JPH07284841A

JPH07284841A - 押出用ホローダイス及びコンフォーム押出装置

Info

Publication number: JPH07284841A
Application number: JP6073501A
Authority: JP
Inventors: Sadahide Yano; 定英矢野
Original assignee: YANO ENG KK
Current assignee: YANO ENG KK
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1994-04-12
Publication date: 1995-10-31
Also published as: EP0677339A2; EP0677339A3; US5595084A; CA2145332A1; KR950031277A

Abstract

(57)【要約】【構成】厚肉筒状部１５が備えられ、その中空部２３
内に中子７、小雌型２１等が内設されることによってホ
ローダイス５が長さ方向に一体に構成されている。【効果】押出速度を高くした場合でもホローダイス５
の有する高い剛性により該ダイス５に撓み等の変形を生
じるのが効果的に抑制され、これにより形状精度に優れ
た中空材を生産性良く押出加工することができる。特に
コンフォーム押出に効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム等の金
属製の中空押出材の押出加工に用いられるホローダイス
及びコンフォーム押出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウム等の金属製中空材、
例えば図８に示されるような熱交換器用のチューブ材
（Ｅ）の押出加工を行うのに、連続押出が可能なコンフ
ォーム押出装置が用いられることがある。

【０００３】コンフォーム押出装置は、図１０に示され
るように、外周部にワイヤー状の押出用素材（Ｍ）を案
内する溝（51）を有して回転駆動されるイクストリュー
ジョンホイール（52）を備えている。そして、該ホイー
ル（52）の周方向の所定長さ範囲にわたって、シュー
（53）にて位置決め状態に保持された圧力室形成用のフ
ィードプレート（54）（55）…が複数個、隣接状態に該
ホイール（52）の外周面に摺接してホイール（52）の溝
（51）を塞ぐ態様において配置されている。そして、最
先端に位置するフィードプレート（54）の外面にダイス
（57）が配置されると共に、同プレート（54）に隣接し
てホイール（52）の溝（51）内にアバットメント（59）
が突出して配置されている。そして、圧力室を広く確保
する等の理由からフィードプレート（54）の内面にはホ
イール（52）の溝（51）に対応して延びる溝（60）が設
けられている。

【０００４】この押出装置では、ワイヤー状の素材
（Ｍ）をホイール（52）の溝（51）内に配置してホイー
ル（52）を回転駆動すると、摩擦力によって素材（Ｍ）
がホイール（52）とフィードプレート（54）（55）…と
の間に押し込まれていき、これによってホイール（52）
とフィードプレート（54）（55）…とアバットメンド
（59）との間の圧力室（61）内で材料が充満され、押出
圧力を得て、ダイス（57）から押出されて所定の形状の
押出材が押出加工される。

【０００５】そして、例えば上記のようなコンフォーム
押出装置を用いた押出加工では、ダイス（57）として、
従来より、雄型（62）と雌型（63）とからなる二つ割り
状の組合わせダイスが用いられている。図９（イ）
（ロ）に示されるように、このダイス（57）において、
雄型（62）は、厚肉短筒状部（64）の中空部内に中子保
持用のブリッジ部（65）が中空部を横断する態様におい
て厚肉短筒状部（64）と一体に設けられ、該ブリッジ部
（65）に、先端部に中空材の中空部を成形する中空成形
部（67）を有する中子（66）が該中空成形部（67）を前
方に突出させた状態に保持されたものとなされている。
一方、雌型（63）は、雄型（62）の厚肉短筒状部（64）
の外径と同じ外径の厚肉円盤体（69）からなり、該円盤
体（69）に、中空材の外周部を成形する成形孔（70）が
設けられたものとなされている。そして、雌型（63）の
押出方向後部に雄型（62）が組み合わされ、二つ割り状
のダイスに構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、押出におい
ては、生産性向上の要請から押出速度を上げることが求
められるが、押出速度を上げると、ダイス（57）に様々
な大きな負荷がかかるようになり、そのためにダイス
（57）に撓みを生じて成形隙間（71）の形状に狂いを生
じて形状精度の良好な中空材が得られなくなるという問
題を生じる。

