WO2012020603A1 - 中空形材成形用押出ダイス - Google Patents

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WO2012020603A1
WO2012020603A1 PCT/JP2011/064099 JP2011064099W WO2012020603A1 WO 2012020603 A1 WO2012020603 A1 WO 2012020603A1 JP 2011064099 W JP2011064099 W JP 2011064099W WO 2012020603 A1 WO2012020603 A1 WO 2012020603A1
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WO
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bridge
shape
die
extrusion
holder
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PCT/JP2011/064099
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄次 望月
沛征 林
栄徳 斎藤
広明 佐田
博文 杉原
睦 渡邉
茂 岡庭
建 小松
Original Assignee
日本軽金属株式会社
日軽金アクト株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/02—Dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/04—Mandrels

Definitions

  • the present invention relates to an extrusion die for forming a hollow member for forming a hollow member made of a high-strength alloy, in particular, a high-strength aluminum alloy such as a so-called 7000 type alloy.
  • extrusion of aluminum alloy or the like is widely used at present because it has a high degree of freedom in cross-sectional shape and is excellent in obtaining a hollow shape material to be extruded.
  • products obtained by extrusion have been widely used as strength members for structural materials, machine parts, and the like. Therefore, high-strength alloys such as 7075, 7N01, 7003 and so on, such as so-called 7000 series.
  • high-strength alloys such as 7075, 7N01, 7003 and so on, such as so-called 7000 series.
  • a hollow material extrusion die made of a so-called spider die in which a male die and a female die are mounted inside a die ring is known (for example, , See Patent Document 1).
  • the spider die 100 disclosed in Patent Document 1 is formed with a male die 101 having a core (mandrel) 110 for shaping the inner shape of the hollow shape member, and the outer shape of the hollow shape member. And a female die 102.
  • the male mold 101 includes the core 110 and a male ring 112 that holds the core 110.
  • the core 110 is formed by a molding convex portion 113 and a bridge foot 111 that holds the molding convex portion 113.
  • bridging leg 111 becomes an inclined surface which expands as it goes to the front side of an extrusion direction.
  • the tip peripheral surface 115 b is fitted with the inner peripheral surface 112 a of the male ring 112.
  • the core 110 has a portion for forming the inner shape of the hollow shape at the lower portion thereof, and the outer periphery of the core 110 has, for example, an X shape toward the inner peripheral surface 112a of the male ring 112, that is,
  • the bridge legs 111 extending in all directions are provided.
  • a space surrounded by the four bridge legs 111 and the inner peripheral surface 112a of the male ring 112 is a billet introduction space S made of an aluminum alloy as a material.
  • the male mold 101 is held by the female mold 102 on the front side in the extrusion direction indicated by the arrow A.
  • a lower portion of the core 110 is inserted, and a forming hole portion 106 for forming the outer shape of the hollow shape member is formed.
  • a holding surface 116 that holds the bottom surface of the bridge foot 111 of the male die 101 is formed on the upper surface on the outer peripheral side of the female die 102.
  • each bridge foot 111 has an inclined surface that expands as the distal end circumferential surface 115b of the distal end 115 goes to the front side in the extrusion direction.
  • a high-strength alloy in particular, a so-called 7000-type high-strength aluminum is used as a material for forming a hollow shape material.
  • the deformation resistance is higher than other alloy types, so the extrusion force increases, and the load on the die tool system is large, so the extrusion speed is increased, It is difficult to improve the life of the die.
  • the inner peripheral inclined surface 112a of the male ring 112 and the distal end peripheral surface 115b of the bridge foot 111 are press-fitted, and the bridge foot 111 is extruded.
  • Compressive stress in a direction orthogonal to the direction is generated, and this compressive stress and the pushing force applied to the upper surface of each bridge foot 111 when the extrusion process is performed, that is, the extrusion direction leading side generated in the forming convex portion 113
  • This is intended to cancel out the tensile force that is pulled to the bottom, and thus to prevent breakage of the bridge foot 111 and consequently breakage of the core 110.
  • the distal end portion 115 of the bridge foot 111 is inclined in a direction spreading toward the front side in the extrusion direction, so that the distal end portion 115 of the bridge foot 111 is on the holding surface 116 of the female die 102.
  • the distance L between the base end portion P1 held at this point and the intersection between the bridge foot 111 and the molding convex portion 113, that is, the action point P2 that may be broken by a tensile force, is increased, and the moment is increased. For this reason, when a pushing force is applied to the core 100, a large load is applied to the action point P2, and the bridge foot 111 is broken.
  • the size of the bridge foot 111 is increased to increase the strength of the bridge foot 111, or the distance L between the base end portion P1 and the action point P2 is decreased to reduce the moment. Can be considered.
  • the billet introduction space S for guiding and accommodating the billet is reduced, and the set amount of the billet cannot be secured.
  • the bridge foot 111 and the core 110 may be broken. There is a limit to the plan.
  • Another object of the present invention is to provide an extrusion die for forming a hollow shape that can prevent the mandrel from being broken and extend its life.
  • the extrusion die for forming a hollow shape material of the present invention is a male die for extruding a billet made of an aluminum alloy sent from the upstream side to the downstream side to shape the inner shape of the hollow shape material,
  • An extrusion die for forming a hollow member having a female die for forming the outer shape of the hollow member, wherein the male die, a mandrel for forming the inner shape, and the mandrel are partially held from the outside
  • a plurality of bridges projecting from the outer periphery of the profile inner molded portion to the inner peripheral surface side of the holder.
  • a bridge contact engagement surface formed on the inner peripheral surface of the holder and in contact with and engaged with the outer peripheral surface of the tip of each bridge.
  • each of the above Downstream of said extrusion direction and a tip outer peripheral surface of the ridge characterized in that an inclined surface as approaching the die center.
  • a bridge contact member formed on the outer peripheral surface of the plurality of bridges constituting the bridge portion of the mandrel and the inner peripheral surface of the holder. Since the mating surface is formed on an inclined surface that is inclined so as to approach the center of the die along the extrusion direction, the base end portion of each of the plurality of bridges on the support surface of the holder, and the inner shape of the profile from the base end portion The distance to the action point in the direction orthogonal to the extrusion direction at the part can be reduced.
  • the moment generated at the action point of the profile inner molded portion can be reduced, so that the strength of each of the plurality of bridges can be increased, thereby preventing breakage of the bridge portion of the mandrel.
  • a billet (extrusion material) made of a high-strength alloy having a large extrusion processing force, particularly a high-strength aluminum alloy such as the so-called 7000 series is extruded, high-speed extrusion can be achieved and the life of the die can be extended. become.
  • the outer peripheral surface of each bridge end and the bridge contact engagement surface formed on the inner peripheral surface of the holder are inclined so that the downstream side in the pushing direction approaches the center of the die.
  • the lower end of the surface extends toward the die center side, and most of the lower end surface of the holder is held by a female holding surface. Therefore, since the bridge portion composed of the holder and each of the plurality of bridges is stably held, a stable hollow shape can be formed.
  • FIG. 1 is an overall plan view showing one embodiment of an extrusion die for forming a hollow shape according to the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detail of the male type
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. It is a whole top view which shows the mandrel of the said embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view taken along line VII-VII in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a view taken along arrow VIII in FIG. 5. It is a whole top view which shows the holder of the said embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detail of the male type
  • FIG. 4 is a longitudinal
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view taken along line XX in FIG. 9. It is a whole top view which shows the female type
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view taken along line XII-XII in FIG. 11. It is a perspective view which shows the cross-shaped square-shaped hollow shape shape
  • FIG. 16 is a longitudinal sectional view, partially omitted, taken along line XVI-XVI in FIG. 15. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional die for hollow material extrusion.
