JP4304651B2 - 押出成形用ダイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は押出成形用ダイスに関するもので、更に詳細には、再生可能な押出成形用ダイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アルミニウム合金の押出加工において、例えばＪＩＳ５０００系、あるいはＪＩＳ７０００系のような高強度を有する高力アルミニウム合金等を押し出す場合、ベアリングの摩耗が激しく、ダイスの寿命が短いという問題がある。
【０００３】
そのため、従来では、ベアリング部を例えばタングステン（Ｗ）にコバルト（Ｃｏ）を混合した超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ系）やセラミックス等の超硬材料で構成するダイスを用いている（特開平６−１５３４８号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記超硬材料は靱性が低いため、押出力によるダイスの変形によってダイスが破損するおそれがあり、特に、コーナー部においてクラックを生じて破損するという問題があった。また、超硬材料は高価な上、加工が面倒であるという問題もあった。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、加工が容易であり、かつ、摩耗したベアリング部の再生が容易な押出成形用ダイスを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の押出成形用ダイスは、ホルダーにて着脱可能に保持されるダイを、切削等により再生可能なベアリング部を有する少なくとも３個以上に分割されたベアリング部材にて形成してなる押出成形用ダイスを前提とする。この発明において、上記ベアリング部材としては、高力アルミニウム合金等を押出成形可能なある程度の硬質を有し、切削等により再生可能な材料、例えば熱間工具鋼やＷＣ−Ｃｏ系材料等を使用することができる。
【０００７】
請求項１記載の発明は、上記押出成形用ダイスにおいて、隣接する上記ベアリング部材の一方のベアリング部材の側端角部に段部を設け、この段部に他方のベアリング部材の側端角部を当接係合してなることを特徴とする。また、請求項２記載の発明は、上記押出成形用ダイスにおいて、ホルダーに設けられた取付凹部内にベアリング部材を嵌挿し、ベアリング部材を遊嵌する固定部材によってベアリング部材とホルダーとを固定してなることを特徴とする。この場合、固定部材で直接ベアリング部材とホルダーとを固定してもよく、ホルダーの取付凹部内にベアリング部材を挿入した状態で、ベアリング部材の表面を押え板で押さえ、押え板及びベアリング部材を貫通する固定部材をホルダーに固定することによってベアリング部材とホルダーとを固定するようにしてもよく、あるいは、押え板に代えてバッフルプレートを用いてもよい。この発明において、上記ホルダーの外周から内方に挿入される押圧部材にてベアリング部材を押圧固定する方が好ましい（請求項３）。
【０００８】
上記のように構成されるこの発明の押出成形用ダイスによれば、ホルダーにて着脱可能に保持されるダイを、切削等により再生可能なベアリング部を有する少なくとも３個以上に分割されたベアリング部材にて形成することにより、ダイを一体に加工する場合に比べて加工を容易にすることができ、ベアリング部材の摩耗部分を切削して容易に再生することができる。したがって、ダイスの寿命の増大及びコストの低廉を図ることができると共に、押出形材（成形品）の寸法、形状等の品質の維持が図れ、製品歩留まりの向上を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。
【００１０】
◎第一実施形態
図１は、この発明の押出成形用ダイスの第一実施形態の使用状態を示す断面図、図２は、ベアリング部を示す断面図、図３は、第一実施形態のダイスの分解断面図、図４は、第一実施形態のダイスの分解斜視図である。
【００１１】
上記押出成形用ダイスは、表面側に開口する矩形の角部が切欠枯れた略十字状の取付凹部２を有するホルダー１と、このホルダー１の取付凹部２内に着脱可能に嵌挿されて保持されるダイ１０と、ダイ１０の内方に配設され、ダイ１０と協働して押出孔３を形成するマンドレル４と、ダイ１０をホルダー１に固定する押え板５及び固定部材である固定ボルト７を具備している。
【００１２】