【０００７】これはコンフォーム押出用のダイスに限ら
れるわけではないが、特に、上記のようなコンフォーム
押出装置においては、図１１に示されるように、最先端
のフィードプレート（54）において、その溝（60）内の
材料（Ｍ）の圧力のために反り状の変形を起こし、この
変形の影響がダイス（57）に及んで、ダイス（57）に変
形、特に図９（イ）（ロ）に破線で示されるような軸非
対称な変形を生じ、この変形により、成形隙間（71）の
形状に狂いを生じて形状精度の良好な中空材（Ｅ）が得
られなくなるという問題を生じていた。

【０００８】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、押出速度を高くした場合でも押出中における撓み変
形を抑制しえて、形状精度の良好な中空押出材を生産性
良く押出加工することができる構造の押出用ホローダイ
スを提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明は、押出速度を高くした場合
でも押出中におけるフィードプレートの変形に伴うダイ
スの変形を抑制しえて、形状精度の良好な中空押出材を
生産性良く押出加工することができる構造のコンフォー
ム押出装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的において、第１
の発明は、厚肉の筒状部が備えられ、その中空部内の押
出方向後方側に中子保持用のブリッジ部が中空部を横断
する態様において厚肉筒状部と一体に設けられると共
に、該ブリッジ部に、先端部に中空材の中空部を成形す
る中空成形部を有する中子が前方突出状態に保持され、
かつ、厚肉筒状部の中空部内の押出方向前方側に、中空
材の外周部を成形する成形孔を有する小雌型が収容配置
され、中子の中空成形部と小雌型の成形孔との間に中空
材成形用の成形隙間が形成されてなることを特徴とする
押出用ホローダイスを要旨とする。

【００１１】また、第２発明は、外周部に素材案内溝を
有して、回転駆動されるイクストリュージョンホイール
と、片面側に該ホイールの外周面に摺接される曲面状の
摺接面を有すると共に、該摺接面にホイールの溝の延び
る方向に対応して延びる材料案内溝が設けられ、かつも
う一方の片面側に平坦なダイス配置面が設けられたフィ
ードプレートと、該フィードプレートのダイス配置面に
配置されたホローダイスと、が備えられたコンフォーム
押出装置であって、前記ホローダイスは、厚肉の筒状部
が備えられ、その中空部内の押出方向後方側に中子保持
用のブリッジ部が中空部を横断する態様において厚肉筒
状部と一体に設けられると共に、該ブリッジ部に、先端
部に中空材の中空部を成形する中空成形部を有する中子
が前方突出状態に保持され、かつ、厚肉筒状部の中空部
内の押出方向前方側に、中空材の外周部を成形する成形
孔を有する小雌型が収容配置され、中子の中空成形部と
小雌型の成形孔との間に中空材成形用の成形隙間が形成
されてなるものであることを特徴とするコンフォーム押
出装置を要旨とする。

【００１２】

【作用】上記第１発明では、厚肉の筒状部が備えられ、
その中空部内に、ブリッジに保持された中子と、小雌型
とが備えられ、全体が長さ方向に一体に構成されている
ことにより、全体の剛性が高められ、押出速度を高くし
ても、撓み等の変形の発生が抑制される。従って、成形
隙間の形状が適正に保持され、形状精度に優れた中空材
が生産性良く押出加工される。

【００１３】また、第２発明では、このような構成のホ
ローダイスが備えられたコンフォーム押出装置であるこ
とにより、フィードプレートの溝内の材料の圧力によっ
て該フィードプレートに反り方向の変形を生じようとし
てホローダイスに負荷がかかっても、ホローダイスの有
する高い剛性により、該ダイスが撓み等の変形を生じる
のが抑制され、従って、成形隙間の形状が適正に保持さ
れ、形状精度に優れた中空材が生産性良く押出加工され
る。

