JP2006116671A - 穿孔用ロール、多微細孔金属材製造装置、多微細孔金属材の製造方法、多微細孔金属材 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属はくや金属薄板に孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の微細孔を連続的かつ効率的に穿孔するための穿孔用ロール、これを用いた多微細孔金属材の製造装置と製造方法、これにより製造された多微細孔金属材を提供する。
【解決手段】 本発明の穿孔用ロール１は、突起３を有する金属製の金属ロール２と、この金属ロール２の突起３によって生じる押力を受ける受けロール４との一対で構成され、これらの間に被穿孔金属材５を介挿して破断孔６を穿孔して最終的に多微細孔金属材９を製造するためのものであり、当該穿孔用ロール１の表面に設ける突起３の高さを被穿孔金属材の厚さの１２０％以上とし、金属ロール２表面からの立ち上がり角度を９０〜１３５°とし、突起３の先端の幅の最大長さは０ｍｍを超え３ｍｍ以下とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多孔質防音構造体を構成する多微細孔金属材を製造するための穿孔用ロール、それを用いた多微細孔金属材製造装置と多微細孔金属材の製造方法、およびそれによって製造された多微細孔金属材に関する。

これまで、自動車の静粛性を高めるためや住宅の防音を行うために様々な吸音板や防音板など（以下、これらを総称して「防音構造体」という）が開発されてきた。
自動車に用いる防音構造体として、例えば、ボンネットの裏面に発泡ウレタン、繊維、グラスウールなどで構成されるインシュレータパッドや、エンジンルームと車室との間に、同じく発泡ウレタンや繊維で構成されるサイレンサーパッドなどが広く用いられている。
かかる防音構造体は、グラスウールや繊維などに音を拡散させ、音のもつエネルギーを、振動を伴った熱エネルギーに変換しつつ反射させることを繰り返させることで音を小さくするものである。

最近では、より高い静粛性を実現するために、音源側に配置され、微細な孔が多数穿設されている鉄、アルミニウム、合成樹脂などの素材の板材（以下、これらの板材を「多微細孔材」といい、これらの素材のうち金属製である板材を特に「多微細孔金属材」という。）と、この多微細孔材と対面して設けられた板材と、この多微細孔材と板材との間に空気層を設けて構成される多孔質防音構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、この特許文献１には、音圧レベルの高い領域（７０ｄＢ以上）において、吸音率０．３以上を実現できれば、十分な吸音性能（音源から発せられる音量がある程度低くなっていると十分に実感できる程度の吸音性能をいう）を得ることができることが記載されている。そのために、かかる特許文献１では、金属板の微細孔（貫通穴）の孔径（直径）と開口率の関係について詳細な検討を加えており、例えば、貫通穴の直径をφ３ｍｍからφ０．２ｍｍにするのが好ましいことや、開口率を３％以下にするのが好ましいことが記載されている。

さらに、特許文献１には、孔の孔径が小さいほど空気の粘性作用が大きくなり、優れた吸音効果（すなわち吸音率）を発揮し得ることが示唆されている。例えば、孔の孔径がφ０ｍｍに近付けば、その吸音率のピークも理論上１．０に近付き、優れた吸音性能を発揮し得ることが知られている。

このような多微細孔金属材を効率良く穿孔し得る技術として、例えば、特許文献２には、金属板穿孔装置および金属板穿孔方法に関する発明が開示されている。
かかる金属板穿孔装置の概要は以下のとおりである。図６（ａ）に示すように、所定の形状に形成した穿孔用の刃部１０２を外周上に有する円板１０１と、刃部を外周上に有さない円板１０３（いわゆるスペーサー）とを、同軸上に交互に固定して形成してなる金属板穿孔用円板状ロール１００を備え、また、前記円板１０１の刃部１０２に合致する凹部１１２を有する円板１１１と、刃部を外周上に有さない円板１１３とを、同軸上に交互に固定して形成してなる下部ロール１１０を備えている。そして、これら金属板穿孔用円板状ロール１００と下部ロール１１０とを、上下一対で噛合した構成とし、これらのロールを同方向に回転させてこれらの間に介挿された金属板１３０を穿孔するものである。

また、この穿孔用刃部１０２の使用状態における水平方向の断面形状は、図６（ｂ）に示すように、略矩形であり、また、この穿孔用刃部１０２の垂直方向の断面形状は、当該刃部１０２の前縁と後縁で高く、中ほどで漸次的に低い曲線を描くように形成されている。

かかる金属板穿孔用円板状ロール１００を備えた金属板穿孔装置（不図示）は、この金属板穿孔用円板状ロール１００が回転して穿孔用刃部１０２の前縁が金属板１３０に食い込み、切れ目を入れ、穿孔用刃部の回転と共にこの切れ目を伸展させることで金属板の一部を“切り取る”ように穿孔して穿孔金属板を製造する。かかる実施例として、厚さ０．０３５ｍｍ、幅６５ｍｍの長尺帯状の金属板に、長さ２．６ｍｍ、幅１ｍｍの矩形の孔を長さ方向に１．５９ｍｍの間隔で連続的に穿孔し、幅方向に１．１ｍｍ間隔で千鳥状に３０列穿孔した穿孔金属板を製造できる旨が具体的に示されている。
特開２００３−５０５８６号公報（段落００２９、００３０、００３８、００５２、図１、４） 特開２０００−１５３３２２号公報（段落００１０〜００１６、００２３〜００２６、および図１〜８）

しかし、従来の穿孔装置、例えば、特許文献２に記載されている金属板穿孔装置には次のような問題点があった。すなわち、金属板穿孔用円板状ロール１００の穿孔用刃部１０２は、前縁と後縁で高く、中ほどで漸次的に低い曲線を描くように形成されることを特徴としており（図６（ｂ）参照）、かかる構成をもって、孔径がφ３ｍｍ以下、特にφ０．５ｍｍ以下の微細孔を穿孔できる大きさの刃部１０２を形成することは極めて困難であった。

