JP5325667B2

JP5325667B2 - 異形断面条の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP5325667B2
Application number: JP2009145026A
Authority: JP
Inventors: 健櫻井; 俊緑 ▲すくも▼田; 慎也小池
Original assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: JP2011000609A

Description

本発明は、厚肉部と薄肉部とが幅方向に並んで形成された異形断面条を製造する方法及びその製造装置に関する。

周知のように、例えば、ＬＥＤやパワートランジスタ等のリードフレームに、銅合金等の金属からなる異形断面条が用いられている。この異形断面条を製造する場合、一組のロールの一方を複数の大径部と小径部とが交互に並べられた段付きロールとし、他方を平ロールとして、これらロールの間に平板状素材を送り込んで圧延することにより、大径部によって成形される薄肉部と小径部によって成形される厚肉部とを有する異形断面条が製造される。
このような異形断面条の成形において、大径部の両側面は適宜角度の傾斜面とされている。この場合、この傾斜面と小径部表面との間の角部に材料が十分に充満する必要があるが、幅方向の両端部（条の両側部）では、材料が自由端である端縁に流れ易いため、その端縁に近い位置の厚肉部では、ロールの小径部の表面と大径部の傾斜面とのなす形状と一致せず、幅方向の中央部の厚肉部に比べて、角部がだれた形状になり易いという問題がある。

このような問題を解決するため、特許文献１、特許文献２記載の技術がある。
特許文献１記載の技術は、複数個の大径部を同じ断面形状で並べた段付きロールとし、幅方向の最も両端位置に、中央部の厚肉部とその両側の薄肉部との間の傾斜面と同じ角度の傾斜面で薄肉部から連続する端部側厚肉部を形成することにより、この端部側厚肉部には材料の充満が不十分となるが、製品となる中央部の厚肉部には十分に材料を充満させることができるようにしている。
また、特許文献２に記載の技術では、ロールの幅方向の両端部に、材料のメタルフローを規制するために、端部側の厚肉部の断面積を中央部の厚肉部の断面積のほぼ１／２とする位置に、薄肉部形成用の凸条部（大径部）よりも高いメタルフロー規制用凸条部と、このメタルフロー規制用凸条部に対応する凹条部とを配置することにより、このメタルフロー規制用凸条部と凹条部との間では圧延が行われないようにして、材料の流れ込みが生じないようにしている。

特開平６−３２８１５３号公報特開平７−３９９７９号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、端部側厚肉部は材料が十分に充満しないため使用できない部分であり、その分、材料にロスが生じて歩留まりが悪い。また、特許文献２記載の技術も、メタルフロー規制用凸条部と凹条部とで成形した部分は、使用に供される部分ではないため、特許文献１記載の技術と同様に、材料ロスとなって歩留まりを低下させるとともに、メタルフローを生じさせないように成形することが難しく、高い加工精度が要求される。また、二つのロールともが段付き形状となるため、設備費がかさむ問題も生じる。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであって、厚肉部に十分に材料を充満させて精度よく異形断面条を製造するとともに、その際に材料ロスによる歩留まり低下や設備費の増大等を招くことのない異形断面条の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

上記従来技術は、製品部の外側に、製品部と同じ形状の端部側厚肉部を付加し（特許文献１）、あるいはメタルフロー規制用凸条部と凹条部とで成形される部分を付加（特許文献２）することにより、製品部には充満不十分となる部分を発生させないようにしたものであり、製品部以外に付加する部分があるため、材料ロスの発生は避けられない。
厚肉部が充満不十分となるのは、材料が幅方向の両端方向に逃げるようにメタルフローするからであり、これを解決するために、逃げる分に対応して、材料を逆に両端部から厚肉部に寄せるように流動させてやれば、厚肉部のだれを防止できると考えた。

すなわち、本発明の異形断面条の製造方法は、複数の大径部と小径部とが交互に並んだ段付きロールと、該段付きロールと平行に配置した平ロールとの間で平板状素材を圧延して、複数の厚肉部と薄肉部とが幅方向に並んだ異形断面条を製造する方法であって、前記段付きロールと平ロールとの間で前記平板状素材を圧延するに際し、該平板状素材の幅方向の両端部に、前記段付きロールの小径部により厚肉部を形成しつつ、該小径部から突出し外周端から半径方向内方に向かうにしたがって前記大径部の側面に漸次近づく方向に傾斜する傾斜面が形成された凸条部により前記厚肉部の端縁部の少なくとも一部を幅方向の内方に向けて押圧加工し、前記厚肉部の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部の深さは、該厚肉部の厚さをＴとするとき、０．２×Ｔ〜０．９×Ｔの範囲内に設定されることを特徴とする。

