押出ダイスおよび押出材の製造方法
【課題】ベアリング部を選択的に冷却できる構造を有する押出ダイスを提供する。
【解決手段】 押出材(1)の内面(2a)を成形するベアリング部(25)を有し、前記ベアリング部(25)の内側を通り、下流側端面に開口部(28)を有する冷媒用通路(26)を備える押出ダイス(20)であって、前記冷媒用通路(26a)は、ベアリング部(25)の内側(29)における熱交換効率がその上流側部分(26a)における熱交換効率よりも高く設定されている。
【解決手段】 押出材(1)の内面(2a)を成形するベアリング部(25)を有し、前記ベアリング部(25)の内側を通り、下流側端面に開口部(28)を有する冷媒用通路(26)を備える押出ダイス(20)であって、前記冷媒用通路(26a)は、ベアリング部(25)の内側(29)における熱交換効率がその上流側部分(26a)における熱交換効率よりも高く設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、押出材の内面を成形する押出ダイスおよびこの押出ダイスを用いた押出材の製造方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書および特許請求の範囲の記載において、押出材および押出材料の進む方向を下流または下流側と称し、逆方向を上流または上流側と称する。
【背景技術】
【０００３】
押出ダイスにおいては、押出加工時に熱が発生してベアリング部の温度が上昇すると、焼付き等によって押出材の表面品質が低下し、またベアリング部の摩耗が激しくなるため、ダイスの温度を下げるための方策が採られている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されているホローダイスは、雄型の内部に非酸化性流体用の流通路を設けるとともに、マンドレルの先端面に前記流通路に連通し、ベアリング部の外側縁（下流側の面）に対向配置された複数個の噴出孔を有するノズルを設け、外部から供給した流体をノズルから噴出させてベアリング部の外側縁に吹き付けるものである。
【０００５】
特許文献２に記載されたホローダイスは、マンドレルの前端面に開口する冷却ガス用導通孔を設け、マンドレルを内部から冷却するようにしたものである。
【特許文献１】特開平４−６６２１６号公報（請求項２、第１図）
【特許文献２】特許第３６４５９６３号公報（請求項２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ベアリング部の外側縁に流体を吹き付ける方法（特許文献１）は、流体を下流側から吹き付けるので最も冷却されるのは押出材であって、ベアリング部は十分に冷却されない。また、マンドレルを内部から冷却する方法（特許文献２）は、冷却ガスが流通する導通孔の全域を冷却することになるので、ベアリング部を所期する温度に下げようとすれば低温の冷媒や冷媒の流量増大が必要となる。しかしそうすると、ダイス全体が冷却されてしまい、材料がベアリング部の上流側で過度に冷却されて押出が困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した技術背景に鑑み、ベアリング部を選択的に冷却できる構造を有する押出ダイス、およびこの押出ダイスを用いた押出材の製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
即ち、本発明の押出ダイスは下記［１］〜［１５］に記載の各構成を有し、押出材の製造方法は下記［１１］に記載の各構成を有する。
【０００９】
［１］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における熱交換効率がその上流側部分における熱交換効率よりも高く設定されていることを特徴とする押出ダイス。
【００１０】
［２］前記冷媒用通路において、ベアリング部の内側に熱交換効率を高めた冷却促進部が設けられている前項１に記載の押出ダイス。
【００１１】
［３］前記冷却促進部は冷媒用通路の表面積を拡大することにより形成されている前項２に記載の押出ダイス。
【００１２】
［４］前記冷却促進部は冷媒用通路に凹凸を設けることにより表面積が拡大されている前項３に記載の押出ダイス。
【００１３】
［５］前記冷却促進部は冷媒用通路の断面積を拡大することにより形成されている前項２〜４のいずれかに記載の押出ダイス。
【００１４】
［６］前記冷却促進部は、冷媒用通路内にダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材を取り付けることにより形成されている前項２〜５のいずれかに記載の押出ダイス。
【００１５】
［７］前記冷媒用通路において、ベアリング部の上流側に熱交換効率を低下させた冷却抑制部が設けられている前項１〜６のいずれかに記載の押出ダイス。
【００１６】
［８］前記冷却抑制部は、冷媒用通路内壁面にダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材を取り付けることにより形成されている前項７に記載の押出ダイス。
【００１７】
［９］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における表面積がその上流側部分における表面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【００１８】
［１０］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における断面積がその上流側部分における断面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【００１９】
［１１］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の内側の壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【００２０】
［１２］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の上流側の内壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【００２１】
［１３］前記下流側端面の開口部の一部が閉塞されている前項１〜１２のいずれかに記載の押出ダイス。
【００２２】
［１４］前記ベアリング部は、中空部の内周面または湾状凹部の輪郭面を成形する前項１〜１３のいずれかに記載の押出ダイス。
【００２３】
［１５］前項１〜１４のいずれかに記載の押出ダイスを用い、外部から導入した冷媒を冷媒用通路に流通させて下流側端面の開口部から放出しながら金属を押出すことにより、ベアリング部を上流側部分より高い熱交換効率で冷却しながら押出材の内面を成形することを特徴とする押出材の製造方法。
【発明の効果】
【００２４】
上記［１］に記載の発明によれば、熱交換効率の差によってベアリング部が上流側部分よりも速やかに熱交換され、ベアリング部を上流側部分よりも低い温度に冷却できる。そして、ベアリング部の冷却により、焼付きやダイスの摩耗を防止することができる。しかも、ベアリング部が効率良く冷却されるので、冷媒用通路を設けたことによるダイス強度の低下や過剰な冷却を回避できる。
