JP2002248517A - 押出し加工装置及び押出し加工方法 - Google Patents
押出し加工装置及び押出し加工方法Info
- Publication number
- JP2002248517A JP2002248517A JP2001352629A JP2001352629A JP2002248517A JP 2002248517 A JP2002248517 A JP 2002248517A JP 2001352629 A JP2001352629 A JP 2001352629A JP 2001352629 A JP2001352629 A JP 2001352629A JP 2002248517 A JP2002248517 A JP 2002248517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extrusion
- path
- die
- punch
- extrusion path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/001—Extruding metal; Impact extrusion to improve the material properties, e.g. lateral extrusion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱電材料に十分なせん断応力を付加すること
により、高い熱電性能をもつ熱電材料を製造できる押出
し加工装置及び押出し加工方法を提供する。 【解決手段】 押出し成形加工装置１０は、ほぼ一定の
断面積を有する第１の押出し経路１５と、第１の押出し
経路に継続する第２の押出し経路１７とが少なくとも形
成されたダイス１１を具備する。第２の押出し経路１７
は、第１の押出し経路１５に対して０度より大きく１８
０度より小さい角度を成し、材料の出口側に向かって断
面積が減少する領域を有する。
により、高い熱電性能をもつ熱電材料を製造できる押出
し加工装置及び押出し加工方法を提供する。 【解決手段】 押出し成形加工装置１０は、ほぼ一定の
断面積を有する第１の押出し経路１５と、第１の押出し
経路に継続する第２の押出し経路１７とが少なくとも形
成されたダイス１１を具備する。第２の押出し経路１７
は、第１の押出し経路１５に対して０度より大きく１８
０度より小さい角度を成し、材料の出口側に向かって断
面積が減少する領域を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、金属、
半導体材料、酸化物等に対して塑性変形加工の一種であ
る押出し加工を施すために用いられる押出し加工装置及
び押出し加工方法に関し、特に、熱電素子を製造するた
めに用いられる熱電材料の押出し加工に適した押出し加
工装置及び押出し加工方法に関する。
半導体材料、酸化物等に対して塑性変形加工の一種であ
る押出し加工を施すために用いられる押出し加工装置及
び押出し加工方法に関し、特に、熱電素子を製造するた
めに用いられる熱電材料の押出し加工に適した押出し加
工装置及び押出し加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱電素子とは、トムソン効果、ペルチェ
効果、ゼーベック効果等の熱電効果を利用した素子、熱
電対、電子冷却素子等をいい、構造が簡単かつ取扱いが
容易で安定な特性を維持できることから、広範囲にわた
る利用が注目されている。特に、電子冷却素子として
は、局所冷却や室温付近の精密な温度制御が可能である
ことから、オプトエレクトロニクスや半導体レーザ等の
温度調節、並びに、小型冷蔵庫等への適用に向けて、広
く研究開発が進められている。
効果、ゼーベック効果等の熱電効果を利用した素子、熱
電対、電子冷却素子等をいい、構造が簡単かつ取扱いが
容易で安定な特性を維持できることから、広範囲にわた
る利用が注目されている。特に、電子冷却素子として
は、局所冷却や室温付近の精密な温度制御が可能である
ことから、オプトエレクトロニクスや半導体レーザ等の
温度調節、並びに、小型冷蔵庫等への適用に向けて、広
く研究開発が進められている。
【０００３】熱電素子としては、比抵抗（抵抗率）ρ、
熱伝導率κ、ゼーベック係数αを用いて、Ｚ＝α2／ρ
κで表される性能指数Ｚの大きなものが望まれる。ま
た、熱電半導体材料の多くは、結晶構造に起因した異方
性を有する。一般に、異方性結晶はへき開性を有し、材
料強度が脆弱である。このため、実用材料としては、単
結晶材料ではなく、性能指数の大きな結晶方位に配向さ
せた多結晶材料が使用される。良好な性能指数を得るた
めには、凝固させた結晶材料を粉体化後に燒結し、燒結
後にせん断応力を与える押出し加工等の塑性加工の工程
を設けることが有効である。
熱伝導率κ、ゼーベック係数αを用いて、Ｚ＝α2／ρ
κで表される性能指数Ｚの大きなものが望まれる。ま
た、熱電半導体材料の多くは、結晶構造に起因した異方
性を有する。一般に、異方性結晶はへき開性を有し、材
料強度が脆弱である。このため、実用材料としては、単
結晶材料ではなく、性能指数の大きな結晶方位に配向さ
せた多結晶材料が使用される。良好な性能指数を得るた
めには、凝固させた結晶材料を粉体化後に燒結し、燒結
後にせん断応力を与える押出し加工等の塑性加工の工程
を設けることが有効である。
【０００４】日本国特許出願公開（特開）２０００−１
２４５１２号公報には、熱電半導体材料の配向度を高め
ると共に、直方体状の熱電素子を切り出す際の歩留まり
率を高め、表面の研磨工程と圧密工程を可能とする熱電
半導体材料の製造方法が開示されている。
２４５１２号公報には、熱電半導体材料の配向度を高め
ると共に、直方体状の熱電素子を切り出す際の歩留まり
率を高め、表面の研磨工程と圧密工程を可能とする熱電
半導体材料の製造方法が開示されている。
【０００５】図１５は、特開２０００−１２４５１２号
公報に開示されている熱電半導体材料の製造方法を模式
的に説明する図であり、図１５の（Ａ）はパンチ押圧
前、（Ｂ）はパンチ押圧後の状態を示している。この製
造方法においては、熱電材料を直方体状の焼結体２１０
とし、この焼結体２１０をダイス２１１に注入してパン
チ２１３を下降させる。ダイス２１１には、焼結体２１
０が注入される入口側経路２１５と、入口側経路２１５
より断面積の小さい直方体状の押出し経路２１７とが設
けられている。パンチ２１３の下方向Ｄの押圧力によ
り、焼結体２１０は押出し経路２１７から押し出され、
直方体状の成形品が得られる。この押出しの際には、焼
結体２１０が、ダイス２１１の側面方向Ｅから外力を受
けて塑性変形する。このため、材料にかかる外力は大き
く、かつ、材料全体に力がかかり易い。
公報に開示されている熱電半導体材料の製造方法を模式
的に説明する図であり、図１５の（Ａ）はパンチ押圧
前、（Ｂ）はパンチ押圧後の状態を示している。この製
造方法においては、熱電材料を直方体状の焼結体２１０
とし、この焼結体２１０をダイス２１１に注入してパン
チ２１３を下降させる。ダイス２１１には、焼結体２１
０が注入される入口側経路２１５と、入口側経路２１５
より断面積の小さい直方体状の押出し経路２１７とが設
けられている。パンチ２１３の下方向Ｄの押圧力によ
り、焼結体２１０は押出し経路２１７から押し出され、
直方体状の成形品が得られる。この押出しの際には、焼
結体２１０が、ダイス２１１の側面方向Ｅから外力を受
けて塑性変形する。このため、材料にかかる外力は大き
く、かつ、材料全体に力がかかり易い。
【０００６】従って、この製造方法によれば、塑性変形
による破壊と成形中の動的再結晶が良好に行われ、結晶
粒が微細化する。この結晶粒の微細化により熱伝導率κ
が小さくなり、性能指数Ｚが向上する。また、熱間鍛造
よりも外力の加わり度合いが良好であり、異方性が高ま
って性能指数が向上する。
による破壊と成形中の動的再結晶が良好に行われ、結晶
粒が微細化する。この結晶粒の微細化により熱伝導率κ
が小さくなり、性能指数Ｚが向上する。また、熱間鍛造
よりも外力の加わり度合いが良好であり、異方性が高ま
って性能指数が向上する。
【０００７】また、祝迫らによる文献「強せん断付加押
し出しによるＢｉ−Ｔｅ系材料の配向制御」（第５１回
塑性加工連合講演会、２０００年１１月３〜５日）に
は、Ｌ字型の経路を有するダイスを用いて熱電材料に高
いせん断応力を与えることにより、より完全な異方性の
再発現を可能にすることが開示されている。
し出しによるＢｉ−Ｔｅ系材料の配向制御」（第５１回
塑性加工連合講演会、２０００年１１月３〜５日）に
は、Ｌ字型の経路を有するダイスを用いて熱電材料に高
いせん断応力を与えることにより、より完全な異方性の
再発現を可能にすることが開示されている。
【０００８】図１６は、上記文献に開示されている方法
を模式的に説明する図であり、図１６の（Ａ）はパンチ
押圧前、（Ｂ）はパンチ押圧後の状態を示している。こ
の方法においては、入口側経路２２５と出口側経路２２
７とからなるＬ字型の経路を有するダイス２２１中にＢ
ｉ−Ｔｅ系材料２２０を封入し、パンチ２２３により押
圧する。材料２２０は、経路の直角部Ｘで強いせん断応
力を受けながら押し出される。このとき、Ｂｉ−Ｔｅ結
晶の容易すべり面（へき開面）ですべりが発生し、同時
に回転を起こすことにより、結晶は再配列する。
を模式的に説明する図であり、図１６の（Ａ）はパンチ
押圧前、（Ｂ）はパンチ押圧後の状態を示している。こ
の方法においては、入口側経路２２５と出口側経路２２
７とからなるＬ字型の経路を有するダイス２２１中にＢ
ｉ−Ｔｅ系材料２２０を封入し、パンチ２２３により押
圧する。材料２２０は、経路の直角部Ｘで強いせん断応
力を受けながら押し出される。このとき、Ｂｉ−Ｔｅ結
晶の容易すべり面（へき開面）ですべりが発生し、同時
に回転を起こすことにより、結晶は再配列する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は、熱電素子が適用されるオプトエレクトロニクス、半
導体レーザなどの高性能化や高速化にともなって、より
性能の高い熱電素子の開発が進んでいる。さらに、この
分野の発展により、熱電素子の効率的な大量生産も要求
されている。
は、熱電素子が適用されるオプトエレクトロニクス、半
導体レーザなどの高性能化や高速化にともなって、より
性能の高い熱電素子の開発が進んでいる。さらに、この
分野の発展により、熱電素子の効率的な大量生産も要求
されている。
【００１０】上述の特開２０００−１２４５１２号公報
に開示されている方法によれば、ダイス中の材料とダイ
スとの接触面近傍では十分なせん断応力が得られており
結晶が再配列し易いが、図１５（Ｂ）に示す材料の中心
部Ｃと側部Ｐとのせん断応力の差をなくすことにより、
さらに均一な配向度を得ることが期待される。
に開示されている方法によれば、ダイス中の材料とダイ
スとの接触面近傍では十分なせん断応力が得られており
結晶が再配列し易いが、図１５（Ｂ）に示す材料の中心
部Ｃと側部Ｐとのせん断応力の差をなくすことにより、
さらに均一な配向度を得ることが期待される。
【００１１】また、「強せん断付加押し出しによるＢｉ
−Ｔｅ系材料の配向制御」に開示されている方法によれ
ば、材料は断面中のどの部分をとっても均一にせん断応
力を受けるため、材料の内部において特性が一様な製品
が得られる。しかしながら、材料がせん断応力を受ける
のは、ダイスの直角部（Ｌ字型部）Ｘを通過する際の１
回だけである。このため、付加されるせん断応力の量が
十分とはいえず、十分な配向が得られ難い。
−Ｔｅ系材料の配向制御」に開示されている方法によれ
ば、材料は断面中のどの部分をとっても均一にせん断応
力を受けるため、材料の内部において特性が一様な製品
が得られる。しかしながら、材料がせん断応力を受ける
のは、ダイスの直角部（Ｌ字型部）Ｘを通過する際の１
回だけである。このため、付加されるせん断応力の量が
十分とはいえず、十分な配向が得られ難い。
【００１２】一方、従来の他の金属材料のＬ字押出しに
おいては、ダイスの入口と出口の形状を同じにして複数
回のＬ字押出しをすることによって、せん断応力を複数
回付加することができる。しかし、Ｂｉ−Ｔｅ等の脆い
脆性材料を用いる場合には、出口を入口より小さくする
ことにより、出口において圧縮応力を付加する必要があ
る。これは、入口と出口の形状を等しくすると、Ｌ字部
で材料が破壊（座屈）してしまうためである。従って、
熱電材料の成形においては、複数回のＬ字押出しを行う
ことができず、せん断応力を複数回付加することができ
ない。
おいては、ダイスの入口と出口の形状を同じにして複数
回のＬ字押出しをすることによって、せん断応力を複数
回付加することができる。しかし、Ｂｉ−Ｔｅ等の脆い
脆性材料を用いる場合には、出口を入口より小さくする
