CN1236875C - 具有异形截面的管材的挤压成型方法以及管材挤压成型用模具 - Google Patents

Abstract

一种具有异形截面的管材的挤压成型方法及管材挤压成型用模具，可以容易而且低成本地形成：因宽度变化方向上的管壁壁厚对应该宽度的增加而增加而刚性高、因垂直于该宽度变化方向的方向上的宽度固定而可以简洁化的管材。管材挤压成型用模具设置固定模具38和移动自如的活动模具39，通过由固定模具孔以及活动模具孔在挤压方向上的重合形成的开口部50挤出的坯料使管材被挤压成型。开口部50具有第1方向A1上相对的第1、第2管壁用开口部50a、50b和，第2方向A2上相对的第3、第4管壁用开口部50c、50d，通过活动模具39的移动形成第1方向A1上的宽度增加，同时第1方向A1上相对的管壁部的壁厚增加而第2方向A2上的宽度固定的管材。

Description

具有异形截面的管材的挤压成型方法以及管材挤压成型用模具

技术领域

本发明涉及一种在长度方向具有异形截面的管材的挤压成型方法、以及管材挤压成型时使用的管材挤压成型用模具，该管材，例如被用于车辆，特别被用于自动二轮车的车身车架。

背景技术

现有的自动二轮车等车辆的车身结构部件中使用的管材，沿长度方向具有可变截面的管材的挤压成型方法、以及该挤压成型中使用的管材挤压成型用模具，已知在日本特开平10-286619号公报中公开。所述挤压模具具有设置了固定模具孔的固定阴模，和设置了与固定模具孔相同形状的滑动模具孔、并于固定阴模的下表面自由滑动的滑动模具。固定芯隔开间隙配置在固定模具孔中，在滑动模具孔中也隔开间隙配置了与滑动模具一体的滑动芯。滑动芯呈层叠在固定芯上，相对固定芯滑动自如。而且，通过所述挤压模具，坯料从滑动芯、固定芯、固定模具孔和滑动模具孔的连通部分不断挤出，将滑动模具向垂直于挤压方向移动，形成沿长度方向的壁厚固定而外形变化的管状部件、沿长度方向外形固定而壁厚变化的管状部件、以及沿长度方向一部分的壁厚固定，而沿一个方向以及与该方向垂直的方向的两个方向上，外形以及剩余部分的壁厚发生变化的管状部件。

可是，例如像自动二轮车的主管那样、宽度沿长度方向变化的管材，相对从管材的宽度变化方向作用的载荷必须具有高刚性的部分，特别是，在前述主管的场合，与受来自前述方向的载荷和基于该载荷的弯曲力矩等的作用的头管的连接部，与主管的其他部分相比，管材在上下方向上的宽度大刚性也大。这样的主管，使用前述现有的管状部件(以下，简称为“管材”)时，沿该管材的宽度增加的方向的壁厚，如上所述全部是固定的，或剩余部分虽然增加，但是由于一部分保持固定，所以通过其壁厚的增加而增加的刚性并不充分。

又，为了提高管材的局部刚性，可以考虑在该部分焊接加强部件，此时，招致了制造工时增加以及焊接造成的成本增加的问题。

进一步，前述主管，以简洁化的观点，虽然宽度沿一个方向变化，但是与该方向垂直的方向的宽度大致固定，最好是又能确保头管周围的强度，又能获得理想的刚性分布。但是，使用前述现有的挤压模具时，满足所述要求的管材的挤压成型是困难的。

发明内容

本发明鉴于上述状况被提出，本发明第一方面的目的是，提供一种简单而低成本的管材挤压成型方法，一方面沿宽度变化方向的管壁的壁厚对应宽度的增加而增加形成高刚性，另一方面与宽度变化方向相垂直的方向上宽度固定并可以实现简洁化，进一步，本发明第二方面乃至第五方面的目的是，提供在本发明第一方面的实施中适用的管材挤压成型用模具。

