JPH091231A - 押出加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】押出中に生じるダイス各部の温度差を解消して
均熱化を図り、ひいては所期する形状寸法の押出材を得
ることのできる押出加工装置を提供する。 【構成】ダイス１に、押出材100 の外形を規定するベア
リング部３の周りを取り囲む態様で、かつベアリング部
の近傍位置からダイス外周部1bに至る範囲で、ダイス材
料よりも熱伝導度の高い伝熱部材５が設けられている。
または、ダイス１の入側に配置される隣接部材６のダイ
スとの当接面またはその近傍に、押出材100 の外形を規
定するダイスのベアリング部３の周りを取り囲む態様
で、かつベアリング部３の近傍位置からダイス外周部1b
に至る範囲で、ダイス材料よりも熱伝導度の高い伝熱部
材５´が設けられ、この伝熱部材５´がダイス１と接触
ないしは近接する状態でダイスと隣接部材とが組合わさ
れてなる。

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（その
合金を含む）等の熱間押出に用いられる押出加工装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アルミ
ニウム等の熱間押出に際しては、ダイスを予熱すること
が行われているが、予熱されたダイスも押出の経過とと
もに各部で熱の不均衡を生じる。このような熱的不均衡
は、ベアリング部の近傍位置とダイスの外周部つまりダ
イスの径方向において発生する。そして、かかる温度差
に基いて熱応力が発生し、押出材の断面形状を決定する
成形間隙が減少する方向の変形を生じさせ、ひいては所
期する断面寸法の押出材を得ることができないという問
題があった。

【０００３】また、成形間隙の形状によってはベアリン
グ部の周囲つまりダイスの周方向においても温度差が発
生することもあり、この場合には成形材料の流出抵抗差
を引き起こしてやはり押出中の形状変形を招来するとい
う問題もあった。

【０００４】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、押出中に生じるダイス各部の
温度差を解消して均熱化を図り、ひいては所期する形状
寸法の押出材を得ることのできる押出加工装置の提供を
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の１つは、図面の符号を参照して示すと、ダ
イス（１）に、押出材（100 ）の外形を規定するベアリ
ング部（３）の周りを取り囲む態様で、かつベアリング
部（３）の近傍位置からダイス外周部（1b）に至る範囲
で、ダイス材料よりも熱伝導度の高い伝熱部材（５）が
設けられていることを特徴とする押出加工装置を要旨と
するものである。

【０００６】また、他の１つは、ダイス（１）の入側に
配置される隣接部材（６）のダイスとの当接面またはそ
の近傍に、押出材（100 ）の外形を規定するダイスのベ
アリング部（３）の周りを取り囲む態様で、かつベアリ
ング部（３）の近傍位置からダイス外周部（1b）に至る
範囲で、ダイス材料よりも熱伝導度の高い伝熱部材（５
´）が設けられ、この伝熱部材（５´）がダイス（１）
と接触ないしは近接する状態でダイス（１）と隣接部材
（６）とが組合わされてなることを特徴とする押出加工
装置を要旨とするものである。

【０００７】伝熱部材（５）（５´）としては銅板、ま
たはベアリング部（３）近傍からダイス外周部（1b）へ
と熱伝達を行なうヒートパイプを好適例として例示する
ことができる。

【０００８】

【作用】押出中にベアリング部（３）で発生した加工熱
が伝熱部材（５）（５´）を介して相対的に低温のダイ
ス外周部へと伝達される。同時に、ベアリング部の周り
においても伝熱部材を介して熱移動が行なわれる。従っ
て、ダイス（１）の各部の温度差が解消されて全体の均
熱化が図られる。このため、温度差に起因して生じてい
たダイスの成形間隙の変動が抑制される。

【０００９】

【実施例】次に、この発明の実施例を、図４に示すよう
な傾斜状平板部（101 ）の幅方向両側縁に長さの異なる
下向きの足部（102 ）（103 ）が形成された断面形状の
アルミニウム押出形材（100 ）を熱間押出する場合を例
にとって示す。

