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【発明の名称】 金属材料の押出成形用ダイス
【発明者】 【氏名】平本 公寿

【氏名】崎浜 秀和

【要約】 【課題】耐久性に優れ、高い品質の押出成形品が得られる金属材料の押出成形用ダイスを提供する。

【構成】ダイス10は、受圧部21の金属材料受圧面22を押出方向に対向させて後向きに配置されるダイスケース20と、ダイスケース20内に設けられるオス型ダイス30およびメス型ダイス40と、を備える。受圧部21が後方に向けて突出するように形成されるとともに、その受圧部21が軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成される一方、受圧部22の外周に、金属材料導入用のポート孔24が設けられる。そして、ダイス10は、金属材料受圧面22に押圧された金属材料が、ポート孔24を通ってダイスケース20内に導かれて、押出孔11を通過するよう構成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面を金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置されるダイスケースと、
ダイスケース内に設けられるオス型ダイスと、
ダイスケース内に設けられ、かつオス型ダイスとの間で押出孔を形成するメス型ダイスと、を備え、
受圧部が後方に向けて突出するように形成されるとともに、その受圧部が軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成される一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔が設けられ、
金属材料受圧面に押圧された金属材料が、ポート孔を通ってダイスケース内に導かれて、押出孔を通過するよう構成されたことを特徴とする金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項2】
受圧部が、軸心方向上流側から見た状態で横長の楕円形状に形成される請求項1に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項3】
受圧部が、軸心方向上流側から見た状態で横長の長円形状に形成される請求項1に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項4】
受圧部における縦方向長さに対し横方向長さが3倍以下に設定される請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項5】
金属材料受圧面が、1/6〜4/6楕円体の外表面によって構成される請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項6】
ポート孔の軸心が下流側に向かうに従ってダイスケースの軸心に近づくように、ダイスケースの軸心に対し傾斜するように配置される請求項1〜5のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項7】
押出孔は、横方向が縦方向よりも長い偏平形状に形成される請求項1〜6のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項8】
ポート孔は、受圧部の長軸線を挟んで両側に配置され、かつ横方向が縦方向よりも長い長孔形状に形成される請求項1〜7のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項9】
ポート孔は、押出孔に向けて配置される請求項1〜8のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項10】
ポート孔の軸心が、ダイスケースの軸心に対し10〜35°の傾斜角度に設定される請求項1〜9のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項11】
金属材料が、アルミニウムまたはその合金である請求項1〜10のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項12】
オス型ダイスと、メス型ダイスとによって、高さ(厚さ)が幅に対し小さい偏平な環状の押出孔が形成されるとともに、
オス型ダイスの押出孔に対応する部分が、幅方向に併設された複数の通路形成用凸部を有する櫛歯状に形成されて、
金属材料が押出孔を通過することによって、複数の通路が幅方向に併設された多孔中空材が成形される請求項1〜11のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項13】
オス型ダイスと、メス型ダイスとによって、環状の押出孔が形成され、
金属材料が押出孔を通過することによって、断面環状のチューブ材が成形される請求項1〜11のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【請求項14】
請求項1〜11のいずれかに記載された押出成形用ダイスを用いて押出成形品を成形することを特徴とする押出成形品の製造方法。
【請求項15】
請求項12に記載された押出成形用ダイスを用いて多孔中空材を成形することを特徴とする多孔中空材の製造方法。
【請求項16】
請求項13に記載された押出成形用ダイスを用いて押出チューブ材を成形することを特徴とする押出チューブ材の製造方法。
【請求項17】
外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面が金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置される一方、内部にオス型ダイスおよびメス型ダイスが設けられる押出成形用ダイスのダイスケースであって、
受圧部が後方に向けて突出するように形成されるとともに、その受圧部が軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成される一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔が設けられ、
金属材料受圧面に押圧された金属材料が、ポート孔を通ってダイスケース内に導かれて、押出孔を通過するよう構成されたことを特徴とする押出成形用ダイスのダイスケース。
【請求項18】
金属材料受圧面が、1/6〜4/6楕円体の外表面によって構成される請求項17に記載の押出成形用ダイスのダイスケース。
【請求項19】
金属材料の押出成形方法であって、
外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面を金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置されるダイスケースと、
ダイスケース内に設けられるオス型ダイスと、
ダイスケース内に設けられ、かつオス型ダイスとの間で押出孔を形成するメス型ダイスと、を準備しさらに、
受圧部を後方に向けて突出するように形成するとともに、その受圧部を軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成する一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔を設けておき、
金属材料受圧面に押圧された金属材料を、ポート孔に通してダイスケース内に導いて、押出孔に通過させることを特徴とする金属材料の押出成形方法。
【請求項20】
コンテナと、そのコンテナにセットされる押出成形用ダイスと、を備え、コンテナ内の金属材料を押出成形用ダイスに供給するようにした金属材料の押出成形機であって、
押出成形用ダイスは、
