JP6684605B2

JP6684605B2 - 線状刃物の製造方法及び線状刃物成形用のローラダイス装置

Info

Publication number: JP6684605B2
Application number: JP2016024353A
Authority: JP
Inventors: 隆嗣山内
Original assignee: YAMAUCHI MATEX CORPORATION
Current assignee: YAMAUCHI MATEX CORPORATION
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2036-02-12
Also published as: US10589326B2; US20180078980A1; JP2017140637A; WO2017138257A1

Description

本発明は、線状に形成された本体の少なくとも一端縁に刃が形成された線状刃物の製造方法及びこの方法に用いられるローラダイス装置に関する。

例えば、基材と表皮材とを貼着して形成される自動車用内装材の製造に当たっては、上下型間において基材と表皮材とを圧着接合するとともにヒートカット刃により表皮材を切断するようにしている（例えば特許文献１の図の符号６参照）。ヒートカット刃は線状刃物の一種で、図４に示すように、切断しようとする対象物の形状や大きさなど、ヒートカット刃１４の使用状況等に応じて予め所定長さに切断された線状の本体１４ａと、この本体１４ａの少なくとも一方の端縁に形成された刃１４ｂとを有する。ヒートカット刃１４は、ニッケルクロム合金やステンレス等の導電性線材料で形成されていて、ヒートカット刃１４に通電することでヒートカット刃１４が加熱され、対象物を溶断したり圧着接合したりすることができる。

ところで、このようなヒートカット刃（線状刃物）１４は、図５に示すような工程で製造されるのが一般的である。なお、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は線状刃物の製造工程を概略的に示したもので、同（ｄ）（ｅ）は（ａ）（ｂ）に対応する各線材の断面を拡大図で示したもの、同（ｆ）は完成した線状刃物の断面図である。
まず、ヒートカット刃１４の使用状況等に応じて予め所定長さに切断した金属製の線材（丸線１０）を準備し、この丸線１０をプレス機の金型１１ａ，１１ｂ間にセットする（図５（ａ）（ｄ）参照）。そして、前記プレス機の金型１１ａ，１１ｂを閉じて丸線１０をプレスし、予め設定された肉厚の平線状の本体１４ａを形成する（図５（ｂ）（ｅ）参照。この後、この本体１４ａの一端縁を両側から砥石１３で研磨して刃１４ｂを形成する（図５（ｃ）参照）。最後に、刃１４ｂの刃先のバリ取りなどの仕上げ工程を経て、ヒートカット刃１４が完成する（図４及び図５（ｆ）参照）。

このように、従来の線状刃物の製造工程は、丸線の切断、プレス機へのセット、プレス、プレス機からの取り出し、研磨機へのセット、研磨、研磨機からの取り出し、仕上げなど複数の工程が必要になり、加工時間がかかる上にコスト高になるという問題がある。
また、予め所定長さに切断された丸線を用いて加工を行っているから、標準的な長さを越える特殊な長さの線状刃物を受注した場合は、丸線の切断から加工を開始しなければならず、受注から出荷まで時間がかかるという問題もある。さらにこのような場合において、受注した線状刃物の長さが所有するプレス機の能力を越えるような場合は、受注を断念せざるを得なくなるか、新たにプレス機や金型を購入しなければならないという問題もある。
また、丸線の長さに応じて複数種類の金型やプレス機を準備しなければならず設備コストが高くなるという問題もある。

実用新案登録第２５０５６１０号公報（図の符号６参照）

本発明は上記の問題点を一挙に決するためになされたもので、線状刃物を連続的に製造することができ、加工工程、加工時間及び加工コストを大幅に削減できるとともに、特殊な長さの線状刃物にもすぐに対応が可能な線状刃物の製造方法及びそのためのローラダイス装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、線材を所定形状に加工するための型孔を形成する一対のローラダイスを準備し、前記型孔は、一対の前記ローラダイスが互いに接触する接触面からそれぞれ凹んだ位置に形成された第一の転造面と、この第一の転造面と前記接触面とを連結することで尖角部を形成する傾斜状の第二の転造面とを有し、一対の前記ローラダイスの互いに接触する前記接触面を、前記ローラダイスの回転軸線に対して同じ方向及び同じ角度で傾斜させて噛み合わせ、前記ローラダイスを回転させながら前記型孔に前記線材を通すことで、前記線材の断面形状を予め設定された形状に形成すると同時に、前記尖角部により前記線材の少なくとも一端縁に刃を形成する構成としてある。
この方法によれば、丸線をローラダイスの型孔に挿入してローラダイスさせるだけで、所定形状の本体の加工と端縁の刃の加工を同時に行うことができる。また、研磨をしていないので、バリ取り等の仕上げ工程も不要にできる。また、線状刃物のような異形材を成形する際には、ローラダイスの回転軸線と平行方向に一対のローラダイスを互いにずらそうとする力が作用するが、一対の前記ローラダイスの互いに接触する面を、前記ローラダイスの回転軸線に対して同じ方向及び同じ角度で傾斜させて噛み合わせ、前記線材に刃を形成するための尖角部とすることで、一対のローラダイスのずれを抑制して精度の高い線状刃物を形成することができる。

