(57)【要約】【課題】  金属材に所定の細溝を所定の間隔で容易に形成することができ、しかも、細溝を形成するときに微細な切削片が発生させないようにすることが可能な金属材への細溝の形成方法を提供する。【解決手段】  金属材１の一方面に複数条の細溝を形成する形成方法は、移動方向の先端に刃部５ａが形成された掘り起こし工具５を所定の角度を有した状態で他方面方向に掘り下げて板状のフィン６を一体に起立形成するフィン形成工程を所定間隔離間させながら順次繰り返して、金属板１の他方面側を基端とする複数枚のフィン６を形成する掘り起こし工程の後、先端の刃部７ａが複数条のフィン６の面と直行する方向から切削工具７を所定の角度を有した状態で、複数条のフィン６を所定の寸法毎に分割して一方面まで切削するフィン切削工程を順次繰り返し、フィン６が金属材１の一方面と同一面となるように切削し、隣接するフィン６の間に所定の深さの複数条の細溝２を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材の一方面に複数条の細溝を形成する形成方法であって、
移動方向の先端に刃部が形成された掘り起こし工具を所定の角度を有した状態で他方面方向に掘り下げて板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程を所定間隔離間させながら順次繰り返して、前記金属板の他方面側を基端とする複数枚のフィンを形成する掘り起こし工程の後、
先端の刃部が複数条の前記フィンの面と直行する方向から切削工具を所定の角度を有した状態で、複数枚の前記フィンを所定の寸法毎に分割して一方面まで切削するフィン切削工程を順次繰り返し、前記フィンが前記金属材の一方面と同一面となるように切削し、
隣接する前記フィンの間に所定の深さの複数条の細溝を形成することを特徴とする金属板への細溝の形成方法。
【請求項２】
掘り起こし工具の横幅は金属材の幅よりも小さく形成され、
前記金属材と上記掘り起こし工具とを所定の角度を有した状態で前記金属材の一端側よりも離間した所定位置に前記掘り起こし工具を挿入し、基部が前記金属材に連結した小寸な複数枚の小形フィンを順次形成した後、続いて掘り起こし工具を所定の角度を有した状態で他方面方向に掘り下げて板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程を所定間隔離間させながら順次繰り返して、前記金属材の他端側よりも離間した所定位置まで複数枚の前記フィンを形成した後、フィン切削工程を順次繰り返して隣接する前記フィンの間に所定の深さの複数条の細溝を形成し、
前記金属材の周囲に複数条の細溝を囲む鍔部を形成した請求項１に記載の金属板への細溝の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、金属材の一方面に、複数条の微細な幅と深さを有する微細溝を形成する微細溝の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  各種の機器、或いは機器に使用される部品等において、金属材の少なくとも一方面に、幅および深さが小さい細溝を形成することが要求される。このような、金属材に細溝を形成する方法としては、エッチング加工、プレス加工、切削加工等の各種の工法が検討されている。エッチング加工は、上記寸法の微細な細溝を形成することは可能であるが、多くの加工時間を必要とするために、大量生産には不向きであり、しかも、コストが高くなる問題がある。また、プレス加工は、金属材の一方面に微細な細溝を形成したときに、金属材に加わる大きな応力のために変形させてしまい、この変形を矯正することが困難となる問題がある。【０００３】  この問題を解決するための複数条の微細な細溝を形成する微細溝の形成方法として、特許第４５９６２３５号公報（特許文献１）には、掘り起こし工具により微小の間隔で離間させながらフィンを形成する工程を順次繰り返して複数のフィンを形成した後、これら複数のフィンの頂部をカッター等の切削工具により切削して、複数のフィンの上端面を平坦に形成することにより、各フィンの間に複数条の細溝を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５９６２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記特許文献１に開示されている細溝を形成する方法は、金属材の一方面に、掘り起こし工具を用い、順次繰り返して形成することにより、各フィンの間に所定の幅と深さを有する複数条の細溝を形成することができる。