JP2009291798A - 異形条材の製造方法及び異形条材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】長手方向に直交する断面において板厚が互いに異なる厚板部11と薄板部12とを備えた異形条材10の製造方法であって、厚板部11及び薄板部12を有する製品部16と、製品部16の幅方向端部に連設された非製品部17と、を成形する成形工程と、成形された製品部16と非製品部17とを長手方向に切断分離するスリット工程と、を有し、前記成形工程では、非製品部17を、隣接する製品部16よりも板厚が薄くなるように成形し、製品部16の幅方向端面に段差壁部18を形成し、前記スリット工程では、段差壁部18によって一組のスリットカッタ20の幅方向位置が案内されることを特徴とする。
【選択図】図5
Description
このような様々な成形方法によって厚板部及び薄板部を有する製品部が成形され、幅方向長さを所定の寸法とした異形条材を得るためにスリット加工が施される。
また、異形条材の製品部の板厚が厚い場合には、スリット加工時のせん断力によって製品部の幅方向端部に大きな残留応力が生じてしまうおそれがあった。
また、製品部よりも板厚の薄い非製品部をスリットカッタによって切断しているので、スリット加工による残留応力を小さく抑えることができる。
なお、成形工程においては、前記厚板部及び前記薄板部と前記非製品部とを同時に成形してもよいし、別々に成形してもよい。
この場合、異形圧延ロールによる圧延加工によって、前記厚板部及び前記薄板部と前記非製品部とを同時に成形することが可能となる。これにより、工程数を減らして異形条材の製造コストを削減することができる。
この場合、スリットカッタと製品部との幅方向相対位置が僅かに変動しても、傾斜した段差壁部によって適切な位置に案内されることになり、前記厚板部と前記薄板部の幅方向長さ、位置をさらに安定させることができる。
この場合、成形工程で複数の製品部及び非製品部が成形され、スリット工程によって複数の製品部が製出されることになり、異形条材を効率良く生産でき、製造コストの削減を図ることができる。
この場合、一のスリットカッタと他のスリットカッタとによって製品部と非製品部とが切断されるが、隣接する製品部の切断面には同一方向へのせん断力が作用することになり、発生するバリの方向を全て同一にすることができる。
この構成の本発明に係る異形条材は、スリット加工によって切断された切断面が板厚の一部に抑えられているので、スリット加工によって発生する残留応力が小さい。
ここで、前記塑性加工面が、切断面側に向かうにしたがい漸次幅方向外方に向かうように、板厚方向に対して傾斜していてもよい。
まず、本発明の第1の実施形態である異形条材の製造方法及び異形条材について説明する。本実施形態である異形条材10は、例えば銅又は銅合金で構成されており、リードフレーム材や端子材として使用されるものである。この異形条材10は、長手方向に直交する断面において、板厚の厚い厚板部11と、この厚板部11よりも板厚の薄い薄板部12とを備えており、本実施形態では、図1に示すように、異形条材10の幅方向中央部分に薄板部12が設けられ、幅方向両端側に厚板部11が設けられている。
塑性加工面13は、長手方向に直交する断面において、図1に示すように、切断面14側(図1において下側)に向かうにしたがい漸次幅方向外方に向かうように、板厚方向に対して傾斜している。また、切断面14は板厚方向に平行に延びている。ここで、塑性加工面13と切断面14(板厚方向)との交差角度αは、0°≦α≦60°の範囲内に設定されている。
まず、板厚が0.8〜4.0mm、本実施形態では2.5mmの平板状の素材を準備し、この素材に対して異形圧延ロールを用いて圧延を行い、長手方向に直交する断面において幅方向に板厚が異なる部分を成形する(異形ロール圧延工程S11)。その後、 熱処理によって軟化させる(焼鈍工程S12)。そして、焼鈍によって酸化膜等が形成された表面を洗浄し(表面洗浄工程13)、再度、異形圧延ロールによる圧延を行い、所定寸法、所定硬さに仕上げる(仕上圧延工程S14)。
このように非製品部17の板厚t3が隣接する製品部16(板厚部11)の板厚t1よりも薄く形成されることによって、製品部16(厚板部11)の幅方向端面には段差壁部18が画成される。なお、この段差壁部18は、前述の塑性加工面13となる部分であって、板厚方向に対して交差角度α(0°≦α≦60°)で交差するように傾斜している。
ここで、スリットカッタ20は、図5及び図6に示すように、円板状をなしており、それぞれ軸部21を中心として回動可能な構成とされている。上下に配置されたスリットカッタ20は、上下方向に僅かに重なり合うとともに、幅方向に僅かな隙間が画成されるように配設されている。なお、本実施形態では、上下方向のオーバラップ量が0〜0.15mmの範囲とされ、幅方向の隙間が0〜0.1mmの範囲とされている。
このスリット工程においては、上方に位置するスリットカッタ20が、製品部16(厚板部11)の幅方向端面に画成された段差壁部18に案内され、その幅方向位置が安定するように構成されている。
さらに、厚板部11及び薄板部12と非製品部17とが、異形圧延ロールによる圧延加工S11及び仕上圧延工程S14によって成形されるので、別途、非製品部17を成形する工程を設ける必要がなくなり、工程数を減らして異形条材10の製造コストを削減することができる。
