JP2002224738A - 異形断面を有する管材の押出成形方法および管材押出成形用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 幅が変化する方向での管壁の肉厚が、該幅の
増加に対応して増加することで高剛性とされる一方、該
幅が変化する方向と直交する方向での幅が一定でコンパ
クト化が可能な管材を容易にしかも低コストで成形でき
る押出成形方法および管材押出成型用ダイスを提供す
る。 【解決手段】 管材押出成形用ダイスは、固定ダイス38
と移動自在な可動ダイス39を備え、固定ダイス孔および
可動ダイス孔の押出方向での重なりにより形成される開
口部50から押し出された素材により管材が押出成形され
る。開口部50は、第１方向A1で対向する第１，第２管壁
用開口部50a，50bと、第２方向A2で対向する第３，第４
管壁用開口部50c，50dを有し、可動ダイス39の移動によ
り、第１方向A1での幅が増加すると共に第１方向A1で対
向する管壁部の肉厚が増加し、第２方向A2での幅が一定
である管材が成形される

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長手方向に異形断
面を有する管材の押出成形方法および管材を押出成形す
る際に使用される管材押出成形用ダイスに関し、該管材
は、例えば車両用、特に自動２輪車の車体フレームに使
用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動２輪車等の車両の車体構成部
材に使用される管材であって、長手方向に可変断面を有
する管材の押出成形方法および該押出成形に使用される
押出用ダイスとして、特開平１０−２８６６１９号公報
に開示されたものが知られている。この押出用ダイス
は、固定ダイス孔が設けられた固定メスダイスと、固定
ダイス孔と同形のスライドダイス孔が設けられて、固定
メスダイスの下面で摺動自在とされるスライドダイスと
を備える。固定ダイス孔には間隙を介して固定コアが配
置され、スライドダイス孔にも間隙を介して、スライド
ダイスと一体のスライドコアが配置される。スライドコ
アは固定コアに積層状に配設され、固定コアに対して摺
動自在である。そして、この押出用ダイスにより、スラ
イドコアおよび固定コアと、固定ダイス孔およびスライ
ドダイス孔との連通部分から素材を押し出しつつ、スラ
イドダイスを押出方向と直交する方向に移動させること
で、長手方向に肉厚が一定で外形が変化する管状部材、
長手方向に外形が一定で肉厚が変化する管状部材、また
長手方向に一部の肉厚が一定で、一方向および該一方向
と直交する方向の両方向に外形および残りの部分の肉厚
が変化する管状部材が成形される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば自動
２輪車のメインパイプのように、長手方向に幅が変化す
る管材であって、管材の幅が変化する方向から作用する
荷重に対して高い剛性が必要となる部分、特に、前記メ
インパイプの場合、前述の方向からの荷重や該荷重に基
づく曲げモーメント等が作用するヘッドパイプとの接続
部は、メインパイプの他の部分に比べて上下方向に管材
の幅が大きくされて剛性が大きくされている。このよう
なメインパイプに、前記従来の管状部材（以下、単に
「管材」という）が使用される場合、該管材の幅が増加
する方向での肉厚は、前述のように、全て一定である
か、または残りの部分が増加するものの、一部分が一定
のままであるものであったため、その肉厚の増加による
剛性の増加は十分とはいえないものである。

【０００４】また、管材の一部分の剛性を高めるため
に、その部分に補強部材を溶接することも考えられる
が、その場合には、製造工数の増加および溶接によるコ
ストの増加を招来する問題がある。

【０００５】さらに、前記メインパイプでは、コンパク
ト化の観点から、一方向に幅が変化するものの、該一方
向と直交する方向の幅はほぼ一定であり、ヘッドパイプ
回りの強度を確保しつつ、理想とする剛性分布を得るこ
とが望ましい。しかしながら、前記従来の押出用ダイス
を使用したものでは、そのような要求を満たす管材を押
出成形するのは困難である。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、請求項１記載の発明は、幅が変化する方
向での管壁の肉厚が幅の増加に対応して増加することで
高剛性とされる一方、幅が変化する方向と直交する方向
での幅が一定でコンパクト化が可能な管材を容易にしか
も低コストで成形できる押出成形方法を提供することを
目的とし、さらに、請求項２ないし請求項５記載の発明
は、請求項１記載の発明の実施に好適な管材押出成型用
ダイスを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、押出方向に重合されて重合面に沿って
設定方向に相対移動自在な第１ダイスおよび第２ダイス
を備えた管材押出成形用ダイスを使用し、前記第１ダイ
スに形成された第１ダイス孔と前記第２ダイスに形成さ
れた第２ダイス孔との前記押出方向での重なりにより形
成される開口部を通して素材を押し出すことにより管材
を成形すると共に、前記第１ダイスおよび前記第２ダイ
スを前記設定方向に相対移動させることにより前記管材
の断面形状を前記押出方向に変化させる異形断面を有す
る管材の押出成形方法において、前記素材を前記開口部
から押し出しつつ、前記第１ダイスおよび前記第２ダイ
スを前記設定方向へ相対移動させて、前記押出方向と直
交する直交平面へ前記設定方向を投影したときの方向で
ある第１方向での幅が長手方向に増加すると共に前記直
交平面上で前記第１方向と直交する第２方向での幅が一
定である管材の管壁を成形すると同時に、該管壁のう
ち、前記第１方向で対向して前記第１方向での幅を規定
する第１管壁部および第２管壁部の少なくとも第１管壁
部の前記第１方向での肉厚を増加させる異形断面を有す
る管材の押出成形方法である。

