JP4463394B2 - 押出成形装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを押出成形するための押出成形装置に関し、特に、押出方向と交差する方向の該ワークの寸法（外寸法及び内寸法）を適宜変化させることができる押出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗用車やトラックなどの各種車両の構成部品において、車体の軽量化やリサイクルの観点からアルミニウム製、若しくはアルミニウム合金製の部品が多々採用されるに至っている。さらに、軽量化を促進するために、例えば、車体フレームには、その内部に中空部が形成されたアルミニウム押出形材が用いられている。
【０００３】
この中空部を有するアルミニウム押出形材を成形するための押出成形装置としては、特開平８−２５２６２８号公報に開示されている装置が知られている。この装置は、図１４及び図１５に示すように、互いに対向する一組の板状部材Ｊ及びＫからなる第１のダイスＬと、該第１のダイスＬの下側に該第１のダイスＬの軸と直交する方向に配設され、互いに対向する一組の板状部材Ｍ及びＮからなる第２のダイスＯとによって画成される開口部Ｐに、図１４において下方に向かうにつれて連続的に小径となる角錐状のテーパ部が形成されるマンドレルＱを挿通して、該開口部Ｐと該マンドレルＱとによって画成された押出成形孔Ｒにアルミニウム素材Ｓからなる溶湯を押し出して押出成形を行うものである。すなわち、前記第１のダイスＬ及び前記第２のダイスＯの上部に配置される容器Ｔ内に収容されたアルミニウム素材ＳをステムＵによって押圧することにより、前記押出成形孔Ｒに該アルミニウム素材Ｓの溶湯を流動させ、中空部を有するアルミニウム押出形材Ｖを押出成形する。この場合、前記マンドレルＱの先端側には連続的に小径となる角錐状のテーパ部が形成されているため、前記押出成形孔Ｒ内に該マンドレルＱの先端を臨入させる度合を変化させることにより、アルミニウム押出形材Ｖの肉厚を変化させることができる。さらに、前記第１のダイスＬを構成する一組の板状部材Ｊ及びＫの相互間の距離（図１５中、矢印Ｙ−Ｙ’方向）及び前記第２のダイスＯを構成する一組の板状部材Ｍ及びＮの相互間の距離（図１５中、矢印Ｚ−Ｚ’方向）を変化させることにより、アルミニウム押出形材Ｖの外寸法及び内寸法を所望の寸法に変化させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来例に係る押出成形装置では、第１のダイスＬ、第２のダイスＯ及びマンドレルＱによって画成される押出成形孔Ｒにアルミニウム素材Ｓの溶湯を押し出す際、例えば、ステムＵによってアルミニウム素材Ｓが不均一に押圧された場合、すなわち、アルミニウム素材Ｓの上面全体に均一に荷重が掛からなかった場合、該押出成形孔Ｒにおいて該アルミニウム素材Ｓの押圧力により該マンドレルＱが該押出成形孔Ｒの中心からずれるおそれがある。その場合、押出成形した後のアルミニウム押出形材Ｖの寸法にばらつき（偏肉）が発生し、結局、製品としては欠陥品となる懸念がある。しかも、極めて薄肉のアルミニウム押出形材Ｖを成形しようとした場合、第１のダイスＬ及び第２のダイスＯとマンドレルＱとの間の距離を可及的に狭めるため、アルミニウム素材Ｓの溶湯が押出成形孔Ｒを確実に流動することが困難であるという問題点が指摘されている。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、押出成形口の形状を変化させることにより、偏肉を発生させることなくワークの寸法（外寸法及び内寸法）を所望の形状にすることが可能となる押出成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、本体の軸方向に対して所定角度離間して該本体に設けられる複数のダイスを有し、前記本体に形成される開口部と前記ダイスとの間にワークを流動させて成形する押出成形口を画成した押出成形装置であって、各ダイスはそれぞれ前記開口部とともに前記押出成形口を画成する成形面を有した第１ダイス及び第２ダイスを備えるとともに、該第１ダイス及び該第２ダイスにそれぞれ設けられた前記成形面のうち、一方の前記成形面が前記押出成形口の内壁を構成し、他方の前記成形面が前記押出成形口の外壁を構成し、さらに、前記第１ダイスを前記押出成形口からの前記ワークの押出方向に直交する方向に移動させる第１ダイス用駆動手段と、前記第２ダイスを前記押出方向に直交する方向に移動させる第２ダイス用駆動手段とを備え、第１ダイス用駆動手段及び第２ダイス用駆動手段の駆動作用下に、前記押出方向に直交する方向における、前記第１ダイスの前記成形面の位置と前記第２ダイスの前記成形面の位置とを変化させることにより、前記押出成形口を流動するワークの寸法（外寸法及び内寸法）を変化させることを特徴とする。
【０００７】
これにより、押出成形により成形されるワークの寸法（外寸法及び内寸法）を所望の形状にすることが可能となる。すなわち、ワークを所望の寸法に成形することにより、一台の押出成形装置で用途に適合させたワークを押出成形することができる。さらに、型に配設されるダイスの個数を変更することにより、断面形状を、例えば、四角形などのような単純な形状にとどまらず異形状にすることも可能となる。さらにまた、マンドレルを用いることなく素材の押出成形が可能なため、ワークの寸法のばらつきを発生させることを可及的に回避でき、極めて薄肉なワークを成形することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る中空部材の押出成形方法につき、それを実施するための押出成形装置との関係において好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１３を参照しながら以下詳細に説明する。なお、この押出成形方法は、その用途が限定されるものではないが、例えば、アルミニウム製、若しくはアルミニウム合金製の自動車の車体フレームを押出成形するために用いられると好ましい。
【０００９】
本実施の形態に係る押出成形装置１０は、図１及び図４に示すように、第１の型１２と、該第１の型１２に併設され、かつ該第１の型１２と同軸な第２の型１４とを有する。
【００１０】
第１の型１２は、図２及び図４に示すように、略八角形状の第１の本体１６を有し、該第１の本体１６は、４つの側端面のそれぞれを切り欠く第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄと、該第１の本体１６の裏面２０から該第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄに連通して形成される孔部２２ａ〜２２ｄとを備える。この場合、第１の開口部１８ａと第２の開口部１８ｂとの間に素材流動口２４ａが画成され、同様に、第２の開口部１８ｂと第３の開口部１８ｃとの間、第３の開口部１８ｃと第４の開口部１８ｄとの間、及び第４の開口部１８ｄと第１の開口部１８ａとの間にそれぞれ素材流動口２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが画成される（図２参照）。この素材流動口２４ａ〜２４ｄは、前記第１の本体１６の軸と直交する方向に長尺かつ両端が略円弧状であり、該第１の本体１６の裏面２０から表面２９まで該第１の本体１６の軸方向に延在して開口している（図４参照）。
【００１１】
前記第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄ内には、第１のダイス３０ａ〜３０ｄがそれぞれ配設される。この第１のダイス３０ａ〜３０ｄは、前記第１の開口部１８ａ〜１８ｄの底面上を摺動自在な第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄと、該第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄと組みをなす第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄとからなる（図４及び図５参照）。この第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄは、前記第１の本体１６の軸方向と直交する方向に延在する平坦部３６ａ〜３６ｄと、該第１の本体１６の軸方向に延在する突部３８ａ〜３８ｄとからなり、この突部３８ａ〜３８ｄには略くの字状の屈曲凸面４０ａ〜４０ｄが形成される（図５参照）。さらに、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄには、前記孔部２２ａ〜２２ｄに連通する素材導入口４２ａ〜４２ｄが形成される（図４及び図５参照）。
【００１２】
