JP2602397B2 - 押出加工装置 - 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、アルミニウム等の金
属製の押出材の押出加工に用いられる押出加工装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウムの押出加工に用いら
れる押出加工装置は、従来より一般に、押出材料を所望
の形状の押出材に成形するダイスと、同ダイス内に押出
材料を案内する押出材料通路とが備えられている。そし
て、押出材料通路内の高温軟化状態の押出材料が押出圧
力を受けてダイスに通されることにより、所望形状の押
出材が加工される。

【０００３】このような押出加工装置として、例えば、
出願人は、先の出願（特願平４−３３９９９７号、特願
平５−１３３１８号）において、ワイヤー状ないしは棒
状の押出用素材を用いて連続押出を遂行する連続押出技
術を提案している。

【０００４】この連続押出装置は、第７図に示されるよ
うに、ヒーター（101 ）を備えた圧力容器、即ちコンテ
ナ（102 ）がダイス（103 ）の後部に配設されると共
に、コンテナ（102 ）の後部に素材押込み供給装置（10
4 ）が配設されたものである。そして、押込み装置（10
4 ）にて、常温等のワイヤー状ないしは棒状の横断面積
の小さい素材（Ｗ）をコンテナ（102 ）内の押出材料通
路（102a）に連続的にかつ強制的に押込でいくことによ
って押出圧力を確保し、この押出圧力にて、ヒーター
（101 ）にて高温軟化状態にされた圧力容器（102 ）内
の押出材料（Ｍ）をダイス（103 ）に通すことにより、
所定の形状の押出材（Ｅ）を押出加工するものとなされ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような連続押出装置では、押出材の形状等によっては、
素材押込み供給装置（104 ）のみでは押出材料通路（10
2a）内の押出材料（Ｍ）に十分な押出圧力を付与するの
が難しい場合もあり、その結果、押出の遂行が困難とな
る場合がある。

【０００６】このような押出圧力の十分な確保に関する
問題は、上記のような連続押出装置の場合に限られるも
のではなく、その他、例えばビレット押出方式の押出加
工装置におけるコンテナ内の押出材料、即ちビレット金
属への押出圧力の付与の場合等、要は、ダイスと、同ダ
イス内に押出材料を案内する押出材料通路とが備えられ
ている各種の押出加工装置において生じうる問題であ
る。

【０００７】また、上記の連続押出装置をはじめ、各種
の押出加工装置では、様々な要因から押出材料通路内の
押出材料内に温度の不均一を生じ、そのために押出材料
内で軟化の程度の差を生じる場合があり、その結果、温
度が低く軟化の程度が十分でない押出材料がダイスに供
給され、ダイスに不本意な物理的負荷がかかって、ダイ
スを破損させたり、ダイスの寿命が短くしたりするなど
の事態を招く場合があった。

【０００８】特に、上記の連続押出装置では、ワイヤー
状ないしは棒状の押出素材（Ｗ）を連続的にコンテナ
（102 ）内の押出材料通路（102a）に押し込んでいって
連続押出を行うものであることから、例えばヒーター
（101 ）の制御不備等により、コンテナ（102 ）内の押
出材料通路（102a）内に導入された素材（Ｗ）に十分な
加熱作用が及ばず未だ十分な軟化状態に至らない素材
（Ｗ）がダイス（６）内に押し込まれてしまうこともあ
り、ダイス（103 ）を破損させてしまう危険性もあっ
た。

【０００９】また、押出加工では一般に、ダイス（103
）内で良好なメタルフローが形成されるように、押出
材料（Ｍ）はダイス（103 ）において所要の軟化状態と
なっている必要がある。そのため、押出材料（Ｍ）を、
ダイス（103 ）に入るまでの段階で、所定の温度にまで
加熱しておく必要がある。そのため、上記連続押出装置
では、押出材料通路（102a）の押出材料（Ｍ）をヒータ
ー（101 ）にて加熱することが行われているが、ヒータ
ー（101 ）による加熱は、多くの熱エネルギーの消費を
要し、加工コストの上昇を招く不利があった。

【００１０】このことは、ビレット押出の場合でも、所
定の高温度に加熱したビレットの使用を必要とし、同じ
く消費する熱エネルギーが非常に大きなものになるな
ど、各種押出装置に共通していいうることである。

【００１１】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、押出材料通路内の押出材料に更なる押出力を付与す
ることができて押出加工しうる範囲の拡大に寄与するこ
とができ、しかも、押出材料の温度を均一化して均一に
軟化された押出材料をダイスに導入することができてダ
イスの破損防止、延命等に寄与することができ、加え
て、押出材料を軟化状態にするためのヒーターの使用を
削減ないしは排除して、消費熱エネルギーの削減、ひい
ては設備や加工のコストダウンを図ることができる押出
加工装置を提供することにある。

【００１２】また、本発明は、特に、ワイヤー状ないし
は棒状の押出用素材を押出材料通路に導入して連続押出
を遂行する押出加工装置を対象とし、押出材料通路内の
未軟化ないしは不十分な軟化状態の素材がダイス内に導
入されることによるダイスの破損や寿命短縮を防ぐこと
ができ、しかも、同様に、更なる押出力の確保、エネル
ギーコストの低減等を実現することができる押出加工装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的において、第１
の発明は、押出用ダイスと、押出用ダイスの後側に配設
され、押出用材料をダイス内に案内する押出材料通路
と、が備えられた押出加工装置において、前記押出材料
通路内の通路方向中間部に中子が配置されると共に、所
定のリード角の螺旋刃を内周側に有する材料推進用回転
体が、その螺旋刃を押出材料通路内周壁面側から中子の
外周面と押出材料通路内周壁面との間の環状通路内に突
出させるように配備され、かつ、前記材料推進用回転体
を回転せしめる回転駆動機構が備えられて、該回転駆動
機構による材料推進用回転体の回転により、中子の外周
面と押出材料通路内周壁面との間の環状通路内の押出材
料が材料推進用回転体の螺旋刃によってダイス側に送ら
れるものとなされていることを特徴とする押出加工装置
を要旨とする。

