JP3788285B2 - 金属箔の溝成形方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品に使用される連続した帯状の金属箔の両面に、連続した条溝を形成する金属箔の溝成形方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品に使用される構成部材として、例えば図１１の金属箔の要部平面図および側断面図に示すように、連続した帯状の金属箔１の両面に断面が凹形状の条溝２を設けた構成となるものが使用されている。従来の前記電子部品に使用される金属箔に対する溝成形方法の一般的技術水準を示す文献として、例えば特開平１０−１９３０２６号公報が示される。
【０００３】
電子部品に使用される金属箔の溝成形装置の概要構成図を図１２に示す。図１２において、回転自在なローラ１１にロール状に巻回された連続した帯状の金属箔１を、金属箔１の搬送経路に配置された複数個の対の搬送ローラ１４により巻き出し、次工程に所定速度で搬送する。搬送された金属箔１は、予備圧延機１２を構成する下側ワークロール１７および上側ワークロール１８により、所定の深さよりも浅い図１１における条溝２を金属箔１の両面に形成する。さらに、仕上げ圧延機１３の中心ワークロール１５および中心ワークロール１５の円周に配設された回転自在な複数の衛星ワークロール１６により、金属箔１の両面に所定深さ形状の条溝２を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術において、金属箔１の両面に条溝２を形成する際、予備圧延機１２の下側ワークロール１７および上側ワークロール１８と、仕上げ圧延機１３の中心ワークロール１５および衛星ワークロール１６により、金属箔１の両面を圧延するため、金属箔１における条溝２の個所では、その個所における金属箔１は条溝２の周囲に逃げ（延伸する）、金属箔１は長手方向および幅方向に伸びることになる。
【０００５】
そして、伸び量は方向によって不均一であり、金属箔１の内部に残留応力が発生し、条溝２を形成した部分の金属箔１は、ねじれあるいはそりなどが発生するという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決しようとするものであり、ねじれあるいはそりなどの発生が少ない、両面に条溝を形成した金属箔を得るための、金属箔の溝成形方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有するものである。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、連続した帯状の金属箔の両面に連続した条溝を形成するにあたり、前記金属箔の溝形成位置にあらかじめ一定間隔で貫通孔を設け、その後、その貫通孔を含み前記金属箔の両面から条溝を設ける構成を有しており、金属箔のねじれあるいはそりの発生が少なく、両面に条溝を高精度に形成できるという作用効果が得られる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、連続した帯状の金属箔の搬送される位置を設定する位置決め部と、外円周に１個あるいは複数個設けた突条を対向するように配設した対の溝成形ローラでなる溝成形部と、前記溝成形部の前工程に配設されて前記金属箔の条溝を形成する位置に所定間隔で貫通孔を設ける孔加工部で構成され、前記対の溝成形ローラにおける突条の間に前記貫通孔を設けた金属箔を通過させて、その金属箔の両面に前記貫通孔を含み連続した条溝を成形する構成を有しており、金属箔の溝成形（加工）においてねじれあるいはそりの発生を少なくできるという作用効果が得られる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、特に、外円周に１個あるいは複数個の第１の突条と、第１の突条よりも幅径が大きくかつ高さが高い１個あるいは複数個の第２の突条を設けた対の溝成形ローラを用い、前記第２の突条同士が当接するように配設してなる構成を有しており、金属箔の溝成形（加工）における条溝の深さ精度の向上が図れるという作用効果が得られる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、特に、ローラの両側にローラよりも直径が大きいガイドを設け、一方のガイドは固定され、他方のガイドは前記ローラの軸方向に移動自在で連続した帯状の金属箔の側面を付勢し、前記金属箔の搬送される位置を設定する位置決め部としてなる構成を有しており、金属箔の溝成形（加工）における搬送位置精度を向上することができるという作用効果が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１および２に記載の発明について説明する。