(57)【要約】【課題】微細多孔板を能率よく製造可能であり、板厚のわりに微細な多孔板を製造することが可能なエキスパンドメタルの製造方法を提供する。【解決手段】波目形状の刃を有する波刃を上下に対向配置し、その上下の波刃間に平板５を送込むと共に、平板５を両波刃で上下からプレスして、平板５を波目形状に成形すると共に平板５にせん断による網目を形成することを繰り返して、平板５を成形してエキスパンドメタルを製造する方法であって、波刃として、複数の薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅを、その波目形状がずれるように平板５の送込み方向に積層した積層刃３，４を用い、積層刃３，４の複数の薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅで、平板５の先端部から後方にかけて順次プレス加工を行うことにより、積層刃３，４の上下動１ストロークで複数の網目を形成するようにした。【選択図】図１
2011098374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波目形状の刃を有する波刃を上下に対向配置し、その上下の波刃間に平板を送込むと共に、前記平板を両波刃を順次上下からプレスして、前記平板を波目形状に成形すると共に前記平板にせん断による網目を形成することを繰り返して、前記平板を成形してエキスパンドメタルを製造する方法であって、
前記波刃として、複数の薄肉波刃を、その波目形状がずれるように前記平板の送込み方向に積層した積層刃を用い、該積層刃の前記複数の薄肉波刃で、前記平板の先端部から後方にかけて順次プレス加工を行うことにより、前記積層刃の上下動１ストロークで複数の前記網目を形成するようにしたことを特徴とするエキスパンドメタルの製造方法。
【請求項２】
上下に対向配置された前記積層刃のうち一方を多段ガイドパンチで支持すると共に、他方の積層刃の前記複数の薄肉波刃を、前記平板の先端部側から順次前記一方の積層刃側にテーパパンチでプレスするようにして、前記多段ガイドパンチで支持された一方の積層刃で前記平板を押さえつつ、前記複数層の網目を形成するようにした請求項１記載のエキスパンドメタルの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のエキスパンドメタルの製造方法により製作された微細多孔板であって、前記網目を構成する孔の幅方向のピッチをＬW、前記孔の幅をＬh、隣り合う前記孔同士の間隔である刻み幅をＷとしたとき、板厚ＴOが［数１］に示す式（１）を満足することを特徴とする微細多孔板。
【数１】
2011098374.tif 000014
【請求項４】
請求項３記載の微細多孔板の上下に、高熱伝導材をクラッド圧延により接合すると共に、前記孔内で上下の前記高熱伝導材を接合して形成されることを特徴とする放熱用基板材。
【請求項５】
波目形状の刃を有する波刃を上下に対向配置し、その上下の波刃間に平板を送込むと共に、前記平板を両波刃で上下からプレスして、前記平板に凹み部を形成することを繰り返して、前記平板を成形してディンプル板を製造する方法であって、
前記波刃として、複数の薄肉波刃を、その波目形状がずらされると共に、前記平板の送込み方向に対して前記薄肉波刃間にギャップを設けるように積層した積層刃を用い、該積層刃の前記複数の薄肉波刃で、前記平板の先端部から後方にかけて順次プレス加工を行うことにより、前記積層刃の上下動１ストロークで複数の前記凹み部を形成するようにしたことを特徴とするディンプル板の製造方法。
【請求項６】
前記ディンプルを構成する凹み部の幅方向のピッチをＬW、前記凹みの幅をＬh、隣り合う前記凹み部同士の間隔である刻み幅をＷとしたとき、板厚ＴOが、［数２］に示す式（１）を満足する請求項５により製作した微細ディンプル板。
【数２】
2011098374.tif 000015
【請求項７】
請求項６記載の微細ディンプル板の上下に、高熱伝導材をクラッド圧延により接合して形成されることを特徴とする放熱用基板材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキスパンドメタルの欠点である製造時の作業性の悪さを改善し、微細多孔板でも高速に製造可能なエキスパンドメタルの製造方法及びそれにより製作した微細多孔板或いはエキスパンドメタルの製造方法を応用したディンプル板の製造方法及びそれにより製作した微細ディンプル板並びにそれを用いた放熱用基板材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多孔板、あるいは網目状板として、エキスパンドメタルが知られており、規格としても、ＪＩＳ−Ｇ３３５１「エキスパンドメタル  Expanded Metals」にて規定され、多方面に応用されている。
