JP4920455B2 - 異形断面長尺薄板コイル及びこれを使用した成形体 - Google Patents
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Description
電子機器では、装置内部で熱が発生し、ファンやフィンなどにより放熱しているが、樹脂筐体では熱が放散しにくいため、高集積化が困難である。
電子機器は電磁波を発生するが、これが遮断できないと、人体に有害となる。樹脂では電磁波を遮断できないため、筐体内面に金属めっきなどを施しているが、その分コスト高である。
(1)板厚を考慮すること、
(2)ダイカスト、チキソキャスティング等の鋳造法を用い、リブを付与すること、さらに
(3)裏面に補強板を接着により貼り付けること(例えば、特許文献1、2及び3参照)、
(4)プレス成形により凸形状に張出させ、または凹形状に窪ませたいわゆるボンネット構造とすること(例えば、特許文献4及び5参照)が行われている。
(5)主に銅材料又はアルミニウム材料にて押出し、溝圧延、ダイス引抜きの1種又は2種以上を用いて作製されていることを特徴とするフィン放熱器のベースプレートである(例えば、特許文献6参照)。
(6)大きな断面変化を伴う場合や、板幅の広い材料の場合や、冷間圧延性の悪い材料の場合などの冷間圧延加工を可能とする冷間加工装置に関し、外周に溝を設けた下ローラと一定の外径を有する上ローラとで加圧しながら冷間圧延する装置であって、上ローラの下面と下ローラの上面との間に設けた空間の中をスリットコイルを通過させることにより、空間の形状と同じ断面を有する異形圧延材を製造する(例えば、特許文献7参照)。
(7)蒸発性能及び凝縮性能の双方が優れていると共に、圧力損失が小さい交差溝付溶接管、その素材となる交差溝付溶接管用条材、この交差溝付溶接管用条材を溝圧延する溝付ロール及び前記交差溝付溶接管の製造方法であって、交差溝付溶接管において、管軸方向に沿って平坦部を設け、管内面における管軸方向に平行な直線に対して一定の角度θで傾斜するように延びた複数の交差溝付帯を一定の間隔で設け、交差溝付部間に螺旋溝付帯を設け、複数の交差溝付部と複数の螺旋溝付帯とを交互に配置する(例えば、特許文献8参照)。
(2)に関しては、充填不良、ポロシティ、湯境等による欠陥製品、及びランナー部は廃棄となり歩留まりが低い。また、表面には湯じわ、ピンホール等が存在し、パテ埋め、研磨など後工程を要する。従って、コスト増となる。さらに、板厚1.0mm以下の薄肉製品の製造が困難である。例えば引用文献1では、ダイカストにより0.7mm以下の厚さの電子機器筐体でも安定して生産できることが示されているが、ランナー部による低歩留まり及び後工程の問題、並びに板厚全体に渡って1.0mm以下とすることは困難という問題が残る。
(4)に関しては、剛性確保を目的としてボンネット構造とするため、デザインの自由度が制限される。表面が平面形状のプレス用金型と比して金型加工費が追加になる。また、成形時には曲げ及び張出の部位にてクラック等の欠陥を生ずることがある。
(5)に関しては、銅合金又はアルミニウム合金によるものであって、冷間溝圧延、押出し、引抜き等既存技術で製造可能なものである。
(6)に関しては、片面に溝を設け、他面を平坦とした板材をコイル状に巻き取る方法が提案されているが、冷間圧延を前提としており、冷間加工性に劣るマグネシウム又はマグネシウム合金に適用することは困難である。
(7)に関しては、50mm以上の幅で、曲がり、及び波打を生じさせず、10m以上の圧延を行い、コイル状に巻き取ることは困難である。
本発明は、前記従来技術の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、薄板で充分な曲げ強度及び曲げ剛性を具備する金属薄板をコイルで提供することを目的とする。また、本発明は、熱間溝圧延により製造した充分な曲げ強度及び曲げ剛性を具備する金属板をプレス成形した、高強度、高剛性、及び意匠性に優れる成形体を提供することを目的とする。
第2発明の実施形態は、以下のとおりである。前記マグネシウム又はマグネシウム合金の薄板が、熱間溝圧延により製造されていることを特徴とする。
前記溝部の板厚をt、溝が無い部位の板厚をTとするとき、t/Tの値が0.5以上0.8以下であることを特徴とする。0.5以上であることは、溝部に波打ちが発生することを防ぐための限定であり、0.8以下であることは、市場の要求を鑑みて必要な曲げ剛性及び曲げ強度を確保した上で有効な軽量化を実現するための限定である。