【００２５】
上記［２］に記載の発明によれば、ベアリング部の内側に冷却促進部を設けた構造により上流側部分との間に熱交換効率差を生じさせることができる。
【００２６】
上記［３］［４］［５］［６］に記載の各発明によれば、冷却促進部における熱交換効率を効率良く高めることができる。
【００２７】
上記［７］に記載の発明によれば、ベアリング部の上流側に冷却抑制部を設けた構造により上流側部分との間に熱交換効率差を生じさせることができる。
【００２８】
上記［８］に記載の発明によれば、冷却抑制部における熱交換効率を効率良く低下させることができる。
【００２９】
上記［９］［１０］［１１］［１２］に記載の各発明によれば、ベアリング部が上流側部分よりも速やかに冷却され、ベアリング部を上流側部分よりも低い温度に冷却できる。そして、ベアリング部の冷却により、焼付きやダイスの摩耗を防止することができる。しかも、ベアリング部が効率良く冷却されるので、冷媒用通路は細径の穴で足り、冷媒用通路を設けたことによるダイス強度の低下や過剰な冷却を回避できる。
【００３０】
上記［１３］に記載の発明によれば、ベアリング部の内側における熱交換効率を高めることができる。
【００３１】
上記［１４］に記載の発明によれば、中空部を有する中空材または湾状凹部を有する半中空材の押出において上記効果を奏することができる。
【００３２】
上記［１５］に記載の発明によれば、ベアリング部が選択的に冷却されかつ焼付きが防止されるので、品質の良い押出材を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明は、押出材の内面を成形する押出ダイス、例えば図１に示す中空材(1)や図２に示す半中空材(3)を押出すダイスに適用できる。本発明における押出材の内面とは、押出材において外部に露出していない面であり、前記中空材(1)にあっては、閉じられた中空部(2)を形成する中空材(1)の内周面(2a)であり、前記半中空材(3)にあっては、中空部の一部が開かれた湾状凹部(4)の輪郭面(4a)である。押出ダイスは、前記内周面(2a)や輪郭面(4a)を成形するベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備え、前記冷媒用通路に冷媒を流通させることによって、ダイスを内部から冷却しうる構造となされている。
【００３４】
以下に、本発明の押出ダイスについて、前記中空材(1)を押出すためのポートホールダイスを例示して図３〜図９Ｂを参照しつつ詳述する。
【００３５】
図３に示すポートホールダイス(10)は、中空材(1)の外周面を成形する雌型(11)と内周面(2a)を成形する雄型(20)とが組み合わされてなり、前記雄型(20)が本発明の押出ダイスに対応する。
【００３６】
雌型(11)は、中央部にベアリング孔(12)を有し、ベアリング孔(12)の上流側には溶着室用凹部(13)が形成され、下流側にはリリーフ孔(14)が形成されている。
【００３７】
前記雄型(20)は、ダイス基盤(21)の中央から下流側にマンドレル(22)が突出し、このマンドレル(22)の周囲に押出方向に貫通する複数個のポートホール(23)を有している。隣接するポートホール(23)(23)間には前記マンドレル(22)を基端部で支持する脚部(24)が形成されている。前記マンドレル(22)の先端側の周面には中空材(1)の内周面(2a)を成形するベアリング部(25)が突設されている。
【００３８】
前記雄型(20)は内部に冷媒用通路(26)を有している。前記冷媒用通路(26)は一端がダイス基盤(21)の側面に開口して冷媒（Ｃ）の入口(27)となされ、脚部(24)を通ってダイスの軸心に達し、軸心で屈曲してマンドレル(22)の中心を通り、他端がマンドレル(22)の先端面に開口して冷媒（Ｃ）の出口(28)となされている。出口側では、ベアリング部(25)の内側において冷媒用通路(26)の直径が拡大され、上流側部分(26a)よりも断面積および冷媒用通路単位長さあたりの表面積が拡大されて本発明における冷却促進部(29)を形成している。なお、前記入口(27)には冷媒配管用のジョイントを取付けるためのネジが切られている。
【００３９】
前記雌型(10)と雄型(20)とを組み合わせると、雌型(10)のベアリング孔(12)内に雄型(20)のマンドレル(22)のベアリング部(25)が嵌り込んでこれらの間に環状の成形用間隙（符号なし）が形成され、雌型(10)の溶着室用凹部(13)の一部が雄型(20)のダイス基盤(21)の端面で塞がれてポートホール(23)に連通する溶着室を形成する。そして、各ポートホール(23)に流入した押出材料は溶着室で合流し、成形用間隙から中空材(1)として押出される。
【００４０】
前記ポートホールダイス(10)を用いて金属を押出す工程において、ダイス基盤(21)側面の入口(27)を介して外部から導入された冷媒（Ｃ）はダイスを冷却しながら冷媒用通路（26）内を進み、冷却促進部(29)を通ってマンドレル(22)端面の出口(28)から押出材(1)の中空部(2)内に放出される。前記冷却促進部(29)はその断面積および表面積が上流側部分(26a)よりも拡大されていることで熱交換効率が高められている。しかも、冷媒（Ｃ）が断面積の大きい冷却促進部(29)に流入する際に乱流が発生し、冷媒（Ｃ）が撹拌されることでさらに熱交換効率が高められる。このため、ベアリング部(25)は上流側のマンドレル(22)の根元側部分やダイス基盤(21)よりも速やかに熱交換がなされて低い温度に冷却され、焼付きや摩耗が防止される。しかも、冷却促進部(29)によってベアリング部(25)が効率良く冷却されるので、冷媒用通路(26)は細径の穴で足り、冷媒用通路(26)を設けたことによるダイス強度の低下や過剰な冷却を回避できる。また、出口(28)から放出された冷媒（Ｃ）は押出材(1)を冷却する。
【００４１】
また、ベアリング部(25)が選択的に冷却され、かつ焼付きが防止されるので品質の良い押出材(1)を製造できる。
【００４２】
熱交換効率を高めた冷却促進部は他の構造によっても実現できる。以下に、他の冷却促進部の構造について説明する。なお、図３と同一の符号は同一物を示すものとして説明を省略する。
【００４３】
図４Ａおよび図４Ｂに示す冷却促進部(30)は、冷媒用通路(26)の直径を上流側部分(26a)よりも拡大するとともに、壁面からマンドレル(22)の軸心に向かって多数のフィンを(31)を突設したものである。冷却促進部(30)に入った冷媒（Ｃ）は隣接するフィン(31)間にまで入り込んで熱交換し、多数フィン(31)により表面積が飛躍的に拡大されたことで高い熱交換効率が達成される。なお、図示例では拡径した冷媒用通路(26)にフィン(31)を設けているが、拡径することなくフィンを設けることできる。拡径することなくフィンを設けた場合でも、表面積拡大による熱交換効率の向上分が断面積減少による熱交換効率の低下分を上回れば、上流側部分よりも熱交換効率を高めることができる。
【００４４】
