JP2012006051A - 半中空形材製造用押出ダイス - Google Patents

Abstract

【課題】半中空形材の肉厚寸法の精度を向上させることができる半中空形材製造用押出ダイスを提供する。
【解決手段】押出ダイス１は、半中空形材８を成形する成形孔３と、半中空形材８のトング部82を成形するトング部成形部22と、半中空形材８のトング開口部83を成形するトング開口部成形部23と、ウエルドチャンバ51と、メタルホール55とを有する。ウエルドチャンバ51内に、トング部成形部22の上流側に対応してダミー成形部６が設けられている。成形孔３におけるトング部成形部22の先端側部分3aの幅寸法t2は、半中空形材８における前記先端側部分3aの対応部分8aの肉厚寸法t1よりも大きく設定されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、半中空形材を押出加工により製造する際に用いられる半中空形材製造用押出ダイス、及び該押出ダイスを用いた半中空形材の製造方法に関する。

なお本明細書において、上流及び下流とは、それぞれ押出方向に対し上流及び下流を意味している。

周壁に長さ方向に沿ってスリット状のトング開口部（周壁開口部）を有する断面略Ｃ字状の半中空形材を押出加工により製造するには、押出ダイスとしてソリッドダイスを用いる方法が周知である。例えば、特開２０００−１７６５３６号公報（特許文献１）にそのような構成のダイスが開示されている。

図１０に示すように、この種のダイス１０２は、その中央部に半中空形材を成形する成形孔１０３が設けられている。この成形孔１０３の内側には半中空形材の空所であるトング部を成形するトング部成形部１２２が配置されている。さらに、このトング部成形部１２２が、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部１２３（片持ち支持部）にてダイス外周部１２１と一体に繋がっている。すなわち、トング部成形部１２２は、ダイス外周部１２１にトング開口部成形部１２３を介して片持ち状に支持されている。成形孔１０３の幅寸法は、得られる半中空形材の肉厚寸法と等しく設定されている。

なお図１１は、図１０中のＸ−Ｘ線断面図である。同図において、１３１及び１３２は、それぞれ半中空形材の外周面及び内周面を成形する内周側ベアリング面及び外周側ベアリング面であり、Ｅは押出方向である。

特開２０００−１７６５３６号公報

このようなソリッドダイスを用いて半中空形材を製造するに際して、半中空形材のトング比が大きいような場合には、トング開口部成形部１２３におけるトング部成形部１２２の片持ち支持力（トング開口部成形部の強度）が弱くなるため、押出加工中に、トング部成形部１２２に作用する押出荷重Ｆによって、トング開口部成形部１２３において破損を起こす可能が高くなり、十分な耐久性を得ることが困難であった。

さらに、図１１に二点鎖線で示すように、押出加工中にダイス１０２のトング部成形部１２２が押出荷重Ｆを受けてトング開口部成形部１２３を中心に下流側に撓み、これにより、ダイス１０２の成形孔１０３におけるトング部成形部１２２の先端側部分１０３ａの幅寸法がｔ４からｔ３に減少してしまい、その結果、得られる半中空形材におけるトング部成形部１２２の先端側部分１０３ａの対応部分の肉厚寸法がｔ４からｔ３に減少するという欠点があった。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、十分な耐久性を備え、高品質の半中空形材を製造することができ、更に、半中空形材の肉厚寸法の精度を向上させることができる半中空形材製造用押出ダイス、及び該押出ダイスを用いた半中空形材の製造方法を提供することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ 半中空形材を成形する成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通した複数のメタルホールとを有し、前記各メタルホールから導入された押出材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした半中空形材製造用押出ダイスであって、
前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられるとともに、
前記成形孔における前記トング部成形部の先端側部分の幅寸法が、半中空形材における前記先端側部分の対応部分の肉厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする半中空形材製造用押出ダイス。

［２］ ダイス本体と、前記ダイス本体の上流側に設けられるホールプレートとを備えており、
前記ダイス本体は、前記成形孔と前記トング部成形部と前記トング開口部成形部とを有し、
前記ホールプレートは、前記メタルホールを有している前項１記載の半中空形材製造用押出ダイス。

［３］ 前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている前項１又は２記載の半中空形材製造用押出ダイス。