【００１４】

【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。

【００１５】押出の対象である中空押出材は、図８に示
されるような、熱交換器用のアルミニウム製多孔偏平チ
ューブ材（Ｅ）である。尚、押出の対象には特段の制限
はなく、各種中空押出材の押出に適用されうるものであ
る。

【００１６】コンフォーム押出装置を示す図５ないし図
７において、（１）はイクストリュージョンホイール、
（２）（３）…はフィードプレート、（４）はアバッメ
ント、（５）はホローダイス、（６）はシューである。

【００１７】イクストリュージョンホイール（１）は、
その外周部に素材案内溝（７）を有して、図示しない回
転駆動源により回転駆動されるようになされている。押
出用素材としてのアルミニウムワイヤー（Ｍ）はこの溝
（７）内に配置され、ホイール（１）の回転駆動によ
り、該ホイール（１）とワイヤー（Ｍ）との摩擦力によ
って、ホイール（１）に牽引されて送られていくように
なされている。

【００１８】フィードプレート（２）（３）…は、複数
個用いられ、ホイール（１）の外周部にその周方向に相
互隣接状態に一列に配列されている。それらの内面側
は、ホイール（１）の外周面と摺接する曲面状の摺接面
（９）に形成されている。これにより、ホイール（１）
の案内溝（７）がフィードプレート（２）（３）…によ
り外方から塞がれ、材料圧力室（10）の周壁が形成され
るようになされている。そして最先端に位置されるフィ
ードプレート（２）の摺接面（９）の中央部には、ホイ
ール（１）の材料案内溝（７）に対応して延びる材料案
内溝（11）が形成され、圧力室（10）内が広く確保され
ている。そして、最先端に位置されるフィードプレート
（２）の外面部は平坦に形成されて、そこがダイス配置
面（12）とされ、ダイス（５）が安定良く配置されるよ
うになされている。該ダイス配置面（12）に圧力室（1
0）に連通された材料通路口（13）が開口されている。

【００１９】アバットメント（４）は、最先端のフィー
ドプレート（２）の更に先端側に隣接して配設され、ホ
イール（１）の溝（７）内に突出して該ホイール（１）
と摺接されるようになされ、圧力室（10）の先端開口を
塞いで塞き止め、フィードプレート（２）（３）…と共
に圧力室（10）を形成している。

【００２０】シュー（６）は上記のフィードプレート
（２）（３）…、アバットメント（４）、ダイス（５）
を位置決め状態に保持するものである。なお、（14）は
コイニングロールである。

【００２１】ホロータイス（５）を詳細に示す図１ない
し図４において、（15）は厚肉筒状部、（16）はブリッ
ジ部、（17）は中子、（19）は中子支承ピン、（20）は
流れ制御部材、（21）は小雌型、（22）は蓋材である。

【００２２】厚肉筒状部（15）は、ダイス鋼等によって
製作されたもので、外周が円形状で、横断面円形状の中
空部（23）を有し、中空部（23）内は、押出方向前方側
中空部（24）が、後方側中空部（25）よりも径大に形成
され、その境界部に押出方向前方側に面した環状の段
（26）が形成されたものとなされている。

【００２３】そして、厚肉筒状部（15）の後方側中空部
（25）には、その後端部側を除いて、該中空部（25）を
横断する態様において、厚肉筒状部（15）と一体に、横
断面マイナス字状のブリッジ（16）がわたされている。

【００２４】このブリッジ部（16）には、前後方向に貫
通するスリッド状の中子保持孔（27）が設けられ、図２
に示されるように、この中子保持孔（27）内の幅方向中
央部の対向両位置において、押出方向後方に面したピン
支承用段（28）（28）が設けられている。