外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面を金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置されるダイスケースと、
ダイスケース内に設けられるオス型ダイスと、
ダイスケース内に設けられ、かつオス型ダイスとの間で押出孔を形成するメス型ダイスと、を備え、
受圧部が後方に向けて突出するように形成されるとともに、その受圧部が軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成される一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔が設けられ、
金属材料受圧面に押圧された金属材料が、ポート孔を通ってダイスケース内に導かれて、押出孔を通過するよう構成されたことを特徴とする金属材料の押出成形機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、金属材料の押出加工に用いられる金属材料の押出成形用ダイスおよびその関連技術に関する。
【背景技術】
【0002】
カーエアコン用熱交換器におけるアルミニウム製熱交換チューブなどの金属製中空押出品を製造する際に用いられる押出成形用ダイスは、図17(a)に示すポートホールダイス、同図(b)に示すスパイダダイス、同図(c)に示すブリッジダイスと称されるものがある。
【0003】
これらの押出成形用ダイスは、オス型ダイス(1)とメス型ダイス(2)とが組み合わされて構成され、オス型ダイス(1)のマンドレル(1a)が、メス型ダイス(2)のダイス孔(2a)に対応して配置されて、マンドレル(1a)およびダイス孔(2a)によって環状の押出孔が形成される。そしてオス型ダイス(1)のビレット受圧面(金属材料受圧面1b)に押圧された金属ビレット(金属材料)が、材料導入部(1c)を通って両ダイス(1)(2)内に流入されて、上記押出孔を塑性変形しつつ通過することによって、押出孔の形状に対応した断面形状の押出材が成形加工されるよう構成されている。
【0004】
このような押出成形用ダイスにおいては、オス型ダイス(1)のビレット受圧面(1b)に、金属ビレットの押圧による多大な応力が加わるため、その応力によって、受圧部周辺に亀裂が発生し易く、十分なダイス寿命を得ることが困難になるおそれがある。
【0005】
そこで従来においては、下記特許文献1,2に示す金属材料の押出成形用ダイスが提案されている。このダイスは、オス型ダイスのビレット受圧面がビレットの押出方向に対し反対側(後側)に突出する凸面形状に形成されており、このビレット受圧面に加わる金属ビレットの押圧力をオス型ダイスのブリッジ部によって受け止めるように構成されている。
【特許文献1】実開昭53−102938号(請求の範囲、第3−5図)
【特許文献2】特公平6−81644号(請求の範囲、図面)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献1,2に示す従来の押出成形用ダイスは、ビレット受圧面を凸面形状に形成しているため、金属ビレットに対する耐圧性など、オス型ダイスの強度をある程度向上させることができるものの、依然としてブリッジ部に強度的に不安を抱えている。このためブリッジ部の強度を十分に確保するには、オス型ダイスにおけるブリッジ部の肉厚などのサイズを大きくせざるを得ず、大型化および高重量化を来すばかりか、コストの増大も招くという問題が発生する。
【0007】
また押出成形用ダイスにおいて、特に複雑な形状に押出加工するような場合には、金属材料をオス型ダイスの材料導入部から押出孔にかけて安定状態にスムーズに導入する必要があるが、上記従来の押出成形用ダイスにおいては、オス型ダイスの材料導入部からオス型ダイスおよびメス型ダイス間に流入される金属材料がオス型ダイスのブリッジ部によって乱されて、金属材料のスムーズな導入が妨げられ、押出成形品の寸法精度が低下して、高い品質を得ることが困難になるおそれがあった。
【0008】
この発明の主たる目的は、上記従来技術の問題を解消し、十分な強度および耐久性を確保しつつ、コストの削減および小型軽量化を図ることができるとともに、高い品質の押出成形品を得ることができる金属材料の押出成形用ダイスを提供することである。
【0009】
この発明の他の目的は、上記目的を達成可能な押出成形品の製造方法、押出チューブ材の製造方法、多孔中空材の製造方法、押出成形用ダイスのダイスケース、金属材料の押出成形方法および金属材料の押出成形機などの関連技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。
【0011】
[1] 外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面を金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置されるダイスケースと、
ダイスケース内に設けられるオス型ダイスと、
ダイスケース内に設けられ、かつオス型ダイスとの間で押出孔を形成するメス型ダイスと、を備え、
受圧部が後方に向けて突出するように形成されるとともに、その受圧部が軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成される一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔が設けられ、
金属材料受圧面に押圧された金属材料が、ポート孔を通ってダイスケース内に導かれて、押出孔を通過するよう構成されたことを特徴とする金属材料の押出成形用ダイス。
【0012】
[2] 受圧部が、軸心方向上流側から見た状態で横長の楕円形状に形成される前項1に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0013】
[3] 受圧部が、軸心方向上流側から見た状態で横長の長円形状に形成される前項1に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0014】
[4] 受圧部における縦方向長さに対し横方向長さが3倍以下に設定される前項1〜3のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0015】
[5] 金属材料受圧面が、1/6〜4/6楕円体の外表面によって構成される前項1〜4のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0016】
[6] ポート孔の軸心が下流側に向かうに従ってダイスケースの軸心に近づくように、ダイスケースの軸心に対し傾斜するように配置される前項1〜5のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0017】
[7] 押出孔は、横方向が縦方向よりも長い偏平形状に形成される前項1〜6のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0018】
[8] ポート孔は、受圧部の長軸線を挟んで両側に配置され、かつ横方向が縦方向よりも長い長孔形状に形成される前項1〜7のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0019】
[9] ポート孔は、押出孔に向けて配置される前項1〜8のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0020】
[10] ポート孔の軸心が、ダイスケースの軸心に対し10〜35°の傾斜角度に設定される前項1〜9のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0021】
[11] 金属材料が、アルミニウムまたはその合金である前項1〜10のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0022】
