JP2011121092A - 押出加工用ダイス - Google Patents

Abstract

【課題】穴の不成形や強度不足などが生じにくい扁平多穴チューブを成形するための押出加工用ダイスを提供する。
【解決手段】複数の突起部２…２、３…３が互いに間隔をおいて並んだ突起部列が２列で設けられ、列が異なる隣接突起部２、３間で、壁面の一部が互いに対向する平面状の壁面２ａ、３ａまたは扁平曲面壁で形成されており、前記平面状の壁面２ａ、３ａまたは扁平曲面壁は、列が異なる隣接突起部間で略平行に対向していることが望ましく、さらには、幅方向の延長線が他の突起部の接線５、６の内側に位置していないことが望ましく、上記押出加工用ダイスによれば、押出加工により製造する際の成形性が良好で、欠陥の少ない扁平多穴チューブを製造することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、各種の熱交換器など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チューブを押出加工する際に用いる押出加工用ダイスに関するものである。

各種の電気機器や自動車に用いられるエバポレータ、凝縮器、ラジエター等の熱交換器では、小型、省スペースなどの観点から多数の穴が並列された扁平多穴チューブがよく用いられている。この扁平多穴チューブは、各種金属による押出加工により成形され、材料として、特にアルミニウムが熱間加工性が良いことから広く用いられる。

上記扁平多穴チューブの一例を図７に基づいて説明する。このチューブ３０は、アルミニウム製などからなる扁平材３１に、丸穴３２…３２および丸穴３３…３３が並列して設けられたものであり、穴列が２列に設けられている。該扁平多穴チューブは、例えば、図６に示すように複数の円柱状突起部４１を有するオスダイス４０と、前記突起部４１が挿入されて、これら突起部４１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４５とを用いた押出成形によって製造することができる（特許文献１参照）。押出成形によって、前記突起部４１の周りに材料が流れ込むことで各突起部４１によって図７に示す各丸穴３２および丸穴３３が形成される。

特開２００３−２１１２１５号公報

ところで、扁平多穴チューブの製造において、前記オスダイス突起部の内側へ材料が流れる際に、突起部の周面に沿って回り込みながら材料が流れることになる。しかし、このような材料の流れでは押出力が伝わりにくく、材料の回り込みが不十分になってチューブの内側で、形成される穴の不成形や強度不足などの欠陥を招きやすいという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、穴の不成形や強度不足などが生じにくい扁平多穴チューブを成形するための押出加工用ダイスを提供するものである。

すなわち、第１の本発明の押出加工用ダイスは、複数の穴が互いに間隔をおいて並んだ穴列が形成され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、前記複数の突起部が互いに間隔をおいて並んだ突起部列が２列で設けられ、かつ前記突起部列が異なる隣接突起部間で、該突起部の壁面の一部が互いに略対向する平面状または扁平曲面状の壁面で形成されていることを特徴とする。

第２の本発明の押出加工用ダイスは、前記第１の本発明において、前記平面状の壁面は、前記突起部列が異なる隣接突起部間で略平行に対向していることを特徴とする。

第３の本発明の押出加工用ダイスは、前記第１の本発明において、前記扁平曲面状の壁面は、該扁平曲面状の壁面両端を結ぶ割線が略平行に位置していることを特徴とする。

第４の本発明の押出加工用ダイスは、前記第１〜第３の本発明において、前記突起部の壁面は、前記平面状の壁面部分および前記扁平曲面部分を除いて、周方向に円弧状の形状を有していることを特徴とする。

第５の本発明の押出加工用ダイスは、前記第１〜第４の本発明のいずれかにおいて、前記平面状の壁面は、幅方向の延長線が他の突起部の接線の内側に位置していないことを特徴とする。

第６の本発明の押出加工用ダイスは、前記第１〜第４の本発明のいずれかにおいて、前記扁平曲面状の壁面は、該扁平曲面状の壁面両端を結ぶ割線に平行な接線が、他の突起部の接線の内側に位置していないことを特徴とする。

第７の本発明の押出加工用ダイスは、前記第１〜第６の本発明のいずれかにおいて、２つの突起部列間では、列方向に沿って互いの突起部が互い違いに並んでいることを特徴とする。

