JP2003211216A - 押出加工用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オスダイスのボディ内に挿入配置される中子
が損傷されるのを未然に防止でき、しかも、中子がボデ
ィから抜け出るおそれもない。 【解決手段】 オスダイスとメスダイスを嵌合させて連
結した状態で押出装置に装着され、素材がメスダイスの
型穴とオスダイスの突起部との間に形成される隙間から
押し出されることによって、扁平多穴チューブの押出成
形を行うものである。オスダイス１は、ボディ２と、こ
のボディの略中央に形成された貫通孔２１に挿入される
中子３とからなる。中子３とボディ４との間には、中子
の抜け止めを果たす抜止用ピン４が、左右一対挿入配置
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば各種のアル
ミニウム製熱交換器に用いられる扁平多穴チューブ、特
にマイクロチューブと呼ばれる超小形の扁平多穴チュー
ブを押出加工する際に用いて好適な押出加工用ダイスに
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、各種電気機器や自動車等
の機械部品を製造するに際しては、各種金属による押出
加工が用いられている。このうち、特にカーエアコン用
エバポレータ一、コンデンサー、ラジエーター等の熱交
換器に用いられる各種のアルミニウム製熱交換用チュー
ブを製造するにあたっては、素材であるアルミニウムの
熱間加工性がよいことから上述の押出加工が広く用いら
れる。

【０００３】図５は、このような押出加工によって成形
される、カーエアコン用エバポレーター、コンデンサ
ー、ラジエーター等のアルミニウム製熱交換器に用いら
れる扁平多穴チューブ１０１の一例を示す。この図に示
すように、扁平多穴チューブ１０１は、複数の穴１０
２，…がそれぞれ隔壁１０３，…を介して所定間隔をあ
けて並列に並べられてなるものである。そして、この扁
平多穴チューブ１０１は、例えば、幅Ｗａが約１３ｍ
ｍ、厚さＴが１ｍｍ、穴１０２の径Ｗｂが０．６ｍｍ、
穴数が１５〜１９程度の超小形の、いわゆるマイクロチ
ューブと呼ばれるものである。

【０００４】また、図６には、この扁平多穴チューブ１
０１を押出加工する際に用いられる加工用ダイスの一例
を示す。この押出加工用ダイス１０５は、外観略長方形
の板状をなすオスダイス１０６と外観略円柱状をなすメ
スダイス１０７からなる。なお、図６では、オスダイス
１０６とメスダイス１０７のそれぞれの一部しか示して
いない。

【０００５】この押出加工用ダイスは、オスダイス１０
６の先端に形成した複数の突起部１０８をメスダイス１
０７の型穴１０９内に位置させた状態で、オスダイス１
０６とメスダイス１０７を図示せぬ互いの嵌合部を嵌合
させて連結し、この連結したオス・メスダイスを押出装
置（図示略）に装着する。そして、アルミニウム等の素
材を、型穴１０９と突起部１０８，…との間に形成され
る隙間から押し出すことによって、前述した扁平多穴チ
ューブ１０１を得るのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の押出加工用ダイ
スでは、該ダイスにアルミニウム等の素材が流れ込むと
きに、図６に示すオスダイス１０６の突起部１０８に高
圧高温状態の素材が流れ込んで過大な圧力が作用するこ
ととなり、同突起部１０８の摩耗が速く進行してしま
う。このため、オスダイス１０６の頻繁な交換が必要に
なって、金型費高騰を招くという問題を有していた。こ
の問題は、特に、穴の数が多い図５の扁平多穴チューブ
１０１を形成する場合、使用するオスダイス１０６の突
起部１０８の肉厚が薄くなって摩耗に対する抗力が弱く
なることから、顕著に表れる。

【０００７】このような問題に対処すべく、最近では、
図７中鎖線に示すように、オスダイス１０６の先端の突
起部１０８を含むコア部分を別体とし、このコア部分
（以下、中子１０６ａと呼ぶ）を摩耗に強い超硬合金等
で作り、他の部分（以下、ボディ１０６ｂと呼ぶ）を通
常のダイス鋼で作ったものも開発されている（例えば、
特開平９−１５５４３８号公報参照）。

