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技術 波板形成方法及びその方法による製造品

出願人 株式会社レーベン
発明者 高部篤
出願日 2018年11月5日 (2年1ヶ月経過) 出願番号 2018-208413
公開日 2020年5月21日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-075257
状態 特許登録済
技術分野 溝・フランジの加工および板・棒等への特殊な曲げ ナイフ 特定物品の製造
主要キーワード 突起プレート 水切り台 多角形筒 波鋼板 金型工具 空気流出穴 円錐外周面 縮み代
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図面 (17)

課題

素材破断を防止して深い波目波付け加工を行うことができ、かつ、素材の変形が少ない波板成形方法を提供する。

解決手段

ギアロール(1)の周面に接するように鋼板(6)を配置するA工程と、ギアロール(1)の谷(3)と整合する位置で突起プレート(4)によって鋼板(6)をギアロール(1)の谷(3)に押し込んで折り曲げるB工程と、ギアロール(1)を回転させて鋼板(6)を送り、次に突起プレート(4)とギアロール(1)の谷(3)が整合する位置で、突起プレート(4)によって鋼板(6)をギアロール(1)の谷(3)に押し込んで折り曲げるC工程と、C工程を繰り返して波板を形成するG工程とを行う。

概要

背景

従来から、金属板に比較的浅めの波形を形成する波付け加工が行われている。波付け加工の方法として、プレス加工が知られている。

プレス加工とは、対となった金型工具の間に素材をはさみ、強い力を加えることで、素材を金型工具の形に成形する加工方法である。プレス加工は、他の加工方法と比べ生産性が非常に高く、スクラップの発生が少なくてすむという利点がある。

プレス加工の一例として、ハイドロフォーミング加工がある。ハイドロフォーミング加工とは、金型工具内で高い液圧を加えて金属を成形する加工方法である。ハイドロフォーミング加工は高い圧力でゆっくり曲げ加工を行うことができる利点がある。

しかし、ハイドロフォーミング加工でゆっくり曲げ加工を行っても、材料の変形が生じてしまう問題があった。波が深い場合には破損を生じることもあった。このことを図12〜14を用いて説明する。

図12は金属板にハイドロフォーミング加工を行うときの肉厚の変化と平面寸法の変形の様子を説明する図である。このうち、図12(a)は、波板を波の稜線に平行に見た図である。図12(b)は、波板の主面に対して垂直方向から見た図である。

図12のハイドロフォーミング加工は、連続した波形の金型工具で金属板を加圧成形している。

図12(a),(b)において、波形が連続する部分の端部をC、中央部をAとし、中央部Aと端部Cの間の部分を中間部Bとして示している。

図12(a)中の矢印は金属板の肉の移動を示している。ハイドロフォーミング加工の間に、金属板の中央部Aは、両側から金属を引っ張って延びる。これに対して、中間部Bは中央部Aから金属の一部を引かれるが、端部Cから金属の一部を引き込んで延びる。端部Cは、中央部Aと中間部Bからの影響を受け、金属板が薄くなり、波が深い場合など、金属板の延性を超える場合は破断する。

図12(b)は、波板の主面に対して垂直方向から見た図であるが、ハイドロフォーミング加工によって金属板の平面寸法が変形することを示している。

金属板は曲げ加工によって薄くなるため、その反作用として周りの金属を引き込む。上述したように波形の連続部の両端部から金属を引き込む他、波の稜線の両端部からも金属を引き込む。このため、図12(b)に示すように、中央部Aがもっとも変形し、幅が狭くなっている。中間部Bは中央部Aと端部Cの間で連続的に幅が狭くなっている。

図13は、波形の形状の変化を示している。図13は、曲げ加工された二つの波板を、波の稜線に平行に見た図である。上方の波板は波が大きく、下方の波板は波が小さい。

図13に示すように、波板の中央部の波の稜線は、曲率x2が大きくなっている。これに対して、波板の端部の波の稜線は、曲率x1が小さくなっている。この傾向は、波が大きい場合も小さい場合も同様である。

上記金型工具によるプレス加工は、波の連続が長いほど変形が著しくなる。そこに着目して、波の連続が短いプレス加工が提案されている。

図14は、少ない数(図14の例では3つ)の波形を有する金型工具で、繰り返し波形成形する方法を示している。

図14(a),(b),(c),(d)は波形成形を時系列的に示している。このうち、図14(a)は、加工前の平らな金属板を示している。

図14(b)は、3つの波形を有する金型工具101で初期成形を行っている様子を示している。図14(b)では、金型工具101を移動させながら、波形を繰り返し成形している。なお、図14(b)の初期成形では、設計上の波形より浅い波形で概略成形している。

