JP2564069B2 - 中空材押出成形用の組合わせダイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に、例えばアルミ
ニウム製の熱交換器用多孔偏平チューブなどのように精
密で超小型の中空材の押出成形に用いられる、金属製中
空材押出成形用の組合わせダイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、第７図に示されるようなエアコ
ンに使用される熱交換器用チューブ材（１）の製造は、
従来より、各種方法にて行われているが、その中でも押
出法による製造は、耐圧性能等に優れたチューブを提供
しうる等の利点を有して注目されている。

【０００３】この押出法では、ダイス、一般的には、チ
ューブ材（１）内の中空部を成形する雄型と、チューブ
材（１）の外周部を成形する雌型との組合わせからなる
組合わせダイス、例えばポートホールダイス等が用いら
れる。

【０００４】そして、この組合わせダイスに対しては、
熱交換器チューブ（１）が、幅Ｂが例えば１０〜２０ｍ
ｍ、高さＨが例えば３〜７ｍｍというように非常に小型
精巧な多孔中空偏平型材であることなどから、ダイス強
度を高いものとすべくダイスの材質改善が種々なされて
きたことはもとよりのこととして、更に、摩耗等による
ダイス交換に起因して生じるコストを低く抑えるため、
あるいはまた、小形化したダイスの製作を容易化する等
のため、ダイス構造的にも、第８図に示されるように、
雌型（51）と組み合わされる雄型（52）を、先端部に中
空成形部（53）を有する中子（54）と、この中子（54）
を保持する保持用金型（55）とに分割構成する改良がな
されてきた。

【０００５】この分割構成タイプの雄型を採用する組合
わせダイスでは、中子（54）を保持用金型（55）に保持
せしめる手段として、各種のものが従来より提案されて
いる。同第８図（イ）に示される組合わせダイスにおけ
る雄型（52）では、平板状の中子（54）がその基端部に
その厚さ方向に突出する支承用突出部（60）（60）が設
けられたものとなされ、両支承用突出部（60）（60）
が、中子保持用金型（55）の保持孔（58）内の支承用段
部に支承されることにより、中子（54）が保持用金型
（55）に保持されるものとなされている。

【０００６】また、同第８図（ロ）に示されるダイスに
おける雄型（52）では、中子（54）がその基端部にその
幅方向に突出する支承用突出部（57）（57）が設けられ
たものとなされ、両外方突出部（57）（57）が、保持用
金型（55）の保持孔（58）内の支承用段部に支承された
ものとなされている。

【０００７】更に、同第８図（ハ）に示されるダイスに
おける雄型（52）では、中子（54）が先細りテーパー状
に形成されると共に、中子保持用金型（55）の保持孔
（58）も先細りテーパー状に形成されて、両者がテーパ
ー嵌合されたものとなされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第８図
（イ）に示される構造では、特に、中子（54）の支承用
突出部（60）（60）が中子（54）の厚さ方向に突出する
ものとなされていることにより、中子（54）の形状が立
体複雑化して、その加工が非常に難しいものとなり、加
工コストが高いものになる欠点があった。また、押出中
の応力集中作用により外方突出部（60）（60）の付け根
部分にクラックがはいる危険性があり、強度上も必ずし
も信頼性高いものは言えないものであった。

【０００９】また、第８図（ロ）に示される構造では、
中子（54）を平板材を用いて加工しうるため、加工上の
難は少ないものの、押出中の応力集中作用により、外方
突出部（57）（57）の付け根部分に容易にクラックが入
ってしまうなど、強度的信頼性がかなり低く、中子（5
4）の交換回数の増加を招く欠点があった。

【００１０】更に、第８図（ハ）のテーパー嵌合式の構
造では、保持用金型（55）に対する押出方向における中
子（54）の位置を正確に設定するため、ダイス製作上、
特に中子（54）のテーパー形状に高い精度が要求され、
ダイスの加工コスト上昇を招く等の不利があった。

【００１１】この発明は、上記のような従来の欠点を解
消し、雄型が中子と保持用金型とに分割構成されたタイ
プの組合わせダイスを前提として、該雄型、特に中子の
製作を容易に行うことができると共に、従来のような非
常に高精度の加工を不要なものとなすことができ、しか
も、強度的信頼性の向上を図ることができる中空材押出
成形用の組合わせダイスを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、中空材外周部を成形する雌型と、同中空材中空
部を成形する雄型との組み合わせからなる中空材押出用
の組合わせダイスにおいて、前記雄型が、先端部に中空
成形部を有すると共に、側面部に支承孔又は支承凹部が
設けられた中子と、該中子の支承孔又は支承凹部に、端
部外方突出状態に挿入配置される支承ピンと、押出方向
後方側に面した支承用段部を内部に有する中子保持孔が
設けられた中子保持用金型と、を備え、前記中子が、そ
の支承孔又は支承凹部に挿入配置された中子支承ピンの
外方突出端部を保持用金型保持孔の支承用段部に支承せ
しめた状態に、同金型の保持孔に挿入配置されてなるこ
とを特徴とする中空材押出成形用の組合わせダイスを要
旨する。