【００１４】また、第２発明は、押出用ダイスと、押出
用ダイスの後側に配設され、押出用材料をダイス内に案
内する押出材料通路と、押出材料通路の後側に配設さ
れ、押出材料通路の横断面積よりも小さい横断面積のワ
イヤー状ないしは棒状の押出用素材を押出材料通路内に
押し込む素材押込み供給装置と、が備えられた押出加工
装置であって、前記押出材料通路内の通路方向中間部に
中子が配置されると共に、所定のリード角の螺旋刃を内
周側に有する材料推進用回転体が、その螺旋刃を押出材
料通路内周壁面側から中子の外周面と押出材料通路内周
壁面との間の環状通路内に突出させるように配備され、
かつ、前記材料推進用回転体を回転せしめる回転駆動機
構が備えられて、該回転駆動機構による材料推進用回転
体の回転により、中子の外周面と押出材料通路内周壁面
との間の環状通路内の押出材料が材料推進用回転体の螺
旋刃によってダイス側に送られるものとなされているこ
とを特徴とする押出加工装置を要旨とする。

【００１５】

【作用】第１発明にかかる押出加工装置では、押出材料
通路内の押出材料は、材料推進 用回転体の回転による螺
旋刃のねじ送り作用により、押出方向に推進力を付与さ
れ、押出材料に押出圧力が付与される。

【００１６】しかも、押出材料通路内の通路方向中間部
に中子が配置されていることにより、押出中、押出材料
通路内の押出材料は、中子に至るまでを中実の流れをな
して流れ、中子通過中は中空環状の流れをなして流れ、
中子通過後は中実の流れをなして流れ、そして、ダイス
内に導入される。このような材料通過形態により、押出
材料は、ダイスに入る前に材料通路内で撹拌されて内部
温度が均一化され軟化状態が均一化される。また、中子
との摺擦や材料内部の変形熱により加熱昇温される。

【００１７】加えて、中子と螺旋刃との組み合わせ構
成、即ち、材料推進用回転体の螺旋刃が押出材料通路内
周壁面側から中子の外周面と押出材料通路内周壁面との
間の環状通路内に突出され、材料推進用回転体の回転に
より、中子の外周面と押出材料通路内周壁面との間の環
状通路内の押出材料が螺旋刃によってダイス側に送られ
るものとなされている構成により、このような環状通路
における通路断面積に対して螺旋刃の突出断面積が相対
的に大きく確保される。そのため、螺旋刃の回転による
押出材料の推進性能が極めて高いものになると共に、螺
旋刃による押出材料の撹拌による均等軟化作用や、螺旋
刃との摺擦による押出材料加熱作用もより一層効率的に
遂行される。

【００１８】また、第２発明にかかる押出加工装置で
は、押出材料通路内の押出材料中に予期に反して未軟化
ないしは不十分な軟化状態のワイヤー状ないし棒状の素
材が内方まで延びていった場合、このような素材を含む
押出材料は、中子及び回転する螺旋刃による撹拌作用、
摺擦作用等によって、全体として均一化した軟化状態の
押出材料となり、これがダイス内に送り込まれる。従っ
て、未軟化ないしは不十分な軟化状態のワイヤー状ない
し棒状の素材によるダイスへの不本意な負荷が排除され
る。

【００１９】

【実施例】次に、この発明を、アルミニウム押出材の押
出加工に用いられる押出加工装置に適用した実施例につ
いて説明する。

【００２０】第１実施例にかかる押出加工装置を示す第
１図及び第２図において、（１）は素材押込み供給装
置、（２）は第１コンテナ装置、（３）は補助押出圧力
付与装置、（４）は第２コンテナ装置、（５）は押出用
ダイス、（６）はダイス保持装置である。

【００２１】素材押込み供給装置（１）は、ワイヤー状
ないしは棒状の押出用素材（Ｗ）を第１コンテナ装置
（２）内にその後端部より押込み供給するもので、同時
に第１コンテナ装置（２）内の押出材料（Ｍ）の圧力を
高めて押出圧力を付与する機能も併せもつ。（８）は、
素材（Ｗ）が通過される素材導通路である。

【００２２】第１図に示されるように、この押込み供給
装置（１）において、（11）は第１の素材推進用回転
体、（12）は第２の素材推進用回転体、（13）は回転駆
動装置である。

【００２３】第１の素材推進用回転体（11）は、刃体
（15）と、刃体（15）を保持する保持体（16）と、保持
体（16）の外周側に設けられたギアー体（17）とを組み
合わせて構成されている。

【００２４】刃体（15）は、第３図に示されるように、
その軸芯部に素材導通孔（８）を有すると共に、該導通
孔（８）の内周壁面に所定のリード角の横断面山形状の
螺旋刃（15a ）が一体に設けられた短柱体ないし円板体
による。

【００２５】この螺旋刃（15a ）は横断面山形状をな
し、素材導通路（８）の半経線方向内方に突出され、該
導通路（８）を通過する素材（Ｗ）の外周部に食込み得
るようにされている。

【００２６】また、この螺旋刃（15a ）の周方向長さ
は、素材（Ｗ）の材料持込みを抑制すべく、第３図
（ロ）に示されるように、１周回長さに幾らか満たない
長さに形成されている。

【００２７】更に、この螺旋刃（15a ）の周方向の両端
部における刃部は、素材（Ｗ）外周部への食込みがスム
ーズになされるように、また、素材（Ｗ）からの離脱も
スムーズになされるように、その刃高が端部側に向けて
傾斜状に低くなるように形成されている。

【００２８】刃体（15）は、上記のような形状構造、即
ち、螺旋刃（15a ）の周方向長さが１周回長さに幾らか
満たない長さに形成されているなどの形状構造、の採用
により、金属粉末、例えば超硬合金製の粉末を用い、こ
れを金型内で焼結せしめるという焼結法により製作され
た焼結体による。このように、刃体（15）を焼結体によ
るものとすることで、刃体（15）を、簡易に、しかも精
度良く、かつコスト的にも有利に製作することができ
る。