また、従来は、特許文献１に記載されているように、微細孔の孔径をφ０．２ｍｍのように極めて小さくするのは製造が大変困難になることが記載されている。さらに、特許文献１には、どのようにして微細孔を設けて製品として製造するかについては明らかにされていないため、かかる微細孔を有する金属板の連続的かつ効率的な製造を行うという点で貢献できるものではない。

そこで本発明は、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下である微細孔を穿孔した金属材（多微細孔金属材）を連続的かつ効率的に製造することができる穿孔用ロール、かかる穿孔用ロールを用いた多微細孔金属材製造装置および多微細孔金属材の製造方法、かかる装置によって製造された多微細孔金属材を提供することを目的とする。

前記課題を解決した請求項１に記載の発明は、突起を有する金属製の金属ロールと、この金属ロールの突起によって生じる押力を受ける受けロールと、の一対で構成され、前記金属ロールと前記受けロールとの間に被穿孔金属材を介挿して、当該被穿孔金属材に破断孔を穿孔する穿孔用ロールであって、前記突起の高さを前記被穿孔金属材の厚さの１２０％以上の高さとし、かつ、前記金属ロール表面からの立ち上がり角度を９０〜１３５°とし、さらに、前記突起の先端の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下で形成されていることを特徴とする穿孔用ロールとして構成したものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記突起の先端の幅の最大長さが０ｍｍを超え０．５ｍｍ以下で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔用ロールとして構成したものである。

ここで、本発明における「被穿孔金属材」とは、金属はくや金属薄板をいい、本発明における「金属はく」とは、厚さが０．２ｍｍ以下の金属材をいい、本発明における「金属薄板」とは、厚さが０．２ｍｍを超える金属材をいう。
また、本発明では、穿孔用ロールによって破断されて穿孔された、バリや膨らみ部を有する状態の孔を「破断孔」といい、かかる破断孔を多数穿孔した金属材を「多破断孔金属材」という。そして、かかるバリや膨らみ部を平坦化した後の比較的平らな孔を「微細孔」といい、かかる微細孔が多数設けられた金属材を「多微細孔金属材」という。

このように、金属ロールと受けロールの一対で構成される本発明の穿孔用ロールにおいて、その金属ロールの表面に設けられる突起を、当該金属ロールの表面からの立ち上がり角度を適切な範囲に設定するとともに、突起の高さを被穿孔金属材の厚さよりも２０％以上高くしているので、突起が当接する部分において、被穿孔金属材を確実に破断・剪断して破断孔を穿孔して多破断孔金属材を作製することができる。このとき、突起の先端の幅の最大長さは０ｍｍを超え３ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下で形成されているので、かかる突起によって破断・剪断されて設けられた破断孔は孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下で穿孔されることになる。孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下の破断孔を形成すれば、他の手段あるいは工程によって最終的にバリや膨らみ部を除去しないで平坦化し、この破断孔よりさらに小さい微細孔を形成することができる。
このように、破断孔を穿孔した金属材からバリを除去することなく平坦化することで、より小さい微細孔を設けることができ、かかる微細孔において空気の粘性作用を大きくすることが可能となり、高い吸音性能を備える多微細孔金属材を形成することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記金属ロールは、平均膜厚が５〜２０μｍのＣｒメッキ皮膜が形成されている前記穿孔用ロールとして構成したものである。

金属ロールの表面にＣｒメッキ皮膜を形成することで金属ロールの表面、特に、突起の強度を向上することができる。したがって、破断孔を穿孔する突起の欠けや折れを防止することができるので、長期間に渡って所定の大きさや所定の形状を保ったまま破断孔を穿孔することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、被穿孔金属材を穿孔手段に移送する移送手段と、前記移送手段から移送された前記被穿孔金属材に、穿孔用ロールを用いて破断孔を穿孔し、多破断孔金属材とする前記穿孔手段と、前記穿孔手段で穿孔された前記多破断孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを有する破断孔を平坦化して微細孔とし、多微細孔金属材にする平坦化手段と、前記平坦化手段でバリが平坦化された前記多微細孔金属材を受け取る受取手段と、を有し、前記穿孔手段で用いる穿孔用ロールが、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の穿孔用ロールである多微細孔金属材製造装置として構成したものである。

このように、本発明の多微細孔金属材製造装置では、移送手段によって穿孔する対象物である被穿孔金属材を穿孔手段に移送し、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の穿孔用ロールを用いた穿孔手段によって、この被穿孔金属材に、所定の大きさや所定の形状の破断孔を穿孔して多破断孔金属材を得ることができる。そして、平坦化手段で、前記の穿孔手段で発生した多破断孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを除去することなく平坦化することで、所望の大きさの微細孔を有する多微細孔金属材を連続的かつ効率的に製造することができる。

請求項５に記載の発明は、被穿孔金属材を穿孔工程に移送する移送工程と、前記移送工程から移送された前記被穿孔金属材に、穿孔用ロールを用いて、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の破断孔を穿孔した多破断孔金属材とする前記穿孔工程と、前記穿孔工程の穿孔で前記多破断孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを有する破断孔を平坦化して微細孔とし、多微細孔金属材とするための平坦化工程と、前記平坦化工程でバリが平坦化された前記多微細孔金属材を受け取る受取工程と、を有する多微細孔金属材の製造方法である。

このように、本発明の多微細孔金属材の製造方法では、移送工程で被穿孔金属材を穿孔工程に移送し、当該穿孔工程で所定の大きさや所定の形状を有する破断孔を穿孔することができる。そして、平坦化工程で、穿孔によって生じた多破断孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを除去することなく平坦化することで、平坦化された位置に形成された破断孔を微細孔に形成し直して多微細孔金属材を連続的かつ効率的に製造することができる。

請求項６に記載の発明は、吸音のために用いられる多微細孔金属材であって、多破断孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを有する破断孔を穿孔し、その破断孔を平坦化して微細孔を形成することで、前記穿孔した孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の微細孔を設けられた多微細孔金属材として構成したものである。

