JP5571479B2 - 押出ダイス - Google Patents

Description

本発明は、押出材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス、及び押出材の製造方法に関する。

なお本明細書及び特許請求の範囲において、上流及び下流とは、それぞれ押出方向に対し上流及び下流を意味している。

押出材として例えば半中空形材や中空形材を押出加工により製造する場合には、押出ダイスとして主にソリッドダイスやホローダイスが用いられる。

これらの押出ダイスは、押出材を成形する成形孔と、成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側からウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し且つ周方向に間隔をおいて設けられた複数のメタルホールと、周方向に互いに隣り合う２つのメタルホール間に設けられた複数のブリッジとを有している。この押出ダイスでは、押出材料は各メタルホールから導入されてウエルドチャンバ内で合流及び溶着（圧着）されて成形孔を通過する。これにより、押出材料が成形加工されて所定の断面形状の押出材が製造される。

特開２００１−１７９３２８号公報

このような押出ダイスを用いて押出加工を行うと、押出ダイスにその上流側から押出荷重が加わって押出ダイスが下流側に撓み変形をしようする。このように押出ダイスが撓み変形をすると、得られる押出材の寸法がばらつくという問題が生じる。

そこで、押出ダイスのメタルホールの断面積を増大させることで、押出ダイスに加わる押出荷重を軽減させることが考えられるが、そうすると、押出ダイスの強度（特にブリッジの強度）が低下する虞がある。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、押出加工時に押出ダイスに加わる押出荷重を軽減させることにより、押出ダイスの撓み変形を抑制することができ、更に、押出ダイスの強度低下を抑制することができる押出ダイス、及び、該押出ダイスを用いた押出材の製造方法を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 押出材を成形する成形孔と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し且つ周方向に間隔をおいて設けられた複数のメタルホールと、周方向に互いに隣り合う２つの前記メタルホール間に設けられた複数のブリッジとを有し、前記各メタルホールから導入された押出材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした押出ダイスであって、
前記メタルホールの少なくとも上流側部分が、その断面積が上流方向に向けて増大するように形成されていることを特徴とする押出ダイス。

［２］ ダイス本体と、前記ダイス本体の押出方向上流側に設けられるホールプレートとを備えており、
前記押出材は、半中空形材であり、
前記ダイス本体は、前記成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部とを有し、
前記ホールプレートは、前記メタルホールと前記ブリッジとを有し、
前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられている前項１記載の押出ダイス。

［３］ 前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている前項２記載の押出ダイス。

［４］ 前記ダミー成形部の下流側端面は、前記トング部成形部の上流側端面よりも面積が小さく設定されている前項２又は３記載の押出ダイス。

［５］ 上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、前記ダミー成形部の輪郭線が、前記トング部成形部の輪郭線よりも径方向内側に配置されている前項２〜４のいずれかに記載の押出ダイス。

［６］ 前項１〜５のいずれかに記載の押出ダイスを用いて押出材を押出加工により製造することを特徴とする押出材の製造方法。

本発明は以下の効果を奏する。

前項［１］の押出ダイスによれば、メタルホールの少なくとも上流側部分が、その断面積が上流方向に向けて増大するように形成されることにより、押出加工時に押出ダイスに加わる押出荷重が軽減される。その結果、押出ダイスの撓み変形が抑制され、もって押出材の寸法の安定化を図ることができる。

さらに、増大されるメタルホールの断面積は、押出方向の全長さ領域に亘って一定ではなく、上流方向に向けて増大しているので、メタルホールの断面積の増大に伴うブリッジの幅の減少量を極力小さくすることができ、これにより、押出ダイスの強度低下を抑制することができる。

前項［２］の押出ダイスでは、ウエルドチャンバ内に、トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられているため、押出加工時に、押出材料がダミー成形部の外周側に流動することにより、押出材料がトング部成形部の主要部に圧接せず、トング部成形部に加わる押出荷重が軽減される。したがって、前記［１］に記載したメタルホールの断面積の増大による押出荷重の軽減効果と、ダミー成形部による押出荷重の軽減効果とが相乗的に作用することにより、トング開口部成形部が押出荷重によって破損する可能性を低く抑えることができ、もって押出ダイスの耐久性を向上させることができる。

