JPH08224613A - 押出し成形用ダイス及びアルミニウム押出し形材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １プッシュ中における押し始めと押し終りと
で肉厚差のない押出し成形品を得る。 【構成】 ベアリング面１３が形成されたダイ１をダイ
ホルダー２で取り囲んだダイス工具系において、ダイの
外周面は、コンテナシール力Ｓからダイス中心方向に向
かった分力Ｆ_r が得られるようにテーパＴがダイ１の外
周面に付けられている。ダイホルダー２に対するダイ１
の相対的な移動を容易にするため、適宜の箇所にクリア
ランスＧを付け、或いは平滑化，潤滑剤塗布等によりテ
ーパ面の摩擦抵抗を下げることもできる。 【効果】 ダイス中心方向に向かう分力，ダイ温度及び
押出し加工力の影響によるベアリング面の位置変位の合
成結果が押出し中に変動することを防止し、押し始めと
押し終りとで肉厚差がない押出し成形品が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、肉厚変動が少ないアル
ミニウム形材を得るのに適した押出し成形用ダイス及び
該成形用ダイスを使用して得られたアルミニウム押出し
形材に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料を直接押出し法で押し出すと
き、得られた押出し材は、押出しの進行に応じて肉厚が
変動する。通常、押出し材の肉厚変動は、図１に示すよ
うに押し始めに厚く、押し終りに薄くなっている。そし
て、押し始めと押し終りの肉厚差Δｔも、押出し開始時
で大きく、押出しビレット本数の増加に伴って小さくな
る。このように押出しビレット本数の増加に伴って肉厚
差Δｔが小さくなることは、押出しを繰り返すとき押出
し装置の温度が安定化し、押出しが定常状態で継続され
ることに由来する。しかし、押出しを多数回繰返しても
肉厚差Δｔが小さくはなってもゼロになることはなく、
依然として押し始めと押し終りとで肉厚の異なる押出し
成形品が製造される。その結果、寸法公差を外れたもの
では、所定肉厚を超える押し始め部分や所定肉厚に達し
ない押し終り部分が押出し成形品から切断され、押出し
製品の製造歩留まりを低下させる。また、品質や生産性
も阻害される。従来の押出し方法では、肉厚変動を避け
るため、ダイベアリング開口幅の変化がダイスの熱歪み
に起因するものとの前提で、ビレット，押出し装置を含
むダイス工具系の温度を安定化させる手段が採用されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ダイス工具系
の温度を安定化させても、肉厚差Δｔはゼロにならな
い。このことは、図１において押出し回数を大きくして
も依然として肉厚差Δｔがあることからも窺われる。押
出し形材に肉厚変動を生じさせる原因は、（１）ダイス
温度，（２）押出し加工力Ｗ_f 及び（３）コンテナシー
ル力Ｓ等のプロセスパラメータによってベアリング開口
幅が変化することにある。プロセスパラメータに変化が
なければ、ベアリング開口幅が一定の下で押出しが行わ
れ、ベアリング通過直後の押出し材に肉厚変動が生じな
い。しかし、実際にはプロセスパラメータが押出し中に
変化するため、得られる押出し形材の肉厚が変動する。
この点、ダイス工具系の温度を安定化させる従来の方法
は、ダイス温度に由来する熱歪みのみを対象としたもの
であり、プロセスパラメータを安定化させる上では不十
分である。特に、（３）のコンテナシール力Ｓに関して
は、コンテナシール力Ｓの成分であるコンテナ内におけ
るメタルの剪断摩擦力がコンテナ内面に対するメタル
の接触面積に依存するため、１プッシュ中の変化を抑制
することはできない。これらの要因から、現状の押出し
装置では、各プロセスパラメータの安定化により押出し
形材の肉厚変動を抑制することには限界がある。しか
し、より高品質の製品が要求されている昨今では、実質
的に肉厚差がなく、形状が一定した押出し形材が望まれ
ている。本発明は、このような問題を解消すべく案出さ
れたものであり、コンテナを介してダイス工具系に伝え
られるコンテナシール力の押出し方向荷重を押出し方向
荷重成分力と押出し方向垂直面内ダイス中心方向荷重成
分力に分解できる構造を採用することにより、各プッシ
ュにおける押し始めと押し終りとの肉厚差を実質的に無
くすと共に、異なるプッシュ間においてもプッシュ間に
おける肉厚差を極力小さくした押出し形材を得ることを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の押出し成形用ダ
イスは、その目的を達成するため、ベアリング面が形成
されたダイと、ダイを取り囲むダイホルダーとの間に、
コンテナシール力からダイス中心方向に向かった分力を
発生させるテーパが形成されていることを特徴とする。
テーパは、ダイの外周面が押出し方向に関して縮径する
ように付けてもよい。この場合、コンテナシール力が直
接に又はバッフルを介してダイに伝わるようにコンテナ
をダイ又はバッフルに当接させる。或いは、ダイの外周
面が押出し方向に関して拡径するようにテーパを付ける
こともできる。この場合には、コンテナシール力がダイ
ホルダーに伝わるように、コンテナをダイホルダーに当
接させる。また、外周面が押出し方向に関して拡径する
テーパをもつダイでは、ダイホルダーとの間にテーパ付
きリングを差し込むこともできる。この場合、テーパ付
きリングにコンテナを当接させる。

