JP2012020314A - 押出ダイス - Google Patents

Abstract

【課題】中空形材等の押出材に圧着模様が発生するのを防止できる押出ダイスを提供する。
【解決手段】押出ダイス１は、押出材８を成形する成形孔３と、ウエルドチャンバ51と、複数のメタルホール55と、複数のブリッジ53とを有する。ブリッジ53の下流側端部の少なくとも一部の両側面53a、53aがそれぞれ押出方向Ｅに対して内側に傾斜した傾斜面に形成されている。さらに、ブリッジ53の下流側端面53bが、両側面53a、53aを滑らかに繋いだ断面円弧状の凸面に形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、中空形材や半中空形材等の押出材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス、及び押出材の製造方法に関する。

なお本明細書において、上流及び下流とは、それぞれ押出方向に対し上流及び下流を意味している。

押出材として例えば中空形材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイスは、特開２００１−７１０２５号公報（特許文献１）、特開２００２−１４２２号公報（特許文献２）、特開２０１０−８２６３９号公報（特許文献３）等に開示されているように、中空形材を成形する成形孔と、成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側からウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し且つ周方向に間隔をおいて設けられた複数のメタルホールと、周方向に互いに隣り合う２つのメタルホール間に配置された複数のブリッジとを有している。

この押出ダイスを用いた押出加工では、押出材料は各メタルホールから導入されてウエルドチャンバ内で合流及び溶着（圧着）されて成形孔を通過する。これにより、所定の断面形状の中空形材が得られる。

従来の押出ダイスでは、図１０に示すように、ブリッジ１５３の下流側端部の両側面１５３ａ、１５３ａはそれぞれ押出方向Ｅに対して内側に傾斜した傾斜面に形成されており、更に、ブリッジ１５３の下流側端面１５３ｂは押出方向Ｅに対して垂直な平坦面に形成されていた。

特開２００１−７１０２５号公報 特開２００２−１４２２号公報 特開２０１０−８２６３９号公報

しかるに、このような形状のブリッジ１５３では、その下流側端面１５３ｂが押出方向Ｅに対して垂直な平坦面に形成されていたため、下流側端面１５３ｂの下流側近傍にデッドメタル部Ｄが形成されてしまい、その結果、得られる中空形材に溶着模様（圧着模様）が発生するという欠点があった。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、中空形材や半中空形材等の押出材に溶着模様が発生するのを防止できる押出ダイス、及び押出ダイスを用いた押出材の製造方法を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 押出材を成形する成形孔と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し且つ周方向に間隔をおいて設けられた複数のメタルホールと、周方向に互いに隣り合う２つの前記メタルホール間に設けられた複数のブリッジとを有する押出ダイスであって、
前記ブリッジの下流側端部の少なくとも一部の両側面がそれぞれ押出方向に対し内側に傾斜した傾斜面に形成されるとともに、
前記ブリッジの下流側端面が、前記両側面を滑らかに繋いだ断面円弧状の凸面に形成されていることを特徴とする押出ダイス。

［２］ 前記ブリッジの下流側端部の全ての両側面がそれぞれ押出方向に対し内側に傾斜した傾斜面に形成されている前項１記載の押出ダイス。

［３］ 前記押出材は、半中空形材であり、
押出ダイスは、更に、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部とを有し、
前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられている請求項１又は２記載の押出ダイス。

［４］ ダイス本体と、前記ダイス本体の上流側に設けられたホールプレートとを備えており、
前記ダイス本体は、前記成形孔と前記トング部成形部と前記トング開口部成形部とを有し、
前記ホールプレートは、前記メタルホールと前記ブリッジと前記ダミー成形部とを有している前項３記載の押出ダイス。

［５］ 前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている前項３又は４記載の押出ダイス。

［６］ 前記ダミー成形部の下流側端面は、前記トング部成形部の上流側端面よりも面積が小さく設定されている前項３〜５のいずれかに記載の押出ダイス。

［７］ 上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、前記ダミー成形部の輪郭線が、前記トング部成形部の輪郭線よりも径方向内側に配置されている前項３〜６のいずれかに記載の押出ダイス。

