JPH067876A - 異形横断面形状を有する帯・板材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の溝形状等を有する横断面異形の帯・板
材を小型且つ安価な装置で製造できるとともに高速加工
が可能で生産性が高く、加えて品種が異なった場合にお
いて段取り換えのために多大な手間，時間を要しない異
形横断面形状を有する帯・板材の製造方法を提供する。 【構成】 狭幅の異形加工用の第一ロール１６と広幅の
第二ロール１８とを対向して配置し、加工すべき帯・板
材１５の一方の面に第二ロール１８を全幅に亘って接触
させつつ第一ロール１６を被加工面に部分的に接触させ
て押圧する。そして帯・板材１５を長手方向に送りなが
ら第一ロール１６によって対応する細幅の溝を帯・板材
１５の送り方向に連続形成する。しかる後第一ロール１
６を１ピッチ分板幅方向にずらせて同様の処理を施し、
以後これを繰り返すことによって帯・板材の被加工面を
幅方向所定範囲に亘って圧延加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は異形横断面形状を有す
る帯・板材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】異形の横断面形状を有する帯・板材がト
ランジスタ用リードフレーム，各種装置用レール類，ガ
イド類等の用途に用いられている。この横断面異形の帯
・板材は、従来例えば図６に示しているような方法にて
製造されていた。

【０００３】この図において１００，１０２はそれぞれ
対向して配置されたフラットロール及び異形加工用ロー
ルであって、異形加工用ロール１０２の円周面上には突
起１０４が設けてある。この突起１０４はロール１０２
の半周部分だけに形成されており、またその形状はロー
ル１０２の円周方向に沿って幅が漸次広がり、最終的に
一定の幅Ｗとなる形状とされている。

【０００４】これらロール１００と１０２との間に帯・
板材１０６を挟み込み、そして加圧状態の下でこれらロ
ール１００，１０２を回転させて帯・板材１０６を長手
方向に送ると、帯・板材１０６の、突起１０４により押
圧された部分がロール１０２の回転に伴って順次矢印方
向、つまり幅方向に延伸され、（Ｂ）に示すように突起
１０４に対応した形状の長さの短い溝１０８ａが帯・板
材表面に成形される。

【０００５】ここで溝１０８ａの成形は、ロール１０２
の１回転の内最初の半回転の間に行われ、残りの半回転
の間は溝の成形加工は行われない。これは突起１０４が
ロール１０２の半周部分にのみ形成されているからであ
る。

【０００６】而してロール１０２が残りの半回転する間
に帯・板材１０６がピッチｐのみ戻され、そして再びロ
ール１０２の突起１０４との接触・押圧によって帯・板
材１０６表面に溝１０８ｂが溝１０８ａに連続して成形
される。以後同様の操作が繰り返し行われ、帯・板材１
０６表面に幅Ｗの溝が連続的に形成されていく。

【０００７】ここで、本方法においてロール１０２の突
起１０４の形状をロール１０２の回転に伴って幅が漸次
広がる形状としているのは、次のような理由による。即
ち突起１０４の形状を、周方向に一定の幅Ｗを有する形
状とした場合、その突起を帯・板材１０６表面に押圧し
てこれを変形させたとき、変形部分の材料は帯・板材の
長手方向に延伸し、溝成形部分と溝を成形しない部分と
で板の長さに差を生じ、平坦な溝付板を得ることができ
なくなる。

【０００８】そこで突起形状をロール１０２の回転に伴
って幅が漸次広がるような形状とし、以てロール１０２
回転時に突起幅の連続的な広がりによって材料を幅方向
に延伸させ、最終的に所定幅の連続した溝を形成するよ
うにしているのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の製造方法の場合、形成すべき溝の幅，深さが異
なる毎に別途の形状の突起を有するロールが必要であっ
て、予め数多くの種類のロールを揃えておかなければな
らない問題がある。

【００１０】また溝幅が広くなると、ロール１回転でそ
の広幅の溝を形成するための突起の周長を長くすること
が必要となり、即ち直径の太い異形加工用ロールが必要
となり、ロールのコストが高くなってしまう問題があ
る。

【００１１】加えてこの方法では、溝を全幅に亘って同
時に圧延成形加工するために圧延荷重が大きくなり、必
然的に装置が大型化し、コストも高くなるといった問題
を生ずる。

