(57)【要約】【課題】押出用ダイスに設ける押出穴の数を増やして製品の寸法精度を低下させずに断面が細長い押出材の製造効率を高められるようにすることを課題としている。【解決手段】押出機の押出用ダイス３に、細長い断面を有する押出穴４を放射状配置にして複数個設け、その押出穴４を通り抜けた押出材をプラーで牽引しながら各押出穴４から押出材を押出すようにした。この方法によれば、押出材を牽引するプラーの設置規制が緩和され、そのために押出穴４の数を増加させて製造効率を高めることが可能になり、また、押出時の材料の流れが安定して押出材の寸法精度も向上する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機の押出用ダイスに、押出穴を放射状配置にして複数個設け、その押出穴を通り抜けた押出材をプラーで牽引しながら各押出穴から押出材を押出す押出材の多穴押出方法。
【請求項２】
隣り合う押出材間の各箇所にプラーの可動爪をそれぞれ配置し、その可動爪を径方向内方に移動させて各押出穴を通り抜けた押出材を隣り合う可動爪で挟持し、この状態で前記可動爪を押出方向に移動させてプラーによる押出材の牽引を行う請求項１に記載の押出材の多穴押出方法。
【請求項３】
前記押出材として、アルミニウム又はアルミニウム合金製のベーン材を押出す請求項1又は２に記載の押出材の多穴押出方法。
【請求項４】
押出穴を放射状配置にして複数個設けた押出機の押出用ダイス。
【請求項５】
押出穴を放射状配置にして複数個設けた押出用ダイスと、前記押出穴を通り抜けた押出材を掴んで牽引するプラーとを備える多穴押出装置。
【請求項６】
隣り合う押出材間の各箇所にそれぞれ配置する可動爪と各可動爪の駆動機構とからなるチャッキング装置を前記プラーに含ませ、このチャッキング装置の各可動爪を径方向内方に移動させて各押出穴を通り抜けた押出材を隣り合う可動爪で挟持する構造にした請求項５に記載の多穴押出装置。
【請求項７】
前記可動爪として、内細りテーパの断面を有し、周方向両端のテーパ面で押出材を挟持するものを設けた請求項６に記載の多穴押出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、部材を同時に複数個押出成形する押出材の多穴押出方法、特に、押出用ダイスに設ける押出穴の数を増やして製品の寸法精度を低下させずに製造効率を高められるようにした多穴押出方法と、その方法で押出を行う多穴押出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に、この発明の方法で製造する部材の一例を示す。この部材Ａは、例えば、冷媒圧縮機用のベーンとして使用されるものであって、押出機で押出成形された長尺の扁平な金属の押出材を所要長さに切断して作られる。
【０００３】
押出成形は、間接押出機や直接押出機を用いて行われる。図７に間接押出機の概要を示す。図中１は材料(ビレット)Ｂを装填するコンテナ、２はコンテナ内の材料Ｂを加圧する主ラム、３は押出穴４を有する押出用ダイス、５はダイステム、６はエンドプラテン、７は押出穴４から押出された押出材Ｃを牽引するプラーである。図のように、プラー７の一部（チャッキング装置）をダイステム５の内側に侵入させて押出材Ｃを押出用ダイス３に近い位置で掴む装置は、下記特許文献１に開示されている。
【０００４】
従来使用されている押出用ダイス３の一例を図８に、また、押出材を掴むチャッキング装置８を図９にそれぞれ示す。図８の押出用ダイス３は、押出穴４の数を４個とし、その４個の押出穴を、縦、横に各２列に並べて設けている。また、プラーに含ませるチャッキング装置８は、図９に示すように、可動爪８−１と固定爪８−２を組み合わせたチャッキング部と、そのチャッキング部の爪の間に押出材Ｃが入り込んだことを検知する検知棒８−３を組み合わせたものなどが使用されている。
【０００５】