【０００５】テーパは、押出し方向垂直面内でダイス中
心方向に向かった分力がベアリング開口幅の調整に必要
な大きさとなるように、押出し方向に関して適宜の角度
で傾斜させる。テーパが付けられたダイス各部品は、相
互にスライドできるように、平滑化又は潤滑剤塗布によ
って摩擦抵抗を低下させることが好ましい。ダイス各部
品のスライドは、クリアランスを付けることにより、そ
の変位が大きくなる。クリアランスは、押出し方向に関
してダイ外周面が縮径するテーパをつけた場合、ダイと
バックアップダイとの間又はバックアップダイとボルス
ターとの間で、押出し方向に直交する面内に設けられ
る。押出し方向に関してダイ外周面が拡径するテーパを
つけた場合、ダイホルダーとバックアップダイとの間又
はバックアップダイとボルスターとの間に、押出し方向
に直交する面内にクリアランスを設ける。或いは、テー
パ付きリングをダイとダイホルダーとの間に差し込む構
造では、テーパ付きリングの先端位置でダイとダイホル
ダーとの間にクリアランスを設けることもできる。

【０００６】押出し形材の肉厚は、前述したように１プ
ッシュ中では押し始めが厚く、押し終りが薄くなる傾向
にある。この肉厚変動は、ビレットを押出しているとき
の圧力変化や熱変化に起因する。本発明では、ダイス工
具系を構成するダイ，バッフル，ダイホルダー，バック
アップダイ等の部品にテーパを付けることにより、ダイ
ス工具系に作用する押出し方向のコンテナシール力から
押出し方向垂直面内でダイスの中心方向に向かう荷重成
分力を生じさせる。この荷重成分力は、コンテナ内壁に
生じるアルミニウム合金の剪断摩擦力に依存しているた
め、押し始めでは大きく、押し終りでは小さくなるよう
に、ベアリング開口幅の開閉に作用する。その結果、ベ
アリング開口幅は、押し始めで狭められ、押し終りに向
かって大きくなる。なお、ダイス工具系を構成する部品
にテーパを付けること自体は、特開昭５８−１６７２６
号公報，特開昭６３−１４９０１１号公報，特開平６−
１１４４３５号公報等で開示されている。しかし、何れ
のテーパ付きダイスも、ベアリング開口幅を調製する作
用をもたない。たとえば、特開昭５８−１６７２６号公
報のダイスでは、押出し材表面に抜き作用を及ぼすため
にテーパを付けている。特開昭６３−１４９０１１号公
報では、抜け防止のためにニブと中間バメケースとをテ
ーパ嵌合させている。また、特開平６−１１４４３５号
公報では、合金リングの抜けを防止するため、ダイス母
体に合金リングをテーパ嵌合させている。このように、
押出し方向の力からダイスの中心方向に向かう分力を生
じさせるためにテーパを付けることは、本発明を以って
初めてである。

【０００７】本発明に従ったダイス工具系は、図２に示
すように、ダイ１をダイホルダー２で支持し、バッフル
３とバックアップダイ４との間に配置している。ダイ１
の後方にセットされるバッフル３は、省略することも可
能であるが、主として中実材を押出す際に使用され、ダ
イ１の外周面が押出し方向に関して縮径しているテーパ
Ｔをもっているため、コンテナ５に当接して配置され
る。バックアップダイ４は、ボルスター６を介してプラ
テン７に対向する。コンテナ５とプラテン７との間は、
シールシリンダ８で接続されている。また、コンテナシ
ール力Ｓを高めるため、バッフル３に対向するコンテナ
５の接触部分を幅狭にしている。バッフル３のないダイ
ス工具系では、図１２（ａ）に示すようにコンテナ５が
ダイ１に直接当接する。