本发明的第一方面是一种具有异形截面的管材的挤压成型方法，使用设置了沿重合于挤压方向的重合面在设定方向上相对移动自如的第1模具以及第2模具的管材挤压成型用模具，坯料通过由前述第1模具上形成的第1模具孔和前述第2模具上形成的第2模具孔在前述挤压方向上重合形成的开口部而被挤出，由此使管材成型，同时，通过使前述第1模具以及前述第2模具在前述设定方向上相对移动，使前述管材的截面形状沿前述挤压方向变化，前述第1模具具有，借助该第1模具中形成的第1孔的第1壁面与配置在该第1孔中并与前述第1模具一体化的第1芯之间的空隙形成的第1模具孔，前述第2模具具有，借助该第2模具中形成的第2孔的第2壁面与配置在该第2孔中并与前述第2模具一体化的第2芯之间的空隙形成的第2模具孔，其特征在于，前述设定方向垂直于前述挤压方向，前述坯料从前述开口部挤出的同时，使前述第1模具以及前述第2模具沿前述设定方向相对移动，形成作为垂直于前述挤压方向的方向的第1方向上的宽度沿长度方向增加，而在前述垂直平面上垂直于前述第1方向的第2方向上的宽度固定的管材的管壁，同时，使该管壁中，在前述第1方向上相对并规定前述第1方向上的宽度的第1管壁部以及第2管壁部的至少第1管壁部在前述第1方向上的壁厚增加，前述开口部具有，作为垂直于前述挤压方向的方向的第1方向上相对的第1管壁用开口部以及第2管壁用开口部，前述第1管壁用开口部，被前述第1壁面与前述第2芯之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述第2管壁用开口部，被前述第1壁面以及前述第2壁面的任一方与前述第1芯以及前述第2芯的任一方之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述坯料从前述开口部挤出的同时，使前述第1模具以及前述第2模具沿设定方向相对移动，使得规定前述管材在前述第1方向上的宽度的前述第1壁面以及第2壁面在前述第1方向上的宽度增加，前述第1管壁用开口部一侧的前述第2芯的端面和前述第2管壁用开口部一侧的前述第1芯的端面之间在前述第1方向上的宽度减小，并且，规定前述管材在前述垂直平面上与前述第1方向相垂直的第2方向上的宽度的前述第1壁面以及前述第2壁面在第2方向上的宽度固定。

根据本发明第一方面的记载，通过从形成管材的管壁的开口部挤出坯料的同时，将第1、第2模具沿设定方向相对移动，在第1方向上的宽度沿长度方向增加的部分，其第1方向上相对的管壁部分的壁厚也增加，因此形成高刚性，仅在需要高刚性的局部具有高刚性的同时，与第1方向垂直的第2方向上的第2宽度保持固定，使得管材简洁化成为可能，因为可以容易地通过挤压成型获得，所以在提高该管材的生产率的同时，可以削减其成本。

本发明的第二方面是一种管材挤压成型用模具，设置了重合于挤出方向并沿重合面在设定方向上相对移动自如的第1模具以及第2模具，前述第1模具具有，借助该第1模具中形成的第1孔的第1壁面与配置在该第1孔中并与前述第1模具一体化的第1芯之间的空隙形成的第1模具孔，前述第2模具具有，借助该第2模具中形成的第2孔的第2壁面与配置在该第2孔中并与前述第2模具一体化的第2芯之间的空隙形成的第2模具孔，通过前述第1模具孔以及前述第2模具孔在挤出方向上的重合而形成的开口部，形成管材管壁成型用坯料的流出通路，其特征在于，前述设定方向垂直于前述挤压方向，前述开口部具有，作为垂直于前述挤压方向的方向的第1方向上相对的第1管壁用开口部以及第2管壁用开口部，前述第1管壁用开口部，被前述第1壁面与前述第2芯之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述第2管壁用开口部，被前述第1壁面以及前述第2壁面的任一方与前述第1芯以及前述第2芯的任一方之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述第1模具以及前述第2模具以如下方式重合：通过前述第1模具以及前述第2模具朝向前述设定方向的一方相对移动，使得规定前述管材在前述第1方向上的宽度的前述第1壁面以及第2壁面在前述第1方向上的宽度增加，并且，规定前述管材在前述垂直平面上与前述第1方向相垂直的第2方向上的宽度的前述第1壁面以及前述第2壁面在第2方向上的宽度固定，而前述第1管壁用开口部以及前述第2管壁用开口部的至少前述第1管壁用开口部，在前述第1方向上的宽度增加，前述第1管壁用开口部一侧的前述第2芯的端面和前述第2管壁用开口部一侧的前述第1芯的端面之间的前述第1方向上的宽度减少。

根据本发明第二方面的记载，通过向第1、第2模具的设定方向的一方相对移动，使第1壁面和第2壁面规定的管材的第1方向上的宽度增加的同时，第1管壁用开口部以及第2管壁用开口部的至少一方的沿第1方向的宽度增加，所以一方面在管材的第1方向上的宽度在长度方向上增加的部分，在第1方向上相对的管壁部的壁厚也增加，另一方面第1壁面以及第2壁面规定的垂直于管材的第1方向的第2方向上的宽度固定。其结果是，第1方向上的宽度在长度方向上增加的部分，在第1方向上相对的管壁部的壁厚增加，因而成为高刚性，从而获得仅在需要高刚性的局部具有高刚性的同时，垂直于第1方向的第2方向上的宽度保持固定从而可以实现简洁化的管材。

