JP6664615B1 - 鍵製造方法および鍵製造ライン - Google Patents

Abstract

【課題】 製造ラインのコンパクト化を実現し、素材変更をすることなく耐久性の高い鍵を提供すること。【解決手段】銅合金の所定厚みの板体の片面または両面に対して刻印その他の表面凹凸を打刻してから、錠へ差し込む所定幅にて延伸した差込側と当該差込側に連なる差込側より幅広の持手側とからなる鍵基体を打ち抜き、その後鍵基体の差込側の両辺または片辺の厚みを鍵山削出用に薄くし、側周耐久性を有する鍵を製造することを特徴とする鍵製造方法である。【選択図】図２

Description

本発明は、製造ラインのコンパクト化を実現し耐久性の高い鍵を製造する方法およびラインに関する。

従来、ドアや車など、錠に差し込み、回転して開錠する鍵は、手で摘まむ持手側とこれより幅狭となって延伸する鍵山の形成された差込側と、により構成される。この様な鍵は、一定厚みの所定幅のロール状の板材を、巻きグセを取りながら供給し、大きく、打抜き→打刻→面押し（薄化）→→鍵山形成（切削）の順に工程を経て形成されるものである。

ここで、打抜きは、板材から、持手側と差込側とが連なった鍵の粗形ないし概形である、鍵基体を分離する工程であり、生産性の観点から単位面積あたりの打抜き個数が多くなるように配置された打抜型によりいちどに多数の鍵基体が打ち抜かれる。
打刻工程では、ばらばらになった鍵基体をパーツフィーダー等で整列供給し、持手側を中心として片面または両面に、表面意匠の形成や文字が打刻される。
面押しでは、その後の鍵山形成に先立ち、差込側の両辺または片辺に上下から圧力をかけるなどして厚みを薄くする。
なお、差込側へは、長手方向に沿った溝（凹条）の形成なども適宜おこなわれ、このほか、面取りや油差し、脱脂工程も各工程に前後して適宜おこなわれる。

一方で、鍵の素材は、加工性の良さや、打抜き後の廃材のリサイクル性（再び溶融してロールとされる）の良さから、所定の銅合金が用いられている。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
鍵を長年使用すると、主として持手側の側周にヒビや割れが生じ、ユーザから苦情が来るという問題点があった。換言すると、鍵の耐久性が劣る場合があるという問題点があった。
ここで、耐久性を向上させるために素材変更も選択肢の一つではあるが、打抜き、打刻、切削等の加工性の良さ、リサイクル性の良さを鑑み、また、苦情件数が多くはないことを考慮すると、打抜型等加工側の各要素の再検討も必要となる素材変更は事実上できないという問題点もあった。

なお、鍵の製造方法については、ＦＩとして「鍵の製法」Ｅ０５Ｂ１９／００＠Ｃが降られており、ＦＩ検索をおこなったところ（２０１９年１１月１９日）、全８３件のヒットがあり、先行技術文献として、特許文献１〜３を発見した。
特許文献１は、ロール材から鍵基体を切断分離する工程や鍵山を形成する工程は開示されるものの、打刻工程が存在しない。これは、本願にいう持手側は樹脂製としており、差込側と持手側とが一体となった鍵でないからであり、本願と技術思想が相違する。
特許文献２は、本願にいう鍵基体の中に電子キーを埋め込む技術を開示するものであって、物理的な形状形成を主とする本願とは異なる鍵の製造方法である。
特許文献３は、元鍵がない場合にブランクキーから複製キーを製造する技術を開示するものであり、合金板から鍵を打ち抜くような本願とは異なる鍵の製造方法である。
このほか、上記８３件の先行技術には、打抜きと打刻との順番への言及や、鍵側周のヒビ抑制についての改善について開示するものは発見されなかった。

特願２００６−１５１９３９ 特表２００８−５４５９１３ 特開２００３−２０８２８

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、製造ラインのコンパクト化を実現し、素材変更をすることなく耐久性の高い鍵を提供することを目的とする。

請求項１に記載の鍵製造方法は、銅合金の所定厚みの板体の片面または両面に対して刻印その他の表面凹凸を打刻してから、錠へ差し込む所定幅にて延伸した差込側と当該差込側に連なる差込側より幅広の持手側とからなる鍵基体を打ち抜き、その後鍵基体の差込側の両辺または片辺の厚みを鍵山削出用に薄くし、側周耐久性を有する鍵を製造することを特徴とする。

すなわち、請求項１に記載の発明は、打抜き前に打刻をすることにより、経年使用による特に持手側側周（持手側周縁）のヒビや割れの発生を抑制する。
また、打抜き後に打刻する場合には必要な、鍵基体の整列供給やオイル塗布、脱脂等の装置が不要となるので、製造ラインをコンパクト化することも可能となる。

