WO1999050003A1

WO1999050003A1 - Cylindre de travail pour dispositif de laminage

Info

Publication number: WO1999050003A1
Application number: PCT/JP1999/001596
Authority: WO
Inventors: Keigo Kobayashi; Norikazu Inaba; Takashi Tamura
Original assignee: Showa Aluminum Corporation
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 1999-10-07
Also published as: ATE284764T1; JP4194241B2; EP1114681A4; EP1114681A1; DE69922671T2; DE69922671D1; EP1114681B1; US20020062674A1; CZ20003569A3; ES2233026T3; CA2326331A1

Description

明細書圧延装置用ワークロール技術分野

この発明は、金属素板から、たとえば偏平状熱交換管の構成部材、ヒートシンク、リードフレーム等の異形断面の製品を製造する圧延装置に用いられるワークロールに関する。背景技術

たとえば、平らな板状部と、板状部の片面に相互に間隔をおいて一体成形された複数の立上がり壁とよりなる偏平状熱交換管用構成部材を製造する方法として、圧延装置の一方のヮ一クロールの周面に複数の立上がり壁成形用環状溝を全周にわたつて形成しておき、金属素板をこの圧延装置に通す方法が知られている（日本特開平 9 - 1 8 2 9 2 8号公報参照）従来、上述したような圧延装置用ワークロールとしては、全体が一体に成形された円筒状体の外周面に複数の立上がり壁成形用環状溝が形成されたものが用いられていた。この従来のヮ一クロールは、全体が一体に形成された円筒状体の外周面に切削加工、研削加工および放電加工を施すことにより立上がり壁成形用環状溝を形成し、その後研磨加工を施すことにより環状溝の内周面を平滑に仕上げることにより製造されていた。

しかしながら、上述した従来のワークロールには、次のような問題があった。すなわち、製造すべき偏平状熱交換管用構成部材の立上がり壁の肉厚が薄くかつその高さが高い場合には、立上がり壁成形用環状溝の幅が狭くなるとともにその深さが深くなるが、この場合、環状溝を形成するための切削加工、研削加工および放電加工が困難になるとともに、環状溝の内周面の仕上げのための研磨加工も困難になる。したがつて、ワークロール全体の製造作業が繁雑になつて製造に要する期間が長くなるとともに製造コストも高くなる。しかも、環状溝の内周面を研磨加工により仕上げるのが困難となるため、環状溝の内周面の仕上げ面精度が悪くなつて得られる偏平状熱交換管用構成部材の表面品質が低下する。また、ヮークロールに局部的な磨耗や、破損が発生した場合には、ヮ一クロール全体を新規に製造して.交換する必要があり、ワーク口一ルを新規に製造して交換するまでに長期間かかるとともに、コストが高くなる。

特に、製造すべき偏平状熱交換管用構成部材の立上がり壁の上縁に切欠きを形成する必要がある場合には、ワーク口一ルの環状溝の底面に切欠き成形用凸部を形成する必要があり、そのための加工や、凸部の周面の仕上げ加工が困難であり、ワークロール全体の製造作業が一層繁雑になって製造に要する期間もより長くなるとともに製造コストもより高くなる。しかも、凸部の周面の仕上げ面精度が悪くなつて形成される切欠きの表面品質も低下する。

この発明の目的は、上記問題を解決し、従来のワーク口一ルに比べて製造作業が簡単であるとともに仕上げ面精度が向上した圧延装置用ワークロールを提供することにある。発明の開示

この発明による圧延装置用ワークロールは、異なる直径を有する複数種の円板が、所定数ずつ同一軸線上に積層されるとともに相互に固定されてなり、各円板の外周面が加工面となされているものである。 '

このように構成されていると、個々の円板を製作した後、これらを積層して相互に固定することによりワークロールを製造することができる。そして、個々の円板の製造作業は、従来のワークロールの製造作業に比べて簡単であるので、製造に要する期間が短縮されるとともに製造コストも安くなる。しかも、個々の円板の外周面を研磨加工により仕上げる作業は簡単であるから、仕上げ面精度が向上して得られる製品の表面品質も優れたものになる。また、いずれかの円板に局部的な磨耗や、破損が発生した場合には、磨耗や破損が発生した円板だけを交換すればよく、その部分の円板だけを新規に製造すればよいので、交換するまでの時間が短縮されるとともに、コストが安くなる。

