JPS58500435A - 連続処理材料に成形部を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 名　称　二　連続処理材料に成形部を形成する方法本発明は一局面から見れば、 金属材料及びプラスチック材料の連続処理に関するものである。連続処理におい ては、この用語が本願で使用される意味内で、材料は間欠的とは逆の意味で連続 的に、当該材料がある方法にて変形されるステーションを移動する。当該材料は 実質的に無端状か又は不特定の長さになっているか、又はその長さに対して直角 に測定した材料の最大寸法の少なくとも数倍になっている。材料の長さはステー ションを通って移動する方向に延在する寸法である。変形は例えば材料の横断面 形状又は表面仕上げに影響を及ぼすことがで終る０本発明の別の局面は金属材料 又はプラスチック材料の連続処理によって作成できる板材料に関するものである 。「板材料」という用語は本明細書では、全体的に平坦な板金、金属片及び当該 板金又は金属片を曲げることにより成形可能で、又は当該板金又は金属片の成形 により形成された、又は押出し成型され、且つその横断面に板金状形態の一部分 を含むその他の構造の材料を包含する目的で使用されている。

板材料の強度、すなわち本出願人が曲げ１？対する抵抗を意味する強度は材料を フルゲート状にすることによって高めることができる。フルデート部は、当該コ ルゲート部の長さ方向に隔置された２個所の位置で材料が支持され、中間位置で 荷重を受ける場合に曲げに対する抵抗は＾ぬるが、フルデート部に対して横方向 に隔置された位置で材料を支持し、荷重を中間位置において与えることによりも たらされる曲げ荷重に関連する材料の強度はあまり増加させない。

本発明の第１局面は、補強成形部又は穿孔部又はこれら両者の組合せである成形 部を連続処理金属材料と連続処理プラスチック材料内に形成する成形部形成方法 を示している。すなわち、当該成形部は材料の長さ方向に不連続状であり当該材 料が間を通過し且つ前記成形部を当該材料内に形成するような形状にされている 少なくとも１対の雄型と雌型の組合う構成要素による作用を受け、当該材料を変 形する少なくとも１個の別の装置により作用を受けて、連続的に且つ同一速度で 当該側の装置を通過又はその中を通り且つ前記組合う構成要素の間を移動するよ うにして成る方法が提供される。

本発明による成形部の形成方法は冷開圧延工程、プラスチック又は金属材料を押 出す工程に使用可能である。その上、冷開圧延又は押出しは通常速度での実施が 可能であり、穿孔又は補強用成形部の形成は同一速度で実施される。

補強用成形部又は穿孔部は長さ方向及び横方向に不連続状態になっているのが望 ましい、こうした補強用成形部は長さ方向及び横方向において板材料の強度を高 める。

その他の装置及び一対の組合う構成要素は望ましくは共通駆動装置によって駆動 される。

本発明の第２局面によれば、補強用成形部又は穿孔部又はこれら両者の組合せが 連続的に処理される金属材料又はプラスチック材料内に形成される。

当該成形部は当該材料の長さ方向に不連続状態であり、板材料の対向表面と係合 する個々の成形部をロール自体の周縁部に有する一対のロールの問を通過する。

当該ロールは個々の平行軸線の周りを回転し、一方のロール上の成形部が板材料 を他方のロール上の隣接する２つの成形部の間の間隙内へ押込む。またロール上 の成形部の側面は、ロール軸線方向から見ると、当該ロールの直径面の周りで対 称的に配列された２個のインボリュート曲線を含んでいる。

本発明の第３局面によれば、複数個の突出部を少なくとも片側面に有する金属製 又はプラスチック製板材料が形成される。突出部は各列内に複数個の突出部を有 する複数個の列に配列され、各突出部がもとは平坦板材料を局部的に伸張させて 当該材料をもとの平坦な構造から変形させ、板材料の反対側面に突出部に対応す るくぼみを設けるようにして形成されている。当該板材料の特徴は板材料全体の 厚みを突出部の間の位置における当該材料の厚みの少なくとも２倍にした点にあ る。

