JPH04111917A - 中空押出型材製造用押出加工装置への型材中空部内雰囲気調整管接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、たとえばシンクロトロンなどの加速器に使
用される超高真空用チャンバ、粒子加速用パイプ、薄膜
製造装置、表面分析装置、核融合装置、半導体リソグラ
フィのＸ線源として使用される小型シンクロトロン軌道
放射（ＳＯＲ）などの高真空装置に用いられる真空用ア
ルミニウム製中空押出型材を製造するための押出加工装
置へ型材中空部内の雰囲気調整管を接続する装置に関す
る。

この明細書において、アルミニウム、とは純アルミニウ
ムおよびその合金を含むものとする。

また、この明細書において、不活性ガスとは、アルゴン
ガス、キセノンガス、ヘリウムガスなどの周期表の不活
性ガスの他に、窒素ガスなどのアルミニウムに対して不
活性なガスも含むものとする。

従来の技術 たとえば粒子加速用パイプに用いられる真空用アルミニ
ウム製中空押出型材は、内部を高真空度に保つことかで
きるように、その内面か、真空度低下物質の吸着、吸蔵
か著しく少なくなるとともに、吸着吸蔵されていても脱
ガス処理により簡単にこれを除去することかできるよう
になっているという性質を有することが要求される。そ
のため、たとえばダイホルダ内に配置されたボートホー
ルダイス雄型および同雌型を備えているとともに、ボー
トホールダイス雄型の先端とダイボルダの外周面とを連
通させる連通路が設けられている押出加工装置における
上記連通路のダイホルダ側端部に、押出加工装置により
押出されるアルミニウム製中空押出型材の中空部内の雰
囲気を水分を含んだ大気と接触しないような雰囲気に保
つように調整する内部雰囲気調整管を連通状に接続し、
わずか押出された型材の先端を機械的に押し潰し、押出
されつつある中空型材の中空部内を、水分を含んだ大気
と接触しないような雰囲気に保ちつつアルミニウム製中
空押出型材を押出成形し、中空部内面にちみつで薄い酸
化皮膜を形成することによって製造されている。ポート
ホールダイス雄型および同雌型は、製造する中空押出型
材の横断面形状に合わせて交換する必要かあるため、内
部雰囲気調整管は着脱自在に接続されなければならない
。したがって、従来、内部雰囲気調整管として耐熱ゴム
管が用いられ、これを上記連通路のダイホルダ側端部の
接続口に固定状に設けられたスリーブに被せることによ
って着脱自在に接続されていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、押出加工時には加工装置は高温になるの
で、ゴム管ではその耐熱性か十分てはなく、長期間の使
用に耐えないという問題かある。しかも、リークが生じ
、大気中の水分が型材の中空部に侵入し、中空部内雰囲
気を乱して内面に所望の性質を有する型材を得られなく
なるおそれがある。そこで、上記連通路のダイホルダ側
端部に、外方に突出した金属製雌形継手部材を固定状に
設けるとともに、内部雰囲気調整管の先端に金属製雌形
継手部材を回転自在に取付けておき、両継手部材に、互
いにねじ合わせられるねじを形成し、両ねじの締付けに
よって内部雰囲気調整管を押出加工装置に着脱自在にか
つ流体密に接続することも考えられるが、押出加工時に
は加工装置は高温になるので、両継手部材のねじが焼付
き、取外しか困難になると考えられる。

この発明の目的は、上記の問題を解決した中空押出型材
製造用押出加工装置への型材中空部内雰囲気調整管接続
装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による中空押出型材製造用押出加工装置への型
材中空部内雰囲気調整管接続装置は、中空押出型材製造
用押出加工装置に、この押出加工装置によって押出され
る中空押出型材の中空部内の雰囲気を調整する管を連通
状に接続する装置であって、押出加工装置に形成された
内部雰囲気調整管接続口に、外方に突出した金属製雌形
継手部材か固定状に設けられ、内部雰囲気調整管の先端
に金属製雌形継手部材が回転自在に取付けられ、両継手
部材に、互いにねじ合わせられるねじが形成され、両ね
じのうちの少なくともいずれか一方の表面に銀ろう層が
形成され、両ねじの締付けによって内部雰囲気調整管が
押出加工装置に着脱自在にかつ流体密に接続されるもの
である。