本発明の方法では、予め所定長さに切断した丸線をローラダイスの型孔に挿入して予め設定された長さの線状刃物を成形するようにしてもよいし、請求項２に記載するように、ロール状に巻かれた線材供給部から前記型孔に前記線材を連続的に供給し、前記線材の断面形状を予め設定された形状に形成すると同時に、前記線材の少なくとも一端縁に刃を形成した後、前記線材を予め設定された長さに切断するようにしてもよい。

前記ローラダイスの型孔に挿入された丸線は、型孔内で回転する一対の前記ローラダイスによって転造されて型孔に応じた形状に成形されるが、このとき丸線の変形は、前記尖角部側だけでなく前記尖角部と反対側にも進行する。そこで請求項３に記載するように、前記尖角部と反対側に変形抑制部を形成した前記ローラダイスを準備し、前記型孔に通された前記線材を前記変形抑制部に当接させることで、前記線材の前記尖角部と反対側への変形を抑制するようにしてもよい。

これとは別に請求項４に記載するように、前記ローラダイスの他に別にローラダイスを準備し、前記別のローラダイスの回転端縁を前記型孔に差し込んで前記線材を前記尖角部側に押圧するようにしてもよい。

上記の本発明の方法に用いられるローラダイス装置は、請求項５に記載するように、線材を所定形状に加工するための型孔を形成する一対のローラダイスを備えたローラダイス装置であって、前記型孔は、一対の前記ローラダイスが互いに接触する接触面からそれぞれ凹んだ位置に形成された第一の転造面と、この第一の転造面と前記接触面とを連結することで前記線材の少なくとも一端縁に刃を形成するための尖角部を形成する傾斜状の第二の転造面とを有し、一対の前記ローラダイスの互いに接触する前記接触面は、前記ローラダイスの回転軸線に対して同じ方向及び同じ角度で傾斜させて形成されている構成としてある。請求項６に記載するように、前記ローラダイスの前記尖角部と反対側に、前記線材と当接して前記尖角部と反対側への前記線材の変形を抑制する変形抑制部を形成してもよいし、請求項７に記載するように、前記ローラダイスの他に、前記型孔に差し込まれて前記線材を前記尖角部側に押圧する別のローラダイスを設けた構成としてもよい。

本発明によれば、ローラダイスにより線状刃物を連続的に製造することができるので、加工工程、加工時間及び加工コストを大幅に削減できる。また、連続形成された長尺の線状刃物を用途に応じて所定の長さに切断すればよいので、特殊な長さの線状刃物にもすぐに対応することが可能である。
なお、本発明の製造方法及びローラダイス装置によって高精度な線状刃物を製造することが可能であるが、さらに高精度な線状刃物を所望する場合は、本発明の製造方法及びローラダイス装置で線状刃物を成形した後に、研磨や仕上げを施してもよい。このような場合でも、本発明の製造方法及びローラダイス装置によって高精度な線状刃物が成形されるため、これら工程での加工時間を大幅に短縮することができるという利点がある。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の線状刃物の成形方法に使用されるローラダイス装置にかかり、その主要部の説明図である。
ローラダイス装置は、対向配置された一対のローラダイス２，２と、線材である断面円形状の丸線１を巻回した丸線供給部１Ａと、図示はしないが丸線供給部１Ａから送り出された丸線１をローラダイス２，２間まで案内するガイドとを備えている。

ローラダイス２，２の各々は、互いに接触する接触面２ａ，２ａと、この接触面２ａ，２ａからそれぞれ凹んだ位置に形成され、ローラダイス２，２の回転軸線Ｃ，Ｃと平行に形成された第一の転造面２ｂ，２ｂと、この第一の転造面２ｂ，２ｂと接触面２ａ，２ａとを連結することで尖角部を形成する傾斜状の第二の転造面２ｃ，２ｃとを有している。そして、第一の転造面２ｂ，２ｂと第二の転造面２ｃ，２ｃとで囲まれた領域が、丸線１を所定形状に成形するための型孔を形成する。丸線供給部１Ａから送り出された丸線１は、一対のローラダイス２，２の間に形成された前記型孔に連続的に通されることで、第一の転造面２ｂ，２ｂによって本体１４ａが形成されると同時に第二の転造面２ｃ，２ｃによって刃１４ｂが形成される。このように連続的に成形された長尺の線状刃物１４は、必要に応じて後工程で所望の長さに裁断される。