【０００８】この請求項１記載の発明によれば、管材の
管壁を成形する開口部から素材を押し出しつつ、第１，
第２ダイスを設定方向に相対移動させることにより、第
１方向での幅が長手方向に増加する部分では、第１方向
で対向する管壁部分の肉厚も増加することで、高剛性と
されて、高い剛性が必要となる一部分のみが高剛性を有
すると共に、第１方向と直交する第２方向での第２幅は
一定に保たれることでコンパクト化が可能な管材が、押
出成形により容易に得られるので、該管材の生産性が向
上すると共に、そのコストを削減できる。

【０００９】請求項２記載の発明は、押出方向に重合さ
れて重合面に沿って設定方向に相対移動自在な第１ダイ
スおよび第２ダイスを備える管材押出成形用ダイスであ
って、前記第１ダイスは、該第１ダイスに形成された第
１孔の第１周壁面と該第１孔内に配置されて前記第１ダ
イスと一体化された第１コアとの間の空隙により形成さ
れる第１ダイス孔を有し、前記第２ダイスは、該第２ダ
イスに形成された第２孔の第２周壁面と該第２孔内に配
置されて前記第２ダイスと一体化された第２コアとの間
の空隙により形成される第２ダイス孔を有し、前記第１
ダイス孔および前記第２ダイス孔の押出方向での重なり
により形成される開口部が、管材の管壁を成形する素材
の流出通路を形成する管材押出成形用ダイスにおいて、
前記開口部は、前記押出方向と直交する直交平面へ前記
設定方向を投影したときの方向である第１方向で対向す
る第１管壁用開口部および第２管壁用開口部を有し、前
記第１管壁用開口部は、前記第１周壁面と前記第２コア
との間の前記第１方向での空隙により規定され、前記第
２管壁用開口部は、前記第１周壁面および前記第２周壁
面のいずれか一方と前記第１コアおよび前記第２コアの
いずれか一方との間の前記第１方向での空隙により規定
され、前記第１ダイスおよび前記第２ダイスは、前記設
定方向の一方への相対移動により、前記管材の前記第１
方向での幅を規定する前記第１周壁面および第２周壁面
の前記第１方向での幅が増加し、前記管材の、前記直交
平面上で前記第１方向と直交する第２方向での幅を規定
する前記第１周壁面および前記第２周壁面の第２方向で
の幅が一定であり、前記第１管壁用開口部および前記第
２管壁用開口部の少なくとも前記第１管壁用開口部の前
記第１方向での幅が増加するように重合される管材押出
成形用ダイスである。

【００１０】この請求項２記載の発明によれば、第１，
第２ダイスの設定方向の一方への相対移動により、第１
周壁面と第２周壁面とで規定される管材の第１方向での
幅が増加すると共に、第１管壁用開口部および第２管壁
用開口部の少なくとも一方の第１方向での幅が増加する
ので、管材の第１方向での幅が長手方向に増加する部分
では、第１方向で対向する管壁部の肉厚も増加する一
方、第１周壁面および第２周壁面により規定される管材
の第１方向と直交する第２方向での幅は一定である。そ
の結果、第１方向での幅が長手方向に増加する部分で
は、第１方向で対向する管壁部の肉厚が増加すること
で、高剛性とされて、高い剛性が必要となる一部分のみ
が高剛性を有すると共に、第１方向と直交する第２方向
での幅は一定に保たれることでコンパクト化が可能な管
材が得られる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の管
材押出成形用ダイスにおいて、前記第１ダイスおよび前
記第２ダイスは、前記設定方向の前記一方への相対移動
により、前記第１管壁用開口部側の前記第２コアの端面
と前記第２管壁用開口部側の前記第１コアの端面との間
の前記第１方向での幅が減少するように重合されるもの
である。

【００１２】この請求項３記載の発明によれば、第１，
第２ダイスの設定方向の一方への相対移動により、管材
の第１方向での幅、すなわち管材の第１方向での外径が
増加すると同時に、少なくとも第１管壁用開口部の内側
にある第２コアの端面と第２管壁用開口部の内側にある
第１コアの端面との間の第１方向での幅、すなわち管材
の第１方向での内径が減少するので、管材の外径の増加
と内径の減少により、管材の外径の増加に対する第１，
第２管壁部の肉厚の増加の割合を大きくすることができ
て、第１方向への管材の大型化を抑制したうえで、一部
分のみが、より高い剛性を有する管材が得られる。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の管
材押出成形用ダイスにおいて、前記開口部の断面形状
は、前記第１方向と平行な２つの辺を有するほぼ四角形
であり、該２つの辺が、前記第１管壁用開口部および前
記第２管壁用開口部に、前記第１方向での両端でそれぞ
れ連続する第３管壁用開口部および第４管壁用開口部を
それぞれ形成するものである。

