JP2012011446A - 押出ダイス - Google Patents

Abstract

【課題】心棒に対してマンドレルリングを着脱可能なマンドレルにおいて、心棒とマンドレルリングとの熱膨張係数の差が大きい場合でもマンドレルリングの破損の危険性を低減し、かつマンドレルリングの高い位置精度を確保する。
【解決手段】マンドレル（30）は心棒（32）とマンドレルリング（35）とを有し、前記マンドレルリング（35）は、心棒（32）よりも熱膨張係数の小さい材料で構成され、前記心棒（32）の外周面およびマンドレルリング（35）の内周面が、マンドレルリング（35）を心棒（32）に外嵌めした状態において、常温時に両者間に隙間（Ｓ_１）があり、押出時のダイス温度時に、マンドレル（30）の軸線方向の少なくとも一部においてその隙間（Ｓ_１）が無くなって両者が接触するように設定され、前記心棒（32）に、軸線方向に沿って少なくとも１つの中空部（55）が設けられている。
【選択図】 図５Ａ

Description

この発明は、中空材の押出加工に用いる押出ダイスに関する。

なお、本明細書および特許請求の範囲の記載において、押出材および押出材料の進む方向を下流または下流側と称し、逆方向を上流または上流側と称する。

押出ダイスにおいては、ベアリング部に耐摩耗性を与えるために、ベアリング部を含むダイスの一部に超硬合金やセラミック等の超硬材料が用いられている（特許文献１〜３参照）。

特許文献１には、工具鋼からなるダイケースの凹部内に超硬材料からなるリング状ダイスを焼嵌めしたダイスが記載されている。特許文献２には、マンドレルの心棒を工具鋼で形成し、この心棒に超硬材料からなるマンドレルリングを外嵌めし、心棒の先端に抜け止め用ナットを取り付けてマンドレルリングを心棒に固定するように構成したポートホールダイスの雄型が記載されている。また、特許文献３に記載されているダイスは、心棒とマンドレルリングとの間に心棒よりも軟らかいスリーブを介在させてマンドレルリングを焼嵌めしたものである。

特開平６−１５３４８号公報 特開２００３−１８１５２５号公報 特公平４−６９００９号公報

しかし、超硬材料を焼嵌めするタイプのダイスは、押出の準備工程やメンテナンスに手間がかかるという問題点がある。

また、超硬材料は工具鋼よりも熱膨張係数が小さく、かつ工具鋼よりも引張力に弱いという特性がある。このため、工具鋼からなる心棒に超硬材料からなるマンドレルリングを外嵌めする場合、熱間押出時に心棒が膨張し、マンドレルリングに対する締め付け力が強すぎると破損するおそれがある。逆に、締め付け力が弱すぎると、マンドレルリングがしっかりと固定されず、押出材の押継ぎ部に波打ちが発生したり、偏肉するおそれがある。また、押出材料の流れによってマンドレルリングが心棒から外れるおそれがある。

このような先行技術の問題点を解決するために、本発明者らは、特願２００９−７３９号において、心棒およびマンドレルリングの材料の熱膨張係数差を利用し、常温においては両者間に隙間が存在してマンドレルリングを着脱可能とし、押出時のダイス温度においては熱膨張によって隙間が無くなってマンドレルリングが心棒に固定されるマンドレルを提案した。

また、特願２００９−７３９号において提案したマンドレルは、押出時の締め代が適正値となるように常温時の心棒外径およびマンドレルリング内径を設定するので、心棒とマンドレルリングの熱膨張係数の差が大きくなるほど常温時における両者間の隙間は大きくなる。マンドレルの組み立ては常温で行うので、前記隙間が大きくなるほど組み立て時の心合わせが難しくなり、組み立て時の心合わせが不十分であると押出時においてもマンドレルリングの位置精度が悪くなる傾向がある。マンドレルリングの位置精度の低下は押出材の偏肉の一因である。このような現象に対し、マンドレルリングの位置精度を高めるために常温時の隙間が狭くなるように設定すると、押出時の締め代が大きくなるのでマンドレルリングの破損の危険性も高くなる。

本発明は、上述した技術背景に鑑み、心棒に対してマンドレルリングを着脱可能なマンドレルにおいて、心棒とマンドレルリングとの熱膨張係数の差が大きい場合でもマンドレルリングの破損の危険性を低減し、かつマンドレルリングの高い位置精度を確保できる押出ダイスの提供を目的とする。

即ち、本発明は下記［１］〜［７］に記載の構成を有する。

［１］押出材の内面を成形するマンドレルが、心棒と、該心棒に外嵌めされるマンドレルリングとを有し、
前記マンドレルリングは、心棒よりも熱膨張係数の小さい材料で構成され、
前記心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面が、マンドレルリングを心棒に外嵌めした状態において、常温時に両者間に隙間があり、押出時のダイス温度時に、マンドレルの軸線方向の少なくとも一部においてその隙間が無くなって両者が接触するように設定され、
前記心棒に、軸線方向に沿って少なくとも１つの中空部が設けられていることを特徴とする押出ダイス。

［２］前記中空部が心棒に設けられたボルト挿通孔であり、このボルト挿通孔の孔底に雌ねじ部が設けられ、前記ボルト挿通孔に挿入したボルトを雌ねじ部に螺合させることによってマンドレルリングが軸線方向に拘束されるものとなされている前項１に記載の押出ダイス。

［３］押出時のダイス温度において、前記ボルト挿通孔の孔径（Ｄ_Ｔ２）とボルトの外径（Ｅ_Ｔ２）とがＤ_Ｔ２＞Ｅ_Ｔ２の関係を満たす前項２に記載の押出ダイス。

［４］前記心棒の先端に心棒よりも径小のボルト部が一体に設けられ、このボルト部にナットを螺合させることによってマンドレルリングが軸線方向に拘束されるものとなされている前項１に記載の押出ダイス。

［５］押出時のダイス温度において、前記中空部の孔径が心棒外径の８０％以下である前項１〜４のいずれかに記載の押出ダイス。

［６］常温時において、前記中空部の軸線方向の長さ（Ｍ_Ｔ１）とマンドレルリングの軸線方向の長さ（ｍ_Ｔ１）とがＭ_Ｔ１≧ｍ_Ｔ１の関係を満たす前項１〜５のいずれかに記載の押出ダイス。

［７］前項１〜６のいずれかに記載の押出ダイスを用い、心棒とマンドレルリングとの間の軸線方向の少なくとも一部において隙間が無くなる温度で押出を行うことを特徴とする押出方法。

