態様に、開口部成形用の架橋片が設けられている。またホールプレートは、成形孔に対応して設けられるウエルドチャンバと、上流側からウエルドチャンバにかけて貫通し、かつ周方向に間隔をおいて複数設けられるメタルホールとを備え、各メタルホールを通過してウエルドチャンバに導入された成形材料が上記成形孔を通過するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−176536号
【特許文献2】特開昭63−16809号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、上記特許文献2に示すようなホローダイスにおいて、異形断面等の断面非線対称形状の形材を製造する場合には、成形孔が非線対称形状となるため、上流側から押出方向に沿って見た際の正面視状態では、各メタルホールの各内側縁部から成形孔の外周縁部までの距離が異なってしまう。例えば、所定のメタルホールの内側縁部から成形孔の外周縁部までの距離が、他のメタルホールの内側縁部から成形孔の外周縁部までの距離に対し長くなる場合がある。そうすると、各メタルホールに導入される成形材料のうち、所定のメタルホールから成形孔に向かう成形材料は、他のメタルホールから成形孔に向かう成形材料に対し、長い距離を流動することになるため、両メタルホール間で、成形孔に向かう成形材料の流速が異なってしまう。このように成形孔に向かう成形材料の流速が、メタルホール毎によって異なってしまうと、成形孔内での成形材料の流速にバラツキが生じ、形材製品にねじれが発生して、高品質の半中空形材を得ることが困難である、という課題が発生する。
【0008】
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高品質の半中空形材を製造することができる半中空形材製造用ダイスおよびその関連技術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】
【0009】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。
【0010】
[1]断面が非線対称形状の半中空形材を成形する成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられるウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し、かつ周方向に間隔をおいて複数設けられるメタルホールと、周方向に隣合うメタルホール間にそれぞれ設けられる複数のブリッジとを備え、前記複数のメタルホールから導入された成形材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした半中空形材製造用押出ダイスであって、
上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、各メタルホールの内周面における各内側縁部が、前記成形孔の外周縁部に対し、同じ位置または外側に配置され、
正面視状態において、各メタルホールの各内側縁部から前記成形孔の外周縁部までの最短距離がほぼ等しくなるように形成されるとともに、
正面視状態において、各メタルホールが、互いの面積がほぼ等しくなるように形成されることを特徴とする半中空型材製造用押出ダイス。
【0011】
[2]前記最短距離のうち、最大のものを「Rmax」、最小のものを「Rmin」としたとき、[(Rmax−Rmin)/Rmax]×100が10(%)以下に調整される前項1に記載の半中空型材製造用押出ダイス。
【0012】
[3]各メタルホールの面積のうち、最大のものを「Amax」、最小のものを「Amin」としたとき、[(Amax−Amin)/Amax]×100が15(%)以下に調整される前項1または2に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0013】
[4]前記メタルホールの内周面は、内側壁面、外側壁面およびブリッジ壁面とを有し、
いずれかのメタルホールにおける外側壁面およびブリッジ壁面間の曲率半径が、他のメタルホールのそれに対して異なっている前項1〜3のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0014】
[5]ダイス本体と、その上流側に設けられるホールプレートとを別体に備え、
前記成形孔と、前記トング部成形部と、前記トング開口部成形部とが前記ダイス本体に設けられるとともに、
前記ウエルドチャンバと、前記メタルホールと、前記ブリッジとが前記ホールプレートに設けられる前項1〜4のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0015】
[6]前記ホールプレートにおける前記ウエルドチャンバ内に、前記ダイス本体の前記トング部成形部の上流側に対応して、ダミー成形部が設けられる前項5に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0016】
[7]前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている前項6に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0017】
[8]前記ダミー成形部が、前記トング部成形部に対し離間した状態に配置される前項6または7に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【0018】
[9]押出材料を押出加工して半中空形材を製造する押出ダイスを備えた半中空形材の製造装置であって、
前記押出ダイスが、前項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスによって構成されることを特徴とする半中空形材の製造装置。
