JP4530463B2 - 網状部材の製造方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塑性加工により板状素材から網状部材を連続的に且つ高速で製造することを可能とする網状部材の製造方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塑性加工可能な板材たとえば金属板材から連続的に製造される網状部材が知られている。たとえば、日本工業規格のJIS A 5505に規定されているメタルラス、JIS G 3351に規定されているエキスパンドメタルなどがそれである。このような金属網は、たとえば以下の方法により製造されていた。メタルラスの場合には、たとえば図２６に示すように、金属板材１１０の送り方向に直交する方向の直線状の下切刃１１２を有する下型１１４と、図２７に詳しく示すようにＶ字状曲線が連続した上切刃１１６とを有し、下型１１４に対して上下方向Ａに沿って往復駆動されるとともにその１上下往復駆動毎に上切刃１１６の半ピッチ分だけ上記直交する方向Ｂに沿って往動または復動させられる上型１２０と、その上型１２０と同様に上下させられて金属板材１１０を押さえる板押え１２２とを備えた金属網加工装置が用いられる。これにより、下型１１４上を間欠的に送られる金属板材１１０が停止している間に上型１２０が１上下往復駆動されることにより、金属板材１１０の直線状の下切刃１１２上に位置する部分に断続的に連なる複数の局部切断が行われると同時にその局部切断部位の下流側が凹状に塑性変形させられ、続くサイクルでは、金属板材１１０が所定距離送られた後に、半ピッチ分だけ上記直交する方向にずらされた上型１２０が上下往復駆動されることにより、上記金属板材１１０の幅方向において半ピッチずらされた位置に前回のサイクルと同様の複数の局部切断が行われると同時にその局部切断部位の下流側が凹状に塑性変形させられるという動作が繰り返され、メタルラス１２４が連続的に形成される。
【０００３】
また、前記エキスパンドメタルの場合には、たとえばプレス加工により或いは図２８に示すロール型１３０を用いたロール加工により、金属板材１３２の送り方向或いは幅方向の直線状或いはスリット状の局部切断１３４を厚み方向に嵌通した状態で金属板材１３２に多数個互い違いに連続的に形成し、図２９に示すように、その局部切断１３４の方向に直交する方向に金属板材１３２を順次引き延ばすことによりエキスパンドメタル１３６が連続的に形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の金属網の製造方法によれば、網目の形状が制限されるとともに、網目の均一性を確保しつつ高速で製造することが困難であった。たとえば、メタルラスの製造方法によれば、上型１２０の上下方向の１回の往復で編み目の半分が形成され、２回目の往復で菱形に伸ばした網目が得られることから、１個の網目を形成するために上型１２０が２往復させられる。このとき、その上型１２０は上下往復毎に金属板材１１０の幅方向において上切刃１１６の半ピッチに相当する距離だけ往動或いは復動させられる。このため、上型１２０を金属板材１１０の幅方向において往復させられるときの慣性力が発生することから、機構的な理由によって網目の幅寸法が大きくなるほど水平方向の往復ストロークが大きくなって上記慣性力が増加するので、所定以上の高速加工を行うと慣性力による弾性変形が機構部品に発生して上記幅方向の網目のピッチのばらつきが発生して、たとえば０．０１mm以下の高精度の製品や、たとえば１mm×０．５mm程度の微細な網目の金属網を製造できず、たとえば２００S.P.M.（往復ストローク／分）すなわち１００目／分の加工速度しか得られないのが実情である。このような加工速度は、単純なプレス剪断加工で一般的とされる４００S.P.M.に対して１／４以下であり、４０００S.P.M.が可能な最近の高速プレスに対して１／４０の能率しか得られない。また、上記メタルラスの製造方法によれば、２往復毎のそれぞれの加工が同じ上型１２０を用いて行われることから、その上型１２０の金属板材１１０の幅方向における移動量の１／２を中心とした対称形状の網目形状に制限される。
【０００５】
また、前記エキスパンドメタルの製造方法によれば、比較的高速剪断が可能であるために優れた生産性が得られるけれども、材料の伸びや変形能に依存した加工方法であるため、菱形などのように桟が直線状となる網目形状に限定される。また、金属板材１３２を引き延ばすとき、網目を構成する桟の幅、異方性や機械的性質、金属板材１３２の材質、切刃の切れ味などのばらつきに起因してその金属板材１３２の端部と中央部とにおける引張力や引張量が均等になり難く、網目の均一性が得られない。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、網目形状の自由度が高い網状部材を、板状素材から連続的に且つ高速で製造することを可能とする網状部材の製造方法および装置を提供することにある。
【０００７】
本発明者は、そのような事情を背景として種々検討を重ねた結果、板状素材の送り方向の２位置において、板状素材の幅方向に沿った複数位置において所定長さの局部切断を行う１組の下型および上型と、板状素材の送り方向においてその局部切断が行われた間に位置し且つ板状素材の幅方向においてその局部切断が行われていない部分を中心とする所定長さの局部切断を行う他の１組の下型および上型とをそれぞれ設け、それら２組の下型および上型を同期させて往復動させつつ板状素材を間欠的に送ると、上記下型および上型の１回の往復作動で１つの網目が能率よく形成されるとともに、網目形状のばらつきがなく、しかも網目形状の制限が緩和されるという事実を見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための第１の手段】
すなわち、本方法発明の要旨とするところは、所定の周期で一方向に間欠的に送られる板状素材に塑性加工を行うことにより網状部材を連続的に製造する網状部材の製造方法であって、(a) 前記板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、その送り方向に交差する方向の複数位置においてその交差する方向の所定長さの第１局部切断を行うとともに、その第１局部切断場所の下流側を凹溝状に塑性変形させる第１局部切断工程と、(b) 前記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、前記板状素材の送り方向の前記第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つその板状素材の送り方向に交差する方向の複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする上記交差する方向の所定長さの第２局部切断を前記第１局部切断と同時に行うとともに、その第２局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させる第２局部切断工程とを、含むことにある。
【０００９】
【第１発明の効果】
このようにすれば、第１局部切断工程により、板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、その送り方向に交差する方向の複数位置においてその交差する方向の所定長さの第１局部切断が行われるとともに、その第１局部切断場所の下流側が凹溝状に塑性変形させられる。次いで、第２局部切断工程により、上記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、板状素材の送り方向の前記第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つその板状素材の送り方向に交差する方向の複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする上記交差する方向の所定長さの第２局部切断が前記第１局部切断と同時に行われるとともに、その第２局部切断場所の下流側が凹状に塑性変形させられる。従って、本発明によれば、第１局部切断工程に用いられる第１上型および第２局部切断工程に用いられる第２上型を相互に異なる形状とすることができるので、相互に異なる網目形状を有する網状部材を製造することができ、網目の自由度が高められる。また、上記第１上型および第２上型は相互に同期して同じ方向へ往復動される毎に１つの網目が形成されるので、同じ往復サイクルを用いても２倍の加工速度が得られるとともに、汎用の高速プレスを用いることができ、高生産能率で網状部材を板状素材から連続的且つ高速で製造することができる。
【００１０】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記第１局部切断工程に先立って、前記板状素材のその第１局部切断工程により凹溝状に塑性変形させられる部位にその板状素材の送り方向に連なる凸条を予め形成する前加工工程が設けられる。このようにすれば、板状素材が高炭素鋼、耐熱鋼などの伸びの少ない金属材料から構成されていても、網目の横方向すなわち幅方向寸法に対して縦方向すなわち網状部材の送り方向寸法の割合が大きな開口の網目を容易に加工できる。
【００１１】
また、好適には、前記板状素材の表面であってその送り方向の前記第１加工位置および第２加工位置にて局部切断される位置の間の位置に、コイニング加工によって文字等の記号、図形、あるいは模様を予め形成するコイニング加工工程が設けられる。このようにすれば、網目を囲む桟に記号、図形、あるいは模様が付された網状部材が得られる。
【００１２】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記方法発明を好適に実施するための装置発明の要旨とするところは、所定の周期で一方向に間欠的に送られる板状素材に塑性加工を行うことにより網状部材を連続的に製造する網状部材の製造装置であって、(a) 前記板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、その送り方向に交差する方向に連なる第１下切刃を有する第１下型と、(b) その第１下型の第１下切刃に沿った複数位置においてその第１下切刃との間で所定長さの第１局部切断を同時に行うための凹凸曲線状の第１上切刃と、その第１局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させるための複数の凸曲面を有する第１塑性加工面とを有し、その第１下型に対して接近離隔させられる第１上型と、(c) 前記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、前記板状素材の送り方向に交差する方向に沿い且つ前記第１塑性加工面の凹凸に対して反転した凸凹曲線の連なりから成る第２下切刃を有する第２下型と、(d) その第２下型の第２下切刃に沿った複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２局部切断をその第２下切刃との間で行うために前記第１塑性加工面の凹凸面に対して反転した凸凹曲線の連なりから成る第２上切刃と、その第２局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させるためにその凸凹曲線から下流側に続く複数の凸凹面を備えた第２塑性加工面とを有し、その第２下型に対して接近離隔させられる第２上型と、(e) 前記第１上型および第２上型を前記第１下型および第２下型に対して同期して往復駆動する上型駆動装置とを、含むことにある。
【００１３】
【第２発明の効果】
このようにすれば、上型駆動装置によって第１上型および第２上型が第１下型および第２下型に対して同期して往復駆動されると、板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、第１下型の第１下切刃と第１上型の第１上切刃とによりその送り方向に交差する方向に沿った複数位置において所定長さの第１局部切断が行われるとともにその第１局部切断場所の下流側が凹状に塑性変形させられ、同時に、上記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、第２下型の第２下切刃と第２上型の第２上切刃とにより板状素材の送り方向の前記第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つその板状素材の送り方向に交差する方向に沿った複数位置に対して前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２局部切断が前記第１局部切断と同時に行われるとともにその第２局部切断場所の下流側が凹状に塑性変形させられる。従って、本発明によれば、第１上型および第２上型を相互に異なる形状とすることができるので、相互に異なる網目形状を有する網状部材を製造することができ、網目の自由度が高められる。また、上記第１上型および第２上型は相互に同期して同じ方向へ往復動される毎に１つの網目が形成されるので、同じ往復サイクルを用いても２倍の加工速度が得られるとともに、汎用の高速プレスを用いることができ、高生産能率で網状部材を板状素材から連続的且つ高速で製造することができる。