この場合、ダイ１０は、それぞれベアリング部２１，２２を有する複数例えば４個に分割された第１ないし第４のベアリング部材１１〜１４にて形成されている。これらベアリング部材１１〜１４は、高力アルミニウム合金等を押出成形可能なある程度の硬質を有し、切削等により再生可能な材料、例えば熱間工具鋼等にて形成されている。このうち、第１，３のベアリング部材１１，１３は、図５に示すように、略四角柱状の基体３０の長手方向に沿う一側端部に平面視がコ字状のベアリング部２１が設けられており、このベアリング部２１を有する側面には、ベアリング部２１から他側端角部に向かって拡開する逃げ面３１が形成されている。また、基体３０の中間部には貫通孔３２が穿設されている。
【００１３】
また、第２，４のベアリング部材１２，１４は、図６に示すように、第１，３のベアリング部材１１，１３と同様に、略四角柱状の基体４０を具備しており、この基体３０の長手方向に沿う一側端部に直状のベアリング部２２が設けられている。また、第２，４のベアリング部材１２，１４の長手方向の両側端角部には、隣接する第１，３のベアリング部材１１，１３の側端角部が当接係合するＬ形の段部４１が設けられている。
【００１４】
上記のように構成される第１〜第４のベアリング部材１１〜１４は、隣接するベアリング部材１１，１２，１３，１４同士が段部４１に嵌め合いによって当接係合されるように、ホルダー１に設けられた取付凹部２内に嵌挿された状態で、ホルダー１の周面部から内方に向かって貫通する押圧部材である押圧ボルト８の先側端角部にて押圧されて、固定されると共に、各ベアリング部２１，２２によって所定寸法の四角形状の外側押出孔３ａを形成している。また、ホルダー１の取付凹部２の開口端部側には取付凹部２より大径の円形状の凹部９が設けられており、この円形凹部９内に、中心部に四角形状のメタル流通路６を有する円盤状の押え板５が嵌挿され、押え板５の対向する２箇所に設けられた透孔５ａを貫通する固定ボルト７を第１，第３のベアリング部材１１，１３に穿設された固定ボルト７のねじ部の外径より大径の貫通孔３２を貫通（遊嵌）させて、ホルダー１の取付凹部２の底部の２箇所に設けられたねじ孔１ａに固定ボルト７を螺合して、ダイ１０を構成するベアリング部材１１〜１４をホルダー１と押え板５とで挟持固定している。ここで、固定ボルト７を第１，３のベアリング部材１１，１３の貫通孔３２内に遊嵌させた理由は、押圧ボルト８の押圧によって第１，３のベアリング部材１１，１３を移動して、第２，４のベアリング部材１２，１４の段部４１に当接係合させるためである。
【００１５】
上記のようにしてホルダー１の取付凹部２内に第１〜第４のベアリング部材１１〜１４を固定した後、第１〜第４のベアリング部材１１〜１４にて形成される外側押出孔３ａ内に断面矩形状の内側押出孔３ｂを有するマンドレル４を挿入して、中空矩形状（中空四角形状）の押出孔３を形成している。
【００１６】
上記のようにして組み立てられた押出成形用ダイスの押出孔３に、図示しないコンテナのビレットをステムにて押し出すことで、中空矩形状のアルミニウム合金製の押出形材を形成することができる。
【００１７】
また、使用によりベアリング部材１１〜１４のベアリング部２１，２２が摩耗した場合は、固定ボルト７をホルダー１から取り外した後、押圧ボルト８の押圧を解除して、各ベアリング部材１１〜１４をホルダー１から取り出し、摩耗したベアリング部２１，２２を再生して、再度使用することができる。この場合、図７に実線で示すように、各ベアリング部材１１〜１４のベアリング部２１，２２を所定の寸法より少な目に切削して、ホルダー１に押圧ボルト８をもってセットした状態で、例えばワイヤーカット加工によって、図７に一点鎖線で示すように、仕上げ加工してベアリング部２１，２２を所定寸法に仕上げる。このようにして、再生されたベアリング部材１１〜１４を上述と同様に、ホルダー１に固定して再度、押出形材の成形に供することができる。
【００１８】
したがって、上記ダイスによれば、例えばＪＩＳ５０００系、あるいはＪＩＳ７０００系のような高強度を有する高力アルミニウム合金製の押出形材を成形することができる他、その他のアルミニウム合金，その他金属材料，プラスチック等の押出成形にも使用することができる。
【００１９】
◎第二実施形態
図８は、この発明の押出成形用ダイスの第二実施形態のベアリング部材の組立状態を示す概略正面図である。
【００２０】
第二実施形態は、ダイ１０を構成する４個分割されたベアリング部材１５〜１８のベアリング部２２を同一の直状に形成した場合である。すなわち、第１〜第４のベアリング部材１５〜１８のベアリング部２２をそれぞれ直状に形成し、第２及び第４のベアリング部材１６，１８の側端角部にＬ形の段部４１を設け、この段部４１に第１及び第３のベアリング部材１５，１７の側端角部を当接係合（嵌め合い係合）させた場合である。
【００２１】
なお、第二実施形態において、その他の部分は、第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】