【０００８】被押出し材であるビレット９は、押出し形
材１４の先端にプラー１０が装着され、後端にダミーブ
ロック１１を介してステム１２が押し当てられる状態で
ダイス内の加工空間に充填されている。ステム１２によ
って押出し力Ｆをビレット９に加えると、ビレット９
は、ダイ１のベアリング面１３を通過し、所定形状の押
出し形材１４となって押し出される。このとき、ベアリ
ング面１３に流れるメタルは、バッフル３でフローが制
御される。図２の符番２０は、バッフル３のないダイス
工具系を使用した場合のベアリング面１３の位置であ
り、ダイ１のベアリング面２０から所定形状の押出し形
材１４が送り出される。ベアリング面１３は、図３に示
すように通常スリット状の開孔としてダイ１に形成さ
れ、或いは割り型ダイスの間に形成されており、上流側
にメタルの流れを調整する掘込み１５が設けられてい
る。押出し方向に平行なベアリング面１３の幅が、図３
（ｃ）に示すようにベアリング開口幅Ｗとなる。

【０００９】図２において、コンテナシール力Ｓは、シ
ールシリンダ８による締付け力とコンテナ５の内壁に
生じるアルミニウム合金の剪断摩擦力の和で表され
る。シールシリンダ８でコンテナ５とプラテン７を挟む
ように締め付けると、シールシリンダ８による締付け力
が押出し方向と平行に作用する。そして、ステム１２
及びダミーブロック１１を介してビレット９を押出し力
Ｆで押すと、ビレット９とコンテナ５との境界面で押出
し方向と平行に、アルミニウム合金の剪断摩擦力がコ
ンテナ５の内壁に働く。締付け力及び剪断摩擦力で
合成されたコンテナシール力Ｓは、バッフル３とコンテ
ナ５との合せ面からアルミニウム合金が滲み出すことを
防止すると共に、バッフル３を介してダイ１に作用す
る。本発明においては、ダイ１とダイホルダー２との間
にテーパＴを設けているため、このテーパ面でコンテナ
シール力Ｓが押出し方向荷重成分力Ｆ_a と押出し方向垂
直面内ダイス中心方向荷重成分力Ｆ_r に分解される。荷
重成分力Ｆ_r は、押し始めで大きく、したがってベアリ
ング開口幅Ｗを狭めるように作用する。ビレット９を押
し出す際には、ステム１２から押出し力Ｆを作用させ
る。押出し力Ｆは、プラテン７で受け止められ、コンテ
ナ５の内壁に生じるアルミニウム合金の剪断摩擦力以
外に、アルミニウム合金の材質，押出し形材の形状，押
出し条件等で定まる押出し加工力Ｗ_f にも分力される。

【００１０】

【作用】このようなダイス工具系を使用した押出しにお
いて、ダイス温度（熱歪み），押出し加工力Ｗ_f ，コン
テナシール力Ｓ等のプロセスパラメータは、次のように
ベアリング開口幅Ｗに影響を及ぼす。 （１）ダイ温度（熱歪み） ベアリング部の温度Ｔ₁ は、押し始めから押し終りにか
けて上昇する。温度上昇の程度は、ダイの他の部分より
大きい。すなわち、ダイは、外周部の温度Ｔ₂ が低いた
め、ダイの熱膨張による変位がベアリング開口部に集中
し、ベアリング開口幅Ｗを狭めるように変位が生じる。
変位の程度は、図４（１）に示すように押し始めから押
し終りにかけた温度上昇に応じてΔｄの負の方向に大き
くなり、結果としてベアリング開口幅Ｗを減少させる。
したがって、１プッシュ中における温度変化（熱歪み）
は、押出し形材１４の肉厚を小さくする要因として作用
する。

