JP7378829B2 - 異形断面条の製造方法、および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、幅方向の中央部が外側縁部より厚肉に形成される異形断面条の製造方法、および製造装置に関するものである。

電子部品のリードフレームなど他の機器に組み込んで用いられ、幅方向の中央部が外側縁部より厚肉に形成される長尺板状の異形断面条は、主に切削や圧延により形成される。特に、条材の外側縁部をより薄肉で且つ幅広に形成する場合は、材料ロスの面や生産性を考慮して、ローラーによって圧延する方法が広く用いられている。

ところが、上記のような異形断面条を１つのローラーで形成しようとすると、厚肉部と薄肉部との加工率の差によって条材に割れや皺、歪みなどの成形不良が生じ易い。そこで従来、このような製造品質の問題を改善すべく、押圧面の幅が異なる複数のローラーを用いて、条材を小さい面積から段階的に大きく圧延させる方法が提案されている（例えば、特許文献１および２）。

特許文献１および２に開示された異形断面条の製造装置は、平ロールと、外周面に所定の間隔を存して２つの凸部が設けられた凸付ロールとからなる圧延ロールを複数備えている。また、上記凸付ロールは、押圧面となる凸部周面の幅が圧延の進行方向に応じて大きくなるように並設されており、これら各凸付ロールの凸部によって条材の薄肉部を幅方向外側へ段階的に拡大形成する。これにより、上記成形不良を抑制できる。

特開平１０－１８０３８９号 特開昭５５－８８９４３号

しかしながら、特許文献１および２の異形断面条の製造方法では、圧延の進行方向に圧延ロールを複数並設する必要があるため、製造装置が長大化する問題があった。

一方で、上記凸部の径を小さくすれば、その分、圧延ロール間の距離を縮めることができるため、製造装置を幾分か短小化することは可能である。しかしその反面、条材表面に対する凸部周面の進入角度が大きくなるから、圧延部が条材の長さ方向に変形しやすく、上記成形不良を十分に抑制できない問題が生じる。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、異形断面条の製造方法、および製造装置であって、装置の短小化を図るとともに、品質の良好な異形断面条を安定して得ることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の異形断面条の製造方法、および製造装置は、以下の技術的手段を講じている。

本発明の異形断面条の製造方法は、幅方向の中央部が外側縁部より厚肉に形成される異形断面条の製造方法であって、条材を長さ方向に移動させつつ、押圧面に略錐状の凹部が
設けられた押圧体を前記条材の厚さ方向に繰り返し往復動させ、前記押圧面によって前記条材の外側縁部を押圧することで、前記外側縁部を所定の厚さに圧延させることを特徴としている。

好ましくは、前記押圧体を、前記凹部の中心が前記条材の側端面より外側となる位置で往復動させる。

本発明の異形断面条の製造装置は、幅方向の中央部が外側縁部より厚肉に形成される異形断面条の製造装置であって、条材を長さ方向に移動させる送り機構部と、前記条材を押圧する押圧体と、前記押圧体を前記条材の厚さ方向に往復動させる押圧機構部と、を備え、前記押圧体は、押圧面に略錐状の凹部が設けられ、前記条材を長さ方向に移動させつつ、前記押圧体を前記厚さ方向に繰り返し往復動させ、前記押圧面によって前記条材の外側縁部を押圧することで、前記外側縁部を所定厚さに圧延させる構成としたことを特徴としている。

好ましくは、前記押圧体は、前記凹部の中心が前記条材の側端面より外側となる位置に配される。

好ましくは、前記押圧体は、前記押圧面における前記凹部の外周に沿って、前記条材に面接触可能な平面部が設けられる。

本発明の異形断面条の製造方法、および製造装置によれば、１つの押圧体によって条材の外側縁部を長さ方向に沿って圧延させることができるから、装置全体の短小化を図ることが可能である。しかも、上記圧延の際、条材の外側縁部は、押圧体の押圧面に設けられた凹部の内側傾斜面に沿ってその中心方向に変形されるから、長さ方向には変形し難い。これにより、製造品質の安定化を図ることもできる。