図14(c)は、焼なまし工程を示している。初期成形後に、材料の加工性をよくするために、焼なましを行っている。

図14(d)は、仕上げ成形を示している。仕上げ成形では、設計上の寸法を有する連続した波形を有する仕上げ金型工具102を用いている。仕上げ成形で、設計上の深い波形が成形される。

特許文献1は、金属製薄板山部分谷部分が破断しない技術を提案している。特許文献1の金属製薄板の形成方法は、噛み合って回転する1対のギアの間に金属板を通過させて波付け加工する方法である。特許文献1は前記ギアの歯を滑らかな形状とし、駆動側歯車と被駆動側歯車の曲率を相違させている。

概要

素材の破断を防止して深い波目の波付け加工を行うことができ、かつ、素材の変形が少ない波板成形方法を提供する。ギアロール(1)の周面に接するように鋼板(6)を配置するA工程と、ギアロール(1)の谷(3)と整合する位置で突起プレート(4)によって鋼板(6)をギアロール(1)の谷(3)に押し込んで折り曲げるB工程と、ギアロール(1)を回転させて鋼板(6)を送り、次に突起プレート(4)とギアロール(1)の谷(3)が整合する位置で、突起プレート(4)によって鋼板(6)をギアロール(1)の谷(3)に押し込んで折り曲げるC工程と、C工程を繰り返して波板を形成するG工程とを行う。

目的

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、素材の破断を防止して深い波目の波付け加工を行うことができ、かつ、素材の変形が少ない波板成形方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ギアロールの周面に接するように鋼板を配置するA工程と、前記ギアロールの谷と整合する位置で突起プレートによって前記鋼板を前記ギアロールの谷に押し込んで折り曲げるB工程と、前記ギアロールを回転させて前記鋼板を送り、次に前記突起プレートと前記ギアロールの谷が整合する位置で、前記突起プレートによって前記鋼板を前記ギアロールの谷に押し込んで折り曲げるC工程と、前記C工程を繰り返して波板を形成するD工程と、を有することを特徴とする波板形成方法

請求項2

一方のギアロールの山の頂点と他方のギアロールの谷の底点で鋼板を折り曲げ、ギアの歯の他の部分では前記鋼板の平行移動が可能な一対のギアロールの間に、前記鋼板を挿入するE工程と、前記ギアロールを回転させ、一方のギアロールの山の頂点と他方のギアロール谷の底点で前記鋼板を折り曲げる過程で折り曲げ部分に向かって鋼板が供給されるのを許容しながら前記鋼板を折り曲げるF工程と、前記F工程を繰り返して波板を形成するG工程とを有することを特徴とする波板形成方法。

請求項3

一方のギアの山の頂点と他方のギアの谷の底点で鋼板を折り曲げ、ギアの歯の他の部分では前記鋼板の平行移動が可能なギアロールとラックギアの間に、前記鋼板を挿入するH工程と、前記ギアロールを回転させ、あるいは、前記ラックギアを平行移動させ、あるいはその双方を行って前記鋼板を送り、前記鋼板を折り曲げる過程で折り曲げ部分に向かって鋼板が供給されるのを許容しながら前記鋼板を折り曲げるJ工程と、前記J工程を繰り返して波板を形成するK工程とを有することを特徴とする波板形成方法。

請求項4

請求項2または3のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、最初にプレス加工によって鋼板の一部に波形を形成する工程を有することを特徴とする波板形成方法。

請求項5

請求項2〜4のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、前記ギアロールまたは前記ラックギアは傘歯車状の歯列を有し、一端部の歯が他端部に比してギアピッチが小さいことにより、波稜線の一端部側のピッチが他端部側のピッチより小さい波板を形成することを特徴とする波板形成方法。

請求項6

請求項2〜4のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、前記ギアロールまたは前記ラックギアのギアの歯の大きさと形状が異なることにより、円筒形の波板を形成することを特徴とする波板形成方法。

請求項7

請求項1〜6のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、設計上の波形に概略成形する初期曲げ工程と、前記初期曲げ工程の後に、設計上の寸法に成形する仕上げ工程を有することを特徴とする波板形成方法。

請求項8

請求項7に記載の波板形成方法であって、前記初期曲げ工程は、プレス加工によって行うことを特徴とする波板形成方法。

請求項9

請求項7に記載の波板形成方法であって、前記初期曲げ工程は、請求項2〜6のいずれか一項に記載のギアロールまたは前記ラックギアによる成形であることを特徴とする波板形成方法。

請求項10

請求項9に記載の波板形成方法であって、前記ギアロールまたは前記ラックギアによる成形は、前記ギアロールの正転反転または前記ラックギアの平行移動をそれぞれ少なくとも一回行うことを特徴とする波板形成方法。

請求項11

請求項7〜10のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、前記仕上げ工程は、プレス加工によって行うことを特徴とする波板形成方法。

請求項12

請求項7〜11のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、前記初期曲げ工程の後に焼なまし工程を有することを特徴とする波板形成方法。