【００１１】（２）押出し加工力Ｗ_f 押出し加工力Ｗ_f は、主として押出し方向に平行な圧力
荷重として働き、ダイ面に垂直に作用する。この力は、
ダイを支持・固定すると共に、メタルを流動させてベア
リング開口幅Ｗを広げる方向に、すなわちΔｄを正の方
向に作用する。一般に、ビレット９の変形抵抗は、メタ
ル温度が押し始めで低く、押し終りで高いことから、押
し終りよりも押し始めの方が高い。そのため、押出し加
工力Ｗ_f は、図４（２）に示すように押し始めの方が押
し終りよりも大きい。したがって、押出し加工力Ｗ_f
は、押し始めから押し終りにかけてベアリング開口幅
Ｗ、換言すれば押出し形材の肉厚を小さくする方向に作
用する。

【００１２】（３）コンテナシール力Ｓ コンテナシール力Ｓの成分は、シールシリンダ８による
締付け力とコンテナ５の内壁に生じるアルミニウム合
金の剪断摩擦力である。一般に、シールシリンダ８に
よる締付け力は、押出し中に一定である。他方、剪断
摩擦力は、押出しの進行に伴って減少する。その結
果、コンテナシール力Ｓは、コンテナ５の内壁に生じる
アルミニウム合金の剪断摩擦力の減少分に応じ、押し
始めから押し終りにかけて減少する。そのため、図４
（３）に示すように、押出し方向に垂直な面内において
ダイス中心方向に向かった荷重成分力Ｆ_r が押し始めか
ら押し終りにかけて減少し、結果としてベアリング開口
幅Ｗを狭める力が押し始めから押し終りにかけて小さく
なる。したがって、ベアリング開口幅Ｗは、押し始めか
ら押し終りにかけて大きくなり、押出し形材１４の肉厚
が増加する傾向を示す。

【００１３】このように、１プッシュ中において、ダイ
ス温度（１）及び押出し加工力Ｗ_f（２）は、押し始め
から押し終りにかけて押出し形材の肉厚を小さくする要
因として作用する。他方、コンテナシール力Ｓ（３）
は、逆に肉厚を大きくする要因として作用する。本発明
は、このような各プロセスパラメータの作用を考慮し、
プロセスパラメータは変化するものとの前提で、変化す
る個々のプロセスパラメータのベアリング開口変位に対
する影響を合成することにより、押出し成形品の肉厚変
動を抑制するものである。この点、個々のプロセスパラ
メータの変動幅を小さくし、肉厚変動を抑制しようとす
るものとは、基本的な技術思想が異なる。すなわち、本
発明においては、ダイス工具系にテーパＴをつけること
により、図４（ａ）に示すように、押出し方向に垂直面
内でダイス中心に向かう分力Ｆ_rを押出し方向に平行な
コンテナシール力Ｓから発生させる。ダイス中心に向か
う分力Ｆ_r は、ベアリング面１３の位置を変位させ、ベ
アリング開口幅Ｗを狭めるように作用する。また、図６
等に示すようにダイ１の移動を可能にするクリアランス
Ｇを付けたものでは、分力Ｆ_r に応じたダイ１自体の変
位によってベアリング開口幅Ｗが更に大きく変化する。
その結果、ダイス温度（１），押出し加工力Ｗ_f
（２），コンテナシール力（３）等のベアリング開口幅
Ｗを変動させる要因の影響によりベアリング開口変位が
合成され、ベアリング面１３の位置が図４（４）に示す
ように押し始めから押し終りにかけて±０の位置に維持
され、結果として押出し形材１４に肉厚変動が生じにく
くなる。

【００１４】ダイス工具系のテーパＴは、必要なダイス
中心に向かう分力Ｆ_r が得られる限り、押出し方向前方
に向かって縮径又は拡径する何れのテーパでも良い。テ
ーパＴの角度θは、ダイスのサイズや材質，押出し条件
等に応じ適宜定められる。ダイス中心方向に向かう分力
Ｆ_r は、テーパＴを介して接触するダイス部品の何れか
一方を摺動可能とすることにより大きくなる。そのた
め、押出し方向に垂直な接触面に、クリアランスＧを付
けることが好ましい。クリアランスＧにより工具部品が
押出し方向に平行移動し、押出し方向垂直面内でダイス
中心方向に向かう更に大きな分力Ｆ_r をテーパ面に発生
させる。したがって、移動可能な工具がより大きく変位
及び／又は弾性変形し、ベアリング開口幅Ｗを効果的に
狭め、ダイ温度による変位及び押出し加工力Ｗ_f による
変位と合成され、得られる押出し形材の肉厚を一定化す
るようにコントロールされる。