［４］ 前記ダミー成形部の下流側端面は、前記トング部成形部の上流側端面よりも面積が小さく設定されている前項１〜３のいずれかに記載の半中空形材製造用押出ダイス。

［５］ 上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、前記ダミー成形部の輪郭線が、前記トング部成形部の輪郭線よりも径方向内側に配置されている前項１〜４のいずれかに記載の半中空形材製造用押出ダイス。

［６］ 前項１〜５のいずれかに記載の押出ダイスを用いて半中空形材を押出加工により製造することを特徴とする半中空形材の製造方法。

本発明は以下の効果を奏する。

前項［１］の押出ダイスでは、トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられているため、押出加工時に、押出材料がダミー成形部の外周側に流動することにより、押出材料がトング部成形部の主要部に圧接せず、トング部成形部に作用する押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部が破損する可能性を低く抑えることができ、耐久性を向上させることができる。

さらに、ダミー成形部により軽減された押出荷重がトング部成形部に作用することにより、トング部成形部が下流側に撓むこととなるが、前項［１］の押出ダイスでは、成形孔におけるトング部成形部の先端側部分の幅寸法が、半中空形材におけるトング部成形部の先端側部分の対応部分の肉厚寸法よりも大きく設定されているため、トング部成形部が下流側に撓むことにより、成形孔におけるトング部成形部の先端側部分の幅寸法が減少して半中空形材の対応部分の肉厚寸法に近づく。これにより、半中空形材の対応部分の幅寸法の精度が向上する。

前項［２］の押出ダイスでは、製品形状を決定するベアリング部がダイス本体側に集約されているので、互いに組み合わされる雌型（ポートプレート）及び雄型（ホールプレート）から構成されるポートホールダイス等のホローダイスに比べて、内周側及び外周側ベアリング面間の位置調節等、ベアリング部の寸法精度や形状の管理を精度良く簡単に行うことができ、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。

前項［３］の押出ダイスでは、押出荷重によって押出ダイス（ホールプレート）に撓みが発生して、ダミー成形部が変位したとしても、ダミー成形部の変位による悪影響がトング部成形部に及ぶようなことがなく、押出ダイスの耐久性をより一層向上させることができる。

前項［４］及び［５］の押出ダイスでは、所望するメタルフローを形成することができ、安定した押出加工を行えて、高品質の半中空形材をより確実に製造することができる。

前項［６］の半中空形材の製造方法では、半中空形材の前記対応部分の幅寸法の精度を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る押出ダイスを具備した押出加工装置を、半中空形材を製造している途中の状態で示す断面図である。 図２は、同押出ダイスの断面図である。 図３は、同押出ダイスのダミー成形部周辺を拡大した断面図である。 図４は、同押出ダイスの一部切欠き分解斜視図である。 図５は、同押出ダイスを上流側から見た正面図である。 図６は、同押出ダイスのダイス本体を上流側から見た正面図である。 図７は、同押出ダイスのホールプレートを下流側から見た背面図である。 図８Ａは、図６中のＸ−Ｘ線断面図である。 図８Ｂは、押出加工中の図８Ａに対応する断面図である。 図９は、同押出ダイスを具備した押出加工装置を用いて製造される半中空形材の断面図である。 図１０は、従来の押出ダイスを上流側から見た正面図である。 図１１は、図１０中のＸ−Ｘ線断面図である。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１において、１は本発明の一実施形態に係る押出ダイス、１０は押出ダイス１を具備した押出加工装置である。同図に示すように、この押出加工装置（半中空形材の製造装置）１０は、直接押出加工方式のものであり、本実施形態の押出ダイス１を始め、その他に、コンテナ１１、ステム１２等を具備するものである。

この押出加工装置１０において製造される半中空形材８は、図９に示すように、リップ溝型（リップチャンネル状）の形状を有しており、トング比が高い略Ｃ字状の断面形状に形成されている。

この半中空形材８の材質は、金属であり、本実施形態ではアルミニウム（その合金を含む。以下同じ）である。

この半中空形材８は、その内側に設けられ、かつ長さ方向（押出方向Ｅ）に延びるトング部（ボイド部）８２と、周壁に設けられ、かつ長さ方向に延びるスリット状のトング開口部（周壁開口部）８３とを備え、トング開口部８３を介してトング部８２が外部に開放されている。

