回転ホイール式連続押出装置及び金属押出材の製造方法
【課題】金属押出材を高品質に製造でき、ダイスの破損を防止して工具寿命を延長でき、設備費用及び金属押出材の製造コストを削減できる。
【解決手段】回転ホイール１０の溝１１の一部をシュー及びフィードプレート１５の各内周面で覆って形成した素材案内通路と、素材案内通路の下流端を塞ぐように溝１１内に突設されたアバットメント１７と、フィードプレート１５に形成されて素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔１９と、フィードプレート１５の外面１５ｂ側に配置されて素材案内孔１９に連通される成形孔２３を形成したダイス２２とを備え、素材案内通路に導入された押出用素材を成形孔２３から押し出し金属押出材Ｓを成形する回転ホイール式連続押出装置であって、フィードプレート１５とダイス２２との間には、素材案内孔１９及び成形孔２３に連通する調整孔２１を有するフローガイド２０が、押出用素材の押出方向Ｅに沿って複数設けられている。
【解決手段】回転ホイール１０の溝１１の一部をシュー及びフィードプレート１５の各内周面で覆って形成した素材案内通路と、素材案内通路の下流端を塞ぐように溝１１内に突設されたアバットメント１７と、フィードプレート１５に形成されて素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔１９と、フィードプレート１５の外面１５ｂ側に配置されて素材案内孔１９に連通される成形孔２３を形成したダイス２２とを備え、素材案内通路に導入された押出用素材を成形孔２３から押し出し金属押出材Ｓを成形する回転ホイール式連続押出装置であって、フィードプレート１５とダイス２２との間には、素材案内孔１９及び成形孔２３に連通する調整孔２１を有するフローガイド２０が、押出用素材の押出方向Ｅに沿って複数設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の断面形状の金属押出材を押出加工により成形する回転ホイール式連続押出装置及びこれを用いた金属押出材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転ホイール式連続押出装置は、アルミニウムや銅などの金属材料（押出用素材）を押出加工して、所望の断面形状を有する金属押出材を連続的に製造する装置である。
一般に、回転ホイール式連続押出装置は、回転ホイールの外周面に形成された溝の一部をシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端を塞ぐように溝内に突設されたアバットメントと、フィードプレートに形成されて素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔と、回転ホイールとの間にフィードプレートを挟むように配置されたダイスに形成されて素材案内孔に連通する成形孔とを備えている。
【０００３】
この回転ホイール式連続押出装置を用いて金属押出材を押出加工する場合には、回転ホイールを素材案内通路の上流側から下流側に向かう方向に回転させた状態で、素材案内通路の上流側においてワイヤー状の押出用素材を回転ホイールの溝内に挿入すればよい。これにより、押出用素材は回転ホイールとの摩擦力によって素材案内通路に引き込まれ、その下流端においてアバットメントによって堰き止められる。このとき、押出用素材は押出圧力を得るため、摩擦・変形発熱によって可塑状となりダイスの成形孔から押し出され、所望の断面形状を有する金属押出材に成形され送り出される。
【０００４】
ところで、このような回転ホイール式連続押出装置を用い、断面円形状の押出用素材から断面扁平矩形状の金属押出材を製造することがある。すなわち、丸棒状の押出用素材を成形して、金属押出材の流出方向に直交する幅が広くされるとともに厚さが薄肉とされた板状の金属押出材を製造する場合がある。
【０００５】
この場合に、ダイスの成形孔から流出する金属押出材（押出用素材）の流出速度に着目すると、該金属押出材の幅方向の両端部の流出速度は、幅方向の中央部の流出速度よりも遅くなりやすい。すなわち、このような幅広薄肉の板状からなる金属押出材を製造する場合は、押出用素材がダイスの成形孔に達するまでの間に幅方向に充分に拡散（以下「拡幅」とする）されにくくなることから、幅方向の両端部に押出用素材を充分に供給することが難しい。これにより、前述のような流出速度の差が生じて、金属押出材の幅方向における両端部の板厚が不足したり、該両端部に波打ち状の材料不足欠陥等が生じたりして、製品の精度が確保できないことがあった。
【０００６】
そこで、製品の品質を確保するため、例えば、特許文献１では、アルミニウム合金の押出加工において、ダイ（ダイス）の上流側に、開口部（調整孔）の形成されたフローガイドを配設している。このフローガイドの調整孔は、ダイスの成形孔に対応するようにして配置されているとともに、該成形孔よりも大きく開口し形成されている。
【０００７】
このようなフローガイドを設けることによって、押出用素材がフローガイドの調整孔に充分拡がって充填され、下流側のダイスの成形孔に流入する際には、速度が調整された状態となるので、押出用素材が成形孔から流出する際には、前述の流出速度の差が抑制されるようになっている。
また、特許文献２、非特許文献１、２においても、ダイスの上流側に、開口部（調整孔）を有する拡大リング（フローガイド）を配設する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５０８６７４号公報
【特許文献２】特許第３６５０６５５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「塑性と加工」、社団法人日本塑性加工学会、１９９８年１１月、第３９巻、第４５４号、ｐ．１１５０−１１５４
【非特許文献２】「塑性と加工」、社団法人日本塑性加工学会、１９９９年１０月、第４０巻、第４６５号、ｐ．９７６−９８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の回転ホイール式連続押出装置を用い、アルミニウムよりも硬質の銅や銅合金などを成形する場合には、前記フローガイドを用いても未だ金属押出材の品質を確保することが難しかった。すなわち、銅や銅合金は、比較的硬質で塑性変形しにくいことから、フローガイドの調整孔内において幅方向に拡幅されにくい。従って、押出用素材がダイスの成形孔全体に充填されにくくなって、前述の流出速度の差を抑制することが難しかった。
【００１１】
また、特に押出開始時において、フローガイドの調整孔内で押出用素材が充分に可塑状態とならずにダイスの上流側を向く端面に押し当てられた場合には、該端面における成形孔近傍に局所的に過大な押出圧力が加えられることになり、ダイスが破損する虞があった。
【００１２】
また、非特許文献１、２においては、フローガイドの調整孔とダイスの成形孔とでその断面形状や寸法が大きく異なって設定されている。しかしながら、この場合、ダイス側に開口する前記調整孔の一部がダイスの前記端面によって覆われることになり、押出用素材は、該調整孔を通る際にフローガイドとダイスとの段差部分に堰き止められて、所謂デッドメタルが発生する。このようなデッドメタルが生じると、その一部が金属押出材となる押出用素材とともに成形孔から流出することになり、それが金属押出材に巻き込まれて金属押出材の品質を低下させるという問題が生じる。
【００１３】
このような品質低下を回避するために、ダイスの成形孔の形状に合わせてフローガイドを個別に製造することも考えられるが、フローガイドは高価で難削性のニッケル基耐熱合金によって製作されているため、設備費用が嵩むとともに金属押出材の製造コストが高くなってしまう。
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、金属押出材を高品質に製造でき、ダイスの破損を防止して工具寿命を延長でき、設備費用及び金属押出材の製造コストを削減できる回転ホイール式連続押出装置及びこれを用いた金属押出材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、回転ホイールの外周面に形成された溝の一部をシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、前記素材案内通路の下流端を塞ぐように前記溝内に突設されたアバットメントと、前記フィードプレートに形成されて前記素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔と、前記フィードプレートの内周面と反対側の外面側に配置されて前記素材案内孔に連通される成形孔を形成したダイスとを備え、前記素材案内通路に導入された押出用素材を前記成形孔から押し出し金属押出材を成形する回転ホイール式連続押出装置であって、前記フィードプレートと前記ダイスとの間には、前記素材案内孔及び前記成形孔に連通する調整孔を有するフローガイドが、押出用素材の押出方向に沿って複数設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前述の回転ホイール式連続押出装置を用いた金属押出材の製造方法であって、金属材料からなる押出用素材を前記素材案内通路に導入し、この素材案内通路の下流端から前記フィードプレートの素材案内孔に圧入し、前記フローガイドの調整孔を通過させて前記ダイスの成形孔から押し出すことで、前記成形孔に対応する断面形状に成形することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置及びこれを用いた金属押出材の製造方法によれば、フィードプレートとダイスとの間に、押出方向に沿ってフローガイドが複数設けられているので、これらのフローガイドの調整孔を種々に設定し組み合わせることにより、これら調整孔内を流れる押出用素材が、ダイスの成形孔に到達するまでの間にその押出方向に直交する断面形状を任意に変形させて、成形孔に流入する際に、該成形孔全体に充填されやすくなる。すなわち、例えば、押出用素材が、調整孔内において押出方向に直交する断面の面方向外方に向けて拡幅されやすくなる。
【００１７】
さらに、このようにフローガイドを複数設けることで、フィードプレートの素材案内孔からダイスの成形孔までの間に押出用素材の助走区間を比較的長くとることができるので、押出用素材が、これらフローガイドの調整孔内に確実に充填された後、ダイスの成形孔全体に均一に送りこまれることになる。
【００１８】
従って、例えば、押出用素材として銅や銅合金などの比較的硬質な金属材料を用い、製品として、断面扁平矩形状をなし、幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材を製造するような場合であっても、押出用素材が、ダイスの成形孔に到達するまでの間にフローガイドの調整孔内において該成形孔の形状に対応するように変形する。これにより、押出用素材が前記成形孔から押し出される流出速度は、押出方向に直交する断面の面方向全体に均一に設定されることになり、精度の高い押出加工が行えるとともに、高品質の金属押出材を製造できる。
【００１９】
