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可変断面押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法 - 三菱アルミニウム株式会社
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発明の名称 可変断面押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−156422
公開日 平成10年(1998)6月16日
出願番号 特願平8−329213
出願日 平成8年(1996)11月25日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】清水 千春
発明者 加藤 雅嗣 / 金子 正文
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 押出方向と交差する方向に貫通する開口部または交差する方向に所定の深さを有する凹部が形成された部材を押出成形する可変断面押出用ダイスであって、成形材の押出方向に積層状に配設される第1のダイスと第2のダイスとを備えてなり、上記第1のダイスには、上記成形体の中実部を形成する第1のダイス孔と、この第1のダイス孔の端部から分岐して当該第1のダイス孔から離間する方向に延出し、上記成形体の開口部を間に挟む周壁部を形成する複数条の第2のダイス孔とが上記押出方向と交差する方向に向けて穿設されるとともに、上記第2のダイスには、上記複数条の第2のダイス孔に跨がる長さ寸法を有する連通ダイス孔が穿設され、かつ上記第1のダイスと第2のダイスとは、上記連通ダイス孔が上記第1のダイス孔または上記第2のダイス孔と互いに連通して上記成形材の押出孔を形成するように、上記第1のダイス孔から第2のダイス孔に至る方向に、相対的に往復移動自在に設けられていることを特徴とする可変断面押出用ダイス。
【請求項2】 上記第1のダイス孔および連通ダイス孔の少なくとも一方は、上記第1のダイスと第2のダイスとの相対移動方向と直交する方向に延びる長方形状に形成されており、かつ上記第2のダイス孔は、上記第1のダイス孔の両端部から上記相対移動方向と平行に延出するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の可変断面押出用ダイス。
【請求項3】 積層状に配設され第1のダイスおよび第2のダイスを、成形材の押出方向と交差する方向に往復相対移動させて、上記第2のダイスに穿設された連通ダイス孔を、第1のダイスに穿設された第1のダイス孔または第2のダイス孔と連通させることにより、押出方向に向けて上記第1のダイス孔および第2のダイス孔の形状を、相対移動方向と直交する線に対して線対称に折返した形状であって、かつ上記相対移動速度に対応して伸縮された形状の成形体を連続的に押出成形することを特徴とする可変断面押出成形方法。
【請求項4】 請求項1または2に記載の可変断面押出用ダイスを用いて、上記第1のダイスおよび第2のダイスによって形成される上記押出孔に向けて成形材を押出すとともに、これと並行して上記第1のダイスおよび第2のダイスを上記第1のダイス孔および第2のダイス孔の延在方向に相対移動させて、上記第1のダイス孔と上記連通ダイス孔とを連通させることによって中実部を押出す工程と、上記複数条の第2のダイス孔と上記連通ダイス孔とを連通させることによって上記中実部に連続する複数の周壁部を押出す工程とを行なうことにより、上記押出方向と交差する方向に貫通する開口部を有する部材を押出成形することを特徴とする請求項3に記載の可変断面押出成形方法。
【請求項5】 上記第2のダイスを固定し、上記第1のダイスを上記延在方向に移動させることを特徴とする請求項3または4に記載の可変断面押出成形方法。
【請求項6】 上記成形材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の可変断面押出成形方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム等の成形材によって、特に押出方向と交差する方向に貫通する開口部が形成された成形品を押出加工する際に用いられる可変断面押出用ダイスおよび可変断面押出成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、アルミニウムやアルミニウム合金製の各種構造部材や管材を製造する方法として、素材となるアルミニウム等の融点が低いことを利用した押出成形方法が採用されている。