(57)【要約】【課題】押出加工の初期とその後のアルミバー材に肉厚や形状のバラツキ，長手方向の捻れ等の押出不良が発生するのを簡易且つ確実に解消する。【解決手段】アルミバー材を成形するダイスとバッカーを嵌合収納するダイリング１の外周面を周方向にローレット状の波型とするように外周面に多数平行の溝１３と凸部１４からなる凹凸部１２を配置し，その凸部１４の線接触状態でダイスライドに載置支持するものとすることにより，高温加熱したダイリング１が非加熱のダイスライドに対して伝導放熱するのを防止する。これによってダイスの温度分布が可及的に均一化し，アルミバー材の押出不良を解消できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイリングの外周面又は背面と非加熱部材との接触面にその接触面積を可及的に減少する溝，突起等の凹凸部を介設し上記ダイリングと被加熱部材との接触によるダイリングの伝導放熱を可及的に抑制してなることを特徴とするアルミバー材の押出加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建材等の各種分野で使用されるアルミバー材を押出加工するアルミバー材の押出加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
押出加工装置によってアルミバー材（アルミ押出形材といってもよい）の押出加工を継続した場合，押出加工の初期とその後のアルミバー材に肉厚や形状のバラツキ，長手方向の捻れ等の押出不良が生じやすいこと，その原因は，アルミを押出加工する高温加熱したダイスが鋼製であることによって経時的に放熱するため，その中心部と外周部の温度分布の均一性が損われて，ダイスの熱収縮が不均一となる結果，ダイスの中心部に形成したアルミバー材の形状を定めるダイス孔に，これを狭隘化するような変形が生じることによるものと見られることが知られており，その解決のために，例えば特許文献１は，ダイス及びその背面のバッカーを嵌合収容するダイリングの内周に断熱材を嵌挿装着し又は該ダイリングの背面側を開口するように形成した環状溝に断熱材を埋込充填して，該断熱材の断熱作用によってダイスの温度低下を防止し，該ダイス温度分布の均一性を維持するようにしたものとされ，また特許文献２は，ダイスの放熱によってその中心側と外周側の温度分布の均一性が損われることを不可避であるとして，予めダイスの高温加熱をその中心側でアルミビレット温度より高く，外周側でこれより相対的に低くした高低の温度分布となるようにして，外周部の放熱が進行することによって温度分布の均一性を確保して，上記ダイスの熱収縮を抑制するようにしたものとされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２２８２２３号（２頁〜３頁，図１及び図２）
【特許文献２】
特開２００１−２５９７３１（２頁〜３頁，図４及び図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら上記特許文献１はダイリングに断熱材を使用するために，断熱材の装着作業が煩雑化し易く，また断熱材はダイスと同様に高温加熱されるダイリングに装着することによって早期の劣化が予想されるため，断熱材交換やそのための管理が煩雑となり，また加熱，昇温を遅くしてしまう。特許文献２はダイスの加熱を温度分布を高低に差を付けた状態に行なうために，加熱作業や温度管理が煩雑となり，いずれも押出加工の作業性を損なうという問題点が残されている。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので，その解決課題とするところは，押出加工に際して特段の作業や管理を必要とすることなく，可及的簡易且つ確実に押出不良を解消し得るようにしたアルミバー材の押出加工装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題に添って鋭意検討した結果，本発明者らは，上記ダイス温度分布の均一性が損なわれるのは，ダイスの経時的な放熱というより，ダイス及びバッカーを嵌合収容してこれらとともに高温加熱されて押出加工装置に装着されるダイリングが，これを下支え支持するダイスライド，背面で受止めするボルスター等と接触するところ，これらは加熱されることなく押出加工装置に設置される非加熱部材であることから，上記接触によって高温加熱されたダイリングが急速に冷却されるように伝導放熱を行なうとともに該ダイリングの冷却によってダイスにも同様な伝導放熱が生じることに主な原因があること，押出加工装置において，一般に２×１０７Ｎ程度というように大きな加圧力を受けるのはダイス，バッカー，ボルスター等であり，ダイス，バッカーの外周に位置するダイリングはビレットとコンテナの摩擦力経由の加圧力の一部とコンテナシール力を負担する程度であり，その実質的な重量，即ち熱容量と基本形状を維持できればその外周面，背面等に加工を施しまたこれと接触する非加熱部材に同様に加工を施すことが可能であること，このとき外周面，背面等乃至非加熱部材に施す加工を，例えば溝，突起等による凹凸部とすれば，ダイリングの接触面積を減少するとともに凹部に空気の断熱層が形成されてダイリングの機能を損うことなくその上記伝導放熱を抑制し，アルミバー材の押出不良を特段の作業を必要とせずに簡易且つ確実に防止し得るとの知見を得た。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであって，即ち本発明は，ダイリングの外周面又は背面と非加熱部材との接触面にその接触面積を可及的に減少する溝，突起等の凹凸部を介設し上記ダイリングと被加熱部材との接触によるダイリングの伝導放熱を可及的に抑制してなることを特徴とするアルミバー材の押出加工装置とし，これを発明の要旨として上記課題解決の手段としたものである。
【０００８】
本発明の凹凸部配置の好ましい実施形態として，伝導放熱を効果的に抑制するために，ダイリングの非加熱部材に対する接触面積を可及的に小さくするようにダイリングの外周面又は背面に該接触を線接触や点接触とする凹凸部を配置すること，その際ダイリングの実質的な重量を維持するには，接触面積を外周面でその面積の１０％程度乃至それ以下（例えば７〜８％）とし，背面でその面積の５０％程度乃至それ以下（例えば３０〜４０％）とすること，上記凹部による空隙に形成される空気断熱層がその断熱性を可及的に発揮し得るようにするため，該空隙において空気対流が生じないように凹凸部の深さを可及的に浅く設定すること，その際空気対流の可能性を略完全に解消し得るようにその深さを２〜３ｍｍ程度とすることが挙げられ，このようにすることによってそれぞれ良好な結果を得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面の例に従って本発明を更に具体的に説明すれば，符号１はダイリング，２は該ダイリング１の円形透孔１１に嵌合装着され中心部にアルミバー材７成形用のダイス孔２１を備えたダイス，３は該ダイス２の背面に位置して同じく上記ダイリング１の円形透孔１１に嵌合装着されたバッカー，４はダイリングを載置支持してこれに接触する非加熱部材のダイスライド，５はダイリングを受止めしてこれに接触する同じく非加熱部材のボルスター，６はコンテナであり，これらはいずれも鋼製のものとされる。
【００１０】
このときダイリング１の外周面又は背面と非加熱部材４又は５との接触面にその接触面積を可及的に減少する溝，突起等の凹凸部１２を介設し上記ダイリング１と被加熱部材４又は５との接触によるダイリング１の伝導放熱を可及的に抑制したものとしてあり，本例にあってはダイリング１の外周面又は背面に凹凸部１２を配置し該ダイリング１と上記被加熱部材４又は５との接触によるダイリング１の伝導放熱を可及的に抑制したものとしてある。
【００１１】
図１乃至３の例にあって上記凹凸部１２は，これをダイリング１における外周面に溝１３を形成することによって配置したものとしてあり，このとき凹凸部１２を形成する溝１３は，ダイリング１の外周面にその上記円形透孔１１の貫通方向，即ち前後方向に向けて所定ピッチ平行に多数配置することによって，凹凸部１２が該溝１３による凹部と溝１３間に形成されることになる凸部１４とを交互に配置した外周面略全面に亘る比較的浅い波型をなすようにしてあり，これにより凸部１４の先端がダイリング１を載置支持する上記ダイスライド４に対して線接触するようにし，またダイスライド４の載置支持状態でこれとの間に形成される凹部によって空気断熱層を配置し得るようにしてある。