また、このように押出用素材が調整孔内で変形した後、ダイスの成形孔全体に送り込まれるようになっているので、押出用素材は摩擦・変形発熱で充分可塑状になっていることから、ダイスの上流側を向く端面の成形孔近傍に局所的に過大な押出圧力が加えられるようなことが防止されている。従って、特に押出開始時におけるダイスの破損等が確実に防止され、工具寿命が延長する。
【００２０】
また、フローガイドを複数設け夫々の調整孔を組み合わせていることから、従来のように、デッドメタルの発生を抑制するためダイスの成形孔に合わせて個別にフローガイドを製作するような必要はなく、このような構成に対比して、設備費用が削減される。すなわち、本発明では、複数のフローガイドのうち、少なくともダイスの上流側を向く端面に隣接する１つのフローガイドの調整孔のみを該ダイスの成形孔に対応させるように形成すればよいことから、フローガイドの材料費等の設備費用が大幅に削減されるとともに、金属押出材の製造コストが抑えられる。
【００２１】
また、本発明に係る回転ホイール式連続押出装置において、前記フローガイドのうち、少なくとも前記ダイスの上流側を向く端面に隣接するフローガイドの前記調整孔は、前記成形孔よりもその押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることとしてもよい。
【００２２】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、ダイスの上流側を向く端面に隣接するフローガイドの調整孔の断面形状が、ダイスの成形孔の断面形状よりも大きく設定されているので、押出用素材はこの調整孔内において下流側の成形孔を覆うように前記断面の面方向外方に向けて充分に拡幅されて速度調整された後、該成形孔に流入することになる。従って、押出用素材が成形孔全体により均一に流出するとともに、この成形孔から押し出される金属押出材の品質が充分に確保される。
【００２３】
特に、前述のように幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材を製造する場合には、ダイスの前記端面に隣接するフローガイドの調整孔内において、押出用素材が幅方向外方に向けて充分に拡幅されることから、金属押出材の幅方向の両端部における板厚不足や波打ち状の材料不足欠陥等がより確実に防止されることになり、高品質の金属押出材が製造できる。
【００２４】
また、本発明に係る回転ホイール式連続押出装置において、前記フローガイドは、３つ以上設けられており、これらのフローガイドのうち、押出方向の中央に配置されたフローガイドの前記調整孔は、押出方向の両端に配置されたフローガイドの前記調整孔よりも、その押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることとしてもよい。
【００２５】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、押出用素材は、これらフローガイドのうち、押出方向のフィードプレート側に配されたフローガイドの調整孔内から押出方向の中央に配されたフローガイドの調整孔内に向けて流動する際には、押出方向に直交する断面の面方向外方に向けて拡幅されていく。次いで、この中央のフローガイドの調整孔内から押出方向のダイス側に配されたフローガイドの調整孔内に向けて流動する際には、前記面方向の内方（中央）に向けて集束されていく。そして、押出用素材がダイス側のフローガイドの調整孔内からダイスの成形孔内へ向けて流動する際には、該成形孔全体に均一に導入されることになる。
【００２６】
このような構成によれば、フローガイドの調整孔内において、押出用素材の断面形状は、充分に増大された後適宜縮小されて、ダイスの成形孔の形状に対応するように変形される。従って、押出用素材は、成形孔内へと効率よく流動し、また調整孔内に過剰なデッドメタルが生じるようなことが確実に防止されるとともに、押出用素材が成形孔全体により均一に流出して、金属押出材の品質が大幅に高められる。
【００２７】
また、複数のフローガイドを組み合わせた構成であることから、前述のように、押出方向の中央の調整孔の断面形状が両端の調整孔の断面形状よりも大きく設定されていても、比較的容易に製造することができる。
【００２８】
また、本発明に係る回転ホイール式連続押出装置において、少なくとも前記フローガイドの調整孔及び前記ダイスの成形孔を加熱する加熱手段が設けられていることとしてもよい。
【００２９】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、少なくともフローガイドの調整孔及びダイスの成形孔を加熱する加熱手段として、例えば、ヒーターやバーナー等が配設されているので、押出開始前に、予め前記調整孔及び前記成形孔を充分に加熱することができる。従って、比較的大きな押出圧力が必要とされる押出開始時においても、調整孔内及び成形孔内に配された押出用素材が加熱により容易に塑性変形しやすくなり、比較的簡便に金属押出材を押し出すことができる。これにより、押出加工の初期から品質のよい金属押出材を製造できる。
【００３０】
また、このように押出用素材が塑性変形しやすくされて、過大な押出圧力を必要としないことから、ダイス等の工具が破損するようなことが防止される。従って、工具寿命が延長する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、金属押出材を高品質に製造でき、ダイスの破損を防止して工具寿命を延長でき、設備費用及び金属押出材の製造コストを削減できる。
また、本発明に係る金属押出材の製造方法によれば、前述の回転ホイール式連続押出装置を用いて、高品質の金属押出材を比較的容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面における平断面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ断面からダイス側を見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置１には、回転軸線Ｃを中心とし矢印Ａ方向に回転駆動可能な回転ホイール１０が設けられている。回転ホイール１０の外周面には、その周方向にわたって、押出加工されるワイヤー状の押出用素材Ｗを案内するための溝１１が設けられている。押出用素材Ｗは、例えば銅や銅合金からなり、この溝１１内に配置されて、該回転ホイール１０の回転駆動と、該溝１１と押出用素材Ｗとの摩擦力とによってこの回転ホイール１０に牽引されてＡ方向に送られていくようになっている。
【００３４】
具体的には、後述するシュー１４よりも回転ホイール１０の回転方向上流側に配置されたコイニングロール１２によって、押出用素材Ｗが強制的に溝１１内に押し込まれる。このコイニングロール１２は、溝１１を覆うように回転ホイール１０の外周面に押し付けられており、回転ホイール１０と協働して矢印Ｂ方向に回転するように構成されている。
【００３５】
略矩形板状に形成されたシュー１４は、回転ホイール１０の周方向の所定の長さ範囲にわたってハウジング１３にて位置決め状態に保持されている。このシュー１４は、回転ホイール１０の外周面に摺接して、この外周面に対する溝１１の開口を塞ぐように配置されている。回転ホイール１０に摺接するシュー１４の内周面１４ａは、回転ホイール１０の外周面に対してその周方向に沿って所定長さだけ摺接するように曲面状に形成されている。
【００３６】
シュー１４よりも回転ホイール１０の回転方向下流側には、フィードプレート１５が隣接して配置されている。このフィードプレート１５は、シュー１４と同様に、ハウジング１３にて位置決め状態に保持され、回転ホイール１０の外周面に摺接して当該外周面に対する溝１１の開口を塞いでいる。すなわち、回転ホイール１０に摺接するフィードプレート１５の内周面１５ａは、回転ホイール１０の外周面に対してその周方向に沿って所定長さだけ摺接するように曲面状に形成されている。
【００３７】
このように、これら溝１１、シュー１４の内周面１４ａ及びフィードプレート１５の内周面１５ａによって、押出用素材Ｗを回転ホイール１０の溝１１内に配した状態でＡ方向に案内する素材案内通路１６が形成されている。
【００３８】
また、フィードプレート１５の内周面１５ａのうち回転ホイール１０の回転方向下流部分（図１における内周面１５ａの下側部分）には、アバットメント１７が配設されている。このアバットメント１７は、図２に示すように、素材案内通路１６の下流端を塞ぐように溝１１内に突出して該溝１１の内面と若干の間隙を空けて配設されている。すなわち、アバットメント１７は、素材案内通路１６の下流端において溝１１の内面付近を除く中央部分で押出用素材Ｗを堰き止めるように構成されている。
【００３９】
ここで、上述したように、溝１１とアバットメント１７との間には若干の間隙が存在するが、シュー１４及びフィードプレート１５と回転ホイール１０の外周面との間にもわずかに間隙が設けられている。そして、これらの間隙から可塑状となった押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが溝１１の内面及び回転ホイール１０の外周面に付着する。
【００４０】
そこで、これらのバリを除去するため、アバットメント１７のさらに回転方向下流側には、図１に示すようにスクレーパー１８が設けられている。このスクレーパー１８は、その鋭利な先端部分を溝１１の内面及び前記回転ホイール１０の外周面に摺接可能に形成されており、付着したバリを削り取るようになっている。
【００４１】
また、フィードプレート１５には、図１〜３に示すように、その内周面１５ａの略中央部に回転ホイール１０の溝１１に対応した位置から金属押出材Ｓが成形される押出方向（図の矢印Ｅ方向）へ向かって貫通する素材案内孔１９が形成されている。すなわち、この素材案内孔１９は、素材案内通路１６の下流端側に開口している。
【００４２】
詳しくは、素材案内孔１９は、押出方向Ｅの上流側に配置された流入部１９ａと、押出方向Ｅの下流側に配置された流出部１９ｂと、これら流入部１９ａと流出部１９ｂとの間に配置された中間部１９ｃとからなる。
【００４３】
流入部１９ａは、その押出方向Ｅに直交する断面が略長丸形状に形成され、溝１１に開口している。詳しくは、図３に示すように、流入部１９ａの断面は、その開口する溝１１の部分に沿うように鉛直方向（矢印Ｆ方向）に延びて形成されている。尚、本実施形態においては、このＦ方向が金属押出材Ｓの厚さ方向に設定されている。
【００４４】
また、流出部１９ｂは、その押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状に形成され、フィードプレート１５の内周面１５ａとは反対側の面１５ｂ（以下「外面１５ｂ」と呼ぶ）から窪んで形成されているとともに、後述するフローガイド２０Ａの調整孔２１ａに開口している。詳しくは、流出部１９ｂの断面は、外面１５ｂにおいてＦ方向に直交する水平方向（矢印Ｇ方向）に延びて形成されている。尚、本実施形態においては、このＧ方向が金属押出材Ｓの幅方向に設定されている。
【００４５】
また、流出部１９ｂの断面におけるＦ方向の寸法は、流入部１９ａの断面におけるＦ方向の寸法と略同一に設定されている。すなわち、流出部１９ｂの断面積は、流入部１９ａの断面積よりも大きく設定されている。本実施形態では、流出部１９ｂの断面寸法は、２０ｍｍ（Ｆ方向）×３８ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００４６】
