JP2008036662A - ダイスの設計方法、ダイス、中空パネルの製造方法及び中空パネル - Google Patents

Abstract

【課題】良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを形成する。
【解決手段】本発明によるダイス２４の設計方法では、中空パネル１において溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まるように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ダイスの設計方法、ダイス、中空パネルの製造方法及び中空パネルに関するものである。

従来、素材を中空断面状に押し出して中空形材を形成するためのダイス及びその設計方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に開示されたダイスは、素材を分流させるための複数の入側ポート（エントリーポート）と、これら各入側ポートを通過した素材を合流及び溶着させる合流空間（チャンバ）と、合流空間で溶着された素材を中空断面状に成形して押し出すための成形空間とを有している。そして、このダイスから押し出された中空形材には、各入側ポートを通過した素材同士の溶着部が複数形成される。そして、上記特許文献１に開示されたダイスの設計方法では、中空形材における溶着部間の各領域の体積配分比と、各入側ポートにおける素材の通過流量比とが一致するように各入側ポートの重心位置や開口面積等の仕様を設定している。そして、この設計方法に基づいて作製されたダイスを用いた押出し成形では、素材に無理なねじれを伴うことなく成形空間から均等に素材を押し出すことが可能となり、その結果、高い寸法精度及び直線性を有する中空形材を形成できるようになっている。
特許第３６４５４５３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたダイスを用いて、薄肉で幅広の中空パネルを形成した場合には、凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じ、良好な形状の中空パネルを作成することができなかった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを形成することである。

上記のように、溶着部間の各領域の体積配分比と各入側ポートにおける素材の通過流量比とが一致するように各入側ポートの仕様を設定したとしても薄肉で幅広の中空パネルを押し出した場合に意図しない変形が生じる。そこで、その原因について鋭意検討した結果、本願発明者は中空パネル内の各部における歪みのバランスが影響することを見出した。すなわち、上記目的を達成するために、本発明によるダイスの設計方法は、素材を分流させる複数の入側ポートと、この各入側ポートを通過した素材を合流及び溶着させる合流空間と、この合流空間で合流及び溶着した素材を中空断面状に成形しつつ中空パネルを押し出す成形空間とを有するダイスの設計方法であって、前記ダイスから押し出された前記中空パネルには、前記各入側ポートを通過した素材同士の溶着部が複数形成され、前記中空パネルにおいて前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±１０％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定する。

このダイスの設計方法では、中空パネルにおいて溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±１０％の範囲内に収まるように、各入側ポートの設計特徴値と、合流空間の設計特徴値とを設定するので、この設計方法を利用して作製されたダイスを用いて押し出した中空パネルでは、溶着部間の各領域ごとの歪みの差が小さくなる。これにより、溶着部間の各領域に対する歪みバランスを取ることができるので、ダイスを用いて薄肉で広幅の中空パネルのように各部の剛性が低いものを押し出す場合でも、押し出した中空パネルに凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制することができる。その結果、良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを形成することができる。

上記ダイスの設計方法において、前記中空パネルにおける前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±６％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定するのが好ましい。この設計方法を利用して作製されたダイスを用いて押し出した中空パネルでは、溶着部間の各領域ごとの歪みの差をより小さくすることができるので、薄肉で幅広の中空パネルのうち厚肉部を有するとともに幅方向中央部に開口部を有するようなより変形を生じやすいものを押し出す場合でも、押し出した中空パネルに凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制することができる。

この場合において、前記中空パネルにおける前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±３％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定するのが好ましい。この設計方法を利用して作製されたダイスを用いて押し出した中空パネルでは、溶着部間の各領域ごとの歪みの差をさらに小さくすることができるので、薄肉で幅広の中空パネルのうち厚肉部を有するとともに幅方向中央部からずれた位置に開口部を有するような剛性の偏りがあって、さらに変形を生じやすいものを押し出す場合でも、押し出した中空パネルに凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制することができる。

