JPS6251687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属管の押出加工装置に関する。

一般に、Cu−Al−Zn合金（例えばブロツクリ
ング材、形状記憶合金）等の金属から管を製造す
る場合には、それらの金属が熱間加性に優れる
が、冷間加工性に劣るため、通常押出加工が採用
され、押出加工によつて製品寸法に近い寸法の管
を押し出し加工することにより、後工程での冷間
加工を極力回避するようにしている。

このような押出加工に用いられる金属管の押出
加工装置としては、従来、第１図に示すものが知
られている。ここで、この押出加工装置について
簡単に説明すると、図中符号１は筒状のコンテナ
であり、その先端面にはダイス２が設けられてい
る。また、コンテナ１の内部にはマンドレル３が
配置されている。このマンドレル３の先端部外周
とダイス２との間の環状のすきま４が形成されて
おり、このすきま４から加圧板５によつて素材６
を押し出すことにより、金属管７が製造されるよ
うになつている。なお、符号８はシリンダ装置で
あり、メインシリンダ９と、加圧板５を押圧する
ためのマンドレルシリンダ１０と、マンドレル３
が固定された支持部材１１とから構成されてい
る。そして、マンドレルシリンダ１０が加圧板５
を押圧する際には、支持部材１１がマンドレルシ
リンダ１０と等速度で逆方向に向かつて相対移動
し、マンドレル３が停止状態となるように構成さ
れている。

ところで、上記の押出加工装置においては、ダ
イス２およびマンドレル３の製作誤差、それらの
取付け誤差、さらには装置全体の組立て誤差等に
より、ダイス２とマンドレル３との軸線がずれる
ことがある。ダイス２とマンドレル３との軸線が
ずれると、すきま４の周方向における各部の間隔
に差が生じてしまう。このため、金属管７の肉厚
が周方向の各部において変化し、いわゆる偏肉が
発生するという問題があつた。

また、このような偏肉の問題とは別に、上記の
押出加工装置においては、内径の小さい金属管を
製造することが困難であるという問題があつた。
すなわち、内径の小さい金属管７を製造するため
には、マンドレル３を細くする必要がある。とこ
ろが、マンドレル３は、押出加工中、素材６によ
つて多大な引張力を受ける。このため、マンドレ
ル３を細くすると破断する危険性があり、したが
つてマンドレル３を細くすることができず、細い
金属管７を製造することができなかつたのであ
る。

この発明は、上記問題を解消するためになされ
たもので、偏内を大幅に軽減することができ、し
かも細い金属管を製造することができる金属管の
押出加工装置を提供することを目的とする。

ここで、まず、この発明の特徴について述べる
と、第１の発明の特徴は、マンドレルの少なくと
も先端部をその軸線と直交する方向へ変位可能と
なし、かつダイスから適宜離間した前方に、その
ダイスから押し出された金属管を縮径する第２の
ダイスを設けた点にある。また、第２の発明の特
徴は、第１の発明の特徴に加え、さらに第２のダ
イスによつて縮径された金属管を引つ張る引張装
置を設けた点にある。

以下、この発明の一実施例について第２図ない
し第４図を参照して説明する。なお、これらの図
において上記従来例と同様な部分には同一符号を
付してその説明を省略する。

これらの図に示す押出加工装置においては、支
持部材１２の先端部に筒状の連結部材１３がねじ
止め固定されている。この連結部材１３の内周に
は、第３図に示すように、後端側から先端側へ向
かうにしたがつて漸次小径となるテーパ孔部１４
が形成されている。また、連結部材１３には、マ
ンドレル１５の後端部が挿入されており、そこに
はテーパ孔部１４の壁面に対向するテーパ部１６
が形成されている。このテーパ部１６のテーパ角
は、テーパ孔部１４のテーパ角より２〜３゜大き
く設定されている。この結果、テーパ部１６はテ
ーパ孔部１４の壁面に環状に線接触するようにな
る。したがつて、マンドレル１５はその後端部を
支点として傾動することができ、これによつてマ
ンドレル１５の先端部が軸線と直交する方向へ変
位可能となつている。

また、この押出加工装置においては、マンドレ
ル１５自体もその先端部が後端部に対して傾動し
得る構造になつている。すなわち、マンドレル１
５は、支持部材１２に連結された本体部１７と、
この本体部１７の先端部にねじ止め固定された筒
状部１８と、この筒状部１８に後端部が挿入され
た可動部１９とから構成されている。これら筒状
部１８と可動部１９との間の構造は、前述した連
結部材１３とマンドレル１５の後端部との間の構
造と同様になつており、筒状部１８の内周にはテ
ーパ孔部２０が形成され、可動部１９の後端部に
は、テーパ角がテーパ孔部２０のテーパ角より大
きく設定されたテーパ部２１が形成されている。
そして、これによつて可動部１９が本体部１７に
対して傾動し得るようになつている。