［８］ 前項１〜７のいずれかに記載の押出ダイスを用いて押出材を押出加工により製造することを特徴とする押出材の製造方法。

本発明は以下の効果を奏する。

前項［１］の押出ダイスによれば、ブリッジの下流側端部の少なくとも一部の両側面がそれぞれ押出方向に対して内側に傾斜した傾斜面に形成されているので、各メタルホールを流れる押出材料がウエルドチャンバ内へスムーズに流入して合流する。さらに、ブリッジの下流側端面が両側面を滑らかに繋いだ断面円弧状の凸面に形成されているから、ウエルドチャンバ内での押出材料の合流の際にブリッジの下流側端面の下流側近傍にデッドメタル部が殆ど形成されない。これにより、得られる押出材に溶着模様（圧着模様）が発生するのを防止することができる。

ここで、ブリッジの下流側端面が押出方向に対して垂直な平坦面にならないようにする他の方法として、ブリッジの下流側端部を断面く字状に押出方向に鋭く尖らせて形成する方法も考えられる。しかし、この方法では、ブリッジの尖った下流側端縁の位置がブリッジの厚さ方向の丁度中間位置になるようにブリッジの下流側端部を加工するのが非常に困難であり、ブリッジの尖った下流側端縁の位置がずれて加工され易い。もしブリッジの尖った下流側端縁の位置がずれて加工された場合には、押出材料の流れ（メタルフロー）が変化し、得られる押出材の形状、品質等に悪影響を及ぼすという問題を引き起こす。さらに、ブリッジの尖った下流側端縁が破損や摩耗し易いという欠点もある。これに対して、前項［１］の押出ダイスでは、ブリッジの下流側端面が両側面を滑らかに繋いだ断面円弧状の凸面に形成されているから、そのような不具合はないという利点がある。すなわち、ブリッジの下流側端面が断面円弧状の凸面に形成されている場合においては、ブリッジの下流側端面の最下流側位置がブリッジの厚さ方向の丁度中間位置になるように、ブリッジの下流側端面を加工し易いし、さらに、もしブリッジの下流側端面の最下流側位置がブリッジの厚さ方向の丁度中間位置に対してずれて加工された場合であっても、押出材料の流れはあまり変化せず、得られる押出材の形状、品質等に悪影響を殆ど及ぼさない。さらに、ブリッジの下流側端面において破損や摩耗も生じにくいという利点がある。

前記［２］の押出ダイスでは、ブリッジの下流側端部の全ての両側面がそれぞれ押出方向に対して内側に傾斜した傾斜面に形成されているので、前項［１］の効果を強く奏し得る。

前項［３］の押出ダイスは、押出材として半中空形材を製造する際に用いられるものであって、ウエルドチャンバ内にトング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられているため、押出加工時に、押出材料がダミー成形部の外周側に流動することにより、押出材料がトング部成形部の主要部に圧接せず、トング部成形部に加わる押出荷重が軽減される。このため、押出荷重によりトング開口部成形部が破損する可能性を低く抑えることができ、その結果、押出ダイスの耐久性を向上させることができる。

前項［４］の押出ダイスでは、製品形状を決定するベアリング部がダイス本体側に集約されているので、互いに組み合わされる雄型（ホールプレート）及び雌型（ポートプレート）から構成されるポートホールダイス等のホローダイスに比べて、内周側及び外周側ベアリング面間の位置調節等、各ベアリング部の寸法精度や形状の管理を精度良く簡単に行うことができ、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。

前項［５］の押出ダイスでは、押出荷重によってもし仮に押出ダイス（ホールプレート）に撓みが発生して、ダミー成形部が変位したとしても、その変位による悪影響がトング部成形部に及ぶようなことがなく、その結果、押出ダイスの耐久性をより一層向上させることができる。

前項［６］及び［７］の押出ダイスでは、所望するメタルフローを形成することができ、安定した押出加工を行えて、高品質の半中空形材をより確実に製造することができる。

前項［８］の押出材の製造方法によれば、押出材に溶着模様が発生するのを防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る押出ダイスを具備した押出加工装置を、押出材としての半中空形材を製造している途中の状態で示す断面図である。 図２は、同押出ダイスの断面図である。 図３は、同押出ダイスのダミー成形部周辺を拡大した断面図である。 図４は、同押出ダイスの一部切欠き分解斜視図である。 図５は、同押出ダイスを上流側から見た正面図である。 図６は、同押出ダイスのダイス本体を上流側から見た正面図である。 図７は、同押出ダイスのホールプレートを下流側から見た背面図である。 図８は、図７中のＸ−Ｘ線断面図である、 図９は、同押出ダイスを具備した押出加工装置を用いて製造される押出材としての半中空形材の断面図である。 図１０は、従来の押出ダイスのブリッジの、図８に対応する断面図である。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１において、１は本発明の一実施形態に係る押出ダイス、１０は押出ダイス１を具備した押出加工装置である。同図に示すように、この押出加工装置（半中空形材の製造装置）１０は、直接押出加工方式のものであり、本実施形態の押出ダイス１を始め、その他に、コンテナ１１、ステム１２等を具備するものである。