この発明のワークロールは、板状部と、板状部の片面に相互に間隔をおいて一体成形された複数の立上がり壁とよりなる異形断面製品を製造する圧延装置に用いられることがある。この場合、立上がり壁を形成しない部分に大径円板が配置され、立上がり壁を形成すべき部分に、大径円板よりも立上がり壁の高さの分だけ半径の小さい小径円板が配置される。また、板状部と、板状部の片面に相互に間隔をおいて一体成形された複数の立上がり壁とよりなる製造すべき異形断面製品において、立上がり壁の上縁に切欠きを形成する必要がある場合には、小径円板の外周面に、切欠きを形成するための凸部が設けられる。小径円板に凸部を形成する加工は、従来のワークロールにおいて円筒状体の環状溝の底面に切欠き成形用凸部を形成する加工に比較して簡単であり、しかも凸部周面の仕上げ加工も簡単になる。したがって、ワークロール全体の製造作業も、小径円板に凸部を形成しない場合と比較してそれほど繁雑にならず、その結果ワークロールの製造に要する期間もわずかに長くなるだけであり、製造コストも若干高くなるだけですむ。しかも、凸部周面の仕上げ加工も簡単であるから、その仕上げ面精度が向上して形成される切欠き内周面の表面品質も優れたものになる。

この発明による圧延装置は、中心ワークロールと、その周囲に周方向に間隔をおいて配置された複数の衛星ワークロールとを備えており、中心ワークロールおよび衛星ワーク口一ルのうち少なくともいずれか一方が、上述したこの発明によるいずれかのワークロールからなるものである。

また、この発明による圧延装置は、 2個 1対のワークロールを備えており、両ワークロールのうち少なくともいずれか —方が、上述したこの発明によるいずれかのワークロールからなるものである。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明によるワークロールを中心ワークロールとして用いた圧延装置を備えている熱交換器用偏平管の下構成部材を製造する圧延設備を示す概略図である。第 2図は、第 1図の I I一 II線に沿う拡大断面図である。第 3図は、圧延装置の中心ワークロールを示す一部切欠き正面図である。第

4図は、圧延装置の中心ワークロールの周面を平面状に展開して示す部分拡大斜視図である。第 5図は、第 4図の V— V 線に沿う一部を切欠いた拡大断面図である。第 6図は、第 5 図の VI— VI線に沿う断面図である。第 7図は、第 1図に示す圧延設備で製造される下構成部材を備えた熱交換器用偏平管の横断面図である。第 8図は、第 7図の VI I I— VI I I線に沿う拡大断面図である。第 9図は、熱交換器用偏平管の下構成部材と上構成部材との組み合わせ方を示す部分斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の最良の実施形態を、図面を参照して説明する。

なお、以下の説明において、「アルミニウム」という語には、純アルミ二ゥムの他にアルミニゥム合金を含むものとする o

第 1図はこの発明によるヮ一クロールを中心ワークロールとして用いた圧延装置を含む圧延設備の全体を示し、第 2図〜第 6図はこの発明による圧延装置用ワークロールを示し、第 7図〜第 9図は製造される異形断面の製品である熱交換器用偏平管の下構成部材を示す。

第 7図および第 8図において、偏平状熱交換管（50)は、平らな上下壁（51) (52)と、上下壁（51) (52)の左右両側縁にまたがる 2重構造の左右両側壁（53) (54)と、左右両側壁（53) (54) 間において上下壁（51) (52)にまたがるとともに長さ方向に伸びかつ相互に所定間隔をおいて設けられた複数の補強壁（55) とを備え、内部に並列状の流体通路（56)を有するものである。下壁（52)内面における隣接する補強壁（55)どうしの間の部分には、それぞれ伝熱面積を増大させる目的で、長さ方向に伸びる低い凸条（57)が上方隆起状に一体に形成されている。捕強壁（55)には、並列状の流体通路（56)どうしを通じさせる連通穴（58)があけられている。連通穴（58)は、平面から見て千鳥配置となっている。連通穴（58)があけられていると、並列状の流体通路（56)をそれぞれ流通する流体は、連通穴（58)を通つて偏平状熱交換管（50)の幅方向に流れ、すべての流体通路（56)に行き渡つて混合され、流体通路（56)間で流体に温度差が生じることはなくなる。その結果、熱交換効率が向上する 0

偏平状熱交換管（50)は、下壁（52)、左右両側壁（53 ) (54)の内側部分（53a) (54a)および補強壁（55)を構成するアルミニゥム製下構成部材（1) と、上壁（51)および左右両側壁（53) (54) の外側部分（53b) (54b)を構成するアルミニウム製上構成部材 (8)とにより形成されたものである。そして、下構成部材（1 ) 力く、この発明によるワークロールを用いた圧延装置により製造されている。