このような構成の多微細孔金属材とすれば、これに形成されている、孔の幅の最大長さが小さい微細孔を多数設けているので、大きな空気の粘性作用を発生させることができる。したがって、この微細孔を通過する音はこの空気の粘性作用によって空気の振動が減衰されるので、その音量を小さくすることができる。

本発明に係る穿孔用ロールを用いれば、金属はくまたは金属薄板などの被穿孔金属材に孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下である破断孔、すなわち微細孔を連続的かつ効率的に穿孔することができる。
本発明に係る多微細孔金属材製造装置によれば、この穿孔用ロールを用いることで金属はくまたは金属薄板などの被穿孔金属材に孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下である微細孔を連続的かつ効率的に穿孔して多破断孔金属材（すなわち多微細孔金属材）を製造することができる。
本発明に係る多微細孔金属材の製造方法によれば、金属はくまたは金属薄板などの被穿孔金属材に孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の微細孔を連続的かつ効率的に穿孔して多微細孔金属材を製造することができる。
本発明に係る多微細孔金属材は、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の微細孔で発生する空気の粘性作用によって、ここを通過する音の音量を小さく（すなわち、吸音）することができる。

次に、適宜図面を参照しつつ本発明に係る穿孔用ロール、多微細孔金属材製造装置、多微細孔金属材の製造方法、多微細孔金属材の最良の実施の形態について説明する。参照する図面において図１は、本発明の穿孔用ロールおよび多微細孔金属材についての説明図である。図２は、本発明の多微細孔金属材製造装置の構成の一例を説明する説明図である。図３の（ａ）〜（ｃ）は、形成する破断孔と微細孔とを、順を追って説明するための説明図である。図４は、本発明の多微細孔金属材の製造方法を説明するためのフローチャートである。

［１．穿孔用ロール］
本発明に係る穿孔用ロール１は、図１に示すように、突起３を有する金属製の金属ロール２と、この金属ロール２の突起３によって生じる押力を受ける受けロール４との一対で構成されている。そして、被穿孔金属材５をこの金属ロール２と受けロール４との間に介挿することで被穿孔金属材５に破断孔６を穿孔し、多破断孔金属材７を作製する。

（金属ロールおよび突起）
ここで、金属ロール２に形成する突起３は、被穿孔金属材５の厚さの１２０％以上の高さとするのが好ましい。突起３の高さが被穿孔金属材５の厚さの１２０％未満であると、かかる突起３を形成した金属ロール２を用いて被穿孔金属材５を穿孔しても、被穿孔金属材５の延性によって当該被穿孔金属材５が延びてしまい、これを破断・剪断することができず、破断孔６を穿孔することができない虞がある。ここで、突起３の形状は、受けロール３との平行方向における断面形状において、円形、楕円形、三角形、四角形、三日月形状などの形状とすることができるが、円形とするのが好ましい。すなわち、突起３は、立体形状において円錐体形状、円錐台形状、または円柱形状などとするのが好ましい。

また、金属ロール２に形成する突起３は、金属ロール２表面からの立ち上がり角度を９０〜１３５°に設定するのが好ましい。突起３の立ち上がり角度が金属ロール２の表面から９０°未満であると、穿孔した後の被穿孔金属材５からの突起３の抜けが悪くなり、金属ロール２に多破断孔金属材７が巻き付いてしまう虞がある。これに対し、突起３の立ち上がり角度が金属ロール２の表面から１３５°を超えると、突起３を形成する角度が緩やか過ぎてしまうので、穿孔を行っても破断力・剪断力が有効に働かず、被穿孔金属材５に延びが発生して破断孔６を穿孔することができない虞がある。

また、金属ロール２に形成する突起３の幅の最大長さを小さくするほど、かかる突起３によって穿孔される被穿孔金属材５の破断孔６の幅の最大長さ、つまりは、多微細孔金属材９の微細孔８の幅の最大長さを小さくすることができる。

なお、突起３によって穿孔される微細孔６は、その大きさが小さいほど吸音性能に優れる。また、突起３の先端（部分）の幅の最大長さは、破断孔６および微細孔８の幅の最大長さとなる。
そのため、突起３の先端の幅の最大長さは、０ｍｍを超え３ｍｍ以下で形成することが好ましく、１ｍｍ以下で形成することがより好ましく、０．５ｍｍ以下で形成することがさらに好ましく、０．３ｍｍ以下で形成することがさらにより好ましく、０．２ｍｍ以下で形成することが最も好ましい。突起３の先端によって穿孔される破断孔６の幅の最大長さが３ｍｍを超えて大きくなりすぎると、穿孔した破断孔６の形状が安定せず、いびつな形状となりやすい。そのため、所望の吸音性能を得るための開口率の計算等を含めて製品設計が困難となる。これに対して、穿孔した破断孔６の幅の最大長さが小さいほど破断孔６の形状を所望の形状に近いものとすることができる。また、所望の吸音性能を得るための製品設計や開口率の計算も容易となる。
なお、金属ロール２の単位面積当たりに占める突起３の敷設割合は、多微細孔金属板を使用する箇所で求められる吸音性能・吸音特性により適宜調整すればよい。

このような最大長さの幅を有する突起３を用いて被穿孔金属材５（図３（ａ）参照）を穿孔すると、突起３によって穿孔された破断孔６は、図３（ｂ）に示すように、多破断孔金属材７の平面に膨らみ部６２を含むバリ６１を有することとなる。なお、穿孔された破断孔６は、例えば、図１に示すように、比較的整った形状の破断孔６を形成する場合もあるが、穿孔された際に金属片が多微細孔金属材９と繋がった形状の破断孔６となる場合もある。そして、図３（ｃ）に示すように、後記する平坦化手段や平坦化工程によって、バリ６１を有する破断孔６を含んでなる多破断孔金属材７を平坦化して形成された微細孔８は、突起３によって生じたバリ６１や膨らみ部６２の形状の影響を受けるので、当該多微細孔金属材９の一方の面と他方の面とで微細孔８の幅が異なるといった、縦断面形状が略台形となる微細孔８を呈する場合があるほか、微細孔８の縦断面形状において部分的に蓋がされた状態の微細孔（不図示）を形成する場合がある。