図１〜７に示すように、本実施形態の押出ダイス１は、押出方向Ｅに対し下流側に配置されるダイス本体２と、上流側に配置されるホールプレート５とに分割されている。なお後に詳述するように、ホールプレート５は、ベアリング部を備えず、ダイス（雄型）として機能するものではないが、便宜上、ダイス本体２を雌型、ホールプレート５を雄型と称する場合もある。ダイス本体２及びホールプレート５は、例えば、ＳＫＤ６１、ＳＫＤ１１等のダイス鋼やセラミック製である。

押出ダイス１のダイス本体２は、図４及び６に示すように、その中央部に半中空形材８を成形する成形孔３が押出方向Ｅに貫通して設けられている。成形孔３の断面形状は、製造される半中空形材８の断面形状に概ね対応した形状の略Ｃ字状に形成されている。

なお本実施形態において、ダイス本体２は、図２及び３に示すように、成形孔３を構成する内周側ベアリング面３１及び外周側ベアリング面３２等の全てのベアリング部がダイス本体２に形成されるものであり、ソリッドダイスとして捉えることもできる。なお、内周側ベアリング面３１は半中空形材８の内周面を成形するものであり、外周側ベアリング面３２は半中空形材８の外周面を成形するものである。内周側及び外周側ベアリング面３１、３２はそれぞれ押出方向Ｅと平行に形成されている。

ダイス本体２の成形孔３の径方向内側には、半中空形材８のトング部８２を成形するトング部成形部２２が配置されるとともに、このトング部成形部２２が、半中空形材８のトング開口部８３を成形するトング開口部成形部２３にてダイス本体２の外周部２１と一体に繋がっている。従って、トング部成形部２２は、ダイス本体外周部２１に片持ち支持部としてのトング開口部成形部２３を介して片持ち状に支持されている。なおトング開口部成形部２３は、トング部成形部２２の基端くびれ部として捉えることもできる。

トング部成形部２２の上流側端面（正面）は、軸心方向（押出方向Ｅ）に対し直交する平坦面に形成されている。このトング部成形部２２の断面形状（正面形状）は、半中空形材８のトング部８２の断面形状に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状（四角形状）に形成されている。

また、図２に示すように、ダイス本体２の上流側端面（正面）における外周縁部には、上流側に突出する嵌合凸縁部２９が周方向（軸心回りの方向）に連続して形成されている。

一方、ホールプレート５は、下流側（背面側）の内部に成形孔３に対応して設けられたウエルドチャンバ５１を備え、このウエルドチャンバ５１が下流側に開放されている。したがって、ウエルドチャンバ５１は成形孔３の上流側に成形孔３と連通して配置されている。さらにホールプレート５には、上流側端部がホールプレート５の上流側端面（正面）に開口し、下流側端部が上記ウエルドチャンバ５１に開口するメタルホール５５が形成されている。メタルホール５５の断面形状（正面視形状）は、略１／４円形に形成されており、このメタルホール５５が周方向に等間隔おきに４つ形成されている。

図４、５及び７に示すように、４つのメタルホール５５の各間の領域は、ブリッジ５３…として構成されており、周方向に互いに隣り合う２つのメタルホール５５、５５がブリッジ５３によって仕切られている。すなわち、周方向に互いに隣り合う２つのメタルホール５５、５５間にブリッジ５３が配置されている。

ホールプレート５における４つのメタルホール５５によって囲まれた部分は、押出ダイス１の軸心に沿って配置される軸心部５０として構成されている。この軸心部５０における下流側端部には、下流側方向に向けて突出する突出部６１が一体に設けられるとともに、この突出部６１の先端（下流側端部）が、図７に示すように背面視状態において矩形状のダミー成形部６として形成されている。このダミー成形部６は、トング部成形部２２とは別体に形成されており、またダイス本体２のトング部成形部２２に位置的に対応しており、ウエルドチャンバ５１内にトング部成形部２２の上流側にて該トング部成形部２２に対向した状態に配置されるとともに、後に詳述するように、トング部成形部２２に対し略相似形に形成されている。

ここで、このダミー成形部６を備えた本実施形態のホールプレート５と、周知のポートホールダイス（ホローダイス）のホールプレートとを比較した場合、本実施形態のダミー成形部６は、周知のホールプレートにおける雄型ダイス（マンドレル）と同じ位置に配置されるものではあるが、半中空形材８の製品形状を決定するベアリング部（内周側ベアリング面）を有するものではない。つまり、このダミー成形部６は、雄型ダイスの位置に配置されるものの、雄型ダイスとして機能することはないため、雄型ダイスのダミーとして捉えることができる。

