JP2003211217A - 押出加工用ダイスおよびそれを用いた押出加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換量を自由に大きく設定できるよう、穴
列が複数段積み上げられてなる扁平多穴チューブを押出
加工により得る。 【解決手段】 複数の突起部１９を有するオスダイス１
０と、突起部が挿入されてこれら突起部との間に製品押
出成形用の隙間を形成する型穴を有するメスダイスとを
備える。オスダイス１０は、ボディ１１と、該ボディの
略中央に形成された貫通孔１２に挿入される中子１３と
からなる。中子１３は、高さ方向に分割形成された複数
の中子構成体１８ａ、１８ｂ、１８ｃから構成され、中
子構成体の先端には、複数の突起部１９が中子構成体本
体と一体に形成されている。

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お
よびこの押出加工用ダイスを用いた押出加工方法に関す
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７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８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、図では、オスダイス１
０６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】ところで、上述した従来の扁平多穴チュー
ブ１０１は、複数の穴１０２，…を互いに所定間隔をあ
けて並列に並べた穴列が一列のみ設けられた構成であ
り、各複数の穴１０２，…にそれぞれ熱媒体を流入させ
て熱交換をさせるが、穴１０２自体の内径が小さく、し
かも穴１０２の数も押出加工上一定値（例えば、１９
個）以下に限られることから、熱媒体を多く流入させる
ことができず、ひいては、交換熱量を大きく設定するこ
とができないという問題があった。このような問題に対
処すべく、図９に示すように、複数の穴１０２を互いに
所定間隔をあけて並列に並べた穴列１０９を、複数段
（図では３段）積み上げられてなる扁平多穴チューブ１
１０が案出された。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記穴
列１０９を複数段積み上げられてなる扁平多穴チューブ
１１０は、穴１０２が左右上下両方向に近接するため、
これをオスダイスとメスダイスからなる押出加工用ダイ
スで成形する場合、オスダイスの穴形成用突起部も左右
上下両方向に接近して配置しなけばならず、そのような
押出加工用ダイス、特にオスダイスの制作が難しく、未
だ開発されていないのが実情である。

【０００８】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、熱交換量を自由に
大きく設定できるよう、穴列が複数段積み上げられてな
る扁平多穴チューブを押出加工する際に好適に用いられ
る押出加工用ダイス及びそれを用いた押出成形方法を提
供することにある。

【０００９】

【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、複数の穴を互いに
所定間隔をあけて並列に並べた穴列が複数段積み上げら
れてなる扁平多穴チューブを成形するための押出加工用
ダイスであって、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て該突起部との間に製品押出成形
用の隙間を形成する型穴を有するメスダイスとを備え、
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、中子は、高
さ方向に分割形成された複数の中子構成体から構成さ
れ、該中子構成体の先端には、前記複数の突起部がそれ
ぞれ中子構成体本体と一体に形成されていることを特徴
としている。

【００１０】請求項２記載の押出加工用ダイスは、請求
項１記載の押出加工用ダイスにおいて、前記オスダイス
を構成する中子の外側部と前記ボディの貫通孔の内側部
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。

【００１１】請求項３記載の押出加工用ダイスは、請求
項２記載の押出加工用ダイスにおいて、前記複数の中子
構成体は、位置決め手段によって、互いの外周面が面一
になるように重ねられた状態に保持されることを特徴と
している。

【００１２】請求項４記載の押出加工用ダイスは、請求
項３記載の押出加工用ダイスにおいて、前記位置決め手
段は、前記複数の中子構成体を貫通するピンによって構
成されることを特徴としている。

【００１３】請求項５記載の押出加工用ダイスは、請求
項３記載の押出加工用ダイスにおいて、前記位置決め手
段が、前記中子構成体どうしの対向面にそれぞれ形成さ
れた凹凸嵌合部によって構成されることを特徴としてい
る。