上記ダイスの設計方法において、前記中空パネルにおける前記溶着部間の各領域の体積配分比と、前記各入側ポートにおける素材の通過流量比とが一致し、かつ前記中空パネルにおいて前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±１０％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定するのが好ましい。この設計方法を利用して作製されたダイスでは、押し出す中空パネルにおける溶着部間の各領域の体積配分比と各入側ポートにおける素材の通過流量比とが一致することによって、素材に無理なねじれを伴うことなく成形空間から均等に素材を押し出すことが可能となり、その結果、高い寸法精度及び直線性を有する中空パネルを形成することができる。さらに、この設計方法を利用して作製されたダイスから押し出した中空パネルでは、溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±１０％の範囲内に収まるので、上記と同様、良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを形成することができる。従って、このダイスの設計方法を利用して作製されたダイスでは、高い寸法精度及び直線性を有するとともに良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを形成することができる。

本発明によるダイスは、上記いずれかのダイスの設計方法を利用して作製されたダイスである。このダイスでは、凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制しながら中空パネルを押し出すことができるので、良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを押し出すことができる。

本発明による中空パネルの製造方法は、上記のダイスを用いて中空パネルを押出し成形する製造方法である。この中空パネルの製造方法では、上記のダイスを用いて凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制しながら中空パネルを押し出すことができるので、良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを押し出すことができる。

本発明による中空パネルは、上記の中空パネルの製造方法によって製造される中空パネルである。この中空パネルでは、凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じず、良好な形状を有する薄肉で広幅の構造を構成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネルを形成することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１及び図２には、本発明の第１実施形態による後述のダイス２４を用いて押出し成形する中空パネル１の構造が示されている。この中空パネル１は、それぞれ平板状に形成された一対の板状体２，２を有している。板状体２，２は、厚み方向に互いに離間した状態で平行に配置されており、両板状体２，２間に設けられた多数のリブ４によって互いに接合されている。これら板状体２及びリブ４は、全て同等の肉厚を有している。そして、板状体２と中空パネル１の幅方向に隣接するリブ４，４との間に、中空パネル１の押出し方向（長手方向）に延びる内部空間６が形成されている。

この中空パネル１の製造には、図３に示す成形装置１０を使用する。この成形装置１０は、コンテナ１２と、このコンテナ１２から離間して配置されるプラテン１４と、これらの間に配置される成形部１６とを備えている。

コンテナ１２には、アルミ合金からなるビレット１８（素材）の押出し方向に延びる内孔１２ａが形成されており、この内孔１２ａには、図略の駆動機構によって駆動されるステム１９がビレット１８の押出し方向に沿って進退移動可能に設けられている。プラテン１４は、コンテナ１２に対してビレット１８の押出し方向における下流側（図３の右側）に配設されているとともに、この状態で位置固定されている。

成形部１６は、ダイスライド２０と、ダイリング２２と、ダイス２４と、バッカー２６と、ボルスター２８とを備えている。ダイスライド２０は、ビレット１８の押出し方向に対して垂直な方向に移動可能に構成されており、コンテナ１２及びプラテン１４間に配置されるセット位置と、このセット位置からビレット１８の押出し方向に対して垂直な方向に水平移動した退避位置との間で移動可能となっている。

ダイリング２２は、ダイスライド２０に保持されている。そして、このダイリング２２とボルスター２８とは、図３の左右方向に並んで配設され、この状態でコンテナ１２とプラテン１４とに挟持されている。また、ダイリング２２は、円環状に形成されるものであり、その内側にダイス２４とバッカー２６とが配設されている。ダイス２４とバッカー２６とは、押出し方向にこの順に並べられている。

ダイス２４は、雄型３０と雌型３１とによって構成されており、図４にダイス２４の具体的な構造を表す一部破断斜視図が示されている。雄型３０と雌型３１とは、ビレット１８の押出し方向にこの順番で設けられており、雌型３１に対して雄型３０が嵌め合わされている。雄型３０には、ビレット１８の押出し方向に貫通する複数のエントリーポート３０ａが形成されており、この複数のエントリーポート３０ａはコンテナ１２の内孔１２ａ（図３参照）と繋がっている。また、雄型３０は、ビレット１８の押出し方向に突設された突出部３０ｂを有している。この突出部３０ｂの雌型３１側の端部は、中空パネル１の内部空間６に対応する形状に形成されている。