ところで、図７に示した間接押出機は、直接押出機に比べて押出圧を低く抑えられる利点がある一方で、プラー７の一部をダイステム５の内側に侵入させるので、ダイステムの無い直接押出機に比べるとプラー構造の制約を受け易いと言う欠点を併せ持つ。その欠点があるために、間接押出機では特に、プラーのチャッキング部の配置や設置数が規制され、押出用ダイス３に設ける押出穴４の数にも制約が生じて押出穴４の数をさらに増加させて製造効率を高めようとしてもそれができないと言う問題や、図８のような押出穴の配置では押出時の材料の流れが安定せず、得られる押出材Ｃの寸法精度が低下すると言う問題があった。押出用ダイス３に設ける押出穴４の数は、図８のダイスは４個になっている。
【特許文献１】特開平７−１８５６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、押出用ダイスに設ける押出穴の数を増やして製品の寸法精度を低下させずに押出材の製造効率を高められるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明においては、押出機の押出用ダイスに、押出穴を放射状配置にして複数個設け、その押出穴を通り抜けた押出材をプラーで牽引しながら各押出穴から押出材を押出す多穴押出方法を提供する。
【０００８】
この押出方法では、隣り合う押出材間の各箇所にプラーの可動爪をそれぞれ配置し、その可動爪を径方向内方に移動させて各押出穴を通り抜けた押出材を隣り合う可動爪で挟持し、この状態で前記可動爪を押出方向に移動させてプラーによる押出材の牽引を行うと好ましい。
【０００９】
押出材の代表的なものとしては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金によって形成されるベーン材があるが、この発明の方法で製造する押出材は、そのベーン材に限定されるものではない。
【００１０】
押出材の材料は、一般的な押出加工で製造されるものを使用できる。その材料としては、アルミ系金属のほかに、鉛、鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄鋼、チタン、チタン合金、ウラン、ジルコン、ベリリウム、ニオブ、ハフニウム、タングステンなどがあり、これらの材料の押出にこの発明の方法が適用される。押出材は、任意の断面形状をもつものを製造対象とする。また、押出用ダイスに設ける押出穴の放射状配置は、穴の断面の長手方向が放射状線と平行又は略平行となる向きとする。
【００１１】
この発明では、種々の押出穴を放射状配置にして複数個設けた押出用ダイス及びその押出用ダイスと前記押出穴を通り抜けた押出材を牽引するプラーとを備える多穴押出装置も併せて提供する。
【００１２】
多穴押出装置は、隣り合う押出材間の各箇所にそれぞれ配置する可動爪と各可動爪の駆動機構とからなるチャッキング装置をプラーに含ませ、このチャッキング装置の各可動爪を径方向内方に移動させて各押出穴を通り抜けた押出材を隣り合う可動爪で挟持する構造のものや、押出穴を周方向に定ピッチで３個以上設けたものが好ましい。
【００１３】
なお、プラー構造の制約による押出穴の設置数規制は間接押出機において特に顕著であるので、この発明は、その間接押出機を用いた押出成形に適用するのに向いているが、直接押出機を使用する押出成形に適用したときにもこの発明の有効性が発揮される。
【発明の効果】
【００１４】
押出穴を放射状に配置すると、隣り合う押出材間にそれぞれ空間が確保される。その空間は端面視において外側になるほど広がっており、そこにプラーのチャッキング部の構成要素を配置することができる。これにより、チャッキング装置の設置規制が緩和され、チャッキング部の数を増やしてより多くの押出材をプラーで掴むことが可能になる。その結果、押出穴の設置数を増加させて製造効率を向上させることが可能になる。
【００１５】
また、断面の細長い押出穴をその長尺方向を放射状にして配置すると、各押出穴に対する材料の流れが安定し、押出材の寸法精度も向上する。
【００１６】
プラーのチャッキング部は、隣り合う押出材間の各箇所に可動爪をそれぞれ配置し、その可動爪を径方向内方(放射配置の中心側)に移動させて隣り合う可動爪で押出材を挟持するものが望ましく、この構造のものは、押出穴の数をより多くして製造効率をさらに高めることができる。
【００１７】
