JPH08294719A - Ａｌ合金押出用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主体部の幅と厚さの比が 100を越える広幅薄
肉な異形断面部材についても、ダイス本体のベアリング
開口の拡大変形を抑制して、精度良く押出加工できるＡ
ｌ合金押出用ダイスを提供する。 【構成】 ダイス本体(1) の前部に配するバッフル部
(2) の押出方向の厚さｔを、下記式を満足する厚さとす
る。 tan20 °｛(H−h)/2｝≦ｔ≦ tan45°｛(H−h)/2｝ 但し、Ｈはバッフル部(2) のフローガイド(2a)の主体部
開口高さ、ｈはダイス本体(1) のベアリング(1a)の主体
部開口高さである。 【効果】 バッフル部に適正な厚さを与えることで、押
出加工に際するダイス本体のベアリングへのフローパタ
ンを安定させてなお、該バッフル部の半径方向の変形量
を低く抑えて、隣接するダイス本体のベアリング開口の
拡大変形を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ａｌ合金押出用ダイス
に関し、特に、主体部が広幅薄肉な異形断面部材の押出
加工に用いて好適なＡｌ合金押出用ダイスに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ＡｌおよびＡｌ合金は、
無潤滑のままフラットダイスで押出せる固有の変形性を
有し、しかも押出により再結晶させて微細組織が得られ
る。また、その押出加工では、ダイスのみが素材の塑性
流れを制御して形状を与え、一回の塑性加工で複雑な断
面形状の成形品が得られる。また近年では、大型押出材
の製品開発ために、大容量の押出プレスの利用も進めら
れ、より広幅で薄肉な異形断面部材についても押出加工
されるようになっている。そして、この様な背景のもと
で、特に軽量化が要求される船舶や車両の外装部材およ
びＯＡ機器の構造部材等では、薄肉平板状の主体部から
リブを突出させてΠ字状の断面形状をもつＡｌ合金部
材、いわゆるΠプレート材が、施工性の面から注目さ
れ、その適用が拡大すると共に、より広幅で薄肉なも
の、例えば、主体部の幅と厚さ比が 100以上のものが要
求されるようになっている。

【０００３】ここで、直接押出法によるＡｌ合金の押出
加工に用いられる一般的なダイスの構成配置および押出
プロセスを〔図８〕により説明する。この押出用ダイス
は、前面部に製品形状に対応する断面形状で開口させた
ベアリング(11a)(成形品の最終形状を与える整形部）を
有してフラットダイスに形成されたダイス本体(11)と、
その背部をバックアップするバッカー(12)とを、押出コ
ンテナ(C) の出側に配されたダイリング(D) に嵌入する
ことで一体に組立てられ、更に、図示省略のボルスター
によって後部を押圧支持されることで、その前端面を押
出コンテナ(C) の出側端面に密着させて配される。そし
て、押出加工に際しては、押出コンテナ(C) 内に装入し
たビレット(B) を、該押出コンテナ(C) の加圧ステム
(S) で加圧して、そのビレット(B) の材料をダイス本体
(11)のベアリング(11a) を通して流出させることで、所
定の断面形状に成形するのであるが、その際に、同図中
に点線で区分して示すダイス本体(11)前面の領域に塑性
流の滞留が起こり、ベアリング(11a) に向かう塑性流と
の間に内部剪断域が生じる。しかも、その内部剪断域で
の流動抵抗が、ダイス本体(11)壁面との間の摩擦抵抗よ
りも小さくなるため、加圧された材料の塑性流は、ベア
リング(11a) に向けて集中するフローパタンとなり、こ
れによって無潤滑であっても良好な押出性が得られるの
である。

【０００４】しかし、例えば前記Πプレート材のよう
な、主体部が広幅薄肉な異形断面部材の押出加工では、
より大容量の押出コンテナが必要となる一方で、その押
出コンテナとダイスのベアリングとの断面積差が相対的
に大きくなり、それに伴って、ダイス前面における塑性
流の滞留域が増大し、その滞留域との間に生じる内部剪
断域の面積も大きくなり、その結果、ベアリングに向か
うフローパタンが乱れて、成形品に偏肉や波うちが生
じ、安定した押出加工が達成し難くなる。

