JP2009202181A - コルゲートフィン成形用ロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレードの表面を硬化させて表面処理による基準部への悪影響を防止して、ブレードの製品単体精度及び組立精度の向上でき、ひいては、コルゲートフィンを高精度に製造できるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法の提供。
【解決手段】 ブレード２となる円盤状の母材１０の板厚を均等にする板厚加工工程Ｓ１と、ブレード２の表面を硬化させて硬質部１１を形成する表面処理工程Ｓ２と、ブレード２に、加工時の基準位置となる基準穴５を形成する基準部加工工程Ｓ３と、ブレード２の外周部を、基準穴５を基準位置として歯車形状に加工する歯型加工工程と、ブレード２の外周部に、基準穴５を基準位置として鋭角な切断刃７を形成する斜刃加工工程Ｓ５と、複数のブレード２を、基準穴５を基準位置として重畳した状態で固定する組立工程Ｓ６とが、この順序で行われることとした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、コルゲートフィン成形用ロールの製造方法に関する。

従来、円周方向に沿って歯車状の歯部を有するブレードを軸方向に複数重畳した状態で固定してなるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法の技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
また、コルゲートフィン成形用ロールを製造する際には、ブレードとなる円盤状の母材に基準部を設け、その後、この基準部を基準位置として各種工程や組立を行っている。
特開平０５−２２０５３１号公報 特開２００５−２６２２２７号公報

しかしながら、近年、コルゲートフィン成形用ロールは、コルゲートフィンの薄肉化、加工スピードの高速化等に伴ってコルゲートフィンの高い製造精度が要求されており、この要求に応えるためにブレードの製造精度及び組立精度の向上が望まれていた。
そこで、ブレードの製造から組立までの各種工程において、コルゲートフィンの製造精度を低下させる原因を鋭意調査した結果、ブレードの表面を硬化させる表面処理工程時に基準部が変形して寸法不良が発生し、この結果、コルゲートフィン成形用ロールに偏心が生じて、コルゲートフィンの寸法精度が低下していることが判明した。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ブレードを硬化させる表面処理による基準部への悪影響を防止して、ブレードの製品単体精度及び組立精度の向上でき、ひいては、コルゲートフィンを高精度に製造できるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法を提供することである。

請求項１記載の発明では、円周方向に沿って歯車状の歯部を有するブレードを軸方向に複数重畳した状態で固定してなるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法であって、上記ブレードとなる円盤状の母材の板厚を均等にする板厚加工工程と、上記ブレードの表面を硬化させる表面処理工程と、上記ブレードに、加工時の基準位置となる基準部を形成する基準部加工工程と、上記ブレードの外周部を、前記基準部を基準位置として歯車形状に加工する歯型加工工程と、上記ブレードの外周部に、前記基準部を基準位置として鋭角な切断刃を形成する斜刃加工工程と、上記複数のブレードを、前記基準部を基準位置として重畳した状態で固定する組立工程とが、この順序で行われることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明では、円周方向に沿って歯車状の歯部を有するブレードを軸方向に複数重畳した状態で固定してなるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法であって、上記ブレードとなる円盤状の母材の板厚を均等にする板厚加工工程と、上記ブレードに、加工時の基準位置となる第１基準部を形成する第１基準部加工工程と、上記ブレードの外周部を、上記第１基準部を基準位置として歯車形状に加工する歯型加工工程と、上記ブレードの外周部に、前記第１基準部を基準位置として鋭角な切断刃を形成する斜刃加工工程と、上記ブレードの表面を硬化させる表面処理工程と、上記ブレードに、加工時の基準位置となる第２基準部を形成する第２基準部加工工程と、上記複数のブレードを、上記第２基準部を基準位置として重畳した状態で固定する組立工程とが、この順序で行われることを特徴とする。

請求項１記載の発明では、ブレードの表面処理工程後に基準部加工工程が施されるため、この基準部加工工程で形成された基準部を基にコルゲートフィンの製造精度に係る部位の各工程が施され、これにより、表面処理による基準部への悪影響を防止して、ブレードの製造精度及び組立精度の向上でき、ひいては、コルゲートフィンの製造精度を向上できる。