もとの平坦な板材料とは突出部の列を何ら有しない板材料を意味している。平坦 な板材料は例えば金属ストリップのリールを捲戻しした平坦な又は曲った材料で ある。

本発明による板材料には、永久変形が発生するまで当該材料に増加する曲げ荷重 を加えて測定すると、当該材料を形成する元になっている平坦な板材料の強度よ り少なくとも１０％高い強度があり、当該強度は典型的には形成される元の材料 である平坦な板材料の強度の少なくとも２倍の強度がある。

本発明による板材料の突出部は本発明の第１局面による方法によって形成される のが望ましい。本方法実施の目的が材料強度の増加にある場合には、最初は突出 部全てが孔の無い状態になっていることが好ましい。

板材料を使用する際に、孔を材料に穿ち、ネジ又はその他の締め共を嵌合させた り、その他の部材を板材料に貫通延在させたりできるようにする。突出部の少な くとも一部の突出部において板材料に穿孔を設けることも本発明の範囲内に入る 。

本発明においては、第２局面の方法で使用されるロールも提供されている。その ロールは周縁面上に各列に複数個の突出部を持つ複数個の列を有し、且つロール の軸線に沿って見た場合、突出部の側面はロールの直径面の周りに対称的に配列 せる２個のインボリュート曲線を有している。

本発明の第１．第２局面の一方又は両方を具体化している方法及び本発明の第３ 局面を具体化している板材料の例についてここで添付図面を参照しながら説明す る。

第１図は、板金材料、及び当該材料上に作用する円筒形工具の横断面図； 第２図、第３図は、板材料及び当該板材料上に作用する工具の第２．第３例を各 々示す横断面図； 第４図は、工具が材料に対して異なった作動段階にある点が相違する第３図に類 似した横断面図； 第５図は、第１図の工具により形成された成形部を有する板材料の一例の部分斜 視図； 第６図は、第５図の板材料の部分横断面図；第７図、第８図は、本発明の方法に よって形成された成形部を有する板岐料の第２の例を各々立面図と１１！薫面図 にて示した図；第９図、第１０図は、板材料の第３の例を各々立面図と横断面図 にて示した図； 第１１図、第１２図は、板材料の第４の例を各々立面図と横断面図にて示した図 ； 第１３図は、本発明の方法によって形成された成形部を有し、且つ、曲げ荷重を 受けている板材料の部分斜視図。

第１図は、板材料内に突出部を形成する本発明による方法を図解したものである 。最初は平板状である板材料が金属ストリップのフィルから引出され、平行にな っている（図示せず）個々の軸線の周りで回転自在の一対の円筒形状工具２．３ の開を通過する。工具２はその周辺個所に突出する歯の列を有し、各列には工具 の回転軸線に平行な方向で相互に隔置せる複数個の歯があり、歯の周方向に隔置 せる複数個の列がある。連続する３列の個々の歯は番号４，５．６で示されてい る。各歯の側面図には、工具の軸線に沿って見た場合、工具の直径面９の周りに 対称的に配列されている２個のインボリュート曲線７．８が含まれる。

工具３は工具２に一致するよう調整され、その周辺部には多数の延在成形部が備 えである。当該延在成形部の連続する３個の成形部は番号１０゜１．１．１２で 示されている。これらの各成形部はその長さが工具の軸線と平行した状態で配列 してあり、軸線に沿って見た場合、歯４．５．６と同様の側面を持っている。工 具３の隣接する成形部の間には、隣接する歯４．５．６の開の間隙１４に寸法、 形状上対応する間隙１３が備えである。

成形工具へ３は相互に噛み合い、且つ、工Ｊｉｌ−２の噛み合う歯と工具３の成 形部の間に均一な間隙が維持されるように位置付けられる。第１図に示すごとく 、工具に接近する板材料は成形部」０により表わされる工具３上の１個の成形部 及び歯１４により表わされる工具２上の１個の歯によって噛み合わされる。この 成形部と歯は板材料の対向両面に係合する。成形部具の個々の軸線の周りを一方 を時計方向に、他方を反時計方向に回転させることによって圧力が板材料上に加 えられ、その結果上じる作用で板材料１は所望の形状に延伸され、対向する相互 に噛み合う歯と成形部の間の均一な間隙に充填される。成形工具上の歯や成形部 のインボリュート曲線は、成形部具の成形部と歯ｔ′板材料と完全に係合する位 置への出入を容易にするものである。これは板材料の滑りを無くし、板材料上に 形成された連続成形部の形状や成形部間の間隙の均一性を維持する点で重要な要 素である。