ことにより、出口において圧縮応力を付加する必要があ
る。これは、入口と出口の形状を等しくすると、Ｌ字部
で材料が破壊（座屈）してしまうためである。従って、
熱電材料の成形においては、複数回のＬ字押出しを行う
ことができず、せん断応力を複数回付加することができ
ない。
【００１３】そこで、上記の点に鑑み、本発明は、材料
に十分なせん断応力を付加することにより、高い熱電性
能をもつ熱電材料を製造できる押出し加工装置及び押出
し加工方法を提供することを目的とする。
に十分なせん断応力を付加することにより、高い熱電性
能をもつ熱電材料を製造できる押出し加工装置及び押出
し加工方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明の第１の観点に係る押出し加工装置は、材料
の入口側に位置する第１の押出し経路と、第１の押出し
経路に継続する第２の押出し経路であって、第１の押出
し経路に対して０度より大きく１８０度より小さい角度
を成す第２の押出し経路とが少なくとも形成されてお
り、いずれかの押出し経路において、材料の出口側に向
かって断面積が減少する領域を有するダイスを具備す
る。
め、本発明の第１の観点に係る押出し加工装置は、材料
の入口側に位置する第１の押出し経路と、第１の押出し
経路に継続する第２の押出し経路であって、第１の押出
し経路に対して０度より大きく１８０度より小さい角度
を成す第２の押出し経路とが少なくとも形成されてお
り、いずれかの押出し経路において、材料の出口側に向
かって断面積が減少する領域を有するダイスを具備す
る。
【００１５】Ｌ字押出しに加えて、いずれかの押出し経
路を絞り形状とすることによって、この部分でもせん断
応力を付加することができる。従って、Ｌ字押出しと通
常押出しのそれぞれの場合におけるせん断応力を加える
ことができるので、結晶粒がさらに微細化し、配向度が
向上する。従来のＬ字押出しでは出口形状を小さくして
材料の破壊（座屈）を防いでいたが、本発明の第１の観
点によれば、最後の押出し経路を通常の押出し型のよう
に絞り形状とすることによって、材料の破壊（座屈）を
防ぐことができる。
路を絞り形状とすることによって、この部分でもせん断
応力を付加することができる。従って、Ｌ字押出しと通
常押出しのそれぞれの場合におけるせん断応力を加える
ことができるので、結晶粒がさらに微細化し、配向度が
向上する。従来のＬ字押出しでは出口形状を小さくして
材料の破壊（座屈）を防いでいたが、本発明の第１の観
点によれば、最後の押出し経路を通常の押出し型のよう
に絞り形状とすることによって、材料の破壊（座屈）を
防ぐことができる。
【００１６】また、本発明の第２の観点に係る押出し加
工装置は、材料の入口側に位置する第１の押出し経路
と、第１の押出し経路に継続する第２の押出し経路であ
って、第１の押出し経路に対して０度より大きく１８０
度より小さい角度を成す第２の押出し経路とが少なくと
も形成されたダイスと、第１の押出し経路に注入された
材料を押すための押出し工具と、第２の押出し経路から
押し出される材料を押し返すための押さえ工具とを具備
する。
工装置は、材料の入口側に位置する第１の押出し経路
と、第１の押出し経路に継続する第２の押出し経路であ
って、第１の押出し経路に対して０度より大きく１８０
度より小さい角度を成す第２の押出し経路とが少なくと
も形成されたダイスと、第１の押出し経路に注入された
材料を押すための押出し工具と、第２の押出し経路から
押し出される材料を押し返すための押さえ工具とを具備
する。
【００１７】本発明の第２の観点によれば、ダイスの第
２の押出し経路から押し出される材料を押し返す工具を
備えることにより、材料の破壊（座屈）を防ぐことがで
きる。また、第２の押出し経路から高い圧縮応力を付加
できるため、Ｌ字部でのせん断応力も高くなる。その
後、押出しパンチ１３と押さえパンチ１４の動きを逆転
させて往復させることにより、繰り返し押出しを行うこ
ともできる。さらに、第１の押出し経路と第２の押出し
経路の形状を同じにすることができるため、材料の繰り
返し押出しが可能となる。従って、同一の装置を用い
て、せん断応力を複数回付加することにより、結晶粒が
さらに微細化し、配向度が向上する。
２の押出し経路から押し出される材料を押し返す工具を
備えることにより、材料の破壊（座屈）を防ぐことがで
きる。また、第２の押出し経路から高い圧縮応力を付加
できるため、Ｌ字部でのせん断応力も高くなる。その
後、押出しパンチ１３と押さえパンチ１４の動きを逆転
させて往復させることにより、繰り返し押出しを行うこ
ともできる。さらに、第１の押出し経路と第２の押出し
経路の形状を同じにすることができるため、材料の繰り
返し押出しが可能となる。従って、同一の装置を用い
て、せん断応力を複数回付加することにより、結晶粒が
さらに微細化し、配向度が向上する。
【００１８】以上において、第１及び第２の押出し経路
の各々が矩形断面を有することが望ましい。断面を矩形
とすることにより、ダイスの幅方向におけるせん断応力
のバラツキをなくして、せん断応力を均一化することが
できる。また、ダイスが複数の出口を有するようにすれ
ば、１度に複数の材料を製造することができるので量産
に適している。
の各々が矩形断面を有することが望ましい。断面を矩形
とすることにより、ダイスの幅方向におけるせん断応力
のバラツキをなくして、せん断応力を均一化することが
できる。また、ダイスが複数の出口を有するようにすれ
ば、１度に複数の材料を製造することができるので量産
に適している。
【００１９】また、本発明の第３の観点に係る押出し加
工装置は、第１の方向に設けられた材料の入口側に位置
する第１の押出し経路と、第２の方向に設けられた材料
の入口側に位置する第２の押出し経路と、第１及び第２
の押出し経路に継続する第３の押出し経路であって、第
１及び第２の押出し経路に対して０度より大きく１８０
度より小さい角度を成す第３の押出し経路とが少なくと
も形成されたダイスを具備する。
工装置は、第１の方向に設けられた材料の入口側に位置
する第１の押出し経路と、第２の方向に設けられた材料
の入口側に位置する第２の押出し経路と、第１及び第２
の押出し経路に継続する第３の押出し経路であって、第
１及び第２の押出し経路に対して０度より大きく１８０
度より小さい角度を成す第３の押出し経路とが少なくと
も形成されたダイスを具備する。
【００２０】本発明の第３の観点によれば、第１及び第
２の経路において熱電材料に両側から押し圧力をかけて
第３の経路に押し出すので、熱電材料に左右対称のせん
断応力が付加される。従って、熱電材料において、結晶
粒の配向の対称性を向上させることができる。
２の経路において熱電材料に両側から押し圧力をかけて
第３の経路に押し出すので、熱電材料に左右対称のせん
断応力が付加される。従って、熱電材料において、結晶
粒の配向の対称性を向上させることができる。
【００２１】本発明に係る押出し加工方法は、上記のい
ずれかの押出し加工装置を用いて材料の押出し加工を行
う。特に、本発明の第１の観点に係る押出し加工装置を
用いる場合には、１回の加工ごとに材料の断面積を小さ
くしながら材料の押出し加工を複数回行うことにより、
結晶粒をさらに微細化することが可能である。
ずれかの押出し加工装置を用いて材料の押出し加工を行
う。特に、本発明の第１の観点に係る押出し加工装置を
用いる場合には、１回の加工ごとに材料の断面積を小さ
くしながら材料の押出し加工を複数回行うことにより、
結晶粒をさらに微細化することが可能である。
【００２２】また、本発明の第１及び第２の観点に係る
押出し加工装置を用いる場合には、材料の先端にダミー
材を入れながら材料の押出し加工を複数回行うことが好
ましい。特に、複数回Ｌ字押出しを行う際に、材料の破
壊（座屈）を防ぐことができる。さらに、以上におい
て、熱間で材料の押出し加工を行うことが望ましい。そ
の場合には、材料が破壊し難くなり、再結晶が起こり易
くなる。
押出し加工装置を用いる場合には、材料の先端にダミー
材を入れながら材料の押出し加工を複数回行うことが好
ましい。特に、複数回Ｌ字押出しを行う際に、材料の破
壊（座屈）を防ぐことができる。さらに、以上におい
て、熱間で材料の押出し加工を行うことが望ましい。そ
の場合には、材料が破壊し難くなり、再結晶が起こり易
くなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基いて本発明の実施
の形態について説明する。なお、同一の構成要素につい
ては同一の参照番号を付して、説明を省略する。図１
は、本発明の第１の実施形態に係る押出し加工装置の概
要を示す図である。図１に示すように、押出し加工装置
１０は、粉末成形された熱電材料２０を押し出すパンチ
（押出し工具）１３と、パンチ１３によって押し出され
る熱電材料２０を塑性変形させる金型であるダイス１１
を含んでいる。パンチ１３は、例えば油圧アクチュエー
タ（油圧シリンダ）によって駆動されるスライド１によ
って上下動を行う。パンチ１３の押出し圧力は、荷重計
２によって計測され、パンチ１３の変位は、変位計５に
よって計測される。変位計５の計測値と経過時間との関
係をモニターすることにより、パンチ１３がほぼ一定の
押出し速度で熱電材料２０を押し出すように、スライド
１の駆動を制御することができる。
の形態について説明する。なお、同一の構成要素につい
ては同一の参照番号を付して、説明を省略する。図１
は、本発明の第１の実施形態に係る押出し加工装置の概
要を示す図である。図１に示すように、押出し加工装置
１０は、粉末成形された熱電材料２０を押し出すパンチ
（押出し工具）１３と、パンチ１３によって押し出され
る熱電材料２０を塑性変形させる金型であるダイス１１
を含んでいる。パンチ１３は、例えば油圧アクチュエー
タ（油圧シリンダ）によって駆動されるスライド１によ
って上下動を行う。パンチ１３の押出し圧力は、荷重計
２によって計測され、パンチ１３の変位は、変位計５に
よって計測される。変位計５の計測値と経過時間との関
係をモニターすることにより、パンチ１３がほぼ一定の
押出し速度で熱電材料２０を押し出すように、スライド
１の駆動を制御することができる。
【００２４】ダイス１１が設置されているベース７の上
には、ダイス１１及び熱電材料２０を加熱するためのヒ
ータ６が設置されている。ヒータ６を用いることによ
り、熱間押出し加工を行うことが可能である。ダイス１
１の温度は、ダイス１１の近傍に配置された温度センサ
８によって計測される。温度センサ８の計測値をフィー
ドバックしてヒータ６の発熱量を制御することにより、
ダイス１１及び熱電材料２０を所望の温度に保つことが
できる。
には、ダイス１１及び熱電材料２０を加熱するためのヒ
ータ６が設置されている。ヒータ６を用いることによ
り、熱間押出し加工を行うことが可能である。ダイス１
１の温度は、ダイス１１の近傍に配置された温度センサ
８によって計測される。温度センサ８の計測値をフィー
ドバックしてヒータ６の発熱量を制御することにより、
ダイス１１及び熱電材料２０を所望の温度に保つことが
できる。
【００２５】熱間押出し加工は、アルゴン等の不活性ガ
ス雰囲気もしくは真空中で、加工温度を３５０℃〜６０
０℃、より好ましくは４２０℃〜５００℃程度に保ちな
がら、押出し速度を例えば０．１ｍｍ／ｍｉｎとして行
うことが望ましい。なお、本実施形態においては、ダイ
ス１１を固定してパンチ１３を移動させたが、この逆
に、パンチ１３を固定してダイス１１を移動させてもか
まわない。
ス雰囲気もしくは真空中で、加工温度を３５０℃〜６０
０℃、より好ましくは４２０℃〜５００℃程度に保ちな
がら、押出し速度を例えば０．１ｍｍ／ｍｉｎとして行
うことが望ましい。なお、本実施形態においては、ダイ
ス１１を固定してパンチ１３を移動させたが、この逆
に、パンチ１３を固定してダイス１１を移動させてもか
まわない。
【００２６】図２は、本発明の第１の実施形態に係る押
出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示
す側面断面図であり、図２の（Ａ）と（Ｂ）は、押出し
加工中の２つの状態を示している。ダイス１１には、パ
ンチ１３が上下に出し入れされる入口側経路１５と、成
形品が押し出される出口側経路１７とが形成されてい
る。入口側経路１５と出口側経路１７は連通（継続）し
ており、入口側経路１５の長手方向の軸と出口側経路１
７の長手方向の軸とが角度θを形成している。本発明に
おいては、角度θが０°より大きく１８０°より小さい
範囲にあることが必要であり、望ましくは４５〜１３５
°とする。以下の実施形態においては、角度θを約９０
°としている。
出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示
す側面断面図であり、図２の（Ａ）と（Ｂ）は、押出し