この第2の実施形態である異形条材30の製造方法においては、成形工程S1によって幅方向に製品部36が複数設けられており、本実施形態では、図7に示すように、3つの製品部36が成形されている。
ここで、製品部36同士の間の非製品部37を切断するスリットカッタ40は、上方に1つ、下方に2つ配設されており、3つのスリットカッタ40で一組とされている。上方に位置するスリットカッタ40が非製品部37に配置され、下方に位置するスリットカッタ40が非製品部37の両脇に隣接する製品部36にそれぞれ配置されている。
また、幅方向端部の非製品部37を切断するスリットカッタ40は、上方に1つ、下方に1つ配設されており、2つのスリットカッタ40で一組とされており、上方に位置するスリットカッタ40が非製品部37に配置され、下方に位置するスリットカッタ40が製品部36に配置されている。
この第3の実施形態である異形条材50の製造方法においては、成形工程S1によって厚板部51及び薄板部52を有する製品部56と非製品部57とが成形されるが、図9に示すように、幅方向両端側に設けられた厚板部51に対して、薄板部52は下方側に設けられ、非製品部57は上方側に設けられている。
図1に示すように、厚板部を幅方向端部に設け、薄板部を設けたものとして説明したが、これに限定されることはなく、異形条材の長手方向に直交する断面において板厚が互いに異なる厚板部と薄板部を備えていればよい。例えば、厚板部を幅方向中央部に設け、幅方向端部に薄板部を幅方向端部に設けて、薄板部に隣接するように非製品部を設けても良い。この場合、非製品部の板厚は、隣接する薄板部よりも薄く設定されることになる。
また、スリットカッタの上下方向のオーバラップ量、幅方向の隙間等は、本実施形態に限定されることはなく、材質、板厚等を考慮して適宜設定することが好ましい。
図11に示すように、幅方向両端部に厚板部が設けられ、幅方向中央部に薄板部が設けられた異形条材において、幅方向端面から薄板部までの距離A,Bをそれぞれ測定し、両端の前記距離の差の絶対値|A−B|を評価した。スリット工程においてスリットカッタが幅方向にずれた場合には、一方側の幅方向端面から薄板部までの距離A(B)が大きくなり、他方側の幅方向端面から薄板部までの距離B(A)が小さくなるので、前記距離の差の絶対値|A−B|が大きくなる。
一方、本発明例においては、前記距離の差の絶対値|A−B|の値が小さく抑えられ、かつ、長手方向においても変動がほとんど認められない。スリットを行っている間、スリットカッタの幅方向位置が安定していることが確認される。
スリットして得られた異形条材の残留応力について評価した。板材のスリット時に発生する残留応力の測定方法としては、図12に示すようにスリット面の近傍に切り込みを入れて、スリット面側の部分の変位を評価するものが提案されている(伸銅技術研究会誌第39巻1号(2000)、37−44頁、参照)。なお、切り込み長さについては、100mmとした。
11、31、51 厚板部
12、32、52 薄板部
13 塑性加工面
14 切断面
16、36、56 製品部
17、37、57 非製品部
18、38、58 段差壁部
20、40、60 スリットカッタ
Claims (7)
- 長手方向に直交する断面において板厚が互いに異なる厚板部と薄板部とを備えた異形条材の製造方法であって、
前記厚板部及び前記薄板部を有する製品部と、前記製品部の幅方向端部に連設された非製品部と、を成形する成形工程と、成形された前記製品部と前記非製品部とを長手方向に切断分離するスリット工程と、を有し、
前記成形工程では、前記非製品部を、隣接する前記製品部よりも板厚が薄くなるように成形し、前記製品部の幅方向端面に段差壁部を形成し、
前記スリット工程では、前記段差壁部によって一組のスリットカッタの幅方向位置が案内され、前記一組のスリットカッタにより前記製品部と前記非製品部とを切断分離することを特徴とする異形条材の製造方法。 - 前記成形工程においては、前記厚板部及び前記薄板部と、前記非製品部とが、異形圧延ロールによる圧延加工によって成形されていることを特徴とする請求項1に記載の異形条材の製造方法。
- 前記長手方向に直交する断面において、前記段差壁部は、前記非製品部側に向かうにしたがい漸次板厚が薄くなるように傾斜していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の異形条材の製造方法。
- 前記製品部が幅方向に複数設けられており、隣接する前記製品部同士の間に前記非製品部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の異形条材の製造方法。
- 隣接する前記製品部同士の間に設けられた前記非製品部に、一のスリットカッタが配置され、隣接する前記製品部に、それぞれ他のスリットカッタが配置されていることを特徴とする請求項4に記載の異形条材の製造方法。
- 長手方向に直交する断面において板厚が互いに異なる厚板部と薄板部とを備えた異形条材であって、
幅方向端面には、塑性加工によって形成された塑性加工面と、スリット加工によって形成された切断面と、が板厚方向に連設されていることを特徴とする異形条材。 - 前記塑性加工面が、切断面側に向かうにしたがい漸次幅方向外方に向かうように、板厚方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項6に記載の異形条材。
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