【００２９】なお、刃体（15）は、螺旋刃（15a ）の部
分のみ、又はこれを含むその周辺部分のみ超硬合金等の
硬質材によるものとし、他は通常の金属材料とする複合
構造が採用されてもよい。また刃体（15）としては、超
硬合金のほか、セラミック等の各種超硬材が用いられて
もよい。

【００３０】刃体保持体（16）は、同じく、超硬合金、
セラミック等の硬質材によるもので、その前後両端面軸
芯部に回転嵌合凹部（16a ）（16b ）を有しており、前
側の回転嵌合凹部（16b ）の内底部に上記刃体（15）が
適合状態に挿入配置されている。そして、保持体（16）
と刃体（15）とはキー嵌合（14）により回転方向におい
て係合され、刃体（15）が保持体（16）と一体となって
回転されるものとなされている。

【００３１】ギアー体（17）は、円盤状をなし、保持体
（16）の外周側に配置されて、ボルト（18）にて保持体
（16）と一体的に結合されている。

【００３２】第２の素材推進用回転体（12）は、第３図
（イ）に示されるように、その刃体（20）の螺旋刃（20
a ）の螺旋方向が、第１の推進用回転体（11）における
刃体（15）の螺旋刃（15a ）の螺旋方向と向きが逆にさ
れている点において第１の推進用回転体（11）とは異な
るが、刃体保持体（16）、ギアー体（17）等を同様に備
えているなどその他の点では、上記第１回転体（11）と
同様の構成を有する。従って、その説明は省略する。

【００３３】上記の第１及び第２の素材推進用回転体
（11）（12）は、押出加工装置に次のような態様におい
て組み込まれている。

【００３４】即ち、第１推進用回転体（11）と第２推進
用回転体（12）とは、第１推進用回転体（11）の保持体
（16）の前端面の回転嵌合凹部（16b ）と第２推進用回
転体（12）の後端面の回転嵌合凹部（16a ）とに良摺動
性の金属製カラー（22）がかけわたし状態に嵌合される
ことにより、相対回転自在に直列に組み合わされてい
る。

【００３５】そして、第１図に示されるように、前後に
所定の間隔をおいて設置された壁（23）（24）のそれぞ
れにベアリング部材（25）（26）が設けられ、第１推進
用回転体（11）は、その保持体（16）の後端面の回転嵌
合凹部（16a ）に、後側のベアリング部材（25）の前端
面の回転嵌合凸部（25a ）が嵌合されることにより、後
側のベアリング部材（25）に回転自在に軸支されてい
る。

【００３６】また、第２推進用回転体（12）は、その保
持体（16）の前端面の回転嵌合凹部（16b ）と、前側の
ベアリング部材（26）の後端面の回転嵌合凹部（26a ）
とに良摺動性の金属製カラー（27）がかけわたし状態に
嵌合されることにより、回転自在に軸支されている。

【００３７】これにより、前後の壁（23）（24）間に第
１及び第２の推進用回転体（11）（12）がそれぞれ個別
に自由に回転し得るように組み込まれている。

【００３８】回転駆動装置（13）は、第１及び第２の推
進用回転体（11）（12）の側方部において、素材送り方
向に延ばされた互いに平行な一対の第１及び第２の回転
シャフト（28）（29）を備えており、第１回転シャフト
（28）の外周部に設けられた第１ピニオン（30）が第１
推進用回転体（11）のギアー体（17）に噛合されると共
に、第２回転シャフト（29）の外周部に設けられた第２
ピニオン（31）が第２推進用回転体（12）のギアー体
（17）に噛合されている。そして、各シャフト（28）
（29）に設けられた回転入力用のピニオン（32）（32）
が、エンジン、モーター等の駆動源の駆動により互いに
逆方向に回転され、その回転がそれぞれシャフト（28）
（29）、第１及び第２ピニオン（30）（31）を通じて、
第１及び第２の推進用回転体（11）（12）に伝えられ、
両推進用回転体（11）（12）が互いに逆方向に回転され
るものとなされている。

【００３９】このように第１及び第２の推進用回転体
（11）（12）が互いに逆方向に回転され、また上記のよ
うに、第１の推進用回転体（11）における螺旋刃（15a
）の螺旋方向と、第２の推進用回転体（12）における
螺旋刃（20a ）の螺旋方向とが互いに逆にされているこ
とにより、素材（Ｗ）は、両推進用回転体（11）（12）
に作用にて、第１コンテナ装置（２）側に推進される。

【００４０】なお、（34）は素材導入用ロール装置、
（35）はガイドである。

【００４１】第１コンテナ装置（２）は、上記素材押込
み供給装置（１）から押込み供給された素材（Ｗ）を、
その横断面積よりも大きい横断面積の押出材料（Ｍ）に
すると共に、押出材料（Ｍ）を補助押出圧力付与装置
（３）による押出圧力付与作用が最も効果的に行われる
ような軟化状態にするものである。

【００４２】第１図に示されるように、この第１コンテ
ナ装置（２）において、（37）はコンテナ本体、（38）
はヒーターである。

【００４３】コンテナ本体（37）は、例えば高圧耐熱鋼
やセラミックス相当品等によるもので、その軸芯部に、
押出方向前方に向けて開くテーパー状の加圧孔（39）を
有し、該加圧孔（39）の基端部開口部が、ワイヤー状な
いしは棒状の押出用素材（Ｗ）を適合状態において通す
素材導入口（39a ）とされており、この素材導入口（39
a ）よりも内方領域が、素材（Ｗ）の横断面積よりも大
きい横断面積の押出材料通路（40）の後部側を構成して
いる。

【００４４】ヒーター（38）は、コンテナ本体（37）の
外周側に配設され、加圧孔（39）内の押出材料（Ｍ）に
熱を付与する。なお、（41）はハウジングである。

【００４５】そして、第１コンテナ装置（２）は、ヒー
ター（38）を作動して加圧孔（39）内の押出材料（Ｍ）
を加熱することにより、導入口（39a ）を通じて加圧孔
（39）内に押込み供給されていく素材（Ｗ）の変形抵抗
力を低下させ、該素材（Ｗ）を押出材料（Ｍ）と同じ軟
化状態となし、押出材料（Ｍ）に溶け込むように該素材
（Ｗ）を押出材料（Ｍ）に一体化せしめ、しかも、上記
のように、押出材料（Ｍ）を、補助押出圧力付与装置
（３）による押出圧力付与作用が最も効果的に行われる
ような軟化状態にするよう作用するものとなされてい
る。