[12] オス型ダイスと、メス型ダイスとによって、高さ(厚さ)が幅に対し小さい偏平な環状の押出孔が形成されるとともに、
オス型ダイスの押出孔に対応する部分が、幅方向に併設された複数の通路形成用凸部を有する櫛歯状に形成されて、
金属材料が押出孔を通過することによって、複数の通路が幅方向に併設された多孔中空材が成形される前項1〜11のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0023】
[13] オス型ダイスと、メス型ダイスとによって、環状の押出孔が形成され、
金属材料が押出孔を通過することによって、断面環状のチューブ材が成形される前項1〜11のいずれか1項に記載の金属材料の押出成形用ダイス。
【0024】
[14] 前項1〜11のいずれかに記載された押出成形用ダイスを用いて押出成形品を成形することを特徴とする押出成形品の製造方法。
【0025】
[15] 前項12に記載された押出成形用ダイスを用いて多孔中空材を成形することを特徴とする多孔中空材の製造方法。
【0026】
[16] 前項13に記載された押出成形用ダイスを用いて押出チューブ材を成形することを特徴とする押出チューブ材の製造方法。
【0027】
[17] 外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面が金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置される一方、内部にオス型ダイスおよびメス型ダイスが設けられる押出成形用ダイスのダイスケースであって、
受圧部が後方に向けて突出するように形成されるとともに、その受圧部が軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成される一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔が設けられ、
金属材料受圧面に押圧された金属材料が、ポート孔を通ってダイスケース内に導かれて、押出孔を通過するよう構成されたことを特徴とする押出成形用ダイスのダイスケース。
【0028】
[18] 金属材料受圧面が、1/6〜4/6楕円体の外表面によって構成される前項17に記載の押出成形用ダイスのダイスケース。
【0029】
[19] 金属材料の押出成形方法であって、
外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面を金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置されるダイスケースと、
ダイスケース内に設けられるオス型ダイスと、
ダイスケース内に設けられ、かつオス型ダイスとの間で押出孔を形成するメス型ダイスと、を準備しさらに、
受圧部を後方に向けて突出するように形成するとともに、その受圧部を軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成する一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔を設けておき、
金属材料受圧面に押圧された金属材料を、ポート孔に通してダイスケース内に導いて、押出孔に通過させることを特徴とする金属材料の押出成形方法。
【0030】
[20] コンテナと、そのコンテナにセットされる押出成形用ダイスと、を備え、コンテナ内の金属材料を押出成形用ダイスに供給するようにした金属材料の押出成形機であって、
押出成形用ダイスは、
外表面を金属材料受圧面とする受圧部を有し、金属材料受圧面を金属材料の押出方向に対向させるように後方に向けて配置されるダイスケースと、
ダイスケース内に設けられるオス型ダイスと、
ダイスケース内に設けられ、かつオス型ダイスとの間で押出孔を形成するメス型ダイスと、を備え、
受圧部が後方に向けて突出するように形成されるとともに、その受圧部が軸心方向に対し直交する縦方向および横方向のうち、横方向が縦方向よりも長い横長形状に形成される一方、受圧部の外周に、金属材料導入用のポート孔が設けられ、
金属材料受圧面に押圧された金属材料が、ポート孔を通ってダイスケース内に導かれて、押出孔を通過するよう構成されたことを特徴とする金属材料の押出成形機。
【発明の効果】
【0031】
発明[1]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、受圧部を横長の凸部形状に形成しているため、金属材料が受圧面に押圧された際に、金属材料の押圧力を受圧面によって分散させて受け止めることができて、受圧面の各部分での法線方向の押圧力を低減することができる。このため金属材料の押圧力に対する強度を向上できて、十分な耐久性を得ることができる。
【0032】
さらに金属材料受圧面を凸面形状に形成しているため、金属材料が受圧面に押圧された場合、受圧面の各部位には受圧部の軸心に向かう方向ないしそれに近い方向の圧縮力が加わるため、押出成形時にダイスケースに生じる剪断力が低減される。その結果、このダイスケースにおいて特に剪断力が大きく生じる部位である、ダイスケースの中空部に露出した部位について、該部位に生じる剪断力を低減でき、もって金属材料の押圧力に対するダイスの強度を向上させることができる。
【0033】
さらに本発明においては、オス型ダイスおよびメス型ダイスを覆うダイスケースの受圧部に、材料流入用のポート孔を形成するものであるため、つまり受圧部の前端(下流側)壁部が周方向に連続して一体に形成されるため、この連続周壁部の存在によって、ダイスケース、ひいては押出成形用ダイス全体の強度を一段と向上させることができる。このように本発明のダイスは、従来におけるブリッジ部などの強度的に弱い部分が存在せず、強度向上のために必要以上に肉厚などのサイズを大きく形成する必要もないため、小型軽量化を図ることができるとともに、コストも削減することができる。
【0034】
また本発明においては、受圧部を横長形状に形成しているため、ポート孔を長軸方向に沿って形成することにより、押出抵抗を低減できて、耐久性を一層向上させることができる。
【0035】
発明[2]〜[4]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、上記の効果を確実に得ることができる。
【0036】
発明[5]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、金属材料の受圧面への押圧力を確実にバランス良く分散できて、金属材料の押圧力に対する強さを確実に向上させることができる。すなわち、金属材料が特定の楕円体の外表面によって構成された受圧面に押圧された場合、受圧面の各部位には受圧部の中心に向かう方向ないしそれに近い方向の圧縮力が加わるため、押出成形時にダイスケースに生じる剪断力が確実に低減される。その結果、このダイスにおいて特に剪断力が生じる部位である、ダイスケースの中空部に露出した部位について、該部位に生じる剪断力を確実に低減でき、もって金属材料の押圧力に対するダイスの強度を確実に向上させることができる。
【0037】
発明[6]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、ポート孔の軸心を下流側に向かうに従ってダイスケースの軸心に近づくように、ダイスケースの軸心に対し傾斜するように配置しているため、ポート孔を流通する金属材料がダイスケース内の軸心、つまり押出孔にスムーズに導かれて、安定状態で押出加工することができ、高品質の押出成形品を得ることができる。
【0038】
発明[7]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、偏平形状の押出製品を精度良く形成することができる。
【0039】
発明[8]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、ポート孔を介して金属材料をダイスケース内にスムーズに導入でき、より安定状態に押出加工することができる。
