(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に平行に形成された複数のフィンを有するフィン付き板の成形方法において、
前記複数のフィンに対応した複数の溝と、前記複数の溝の間に形成され、表面に回転軸と平行に多数の溝が形成された複数の平坦部を有した第１の圧延ロールを配置し、
前記第１の圧延ロールに対向して圧延間隔を形成するように第２の圧延ロールを配置し、
前記圧延間隔に板材を供給して前記多数の溝によって前記板材の伸びを抑えながら前記複数の溝に対応した前記複数のフィンを前記板材に形成する方法であって、
前記多数の溝は、深さ及び間隔が前記複数の溝より小さいことを特徴とするフィン付き板の成形方法。
【請求項２】
前記第２の圧延ロールは、表面に回転軸に平行な前記多数の溝と同様な多数の溝を有し、
前記複数のフィンは、前記板材の伸びを前記第２の圧延ロールの前記多数の溝によって抑えられながら形成される請求項1記載のフィン付き板の成形方法。
【請求項３】
長手方向に平行に形成された複数のフィンを有するフィン付き板の成形方法において、
前記複数のフィンに対応した複数の溝を有した第１の圧延ロールを配置し、
表面に回転軸と平行に多数の溝が形成された第２の圧延ロールを、前記第１の圧延ロールに対向して圧延間隔を形成するように配置し、
前記圧延間隔に板材を供給して前記多数の溝によって前記板材の伸びを抑えながら前記複数の溝に対応した前記複数のフィンを前記板材に形成する方法であって、
前記多数の溝は、深さ及び間隔が前記複数の溝より小さいことを特徴とするフィン付き板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィン付き板の成形方法に関し、特に、放熱板や熱交換機の伝熱管の材料として用いられるフィン付き板の形成方法に関するものである。
【０００２】
板材の表面に所定の間隔でフィン並びに溝部を設けたフィン付き板材は、ＩＣ（Integrated Circuit）やパワートランジスタなどのヒートシンク部材として使用したり、フィン付き面が内側あるいは外側となる様にしてパイプ状に形成し、これをシーム溶接して熱交換用の伝熱管に製造するなど、様々な分野においてその需要が拡大しつつある。
【０００３】
板材表面へのフィンの形成方法としては、押出しや引抜加工、プレス加工、切削加工、圧延加工など様々な方法があるが、フィン付き板材の板厚が薄い場合には、加工効率やフィン形状の自由度などの点から圧延加工が一般的となっている。
【０００４】
圧延加工により、フィン付き板材の加工を行う場合、フィンを形成しようとする部分に溝を有するワークロールを用い、ロールの溝部以外の部分で素材を圧延して板厚を薄くし、溝部でフィンを形成する方法が一般的である。
【０００５】
図８乃至図１１は、従来の方法によりフィン付き板を形成する場合の圧延状態と圧延材の一例を示したものである。
【０００６】
図８は、圧延材の長手方向に平行なフィンを有するフィン付き板を形成する場合を示したものである。図８において、フィン付き板を形成するワークロール１は、複数の平坦部１１と複数の平坦部１１の間に設けられた複数の溝部１２とから成る溝付圧延ロール１０と、溝無圧延ロール２０とを備えている。この溝付圧延ロール１０に対向する位置に溝無圧延ロール２０が所定の圧延間隔をおいて設置されている。また、溝部１２の断面はＶ字型となっている。
【０００７】
このワークロール１の溝付圧延ロール１０と溝無圧延ロール２０の間に素材２を挿入し、溝付圧延ロール１０と溝無圧延ロール２０を素材２の長手方向に回転させながら挿入された素材２を圧延することによって、複数の溝部１２に対応した複数のフィンを有するフィン付き板を形成することができる。
【０００８】
図９は上記図８の方法によって形成されたフィン付き板３を示している。このフィン付き板３は、溝付圧延ロール１０の複数の溝部１２に対応した複数のフィン部３２と、溝付圧延ロール１０の複数の平坦部１１に対応した複数の薄部３１とによって構成されている。従って、上述の図８の形成方法によって図９に示すようなフィン付き板３が形成されることとなる。
【０００９】