  • extrusion die for forming a hollow material (hereinafter simply referred to as an extrusion die) 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the extrusion die 10 of the present embodiment forms a hollow shape made of a high-strength alloy, in particular, a high-strength aluminum alloy such as a so-called 7000 series.
  • a high-strength aluminum alloy such as a so-called 7000 series.
  • the hollow profile 1 having a cross-sectional shape is formed.
  • the extrusion die 10 includes a male die 20 for extruding a billet B made of an aluminum alloy sent from the upstream side in the extrusion direction to the downstream side to form the inner shape of the hollow shape member 1, and a hollow die.
  • a female die 30 for forming the outer shape of the profile 1 and a back die 40 for holding the female die 30 are provided.
  • the billet B is accommodated in a billet extrusion device 60 composed of a chamber or the like disposed on the upstream side of the male mold 20 and is configured to be extruded by the billet extrusion device 60.
  • the male mold 20, the female mold 30, and the back die 40 are integrally connected. That is, after the male mold 20 and the female mold 30 are positioned by, for example, two positioning pins 45 as shown in FIGS. 1 and 2, the male mold 20, the female mold 30, and the back die 40 are For example, it is connected and fixed by two connecting bolts 46.
  • the male mold 20 includes a mandrel 22 that molds the inner shape of the hollow shape member 1 and a holder 25 that partially holds the outer periphery of the mandrel 22. 25 and the mandrel 22 are integrated by press-fitting, for example.
  • the mandrel 22 has a profile inner molded portion 23 corresponding to the inner shape of the hollow profile 1 and a plurality of bridges that support the profile inner molded portion 23 and extend from the profile inner molded portion 23 in substantially four directions.
  • the bridge portion 24 includes a first bridge 24a, a second bridge 24b, a third bridge 24c, and a fourth bridge 24d.
  • the four outer peripheral surfaces 24C of the first bridge 24a, the second bridge 24b, the third bridge 24c, and the fourth bridge 24d are engaged with the bridge abutment of the bridge holding portion 26 in the holder 25. It partially engages with the bridge seating surface 26A, which is a surface.
  • the engagement surfaces of the outer peripheral surface 24C of the first bridge 24a, the second bridge 24b, the third bridge 24c, and the fourth bridge 24d and the bridge seating surface 26A of the holder 25 are in the pushing direction. It is formed in the inclined surface which approaches the center of die
  • the profile member inner molding portion 23, the first bridge 24 a, and the second bridge constituting the mandrel 22 are assembled.
  • the upper surfaces of the bridge 24b, the third bridge 24c, and the fourth bridge 24d are set in the shape of a recess that is retracted from the upper end surface (seal surface 25B) of the holder 25 to the downstream side in the pushing direction of a predetermined dimension.
  • Billet introduction spaces S and S1 are formed by these hollow portions and the space between the four bridge portions 24.
  • the bridge portion 24 extends from the upper surface portion 23A of the profile member inner molding portion 23 in substantially four directions as described above, and includes a first bridge 24a, a second bridge 24b, and a third bridge 24c.
  • the fourth bridge 24d is formed so that the planar shape is substantially X-shaped.
  • the first to fourth bridges 24a to 24d include an inclined surface 24B (see FIG. 3) that becomes lower from the upper surface portion 23A toward the distal end portion 24A, and the distal end of the inclined surface 24B, that is, the distal end portion 24A.
  • the bridge tip outer peripheral surface 24 ⁇ / b> C that is continuous with the bridge is provided.
  • the bridge tip outer peripheral surface 24C engages with and is held by the bridge seating surface 26A of the holder 25 described in detail later.
  • the inclined surface 24B has a shape that expands from its upper end toward the bridge seating surface 26A of the holder 25. Then, from the width, as shown in FIG. 4, it is formed on the outer peripheral surface 24C of the bridge tip, and the outer peripheral surface 24C of the bridge tip abuts on and is held by the bridge seating surface 26A, as shown in FIG. Furthermore, the base end portion P1 is reached while inclining in a direction approaching the center portion of the die.
  • the contact between the first to fourth bridges 24a to 24d and the holder 25 becomes strong on the downstream side of the bridge seating surface 26A, and the compression stress is very high. Tend to be higher.
  • the portion that abuts on the bridge seating surface 26A as shown in FIGS. 4 and 5 is located in the vicinity of the base end portion P1 of the first to fourth bridges 24a to 24d. It was set as the shape which provided the extended part 24E of the expanded triangular shape (refer also FIG. 7, 8).
  • the extended portion 24E comes into contact with an expanded portion 26C formed on the downstream side of the bridge seating surface 26A. For this reason, the contact area between the first to fourth bridges 24a to 24d and the bridge seating surface 26A is increased by the amount of the expanded portion 24E, so that the compressive stress at that portion can be reduced.
  • the bridge tip outer peripheral surface 24C is engaged with the bridge seating surface 26A of the holder 25 over a predetermined distance along the pushing direction, and from the terminal portion to the tip of the molding inner molding portion 23 is formed. It is a billet guide portion 24G (see FIG. 6) having a gentle arc shape toward 23B.
  • the inner molding protrusion 23B is formed to protrude slightly outward from the end of the billet guide hole 24F. And the space
  • a step is formed at the downstream end of the flow of the inner molding protrusion 23B, and this step is a relief portion 50A (see FIG. 6) having an inclined shape that becomes wider in the downstream direction of the flow.
  • the end of the profile inner molding portion 23 on the downstream side in the extrusion direction has a hollow shape with a cross-sectional shape as shown in virtual images in FIGS. 13, 7, and 8, respectively.
  • a first inner piece portion 23B, a second inner piece portion 23C, and a third inner piece portion 23D that form the three spaces 1S, 1S, and 1S of the profile 1 are formed.
  • the hollow shape member 1 having a cross-sectional shape has a pair of long side walls 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> A and longitudinal ends of the long side walls 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> A. It has a shape having short side walls 1B and 1B that connect the parts, and two partition walls 1C and 1C that are equally disposed between the short side walls 1B and 1B.
  • the thickness dimensions of the two partition walls 1C and 1C are set to be thinner than the thickness dimensions of the long side walls 1A and 1A and the short side walls 1B and 1B.
  • the thickness dimensions of the partition walls 1C, the long side walls 1A, and the short side walls 1B may be the same, and can be freely set according to the specifications of the hollow shape member 1.
  • the first inner piece portion 23B, the second inner piece portion 23C, and the third inner piece portion 23D are each formed in a substantially quadrangular prism shape, and as described above, on the downstream side in the extrusion direction of the shape member inner molding portion 23. Is provided at the end.
  • strip-like projection frames 23E that protrude outward from the respective outer circumferences are provided so as to wrap around the respective outer circumferences.
  • the projection frames 23E at the outer periphery of the first inner piece portion 23B and the third inner piece portion 23D and the projection frames 23E at the outer periphery of the second inner piece portion 23C are the openings for the outer shape of the female die 30.
  • 30B is opposed to each other, and each gap constitutes a shape forming hole 50 for forming the long side walls 1A, 1A and the short side walls 1B, 1B.