【０００３】
エキスパンドメタルの特徴は、パンチングメタルと異なり、製造時に打抜き屑が出ないために製造歩留りがよく、素材の１００％を製品にできる点にある。
【０００４】
エキスパンドメタルのメッシュ形状（網目形状）の一例を図７（ａ）〜（ｃ）に示す。
【０００５】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、エキスパンドメタル７１の孔７２は菱形、あるいは亀型状となっており、その表面および断面は、段差７３が付いた形状となっている。
【０００６】
図８（ａ）〜（ｆ）に示すように、従来のエキスパンドメタルの製造方法では、波目状の刃を有する波刃８１を上方に、平刃８２を下方に配置し、これら波刃８１と平刃８２を用いて、素材となる平板８３を順次刻んで孔７２を形成し、多孔板、すなわちエキスパンドメタル７１を製造している。
【０００７】
従来のエキスパンドメタルの製造装置８０は、素材送りローラー８４と切断装置８５とからなり、切断装置８５では、下方に固定された平刃８２に対し、上方に配置された波目状の波刃８１を、上下方向と横方向（図示左奥から右手前の方向）へ移動できるように構成されている。
【０００８】
このエキスパンドメタルの製造装置８０を用いてエキスパンドメタル７１を製造する際は、図８（ａ）に示すように、まず、波刃８１と平刃８２間に素材送りローラー８４から平板８３を送込み、図８（ｂ）に示すように、波刃８１を下降させて平板８３を波刃８１と平刃８２間でせん断する。このとき、平板８３を完全に切断しないように波刃８１を途中で止める。これにより、平板８３に一定間隔で刻みを入れ、それと同時に平板８３を、波刃８１の波形状（波目状）に成形する。
【０００９】
その後、図８（ｃ）に示すように、波刃８１を上昇させた後、図８（ｄ）に示すように、素材送りローラー８４により平板８３を送込み（素材送りローラー８４で送りを入れ）、同時に、波刃８１を、波目形状のピッチ（波ピッチ）ｐに対して半ピッチ（ｐ／２）横方向に移動する。そして、図８（ｅ），（ｆ）に示すように、同様に、波刃８１を下降させて平板８３に刻みを入れ、平板８３を波目状に成形する。
【００１０】
その後、再び素材送りローラー８４により平板８３を送込み、波刃８１の横方向の位置を半ピッチ元に戻し、平板８３に一定間隔の刻みを入れ、平板８３を波目状に成形する。これを連続的に繰り返すことで、エキスパンドメタル７１が製造される。以上が、エキスパンドメタル７１の基本的な製造方法である。
【００１１】
エキスパンドメタル７１の網目（メッシュ）の形状は、その製造方法に直接関係しており、素材である平板８３の板厚ＴOに対し、メッシュの微細幅（刻み幅）Ｗは、素材送りローラー８４による平板８３の送り量（送りピッチ）と等しくなり、平板８３の送込み方向での隣同士の孔７２の接続幅（孔７２の周囲の枠体の幅）は２Ｗとなる。メッシュの幅方向ピッチ（山ピッチ）ＬWは、波刃８１の波ピッチｐと等しくなる。また、メッシュの長手方向ピッチＳWは、波刃８１の送込み量（波刃８１をせん断時にどれだけ下降させるか）に対応することとなる。
【００１２】
このように、エキスパンドメタル７１は、多孔板を製造する際の歩留りがよく、効率的な加工が可能であるが、欠点もある。それは、上述の製造方法と関係し、従来のエキスパンドメタル７１では、その表面に段差７３がついており、板厚ＴOに対し、大きい孔７２の形状となる点である。すなわち、従来のエキスパンドメタルの製造方法では、板厚ＴOに対し、微細な孔７２を有する微細多孔板を製造することができないという問題がある。また、刻みを１条ずつ入れるために、製造速度が遅く、加工能率が落ちるという問題もある。
【００１３】
ＪＩＳ−Ｇ３３５１は、一般には、板厚ＴOに対し、孔サイズ（幅方向ピッチＬW）が１０〜１００倍と大きい網状の多孔板を作る方法であるが、その開孔率が問題となる。つまり、従来、孔サイズが板厚ＴOの１０〜１００倍と大きい網状の多孔板であれば製造は可能であるが、板厚ＴOに対し孔サイズが小さい微細多孔板は製造するのが難しい。微小な孔サイズを有する多孔板としては、非特許文献１に記載されている程度であり、その孔サイズは、板厚ＴOの５倍以上であった。
【００１４】
ここで、エキスパンドメタル７１の孔形状について、さらに考察する。
【００１５】