しかしながら、このように、複数のフィンの頂部をカッター等の切削工具により切削した場合には、切り屑や切削粉が発生する。この切り屑や切削粉は比較的微細なことから、細溝の内部に入り込むことが多々ある。細溝は微細なことから、一旦入り込んだ切り屑や切削粉が内部に挟まるために、取り出すことができない問題がある。細溝の内部に少量でも切り屑や切削粉が入った場合には、細溝としての機能を失うことから、細溝を形成した金属材そのものが不良品となり、廃棄せざるを得ない重大な問題となる。【０００６】  本発明が解決しようとする課題は、金属材に所定の細溝を所定の間隔で容易に形成することができ、しかも、細溝を形成するときに微細な切削片が発生させないようにすることが可能な金属材への細溝の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、金属材の一方面に複数条の細溝を形成する形成方法であって、移動方向の先端に刃部が形成された掘り起こし工具を所定の角度を有した状態で他方面方向に掘り下げて板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程を所定間隔離間させながら順次繰り返して、前記金属板の他方面側を基端とする複数枚のフィンを形成する掘り起こし工程の後、先端の刃部が複数条の前記フィンの面と直行する方向から切削工具を所定の角度を有した状態で、複数条の前記フィンを所定の寸法毎に分割して一方面まで切削するフィン切削工程を順次繰り返し、前記フィンが前記金属材の一方面と同一面となるように切削し、隣接する前記フィンの間に所定の深さの複数条の細溝を形成することを要旨としている。【０００８】  また、請求項２に記載の発明は、掘り起こし工具の横幅は金属材の幅よりも小さく形成され、前記金属材と上記掘り起こし工具とを所定の角度を有した状態で前記金属材の一端側よりも離間した所定位置に前記掘り起こし工具を挿入し、基部が前記金属材に連結した小寸な複数枚の小形フィンを順次形成した後、続いて掘り起こし工具を所定の角度を有した状態で他方面方向に掘り下げて板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程を所定間隔離間させながら順次繰り返して、前記金属材の他端側よりも離間した所定位置まで複数枚の前記フィンを形成した後、フィン切削工程を順次繰り返して隣接する前記フィンの間に所定の深さの複数条の細溝を形成し、前記金属材の周囲に複数条の細溝を囲む鍔部を形成することを要旨としている。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、金属材の一方面に細溝を形成するときに、掘り起こし工具により、所定のピッチで連続して金属材の一方面側を掘り起こし、複数のフィンと細溝を形成するので、掘り起こしのピッチを所定の間隔に設定しておくことにより、細溝を容易に形成することができる。しかも、金属材の一方面側を掘り起こし工具により掘り起こすので、切削片を発生させることなく細溝を形成することが可能となる。さらに、複数条のフィンを切削工具によって直行する方向から所定の寸法毎に分割して切削するので、金属材の一方面側に、所定の深さを有する所定間隔の細溝を容易に形成することが可能となる。また、フィン切削工程によって複数条のフィンを直行する方向から切削するので、フィンに与えるストレスを小さくすることができるので、フィンが変形しないことから、細溝の間隔を一定に形成することができる。しかも、複数条のフィンを切削するとき、切り屑がほぼ糸状になり、切削工具の先端の刃部の上方に逃避するので、切り屑が細溝に侵入することを防止することが可能となる。【００１０】  また、請求項２に記載の発明によれば、金属材の幅よりも小さい横幅の掘り起こし工具によって、金属材の一方面を掘り下げて板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程を繰り返して、所定間隔の複数のフィンを形成することにより、金属材の周囲に、複数のフィン囲む鍔部を形成することができる。さらに、金属材の内方に形成された複数のフィンをフィン切削工程によって直行する方向から切削することにより、金属材の周囲の鍔部に囲まれた複数条の細溝を形成することができる。このように形成された複数条の細溝は、周囲の鍔部によって保護されるので、側方から外圧を加えられることによる損傷を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】  本発明の形成方法によって細溝が形成された金属板を示す斜視図である。