またこの押出ダイスでは、製品形状を決定するベアリング部がダイス本体側に集約されているので、互いに組み合わされる雌型（ポートプレート）及び雄型（ホールプレート）から構成されるポートホールダイス等のホローダイスに比べて、内周側及び外周側ベアリング面間の位置調節等、ベアリング部の寸法精度や形状の管理を精度良く簡単に行うことができ、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。

前項［３］の押出ダイスでは、押出荷重によってもし仮に押出ダイスのホールプレートに撓みが発生して、ダミー成形部が変位したとしても、その変位による悪影響がトング部成形部に及ぶようなことがなく、押出ダイスの耐久性をより一層向上させることができる。

前項［４］及び［５］の押出ダイスでは、所望するメタルフローを形成することができ、安定した押出加工を行えて、高品質の半中空形材をより確実に製造することができる。

前項［６］の押出材の製造方法によれば、寸法精度が高い押出材を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る押出ダイスを具備した押出加工装置を、押出材としての半中空形材を製造している途中の状態で示す断面図である。 図２は、同押出ダイスの断面図である。 図３は、同押出ダイスのダミー成形部周辺を拡大した断面図である。 図４は、同押出ダイスの一部切欠き分解斜視図である。 図５は、同押出ダイスを上流側から見た正面図である。 図６は、同押出ダイスのダイス本体を上流側から見た正面図である。 図７は、同押出ダイスのホールプレートを下流側から見た背面図である。 図８は、同押出ダイスを具備した押出加工装置を用いて製造される押出材としての半中空形材の断面図である。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１において、１は本発明の一実施形態に係る押出ダイス、２０は押出ダイス１を具備した押出加工装置である。同図に示すように、この押出加工装置（半中空形材の製造装置）２０は、直接押出加工方式のものであり、本実施形態の押出ダイス１を始め、その他に、コンテナ２１、ステム２２等を具備するものである。

この押出加工装置２０において製造される押出材３０は半中空形材である。以下では、押出材３０を半中空形材３０という。

半中空形材３０は、図８に示すように、リップ溝型（リップチャンネル状）の形状を有しており、トング比が高い略Ｃ字状の断面形状に形成されている。

この半中空形材３０の材質は、金属であり、本実施形態ではアルミニウム（その合金を含む。以下同じ）である。

この半中空形材３０は、その内側に設けられ、かつ長さ方向（押出方向Ｅ）に延びるトング部（ボイド部）３１と、周壁に設けられ、かつ長さ方向に延びるスリット状のトング開口部（周壁開口部）３２とを備え、トング開口部３２を介してトング部３１が外部に開放されている。

図１〜７に示すように、本実施形態の押出ダイス１は、押出方向Ｅに対し下流側に配置されるダイス本体２と、上流側に配置されるホールプレート５とに分割されている。なお後に詳述するように、ホールプレート５は、ベアリング部を備えず、ダイス（雄型）として機能するものではないが、便宜上、ダイス本体２を雌型、ホールプレート５を雄型と称する場合もある。ダイス本体２及びホールプレート５は、例えば、ＳＫＤ６１、ＳＫＤ１１等のダイス鋼やセラミック製である。

押出ダイス１のダイス本体２は、図４及び６に示すように、その中央部に半中空形材３０を成形する成形孔３が押出方向Ｅに貫通して設けられている。成形孔３の断面形状は、製造される半中空形材３０の断面形状に対応した形状の略Ｃ字状に形成されている。

なお本実施形態において、ダイス本体２は、図２及び３に示すように、成形孔３を構成する内周側ベアリング面３ａ及び外周側ベアリング面３ｂ等の全てのベアリング部がダイス本体２に形成されるものであり、ソリッドダイスとして捉えることもできる。なお、内周側ベアリング面３ａは半中空形材３０の内周面を成形するものであり、外周側ベアリング面３ｂは半中空形材３０の外周面を成形するものである。

