JP3550682B2 - 押出しダイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出し形材の製造に用いられる押出しダイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、押出し形材は、押出しダイスの形材成形孔に押出し材料を圧入して押出すことにより製造しており、得ようとする形材の断面形状に合わせた形材成形孔を押出しダイスに形成している。
図６に示すように、従来の押出し機５１では、コンテナ５３を摺動自在に設けたダミーブロック５５をステム５７により押圧し、押出し材料６１をフローガイド５９で案内しながら押出しダイス６３の形材成形孔６５に供給する技術が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フローガイドでは、形材の厚みが異なる箇所等の形材成形孔の部分的な調整や微妙な流動速度の調整ができない。
即ち、一つの形材成形孔では、形材成形孔に押出し材料が流れ易い箇所と流れ難い箇所とがあり、形材成形孔を流れる押出し材料の流動速度に差が生じることがある。このような流動速度の差が生じると、押出された形材に変形や曲がり等が生じるという不都合がある。また、複数の形材成形孔が形成されているダイスを用いて複数の形材を同時に押出す場合にも、一方の形材成形孔と他方の形材成形孔とに向かう押出し材料の流動速度に差が生じて、押出された形材に長さの不揃いを生じ、変形や曲がり等が発生するという不都合がある。特に、複数の形材成形孔の形状が異なる場合には、押出された形材の変形や曲がり等が著しい。
【０００４】
そこで、本発明は、押出された形材のそり変形や曲がり等を防止できる押出しダイスの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数の形材成形孔と、形材成形孔に対して空間を空けて設けた流動抵抗調整部とを備え、複数の形材成形孔のうちの少なくとも一つはソリッド形材成形孔であり且つ少なくとも一つはホロー形材成形孔であり、流動抵抗調節部は、ソリッド形材成形孔側において形材成形孔の長手方向に突出して設けてあり、形材成形孔に向かう押出し材料の流動抵抗を調節したことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、押出し材料は、形材成形孔を流れて、形材成形孔に沿った形状の形材が押出し成形される。形材成形孔はその孔の巾の広狭や形状等によっては、押出し材料が流れ易かったり、難くかったりするため、押出し材料に作用する抵抗が異なる。しかし、流動抵抗調整部が形材成形孔の各部に向かう押出し材料に抵抗を与え、形材成形孔の各部における押出し材料の流速の差を小さくする。従って、形材成形孔の各部を通過する押出し材料の流速が略等しいから、形材成形孔を通過して得られた形材の長さの不揃いを防止でき、形材の変形や曲がりを防止できる。更に、形材成形孔の各部における微妙な流動抵抗を簡単に調整できる。特に、形状が互いに異なる形材用の形材成形孔の場合には、各形材成形孔に向かう押出し材料の流動抵抗を微妙に調整することが必要になるが、かかる流動抵抗調整部により、各形材成形孔に向かう押出し材料の流動抵抗を容易に調整することができる。
また、ダイスが雌型と雄型とから構成され雌型に形材成形孔を形成し、雄型に流動抵抗調整部を設けている場合には、雄型と雌型とを分離して流動抵抗調整部を露出してその高さや巾や形等を変えることにより流動抵抗を容易に調整できる。
流動抵抗調整部を形材成形孔の長手方向に設けることにより、簡単な構成で且つ形材成形孔全体に有効に流動抵抗を作用させることができる。
異なる形状の形材を同じ押出し材料を用いて同時に製造できるから、押出し材料の組成や押出し成形時の条件や環境等を同じにして均質な形材を得ることができ、特に、形状の異なる形材を一組として用いる場合、その後の表面処理等も均質にしやすく、仕上げ処理等が容易である。また、表面処理や切断等の加工を、共通の加工設備で行なうことができ、形材製造の生産効率が良い。
更に、異なる形状の形材を共通のダイスを用いて同時に製造できるから、使用する押出しダイスの数が少なく、製造工程も少なくなるとともに、押出し材料を得るための加熱用エネルギーや、製造コストも低減できる。
複数の形材成形孔をソリッド形材成形孔とホロー形材成形孔とにしているから、ソリッド形材とホロー形材とを同時に製造でき、特に、サッシ枠や框等のように、ソリッド形材とホロー形材とを一組として用いるものにおいても、同質の形材を容易に得ることができ、その後の表面処理や切断等も一緒にでき、加工が容易である。