この異形断面条では、幅方向の両端部に位置する厚肉部とその内側に隣接する薄肉部との間の段差部において、厚肉部の上面と側面との間の角部（当該厚肉部における条の幅方向内方側の端部）が欠肉し易い。そこで、厚肉部の端縁部の少なくとも一部を幅方向の内方に向けて押圧加工して、該厚肉部の端縁部から幅方向内方側の角部に向けて材料を寄せるようにメタルフローを生じさせることにより、その部分の欠肉を防止するのである。

また、凸条部の傾斜面によって押圧加工することにより、幅方向の内方に向けてメタルフローが生じる。

さらに、厚肉部の端縁部を押圧加工することにより、その部分には溝部が形成されるが、この端縁溝部の大きさを上記範囲とすることにより、その部分の材料を上記角部に向けて有効にフローさせることができる。

本発明の異形断面条の製造装置は、複数の大径部と小径部とが交互に並んだ段付きロールと、該段付きロールと平行に配置した平ロールとの間で平板状素材を圧延して、複数の厚肉部と薄肉部とが幅方向に並んだ異形断面条を製造する装置であって、前記段付きロールの両端部に、前記平板状素材の幅方向両端部に厚肉部を形成する小径部が配置されるとともに、該小径部に、この小径部よりも大きい径を有し、前記厚肉部の端縁部を押圧加工する凸条部が、前記小径部に隣接する大径部の側面から間隔を開けて形成され、前記凸条部に、その外周端から半径方向内方に向かうにしたがって前記大径部の側面に漸次近づく方向に傾斜する傾斜面が形成されており、前記厚肉部の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部の深さは、該厚肉部の厚さをＴとするとき、０．２×Ｔ〜０．９×Ｔの範囲内に設定されることを特徴とする。

小径部の凸条部により端縁部を押圧加工することにより、その傾斜面によって幅方向内方側に向けてメタルフローが生じ、当該厚肉部の幅方向内方側の端部に材料を寄せて欠肉を防止することができる。

本発明によれば、厚肉部の端縁部を押圧加工して幅方向内方側の角部に向けて材料を寄せるようにメタルフローを生じさせているので、幅方向両端部に位置する厚肉部において欠肉が生じ易い内側の角部に材料を寄せて欠肉を防止し、十分に材料を充満させて精度よく異形断面条を製造することができ、しかも、端縁部を押圧加工するだけであるから、材料ロスによる歩留まり低下や設備費の増大等を招くことがなく経済的である。

本発明に係る異形断面条の製造方法の一実施形態において用いられる段付きロールと平ロールとの間で平板状素材を圧延している状態を示す斜視図である。図１の段付きロールと平ロールとの圧延部分を示す縦断面図である。図１の段付きロールの正面図である。一実施形態の方法で製造された異形断面条の縦断面図であり、（ａ）が圧延後の状態、（ｂ）が圧延後に両端縁部を切り落とした状態を示す。段付きロールの凸条部についての変形例を示す部分断面図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
まず、異形断面条の製造装置の実施形態について説明する。
この製造装置は、図１に示すように、段付きロール１と平ロール２とを備えている。段付きロール１は、半径Ｒ１とされた複数の大径部３と、半径Ｒ２とされた複数の小径部４とが幅方向に交互に並んだ形状とされ、平ロール２は、幅方向にわたって均一な半径Ｒ３とされることにより、外周面が凹凸のない平坦な円周面とされている。これら両ロール１，２は、その間に間隙を開けて両軸線Ｐ１，Ｐ２を平行にして配置され、図示略の駆動機構によって回転駆動される構成とされている。そして、これら段付きロール１と平ロール２との間に平板状素材５を通すことにより、段付きロール１の大径部３と小径部４とに対応して、薄肉部６と厚肉部７とが幅方向に並んだ異形断面条８が形成されるようになっている。

