JPH10118712A - 可変断面押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体の複雑化、大型化を招くことなく、
複数のフランジ部の断面形状が長手方向において関連的
に変化する成形体を押出成形することができる可変断面
押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法を得る。 【解決手段】 複数のフランジ部を有する成形体の最大
断面形状に対応する第１のダイス孔１１が形成された第
１のダイス１０と、その第１のダイス１０と相対変位可
能な第２のダイス２０を重ねて備え、第１、第２のダイ
ス１０、２０の相対変位に応じて、第１のダイス孔１１
における複数のフランジ部形成孔１１Ｂ、１１Ｃの押出
成形有効部分を第２のダイス２０の壁部２２によって同
時に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長手方向に沿って
断面形状が変化する部材を押出成形するために用いられ
る可変断面押出用ダイスおよびこれを用いた可変断面押
出成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、一般乗用車やトラック等の各種車
両においては、車体の軽量化、耐久性の向上、あるいは
リサイクル性等において優れていることから、それらの
シャーシー部材、車体部材、バンパー材などの構成部材
として、従来の鉄製のものに代えてアルミニウムまたは
アルミニウム合金製のものが多用されつつある。ところ
で、通常、このような構成部材を製造するに当たって
は、素材であるアルミニウムの融点が低いことから、押
出成形方法が採用されている。この押出成形方法は、成
形すべき構成部材の断面形状に応じた孔部が形成された
ダイスをコンテナの先端部に固定し、このコンテナ内に
加熱した素材（ピレット）を挿入すると共に、このピレ
ットを加圧機（ステム）によってダイスの孔部から押し
出すことにより、その孔部に応じた断面形状の構成部材
を連続的に成形するものである。このような押出成形方
法におけるダイスは、その孔部が一定の断面形状に固定
されているため、成形される構成部材は、その長手方向
において一定の断面形状となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、シ
ャーシー用のサイドフレームのような構成部材にあって
は、作用する曲げ応力分布が長手方向の中央部あるいは
支点となる両端部では大きくなり、その中間部では小さ
くなる。しかし、このようなサイドフレームを上記従来
の押出用ダイスを用いて成形した場合には、そのサイド
フレームが長手方向において一定の断面形状、換言すれ
ば長手方向において一定の断面二次モーメントを有する
形状となるために、その中間部が必要以上の寸法および
強度を有するものとなってしまい、その分、成形材料が
無駄になって不経済となると共に、そのサイドフレーム
の設置スペースのコンパクト化および軽量化が妨げられ
るという問題があった。

【０００４】このような問題を解決する方法として、特
開平５−３１５２７号公報に記載の押出成形方法が提案
されている。この押出成形方法の場合は、ウエブの両端
に２つのフランジ部を有する断面コ字状の成形体を押出
成形するために、図６に示すようなダイス１とスライド
コア２からなる押出用ダイスを用い、ダイス１には、成
形体のウエブを形成するためのウエブ形成孔３と、２つ
のフランジ部を形成するためのフランジ部形成孔４、５
が形成されており、一方のフランジ部形成孔５の内部に
組み込まれた上記スライドコア２を図中のＸ、Ｙ方向に
往復移動させることにより、そのフランジ部形成孔５に
おける押出成形有効部分の形状を変化させるものであ
る。このような押出成形方法によれば、成形体の押出成
形中にスライドコア２をＸ、Ｙ方向に移動させることに
より、成形体の１つのフランジ部の断面形状を変化させ
て、その長手方向における曲げ強度を変えることができ
る。