本发明的第三方面为本发明第2方面记载的管材挤压成型用模具，其特征在于，通过前述第1模具以及前述第2模具以如下方式重合：通过朝向前述设定方向的前述一方相对移动，使前述第1管壁用开口部一侧的前述第2芯的端面和前述第2管壁用开口部一侧的前述第1芯的端面之间在前述第1方向上的宽度减少。

根据本发明第3方面的记载，通过向第1、第2模具的设定方向的一方的相对移动，使管材第1方向上的宽度，即管材的第1方向上的外径增加的同时，至少在第1管壁用开口部内侧的第2芯的端面和第2管壁用开口部的内侧的第1芯的端面之间的第1方向的宽度，即管材的第1方向上的内径减少，通过管材外径的增加和内径的减少，可以增大与管材外径的增加相对的第1、第2管壁部的壁厚的增加比例，可以获得抑制了管材在第1方向上的大型化，并仅在局部具有较高的刚性的管材。

本发明的第4方面为本发明第3方面记载的管材挤压成型用模具，其特征在于，前述开口部的截面形状为具有与前述第1方向相平行的两条边的大致四方形，所述两条边，分别形成，在前述第1管壁用开口部以及前述第2管壁用开口部上，各自连接第1方向的两端的第3管壁用开口部以及第4管壁用开口部。

根据本发明第4方面的记载，截面形状大致呈四方形的管材，起到了所引用的权利要求所记载的效果。

本发明的第5方面为本发明第3方面记载的管材挤压成型用模具，其特征在于，前述开口部的截面形状为具有与前述第1方向相平行的两条直线部的大致长圆形，所述两条直线部，分别形成，在形成前述大致长圆形的弧形部的前述第1管壁用开口部以及前述第2管壁用开口部上，各自连接第1方向的两端的第3管壁用开口部以及第4管壁用开口部。

根据本发明第5方面的记载，截面形状大致呈长圆形的管材，起到了所引用的权利要求所记载的效果。

本说明书中，重合的意思是指重叠配合。又，管材的“截面”是指，与管材的挤出方向或长度方向垂直的平面上的截面。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施例的，设置了使用本发明涉及的管材挤压成型用模具挤压成型的管材所构成的主管的、自动二轮车的左侧面简图。

图2是构成图1的主管的管材的透视图。

图3是形成图2的管材的挤压成型装置的主要部分的截面图。

图4是图3的挤压成型装置的管材挤压成型用模具的主要部分的放大截面图。

图5是图4的V-V线截面图。

图6是图4的VI-VI线截面图。

图7是分别说明固定模具中固定模具孔以及固定芯的位置关系，和活动模具中活动模具孔以及活动芯的位置关系的平面图。

图8是表示固定模具与活动模具重合，将活动模具移动时的固定模具以及活动模具的位置关系的平面图。

图9是表示本发明第2实施例的图，(A)是说明固定模具中固定模具孔以及固定芯的位置关系的平面图，(B)是说明活动模具中活动模具孔以及活动芯的位置关系的平面图。

图10是第2实施例的，与第1实施例的图8相对应的图。

图11是第2实施例中形成的管材的透视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图11说明本发明的实施例。

图1～图8表示本发明的第1实施例，图1是主管上使用了用本发明涉及的管材挤压成型用模具通过挤压成型方法形成的管材的、自动二轮车V的左侧面简图。自动二轮车V中，在被头管1转动自如地支撑的前叉2的上端设置把手3，在其下端枢支前轮4。前端部连接在头管1上的左右一对的主管5，以左右对称的方式，一边向左右方向扩展一边向车身的后斜下方延伸，其靠近后端部通过十字管(未图示)连接。在两主管5的后端部，分别连接左右一对的枢轴板6，在被两枢轴板6支撑的枢轴7上，沿上下方向摇动自如地支撑枢支了后轮9的后叉8。内燃发动机10的前部通过左右一对的发动机托架11支撑，其后部通过两枢轴板6支撑在两主管5上。

而且，在以下的实施例中，“上下、前后、左右”的含义是，以车辆为基准的“上下、前后、左右”。

各个主管5，是对铝制或铝合金制的、如图2所示的通过挤压成型形成的管材20，实施弯曲加工等的加工而构成。截面形状沿长度方向变化的管材20，具有第1管壁部21a、第2管壁部21b、第3管壁部21c以及第4管壁部21d形成的管壁21，所述管壁21，具有固定的壁厚，沿上下方向具有大致呈长方形的封闭截面。来自前叉2和枢轴7等的上下方向的载荷，作用在各个主管5上，所以前述载荷和基于该载荷的弯矩以及扭矩，作用在各个主管5的前部的与头管1的连接部5a上，因此，包括该连接部5a的主管5的前部为需要高刚性的部分。所以，管材20的、形成主管5的前部的部分，与其后部相比上下方向上的宽度比较大，同时，前部的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚，比第3、第4管壁部21c、21d沿长度方向固定的壁厚以及后部的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚大。