段付きロール１は、図示例では３個の大径部３が小径部４を介して幅方向に並んで配置され、両端部が小径部４とされている。各大径部３は、その外周面が軸線Ｐ１方向に平行に形成され、図２及び図３に示すように、両側面１１が半径内方に向かうにしたがって漸次大径部３の幅を大きくするように半径方向に対して所定の角度θ１で傾斜した傾斜面とされ、また、小径部４は、その外周面が軸線Ｐ１方向に平行に形成されている。したがって、小径部４の外周面と大径部３の側面１１との間の角部のなす角度は９０°よりも大きく、また、大径部３の外周面と側面１１との間の角部のなす角度も９０°より大きく形成されており、大径部３は台形状の断面となるように形成されている。さらに、大径部３の外周面と側面１１との間は例えば０．１〜０．２ｍｍの曲率半径ｒ１で面取り加工されている。

また、この段付きロール１の両端部の小径部４には、大径部３の半径Ｒ１より小さいが小径部４の半径Ｒ２より大きい半径Ｒ４を有し、小径部４から若干の高さで突出する凸条部１２が形成されている。この凸条部１２は、平板状素材５の幅方向両端部に形成される厚肉部７の端縁部を押圧加工するようになっている。
この場合、凸条部１２は、段付きロール１の幅方向内方に位置する側縁部で平板状素材５を押圧加工するようになっており、その部分の側面１３は、半径方向内方に向かうにしたがって隣接する大径部３の側面１１に近づくように、半径方向に対して所定の角度θ２で傾斜した傾斜面とされ、この側面１３と外周面との間の角度が９０°よりも大きく形成されている。また、その傾斜面１３と外周面との間は０．１〜０．２ｍｍの曲率半径ｒ２で面取り加工されている。
なお、大径部３の側面１１の角度θ１、凸条部１２の側面１３の角度θ２は、特に限定するものではないが、５〜６０°が好適であり、その角度範囲内で、両方を同じ角度としてもよいし、異なる角度に設定してもよい。

次に、このように構成した製造装置によって平板状素材５から異形断面条８を製造する方法について説明する。
図１に示すように、段付きロール１と平ロール２との間に平板状素材５を通過させて圧延すると、段付きロール１の大径部３によって薄肉部６が形成され、小径部４によって厚肉部７が形成され、これら薄肉部６と厚肉部７とが幅方向に交互に並んだ異形断面条８が形成される。

この場合、図２に示すように、平ロール２の上で段付きロール１の大径部３によって平板状素材５が圧縮されることにより、この平板状素材５が異形断面条８に変形される過程で、大径部３に押圧される部分には破線矢印に示すようにメタルフローが生じる。このうち、大径部３の外周面で押圧される部分では、この大径部３の外周面と平ロール２との間の薄い部分から、隣接する小径部４と平ロール２との間の厚い部分へ回り込むように材料が流動し、また、大径部３の側面１１で押圧される部分では、この側面１１が傾斜面であることから、この大径部３に小径部４を介して隣接する他方の大径部３に向けて材料が流動する。このようなメタルフローにおいて、小径部４の両側に大径部３が配置されている部分、例えば図２の右側半分の部分では、両大径部３の間で、その一方の大径部３から他方の大径部３に向けて材料が相互に押圧されるので、大径部３と小径部４との間で形成される溝状部分に緊密に材料が充満して、精度よく厚肉部７を形成することができる。

一方、段付きロール１の両端部に位置する小径部４の部分（図２の左側半分の部分）では、その内側の大径部３の側面１１によって材料が押圧されるので、凸条部１２がなければ外側に材料が逃げてしまい、大径部３と小径部４との間に鎖線で示すような欠肉部Ａが生じることになるが、凸条部１２が平板状素材５の端縁部を押圧することにより、図２に実線矢印で示したように、この凸条部１２の外周面と平ロール２との間で材料が、小径部４と平ロール２との間に回り込むように流動し、また、凸条部１２の内側の側面１３は傾斜面であるので、この側面１３が、小径部４を介して隣接する大径部３に向けて材料を押圧する。

したがって、この幅方向の両端部では、段付きロール１の大径部３の側面１１と小径部４の外周面との間に形成される角部にも緊密に材料が充満し、前述したような欠肉部Ａの発生を確実に防止し、精度よく厚肉部７を形成することができる。
なお、この幅方向両端部の厚肉部７の端縁部には、凸条部１２によって押圧加工されることにより、図４（ａ）に示すように若干窪んだ端縁溝部１４が形成されるが、この端縁溝部１４の部分は図４（ｂ）に示すように切り落としてもよいし、０〜３ｍｍの範囲で残しておいてもよい。残しておく場合は、後加工の際に、この溝部１４を利用して加工機等との位置決めをすることが可能である。