エキスパンドメタル７１の形状は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すごとくで、その製造方法は、図８（ａ）〜（ｆ）で説明した通り、平板８３を、下方に固定した平刃８２に対し、上方に配置した波刃８１をピッチ毎（平板８３を送込む毎）に左右に動かしながら、交互に打ち抜くことで、網目状の多孔板すなわちエキスパンドメタル７１を成形するものである。しかし、板厚ＴOのわりに微細な孔サイズのエキスパンドメタル７１を成形しようとする場合、成形限界が存在する。
【００１６】
図９にエキスパンドメタル７１の切断成形部の略図を示す。従来のエキスパンドメタルの製造方法では、素材である平板８３を平刃８２と波刃８１で切断成形するわけであるが、波刃８１により波目状に成形される平板８３の先端部（以下、成形部という）９１の後方（平刃８２側）では、波刃８１の端部８１ａと接する部分の平板８３が、平刃８２に押し込まれてせん断破断し、幅Ｌhの孔７２が形成される。このとき、平板８３の波刃８１の凹部に位置する部分（以下、残存橋部という）９２が残存し、この残存橋部９２が、成形部９１と後方の平板８３とを接続する。
【００１７】
成形部９１は、波刃８１の先端部（底部）により曲げ変形を受ける。その結果、せん断によって孔７２が形成されることになる。成形部９１は、曲げ変形を受けるために、±の降伏応力を生じ、塑性変形する。
【００１８】
板厚ＴOのわりに微細な孔サイズのエキスパンドメタル７１における成形限界は、成形部９１後方（成形部９１と後方の平板８３との接続部分）の残存橋部９２にせん断破断が発生するか否かにより決まる。すなわち、成形部９１後方の残存橋部９２のせん断力と成形部９１の曲げ変形力の大小により、成形限界は決まる。
【００１９】
１ピッチ当たりの平板８３側の残存橋部９２のせん断力ＦSは、下式（１）で表される。
【００２０】
ＦS＝（ＬW−Ｌh）ＴOτI      ・・・（１）
但し、ＬW：メッシュの幅方向ピッチ
Ｌh：孔の幅
ＴO：板厚
τI：素材（平板）のせん断応力
１ピッチ当たりの成形部９１の曲げ変形力をＦbとすると、曲げ中央部のモーメントＭは、下式（２）で表される。
【００２１】
Ｍ＝Ｆb／２×Ｌh／２＝Ｆb×Ｌh／４      ・・・（２）
また、ミーゼスの降伏条件より、曲げ中央部のモーメントＭは、［数１］に示す式（３）で表される。
【００２２】
【数１】
2011098374.tif 000003
【００２３】
式（２）および式（３）から、成形部９１の曲げ変形力Ｆbは、［数２］に示す式（４）で表される。
【００２４】
【数２】
2011098374.tif 000004
【００２５】
エキスパンドメタル７１が正常に成形できる条件は、下式（５）で表される。
【００２６】
ＦS＞Ｆb        ・・・（５）
したがって、その限界条件は、式（５）に式（１），（４）を代入すると、［数３］に示す式（６）で表される。
【００２７】
【数３】
2011098374.tif 000005
【００２８】
通常、送りピッチ（刻み幅Ｗ）は、平板８３の板厚ＴOとほぼ等しいことから、Ｗ＝Ｔoとすると、式（６）は［数４］に示す式（７）のようになる。
【００２９】
【数４】
2011098374.tif 000006
【００３０】
すなわち、従来のエキスパンドメタルの製造方法では、どのような網目形状でも形成できるわけではなく、平板８３の板厚ＴOが限定されており、平板８３の板厚ＴOの限界値はメッシュの幅方向ピッチＬWと比例関係にある。つまり、メッシュの幅方向ピッチＬWが小さいエキスパンドメタル７１を製造しようとすると、平板８３の板厚ＴOの限界値も小さくなり、板厚ＴOが大きい厚肉材ではメッシュの幅方向ピッチＬWが小さいエキスパンドメタル７１、すなわち微細多孔板を製造できないということとなる。
【００３１】
図１０に、ＪＩＳ市販品（ＪＩＳ市販）と、市販されている微小エキスパンドメタルとして非特許文献２のエキスパンドメタル（微細市販）における板厚ＴOと幅方向ピッチＬWの関係を示す。また、上述の式（７）より得られる板厚ＴOの限界値（Ｅ限界線）を併せて示す。図１０に示すように、両者共に上述の式（７）を満足する形状範囲に入っており、板厚ＴOが大きなものや、幅方向ピッチＬWが小さい、すなわち微細な孔を有するエキスパンドメタルは製造されていない。
【００３２】
特許文献１では、従来のエキスパンドメタルの加工限界（上述の式（６）および式（７））を改善するアイデアが提案されている。特許文献１では、切断平刃の先に、上方の波刃と同期して動く波目状のバッカープレートを置く対策がなされており、これにより、上述の加工限界を改善することが可能となっている。しかし、この対策では、負荷力を補助する程度でバックアップが完全ではなく、さらなる強力な対策が必要である。