なお、以下従来の技術において説明した構成部、部材は同一の符号を付与し詳細な説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１における金属箔の溝成形装置の要部構成概略図、図２は同金属箔に定間隔で貫通孔を加工した要部平面図および側断面図、図３は同金属箔に貫通孔の加工後、両面に溝を成形（加工）した要部平面図および側断面図、図４は同孔加工部の要部構成正面図および側面図、図５は同溝成形部の要部構成正面図および側断面図、そして図６は同位置決め部の要部構成正面図および側面図である。
【００１４】
図１において、１は金属箔、２１は位置決め部、２２は孔加工部、２３は溝成形部であり、２４は位置決めローラ、そして２５は軸である。位置決め部２１は、鋼などでなる軸２５に回転自在に装着された位置決めローラ２４で構成されており、この位置決めローラ２４は孔加工部２２と溝成形部２３を挟むように前後に配置されており、そして、孔加工部２２は溝成形部２３の手前（左側の前工程）に配置されている。
【００１５】
そして、図２および図３に示すように、まず金属箔１にその長手方向に長軸を持つように長円の貫通孔２６を所定間隔で加工した後、その貫通孔２６を含むように金属箔１の両面に所定の条溝２を成形（加工）するのである。すなわち、金属箔１に所定間隔で貫通孔２６を加工した後に、背合せになるように両面に条溝２の成形（加工）を行うため、条溝２の成形（加工）の際、条溝２の部分における金属箔１の組織が貫通孔２６に逃げ、金属箔１の内部における残留応力が低減され、金属箔１のねじれおよびそりを低減することができるのである。
【００１６】
次に貫通孔２６の加工について説明する。図４において、３１は抜き孔３７を有する鋼材でなるダイ、３２はダイ３１に対応する鋼材でなる移動自在なポンチであり、ポンチ３２の先端には超鋼材でなり、抜き孔３７に挿入するピン３３が設置されている。
【００１７】
なお、抜き孔３７はピン３３の外形寸法より大きく、ポンチ３２を上下に移動した際、ピン３３がダイ３１の抜き孔３７の中に挿入するが、ダイ３１とピン３３が接触しない構造となっている。
【００１８】
ポンチ３２は上部がコ字状をしており、コ字状における抜き（欠き）部分３８にカムフォロア３４がはまりこんだ構造であり、カムフォロア３４は軸３６を中心に回動するレバー３５の図４における（ア）側に取り付けられている。軸３６に対してレバー３５の（ア）側と反対側の図４における（イ）側が駆動源（図示せず）により、図４における（エ）の矢印の方向に回動することにより、カムフォロア３４が上下に回動して移動し、ポンチ３２は図４における（ウ）の矢印方向に上下する。
【００１９】
その結果、金属箔１はポンチ３２の先端におけるピン３３とダイ３１で挟持されて、金属箔１の所定個所が打抜かれて貫通孔２６が設けられる。そして、金属箔１を定間隔で搬送しながら前記動作を行うことにより、所定間隔で複数の貫通孔２６が加工されるのである。
【００２０】
次に条溝２の加工について説明する。図５において、４１は鋼材でなり円柱の全外円周に条溝２を形成する突条４２を２列に有している対の溝成形ローラであり、そのその溝成形ローラ４１は鋼でなる軸４３の片端に固着されており、軸４３はベアリング４５を介してプレート４４に低摩擦で回転自在に取付けられている。
【００２１】
対の溝成形ローラ４１は、溝成形ローラ４１の突条４２が対向するように配置されていて、対の突条４２の間に金属箔１を挟持し通過させることにより、金属箔１の両面に条溝２を成形（加工）するのである。ここで、突条４２は中心点から等距離になるようにリング状に突起を形成したものからなり、その断面が略矩形状をなすものをいう。
【００２２】
突条４２の位置は金属箔１の所定個所に先に加工されている貫通孔２６の直上の位置となるように調整し設定されている。また、金属箔１における両面の条溝２の深さは対の溝成形ローラ４１の軸間距離により設定、すなわち、対の突条４２同士の間隔により決定するものである。条溝２の成形は、金属箔１が対の溝成形ローラ４１に供給され挟持された後、溝成形ローラ４１が同期回転（供給および回転駆動機構については図示せず）することにより連続して行われる。
【００２３】