この押出成形方法は、コンテナの先端部に上記構成部材の断面形状を有する押出孔を有する押出用ダイスを固定し、コンテナ内に加熱した素材(ビレット)を挿入するとともに、このビレットを加圧機(ステム)によって上記押出用ダイス側に押圧して上記押出孔から押し出すことにより、上記構成部材を成形するものである。ちなみに、この押出加工によれば、押出用ダイスの孔部が一定の断面形状を有しているために、得られた上記構成部材も、長手方向に向けて一定の断面形状に成形される。ところで、このような押出形成方法によって成形された構成部材にあっては、長手方向に向けて一定の断面形状、換言すれば一定の断面二次モーメントを有するために、作用する力に対して必要以上の寸法および強度を有する部分が発生し、よって成形材料が無駄になって不経済であるとともに、当該構成部材の設置スペースのコンパクト化および軽量化を妨げるという問題点があった。
【0003】そこで、このような問題点を解決する従来の押出用ダイスとして、例えばWO93/00183号公報に見られるようなものが提案されている。図9は、上記公報に開示された可変断面押出用ダイスを示すもので、コンテナ1内に収納した加熱した素材(ビレット)2を図中右方のステムによってダイス3の押出孔4から押し出すに際して、押出孔4内に押圧部材5と油圧シリンダ6とからなるダイス断面可変装置を設け、上記油圧シリンダ6を適宜駆動して押圧部材5を進退させることにより、図10に示すような長手方向に断面形状が連続的に変化する中実状の構成部材7を成形するようにしたものである。このような可変断面押出用ダイスによれば、長手方向に断面形状が変化する構成部材7を成形することができるために、受ける力の分布に合せた合理的な断面形状の構成部材を成形することができるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のこの種の可変断面押出用ダイスにあっては、上述したように外形寸法は変化させることはできるものの、得られた構成部材7は中実部材であるために、さらに軽量化のために図10に点線で示すような中抜きの開口部8を形成したいような場合には、別途上記開口部8を穿設するための加工が必要になるという欠点があった。このように、従来のこの種の可変断面押出用ダイスにあっては、一般に成形材の押出方向に向けてその外形寸法を変化させることはできるものの、押出成形時に、当該成形体に上記押出方向と直交する方向に開口部を形成することは不可能であるために、より複雑な各種形状の成形体を押出しすることができないという課題があり、その解決が強く望まれていた。
【0005】本発明は、上記従来の可変断面押出用ダイスが有する課題を有効に解決すべくなされたもので、押出成形時に、成形体に押出方向と直交する方向に開口部を形成することができ、よって複雑な形状の部材を自由に押出成形することが可能となる可変断面押出用ダイスおよび当該ダイスを用いた可変断面押出成形方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明に係る可変断面押出用ダイスは、成形材の押出方向に積層状に配設される第1のダイスと第2のダイスとを備えてなり、上記第1のダイスには、成形体の中実部を形成する第1のダイス孔と、この第1のダイス孔の端部から分岐して当該第1のダイス孔から離間する方向に延出し、成形体の開口部を間に挟む周壁部を形成する複数条の第2のダイス孔とが穿設されるとともに、上記第2のダイスには、複数条の第2のダイス孔に跨がる長さ寸法を有する連通ダイス孔が穿設され、かつ上記第1のダイスと第2のダイスとは、上記連通ダイス孔が第1のダイス孔または上記第2のダイス孔と互いに連通して成形材の押出孔を形成するように、上記第1のダイス孔から第2のダイス孔に至る方向に、相対的に往復移動自在に設けられていることを特徴とするものである。
【0007】ここで、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の第1のダイス孔および連通ダイス孔の少なくとも一方は、上記第1のダイスと第2のダイスとの相対移動方向と直交する方向に延びる長方形状に形成されており、かつ上記第2のダイス孔は、第1のダイス孔の両端部から上記相対移動方向と平行に延出するように形成されていることを特徴とするものである。