また、中間部１９ｃは、その押出方向Ｅに直交する断面が略楕円形状をなし、その長軸をＧ方向に延ばすように配置し形成されている。また、中間部１９ｃは、流入部１９ａの内面から窪むように形成されており、フィードプレート１５の内周面１５ａ側から外面１５ｂ側へ向かうに従い漸次Ｇ方向に広がるテーパ状とされている。また、中間部１９ｃの断面におけるＧ方向の寸法は、流出部１９ｂの断面におけるＧ方向の寸法よりも小さく設定されている。
【００４７】
また、フィードプレート１５の外面１５ｂ側には、複数のフローガイド２０、ダイス２２、及び、複数のバックアップリング２４が、押出方向Ｅに順次連ねて配されている。これらのフローガイド２０、ダイス２２及びバックアップリング２４は、夫々円板状に形成されており、フィードプレート１５と同様に、ハウジング１３に位置決め状態で保持されている。
【００４８】
ダイス２２には、フィードプレート１５の素材案内孔１９に連通する成形孔２３が形成されている。成形孔２３は、ダイス２２を押出方向Ｅに貫通し形成されており、その押出方向Ｅに直交する断面が扁平した矩形状とされている。押出用素材Ｗは、この成形孔２３を通ることにより所望の断面形状を有する金属押出材Ｓへと成形されて、押出方向Ｅへ送出されるようになっている。
【００４９】
詳しくは、成形孔２３の断面形状は、フィードプレート１５の素材案内孔１９における流出部１９ｂと比較してＧ方向に長くＦ方向に短い扁平な矩形状に形成されており、これにより、成形孔２３を通過して成形される金属押出材Ｓは平板形状を呈することになる。本実施形態では、成形孔２３の断面寸法は、２．７ｍｍ（Ｆ方向）×５０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００５０】
また、フローガイド２０は、ニッケル基耐熱合金からなり、フィードプレート１５とダイス２２との間に押出方向Ｅに沿って複数配設されている。フローガイド２０には、素材案内孔１９及び成形孔２３に連通する調整孔２１が形成されている。本実施形態においては、フローガイド２０が、押出方向Ｅに連ねて３つ設けられている。
【００５１】
これらのフローガイド２０のうち、押出方向Ｅの上流側に配されて、フィードプレート１５の外面１５ｂに隣接するフローガイド２０Ａには、押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状をなす調整孔２１ａが形成されている。この調整孔２１ａは、素材案内孔１９に対応する位置に配されており、図３に示すように、その断面形状がＧ方向に延びるように形成されている。
【００５２】
また、調整孔２１ａの断面におけるＧ方向の寸法は、素材案内孔１９の流出部１９ｂの断面におけるＧ方向の寸法よりも大きく設定されている。また、調整孔２１ａの断面におけるＦ方向の寸法は、流出部１９ｂの断面におけるＦ方向の寸法と略同一に設定されている。本実施形態では、調整孔２１ａの断面寸法は、２０ｍｍ（Ｆ方向）×５０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００５３】
また、これらのフローガイド２０のうち、押出方向Ｅの下流側に配されて、ダイス２２の押出方向Ｅの上流側を向く端面２２ａに隣接するフローガイド２０Ｂには、押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状、略眼鏡形状又は略鼓形状をなす調整孔２１ｂが形成されている。この調整孔２１ｂは、成形孔２３に対応する位置に配されており、その断面形状がＧ方向に延びるように形成されている。
【００５４】
また、図３に示すように、調整孔２１ｂは、ダイス２２の成形孔２３よりもその押出方向Ｅに直交する断面形状が大きく設定されている。詳しくは、調整孔２１ｂの断面におけるＦ方向及びＧ方向の各寸法は、成形孔２３の断面におけるＦ方向及びＧ方向の各寸法よりも夫々大きく設定される。また、調整孔２１ｂの断面において、そのＦ方向の寸法は、Ｇ方向の中央（内方）部分において最も小さくされているとともに、該中央からＧ方向の外方へ向かうに連れ漸次大きくなるように設定されている。
【００５５】
本実施形態においては、調整孔２１ｂの断面は略鼓形状をなしており、そのＦ方向の両側をなす一対の辺部は、Ｆ方向の中央に向けて突出する凸曲線状に夫々形成されている。また、調整孔２１ｂの断面において、そのＧ方向の両側をなす一対の辺部は、Ｇ方向の外方へ向けて窪む凹曲線状に夫々形成されている。また、調整孔２１ｂの断面において、Ｇ方向の最大寸法は、６０ｍｍ程度に設定される。
【００５６】
また、これらのフローガイド２０のうち、フローガイド２０Ａ、２０Ｂの間に挟まれるとともに、押出方向Ｅの中央に配されるフローガイド２０Ｃには、押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状をなす調整孔２１ｃが形成されている。この調整孔２１ｃは、フローガイド２０Ａ、２０Ｂの調整孔２１ａ、２１ｂに対応する位置に配されており、図３に示すように、その断面形状がＧ方向に延びるように形成されている。また、調整孔２１ｃは、これらの調整孔２１ａ、２１ｂよりも、その押出方向Ｅに直交する断面形状が大きく設定されている。
【００５７】
詳しくは、調整孔２１ｃの断面におけるＧ方向の寸法は、調整孔２１ａ、２１ｂの断面におけるＧ方向の各寸法よりも大きく設定されている。また、調整孔２１ｃの断面におけるＦ方向の寸法は、調整孔２１ａの断面におけるＦ方向の寸法と略同一に設定され、調整孔２１ｂの断面におけるＦ方向の寸法よりも大きく設定されている。本実施形態では、調整孔２１ｃの断面寸法は、２０ｍｍ（Ｆ方向）×６５ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
また、これらのフローガイド２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、その押出方向Ｅに沿う寸法が夫々５〜１０ｍｍ程度に設定される。
【００５８】
また、複数のバックアップリング２４は、ダイス２２に作用する押出力をハウジング１３に伝達させ支持させるように、金属押出材Ｓの押し出されるＥ方向に重ねられ配置されている。また、これらのバックアップリング２４は、ダイス２２の成形孔２３から押出方向Ｅへと送出される金属押出材Ｓを案内する通路の各リング孔を夫々成形孔２３に対応する位置に有している。
【００５９】
また、これらのバックアップリング２４のうち、押出方向Ｅの略中央に配置されるバックアップリング２４Ａには、略Ｕ字状をなす棒状のヒーター２５が内蔵されている。ヒーター２５は、バックアップリング２４Ａの前記リング孔を囲むようにして配設されている。
【００６０】
また、図２に示すように、フローガイド２０及びダイス２２のＧ方向外方には、これらのフローガイド２０及びダイス２２を囲むようにヒーターブロック２６が夫々配設されている。これらのヒーターブロック２６は、角棒状、略直方体状又は矩形板状に形成され、ハウジング１３に支持され配設されている。
【００６１】
ヒーターブロック２６には、棒状をなしＦ方向に延在するヒーター２７が複数内蔵されている。これらのヒーター２７は、例えば、Ｉ字状又はＵ字状に形成されている。また、ヒーターブロック２６においてＧ方向の内方を向く面は、フローガイド２０及びダイス２２においてＧ方向の外方を向く面に接近し配置されている。このような構成により、ヒーターブロック２６は、これらのヒーター２７を発熱させ少なくともフローガイド２０の調整孔２１及びダイス２２の成形孔２３を加熱する加熱手段とされている。
【００６２】
次に、以上のように構成された回転ホイール式連続押出装置１を用いた金属押出材Ｓの製造方法について説明する。
まず、図１において、ワイヤー状の押出用素材Ｗは、Ａ方向に回転駆動される回転ホイール１０の溝１１にコイニングロール１２によって押し付けられる。この押出用素材Ｗは、回転ホイール１０の回転駆動に伴う押出用素材Ｗと溝１１との間の摩擦力により牽引されて、素材案内通路１６に送り込まれる。
【００６３】
この素材案内通路１６の回転方向下流端はアバットメント１７により堰き止められており、送り込まれる押出用素材Ｗによりその通路内が高圧化されている。そして、押出用素材Ｗは摩擦・変形発熱による塑性変形を受けながらフィードプレート１５の素材案内孔１９へと圧入されていき、フローガイド２０の調整孔２１を通過してダイス２２の成形孔２３からＥ方向へと押し出されることで、成形孔２３の形状に対応する平板状の金属押出材Ｓへと成形される。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置１によれば、フィードプレート１５とダイス２２との間に、押出方向Ｅに沿ってフローガイド２０が複数設けられているので、これらのフローガイド２０の調整孔２１を種々に設定し組み合わせることにより、これら調整孔２１内を流れる押出用素材Ｗが、ダイス２２の成形孔２３に到達するまでの間にその押出方向Ｅに直交する断面形状を任意に変形させて、成形孔２３に流入する際に、該成形孔２３全体に充填されやすくなる。
【００６５】
さらに、このようにフローガイド２０を複数設けることで、フィードプレート１５の素材案内孔１９からダイス２２の成形孔２３までの間に押出用素材Ｗが拡幅する区間を充分にとることができるので、押出用素材Ｗが、これらフローガイド２０の調整孔２１内に確実に充填された後、ダイス２２の成形孔２３全体に均一に送りこまれることになる。
【００６６】
従って、押出用素材Ｗとして銅や銅合金などの比較的硬質な金属材料を用い、製品として、断面扁平矩形状をなし、幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材Ｓを製造するような場合であっても、押出用素材Ｗが、ダイス２２の成形孔２３に到達するまでの間にフローガイド２０の調整孔２１内において、押出方向Ｅに直交する断面の面方向のうち幅方向（Ｇ方向）外方に向けて充分に拡幅される。これにより、押出用素材Ｗが成形孔２３から押し出される流出速度は、幅方向全体に均一に設定されることになり、精度の高い押出加工が行えるとともに、高品質の金属押出材Ｓを製造できる。
【００６７】
また、このように押出用素材Ｗが摩擦・変形発熱で充分可塑状となった状態でダイス２２の成形孔２３全体に送り込まれるので、ダイス２２の上流側を向く端面２２ａの成形孔２３近傍に局所的に過大な押出圧力が加えられるようなことが防止される。従って、特に押出開始時におけるダイス２２の破損等が確実に防止され、工具寿命が延長する。
【００６８】
また、フローガイド２０を複数設け夫々の調整孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃを組み合わせていることから、従来のように、デッドメタルの発生を抑制するためダイス２２の成形孔２３に合わせて個別にフローガイド２０を製作するような必要はなく、このような構成に対比して、設備費用が削減される。すなわち、本実施形態では、複数のフローガイド２０のうち、少なくともダイス２２の上流側を向く端面２２ａに隣接する１つのフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂのみを成形孔２３に対応させるように形成すればよいことから、フローガイド２０の材料費等の設備費用が大幅に削減されるとともに、金属押出材Ｓの製造コストが抑えられる。