この押出加工装置１０において製造される押出材８は、図９に示すように半中空形材である。以下では、押出材８を半中空形材８という。

半中空形材８は、リップ溝型（リップチャンネル状）の形状を有しており、トング比が高い略Ｃ字状の断面形状に形成されている。

この半中空形材８の材質は、金属であり、本実施形態ではアルミニウム（その合金を含む。以下同じ）である。

この半中空形材８は、その内側に設けられ、かつ長さ方向（押出方向Ｅ）に延びるトング部（ボイド部）８２と、周壁に設けられ、かつ長さ方向に延びるスリット状のトング開口部（周壁開口部）８３とを備え、トング開口部８３を介してトング部８２が外部に開放されている。

図１〜４に示すように、本実施形態の押出ダイス１は、押出方向Ｅに対し下流側に配置されるダイス本体２と、上流側に配置されるホールプレート５とに分割されている。なお後に詳述するように、ホールプレート５は、ベアリング部を備えず、ダイス（雄型）として機能するものではないが、便宜上、ダイス本体２を雌型、ホールプレート５を雄型と称する場合もある。ダイス本体２及びホールプレート５は、例えば、ＳＫＤ６１、ＳＫＤ１１等のダイス鋼、又はセラミック製である。

押出ダイス１のダイス本体２は、図４及び６に示すように、その中央部に半中空形材８を成形する成形孔３が押出方向Ｅに貫通して設けられている。成形孔３の断面形状は、製造される半中空形材８の断面形状に対応した形状の略Ｃ字状に形成されている。

なお本実施形態において、ダイス本体２は、図２及び３に示すように、成形孔３を構成する内周側ベアリング面３１及び外周側ベアリング面３２等の全てのベアリング部がダイス本体２に形成されるものであり、ソリッドダイスとして捉えることもできる。なお、内周側ベアリング面３１は半中空形材８の内周面を成形するものであり、外周側ベアリング面３２は半中空形材８の外周面を成形するものである。

ダイス本体２の成形孔３の径方向内側には、半中空形材８のトング部８２を成形するトング部成形部２２が配置されるとともに、このトング部成形部２２が、半中空形材８のトング開口部８３を成形するトング開口部成形部２３にてダイス本体２の外周部２１と一体に繋がっている。従って、トング部成形部２２は、ダイス本体外周部２１に片持ち支持部としてのトング開口部成形部２３を介して片持ち状に支持されている。なおトング開口部成形部２３は、トング部成形部２２の基端くびれ部として捉えることもできる。

トング部成形部２２の上流側端面（正面）は、軸心方向（押出方向Ｅ）に対し直交する平坦面に形成されている。このトング部成形部２２の断面形状（正面形状）は、半中空形材８のトング部８２の断面形状に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状（四角形状）に形成されている。

また、図２に示すように、ダイス本体２の上流側端面（正面）における外周縁部には、上流側に突出する嵌合凸縁部２９が周方向（軸心回りの方向）に連続して形成されている。

一方、ホールプレート５は、下流側（背面側）の内部に成形孔３に対応して設けられたウエルドチャンバ５１を有し、このウエルドチャンバ５１が下流側に開放されている。したがって、ウエルドチャンバ５１は成形孔３の下流側に成形孔３と連通して配置されている。さらにホールプレート５には、上流側端部がホールプレート５の上流側端面（正面）に開口し、下流側端部が上記ウエルドチャンバ５１に開口する複数のメタルホール５５が形成されている。これにより、メタルホール５５は、ホールプレート５の上流側からウエルドチャンバ５１にかけて押出方向Ｅに沿って貫通している。メタルホール５５の断面形状（正面視形状）は、略１／４円形に形成されており、このメタルホール５５が周方向に等間隔おきに４つ形成されている。

図４、５及び７に示すように、４つのメタルホール５５の各間の領域は、ブリッジ５３…として構成されており、周方向に互いに隣り合う２つのメタルホール５５、５５がブリッジ５３によって仕切られている。すなわち、周方向に互いに隣り合う２つのメタルホール５５、５５間にブリッジ５３が配置されている。ブリッジ５３の個数は、メタルホール５５の個数と同じく４つである。