【0008】次いで、請求項3に記載の本発明に係る可変断面押出成形方法は、積層状に配設され第1のダイスおよび第2のダイスを、成形材の押出方向と交差する方向に往復相対移動させて、上記第2のダイスに穿設された連通ダイス孔を、第1のダイスに穿設された第1のダイス孔または第2のダイス孔と連通させることにより、押出方向に向けて上記第1のダイス孔および第2のダイス孔の形状を、相対移動方向と直交する線に対して線対称に折返した形状であって、かつ上記相対移動速度に対応して伸縮された形状の成形体を連続的に押出成形することを特徴とするものである。
【0009】この際に、請求項4に記載の発明は、上記請求項1または2に記載の可変断面押出用ダイスを用いて、第1のダイスおよび第2のダイスによって形成される押出孔に向けて成形材を押出すとともに、これと並行して上記第1のダイスおよび第2のダイスを第1のダイス孔および第2のダイス孔の延在方向に相対移動させて、上記第1のダイス孔と連通ダイス孔とを連通させることによって中実部を押出す工程と、上記複数条の第2のダイス孔と連通ダイス孔とを連通させることによって上記中実部に連続する複数の周壁部を押出す工程とを行なうことにより、押出方向と交差する方向に貫通する開口部を有する部材を押出成形することを特徴とするものである。
【0010】また、請求項5に記載の発明は、上記第2のダイスを固定し、上記第1のダイスを上記延在方向に移動させることを特徴とするものであり、さらに請求項6に記載の発明は、上記成形材が、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とするものである。
【0011】請求項1または2に記載の可変断面押出用ダイスおよびこれを用いた請求項3〜6のいずれかに記載の可変断面押出成形方法によれば、成形材の押出方向に積層状に配設された第1のダイスおよび第2のダイスに向けて成形材を押出すとともに、これと並行して上記第1のダイスおよび第2のダイスを第1のダイス孔および第2のダイス孔の延在方向に相対移動させ、上記第1のダイス孔と連通ダイス孔との連通部によって形成される押出孔により中実部を成形し、複数条の第2のダイス孔と連通ダイス孔との連通部によって形成される複数の押出孔により、上記中実部に連続する複数の周壁部を押出すことにより、押出方向と交差する方向に貫通する開口部または第2のダイス孔の移動範囲を調節することにより交差する方向に所定の深さを有する凹部を有する部材が押出成形される。これを換言すれば、押出方向に向けて上記第1のダイス孔および第2のダイス孔の形状を、相対移動方向と直交する線に対して線対称に折返した形状であって、かつ相対移動速度に対応して伸縮された形状の成形体が順次連結されて連続的に押出成形されることになる。
【0012】この際に、特に請求項2に記載の可変断面押出用ダイスを用いた場合には、第1のダイス孔および連通ダイス孔とによって形成される押出孔により、平板状の中実部が形成され、上記第1のダイスと第2のダイスとを相対移動させて第2のダイス孔と連通ダイス孔とによって複数の押出孔を形成した位置においては、当該複数の押出孔間に押出方向と交差する方向に開口する方形状の開口部が形成される。したがって、このダイスによれば、所定位置に中抜きの開口部が形成された平板部材や、梯子状の部材を押出成形することが可能になる。
【0013】さらに、請求項5に記載の押出成形方法を用いれば、第2のダイスを固定して第1のダイスを第1のダイス孔および第2のダイス孔の延在方向に移動させているので、成形体の押出軸線が変化することがなく、よって取り出しローラの配置等が容易になる。したがって、請求項3〜5のいずれかに記載の可変断面押出成形方法は、特に請求項6に記載の発明のように、成形材としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いて各種の構成部材を押出成形する際に用いて顕著な効果を奏する。
【0014】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)図1〜図4は、本発明に係る可変断面押出用ダイスの第一の実施形態を示すものである。この押出用ダイスは、図5に示すような平板状で、かつ所望の位置に押出方向と直交する方向に開口部10a…が形成された成形体10を押出すためのものであって、図1に示す第1のダイス11と、図2に示す第2のダイス12とから構成されたものである。第1のダイス11には、成形体10の開口部10aが形成されていない中実部10bを形成するための長方形状の第1のダイス孔13と、この第1のダイス孔13の両端部からそれぞれ直角に分岐して第1のダイス孔13から離間する方向に延出する第2のダイス孔14、14とが穿設されている。ちなみに、上記第2のダイス孔14、14は、それぞれ成形体10の開口部10aを間に挟む周壁部10cを形成するためのものである。