【０００５】そこで従来では、これら広幅薄肉品を押出
加工する場合には、その構成配置の概要説明図である
〔図９〕の (a)図に示すように、成形品の最終形状を与
えるダイス本体(1) の前部に、このダイス本体(1) のベ
アリング(1a)よりも大きな相似断面形状で開口させたフ
ローガイド(2a)（リードインとも言う）を有するバッフ
ル部(2) を設け、そのバッフル部(2) により、同 (a)図
中に点線で区分して示すように、塑性流の滞留域を２段
に分散させることで、押出コンテナ(C) からベアリング
(1a)に向かうフローパタンの安定化とバランスの改善と
を図っている。なお、同 (a)図に示す押出用ダイスで
は、バッフル部(2) は、ダイス本体(1)に一体に設けら
れているが、一般には、施工性の面から、その斜視図で
ある (b)図に示すように、バッフル部(2) はダイス本体
(1) とは分離して製作され、該バッフル部(2) 、ダイス
本体(1) 、バッカー(3) の順でダイリング(D) 内に嵌入
保持される。また、このように分離して設けた場合に
は、このバッフル部は、一般にプレートと呼ばれてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】バッフル部を設けた押
出用ダイスでは、例えば前記Πプレート材のような異形
断面部材について、ある程度までの広幅薄肉化に対して
は、ベアリングに向かう塑性流のフローパタンを安定化
できて有効である。しかし、より広幅でかつ薄肉とさ
れ、その主体部の幅と厚さ比が 100を越えるような異形
断面部材を押出加工した場合には、その主体部が所定寸
法よりも厚く成形され、所期の寸法精度が安定して得ら
れなくなると言う問題が生じている。このことは、押出
加工に際して、ダイス本体が押出方向に直交する方向の
応力を受けてベアリング開口を拡大変形させられている
ことを意味する。これを防ぐため従来では、ダイスの押
出方向の厚さを増加させて対応する試みも行われている
が、バッフル部を設けた押出ダイスでは、ダイスの押出
方向への撓みに加え、バッフル部に負荷される圧力によ
って押出方向に直交する内面における変形も生じ、これ
らがベアリング開口の変形に複雑な影響を与えるため、
ダイスの厚さの増加だけでは充分に対応できていないの
が実情である。

【０００７】一方、従来では、バッフル部の押出方向の
厚さは、そのフローガイド内面における材料との摩擦に
よる押出荷重を大幅に増大させない範囲で、厚いほど良
いとされていたが、これついて本発明者が検討したとこ
ろ、広幅薄肉部材の押出加工では、特に主体部の幅と厚
さ比が 100以上のものでは、バッフル部の厚さを厚くし
ても、ベアリング開口の拡大変形に対する抑制効果は認
められず、逆に拡大変形を助長するような挙動も認めら
れた。そして、これを更に詳細に検討した結果、バッフ
ル部の半径方向の変形が、ダイス本体のベアリング開口
の拡大変形に大きな影響を及ぼしていることが判明し、
該バッフル部の変形を低く抑えることができれば、ベア
リング開口の拡大変形を抑制できるとの知見を得た。

【０００８】すなわち、〔図９〕に示した構成の押出用
ダイスにおける押出加工時に負荷される応力を、その説
明半断面図である〔図４〕の (a)図により説明すると、
押出加工に際して、ダイス本体(1) に負荷される半径方
向の応力は、そのベアリング(1a)面のみに塑性流が接し
て通過するすることより、該ベアリング(1) 面に等方圧
的に負荷される半径方向の応力に対応する値となる。し
かし、そのベアリング(1a)の押出方向の厚さは、一般的
に10mm前後の厚さに設定されるので、ダイス本体(1) の
押出方向の全厚さからみて比較的小さな値となる。これ
に対し、ダイス本体(1) の前部に配したバッフル部(2)
に負荷される半径方向の応力は、そのフローガイド(2a)
開口内に加圧された材料が充満して流動することより、
該フローガイド(2a)開口面に等方圧的に負荷される半径
方向の応力に対応する値となる。しかも、このバッフル
部(2) の押出方向の厚さは、ダイス本体(1) のベアリン
グ(1a)の厚さよりも遙かに大きな厚さに設定されている
ので、押出加工に際して、負荷される半径方向の応力
は、ダイス(1) に負荷される応力よりも格段に大きな値
となり、このため、特に広幅薄肉とされたフローガイド
(2a)の主体部開口が厚さ方向に拡大する変形を受け易
い。一方、バッフル部(2) およびダイス本体(1) は、後
部に配したバッカー(3) を介し、図示省略のボルスター
に後部を押圧支持されて、押出力に対向し得る大きな軸
力のもとで押出コンテナ(C) に押付けられていることよ
り、互いに同軸力のもとで密着させられている。このた
め、バッフル部(2) がフローガイド(2a)開口を拡大する
方向の変形を受けると、その変形がダイス本体(1) の前
面部に伝わり、該ダイス本体(1) のベアリング(1a)開口
を拡大変形させることになる。また、このことは、バッ
フル部(2) の厚さを大きくすればするほど顕著になる。