図５Ａおよび図５Ｂの冷却促進部(32)(34)もまた、冷媒用通路(26)の表面積を拡大したものである。図５Ａの冷却促進部(32)は、フィン(31)の替わりに断面三角形の凸部(33)を設けたものである。前記冷却促進部(30)よりも表面積の拡大率が小さいので熱交換効率の向上率も小さいが、薄板状のフィン(31)よりも加工が容易である。このように冷媒通路内に凹凸を設ければ表面積を拡大することができる。図５Ｂの冷却促進部(34)は冷媒用通路内に格子(35)を設けて表面積を拡大したものである。
【００４５】
上述したフィン(31)、凸部(33)および格子(35)は、例えば形彫放電加工によって成形することができる。また、フィン(31)等はマンドレル(22)と一体に成形して良いし、別部材で製作して冷媒用通路(26)内に取り付けても良い。別部材として取り付ける場合は、フィン等のみを別部材として製作して取り付けても良いし、環体の内部に前記フィン等を一体に成形したものを別部材とし、これを冷媒用通路(26)内に嵌め込むこともできる。
【００４６】
図６の冷却促進部(36)は、冷媒用通路(26)の直径をテーパ状に拡大することにより断面積および表面積を拡大したものである。
【００４７】
以上は、冷媒用通路の断面形状の変更によって冷却促進部を形成したものであるが、ダイス素材よりも熱伝導率の良い素材を用いて冷却促進部を形成することもできる。
【００４８】
図７に示す冷却促進部(38)は、図１と同様に冷媒用通路(26)の直径を拡大し、広げたスペースにダイス素材よりも熱伝導率の良い素材からなる筒状の冷却促進部材(39)を密着状態に嵌め込んだものである。通路の断面形状が同一であっても、冷却促進部材(39)を取り付けたことでダイス素材で構成された上流側部分(26a)よりも熱交換効率を高めることができる。
【００４９】
本発明の目的はベアリング部の温度を上流側部分よりも下げることであるので、ベアリング部の内側と上流側部分とで熱交換効率に高低差を設ければ目的は達成される。図８Ａおよび図８Ｂは、冷媒用通路(26)において、内壁面にベアリング部(25)の上流側にダイス素材よりも熱伝導率の低い材料からなる筒状の冷却抑制部材(40)を取付けて上流側部分(26a)の熱交換効率を低下させて冷却抑制部とし、これによりベアリング部(25)の内側における熱交換効率を上流側部分(26a)よりも相対的に高めた構造を示している。なお、前記冷却抑制部材(40)は、図８Ａのように冷媒用通路(26)の壁面から突出するように取り付けても良いし、図８Ｂのように取付け部分の通路径を拡大して冷却抑制部材(40)と壁面が同一高さになるようにしても良い。
【００５０】
押出用ダイスの素材としては、ＳＫＤ６１、ＳＫＴ４、ＳＫＤ４、ＳＫＤ５、ＳＫＤ７、ＳＫＤ８、ＳＫＤ１１、ＳＫＤ１２等のダイス鋼が用いられる。これらのダイス鋼のなかで、２０℃における熱伝導率は、ＳＫＤ６１が３０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ＳＫＴ４が３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ＳＫＤ１１が２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、他のダイス鋼の熱伝導率も同程度である。上述したように熱伝導率の異なる素材を用いて熱交換効率に高低差を付ける場合、ダイス鋼よりも熱伝導率の良い素材として銅やアルミニウムを例示でき、ダイス鋼よりも熱伝導率の悪い素材としてセラミック材料やステンレス材料を例示できる。これらの材料の２０℃における熱伝導率は、銅が４０１Ｗ／（ｍ・Ｋ）、アルミニウムが２３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）ジルコニア系のセラミックが２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ＳＵＳ３０４が１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００５１】
また、前記冷却促進部の熱交換効率をさらに高くする手段として、冷媒用通路の出口の一部を塞ぐ方法がある。図９Ａおよび図９Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂのフィン付の冷却促進部(30)の中心部に出口側からピン(50)を打ち込んだものである。各フィン(31)の先端で形成される円柱形空間にピン(50)の脚部(51)が挿入されて該円柱形空間を塞ぎ、かつ径大の頭部(52)が出口(28)の一部を塞いでいる。また、脚部(51)の先端部は先細りのテーパー状となされている。そして、上流側から冷却促進部(30)に流入した冷媒（Ｃ）は脚部(51)当たって放射状に広がり、各フィン(31)の付け根まで行き渡って熱交換が行われる。しかも、脚部(51)の先端部がテーパー状であるから、冷媒（Ｃ）を効率良くかつ均等に広げることができる。このように、冷却促進部(30)の出口(28)の一部を塞ぐことによって冷媒（Ｃ）の流れを強制的に変更し、冷媒（Ｃ）が円柱形空間を通り抜けること（図４Ａ参照）を妨げることによってフィン(31)による熱交換を活用できる。
【００５２】
上述した熱交換効率に差を設けるための種々の構造は複数種を組み合わせることもできる。例えば、ダイス素材よりも熱伝導率の良い素材で別途フィン等を製作し、または環の内部にフィン等を突設した部材を製作し、これらを拡径した冷媒用通路に取付けた場合は、フィンによる表面積拡大効果と素材の熱伝導率差による効果の両方を得て熱交換効率を高めることができる。また、ベアリング部の内側に冷却促進部を設けるとともに、上流側部分に冷却抑制部を設けて、熱交換効率の高低差を拡大することもできる。ベアリング部の内側と上流側部分との熱交換効率の差は、所期するベアリング部の冷却温度および上流側部分との温度差に応じて適宜設定する。
【００５３】
冷媒用通路に導入する冷媒は気体、液体のいずれでも良いが、非酸化性の冷媒を推奨できる。非酸化性冷媒を用いるのは、ダイスから放出された冷媒が押出材に接触するので、押出材の表面を酸化させないためである。気体冷媒として、空気、窒素ガス、アルゴンガスを例示でき、液体冷媒として、水、液体窒素を例示できる。液体冷媒は冷媒用通路内で気化し、気化熱によっても冷却効果が得られる。冷媒の供給量、圧力、温度等は、所期するベアリング部の冷却温度に応じて適宜設定する。また、冷媒は押出中にのみ供給すれば良く、押継ぎ時は停止すれば良い。
【００５４】
また、中空材の押出において、加工発熱によるベアリング部の温度上昇が小さい場合は中空部内の負圧によって冷媒用通路内にエアーが吸入される。かかる場合は、積極的に冷媒を供給しなくてもベアリング部の冷却がなされる。また、エアーの吸入によって内部の負圧がキャンセルされるので中空材の変形が回避される。なお、負圧によって吸入されるエアーは冷媒として作用するので、積極的に冷媒を供給しない場合も本発明の押出材の製造方法に含まれる。
【００５５】