成形工具２，３はその軸線に沿って測定した場合実質的に同し長さを有すること が好ましい。各成形部１０．１１．１２は成形部具２上の歯の列の長さと少なく とも同し長さになっていることが好ましい。工具３上の各突出部及び各間隙】３ は工具の一端部に隣接した位置から当該工具の他端部に隣接した位置へ中断なく 延在している。これら各成形部の側面はその長さに沿って一定になっている。ロ ール２の歯の半径方向最外側表面及び口〜ル３の成形部の半径方向最外側表面は 対応する工具と同軸になっている個々の円筒状面の一部を構成している。

第１図に図解した成形部具により形成される成形部を有する板材料の図及び第６ 図に図解するが、当該両図から、板材料の片側面には多数の突出部の列が成形さ れており、隣接する列内の突出部は列の長さに対して直角の方向で相互に整合し ていることが理解されよう、あるいは、隣接する列内の突出部が列の長さ方向に 対して９０°以下の角度で相互に配列されるように、成形部具を配置してもよい 。さらに、成形工具は一列の突出部を形成するよう配列されることも可能であり 、各突出部は延在し且つその長さが列の長さに直角か又は列の長さに対して鋭角 で傾斜する方向に配列される。

第７図ないし第、１２図は、板材料内の突出部の単列の配列３種を図解したもの で、当該配列の全体的な横断面形状はチャンネル（溝）状になっている。これら の例において、突出部はチャンネルの基部に形成され、当該基部からチャンネル の内部に向かう方向へ延在している。突出部はチャンネルに沿って測定した各突 出部の寸法より僅かに大きい即離だけ離隔して配置されている。単列の突出部を 有するチャンネルについて図解してきたが、複数列の同様の突出部をチャンネル に形成することも可能である。

第２図には組合う工具１５．１６の交互の対が図解しである。これらの成形部具 には成形部具２上に設は頓れた歯と実質的に類似し、又は成形工具３上に設けら れた成形部と実質的に類似している歯すなわち成形部を設けることができる。成 形子１４ｃ１６は成形工具２と同様に軸線１７の周りを回転するよう配列されで ある。成形部具」５は成形工具の開の板材料の移動径路に沿う方向に隔置されて いる一対の軸線１８．１９の周りを軌道運動するよう配列されである。成形部Ａ １５．１６はそのあ（８） る一部分が相互に噛み合った状態で配列してあり、これらの部分は、板材料と係 合する閤に、板材料の移動径路に沿って向けられた成分及び移動径路に対して横 方向に向けられた成分に分解できる運動を行なうことが注目される。

第２図に図解された特別の例において、任意の時点に相互に噛み合う成形工具１ ５．１６の歯や成形部の個数は、第１図に示された任意の時点に相互に噛み合う 成形工具の成形部と歯の個数より少なくなっている。

成形工具１５が板材料との係合状態から離れる位置において、板材料は成形工具 １６により支持されなり。成形工具１５は可撓性あるものとし又は関節ある構造 であり、成形工具１６の速度に対応する速度で駆動される。

第３図及び第４図には、板材料４４内に穿孔を形成する方法が図解しである。第 ４図に図解の装置は噛み合う一対の構成要素、すなわち各々第２図の成形工具１ ５．１６と同様に移動するパンチ４２．ダイス４３を含む、パンチ４２は板材料 の対応する部分を穿孔せしめる切欠き５０を定めるダイス４３のある部分と噛み 合う少なくとも１列のパンチ素子５１を含む。第４図に図解した工具はパンチ素 子５１とダイスの開の間隙が一定でないこと、素子５１の歯形が穿孔作用に適す るような形になっていること、必要な間隙角度が含まれること等の点で第２図に 図解した工具とは異なっている。

第３図で、パンチ４２及びダイス４３は、あるパンチ素子５１ａが丁度ダイス内 の１つの切欠きを離れ、後続のパンチ素子５１ｂが板材料４４に接近しているよ うな位置で示されている。パンチ素子５１ａとＳｌｂの開の位置４６において、 板材料はパンチとダイスにより把持されている。