【０００８】ところで、上記のようにボディ１０６ｂと
中子１０６ａとを別体とし、中子１０６ａを耐摩耗性に
優れる超硬合金又はハイスピード鋼等で作ったオスダイ
ス１０６の場合、それを用いた総加工時間が長くなる
と、図８に示すように、ボディ１０６ｂの後端面１０６
ｂｂに突き当たる、中子１０６ａの後端部の左右に張り
出すストッパ部分１１０に、クラックＣが生じるおそれ
があることが判明した。

【０００９】本発明者らがこの原因について検討したと
ころ以下のことがわかった。すなわち、押出成形開始時
に、素材がオスダイス１０６の後端側から先端に向けて
流れ込むのに伴い、オスダイス１０６の後端面には、図
７中Ｆａで示すように、素材押出方向へ強い衝撃力が加
わる。ここで、ボディ１０６ｂは前端面の左右が図示せ
ぬメスダイスの嵌合部分に嵌合して、前方（素材押出方
向）への移動を規制されている。このため、この前方へ
の移動を規制されたボディ１０６ｂにより、図８に示す
ように、中子１０６ａの後端部の左右のストッパ部分１
１０にはボディ１０６ｂから後方側へ反力Ｆｂを受け
る。この結果、ストッパ部分１１０には衝撃力Ｆａと反
力Ｆｂによる強い剪断力が作用し、この剪断力によって
同ストッパ部分１１０にクラックＣが生じることがわか
った。

【００１０】なお、オスダイス１０６が素材により押出
方向に衝撃力を受けるのは、押出成形開始時に限らず、
その後の押出成形時においても脈動の形で衝撃力を受け
る。以上のことを考慮すると、オスダイス１０６の中子
１０６ａには素材押出方向に繰り返し衝撃力が加わるこ
ととなり、このことも上記クラックＣが生じる一つの要
因と推定された。しかも、中子１０６は前述したように
耐摩耗性をあげるため、超硬合金又はハイスピード鋼等
の脆性材料を使用しており、このこともクラックＣが生
じる大きな要因の一つと推定された。

【００１１】また、前述したオスダイス１０６にあって
は、押出加工後において、押出加工装置に残る素材を切
断するときに、押出加工中とは逆方向の衝撃力がオスダ
イス１０６に加わるが、図７に示すオスダイスでは、中
子１０６ａの素材押出方向への移動を規制しているもの
の、その逆方向への中子１０６ａの移動は規制しておら
ず、中子１０６ａのボディ１０６ｂへの嵌合が緩い場合
には、中子１０６ａが抜け出る不具合が発生するおそれ
もあった。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みて成されたもの
であって、その目的とするところは、オスダイスのボデ
ィ内に挿入配置される中子が損傷されるのを未然に防止
でき、しかも、中子がボディから抜け出るおそれもな
い、押出加工用ダイスを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、以下の点を特徴としている。すなわち、
請求項１記載の押出加工用ダイスは、互いに所定間隔を
あけて配される複数の突起部を有するオスダイスと、前
記突起部が挿入される型穴を有するメスダイスとを備
え、これらオスダイスとメスダイスを嵌合させて連結し
た状態で押出装置に装着され、素材が前記型穴と前記突
起部との間に形成される隙間から押し出されることによ
って、扁平多穴チューブの押出成形が行われる押出加工
用ダイスにおいて、前記オスダイスは、ボディと、該ボ
ディの略中央に形成された貫通孔に挿入される中子とか
らなり、前記中子とボディとの間には、中子の抜け止め
を果たす抜止用ピンが挿入されていることを特徴として
いる。

【００１４】請求項２にかかる発明では、請求項１記載
の押出加工用ダイスにおいて、前記抜止用ピンは、左右
一対挿入配置されていることを特徴としている。

【００１５】請求項３にかかる発明では、請求項２記載
の押出加工用ダイスにおいて、前記抜止用ピンは、断面
円状であって、前記中子の外側部と前記ボディの貫通孔
の内側部との間に挿入配置されていることを特徴として
いる。

【００１６】本発明の押出加工用ダイスによれば、中子
とボディとの間に、中子の抜け止めを果たす抜止用ピン
を挿入しており、これら抜止用ピンは、必要に応じてそ
れらの本数並びに配置個所を任意に設定することができ
るから、押出成形開始時等に中子に素材押出方向へ強い
衝撃力が作用する場合でも、中子が損傷するのを未然に
防止でき、同時に中子がボディから抜け出るのも防止で
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、上述した図５に示す扁平
多穴チューブ１０１を成形する際に好適に用いられる押
出加工用ダイスのうちのオスダイス１を示している。な
お、メスダイスの構造については、前記従来例で説明し
たものと同様であるので、ここではその説明を省略す
る。