【０００５】ところで、このような複数のフランジ部を
有する成形体にあっては、その長手方向における曲げ強
度を大幅に変化させる上において、それら複数のフラン
ジ部の断面形状を関連的に変化させることがきわめて有
利であり、さらに、それら複数のフランジ部の断面形状
を変化させることは、それぞれのフランジ部を最適な大
きさに形成できて、不要なフランジ部分を後に切削除去
するなどの手間をなくす上においても有効である。そこ
で、仮に、前述した図６の技術を用いて、成形体におけ
る２つのフランジ部の断面形状を変化させようとした場
合には、必然的に、固定ダイス１における他方のフラン
ジ部形成孔４に対しても、別途スライドコアを組み込ん
で、当該スライドコアを他方のフランジ部形成孔６側の
上記スライドコア２と関連的に制御して移動させる必要
がある。しかし、このように成形体のフランジ部の数に
応じた複数のスライドコアを組み込むこと、およびそれ
ら複数のスライドコアを関連的に移動させるための特別
な連動機構を必要とすることは、押出制御が極めて難し
くなるとともに、装置全体の複雑化および大型化を招く
といった問題を生じることになる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、装置全体の複雑化や大型化を招くことな
く、複数のフランジ部の断面形状が長手方向において関
連的に変化する成形体を押出成形することができる可変
断面押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る可変断面押出用ダイスは、ウエブに複数のフラン
ジ部を有する成形体を押出成形するために用いられる押
出用ダイスであって、成形材料の押出方向に沿って重ね
て配設され、かつ上記成形材料の押出方向と交差する方
向に相対移動可能な第１のダイスと第２のダイスとを備
えてなり、上記第１のダイスには成形体の最大断面形状
に対応するダイス孔が形成され、このダイス孔におい
て、複数のフランジ部を形成するための複数のフランジ
部形成孔の内の少なくとも２つは第１、第２のダイスの
相対移動方向に沿って穿設されるとともに、上記第２の
ダイスには、第１のダイスとの相対移動に応じて少なく
とも２つのフランジ部形成孔における押出成形有効部分
の長さを同時に変化させる壁部が形成されていることを
特徴とするものである。

【０００８】ここで、請求項２に記載の発明は、上記第
１のダイスのダイス孔における少なくとも２つのフラン
ジ部形成孔の端部に、上記成形体のウエブを形成するた
めのウエブ形成孔が連通していることを特徴とするもの
であり、他方請求項３に記載の発明は、上記第１のダイ
スのダイス孔における少なくとも２つのフランジ部形成
孔の中間部に、上記成形体のウエブを形成するためのウ
エブ形成孔が連通していることを特徴とするものであ
る。また、請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３
のいずれかに記載の第２のダイスに、第１のダイスのダ
イス孔の大きさ以上の第２のダイス孔が形成され、第２
のダイスの壁部は、上記第２のダイス孔の周部に形成さ
れていることを特徴とするものである。

【０００９】次いで、請求項５に記載の本発明に係る可
変断面押出成形方法は、請求項１ないし４のいずれかに
記載の可変断面押出用ダイスを用いて、当該可変断面押
出用ダイスに向けて成形材料を押出しつつ、第１のダイ
スを固定して第２のダイスを移動させることにより、少
なくとも２つのフランジ部形成孔における押出成形有効
部分の形状を同時に変化させることを特徴とするもので
あり、さらに請求項６に記載の発明は、当該成形材料
が、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを
特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態１】図１〜図３は、本発明に係る可
変断面押出用ダイス（以下、押出用ダイスと略称す
る。）を、アルミニウムまたはアルミニウム合金を成形
材料とする断面コ字状の成形体の押出成形用に適用した
第１の実施形態を示すものである。この押出用ダイス
は、図１に示す第１のダイス１０と、図２に示す第２の
ダイス２０とを備えたものであり、第１のダイス１０に
は、成形体の最大断面形状に対応する断面コ字状の第１
のダイス孔１１が形成されている。ここで、上記ダイス
孔１１は、断面コ字状の成形体の最大断面におけるウエ
ブと２つのフランジ部を形成するためのウエブ形成孔１
１ａとフランジ部形成孔１１ｂ、１１ｃから構成されて
おり、ウエブ形成孔１１ａの両端部から、フランジ部形
成孔１１ｂ、１１ｃが同方向（図１中の左方）に向けて
穿設されている。他方、第２のダイス２０には、第１の
ダイス孔１１の全体よりも大きい断面四角形状の第２の
ダイス孔２１が形成され、その外周部は、後述するよう
なシャッターとして機能する壁部２２とされている。

