JPH1015611A - 半中空材押出用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トング成形部を囲む成形開孔を有する成形用
ダイスと複数の押出材料流通孔を有する補剛ダイスとを
組み合わせてなる半中空材押出用ダイスにおいて、押出
荷重によるトング成形部の変形や破損を防止して、トン
グ比の高い半中空材を効率良く高精度に押出成形できる
と共に、ダイス寿命の延長が図れる半中空材押出用ダイ
スを提供する。 【解決手段】 トング成形部(6) を補剛ダイス(5) 後面
に一体に突設すると共に、その基端くびれ部(6a)の外端
を、成形用ダイス(2) の成形開孔(3) 内周面に軸方向に
設けた係合溝(3a)に摺動自由に係合させ、この状態で成
形用ダイス(2) と補剛ダイス(5) とを組み合わせた構成
の押出ダイス(1) とする。 【効果】 押出時の撓みによる成形用ダイスと補剛ダイ
スの押出方向の相対移動差を、基端くびれ部と成形開孔
との相対摺動よって吸収して、トング成形部の倒れと基
端くびれ部における折損を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半中空材押出用ダ
イスに関し、詳細には、例えばロッドレスシリンダ材等
のような、周壁の一部に長さ方向に沿うスリット状の開
口部を有する半中空材、特にＡｌ製半中空材の押出用ダ
イスに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、押出成形加工は、押出コ
ンテナー内に装入した素材ビレットを加圧し、その押出
コンテナー端部に取り付けたダイスを通して材料を流出
させて種々の断面形状の製品を得る加工方法である。ま
た、その押出加工では、ダイスのみが素材の塑性流れを
制御して形状を与え、一回の塑性加工で複雑な断面形状
の成形品が得られる。一方、ＡｌおよびＡｌ合金は、無
潤滑のままフラットダイスで押出せる固有の変形性を有
し、高精度を要求される駆動制御用シリンダ等のような
湾状の空間（トング）を内部に有する半中空Ａｌ合金形
材も、押出によりダイスの成形開孔を通して一回で成形
でき、しかも押出により再結晶させて微細組織が得ら
れ、品質および生産効率を高めることができる。

【０００３】そして、〔図２〕の (a)図に示すように、
内部に湾状の空間、すなわちトング(T) を有する半中空
材(H) の成形は、トング比〔トング(T) の横断面積Ａと
開口部の幅Ｗの二乗との比〕が低い場合（一般には 3.5
未満）には、 (b)図に示すように、トング成形部(22)を
内方に突出させた断面形状の成形開孔(21)を有する平ダ
イス(20)を用いて行われる。しかし、平ダイス(20)を用
いる押出では、押出圧力がトング成形部(22)全体に直接
に負荷されるにもかかわらず、このトング成形部(22)の
極一部である基端くびれ部(22a) のみが、その応力に対
抗して片持ち支持することになるため、トング比の高い
ロッドレスシリンダ材等の半中空材(H) の場合には、押
出時にトング成形部(22)の基端くびれ部(22a) に集中応
力が作用し、該トング成形部(22)が押出方向に押し倒さ
れた形で変形して押出形状を悪化させたり、あるいは基
端くびれ部(22a) が折損するという不具合が生じる。