下面，参照图3～图7，对管材20的挤压成型用挤压成型装置30进行说明。如图3所示，挤压成型装置30具有：收纳作为管材20的坯料31(坯段)的铝或铝合金的容器32、管材挤压成型用模具33、将坯料31从容器32挤出的挤压垫块34，以及将夯槌发出的力传递到挤压垫块34的杆棒35。而且，管材挤压成型用模具33具有：对容器32固定的固定阳模36、重合在固定阳模36上而被固定的固定阴模37、和重合在固定阴模37上的同时可以沿重合面自由滑动的活动模具39，所述模具36、37、39被顺序地配置在坯料31的挤出方向A0上。而且，互相结合成一体化的固定阳模36和固定阴模37构成固定模具38，而且驱动装置40驱动活动模具39在与挤出方向A0交叉的方向，所述第一实施例中为垂直方向的设定方向上，沿前述重合面相对固定模具38移动。再，41是，把坯料31导入后文将要述及的开口部的流路。

参照图4～图7，如图7所示，设定方向向垂直于挤出方向A0的垂直平面的投影方向为第1方向A1(所述第一实施例中，设定方向为垂直于挤出方向A0的方向，所以第1方向A1与设定方向一致。)，在固定阴模37中，形成具有与所述第1方向A0平行的长边的、具有大致呈长方形的截面的贯通孔42，该贯通孔42的壁面43与挤出方向A0平行地形成。参照图4，在贯通孔42内，通过固定阳模36上的支撑部36a设置的固定芯44，以其与壁面43之间形成空隙的方式配置。壁面43具有：形成长方形截面的平行短边、在第1方向A1上相对的第1壁面部43a以及第2壁面部43b，和形成平行长边、在截面上(即，前述垂直平面上)垂直于第1方向A1的第2方向A2上相对的第3壁面部43c以及第4壁面部43d。截面大致呈正方形，在第1方向A1上的1对短边平行于贯通孔42的短边的固定芯44，在第1、第2壁面部43a、43b之间形成规定宽度t1的空隙d1、d2，在第2方向A2上，第3、第4壁面部43c、43d之间形成比规定宽度t1小的规定宽度t2的空隙d3、d4。而且，由包括所述空隙d1～d4的、配置在贯通孔42内的固定芯44与壁面43之间形成的空隙，构成固定模具孔45。

另一方面，如图7中括弧内的符号所示，活动模具39，具有与固定阴模37的贯通孔42相同形状的贯通孔46，与该贯通孔46内配置的固定芯44相同形状的活动芯47，如图4～图6所示，从活动模具39的一部分延伸，滑动自如地嵌装在固定阳模36的支撑部36a以及固定阴模37上形成的各个支撑孔中，通过支撑部47e与设定方向上直线延伸的棒状连接部件39a固定为一体。而且，形成在支撑部36b以及固定芯44上，在固定芯44的端面开口的空洞36b，是用来容许支撑部47e的移动的。而且，活动芯47的截面形状以及贯通孔46内的配置，与固定模具38中的相同，因此，构成贯通孔46的壁面48的第1、第2、第3、第4壁面部48a、48b、48c、48d和活动芯47之间形成的各个空隙d5～d8的形状以及宽度，也和固定模具38中的相同地设定。而且，由包括所述空隙d5～d8的、配置在贯通孔46内的活动芯47与壁面48之间形成的空隙，构成活动模具孔49。

而且，如图8(A)所示，固定模具38以及活动模具39的位置被决定，在使两个贯通孔42、46的壁面43、48一致的状态下，固定模具38和活动模具39在重合面上重合时，两者在固定芯44和活动芯47的重合部分为面接触(参照图4)，进一步，通过固定模具孔45与活动模具孔49在挤出方向A0重合而形成开口部50，所述开口部50形成坯料31的流出通路。所述开口部50与固定模具孔45以及活动模具孔49相同、为具有规定宽度t1以及规定宽度t2的大致长方形，是被用来形成管材20的管壁21的，具有：由第1壁面部43a和活动芯47之间的第1方向A1上的空隙规定的第1管壁用开口部50a、和第2壁面部48b与固定芯44之间的第1方向A1上的空隙规定的第1管壁用开口部50a与第1方向A1上相对的第2管壁用开口部50b、和第3管壁用开口部50c、第3管壁用开口部50c与第2方向A2上相对的第4管壁用开口部50d。所以，在截面上，第1管壁用开口部50a以及第2管壁用开口部50b，形成长方形的与第2方向A2相平行的两个边，第3管壁用开口部50c以及第4管壁用开口部50d，形成长方形的与第1方向A1相平行的两个边。