【００１１】これらのダイス１０、２０は、成形材料の
押出方向に沿って重ねて配置され、かつ成形材料の押出
方向と直交する図３中の左右方向に沿って相対移動自在
に設けられている。この結果、図３中に斜線で示す第１
のダイス孔１１と第２のダイス孔２１が重複する部分が
押出成形有効部分となり、その部分の形状が成形体の断
面形状となる。

【００１２】次に、以上の構成からなる押出用ダイスを
用いた本発明に係る可変断面押出成形方法の一実施形態
について説明する。先ず成形体の押出成形に際して、上
記第１および第２のダイス１０、２０を図３中の左右方
向に相対変位させる。すると、この相対変位に応じて、
ダイス２０の壁部２２は、第１のダイス孔１１のフラン
ジ部形成孔１１ｂ、１１ｃの押出成形有効部分、つまり
図３中の斜線部分の長さを同時に変化させる。したがっ
て、押出成形中に第１および第２のダイス１０、２０を
相対変位させることにより、フランジ部形成孔１１ｂ、
１１ｃによって成形される断面コ字状の成形体の部位、
つまり２つのフランジ部の断面形状が同時に変化するこ
とになる。そして、その成形体における２つのフランジ
部は、壁部２２が図３中の位置Ｐ１のようにフランジ部
形成孔１１ｂ、１１ｃの左方に外れて、第２のダイス孔
２１内に第１のダイス孔１１の全部が位置したときに最
大の長さとなり、壁部２２が図３中の位置Ｐ２のように
フランジ部形成孔１１ｂ、１１ｃの右端に位置して、第
の２ダイス孔２２内にウエブ形成孔１１ａのみが位置し
たときに最小の長さとなり、これらの間においては、図
７に示すように、押出された成形体において、第１およ
び第２のダイス１０、２０の相対位置に応じて２つのフ
ランジ部の長さが同時に変化することになる。

【００１３】また、成形体における２つのフランジ部の
断面形状を最小にした状態から、さらに第２のダイス２
０を図３中の位置Ｐ２から右方に相対変位させることに
よって、壁部２２によってウエブ形成孔１１ａの押出成
形有効部分を変化させることもできる。この結果、断面
コ字状の成形体の２つのフランジ部の長さを変化させる
と共に、その２つのフランジ部をなくしたウエブのみの
断面Ｉ型の成形体とした上、そのウエブの厚みをも変化
させることも可能となる。

【００１４】ところで、このように成形体の断面形状を
変化させつつ、それを連続的に安定して押出成形する上
においては、第１のダイス１０を固定して、第２のダイ
ス２０を変位させることが好ましい。すなわち、成形体
のウエブを形成するウエブ形成孔１１ａの位置を固定す
ることによって、図７に示すように、その成形体のウエ
ブを押出時における基準芯として、押出成形直後の成形
体を安定的に搬送することができて好適だからである。
また、成形材料の押出方向に対しては、ダイス２０を上
流側、ダイス１０を下流側に位置させるように、それら
を重ねて配置すれば、成形材料が第２のダイス孔２１内
に導入された後に、第１のダイス孔１１の押出成形有効
部分内にスムーズに導かれることになって好ましい。な
お、これとは逆に、第２のダイス２０を固定し、第１の
ダイス１０を変移させた場合には、図８に示すような底
部の深さ寸法が変化する樋状の部材を成形することも可
能である。