【００１２】
本例にあって凹凸部１２は，例えば深さを２〜３ｍｍ程度乃至それ以下とするように，例えば半径５ｍｍ程度の円弧を外周面にローレット状をなす如くに連続配置することによって，円弧面による溝１３と凸部１４とを交互に等ピッチで配置したものとしてあり，これにより凸部１４の上記ダイスライド４に対する線接触を可及的に微小の接触とするようにし，また上記ダイスライド４との間に形成される空隙内で空気対流を略完全に防止して空気断熱層としてその断熱性を可及的高度に確保し得るようにしてある。
【００１３】
このように外周面に凹凸部１２を配置した本例のダイリング１は，その円形透孔１１に正面側の前方にダイス２を，背面側の後方にバッカー３を，これらが対接するようにそれぞれ嵌合収容し，常法に従って，例えば４５０℃程度に高温加熱し，図示省略の押出加工装置に装着して，加圧成形可能温度の同じく４５０℃程度に加熱したアルミビレットの押出加工を行うが，このときダイリング１が上記４５０℃程度であるに対して，押出加工装置に加熱することなく設置された上記被加熱部材をなすダイスライド４，ボルスター５は周辺からの熱を受けて幾分昇温するも常温程度の温度に置かれ，ダイリング１がこれらに接触するが，本例のように外周面に凹凸部１２を配置したダイリング１を使用し，例えば複雑断面形状をなす住宅用サッシの上枠によるアルミバー材の押出加工の実験においては，８回の押出加工における開始当初とその後の肉厚（サンプル数は各押出加工毎に４箇所）最大１．４２ｍｍ，最小１．３８ｍｍであり，いずれも０．０４ｍｍの範囲に納まる結果となり，従来の押出加工における一般的な許容寸法０．１ｍｍの１／２以下のバラツキに過ぎなかった。また該上枠によるアルミバー材には形状のバラツキや長手方向の捻れ等は全く見られなかった。肉厚，形状のバラツキ，捻れ等の発生原因は，上記のようにダイス２における熱収縮によって生じるダイス孔２１の変形にあるとされるところ，本例のダイリング１がその外周面に上記凹凸部１２を配置して，ダイスライド４に対する接触を微細な線接触としたことが，凹凸部１２を配置したことによるダイスライト４との間の空気断熱層の存在と相俟って，ダイリング１の伝導放熱を可及的に抑制し，ダイリング１の伝導放熱に起因するダイス２の冷却を防止し，ダイス２温度分布の均一性を確保することが，上記肉厚のバラツキを極限的に低下させ，変形や捻れのないアルミバー材を押出加工し得た主要因であることが判明した。
【００１４】
図４は他の例を示すもので，本例にあって上記凹凸部１２は，これを同じくダイリング１の外周面に溝１３を形成することによって配置したものとし，このとき凹凸部１２を形成する溝１３は，ダイリング１の外周面の前後方向中間位置にその外周方向に向けて幅広にして比較的浅い単一の中間溝をなすように配置し，凹凸部１２が該溝１３による凹部とその前後両側の残存して細幅とされた外周面によるリブ状一対の凸部１４とによって形成したものとしてあり，同じく一対の凸部１４がダイリング１を載置支持する上記ダイリング１に対して中間の溝１３部分を非接触とするように両側で面接触を行なってその安定支持を行なうとともにダイスライド４の載置支持状態でこれとの間に形成される上記溝１３の凹部によって空気断熱層を配置し得るようにしてある。
【００１５】
本例にあって凹凸部１２の上記溝１３は，例えば深さを上記と同様に２〜３ｍｍ程度乃至それ以下に浅くし，その幅を１０〜１５ｃｍ程度の幅広，本例にあっては１０ｃｍ程度の幅広とすることによって，該浅く幅広の溝１３の凹部による空隙内において同様に空気対流を略完全に防止してその断熱性を可及的高度に確保して，上記ダイリング１の伝導放熱を抑制するようにしてある。
【００１６】
この場合も実験によれば同じく上枠によるアルミバー材における肉厚のバラツキは上記と略同様な範囲に納まり，変形や長手方向の捻れのないものとなし得た。
【００１７】