流動抵抗調整部はソリッド形材成形孔側に設けていることにより、一般にホロー形材成形孔よりもソリッド形材成形孔の方が流動抵抗が小さいため、ソリッド形材成形孔側に抵抗を付与することになるので、流動抵抗調整部の抵抗の調整がし易い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面の図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本実施の形態にかかる押出しダイスの図であり、（イ）は正面図、（ロ）は（イ）におけるＡ−Ａ断面図、（ハ）は（イ）におけるＢ−Ｂ断面図、（二）は（イ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図２は、図１の押出しダイスにより同時に製造される形材の断面図であり、（ａ）はソリッド形材の断面図であり、（ｂ）はホロー形材の断面図である。
押出しダイス１は、雌型３と雄型５とを備え、これらの雌型３と雄型５とを嵌め合わせて構成されている。雌型３には、ソリッド形材成形孔７と、後述する雄首１１の受け穴部９とが形成されており、この受け穴部９は、雄首１１とでホロー形材成形孔１３を構成している。ソリッド形材成形孔７及びホロー形材成形孔１３には、得ようとするソリッド形材の形状に対応した成形孔がそれぞれ形成されている。尚、押出しダイス１は、押出し機のコンテナの一側に設け、ステムがダミーブロックを押圧して押出し材料を押出しダイス１に供給している。
ソリッド形材成形孔７により成形される形材は、図２（ａ）に示す断面形状のソリッド形材１５であり、本実施の形態では、サッシの上枠用の形材である。ホロー形材成形孔１３により成形されるホロー形材１７は、図２（ｂ）に示す断面形状のホロー形材１７であり、本実施の形態では、サッシの下枠用の形材である。即ち、本実施の形態では、ソリッド形材１５とホロー形材１７との断面形状の異なる２つの形材を一回の押出し成形により同時に製造できるようになっている。
雌型３には、その周囲に雄型５との位置決め段部１９が形成されており、雄型５の周囲に形成された位置決め段部２０と嵌合して嵌め合わせるようになっている。また、雌型３のソリッド形材成形孔７が形成されている部分に凹部２１を形成しており、雄型５の対峙部分２３とで囲まれる空間がポートホール２７により分流した押出し材料を溶着させソリッド形材成形孔７と、ホロー形材成形孔１３とに分配する溶着室２５になっている。従って、この溶着室２５は、ソリッド形材成形孔７に対峙する領域２５ａと雄首１１の周囲部の領域２５ｂに亘って設けられている。
雄型５には、正面に押出し材料のポートホール２７が形成されており、このポートホール２７に導入された押出し材料は分流し、溶着室２５に供給される。
また、雄型５には、対峙部２３と、雄首１１とが設けられている。雄型５の対峙部２３と雌型３のソリッド形材成形孔７及びホロー形材成形孔１３が配置される面２１に囲まれる空間により、ポートホール２７によって分流した押出し材料を再び溶着する溶着室２５を形成している。雄首１１は、外周にホロー形材１７の内側部を形成するベアリング２９が突設されており、受け穴部９には内周にホロー形材の外周を形成するベアリング３１が突設されており、受け穴部９内に雄首１１が挿入された状態で、受け穴部９のベアリング３１と雄首１１のベアリング２９との間の間隙を形成しており、この間隙がホロー形材成形孔１３である。
ホロー形材成形孔１３を流出する押出し材料は、雄首１１に沿って流動するためその流動抵抗により、ソリッド形材成形孔７を流れる流速よりも小さくなるおそれがある。
一方、雄型５の対峙部２３には、ソリッド形材成形孔７側に突設した流動抵抗調整部３５が形成されている。この流動抵抗調整部３５は、対峙部２３よりも寸法Ｌだけ突出しており、この突出量Ｌを調整することにより、溶着室２５をソリッド形材成形孔７に向けて流れる押出し材料に流動抵抗を付与してソリッド形材成形孔７を流れる押出し材料の流速を調整している。本実施の形態では、流動抵抗調整部３５は、ブリッジ３２のソリッド形材成形孔７側の端部を他のブリッジよりも形材成形孔側に突出させている。
流動抵抗調整部３５の突出量Ｌ及び巾Ｈは、形材の形状等により異なるが、巾Ｈは、ソリッド形材成形孔７の入口側において、その断面形状の長手方向全体に亘っている。
【０００８】
次に、本実施の形態にかかる押出しダイス１の作用を説明する。押出し機のステムがダミーブロックを押圧して押出し材料を押出しダイス１に供給し、押出しダイス１では、ポートホール２７から導入された押出し材料が溶着室２５からソリッド形材成形孔７及びホロー形材成形孔１３を通って成形された後、冷却されてソリッド形材１５及びホロー形材１７がそれぞれ製造される。