【００１５】移動可能な工具をクリアランスＧ一杯に押
し込んだとき、テーパ面では最大の変形が生じている。
この状態は、押し始めのときに相当する。すなわち、コ
ンテナ５の内壁に生じるアルミニウム合金の剪断摩擦力
が最大であり、したがってコンテナシール力Ｓが最大
となり、ダイス中心方向に向かう分力Ｆ_r が最大にな
る。そのため、ベアリング開口幅Ｗを最も小さくするよ
うに働く。このとき、どの程度のクリアランスＧにする
かは、押出し形材１４の形状に依存する押出し加工力Ｗ
_f の大きさ及びダイ温度による変位等に応じて最適値に
定められる。クリアランスＧを設けたダイス工具系で
は、テーパ面に沿って工具部品が滑り易くなるように、
相対的に摺動する工具部品の表面に潤滑性を付与するこ
とが好ましい。潤滑性が付与された工具部品は、押し始
めに押出し方向に押し込まれ易く、クリアランスＧによ
る効果を最大に発揮する。また、押出しの進行に伴って
コンテナ５の内壁に生じるアルミニウム合金の剪断摩擦
力が小さくなるため、ダイ１の弾性変形が小さくな
り、その剪断摩擦力に応じて復元し易い。その結果、
押出し形材１４に肉厚変動が生じにくくなる。

【００１６】このように、肉厚変動を抑制する作用を連
続的にスムーズに働かせるため、潤滑性を高めることに
よりテーパ面の摩擦力を小さくする。工具部品に潤滑性
を付与する手段としては、テーパ面の表面粗さを小さく
する方法，潤滑剤を塗布する方法等が採用される。滑り
面は、クリアランスＧの位置に応じて変えることがで
き、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）に示すように、テー
パ面以外でダイホルダー２及びバックアップダイ４の接
触面に設けることも可能である。他方、従来のダイス工
具系では、図５（ａ）に示すようにダイス中心方向に向
かう分力Ｆ_r がない。そのため、ダイス温度（熱歪み）
及び押出し加工力Ｗ_f は、それぞれ図５（１）〜（２）
に示すように変化し、ベアリング面を変位させる。他
方、コンテナシール力Ｓは、図５（３）に示すようにベ
アリング面に作用しない。そのため、これらの要因によ
り合成されるベアリング部の変位Δｄは、図５（４）に
示すように変動し、押出し成形品の肉厚を変動させる結
果となる。

【００１７】ダイス中心方向に向かう分力Ｆ_r を発生さ
せるテーパＴは、種々の形態で形成することができる。
図６は、ダイ１にテーパＴを付け、これに対向するダイ
ホルダー２の一部に傾斜面を形成した場合である。矢印
で示す押出し方向に関してダイ１が縮径する場合（ａ，
ｂ）、コンテナシール力Ｓは、バッフル３を介してダイ
１に加えられる。ダイ１をテーパ面に沿ってスライドさ
せるクリアランスＧは、バックアップダイ４とボルスタ
ー６との間（ａ）又はダイ１とバックアップダイ４との
間（ｂ）の何れに形成しても良い。また、押出し方向に
関してダイ１を拡径したもの（ｃ）では、コンテナシー
ル力Ｓがダイホルダー２に加えられる。

【００１８】テーパＴは、図７に示すようにバッフル３
にも付けることができる。矢印で示す押出し方向に関し
てダイ１が縮径する場合（ａ，ｂ）、コンテナシール力
Ｓは、バッフル３を介してダイ１に加えられる。ダイ１
をテーパ面に沿ってスライドさせるクリアランスＧは、
バックアップダイ４とボルスター６との間（ａ）又はダ
イ１とバックアップダイ４との間（ｂ）の何れに形成し
ても良い。また、押出し方向に関してダイ１を拡径した
もの（ｃ）では、コンテナシール力Ｓがダイホルダー２
に加えられる。図８は、テーパＴをバックアップダイ４
に付けた場合である。この場合も、押出し方向に関し縮
径するテーパ（ａ）ではコンテナシール力Ｓをバッフル
３に加え、押出し方向に関し拡径するテーパ（ｂ）では
コンテナシール力Ｓをダイホルダー２に加える。図９
は、ダイ１，バッフル３及びバックアップダイ４にテー
パＴを付けた場合である。この場合も、押出し方向に関
し縮径するテーパ（ａ）ではコンテナシール力Ｓをバッ
フル３に加え、押出し方向に関し拡径するテーパ（ｂ）
ではコンテナシール力Ｓをダイホルダー２に加える。

