JP4505632B2 - 金属板の平坦化方法及びその平坦化装置 - Google Patents

Description

本発明は金属板の平坦化方法及びその平坦化装置に関し、更に詳細には金属板の一面側に突出する凸部が、前記金属板の一端側から他端側に帯状に延びて形成された帯状凸部を平坦化する金属板の平坦化方法及びその平坦化装置に関する。

従来、容器等に使用された廃棄金属板をリサイクルする際には、廃棄金属板を粉砕し再溶融してから圧延等によって金属板としている。この様に、廃棄金属板を再溶融する方法では、廃棄金属板の粉砕や再溶融のために多大のエネルギーを消費している。
一方、廃棄金属板を再溶融することなく再利用できれば、従来の廃棄金属板を再溶融する方法に比較して、省エネルギーを図ることができる。
しかし、廃棄金属板は曲折されているものが多く、そのままでは再利用し難い。このため、曲折された廃棄金属板を平坦な金属板とすることによって、溶融することなく再利用を図ることができるものと期待できる。
なし なし

かかる廃棄金属板には、曲折された廃棄金属板の曲折部分を全体的に平坦化しても、曲げぐせとして、金属板の一面側に突出する凸部が、この金属板の一端側から他端側に帯状に延びる帯状凸部が形成されている。
かかる帯状凸部は、図５（ａ）に示す様に、金属板の略中央部で９０°曲げて形成した曲折片１００ａ、１００ｂを平坦化すると、曲折片１００ａ、１００ｂの境界に曲げぐせとして帯状凸部１０２が形成される。その横断面形状は、図６に示すように「へ」字状である。
また、図７に示す様に、金属板の略中央部で１８０°曲げて積層した曲折片２００ａ、２００ｂを、１８０°開いて平坦化すると、曲折片２００ａ、２００ｂの境界に曲げぐせとしての帯状凸部２０２が形成される。この横断面形状は、図８に示すように三角形状である。図８に示す帯状凸部２０２は、図６に示す帯状凸部１０２に比較して大きい。
かかる帯状凸部１０２，２０２が残存する金属板１００，２００は、そのままでは再利用することは困難であり、再溶融して平坦な金属板を形成してから利用しているのが現状である。

しかし、図５及び図７に示す帯状凸部１０２，２０２が残存する金属板は、帯状凸部１０２，２０２を平坦化できれば、再溶融することなく再利用できる。
そこで、本発明の課題は、金属板の一端側から他端側に帯状に延びる帯状凸部を平坦化し、金属板を溶融することなく再利用し得る金属板の平坦化方法及びその平坦化装置を提供することにある。

本発明者等は、図５及び図７に示す帯状凸部１０２，２０２の全体をプレス加工によって一度に押し潰して平坦化することを試みた。
しかし、プレス加工によって帯状凸部１０２，２０２の全体を一度に押し潰した押潰部分は、スプリングバックによって復形したり、皺や割れ目が形成され易く、平坦な金属板を形成することは極めて困難であることが判明した。
かかる現象は、帯状凸部１０２，２０２を押し潰す歪みが押潰部分に一度に蓄積することに因るものと推察される。
このため、本発明者等は、帯状凸部１０２，２０２を押し潰して平坦な金属板を形成するには、帯状凸部１０２，２０２の押潰部に歪みが一度に蓄積されないように、帯状凸部１０２，２０２の長手方向に沿って歪みを局部的に逐次加えていくこと、つまり帯状凸部１０２，２０２を少しづつ押圧して平坦化することが有効であると考え検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、金属板が折り曲げられて形成された、前記金属板の一面側に突出する横断面形状が横断面形状が三角形状、「へ」字状又は側壁部が略平行に形成された凸部が、前記金属板の一端側から他端側に帯状に延びる帯状凸部を平坦化する際に、回転軸を回転する駆動手段と、前記回転軸の周囲に設けられ、前記帯状凸部の所定部分を徐々に押圧する押圧力と前記押圧力の解除とを交互に繰り返すことのできるように、前記回転軸と共に回転する複数個のローラ状部材とを具備する工具を用い、前記工具及び金属板の少なくとも一方を移動し、前記帯状凸部の一部分を徐々に押圧する押圧力と前記押圧力の解除とを交互に繰り返して、前記金属板の他の部分よりも厚肉に形成した平坦化部分を、前記帯状凸部の一端から他端の方向に逐次形成する金属板の平坦化方法にある。
かかる本発明において、横断面形状が三角形状の帯状凸部の先端部近傍を、前記帯状凸部の底面側に移行するように前記帯状凸部を押圧することによって、帯状凸部を平坦化した部分を金属板の他の部分よりも厚肉化された厚肉部に容易に形成できる。かかる厚肉部には、ネジ穴等を形成できる。
或いは、側壁部が略平行に形成された帯状凸部の先端部近傍を押圧して形成した、金属板の他の部分よりも厚肉化された厚肉の平坦部に対し、更に押圧と押圧力の開放とを繰り返して施し、前記厚肉の平坦部の中央部近傍で切断することによって、縁部が他部よりも厚肉の金属板を形成できる。