図３に参照されるように、冷媒用通路(26a)はダイス基盤(21)の側面とマンドレル(22)の下流側端面とに開口部を有し、Ｌ字形に曲がって両方の開口部に通じている。このような通路はＬ字形に切削する必要はなく、ダイス基盤(21)の側面の入口(27)から脚部(24)を通ってマンドレル(2)の中心に向かう第１通路と、マンドレル(22)の中心を押出方向に貫通して出口(28)に通じる第２通路とを穿設し、第２通路の上流側開口部を閉塞すればＬ字形通路となる。閉塞方法は、ボルト止め、棒状閉塞部材の溶接や焼嵌め等により適宜行えば良い。また、入口(27)に通じる第２通路は必ずしも脚部(24)を貫いて設けることに限定されず、ダイス基盤(21)の上流側端面と、ダイスの上流側に配置するプレート（図示省略）との合わせ面に臨む位置に形成することもできる。
【００５６】
本欄の冒頭で説明したように、本発明の押出ダイスは中空部の一部が開かれた湾状凹部(4)を有する半中空材(3)を押出すダイスにも適用できる。半中空材の押出には雌型と雄型の組合せダイスまたは平ダイスのいずれかが用いられる。組合せダイスの場合は湾状凹部(4)の輪郭を形成する内面(4a)は雄型によって成形されるので、雄型に上述したポートホールダイス(10)の雄型(20)と同様の構造を採用し、ベアリング部の内側の熱交換効率を上流側部分よりも高めるようにすれば良い。また平ダイスの場合は、所要ベアリング部の内側に冷媒用通路を設けて上流側部分よりも熱交換効率を高める構造を採用すれば良い。また、中空部および湾状凹部の両方を有する押出材、あるいは複数の中空部または複数の湾状凹部を有する押出材を押出すダイスについては、少なくとも一つの内面を成形するベアリング部について上流側部分との熱交換効率に差が設けられていれば、本発明の押出ダイスに該当する。
【００５７】
また、本発明の押出ダイスを用いて成形する材料は金属である限り何ら限定されず、アルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金を例示できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、ベアリング部を選択的に冷却できるので、中空材または半中空材の内面を成形する押出ダイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の押出ダイスによって成形される中空材の断面図である。
【図２】本発明の押出ダイスによって成形される半中空材の断面図である。
【図３】本発明の押出ダイスの一実施形態を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の押出ダイスの他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの押出ダイスを下流側から見た側面図である。
【図５Ａ】図４Ａの押出ダイスの変形例を示す側面図である。
【図５Ｂ】図４Ａの押出ダイスの他の変形例を示す側面図である。
【図６】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図８Ａ】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ａの押出ダイスの変形例を示す断面図である。
【図９Ａ】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの押出ダイスを下流側から見た側面図である。
【符号の説明】
【００６０】
1…中空材（押出材）
2…中空部
2a…内周面（内面）
3…半中空材（押出材）
4…湾状凹部
4a…輪郭面（内面）
10…ポートホールダイス
20…雄型（押出ダイス）
21…ダイス基盤
25…ベアリング部
26…冷媒用通路
26a…上流側部分
28…出口（開口部）
29,30,32,34,36,38…冷却促進部
39…冷却促進部材
40…冷却抑制部材（冷却抑制部）
Ｃ…冷媒
【技術分野】
【０００１】
この発明は、押出材の内面を成形する押出ダイスおよびこの押出ダイスを用いた押出材の製造方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書および特許請求の範囲の記載において、押出材および押出材料の進む方向を下流または下流側と称し、逆方向を上流または上流側と称する。
【背景技術】
【０００３】
押出ダイスにおいては、押出加工時に熱が発生してベアリング部の温度が上昇すると、焼付き等によって押出材の表面品質が低下し、またベアリング部の摩耗が激しくなるため、ダイスの温度を下げるための方策が採られている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されているホローダイスは、雄型の内部に非酸化性流体用の流通路を設けるとともに、マンドレルの先端面に前記流通路に連通し、ベアリング部の外側縁（下流側の面）に対向配置された複数個の噴出孔を有するノズルを設け、外部から供給した流体をノズルから噴出させてベアリング部の外側縁に吹き付けるものである。
【０００５】
特許文献２に記載されたホローダイスは、マンドレルの前端面に開口する冷却ガス用導通孔を設け、マンドレルを内部から冷却するようにしたものである。
【特許文献１】特開平４−６６２１６号公報（請求項２、第１図）
【特許文献２】特許第３６４５９６３号公報（請求項２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ベアリング部の外側縁に流体を吹き付ける方法（特許文献１）は、流体を下流側から吹き付けるので最も冷却されるのは押出材であって、ベアリング部は十分に冷却されない。また、マンドレルを内部から冷却する方法（特許文献２）は、冷却ガスが流通する導通孔の全域を冷却することになるので、ベアリング部を所期する温度に下げようとすれば低温の冷媒や冷媒の流量増大が必要となる。しかしそうすると、ダイス全体が冷却されてしまい、材料がベアリング部の上流側で過度に冷却されて押出が困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した技術背景に鑑み、ベアリング部を選択的に冷却できる構造を有する押出ダイス、およびこの押出ダイスを用いた押出材の製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
即ち、本発明の押出ダイスは下記［１］〜［１５］に記載の各構成を有し、押出材の製造方法は下記［１１］に記載の各構成を有する。
【０００９】
［１］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における熱交換効率がその上流側部分における熱交換効率よりも高く設定されていることを特徴とする押出ダイス。
【００１０】
［２］前記冷媒用通路において、ベアリング部の内側に熱交換効率を高めた冷却促進部が設けられている前項１に記載の押出ダイス。
【００１１】
［３］前記冷却促進部は冷媒用通路の表面積を拡大することにより形成されている前項２に記載の押出ダイス。
【００１２】
［４］前記冷却促進部は冷媒用通路に凹凸を設けることにより表面積が拡大されている前項３に記載の押出ダイス。
【００１３】
［５］前記冷却促進部は冷媒用通路の断面積を拡大することにより形成されている前項２〜４のいずれかに記載の押出ダイス。
【００１４】
［６］前記冷却促進部は、冷媒用通路内にダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材を取り付けることにより形成されている前項２〜５のいずれかに記載の押出ダイス。