雌型３１には、雄型３０のエントリーポート３０ａと繋がる合流空間３１ａと、その合流空間３１ａに繋がる成形孔３１ｂとが形成されている。合流空間３１ａは、上記各エントリーポート３０ａと成形孔３１ｂとを連通させるものである。成形孔３１ｂは、押出し方向に垂直な断面が中空パネル１の外周形状に対応する形状に形成されている。この成形孔３１ｂ内には、雄型３０の突出部３０ｂが成形孔３１ｂの内壁面との間に隙間を有した状態で挿入されている。これにより、雄型３０の突出部３０ｂと雌型３１の成形孔３１ｂの内壁面とによって中空パネル１の形状に対応する成形空間Ｓが構成されている。この成形空間Ｓは、上記合流空間３１ａと繋がっている。

図５には、成形装置１０においてビレット１８がダイス２４を通じて中空パネル１として押し出される一連の過程での素材の形状が示されている。中空パネル１の形成時には、ステム１９によりコンテナ１２の内孔１２ａからビレット１８が押し出されてダイス２４に圧入されるとともに各エントリーポート３０ａで素材１８ａに分流され、その状態で素材１８ａが各エントリーポート３０ａから流れ出る。そして、各エントリーポート３０ａを通過した素材１８ａは、合流空間３１ａで合流及び溶着され、一体の素材１８ｂとなる。この素材１８ｂが成形空間Ｓを通って中空断面形状に成形されつつ押し出されることにより中空パネル１が形成される。このように押し出された中空パネル１には、ダイス２４の各エントリーポート３０ａを通過した素材１８ａ同士の溶着部１ａが押出し方向に直線的に延びるように形成される。換言すると、各エントリーポート３０ａを通過した素材１８ａによって、それぞれの位置に対応する中空パネル１の溶着部１ａ間の各領域１ｂ（非溶着部）が形成される。

このような押出し工程では、素材１８ａ（１８ｂ）が各エントリーポート３０ａ内から合流空間３１ａを経て成形空間Ｓへ流動するが、エントリーポート３０ａ内及び合流空間３１ａ内の全ての領域で素材１８ａ（１８ｂ）が流動するわけではない。例えば、図４に示すエントリーポート３０ａ内及び合流空間３１ａ内において、仮想線Ａの内側の領域では素材１８ａ（１８ｂ）が成形空間Ｓ側へ流動する一方、仮想線Ａの外側の領域では素材１８ａ（１８ｂ）は滞留する。このように素材１８ａ（１８ｂ）の押出し時に流動する部分と滞留する部分とが存在することに起因して素材１８ａ（１８ｂ）内に歪みが生じ、この歪みは素材１８ｂが成形空間Ｓから中空パネル１として押し出された後も残存する。すなわち、各エントリーポート３０ａを通過した素材１８ａから形成される中空パネル１の溶着部１ａ間の各領域１ｂには、上記のようにして生じた歪みがそれぞれ内在することとなる。

本願発明者は、鋭意検討した結果、中空パネル１のように薄肉で幅広の形材を押し出す場合に図６に示すような凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じる場合があるのは、上記の溶着部１ａ間の各領域１ｂそれぞれに内在する歪みに差があることに起因することを見出し、その結果、溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みの差を低減させることによって中空パネル１の意図しない変形を抑制するという技術思想に想到した。

この技術思想に基づき、本発明の第１実施形態では、ダイス２４の設計時に、中空パネル１における溶着部１ａ間の各領域１ｂの体積配分比Ｖｉと各エントリーポート３０ａにおける素材１８ａの通過流量比Ｘｉとが一致し、かつ中空パネル１において溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まるように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定する。