【００１８】オスダイス１は、ボディ２と、このボディ
２に形成された貫通孔２１に背面側から挿入される中子
３からなっている。ボディ２は、例えばハイスピード鋼
あるいは熱間ダイス鋼等の材料からなっていて、その前
端面２２の中央部左右には、これから突出する左右の段
部２３，２３が形成されている。そして、これら段部２
３，２３の中央部には、中子３の前端に形成された櫛歯
状の突起部３１，…が、前記貫通孔２１を貫通して前方
へ露出した状態で配置される。

【００１９】また、ボディ２の上記前端面２２を挟む両
側面２４には、それぞれ上記突起部３１側に向けて漸次
板厚が薄くなる流れ込み部２５が形成されている。そし
て、この流れ込み部２５の両側に位置する側面２４が均
一な板厚を有して、メスダイスの図示せぬ嵌合部に嵌合
する嵌合張出部２６、２６とされている。

【００２０】前記中子３は、ボディ２と同程度かそれよ
りも硬い材料、例えば、超硬合金またはハイスピード鋼
によって作られる。中子３は、前端部の幅寸法が先端に
向かうに従い漸次小さくなっていて、その先端には前記
櫛歯状の突起部３１が中子３を構成する他の部分と一体
に形成されている。また、中子３の後端部には左右に張
り出すストッパ部分３２、３２が形成され、このストッ
パ部分３２，３２は、中子３をボディ２の貫通孔２１内
に挿入セットするとき、ボディ２の後端面２ａに突き当
たるようになっている。

【００２１】中子３の前端に形成される突起部３１，…
の形成方法としては、例えば、前加工として、ワイヤー
放電加工により中子の前端面の突起部３１，…が形成さ
れる予定箇所の間にそれぞれスリットを形成し、後加工
に、凹状の円弧面が多数並列的に並べられてなる全体が
櫛歯状の電極加工板を２個、前述のスリットが形成され
てなる中子の前端面に凹状の円弧面を対向させて、それ
ら端面を上下両側から挟み込むように配置し、これらク
シ状の電極加工板を同中子構成体本体の端面に近づけな
がら、両者間に高電圧をかけて放電加工を行う方法があ
る。

【００２２】また、他の方法として、突起部３１，…に
対応する多数の孔を予め形成した電極加工板を、直接、
中子３の前端面に近づけ、それら電極加工板と中子３と
の間に高電圧をかけて放電加工を行う方法等もある。

【００２３】図１、図２に示すように、前記オスダイス
１を構成するボディ２と中子３との間には、中子３の抜
け止めを果たす抜止用ピン４が挿入されている。抜止用
ピン４は、左右一対それぞれ中子３の外側部３ａとボデ
ィ２の貫通孔２１の内側部２１ａとの間に挿入配置され
ている。抜止用ピン４は、ここでは断面円状のものを用
いているが、これに限られることなく、断面楕円状、あ
るいは断面４角形状または６角形状等の角形のものを用
いても良い。

【００２４】上述した構成のオスダイス１を用いて図５
に示す扁平多穴チューブ１０１を得るには、オスダイス
１の先端に配置される複数の突起部３１，…を図６に示
すようなメスダイス１０７の型穴１０９内に位置させた
状態で、オスダイス１とメスダイスを互いの嵌合部を嵌
合させて連結し、この連結したオス・メスダイスを押出
装置に装着する。そして、アルミニウム等の素材を、メ
スダイスの型穴とオスダイス１の突起部３１，…との間
に形成される隙間から押し出すことによって、前述の扁
平多穴チューブ１０１を得る。

【００２５】ここで、中子３とボディ２との間には、中
子３の抜け止めを果たす抜止用ピン４を挿入しており、
これら抜止用ピンは、必要に応じてそれらの本数並びに
配置個所を任意に設定することができる。したがって、
押出成形開始時等に中子３に素材押出に伴う強い衝撃力
が作用する場合でも、その衝撃力に中子３の抜止用ピン
４との接触部分３ａが対抗することとなり、したがっ
て、図８に示したような中子の後端部の左右に張り出す
ストッパ部分３２、３２の基端部にクラックＣが生じる
等の中子３が損傷されるのを未然に防止できる。