【００１４】請求項６記載の押出加工用ダイスを用いた
押出加工方法は、請求項１〜５のいずれかに記載の押出
加工用ダイスの前記オスダイスと前記メスダイスを嵌合
させて互いに連結した状態で押出装置に装着し、素材
を、前記メスダイスの型穴と前記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すことによって、所定
形状の扁平多穴チューブを成形することを特徴としてい
る。

【００１５】本発明の押出加工用ダイスによれば、オス
ダイスの中子を、高さ方向に分割形成された複数の中子
構成体から構成し、これら中子構成体の先端には、複数
の突起部が中子構成体本体と一体に形成されているか
ら、突起部どうしの高さ方向の設定は中子構成体を重ね
るだけで自動的に行えることとなり、したがって、中子
構成体の突起部は左右方向の間隔だけ注意を払いながら
形成すれば足りる。このため、穴列が複数段積み上げら
れてなる扁平多穴チューブ用の、押出加工用ダイスを容
易にかつ高精度で得ることができる。

【００１６】

【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９に示す扁平
多穴チューブ１１０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１０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。

【００１７】オスダイス１０は、ボディ１１と、このボ
ディ１１に形成された貫通孔１２に背面側から挿入され
る中子１３からなっている。ボディ１１は平面略Ｔ字状
に形成されたもので、基端側の左右には、図示せぬメス
ダイスの溝に嵌合させるための張出部１４、１４が設け
られている。また、ボディ１１の先端の上下面部１５，
１６は、それぞれ厚さが先端に向かうに従い薄くなるよ
うにテーパー状に形成されている。これは、このオスダ
イス１０を用いて押出成形する際に、素材の良好な流れ
を確保するためである。また、ボディ１１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によって作
られるが、中子１３はそれ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。

【００１８】中子１３は、図２にも示すように、高さ方
向に分割形成された平面Ｔ字状の板状体からなる中子構
成体１８ａ、１８ｂ、１８ｃによって構成されている。
つまり、中子１３は、この実施の形態の場合、中子構成
体１８ａ、１８ｂ、１８ｃが３枚、上下方向に重ねられ
た状態で、位置決め手段２５により互いの外周面が面一
になるように重ねられた状態を保持されている。ここ
で、上下両側の２枚の中子構成体１８ａ、１８ｃの厚さ
は、中央の中子構成体１８ｂの厚さよりも厚く設定され
ている。これは、押出加工の際に素材から受ける力は、
両側の中子構成体１８ａ、１８ｃの方が、中央の中子構
成体１８ｂよりも大であり、それに対応させるためであ
る（図３参照）。

【００１９】これら中子構成体１８ａ、１８ｂ、１８ｃ
の先端には、それぞれ突起部１９，…が所定間隔をあけ
て並列に並べられて、突起部列２０ａ、２０ｂ、２０ｃ
が形成されている。そして、これら中子構成体１８ａ、
１８ｂ、１８ｃが３枚上下に重ねられると、必然的にそ
れらの先端の突起部列２０ａ、２０ｂ、２０ｃは上下方
向に３段積み上げられることとなる。これら突起部１
９，…は、中子１３がボディ１１に対し正規の位置に組
み付けられるとき、ボディ１１の貫通孔１２から前方に
突出して露出状態になる（図１参照）。

【００２０】中子構成体１８ａ、１８ｂ、１８ｃの先端
には突起部１９，…が中子構成体本体１８ａａ、１８ｂ
ｂ、１８ｃｃに対し一体に形成されているが、この突起
部１９，…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構成体本体１８ａａ、
１８ｂｂ、１８ｃｃの端面の突起部１９，…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
クシ状の電極加工板を２個、前述のスリットが形成され
てなる中子構成体本体１８ａａ、１８ｂｂ、１８ｃｃの
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。

【００２１】また、他の方法として、突起部１９，…に
対応する多数の孔を予め形成した電極加工板を、直接、
中子構成体本体の端面１８ａａ、１８ｂｂ、１８ｃｃに
近づけ、それら電極加工板と中子構成体本体との間に高
電圧をかけて放電加工を行う方法もある。