第８の本発明の押出加工用ダイスは、前記第１〜第７の本発明のいずれかにおいて、前記突起部の壁面は、２つの突起部列間の内側部分が、オスダイスの長手幅方向に沿って、さらに平面状または扁平曲面状に平面状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、オスダイスにおいて、隣接する突起部の壁面の一部が対向するように平面状または扁平曲面状で形成されていることで、押出加工によって扁平多穴チューブを製造する際に、材料が平面状または扁平曲面状の部分から内側に回り込んでオスダイスの突起部に沿って円滑に流れる。そのため、扁平多穴チューブの穴を成形する際に、穴の周囲部分、特に内側に材料が円滑に流れ込み、穴壁の成形性が良好になる。また、扁平多穴チューブに欠肉が生じにくくなり、強度欠陥を招来することも回避できる。

また、前記平面状または扁平曲面状の壁面は、特に互いに略平行または割線が略平行になっていることで、押出加工時の材料の流動をより円滑にできる。さらに、前記突起部の壁面のうち、２つの突起部列間の内側部分が、チューブの長手幅方向に沿って平面状または扁平曲面状に形成されていれば、幅方向での材料の流動も円滑になされる。また、平面状または扁平曲面の壁面を除いて、突起部の壁面を周方向に円弧状の形状とすれば、押出成形に際し、材料が突起部に沿って円滑に流れ、扁平多穴チューブの穴を成形する際に、穴の外側から内側に材料を円滑に流入させることができる。
なお、扁平曲面状の壁面は、円形状に対し扁平となっているものであればよく、扁平の程度は特に限定されない。ただし、扁平の程度が大きいほど材料の流動をより円滑にすることができる。

また、前記平面状の壁面は幅方向の延長線、扁平曲面状の壁面は壁面両端を結ぶ割線に平行な接線が、他の穴の接線の内側に位置していないものにすれば、加工された扁平多穴チューブの穴壁に加わる応力が進展して他の穴方向に加わることで、扁平多穴チューブの強度が低下するのを回避できる。

また、前記突起部を２つの突起部列間で列方向に沿って互い違いに並んでいるものとすることができる。このとき、突起部の並設数は特に限定されるものではなく、必要に応じてその数を選定することができる。

また、突起部の壁面の一部を平面形状または扁平曲面形状とした場合、全体を円形とした場合と比べて、断面積が同じであっても表面積が大きくなる。そのため、扁平多穴チューブの穴壁の表面積を大きくすることができ、熱交換効率の向上した扁平多穴チューブを加工することができる。

なお、本発明の押出加工用ダイスの寸法等は特に限定されないが、穴径を１ｍｍ以下とするようなマイクロチューブを押出加工する際に好適であり、強度改善効果も顕著になる。

すなわち、本発明によれば、複数の穴が互いに間隔をおいて並んだ穴列が形成され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、前記複数の突起部が互いに間隔をおいて並んだ突起部列が２列で設けられ、かつ前記突起部列が異なる隣接突起部間で、該突起部の壁面の一部が互いに略対向する平面状または扁平曲面状の壁面で形成されているので、押出加工により扁平多穴チューブを製造する際の成形性を向上させることができる。そのため、欠陥の少ない扁平多穴チューブを歩留まり良く製造して、生産性を向上させることができる。また、扁平多穴チューブの強度欠陥の発生も防ぐことができ、特に小型のチューブにおける強度特性を向上させることができる。

本発明の一実施形態の押出加工用ダイスの斜視図である。 同じくオスダイスの一部正面図である。 同じくオスダイスの一部を拡大した正面図である。 本発明の押出加工用ダイスを用いて製造した扁平多穴チューブの斜視図および一部を拡大した正面図である。 本発明の他の実施形態のオスダイスを拡大した一部正面図である。 従来の押出加工用ダイスの斜視図である。 従来の押出加工用ダイスを用いて製造した扁平多穴チューブの斜視図である。