【００１４】この請求項４記載の発明によれば、断面形
状がほぼ四角形である管材において、引用された請求項
記載の効果が奏される。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項３記載の管
材押出成形用ダイスにおいて、前記開口部の断面形状
は、前記第１方向と平行な２つの直線部を有するほぼ長
円形であり、該２つの直線部が、前記ほぼ長円形の弧状
部を形成する前記第１管壁用開口部および前記第２管壁
用開口部に、前記第１方向での両端でそれぞれ連続する
第３管壁用開口部および第４管壁用開口部をそれぞれ形
成するものである。

【００１６】この請求項５記載の発明によれば、断面形
状がほぼ長円形である管材において、引用された請求項
記載の効果が奏される。

【００１７】なお、この明細書において、重合すると
は、重ね合わせることを意味する。また、管材の「断
面」とは、管材の押出方向または長手方向と直交する平
面での断面を意味する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１ない
し図１１を参照して説明する。図１ないし図８は、本発
明の第１実施例を示し、図１は、本発明に係る管材押出
成形用ダイスを使用した押出成形方法により成形された
管材がメインパイプに使用された自動２輪車Ｖの概略左
側面図である。自動２輪車Ｖにおいて、ヘッドパイプ１
に回動自在に支持されたフロントフォーク２の上端にハ
ンドルバー３が設けられ、その下端に前輪４が軸支され
る。前端部がヘッドパイプ１に接続された左右１対のメ
インパイプ５は、左右対称に左右方向に拡がりながら車
体の後方斜め下方に延びて、その後端部寄りがクロスパ
イプ（図示されず）により連結される。両メインパイプ
５の後端部には、左右１対のピボットプレート６がそれ
ぞれ結合され、両ピボットプレート６に支持されたピボ
ット軸７には、後輪９を軸支したリヤフォーク８が上下
方向に揺動自在に支持される。内燃機関10は、その前部
が左右１対のエンジンハンガ11を介して支持され、その
後部が両ピボットプレート６を介して、両メインパイプ
５に支持される。なお、この第１実施例において、「上
下、前後、左右」は、車両を基準としたときの「上下、
前後、左右」を意味するものとする。

【００１９】各メインパイプ５は、アルミニウム製また
はアルミニウム合金製の、図２に図示される押出成形に
より成形された管材20に、曲げ加工等の諸加工を施して
構成される。断面形状が長手方向に変化する管材20は、
第１管壁部21a、第２管壁部21b、第３管壁部21c、およ
び第４管壁部21dからなる管壁21を有し、その管壁21
は、所定の肉厚を有し上下方向に長いほぼ長方形の閉断
面を有する。各メインパイプ５には、フロントフォーク
２やピボット軸７等から上下方向の荷重が作用するた
め、各メインパイプ５の前部において、ヘッドパイプ１
との接続部5aには、前記荷重、該荷重に基づく曲げモー
メントおよび捩りモーメントが作用するので、該接続部
5aを含むメインパイプ５の前部は高い剛性が必要となる
部分である。そのため、管材20は、メインパイプ５の前
部となる部分において、その後部に比べて上下方向に幅
が大きくされると共に、前部の第１，第２管壁部21a，2
1bの肉厚が、第３，第４管壁部21c，21dの長手方向に一
定の肉厚および後部の第１，第２管壁部21a，21bの肉厚
よりも大きくされる。

【００２０】次に、図３ないし図７を参照して、管材20
を押出成形するための押出成形装置30について説明す
る。図３に図示されるように、押出成形装置30は、管材
20の素材31（ビレット）であるアルミニウムまたはアル
ミニウム合金が収容されるコンテナ32、管材押出成形用
ダイス33、素材31をコンテナ32から押し出すダミーブロ
ック34、およびラムが発生する力をダミーブロック34に
伝達するステム35を備える。そして、管材押出成形用ダ
イス33は、コンテナ32に対して固定された固定オスダイ
ス36と、固定オスダイス36に重合して固定される固定メ
スダイス37と、固定メスダイス37に重合すると共に、重
合面に沿って摺動自在とされる可動ダイス39とを備え、
これらのダイス36，37，39が素材31の押出方向A0に順次
配置される。そして、相互に結合されて一体化された固
定オスダイス36と固定メスダイス37とが固定ダイス38を
構成し、また可動ダイス39は、押出方向A0と交差する方
向、この第１実施例では直交方向である設定方向に、固
定ダイス38に対して前記重合面に沿って、駆動装置40に
より移動される。なお、41は、後述する開口部に素材31
を導く流路である。

【００２１】図４ないし図７を参照すると、固定メスダ
イス37には、図７に図示されるように、押出方向A0と直
交する直交平面へ前記設定方向を投影したときの方向で
ある第１方向A1（この第１実施例では、設定方向は、押
出方向A0と直交する方向であるので、第１方向A1は設定
方向と一致する。）に平行な長辺を有するほぼ長方形の
断面を有する貫通孔42が形成され、該貫通孔42の周壁面
43は押出方向A0と平行に形成される。図４を参照する
と、貫通孔42内には、固定オスダイス36に支持部36aを
介して設けられ固定コア44が、周壁面43との間に空隙を
形成して配置される。周壁面43は、断面において長方形
の平行な短辺を形成して第１方向A1で対向する第１周壁
面部43aおよび第２周壁面部43bと、平行な長辺を形成し
て、断面上（すなわち、前記直交平面上）で第１方向A1
と直交する第２方向A2で対向する第３周壁面部43cおよ
び第４周壁面部43dからなる。断面がほぼ長方形で、第
１方向A1での１対の短辺が貫通孔42の短辺と平行な固定
コア44は、第１方向A1で第１，第２周壁面部43a，43bと
の間に所定幅t1の空隙d1，d2を形成し、第２方向A2で第
３，第４周壁面部43c，43dとの間に、所定幅t1よりも小
さな所定幅t2の空隙d3，d4を形成する。そして、これら
空隙d1〜d4を含んで貫通孔42内に配置される固定コア44
と周壁面43との間に形成される空隙により固定ダイス孔
45が構成される。