【００２２】図１、図２に示すように、前記オスダイス
１０を構成する中子１３の外側部１３ａとボディ１１の
貫通孔１１ａの内側部との間には、それぞれ中子１３の
抜け止めを果たす抜止用ピン２４が挿入されている。

【００２３】また、複数の中子構成体１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ同士の位置決め手段２５としては、図２にも示す
ように、それら上下方向に重ねられた３枚の中子構成体
１８ａ、１８ｂ、１８ｃをそれぞれ貫通するピン２５ａ
がある。ピン２５ａの位置としては、図２中実線で示す
ように、中子構成体１８ａ、１８ｂ、１８ｃの左右の張
出部分２７や、同中子構成体の左右両側後端部の、ボデ
ィ１１の後端面に当接するストッパ部２８であっても、
また、図２中２点鎖線で示すように、中子構成体１８
ａ、１８ｂ、１８ｃの中央部、あるいは後端部中央部分
であってもよい。

【００２４】また、他の位置決め手段２５として、図５
（ａ）、（ｂ）に示すように、中子構成体１８ａ、１８
ｂ、１８ｃどうしの対向面にそれぞれ形成される凹凸嵌
合部２５ｂ、２５ｂもある。

【００２５】上述した構成のオスダイス１０を用いて図
９に示す扁平多穴チューブ１１０を得るには、オスダイ
ス１０の先端に形成した複数の突起部１９，…を図８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１０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１０の突起部１９，
…との間に形成される隙間から押し出すことによって、
扁平多穴チューブ１１０を得る。なお、メスダイス１０
７の型穴１０９は、オスダイス１０の突起部１９，…を
上下方向に多段形成しているため、それに対応させるよ
う穴１０９の幅も大にする必要がある。

【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４（ａ）に示す実施の形
態の押出加工ダイスでは、上下方向に３枚重ねられた中
子構成体１８ａ、１８ｂ、１８ｃの内、最も上側に配置
される中子構成体１８ａと最も下側に配置される中子構
成体１８ｃの突起部列２０ａ、２０ｃを、それぞれ左右
方向同位置に配置しているが、中央に配置される中子構
成体１８ｂの突起部列２０ｂは、それら上下の中子構成
体１８ａ、１８ｃに取り付けられた突起部列２０ａ、２
０ｃに対し、左右方向に突起部１９，…の同士の離間距
離の半分だけずれた位置に配置している（図４（ａ）参
照）。これは、それぞれの突起部１９，…の位置を前述
した扁平多穴チューブ１１０の穴１０２，…の位置に対
応させるためである。

【００２８】その他の例として、図４（ｂ）に示すよう
に、３枚の中子構成体の突起部列２０ａ、２０ｂ、２０
ｃを、それぞれ左右方向同位置に配置しても良く、さら
に、図４（ｃ）に示すように、３枚の中子構成体１８
ａ、１８ｂ、１８ｃの突起部１９…どうしが隣り合うも
の同士近接し、全体としてサインカーブを描くように配
置したものであってもよい。

【００２９】また、図９に示す扁平多穴チューブ１１０
は、穴列１０９が３段とされており、それに対応してオ
スダイス１０の突起部列２０ａ、２０ｂ、２０ｃも３段
としているが、穴列が２段あるいは４段以上の場合に
は、それに対応して、突起部列も勿論２段あるいは４段
以上とする。図６では、２枚の中子構成体１８ｄ、１８
ｅを上下に積み重ねてなる突起部列２段の例を示す。ま
た、この実施の形態では、突起部１９の形状を断面円状
としているが、これに限られることなく、縦長状の楕円
あるいは横長条の楕円であっても、また４角形あるいは
６角形等の多角形状の断面形状の突起部であってもよ
い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
スダイスの中子を、高さ方向に分割形成された複数の中
子構成体から構成し、これら中子構成体の先端には、複
数の突起部が中子構成体本体と一体に形成されているか
ら、突起部どうしの高さ方向の設定は中子構成体を重ね
るだけで自動的に行えることとなり、したがって、中子
構成体の突起部は左右方向の間隔だけ注意を払いながら
形成すれば足りる。このため、穴列が複数段積み上げら
れてなる扁平多穴チューブ用の、押出加工用ダイスを容
易にかつ高精度で得ることができる。