【００４６】なお、コンテナ本体（37）は、前後方向に
所定の間隔をおいて配置された壁（24）（42）間で、そ
の後端部を、後側の壁（24）における上記ベアリング部
材（26）に保持せしめると共に、その前端部を、前壁
（42）に貫通保持せしめることにより、前後の壁（24）
（42）間に保持されている。

【００４７】補助押出圧力付与装置（３）は、素材押込
み供給装置（１）による素材（Ｗ）の押込み供給によっ
て発生される押出圧力を補助して、第１コンテナ装置
（２）の加圧孔（39）内からダイス（５）に至るまでを
延びる押出材料通路（40）を流通する押出材料（Ｍ）の
押出圧力を増強すべく、押出材料（Ｍ）をダイス（５）
側に積極的に推進せしめるものである。

【００４８】第２図に示されるように、この補助押出圧
力付与装置（３）において、（45）は第１の材料推進用
回転体、（46）は第２の材料推進用回転体、（48）は中
子装置、（47）は回転駆動機構である。

【００４９】第１の素材推進用回転体（45）は、２個の
刃体（50）（50）と、刃体（50）（50）を保持する保持
体（51）と、保持体（51）の外周側に設けられたギアー
体（52）とを組み合わせて構成されている。

【００５０】刃体（50）は、第４図に示されるように、
その軸芯部に押出材料通路孔（40）を有すると共に、該
通路孔（40）の内周壁面に所定のリード角の横断面山形
状の２本の螺旋刃（50a ）（50a ）が一体に設けられた
短柱体ないしは円板体によるものである。

【００５１】これらの螺旋刃（50a ）（50a ）は横断面
山形状をなし、押出材料通路（40）の半経線方向内方に
突出され、該通路（40）を通過する押出材料（Ｍ）に食
込み得るようにされている。

【００５２】また、第５図（イ）に示されるように、刃
体（50）における各螺旋刃（50a ）（50a ）は、押出材
料（Ｍ）の材料持込みを抑制するように、その周方向長
さが、半周回長さに幾らか満たない長さ範囲において、
周方向に位相を１８０°異にして、同じ螺旋方向に向け
られて形成されている。

【００５３】更に、この刃体（50）における各螺旋刃
（50a ）（50a ）の周方向の両端部の刃部は、刃体（5
0）の回転時において、材料（Ｍ）への食込みがスムー
ズになされるように、また、材料（Ｍ）からの離脱もス
ムーズになされるように、その刃高が端部側に向けて傾
斜状に低くなるように形成されている。

【００５４】更に、第１の推進用回転体（45）におい
て、上記両刃体（50）（50）における螺旋刃（50a ）…
の螺旋方向は、全て一致されたものとなされている。

【００５５】刃体（50）（50）は、上記のような形状構
造、即ち、螺旋刃（50a ）（50a ）の周方向長さが半周
回長さに幾らか満たない長さ範囲において周方向に位相
を１８０°異にして形成されているなどの形状構造、を
採用していることにより、金属粉末、例えば超硬合金製
の粉末を用い、これを金型内で焼結せしめるという焼結
法により製作された焼結体による。このように、刃体
（50）（50）を焼結体によるものとすることで、刃体
（50）（50）を、簡易に、しかも精度良く、かつコスト
的にも非常に有利に製作することができる。

【００５６】なお、刃体（50）は、螺旋刃（50a ）（50
a ）の部分のみ、ないしはこれを含むその周辺部分のみ
超硬合金等の硬質材によるものとし、他は通常の金属材
料による複合構成が採用されてもよい。なお、刃体（5
0）としては、超硬合金のほか、セラミック等の各種超
硬材が使用されてもよい。

【００５７】刃体保持体（51）は、同じく、超硬合金、
ララミック等の超硬材によるもので、第４図に示される
ように、その前端面軸芯部に刃体保持用凹部（51a ）を
有し、該凹部（51a ）内の底部側に上記刃体（50）（5
0）を直列にして適合状態に収容している。そして、刃
体（50）（50）は、第５図（イ）に示されるように、保
持体（51）に対してキー嵌合（54）され、保持体（51）
と一体的に回転されるものとなされている。

【００５８】ギアー体（52）は、円板状をなし、保持体
（51）の外周側に配置され、ボルト（53）にて保持体
（51）に一体的に結合されている。

【００５９】第２の材料推進用回転体（46）は、その刃
体（55）（55）における螺旋刃（55a ）（55a ）の螺旋
方向が、第１の推進用回転体（45）における螺旋刃（50
a ）（50a ）の螺旋方向と向きが逆にされている点にお
いて第１の推進用回転体（45）とは相違しているが、刃
体保持体（51）、ギアー体（52）を有するなどその他の
点では、上記第１推進用回転体（45）と同様の構成をな
している。

【００６０】なお、この螺旋刃（55a ）（55a ）の螺旋
方向は、第１の推進用回転体（45）における螺旋刃（50
a ）（50a ）の螺旋方向と同じ向きに設定されていても
よい。

【００６１】一方、中子装置（48）は、第４図に示され
るように、中子部材（56）と中子部材保持体（57）とを
備えている。

【００６２】中子部材（56）は、押出材料通路（40）と
同心状に配置され、軸芯部に押出材料通路（40）用の孔
を有する所定長さの嵌合用本体（59）と、嵌合用本体
（59）の材料通路（40）用の孔内の軸芯部に前後方向突
出状態に配置された所定長さの中子（60）と、中子（6
0）と嵌合用本体（59）とを連接する周方向に複数個の
ブリッジ部（61）…とを備えている。これにより、押出
材料通路（40）の内周壁面と中子（60）外周面との間
に、嵌合用本体（59）から突出した中子（60）の前端部
及び後端部領域において環状通路（63）が形成されると
共に、嵌合用本体（59）内の中子（60）の中間部領域に
おいて、ブリッジ（61）にて仕切られた周方向に複数個
のポート孔（64）…が形成されたものとなされている。