上記において、押出加工装置により押出されるアルミニ
ウム製中空押出型材が、たとえば粒子加速用パイプなど
の中空部か真空状態とされて用いられる場合、中空部内
の雰囲気は、水分を含んだ大気と接触しないような雰囲
気に保つように調整される。その具体的な方法は次に述
べる通りである。

その１は、アルミニウム製中空押出型材を押出成形する
にあたり、当初より酸素０．５〜３０容量％、とくに１
〜］０容量％、残部不活性ガスよりなる混合ガスを、押
出されつつある型材の中空部内に供給しながら行う方法
である。

そして、所定長さ押出した後、型材を切断するとともに
切断端も上記先端と同様に密封する。

この場合、両密封端部は、押圧成形後、中空押出型利の
使用場所へ送られてから切断開口してもよいし、送る前
の段階で切断開口してもよい。

その２は、上記その１の方法において、混合ガスの代わ
りに不純物としての酸素を含む不活性ガスを用いる方法
である。現在工業的に得られる不活性ガスの純度はほぼ
９９．９９％であり、微量の酸素が不純物として必ず含
まれている。

その３は、上記その］の方法において、混合ガスの代わ
りに乾燥空気または純酸素を用いる方法である。乾燥空
気は、たとえば大気をコンプレッサで圧縮して、乾燥剤
か入れられた除湿器内を通過させることなどにより得ら
れる。この方法において乾燥剤としては公知のものを使
用することかできるが、その中でも合成セオライトを用
いることか好ましい。また、乾燥空気の露点は、−３０
°Ｃ以下であることが好ましく、５０℃以下であること
が望ましい。純酸素は、純度１００％の酸素であり、こ
れは水分を含まない。

その４は、上記その１の方法において、押出されつつあ
る型材の中空部内を真空引きする方法である。この場合
、型材の中空部から少なくとも押出当初のみ真空引きし
、押出直後の型材の先端開口部を密封し、所定長さ押出
した後、型材を切断するとともに切断端を密封する。真
空引きは、押出当初のみならず押出工程中継続的に行な
ってもよい。この方法では、中空部内に残存した酸素に
より酸化皮膜が形成される。

上記いずれの方法によっても、型材の中空部Ｊｇ面に水
和酸化物か生成することはなく、厚さ２０〜３０人程度
のちみつで薄い酸化皮膜が得られる。したがって、真空
度低下物質の吸着、吸蔵は著しく少なくなるとともに、
吸着吸蔵されていても脱ガス処理により簡単にこれを除
去することができるようになる。その結果、真空度低下
物質が型材内に放出される量が非常に少なくなり、高真
空度を保つことができるし、従来のように真空度を高め
るための面倒な作業を省略ないし軽減することかできる
。

なお、この発明の装置は、中空部が真空とされる粒子加
速用パイプのような装置を形成するための中空押出型制
を成形する押出加工装置に限られず、他の目的を持った
中空押出型側を形成する押出加工装置にも適用可能であ
り、その場合に内部雰囲気もその目的に合致するように
調整される。

作　　　用 押出加工装置の内部雰囲気調整管接続口に、外方に突出
した金属製雌形継手部材が固定状に設けられ、内部雰囲
気調整管の先端に金属製雌形継手部材が回転自在に取付
けられ、両継手部材に、互いにねじ合わせられるねじが
形成され、両ねじの締付けによって内部雰囲気調整管が
押出加工装置に着脱自在にかつ流体密に接続されるの、
で、押出加工時の熱にも十分耐えうる。しかも、リーク
のおそれはない。さらに、両継手部材のねじのうちの少
なくともいずれか一方の表面に銀ろう層か形成されてい
るので、押出加工時の熱によって両ねじか焼付くのを防
止できる。