また、本発明は、金属板が折り曲げられて形成された、前記金属板の一面側に突出する横断面形状が三角形状、「へ」字状又は側壁部が略平行に形成された凸部が、前記金属板の一端側から他端側に帯状に延びる帯状凸部を平坦化する平坦化装置であって、回転軸を回転する駆動手段と、前記回転軸の周囲に設けられ、前記帯状凸部の一部分を徐々に押圧する押圧力と前記押圧力の解除とを交互に繰り返して、前記金属板の他の部分よりも厚肉の平坦化部分に形成できるように、前記回転軸と共に回転する複数個のローラ状部材とが設けられた工具と、前記平坦化した部分を前記帯状凸部の一端側から他端側の方向に逐次形成できるように、前記工具及び金属板の少なくとも一方を移動する移動手段とを具備する金属板の平坦化装置でもある。

本発明によれば、金属板が折り曲げられて形成された、金属板の一面側に突出する横断面形状が三角形状、「へ」字状又は側壁部が略平行に形成された凸部が、前記金属板の一端側から他端側に帯状に延びる帯状凸部の一部分を徐々に押圧する押圧力とこの押圧力の解除とを交互に繰り返して、金属板の他の部分よりも厚肉に形成した平坦化部分を、帯状凸部の一端から他端の方向に逐次形成する。
このため、帯状凸部の平坦化部分には、帯状凸部を押し潰す歪みが一度に蓄積され難く、平坦化部分がスプリングバックによって復形したり、皺や割れ目が形成される事態を回避できる。
その結果、曲折された廃棄金属板から平坦な金属板を得ることができ、廃棄金属板を再溶融することなく再利用を図ることができる。

本発明においては、図１に示す工具１０を具備する平坦化装置を好適に用いることができる。この工具１０は、モータ等の駆動手段によって回転する回転軸１２の周囲に、ローラ状部材１４，１４・・が設けられている。このローラ状部材１４，１４・・は、回転軸１２に固着されているフランジ部材１６，１６に固定されている。このため、ローラ状部材１４，１４・・の各々は自転しない。
但し、図１に示す様に、駆動手段によって回転軸１２が矢印Ａ方向に回転すると、図２に示す様に、フランジ部材１６，１６に固定されているローラ状部材１４，１４・・は、個々に自転しないものの、工具１０の全体は矢印Ａ方向に回転する。
かかるローラ状部材１４，１４・・は、その一部がフランジ部材１６，１６の外周縁から突出するように、フランジ部材１６，１６に固定されている。
このため、フランジ部材１６，１６の外周縁から所定間隙を置いて円弧状突出部１４ａ，１４ａ・・が突出している。
図１及び図２に示す工具１０は、その全体が図１及び図２に示す矢印Ａ方向に回転しつつ、金属板２２が載置される台２０の載置面に沿って図２に示す矢印Ｂ方向に移動する。

この工具１０によって、台２０の載置面に載置された金属板２２の帯状凸部２４を平坦化する際には、帯状凸部２４を平坦化できるように、工具１０の円弧状突出部１４ａ，１４ａ・・と台２０の載置面とのクリアランスを調整した後、駆動手段によって工具１０を矢印Ａ方向に回転しつつ、帯状凸部２４の一端側から他端側方向（矢印Ｂ方向）に工具１０を移動させる。
かかる平坦化の際に、工具１０は回転するため、図２に示す様に、帯状凸部２４の一部分は、円弧状突出部１４ａの外周面に倣って徐々に押圧される。この押圧部は、工具１０の回転によって円弧状突出部１４ａ，１４ａの隙間１８に至ったとき、円弧状突出部１４ａの外周面による押圧力は解除される。
押圧力が解除された帯状凸部２４の押圧部は、工具１０が回転しているため、次の円弧状突出部１４ａによって再度徐々に押圧され、押圧部の一部が平坦化される。かかる帯状凸部２４の押圧部も、徐々に押圧される押圧と押圧力の解除とが交互に繰り返されて部分的に平坦化されるため、平坦化された部分には一度に歪みは蓄積されない。
この様にして形成された平坦部は、工具１０が帯状凸部２４の一端側から他端側方向（矢印Ｂ方向）に移動するため、平坦化部分は帯状凸部２４の一端側から他端側方向に拡大できる。