なお本実施形態のダミー成形部６は、後に詳述するように、押出加工時において、主として、押出材料８１の流れ（メタルフロー）を制御して、トング部成形部２２に加わる押出荷重（圧力）を調整するものであり、流動制御部や圧力制御部と称するようにしても良い。

ダミー成形部６の下流側端面（先端面、背面）は、軸心方向（押出方向Ｅ）に対し直交する平坦面に形成されている。さらにこのダミー成形部６の断面形状（背面形状）は、ダイス本体２のトング部成形部２２の断面形状（正面形状）に対応して、コーナーの曲率半径が大きい略矩形状（四角形状）に形成されている。

さらにこのダミー成形部６は、図５に示すように正面視状態において、トング部成形部２２に対し一回り小さく形成されている（図３参照）。具体的には、正面視または背面視の状態において、トング部成形部２２の上流側端面（正面）の面積に対し、ダミー成形部６の下流側端面（背面）の面積の割合（百分率）、換言すれば、ダミー成形部６の背面によりトング部成形部２２の正面が隠蔽される割合（隠蔽率）が、６０〜９７％に設定するのが良く、より好ましくは７５〜９５％に設定するのが良い。すなわちこのダミー成形部６によるトング部成形部２２の隠蔽率が、小さ過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるトング部成形部２２への押出荷重を十分に軽減させることができず、押出荷重によりトング開口部成形部２３が破損する可能性が高くなり、耐久性の低下を来すおそれがある。逆にダミー成形部６による隠蔽率が、大き過ぎる場合には、後述するように、押出加工時におけるメタルフローを適切に制御することが困難になり、安定した押出加工を行うことが困難になるおそれがある。

もっとも本発明においては、トング部成形部２２の圧力軽減効果のみを重要視する場合には、ダミー成形部６によるトング部成形部２２の隠蔽率を１００％以上に、つまりダミー成形部６の背面形状を、トング部成形部２２の正面形状よりも大きく形成するようにしても良い。さらに隠蔽率を１０５％以上にすれば、圧力軽減効果は、より一層高くなる。

ここで図６に示すように、本実施形態において、トング部成形部２２とトング開口部成形部２３との境界線は、成形孔３の内周側ベアリング面３１の両端部を結ぶ仮想の直線Ｌによって構成されている。従ってこの仮想の直線Ｌと、内周側ベアリング面３１とによって、トング部成形部２２の輪郭線（外周形状）が特定されるとともに、その輪郭線によって囲まれる領域がトング部成形部２２の領域となり、この領域の面積がトング部成形部２２の正面の面積と等しくなる。

さらに図６に示すように、トング長さ（仮想直線Ｌの長さ）としてのトング開口部成形部２３の幅寸法を「Ｗ」、トング部成形部２２の正面面積を「Ｓｔ」としたとき、トング比Ｔは、（トング部成形部正面面積Ｓｔ）／（トング開口部成形部２３の幅寸法Ｗ）で求められる。そして本発明は、トング比Ｔが４以上（Ｔ≧４）の高トング比の押出ダイス１に好適に採用することができる。

また本実施形態において、ダミー成形部６における背面の輪郭線と、トング部成形部２２における正面の輪郭線との間隔は、全周にわたって略一定の距離に設定されて、ダミー成形部６の背面形状（外周形状）は、トング部成形部２２の正面形状（外周形状）に対し略相似形に形成されている。具体的には、正面視状態において、ダミー成形部６の外周形状は、トング部成形部２２の輪郭線（成形孔３の内周側ベアリング面３１）を基点列としたとき、その基点列の各基点を中心とする各等距離円の集合体における内側の輪郭線によって構成される形状となる。つまりダミー成形部６の外周形状は、トング部成形部２２の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状となっている。

さらにダミー成形部６の背面（下流側端面）と、トング部成形部２２の正面（上流側端面）とは略平行に配置されている。

またホールプレート５の下流側端面（背面）における外周縁部には、上記ダイス本体２の嵌合凸縁部２９に対応して、嵌合凹段部５９が周方向に連続して形成されている。

そしてこの構成のホールプレート５の嵌合凹段部５９内に、上記ダイス本体２の嵌合凸縁部２９が嵌合されるようにして、ダイス本体２とホールプレート５とが組み合わされて、本実施形態の押出ダイス１が製作される。