すでに説明した金属ロール２に形成する突起３の幅の最大長さや、金属ロール２の単位面積当たりに占める突起３の敷設割合は、そのまま多破断孔金属材７に穿孔される破断孔６や多微細孔金属材９に穿孔される微細孔８の幅の最大長さ、開口率に反映され、その吸音性能に大きな影響を与えるものである。そのため、突起３の幅の最大長さや、金属ロール２の単位面積当たりに占める突起３の敷設割合は、吸音を行いたい音域などに合わせて、前記で規制した範囲で適宜選択して設けることが好ましい。
例えば、幅の最大長さの大きい突起３を少ない敷設割合で設けた穿孔用ロール１とした場合、これによって穿孔された多微細孔金属材９は、幅の最大長さの大きな微細孔８を疎な割合で有することとなるので、低音域側の吸音性能が優れたものとなる。これに対し、幅の最大長さの小さな突起３を多くの敷設割合で設けた穿孔用ロール１とした場合、これによって穿孔された多微細孔金属材９は、幅の最大長さの小さな微細孔８を密な割合で有することとなるので、高音域側の吸音性能が優れたものとなる。
また、このような突起３の配置は、かかる突起３を密に集結させて１つの群を形成し、その群を任意の間隔をもって金属ロール２の外周面に分布させてもよい。

金属ロール２の突起３は、例えば、芯となる円柱状の軟鉄に、所定の径を有する針状や柱状の突起３を植設して設けることを好適に示すことができるが、これに限定されることはなく、例えば、軟鉄より硬度の高い金型を用いて押圧、打刻等することで好適に形成することができる。また、例えば、機械研削によっても好適に形成することができ、また、ケミカルエッチングによっても好適に形成することができる。さらに、突起３を形成するための金型を用いて鋳造して形成することも可能である。

そして、この金属ロール２は、突起３の形成を容易とするために軟鉄で構成し、さらに、その表面に平均膜厚が５〜２０μｍのＣｒ（クロム）メッキ皮膜を形成することが好ましい。硬度の低い軟鉄を用いることにより、幅の最大長さの小さな突起３を設けるときに当該突起３を欠けさせることなく、かつ、精度良くこれを設けることが可能となる。また、Ｃｒメッキ皮膜は、金属ロール２の表面の強度を向上させるために形成する。これにより、突起３の強度も向上させることができるので、被穿孔金属材５に破断孔６の穿孔を行っても当該突起３の欠けや折れを防止し、長期間の使用が可能になる。Ｃｒメッキ皮膜の平均膜厚が５μｍ未満であると突起３の欠けや折れを防止する効果を得ることができない。一方、Ｃｒメッキ皮膜の平均膜厚が２０μｍを超えて形成されても突起３の強度は２０μｍのものと同様で殆ど向上しない。

（受けロール）
受けロール４は、金属ロール２と協働して被穿孔金属材５に破断孔６を穿孔し、多破断孔金属材７を製造する。そのため、受けロール４は、金属ロール２の突起３の幅の最大長さ、形状、金属ロール２の単位面積当たりに占める突起３の割合に合わせて胴部に凹部を形成できるものが好ましい。このような構成とすれば、受けロール４の凹部に金属ロール２の突起３が噛合し、その際に生じる破断力や剪断力を利用して被穿孔金属材５に破断孔６を穿孔することができる。

胴部に凹部を形成した構成の受けロール４としては、例えばウールンロールや金属製のロールを好適に挙げることができる。なお、金属ロール２の突起３と受けロール４の凹部とが噛合するように穿孔すると、突起３と当接した被穿孔金属材５には、破断力や剪断力が発生するので、破断孔６を比較的整った形状で穿孔することができる。したがって、金属ロール２の突起３と受けロール４の凹部とが噛合するように、それぞれの形状や回転を適切に調節するのが好ましい。

ウールンロールは、金属製の軸心と、紙繊維およびコットンを混成した胴部と、を有するロールである（不図示）。この胴部は、乾燥時は硬く、水を含ませることによって軟化することができ、再度乾燥することにより硬化することのできるロールである。したがって、ウールンロールを用いれば、一旦水を含ませて軟らかくした後に、突起３が形成された金属ロール２を押し当てて突起３の形状を転写し、乾燥して硬化させることにより、金属ロール２の突起３に合わせた凹部を簡単に作製することができる。そして、金属ロール２の突起３に合わせた凹部を作製した後、再び乾燥して硬化したウールンロールの表面は非常に硬く、突起３と凹部とが噛合する際の破断力・剪断力を強く発生させることができるという特徴を有しているので、本発明に用いる受けロール４として特に好適に用いることができる。
このように構成されたウールンロールは、厚さが０．２ｍｍ以下である被穿孔金属材５（金属はく）の穿孔を行う場合に好適に用いることができる。

なお、金属はくの穿孔を行う受けロール４としては、これに限定されることはなく、例えば、合成樹脂ロール、ゴムロールなどの弾性の胴部を有するロールを用いることもできる。弾性の胴部とすることで、金属ロール２の突起３によって押圧されると、その突起３の形状と略同形状の凹部を形成し、金属はくの穿孔を行うことができる。本発明で用いることのできる受けロール４としては、予め凹部を形成せず、このような構成のものを用いても構わない。そして、合成樹脂ロールやゴムロールは、ＪＩＳ Ｋ ６３０１（新ＪＩＳ Ｋ ６２５３）で規定するＡタイプゴム硬度計によるゴム硬度で４０〜１２０度のものを用いるのが好ましく、ゴム硬度８０度前後（６０〜１００度）のものを用いるのがより好ましい。４０度未満であると、受けロール４が柔らかすぎるために、突起３の形状の追従性が悪くなり、穿孔が好適に行えない虞がある。一方、１２０度を超えると、受けロール４が硬すぎるために、突起３の形状の追従性が劣るために、破断や剪断を起こしにくく、破断孔６を穿孔することができないばかりか、突起３の欠けや曲がりの原因ともなり得る。
合成樹脂ロールに用いる合成樹脂としては、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ナイロン樹脂、ＥＰＴ樹脂、ＮＢＲ樹脂などを挙げることができる。また、ゴムロールに用いるゴムとしては、天然ゴム、合成ゴムを用いることができる。