ホールプレート５における４つのメタルホール５５によって囲まれた部分は、押出ダイス１の軸心に沿って配置される軸心部５０として構成されている。各ブリッジ５３は、軸心部５０から径方向外向きに放射状に延びるとともに、ホールプレート５の環状外周部５ａに一体に繋がっている。これらのブリッジ５３はその断面形状が互いに同一に形成されている。

図７及び８に示すように、ブリッジ５３の下流側端部の全ての両側面５３ａ、５３ａは、それぞれ、押出方向Ｅに対してブリッジ５３の内側に傾斜角θで傾斜した傾斜面に形成されている。これにより、ブリッジ５３の下流側端部の肉厚が押出方向（即ち押出下流方向）Ｅに漸次小さくなっている。すなわち、両側面５３ａ、５３ａは、それぞれ、ブリッジ５３の下流側端部の肉厚が押出方向（即ち押出下流方向）Ｅに漸次小さくなるように傾斜している。

さらに、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂは、傾斜した両側面５３ａ、５３ａを滑らかに繋いだ曲率半径Ｒの断面円弧状の凸面（いわゆるＲ面）に形成されている。すなわち、一方の側面５３ａと下流側端面５３ｂとは互いに滑らかに連なっており、また同じく他方の側面５３ａと下流側端面５３ｂとは互いに滑らかに連なっている。凸面は、押出方向Ｅに突出しており、更に、凸面は、ブリッジ５３が軸心部５０からホールプレート５の外周部５ａに向かって延びる方向に沿って連続して形成されている。Ｒ及びθの望ましい範囲は後述する。

図２及び３に示すように、ホールプレート５の軸心部５０における下流側端部には、下流側方向に向けて突出する突出部６１が一体に形成されるとともに、この突出部６１の先端（下流側端部）が、背面視状態において矩形状のダミー成形部６として形成されている（図７参照）。このダミー成形部６は、トング部成形部２２とは別体に形成されており、またダイス本体２のトング部成形部２２に位置的に対応しており、ウエルドチャンバ５１内にトング部成形部２２の上流側にて該トング部成形部２２に対向した状態に配置されるとともに、後に詳述するように、トング部成形部２２に対し略相似形に形成されている。

ここで、このダミー成形部６を備えた本実施形態のホールプレート５と、周知のポートホールダイス（ホローダイス）のホールプレートとを比較した場合、本実施形態のダミー成形部６は、周知のホールプレートにおける雄型ダイス（マンドレル）と同じ位置に配置されるものではあるが、半中空形材８の製品形状を決定するベアリング部（内周側ベアリング面）を有するものではない。つまり、このダミー成形部６は、雄型ダイスの位置に配置されるものの、雄型ダイスとして機能することはないため、雄型ダイスのダミーとして捉えることができる。

なお本実施形態のダミー成形部６は、後に詳述するように、押出加工時において、主として、押出材料８１の流れ（メタルフロー）を制御して、トング部成形部２２に加わる押出荷重（圧力）を調整するものであり、流動制御部や圧力制御部と称するようにしても良い。

ダミー成形部６の下流側端面（先端面、背面）は、軸心方向（押出方向Ｅ）に対し直交する平坦面に形成されている。さらにこのダミー成形部６の断面形状（背面形状）は、ダイス本体２のトング部成形部２２の断面形状（正面形状）に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状（四角形状）に形成されている。

さらにこのダミー成形部６は、図５に示すように正面視状態において、トング部成形部２２に対し一回り小さく形成されている（図３参照）。具体的には、正面視または背面視の状態において、トング部成形部２２の上流側端面（正面）の面積に対し、ダミー成形部６の下流側端面（背面）の面積の割合（百分率）、換言すれば、ダミー成形部６の背面によりトング部成形部２２の正面が隠蔽される割合（隠蔽率）が、６０〜９７％に設定するのが良く、より好ましくは７５〜９５％に設定するのが良い。すなわちこのダミー成形部６によるトング部成形部２２の隠蔽率が、小さ過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるトング部成形部２２への押出荷重を十分に軽減させることができず、押出荷重によりトング開口部成形部２３が破損する可能性が高くなり、耐久性の低下を来すおそれがある。逆にダミー成形部６による隠蔽率が、大き過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるメタルフローを適切に制御することが困難になり、安定した押出加工を行うことが困難になるおそれがある。