【0040】
発明[9]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、ポート孔を押出孔に向けて配置しているため、ポート孔に流入された金属材料を、よりスムーズに押出孔へと供給することができる。
【0041】
発明[10]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、ポート孔の軸心を、特定の傾斜角度に設定しているため、金属材料をポート孔から押出孔に、一層安定した状態で供給することができる。
【0042】
発明[11]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の押出成形品を製造することができる。
【0043】
発明[12]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、幅方向に複数の通路が並列に配置された多孔中空材を確実に形成することができる。
【0044】
発明[13]の金属材料の押出成形用ダイスによれば、断面環状のチューブ材を確実に形成することができる。
【0045】
発明[14]によれば、上記と同様の効果を奏する押出成形品の製造方法を提供することができる。
【0046】
発明[15]によれば、上記と同様の効果を奏する多孔中空材の製造方法を提供することができる。
【0047】
発明[16]によれば、上記と同様の効果を奏する押出チューブ材の製造方法を提供することができる。
【0048】
発明[17]によれば、上記と同様の効果を奏する押出成形用ダイスのダイスケースを提供することができる。
【0049】
発明[18]の押出成形用ダイスのダイスケースによれば、上記発明[5]と同様の理由により、金属材料の受圧面への押圧力を確実にバランス良く分散できて、金属材料の押圧力に対する強さを確実に向上させることができる。
【0050】
発明[19]によれば、上記と同様の効果を奏する金属材料の押出成形方法を提供することができる。
【0051】
発明[20]によれば、上記と同様の効果を奏する金属材料の押出成形機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0052】
<第1実施形態>
この発明の第1実施形態の一例としての金属材料の押出成形用ダイス(10)は、図10,11に示す多孔中空材(扁平多孔チューブ)(60)を押出成形するものである。
【0053】
中空材(60)は、金属製のもので、本実施形態において具体的には、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の熱交換チューブ(60)である。
【0054】
この中空材(60)は、カーエアコン用のコンデンサなどの熱交換器に採用されるもので、偏平な形状を有している。中空材(60)の中空部(61)は、チューブ長さ方向に延び、かつ互いに平行に配置された複数の隔壁(62)によって、複数の熱交換用通路(63)に仕切られている。これらの通路(63)は、チューブ長さ方向に延び、かつ互いに平行に配置されている。
【0055】
なお本実施形態においては、チューブ長さ方向に対し直交し、かつ通路(63)が並列される方向を「幅方向」または「横方向」とし、チューブ長さ方向に対し直交し、かつ幅方向に対し直交する方向を「高さ方向(厚さ方向)」または「縦方向」として説明する。さらに本実施形態では、押出方向の「上流側」を「後側」とし、「下流側」を「前側」として説明する。
【0056】
図1〜6はこの発明の実施形態の一例とする押出成形用ダイス(10)を示す図である。これらの図に示すように本実施形態の押出成形用ダイス(10)は、ダイスケース(20)と、オス型ダイス(30)と、メス型ダイス(40)と、流動制御板(50)と、を備えている。
【0057】
ダイスケース(20)は、中空構造を有しており、金属材料としての金属ビレットの押出方向に対し、上流側(後側)に設けられるドーム形状の受圧部(21)と、下流側(前側)に設けられるベース部(25)とを有している。
【0058】
受圧部(21)は、金属ビレットの押出方向に対向する面(後面)が、金属材料受圧面としてのビレット受圧面(22)に形成されている。このビレット受圧面(22)は、押出方向に対向する方向(後方向)に向けて突出する凸面形状として形成されている。
【0059】
受圧部(21)は、押出方向に対向する方向(後方)に突出するように形成されている。この受圧部(21)は、短軸方向に二分割された、つまり縦割りで二分割された半楕円体形状に形成されている。詳述すると、この受圧部(21)は、楕円をその長軸を中心に回転して得られる回転楕円体をその短軸方向に二分割した半楕円体形状に形成されている。具体的には図2に示すように、受圧部(21)を軸心方向に沿って上流側から見た状態では、受圧部(21)は、横方向を長軸とし、縦方向を短軸とする楕円形状に形成されるとともに、図6に示すように受圧部(21)を縦方向から見た状態では、受圧部(21)は、横方向を長軸とし、軸心方向を短軸とする半楕円形状に形成され、図5に示すように受圧部(21)を横方向から見た状態では、半円形状に形成されている。また、受圧部(21)のビレット受圧面(22)は、半楕円体の外表面、即ち半楕円面に形成されている。
【0060】
また本実施形態では、受圧部(21)を形成する半楕円体の短軸は、受圧部(21)の軸心(A1)と一致しているが、本発明では、半楕円体の短軸は、必ずしも受圧部(21)の軸心(A1)と完全には一致していなくても良く、軸心(A1)に対し多少(例えば10°以下に)傾斜していても良い。
【0061】
受圧部(21)の周壁中央には、内部の中空部(ウェルドチャンバ12)に連通するオス型ダイス保持孔(23)が軸心(A1)に沿って設けられている。このオス型ダイス保持孔(23)は、オス型ダイス(30)の断面形状に対応して、偏平な矩形状に形成されている。さらに図6に示すようにオス型ダイス保持孔(23)の後端側における両側部には、後述するオス型ダイス(30)を係合するための係合手段として係合段部(23a)(23a)が設けられている。
【0062】
受圧部(21)の周壁両側には、軸心方向上流側から見た状態において(図2参照)、長軸線を挟んで両側に配置される一対のポート孔(24)(24)が形成されている。各ポート孔(24)は、長軸方向(横方向)に沿って延びる長孔形状を有している。さらにポート孔(24)は下流側(前方)に向かうに従って受圧部(21)の軸心(A1)に近づくように、ポート孔(24)の軸心(A2)が受圧部(21)の軸心(A1)に対し交差し、かつ傾斜して配置されている。このポート孔(24)の傾斜角度(θ)などの詳細な構成については、後に詳述する。
【0063】
なお本実施形態において、ダイスケース(20)の軸心と受圧部(21)の軸心とは一致するよう構成されている。
【0064】
ベース部(25)は、受圧部(21)に対し一体に形成されており、軸心を中心とする円環状に形成されている。このベース部(25)は、直径が受圧部(21)の長軸よりも長く設定されている。なお、ベース部(25)と受圧部(21)はを一体にするか分割にするかは、そのメンテナンス性等を考慮して選択できる。
【0065】
ベース部(25)の内側には、内部のウェルドチャンバ(12)に連通し、かつメス型ダイス(40)の断面形状に対応する断面形状のメス型ダイス保持孔(26)が形成されている。このメス型ダイス保持孔(26)の軸心は、ダイスケース(20)の軸心(A1)に一致するように構成されている。
【0066】
またメス型ダイス保持孔(26)の内周面における後端側には図5,7などに示すように、後述するメス型ダイス(40)を流動制御板(50)を介して係合する係合段部(26a)が形成されている。
【0067】