請求項13

請求項7〜12のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、前記仕上げ工程は、硬化処理及び研磨を含むことを特徴とする波板形成方法。

請求項14

請求項7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法であって、前記仕上げ工程は、全体を多角形筒形に成形することを含むことを特徴とする波板形成方法。

請求項15

請求項1〜5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した調理用焼き板

請求項16

請求項15に記載の調理用焼き板であって、油抜き穴、または、空気流出穴を有することを特徴とする調理用焼き板。

請求項17

請求項1〜5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した調理用刃物

請求項18

請求項1〜5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した水切り板

請求項19

請求項1〜5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した石けん置き台。

請求項20

請求項1〜5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造したテーブル台材。

請求項21

請求項5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した扇状波板。

請求項22

請求項5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した円環状波板

請求項23

請求項1〜5,7〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した放熱板

請求項24

請求項6〜13のいずれか一項に記載の波板形成方法によって製造した放熱または受熱円筒部材

請求項25

請求項14に記載の波板形成方法によって製造した放熱または受熱用多角形筒部材。

技術分野

0001

本発明は、波板形成方法及びその方法による製造品に関する。

背景技術

0002

従来から、金属板に比較的浅めの波形を形成する波付け加工が行われている。波付け加工の方法として、プレス加工が知られている。

0003

プレス加工とは、対となった金型工具の間に素材をはさみ、強い力を加えることで、素材を金型工具の形に成形する加工方法である。プレス加工は、他の加工方法と比べ生産性が非常に高く、スクラップの発生が少なくてすむという利点がある。

0004

プレス加工の一例として、ハイドロフォーミング加工がある。ハイドロフォーミング加工とは、金型工具内で高い液圧を加えて金属を成形する加工方法である。ハイドロフォーミング加工は高い圧力でゆっくり曲げ加工を行うことができる利点がある。

0005

しかし、ハイドロフォーミング加工でゆっくり曲げ加工を行っても、材料の変形が生じてしまう問題があった。波が深い場合には破損を生じることもあった。このことを図12〜14を用いて説明する。

0006

図12は金属板にハイドロフォーミング加工を行うときの肉厚の変化と平面寸法の変形の様子を説明する図である。このうち、図12(a)は、波板を波の稜線に平行に見た図である。図12(b)は、波板の主面に対して垂直方向から見た図である。

0007

図12のハイドロフォーミング加工は、連続した波形の金型工具で金属板を加圧成形している。

0008

図12(a),(b)において、波形が連続する部分の端部をC、中央部をAとし、中央部Aと端部Cの間の部分を中間部Bとして示している。

0009

図12(a)中の矢印は金属板の肉の移動を示している。ハイドロフォーミング加工の間に、金属板の中央部Aは、両側から金属を引っ張って延びる。これに対して、中間部Bは中央部Aから金属の一部を引かれるが、端部Cから金属の一部を引き込んで延びる。端部Cは、中央部Aと中間部Bからの影響を受け、金属板が薄くなり、波が深い場合など、金属板の延性を超える場合は破断する。

0010

図12(b)は、波板の主面に対して垂直方向から見た図であるが、ハイドロフォーミング加工によって金属板の平面寸法が変形することを示している。

0011

金属板は曲げ加工によって薄くなるため、その反作用として周りの金属を引き込む。上述したように波形の連続部の両端部から金属を引き込む他、波の稜線の両端部からも金属を引き込む。このため、図12(b)に示すように、中央部Aがもっとも変形し、幅が狭くなっている。中間部Bは中央部Aと端部Cの間で連続的に幅が狭くなっている。

0012

図13は、波形の形状の変化を示している。図13は、曲げ加工された二つの波板を、波の稜線に平行に見た図である。上方の波板は波が大きく、下方の波板は波が小さい。

0013

図13に示すように、波板の中央部の波の稜線は、曲率x2が大きくなっている。これに対して、波板の端部の波の稜線は、曲率x1が小さくなっている。この傾向は、波が大きい場合も小さい場合も同様である。

0014

上記金型工具によるプレス加工は、波の連続が長いほど変形が著しくなる。そこに着目して、波の連続が短いプレス加工が提案されている。

0015

図14は、少ない数(図14の例では3つ)の波形を有する金型工具で、繰り返し波形成形する方法を示している。

0016

図14(a),(b),(c),(d)は波形成形を時系列的に示している。このうち、図14(a)は、加工前の平らな金属板を示している。

0017

図14(b)は、3つの波形を有する金型工具101で初期成形を行っている様子を示している。図14(b)では、金型工具101を移動させながら、波形を繰り返し成形している。なお、図14(b)の初期成形では、設計上の波形より浅い波形で概略成形している。