実　　施　　例 この発明の実施例を、以下図面を参照して説明する。

第１図には、真空用アルミニウム製中空押出型制を製造
するための押出加工装置の全体構成が示されている。同
図において、押出加工装置は、アルミニウムビレット（
２）を入れるためのコンテナ（１）と、コンテナ（１）
内に入れられたアルミニウムビレット（２）を押圧する
ダミーブロック（３）およびステム（４）と、中央にガ
ス噴射口（６）を有するポートホールダイス雄型（５）
および同雌型（７）と、外周面に酸素混合不活性ガス供
給口（９）（内部雰囲気調整管接続口）を有するダイホ
ルダ（８）と、ボルスタ（９）と、酸素混合不活性ガス
供給装置とを備えている。

ポートホールダイス雄型（５）およびダイホルダ（８）
にはそれぞれガス通路（１１，）（１２）か形成され、
両通路（１１）　（１２）により、ガス噴射口（６）と
］　０ 酸素混合不活性ガス供給口（９）とが連通せしめられて
いる。

酸素混合不活性ガス供給装置は、導管（１５）（内置部
雰囲気調整管）を介して酸素混合不活性ガス供給口（９
）に接続された酸素混合不活性ガス容器（１４）を備え
ている。導管（１５）の途中には、内部にモレキュラシ
ーブや、合成ゼオライトなどが入れられた複数、たとえ
ば２つの脱水カラム（１６）が並列状に配置されている
。導管（１，５）における酸素混合不活性ガス供給口（
９）と脱水カラム（１６）との間の部分には、供給口（
９）側から真空ゲージ（１７）および露点計（１８）が
、それぞれ２方弁（１９）　（２０）を介して接続され
ている。

また、導管（１５）における酸素混合不活性ガス容器（
１４）と脱水カラム（１６）との間の部分には、レギュ
レータ（２２）および流量計（２３）が容器（１４）側
から設けられている。導管（１５）における脱水カラム
（１６）と流量計（２３）との間の部分には、真空引き
用ロータリポンプ（２４）が２方弁（２５）を介して接
続されている。また、導管（１５）における脱水カラム
（１Ｂ）の両側部分を連通させるように、真空引き用バ
イパス管（２Ｂ）が設けられている。

バイパス管（２６）の両端部は３方弁（２７）を介して
導管（１５）に接続されている。

第２図には、導管（１５）の酸素混合不活性ガス供給口
（９）への接続部分が拡大して示されている。第２図に
おいて、酸素混合不活性ガス供給口（９）内には、ステ
ンレス鋼製スリーブ（２８）が差し込まれてダイホルダ
（８）に溶接されている。

スリーブ（２８）の外方に突出した部分の外周面にはお
ねじ（２８ａ）が形成されており、この外方への突出部
分が雌形継手部材（２９）となされている。

雌形継手部材（２９）のおねじ（２８ａ）の表面には、
全体に銀ろう層（３０）が形成されている。導管（１５
）には、頂壁に貫通孔（３１ａ）があけられ、がっめね
じ（３１ｂ）を有するステンレス鋼製袋ナツト（３１）
　（雌形継手部材）が嵌め被せられている。

導管（Ｉ５）の先端には、先細り状で、かつ大端部の直
径が袋ナツト（３］、）の貫通孔（３１ａ）の直径より
も大きく、小端部の直径がスリーブ（２８）の内径より
も小さくなされた係合部（１５ａ）が形成されている。