【００１４】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記第１加工位置に送られる板状素材は、前記第１上型により凹状に塑性変形させられる部位においてその板状素材の送り方向に連なる凸条（凸部）が予め形成されたものである。このようにすれば、板状素材がたとえば高炭素鋼、耐熱鋼などの伸びの少ない金属材料から構成されていても、板状素材の横方向すなわち幅方向に対して縦方向すなわち網状部材の送り方向の割合が大きな開口の網目を容易に加工できる。
【００１５】
また、好適には、第１上型および第２上型が前記上型駆動装置によって第１下型および第２下型へ接近させられる期間には前記板状素材の送りを停止させるが、第１上型および第２上型が前記上型駆動装置によって第１下型および第２下型から離隔させられる期間には前記網状部材の網目を囲む桟の幅寸法の２倍に対応する送り量で前記板状素材を送る板材供給装置が設けられる。このようにすれば、第１上型および第２上型の第１下型および第２下型に対する往復駆動に同期して板状素材が間欠的に送られて、連続的に網状部材が形成される。
【００１６】
また、好適には、前記第２上型には、第１加工位置において第１上型により凹溝状に塑性変形させられた場所を第２加工位置において下流側へ押圧するためにその凹溝に対応する凸曲面形状の押圧面を有する押圧部材が設けられる。このようにすれば、第２加工位置における第２下型および第２上型による局部切断と同時に、第１加工位置における局部切断部分およびその下流側の凹形状が整えられるので、網状部材の網目の精度が高められる。
【００１７】
また、好適には、前記板状素材の前記第１加工位置および第２加工位置の上流側位置を、その第１加工位置および第２加工位置における局部切断時においてそれぞれ押圧して第１下型および第２下型との間で板状素材を固定するための第１押え型および第２押え型が設けられる。このようにすれば、第１加工位置および第２加工位置における局部切断時において板状素材が第１下型および第２下型に密着させられて安定するので、局部切断の位置および剪断方向の精度が高められ、きれいな網目が得られる。
【００１８】
また、好適には、前記板状素材の表面であってその送り方向の前記第１加工位置および第２加工位置にて局部切断される位置の間の位置に、コイニング加工によって文字等の記号、図形、あるいは模様を予め形成するコイニング加工装置が設けられる。このようにすれば、網目を囲む桟に記号、図形、あるいは模様が付された網状部材が得られる。
【００１９】
また、好適には、前記第１下型は、前記板状素材の送り方向に交差する方向に沿った直線状の第１下切刃を有するものであり、前記第１上型は、前記板状素材の送り方向に垂直な面内の凹凸曲線の連なりから成る第１上切刃を有するものである。このようにすれば、第１下切刃は直線状であるので、第１下型を容易に製作することができる。
【００２０】
また、好適には、前記第１下型は、前記第１局部切断場所を前記板状素材の面に平行な面内で凹凸曲線状とするために、その板状素材の面に平行な面内で凹凸曲線状の第１下切刃を有するものであり、前記第１上型は、前記板状素材の面に平行な面内において上記第１下切刃の凹凸曲線と同様の凹凸曲線状の第１上切刃を有するものである。このようにすれば、板状素材の面内で凹凸となる第１局部切断場所が形成されるので、網目の桟の伸びを大きくすることができるので、伸びの少ない板状素材でも大きな網目を形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施例の網状部材製造装置である金属網製造装置１０の要部を示している。図１において、金属網製造装置１０は、長手状の板状素材すなわち金属板材１２を供給するための金属板材供給装置１４と、その金属板材供給装置１４から供給された金属板材１２に対して順次プレス加工を施すことにより、金属網１６を連続的に製造するためのプレス装置１８とを備えている。上記金属板材１２は、たとえば鋼、ステンレススチール、アルニミウム合金、マグネシウム合金などの金属製であって、たとえば１／１００〜６mm程度の厚みを備えたものである。
【００２３】
上記金属板材供給装置１４は、金属板材１２の両側に互い違いに配置されてその金属板材１２に接触する複数本（本実施例では５本）のローラ２０とそれらを駆動する図示しない駆動モータとを備え、一定幅の長手状の金属板材１２を金属板材コイル２２から引出した後、プレス装置１８からの信号に従いそのプレス装置１８のプレス作動に同期して間欠的にプレス装置１８へ送り込む。すなわち、金属板材供給装置１４は、後述の第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D へ接近させられる期間には金属板材１２の送りを停止させるが、第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D から離隔させられる期間には予め設定された送り量たとえば金属網１６の網目７０を囲む桟７４の幅寸法ｓの２倍に対応する送り量（２ｓ）で金属板材１２を送る作動を行う。
【００２４】
プレス装置１８は、基台２６と、図示しない支柱を介して基台２６上に設けられてラム２８を垂直方向に上下駆動する駆動装置３０とを備えている。上記基台２６の上面には、図示しないガイドロッドおよびガイドブッシュにより相互の接近離隔方向が一定の方向すなわち上記ラム２８の移動方向に案内される下板３２および上板３４を備えたダイセット３６が固定されている。そして、そのダイセット３６には、第１下型３７D および第１上型３７U と、第２下型３８D および第２上型３８U とから成る２対のプレス切断型が設けられており、上記ラム２８により上板３４が下板３２に対して接近離隔させられるに伴って、第１上型３７U および第２上型３８U が相互に同期して第１下型３７D および第２下型３８D に対して接近離隔させられるようになっている。本実施例では、上記駆動装置３０は、第１上型３７U および第２上型３８U を第１下型３７D および第２下型３８D に対して同期して往復駆動する上型駆動装置として機能している。
【００２５】
第１下型３７D および第１上型３７U は、金属板材１２の送り方向Ｆの所定位置に定められた第１加工位置Ｐ1 においてその金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向たとえばその送り方向Ｆに直交する幅方向Ｗに沿った複数位置において所定長さの第１の局部切断（局部剪断）を行うとともにその第１の局部切断場所Ｋ1 の下流側を凹溝状に塑性変形させるためのものであり、ダイセット３６の下板３２および上板３４にそれぞれ固定されている。図２に詳しく示すように、第１下型３７D は、金属板材１２を載置するための平坦な上面３９と、上記第１加工位置Ｐ1 において上記金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向たとえばその送り方向Ｆに直交する幅方向Ｗに連なる直線状の第１下切刃４０とを備えている。第１上型３７U は、たとえば図３に示すように、その第１下型３７D の第１下切刃４０に沿った複数位置においてその第１下切刃４０との間で所定長さの第１局部切断を同時に行うために幅方向Ｗに平行なすなわち送り方向Ｆに直交する垂直面内において複数の凹曲線および凸曲線の連なりから成る第１上切刃４２と、その第１局部切断場所Ｋ1 の下流側を凹溝状に塑性変形させるためにその第１上切刃４２の凸曲線に続く複数の凸面すなわち第１塑性加工面４４とを備えている。これにより、第１上型３７U の下降に伴って上記第１上切刃４２の凹凸曲線のうちの一部すなわち複数の凸曲線部（凸部）が金属板材１２に押し込まれることにより、直線状の第１下切刃４０との間で金属板材１２の剪断が行われて複数の第１局部切断場所Ｋ1 が形成されるとともに、その第１局部切断場所Ｋ1 の下流側が第１塑性加工面４４の凸面にそれぞれ押し下げられて凹溝状に塑性変形させられるようになっている。上記第１下切刃４０は平坦な上面３９と第１下型３７D の垂直な端面との交線であり、第１上切刃４２は上記第１塑性加工面４４の凹凸面と第１上型３７U の垂直な端面との交線である。
【００２６】
また、上記第２下型３８D および第２上型３８U は、上記第１加工位置Ｐ1 の下流側に設けられた第２加工位置Ｐ2 において、金属板材１２の送り方向Ｆにおいて第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つ第１下切刃４０に平行な金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向たとえば送り方向Ｆに直交する方向に沿った複数位置において第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２の局部切断を第１の局部切断と同時に行うとともに、その第２の局部切断場所Ｋ2 の下流側を凹状に塑性変形させるためのものであり、第１下型３７D および第１上型３７U の下流側においてダイセット３６の下板３２および上板３４にそれぞれ固定されている。上記第２下型３８D は、第１局部切断場所Ｋ1 の下流側が凹溝状に塑性変形させられた金属板材１２を載置するためにその金属板材１２の送り方向Ｆに平行な山および谷からなる凹凸形状の上面４５と、第１加工位置Ｐ1 の下流側に設けられた第２加工位置Ｐ2 において金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向すなわち第１下切刃４０に平行な幅方向Ｗに沿った波形状となるように複数の凸曲線および凹曲線が連ねられ、その幅方向Ｗにおいて第１塑性加工面４４の凹凸面に対して位相が同じ曲線すなわち凹凸が反転した凸凹曲線とされた第２下切刃４６とを備えている。すなわち、金属板材１２の幅方向Ｗに平行な垂直面換言すれば送り方向Ｆに直交する面内おいて、第１上切刃４２が凸曲線となっている部分すなわち第１塑性加工面４４が凸面となっている部分に対応して第２下切刃４６は凹曲線とされている。この第２下切刃４６は上記凹凸形状の上面４５と第２下型３８D の垂直な端面との交線である。また、この第２下切刃４６は、第１下切刃４０から前記金属板材供給装置１４の送り量（２ｓ）のｎ（整数）倍（２ｎｓ）にその送り量の半分ｓを加えた距離（２ｎ＋１）ｓだけ下流側に離隔して位置させられている。
【００２７】
第２上型３８U は、たとえば図４に示すように、その第２下型３８D の第２下切刃４６に沿った複数位置においてその第２下切刃４６との間で所定長さの第２の局部切断を同時に行うために、幅方向Ｗに平行な垂直面内において第１上切刃４２の凹凸曲線或いは第１塑性加工面４４の凹凸面に対して位相が半ピッチ（半周期）ずれた曲線すなわち凹凸が反転した複数の凸曲線および凹曲線の連なりから成る第２上切刃４８と、その第２の局部切断場所Ｋ2 の下流側を凹状に塑性変形させるためにその第２上切刃４８の凸曲線の下流側に続く複数の凹凸曲面から成る第２塑性加工面５０と、前記第１加工位置Ｐ1 において第１上型３７U により凹溝状に塑性変形させられた場所を第２加工位置Ｐ2 において再度下流側へ押圧して整形するためにその凹溝に対応する凸曲面形状の押圧面５１を有する押圧部材５２とを備えている。上記第２上切刃４８は、第２塑性加工面５０と第２上型３８U の垂直な端面との交線である。これにより、第２上型３８U の下降に伴って上記第２上切刃４８の凹凸曲線のうちの一部すなわち複数の凸曲線部（凸部）が金属板材１２に押し込まれることにより、波状の第２下切刃４６の凸曲線部との間で金属板材１２の剪断が行われて複数の第２局部切断場所Ｋ2 が形成されるとともに、その第２局部切断場所Ｋ2 の下流側が第２塑性加工面５０に押し下げられて凹状に塑性変形させられると同時に、上記押圧部材５２の凸曲面形状の押圧面５１によって第１加工位置Ｐ1 において第１上型３７U により凹溝状に塑性変形させられた場所が再度押し下げられて整形されるようになっている。