実施形態の異形断面条の製造方法を実行可能な圧延装置の概略構成図である。 条材の被押圧部周辺を示す概略斜視図である。 条材の被押圧部周辺を示す概略断面図である。 押圧体により条材が圧延されていく過程を示す図である。 圧延装置の他の形態１を示す概略構成図である。 圧延装置の他の形態２を示す概略構成図である。 押圧体の他の形態１を示す概略図である。 押圧体の他の形態２を示す概略図である。 押圧体の他の形態３を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る異形断面条の製造方法、およびそれを実行可能な製造装置を、図面に基づき説明する。尚、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。

図１に示すように、本実施形態の異形断面条の製造装置（以下、「圧延装置」という）１は、長尺平板状の条材９を、その左右間の中央部９３が外側縁部９１より厚肉となるように圧延し、異形断面条を形成するものであって、条材９を支持する台座２と、条材９を長さ方向に移動させる送り機構部３と、条材９を厚さ方向から押圧する押圧体としての押圧金型４と、押圧金型４を条材９の厚さ方向に往復動させる押圧機構部５と、これら送り
機構部３や押圧機構部５の動作を制御する制御回路（図示省略）と、を備えている。

尚、本実施形態では、加工時の向きで台座２に載置された状態の条材９の長さ方向を圧延装置１の前後方向、条材９の幅方向を圧延装置１の左右方向、条材９の厚さ方向を圧延装置１の上下方向とする。

台座２は、送り機構部３の前方で且つ押圧金型４の下方対向位置に設けられており、条材９は、これら台座２の上面２０と押圧金型４の下端面４０との間隙に、後方から送り機構部３によって送り出される。

尚、台座２は、圧延装置１の所定位置に固定されていてもよいし、手動又は電動で任意の高さや前後左右に位置調整可能としてもよい。また、条材９が台座２の上面２０に送り出されるときの条材９の左右位置は、台座２や送り機構部３に設けられた図示しない条材位置調整機構によって任意に調整可能としてもよいし、台座２や送り機構部３に設けられた図示しないガイド機構にて特定の位置で保持されるものとしもよい。

押圧金型４は、略円柱状に形成されており、下端面４０が条材９を押圧する押圧面となり、上端面４１が押圧機構部５に連結支持されている。より具体的には、押圧金型４は、押圧機構部５に連結支持されており、下端面４０が条材９に接触しない上位置と、下端面４０によって条材９を所定厚さまで押圧可能な下位置との間で上下に往復動可能に構成されている。

図２および図３に示すように、押圧金型４は、中心軸線Ｌ１が条材９の側端面９２より外側となる位置、即ち、上方視において中心が条材９の側端面９２より外側へオフセットされた位置に配されている。従って、押圧金型４は、下方へ移動させれば、下端面４０の半面以下の範囲で条材９の外側縁部９１を押圧する。

尚、この押圧金型４と条材９との左右方向の位置関係は、上記のように条材９の左右位置を調整することによって保持されるようにしてもよいし、押圧金型４の左右位置を、押圧機構部５の図示しない金型位置調整部で任意に調整することによって保持されるようにしてもよい。

押圧金型４の下端面４０には、上方へ凹没する円錐状の凹部４２が形成されている。凹部４２は、その頂部を通る凹部中心線Ｌ２が押圧金型４の中心軸線Ｌ１と一致する位置に配されている。また、凹部４２の直径は、下端面４０の直径と略同一に形成されている。このように、凹部４２は、下端面４０の同心円上に設けられ、且つその外周縁は、押圧金型４の下端外周縁４３と略一致している。即ち、押圧金型４の下端面４０は、全体が円錐状に凹没形成されている。従って、押圧金型４は、下方へ移動させれば、まず、下端外周縁４３のエッジ部が条材９の外側縁部９１に圧接され、その後、凹部４２の内側傾斜面（以下、「凹部周面」という）４４が外側縁部９１に圧接される。