第二実施形態において、ベアリング部２２が摩耗した場合は、ベアリング部材１５〜１８をホルダー１から取り出して、図９に示すように、摩耗したベアリング部２１，２２を切削（図９においてハッチングで示す）して再生することができる。
【００２３】
◎第三実施形態
図１０は、この発明の押出成形用ダイスの第三実施形態の使用状態の断面図、図１１は、第三実施形態におけるベアリング部を示す断面図である。
【００２４】
第三実施形態は、中実の押出形材を成形するフラットタイプの押出成形用ダイスにこの発明のダイスを適用した場合である。すなわち、第三実施形態のダイスは、第一実施形態における第１〜第４のベアリング部材１１〜１４のみによって押出孔３を形成した場合である。この場合、ホルダー１の取付凹部２内にベアリング部材１１〜１４を嵌挿し、押圧ボルト８によってベアリング部材１１〜１４を押圧保持し、押え板５でベアリング部材１１〜１４の表面を押さえた状態で、固定ボルト７にて固定した後、ホルダー１とバッフルプレート５０とを図示しない連結ボルトで連結してダイスが組み立てられている。
【００２５】
第三実施形態のダイスを用いて、押出孔３に、図示しないコンテナのビレットイをステムにて押し出すことで、中実矩形状のアルミニウム合金製の押出形材を形成することができる。
【００２６】
第三実施形態のダイスを再生する場合は、第一実施形態の場合と同様に、各ベアリング部材１１〜１４のベアリング部２１，２２を所定の寸法より少な目に切削して、ホルダー１に押圧ボルト８をもってセットした状態で、例えばワイヤーカット加工によって、図７に一点鎖線で示すように、仕上げ加工してベアリング部２１，２２を所定寸法に仕上げればよい。
【００２７】
◎第四実施形態
図１２は、この発明の押出成形用ダイスの第四実施形態の使用状態の断面図である。
【００２８】
第四実施形態は、断面チャンネル状の押出形材を成形するフラットタイプのダイスにこの発明のダイスを適用した場合である。この場合、ダイ１０を構成する第１のベアリング部材６１は、第一実施形態における第１のベアリング部材１１と同様に、長手方向に沿う一側端部に平面視がコ字状のベアリング部２１が設けられている。また、ダイ１０を構成する第２及び第４のベアリング部材６２，６４は、第一実施形態における第２及び第４のベアリング部材１２，１４と同様に、長手方向に沿う一側端部に直状のベアリング部２２が設けられており、また、長手方向の両側側端角部には、隣接する第１，３のベアリング部材６１，６３の側端角部が当接係合するＬ形の段部４１が設けられている。一方、第３のベアリング部材６３は、第１、第２及び第４のベアリング部材６１のベアリング部２１，２２と対向して押出孔３を形成する大コ字状の第１のベアリング部２３と、この第１のベアリング部２３の両端に連なる小コ字状の２つの第２のベアリング部２４とを具備している。
【００２９】
このように構成される第１〜第４のベアリング部材６１〜６４は、隣接するベアリング部材６１，６２，６３，６４同士が段部４１に嵌め合いによって当接係合されるように、ホルダー１に設けられた取付凹部２内に嵌挿された状態で、ホルダー１の周面部から内方に向かって貫通する押圧ボルト８の先側端角部にて押圧されて、固定されると共に、各ベアリング部２１，２２，２３，２４によって所定寸法の断面コ字状の押出孔３Ａを形成している。また、ホルダー１の取付凹部２の開口端部側には取付凹部２より大径の円形状の凹部（図示せず）が設けられており、この円形凹部内に、中心部にチャンネル状のメタル流通路６Ａを有する円盤状の押え板５Ａ（図１３参照）が嵌挿され、押え板５Ａの対向する２箇所に設けられた透孔５ａを貫通する固定ボルト７を第１，第３のベアリング部材６１，６３に穿設された固定ボルト７のねじ部の外径より大径の貫通孔３２を貫通（遊嵌）させて、ホルダー１の取付凹部２の底部の２箇所に設けられたねじ孔１ａに固定ボルト７を螺合して、ダイ１０を構成するベアリング部材６１〜６４をホルダー１と押え板５Ａとで挟持固定している。
【００３０】
上記のようにして組み立てられた押出成形用ダイスの押出孔３に、図示しないコンテナのビレットをステムにて押し出すことで、チャンネル状のアルミニウム合金製の押出形材を形成することができる。
【００３１】