【００２８】
上記第１上型３７U および第２上型３８U には、前記局部切断時において、金属板材１２のうちの第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 の近傍の上流側位置すなわち第１下切刃４０および第２下切刃４６の上流側位置をそれぞれ押圧して第１下型３７D および第２下型３８D との間でその金属板材１２を固定するための第１押え型５４および第２押え型５６が設けられている。これら第１押え型５４および第２押え型５６は、図２に示すように、第１上型３７U および第２上型３８U に固定された第１案内部材５８および第２案内部材６０によってそれら第１上型３７U および第２上型３８U の往復移動方向への移動が可能にそれぞれ支持されており、押圧力を付与するための第１スプリング６２および第２スプリング６４によって第１下型３７D 側および第２下型３８D 側へそれぞれ付勢されている。金属板材１２に対して面接触状態で押圧するために、上記第１押え型５４の先端面すなわち第１押圧面６６は第１下型３７D の上面３９と同様に平坦面とされ、上記第２押え型５６の先端面すなわち第２押圧面６８は第２下型３８D の上面４５の形状に対応して金属板材１２の送り方向と平行な山および谷から成る凹凸面とされている。
【００２９】
以上のように構成された金属網製造装置１０において、金属板材供給装置１４により金属板材１２がプレス装置１８のプレス作動に同期して第１加工位置Ｐ1 へ供給され、第１上型３７U が第１下型３７D へ向かって往動させられると、第１上型３７U の第１上切刃４２と第１下型３７D の第１下切刃４０とにより、図２のV-V 断面である図５および図６の斜視図に示すように、金属板材１２の第１下切刃４０上に位置する部分のうちの第１上切刃４２の凸曲線周期に対応する複数の部位が直線状に局部切断されるとともに、その局部切断場所（剪断部位）Ｋ1 の下流側が凹溝状に塑性変形させられて延伸させられる（第１局部切断工程）。同時に、上記第１加工位置Ｐ1 の下流側に位置する第２加工位置Ｐ2 では、第２上型３８U が第２下型３８D へ向かって往動させられるので、第２上型３８U の第２上切刃４８と第２下型３８D の第２下切刃４６とにより、図２のVII-VII 断面である図７および図８の斜視図に示すように、金属板材１２の第２下切刃４６上に位置する部分のうちの第２上切刃４８の凸曲線周期に対応する複数の部位であって金属板材１２の送り方向Ｆにおいて第１局部切断場所Ｋ1 が行われた位置の間の位置が直線状に局部切断されるとともに、その局部切断場所（局部剪断部位）Ｋ2 の下流側が凹溝状に塑性変形させられる（第２局部切断工程）。
【００３０】
これのような作動が繰り返されることにより、多数の網目７０を備えた網状部材すなわち金属網１６が連続的に得られる。この金属網１６に形成された網目７０を囲む桟７４は、前記金属板材供給装置１４による金属板材１２の１サイクルの送り量２ｓの半分の幅寸法ｓを備えている。
【００３１】
上述のように、本実施例によれば、駆動装置３０によって第１上型３７U および第２上型３８U が第１下型３７D および第２下型３８D に対して同期して往復駆動されると、金属板材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置Ｐ1 において、第１下型３７D の第１下切刃４０と第１上型３７U の第１上切刃４２とによりその送り方向Ｆに交差する方向に沿った複数位置において所定長さの第１局部切断が行われるとともにその第１局部切断場所Ｋ1 の下流側が凹溝状に塑性変形させられて延伸させられ（第１局部切断工程）、同時に、上記第１加工位置Ｐ1 の下流側に設けられた第２加工位置Ｐ2 において、第２下型３８D の第２下切刃４６と第２上型３８U の第２上切刃４８とにより金属板材１２の送り方向Ｆの第１局部切断場所Ｋ1 の間に位置し且つその金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向に沿った複数位置に対して前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２局部切断が前記第１局部切断と同時に行われるとともにその第２局部切断場所Ｋ2 の下流側が凹状に塑性変形させられる（第２局部切断工程）。従って、第１上型３７U および第２上型３８U を相互に異なる形状とすることができるので、たとえば、超塑性合金などの伸びが大きな金属板材を用いた場合を示す図１３、図１４、図１５に例示するように相互に異なる網目形状を有する金属網１６を製造することができ、網目７０の形状の自由度が高められる。また、上記第１上型３７U および第２上型３８U は相互に同期して同じ方向へ往復動される毎に１つの網目が形成されるので、同じ往復サイクルを用いても２倍の加工速度が得られるとともに、汎用の高速プレスを用いることができ、高生産能率で金属網１６を金属板材１２から連続的且つ高速で製造することができる。また、上下往復作動だけで金属網１６を製造することができるので、汎用プレスが用いることができ、たとえば４０００S.P.M.が可能な最近の高速プレスを用いることができる。
【００３２】
また、本実施例によれば、第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D へ接近させられる期間には金属板材１２の送りを停止させるが、第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D から離隔させられる期間には金属網１６の網目７０を囲む桟７４の幅寸法ｓの２倍に対応する送り量（２ｓ）で金属板材１２を送る板材供給装置１４が設けられているので、第１上型３７U および第２上型３８U の第１下型３７D および第２下型３８D に対する往復駆動に同期して金属板材１２が間欠的に送られて、連続的に金属網１６が形成される。
【００３３】
また、本実施例によれば、第２上型３８U には、第１加工位置Ｐ1 において第１上型３７U により凹溝状に塑性変形させられた場所を第２加工位置Ｐ2 において下流側へ押圧するためにその凹溝に対応する凸曲面形状の押圧面５１を有する押圧部材５２が設けられているので、第２加工位置Ｐ2 における第２下型３８D および第２上型３８U による局部切断と同時に、第１加工位置Ｐ1 における局部切断部分およびその下流側の凹形状が整えられるので、金属網１６の網目７０の精度が高められる。
【００３４】
また、本実施例によれば、金属板材１２の第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 の上流側位置を、その第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 における局部切断時においてそれぞれ押圧して第１下型３７D および第２下型３８D との間で金属板材１２を固定するための第１押え型５４および第２押え型５６がそれぞれ設けられていることから、第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 における局部切断時において金属板材１２が第１下型３７D および第２下型３８D に密着させられて安定するので、局部切断の位置および剪断方向の精度が高められ、ばりやばらつきの少ないきれいな網目７０が得られる。
【００３５】
次に本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図９に示す金属網製造装置８０は、図１或いは図２の金属網製造装置１０と同様に構成されているが、送り方向Ｆに連なる山および谷が形成されることにより、第１加工位置Ｐ1 における第１局部切断場所Ｋ1 およびその下流側の凹溝状に塑性変形加工される場所にその凹溝とは反対向であって送り方向Ｆに連なる凸条が予め形成された金属板材１２が第１加工位置Ｐ1 に送られてくるため、第１下型３７D の上面３９、第１下型３７D の第１下切刃４０、第１押え型５４の押え面６６が、上記金属板材１２の凹凸形状に対応した凹凸形状に形成されている点、その凹凸形状の上面３９と第１下型３７D の垂直な端面との交線である第１下切刃４０は送り方向Ｆに直交する垂直面内において凹凸曲線の連なりから成るものである点、および第２上型３８U の第２塑性加工面５０に金属板材１２の厚み分だけ隔てて対向しその第２塑性加工面５０に対応する複数の凸凹曲面９０と、押圧部材５２の押圧面５１に金属板材１２の厚み分だけ隔てて対向しその押圧面５１に対応する凹凸を有する凹凸面９２を備えて、第２上型３８U との間で挟むことにより編目７０の形状を整形する受け型９４が設けられている点において相違する。
【００３７】
上記金属板材１２は、トタン板のような波板形状であって、それには、たとえば第１上型３７U および第２上型３８U と同期して上下動させられるプレス加工型により金属板材供給装置１４から第１加工位置Ｐ1 に至る順送過程で第１局部切断工程に先立って幅方向Ｗの凹凸すなわち第１加工位置Ｐ1 で凹溝が形成される場所に送り方向Ｆへ連なる複数本の凸条（山）が予め曲げ形成により設けられる（前加工工程）。それらの凸条は、図１０に示すようにその金属板材１２の幅方向Ｗの中央部から両側に向かって順次増加させられるか、或いは図１１に示すように幅方向Ｗの両側から中央部に向かって順次増加させられる。なお、上記複数本の凸条は、たとえばロール型による圧延或いは曲げ成形、圧縮加工を主体とした鍛造加工などを用いて金属板材１２に予め設けられてもよいし、上記金属網製造装置８０とは別の場所に設けられた前加工工程において、上記プレス加工型、ロール型などを用いて、送り方向Ｆに連なり且つ幅方向Ｗに一定ピッチの凹凸が金属板材１２に形成されてもよい。この別の場所で前加工工程が行われる場合には、加工可能形状範囲や使用材料範囲を拡大するために金属板材１２にたとえば焼鈍処理を施した後で上記金属網製造装置８０へ供給され得る。
【００３８】
本実施例によれば、図９のX-X 断面である図１２の断面図に示すように、第１加工位置Ｐ1 において金属板材１２の凸条が第１上型３７U により押し下げられた凹溝とされ、底辺を共有した対称形状に塑性変形され、第２加工位置Ｐ2 において前述の実施例と同様の加工が行われるので、前述の実施例と同様の効果が得れる。また、上記のように凸条が予め設けられると、第１加工位置Ｐ1 における塑性加工における金属板材１２の伸びや延性がそれほど求められなくなるので、第１上型３７U の加工ストロークを大きくでき、たとえば耐熱鋼や高炭素鋼などの延びの少ない材質でも大きな開口の網目７０を連続的に加工できる利点がある。たとえば、図１３、図１４、図１５に例示するように、網目７０の横方向すなわち幅方向寸法ａに対して縦方向すなわち金属網１６の送り方向寸法ｃの割合ｃ／ａが大きな開口の網目７０を容易に加工できる。また本実施例によれば、第２加工位置Ｐ2 において第２局部切断加工が行われると同時に、第１上型３８U と受け型９４との間に挟まれて編目７０の形状が整形されるので、高精度の金属網１６が得られる。
【００３９】
上記第１上型３７U および第２上型３８U と同期して上下動させられる加工型（前加工工程）により金属板材供給装置１４から第１加工位置Ｐ1 に至る順送過程で第１局部切断工程に先立って幅方向Ｗの凹凸すなわち第１加工位置Ｐ1 で凹溝が形成される場所に送り方向Ｆへ連なる複数本の凸条が金属板材１２に予め形成される場合において、延びの一層少ない材質でも大きな開口の網目７０を形成できるように、その凸条の幅方向Ｗの間隔が順次狭くして凸条の間の谷の深さをさらに深くするようにしてもよい。図１６は、第１加工位置Ｐ1 と第２加工位置Ｐ2 との間においてそのような前加工を施した場合の金属板材１２を示している。また、この前加工も金属板材１２の幅方向の両側部から中央部へ或いは中央部から両側部へ順次加工されてもよい。これによれば、金属板材１２の構成材料固有の伸び以上の大きな開口を有する網目７０が得られる利点がある。従来のメタルラス加工では２０％の伸びが限界であったが、これによれば、たとえば６角形網目であれば５０％程度の伸びまで可能となった。本実施例の伸びとは、図１７或いは図１８に示すように、網目７０の開口の幅寸法をａ、網目７０を囲む桟７４の周長を４ｂとすると、２ｂ／ａである。
【００４０】
図１９および図２０は、前記第１上切刃４２の形状および第２上切刃４８の形状とそれにより形成される金属網１６の網目７０の形状との関係の例を示している。第１上切刃４２の形状が図１９の(a) であり、第２上切刃４８の形状が図１９の(b) である場合は、図１９の(c) に示す網目７０の形状が得られる。また、第１上切刃４２の形状が図２０の(a) であり、第２上切刃４８の形状が図２０の(b) である場合は、図２０の(c) に示す網目７０の形状が得られる。