ダイス本体２の成形孔３の径方向内側には、半中空形材３０のトング部３１を成形するトング部成形部２ｂが配置されるとともに、このトング部成形部２ｂが、半中空形材３０のトング開口部３２を成形するトング開口部成形部２ｃにてダイス本体２の外周部２ａと一体に繋がっている。従って、トング部成形部２ｂは、ダイス本体外周部２ａに片持ち支持部としてのトング開口部成形部２ｃを介して片持ち状に支持されている。なおトング開口部成形部２ｃは、トング部成形部２ｂの基端くびれ部として捉えることもできる。

トング部成形部２ｂの上流側端面（正面）は、軸心方向（押出方向Ｅ）に対し直交する平坦面に形成されている。このトング部成形部２ｂの断面形状（正面形状）は、半中空形材３０のトング部３１の断面形状に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状（四角形状）に形成されている。

また、図２に示すように、ダイス本体２の上流側端面（正面）における外周縁部には、上流側に突出する嵌合凸縁部２ｄが周方向（軸心回りの方向）に連続して形成されている。

一方、ホールプレート５は、下流側（背面側）の内部にウエルドチャンバ１１を有し、このウエルドチャンバ１１が下流側に開放されている。したがって、ウエルドチャンバ１１は成形孔３の上流側に成形孔３と連通して配置されている。さらにホールプレート５には、上流側端部がホールプレート５の上流側端面（正面）５ａに開口し、下流側端部が上記ウエルドチャンバ１１に開口する複数のメタルホール６が形成されている。メタルホール６の断面形状（正面視形状）は、略１／４円形に形成されており、このメタルホール６が周方向に等間隔おきに４つ形成されている。

図４、５及び７に示すように、４つのメタルホール６の各間の領域は、ブリッジ７…として構成されており、互いに隣り合う２つのメタルホール６、６がブリッジ７によって仕切られている。すなわち、周方向に互いに隣り合う２つのメタルホール６、６間にブリッジ７が配置されている。

ホールプレート５における４つのメタルホール６によって囲まれた部分は、押出ダイス１の軸心に沿って配置された軸心部８として構成されている。各ブリッジ７は、ホールプレート５の軸心部８から半径外向きに放射状に延びるとともに、ホールプレート５の環状外周部１０に一体に繋がっている。

さらに、ホールプレート５では、図２及び５に示すように、各メタルホール６の少なくとも上流側部分が、その断面積が上流方向（即ち押出方向Ｅとは反対方向）に向けて漸次増大するように形成されている。本実施形態では、各メタルホール６の内周面６Ａの周方向の少なくとも一部における上流側部分６Ａａだけが、押出方向Ｅに対して傾斜角θでメタルホール６の径方向外側に傾斜して形成されることにより、各メタルホール６の上流側の断面積が上流方向に漸次増大している。一方、各メタルホール６の内周面６Ａの下流側部分６Ａｂは、そのように傾斜しておらず、すなわち押出方向Ｅと平行に形成されており、これにより各メタルホール６の下流側の断面積が押出方向Ｅに一定になっている。

詳述すると、メタルホール６の内周面６Ａは、メタルホール６の両側に配置された２つのブリッジ７、７の側面７Ａ、７Ａと、軸心部８の側面８Ａと、環状外周部１０の内側面１０Ａとから構成されているが、これらの側面７Ａ、７Ａ、８Ａ、１０Ａのうち、２つのブリッジ７、７の側面７Ａ、７Ａの上流側部分７Ａａ、７Ａａと軸心部８の側面８Ａの上流側部分８Ａａとだけが、押出方向Ｅに対して傾斜角θでテーパ状にメタルホール６の径方向外側に傾斜して形成されており、これにより、メタルホール６の上流側の断面積が上流方向に漸次増大している。一方、２つのブリッジ７、７の側面７Ａ、７Ａの下流側部分７Ａｂ、７Ａｂと、軸心部８の側面８Ａの下流側部分８Ａｂと、環状外周部１０の内側面１０Ａの上流側部分１０Ａａ及び下流側部分１０Ａｂとは、そのように傾斜しておらず、すなわち押出方向Ｅと平行に形成されている。したがって、メタルホール６の上流側の断面積は、メタルホール６の下流側の断面積よりも大きくなっている。