加工中の２つの状態を示している。ダイス１１には、パ
ンチ１３が上下に出し入れされる入口側経路１５と、成
形品が押し出される出口側経路１７とが形成されてい
る。入口側経路１５と出口側経路１７は連通（継続）し
ており、入口側経路１５の長手方向の軸と出口側経路１
７の長手方向の軸とが角度θを形成している。本発明に
おいては、角度θが０°より大きく１８０°より小さい
範囲にあることが必要であり、望ましくは４５〜１３５
°とする。以下の実施形態においては、角度θを約９０
°としている。
【００２７】入口側経路１５は、四角形（より好ましく
は矩形）の断面形状を有し、断面積は経路の長手方向に
おいてほぼ一定である。出口側経路１７は、四角形（よ
り好ましくは矩形）の断面形状を有し、ダイス１１の出
口に向かって断面積が減少する領域を有するように形成
されている。すなわち、出口側経路１７は、入口側経路
１５との連通部１７ａと、断面積が徐々に減少する絞り
部１７ｂと、断面積が減少したままの縮径部１７ｃとを
含んでいる。なお、出口側経路１７の断面は、幅方向
（紙面と垂直な方向）の寸法をほぼ一定として、図中の
上下方向においてのみ絞りをかけることが望ましい。
は矩形）の断面形状を有し、断面積は経路の長手方向に
おいてほぼ一定である。出口側経路１７は、四角形（よ
り好ましくは矩形）の断面形状を有し、ダイス１１の出
口に向かって断面積が減少する領域を有するように形成
されている。すなわち、出口側経路１７は、入口側経路
１５との連通部１７ａと、断面積が徐々に減少する絞り
部１７ｂと、断面積が減少したままの縮径部１７ｃとを
含んでいる。なお、出口側経路１７の断面は、幅方向
（紙面と垂直な方向）の寸法をほぼ一定として、図中の
上下方向においてのみ絞りをかけることが望ましい。
【００２８】熱電素子の製造に使用される熱電材料とし
ては、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、コバル
ト、マンガン、シリコン、亜鉛、マグネシウム、鉄、ゲ
ルマニウム等、及びこれらを含む化合物が挙げられる。
このような材料の溶製材、粉体、圧粉体、焼結体、及び
これらの加工体に対して、押出し加工が行われる。
ては、アンチモン、ビスマス、セレン、テルル、コバル
ト、マンガン、シリコン、亜鉛、マグネシウム、鉄、ゲ
ルマニウム等、及びこれらを含む化合物が挙げられる。
このような材料の溶製材、粉体、圧粉体、焼結体、及び
これらの加工体に対して、押出し加工が行われる。
【００２９】さらに詳しく説明すると、例えば、Ｖ族元
素としてアンチモン（Ｓｂ）やビスマス（Ｂｉ）を用
い、ＶＩ族元素としてセレン（Ｓｅ）やテルル（Ｔｅ）
を用いる。Ｖ族元素とＶＩ族元素の固溶体は、六方晶構
造を有する。熱電材料の具体的な組成については、Ｐ型
素子の材料として、テルル化ビスマス（Ｂｉ2Ｔｅ3）と
テルル化アンチモン（Ｓｂ2Ｔｅ3）との混晶系固溶体に
Ｐ型のドーパントを添加して用いたり、Ｎ型素子の材料
として、テルル化ビスマス（Ｂｉ2Ｔｅ3）とセレン化ビ
スマス（Ｂｉ2Ｓｅ3）との混晶系固溶体にＮ型のドーパ
ントを添加して用いることができる。
素としてアンチモン（Ｓｂ）やビスマス（Ｂｉ）を用
い、ＶＩ族元素としてセレン（Ｓｅ）やテルル（Ｔｅ）
を用いる。Ｖ族元素とＶＩ族元素の固溶体は、六方晶構
造を有する。熱電材料の具体的な組成については、Ｐ型
素子の材料として、テルル化ビスマス（Ｂｉ2Ｔｅ3）と
テルル化アンチモン（Ｓｂ2Ｔｅ3）との混晶系固溶体に
Ｐ型のドーパントを添加して用いたり、Ｎ型素子の材料
として、テルル化ビスマス（Ｂｉ2Ｔｅ3）とセレン化ビ
スマス（Ｂｉ2Ｓｅ3）との混晶系固溶体にＮ型のドーパ
ントを添加して用いることができる。
【００３０】ダイス１１を用いて熱電材料２０の押出し
加工する際には、熱電材料２０を入口側経路１５に注入
し、パンチ１３を下降させると、出口側経路１７から成
形品が押し出される。このとき、図２（Ｂ）に示すよう
に、焼結体２０には、様々なせん断応力が付加される。
入口側経路１５と出口側経路１７がほぼ直角に連通する
境界部Ｘがせん断帯となり、境界部Ｘにおいて熱電材料
２０は強いせん断応力を受ける。
加工する際には、熱電材料２０を入口側経路１５に注入
し、パンチ１３を下降させると、出口側経路１７から成
形品が押し出される。このとき、図２（Ｂ）に示すよう
に、焼結体２０には、様々なせん断応力が付加される。
入口側経路１５と出口側経路１７がほぼ直角に連通する
境界部Ｘがせん断帯となり、境界部Ｘにおいて熱電材料
２０は強いせん断応力を受ける。
【００３１】さらに、熱電材料２０が出口側経路１７に
進むと、同径路の絞り部１７ｂの側面方向Ｅから外力を
受け、熱電材料２０が塑性変形する。従って、Ｌ字押出
しと通常押出しのそれぞれの場合におけるせん断応力を
加えることができるので、結晶粒がさらに微細化し、配
向度が向上する。特に、径路の断面を矩形とすることに
より、ダイスの幅方向におけるせん断応力のバラツキを
なくして、せん断応力を均一化することができる。ま
た、ダイス１１の出口側の形状は、上述のように絞り形
状となっているので、ダイス１１の出口から加工を受け
て出てくる材料を拘束し、材料の破壊（座屈）を防ぐこ
とができる。
進むと、同径路の絞り部１７ｂの側面方向Ｅから外力を
受け、熱電材料２０が塑性変形する。従って、Ｌ字押出
しと通常押出しのそれぞれの場合におけるせん断応力を
加えることができるので、結晶粒がさらに微細化し、配
向度が向上する。特に、径路の断面を矩形とすることに
より、ダイスの幅方向におけるせん断応力のバラツキを
なくして、せん断応力を均一化することができる。ま
た、ダイス１１の出口側の形状は、上述のように絞り形
状となっているので、ダイス１１の出口から加工を受け
て出てくる材料を拘束し、材料の破壊（座屈）を防ぐこ
とができる。
【００３２】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図であり、図３の（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）
はパンチ押圧後の状態を示している。
明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図であり、図３の（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）
はパンチ押圧後の状態を示している。
【００３３】本実施形態に係る押出し加工装置は、２つ
のパンチ１３、１４を備えている。ダイス２１には、パ
ンチ１３が上下に出し入れされる入口側経路２５と、パ
ンチ１４が左右に出し入れされる出口側経路２７とが形
成されている。ダイス２１において、入口側経路２５と
出口側経路２７は連通している。入口側経路２５と出口
側経路２７は、同じ四角形（より好ましくは矩形）の断
面形状を有し、それぞれの経路の断面積は長手方向にお
いてほぼ一定であることが望ましい。入口側経路２５に
は、同径路に注入された材料を押すための押出しパンチ
（押出し工具）１３が、同経路をスライドするように設
けられている。また、出口側経路２７には、同径路から
押し出される材料を押し返すことにより背圧をかける押
さえパンチ（押さえ工具）１４が、同経路をスライドす
るように設けられている。
のパンチ１３、１４を備えている。ダイス２１には、パ
ンチ１３が上下に出し入れされる入口側経路２５と、パ
ンチ１４が左右に出し入れされる出口側経路２７とが形
成されている。ダイス２１において、入口側経路２５と
出口側経路２７は連通している。入口側経路２５と出口
側経路２７は、同じ四角形（より好ましくは矩形）の断
面形状を有し、それぞれの経路の断面積は長手方向にお
いてほぼ一定であることが望ましい。入口側経路２５に
は、同径路に注入された材料を押すための押出しパンチ
（押出し工具）１３が、同経路をスライドするように設
けられている。また、出口側経路２７には、同径路から
押し出される材料を押し返すことにより背圧をかける押
さえパンチ（押さえ工具）１４が、同経路をスライドす
るように設けられている。
【００３４】ダイス２１を用いて熱電材料の押出し加工
する際には、入口側経路２５に熱電材料を注入し、押出
しパンチ１３を下降させるとともに、押さえパンチ１４
を背圧をかけながら後退させる。このとき、図３（Ｂ）
に示すように、熱電材料２０には、様々なせん断応力が
付加される。すなわち、第１の実施形態と同様に、入口
側経路２５と出口側経路２７がほぼ直角に連通する境界
部Ｘがせん断帯となり、境界部Ｘにおいて熱電材料２０
は強いせん断応力を受ける。さらに、熱電材料２０は、
出口側経路２７において押さえパンチ１４から高い圧縮
応力Ｓを受けているため、境界部Ｘでのせん断応力が強
くなる。その後、押出しパンチ１３と押さえパンチ１４
の動きを逆転させて往復させることにより、繰り返し押
出しを行うこともできる。
する際には、入口側経路２５に熱電材料を注入し、押出
しパンチ１３を下降させるとともに、押さえパンチ１４
を背圧をかけながら後退させる。このとき、図３（Ｂ）
に示すように、熱電材料２０には、様々なせん断応力が
付加される。すなわち、第１の実施形態と同様に、入口
側経路２５と出口側経路２７がほぼ直角に連通する境界
部Ｘがせん断帯となり、境界部Ｘにおいて熱電材料２０
は強いせん断応力を受ける。さらに、熱電材料２０は、
出口側経路２７において押さえパンチ１４から高い圧縮
応力Ｓを受けているため、境界部Ｘでのせん断応力が強
くなる。その後、押出しパンチ１３と押さえパンチ１４
の動きを逆転させて往復させることにより、繰り返し押
出しを行うこともできる。
【００３５】また、本実施形態においては、入口側経路
２５と出口側経路２７の断面形状を同じにすることによ
り、材料の繰り返し押出しが可能となる。その場合に
は、材料に複数回せん断応力を付加することができるの
で、結晶粒がさらに微細化し、配向度が向上する。
２５と出口側経路２７の断面形状を同じにすることによ
り、材料の繰り返し押出しが可能となる。その場合に
は、材料に複数回せん断応力を付加することができるの
で、結晶粒がさらに微細化し、配向度が向上する。
【００３６】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図であり、図４の（Ａ）と（Ｂ）は、押出し加工
中の２つの状態を示している。
明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図であり、図４の（Ａ）と（Ｂ）は、押出し加工
中の２つの状態を示している。
【００３７】本実施形態に係る押出し加工装置は、第２
の実施形態における２つのパンチの形状を変更したもの
である。押出しパンチ２３は、その押出し面が、ダイス
２１の境界部Ｘにおける熱電材料２０のせん断面とほぼ
平行を保ちながら、入口側経路２５をスライドする。ま
た、押さえパンチ２４は、ダイス２１の境界部Ｘにおけ
る熱電材料２０のせん断面とほぼ平行を保ちながら、出
口側経路２７をスライドする。これにより、押出し力の
方向を材料の移動方向と一致させて、よりスムーズな押
出し加工を行うことができる。
の実施形態における２つのパンチの形状を変更したもの
である。押出しパンチ２３は、その押出し面が、ダイス
２１の境界部Ｘにおける熱電材料２０のせん断面とほぼ
平行を保ちながら、入口側経路２５をスライドする。ま
た、押さえパンチ２４は、ダイス２１の境界部Ｘにおけ
る熱電材料２０のせん断面とほぼ平行を保ちながら、出
口側経路２７をスライドする。これにより、押出し力の
方向を材料の移動方向と一致させて、よりスムーズな押
出し加工を行うことができる。
【００３８】なお、本実施形態においては、燒結された
熱電材料のバルクを斜めに切り出すことにより押出し加
工用の熱電材料２０を作成し、結晶のへき開面がダイス
２１の境界部Ｘにおけるせん断面とほぼ平行となるよう
にして押出し加工を行うことが望ましい。
熱電材料のバルクを斜めに切り出すことにより押出し加
工用の熱電材料２０を作成し、結晶のへき開面がダイス
２１の境界部Ｘにおけるせん断面とほぼ平行となるよう
にして押出し加工を行うことが望ましい。
【００３９】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。図５は、本発明の第４の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。ダイス３１には、パンチ３３が上下に
出し入れされる入口側経路３５と、成形品が押し出され
る出口側経路３７とが形成されている。ダイス３１にお
いて、入口側経路３５と出口側経路３７は連通してい
る。
明する。図５は、本発明の第４の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。ダイス３１には、パンチ３３が上下に