凹部周面４４の傾斜角は、比較的緩やか（例えば、５度勾配）に形成されている。従って、押圧金型４を下方へ移動させれば、条材９の外側縁部９１は、図３および図４に示すように、凹部周面４４によって下方へ押圧されつつ、やや凹部中心線Ｌ２に向かって押圧される。即ち、条材９の下方やや斜め外向きに押圧される。その結果、外側縁部９１は、その外側（幅方向）へ押し出されるように変形する。

図示しないが、制御回路は、送り機構部３によって条材９を前進させる長さ（送り量）や速さ、タイミング等を調整する送り動作調整部、押圧機構部５によって押圧金型４を上下に移動させる距離（押圧深さ）や速さ、タイミングを調整する押圧動作調整部等の回路
構成を備えており、例えば次の方法により送り機構部３および押圧機構部５の動作を制御することで、左右間の中央部９３が外側縁部９１より厚肉の異形断面条を形成させる。

台座２上に条材９が適切に設置され、圧延装置１の図示しない操作部により圧延加工開始の指示がなされると、送り機構部３は、上記条材９を所定時間毎に所定長さＡ１だけ前進移動させ、停止させる動作を開始する。即ち、図４の（１）～（４）に示すように、条材９を所定長さＡ１ずつ一定の間隔で断続的に前進移動させる送り動作を実行する。

一方、押圧機構部５は、押圧金型４を上記所定時間毎に、押圧金型４を所定位置（下位置）まで下げ、再び上位置に戻す動作を開始する。即ち、条材９の送り動作に合わせて、押圧金型４を上位置と下位置との間で往復動させる押圧動作を実行する。この押圧動作は、条材９が停止している間に、押圧金型４の下端面４０が条材９の外側縁部９１に圧接されるタイミングで行われる。

このように、圧延装置１は、条材９を所定長さＡ１ずつ一定の間隔で断続的に前進移動させつつ、そのタイミングに合わせて押圧金型４を繰り返し上下に往復動させる。これにより、条材９の外側縁部９１は、押圧金型４の凹部周面４４によってその中心方向、即ち、条材９の外側（幅方向）へ押し出されるように所定長さＡ１ずつ繰り返し変形される。その結果、外側縁部９１は、図４の（５）に示すように、長さ方向に沿って圧延が進行し、中央部９３より薄肉に形成される。

尚、上記押圧動作によって押圧金型４の外側縁部９１が条材９の外側縁部９１に最初に圧接された初回押圧時、外側縁部９１の被押圧部には、図２に示すように、凹部周面４４に沿うようにして楔状の圧痕Ｆが形成されるが、その圧痕Ｆは、上記初回の押圧に続く２回目以降の押圧により、徐々に凹部周面４４によって条材９の外側へ掻き出されるように延伸されて平滑化が進み、最終的には平らになる。

条材９の他方の外側縁部９１も同様に圧延する場合は、上記のように圧延加工された条材９を反転させて台座２上に設置し、押圧動作を行う。これにより、左右両外側縁部９１が中央部９３より薄肉の異形断面条が形成される。

以上の方法によれば、１つの押圧金型４で条材９の外側縁部９１を長さ方向に沿って圧延させることができるから、圧延装置１の全体の短小化を図ることが可能である。しかも圧延の際、条材９の外側縁部９１は、押圧金型４の凹部周面４４によってその中心方向に変形され、長さ方向や中央部９３側には変形し難から、被押圧部の周辺にて割れや皺、歪みなどの成形不良が生じ難い。よって、製造品質の安定化を図ることもできる。

しかも、上記のように押圧金型４をその中心（凹部４２の中心）が条材９の側端面９２より外側となる位置で上下に往復動させ、下端面４０の半面以下の範囲で条材９を押圧するようにしたことで、下端面４０の凹部周面４４にて条材９の外側縁部９１がその外側へより確実に押し出されるから、上記成形不良がより生じ難く、製造品質の一層の安定化を図ることができる。