【００１５】

【発明の実施の形態２】図４は、本発明の押出用ダイス
を、断面Ｈ字状の成形体の押出成形用に適用した第２の
実施形態を示すもので、図１〜図３に示したものと同一
構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略
化する。この押出用ダイスにおいては、第１の実施形態
における第１のダイス孔１１のフランジ部形成孔１１
ｂ、１１ｃの中間部分がウエブ形成孔１１ａによって連
通されている。この押出用ダイスによれば、壁部２２が
図４中の位置Ｐ３のようにフランジ部形成孔１１ｂ、１
１ｃの図４中の左方に外れて、第２のダイス孔２１内に
第１のダイス孔１１の全部が位置したときに成形体は最
大断面のＨ型となり、第１のダイス孔１１に対して壁部
２２が図４中の右方に相対変位するにしたがって、ウエ
ブ形成孔１１ａから図４中の左方に延在するフランジ部
形成孔１１ｂ、１１ｃの押出成形有効部分が同時に小さ
くなって成形体のフランジ部が短くなる。

【００１６】また、壁部２２が図４中の位置Ｐ４に相対
変位して、ウエブ形成孔１１ａから図４中の左方に延在
するフランジ部形成孔１１ｂ、１１ｃの押出成形有効部
分が最小になった状態から、さらに第２のダイス２０を
図４中の右方に相対変位させることにより、ウエブ形成
孔１１ａの押出成形有効部分を小さくして、成形体を断
面コ字状とした上、そのウエブの厚さを変化させること
も可能となる。なお、この押出用ダイスにあっても、押
出成形する上においては、成形体のウエブを形成するウ
エブ形成孔１１ａの位置を固定して、押出成形されるウ
エブを基準芯として安定的に搬送する観点から、第１の
ダイス１０を固定して、第２のダイス２０を変位させる
ことが好ましい。なお、第１の実施形態において述べた
ように、逆に第２のダイス２０を固定し、第１のダイス
１０を変移させた場合には、ウエブの一方の側に底部の
深さ寸法が変化する樋状の部材を成形することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態３】図５は、本発明の第３の実施形
態を示すもので、同様に第１および第２の実施形態と同
一構成部分には同一符号を付してある。この押出用ダイ
スは、断面Ｈ型の成形体の押出成形用としての適用例で
あり、前述した第２の実施形態における第２のダイス２
０に代えて、端部に壁部２２を形成した板状のダイスを
配設したものである。この押出用ダイスによれば、壁部
２２が図５中の位置Ｐ５のようにフランジ部形成孔１１
ｂ、１１ｃの右方に外れたときに成形体は最大断面のＨ
型となり、第１のダイス孔１１に対して壁部２２が図５
中の左方に相対変位するにしたがって、ウエブ形成孔１
１ａから図５中の右方に延在するフランジ部形成孔１１
ｂ、１１ｃの押出成形有効部分が同時に小さくなって成
形体のフランジ部が漸次短くなる。また、壁部２２が図
５中の位置Ｐ６に相対変位して、ウエブ形成孔１１ａか
ら図５中の右方に延在するフランジ部形成孔１１ｂ、１
１ｃの押出成形有効部分が最小になってから、さらに第
２のダイス２０を図５中の左方に相対変位させることに
より、ウエブ形成孔１１ａの押出成形有効部分を小さく
して、成形体を断面コ字状とした上、そのウエブの厚さ
を変化させることも可能となる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜４のい
ずれかに記載の可変断面押出用ダイスおよびこれを用い
た請求項５または６に記載の可変断面押出成形方法によ
れば、第１、第２のダイスの相対変位に応じて、第１の
ダイス孔における複数のフランジ部形成孔の押出成形有
効部分を第２のダイスの一の壁部によって同時に変化さ
せることができるため、押出用ダイスの複雑化、大型化
を招くことなく、成形体における複数のフランジ部の断
面形状を関連的に変化させて、その成形体の曲げ強度を
大幅に変化させることができると共に、それぞれのフラ
ンジ部を最適な大きさに形成して、不要なフランジ部分
を後に切削除去するなどの手間をなくすことができる。
この際に、請求項２に記載の発明によれば、断面コ字状
等の成形体を成形するに際し、その複数のフランジ部の
断面形状を同時に変化させることができ、請求項３に記
載の発明によれば、断面Ｈ型等の成形体を成形するに際
し、その複数のフランジ部の断面形状を同時に変化させ
ることができる。

