JPS6340614A - 三次元形状変化を有する中空押出材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、三次元形状変化を有する中空押出材の製造
方法、更に詳しくは、構造材として使用されるような押
出材であって、長さ方向においてその断面形状が規則的
または不規則な周期において繰返し変化したアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金等の主として金属製の中空押
出材に関する。

従来の技術と問題点 アルミニウムその他の金属の中空押出材の製造は、第１
図に示すように押出材の外形を定める雌型（２１）と、
そのベアリング部（２１ａ　）に対向して内面形状を定
めるベアリング部（２２ａ　）をもった中子あるいはマ
ンドレルからなる雄型（２２）とが組合わされたダイス
（２０）を用い、上記雌雄両型（２１）　　（２２）間
の押出方向に指向した環状の隙間（２３）でメタルフロ
ーを１１！ト御し、所定断面形状の押出材（２４）を連
続的に成形するのが一般的である。

このような本来の押出し成形法は、雌型（２１）と雄型
（２２）の各ベアリング部（２１ａ　）　　（２２ａ　
）で押出材（２４）の最終製品形状を決定ずけるもので
あり、このことは断面形状の均整な定型材料を得るのに
有利である反面、逆に特定のダイスを用いるときは当然
のことながら常に形状の一定なものしか製造することが
できない。このため、例えばカーポート支柱、フェンス
支柱、家具類の脚等の用途において長さ方向に断面形状
の変化した装飾性に優れた管材をつくるような場合には
、中空押出材に更にスェージング加工、バルジ加工、ビ
ーディング加工等の二次加工を施して三次元形状変化を
付与することが行われていた。もとより斯る方法による
ときは、２段階の加工工程を要してコスト高につく憾み
を払拭し得ないものであった。

この発明は、上記のような従来技術の背景のもと、押出
し操作によって断面形状、とくに外径が長さ方向に規則
的または不規則的な周期をもって変化した中空押出材を
連続的に製造しうる方法を提示するものである。

問題点を解決する為の手段 この発明は、上記の目的に対し、フローティング・マン
ドレル方式の押出法によってアルミニウム等の金属材料
を押出成形するに際し、マンドレルバ−に環状の溝ある
いは凸条を有するものを用いると、ダイスのメタルフロ
ー間隙幅の変化に対応して、押出材の外形に三次元形状
変化を与えうろことを見出すことによって完成するに至
ったものである。

即ち、この発明は、ホロービレットを用いてフローティ
ングφマンドレル押出法により金属押出材を押出成形す
るに際し、マンドレルとしてその外周面に規則的または
不規則配置に複数個の環状凹溝または同凸条を設けたも
のを用いることにより、押出中においてダイス口からの
メタルフロー速度に周期的変化を生ぜしめることにより
、押出材の長平方向に径大部と径小部とを規則的または
不規則的に繰返し形成せしめることを特徴とする三次元
形状変化を有する中空押出材の製造方法を要旨とする。

これを更に添附図面に基いて詳しく説明すれば次のとお
りである。

この発明は、基本的にフローティング・マンドレル方式
の押出法を採用するものである。即ち、第１図に示すよ
うに、ダイス（１）を貫通するマンドレルバ−（２）が
ステム（３）と同時に前進されるものとなされたフロー
ティング・マンドレル方式の押出し金物が用いられる。

ただ、上記マンドレルバ−（２）は通常の管材の製造に
用いられるような表面が平坦なものではなく、長さ方向
において所定間隔おきに、第１図に示すように環状の凹
溝（４）または第３図に示すように環状の凸条（５）を
有するものが用いられる。この凹溝（４）及び凸条（５
）は、ダイス（１）のベアリング部（１ａ）とマンドレ
ルバ−（２）との間に形成される環状のメタルフロー間
隙（６）を一時的に拡大または縮小変化せしめて、単位
時間当りのメタルフロー速度に変化を生じさせ、結果的
に押出材に三次元の形状変化を付与する働きを受けもつ
ものである。

押出材料として使用するビレット（７）は、もちろんホ
ロー型のものであり、最も一般的にはアルミニウムまた
はアルミニウム合金からなるものが用いられる。

なお、第１図および第３図中、（８）はコンテナ、（９
）はダミーブロック、（１０）は押出材を示す。

押出成形に際しては、上記ホロービレット（７）を押出
機コンテナ（８）に装填し、所要のアップセット操作及
びピアッシング操作を行ったのち押出しを開始する。こ
こに押出し条件は、通常のフローティング・マンドレル
押出法に準じるが、押出ラム速度は通常の場合よりやや
速めに設定するのが好ましい。

上記により押出しを行うと、先ず第１図に示すように、
マンドレルバ−（２）に凹溝（４）を刻設したものを用
いる場合においては、該凹溝（４）部分がダイス（１）
のベアリング部（１ａ）の対向位置に来たとき、実質上
該ダイス（１）とマンドレルバ−（２）との間のメタル
フロー間隙（６）が増大される。従って、この時点で押
出材料の単位時間当りの押出ｍが一時的に増え、メタル
フロー速度の減少を伴ってダイス内で押出材（１０）の
外周部にこぶ状の膨らみ部分（１１）を生じる。そして
やがて凹溝（４）がベアリング部（１ａ）の前方に達す
ると、上記メタルフロー間隙（６）は再びｔ口封的に狭
隘な状態に至るので、通常肉厚の前月としての押出しが
継続される。従って、上記の繰返しにより、押出材（１
０）には第２図に示すように前記膨らみ部分（１１）を
もって円周方向に連続した環状の凸条からなる径大部（
ｌｏａ　）が一定周期、すなわち所定間隔おきにあられ
れたものとなり、径大部（ｌｏａ　）　　（１０ａ　）
間の管状の径小部（１０ｂ　）の存在と相俟って外観上
恰も竹状の形状変化を有する中空押出材（１０）が得ら
れるものである。

これに対し、環状の凸条（５）を形成した第３図に示す
ようなマンドレルバ−（１２）を用いて押出しを行うと
きは、上記の場合とは逆に、凸条（５）がダイス（１）
のベアリング部（１ａ）と対向した時点において一時的
にメタルフロー間隙（６）が狭隘なものとなるから、そ
のときだけ単位時間当りの押出量が減少しメタルフロー
速度が増大して、肉厚の薄い部分（１３）が形成される
。そして続いて凸条（５）がベアリング部（１ａ）の前
方に逃げると、メタルフロー間隙（６）が再び通常の状
態に戻るので、所定速度でのメタルフローにより、肉厚
をほぼ等しくする管状部分の押出しが遂行される。しか
も上記のような押出しは、マンドレルバ−（２）の前進
速度より押出材（１０°）の押出し速度の方が速いこと
により、押出材（ｔｏ’　）の内径はマンドレルバ−（
２）の凸条（５）の外径に支配されて、押出材（１０°
）内に上記外径に等しいストレートな中空部（１４）を
形成せしめる。この中空部（１４）形成時の実質的な拡
管作用によって、押出材（ｔｏ’　）の外周面は前記の
肉厚の薄い部分（１３）を除く部分において膨管され、
結果的に押出材（１０′）は第４図に示すように前記肉
厚の薄い部分（１３）をもって円周方向に連続した環状
の凹溝からなる径小部（１０°ｂ）が所定間隔おきにあ
られされたものとなり、該径小部（１０°ｂ）　　（１
０°ｂ）間の相対的径大部（１０°ａ）の存在と相俟っ
て、独特な三次元形状変化を有するものに作製される。

発明の効果 この発明によれば上述の次第で、フローティング・マン
ドレル方式による押出成形の方法を採用するものであり
ながら、マンドレルバ−に僅かの改変、即ち凹溝または
凸条を形成したものを用いることにより、押出過程にお
いて一時的にメタルフロー速度の変化を生じさせ、結果
的に押出材に膨隆状の径大部、または凹溝状の径小部を
所定間隔おきにあられしたものとなしうる。従って、外
面形状において三次元形状変化を有する装飾性に優れた
中空押出材を極めて高能率に製造することができ、従来
のようにストレートな中空押出材に２次加工を施してリ
ブ出し等を行うような場合に較べ、製品コストの顕著な
低減化をはかりうる効果がある。

実施例 実施例　Ｉ Ａ６０６３アルミニウム合金によるホロービレット（外
径：１６０ｍｍ、内径：　４０　ｍｔｎ、長さ：３００
ｍｍ）を用意した。

一方、押出金物は、フローティング・マンドレル方式の
ものとし、マンドレルバ−（２）の外径：３０ｍｍ１ダ
イス（１）のベアリング部（５ａ）径：３６ｍｍ、リリ
ーフ部（５ｂ）径：４７ｍｍに設定すると共に、マンド
レルバ−（２）には、深さ：１．５ｍｍ、幅：３ｍｍの
断面半球形の環状溝を、約１０ｍｍのピッチに多数個形
成したものを用いた。

そして、上記のホロービレット（７）を押出機コンテナ
（８）に予熱して装填し、ビレット温度：４５０℃、ダ
イス温度：４００’Ｃ、ラム速度：４〜５ｍｍ／ｓｅｃ
の押出し条件で押出加工を行った。

然るところ、第２図に示されるような外周に環状リブ状
の径大部（ｌｏａ）を約３００ｍｍの間隔に有する節付
きの中空押出材（１０）が得られた。ここに該押出材（
１０）は、径大部（ｌｏａ）の直径：４２ｍｍ、径大部
間の径小部（１０ｂ　）の直径：３６ｍｔｎ、中空部の
内径：３０ｍｍのものであった。

実施例　２ 直径３０ｍｍのマンドレルバ−（２）に、高さ１　ｍｍ
、幅：３ｍｍ、ピッチ：１０ｍＩｒ１に多数の環状の凸
条（５）を有するものを用い、その他は実施例１と同じ
条件で押出しを行った。

然るところ、第４図に示されるような、外周面に約３０
０ｍｍ間隔毎に凹溝状の径小部（１０°ｂ）を有する中
空押出材（１０’　）が得られた。ここに、上記径小部
（１０°ｂ）は、深さ：約２ｍｌ１１、幅：約３６＃ｌ
ｌｌ＋であり、径小部（１０°ｂ）　　（１０’ｂ）間
の径大部（１０°ａ）は直径：約４０　ｒｒｍ〜４４　
ｍｍ、中空部は内径：約３２ｍｍのものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による第一実施例の押出成形状態を示
す縦断面図、第２図は第１図の装置によって成形される
押出材の一部破砕側面図、第３図はこの発明による第２
実施例の押出成形状態を示す縦断面図、第４図はそれに
よって成形される押出材の一部破砕側面図、第５図は従
来方法による押出成形状態を示すダイス部の縦断面図で
ある。 （１）・・・ダイス、（２）・・・マンドレルバ−１（
４）・・・凹溝、（５）・・・凸条、（６）・・・メタ
ルフロー間隙、（７）・・・ホロービレット、（１０）
（１０°）・・・押出材、（１０ａ　）　　（１０’ａ
）・・・径大部、（１０ｂ）　　（１０°ｂ）・・・径
小部。 以上 特許出願人　　昭和アルミニウム株式会社　１１１１１
１１□′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホロービレットを用いてフローティング・マンド
   レル押出法により金属押出材を押出成形するに際し、マ
   ンドレルとしてその外周面に規則的または不規則配置に
   複数個の環状凹溝または同凸条を設けたものを用いるこ
   とにより、押出中においてダイス口からのメタルフロー
   速度に周期的変化を生ぜしめることにより、押出材の長
   手方向に径大部と径小部とを規則的または不規則的に繰
   返し形成せしめることを特徴とする三次元形状変化を有
   する中空押出材の製造方法。
2. （２）ホロービレットがアルミニウムまたはアルミニウ
   ム合金からなる特許請求の範囲第１項記載の三次元形状
   変化を有する中空押出材の製造方法。