前記屈曲凸面４０ａ〜４０ｄに対向するように、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの平坦部３６ａ〜３６ｄに第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄが摺動自在に載置される（図４参照）。この第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄの前記屈曲凸面４０ａ〜４０ｄと対向する部分は、略くの字状に窪んだ屈曲凹面４１ａ〜４１ｄが形成される（図５参照）。前記屈曲凸面４０ａ〜４０ｄと前記屈曲凹面４１ａ〜４１ｄを画成する壁面との間には空間が存在するために、前記第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄの内壁面、該屈曲凸面４０ａ〜４０ｄ、該屈曲凹面４１ａ〜４１ｄ及び前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄにより、略くの字状の第１の室４４ａ〜４４ｄが形成される（図２参照）。すなわち、前記素材導入口４２ａ〜４２ｄと前記第１の室４４ａ〜４４ｄとによって、素材を押出成形するための第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄが画成される。
【００１３】
この場合、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄは第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄに、前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄは第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄに、それぞれ連結されている（図１参照）。前記第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄは、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの端部に固着される第１の連結部材５２ａ〜５２ｄと、該第１の連結部材５２ａ〜５２ｄの内部に形成される内ねじ部５３ａ〜５３ｄに一端部が螺合する第１のボールねじ５４ａ〜５４ｄ（図４参照）と、該第１のボールねじ５４ａ〜５４ｄの他端部に設けられる第１のカップリング５６ａ〜５６ｄと、該第１のカップリング５６ａ〜５６ｄに連結される第１のモータ５８ａ〜５８ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第１のモータ５８ａ〜５８ｄの回転作用下に前記第１のボールねじ５４ａ〜５４ｄが回転し、それにより前記第１の連結部材５２ａ〜５２ｄが前記第１の本体１６の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第１の連結部材５２ａ〜５２ｄに固着された前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄは第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄを形成する第１の本体１６の底面上を摺動自在である。
【００１４】
同様に、前記第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄは、前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄの端部に固着される第２の連結部材６０ａ〜６０ｄと、該第２の連結部材６０ａ〜６０ｄの内部に形成される内ねじ部６１ａ〜６１ｄに一端部が螺合する第２のボールねじ６２ａ〜６２ｄ（図４参照）と、該第２のボールねじ６２ａ〜６２ｄの他端部に設けられる第２のカップリング６４ａ〜６４ｄと、該第２のカップリング６４ａ〜６４ｄに連結される第２のモータ６６ａ〜６６ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第２のモータ６６ａ〜６６ｄの回転作用下に前記第２のボールねじ６２ａ〜６２ｄが回転し、それにより前記第２の連結部材６０ａ〜６０ｄが前記第１の本体１６の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第２の連結部材６０ａ〜６０ｄに固着された前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄは前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの平坦部３６ａ〜３６ｄの上面を摺動自在である。
【００１５】
なお、第１のモータ５８ａ〜５８ｄと第２のモータ６６ａ〜６６ｄの配置場所を確保するために、第１の連結部材５２ａ〜５２ｄと第２の連結部材６０ａ〜６０ｄは所定間隔離間している。また、第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄと第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄは、制御系（図示せず）に接続されており、該制御系の制御作用下に第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄと第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄとはそれぞれ独立して、若しくは同期して摺動自在である。
【００１６】
第２の型１４は、図３に示すように、略中央部に矩形状の空間部６７が形成される矩形状の第２の本体６８を有し、該第２の本体６８はそれぞれの端面から該空間部６７に連通する第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄを備える。前記空間部６７の４箇所の隅角部は、それぞれ所定の径を有する円弧状に形成される。
【００１７】
第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄを形成する両側壁に当接するように、所定間隔離間した一組の支持部材７２ａ〜７２ｄがそれぞれ設けられる（図１０参照）。この支持部材７２ａ〜７２ｄの一端部には、前記第２の本体６８の表面７４と略平行な摺動面７６ａ〜７６ｄが形成される（図６参照）。また、前記第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄ内には、前記摺動面７６ａ〜７６ｄと略平行に前記支持部材７２ａ〜７２ｄの下部に略板状の案内部材７３ａ〜７３ｄが設けられ、該案内部材７３ａ〜７３ｄには素材導入口４２ａ〜４２ｄと連通する長円状の案内孔７５ａ〜７５ｄが形成される（図６参照）。
【００１８】
さらに、前記第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄ内には、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄと第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄとからなる第２のダイス８０ａ〜８０ｄが配設される（図６参照）。この第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄは、前記第２の本体６８の軸方向と直交する方向に延在する略Ｔ字状の平坦部８６ａ〜８６ｄと、該第２の本体６８の軸方向に延在する屈曲部８８ａ〜８８ｄとからなる（図６参照）。前記平坦部８６ａ〜８６ｄの幅広部分が前記案内部材７３ａ〜７３ｄ上に載置され、かつ前記平坦部８６ａ〜８６ｄの幅細部分が一対の支持部材７２ａ〜７２ｄの間に挿入されるとともに、該屈曲部８８ａ〜８８ｄは前記空間部６７内に配置される（図３参照）。
【００１９】
この場合、前記屈曲部８８ａ〜８８ｄは、前記空間部６７を略均等に４分割するように該空間部６７内に突出して配置されている（図３参照）。さらに、前記平坦部８６ａ〜８６ｄの幅広部分には、前記案内孔７５ａ〜７５ｄと連通する中間部材挿入口９０ａ〜９０ｄが形成される（図６参照）。なお、図４中、参照符号９１ａ〜９１ｄは、第１の型１２の表面２９、支持部材７２ａ〜７２ｄ、案内部材７３ａ〜７３ｄ及び第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄから形成される間隙部である。
【００２０】
前記屈曲部８８ａ〜８８ｄに対向するように、前記支持部材７２ａ〜７２ｄの摺動面７６ａ〜７６ｄ上に第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄが載置される。この第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄは略Ｌ字状であり、その内部に前記支持部材７２ａ〜７２ｄが挿入される略直方体状の一対の挿入部８５ａ〜８５ｄが形成される。さらに、前記支持部材７２ａ〜７２ｄの内部には、前記挿入部８５ａ〜８５ｄの間に前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの平坦部８６ａ〜８６ｄに対向して長円状の第２の室９２ａ〜９２ｄが形成される（図６参照）。
【００２１】
前記屈曲部８８ａ〜８８ｄと前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄの端面との間に、第２の本体６８の軸方向に延在する中間部材流動口９３ａ〜９３ｄが形成される（図３及び図４参照）。従って、前記中間部材挿入口９０ａ〜９０ｄ、前記第２の室９２ａ〜９２ｄ及び前記中間部材流動口９３ａ〜９３ｄとによって、素材を押出成形するための第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄを画成する。
【００２２】