【００１５】
［７］前記冷媒用通路において、ベアリング部の上流側に熱交換効率を低下させた冷却抑制部が設けられている前項１〜６のいずれかに記載の押出ダイス。
【００１６】
［８］前記冷却抑制部は、冷媒用通路内壁面にダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材を取り付けることにより形成されている前項７に記載の押出ダイス。
【００１７】
［９］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における表面積がその上流側部分における表面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【００１８】
［１０］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における断面積がその上流側部分における断面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【００１９】
［１１］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の内側の壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【００２０】
［１２］押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の上流側の内壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【００２１】
［１３］前記下流側端面の開口部の一部が閉塞されている前項１〜１２のいずれかに記載の押出ダイス。
【００２２】
［１４］前記ベアリング部は、中空部の内周面または湾状凹部の輪郭面を成形する前項１〜１３のいずれかに記載の押出ダイス。
【００２３】
［１５］前項１〜１４のいずれかに記載の押出ダイスを用い、外部から導入した冷媒を冷媒用通路に流通させて下流側端面の開口部から放出しながら金属を押出すことにより、ベアリング部を上流側部分より高い熱交換効率で冷却しながら押出材の内面を成形することを特徴とする押出材の製造方法。
【発明の効果】
【００２４】
上記［１］に記載の発明によれば、熱交換効率の差によってベアリング部が上流側部分よりも速やかに熱交換され、ベアリング部を上流側部分よりも低い温度に冷却できる。そして、ベアリング部の冷却により、焼付きやダイスの摩耗を防止することができる。しかも、ベアリング部が効率良く冷却されるので、冷媒用通路を設けたことによるダイス強度の低下や過剰な冷却を回避できる。
【００２５】
上記［２］に記載の発明によれば、ベアリング部の内側に冷却促進部を設けた構造により上流側部分との間に熱交換効率差を生じさせることができる。
【００２６】
上記［３］［４］［５］［６］に記載の各発明によれば、冷却促進部における熱交換効率を効率良く高めることができる。
【００２７】
上記［７］に記載の発明によれば、ベアリング部の上流側に冷却抑制部を設けた構造により上流側部分との間に熱交換効率差を生じさせることができる。
【００２８】
上記［８］に記載の発明によれば、冷却抑制部における熱交換効率を効率良く低下させることができる。
【００２９】
上記［９］［１０］［１１］［１２］に記載の各発明によれば、ベアリング部が上流側部分よりも速やかに冷却され、ベアリング部を上流側部分よりも低い温度に冷却できる。そして、ベアリング部の冷却により、焼付きやダイスの摩耗を防止することができる。しかも、ベアリング部が効率良く冷却されるので、冷媒用通路は細径の穴で足り、冷媒用通路を設けたことによるダイス強度の低下や過剰な冷却を回避できる。
【００３０】
上記［１３］に記載の発明によれば、ベアリング部の内側における熱交換効率を高めることができる。
【００３１】
上記［１４］に記載の発明によれば、中空部を有する中空材または湾状凹部を有する半中空材の押出において上記効果を奏することができる。
【００３２】
上記［１５］に記載の発明によれば、ベアリング部が選択的に冷却されかつ焼付きが防止されるので、品質の良い押出材を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明は、押出材の内面を成形する押出ダイス、例えば図１に示す中空材(1)や図２に示す半中空材(3)を押出すダイスに適用できる。本発明における押出材の内面とは、押出材において外部に露出していない面であり、前記中空材(1)にあっては、閉じられた中空部(2)を形成する中空材(1)の内周面(2a)であり、前記半中空材(3)にあっては、中空部の一部が開かれた湾状凹部(4)の輪郭面(4a)である。押出ダイスは、前記内周面(2a)や輪郭面(4a)を成形するベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備え、前記冷媒用通路に冷媒を流通させることによって、ダイスを内部から冷却しうる構造となされている。
【００３４】
以下に、本発明の押出ダイスについて、前記中空材(1)を押出すためのポートホールダイスを例示して図３〜図９Ｂを参照しつつ詳述する。
【００３５】
図３に示すポートホールダイス(10)は、中空材(1)の外周面を成形する雌型(11)と内周面(2a)を成形する雄型(20)とが組み合わされてなり、前記雄型(20)が本発明の押出ダイスに対応する。
【００３６】
雌型(11)は、中央部にベアリング孔(12)を有し、ベアリング孔(12)の上流側には溶着室用凹部(13)が形成され、下流側にはリリーフ孔(14)が形成されている。
【００３７】
前記雄型(20)は、ダイス基盤(21)の中央から下流側にマンドレル(22)が突出し、このマンドレル(22)の周囲に押出方向に貫通する複数個のポートホール(23)を有している。隣接するポートホール(23)(23)間には前記マンドレル(22)を基端部で支持する脚部(24)が形成されている。前記マンドレル(22)の先端側の周面には中空材(1)の内周面(2a)を成形するベアリング部(25)が突設されている。
【００３８】
前記雄型(20)は内部に冷媒用通路(26)を有している。前記冷媒用通路(26)は一端がダイス基盤(21)の側面に開口して冷媒（Ｃ）の入口(27)となされ、脚部(24)を通ってダイスの軸心に達し、軸心で屈曲してマンドレル(22)の中心を通り、他端がマンドレル(22)の先端面に開口して冷媒（Ｃ）の出口(28)となされている。出口側では、ベアリング部(25)の内側において冷媒用通路(26)の直径が拡大され、上流側部分(26a)よりも断面積および冷媒用通路単位長さあたりの表面積が拡大されて本発明における冷却促進部(29)を形成している。なお、前記入口(27)には冷媒配管用のジョイントを取付けるためのネジが切られている。
【００３９】
前記雌型(10)と雄型(20)とを組み合わせると、雌型(10)のベアリング孔(12)内に雄型(20)のマンドレル(22)のベアリング部(25)が嵌り込んでこれらの間に環状の成形用間隙（符号なし）が形成され、雌型(10)の溶着室用凹部(13)の一部が雄型(20)のダイス基盤(21)の端面で塞がれてポートホール(23)に連通する溶着室を形成する。そして、各ポートホール(23)に流入した押出材料は溶着室で合流し、成形用間隙から中空材(1)として押出される。