【０００９】従って、押出加工に際するバッフル部の半
径方向の変形量を低く抑えるか、ないしは該バッフル部
の変形がダイス本体に伝わらないように、両者の接触面
間の摩擦抵抗を低めることができれば、ベアリング開口
の拡大変形を抑制して、より広幅で薄肉な部材について
も寸法精度良く成形することが可能となる。ここで本発
明者は、まず、バッフル部とダイス本体との接触面間に
潤滑剤を塗布し、これによって両者間の摩擦抵抗を低め
ることを試みたが、前述のように両者は大きな軸力で押
し付けられているため、その効果は認められなかった。
一方、バッフル部の半径方向の変形量は押出方向の厚さ
の増大に応じて増大し、それに伴いベアリング開口を拡
大変形させるのであるが、従来では、バッフル部の厚さ
は経験的に定められ、上記観点は考慮されていないのが
実情であった。従って、ダイス本体のベアリング開口の
拡大変形を抑制して、より広幅で薄肉な部材についても
精度良く押出加工できる押出用ダイスを得るには、ベア
リングに向かうフローパタンの安定化が図れてなお、半
径方向の変形量を小さく抑えることのできるベアリング
部の形状、特にその適正厚さを定量的に解明することが
課題となる。

【００１０】本発明は上記従来技術の課題を解決すべく
なされたもので、主体部が広幅薄肉な異形断面部材につ
いても、ダイス本体のベアリング開口の拡大変形を抑制
して、精度良く押出加工できるＡｌ合金押出用ダイスを
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、請
求項１記載の本発明に係るＡｌ合金押出用ダイスは、押
出コンテナの出側に配置されたダイリング内に嵌入さ
れ、主体部開口形状が広幅偏平形状とされたベアリング
を有するダイス本体と、このダイス本体のベアリングよ
りも大きな相似断面形状に開口されたフローガイドを有
して該ダイス本体の前部に配され、押出コンテナからダ
イス本体に向かう塑性流を安定させるバッフル部とを備
えてなり、主体部が広幅薄肉な異形断面部材を押出加工
するアルミ合金押出用ダイスにおいて、前記バッフル部
の押出方向の厚さｔを、下記式を満足する範囲内の厚さ
としたことを特徴とする。 tan２０°×｛（Ｈ−ｈ）／２｝≦ｔ≦ tan４５°×｛（Ｈ−ｈ）／２｝ 但し、Ｈはバッフル部のフローガイドの主体部開口高
さ、ｈはダイス本体のベアリングの主体部開口高さ。

【００１２】また、請求項２記載の発明に係るＡｌ合金
押出用ダイスは、上記バッフル部が、上および下側面な
いしは上下側面のいずれか一方の面に、５°〜３０°の
傾斜角度で前方向けて拡径させた変形抑え勾配部を設け
ているものである。

【００１３】また、請求項３記載の発明に係るＡｌ合金
押出用ダイスは、上記バッフル部が、フローガイドの上
部および／または下部に、該フローガイドの主体部と平
行に押出方向に貫通するダミー開口部を設けているもの
である。

【００１４】

【作用】前述のように、バッフル部を設けた押出用ダイ
スでは、〔図４〕の (b)図に示すように、バッフル部
(2) のフローガイド(2a)内に塑性流の滞留域Ａを形成
し、押出コンテナ(C) からダイス本体(1) のベアリング
(1a)に向かう塑性流の滞留域を２段に分散させて、ベア
リング(1a)へのフローパタンを安定化させる。また、こ
のときバッフル部(2) のフローガイド(2a)内に形成され
る滞留域Ａは、該フローガイド(2a)入口端と、ダイス本
体(1) のベアリング(1a)入口端とを結ぶ線（同図中の一
点鎖線）の外側となる縦断面三角形状の領域内に形成さ
れる。また、形成される滞留域Ａのダイス本体(1) 前面
に対する角度βは、主として該ダイス本体(1) 前面のフ
ローガイド(2a)開口面からベアリング(1a)開口までの高
さ、つまりフローガイド(2a)主体部開口高さＨとベアリ
ング(1a)主体部開口高さｈとの差の1/2 によって定ま
り、バッフル部(2) の押出方向の厚さｔをある程度以上
大きくしても、滞留域Ａの角度βには影響しない。一
方、バッフル部(2)の厚さｔを大きくすると、前述のよ
うに、押出加工に際して負荷される半径方向の応力が増
大し、これが原因してダイス本体(1) のベアリング(1a)
開口を拡大変形させる。また、バッフル部(2) の厚さｔ
を小さくして行くと、ダイス本体(1)のベアリング(1a)
に向かう塑性流の滞留域を２段に分散できなくなって該
ベアリング(1a)へのフローパタンが乱れ、結果として、
製品寸法を制御し難くなる。