【００６９】
また、ダイス２２の端面２２ａに隣接するフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂの断面形状が、ダイス２２の成形孔２３の断面形状よりも大きく設定されているので、押出用素材Ｗはこの調整孔２１ｂ内において下流側の成形孔２３を覆うように前記面方向の外方に向けて充分に拡幅されて速度調整された後、該成形孔２３に流入することになる。従って、押出用素材Ｗが成形孔２３全体により均一に流出するとともに、この成形孔２３から押し出される金属押出材Ｓの品質が充分に確保される。
【００７０】
特に、前述したように幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材Ｓを製造する場合には、ダイス２２の端面２２ａに隣接するフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂ内において、押出用素材Ｗが幅方向外方に向けて充分に拡幅されることから、金属押出材Ｓの幅方向の両端部における板厚不足や波打ち状の材料不足欠陥等がより確実に防止されることになり、高品質の金属押出材Ｓが製造できる。
【００７１】
また、フローガイド２０は３つ設けられており、これらのフローガイド２０のうち、押出方向Ｅの中央に配置されたフローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃは、押出方向Ｅの両端に配置されたフローガイド２０Ａ、２０Ｂの調整孔２１ａ、２１ｂよりも、その押出方向Ｅに直交する断面形状が大きく設定されている。
【００７２】
従って、押出用素材Ｗは、これらフローガイド２０のうち、押出方向Ｅのフィードプレート１５側に配されたフローガイド２０Ａの調整孔２１ａ内から押出方向Ｅの中央に配されたフローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃ内に向けて流動する際には、押出方向Ｅに直交する断面の面方向外方に向けて拡幅されていく。次いで、この中央のフローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃ内から押出方向Ｅのダイス２２側に配されたフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂ内に向けて流動する際には、前記面方向の内方（中央）に向けて集束されていく。そして、押出用素材Ｗがフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂ内からダイス２２の成形孔２３内へ向けて流動する際には、該成形孔２３全体に均一に導入されることになる。
【００７３】
このような構成によれば、フローガイド２０の調整孔２１内において、押出用素材Ｗの断面形状は、充分に増大された後適宜縮小されて、ダイス２２の成形孔２３の形状に対応するように変形される。従って、押出用素材Ｗは、調整孔２１内において滞留するようなことがなく、成形孔２３内へと効率よく流動することになる。よって、調整孔２１内に過剰なデッドメタルが生じるようなことが確実に防止されるとともに、押出用素材Ｗが成形孔２３全体により均一に流出して、金属押出材Ｓの品質が大幅に高められる。
【００７４】
また、フローガイド２０は、複数のフローガイド２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを組み合わせた構成であることから、前述のように、押出方向Ｅの中央の調整孔２１ｃの断面形状が両端の調整孔２１ａ、２１ｂの断面形状よりも大きく設定されていても、比較的容易に製造することができる。
【００７５】
また、少なくともフローガイド２０の調整孔２１及びダイス２２の成形孔２３を加熱する加熱手段として、ヒーター２７を備えたヒーターブロック２６が配設されているので、押出開始前に、予め調整孔２１及び成形孔２３を充分に加熱することができる。従って、比較的大きな押出圧力が必要とされる押出開始時においても、調整孔２１内及び成形孔２３内に配された押出用素材Ｗが加熱により容易に塑性変形しやすくなり、比較的簡便に金属押出材Ｓを押し出すことができる。これにより、押出加工の初期から品質のよい金属押出材Ｓを製造できる。
【００７６】
また、このように押出用素材Ｗが塑性変形しやすくされて、過大な押出圧力を必要としないことから、ダイス２２、フローガイド２０、フィードプレート１５等の工具が破損するようなことが防止される。従って、工具寿命が延長する。
【００７７】
また、バックアップリング２４Ａにヒーター２５が内蔵されていることから、ヒーターブロック２６により加熱されたダイス２２やフローガイド２０から、押出方向Ｅの下流側の外部へ向けて熱が逃げるようなことが抑制される。従って、ヒーターブロック２６による前述の加熱が効率よく行える。
【００７８】
尚、前述した素材案内通路１６においては、溝１１とアバットメント１７との間、及び、シュー１４及びフィードプレート１５と回転ホイール１０の外周面との間に、それぞれ若干の間隙が存在しているため、その間隙から可塑状となった押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが溝１１の内面及び前記回転ホイール１０の外周面に付着する。これらのバリは、アバットメント１７の下流側に設けられたスクレーパー１８によって削り落とされるため、バリの除去作業に作業者の手間を要することなく、長期に亘り安定して金属押出材Ｓを製造することができる。
【００７９】
また、このように構成された回転ホイール式連続押出装置１を用いて押出用素材Ｗを押出成形する金属押出材Ｓの製造方法によれば、高品質の金属押出材Ｓを比較的容易に製造することができる。
【００８０】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、成形孔２３の断面寸法は、２．７ｍｍ（Ｆ方向）×５０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定されることとしたが、これに限定されるものではない。詳しくは、成形孔２３の断面寸法におけるアスペクト比（Ｆ方向：Ｇ方向）を１：４０程度に設定することも可能であって、この場合、例えば、成形孔２３の断面寸法が、１ｍｍ（Ｆ方向）×４０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００８１】
より詳しくは、成形孔２３の断面寸法は、その幅方向（Ｇ方向）が１０ｍｍ〜５５ｍｍの範囲内に設定され、その厚さ方向（Ｆ方向）が１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に設定される。
【００８２】
また、本実施形態では、金属押出材Ｓは、押出方向Ｅに直交する断面が扁平した矩形状とされていることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、金属押出材Ｓは、前記断面が前述した以外の扁平した楕円形状や多角形板状等であってもよく、また、その断面において外周から突出する凸部や窪む凹部を部分的に有した形状であってもよい。ただし、本実施形態のように、金属押出材Ｓが扁平した薄肉板状に設定される、所謂拡大押出成形加工の場合には、前述した作用効果が充分に得られることから、より好ましい。
【００８３】
また、本実施形態では、フローガイド２０を３つ設けることとしたが、フローガイド２０は複数設けられていればよく、これに限定されるものではない。詳しくは、例えば、フローガイド２０を２つ設けて、フローガイド２０Ｂ、２０Ｃのみとしても構わない。この場合、フローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃの断面寸法を、１０〜１５ｍｍ（Ｆ方向）×６５ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定するのが好ましい。
【００８４】
また、前述した素材案内孔１９の形状、該素材案内孔１９における流出部１９ｂの断面寸法、フローガイド２０の調整孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃの形状及び断面寸法は、本実施形態に限定されるものではない。
【００８５】
また、本実施形態では、加熱手段として、ヒーターブロック２６が設けられていることとしたが、それ以外の加熱手段を用いても構わない。すなわち、ヒーターブロック２６を用いる代わりに、例えば、バーナー等を用いてダイス２２の成形孔２３及びフローガイド２０の調整孔２１を加熱する構成としてもよい。
また、熱電対等の温度検出手段をダイス２２近傍に配設して、該温度検出手段を制御部に電気的に接続するとともに、前述の加熱の温度を制御するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１ 回転ホイール式連続押出装置
１０ 回転ホイール
１１ 溝
１４ シュー
１４ａ シューの内周面
１５ フィードプレート
１５ａ フィードプレートの内周面
１５ｂ フィードプレートの外面
１６ 素材案内通路
１７ アバットメント
１９ 素材案内孔
２０ フローガイド
２０Ａ フローガイド（フィードプレート側）
２０Ｂ フローガイド（ダイス側）
２０Ｃ フローガイド（中央）
２１ 調整孔
２１ａ 調整孔（フィードプレート側）
２１ｂ 調整孔（ダイス側）
２１ｃ 調整孔（中央）
２２ ダイス
２２ａ ダイスの上流側を向く端面
２３ 成形孔
２６ ヒーターブロック（加熱手段）
Ｅ 押出用素材Ｗ（金属押出材Ｓ）の押出方向
Ｓ 金属押出材
Ｗ 押出用素材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の断面形状の金属押出材を押出加工により成形する回転ホイール式連続押出装置及びこれを用いた金属押出材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転ホイール式連続押出装置は、アルミニウムや銅などの金属材料（押出用素材）を押出加工して、所望の断面形状を有する金属押出材を連続的に製造する装置である。
一般に、回転ホイール式連続押出装置は、回転ホイールの外周面に形成された溝の一部をシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、この素材案内通路の下流端を塞ぐように溝内に突設されたアバットメントと、フィードプレートに形成されて素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔と、回転ホイールとの間にフィードプレートを挟むように配置されたダイスに形成されて素材案内孔に連通する成形孔とを備えている。
【０００３】
この回転ホイール式連続押出装置を用いて金属押出材を押出加工する場合には、回転ホイールを素材案内通路の上流側から下流側に向かう方向に回転させた状態で、素材案内通路の上流側においてワイヤー状の押出用素材を回転ホイールの溝内に挿入すればよい。これにより、押出用素材は回転ホイールとの摩擦力によって素材案内通路に引き込まれ、その下流端においてアバットメントによって堰き止められる。このとき、押出用素材は押出圧力を得るため、摩擦・変形発熱によって可塑状となりダイスの成形孔から押し出され、所望の断面形状を有する金属押出材に成形され送り出される。