【0015】他方、第2のダイス12には、長方形状の連通ダイス孔15が穿設されており、この連通ダイス孔15の長さ寸法は、第2のダイス孔14、14に跨がる寸法に設定されている。そして、これら上記第1のダイス11と第2のダイス12とは、図3および図4に示すように、成形材の押出方向に積層状に配設されるとともに、第2のダイス12が固定され、かつ第1のダイス11がその第1のダイス孔13または第2のダイス孔14、14と上記連通ダイス孔15とが互いに連通して成形材の押出孔16、17を形成するように、上記第1のダイス孔13から第2のダイス孔14に至る方向に、往復移動自在に設けられている。
【0016】次いで、図3〜図5に基づいて、上記構成からなる可変断面押出用ダイスを用いた本発明に係る可変断面押出成形方法の第一の実施形態について説明する。先ず、図示されないコンテナの先端部に第2のダイス12を固定するとともに、第1のダイス11を上記第2のダイス12に対して上記第1のダイス孔13から第2のダイス孔14に至る方向に往復移動自在に配設するとともに、上記コンテナ内に加熱したアルミニウムまたはアルミニウム合金のビレットを挿入する。次いで、図3に示すように、第1のダイス11の位置を、その第1のダイス孔13が第2のダイスの連通ダイス孔15と連通するように調整して、上記ビレットを加圧機(ステム)によって上記押出用ダイス側に押圧することにより、第1のダイス孔13と連通ダイス孔15との連通部によって形成される押出孔16から押し出す。これにより、図5に示した成形体10の中実部10bが成形される。ちなみに、成形体10の厚さ寸法Tは、連通ダイス孔15の幅寸法になる。
【0017】次に、図4に示すように、第1のダイス11を矢印方向に移動させて、その第2のダイス孔14と連通ダイス孔15とを連通させ、形成された2つの押出孔17、17から成形材を押出す。これにより、成形体10の上記中実部10bに連続して開口部10aを間に挟む2の周壁部10c、10cが押出成形される。そして、以上の工程を適宜押出長さ毎に繰り返すことにより、図5に示すような所望の位置に開口部10aが形成された成形体10が押出成形される。なお、上記成形体10においては、連通ダイス孔15の移動速度に対応して、開口部10aの側壁10dはテーパー面になり、図中前方の開口部面積が後方の開口部面積よりも大きく形成される。
【0018】このように、第1のダイス11および第2のダイス12からなる可変断面押出用ダイス、およびこれを用いた可変断面押出成形方法によれば、成形材の押出方向に積層状に配設された第1のダイス11および第2のダイス12に向けて成形材を押出すとともに、これと並行して第1のダイス11を、第1のダイス孔13と第2のダイス孔14との間を移動させることにより、第1のダイス孔13と連通ダイス孔15との連通部によって形成される押出孔16により中実部10bを成形し、2本の第2のダイス孔14と連通ダイス孔15とによって形成される2つの押出孔17、17により、上記中実部10bに連続する2つの周壁部10c、10cを押出すことができるため、容易に押出方向と交差する方向に貫通する開口部10aを有する平板状の成形体10を押出成形することができる。
【0019】この際に、第2のダイス12を固定して第1のダイス11を第1のダイス孔13と第2のダイス孔14との間を移動させているので、成形体10の押出軸線が変化することがなく、よって取り出しローラの配置等が容易になるといった効果が得られる。なお、上記第1のダイス11および第2のダイス12によれば、第2のダイス孔14の幅寸法tおよび第2のダイス孔14、14間の離間寸法W1 を適宜選択することにより、成形体10の開口部10aの縦寸法W1 および開口部10aから上下縁部までの長さ寸法tを自由に設定することができ、また開口部10aの横寸法W2 については、第1のダイス11を第2のダイス孔14から第1のダイス孔13へ移動させる速度を適宜設定することによって、自由に調整することができる。また、上記第1のダイス11をE字状に形成すれば、成形体の幅方向に複数の開口部が形成された成形体を押出成形することが可能である。さらに、上述した実施形態においては、所望の位置に開口部10aが形成された平板状の成形体10を押出成形した場合についてのみ説明したが、上記第1のダイス11および第2のダイス12によれば、第2のダイス孔14の幅寸法tを小さくし、第2のダイス14、14間の離間寸法W1 を大きく設定することにより、同様の方法により、図6に示すような周壁部18c間に開口部18aが形成され、さらに開口部18a間に中実部18bが形成された梯子状の成形体18を押出成形することもできる。