【００４１】
次に、前記金属板材１２の表面であってその送り方向Ｆの前記第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 にて局部切断される位置の間の位置に、コイニング加工或いはプレス加工により文字等の記号、図形、模様や小穴が少なくとも第２加工位置Ｐ2 に至る前までに予め形成されていてもよい。図２１および図２２は、そのような前加工が施された金属板材１２を用いて形成された金属網１６を示している。上記コイニングは、たとえば第１上型３７U が第２下型３８D との間に金属網１６を挟圧するときに行われても差し支えない。この場合には、第１上型３７U および第２下型３８D がコイニング加工装置としても機能する。
【００４２】
図２３は、切刃を用いることにより桟７４に再度部分切断加工を施してその桟７４の一部を凹状に曲げ、その凹状に曲げられた部分８４を金属網１６の厚み方向に突き出すようにした例を示している。これによれば、三次元的なメッシュ加工ができる。
【００４３】
また、図２４は、前記第１加工位置Ｐ1 に送られる金属板材１２のうちの第１局部切断場所Ｋ1 およびその下流側に凹溝状の塑性加工が行われる場所に、図９の凸条に代えて、下向のＷ字形状凹凸が予め形成された金属板材１２を用いて網目７０を形成した場合を示している。このようにすれば、伸びの小さな金属板材１２を用いても一層大きな開口の網目７０を形成することができる。
【００４４】
また、図２５は、第１加工位置Ｐ1 において、第１局部切断場所Ｋ1 が金属板材１２の面たとえば水平面に平行な面内の凹凸形状とされた例を示している。この場合、第１局部切断場所Ｋ1 をその第１下型３７D の上面３９すなわちその上の金属板材１２の面に平行な面内で凹凸曲線状とするために、その上面３９に平行な面内で凹凸曲線状の第１下切刃４０を有する第１下型３７D と、上記上面３９すなわちその上の金属板材１２の面に平行な面内において第１下切刃４０の凹凸曲線と同様の凹凸曲線状の第１上切刃４２を有する第１上型３７U とが用いられる他は、前述の実施例と同様である。上記第１下切刃４０および第１上切刃４２は、図２５の第１局部切断場所Ｋ1 の凹凸形状に対応する形状を備えているのである。本実施例によれば、金属板材１２の面内で凹凸となる第１局部切断場所Ｋ1 が形成されるので、網目７０の桟７４の伸びを大きくすることができるので、伸びの少ない材質が用いられても大きな網目７０を形成することができる。
【００４５】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施される。
【００４６】
例えば、前述の実施例において、第１加工位置Ｐ1 において形成された第１局部切断場所Ｋ1 から下流側に凹溝が塑性加工されるとき、その第１局部切断場所Ｋ1 が半月状に送り方向Ｆに開くまで凹溝を深く塑性加工してもよい。このようにすれば、金属板材１２の伸び量を多くできるので、伸び２ｂ／ａ或いは網目７０の横方向寸法ａに対する金属網１６の送り方向寸法ｃの割合ｃ／ａを大きく加工できる。
【００４７】
また、前述の実施例の第１下切刃４０或いは第２下切刃４６は、金属板材１２の送り方向Ｆに対して直交する幅方向Ｗに沿って配置されていたが、必ずしも幅方向Ｗに沿って配置されなくてもよく、送り方向Ｆに対して斜めの方向に沿って配置されてもよい。
【００４８】
また、前述の実施例の第２上型３８U の下端部には押圧部材５２が設けられていたが、網目７０の形状精度がそれほど要求されない場合などでは、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４９】
また、前述の実施例の第１押え型５４および第２押え型５６は第１上型３７U および第２上型３８U にそれぞれ設けられていたが、ダイセット３６の上板３４ にそれぞれ設けられていてもよい。
【００５０】
また、前述の実施例では、第２上型３８U による第２局部切断場所Ｋ2 は、第１局部切断場所Ｋ1 の中間位置であったが、必ずしも中間位置でなくてもよい。
【００５１】
また、前述の実施例において、金属板材供給装置１４は複数本のローラ２０を用いて金属板材１２を金属網製造装置１０へ供給するものであったが、金属板材１２の両側端部を挟み且つ送り方向に往復させられるグリッパを用いて金属板材１２を金属網製造装置１０へ供給するものであってもよい。
【００５２】
また、前述の実施例において、第１押え型５４および第２押え型５６は第１スプリング６２および第２スプリング６４によって第１下型３７D 側および第２下型３８D 側へそれぞれ付勢されていたが、磁気的吸引力或いは反発力で押圧方向へ付勢する磁気式付勢装置、ガススプリング、空圧或いは油圧シリンダなどによって第１下型３７D 側および第２下型３８D 側へそれぞれ付勢されてもよい。
【００５３】
また、前述の実施例では、金属板材１２から金属網１６を製造する場合について説明されていたが、本発明はその他の材料に対しても適用され得る。すなわち、塑性加工が可能な可塑変形能を備えた材料であればよい。たとえば、熱可塑性樹脂製の軟質の板状素材、グリーンシートなどのセラミックス粉体を含む軟質の板状素材などにも適用され得る。これらの材料によれば、塑性加工後に加熱硬化処理および発泡処理や焼結処理を行うことにより、合成樹脂製の網やセラミックス製の網が得られる。特に、セラミックス製の網は、化学反応塔や排気ガス通過経路内に設けられる触媒の担体として好適に用いられる。
【００５４】
また、前述の実施例では加工温度について言及していないが、冷間、温間、熱間のいずれにも、本発明が適用され得る。たとえば、第１下型３７D および第２下型３８D や第１押え型５４および第２押え型５６内にヒータを埋設したり、第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 へ送り込まれる金属板材１２を高周波加熱装置や赤外線加熱装置を用いて予め加熱することにより、熱間にて板状素材の塑性変形能を高めた状態で本発明の網加工を行うことができる。このようにすれば、機械的性質を高めるためにフィラーを入れた熱可塑性樹脂製板状素材、炭素Ｃの含有率が４．５％を越えるために塑性変形能が比較的小さい炭素鋼や耐熱鋼、マグネシウム合金、アルミニウム合金に対しても容易に本発明の網加工を行うことができる。また、鉄系超塑性合金、コバルト合金、クロム合金、チタン合金タングステン合金などの超塑性合金に対しても、上記熱間加工が有効である。さらに、鉄鋳物、アルミニウム鋳物であっても、それらの材質に応じて塑性変形能が高まる温度域および加工速度を選択することにより高精度の網を加工することができる。
【００５５】
また、前述の実施例において、材質等に関連して金属網１６の精度が得られる場合や、その精度がそれ程要求されない場合などには押圧部材５２および受け型９４は必ずしも設けられなくてもよい。
【００５６】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の金属網製造装置を示す正面図である。
【図２】図１の金属網製造装置の要部を拡大して説明する図である。
【図３】図１或いは図２の第１上型の構成を説明する正面図である。
【図４】図１或いは図２の第２上型の構成を説明する正面図である。
【図５】図２の第１加工位置Ｐ1 における局部切断を説明するための図であって、図２のV-V 視断面図である。
【図６】図２の第１加工位置Ｐ1 における局部切断を説明するための斜視図である。
【図７】図２の第２加工位置Ｐ2 における局部切断を説明するための図であって、図２のVII-VII 視断面図である。
【図８】図２の第２加工位置Ｐ2 における局部切断を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例の金属網製造装置の構成を説明する図であって、図２に相当する図である。
【図１０】第１加工位置Ｐ1 への供給に先立って、順次送られる過程で金属板材の中央部から両側部へ順次前加工が行われた金属板材を示す図である。
【図１１】第１加工位置Ｐ1 への供給に先立って、順次送られる過程で金属板材の両側部から中央部へ順次前加工が行われた金属板材を示す図である。
【図１２】図９の実施例において第１加工位置Ｐ1 における局部切断を説明するための図であって、図９のX-X 視断面図である。
【図１３】比較的伸びの大きい金属板材を用いて図１の金属網製造装置により形成した金属網、或いは比較的伸びの小さい金属板材を用いて図９の金属網製造装置により形成した金属網の例を示す図である。
【図１４】比較的伸びの大きい金属板材を用いて図１の金属網製造装置により形成した金属網、或いは比較的伸びの小さい金属板材を用いて図９の金属網製造装置により形成した金属網の例を示す図である。
【図１５】比較的伸びの大きい金属板材を用いて図１の金属網製造装置により形成した金属網、或いは比較的伸びの小さい金属板材を用いて図９の金属網製造装置により形成した金属網の例を示す図である。
【図１６】予め凹凸が形成された金属板材を、第１加工位置Ｐ1 と第２加工位置Ｐ2 との間でさらに深い凹凸を形成した例を示す図である。
【図１７】４角形状の金属網の網目において伸びの定義である２ｂ／ａを説明する図である。
【図１８】６角形状の金属網の網目において伸びの定義である２ｂ／ａを説明する図である。
【図１９】第１上切刃の形状および第２上切刃の形状とそれにより形成される金属網の網目の形状との関係の例を説明する図である。
【図２０】第１上切刃の形状および第２上切刃の形状とそれにより形成される金属網の網目の形状との関係の例を説明する図である。
【図２１】６角形状の金属網の網目を囲む桟にコイニングによる記号あるいは文字が刻印された例を示す図である。
【図２２】４角形状の金属網の網目を囲む桟にコイニングによる記号あるいは文字が刻印された例を示す図である。
【図２３】４角形状の金属網の網目を囲む桟に、さらに部分切断加工を施してその桟の一部を凹状に曲げ、その凹状に曲げられた部分を金属網の厚み方向に突き出すようにして三次元的に構成した例を示す図である。
【図２４】本発明の他の実施例における図２１に相当する図である。
【図２５】本発明の他の実施例における図２１に相当する図である。
【図２６】従来のメタルラス製造装置の構成の要部を説明する図である。
【図２７】図２６のメタルラス製造装置に用いられる上型を説明する図である。
【図２８】従来のエキスパンドメタル製造装置の構成の要部を説明する図である。
【図２９】図２８のエキスパンドメタル製造装置により加工された金属板材を説明する図である。
【符号の説明】
１０：金属網製造装置（網状部材製造装置）
１２：金属板材（板状素材）
１６：金属網（網状部材）
３０：駆動装置（上型駆動装置）
３７D ：第１下型
３７U ：第１上型
３８D ：第２下型
３８U ：第２上型
４０：第１下切刃
４２：第１上切刃
４６：第２下切刃
４８：第２上切刃
【発明の属する技術分野】
本発明は、塑性加工により板状素材から網状部材を連続的に且つ高速で製造することを可能とする網状部材の製造方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塑性加工可能な板材たとえば金属板材から連続的に製造される網状部材が知られている。たとえば、日本工業規格のJIS A 5505に規定されているメタルラス、JIS G 3351に規定されているエキスパンドメタルなどがそれである。このような金属網は、たとえば以下の方法により製造されていた。メタルラスの場合には、たとえば図２６に示すように、金属板材１１０の送り方向に直交する方向の直線状の下切刃１１２を有する下型１１４と、図２７に詳しく示すようにＶ字状曲線が連続した上切刃１１６とを有し、下型１１４に対して上下方向Ａに沿って往復駆動されるとともにその１上下往復駆動毎に上切刃１１６の半ピッチ分だけ上記直交する方向Ｂに沿って往動または復動させられる上型１２０と、その上型１２０と同様に上下させられて金属板材１１０を押さえる板押え１２２とを備えた金属網加工装置が用いられる。これにより、下型１１４上を間欠的に送られる金属板材１１０が停止している間に上型１２０が１上下往復駆動されることにより、金属板材１１０の直線状の下切刃１１２上に位置する部分に断続的に連なる複数の局部切断が行われると同時にその局部切断部位の下流側が凹状に塑性変形させられ、続くサイクルでは、金属板材１１０が所定距離送られた後に、半ピッチ分だけ上記直交する方向にずらされた上型１２０が上下往復駆動されることにより、上記金属板材１１０の幅方向において半ピッチずらされた位置に前回のサイクルと同様の複数の局部切断が行われると同時にその局部切断部位の下流側が凹状に塑性変形させられるという動作が繰り返され、メタルラス１２４が連続的に形成される。