【０００４】
ところで、このような回転ホイール式連続押出装置を用い、断面円形状の押出用素材から断面扁平矩形状の金属押出材を製造することがある。すなわち、丸棒状の押出用素材を成形して、金属押出材の流出方向に直交する幅が広くされるとともに厚さが薄肉とされた板状の金属押出材を製造する場合がある。
【０００５】
この場合に、ダイスの成形孔から流出する金属押出材（押出用素材）の流出速度に着目すると、該金属押出材の幅方向の両端部の流出速度は、幅方向の中央部の流出速度よりも遅くなりやすい。すなわち、このような幅広薄肉の板状からなる金属押出材を製造する場合は、押出用素材がダイスの成形孔に達するまでの間に幅方向に充分に拡散（以下「拡幅」とする）されにくくなることから、幅方向の両端部に押出用素材を充分に供給することが難しい。これにより、前述のような流出速度の差が生じて、金属押出材の幅方向における両端部の板厚が不足したり、該両端部に波打ち状の材料不足欠陥等が生じたりして、製品の精度が確保できないことがあった。
【０００６】
そこで、製品の品質を確保するため、例えば、特許文献１では、アルミニウム合金の押出加工において、ダイ（ダイス）の上流側に、開口部（調整孔）の形成されたフローガイドを配設している。このフローガイドの調整孔は、ダイスの成形孔に対応するようにして配置されているとともに、該成形孔よりも大きく開口し形成されている。
【０００７】
このようなフローガイドを設けることによって、押出用素材がフローガイドの調整孔に充分拡がって充填され、下流側のダイスの成形孔に流入する際には、速度が調整された状態となるので、押出用素材が成形孔から流出する際には、前述の流出速度の差が抑制されるようになっている。
また、特許文献２、非特許文献１、２においても、ダイスの上流側に、開口部（調整孔）を有する拡大リング（フローガイド）を配設する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５０８６７４号公報
【特許文献２】特許第３６５０６５５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「塑性と加工」、社団法人日本塑性加工学会、１９９８年１１月、第３９巻、第４５４号、ｐ．１１５０−１１５４
【非特許文献２】「塑性と加工」、社団法人日本塑性加工学会、１９９９年１０月、第４０巻、第４６５号、ｐ．９７６−９８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の回転ホイール式連続押出装置を用い、アルミニウムよりも硬質の銅や銅合金などを成形する場合には、前記フローガイドを用いても未だ金属押出材の品質を確保することが難しかった。すなわち、銅や銅合金は、比較的硬質で塑性変形しにくいことから、フローガイドの調整孔内において幅方向に拡幅されにくい。従って、押出用素材がダイスの成形孔全体に充填されにくくなって、前述の流出速度の差を抑制することが難しかった。
【００１１】
また、特に押出開始時において、フローガイドの調整孔内で押出用素材が充分に可塑状態とならずにダイスの上流側を向く端面に押し当てられた場合には、該端面における成形孔近傍に局所的に過大な押出圧力が加えられることになり、ダイスが破損する虞があった。
【００１２】
また、非特許文献１、２においては、フローガイドの調整孔とダイスの成形孔とでその断面形状や寸法が大きく異なって設定されている。しかしながら、この場合、ダイス側に開口する前記調整孔の一部がダイスの前記端面によって覆われることになり、押出用素材は、該調整孔を通る際にフローガイドとダイスとの段差部分に堰き止められて、所謂デッドメタルが発生する。このようなデッドメタルが生じると、その一部が金属押出材となる押出用素材とともに成形孔から流出することになり、それが金属押出材に巻き込まれて金属押出材の品質を低下させるという問題が生じる。
【００１３】
このような品質低下を回避するために、ダイスの成形孔の形状に合わせてフローガイドを個別に製造することも考えられるが、フローガイドは高価で難削性のニッケル基耐熱合金によって製作されているため、設備費用が嵩むとともに金属押出材の製造コストが高くなってしまう。
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、金属押出材を高品質に製造でき、ダイスの破損を防止して工具寿命を延長でき、設備費用及び金属押出材の製造コストを削減できる回転ホイール式連続押出装置及びこれを用いた金属押出材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、回転ホイールの外周面に形成された溝の一部をシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、前記素材案内通路の下流端を塞ぐように前記溝内に突設されたアバットメントと、前記フィードプレートに形成されて前記素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔と、前記フィードプレートの内周面と反対側の外面側に配置されて前記素材案内孔に連通される成形孔を形成したダイスとを備え、前記素材案内通路に導入された押出用素材を前記成形孔から押し出し金属押出材を成形する回転ホイール式連続押出装置であって、前記フィードプレートと前記ダイスとの間には、前記素材案内孔及び前記成形孔に連通する調整孔を有するフローガイドが、押出用素材の押出方向に沿って複数設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前述の回転ホイール式連続押出装置を用いた金属押出材の製造方法であって、金属材料からなる押出用素材を前記素材案内通路に導入し、この素材案内通路の下流端から前記フィードプレートの素材案内孔に圧入し、前記フローガイドの調整孔を通過させて前記ダイスの成形孔から押し出すことで、前記成形孔に対応する断面形状に成形することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置及びこれを用いた金属押出材の製造方法によれば、フィードプレートとダイスとの間に、押出方向に沿ってフローガイドが複数設けられているので、これらのフローガイドの調整孔を種々に設定し組み合わせることにより、これら調整孔内を流れる押出用素材が、ダイスの成形孔に到達するまでの間にその押出方向に直交する断面形状を任意に変形させて、成形孔に流入する際に、該成形孔全体に充填されやすくなる。すなわち、例えば、押出用素材が、調整孔内において押出方向に直交する断面の面方向外方に向けて拡幅されやすくなる。
【００１７】
さらに、このようにフローガイドを複数設けることで、フィードプレートの素材案内孔からダイスの成形孔までの間に押出用素材の助走区間を比較的長くとることができるので、押出用素材が、これらフローガイドの調整孔内に確実に充填された後、ダイスの成形孔全体に均一に送りこまれることになる。
【００１８】
従って、例えば、押出用素材として銅や銅合金などの比較的硬質な金属材料を用い、製品として、断面扁平矩形状をなし、幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材を製造するような場合であっても、押出用素材が、ダイスの成形孔に到達するまでの間にフローガイドの調整孔内において該成形孔の形状に対応するように変形する。これにより、押出用素材が前記成形孔から押し出される流出速度は、押出方向に直交する断面の面方向全体に均一に設定されることになり、精度の高い押出加工が行えるとともに、高品質の金属押出材を製造できる。
【００１９】
また、このように押出用素材が調整孔内で変形した後、ダイスの成形孔全体に送り込まれるようになっているので、押出用素材は摩擦・変形発熱で充分可塑状になっていることから、ダイスの上流側を向く端面の成形孔近傍に局所的に過大な押出圧力が加えられるようなことが防止されている。従って、特に押出開始時におけるダイスの破損等が確実に防止され、工具寿命が延長する。
【００２０】
また、フローガイドを複数設け夫々の調整孔を組み合わせていることから、従来のように、デッドメタルの発生を抑制するためダイスの成形孔に合わせて個別にフローガイドを製作するような必要はなく、このような構成に対比して、設備費用が削減される。すなわち、本発明では、複数のフローガイドのうち、少なくともダイスの上流側を向く端面に隣接する１つのフローガイドの調整孔のみを該ダイスの成形孔に対応させるように形成すればよいことから、フローガイドの材料費等の設備費用が大幅に削減されるとともに、金属押出材の製造コストが抑えられる。
【００２１】
また、本発明に係る回転ホイール式連続押出装置において、前記フローガイドのうち、少なくとも前記ダイスの上流側を向く端面に隣接するフローガイドの前記調整孔は、前記成形孔よりもその押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることとしてもよい。
【００２２】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、ダイスの上流側を向く端面に隣接するフローガイドの調整孔の断面形状が、ダイスの成形孔の断面形状よりも大きく設定されているので、押出用素材はこの調整孔内において下流側の成形孔を覆うように前記断面の面方向外方に向けて充分に拡幅されて速度調整された後、該成形孔に流入することになる。従って、押出用素材が成形孔全体により均一に流出するとともに、この成形孔から押し出される金属押出材の品質が充分に確保される。
【００２３】
特に、前述のように幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材を製造する場合には、ダイスの前記端面に隣接するフローガイドの調整孔内において、押出用素材が幅方向外方に向けて充分に拡幅されることから、金属押出材の幅方向の両端部における板厚不足や波打ち状の材料不足欠陥等がより確実に防止されることになり、高品質の金属押出材が製造できる。
【００２４】
また、本発明に係る回転ホイール式連続押出装置において、前記フローガイドは、３つ以上設けられており、これらのフローガイドのうち、押出方向の中央に配置されたフローガイドの前記調整孔は、押出方向の両端に配置されたフローガイドの前記調整孔よりも、その押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることとしてもよい。
【００２５】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、押出用素材は、これらフローガイドのうち、押出方向のフィードプレート側に配されたフローガイドの調整孔内から押出方向の中央に配されたフローガイドの調整孔内に向けて流動する際には、押出方向に直交する断面の面方向外方に向けて拡幅されていく。次いで、この中央のフローガイドの調整孔内から押出方向のダイス側に配されたフローガイドの調整孔内に向けて流動する際には、前記面方向の内方（中央）に向けて集束されていく。そして、押出用素材がダイス側のフローガイドの調整孔内からダイスの成形孔内へ向けて流動する際には、該成形孔全体に均一に導入されることになる。
