(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から送られてきたアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、
前記オス型を、前記内側形状を成形するマンドレルと、このマンドレルを外側から部分的に保持するホルダーとで構成し、
前記マンドレルを、前記中空形材の内側形状に対応する形材内側成形部と、この形材内側成形部の外周から前記ホルダーの内周面側に突出した複数のブリッジからなるブリッジ部とで形成し、
前記ホルダーの内周面に、前記各ブリッジの先端外周面とそれぞれ当接係合し合うブリッジ当接係合面を設け、
これらの各ブリッジ当接係合面と前記各ブリッジの先端外周面とを前記押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面としたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項２】
請求項１に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジ当接係合面を、前記ホルダーの内周面から前記各ブリッジの前記先端面に向けて突出させた突起面で構成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記各ブリッジの先端外周面の前記下流側の端部に、当該端部から左右に膨らむ拡張部を設けたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
前記ホルダーの内周部の前記上流側に、前記ホルダーの径方向の中心部に向かって張り出して形成されたブリッジ部用ストッパ部を設けたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する中空形材成形用押出ダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にアルミニウム合金等の押出加工は、断面形状の自由度が高く、押出成形される中空形材を得るのに優れているため、現在では広く採用されている。
特に近年は、押出加工による製品が、構造材、機械部品等の強度部材として広く使用されるようになり、そのため、高力系合金、特に、７０７５、７Ｎ０１、７００３等の、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる押出部材の需要が増加してきている。
【０００３】
中空形材を成形するための従来の押出ダイスの一例として、オス型及びメス型がダイリングの内部に装着されている、いわゆるスパイダーダイスからなる中空材の押出し用ダイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１７に示すように、この特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００は、中空形材の内側形状を成形する中子（マンドレル）１１０を有するオス型１０１と、中空形材の外側形状を成形するメス型１０２と、を備えて構成されている。
オス型１０１は、上記中子１１０と、この中子１１０を保持する雄型リング１１２とを備えて構成されている。また、中子１１０は、成形用凸部１１３と、この成形凸部１１３を保持するブリッジ足１１１とで形成されている。
そして、ブリッジ足１１１の先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが、押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっている。この先端部周側面１１５ｂは、雄型リング１１２の内周面１１２ａと嵌合されている。
【０００５】
中子１１０はその下部に上記中空形材の内側形状を成形する部位を有しており、中子１１０の外周には、雄型リング１１２の内周面１１２ａに向かって例えばＸ字形状、つまり四方に延びた前記ブリッジ足１１１が設けられている。そして、４本のブリッジ足１１１と雄型リング１１２の内周面１１２ａとで囲まれた空間が、材料であるアルミ合金からなるビレットの導入空間Ｓとなっている。
【０００６】
オス型１０１は、矢印Ａで示す押出方向先側で前記メス型１０２によって保持されている。このメス型１０２には、前記中子１１０の下部が挿通されると共に中空形材の外側形状を成形する成形孔部１０６が形成されている。また、メス型１０２の外周側上面には、前記オス型１０１のブリッジ足１１１の底面を保持する保持面１１６が形成されている。
以上に説明したように、特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００では、各ブリッジ足１１１が、先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっているので、ビレットの押出中、各ブリッジ足１１１には軸力が作用すると共に、各ブリッジ足１１１に作用する曲げ応力が減少される。そのため、各ブリッジ足１１１の撓みが抑制され、押出中における中子１１０の保持状態が安定する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２４６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、中空形材成形用の材料として、高力系合金、特に、いわゆる７０００系の高強度アルミが使用され、その合金で成形される例えば自動車バンパー用部材として、いわゆる断面目の字形状等といった複数の中空部を有する押出形材を形成する場合、その変形抵抗が他の合金種に比べて高いので押出加工力が大きくなり、ダイス工具系への負荷も大きいので、押出速度をアップさせ、ダイスの寿命を向上させることが困難である。