  • the long side walls 1A and 1A and the short side walls 1B and 1B of the hollow shape 1 are formed by the billet B extruded from the shape forming hole 50.
  • a gap with the projection frame 23E constitutes a shape forming hole 51 for forming the partition walls 1C and 1C.
  • the partition walls 1 ⁇ / b> C and 1 ⁇ / b> C of the hollow shape member 1 are formed by the billet B extruded from the shape forming hole portion 51.
  • the billet guide holes 24F communicate with each other.
  • the billet guide hole 24F is formed along a line direction connecting the first bridge 24a and the second bridge 24b, and the third bridge 24c and the fourth bridge 24d, as indicated by a dotted line in FIG. As shown in FIGS. 6 and 7, it is formed in a substantially semicircular tunnel shape.
  • the billet guide holes 24F guide the billet B from the billet introduction spaces S and S1 as indicated by the arrow n (see FIG. 7), and pass through the shape forming hole 51. And is to be extruded. Further, the billet B is formed in the gap between the projection frame 23E of the first inner piece portion 23B and the third inner piece portion 23D and the profile shape opening 30B of the female die 30, that is, in the profile formation hole portion 50. As shown by the arrow m (see FIG. 7), the guides are pushed and guided from the introduction spaces S and S1 and extruded through the shape forming hole 50.
  • the holder 25 is formed in an overall disk shape having a predetermined thickness, and a circular billet introduction opening 25 ⁇ / b> A is formed on an end face on the upstream side in the extrusion direction. Is formed.
  • a bridge holding portion 26 is provided on the downstream side in the extrusion direction of the billet introduction opening 25 ⁇ / b> A so as to sandwich and hold the bridge portion 24 from the outer periphery thereof. That is, as shown in FIG. 9, the bridge holding portions 26 are provided at four locations corresponding to the first to fourth bridges 24a to 24d arranged in the substantially X shape. Each bridge holding portion 26 has the bridge receiving surface 26A for holding the bridge tip outer peripheral surface 24C of the first to fourth bridges 24a to 24d of the mandrel 22, as described above. .
  • bridge receiving surfaces 26A are adapted to engage with the bridge tip outer peripheral surface 24C of the bridge portion 24. That is, as shown in FIG. 10, the bridge seating surface 26A is formed to be inclined so as to approach the die center C from the upstream end portion 26F in the extrusion direction toward the downstream side in the extrusion direction of the billet B. It is the base end portion P1 in the bridge seating surface 26A.
  • the base end portion P1 of the bridge seating surface 26A is continuous with the escape portion 26D that is expanded outward from the position where the engagement with the bridge tip outer peripheral surface 24C is released, that is, in a direction away from the die center C. Then, as shown in FIG. 7, the relief portion 26D and the billet guide portion 24G of the bridge portion 24 form a billet communication path S3 having a semicircular cross section, and the billet communication path S3 is It communicates with billet introduction spaces S, S1.
  • the inclination angle ⁇ ° between the bridge seating surface 26A and the bridge outer peripheral surface 24C is set in the range of 55 ° to 60 °, for example. However, it is not limited to this angle. Note that the end surface of the holder 25 on the upstream side in the billet extrusion direction is a seal surface 25 ⁇ / b> B for contacting the billet extrusion device 60.
  • the bridge seating surface of the holder 25 is between the billet introduction opening 25A of the holder 25 and the upstream end portion 26F in the pushing direction of the bridge seating surface 26A.
  • a stopper portion 26B is provided to prevent the first to fourth bridges 24a to 24d, and consequently the mandrel 22, from slipping out of 26A. That is, the stopper portion 26B is formed so as to protrude from the billet introduction opening 25A to the center C side of the die by a predetermined dimension and to extend a predetermined dimension downstream in the extrusion direction. Further, the front side of the stopper portion 26B on the downstream side in the pushing direction is formed to be recessed outside the die, and the R portion thereof serves as the upstream end portion 26F of the bridge seat surface 26A.
  • the upper surface of the female die 30 is provided with a holder receiving surface 30A having a recessed central portion, and the lower surface 25B of the holder 25 abuts on the holder receiving surface 30A.
  • the holder 25 is held.
  • a profile outer shape opening 30B is formed at the center.
  • the profile outer shape opening 30 ⁇ / b> B forms the outer shape of the hollow profile 1 (see FIG. 13) having a cross-sectional shape that is a molded product described below.
  • the profile outer shape opening 30 ⁇ / b> B is formed by a straight portion having a slight size and a clearance hole 30 ⁇ / b> C that expands from the straight portion toward the outer periphery of the female die 30.
  • FIG. 13 shows the hollow shape member 1 extruded by the die 10 configured as described above. That is, as shown in FIG. 13, the hollow shape member 1 connects both ends of a pair of long side portions 1A with short side portions 1B, and two partition wall portions 1C between the short side portions 1B. Is formed between the pair of long side portions 1A and has a cross-sectional shape having three spaces 1S, 1S, 1S therein. And the hollow shape material 1 having such a cross-sectional shape is continuously extruded from the shape forming hole 50 of the extrusion die 10 in accordance with the supply amount of the billet B. .
  • the billet B is extruded with respect to the male mold 20 by the billet extrusion device 60 disposed on the upstream side in the extrusion direction of the billet B, the billet B is first inserted into the male 25 from the billet introduction opening 25A. It is introduced into a billet introduction space S formed by a gap between the mandrel 22 and the holder 25 of the mold 20.
  • the billet B introduced into the billet introduction space S passes through the first to fourth bridges 24a to 24d arranged in a substantially X shape and the side surfaces of the profile inner molded portion 23, and the profile inner molded portion 23 and It is guided to the shape forming hole 50 formed between the female die 30 and the shape outer shape opening 30 ⁇ / b> B, and is extruded from the shape forming hole 50.
  • the extruded hollow profile 1 is fed from a profile feed hole 40A formed in the back die 40, and then held by a holding mechanism (not shown) and carried into a predetermined stockyard or the like. .
  • the engagement surface between the outer peripheral surface 24C of the first to fourth bridges 24a to 24d of the bridge portion 24 constituting the mandrel 22 and the bridge seating surface 26A of the bridge holding portion 26 faces the downstream side in the pushing direction. Therefore, the base end portion P1 of the bridge seating surface 26A of the holder 25 and the direction perpendicular to the extrusion direction from the base end portion P1 to the profile member inner forming portion 23 are formed. The distance L1 to the point of action P2 can be reduced.
  • the moment generated at the action point P2 of the profile member inner molding portion 23 can be reduced, and as a result, the strength of the first to fourth bridges 24a to 24d can be increased. Breakage of the four bridges 24a to 24d can be prevented. As a result, even when a billet B made of a high-strength alloy having a large extrusion processing force, particularly, a high-strength aluminum alloy such as a so-called 7000 series is extruded, high-speed extrusion can be achieved and the life of the die can be extended.
  • a triangular extension portion 24E is provided in the vicinity of the base end portion P1 of the first to fourth bridges 24a to 24d.
  • the triangular extension portion 24E has a portion that abuts on the extension portion 26C of the bridge seating surface 26A.
  • the contact area between the first to fourth bridges 24a to 24d and the bridge seating surface 26A is increased by the extension portion 24E.