一方、前記第２のダイス８０ａ〜８０ｄが前記第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄ内にそれぞれ配設されることにより、該空間部６７の４箇所の隅角部には、第１の型１２に形成される第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄによって成形された隅部材１３２ａ〜１３２ｄ（図８参照）を挿通するための進入口９６ａ〜９６ｄが形成される（図３参照）。
【００２３】
また、前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄは第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄに、前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄは第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄに、それぞれ連結されている（図１参照）。前記第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄは、前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの端部に固着される第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄと、該第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄの内部に形成される内ねじ部１０３ａ〜１０３ｄに一端部が螺合する第３のボールねじ１０６ａ〜１０６ｄ（図４参照）と、該第３のボールねじ１０６ａ〜１０６ｄの他端部に設けられる第３のカップリング１０８ａ〜１０８ｄと、該第３のカップリング１０８ａ〜１０８ｄに連結される第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄの回転作用下に前記第３のボールねじ１０６ａ〜１０６ｄが回転し、それにより前記第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄが前記第２の本体６８の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄに固着された前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄは第１の本体１６の表面２９及び案内部材７３ａ〜７３ｄ上を摺動自在である。
【００２４】
同様に、前記第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄは、前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄの端部に固着される第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄと、該第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄの内部に形成される内ねじ部１１３ａ〜１１３ｄに一端部が螺合する第４のボールねじ１１４ａ〜１１４ｄ（図４参照）と、該第４のボールねじ１１４ａ〜１１４ｄの他端部に設けられる第４のカップリング１１６ａ〜１１６ｄと、該第４のカップリング１１６ａ〜１１６ｄに連結される第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄの回転作用下に前記第４のボールねじ１１４ａ〜１１４ｄが回転し、それにより前記第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄが前記第２の本体６８の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄに固着された前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄは支持部材７２ａ〜７２ｄの摺動面７６ａ〜７６ｄ上を摺動自在である。
【００２５】
なお、第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄと第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄの配置位置を確保するために、第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄと第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄは所定間隔離間している。また、第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄと第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄは、制御系（図示せず）に接続されており、該制御系の制御作用下に第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄと第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄとはそれぞれ独立して、若しくは同期して摺動自在である。さらに、前記制御系には、上述したように、第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ及び第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄが接続されており、第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ、第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄ、第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄ及び第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄは、それぞれ独立して、若しくは同期して駆動することが可能となる。
【００２６】
本実施の形態に係る押出成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用及び効果について説明する。
【００２７】
前記押出成形装置１０を用いて、図７に示すように、小口部１２２、大口部１２４及び厚肉部１２６とからなる中空部材１２０を押出成形する例につき説明する。この中空部材１２０は、第１の工程と第２の工程とによって押出成形される。
【００２８】
先ず、アルミニウム素材１２８を押出成形するのに先立って、第１のダイス３０ａ〜３０ｄと第２のダイス８０ａ〜８０ｄとを基準状態（図４に示す状態）にする。この場合、制御系（図示せず）の制御下に第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄを構成する第１のモータ５８ａ〜５８ｄを駆動させて第１の連結部材５２ａ〜５２ｄを第１の本体１６の内方に移動させることにより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの突部３８ａ〜３８ｄを第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄを形成する正面壁に当接させる。同様に、前記制御系の制御下に第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄを構成する第２のモータ６６ａ〜６６ｄを駆動させて第２の連結部材６０ａ〜６０ｄを第１の本体１６の内方に移動させることにより、第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄの外面と第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄとの外面とを面一にする（図４参照）。
【００２９】
その後、前記制御系の制御下に第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄを構成する第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄを駆動させて第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄを第２の本体６８の内方に移動させることにより、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの外面を第１の本体１６の外面と面一にする（図４参照）。同様に、前記制御系の制御下に第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄを構成する第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄを駆動させて第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄを第２の本体６８の内方に移動させることにより、第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄの外面を第１の本体１６の外面と面一にする（図４参照）。
【００３０】