下面，参照图2、图7以及图8，对使用了前述的管材挤压成型用模具33的挤压成型装置30中、管材20的成型方法进行说明。在图8中，固定模具38以及活动模具39用不同的剖面线表示，空心部分表示开口部50，两个剖面线重合的部分，表示固定模具38以及活动模具39的重合部分。又，图7以及图8中省略了空洞36b。

首先，图8(A)中图示的状态，将对应于挤压速度的、活动模具39的移动速度的速度比设定为规定的速度比，一边通过夯槌从开口部50挤出坯料31，驱动装置40使活动模具39沿重合面向设定方向的一方(图8中为上方)连续地移动。因此，通过第1、第2管壁用开口部50a、50b，形成壁厚为规定宽度t1的第1、第2管壁部21a、21b，通过第3、第4管壁用开口部50c、50d，形成壁厚为规定宽度t1的第3、第4管壁部21c、21d(参照图2)。此时，通过第3、第4壁面部43c、43d、48c、48d规定的管材20在第2方向上的宽度保持固定。

随着活动模具39的移动量的增加，开口部50的形状如图8(B)所示，一方面，规定管材20的第1方向A1上的外径的固定模具38的第1壁面部43a，和活动模具39的第2壁面部48b之间的第1方向A1上的宽度减少，另一方面，规定两个芯44、47相合时的第1方向A1上的宽度，即管材20的第1方向A1上的内径的、固定芯44的第2端面44b和活动芯47的第1端面47a之间的第1方向A1上的宽度增加，管材20在挤压方向A0上的截面形状变化。此时，第1、第2管壁用开口部50a、50b的第1方向A1上的宽度比规定宽度t1小比规定宽度t2大。

进一步，按照前述规定的速度比，一边挤出坯料31，一边进一步移动活动模具39时，如图8(C)所示，两个芯44、47相合时的第1方向A1上的宽度进一步增加的同时，固定模具38的第1壁面部43a和活动模具39的第2壁面部48b之间的第1方向A1上的宽度进一步减少，第1、第2管壁用开口部50a、50b的第1方向A1上的宽度与规定宽度t2大致相等。(此状态下的活动模具39的位置，在图4中以双点划线表示。)

其结果如图2所示，第2管壁部21b，与平行于挤出方向A0的第1管壁部21a相对，形成逐渐向第1管壁部21a靠近的倾斜的锥状壁，管材20在第2方向A2上的宽度沿长度方向上相等，在第1方向A1上的宽度，形成沿长度方向从挤压开始端(前端)20a向挤压终了端(后端)20b逐渐变小的锥状管。而且，管材的前部，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚比第3、第4管壁部21c、21d的壁厚大，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚向后方逐渐减少。又，管材20的第1方向A1上的内径，从挤压开始端20a朝向挤压终了端20b逐渐变大，截面具有直线部的长圆形的内侧空间的截面面积变大。而且，如图8(C)所示的状态，活动模具39向设定方向的另一方(图8中为下方)移动时，明显地，可以获得与前述的挤压开始端以及挤压终了端相反的管材20。

下面，就前述结构的第1实施例的作用以及效果进行说明。

在挤压成型装置30中，坯料31从形成管材20的管壁部21的开口部50挤出的同时，通过活动模具39沿设定方向移动，使在第1壁面部43a和第2壁面部48b被规定的、管材20的第1方向A1上的宽度增加的同时，第1管壁用开口部50a以及第2管壁用开口部50b的第1方向A1上的宽度增加，一方面，在第1方向A1上的宽度沿长度方向增加的部分，第1方向A1上相对的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚也增加，另一方面，由第3、第4壁面部43c、43d、48c、48d规定的管材20在第2方向A2上的宽度固定。其结果是，在第1方向A1上的宽度沿长度方向增加的前部，第1方向A1上相对的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚增加，从而成为高刚性，仅在需要高刚性的局部具有高刚性的同时，在第2方向A2上宽度保持固定、因而可以实现简洁化的管材20，可以通过挤压成型容易地制造，所以，在提高由对应于所须刚性的大小的、第1方向A1上的宽度以及第1、第2管壁部21a、21b的壁厚不同的部分构成的、刚性沿长度方向不同的管材20的生产效率的同时，可以削减其成本。