【０００４】そこで、従来では、〔図３〕および〔図
４〕（それぞれの (a)図は前側面図、(b)図は正断面
図、 (c)図は後側面図）に示すように、トング成形部(3
3)を囲む成形開孔(32)を有する成形用ダイス(31)と、こ
の成形用ダイス(31)の前部（素材ビレット側）に配さ
れ、中央部に成形用ダイス(31)のトング成形部(33)への
締結部(36)を有すると共に、その締結部(36)の周囲に前
後方向に貫通する複数の押出材料流通孔(37)を設けた補
剛ダイス(35)とを組み合わせてなる押出ダイス(30)が提
案されている。そして、成形用ダイス(31)の前部に補剛
ダイス(35)を配した組み合わせ状態において、例えば、
特開平3-230812号では、〔図３〕の (b)図に示すよう
に、成形用ダイス(31)のトング成形部(33)と補剛ダイス
(35)の締結部(36)とを締結ボルト(34)で固着し、押出時
にトング成形部(33)にかかる押出荷重の一部を締結ボル
ト(36)を介して補剛ダイス(35)に転嫁させる構成とする
ことで、トング成形部(33)の変形および折損の減少を図
っている。また、特開平6-15347 号では、〔図４〕の
(b)図に示すように、成形用ダイス(31)のトング成形部
(33)と補剛ダイス(35)の締結部(36)との間に間隙(39)を
形成すると共に、この間隙(39)を通じて、トング成形部
(33)と締結部(36)とを締結ボルト(34') で締結して、ト
ング成形部(33)の基端くびれ部(33a) に押出受圧時と反
対方向の予変形を与えておくことで、基端くびれ部(33
a) における破損の減少を図っている。なお、これら押
出ダイスおいて、補剛ダイス(35)の締結部(33)は、各
(a)図に示すように、周方向に等ピッチに設けられた各
押出材料流通孔(37)の間に形成されるブリッジ(38)によ
って周囲から保持されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の組合わせ式の押出ダイスでは、単独構成の平ダイス
に比べて強度的な改善効果が認められるものの、それぞ
れ次のような問題を内在しており、依然として、押出時
のトング成形部の変形や破損を確実には抑えることがで
きず、それがトング比の高い半中空材の押出成形におけ
る寸法精度および生産効率に対する阻害要因となってい
る。すなわち、上記従来の前者の押出ダイス（特開平3-
230812号）のように、成形用ダイスのトング成形部と補
剛ダイスの締結部とを締結ボルトによって固着する構成
では、トング成形部にかかる押出荷重の一部を締結ボル
トを介して補剛ダイスに転嫁できるものの、その押出荷
重による補剛ダイスを含むダイス全体の押出方向への撓
みにより、該トング成形部に押出荷重が負荷されるこ
と、引いては基端くびれ部に集中負荷されて剪断力が作
用することは免れず、これがため押出時の変形や破損を
確実には防止できない。また、上記従来の後者の押出ダ
イス（特開平6-15347 号）のように、成形用ダイスのト
ング成形部と補剛ダイスの締結部とを、締結ボルトによ
り、両者間に形成された間隙を通じて締結して、トング
成形部の基端くびれ部に押出受圧時と反対方向の予変形
を与えておく構成では、押出時の補剛ダイスを含むダイ
ス全体の撓みによる影響を軽減して、トング成形部の基
端くびれ部における折損を軽減できるものの、補剛ダイ
スの締結部には、締結ボルトによって引き付けたトング
成形部の反力と押出圧力とが働くので、これに対抗する
ために、該締結部を周囲から支持するブリッジを強化す
る必要がある。しかし、ブリッジの構造強度を、押出材
料流通孔の流路面積を確保しながら、高めるには押出方
向の厚さを厚くしなければならず、そのためダイス全体
の厚さと材料流通路容積が増大し、その製造コストの増
加と押出歩留りの低下を招く。更に、実操業では、基端
くびれ部に予変形を与える締結ボルトの締結度合が把握
し難く、特に、トング比が高くて基端くびれ部の断面が
小さい場合には、過剰な締結力が加わって、その基端く
びれ部が折損する危険性も生じる。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
るためになされたもので、トング成形部を囲む成形開孔
を有する成形用ダイスと、その成形開孔に向かう押出材
料流通孔を有する補剛ダイスとを組み合わせてなる構成
を前提とし、押出荷重によるトング成形部の変形や破損
を確実に抑えることができ、よってトング比の高い半中
空材についても効率良く高精度に押出成形できると共
に、ダイス寿命の延長が図れる半中空材押出用ダイスを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、本
発明に係る半中空材押出用ダイスは、トング成形部を囲
む成形開孔を有する成形用ダイスと、前後方向に貫通す
る複数の押出材料流通孔を有する補剛ダイスとを組み合
わせてなり、かつトング成形部を補剛ダイスと一体に形
成すると共に、このトング成形部の基端くびれ部外端を
成形用ダイスの成形開孔内周面に軸方向に摺動自由に係
合させたこと特徴とする。