  • the bridge portion stopper portion 26B is formed on the upstream side of the bridge receiving surface 26A of the bridge holding portion 26 in the holder 25 so as to project toward the center portion in the radial direction of the holder 25, the bridge portion It is possible to prevent the 24 from coming out of the holder 25, thereby enabling stable extrusion molding.
  • the hollow member 1 formed by the extrusion die 10 is a hollow member having a cross-sectional shape, but the present invention is not limited thereto. It can also be used when molding a hollow member 2 having a cross-sectional shape as shown in FIG.
  • one substantially square columnar piece portion is provided at the end portion of the shape member inner molding portion.
  • a substantially rectangular shape member outer shape opening corresponding to one piece of the substantially square pillar shape may be provided in the female shape.
  • the engagement state and the inclination angle between the outer peripheral surface of the bridge of the mandrel and the bridge seating surface of the holder may be the same as those in the configuration for the eye-shaped hollow shape member 1 as described above. Since it can be used as it is, it is possible to extrude a plurality of types of hollow shapes having different cross-sectional shapes with a few members.
  • the bridge portion 24 including the first bridge 24 a, the second bridge 24 b, the third bridge 24 c, and the fourth bridge 24 d is formed integrally with the shape member inner molding portion 23.
  • the mandrel 22 is configured such that the outer peripheral surfaces 24C of the first to fourth bridges 24a to 24d are supported by the bridge seating surface 26A of the holder 25. 15. It is good also as a structure as shown in FIG.
  • a bridge receiving seat surface 76A which is a bridge contact engagement surface, protrudes from the inner peripheral surface 25D of the holder 25 to the center C side of the mandrel 72, and accordingly, the bridge portion 74
  • the length of the outer peripheral surface 74C of the tip of the first bridge 74a and the like is shortened, and the other configuration is exactly the same as the mandrel 22 of the above embodiment. Therefore, in the modification shown in FIG. 15 and FIG. 16, the same members and the same configurations as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the mandrel 72 includes a profile inner molded portion 73 corresponding to the profile inner molded portion 23, and the first bridge 24a extending from the outer periphery of the profile inner molded portion 73 toward the inner peripheral surface 25D of the holder 25. And a bridge portion 74 composed of a first bridge 74a and the like.
  • the bridge unit 74 includes a first bridge 74a, a second bridge, a third bridge, and a fourth bridge (not shown). As described above, these first bridges 74a and the like have a distance from the center C of the male die 20 to the outer peripheral end surface 24C of the first bridge portion 74a and the like from the first bridge portion 24a of the above embodiment. Is also shorter.
  • the first bridge 74a and the like are formed with an inclined surface 74B that is lowered from one end of the upper surface 73A of the profile inner molding portion 73 toward the distal end portion 74A side of the first bridge 74a.
  • a bridge holding portion 76 corresponding to the bridge holding portion 26 is provided on the inner peripheral portion of the holder 25.
  • the bridge holding portion 76 includes a bridge receiving seat surface 76A corresponding to the bridge receiving seat surface 26A of the embodiment.
  • the bridge receiving seat surface 76 ⁇ / b> A is configured by a projecting surface that protrudes from the inner peripheral surface 25 ⁇ / b> D of the holder 25 toward the center C side of the male mold 20 by a predetermined dimension.
  • the bridge receiving seat surface 76A is in contact with and engaged with the outer peripheral surface 24C of the tip such as the first bridge portion 74a.
  • the first bridge portion 74a having a short length and the like and the bridge receiving seat surface 76A protruding by a predetermined dimension are configured to correspond to the first bridge portion 24a of the embodiment. Will be.
  • the bridge receiving seat surface 76A and the outer peripheral surface 24C such as the first bridge portion 74a are in contact with each other and are inclined so that the downstream side in the village pushing direction approaches the die center.