0018

図14(c)は、焼なまし工程を示している。初期成形後に、材料の加工性をよくするために、焼なましを行っている。

0019

図14(d)は、仕上げ成形を示している。仕上げ成形では、設計上の寸法を有する連続した波形を有する仕上げ金型工具102を用いている。仕上げ成形で、設計上の深い波形が成形される。

0020

特許文献1は、金属製薄板山部分谷部分が破断しない技術を提案している。特許文献1の金属製薄板の形成方法は、噛み合って回転する1対のギアの間に金属板を通過させて波付け加工する方法である。特許文献1は前記ギアの歯を滑らかな形状とし、駆動側歯車と被駆動側歯車の曲率を相違させている。

先行技術

0021

特開2001−113325号公報

発明が解決しようとする課題

0022

特許文献1の技術によれば、材料の破断が改善される場合があった。

0023

しかし、深い波目を付ける場合には、材料の破断が生じてしまうことがあった。

0024

ここで、深い波目とは、波の深さでいえば、波幅の同程度以上の深さ、たとえば深さ/波幅が0.6〜2.0(好ましくは深さ/波幅が0.8〜1.8)の場合である。また、板厚と波幅の関係でいえば、板厚/波幅が1/20〜1/5(好ましくは板厚/波幅が1/15〜1/8)の場合である。また、対象とする板材の板厚は0.6mm〜5mm(好ましくは0.8mm〜3mm)である。なお、通常のトタン板鋼板は0.25mm、ポリカーボネイトは0.7mmである。

0025

特許文献1の技術では、歯車の先端部を滑らかな曲線で形成したり、面取りしたりしているが、歯車に引っ張られながら鋼板がプレスされるため、形成された波鋼板の山部分と谷部分の厚みは、波鋼板の他の部分と比べて薄くなってしまうことは避けられなかった。

0026

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、素材の破断を防止して深い波目の波付け加工を行うことができ、かつ、素材の変形が少ない波板成形方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0027

本発明による波板形成方法は、たとえば、
ギアロールの周面に接するように鋼板を配置するA工程と、
前記ギアロールの谷と整合する位置で突起プレートによって前記鋼板を前記ギアロールの谷に押し込んで折り曲げるB工程と、
前記ギアロールを回転させて前記鋼板を送り、次に前記突起プレートと前記ギアロールの谷が整合する位置で、前記突起プレートによって前記鋼板を前記ギアロールの谷に押し込んで折り曲げるC工程と、
前記C工程を繰り返して波板を形成するD工程とを有することを特徴とする。

0028

また、本発明の他の波板形成方法は、たとえば、
一方のギアロールの山の頂点と他方のギアロールの谷の底点で鋼板を折り曲げ、ギアの歯の他の部分では前記鋼板の平行移動が可能な一対のギアロールの間に、前記鋼板を挿入するE工程と、
前記ギアロールを回転させ、一方のギアロールの山の頂点と他方のギアロール谷の底点で前記鋼板を折り曲げる過程で折り曲げ部分に向かって鋼板が供給されるのを許容しながら前記鋼板を折り曲げるF工程と、
前記F工程を繰り返して波板を形成するG工程とを有することを特徴とする。

0029

また、本発明の他の波板形成方法は、たとえば、
一方のギアの山の頂点と他方のギアの谷の底点で鋼板を折り曲げ、ギアの歯の他の部分では前記鋼板の平行移動が可能なギアロールとラックギアの間に、前記鋼板を挿入するH工程と、
前記ギアロールを回転させ、あるいは、前記ラックギアを平行移動させ、あるいはその双方を行って前記鋼板を送り、前記鋼板を折り曲げる過程で折り曲げ部分に向かって鋼板が供給されるのを許容しながら前記鋼板を折り曲げるJ工程と、
前記J工程を繰り返して波板を形成するK工程とを有することを特徴とする。
最初にプレス加工によって鋼板の一部に波形を形成する工程を有するようにしてもよい。

0030

前記ギアロールまたは前記ラックギアは傘歯車状の歯列を有し、一端部の歯が他端部に比してギアピッチが小さいことにより、波稜線の一端部側のピッチが他端部側のピッチより小さい波板を形成するようにしてもよい。