【００１０】図１及び図２は第１発明の実施例を示すも
のである。これらの図において（１）は円盤状の平ダイ
スであり、ダイス鋼によって形成されている。このダイ
ス（１）には、押出材料の入側の面（1a）の中央部に、
ダイス（１）を厚さ方向に貫通する成形間隙（２）が形
成されている。この成形間隙（２）は前記押出形材（10
0 ）の断面形状に対応するものである。また、成形間隙
（２）の周面がベアリング部（３）となされている。な
お、図１及び図２において（４）はダイス出側に形成さ
れたリリーフ部である。

【００１１】前記ダイス（１）には伝熱部材（５）が設
けられている。この伝熱部材（５）は、押出中にベアリ
ング部（３）近傍で発生した熱を相対的に温度の低いダ
イス外周部（1b）に伝達することにより、ダイスの径方
向の温度差を解消するとともに、ベアリング部の周りの
相対的低温部にも伝達して、ダイスの周方向の温度差を
解消し、もってダイスを均熱化するためのものである。
このために伝熱部材（５）は、ベアリング部（３）の全
周を取り囲んだ状態で、かつベアリング部（３）の近傍
位置からダイス外周部（1b）にかけての範囲で設けられ
ている。かつ伝熱部材（５）は、熱伝達を良好に行なわ
せるために、ダイス材料よりも熱伝導度の高い物質によ
り形成されている。この実施例では、かかる伝熱部材
（５）として、中心部にベアリング部に沿う開口部（5
a）を有し、かつダイス（１）よりも僅かに小さい外径
を有する所定厚さの銅板（その合金板を含む）を用いて
いる。そして、該銅板製伝熱部材（５）をダイス入側の
面（1a）の近くに埋め込み状態に配置している。このよ
うに、伝熱部材（５）をダイス（１）の内部に埋め込む
ことにより、ベアリング部（３）で発生した熱をよりス
ムーズにダイス外周部（1b）へと伝達することができる
が、ダイス（１）の入側の面（1a）に嵌合孔を設けて伝
熱部材を表面露出状態に嵌込んでも良い。

【００１２】ここに、ベアリング部（３）と伝熱部材
（５）との距離Ｌ1 は１０ｍｍ以内に設定するのが、ベ
アリング部（３）で発生した熱を速やかに伝熱部材
（５）へと伝達できることから望ましい。

【００１３】また、伝熱部材（５）の他の例として、ベ
アリング部（３）近傍からダイス外周部（1b）へと熱伝
達を行うヒートパイプを、前記銅板と同じようにダイス
入側の面（1a）の近くに埋め込み、あるいは表面露出状
態に嵌め込んでも良い。このようなヒートパイプとし
て、Ｆｅ−ナフタレンヒートパイプを例示できる。

【００１４】図１及び図２に示された押出加工装置で
は、一般に、ダイス入側にバッフルプレート等の隣接部
材を、出側にバッカーをそれぞれ配置するとともに、隣
接部材の後方にコンテナを配置してこれにアルミニウム
ビレットを装填し、ビレットに押圧を作用させてビレッ
トをダイス（１）の成形間隙（２）から押出す。

【００１５】押出中の加工熱によりベアリング部（３）
周辺の温度は上昇する。而して、ベアリング部（３）の
全周を取り囲んで、ベアリング部の近傍位置からダイス
外周部（1b）に至る範囲で、ダイス材料よりも熱伝導度
の高い伝熱部材（５）が設けられているから、ベアリン
グ部（３）周辺の高温部から低温部であるダイス外周部
（1b）へと迅速に熱伝達が行なわれるとともに、ベアリ
ング部（３）周辺においても伝熱部材を介して熱移動が
行なわれ、ダイス（１）の径方向及び周方向の温度差が
なくなり、ダイス全体が均熱化される。従って、温度差
に起因する熱応力の発生が抑制され、成形間隙（２）の
変動が抑制される。

【００１６】図３はこの発明の第２のものに係る実施例
を示すものである。この実施例では、伝熱部材をダイス
（１）に設けるのではなく、ダイス入側に配置される隣
接部材としてのバッフルプレート（６）に設けたもので
ある。