  • an escape portion 76D corresponding to the escape portion 26D of the above embodiment is formed at the lower end of the bridge receiving seat surface 76A. Furthermore, a stopper portion 76B corresponding to the stopper portion 26B of the above embodiment is formed on the upstream side in the extrusion direction of the bridge receiving seat surface 76A. Further, an extended portion 74E corresponding to the extended portion 24E of the above-described embodiment is provided on the outer peripheral surface 24C of the tip such as the first bridge portion 74a.
  • the extrusion die of the present invention is used for forming a high-strength alloy, particularly a hollow shape made of a high-strength aluminum alloy such as a so-called 7000 series.

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Abstract

押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にマンドレルの破断を防止して長寿命化を図れる中空形材成形用押出ダイス（１０）であって、上流側から送られてきたビレットＢを下流側に押出して形材の内側形状を成形するオス型（２０）と、形材の外側形状を成形するメス型（３０）とを備えた構成とし、オス型（２０）を、マンドレル（２２）とその外周を保持するホルダー（２５）とで構成し、マンドレル（２２）を、形材内側成形部（２３）と当該形材内側成形部（２３）を支持し且つ先端外周面がホルダー（２５）の内周部と係合し合うブリッジ部（２４）とで形成し、このブリッジ部（２４）の先端外周面とホルダー（２５）の内周部との係合面を押出し方向の下流側がダイス中心に近づく傾斜面とした押出ダイス。

Description

中空形材成形用押出ダイス
　本発明は、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する中空形材成形用押出ダイスに関する。
　一般にアルミニウム合金等の押出加工は、断面形状の自由度が高く、押出成形される中空形材を得るのに優れているため、現在では広く採用されている。
　特に近年は、押出加工による製品が、構造材、機械部品等の強度部材として広く使用されるようになり、そのため、高力系合金、特に、７０７５、７Ｎ０１、７００３等の、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる押出部材の需要が増加してきている。
　中空形材を成形するための従来の押出ダイスの一例として、オス型及びメス型がダイリングの内部に装着されている、いわゆるスパイダーダイスからなる中空材の押出し用ダイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　図１７に示すように、この特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００は、中空形材の内側形状を成形する中子（マンドレル）１１０を有するオス型１０１と、中空形材の外側形状を成形するメス型１０２と、を備えて構成されている。
　オス型１０１は、上記中子１１０と、この中子１１０を保持する雄型リング１１２とを備えて構成されている。また、中子１１０は、成形用凸部１１３と、この成形凸部１１３を保持するブリッジ足１１１とで形成されている。
　そして、ブリッジ足１１１の先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが、押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっている。この先端部周側面１１５ｂは、雄型リング１１２の内周面１１２ａと嵌合されている。
　中子１１０はその下部に上記中空形材の内側形状を成形する部位を有しており、中子１１０の外周には、雄型リング１１２の内周面１１２ａに向かって例えばＸ字形状、つまり四方に延びた前記ブリッジ足１１１が設けられている。そして、４本のブリッジ足１１１と雄型リング１１２の内周面１１２ａとで囲まれた空間が、材料であるアルミ合金からなるビレットの導入空間Ｓとなっている。
　オス型１０１は、矢印Ａで示す押出方向先側で前記メス型１０２によって保持されている。このメス型１０２には、前記中子１１０の下部が挿通されると共に中空形材の外側形状を成形する成形孔部１０６が形成されている。また、メス型１０２の外周側上面には、前記オス型１０１のブリッジ足１１１の底面を保持する保持面１１６が形成されている。
　以上に説明したように、特許文献１に開示されたスパイダーダイス１００では、各ブリッジ足１１１が、先端部１１５の先端部周側面１１５ｂが押出し方向の先側に行くにしたがって拡開する傾斜面となっているので、ビレットの押出中、各ブリッジ足１１１には軸力が作用すると共に、各ブリッジ足１１１に作用する曲げ応力が減少される。そのため、各ブリッジ足１１１の撓みが抑制され、押出中における中子１１０の保持状態が安定する構造となっている。
特開平７－１２４６３３号公報
　ところで、中空形材成形用の材料として、高力系合金、特に、いわゆる７０００系の高強度アルミが使用され、その合金で成形される例えば自動車バンパー用部材として、いわゆる断面目の字形状等といった複数の中空部を有する押出形材を形成する場合、その変形抵抗が他の合金種に比べて高いので押出加工力が大きくなり、ダイス工具系への負荷も大きいので、押出速度をアップさせ、ダイスの寿命を向上させることが困難である。
　例えば、前記特許文献１に開示された中空材の押出し用ダイス１００では、雄型リング１１２の内周傾斜面１１２ａとブリッジ足１１１の先端部周側面１１５ｂとを圧入し、ブリッジ足１１１に、押出方向と直交する方向の圧縮応力を発生させるようになっており、この圧縮応力と、押出加工が実行され各ブリッジ足１１１の上面に加わる押出力、つまり成形用凸部１１３に生じる押出方向先側に引っ張る引張力とを相殺させ、よって、ブリッジ足１１１の破損、ひいては中子１１０の破損を防止しようとするものである。
　ところが、上記押出し用ダイス１００では、ブリッジ足１１１の先端部１１５が押出し方向の先側に向かって広がる方向に傾斜しているので、ブリッジ足１１１の先端部１１５においてメス型１０２の保持面１１６上に保持された基端部Ｐ１と、ブリッジ足１１１と成形用凸部１１３との交点、つまり引張り力により破断するおそれのある作用点Ｐ２との距離Ｌが大きくなり、モーメントが大きくなる。
　そのため、中子１００に押出力が加えられたとき、上記作用点Ｐ２に大きな加重が掛かり、ブリッジ足１１１が破断するという問題が生じる。
　この問題を解決するためには、ブリッジ足１１１の寸法を大きくしてブリッジ足１１１の強度を強くすることや、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくしてモーメントを小さくすることが考えられる。
　しかし、ブリッジ１１１の寸法を大きくする場合、ビレットを案内して収容するビレットの導入空間Ｓが少なくなりビレットの設定量を確保できない。ビレットの設定量を確保するためには、雄型リング１１２の内径部を大きくする必要があり、そうすると、ダイスが大型化すると共に、距離Ｌが長くなり、結局モーメントを小さくすることはできない。
　また、基端部Ｐ１と作用点Ｐ２との距離Ｌを小さくする場合、雄型リング１１２と各ブリッジ足１１１との間の空間、つまり、ビレットの導入空間Ｓが少なくなり、ビレットの押出し量が少なくなる等の問題が生じ、距離Ｌを小さくするには自ずと限界がある。
　上記のように、圧縮応力と引張応力との間での相殺により問題を解決しようとするスパイダーダイス１００では、ブリッジ足１１１、ひいては中子１１０が破断するおそれがあるため、ダイスの長寿命化を図ることも限界がある。
　上記問題点を解決するために、本発明では、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にマンドレルの破断を防止して長寿命化を図れるようになる中空形材成形用押出ダイスを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の中空形材成形用押出ダイスは、上流側から送られてきたアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、前記オス型を、前記内側形状を成形するマンドレルと、このマンドレルを外側から部分的に保持するホルダーとで構成し、前記マンドレルを、前記中空形材の内側形状に対応する形材内側成形部と、この形材内側成形部の外周から前記ホルダーの内周面側に突出した複数のブリッジからなるブリッジ部とで形成し、前記ホルダーの内周面に、前記各ブリッジの先端外周面とそれぞれ当接係合し合うブリッジ当接係合面を設け、これらの各ブリッジ当接係合面と前記各ブリッジの先端外周面とを前記押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面としたことを特徴とする。