【0020】(実施の形態2)図7は、本発明に係る可変断面押出用ダイスの第二の実施形態における押出孔および連通ダイス孔の形状を示すものである。この押出用ダイスは、図8に示すような、複数のリング状部20(図ではその内の一つのみを示す)が連結部(中実部)21によって連結された形状の成形体22を押出成形するためのもので、この押出用ダイスにおいては、第1のダイスに、成形体22の連結部21を形成するための方形状のダイス孔24aと、このダイス孔24aに連続してリング状部20の中実部20aを形成するための湾曲したダイス孔24bとからなる第1のダイス24と、この第1のダイス孔24におけるダイス孔24bの両端部からそれぞれ円弧状に分岐して第1のダイス24から離間する方向に延出する第2のダイス孔25、25とが穿設されている。そして、上記第2のダイス孔25、25は、それぞれ成形体22のリング状部20における周壁部20bを形成するためのものである。
【0021】他方、第2のダイスには、長方形状の連通ダイス孔26が穿設されており、この連通ダイス孔26の長さ寸法は、第2のダイス孔25、25に跨がる寸法に設定されている。そして、これら上記第1のダイスと第2のダイスとは、成形材の押出方向に積層状に配設されるとともに、第2のダイスが固定され、かつ第1のダイスがその第1のダイス孔24または第2のダイス孔25、25と上記連通ダイス孔26とが互いに連通して成形材の押出孔27a、27b、28を形成するように、上記第1のダイス孔24から第2のダイス孔25に至る方向に、往復移動自在に設けられている。
【0022】次いで、図7に基づいて、上記構成からなる可変断面押出用ダイスを用いた本発明に係る可変断面押出成形方法の第二の実施形態について説明する。第一の実施形態と同様にして、図示されないコンテナの先端部に第2のダイスを固定するとともに、第1のダイスを上記第2のダイスに対して上記第1のダイス孔24から第2のダイス孔25に至る方向に往復移動自在に配設するとともに、上記コンテナ内に加熱したアルミニウムまたはアルミニウム合金のビレットを挿入する。次いで、第1のダイス11の位置を、図中左方に点線で示すように、その第1のダイス孔24のダイス孔24aが第2のダイスの連通ダイス孔26と連通するように調整して、上記ビレットを押出用ダイス側に押圧することにより、ダイス孔24aと連通ダイス孔26との連通部によって形成される押出孔27aから押し出す。これにより、図8に示した成形体22の連結部(中実部)21が成形される。
【0023】次に、第1のダイスを矢印方向に移動させて、図中中央に点線で示すように、そのダイス孔24bと連通ダイス孔26とを連通させ、形成された押出孔27bから成形材を押出す。これにより、成形体22の上記連結部21に連続してリング状部20に至る中実部20aが押出成形される。そこで、さらに第1のダイスを図中矢印方向に移動させて、第2のダイス孔25を連通ダイス孔26と連通させて、共通する押出孔28、28から成形材を押出すことにより、リング状部20の開口部を間に挟む2の周壁部20b、20bが押出成形される。そして、再び第1のダイスを、矢印と逆の方向に移動させるとともに、以上の工程を適宜押出長さ毎に繰り返すことにより、図8に示すような所望の位置にリング状部20が形成された成形体22が押出成形される。すなわち、押出方向に向けて上記第1のダイス孔24および第2のダイス孔25の形状を、相対移動方向と直交する線Lに対して線対称に折返した形状であって、かつ相対移動速度に対応して図中左右方向に伸縮された形状の成形体22が順次連続的に押出成形されることになる。したがって、上記第二の実施形態によっても、第一の実施形態に示したものと同様の効果を得ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1または2に記載の可変断面押出用ダイスおよびこれを用いた請求項3〜5のいずれかに記載の可変断面押出成形方法によれば、押出方向に向けて上記第1のダイス孔および第2のダイス孔の形状を、相対移動方向と直交する線に対して線対称に折返した形状であって、かつ相対移動速度に対応して伸縮された形状の成形体を順次連結して連続的に押出成形することができ、よって当該押出成形時に、この押出方向と直交する方向に開口部または凹部を有する部材を容易に形成することができ、よって複雑な形状の部材を自由に押出成形することができる。




 

 


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