【０００８】上記本発明の押出ダイスでは、押出材料
は、補剛ダイスの押出材料流通孔を経て成形用ダイスの
成形開孔に向かい、その成形開孔を通過して所定断面形
状の半中空材に成形されて押し出される。このとき、補
剛ダイスを含むダイス全体には、押出荷重による押出方
向への撓みを生じるが、本押出ダイスにおける成形開孔
内のトング成形部は、補剛ダイスと一体に形成すると共
に、その基端くびれ部の外端を成形開孔内周面に軸方向
に摺動自由に係合させているので、撓みによる成形用ダ
イスと補剛ダイスとの押出方向の僅かな相対移動差を、
トング成形部の基端くびれ部と成形開孔との相対摺動よ
って、該トング成形部と成形開孔との間に形成される成
形空間の断面形状（ダイオープニングの形状）を維持し
ながら吸収し、これにより、基端くびれ部に押出荷重に
よる剪断応力が生じることを回避して、トング成形部の
破損を確実に防止する一方、ダイオープニングの形状を
保ちながら押出成形でき、よってトング比の高い半中空
材についても効率良く高精度に押出成形できると共に、
ダイス寿命を延長させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。〔図１〕は、本発明の半中空材押
出用ダイスの１実施形態を示す図面であって、 (a)図は
前側面図、 (b)図は正断面図、 (c)図は後側面図、 (d)
図は使用状態の説明図である。

【００１０】〔図１〕に示す本例の押出ダイス(1) は、
(b)図に示すように、成形用ダイス(2) と、この成形用
ダイス(2) の前部（素材ビレット側）に配された補剛ダ
イス(5) とを組み合わせてなる構成とされている。な
お、本例の押出ダイス(1) は、〔図３〕に示したように
トング比の高いトング(T) を内部に有するロッドレスシ
リンダ材としての半中空材(H) を押出成形するものとさ
れている。

【００１１】また、成形用ダイス(2) は、 (b)図および
(c)図に示すように、後述する構成のトング成形部(6)
を囲む方形の成形開孔(3) を内部に設けている。一方、
補剛ダイス(5) は、 (a)図および (b)図に示すように、
前後方向に貫通する４つの押出材料流通孔(7) を周方向
に等ピッチに設けると共に、その後面に、成形用ダイス
(2) と組み合わせたときに該成形用ダイス(2) の成形開
孔(3) 内に位置するように突出させたトング成形部(6)
を一体に突設している。すなわち、本例の押出ダイス
(1) では、成形用ダイス(2) 内の成形空間、つまりダイ
オープニングは、前記従来技術のように成形ダイス(1)
に設ける成形開孔(3) のみでなく、その成形開孔(3) と
補剛ダイス(5) 前面に突設したトング成形部(6) との間
に形成するものとしている。

【００１２】ここで、補剛ダイス(5) のトング成形部
(6) は、その基端くびれ部(6a)の外端を、 (b)図および
(c)図に示すように、成形用ダイス(2) の成形開孔(3)
内周面に軸方向に設けた係合溝(3a)に摺動自由に係合さ
せており、この状態で成形用ダイス(2) と組み合わされ
る。また、このトング成形部(6) の基端部は、 (a)図に
示すように、４つの押出材料流通孔(7) 間に形成される
ブリッジ(8) によって周囲から保持されている。一方、
成形用ダイス(2) の前面には、補剛ダイス(5) の各押出
材料流通孔(7) に連通する環状の溶着室(4) を設けてい
る。

【００１３】上記構成の本例の押出ダイス(1) は、 (d)
図に示すように、押出コンテナ(C)の前部に配置された
ダイリング(D) 内に、成形用ダイス(2) を出側、補剛ダ
イス(5) を押出コンテナ(C) 側として嵌入されると共
に、その後方に嵌入されたバックアップ用のバッカー
(B) の後端面を図示省略のボルスターで押圧支持される
ことで、押出力に対抗し得る大きな軸力でもって、補剛
ダイス(5) 前端面を押出コンテナ(C) の出側端面に密着
させて配される。