その状態で、ステム１３０に固定されたアルミニウム素材１２８（図８参照）を前記第１の本体１６の裏面２０から表面２９に向かって押し込むことにより、該アルミニウム素材１２８を孔部２２ａ〜２２ｄ及び素材流動口２４ａ〜２４ｄに流動させる（第１の工程）。これにより、前記孔部２２ａ〜２２ｄに流動された前記アルミニウム素材１２８の肉は、素材導入口４２ａ〜４２ｄ及び第１の室４４ａ〜４４ｄ、すなわち第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄを流動して、略くの字状の隅部材１３２ａ〜１３２ｄとして押出成形される（図８及び図９参照）。さらに、前記素材流動口２４ａ〜２４ｄを流動したアルミニウム素材１２８の肉は、中間部材１３４ａ〜１３４ｄとして押出成形される（図８参照）。
【００３１】
さらに、ステム１３０によりアルミニウム素材１２８を第１の本体１６の裏面２０から表面２９に向かって押し込むことにより、４つの隅部材１３２ａ〜１３２ｄは、第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄと連通する第２の型１４に形成された進入口９６ａ〜９６ｄにそれぞれ進入する。同時に、中間部材１３４ａ〜１３４ｄは、素材流動口２４ａ〜２４ｄと連通する案内孔７５ａ〜７５ｄを介して第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄに流動する（第２の工程）。この場合、前記中間部材１３４ａ〜１３４ｄは、最初に前記第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄを構成する中間部材挿入口９０ａ〜９０ｄに流動し、その後、第２の室９２ａ〜９２ｄ及び中間部材流動口９３ａ〜９３ｄに流動することにより、中央部材１３６ａ〜１３６ｄが押出成形される。その際、前記中央部材１３６ａ〜１３６ｄは、前記中間部材流動口９３ａ〜９３ｄを前記隅部材１３２ａ〜１３２ｄに向かって直線的に流動し、該中央部材１３６ａ〜１３６ｄと該隅部材１３２ａ〜１３２ｄとが圧着されて中空部材１２０の小口部１２２が押出成形されることになる（図８参照）。
【００３２】
次に、中空部材１２０の大口部１２４を押出成形する（図７参照）。この場合、制御系（図示せず）の制御下に第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ、第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄ、第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄ及び第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄを同期して駆動させることにより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄ及び第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄを第１の本体１６の外方に、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄ及び第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄを第２の本体６８の外方に、それぞれ所定の距離だけ移動させる（図１１参照）。
【００３３】
これにより、第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄ及び第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄのそれぞれの位置が、中空部材１２０の小口部１２２を押出成形する場合と比較して、第１の本体１６及び第２の本体６８の外方に位置することになる（図１１参照）。従って、この状態でアルミニウム素材１２８を、小口部１２２を押出成形する場合と同じ作業手順で押出成形することにより、大口部１２４が押出成形される。
【００３４】
次いで、中空部材１２０の厚肉部１２６を押出成形する（図７参照）。この場合、制御系（図示せず）の制御下に第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ及び第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄを同期して駆動させることより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄを第１の本体１６の内方に、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄを第２の本体６８の内方に、それぞれ所定の距離だけ移動させる（図１２参照）。これにより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄ及び第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの位置が、中空部材１２０の大口部１２４を押出成形する場合と比較して、第１の本体１６及び第２の本体６８の半径方向内方に位置することになる（図１２参照）。従って、この状態でアルミニウム素材１２８を、小口部１２２及び大口部１２４を押出成形する場合と同じ作業手順で押出成形することにより、厚肉部１２６が押出成形される。
【００３５】
その後、上述した作業手順で大口部１２４及び小口部１２２を連続して押出成形して、図７に示す中空部材１２０を押出成形する。そして、中空部材１２０は、次工程に搬送され最終的な製品として完成される。
【００３６】
次に、図１３に本実施の形態に係る押出成形装置１０の変形例を概略的に示す。図１３に示すように、この変形例に係る押出成形装置２００は、第１のダイス２０２ａ〜２０２ｅと第２のダイス２０４ａ〜２０４ｅとをそれぞれ５個有するものである。これにより、断面形状が略五角形状の中空部材１２０を押出成形することが可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、アルミニウム素材１２８をステム１３０に一体的に固定して用いているが、複数に分割されたアルミニウム素材１２８を用いるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の下ダイスと第１の上ダイスとの相対的な位置を変化させることにより第１の押出成形口の形状を所望の形状にすることが可能となる。同様に、第２の下ダイスと第２の上ダイスとの相対的な位置を変化させることにより第２の押出成形口の形状を所望の形状にすることが可能となる。これにより、中空部材の寸法（外寸法及び内寸法）も変化させることができるため、一台の押出成形装置で用途に適合させた中空部材を押出成形することが可能となる。
【００３９】
さらに、型に配設されるダイスの個数を変更することにより、断面形状を、例えば、四角形などのような単純な形状にとどまらず異形状にすることも可能になるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る押出成形装置の一部を破断させた状態を含む正面説明図である。
【図２】図１における押出成形装置を構成する第１の型を示す一部省略正面説明図である。
【図３】図１における押出成形装置を構成する第２の型を示す一部省略正面説明図である。
【図４】図２における第１の型と図３における第２の型との積層状態を図２のＩＶ−ＩＶ線及び図３のＩＶ−ＩＶ線からみた一部省略横断面説明図である。
【図５】図２における第１の型に配設される第１のダイスを分解した状態を示す拡大斜視分解説明図である。
【図６】図３における第２の型に配設される第２のダイスを分解した状態を示す拡大斜視分解説明図である。
【図７】図１における押出成形装置によって押出成形される中空部材の一部を切り欠いた状態を示す一部省略斜視説明図である。
【図８】図８Ａは第１の工程によって成形された隅部材及び中間部材を概略的に示す斜視図であり、図８Ｂは第２の工程によって成形された中空部材を概略的に示す斜視図である。
【図９】図１における押出成形装置によってアルミニウム素材を押出成形するときの第１の工程を示す一部省略斜視説明図である。
【図１０】図１における押出成形装置によってアルミニウム素材を押出成形するときの第２の工程を示す一部省略斜視説明図である。
【図１１】図７における中空部材の大口部を押出成形するときの第１のダイス及び第２のダイスの状態を図２のＩＶ−ＩＶ線及び図３のＩＶ−ＩＶ線からみた一部省略横断面説明図である。
【図１２】図７における中空部材の厚肉部を押出成形するときの第１のダイス及び第２のダイスの状態を図２のＩＶ−ＩＶ線及び図３のＩＶ−ＩＶ線からみた一部省略横断面説明図である。
【図１３】変形例に係る押出成形装置を概略的に示す一部省略正面説明図である。
【図１４】従来例に係る押出成形方法によってアルミニウム素材を押出成形する状態を示す縦断面説明図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線からみた平面説明図である。
【符号の説明】
１０、２００…押出成形装置 １２…第１の型
３０ａ〜３０ｄ、２０２ａ〜２０２ｅ…第１のダイス
３２ａ〜３２ｄ…第１の下ダイス ３４ａ〜３４ｄ…第１の上ダイス
４６ａ〜４６ｄ…第１の押出成形口 ４８ａ〜４８ｄ…第１の駆動手段