オス型ダイス(30)は、その前半の主要部がマンドレル(31)として構成されている。図5〜7に示すようにマンドレル(31)の前端部は、中空材(60)の中空部(61)を成形するもので、中空材(60)の各通路(63)に対応した複数個の通路成形用凸部(33)を有している。これら複数の通路成形用凸部(33)は、マンドレル(31)の幅方向に所定間隔おきに並んで配置されている。さらにこれらの通路成形用凸部(33)の各間に設けられた隙間は、中空材(60)の隔壁(62)を形成する隔壁成形用溝(32)として構成されている。
【0068】
オス型ダイス(30)の後端部における幅方向両側縁には、ダイスケース(20)におけるオス型ダイス保持孔(23)の上記係合段部(23a)(23a)に対応して、係合凸部(33a)(33a)が側方突出状に一体に形成されている。
【0069】
このオス型ダイス(30)が、上記ダイスケース(20)のオス型ダイス保持孔(23)に、そのビレット受圧面(22)側から挿入されて固定される。このときオス型ダイス(30)の係合凸部(33a)(33a)が、オス型ダイス保持孔(23)内の係合段部(23a)(23a)に係合されて、オス型ダイス(30)の位置決めが図られることにより、オス型ダイス(30)のマンドレル(31)が、ダイスケース(20)の内部におけるオス型ダイス保持孔(23)から内部に所定量突出した状態に保持される。
【0070】
なおオス型ダイス(30)の基端面(後端面)は、ダイスケース(20)のビレット受圧面(22)に倣う半楕円体外表面の一部に形成されており、オス型ダイス(30)の基端面(後端面)と、ビレット受圧面(22)とにより協同で所望の円滑な凸状の半楕円体外表面が形成されるよう構成されている。
【0071】
メス型ダイス(40)は、円柱形状を有しており、図3に示すように外周面の両側部には、軸心と平行なキー突起(47)(47)が形成されている。
【0072】
メス型ダイス(40)には、後端面側に開放し、かつオス型ダイス(30)のマンドレル(31)に対応して形成されるダイス孔(ベアリング孔41)と、ダイス孔(41)に連通し、かつ前端面側に開放するレリーフ孔(42)とが設けられている。
【0073】
ダイス孔(41)は、その内周縁部に沿って内方突出部が設けられて、中空材(60)の外周部を成形できるよう構成されている。さらにレリーフ孔(42)は、前端側(下流側)に向かうに従って次第に厚さ(高さ)が大きくなるように末広がりのテーパ状に形成されて、下流側に開放されている。
【0074】
流動制御板(50)は、その外周形状が、上記ダイスケース(20)におけるメス型ダイス保持孔(26)の断面形状に対応して円形に形成されている。さらに流動制御板(50)の中央には、オス型ダイス(30)のマンドレル(31)およびメス型ダイス(40)のダイス孔(41)に対応して、中央貫通孔(51)が形成されている。
【0075】
なお図3に示すように、流動制御板(50)における外周縁部の両側部には、上記メス型ダイス(40)のキー突起(47)(47)に対応して、キー突起(57)(57)が形成されている。
【0076】
そして上記メス型ダイス(40)が、ダイスケース(20)のメス型ダイス保持孔(26)に、流動制御板(50)を介して収容されて固定される。このときメス型ダイス(40)の一端面(後端面)外周が流動制御板(50)の外周縁部を介して、メス型ダイス保持孔(26)の係合段部(26a)に係合されることにより、メス型ダイス(40)および流動制御板(50)の軸心方向の位置決めが図られるとともに、メス型ダイス(40)のキー突起(47)(47)および流動制御板(50)のキー突起(57)(57)がメス型ダイス保持孔(26)の内周面に設けられたキー溝(図示省略)に係合されることにより、軸心回り方向の位置決めが図られる。
【0077】
これにより、オス型ダイス(30)のマンドレル(31)およびメス型ダイス(40)のダイス孔(41)が流動制御板(50)の中央貫通孔(51)内に対応して配置される。このときオス型ダイス(30)のマンドレル(31)が、メス型ダイス(40)のダイス孔(41)の内側に配置されて、マンドレル(31)およびダイス孔(41)間で偏平環状の押出孔(11)が形成される。さらにこの押出孔(11)は、マンドレル(31)の複数の隔壁形成溝(32)が幅方向に並列に配置されて、上記成形加工される中空材(60)の断面形状に対応して形成される。
【0078】
ここで本実施形態において、受圧部(21)は軸心方向上流側から見た状態において(図2参照)、長軸方向(横方向)長さが短軸方向(縦方向)長さに対し、3倍以下に設定されるのが良く、特に1.1〜3倍に設定するのが良く、つまり短軸方向長さを「Ls」、長軸方向長さを「Ll」としたとき、Ls:Ll=1:1.1〜1:3に設定するのが特に良い。すなわちこの受圧部(21)の縦横比を上記特有の範囲内に設定する場合には、ポート孔(24)の開口部における幅(縦寸法)および大きさを所定量以上確保できるため、押出抵抗を低減できて、耐久性を向上できるとともに、十分な押出速度も確保できて、生産効率も向上させることができる。換言すれば、受圧部(21)の縦横比の差が小さ過ぎる場合には、さほど大きな問題は生じることはないが、ポート孔(24)の開口面積(大きさ)が若干小さくなることがあり、押出抵抗が増大することがある。逆に、縦横比の差が大き過ぎる場合には、ポート孔周辺の強度が低下して、押出時に破損する恐れがある。
【0079】
本実施形態において、ダイスケース(20)の一対のポート孔(24)(24)は既述したように、受圧部(21)における長軸線を挟んで両側に配置されている。具体的には一対のポート孔(24)(24)は、押出孔(11)の高さ方向(厚さ方向)両側に対応する位置に配置されて、一対のポート孔(24)(24)の流出側端部(前端部)が、押出孔(11)に対応して配置されている。
【0080】
さらにポート孔(24)(24)は既述したようにその軸心(A2)が、ダイスケース(20)の軸心(A1)に対し傾斜するように設定されている。図5に示すように本実施形態において、ダイスケース(20)の軸心(A1)に対するポート孔(24)の軸心(A2)の傾斜角度(θ)は、10〜35°に設定するのが良く、好ましくは15〜30°に設定するのが良い。すなわちこの傾斜角度(θ)を上記特定の範囲内に設定する場合には、金属材料がポート孔(24)(24)およびウェルドチャンバ(12)を安定した状態で流通して、さらに金属材料が押出孔(11)をその全周にわたってバランス良くスムーズに通過して、寸法精度に優れた高品質の押出成形品(押出加工品)を形成することができる。換言すれば、上記傾斜角度(θ)が小さ過ぎる場合には、ポート孔(24)(24)およびウェルドチャンバ(12)を流通した金属材料が、押出孔(11)にスムーズに導入されず、高品質の押出成形品を安定して得ることが困難になるおそれがある。逆に傾斜角度(θ)が大き過ぎる場合には、材料押出方向に対し、ポート孔(24)の材料流通方向が大きく傾斜するため、金属材料の押出抵抗が大きくなるので、好ましくない。
【0081】
また本実施形態において、ダイスケース(20)におけるビレット受圧面(22)を、1/6〜4/6楕円体の外表面(即ち凸状の表面)によって構成するのが良い。ビレット受圧面(22)を上記特定の形状に形成する場合には、ビレット受圧面(22)によって金属ビレットの押圧力を分散して受け止めることができ、十分な強度を確保できて、ダイス寿命を向上させることができる。すなわち、ビレット受圧面(22)が上記特定の形状に形成された受圧面(22)に押圧された場合、受圧面(22)の各部位には受圧部(21)の軸心(A1)に向かう方向ないしそれに近い方向の圧縮力が確実に加わるため、押出成形時にダイスケース(20)に生じる剪断力が確実に低減される。その結果、このダイスケース(20)において特に剪断力が大きく生じる部位である、ダイスケース(20)の中空部に露出した部位について、該部位に生じる剪断力を確実に低減でき、もって金属材料の押圧力に対するダイスの強度を確実に向上させることができる。そればかりかダイス形状の簡素化、小型軽量化およびコストの削減を図ることができる。換言すれば、ビレット受圧面(22)を、1/6楕円体に満たない楕円体、たとえば1/8楕円体の外表面によって構成した場合には、ビレットの押圧力に対し十分な強度を得ることができず、亀裂の発生によるダイス寿命の低下を来すおそれがある。逆にビレット受圧面(22)を、4/6楕円体を超える楕円体、たとえば5/6楕円体の外表面によって構成した場合には、形状の複雑化によるコストの増大を来すおそれがある。特に、ビレット受圧面(22)を3/10〜6/10楕円体の外表面(更に望ましくは1/3〜1/2楕円体の外表面)によって構成するのが良い。