パンチとダイスの移動が第４図に示された位置を通って続行するのに伴い、パン チ素子Ｓｌｂの先縁部は板材料４４を穿孔する。パンチ素子はダイス４３の隣接 する切欠きに入って板材料の厚みより僅かに天外い深さまで到り、板材料のスラ グを穿孔除去してダイスの切欠き内へ到る。

次にパンチ素子はダイス内の切欠きから離れるが、パンチ素子がダイスから離れ るまでは、板材料内に形成された孔にとどまっている。次に、パンチ素子はダイ スとの干渉を何ら伴わずに板材料から離れる。

第２図に示したごとく、板キイ料は本願で開示された成形工具の任意の対を通過 後、例えば板材料をチャンネル形に成形する別の成形工具２０゜２１へ移動する ことも可能である。成形工具１５．１６及び成形工具２０゜２１は共通の駆動手 段（図示せず）によって駆動可能である。板材料は押出しダイスから成形工具へ 供給される。

第５図及び第６図に図解された板材料は、平板の金属片、例えば、軟鋼又はアル ミニウムから作られたもので、第１図に図示された成形工具により形成された後 、当該片体を所定の全体的な断面形状に曲げる別の成形工具（第１図には図示せ ず）により変形される。板材料の片側面には複数個の突出部があり、当該突出部 は複数個の列に配列され、各列には多数の突出部が含まれている。第５図で１列 内の２個の突出部が番号２２゜２３で示され、隣接する列の２個の突出部が番号 ２４．２５で示されている。反対側面には対応するくぼみがある。

各列内の突出部のピッチは図示された仕上がった板材料を作成するため使用され る平坦な板材料の厚みに従って選択される。一般に、突出部（１０） のピッチとは、連続する突出部、七の対応する点の開の距離であるが、それは各 列内で、初期板材料の厚みの４ないし１６倍となる。列を横切って測定した突出 部のピッチは通常、列に沿って測定したピッチと同し範囲内にあるが、後者のピ ッチとは幾分異なっている。典型的には列を横切って測定したピッチは列に沿っ て測定したピッチより幾分大きくなっている。

各突出部２２ないし２５にはほぼ平坦なりレストがある。はぼ平坦とはフレスト が通常の観察によれば平坦に見えるということである。フレストの形態は曲がる 計器の使用によりその状態を示せるようなものである。フレストは少なくともそ の縁部分に隣接して全体的に僅かに凸状になっている。突出部２２ないし２５の フレスト２６ないし２９は、これらの各フレストに接触する基準面に対して少な くとも大略平行になっている。各フレスト２６ないし２９は寸法と形状が同じで あり、はぼ矩形である。突出＄２２．２３の列に沿った方向で測定されたフレス ト２６の寸法は、列に沿って測定された突出部のピッチの少なくとも１／１０で ある。同様にして、列の長さ方向に対して直角の方向で測定されたフレスト２６ の寸法は列を横切って測定された突出部のピッチの少なくとも１／１０であるが 、列に沿って測定されたピッチに対しては７５％〜１３０％の範囲内にある。

各突出部２２ないし２５は隣接する突出部の間の板材料と接触する曲った側部を 有している。当該側部は一般的に突出部のフレストと接触する基準面に傾斜して いる。突出部２６の側部のうち隣接する列に面している側部３０，３１は、突出 部２６の他方の側部より一層緩やかに傾斜しく１】） ており、当該他方の側部の１つは３２で示してあり、それは同じ列内の隣接する 突出部′に而している。突出部２６と同列内の隣接する突出部の間には板材料の ほぼ平坦な領域３３．３４がある。これらのほぼ平坦な領域は突出部の全ての列 を横切って延在するが板材料の表面領域の１／３程度を占めるにすぎない。領域 ３３．３４は当該材料の表面領域の大略１／４を占めることが好ましい。はぼ平 坦な各領域３３．３４の短い方の寸法、すなわち突出部の列の長さに沿って測定 した寸法は、列に沿って測定した突出部のピッチの１／２以下である。

図解した特別の例においては、各列内の対応する突出部は列の長さに対して直角 の方向で相互に整合しているが、ある列内の突出部を隣接する列内の突出部に対 し列に沿った方向に後退させてもよい。