また、前記溝部の幅をw、素材の板厚をt0とするとき、w/t0の値が15以下であり、前記溝部の幅が1mm以上であることを特徴とする。w/t0の値が15以下であることは、溝部に波打ちが発生することを防ぐための限定であり、前記溝部の幅が1mm以上であることは、ロール加工を困難にしないための限定である。
さらに、溝を形成するための熱間圧延は、圧延ロールを100℃ないし400℃に加熱し、材料のマグネシウム又はマグネシウム合金の薄板を室温ないし400℃に加熱して行うことが、効率的に圧延を行うために好ましい。
本発明の実施形態の異形断面長尺薄板コイル1は、図1に示すように、片面の複数の凸部2と凹部3、及び反対面の平坦部4からなる。図1では、溝の数は6本、凸部の数は7本である。異形断面長尺薄板コイル1の幅方向の軸線G周りの剛性は、断面二次モーメントに比例するため、異形断面長尺薄板コイル1の断面二次モーメントIdと同一の幅方向長さ且つ断面積を有する平板の断面二次モーメントIfとの比をとることにより、剛性の増加の程度がわかる。
実施例1は、図2に部分的形状を示す、溝幅及び溝間隔がそれぞれ3mmのロールを用いて、熱間で単板圧延を行った。溝深さは、0.2mmで、溝は板幅一杯に付与されるようにした。もう一方のロールはフラットとした。素材に公称板厚0.6mm及び0.4mmのAZ31Bマグネシウム合金板、及び0.625mmのAZ61マグネシウム合金板を使用し、素材を室温、及び300℃に加熱し、ロールを240℃に加熱して圧延を行った。潤滑を行う場合には窒化ホウ素を用いた。また、比較として、冷間圧延も行った。素材に公称板厚0.6mm及び1.35mmのAZ31Bマグネシウム合金板を使用した。
次に、溝幅の影響を調べるため、図3に部分的形状を示すロールを作製し熱間で単板圧延を行った。溝幅及び溝の間隔はそれぞれ6mm、溝深さは0.16mmとした。素材に公称板厚0.6mm及び0.4mmのAZ31Bマグネシウム合金板を使用し、素材を300℃、ロールを240℃に加熱して圧延を行った。潤滑には窒化ホウ素を用いた。評価方法は実施例1に準ずる。
次に、素材に公称板厚0.6mm、板幅300mmのAZ31Bマグネシウム合金コイルを用いて、熱間で連続的に圧延を行った。ロール形状は、図2の溝ロールに準じている。加熱温度は素材を300℃、ロールを240℃とした。
AZ31Bマグネシウム合金コイルを用いて熱間で圧延した結果、曲がりや破断無く、片面に溝が付与され、他面が平坦なマグネシウム合金コイルができた。
3mm及び6mm幅の溝ロールにて圧延したAZ31Bマグネシウム合金板を使用して、熱間における角筒深絞りを行い、成形体を作製した。加熱温度は、ダイ及びしわ押さえを280℃、パンチを180℃とし、絞り速度は5mm/secで成形した。成形体の寸法は、底面が50mm×50mm、高さは30mmである。ブランクと、溝の位置関係は、図4(a)ないし(d)に示す通りであり、それぞれ平坦面が成形体の外側となるように成形した。熱間深絞りの評価は、30mm高さの成形の可否により判断した。また、絞り底部に負荷し、撓みを測定することで、剛性の評価を行った。
3mm幅の溝ロールにて圧延したAZ31Bマグネシウム合金板を使用して、熱間におけるプレス成形により、電子機器部品筐体を作製した。成形体は、絞り底部に負荷し、撓みを測定することで、剛性の評価を行った。その結果、プレス成形は割れなしに成功し、等重量の筐体に比して、高い剛性を持つことが確認され、ノートブック型パソコン筐体に供することができた。
深絞り成形において、成形体側壁部に溝が付与されている場合、却って成形時の破断を生じ易くすることから、側壁部の面積が小さく、剛性および強度を必要としない場合、成形体側壁部の溝は必ずしも要しない。
1 異形断面長尺薄板コイル
2 凸部
3 凹部
4 平坦部
Claims (2)
- 片面に長手方向に延びる断面矩形の溝を幅方向に間隔をおいて複数本設け、他面は平坦である厚さ0.4mm以上1.0mm以下のマグネシウム又はマグネシウム合金の薄板であり、前記溝を一回の熱間圧延を用いた連続加工により形成したことを特徴とする異形断面長尺薄板コイル。
- 片面に長手方向に延びる断面矩形の溝を幅方向に間隔をおいて複数本設け、他面は平坦である厚さ0.4mm以上1.0mm以下のマグネシウム又はマグネシウム合金の薄板を使用して、平坦面を外側にしてプレス成形により成形されていることを特徴とする請求項1記載の異形断面長尺薄板コイルを使用した成形体。
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