【００４０】
前記ポートホールダイス(10)を用いて金属を押出す工程において、ダイス基盤(21)側面の入口(27)を介して外部から導入された冷媒（Ｃ）はダイスを冷却しながら冷媒用通路（26）内を進み、冷却促進部(29)を通ってマンドレル(22)端面の出口(28)から押出材(1)の中空部(2)内に放出される。前記冷却促進部(29)はその断面積および表面積が上流側部分(26a)よりも拡大されていることで熱交換効率が高められている。しかも、冷媒（Ｃ）が断面積の大きい冷却促進部(29)に流入する際に乱流が発生し、冷媒（Ｃ）が撹拌されることでさらに熱交換効率が高められる。このため、ベアリング部(25)は上流側のマンドレル(22)の根元側部分やダイス基盤(21)よりも速やかに熱交換がなされて低い温度に冷却され、焼付きや摩耗が防止される。しかも、冷却促進部(29)によってベアリング部(25)が効率良く冷却されるので、冷媒用通路(26)は細径の穴で足り、冷媒用通路(26)を設けたことによるダイス強度の低下や過剰な冷却を回避できる。また、出口(28)から放出された冷媒（Ｃ）は押出材(1)を冷却する。
【００４１】
また、ベアリング部(25)が選択的に冷却され、かつ焼付きが防止されるので品質の良い押出材(1)を製造できる。
【００４２】
熱交換効率を高めた冷却促進部は他の構造によっても実現できる。以下に、他の冷却促進部の構造について説明する。なお、図３と同一の符号は同一物を示すものとして説明を省略する。
【００４３】
図４Ａおよび図４Ｂに示す冷却促進部(30)は、冷媒用通路(26)の直径を上流側部分(26a)よりも拡大するとともに、壁面からマンドレル(22)の軸心に向かって多数のフィンを(31)を突設したものである。冷却促進部(30)に入った冷媒（Ｃ）は隣接するフィン(31)間にまで入り込んで熱交換し、多数フィン(31)により表面積が飛躍的に拡大されたことで高い熱交換効率が達成される。なお、図示例では拡径した冷媒用通路(26)にフィン(31)を設けているが、拡径することなくフィンを設けることできる。拡径することなくフィンを設けた場合でも、表面積拡大による熱交換効率の向上分が断面積減少による熱交換効率の低下分を上回れば、上流側部分よりも熱交換効率を高めることができる。
【００４４】
図５Ａおよび図５Ｂの冷却促進部(32)(34)もまた、冷媒用通路(26)の表面積を拡大したものである。図５Ａの冷却促進部(32)は、フィン(31)の替わりに断面三角形の凸部(33)を設けたものである。前記冷却促進部(30)よりも表面積の拡大率が小さいので熱交換効率の向上率も小さいが、薄板状のフィン(31)よりも加工が容易である。このように冷媒通路内に凹凸を設ければ表面積を拡大することができる。図５Ｂの冷却促進部(34)は冷媒用通路内に格子(35)を設けて表面積を拡大したものである。
【００４５】
上述したフィン(31)、凸部(33)および格子(35)は、例えば形彫放電加工によって成形することができる。また、フィン(31)等はマンドレル(22)と一体に成形して良いし、別部材で製作して冷媒用通路(26)内に取り付けても良い。別部材として取り付ける場合は、フィン等のみを別部材として製作して取り付けても良いし、環体の内部に前記フィン等を一体に成形したものを別部材とし、これを冷媒用通路(26)内に嵌め込むこともできる。
【００４６】
図６の冷却促進部(36)は、冷媒用通路(26)の直径をテーパ状に拡大することにより断面積および表面積を拡大したものである。
【００４７】
以上は、冷媒用通路の断面形状の変更によって冷却促進部を形成したものであるが、ダイス素材よりも熱伝導率の良い素材を用いて冷却促進部を形成することもできる。
【００４８】
図７に示す冷却促進部(38)は、図１と同様に冷媒用通路(26)の直径を拡大し、広げたスペースにダイス素材よりも熱伝導率の良い素材からなる筒状の冷却促進部材(39)を密着状態に嵌め込んだものである。通路の断面形状が同一であっても、冷却促進部材(39)を取り付けたことでダイス素材で構成された上流側部分(26a)よりも熱交換効率を高めることができる。
【００４９】
本発明の目的はベアリング部の温度を上流側部分よりも下げることであるので、ベアリング部の内側と上流側部分とで熱交換効率に高低差を設ければ目的は達成される。図８Ａおよび図８Ｂは、冷媒用通路(26)において、内壁面にベアリング部(25)の上流側にダイス素材よりも熱伝導率の低い材料からなる筒状の冷却抑制部材(40)を取付けて上流側部分(26a)の熱交換効率を低下させて冷却抑制部とし、これによりベアリング部(25)の内側における熱交換効率を上流側部分(26a)よりも相対的に高めた構造を示している。なお、前記冷却抑制部材(40)は、図８Ａのように冷媒用通路(26)の壁面から突出するように取り付けても良いし、図８Ｂのように取付け部分の通路径を拡大して冷却抑制部材(40)と壁面が同一高さになるようにしても良い。
【００５０】
押出用ダイスの素材としては、ＳＫＤ６１、ＳＫＴ４、ＳＫＤ４、ＳＫＤ５、ＳＫＤ７、ＳＫＤ８、ＳＫＤ１１、ＳＫＤ１２等のダイス鋼が用いられる。これらのダイス鋼のなかで、２０℃における熱伝導率は、ＳＫＤ６１が３０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ＳＫＴ４が３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ＳＫＤ１１が２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、他のダイス鋼の熱伝導率も同程度である。上述したように熱伝導率の異なる素材を用いて熱交換効率に高低差を付ける場合、ダイス鋼よりも熱伝導率の良い素材として銅やアルミニウムを例示でき、ダイス鋼よりも熱伝導率の悪い素材としてセラミック材料やステンレス材料を例示できる。これらの材料の２０℃における熱伝導率は、銅が４０１Ｗ／（ｍ・Ｋ）、アルミニウムが２３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）ジルコニア系のセラミックが２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、ＳＵＳ３０４が１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００５１】
また、前記冷却促進部の熱交換効率をさらに高くする手段として、冷媒用通路の出口の一部を塞ぐ方法がある。図９Ａおよび図９Ｂは、図４Ａおよび図４Ｂのフィン付の冷却促進部(30)の中心部に出口側からピン(50)を打ち込んだものである。各フィン(31)の先端で形成される円柱形空間にピン(50)の脚部(51)が挿入されて該円柱形空間を塞ぎ、かつ径大の頭部(52)が出口(28)の一部を塞いでいる。また、脚部(51)の先端部は先細りのテーパー状となされている。そして、上流側から冷却促進部(30)に流入した冷媒（Ｃ）は脚部(51)当たって放射状に広がり、各フィン(31)の付け根まで行き渡って熱交換が行われる。しかも、脚部(51)の先端部がテーパー状であるから、冷媒（Ｃ）を効率良くかつ均等に広げることができる。このように、冷却促進部(30)の出口(28)の一部を塞ぐことによって冷媒（Ｃ）の流れを強制的に変更し、冷媒（Ｃ）が円柱形空間を通り抜けること（図４Ａ参照）を妨げることによってフィン(31)による熱交換を活用できる。