通过活动模具39向设定方向移动，管材20的第1方向A1上的宽度，即管材20在第1方向A1上的外径增加的同时，第1管壁用开口部50a的内侧的活动芯47的第1端面47a和第2管壁用开口部50b的内侧的固定芯44的第2端面44b之间的第1方向A1上的宽度，即管材的第1方向A1上的内径减少，所以，通过管材20的外径的增加和内径的减少，可以使对应于管材20的外径的增加的第1、第2管壁部21a、21b的壁厚增加的比例变大，不仅可以抑制管材20朝向第1方向A1的大型化，而且可以获得仅在局部具有较高刚性的管材20。又，管材20的挤压终端20b，壁厚为规定宽度t2而内径变大，所以与随着朝向挤压终端、仅减少管材的第1方向A1上的外径而形成壁厚为规定宽度t2的管材相比，刚性较高。

因为自动二轮车V的头管1，由锥管管材20构成，所以包括与头管1的连接部5a的前部，在上下方向的宽度比后部大，并且，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚大，所以刚性高，主管5的后部，上下方向的宽度比前部小，并且，第1、第2管壁部21a、21b的壁厚也小，所以，可以获得与所须的强度分布相对的适当形状。而且，构成主管5的管材20是由挤压成型制造的，在提高生产率的同时，可以削减其成本，也就是可以削减自动二轮车V的成本。

下面，参照图9～图11，说明本发明的第2实施例。所述第2实施例，与第1实施例相比，固定模具38以及活动模具39的贯通孔以及芯不相同，其他的基本具有相同的结构。因此，省略或简化对相同部分的说明，重点以不同之处为中心进行说明。而且，对于与第1实施例的部件相同或对应的部件，使用相同的符号。

参照图9(A)，在固定阴模37中形成的贯通孔52的壁面53的截面中，由在第1方向A1上相对的一端呈大致圆弧形的第壁面部53a、另一端平行于第2方向A2的直线状的第2壁面部53b、在第2方向A2上相对的互相平行的直线状的第3壁面部53c以及第4壁面部53d形成。又，通过支撑部36a设置在固定阳模36上的、在贯通孔52内与壁面53之间形成空隙地配置的固定芯54的截面中，由第1方向A1上与第1壁面部53a相对的直线状的第1端面54a、和第1方向A1上与第2壁面部53b相对的大致呈圆弧状的第2端面54b，和在第2方向A2上相对的互相平行的直线状的第3端面54c以及第4端面54d形成。而且，在第1方向A1上，第1壁面部53a和第1端面54a之间以及第2壁面部53b和第2端面54b之间，分别形成在第2方向A2上变化的规定宽度t3、t4的空隙d9、d10，第2方向A2上，第3壁面部53c和第3端面54c之间以及第4壁面部53d和第4端面54d之间，分别形成第1方向A1上固定的规定宽度t5的空隙d11、d12。而且，由包含所述空隙d9～12的，配置在贯通孔52内的固定芯54和壁面53之间形成的空隙，构成固定模具孔55。

一方面，活动模具39，参照图9(B)，具有将固定阴模37的贯通孔52以及固定芯54分别翻转180度的截面形状的贯通孔56以及活动芯57。而且，构成壁面58的第1、第2、第3、第4壁面部58a、58b、58c、58d和活动芯57的第1、第2、第3、第4端面57a、57b、57c、57d之间形成的各个空隙d13～d16的形态以及规定宽度t6～t8，也与固定模具38的相同地设定。而且，由包括所述空隙d13～d16的、配置在贯通孔56内的活动芯47与壁面58之间形成的空隙，构成活动模具孔59。

而且，如图10(A)所示，固定模具38以及活动模具39的位置被定位在，使第1方向A1上的第1、第2壁面部53a、58a；53b、58b的端部，以及第3、第4壁面部53c、58c；53d、58d相互一致的状态，固定模具38和活动模具39在重合面上重合时，两者在固定芯54和活动芯57的重合部分为面接触(参照图4)，进一步，通过固定模具孔55以及活动模具孔59在挤出方向A0重合，形成开口部60，所述开口部60形成坯料31的流出通路。开口部60为具有与第1方向A1相平行的两个直线部并具有规定宽度的大致长圆形，由第1壁面部53a和活动芯57的第1端面57a之间的第1方向A1上的空隙规定的第1管壁用开口部60a、和由壁面部58b与固定芯54的第2端面54b之间的第1方向A1上的空隙规定的、第1管壁用开口部60a和第1方向A1上相对的第2管壁用开口部60b，形成大致长圆形的弧状部，第3管壁用开口部60c，和与第3管壁用开口部60c在第2方向A2上相对的第4管壁用开口部60d，形成平行的两个直线部，分别连接在第1、第2管壁用开口部60a、60b的第1方向A1上的两端。