【０００３】
また、前記エキスパンドメタルの場合には、たとえばプレス加工により或いは図２８に示すロール型１３０を用いたロール加工により、金属板材１３２の送り方向或いは幅方向の直線状或いはスリット状の局部切断１３４を厚み方向に嵌通した状態で金属板材１３２に多数個互い違いに連続的に形成し、図２９に示すように、その局部切断１３４の方向に直交する方向に金属板材１３２を順次引き延ばすことによりエキスパンドメタル１３６が連続的に形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の金属網の製造方法によれば、網目の形状が制限されるとともに、網目の均一性を確保しつつ高速で製造することが困難であった。たとえば、メタルラスの製造方法によれば、上型１２０の上下方向の１回の往復で編み目の半分が形成され、２回目の往復で菱形に伸ばした網目が得られることから、１個の網目を形成するために上型１２０が２往復させられる。このとき、その上型１２０は上下往復毎に金属板材１１０の幅方向において上切刃１１６の半ピッチに相当する距離だけ往動或いは復動させられる。このため、上型１２０を金属板材１１０の幅方向において往復させられるときの慣性力が発生することから、機構的な理由によって網目の幅寸法が大きくなるほど水平方向の往復ストロークが大きくなって上記慣性力が増加するので、所定以上の高速加工を行うと慣性力による弾性変形が機構部品に発生して上記幅方向の網目のピッチのばらつきが発生して、たとえば０．０１mm以下の高精度の製品や、たとえば１mm×０．５mm程度の微細な網目の金属網を製造できず、たとえば２００S.P.M.（往復ストローク／分）すなわち１００目／分の加工速度しか得られないのが実情である。このような加工速度は、単純なプレス剪断加工で一般的とされる４００S.P.M.に対して１／４以下であり、４０００S.P.M.が可能な最近の高速プレスに対して１／４０の能率しか得られない。また、上記メタルラスの製造方法によれば、２往復毎のそれぞれの加工が同じ上型１２０を用いて行われることから、その上型１２０の金属板材１１０の幅方向における移動量の１／２を中心とした対称形状の網目形状に制限される。
【０００５】
また、前記エキスパンドメタルの製造方法によれば、比較的高速剪断が可能であるために優れた生産性が得られるけれども、材料の伸びや変形能に依存した加工方法であるため、菱形などのように桟が直線状となる網目形状に限定される。また、金属板材１３２を引き延ばすとき、網目を構成する桟の幅、異方性や機械的性質、金属板材１３２の材質、切刃の切れ味などのばらつきに起因してその金属板材１３２の端部と中央部とにおける引張力や引張量が均等になり難く、網目の均一性が得られない。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、網目形状の自由度が高い網状部材を、板状素材から連続的に且つ高速で製造することを可能とする網状部材の製造方法および装置を提供することにある。
【０００７】
本発明者は、そのような事情を背景として種々検討を重ねた結果、板状素材の送り方向の２位置において、板状素材の幅方向に沿った複数位置において所定長さの局部切断を行う１組の下型および上型と、板状素材の送り方向においてその局部切断が行われた間に位置し且つ板状素材の幅方向においてその局部切断が行われていない部分を中心とする所定長さの局部切断を行う他の１組の下型および上型とをそれぞれ設け、それら２組の下型および上型を同期させて往復動させつつ板状素材を間欠的に送ると、上記下型および上型の１回の往復作動で１つの網目が能率よく形成されるとともに、網目形状のばらつきがなく、しかも網目形状の制限が緩和されるという事実を見いだした。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための第１の手段】
すなわち、本方法発明の要旨とするところは、所定の周期で一方向に間欠的に送られる板状素材に塑性加工を行うことにより網状部材を連続的に製造する網状部材の製造方法であって、(a) 前記板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、その送り方向に交差する方向の複数位置においてその交差する方向の所定長さの第１局部切断を行うとともに、その第１局部切断場所の下流側を凹溝状に塑性変形させる第１局部切断工程と、(b) 前記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、前記板状素材の送り方向の前記第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つその板状素材の送り方向に交差する方向の複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする上記交差する方向の所定長さの第２局部切断を前記第１局部切断と同時に行うとともに、その第２局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させる第２局部切断工程とを、含むことにある。
【０００９】
【第１発明の効果】
このようにすれば、第１局部切断工程により、板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、その送り方向に交差する方向の複数位置においてその交差する方向の所定長さの第１局部切断が行われるとともに、その第１局部切断場所の下流側が凹溝状に塑性変形させられる。次いで、第２局部切断工程により、上記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、板状素材の送り方向の前記第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つその板状素材の送り方向に交差する方向の複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする上記交差する方向の所定長さの第２局部切断が前記第１局部切断と同時に行われるとともに、その第２局部切断場所の下流側が凹状に塑性変形させられる。従って、本発明によれば、第１局部切断工程に用いられる第１上型および第２局部切断工程に用いられる第２上型を相互に異なる形状とすることができるので、相互に異なる網目形状を有する網状部材を製造することができ、網目の自由度が高められる。また、上記第１上型および第２上型は相互に同期して同じ方向へ往復動される毎に１つの網目が形成されるので、同じ往復サイクルを用いても２倍の加工速度が得られるとともに、汎用の高速プレスを用いることができ、高生産能率で網状部材を板状素材から連続的且つ高速で製造することができる。
【００１０】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記第１局部切断工程に先立って、前記板状素材のその第１局部切断工程により凹溝状に塑性変形させられる部位にその板状素材の送り方向に連なる凸条を予め形成する前加工工程が設けられる。このようにすれば、板状素材が高炭素鋼、耐熱鋼などの伸びの少ない金属材料から構成されていても、網目の横方向すなわち幅方向寸法に対して縦方向すなわち網状部材の送り方向寸法の割合が大きな開口の網目を容易に加工できる。
【００１１】
また、好適には、前記板状素材の表面であってその送り方向の前記第１加工位置および第２加工位置にて局部切断される位置の間の位置に、コイニング加工によって文字等の記号、図形、あるいは模様を予め形成するコイニング加工工程が設けられる。このようにすれば、網目を囲む桟に記号、図形、あるいは模様が付された網状部材が得られる。
【００１２】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記方法発明を好適に実施するための装置発明の要旨とするところは、所定の周期で一方向に間欠的に送られる板状素材に塑性加工を行うことにより網状部材を連続的に製造する網状部材の製造装置であって、(a) 前記板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、その送り方向に交差する方向に連なる第１下切刃を有する第１下型と、(b) その第１下型の第１下切刃に沿った複数位置においてその第１下切刃との間で所定長さの第１局部切断を同時に行うための凹凸曲線状の第１上切刃と、その第１局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させるための複数の凸曲面を有する第１塑性加工面とを有し、その第１下型に対して接近離隔させられる第１上型と、(c) 前記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、前記板状素材の送り方向に交差する方向に沿い且つ前記第１塑性加工面の凹凸に対して反転した凸凹曲線の連なりから成る第２下切刃を有する第２下型と、(d) その第２下型の第２下切刃に沿った複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２局部切断をその第２下切刃との間で行うために前記第１塑性加工面の凹凸面に対して反転した凸凹曲線の連なりから成る第２上切刃と、その第２局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させるためにその凸凹曲線から下流側に続く複数の凸凹面を備えた第２塑性加工面とを有し、その第２下型に対して接近離隔させられる第２上型と、(e) 前記第１上型および第２上型を前記第１下型および第２下型に対して同期して往復駆動する上型駆動装置とを、含むことにある。
【００１３】
【第２発明の効果】
このようにすれば、上型駆動装置によって第１上型および第２上型が第１下型および第２下型に対して同期して往復駆動されると、板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、第１下型の第１下切刃と第１上型の第１上切刃とによりその送り方向に交差する方向に沿った複数位置において所定長さの第１局部切断が行われるとともにその第１局部切断場所の下流側が凹状に塑性変形させられ、同時に、上記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、第２下型の第２下切刃と第２上型の第２上切刃とにより板状素材の送り方向の前記第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つその板状素材の送り方向に交差する方向に沿った複数位置に対して前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２局部切断が前記第１局部切断と同時に行われるとともにその第２局部切断場所の下流側が凹状に塑性変形させられる。従って、本発明によれば、第１上型および第２上型を相互に異なる形状とすることができるので、相互に異なる網目形状を有する網状部材を製造することができ、網目の自由度が高められる。また、上記第１上型および第２上型は相互に同期して同じ方向へ往復動される毎に１つの網目が形成されるので、同じ往復サイクルを用いても２倍の加工速度が得られるとともに、汎用の高速プレスを用いることができ、高生産能率で網状部材を板状素材から連続的且つ高速で製造することができる。
【００１４】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記第１加工位置に送られる板状素材は、前記第１上型により凹状に塑性変形させられる部位においてその板状素材の送り方向に連なる凸条（凸部）が予め形成されたものである。このようにすれば、板状素材がたとえば高炭素鋼、耐熱鋼などの伸びの少ない金属材料から構成されていても、板状素材の横方向すなわち幅方向に対して縦方向すなわち網状部材の送り方向の割合が大きな開口の網目を容易に加工できる。
【００１５】
また、好適には、第１上型および第２上型が前記上型駆動装置によって第１下型および第２下型へ接近させられる期間には前記板状素材の送りを停止させるが、第１上型および第２上型が前記上型駆動装置によって第１下型および第２下型から離隔させられる期間には前記網状部材の網目を囲む桟の幅寸法の２倍に対応する送り量で前記板状素材を送る板材供給装置が設けられる。このようにすれば、第１上型および第２上型の第１下型および第２下型に対する往復駆動に同期して板状素材が間欠的に送られて、連続的に網状部材が形成される。