そして、係合部（１５ａ）の先端部をスリーブ（２８）
内に差し込み、袋ナツト（３１）のめねじ（Ｂｌｂ）と
雌形継手部材（２９）のおねじ（２８ａ）とをねじ合わ
せることによって、導管（１５）が酸素混合不活性ガス
供給口（９）に着脱自在にかつ流体密に接続されている
。おねじ部（２８ａ）の表面全体に形成された銀ろう層
（３０）の働きにより、押出時の熱により、袋ナラ１−
（３１）のめねじ（３１ｂ）と雌形継手部材（２９）の
おねじ（２８ａ）とが焼付くのが防止され、押出終了後
に導管（１５〉の取外し作業を簡単に行うことが可能と
なる。導管（１５）の酸素混合不活性ガス供給口（９）
への接続は、第３図に示すように、係合部（Ｌ５ａ）の
先端部をスリーブ（２８）内に差し込み、予め導管（１
５）に嵌め被せられた所定の長さを有するレンチ（３２
）により袋ナツト（３■）を回してめねじ（３１ｂ）を
おねじ（２８ａ）にねじ合わせることによって行われる
。

上記のようなレンチ（３２）を用いるのは、導管（１５
）の着脱作業の安全上、作業者が押出加工装置に近付く
ことなく、袋ナツト（３１）を回すことができるように
するためである。

第１図の装置により、たとえば第４図および第５図に示
されているような横断面を有する粒子加速用パイプに用
いられる中空押出型材（３５）（３Ｂ）が押出成形され
るのである。もちろん両者を成形するダイスは成形され
るべき型材（３５）　（３６）のそれぞれに合致した形
状のものが用いられる。所定長さの両押山型材（３５）
　（３Ｇ）が交互に連結せられて無端状の粒子加速用の
パイプ（図示路）が組立てられるのである。両図におい
て、中空押出型材（３５）（３Ｂ）はそれぞれ横断面楕
円形の粒子流通中空部（粒子加速用パイプに組込時−以
下同様）　（３７）（３ｇ）を有している。第４図に示
す型材（３５）の粒子流通中空部（３７）には、これに
隣接する横断面方形の真空引き用中空部（３９）が設け
られており、雨中空部（３７）（３９）間の隔壁（４０
）に所定間隔おきに連通孔があけられる。粒子流通中空
部（３７）（３８）の−側に横断面小円形の冷却水流通
中空部（４１）　（４２）設けられ、粒子流通中空部（
３７）　（３８）および真空用中空部（３９）のそれぞ
れ−側に加熱脱ガス処理用シーズ線取付用溝（４３）　
（４４）および（４５）か設けられている。

以下に、上記中空押出型＋Ｊ’（３５）を製造する具体
的な実施例について述べる。

実施例 まずダイスを苛性洗浄した後純度９９．９９ｗｔ％の高
純度アルミニウムからなるビレット（２）を押出温度３
００°Ｃ１押出速度７ｒｎ／ｍｉｎで押出した。このさ
い潤滑油は使用しなかった。

そして僅か、たとえば１〜２ｍ押出された後押出を一旦
停止し、型材（３５）の先端開口部をプレスで押し潰す
とともに溶接して密封し、第１図に示されているような
一方の密封端部（４７）を形成した。ついで、３方弁（
２７）を真空引き用バイパス管（２６）側に切り替える
とともに２方弁（２５）を開き、さらにレギュレータ（
２２）を閉じた状態で、ロータリーポンプ（２４）によ
って導管（１５）内部および型材（３５）内部を真空引
きするとともに、押出を再開した。その後、３方弁（３
７）を脱水カラム（１６）側に切り替えるとともに２方
弁（２５）を閉じ、さらにレギュレータ（２２）を開い
た状態で、混合ガス容器（１４）より酸素７容量％、残
部アルゴンよりなる混合ガス（４６）を、脱水カラム（
１６）に通してその露点を下げた後、導管（１５）、通
路（１２）（１１）を経て噴射口（６）より圧力１．１
〜１゜５　ｋｇ　／　ｅＪで噴出し、押出されつつある
型材（３５）の中空部内に供給した。その後も混合ガス
（４６）の供給を継続し、さらに所定長さ押出した後、
型材（３５）をシャーで切断すると同時に切断端を上記
と同様にして密封し、他方の密封端部（４８）を形成し
た（第５図参照）。その後混合ガス（４Ｂ）を密封した
ままの型材（３５）を自然冷却した後引張り矯正した。