【００１３】この場合、中子の支承孔又は支承凹部の少
なくとも押出方向後部側の内周面が、円弧状周面に形成
されると共に、支承ピンの少なくとも押出方向後部側の
外周面も支承孔又は支承凹部の上記円弧状周面に対応す
る円弧状周面に形成されているのが好ましい。

【００１４】また、支承ピンの少なくとも外方突出端部
の押出方向前部側の外周面は平面に形成されているのが
好ましい。

【００１５】

【作用】上記構成では、中子を保持用金型に保持せしめ
るための中子に対する加工として、支承孔又は支承凹部
を加工するだけでよい。従って中子の加工・製作が容易
となる。

【００１６】また、保持用金型の保持孔段部に支承ピン
端部を支承せしめ、該ピンに中子を支承せしめた構造で
あることにより、押出方向における保持用金型と中子と
の相対的位置関係が容易に定まる。従って、特に中子に
対する精微な高精度加工が不要となる。

【００１７】更に、支承ピンにて中子を支承するもので
あるため、押出中の応力集中緩和が容易に図れる。従っ
て、クラック等の発生が大幅に抑制され得る。

【００１８】

【実施例】次に、この発明を、第７図にされるような熱
交換器用チューブ材（１）の成形に用いる組合わせダイ
スに適用した実施例を説明する。

【００１９】なお、本発明の組合わせダイスは、熱交換
器チューブ材の成形用に用途限定されるものではなく、
要は、雄型が、中子と中子保持用金型とに分割構成され
ているタイプの各種雌雄組合わせダイスに広く適用され
るものであることはいうまでもない。

【００２０】第１図及び第２図に示される組合わせダイ
ス（２）において、（３）は雌型、（４）は雄型であ
る。

【００２１】雌型（３）は、チューブ材（１）の外周部
を成形する長円偏平状の成形孔（５）を軸芯部に有する
雌型本体金型（６）と、該雌型本体金型（６）の後部に
隣接配置され、雄型（４）を通過して分断された押出材
料同士を合流溶着せしめる溶着室（７）を形成する溶着
室形成用金型（８）と、両金型（６）（８）を収容する
筒状の収容用金型（９）とからなる。なお、雌型本体金
型（６）と溶着室形成用金型（８）とは、収容用金型
（９）内において、凸条部（10）（10）と凹条部（11）
（11）との嵌合より、回転方向等において位置決め保持
されるものとなされている。

【００２２】雄型（４）において、（12）は中子、（1
3）は支承ピン、（14）は中子保持用金型、（25）は蓋
材である。

【００２３】中子（12）は、ダイス鋼製、超硬製あるい
はセラミックス製等の平板素材に加工を施すことにより
製作されたものである。即ち、その先端部には、チュー
ブ材（１）の中空部（1a）…を成形する櫛状の中空成形
部（15）が、常法、例えば放電加工により形成されてい
る。そして、その側面平面部の基端寄りの幅方向の中央
部に円形の支承孔（16）がワイヤーカット放電により貫
通形成されている。

【００２４】なお、中子（12）は、第３図（イ）に示さ
れるように、その中間部横断面四隅部を直角鋭利状に加
工したものでもよいが、同図（ロ）〜（ホ）に示される
ように、糸面加工を施したり、鈍角状に加工したり、丸
みを持たせたりしたほうが、応力集中による中子（12）
等の破損を防止しうる点において好ましい。また、同図
（ヘ）（ト）に示されるような形状に加工するようにし
てもよい。

【００２５】支承ピン（13）は、第１図及び第２図に示
されるように、中子（12）と同じ材質の円柱素材の周側
面の一側に全長にわたって、半周を越える円弧周面を残
す態様において、平面部（17）が加工されたものであ
る。その長さは中子（12）の厚さよりも長く、中子（1
2）の支承孔（16）に貫通配置された状態で、その両端
が所定長さ外方に突出するものとなされている。また、
その径は、中子（12）の支承孔（16）の径と略一致する
ものとなされ、支承ピン（13）が中子支承孔（16）内に
適合状態に挿入配置されるものとなされている。

【００２６】中子保持用金型（14）は、その軸芯部の押
出材料導通孔（19）を横断する態様にブリッジ（20）が
設けられて、該導通孔（19）が左右の材料導通孔（18）
（18）に分断された一体成形の金型である。そして、ブ
リッジ（20）には、これを押出方向に貫通する態様にお
いて、中子（12）を保持する中子保持孔（21）が設けら
れている。