【００１６】
また、好適には、前記第２上型には、第１加工位置において第１上型により凹溝状に塑性変形させられた場所を第２加工位置において下流側へ押圧するためにその凹溝に対応する凸曲面形状の押圧面を有する押圧部材が設けられる。このようにすれば、第２加工位置における第２下型および第２上型による局部切断と同時に、第１加工位置における局部切断部分およびその下流側の凹形状が整えられるので、網状部材の網目の精度が高められる。
【００１７】
また、好適には、前記板状素材の前記第１加工位置および第２加工位置の上流側位置を、その第１加工位置および第２加工位置における局部切断時においてそれぞれ押圧して第１下型および第２下型との間で板状素材を固定するための第１押え型および第２押え型が設けられる。このようにすれば、第１加工位置および第２加工位置における局部切断時において板状素材が第１下型および第２下型に密着させられて安定するので、局部切断の位置および剪断方向の精度が高められ、きれいな網目が得られる。
【００１８】
また、好適には、前記板状素材の表面であってその送り方向の前記第１加工位置および第２加工位置にて局部切断される位置の間の位置に、コイニング加工によって文字等の記号、図形、あるいは模様を予め形成するコイニング加工装置が設けられる。このようにすれば、網目を囲む桟に記号、図形、あるいは模様が付された網状部材が得られる。
【００１９】
また、好適には、前記第１下型は、前記板状素材の送り方向に交差する方向に沿った直線状の第１下切刃を有するものであり、前記第１上型は、前記板状素材の送り方向に垂直な面内の凹凸曲線の連なりから成る第１上切刃を有するものである。このようにすれば、第１下切刃は直線状であるので、第１下型を容易に製作することができる。
【００２０】
また、好適には、前記第１下型は、前記第１局部切断場所を前記板状素材の面に平行な面内で凹凸曲線状とするために、その板状素材の面に平行な面内で凹凸曲線状の第１下切刃を有するものであり、前記第１上型は、前記板状素材の面に平行な面内において上記第１下切刃の凹凸曲線と同様の凹凸曲線状の第１上切刃を有するものである。このようにすれば、板状素材の面内で凹凸となる第１局部切断場所が形成されるので、網目の桟の伸びを大きくすることができるので、伸びの少ない板状素材でも大きな網目を形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施例の網状部材製造装置である金属網製造装置１０の要部を示している。図１において、金属網製造装置１０は、長手状の板状素材すなわち金属板材１２を供給するための金属板材供給装置１４と、その金属板材供給装置１４から供給された金属板材１２に対して順次プレス加工を施すことにより、金属網１６を連続的に製造するためのプレス装置１８とを備えている。上記金属板材１２は、たとえば鋼、ステンレススチール、アルニミウム合金、マグネシウム合金などの金属製であって、たとえば１／１００〜６mm程度の厚みを備えたものである。
【００２３】
上記金属板材供給装置１４は、金属板材１２の両側に互い違いに配置されてその金属板材１２に接触する複数本（本実施例では５本）のローラ２０とそれらを駆動する図示しない駆動モータとを備え、一定幅の長手状の金属板材１２を金属板材コイル２２から引出した後、プレス装置１８からの信号に従いそのプレス装置１８のプレス作動に同期して間欠的にプレス装置１８へ送り込む。すなわち、金属板材供給装置１４は、後述の第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D へ接近させられる期間には金属板材１２の送りを停止させるが、第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D から離隔させられる期間には予め設定された送り量たとえば金属網１６の網目７０を囲む桟７４の幅寸法ｓの２倍に対応する送り量（２ｓ）で金属板材１２を送る作動を行う。
【００２４】
プレス装置１８は、基台２６と、図示しない支柱を介して基台２６上に設けられてラム２８を垂直方向に上下駆動する駆動装置３０とを備えている。上記基台２６の上面には、図示しないガイドロッドおよびガイドブッシュにより相互の接近離隔方向が一定の方向すなわち上記ラム２８の移動方向に案内される下板３２および上板３４を備えたダイセット３６が固定されている。そして、そのダイセット３６には、第１下型３７D および第１上型３７U と、第２下型３８D および第２上型３８U とから成る２対のプレス切断型が設けられており、上記ラム２８により上板３４が下板３２に対して接近離隔させられるに伴って、第１上型３７U および第２上型３８U が相互に同期して第１下型３７D および第２下型３８D に対して接近離隔させられるようになっている。本実施例では、上記駆動装置３０は、第１上型３７U および第２上型３８U を第１下型３７D および第２下型３８D に対して同期して往復駆動する上型駆動装置として機能している。
【００２５】
第１下型３７D および第１上型３７U は、金属板材１２の送り方向Ｆの所定位置に定められた第１加工位置Ｐ1 においてその金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向たとえばその送り方向Ｆに直交する幅方向Ｗに沿った複数位置において所定長さの第１の局部切断（局部剪断）を行うとともにその第１の局部切断場所Ｋ1 の下流側を凹溝状に塑性変形させるためのものであり、ダイセット３６の下板３２および上板３４にそれぞれ固定されている。図２に詳しく示すように、第１下型３７D は、金属板材１２を載置するための平坦な上面３９と、上記第１加工位置Ｐ1 において上記金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向たとえばその送り方向Ｆに直交する幅方向Ｗに連なる直線状の第１下切刃４０とを備えている。第１上型３７U は、たとえば図３に示すように、その第１下型３７D の第１下切刃４０に沿った複数位置においてその第１下切刃４０との間で所定長さの第１局部切断を同時に行うために幅方向Ｗに平行なすなわち送り方向Ｆに直交する垂直面内において複数の凹曲線および凸曲線の連なりから成る第１上切刃４２と、その第１局部切断場所Ｋ1 の下流側を凹溝状に塑性変形させるためにその第１上切刃４２の凸曲線に続く複数の凸面すなわち第１塑性加工面４４とを備えている。これにより、第１上型３７U の下降に伴って上記第１上切刃４２の凹凸曲線のうちの一部すなわち複数の凸曲線部（凸部）が金属板材１２に押し込まれることにより、直線状の第１下切刃４０との間で金属板材１２の剪断が行われて複数の第１局部切断場所Ｋ1 が形成されるとともに、その第１局部切断場所Ｋ1 の下流側が第１塑性加工面４４の凸面にそれぞれ押し下げられて凹溝状に塑性変形させられるようになっている。上記第１下切刃４０は平坦な上面３９と第１下型３７D の垂直な端面との交線であり、第１上切刃４２は上記第１塑性加工面４４の凹凸面と第１上型３７U の垂直な端面との交線である。
【００２６】
また、上記第２下型３８D および第２上型３８U は、上記第１加工位置Ｐ1 の下流側に設けられた第２加工位置Ｐ2 において、金属板材１２の送り方向Ｆにおいて第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つ第１下切刃４０に平行な金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向たとえば送り方向Ｆに直交する方向に沿った複数位置において第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２の局部切断を第１の局部切断と同時に行うとともに、その第２の局部切断場所Ｋ2 の下流側を凹状に塑性変形させるためのものであり、第１下型３７D および第１上型３７U の下流側においてダイセット３６の下板３２および上板３４にそれぞれ固定されている。上記第２下型３８D は、第１局部切断場所Ｋ1 の下流側が凹溝状に塑性変形させられた金属板材１２を載置するためにその金属板材１２の送り方向Ｆに平行な山および谷からなる凹凸形状の上面４５と、第１加工位置Ｐ1 の下流側に設けられた第２加工位置Ｐ2 において金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向すなわち第１下切刃４０に平行な幅方向Ｗに沿った波形状となるように複数の凸曲線および凹曲線が連ねられ、その幅方向Ｗにおいて第１塑性加工面４４の凹凸面に対して位相が同じ曲線すなわち凹凸が反転した凸凹曲線とされた第２下切刃４６とを備えている。すなわち、金属板材１２の幅方向Ｗに平行な垂直面換言すれば送り方向Ｆに直交する面内おいて、第１上切刃４２が凸曲線となっている部分すなわち第１塑性加工面４４が凸面となっている部分に対応して第２下切刃４６は凹曲線とされている。この第２下切刃４６は上記凹凸形状の上面４５と第２下型３８D の垂直な端面との交線である。また、この第２下切刃４６は、第１下切刃４０から前記金属板材供給装置１４の送り量（２ｓ）のｎ（整数）倍（２ｎｓ）にその送り量の半分ｓを加えた距離（２ｎ＋１）ｓだけ下流側に離隔して位置させられている。
【００２７】
第２上型３８U は、たとえば図４に示すように、その第２下型３８D の第２下切刃４６に沿った複数位置においてその第２下切刃４６との間で所定長さの第２の局部切断を同時に行うために、幅方向Ｗに平行な垂直面内において第１上切刃４２の凹凸曲線或いは第１塑性加工面４４の凹凸面に対して位相が半ピッチ（半周期）ずれた曲線すなわち凹凸が反転した複数の凸曲線および凹曲線の連なりから成る第２上切刃４８と、その第２の局部切断場所Ｋ2 の下流側を凹状に塑性変形させるためにその第２上切刃４８の凸曲線の下流側に続く複数の凹凸曲面から成る第２塑性加工面５０と、前記第１加工位置Ｐ1 において第１上型３７U により凹溝状に塑性変形させられた場所を第２加工位置Ｐ2 において再度下流側へ押圧して整形するためにその凹溝に対応する凸曲面形状の押圧面５１を有する押圧部材５２とを備えている。上記第２上切刃４８は、第２塑性加工面５０と第２上型３８U の垂直な端面との交線である。これにより、第２上型３８U の下降に伴って上記第２上切刃４８の凹凸曲線のうちの一部すなわち複数の凸曲線部（凸部）が金属板材１２に押し込まれることにより、波状の第２下切刃４６の凸曲線部との間で金属板材１２の剪断が行われて複数の第２局部切断場所Ｋ2 が形成されるとともに、その第２局部切断場所Ｋ2 の下流側が第２塑性加工面５０に押し下げられて凹状に塑性変形させられると同時に、上記押圧部材５２の凸曲面形状の押圧面５１によって第１加工位置Ｐ1 において第１上型３７U により凹溝状に塑性変形させられた場所が再度押し下げられて整形されるようになっている。
【００２８】
上記第１上型３７U および第２上型３８U には、前記局部切断時において、金属板材１２のうちの第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 の近傍の上流側位置すなわち第１下切刃４０および第２下切刃４６の上流側位置をそれぞれ押圧して第１下型３７D および第２下型３８D との間でその金属板材１２を固定するための第１押え型５４および第２押え型５６が設けられている。これら第１押え型５４および第２押え型５６は、図２に示すように、第１上型３７U および第２上型３８U に固定された第１案内部材５８および第２案内部材６０によってそれら第１上型３７U および第２上型３８U の往復移動方向への移動が可能にそれぞれ支持されており、押圧力を付与するための第１スプリング６２および第２スプリング６４によって第１下型３７D 側および第２下型３８D 側へそれぞれ付勢されている。金属板材１２に対して面接触状態で押圧するために、上記第１押え型５４の先端面すなわち第１押圧面６６は第１下型３７D の上面３９と同様に平坦面とされ、上記第２押え型５６の先端面すなわち第２押圧面６８は第２下型３８D の上面４５の形状に対応して金属板材１２の送り方向と平行な山および谷から成る凹凸面とされている。
【００２９】