図１０は、圧延材の長手方向に対し所定の角度を持ったフィンを有するフィン付き板を形成する場合を示したものである。図１０において、フィン付き板を形成するワークロール５は、複数の平坦部１１と複数の平坦部１１の間に設けられた複数の溝部１２とから成る溝付圧延ロール１５と、溝無圧延ロール２０とを備えている。この溝付圧延ロール１５は、圧延材の長手方向に対し所定の角度を持ったフィンを形成するために、ネジ溝のような螺旋状に形成された溝部１２を有している。従って、図８と同様に設けられた溝付圧延ロール１５と溝無圧延ロール２０によって、上記と同様の方法により図１１に示すような圧延材の長手方向に対し所定の角度を持ったフィン付き板４が形成されることとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフィン付き板の形成方法においては、フィンを形成する溝部１２以外の平坦部１１で素材２を圧延していたため、平坦部１１で形成される薄部３１の材料変形（伸び）が圧延方向に発生し、この薄部３１の伸びによってフィン部３２が長手方向に引っ張られることになる。この引張り力によってフィン部３２に伸びが生じ、この伸びによってフィン部３２の板厚が減少し、十分な高さのフィンの形成が困難なものとなっている。このような現象は、板材の板幅方向でフィン部３２の幅より薄部３１の幅の方が大きくなればなる程顕著なものとなる。
【００１１】
図１２は、上記従来技術による圧延時の溝部１２とそれによって形成されるフィン部３２の拡大断面図である。この図から判るように、フィン先端部３３と溝部１２の頂点１２ａとの間には隙間が生じることとなる。
【００１２】
また、フィン部の高さを十分に大きく形成する方法として、板厚の厚い素材を用いて加圧力を大きくして高圧力で圧延し、フィン部の高さを確保する方法があるが、この場合には、圧延装置が大型のものとなり、圧延装置にコストがかかることとなる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、圧延装置の大型化を回避し、コストをかけずに容易にフィンの高さが十分なフィン付き板を形成する方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、長手方向に平行に形成された複数のフィンを有するフィン付き板の成形方法において、前記複数のフィンに対応した複数の溝と、前記複数の溝の間に形成され、表面に回転軸と平行に多数の溝が形成された複数の平坦部を有した第1の圧延ロールを配置し、前記第1の圧延ロールに対向して圧延間隔を形成するように第2の圧延ロールを配置し、前記圧延間隔に板材を供給して前記多数の溝によって前記板材の伸びを抑えながら前記複数の溝に対応した複数のフィンを前記板材に形成する方法であって、前記多数の溝は、深さ及び間隔が前記複数の溝より小さいことを特徴とするフィン付き板の成形方法を提供する。
【００１５】
また、本発明は上記の目的を達成するため、長手方向に平行に形成された複数のフィンを有するフィン付き板の成形方法において、前記複数のフィンに対応した複数の溝を有した第1の圧延ロールを配置し、表面に回転軸と平行に多数の溝が形成された第２の圧延ロールを、前記第１の圧延ロールに対向して圧延間隔を形成するように配置し、前記圧延間隔に板材を供給して前記多数の溝によって前記板材の伸びを抑えながら前記複数の溝に対応した複数のフィンを前記板材に形成する方法であって、前記多数の溝は、深さ及び間隔が前記複数の溝より小さいことを特徴とするフィン付き板の成形方法を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１乃至図４は、本発明の方法によりフィン付き板を形成する場合の圧延状態と圧延材の一例を示したものである。
【００１７】
図１は、圧延材の長手方向に平行なフィンを有するフィン付き板を形成する場合を示したものである。図１において、フィン付き板を形成するワークロール６は、表面に回転軸と平行に多数の溝（以下、微細溝という）１３を有する複数の平坦部１１と、複数の平坦部１１の間に設けられた複数の溝部１２とから成る溝付圧延ロール１６と、溝無圧延ロール２０とを備えている。微細溝１３は深さ及び間隔が複数の溝部１２より小さく形成されており、この微細溝１３を有する溝付圧延ロール１６に対向する位置に溝無圧延ロール２０が所定の圧延間隔をおいて設置されている。また、溝部１２の断面はＶ字型となっている。