出し入れされる入口側経路３５と、成形品が押し出され
る出口側経路３７とが形成されている。ダイス３１にお
いて、入口側経路３５と出口側経路３７は連通してい
る。
【００４０】入口側経路３５は、四角形（より好ましく
は矩形）の断面形状を有し、出口側経路３７との連通部
に向かって断面積が減少する領域を有するように形成さ
れている。すなわち、入口側経路３５は、断面積がほぼ
一定の入口部３５ａと、断面積が徐々に減少する絞り部
３５ｂと、断面積が減少したままの縮径部３５ｃとを含
んでいる。出口側経路３７は、四角形（より好ましくは
矩形）の断面形状を有し、断面積は経路の長手方向にお
いてほぼ一定である。なお、入口側経路３５の断面は、
幅方向（紙面と垂直な方向）の寸法をほぼ一定として、
図中の上下方向においてのみ絞りをかけることが望まし
い。
は矩形）の断面形状を有し、出口側経路３７との連通部
に向かって断面積が減少する領域を有するように形成さ
れている。すなわち、入口側経路３５は、断面積がほぼ
一定の入口部３５ａと、断面積が徐々に減少する絞り部
３５ｂと、断面積が減少したままの縮径部３５ｃとを含
んでいる。出口側経路３７は、四角形（より好ましくは
矩形）の断面形状を有し、断面積は経路の長手方向にお
いてほぼ一定である。なお、入口側経路３５の断面は、
幅方向（紙面と垂直な方向）の寸法をほぼ一定として、
図中の上下方向においてのみ絞りをかけることが望まし
い。
【００４１】ダイス３１を用いて熱電材料の押出し加工
する際には、熱電材料２０を入口側経路３５に注入し、
パンチ３３を下降させると、出口側経路３７から成形品
が押し出される。このとき、入口側経路３５の絞り部３
５ｂの側面方向から外力を受け、熱電材料２０が塑性変
形する。さらに、熱電材料２０が出口側経路３７に進む
と、入口側経路３５と出口側経路３７がほぼ直角に連通
する境界部Ｘがせん断帯となり、境界部Ｘにおいて熱電
材料２０は強いせん断応力を受ける。従って、通常押出
しとＬ字押出しのそれぞれの場合におけるせん断応力を
加えることができるので、結晶粒がさらに微細化し、配
向度が向上する。特に、断面を矩形とすることにより、
ダイスの幅方向におけるせん断応力のバラツキをなくし
て、せん断応力を均一化することができる。
する際には、熱電材料２０を入口側経路３５に注入し、
パンチ３３を下降させると、出口側経路３７から成形品
が押し出される。このとき、入口側経路３５の絞り部３
５ｂの側面方向から外力を受け、熱電材料２０が塑性変
形する。さらに、熱電材料２０が出口側経路３７に進む
と、入口側経路３５と出口側経路３７がほぼ直角に連通
する境界部Ｘがせん断帯となり、境界部Ｘにおいて熱電
材料２０は強いせん断応力を受ける。従って、通常押出
しとＬ字押出しのそれぞれの場合におけるせん断応力を
加えることができるので、結晶粒がさらに微細化し、配
向度が向上する。特に、断面を矩形とすることにより、
ダイスの幅方向におけるせん断応力のバラツキをなくし
て、せん断応力を均一化することができる。
【００４２】次に、本発明の第５の実施形態について説
明する。図６は、本発明の第５の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。ダイス４１には、パンチ３３が上下に
出し入れされる入口側経路４５と、成形品が押し出され
る出口側経路４７とが形成されている。ダイス４１にお
いて、入口側経路４５と出口側経路４７は連通してい
る。
明する。図６は、本発明の第５の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。ダイス４１には、パンチ３３が上下に
出し入れされる入口側経路４５と、成形品が押し出され
る出口側経路４７とが形成されている。ダイス４１にお
いて、入口側経路４５と出口側経路４７は連通してい
る。
【００４３】入口側経路４５は、四角形（より好ましく
は矩形）の断面形状を有し、出口側経路４７との連通部
に向かって断面積が減少する領域を有するように形成さ
れている。すなわち、入口側経路４５は、断面積がほぼ
一定の入口部４５ａと、断面積が徐々に減少する絞り部
４５ｂとを含んでいる。出口側経路４７は、四角形（よ
り好ましくは矩形）の断面形状を有し、ダイス４１の出
口に向かって断面積が減少する領域を有するように形成
されている。すなわち、出口側経路４７は、入口側経路
４５との連通部４７ａと、断面積が徐々に減少する絞り
部４７ｂと、断面積が減少したままの縮径部４７ｃとを
含んでいる。なお、入口側経路４５及び出口側経路４７
の断面は、幅方向（紙面と垂直な方向）の寸法をほぼ一
定として、図中の上下方向においてのみ絞りをかけるこ
とが望ましい。
は矩形）の断面形状を有し、出口側経路４７との連通部
に向かって断面積が減少する領域を有するように形成さ
れている。すなわち、入口側経路４５は、断面積がほぼ
一定の入口部４５ａと、断面積が徐々に減少する絞り部
４５ｂとを含んでいる。出口側経路４７は、四角形（よ
り好ましくは矩形）の断面形状を有し、ダイス４１の出
口に向かって断面積が減少する領域を有するように形成
されている。すなわち、出口側経路４７は、入口側経路
４５との連通部４７ａと、断面積が徐々に減少する絞り
部４７ｂと、断面積が減少したままの縮径部４７ｃとを
含んでいる。なお、入口側経路４５及び出口側経路４７
の断面は、幅方向（紙面と垂直な方向）の寸法をほぼ一
定として、図中の上下方向においてのみ絞りをかけるこ
とが望ましい。
【００４４】ダイス４１を用いて熱電材料の押出し加工
する際には、熱電材料２０を入口側経路４５に注入し、
パンチ３３を下降させると、出口側経路４７から成形品
が押し出される。このとき、入口側経路４５の絞り部４
５ｂの側面方向から外力を受け、熱電材料２０が塑性変
形する。さらに、熱電材料２０が出口側経路４７に進む
と、入口側経路４５と出口側経路４７がほぼ直角に連通
する境界部Ｘがせん断帯となり、熱電材料２０は、強い
せん断応力を受ける。加えて、出口側経路４７の絞り部
４７ｂの側面方向から外力を受け、熱電材料２０が塑性
変形する。
する際には、熱電材料２０を入口側経路４５に注入し、
パンチ３３を下降させると、出口側経路４７から成形品
が押し出される。このとき、入口側経路４５の絞り部４
５ｂの側面方向から外力を受け、熱電材料２０が塑性変
形する。さらに、熱電材料２０が出口側経路４７に進む
と、入口側経路４５と出口側経路４７がほぼ直角に連通
する境界部Ｘがせん断帯となり、熱電材料２０は、強い
せん断応力を受ける。加えて、出口側経路４７の絞り部
４７ｂの側面方向から外力を受け、熱電材料２０が塑性
変形する。
【００４５】従って、Ｌ字押出しと２回分の通常押出し
のそれぞれの場合におけるせん断応力を加えることがで
きるので、結晶粒がさらに微細化し、配向度が向上す
る。特に、断面を矩形とすることにより、ダイスの幅方
向におけるせん断応力のバラツキをなくして、せん断応
力を均一化することができる。また、ダイス４１の出口
側の形状は、上述のように絞り形状となっているので、
ダイス４１の出口から加工を受けて出てくる材料を拘束
して、材料の破壊（座屈）を防ぐことができる。
のそれぞれの場合におけるせん断応力を加えることがで
きるので、結晶粒がさらに微細化し、配向度が向上す
る。特に、断面を矩形とすることにより、ダイスの幅方
向におけるせん断応力のバラツキをなくして、せん断応
力を均一化することができる。また、ダイス４１の出口
側の形状は、上述のように絞り形状となっているので、
ダイス４１の出口から加工を受けて出てくる材料を拘束
して、材料の破壊（座屈）を防ぐことができる。
【００４６】次に、本発明の第６の実施形態について説
明する。図７は、本発明の第６の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置のダ
イス５１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入口
側経路５５と、成形品が押し出される２つの出口側経路
５７、５８とが形成されている。入口側経路５５と出口
側経路５７、５８は連通しており、出口側経路５７、５
８は、入口側経路５５に対してそれぞれ約９０°の角度
を成し、互いに反対方向に延びている。また、出口側経
路５７、５８は、第１の実施形態と同様に、ダイスの出
口に向かって断面積が減少するように形成されている。
明する。図７は、本発明の第６の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置のダ
イス５１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入口
側経路５５と、成形品が押し出される２つの出口側経路
５７、５８とが形成されている。入口側経路５５と出口
側経路５７、５８は連通しており、出口側経路５７、５
８は、入口側経路５５に対してそれぞれ約９０°の角度
を成し、互いに反対方向に延びている。また、出口側経
路５７、５８は、第１の実施形態と同様に、ダイスの出
口に向かって断面積が減少するように形成されている。
【００４７】入口側経路５５に熱電材料２０を注入し、
パンチ１３を下降させると、２つの出口側経路５７、５
８から成形品が押し出される。このとき、入口側経路５
５と２つの出口側経路５７、５８とがほぼ直角に連通す
る２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電材料２０
にせん断応力が付加される。
パンチ１３を下降させると、２つの出口側経路５７、５
８から成形品が押し出される。このとき、入口側経路５
５と２つの出口側経路５７、５８とがほぼ直角に連通す
る２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電材料２０
にせん断応力が付加される。
【００４８】なお、本実施形態においては２つの出口側
経路５７、５８を入口側経路５５に対してそれぞれ約９
０°の角度を成すように設けたが、出口側経路は３つ以
上設けても良い。また、入口側経路と出口側経路との成
す角度は、０°より大きく１８０°より小さい範囲にあ
れば良く、特に４５°〜１３５°の範囲が望ましい。
経路５７、５８を入口側経路５５に対してそれぞれ約９
０°の角度を成すように設けたが、出口側経路は３つ以
上設けても良い。また、入口側経路と出口側経路との成
す角度は、０°より大きく１８０°より小さい範囲にあ
れば良く、特に４５°〜１３５°の範囲が望ましい。
【００４９】次に、本発明の第７の実施形態について説
明する。図８は、本発明の第７の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置は、
３つのパンチ１２、１３、１４を備えている。ダイス６
１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入口側経路
６５と、パンチ１２が左右に出し入れされる出口側経路
６７と、パンチ１４が左右に出し入れされる出口側経路
６８とが形成されている。ダイス６１において、入口側
経路６５と出口側経路６７、６８は連通している。入口
側経路６５には、同径路に注入された材料を押すための
押出しパンチ（押出し工具）１３が、同経路をスライド
するように設けられている。また、出口側経路６７に
は、同径路から押し出される材料を押し返すことにより
背圧をかける押さえパンチ（押さえ工具）１２が、同経
路をスライドするように設けられている。同様に、出口
側経路６８には、同径路から押し出される材料を押し返
すことにより背圧をかける押さえパンチ１４が、同経路
をスライドするように設けられている。
明する。図８は、本発明の第７の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置は、
３つのパンチ１２、１３、１４を備えている。ダイス６
１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入口側経路
６５と、パンチ１２が左右に出し入れされる出口側経路
６７と、パンチ１４が左右に出し入れされる出口側経路
６８とが形成されている。ダイス６１において、入口側
経路６５と出口側経路６７、６８は連通している。入口
側経路６５には、同径路に注入された材料を押すための
押出しパンチ（押出し工具）１３が、同経路をスライド
するように設けられている。また、出口側経路６７に
は、同径路から押し出される材料を押し返すことにより
背圧をかける押さえパンチ（押さえ工具）１２が、同経
路をスライドするように設けられている。同様に、出口
側経路６８には、同径路から押し出される材料を押し返
すことにより背圧をかける押さえパンチ１４が、同経路
をスライドするように設けられている。
【００５０】ダイス６１を用いて熱電材料の押出し加工