また、この押出加工装置においては、ダイス機
構２２が第１および第２のダイス部２３，２４を
有している。第１のダイス部（ダイス）２３は、
前述した従来の押出装置におけるダイス２に相当
し、マンドレル１５とによつてすきま４を形成す
るものである。一方、第２のダイス部（第２のダ
イス）２４は、第１のダイス部２３から適宜間隔
離間した前方側に配置され、第１のダイス部２３
から押し出された金属管を縮径するものであつ
て、その内径が第１のダイス部２３の内径より小
さく設定されている。

また、ダイス機構２２の前方には、第２のダイ
ス部２４によつて縮径された金属管７を引つ張る
ための引張装置（図示せず）が設置されている。
この引張装置は、素材６に対する押圧力を減少さ
せるために補助的に設けたものであり、設置しな
い場合もある。

上記のように構成された押出加工装置におい
て、マンドレル１５とダイス機構２２（第１のダ
イス部２３）との軸線がずれている場合には、金
属管７の肉厚の厚い部分と薄い部分とが生じるは
ずである。ところが、肉厚の薄い部分に作用する
圧力は、厚い部分に作用する圧力より高くなる。
この圧力の差によつてマンドレル１５は、その後
端部を支点として全体が傾動せしめられるととも
に、可動部１９がその後端部を支点として傾動せ
しめられる。これによつて、第１のダイス部２３
とマンドレル１５との間に形成されるすきま４の
広さが各部において自動的に等しくなる。したが
つて偏肉を大幅に軽減することができる。

また、第１のダイス部２３から押し出された金
属管７を第２のダイス部２４によつて縮径するよ
うにしているから、マンドレル１５を細くするこ
となく金属管７の内径を小さくすることができ
る。しかも、金属管７を縮径するのであるから、
その際の抵抗は小さく、それ故素材６に対する押
圧力もほとんど増加しない。したがつて、マンド
レル１５を太くする必要はほとんどない。

なお、金属管７の内径を小さくすることができ
るという利点については、マンドレル１５を傾動
し得るように構成したことからも得られる。すな
わち、従来の押出加工装置においては、マンドレ
ルが支持部材に固定されているため、素材に作用
する圧力に差が生じた場合には、その差圧によつ
て曲げ力を受ける。したがつて、マンドレルを比
較的太くする必要がある。この点、この発明の押
出加工装置においては、マンドレル１５を傾動可
能（変位可能）としているから、マンドレルに曲
げ力が作用することがない。したがつて、マンド
レル１５を比較的細くすることができ、金属管７
の内径を小さくすることができる。

また、引張装置を設置した場合には、素材６に
対する押圧力を小さくすることができ、ひいては
マンドレル１５に作用する引張力を小さくするこ
とができる。この分マンドレル１５をより細くす
ることができ、より一層細い金属管７を製造する
ことができる。

さらに、マンドレル１５を傾動可能（変位可
能）とした点と２つのダイス部２３，２４を設け
た点とが相俟つて、金属管７の内径の真円度の悪
化を防止することができる。すなわち、単に２つ
のダイス部２３，２４を設けると、偏肉が生じた
状態で金属管を縮径することになる。この場合、
肉厚が薄い部分は、厚い部分より大きく変形す
る。この変形量の差は、金属管の外径が第２のダ
イス部によつて拘束されているため、内径の変形
となつて現われる。このため、金属管の内径の真
円度が悪化してしまう。この点、この押出加工装
置においては、予め偏肉の発生を防止するように
しているから、金属管７の内径の真円度の悪化を
防止することができる。

次に、上記の押出加工装置によつて金属管を製
造した際の実験データを示すことにより、この発
明をより一層明らかにする。

第１実験例 ブロツクリング用銅合金（Cu−30Zn−3Al−
1Si）のφ200インゴツトを1650Tの複動プレスに
よつて押し出した。従来の押出加工装置では、マ
ンドレルの強度上、φ80×5tが限界であつたが、
この発明に係る押出加工装置によれば、φ60×8t
の金属管を製造することができた。また、偏肉に
ついては、従来７％もあつたものを３％に軽減す
ることができた。