１２０…中空部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを押出成形するための押出成形装置に関し、特に、押出方向と交差する方向の該ワークの寸法（外寸法及び内寸法）を適宜変化させることができる押出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗用車やトラックなどの各種車両の構成部品において、車体の軽量化やリサイクルの観点からアルミニウム製、若しくはアルミニウム合金製の部品が多々採用されるに至っている。さらに、軽量化を促進するために、例えば、車体フレームには、その内部に中空部が形成されたアルミニウム押出形材が用いられている。
【０００３】
この中空部を有するアルミニウム押出形材を成形するための押出成形装置としては、特開平８−２５２６２８号公報に開示されている装置が知られている。この装置は、図１４及び図１５に示すように、互いに対向する一組の板状部材Ｊ及びＫからなる第１のダイスＬと、該第１のダイスＬの下側に該第１のダイスＬの軸と直交する方向に配設され、互いに対向する一組の板状部材Ｍ及びＮからなる第２のダイスＯとによって画成される開口部Ｐに、図１４において下方に向かうにつれて連続的に小径となる角錐状のテーパ部が形成されるマンドレルＱを挿通して、該開口部Ｐと該マンドレルＱとによって画成された押出成形孔Ｒにアルミニウム素材Ｓからなる溶湯を押し出して押出成形を行うものである。すなわち、前記第１のダイスＬ及び前記第２のダイスＯの上部に配置される容器Ｔ内に収容されたアルミニウム素材ＳをステムＵによって押圧することにより、前記押出成形孔Ｒに該アルミニウム素材Ｓの溶湯を流動させ、中空部を有するアルミニウム押出形材Ｖを押出成形する。この場合、前記マンドレルＱの先端側には連続的に小径となる角錐状のテーパ部が形成されているため、前記押出成形孔Ｒ内に該マンドレルＱの先端を臨入させる度合を変化させることにより、アルミニウム押出形材Ｖの肉厚を変化させることができる。さらに、前記第１のダイスＬを構成する一組の板状部材Ｊ及びＫの相互間の距離（図１５中、矢印Ｙ−Ｙ’方向）及び前記第２のダイスＯを構成する一組の板状部材Ｍ及びＮの相互間の距離（図１５中、矢印Ｚ−Ｚ’方向）を変化させることにより、アルミニウム押出形材Ｖの外寸法及び内寸法を所望の寸法に変化させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来例に係る押出成形装置では、第１のダイスＬ、第２のダイスＯ及びマンドレルＱによって画成される押出成形孔Ｒにアルミニウム素材Ｓの溶湯を押し出す際、例えば、ステムＵによってアルミニウム素材Ｓが不均一に押圧された場合、すなわち、アルミニウム素材Ｓの上面全体に均一に荷重が掛からなかった場合、該押出成形孔Ｒにおいて該アルミニウム素材Ｓの押圧力により該マンドレルＱが該押出成形孔Ｒの中心からずれるおそれがある。その場合、押出成形した後のアルミニウム押出形材Ｖの寸法にばらつき（偏肉）が発生し、結局、製品としては欠陥品となる懸念がある。しかも、極めて薄肉のアルミニウム押出形材Ｖを成形しようとした場合、第１のダイスＬ及び第２のダイスＯとマンドレルＱとの間の距離を可及的に狭めるため、アルミニウム素材Ｓの溶湯が押出成形孔Ｒを確実に流動することが困難であるという問題点が指摘されている。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、押出成形口の形状を変化させることにより、偏肉を発生させることなくワークの寸法（外寸法及び内寸法）を所望の形状にすることが可能となる押出成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、本体の軸方向に対して所定角度離間して該本体に設けられる複数のダイスを有し、前記本体に形成される開口部と前記ダイスとの間にワークを流動させて成形する押出成形口を画成した押出成形装置であって、各ダイスはそれぞれ前記開口部とともに前記押出成形口を画成する成形面を有した第１ダイス及び第２ダイスを備えるとともに、該第１ダイス及び該第２ダイスにそれぞれ設けられた前記成形面のうち、一方の前記成形面が前記押出成形口の内壁を構成し、他方の前記成形面が前記押出成形口の外壁を構成し、さらに、前記第１ダイスを前記押出成形口からの前記ワークの押出方向に直交する方向に移動させる第１ダイス用駆動手段と、前記第２ダイスを前記押出方向に直交する方向に移動させる第２ダイス用駆動手段とを備え、第１ダイス用駆動手段及び第２ダイス用駆動手段の駆動作用下に、前記押出方向に直交する方向における、前記第１ダイスの前記成形面の位置と前記第２ダイスの前記成形面の位置とを変化させることにより、前記押出成形口を流動するワークの寸法（外寸法及び内寸法）を変化させることを特徴とする。
【０００７】
これにより、押出成形により成形されるワークの寸法（外寸法及び内寸法）を所望の形状にすることが可能となる。すなわち、ワークを所望の寸法に成形することにより、一台の押出成形装置で用途に適合させたワークを押出成形することができる。さらに、型に配設されるダイスの個数を変更することにより、断面形状を、例えば、四角形などのような単純な形状にとどまらず異形状にすることも可能となる。さらにまた、マンドレルを用いることなく素材の押出成形が可能なため、ワークの寸法のばらつきを発生させることを可及的に回避でき、極めて薄肉なワークを成形することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る中空部材の押出成形方法につき、それを実施するための押出成形装置との関係において好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１３を参照しながら以下詳細に説明する。なお、この押出成形方法は、その用途が限定されるものではないが、例えば、アルミニウム製、若しくはアルミニウム合金製の自動車の車体フレームを押出成形するために用いられると好ましい。
【０００９】
本実施の形態に係る押出成形装置１０は、図１及び図４に示すように、第１の型１２と、該第１の型１２に併設され、かつ該第１の型１２と同軸な第２の型１４とを有する。
【００１０】
第１の型１２は、図２及び図４に示すように、略八角形状の第１の本体１６を有し、該第１の本体１６は、４つの側端面のそれぞれを切り欠く第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄと、該第１の本体１６の裏面２０から該第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄに連通して形成される孔部２２ａ〜２２ｄとを備える。この場合、第１の開口部１８ａと第２の開口部１８ｂとの間に素材流動口２４ａが画成され、同様に、第２の開口部１８ｂと第３の開口部１８ｃとの間、第３の開口部１８ｃと第４の開口部１８ｄとの間、及び第４の開口部１８ｄと第１の開口部１８ａとの間にそれぞれ素材流動口２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが画成される（図２参照）。この素材流動口２４ａ〜２４ｄは、前記第１の本体１６の軸と直交する方向に長尺かつ両端が略円弧状であり、該第１の本体１６の裏面２０から表面２９まで該第１の本体１６の軸方向に延在して開口している（図４参照）。
【００１１】
前記第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄ内には、第１のダイス３０ａ〜３０ｄがそれぞれ配設される。この第１のダイス３０ａ〜３０ｄは、前記第１の開口部１８ａ〜１８ｄの底面上を摺動自在な第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄと、該第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄと組みをなす第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄとからなる（図４及び図５参照）。この第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄは、前記第１の本体１６の軸方向と直交する方向に延在する平坦部３６ａ〜３６ｄと、該第１の本体１６の軸方向に延在する突部３８ａ〜３８ｄとからなり、この突部３８ａ〜３８ｄには略くの字状の屈曲凸面４０ａ〜４０ｄが形成される（図５参照）。さらに、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄには、前記孔部２２ａ〜２２ｄに連通する素材導入口４２ａ〜４２ｄが形成される（図４及び図５参照）。
【００１２】
前記屈曲凸面４０ａ〜４０ｄに対向するように、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの平坦部３６ａ〜３６ｄに第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄが摺動自在に載置される（図４参照）。この第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄの前記屈曲凸面４０ａ〜４０ｄと対向する部分は、略くの字状に窪んだ屈曲凹面４１ａ〜４１ｄが形成される（図５参照）。前記屈曲凸面４０ａ〜４０ｄと前記屈曲凹面４１ａ〜４１ｄを画成する壁面との間には空間が存在するために、前記第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄの内壁面、該屈曲凸面４０ａ〜４０ｄ、該屈曲凹面４１ａ〜４１ｄ及び前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄにより、略くの字状の第１の室４４ａ〜４４ｄが形成される（図２参照）。すなわち、前記素材導入口４２ａ〜４２ｄと前記第１の室４４ａ〜４４ｄとによって、素材を押出成形するための第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄが画成される。