する際には、入口側経路６５に熱電材料を注入し、押出
しパンチ１３を下降させるとともに、押さえパンチ１
２、１４を背圧をかけながら後退させる。このとき、入
口側経路６５と２つの出口側経路６７、６８とがほぼ直
角に連通する２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱
電材料２０にせん断応力が付加される。さらに、熱電材
料２０は、出口側経路６７、６８において押さえパンチ
１２、１４から高い圧縮応力を受けているため、境界部
Ｘ、Ｙでのせん断応力が強くなる。
する際には、入口側経路６５に熱電材料を注入し、押出
しパンチ１３を下降させるとともに、押さえパンチ１
２、１４を背圧をかけながら後退させる。このとき、入
口側経路６５と２つの出口側経路６７、６８とがほぼ直
角に連通する２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱
電材料２０にせん断応力が付加される。さらに、熱電材
料２０は、出口側経路６７、６８において押さえパンチ
１２、１４から高い圧縮応力を受けているため、境界部
Ｘ、Ｙでのせん断応力が強くなる。
【００５１】次に、本発明の第８の実施形態について説
明する。図９は、本発明の第８の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置のダ
イス７１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入口
側経路７５と、成形品が押し出される出口側経路７７
と、入口側経路７５と出口側経路７７とを接続する中間
経路７６とが形成されている。各経路は連通しており、
入口側経路７５と中間経路７６のなす角度は約９０°で
あり、中間経路７６と出口側経路７７のなす角度は約９
０°である。各経路の断面形状は、四角形（より好まし
くは矩形）である。また、入口側経路７５の断面積と中
間経路７６の断面積とは等しい。出口側経路７７は、ダ
イス７１の出口に向かって断面積が減少するように形成
されている。即ち、出口側経路７７は、中間経路７６と
の連通部から断面積が徐々に減少する絞り部７７ａと、
断面積が減少したままの縮径部７７ｂとを含んでいる。
明する。図９は、本発明の第８の実施形態に係る押出し
加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側
面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置のダ
イス７１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入口
側経路７５と、成形品が押し出される出口側経路７７
と、入口側経路７５と出口側経路７７とを接続する中間
経路７６とが形成されている。各経路は連通しており、
入口側経路７５と中間経路７６のなす角度は約９０°で
あり、中間経路７６と出口側経路７７のなす角度は約９
０°である。各経路の断面形状は、四角形（より好まし
くは矩形）である。また、入口側経路７５の断面積と中
間経路７６の断面積とは等しい。出口側経路７７は、ダ
イス７１の出口に向かって断面積が減少するように形成
されている。即ち、出口側経路７７は、中間経路７６と
の連通部から断面積が徐々に減少する絞り部７７ａと、
断面積が減少したままの縮径部７７ｂとを含んでいる。
【００５２】入口側経路７５に熱電材料を注入し、パン
チ１３を下降させると、焼結体は中間経路７６を通って
出口側経路７７から押し出される。このとき、連通する
経路内には、入口側経路７５と中間経路７６が直角に連
通する境界部Ｘ、及び、中間経路７６と出口側経路７７
が直角に連通する境界部Ｙの２ヶ所において、熱電材料
２０に強いせん断帯が付加される。さらに、出口側経路
７７には絞り部７７ａが形成されているため、この絞り
部７７ａにおいても側面方向Ｅから外力を受け、熱電材
料２０が塑性変形する。従って、結晶粒をさらに微細化
させ、配向性を高めることが可能である。また、ダイス
７１の出口側の形状は、上述のように絞り形状となって
いるので、ダイス７１の出口から加工を受けて出てくる
材料を拘束して、材料の破壊（座屈）を防ぐことができ
る。
チ１３を下降させると、焼結体は中間経路７６を通って
出口側経路７７から押し出される。このとき、連通する
経路内には、入口側経路７５と中間経路７６が直角に連
通する境界部Ｘ、及び、中間経路７６と出口側経路７７
が直角に連通する境界部Ｙの２ヶ所において、熱電材料
２０に強いせん断帯が付加される。さらに、出口側経路
７７には絞り部７７ａが形成されているため、この絞り
部７７ａにおいても側面方向Ｅから外力を受け、熱電材
料２０が塑性変形する。従って、結晶粒をさらに微細化
させ、配向性を高めることが可能である。また、ダイス
７１の出口側の形状は、上述のように絞り形状となって
いるので、ダイス７１の出口から加工を受けて出てくる
材料を拘束して、材料の破壊（座屈）を防ぐことができ
る。
【００５３】次に、本発明の第９の実施形態について説
明する。図１０は、本発明の第９の実施形態に係る押出
し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す
側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置の
ダイス８１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入
口側経路８５と、成形品が押し出される出口側経路８７
と、入口側経路８５と出口側経路８７とを接続する中間
経路８６とが形成されている。各経路は連通しており、
入口側経路８５と中間経路８６のなす角度は約９０°で
あり、中間経路８６と出口側経路８７のなす角度は約９
０°である。各経路の断面形状は、四角形（より好まし
くは矩形）である。また、各経路の断面積は、入口側経
路８５、中間経路８６、出口側経路８７の順に小さくな
っている。さらに、出口側経路８７は、ダイス８１の出
口に向かって断面積が減少するように形成されている。
明する。図１０は、本発明の第９の実施形態に係る押出
し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を示す
側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装置の
ダイス８１には、パンチ１３が上下に出し入れされる入
口側経路８５と、成形品が押し出される出口側経路８７
と、入口側経路８５と出口側経路８７とを接続する中間
経路８６とが形成されている。各経路は連通しており、
入口側経路８５と中間経路８６のなす角度は約９０°で
あり、中間経路８６と出口側経路８７のなす角度は約９
０°である。各経路の断面形状は、四角形（より好まし
くは矩形）である。また、各経路の断面積は、入口側経
路８５、中間経路８６、出口側経路８７の順に小さくな
っている。さらに、出口側経路８７は、ダイス８１の出
口に向かって断面積が減少するように形成されている。
【００５４】入口側経路８５に熱電材料２０を注入し、
パンチ１３を下降させると、焼結体は中間経路８６を通
って出口経路８７から押し出される。このとき、これら
の経路は材料の出口側に向かうに従って断面積が減少し
ているため、材料の座屈を防ぐのに大変効果的である。
パンチ１３を下降させると、焼結体は中間経路８６を通
って出口経路８７から押し出される。このとき、これら
の経路は材料の出口側に向かうに従って断面積が減少し
ているため、材料の座屈を防ぐのに大変効果的である。
【００５５】特に、第８の実施形態又は第９の実施形態
におけるように、押出し経路が複数の湾曲部をもつ場合
には、熱電材料２０の先端にダミー材を入れて押出し加
工を行うことにより、材料の破壊を抑えることができ
る。
におけるように、押出し経路が複数の湾曲部をもつ場合
には、熱電材料２０の先端にダミー材を入れて押出し加
工を行うことにより、材料の破壊を抑えることができ
る。
【００５６】次に、本発明の第１０の実施形態について
説明する。以下の実施形態においては、２つのパンチを
用いてＴ字押出しを行う。図１１は、本発明の第１０の
実施形態に係る押出し加工装置の概要を示す図である。
図１１に示すように、押出し加工装置１００は、粉末成
形された熱電材料２０を押し出す２つのパンチ１１２、
１１３と、パンチ１１２、１１３によって押し出される
熱電材料２０を塑性変形させる金型であるダイス１１１
とを含んでいる。パンチ１１２、１１３は、例えば油圧
アクチュエータ（油圧シリンダ）によって駆動されるス
ライド１０１、１０２によって左右に移動する。パンチ
１１２、１１３の押出し圧力は、荷重計１０３、１０４
によってそれぞれ計測され、パンチ１１２、１１３の変
位は、変位計１０５、１０６によってそれぞれ計測され
る。変位計１０５、１０６の計測値と経過時間との関係
をモニターすることにより、パンチ１１２、１１３がほ
ぼ一定の押出し速度で熱電材料２０を押し出すように、
スライド１０１、１０２の駆動を制御することができ
る。
説明する。以下の実施形態においては、２つのパンチを
用いてＴ字押出しを行う。図１１は、本発明の第１０の
実施形態に係る押出し加工装置の概要を示す図である。
図１１に示すように、押出し加工装置１００は、粉末成
形された熱電材料２０を押し出す２つのパンチ１１２、
１１３と、パンチ１１２、１１３によって押し出される
熱電材料２０を塑性変形させる金型であるダイス１１１
とを含んでいる。パンチ１１２、１１３は、例えば油圧
アクチュエータ（油圧シリンダ）によって駆動されるス
ライド１０１、１０２によって左右に移動する。パンチ
１１２、１１３の押出し圧力は、荷重計１０３、１０４
によってそれぞれ計測され、パンチ１１２、１１３の変
位は、変位計１０５、１０６によってそれぞれ計測され
る。変位計１０５、１０６の計測値と経過時間との関係
をモニターすることにより、パンチ１１２、１１３がほ
ぼ一定の押出し速度で熱電材料２０を押し出すように、
スライド１０１、１０２の駆動を制御することができ
る。
【００５７】ダイス１１１が設置されているベース１０
７の上には、ダイス１１１及び熱電材料２０を加熱する
ためのヒータ１０８が設置されている。ヒータ１０８を
用いることにより、熱間押出し加工を行うことが可能で
ある。ダイス１１１の温度は、ダイス１１１の近傍に配
置された温度センサ１０９によって計測される。温度セ
ンサ１０９の計測値をフィードバックしてヒータ１０８
の発熱量を制御することにより、ダイス１１１及び熱電
材料２０を所望の温度に保つことができる。
７の上には、ダイス１１１及び熱電材料２０を加熱する
ためのヒータ１０８が設置されている。ヒータ１０８を
用いることにより、熱間押出し加工を行うことが可能で
ある。ダイス１１１の温度は、ダイス１１１の近傍に配
置された温度センサ１０９によって計測される。温度セ
ンサ１０９の計測値をフィードバックしてヒータ１０８
の発熱量を制御することにより、ダイス１１１及び熱電
材料２０を所望の温度に保つことができる。
【００５８】熱間押出し加工は、アルゴン等の不活性ガ
ス雰囲気もしくは真空中で、加工温度を３５０℃〜６０
０℃、より好ましくは４２０℃〜５００℃程度に保ちな
がら、押出し速度を例えば０．１ｍｍ／ｍｉｎとして行
うことが望ましい。
ス雰囲気もしくは真空中で、加工温度を３５０℃〜６０
０℃、より好ましくは４２０℃〜５００℃程度に保ちな
がら、押出し速度を例えば０．１ｍｍ／ｍｉｎとして行
うことが望ましい。
【００５９】図１２は、本発明の第１０の実施形態に係
る押出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造
を示す側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工
装置のダイス１１１には、２つのパンチ１１２、１１３
が左右にそれぞれ出し入れされる２つの入口側経路１２
１、１２２と、成形品が押し出される出口側経路１２３
とが形成されている。入口側経路１１２、１１３と出口
側経路１２３は連通している。本発明においては、出口
側経路１２３が、入口側経路１１２及び１１３に対して
０°より大きく１８０°より小さい角度を成すことが必
要であり、望ましくは４５°〜１３５°とする。以下の
実施形態においては、この角度を約９０°とし、また、
入口側経路１１２と１１３とが成す角を約１８０°とし
ている。
る押出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造
を示す側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工
装置のダイス１１１には、２つのパンチ１１２、１１３
が左右にそれぞれ出し入れされる２つの入口側経路１２