【００１２】しかもこの方法の場合、ロール１回転毎に
帯・板材をピッチｐだけ戻してやる必要があるため、即
ち帯・板材を長手方向に往復運動させつつ加工を行う必
要があるため、高速圧延ができず、生産能率が悪い問題
がある。

【００１３】その他本方法では溝形状が異なる毎にロー
ルの取替えを行わなければならず、段取替えのために多
大な手間と時間とを要する問題がある。特にこの種異形
断面の帯・板材はその用途が上記のようにトランジスタ
用リードフレーム，各種装置用レール類，ガイド類等、
生産量が少量且つ多品種に亘るものであり、かかる少量
多品種向けの製造方法としては本方法は不向きであると
いった問題があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決することを目的としてなされたものである。
而して本願の発明は、横断面形状が異形の帯・板材の製
造方法にして、狭幅の異形加工用の第一ロールと広幅の
第二ロールとを対向して配置し、該第二ロールを該帯・
板材の一方の面にその全幅に亘って接触させるととも
に、第一ロールを該帯・板材の反対側の被加工面に押圧
し、その状態で該帯・板材を長手方向に送りつつ該第一
ロールの接触押圧部分を幅方向に延伸させて該部分を部
分的に且つ送り方向に連続的に圧延加工し、次いで該第
一ロールを該帯・板材の被加工面に沿って幅方向に所定
距離相対的に位置移動させた上で再び同じ処理を行い若
しくはこれを繰り返すことによって該帯・板材の被加工
面を幅方向所定範囲に亘って圧延加工することを特徴と
する（請求項１）。

【００１５】本願の別の発明は、前記第一ロール及び第
二ロールから成るロール組を前記帯・板材の送り方向に
沿って複数組設けるとともに、各ロール組における前記
異形加工用の第一ロールを該帯・板材の幅方向に１ピッ
チ分ずつ位置をずらせて配置し、該帯・板材をそれら複
数のロール組を通過させることによって、各ロール組の
押圧に基づく部分的圧延加工を各ロール組を通過するご
とに幅方向に順次的に行うことを特徴とする（請求項
２）。

【００１６】本願の更に別の発明は、前記ロール組の前
部側に加熱装置を配置し、該加熱装置により該帯・板材
を加熱しながら該ロール組により該帯・板材を熱・温間
で加工することを特徴とする（請求項３）。

【００１７】本願の更に別の発明は、前記帯・板材をそ
の長手方向端部において巻取り又は巻戻しするための巻
取・巻戻しリールを設け、それらリールにより該帯・板
材を巻取り及び巻戻ししつつ長尺の帯・板材を前記ロー
ル組によって異形加工することを特徴とする（請求項
４）。

【００１８】本願の更に別の発明は、前記帯・板材の前
後端を溶接接続してリング形状とし、前記ロール組によ
る１ピッチ毎の部分的圧延加工を、該リング形状材を回
転させることによって連続的に行い、しかる後前記溶接
部分を切断して帯・板材に展開することを特徴とする
（請求項５）。

【００１９】

【作用及び発明の効果】以上のように請求項１の発明で
は狭幅の第一ロールと広幅の第二ロールとを対向させ、
そして第二ロールを帯・板材の一面に全幅に亘って接触
させつつ第一のロールを帯・板材の被加工面に部分的に
接触させて押圧し、そして帯・板材を長手方向に送りつ
つこれら両ロール又は一方のロールの回転により帯・板
材の被加工面に部分的な圧延加工を施し、まず第一ロー
ルの幅に対応した細幅の溝を帯・板材の被加工面に送り
方向に沿って連続的に形成する。

【００２０】しかる後第一ロールの位置を帯・板材の幅
方向に所定距離、通常は１ピッチ分だけ相対的に位置移
動させ、その状態で再び帯・板材の被加工面に第二ロー
ルの幅に対応した細幅の溝を前記形成した溝に連続して
形成する。若しくは同様の操作を繰り返し行うことによ
って帯・板材の幅方向所定範囲に亘って連続した減厚加
工を施し、以て帯・板材の横断面形状を異形化する。

【００２１】かかる本発明では、第一ロールにて帯・板
材を幅方向に延伸しつつ圧延加工するため、平坦度の高
い異形断面の帯・板材を得ることができる。また単一の
ロール組を用いて様々な幅，深さ，形状の溝加工を行う
ことが可能であり、従来の方法のように溝の形状，寸法
に応じて多種類のロール組を用意しておく必要がない。