　本発明の中空形材成形用押出ダイスは、以上のように構成されているので、マンドレルのブリッジ部を構成する複数のブリッジの先端外周面とホルダーの内周面に形成されたブリッジ当接係合面とが押出し方向に沿ってダイス中心に近づくように傾斜した傾斜面に形成されているので、ホルダーの支持面における複数の各ブリッジの基端部と、この基端部から形材内側成形部において押出し方向と直交する方向の作用点までの距離を小さくすることができる。
　そのため、形材内側成形部の作用点に生じるモーメントを小さくすることができるので、複数の各ブリッジの強度を大きくすることができ、これにより、マンドレルのブリッジ部の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレット（押出材料）を押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
　また、複数の各ブリッジ先端外周面とホルダーの内周面に形成されたブリッジ当接係合面とが押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面になっているので、ホルダーの内周面の下端はダイス中心側に延びており、ホルダーの下端面のほとんどがメス型の保持面に保持されている。そのため、ホルダーおよび複数の各ブリッジからなるブリッジ部が安定して保持されるので、安定した中空形材の成形を行うことができる。
本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスの一実施形態を示す全体平面図である。 図１におけるII－II線に沿った縦断面図である。 前記実施形態のオス型の詳細を示す縦断面図である。 図３におけるIV－IV 線に沿った縦断面図である。 前記実施形態のマンドレルを示す全体平面図である。 図５のVI－VI線に沿った縦断面図である。 図５のVII－VII線に沿った縦断面図である。 図５のVIII矢視図である。 前記実施形態のホルダーを示す全体平面図である。 図９のX－X線に沿った縦断面図である。 前記実施形態のメス型を示す全体平面図である。 図１１のXII－XII線に沿った縦断面図である。 前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面目の字形状の中空形材を示す斜視図である。 前記実施形態の中空形材成形用押出ダイスにより成形される断面口の字形状の中空形材を示す斜視図である。 本願発明に係る中空形材成形用押出ダイスのオス型の変形形態を示す縦断面図である。 図１５のXVI－XVI線に沿った断面で、一部省略の縦断面図である。 従来の中空材の押出し用ダイスを示す縦断面図である。
　以下に、図１～図１２を参照して、本発明の中空形材成形用押出ダイス（以下、単に押出ダイスという）１０の一実施形態を説明する。
　本実施形態の押出ダイス１０は、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形するものであり、本実施形態の押出ダイス１０では、図１３に示すような、断面目の字形状の中空形材１を成形するものである。
　押出ダイス１０は、図２に示すように、押出し方向の上流側から送られてきたアルミ合金からなるビレットＢを下流側に押出して中空形材１の内側形状を成形するオス型２０と、中空形材１の外側形状を成形するメス型３０と、このメス型３０を保持するバックダイ４０とを備えて構成されている。
　ビレットＢは、オス型２０の上流側に配置されたチャンバー等からなるビレット押出し装置６０内に収容され、且つそのビレット押出し装置６０により押出されるように構成されている。
　オス型２０とメス型３０とバックダイ４０とは一体的に連結されている。
　すなわち、オス型２０とメス型３０とが、図１、図２に示すように、例えば２本の位置決めピン４５で位置決めされた後、これらのオス型２０とメス型３０とバックダイ４０とが例えば２本の連結ボルト４６で連結、固定されている。
　オス型２０は、図３に詳細を示すように、中空形材１の内側形状を成形するマンドレル２２と、このマンドレル２２の外周を部分的に保持するホルダー２５とで構成されており、これらホルダー２５とマンドレル２２は、例えば圧入により一体化されている。
　マンドレル２２は、中空形材１の内側形状に対応する形材内側成形部２３と、この形材内側成形部２３を支持すると共に当該形材内側成形部２３から略四方に延出した複数のブリッジ、すなわち第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、および第４のブリッジ２４ｄからなるブリッジ部２４とで構成されている。
　そして、これらの４本の第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄの先端外周面２４Ｃが、ホルダー２５におけるブリッジ保持部２６のブリッジ当接係合面であるブリッジ受座面２６Ａと部分的に係合し合うようになっている。
　そして、第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄの先端外周面２４Ｃとホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａとの互いの係合面が、押出し方向の上流側から下流側に向かってダイスの中心に近づくような傾斜面に形成されている。
　ここで、図１に示すように、オス型２０のマンドレル２２とホルダー２５とが一体的に組立てられたとき、マンドレル２２を構成する形材内側成形部２３および第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄの上面は、ホルダー２５の上端面（シール面２５Ｂ）から所定寸法押出し方向下流側に後退した窪み状に設定されている。そして、これらの窪み状部と４本のブリッジ部２４間の空間とにより、ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１が形成されている。
　ブリッジ部２４は、図５に示すように、形材内側成形部２３の上面部２３Ａから上記のように略四方に延出し、第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、第４のブリッジ２４ｄにより平面形状が略Ｘ字状になるように形成されている。
　これらの第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄには、前記上面部２３Ａから先端部２４Ａに向かうにしたがって低くなる傾斜面２４Ｂ（図３参照）と、この傾斜面２４Ｂの先端、つまり上記先端部２４Ａに連続する上記ブリッジ先端外周面２４Ｃとが設けられている。
　そして、このブリッジ先端外周面２４Ｃは、後に詳細を説明するホルダー２５の前記ブリッジ受座面２６Ａと係合し合い、かつそのブリッジ受座面２６Ａに保持されるようになっている。
　上記傾斜面２４Ｂは、その上端部から前記ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａに向かって拡がった形状になっている。そして、その幅から図４に示すように略ロケット型のブリッジ先端外周面２４Ｃに形成され、そのブリッジ先端外周面２４Ｃがブリッジ受座面２６Ａに当接し、且つ保持されて、図３に示すように、ダイスの中心部に近づく方向に傾斜しながら前記基端部Ｐ１に達している。
　ここで、本実施形態のようなタイプの押出し用ダイス１０では、ブリッジ受座面２６Ａの下流側で第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄとホルダー２５との当たりが強くなり、圧縮応力が非常に高くなる傾向がある。この部分の圧縮応力を小さくするために、第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの基端部Ｐ１近傍に、図４、図５に示すように、ブリッジ受座面２６Ａに当接する部位が左右に拡がった三角状の拡張部２４Ｅを設けた形状とした（図７，８も参照）。
　この拡張部２４Ｅは、ブリッジ受座面２６Ａの下流側に形成された拡がり部２６Ｃに当接するようになっている。そのため、第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄとブリッジ受座面２６Ａとの接触面積が拡張部２４Ｅの分だけ増えるので、その部位での圧縮応力を小さくすることができる。
　ブリッジ先端外周面２４Ｃは、上述のように、ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａと押出し方向に沿って所定距離にわたって係合され、その終端部から先は上記形材内側成形部２３の成形突起部２３Ｂに向かって緩やかな円弧形状のビレットガイド部２４Ｇ（図６参照）となっている。
　内側成形突起部２３Ｂは、ビレットガイド孔部２４Ｆの端部からわずかに外側に突出して形成されている。そして、この内側成形突起部２３Ｂと、前記メス型３０の外側成形開口部３０Ａとの間に設定された所定寸法の間隔が形材成形用孔部５０となっている（図７、図８参照）。
　内側成形突起部２３Ｂの流れの下流側端部には段差が形成され、この段差は流れの下流方向に行くに従って広くなる傾斜形状となった逃げ部５０Ａ（図６参照）となっている。
　図７、図８に示すように、形材内側成形部２３において押出し方向下流側の端部には、図１３および図７、図８にそれぞれ仮想像で示すような断面目の字形状の中空形材１の３つの空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓをそれぞれ形成する第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、第３内側駒部２３Ｄが形成されている。
　ここで、図１３、図７、図８に示すように、断面目の字形状の中空形材１は、一対の長辺壁１Ａ，１Ａと、これらの長辺壁１Ａ，１Ａの長手方向端部同士を連結する短辺壁１Ｂ，１Ｂと、これらの短辺壁１Ｂ，１Ｂ間に均等に配置された２個の仕切り壁１Ｃ，１Ｃとを有する形状となっている。
　そして、２個の仕切り壁１Ｃ，１Ｃの厚さ寸法は、長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂの厚さ寸法に比較して薄く設定されている。ただし、各仕切り壁１Ｃ、各長辺壁１Ａ、各短辺壁１Ｂの厚さ寸法を同じとしてもよく、中空形材１の仕様に対応して自在に設定することができる。
