JPH073600Y2 - 押し出し成形用ダイスの低周波加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えばアルミニウム等を押し出し成形する前
に成形用ダイスを加熱するための低周波加熱装置に関す
る。

（従来の技術） アルミニウム等を素材として押し出し型材を製作するた
めのダイスは、型材の形状や寸法等に応じた所定の温度
範囲に加熱された後押し出し成形に用いられる。ここ
で、型材の表面品質を向上させるためには、ダイスの温
度分布を所定の温度範囲で均一化させることが必要であ
る。

従来、押し出し成形用ダイスの加熱装置として低周波加
熱装置がある。これは、コイルからダイスに低周波電流
を直接導通させ、あるいは、ダイスを鉄心で挾み込み、
鉄心に巻かれているコイルに低周波電流を供給して上記
ダイスに誘導電流を流して発熱させるものである。

このような低周波加熱装置によれば、加熱のための保持
時間が短いため緊急の作業変更に即応でき、予備のダイ
スを保有する必要がないこと、必要なときに必要なダイ
スが短時間で加熱されるためベアリング面の酸化が少な
く、型材の品質の保持が容易であることなど多くの利点
がある。しかし、ダイスの温度分布にばらつきがあり、
所定の温度分布を常時確保することは困難である。

そこで、ダイスを低周波電流で加熱した後ダイスを熱風
等の熱媒体に接触させることにより均熱化するようにし
た加熱方法が提案されている（特公昭55−114417号公報
参照）。この低周波加熱と熱媒体を併用する加熱方法に
よれば、低周波加熱による場合の問題点が熱媒体の併用
によって補完され、ダイスの良好な加熱状態を得ること
ができる。

しかしながら、熱媒体発生手段を用いることなく、低周
波加熱装置のみでダイスを均一に加熱できれば、加熱装
置が簡略化されると共に作業も簡略化されるはずであ
る。

そこで本出願人は、鉄心と、この鉄心に巻かれていて低
周波電流を供給することによりダイスに誘導電流を流し
て発熱させるコイルとを有してなる押し出し成形用ダイ
スの低周波加熱装置において、ダイス内での磁束分布を
均等化して均一な加熱を図るために、鉄心の磁束導入面
の面積をダイス側の磁束導入面の面積よりも小さく形成
し、また、磁束が流れにくい上記ダイスのベアリング部
への伝熱時間を設けて均熱化を図るために、上記コイル
への通電を一時停止させるプログラミング通電手段を介
装したことを特徴とする低周波加熱装置について先に実
用新案登録出願した（実願昭62−36505号参照）。

（考案が解決しようとする課題） 上記出願にかかる低周波加熱装置によれば、ダイス内の
磁束分布を均一化して均一な加熱を図ることができ、ま
た、ダイスのベアリング部への伝熱時間を設けて均熱化
を図ることができ、よって、加熱装置が簡略化され、作
業も簡略化されるという効果を奏する。

しかし、上記出願にかかる低周波加熱装置にもまだ改良
の余地が残されている。すなわち、ダイスのベアリング
部への伝熱時間を設けて均熱化を図っていることから、
ダイス全体を均一に加熱するのに時間を要するという問
題が残されている。

本考案は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、ダイスの均一な加熱を図ると共に、均一
な加熱を迅速に行うことができる押し出し成形用ダイス
の低周波加熱装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、鉄心と、この鉄心に巻かれていて低周波電流
を供給することによりダイスに誘導電流を流して発熱さ
せるコイルとを有してなる押し出し成形用ダイスの低周
波加熱装置において、ダイスを構成するダイ雄型とダイ
雌型で構成される空間であって型材の押し出し口に連通
する空間内に熱媒体を満たし、この熱媒体を介しての熱
伝導でダイスを均熱化されることを特徴とする。

（作用） ダイスを鉄心で挾み込み、この状態でコイルに低周波電
流を供給するとダイスに誘導電流が流れて発熱する。ダ
イスの発熱によりダイ雄型とダイ雌型で構成される空間
内の熱媒体を通じて温度が高い部分から低い部分へ熱が
運ばれ、これによってダイス全体が均熱化される。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本考案にかかる押し出し成形
用ダイスの低周波加熱装置の実施例について説明する。