上記［１］に記載の発明によれば、心棒にマンドレルリングを外嵌めしたマンドレルにおいて、ダイスが押出時の温度になると、心棒とマンドレルリングとの熱膨張係数の差により両者の間に隙間が無くなり、マンドレルリングは心棒が膨張しようとする径方向の力によって締め付けられて心棒に固定される。このように、マンドレルリングが心棒に固定された状態で押出を行うと、押出材の偏肉が抑制されて高品質の押出材を製造することができる。また、常温時には心棒とマンドレルリングと間に隙間があるので、マンドレルリングの心棒への着脱が容易であり、マンドレルリングの交換等のメンテナンスを簡単に行える。

さらに、中空部が設けられた心棒は、外周をマンドレルリングによって拘束されているために、押出時のダイス温度において、中空部の孔径が小さくなるように変形する。この中空部の変形が心棒とマンドレルリングの熱膨張係数差によって生じる締め付け力の一部を吸収し、マンドレルリングに対する応力負荷を軽減させる。このような応力負荷の軽減により、中空部のない心棒を用いたマンドレルよりも常温時に心棒とマンドレルリングとの間の隙間を小さく設定しても、マンドレルリングを安定して固定することができる。そして、常温時の隙間を小さく設定することで、マンドレルを組み立てる際に心棒とマンドレルリングとの間のがたつきが小さくなって心棒とマンドレルリングの心合わせがなされやすくなる。常温時に心合わせがなされていると押出時のダイス温度においても心合わせの精度が高まりマンドレルリングの位置精度が高めることができる。前記中空部は心棒の外周面形状を変更することなく設けることができるので、心棒とマンドレルリングとの密着性が低下することもない。

上記［２］に記載の発明によれば、心棒に設けた中空部をボルト挿通孔としても利用するので、マンドレル構造を簡略化できる。そして、ボルトによってマンドレルリングが押出軸方向にも固定されるので、マンドレルリングの抜け落ちが防がれてさらに安定した固定状態が得られる。また、ボルトによって押出軸方向のずれを抑制することで、心棒の膨張力による締め付けのみで固定する場合よりも、締め代を小さくすることができるので、締め代の増大によるマンドレルリングの破損の危険性を回避できる。

上記［３］に記載の発明によれば、押出時のダイス温度においてボルトが中空部の変形を妨げることがなく、常温時においてはマンドレルの組み立てを支障なく行える。

上記［４］に記載の発明によれば、ナットによってマンドレルリングが押出軸方向にも固定されるので、マンドレルリングの抜け落ちが防がれてさらに安定した固定状態が得られる。また、ナットによって押出軸方向のずれを抑制することで、心棒の膨張力による締め付けのみで固定する場合よりも、締め代を小さくすることができるので、締め代の増大によるマンドレルリングの破損の危険性を回避できる。

上記［５］に記載の発明によれば、中空部の孔径が適正に設定されているので、中空部の変形によるマンドレルリングに対する応力負荷を軽減させ、かつ心棒強度を確保できる。

上記［６］に記載の発明によれば、心棒の軸線方向の全域で中空部の変形によるマンドレルリングに対する応力負荷軽減効果を得ることができる。

上記［７］に記載の発明によれば、心棒の中空部の変形によってマンドレルリングに対する応力負荷が軽減するので、中空部のない心棒を用いたマンドレルよりも常温時に心棒とマンドレルリングとの間の隙間を小さく設定することができる。常温時の隙間の小さいマンドレルは、マンドレルを組み立てる際に心棒とマンドレルリングとの心合わせがなされやすくなり、押出時のダイス温度においても心合わせの精度が高まりマンドレルリングの位置精度が高まって、押出材の偏肉を抑制できる。

本発明の一実施形態である雄型を備えるポートホールダイスを示す分解斜視図である。 図１のポートホールダイスの組み付け状態を示す断面図である。 図１のポートホールにおけるマンドレルの分解状態を示す断面図である。 温度と、心棒の外径およびマンドレルリングの内径との関係を示す図である。 図３のマンドレルの常温時の状態を示す断面図である。 図３のマンドレルの押出時のダイス温度時の状態を示す断面図である。 図３のマンドレルの常温時における他の状態を示す断面図である。 図３のマンドレルにおいて、ボルトによるマンドレルリングの拘束を説明する常温時の断面図である。 図６Ａの押出時のダイス温度における状態を示す断面図である。 図５Ａの７Ａ−７Ａ線断面図である。 図５Ｂの７Ｂ−７Ｂ線断面図である。 他の中空部を有する心棒の斜視図である。 他のマンドレルの分解状態を示す断面図である。 図９Ａのマンドレルに用いる心棒の斜視図である。

図１および図２に示すポートホールダイス（10）は、中空押出材（1）の外周面を成形する雌型（11）と内周面を成形する雄型（20）とが組み合わされてなり、前記雄型（20）が本発明の押出ダイスの一実施形態である。

雌型（11）は、中央部にベアリング孔（12）を有し、ベアリング孔（12）の下流側にはリリーフ孔（13）が形成され、上流側には溶着室用凹部（14）が形成されている。

前記雄型（20）は、ダイス基盤（21）の中央から下流側にマンドレル（30）が突出し、このマンドレル（30）の周囲に押出方向に貫通する複数個のポートホール（22）を有している。隣接するポートホール（22）（22）間には、下流側に突出する前記マンドレル（30）をその基端部で支持する脚部（23）が形成されている。

図３に示すように、前記マンドレル（30）は、心棒（32）と、この心棒に外嵌めされるマンドレルリング（35）と、ボルト（51）とを備えている。

前記マンドレル（30）において、ダイスの基盤部（21）から一体に続く台座（31）の先端側に径の小さい心棒（32）が一体に形成され、前記台座（31）と心棒（32）との直径差によりこれらの間には段部が形成され、この段部の下流側端面（33）がマンドレルリング（35）の軸線方向における基準位置となる。以下、この面を位置基準面（33）と称する。図３に示すように、前記心棒（32）の中心に、心棒（32）を軸線方向に貫く断面円形のボルト挿通孔（55）が設けられ、孔底となる台座（31）に雌ねじ部（56）が形成されている。マンドレルリング（35）は、外周面に押出材（1）の内周面を成形するベアリング部（36）が突設された環状体である。ボルト（51）は、ボルト挿通孔（55）の孔径よりも外径の小さい雄ねじ部（52）の一端にマンドレルリング（35）の内径よりも径大の頭部（53）を有している。而して、心棒（32）にマンドレルリング（35）を外嵌めし、ボルト（51）の雄ねじ部（52）を心棒（32）のボルト挿通孔（55）に挿入し、先端部を台座（31）の雌ねじ部（56）に螺合させると、マンドレルリング（35）は位置基準面（33）とボルト（51）の頭部（53）に挟まれて、押出軸方向の所定位置に配置される。