　第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄは、それぞれ略四角柱形状に形成されており、前述のように、形材内側成形部２３の押出し方向下流側の端部に設けられている。
　上記各駒部２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄにおいて押出し方向上流側には、それぞれの外周から外側に突出した帯状の突起枠２３Ｅが各外周を巻くようにしてそれぞれ設けられている。
　第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの外周３箇所の突起枠２３Ｅと、第２内側駒部２３Ｃの外周２箇所の突起枠２３Ｅとは、前記メス型３０の形材外形用開口３０Ｂとそれぞれ対向しており、それぞれの隙間が、長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂを形成するための形材形成用孔部５０を構成している。
　そして、この形材形成用孔部５０から押出されたビレットＢにより、中空形材１の長辺壁１Ａ，１Ａおよび短辺壁１Ｂ，１Ｂが形成されるようになっている。
　また、対向する第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、および対向する第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間が、前記仕切り壁１Ｃ，１Ｃを形成するための形材形成用孔部５１を構成している。
　そして、この形材形成用孔部５１から押出されたビレットＢにより、中空形材１の仕切り壁１Ｃ，１Ｃが形成されるようになっている。
　第１内側駒部２３Ｂの突起枠２３Ｅと第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅとの隙間、第２内側駒部２３Ｃの突起枠２３Ｅと第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとの隙間には、それぞれビレットガイド孔部２４Ｆが連通している。
　このビレットガイド孔部２４Ｆは、図５に点線で示すように、第１ブリッジ２４ａと第２のブリッジ２４ｂ、および第３のブリッジ２４ｃと第４ブリッジ２４ｄ同士を結ぶ線方向に沿って形成され、図６、図７に示すように略半円形のトンネル状に形成されている。
　そして、これらのビレットガイド孔部２４Ｆには、ビレットＢが前記ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１から矢印ｎ（図７参照）で示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５１を経由して押出されるようになっている。
　また、第１内側駒部２３Ｂおよび第３内側駒部２３Ｄの突起枠２３Ｅとメス型３０の形材外形用開口３０Ｂとの隙間、つまり形材形成用孔部５０には、ビレットＢが前記ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１から矢印ｍ（図７参照）で示すように押圧されてガイドされ、形材形成用孔部５０を経由して押出されるようになっている。
　図９、図１０に示すように、前記ホルダー２５は、所定厚さを有する全体円板状に形成され、その前記押出し方向の上流側の端面には、円形状のビレット導入用開口部２５Ａが形成されている。
　ホルダー２５において、上記ビレット導入用開口部２５Ａの押出し方向の下流側には、ブリッジ部２４をその外周から挟み込んで保持するためのブリッジ保持部２６が設けられている。
　すなわち、ブリッジ保持部２６は、図９に示すように、前記略Ｘ字状に配列された第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄにそれぞれ対応して４箇所に設けられている。そして、各ブリッジ保持部２６は、前述したように、それぞれ、マンドレル２２の第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄのブリッジ先端外周面２４Ｃを保持するための前記ブリッジ受座面２６Ａを有している。
　これらのブリッジ受座面２６Ａは、前記ブリッジ部２４のブリッジ先端外周面２４Ｃと係合するようになっている。すなわち、ブリッジ受座面２６Ａは、図１０に示すように、押出し方向上流側端部２６ＦからビレットＢの押出し方向下流側に向かってダイス中心Ｃに近づくような傾斜に形成され、終端近傍２６Ｇがブリッジ受座面２６Ａにおける基端部Ｐ１となっている。
　ブリッジ受座面２６Ａの基端部Ｐ１は、ブリッジ先端外周面２４Ｃとの係合が外れた位置から外側、つまり、ダイス中心Ｃから離れる方向に拡開した逃げ部２６Ｄに連続している。そして、この逃げ部２６Ｄと前記ブリッジ部２４のビレット用案内部２４Ｇとで、図７に示すように、断面半円形状のビレット用連通路Ｓ３が形成され、このビレット用連通路Ｓ３は、前記ビレットの導入空間Ｓ、Ｓ１に連通している。
　ここで、ブリッジ受座面２６Ａとブリッジ外周面２４Ｃとの傾斜角度α°は、例えば５５°～６０°の範囲に設定されている。ただし、この角度に限定されない。
　なお、ホルダー２５のビレット押出し方向上流側の端面は、ビレット押出し装置６０と当接するためのシール面２５Ｂとなっている。
　図９、図１０に詳細を示すように、ホルダー２５のビレット導入用開口部２５Ａとブリッジ受座面２６Ａの押出し方向の前記上流側端部２６Ｆとの間には、ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａから第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄ、ひいてはマンドレル２２が抜け出すのを防止するストッパ部２６Ｂが設けられている。
　すなわち、このストッパ部２６Ｂは、ビレット導入用開口部２５Ａからダイスの中心Ｃ側に所定寸法突出し、且つ押出し方向下流側に所定寸法延びて形成されている。また、ストッパ部２６Ｂの押出し方向下流側の先側は、ダイスの外側に凹んで形成され、そのＲ部がブリッジ受座面２６Ａの前記上流側端部２６Ｆとなっている。
　図１１、図１２に示すように、前記メス型３０の上面には、中央部が凹んで形成されたホルダー受面３０Ａが設けられ、このホルダー受面３０Ａに前記ホルダー２５の下面２５Ｂが当接して当該ホルダー２５が保持されるようになっている。
　このホルダー受面３０Ａにおいて中心部には形材外形用開口３０Ｂが形成されている。形材外形用開口３０Ｂは、次に述べる成形品である断面目の字形の中空形材１（図１３参照）の外形形状を形成するものである。
　形材外形用開口３０Ｂは、図１２に示すように、わずかな寸法の直線部と当該直線部からメス型３０の外周方向に拡開する逃げ穴３０Ｃとで形成されている。
　以上のように構成されたダイス１０により押出し成形された中空形材１が図１３に示されている。
　すなわち、上記中空形材１は、図１３に示すように、一対の長辺部１Ａの両端側を短辺部１Ｂで連結すると共に、それらの短辺部１Ｂ間に２本の仕切り壁部１Ｃを上記一対の長辺部１Ａ間に連結して形成され、内部に３個の空間１Ｓ，１Ｓ，１Ｓを有する断面目の字形となっている。
　そして、このような断面目の字形の中空形材１がビレットＢの供給量に対応して、押出しダイス１０の前記形材形成用孔部５０から連続して押出し成形されるようになっている。
　次に、以上のような構成の押出ダイス１０による中空形材１の成形方法を説明する。
　オス型２０に対して、ビレットＢの押出し方向上流側に配設されたビレット押出し装置６０によりビレットＢが押出されると、そのビレットＢは、まず、ホルダー２５のビレット導入用開口部２５Ａからオス型２０のマンドレル２２とホルダー２５との隙間で構成されたビレット導入空間Ｓに導入される。
　ビレット導入空間Ｓに導入されたビレットＢは、略Ｘ字状に配置されている第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄおよび形材内側成形部２３の側面を経由し、形材内側成形部２３とメス型３０の形材外形用開口３０Ｂとの間で形成されている形材成形用孔部５０に導かれ、その形材成形用孔部５０から押出し成形される。
　そして、押出し成形された中空形材１は、バックダイ４０に形成されている形材送出用穴４０Ａから送り出された後、図示しない保持機構により保持され、且つ所定のストックヤード等に搬入される。
　本実施形態の押出しダイス１０は以上のように構成されているので、次のような効果を得ることができる。
（１）マンドレル２２を構成するブリッジ部２４の第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ブリッジ保持部２６のブリッジ受座面２６Ａとの係合面が押出し方向下流側に向かってダイス中心に近づくような傾斜面に形成されているので、ホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａの基端部Ｐ１と、この基端部Ｐ１から形材内側成形部２３において押出し方向と直交する方向の作用点Ｐ２までの距離Ｌ１を小さくすることができる。そのため、形材内側成形部２３の作用点Ｐ２に生じるモーメントを小さくすることができ、結果的に第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの強度を大きくすることができるので、それらの第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
（２）第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの先端外周面２４Ｃと、ブリッジ保持部２６のブリッジ受座面２６Ａとの係合面が押出し方向下流側に向かってダイス中心に近づくような傾斜面に形成されているので、ホルダー２５の下端面はダイス中心側に拡がっている。そのため、ホルダー２５の下端面のほとんどがメス型３０の保持面３０Ａに保持されているので、ホルダー２５および第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄが安定して保持され、その結果、安定した中空形材１の成形を行うことができる。