【００１９】ダイホルダー２としては、図１０に示すよ
うにダイ１だけを取り囲む長さをもつものを使用するこ
ともできる。この場合には、ダイホルダー２が押出し方
向にスライドできるように、ダイホルダー２とバックア
ップダイ４との間にクリアランスＧを設ける。なお、バ
ッフル３としては、ストレートな外周面をもつもの
（ａ）及びテーパを付けた外周面をもつもの（ｂ）等が
ある。更には、図１１に示すように、テーパ付きリング
１６をダイ１とダイホルダー２との間に配置することも
できる。テーパ付きリング１６の先端にクリアランスＧ
を設け、このクリアランスＧによってテーパ付きリング
１６が押出し方向に関してスライド可能となる。この場
合も、ダイホルダー２としては、ダイ１及びバックアッ
プダイ４の合計長さに相当する長さをもつもの（ａ）や
ダイ１と同じ長さをもつもの（ｂ）が使用される。バッ
フル３のないダイス工具系では、図１２に示すようにコ
ンテナ５をダイ１に（ａ）又はダイホルダ２に（ｂ）直
接当接させる。また、バッフル３がダイ１と一体的に動
くようにすることも可能である。図１３は、クサビ１７
でダイ１とバッフル３とを噛み合わせたものであり、こ
の場合にもバッフル３にコンテナ５を接触させる方式
（ａ）及びダイホルダ２にコンテナ５を当接させる方式
（ｂ）がある。図１４は、インロー１８でダイ１とバッ
フル３とを噛み合わせたものであり、この場合にもバッ
フル３にコンテナ５を当接させる方式（ａ）及びダイホ
ルダ２にコンテナ５を当接させる方式（ｂ）がある。図
１３及び図１４のダイス工具系は、中空材を押し出すと
きに使用され、バッフル３の横の位置に当るバッフル空
間部２１にマンドレルがセットされる。

【００２０】

【実施例】押出し加工用のダイスとして、ダイ１，ダイ
ホルダー２，バッフル３及びバックアップダイ４を図３
（ａ）及び（ｂ）に示すように組み合わせた構造のダイ
ス工具系を使用した。ダイ１とダイホルダー２との合せ
面には、押出し方向に関して縮径する角度θ＝２０度の
テーパＴを形成した。そして、テーパ面を介してダイ１
及びダイホルダ−２が相対的に滑り易くなるように、離
型剤を塗布した。また、バックアップダイ４とボルスタ
ー６との間のクリアランスＧを０．２ｍｍに設計した。
アルミニウム合金６０６３から直径２８０ｍｍ及び長さ
４７０ｍｍの円筒形ビレットを製造し、押出しに先立っ
て４８０℃に予熱した。そして、２９００トンで図１５
に示す断面形状の押出し形材を製造した。各プッシュご
とに、押出し成形品の押し始め部と押し終り部で押出し
形材断面中央部の肉厚を測定し、プッシュ回数に応じた
肉厚の変化を調査した。なお、肉厚を測定する押し始め
部は押出し成形品の先端位置に、押し終り部は押出し成
形品の後端位置に設定した。

【００２１】調査結果を示す図１６にみられるように、
プッシュ回数が多くなるに従って押出し成形品の肉厚が
減少する傾向がみられるが、各プッシュごとでは押し始
め部及び押し終り部は実質的に同じ肉厚であった。この
肉厚をベアリング開口幅Ｗと比較すると、ベアリング開
口幅Ｗよりも押出し成形品の肉厚の方が薄くなってい
た。このことは、ベアリング開口幅Ｗが押出し前よりも
狭まる方向にテーパＴが作用したものと推定される。こ
れに対し、テーパＴを付けていない従来の押出し加工用
ダイスを使用した場合、図１６に示すように各プッシュ
ごとに押し始め部と押し終り部との肉厚差が大きく、肉
厚精度に劣る押出し成形品となった。この対比から明ら
かなように、ダイス中心方向に向かう分力をダイ１に働
かせることにより、ダイス温度（熱歪み），押出し加工
力，コンテナシール力等のベアリング開口変位に対する
影響が合成され、各プッシュごとに肉厚が一定化した押
出し成形品が得られることが確認された。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の押出し
成形用ダイスは、ダイにテーパを付けることにより、シ
ールシリンダーによって加えられる締付け力及びコンテ
ナ内壁に生じるアルミニウム合金の剪断摩擦力に起因す
るコンテナシール力から、押出し方向に垂直な面内でダ
イス中心方向に向かう荷重成分力が得られる構造になっ
ている。この荷重成分力により、ダイ温度（熱歪み），
押出し加工力及びコンテナシール力のプロセスパラメー
タによるベアリング面の変位を全体として合成し、変位
をゼロにコントロールすることにより、押出し中に個々
のプロセスパラメータが変動することに起因したベアリ
ング開口部の変位，ひいては１プッシュごとの押出し成
形品における押し始め部と押し終り部との肉厚変動が抑
制される。その結果、押し始め部と押し終り部とで実質
的に肉厚差のない高品質の押出し成形品が製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 プッシュ回数に応じた押出し形材の肉厚変動
を表すグラフ