なお、体積配分比Ｖｉとは、中空パネル１の押出し単位長さ当たりの全体積に対する溶着部１ａ間の領域１ｂの個別体積の比のことであり、通過流量比Ｘｉとは、全エントリーポート３０ａを通過する素材１８ａの全流量に対する各エントリーポート３０ａを通過する素材１８ａの個別流量の比のことである。また、エントリーポート３０ａの設計特徴値としては、エントリーポート３０ａの押出し方向に垂直な方向の断面積Ｓｅｉ、周長Ｌｅｉ、深さＨｅｉ（図４参照）及び中心位置ｒｅｉがあり、合流空間３１ａの設計特徴値としては、合流空間３１ａの深さＨｃ（図４参照）がある。なお、エントリーポート３０ａの深さＨｅｉとは、雄型３０に形成されたエントリーポート３０ａの押出し方向に沿った長さのことであり、合流空間３１ａの深さＨｃとは、雌型３１の雄型３０側の端面から上記エントリーポート３０ａの押出し方向における合流空間３１ａの底面までの距離のことである。また、ｉは、各エントリーポート３０ａを特定するための変数であり、ｉ＝１〜ｎ（ｎ：エントリーポート３０ａの数）となる。

ダイス２４の具体的な設計手順としては、まず、中空パネル１における各溶着部１ａの位置を仮設定する。そして、中空パネル１の押出し単位長さ当たりの全体積を算出するとともに、溶着部１ａ間の各領域１ｂの個別体積をそれぞれ算出し、全体積に対する各個別体積の比を算出することによって溶着部１ａ間の各領域１ｂの体積配分比Ｖｉを求める。

そして、各エントリーポート３０ａの上記設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉを用いて位置流速比関数ｆ（ｒｅｉ）と、形状流速比関数ｇ（Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ）と、寸法流速比関数ｈ（Ｓｅｉ、Ｈｅｉ）とを導出するとともにそれらを組み合わせることによって、各エントリーポート３０ａの通過流量比Ｘｉを表す下記の関係式（１）とする。

Ｘｉ＝ｆ（ｒｅｉ）・ｇ（Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ）・ｈ（Ｓｅｉ、Ｈｅｉ）・・・（１）
この後、上記式（１）に任意の設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉを代入して通過流量比Ｘｉを求め、この通過流量比Ｘｉと上記体積配分比Ｖｉとを比較する。通過流量比Ｘｉと体積配分比Ｖｉとが一致していなければ、特定のまたは全ての設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉを修正し、新たな通過流量比Ｘｉを求めて体積配分比Ｖｉと再比較する。そして、このような設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉの修正処理及び比較処理を繰り返し行うことによって、体積配分比Ｖｉと通過流量比Ｘｉとが一致するような設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉを求める。

次に、中空パネル１における溶着部１ａ間の各領域１ｂごとの歪みεｉを算出する。この歪みεｉは、各エントリーポート３０ａにおける押出し方向に垂直な方向の断面積をＳｅｉとし、中空パネル１における対応領域１ｂの押出し方向に垂直な方向の断面積をＳｏｉとすると、以下の式（２）により求められる。

εｉ＝ｌｏｇ（Ｓｅｉ／Ｓｏｉ）・・・（２）
そして、上記式（２）により求められた歪みεｉを用いて、下記の式（３）により、溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの平均値Σεｉ／ｎに対する溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεを求める。

Δε＝（１−εｉ／（Σεｉ／ｎ））×１００・・・（３）
この後、上記式（３）により求めた相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まっているか否かを判別し、相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まっていない場合には、上記のように設定した各エントリーポート３０ａの設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉを修正するとともに、合流空間３１ａの設計特徴値Ｈｃを修正する。そして、上記式（３）により相対誤差Δεを再度算出するとともに、その相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まっているか否かを再度判別する。そして、このような相対誤差Δεの判別処理とエントリーポート３０ａの設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉ及び合流空間３１ａの設計特徴値Ｈｃの修正処理とを繰り返し行うことによって、上記相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まるような各エントリーポート３０ａの設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉ及び合流空間３１ａの設計特徴値Ｈｃを求める。

そして、この後、上記式（１）を用いて上記体積配分比Ｖｉと通過流量比Ｘｉとが一致しているかを再確認し、かつ、上記相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まっているかを再確認するために上記の各ステップを繰り返し行う。以上のようにして、第１実施形態によるダイス２４の設計が行われる。