【００１９】よって、請求項６に記載の発明のように、
成形材料をアルミニウムまたはアルミニウム合金とする
ことにより、一般乗用車やトラック等の各種車両の車体
の軽量化、耐久性の向上、あるいはリサイクル性等にお
いて優れたシャーシー部材、車体部材、バンパー材など
の構成部材を、容易に長手方向に断面形状を自由に変化
させて押出成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における第１のダイス
の平面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における第２のダイス
の平面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態のダイスによる成形体
の押出成形動作を説明するための平面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態のダイスによる成形体
の押出成形動作を説明するための平面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態のダイスによる成形体
の押出成形動作を説明するための平面図である。

【図６】従来の押出用ダイスを示す平面図である。

【図７】第１の実施形態において、第１のダイスを固定
した場合に押出される成形体の形状を示す斜視図であ
る。

【図８】第１の実施形態において、第２のダイスを固定
した場合に押出される成形体の形状を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０ 第１のダイス １１ 第１のダイス孔 １１ａ ウエブ形成孔 １１ｂ、１１ｃ フランジ部形成孔 ２０ 第２のダイス ２１ 第２のダイス孔 ２２ 壁部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエブに複数のフランジ部を有する成形
   体を押出成形するために用いられる押出用ダイスであっ
   て、 成形材料の押出方向に沿って重ねて配設され、かつ上記
   成形材料の押出方向と交差する方向に相対移動可能な第
   １のダイスと第２のダイスとを備えてなり、 上記第１のダイスには、上記成形体の最大断面形状に対
   応するダイス孔が形成され、このダイス孔において、上
   記複数のフランジ部を形成するための複数のフランジ部
   形成孔の内の少なくとも２つは、上記第１、第２のダイ
   スの相対移動方向に沿って穿設されるとともに、上記第
   ２のダイスには、上記第１のダイスとの相対移動に応じ
   て上記少なくとも２つのフランジ部形成孔における押出
   成形有効部分の長さを同時に変化させる壁部が形成され
   ていることを特徴とする可変断面押出用ダイス。
2. 【請求項２】 上記第１のダイスのダイス孔における少
   なくとも２つのフランジ部形成孔の端部に、上記成形体
   のウエブを形成するためのウエブ形成孔が連通している
   ことを特徴とする請求項１に記載の可変断面押出用ダイ
   ス。
3. 【請求項３】 上記第１のダイスのダイス孔における上
   記少なくとも２つのフランジ部形成孔の中間部に、上記
   成形体のウエブを形成するためのウエブ形成孔が連通し
   ていることを特徴とする請求項１に記載の可変断面押出
   用ダイス。
4. 【請求項４】 上記第２のダイスに、上記第１のダイス
   のダイス孔の大きさ以上の第２のダイス孔が形成され、
   上記第２のダイスの壁部は、上記第２のダイス孔の周部
   に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載の可変断面押出用ダイス。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の可
   変断面押出用ダイスを用いた可変断面押出成形方法であ
   って、上記可変断面押出用ダイスに向けて成形材料を押
   出しつつ、上記第１のダイスを固定して上記第２のダイ
   スを移動させることにより、上記少なくとも２つのフラ
   ンジ部形成孔における押出成形有効部分の形状を同時に
   変化させることを特徴とする可変断面押出成形方法。
6. 【請求項６】 上記成形材料は、アルミニウムまたはア
   ルミニウム合金であることを特徴とする請求項５に記載
   の可変断面押出成形方法。