【００５２】
上述した熱交換効率に差を設けるための種々の構造は複数種を組み合わせることもできる。例えば、ダイス素材よりも熱伝導率の良い素材で別途フィン等を製作し、または環の内部にフィン等を突設した部材を製作し、これらを拡径した冷媒用通路に取付けた場合は、フィンによる表面積拡大効果と素材の熱伝導率差による効果の両方を得て熱交換効率を高めることができる。また、ベアリング部の内側に冷却促進部を設けるとともに、上流側部分に冷却抑制部を設けて、熱交換効率の高低差を拡大することもできる。ベアリング部の内側と上流側部分との熱交換効率の差は、所期するベアリング部の冷却温度および上流側部分との温度差に応じて適宜設定する。
【００５３】
冷媒用通路に導入する冷媒は気体、液体のいずれでも良いが、非酸化性の冷媒を推奨できる。非酸化性冷媒を用いるのは、ダイスから放出された冷媒が押出材に接触するので、押出材の表面を酸化させないためである。気体冷媒として、空気、窒素ガス、アルゴンガスを例示でき、液体冷媒として、水、液体窒素を例示できる。液体冷媒は冷媒用通路内で気化し、気化熱によっても冷却効果が得られる。冷媒の供給量、圧力、温度等は、所期するベアリング部の冷却温度に応じて適宜設定する。また、冷媒は押出中にのみ供給すれば良く、押継ぎ時は停止すれば良い。
【００５４】
また、中空材の押出において、加工発熱によるベアリング部の温度上昇が小さい場合は中空部内の負圧によって冷媒用通路内にエアーが吸入される。かかる場合は、積極的に冷媒を供給しなくてもベアリング部の冷却がなされる。また、エアーの吸入によって内部の負圧がキャンセルされるので中空材の変形が回避される。なお、負圧によって吸入されるエアーは冷媒として作用するので、積極的に冷媒を供給しない場合も本発明の押出材の製造方法に含まれる。
【００５５】
図３に参照されるように、冷媒用通路(26a)はダイス基盤(21)の側面とマンドレル(22)の下流側端面とに開口部を有し、Ｌ字形に曲がって両方の開口部に通じている。このような通路はＬ字形に切削する必要はなく、ダイス基盤(21)の側面の入口(27)から脚部(24)を通ってマンドレル(2)の中心に向かう第１通路と、マンドレル(22)の中心を押出方向に貫通して出口(28)に通じる第２通路とを穿設し、第２通路の上流側開口部を閉塞すればＬ字形通路となる。閉塞方法は、ボルト止め、棒状閉塞部材の溶接や焼嵌め等により適宜行えば良い。また、入口(27)に通じる第２通路は必ずしも脚部(24)を貫いて設けることに限定されず、ダイス基盤(21)の上流側端面と、ダイスの上流側に配置するプレート（図示省略）との合わせ面に臨む位置に形成することもできる。
【００５６】
本欄の冒頭で説明したように、本発明の押出ダイスは中空部の一部が開かれた湾状凹部(4)を有する半中空材(3)を押出すダイスにも適用できる。半中空材の押出には雌型と雄型の組合せダイスまたは平ダイスのいずれかが用いられる。組合せダイスの場合は湾状凹部(4)の輪郭を形成する内面(4a)は雄型によって成形されるので、雄型に上述したポートホールダイス(10)の雄型(20)と同様の構造を採用し、ベアリング部の内側の熱交換効率を上流側部分よりも高めるようにすれば良い。また平ダイスの場合は、所要ベアリング部の内側に冷媒用通路を設けて上流側部分よりも熱交換効率を高める構造を採用すれば良い。また、中空部および湾状凹部の両方を有する押出材、あるいは複数の中空部または複数の湾状凹部を有する押出材を押出すダイスについては、少なくとも一つの内面を成形するベアリング部について上流側部分との熱交換効率に差が設けられていれば、本発明の押出ダイスに該当する。
【００５７】
また、本発明の押出ダイスを用いて成形する材料は金属である限り何ら限定されず、アルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金を例示できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、ベアリング部を選択的に冷却できるので、中空材または半中空材の内面を成形する押出ダイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の押出ダイスによって成形される中空材の断面図である。
【図２】本発明の押出ダイスによって成形される半中空材の断面図である。
【図３】本発明の押出ダイスの一実施形態を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の押出ダイスの他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの押出ダイスを下流側から見た側面図である。
【図５Ａ】図４Ａの押出ダイスの変形例を示す側面図である。
【図５Ｂ】図４Ａの押出ダイスの他の変形例を示す側面図である。
【図６】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図７】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図８Ａ】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ａの押出ダイスの変形例を示す断面図である。
【図９Ａ】本発明の押出ダイスのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの押出ダイスを下流側から見た側面図である。
【符号の説明】
【００６０】
1…中空材（押出材）
2…中空部
2a…内周面（内面）
3…半中空材（押出材）
4…湾状凹部
4a…輪郭面（内面）
10…ポートホールダイス
20…雄型（押出ダイス）
21…ダイス基盤
25…ベアリング部
26…冷媒用通路
26a…上流側部分
28…出口（開口部）
29,30,32,34,36,38…冷却促進部
39…冷却促進部材
40…冷却抑制部材（冷却抑制部）
Ｃ…冷媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における熱交換効率がその上流側部分における熱交換効率よりも高く設定されていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項２】
前記冷媒用通路において、ベアリング部の内側に熱交換効率を高めた冷却促進部が設けられている請求項１に記載の押出ダイス。
【請求項３】
前記冷却促進部は冷媒用通路の表面積を拡大することにより形成されている請求項２に記載の押出ダイス。
【請求項４】
前記冷却促進部は冷媒用通路に凹凸を設けることにより表面積が拡大されている請求項３に記載の押出ダイス。
【請求項５】
前記冷却促進部は冷媒用通路の断面積を拡大することにより形成されている請求項２〜４のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項６】