図２は、本発明の線状刃物の成形方法に使用されるローラダイス装置の他の実施形態にかかり、その主要部の説明図である。
この実施形態において先の実施形態と相違するところは、先の実施形態において丸線供給部１Ａには巻回した長尺の丸線１がセットされるのに対し、この実施形態の丸線供給１Ｂには予め設定された長さに裁断された丸線１がセットされている点である。
この実施形態の丸線供給部１Ｂには複数本の丸線１がセットされ、一本ずつ繰り出された丸線１が図示しないガイドを経てローラダイス２，２間に供給される。

図３は、図１及び図２のローラダイス装置における前記型孔の種々の形態と、この型孔によって線状刃物１４の各部が形成される様子を示すもので、ローラダイス２，２を図１、図２の矢印Ｉ方向から見た部分拡大図である。

図３（ａ）に示すように、ローラダイス２，２の間に導入された丸線１は、第１の転造面２ｂ，２ｂによって平板状の本体１４ａが形成されると同時に、第２の転造面２ｃ，２ｃによって本体１４ａの一端縁に刃１４ｂが形成される。このとき、丸線１の中心位置（中心線Ｃ１で示す位置）が、型孔の尖角部（第２の転造面２ｃ，２ｃによって形成される）と反対側（つまり図の左側）に一定以上ずれていると、潰された後の丸線１が十分に第２の転造面２ｃ，２ｃの先端まで届かず、高精度な刃１４ｂを形成することができない。そのため、前記型孔に導入する丸線１の中心位置Ｃ１は、線状刃物１４を高精度に成形できる範囲内で、可能な限り第２の転造面２ｃ，２ｃ側に寄せるのがよい。

図３（ｂ）に示す例では、ローラダイス２，２には、第１の転造面２ｂ，２ｂの前記尖角部の反対側に、第１の転造面２ｂ，２ｂの全周に亘って突起２ｄ，２ｄを形成している。この突起２ｄ，２ｄは、型孔内における丸線１の反尖角部側への変形の進行を抑制し、丸線１の変形を効率よく尖角部側を向かわせるためのもので、これによっても高精度に刃１４ｂを形成することができる。

図３（ｃ）に示す例では、図３（ｂ）の突起２ｄ，２ｄに代えて、ローラダイス２，２と同期して回転する別のローラダイス４を設けている。このローラダイス４は、ローラダイス２，２の回転軸線Ｃ，Ｃ（図１参照）と図３の紙面上で直交する回転軸線Ｃ２を中心に回転自在である。そして、ローラダイス４の回転端縁を型孔内に挿入し、前記回転端縁で型孔内の丸線１を尖角部側へ押すようにする。このようにすることで、丸線１の変形を効率よく尖角部側を向かわせることができる。
なお、特に図示はしないが、図３（ｃ）のローラダイス４は図３（ｂ）の突起２ｄ，２ｄと併用してもよい。この場合、図３（ｂ）の突起２ｄ，２ｄの間に隙間を形成しておき、この隙間にローラダイス４の回転端縁を挿入するようにすればよい。

図３（ａ）〜（ｃ）の例では、接触面２ａ，２ａはローラダイス２，２の回転軸線Ｃ，Ｃ（図１参照）と平行な面として形成している。図３（ｄ）の例において前記接触面は、回転軸線Ｃ，Ｃに対して同じ方向に同じ角度で傾斜させ噛合させた接触面２ａ′，２ａ′として形成されている。図示するように一方（図において下方）の接触面２ａ′の傾斜角度を第二の転造面２ｃの傾斜角度と一致させることで、当該接触面２ａ′の形成が容易になる。このように、傾斜する接触面２ａ′，２ａ′を互いに噛合させることで、刃１４ｂの刃先の鋭角度をより高精度にすることが可能になる。また、丸線１を潰す際に生じる負荷によって、一対のローラダイス２，２が回転軸線Ｃ，Ｃと平行な方向に互いにずれさせようとするが、接触面２ａ′，２ａ′を互いに噛合させることでこのような作用を抑制することができ、これによってもより高精度な刃１４ｂの成形が可能になる。

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明に限定されるものではない。
例えば、ローラダイス装置に設ける一対のローラダイス２，２は一組に限定されるものではなく、複数組設けて段階的に線状刃物１４を形成するようにしてもよい。
また、使用する線材は断面円形状の丸線１であるとして説明したが、本発明では楕円形状、矩形状、正方形状など他の断面形状の線材も使用が可能である。