また、前記した金属製の受けロール４は、予め金属ロール２の突起３の形状に合わせた凹部を形成しておくことで、ウールンロールでの説明と同じように、かかる突起３と凹部とが噛合する際に生じる破断力・剪断力によって被穿孔金属材５を穿孔するものであるが、ウールンロールよりも硬度が硬いので、特に、厚さが０．２ｍｍを超える被穿孔金属材５（金属薄板）を穿孔する場合に好適に用いることができる。金属製のロールに形成する凹部は、ケミカルエッチングや、かかる金属製のロールよりも硬度の高い金型を用いて押圧あるいは打刻することで形成することができるほか、金属ロール２の突起３の形状に対応する形状の凹部を有する金型を用いて鋳造することによっても形成することができる。

このように、受けロール４は、ウールンロール、合成樹脂ロール、ゴムロール、または金属製のロールから適宜に選択して用いることが可能である。穿孔する被穿孔金属材５の厚さ、微細孔８の形状など、穿孔する条件に合わせて適宜選択して用いることで、破断孔６を好適に穿孔することができる。

［２．多微細孔金属材製造装置］
次に、図２の説明図を参照して、本発明に係る多微細孔金属材製造装置１０についての説明を行う。
本発明に係る多微細孔金属材製造装置１０としては、図２に示すように、移送手段１１と、前記で説明した穿孔用ロール１を用いた穿孔手段１２と、平坦化手段１３と、受取手段１４とを有して構成されている。
このような構成の多微細孔金属材製造装置１０は、長尺帯状の被穿孔金属材５に破断孔６（微細孔８）を穿孔して多微細孔金属材９とするのに好適に用いることができる。
以下、長尺帯状の被穿孔金属材５に破断孔６（微細孔８）を穿孔して多微細孔金属材９とする場合について具体的に説明する。

（移送手段）
移送手段１１は、穿孔する対象物である長尺帯状の被穿孔金属材５を穿孔手段１２に向けて移送するものである。この移送手段１１として、例えば、長尺帯状の被穿孔金属材５がロール状に巻回されている場合は、巻回された被穿孔金属材５を巻き出して穿孔手段１２に移送する構成とすることを好適に示すことができる。
なお、この移送手段１１にはテンションリールを設けて、適宜張力を調節しつつ、これを巻き出すのが好ましい。ロール状に巻回された長尺帯状の被穿孔金属材５を穿孔手段に移送する際のしわ発生防止のためである。

（穿孔手段）
穿孔手段１２は、金属ロール２と、受けロール４との一対で構成される穿孔用ロール１を備えて構成されている。この金属ロール２は、被穿孔金属材５を穿孔するために、前記の穿孔用ロール１で説明した所定の形状、金属ロール２の単位面積当たりに占める所定の割合をもって突起３が形成されている。したがって、穿孔手段１２は、当該金属ロール２と受けロール４との間に、前記の移送手段１１によって移送された被穿孔金属材５を介挿して、金属ロール２と受けロール４を、この被穿孔金属材５を送出する方向に回転しつつ、金属ロール２の表面に形成された突起３を用いて破断孔６の穿孔を行い、多破断孔金属材７を製造する。なお、このときの破断孔６には、膨らみ部６２を含むバリ６１が存在しているので、多破断孔金属材７の表面は凸凹の状態である（図３（ｂ）参照）。
また、前記したように、受けロール４の胴部に金属ロール２の突起３に合わせた形状の凹部を形成した場合は、金属ロール２の突起３と受けロール４の凹部とが噛合するよう、それぞれのロールの位置および回転速度を適切に設定することが好ましい。なお、金属ロール２と受けロール４とのクリアランスは、被穿孔金属材５を穿孔する際にしわが生じないよう、これらの厚さと略同一とするのが好ましい。

（平坦化手段）
平坦化手段１３は、穿孔手段１２によって多破断孔金属材７に生じた平面から膨出した膨らみ部６２を含むバリ６１を除去することなく平坦化することで、多破断孔金属材７の表面を平坦に整える。この平坦化手段１３としては、例えば、ゴム製のニップロールを二つ用いて穿孔された多破断孔金属材７を適度な押圧力で挟み込み、バリ６１を平坦化する構成を好適に示すことができる。ニップロールとしては、ゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ ６３０１（新ＪＩＳ Ｋ ６２５３）Ａタイプゴム硬度計）ゴム硬度で４０〜１２０度のものを用いるのが好ましく、ゴム硬度８０度前後（６０〜１００度）のものを用いるのがより好ましい。４０度未満であると、ニップロールが軟らかすぎるのでバリ６１を平坦化しにくい場合があり、１２０度を超えると、ニップロールが硬すぎるためにバリ６１が削れたり欠けたりして切削粉が発生し、多微細孔金属材９が破れるなどの不具合が生じる虞がある。
ニップロールの材質は、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ナイロン樹脂、ＥＰＴ樹脂、ＮＢＲ樹脂、天然ゴム、合成ゴムなどから適宜に選択して用いることが可能である。

このようにすると、前述したように穿孔手段で用いる穿孔用ロール１の突起３の先端の幅の最大長さは０ｍｍを超え３ｍｍ以下で形成されているので、かかる突起３によって破断・剪断されて設けられた破断孔６は、孔の幅の最大長さが３ｍｍ以下に穿孔されることになる。突起３の先端の幅の最大長さ３ｍｍ以下の破断孔６を形成すれば、この平坦化手段１３によって、バリ６１や膨らみ部６２を除去しないで平坦化することで、この破断孔６よりさらに小さな幅の最大長さを有する微細孔８を形成することができる。その結果、かかる微細孔８において空気の粘性作用を大きくすることが可能となるので、高い吸音性能を備える多微細孔金属材９を形成することが可能となる。