【0019】
[10]前項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスを用いて押出材料を押出加工することにより、半中空形材を製造するようにしたことを特徴とする半中空形材の製造方法。
【発明の効果】
【0020】
発明[1]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、成形材料が、各メタルホールから成形孔の全域に均等な流速でバランス良く流入するため、良好な流動特性を得ることができ、ねじれ等の不具合のない高品質の半中空形材を製造することができる。
【0021】
発明[2][3]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、上記の効果をより確実に得ることができる。
【0022】
発明[4]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、メタルホールの面積調整を、より適切に行うことができ、成形材料の流動特性をより一層向上させることができる。
【0023】
発明[5]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、製品形状を決定するベアリング部がダイス本体側に集約させて形成しているため、内周側および外周側ベアリング部間の位置調整等、各ベアリング部の寸法精度や形状の管理を精度良く簡単に行うことができ、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。
【0024】
発明[6]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、トング部成形部の上流側にダミー成形部が設けられるため、押出加工時に、押出材料がダミー成形部の外周側を流動することにより、押出材料がトング部成形部の主要部に圧接せず、トング部成形部に作用する押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部が破損する可能性を低く抑えることができ、耐久性を向上させることができる。
【0025】
発明[7]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、押出荷重によってホールプレートに撓みが発生して、ダミー成形部が変位したとしても、その変位による悪影響がトング部成形部に及ぶようなことがなく、耐久性をより一層向上させることができる。
【0026】
発明[8]の半中空形材製造用押出ダイスによれば、ダミー成形部とトング部成形部との間に隙間を形成しているため、押出荷重によってホールプレートに撓みが発生して、ダミー成形部が下流側に押し込まれたとしても、ダミー成形部がトング部成形部に圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部に多大な荷重が加わることがなく、トング開口部成形部の破損を確実に防止でき、耐久性を一層向上させることができる。
【0027】
発明[9]の半中空形材の製造装置によれば、上記と同様に、同様の効果を得ることができる。
【0028】
発明[10]の半中空形材の製造方法によれば、上記と同様に、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】図1はこの発明の実施形態である押出ダイスが適用された押出加工装置を示す断面図である。
【図2】図2は実施形態の押出ダイスを示す断面図である。
【図3】図3は実施形態の押出ダイスにおけるダミー成形部周辺を拡大して示す断面図である。
【図4】図4は実施形態の押出ダイスを分解して示す斜視図である。
【図5】図5は実施形態の押出ダイスを上流側から見た正面図である。
【図6】図6は実施形態の押出ダイスに適用されたダイス本体を上流側から見た正面図である。
【図7】図7は実施形態の押出ダイスに適用されたホールプレートを下流側から見た背面図である。
【図8】図8は実施形態の押出加工装置によって製造された半中空形材を示す断面図である。
【図9】図9は実施形態の押出加工装置におけるメタルホールおよび成形孔の位置関係等を説明するための正面図である。
【図10A】図10Aは実施形態の押出ダイスにおけるブリッジの形成方法を説明するための正面図である。
【図10B】図10Bは実施形態の押出ダイスにおけるメタルホールの内側縁部の形成方法を説明するための正面図である。
【図11A】図11Aは基準となるメタルホールを示す正面図である。
【図11B】図11Bはメタルホールの面積変更方法を説明するための正面図である。
【図11C】図11Cはメタルホールの面積変更方法を説明するための正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
図1はこの発明の実施形態である押出ダイス1が適用された押出加工装置10を示す断面図である。同図に示すように、この押出加工装置(半中空形材の製造装置)10は、直接押出加工方式のものであり、本実施形態の押出ダイス1を始め、その他に、コンテナ11、ステム12等を具備するものである。
【0031】
この押出加工装置10において製造される半中空形材8は図8に示すように、リップ溝型(リップチャンネル状)に形成されるとともに、非線対称形状の断面略五角形で、かつトング比が高い略C字状の断面形状に形成されている。
【0032】
この半中空形材8の材質は、金属であり、本実施形態ではアルミニウム(その合金を含む。以下同じ)である。
【0033】
この半中空形材8は、その内側に設けられ、かつ長さ方向(押出方向E)に延びるトング部(ボイド部)82と、外周壁に設けられ、かつ長さ方向に延びるスリット状のトング開口部(周壁開口部)83とを備え、トング開口部83を介してトング部82が外部に開放されている。