もっとも本発明においては、トング部成形部２２の圧力軽減効果のみを重要視する場合には、ダミー成形部６によるトング部成形部２２の隠蔽率を１００％以上に、つまりダミー成形部６の背面形状を、トング部成形部２２の正面形状よりも大きく形成するようにしても良い。さらに隠蔽率を１０５％以上にすれば、圧力軽減効果は、より一層高くなる。

ここで図６に示すように、本実施形態において、トング部成形部２２とトング開口部成形部２３との境界線は、成形孔３の内周側ベアリング面３１の両端部を結ぶ仮想の直線Ｌによって構成されている。従ってこの仮想の直線Ｌと、内周側ベアリング面３１とによって、トング部成形部２２の輪郭線（外周形状）が特定されるとともに、その輪郭線によって囲まれる領域がトング部成形部２２の領域となり、この領域の面積がトング部成形部２２の正面の面積と等しくなる。

さらに図６に示すように、トング長さ（仮想直線Ｌの長さ）としてのトング開口部成形部２３の幅寸法を「Ｗ」、トング部成形部２２の正面面積を「Ｓｔ」としたとき、トング比Ｔは、（トング部成形部正面面積Ｓｔ）／（トング開口部成形部２３の幅寸法Ｗ）で求められる。そして本発明は、トング比Ｔが４以上（Ｔ≧４）の高トング比の押出ダイス１に好適に採用することができる。

また本実施形態において、ダミー成形部６における背面の輪郭線は、トング部成形部２２における正面の輪郭線よりも径方向内側に配置されている。さらに、ダミー成形部６における背面の輪郭線と、トング部成形部２２における正面の輪郭線との間隔は、全周にわたって略一定の距離に設定されて、ダミー成形部６の背面形状（外周形状）は、トング部成形部２２の正面形状（外周形状）に対し略相似形に形成されている。具体的には、正面視状態において、ダミー成形部６の外周形状は、トング部成形部２２の輪郭線（成形孔３の内周側ベアリング面３１）を基点列としたとき、その基点列の各基点を中心とする各等距離円の集合体における内側の輪郭線によって構成される形状となる。つまりダミー成形部６の外周形状は、トング部成形部２２の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状となっている。

さらにダミー成形部６の背面（下流側端面）と、トング部成形部２２の正面（上流側端面）とは略平行に配置されている。

またホールプレート５の下流側端面（背面）における外周縁部には、上記ダイス本体２の嵌合凸縁部２９に対応して、嵌合凹段部５９が周方向に連続して形成されている。

そしてこの構成のホールプレート５の嵌合凹段部５９内に、上記ダイス本体２の嵌合凸縁部２９が嵌合されるようにして、ダイス本体２とホールプレート５とが組み合わされて、本実施形態の押出ダイス１が製作される。

図３に示すように、こうして組み立てられた本実施形態の押出ダイス１においては、ダミー成形部６の背面と、トング部成形部２２の正面との間には隙間２０が形成されている。この隙間２０の幅寸法Ｓ２の下限値は、０．１ｍｍに設定するのが好ましく、隙間２０の幅寸法Ｓ２の上限値は、成形孔３の幅寸法（ベアリング幅）Ｓ１と同等に設定するのがより好ましい。つまり０．１ｍｍ≦「Ｓ２」≦「Ｓ１」の関係が成立するように構成するのが良い。

ここで、隙間２０の幅寸法Ｓ２が小さ過ぎる場合には、押出加工時にホールプレート５に加わる押出荷重によって、ホールプレート５が下流側へ撓んだ際に、ホールプレート５のダミー成形部６が、ダイス本体２のトング部成形部２２に圧接し、トング部成形部２２に大きな荷重が加わって、その荷重によってトング開口部成形部２３が破損する可能性が高くなるおそれがある。逆に幅寸法Ｓ２が大き過ぎる場合、つまり幅寸法Ｓ２が成形孔３の幅寸法Ｓ１を超える場合には、ビレットによって構成される押出材料８１が、ダミー成形部６およびトング部成形部２２間の隙間２０に浸入し易くなる。この隙間２０に押出材料８１が浸入して押出材料８１をかみ込んでしまうと、押出荷重によってホールプレート５が下流側へ撓んだ際に、ダミー成形部６が押出材料８１を介してトング部成形部２２を押圧し、トング部成形部２２が撓んでトング開口部成形部２３が破損する可能性が高くなるおそれがある。