前記心棒（32）およびマンドレルリング（35）の材料特性および寸法については後に詳述する。

前記雌型（11）と雄型（20）とを組み合わせると、雌型（11）のベアリング孔（12）内に雄型（20）のマンドレルリング（35）のベアリング部（36）が嵌り込んでこれらの間に環状の成形用間隙（符号なし）が形成され、雌型（11）の溶着室用凹部（14）の一部が雄型（20）の端面で塞がれてポートホール（22）に連通する溶着室を形成する。そして、各ポートホール（22）に流入した押出材料は溶着室で合流し、成形用間隙から中空部（2）を有する押出材（1）として押出される。

〔マンドレルの形状〕
本発明のマンドレルは、マンドレルリングを心棒に外嵌めした状態において、常温時に両者間に隙間があり、押出時のダイス温度において、マンドレルの軸線方向の少なくとも一部においてその隙間が無くなって両者が接触するように設定されている限り、前記心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面の形状は任意に設定することができる。即ち、本発明におけるマンドレルの形状に関する条件は下記（１）（２）である。
（１）常温時にマンドレルリングを心棒に外嵌めすることができる隙間があること
（２）押出時のダイス温度において、軸線方向の少なくとも一部においてその隙間が無くなって心棒とマンドレルリングとが接触すること
本発明における「押出時のダイス温度」とは、心棒（32）およびマンドレルリング（35）が高温押出時に所定の温度となり、そのときの温度をいう。

図３および図５Ａは、本実施形態のマンドレル（30）の常温（Ｔ_１）時における要部断面図である。このマンドレル（30）は、図１および図２に示した押出ダイス（10）の雄型（20）の一部を構成するマンドレルである。

前記マンドレル（30）は、心棒（32）の外周面（32a）およびマンドレルリング（35）の内周面（35a）がマンドレル（30）の軸線と平行に形成され、心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）およびマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）は軸線方向において一定である。前記心棒（32）にマンドレルリング（35）を外嵌めすると、両者間に軸線に平行な一定の隙間（Ｓ_１）が存在する。

本発明において、心棒（32）とマンドレルリング（35）との間に「隙間（Ｓ_１）がある」とは、心棒（32）とマンドレルリング（35）との接触の有無を意味するのではなく、常温（Ｔ_１）における心棒の外径（Ａ_Ｔ１）とマンドレルリングの内径（Ｂ_Ｔ１）とが「Ｂ_Ｔ１＞Ａ_Ｔ１」なる関係を満足し、両者の間にクリアランスが存在することを意味する。また、常温（Ｔ_１）時の隙間（Ｓ_１）の大きさはマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）と心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）との差（Ｂ_Ｔ１−Ａ_Ｔ１）で表わすものとする。

なお、図５Ａはマンドレルリング（35）の内周面（35a）と心棒（32）の外周面（32a）との間の距離が周方向においても一定の大きさとした状態を示しているが、常温（Ｔ_１）においてはマンドレルリング（35）と心棒（32）の軸合わせがなされていないので、両者間の距離は周方向で必ずしも一定にはならない。例えば、マンドレル（30）の軸線が水平となる姿勢で組み立てを行うと、図５Ｃに示したように、マンドレルリング（35）の内周面（35a）の上部が心棒（32）の外周面（32a）の上部に接触して両者間の距離はゼロであり、周方向に沿って下方にいくにつれて両者間の距離が拡大し、下部において距離が最大となる。また、マンドレルリング（35）はナット（37）で締め付けられて仮止めされた状態にあるので、全周において両者は接触していないが、両者間の距離には偏りがある、という場合もある。従って、本発明において「隙間がある」とは、マンドレルリング（35）と心棒（32）との接触の有無を意味するのではなく、常温（Ｔ_１）における心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）とマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）とが「Ｂ_Ｔ１＞Ａ_Ｔ１」なる関係を満足し、両者の間にクリアランスが存在することを意味する。また、マンドレルリング（35）と心棒（32）とが上述したいずれの位置関係にある場合においても、本発明における隙間（Ｓ_１）の大きさはマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）と心棒の外径（Ａ_Ｔ１）との差（Ｂ_Ｔ１−Ａ_Ｔ１）で表される。

また、本発明は心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面はマンドレルの軸線に対して平行であることを要さず、心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面のどちらか一方または両方が軸線に対して傾斜するテーパー面で形成されているマンドレル、軸線方向の一部がテーパー面で形成されているマンドレルも本発明に含まれる。従って、両者間の隙間の大きさが軸線方向で変化することもあり、本発明における隙間（Ｓ_１）とは、軸線方向においてマンドレルリングの内径（Ｂ_Ｔ１）と心棒の外径（Ａ_Ｔ１）との差（Ｂ_Ｔ１−Ａ_Ｔ１）が最小となる部分における隙間である。

前記マンドレル（30）は、常温（Ｔ_１）時に心棒（32）とマンドレルリング（35）とを組み付ける際には、両者の間に隙間（Ｓ_１）があるのでマンドレルリング（35）を心棒（32）に外嵌めすることは容易である。さらに、ボルト（51）を取り付けて頭部（53）で締め付けると、心棒（32）には押出方向の引張力が生じ、マンドレルリング（35）には押出方向の圧縮力が生じる。

〔マンドレルの材料〕
前記マンドレルリング（35）を構成する材料は耐摩耗性に優れ、かつその熱膨張係数（α_２）と心棒（32）を構成する材料の熱膨張係数（α_１）とがα_１＞α_２の関係を満足するものであれば特に限定されない。本実施形態においては、心棒（32）を含む部分（以下、単に「心棒」と略する）が工具鋼で形成されているのに対し、マンドレルリング（35）は前記工具鋼よりも耐摩耗性の高い超硬材料で構成されている。超硬材料としては、ＷＣ−Ｃｏ等の超硬合金、高速度工具鋼、粉末高速度工具鋼、セラミックス等を例示できる。表１に、これらの超硬材料および工具鋼の一例およびそれらの熱膨張係数を示す。なお、心棒（32）およびマンドレルリング（35）の基材の熱膨張係数がα_１＞α_２の関係を満足すれば良いので、例示した材料は表１に記載した用途に限定されない。例えば、粉末高速度工具鋼の心棒に超硬合金やセラミックスのマンドレルリングを組み合わせる場合も本発明に含まれる。