【００１５】ここで、前記フローガイド(2a)入口端とベ
アリング(1a)入口端とを結ぶ線とダイス本体(1) 前面と
がなす角度θ（以下、バッフル角度という）が、前記滞
留域Ａの角度βと同等ないしはそれ以上の角度であれ
ば、ベアリング(1a)へのフローパタンを安定させること
ができる。従って、バッフル部(2) の厚さｔと、フロー
ガイド(2a)の主体部開口高さＨと、ベアリング(1a)の主
体部開口高さｈとの関係、つまり上記厚さｔと（Ｈ−
ｈ）／２の関係で定まるバッフル角度θを、フローパタ
ンを安定させる滞留域Ａの角度βに対応する範囲内で小
さな角度に選定すれば、フローパタンを安定させてな
お、バッフル部(2) の厚さｔを必要最小の厚さに設定す
ることができ、よって押出加工に際する半径方向の変形
量を低く抑えて、ベアリング(1a)開口の拡大変形を抑制
することができる。

【００１６】そこで、上記バッフル角度θの適正範囲を
確認するために、バッフル角度θを65°〜20°の範囲内
として、それぞれの厚さｔを変更したバッフル部を配し
た押出ダイスを準備し、それらの押出ダイスにより、主
体部の幅と厚さの比が 120であるＡｌ合金Πプレート材
の押出を行った。なお、それら押出ダイスのバッフル部
およびダイス本体の外郭形状は、幅と高さの比が２の矩
形状である。ここで、バッフル角度θが60°から65°と
なる厚さｔは、従来の押出ダイスにおけるバッフル部の
経験的な厚さ設定範囲に相当する。各例でのΠプレート
材では、その主体部の厚さが、押出前におけるダイス本
体のベアリング開口の該当部分の厚さ寸法よりも厚くな
り、特に幅方向のほぼ中央部が最も厚くなった。バッフ
ル角度θが65°となる従来型のバッフル部を配した例で
の中央部の厚み拡大変形量を 100％とし、各例でのΠプ
レート材の中央部の厚みの相対偏差を〔図５〕のグラフ
に示す。〔図５〕のグラフに示すように、バッフル角度
θが45°を境界にして、その角度θが小さいほど中央部
の厚みの相対偏差が急低下しており、このことは、バッ
フル角度θが45°以下となる厚さｔであれば、その厚さ
ｔの減少に比例してダイス本体のベアリング開口の拡大
変形を低く抑制できることを意味する。しかし、バッフ
ル角度θを10°とした例では、中央部の厚みの相対偏差
は小さく抑えられたものの、当該Πプレート材の主体部
に波うちが生じて、安定した押出加工の継続が困難とな
り、このことは、バッフル角度θを20°より小さくしす
ると、バッフル部のフローガイド内にダイス本体のベア
リングへのフローパターンを安定させる滞留域Ａが、も
はや安定して形成できなくなることを意味する。従っ
て、フローパターンを安定させてなお、ベアリング開口
の拡大変形を抑制できるバッフル角度θは、20°〜45
°、より好ましくは20°〜30°となり、このことからバ
ッフル部の厚さｔは、ｔ＝ tanθ°×｛（Ｈ−ｈ）／
２｝で求め、かつ、そのバッフル角度θを上記範囲内で
選定することで適正厚さとなる。

【００１７】本発明は、以上により把握された条件に基
づいてなされたものであって、ダイス本体の前部に配さ
れるバッフル部の押出方向の厚さｔを、下記式を満足す
る範囲内の厚さとするので、ベアリングに向かうフロー
パタンを安定させる一方で、押出加工に際する該バッフ
ル部の半径方向の変形量を小さく抑え、よってダイス本
体のベアリング開口の拡大変形を抑制して、より広幅で
薄肉な部材についても精度良く押出加工することができ
る。 tan２０°×｛（Ｈ−ｈ）／２｝≦ｔ≦ tan４５°×｛（Ｈ−ｈ）／２｝