【００２２】また本発明では異形加工用の第一ロールの
周長を長くとる必要がなく、即ちロールの直径を大きく
とる必要がなく、加えて第一ロールは帯・板材を部分的
に圧延加工するものであるために圧延荷重も小さく、従
って本発明によればロールを小型に且つ安価に構成する
ことが可能となる。

【００２３】更に本発明によれば帯・板材を長手方向に
連続して圧延加工することが可能であってその際に帯・
板材を往復運動させる必要がなく、高速で圧延加工を行
うことができる。このため高能率で異形断面の帯・板材
を製造でき、また単一のロール組を用いて種々形状，寸
法の異形加工が可能であるから、従来、少量多品種生産
に際して段取替えのために要していた手間，時間を大幅
に節減できる。

【００２４】請求項２の発明は、複数のロール組を帯・
板材の長手方向に沿って設けるとともに、各ロール組の
第一ロールの配置位置を１ピッチ分ずつ帯・板材の幅方
向にずらせたもので、この方法によると、帯・板材を各
ロールを通過するように１回通すだけで複数ピッチ分の
部分的圧延加工を施すことが可能となり、生産能率を大
幅に向上させることができる。

【００２５】請求項３の発明は、加熱装置を設けて帯・
板材を加熱しつつ加工するもので、このようにすれば厚
みの厚い帯・板材や硬質難加工材であっても、小さな圧
延荷重の下で圧延割れを防止しつつ加工することができ
る。

【００２６】請求項４の発明は、巻取・巻戻リールによ
って帯・板材の端部を巻取り及び巻戻しつつ単一又は複
数組のロールにて帯・板材を圧延加工するもので、本方
法によれば長尺の帯・板材を容易に圧延加工することが
できる。

【００２７】請求項５の発明は、帯・板材の前端と後端
とを溶接して一旦リング形状とし、このリングを回転さ
せつつロール組による１ピッチ毎の加工を行うもので、
この方法によれば帯・板材をエンドレスで連続的に加工
できる利点が得られる。

【００２８】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１（Ｂ）において、１０は横断面異形の板
材であって一面側に幅方向所定範囲に亘って溝１２が形
成されている。

【００２９】この板材１０は幅方向両端の厚みがｔ₁，
溝１２部分の厚みがｔ₂でｔ₁＞ｔ₂の関係となってい
る。また溝１２の幅方向両端部はテーパ部１４とされて
いる。

【００３０】図１（Ａ）において、１６は異形加工用の
狭幅の第一ロール、１８は板材１０（厳密には板素材１
５）の全幅よりも広幅のフラットな第二ロールである。

【００３１】第二ロール１８は、本体胴部２０，フラン
ジ２２及び回転軸２４を有しており、この回転軸２４が
軸受２６によって回転可能に支持されている。

【００３２】一方第一ロール１６は、互いに逆方向に傾
斜するテーパ部２８，３０と一対の回転軸３２とを有
し、それら回転軸３２が軸受３４によって回転可能に支
持されている。

【００３３】本実施例においては、板素材１５として板
厚が２．０ｍｍ，板幅が８０ｍｍ，長さが４０００ｍｍ
のリン青銅（ＪＩＳ Ｃ５１１１Ｒ：４．０％Ｓｎ−
０．０３２％Ｐ−残部Ｃｕ）から成るものを用い、また
第二ロール１８として本体胴部２０の外径が１５０ｍｍ
のものを、更に異形加工用の第一ロール１６として最大
外径１８０ｍｍ、図中左側のテーパ部２８の傾斜角度が
３０度のものを用いて溝１２の成形加工を行った。

【００３４】具体的には、ロール１６と１８との最大外
径部間のクリアランスが０．４３ｍｍとなるようにロー
ル間隙を調整し、そして第二ロール１８を矢印Ａ方向に
１２０ｒｐｍの速度で回転させるとともに、板素材１５
をその一方の側端面がフランジ２２に接触するように長
手方向の一端（前端）からロール１６と１８との間に噛
み込ませ、その状態で板素材１５を他端まで長手方向に
送って、その一面側にロール１６に対応した形状且つ細
幅の一条の溝を板素材１０の送り方向に連続的に形成し
た。