図５は上記ダイリング１に凹凸部１２を配置するのに代えて，ダイスライド４のダイリング受座を断面多角形とすることによってその前後方向に同一断面とすることによってダイリング受座の全体としての凹凸部４１を配置した例であり，このときダイリング１は凹凸部１２を配置することなくそのままリング状としても，ダイスライド４の多角の屈曲部４２と屈曲部４２間の各辺４３による該全体としての凹凸部４１が形成されることによって，ダイスライド４に載置支持状態でダイリング１は凹凸部４１の各辺４３に対して線接触してその接触面積を可及的に抑制し，このときダイスライド４の前後端面はコンテナ  及びボルスター５によって被覆されるから同じく辺４３の接触部分以外の空隙に断熱空気層が形成されることになり，同様にダイリング１の非加熱部材たるダイスライド４に対する伝導放熱を抑制することができる。
【００１８】
図６は上記ダイリング１の背面とボルスター５との間に凹凸部５１を介設した例であり，本例にあって凹凸部５１は，これをボルスター５の前面に配置してあり，このときボルスター５はその前面に水平多数にして浅い細溝とするように左右方向に向けて形成した溝５２と該溝５２間に残存したリブ状の凸部５３による凹凸部５１が形成されることによって，同じくダイリング１がボルスター５に受止めされてリブ状の凸部５３に接触して同じくその接触面積を可及的に抑制し，このとき同様にボルスター５はコンテナによって被覆されるから上記溝５２の凹部による空隙に断熱空気層が形成され，また本例にあって溝５２の深さを２〜３ｍｍ乃至それ以下とすることによってその空気対流が略完全に防止されるに至り，同様にダイリング１の非加熱部材たるボルスター５に対する伝導放熱を抑制することができる。
【００１９】
図示した例は以上としたが，本発明の実施形態として，凹凸部を溝によるものとするとき，該溝を単一又は複数にして適宜幅の直線乃至蛇行のものとすること，凹凸部を上記溝以外に，点状突起，桝目をなす交差リブ状突起等の適宜の突起を配置することによって形成するようにし，該突起によってダイリングと非加熱部材の接触を行い，その接触面積を抑制するようにし，またこのとき突起間の凹部による空隙を上記と同じく空気断熱層とすることが可能である。
【００２０】
このように本発明の実施に当っては，ダイリング，ダイスライドやボルスター等の非加熱部材，凹凸部の材質，形状，構造，これらの関係，寸法や面積等の数値，これらに対する付加等は，上記発明の要旨に反しない限り様々の形態のものとすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりに構成したから，ダイスの熱収縮によって生じるダイス孔の変形に原因があるとされるアルミバー材の押出不良に対して，ダイリングと非加熱部材との間にその接触面積を可及的に減少する凹凸部を介設してダイリングの非加熱部材への伝導放熱を可及的に抑制し，ダイス温度分布の均一性を確保することにより，これを解消することが可能となり，従ってダイリング乃至非加熱部材に単に予め凹凸部を形成するという物理的措置を施すことによって，押出加工に際して特段の作業や管理を必要とすることなく，可及的簡易且つ確実に押出不良を解消し得るアルミバー材の押出加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイリングの正面図である。
【図２】ダイリングの側面図である。
【図３】ダイリングの装着状態を示す縦断面図である。
【図４】他の例に係るダイリングの斜視図である。
【図５】ダイスライドの縦断面図である。
【図６】ボルスターとダイリングの関係を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ダイリング
２  ダイ
３  バッカー
４  ダイスライド
５  ボルスター
６  コンテナ
１２  凹凸部
１３  溝
１４  凸部
４１  凹凸部
４２  屈曲部
４３  辺
５１  凹凸部
５２  溝
５３  凸部
【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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