請求項２記載の発明では、ブレードの表面処理工程後に、加工時の基準位置となる第２基準部を形成する第２基準部加工工程が施され、この第２基準部を基準位置としてブレードを重畳した状態で固定する組立工程が行われるため、表面処理による基準部への悪影響を防止して、ブレードの製造精度及び組立精度の向上でき、ひいては、コルゲートフィンの製造精度を向上できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１のコルゲートフィン成形用ロールを示す正面図、図２は同側面図、図３は図２のＳ３−Ｓ３線における断面図、図４は実施例１のブレードの製造工程を説明する図、図５は実施例１のコルゲートフィン成形用ロールによるコルゲートフィンの製造を説明する図、図６は実施例１のコルゲートフィンの斜視図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１〜３に示すように、実施例１のコルゲートフィン成形用ロール１は、軸方向に複数重畳された状態で固定された複数のブレード２が備えられている。
各ブレード２の中心位置には中心孔３が貫通形成される他、その周囲には、複数のボルト穴４が貫通形形成され、ここに図示しないボルトが挿通されてナットに締結されることにより、互いに固定されている。
さらに、ブレード２の中心孔３の周囲には、２箇所の基準穴５（請求項の基準部に相当）が貫通形成されている。

また、各ブレード２の外周部は円周方向に沿って歯車状に形成された歯部６が形成される他、図３に示すように、軸方向両端に配置されたブレード2a,2bと軸方向中央に配置されたブレード２ｃを除くブレード２の外周部の該歯車状の波の頂部と谷の頂部との間には外側に鋭利な角度を有する切断刃７が形成されている。

なお、ブレード２の直径、厚み等の寸法、及び配置数、ボルト穴４及び基準穴５の直径の寸法、形状、形成位置、形成数、配置等については適宜設定でき、同様に、切断刃７の周方向長さの寸法、傾斜方向、及び傾斜角度等についても適宜設定できる。

次に、作用を説明する。
次に、コルゲートフィン成形用ロールの製造方法について説明する。
なお、以下では切断刃７を有するブレード２の製造について説明し、ブレード２ａ〜２ｃの製造については切断刃７を形成する工程が省略されること以外は略同様であるため、その説明は省略する。

図４に示すように、実施例２のコルゲートフィン成形用ロールの製造方法では、板厚加工工程Ｓ１と、表面処理工程Ｓ２と、基準部加工工程Ｓ３と、歯型加工工程Ｓ４と、斜刃加工工程Ｓ５と、組立工程Ｓ６とが、この順序で行われる。

<板厚加工工程>
先ず、板厚加工工程Ｓ１では、公知の超精密立型研削盤を用いて、ブレード２となる円盤状の母材１０（例えば、チタン合金等を素材とする高速度工具鋼製）の表面を研削して板厚ｔを均等にする。

<表面処理工程>
次に、表面処理工程Ｓ２では、母材１０（以下、ブレード２と称す）の全体の表面を窒化処理して硬化させることにより、硬質部１１を形成する。
ブレード２の板厚ｔは変わりなく、硬化したブレード２の表面の層は０．１ｍｍでブレード２の全体の剛性を１．３倍程向上させることができ、ブレード２の表面は超硬と同等となる。
この際、表面処理時のブレード２の雰囲気温度は、３００〜５５０℃に達する。

<基準部加工工程>
次に、基準部加工工程Ｓ３では、公知の治具研削盤を用いて、ブレード２の所定位置に、中心孔３、ボルト穴４、基準穴５をそれぞれ貫通形成する。

<歯型加工工程>
次に、歯型加工工程Ｓ４では、公知の歯型研削盤を用いて、ブレード２の外周部に歯部６を研削して歯車形状にする。
この際、基準穴５に歯型研削盤の基準設定部を挿入・嵌合し、この基準穴５を基準位置としてブレード２を位置決めした状態で外周部を研削する。

<斜刃加工工程>
次に、斜刃加工工程Ｓ５では、公知の斜刃研削盤を用いて、ブレード２の歯部６の波の頂部と谷の頂部との間を加工して切断刃７を形成する。
この際、基準穴５に斜刃研削盤の基準設定部を挿入・嵌合し、この基準穴５を基準位置としてブレード２を位置決めした状態で外周部を研削する。