また、このものでは、押圧金型４の下端外周縁４３の少なくとも一部に、条材９に嵌入可能なエッジ部が設けられるとともに、そのエッジ部から押圧金型４の中心方向に連続して傾斜部が設けられていることで、押圧金型４を条材９に押圧させたときに、条材９の外側縁部９１が中央部９３側へより押され難いから、製造品質のより一層の安定化を図ることができる。

尚、条材９を所望の寸法精度で塑性変形させるのに十分な加圧力が得られれば、上記押
圧動作は、押圧金型４を比較的高速で上下動させ、条材９に対して押圧金型４をハンマーのように上から打ち付けて押圧させるようにしてもよいし、押圧金型４を比較的低速で上下動させ、条材９に対して押圧金型４を上からゆっくりと僅かずつ押圧させるようにしてもよい。或いは、押圧金型４を下げる際に、押圧金型４を高速で細かく上下動させ、その高周波振動によって条材９を押圧するようにしてもよい。

また、本実施形態では、１つの押圧金型４で条材９の一方の外側縁部９１を圧延させるものを説明したが、図５に示すように、２つの押圧金型４が条材９の左右位置に並設され、これら２つの押圧金型４によって条材９の左右両側の外側縁部９１を同時に圧延させるようにしてもよい。これにより、異形断面条の製造効率が格段に向上する。また、条材９の長さ方向に押圧金型４を複数並べて配置しないため、圧延装置１全体が長大化する問題も生じ難い。

尚、圧延装置１の長大化が許容される場合は、条材９の一方の外側縁部９１に沿って押圧金型４を複数並設し、これら複数の押圧金型４によって条材９の一方の外側縁部９１を連続的に圧延させるようにしてもよいし、上記のように条材９の左右に並設された２つの押圧金型４を、さらに前後に複数列で配し、これら複数の押圧金型４によって条材９の左右両側の外側縁部９１を連続的に圧延させるようにしてもよい。このようにすることで、異形断面条の製造効率が一層向上する。

また、本実施形態では、押圧金型４の下方対向位置まで台座２が設けられており、台座２と押圧金型４とで条材９の外側縁部９１を上下から挟んで押圧するように構成されたものを説明したが、図６に示すように、台座２の側方で且つ押圧金型４の下方対向位置に、条材９の外側縁部９１に下方から当接する支持金型６が設けられ、押圧金型４の下端面４０と支持金型６の上端面６０とで外側縁部９１を上下から挟んで押圧するように構成されたものとしてもよい。このものにおいても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

この場合、支持金型６は、台座２と同様、圧延装置１の所定位置に固定されていてもよいし、手動又は電動で任意の高さや前後左右に位置調整可能としてもよい。また、押圧金型４と同様、図示しない押圧機構部に連結支持され、上下に往復動可能に構成されたものとしてもよい。

さらに、支持金型６は、上端面６０に、押圧金型４の下端面４０と上下対称に、下方へ凹没する略円錐状の凹部が形成されたものとしてもよい。このものでは、条材９の外側縁部９１を上下両面からその外側へ押し出すように押圧することができるから、異形断面条の製造効率が格段に向上する。

また、本実施形態では、押圧金型４の下端面４０に、上方へ凹没する円錐状の凹部４２が形成されたものを説明したが、条材９の外側縁部９１をその外側へ押し出すように適切に押圧可能であれば、凹部４２は、円錐状に限らず、底部が楕円形状や長円形状に形成された錐状、頂部が平面状に形成された円錐台状に形成されたものとしてもよいし、三角錐状や四角錐状、六角錐状など多角錐状に形成されたものとしてもよい。

また、凹部周面４４は、条材９の外側縁部９１をその外側へ押し出すように適切に押圧可能であれば、その傾斜角（勾配）が全体に亘って一定であるものに限らず、例えば、傾斜が中心側から外周側に向かって徐々に緩やかになる凸曲面状に形成されたものであってもよいし、傾斜が中心側から外周側に向かって徐々に急になる凹曲面状に形成されたものであってもよい。