図３に示すように、こうして組み立てられた本実施形態の押出ダイス１においては、ダミー成形部６の背面と、トング部成形部２２の正面との間には隙間２０が形成されている。この隙間２０の幅寸法Ｓ２の下限値は、０．１ｍｍに設定するのが好ましく、隙間２０の幅寸法Ｓ２の上限値は、成形孔３の幅寸法（ベアリング幅）Ｓ１と同等に設定するのがより好ましい。つまり０．１ｍｍ≦「Ｓ２」≦「Ｓ１」の関係が成立するように構成するのが良い。

ここで、隙間２０の幅寸法Ｓ２が小さ過ぎる場合には、押出加工時にホールプレート５に加わる押出荷重によって、ホールプレート５が下流側へ撓んだ際に、ホールプレート５のダミー成形部６が、ダイス本体２のトング部成形部２２に圧接し、トング部成形部２２に大きな荷重が加わって、その荷重によってトング開口部成形部２３が破損する可能性が高くなるおそれがある。逆に幅寸法Ｓ２が大き過ぎる場合、つまり幅寸法Ｓ２が成形孔３の幅寸法Ｓ１を超える場合には、ビレットによって構成される押出材料（メタル）８１が、ダミー成形部６およびトング部成形部２２間の隙間２０に浸入し易くなる。この隙間２０に押出材料８１が浸入して押出材料８１をかみ込んでしまうと、押出荷重によってホールプレート５が下流側へ撓んだ際に、ダミー成形部６が押出材料８１を介してトング部成形部２２を押圧し、トング部成形部２２が撓んでトング開口部成形部２３が破損する可能性が高くなるおそれがある。

また本実施形態の押出ダイス１においては、ダミー成形部６とトング部成形部２２とは、ボルトやねじ等で機械的に連結固定されることはなく、ダミー成形部６とトング部成形部２２とは、非連結状態ないし非固定状態、つまり互いに連係されることのないフリーな状態となっている。

本実施形態の押出ダイス１では、ダミー成形部６とトング部成形部２２との間に隙間２２があり更にダミー成形部６はトング部成形部２２に対して非固定状態となっているので、押出加工時にダミー成形部６に加わる押出荷重はブリッジ５３のみが支える。

図１に示すように、本実施形態の押出ダイス１が、押出加工装置１０におけるコンテナ１１の下流側にダイスホルダー（図示省略）を介して保持されている。

そしてこの押出加工装置１０を用いた押出加工（半中空形材の製造方法）は、周知の押出加工方法と同様である。すなわち押出加工装置１０のコンテナ１１内に装填された押出材料（成形材料）８１としてのアルミニウムビレットをステム１２でダミーブロック１３を介して押出方向Ｅに押す。これにより、押出材料８１がホールプレート５の各メタルホール５５から導入されてウエルドチャンバ５１内で合流及び溶着（圧着）されて成形孔３を通過する。これにより、押出材料８１が成形加工されて成形孔３に対応した断面形状の図９に示す半中空形材８が製造される。

本実施形態の押出加工装置１０によれば、ダイス本体２におけるトング部成形部２２の上流側にトング部成形部２２に対応してダミー成形部６を配置しているため、押出加工時に、押出材料８１がダミー成形部６の外周側を流動することにより、押出材料８１がトング部成形部２２の中心部（主要部）に圧接することがなく、トング部成形部２２に作用する押出荷重が軽減される。このため、その押出荷重によりトング開口部成形部２３が破損する可能性を低く抑えることができ、耐久性を向上させることができる。

また本実施形態においては、ダミー成形部６をトング部成形部２２に対し離間させているため、押出荷重によって押出ダイス１のホールプレート５に撓みが発生して、ダミー成形部６が下流側に押し出されたとしても、ダミー成形部６がトング部成形部２２に圧接するのを有効に防止できる。このため、トング部成形部２２に多大な荷重が加わることがなく、この点からも、トング開口部成形部２３の破損を確実に防止でき、耐久性を一層向上させることができる。