また、使用によりベアリング部材６１〜６４が摩耗した場合は、固定ボルト７をホルダー１から取り外した後、押圧ボルト８の押圧を解除して、各ベアリング部材６１〜６４をホルダー１から取り出し、摩耗したベアリング部２１，２２を再生して、再度使用することができる。この場合、図１４に実線で示すように、ベアリング部材６１，６２，６４のベアリング部２１，２２を所定の寸法より少な目に切削して、ホルダー１に押圧ボルト８をもってセットした状態で、例えばワイヤーカット加工によって、図１４に一点鎖線で示すように、仕上げ加工してベアリング部２１，２２を所定寸法に仕上げる。但し、第３のベアリング部材６３の第１及び第２のベアリング部２３，２４については、再生ができないので、第３のベアリング部材６３の第１及び第２のベアリング部２３，２４を肉盛りするか、あるいは、第３のベアリング部材６３をそっくり作り直して交換する。但し、第３のベアリング部材６３の第１及び第２のベアリング部２３，２４は、製品の内側になる面であるので、品質上許されるのであれば、再生せずにそのまま使用することができる。
【００３２】
上記のようにして、再生されたベアリング部材６１〜６４を上述と同様に、ホルダー１に固定して再度、押出形材の成形に供することができる。
【００３３】
◎その他の実施形態
上記第一ないし第三実施形態では、断面が四角形の押出形材を成形する場合について説明したが、押出形材の断面形状は四角以外の多角形、例えば、三角形、六角形あるいは八角形等の多角形においても同様にこの発明のダイスを適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の押出成形用ダイスは、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
【００３５】
上記のように構成されるこの発明の押出成形用ダイスによれば、ホルダーにて着脱可能に保持されるダイを、切削等により再生可能なベアリング部を有する少なくとも３個以上に分割されたベアリング部材にて形成することにより、ダイを一体に加工する場合に比べて加工を容易にすることができ、ベアリング部材の摩耗部分を切削して容易に再生することができる。したがって、ダイスの寿命の増大及びコストの低廉を図ることができると共に、押出形材（成形品）の寸法、形状等の品質の維持が図れ、製品歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の押出成形用ダイスの第一実施形態の使用状態を示す断面図である。
【図２】第一実施形態におけるベアリング部を示す断面図である。
【図３】第一実施形態のダイスの分解断面図である。
【図４】第一実施形態のダイスの分解斜視図である。
【図５】この発明におけるベアリング部材の一例を示す正面図（ａ）及び（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図（ｂ）である。
【図６】この発明におけるベアリング部材の別の形態を示す正面図（ａ）及び（ａ）のII−II線に沿う断面図（ｂ）である。
【図７】第一実施形態のダイスの再生方法を説明する概略正面図である。
【図８】この発明の押出成形用ダイスの第二実施形態のベアリング部を示す断面図である。
【図９】第二実施形態のダイスの再生方法を説明する概略分解正面図である。
【図１０】この発明の押出成形用ダイスの第三実施形態の使用状態を示す断面図である。
【図１１】第三実施形態におけるベアリング部を示す断面図である。
【図１２】この発明の押出成形用ダイスの第四実施形態の使用状態を示す断面図である。
【図１３】第四実施形態における押え板を示す正面図である。
【図１４】第四実施形態のダイスの再生方法を説明する概略正面図である。
【符号の説明】
１ ホルダー
２ 取付凹部
３，３Ａ 押出孔
３ａ 外側ベアリング
３ｂ 内側ベアリング
５，５Ａ 押え板
７ 固定ボルト（固定部材）
８ 押圧ボルト（押圧部材）
１０ ダイ
１１〜１４，１５〜１８，６１〜６４ ベアリング部材
２１，２２，２３，２４ ベアリング部
４１ 段部

Claims (3)

1. ホルダーにて着脱可能に保持されるダイを、切削等により再生可能なベアリング部を有する少なくとも３個以上に分割されたベアリング部材にて形成してなる押出成形用ダイスにおいて、
   隣接する上記ベアリング部材の一方のベアリング部材の側端角部に段部を設け、この段部に他方のベアリング部材の側端角部を当接係合してなることを特徴とする押出成形用ダイス。
2. ホルダーにて着脱可能に保持されるダイを、切削等により再生可能なベアリング部を有する少なくとも３個以上に分割されたベアリング部材にて形成してなる押出成形用ダイスにおいて、
   上記ホルダーに設けられた取付凹部内にベアリング部材を嵌挿し、ベアリング部材を遊嵌する固定部材によってベアリング部材とホルダーとを固定してなることを特徴とする押出成形用ダイス。
3. 請求項１又は２記載の押出成形用ダイスにおいて、
   上記ホルダーの外周から内方に挿入される押圧部材にてベアリング部材を押圧固定してなることを特徴とする押出成形用ダイス。

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