【００３３】
また、特許文献２では、刻みが細かく、加工速度が上がらない点について、網目形状を２段同時に成形し、倍に加工速度を改善することが提案されている。しかし、この点に関しては、もっと桁違いの改善が必要である。
【００３４】
さらに、特許文献３では、エキスパンドメタルを量産的に製造する方法として、ロール方式で、断続的なスリッターと押し広げロールを用いてエキスパンドメタルを製造する方法が述べられているが、これは、現状品のなかでも、厚さのわりに、孔サイズが大きい場合のみに適用できる製造方法であり、微細多孔板の製造には適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開平１−１２７１１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８２４号公報
【特許文献３】特開２００７−１７５７２０号公報
【非特許文献】
【００３６】
【非特許文献１】スズキテクノス株式会社、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２１年６月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.suzuki-tkns.co.jp/product/expanded/index.html＞
【非特許文献２】コスモ株式会社、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２１年６月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.cosmo9.co.jp/zairyo_metal.htm＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
上述のように、従来技術の問題点は、第１に生産性であり、刻みを１条ずつ入れるために加工速度が遅い点である。大きな網目形状を作るのであれば問題ないが、送りピッチ（刻み幅）が１ｍｍ以下のオーダーの微細多孔板をこの方式で製造しようとすると、極めて時間がかかり、結果的に高価なものとなってしまう。安価な微細多孔板を製造するためには、高速化が必須である。
【００３８】
第２の問題点は、多孔板の形状であり、微細多孔板を製造しようとすると、板厚を薄くせざるを得ず、板厚のわりに微細な多孔板が製造できないことである。エキスパンドメタル法は、板厚のわりに孔部が大きな多孔板に適しており、孔部が存在しないようなディンプル板の製造は、なされていない。
【００３９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、微細多孔板を能率よく製造可能であり、板厚のわりに微細な多孔板を製造することが可能なエキスパンドメタルの製造方法及びディンプル板の製造法並びにそれにより製作した微細多孔板または微細ディンプル板並びにそれを用いた放熱用基板材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、波目形状の刃を有する波刃を上下に対向配置し、その上下の波刃間に平板を送込むと共に、前記平板を両波刃を順次上下からプレスして、前記平板を波目形状に成形すると共に前記平板にせん断による網目を形成することを繰り返して、前記平板を成形してエキスパンドメタルを製造する方法であって、前記波刃として、複数の薄肉波刃を、その波目形状がずれるように前記平板の送込み方向に積層した積層刃を用い、該積層刃の前記複数の薄肉波刃で、前記平板の先端部から後方にかけて順次プレス加工を行うことにより、前記積層刃の上下動１ストロークで複数の前記網目を形成するようにしたエキスパンドメタルの製造方法である。
【００４１】
上下に対向配置された前記積層刃のうち一方を多段ガイドパンチで支持すると共に、他方の積層刃の前記複数の薄肉波刃を、前記平板の先端部側から順次前記一方の積層刃側にテーパパンチでプレスするようにして、前記多段ガイドパンチで支持された一方の積層刃で前記平板を押さえつつ、前記複数層の網目を形成するようにしてもよい。
【００４２】
また、本発明は、前記エキスパンドメタルの製造方法により製作された微細多孔板であって、前記網目を構成する孔の前記平板の幅方向のピッチをＬW、前記孔の幅をＬh、隣り合う前記孔同士の間隔である刻み幅をＷとしたとき、板厚ＴOが［数５］に示す式（８）を満足するとよい。
【００４３】
【数５】
2011098374.tif 000007
【００４４】
また、本発明は、前記微細多孔板の上下に、高熱伝導材をクラッド圧延により接合すると共に、前記孔内で上下の前記高熱伝導材を接合して形成される放熱用基板材である。