【００２２】一方、可動ダイス39は、図７において括弧
内の符号で示されるように、固定メスダイス37の貫通孔
43と同一形状の貫通孔46を有し、該貫通孔46内に配置さ
れる固定コア44と同一形状の可動コア47が、図４ないし
図６に図示されるように、可動ダイス39の一部から延び
て、固定オスダイス36の支持部36aおよび固定メスダイ
ス37に形成された各支持孔に摺動自在に嵌合して設定方
向に直線状に延びる棒状の連結部材39aに支持部47eを介
して一体に固定される。なお、支持部36aおよび固定コ
ア44に形成されて、固定コア44の端面で開口する空洞36
bは、支持部47eの移動を許容するためのものである。そ
して、可動コア47の断面形状および貫通孔46内での配置
は、固定ダイス38のそれと同様であり、したがって貫通
孔46の周壁面48を構成する第１，第２，第３，第４周壁
面部48a,48b,48c,48dと可動コア47との間に形成される
各空隙d5〜d8の形態および幅も、固定ダイス38のそれと
同様に設定される。そして、これら空隙d5〜d8を含んで
貫通孔46内に配置される可動コア47と周壁面48との間に
形成される空隙により可動ダイス孔49が構成される。

【００２３】そして、図８の（Ａ）に図示されるよう
に、両貫通孔42，46の周壁面43，48が一致する状態で固
定ダイス38および可動ダイス39が位置決めされて、固定
ダイス38と可動ダイス39とが重合面で重合されたとき、
固定コア44と可動コア47との重合部分では両者が面接触
し（図４参照）、さらに固定ダイス孔45および可動ダイ
ス孔49の押出方向A0での重なりにより開口部50が形成さ
れ、この開口部50が素材31の流出通路を形成する。この
開口部50は、固定ダイス孔45および可動ダイス孔49と同
様に、所定幅t1および所定幅t2を有するほぼ長方形の形
状であって、管材20の管壁21を形成するためのものであ
り、第１周壁面部43aと可動コア47との間の第１方向A1
での空隙により規定される第１管壁用開口部50aと、第
２周壁面部48bと固定コア44との間の第１方向A1での空
隙により規定され、第１管壁用開口部50aと第１方向A1
で対向する第２管壁用開口部50bと、第３管壁用開口部5
0cと、第３管壁用開口部50cと第２方向A2で対向する第
４管壁用開口部50dとからなる。それゆえ、断面におい
て、第１管壁用開口部50aおよび第２管壁用開口部50b
が、長方形の第２方向A2と平行な２つの辺を形成し、第
３管壁用開口部50cおよび第４管壁用開口部50dが、長方
形の第１方向A1と平行な２つの辺を形成する。

【００２４】次に、図２、図７および図８を参照して、
前述の管材押出成形用ダイス33を使用した押出成形装置
30により、管材20を成形する方法について説明する。な
お、図８において、固定ダイス38および可動ダイス39を
異なるハッチングで示し、白抜きで示される部分は開口
部50を示し、両ハッチングが重なる部分は、固定ダイス
38および可動ダイス39が重合する部分を示す。また、図
７および図８においては、空洞36bは省略してある。

【００２５】先ず、図８（Ａ）に図示される状態から、
押出速度に対する可動ダイス39の移動速度の速度比を所
定速度比に設定し、ラムにより開口部50から素材31を押
し出しつつ、駆動装置40が可動ダイス39を重合面に沿っ
て設定方向の一方（図８では上方）に連続的に移動させ
る。これにより、第１，第２管壁用開口部50a，50bによ
り、所定幅t1の肉厚の第１，第２管壁部21a，21bが形成
され、第３，第４管壁用開口部50c，50dにより、所定幅
t1の肉厚の第３，第４管壁部21c，21dが形成される（図
２参照）。このとき、第３，第４周壁面部43c,43d，48
c,48dにより規定される管材20の第２方向A2での幅は一
定に保たれる。

【００２６】可動ダイス39の移動量が増加するにつれ
て、開口部50の形状は図８（Ｂ）に図示されるように、
管材20の第１方向A1での外径を規定する固定ダイス38の
第１周壁面部43aと可動ダイス39の第２周壁面部48bとの
間の第１方向A1での幅が減少する一方で、両コア44，47
を合わせたときの第１方向A1での幅、すなわち管材20の
第１方向A1での内径を規定する固定コア44の第２端面44
bと可動コア47の第１端面47aとの間の第１方向A1での幅
が増加し、管材20の押出方向A0での断面形状が変化す
る。このとき、第１，第２管壁用開口部50a，50bの第１
方向A1での幅は、所定幅t1よりも小さく所定幅t2よりも
大きい。