<組立工程>
最後に、前述した各工程と同様に製造されたブレード２を、公知の組立装置（芯出し台）を用いて、軸方向に重畳した状態で固定する。
この際、複数のブレード２を軸方向に重畳した後、基準穴５に組立装置の基準設定部を挿入・嵌合して各ブレード２を位置決めした状態で、各ボルト穴４にボルトを挿通してナットに締結することにより、互いに固定する。

ここで、従来の発明の発明にあっては、表面処理工程時の熱応力によってブレードの基準穴が変形して誤差が生じるという問題点があった。
具体的には、表面処理工程Ｓ２前の基準穴５の直径が表面処理工程Ｓ２後には０．０２５％程度拡大していた。
これに対し、実施例１では、ブレード２の表面処理工程Ｓ２後に基準部加工工程Ｓ３を粉って基準穴５を形成し、この基準穴５を基準位置として歯型加工工程Ｓ４、斜刃加工工程Ｓ５、組立工程Ｓ６を行うため、表面処理工程Ｓ２による基準穴５への悪影響を防止して、高精度のブレード２を製造でき、ひいては、コルゲートフィン成形用ロール１の製造精度を向上できる。

図５に示すように、このように構成されたコルゲートフィン成形用ロール１は、互いに嵌合した状態で対を成して配置される他、各コルゲートフィン成形用ロール１の中心孔３には図示しない回転軸が挿入・嵌合される。

そして、各コルゲートフィン成形用ロール１の回転軸が図示しない駆動装置によって軸周り方向（図中矢印で図示）に同期して回転することにより、連続的に移送される平板状の金属箔１２を両コルゲートフィン成形用ロール１の歯部６同士間で波状に加工した後、移送方向へ送出することにより、図６に示すような所望のコルゲートフィン１３を得る。
この際、コルゲートフィン１３の波の頂部と谷の頂部との間には、切断刃７によって切り起こし形成された複数のルーバ１４が形成されることとなる。

従って、実施例１では、高精度に製造されたコルゲートフィン成形用ロール１を用いてコルゲートフィン１３を高精度に製造でき、コルゲートフィン成形用ロール１の偏心等による製造誤差を招くことなく、コルゲートフィン１３の薄肉化、加工スピードの高速化に対応でき、好適となる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、円周方向に沿って歯車状の歯部６を有するブレード２を軸方向に複数重畳した状態で固定してなるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法であって、ブレード２となる円盤状の母材１０の板厚を均等にする板厚加工工程Ｓ１と、ブレード２の表面を硬化させて硬質部１１を形成する表面処理工程Ｓ２と、ブレード２に、加工時の基準位置となる基準穴５を形成する基準部加工工程Ｓ３と、ブレード２の外周部を、基準穴５を基準位置として歯車形状に加工する歯型加工工程と、ブレード２の外周部に、基準穴５を基準位置として鋭角な切断刃７を形成する斜刃加工工程Ｓ５と、複数のブレード２を、基準穴５を基準位置として重畳した状態で固定する組立工程Ｓ６とが、この順序で行われるため、表面処理工程による基準穴５への悪影響を防止して、ブレード２の製造精度及び組立精度の向上でき、ひいては、コルゲートフィン１３の製造精度を向上できる。

以下、実施例２を説明する。
実施例２において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。

図７は実施例２のブレード２の製造工程を説明する図である。

図７に示すように、実施例２では、板厚加工工程Ｓ２０、基準部加工工程Ｓ２１(請求項の第１基準部加工工程に相当)、歯型加工工程Ｓ２２、斜刃加工工程Ｓ２３、表面処理工程Ｓ２４、第２基準部加工工程Ｓ２５、組立工程２６の順序で行われる。
各工程Ｓ２０〜Ｓ２４は、実施例１で説明した板厚加工工程Ｓ１、基準部加工工程Ｓ３、歯型加工工程Ｓ４、斜刃加工工程Ｓ５、表面処理工程Ｓ２の各工程と同様であるため、ここではその説明は省略する。
次に、第２基準部加工工程Ｓ２５では、基準部加工工程Ｓ２１で形成した基準穴５（請求項の第１基準部に相当）とは異なる位置に、新たな基準位置となる第２基準穴２０（請求項の第２基準部に相当）を形成する。なお、第２基準穴２０の形状、形成数、配置等は適宜設定できる。
次に、組立工程２６では、実施例１で説明した組立工程と同様の装置を用いて、第２基準穴２０を基準位置として複数のブレード２を重畳した状態で固定する。

