JP2002018514A - 中空材製造用押出ダイス及中空材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉厚を長さ方向において部分的に変化させる
ことができて、部分的に高強度化が図られている中空材
を製造することのできる中空材製造用押出ダイスを提供
すること。 【解決手段】 押出ダイス１は、中空材50の外周部を成
形するベアリング孔部11を備えた雌型10と、中空材50の
中空部51を成形するベアリング部31を先端側に有する中
子30を備えた雄型20と、を具備している。ベアリング部
31は、先端に進むにつれて外径寸法が大寸から小寸へと
連続的乃至は段階的に変化している。そして、このベア
リング部31がベアリング孔部11内に臨んだ態様にして、
中子30が前後方向に移動可能に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アルミニウムや
その合金等の金属製の中空材を製造する際に用いられる
中空材製造用押出ダイス、及びそれを用いた中空材の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウムやその合金製の中空
材は、軽量であるという利点を有し、ビル用建材をはじ
め、自動車、鉄道車両、船舶等の様々な構成部材に用い
られている。

【０００３】このような中空材は、押出成形により製造
されることが多く、その理由は、中空材を能率良く且つ
コスト的に有利に製造できるという利点があるからであ
る。また、その際には、押出ダイスとして、ポートホー
ルダイス等、雌型と雄型とが組み合わされてなる組合せ
ダイスが一般に用いられている。

【０００４】而して、上記のような構成部材に用られる
中空材には、軽量であるという特性はもとより、長さ方
向の所定部分おいて高強度であるという特性が要求され
る場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
押出成形では、長さ方向に一定の肉厚を有する中空材し
か製造することができなかったため、かかる特性を満た
し得る中空材を製造することができなかった。そこで、
従来では、肉厚を長さ方向の全体に亘って厚肉に形成す
ることが行われており、このため中空材の重量が必要以
上に増大するという問題が生じていた。あるいは、中空
材の所定部位に補強リブを接合固着することが行われて
いるが、これによれば、補強リブの固着作業を行う必要
があるので製造能率が低下するという難点があった。

【０００６】この発明は、このような技術背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、肉厚を長さ方向において
部分的に変化させることができて、部分的に高強度化が
図られている中空材を製造することのできる中空材製造
用押出ダイス及びそれを用いた中空材の製造方法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る中空材製造用押出ダイスは、中空材
の外周部を成形するベアリング孔部を備えた雌型と、中
空材の中空部を成形するベアリング部を先端側に有する
中子を備えた雄型と、を具備し、前記ベアリング部は、
先端に進むにつれて外径寸法が大寸から小寸へと連続的
乃至は段階的に変化してなるとともに、このベアリング
部が前記ベアリング孔部内に臨んだ態様にして、中子が
前後方向に移動可能に設けられてなることを特徴として
いる。

【０００８】この押出ダイスにおいては、中子のベアリ
ング部と雌型ベアリング孔部との間には、中空材の断面
形状に対応した成形間隙が形成される。そして、中子を
前進させることによりこの成形間隙が狭くなり、一方、
中子を後退させることによりこの成形間隙が広くなる。
したがって、押出中に、中子を前進・後退させることに
より、得られる中空材の肉厚を長さ方向において変化さ
せ得るようになり、その結果、長さ方向の所定部分にお
いて高強度化が図られている中空材を製造し得るように
なる。

【０００９】また、この発明に係る中空材の製造方法
は、上記押出ダイスを用い、中子を前後方向に移動させ
ながら押出を行うことを特徴としている。

【００１０】この中空材の製造方法では、中子を前後方
向に移動させながら押出を行うことにより、得られる中
空材の肉厚を長さ方向において変化させ得るようにな
り、その結果、長さ方向の所定部分において高強度化が
図られている中空材を製造し得るようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施形態を図面
を参照して説明する。