また本実施形態の押出ダイス１においては、ダミー成形部６とトング部成形部２２とは、ボルトやねじ等で機械的に連結固定されることはなく、ダミー成形部６とトング部成形部２２とは、非連結状態ないし非固定状態、つまり互いに連係されることのないフリーな状態となっている。

図１に示すように、本実施形態の押出ダイス１が、押出加工装置１０におけるコンテナ１１の下流側にダイスホルダー（図示省略）を介して保持されている。

そしてこの押出加工装置１０を用いた押出加工（半中空形材の製造方法）は、周知の押出加工方法と同様である。すなわち押出加工装置１０のコンテナ１１内に装填された押出材料（成形材料）８１としてのアルミニウムビレットをステム１２でダミーブロック１３を介して押出方向Ｅに押す。すると、押出材料８１が各ブリッジ５３によって各メタルホール５５に分流されて各メタルホール５５から導入される。そして、押出材料が８１ウエルドチャンバ５１内で合流及び溶着（圧着）されて成形孔３を通過する。これにより、押出材料８１が成形加工されて成形孔３に対応した断面形状の図９に示す半中空形材８が製造される。

本実施形態の押出加工装置１０によれば、押出ダイス１のブリッジ５３の下流側端部の両側面５３ａ、５３ａがそれぞれ押出方向に対して内側に傾斜角θで傾斜した傾斜面に形成されているので、各メタルホール５５を流れる押出材料８１がウエルドチャンバ５１内へスムーズに流入して合流する。さらに、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂは両側面５３ａ、５３ａを滑らかに繋いだ曲率半径Ｒの断面円弧状の凸面に形成されているから、ウエルドチャンバ５１内での押出材料８１の合流の際にブリッジ５３の下流側端面５３ｂの下流側近傍にデッドメタル部が殆ど形成されない。これにより、半中空形材８にウエルドライン等の溶着模様（圧着模様）が発生するのを防止することができて、表面状態が良好な半中空形材８を得ることができる。

この押出ダイス１において、ブリッジ５３の押出方向上流側の厚さをＢとするとき、Ｒは０．０５×Ｂ〜０．２×Ｂの範囲に設定されるのが望ましい。なお、Ｂは一般に３〜６０ｍｍの範囲に設定される。また、θは１５〜４０°の範囲に設定されるのが望ましい。Ｒ及びθがこのように設定されることにより、半中空形材８に溶着模様が発生するのを確実に防止することができる。

なお本実施形態では、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂに形成される凸面は、詳述すると断面真円弧状である。しかるに本発明では、この凸面は、断面真円弧状であることに限定されず、両側面５３ａ、５３ａを互いに滑らかに繋いだ断面円弧状であれば良い。

ここで、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂが押出方向Ｅに対して垂直な平坦面にならないようにする他の方法として、ブリッジ５３の下流側端部を断面く字状に押出方向Ｅに鋭く尖らせて形成する方法が考えられる。しかし、この方法では、ブリッジ５３の尖った下流側端縁の位置がブリッジ５３の厚さ方向の丁度中間位置になるように、ブリッジ５３の下流側端部を加工するのが非常に困難であり、ブリッジ５３の尖った下流側端縁の位置がずれて加工され易い。もしブリッジ５３の尖った下流側端縁の位置がずれて加工された場合には、押出材料８１の流れ（メタルフロー）が変化し、得られる半中空形材８の形状、品質等に悪影響を及ぼすという問題を引き起こす。さらに、ブリッジ５３の尖った下流側端縁が破損や摩耗し易いという欠点もある。これに対して、本実施形態の押出ダイス１では、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂが両側面５３ａ、５３ａを滑らかに繋いだ断面円弧状の凸面に形成されるから、そのような不具合はないという利点がある。すなわち、本実施形態の押出ダイス１のように、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂが断面円弧状の凸面に形成されている場合においては、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂの最下流側位置がブリッジ５３の厚さ方向の丁度中間位置になるように、ブリッジ５３の下流側端面５３ｂを加工し易いし、さらに、もしブリッジ５３の下流側端面５３ｂの最下流側位置がブリッジ５３の厚さ方向の丁度中間位置に対してずれて加工された場合であっても、押出材料８１の流れはあまり変化せず、得られる半中空形材８の形状、品質等に悪影響を殆ど及ぼさない。さらに、ブリッジ５３の下流側端面５３において破損や摩耗も生じにくいという利点がある。