【００３５】尚このとき板素材１５のロール１６による
被押圧部分は、専らテーパ部２８によって板幅方向に延
伸しつつ圧延加工される。

【００３６】さて板素材１５が他端まで送られたら、次
に第一ロール１６をロール軸方向（図中矢印Ｃ方向）に
１ピッチ分（２．０ｍｍ）位置移動させ、そして今度は
第二ロール１８をＡとは逆方向に回転させて板素材１５
の後端をロール１６，１８間に噛み込ませ、板素材１５
を前記とは逆方向（後退方向）に移動させて、板素材１
５の被加工面を全長に亘って圧延加工した。

【００３７】板素材１５の後端がロールの１６，１８間
を通過したら、第一ロール１６を再び１ピッチ分幅方向
に位置移動させるとともに、第二ロール１８を再び矢印
Ａ方向に回転させ、板素材１５を前端からロール１６，
１８間に噛み込ませてこれを前方に送り込み、その被加
工面に部分的な圧延加工を板素材１５の長手方向に連続
的に施した。

【００３８】以後同様の操作を繰り返して上記幅方向に
連続した溝１２の加工を行い、（Ｂ）に示す横断面異形
の板材１０を得た。

【００３９】得られた板材１０の厚み寸法ｔ₂を測定し
たところ、ｔ₂＝０．５ｍｍであった。この厚み０．５
ｍｍとロール１６，１８の最大直径部間の間隙設定値
０．４３ｍｍとの差は、圧延荷重に基づく装置の弾性撓
みによるものである。

【００４０】尚種々の実験結果から、異形加工用の第一
ロール１６のテーパ部２８の傾斜角度は１５〜３５度の
範囲とするのが良く、板素材１５が軟質のものであるほ
どその傾斜角度を小さくするのが良好であることが分か
った。

【００４１】また一回圧延毎の第一ローラ１６の板幅方
向の送り量（ピッチ）は、これを大きくするほど加工能
率が向上するが、他方で加工力が大きくなり、極端に大
きくすると圧延変形部が板幅方向に延伸されるだけでな
く板の長手方向にも延伸されて、平坦度の良い異形板を
得ることができなくなる。

【００４２】具体的にはこの値は板素材寸法，板厚減少
率，ロール直径，ロールテーパ角等によって異なるが、
総合的にみて第一ロール１６と板素材１５との投影接触
面積で、ロール周方向（板の長手方向）の接触長さがロ
ール軸方向（板幅方向）の接触長さよりも大きくなる範
囲を選ぶことにより、板幅方向のみの延伸変形を生じさ
せ、平坦度の良い異形板を得ることができることが分か
った。

【００４３】また板厚圧下率（ｔ₁−ｔ₂）／ｔ₁は異形
材の必要寸法によって異なるが、軟質高延性材では１０
〜８０％の範囲で選ぶことができる。板厚圧下率が１０
％未満の場合、板素材１５の異形加工用第一ロール１６
側の表面部のみが局部的に変形して平坦な異形板を得る
ことができず、従って板厚全域に亘って均一な変形を付
与するためには圧下率を１０％以上とすることが望まし
い。

【００４４】一方圧下率を８０％よりも大きくすると、
圧延荷重が大きくなり、また延性の低い材料では割れを
発生する恐れが生ずる。そこで異形加工に際してはこれ
らを考慮して圧下率を定めるのが良い。

【００４５】従って製品形状からこの圧下率を大きくと
らなければならない場合には数回に分けて加工し、一回
毎の圧下率を小さくするようにするのが望ましい。

【００４６】図１（Ｂ）示す異形板材１０において、薄
肉部の表面粗さを平滑にするために、図１（Ａ）におけ
る異形加工用第一ローラ１６の最大直径部分に丸味を付
けるか或いは短い平行直径部分を付与することが望まし
い。

【００４７】図２は本発明の他の実施例を示したもの
で、この例では高周波誘導加熱用コイル３６による加熱
部を設け、板素材１５を加熱しつつロール１６，１８に
よって圧延加工を施すようにしている。

【００４８】この方法によれば、産業機械用に使われる
レール，ガイド類用の工具鋼製異形板材を低い圧延荷重
で、加工割れの発生を防ぎつつ製造できる。

【００４９】図３は本発明の更に他の実施例を示したも
ので、この例では３組のロール１６，１８を板素材１５
の送り方向に沿って並べるとともに、異形加工用の第一
ロール１６を各ロール組毎に板幅方向に１ピッチづつず
らせて配置したものである。