【００１８】一方、押出加工に際して、バッフル部は押
出力による大きな軸力によってダイス本体に押付けられ
るので、フローガイド開口を拡大する方向の変形を受け
ると、その変形がダイス本体の前面部に伝わり、該ダイ
ス本体のベアリング開口を拡大変形させることになる。
従って、このバッフル部のダイス本体への押付力を軽減
できれば、その変形によるダイス本体への影響を低く抑
えて、該ダイス本体のベアリング開口の拡大変形をより
効果的に抑制することができる。また、そのためには、
バッフル部の押出力によるダイス本体方向への軸力を、
該バッフル部が嵌入されたダイリングに伝えて、その一
部を担持させることが効果的であり、かつダイリングへ
の軸力の伝達部は、該バッフル部の半径方向の変形を抑
える反力を考慮すると、押出コンテナに対向する前方向
けて拡径させた勾配面であることが望ましいと考えられ
る。このことを確認するために、〔図６〕の (a)図に示
すように、バッフル角度θが65°となる厚さｔとした従
来のバッフル部を配した押出ダイスと、バッフル角度θ
が65°となる厚さｔとし、かつ上側面に、それぞれ 5
°、10°、15°および30°の角度αで前方向けて拡径す
る変形抑え勾配部(2b)を設けたバッフル部(2)を配した
押出ダイスと、同様に上側面に30°の角度αの変形抑え
勾配部(2b)を設けると共に、バッフル角度θが30°とな
る厚さｔとしたバッフル部(2) を配した押出ダイスとを
準備し、それらの押出ダイスにより、前記と同様に主体
部の幅と厚さの比が 120であるＡｌ合金Πプレート材の
押出を行った。各例でのΠプレート材の主体部における
中央部の厚みの相対偏差（前記と同様にバッフル角度θ
が65°の例での中央部厚みの拡大変形量を 100％とした
相対偏差）を同 (b)図のグラフに示す。同 (b)図のグラ
フに示すように、変形抑え勾配部を設けたバッフル部を
配した例では、変形抑え勾配部を設けない従来のバッフ
ル部を配した例に比較して、中央部の厚みの相対偏差が
大きく低下した。また、変形抑え勾配部を設けると共
に、バッフル角度θが30°となる厚さｔとした例では、
同クラフ中に△印でプロットしたように、成形品の主体
部に厚み拡大変形はほとんど認められなかった。

【００１９】ここで、請求項２記載の発明では、バッフ
ル部の、上および下側面ないしは上下側面のいずれか一
方の面に、前方向けて拡径させた変形抑え勾配部を設け
るので、押出力によるダイス本体方向への軸力を、その
変形抑え勾配部を介して、該バッフル部が嵌入されたダ
イリングに伝えて担持させ、ダイス本体への押付力を軽
減することができ、これによりダイス本体のベアリング
開口の拡大変形をより効果的に抑制することができる。
なお、本発明において、バッフル部の変形抑え勾配部の
角度の上限を30°としたのは、30°を越えてもその効果
の増大率が小さく、また、45°以上では半径方向の反力
が相対的に減少して該バッフル部の半径方向の変形の抑
制効果が小さくなって行き、更に、該バッフル部の変形
抑え勾配部に対応してダイリングの前端部内面に設ける
受圧勾配部の成形のための加工量が大きくなって、該ダ
イリングの構造強度面で問題が生じるようになり、実用
的でなくなるからである。

【００２０】ところで、押出加工に際してバッフル部に
負荷される軸力は、その前面の受圧面積に対応して増減
する。従って、塑性流の滞留域を２段に分散させる本来
機能を失することなく、バッフル部の受圧面積を小さく
することができれば、該バッフル部のダイス本体への押
付力を軽減し、その変形によるダイス本体への影響を低
く抑えてベアリング開口の拡大変形をより効果的に抑制
することができる。また、そのためには、バッフル部の
フローガイドの上部および／または下部に、押出方向に
貫通するダミー開口部を設け、このダミー開口部にコン
テナで加圧された材料を流入させて、押出力の一部を直
接的にダイス本体の前面に伝えて担持させることが効果
的であると考えられる。このことを確認するために、バ
ッフル角度θが30°となる厚さｔとしたバッフル部(2)
を配した押出ダイスと、同様にバッフル角度θが30°と
なる厚さｔとし、かつ、〔図７〕の (a)図およびに (b)
図示すように、フローガイド(2a)の上・下部に、該フロ
ーガイド(2a)の主体部と略同幅のスリット状のダミー開
口部(4)を、押出方向に平行に貫通して設けたバッフル
部(2) を配した押出ダイスとを準備し、それらの押出ダ
イスにより、前記と同様に主体部の幅と厚さの比が 120
であるＡｌ合金Πプレート材の押出を行った。その結
果、ダミー開口部を設けたバッフル部を配した例では、
ダミー開口部を設けていない例に比較して中央部の厚み
の相対偏差が 2/3程度に低下した。また、その結果よ
り、コンテナで加圧されてダミー開口部に流入・充満し
た材料は、押出力の一部を直接的にダイス本体に伝えて
バッフル部への軸力を軽減する一方、該ダミー開口部内
での圧力により、フローガイド開口内での材料の圧力に
起因するバッフル部の厚さ方向の変位を相殺する効果を
及ぼすことが判明した。