特に、本実施形態の押出ダイス１では、ブリッジ５３の下流側端部の全ての両側面５３ａ、５３ａがそれぞれ傾斜しているので、上述した効果を強く奏し得る。

さらに、本実施形態の押出加工装置１０によれば、押出ダイス１のダイス本体２におけるトング部成形部２２の上流側にトング部成形部２２に対応してダミー成形部６を配置しているため、押出加工時に、押出材料８１がダミー成形部６の外周側を流動することにより、押出材料８１がトング部成形部２２の中心部（主要部）に圧接することがなく、トング部成形部２２に加わる押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部２３が破損する可能性を低く抑えることができ、もって押出ダイス１の耐久性を向上させることができる。

また本実施形態においては、ダミー成形部６をトング部成形部２２に対し離間させているため、押出荷重によって押出ダイス１のホールプレート５に撓みが発生して、ダミー成形部６が下流側に押し出されたとしても、ダミー成形部６がトング部成形部２２に圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部２２に多大な荷重が加わることがなく、この点からも、トング開口部成形部２３の破損を確実に防止でき、もって押出ダイス１の耐久性を一層向上させることができる。

その上さらに、本実施形態においては、ダミー成形部６をトング部成形部２２に対し非固定状態としているため、押出ダイス１のホールプレート５の撓みによりダミー成形部６が変位したとしても、ダミー成形部６の変位に追従してトング部成形部２２が変位するようなことがなく、ダミー成形部６の変位による悪影響がトング部成形部２２に及ぶようなことがない。従ってトング開口部成形部２３の破損をより確実に防止でき、もって押出ダイス１の耐久性をより一層確実に向上させることができる。

なお本実施形態においては、ダミー成形部６およびトング部成形部２２間の隙間２０の幅寸法Ｓ２を、成形孔３の幅寸法Ｓ１よりも狭く設定しているため、押出材料８１は優先して成形孔３を通過するようになり、ダミー成形部６およびトング部成形部２２間の隙間２０に押出材料８１が浸入するのを確実に防止することができる。このため、押出材料８１の隙間２０への浸入による不具合、例えば隙間２０に押出材料８１がかみ込むことによって、ホールプレート５の撓みによる悪影響がトング部成形部２２に及ぶのを確実に防止でき、もって押出ダイス１の耐久性をより一層確実に向上させることができる。

また本実施形態においては、内周側ベアリング面３１や外周側ベアリング面３２等、製品形状を決定するベアリング部をダイス本体２側にのみ形成しているため、一般的なホローダイスのように、内周側ベアリング面と外周側ベアリング面とが、雄型（ホールプレート）と雌型（ポートプレート）とに分散して形成されるもの（例：ポートホールダイス）と比較して、寸法精度に優れた半中空形材８を製造することができる。

すなわち、ベアリング部が雄型および雌型に分散して形成されていると、ベアリング部の寸法精度や形状の維持・管理、例えば内周側および外周側ベアリング面間の位置関係の調整（ベアリング幅の調整）等が面倒となり、高い寸法精度を維持できず、高品質の半中空形材を製造することが困難になるおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、ベアリング面３１、３２をダイス本体２側に集約させているため、ベアリング面３１、３２間の位置調整等の各ベアリング面３１、３２の寸法精度や形状の維持・管理を精度良く簡単に行うことができ、高い寸法精度を維持できて、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。

また本実施形態においては、ダミー成形部６の外周形状をトング部成形部２２の外周形状よりも一回り小さく形成しているため、ダミー成形部６の外周面近傍を流動する押出材料８１は、トング部成形部２２の外周部に圧接しその外周部にガイドされて、径方向外側（外径方向）への流れとなって、成形孔３に流入される。その一方、ウエルドチャンバ５１の周壁面近傍を流動する押出材料８１は、ダイス本体２の外周部２１に圧接しその外周部２１にガイドされて、径方向内側（内径方向）への流れとなって、成形孔３に流入される。このように押出材料８１が、内径方向および外径方向の両側から成形孔３に流入されるという所望の理想的な押出材料８１の流れ（メタルフロー）を形成することができ、安定した押出加工をスムーズに行えて、高品質の半中空形材製品をより一層確実に製造することができる。

特に本実施形態においては、ダミー成形部６の外周形状は、トング部成形部２２の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状としているため、周方向全域において、押出材料８１が径方向内側から外側へとスムーズに流動して成形孔３に流入させることができ、上記理想的なメタルフローをより確実に実現させることができ、より一層高品質の半中空形材製品をより確実に製造することができる。