第 7図〜第 9図に示すように、下構成部材（1 ) は、平らな長方形状の下壁形成部（2) (板状部）と、下壁形成部（2) の両側縁に立上がり状に一体に形成された側壁形成部（3 ) (立上がり壁）と、下壁形成部（2) の両側壁形成部（3) 間に相互に所定間隔をおいて立上がり状に一体に形成された長さ方向にのびる複数の補強壁形成部（4) (立上がり壁）とよりなる。下壁形成部（2) の上面に凸条（57)が上方隆起状に一体に形成されている。各補強壁形成部（4)の上縁にその長さ方向に所定間隔をおいて台形状の切欠き（6)が、平面から見て千鳥配置となるように形成されている。下構成部材（1) の下壁形成部（2) 下面における両側縁部に、外方に向かって上方に傾斜した傾斜面（7) が形成されている。また、下構成部材（1 ) の両側壁形成部（3) の高さは補強壁形成部（4) と等しくなつている。下構成部材（1 ) は、外面、すなわち下壁形成部（2) の下面および両側壁形成部（3 ) の外面にろう材層（図示略）を有するアルミニウムブレージンダシー卜からなる。

上構成部材（8) は、平らな長方形状の上壁形成部（81 )と、上壁形成部（81 )の両側縁に垂下状に一体に形成された側壁形成部（82)とよりなる。上構成部材（8) は、両面にろう材層 (図示略）を有するアルミニウムブレージングシ一卜から口 —ルフォーミングによりつくられたものであり、上壁形成部 (81)の両面および側壁形成部（82)の両面にろぅ材層（図示略）を有している。

そして、偏平状熱交換管（50)は、第 9図に示すように、上構成部材（8) を、その側壁形成部（82)が側壁形成部（3) の外側に重なるように下構成部材（1) に被せ、側壁形成部（82)の下端部を内方に曲げて傾斜面（7) に密着させることにより両構成部材（1) (8)を仮止めし、両構成部材（1) (8)をろう付することによりつくられる。下構成部材（1) の補強壁形成部（4) の切欠き（6) の開放部が、上構成部材（8) の上壁形成部（81) により塞がれることによつて連通穴（58)が形成されている。下構成部材（1) を製造するための圧延設備は、第 1図に示すように、片面にろう材層を有するアルミニウムプレージングシート（10) (金属素板）が、ろう材層面が外周側に来るように巻き取られているアンコイラ（11)、予備圧延機（12)、仕上げ用の圧延装置（13)および複数の送り口ール（14)を備えている。そして、アンコイラ（11)に巻き取られているアルミ二ゥムブレージングシート（10)がァンコイラ（11)から繰り出されて予備圧延機（12)に送られ、予備圧延機（12)を通過した後、圧延装置（13)に送られて仕上げ圧延が行われることにより下構成部材（1) が成形され,る。

予備圧延機（12)は、アルミニウムブレージングシ一ト（10) に、側壁形成部（3) および補強壁形成部（4) と対応するような凸条を形成するためのものである。

圧延装置（13)は、中心ワークロール（15)と、中心ワーク口 —ル（15)の周囲にその周方向に等間隔をおいて配置された複数の衛星ワーク口ール（16)と、隣接する衛星ヮ一クロール（1 6)間に配置された台形状のガイドシュ一（17)とを備えている。中心ワーク口ール（15)がこの発明によるワークロールである。

中心ワークロール（15)は、第 2図〜第 6図に示すように、大小 2種類の円板（20A) (20B) (21A) (21B)が 1枚ずつ交互に同 —軸線上に積層されるとともに、左右両側から 1対のフランジ（22A) (22B)により挟着されて相互に固定されてなるものである。各円板（20A) (20B) (21A) (21B)は、ダイス鋼、高速度ェ具鋼、超硬合金等により形成されている。大径円板（20A) (20 B)は、下構成部材（1) における側壁形成部（3) および補強壁形成部（4) を形成しない部分に配置されている。小径円板（2 1A) (21 B)は、下構成部材（1) における側壁形成部（3) および補強壁形成部（4) を形成すべき部分に配置されている。したがって、左右両端の大径円板（20A) と左右両端の小径円板（2 1A) と両フランジ（22A) (22B)とにより側壁形成部成形用環状溝（23)が形成され、隣接する大径円板（20A) (20B)とその間の小径円板（21B) とにより補強壁形成部成形用環状溝（24)が形成されている。