【００２６】
このような構成によれば、フローガイドの調整孔内において、押出用素材の断面形状は、充分に増大された後適宜縮小されて、ダイスの成形孔の形状に対応するように変形される。従って、押出用素材は、成形孔内へと効率よく流動し、また調整孔内に過剰なデッドメタルが生じるようなことが確実に防止されるとともに、押出用素材が成形孔全体により均一に流出して、金属押出材の品質が大幅に高められる。
【００２７】
また、複数のフローガイドを組み合わせた構成であることから、前述のように、押出方向の中央の調整孔の断面形状が両端の調整孔の断面形状よりも大きく設定されていても、比較的容易に製造することができる。
【００２８】
また、本発明に係る回転ホイール式連続押出装置において、少なくとも前記フローガイドの調整孔及び前記ダイスの成形孔を加熱する加熱手段が設けられていることとしてもよい。
【００２９】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、少なくともフローガイドの調整孔及びダイスの成形孔を加熱する加熱手段として、例えば、ヒーターやバーナー等が配設されているので、押出開始前に、予め前記調整孔及び前記成形孔を充分に加熱することができる。従って、比較的大きな押出圧力が必要とされる押出開始時においても、調整孔内及び成形孔内に配された押出用素材が加熱により容易に塑性変形しやすくなり、比較的簡便に金属押出材を押し出すことができる。これにより、押出加工の初期から品質のよい金属押出材を製造できる。
【００３０】
また、このように押出用素材が塑性変形しやすくされて、過大な押出圧力を必要としないことから、ダイス等の工具が破損するようなことが防止される。従って、工具寿命が延長する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る回転ホイール式連続押出装置によれば、金属押出材を高品質に製造でき、ダイスの破損を防止して工具寿命を延長でき、設備費用及び金属押出材の製造コストを削減できる。
また、本発明に係る金属押出材の製造方法によれば、前述の回転ホイール式連続押出装置を用いて、高品質の金属押出材を比較的容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面における平断面図である。
【図３】図２のＹ−Ｙ断面からダイス側を見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置１には、回転軸線Ｃを中心とし矢印Ａ方向に回転駆動可能な回転ホイール１０が設けられている。回転ホイール１０の外周面には、その周方向にわたって、押出加工されるワイヤー状の押出用素材Ｗを案内するための溝１１が設けられている。押出用素材Ｗは、例えば銅や銅合金からなり、この溝１１内に配置されて、該回転ホイール１０の回転駆動と、該溝１１と押出用素材Ｗとの摩擦力とによってこの回転ホイール１０に牽引されてＡ方向に送られていくようになっている。
【００３４】
具体的には、後述するシュー１４よりも回転ホイール１０の回転方向上流側に配置されたコイニングロール１２によって、押出用素材Ｗが強制的に溝１１内に押し込まれる。このコイニングロール１２は、溝１１を覆うように回転ホイール１０の外周面に押し付けられており、回転ホイール１０と協働して矢印Ｂ方向に回転するように構成されている。
【００３５】
略矩形板状に形成されたシュー１４は、回転ホイール１０の周方向の所定の長さ範囲にわたってハウジング１３にて位置決め状態に保持されている。このシュー１４は、回転ホイール１０の外周面に摺接して、この外周面に対する溝１１の開口を塞ぐように配置されている。回転ホイール１０に摺接するシュー１４の内周面１４ａは、回転ホイール１０の外周面に対してその周方向に沿って所定長さだけ摺接するように曲面状に形成されている。
【００３６】
シュー１４よりも回転ホイール１０の回転方向下流側には、フィードプレート１５が隣接して配置されている。このフィードプレート１５は、シュー１４と同様に、ハウジング１３にて位置決め状態に保持され、回転ホイール１０の外周面に摺接して当該外周面に対する溝１１の開口を塞いでいる。すなわち、回転ホイール１０に摺接するフィードプレート１５の内周面１５ａは、回転ホイール１０の外周面に対してその周方向に沿って所定長さだけ摺接するように曲面状に形成されている。
【００３７】
このように、これら溝１１、シュー１４の内周面１４ａ及びフィードプレート１５の内周面１５ａによって、押出用素材Ｗを回転ホイール１０の溝１１内に配した状態でＡ方向に案内する素材案内通路１６が形成されている。
【００３８】
また、フィードプレート１５の内周面１５ａのうち回転ホイール１０の回転方向下流部分（図１における内周面１５ａの下側部分）には、アバットメント１７が配設されている。このアバットメント１７は、図２に示すように、素材案内通路１６の下流端を塞ぐように溝１１内に突出して該溝１１の内面と若干の間隙を空けて配設されている。すなわち、アバットメント１７は、素材案内通路１６の下流端において溝１１の内面付近を除く中央部分で押出用素材Ｗを堰き止めるように構成されている。
【００３９】
ここで、上述したように、溝１１とアバットメント１７との間には若干の間隙が存在するが、シュー１４及びフィードプレート１５と回転ホイール１０の外周面との間にもわずかに間隙が設けられている。そして、これらの間隙から可塑状となった押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが溝１１の内面及び回転ホイール１０の外周面に付着する。
【００４０】
そこで、これらのバリを除去するため、アバットメント１７のさらに回転方向下流側には、図１に示すようにスクレーパー１８が設けられている。このスクレーパー１８は、その鋭利な先端部分を溝１１の内面及び前記回転ホイール１０の外周面に摺接可能に形成されており、付着したバリを削り取るようになっている。
【００４１】
また、フィードプレート１５には、図１〜３に示すように、その内周面１５ａの略中央部に回転ホイール１０の溝１１に対応した位置から金属押出材Ｓが成形される押出方向（図の矢印Ｅ方向）へ向かって貫通する素材案内孔１９が形成されている。すなわち、この素材案内孔１９は、素材案内通路１６の下流端側に開口している。
【００４２】
詳しくは、素材案内孔１９は、押出方向Ｅの上流側に配置された流入部１９ａと、押出方向Ｅの下流側に配置された流出部１９ｂと、これら流入部１９ａと流出部１９ｂとの間に配置された中間部１９ｃとからなる。
【００４３】
流入部１９ａは、その押出方向Ｅに直交する断面が略長丸形状に形成され、溝１１に開口している。詳しくは、図３に示すように、流入部１９ａの断面は、その開口する溝１１の部分に沿うように鉛直方向（矢印Ｆ方向）に延びて形成されている。尚、本実施形態においては、このＦ方向が金属押出材Ｓの厚さ方向に設定されている。
【００４４】
また、流出部１９ｂは、その押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状に形成され、フィードプレート１５の内周面１５ａとは反対側の面１５ｂ（以下「外面１５ｂ」と呼ぶ）から窪んで形成されているとともに、後述するフローガイド２０Ａの調整孔２１ａに開口している。詳しくは、流出部１９ｂの断面は、外面１５ｂにおいてＦ方向に直交する水平方向（矢印Ｇ方向）に延びて形成されている。尚、本実施形態においては、このＧ方向が金属押出材Ｓの幅方向に設定されている。
【００４５】
また、流出部１９ｂの断面におけるＦ方向の寸法は、流入部１９ａの断面におけるＦ方向の寸法と略同一に設定されている。すなわち、流出部１９ｂの断面積は、流入部１９ａの断面積よりも大きく設定されている。本実施形態では、流出部１９ｂの断面寸法は、２０ｍｍ（Ｆ方向）×３８ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００４６】
また、中間部１９ｃは、その押出方向Ｅに直交する断面が略楕円形状をなし、その長軸をＧ方向に延ばすように配置し形成されている。また、中間部１９ｃは、流入部１９ａの内面から窪むように形成されており、フィードプレート１５の内周面１５ａ側から外面１５ｂ側へ向かうに従い漸次Ｇ方向に広がるテーパ状とされている。また、中間部１９ｃの断面におけるＧ方向の寸法は、流出部１９ｂの断面におけるＧ方向の寸法よりも小さく設定されている。
【００４７】
また、フィードプレート１５の外面１５ｂ側には、複数のフローガイド２０、ダイス２２、及び、複数のバックアップリング２４が、押出方向Ｅに順次連ねて配されている。これらのフローガイド２０、ダイス２２及びバックアップリング２４は、夫々円板状に形成されており、フィードプレート１５と同様に、ハウジング１３に位置決め状態で保持されている。
【００４８】
ダイス２２には、フィードプレート１５の素材案内孔１９に連通する成形孔２３が形成されている。成形孔２３は、ダイス２２を押出方向Ｅに貫通し形成されており、その押出方向Ｅに直交する断面が扁平した矩形状とされている。押出用素材Ｗは、この成形孔２３を通ることにより所望の断面形状を有する金属押出材Ｓへと成形されて、押出方向Ｅへ送出されるようになっている。
【００４９】
詳しくは、成形孔２３の断面形状は、フィードプレート１５の素材案内孔１９における流出部１９ｂと比較してＧ方向に長くＦ方向に短い扁平な矩形状に形成されており、これにより、成形孔２３を通過して成形される金属押出材Ｓは平板形状を呈することになる。本実施形態では、成形孔２３の断面寸法は、２．７ｍｍ（Ｆ方向）×５０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００５０】
また、フローガイド２０は、ニッケル基耐熱合金からなり、フィードプレート１５とダイス２２との間に押出方向Ｅに沿って複数配設されている。フローガイド２０には、素材案内孔１９及び成形孔２３に連通する調整孔２１が形成されている。本実施形態においては、フローガイド２０が、押出方向Ｅに連ねて３つ設けられている。
【００５１】
これらのフローガイド２０のうち、押出方向Ｅの上流側に配されて、フィードプレート１５の外面１５ｂに隣接するフローガイド２０Ａには、押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状をなす調整孔２１ａが形成されている。この調整孔２１ａは、素材案内孔１９に対応する位置に配されており、図３に示すように、その断面形状がＧ方向に延びるように形成されている。
【００５２】
また、調整孔２１ａの断面におけるＧ方向の寸法は、素材案内孔１９の流出部１９ｂの断面におけるＧ方向の寸法よりも大きく設定されている。また、調整孔２１ａの断面におけるＦ方向の寸法は、流出部１９ｂの断面におけるＦ方向の寸法と略同一に設定されている。本実施形態では、調整孔２１ａの断面寸法は、２０ｍｍ（Ｆ方向）×５０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００５３】
また、これらのフローガイド２０のうち、押出方向Ｅの下流側に配されて、ダイス２２の押出方向Ｅの上流側を向く端面２２ａに隣接するフローガイド２０Ｂには、押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状、略眼鏡形状又は略鼓形状をなす調整孔２１ｂが形成されている。この調整孔２１ｂは、成形孔２３に対応する位置に配されており、その断面形状がＧ方向に延びるように形成されている。