【００２５】中子（17）は、超硬合金等の硬質材による
もので、プレート状に形成され、その先端部には、チュ
ーブ材（Ｅ）の各中空部を成形する櫛刃状の中空成形部
（30）が形成されている。そして、該中子（17）の基端
側の幅方向中央部には、貫通状のピン通し孔（32）が設
けられ、このピン通し孔（32）に横断面半円状のピン
（19）が両端部突出状態に配置され、その配置状態で中
子（17）が後方よりブリッジ部（16）の中子保持孔（2
7）内に挿入されていくことにより、ピン（19）の両端
部の平坦側が中子保持孔（27）内の支承用段（28）（2
8）に支承され、それにより、中子（17）が、その先端
中空成形部（30）をブリッジ部（16）よりも前方に突出
させた状態に、ブリッジ部（16）に保持されている。

【００２６】そして、上記ブリッジ部（16）の後端面に
は、蓋材（22）が、厚肉筒状部（15）の後端面位置より
も内方に退入される態様において配置され、これによ
り、押出材料がスムーズに中空部（25）内に導入される
ようになされると共に、中空部（23）の後端開口部に蓋
材（22）と干渉することなくシールリング（33）が嵌合
配置されるようになされている。また、蓋材（22）は、
図２に示されるように、横断面山形状に形成され、押出
材料がスムーズにブリッジ部（16）の両側に分流されて
いくようになされている。

【００２７】そして、厚肉筒状部（15）の中空部（23）
の内周面には、ブリッジ部（16）と周方向に９０°位置
を異にして厚肉筒状部（15）の長さ方向の全長にわたっ
て係合溝（34）（34）が形成されている。なお、係合溝
（34）（34）の押出方向における後端部は溶接金属（3
5）（35）にて閉塞されている。

【００２８】そして、厚肉筒状部（15）の前方側の径大
な中空部（24）内には、押出方向前方側から環状段（2
6）に当接する態様において、流れ制御部材（20）が外
周適合状態に配置され、更にそれに引き続いて小雌型
（21）が同中空部（24）内に流れ制御用部材（20）に重
なり合う態様において外周適合状態に嵌合配置されてい
る。

【００２９】流れ制御部材（20）と小雌型（21）の外周
部には、位相を１８０°異にして長さ方向に延ばされた
一対の係合凸条部（36）（36）（37）（37）が設けら
れ、この係合凸条部（36）（36）（37）（37）が厚肉筒
状部（15）の係合溝（34）（34）内に嵌合されることに
よって、流れ制御部材（20）と小雌型（21）とが、厚肉
筒状部（15）の中空部（24）内に、周方向に適正位置に
おいて位置決め状態に嵌合配置されるものとなされてい
る。

【００３０】流れ制御部材（20）は、図４に示されるよ
うに、環状の部材で、中子（17）の中空成形部（30）の
両サイドに対応して、内方突出部（39）（39）が設けら
れ、該内方突出部（39）（39）と中空成形部（30）の最
外側の単位成形部（30a ）（30a ）との間の隙間間隔
が、各単位成形部（30b ）…間の隙間間隔に概ね対応す
るように形成されている。

【００３１】小雌型（21）は、超硬合金等の硬質材によ
るもので、チューブ材（Ｅ）の外周形状に対応する長円
状の成形孔（40）を有し、厚肉筒状部（15）の径大中空
部（24）内に配置された状態で、中子（17）の先端成形
部（30）が成形孔（40）内に配置され、両者間にチュー
ブ材（Ｅ）の横断面形状に対応する成形隙間（41）が形
成されるようになされている。この小雌型（21）は、厚
肉筒状部（15）に対し、焼嵌めにより一体化されてい
る。

【００３２】上記ホローダイス（５）は、図６に示され
るように、最先端のフィードプレート（２）の外面に形
成された平坦なダイス配置面（12）に、シールリング
（33）を介して材料通路口（13）に連通する態様におい
て、かつ、そのブリッジ部（16）の幅方向をホイール
（１）の周方向に一致させる態様において、配置されて
コンフォーム押出装置に組み込まれる。