このように、実施例２では、基準部加工工程Ｓ２１で形成した基準穴５を基準位置として、歯型加工工程Ｓ２２及び斜刃加工工程Ｓ２３を行った後、表面処理工程Ｓ２４でブレード２の表面を硬化させることにより、ブレード２の歯部６（切断刃７を含む）及び各穴２〜５の表面にも硬化させた硬質部１１を形成できる。
その後、第２基準部加工工程Ｓ２５で第２基準穴２０を形成した後、組立工程２４で第２基準穴２０を基準位置として複数のブレード２を重畳した状態で固定することにより、各ブレード２を精度良く組み立てることができる。
従って、実施例１と同様の作用・効果に加え、ブレード２の歯部６（切断刃７を含む）に硬化させた硬質部１１を形成でき、耐久性を向上できるという効果を得ることができる。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、ブレード２に切断刃７を必ずしも設ける必要はない。
また、表面処理工程では、硬質皮膜を２〜３μｍの均一な厚みでコーティングすることでブレード２の剛性を１．３倍程向上させることができ、この場合も同等の作用・効果を奏することができる。
更に、表面処理工程時に、ブレードを部分的にマスキングしておくことにより、ブレードの一部分に硬質皮膜を形成するようにしても良い。

実施例１のコルゲートフィン成形用ロールを示す正面図である。 実施例１のコルゲートフィン成形用ロールを示す側面図である。 図２のＳ３−Ｓ３線における断面図である。 実施例１のブレードの製造工程を説明する図である。 実施例１のコルゲートフィン成形用ロールによるコルゲートフィンの製造を説明する図である。 実施例１のコルゲートフィンの斜視図である。 実施例２のブレード２の製造工程を説明する図である。

符号の説明

１ コルゲートフィン成形用ロール
２、２ａ、２ｂ、２ｃ ブレード
３ 中心孔
４ ボルト穴
５ 基準穴
６ 歯部
７ 切断刃
１０ 母材
１１ 硬質部
１２ 金属箔
１３ コルゲートフィン
１４ ルーバ
２０ 第２基準穴

Claims (2)

1. 円周方向に沿って歯車状の歯部を有するブレードを軸方向に複数重畳した状態で固定してなるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法であって、
   前記ブレードとなる円盤状の母材の板厚を均等にする板厚加工工程と、
   前記ブレードの表面を硬化させる表面処理工程と、
   前記ブレードに、加工時の基準位置となる基準部を形成する基準部加工工程と、
   前記ブレードの外周部を、前記基準部を基準位置として歯車形状に加工する歯型加工工程と、
   前記ブレードの外周部に、前記基準部を基準位置として鋭角な切断刃を形成する斜刃加工工程と、
   前記複数のブレードを、前記基準部を基準位置として重畳した状態で固定する組立工程とが、この順序で行われることを特徴とするコルゲートフィン成形用ロールの製造方法。
2. 円周方向に沿って歯車状の歯部を有するブレードを軸方向に複数重畳した状態で固定してなるコルゲートフィン成形用ロールの製造方法であって、
   前記ブレードとなる円盤状の母材の板厚を均等にする板厚加工工程と、
   前記ブレードに、加工時の基準位置となる第１基準部を形成する第１基準部加工工程と、
   前記ブレードの外周部を、前記第１基準部を基準位置として歯車形状に加工する歯型加工工程と、
   前記ブレードの外周部に、前記第１基準部を基準位置として鋭角な切断刃を形成する斜刃加工工程と、
   前記ブレードの表面を硬化させる表面処理工程と、
   前記ブレードに、加工時の基準位置となる第２基準部を形成する第２基準部加工工程と、
   
   前記複数のブレードを、前記第２基準部を基準位置として重畳した状態で固定する組立工程とが、この順序で行われることを特徴とするコルゲートフィン成形用ロールの製造方法。

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