本発明において、マンドレルリングとして心棒よりも熱膨張係数の小さい材料を用いることにより、押出時の加工発熱によるマンドレルリングの膨張率が小さくなるため、押出材はより安定した寸法のものを得ることができる。即ち、心棒（工具鋼）に熱膨張係数の小さいマンドレルリングを組み合わせたマンドレルでは、押し出していない時と加工発熱最大時との外径差が、工具鋼のみで製作したマンドレルにおける外径差よりも小さくなるので、押出材の肉厚が安定する。そして、押出材の寸法が安定していると、後加工後の製品品質も安定したものとなる。例えば、押出後に引抜加工を行う場合、押出材に偏肉がなく肉厚が一定であれば、引抜材の肉厚も一定になる。また、押出材の肉厚が一定であれば、引抜上がりの長さも一定になる。また、マンドレルリングの材料は耐摩耗性が高いので摩耗粉の発生が少なく、摩耗粉の押出材への混入も減少する。押出材に異物であるダイスの摩耗粉が混入していると、押出材の品質が低下することはもとより引抜材の表面欠陥となる。押出材への摩耗粉の混入量が少なければ、引抜材に発生する表面欠陥も少なくなる。これらのことから、本発明の押出ダイスを用いて製造した押出材は、押出材としての品質が優れていることはもとより、後加工用素材としても品質の優れたものとなる。

〔マンドレルリングの径方向における固定〕
図４は、温度（Ｔ）に対する心棒（32）の外径（Ａ）およびマンドレルリング（35）の内径（Ｂ）の変化を示したものである。

心棒（32）およびマンドレルリング（35）はいずれも熱膨張により寸法が拡大する（Ａ_Ｔ、Ｂ_Ｔ）。この図に示すように、常温（Ｔ_１）において、マンドレルリングの内径（Ｂ_Ｔ１）は心棒の外径（Ａ_Ｔ１）よりも大きく、実寸としてＢ_Ｔ１−Ａ_Ｔ１の隙間がある。温度（Ｔ）が上昇すると、心棒（32）およびマンドレルリング（35）は、それぞれの熱膨張係数（α_１）（α_２）に応じて径が大きくなる。Ｔ_２＞Ｔ_１を満足する任意の温度（Ｔ_２）における心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ２）およびマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ２）は、下記の（I）式および（II）式で表される。

Ａ_Ｔ２＝Ａ_Ｔ１×（Ｔ_２−Ｔ_１）×α_１＋Ａ_Ｔ１ …（I）
Ｂ_Ｔ２＝Ｂ_Ｔ１×（Ｔ_２−Ｔ_１）×α_２＋Ｂ_Ｔ１ …（II）
ただし、α_１：心棒を構成する材料の熱膨張係数
α_２：マンドレルリングの基材を構成する材料の熱膨張係数
Ｔ_１：常温
Ｔ_２：高温（＞Ｔ_１）
Ａ_Ｔ１：常温（Ｔ_１）時の心棒の外径
Ｂ_Ｔ１：常温（Ｔ_１）時のマンドレルリングの内径（＞Ａ_Ｔ１）

図５Ａに示すように、常温（Ｔ_１）においてマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）を心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）よりも大きい寸法で製作すると、両者の寸法差により心棒（32）の外周面とマンドレルリング（35）の内周面との間には隙間（Ｓ_１）があるので、容易に外嵌めすることができる。

そして、図５Ｂに示すように、ダイス温度が上昇すると、心棒（32）の外径拡大量がマンドレルリング（35）の内径拡大量を上回るために隙間（Ｓ_１）は減少していき、この隙間（Ｓ_１）が無くなるとマンドレルリング（35）は心棒（32）に固定される。

熱膨張係数はα_１＞α_２であるから、図４に参照されるように、温度上昇に伴い、温度（Ｔ_Ｚ）において心棒（32）の外径（Ａ_ＴＺ）とマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_ＴＺ）が等しくなった時点で隙間（Ｓ_１）が無くなり、マンドレルリング（35）は心棒（32）から外れなくなって固定された状態となる。さらに温度が上昇すると、心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ）がマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ）を上回る。心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ）がマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ）を上回る温度領域（Ｔ＞Ｔ_Ｚ）では、心棒（32）の膨張力がマンドレルリング（35）を内側から締め付ける力として作用し、マンドレルリング（35）に周方向の引張力が付与されるので、ますます心棒（32）から外れにくくなってしっかりと固定される。

〔心棒とマンドレルリングの締め代〕
押出時、ダイスは所定温度に加熱されて常温（Ｔ_１）よりも高温となる。従って、図４および図５Ｂに示すように、押出時のダイス温度（Ｔ_２）において、心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ２）がマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ２）と等しくなるか、心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ２）がマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ２）を上回るように、常温（Ｔ_１）時の心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）およびマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）を設定すれば、マンドレルリング（35）を心棒（32）に固定した状態で押出を行うことができる。そして、マンドレルリング（35）が心棒（32）に固定された状態で押出を行うと、押出材（1）の偏肉が抑制されて高品質の押出材（1）を製造することができる。ただし、心棒（32）の膨張力が過剰になってマンドレルリング（35）の引張力の限界を超えるとマンドレルリング（35）が破損するので、材料の熱膨張係数（α_１、α_２）と押出時のダイス温度（Ｔ_２）を勘案して、高温時に適度な引張力を生じさせるように、常温（Ｔ_１）時の心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）およびマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）を設定する。

ここで、任意の温度（Ｔ）における心棒（32）とマンドレルリング（35）との締まり具合および緩み具合を、心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ）とマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ）の比率に基づいて、下記（III）式の締め代（Ｘ_Ｔ）として定義する。Ａ_Ｔ＜Ｂ_Ｔ、即ち両者の間には隙間がある状態ではＸ_Ｔ＜０となり、締め代（Ｘ_Ｔ）値が小さくなるほど緩みが大きいことを示している。一方、Ａ_Ｔ＞Ｂ_Ｔ、即ち両者の間には隙間がなくマンドレルリング（35）が内側から心棒（32）に締め付けられている状態ではＸ_Ｔ＞０となり、締め代（Ｘ_Ｔ）の値が大きくなるほど締め付け力大きいことを示している。Ａ_Ｔ＝Ｂ_Ｔ（Ｘ_Ｔ＝０）は、両者間に隙間はないが締め付け力が利いていない状態である。
Ｘ_Ｔ（％）＝（Ａ_Ｔ／Ｂ_Ｔ−１）×１００ …（III）