前記冷却促進部は、冷媒用通路内にダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材を取り付けることにより形成されている請求項２〜５のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項７】
前記冷媒用通路において、ベアリング部の上流側に熱交換効率を低下させた冷却抑制部が設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項８】
前記冷却抑制部は、冷媒用通路内壁面にダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材を取り付けることにより形成されている請求項７に記載の押出ダイス。
【請求項９】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における表面積がその上流側部分における表面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１０】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における断面積がその上流側部分における断面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１１】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の内側の壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１２】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の上流側の内壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１３】
前記下流側端面の開口部の一部が閉塞されている請求項１〜１２のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項１４】
前記ベアリング部は、中空部の内周面または湾状凹部の輪郭面を成形する請求項１〜１３のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の押出ダイスを用い、外部から導入した冷媒を冷媒用通路に流通させて下流側端面の開口部から放出しながら金属を押出すことにより、ベアリング部を上流側部分より高い熱交換効率で冷却しながら押出材の内面を成形することを特徴とする押出材の製造方法。
【請求項１】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における熱交換効率がその上流側部分における熱交換効率よりも高く設定されていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項２】
前記冷媒用通路において、ベアリング部の内側に熱交換効率を高めた冷却促進部が設けられている請求項１に記載の押出ダイス。
【請求項３】
前記冷却促進部は冷媒用通路の表面積を拡大することにより形成されている請求項２に記載の押出ダイス。
【請求項４】
前記冷却促進部は冷媒用通路に凹凸を設けることにより表面積が拡大されている請求項３に記載の押出ダイス。
【請求項５】
前記冷却促進部は冷媒用通路の断面積を拡大することにより形成されている請求項２〜４のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項６】
前記冷却促進部は、冷媒用通路内にダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材を取り付けることにより形成されている請求項２〜５のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項７】
前記冷媒用通路において、ベアリング部の上流側に熱交換効率を低下させた冷却抑制部が設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項８】
前記冷却抑制部は、冷媒用通路内壁面にダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材を取り付けることにより形成されている請求項７に記載の押出ダイス。
【請求項９】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における表面積がその上流側部分における表面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１０】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路は、ベアリング部の内側における断面積がその上流側部分における断面積よりも拡大されていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１１】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の内側の壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の良い材料からなる冷却促進部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１２】
押出材の内面を成形するベアリング部を有し、前記ベアリング部の内側を通り、下流側端面に開口部を有する冷媒用通路を備える押出ダイスであって、
前記冷媒用通路のベアリング部の上流側の内壁面に、ダイス素材よりも熱伝導率の悪い材料からなる冷却抑制部材が取り付けられていることを特徴とする押出ダイス。
【請求項１３】
前記下流側端面の開口部の一部が閉塞されている請求項１〜１２のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項１４】
前記ベアリング部は、中空部の内周面または湾状凹部の輪郭面を成形する請求項１〜１３のいずれかに記載の押出ダイス。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の押出ダイスを用い、外部から導入した冷媒を冷媒用通路に流通させて下流側端面の開口部から放出しながら金属を押出すことにより、ベアリング部を上流側部分より高い熱交換効率で冷却しながら押出材の内面を成形することを特徴とする押出材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−１７７４７（Ｐ２０１０−１７７４７Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８１６１５（Ｐ２００８−１８１６１５）
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【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２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]