このように、この製造方法によれば、異形断面条８の幅方向両端部に形成される厚肉部７の端縁部を凸条部１２によって押圧して材料を内側に寄せるように加工するので、この厚肉部７の内側の角部に材料が緊密に充満して、高精度の異形断面条８を製造することができる。
この場合、異形断面条８としては、例えば、薄肉部６の厚さが０．１〜１ｍｍ、幅が０．３〜３０ｍｍ、厚肉部７の厚さが０．３〜３ｍｍ、幅が０．５〜５ｍｍのものに適用することができる。また、幅方向両端部の端縁部の加工は、厚肉部７の厚さをＴ、端縁部の溝状部１４の残厚をｔとすると、ｔ／Ｔを０．２〜０．９の範囲に設定することにより、厚肉部７の角部への材料の充満を良くすることができる。端縁溝部１４の幅は、厚肉部７の幅によっても異なるが、１〜１０ｍｍの範囲で設定すればよい。

以上、本発明の実施形態の製造方法について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、凸条部１２に、傾斜面となる側面１３を形成し、その側面１３と外周面との間の角部を若干の曲率半径ｒ２で面取りしたが、図５に示す段付きロール２１の凸条部２２のように、曲率半径ｒ３をさらに大きくして、小径部４の外周面の端縁から凸条部２２の外周面の端縁までの間の全体を凸円弧面とする側面２３としてもよい。
要は、凸条部は、段付きロールの幅方向内方に向く側面が、その外周端から半径方向内方に向かうにしたがって隣接する大径部の側面に漸次近づく方向に傾斜している形状であればよく、平坦面、凸円弧面のいずれでもよい。
また、厚肉部と薄肉部との数や寸法等は図示例に限定されるものではなく、複数の厚肉部どうし、薄肉部どうしの厚さや幅をそれぞれ同じ寸法に設定してもよいし、それぞれ異なる寸法に設定したものとしてもよい。

１段付きロール
２平ロール
３大径部
４小径部
５平板状素材
６薄肉部
７厚肉部
８異形断面条
１１側面（傾斜面）
１２凸条部
１３側面（傾斜面）
１４溝状部
２１段付きロール
２２凸条部
２３側面（傾斜面）

Claims

複数の大径部と小径部とが交互に並んだ段付きロールと、該段付きロールと平行に配置した平ロールとの間で平板状素材を圧延して、複数の厚肉部と薄肉部とが幅方向に並んだ異形断面条を製造する方法であって、前記段付きロールと平ロールとの間で前記平板状素材を圧延するに際し、該平板状素材の幅方向の両端部に、前記段付きロールの小径部により厚肉部を形成しつつ、該小径部から突出し外周端から半径方向内方に向かうにしたがって前記大径部の側面に漸次近づく方向に傾斜する傾斜面が形成された凸条部により前記厚肉部の端縁部の少なくとも一部を幅方向の内方に向けて押圧加工し、前記厚肉部の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部の深さは、該厚肉部の厚さをＴとするとき、０．２×Ｔ〜０．９×Ｔの範囲内に設定されることを特徴とする異形断面条の製造方法。
複数の大径部と小径部とが交互に並んだ段付きロールと、該段付きロールと平行に配置した平ロールとの間で平板状素材を圧延して、複数の厚肉部と薄肉部とが幅方向に並んだ異形断面条を製造する装置であって、前記段付きロールの両端部に、前記平板状素材の幅方向両端部に厚肉部を形成する小径部が配置されるとともに、該小径部に、この小径部よりも大きい径を有し、前記厚肉部の端縁部を押圧加工する凸条部が、前記小径部に隣接する大径部の側面から間隔を開けて形成され、前記凸条部に、その外周端から半径方向内方に向かうにしたがって前記大径部の側面に漸次近づく方向に傾斜する傾斜面が形成されており、前記厚肉部の端縁部を押圧加工して形成される端縁溝部の深さは、該厚肉部の厚さをＴとするとき、０．２×Ｔ〜０．９×Ｔの範囲内に設定されることを特徴とする異形断面条の製造装置。