【図２】 本発明に従ってテーパを付けたダイス工具系
の一部断面図

【図３】 本発明に従ったダイス工具系の一部斜視図
（ａ），断面図（ｂ）及びベアリング部の拡大断面図
（ｃ）

【図４】 本発明に従ったダイ構造を使用した場合に押
出し成形品に肉厚変動が生じないことを示す説明図であ
り、ダイス工具系の各部に働く力（ａ），ダイ温度の変
化とそれに伴ったベアリング部の変位（１），押出し加
工力の変化とそれに伴ったベアリング部の変位（２），
ダイス中心方向に向かう分力の変化とそれに伴ったベア
リング部の変位（３）及び（１）〜（３）の変位が合成
されたベアリング部の変位（４）を示すグラフ

【図５】 従来のダイ構造を使用した場合に押出し成形
品に肉厚変動が生じることを示す説明図であり、ダイス
工具系の各部に働く力（ａ），ダイ温度の変化とそれに
伴ったベアリング部の変位（１），押出し加工力の変化
とそれに伴ったベアリング部の変位（２），コンテナシ
ール力とベアリング部の変位（３）及び（１）〜（３）
の変位が合成されたベアリング部の変位（４）を示すグ
ラフ

【図６】 ダイの外周面にテーパを付けたもので、バッ
クアップダイとボルスターの間にクリアランスをつけた
構造（ａ），ダイとバックアップダイとの間にクリアラ
ンスを付けた構造（ｂ）及びダイホルダーとボルスター
との間にクリアランスを付けた構造（ｃ）

【図７】 ダイ及びバッフルの外周面にテーパを付けた
もので、バックアップダイとボルスターの間にクリアラ
ンスをつけた構造（ａ），ダイとバックアップダイとの
間にクリアランスを付けた構造（ｂ）及びダイホルダー
とボルスターとの間にクリアランスを付けた構造（ｃ）

【図８】 ダイ及びバックアップダイにテーパを付けた
もので、バックアップダイとボルスターとの間にクリア
ランスを付けた構造（ａ）及びダイホルダーとボルスタ
ーとの間にクリアランスを付けた構造（ｂ）

【図９】 ダイ，バッフル及びバックアップダイにテー
パを付けたもので、バックアップダイとボルスターとの
間にクリアランスを付けた構造（ａ）及びダイホルダー
とボルスターとの間にクリアランスを付けた構造（ｂ）

【図１０】 押出し方向前方にダイが拡径するテーパを
ダイ及びダイホルダーに付けたもので、バッフルにテー
パがない構造（ａ）及びバッフルにテーパを付けた構造
（ｂ）