【0034】
図1〜7に示すように、本実施形態の押出ダイス1は、押出方向Eに対し下流側に配置されるダイス本体2と、上流側に配置されるホールプレート5とを別体に備えている。なお後に詳述するように、ホールプレート5は、ベアリング部を備えず、ダイス(雄型)として機能するものではないが、便宜上、ダイス本体2を雌型、ホールプレート5を雄型と称する場合もある。
【0035】
押出ダイス1のダイス本体2は、その中央部に半中空形材8を成形する成形孔3が押出方向Eに貫通して設けられている。成形孔3の断面形状は、製造される半中空形材8の断面形状に対応した形状である略C字状で、かつ非線対称形状の略五角形状に形成されている。
【0036】
なお本実施形態において、ダイス本体2は、成形孔3を構成する内周側ベアリング部31および外周側ベアリング部32等の全てのベアリング部がダイス本体2に設定されるものであり、ソリッドダイスとして捉えることもできる。
【0037】
ダイス本体2の成形孔3の径方向内側には、半中空形材8のトング部82を成形するトング部成形部22が配置されるとともに、このトング部成形部22が、半中空形材8のトング開口部83を成形するトング開口部成形部23にてダイス本体2の外周部21と一体に繋がっている。従って、トング部成形部22は、ダイス本体外周部21にトング開口部成形部23としての片持ち支持部を介して片持ち状に支持されている。なおトング開口部成形部23は、トング部成形部22の基端くびれ部として捉えることもできる。
【0038】
トング部成形部22の上流側端面(正面)は、軸心方向(押出方向E)に対し直交する平坦面に形成されている。このトング部成形部22の断面形状(正面形状)は、半中空形材8のトング部82の断面形状に対応して略五角形状に形成されている。
【0039】
またダイス本体2の上流側端面(正面)における外周縁部には、上流側に突出する嵌合凸縁部29が周方向に連続して形成されている。
【0040】
一方、ホールプレート5は、下流側(背面側)の内部にウエルドチャンバ51を備え、このウエルドチャンバ51が下流側に開放されている。さらにホールプレート5には、上流側端部がホールプレート5の上流側端面(正面)に開口し、下流側端部が上記ウエルドチャンバ51に開口するメタルホール55が形成されている。メタルホール55は、上流側から押出方向に沿って見た正面視状態での形状(断面形状)が、略1/6円形に形成されており、このメタルホール55が周方向にほぼ等間隔おきに6つ形成されている。
【0041】
後に詳述するが、各メタルホール55は、正面視形状(断面形状)が、それぞれ異なるものの、正面視状態での面積(断面積)は互いにほぼ等しく形成されている。
【0042】
なお言うまでもなく、本発明において、メタルホール55の設置数は、6つに限定されるものではなく、メタルホール55は、2つ以上であればいくつ形成しても良い。
【0043】
6つのメタルホール55の各間の領域は、ブリッジ53…として構成されている。各ブリッジ53は、正面視状態において、径方向外側(放射方向)に延びるように配置されており、隣合うメタルホール55,55がブリッジ53によってそれぞれ仕切られている。
【0044】
ホールプレート5における6つのメタルホール55によって囲まれた部分は、軸心に沿って配置される軸心部50として構成されている。この軸心部50における下流側端部には、下流側方向に向けて突出する突出部61が設けられるとともに、この突出部61の先端(下流側端部)が、ダミー成形部6として形成されている。このダミー成形部6は、ダイス本体2のトング部成形部22に位置的に対応しており、トング部成形部22に対向した状態に配置されるとともに、後に詳述するように、トング部成形部22に対し略相似形に形成されている。
【0045】
ここで、このダミー成形部6を備えた本実施形態のホールプレート5と、周知のポートホールダイス(ホローダイス)のホールプレートとを比較した場合、本実施形態のダミー成形部6は、周知のホールプレートにおける雄型ダイス(マンドレル)と同じ位置に配置されるものではあるが、半中空形材8の製品形状を決定するベアリング部(内周側ベアリング部)を有するものではなく、内周ベアリング部としてのトング部成形部22とは別体に形成されている。つまり、このダミー成形部6は、雄型ダイスの位置に配置されるものの、雄型ダイスとして機能することはないため、雄型ダイスのダミーとして捉えることができる。
【0046】
なお本実施形態のダミー成形部6は、後に詳述するように、押出加工時において、主として、押出材料81の流れ(メタルフロー)を制御して、トング部成形部22への圧力を調整するものであり、流動制御部や圧力制御部と称するようにしても良い。
【0047】
ダミー成形部6の下流側端面(先端面、背面)は、軸心方向(押出方向E)に対し直交する平坦面に形成されている。さらにこのダミー成形部6の断面形状(背面形状)は、ダイス本体2のトング部成形部22の断面形状(正面形状)に対応して略五角形状に形成されている。
【0048】
さらにこのダミー成形部6は、正面視状態において、トング部成形部22に対し一回り小さく形成されている。具体的には、正面視または背面視の状態において、トング部成形部22の上流側端面(正面)の面積に対し、ダミー成形部6の下流側端面(背面)の面積の割合(百分率)、換言すれば、ダミー成形部6の背面によりトング部成形部22の正面が隠蔽される割合(隠蔽率)が、60〜97%に設定するのが良く、より好ましくは75〜95%に設定するのが良い。すなわちこのダミー成形部6によるトング部成形部22の隠蔽率が、小さ過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるトング部成形部22への押出荷重を十分に軽減させることができず、押出荷重によりトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなり、耐久性の低下を来すおそれがある。逆にダミー成形部6による隠蔽率が、大き過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるメタルフローを適切に制御することが困難になり、安定した押出加工を行うことが困難になるおそれがある。