【００２１】ここで、請求項３記載の発明では、バッフ
ル部の、フローガイドの上部および／または下部に、該
フローガイドの主体部と平行に押出方向に貫通するダミ
ー開口部を設けるので、このダミー開口部にコンテナで
加圧された材料を流入・充満させることで、押出力の一
部を直接的にダイス本体の前面に伝えて、バッフル部の
ダイス本体への押付力を軽減すると共に、このダミー開
口部に流入して留まる材料の圧力で、フローガイド開口
内の材料の圧力に起因するバッフル部の厚さ方向の変位
を相殺することができ、これによりダイス本体のベアリ
ング開口の拡大変形をより効果的に抑制することができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。〔図１〕は本発明の押出用ダイスの第１実施例の
概要構成を示す図面であって、 (a)図は構成配置を示す
正断面図、(b) 図は構成部の分解斜視図である。

【００２３】〔図１〕において、(C) は押出コンテナ、
(D) はダイリングであって、これら押出コンテナ(C) お
よびダイリング(D) の内径断面形状は矩形状とされてい
る。また、押出コンテナ(C) は、図示省略の押出ステム
を備えており、一方、ダイリング(D) は、図示省略のボ
ルスターによって後部を押圧支持されることで、その前
端面を押出コンテナ(C) の出側端面に密着させて配され
ている。

【００２４】(1) は、ダイス本体であって、このダイス
本体(1) は、その前面部に製品形状（本例では、主体部
の幅と厚さの比が 120のΠプレート材）に対応する断面
形状で開口させたベアリング(1a)を、押出方向に10mmの
厚さに設けると共に、このベアリング(1a)の後方に、該
ベアリング(1a)開口と相似断面形状で順次後方に向けて
拡径開口させた成形品通過孔(1b)を設けたフラットダイ
スに形成されている。(2) は、バッフル部であって、こ
のバッフル部(2) は、ダイス本体(1) のベアリング(1a)
開口よりも大きな相似断面形状で開口させたフローガイ
ド(2a)を設けてなり、ダイス本体(1) の前方に位置して
配される。(3) は、バッカーであって、このバッカー
(3) は、ダイス本体(1) の成形品通過孔(1b)の後端開口
と同断面形状で開口させた成形品通過孔(3a)を設けてな
り、ダイス本体(1) の後方に位置して配される。

【００２５】また、ダイス本体(1) 、バッフル部(2) お
よびバッカー(3) は、 (b)図に示すように、ダイリング
(D) の内径断面形状に対応し、かつ所定の嵌入クリアラ
ンスＧをもつ矩形状で、その幅と高さの比を２とした外
郭断面形状とされている。そして (a)図に示すように、
バッフル部(2) 、ダイス本体(1) 、バッカー(3)の順で
ダイリング(D) 内に嵌入されて一体に組立てられると共
に、後方に配されてダイス本体(1) をバックアップする
バッカー(3) の後端面を、図示省略のボルスターに押圧
支持されることで、押出力に対向し得る大きな軸力でも
って、前方のバッフル部(2) 前端面を押出コンテナ(C)
の出側端面に密着させて配される。

【００２６】上記構成配置の本実施例の押出用ダイスで
は、図示省略の加圧ステムで加圧された押出コンテナ
(C) 内のビレット(B) の材料を、ダイス本体(1) のベア
リング(1a)を通して流出させることで所定の製品断面形
状に成形し、また、その際に、該ダイス本体(1) の前部
に配したバッフル部(2) によって、押出コンテナ(C) か
らダイス本体(1) のベアリング(1a)に向かう塑性流の滞
留域を２段に分散させて、該ベアリング(1a)へのフロー
パタンを安定化させる。