このように各メタルホール６が形成されることにより、押出方向Ｅに対して垂直に配置されるホールプレート５の上流側端面５ａの面積が減少し、これに伴い、押出加工時にホールプレート５にその上流側から加わる押出荷重が減少する。その結果、押出ダイス１の撓み変形が防止され、もって半中空形材３０の寸法の安定化を図ることができる。

さらに、この押出ダイス１では、増大されるメタルホール６の断面積は、押出方向Ｅの全長さ領域に亘って一定ではなく、上流方向に漸次増大しているので、メタルホール６の断面積の増大に伴うブリッジ７の幅Ｗの減少量をなるべく小さくすることができ、これにより、ホールプレート５の強度（特にブリッジ７の強度）の低下を極力抑制することができる。

この押出ダイス１において、傾斜角θは次式（１）を満足していることが特に望ましい。

０＜θ＜４５° …式（１）

上記式（１）を満足することにより、メタルホール６の内周面６Ａの傾斜した部分７Ａａ、７Ａａ、８Ａａが押出材料４０の流れの抵抗箇所になるのを確実に防止することができ、押出材料４０が押出方向Ｅに確実にスムーズに流れるようになる。そのため、ホールプレート５に加わる押出荷重を確実に減少させることができる。

ここで、メタルホール６の内周面６Ａにおける２つのブリッジ７、７の側面７Ａ、７Ａの上流側部分７Ａａ、７Ａａと軸心部８の側面８Ａの上流側部分８Ａａとは、これらの部分７Ａａ、７Ａａ、８Ａａとホールプレート５の上流側端面５ａとの間の角部に面取り加工が施されることにより、上記のように傾斜角θで傾斜して形成されたものである。

この押出ダイス１において、図２に示すように、当該角部に施される面取り加工における、ホールプレート５の上流側端面５ａから押出方向Ｅへの面取り深さをｈ、ホールプレート５の上流側端面５ａ内の面取り幅をｘ、ホールプレート５の厚さをＨとし、また図５に示すように、ブリッジ７の幅をＷとするとき、ｈ、ｘ、Ｈ、Ｗは、次式（２）及び（３）を満足していることが特に望ましい。

Ｗ／６≦ｘ≦Ｗ／２ …式（２）
ｘ＜ｈ＜２Ｈ／３ …式（３）

上記式（２）及び（３）を満足することにより、ホールプレート５に加わる押出荷重を更に確実に減少させることができるし、更に、ホールプレート５の強度（特にブリッジ７の強度）の低下を更に確実に抑制することができる。

また、ホールプレート５の軸心部８における下流側端部には、下流側方向に向けて突出する突出部１３が一体に設けられるとともに、この突出部１３の先端（下流側端部）が、図７に示すように背面視状態において矩形状のダミー成形部９として形成されている。このダミー成形部９は、トング部成形部２ｂとは別体に形成されており、また図２及び３に示すようにダイス本体２のトング部成形部２ｂに位置的に対応しており、ウエルドチャンバ１１内にトング部成形部２ｂの上流側にて該トング部成形部２ｂに対向した状態に配置されるとともに、後に詳述するように、トング部成形部２ｂに対し略相似形に形成されている。

ここで、このダミー成形部９を備えた本実施形態のホールプレート５と、周知のポートホールダイス（ホローダイス）のホールプレートとを比較した場合、本実施形態のダミー成形部９は、周知のホールプレートにおける雄型ダイス（マンドレル）と同じ位置に配置されるものではあるが、半中空形材３０の製品形状を決定するベアリング部（内周側ベアリング面）を有するものではない。つまり、このダミー成形部９は、雄型ダイスの位置に配置されるものの、雄型ダイスとして機能することはないため、雄型ダイスのダミーとして捉えることができる。