【図２】  細溝が形成された金属板の断面図である。
【図３】  金属板にフィンを形成する状態を示す斜視図である。
【図４】  （Ａ）乃至（Ｆ）は、フィンの形成工程を示す工程説明図である。
【図５】  金属板にフィンを形成した状態を示す断面図である。
【図６】  鍔部を形成した金属板にフィンを形成した状態を示す断面図である。
【図７】  切削工具によってフィンを切削する状態を示す斜視図である。
【図８】  （Ａ）乃至（Ｆ）は、フィン切削工程を示す工程説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  金属材の一方面に複数条の細溝を形成する形成方法は、移動方向の先端に刃部が形成された掘り起こし工具を所定の角度を有した状態で他方面方向に掘り下げて板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程を所定間隔離間させながら順次繰り返して、前記金属板の他方面側を基端とする複数枚のフィンを形成する掘り起こし工程の後、先端の刃部が複数条の前記フィンの面と直行する方向から切削工具を所定の角度を有した状態で、複数条の前記フィンを所定の寸法毎に分割して一方面まで切削するフィン切削工程を順次繰り返し、前記フィンが前記金属材の一方面と同一面となるように切削し、隣接する前記フィンの間に所定の深さの複数条の細溝を形成する。【００１３】  以下、本発明による金属材への細溝の形成方法について、図面により詳細に説明する。図１、図２は、本発明による形成方法によって、金属材の周囲に形成された鍔部の内方に、複数条の細溝が形成された金属材の一例を示している。金属材１は切削可能であり、しかも、所定の粘性を有し、しかも、細溝を形成した金属材１を使用する部品や製品として必要な特性を有する、例えば鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、等の金属素材、或いは、これらの金属を主成分とする合金から選択される。図１に示す金属材１としては、所定の板厚を有するとともに、一方面側が平坦に形成された金属板である。なお、以下に説明する実施例においては、金属板を金属材１として説明する。【００１４】  金属材１の一方面側に形成された複数条の細溝２は、所定の幅と深さ、および、所定のピッチで等間隔に形成されている。各細溝２の間には、後述するフィンからなる隔壁３によって仕切られている。そして、隔壁３の頂部は、図２に示すように、複数条の細溝２を囲む金属材１の鍔部４の平面と同一面に形なるように形成されている。因みに、細溝２の幅と深さは、各々０．１ｍｍ〜数ｍｍ、各細溝２の間の間隔は、０．０５ｍｍから数ｍｍとしている。この細溝２の幅と深さ及び間隔は、後述する形成方法によって任意に設定可能である。【００１５】  次に、金属材への細溝の形成方法に、まず、板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程について説明する。細溝２を形成する金属材１は、銅合金やステンレス鋼或いはアルミニウム等が選択される。金属材１は、必要な板厚及び幅を有し、図示しない装置に載置される。その後、図４に示すように、掘り起こし工具５により小形フィン６ａ及びフィン６を起立形成する。【００１６】  掘り起こし工具５は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部５ａが形成されていて、その幅は、金属材１の幅よりも小さく設定されている。また、この掘り起こし工具５は、金属材１の一方面に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。この傾斜角度θは、フィン６の高さ、板厚、或いは、金属材１の材質等によって適宜に設定されるが、概ね５度から２０度に設定される。上記掘り起こし工具５の幅方向両側はほぼ直角に形成されている。【００１７】  まず、図４（Ａ）において二点鎖線で示すように、掘り起こし工具５の刃部５ａを金属材１の一端側１ａよりも離間した一方面の所定位置に当接させた後、掘り起こし工具５を駆動��置により所定の角度θで矢示の方向で金属材１に挿入させると、掘り起こし工具５の刃部５ａが金属材１の一方面に食い込み、図４（Ａ）において実線で示すように、高さが低く肉薄な小形フィン６ａが起立形成される。