【０００９】
例えば、前記特許文献１に開示された中空材の押出し用ダイス１００では、雄型リング１１２の内周傾斜面１１２ａとブリッジ足１１１の先端部周側面１１５ｂとを圧入し、ブリッジ足１１１に、押出方向と直交する方向の圧縮応力を発生させるようになっており、この圧縮応力と、押出加工が実行され各ブリッジ足１１１の上面に加わる押出力、つまり成形用凸部１１３に生じる押出方向先側に引っ張る引張力とを相殺させ、よって、ブリッジ足１１１の破損、ひいては中子１１０の破損を防止しようとするものである。
【００１０】
ところが、上記押出し用ダイス１００では、ブリッジ足１１１の先端部１１５が押出し方向の先側に向かって広がる方向に傾斜しているので、ブリッジ足１１１の先端部１１５においてメス型１０２の保持面１１６上に保持された基端部Ｐ１と、ブリッジ足１１１と成形用凸部１１３との交点、つまり引張り力により破断するおそれのある作用点Ｐ２との距離Ｌが大きくなり、モーメントが大きくなる。
そのため、中子１００に押出力が加えられたとき、上記作用点Ｐ２に大きな加重が掛かり、ブリッジ足１１１が破断するという問題が生じる。
【００１１】
この問題を解決するためには、ブリッジ足１１１の寸法を大きくしてブリッジ足１１１の強度を強くすることや、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくしてモーメントを小さくすることが考えられる。
しかし、ブリッジ１１１の寸法を大きくする場合、ビレットを案内して収容するビレットの導入空間Ｓが少なくなりビレットの設定量を確保できない。ビレットの設定量を確保するためには、雄型リング１１２の内径部を大きくする必要があり、そうすると、ダイスが大型化すると共に、距離Ｌが長くなり、結局モーメントを小さくすることはできない。
また、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくする場合、雄型リング１１２と各ブリッジ足１１１との間の空間、つまり、ビレットの導入空間Ｓが少なくなり、ビレットの押出し量が少なくなる等の問題が生じ、距離Ｌを小さくするには自ずと限界がある。
【００１２】
上記のように、圧縮応力と引張応力との間での相殺により問題を解決しようとするスパイダーダイス１００では、ブリッジ足１１１、ひいては中子１１０が破断するおそれがあるため、ダイスの長寿命化を図ることも限界がある。
【００１３】
上記問題点を解決するために、本発明では、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にマンドレルの破断を防止して長寿命化を図れるようになる中空形材成形用押出ダイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の中空形材成形用押出ダイスは、上流側から送られてきたアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、前記オス型を、前記内側形状を成形するマンドレルと、このマンドレルを外側から部分的に保持するホルダーとで構成し、前記マンドレルを、前記中空形材の内側形状に対応する形材内側成形部と、この形材内側成形部の外周から前記ホルダーの内周面側に突出した複数のブリッジからなるブリッジ部とで形成し、前記ホルダーの内周面に、前記各ブリッジの先端外周面とそれぞれ当接係合し合うブリッジ当接係合面を設け、これらの各ブリッジ当接係合面と前記各ブリッジの先端外周面とを前記押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の中空形材成形用押出ダイスは、以上のように構成されているので、マンドレルのブリッジ部を構成する複数のブリッジの先端外周面とホルダーの内周面に形成されたブリッジ当接係合面とが押出し方向に沿ってダイス中心に近づくように傾斜した傾斜面に形成されているので、ホルダーの支持面における複数の各ブリッジの基端部と、この基端部から形材内側成形部において押出し方向と直交する方向の作用点までの距離を小さくすることができる。
そのため、形材内側成形部の作用点に生じるモーメントを小さくすることができるので、複数の各ブリッジの強度を大きくすることができ、これにより、マンドレルのブリッジ部の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
また、複数の各ブリッジ先端外周面とホルダーの内周面に形成されたブリッジ当接係合面とが押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面になっているので、ホルダーの内周面の下端はダイス中心側に延びており、ホルダーの下端面のほとんどがメス型の保持面に保持されている。そのため、ホルダーおよび複数の各ブリッジからなるブリッジ部が安定して保持されるので、安定した中空形材の成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの一実施形態を示す全体平面図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿った縦断面図である。
【図３】前記実施形態のオス型の詳細を示す縦断面図である。
【図４】図３におけるIV−IV 線に沿った縦断面図である。
【図５】前記実施形態のマンドレルを示す全体平面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿った縦断面図である。