0031

前記ギアロールまたは前記ラックギアのギアの歯の大きさと形状が異なることにより、円筒形の波板を形成するようにしてもよい。

0032

設計上の波形に概略成形する初期曲げ工程と、
前記初期曲げ工程の後に、設計上の寸法に成形する仕上げ工程を有するようにしてもよい。

0033

前記初期曲げ工程は、プレス加工によって行うようにしてもよい。

0034

前記初期曲げ工程は、前記ギアロールまたは前記ラックギアによる成形であるようにしてもよい。

0035

前記ギアロールまたは前記ラックギアによる成形は、前記ギアロールの正転反転または前記ラックギアの平行移動をそれぞれ少なくとも一回行うようにしてもよい。

0036

前記仕上げ工程は、プレス加工によって行うようにしてもよい。

0037

前記初期曲げ工程の後に焼なまし工程を有するようにしてもよい。

0038

前記仕上げ工程は、硬化処理及び研磨を含むようにしてもよい。

0039

前記仕上げ工程は、全体を多角形筒形に成形するようにしてもよい。

0040

本発明による調理用焼き板は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0041

前記調理用焼き板は、油抜き穴、または、空気流出穴を有するようにしてもよい。

0042

本発明による調理用刃物は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0043

本発明による水切り板は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0044

本発明による石けん置き台は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0045

本発明によるテーブル台材は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0046

本発明による扇状波板は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0047

本発明による円環状波板は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0048

本発明による放熱板は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0049

本発明による放熱または受熱円筒部材は、前記波板形成方法によって製造することができる。

0050

本発明による放熱または受熱用多角形筒部材は、前記波板形成方法によって製造することができる。

発明の効果

0051

本発明によれば、素材の破断を防止し、深い波目の波付け加工を行うことができ、かつ、素材の変形が少ない波板成形方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0052

本発明の一実施形態による波板形成方法を示した説明図である。
本発明の第二の実施形態による波板形成方法の一工程を示した説明図である。
本発明の第二の実施形態による波板形成方法の一工程を示した説明図である。
本発明の第二の実施形態による波板形成方法の一工程を示した説明図である。
本発明の第二の実施形態による波板形成方法の一工程を示した説明図である。
本発明の一実施形態による調理用刃物と製造方法を示した説明図である。
本発明の一実施形態による調理用焼き板の斜視図である。
本発明の一実施形態による水切り板または石けん置き台または放熱板の斜視図である。
本発明の一実施形態による、波の稜線の両側でピッチ幅が異なる波板または扇状波板の斜視図である。
本発明の一実施形態による波の稜線の両側でピッチ幅が異なる波板を成形する波ギアロールの側面図である。
本発明の一実施形態による放熱または受熱用円筒部材の斜視図である。
従来技術によって金属板にハイドロフォーミング加工を行うときの肉厚と平面寸法の変形の様子を示した説明図である。
従来技術によって金属板にハイドロフォーミング加工を行うときの波形の形状変化を示した説明図である。
少数の波形を有する金型工具で繰り返し成形する従来技術を示した説明図である。
本発明の一実施形態によるギアロールとラックギアによる波板形成方法を示した説明図である。
本発明の一実施形態による異なる厚さを有する鋼板の波板形成方法を示した説明図である。

実施例

0053

以下に本発明の実施形態の例を、図面を用いて説明する。

0054

図1は、本発明の一実施形態による波鋼板形成方法を示している。

0055

なお、以下の各実施形態は、深い波形を形成することができる。深い波形とは、波幅の同程度以上の深さ、たとえば深さ/波幅が0.6〜2.0(好ましくは深さ/波幅が0.8〜1.8)の場合である。また、板厚と波幅の関係でいえば、板厚/波幅が1/20〜1/5(好ましくは板厚/波幅が1/15〜1/8)の場合である。また、板材の板厚は0.6mm〜5mm(好ましくは0.8mm〜3mm)である。

0056

図1(a)は、最初の折り曲げ部分を形成する工程を示し、図1(b)は繰り返し折り曲げ部分を形成する工程を示している。

0057

図1(a),(b)において、符号1はギアロールを示している。ギアロール1は図1紙面に垂直な方向に長さを有し、外周面に複数の歯列が形成され、山2と谷3を有している。

0058

ギアロール1の上方には、突起プレート4が設けられている。突起プレート4も図1の紙面に垂直な方向に長さを有し、下端部にギアロール1の谷3と整合する突起5を有している。

0059

符号6は素材である鋼板を示している。なお、素材の材質は鋼に限られず、ステンレス黄銅、銅、アルミニウムチタン、金や銀などの貴金属を含む金属、または、一部の加工可能な樹脂を採用することができる。以下の各実施形態の説明では、代表的に鋼板を用いて説明するが、素材の材質が鋼に限られないのは本実施形態と同様である。

0060

符号7,8は、鋼板6を送るための上ローラー7と下ローラー8を示している。

0061

最初に、ギアロール1の周面に接するように鋼板6を配置する。最初の折り曲げ部分(波目)を形成するときは、図1(a)に示すように、ギアロール1の谷3と整合する位置で、突起プレート4によって鋼板6をギアロール1の谷3に押し込む。これにより、鋼板6は、突起プレート4によってギアロール1の谷3の形状に折り曲げられる。