このとき、掘り起こし工具５を金属材１に挿入する圧力は、金属材１に対して変形或いはストレスを与えない程度に設定することが望ましい。このため、掘り起こし工具５を挿入する深さｄ１が浅いことから、小形フィン６ａの高さは低くなる。そして、第１の小形フィン６ａの起立形成によって、金属材１には、掘り起こし工具５の傾斜角度に等しい傾斜した被加工面１ｂが形成される。【００１８】  次いで、図４（Ｂ）に示すように、金属材１と掘り起こし工具５とを相対的に移動し、刃部５ａを被加工面１ｂよりも上流側の掘り起こし代ｔが得られる位置に当接させる。掘り起こし代ｔは、０．１ｍｍ乃至３．０ｍｍ程度に設定している。そして、図４（Ｃ）に示すように、掘り起こし工具５を所定の角度で矢示の方向に移動させ、第１の小形フィン６ａを形成したときよりも深い、深さｄ２まで食い込ませることにより、第１の小形フィン６ａよりも高い第２の小形フィン６ａが起立形成される。その後、小形フィン６ａの起立形成によって形成される被加工面１ｂよりも上流側の掘り起こし代ｔが得られる位置から掘り起こし工具５を移動させ、その前に形成される小形フィン６ａの起立形成時よりも深く食い込ませて、より高い小形フィン６ａの起立形成を繰り返す。このような小形フィン６ａの形成工程は、図４（Ｄ）に示すように、刃部５ａが所定の深さｄ３に達した時点で終了させる。【００１９】  このように、金属材１の一端側１ａよりも離間した一方面の所定位置に第１の小形フィン６ａを形成した後、順次掘り起こし工具５を食い込ませる深さを変えながら複数の小形フィン６ａを順次形成すると、複数の小形フィン６ａの高さが徐々に大きくなり、複数枚の小形フィン６ａの頂部によって仮想的な斜面が形成される。【００２０】  その後、小形フィン６ａの起立形成に続いてフィン形成工程に移行し、等しい高さを有するフィン６を形成する。すなわち、図４（Ｅ）に示すように、最後に形成された小形フィン６ａによって形成された被加工面１ｂよりも上流側の掘り起こし代ｔが得られる位置から掘り起こし工具５の刃部５ａが所定の深さｄ３に達するまで移動させることにより、所定の高さを有するフィン６が起立形成される。次いで、図４（Ｆ）に示すように、掘り起こし工具５を被加工面１ｂよりも上流側の位置に移動すると共に、所定の深さｄ３に達するまで移動させる掘り起こし工程を順次繰り返すことにより、複数枚の放熱フィン６が同一角度、かつ、同一間隔に起立形成される。そして、複数枚のフィン６の形成によって、図５に示すように、金属材１には底面が薄く形成された凹所１ｃが形成され、図６に示すように、両側には内壁１ｄが形成される。【００２１】  このフィン形成工程において、掘り起こし工具５によって金属材１にフィン６を起立形成すると、図６に示すように、フィン６の両側は、矢示のように両側方向にも膨出する。このため、フィン６の基端側が内壁１ｄに圧接的に接合する。この結果、フィン６の板厚を０．０５ｍｍ程度に薄く形���しても、フィン６の両側が金属材１の内壁１ｄに保持されるので、機械的な強度を大きくすることが可能となり、さらに、フィン６の両側が内壁１ｄに押圧されるので、各細溝２を個々に断絶することが可能となる。【００２２】  一方、上記小形フィン６ａとは反対側のフィン６の上流側には、図２に示すように、凹所１ｃの底面から金属材１の一方面に至る傾斜した被加工面１ｂが残されている。この被加工面１ｂであった傾斜面は、放熱面として作用させることができる。また、被加工面１ｂの後方には、金属材１と同じ板厚の鍔部４が形成される。【００２３】  また、金属材１に形成された複数枚のフィン６の両側には、金属材１と同じ板厚の鍔部４が形成される。この鍔部４は、掘り起こし工具５の幅を金属材１の幅よりも狭く設定することにより形成することができる。この結果、図２に示すように、複数枚のフィン６が鍔部４によって囲まれるように形成される。【００２４】  以上説明したフィン形成工程の次に、図７、図８に示すフィン切削工程によってフィン６が金属材１の一方面と同一面となるように切削する。フィン６を切削するための切削工具７は、実質的に前述した掘り起こし工具５と同様であり、底面側の先端に移動方向と直角な刃部７ａが形成されていて、その幅は、フィン６及び小形フィン６ａの幅と同じかやや大きく設定されている。また、この切削工具７は、金属材１の一方面に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜させて図示しない駆動装置に取り付けられる。