本考案の基本構成を示す第１図において、ダイ、バッカ
ー、ダイリング等で構成されたダイス10は図示されない
鉄心によって左右から挾み込まれる。この鉄心にはコイ
ル12,12が巻かれている。これらのコイルは直列に接続
され、低周波電源、例えば50Hz、220Vの電源が供給され
る。コイル12,12に低周波電源が供給されて電流Ｉが流
れると、ダイス10を通じて磁束φが生じる。ダイス10は
１回巻きのコイルとみることができ、磁束φによって誘
導電流ｉが流れ、ダイス10の抵抗をＲとするとi²Rなる
ジュール熱が発生して加熱される。

前記各鉄心のうちの一方は固定され、他方はダイス10の
面に押圧できるように可動とされ、もって双方の鉄心に
よりダイス10を挾み込みうるようになっている。

第２図及び第３図はダイス及びこれと組み合わせられる
周辺部分の具体例を示す。第２図、第３図において、符
号20はダイスであり、ダイ22とこのダイ22の後側（図に
おいて左側）に固着されたバッカー24とこれらダイ22及
びバッカー24を保持するダイリング26とからなる。ダイ
22は周知のように型材50の横断面と同じ形状の押し出し
口を形成するベアリング部52を有する。バッカー24は上
記ベアリング部52で形成される孔よりも大きい逃げ孔を
有し、上記ベアリング部52との間に段部が形成されてい
る。

上記ダイス20はダイスライド36に嵌められる。ダイスラ
イド36にはさらにダイス20の後側からボルスター28が嵌
められ、ボルスター28の後側からサブボルスター30が嵌
められる。ボルスター28及びサブボルスター30には型材
50をガイドする逃げ孔が形成されている。このようにし
てダイスライド36によって保持されたダイス組立部分は
コンテナ44に保持されたコンテナライナー38とプラテン
34に保持されたプラテンプレッシャリング32とで挾み込
まれ、コンテナライナー38側からステム40によりビレッ
ト48をダイス20のベアリング部52の方に押し出すことに
より所定の形状の形材50が連続的に成形される。

このような押し出し成形において型材50の表面品質を向
上させるためには、前述のようにダイスの温度分布を所
定の温度範囲で均一化させ、押し出し成形中にダイスの
温度が低下しないようにする必要がある。

本考案では、ダイスを所定の温度範囲に均一にかつ迅速
に加熱するために低周波加熱方式を用いるわけである
が、その特徴は、ダイスを構成するダイ雄型とダイ雌型
とで形成される空間に例えばアルミ等の熱媒体を満た
し、この熱媒体を通じての熱伝導でダイスの温度分布の
均一化を図ったことである。

第４図ないし第11図は本考案にかかる低周波加熱装置に
適用されるダイスの例を示す。第４図ないし第11図にお
いて、ダイスは、ダイリング81と、このダイリング81内
に嵌め込まれたダイ雄型82と、ダイリング81内に嵌め込
まれると共にダイ雄型82に圧接されたダイ雌型86とによ
って構成されている。ダイ雄型82は、第６図ないし第８
図に示すように、外形が円形に形成されると共に、一面
側の中心部に雄側のベアリング部83が突設されている。
ベアリング部83は、半径方向に十字状に形成されたリブ
を介して外径部に連結されており、このリブと外径部と
によって４個の扇形の空間84が形成されている。一方、
ダイ雌型86は、第９図ないし第11図に示すように、外形
が円形に形成されると共に、上記ダイ雄型82側の面に凹
陥部89が形成されている。そして、この凹陥部89に近接
して上記円の中心部に雌型のベアリング部87が穿設され
ている。

ダイ雄型82とダイ雌型86は、第４図、第５図に示すよう
に、相互に圧接された状態でダイリング81内に嵌め込ま
れる。ダイ雄型82とダイ雌型86がダイリング81に嵌め込
まれた状態では、雌側のベアリング部87の内周側に雄側
のベアリング部83が位置する。この雌側のベアリング部
87と雄側のベアリング部83との間には、押し出し成形し
ようとする型材の断面形状と同じ形状の隙間が形成さ
れ、この隙間が型材の押し出し口90となっている。ま
た、ダイ雄型82の前記空間84はダイ雌型89の凹陥部89に
連通して一定の形状の空間を形成している。この空間は
上記型材の押し出し口90に連通していて、上記空間側か
らアルミ等の材料を押し込むこととにより、押し出し口
90から同押し出し口90の形状と同じ断面形状の型材が押
し出し成形される。