（３）第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの基端部Ｐ１近傍に、ブリッジ受座面２６Ａの拡がり部２６Ｃに当接する部位が左右に拡がった三角状の拡張部２４Ｅが設けられているので、第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄとブリッジ受座面２６Ａとの接触面積が拡張部２４Ｅの分だけ増える。その結果、その拡張部２４Ｅを加えた第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの全体での圧縮応力を小さくすることができるので第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの破断を防止することができ、これにより、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
（４）ホルダー２５におけるブリッジ保持部２６のブリッジ受座面２６Ａの上流側に、ホルダー２５の径方向の中心部に向かって張り出して形成されたブリッジ部用ストッパ部２６Ｂを設けたので、ブリッジ部２４がホルダー２５から抜け出すのを防止することができ、これにより、安定した押出し成形が可能となる。
　以上、前記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は前記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本願発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
　例えば、前記実施形態では、押出しダイス１０により成形される中空形材１を断面目の字状の中空形材としたが、これに限らない。図１４に示すような断面口の字状の中空形材２を成形する際にも利用できる。
　この場合、まず、前記実施形態のマンドレル２２における形材内側成形部２３の第１内側駒部２３Ｂ、第２内側駒部２３Ｃ、および第３内側駒部２３Ｄに換えて、断面口の字状の中空形材２の内部空間２Ｓを形成するように、略四角柱状の１つの駒部を形材内側成形部の端部に設ける。
　そして、メス型３０の形材外形用開口３０Ｂに換えて、上記略四角柱状の１つの駒部に対応する略四角形の形材外形用開口をメス型に設ければよい。
　この際、マンドレルのブリッジ外周面とホルダーのブリッジ受座面との係合状態および傾斜角度は、前述のような目の字形の中空形材１用の構成と同じとすればよく、ホルダー２５はそのまま使用できるので、少ない使用部材で断面形状が異なる複数種類の中空形材の押出し成形が可能である。
　また、前記実施形態では、第１のブリッジ２４ａ、第２のブリッジ２４ｂ、第３のブリッジ２４ｃ、および第４のブリッジ２４ｄからなるブリッジ部２４が、形材内側成形部２３と一体的に形成されてマンドレル２２を構成し、その第１～第４ブリッジ２４ａ～２４ｄの先端外周面２４Ｃがホルダー２５のブリッジ受座面２６Ａで支持された構成となっているが、これに限らず、例えば、図１５、図１６に示すような構成としてもよい。
　本変形形態のマンドレル７２は、ブリッジ当接係合面であるブリッジ受け座面７６Ａが、ホルダー２５の内周面２５Ｄからマンドレル７２の中心Ｃ側に所定寸法突出しており、それに伴ってブリッジ部７４の第１ブリッジ７４ａ等の先端外周面７４Ｃの長さが短くなっている点が異なっているのみで、その他の構成は前記実施形態のマンドレル２２とまったく同一である。そのため、図１５、図１６に示す変形形態において前記実施形態と同一部材および同一構成等には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
　マンドレル７２は、前記形材内側成形部２３に相当する形材内側成形部７３と、この形材内側成形部７３の外周から前記ホルダー２５の内周面２５Ｄ側に延びた前記第１のブリッジ２４ａに相当する第１のブリッジ７４ａ等からなるブリッジ部７４とで構成されている。
　ブリッジ部７４は、第１のブリッジ７４ａの他、図示しないが第２のブリッジ、第３のブリッジおよび第４のブリッジで構成されている。
　これらの第１のブリッジ７４ａ等は、上述のように、オス型２０の中心Ｃから第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃまでの距離が、前記実施形態の第１のブリッジ部２４ａよりも短くなっている。
　そして、第１のブリッジ７４ａ等には、形材内側成形部７３の上面７３Ａの一端から第１のブリッジ７４ａの先端部７４Ａ側に低くなる傾斜面７４Ｂが形成されている。
　これに対して、前記ホルダー２５の内周部には前記ブリッジ保持部２６に相当するブリッジ保持部７６が設けられている。
　このブリッジ保持部７６は、前記実施形態のブリッジ受け座面２６Ａに相当するブリッジ受け座面７６Ａを備えている。このブリッジ受け座面７６Ａは、図１６に示すように、ホルダー２５の内周面２５Ｄから、オス型２０の中心Ｃ側に向けて所定寸法突出した突起面で構成されている。そして、このブリッジ受け座面７６Ａは、上記第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃとそれぞれ当接係合し合うようになっている。
　つまり、この変形形態においては、上記長さの短い第１のブリッジ部７４ａ等と所定寸法突出したブリッジ受け座面７６Ａとで、前記実施形態の第１のブリッジ部２４ａに相当するように構成されていることになる。
　そして、ブリッジ受け座面７６Ａと第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃとが当接係合し合い、かつビレッジ押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面となっている。
　また、ブリッジ受け座面７６Ａの下端には、前記実施形態の逃げ部２６Ｄに相当する逃げ部７６Ｄが形成されている。さらに、ブリッジ受け座面７６Ａの押出方向上流側には、前記実施形態のストッパ部２６Ｂに相当するストッパ部７６Ｂが形成されている。
　さらに、第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃには、前記実施形態の拡張部２４Ｅに相当する拡張部７４Ｅが設けられている。
　そして、このような変形形態によれば、ブリッジ受け座面７６Ａの下端が、ホルダー２５、ひいてはオス型２０の中心Ｃ側に突出しているので、ブリッジ受け座面７６Ａの下端の基端部Ｐ１と、第１のブリッジ部７４ａ等の先端外周面２４Ｃの引張り力により破断するおそれのある作用点Ｐ２との距離Ｌ２を、前記実施形態の距離Ｌ１より短くすることができる。これにより、形材内側成形部７３の作用点Ｐ２に生じるモーメントをより小さくすることができ、さらに、第１のブリッジ２４ａ等の破断を防止することができる。その結果、押出加工力が大きな高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなるビレットＢを押出し成形する場合でも、高速押出しができると共にダイスの長寿命化を図れるようになる。
　本願発明の押出しダイスは、高力系合金、特に、いわゆる７０００系といった高強度アルミ合金からなる中空形材を成形する際に利用される。
　　１　断面目の字状の中空形材
　１０　中空形材成形用押出しダイス
　２０　オス型
　２２　マンドレル
　２３　形材内側成形部
２３Ｂ　内側成形突起部
　２４　ブリッジ部
２４ａ～２４ｄ　第１～第４のブリッジ
２４Ｃ　ブリッジ先端外周面
２４Ｅ　拡張部
　２５　ホルダー
　２６　ブリッジ保持部
２６Ａ　ブリッジ当接係合面であるブリッジ受座面
２６Ｂ　ブリッジ部用ストッパ部
　３０　メス型
３０Ｂ　形材外形用開口
　５０　形材形成用孔部
　５１　形材形成用孔部
　７２　マンドレル
　７３　形材内側成形部
７３Ｂ　内側成形突起部
　７４　ブリッジ部
７４ａ　第１のブリッジ
７４Ｃ　ブリッジ先端外周面
　７６　ブリッジ保持部
７６Ａ　ブリッジ当接係合面であるブリッジ受座面
７６Ｂ　ブリッジ部用ストッパ部

Claims (4)

  1. 　上流側から送られてきたアルミ合金からなるビレットを下流側に押出して中空形材の内側形状を成形するオス型と、前記中空形材の外側形状を成形するメス型とを備えた中空形材成形用押出ダイスであって、
    　前記オス型を、前記内側形状を成形するマンドレルと、このマンドレルを外側から部分的に保持するホルダーとで構成し、
    　前記マンドレルを、前記中空形材の内側形状に対応する形材内側成形部と、この形材内側成形部の外周から前記ホルダーの内周面側に突出した複数のブリッジからなるブリッジ部とで形成し、
    　前記ホルダーの内周面に、前記各ブリッジの先端外周面とそれぞれ当接係合し合うブリッジ当接係合面を設け、
    　これらの各ブリッジ当接係合面と前記各ブリッジの先端外周面とを前記押出し方向の下流側がダイス中心に近づくような傾斜面としたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
  2. 　請求項１に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
    　前記各ブリッジ当接係合面を、前記ホルダーの内周面から前記各ブリッジの前記先端面に向けて突出させた突起面で構成したことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
    　前記各ブリッジの先端外周面の前記下流側の端部に、当該端部から左右に膨らむ拡張部を設けたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の中空形材成形用押出ダイスにおいて、
    　前記ホルダーの内周部の前記上流側に、前記ホルダーの径方向の中心部に向かって張り出して形成されたブリッジ部用ストッパ部を設けたことを特徴とする中空形材成形用押出ダイス。
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