【００１３】
この場合、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄは第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄに、前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄは第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄに、それぞれ連結されている（図１参照）。前記第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄは、前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの端部に固着される第１の連結部材５２ａ〜５２ｄと、該第１の連結部材５２ａ〜５２ｄの内部に形成される内ねじ部５３ａ〜５３ｄに一端部が螺合する第１のボールねじ５４ａ〜５４ｄ（図４参照）と、該第１のボールねじ５４ａ〜５４ｄの他端部に設けられる第１のカップリング５６ａ〜５６ｄと、該第１のカップリング５６ａ〜５６ｄに連結される第１のモータ５８ａ〜５８ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第１のモータ５８ａ〜５８ｄの回転作用下に前記第１のボールねじ５４ａ〜５４ｄが回転し、それにより前記第１の連結部材５２ａ〜５２ｄが前記第１の本体１６の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第１の連結部材５２ａ〜５２ｄに固着された前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄは第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄを形成する第１の本体１６の底面上を摺動自在である。
【００１４】
同様に、前記第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄは、前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄの端部に固着される第２の連結部材６０ａ〜６０ｄと、該第２の連結部材６０ａ〜６０ｄの内部に形成される内ねじ部６１ａ〜６１ｄに一端部が螺合する第２のボールねじ６２ａ〜６２ｄ（図４参照）と、該第２のボールねじ６２ａ〜６２ｄの他端部に設けられる第２のカップリング６４ａ〜６４ｄと、該第２のカップリング６４ａ〜６４ｄに連結される第２のモータ６６ａ〜６６ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第２のモータ６６ａ〜６６ｄの回転作用下に前記第２のボールねじ６２ａ〜６２ｄが回転し、それにより前記第２の連結部材６０ａ〜６０ｄが前記第１の本体１６の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第２の連結部材６０ａ〜６０ｄに固着された前記第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄは前記第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの平坦部３６ａ〜３６ｄの上面を摺動自在である。
【００１５】
なお、第１のモータ５８ａ〜５８ｄと第２のモータ６６ａ〜６６ｄの配置場所を確保するために、第１の連結部材５２ａ〜５２ｄと第２の連結部材６０ａ〜６０ｄは所定間隔離間している。また、第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄと第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄは、制御系（図示せず）に接続されており、該制御系の制御作用下に第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄと第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄとはそれぞれ独立して、若しくは同期して摺動自在である。
【００１６】
第２の型１４は、図３に示すように、略中央部に矩形状の空間部６７が形成される矩形状の第２の本体６８を有し、該第２の本体６８はそれぞれの端面から該空間部６７に連通する第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄを備える。前記空間部６７の４箇所の隅角部は、それぞれ所定の径を有する円弧状に形成される。
【００１７】
第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄを形成する両側壁に当接するように、所定間隔離間した一組の支持部材７２ａ〜７２ｄがそれぞれ設けられる（図１０参照）。この支持部材７２ａ〜７２ｄの一端部には、前記第２の本体６８の表面７４と略平行な摺動面７６ａ〜７６ｄが形成される（図６参照）。また、前記第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄ内には、前記摺動面７６ａ〜７６ｄと略平行に前記支持部材７２ａ〜７２ｄの下部に略板状の案内部材７３ａ〜７３ｄが設けられ、該案内部材７３ａ〜７３ｄには素材導入口４２ａ〜４２ｄと連通する長円状の案内孔７５ａ〜７５ｄが形成される（図６参照）。
【００１８】
さらに、前記第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄ内には、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄと第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄとからなる第２のダイス８０ａ〜８０ｄが配設される（図６参照）。この第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄは、前記第２の本体６８の軸方向と直交する方向に延在する略Ｔ字状の平坦部８６ａ〜８６ｄと、該第２の本体６８の軸方向に延在する屈曲部８８ａ〜８８ｄとからなる（図６参照）。前記平坦部８６ａ〜８６ｄの幅広部分が前記案内部材７３ａ〜７３ｄ上に載置され、かつ前記平坦部８６ａ〜８６ｄの幅細部分が一対の支持部材７２ａ〜７２ｄの間に挿入されるとともに、該屈曲部８８ａ〜８８ｄは前記空間部６７内に配置される（図３参照）。
【００１９】
この場合、前記屈曲部８８ａ〜８８ｄは、前記空間部６７を略均等に４分割するように該空間部６７内に突出して配置されている（図３参照）。さらに、前記平坦部８６ａ〜８６ｄの幅広部分には、前記案内孔７５ａ〜７５ｄと連通する中間部材挿入口９０ａ〜９０ｄが形成される（図６参照）。なお、図４中、参照符号９１ａ〜９１ｄは、第１の型１２の表面２９、支持部材７２ａ〜７２ｄ、案内部材７３ａ〜７３ｄ及び第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄから形成される間隙部である。
【００２０】
前記屈曲部８８ａ〜８８ｄに対向するように、前記支持部材７２ａ〜７２ｄの摺動面７６ａ〜７６ｄ上に第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄが載置される。この第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄは略Ｌ字状であり、その内部に前記支持部材７２ａ〜７２ｄが挿入される略直方体状の一対の挿入部８５ａ〜８５ｄが形成される。さらに、前記支持部材７２ａ〜７２ｄの内部には、前記挿入部８５ａ〜８５ｄの間に前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの平坦部８６ａ〜８６ｄに対向して長円状の第２の室９２ａ〜９２ｄが形成される（図６参照）。
【００２１】
前記屈曲部８８ａ〜８８ｄと前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄの端面との間に、第２の本体６８の軸方向に延在する中間部材流動口９３ａ〜９３ｄが形成される（図３及び図４参照）。従って、前記中間部材挿入口９０ａ〜９０ｄ、前記第２の室９２ａ〜９２ｄ及び前記中間部材流動口９３ａ〜９３ｄとによって、素材を押出成形するための第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄを画成する。
【００２２】