【0049】
もっとも本発明においては、トング部成形部22の圧力軽減効果のみを重要視する場合には、ダミー成形部6によるトング部成形部22の隠蔽率を100%以上に、つまりダミー成形部6の背面形状を、トング部成形部22の正面形状よりも大きく形成するようにしても良い。さらに隠蔽率を105%以上にすれば、圧力軽減効果は、より一層高くなる。
【0050】
ここで図6に示すように、本実施形態において、トング部成形部22とトング開口部成形部23との境界線は、成形孔3の内周側ベアリング部31の両端部を結ぶ仮想の直線Lによって構成されている。従ってこの仮想の直線Lと、内周側ベアリング部31とによって、トング部成形部22の輪郭線(外周形状)が特定されるとともに、その輪郭線によって囲まれる領域がトング部成形部22の領域となり、この領域の面積がトング部成形部22の正面の面積と等しくなる。
【0051】
さらに図6に示すように、トング長さ(仮想直線Lの長さ)を「W」、トング部成形部22の正面面積を「St」としたとき、トング比Tは、(トング部成形部正面面積St)/(トング長さW)で求められる。そして本発明は、トング比Tが4以上(T≧4)の高トング比の押出ダイスに好適に採用することができる。
【0052】
また本実施形態において、ダミー成形部6における背面の輪郭線と、トング部成形部22における正面の輪郭線との間隔は、全周にわたって一定の距離に設定されて、ダミー成形部6の背面形状(外周形状)は、トング部成形部22の正面形状(外周形状)に対し略相似形に形成されている。具体的には、正面視状態において、ダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線(成形孔3の内周側ベアリング部31)を基点列としたとき、その基点列の各基点を中心とする各等距離円の集合体における内側の輪郭線によって構成される形状となる。つまりダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状となっている。
【0053】
さらにダミー成形部6の背面(下流側端面)と、トング部成形部22の正面(上流側端面)とは略平行に配置されている。
【0054】
またホールプレート5の下流側端面(背面)における外周縁部には、上記ダイス本体2の嵌合凸縁部29に対応して、嵌合凹段部59が周方向に連続して形成されている。
【0055】
そしてこの構成のホールプレート5の嵌合凹段部59内に、上記ダイス本体2の嵌合凸縁部29が嵌合されるようにして、ダイス本体2とホールプレート5とが組み合わされて、本実施形態の押出ダイス1が製作される。
【0056】
図3に示すように、こうして組み立てられた本実施形態の押出ダイス1においては、ダミー成形部6の背面と、トング部成形部22の正面との間には隙間20が形成されている。この隙間20の幅寸法S2の下限値は、0.1mmに設定するのが好ましく、隙間20の幅寸法S2の上限値は、成形孔3の幅寸法(ベアリング幅)S1と同等に設定するのがより好ましい。つまり0.1mm≦「S2」≦「S1」の関係が成立するように構成するのが良い。なお言うまでもなく、成形孔3の幅寸法(ベアリング幅)S1は、半中空形材8の厚み(肉厚)寸法と等しくなる。
【0057】
ここで、隙間20の幅寸法S2が小さ過ぎる場合には、押出加工時にホールプレート5に加わる押出荷重によって、ホールプレート5が撓んだ際に、ホールプレート5のダミー成形部6が、ダイス本体2のトング部成形部22に圧接し、トング部成形部22に大きな荷重が加わって、その荷重によってトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなるおそれがある。逆に幅寸法S2が大き過ぎる場合、つまり幅寸法S2が成形孔3の幅寸法S1を超える場合には、ビレットによって構成される押出材料(メタル)81が、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20に浸入し易くなる。この隙間20に押出材料81が浸入して押出材料81をかみ込んでしまうと、押出荷重によってホールプレート5が撓んだ際に、ダミー成形部6が押出材料81を介してトング部成形部22を押圧し、トング部成形部22が撓んでトング開口部成形部23が破損する可能性が高くなるおそれがある。
【0058】
また本実施形態の押出ダイス1においては、ダミー成形部6とトング部成形部22とは、ボルトやねじ等で機械的に連結固定されることはなく、ダミー成形部6とトング部成形部22とは、非連結状態ないし非固定状態、つまり互いに連係されることのないフリーな状態となっている。
【0059】
本実施形態において、正面視状態で各メタルホール55の内周面は、内側壁面55a、外側壁面55bおよび2つのブリッジ壁面55c,55cによって構成されている。
【0060】
そして、正面視状態において、各メタルホール55…の内側縁部としての各内側壁面55a…が、成形孔3の外周縁部としての外周側ベアリング部32に対し、径方向外側(外径方向)に位置している。
【0061】
さらに各メタルホール55…の各内側壁面55a…から成形孔3の入口側(上流側断面)における外周側ベアリング部32までの最短距離R…が、全メタルホール55…においてほぼ等しくなるように形成されている。
【0062】