図１及び図２に示す工具１０によって帯状凸部２４が平坦化された金属板２２では、その平坦化面は鏡面状である。このため、平坦化された金属板２２は、そのまま再利用できる。
かかる工具１０による平坦化の際には、潤滑剤を用いることによって帯状凸部２４の平坦化をスムーズに行うことができ好ましい。この潤滑油としては、非塩素系のものが、環境の観点から好ましい。
また、工具１０の移動速度は、工具１０の回転速度との関係で決定され、予め試験等によって、採用する工具１０の回転速度と関係で最適移動速度を決定しておくことが好ましい。
更に、図１及び図２では、工具１０を帯状凸部２４の一端側から他端側方向に移動していたが、工具１０を移動させずに金属板２２が載置されている台２０を移動してもよく、工具１０及び台２０を共に移動させてもよい。
尚、図１及び図２に示す工具１０のローラ状部材１４，１４・・は、フランジ部材１６，１６に固定されているが、フランジ部材１６，１６に回転可能に装着してもよい。

図１及び図２に示す工具１０によって帯状凸部２４を平坦化した金属板２２の平坦化部分は、金属板２２の他の部分と略同一肉厚に形成できる。
但し、帯状凸部２４の形状によれば、図３（ｃ）に示す様に、帯状凸部２４を平坦化した部分を金属板２２の他の部分よりも厚肉化された厚肉部２６にも形成できる。
この場合、帯状凸部２４としては、図３（ａ）に示す様に、横断面形状が三角形の形状の帯状凸部２４を用いる。図３（ａ）に示す帯状凸部２４は、図５（ａ）に示す様に、金属板２２の略中央部で９０°曲げて形成した曲折片の角部近傍をベンダー等で折り曲げて形成できる。
図３（ａ）に示す帯状凸部２４の先端部近傍を、帯状凸部２４の底面側に移行するように帯状凸部２４を工具１０の円弧状突出部１４ａ，１４ａ・・で押圧することによって、帯状凸部２４の押圧部分が底面側に移行して厚肉部２６′を形成する［図３（ｂ）］。
更に、工具１０の円弧状突出部１４ａ，１４ａ・・で押圧することによって、金属板２２の他面側と面一となった厚肉部２６を形成できる。形成した厚肉部２６は、その表面は平坦面であって、ネジ穴等を形成できる。

また、図４（ａ）に示す様に、側壁部が略平行に形成された帯状凸部２４の場合には、帯状凸部２４の先端部近傍を工具１０の円弧状突出部１４ａ，１４ａ・・によって押圧することにより、図４（ｂ）に示す様に、金属板２２の他の部分よりも厚肉化された厚肉の平坦部２８′を形成する。
更に、この厚肉の平坦部２８′を工具１０の円弧状突出部１４ａ，１４ａ・・によって押圧と押圧力の開放とを繰り返すことによって、図４（ｃ）に示す様に、厚肉の平坦部２８の中央部近傍で切断する。この様にして形成された金属板２２では、その切断されて形成された端縁の近傍が、表面が平坦面で且つ金属板２２の他の部分よりも厚肉に形成されており、ネジ穴等を形成できる。