次に金属箔１の位置決め（位置設定）について説明する。図６において、対でなる位置決めローラ２４は金属箔１の幅方向の両側に配置されており、一方は軸２５、そして他方は軸５３のそれぞれ上端に取り付けられている。軸２５の下端は直動ガイド５１を介してプレート５２の上面に取り付けられており、図６における矢印（オ）の方向にスライド自在となっている。
【００２４】
一方、軸５３の下端はプレート５２の上面に固着されているのであり、軸２５と軸５３間に引張ばね５５が張架されており、金属箔１の幅のばらつきに対応して位置決めローラ２４がスライドし、金属箔１を所定の位置に位置決め（位置設定）するのである。そして、位置決めローラ２４の前後には、対の受けプレート５４がプレート５２の上面に取り付けられており、金属箔１の垂直すなわち上下方向の位置決め（位置設定）を行うのである。
【００２５】
以上のように本実施の形態１における金属箔の溝成形方法は、金属箔１の溝形成位置にあらかじめ所定間隔で貫通孔２６を設けた後、この貫通孔２６を含んで金属箔１の両面に条溝２を成形（加工）することにより、条溝２の成形（加工）の際、条溝２の部分における金属箔１の組織が貫通孔２６に逃げて、金属箔１内部の残留応力が低減され、条溝２の成形（加工）における金属箔１のねじれおよびそりを低減するのである。
【００２６】
また、本実施の形態１における金属箔の溝成形（加工）装置は、溝成形部２３の前工程に金属箔１に貫通孔２６を設ける孔加工部２２を設置しているのであり、条溝２の成形（加工）の前に貫通孔２６が設けられて、条溝２の成形（加工）における金属箔１内部の残留応力が低減され、高品質の溝成形（加工）された金属箔を提供することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。図７は、本発明の実施の形態２における溝成形ローラ４１の要部断面図である。
【００２８】
図７において、対の溝成形ローラ４１における円柱の外円周には、条溝２の成形（加工）を行う突条４２と、突条４２よりも幅が大きくかつ高さの高い第２の突条６１を両側部に設けている。
【００２９】
前記した図５により説明した対の溝成形ローラ４１の場合、対の溝成形ローラ４１の軸間距離を任意に設定することができ、対の溝成形ローラ４１の軸間距離が何らかの理由で短くなると、金属箔１の条溝２の深さは所定深さよりも深くなり、条溝２の個所にクラックや破損が生じて品質低下を招く場合がある。また、対の溝成形ローラ４１の軸間距離が何らかの理由で長くなると、金属箔１の条溝２の深さは所定深さよりも浅くなり、電子部品を構成するための寸法として支障をきたす場合がある。
【００３０】
そこで、図７に示すように金属箔１の両面に条溝２を形成する際、第２の突条６１同士が圧接するように配置し同期して駆動することにより、対の溝成形ローラ４１の軸間距離が一義的に設定されかつ維持されて、条溝２の深さが所定の深さ以上に深くなることや、逆に条溝２の深さが所定の深さ以上に浅くなることを防止し、金属箔１における条溝２の深さの精度向上を図ることができるのである。
【００３１】
以上のように本実施の形態２における金属箔の溝成形方法およびその装置は、円柱における外円周に第１の凸形状の突条４２と、第１の突条４２よりも幅が大きくかつ高さの高い第２の突条６１を設けた対の溝成形ローラ４１を、第２の突条６１同士が圧接するように配置し同期して駆動することにより、金属箔１における条溝２の深さの精度向上を図ることができるのである。
【００３２】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。図８は本発明の実施の形態３における位置決め部２１の要部構成正面図および側断面図、図９は図６により説明した位置決めローラと金属箔との当接状態を示す要部平面図、そして図１０は同図８により説明した位置決めローラと金属箔との当接状態を示す要部正面図である。
【００３３】
図８において、７１は回転自在な位置決めローラであり、位置決めローラ７１の両軸端には、位置決めローラ７１よりも大きな外径の固定ガイド７２とばね受け７３が装着されている。また、位置決めローラ７１はベアリング７７を介して鋼でなる軸７６に回転自在に取付けられており、固定ガイド７２とばね受け７３の間には円板状の可動ガイド７４と圧縮ばね７５が配設されている。
【００３４】
また、可動ガイド７４は圧縮ばね７５の付勢により、金属箔１の幅に応じて位置決めローラ７１の軸外周面をスライドし、金属箔１の端面は固定ガイド７２の内側面に押圧されて位置決め（位置設定）されるのである。
【００３５】