【図７】図５のVII−VII線に沿った縦断面図である。
【図８】図５のVIII矢視図である。
【図９】前記実施形態のホルダーを示す全体平面図である。
【図１０】図９のX−X線に沿った縦断面図である。
【図１１】前記実施形態のメス型を示す全体平面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線に沿った縦断面図である。
【図１３】前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面目の字形状の中空形材を示す斜視図である。
【図１４】前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面口の字形状の中空形材を示す斜視図である。
【図１５】本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスのオス型の変形形態を示す縦断面図である。
【図１６】図１５のXVI−XVI線に沿った断面で、一部省略の縦断面図である。
【図１７】従来の中空材の押出し用ダイスを示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図１〜図１２を参照して、本発明の中空形材成形用押出ダイス（以下、単に押出ダイスという）１０の一実施形態を説明する。
【００１８】
本実施形態の押出ダイス１０は、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形するものであり、本実施形態の押出ダイス１０では、図１３に示すような、断面目の字形状の中空形材１を成形するものである。
【００１９】
押出ダイス１０は、図２に示すように、押出し方向の上流側から送られてきたアルミ合金からなるビレットＢを下流側に押出して中空形材１の内側形状を成形するオス型２０と、中空形材１の外側形状を成形するメス型３０と、このメス型３０を保持するバックダイ４０とを備えて構成されている。
ビレットＢは、オス型２０の上流側に配置されたチャンバー等からなるビレット押出し装置６０内に収容され、且つそのビレット押出し装置６０により押出されるように構成されている。
【００２０】
オス型２０とメス型３０とバックダイ４０とは一体的に連結されている。
すなわち、オス型２０とメス型３０とが、図１、図２に示すように、例えば２本の位置決めピン４５で位置決めされた後、これらのオス型２０とメス型３０とバックダイ４０とが例えば２本の連結ボルト４６で連結、固定されている。
【００２１】
オス型２０は、図３に詳細を示すように、中空形材１の内側形状を成形するマンドレル２２と、このマンドレル２２の外周を部分的に保持するホルダー２５とで構成されており、これらホルダー２５とマンドレル２２は、例えば圧入により一体化されている。
【００２２】
マンドレル２２は、中空形材１の内側形状に対応する形材内側成形部２３と、この形材内側成形部２３を支持すると共に当該形材内側成形部２３から略四方に延出した複数のブリッジ、すなわち第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、および第４のブリッジ２４ｄからなるブリッジ部２４とで構成されている。
そして、これらの４本の第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄの先端外周面２４Ｃが、ホルダー２５におけるブリッジ保持部２６のブリッジ当接係合面であるブリッジ受座面２６Ａと部分的に係合し合うようになっている。
そして、第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄの先端外周面２４Ｃとホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａとの互いの係合面が、押出し方向の上流側から下流側に向かってダイスの中心に近づくような傾斜面に形成されている。
【００２３】
ここで、図１に示すように、オス型２０のマンドレル２２とホルダー２５とが一体的に組立てられたとき、マンドレル２２を構成する形材内側成形部２３および第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄの上面は、ホルダー２５の上端面（シール面２５Ｂ）から所定寸法押出し方向下流側に後退した窪み状に設定されている。そして、これらの窪み状部と４本のブリッジ部２４間の空間とにより、ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１が形成されている。
【００２４】
ブリッジ部２４は、図５に示すように、形材内側成形部２３の上面部２３Ａから上記のように略四方に延出し、第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄにより平面形状が略Ｘ字状になるように形成されている。
これらの第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄには、前記上面部２３Ａから先端部２４Ａに向かうにしたがって低くなる傾斜面２４Ｂ（図３参照）と、この傾斜面２４Ｂの先端、つまり上記先端部２４Ａに連続する上記ブリッジ先端外周面２４Ｃとが設けられている。
そして、このブリッジ先端外周面２４Ｃは、後に詳細を説明するホルダー２５の前記ブリッジ受座面２６Ａと係合し合い、かつそのブリッジ受座面２６Ａに保持されるようになっている。
【００２５】