一方、前記第２のダイス８０ａ〜８０ｄが前記第５〜第８の開口部７０ａ〜７０ｄ内にそれぞれ配設されることにより、該空間部６７の４箇所の隅角部には、第１の型１２に形成される第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄによって成形された隅部材１３２ａ〜１３２ｄ（図８参照）を挿通するための進入口９６ａ〜９６ｄが形成される（図３参照）。
【００２３】
また、前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄは第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄに、前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄは第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄに、それぞれ連結されている（図１参照）。前記第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄは、前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの端部に固着される第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄと、該第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄの内部に形成される内ねじ部１０３ａ〜１０３ｄに一端部が螺合する第３のボールねじ１０６ａ〜１０６ｄ（図４参照）と、該第３のボールねじ１０６ａ〜１０６ｄの他端部に設けられる第３のカップリング１０８ａ〜１０８ｄと、該第３のカップリング１０８ａ〜１０８ｄに連結される第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄの回転作用下に前記第３のボールねじ１０６ａ〜１０６ｄが回転し、それにより前記第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄが前記第２の本体６８の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄに固着された前記第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄは第１の本体１６の表面２９及び案内部材７３ａ〜７３ｄ上を摺動自在である。
【００２４】
同様に、前記第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄは、前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄの端部に固着される第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄと、該第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄの内部に形成される内ねじ部１１３ａ〜１１３ｄに一端部が螺合する第４のボールねじ１１４ａ〜１１４ｄ（図４参照）と、該第４のボールねじ１１４ａ〜１１４ｄの他端部に設けられる第４のカップリング１１６ａ〜１１６ｄと、該第４のカップリング１１６ａ〜１１６ｄに連結される第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄとを有する（図１参照）。従って、前記第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄの回転作用下に前記第４のボールねじ１１４ａ〜１１４ｄが回転し、それにより前記第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄが前記第２の本体６８の軸方向と直交する方向に移動する。このため、前記第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄに固着された前記第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄは支持部材７２ａ〜７２ｄの摺動面７６ａ〜７６ｄ上を摺動自在である。
【００２５】
なお、第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄと第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄの配置位置を確保するために、第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄと第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄは所定間隔離間している。また、第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄと第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄは、制御系（図示せず）に接続されており、該制御系の制御作用下に第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄと第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄとはそれぞれ独立して、若しくは同期して摺動自在である。さらに、前記制御系には、上述したように、第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ及び第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄが接続されており、第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ、第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄ、第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄ及び第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄは、それぞれ独立して、若しくは同期して駆動することが可能となる。
【００２６】
本実施の形態に係る押出成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用及び効果について説明する。
【００２７】
前記押出成形装置１０を用いて、図７に示すように、小口部１２２、大口部１２４及び厚肉部１２６とからなる中空部材１２０を押出成形する例につき説明する。この中空部材１２０は、第１の工程と第２の工程とによって押出成形される。
【００２８】
先ず、アルミニウム素材１２８を押出成形するのに先立って、第１のダイス３０ａ〜３０ｄと第２のダイス８０ａ〜８０ｄとを基準状態（図４に示す状態）にする。この場合、制御系（図示せず）の制御下に第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄを構成する第１のモータ５８ａ〜５８ｄを駆動させて第１の連結部材５２ａ〜５２ｄを第１の本体１６の内方に移動させることにより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄの突部３８ａ〜３８ｄを第１〜第４の開口部１８ａ〜１８ｄを形成する正面壁に当接させる。同様に、前記制御系の制御下に第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄを構成する第２のモータ６６ａ〜６６ｄを駆動させて第２の連結部材６０ａ〜６０ｄを第１の本体１６の内方に移動させることにより、第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄの外面と第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄとの外面とを面一にする（図４参照）。
【００２９】
その後、前記制御系の制御下に第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄを構成する第３のモータ１１０ａ〜１１０ｄを駆動させて第３の連結部材１０２ａ〜１０２ｄを第２の本体６８の内方に移動させることにより、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの外面を第１の本体１６の外面と面一にする（図４参照）。同様に、前記制御系の制御下に第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄを構成する第４のモータ１１８ａ〜１１８ｄを駆動させて第４の連結部材１１２ａ〜１１２ｄを第２の本体６８の内方に移動させることにより、第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄの外面を第１の本体１６の外面と面一にする（図４参照）。
【００３０】
