(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナを構成する第１部材と第２部材とによって材料の通路を形成し、さらに前記材料の通路の押し出し口の前記第１部材と第２部材にそれぞれダイスを前記押し出し口内に突出するように取り付け、前記二つのダイスの対向する辺が押し出し口正面からみて平行となるように、かつ、押し出し口平面視において押し出し方向に対して前記二つのダイスを前後にずらして取り付け、材料を前記押し出し口から押し出すことにより、材料に曲がりを発生させるようにしたことを特徴とするダイスシフトを使用した押し出し加工法。
【請求項２】
コンテナを構成する第１部材と第２部材と、前記第１部材と第２部材とによって形成された材料の通路と、前記材料の通路の押し出し口において前記押し出し口内に突出するように前記第１部材と第２部材にダイスを取り付け、前記ダイスの対向する辺が押し出し口正面からみて平行となるように、かつ、押し出し口平面視において押し出し方向に対して前記ダイスを前後にずらして取り付けたことを特徴とするダイスシフトを使用した押し出し加工装置。
【請求項３】
前記平面視におけるダイスの前後のずれを自由に制御できるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の押し出し加工装置。
【請求項４】
前記正面視において、押し出し口に対するダイス突出量を自由に制御できるようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の押し出し加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンピュータにより加工機械を制御し最適な工具および加工条件のもとで様々な形状寸法を持つ製品を製造する材料流動制御フレキシブル押し出し加工技術に関するものであり、特に、押し出し口に設けたダイスを平面視において押し出し方向に前後にずらして配置し、これによって樹脂、金属等の押し出し材に曲がりを与えることができる押し出し加工法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年製造業においては価格競争が激化するにつれて、より低コストで製品を提供するための生産技術の改善あるいは新しい技術の開発が積極的に行われている。そのような中で、コンピュータにより加工機械をコントロールし、最適な工具および加工条件の下で様々な形状を持つ製品を製造するフレキシブル加工は、製造工程数の削減、型費の低減、製造設備の縮小など多くのメリットを持ち、低コスト化を推進する上で極めて有力な方法として注目されている。
【０００３】
押し出し加工は、従来から樹脂、金属材料等の一様な断面形状を持つ長尺材を製造する汎用技術として頻繁に用いられてきた。押し出し加工により製造される製品の種類は多岐にわたり、ドリルのような一様なねじれをもつ特殊な製品の製造にも適用されてきている。しかしながら、最近製品の軽量化あるいは製品形状の最適化という観点から、長手方向各位置で断面の寸法形状を変化させた製品を押し出しにより製造しようとする動きが見られるようになり、押し出し加工におけるフレキシブル加工技術の開発の必要性が強く認識される状況になってきている。
【０００４】
通常、押し出し材は製品の長手方向に曲がりの無い状態で供給されるが、長手方向における断面形状の変化は押し出し時の材料流動を変化させ、押し出し後の製品に曲がりを生じさせる原因となる。製品の曲がりは、製品精度を低下させる大きな要因であり、その解消技術の開発は極めて重要な課題である。
一方、押し出しにより製造された部材は、適当な形に曲げる等の二次加工を施した後最終製品としてユーザーに供給される。もし、曲げ等の二次加工により部材に付与されるべき形状が押し出し加工時によって直ちに得られるならば、部材に付与される二次加工を省略することができ、大幅なコスト低減につながるものと考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため押し出し加工のフレキシブル化を目指す上で材料流動を制御し、曲がりを制御する技術の確立は不可欠であり、本発明者は押し出し加工法について鋭意研究を進めた結果、押し出し口に配置するダイスの配置によって、押し出し加工材に与える曲がりを自由に制御できる押し出し加工法に関する技術開発に成功した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、ダイス孔を形成する２枚のダイスを押し出し方向平面からみて前後にずらして配置することを特徴としており、これによって押し出し時に押し出し材料に対して曲がりを付与できるダイスシフト法による押し出し加工法およびその装置を提供し、上記問題点を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明が採用した技術手段は、
コンテナを構成する第１部材と第２部材とによって材料の通路を形成し、さらに前記材料の通路の押し出し口の前記第１部材と第２部材にそれぞれダイスを前記押し出し口内に突出するように取り付け、前記二つのダイスの対向する辺が押し出し口正面からみて平行となるように、かつ、押し出し口平面視において押し出し方向に対して前記二つのダイスを前後にずらして取り付け、材料を前記押し出し口から押し出すことにより、材料に曲がりを発生させるようにしたことを特徴とするダイスシフトを使用した押し出し加工法である。
また、コンテナを構成する第１部材と第２部材と、前記第１部材と第２部材とによって形成された材料の通路と、前記材料の通路の押し出し口において前記押し出し口内に突出するように前記第１部材と第２部材にダイスを取り付け、前記ダイスの対向する辺が押し出し口正面からみて平行となるように、かつ、押し出し口平面視において押し出し方向に対して前記ダイスを前後にずらして取り付けたことを特徴とするダイスシフトを使用した押し出し加工装置である。
また、前記平面視におけるダイスの前後のずれを自由に制御できるようにしたことを特徴とする押し出し加工装置である。