両端の大径円板（20A) を除いた他の大径円板（20B) の外周面に、それぞれ凸条成形用環状凹溝（25)が全周にわたって形成されている。小径円板（21A) (21B)の半径は、側壁形成部（3) および補強壁形成部（4) の高さの分だけ大径円板（20A) (20B) の半径よりも小さくなつている。両端の小径円板（20A) を除いた他の小径円板（21B) の外周面に、複数の切欠き成形用凸部（26)が周方向に間隔をおいて形成されている。切欠き（6) は千鳥配置状であるので、隣り合う小径円板（21B) は、凸部 (26)が周方向にずれるように配置されている。

各円板（20A) (20B) (21A) (21B)の両面、および両フランジ（2 2A) (22B)におけるワークロール（15)の軸方向内面は、それぞれ垂直面となされており、隣り合う円板（20A) (21 A) (21 B)、 (20B) (21B)どうし、および両フランジ（22A) (22B)と円板（21A A)とが密着するようになっている。全大径円板（20A) (20B)の外周部における小径円板（21B) の凸部（26)よりも径方向外方に突出した部分は、周縁側に向かって漸次薄肉となったテ一パ状となされており、成形された下構成部材（1 ) のワーク口一ル（15)からの離脱を簡単に行うことができるようになっている。

両フランジ（22A) (22B)、全大径円板（20A) (20B)および全小径円板（21A) (21B)の中央部に、それぞれ駆動軸挿通用貫通穴 (図示略）が形成されている。また、両フランジ（22A) (22B)、全大径円板（20A) (20B)および全小径円板（21A) (21B)における駆動軸挿通用貫通穴の周縁部にキー溝形成用切欠き（図示略）が形成されている。左側のフランジ（22A) 、全大径円板（20A) (20B)および全小径円板（21A) (21B)における駆動軸揷通用貫通穴の周囲の部分の 1 円周上に、それぞれ周方向に間隔をおいて複数のボルト挿通用貫通穴（27)が形成されているとともに、右側のフランジ（22B) における駆動軸揷通用貫通穴の周囲の部分の 1 円周上に、周方向に間隔をおいて複数のめねじ穴（28)が形成されている。なお、全大径円板（20A) (20B)および全小径円板（21A) (21B)のボルト挿通用貫通穴の図示は省略されている。そして、左側のフランジ（22A) 、全大径円板（2 OA) (20B)および全小径円板（21A) (21B)の各ボルト揷通用貫通穴（27)に左側から通されたボルト（29)の先端を、右側のフランジ（22B) のめねじ穴（28)にねじ嵌めることにより、全大径円板（20A) (20B)および全小径円板（21A) (21B)が両フランジ（2 2A) (22B)に挟着された状態で相互に固定されている。大径円板（20A) (20B)および両端の小径円板（21A) は次のようにして製造される。すなわち、ダイス鋼、高速度工具鋼、超硬合金等からなる金属板に打抜き加工や旋盤加工を施すことにより、所定の外径を有するとともに、駆動軸挿通用貫通穴を有する円板を形成する。ついで、この円板に熱処理を施した後、ワイヤカツト放電加工を施すことにより、駆動軸挿通用貫通穴にキー溝形成用切欠きを形成するとともにボルト揷通用貫通穴を形成する。ついで、ジグ研削盤を用いて駆動軸揷通用貫通穴の内周面に仕上げ加工を施す。その後、平面研磨により両面の仕上げ加工を施すとともに、円筒研磨により外周面の仕上げ加工を施す。ついで、大径円板（20A) (20B) 用の円板の両面の外周部にプロフアイル研削を施すことにより、若干テーパ状とする。また、両端の大径円板（20A) を除いた他の大径円板（20B) 用の円板の外周面にプロファイル研削を施すことにより、凸条成形用環状凹溝（25)を形成する。こうして、大径円板（20A) (20B)および両端の小径円板（21A) が製造される。

両端の小径円板（21A) を除いた他の小径円板（21 B) は次のようにして製造される。すなわち、ダイス鋼、高速度工具鋼、超硬合金等からなる金属板に打抜き加工を施すことにより、所定の外径を有するとともに、駆動軸挿通用貫通穴を有する円板が形成される。この円板の半径は、切欠き成形用凸部（2 6)の高さの分だけ両端の小径円板（21 A) をつくるために打抜き加工より形成された円板の半径よりも大きくなっている。その後に続く平面研磨および円筒研磨による仕上げ加工までの一連の工程は、大径円板（20A) (20B)および両端の小径円板 (21A) の製造の場合と同じである。ついで、プロファイル研削により、隣接する切欠き成形用凸部（26)間に存在する凹部を形成する。最後に、研磨により凹部内面の仕上げ加工を施す。こうして、小径円板（21B) が製造される。 '