【００６３】また、中子（60）の前後両端面外周部に
は、螺旋方向を互いに異にする螺旋溝（65）（66）が形
成されている。これら螺旋溝（65）（66）のリード角
は、螺旋刃（50a ）（55a ）のリード角よりも相対的に
大きいものに形成されている。なお、螺旋溝（65）（6
6）はその螺旋方向が同じ方向となるように形成されて
いてもよい。

【００６４】中子部材保持体（57）は、第４図に示され
るように、その軸芯部に、後方に面した複数の環状段部
を有して押出方向前方側に向けて径を小さくしていく態
様の段付き孔を有し、該段付き孔の後端径大部が回転嵌
合用凹部（68）、中間径部が保持嵌合孔部（69）に形成
されている。また、中子部材保持体（57）の前端面に
は、回転嵌合用凸部（70）が突設されている。なお、同
保持体（57）は壁（71）と一体に形成されている。

【００６５】中子部材（56）は、その嵌合用本体（59）
が保持体（57）の保持嵌合孔部（69）内に嵌合配置され
ることにより、保持体（57）に保持されたものとなされ
ている。中子部材（56）と保持体（57）とはキー嵌合
（72）により回転規制状態にされている。

【００６６】そして、上記第１推進用回転体（45）、中
子装置（48）、及び第２推進用回転体（46）は、次のよ
うな態様において押出加工装置に組み込まれている。

【００６７】即ち、第１推進用回転体（45）は、その後
端側が、第２図に示されるように、その後端面の回転嵌
合凹部（51b ）と、第１コンテナ装置（２）におけるコ
ンテナ本体（37）の前端面の回転嵌合凹部（37a ）とに
良摺動性の金属製カラー（74）がかけわたし状態に嵌合
されることにより、回転自在保持されている。

【００６８】また、同第１推進用回転体（45）は、第４
図に示されるように、その前端側の回転嵌合凸部（51c
）が、中子装置（48）における中子部材保持体（57）
の後端面の回転嵌合凹部（68）内に嵌合されることによ
り、その前端側において回転自在に中子装置（48）に保
持されている。

【００６９】更に、第２推進用回転体（46）は、その後
端面の回転嵌合用凹部（51b ）内に、中子装置（48）に
おける中子部材保持体（57）の前端面の回転嵌合凸部
（70）が、嵌合されることにより、その後端側におい
て、回転自在に保持されている。

【００７０】また、同第２推進用回転体（46）は、第２
図に示されるように、その前端面の回転嵌合凸部（51c
）が、第２コンテナ装置（４）の後端面の回転嵌合凹
部（76a ）に嵌合されることにより、その前端側におい
て回転自在に保持されている。

【００７１】この組込み状態において、第１の材料推進
用回転体（45）における刃体（50）（50）の螺旋刃（50
a ）（50a ）は、第４図に示されるように、中子（60）
の後端部外周面に対向近接配置され、螺旋溝（65）と正
対されるものとなされている。また同時に、第２推進用
回転体（46）における刃体（55）（55）の螺旋刃（55a
）（55a ）が中子（60）の前端部外周面に対向近接配
置され、螺旋溝（66）と正対されるものとなされてい
る。

【００７２】この組み合わせ状態において、中子（60）
における螺旋溝（65）（66）の螺旋方向と、材料推進用
回転体（45）（46）における螺旋刃（50a ）（55a ）の
螺旋方向とは一致するものとなされている。

【００７３】回転駆動装置（47）は、第２図に示される
ように、上記各推進用回転体（45）（46）のギアー体
（52）（52）に噛合された第１及び第２のピニオン（47
a ）（47b ）を備え、該ピニオン（47a ）（47b ）が図
示しない駆動源の駆動によりに逆方向に回転させるもの
となされている。

【００７４】このように第１及び第２の推進用回転体
（45）（46）は互いに逆方向に回転されるものとなされ
ていると共に、上記のように第１の推進用回転体（45）
における螺旋刃（50a ）（50a ）の螺旋方向と、第２の
推進用回転体（46）における螺旋刃（55a ）（55a ）の
螺旋方向とではその螺旋方向が逆に形成されたものとな
されていることにより、押出材料（Ｍ）は、第２コンテ
ナ装置（４）側に推進される。

【００７５】第２コンテナ装置（４）は、補助押出圧力
付与装置（３）からの押出材料（Ｍ）を導入し、押出材
料（Ｍ）の温度を押出に最適な温度に調整するものであ
る。

【００７６】この第２コンテナ装置（４）は、第２図に
示されるように、軸芯部に前後方向に貫通する押出材料
通路（40）を有するコンテナ本体（76）と、該コンテナ
本体（76）の外周面に周設された可変調整可能なヒータ
ー（77）とを備えている。そして、該第２コンテナ装置
（４）は、その後端側にて、補助押出圧力付与装置
（３）における第２推進用回転体（46）を両摺動性の金
属製カラー（58）を介して回転自在に保持すると共に、
その前端側がダイス保持装置（６）の後端側に嵌合され
ている。なお、コンテナ本体（76）は、例えば高圧耐熱
鋼やセラミックス相当品等によるものとなされている。

【００７７】ダイス（５）は、例えば、図示のように、
中空材を成形するポートホールダイス等の雌雄組み合わ
せダイスによる。また、ダイス保持装置（６）におい
て、（79）はダイス保温用のヒーターである。

【００７８】次に、上記構成の押出加工装置の作動を説
明する。

【００７９】押出には、棒状ないしはワイヤー状の長尺
押出用素材（ｗ）を用いる。

【００８０】押出用素材（ｗ）としては、例えば、Ａ１
０００系、Ａ２０００系、Ａ３０００系、Ａ５０００
系、Ａ６０００系などの各種アルミニウム合金が用いら
れ得る。なお、アルミニウム合金に限らず、その他押出
に適するような各種金属材等も使用可能である。