【００１８】
このワークロール６の微細溝１３を有する溝付圧延ロール１６と溝無圧延ロール２０の間に素材２を挿入し、微細溝１３を有する溝付圧延ロール１６と溝無圧延ロール２０を素材２の長手方向に回転させながら挿入された素材２を圧延する。これによって、複数の溝部１２に対応した複数のフィンと、平坦部１２で圧延され、この多数の微細溝１３に圧延時の素材２が入り込むことによって形成される微細溝３４を有する複数の薄部３６とを有するフィン付き板を形成することができる。
【００１９】
図２は上記図１の方法によって形成された微細溝３４を有するフィン付き板３０を示している。このフィン付き板３０は、溝付圧延ロール１６の複数の溝部１２に対応した複数のフィン部３２と、溝付圧延ロール１６の表面に多数の微細溝１３を有する複数の平坦部１１に対応した微細溝３４を有する複数の薄部３６とによって構成されている。従って、上述の図１の形成方法によって図２に示すような、薄部３６の表面に多数の微細溝３４を有するフィン付き板３０が形成されることとなる。
【００２０】
図３は、圧延材の長手方向に対し所定の角度を持ったフィンを有するフィン付き板を形成する場合を示したものである。図３において、フィン付き板を形成するワークロール７は、表面に回転軸と平行に多数の微細溝１３を有する複数の平坦部１１と、複数の平坦部１１の間に設けられた複数の溝部１２とから成る微細溝１３を有する溝付圧延ロール１７と、溝無圧延ロール２０とを備えている。この微細溝１３を有する溝付圧延ロール１７は、圧延材の長手方向に対し所定の角度を持ったフィンを形成するために、ネジ溝のような螺旋状に形成された溝部１２を有している。
【００２１】
従って、図１と同様に設けられた微細溝１３を有する溝付圧延ロール１７と溝無圧延ロール２０によって、上記と同様の方法により図４に示すような、圧延材の長手方向に対し所定の角度を持った複数のフィン部３２と、表面に多数の微細溝３４を有する複数の薄部３６とから成るフィン付き板３５が形成されることとなる。
【００２２】
上述のように、溝付圧延ロール１６、１７の平坦部１１の表面に、溝付圧延ロール１６、１７の回転軸に平行に多数の微細溝１３を設けたことにより、圧延加工時に、この微細溝１３に素材２が入り込むことによって、圧延方向への材料変形（伸び）が抑制され、薄部３６の長手方向への伸びが拘束される。このことにより、フィン部３２に対する薄部３６からの引っ張り力もなくなるため、フィン部３２に伸びが生じず、フィン部３２を成形するための溝部１２への材料変形（隆起）が増加する。
【００２３】
この結果、図５に示すように、フィン部３２は、ワークロール６、７の溝部１２の形状に沿ったものとなり、十分なフィン高さを得ることができる。
【００２４】
図６および図７に、本発明の他の実施形態を示す。図６は、フィン部を形成する溝部を有しない圧延ロールの表面に、その回転軸と平行に多数の微細溝１３を有する微細溝付圧延ロール２１と、複数の平坦部１１と、この複数の平坦部１１の間に設けられた複数の溝部１２とを有する溝付圧延ロール１０とから成るワークロール８によって、素材２を圧延して、フィン付き板を形成するものである。
【００２５】
これによって、フィンの形成されない面（下面）に多数の微細溝１３を有するフィン付き板を得ることがきる。
【００２６】
また、図７は、表面に回転軸と平行に多数の微細溝１３を有する複数の平坦部１１と、複数の平坦部１１の間に設けられた複数の溝部１２とから成る溝付圧延ロール１６と、それに対向するフィン部を形成する溝部を有しない圧延ロールの表面に、その回転軸と平行に多数の微細溝１３を有する微細溝付圧延ロール２１とから成るワークロール９によって、素材２を圧延して、フィン付き板を形成するものである。
【００２７】
これによって、フィンの形成されている面の溝部の表面と、フィンの形成されない面（下面）とに多数の微細溝１３を有するフィン付き板を得ることができる。
【００２８】
図６および図７のワークロールで得られたフィン付き板も、上記図１および図３で得られたフィン付き板と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
【実施例】
以下に具体的な例を挙げて従来技術と比較して説明する。