【0082】
ここで本実施形態においてたとえば、1/8楕円体、1/6楕円体、4/6楕円体などの割合付きの楕円体は、完全楕円体を短軸に対し直交する方向に切断して切り取った際の(縦割りにした際の)部分楕円体によって構成されるものである。すなわち本実施形態において「n/m楕円体(ただしm、nは自然数、n<mである)」とは、完全楕円体の短軸長さを「1」として、完全楕円体の端縁からの短軸方向の長さがn/mの位置で、その完全楕円体を、短軸に対し直交する方向に切り取った際の部分楕円体によって構成されるものである。
【0083】
なお本実施形態において図5に示すように、ポート孔(24)の内周面うち内側面(24a)および外側面(24b)は、互いにほぼ平行に配置されるとともに、ポート孔(24)の軸心(A2)に対しほぼ平行に配置されている。さらにポート孔内周面の内側面(24a)および外側面(24b)は、ダイスケース(20)の軸心(A1)に対し傾斜する傾斜面(テーパ面)としてそれぞれ構成されている。
【0084】
以上の構成の押出成形用ダイス(10)は、図8,9に示すように押出成形機にセットされる。すなわち本実施形態の押出成形用ダイス(10)が、プレート(5)の中央に設けられたダイス設置孔(5a)に取り付けられた状態で、コンテナ(6)にセットされる。なお押出成形用ダイス(10)は、プレート(5)によって押出方向に対し直交する方向に対し固定されるとともに、図示しないバッカーによって押出方向に対し固定されている。
【0085】
そしてコンテナ(6)内に挿入されたアルミニウムビレットなどの金属ビレット(金属材料)を、ダミーブロック(7)を介して図8の右方向(押出方向)に押し込む。これにより金属ビレットは、押出成形用ダイス(10)におけるダイスケース(20)のビレット受圧面(22)に押し付けられて塑性変形する。こうして金属材料が塑性変形しつつ、一対のポート孔(24)(24)を流通してダイスケース(20)のウェルドチャンバ(12)に導入されさらに、押出孔(11)を通って前方へ押し出されることにより、金属材料が押出孔(11)の開口形状に対応した断面形状に成形されて、金属製押出成形品(中空材60)が製造される。
【0086】
本実施形態の押出成形用ダイス(10)によれば、ビレット受圧面(22)を半楕円体外表面形状(即ち半楕円面形状)に形成しているため、金属ビレットがビレット受圧面(22)に押圧された際に、その押圧力を受圧面(22)によって確実にバランス良く分散させて受け止めることができる。従ってビレット受圧面(22)の各部分での法線方向の押圧力を確実に低減することができ、金属材料の押圧力に対する強度を確実に向上できて、十分な耐久性を得ることができる。
【0087】
さらに本実施形態においては、オス型ダイス(30)およびメス型ダイス(40)を覆うダイスケース(20)の受圧部(21)に、材料流入用のポート孔(24)を形成するものであるため、つまり受圧部(21)の前端壁部や、ベース部(25)の壁部が周方向に連続して一体に形成されるため、この連続周壁部の存在によって、ダイスケース(20)、ひいては押出成形用ダイス全体の強度を一段と向上させることができる。従って、従来におけるブリッジ部などの強度的に弱い部分が存在せず、強度向上のために必要以上に肉厚などのサイズを大きく形成する必要もないため、小型軽量化を図ることができるとともに、コストも削減することができる。
【0088】
また本実施形態においては、受圧部(21)の軸心(A1)から逸脱した位置、つまり外周にポート孔(24)(24)を形成するとともに、そのポート孔(24)(24)の軸心(A2)を下流側に向かうに従ってダイスケース(20)の軸心に次第に近づくように、ダイスケース(20)の軸心(A1)に対し傾斜させているため、ポート孔(24)(24)を流通する金属材料は、ダイスケース(20)の軸心(A1)、つまり押出孔(11)にスムーズに導かれていき、安定状態に押出加工することができる。さらに本実施形態においては、ポート孔(24)(24)の下流側端部(出口)を押出孔(11)に向けて配置しているため、金属材料を一層スムーズに押出孔(11)に導くことができる。
【0089】
その上さらに本実施形態においては、ポート孔(24)(24)を、受圧部(21)の長軸線を挟んで両側に配置しているため、ポート孔(24)(24)を偏平な押出孔(11)の高さ方向(厚さ方向)両側に対応させて配置することができる。このため、金属材料を押出孔(11)に対し厚さ方向両側から、一層スムーズに安定した状態で導入することができる。従って押出孔(11)の全域を均等にバランス良く金属材料が通過して押し出されることにより、高品質の押出中空材(60)を得ることができる。
【0090】
特に本実施形態のように、偏平なハモニカチューブ形状のような複雑な形状の中空材(60)を押出成形する場合であっても、金属材料を押出孔(11)の全域にバランス良く導入することができるため、高い品質を確実に維持することができる。
【0091】
参考までに、高さおよび幅が0.5mmの矩形断面通路(63)を複数並列に形成されたアルミニウム製熱交換チューブ(中空体)を製造する場合、従来の押出成形用ダイスにおいては、強度が不十分であるため、オス型ダイスに発生する亀裂が、ダイス寿命の要因となっていた。これに対し、本発明に準拠した押出成形用ダイス(10)においては、強度が十分であるため、オス型ダイス(30)に亀裂が発生するようなことがなく、オス型ダイス(30)の磨耗が、ダイス寿命の要因となり、飛躍的にダイス寿命を向上させることができる。
【0092】
たとえば本発明者によるダイス寿命に関連した実験結果によると、本発明の押出成形用ダイスにおいては、従来品に比べて、3倍程度もダイス寿命を延ばすことができた。
【0093】
また本発明においては、十分な耐圧性(強度)を有しているため、押出限界速度もかなり向上させることができる。たとえば従来の押出成形用ダイスでは、押出速度の上限値が60m/minであったのに対し、本発明の押出成形用ダイスにおいては、押出速度の上限値を150m/minまで高めることができ、2.5倍程度も押出限界速度を高めることができ、生産効率の向上をさらに期待することができる。
【0094】
<第2実施形態>
図12〜14はこの発明の第2実施形態の一例とする押出成形用ダイス(10)を示す図である。これらの図に示すようにこの第2実施形態の押出成形用ダイス(10)は円環状チューブ材を押出成形するものであり、この点が、偏平な多孔チューブ材を押出成形する上記第1実施形態の押出成形用ダイス(10)に対し相違している。
【0095】
すなわち本第2実施形態における押出成形用ダイス(10)は、そのオス型ダイス(30)が円形のマンドレル(31)を有するとともに、メス型ダイス(40)が円形のダイス孔(41)を有している。
【0096】
さらにダイスケース(20)のダイス保持孔(23)は、オス型ダイス(30)に対応して円柱状に形成されている。
【0097】
そしてオス型ダイス(30)のマンドレル(31)がメス型ダイス(40)のダイス孔(41)の内側に配置されて、マンドレル(31)およびダイス孔(41)間で円環状の押出孔(11)が形成される。
【0098】
この第2実施形態の押出成形用ダイス(10)において他の構成は、上記第1実施形態の押出成形用ダイス(10)の構成と実質的に同様であるため、同一または相当部分に同一または相当符号を付して重複説明は省略する。