下面，参照图10、以及图11，通过使用了前述的管材挤压成型用模具33的挤压成型装置30，对管材70的成型方法进行说明。

首先，图10(A)中图示的状态，通过夯槌从开口部60挤出坯料31的同时，驱动装置40使活动模具39沿重合面向设定方向的一方(图10中为上方)连续地移动时，由第1、第2管壁用开口部60a、60b形成管壁71的、在第1方向A1上壁厚变化的第1、第2管壁用开口部71a、71b，由第3、第4管壁用开口部60c、60d形成第2方向A2上固定壁厚为规定宽度t5的第3、第4管壁部71c、71d(参照图11)。此时，由第3、第4壁面部53a、58a；53b、58b规定的管材70在第2方向A2上的宽度保持固定。

随着活动模具39的移动量的增加，开口部60的形状如图10(B)所示，一方面，规定管材70的第1方向A1上的外径的固定模具38的第1壁面部53a和活动模具39的第2壁面部58b之间的第1方向A1上的宽度减少，另一方面，两个芯54、57重合时的第1方向A1上的宽度，即规定管材70的第1方向A1上的内径的固定芯54的第2端面54b、和活动芯57的第1端面57a之间的第1方向A1上的宽度增加，管材70的挤出方向A0上的截面形状发生变化。此时，第1、第2管壁用开口部60a、60b在第1方向A1上的宽度，比规定宽度t5大。

进一步，一边挤出坯料31，一边进一步移动活动模具39时，如图10(C)所示，两个芯54、57重合时的第1方向A1上的宽度进一步增加的同时，固定模具38在第1壁面部53a和活动模具39在第2壁面部58b之间的第1方向A1上的宽度进一步减少，第1、第2管壁用开口部60a、60b在第1方向A1上的宽度与规定宽度t5大致相同。

其结果如图11所示，第2管壁部71b，与平行于挤出方向A0的第1管壁部71a相对，形成逐渐靠近的倾斜的锥状壁，所以，管材70在第2方向A2上的宽度在长度方向上相等，在第1方向A1上的宽度，沿长度方向从挤压开始端(前端)70a向挤压终了端(后端)70b逐渐变小，形成大致长圆形截面的锥状管。而且，第1方向A1上的宽度比后部大的前部，第1、第2管壁部71a、71b的壁厚比第3、第4管壁部71c、71d的壁厚大，随着朝向后方，第1、第2管壁部71a、71b的壁厚逐渐减少，而在后端与第3、第4管壁部71c、71d的壁厚大致相等。

而且，通过所述第2实施例，起到第1实施例相同的作用以及效果。

以下，对于将前述实施例的一部分的结构变更了的实施例，对其变更了的结构进行说明。

第1实施例中，固定芯44以及活动芯47为同一形状，也可以在两个芯44、47中的任一个，例如固定芯44的第1方向A1上的宽度缩小(在图8(A)中以双点划线B1表示)时，又，两个贯通孔43、48中的任一个，例如活动模具39的贯通孔48在第1方向A1上的宽度增大(在图8(A)中以双点划线B2表示)时等，通过适当设定两个贯通孔43、48以及两个芯44、47中的至少一个的第1方向A1上的宽度，使得活动芯47从图10(A)的状态移动时，移动量小时，仅第1管壁用开口部50a在第1方向A1上的宽度减少，当其后活动芯47进一步移动时，第2管壁用开口部50b在第1方向A1上的宽度开始减少。

前述各个实施例中，第1、第2管壁用开口部50a、50b；60a、60b的第1方向A1上的宽度被设定为相等，也可以设定为不相等。

在前述各个实施例中，固定模具38相对容器32固定，也可以将固定模具相对容器32移动自如，通过将两个模具作成活动模具，使两个模具在驱动装置作用下分别向相反方向移动，使第1方向A1上相对的管壁部沿长度方向形成倾斜的锥壁。

前述各个实施例中，第1方向A1上的管材20、70的宽度为，从挤压开始端20a、70a沿长度方向连续并单调减少的，也可以沿长度方向或增或减。又，通过在坯料31被挤出的中途，变更前述速度比，可以形成具有不同倾斜角度的锥部的管材。进一步，也可以使速度比为零，形成具有固定截面的部分。

Claims (4)