上記傾斜面２４Ｂは、その上端部から前記ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａに向かって拡がった形状になっている。そして、その幅から図４に示すように略ロケット型のブリッジ先端外周面２４Ｃに形成され、そのブリッジ先端外周面２４Ｃがブリッジ受座面２６Ａに当接し、且つ保持されて、図３に示すように、ダイスの中心部に近づく方向に傾斜しながら前記基端部Ｐ１に達している。
【００２６】
ここで、本実施形態のようなタイプの押出し用ダイス１０では、ブリッジ受座面２６Ａの下流側で第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄとホルダー２５との当たりが強くなり、圧縮応力が非常に高くなる傾向がある。この部分の圧縮応力を小さくするために、第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの基端部Ｐ１近傍に、図４、図５に示すように、ブリッジ受座面２６Ａに当接する部位が左右に拡がった三角状の拡張部２４Ｅを設けた形状とした（図７，８も参照）。
この拡張部２４Ｅは、ブリッジ受座面２６Ａの下流側に形成された拡がり部２６Ｃに当接するようになっている。そのため、第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄとブリッジ受座面２６Ａとの接触面積が拡張部２４Ｅの分だけ増えるので、その部位での圧縮応力を小さくすることができる。
【００２７】
ブリッジ先端外周面２４Ｃは、上述のように、ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａと押出し方向に沿って所定距離にわたって係合され、その終端部から先は上記形材内側成形部２３の成形突起部２３Ｂに向かって緩やかな円弧形状のビレットガイド部２４Ｇ（図６参照）となっている。
【００２８】
内側成形突起部２３Ｂは、ビレットガイド孔部２４Ｆの端部からわずかに外側に突出して形成されている。そして、この内側成形突起部２３Ｂと、前記メス型３０の外側成形開口部３０Ａとの間に設定された所定寸法の間隔が形材成形用孔部５０となっている（図７、図８参照）。
内側成形突起部２３Ｂの流れの下流側端部には段差が形成され、この段差は流れの下流方向に行くに従って広くなる傾斜形状となった逃げ部５０Ａ（図６参照）となっている。
【００２９】
図７、図８に示すように、形材内側成形部２３において押出し方向下流側の端部には、図１３および図７、図８にそれぞれ仮想像で示すような断面目の字形状の中空形材１の３つの空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓをそれぞれ形成する第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、第３内側駒部２３Ｄが形成されている。
【００３０】
ここで、図１３、図７、図８に示すように、断面目の字形状の中空形材１は、一対の長辺壁１Ａ，１Ａと、これらの長辺壁１Ａ，１Ａの長手方向端部同士を連結する短辺壁１Ｂ，１Ｂと、これらの短辺壁１Ｂ，１Ｂ間に均等に配置された２個の仕切り壁１Ｃ，１Ｃとを有する形状となっている。
【００３１】
そして、２個の仕切り壁１Ｃ，１Ｃの厚さ寸法は、長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂの厚さ寸法に比較して薄く設定されている。ただし、各仕切り壁１Ｃ、各長辺壁１Ａ、各短辺壁１Ｂの厚さ寸法を同じとしてもよく、中空形材１の仕様に対応して自在に設定することができる。
【００３２】
第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄは、それぞれ略四角柱形状に形成されており、前述のように、形材内側成形部２３の押出し方向下流側の端部に設けられている。
上記各駒部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄにおいて押出し方向上流側には、それぞれの外周から外側に突出した帯状の突起枠２３Ｅが各外周を巻くようにしてそれぞれ設けられている。
【００３３】
第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの外周３箇所の突起枠２３Ｅと、第２内側駒部２３Ｃの外周２箇所の突起枠２３Ｅとは、前記メス型３０の形材外形用開口３０Ｂとそれぞれ対向しており、それぞれの隙間が、長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂを形成するための形材形成用孔部５０を構成している。
そして、この形材形成用孔部５０から押出されたビレットＢにより、中空形材１の長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂが形成されるようになっている。
【００３４】
また、対向する第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、および対向する第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間が、前記仕切り壁１Ｃ，１Ｃを形成するための形材形成用孔部５１を構成している。
そして、この形材形成用孔部５１から押出されたビレットＢにより、中空形材１の仕切り壁１Ｃ，１Ｃが形成されるようになっている。
【００３５】
第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間には、それぞれビレットガイド孔部２４Ｆが連通している。
このビレットガイド孔部２４Ｆは、図５に点線で示すように、第１ブリッジ２４ａと第２のブリッジ２４ｂ、および第３のブリッジ２４ｃと第４ブリッジ２４ｄ同士を結ぶ線方向に沿って形成され、図６、図７に示すように略半円形のトンネル状に形成されている。