【００２７】さらに、前記所定速度比で、素材31が押し
出されつつ、可動ダイス39がさらに移動すると、図８
（Ｃ）に図示されるように、両コア44，47を合わせたと
きの第１方向A1での幅がさらに増加すると共に、固定ダ
イス38の第１周壁面部43aと可動ダイス39の第２周壁面
部48bとの間の第１方向A1での幅がさらに減少して、第
１，第２管壁用開口部50a，50bの第１方向A1での幅が、
所定幅t2とほぼ等しくなる。（このときの状態の可動ダ
イス39の位置が、図４において二点鎖線で示されてい
る。）

【００２８】その結果、図２に図示されるように、第２
管壁部21bは、押出方向A0に平行である第１管壁部21aに
対して、第１管壁部21aに徐々に近づくように傾斜する
テーパ壁となって、管材20は、第２方向A2での幅が長手
方向に等しく、第１方向A1での幅が、長手方向に押出開
始端（前端）20aから押出終了端（後端）20bに向かうに
つれて徐々に小さくなるテーパ管となる。そして、管材
20の前部では、第１，第２管壁部21a，21bの肉厚が第
３，第４管壁部21c，21dの肉厚よりも大きく、後方に行
くにつれて第１，第２管壁部21a，21bの肉厚が徐々に減
少する。また、管材20の第１方向A1での内径は、押出開
始端20aから押出終了端20bに向かうにつれて徐々に大き
くなり、断面が直線部を有する長円形状の内側空間の断
面積が大きくなる。なお、図８（Ｃ）に図示される状態
から、可動ダイス39を設定方向の他方（図８では下方）
に移動させると、前述したものとは押出開始端および押
出終了端が逆となった管材20が得られることは明らかで
ある。

【００２９】次に、前述のように構成された第１実施例
の作用および効果について説明する。押出成形装置30に
おいて、管材20の管壁21を成形する開口部50から素材31
を押し出しつつ、可動ダイス39を設定方向に移動させる
ことにより、第１周壁面部43aと第２周壁面部48bとで規
定される管材20の第１方向A1での幅が増加すると共に、
第１管壁用開口部50aおよび第２管壁用開口部50bの第１
方向A1での幅が増加するので、第１方向A1での幅が長手
方向に増加する部分では、第１方向A1で対向する第１，
第２管壁部21a，21bの肉厚も増加する一方、第３，第４
周壁面部43c,43d，48c,48dにより規定される管材20の第
２方向A2での幅は一定である。その結果、第１方向A1で
の幅が長手方向に増加する前部では、第１方向A1で対向
する第１，第２管壁部21a，21bの肉厚が増加すること
で、高剛性とされて、高い剛性が必要となる一部分のみ
が高剛性を有すると共に、第２方向A2での幅は一定に保
たれることでコンパクト化が可能な管材20が、押出成形
により容易に製造されるので、必要となる剛性の大きさ
に応じて第１方向A1での幅および第１，第２管壁部21
a，21bの肉厚が異なる部分から構成されて、剛性が長手
方向に異なる管材20の生産性が向上すると共に、そのコ
ストを削減できる。

【００３０】可動ダイス39の設定方向への移動により、
管材20の第１方向A1での幅、すなわち管材20の第１方向
A1で外径が増加すると同時に、第１管壁用開口部50aの
内側にある可動コア47の第１端面47aと第２管壁用開口
部50bの内側にある固定コア44の第２端面44bとの間の第
１方向A1での幅、すなわち管材20の第１方向A1での内径
が減少するので、管材20の外径の増加と内径の減少によ
り、管材20の外径の増加に対する第１，第２管壁部21
a，21bの肉厚の増加の割合を大きくすることができて、
第１方向A1への管材20の大型化を抑制したうえで、一部
分のみがより高い剛性を有する管材20が得られる。ま
た、管材20の押出終了端20bは、所定幅t2の肉厚で内径
が大きくなるので、押出終了端に向かうにつれて管材の
第１方向A1での外径のみが減少して所定幅t2の肉厚とな
るものと比べて、高剛性となる。

【００３１】自動２輪車Ｖのヘッドパイプ１が、テーパ
管である管材20から構成されるので、ヘッドパイプ１と
の接続部5aを含む前部は、後部よりも上下方向の幅が大
きく、かつ第１，第２管壁部21a，21bの肉厚も大きいこ
とから高剛性となり、メインパイプ５の後部は、前部よ
りも上下方向の幅が小さくされ、かつ第１，第２管壁部
21a，21bの肉厚も小さいことから、必要とする強度分布
に対して適切な形状を得ることができる。しかも、メイ
ンパイプ５を構成する管材20は押出成形により製造され
るので、生産性が向上すると共に、そのコストを削減で
きて、ひいては自動２輪車Ｖのコスト削減ができる。

【００３２】次に、図９ないし図１１を参照して、本発
明の第２実施例を説明する。この第２実施例は、第１実
施例とは、固定ダイス38および可動ダイス39の貫通孔お
よびコアが相違し、その他は基本的に同一の構成を有す
るものである。そのため、同一の部分についての説明は
省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。な
お、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材
については、同一の符号を使用した。