（受取手段）
受取手段１４は、平坦化手段１３で膨らみ部６２を含むバリ６１を平坦化した多微細孔金属材９を、出荷できる状態に整えつつ受け取る。
長尺帯状の多微細孔金属材９である場合の受取手段１４としては、例えば、これをコイル状に巻回して巻き取る構成とすることを好適に示すことができる。

（皮膜形成手段）
なお、本発明に係る多微細孔金属材製造装置１０においては、多微細孔金属材９の使用目的等を考慮して、当該多微細孔金属材９の表面に、例えば、耐食性や放熱性等の機能性を高めるための皮膜を形成する手段（皮膜形成手段１５）を設けてもよい。

この皮膜形成手段１５は、必要に応じて移送手段１１と穿孔手段１２との間、または、平坦化手段１３と受取手段１４との間に設ける構成としてもよい。また、本発明の多微細孔金属材製造装置１０による穿孔前に、別工程として皮膜形成手段１５を設けてもよく、穿孔して受取手段１４によって受け取った後に、別工程として皮膜形成手段１５を設けてもよい。

以上説明したように、本発明の多微細孔金属材製造装置１０は、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の微細孔８が多数設けられた多微細孔金属材９を連続的かつ効率的に製造することができる。この多微細孔金属材９の微細孔８には空気の粘性作用が生じるので、ここを通過する音の空気の振動を減衰させ、その音量を小さくすることが可能である。

［３．多微細孔金属材の製造方法］
次に、図４に示すフローチャートを参照して本発明に係る多微細孔金属材の製造方法について説明する。なお、本発明の多微細孔金属材の製造方法は、前記と同様、長尺帯状の被穿孔金属材を穿孔して多微細孔金属材とするのに好適に用いることができる。以下、図４および適宜図２、図３を参照して、長尺帯状の被穿孔金属材５を穿孔して多微細孔金属材９を製造する製造方法について説明する。

本発明の多微細孔金属材の製造方法は、移送工程（ステップＳ１）と、穿孔工程（ステップＳ２）と、平坦化工程（ステップＳ３）と、受取工程（ステップＳ４）と、を有する。

まず、移送工程では、被穿孔金属材５を穿孔するため、次工程の穿孔工程へ被穿孔金属材５を移送する（ステップＳ１）。
次いで、穿孔工程では、前記で説明した金属ロール２と受けロール４とで構成される穿孔用ロール１を、被穿孔金属材５を送り出す方向に回転させつつ、移送工程によって移送されてきた被穿孔金属材５に、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下、より好ましくは０ｍｍを超え０．５ｍｍ以下の条件で破断孔６を連続的に穿孔し、多破断孔金属材７を製造する（ステップＳ２）。なお、前述したように、かかる多破断孔金属材７の破断孔６は、膨らみ部６２を含むバリ６１を有しており、その表面は凸凹の状態である。

そして、平坦化工程では、穿孔工程によって穿孔された、表面が凸凹の状態の多破断孔金属材７に発生した膨らみ部６２を含むバリ６１を、二つのニップロールを用いて挟み込んで押えつけることによってこれを除去することなく平坦化して微細孔８とし、多微細孔金属材９を製造する（ステップＳ３）。また、平坦化を行うことによって、次工程の受取工程でロール状に巻回する場合や、巻回された多微細孔金属材９を用いる場合において、多微細孔金属材９が破けたり、変形したりすることを防ぐことができる。

次いで、受取工程では、バリ６１が平坦化された長尺帯状の多微細孔金属材９をロール状に巻回して受け取る（ステップＳ４）。

以上説明したように、本発明に係る多微細孔金属材の製造方法によれば、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下の微細孔８が多数設けられた多微細孔金属材９を連続的かつ効率的に製造することができる。なお、この多微細孔金属材９の微細孔８には空気の粘性作用が生じるので、ここを通過する音の空気の振動を減衰させ、その音量を小さくすることが可能である。

なお、本発明の多微細孔金属材の製造方法においては、製造される多微細孔金属材９の表面に、例えば、耐食性や放熱性などの機能性を向上するための皮膜を形成することも可能である。

かかる皮膜が形成された多微細孔金属材９の製造方法としては、例えば、被穿孔金属材５を穿孔工程に移送する移送工程と、この移送工程で移送された被穿孔金属材５に、穿孔用ロール１を用いて、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の破断孔６を穿孔した多破断孔金属材７とする穿孔工程と、穿孔工程の穿孔で多破断孔金属材５に発生した膨らみ部６２を含むバリ６１を平坦化し、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の微細孔８を有する多微細孔金属材９とする平坦化工程と、平坦化工程で膨らみ部６２を含むバリ６１が平坦化された多微細孔金属材９に、例えば、耐食性や放熱性を向上させる皮膜を形成する皮膜形成工程と、皮膜形成工程で皮膜が形成された多微細孔金属材９を受け取る受取工程とを有する製造方法を挙げることができる。

なお、この皮膜形成工程は、前記のように平坦化工程と受取工程との間で行う以外にも、移送工程と穿孔工程との間で行ってもよい。
また、本発明の穿孔を行うための工程とは別の工程で皮膜を形成することも可能である。例えば、金属はくや金属薄板（被穿孔金属材５）を圧延した後に、かかる皮膜を形成し、その後に本発明に係る多微細孔金属材製造装置１０に供することとしてもよく、また、全ての工程を終了して多微細孔金属材９を製造した後にかかる皮膜を形成してもよい。