1.一种具有异形截面的管材的挤压成型方法，使用设置了沿重合于挤压方向的重合面在设定方向上相对移动自如的第1模具以及第2模具的管材挤压成型用模具，坯料通过由前述第1模具上形成的第1模具孔和前述第2模具上形成的第2模具孔在前述挤压方向上重合形成的开口部而被挤出，由此使管材成型，同时，通过使前述第1模具以及前述第2模具在前述设定方向上相对移动，使前述管材的截面形状沿前述挤压方向变化，前述第1模具具有，借助该第1模具中形成的第1孔的第1壁面与配置在该第1孔中并与前述第1模具一体化的第1芯之间的空隙形成的第1模具孔，前述第2模具具有，借助该第2模具中形成的第2孔的第2壁面与配置在该第2孔中并与前述第2模具一体化的第2芯之间的空隙形成的第2模具孔，

其特征在于，前述设定方向垂直于前述挤压方向，前述坯料从前述开口部挤出的同时，使前述第1模具以及前述第2模具沿前述设定方向相对移动，形成作为垂直于前述挤压方向的方向的第1方向上的宽度沿长度方向增加，而在前述垂直平面上垂直于前述第1方向的第2方向上的宽度固定的管材的管壁，同时，使该管壁中，在前述第1方向上相对并规定前述第1方向上的宽度的第1管壁部以及第2管壁部的至少第1管壁部在前述第1方向上的壁厚增加，

前述开口部具有，作为垂直于前述挤压方向的方向的第1方向上相对的第1管壁用开口部以及第2管壁用开口部，前述第1管壁用开口部，被前述第1壁面与前述第2芯之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述第2管壁用开口部，被前述第1壁面以及前述第2壁面的任一方与前述第1芯以及前述第2芯的任一方之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述坯料从前述开口部挤出的同时，使前述第1模具以及前述第2模具沿设定方向相对移动，使得规定前述管材在前述第1方向上的宽度的前述第1壁面以及第2壁面在前述第1方向上的宽度增加，前述第1管壁用开口部一侧的前述第2芯的端面和前述第2管壁用开口部一侧的前述第1芯的端面之间在前述第1方向上的宽度减小，并且，规定前述管材在前述垂直平面上与前述第1方向相垂直的第2方向上的宽度的前述第1壁面以及前述第2壁面在第2方向上的宽度固定。

2.一种管材挤压成型用模具，设置了重合于挤出方向并沿重合面在设定方向上相对移动自如的第1模具以及第2模具，前述第1模具具有，借助该第1模具中形成的第1孔的第1壁面与配置在该第1孔中并与前述第1模具一体化的第1芯之间的空隙形成的第1模具孔，前述第2模具具有，借助该第2模具中形成的第2孔的第2壁面与配置在该第2孔中并与前述第2模具一体化的第2芯之间的空隙形成的第2模具孔，通过前述第1模具孔以及前述第2模具孔在挤出方向上的重合而形成的开口部，形成管材管壁成型用坯料的流出通路，

其特征在于，前述设定方向垂直于前述挤压方向，前述开口部具有，作为垂直于前述挤压方向的方向的第1方向上相对的第1管壁用开口部以及第2管壁用开口部，前述第1管壁用开口部，被前述第1壁面与前述第2芯之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述第2管壁用开口部，被前述第1壁面以及前述第2壁面的任一方与前述第1芯以及前述第2芯的任一方之间的前述第1方向上的空隙所规定，前述第1模具以及前述第2模具以如下方式重合：通过前述第1模具以及前述第2模具朝向前述设定方向的一方相对移动，使得规定前述管材在前述第1方向上的宽度的前述第1壁面以及第2壁面在前述第1方向上的宽度增加，并且，规定前述管材在前述垂直平面上与前述第1方向相垂直的第2方向上的宽度的前述第1壁面以及前述第2壁面在第2方向上的宽度固定，而前述第1管壁用开口部以及前述第2管壁用开口部的至少前述第1管壁用开口部，在前述第1方向上的宽度增加，前述第1管壁用开口部一侧的前述第2芯的端面和前述第2管壁用开口部一侧的前述第1芯的端面之间的前述第1方向上的宽度减少。

3.根据权利要求2记载的管材挤压成型用模具，其特征在于，前述开口部的截面形状为具有与前述第1方向相平行的两条边的大致四方形，所述两条边，在前述第1管壁用开口部以及前述第2管壁用开口部上，分别形成各自连接前述第1方向的两端的第3管壁用开口部以及第4管壁用开口部。

4.根据权利要求2记载的管材挤压成型用模具，其特征在于，前述开口部的截面形状为具有与前述第1方向相平行的两条直线部的大致长圆形，所述两条直线部，在形成前述大致长圆形的弧形部的前述第1管壁用开口部以及前述第2管壁用开口部上，分别形成，各自连接第1方向的两端的第3管壁用开口部以及第4管壁用开口部。

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