ここで本実施形態において、各メタルホール55…毎の最短距離R…のうち、最も長い最短距離を「Rmax」、最も短い最短距離を「Rmin」としたとき、[(Rmax−Rmin)/Rmax]×100が10(%)以下に調整される場合、各メタルホール55毎の最短距離R…が、ほぼ等しいものとしている。なおこの値(最短距離Rのバラツキ)が大き過ぎる場合には、後述する良好な流動特性を得ることができず、高品質の形材製品を製造できないおそれがある。
【0063】
また本実施形態において、正面視状態で各メタルホール55…の各面積(各断面積)Aが、互いにほぼ等しく形成されている。
【0064】
ここで本実施形態において、各メタルホール55…の面積Aのうち、最も大きい面積を「Amax」、最も小さい面積を「Amin」としたとき、[(Amax−Amin)/Amax]×100が15以下に調整される場合、各メタルホール55の面積Aが、互いに等しいものとしている。なおこの値(面積Bのバラツキ)が大き過ぎる場合には、後述する良好な流動特性を得ることができないおそれがある。
【0065】
なお図9において、L53はブリッジ53の中心線を示している(以下の図10A,図10Bにおいても同じ)。
【0066】
次に、本実施形態の押出ダイス1において、成形孔3、ブリッジ53およびメタルホール55の大きさ、形状、互いの位置関係等は、以下の手順に従って決定される。
【0067】
まず、半中空形材8の断面形状(成形孔3の正面形状)に応じて、ブリッジ53(メタルホール55)の数を決定する。通常、成形孔3が多角形状の場合、ブリッジ53を、成形孔3のコーナー部に配置するのが好ましいため、成形孔3のコーナー部の数を始め、成形孔3自体の形状、全体のバランス等を考慮して、ブリッジ53の数を決定する。本実施形態では図10Aに示すように、ブリッジ53の数が6本に設定され、周方向に等間隔おきに配置されている。
【0068】
続いて、押出荷重(強度)等を考慮してブリッジ53の幅を適宜決定した後、メタルホール55の内側縁部(内側壁面55a)の位置および形状を決定する。すなわち図10Bに示すように、各メタルホール55の内側縁部(内側壁面55a)が、成形孔3の外周縁部(外周側ベアリング部32)よりも外側に位置し、各内側壁面55aから外周ベアリング部32までの各最短距離Rが、各メタルホール55…毎にほぼ等しくなるように、各メタルホール55の内側壁面55aの位置および形状を決定する。
【0069】
次に、各メタルホール55の面積が互いにほぼ等しくなるように、各メタルホール55の外側縁部(外側壁面55b)の位置および形状を決定する。この決定方法を具体的に説明すると以下の通りである。
【0070】
まず仮に基準となるメタルホール55の正面形状(断面形状)が図11Aに示すものであるとした場合、例えばこの基準のメタルホール55の面積を小さくする場合には、図11Bに示すように、外側縁部55bの位置を、同図の破線に示す基準状態から同図の実線の状態になるように、内側に変更すれば、メタルホール55の面積を減少させることができるとともに、逆に、外側縁部55bの位置を、外側に変更すれば、メタルホール55の面積を増大させることができる。
【0071】
さらに図11Cに示すように、メタルホール55の外側縁部55bとブリッジ壁面55c,55cとの間のコーナー部における曲率半径を、同図の破線に示す基準状態から同図の実線の状態になるように大きくすれば、外側縁部55bの位置を変えずに、メタルホール55の面積を減少させることができるとともに、逆に、上記の曲率半径を小さくすれば、外側縁部55bの位置を変えずに、メタルホール55の面積を増大させることができる。
【0072】
従って、いずれかのメタルホール55において、面積を増大させたい場合には、外側縁部55bの位置を外側に変更したり、外側縁部55bの両端におけるコーナー部の曲率半径を小さくすれば良い。逆に面積を減少させたい場合には、外側縁部55bの位置を内側に変更したり、外側縁部55b両端の曲率半径を大きくすれば良い。このように適当なメタルホール55の面積を変更させることによって、各メタルホール55の面積が互いにほぼ等しくなるように調整する。
【0073】
以上のように構成された本実施形態の押出ダイス1は、図1に示すように、押出加工装置10におけるコンテナ11の下流側にダイスホルダー(図示省略)を介して保持されている。
【0074】
そしてこの押出加工装置10を用いた押出加工(半中空形材の製造方法)は、周知の押出加工方法と同様である。すなわち押出加工装置10のコンテナ11内に装填された押出材料(成形材料)81としてのアルミニウムビレットをステム12でダミーブロック13を介して押出方向Eに押し込む。これにより押出材料81が、ホールプレート5のメタルホール55から流入してウエルドチャンバ51に至り、さらにウエルドチャンバ51から成形孔3を通って成形加工される。これにより成形孔3に対応した形状の図8に示す半中空形材8が製造される。
【0075】
なお本実施形態の押出ダイス1では、ダミー成形部6とトング部成形部22との間に隙間22があり、さらにダミー成形部6はトング部成形部22に対して非固定状態となっているため、押出加工時にダミー成形部6にかかる押出荷重は、トング部成形部22で支持されず、ブリッジ53のみで支持されることになる。
【0076】
本実施形態の押出加工装置10によれば、ダイス本体2におけるトング部成形部22の上流側にダミー成形部6を配置しているため、押出加工時に、押出材料81がダミー成形部6の外周側を流動することにより、押出材料81がトング部成形部22の中心部(主要部)に圧接することがことがなく、トング部成形部22に作用する押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部23が破損する可能性を低く抑えることができ、耐久性を向上させることができる。
【0077】