【００１７】即ち、ダイス（１）の入側の面（1a）と当
接されるバッフルプレート（６）の当接面には、伝熱部
材（５´）の外形、厚さに対応する大きさ、深さの嵌合
孔（6a）が形成され、該嵌合孔（6a）に伝熱部材（５
´）がバッフルプレート（６）の面と面一となるように
表面露出状態にぴったりと嵌め込まれている。この伝熱
部材（５´）も中心部にダイス（１）のベアリング部
（３）に沿う開口部（5a´）を有すると共に、バッフル
プレート（６）やダイス（１）よりも僅かに小さい外径
を有する所定厚さに形成されている。前記バッフルプレ
ート（６）はダイス鋼によって製作されたものであり、
伝熱部材（５´）は前記と同様にダイス鋼よりも高熱伝
導度の銅板やＦｅ−ナフタレン等のヒートパイプによっ
て構成されたものである。そして、かかる伝熱部材（５
´）の表面（5b）をダイスの入側の面（1a）に接触させ
た状態で、ダイス（１）の入側にバッフルプレート
（６）が配置されている。なお、伝熱部材の断面形状は
図２に示す伝熱部材（５´）と同一であり、従ってダイ
ス（１）とバッフルプレート（６）との組み合わせ状態
では、ベアリング部（３）の全周を取り囲む態様で伝熱
部材（５´）が存在するものとなされている。

【００１８】図３に示された押出加工装置では、押出に
よってダイス（１）のベアリング部（３）周辺に発生し
た熱はバッフルプレート（６）の伝熱部材（５´）に伝
達された後、該伝熱部材（５´）の径方向外方に伝達さ
れ、さらにダイス（１）の外周部（1b）へと伝達され
る。また、ベアリング部（３）周辺においても伝熱部材
（５´）を介して熱移動が行なわれる。従って、結果的
にダイス（１）の径方向及び周方向の温度差が解消さ
れ、ダイス全体が均熱化される。従って、温度差に起因
する熱応力の発生が抑制され、成形間隙（２）の変動が
抑制される。

【００１９】なお、以上の実施例では、ダイス（１）の
ベアリング部（３）の全周を取り囲む態様で伝熱部材
（５）（５´）を設けたが、伝熱部材は周方向の一部が
分離した複数分割状態に設けられても良い。しかし、周
方向に連続した１個の伝熱部材を用いた方が、ダイス
（１）の全体をより均熱化しうる点で好ましい。また、
図３の実施例では、伝熱部材（５´）をバッフルプレー
ト（６）に表面露出状態に設けたが、表面が隠蔽された
埋め込み状態に設けても良い。しかし、伝熱部材（５
´）の表面を露出させてダイス（１）と接触状態に配置
した方が、ベアリング部からの伝熱効率を増大できる点
で好ましい。

【００２０】ちなみに、本発明の効果を確認するため以
下のような実験を行なった。即ち、押出加工装置として
図３に示すように、バッフルプレート（６）におけるダ
イス（１）との当接面に嵌合孔（6a）を設けるととも
に、銅板からなる伝熱部材（５´）をバッフルプレート
（６）と面一となるように該嵌合孔に嵌め込んだものを
用意した。ダイス（１）はダイス鋼からなるものを用い
た。また、バッフルプレート（６）の厚さＴ1 を４０ｍ
ｍ、銅板製伝熱部材（５´）の厚さＴ2 を１５ｍｍに設
定するとともに、ダイス（１）のベアリング部（３）と
伝熱部材（５´）との距離Ｌ1 を１０ｍｍ以内に設定し
た。また、この押出加工装置によって押出される押出形
材（100 ）の断面形状は図４に示したものと同じとし、
各足部（102 ）（103 ）の長さはＬ2 ＝５０ｍｍ、Ｌ3
＝８０ｍｍに、また両足部間の開口部の長さはＬ4 ＝１
００ｍｍにそれぞれ設定した。

【００２１】そして、Ａ６０６３からなる直径８インチ
×長さ５００ｍｍのアルミニウムビレットを用い、ビレ
ット温度５００℃、ダイス温度４２０℃にて５本のビレ
ットを押出した直後のベアリング部（３）の温度を測定
したところ４３０℃であり、また押出材（100 ）の開口
部の長さＬ4 は平均値で１００ｍｍであった。

【００２２】一方、バッフルプレート（６）に嵌合孔
（6a）及び伝熱部材（５´）を設けない点以外は上記と
全く同一の従来の押出加工装置を用いて、上記と同一の
条件で押出を行ったところ、ベアリング部（３）の温度
は４５０℃であり、押出材（100 ）の開口部の長さＬ4
は平均値で１０２ｍｍであった。