【００２６】なお、上述の実施の形態はあくまで本発明
の例示であり、本発明は要旨を逸脱しない範囲で適宜設
計変更可能である。

【００２７】例えば、図１、図２に示す実施の形態の押
出加工ダイスでは、中子３の前端に設ける突起部３１，
…を、中子３を構成する他の部分と一体に形成している
が、これに限られることなく、図３，図４に示すよう
に、中子構成体３５に多数の貫通孔３６，…を所定間隔
をあけて並列に形成し、これら各貫通孔３６，…に後面
側から棒状体３７，…を、その後端が中子構成体３５の
後面と面一になるよう、締まり嵌めにより挿入セットす
る中子も考えられる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
子とボディとの間には、中子の抜け止めを果たす抜止用
ピンを挿入しており、これら抜止用ピンは、必要に応じ
てそれらの本数並びに配置個所を任意に設定することが
できるから、押出成形開始時等に中子に素材押出方向へ
強い衝撃力が作用する場合でも、中子が損傷するのを未
然に防止でき、同時に中子がボディから抜け出るのも防
止できる。

【００２９】また、抜止用ピンを左右一対挿入配置する
場合には、中子をボディから抜け出ないよう左右バラン
ス良く中子の移動規制力を働かせることができ、全体と
して、比較的小さな規制力で中子の移動並びに抜け止め
を果たすことができる。

【００３０】さらに、抜止用ピンとして断面円状のもの
を用いる場合には、ピンと中子やボディとの接触部分の
一部に荷重が集中することがなく、中子の移動規制力
を、ピンとの接触部分全体に幅広く分散することがで
き、この点においても、中子の損傷をより一層防止でき
る。また、抜止用ピンを中子の外側部とボディの貫通孔
の内側部との間に挿入配置する場合には、中子全体の強
度低下を防ぎ、もって中子の損傷をより一層防止するこ
とができる。ちなみに、中子の中央部分に抜止用ピン挿
通用の孔を設ける場合には、中子の全体としての強度が
低下し、押出加工時に中子に剪断力等が働く場合に、挿
通用孔から端を発してクラックが生じるおそれがでてく
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の押出加工用ダイスのオス
ダイスを示す斜視図である。

【図２】 本発明の実施形態の押出加工用ダイスのオス
ダイスの中子を示す斜視図である。

【図３】 本発明の他の実施形態の押出加工用ダイスの
オスダイスを示す斜視図である。

【図４】 本発明の他の実施形態の押出加工用ダイスの
オスダイスの中子を示す斜視図である。

【図５】 扁平多穴チューブを示す斜視図である。

【図６】 従来の押出加工用ダイスを示す一部の分解斜
視図である。

【図７】 従来の押出加工用ダイスのオスダイスを示す
斜視図である。

【図８】 従来の押出加工用ダイスのオスダイスの中子
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ オスダイス ２ ボディ ３ 中子 ２１ 貫通孔 ３ａ 中子の外側部 ２１ａ ボディの貫通孔の内側部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに所定間隔をあけて配される複数の
   突起部を有するオスダイスと、前記突起部が挿入される
   型穴を有するメスダイスとを備え、 これらオスダイスとメスダイスを嵌合させて連結した状
   態で押出装置に装着され、素材が前記型穴と前記突起部
   との間に形成される隙間から押し出されることによっ
   て、扁平多穴チューブの押出成形が行われる押出加工用
   ダイスにおいて、 前記オスダイスは、ボディと、該ボディの略中央に形成
   された貫通孔に挿入される中子とからなり、 前記中子とボディとの間には、中子の抜け止めを果たす
   抜止用ピンが挿入されていることを特徴とする押出加工
   用ダイス。
2. 【請求項２】 請求項１記載の押出加工用ダイスにおい
   て、 前記抜止用ピンは、左右一対挿入配置されていることを
   特徴とする押出加工用ダイス。
3. 【請求項３】 請求項２記載の押出加工用ダイスにおい
   て、 前記抜止用ピンは、断面円状であって、前記中子の外側
   部と前記ボディの貫通孔の内側部との間に挿入配置され
   ていることを特徴とする押出加工用ダイス。