【００３０】
従来技術の例として図８に示すワークロール１を使用し、本発明の例として図１に示すワークロール６を使用する。それぞれの溝部１２は底辺が０．１５ｍｍで高さが０．３ｍｍの三角形断面を持つＶ字型の形状で、それぞれの溝部１２の間隔（平坦部１１の幅）は０．６ｍｍとする。図１の微細溝１３は５μｍの深さの溝とし、板厚０．６ｍｍ、板幅２５ｍｍのリン脱酸銅の焼鈍材を、薄部の厚みが０．２５ｍｍとなるように圧延を行った。
【００３１】
その結果、図８のワークロール１で圧延して得られたフィン付き板３では、図１２に示すようなフィン部３２の先端部３３に丸みを有する形状となり、フィン部３２の高さは最大０．２２ｍｍであった。
【００３２】
これに対して、図１のワークロール６で圧延して得られたフィン付き板３０では、図５に示すように、フィン部３２は溝部１２の形状に沿ったものとなり、フィン部３２の高さは最大０．２９ｍｍであった。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明のフィン付き板の成形方法によれば、ワークロールを構成する２つの圧延ロールの一方又は両方に、その回転軸と平行に多数の微細な溝を形成するようにしたので、圧延加工時に、この微細溝に素材が入り込むことによって、圧延方向への材料変形（伸び）が抑制され、薄部の長手方向への伸びが拘束されることとなり、フィン部に対する薄部からの引っ張り力もなくなるため、フィン部に伸びが生じず、フィン部を成形するための溝部への材料変形（隆起）が増加する。この結果、フィン付き板のフィン部は、ワークロールの溝部の形状に沿ったものとなり、十分なフィン高さを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって、圧延材の長手方向に平行なフィンを有するフィン付き板を形成することを示した図である。
【図２】図１の方法によって形成された微細溝を有するフィン付き板を示す図である。
【図３】本発明によって、圧延材の長手方向に対し所定の角度を持ったフィンを有するフィン付き板を形成することを示した図である。
【図４】図３の方法によって形成された微細溝を有するフィン付き板を示す図である。
【図５】本発明による圧延時の溝部とそれによって形成されるフィン部の拡大断面図である。
【図６】本発明によって、圧延材の長手方向に平行なフィンを有するフィン付き板を形成することを示した図である。
【図７】本発明によって、圧延材の長手方向に平行なフィンを有するフィン付き板を形成することを示した図である。
【図８】従来技術によって、圧延材の長手方向に平行なフィンを有するフィン付き板を形成することを示した図である。
【図９】図８の方法によって形成されたフィン付き板を示す図である。
【図１０】従来技術によって、圧延材の長手方向に対し所定の角度を持ったフィンを有するフィン付き板を形成することを示した図である。
【図１１】図１０の方法によって形成されたフィン付き板を示す図である。
【図１２】従来技術による圧延時の溝部とそれによって形成されるフィン部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１、５、６、７、８、９  ワークロール
２  素材
３、４、３０、３５  フィン付き板
１０、１５、１６、１７  溝付圧延ロール
１１  平坦部
１２  溝部
１２ａ  頂点
１３、３４  微細溝
２１  微細溝付圧延ロール
３１、３６  薄部
３２  フィン部
３３  フィン先端部
【図１】
0003551223.tif 000002
【図２】
0003551223.tif 000003
【図３】
0003551223.tif 000004
【図４】
0003551223.tif 000005
【図５】
0003551223.tif 000006
【図６】
0003551223.tif 000007
【図７】
0003551223.tif 000008
【図８】
0003551223.tif 000009
【図９】
0003551223.tif 000010
【図１０】
0003551223.tif 000011
【図１１】
0003551223.tif 000012
【図１２】
0003551223.tif 000013