フレスト２６ないし２９に接触する基準面と当該基準面から離隔した板材料面の 開の分離を意味する板材料の全体的な厚みは、板材料で作られる金属の最大厚み の少なくとも２倍はある。この最大厚みは突出部の間、特に隣接する突出部間の 中間位置で発生する。突出部の側部、例えば、側部３０，３１．３２内の金属は 、突出部の成形中に伸張された結果、僅かに薄くなっている。フレスト２６ない し２９における金属の厚みも金属の最大厚みより幾分薄い。

突出部を設けることにより、板材料の強度は図示された板材料を成形するもとに なる平坦な板材料と比較して高められることが判明した。板材料の全体的な厚み は当該強度を少なくとも１０％増加させるのに十分な程度に増加する。強度の著 しい増加は全体的な厚みを２倍に増加することから得られ、好ましい全体的な厚 みはもとの平坦な板の厚みの大略１（１２） ３．５倍である。

しかしながら、第５図に示した板材料は材料の穿孔を行なう突出部成形中に十分 伸張されない。最初に形成した時点では各突出部は無孔状態になっている。一部 の突出部は板材料が使用される際ファスナーによって引続き穿孔可能である。

突出部全てを板材料の同一面に設けることが望ましいが、突出部を両面に設ける ことも可能である。

第１図、第２図に図解しである一対の成形部具２，３及び一対の成形部Ｊｉｌ− １５，１６の作用の結果、板材料は部分的に伸張され、それに伴い厚みが部分的 に薄くされる。この伸張作用は突出部の成形中に発生するような板材料の収縮を 部分的に補償するので、成形工具から出される板材料の長さは最初の平坦な板材 料部片の長さの７５％以上となる。

一般に、成形板材料はもとの平坦な板材料の長さの９０％を下回わらず、成形後 の板材料の長さはもとの板材料片の長さの９５％を下回わらないものが望ましい 。

第１図で歯５は当該歯の中心が工具２，３に共通の直径上に存在する位置におい て示されである。この歯はその係合する板材料の該当部分を板材料の隣接する部 分に対して相対的な最大変位量まで押付ける。歯５と工具３の隣接成形部１１． １２の間の距離はロールが第３図に図解した位置にある時、突出部の側部を形成 する金属の厚みにほぼ等しい。歯４と成形部１２の間の距離及び歯６と成形部４ １の間の距離も突出部の側部な形成する金属の厚みにほぼ等しいので、金属は歯 ５の後方で歯４と成形部１２の開に把持され、かつ、歯５の前方で歯６と成形部 １１（１３）　に２゛卸８５８−５００４３５（５）により把持される。これら の位置における板材料の把持により、歯６に向かう工具の歯に伴う板材料の摺動 が阻止されるとともに、歯６の周りの板材料が伸張されて突出部が形成される。

工具２上の隣接する歯の列の間に存在する板材料も突出部の成形中に板材料の長 さ方向収縮作用に対抗する。

板材料の強度上の相当の増加は第１図に図示された方法により、板材料の長さを 着しく短くすることなく、実現可能であることが理解されよう。従って、特定用 途に要求される金属の質量は金属が平坦な板材料の形態にある時より第５図、第 ６図に図解した形態にある時の方が少なくなっている。板材料の幅、すなわち工 具２，３の軸線に平行に延在する寸法は圧延過程によって著しく変えられること はない。

第１３図にはチャンネル形状の横断面を有する引き延ばされた板材料片が図示さ れている。チャンネルのほぼ平坦で直立の基部５２には多数の補強用成形部３５ ないし３８が形成しである。これらの各成形部はチャンネルの内部に向けられた 突出部及びチャンネルの外方に面する対応する切欠外から成る。

チャンネルがそのフランジ５４の１つによりチャンネルの長さ方向に隔置された 支持体５５．５６上に載置され、且つ、チャンネルがその反対側フランジ５３の 支持体５５．５６の開の位置において下方向の力を受ける場合、チャンネルの基 部５２に非弾性的撓みを生じさせるのに必要な力は同様の状況下で成形部３５な いし３８を有しない同様のチャンネルの基部に撓みを生じさせるのに要するカよ り相当大きくなる。