その状態で、ステム１３０に固定されたアルミニウム素材１２８（図８参照）を前記第１の本体１６の裏面２０から表面２９に向かって押し込むことにより、該アルミニウム素材１２８を孔部２２ａ〜２２ｄ及び素材流動口２４ａ〜２４ｄに流動させる（第１の工程）。これにより、前記孔部２２ａ〜２２ｄに流動された前記アルミニウム素材１２８の肉は、素材導入口４２ａ〜４２ｄ及び第１の室４４ａ〜４４ｄ、すなわち第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄを流動して、略くの字状の隅部材１３２ａ〜１３２ｄとして押出成形される（図８及び図９参照）。さらに、前記素材流動口２４ａ〜２４ｄを流動したアルミニウム素材１２８の肉は、中間部材１３４ａ〜１３４ｄとして押出成形される（図８参照）。
【００３１】
さらに、ステム１３０によりアルミニウム素材１２８を第１の本体１６の裏面２０から表面２９に向かって押し込むことにより、４つの隅部材１３２ａ〜１３２ｄは、第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄと連通する第２の型１４に形成された進入口９６ａ〜９６ｄにそれぞれ進入する。同時に、中間部材１３４ａ〜１３４ｄは、素材流動口２４ａ〜２４ｄと連通する案内孔７５ａ〜７５ｄを介して第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄに流動する（第２の工程）。この場合、前記中間部材１３４ａ〜１３４ｄは、最初に前記第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄを構成する中間部材挿入口９０ａ〜９０ｄに流動し、その後、第２の室９２ａ〜９２ｄ及び中間部材流動口９３ａ〜９３ｄに流動することにより、中央部材１３６ａ〜１３６ｄが押出成形される。その際、前記中央部材１３６ａ〜１３６ｄは、前記中間部材流動口９３ａ〜９３ｄを前記隅部材１３２ａ〜１３２ｄに向かって直線的に流動し、該中央部材１３６ａ〜１３６ｄと該隅部材１３２ａ〜１３２ｄとが圧着されて中空部材１２０の小口部１２２が押出成形されることになる（図８参照）。
【００３２】
次に、中空部材１２０の大口部１２４を押出成形する（図７参照）。この場合、制御系（図示せず）の制御下に第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ、第２の駆動手段５０ａ〜５０ｄ、第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄ及び第４の駆動手段１００ａ〜１００ｄを同期して駆動させることにより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄ及び第１の上ダイス３４ａ〜３４ｄを第１の本体１６の外方に、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄ及び第２の上ダイス８４ａ〜８４ｄを第２の本体６８の外方に、それぞれ所定の距離だけ移動させる（図１１参照）。
【００３３】
これにより、第１の押出成形口４６ａ〜４６ｄ及び第２の押出成形口９４ａ〜９４ｄのそれぞれの位置が、中空部材１２０の小口部１２２を押出成形する場合と比較して、第１の本体１６及び第２の本体６８の外方に位置することになる（図１１参照）。従って、この状態でアルミニウム素材１２８を、小口部１２２を押出成形する場合と同じ作業手順で押出成形することにより、大口部１２４が押出成形される。
【００３４】
次いで、中空部材１２０の厚肉部１２６を押出成形する（図７参照）。この場合、制御系（図示せず）の制御下に第１の駆動手段４８ａ〜４８ｄ及び第３の駆動手段９８ａ〜９８ｄを同期して駆動させることより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄを第１の本体１６の内方に、第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄを第２の本体６８の内方に、それぞれ所定の距離だけ移動させる（図１２参照）。これにより、第１の下ダイス３２ａ〜３２ｄ及び第２の下ダイス８２ａ〜８２ｄの位置が、中空部材１２０の大口部１２４を押出成形する場合と比較して、第１の本体１６及び第２の本体６８の半径方向内方に位置することになる（図１２参照）。従って、この状態でアルミニウム素材１２８を、小口部１２２及び大口部１２４を押出成形する場合と同じ作業手順で押出成形することにより、厚肉部１２６が押出成形される。
【００３５】
その後、上述した作業手順で大口部１２４及び小口部１２２を連続して押出成形して、図７に示す中空部材１２０を押出成形する。そして、中空部材１２０は、次工程に搬送され最終的な製品として完成される。
【００３６】
次に、図１３に本実施の形態に係る押出成形装置１０の変形例を概略的に示す。図１３に示すように、この変形例に係る押出成形装置２００は、第１のダイス２０２ａ〜２０２ｅと第２のダイス２０４ａ〜２０４ｅとをそれぞれ５個有するものである。これにより、断面形状が略五角形状の中空部材１２０を押出成形することが可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、アルミニウム素材１２８をステム１３０に一体的に固定して用いているが、複数に分割されたアルミニウム素材１２８を用いるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第１の下ダイスと第１の上ダイスとの相対的な位置を変化させることにより第１の押出成形口の形状を所望の形状にすることが可能となる。同様に、第２の下ダイスと第２の上ダイスとの相対的な位置を変化させることにより第２の押出成形口の形状を所望の形状にすることが可能となる。これにより、中空部材の寸法（外寸法及び内寸法）も変化させることができるため、一台の押出成形装置で用途に適合させた中空部材を押出成形することが可能となる。
【００３９】
さらに、型に配設されるダイスの個数を変更することにより、断面形状を、例えば、四角形などのような単純な形状にとどまらず異形状にすることも可能になるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る押出成形装置の一部を破断させた状態を含む正面説明図である。
【図２】図１における押出成形装置を構成する第１の型を示す一部省略正面説明図である。
【図３】図１における押出成形装置を構成する第２の型を示す一部省略正面説明図である。
【図４】図２における第１の型と図３における第２の型との積層状態を図２のＩＶ−ＩＶ線及び図３のＩＶ−ＩＶ線からみた一部省略横断面説明図である。
【図５】図２における第１の型に配設される第１のダイスを分解した状態を示す拡大斜視分解説明図である。
【図６】図３における第２の型に配設される第２のダイスを分解した状態を示す拡大斜視分解説明図である。
【図７】図１における押出成形装置によって押出成形される中空部材の一部を切り欠いた状態を示す一部省略斜視説明図である。
【図８】図８Ａは第１の工程によって成形された隅部材及び中間部材を概略的に示す斜視図であり、図８Ｂは第２の工程によって成形された中空部材を概略的に示す斜視図である。
【図９】図１における押出成形装置によってアルミニウム素材を押出成形するときの第１の工程を示す一部省略斜視説明図である。
【図１０】図１における押出成形装置によってアルミニウム素材を押出成形するときの第２の工程を示す一部省略斜視説明図である。
【図１１】図７における中空部材の大口部を押出成形するときの第１のダイス及び第２のダイスの状態を図２のＩＶ−ＩＶ線及び図３のＩＶ−ＩＶ線からみた一部省略横断面説明図である。
【図１２】図７における中空部材の厚肉部を押出成形するときの第１のダイス及び第２のダイスの状態を図２のＩＶ−ＩＶ線及び図３のＩＶ−ＩＶ線からみた一部省略横断面説明図である。
【図１３】変形例に係る押出成形装置を概略的に示す一部省略正面説明図である。
【図１４】従来例に係る押出成形方法によってアルミニウム素材を押出成形する状態を示す縦断面説明図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線からみた平面説明図である。
【符号の説明】
１０、２００…押出成形装置 １２…第１の型
３０ａ〜３０ｄ、２０２ａ〜２０２ｅ…第１のダイス
３２ａ〜３２ｄ…第１の下ダイス ３４ａ〜３４ｄ…第１の上ダイス
４６ａ〜４６ｄ…第１の押出成形口 ４８ａ〜４８ｄ…第１の駆動手段
１２０…中空部材
Claims (1)
- 本体の軸方向に対して所定角度離間して該本体に設けられる複数のダイスを有し、
前記本体に形成される開口部と前記ダイスとの間にワークを流動させて成形する押出成形口を画成した押出成形装置であって、
各ダイスはそれぞれ前記開口部とともに前記押出成形口を画成する成形面を有した第１ダイス及び第２ダイスを備えるとともに、該第１ダイス及び該第２ダイスにそれぞれ設けられた前記成形面のうち、一方の前記成形面が前記押出成形口の内壁を構成し、他方の前記成形面が前記押出成形口の外壁を構成し、
さらに、前記第１ダイスを前記押出成形口からの前記ワークの押出方向に直交する方向に移動させる第１ダイス用駆動手段と、前記第２ダイスを前記押出方向に直交する方向に移動させる第２ダイス用駆動手段とを備え、
第１ダイス用駆動手段及び第２ダイス用駆動手段の駆動作用下に、前記押出方向に直交する方向における、前記第１ダイスの前記成形面の位置と前記第２ダイスの前記成形面の位置とを変化させることにより、前記押出成形口を流動するワークの寸法（外寸法及び内寸法）を変化させることを特徴とする押出成形装置。
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