そして、上記のように求めた設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉに基づいて各エントリーポート３０ａを形成するとともに、設計特徴値Ｈｃに基づいて合流空間３１ａを形成することにより、ダイス２４を作製する。

そして、作製したダイス２４を成形装置１０に装着して押出し成形を行うことにより、中空パネル１における溶着部１ａ間の各領域１ｂの体積配分比Ｖｉとダイス２４の各エントリーポート３０ａにおける素材１８ａの通過流量比Ｘｉとが一致するとともに、溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まる中空パネル１を形成することができる。

以上説明したように、この第１実施形態では、押し出す中空パネル１における溶着部１ａ間の各領域１ｂの体積配分比Ｖｉとダイス２４の各エントリーポート３０ａにおける素材１８ａの通過流量比Ｘｉとを一致させることができるので、素材１８ａ（１８ｂ）に無理なねじれを伴うことなくダイス２４の成形空間Ｓから均等に押し出すことが可能となり、その結果、高い寸法精度及び直線性を有する中空パネル１を形成することができる。

さらに、この第１実施形態では、溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まるようにダイス２４から中空パネル１を押し出すことができるので、溶着部１ａ間の各領域１ｂごとの歪みεｉの差を低減することができる。これにより、溶着部１ａ間の各領域１ｂにおける歪みεｉのバランスを取ることができるので、ダイス２４を用いて薄肉で広幅の中空パネル１のように各部の剛性が低いものを押し出す場合でも、押し出した中空パネル１に凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制することができる。その結果、良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネル１を形成することができる。従って、この第１実施形態では、高い寸法精度及び直線性を有するとともに良好な形状を有する薄肉で広幅の中空パネル１を形成することができる。

（第２実施形態）
図７には、本発明の第２実施形態による中空パネル４１の構造が示されている。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、幅方向の両端部に厚肉部４３をそれぞれ有するとともに幅方向の中央部に開口部４５を有する中空パネル４１を押出し成形する場合について説明する。

この第２実施形態による中空パネル４１は、幅方向の両端部に板状体２及びリブ４よりも厚肉に形成された厚肉部４３をそれぞれ有している。この両端部の厚肉部４３，４３において、中空パネル４１の幅方向の端縁が閉じられている。そして、図７において上側の板状体２の幅方向の中央部に開口部４５が形成されている。この開口部４５は、中空パネル４１の長手方向（押出し方向）に沿って延びるように形成されている。

そして、図７において上側の板状体２の開口部４５近傍の領域２ａと、図７において下側の板状体２の開口部４５下近傍の領域２ｂとが板状体２のこれら以外の領域に比べて厚肉に形成されている。また、板状体２の上記領域２ａ及び２ｂ間を繋ぐリブ４ａ，４ａが設けられており、これらのリブ４ａ，４ａは他のリブ４に比べて厚肉に形成されている。このように中空パネル４１では、開口部４５の周囲の領域が厚肉に形成されることにより、この開口部４５近傍の領域が補強されている。

このような形状の中空パネル４１では、各部の肉厚が不均一であること及び開口部４５により剛性のバランスを取りにくいことに起因して、上記第１実施形態による中空パネル１（図２参照）を押出し成形する場合よりも凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じやすい。

そこで、この第２実施形態では、ダイス２４（図４参照）の設計時に、中空パネル４１において溶着部４１ａ間の各領域４１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部４１ａ間の各領域４１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±６％の範囲内に収まるように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定する。具体的には、上記第１実施形態の式（２）及び（３）を用いて、上記相対誤差Δεが±６％の範囲内に収まるように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値であるエントリーポート３０ａの押出し方向に垂直な方向の断面積Ｓｅｉ、周長Ｌｅｉ、深さＨｅｉ、中心位置ｒｅｉと、合流空間３１ａの設計特徴値である深さＨｃとを設定する。

なお、この第２実施形態でも、上記第１実施形態と同様、上記式（１）を用いて体積配分比Ｖｉと通過流量比Ｘｉとが一致するように各エントリーポート３０ａの設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉを求める。さらに、上記第１実施形態と同様、上記体積配分比Ｖｉと通過流量比Ｘｉとが一致し、かつ、上記相対誤差Δεが±６％の範囲内に収まっていることを再確認するために上記の各ステップを繰り返し行う。