尚、凹部４２の底部が楕円形状や長円形状に形成されたものの場合、その長径方向を条
材９の長さ方向と平行になる向きで押圧金型４を配すれば、条材９の外側縁部９１をより確実にその外側へ押し出すように変形させることができる。即ち、外側縁部９１が中央部９３側へ押されるのをより確実に抑制できる。これにより、製造品質の一層の安定化を図ることができる。

また、本実施形態では、押圧金型４の下端面４０の凹部４２の外周縁が押圧金型４の下端外周縁４３と略一致するように構成されたもの、即ち、下端外周縁４３がエッジ状に形成されたものを説明したが、図７に示すように、凹部４２が下端面４０より小径で、下端外周縁４３に沿って平面部が設けられたものとしてもよい。このものでは、押圧金型４を上下に往復動させる間に、圧痕Ｆが下端外周縁４３の平面部によって平面的に押圧されるから、外側縁部９１の表面をより平滑に圧延することができる。

また、本実施形態では、押圧金型４の下端面４０の同心円上に凹部４２が設けられたものを説明したが、図８に示すように、凹部４２が下端面４０より小径で、且つ下端外周縁４３と接するように条材９の中央部９３側へ偏心して設けられたものとしてもよい。このものでは、凹部４２の外周縁の上記中央部９３側の縁部が下端外周縁４３と略一致し、エッジ状に形成されているから、外側縁部９１が中央部９３側へ押されるのをより確実に抑制できる。

また、押圧金型４は、条材９の外側縁部９１をその外側に向けて適切に押圧可能であれば、円柱状に限らず、図９に示すように、１／３円柱状に形成されたものとしてもよいし、１／４円柱状に形成されたものとしてもよい。また、押圧金型４が楕円柱状や長円形柱状に形成されたものとすれば、その長径方向を条材９の長さ方向と平行になるように配することで、１回の押圧動作で条材９の外側縁部９１をより広範囲に押圧することができるから、異形断面条の製造効率が一層向上する。

１ 圧延装置（異形断面条の製造装置）
２ 台座
３ 送り機構部
４ 押圧金型（押圧体）
５ 押圧機構部
９ 条材
４０ 下端面（押圧面）
４１ 上端面
４２ 凹部
４３ 下端外周縁
４４ 凹部周面
９１ 外側縁部
９２ 側端面
９３ 中央部

Claims (5)

1. 幅方向の中央部が外側縁部より厚肉に形成される異形断面条の製造方法であって、
   条材を長さ方向に移動させつつ、押圧面に略錐状の凹部が設けられた押圧体を前記条材の厚さ方向に繰り返し往復動させ、前記押圧面によって前記条材の外側縁部を押圧することで、前記外側縁部を所定の厚さに圧延させる、異形断面条の製造方法。
2. 前記押圧体を、前記凹部の中心が前記条材の側端面より外側となる位置で往復動させる、請求項１に記載の異形断面条の製造方法。
3. 幅方向の中央部が外側縁部より厚肉に形成される異形断面条の製造装置であって、
   条材を長さ方向に移動させる送り機構部と、
   前記条材を押圧する押圧体と、
   前記押圧体を前記条材の厚さ方向に往復動させる押圧機構部と、を備え、
   前記押圧体は、押圧面に略錐状の凹部が設けられ、
   前記条材を長さ方向に移動させつつ、前記押圧体を前記厚さ方向に繰り返し往復動させ、前記押圧面によって前記条材の外側縁部を押圧することで、前記外側縁部を所定の厚さに圧延させる構成とした、異形断面条の製造装置。
4. 前記押圧体は、前記凹部の中心が前記条材の側端面より外側となる位置に配された、請求項３に記載の異形断面条の製造装置。
5. 前記押圧体は、前記押圧面における前記凹部の外周に沿って、前記条材に面接触可能な平面部が設けられた、請求項３または４に記載の異形断面条の製造装置。

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