本発明の方法によれば、最初平面状で平坦な板材料を多数対の冷間酸（１４） 形ロールの間で連続的に処理して突出部３５ないし３８を形成し、且つ、チャン ネル断面を形成することができる。当該材料は同一速度で中断なく各連続する対 のロールの間を移動する。ロールは全て同一駆動装置によって駆動でき、従って 突出部３５ないし３８を形成する成形部具用に別々の駆動装置を設ける必要がな い。

ＦＩＧ　２ ３２ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続処理される金属材料及び連続処理されるプラスチック材料に補強用成形 部又は穿孔部もしくは両者の組合せである成形部を形成し、当該成形部が当該材 料の長さ方向に不連続状態であり、間を当該材料が通過し当該材料内に上記成形 部を形成するような形状にされている少なくとも１対の雄型及び雌型の組合う構 成要素によって当該材料が作用を受け、当該材料を変形する少なくとも１個の別 の装置によって当該材料が作用を受け、当該材料が連続的に且つ同一速度で当該 別の装置を通過又は中を通り且つ前記組合う構成要素の間を通るようにしたこと を特徴とする、連続処理材料に成形部を形成する方法。 ２、任意のある時点に前記材料と係合する前記組合う構成要素の各対応部分が各 々当該材料に沿う方向と当該材料の厚みの方向に向けられる成分に分解可能な連 続的運動を行なう、請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、連続処理される金属材料及び連続処理されるプラスチック材料に補強用成形 部又は穿孔部もしくは両者の組合せである成形部を形成し、当該成形部が当該材 料の長さ方向に不連続状態であり、当該材料の対向表面に係合する個々の成形部 が周縁部分に設けられた一対のロールの開を当該材料が通過し、当該ロールが個 々の平行軸線の周りを回転し、一方のロール上の成形部が板材料を他方のロール 上の隣接する成形部の開の間隙内へ押込み、前記成形部がロール軸線に沿って見 た場合、対応するロールの直径面の周りで対称的に配列せる２個のインボリュー ト曲線を含む側面を有するようにしたことを特徴とする、連続処理材料に成形部 を形成する方法。 （１６） ４、少なくとも一方の面に複数個の突出部を有する金属製又はプラスチック製板 材料において、当該突出部が複数個の列内に配列され、各列内に複数個の突出部 があり、最初平坦な板材料を局部的に伸張させ当該材料をその初期平坦構造から 変形させることにより板材料の反対側面に突出部に対応するくぼみを設けるよう にした板材料であって、板材料の全体の厚みが突出部の間の位置における当該材 料の厚みの少なくとも２倍になっていることを特徴とする板材料。 ５、前記多数の突出部列の各列内の多数の突出部のフレストに接触する基準面に 対して大略平行なりレストが各突出部に備えである請求の範囲第４項に記載の板 材料。 ６、列を横切って測定した突出部のピッチが列に沿って測定した突出部のピッチ の７５％ないし１３０％の範囲内にある請求の範囲第４項又は第５項に記載の板 材料。 ７、板材料の最初平坦な部片が一対のロールの間を通過し、当該ロールの少なく とも一方のロールがその周縁部に突出歯の列を有し、他方のロールが、突出部を 形成するべく歯により板材料が押込まれる間隙により隔置された成形部を有し、 成形後の板材料の長さが初期板材料片の長さの７５％を下回わらない、請求の範 囲第４項ないし第６項の各項記載の板材料形成方法。 ８、第１の歯と係合する局部領域内の板材料が板材料の隣接する部分に対して相 対的な最大変位量を達成し、前記局部領域の前の領域内の板材料が第２の歯と対 応する成形部の間に把持され、前記局部領域の後方の領域内にある板材料が第３ の歯と対応する成形部の間に把持される、（１７） 請求の範囲路７項に記載の方法。 ９、前記歯の回転軸線に沿って見た場合、当該歯の側面がロールの直径面の周り に対称的に配列せる２個のインボリュート曲線を含むようにした請求の範囲第７ 項又は第８項に記載の方法。 １０、ロールがその周縁面に複数個の歯列を有し、各列内に複数個の歯があり、 各歯がロールの軸線に沿って見た場合、ロールの直径面の周りで対称的に配列せ る２個のインボリュート曲線を含む側面を有するようにした、請求の範囲第９項 による方法において使用されるロール。