以下に、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
本発明の押出加工用ダイスは、オスダイス１と、製品押出成形用の隙間を形成する型穴７を有するメスダイス８とを備えている。オスダイス１の先端側には、前記メスダイス８の型穴内に位置させるべく、互いに間隔をおいて複数の突起部２…２または突起部３…３が並んだ突起部列が２列で設けられている。なお、突起部２と突起部３とは、列方向で位置がずれており、オスダイス１の幅方向において交互に位置している。また、突起部２と突起部３は、それぞれ隣接する突起部間で、突起部の壁面の一部が互いに対向する平面壁２ａ、３ａで構成されており、平面壁２ａと平面壁３ａは、互いに平行に位置している。また、各突起部２、３の壁面は、突起部間の内側がオスダイス１の幅方向に沿った平面壁２ｂ、３ｂで構成されており、さらに、上記平面壁２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂを除いて周方向に沿った円弧面壁２ｃ、３ｃで構成されている。

また、平面壁２ａ、３ａは、図３に示すように、幅方向の延長線５、６上に他の突起部２または突起部３が位置しないように形成されている。すなわち、上記延長線５、６は、他の突起部２、３の接線上またはその外側に位置している。

上記オスダイス１とメスダイス８とを用いて、押出加工により、例えば、図４に示すような扁平多穴チューブ１０を製造することができる。扁平多穴チューブ１０を製造するに際しては、前記したオスダイス１とメスダイス８とを設置して、オスダイス１の突起部２、３の周囲とメスダイス８の型穴７とによって型空間を形成する。そして、オスダイス１とメスダイス８とを押出装置（図示しない）に装着し、押出装置によって、オスダイス１の外周側から前記型空間に向けて材料を押し出すことで扁平多穴チューブ１０が得られる。
なお、材料は特に限定されないが、軽量な材料としてアルミニウムまたはアルミニウム合金が好適である。

上記押出加工時には、オスダイス１の突起部２、３の平面壁２ｂ、３ｂから平面壁２ａ、３ａにかけて材料が円滑に流れて、上記突起部２、３の配列に従って、互いに間隔をおいて複数の穴１２…１２および穴１３…１３が並んだ穴列が２列で形成される。つまり、扁平多穴チューブ１０の穴１２、１３の成形時に、穴壁の平面壁１２ｂ、１３ｂ側から平面壁１２ａ、１３ａ側に向かって、材料が十分に流れ込む。また、オスダイス１の突起部２、３の円弧面壁２ｃ、３ｃにより、材料が突起部に沿って円滑に流れる。つまり、扁平多穴チューブ１０の穴１２、１３の成形時に、材料が突起部２、３の円弧状の周面に沿って回り込みながら内側に流れるものではないため、材料が突起部に沿って内側に十分かつ円滑に流れ込み、欠肉などの欠陥がない扁平多穴チューブ１０が得られる。

上記オスダイス１とメスダイス８とを用いて、押出加工により製造された扁平多穴チューブ１０は、上記のように、上記突起部２、３の配列に従って、互いに間隔をおいて複数の穴１２…１２および穴１３…１３が並んだ穴列が２列で形成されている。そして、穴１２…１２と穴１３…１３とは、扁平多穴チューブ１０の幅方向において交互に位置している。また、穴１２と穴１３は、それぞれ突起部列が異なる隣接する穴間で穴壁の一部が互いに背向する平面壁１２ａ、１３ａで構成されており、平面壁１２ａと平面壁１３ａとは、互いに平行に位置している。また、各穴１２、１３の穴壁は、穴間の内側が扁平多穴チューブ１０の幅方向に沿った平面壁１２ｂ、１３ｂで構成されており、さらに、上記平面壁１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを除いて周方向に沿った円弧面壁１２ｃ、１３ｃで構成されている。また、平面壁１２ａ、１３ａは、幅方向の延長線が他の穴１２、１３の接線上またはその外側に位置している。

この扁平多穴チューブ１０は、好適には熱交換器として使用される。例えば、穴内を熱媒が流れることで穴を流れる熱媒間で熱交換が行われたり、穴を流れる熱媒と扁平多穴チューブの外方との間で熱交換が行われる。
また、本発明の押出加工用ダイスでは、上記のように、オスダイス１の突起部の壁面が平面壁２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂで構成されている。そのため、当該オスダイス１を用いて、扁平多穴チューブを製造することで、表面積の拡大が図られた穴形状を有する扁平多穴チューブとすることが可能となり、扁平多穴チューブの熱交換効率を向上する効果を得られる。