【００３６】
そして、これらのビレットガイド孔部２４Ｆには、ビレットＢが前記ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１から矢印ｎで示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５１を経由して押出されるようになっている。
また、第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとメス型３０の形材外形用開口３０Ｂとの隙間、つまり形材形成用孔部５０には、ビレットＢが前記ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１から矢印ｍで示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５０を経由して押出されるようになっている。
【００３７】
図９、図１０に示すように、前記ホルダー２５は、所定厚さを有する全体円板状に形成され、その前記押出し方向の上流側の端面には、円形状のビレット導入用開口部２５Ａが形成されている。
【００３８】
ホルダー２５において、上記ビレット導入用開口部２５Ａの押出し方向の下流側には、ブリッジ部２４をその外周から挟み込んで保持するためのブリッジ保持部２６が設けられている。
すなわち、ブリッジ保持部２６は、図９に示すように、前記略Ｘ字状に配列された第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄにそれぞれ対応して４箇所に設けられている。そして、各ブリッジ保持部２６は、前述したように、それぞれ、マンドレル２２の第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄのブリッジ先端外周面２４Ｃを保持するための前記ブリッジ受座面２６Ａを有している。
【００３９】
これらのブリッジ受座面２６Ａは、前記ブリッジ部２４のブリッジ先端外周面２４Ｃと係合するようになっている。すなわち、ブリッジ受座面２６Ａは、図１０に示すように、押出し方向上流側端部２６ＦからビレットＢの押出し方向下流側に向かってダイス中心Ｃに近づくような傾斜に形成され、終端近傍２６Ｇがブリッジ受座面２６Ａにおける基端部Ｐ１となっている。
【００４０】
ブリッジ受座面２６Ａの基端部Ｐ１は、ブリッジ先端外周面２４Ｃとの係合が外れた位置から外側、つまり、ダイス中心Ｃから離れる方向に拡開した逃げ部２６Ｄに連続している。そして、この逃げ部２６Ｄと前記ブリッジ部２４のビレット用案内部２４Ｇとで、図７に示すように、断面半円形状のビレット用連通路Ｓ３が形成され、このビレット用連通路Ｓ３は、前記ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１に連通している。
ここで、ブリッジ受座面２６Ａとブリッジ外周面２４Ｃとの傾斜角度α°は、例えば５５°〜６０°の範囲に設定されている。ただし、この角度に限定されない。
なお、ホルダー２５のビレット押出し方向上流側の端面は、ビレット押出し装置６０と当接するためのシール面２５Ｂとなっている。
【００４１】
図９、図１０に詳細を示すように、ホルダー２５のビレット導入用開口部２５Ａとブリッジ受座面２６Ａの押出し方向の前記上流側端部２６Ｆとの間には、ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａから第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄ、ひいてはマンドレル２２が抜け出すのを防止するストッパ部２６Ｂが設けられている。
すなわち、このストッパ部２６Ｂは、ビレット導入用開口部２５Ａからダイスの中心Ｃ側に所定寸法突出し、且つ押出し方向下流側に所定寸法延びて形成されている。また、ストッパ部２６Ｂの押出し方向下流側の先側は、ダイスの外側に凹んで形成され、そのＲ部がブリッジ受座面２６Ａの前記上流側端部２６Ｆとなっている。
【００４２】
図１１、図１２に示すように、前記メス型３０の上面には、中央部が凹んで形成されたホルダー受面３０Ａが設けられ、このホルダー受面３０Ａに前記ホルダー２５の下面２５Ｂが当接して当該ホルダー２５が保持されるようになっている。
このホルダー受面３０Ａにおいて中心部には形材外形用開口３０Ｂが形成されている。形材外形用開口３０Ｂは、次に述べる成形品である断面目の字形の中空形材１（図１３参照）の外形形状を形成するものである。
【００４３】
形材外形用開口３０Ｂは、図１２に示すように、わずかな寸法の直線部と当該直線部からメス型３０の外周方向に拡開する逃げ穴３０Ｃとで形成されている。
【００４４】
以上のように構成されたダイス１０により押出し成形された中空形材１が図１３に示されている。
すなわち、上記中空形材１は、図１３に示すように、一対の長辺部１Ａの両端側を短辺部１Ｂで連結すると共に、それらの短辺部１Ｂ間に２本の仕切り壁部１Ｃを上記一対の長辺部１Ａ間に連結して形成され、内部に３個の空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓを有する断面目の字形となっている。
そして、このような断面目の字形の中空形材１がビレットＢの供給量に対応して、押出しダイス１０の前記形材形成用孔部５０から連続して押出し成形されるようになっている。
【００４５】
次に、以上のような構成の押出ダイス１０による中空形材１の成形方法を説明する。