さて、ダイリング81とダイ雄型82とダイ雌型86で構成さ
れるダイスは、前述のように、押し出し成形に供される
前に低周波加熱装置によって加熱されるわけであるが、
加熱時にダイス全体の均熱化を図るために、上記ダイ雄
型82の空間84とダイ雌型86の凹陥部89とによって形成さ
れる空間に、あらかじめ熱媒体が満たされる。第５図に
一点鎖線の平行斜線で示す部分が熱媒体を満たす部分で
ある。熱媒体として、例えばアルミを用い、熱して流動
性をもたせたアルミを上記空間内に流し込むことによっ
てこの空間をあらかじめアルミで満たすことができる。
仮りに、上記ダイスで押し出し成形される型材がアルミ
を材料とするものであれば、上記ダイスを一度押し出し
成形に供した後は上記空間にアルミ材が充填された状態
で残るため、それ以後は低周波加熱しようとするたびに
熱媒体としてのアルミを充填する必要はない。

このように、ダイ雄型82とダイ雌型86とで形成される空
間内に熱媒体を満たした状態で上記ダイ雄型82とダイ雌
型86を含むダイス全体を低周波加熱に供すると、熱媒体
の熱伝導により、ダイスの温度が高い部分から低い部分
に向かって熱が迅速に伝達され、ダイス全体を短時間
で、かつ、均一に加熱することができる。また、ダイス
のベアリング部とこれに連通する空間部分が常時熱媒体
で満たされているので、これらの部分が酸化することが
防止されるという効果もある。

第12図ないし第19図は本考案にかかる低周波加熱装置に
適用されるダイスの別の例を示すものであるが、基本的
には第４図ないし第11図に示したダイスの例と同じであ
って、形状が多少異なるのみであるから、形状の異なる
部分を重点的に説明することにする。第12図ないし第19
図において、ダイ雄型92は十字状に形成され、十字の各
先端面がダイリング91のテーパー状の内周面に嵌められ
る。ダイ雌型96は外周面がテーパー状に形成されてダイ
リング91のテーパー状の内周面に嵌められる。ダイリン
グ91内にダイ雄型92とダイ雌型96が嵌められたとき、ダ
イ雄型92の雄側ベアリング部93がダイ雌型96の雌側ベア
リング部97の内周側に位置し、型材の押し出し口100を
形成する。ダイリング91の内周面と、ダイ雄型92の十字
状に伸びた各突出部で画される空間94と、ダイ雌型96の
凹陥部99とによって上記押し出し口100に連通する一つ
の空間が形成され、この空間にアルミ等の熱媒体が満た
される。従って、このダイスの例の場合も前述のダイス
の例の場合と同様の効果を奏する。

なお、ダイスの低周波加熱時に熱伝導性のよい熱媒体を
介在させるという思想に関連して、ダイス全体を熱媒体
内に入れて低周波加熱することが考えられる。第20図は
その例を示す。第20図において、ダイ22とバッカー24と
の組み合わせでなるダイス20はその全体が容器60内に収
納されている。容器60は本体部分61と蓋の部分63からな
る。この本体部分61と蓋の部分63には、容器60の前後方
向の寸法をダイス20の前後方向の寸法に合わせて調整可
能にするための蛇腹状の部分62,64が形成されている。
上記本体部分61と蓋の部分63はダイス20を収納した状態
で密閉されて容器60が形成され、容器60内には熱媒体と
なる流体65が満たされている。ダイス20の前後の端面は
上記容器60の本体部分61の前後の内面によって挾み込ま
れ、また、上記本体部分61を介して二つの鉄心67,68に
よって挾み込まれる。各鉄心67,68は馬蹄形の鉄心66に
よって磁気的に結合されている。一方の鉄心67は鉄心66
に固定されている。これに対し、他方の鉄心68は鉄心66
に対しスライド可能に設けられ、ダイス20の前後方向の
寸法が異なっても、鉄心68をスライドさせることにより
ダイス20をきっちりと挾み込むことができるようになっ
ている。各鉄心67,68にはそれぞれコイル12,12が巻かれ
ている。各コイル12,12は第１図について説明したよう
に直列に接続され、低周波電源が供給される。容器60は
非磁性体で作られる。前記流体65は、耐熱性のあるも
の、例えば鉱物油などを用いることができる。また、鉱
物油などに熱媒体としての鉄粉等でなる磁性粉を混入し
てもよいし、熱伝導機能を有しかつ耐熱性を有するアル
ミナ粉などを混入してもよい。