【００３３】図９（Ａ）を参照すると、固定メスダイス
37に形成される貫通孔52の周壁面53は、断面において、
第１方向A1で対向する一端部がほぼ円弧状の第１周壁面
部53aと、他端部が第２方向A2と平行な直線状の第２周
壁面部53bと、第２方向A2で対向する互いに平行な直線
状の第３周壁面部53cおよび第４周壁面部53dからなる。
また、固定オスダイス36に支持部36aを介して設けられ
て、貫通孔52内に周壁面53との間に空隙を形成して配置
される固定コア54は、断面において、第１方向A1で第１
周壁面部53aと対向する直線状の第１端面54aと、第１方
向A1で第２周壁面部53bと対向するほぼ円弧状の第２端
面54bと、第２方向A2で対向する互いに平行な直線状の
第３端面54cおよび第４端面54dとからなる。そして、第
１方向A1で、第１周壁面部53aと第１端面54aとの間およ
び第２周壁面部53bと第２端面54bとの間に、それぞれ第
２方向A2で変化する所定幅t3，t4の空隙d9，d10が形成
され、第２方向A2で、第３周壁面部53cと第３端面54cと
の間および第４周壁面部53dと第４端面54dとの間に、そ
れぞれ第１方向A1で一定の所定幅t5の空隙d11，d12が形
成される。そして、これら空隙d9〜d12を含んで貫通孔5
2内に配置される固定コア54と周壁面53との間に形成さ
れる空隙により固定ダイス孔55が構成される。

【００３４】一方、可動ダイス39は、図９（Ｂ）を参照
すると、固定メスダイス37の貫通孔52および固定コア54
を、それぞれ１８０度反転させた断面形状の貫通孔56お
よび可動コア57を有する。そして、周壁面58を構成する
第１，第２，第３，第４周壁面部58a，58b，58c，58dと
可動コア57の第１，第２，第３，第４端面57a，57b，57
c，57dとの間に形成される各空隙d13〜d16の形態および
所定幅t6〜t8も、固定ダイス38のそれと同様に設定され
る。そして、これら空隙d13〜d16を含んで貫通孔56内に
配置される可動コア47と周壁面58との間に形成される空
隙により可動ダイス孔59が構成される。

【００３５】そして、図１０の（Ａ）に図示されるよう
に、第１方向A1で第１，第２周壁面部53a，58a；53b，5
8bの端部同士、および第３，第４周壁面部53c，58c；53
d，58d同士が一致するように固定ダイス38および可動ダ
イス39が位置決めされて、固定ダイス38と可動ダイス39
とが重合面で重合されたとき、固定コア54と可動コア57
との重合部分では両者が面接触し（図４参照）、さらに
固定ダイス孔55および可動ダイス孔59の押出方向A0での
重なりにより開口部60が形成され、この開口部60が素材
31の流出通路を形成する。開口部60は、第１方向A1と平
行な２つの直線部を有すると共に所定の幅を有するほぼ
長円形の形状であり、第１周壁面53aと可動コア57の第
１端面57aとの間の第１方向A1での空隙により規定され
る第１管壁用開口部60aと、周壁面58bと固定コア54の第
２端面54bとの間の第１方向A1での空隙により規定さ
れ、第１管壁用開口部60aと第１方向A1で対向する第２
管壁用開口部60bとが、ほぼ長円形の弧状部を形成し、
第３管壁用開口部60cと、第３管壁用開口部60cと第２方
向A2で対向する第４管壁用開口部60dとが、平行な２つ
の直線部を形成し、それぞれ、第１，第２管壁用開口部
60a，60bに、第１方向A1での両端で連続する。

【００３６】次に、図１０および図１１を参照して、前
述の管材押出成形用ダイス33を使用した押出成形装置30
により、管材70を成形する方法について説明する。先
ず、図１０（Ａ）に図示される状態から、ラムにより開
口部60から素材31を押し出しつつ、駆動装置40が可動ダ
イス39を重合面に沿って設定方向の一方（図１０では上
方）に連続的に移動させると、第１，第２管壁用開口部
60a，60bとにより、管壁71の、第２方向A2に変化する肉
厚の第１，第２管壁部71a，71bが形成され、第３，第４
管壁用開口部60c，60dにより、第１方向A1に一定の所定
幅t5の肉厚の第３，第４管壁部71c，71dが形成される
（図１１参照）。このとき、第３，第４周壁面部53a，5
8a；53b，58bにより規定される管材70の第２方向A2での
幅は一定に保たれる。

【００３７】可動ダイス39の移動量が増加するにつれ
て、開口部60の形状は図１０（Ｂ）に図示されるよう
に、管材70の第１方向A1での外径を規定する固定ダイス
38の第１周壁面部53aと可動ダイス39の第２周壁面部58b
との間の第１方向A1での幅が減少する一方で、両コア5
4，57を合わせたときの第１方向A1での幅、すなわち管
材70の第１方向A1での内径を規定する固定コア54の第２
端面54bと可動コア57の第１端面57aとの間の第１方向A1
での幅が増加し、管材70の押出方向A0での断面形状が変
化する。このとき、第１，第２管壁用開口部60a，60bの
第１方向A1での幅は、所定幅t5よりも大きい。