このように、皮膜形成工程によって皮膜を形成することで、例えば、耐食性や放熱性を向上させた多微細孔金属材９とすることができる。

次に、本発明の穿孔用ロールに関する条件の選定と、条件を選定した穿孔用ロールを用いて微細孔を穿孔・形成した多微細孔金属材の確認試験を行ったので、以下に実施例を示しつつ説明する。
本実施例では、本発明で所望する多微細孔を形成するための穿孔用ロールに関する条件の選定を行った。
〈ａ．穿孔用ロールの突起の長さ〉
まず、芯となる円柱状の軟鉄（金属ロール）に、１０μｍ厚さのＣｒメッキ皮膜が形成された状態で先端の幅の最大長さが３ｍｍ（すなわち、φ３ｍｍ）の円錐台形状の突起（金属ロール表面からの立ち上がり角度：１００°）を、穿孔する金属材の厚さの１００％の高さで形成した穿孔用ロールＡと、穿孔する金属材の厚さの１３０％の高さで形成した穿孔用ロールＢと、穿孔する金属材の厚さの１５０％の高さで形成した穿孔用ロールＣの３種類を用意した（いずれも突起の敷設割合３％）。

型付け圧延装置に、前記の穿孔用ロールとウールンロールを搭載することで多微細孔金属材製造装置を作製した。そして、予め製造しておいた厚さ０．１ｍｍのアルミニウム合金製の金属はくを穿孔用ロールとウールンロールの間に通して微細孔を多数圧延穿孔して多微細孔金属材を作製した（開口率３％）。

観察の結果、穿孔用ロールＡ（突起の高さが金属材の厚さの１００％）では、突起の高さが足りず、金属材を穿孔することができなかった。その結果、多微細孔金属材を製造することはできなかった（×）。
一方、穿孔用ロールＢおよび穿孔用ロールＣ（突起の高さが金属材の厚さの１３０％および１５０％）では、突起の高さが適切であるために、金属材に良好な円形の孔を穿孔することができた。その結果、良好な多微細孔金属材を製造することができた（○）。
以上の結果から、穿孔用ロールに設ける突起の高さは、穿孔する金属材の厚さの１３０％程度を有すればよいことがわかった。

〈ｂ．金属ロール表面からの突起の立ち上がり角度〉
次に、金属ロール表面からの突起の立ち上がり角度の影響を調べた。１０μｍ厚さのＣｒメッキ皮膜が形成された状態で金属ロールの表面からの立ち上がり角度が、９０°，１１５°，１３０°，１５０°となる円錐台形状の突起が形成された金属ロールを作製し（突起の敷設割合３％）、前記の順に、穿孔用ロールＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇを作製した。なお、この突起の先端部分の幅の最大長さは３ｍｍ（すなわち、φ３ｍｍ）、突起の高さは金属材の厚さの１３０％とした。

そして、これら穿孔用ロールＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇを多微細孔金属材製造装置に搭載し、予め製造しておいた厚さ０．１ｍｍのアルミニウム合金製の金属はくに微細孔を多数穿孔して多微細孔金属材を作製した（開口率３％）。そして、形成した微細孔の形状を観察した。

観察の結果、穿孔用ロールＤ，Ｅ，Ｆ（金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度が９０°，１１５°，１３０°）は、金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度が適切であったために、微細孔の形状も良好な円形状であり、良好な多微細孔金属材を製造することができた（○）。
これに対し、穿孔用ロールＧ（金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度が１５０°）は、突起の立ち上がり角度が緩やかすぎたので、金属材を穿孔するための裁断力が不足し、微細孔を形成することができなかった（×）。
なお、金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度が８９°以下のものは、金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度が鋭角である（すなわち、先端部分に向かって突起の直径が大きくなる）ために、微細孔を穿孔した後の突起の先端の抜けが悪く、金属はくを巻き込んでしまうことがあった。そのため、多微細孔金属材を製造することができなかった（×）。
以上の結果から、金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度は、９０°以上１３５°以下が好ましいことがわかった。

〈ｃ．突起の先端の幅の最大長さ〉
次に、突起の先端の幅の最大長さの影響を調べた。１０μｍ厚さのＣｒメッキ皮膜が形成された状態で突起の高さが金属はくの厚さの１３０％、金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度が１１５°であって、先端の幅の最大長さが０．１５ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ（すなわち、φ０．１５ｍｍ，φ０．５ｍｍ，φ１ｍｍ，φ３ｍｍ，φ４ｍｍ）となる円錐台形状の突起が形成された金属ロールを作製し（突起の敷設割合３％）、前記の順に、穿孔用ロールＨ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌを作製した。

そして、これら穿孔用ロールＨ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌを多微細孔金属材製造装置に搭載し、予め製造しておいた厚さ０．１ｍｍのアルミニウム合金製の金属はくに微細孔を多数穿孔して多微細孔金属材を作製した（開口率３％）。そして、形成された微細孔の形状を観察した。

観察の結果、穿孔用ロールＨ，Ｉ，Ｊ（突起の先端の幅の最大長さが０．１５ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍ）は、それぞれ突起の先端の幅の最大長さが適切であったために、微細孔の形状が良好な円形状となり、良好な多微細孔金属材を製造することができた（○）。
穿孔用ロールＫ（突起の先端の幅の最大長さが３ｍｍ）は、突起の先端の幅の最大長さがやや大きいために、微細孔の形状が良好な円形状とはならなかったものの、比較的良好な多微細孔金属材を製造することができた（△）。
これに対して、穿孔用ロールＬ（突起の先端の幅の最大長さが４ｍｍ）は、突起の先端の幅の最大長さが大きすぎたために、穿孔を行っても金属材が有する延性によって金属材が延びてしまい、微細孔を穿孔することができなかった。そのため、多微細孔金属材を製造することができなかった（×）。
以上の結果から、本発明における突起の先端の幅の最大長さは３ｍｍ以下にするのが好ましいことがわかった。