また、本発明の押出加工用ダイスは、オスダイスの突起部の壁面の一部を扁平曲面とするものでも良い。以下、本発明の他の実施形態を図５に基づいて説明する。
オスダイス２０は、互いに間隔をおいて複数の突起部２２…２２または突起部２３…２３が並んだ突起部列が２列で設けられている。なお、突起部２２と突起部２３とは、オスダイス２０の幅方向において交互に位置している。また、突起部２２と突起部２３は、それぞれ突起部列が異なる隣接突起部間で、突起部の壁面の一部が略対向する扁平曲面壁２２ａ、２３ａで構成されている。扁平曲面壁２２ａ、２３ａは、扁平曲面の端部を結ぶ割線２５、２６が略平行になっている。また、各突起部２２、２３の壁面は、穴間の内側がオスダイス２０の幅方向に沿った平面壁２２ｂ、２３ｂで構成されており、さらに、上記扁平曲面壁２２ａ、２３ａ、平面壁２２ｂ、２３ｂを除いて周方向に沿った円弧面壁２２ｃ、２３ｃで構成されている。また、扁平曲面壁２２ａ、２３ａは、割線２５、２６に平行な接線２７、２８が、他の突起部の接線上またはその外側に位置している。

図５に示すような、扁平曲面壁２２ａ、２３ａが形成されたオスダイス２０と上記メスダイス８とを用いて、扁平多穴チューブを製造する際にも、押出加工時に、オスダイス２０の突起部２２、２３の扁平曲面２２ａ、２３ａにより、材料が突起部に沿って円滑に流れ、さらに、平面壁２２ｂ、２３ｂに沿って内側に材料が円滑に流れる。つまり、扁平曲面２２ａ、２３ａの曲率が円弧面壁２２ｃ、２３ｃよりも大きいため、従来のように、材料が突起部の円弧状の周面に沿って回り込みながら流れるよりも、材料が円滑に内側に流れ込む。そのため、扁平多穴チューブの穴壁の成形性が良好になり、欠肉などの欠陥が生じない。

以上、本発明の押出加工用ダイスについて、上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態の説明内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更が可能である。

１ オスダイス
２ 突起部
２ａ 平面壁
２ｂ 平面壁
２ｃ 円弧面壁
３ 突起部
３ａ 平面壁
３ｂ 平面壁
３ｃ 円弧面壁
５ 延長線
６ 延長線
７ 型穴
８ メスダイス
１０ 扁平多穴チューブ
２０ オスダイス
２２ 突起部
２２ａ 扁平曲面壁
２２ｂ 平面壁
２２ｃ 円弧面壁
２３ 突起部
２３ａ 扁平曲面壁
２３ｂ 平面壁
２３ｃ 円弧面壁
２５ 割線
２６ 割線
３０ 扁平多穴チューブ

Claims (8)

1. 複数の穴が互いに間隔をおいて並んだ穴列が形成され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、前記複数の突起部が互いに間隔をおいて並んだ突起部列が２列で設けられ、かつ前記突起部列が異なる隣接突起部間で、該突起部の壁面の一部が互いに略対向する平面状または扁平曲面状の壁面で形成されていることを特徴とする押出加工用ダイス。
2. 前記平面状の壁面は、前記突起部列が異なる隣接突起部間で、略平行に対向していることを特徴とする請求項１記載の押出加工用ダイス。
3. 前記扁平曲面状の壁面は、該扁平曲面状の壁面両端を結ぶ割線が略平行に位置していることを特徴とする請求項１記載の押出加工用ダイス。
4. 前記突起部の壁面は、前記平面状または前記扁平曲面状の壁面を除いて、周方向に円弧状の形状を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の押出加工用ダイス。
5. 前記平面状の壁面は、幅方向の延長線が他の突起部の接線の内側に位置していないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の押出加工用ダイス。
6. 前記扁平曲面状の壁面は、該扁平曲面状の壁面両端を結ぶ割線に平行な接線が、他の突起部の接線の内側に位置していないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の押出加工用ダイス。
7. ２つの前記突起部列間では、列方向に沿って互いの突起部が互い違いに並んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の押出加工用ダイス。
8. 前記突起部の壁面は、２つの前記突起部列間の内側部分が、前記オスダイスの長手幅方向に沿って、さらに平面状または扁平曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の押出加工用ダイス。

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