上記のようなダイス２４の設計方法により、中空パネル４１における溶着部４１ａ間の各領域４１ｂごとの歪みεｉの差が上記第１実施形態の場合よりも低減されるので、第２実施形態における中空パネル４１のようにより意図しない変形を生じやすいものをダイス２４を用いて押し出す場合に、そのような意図しない変形が中空パネル４１に生じるのが抑制される。この第２実施形態の上記以外の構成は、上記第１実施形態による構成と同様である。

以上説明したように、第２実施形態では、中空パネル４１における溶着部４１ａ間の各領域４１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部４１ａ間の各領域４１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±６％の範囲内に収まるように、ダイス２４の各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定するので、このダイス２４を用いて押し出した中空パネル４１では、溶着部４１ａ間の各領域４１ｂごとの歪みεｉの差をより低減することができる。これにより、厚肉部４３を有するとともに幅方向中央部に開口部４５を有するようなより変形を生じやすい中空パネル４１を押し出す場合でも、押し出した中空パネル４１に凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制することができる。

（第３実施形態）
図８には、本発明の第３実施形態による中空パネル５１の構造が示されている。この第３実施形態では、上記第２実施形態の中空パネル４１（図７参照）と同様の構成において幅方向の中央部からずれた位置に開口部５５を有する中空パネル５１を押出し成形する場合について説明する。

この第３実施形態による中空パネル５１では、図８において上側の板状体２の幅方向の中央部から右側にずれた位置に開口部５５が形成されている。この開口部５５は、中空パネル５１の長手方向（押出し方向）に沿って延びるように形成されている。

このような形状の中空パネル５１では、開口部５５が幅方向の中央部からずれた位置に形成されていることに起因して、上記第２実施形態による中空パネル４１（図７参照）よりもさらに剛性のバランスを取りにくい。このため、上記第２実施形態による中空パネル４１（図７参照）を押出し成形する場合よりも、さらに意図しない変形が生じやすい。

そこで、この第３実施形態では、ダイス２４（図４参照）の設計時に、中空パネル５１において溶着部５１ａ間の各領域５１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部５１ａ間の各領域５１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±３％の範囲内に収まるように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定する。具体的には、上記第１実施形態の式（２）及び（３）を用いて、上記相対誤差Δεが±３％の範囲内に収まるように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値であるエントリーポート３０ａの押出し方向に垂直な方向の断面積Ｓｅｉ、周長Ｌｅｉ、深さＨｅｉ、中心位置ｒｅｉと、合流空間３１ａの設計特徴値である深さＨｃとを設定する。

なお、この第３実施形態でも、上記第１実施形態と同様、上記式（１）を用いて体積配分比Ｖｉと通過流量比Ｘｉとが一致するように各エントリーポート３０ａの設計特徴値Ｓｅｉ、Ｌｅｉ、Ｈｅｉ、ｒｅｉを求める。さらに、上記第１実施形態と同様、上記体積配分比Ｖｉと通過流量比Ｘｉとが一致し、かつ、上記相対誤差Δεが±３％の範囲内に収まっていることを再確認するために上記の各ステップを繰り返し行う。

上記のようなダイス２４の設計方法により、中空パネル５１における溶着部５１ａ間の各領域５１ｂごとの歪みεｉの差が上記第２実施形態の場合よりもさらに低減されるので、第３実施形態における中空パネル５１のようにさらに意図しない変形を生じやすいものをダイス２４を用いて押し出す場合に、そのような意図しない変形が中空パネル５１に生じるのが抑制される。この第３実施形態の上記以外の構成は、上記第１実施形態による構成と同様である。