【００１２】図１〜図４は、この実施形態の押出ダイス
としてのポートホールダイス（１）を示している。この
ポートホールダイス（１）は、図１〜図３に示すよう
に、超硬合金から製作された雌型（10）と雄型（20）と
が組み合わされて構成されたもので、雌型（10）の後面
に雄型（20）が密着して取り付けられてなるものであ
る。一方、このポートホールダイス（１）により製造さ
れる中空材（50）は、図４に示すように断面円形状のア
ルミニウム合金製のもので、長さ方向において部分的に
厚肉部（52）が内周面部に一体に突設されているもので
ある。

【００１３】前記雌型（10）は、前記中空材（50）の外
周部を成形する円形状のベアリング孔部（11）と、該ベ
アリング孔部（11）に連なるレリーフ孔（12）とを備え
ている。

【００１４】一方、前記雄型（20）は、断面円形の棒状
の中子（30）と、円筒状の中子保持部（24）と、前記中
子（30）を前後方向に移動させる移動装置（40）とを備
えている。

【００１５】前記中子（30）は、中空材（50）の中空部
（51）を形成するベアリング部（31）を先端部に有して
いる。このベアリング部（31）は、先端に進むにつれて
外径寸法が大寸から小寸へと段階的に変化してなるもの
であって、具体的には、断面円形状の径大部（31a）と
これより先端側に同軸線上に形成された断面円形状の径
小部（31b）とからなる２段構成のものであり、且つ前
記径大部（31a）の外周面と前記径小部（31b）の外周面
とがテーパ面（31c）を介して連なっているものであ
る。

【００１６】前記中子保持部（24）は、前記雄型（20）
に備えられた環状ベース部（21）の内側中央部に位置さ
れており、且つ前記環状ベース部（21）の内周面部に一
体に設けられた合計４個のブリッジ部（22）によって一
体に連結保持されている。この中子保持部（24）には、
押出軸線に沿って前後方向に貫通した断面円形状の中子
保持孔（25）が設けられている。そして、この中子保持
孔（25）内に、後方から前記中子（30）がそのベアリン
グ部（31）を前記雌型ベアリング孔部（11）内に臨ませ
る態様で且つ該中子（30）の軸線を押出軸線に一致させ
た態様でぴったりと挿入されており、これにより該中子
（30）が押出軸線に沿って前後方向に移動可能に保持さ
れている。この状態において、中子のベアリング部（3
1）と雌型ベアリング孔部（11）との間には、得られる
中空材（50）の断面形状に対応する環状の成形間隙
（２）が形成されている。そして、中子（30）を後退さ
せたとき（図１参照）、ベアリング部（31）の径小部
（31b）が雌型ベアリング孔部（11）の内側に位置し、
一方、中子（30）を前進させたとき（図４参照）、ベア
リング部（31）の径大部（31a）が雌型ベアリング孔部
（11）の内側に位置するものとなされている。

【００１７】さらに、この雄型（20）において、該雄型
の前面における前記中子（30）の周囲には、所定深さの
圧着室用凹部（26）が設けられている。また、図３に示
すように、周方向に隣接するブリッジ部（22）（22）の
間には、前後方向に貫通したポート孔（23）が設けられ
ている。この実施形態では、前記ポート孔（26）の個数
は４個である。

【００１８】次に、前記移動装置（40）について説明す
る。

【００１９】前記移動装置（40）として、図１に示すよ
うに、前記中子（30）の基端部に、側方に突出した突片
（32）が全周に亘って一体に設けられるとともに、この
突片（32）の前面に、側方に進むにつれて後方に傾斜し
た第１傾斜面（32a）が形成されている。一方、この突
片（32）の後面には、側方に進むにつれて前方に傾斜し
た第２傾斜面（32b）が形成されている。

【００２０】一方、前記雄型（10）には、中子（30）の
後退操作を行う対向する一対の第１操作杆（41）（41）
と、中子（30）の前進操作を行う対向する一対の第２操
作杆（42）（42）とが、次のように設けられている。