この傾斜角度θは、概ね５度から２０度に設定される。【００２５】  まず、図８（Ａ）に示すように、切削工具７の刃部７ａをフィン６の面と直行するように、一端側よりも離間した位置に当接させた後、切削工具７を駆動装置により所定の角度θで矢示の方向で金属材１の一方面と同一面となるまで移動することにより、フィン６の角部を切削する。【００２６】  次いで、切削工具７を図８（Ｂ）に示すように切削代が得られる位置ｔに移動して当接させる。切削代は、フィン６の厚さや材質によって適宜設定されるが、概ね０．１ｍｍ乃至３．０ｍｍ程度が好適である。その後、図８（Ｂ）に示すように、切削工具７を所定の角度θで矢示の方向で金属材１の一方面と同一面となるまで移動することにより、フィン６を切削する。これにより、フィン６の一端に切り屑８が生ずることから、図８（Ｄ）に示すように、切削工具７を金属材１の一方面と同一面となる水平方向に移動する。この結果、切り屑８が切除される。このように、フィン６を面と直行する方向から切削すると、フィン６の剛性が高くなるので、フィン６を変形させることなく切削することができる。しかも、フィン６自体が肉薄であり、切削によるストレスが小さいことから、円滑に切削することができる。【００２７】  その後、図８（Ｅ）に示すように、切削工具７を切削代が得られる位置ｔに移動して当接させる。このときの切削代は、図８（Ｂ）と同じに設定することが望ましい。そして、切削工具７を所定の角度θで矢示の方向で金属材１の一方面と同一面となるまで移動することによりフィン６を切削し、次いで、図８（Ｄ）と同様に、切削工具７を金属材１の一方面と同一面となる水平方向に移動して切り屑８を切除する。【００２８】  以後、図８（Ｂ）から（Ｄ）に示す工程を繰り返すことにより、フィン６が金属材１の一方面と同一面になるように切削される。そして、最後に残ったフィン６は、図８（Ｆ）に示すように、切削工具７を金属材１の一方面と同一面となる水平方向に移動して切り屑８を切除する。【００２９】  以上のようなフィン切削工程によって、各フィン６によって形成される隔壁３の上面が金属材１の一方面と同一面となるまで切削することにより、図１、図２に示すように、金属材１の一方面側には、各フィン６によって形成される隔壁３によって仕切られた複数条の細溝２が、所定の幅と深さ、および、所定のピッチで等間隔に形成される。また、上述した実施例においては、複数条の細溝２の周囲は、金属材１の鍔部４によって囲まれ、隔壁３の上面は、金属材１の鍔部４の平面と同一面に形成されている。【００３０】  以上説明した実施例においては、金属材１の周囲に複数条の細溝２を囲む鍔部４を形成するようにしたが、鍔部４が不要の場合には、金属材１の幅と複数条の細溝２の幅を同じにすることもできる。すなわち、板状のフィンを一体に起立形成するフィン形成工程において、金属材１の幅と同じか、それよりも大きい幅の刃部５ａを有する掘り起こし工具５を用いて、前述の図４に示した工程によって複数枚のフィン６を起立形成する。この各フィン６の間隔は、細溝２の深さ及び間隔となるように設定される。このフィン形成工程の後に、前述の図８に示したフィン切削工程により、各フィン６によって形成される隔壁３の上面が金属材１の一方面と同一面となるまで切削する。この結果、金属材１の一方面側に金属材１の幅と同じ幅の複数条の細溝２が形成される。このように形成した細溝２の両側は、各々開口している。【００３１】  以上説明した本発明は、これら実施例に限定されることなく本発明を逸脱しない範囲において種々変更できる。前述した実施例においては、金属材の一方面に複数条の細溝を等ピッチで連続して形成したが、不等間隔に形成することや、所定数の細溝を金属材の複数個所に部分的に形成するようにしても良い。また、細溝を直線状形成する他、曲率半径が大きな円弧状やＳ字状、或いは、波状に形成するように変形しても良い。さらに、金属材としては、金属板の他に、ブロック状の金属材であっても良い。
【符号の説明】
【００３２】１    金属材
１ａ  一端側
１ｂ  被加工面
２    細溝
３    隔壁
４    鍔部
５    掘り起こし工具
５ａ  刃部
６    フィン
６ａ  小形フィン
７    切削工具
８    切り屑
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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