オス型２０に対して、ビレットＢの押出し方向上流側に配設されたビレット押出し装置６０によりビレットＢが押出されると、そのビレットＢは、まず、ホルダー２５のビレット導入用開口部２５Ａからオス型２０のマンドレル２２とホルダー２５との隙間で構成されたビレット導入空間Ｓに導入される。
【００４６】
ビレット導入空間Ｓに導入されたビレットＢは、略Ｘ字状に配置されている第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄおよび形材内側成形部２３の側面を経由し、形材内側成形部２３とメス型３０の形材外形用開口３０Ｂとの間で形成されている形材成形用孔部５０に導かれ、その形材成形用孔部５０から押出し成形される。
そして、押出し成形された中空形材１は、バックダイ３０に形成されている形材送出用穴４０Ａから送り出された後、図示しない保持機構により保持され、且つ所定のストックヤード等に搬入される。
【００４７】
本実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、次のような効果を得ることができる。
（１）マンドレル２２を構成するブリッジ部２４の第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ブリッジ保持部２６のブリッジ受座面２６Ａとの係合面が押出し方向下流側に向かってダイス中心に近づくような傾斜面に形成されているので、ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａの基端部Ｐ１と、この基端部Ｐ１から形材内側成形部２３において押出し方向と直交する方向の作用点Ｐ２までの距離Ｌ１を小さくすることができる。そのため、形材内側成形部２３の作用点Ｐ２に生じるモーメントを小さくすることができ、結果的に第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの強度を大きくすることができるので、それらの第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００４８】
（２）第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ブリッジ保持部２６のブリッジ受座面２６Ａとの係合面が押出し方向下流側に向かってダイス中心に近づくような傾斜面に形成されているので、ホルダー２５の下端面はダイス中心側に拡がっている。そのため、ホルダー２５の下端面のほとんどがメス型３０の保持面３０Ａに保持されているので、ホルダー２５および第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄが安定して保持され、その結果、安定した中空形材１の成形を行うことができる。
【００４９】
（３）第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの基端部Ｐ１近傍に、ブリッジ受座面２６Ａの拡がり部２６Ｃに当接する部位が左右に拡がった三角状の拡張部２４Ｅが設けられているので、第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄとブリッジ受座面２６Ａとの接触面積が拡張部２４Ｅの分だけ増える。その結果、その拡張部２４Ｅを加えた第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの全体での圧縮応力を小さくすることができるので第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの破断を防止することができ、これにより、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【００５０】
（４）ホルダー２５におけるブリッジ保持部２６のブリッジ受座面２６Ａの上流側に、ホルダー２５の径方向の中心部に向かって張り出して形成されたブリッジ部用ストッパ部２６Ｂを設けたので、ブリッジ部２４がホルダー２５から抜け出すのを防止することができ、これにより、安定した押出し成形が可能となる。
【００５１】
以上、前記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は前記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本願発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００５２】
例えば、前記実施形態では、押出しダイス１０により成形される中空形材１を断面目の字状の中空形材としたが、これに限らない。図１４に示すような断面口の字状の中空形材２を成形する際にも利用できる。
【００５３】
この場合、まず、前記実施形態のマンドレル２２における形材内側成形部２３の第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄに換えて、断面口の字状の中空形材２の内部空間２Ｓを形成するように、略四角柱状の１つの駒部を形材内側成形部の端部に設ける。
そして、メス型３０の形材外形用開口３０Ｂに換えて、上記略四角柱状の１つの駒部に対応する略四角形の形材外形用開口をメス型に設ければよい。
この際、マンドレルのブリッジ外周面とホルダーのブリッジ受座面との係合状態および傾斜角度は、前述のような目の字形の中空形材１用の構成と同じとすればよく、ホルダー２５はそのまま使用できるので、少ない使用部材で断面形状が異なる複数種類の中空形材の押出し成形が可能である。
【００５４】