言うまでもないが、表面凹凸は、鍵基体に対応した位置合わせがされているものとする。
なお、鍵の製造工程では、他の工程、たとえば、脱脂、洗浄、鍵基体の整列供給、差込断面のＷ字状への削溝や整形、側周の面取りなどが適宜介在してもよいものとする。
また、持手側は楕円形など、平面視において縁が適宜曲線を描くなめらかな形状とすることができる。

請求項２に記載の鍵製造方法は、請求項１に記載の鍵製造方法において、板体はロール状に巻かれた帯様の銅合金の巻きをほどきながら連続的にまたは間欠的に供給され、打刻は複数の鍵基体用に配置されたパタンの打刻であり、打ち抜きは当該複数の鍵基体をいちどに打ち抜くことを特徴とする。

すなわち、請求項２にかかる発明は、残留応力が残存しやすい製造環境下であっても、経年使用による持手側側周のヒビや割れの発生を抑制する。

請求項３に記載の鍵製造ラインは、所定厚みの銅合金の板体を連続的にまたは間欠的に供給する供給手段と、鍵の表面に施す刻印その他の表面凹凸が複数配されたパタンを、供給手段から供給された板体の片面または両面に打刻する打刻手段と、打刻手段により打刻された板体の表面凹凸のそれぞれの外側ないし外縁をいちどに打ち抜き、錠へ差し込む所定幅の差込側とこれに連なる差込側より幅広の持手側とからなる鍵基体を板体から分離する打抜分離手段と、打抜分離手段により打ち抜かれた鍵基体の差込側の両辺または片辺の厚みを薄くする薄化手段と、を具備し側周耐久性を有する鍵を製造することを特徴とする。

すなわち、請求項３にかかる発明は、打抜き前に打刻をすることにより、経年使用による特に持手側側周のヒビや割れの発生を抑制する。
また、打抜き後に打刻する場合には必要な、鍵基体の整列供給やオイル塗布、脱脂等の装置が不要となるので、製造ラインをコンパクト化することも可能となる。

本発明によれば、製造ラインのコンパクト化も実現し、従来素材からの変更が不要な、耐久性の高い鍵を製造することができる。

本発明の鍵製造ラインの構成模式図である。 本発明の鍵製造方法を示したフローチャートである。 加速試験の結果を示した図表である。鍵基体の外形も示している。 側周のヒビ割れの写真である。 残存能力を比較するシミュレーション結果である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の鍵製造ラインの構成模式図である。比較のため、従来の鍵製造ラインも示している。図２は、本発明の鍵製造方法を示したフローチャートである。こちらも従来の鍵製造方法も対比的に示している。

鍵製造ライン１は、ロール材供給装置１１と、展伸装置１２と、主加工装置１３と、脱脂洗浄装置１４と、供給装置１５と、後加工装置１６と、研磨装置１７と、を主要な構成としている。

ロール材供給装置１１は、銅合金のロール材を軸支し、巻きをほどきながら下流に送る装置である。ロール材は、例えば５００ｍｍ幅×２．４ｍｍ厚の銅合金（三菱伸銅株式会社製：品番ＷＮＳ７）とすることができる。長さは適宜設計すればよい。

展伸装置１２は、ロール材を対向するローラの組で挟んで流し、曲がりグセを取り除いて帯状の平板Ｐへと展伸し、主加工装置１３に送り込む装置である。
主加工装置１３の構成にもよるが、送り込みに際しては一定速度で連続的に平板Ｐを供給してもよく、間欠的に供給してもよい。適宜、切り出してバッチ式に供給するようにしてもよい。

主加工装置１３は、表面打刻部２０とその下流の打抜部３０とを有し、平板Ｐに表面打刻を施して打ち抜き、複数の鍵基体Ｋを分離形成する装置である。
鍵基体Ｋとは、持手側ＫＢと差込側ＫＦとが一体的につらなった半製品をいう（図３参照）。ここでは、長径３５ｍｍ短径２５ｍｍの楕円部分を持手側ＫＢとし、その長径方向に延伸する長さ３５ｍｍ幅１０ｍｍの長手部分を差込側ＫＦとしている。

表面打刻部２０は対向した上面打刻部２１と下面打刻部２２からなり、所定圧で平板Ｐをプレスし両面に打刻をおこなう。転写面すなわち鍵の表面に形成する表面凹凸は当然ながら上下で位置揃えされているものとする。
また、打刻は鍵基体Ｋとなる部分に一個一個個別におこなうのでなく、パタン転写として一括しておこなう。すなわち、１回のプレスで複数個分の表面凹凸を形成する。