以上説明したように、第３実施形態では、中空パネル５１における溶着部５１ａ間の各領域５１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部５１ａ間の各領域５１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±３％の範囲内に収まるように、ダイス２４の各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定するので、このダイス２４を用いて押し出した中空パネル５１では、溶着部５１ａ間の各領域５１ｂごとの歪みεｉの差をさらに小さくすることができる。これにより、厚肉部４３を有するとともに幅方向中央部からずれた位置に開口部５５を有するような剛性の偏りがあって、さらに変形を生じやすい中空パネル５１を押し出す場合でも、押し出した中空パネル５１に凹凸状のうねり等の意図しない変形が生じるのを抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記第１〜第３実施形態のダイス２４の設計方法において、中空パネル１（４１，５１）における溶着部１ａ（４１ａ，５１ａ）間の各領域１ｂ（４１ｂ，５１ｂ）の体積配分比Ｖｉと各エントリーポート３０ａにおける素材１８ａの通過流量比Ｘｉとが必ずしも一致せず、わずかにずれていてもよい。すなわち、上記第１実施形態の中空パネル１において溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの平均値に対する溶着部１ａ間の各領域１ｂの歪みεｉの相対誤差Δεが±１０％の範囲内に収まることのみを満たすように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定してもよい。同様に、上記第２実施形態において上記相対誤差Δεが±６％の範囲内に収まることのみを満たすように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定してもよく、上記第３実施形態において上記相対誤差Δεが±３％の範囲内に収まることのみを満たすように、各エントリーポート３０ａの設計特徴値と、合流空間３１ａの設計特徴値とを設定してもよい。特に、長さの短い中空パネルを形成する場合には、体積配分比Ｖｉと通過流量比Ｘｉとがわずかにずれていても寸法精度及び直線性を確保しながら中空パネルを押し出すことが可能であるので、上記体積配分比Ｖｉと上記通過流量比Ｘｉとが一致していないことに起因する不都合を抑制しながら、良好な形状の中空パネルを形成することが可能である。

本発明の第１実施形態によるダイスを用いて押出し形成される中空パネルの構成を示した斜視図である。 図１に示した中空パネルを押出し方向に見た側面図である。 図１に示した中空パネルを押出し形成するための成形装置の概略構成を示す要部断面図である。 本発明の第１実施形態によるダイスの一部破断斜視図である。 第１実施形態による成形装置においてビレットがダイスを通じて中空パネルとして押し出される一連の過程での素材の形状を示した斜視図である。 中空パネルに生じる変形について説明するための図である。 本発明の第２実施形態による中空パネルを押出し方向に見た側面図である。 本発明の第３実施形態による中空パネルを押出し方向に見た側面図である。

符号の説明

１、４１、５１ 中空パネル
１ａ、４１ａ、５１ａ 溶着部
１ｂ、４１ｂ、５１ｂ 領域
１８ ビレット（素材）
１８ａ 素材
１８ｂ 素材
２４ ダイス
３０ａ エントリーポート（入側ポート）
３１ａ 合流空間
Ｓ 成形空間

Claims (7)

1. 素材を分流させる複数の入側ポートと、この各入側ポートを通過した素材を合流及び溶着させる合流空間と、この合流空間で合流及び溶着した素材を中空断面状に成形しつつ中空パネルを押し出す成形空間とを有するダイスの設計方法であって、
   前記ダイスから押し出された前記中空パネルには、前記各入側ポートを通過した素材同士の溶着部が複数形成され、
   前記中空パネルにおいて前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±１０％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定する、ダイスの設計方法。
2. 前記中空パネルにおいて前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±６％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定する、請求項１に記載のダイスの設計方法。
3. 前記中空パネルにおいて前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±３％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定する、請求項２に記載のダイスの設計方法。
4. 前記中空パネルにおける前記溶着部間の各領域の体積配分比と、前記各入側ポートにおける素材の通過流量比とが一致し、かつ前記中空パネルにおいて前記溶着部間の各領域の歪みの平均値に対する前記溶着部間の各領域の歪みの相対誤差が±１０％の範囲内に収まるように、前記各入側ポートの設計特徴値と、前記合流空間の設計特徴値とを設定する、請求項１に記載のダイスの設計方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイスの設計方法を利用して作製されたダイス。
6. 請求項５に記載のダイスを用いて中空パネルを押出し成形する、中空パネルの製造方法。
7. 請求項６に記載の中空パネルの製造方法によって製造される中空パネル。

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