【００２３】この結果から、本発明によれば、ダイス
（１）のベアリング部（３）周辺部の熱を伝熱部材
（５）（５´）によって低温部に伝達でき、その分ベア
リング部（３）の局部的な温度上昇を抑制しえてダイス
全体を均熱化でき、温度差に起因する押出材（100 ）の
寸法変動を解消できることを確認し得た。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、ダイスに、
押出材の外形を規定するベアリング部の周りを取り囲む
態様で、かつベアリング部の近傍位置からダイス外周部
に至る範囲で、ダイス材料よりも熱伝導度の高い伝熱部
材が設けられていることを特徴とするものであるから、
押出中にベアリング部で発生した加工熱を伝熱部材を介
して相対的に低温のダイス外周部へと伝達できるととも
に、ベアリング部の周りにおいても伝熱部材を介して熱
移動を行なわせることができ、ダイスの温度差を解消し
て均熱化を図ることができる。このため、温度差に起因
して生じていたダイスの成形間隙の変動を抑制しえて押
出材の形状、寸法の変動を防止でき、所期する形状寸法
を安定的に有する押出材の提供が可能となる。

【００２５】しかも、伝熱部材はダイスに直接設けられ
ているから、熱伝導や熱移動を迅速かつスムーズに行わ
せることができ、より安定した形状寸法の押出材を提供
できる。

【００２６】また、ダイスの入側に配置される隣接部材
のダイスとの当接面またはその近傍に、押出材の外形を
規定するダイスのベアリング部の周りを取り囲む態様
で、かつベアリング部の近傍位置からダイス外周部に至
る範囲で、ダイス材料よりも熱伝導度の高い伝熱部材が
設けられ、この伝熱部材がダイスと接触ないしは近接す
る状態でダイスと隣接部材とが組合わされてなる場合に
も、上記と同様に、伝熱部材を介しての熱伝導や熱移動
によりダイスの温度差を解消して均熱化を図ることがで
きる。このため、温度差に起因して生じていたダイスの
成形間隙の変動を抑制しえて押出材の形状、寸法の変動
を防止でき、所期する形状寸法を安定的に有する押出材
の提供が可能となる。

【００２７】しかも、伝熱部材はダイスではなく隣接部
材に設けられているから、ダイスの強度低下を招く恐れ
がないとともに、複数のダイスに対して共通の隣接部材
を用意しておけば良いから、汎用性が高く実用上極めて
有利である。

【００２８】また、伝熱部材が銅、またはベアリング部
近傍からダイス外周部へと熱伝達を行なうヒートパイプ
によって構成されている場合には、効率的な熱伝達を行
ない得る伝熱部材を簡単な構成で実現できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の一実施例に係る押出加工装置におけ
るダイスの縦断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】第２発明の一実施例に係る押出加工装置の縦断
面図である。

【図４】図１及び図３に示した各押出加工装置によって
製造される押出材の断面斜視図である。

【符号の説明】

１…ダイス 1b…外周部 ２…成形間隙 ３…ベアリング部 ５…伝熱部材 ６…バッフルプレート（隣接部材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイス（１）に、押出材（100 ）の外形
   を規定するベアリング部（３）の周りを取り囲む態様
   で、かつベアリング部（３）の近傍位置からダイス外周
   部（1b）に至る範囲で、ダイス材料よりも熱伝導度の高
   い伝熱部材（５）が設けられていることを特徴とする押
   出加工装置。
2. 【請求項２】 ダイス（１）の入側に配置される隣接部
   材（６）のダイスとの当接面またはその近傍に、押出材
   （100 ）の外形を規定するダイスのベアリング部（３）
   の周りを取り囲む態様で、かつベアリング部（３）の近
   傍位置からダイス外周部（1b）に至る範囲で、ダイス材
   料よりも熱伝導度の高い伝熱部材（５´）が設けられ、
   この伝熱部材（５´）がダイス（１）と接触ないしは近
   接する状態でダイス（１）と隣接部材（６）とが組合わ
   されてなることを特徴とする押出加工装置。
3. 【請求項３】 伝熱部材（５）（５´）が銅板、または
   ベアリング部（３）近傍からダイス外周部（1b）へと熱
   伝達を行なうヒートパイプによって構成されている請求
   項１または２に記載の押出加工装置。