打抜部３０は、表面打刻部２０によって打刻された平板Ｐの表面凹凸のそれぞれの外側ないし外縁をいちどに打ち抜く。すなわち、表面打刻部２０のパタンと位置が対応した打抜型３１を用いて鍵基体Ｋを複数同時に平板Ｐから分離する。
なお打抜型３１のレイアウトも、表面打刻部２０のパタンも、単位面積あたりの製造個数が多くなるように配置されているものとする。

脱脂洗浄装置１４は、主加工装置１３の上流で平板Ｐ両面に塗布された表面油分を取り除く。
供給装置１５は、パーツフィーダーである。すなわち、ばらばらになった鍵基体Ｋを後加工装置１６に正しい姿勢ないし配向にて供給する。
後加工装置１６は、供給装置１５から整列して順次供給される鍵基体Ｋを受け入れ、鍵山切削用に差込側ＫＦの両辺を厚み方向に所定の厚みとなるまで潰して薄くする（面押しする）。なお使用の態様によっては片辺のみ薄化する。
また、適宜、側面シェービングすなわち、バリ取りおよび側周面の厚み方向にアールを持たせ安全性を高めるべく整形する工程を含ませるようにする。

研磨装置１７は、バレル研磨をおこない、鍵基体Ｋを出荷直前（または鍵山形成直前）の状態とする。

一方、従来製造ラインＪ１は、ロール材供給装置１１Ｊと、展伸装置１２Ｊと、第１加工装置１３Ｊ１と、脱脂洗浄装置１４Ｊと、第１供給装置１５Ｊ１と、第２加工装置１３Ｊ２と、第２供給装置１５Ｊ２と、後加工装置１６Ｊと、研磨装置１７Ｊと、を主要な構成としている。

これらのうち、ロール材供給装置１１Ｊ、展伸装置１２Ｊ、研磨装置１７Ｊは、それぞれ、ロール材供給装置１１、展伸装置１２、研磨装置１７と同様であるのでその説明を省略する。

第１加工装置１３Ｊ１は、打抜部３０と同様の構成であり、展伸装置１２Ｊから送られる平板Ｐを打抜型３１Ｊにより打ち抜き、鍵基体ＫＪを複数同時に平板Ｐから分離する。脱脂洗浄装置１４Ｊでは、打ち抜かれた鍵基体ＫＪの表面油分を取り除く。

第１供給装置１５Ｊ１は、供給装置１５と同様のパーツフィーダーである。すなわち、ばらばらになった鍵基体ＫＪを第２加工装置１３Ｊ２に正しい姿勢ないし配向にて供給する。

第２加工装置１３Ｊ２は第１供給装置１５Ｊ１から順次送られてくる鍵基体ＫＪに対し打刻をおこなう。すなわち、第２加工装置１３Ｊ２は、上面打刻部２１Ｊと下面打刻部２２Ｊからなり、所定圧で鍵基体ＫＪをプレスし両面に打刻をおこなう。なお、表面打刻部２０と異なり、打刻はパタン転写でなく、鍵基体ＫＪ一個一個に個別におこなう。すなわち、１回のプレスで一つの鍵基体ＫＪに表面凹凸をおこなう。

打刻を終えた鍵基体ＫＪは、再度脱脂洗浄装置１４Ｊに送られ、事前に塗布された鍵基体ＫＪの表面油分を取り除く。

第２供給装置１５Ｊ２は、第１供給装置１５Ｊ１と同様のパーツフィーダーであって、ばらばらの鍵基体ＫＪを後加工装置１６Ｊに正しい姿勢ないし配向にて供給する。

上記の様に、また、図２に示した様に、従来の製造方法と、本発明の製造方法では、大きく、打刻と打ち抜きとの順序が異なる。すなわち、本方法は、展伸→打刻・打抜き→脱脂洗浄→整列供給→側面シェービング→研磨→（その後適宜鍵山切削）であるのに対し、従来方法は、展伸→打抜き→脱脂洗浄→整列供給→打刻→脱脂洗浄→整列供給→側面シェービング→研磨→（その後適宜鍵山切削）という流れである。

本発明方法は、従来方法と比べて、次の顕著な作用効果を奏する。
まず、供給装置が一台不要となりラインがコンパクト化する。また、脱脂洗浄が一度であるので生産性が高まり、表面塗布用油や洗剤の使用量が減る。また、主加工装置１３は、第１加工装置１３Ｊ１または第２加工装置１３Ｊ２より若干大型化する場合もあるが、２台から１台に装置が減るので事実上この部分のラインの専有面積が半減する。逆に余剰スベースを利用して律速となっている設備を増強し、更に生産性を高めることもできる。