また本実施形態においては、ダミー成形部6をトング部成形部22に対し離間させているため、押出荷重によってホールプレート5に撓みが発生して、ダミー成形部6が下流側に押し込まれたとしても、ダミー成形部6がトング部成形部22に圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部22に多大な荷重が加わることがなく、この点からも、トング開口部成形部23の破損を確実に防止でき、耐久性を一層向上させることができる。
【0078】
その上さらに、本実施形態においては、ダミー成形部6をトング部成形部22に対し非固定状態としているため、ホールプレート5の撓みによりダミー成形部6が変位したとしても、その変位に追従してトング部成形部22が変位するようなことがなく、ダミー成形部6の変位による悪影響がトング部成形部22に及ぶようなことがない。従ってトング開口部成形部23の破損をより確実に防止でき、耐久性をより一層確実に向上させることができる。
【0079】
なお本実施形態においては、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20の幅寸法S2を、成形孔3の幅寸法S1よりも狭く設定しているため、押出材料81は優先して成形孔3を通過するようになり、ダミー成形部6およびトング部成形部22間の隙間20に浸入するのを確実に防止することができる。このため、押出材料81の隙間20への浸入による不具合、例えば隙間20に押出材料81がかみ込むことによって、ホールプレート5の撓みによる悪影響がトング部成形部22に及ぶのを確実に防止でき、耐久性をより一層確実に向上させることができる。
【0080】
また本実施形態においては、内周側ベアリング部31や外周側ベアリング部32等、製品形状を決定するベアリング部をダイス本体2側にのみ形成しているため、一般的なホローダイスのように、内周側ベアリング部と外周側ベアリング部とが、雄型(ホールプレート)と雌型(ポートプレート)とに分散して形成されるものと比較して、寸法精度に優れた半中空形材8を製造することができる。
【0081】
すなわち、ベアリング部が雄型および雌型に分散して形成されていると、各ベアリング部の寸法精度や形状の維持・管理、例えば内周側および外周側ベアリング部間の位置関係の調整(ベアリング幅の調整)等が面倒となり、高い寸法精度を維持できず、高品質の半中空形材を製造することが困難になるおそれがある。
【0082】
これに対し、本実施形態においては、ベアリング部31,32をダイス本体2側に集約させているため、ベアリング部31,32間の位置調整等の各ベアリング部31,32の寸法精度や形状の維持・管理を精度良く簡単に行うことができ、高い寸法精度を維持できて、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。
【0083】
また本実施形態においては、ダミー成形部6の外周形状をトング部成形部22の外周形状よりも一回り小さく形成しているため、ダミー成形部6の外周面近傍を流動する押出材料81は、トング部成形部22の外周部に圧接しその外周部にガイドされて、径方向外側(外径方向)への流れとなって、成形孔3に流入される。その一方、ウエルドチャンバ51の周壁面近傍を流動する押出材料81は、ダイス本体2の外周部21に圧接しその外周部21にガイドされて、径方向内側(内径方向)への流れとなって、成形孔3に流入される。このように押出材料81が、内径方向および外径方向の両側から成形孔3に流入されるという所望の理想的な押出材料81の流れ(メタルフロー)を形成することができ、安定した押出加工をスムーズに行えて、高品質の半中空形材製品をより一層確実に製造することができる。
【0084】
特に本実施形態においては、ダミー成形部6の外周形状は、トング部成形部22の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状としているため、周方向全域において、押出材料81が径方向内側から外側へとスムーズに流動して成形孔3に流入させることができ、上記理想的なメタルフローをより確実に実現させることができ、より一層高品質の半中空形材製品をより確実に製造することができる。
【0085】
また本実施形態の押出ダイス1においては、正面視状態で、各メタルホール55の各内側縁部55aから成形孔3の外周縁部32までの最短距離Rをほぼ等しくしているため、各メタルホール55から成形孔3に向かう成形材料の流速がほぼ均一となり、成形材料が、成形孔3の全域においてほぼ均一な流速で通過する。このように良好な流動特性を得ることができるため、形材製品にねじれ等の不具合が発生するのを防止でき、高品質の半中空形材を確実に製造することができる。
【0086】
その上さらに、本実施形態では、各メタルホール55の面積を互いにほぼ等しくしているため、成形材料が、各メタルホール55に均等に分散して導入されて、各メタルホール55内を等しい流速で通過した後、各メタルホール55から成形孔3の全域にバランス良く均等に流入するようになり、この点においても、成形孔3内で成形材料の流速にバラツキが発生するのを防止することができる。従って、成形材料の流動特性をより一層向上させることができ、ねじれ等の不具合のない高品質の半中空形材をより一層確実に製造することができる。
【0087】
なお本発明は、上記実施形態や変形例に示したものであることに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。
【0088】
また上記実施形態では、押出材料(半中空形材)の材質として、アルミニウムを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、アルミニウム以外の金属を用いることもできる。
【0089】
さらに本発明においては、ホールプレート5のメタルホール55の数や形状は、上記実施形態のものだけに限定されるものではない。
【0090】
また本発明においては、成形孔の形状(形材製品の断面形状)も上記実施形態等のものに限られず、線対称形状でない非線対称形状のものであれば、どのような形状なものにも適用することができる。