【００２１】すなわち、前記第１操作杆（41）の先端部
後面に、前記中子（30）の第１傾斜面（32a）に対応し
た傾斜面（41a）が形成されている。そして、この第１
操作杆（31）は、その先端部を前記中子（30）に向ける
態様にして、雄型（20）の環状ベース部（21）からブリ
ッジ部（22）に亘って貫通して設けられた第１操作杆保
持孔（27）内に挿入され、これにより該第１操作杆（4
1）が押出軸線に対して垂直方向に移動可能に保持され
ている。そして、図１に示すように、この第１操作杆
（41）を中子（30）に向かって移動させることにより、
すなわちこの第１操作杆（41）を挿入方向に移動させる
ことにより、その傾斜面（41a）で前記中子（30）の第
１傾斜面（32a）を後方に押圧して該中子（30）を後退
させ得るものとなされている。

【００２２】これと同じく、前記第２操作杆（42）の先
端部前面には、前記中子（30）の第２傾斜面（32b）に
対応した傾斜面（41b）が形成されている。そして、こ
の第２操作杆（42）は、その先端部を前記中子（30）に
向ける態様にして、雄型（20）の環状ベース部（21）か
らブリッジ部（22）に亘って貫通して設けられた第２操
作杆保持孔（28）内に挿入され、これにより該第２操作
杆（42）が押出軸線に対して垂直方向に移動可能に保持
されている。そして、図４に示すように、第２操作杆
（42）を挿入方向に移動させることにより、その傾斜面
（41b）で前記中子（30）の第２傾斜面（32b）を前方に
押圧して該中子（30）を前進させ得るものとなされてい
る。

【００２３】また、中子（30）は、その突片（32）の前
面が中子保持部（24）の後面部に衝合することにより、
該中子（30）の更なる前進移動が規制されるものとなさ
れている。

【００２４】なお、押出中には、中子（30）の後端面に
は押出圧力が加わっているから、第１操作杆（41）を引
抜き方向に（即ち、中子から遠ざかる方向に）移動させ
ると、これに伴い中子（30）が押出圧力を受けて前進す
るものとなる。したがって、中子（30）の前進移動操作
は、必ずしも第２操作杆（42）の移動操作で行うことを
要しないが、第２操作杆（42）の移動操作で中子（30）
の前進移動操作を行うことにより、中子（30）を所定位
置に確実に移動させることができ、且つ中子（30）をし
っかりと位置固定することができるようになる。したが
って、第２操作杆（42）の移動操作で中子（30）の前進
移動操作を行うことが望ましい。こうすることにより、
寸法精度の高い中空材（50）を製造することができるよ
うになる。

【００２５】而して、上記構成のポートホールダイス
（１）を用いて中空材（50）を製造する場合には、この
ダイス（１）を、押出機に備えられたコンテナの前側に
取り付けた後、押出機を作動させてステムにてコンテナ
内の押出材料としてのビレットに押出圧力を加える。こ
れにより、押出材料は、ブリッジ部（22）にて分断され
てからポート孔（23）内を通過して圧着室用凹部（26）
内にて合流圧着されたのち、成形間隙（２）を通過する
結果、断面円形状の所望する中空材（50）が押し出され
ることになる。

【００２６】この押出中に、図４に示すように、第１操
作杆（41）を引抜き方向に移動させた状態で、第２操作
杆（42）を挿入方向に移動させると、中子（30）が前進
し、これにより該中子（30）のベアリング部（31）の径
大部（31a）が雌型ベアリング孔部（11）の内側に位置
される。この結果、成形間隙（２）が狭くなり、もって
得られる中空材（50）に薄肉部が形成されることにな
る。一方、図１に示すように、第２操作杆（42）を引抜
き方向に移動させた状態で、第１操作杆（41）を挿入方
向に移動させると、中子（30）が後退し、これにより該
中子（30）のベアリング部（31）の径小部（31b）が雌
型ベアリング孔部（11）の内側に位置される。この結
果、成形間隙が広くなり、もって得られる中空材（50）
に厚肉部（52）が形成されることになる。したがって、
中子（30）を前進・後退させながら押出を行うことによ
り、長さ方向において部分的に厚肉部（52）が形成され
た中空材（50）、即ち部分的に高強度化が図られている
中空材（50）を製造することができる。