【００２７】ここで、本実施例の押出用ダイスでは、バ
ッフル部(2) の押出方向の厚さｔを、該バッフル部(2)
のフローガイド(2a)の主体部開口高さＨとダイス本体
(1) のベアリング(1a)の主体部開口高さｈとの関係で定
まるバッフル角度θが25°となるように、ｔ＝ tan25°
｛(H-h)/2 ｝で求めて設定した。そして、この押出用ダ
イスにより、主体部の幅と厚さ比が 120であるＡｌ合金
Πプレート材の押出加工を行った。また、比較のため
に、押出コンテナとフローガイド間およびフローガイド
とベアリング間における押出比等を勘案して経験的に定
められている従来の慣用基準により設定した厚さｔ’の
バッフル部を配した押出用ダイスを準備し、上記と同じ
Ａｌ合金Πプレート材の押出加工を行った。なお、この
比較例の押出用ダイスでは、バッフル部のバッフル角度
θは65°であった。また、そのバッフル部の厚さｔ' に
対して、バッフル角度θを25°とした本実施例のバッフ
ル部(2) の厚さｔは、約 1/4.5と小さなものである。

【００２８】得られたΠプレート材について、その主体
部における中央部の厚みの相対偏差を調べたところ、比
較例のものの中央部の厚みの拡大変形量に対して、本実
施例のものでは、約30％と大幅に改善されており、これ
らにより、バッフル部に適正な厚さを定量的に設定して
与える本発明に係る押出用ダイスでは、ダイス本体のベ
アリング開口の拡大変形を効果的に抑制することがで
き、もって主体部の幅と厚さの比が 100を越える広幅薄
肉な異形断面部材についても、精度良く押出加工できる
ことが確認できた。

【００２９】〔図２〕は本発明の押出用ダイスの第２実
施例の概要構成配置を示す正断面図である。なお、本実
施例の押出用ダイスは、バッフル部に変形抑え勾配部を
設けた点を除いて、〔図１〕に示した第１実施例のもの
と同じであるので、ここでは、等価な各部に同符号を付
して説明を省略し、差異点のみを要約して説明する。

【００３０】〔図２〕に示す本実施例の押出用ダイスで
は、ダイス本体(1) の前部に配されるバッフル部(2')
は、第１実施例と同様にバッフル角度θが25°となる厚
さｔとし、その上および下側面に、押出コンテナ(C) に
対向する前方向けて20°の傾斜角度で拡径させた変形抑
え勾配部(2b)を設けている。一方、このバッフル部(2')
が嵌入されるダイリング(D) の前端部の上下側内面に
は、該バッフル部(2')の変形抑え勾配部(2b)に対応する
傾斜角度で前方向けて拡径された受圧勾配部(Da)が設け
られている。

【００３１】上記構成配置の本実施例の押出用ダイスに
より、第１実施例と同じＡｌ合金Πプレート材の押出加
工を行った。そして、得られたΠプレート材について、
前記第１実施例での比較例のものの拡大変形量に対応す
る主体部における中央部の厚みの相対偏差を調べたとこ
ろ、 3％未満の非常に小さな値を示し、バッフル部に適
正な厚さを定量的に設定して与えると共に、その上・下
側面に変形抑え勾配部を設ける本発明の押出用ダイスで
は、それらの複合効果により、ダイス本体のベアリング
開口の拡大変形をより効果的に抑制することができ、も
って主体部の幅と厚さの比が 100を越える広幅薄肉な異
形断面部材についても、より精度良く押出加工できるこ
とが確認できた。

【００３２】なお、上記第２実施例では、バッフル部の
変形抑え勾配部は、該バッフル部の上下両側面に設けた
が、これは押出力の上下方向でのバランスを考慮して、
上および下側面のいずれか一方に設けられて良いことは
言うまでもない。

【００３３】〔図３〕は本発明の押出用ダイスの第３実
施例の概要構成を示す図面であって、 (a)図は構成配置
を示す正断面図、(b) 図は構成部の分解斜視図である。
なお、本実施例の押出用ダイスは、バッフル部にダミー
開口部を設けた点を除いて、〔図１〕に示した第１実施
例のものと同じであるので、ここでは、等価な各部に同
符号を付して説明を省略し、差異点のみを要約して説明
する。

【００３４】〔図３〕に示す本実施例の押出用ダイスで
は、ダイス本体(1) の前部に配されるバッフル部(2")
は、第１実施例と同様にバッフル角度θが25°となる厚
さｔとし、かつ、そのフローガイド(2a)の上部および下
部に、 (a)図に示すように、該フローガイド(2a)の主体
部と平行に押出方向に貫通するダミー開口部(4) を設け
ている。また、 (b)図に示すように、上部のダミー開口
部(4) は、フローガイド(2a)の、押出対象のΠプレート
材のリブに対応する対の突出部の内法幅と略同幅とされ
て幅方向の中央部上方に設け、下部のダミー開口部(4)
は、該フローガイド(2a)の主体部全幅に渡る範囲の下方
に２つ幅方向に並べて設けられている。