さらに、（III）式により、常温（Ｔ_１）時および高温（Ｔ_２）時（押出時のダイス温度）における心棒（32）とマンドレルリング（35）との締め代（Ｘ_Ｔ１）（Ｘ_Ｔ２）は、それぞれ（IV）式および（V）式により表わされる。
Ｘ_Ｔ１（％）＝（Ａ_Ｔ１／Ｂ_Ｔ１−１）×１００ …（IV）
Ｘ_Ｔ２（％）＝（Ａ_Ｔ２／Ｂ_Ｔ２−１）×１００
＝{〔Ａ_Ｔ１×（Ｔ_２−Ｔ_１）×α_１＋Ａ_Ｔ１〕/〔Ｂ_Ｔ１×（Ｔ_２−Ｔ_１）×α_２＋Ｂ_Ｔ１〕−1}×100 …（V）

心棒（32）およびマンドレルリング（35）は、常温（Ｔ_１）時にＡ_Ｔ１＜Ｂ_Ｔ１となるように製作されるのでＸ_Ｔ１＜０となり、締め代（Ｘ_Ｔ１）は両者間の隙間があって緩んだ状態を示している。一方、押出時のダイス温度（Ｔ_２）において両者間の隙間が無くなってＡ_Ｔ２≧Ｂ_Ｔ２であるから、その締め代（Ｘ_Ｔ２）は０または正値となり、締め付け力が利いている状態を示している。また、Ｘ_Ｔ２＜０は、押出時のダイス温度（Ｔ_２）においても緩みがあってマンドレルリング（35）が心棒（32）に固定されていない状態を示している。

前記締め代（Ｘ_Ｔ２）が大きくなるほど締め付け力も強くなり、マンドレルリング（35）がしっかりと固定されて外れにくくなるが、上述したように締め付け力が過度に大きくなるとマンドレルリング（35）が破損するおそれがある。また、押出時には材料流れにより押出方向の力もが加わる。これらを勘案すると、前記締め代（Ｘ_Ｔ２）は０．３％以下が好ましい。前記締め代（Ｘ_Ｔ２）が０または正値である限り下限値は規定されないが、確実に固定するために０．０５％以上が好ましい。特に好ましい締め代（Ｘ_Ｔ２）は０．１５〜０．２５％である。なお、締め代（Ｘ_Ｔ２）の適正範囲は、心棒（32）およびマンドレルリング（35）の材質、マンドレルリング（35）の厚み等によって異なる。

なお、前記締め代（Ｘ_Ｔ２）は、後述する心棒（32）の中空部の変形が無いものとして、ダイス温度（Ｔ_１、Ｔ_２）、常温（Ｔ_１）時の心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）およびマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）、熱膨張係数（α_１、α_２）から計算した値である。

従って、常温（Ｔ_１）時に隙間（Ｓ_１）が最小となり押出時のダイス温度（Ｔ_２）時に締め付け力が最大となる部分において、押出（Ｔ_２）時の締め代（Ｘ_Ｔ２）が０〜０．３％となるように心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）およびマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）を設定すれば良い。その他の部分における締め代は、常温（Ｔ_１）時の隙間（Ｓ_１）の大きさに応じた値となる。

また、常温（Ｔ_１）時の締め代（Ｘ_Ｔ１）は負値である限り限定されない。心棒（32）の外径（Ａ_Ｔ１）がマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ１）よりも小さいので、これらの組み付け作業は容易である。押出ダイスは、押出が終わって常温（Ｔ_１）に冷却されると常温（Ｔ_１）時の締め代（Ｘ_Ｔ１）に戻って緩みが生じるので、心棒（32）からマンドレルリング（35）を取り外すことができる。従って、摩耗したマンドレルリングの取り外し、新しいマンドレルリングの取り付けといったメンテナンスを容易に行える。

〔マンドレルリングの押出軸方向における固定〕
上記実施形態のマンドレル（30）においては、心棒（32）にボルト挿通孔（55）を設け、マンドレルリング（35）の内径よりも径大の頭部（53）を有するボルト（51）の雄ねじ部（52）をボルト挿通孔（55）の孔底に設けた雌ねじ部（56）に着脱自在に取り付けるように構成されている。高温（Ｔ_２）時のマンドレルリング（35）は心棒（32）によって径方向に締め付けられて固定されるが、押出中は材料の流れにより下流側への力が加わる。そこで、前記マンドレル（30）においては、ボルト（51）を取り付けることでマンドレルリング（35）の抜け落ちを確実に防ぎ、固定安定性を高めている。また、ボルト（51）を取り付けて押出軸方向の拘束力を加えることで、心棒（32）の膨張力による締め付けのみで固定する場合よりも、締め代（Ｘ_Ｔ２）を小さくすることができるので、締め代（Ｘ_Ｔ２）の増大によるマンドレルリング（35）の破損の危険性を回避できる。

また、ボルト（51）を取り付けるマンドレル（30）においては、心棒（32）およびマンドレルリング（35）の押出軸方向における寸法にも常温（Ｔ_１）時に差を設けておき、高温（Ｔ_２）時にボルト（51）の頭部（53）がマンドレルリング（35）に当接して、マンドレルリング（35）が頭部（53）によって確実に拘束されるようにすることが好ましい。

図５Ａおよび図５Ｂは、心棒（32）およびマンドレルリング（35）の押出軸方向における好ましい寸法関係を示している。図５Ａに示す常温（Ｔ_１）時において、心棒（32）の長さ（符号なし）はマンドレルリング（35）の長さ（ｍ_Ｔ１）よりも短く、ボルト（51）の雄ねじ部（52）が台座（31）に雌ねじ部（56）にねじ込まれてボルト（51）の頭部（53）はマンドレルリング（35）を締め付け、マンドレルリング（35）は押出軸方向に拘束されている。図５Ｂは、図５Ａの押出時のダイス温度（Ｔ_２）時の状態を示す図であり、心棒（32）、マンドレルリング（35）、ボルト（51）の雄ねじ部（52）がそれぞれに膨張した状態を示している。心棒（32）の熱膨張係数（α_１）とマンドレルリング（35）の熱膨張係数（α_２）はα_１＞α₂の関係にあるので、心棒（32）の寸法拡大量がマンドレルリング（35）の寸法拡大量を上回り、前記隙間（Ｓ_２）は減少方向に変化する。一方、ボルト（51）の雄ねじ部（53）も熱膨張して軸線方向に長くなり、マンドレルリング（35）に対する締め付け力は減少するが、頭部（53）がマンドレルリング（35）に当接している限り、頭部（53）による抑えが利いているので、マンドレルリング（35）が押出軸方向にずれることはない。即ち、マンドレルリング（35）は径方向と押出軸方向の両方向に拘束されて固定されている。このように、押出軸方向の拘束が加わることで、上述した径方向の締め代（Ｘ_Ｔ２）を小さくしても、マンドレルリング（35）の固定安定性を維持することができる。ひいては、マンドレルリング（35）に付与される周方向の引張力を軽減して、締め代（Ｘ_Ｔ２）の増大による破損を回避することができる。