【００８１】また、押出用素材（Ｗ）の横断面サイズ
は、連続押出実現のために連続的な素材供給を可能なら
しめるようなサイズ、即ち、例えば湾曲してコンパクト
に収納可能で、かつ、第１コンテナ装置（２）内への適
正な押込み、即ち、連続プランジャー機能を実現しうる
ようなサイズのものが好適に採用され得る。更に、素材
（Ｗ）の横断面形状も、円形に限らず、各種異形の横断
面形状が採用されてよい。ちなみに具体的一例を挙示す
れば、横断面が円形で直径が１０ｍｍ程度のアルミニウ
ム製素材などが用いられうる。

【００８２】押出に際しては、まず、第１コンテナ装置
（２）と、補助押出圧力付与装置（３）と、第２コンテ
ナ装置（４）とに連通して延ばされた押出材料通路（4
0）、及び、ダイス（５）内に、予め素材（Ｗ）と同じ
材質の押出材料（Ｍ）を充満させておく。

【００８３】そして、常温ないしはそれ以上の温度で硬
化状態にある素材（Ｗ）をロール装置（34）を通じて押
込み供給装置（１）内に導入せしめた状態において、押
出加工装置を起動する。

【００８４】起動は、ダイス保持装置（６）におけるヒ
ーター（79）、第１及び第２のコンテナ装置（２）
（４）における各ヒーター（38）（77）を作動させた状
態で、押込み供給装置（１）における回転駆動装置（1
3）、補助押出圧力付与装置（３）における回転駆動装
置（47）を駆動することにより行う。

【００８５】押出加工中、素材押込み供給装置（１）で
は、第１図に示されるように、ロール装置（34）により
素材導通部（８）内に導入された素材（Ｗ）の外周部
に、回転する第１及び第２の推進用回転体（11）（12）
の螺旋刃（15a ）（20a ）が食込み、素材（Ｗ）が、第
１コンテナ装置（２）側に向けて推進され、その加圧孔
（39a ）内に押し込まれていく。

【００８６】このようないわゆるねじ送りにより素材
（Ｗ）が加圧孔（39）内に押込み供給されていくもので
あるから、非常に強い押込み力にて素材（Ｗ）は第１コ
ンテナ装置（２）側に推進されていき、そのため、加圧
孔（39）内に押出圧力が発生される。

【００８７】また、第１の素材推進用回転体（11）と第
２の同推進用回転体（12）とは上記のように互いに逆方
向に回転されるものとなされているから、素材送り中の
刃体（15）（20）と素材（Ｗ）との摩擦による素材
（Ｗ）の不本意な大きいねじれの発生が抑制され、素材
（Ｗ）はスムーズに加圧孔（39）内に押込み供給されて
いく。

【００８８】また、素材（Ｗ）は、押込み供給装置
（１）を通過する過程で螺旋刃（15a ）（20a ）との摩
擦によりその温度が硬化状態を阻害しない範囲で上昇さ
れていき、その結果、ヒーター（38）による加熱エネル
ギーも節約される。

【００８９】第１コンテナ装置（２）では、素材（Ｗ）
が、コンテナ本体（37）の素材導入口（37a ）から加圧
孔（37）内の所定距離内方までの範囲を、硬化状態を保
持したまま、押し込まれていき、そして、その範囲を越
えて内方に移行する過程で、内部の押出材料（Ｍ）との
摩擦、ヒーター（38）、加熱された押出材料（Ｍ）によ
る加熱等の作用で変形抵抗力が低下され、押出材料
（Ｍ）と同様の軟化状態となり、加圧孔（39）内の押出
材料（Ｍ）中に溶け込むようにこれと一体化される。

【００９０】そして、加圧孔（39）内の押出材料（Ｍ）
の圧力は、該ロッド状ないしはワイヤー状の押出用素材
（Ｗ）の強制的な押込みによって高められていき、これ
が押出圧力となって、加圧孔（39）内の押出材料（Ｍ）
が保持押出圧力付与装置（３）側に供給されていく。即
ち、ロッド状ないしはワイヤー状の押出用素材（Ｗ）が
加圧孔（39）内でいわゆる連続プランジャーのように機
能する。

【００９１】この第１コンテナ装置（２）により、横断
面積の小さな素材（Ｗ）は、ダイス（５）への導入に適
した相対的に大きな横断面積の押出材料（Ｍ）になって
いく。

【００９２】ヒーター（38）は、この第１コンテナ装置
（２）が、補助押出圧力付与装置（３）に、同装置
（３）による圧力付与に最適な軟化状態の押出材料
（Ｍ）を供給することを主要な目的の一つとするもので
あるため、そのような目的に沿うように、加熱態様が制
御される。

【００９３】即ち、第１コンテナ装置（２）における押
出材料（Ｍ）の軟化の程度が大き過ぎると、補助押出圧
力付与装置（３）における推進用回転体（45）（46）と
中子装置（48）による材料（Ｍ）への推進力付与が低く
となる傾向を示す一方、第１コンテナ装置（２）内にお
ける押出材料（Ｍ）の軟化の程度が少な過ぎると、補助
押出圧力付与装置（３）に不本意な負荷がかかり材料
（Ｍ）の推進に困難を生じたりする。従って、ヒーター
（38）は、そのような事態を生じないような加熱作用を
行うよう、制御される。具体的にどのような加熱を行う
かは、使用する押出用素材（Ｗ）ないし押出材料（Ｍ）
の材質等、種々の事情を考慮して、経験的に決められう
る。

【００９４】補助押出圧力付与装置（３）では、第１コ
ンテナ装置（２）から送られてきた中実の押出材料
（Ｍ）は、中子（60）の存在により、流れを変えられ、
中子（60）と材料通路（40）の内周壁面との間の環状通
路（63）内に入り込んで筒状の流れとなり、中子（60）
の通過後合流して中実の流れに戻って第２コンテナ装置
（４）に送られる。

【００９５】この中子通過過程で、環状通路（63）内に
おける筒状の押出材料（Ｍ）は、第１及び第２の推進用
回転体（45）（46）の回転による螺旋刃（50a ）（55a
）のねじ送り推進作用により、前方に強力に推進され
ていき、押出材料（Ｍ）に対する押出圧力が更に大きく
高められていく。