【００３５】上記構成配置の本実施例の押出用ダイスに
より、第１実施例と同じＡｌ合金Πプレート材の押出加
工を行った。そして、得られたΠプレート材について、
前記第１実施例のものの拡大変形量に対応する主体部に
おける中央部の厚みの相対偏差を調べたところ、約 1/2
の小さな値を示し、バッフル部に適正な厚さを定量的に
設定して与えると共に、該バッフル部のフローガイドの
上・下部に押出方向に貫通するダミー開口部を設ける本
発明の押出用ダイスでは、それらの複合効果により、ダ
イス本体のベアリング開口の拡大変形をより効果的に抑
制することができ、もって主体部の幅と厚さの比が 100
を越える広幅薄肉な異形断面部材についても、より精度
良く押出加工できることが確認できた。

【００３６】なお、上記第３実施例では、バッフル部の
ダミー開口部は、該バッフル部のフローガイドの上部お
よび下部に設けたが、これは押出力の上下方向でのバラ
ンスを考慮して、上部ないしは下部のいずれか一方に設
けられて良いことは言うまでもない。更にまた、そのバ
ッフル部の上・下側面に前記第２実施例と同様の変形抑
え勾配部を設けられても良いことは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係るＡｌ
合金押出用ダイスでは、ダイス本体のベアリング開口の
拡大変形を効果的に抑制し、主体部の幅と厚さの比が 1
00を越える広幅薄肉な異形断面部材についても、精度良
く押出加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出用ダイスの第１実施例の概要構成
を示す図面であって、 (a)図は構成配置を示す正断面
図、(b) 図は構成部の分解斜視図である。

【図２】本発明の押出用ダイスの第２実施例の概要構成
配置を示す正断面図である。

【図３】本発明の押出用ダイスの第３実施例の概要構成
を示す図面であって、 (a)図は構成配置を示す正断面
図、 (b)図は構成部の分解斜視図である。

【図４】本発明に関わる押出用ダイスにおける負荷応力
および塑性流の滞留域の説明図であって、 (a)図は負荷
される応力の説明半断面図、 (b)図は形成される滞留域
の説明半断面図である。

【図５】本発明に関わるバッフル部のバッフル角度θと
成形品中央部の厚みの相対偏差との関係を示すグラフで
ある。

【図６】本発明に関わるバッフル部の変形抑え勾配部の
説明図であって、 (a)図は正断面図、 (b)図は変形抑え
勾配部の角度と成形品中央部の厚みの相対偏差との関係
を示すグラフである。

【図７】本発明に関わるバッフル部のダミー開口部の説
明図である。

【図８】直接押出法による押出用ダイスの一般的な構成
配置および押出プロセスの説明図である。

【図９】従来のバッフル部を設けた押出用ダイスの構成
配置の概要説明図である。

【符号の説明】

(1) --ダイス本体、 (1a)--ベアリング (2) --バッフル部 (2a)--フローガイ
ド (3) --バッカー (c) --押出コンテ
ナ (D) --ダイリング Ｈ--フローガイド
主体部開口高さ ｈ--ベアリング主体部開口高さ ｔ--バッフル部厚
さ θ--バッフル角度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出コンテナの出側に配置されたダイリ
   ング内に嵌入され、主体部開口形状が広幅偏平形状とさ
   れたベアリングを有するダイス本体と、このダイス本体
   のベアリングよりも大きな相似断面形状に開口されたフ
   ローガイドを有して該ダイス本体の前部に配され、押出
   コンテナからダイス本体に向かう塑性流を安定させるバ
   ッフル部とを備えてなり、主体部が広幅薄肉な異形断面
   部材を押出加工するアルミ合金押出用ダイスにおいて、
   前記バッフル部の押出方向の厚さｔを、下記式を満足す
   る範囲内の厚さとしたことを特徴とするＡｌ合金押出用
   ダイス。 tan２０°×｛（Ｈ−ｈ）／２｝≦ｔ≦ tan４５°×｛（Ｈ−ｈ）／２｝ 但し、Ｈはバッフル部のフローガイドの主体部開口高
   さ、ｈはダイス本体のベアリングの主体部開口高さ。
2. 【請求項２】 前記バッフル部が、上および下側面ない
   しは上下側面のいずれか一方の面に、５°〜３０°の傾
   斜角度で前方向けて拡径させた変形抑え勾配部を設けて
   いる請求項１記載のＡｌ合金押出用ダイス。
3. 【請求項３】 前記バッフル部が、フローガイドの上部
   および／または下部に、該フローガイドの主体部と平行
   に押出方向に貫通するダミー開口部を設けている請求項
   １または２記載のＡｌ合金押出用ダイス。