これに対し、図６Ａは、常温（Ｔ_１）において心棒（32）とマンドレルリング（35）の長さが等しく、心棒（32）と頭部（53）との間に隙間（Ｓ_２）が無い状態を示している。図６Ｂは、図６Ａの押出時のダイス温度（Ｔ_２）における状態を示す図であり、熱膨張により心棒（32）および雄ねじ部（52）がマンドレルリング（35）よりも長くなって、マンドレルリング（35）と頭部（53）との間に隙間（Ｓ_３）が生じている。また、心棒（32）の寸法拡大量が雄ねじ部（52）の寸法拡大量を上回ると、心棒（32）がボルト（51）の頭部（53）を下流側に押し付ける力として作用し、その結果として隙間（Ｓ_３）が生じることもある。このような状態では、マンドレルリング（35）に対して頭部（53）による抑えが利かなくなり、押出軸方向の固定安定性が低下する。また、このような状態でマンドレルリング（35）のずれを確実に阻止するには、径方向の締め代（Ｘ_Ｔ２）を十分に大きくする必要があるので、マンドレルリング（35）が破損する可能性も増大する。

以上より、押出時のダイス温度（Ｔ_２）においてマンドレルリング（35）にボルト（51）の頭部（53）による締め付け力が作用するように、常温（Ｔ_１）時の心棒（32）およびマンドレルリング（35）の押出軸方向の寸法を設定しておくことが好ましい。ダイスの温度上昇に伴って、マンドレルリング（35）とボルト（51）の頭部（53）は緩む方向に変化するので、押出時のダイス温度（Ｔ_２）時に頭部（53）による締め付け力を確実に利かせるためには、少なくとも常温（Ｔ_１）時に頭部（53）がマンドレルリング（35）を締め付けている必要がある。このとき、軸線方向の寸法は心棒（32）＜マンドレルリング（35）であり、心棒（32）と頭部（53）との間には隙間（Ｓ_２）が存在する（図５Ａ参照）。

〔心棒の中空部〕
本発明において、押出時の締め代（Ｘ_Ｔ２）がＸ_Ｔ２≧０となるように心棒（32）の外周面（32a）とマンドレルリング（35）の内周面（35a）が設定されていることは必須条件である。また、径方向において所定の締め代（Ｘ_Ｔ２）を得る場合、心棒（32）の熱膨張係数（α_１）とマンドレルリング（35）の熱膨張係数（α_２）の差（α_１−α_２）が大きくなるほど、常温（Ｔ_１）時の両者の隙間（Ｓ_１）は大きくなる。従って、常温（Ｔ_１）で行うマンドレル（30）の組み立てにおいては、両者間の隙間（Ｓ_１）が大きくなるほどマンドレルリング（35）のがたつきが大きくなって心棒（32）とマンドレルリング（35）の軸線合わせが難しくなる。常温（Ｔ_１）時の軸線のずれはダイス温度が上昇しても継承されることがあり、押出時のマンドレルリング（35）の径方向の位置精度を低下させて押出材の偏肉の原因の一つとなる。常温（Ｔ_１）時の隙間（Ｓ_１）が小さくなるように心棒（32）の外径およびマンドレルリング（35）の内径を設定すれば組み立て時に両者の軸線を合わせ易くなり、押出時のマンドレルリング（35）の位置精度も高くなるが、その反面締め代（Ｘ_Ｔ２）が大きくなってマンドレルリング（35）に対する締め付け力が大きくなるので破損の危険性も増すことになる。

そこで、本発明は、心棒に軸線方向に沿って中空部を設け、押出時の熱膨張による断面積の拡大を中空部の断面形状を変形させることによってマンドレルリングに対する締め付け力を緩和し、マンドレルリングの破損を防止している。これにより、中空部のない心棒を用いた場合よりも両者間の隙間（Ｓ_１）を狭く設定することができる。

以下に、中空部を設けた心棒、およびこの心棒を組み合わせたマンドレルについて、図３、５Ａ、５Ｂ、７Ａ〜９Ｂを参照して説明する。なお、これらに図示したマンドレル（30）は、常温（Ｔ_１）時において、軸線方向の寸法が心棒（32）よりもマンドレルリング（35）の方が長く、心棒（32）とボルト（51）の頭部（53）の間には隙間（Ｓ_２）が存在し、軸線方向においてもマンドレルリングが固定されるものである。

図３に示すように、心棒（32）の中心に心棒（32）を軸線方向に貫くボルト挿通孔（55）が設けられている。このボルト挿通孔（55）は、マンドレルリング（35）に対する締め付け力を緩和するために設けた中空部を、上述したようにマンドレルリング（35）の抜け落ちを防止するためのボルト（51）の通し孔としても使用したものである。中空部をマンドレルリングの向け落ち防止構造の一部として利用することにより、マンドレルの構造を簡略化できる。

図７Ａは図５Ａの７Ａ−７Ａ線断面図、図７Ｂは図５Ｂの７Ｂ−７Ｂ線断面図である。常温（Ｔ_１）時の状態を示す図５Ａおよび図７Ａにおいて、（Ｄ_Ｔ１）はボルト挿通孔（55）の孔径、（Ｅ_Ｔ１）はボルト（51）の雄ねじ部（52）の外径である。両者はＤ_Ｔ１＞Ｅ_Ｔ１の関係にあって両者間には隙間があり、心棒（32）のボルト挿通孔（55）にボルト（51）の雄ねじ部（52）を通すマンドレル（30）の組み立て作業を支障なく行うことができる。また、押出時のダイス温度（Ｔ_２）時の状態を示す図５Ｂおよび図７Ｂにおいて、（Ｄ_Ｔ２）はボルト挿通孔（55）の孔径、（Ｅ_Ｔ２）はボルト（51）の雄ねじ部（52）の外径であり、両者がＤ_Ｔ２＞Ｅ_Ｔ２の関係を満たすように、常温（Ｔ_１）時の寸法（Ｄ_Ｔ１）（Ｅ_Ｔ１）が設定されている。