以上のように構成された金属網製造装置１０において、金属板材供給装置１４により金属板材１２がプレス装置１８のプレス作動に同期して第１加工位置Ｐ1 へ供給され、第１上型３７U が第１下型３７D へ向かって往動させられると、第１上型３７U の第１上切刃４２と第１下型３７D の第１下切刃４０とにより、図２のV-V 断面である図５および図６の斜視図に示すように、金属板材１２の第１下切刃４０上に位置する部分のうちの第１上切刃４２の凸曲線周期に対応する複数の部位が直線状に局部切断されるとともに、その局部切断場所（剪断部位）Ｋ1 の下流側が凹溝状に塑性変形させられて延伸させられる（第１局部切断工程）。同時に、上記第１加工位置Ｐ1 の下流側に位置する第２加工位置Ｐ2 では、第２上型３８U が第２下型３８D へ向かって往動させられるので、第２上型３８U の第２上切刃４８と第２下型３８D の第２下切刃４６とにより、図２のVII-VII 断面である図７および図８の斜視図に示すように、金属板材１２の第２下切刃４６上に位置する部分のうちの第２上切刃４８の凸曲線周期に対応する複数の部位であって金属板材１２の送り方向Ｆにおいて第１局部切断場所Ｋ1 が行われた位置の間の位置が直線状に局部切断されるとともに、その局部切断場所（局部剪断部位）Ｋ2 の下流側が凹溝状に塑性変形させられる（第２局部切断工程）。
【００３０】
これのような作動が繰り返されることにより、多数の網目７０を備えた網状部材すなわち金属網１６が連続的に得られる。この金属網１６に形成された網目７０を囲む桟７４は、前記金属板材供給装置１４による金属板材１２の１サイクルの送り量２ｓの半分の幅寸法ｓを備えている。
【００３１】
上述のように、本実施例によれば、駆動装置３０によって第１上型３７U および第２上型３８U が第１下型３７D および第２下型３８D に対して同期して往復駆動されると、金属板材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置Ｐ1 において、第１下型３７D の第１下切刃４０と第１上型３７U の第１上切刃４２とによりその送り方向Ｆに交差する方向に沿った複数位置において所定長さの第１局部切断が行われるとともにその第１局部切断場所Ｋ1 の下流側が凹溝状に塑性変形させられて延伸させられ（第１局部切断工程）、同時に、上記第１加工位置Ｐ1 の下流側に設けられた第２加工位置Ｐ2 において、第２下型３８D の第２下切刃４６と第２上型３８U の第２上切刃４８とにより金属板材１２の送り方向Ｆの第１局部切断場所Ｋ1 の間に位置し且つその金属板材１２の送り方向Ｆに交差する方向に沿った複数位置に対して前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２局部切断が前記第１局部切断と同時に行われるとともにその第２局部切断場所Ｋ2 の下流側が凹状に塑性変形させられる（第２局部切断工程）。従って、第１上型３７U および第２上型３８U を相互に異なる形状とすることができるので、たとえば、超塑性合金などの伸びが大きな金属板材を用いた場合を示す図１３、図１４、図１５に例示するように相互に異なる網目形状を有する金属網１６を製造することができ、網目７０の形状の自由度が高められる。また、上記第１上型３７U および第２上型３８U は相互に同期して同じ方向へ往復動される毎に１つの網目が形成されるので、同じ往復サイクルを用いても２倍の加工速度が得られるとともに、汎用の高速プレスを用いることができ、高生産能率で金属網１６を金属板材１２から連続的且つ高速で製造することができる。また、上下往復作動だけで金属網１６を製造することができるので、汎用プレスが用いることができ、たとえば４０００S.P.M.が可能な最近の高速プレスを用いることができる。
【００３２】
また、本実施例によれば、第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D へ接近させられる期間には金属板材１２の送りを停止させるが、第１上型３７U および第２上型３８U が駆動装置３０によって第１下型３７D および第２下型３８D から離隔させられる期間には金属網１６の網目７０を囲む桟７４の幅寸法ｓの２倍に対応する送り量（２ｓ）で金属板材１２を送る板材供給装置１４が設けられているので、第１上型３７U および第２上型３８U の第１下型３７D および第２下型３８D に対する往復駆動に同期して金属板材１２が間欠的に送られて、連続的に金属網１６が形成される。
【００３３】
また、本実施例によれば、第２上型３８U には、第１加工位置Ｐ1 において第１上型３７U により凹溝状に塑性変形させられた場所を第２加工位置Ｐ2 において下流側へ押圧するためにその凹溝に対応する凸曲面形状の押圧面５１を有する押圧部材５２が設けられているので、第２加工位置Ｐ2 における第２下型３８D および第２上型３８U による局部切断と同時に、第１加工位置Ｐ1 における局部切断部分およびその下流側の凹形状が整えられるので、金属網１６の網目７０の精度が高められる。
【００３４】
また、本実施例によれば、金属板材１２の第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 の上流側位置を、その第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 における局部切断時においてそれぞれ押圧して第１下型３７D および第２下型３８D との間で金属板材１２を固定するための第１押え型５４および第２押え型５６がそれぞれ設けられていることから、第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 における局部切断時において金属板材１２が第１下型３７D および第２下型３８D に密着させられて安定するので、局部切断の位置および剪断方向の精度が高められ、ばりやばらつきの少ないきれいな網目７０が得られる。
【００３５】
次に本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図９に示す金属網製造装置８０は、図１或いは図２の金属網製造装置１０と同様に構成されているが、送り方向Ｆに連なる山および谷が形成されることにより、第１加工位置Ｐ1 における第１局部切断場所Ｋ1 およびその下流側の凹溝状に塑性変形加工される場所にその凹溝とは反対向であって送り方向Ｆに連なる凸条が予め形成された金属板材１２が第１加工位置Ｐ1 に送られてくるため、第１下型３７D の上面３９、第１下型３７D の第１下切刃４０、第１押え型５４の押え面６６が、上記金属板材１２の凹凸形状に対応した凹凸形状に形成されている点、その凹凸形状の上面３９と第１下型３７D の垂直な端面との交線である第１下切刃４０は送り方向Ｆに直交する垂直面内において凹凸曲線の連なりから成るものである点、および第２上型３８U の第２塑性加工面５０に金属板材１２の厚み分だけ隔てて対向しその第２塑性加工面５０に対応する複数の凸凹曲面９０と、押圧部材５２の押圧面５１に金属板材１２の厚み分だけ隔てて対向しその押圧面５１に対応する凹凸を有する凹凸面９２を備えて、第２上型３８U との間で挟むことにより編目７０の形状を整形する受け型９４が設けられている点において相違する。
【００３７】
上記金属板材１２は、トタン板のような波板形状であって、それには、たとえば第１上型３７U および第２上型３８U と同期して上下動させられるプレス加工型により金属板材供給装置１４から第１加工位置Ｐ1 に至る順送過程で第１局部切断工程に先立って幅方向Ｗの凹凸すなわち第１加工位置Ｐ1 で凹溝が形成される場所に送り方向Ｆへ連なる複数本の凸条（山）が予め曲げ形成により設けられる（前加工工程）。それらの凸条は、図１０に示すようにその金属板材１２の幅方向Ｗの中央部から両側に向かって順次増加させられるか、或いは図１１に示すように幅方向Ｗの両側から中央部に向かって順次増加させられる。なお、上記複数本の凸条は、たとえばロール型による圧延或いは曲げ成形、圧縮加工を主体とした鍛造加工などを用いて金属板材１２に予め設けられてもよいし、上記金属網製造装置８０とは別の場所に設けられた前加工工程において、上記プレス加工型、ロール型などを用いて、送り方向Ｆに連なり且つ幅方向Ｗに一定ピッチの凹凸が金属板材１２に形成されてもよい。この別の場所で前加工工程が行われる場合には、加工可能形状範囲や使用材料範囲を拡大するために金属板材１２にたとえば焼鈍処理を施した後で上記金属網製造装置８０へ供給され得る。
【００３８】
本実施例によれば、図９のX-X 断面である図１２の断面図に示すように、第１加工位置Ｐ1 において金属板材１２の凸条が第１上型３７U により押し下げられた凹溝とされ、底辺を共有した対称形状に塑性変形され、第２加工位置Ｐ2 において前述の実施例と同様の加工が行われるので、前述の実施例と同様の効果が得れる。また、上記のように凸条が予め設けられると、第１加工位置Ｐ1 における塑性加工における金属板材１２の伸びや延性がそれほど求められなくなるので、第１上型３７U の加工ストロークを大きくでき、たとえば耐熱鋼や高炭素鋼などの延びの少ない材質でも大きな開口の網目７０を連続的に加工できる利点がある。たとえば、図１３、図１４、図１５に例示するように、網目７０の横方向すなわち幅方向寸法ａに対して縦方向すなわち金属網１６の送り方向寸法ｃの割合ｃ／ａが大きな開口の網目７０を容易に加工できる。また本実施例によれば、第２加工位置Ｐ2 において第２局部切断加工が行われると同時に、第１上型３８U と受け型９４との間に挟まれて編目７０の形状が整形されるので、高精度の金属網１６が得られる。
【００３９】
上記第１上型３７U および第２上型３８U と同期して上下動させられる加工型（前加工工程）により金属板材供給装置１４から第１加工位置Ｐ1 に至る順送過程で第１局部切断工程に先立って幅方向Ｗの凹凸すなわち第１加工位置Ｐ1 で凹溝が形成される場所に送り方向Ｆへ連なる複数本の凸条が金属板材１２に予め形成される場合において、延びの一層少ない材質でも大きな開口の網目７０を形成できるように、その凸条の幅方向Ｗの間隔が順次狭くして凸条の間の谷の深さをさらに深くするようにしてもよい。図１６は、第１加工位置Ｐ1 と第２加工位置Ｐ2 との間においてそのような前加工を施した場合の金属板材１２を示している。また、この前加工も金属板材１２の幅方向の両側部から中央部へ或いは中央部から両側部へ順次加工されてもよい。これによれば、金属板材１２の構成材料固有の伸び以上の大きな開口を有する網目７０が得られる利点がある。従来のメタルラス加工では２０％の伸びが限界であったが、これによれば、たとえば６角形網目であれば５０％程度の伸びまで可能となった。本実施例の伸びとは、図１７或いは図１８に示すように、網目７０の開口の幅寸法をａ、網目７０を囲む桟７４の周長を４ｂとすると、２ｂ／ａである。
【００４０】
図１９および図２０は、前記第１上切刃４２の形状および第２上切刃４８の形状とそれにより形成される金属網１６の網目７０の形状との関係の例を示している。第１上切刃４２の形状が図１９の(a) であり、第２上切刃４８の形状が図１９の(b) である場合は、図１９の(c) に示す網目７０の形状が得られる。また、第１上切刃４２の形状が図２０の(a) であり、第２上切刃４８の形状が図２０の(b) である場合は、図２０の(c) に示す網目７０の形状が得られる。
【００４１】
次に、前記金属板材１２の表面であってその送り方向Ｆの前記第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 にて局部切断される位置の間の位置に、コイニング加工或いはプレス加工により文字等の記号、図形、模様や小穴が少なくとも第２加工位置Ｐ2 に至る前までに予め形成されていてもよい。図２１および図２２は、そのような前加工が施された金属板材１２を用いて形成された金属網１６を示している。上記コイニングは、たとえば第１上型３７U が第２下型３８D との間に金属網１６を挟圧するときに行われても差し支えない。この場合には、第１上型３７U および第２下型３８D がコイニング加工装置としても機能する。
【００４２】
図２３は、切刃を用いることにより桟７４に再度部分切断加工を施してその桟７４の一部を凹状に曲げ、その凹状に曲げられた部分８４を金属網１６の厚み方向に突き出すようにした例を示している。これによれば、三次元的なメッシュ加工ができる。
【００４３】
また、図２４は、前記第１加工位置Ｐ1 に送られる金属板材１２のうちの第１局部切断場所Ｋ1 およびその下流側に凹溝状の塑性加工が行われる場所に、図９の凸条に代えて、下向のＷ字形状凹凸が予め形成された金属板材１２を用いて網目７０を形成した場合を示している。このようにすれば、伸びの小さな金属板材１２を用いても一層大きな開口の網目７０を形成することができる。
【００４４】