【0091】
特に本発明は、3つ以上のコーナー部を有する略多角形状の成形孔を備えた押出ダイスに好適に適用することができる。さらに本発明を、コーナー部を有する成形孔を備えた押出ダイスに適用する場合には、上記実施形態のように、成形孔の各コーナー部に対応するようにブリッジを配置するのが良い。
【0092】
また上記実施形態では、正面視状態で、各メタルホール55の内側縁部55aの位置を、成形孔3の外周縁部32に対し外側に配置するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、各メタルホールの内側縁部の位置を、成形孔の外周縁部に対し一致させるようにしても良い。言うまでもなくこの場合、メタルホールの内側縁部から成形孔の外周縁部までの最短距離は「0」となる。
【0093】
また上記実施形態では、ダミー成形部6とトング部成形部22とを離間させた状態に配置しているが、それだけに限られず、本発明においては、ダミー成形部6の下流側端面と、トング部成形部22の上流側端面とを接触させた状態に配置しても良い。
【0094】
また上記実施形態においては、ダイス本体1側に、ベアリング部31,32が設けられたソリッドダイス型の押出ダイスを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ホールプレートに雄型ダイス(内周側ベアリング部)が設けられ、ダイス本体(ポートプレート)に雌型ダイス(外周側ベアリング部)が設けられるセミホロー型の押出ダイスにも適用することができる。
【0095】
また上記実施形態では、ウエルドチャンバ51がホールプレート5に設けられた押出ダイスを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ウエルドチャンバをダイス本体側に形成していも良いし、ホールプレートおよびダイス本体の双方に跨がるように形成しても良い。要はウエルドチャンバは、ホールプレートおよびダイス本体の少なくともいずれか一方に設けられていれば良い。
【産業上の利用可能性】
【0096】
この発明は、半中空形材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス等に適用可能である。
【符号の説明】
【0097】
1:押出ダイス
10:押出加工装置
2:ダイス本体
22:トング部成形部
23:トング開口部成形部
3:成形孔
32:外周側ベアリング部(外周縁部)
5:ホールプレート
50:軸心部
51:ウエルドチャンバ
53:ブリッジ
55:メタルホール
55a:内側壁面(内側縁部)
55b:外側壁面(外側縁部)
55c:ブリッジ壁面
6:ダミー成形部
8:半中空形材
81:押出材料
82:トング部
83:トング開口部
A,Amax,Amin:メタルホールの面積
R,Rmax,Rmin:最短距離
【特許請求の範囲】
【請求項1】
断面が非線対称形状の半中空形材を成形する成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられるウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し、かつ周方向に間隔をおいて複数設けられるメタルホールと、周方向に隣合うメタルホール間にそれぞれ設けられる複数のブリッジとを備え、前記複数のメタルホールから導入された成形材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした半中空形材製造用押出ダイスであって、
上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、各メタルホールの内周面における各内側縁部が、前記成形孔の外周縁部に対し、同じ位置または外側に配置され、
正面視状態において、各メタルホールの各内側縁部から前記成形孔の外周縁部までの最短距離がほぼ等しくなるように形成されるとともに、
正面視状態において、各メタルホールが、互いの面積がほぼ等しくなるように形成されることを特徴とする半中空型材製造用押出ダイス。
【請求項2】
前記最短距離のうち、最大のものを「Rmax」、最小のものを「Rmin」としたとき、[(Rmax−Rmin)/Rmax]×100が10(%)以下に調整される請求項1に記載の半中空型材製造用押出ダイス。
【請求項3】
各メタルホールの面積のうち、最大のものを「Amax」、最小のものを「Amin」としたとき、[(Amax−Amin)/Amax]×100が15(%)以下に調整される請求項1または2に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項4】
前記メタルホールの内周面は、内側壁面、外側壁面およびブリッジ壁面とを有し、
いずれかのメタルホールにおける外側壁面およびブリッジ壁面間の曲率半径が、他のメタルホールのそれに対して異なっている請求項1〜3のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項5】
ダイス本体と、その上流側に設けられるホールプレートとを別体に備え、
前記成形孔と、前記トング部成形部と、前記トング開口部成形部とが前記ダイス本体に設けられるとともに、
前記ウエルドチャンバと、前記メタルホールと、前記ブリッジとが前記ホールプレートに設けられる請求項1〜4のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項6】
前記ホールプレートにおける前記ウエルドチャンバ内に、前記ダイス本体の前記トング部成形部の上流側に対応して、ダミー成形部が設けられる請求項5に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項7】