なお本実施形態のダミー成形部９は、後に詳述するように、押出加工時において、主として、押出材料４０の流れ（メタルフロー）を制御して、トング部成形部２ｂに加わる押出荷重（圧力）を調整するものであり、流動制御部や圧力制御部と称するようにしても良い。

ダミー成形部９の下流側端面（先端面、背面）は、軸心方向（押出方向Ｅ）に対し直交する平坦面に形成されている。さらにこのダミー成形部９の断面形状（背面形状）は、ダイス本体２のトング部成形部２ｂの断面形状（正面形状）に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状（四角形状）に形成されている。

さらにこのダミー成形部９は、図５に示すように正面視状態において、トング部成形部２ｂに対し一回り小さく形成されている（図３参照）。具体的には、正面視または背面視の状態において、トング部成形部２ｂの上流側端面（正面）の面積に対し、ダミー成形部９の下流側端面（背面）の面積の割合（百分率）、換言すれば、ダミー成形部９の背面によりトング部成形部２ｂの正面が隠蔽される割合（隠蔽率）が、６０〜９７％に設定するのが良く、より好ましくは７５〜９５％に設定するのが良い。すなわちこのダミー成形部９によるトング部成形部２ｂの隠蔽率が、小さ過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるトング部成形部２ｂへの押出荷重を十分に軽減させることができず、押出荷重によりトング開口部成形部２ｃが破損する可能性が高くなり、押出ダイス１（詳述するとダイス本体２）の耐久性の低下を来すおそれがある。逆にダミー成形部９による隠蔽率が、大き過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるメタルフローを適切に制御することが困難になり、安定した押出加工を行うことが困難になるおそれがある。

もっとも本発明においては、トング部成形部２ｂの押出荷重軽減効果のみを重要視する場合には、ダミー成形部９によるトング部成形部２ｂの隠蔽率を１００％以上に、つまりダミー成形部９の背面形状を、トング部成形部２ｂの正面形状よりも大きく形成するようにしても良い。さらに隠蔽率を１０５％以上にすれば、押出荷重軽減効果は、より一層高くなる。

ここで図６に示すように、本実施形態において、トング部成形部２ｂとトング開口部成形部２ｃとの境界線は、成形孔３の内周側ベアリング面３ａの両端部を結ぶ仮想の直線Ｌによって構成されている。従ってこの仮想の直線Ｌと、内周側ベアリング面３ａとによって、トング部成形部２ｂの輪郭線（外周形状）が特定されるとともに、その輪郭線によって囲まれる領域がトング部成形部２ｂの領域となり、この領域の面積がトング部成形部２ｂの正面の面積と等しくなる。

さらに図６に示すように、トング長さ（仮想直線Ｌの長さ）としてのトング開口部成形部２ｃの幅寸法を「Ｕ」、トング部成形部２ｂの正面面積を「Ｓｔ」としたとき、トング比Ｔは、（トング部成形部正面面積Ｓｔ）／（トング開口部成形部２ｃの幅寸法Ｕ）で求められる。そして本発明は、トング比Ｔが４以上（Ｔ≧４）の高トング比の押出ダイス１に好適に採用することができる。

また本実施形態において、ダミー成形部９における背面の輪郭線と、トング部成形部２ｂにおける正面の輪郭線との間隔は、全周にわたって略一定の距離に設定されて、ダミー成形部９の背面形状（外周形状）は、トング部成形部２ｂの正面形状（外周形状）に対し略相似形に形成されている。具体的には、正面視状態において、ダミー成形部９の外周形状は、トング部成形部２ｂの輪郭線（成形孔３の内周側ベアリング面３ａ）を基点列としたとき、その基点列の各基点を中心とする各等距離円の集合体における内側の輪郭線によって構成される形状となる。つまりダミー成形部９の外周形状は、トング部成形部２ｂの輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状となっている。