【００２７】この中子保持孔（21）は、その内周横断面
形状が中子（12）の横断面形状に略一致するものに形成
され、中子（12）が略適合状態において中子保持孔（2
1）内に挿入配置されるものとなされている。

【００２８】そして、この中子保持孔（21）の幅側の内
周面中央部のそれぞれには、互いに正対する配置関係に
おいて、基端から先端側に向けて延びる所定深さのガイ
ド用溝部（22）（22）が形成され、それらの各奥底部に
平坦な支承用段部（23）（23）が形成されている。この
ガイド用溝部（22）（22）の幅は、支承ピン（13）の直
径に一致するものに形成され、支承ピン（13）が、その
両端部をガイド用溝部（22）（22）内に適合状態に突出
した状態において、保持孔（21）の内方に挿入配置され
るものとなされている。

【００２９】なお、中子保持用金型（14）のブリッジ
（20）の後端面は、同金型（14）の内方に退入され、そ
こに蓋材（25）を嵌合配置する蓋材嵌合用凹部（26）が
形成されている。また蓋材（25）の回転方向における位
置決め等のため、同嵌合凹部（26）の両端部には、前後
方向に延びる凹条（27）（27）が形成され、所定の向き
にて蓋材（25）が嵌合凹部（26）内に嵌合配置されるも
のとなされている。

【００３０】蓋材（25）は長円状の部材で、その後面側
が山状に形成され、押出材料が保持用金型（14）の両材
料導通孔（19）（19）にスムーズに分流していくように
なされている。

【００３１】雄型（４）の組立ては、まず、支承ピン
（13）を中子（12）の支承孔（16）に貫通状態に挿入配
置する。この場合、支承ピン（13）は、支承孔（16）内
において、その平面部（17）を押出方向前側に向けた状
態に配置する。そして、この中子（12）を保持用金型
（14）の後方から、保持孔（21）内に挿入していき、支
承ピン（13）の両端部（13a ）（13a ）を、その平面部
（17）において、保持孔（21）内の支承段部（23）に当
接せしめる。この当接により、中子（12）と保持用金型
（14）との前後方向における相対位置が正確に定めら
れ、中子（12）先端の成形部（15）が保持用金型（14）
の前端面から設定どおりの所定長さだけ突出して保持さ
れる。そして、蓋材（25）を中子保持用金型（14）後部
の嵌合用凹部（26）内に嵌合配置し、該蓋材（25）を同
金型（14）に溶接等により固定する。

【００３２】以上のようにして組み立てられた雄型
（４）を上記の雌型（３）と組合わせることにより、押
出用ダイス（２）に組み立てられ、中子（12）の先端成
形部（15）と雌型成形孔（５）との間にチューブ材
（１）の横断面形状に対応する成形隙間（29）が形成さ
れる。この組合わせダイス（２）を押出機に組み込み、
これに押出材料を通すことにより、ダイス前方に多孔偏
平チューブ材（１）が押出成形される。

【００３３】上記構成の押出ダイス（２）では、雄型
（４）における中子（12）が、これを保持用金型（14）
に保持せしめるため、平板素材に対して支承孔（16）を
形成しただけのものであるから、中子の製作を極めて容
易に行うことができ、そのコスト低減、ひいては、ダイ
スコスト及び押出加工コストの低減を実現することがで
きる。特に超硬、セラミックス等の超硬物質による中子
でも容易に加工・製作しうる点でその有利性が発揮され
る。

【００３４】また、従来のテーパー嵌合方式中子保持構
造の場合のような精微な高精度加工を不要なものとなす
ことができ、更に一層のコスト的有利性を発揮しうる。

【００３５】しかも、中子（12）を支承ピン（13）にて
支承する構造となされているから、強度的信頼性の向上
を容易に図ることができ、中子交換回数の大幅減少等を
実現することができる。

【００３６】殊に、支承孔（16）が円形孔に形成され、
押出中、該支承孔（16）の円弧状内周面が円柱状のピン
（13）の円弧状周面に適合状態に支承されるものとなさ
れている。このことにより、押出中に中子（16）に作用
する応力集中が大幅に緩和され、ダイス（１）の強度的
信頼性を非常に高いものにすることができる。また、中
子（12）が支承ピン（13）を中心とする若干の振り子動
作を行い得、そのため、無理無く自動調芯され、強度的
に更に信頼性の高いダイスが実現される。

【００３７】加えて、支承ピン（13）には全長にわたる
平面部（17）が形成され、この平面部（17）が保持孔
（21）の支承段部（23）に当接されるものとなされてい
ることにより、ピン（13）の両端部が安定良く支承段部
（23）（23）に支承される。