【００９６】このような補助押出圧力付与装置（３）の
採用により、第１コンテナ装置（２）内に押し込まれた
素材（Ｗ）が十分な軟化状態に至らない未だ硬化したま
まに第１コンテナ装置（２）を通過してしまうとして
も、このような未軟化材料を含む押出材料（Ｍ）は、中
子（60）につきあたって環状流れとなり、また各ブリッ
ジ（61）…に分断されて流通することによって、全体と
して均一に軟化された押出材料となる。従って、中子
（60）がなく筒状流れとならないままに押出材料がダイ
ス（５）に送り込まれる場合において生じうる、ダイス
（５）に対する材料内の未軟化部分の干渉に起因した、
高価なダイス（５）の破損や寿命短縮を有効的に防止し
てコスト的に有利に押出加工を遂行していくことができ
る。

【００９７】しかも、上記のように、中子（60）、及び
ブリッジ（61）…による中子支持構造の採用により、押
出材料（Ｍ）と中子（60）との摩擦等で、押出材料
（Ｍ）が加熱され、軟化されていくことにより、ヒータ
ー（38）による消費熱エネルギーの削減を実現すること
ができる。

【００９８】更に、中子（60）の存在により押出材料
（Ｍ）は環状通路（63）内に流れ込んで筒状の流れとな
り、そのような流れの中に、第１及び第２の材料推進用
回転体（45）（46）の螺旋刃（50a ）（55a ）が食込ん
で回転されるものとなされているから、押出材料（Ｍ）
に極めて強い推進力が付与され、しかも、押出材料
（Ｍ）に対するミキシング作用も効果的に遂行されて未
軟化材料部分の存在に起因した高価なダイス（５）の破
損やその寿命短縮をより一層有効的に防止することがで
き、併せて、押出材料（Ｍ）と螺旋刃（50a ）（55a ）
との摩擦による材料（Ｍ）の加熱軟化作用も効果的に行
われて、ヒーター（38）による消費熱エネルギーの一層
の削減を実現することができる。

【００９９】更に、中子（60）の前後両端部外周面に、
螺旋刃（50a ）（55a ）と正対し、該螺旋刃（50a ）
（55a ）と螺旋方向を同じくする相対的に大きなリード
角の螺旋溝（65）（66）が形成されているから、材料
（Ｍ）が、螺旋刃（50a ）（55a）の回転により、前方
に向けて効率的に推進されていき、押出圧力が効率良く
高められうる。

【０１００】第２コンテナ装置（４）では、補助圧力付
与装置（３）からの押出材料（Ｍ）が送り込まれ、該押
出材料（Ｍ）がヒーター（77）による加熱により、ダイ
ス（５）内を通過するに最適な軟化状態の温度に調整さ
れる。

【０１０１】そして、第２コンテナ装置（４）にて最適
に軟化状態に調節された押出材料（Ｍ）は、ダイス
（５）内に送り込まれ、所定の横断面形状を有する押出
材（Ｅ）に押出成形される。

【０１０２】このように、コンテナ装置（２）（４）を
２つ使用して、第１コンテナ装置（２）にて、押出材料
（Ｍ）を補助押出圧力装置（３）による押出圧力付与作
用に適した軟化状態となし、第２コンテナ装置（４）に
て押出材料（Ｍ）をダイス（５）の通過、即ち押出に最
適な軟化状態となす構成を採用していることにより、押
出材料（Ｍ）への押出圧力の付与と、押出材（Ｅ）の押
出成形とを、それぞれ好適な条件のもとに遂行すること
ができる。

【０１０３】第６図は、第２実施例にかかる押出加工装
置を示すが、この第２実施例装置のように、第２コンテ
ナ装置（４）を省略した構造となしてもよい。即ち、補
助押出圧力付与装置（３）による推進力の付与に最適な
押出材料（Ｍ）の軟化状態の範囲と、ダイス（５）を通
過する押出材料（Ｍ）の最適な軟化状態の範囲とにそれ
ぞれ幅あり、両範囲間に重複範囲が存在するような場合
等においては、第２コンテナ装置（４）による温度ない
しは軟化状態の調整は必要でない場合もあり、従って、
このような場合には、第２コンテナ（４）を省略しても
よい。その他の部分は、上記第１実施例にかかる押出加
工装置と同様であり、従って、その説明は省略する。

【０１０４】また、上記各実施例では、補助押出圧力装
置（３）に送られる押出材料（Ｍ）をヒーター（38）に
て加熱軟化せしめる構造となしているが、ヒーター（3
8）を省略すると共に、中子（60）の後端を素材押込み
供給装置（１）の出側に近接状態に配置し、若干長さの
末広がり状押出材料通路を通じて該通路内の押出材料が
そのまま中子外周側の環状通路（63）内に送り込まれる
ような構成が採用されてもよい。この場合、押出用素材
（Ｗ）、押出材料（Ｍ）を軟化状態にする加熱は、中子
（60）と材料（Ｍ）との摩擦、刃体（50）と材料（Ｍ）
とのスリップ等により発生される摩擦熱、材料（Ｍ）の
変形摩擦等によって行われうる。

【０１０５】更に、上記実施例にかかる押出加工装置で
は、中子（60）と螺旋刃（50a ）（55a ）との組み合わ
せによる押出圧力付与機構が、押込み供給装置（１）に
よる押出圧力を補助するものとして採用されているが、
この押出圧力付与機構をメインの押出圧力付与手段とし
て採用した押出加工装置に構成してもよい。

【０１０６】また、上記実施例では、ワイヤー状ないし
は棒状の押出用素材（Ｗ）を押込み供給していくことに
より、連続押出を行う押出加工装置に適用した例を示し
たが、第１発明にかかる押出加工装置では、押出用ダイ
スと、該ダイスの後側に配設され、押出用材料をダイス
内に案内する押出材料通路とを有するような各種の押出
加工装置、例えばビレット押出のようなバッチ式の押出
加工装置等にも広く適用されうるものであることはいう
までもない。