【００１４】そして、このような構成配置のもとで、Ａ
ｌまたはＡｌ合金の押出を行うと、加圧ステム(S) で加
圧された押出コンテナ(C) 内の素材ビレット(M) の材料
は、その出側に密着させた補剛ダイス(5) の４つの押出
材料流通孔(7) 内を分断されて流れ、成形用ダイス(2)
前面の溶着室(4) に流入して互いに合流・溶着した上
で、該成形用ダイス(2) の成形開孔(3) と補剛ダイス
(5) に突設したトング成形部(6) との間に形成されたダ
イオープニングを通過して、所定断面形状の半中空材
(H) に押出成形される。

【００１５】このとき、補剛ダイス(5) を含むダイス全
体には、大きな押出荷重による押出方向への撓みを生じ
るが、本例の押出ダイス(1) においては、成形用ダイス
(2)の成形開孔(3) 内のトング成形部(6) を、補剛ダイ
ス(5) と一体に形成すると共に、その基端くびれ部(6a)
の外端を、成形開孔(3) 内周面に軸方向に設けた係合溝
(3a)に摺動自由に係合させているので、撓みによる成形
用ダイス(2) と補剛ダイス(5) との押出方向の相対移動
差を、その基端くびれ部(6a)と成形開孔(3) との相対摺
動よって、両者間に形成されるダイオープニングの形状
を維持しながら吸収させ、これにより基端くびれ部(6a)
に押出荷重による剪断応力が生じることを回避すると共
に、該トング成形部(6) に倒れが生じることを防止する
ことができる。

【００１６】従って、本例の押出ダイスによる押出で
は、トング成形部の基端くびれ部の折損要素を無くして
破損を皆無にすると共に、押出荷重によるトング成形部
の倒れ込みを抑えてダイオープニングの形状を正常に保
ちながら押出成形することができ、よってトング比の高
い半中空材についても、効率良く高精度に押出成形する
ことができた。

【００１７】なお、上記例の押出ダイスでは、成形用ダ
イスの成形開孔を方形とし、また、補剛ダイスの押出材
料流通孔は周方向に等ピッチに４つ設けたが、これは１
例であって、トング成形部を補剛ダイスと一体に形成す
ると共に、その基端くびれ部外周端を成形用ダイスの成
形開孔内周面に軸方向に摺動自由に係合させることで、
押出荷重によるトング成形部の変形や破損を抑える本発
明の要旨を逸脱しない限り、これら成形開孔の断面形状
と押出材料流通孔の断面形状および数は、押出対象の半
中空材の形状に対応して設定されて良いことは言うまで
もない。

【００１８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る半中
空材押出用ダイスでは、押出荷重によるトング成形部の
変形や破損を確実に抑えることができ、よってトング比
の高い半中空材についても効率良く高精度に押出成形で
きると共に、ダイス寿命を延長させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半中空材押出用ダイスの１実施形態を
示す図面であって、 (a)図は前側面図、 (b)図は正断面
図、 (c)図は後側面図、 (d)図は使用状態の説明図であ
る。

【図２】半中空材の斜視図およびその押出用平ダイスの
説明図である。

【図３】従来の押出ダイスを示す図面であって、 (a)図
は前側面図、 (b)図は正断面図、 (c)図は後側面図であ
る。

【図４】従来の別の押出ダイスを示す図面であって、
(a)図は前側面図、 (b)図は正断面図、 (c)図は後側面
図である。

【符号の説明】

(1) --押出ダイス (2) --成形用ダイス (3) --成形開孔 (3a)--係合溝 (4) --溶着室 (5) --補剛ダイス (6) --トング成形部 (6a)--基端くびれ部 (7) --押出材料流通孔 (8) --ブリッジ (B) --バッカー (C) --押出コンテナ (D) --ダイリング (H) --半中空材 (M) --素材ビレット (T) --トング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トング成形部を囲む成形開孔を有する成
   形用ダイスと、前後方向に貫通する複数の押出材料流通
   孔を有する補剛ダイスとを組み合わせてなり、かつトン
   グ成形部を補剛ダイスと一体に形成すると共に、このト
   ング成形部の基端くびれ部外端を成形用ダイスの成形開
   孔内周面に軸方向に摺動自由に係合させたこと特徴とす
   る半中空材押出用ダイス。