【図１１】 テーパ付きリングを使用したもので、ダイ
ホルダーをボルスターで受ける構造（ａ）及びダイホル
ダーをバックアップダイで受ける構造（ｂ）

【図１２】 バッフルのないダイス工具系を示し、コン
テナをダイに直接当接させた構造（ａ）及びダイホルダ
ーに当接させた構造（ｂ）

【図１３】 ダイとバッフルとをクサビで連結したダイ
ス工具系であり、コンテナをバッフルに当接させた構造
（ａ）及びダイホルダに当接させた構造（ｂ）

【図１４】 ダイとバッフルとをインローで一体化した
ダイス工具系であり、コンテナをバッフルに当接させた
構造（ａ）及びダイホルダに当接させた構造（ｂ）

【図１５】 本発明実施例で製造した押出し成形品の断
面形状

【図１６】 ダイにつけたテーパが押出し成形品の押し
始め部と押し終り部との肉厚差に及ぼす影響を示したグ
ラフ

【符号の説明】

１：ダイ ２：ダイホルダー ３：バッフル
４：バックアップダイ ５：コンテナ ６：ボルスター ７：プラテン
８：シールシリンダ ９：ビレット １０：プラー １１：ダミーブロッ
ク １２：ステム １３：ベアリング面 １４：押出し形材 １５：掘
込み １６：テーパ付きリング １７：クサビ
１８：インロー ２０：バッフルがない場合のベアリ
ング面 ２１：バッフル空間部 Ｔ：テーパ Ｇ：クリアランス θ：テーパの角度
Ｗ：ベアリング開口幅 Ｓ：コンテナシール力 Ｆ：押出し力 ：シール
シリンダによる締付け力 ：コンテナ内壁に生じるアルミニウム合金の剪断摩擦
力 Ｆ_a ：押出し方向荷重成分力 Ｗ_f ：押出し加
工力 Ｆ_r ：押出し方向垂直面内ダイス中心方向荷重
成分力

【手続補正書】

【提出日】平成８年３月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】テーパは、押出し方向垂直面内でダイス中
心方向に向かった分力がベアリング開口幅の調整に必要
な大きさとなるように、押出し方向に関して適宜の角度
で傾斜させる。テーパが付けられたダイス各部品は、相
互にスライドできるように、平滑化又は潤滑剤塗布によ
って摩擦抵抗を低下させることが好ましい。ダイス各部
品のスライドは、クリアランスを付けることにより、そ
の変位が大きくなる。クリアランスは、押出し方向に関
してダイ外周面が縮径するテーパをつけた場合、ダイと
バックアップダイとの間又はバックアップダイとボルス
ターとの間で、押出し方向に直交する面内に設けられ
る。押出し方向に関してダイ外周面が拡径するテーパを
つけた場合、ダイホルダーとバックアップダイとの間又
はダイホルダーとボルスターとの間に、押出し方向に直
交する面内にクリアランスを設ける。或いは、テーパ付
きリングをダイとダイホルダーとの間に差し込む構造で
は、テーパ付きリングの先端位置でダイとダイホルダー
との間にクリアランスを設けることもできる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベアリング面が形成されたダイと、ダイ
   を取り囲むダイホルダーとの間に、コンテナシール力か
   らダイス中心方向に向かった分力を発生させるテーパが
   形成されている押出し成形用ダイス。
2. 【請求項２】 請求項１記載のダイは、外周面が押出し
   方向に関して縮径するテーパをもち、コンテナシール力
   が直接又はバッフルを介してダイに加えられる押出し成
   形用ダイス。
3. 【請求項３】 請求項１記載のダイは、外周面が押出し
   方向に関して拡径するテーパをもち、コンテナシール力
   がダイホルダーに加えられる押出し成形用ダイス。
4. 【請求項４】 請求項１記載のダイは、外周面が押出し
   方向に関して拡径するテーパをもち、ダイホルダーとの
   間にテーパ付きリングが差し込まれ、該テーパ付きリン
   グにコンテナシール力が加えられる押出し成形用ダイ
   ス。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載のテーパが
   付けられた面の摩擦抵抗を、平滑化又は潤滑剤塗布によ
   って低下させた押出し成形用ダイス。
6. 【請求項６】 押出し方向に関してダイ外周面が縮径す
   るテーパをつけた請求項１，２又は５記載のダイスにお
   いて、ダイとバックアップダイとの間又はバックアップ
   ダイとボルスターとの間に、押出し方向に直交する面内
   にクリアランスを設けた押出し成形用ダイス。
7. 【請求項７】 押出し方向に関してダイ外周面が拡径す
   るテーパをつけた請求項１，３，４又は５記載のダイス
   において、ダイホルダーとバックアップダイとの間又は
   バックアップダイとボルスターとの間に、押出し方向に
   直交する面内にクリアランスを設けた押出し成形用ダイ
   ス。
8. 【請求項８】 請求項４記載のテーパ付きリングの先端
   位置で、ダイとダイホルダーとの間にクリアランスを設
   けた押出し成形用ダイス。
9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れかに記載の押出し成
   形用ダイスを使用して得られ、押し始めと押し終りとの
   肉厚が一定化されたアルミニウム押出し形材。