次に、打刻に関して歩留まりを上げることができる。従来方法では、鍵基体ＫＪに対する個別打刻であるため、打刻衝撃によるズレ（飛び上がり）や上面打刻部２１Ｊへの付着が生じ、後続の鍵基体ＫＪの打刻不良ひいては、上面打刻部２１Ｊ仮面打刻部２２Ｊの損傷を招来する場合がある。一方本発明方法では、打刻は平板Ｐに対するパタン打刻であって、平板Ｐのズレや浮きを防止でき、そもそもこのような不良が生じ得ない。

また、銅合金の打ち抜き一体ものの鍵にあっては、側周特に持手側ＫＢ側周に、経年使用の結果、ヒビや割れが生じる場合がある。本発明方法によれば驚くべきことにそのような不良が発生しない。具体的には次の加速試験により確認した。

本発明方法により製造した鍵基体Ｋと従来方法により製造した鍵基体ＫＪとをＪＩＳ Ｈ３３２０（銅合金展伸材のアンモニア試験方法）に従って、腐食割れの発生有無を確認した（Ｎ＝２０）。これは銅合金に対して腐食性の高いアンモニア蒸気環境下における暴露試験である。結果を図３に示した。

表から明らかなように、従来品はほぼ全てに対して多数のヒビが確認されたが、本発明法による鍵はほぼ無傷のままであった。これは全く予見できない顕著な効果といえる。
側面写真を図４に示した。ここで、ヒビが発生しているのはほぼ持手側ＫＢの側周であった。そこで、コンピュータシミュレーションにより、残存応力の違いを確認する事とした。

図５は、シミュレーション結果である。図では、持手側ＫＢの一部を示している。本発明方法では、側周部分の残存応力はほとんどないが、従来方法では、打刻後に大きな残存応力があることが確認された。

この機序は必ずしも明らかでないが、本発明では、打刻が大面積で行われ、その後個別分離するので歪の均質化分散化が生じ、一方で従来方法では歪の逃げ道がなく、残存応力が生じたままとなっているものと思われる。
また、従来方法でも本発明方法でも差込側ＫＦにヒビが見られなのは、後加工の際または鍵山形成時に応力開放ないし応力分散が生じているものと思われる。

以上説明したように、本発明による鍵製造方法および鍵製造ラインによれば、製造ラインのコンパクト化を実現し、素材変更をすることなく耐久性の高い鍵を提供することが可能となる。生産性を向上させることも可能となる。

なお、本発明方法を実施しているか否かは、鍵に対して定期的に成分解析および加速試験を行うことで確認できる。すなわち、成分が変わらず、側周のヒビ割れ箇所およびひび割れ数がある時期を境にして著しく減少していることにより確認できる。

本発明は、鍵でなく、たとえば、硬貨、記章の製造にも適用可能である。

１ ：鍵製造ライン
１１ ：ロール材供給装置
１２ ：展伸装置
１３ ：主加工装置
１４ ：脱脂洗浄装置
１５ ：供給装置
１６ ：後加工装置
１７ ：研磨装置
２０ ：表面打刻部
２１ ：上面打刻部
２２ ：下面打刻部
３０ ：打抜部
３１ ：打抜型
Ｋ ：鍵基体
ＫＢ ：持手側
ＫＦ ：差込側
Ｐ ：平板

Claims (3)

1. 銅合金の所定厚みの板体の片面または両面に対して刻印その他の表面凹凸を打刻してから、
   錠へ差し込む所定幅にて延伸した差込側と当該差込側に連なる差込側より幅広の持手側とからなる鍵基体を打ち抜き、
   その後鍵基体の差込側の両辺または片辺の厚みを鍵山削出用に薄くし、
   側周耐久性を有する鍵を製造することを特徴とする鍵製造方法。
2. 板体はロール状に巻かれた帯様の銅合金の巻きをほどきながら連続的にまたは間欠的に供給され、
   打刻は複数の鍵基体用に配置されたパタンの打刻であり、
   打ち抜きは当該複数の鍵基体をいちどに打ち抜くことを特徴とする請求項１に記載の鍵製造方法。
3. 所定厚みの銅合金の板体を連続的にまたは間欠的に供給する供給手段と、
   鍵の表面に施す刻印その他の表面凹凸が複数配されたパタンを、供給手段から供給された板体の片面または両面に打刻する打刻手段と、
   打刻手段により打刻された板体の表面凹凸のそれぞれの外側ないし外縁をいちどに打ち抜き、錠へ差し込む所定幅の差込側とこれに連なる差込側より幅広の持手側とからなる鍵基体を板体から分離する打抜分離手段と、
   打抜分離手段により打ち抜かれた鍵基体の差込側の両辺または片辺の厚みを薄くする薄化手段と、
   を具備し側周耐久性を有する鍵を製造することを特徴とする鍵製造ライン。