また、図２５は、第１加工位置Ｐ1 において、第１局部切断場所Ｋ1 が金属板材１２の面たとえば水平面に平行な面内の凹凸形状とされた例を示している。この場合、第１局部切断場所Ｋ1 をその第１下型３７D の上面３９すなわちその上の金属板材１２の面に平行な面内で凹凸曲線状とするために、その上面３９に平行な面内で凹凸曲線状の第１下切刃４０を有する第１下型３７D と、上記上面３９すなわちその上の金属板材１２の面に平行な面内において第１下切刃４０の凹凸曲線と同様の凹凸曲線状の第１上切刃４２を有する第１上型３７U とが用いられる他は、前述の実施例と同様である。上記第１下切刃４０および第１上切刃４２は、図２５の第１局部切断場所Ｋ1 の凹凸形状に対応する形状を備えているのである。本実施例によれば、金属板材１２の面内で凹凸となる第１局部切断場所Ｋ1 が形成されるので、網目７０の桟７４の伸びを大きくすることができるので、伸びの少ない材質が用いられても大きな網目７０を形成することができる。
【００４５】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施される。
【００４６】
例えば、前述の実施例において、第１加工位置Ｐ1 において形成された第１局部切断場所Ｋ1 から下流側に凹溝が塑性加工されるとき、その第１局部切断場所Ｋ1 が半月状に送り方向Ｆに開くまで凹溝を深く塑性加工してもよい。このようにすれば、金属板材１２の伸び量を多くできるので、伸び２ｂ／ａ或いは網目７０の横方向寸法ａに対する金属網１６の送り方向寸法ｃの割合ｃ／ａを大きく加工できる。
【００４７】
また、前述の実施例の第１下切刃４０或いは第２下切刃４６は、金属板材１２の送り方向Ｆに対して直交する幅方向Ｗに沿って配置されていたが、必ずしも幅方向Ｗに沿って配置されなくてもよく、送り方向Ｆに対して斜めの方向に沿って配置されてもよい。
【００４８】
また、前述の実施例の第２上型３８U の下端部には押圧部材５２が設けられていたが、網目７０の形状精度がそれほど要求されない場合などでは、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４９】
また、前述の実施例の第１押え型５４および第２押え型５６は第１上型３７U および第２上型３８U にそれぞれ設けられていたが、ダイセット３６の上板３４ にそれぞれ設けられていてもよい。
【００５０】
また、前述の実施例では、第２上型３８U による第２局部切断場所Ｋ2 は、第１局部切断場所Ｋ1 の中間位置であったが、必ずしも中間位置でなくてもよい。
【００５１】
また、前述の実施例において、金属板材供給装置１４は複数本のローラ２０を用いて金属板材１２を金属網製造装置１０へ供給するものであったが、金属板材１２の両側端部を挟み且つ送り方向に往復させられるグリッパを用いて金属板材１２を金属網製造装置１０へ供給するものであってもよい。
【００５２】
また、前述の実施例において、第１押え型５４および第２押え型５６は第１スプリング６２および第２スプリング６４によって第１下型３７D 側および第２下型３８D 側へそれぞれ付勢されていたが、磁気的吸引力或いは反発力で押圧方向へ付勢する磁気式付勢装置、ガススプリング、空圧或いは油圧シリンダなどによって第１下型３７D 側および第２下型３８D 側へそれぞれ付勢されてもよい。
【００５３】
また、前述の実施例では、金属板材１２から金属網１６を製造する場合について説明されていたが、本発明はその他の材料に対しても適用され得る。すなわち、塑性加工が可能な可塑変形能を備えた材料であればよい。たとえば、熱可塑性樹脂製の軟質の板状素材、グリーンシートなどのセラミックス粉体を含む軟質の板状素材などにも適用され得る。これらの材料によれば、塑性加工後に加熱硬化処理および発泡処理や焼結処理を行うことにより、合成樹脂製の網やセラミックス製の網が得られる。特に、セラミックス製の網は、化学反応塔や排気ガス通過経路内に設けられる触媒の担体として好適に用いられる。
【００５４】
また、前述の実施例では加工温度について言及していないが、冷間、温間、熱間のいずれにも、本発明が適用され得る。たとえば、第１下型３７D および第２下型３８D や第１押え型５４および第２押え型５６内にヒータを埋設したり、第１加工位置Ｐ1 および第２加工位置Ｐ2 へ送り込まれる金属板材１２を高周波加熱装置や赤外線加熱装置を用いて予め加熱することにより、熱間にて板状素材の塑性変形能を高めた状態で本発明の網加工を行うことができる。このようにすれば、機械的性質を高めるためにフィラーを入れた熱可塑性樹脂製板状素材、炭素Ｃの含有率が４．５％を越えるために塑性変形能が比較的小さい炭素鋼や耐熱鋼、マグネシウム合金、アルミニウム合金に対しても容易に本発明の網加工を行うことができる。また、鉄系超塑性合金、コバルト合金、クロム合金、チタン合金タングステン合金などの超塑性合金に対しても、上記熱間加工が有効である。さらに、鉄鋳物、アルミニウム鋳物であっても、それらの材質に応じて塑性変形能が高まる温度域および加工速度を選択することにより高精度の網を加工することができる。
【００５５】
また、前述の実施例において、材質等に関連して金属網１６の精度が得られる場合や、その精度がそれ程要求されない場合などには押圧部材５２および受け型９４は必ずしも設けられなくてもよい。
【００５６】
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の金属網製造装置を示す正面図である。
【図２】図１の金属網製造装置の要部を拡大して説明する図である。
【図３】図１或いは図２の第１上型の構成を説明する正面図である。
【図４】図１或いは図２の第２上型の構成を説明する正面図である。
【図５】図２の第１加工位置Ｐ1 における局部切断を説明するための図であって、図２のV-V 視断面図である。
【図６】図２の第１加工位置Ｐ1 における局部切断を説明するための斜視図である。
【図７】図２の第２加工位置Ｐ2 における局部切断を説明するための図であって、図２のVII-VII 視断面図である。
【図８】図２の第２加工位置Ｐ2 における局部切断を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例の金属網製造装置の構成を説明する図であって、図２に相当する図である。
【図１０】第１加工位置Ｐ1 への供給に先立って、順次送られる過程で金属板材の中央部から両側部へ順次前加工が行われた金属板材を示す図である。
【図１１】第１加工位置Ｐ1 への供給に先立って、順次送られる過程で金属板材の両側部から中央部へ順次前加工が行われた金属板材を示す図である。
【図１２】図９の実施例において第１加工位置Ｐ1 における局部切断を説明するための図であって、図９のX-X 視断面図である。
【図１３】比較的伸びの大きい金属板材を用いて図１の金属網製造装置により形成した金属網、或いは比較的伸びの小さい金属板材を用いて図９の金属網製造装置により形成した金属網の例を示す図である。
【図１４】比較的伸びの大きい金属板材を用いて図１の金属網製造装置により形成した金属網、或いは比較的伸びの小さい金属板材を用いて図９の金属網製造装置により形成した金属網の例を示す図である。
【図１５】比較的伸びの大きい金属板材を用いて図１の金属網製造装置により形成した金属網、或いは比較的伸びの小さい金属板材を用いて図９の金属網製造装置により形成した金属網の例を示す図である。
【図１６】予め凹凸が形成された金属板材を、第１加工位置Ｐ1 と第２加工位置Ｐ2 との間でさらに深い凹凸を形成した例を示す図である。
【図１７】４角形状の金属網の網目において伸びの定義である２ｂ／ａを説明する図である。
【図１８】６角形状の金属網の網目において伸びの定義である２ｂ／ａを説明する図である。
【図１９】第１上切刃の形状および第２上切刃の形状とそれにより形成される金属網の網目の形状との関係の例を説明する図である。
【図２０】第１上切刃の形状および第２上切刃の形状とそれにより形成される金属網の網目の形状との関係の例を説明する図である。
【図２１】６角形状の金属網の網目を囲む桟にコイニングによる記号あるいは文字が刻印された例を示す図である。
【図２２】４角形状の金属網の網目を囲む桟にコイニングによる記号あるいは文字が刻印された例を示す図である。
【図２３】４角形状の金属網の網目を囲む桟に、さらに部分切断加工を施してその桟の一部を凹状に曲げ、その凹状に曲げられた部分を金属網の厚み方向に突き出すようにして三次元的に構成した例を示す図である。
【図２４】本発明の他の実施例における図２１に相当する図である。
【図２５】本発明の他の実施例における図２１に相当する図である。
【図２６】従来のメタルラス製造装置の構成の要部を説明する図である。
【図２７】図２６のメタルラス製造装置に用いられる上型を説明する図である。
【図２８】従来のエキスパンドメタル製造装置の構成の要部を説明する図である。
【図２９】図２８のエキスパンドメタル製造装置により加工された金属板材を説明する図である。
【符号の説明】
１０：金属網製造装置（網状部材製造装置）
１２：金属板材（板状素材）
１６：金属網（網状部材）
３０：駆動装置（上型駆動装置）
３７D ：第１下型
３７U ：第１上型
３８D ：第２下型
３８U ：第２上型
４０：第１下切刃
４２：第１上切刃
４６：第２下切刃
４８：第２上切刃
Claims (4)
- 所定の周期で一方向に間欠的に送られる板状素材に塑性加工を行うことにより網状部材を製造する網状部材の製造方法であって、
前記板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、該送り方向に交差する方向の複数位置において該交差する方向の所定長さの第１局部切断を行うとともに、該第１局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させる第１局部切断工程と、
前記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、前記板状素材の送り方向の前記第１局部切断が行われた位置の間に位置し且つ該板状素材の送り方向に交差する方向の複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする該交差する方向の所定長さの第２局部切断を前記第１局部切断と同時に行うとともに、該第２局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させる第２局部切断工程と
を、含むことを特徴とする網状部材の製造方法。 - 所定の周期で一方向に間欠的に送られる板状素材に塑性加工を行うことにより網状部材を製造する網状部材の製造装置であって、
前記板状素材の送り方向の所定位置に定められた第１加工位置において、該送り方向に交差する方向に連なる第１下切刃を有する第１下型と、
該第１下型の第１下切刃に沿った複数位置において該第１下切刃との間で所定長さの第１局部切断を同時に行うための凹凸曲線状の第１上切刃と、該第１局部切断場所の下流側を凹溝状に塑性変形させるための複数の凸曲面を有する第１塑性加工面とを有し、該第１下型に対して接近離隔させられる第１上型と、
前記第１加工位置の下流側に設けられた第２加工位置において、前記板状素材の送り方向に交差する方向に沿い且つ前記第１塑性加工面の凹凸に対して反転した凸凹曲線の連なりから成る第２下切刃を有する第２下型と、
該第２下型の第２下切刃に沿った複数位置において前記第１局部切断により切断されていない位置を中心とする所定長さの第２局部切断を該第２下切刃との間で同時に行うために前記第１塑性加工面の凹凸面に対して反転した凸凹曲線の連なりから成る第２上切刃と、該第２局部切断場所の下流側を凹状に塑性変形させるために該第２下切刃の凸凹曲線から下流側に続く凸凹面を備えた第２塑性加工面とを有し、該第２下型に対して接近離隔させられる第２上型と、
前記第１上型および第２上型を前記第１下型および第２下型に対して同期して往復駆動する上型駆動装置と
を、含むことを特徴とする網状部材の製造装置。 - 前記第１下型は、前記板状素材の送り方向に交差する方向に沿った直線状の第１下切刃を有するものであり、
前記第１上型は、前記板状素材の送り方向に垂直な面内の凹凸曲線の連なりから成る第１上切刃を有するものである請求項２の網状部材の製造装置。 - 前記第１下型は、前記第１局部切断場所を前記板状素材の面に平行な面内で凹凸曲線状とするために、前記板状素材の面に平行な面内の凹凸曲線状の第１下切刃を有するものであり、
前記第１上型は、前記板状素材の面に平行な面内において該第１下切刃の凹凸曲線と同様の凹凸曲線状の第１上切刃を有するものである請求項２の網状部材の製造装置。
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