【００５４】
また、図３に示すように、調整孔２１ｂは、ダイス２２の成形孔２３よりもその押出方向Ｅに直交する断面形状が大きく設定されている。詳しくは、調整孔２１ｂの断面におけるＦ方向及びＧ方向の各寸法は、成形孔２３の断面におけるＦ方向及びＧ方向の各寸法よりも夫々大きく設定される。また、調整孔２１ｂの断面において、そのＦ方向の寸法は、Ｇ方向の中央（内方）部分において最も小さくされているとともに、該中央からＧ方向の外方へ向かうに連れ漸次大きくなるように設定されている。
【００５５】
本実施形態においては、調整孔２１ｂの断面は略鼓形状をなしており、そのＦ方向の両側をなす一対の辺部は、Ｆ方向の中央に向けて突出する凸曲線状に夫々形成されている。また、調整孔２１ｂの断面において、そのＧ方向の両側をなす一対の辺部は、Ｇ方向の外方へ向けて窪む凹曲線状に夫々形成されている。また、調整孔２１ｂの断面において、Ｇ方向の最大寸法は、６０ｍｍ程度に設定される。
【００５６】
また、これらのフローガイド２０のうち、フローガイド２０Ａ、２０Ｂの間に挟まれるとともに、押出方向Ｅの中央に配されるフローガイド２０Ｃには、押出方向Ｅに直交する断面が略矩形状をなす調整孔２１ｃが形成されている。この調整孔２１ｃは、フローガイド２０Ａ、２０Ｂの調整孔２１ａ、２１ｂに対応する位置に配されており、図３に示すように、その断面形状がＧ方向に延びるように形成されている。また、調整孔２１ｃは、これらの調整孔２１ａ、２１ｂよりも、その押出方向Ｅに直交する断面形状が大きく設定されている。
【００５７】
詳しくは、調整孔２１ｃの断面におけるＧ方向の寸法は、調整孔２１ａ、２１ｂの断面におけるＧ方向の各寸法よりも大きく設定されている。また、調整孔２１ｃの断面におけるＦ方向の寸法は、調整孔２１ａの断面におけるＦ方向の寸法と略同一に設定され、調整孔２１ｂの断面におけるＦ方向の寸法よりも大きく設定されている。本実施形態では、調整孔２１ｃの断面寸法は、２０ｍｍ（Ｆ方向）×６５ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
また、これらのフローガイド２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、その押出方向Ｅに沿う寸法が夫々５〜１０ｍｍ程度に設定される。
【００５８】
また、複数のバックアップリング２４は、ダイス２２に作用する押出力をハウジング１３に伝達させ支持させるように、金属押出材Ｓの押し出されるＥ方向に重ねられ配置されている。また、これらのバックアップリング２４は、ダイス２２の成形孔２３から押出方向Ｅへと送出される金属押出材Ｓを案内する通路の各リング孔を夫々成形孔２３に対応する位置に有している。
【００５９】
また、これらのバックアップリング２４のうち、押出方向Ｅの略中央に配置されるバックアップリング２４Ａには、略Ｕ字状をなす棒状のヒーター２５が内蔵されている。ヒーター２５は、バックアップリング２４Ａの前記リング孔を囲むようにして配設されている。
【００６０】
また、図２に示すように、フローガイド２０及びダイス２２のＧ方向外方には、これらのフローガイド２０及びダイス２２を囲むようにヒーターブロック２６が夫々配設されている。これらのヒーターブロック２６は、角棒状、略直方体状又は矩形板状に形成され、ハウジング１３に支持され配設されている。
【００６１】
ヒーターブロック２６には、棒状をなしＦ方向に延在するヒーター２７が複数内蔵されている。これらのヒーター２７は、例えば、Ｉ字状又はＵ字状に形成されている。また、ヒーターブロック２６においてＧ方向の内方を向く面は、フローガイド２０及びダイス２２においてＧ方向の外方を向く面に接近し配置されている。このような構成により、ヒーターブロック２６は、これらのヒーター２７を発熱させ少なくともフローガイド２０の調整孔２１及びダイス２２の成形孔２３を加熱する加熱手段とされている。
【００６２】
次に、以上のように構成された回転ホイール式連続押出装置１を用いた金属押出材Ｓの製造方法について説明する。
まず、図１において、ワイヤー状の押出用素材Ｗは、Ａ方向に回転駆動される回転ホイール１０の溝１１にコイニングロール１２によって押し付けられる。この押出用素材Ｗは、回転ホイール１０の回転駆動に伴う押出用素材Ｗと溝１１との間の摩擦力により牽引されて、素材案内通路１６に送り込まれる。
【００６３】
この素材案内通路１６の回転方向下流端はアバットメント１７により堰き止められており、送り込まれる押出用素材Ｗによりその通路内が高圧化されている。そして、押出用素材Ｗは摩擦・変形発熱による塑性変形を受けながらフィードプレート１５の素材案内孔１９へと圧入されていき、フローガイド２０の調整孔２１を通過してダイス２２の成形孔２３からＥ方向へと押し出されることで、成形孔２３の形状に対応する平板状の金属押出材Ｓへと成形される。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係る回転ホイール式連続押出装置１によれば、フィードプレート１５とダイス２２との間に、押出方向Ｅに沿ってフローガイド２０が複数設けられているので、これらのフローガイド２０の調整孔２１を種々に設定し組み合わせることにより、これら調整孔２１内を流れる押出用素材Ｗが、ダイス２２の成形孔２３に到達するまでの間にその押出方向Ｅに直交する断面形状を任意に変形させて、成形孔２３に流入する際に、該成形孔２３全体に充填されやすくなる。
【００６５】
さらに、このようにフローガイド２０を複数設けることで、フィードプレート１５の素材案内孔１９からダイス２２の成形孔２３までの間に押出用素材Ｗが拡幅する区間を充分にとることができるので、押出用素材Ｗが、これらフローガイド２０の調整孔２１内に確実に充填された後、ダイス２２の成形孔２３全体に均一に送りこまれることになる。
【００６６】
従って、押出用素材Ｗとして銅や銅合金などの比較的硬質な金属材料を用い、製品として、断面扁平矩形状をなし、幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材Ｓを製造するような場合であっても、押出用素材Ｗが、ダイス２２の成形孔２３に到達するまでの間にフローガイド２０の調整孔２１内において、押出方向Ｅに直交する断面の面方向のうち幅方向（Ｇ方向）外方に向けて充分に拡幅される。これにより、押出用素材Ｗが成形孔２３から押し出される流出速度は、幅方向全体に均一に設定されることになり、精度の高い押出加工が行えるとともに、高品質の金属押出材Ｓを製造できる。
【００６７】
また、このように押出用素材Ｗが摩擦・変形発熱で充分可塑状となった状態でダイス２２の成形孔２３全体に送り込まれるので、ダイス２２の上流側を向く端面２２ａの成形孔２３近傍に局所的に過大な押出圧力が加えられるようなことが防止される。従って、特に押出開始時におけるダイス２２の破損等が確実に防止され、工具寿命が延長する。
【００６８】
また、フローガイド２０を複数設け夫々の調整孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃを組み合わせていることから、従来のように、デッドメタルの発生を抑制するためダイス２２の成形孔２３に合わせて個別にフローガイド２０を製作するような必要はなく、このような構成に対比して、設備費用が削減される。すなわち、本実施形態では、複数のフローガイド２０のうち、少なくともダイス２２の上流側を向く端面２２ａに隣接する１つのフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂのみを成形孔２３に対応させるように形成すればよいことから、フローガイド２０の材料費等の設備費用が大幅に削減されるとともに、金属押出材Ｓの製造コストが抑えられる。
【００６９】
また、ダイス２２の端面２２ａに隣接するフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂの断面形状が、ダイス２２の成形孔２３の断面形状よりも大きく設定されているので、押出用素材Ｗはこの調整孔２１ｂ内において下流側の成形孔２３を覆うように前記面方向の外方に向けて充分に拡幅されて速度調整された後、該成形孔２３に流入することになる。従って、押出用素材Ｗが成形孔２３全体により均一に流出するとともに、この成形孔２３から押し出される金属押出材Ｓの品質が充分に確保される。
【００７０】
特に、前述したように幅が広く薄肉の板状からなる金属押出材Ｓを製造する場合には、ダイス２２の端面２２ａに隣接するフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂ内において、押出用素材Ｗが幅方向外方に向けて充分に拡幅されることから、金属押出材Ｓの幅方向の両端部における板厚不足や波打ち状の材料不足欠陥等がより確実に防止されることになり、高品質の金属押出材Ｓが製造できる。
【００７１】
また、フローガイド２０は３つ設けられており、これらのフローガイド２０のうち、押出方向Ｅの中央に配置されたフローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃは、押出方向Ｅの両端に配置されたフローガイド２０Ａ、２０Ｂの調整孔２１ａ、２１ｂよりも、その押出方向Ｅに直交する断面形状が大きく設定されている。
【００７２】
従って、押出用素材Ｗは、これらフローガイド２０のうち、押出方向Ｅのフィードプレート１５側に配されたフローガイド２０Ａの調整孔２１ａ内から押出方向Ｅの中央に配されたフローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃ内に向けて流動する際には、押出方向Ｅに直交する断面の面方向外方に向けて拡幅されていく。次いで、この中央のフローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃ内から押出方向Ｅのダイス２２側に配されたフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂ内に向けて流動する際には、前記面方向の内方（中央）に向けて集束されていく。そして、押出用素材Ｗがフローガイド２０Ｂの調整孔２１ｂ内からダイス２２の成形孔２３内へ向けて流動する際には、該成形孔２３全体に均一に導入されることになる。
【００７３】
このような構成によれば、フローガイド２０の調整孔２１内において、押出用素材Ｗの断面形状は、充分に増大された後適宜縮小されて、ダイス２２の成形孔２３の形状に対応するように変形される。従って、押出用素材Ｗは、調整孔２１内において滞留するようなことがなく、成形孔２３内へと効率よく流動することになる。よって、調整孔２１内に過剰なデッドメタルが生じるようなことが確実に防止されるとともに、押出用素材Ｗが成形孔２３全体により均一に流出して、金属押出材Ｓの品質が大幅に高められる。
【００７４】
また、フローガイド２０は、複数のフローガイド２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを組み合わせた構成であることから、前述のように、押出方向Ｅの中央の調整孔２１ｃの断面形状が両端の調整孔２１ａ、２１ｂの断面形状よりも大きく設定されていても、比較的容易に製造することができる。