【００３８】さらに、素材31が押し出されつつ、可動ダ
イス39がさらに移動すると、図１０（Ｃ）に図示される
ように、両コア54，57を合わせたときの第１方向A1での
幅がさらに増加すると共に、固定ダイス38の第１周壁面
部53aと可動ダイス39の第２周壁面部58bとの間の第１方
向A1での幅がさらに減少して、第１，第２管壁用開口部
60a，60bの第１方向A1での幅が、所定幅t5とほぼ等しく
なる。

【００３９】その結果、図１１に図示されるように、押
出方向A0に対して平行である第１管壁部71aに対して、
第２管壁部71bが徐々に近づくように傾斜するテーパ壁
となるため、管材70は、第２方向A2での幅が長手方向に
等しく、第１方向A1での幅が、長手方向に押出開始端
（前端）70aから押出終了端（後端）70bに向かうにつれ
て徐々に小さくなる、ほぼ長円形断面のテーパ管とな
る。そして、第１方向A1での幅が後部よりも大きい前部
は、第１，第２管壁部71a，71bの肉厚が第３，第４管壁
部71c，71dの肉厚よりも大きく、後方に行くにつれて第
１，第２管壁部71a，71bの肉厚が徐々に減少して後端で
第３，第４管壁部71c，71dの肉厚とほぼ等しくなる。そ
して、この第２実施例によれば、第１実施例と同様の作
用および効果が奏される。

【００４０】以下、前述した実施例の一部の構成を変更
した実施例について、変更した構成に関して説明する。
第１実施例では、固定コア44および可動コア47は同一形
状であったが、両コア44，47のいずれか一方、例えば固
定コア44の第１方向A1での幅を小さくした（図８（Ａ）
での二点鎖線B1で示される）とき、また、両貫通孔43，
48のいずれか一方、例えば可動ダイス39の貫通孔48の第
１方向A1での幅を大きくした（図８（Ａ）での二点鎖線
B2で示される）とき等、両貫通孔43，48および両コア4
4，47のうちの少なくとも１つの第１方向A1での幅を適
宜設定することにより、図１０（Ａ）の状態から可動コ
ア47が移動したとき、移動量が小さいときは、第１管壁
用開口部50aのみの第１方向A1での幅が減少し、その後
可動コア47がさらに移動したとき、第２管壁用開口部50
bの第１方向A1での幅が減少し始めるようにすることも
できる。

【００４１】前記各実施例では、第１，第２管壁用開口
部50a，50b；60a，60bの第１方向A1での幅は等しく設定
されたが、異なるように設定することもできる。

【００４２】前記各実施例では、固定ダイス38はコンテ
ナ32に対して固定されていたが、固定ダイスをコンテナ
32に対して移動自在に構成して、両ダイスを可動ダイス
とすることにより、両ダイスを駆動装置によりそれぞれ
反対方向に移動させて、第１方向A1で対向する管壁部が
長手方向に傾斜するテーパ壁となるようにすることもで
きる。

【００４３】前記各実施例では、第１方向A1での管材2
0，70の幅が、押出開始端20a，70aから長手方向に連続
的に単調に減少するものであったが、長手方向に増減す
るものであってもよい。また、素材31が押し出されてい
る途中で前記速度比を変更することにより、テーパ部の
傾斜角度が異なる部分を有する管材を成形できる。さら
に、速度比をゼロとして、一定断面を有する部分を成形
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示し、本発明に係る管材
押出成形用ダイスを使用して押出成形された管材で構成
されたメインパイプを備えた自動２輪車の概略左側面図
である。

【図２】図１のメインパイプを構成する管材の斜視図で
ある。

【図３】図２の管材を成形する押出成形装置の要部断面
図である。

【図４】図３の押出成形装置の管材押出成型用ダイスの
要部拡大断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図７】固定ダイスにおける固定ダイス孔および固定コ
アの位置関係と、可動ダイスにおける可動ダイス孔およ
び可動コアの位置関係とを、それぞれ説明する平面図で
ある。

【図８】固定ダイスと可動ダイスを重合して、可動ダイ
スを移動させたときの固定ダイスおよび可動ダイスの位
置関係を説明する平面図である。

【図９】本発明の第２実施例を示し、（Ａ）は、固定ダ
イスにおける固定ダイス孔および固定コアの位置関係
を、（Ｂ）は、可動ダイスにおける可動ダイス孔および
可動コアの位置関係を、それぞれ説明する平面図であ
る。

