(57)【要約】【課題】成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供すること。【解決手段】中空形材の内側形状を成形するマンドレル３及び該マンドレルを支持するブリッジ４を有するオス型２と、中空形材の外側形状を成形する孔６を有するメス型５とを備える中空形材用押出ダイス１であって、オス型２及びメス型５が押出方向に次第に拡開するダイリング７の内部に装着されているスパイダー式ダイスであり、ブリッジ４の後端に傾斜部４ｃを設けてブリッジ４の後端の厚さが薄くなるように形成されている。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形材の内側形状を成形するマンドレル及び該マンドレルを支持するブリッジを有するオス型と、中空形材の外側形状を成形する孔を有するメス型とを備える中空形材用押出ダイスであって、
前記オス型及び前記メス型が押出方向に次第に拡開するダイリングの内部に装着されているスパイダー式ダイスであり、前記ブリッジの押出方向における後端は、後方向に連続的に前記ブリッジの厚さが薄くなるよう形成されていることを特徴とする中空形材用押出ダイス。
【請求項２】
請求項１に記載の押出ダイスは、前記ブリッジにより分割される素材の導入路が２つであることを特徴する中空形材用押出ダイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金等からなる中空断面を有する形材を成形する押出ダイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、中空断面を有する形材を得るのにも優れているため、広く採用されている。また、一般的な押出加工は、断面形状が固定されたダイスに円柱状の素材（ビレット）を押出して成形するため、押出方向の全てにおいて同一断面形状の細長い製品（形材）を得る工法となっている。
【０００３】
中空断面を有する形材を成形するための従来の押出ダイスとしては、例えば、図４〜図５に示されるものがある。図４〜図５に示すように、押出ダイス５１は、スパイダー式ダイスであり、中空形材の内側形状を成形するオス型５２と中空形材の外側形状を成形するメス型５５を組み合わせて、押出方向に次第に拡開するダイリング５７の内部に装着されている。オス型５２は、互いに交差する２つのブリッジ５４と、この２つのブリッジ５２が交差する部分に設けられているマンドレル５３を有している。この押出ダイス５１は、ブリッジ５４により分割される素材の導入路５１ａが４つとなっている。また、図５（ｂ）に示すように、ブリッジ５４の押出方向における後端面５４ａと、押出方向に平行な側面５４ｂとで形成される角度Ｒｂは、通常は直角になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の技術においては、生産性を向上させるために押出速度を上昇させると、押出荷重（ラム圧）が上がり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生する恐れがあった。特に、高強度の中空形材を押出成形する場合は、その問題が顕著であった。
【０００５】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供することを技術的課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、中空形材の内側形状を成形するマンドレル及び該マンドレルを支持するブリッジを有するオス型と、中空形材の外側形状を成形する孔を有するメス型とを備える中空形材用押出ダイスであって、ブリッジの押出方向における後端は、後方向に連続的にブリッジの厚さが薄くなるよう形成されていることを特徴とする中空形材用押出ダイスとした。
【０００７】
本発明に係る中空形材用押出ダイスによれば、ブリッジの後端の厚さが薄くなるように形成されているので、素材からの圧力を垂直に受けるブリッジの後端面の面積が小さくなるとともに、素材の流れ込みが良くなり、押出成形時の押出荷重（ラム圧）を低減することができる。その結果、素材の流れもスムーズとなり、押出速度を上昇させても、形材の断面寸法や形状の全てにおいて良好な中空形材を得ることができ、生産性の向上を図ることが可能となる。
【０００８】
特に、スパイダー式ダイスにおいて、ブリッジの後端の厚さが薄くなるように形成したので、高強度な中空形材を押出成形する場合であっても、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく押出速度を上昇させることができる。
【０００９】
好ましくは、請求項２に記載のように、押出ダイスは、ブリッジにより分割される素材の導入路が２つであることが望ましい。これにより、素材が押出されるときのブリッジによる抵抗が小さくなり、高強度材であっても素材の流れをスムーズとすることができる。更には，マンドレルの中心付近にも素材が流れ込みやすくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良を低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１１】
図１〜図２は、本発明に係る中空形材用押出ダイスの一実施形態の断面を示した模式図であり、図１は後方から見た図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。この中空形材用押出ダイス１は、アルミニウム合金からなる素材（ビレット）を挿入するコンテナ（図示せず）の押出方向前方に配設される。
【００１２】
図１〜図２に示すように、中空形材用押出ダイス１は、スパイダー式ダイスであり、オス型２とメス型５を組み合わせて、押出方向に次第に拡開するダイリング７の内部に装着されている。ここでいう押出方向とは、押出成形材が押し出されていく方向（図２における右方向）のことである。
【００１３】
オス型２は、中空形材の内側形状を成形するマンドレル３とブリッジ４を有している。本実施形態では、１つのブリッジ４の中央部に、押出方向に突出するようにしてマンドレル３が支持されている。マンドレル３には、オス型ベアリング３ａが形成されている。
【００１４】