【００３１】また、オスダイスを構成する中子の外側部
と前記ボディの貫通孔の内側部との間に、中子の抜け止
めを果たす抜止用ピンを挿入する場合、中子には、もと
もと押出成形開始時において押出方向の衝撃力、押出成
形時において押出方向の脈動押圧力、並びに押出成形後
において押出方向とは逆の衝撃力がそれぞれ加わるが、
これら衝撃力や脈動押圧力等に抜止用ピンが対抗するこ
ととなり、結果的に、中子の後端部に加わる衝撃力等を
緩和し、中子が損傷するのを未然に防ぐことができる。
ちなみに、抜止用ピンを中子の中央部分に配置する場
合、中子自体は耐摩耗性に優れる超硬合金またはハイス
ピード鋼等の脆性材料によって作られるため、もともと
破損しやすく、中央部分にピン挿通用の孔を設けると、
より破損しやすくなる不具合が生じる。また、複数の中
子構成体を、ピンや凹凸嵌合部によってそれぞれ位置決
めする構成にすれば、正確に位置決めした中子構成体を
一つの組付体として扱うことができ、オスダイスのボデ
ィ等への組み付け作業が容易になる。

【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】 本発明の実施形態の押出加工用ダイスのオス
ダイスの中子の側面図である。

【図４】 本発明の実施形態の押出加工用ダイスのオス
ダイスの中子の正面図である。

【図５】 本発明の実施形態の押出加工用ダイスのオス
ダイスの中子の断面図である。

【図６】 本発明の実施形態の押出加工用ダイスのオス
ダイスの中子の他の例を示す側面図である。

【図７】 従来の扁平多穴チューブの斜視図である。

【図８】 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９】 新たに開発された扁平多穴チューブの斜視図
である。

【符号の説明】

１０ オスダイス １１ ボディ １３ 中子 １８ａ、１８ｂ、１８ｃ 中子構成体 １８ａａ、１８ｂｂ、１８ｃｃ 中子構成体本体 １９ 突起部 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 突起部列 ２４ 抜止用ピン ２５ 位置決め手段 ２５ａ ピン ２５ｂ 凹凸嵌合部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の穴を互いに所定間隔をあけて並列
   に並べた穴列が複数段積み上げられてなる扁平多穴チュ
   ーブを成形するための押出加工用ダイスであって、 複数の突起部を有するオスダイスと、前記突起部が挿入
   されて該突起部との間に製品押出成形用の隙間を形成す
   る型穴を有するメスダイスとを備え、 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、 中子は、高さ方向に分割形成された複数の中子構成体か
   ら構成され、該中子構成体の先端には、前記複数の突起
   部がそれぞれ中子構成体本体と一体に形成されているこ
   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、 前記オスダイスを構成する中子の外側部と前記ボディの
   貫通孔の内側部との間には、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。
3. 【請求項３】 請求項２記載の押出加工用ダイスにおい
   て、 前記複数の中子構成体は、位置決め手段によって、互い
   の外周面が面一になるように重ねられた状態に保持され
   ることを特徴とする押出加工用ダイス。
4. 【請求項４】 請求項３記載の押出加工用ダイスにおい
   て、 前記位置決め手段は、前記複数の中子構成体を貫通する
   ピンによって構成されることを特徴とする押出加工用ダ
   イス。
5. 【請求項５】 請求項３記載の押出加工用ダイスにおい
   て、 前記位置決め手段は、前記中子構成体どうしの対向面に
   それぞれ形成された凹凸嵌合部によって構成されること
   を特徴とする押出加工用ダイス。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の押出加
   工用ダイスの前記オスダイスと前記メスダイスを嵌合さ
   せて互いに連結した状態で押出装置に装着し、素材を、
   前記メスダイスの型穴と前記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すことによって、所定形状
   の扁平多穴チューブを成形することを特徴とする押出加
   工用ダイスを用いた押出加工方法。