【００７５】
また、少なくともフローガイド２０の調整孔２１及びダイス２２の成形孔２３を加熱する加熱手段として、ヒーター２７を備えたヒーターブロック２６が配設されているので、押出開始前に、予め調整孔２１及び成形孔２３を充分に加熱することができる。従って、比較的大きな押出圧力が必要とされる押出開始時においても、調整孔２１内及び成形孔２３内に配された押出用素材Ｗが加熱により容易に塑性変形しやすくなり、比較的簡便に金属押出材Ｓを押し出すことができる。これにより、押出加工の初期から品質のよい金属押出材Ｓを製造できる。
【００７６】
また、このように押出用素材Ｗが塑性変形しやすくされて、過大な押出圧力を必要としないことから、ダイス２２、フローガイド２０、フィードプレート１５等の工具が破損するようなことが防止される。従って、工具寿命が延長する。
【００７７】
また、バックアップリング２４Ａにヒーター２５が内蔵されていることから、ヒーターブロック２６により加熱されたダイス２２やフローガイド２０から、押出方向Ｅの下流側の外部へ向けて熱が逃げるようなことが抑制される。従って、ヒーターブロック２６による前述の加熱が効率よく行える。
【００７８】
尚、前述した素材案内通路１６においては、溝１１とアバットメント１７との間、及び、シュー１４及びフィードプレート１５と回転ホイール１０の外周面との間に、それぞれ若干の間隙が存在しているため、その間隙から可塑状となった押出用素材Ｗがバリ状に押し出され、これらのバリが溝１１の内面及び前記回転ホイール１０の外周面に付着する。これらのバリは、アバットメント１７の下流側に設けられたスクレーパー１８によって削り落とされるため、バリの除去作業に作業者の手間を要することなく、長期に亘り安定して金属押出材Ｓを製造することができる。
【００７９】
また、このように構成された回転ホイール式連続押出装置１を用いて押出用素材Ｗを押出成形する金属押出材Ｓの製造方法によれば、高品質の金属押出材Ｓを比較的容易に製造することができる。
【００８０】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、成形孔２３の断面寸法は、２．７ｍｍ（Ｆ方向）×５０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定されることとしたが、これに限定されるものではない。詳しくは、成形孔２３の断面寸法におけるアスペクト比（Ｆ方向：Ｇ方向）を１：４０程度に設定することも可能であって、この場合、例えば、成形孔２３の断面寸法が、１ｍｍ（Ｆ方向）×４０ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定される。
【００８１】
より詳しくは、成形孔２３の断面寸法は、その幅方向（Ｇ方向）が１０ｍｍ〜５５ｍｍの範囲内に設定され、その厚さ方向（Ｆ方向）が１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に設定される。
【００８２】
また、本実施形態では、金属押出材Ｓは、押出方向Ｅに直交する断面が扁平した矩形状とされていることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、金属押出材Ｓは、前記断面が前述した以外の扁平した楕円形状や多角形板状等であってもよく、また、その断面において外周から突出する凸部や窪む凹部を部分的に有した形状であってもよい。ただし、本実施形態のように、金属押出材Ｓが扁平した薄肉板状に設定される、所謂拡大押出成形加工の場合には、前述した作用効果が充分に得られることから、より好ましい。
【００８３】
また、本実施形態では、フローガイド２０を３つ設けることとしたが、フローガイド２０は複数設けられていればよく、これに限定されるものではない。詳しくは、例えば、フローガイド２０を２つ設けて、フローガイド２０Ｂ、２０Ｃのみとしても構わない。この場合、フローガイド２０Ｃの調整孔２１ｃの断面寸法を、１０〜１５ｍｍ（Ｆ方向）×６５ｍｍ（Ｇ方向）程度に設定するのが好ましい。
【００８４】
また、前述した素材案内孔１９の形状、該素材案内孔１９における流出部１９ｂの断面寸法、フローガイド２０の調整孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃの形状及び断面寸法は、本実施形態に限定されるものではない。
【００８５】
また、本実施形態では、加熱手段として、ヒーターブロック２６が設けられていることとしたが、それ以外の加熱手段を用いても構わない。すなわち、ヒーターブロック２６を用いる代わりに、例えば、バーナー等を用いてダイス２２の成形孔２３及びフローガイド２０の調整孔２１を加熱する構成としてもよい。
また、熱電対等の温度検出手段をダイス２２近傍に配設して、該温度検出手段を制御部に電気的に接続するとともに、前述の加熱の温度を制御するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１ 回転ホイール式連続押出装置
１０ 回転ホイール
１１ 溝
１４ シュー
１４ａ シューの内周面
１５ フィードプレート
１５ａ フィードプレートの内周面
１５ｂ フィードプレートの外面
１６ 素材案内通路
１７ アバットメント
１９ 素材案内孔
２０ フローガイド
２０Ａ フローガイド（フィードプレート側）
２０Ｂ フローガイド（ダイス側）
２０Ｃ フローガイド（中央）
２１ 調整孔
２１ａ 調整孔（フィードプレート側）
２１ｂ 調整孔（ダイス側）
２１ｃ 調整孔（中央）
２２ ダイス
２２ａ ダイスの上流側を向く端面
２３ 成形孔
２６ ヒーターブロック（加熱手段）
Ｅ 押出用素材Ｗ（金属押出材Ｓ）の押出方向
Ｓ 金属押出材
Ｗ 押出用素材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ホイールの外周面に形成された溝の一部をシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、前記素材案内通路の下流端を塞ぐように前記溝内に突設されたアバットメントと、前記フィードプレートに形成されて前記素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔と、前記フィードプレートの内周面と反対側の外面側に配置されて前記素材案内孔に連通される成形孔を形成したダイスとを備え、
前記素材案内通路に導入された押出用素材を前記成形孔から押し出し金属押出材を成形する回転ホイール式連続押出装置であって、
前記フィードプレートと前記ダイスとの間には、前記素材案内孔及び前記成形孔に連通する調整孔を有するフローガイドが、押出用素材の押出方向に沿って複数設けられていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転ホイール式連続押出装置であって、
前記フローガイドのうち、少なくとも前記ダイスの上流側を向く端面に隣接するフローガイドの前記調整孔は、前記成形孔よりもその押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転ホイール式連続押出装置であって、
前記フローガイドは、３つ以上設けられており、
これらのフローガイドのうち、押出方向の中央に配置されたフローガイドの前記調整孔は、押出方向の両端に配置されたフローガイドの前記調整孔よりも、その押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転ホイール式連続押出装置であって、
少なくとも前記フローガイドの調整孔及び前記ダイスの成形孔を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転ホイール式連続押出装置を用いた金属押出材の製造方法であって、
金属材料からなる押出用素材を前記素材案内通路に導入し、この素材案内通路の下流端から前記フィードプレートの素材案内孔に圧入し、前記フローガイドの調整孔を通過させて前記ダイスの成形孔から押し出すことで、前記成形孔に対応する断面形状に成形することを特徴とする金属押出材の製造方法。
【請求項１】
回転ホイールの外周面に形成された溝の一部をシュー及びフィードプレートの各内周面で覆って形成した素材案内通路と、前記素材案内通路の下流端を塞ぐように前記溝内に突設されたアバットメントと、前記フィードプレートに形成されて前記素材案内通路の下流端に開口する素材案内孔と、前記フィードプレートの内周面と反対側の外面側に配置されて前記素材案内孔に連通される成形孔を形成したダイスとを備え、
前記素材案内通路に導入された押出用素材を前記成形孔から押し出し金属押出材を成形する回転ホイール式連続押出装置であって、
前記フィードプレートと前記ダイスとの間には、前記素材案内孔及び前記成形孔に連通する調整孔を有するフローガイドが、押出用素材の押出方向に沿って複数設けられていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転ホイール式連続押出装置であって、
前記フローガイドのうち、少なくとも前記ダイスの上流側を向く端面に隣接するフローガイドの前記調整孔は、前記成形孔よりもその押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転ホイール式連続押出装置であって、
前記フローガイドは、３つ以上設けられており、
これらのフローガイドのうち、押出方向の中央に配置されたフローガイドの前記調整孔は、押出方向の両端に配置されたフローガイドの前記調整孔よりも、その押出方向に直交する断面形状が大きく設定されていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転ホイール式連続押出装置であって、
少なくとも前記フローガイドの調整孔及び前記ダイスの成形孔を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする回転ホイール式連続押出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転ホイール式連続押出装置を用いた金属押出材の製造方法であって、
金属材料からなる押出用素材を前記素材案内通路に導入し、この素材案内通路の下流端から前記フィードプレートの素材案内孔に圧入し、前記フローガイドの調整孔を通過させて前記ダイスの成形孔から押し出すことで、前記成形孔に対応する断面形状に成形することを特徴とする金属押出材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２７９９６０（Ｐ２０１０−２７９９６０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３３３９０（Ｐ２００９−１３３３９０）
【出願日】平成２１年６月２日（２００９．６．２）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２日（２００９．６．２）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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