0062

最初の折り曲げを行うときは、鋼板6をギアロール1の谷3に押し込むのに従って、鋼板の縮み代にあたる鋼材が両側から送り込まれる。

0063

ここで、縮み代は、鋼板6が折り曲げられることによって薄肉化する反作用として、周辺の鋼材を引き込むことによって生じる鋼材の縮み部分である。なお、波形の金型工具でプレス加工する場合は、折り曲げ部分で拘束が生じ、隣接する折り曲げ部分の間で鋼板の引っ張り合いが生じる。これによって周りからの鋼材の供給がなく、鋼材の薄肉化が増大する。これに対して、本実施形態の折り曲げは、折り曲げ部分の少なくとも一方の側がフリーになっており、鋼材の縮み代の少なくとも一部が供給される。これにより、鋼材の薄肉化を抑えることができる。

0064

なお、折り曲げによる縮み代は計算するのが困難なため、求めようとする場合は、通常は実験または経験による。

0065

このようなことから鋼板6は、一定の長さで前もって切断されたものが供給される。

0066

最初の折り曲げ部分を形成した後は、ギアロール1を回転させ、鋼板6を送る。次に突起プレート4とギアロール1の谷3が整合する位置で、突起プレート4で鋼板6をギアロール1の谷に押し込んで鋼板6を折り曲げる。

0067

以降は、上記ギアロール1を回転させて鋼板6を送り、次に突起プレート4とギアロール1の谷3が整合する位置で、突起プレート4によって鋼板6を谷3に押し込む工程を繰り返す。これによって連続した波形が形成される。

0068

図1による波板形成方法によれば、鋼板6の折り曲げ時に隣接する折り曲げ部分の間で鋼板6を拘束することがないため、鋼板6の薄肉化を抑制することができる。

0069

図2図5は、第二実施形態による波板形成方法の各工程を示している。

0070

本実施形態の波板形成方法は、一対のギアロール9,10を有し、ギアロール9,10の間に鋼板11を挿入するようにする。

0071

ギアロール9の外周面にはギアの歯列が形成され、山12と谷13が形成されている。同様に、ギアロール10の外周面にもギアの歯列が形成され、山14と谷15が形成されている。

0072

ギアロール9とギアロール10のギアは等しいピッチで咬合し、ギアロール9の山12の頂点とギアロール10の谷15の底点は、最接近した時に(またはその前後で)、鋼板11の厚さかそれより僅かに小さい隙間ができるようになっている。この時、ギアロール9とギアロール10の歯の他の部分では、鋼板11の厚さより僅かに大きい隙間を有し、鋼板11の平行移動(厚さ方向に直角な方向の移動)が可能になっている。

0073

上記歯の形状は、例えば、ギアロール9とギアロール10の歯の咬合する部分は、インボリュート歯から鋼板11の厚さの1/2以上削除した形状とすることによって実現することができる。

0074

図2に示すように、最初は、鋼板11は、上ローラー16と下ローラー17によってギアロール9,10に向かって送られ、先端部がギアロール9とギアロール10の歯の間に挿入されて折り曲げられる。

0075

このとき、鋼板11はギアロール9とギアロール10の歯の間で拘束されていないが、歯の形状と回転によって折り曲げられる。

0076

図3に示すように、ギアロール9の山12の頂点とギアロール10の谷15の底点が最接近した時は、最接近した点で鋼板11の厚さかそれより僅かに小さい隙間になっているため、鋼板11を捉えて、滑ることなく最も急な折り曲げ部分を折り曲げる。

0077

この時、ギアロール9とギアロール10の歯の他の部分では、鋼板11の厚さより僅かに大きい隙間を有し、鋼板11の平行移動が可能である。このため、折り曲げに伴う鋼板11の縮み代が折り曲げ部分に向かって供給される。これにより、鋼板11に面内の引っ張りが生じず、薄肉化を最小限に抑制することができる。

0078

続いて、ギアロール9とギアロール10が継続して回転し、図4に示すように、第二番目の折り曲げ部分を形成する。この時、ギアロール9の谷13とギアロール10の山14が最接近し、鋼板11を捉えて、最も急な折り曲げ部分を形成している。この時、咬合している谷13と山14以外の部分では、鋼板11を拘束することなく、鋼板11の平行移動が可能になっている。このため、同様に鋼板11に面内の引っ張りが生じず、薄肉化を最小限に抑制することができる。

0079

なおこの時、第三番目の折り曲げ部分は、ギアロール9とギアロール10の歯の形状と回転によって浅く折り曲げられている。この第三の折り曲げ部分は、次にまたギアロール9の山12とギアロール10の谷15によって、最終的に折り曲げられる。

0080

図5は、上記図3〜4の折り曲げを継続して行っている状態を示している。図5の状態は、第十一番目の折り曲げ部分を形成しているところを示している。この時、鋼板11の送り方向の上流側では、次の第十二番目の折り曲げ部分が浅く折り曲げられている。一方、鋼板11の送り方向の下流側では、折り曲げられた波板状の鋼板11がギアロール9とギアロール10の歯と干渉することなく排出されている。