また、前記正面視において、押し出し口に対するダイス突出量を自由に制御できるようにしたことを特徴とする押し出し加工装置である。
【０００７】
【実施形態】
以下図面を参照して本発明に係る実施形態を説明すると、図１は、本実施形態に係るダイスシフト法に使用する押し出し装置の斜視図、図２は同押し出し装置によって材料を押し出す状態の平面図、及び正面図、図３は同装置を使用した押し出し機械の概略構成図である。
図１、図２において、１０は押し出し装置を構成するコンテナであり、このコンテナ１０は、材料押し出し通路１１を形成する溝状の凹部を有する第１部材１と、前記第１部材１に隣接して配置し、通路１１の一側壁を形成する第２部材２とからなり、これらの２部材によってコンテナ中央に材料の通路１１が形成され、また同通路１１の端部には材料の押し出し口１２が形成される。第１、第２部材１、２はボルト等の固定手段８によって着脱可能に一体化されている。
【０００８】
前記第１部材１、第２部材２は図に示すように押し出し方向に対して互いに前後にずれて配置されている。なお、第１、第２部材１、２は上記形態では、別部材として構成されているが、例えば、他の適宜形状からなる部材を組み合わせて、図１に示すような押し出し通路および押し出し口を形成することも可能である。なお、第１、第２部材１、２の前後のずれは、必要に応じて変更することが可能であり、この場合ずれを変更する手段として図示せぬアクチュエータ等を使用することも可能である。
【０００９】
そして、第１部材、第２部材からなる押し出し口１２にはダイス５、６がボルト等の固定手段７によって取り付けられる。これらのダイス５、６は本形態では図２に示すように平面視においてｈだけ前後にずらした状態となるよう（段差を持つよう）に配置されている。さらに各ダイス５、６は押し出し口に対しての所定の突出量Ｗをもって配置されているが、前記突出量Ｗ（図１参照）は図示せぬアクチュエータ等の手段によって自動的に制御することも可能であり、さらに製品形状によっては左右の突出量を違えることも可能である。
【００１０】
上記押し出し装置（コンテナ）１０は、図３に示すように、ベット上２０に設置された台２１、２１上に固定され、さらに押し出し装置１０内に投入された材料（ビレット）９を押し出すパンチ２２が準備され、パンチ２２をクロスヘッド２３を介して図中下方に押し出すことができるようになっている。
【００１１】
以上のように構成された押し出し装置（コンテナ）１０により曲がり製品を加工する方法を説明する。
押し出し装置１０は、図１に示すように組み立てられ、前述のように押し出し機械に設置されており、この押し出し装置１０からパンチ２２を使用して材料（ビレット）９を押し出すと、材料９には押し出し方向において前後にずれているダイス５、６の作用によって図２に示すように曲がりが与えられ、容易に曲がり製品を得ることができる。なお、このずれているダイス５、６の押し出し口に対する突出量Ｗ、前後のずれ量ｈを必要に応じて自由に調整することで、種々の形態の曲がり製品を製造することが可能となる。また、コンテナおよびダイスと材料の接触面には適宜潤滑材が塗布されている。
【００１２】
図４に曲率とずれ量（段差）との関係、図５に曲率と押し出し比との関係を示す。これらの図から、２枚のダイス５、６を前後にずらすことにより所定の曲率を発生させることが可能であり、また、各押し出し比が大きくなるにつれて曲率が大きくなることがわかる。なお、本実験で使用した材料、通路の寸法等は以下の通りである。
材料：プラスティシン（実験用モデルとして良く用いられる）
通路の寸法：１８×１８（ｍｍ）
ダイスの厚さ：３（ｍｍ）
潤滑方法：石鹸水をコンテナおよびダイスと材料の接触面に塗布
【００１３】
上述のように本発明の押し出し加工法および装置では、押し出し口においてダイスを押し出し方向に対して前後にずらすという簡単な方法で製品に曲がりを与えることができ、またダイスの突出量、ダイスのずれ量（段差）等を制御することで種々の曲がり状態を制御することができる。また、上記例ではダイスのずれ量を押し出し時に一定に保持しているが、製品加工中にダイスのずれ量、突出量をアクチュエータを使用して変更することで、曲がり状態を制御することも可能である。また本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように本発明はダイス孔を形成する２枚のダイスを、押し出し方向に対して前後にずらして配置するという極めて簡単な装置により、押し出し時に押し出し材料に対して所定の曲がりを付与することができる。また曲がり状態を容易に制御することができ、二次加工の不要な最終製品を得ることができる。また二次加工が省略できるため、製品の大幅なコストの低減を実現できる。さらにダイスシフト法は、板厚方向の横曲がりを制御する方法に有効である等の優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係るダイスシフト法に使用する押し出し装置の斜視図である。
【図２】  同押し出し装置によって材料を押し出す状態の平面図及び正面図である。
【図３】  本実施形態に係る押し出し装置を使用した押し出し機械の概略説明図である。
【図４】  曲率とずれ量（段差）との関係を示すグラフである。
【図５】  曲率と押し出し比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１          第１部材
２          第２部材
５、６      ダイス
７、８      固定手段
９          材料（ビレット）
１０        コンテナ（押し出し装置）
１１        通路
１２        押し出し口
【図１】
0003643262.tif 000002
【図２】
0003643262.tif 000003
【図３】
0003643262.tif 000004
【図４】
0003643262.tif 000005
【図５】
0003643262.tif 000006