１、１２２と、成形品が押し出される出口側経路１２３
とが形成されている。入口側経路１１２、１１３と出口
側経路１２３は連通している。本発明においては、出口
側経路１２３が、入口側経路１１２及び１１３に対して
０°より大きく１８０°より小さい角度を成すことが必
要であり、望ましくは４５°〜１３５°とする。以下の
実施形態においては、この角度を約９０°とし、また、
入口側経路１１２と１１３とが成す角を約１８０°とし
ている。
【００６０】入口側経路１２１又は１２２から熱電材料
２０を注入し、パンチ１１２及び１１３を駆動すると、
熱電材料２０は両側から均等に加圧され、出口側経路１
２３から成形品が押し出される。このとき、２つの入口
側経路１２１、１２２と出口側経路１２３とがほぼ直角
に連通する２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電
材料２０にせん断応力が付加される。このように、左右
から均等にせん断応力を付加することにより、熱電材料
における結晶粒の配向が、熱電材料の中心面に対して左
右対称となる。
２０を注入し、パンチ１１２及び１１３を駆動すると、
熱電材料２０は両側から均等に加圧され、出口側経路１
２３から成形品が押し出される。このとき、２つの入口
側経路１２１、１２２と出口側経路１２３とがほぼ直角
に連通する２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電
材料２０にせん断応力が付加される。このように、左右
から均等にせん断応力を付加することにより、熱電材料
における結晶粒の配向が、熱電材料の中心面に対して左
右対称となる。
【００６１】次に、本発明の第１１の実施形態について
説明する。図１３は、本発明の第１１の実施形態に係る
押出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を
示す側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装
置のダイス１３０には、２つのパンチ１１２、１１３が
左右にそれぞれ出し入れされる入口側経路１３１、１３
２と、成形品が押し出される２つの出口側経路１３３と
が形成されている。出口側経路１３３には、第１の実施
形態と同様に、ダイスの出口に向かって断面積が減少す
るように、絞り部１３４が形成されている。
説明する。図１３は、本発明の第１１の実施形態に係る
押出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を
示す側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装
置のダイス１３０には、２つのパンチ１１２、１１３が
左右にそれぞれ出し入れされる入口側経路１３１、１３
２と、成形品が押し出される２つの出口側経路１３３と
が形成されている。出口側経路１３３には、第１の実施
形態と同様に、ダイスの出口に向かって断面積が減少す
るように、絞り部１３４が形成されている。
【００６２】入口側経路１３１又は１３２に熱電材料２
０を注入し、パンチ１１２及び１１３を駆動すると、熱
電材料２０は両側から均等に加圧され、出口側経路１３
３から成形品が押し出される。このとき、２つの入口側
経路１３１、１３２と出口側経路１３３とがほぼ直角に
連通する２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電材
料２０にせん断応力が付加される。さらに、熱電材料２
０が出口側経路１３３に進むと、同径路の絞り部１３４
の側面方向Ｅから外力を受け、熱電材料２０が塑性変形
する。これにより、熱電材料を構成する結晶粒がさらに
微細化し、配向度が向上する。
０を注入し、パンチ１１２及び１１３を駆動すると、熱
電材料２０は両側から均等に加圧され、出口側経路１３
３から成形品が押し出される。このとき、２つの入口側
経路１３１、１３２と出口側経路１３３とがほぼ直角に
連通する２つの境界部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電材
料２０にせん断応力が付加される。さらに、熱電材料２
０が出口側経路１３３に進むと、同径路の絞り部１３４
の側面方向Ｅから外力を受け、熱電材料２０が塑性変形
する。これにより、熱電材料を構成する結晶粒がさらに
微細化し、配向度が向上する。
【００６３】本実施形態によれば、Ｔ字押出しと通常押
出しとの両方により、熱電材料の中心線に対して左右対
称なせん断応力を受ける。従って、熱電材料の内部全体
に渡って、粒界の配向が左右対称であり、位置による組
織の特性にバラツキがない熱電材料を製造することがで
きる。
出しとの両方により、熱電材料の中心線に対して左右対
称なせん断応力を受ける。従って、熱電材料の内部全体
に渡って、粒界の配向が左右対称であり、位置による組
織の特性にバラツキがない熱電材料を製造することがで
きる。
【００６４】次に、本発明の第１２の実施形態について
説明する。図１４は、本発明の第１２の実施形態に係る
押出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を
示す側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装
置は、３つのパンチ１１２、１１３、１１４を備えてい
る。ダイス１４０には、２つのパンチ１１２、１１３が
左右にそれぞれ出し入れされる入口側経路１４１、１４
２と、パンチ１１４が上下に出し入れされる出口側経路
１４３とが形成されている。入口側経路１４１、１４２
には、同径路に注入された材料を両側から押すための押
出しパンチ１１２、１１３が、同経路をスライドするよ
うに設けられている。また、出口側経路６７には、同径
路から押し出される材料を押し返すことにより背圧をか
ける押さえパンチ（押さえ工具）１１４が、同経路をス
ライドするように設けられている。
説明する。図１４は、本発明の第１２の実施形態に係る
押出し加工装置において用いるダイスとパンチの構造を
示す側面断面図である。本実施形態に係る押出し加工装
置は、３つのパンチ１１２、１１３、１１４を備えてい
る。ダイス１４０には、２つのパンチ１１２、１１３が
左右にそれぞれ出し入れされる入口側経路１４１、１４
２と、パンチ１１４が上下に出し入れされる出口側経路
１４３とが形成されている。入口側経路１４１、１４２
には、同径路に注入された材料を両側から押すための押
出しパンチ１１２、１１３が、同経路をスライドするよ
うに設けられている。また、出口側経路６７には、同径
路から押し出される材料を押し返すことにより背圧をか
ける押さえパンチ（押さえ工具）１１４が、同経路をス
ライドするように設けられている。
【００６５】ダイス１４０を用いて熱電材料の押出し加
工する際には、入口側経路１４１又は１４２から熱電材
料を注入し、押出しパンチ１１２及び１１３を駆動させ
るとともに、押さえパンチ１１４を背圧をかけながら後
退させる。このとき、２つの入口側経路１４１、１４２
と出口側経路１４３とがほぼ直角に連通する２つの境界
部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電材料２０にせん断応力
が付加される。さらに、熱電材料２０は、出口側経路１
４３において押さえパンチ１１４から高い圧縮応力を受
けているため、境界部Ｘ、Ｙでのせん断応力が強くな
る。
工する際には、入口側経路１４１又は１４２から熱電材
料を注入し、押出しパンチ１１２及び１１３を駆動させ
るとともに、押さえパンチ１１４を背圧をかけながら後
退させる。このとき、２つの入口側経路１４１、１４２
と出口側経路１４３とがほぼ直角に連通する２つの境界
部Ｘ、Ｙはせん断帯となり、熱電材料２０にせん断応力
が付加される。さらに、熱電材料２０は、出口側経路１
４３において押さえパンチ１１４から高い圧縮応力を受
けているため、境界部Ｘ、Ｙでのせん断応力が強くな
る。
【００６６】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、Ｌ字
押出しと通常押出しのそれぞれの場合におけるせん断応
力を加えることができるので、結晶粒をさらに微細化
し、配向度を向上させることができる。この結晶粒の微
細化により熱伝導率κが小さくなり、性能指数Ｚが向上
する。また、配向度の向上によっても性能指数Ｚが向上
する。従って、高い熱電性能をもつ熱電材料を製造する
ことが可能となる。また、Ｔ字押出しによりせん断応力
を加える場合には、結晶粒を微細化すると共に、押出し
方向に対して左右対称な配向性を有し、位置による組織
の特性にバラツキがない、均質な熱電材料を製造するこ
とが可能となる。
押出しと通常押出しのそれぞれの場合におけるせん断応
力を加えることができるので、結晶粒をさらに微細化
し、配向度を向上させることができる。この結晶粒の微
細化により熱伝導率κが小さくなり、性能指数Ｚが向上
する。また、配向度の向上によっても性能指数Ｚが向上
する。従って、高い熱電性能をもつ熱電材料を製造する
ことが可能となる。また、Ｔ字押出しによりせん断応力
を加える場合には、結晶粒を微細化すると共に、押出し
方向に対して左右対称な配向性を有し、位置による組織
の特性にバラツキがない、均質な熱電材料を製造するこ
とが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る押出し加工装置
の概要を示す図である。
の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
であり、（Ａ）と（Ｂ）は、押出し加工中の２つの状態
を示している。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
であり、（Ａ）と（Ｂ）は、押出し加工中の２つの状態
を示している。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
であり、（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）はパンチ押圧後
の状態を示している。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
であり、（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）はパンチ押圧後
の状態を示している。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
であり、（Ａ）と（Ｂ）は、押出し加工中の２つの状態
を示している。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
であり、（Ａ）と（Ｂ）は、押出し加工中の２つの状態
を示している。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
【図８】本発明の第７の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
【図９】本発明の第８の実施形態に係る押出し加工装置
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面図
である。
【図１０】本発明の第９の実施形態に係る押出し加工装
置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面
図である。
置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断面
図である。
【図１１】本発明の第１０の実施形態に係る押出し加工
装置の概要を示す図である。
装置の概要を示す図である。
【図１２】本発明の第１０の実施形態に係る押出し加工
装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断
面図である。
装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断
面図である。
【図１３】本発明の第１１の実施形態に係る押出し加工
装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断
面図である。
装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断
面図である。
【図１４】本発明の第１２の実施形態に係る押出し加工
装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断
面図である。
装置において用いるダイスとパンチの構造を示す側面断
面図である。