なお、上記においては、両端の小径円板（21 A) と両端の大径円板（20A) とが別体になっているが、両端の小径円板（21A) の外周面には切欠き成形用凸部は形成されず、円筒面となつているから、これを両端の大径円板（20A) と一体的に形成してもよい。

第 2図に示すように、衛星ワークロール（16)の周面における軸線方向の両端部に、それぞれ軸線方向外方に向かって拡径された傾斜面成形部（30)が形成されている。各衛星ワークロール（16 )は、図示しない歯車装置により中心ワークロール (15)に連結されており、中心ワーク口一ル（15)が回転することにより、すべての衛星ワーク口一ル（16)が中心ヮ一クロ一ル（15)と等周速で回転するようになっている。なお、各衛星ワークロール（16 )が駆動手段を備えており、これにより中心ワークロール（15)と等周速で回転させられるようになつていてもよい。

アルミニウムブレージングシート（10)を中^:、ワークロール ( 15)とすべての衛星ワークロール（16)との間に連続的に通過させると、中心ヮ一クロール（15)に形成された各溝（23) (24)、環状凹溝（25)および凸部（26)、ならびに衛星ワークロール（1 6)に形成された傾斜面成形部（30)がアルミニゥムブレージングシ一ト（10)に完全に転写され、所望の形状を備えた第 7図〜第 9図に示すような下構成部材（1 ) が成形される。

上記の実施形態においては、中心ワークロール（15)にこの発明によるワークロールが用いられているが、中心ワーク口ール（15)に代えて、衛星ワークロール（16)にこの発明のヮークロールを用いてもよい。また、上記の実施形態においては、製造すべき異形断面製品が、板状部の片面にのみ立上がり壁を有する偏平状熱交換器用下構成部材であるので、中心ワークロール（15)にだけ立上がり壁を成形するための環状溝（23) (24)が形成されているが、製造すべき異形断面製品が板状部の両面に立上がり壁を有するものの場合、衛星ワークロール（16)にも立上がり壁を成形するための環状溝が形成されることもある。この場合、衛星ワーク口ール（16)にもこの発明のワークロールが用いられる。

また、上記実施形態においては、この発明によるヮ一クロ —ルが中心ワークロールと、その周囲に配置された複数の衛星ワークロールとを備えた、いわゆるサテライト圧延装置の中心ワークロールに適用されているが、この発明のワーク口 —ルは 2個 1対のヮ一クロールを有する通常の圧延装置のヮ —クロールにも適用可能である。そして、製造すべき異形断面製品が片面にのみ立上がり壁を有するものである場合、上記 1対のワークロールのうちいずれか一方に立上がり壁を成形するための環状溝が形成されたこの発明によるワークロールが用いられ、製造すべき異形断面製品が両面に立上がり壁を有するものである場合、上記 1対のワークロールの両方にそれぞれ立上がり壁を成形するための環状溝が形成されたこの発明によるワークロールが用いられる。産業上の利用可能性

以上のように、この発明による圧延装置用ワークロールは、金属素板から、たとえば偏平状熱交換管の構成部材、ヒートシンク、リードフレーム等の異形断面の製品を製造する圧延装置のワークロールとして用いられるのに適している。

Claims

請求の範囲

1 . 異なる直径を有する複数種の円板が、所定数ずつ同一軸線上に積層されるとともに相互に固定されてなり、各円板の外周面が加工面となされている圧延装置用ワークロール。

2 . 板状部と、板状部の両面のうち少なくとも片面に相互に間隔をおいて一体成形された複数の立上がり壁とよりなる異形断面製品を製造する圧延装置に用いられるワーク口ールである請求の範囲第 1項記載の圧延装置用ワーク口— ル。

3 . 立上がり壁を形成しない部分に大径円板が配置され、立上がり壁を形成すべき部分に、大径円板よりも立上がり壁の高さの分だけ半径の小さい小径円板が配置されている請求の範囲第 2項記載の圧延装置用ワークロール。

4 . 小径円板の外周面に、製造される異形断面製品の立上がり壁の上縁に切欠きを形成するための凸部が設けられている請求の範囲第 3項記載の圧延装置用ワークロール。

5 . 中心ワークロールと、その周囲に周方向に間隔をおいて配置された複数の衛星ワークロールとを備えており、中心ワークロールおよび衛星ワークロールのうち少なくともいずれか一方が、請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載されたワークロールである圧延装置。

6 . 2個 1対のワークロールを備えており、両ヮ一クロ一ルのうち少なくともいずれか一方が、請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載されたヮ一クロールである圧延装。