アルミニウムから成る厚さ０．８ｍｍ、２４０ｍｍ×２４０ｍｍの正方形状の金属板２２を、その略中央部で９０°曲げて積層した曲折片を開いて平坦化し、金属板２２の中央部に金属板２２の一端から他端に、図６に示す横断面形状が「へ」字状の帯状凸部１０２を形成した。
この金属板２２の帯状凸部１０２を図１及び図２に示す工具１０を用いて平坦化処理を行った。
この際の、工具１０の回転数は１００ｒｐｍであり、工具１０の帯状凸部２４に沿っての移動速度は３０ｍｍ／分であった。
また、台２０の金属板２２の載置面と工具１０の円弧状突出部１４ａ，１４ａ・・とのクリアランスは、回転軸１２の曲がり等を考慮して０ｍｍとし、潤滑油として、１８．２ｃＳｔの非塩素系潤滑剤を用いた。
かかる条件下で帯状凸部１０２の平坦化処理した金属板２２の処理面は、鏡面状の平滑面であった。この平坦化処理を施した処理部の厚さは、０．７９６ｍｍであった。
平坦化処理前の帯状凸部１０２の厚さは、０．７８７ｍｍであり、若干の増肉化がみられた。

金属板２２の略中央部で９０°曲げて形成した曲折片の角部近傍をベンダーで折り曲げて、金属板２２の中央部に金属板２２の一端から他端に、図３（ａ）に示す横断面形状が三角形状の帯状凸部２４を形成した。
かかる形状の帯状凸部２４が形成された金属板２２を用いた他は、実施例１と同様にして帯状凸部２４の平坦化処理を行った。
平坦化処理を施した金属板２２の処理部は平坦面であったが、その厚さは０．９９１ｍｍであり、処理前の帯状凸部２４の厚さ０．７８６ｍｍよりもかなり増肉化されている。

本発明に係る平坦化装置を構成する工具の正面図である。 図１に示す工具の作用効果を説明する説明図である。 帯状凸部の平坦化処理の一例を説明する説明図である。 帯状凸部の平坦化処理の他の例を説明する説明図である。 帯状凸部を形成する一例を説明する説明図である。 図５で形成した帯状凸部の断面図である。 帯状凸部を形成する他の例を説明する説明図である。 図７で形成した帯状凸部の断面図である。

１０ 工具
１２ 回転軸
１４ａ 円弧状突出部
１８ 隙間
２０ 台
２２ 金属板
２４ 帯状凸部
２６ 厚肉部
２８ 平坦部
１６，１６ フランジ部材

Claims (4)

1. 金属板が折り曲げられて形成された、前記金属板の一面側に突出する横断面形状が三角形状、「へ」字状又は側壁部が略平行に形成された凸部が、前記金属板の一端側から他端側に帯状に延びる帯状凸部を平坦化する際に、
   回転軸を回転する駆動手段と、前記回転軸の周囲に設けられ、前記帯状凸部の所定部分を徐々に押圧する押圧力と前記押圧力の解除とを交互に繰り返すことのできるように、前記回転軸と共に回転する複数個のローラ状部材とを具備する工具を用い、
   前記工具及び金属板の少なくとも一方を移動し、前記帯状凸部の一部分を徐々に押圧する押圧力と前記押圧力の解除とを交互に繰り返して、前記金属板の他の部分よりも厚肉に形成した平坦化部分を、前記帯状凸部の一端から他端の方向に逐次形成することを特徴とする金属板の平坦化方法。
2. 横断面形状が三角形状の帯状凸部の先端部近傍を、前記帯状凸部の底面側に移行するように前記帯状凸部を押圧する請求項１記載の金属板の平坦化方法。
3. 側壁部が略平行に形成された帯状凸部の先端部近傍を押圧して形成した、金属板の他の部分よりも厚肉化された厚肉の平坦部に対し、更に押圧と押圧力の開放とを繰り返して施し、前記厚肉の平坦部の中央部近傍で切断する請求項１記載の金属板の平坦化方法。
4. 金属板が折り曲げられて形成された、前記金属板の一面側に突出する横断面形状が三角形状、「へ」字状又は側壁部が略平行に形成された凸部が、前記金属板の一端側から他端側に帯状に延びる帯状凸部を平坦化する平坦化装置であって、
   回転軸を回転する駆動手段と、前記回転軸の周囲に設けられ、前記帯状凸部の一部分を徐々に押圧する押圧力と前記押圧力の解除とを交互に繰り返して、前記金属板の他の部分よりも厚肉の平坦化部分に形成できるように、前記回転軸と共に回転する複数個のローラ状部材とが設けられた工具と、
   前記平坦化した部分を前記帯状凸部の一端側から他端側の方向に逐次形成できるように、前記工具及び金属板の少なくとも一方を移動する移動手段とを具備することを特徴する金属板の平坦化装置。

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