さらにダミー成形部９の背面（下流側端面）と、トング部成形部２ｂの正面（上流側端面）とは略平行に配置されている。

またホールプレート５の下流側端面（背面）における外周縁部には、上記ダイス本体２の嵌合凸縁部２ｄに対応して、嵌合凹段部１２が周方向に連続して形成されている。

そしてこの構成のホールプレート５の嵌合凹段部１２内に、上記ダイス本体２の嵌合凸縁部２ｄが嵌合されるようにして、ダイス本体２とホールプレート５とが組み合わされて、本実施形態の押出ダイス１が製作される。

図３に示すように、こうして組み立てられた本実施形態の押出ダイス１においては、ダミー成形部９の背面と、トング部成形部２ｂの正面との間には隙間４が形成されている。この隙間４の幅寸法Ｓ２の下限値は、０．１ｍｍに設定するのが好ましく、隙間４の幅寸法Ｓ２の上限値は、成形孔３の幅寸法（ベアリング幅）Ｓ１と同等に設定するのがより好ましい。つまり０．１ｍｍ≦「Ｓ２」≦「Ｓ１」の関係が成立するように構成するのが良い。なお言うまでもなく、成形孔３の幅寸法（ベアリング幅）Ｓ１は、半中空形材３０の厚み（肉厚）寸法と等しくなる。

ここで、隙間４の幅寸法Ｓ２が小さ過ぎる場合には、押出加工時にホールプレート５に加わる押出荷重によって、ホールプレート５が下流側へ撓んだ際に、ホールプレート５のダミー成形部９が、ダイス本体２のトング部成形部２ｂに圧接し、トング部成形部２ｂに大きな荷重が加わって、その荷重によってトング開口部成形部２ｃが破損する可能性が高くなるおそれがある。逆に幅寸法Ｓ２が大き過ぎる場合、つまり幅寸法Ｓ２が成形孔３の幅寸法Ｓ１を超える場合には、ビレットによって構成される押出材料（メタル）４０が、ダミー成形部９およびトング部成形部２ｂ間の隙間４に浸入し易くなる。この隙間４に押出材料４０が浸入して押出材料４０をかみ込んでしまうと、押出荷重によってホールプレート５が下流側へ撓んだ際に、ダミー成形部９が押出材料４０を介してトング部成形部２ｂを押圧し、トング部成形部２ｂが撓んでトング開口部成形部２ｃが破損する可能性が高くなるおそれがある。

また本実施形態の押出ダイス１においては、ダミー成形部９とトング部成形部２ｂとは、ボルトやねじ等で機械的に連結固定されることはなく、ダミー成形部９とトング部成形部２ｂとは、非連結状態ないし非固定状態、つまり互いに連係されることのないフリーな状態となっている。

本実施形態の押出ダイス１では、ダミー成形部９とトング部成形部２ｂとの間に隙間４があり更にダミー成形部９はトング部成形部２ｂに対して非固定状態となっているので、押出加工時にダミー成形部６に加わる押出荷重はブリッジ７のみが支える。

図１に示すように、本実施形態の押出ダイス１が、押出加工装置２０におけるコンテナ２１の下流側にダイスホルダー（図示省略）を介して保持されている。

そしてこの押出加工装置２０を用いた押出加工（半中空形材３０の製造方法）は、周知の押出加工方法と同様である。すなわち押出加工装置２０のコンテナ２１内に装填された押出材料（成形材料）４０としてのアルミニウムビレットをステム２２でダミーブロック２３を介して押出方向Ｅに押す。これにより、押出材料４０が各メタルホール５５から導入されてウエルドチャンバ１１内で合流及び溶着（圧着）されて成形孔３を通過する。これにより、押出材料４０が成形加工されて成形孔３に対応した断面形状の図８に示す押出材としての半中空形材３０が製造される。

而して、上記実施形態の押出ダイス１及びその製造方法には次の利点がある。

各メタルホール６の少なくとも上流側部分が、その断面積が上流方向に向けて増大するように形成されることにより、押出加工時に押出ダイス１のホールプレート５に加わる押出荷重が軽減される。その結果、押出ダイス１のホールプレート５の撓み変形が抑制され、もって半中空形材３０の寸法の安定化を図ることができる。