図７Ａに示す常温（Ｔ_１）時において、心棒（32）とマンドレルリング（35）との間には隙間（Ｓ_１）がある。

図７Ｂに示す押出時のダイス温度（Ｔ_２）において、心棒の外径（Ａ_Ｔ１）とマンドレルリング（35）の内径（Ｂ_Ｔ２）とがＡ_Ｔ１≧Ｂ_Ｔ２の関係となって両者間の隙間（Ｓ_１）がなくなる。このとき、心棒（32）の熱膨張によってマンドレルリング（35）を締め付けてマンドレルリング（35）を固定する力は、マンドレルリング（35）が心棒（32）を外周側から拘束する力となり、心棒（32）の外径が拡大しようとする力に抗して作用する。このため、心棒（32）の外径を拡大させる力が中空部であるボルト挿通孔（55）に逃げ、ボルト挿通孔（55）の孔径（Ｄ_Ｔ１）が小さくなるように変形し、孔径は（Ｄ_Ｔ１）よりも小さい（Ｄ_Ｔ２）となる。このとき、ボルト（51）の雄ねじ部（52）の外径は熱膨張によって（Ｅ_Ｔ１）からに（Ｅ_Ｔ２）拡大するが、Ｄ_Ｔ２＞Ｅ_Ｔ２の関係を満たすように、常温（Ｔ_１）時の孔径（Ｄ_Ｔ１）および雄ねじ部（52）の外径（Ｅ_Ｔ１）が設定されているので、雄ねじ部（52）がボルト挿通孔（55）の孔径が小さくなる変形を妨げることはない。このようなボルト挿通孔（55）の変形により、押出時の心棒（32）の外径は、常温（Ｔ_１）時の外径（Ａ_Ｔ１）および熱膨張係数（α_１）に基づいて（I）式により算出した外径（Ａ_Ｔ２）よりも小さくなり、マンドレルリング（35）の締め代も（V）式により算出した締め代（Ｘ_Ｔ２）よりも僅かに小さくなる。即ち、心棒（32）とマンドレルリング（35）の熱膨張係数差（α_１−α_２）で生じる締め付け力の一部をボルト挿通孔（55）に逃がすことによって、マンドレルリング（35）に対する応力負荷を軽減させている。なお、上述したボルト挿通孔（55）の変形は弾性変形域内であるから、押出後にダイスが常温に下がるとボルト挿通孔（55）の孔径は元の（Ｄ_Ｔ１）に戻る。

上述したように、本発明のマンドレルにおいては、マンドレルリング（35）に対する締め付け力はボルト挿通孔（55）の変形によって緩和され、実際に得られる締め代は常温時の寸法および熱膨張係数に基づいて算出した締め代（Ｘ_Ｔ２）からボルト挿通孔（55）の変形による緩和分を差し引いた値となる。このため、押出時に計算上の締め代（Ｘ_Ｔ２）を得るためには、常温（Ｔ_１）時の両者間の隙間（Ｓ_１）を（Ｘ_Ｔ２）の計算の元となった値よりも小さく（狭く）設定することができ、小さい隙間（Ｓ_１）でマンドレルリング（35）を安定して固定することができる。そして、常温（Ｔ_１）時の隙間（Ｓ_１）を小さく設定することで、マンドレル（30）を組み立てる際に心棒（32）とマンドレルリング（35）との間のがたつきが小さくなって心棒（32）とマンドレルリング（35）の心合わせがなされやすくなる。常温（Ｔ_１）時に心合わせがなされていると押出時のダイス温度（Ｔ_２）においても心合わせの精度が高まりマンドレルリング（35）の位置精度が高まるので、本発明の押出ダイスを用いた金属の押出において押出材の偏肉を低減することができる。また、中空部の変形は弾性変形域内であるから、押出ダイスを繰り返し使用してもマンドレルリングの高い位置精度を維持することができる。

押出時のダイス温度（Ｔ_２）において、ボルト挿通孔（55）の孔径（Ｄ_Ｔ２）はボルト（51）の雄ねじ部（52）に接触しない寸法に設定することが好ましく、心棒（32）の熱膨張係数（α_１）、雄ねじ部（52）の外径（Ｅ_Ｔ２）に基づいて適宜設定すれば良い。ただし、心棒（32）の強度を確保するという観点から、押出時のダイス温度（Ｔ_２）において、ボルト挿通孔（55）の孔径（Ｄ_Ｔ２）は心棒外径（Ａ_Ｔ２）の８０％以下に設定することが好ましく、特に心棒外径（Ａ_Ｔ２）の５０％以下に設定することが好ましい。

上述したように、マンドレル（30）が常温（Ｔ_１）から押出時の温度（Ｔ_２）に上昇すると、ボルト挿通孔（55）は孔径が小さくなる変形をする。ボルト挿通孔（55）の孔径（Ｄ_Ｔ１、Ｄ_Ｔ２）と雄ねじ部（52）の外径（Ｅ_Ｔ１、Ｅ_Ｔ２）は、押出時にＤ_Ｔ２＞Ｅ_Ｔ２なる関係を満たしていれば、常温（Ｔ_１）時は押出（Ｔ_２）時よりもボルト挿通孔（55）の孔径が大きくなりかつボルト部（52）の外径が小さくなるので、両者の関係はＤ_Ｔ１＞Ｅ_Ｔ１となりかつその差Ｄ_Ｔ１−Ｅ_Ｔ１（両者間の隙間）は大きくなる。従って、押出（Ｔ_２）時にＤ_Ｔ２＞Ｅ_Ｔ２なる関係を満たしていれば、常温（Ｔ_１）時の両者間には押出（Ｔ_２）時よりも大きい隙間があるのでマンドレル（30）の組み立てを支障なく行うことができる。

上記の本発明による中空部の変形を利用したマンドレルリングの心合わせ向上効果は、心棒とマンドレルリングの熱膨張係数差の大小にかかわらず得ることができる。ただし、両者の熱膨張係数差が大きいマンドレルでは、中空部なしの心棒を用いると過剰な締め付け力によるマンドレルリングの破損を防ぐために常温時の隙間（Ｓ_１）を大きく設定しなければならないので、このようなマンドレルにおいて本発明を適用する意義は大きい。また、前記中空部は心棒の外周面形状を変更することなく設けることができるので、心棒とマンドレルリングとの密着性が低下することもない。