その上さらに、本実施形態においては、ダミー成形部６をトング部成形部２２に対し非固定状態としているため、ホールプレート５の撓みによりダミー成形部６が変位したとしても、ダミー成形部６の変位に追従してトング部成形部２２が変位するようなことがなく、ダミー成形部６の変位による悪影響がトング部成形部２２に及ぶようなことがない。従ってトング開口部成形部２３の破損をより確実に防止でき、耐久性をより一層確実に向上させることができる。

なお本実施形態においては、ダミー成形部６およびトング部成形部２２間の隙間２０の幅寸法Ｓ２を、成形孔３の幅寸法Ｓ１よりも狭く設定しているため、押出材料８１は優先して成形孔３を通過するようになり、ダミー成形部６およびトング部成形部２２間の隙間２０に押出材料８１が浸入するのを確実に防止することができる。このため、押出材料８１の隙間２０への浸入による不具合、例えば隙間２０に押出材料８１がかみ込むことによって、ホールプレート５の撓みによる悪影響がトング部成形部２２に及ぶのを確実に防止でき、耐久性をより一層確実に向上させることができる。

また本実施形態においては、内周側ベアリング面３１や外周側ベアリング面３２等、製品形状を決定するベアリング部をダイス本体２側にのみ形成しているため、一般的なホローダイスのように、内周側ベアリング面と外周側ベアリング面とが、雄型（ホールプレート）と雌型（ポートプレート）とに分散して形成されるもの（例：ポートホールダイス）と比較して、寸法精度に優れた半中空形材８を製造することができる。

すなわち、ベアリング部が雄型および雌型に分散して形成されていると、ベアリング部の寸法精度や形状の維持・管理、例えば内周側および外周側ベアリング面間の位置関係の調整（ベアリング幅の調整）等が面倒となり、高い寸法精度を維持できず、高品質の半中空形材を製造することが困難になるおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、ベアリング面３１，３２をダイス本体２側に集約させているため、ベアリング面３１，３２間の位置調整等の各ベアリング面３１，３２の寸法精度や形状の維持・管理を精度良く簡単に行うことができ、高い寸法精度を維持できて、高品質の半中空形材を簡単かつ確実に製造することができる。

また本実施形態においては、ダミー成形部６の外周形状をトング部成形部２２の外周形状よりも一回り小さく形成しているため、ダミー成形部６の外周面近傍を流動する押出材料８１は、トング部成形部２２の外周部に圧接しその外周部にガイドされて、径方向外側（外径方向）への流れとなって、成形孔３に流入される。その一方、ウエルドチャンバ５１の周壁面近傍を流動する押出材料８１は、ダイス本体２の外周部２１に圧接しその外周部２１にガイドされて、径方向内側（内径方向）への流れとなって、成形孔３に流入される。このように押出材料８１が、内径方向および外径方向の両側から成形孔３に流入されるという所望の理想的な押出材料８１の流れ（メタルフロー）を形成することができ、安定した押出加工をスムーズに行えて、高品質の半中空形材製品をより一層確実に製造することができる。

特に本実施形態においては、ダミー成形部６の外周形状は、トング部成形部２２の輪郭線を基線とする等距離線によって構成される形状としているため、周方向全域において、押出材料８１が径方向内側から外側へとスムーズに流動して成形孔３に流入させることができ、上記理想的なメタルフローをより確実に実現させることができ、より一層高品質の半中空形材製品をより確実に製造することができる。

なお本発明は、半中空形材８の断面形状がその最小外接円の直径が９ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下である場合に好適である。９ｍｍ未満では、隙間２０から押出材料８１を介してトング部成形部２２に加わる押出荷重の、ダミー成形部６が低減する押出荷重に対する比率が大きくなって本発明の効果が少なくなり、一方、１５０ｍｍを超えると、ダミー成形部６およびトング部成形部２２間の隙間２０の幅寸法Ｓ２を一定とする機械加工が困難になるからである。

さらに、本実施形態の押出ダイス１では、図６、８Ａ及び９に示すように、ダイス本体２の成形孔３におけるトング部成形部２２の先端側部分３ａの幅寸法ｔ２は、半中空形材８におけるトング部成形部２２の先端側部分３ａの対応部分８ａの肉厚寸法ｔ１よりも若干大きく設定されている（即ち、ｔ２＞ｔ１）。詳述すると、幅寸法ｔ２は、トング部成形部２２が下流側に撓んだときに当該幅寸法ｔ２がｔ１となるように設計されている。