さらに、本発明においては、第１の転造面２ｂ，２ｂの両側に傾斜状の第２の転造面２ｃ、２ｃを形成することで、本体１４ａの両側に刃１４ｂを有する線状刃物を成形することも可能である。
また、本発明においては、ローラダイス装置によって本体１４ａと刃１４ｂを同時成形した後に研磨や仕上げ等の工程を付加してよいが、高精度に本体１４ａ及び刃１４ｂを成形できることから、研磨や仕上げに要する時間を大幅に短縮することができるという利点がある。

また、図３（ｄ）に示した例では、互いに同方向に同角度で傾斜する接触面２ａ′，２ａ′を噛合させるものとしたが、同じ作用を奏するのであれば、接触面の形態はこれに限られない。一つ又は複数の凹凸を有するものであってもよい。図３（ａ）〜（ｃ）の例においても、ずれ抑制のために接触面２ａ，２ａに一つ又は複数の凹凸を設けてもよい。

本発明は、自動車用内装材等の加工・製造に使用されるヒートカット刃に限らず、他の用途に用いられる線状刃物の成形にも広範に適用が可能である。

本発明の線状刃物の成形方法に使用されるローラダイス装置にかかり、その主要部の説明図である。本発明の線状刃物の成形方法に使用されるローラダイス装置の他の実施形態にかかり、その主要部の説明図である。図１及び図２のローラダイス装置における前記型孔の種々の形態とこの型孔によって線状刃物１４の各部が形成される様子を示すもので、ローラダイス２，２を図１、図２の矢印Ｉ方向から見た部分拡大図である。線状刃物の一例にかかり、ヒートカット刃の斜視図である。本発明の従来例にかかり、ヒートカット刃（線状刃物）の製造工程を説明する図である。

１丸線
１Ａ，１Ｂ丸線供給部
２ローラダイス
２ａ，２ａ′ 接触面
２ｂ第一の転造面
２ｃ第二の転造面
２ｄ突起
３回転軸
４別のローラダイス
１４線状刃物
１４ａ本体
１４ｂ刃
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２回転軸線

Claims

線材を所定形状に加工するための型孔を形成する一対のローラダイスを準備し、
前記型孔は、一対の前記ローラダイスが互いに接触する接触面からそれぞれ凹んだ位置に形成された第一の転造面と、この第一の転造面と前記接触面とを連結することで尖角部を形成する傾斜状の第二の転造面とを有し、
一対の前記ローラダイスの互いに接触する前記接触面を、前記ローラダイスの回転軸線に対して同じ方向及び同じ角度で傾斜させて噛み合わせ、
前記ローラダイスを回転させながら前記型孔に前記線材を通すことで、前記線材の断面形状を予め設定された形状に形成すると同時に、前記尖角部により前記線材の少なくとも一端縁に刃を形成すること、
を特徴とする線状刃物の製造方法。
ロール状に巻かれた線材供給部から前記型孔に前記線材を連続的に供給し、前記線材の断面形状を予め設定された形状に形成すると同時に、前記線材の少なくとも一端縁に刃を形成した後、前記線材を予め設定された長さに切断することを特徴とする請求項１に記載の線状刃物の製造方法。
前記尖角部と反対側に変形抑制部を形成した前記ローラダイスを準備し、前記型孔に通された前記線材を前記変形抑制部に当接させることで、前記線材の前記尖角部と反対側への変形を抑制することを特徴とする請求項１又は２に記載の線状刃物の製造方法。
前記ローラダイスの他に別にローラダイスを準備し、前記別のローラダイスの回転端縁を前記型孔に差し込んで前記線材を前記尖角部側に押圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の線状刃物の製造方法。
線材を所定形状に加工するための型孔を形成する一対のローラダイスを備えたローラダイス装置であって、
前記型孔は、一対の前記ローラダイスが互いに接触する接触面からそれぞれ凹んだ位置に形成された第一の転造面と、この第一の転造面と前記接触面とを連結することで前記線材の少なくとも一端縁に刃を形成するための尖角部を形成する傾斜状の第二の転造面とを有し、
一対の前記ローラダイスの互いに接触する前記接触面は、前記ローラダイスの回転軸線に対して同じ方向及び同じ角度で傾斜させて形成されていること、
を特徴とする線状刃物成形用のローラダイス装置。
前記ローラダイスの前記尖角部と反対側に、前記線材と当接して前記尖角部と反対側への前記線材の変形を抑制する変形抑制部を形成したことを特徴とする請求項５に記載の線状刃物成形用のローラダイス装置。
前記ローラダイスの他に、前記型孔に差し込まれて前記線材を前記尖角部側に押圧する別のローラダイスを設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載の線状刃物成形用のローラダイス装置。