【００２７】また、中子（30）の前進・後退の操作時間
間隔を短くすることにより、図４（ロ）に示すように厚
肉部（52）が上記の中空材（50）よりも密集して形成さ
れた中空材（50'）を製造することができる。これから
分かるように、中子（30）の前進・後退の操作時間間隔
を変化させることにより、中空材の長さ方向における厚
肉部（52）の位置を様々に変えることができる。

【００２８】また、この実施形態のポートホールダイス
（１）には、上述したように移動装置（40）が備えられ
ているので、中子（30）の移動操作を容易に行うことが
できる。

【００２９】以上、この発明の実施形態の押出ダイスに
ついて説明したが、この発明は上記押出ダイスに限定さ
れるものではなく様々に設定変更可能である。

【００３０】例えば、上記実施形態では、中子（30）の
ベアリング部（31）は、径大部（31a）と径小部（31b）
との２段構成になっているが、この発明では、３段以上
の構成になっていても良いし、あるいは先端側が径小と
なる円錐形に形成されて、先端に進むにつれて外径寸法
が大寸から小寸へと連続的に変化しているものであって
も良い。

【００３１】また、この実施形態では、押出ダイスは、
断面円形状の中空材を製造するためのものであるが、こ
の発明では、断面多角形状の中空材を製造するためのも
のであっても良いし、中空パネル材を製造するためのも
のであっても良い。

【００３２】

【発明の効果】上述の次第で、請求項１の発明では、中
子のベアリング部は、先端に進むにつれて外径寸法が大
寸から小寸へと連続的乃至は段階的に変化してなるとと
もに、このベアリング部がベアリング孔部内に臨んだ態
様にして、中子が前後方向に移動可能に設けられている
から、中子を前進させることにより、該中子のベアリン
グ部とベアリング孔部との間に形成された成形間隙を狭
くすることができ、一方、中子を後退させることによ
り、この成形間隙を広くすることができる。したがっ
て、押出中に中子を前進・後退させることにより、得ら
れる中空材の肉厚を長さ方向において部分的に厚肉に形
成することができるようになり、もって部分的に高強度
化が図られている中空材を製造することができるように
なる。

【００３３】また、請求項２の発明では、上記請求項１
記載の押出ダイスを用い、中子を前後方向に移動させな
がら押出を行うものなので、上記請求項１の発明と同じ
く、中空材の肉厚を長さ方向において部分的に厚肉に形
成することができるようになって、部分的に高強度化が
図られている中空材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態のポートホールダイス（押
出ダイス）の図３中Ｉ−Ｉ線断面図である。

【図２】同押出ダイスの図３中II−II線断面図である。

【図３】同押出ダイスの後面図である。

【図４】同押出ダイスを押出途中の状態で示す、図１に
対応する断面図である。

【符号の説明】

１…ポートホールダイス（押出ダイス） ２…成形間隙 10…雌型 11…ベアリング孔部 20…雄型 22…ブリッジ部 23…ポート孔 24…中子保持部 25…中子保持孔 30…中子 31…ベアリング 31a…径大部 31b…径小部 32…突片 40…移動装置 41…第１操作杆 42…第２操作杆 50…中空材 52…厚肉部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空材（50）の外周部を成形するベアリ
   ング孔部（11）を備えた雌型（10）と、中空材（50）の
   中空部（51）を成形するベアリング部（31）を先端側に
   有する中子（30）を備えた雄型（20）と、を具備し、 前記ベアリング部（31）は、先端に進むにつれて外径寸
   法が大寸から小寸へと連続的乃至は段階的に変化してな
   るとともに、 このベアリング部（31）が前記ベアリング孔部（11）内
   に臨んだ態様にして、中子（30）が前後方向に移動可能
   に設けられてなることを特徴とする中空材製造用押出ダ
   イス。
2. 【請求項２】 請求項１記載の押出ダイス（１）を用
   い、 中子（30）を前後方向に移動させながら押出を行うこと
   を特徴とする中空材の製造方法。