図９において、対の位置決めローラ２４と金属箔１の側面との金属箔１の長手方向の当接は点接触の状態であり、また、図１０において、位置決めローラ７１における可動ガイド７４および固定ガイド７２（図示せず）と金属箔１の側面との当接は線接触状態（図１０における斜線部分）である。
【００３６】
すなわち、前記点接触状態における、金属箔１の位置決め（位置設定）の不安定や、位置決めローラ２４から金属箔１への集中荷重の印加に対する恐れがあるが、図１０に示す線接触状態にすることにより、より金属箔１の位置決め（位置設定）が安定し、位置決めローラ７１の金属箔１への押圧力は分散されるため、金属箔１のしわあるいは破損の発生を低減することができるのである。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明による金属箔の溝成形方法およびその装置は、溝形成の位置にあらかじめ所定間隔で金属箔に貫通孔を設けた後、この貫通孔を含んで金属箔の両面に条溝を成形（加工）するものであり、金属箔の両面における条溝の成形（加工）の際、その部分にあった金属箔の組織が貫通孔に逃げ、金属箔内部の残留応力が低減されるため、金属箔のねじれおよびそりを低減することができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における金属箔の溝成形装置の要部構成概略図
【図２】（ａ）同金属箔に定間隔で貫通孔を加工した要部平面図
（ｂ）その側断面図
【図３】（ａ）同金属箔に貫通孔の加工後、両面に溝を加工した要部平面図
（ｂ）その側断面図
【図４】（ａ）同孔加工部の要部構成正面図
（ｂ）その側面図
【図５】（ａ）溝成形部の要部構成正面図
（ｂ）その側断面図
【図６】（ａ）同位置決め部の要部構成正面図
（ｂ）その側面図
【図７】本発明の実施の形態２における溝成形装置の溝成形ローラの要部断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３における溝成形装置の位置決め部の要部構成正面図
（ｂ）その側断面図
【図９】図６により説明した位置決めローラと金属箔との当接状態を示す要部平面図
【図１０】同図８により説明した位置決めローラと金属箔との当接状態を示す要部正面図
【図１１】（ａ）従来の金属箔の要部平面図
（ｂ）その側断面図
【図１２】従来の金属箔の溝成形方法を説明する概要構成図
【符号の説明】
１ 金属箔
２ 条溝
１１ ローラ
１２ 予備圧延機
１３ 仕上げ圧延機
１４ 搬送ローラ
１５ 中心ワークロール
１６ 衛星ワークロール
１７ 下側ワークロール
１８ 上側ワークロール
２１ 位置決め部
２２ 孔加工部
２３ 溝成形部
２４ 位置決めローラ
２５ 軸
２６ 貫通孔
３１ ダイ
３２ ポンチ
３３ ピン
３４ カムフォロア
３５ レバー
３６ 軸
３７ 抜き孔
３８ 抜き部分
４１ 溝成形ローラ
４２ 突条
４３ 軸
４４ プレート
４５ ベアリング
５１ 直動ガイド
５２ プレート
５３ 軸
５４ 受けプレート
５５ 引張ばね
６１ 第２の突条
７１ 位置決めローラ
７２ 固定ガイド
７３ ばね受け
７４ 可動ガイド
７５ 圧縮ばね
７６ 軸
７７ ベアリング

Claims (4)

1. 連続した帯状の金属箔の両面に連続した条溝を形成するにあたり、前記金属箔の溝形成位置にあらかじめ一定間隔で貫通孔を設け、その後、その貫通孔を含み前記金属箔の両面から連続した条溝を設ける金属箔の溝成形方法。
2. 連続した帯状の金属箔の搬送される位置を設定する位置決め部と、外円周に１個あるいは複数個設けた突条を対向するように配設した対の溝成形ローラでなる溝成形部と、前記溝成形部の前工程に配設されて前記金属箔の条溝を形成する位置に所定間隔で貫通孔を設ける孔加工部とを備え、前記対の溝成形ローラにおける突条の間に前記貫通孔を設けた金属箔を通過させて、その金属箔の両面に前記貫通孔を含み連続した条溝を成形する金属箔の溝成形装置。
3. 前記対の溝成形ローラは、外円周に１個あるいは複数個の第１の突条と、第１の突条よりも幅径が大きくかつ高さが高い１個あるいは複数個の第２の突条とを有し、前記第２の突条同士が当接するように配設してなる請求項２に記載の金属箔の溝成形装置。
4. 前記位置決め部は、ローラの両側にローラよりも直径が大きいガイドを設け、一方のガイドは固定され、他方のガイドは前記ローラの軸方向に移動自在で連続した帯状の金属箔の側面を付勢し、前記金属箔の搬送される位置を設定するように構成した請求項２に記載の金属箔の溝成形装置。

Images