【００３３】上記構成のコンフォーム押出装置では、押
出用素材としてのアルミニウム製ワイヤー（Ｍ）をホイ
ール（１）の案内溝（７）内に導入配置して、該ホイー
ル（１）を回転駆動すると、ホイール（１）とワイヤー
（Ｍ）との摩擦力によってワイヤー（Ｍ）が、シュー
（６）内方の圧力室（10）内に押し込まれていき、該圧
力室（10）の圧力が高められて、その押し圧によって圧
力室（10）内に充満された材料が、最先端のフィードプ
レート（２）を通じて、ダイス（５）内に流入され、そ
れにより、チューブ材（Ｅ）が押出されていく。

【００３４】この押出中、押出速度を大きくすると、図
７に示されるように、最先端のフィードプレート（２）
の案内溝（11）内の材料（Ｍ）の圧力によって該溝（1
1）の両側壁が外方に押圧され、該フィードプレート
（２）が矢印で示されるように反り方向に撓もうとして
ダイス（５）に負荷を及ぼすが、ダイス（５）は、上記
のように、厚肉筒状部（15）によって長さ方向に一体に
構成されているから、その負荷による変形が従来の二つ
割構成のダイス（57）に比べて大幅に抑制され、これに
より、成形隙間（41）の形状が適正に保たれ、上記のよ
うなフィードプレート（２）からの負荷が作用しても、
形状精度に優れたチューブ材（Ｅ）が押出成形される。
従って、押出速度を高くして生産性良く形状精度に優れ
た押出材（Ｅ）を押出成形することができる。しかも、
このように、ダイス（５）の剛性が高められたことによ
り、シールリング（33）の変形・破損等も防止され、シ
ール性良く押出加工を遂行していくことができる。加え
て、フィードプレート（２）の上記のような反り方向の
変形もダイス（５）によって抑制され、これにより、ホ
イール（１）の回転中にフィードプレート（２）が該ホ
イール（１）に無理に強く接触してしまうというような
不具合の発生も防止され、フィードプレート（２）等の
むしれ等に起因して異物が押出材料（Ｍ）中に混入する
のが防止されて、このような異物に起因したダイス
（５）の損傷、破損等の発生を防止することもできる。

【００３５】また、上記ダイス（５）では、図４に示さ
れるように、内方突出部（39）（39）を有する流れ制御
用金型部材（20）が用いられ、該内方突出部（39）（3
9）と中空成形部（30）の最外側の単位成形部（30a ）
（30a ）との間の隙間間隔が、各単位成形部（30a ）
（30a ）（30b ）…間の隙間間隔に概ね対応するように
形成されたものとなされているから、これらの隙間を通
過する材料の圧力が概ね均等化され、特に最外側の単位
成形部（30a ）（30a ）の破損を防止しえて、ダイス
（５）の寿命、ひいては中子（17）の寿命を長くしてダ
イス（５）の耐久性を向上することができる。

【００３６】また、ブリッジ部（16）を一体に有する厚
肉筒状部（15）の中空部（23）の製作も、ワイヤーカッ
ト法により、ブリッジ部（16）の横断面形状を残すと共
に係合溝（34）を形成する態様において、切断加工を行
った後、押出方向前方側中空部（24）を径大にするよう
に旋盤加工を施すと共に、ブリッジ部（16）の後方に蓋
材（22）配置用の空間部を旋盤加工により形成するだけ
でよく、このような長さ方向に一体の構成をなすダイス
（５）をコスト的に有利に製作することができる。

【００３７】以上に実施例を説明したが、本発明のホロ
ーダイスは、上記のようなコンフォーム押出装置に用い
られるものに限定されるものではなく、ビレットによる
バッ式の押出等の各種押出装置に適用されて、高速押出
下における高精度押出材の押出を実現しうるものであ
る。