以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。

また、本発明では、上記実施形態の押出ダイス１のように、ブリッジ５３の下流側端部の全ての両側面５３ａ、５３ａがそれぞれ傾斜していることが、上述した効果を強く奏し得る点で望ましい。しかるに本発明は、ブリッジ５３の下流側端部の一部の両側面５３ａ、５３ａだけがそれぞれ傾斜していることを排除するものではない。すなわち、本発明では、ブリッジ５３の下流側端部の少なくとも一部の両側面５３ａ、５３ａがそれぞれ傾斜していれば良い。

また上記実施形態では、ウエルドチャンバ５１はホールプレート５に設けられているが、本発明では、その他に、ウエルドチャンバ５１はダイス本体２に設けられていても良いし、ダイス本体２とホールプレート５とに跨がって設けられていても良い。すなわち、本発明では、ウエルドチャンバ５１は、ダイス本体２とホールプレート５のうち少なくとも一方に設けられていれば良い。

また上記実施形態では、半中空形材８の材質はアルミニウムであるが、本発明では、その他に、アルミニウム以外の金属であっても良い。

さらに本発明では、ホールプレート５のメタルホール５５やブリッジ５３の数は、上記実施形態のものだけに限定されるものではない。

また上記実施形態では、ダミー成形部６とトング部成形部２２とが離間された状態に配置されていることが上述した理由により望ましいが、しかしながら本発明は、その他に、ダミー成形部がトング部成形部に対し非固定状態であり且つダミー成形部６の下流側端面とトング部成形部２２の上流側端面とが接触した状態に配置されていることを排除するものではない。さらに本発明は、ダイス本体２から分離されたトング部成形部２２がダミー成形部６に一体形成された押出ダイスやポートホールダイスを排除するものではない。

さらに本発明では、押出ダイス１を用いた押出加工により得られる押出材８は、半中空形材の他に、中空形材等であっても良い。

本発明は、中空形材や半中空形材等の押出材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス、及び該押出ダイスを用いた押出材の製造方法に利用可能である。

１：押出ダイス
１０：押出加工装置
２：ダイス本体
２２：トング部成形部
２３：トング開口部成形部
３：成形孔
５：ホールプレート
５０：軸心部
５１：ウエルドチャンバ
５３：ブリッジ
５３ａ：ブリッジの下流側端部の側面
５３ｂ：ブリッジの下流側端面
５５：メタルホール
６：ダミー成形部
８：半中空形材
８１：押出材料
８２：トング部
８３：トング開口部

Claims (8)

1. 押出材を成形する成形孔と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し且つ周方向に間隔をおいて設けられた複数のメタルホールと、周方向に互いに隣り合う２つの前記メタルホール間に設けられた複数のブリッジとを有する押出ダイスであって、
   前記ブリッジの下流側端部の少なくとも一部の両側面がそれぞれ押出方向に対し内側に傾斜した傾斜面に形成されるとともに、
   前記ブリッジの下流側端面が、前記両側面を滑らかに繋いだ断面円弧状の凸面に形成されていることを特徴とする押出ダイス。
2. 前記ブリッジの下流側端部の全ての両側面がそれぞれ押出方向に対し内側に傾斜した傾斜面に形成されている請求項１記載の押出ダイス。
3. 前記押出材は、半中空形材であり、
   押出ダイスは、更に、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部とを有し、
   前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられている請求項１又は２記載の押出ダイス。
4. ダイス本体と、前記ダイス本体の上流側に設けられたホールプレートとを備えており、
   前記ダイス本体は、前記成形孔と前記トング部成形部と前記トング開口部成形部とを有し、
   前記ホールプレートは、前記メタルホールと前記ブリッジと前記ダミー成形部とを有している請求項３記載の押出ダイス。
5. 前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている請求項３又は４記載の押出ダイス。
6. 前記ダミー成形部の下流側端面は、前記トング部成形部の上流側端面よりも面積が小さく設定されている請求項３〜５のいずれかに記載の押出ダイス。
7. 上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、前記ダミー成形部の輪郭線が、前記トング部成形部の輪郭線よりも径方向内側に配置されている請求項３〜６のいずれかに記載の押出ダイス。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の押出ダイスを用いて押出材を押出加工により製造することを特徴とする押出材の製造方法。

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