次に、突起の先端の幅の最大長さ一定の条件で、開口率が３％の多微細孔金属材と開口率が１％の多微細孔金属材を作製し、それぞれについて吸音性能（吸音率）の確認を行った。
まず、穿孔用ロールＩの条件（突起の長さ：金属はくの厚さの１３０％、金属ロールの表面からの突起の立ち上がり角度：１１５°、突起の先端の幅の最大長さの条件：０．５ｍｍ、すなわちφ０．５ｍｍ）において、多微細孔金属材の開口率が３％となる穿孔用ロールＩ₃と、多微細孔金属材の開口率が１％となる穿孔用ロールＩ₁を作製した。そして、これらを用いて被穿孔金属材に微細孔を多数穿孔して多微細孔金属材ａ（開口率３％）と多微細孔金属材ｂ（開口率１％）を作製した。
かかる多微細孔金属材ａと多微細孔金属材ｂとを用いて、特開２００３−５０５８６の図１に示されている構成の多孔質防音構造体を作製して吸音性能を確認したところ、いずれの多微細孔金属材（特開２００３−５０５８６の内装板に該当）も吸音性能が良いことが確認された。

以上、本発明の穿孔用ロール１と、それを用いた多微細孔金属材製造装置１０、多微細孔金属材９の製造方法、多微細孔金属材９の好適な実施の態様について詳細に説明してきたが、本発明の内容はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更・改変して用いることが可能である。

例えば、前記した本発明を実施するための最良の形態の説明においては、長尺帯状の被穿孔金属材５を穿孔して多微細孔金属材９を製造する場合について具体的に説明してきたが、比較的短い長さで形成された一枚のシート状の被穿孔金属材２５を用いることもできる。

図５は、比較的短い長さで形成された一枚のシート状の被穿孔金属材２５を穿孔する場合における、本発明に係る多微細孔金属材製造装置２０の構成の他の一例を説明する説明図である。図５に示すように、かかる場合における多微細孔金属材製造装置２０の移送手段２１としては、シート状の被穿孔金属材２５を一枚ずつ穿孔手段２２に移送する構成とすることを好適に示すことができる。この比較的短い長さで形成された一枚のシート状の被穿孔金属材２５に適用した場合における移送手段２１として、例えば、自転する移送ローラー２１ａの上に載置して移送する態様を好適に示すことができる。

また、この場合における多微細孔金属材製造装置２０の受取手段２４としては、穿孔されたシート状の多微細孔金属材２６をパレット２４ａ上に集層して受け取る構成とすることを好適に示すことができる。
なお、図５に示す本発明の多微細孔金属材製造装置２０の構成の他の一例における移送手段２１、穿孔手段２２、平坦化手段２３、および受取手段２４はそれぞれ、前記で説明した移送手段１１、穿孔手段１２、平坦化手段１３、および受取手段１４と同様であるのでその説明を省略する。

本発明の穿孔用ロールおよび多微細孔金属材についての説明図である。 本発明の多微細孔金属材製造装置の構成の一例を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、形成する破断孔と微細孔とを、順を追って説明するための説明図である。 本発明の多微細孔金属材の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の多微細孔金属材製造装置の構成の他の一例を説明する説明図である。 （ａ）は、従来の金属板穿孔用円板状ロールの一部断面図であり、（ｂ）は、金属板穿孔用円板状ロールの刃部の形状を説明する図である。

符号の説明

１ 穿孔用ロール
２ 金属ロール
３ 突起
４ 受けロール
５ 被穿孔金属材
６ 破断孔
７，２７ 多破断孔金属材
８ 微細孔
９，２９ 多微細孔金属材
１０，２０ 多微細孔金属材製造装置
１１，２１ 移送手段
１２，２２ 穿孔手段
１３，２３ 平坦化手段
１４，２４ 受取手段
１５ 皮膜形成手段

Claims (6)

1. 突起を有する金属製の金属ロールと、
   この金属ロールの突起によって生じる押力を受ける受けロールと、の一対で構成され、
   前記金属ロールと前記受けロールとの間に被穿孔金属材を介挿して、当該被穿孔金属材に破断孔を穿孔する穿孔用ロールであって、
   前記突起の高さを前記被穿孔金属材の厚さの１２０％以上の高さとし、かつ、
   前記金属ロール表面からの立ち上がり角度を９０〜１３５°とし、さらに、
   前記突起の先端の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下で形成されていることを特徴とする穿孔用ロール。
2. 前記突起の先端の幅の最大長さが０ｍｍを超え０．５ｍｍ以下で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔用ロール。
3. 前記金属ロールは、平均膜厚が５〜２０μｍのＣｒメッキ皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の穿孔用ロール。
4. 被穿孔金属材を穿孔手段に移送する移送手段と、
   前記移送手段から移送された前記被穿孔金属材に、穿孔用ロールを用いて破断孔を穿孔し、多破断孔金属材とする前記穿孔手段と、
   前記穿孔手段で穿孔された前記多破断孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを有する破断孔を平坦化して微細孔とし、多微細孔金属材にする平坦化手段と、
   前記平坦化手段でバリが平坦化された前記多微細孔金属材を受け取る受取手段と、を有し、
   前記穿孔手段で用いる穿孔用ロールが、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の穿孔用ロールであることを特徴とする多微細孔金属材製造装置。
5. 被穿孔金属材を穿孔工程に移送する移送工程と、
   前記移送工程から移送された前記被穿孔金属材に、穿孔用ロールを用いて、孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の破断孔を穿孔した多破断孔金属材とする前記穿孔工程と、
   前記穿孔工程の穿孔で前記多破断孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを有する破断孔を平坦化して微細孔とし、多微細孔金属材とするための平坦化工程と、
   前記平坦化工程でバリが平坦化された前記多微細孔金属材を受け取る受取工程と、
   を有することを特徴とする多微細孔金属材の製造方法。
6. 吸音のために用いられる多微細孔金属材であって、被穿孔金属材の平面から膨出する膨らみ部を含むバリを有する破断孔を穿孔し、その破断孔を平坦化して形成され、前記穿孔した孔の幅の最大長さが０ｍｍを超え３ｍｍ以下の微細孔を設けたことを特徴とする多微細孔金属材。

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