さらに、増大されるメタルホール６の断面積は、押出方向Ｅの全長さ領域に亘って一定ではなく、上流方向に向けて増大しているので、メタルホール６の断面積の増大に伴うブリッジ７の幅Ｗの減少量を極力小さくすることができ、これにより、押出ダイス１の強度低下を抑制することができる。

さらに、ダイス本体２におけるトング部成形部２ｂの上流側にトング部成形部２ｂに対応してダミー成形部９を配置しているため、押出加工時に、押出材料４０がダミー成形部９の外周側を流動することにより、押出材料４０がトング部成形部２ｂの中心部（主要部）に圧接することがなく、トング部成形部２ｂに加わる押出荷重が軽減される。したがって、上述したメタルホール６の断面積の増大による押出荷重の軽減効果と、ダミー成形部９による押出荷重の軽減効果とが相乗的に作用することにより、トング開口部成形部２ｃが押出荷重によって破損する可能性を低く抑えることができ、もって押出ダイス１の耐久性を向上させることができる。

また本実施形態においては、ダミー成形部９をトング部成形部２ｂに対し離間させているため、押出荷重によって押出ダイス１のホールプレート５に撓みが発生して、ダミー成形部９が下流側に押し出されたとしても、ダミー成形部９がトング部成形部２ｂに圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部２ｂに多大な荷重が加わることがなく、この点からも、トング開口部成形部２ｃの破損を確実に防止でき、もって押出ダイス１の耐久性を一層向上させることができる。

その上さらに、本実施形態においては、ダミー成形部９をトング部成形部２ｂに対し非固定状態としているため、押出ダイス１のホールプレート５の撓みによりダミー成形部９が変位したとしても、その変位に追従してトング部成形部２ｂが変位するようなことがなく、ダミー成形部９の変位による悪影響がトング部成形部２ｂに及ぶようなことがない。従ってトング開口部成形部２ｃの破損をより確実に防止でき、耐久性をより一層確実に向上させることができる。

なお本実施形態においては、ダミー成形部９およびトング部成形部２ｂ間の隙間４の幅寸法Ｓ２を、成形孔３の幅寸法Ｓ１よりも狭く設定しているため、押出材料４０は優先して成形孔３を通過するようになり、ダミー成形部９およびトング部成形部２ｂ間の隙間４に押出材料４０が浸入するのを確実に防止することができる。このため、押出材料４０の隙間４への浸入による不具合、例えば隙間４に押出材料４０がかみ込むことによって、押出ダイス１のホールプレート５の撓みによる悪影響がトング部成形部２ｂに及ぶのを確実に防止でき、もって押出ダイス１の耐久性をより一層確実に向上させることができる。

また本実施形態においては、内周側ベアリング面３ａや外周側ベアリング面３ｂ等、製品形状を決定するベアリング部をダイス本体２側にのみ形成しているため、一般的なホローダイスのように、内周側ベアリング面と外周側ベアリング面とが、雄型（ホールプレート）と雌型（ポートプレート）とに分散して形成されるもの（例：ポートホールダイス）と比較して、寸法精度に優れた半中空形材３０を製造することができる。

すなわち、ベアリング部が雄型および雌型に分散して形成されていると、ベアリング部の寸法精度や形状の維持・管理、例えば内周側および外周側ベアリング面間の位置関係の調整（ベアリング幅の調整）等が面倒となり、高い寸法精度を維持できず、高品質の半中空形材３０を製造することが困難になるおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、ベアリング面３ａ、３ｂをダイス本体２側に集約させているため、ベアリング面３ａ、３ｂ間の位置調整等の各ベアリング面３ａ、３ｂの寸法精度や形状の維持・管理を精度良く簡単に行うことができ、高い寸法精度を維持できて、高品質の半中空形材３０を簡単かつ確実に製造することができる。