【００５０】この方法の場合、３組のロール１６，１８
を通過させるようにして素材板１５を一回長手方向に送
るだけで、溝幅をｗ₁→ｗ₂→ｗ₃と順次広げて行くこと
ができ、生産能率を効果的に高めることができる。

【００５１】図４は本発明の更に他の実施例を示したの
もである。この例は長尺の板素材（帯材）の長手方向端
部を巻取・巻戻しリール３８を用いて巻取・巻戻しつつ
ロール１６，１８によって異形加工を施すようにした例
で、この方法によれば広い加工スペ−スを占有すること
なく、長尺の帯材を長手方向に前進又は後退させつつ１
ピッチ毎加工することができる。

【００５２】図５は本発明の更に別の実施例を示してい
る。この例はロール軸と平行及び直角な加工面４２，４
４を有するロール４０を用いて溝１２の幅方向両端のテ
ーパ部１４を直角形状に仕上げ加工する場合の例であ
る。

【００５３】以上本発明の幾つかの実施例を詳述したが
これらはあくまで一例であって、本発明はその主旨を逸
脱しない範囲において、当業者の知識に基づき様々な変
更を加えた態様実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異形横断面形状を有する帯・板材の製
造方法の一実施例の説明図である。

【図２】本発明の他の実施例の説明図である。

【図３】本発明の更に他の実施例の説明図である。

【図４】本発明の更に他の実施例の説明図である。

【図５】本発明の更に他の実施例の説明図である。

【図６】従来の異形断面形状の帯・板材の製造方法の一
例の説明図である。

【符号の説明】

１０ 板材 １２ 溝 １６ 第一ロール １８ 第二ロール ３６ 高周波誘導加熱用コイル ３８ 巻取・巻戻しリール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横断面形状が異形の帯・板材の製造方法
   にして、狭幅の異形加工用の第一ロールと広幅の第二ロ
   ールとを対向して配置し、該第二ロールを該帯・板材の
   一方の面にその全幅に亘って接触させるとともに、第一
   ロールを該帯・板材の反対側の被加工面に押圧し、その
   状態で該帯・板材を長手方向に送りつつ該第一ロールの
   接触押圧部分を幅方向に延伸させて該部分を部分的に且
   つ送り方向に連続的に圧延加工し、次いで該第一ロール
   を該帯・板材の被加工面に沿って幅方向に所定距離相対
   的に位置移動させた上で再び同じ処理を行い若しくはこ
   れを繰り返すことによって該帯・板材の被加工面を幅方
   向所定範囲に亘って圧延加工することを特徴とする異形
   横断面形状を有する帯・板材の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第一ロール及び第二ロールから成る
   ロール組を前記帯・板材の送り方向に沿って複数組設け
   るとともに、各ロール組における前記異形加工用の第一
   ロールを該帯・板材の幅方向に１ピッチ分ずつ位置をず
   らせて配置し、該帯・板材をそれら複数のロール組を通
   過させることによって、各ロール組の押圧に基づく部分
   的圧延加工を各ロール組を通過するごとに幅方向に順次
   的に行うことを特徴とする請求項１に記載の異形横断面
   形状を有する帯・板材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ロール組の前部側に加熱装置を配置
   し、該加熱装置により該帯・板材を加熱しながら該ロー
   ル組により該帯・板材を熱・温間で加工することを特徴
   とする請求項１又は２に記載の異形横断面形状を有する
   帯・板材の製造方法。
4. 【請求項４】 前記帯・板材をその長手方向端部におい
   て巻取り又は巻戻しするための巻取・巻戻しリールを設
   け、それらリールにより該帯・板材を巻取り及び巻戻し
   しつつ長尺の帯・板材を前記ロール組によって異形加工
   することを特徴とする請求項１，２又は３に記載の異形
   横断面形状を有する帯・板材の製造方法。
5. 【請求項５】 前記帯・板材の前後端を溶接接続してリ
   ング形状とし、前記ロール組による１ピッチ毎の部分的
   圧延加工を、該リング形状材を回転させることによって
   連続的に行い、しかる後前記溶接部分を切断して帯・板
   材に展開することを特徴とする請求項１，２，３又は４
   に記載の異形横断面形状を有する帯・板材の製造方法。