第２実験例 上記の条件の下に、さらに引張装置を設置し、
金属管を2Tの力で引つ張つた。φ60×7.5tの金属
管を製造することができ。

また、第５図はこの発明の他の実施例における
支持部材２５とマンドレル２６との連結構造を示
すものである。この実施例においては、支持部材
２５にねじ止め固定された連結部材２７の内周に
球面座２８が形成され、これに対応してマンドレ
ル２６の後端部に球面部２９が形成されている。
この場合には、球面どうしの接触であるから、マ
ンドレル２６の傾動を円滑に行わせることがで
き、接触部間の強度を大きくすることができる。
なお、球面どうしを接触させて連結する点につい
ては、上記実施例におけるマンドレル１５自体の
構造に適用してもよいのは勿論である。

なお、上記の実施例においては、マンドレル１
５を支持部材１２に対して傾動可能とするととも
に、マンドレル１５自体をもその先端部が後端部
に対して傾斜し得る構造としているが、いずれか
一方のみを採用してもよい。また、マンドレル１
５を支持部材１２に対して傾動させることなく、
軸線と直交する方向へ平行移動させるようにして
もよい。

以上説明したように、この発明の金属管の押出
加工装置によれば、マンドレルの少なくとも先端
部をその軸線と直交する方向へ変位可能となし、
かつダイスから適宜離間した前方にそのダイスか
ら押し出された金属管を縮径する第２のダイスを
設けているから、第１のダイスとマンドレルとの
すきまに片寄りが生じたとしても、速やかにかつ
円滑に修正することができることにより、金属管
の偏肉を大幅に軽減することができると共に、前
記第１のダイスとマンドレルとのすきまによつて
形成された金属管をさらに第２のダイスによつて
縮径することにより、マンドレルを細くすること
なく、金属管を、特にその内径を縮小させること
ができ、かつその際、金属管に圧縮力が加わるこ
とにより、第２のダイスと金属管の間の抵抗が小
さく、従つて素材に対する押出力をほとんど増加
させることなく、容易に細い金属管を製造でき、
さらに金属管の内径の真円度の悪化を防止するこ
とができる。また、第２のダイスによつて縮径さ
れた金属管を引つ張る引張装置を設置すれば、よ
り一層細い金属管を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属管の押出加工装置の一例を
示す縦断面図、第２図ないし第４図はこの発明の
一実施例を示し、第２図は縦断面図、第３図は支
持部材とマンドレルとの連結構造を示す拡大縦断
面図、第４図はマンドレルの先端部の構造を示す
拡大縦断面図、第５図はこの発明の他の実施例を
示す拡大縦断面図である。 １……コンテナ、４……すきま、６……素材、
７……金属管、１５……マンドレル、２３……第
１のダイス部（ダイス）、２４……第２のダイス
部（第２のダイス）、２６……マンドレル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状をなすコンテナと、このコンテナの先端
   部に設けられたダイスと、前記コンテナの内部に
   軸線をコンテナの軸線方向に向けて配置されたマ
   ンドレルとを備え、このマンドレルの先端部を前
   記ダイスの内周に臨ませ、前記コンテナ内に挿入
   された素材を、前記ダイスの内周と前記マンドレ
   ルの先端部外周との間に形成される環状のすきま
   から押し出して金属管を製造する金属管の押出加
   工装置において、前記マンドレルの少なくとも先
   端部をその軸線と直交する方向へ変位可能とな
   し、かつ前記ダイスから適宜離間した前方に、そ
   のダイスから押し出された金属管を縮径する第２
   のダイスを設けたことを特徴とする金属管の押出
   加工装置。 ２ 筒状をなすコンテナと、このコンテナの先端
   部に設けられたダイスと、前記コンテナの内部に
   軸線をコンテナの軸線方向に向けて配置されたマ
   ンドレルとを備え、このマンドレルの先端部を前
   記ダイスの内周に臨ませ、前記コンテナ内に挿入
   された素材を、前記ダイスの内周と前記マンドレ
   ルの先端部外周との間に形成される環状のすきま
   から押し出して金属管を製造する金属管の押出加
   工装置において、前記マンドレルの少なくとも先
   端部をその軸線と直交する方向へ変位可能とな
   し、かつ前記ダイスから適宜離間した前方に、そ
   のダイスから押し出された金属管を縮径する第２
   のダイスを設け、さらにこの第２のダイスの前方
   に、第２のダイスによつて縮径された金属管を引
   つ張る引張装置を設けたことを特徴とする金属管
   の押出加工装置。