また本実施形態においては、ダミー成形部９の外周形状をトング部成形部２ｂの外周形状よりも一回り小さく形成しているため、ダミー成形部９の外周面近傍を流動する押出材料４０は、トング部成形部２ｂの外周部に圧接しその外周部にガイドされて、径方向外側（外径方向）への流れとなって、成形孔３に流入される。その一方、ウエルドチャンバ１１の周壁面近傍を流動する押出材料４０は、ダイス本体２の外周部２ａに圧接しその外周部２ａにガイドされて、径方向内側（内径方向）への流れとなって、成形孔３に流入される。このように押出材料４０が、内径方向および外径方向の両側から成形孔３に流入されるという所望の理想的な押出材料４０の流れ（メタルフロー）を形成することができ、安定した押出加工をスムーズに行えて、高品質の半中空形材製品をより一層確実に製造することができる。

以上で本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。

また上記実施形態では、ウエルドチャンバ１１はホールプレート５に設けられているが、本発明では、その他に、ウエルドチャンバ１１はダイス本体２に設けられていても良いし、ダイス本体２とホールプレート５とに跨がって設けられていても良い。すなわち、本発明では、ウエルドチャンバ１１は、ダイス本体２とホールプレート５のうち少なくとも一方に設けられていれば良い。

また上記実施形態では、押出材３０の材質、即ち押出材料４０は、アルミニウムであるが、本発明では、アルミニウム以外の金属であっても良い。

また上記実施形態の押出ダイス１では、上述したように、ダイス本体２側に内周側ベアリング面３ａ及び外周側ベアリング面３ｂが形成されることが望ましいが、本発明の押出ダイスは、必ずしもそのような構成の押出ダイス１であることを要せず、その他に、ポートホールダイスのように、ダイス本体２側に外周側ベアリング面３ｂが形成されるとともに、ホールプレート５側に内周側ベアリング面３ａが形成されたダイスであっても良い。

本発明は、半中空形材や中空形材等の押出材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス、及び押出材の製造方法に利用可能である。

１：押出ダイス
２：ダイス本体
２ｂ：トング部成形部
２ｃ：トング開口部成形部
３：成形孔
５：ホールプレート
５ａ：ホールプレートの上流側端面
６：メタルホール
６Ａ：メタルホールの内周面
６Ａａ：メタルホールの内周面の上流側部分
７：ブリッジ
７Ａ：ブリッジの側面
７Ａａ：ブリッジの側面の上流側部分
７Ａｂ：ブリッジの側面の下流側部分
８：軸心部
８Ａ：軸心部の側面
８Ａａ：軸心部の側面の上流側部分
８Ａｂ：軸心部の側面の下流側部分
９：ダミー成形部
１０：ホールプレートの外周部
１０Ａ：外周部の側面
１０Ａａ：外周部の側面の上流側部分
１０Ａｂ：外周部の側面の下流側部分
１１：ウエルドチャンバ
２０：押出加工装置
３０：半中空形材（押出材）
４０：押出材料

Claims (4)

1. 押出材を成形する成形孔と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通し且つ周方向に間隔をおいて設けられた複数のメタルホールと、周方向に互いに隣り合う２つの前記メタルホール間に設けられた複数のブリッジとを有し、前記各メタルホールから導入された押出材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした押出ダイスであって、
   前記メタルホールの少なくとも上流側部分が、その断面積が上流方向に向けて増大するように形成されており、
   さらに押出ダイスは、ダイス本体と、前記ダイス本体の押出方向上流側に設けられるホールプレートとを備えており、
   前記押出材は、半中空形材であり、
   前記ダイス本体は、前記成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部とを有し、
   前記ホールプレートは、前記メタルホールと前記ブリッジとを有し、
   前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられるとともに、
   前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっていることを特徴とする押出ダイス。
2. 前記ダミー成形部の下流側端面は、前記トング部成形部の上流側端面よりも面積が小さく設定されている請求項１記載の押出ダイス。
3. 上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、前記ダミー成形部の輪郭線が、前記トング部成形部の輪郭線よりも径方向内側に配置されている請求項１又は２記載の押出ダイス。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の押出ダイスを用いて押出材を押出加工により製造することを特徴とする押出材の製造方法。

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