本発明において、心棒に設ける中空部の形状や数は上記実施形態に限定されず、ボルト挿通孔を中空部として利用することにも限定されない。以下に、他の形態の中空部について例示する。

図８に示す心棒（32）の中空部（60）は、周面に凹凸を有するボルト挿通孔である。このような形状の中空部（60）は、孔径が小さくなる変形過程において凹部の深さが浅くなる変形が加わる。

図９Ａおよび図９Ｂに示したマンドレル（71）は、心棒（32）の先端側に外周面に螺旋状のネジ溝が形成されたボルト部（34）が一体に設けられ、ナット（37）のネジ孔（38）をボルト部（34）に螺合させ、ナット（37）のフランジ（37a）でマンドレルリング（35）の抜け落ちを防止する構造である。この構造のマンドレル（71）は心棒（32）にボルト挿通孔（55）が無いので、別途中空部を設ける必要がある。図示例のマンドレル（71）では、心棒（32）の下流側端面のボルト部（34）を囲む位置に開口し、軸線方向に沿って延びる複数の中空部（70）を設けている。複数の中空部（70）が周方向に等間隔で設けられ、マンドレルリング（35）に対する締め付け力を周方向で均等に緩和できるようになされている。また、この組み立て構造のマンドレル（71）では、ボルト部（34）の下流側端面に開口してボルト部（34）と心棒（32）を貫く中空部を設けることもできる。

また、上記の中空部においても、押出時のダイス温度（Ｔ_２）における中空部の孔径は心棒外径（Ａ_Ｔ２）の８０％以下が好ましく、特に５０％以下が好ましい。

中空部の軸線方向の長さ（Ｍ_Ｔ１）も限定されない。しかし、マンドレルリング（35）の応力負荷が軽減される領域は中空部が形成されている部分であるから、軸線方向の全域でマンドレルリング（35）に対する締め付け力を緩和して応力負荷軽減効果を得るには、中空部）上流側端部が心棒（32）の上流側端部である位置基準面（33）に達していることが好ましい。また、常温（Ｔ_１）時の中空部の長さ（Ｍ_Ｔ１）がマンドレルリング（35）の長さ（ｍ_Ｔ１）と同一またはそれ以上となるよう設定することが好ましく、Ｍ_Ｔ１≧ｍ_Ｔ１の関係を満足するよう設定することが好ましい。また、図３、図５Ａ、図５Ｂに示したマンドレル（30）においては、マンドレルリング（35）の軸線方向の固定を確実なものとするために、常温（Ｔ_１）時において、心棒（32）の長さ（符号なし）をマンドレルリング（35）の長さ（ｍ_Ｔ１）よりも短くしているので、中空部（ボルト挿通孔（55））の長さ（Ｍ_Ｔ１）≧マンドレルリング（35）の長さ（ｍ_Ｔ１）の関係を満足するように設定すると、中空部（ボルト挿通孔（55））の上流側端部はマンドレルリング（35）の位置基準面（33）よりも上流側になり、台座（31）にまで切り込んだ孔となる。

本発明の押出ダイスは、閉じられた中空部を有する中空材の押出のみならず、中空部の一部が開口した半中空材の押出にも適用することができる。

また、本発明の押出ダイスを用いて成形する材料は金属である限り何ら限定されず、アルミニウム、銅、鉄およびこれらの合金を例示できる。

本発明の押出ダイスは、中空部または半中空部を有する各種押出材の製造に利用できる。

１…押出材
10…ポートホールダイス
11…雌型
20…雄型（押出ダイス）
21…ダイス基盤
30、71…マンドレル
31…台座
32…心棒
34…ボルト部
35…マンドレルリング
37…ナット
51…ボルト
52…雄ねじ部
53…頭部
56…雌ねじ部
55…ボルト挿通孔（中空部）
60、70…中空部
Ｓ_１…隙間
Ｄ_Ｔ１、Ｄ_Ｔ２…ボルト挿通孔（中空部）の孔径
Ｅ_Ｔ１、Ｅ_Ｔ２…雄ねじ部の外径
Ａ_Ｔ１、Ａ_Ｔ２…心棒外径
Ｍ_Ｔ１…中空部の軸線方向の長さ
ｍ_Ｔ１…マンドレルリングの軸線方向の長さ

Claims (7)

1. 押出材の内面を成形するマンドレルが、心棒と、該心棒に外嵌めされるマンドレルリングとを有し、
   前記マンドレルリングは、心棒よりも熱膨張係数の小さい材料で構成され、
   前記心棒の外周面およびマンドレルリングの内周面が、マンドレルリングを心棒に外嵌めした状態において、常温時に両者間に隙間があり、押出時のダイス温度時に、マンドレルの軸線方向の少なくとも一部においてその隙間が無くなって両者が接触するように設定され、
   前記心棒に、軸線方向に沿って少なくとも１つの中空部が設けられていることを特徴とする押出ダイス。
2. 前記中空部が心棒に設けられたボルト挿通孔であり、このボルト挿通孔の孔底に雌ねじ部が設けられ、前記ボルト挿通孔に挿入したボルトを雌ねじ部に螺合させることによってマンドレルリングが軸線方向に拘束されるものとなされている請求項１に記載の押出ダイス。
3. 押出時のダイス温度において、前記ボルト挿通孔の孔径（Ｄ_Ｔ２）とボルトの外径（Ｅ_Ｔ２）とがＤ_Ｔ２＞Ｅ_Ｔ２の関係を満たす請求項２に記載の押出ダイス。
4. 前記心棒の先端に心棒よりも径小のボルト部が一体に設けられ、このボルト部にナットを螺合させることによってマンドレルリングが軸線方向に拘束されるものとなされている請求項１に記載の押出ダイス。
5. 押出時のダイス温度において、前記中空部の孔径が心棒外径の８０％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の押出ダイス。
6. 常温時において、前記中空部の軸線方向の長さ（Ｍ_Ｔ１）とマンドレルリングの軸線方向の長さ（ｍ_Ｔ１）とがＭ_Ｔ１≧ｍ_Ｔ１の関係を満たす請求項１〜５のいずれかに記載の押出ダイス。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の押出ダイスを用い、心棒とマンドレルリングとの間の軸線方向の少なくとも一部において隙間が無くなる温度で押出を行うことを特徴とする押出方法。

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