【0099】
この第2実施形態の押出成形用ダイス(10)においても、上記図8,9に示す第1実施形態と同様の押出成形機にセットされて、同様に押出成形されて、円形チューブ材が製造される。
【0100】
この第2実施形態においても、上記第1実施形態と同様に同様の作用効果を奏するものである。
【0101】
<変形例>
上記実施形態において、受圧部(21)は、図2に示すように軸心方向上流側から見た状態(正面視)で、横長楕円形状の半楕円体に形成されているが、それだけに限られず、本発明において、受圧部は、下流側に突出し、かつ外表面(受圧面)が円滑(多面形状を含む)に形成され、さらに正面視で横方向が縦方向に比べて長く形成された横長形状のものであれば良い。たとえば本発明において、受圧部は、部分長円体で形成する場合、上記実施形態の部分楕円体と同様に、正面視で横長の長円形状の半長円体によって構成するようにしても良く、さらに受圧部は、1/6〜4/6長円体など、短軸方向に分割された部分長円体によって構成するようにしても良い。
【0102】
また上記実施形態においては、ポート孔(24)が2つ設けられる場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ポート孔が1つまたは3つ以上設けられていても良い。
【0103】
さらに上記実施形態においては、ダイスケース(20)における前端部にベース部(25)が設けられるものを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、図15に示すようにダイスケース(20)における前端部にベース部(25)が設けられないものや、図16に示すようにダイスケース(20)におけるベース部(25)の外周部が外側に張り出さずに、ベース部(25)の外周面が受圧部(21)の前端外周縁に沿って形成されたものも採用することができる。
【0104】
また上記実施形態においては、コンテナに押出成形用ダイスを1つセットする場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、コンテナに押出成形用ダイスを2つ以上セットできる押出成形機を採用することもできる。
【0105】
さらに上記実施形態においては、偏平な多孔中空体や、円環状の中空体(チューブ体)を押出成形する場合を例に挙げて説明したが、本発明において、押出成形品の形状は特に限定されるものではない。
【0106】
またダイスケース(20)の軸心と受圧部(21)の軸心は必ずしも一致させる必要はなく、断面形状が軸対称でないか、または線対称でない押出品を得るような場合には、あえて一致させないことも選択できる。
【0107】
また、本発明では、上記実施形態のように、オス型ダイス(30)の基端面(後端面)は、受圧部(21)のビレット受圧面(22)に倣う楕円面の一部に形成されており、オス型ダイス(30)の基端面とビレット受圧面(22)とにより所望の連続する楕円面が形成されるよう構成されていることが望ましいが、本発明では、オス型ダイス(30)の基端面(後端面)はこのように形成されることに限定されるものではなく、その他に、例えば次のように形成されていても良い。すなわち、本発明では、オス型ダイス(30)の基端面の表面積がビレット受圧面(22)の表面積に対して例えば1/3以下である場合には、オス型ダイス(30)の基端面を、その幅方向(長手方向)がビレット受圧面(22)に倣って円弧状に形成され、かつ短手方向(厚さ方向)が直線状に形成された円柱外周面の一部によって構成するようにしても良い。オス型ダイス(30)の基端面の表面積がこの程度に小さい場合には、オス型ダイス(30)の基端面が楕円面の一部ではなく円柱の外周面の一部に形成されることによるダイス寿命、押出荷重への影響が少ない一方で、オス型ダイス(30)の基端面の加工コストを下げることができるからである。
【実施例】
【0108】
【表1】


【0109】
<実施例1>
表1に示すように、上記図1〜7に示す第1実施形態と同様の偏平多孔チューブ成形用ダイス(10)を準備した。このダイス(10)のダイスケース(20)は、受圧部(21)が、縦(短軸方向長さ)25mm、横(長軸方向長さ)30mm(縦:横=1:1.2)の半楕円体形状に形成されている。なお受圧部(21)の軸心方向の長さ(高さ)は、12.5mmである。
【0110】
さらにダイスケース(20)は、長軸線を挟んで両側に長軸線に沿って延びる一対のポート孔(24)(24)を有し、各ポート孔(24)の軸心(A2)におけるダイスケース(20)の軸心(A1)に対する傾斜角度(θ)は、10°に調整されている。
【0111】
またオス型ダイス(30)は、マンドレル(31)の高さが2.0mm、マンドレル(31)の幅が19.2mm、通路成形用凸部(33)の高さが1.2mm、通路成形用凸部(33)の幅が0.6mm、隔壁成形用溝(32)の幅が0.2mmに調整されている。
【0112】
さらにメス型ダイス(40)は、ダイス孔(41)の高さが1.7mm、ダイス孔(41)の幅が20.0mmに調整されている。
【0113】
この押出成形用ダイス(10)を図8,9に示すように上記実施形態と同様な押出成形機にセットして、押出成形を行って図10,11に示すような偏平多孔チューブ(熱交換器用チューブ)を製造した。
【0114】
そしてダイス寿命(ダイスに亀裂や磨耗が発生するまでの材料導入量(ton))を測定し、さらにダイス寿命の制限要因を調査した。その結果と受圧部(21)の縦横比とを表1に併せて示す。
【0115】
<実施例2>
表1に示すように、受圧部(21)を、縦20mm、横30mm(縦:横=1:1.5)、高さ10mmの半楕円体形状に形成した以外は、上記と同様の押出成形用ダイス(10)を準備した。
【0116】
そして上記と同様に押出成形を行って同様の評価を行った。
【0117】
<実施例3>
表1に示すように、受圧部(21)を、縦15mm、横30mm(縦:横=1:2)、高さ7.5mmの半楕円体形状に形成した以外は、上記と同様の押出成形用ダイス(10)を準備した。
【0118】
そして上記と同様に押出成形を行って同様の評価を行った。
【0119】
<実施例4>
表1に示すように、受圧部(21)を、縦10mm、横30mm(縦:横=1:3)、高さ5mmの半楕円体形状に形成した以外は、上記と同様の押出成形用ダイス(10)を準備した。
【0120】
そして上記と同様に押出成形を行って同様の評価を行った。
【0121】
<実施例5>
表1に示すように、受圧部(21)を、縦7.5mm、横30mm(縦:横=1:4)、高さ3.25mmの半楕円体形状に形成した以外は、上記と同様の押出成形用ダイス(10)を準備した。
【0122】
そして上記と同様に押出成形を行って同様の評価を行った。
【0123】
<参考例>
表1に示すように、受圧部(21)を、縦30mm、横30mm(縦:横=1:1)、高さ15mmの半球体形状に形成した以外は、上記と同様の押出成形用ダイス(10)を準備した。
【0124】
そして上記と同様に押出成形を行って同様の評価を行った。
【0125】
<比較例>
表1に示すように、半径30mm、高さ(押出方向の長さ)30mmで、受圧面が押出方向に対し直交する平坦面に仕上げられたブリッジタイプの押出成形用ダイスを準備した。なお金属材料導入方向の軸心に対する傾斜角度(θ)は、実質的に0°になっている。その他の構成は上記実施例と同様である。
【0126】
この成形用ダイスを、上記と同様に押出成形機にセットして押出製品を製造し、上記と同様の評価を行った。
【0127】
<評価>
表1に示すように、比較例のものはオス型ダイスの亀裂が寿命制限要因となり、ダイス寿命が短いものであった。実施例1〜3のものは、オス型ダイスの磨耗が寿命制限要因であり、十分に長いダイス寿命を有している。実施例4のものは、ダイスケースに微小亀裂が生じるものの、主としてオス型ダイス磨耗が寿命制限要因となり、所定ダイス寿命を確保できる。実施例5のものは、ダイスケースの亀裂が寿命制限要因であるものの、少なくとも比較例のものよりは、ダイス寿命が長くなっている。