【００３８】

【発明の効果】上述の次第で、この発明のホローダイス
は、厚肉の筒状部が備えられ、その中空部内に、ブリッ
ジに保持された中子と、小雌型とが備えられ、全体が長
さ方向に一体に構成されているものであるから、全体の
剛性が高められ、押出速度を高くしても、撓み等の変形
を生じにくい。従って、成形隙間の形状が適正に保持さ
れ、形状精度に優れた中空材を生産性良く押出加工する
ことができる。

【００３９】また、この発明のコンフォーム押出装置
は、このような構成のホローダイスが備えられたもので
あるから、フィードプレートの溝内の材料の圧力によっ
て該フィードプレートに反り方向の変形を生じようとし
てホローダイスに負荷がかかっても、ホローダイスの有
する高い剛性により、該ダイスが撓み等の変形を生じる
のが抑制され、従って、成形隙間の形状が適正に保持さ
れ、形状精度に優れた中空材を生産性良く押出加工する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例にかかるホローダイスの縦断面図であ
る。

【図２】図１のダイスのＩ−Ｉ線断面矢視図である。

【図３】図１のダイスの後端面図である。

【図４】図１のダイスのＩＩ−ＩＩ線断面矢視図であ
る。

【図５】一実施例にかかるコンフォーム押出装置の断面
図である。

【図６】図５のコンフォーム押出装置の要部拡大断面図
である。

【図７】図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面矢視図である。

【図８】押出の対象である熱交換器用チューブ材の斜視
図である。

【図９】従来のホローダイスを示すもので、図（イ）は
縦断面図、図（ロ）は図（イ）のＩＶ−ＩＶ線断面矢視
図である。

【図１０】従来のコンフォーム押出装置の断面図であ
る。

【図１１】図１０のＶ−Ｖ線断面矢視図である。

【符号の説明】

１…ホイール２…フィードプレート５…ホローダイス７…案内溝１１…案内溝１２…ダイス配置面１５…厚肉筒状部１６…ブリッジ部１７…中子２１…小雌型３０…中空成形部４０…成形孔４１…成形隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚肉の筒状部が備えられ、その中空部内
の押出方向後方側に中子保持用のブリッジ部が中空部を
横断する態様において厚肉筒状部と一体に設けられると
共に、該ブリッジ部に、先端部に中空材の中空部を成形
する中空成形部を有する中子が前方突出状態に保持さ
れ、かつ、厚肉筒状部の中空部内の押出方向前方側に、
中空材の外周部を成形する成形孔を有する小雌型が収容
配置され、中子の中空成形部と小雌型の成形孔との間に
中空材成形用の成形隙間が形成されてなることを特徴と
する押出用ホローダイス。
【請求項２】外周部に素材案内溝を有して、回転駆動
されるイクストリュージョンホイールと、片面側に該ホイールの外周面に摺接される曲面状の摺接
面を有すると共に、該摺接面にホイールの溝の延びる方
向に対応して延びる材料案内溝が設けられ、かつもう一
方の片面側に平坦なダイス配置面が設けられたフィード
プレートと、該フィードプレートのダイス配置面に配置されたホロー
ダイスと、が備えられたコンフォーム押出装置であって、前記ホローダイスは、厚肉の筒状部が備えられ、その中
空部内の押出方向後方側に中子保持用のブリッジ部が中
空部を横断する態様において厚肉筒状部と一体に設けら
れると共に、該ブリッジ部に、先端部に中空材の中空部
を成形する中空成形部を有する中子が前方突出状態に保
持され、かつ、厚肉筒状部の中空部内の押出方向前方側
に、中空材の外周部を成形する成形孔を有する小雌型が
収容配置され、中子の中空成形部と小雌型の成形孔との
間に中空材成形用の成形隙間が形成されてなるものであ
ることを特徴とするコンフォーム押出装置。