【図１５】特開２０００−１２４５１２号公報に開示さ
れている熱電半導体材料の製造方法を模式的に説明する
図であり、（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）はパンチ押圧
後の状態を示している。
れている熱電半導体材料の製造方法を模式的に説明する
図であり、（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）はパンチ押圧
後の状態を示している。
【図１６】文献「強せん断付加押し出しによるＢｉ−Ｔ
ｅ系材料の配向制御」に開示されている方法を模式的に
説明する図であり、（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）はパ
ンチ押圧後の状態を示している。
ｅ系材料の配向制御」に開示されている方法を模式的に
説明する図であり、（Ａ）はパンチ押圧前、（Ｂ）はパ
ンチ押圧後の状態を示している。
１、１０１、１０２ スライド ２、１０３、１０４ 荷重計 ５、１０５、１０６ 変位計 ６、１０８ ヒータ ７、１０７ ベース ８、１０９ 温度センサ １０、１００ 押出し加工装置 １１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１ ダ
イス １２、１３、１４、２３、２４、３３ パンチ １５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５ 入
口側経路 ７６、８６ 中間経路 １７、２７、３７、４７、５７、５８、６７、６８、７
７、８７ 出口側経路 ２０ 熱電材料 １１１、１３０、１４０ ダイス １１２、１１３、１１４ パンチ １２１、１２２、１３１、１４２、１４１、１４２ 入
口側経路 １２３、１３３、１４３ 出口側経路 １３４ 絞り部
イス １２、１３、１４、２３、２４、３３ パンチ １５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５ 入
口側経路 ７６、８６ 中間経路 １７、２７、３７、４７、５７、５８、６７、６８、７
７、８７ 出口側経路 ２０ 熱電材料 １１１、１３０、１４０ ダイス １１２、１１３、１１４ パンチ １２１、１２２、１３１、１４２、１４１、１４２ 入
口側経路 １２３、１３３、１４３ 出口側経路 １３４ 絞り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 喜代治 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究本部内 (72)発明者 黒木 光博 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究本部内 Ｆターム(参考） 4E029 AA07 MB09
Claims (12)
- 【請求項１】 材料の入口側に位置する第１の押出し経
路と、 前記第１の押出し経路に継続する第２の押出し経路であ
って、前記第１の押出し経路に対して０度より大きく１
８０度より小さい角度を成す前記第２の押出し経路と、
が少なくとも形成されており、いずれかの押出し経路に
おいて、材料の出口側に向かって断面積が減少する領域
を有するダイスを具備する押出し加工装置。 - 【請求項２】 材料の入口側に位置する第１の押出し経
路と、前記第１の押出し経路に継続する第２の押出し経
路であって、前記第１の押出し経路に対して０度より大
きく１８０度より小さい角度を成す前記第２の押出し経
路とが少なくとも形成されたダイスと、 前記第１の押出し経路に注入された材料を押すための押
出し工具と、 前記第２の押出し経路から押し出される材料を押し返す
ための押さえ工具と、を具備する押出し加工装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の押出し経路の各々が
矩形断面を有することを特徴とする請求項１又は２記載
の押出し加工装置。 - 【請求項４】 前記ダイスが複数の出口を有することを
特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の押出し加
工装置。 - 【請求項５】 第１の方向に設けられた材料の入口側に
位置する第１の押出し経路と、 第２の方向に設けられた材料の入口側に位置する第２の
押出し経路と、 前記第１及び第２の押出し経路に継続する第３の押出し
経路であって、前記第１及び第２の押出し経路に対して
０度より大きく１８０度より小さい角度を成す前記第３
の押出し経路と、が少なくとも形成されたダイスを具備
する押出加工装置。 - 【請求項６】 前記ダイスが、前記第３の押出し経路に
おいて、材料の出口側に向かって断面積が減少する領域
を有する、請求項５記載の押出加工装置。 - 【請求項７】 前記第１の押出し経路に注入された材料
を第１の方向から押すための第１の押出し工具と、 前記第２の押出し経路に注入された材料を第２の方向か
ら押すための第２の押出し工具と、 前記第３の押出し経路から押し出される材料を押し返す
ための押さえ工具と、をさらに具備する請求項５記載の
押出加工装置。 - 【請求項８】 前記第２の押出し経路が、前記第１の押
出し経路と１８０度を成すことを特徴とする請求項５〜
７のいずれか１項記載の押出加工装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項記載の押出
し加工装置を用いて材料の押出し加工を行うことを特徴
とする押出し加工方法。 - 【請求項１０】 請求項１記載の押出し加工装置を用い
て、１回の加工ごとに材料の断面積を小さくしながら材
料の押出し加工を複数回行うことを特徴とする押出し加
工方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜４のいずれか１項記載の押
出加工装置を用いて、材料の先端にダミー材を入れなが
ら材料の押出し加工を複数回行うことを特徴とする押出
し加工方法。 - 【請求項１２】 熱間で材料の押出し加工を行うことを
特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項記載の押出し
加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001352629A JP3942873B2 (ja) | 2000-12-22 | 2001-11-19 | 押出し加工装置及び押出し加工方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389731 | 2000-12-22 | ||
| JP2000-389731 | 2000-12-22 | ||
| JP2001352629A JP3942873B2 (ja) | 2000-12-22 | 2001-11-19 | 押出し加工装置及び押出し加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002248517A true JP2002248517A (ja) | 2002-09-03 |
| JP3942873B2 JP3942873B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=26606324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001352629A Expired - Fee Related JP3942873B2 (ja) | 2000-12-22 | 2001-11-19 | 押出し加工装置及び押出し加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3942873B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100397266B1 (ko) * | 2001-03-23 | 2003-09-13 | 김호경 | 난가공재의 결정립 미세화장치 및 방법 |
| US6743973B2 (en) * | 2000-11-30 | 2004-06-01 | Yamaha Corporation | Thermoelectric material improved in figure of merit, process for producing thereof and peltier module using the same |
| WO2004085088A1 (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-07 | Ykk Corporation | 押出材の製造方法及び装置 |
| WO2010074438A3 (ko) * | 2008-12-26 | 2010-10-07 | 주식회사 포스코 | 전단 신선용 다이스 |
| KR101050357B1 (ko) * | 2008-11-14 | 2011-07-19 | 주식회사 티에스엠텍 | Ｔ형 금형과 다중 스트로크 방식을 이용한 연속 전단성형방법 |
| KR101118347B1 (ko) * | 2009-11-03 | 2012-03-09 | 한양대학교 산학협력단 | 연속 전단 인발용 금형 |
| WO2012071600A1 (de) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | Ait Austrian Institute Of Technology Gmbh | Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus einem metall oder einer legierung mittels starker plastischen verformung, daraus hergestellter gegenstand sowie presswerkzeug hierfür |
| CN103003000A (zh) * | 2010-05-18 | 2013-03-27 | 江陵原州大学校产学协力团 | 非对称挤出方法、由该方法制造的挤出材料、非对称挤出模具和非对称挤出装置 |
| CN104815864A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-08-05 | 太原理工大学 | 一种高性能镁合金板材的挤压加工方法 |
| JP2017126752A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 中国科学院寧波材料技術与工程研究所Ｎｉｎｇｂｏ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ | 熱変形磁石の製造方法及び機器 |
| CN107851506A (zh) * | 2015-05-20 | 2018-03-27 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于由预成形坯形成永磁体的模具和方法以及热变形系统 |
| KR20190050132A (ko) * | 2017-11-02 | 2019-05-10 | 한국과학기술연구원 | 무기 열전재료의 성형 금형, 성형 장치 및 이를 이용한 성형방법 |
| CN110340171A (zh) * | 2018-05-18 | 2019-10-18 | 刘鹏宇 | 一种管材成形模具及其成形方法 |
| JP2020519447A (ja) * | 2017-05-10 | 2020-07-02 | インペリアル・カレッジ・オブ・サイエンス・テクノロジー・アンド・メディスン | 金属合金において押し出された形材／部分の湾曲したものを形成する方法 |
| CN111438214A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-24 | 江苏科技大学 | 一种制备块体超细晶材料的复合挤压模具与方法 |
| WO2021230406A1 (ko) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | 엘지전자 주식회사 | 압출 노즐 장치 및 압출 노즐 장치를 이용한 열전 소재의 압출 방법 |
| CN114260328A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-01 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种适用于脆性碲化铋材料的连续热挤压设备 |