【０１０７】

【発明の効果】上述の次第で、第１発明にかかる押出加
工装置では、所定のリード角の螺旋刃を内周側に有する
材料推進用回転体が、その螺旋刃を押出材料通路内に突
出させるように配備されると共に、材料推進用回転体を
回転せしめる回転駆動機構が備えられて、該回転駆動機
構による材料推進用回転体の回転により、押出材料通路
内の押出材料が材料推進用回転体の螺旋刃によってダイ
ス側に送られるものとなされているから、押出材料通路
内の押出材料は、材料推進用回転体の回転による螺旋刃
のねじ送り作用により、押出方向に推進力を付与され、
押出材料に押出圧力が付与される。従って、例えば、ビ
レット押出装置におけるステムによる押出圧力付与装置
や、連続押出装置における素材押込み供給装置との組み
合わせにおいて、本発明構成を採用することにより、押
出力の増強による押出の限界の拡大を図ることができ
る。また、押出材料通路の後方に十分なスペースが確保
されず、そのため能力的に劣る押出圧力付与装置しか採
用しえない場合や、そのような押出圧力付与装置の採用
そのものが困難な場合でも、本発明構成の採用により押
出材料通路内の押出材料に押出圧力を付与することがで
きる。

【０１０８】しかも、押出材料通路内の通路方向中間部
に中子が配置されているから、押出中、押出材料通路内
の押出材料は、中実の流れから途中で中空環状の流れと
なり、再び中実の流れとなって、押出材料通路内で撹拌
され、それによって内部温度が均一化され、軟化状態が
均一化されて、ダイスの破損防止、延命を図ることがで
きる。

【０１０９】加えて、押出材料は、中子との摺擦や材料
内部の変形熱により加熱昇温され、押出材料を軟化状態
にするためのヒーターの使用を削減ないしは排除しえ
て、消費熱エネルギーの削減、ひいては設備や加工のコ
ストダウンを図ることができる。 そして更に、材料推
進用回転体の螺旋刃が押出材料通路内周壁面側から中子
の外周面と押出材料通路内周壁面との間の環状通路内に
突出され、材料推進用回転体の回転により、中子の外周
面と押出材料通路内周壁面との間の環状通路内の押出材
料が螺旋刃によってダイス側に送られるものとなされて
いるという中子と螺旋刃との組み合わせ構成を採用する
ものであるから、環状通路における通路断面積に対して
螺旋刃の突出断面積が相対的に大きく確保され、螺旋刃
による押出材料推進力が極めて大きなものとなり、押出
材料に非常に大きな押出圧力を付与することができる。

【０１１０】のみならず、螺旋刃による押出材料の撹拌
作用や、螺旋刃との摺擦等による押出材料加熱作用もよ
り一層効率的に遂行され、更に一層確実なダイス保護効
果、ヒーター等により外的に付与される熱エネルギーの
より一層の削減ないしは排除による加工等のコスト低減
を図ることができる。

【０１１１】また、第３発明にかかる押出加工装置は、
ワイヤー状ないしは棒状の押出用素材を押出材料通路内
に押込み供給して連続押出を遂行する押出加工装置を対
象とし、これとの結び付きにおいて、上記のような中子
と螺旋刃との組み合わせ構成を採択したものであるか
ら、押出材料通路内の未軟化ないしは不十分な軟化状態
の素材によるダイスの破損、寿命短縮を効果的に防止す
ることができ、しかも、同様に消費熱エネルギーコスト
の低減、高い押出圧力の付与等も実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる押出加工装置の押
出方向後半部を示す断面図である。

【図２】同押出加工装置の押出方向前半部を示す断面図
である。

【図３】図（イ）は同押出加工装置における素材押込み
供給装置の要部拡大断面図、図（ロ）は図（イ）のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線方向から刃体の装着状態を示す平面図であ
る。

【図４】同押出加工装置における補助押出圧力付与装置
の要部拡大断面図である。

【図５】図（イ）は第４図のＩＶ−ＩＶ線断面図、図
（ロ）は第４図のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】他の実施例にかかる押出加工装置の押出方向前
半部を示す断面図である。

【図７】本発明の前提となる押出加工装置の断面図であ
る。

【符号の説明】 １…素材押込み供給装置 ５…ダイス ４０…押出材料通路 ５０ａ、５５ａ…螺旋刃 ６０…中子 ６３…環状通路 Ｗ…押出用素材 Ｍ…押出材料

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出用ダイスと、押出用ダイスの後側に
   配設され、押出用材料をダイス内に案内する押出材料通
   路と、 が備えられた押出加工装置において、 前記押出材料通路内の通路方向中間部に中子が配置され
   ると共に、所定のリード角の螺旋刃を内周側に有する材料推進用回
   転体が、その螺旋刃を押出材料通路内周壁面側から中子
   の外周面と押出材料通路内周壁面との間の環状通路内に
   突出させるように配備され、かつ、 前記材料推進用回転体を回転せしめる回転駆動機構が備
   えられて、該回転駆動機構による材料推進用回転体の回
   転により、中子の外周面と押出材料通路内周壁面との間
   の環状通路内の押出材料が材料推進用回転体の螺旋刃に
   よってダイス側に送られるものとなされている ことを特
   徴とする押出加工装置。
2. 【請求項２】 押出用ダイスと、押出用ダイスの後側に
   配設され、押出用材料をダイス内に案内する押出材料通
   路と、 押出材料通路の後側に配設され、押出材料通路の横断面
   積よりも小さい横断面積のワイヤー状ないしは棒状の押
   出用素材を押出材料通路内に押し込む素材押込み供給装
   置と、 が備えられた押出加工装置であって、 前記押出材料通路内の通路方向中間部に中子が配置され
   ると共に、所定のリード角の螺旋刃を内周側に有する材料推進用回
   転体が、その螺旋刃を押出材料通路内周壁面側から中子
   の外周面と押出材料通路内周壁面との間の環状通路内に
   突出させるように配備され、かつ、 前記材料推進用回転体を回転せしめる回転駆動機構が備
   えられて、該回転駆動機構による材料推進用回転体の回
   転により、中子の外周面と押出材料通路内周壁面との間
   の環状通路内の押出材料が材料推進用回転体の螺旋刃に
   よってダイス側 に送られるものとなされている ことを特
   徴とする押出加工装置。