メス型５は、中空形材の外側形状を成形する孔６を有している。孔６には、オス型ベアリング３ａに対向するメス型ベアリング６ａが形成されている。オス型ベアリング３ａとメス型ベアリング６ａとの隙間から素材が押し出されて、例えば断面が口の字形状や日の字形状の中空形材が押出成形されるようになっている。
【００１５】
図１に示すように、中空形材用押出ダイス１は、ブリッジ４により分割される素材の導入路１ａが２つとなっている。この導入路１ａは、ブリッジ４の側面４ｂとダイリング７の内周面とで形成されている。側面４ｂは、押出方向に平行となっている。
【００１６】
ブリッジ４の後端面４ａと側面４ｂとが交差する角部には、傾斜部４ｃが設けられている。即ち、ブリッジ４の押出方向における後端は、ブリッジ４の厚さが押出方向の中央部における厚さＷ４から、後方向（図２における左方向）に連続的に薄くなるよう形成されている。この傾斜部４ｃは、ブリッジ４の両方の側面４ｂに設けられている。側面４ｂに対する傾斜部４ｃの傾き角度Ｒａは、例えば１５〜４０°となっており、材料強度等によって適宜設定される。
【００１７】
ブリッジ４の前端にも同様の傾斜部４ｅが設けられており、ブリッジ４の厚さが押出方向の中央部における厚さＷ４から、前方向（図２における右方向）に連続的に薄くなるよう形成されている。また、ブリッジ４の厚さＷ４は、マンドレル３の首部の厚さＷ３と同等の寸法に設定されている。
【００１８】
従来例と比較すると、図４〜図５に示すように、従来の中空形材用押出ダイス５１は、２つのブリッジ５４を交差させているので、オス型５２の後端における厚さＷ５２はマンドレル５３の首部の厚さＷ５３よりも大きい寸法となっている。即ち、各導入路５１ａの入口からマンドレル５３までの距離が長く素材の流れは抵抗の大きなものとなっており、押出荷重を上げている要因の１つとなっている。また、特に日の字形状等の中空形材を押出成形する場合は、マンドレル５３の中心付近に素材が流れ込みにくくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生しやすくなっている。
【００１９】
次に、上記のように構成された本発明に係る中空形材用押出ダイス１と、図４〜図５に示す従来の中空形材用押出ダイス５１とにおいて、７０００系のアルミニウム合金で耐力が３４０ＭＰａ以上である中空形材を、押出速度を一定にして押出加工したときの押出荷重（ラム圧）を比較した。その結果、図３に示すように、本発明に係る中空形材用押出ダイス１は、比較例である従来の中空形材用押出ダイス５１と比べて、押出荷重を全体的に４〜８％ほど低減することできた。
【００２０】
また、本発明に係る中空形材用押出ダイス１において、成形される中空形材の品質を満足できる限界の押出荷重となるまで押出速度を上昇させたところ、従来の中空形材用押出ダイス５１と比べて、約２倍の押出速度とすることができた。
【００２１】
以上のように、本発明に係る中空形材用押出ダイス１においては、ブリッジ４の後端に傾斜部４ｃを設けてブリッジ４の後端の厚さが薄くなるように形成されているので、素材からの圧力を垂直に受けるブリッジの後端面４ａの面積が小さくなるとともに、素材の流れ込みが良くなり、押出成形時の押出荷重（ラム圧）を低減することができる。その結果、素材の流れもスムーズとなり、押出速度を上昇させても、形材の断面寸法や形状の全てにおいて良好な中空形材を得ることができ、生産性の向上を図ることが可能となる。特に、スパイダー式ダイスに適用したので、高強度な中空形材を押出成形する場合であっても、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく押出速度を上昇させることができる。
【００２２】
また、ブリッジ４により分割される素材の導入路１ａを２つとしたので、素材が押出されるときのブリッジ４による抵抗が小さくなり、高強度材であっても各導入路１ａからオス型ダイベアリング３ａとメス型ダイベアリング６ａとの隙間への素材の流れをスムーズとすることができる。更には、導入路１ａを２つ（即ちブリッジ４を１つ）としたことで、オス型２の後端における厚さ（ブリッジ４の厚さＷ４）を薄くして、マンドレル３の首部の厚さＷ３と同等の寸法にすることができるので、マンドレル３の中心付近にも素材が流れ込みやすくなり、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良の低減を図ることが可能となる。
【００２３】
尚、本発明の実施にあたっては、押出成形される中空形材の断面形状は特に限定されるものではなく、矩形状や円形状はもちろん中空部が複数ある多孔の中空形材等であってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成形される中空形材の断面肉厚のヒケや割れ不良が発生することなく、押出荷重を抑えながら押出速度を上昇させることが可能な中空形材用押出ダイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中空形材用押出ダイスの一実施形態を後方から見た図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】押出加工時の押出荷重を本発明の実施形態と従来例とを比較して示す図である。
【図４】従来の中空形材用押出ダイスを示す図である。
【図５】図５（ａ）は図４のＣ−Ｃ断面図、図５（ｂ）は図４のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１　　　中空形材用押出ダイス
１ａ　　導入路
２　　　オス型
３　　　マンドレル
３ａ　　オス型ベアリング
４　　　ブリッジ
４ａ　　後端面
４ｂ　　側面
４ｃ　　傾斜部
５　　　メス型
６　　　孔
６ａ　　メス型ベアリング
７　　　ダイリング
Ｒａ　　傾斜部４ｃの傾き角度
Ｗ３　　マンドレル３の首部の厚さ
Ｗ４　　ブリッジ４の厚さ
Ｗ５２　　オス型５２の後端における厚さ
Ｗ５３　　マンドレル５３の首部の厚さ
【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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