ｔ１に対するｔ２の増分は、半中空形材８の断面のトング比等にも依存するが、ｔ１の約１０％であることが望ましい。すなわち、ｔ１が例えば１ｍｍの場合、ｔ２は約１．１ｍｍであることが望ましい。

この押出ダイス１によれば、押出加工時にダイス本体２のトング部成形部２２に作用する押出荷重Ｆは、上述したようにホールプレート５のダミー成形部６によって軽減されるが、その一部は、図８Ａ及び８Ｂに示すようにトング部成形部２２（特にトング部成形部２２の外周部）に作用する。これにより、トング部成形部２２がトング開口部成形部４を中心に下流側に僅かに撓み、これに伴い、成形孔３におけるトング部成形部２２の先端側部分３ａの幅寸法がｔ２から減少して半中空形材８の対応部分８ａの肉厚寸法ｔ１に近づく。これにより、半中空形材８の肉厚寸法の精度が向上するという利点をこの押出ダイス１は有している。

以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能である。

また上記実施形態では、ウエルドチャンバ５１はホールプレート５に設けられているが、本発明では、その他に、ウエルドチャンバ５１はダイス本体２に設けられていても良いし、ダイス本体２とホールプレート５とに跨がって設けられていても良い。すなわち、本発明では、ウエルドチャンバ５１は、ダイス本体２とホールプレート５のうち少なくとも一方に設けられていれば良い。

また上記実施形態では、半中空形材２０の材質はアルミニウムであるが、本発明では、その他に、アルミニウム以外の金属であっても良い。

さらに本発明では、ホールプレート５のメタルホール５５の数や形状は、上記実施形態のものだけに限定されるものではない。

また上記実施形態では、ダミー成形部６とトング部成形部２２とが離間された状態に配置されていることが上述した理由により望ましいが、しかしながら本発明では、その他に、ダミー成形部がトング部成形部に対し非固定状態であり且つダミー成形部６の下流側端面とトング部成形部２２の上流側端面とが接触した状態に配置されていることを排除するものではない。

本発明は、半中空形材を押出加工により製造する際に用いられる押出ダイス、及び該押出ダイスを用いた半中空形材の製造方法に利用可能である。

１：押出ダイス
１０：押出加工装置
２：ダイス本体
２２：トング部成形部
２３：トング開口部成形部
３：成形孔
３ａ：成形孔におけるトング部成形部の先端側部分
５：ホールプレート
５０：軸心部
５１：ウエルドチャンバ
５５：メタルホール
６：ダミー成形部
８：半中空形材
８ａ：半中空形材におけるトング部成形部の先端側部分の対応部分
８１：押出材料
８２：トング部
８３：トング開口部

Claims (6)

1. 半中空形材を成形する成形孔と、半中空形材のトング部を成形するトング部成形部と、半中空形材のトング開口部を成形するトング開口部成形部と、前記成形孔の上流側に設けられたウエルドチャンバと、上流側から前記ウエルドチャンバにかけて押出方向に沿って貫通した複数のメタルホールとを有し、前記各メタルホールから導入された押出材料が前記ウエルドチャンバを介して前記成形孔を通過するようにした半中空形材製造用押出ダイスであって、
   前記ウエルドチャンバ内に、前記トング部成形部の上流側に対応してダミー成形部が設けられるとともに、
   前記成形孔における前記トング部成形部の先端側部分の幅寸法が、半中空形材における前記先端側部分の対応部分の肉厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする半中空形材製造用押出ダイス。
2. ダイス本体と、前記ダイス本体の上流側に設けられるホールプレートとを備えており、
   前記ダイス本体は、前記成形孔と前記トング部成形部と前記トング開口部成形部とを有し、
   前記ホールプレートは、前記メタルホールを有している請求項１記載の半中空形材製造用押出ダイス。
3. 前記ダミー成形部は、前記トング部成形部に対し非固定状態となっている請求項１又は２記載の半中空形材製造用押出ダイス。
4. 前記ダミー成形部の下流側端面は、前記トング部成形部の上流側端面よりも面積が小さく設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の半中空形材製造用押出ダイス。
5. 上流側から押出方向に沿って見た正面視状態において、前記ダミー成形部の輪郭線が、前記トング部成形部の輪郭線よりも径方向内側に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の半中空形材製造用押出ダイス。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の押出ダイスを用いて半中空形材を押出加工により製造することを特徴とする半中空形材の製造方法。

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