0081

なお、最初にギアロール9,10を一方向に回転させ、図2〜5に示すように鋼板11を送った後に、逆方向にギアロール9,10を回転させることができる。これにより、折り曲げ部分を定着させることができる。

0082

また、波形の左右や片側に例えば包丁の柄の接続部分(直線部分)を設ける場合に、一定位置から波形を形成し、ギアロール9,10を逆回転することで取り出すことで形成することが出来る。

0083

また、ギアロール9,10は、例えば上側のギアロール9を上方に可動な構造とし、上方に持ち上げることで、成型物を取り出しても良い。

0084

鋼板11の板厚が厚い場合には、最初に鋼板11をギアロール9,10の間に挿入し難い場合がある。その場合には、最初にプレス加工によって鋼板11の端部、または、中間部などに波形を形成することができる。これにより鋼板11が挿入しやすくなる。なお、最初にプレス加工によって形成する波形は、浅い波形でもよい。

0085

中間部などに波形を設ける際には、ギアロール9,10を右側左側に回転することで、所要部に波形を設けることが出来る。

0086

ギアロールは9,10、例えば上側のギアロール9を上方に可動な構造とし、上方に持ち上げ、鋼板11をギアロール9,10間にセットし、上側のギアロール9を下方に戻すことで、成型物をセットすることが出来る。
図15は、下側ギアロールをラックギア10aとしたものを示す。

0087

鋼板11が、ラックギア10a上に載せられ、上側のギアロール9とラックギア10aが咬合後、上側のギアロール9が反時計回りに回転するか、ラックギア10aが図15右方向に平行移動するか、その双方が行われることにより、鋼板11が右方向に移動して波形が形成される。

0088

本実施形態の別な面は、初期曲げ工程と仕上げ工程を有する製造方法である。

0089

図6は、本発明の一実施形態による調理用刃物18とその製造方法を示している。

0090

図6(a)は、調理用刃物18の平面と側面を示している。

0091

図6(a)に示すように、調理用刃物18は、把持部19と作用部20とを有している。作用部20は、連続する波形に折り曲げられた鋼板21からなっている。

0092

鋼板21は、完成品の状態では、基端部に中子22が形成され、把持部19に挿入されるようになっている。また、鋼板21の先端部は、緩やかな円弧形状に形成されている。

0093

図6(b)は、鋼板11の製造方法の一部を示している。

0094

本実施形態の作用部20は、最初に設計上の波形に概略成形する初期曲げ工程を行う。その後、設計上の寸法に成形するなどの仕上げ工程を行う。

0095

初期曲げ工程は、波形の原型を付けることを目的として行う。一方、仕上げ工程は、波形の最終形状を形成することを目的として行う。仕上げ工程は、把持部19の継手部の形成や、作用部20の先端部の仕上げや、研磨や、硬化処理等を行う。

0096

初期曲げ工程と仕上げ工程の少なくとも一方は、一対のギアロールを使用した波付け加工を行うことができる。ギアロールによる波付け加工は、図6(b)の矢印M1,M2に示すように、ギアロールの正転と反転をそれぞれ少なくとも一回行うようにすることができる。

0097

また、初期曲げ工程と仕上げ工程の少なくとも一方はプレス加工によって行うこともできる。

0098

さらに、初期曲げ工程の後に、焼なましを行って、材料の加工性を向上させることができる。
図16は、厚さの異なる断面(段差)を有する鋼板40と、それに対応したギアロールの一つを示している。なお、図16では、下側のギアロール41のみを示しているが、上側にも同様のギアロールが存在する。

0099

ギアロール41および上側の図示しないギアロールは、鋼板40の厚さの異なる断面に合致するように、外径が異なる段差部を有している。

0100

このような、厚さの異なる断面を有する鋼板40を用いることにより、例えば先端薄肉の波刃包丁を製造する時に、薄肉部の歪みを発生させない効果がある。

0101

図7は、本発明の一実施形態による調理用焼き板23の斜視図を示している。調理用焼き板23は、本体部24が連続する波形に折り曲げられた鋼板25からなる。鋼板25の周囲には、枠26が設けられている。なお、枠26は適宜省略することができる。鋼板25の谷の近傍部分には、油抜き穴27が複数設けられている。油抜き穴27は、目的に応じて省略することができる。例えば油分を火に落下させたくない場合などは油抜き穴27を省略する。

0102

図示しないが、下からのガスの炎や、空気の流れを通す空気流出穴を設けても良い。これにより、スムーズな空気やガスの流れを得ることや、ガスの適正な燃焼を整えたり、煙の流れを整えたりすることが出来る。

0103

この調理用焼き板23の製造では、最初に鋼板25に油抜き穴27を設け、波形に概略成形する初期曲げ工程を行う。次に、設計上の波形になるように仕上げ工程を行う。この場合の仕上げ工程は、初期曲げ工程によって全体的に湾曲した波形鋼板を平らに整えることや研磨や防錆処理焦げ付き防止加工を含むようにしてもよい。