なお、押出用ダイスに設ける押出穴の数は、製造効率の面からは可能な限り多くするのが望ましい。スペース面での設置規制は当然受けるが、押出用ダイスに対する押出穴の設置数が制限されていた従来法と比較すると、押出穴の数をさらに増やして製造効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、この発明を適用した間接押出機を示している。この間接押出機２０は、材料Ｂを装填するコンテナ１、コンテナ内の材料Ｂを加圧する主ラム２、押出穴４を有する押出用ダイス３、ダイステム５、エンドプラテン６、押出穴４から押出された押出材Ｃを掴んで牽引するプラー７を備えている。例示の間接押出機２０は、押出用ダイス３とプラー７が、図７に示した従来の間接押出機と異なる。その他の要素は従来の押出機に採用されているものと同じものでよい。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、押出用ダイス３には、細長い断面を有する押出穴４がその長尺方向を放射状配置にして複数個設けられている。各押出穴４は同一形状であり、ダイス３の中心から各押出穴４までの距離は等しい。押出穴４の数は例示の８個に限定されない。
【００２０】
押出用ダイス３に放射状配置にして設ける押出穴４は、断面形状は任意に設定できる。例えば、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、その断面形状が丸や角であってもよい。
【００２１】
プラー７は、押出材Ｃを掴むチャッキング装置８と、このチャッキング装置８を押出方向に引き動かす牽引手段１４を組み合わせて構成されている。
【００２２】
チャッキング装置８は、図３及び図４に示すように、隣り合う押出材Ｃ、Ｃ間の各箇所に配置する可動爪９と、全部の可動爪９を同期させて径方向に移動させる爪駆動機構１０と、検知棒などの検知手段１１を組み合わせて構成されている。可動爪９は、押出材Ｃを個々に掴むためのチャッキング部を押出穴４の数と同数作りだす。この可動爪９は、内細りテーパの断面を有しており、この可動爪９を爪駆動機構１０で駆動して径方向内方に移動させると、各可動爪９が隣り合う押出材Ｃ、Ｃ間に圧入されて隣り合う可動爪９間に押出材Ｃが挟み込まれる。図示のチャッキング装置８は、押出材Ｃがチャッキング点に到達したこと（可動爪９間に進入したこと）を検知手段１１で検知して爪駆動機構１０を作動させる。
【００２３】
可動爪９は、図に示したようなスプリットコレット１２を使用してそのコレットの縦割りされた部分を爪として使用することができる。スプリットコレット１２を使用すると、簡単且つコンパクトな爪駆動機構１０を用いて各可動爪９を一括して半径方向に移動させることが可能になる。
【００２４】
例えば、図示の爪駆動機構１０は、スプリットコレット１２の外周に締付リング１３をテーパ嵌合させており、締付リング１３をスプリットコレット１２上で軸方向(押出材の押出方向と逆方向)に相対移動させてスプリットコレット１２を収縮させることができる。スプリットコレット１２と締付リング１３の軸方向相対移動は、アクチュエータを設けて行う。牽引手段１４の牽引軸１５を、内軸１５ａとその内軸１５ａの外周にスライド自在に嵌める外軸１５ｂとで構成し、内軸１５ａをスプリットコレット１２に、外軸１５ｂを締付リング１３にそれぞれ連結し、押引きアクチュエータ（図示省略）などで内軸１５ａと外軸１５ｂを相対移動させるといった方法で行える。
【００２５】
牽引手段１４は、チャッキング装置８に連結した前述の牽引軸１５と、この牽引軸１５を押出材の押出方向に引き動かす駆動機構１６とで構成されており、この牽引手段１４が，チャッキング装置８で掴んだ押出材Ｃに牽引力を加える。駆動機構１６は、回転駆動源１６ａを有するピニオン１６ｂを外軸１５ｂの外周に設けたラック１６ｃに噛合させ、ピニオン１６ｂを回転させて牽引軸１５（内軸１５ａと外軸１５ｂの２者）を材料の押出方向に進退させるものを示したが、これに限定されるものではない。
【００２６】
また、押出用ダイス３に設ける押出穴４は、図の簡略化のために長方形の断面を持つ穴にしたが、その穴の形状は押出材の断面形状に合致するように設計される。例えば、押出材がベーン材である場合には、ベーンの先端となる側を薄くし、必要ならベーンの根元になる側のコーナに面取りを施すと言ったことがなされる。