【図１０】第２実施例の、第１実施例の図８に対応する
図である。

【図１１】第２実施例により成形された管材の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…ヘッドパイプ、２…フロントフォーク、３…ハンド
ルバー、４…前輪、５…メインパイプ、６…ピボットプ
レート、７…ピボット軸、８…リヤフォーク、９…後
輪、10…内燃機関、11…エンジンハンガ、20…管材、21
…管壁、30…押出成形装置、31…素材、32…コンテナ、
33…管材押出成形用ダイス、34…ダミーブロック、35…
ステム、36…固定オスダイス、37…固定メスダイス、38
…固定ダイス、39…可動ダイス、40…駆動装置、41…流
路、42…貫通孔、43…周壁面、43a〜43d…第１〜第４周
壁面部、44…固定コア、45…固定ダイス孔、46…貫通
孔、47…可動コア、48…周壁面、49…可動ダイス孔、50
…開口部、50a〜50d…管壁用開口部、52…貫通孔、53…
周壁面、54…固定コア、55…固定ダイス孔、56…貫通
孔、57…可動コア、58…周壁面、59…可動ダイス孔、60
…開口部、70…管材、71…管壁、Ｖ…自動２輪車、A0…
押出方向、A1…第１方向、A2…第２方向、d1〜d16…空
隙。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出方向に重合されて重合面に沿って設
   定方向に相対移動自在な第１ダイスおよび第２ダイスを
   備えた管材押出成形用ダイスを使用し、前記第１ダイス
   に形成された第１ダイス孔と前記第２ダイスに形成され
   た第２ダイス孔との前記押出方向での重なりにより形成
   される開口部を通して素材を押し出すことにより管材を
   成形すると共に、前記第１ダイスおよび前記第２ダイス
   を前記設定方向に相対移動させることにより前記管材の
   断面形状を前記押出方向に変化させる異形断面を有する
   管材の押出成形方法において、 前記素材を前記開口部から押し出しつつ、前記第１ダイ
   スおよび前記第２ダイスを前記設定方向へ相対移動させ
   て、前記押出方向と直交する直交平面へ前記設定方向を
   投影したときの方向である第１方向での幅が長手方向に
   増加すると共に前記直交平面上で前記第１方向と直交す
   る第２方向での幅が一定である管材の管壁を成形すると
   同時に、該管壁のうち、前記第１方向で対向して前記第
   １方向での幅を規定する第１管壁部および第２管壁部の
   少なくとも第１管壁部の前記第１方向での肉厚を増加さ
   せることを特徴とする異形断面を有する管材の押出成形
   方法。
2. 【請求項２】 押出方向に重合されて重合面に沿って設
   定方向に相対移動自在な第１ダイスおよび第２ダイスを
   備える管材押出成形用ダイスであって、前記第１ダイス
   は、該第１ダイスに形成された第１孔の第１周壁面と該
   第１孔内に配置されて前記第１ダイスと一体化された第
   １コアとの間の空隙により形成される第１ダイス孔を有
   し、前記第２ダイスは、該第２ダイスに形成された第２
   孔の第２周壁面と該第２孔内に配置されて前記第２ダイ
   スと一体化された第２コアとの間の空隙により形成され
   る第２ダイス孔を有し、前記第１ダイス孔および前記第
   ２ダイス孔の押出方向での重なりにより形成される開口
   部が、管材の管壁を成形する素材の流出通路を形成する
   管材押出成形用ダイスにおいて、 前記開口部は、前記押出方向と直交する直交平面へ前記
   設定方向を投影したときの方向である第１方向で対向す
   る第１管壁用開口部および第２管壁用開口部を有し、前
   記第１管壁用開口部は、前記第１周壁面と前記第２コア
   との間の前記第１方向での空隙により規定され、前記第
   ２管壁用開口部は、前記第１周壁面および前記第２周壁
   面のいずれか一方と前記第１コアおよび前記第２コアの
   いずれか一方との間の前記第１方向での空隙により規定
   され、前記第１ダイスおよび前記第２ダイスは、前記設
   定方向の一方への相対移動により、前記管材の前記第１
   方向での幅を規定する前記第１周壁面および第２周壁面
   の前記第１方向での幅が増加し、前記管材の、前記直交
   平面上で前記第１方向と直交する第２方向での幅を規定
   する前記第１周壁面および前記第２周壁面の第２方向で
   の幅が一定であり、前記第１管壁用開口部および前記第
   ２管壁用開口部の少なくとも前記第１管壁用開口部の前
   記第１方向での幅が増加するように重合されることを特
   徴とする管材押出成形用ダイス。
3. 【請求項３】 前記第１ダイスおよび前記第２ダイス
   は、前記設定方向の前記一方への相対移動により、前記
   第１管壁用開口部側の前記第２コアの端面と前記第２管
   壁用開口部側の前記第１コアの端面との間の前記第１方
   向での幅が減少するように重合されることを特徴とする
   請求項２記載の管材押出成形用ダイス。
4. 【請求項４】 前記開口部の断面形状は、前記第１方向
   と平行な２つの辺を有するほぼ四角形であり、該２つの
   辺が、前記第１管壁用開口部および前記第２管壁用開口
   部に、前記第１方向での両端でそれぞれ連続する第３管
   壁用開口部および第４管壁用開口部をそれぞれ形成する
   ことを特徴とする請求項３記載の管材押出成形用ダイ
   ス。
5. 【請求項５】 前記開口部の断面形状は、前記第１方向
   と平行な２つの直線部を有するほぼ長円形であり、該２
   つの直線部が、前記ほぼ長円形の弧状部を形成する前記
   第１管壁用開口部および前記第２管壁用開口部に、前記
   第１方向での両端でそれぞれ連続する第３管壁用開口部
   および第４管壁用開口部をそれぞれ形成することを特徴
   とする請求項３記載の管材押出成形用ダイス。