雄型５のポートホール２７から導入された押出し材料は、ソリッド形材成形孔７に対峙する領域２５ａと雄首１１の周囲部の領域２５ｂとに導かれ、雄首１１の周囲部の領域２５ｂに導入された押出し材料は、ホロー形材成形孔１３を通って、所定形状のホロー形材１７として押出され、ソリッド形材成形孔７に対峙する領域２５ａにある押出し材料は、ソリッド形材成形孔７を通って、所定形状のソリッド形材１５として押出される。従って、ホロー形材１７とソリッド形材１５とが同時に製造される。
このように、ポートホール２７に導入された押出し材料は、ソリッド形材成形孔７の対峙する領域２５ａと雄首１１の周囲部の領域２５ｂとに同時に供給されるが、雄首１１の周囲部の領域２５ｂからホロー形材成形孔１３を通過する押出し材料に作用する抵抗は、ソリッド形材成形孔７を通過する押出し材料に作用する抵抗よりも大きい。しかし、溶着室２５では、流動抵抗調整部３５がソリッド形材成形孔７に向かう押出し材料に抵抗を与えているので、ホロー形材成形孔１３とソリッド形材成形孔７とを通過する押出し材料の流速の差を低減する。従って、溶着室２５にある押出し材料は、ソリッド形材成形孔７とホロー形材成形孔１３とを略同じ流速で流出し、ソリッド形材１５とホロー形材１７とが略同じ速度で同時に製造される。従って、成形したソリッド形材１５とホロー形材１７との長さの不揃いや曲り、変形等を防止できる。
しかも、ソリッド形材１５とホロー形材１７とを同じビレッド（押出し材料）で同時に製造できるから、均質な形材を得ることができ、ソリッド形材１５とホロー形材１７とを一組として用いる場合、得られたホロー形材１７とソリッド形材１５の押出し条件や、加工熱履歴等を同じにできるので、その後の表面処理も均質にでき、各形材について同質な形材を容易に得ることができる。
特に、サッシの上枠に本実施の形態により製造したソリッド形材１５を用い、下枠にホロー形材１７を用いる場合、各形材を同質にできるので、その後の表面処理御の表面外観等を同じにし易い。
流動抵抗調整部３５は、雄型５において、雌型３と対峙する部分に形成しているので、雄型５と雌型３との嵌合を外すことにより流動抵抗調整部３５を容易に露出でき、流動抵抗調整部３５が溶着室２５においてソリッド形材成形孔７に向かう押出し材料に付与する抵抗の調整が容易である。特に、流動抵抗調整部３５の形状や突出量Ｌは製造するソリッド形材１５やホロー形材１７の断面の形状や寸法等により異なり、押出しダイス１毎に、調整する必要がある。
本実施の形態では、下記の表１のように流動抵抗調整部３５の寸法Ｌを種々を変えることで、ソリッド形材成形孔７の入口側の空間を変化させ押出し成形する実験をした。その結果、寸法Ｌを１０ｍｍとした場合に、ソリッド形材成形孔７を流れる押出し材料の流速と、ホロー形材成形孔１３を流れる押出し材料の流速を略同じにできた。しかも、流動抵抗調整部３５の突出寸法Ｌを１０ｍｍとした場合（メタル流速比が１．０２の場合）には、押出し成形したソリッド形材１５とホロー形材１７との長さも同じであり、曲がりや変形もなかった。
尚、流動抵抗調整部３５の寸法Ｌが２０、１５、５、０ｍｍの場合（メタル流速比が０．５３以下または１．５２以上の場合）には押出し成形したソリッド形材１５とホロー形材１７との長さが不揃いであったし、変形も生じていた。
【０００９】
【表１】

【００１０】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の第２実施の形態について説明するが、以下の説明では、上述した実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略するとともに、上述の実施の形態と異なる点を主に説明する。図３は、押出しダイスの形材成形孔の周囲を抜き出して示す横断面図であり、図４は形材成形孔及びその周囲を抜き出して示す平面図である。この第２実施の形態では、ソリッド形材成形孔７に対峙した流動抵抗調整部３５に加えて、ソリッド形材成形孔部７には、その入口側の周囲全体に亘って、押出し材料の流動方向上流側に向けて立ち上がった段状の流動抵抗調整部４２を形成している。この流動抵抗調整部４２では、ソリッド形材成形孔７の入口側で押出し材料に流動抵抗を付与するものである。尚、ソリッド形材成形孔７から流動抵抗調整部４２までの距離Ｓや高さＴは特に制限されず、押出し成形の状態に合わせて調整される。
図５に示す第３実施の形態では、形状の異なる２つのソリッド形材成形孔７ａを形成した押出しダイス１を例に示すものであり、図５は２つの形材成形孔及びその周囲を抜き出して示す平面図である。この第３実施の形態では、一方のソリッド形材成形孔７ａから流動抵抗調整部４２までの距離巾Ｓと、他方のソリッド形材成形孔７ｂから流動抵抗調整部４２までの距離巾Ｓとを異ならせて流動抵抗を調整した例を示すものである。