| CN115069809A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-20 | 中北大学 | 超高强韧铝合金的成形模具及方法 |
-
2001
- 2001-11-19 JP JP2001352629A patent/JP3942873B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743973B2 (en) * | 2000-11-30 | 2004-06-01 | Yamaha Corporation | Thermoelectric material improved in figure of merit, process for producing thereof and peltier module using the same |
| KR100397266B1 (ko) * | 2001-03-23 | 2003-09-13 | 김호경 | 난가공재의 결정립 미세화장치 및 방법 |
| WO2004085088A1 (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-07 | Ykk Corporation | 押出材の製造方法及び装置 |
| KR101050357B1 (ko) * | 2008-11-14 | 2011-07-19 | 주식회사 티에스엠텍 | Ｔ형 금형과 다중 스트로크 방식을 이용한 연속 전단성형방법 |
| US8516868B2 (en) | 2008-12-26 | 2013-08-27 | Posco | Dies for shear drawing |
| CN102264485A (zh) * | 2008-12-26 | 2011-11-30 | Posco公司 | 剪切拉拔用模具 |
| WO2010074438A3 (ko) * | 2008-12-26 | 2010-10-07 | 주식회사 포스코 | 전단 신선용 다이스 |
| KR101118347B1 (ko) * | 2009-11-03 | 2012-03-09 | 한양대학교 산학협력단 | 연속 전단 인발용 금형 |
| CN103003000A (zh) * | 2010-05-18 | 2013-03-27 | 江陵原州大学校产学协力团 | 非对称挤出方法、由该方法制造的挤出材料、非对称挤出模具和非对称挤出装置 |
| US9375770B2 (en) | 2010-05-18 | 2016-06-28 | Gangneung-Wonju National University Industry Academy Cooperation Group | Asymmetric extrusion method and apparatus |
| WO2012071600A1 (de) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | Ait Austrian Institute Of Technology Gmbh | Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus einem metall oder einer legierung mittels starker plastischen verformung, daraus hergestellter gegenstand sowie presswerkzeug hierfür |
| CN104815864A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-08-05 | 太原理工大学 | 一种高性能镁合金板材的挤压加工方法 |
| JP2018522400A (ja) * | 2015-05-20 | 2018-08-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | プリフォームで永久磁石を形成するための金型および方法、並びに、熱変形システム |
| CN107851506A (zh) * | 2015-05-20 | 2018-03-27 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于由预成形坯形成永磁体的模具和方法以及热变形系统 |
| JP2017126752A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 中国科学院寧波材料技術与工程研究所Ｎｉｎｇｂｏ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ | 熱変形磁石の製造方法及び機器 |
| JP2020519447A (ja) * | 2017-05-10 | 2020-07-02 | インペリアル・カレッジ・オブ・サイエンス・テクノロジー・アンド・メディスン | 金属合金において押し出された形材／部分の湾曲したものを形成する方法 |
| JP7270553B2 (ja) | 2017-05-10 | 2023-05-10 | インペリアル・カレッジ・イノベーションズ・リミテッド | 金属合金において押し出された形材／部分の湾曲したものを形成する方法及び装置 |
| KR20190050132A (ko) * | 2017-11-02 | 2019-05-10 | 한국과학기술연구원 | 무기 열전재료의 성형 금형, 성형 장치 및 이를 이용한 성형방법 |
| KR102029999B1 (ko) | 2017-11-02 | 2019-10-08 | 한국과학기술연구원 | 무기 열전재료의 성형 금형, 성형 장치 및 이를 이용한 성형방법 |
| CN110340171A (zh) * | 2018-05-18 | 2019-10-18 | 刘鹏宇 | 一种管材成形模具及其成形方法 |
| CN111438214A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-07-24 | 江苏科技大学 | 一种制备块体超细晶材料的复合挤压模具与方法 |
| WO2021230406A1 (ko) * | 2020-05-15 | 2021-11-18 | 엘지전자 주식회사 | 압출 노즐 장치 및 압출 노즐 장치를 이용한 열전 소재의 압출 방법 |
| CN114260328A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-01 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种适用于脆性碲化铋材料的连续热挤压设备 |
| CN115069809A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-20 | 中北大学 | 超高强韧铝合金的成形模具及方法 |
| CN115069809B (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-29 | 中北大学 | 超高强韧铝合金的成形方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3942873B2 (ja) | 2007-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3942873B2 (ja) | 押出し加工装置及び押出し加工方法 | |
| US8884152B2 (en) | Thermoelectric semiconductor material, thermoelectric semiconductor element using thermoelectric semiconductor material, thermoelectric module using thermoelectric semiconductor element and manufacturing method for same | |
| US6313392B1 (en) | Thermoelectric semiconductor material, thermoelectric element, method of manufacturing these and method of manufacturing thermoelectric module and device for manufacturing thermoelectric semiconductor material | |
| US20060118161A1 (en) | Thermoelectric material having crystal grains well oriented in certain direction and process for producing the same | |
| JP2001320097A (ja) | 熱電素子とその製造方法及びこれを用いた熱電モジュール | |
| JP4645575B2 (ja) | 熱電材料の製造方法、熱電材料および熱電変換モジュール | |
| US20120024333A1 (en) | Thermoelectric material deformed by cryogenic impact and method of preparing the same | |
| KR102029999B1 (ko) | 무기 열전재료의 성형 금형, 성형 장치 및 이를 이용한 성형방법 | |
| JP3922484B2 (ja) | 熱電半導体焼結体の製造方法及び熱電半導体焼結体 | |
| CN104120372A (zh) | 利用冷成型的高性能热电材料制造方法 | |
| US6316279B1 (en) | Method of producing thermoelectric semiconductor | |
| JP3619872B2 (ja) | 熱電変換材料の製造装置 | |
| JP4200770B2 (ja) | 熱電材料インゴット、その製造方法及び熱電モジュールの製造方法 | |
| JP2000138399A (ja) | 熱電半導体材料、熱電素子、これらの製造方法および熱電半導体材料の製造装置 | |
| US6524879B2 (en) | Method for producing a thermoelectric semiconductor | |
| JP4166348B2 (ja) | 熱電半導体材料、熱電素子、これらの製造方法 | |
| JP3979290B2 (ja) | 熱電材料及びその製造方法 | |
| JP2004143560A (ja) | 熱電変換素子の製造方法 | |
| JP2004235278A (ja) | 熱電材料及びその製造方法 | |
| JP2002111085A (ja) | 熱電材料の製造方法及びそれに用いる製造装置 | |
| JP2004335499A (ja) | 熱電材料及びその製造方法 | |
| JP2001345487A (ja) | 熱電素子及びその製造方法 | |
| JP4114645B2 (ja) | 熱電材料、その製造方法及びペルチェモジュール | |
| KR20020010768A (ko) | 급속응고 쌍롤법과 열간 성형가공법을 이용한Ｂｉ₂Ｔｅ₃계 열전변환재료의 제조방법 | |
| CN115141019B (zh) | 一种利用累积热镦制备p型碲化铋基热电材料的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040317 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050412 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050613 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060228 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060426 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070403 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070404 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120413 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140413 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |