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中空製品押出用ダイス
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- 【要約】
【目的】 内面の一部に突部を有する中空押出形材の押出成形において、表面側にすじ，光沢の違い，凹み等の表面欠陥が生じることなく中空押出形材を押出成形し得るようにする。
【構成】 ダイ１のダイ・ベアリング面３の長さＬ1 をマンドレル３のマンドレル・ベアリング面４より短く設定する。ダイ１のビレット側側面１ａにダイ穴７に近接して突起部２０を、成形すべき中空押出形材５の突部に対応して突設する。この突起部２０のマンドレル側側面２０ｂはビレット側側面１ａと略直交し、突起部２０の高さＨがダイ穴７から突起部２０までの距離Ｄより大きく設定されている。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 ダイとマンドレルとを備え、内面の一部に突部を有する中空押出形材を押出成形する中空製品押出用ダイスにおいて、前記ダイのダイ・ベアリング面の長さを前記マンドレルのマンドレル・ベアリング面より短く設定すると共に、ダイのビレット側側面のダイ穴近傍部であって、押出成形されるべき前記中空押出形材の突部に対応する箇所に突起部を突設してなり、この突起部のマンドレルと対向する側面は前記ビレット側側面に対して略垂直で、高さがダイ穴から突起部までの距離より大きく設定されていることを特徴とする中空製品押出用ダイス。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム管等の中空製品、特に内面の一部に突部が一体に設けられた異形状の中空押出形材を連続押出加工する際に用いて好適な中空製品押出用ダイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】連続熱間押出加工機による中空押出形材の押出加工に用いられるこの種の成形用ダイスは、一般に図３に示すようにダイ１とマンドレル２とを備え、これらに設けたダイ・ベアリング面３およびマンドレル・ベアリング面４の対向間隙によって中空押出形材５の断面形状を規定するベアリング部６を構成している。中空押出形材５の外形状を規定するダイ・ベアリング面３は、ダイ１に形成されたダイ穴７の穴壁面に設けられている。ダイ穴７は、中空押出形材５の押出方向（矢印方向）に拡径したテーパ穴からなり、その入口形状が中空押出形材５の外形状と等しく、出口側には逃げ部（穴）８が形成されている。この逃げ部８は、ダイ１の補強と、ベアリング部６によって形成された中空押出形材５をスムーズに通る目的で設計されており、その形状はベアリング形状と相似形でこれより大きな形状もしくは相似形に近い形状とされている。一方、マンドレル・ベアリング面４は、マンドレル２の外周面に全周にわたって形成されており、中空押出形材５の内形状を規定する。
【０００３】中空押出形材５の押出加工に際しては、通常所定温度に加熱されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるビレット９を円筒状のコンテナ１０内に装填し、その一端にダイ１を設置し、反対側から挿入した不図示のラムを前進移動させて押板でビレット９を加圧し、ベアリング部６から押し出すことで行なっている。
【０００４】図４はこのようなダイスによって押出成形された中空押出形材５の一例を示す。この中空押出形材５は内面の一部に突設された突部１１を有し、この突部１１が中空押出形材５の位置決め部やねじ取付部として用いられる。
【０００５】ところで、図４に示したように内面の一部に突部１１を有する中空押出形材５の押出成形においては、突部１１に対応する表面側にすじ，光沢の違い，凹み等の表面欠陥１２が発生し易く、このような表面欠陥１２は突部１１の肉厚が大きい程顕著で、製品の品質を著しく低下させるという問題があった。これはダイ・ベアリング面３に沿って流れるビレット９の流速が、突部１１に対応する部分とそれ以外のベアリング部分とで異なることによる。すなわち、突部１１に対応するベアリング部分のダイ・ベアリング面３とマンドレル・ベアリング面４の対向間隙が他のベアリング部分より広くなると、この部分を通過するビレット９の流速が間隙中央において速くなり、外側において遅くなることに起因するもので、突部１１の肉厚が小さくて突部１１に対応する広い対向間隙のベアリング部分の外側部分を流れるビレット９と、突部が形成されない対向間隙の狭いベアリング部分のダイ・ベアリング面に沿って流れるビレット９との流速差が小さい間はすじや光沢の違いを生じ、突部１１の肉厚が大きくなり広い対向間隙のベアリング部分の外側部分を流れるビレット９と、突部が形成されない対向間隙の狭いベアリング部分のダイ・ベアリング面に沿って流れるビレット９との流速差が大きくなると、広い対向間隙の外側を流れるビレット９が中央部を流れるビレット９に引き寄せられて凹みを生じる。
【０００６】そこで、その対策として突部１１のためにダイ・ベアリング面３とマンドレル・ベアリング面４の対向間隙が広くなるベアリング部分の外側を通過するビレット９の流速を速くすると共にダイ・ベアリング面３に沿って流れるビレット９の量を多くしてやればよいわけで、そのため本発明者等は図５および図６に示すようにダイ１の内側面、すなわちビレット側側面１ａでダイ穴７の近傍部に截頭角錐形の突起部１４を、突部１１の形成のためダイ・ベアリング面３とマンドレル・ベアリング面４の対向間隙が広くなるベアリング部分６ａに対応して突設した。このような突起部１４をダイ１に設けたダイスにあっては、突起部１４のマンドレル２と対向する内側面１４ａがガイド面となってビレット９をベアリング部分６ａに導くため、ダイ・ベアリング面３に沿ってベアリング部分６ａに流れ込む外側のビレット９の流速を速くすることができ、表面欠陥の発生をある程度まで防止することができることが確認された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、突起部１４の内側面１４ａは斜面のため、この面に沿って流れるビレット９はビレット側側面１ａに当たって方向転換されると、その勢いが大であることから、突部１１の肉厚が厚くなるにしたがってベアリング部分６ａの中央部よりベアリング部内により多く入るため、ダイ・ベアリング面３に沿って流れるビレット９の量が少なくなり、凹み等の表面欠陥の発生を完全には防止することができず、未だ改善の余地があった。
【０００８】そこで、本発明は上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内面の一部に突部を有する中空押出形材の押出成形に際して、その表面側にすじ，光沢の違い，凹み等の表面欠陥が生じることなく中空押出形材を押出成形し得るようにした中空製品押出用ダイスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため本発明は、ダイとマンドレルとを備え、内面の一部に突部を有する中空押出形材を押出成形する中空製品押出用ダイスにおいて、前記ダイのダイ・ベアリング面の長さを前記マンドレルのマンドレル・ベアリング面より短く設定すると共に、ダイのビレット側側面のダイ穴近傍部であって、押出成形されるべき前記中空押出形材の突部に対応する箇所に突起部を突設してなり、この突起部のマンドレルと対向する側面は前記ビレット側側面に対して略垂直で、高さがダイ穴から突起部までの距離より大きく設定されているものである。
【００１０】
【作用】本発明において、ダイ・ベアリング面はマンドレル・ベアリング面より短く形成されることで抵抗が小さく、ダイ・ベアリング面に沿って流れるビレットの流速を増大させる。突起部のマンドレルと対向する側面はダイのビレット側側面と略直交しているため、斜面の場合と異なり、ビレットがダイス中心方向に向かう勢いを小さくする。したがって、突部の形成のためダイ・ベアリング面とマンドレル・ベアリング面の対向間隙が広くなるベアリング部分において、ダイ・ベアリング面に沿ってベアリング部分に入るビレットの量を多くする。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る中空製品押出用ダイスを図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る中空製品押出用ダイスの一実施例を示す断面図、図２は図１のＢ矢視図である。なお、図中、図３〜図６に示した構成部材と同一部品のものに対しては同一符号をもって示し、その説明を省略する。これらの図において、本実施例はダイ１のビレット側側面１ａでダイ穴７の近傍部に台形の突起部２０を、中空押出形材５の内面に突設される突部１１（図６）のためダイ・ベアリング面３とマンドレル・ベアリング面４の対向間隙が広くなるベアリング部分６ａに対応して突設したものである。前記ダイ・ベアリング面３の長さＬ1 はマンドレル・ベアリング面４の長さＬ2 より短く設定されており、マンドレル・ベアリング面４の先端がダイ穴７の出口側開口端と略一致するようマンドレル２がダイ穴７に挿入されている。ダイ・ベアリング面３の傾斜角度αは２〜３°程度とされる。突起部２０の上面２０ａは平坦面で、マンドレル２に対向する側面２０ｂは、ダイス軸線と平行、換言すればダイ１のビレット側側面１ａと略直交する垂直面とされ、残り３つの側面２０ｃ〜２０ｅは斜面とされる。但し、これら３つの側面２０ｃ〜２０ｅは必ずしも斜面でなくてもよい。突起部２０の高さＨは１．５〜２ｍｍ程度で、ダイ穴７から突起部２０までの距離Ｄより大きく設定されている。距離Ｄは１．５ｍｍ程度とされる。
【００１２】かくしてこのような構成からなるダイスにおいては、Ｌ1 ＜Ｌ2 によりダイ・ベアリング面３のビレット９に対する抵抗がマンドレル・ベアリング面４より小さく、そのためダイ・ベアリング面３に沿って流れるビレット９の流れを阻害することが少なく、マンドレル・ベアリング面４に沿って流れるビレット９より速くすることができる。また、突起部２０のマンドレル２と対向する側面２０ｂは、ビレット側側面１ａと略直交するため、マンドレル側側面２０ｂに沿って流れてきたビレット９はビレット側側面１ａに当たってダイス中心方向に方向転換した際、その勢いが図５に示した截頭角錐形の突起部１４の場合に比べて弱く、ダイ・ベアリング面３に沿ってベアリング部分６ａに流れ込む。この結果、ベアリング部分６ａのダイ・ベアリング面３に沿って流れるビレット９の量が減ったり、流速が遅くなったりすることがなく、突部が形成されない対向間隙の狭いベアリング部分６ａのダイ・ベアリング面に沿って流れるビレット９との流速差が殆ど生じず、しかして中空押出形材５の表面側にすじ，光沢の違い，凹み等の表面欠陥が生じるのを確実に防止することができる。
【００１３】ここで、突起部２０からダイ穴７までの距離Ｄを大きくし過ぎると、突起部２０のマンドレル側側面２０ｂに沿って流れてきたビレット９がダイ１のビレット側側面１ａに当たってダイス中心方向に方向転換された後、ダイ・ベアリング面３に沿ってダイ穴７に流れ込む量が減少するため好ましくない。
【００１４】なお、中空押出形材５の内面の一部に突設される突部１１として図２および図６に台形のものを、図４に台形およびＣ字型のものを示したが、本発明はこれに何等特定されるものではなく、矩形、円柱状等種々の形状の突部に対してもそのまま適用実施し得るものである。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る中空製品押出用ダイスによれば、内面の一部に突部を有する中空押出形材の押出成形に際して従来不可避とされていたすじ，光沢の違い，凹み等の表面欠陥の発生を確実に防止することができ、製品品質を向上させることができる。また、ダイに突起部を設けるだけでよいため、構造が簡単で、既存のダイであっても肉盛りにより突起部を形成すればそのまま使用することができ、経済的効果大である。
- 【公開番号】特開平７−８０５３８
【公開日】平成７年（１９９５）３月２８日
【発明の名称】中空製品押出用ダイス
- 【出願番号】特願平５−２５２１６２
【出願日】平成５年（１９９３）９月１６日
【出願人】
【識別番号】０００００４７４３
【氏名又は名称】日本軽金属株式会社
- 【代理人】
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 政樹
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