【００２７】
さらに、押出材の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉛、鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄鋼、チタン、チタン合金、ウラン、ジルコン、ベリリウム、ニオブ、ハフニウム、タングステンなどが使用される。
【００２８】
以下に、この発明の方法の有効性を確認するために行った比較試験の結果を記す。試験は、押出穴を計４個設けた従来の図８に示した押出用ダイスと、押出穴を直径φ９１．０ｍｍの円に内接させて周方向に４５°ピッチで計８個設けたこの発明の図２の押出用ダイスを使用して、長さ３２．０ｍｍ、厚さ５．０ｍｍのアルミニウム合金製ベーン材の押出成形を行い、各方法で得られたベーン材の寸法精度を比較した。その結果を、表１にまとめる。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
この発明の方法は、より多くの押出材をプラーで掴めるようにして押出穴の数を２倍に増やしているため、生産性が従来方法に比べて２倍に高まった。また、表１からわかるように、得られた押出材の寸法精度にも明らかな差が見られた。なお、寸法精度は、押出材Ｃの図５に示す厚さｔ、幅ｗ、F面とF´面の平行度、F面（F´面）の平面度の４項目について調べた。また、F面、F´面の平面度は、ＪＩＳ  Ｂ００２１：１９９８に準拠して測定を行った。表１のデータは、サンプル数３６個の平均値を表している。
【００３１】
試験は８穴で実施したが８穴に限定されるものではない。また、押出材をスプリットコレットでチャッキングする場合、チャックの爪の開閉操作性（容易さ）の点で押出穴４の数は５穴以上であるのが好ましい。また、可動爪９の剛性及び押出ダイス強度確保の点で押出穴４の数は１０穴以下であるのが好ましい。
【００３２】
この比較試験において、この発明の方法による押出材の寸法精度が向上したのは、押出穴を放射状に配置したことによって各押出穴に対する材料の流れが安定したためであると考えてよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の多穴押出方法と多穴押出装置の一例を示す断面図
【図２】(ａ)この発明で用いる押出用ダイスの一例を示す端面図、（ｂ）押出用ダイスの他の例を示す端面図、（ｃ）押出用ダイスのさらに他の例を示す端面図
【図３】チャッキング装置による押出材の把持状態を示す断面図
【図４】チャッキング装置による押出材の把持状態を側方から見た断面図
【図５】比較試験で製造した押出材の端面図
【図６】押出材で形成された部材の一例を示す斜視図
【図７】従来の間接押出機の概要を示す断面図
【図８】従来の押出用ダイスの一例を示す端面図
【図９】従来の押出機に採用されているプラーのチャッキング部を簡略化して示す図
【符号の説明】
【００３４】
１          コンテナ
２          主ラム
３          押出用ダイス
４          押出穴
５          ダイステム
６          エンドプラテン
７          プラー
８          チャッキング装置
９          可動爪
１０        爪駆動機構
１１        検知手段
１２        スプリットコレット
１３        締付リング
１４        牽引手段
１５        牽引軸
１５ａ      内軸
１５ｂ      外軸
１６        駆動機構
１６ａ      回転駆動源
１６ｂ      ピニオン
１６ｃ      ラック
２０        間接押出機
Ａ          部材
Ｂ          材料
Ｃ          押出材
【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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