【0128】
なお参考例のものは、オス型ダイスの磨耗が寿命制限要因であり、寿命も比較的長いものであり、本発明に関連したもの(実施例1〜5)と遜色はないものの、実施例のうち縦横比が所定の範囲に設定されたもの(実施例1〜4)に比べて、寿命が短いものであった。
【0129】
上記の評価結果を分析したところ、実施例のものは、ポート孔を大きく確保することができるため、ダイスケースの応力値は変わらずに、押出抵抗が小さくなって、加工発熱の低減により、磨耗寿命が延長されるものと考えられる。しかしながら、受圧部の縦横比の差が大きくなり過ぎると、実施例5に示すように、従来のブリッジダイスと構成(形状)が近くなり、ダイス強度が低下し、寿命が短くなってしまう。
【0130】
【表2】


【0131】
<実施例6>
表2に示すように、上記図1〜7に示す第1実施形態と同様の扁平多孔チューブ成形用ダイス(10)を準備した。このダイス(10)のダイスケース(20)は、受圧部(21)が、縦20mm、横30mm(縦:横=1:1.5)の1/8楕円体形状に形成されており、これによりビレット受圧面(22)が1/8楕円体の外表面(即ち1/8楕円体の凸状の表面)によって構成されている。
【0132】
さらにダイスケース(20)は、長軸線を挟んで両側に長軸線に沿って延びる一対のポート孔(24)(24)を有し、各ポート(24)の軸心(A2)におけるダイスケース(20)の軸心(A1)に対する傾斜角度(θ)は、10°に調整されている。
【0133】
またオス型ダイス(30)は、マンドレル(31)の高さが2.0mm、マンドレル(31)の幅が19.2mm、通路成形用凸部(33)の高さが1.2mm、通路成形用凸部(33)の幅が0.6mm、隔壁成形用溝(32)の幅が0.2mmに調整されている。
【0134】
さらにメス型ダイス(40)は、ダイス孔(41)の高さが1.7mm、ダイス孔(41)の幅が20.0mmに調整されている。
【0135】
この押出成形用ダイス(10)を図8,9に示すように上記実施形態と同様な押出成形機にセットして、押出成形を行って図10,11に示すような扁平多孔チューブ(熱交換器用チューブ)を製造した。
【0136】
そしてダイス寿命(ton/ダイス)を測定した。その結果を表2に示す。
【0137】
<実施例7>
表2に示すように、ビレット受圧面(22)を、1/6楕円体の外表面によって構成し、それ以外は、上記実施例6と同様の押出成形用ダイス(10)を準備し、同様の押出成形機にセットして、同様に押出成形を行って扁平多孔チューブを製造した。
【0138】
<実施例8>
表2に示すように、ビレット受圧面(22)を、1/3楕円体の外表面によって構成し、それ以外は、上記実施例6と同様の押出成形用ダイス(10)を準備し、同様の押出成形機にセットして、同様に押出成形を行って扁平多孔チューブを製造した。
【0139】
<実施例9>
表2に示すように、ビレット受圧面(22)を、1/2楕円体の外表面によって構成し、それ以外は、上記実施例6と同様の押出成形用ダイス(10)を準備し、同様の押出成形機にセットして、同様に押出成形を行って扁平多孔チューブを製造した。
【0140】
<実施例10>
表2に示すように、ビレット受圧面(22)を、4/6楕円体の外表面によって構成し、それ以外は、上記実施例6と同様の押出成形用ダイス(10)を準備し、同様の押出成形機にセットして、同様に押出成形を行って扁平多孔チューブを製造した。
【0141】
<実施例11>
表2に示すように、ビレット受圧面(22)を、5/6楕円体の外表面によって構成し、それ以外は、上記実施例6と同様の押出成形用ダイス(10)を準備し、同様の押出成形機にセットして、同様に押出成形を行って扁平多孔チューブを製造した。
【0142】
<評価>
表2に示すように、実施例6のダイスは、ダイス寿命が少し短くなっていた。一方、実施例11のダイスは、ダイス寿命を比較的長く確保できるが、ビレット受圧面(22)の加工が困難であった。
【0143】
これに対し、実施例7〜10のダイスは、ダイス寿命を長くできる上さらに、ダイス制作費も抑えることができた。中でも特に実施例9のダイスは、十分なダイス寿命を確保しつつ、ダイス制作費も抑えることができ、優れた結果が得られた。
【0144】
なお実施例10のダイスは、実施例9のダイスと比較すると、多少、ダイス制作費が高くなり、実施例7〜10の中では、若干見劣りした結果となった。
【産業上の利用可能性】
【0145】
この発明の金属材料の押出成形用ダイスは、中空チューブなどの押出製品、たとえば自動車エアコン用ガスクーラー、エバポレーター、家庭用給湯機などの熱交換チューブを製造する際に適用に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0146】
【図1】この発明の第1実施形態の一例である押出成形用ダイスを示す斜視図である。
【図2】第1実施形態の一例である押出成形用ダイスを示す後面(正面)図である。
【図3】第1実施形態の一例である押出成形用ダイスを切り欠いて示す斜視図である。
【図4】第1実施形態の一例である押出成形用ダイスを分解して示す斜視図である。
【図5】第1実施形態の一例である押出成形用ダイスを示す一側断面図である。
【図6】第1実施形態の一例である押出成形用ダイスを示す他側断面図である。
【図7】第1実施形態の一例である押出成形用ダイスの内部を拡大して示す斜視図である。
【図8】第1実施形態の一例である押出成形用ダイスが適用された押出成形機の主要部を切り欠いて示す斜視図である。
【図9】第1実施形態の一例である押出成形機におけるダイス周辺を示す断面図である。
【図10】第1実施形態の一例である押出成形機によって押出成形された多孔中空材を示す斜視図である。
【図11】第1実施形態の一例である押出成形機によって押出成形された多孔中空材を示す正面断面図である。
【図12】この発明の第2実施形態の一例である押出成形用ダイスを示す斜視図である。
【図13】第2実施形態の一例である押出成形用ダイスを切り欠いて示す斜視図である。
【図14】第2実施形態の一例である押出成形用ダイスを分解して示す斜視図である。
【図15】この発明の第1変形例である押出成形用ダイスを示す斜視図である。
【図16】この発明の第2変形例である押出成形用ダイスを示す斜視図である。
【図17】従来の押出成形用ダイスを示す斜視図であって、同図(a)はポートホールダイスを分解して示す斜視図、同図(b)はスパイダダイスを分解して示す斜視図、同図(c)はブリッジダイスを示す斜視図である。
【符号の説明】
【0147】
6…コンテナ
10…押出成形用ダイス
11…押出孔
20…ダイスケース
21…受圧部
22…ビレット受圧面(金属材料受圧面)
24…ポート孔
25…ベース部
30…オス型ダイス
33…通路形成用凸部
40…メス型ダイス
60…中空材
63…通路
A1…ダイスケース(受圧部)の軸心
A2…ポート孔の軸心
θ…傾斜角度
【出願人】 【識別番号】000002004
【氏名又は名称】昭和電工株式会社
【出願日】 平成19年3月7日(2007.3.7)
【代理人】 【識別番号】100071168
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 久義

【識別番号】100099885
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 健市

【識別番号】100109911
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義仁


【公開番号】 特開2008−44004(P2008−44004A)
【公開日】 平成20年2月28日(2008.2.28)
【出願番号】 特願2007−57454(P2007−57454)