【００３８】更に、支承ピン（13）の平面部（17）を除
く円弧状周面部は、ピン（13）の半周を越えて残された
ものとなされていることにより、保持孔（21）における
支承段部（23）と、ピン（13）の平面部（17）とが完全
な平行状態において当接しなくとも、ピン（13）の両端
部円弧状周面部が保持用金型（14）のガイド用溝部（2
2）内に適合配置された状態に保持されることにより、
中子（12）は正しい支承方向において保持され、その支
承方向のずれに起因する押出中における中子（12）等の
破損も防止しうる。

【００３９】しかも、中子成形部（15）と雌型成形孔
（５）との相対位置関係の設定は、第４図（イ）（ロ）
（ハ）に示されるように、支承ピン（13）の平面部（1
7）の削り深さを変えることで行え、雌型成形孔（５）
に対する中子成形部（15）の位置設定、ないしは位置変
更を容易に行うことができる。

【００４０】第５図に示される他の実施例は、中子（1
2）の側面に、支承孔に替えて、支承凹部（30）が形成
され、この支承凹部（30）に支承ピン（31）が挿入配置
され、この支承ピン（31）にて中子（12）の支承保持を
行うようにしたものである。

【００４１】第６図に示される更に他の実施例は、中子
（12）が幅広のもので、これに複数個の支承孔（16）…
が形成され、各支承孔（16）…のそれぞれに支承ピン
（13）…が挿入配置され、これら複数個の支承ピン（1
3）…にて中子（12）を支承するようにしたものであ
る。このように、幅の広い中子（12）などに対しては特
に、支承ピンを用いた中子支承構造が、中子の加工・製
作面、強度面において、非常に有利に作用する。

【００４２】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の組合わせダイ
スは、支承ピンを用い、このピンにて、中子を保持用金
型の保持孔に支承・保持せしめたものであり、中子には
支承孔又は支承凹部を加工するだけでよいから、中子に
対する加工を容易に行うことができ、分割タイプの雄型
の製作、ひいてはダイスの製作を容易に行うことがで
き、ダイスをコスト的に有利に製作することができる。

【００４３】しかも、保持用金型の保持孔段部に支承ピ
ンを支承せしめ、該ピンに中子を支承せしめた構造であ
るから、押出方向における保持用金型と中子との適正な
相対位置関係を、中子等に高精度の精微加工を施さなく
ても、容易に設定することができ、中子ひいてはダイス
の製作コストを更に一層低減することができる。

【００４４】加えて、中子を支承ピンに支承せしめて保
持用金型に支承せしめた構造であることにより、押出中
の中子に対する応力集中の緩和を容易に図ることがで
き、強度的に信頼性の高い雄型を提供することができ
る。従って、押出途中に中子に破損を生じてその交換を
行う回数も大幅に低減することができ、安定した押出を
長期継続遂行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る組合わせダイスを示す
もので、図（イ）は水平断面図、図（ロ）は図（イ）の
Ｉ−Ｉ線断面図である。

【図２】図１の組合わせダイスを分解した状態において
示す斜視図である。

【図３】図（イ）〜（ト）は各種態様の中子の形状を示
すもので図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面図である。

【図４】図（イ）（ロ）（ハ）は支承ピンの横断面図で
ある。

【図５】他の実施例を示すもので、中子と支承ピンを分
離状態で示す断面図である。

【図６】更に他の実施例を示すもので、中子と支承ピン
を分離状態で示す斜視図である。

【図７】製造対象たるチューブ材の断面斜視図である。

【図８】図（イ）（ロ）（ハ）はそれぞれ従来の中子支
承構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…チューブ材（中空材） ２…組合わせダイス ３…雌型 ４…雄型 １２…中子 １３…支承ピン １４…中子保持用金型 １５…中空成形部 １６…支承孔 ２１…中子保持孔 ２３…支承段部 ３０…支承凹部 ３１…支承ピン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空材外周部を成形する雌型と、同中空
   材中空部を成形する雄型との組み合わせからなる中空材
   押出用の組合わせダイスにおいて、 前記雄型が、 先端部に中空成形部を有すると共に、側面部に支承孔又
   は支承凹部が設けられた中子と、 該中子の支承孔又は支承凹部に、端部外方突出状態に挿
   入配置される支承ピンと、 押出方向後方側に面した支承用段部を内部に有する中子
   保持孔が設けられた中子保持用金型と、 を備え、前記中子が、その支承孔又は支承凹部に挿入配
   置された中子支承ピンの外方突出端部を保持用金型保持
   孔の支承用段部に支承せしめた状態に、同金型の保持孔
   に挿入配置されてなることを特徴とする中空材押出成形
   用の組合わせダイス。