最後に型材（３５）の再密封端部（４７）　（４８）を
油を用いずかつエヤーブローなしで切断し、所定寸法の
中空押出型材を製造した。

上記押出型材の内面にはちみつでかつ薄い酸化皮膜が形
成されていた。そして、これを１４０℃で２４時間脱ガ
ス処理し、２０時間経過後の真空度を測定したところ、
放出ガス係数は１］　５ Ｘ　１０−”　Ｔｏｒｒ／／　ｓ　ｃＪであった。

その後、レンチ（３２）で袋ナツト（３１）を回したと
ころ、袋ナツト（３１）は雌形継手部材（２９）から簡
単に外れた。

上記実施例においては、雄形継手部材（２９）のおねじ
（２８ａ）の表面だけに銀ろう層（３０）が形成されて
いるが、これに代えて袋ナツト（３１）のめねじ（３１
ｂ）の表面だけに銀ろう層が形成されていてもよく、あ
るいは両ねじのいずれの表面にも銀ろう層が形成されて
いてもよい。また、上記実施例においては、導管（１５
）の供給口（９）への接続部にはシール部材は一切用い
られていないが、適当なシール部材を用いてもよい。

発明の効果 この発明の中空押出型材製造用押出加工装置への型材中
空部内雰囲気調整管接続装置によれば、上述のように、
押出加工時の熱にも十分耐えうるので、長期間にわたっ
て使用することができる。しかも、リークのおそれがな
いので、押出加工装置により押出される中空押出型材内
部の雰囲気が乱されることはなく、内面に所望の性質を
備えた中空押出型材を製造することができる。さらに、
両継手部材のねじのうちの少なくともいずれか一方の表
面に銀ろう層が形成されているので、押出加工時の熱に
よって両ねじが焼付くのを防止できる。したがって、押
出加工終了後の内部雰囲気調整管の取外しを簡単に行え
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は中空押
出型材の押出成形途上を示す押出加工装置の縦断面図、
第２図は第１図の部分拡大図、第３図は導管をダイホル
ダの酸素混合不活性ガス供給口に接続する方法を示す断
面図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線にそう断面図、第
５図は粒子加速用パイプをつくるさい第４図の型側と組
合わせて用いられる他の型材の第４図相当断面図、第６
図は混合ガス密封状態の型材の縦断面図である。 （９）・・・酸素混合不活性ガス供給口（内部雰囲気調
整管接続口）　、（１５）・・・導管（内部雰囲気調整
管）　、（２８ａ）・・・おねじ、（２９）・・雌形継
手部材、（３０）・・・銀ろう層、（３］）・・・袋ナ
ツト（雌形継手部材）　、（３１ｂ）・・・めねじ、（
３５）（３６）・・・中空押出型材。 以　　上 ■ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　中空押出型材製造用押出加工装置に、この押出加工装
   置によって押出される中空押出型材の中空部内の雰囲気
   を調整する管を連通状に接続する装置であって、押出加
   工装置に形成された内部雰囲気調整管接続口に、外方に
   突出した金属製雄形継手部材が固定状に設けられ、内部
   雰囲気調整管の先端に金属製雌形継手部材が回転自在に
   取付けられ、両継手部材に、互いにねじ合わせられるね
   じが形成され、両ねじのうちの少なくともいずれか一方
   の表面に銀ろう層が形成され、両ねじの締付けによって
   内部雰囲気調整管が押出加工装置に着脱自在にかつ流体
   密に接続される中空押出型材製造用押出加工装置への型
   材中空部内雰囲気調整管接続装置。