前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている請求項6に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項8】
前記ダミー成形部が、前記トング部成形部に対し離間した状態に配置される請求項6または7に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項9】
押出材料を押出加工して半中空形材を製造する押出ダイスを備えた半中空形材の製造装置であって、
前記押出ダイスが、請求項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスによって構成されることを特徴とする半中空形材の製造装置。
【請求項10】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスを用いて押出材料を押出加工することにより、半中空形材を製造するようにしたことを特徴とする半中空形材の製造方法。
【請求項1】
断面が非線対称形状の半中空形材を成形する成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられるウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し、かつ周方向に間隔をおいて複数設けられるメタルホールと、周方向に隣合うメタルホール間にそれぞれ設けられる複数のブリッジとを備え、前記複数のメタルホールから導入された成形材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした半中空形材製造用押出ダイスであって、
上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、各メタルホールの内周面における各内側縁部が、前記成形孔の外周縁部に対し、同じ位置または外側に配置され、
正面視状態において、各メタルホールの各内側縁部から前記成形孔の外周縁部までの最短距離がほぼ等しくなるように形成されるとともに、
正面視状態において、各メタルホールが、互いの面積がほぼ等しくなるように形成されることを特徴とする半中空型材製造用押出ダイス。
【請求項2】
前記最短距離のうち、最大のものを「Rmax」、最小のものを「Rmin」としたとき、[(Rmax−Rmin)/Rmax]×100が10(%)以下に調整される請求項1に記載の半中空型材製造用押出ダイス。
【請求項3】
各メタルホールの面積のうち、最大のものを「Amax」、最小のものを「Amin」としたとき、[(Amax−Amin)/Amax]×100が15(%)以下に調整される請求項1または2に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項4】
前記メタルホールの内周面は、内側壁面、外側壁面およびブリッジ壁面とを有し、
いずれかのメタルホールにおける外側壁面およびブリッジ壁面間の曲率半径が、他のメタルホールのそれに対して異なっている請求項1〜3のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項5】
ダイス本体と、その上流側に設けられるホールプレートとを別体に備え、
前記成形孔と、前記トング部成形部と、前記トング開口部成形部とが前記ダイス本体に設けられるとともに、
前記ウエルドチャンバと、前記メタルホールと、前記ブリッジとが前記ホールプレートに設けられる請求項1〜4のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項6】
前記ホールプレートにおける前記ウエルドチャンバ内に、前記ダイス本体の前記トング部成形部の上流側に対応して、ダミー成形部が設けられる請求項5に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項7】
前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている請求項6に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項8】
前記ダミー成形部が、前記トング部成形部に対し離間した状態に配置される請求項6または7に記載の半中空形材製造用押出ダイス。
【請求項9】
押出材料を押出加工して半中空形材を製造する押出ダイスを備えた半中空形材の製造装置であって、
前記押出ダイスが、請求項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスによって構成されることを特徴とする半中空形材の製造装置。
【請求項10】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の半中空形材製造用押出ダイスを用いて押出材料を押出加工することにより、半中空形材を製造するようにしたことを特徴とする半中空形材の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【公開番号】特開2012−24769(P2012−24769A)
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−162392(P2010−162392)
【出願日】平成22年7月20日(2010.7.20)
【出願人】(000002004)昭和電工株式会社 (3,251)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月20日(2010.7.20)
【出願人】(000002004)昭和電工株式会社 (3,251)
【Fターム(参考)】
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