いま、第20図に示すように、容器60を介しダイス20を鉄
心67,68で挾み込んだ状態で各コイル12,12に低周波電源
を供給すると、ダイス20を通じて磁束が生じる。ダイス
20は１回巻きのコイルとみることができ、磁束によって
誘導電流が流れる。ダイス20には電気抵抗があるので、
この電気抵抗と上記誘導電流とによってジュール熱が発
生し、ダイス20が加熱される。ダイス20が加熱されると
その周辺の流体65が加熱され、流体65に対流が起こり、
流体65が容器60内で循環する。こうして流体65が容器60
内で循環することにより、ダイス20の温度の低い部分に
流体65を媒体として熱が伝達され、ダイス20が均熱化さ
れる。

なお、二つの鉄心67,68は第20図の例では左右方向に並
べられているが、向きを90度変えて上下方向に並べ、ダ
イス20も上下方向に向くようにしてもよい。また、容器
60の蓋の部分63は本体部分61に対して上側に位置させる
ことが望ましい。

上記の例によれば、低周波電源による誘導加熱を利用す
ると共に、容器60内に満たした熱媒体としての流体65の
循環を利用してダイス20の均熱化を図ったため、ダイス
20の均熱化を図るための待ち時間が不要となり、ダイス
20全体の均一な加熱を迅速に行うことが可能となった。

なお、ダイスを収納する容器の形式は特に限定されるも
のではなく、ダイスを収納した状態で流体を満たすこと
ができ、また、ダイスの大きさに合わせて調整可能であ
れば、どのような形式のものであっても差し支えない。
第21図は容器の変形例を示すもので、容器70は、有底の
本体71とこの本体71に対して嵌め込まれかつ本体71に対
して進退可能な有底の蓋72とを有してなる。容器70内に
は熱媒体としての流体を満たすために、上記本体71と蓋
72は密閉状に嵌めあわせられるが、密閉度をより向上さ
せるために、本体71と蓋72との嵌めあい部分にＯリング
73が介装されている。第21図の例では、本体71と蓋72が
左右方向に嵌まりあっているが、上下方向に嵌まりあっ
ていてもよい。いずれにせよ、容器70内にはダイスが収
納されると共に熱媒体としての流体が満たされ、容器70
を介して上記ダイスが鉄心で挾み込まれ、この鉄心に巻
かれたコイルに低周波電源が供給されることによりダイ
スが加熱され、また、流体の循環によってダイスの均熱
化が図られる。

（考案の効果） 本考案によれば、低周波電源による誘導加熱を利用する
と共に、ダイ雄型とダイ雌型とで形成される空間内に熱
媒体を満たした状態で上記ダイ雄型とダイ雌型を含むダ
イス全体を低周波加熱に供するようにしたため、上記熱
媒体の熱伝導により、ダイスの温度が高い部分から低い
部分に向かって熱が迅速に伝達され、ダイス全体を短時
間で、かつ、均一に加熱することができる。また、ダイ
スのベアリング部とこれに連通する空間部分が常時熱媒
体で満たされているので、これらの部分が酸化すること
が防止されるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる低周波加熱装置の基本構成を示
す概念図、第２図はダイスの具体例を示す分解斜視図、
第３図は同上縦断面図、第４図は本考案に適用可能なダ
イスの例を示す正面図、第５図は同上縦断面図、第６図
は上記ダイス中のダイ雄型の正面図、第７図は同上縦断
面図、第８図は同上背面図、第９図は上記ダイス中のダ
イ雌型の正面図、第10図は同上縦断面図、第11図は同上
背面図、第12図は本考案に適用可能なダイスの別の例を
示す正面図、第13図は同上縦断面図、第14図は同上ダイ
ス中のダイ雄型の正面図、第15図は同上縦断面図、第16
図は同上背面図、第17図は上記ダイス中のダイ雌型の正
面図、第18図は同上縦断面図、第19図は同上背面図、第
20図は本考案に関連のある低周波加熱装置の別の例を示
す側面断面図、第21図は第20図の低周波加熱装置に適用
可能な容器の変形例を示す側面断面図である。 12……コイル、20……ダイス、50……型材、67,68……
鉄心、82,92……ダイ雄型、86,96……ダイ雌型、90,100
……型材の押し出し口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイ雄型とダイ雌型を有してなるダイスを
   挾み込む鉄心と、この鉄心に巻かれていて低周波電源を
   供給することにより上記ダイスに誘導電流を流して発熱
   させるコイルとを有してなる押し出し成形用ダイスの低
   周波加熱装置において、上記ダイ雄型とダイ雌型で構成
   される空間であって型材の押し出し口に連通する空間内
   には熱媒体が満たされており、上記ダイスは上記熱媒体
   を介しての熱伝導で均熱化されることを特徴とする押し
   出し成形用ダイスの低周波加熱装置。