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、ホロー形材１７及びソリッド形材１５は、それぞれ異なる形状のものを２つづつ合計４つ得られるように、ホロー形材成形孔１３とソリッド形材成形孔７とをそれぞれ異なる形状のものを２つづつ合計４個設けてもよい。この場合において、各ホロー形材１７とソリッド形材１５とをサッシ枠や框の一組を構成するものとすれば、更に、製造効率が良いとともに、コストの低減及び、４つの形材を一組としたサッシ枠や框等の複数本を一組として用いる製品の色調や光沢等の表面処理を均質にし易い。
流動抵抗調整部３５は、一つに限らず、複数個を設けてもよいし、その形状も制限されるものでない。
流動抵抗調整部３５は、形材成形孔の正面に設けることに限らず、形材成形孔の正面からずれた位置にあってもよい。
第２実施の形態において、流動抵抗調整部は、形材成形孔７の周囲に立ち上がる流動抵抗調整部４２のみとしてもよい。
また、第２実施の形態において、流動抵抗調整部４２は、一つの形材成形孔の全体に一律の距離Ｓや高さＴに形成することに限らず、部分的に異なる距離Ｓや高さＴであってもよい。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、押出しダイスに流動抵抗調整部を設けているので、形材成形孔の各部における押出し材料の流速の差を小さくでき、形材成形孔を通過して得られた形材の変形や曲がりを防止できる。
雌型に形材成形孔を形成し、雄型に流動抵抗調整部を設けている場合には、雄型と雌型とを分離して流動抵抗調整部を露出してその高さや巾や形等を変えることにより流動抵抗を容易に調整できる。
流動抵抗調整部は形材成形孔の長手方向に設けることにより、簡単な構成で且つ形材成形孔全体に有効に流動抵抗を作用させることができる。
異なる形状の形材を同じ押出し材料を用いて同時に製造できるから、押出し材料の組成や押出し成形時の条件や環境等を同じにして均質な形材を得ることができ、特に、形状の異なる形材を一組として用いる場合、その後の表面処理等も均質にしやすく、仕上げ処理等が容易である。また、表面処理や切断等の加工を、共通の加工設備で行なうことができ、形材製造の生産効率が良い。
更に、異なる形状の形材を共通のダイスを用いて同時に製造できるから、使用する押出しダイスの数が少なく、製造工程も少なくなるとともに、押出し材料を得るための加熱用エネルギーや、製造コストも低減できる。
複数の形材成形孔をソリッド形材成形孔とホロー形材成形孔とにしているから、ソリッド形材とホロー形材とを同時に製造でき、特に、サッシ枠や框等のように、ソリッド形材とホロー形材とを一組として用いるものにおいても、同質の形材を容易に得ることができ、その後の表面処理や切断等も一緒にでき、加工が容易である。
流動抵抗調整部はソリッド形材成形孔側に設けていることにより、ホロー形材成形孔よりも流動抵抗が小さいソリッド形材成形孔側に抵抗を付与することになるので、流動抵抗調整部の抵抗の調整がし易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる押出しダイスの図であり、（イ）は正面図、（ロ）は（イ）におけるＡ−Ａ断面図、（ハ）は（イ）におけるＢ−Ｂ断面図、（二）は（イ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図２】図１の押出しダイスにより同時に製造される形材の断面図であり、（ａ）はソリッド形材の断面図であり、（ｂ）はホロー形材の断面図である。
【図３】第２実施の形態にかかる押出しダイスの形材成形孔の周囲を抜き出して示す横断面図である。
【図４】図３に示す押出しダイスの形材成形孔及びその周囲を抜き出して示す平面図である。
【図５】第３実施の形態にかかる押出しダイスの形材成形孔及びその周囲を抜き出して示す平面図である。
【図６】従来の押出しダイスを用いた押出し機の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 押出しダイス
７ ソリッド形材成形孔（形材成形孔）
１３ ホロー形材成形孔（形材成形孔）
２５ 溶着室
３５ 流動抵抗調整部
４２ 流動抵抗調整部

Claims (1)

1. 複数の形材成形孔と、形材成形孔に対して空間を空けて設けた流動抵抗調整部とを備え、複数の形材成形孔のうちの少なくとも一つはソリッド形材成形孔であり且つ少なくとも一つはホロー形材成形孔であり、流動抵抗調節部は、ソリッド形材成形孔側において形材成形孔の長手方向に突出して設けてあり、形材成形孔に向かう押出し材料の流動抵抗を調節したことを特徴とする押出しダイス。

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