0104

初期曲げ工程と仕上げ工程の少なくとも一方において、一対のギアロールによる波付け加工を行ってよいことや、ギアロールを少なくとも一回正反転することができることや、初期曲げ工程と仕上げ工程の少なくとも一方でプレス加工を行うことができることや、焼なましを行うことができることは、図6の場合と同様である。

0105

図8は、本発明の一実施形態による水切り板28または石けん置き台29または放熱板を示している。

0106

本実施形態の水切り板28や石けん置き台29は、本体部30が連続する波形に折り曲げられた鋼板31からなる。鋼板31の周囲には、枠32が設けられている。枠32は適宜省略することができる。水切り板28として使用するときは、鋼板31の上に食器等を載せて乾燥させやすくする。石けん置き台29として使用するときは鋼板31上に石けんを置いて乾燥させやすくする。使用時は、本体部30を僅かに傾斜させ、水滴が流出しやすいようにすることができる。

0107

図7の場合と同様に、水切り板28または石けん置き台29の製造では、最初に鋼板31を波形に概略成形する初期曲げ工程を行い、次に設計上の波形になるように仕上げ工程を行うことができる。

0108

初期曲げ工程と仕上げ工程の少なくとも一方において、一対のギアロールによる波付け加工を行ってよいことや、ギアロールを少なくとも一回正反転することができることや、初期曲げ工程と仕上げ工程の少なくとも一方でプレス加工を行うことができることや、焼なましを行うことができることは、図6図7の場合と同様である。

0109

なお、波形に加工された鋼板31は、放熱性がよく、コンピューター電子機器の放熱板として使用することができる。放熱板として使用するときは、カーボン素材を塗布や貼着してもよい。また、金などのメッキを施してもよい。また、波形の鋼板31はテーブル台材として使用してもよい。

0110

図9は本発明の一実施形態による扇状波板33の斜視図、図10は扇状波板33を製造するためのギアロール34,35の側断面図を示している。

0111

ギアロール34とギアロール35はそれぞれ、傘歯車のように、概略円錐台状の形状を有し、該円錐外周面母線に沿って歯列が形成されている。各歯列の横断面は互いに相似歯形状になっている。各歯列の歯は、円錐台小径側が小さく、円錐台の大径側が大きく、その間は相似関係を維持して線形に増大している。これにより、ギアロール34,35の一端部の歯が他端部に比してギアピッチが小さく形成されている。

0112

このギアロール34,35の間に鋼板を挿入してギアロール34,35を回転させることにより、波稜線の一端部側のピッチが他端部側のピッチより小さい扇状波板33を形成することができる。

0113

扇状波板33は、水切り台またはテーブル台材として使用することができる。また、一対の180度の扇状波板33を連結したり、360度に展開した扇状波板33の端部を接続したりすることにより、円環状波板にしてもよい。

0114

図11は本発明の一実施形態による円筒形波板36を示している。

0115

歯の大きさと形状が異なる一対のギアロールの間に鋼板37を挿入することにより、鋼板37を概略円筒状に成形することができる。

0116

すなわち、波形に成形された鋼板37の主面の片側の折り曲げ部分の曲率が、主面の他の側の折り曲げ部分の曲率より大きいか小さくなるように、ギアロールの歯の大きさと形状を変えることにより、鋼板37は全体として円筒状の波形鋼板にすることができる。

0117

全体として円筒状の波形鋼板の両端部を接合することにより、円筒形波板36を形成することができる。

0118

円筒形波板36は、図11に示すように、パイプ38の外周に装着して放熱または受熱用円筒部材として使用することができる。円筒形波板36自体が放熱性が高いため、冷房暖房の分野で、内部のパイプ38や円柱を冷却したり加熱したりするのに好適である。また、円筒形波板36とパイプ38の間に熱交換媒体を流してもよい。

0119

また、円筒形に限らず、全体として角筒形や多角形筒形の波形の鋼板にすることができる。これらの波形鋼板は円筒形波板36同様に、放熱または受熱用の多角形筒部材として使用することができる。

0120

1、9、10、34、35、41:ギアロール
10a:ラックギア
2、12、14:山
3、13、15:谷
4:突起プレート
5:突起
6、11、21、25、31、37、40:鋼板
7、16:上ローラー
8、17:下ローラー
18:調理用刃物
19:把持部
20:作用部
22:中子
23:調理用焼き板
24、30:本体部
26、32:枠
27:油抜き穴
28:水切り板
29:石けん置き台
33:扇状波板
36:円筒形波板
38:パイプ
101:金型工具
102:仕上げ金型工具
A:中央部
B:中間部
C:端部
x1、x2:曲率

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