また、前記実施形態では、第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、および第４のブリッジ２４ｄからなるブリッジ部２４が、形材内側成形部２３と一体的に形成されてマンドレル２２を構成し、その第１〜第４ブリッジ２４ａ〜２４ｄの先端外周面２４Ｃがホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａで支持された構成となっているが、これに限らず、例えば、図１５、図１６に示すような構成としてもよい。
【００５５】
本変形形態のマンドレル７２は、ブリッジ当接係合面であるブリッジ受け座面７６Ａが、ホルダー２５の内周面２５Ｄからマンドレル７２の中心Ｃ側に所定寸法突出しており、それに伴ってブリッジ部７４の第１ブリッジ７４ａ等の先端外周面７４Ｃの長さが短くなっている点が異なっているのみで、その他の構成は前記実施形態のマンドレル２２とまったく同一である。そのため、図１５、図１６に示す変形形態において前記実施形態と同一部材および同一構成等には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５６】
マンドレル７２は、前記形材内側成形部２３に相当する形材内側成形部７３と、この形材内側成形部７３の外周から前記ホルダー２５の内周面２５Ｄ側に延びた前記第１のブリッジ２４ａに相当する第１のブリッジ７４ａ等からなるブリッジ部７４とで構成されている。
【００５７】
ブリッジ部７４は、第１のブリッジ７４ａの他、図示しないが第２のブリッジ、第３のブリッジおよび第４のブリッジで構成されている。
これらの第１のブリッジ７４ａ等は、上述のように、オス型２０の中心Ｃから第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃまでの距離が、前記実施形態の第１のブリッジ部２４ａよりも短くなっている。
そして、第１のブリッジ７４ａ等には、形材内側成形部７３の上面７３Ａの一端から第１のブリッジ７４ａの先端部７４Ａ側に低くなる傾斜面７４Ｂが形成されている。
【００５８】
これに対して、前記ホルダー２５の内周部には前記ブリッジ保持部２６に相当するブリッジ保持部７６が設けられている。
このブリッジ保持部７６は、前記実施形態のブリッジ受け座面２６Ａに相当するブリッジ受け座面７６Ａを備えている。このブリッジ受け座面７６Ａは、図１６に示すように、ホルダー２５の内周面２５Ｄから、オス型２０の中心Ｃ側に向けて所定寸法突出した突起面で構成されている。そして、このブリッジ受け座面７６Ａは、上記第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃとそれぞれ当接係合し合うようになっている。
【００５９】
つまり、この変形形態においては、上記長さの短い第１のブリッジ部７４ａ等と所定寸法突出したブリッジ受け座面７６Ａとで、前記実施形態の第１のブリッジ部２４ａに相当するように構成されていることになる。
そして、ブリッジ受け座面７６Ａと第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃとが当接係合し合い、かつビレッジ押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面となっている。
【００６０】
また、ブリッジ受け座面７６Ａの下端には、前記実施形態の逃げ部２６Ｄに相当する逃げ部７６Ｄが形成されている。さらに、ブリッジ受け座面７６Ａの押出方向上流側には、前記実施形態のストッパ部２６Ｂに相当するストッパ部７６Ｂが形成されている。
さらに、第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃには、前記実施形態の拡張部２４Ｅに相当する拡張部７４Ｅが設けられている。
【００６１】
そして、このような変形形態によれば、ブリッジ受け座面７６Ａの下端が、ホルダー２５、ひいてはオス型２０の中心Ｃ側に突出しているので、ブリッジ受け座面７６Ａの下端の基端部Ｐ１と、第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃの引張り力により破断するおそれのある作用点Ｐ２との距離Ｌ２を、前記実施形態の距離Ｌ１より短くすることができる。これにより、形材内側成形部７３の作用点Ｐ２に生じるモーメントをより小さくすることができ、さらに、第１のブリッジ２４ａ等の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本願発明の押出しダイスは、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する際に利用される。
【符号の説明】
【００６３】
１  断面目の字状の中空形材
１０  中空形材成形用押出しダイス
２０  オス型
２２  マンドレル
２３  形材内側成形部
２３Ｂ  内側成形突起部
２４  ブリッジ部
２４ａ〜２４ｄ  第１〜第４のブリッジ
２４Ｃ  ブリッジ先端外周面
２４Ｅ  拡張部
２５  ホルダー
２６  ブリッジ保持部
２６Ａ  ブリッジ当接係合面であるブリッジ受座面
２６Ｂ  ブリッジ部用ストッパ部
３０  メス型
３０Ｂ  形材外形用開口
５０  形材形成用孔部
５１  形材形成用孔部
７２  マンドレル
７３  形材内側成形部
７３Ｂ  内側成形突起部
７４  ブリッジ部
７４ａ  第１のブリッジ
７４Ｃ  ブリッジ先端外周面
７６  ブリッジ保持部
７６Ａ  ブリッジ当接係合面であるブリッジ受座面
７６Ｂ  ブリッジ部用ストッパ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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