【００４５】
本発明は、波目形状の刃を有する波刃を上下に対向配置し、その上下の波刃間に平板を送込むと共に、前記平板を両波刃で上下からプレスして、前記平板に凹み部を形成することを繰り返して、前記平板を成形してディンプル板を製造する方法であって、前記波刃として、複数の薄肉波刃を、その波目形状がずらされると共に、前記平板の送込み方向に対して前記薄肉波刃間にギャップを設けるように積層した積層刃を用い、該積層刃の前記複数の薄肉波刃で、前記平板の先端部から後方にかけて順次プレス加工を行うことにより、前記積層刃の上下動１ストロークで複数の前記凹み部を形成するようにしたことを特徴とするディンプル板の製造方法である。
【００４６】
また、本発明は、前記ディンプル板の製造方法により製作された微細ディンプル板であって、前記ディンプルを構成する凹み部の幅方向のピッチをＬW、前記凹みの幅をＬh、隣り合う前記凹み部同士の間隔である刻み幅をＷとしたとき、板厚ＴOが［数６］に示す式（８）を満足するとよい。上下圧を強くし、式（８）を満足させると、せん断されることなくディンプル成形が可能となり、さらに積層刃間に、ギャップ（例えば、刃厚の１／５程度のギャップ）を設けることにより、孔を開けずに、底肉厚の薄いディンプル板を形成する微細ディンプルが成形できる。
【００４７】
【数６】
2011098374.tif 000008
【００４８】
また、本発明は、前記微細ディンプル板の上下に、高熱伝導材をクラッド圧延により接合して形成されることを特徴とする放熱用基板材である。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、微細多孔板及び微細ディンプル板を能率よく製造可能であり、板厚のわりに微細な多孔板及び微細ディンプル板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法を説明する図である。
【図２】（ａ）は、第１段目負荷時の平板の変形状態を示す拡大斜視図であり、（ｂ）はそのＡ部拡大斜視図である。
【図３】（ａ）は第１段目（ストローク途中）、（ｂ）は第１ストローク成形後の網状成形体を示す斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法を説明する図である。
【図５】本発明において、エキスパンドメタルの変形状態（成形限界）を説明する図である。
【図６】本発明において、エキスパンドメタルの孔形状（板厚ＴOと幅方向ピッチＬWの関係）と成形限界を示すグラフ図である。なお、微細多孔板でなく、微細ディンプル板とした時も、同じプロットとなる。
【図７】従来のエキスパンドメタルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその拡大図、（ｃ）は７Ｃ−７Ｃ線断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、従来のエキスパンドメタルの製造方法を説明する図である。
【図９】従来のエキスパンドメタルの変形状態（成形限界）を説明する図である。
【図１０】従来のエキスパンドメタルの孔形状（板厚ＴOと幅方向ピッチＬWの関係）と成形限界を示すグラフ図である。
【図１１】多段ガイドパンチの拡大図である。
【図１２】本発明のその他の実施形態に係る微細ディンプル板を示す図であり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は縦断面図である。
【図１３】本発明のエキスパンドメタル（微細多孔板）を用いた放熱用基板材を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００５２】
まず、本実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法に用いるエキスパンドメタルの製造装置について説明する。
【００５３】
図１に示すように、エキスパンドメタルの製造装置１は、図示しない素材送りローラーと切断装置２とからなる。切断装置２では、上下に積層刃３，４を対向配置し、積層刃３，４間に、素材となる平板（成形素材板）５を素材送りローラーから所定周期で間欠的に送り込むようにされる。
【００５４】
上方に配置された積層刃３は、波目形状（凹凸波形状）の刃を有する複数（図１では５枚）の薄肉波刃３ａ〜３ｅを、その波目形状が１／５〜１／２ピッチ（１ピッチは、図３（ｂ）で示すメッシュの幅方向ピッチ（刃幅方向）ＬWに相当する。）ずつずれるように平板５の送込み方向に積層してなる。各薄肉波刃３ａ〜３ｅは、それぞれ個別に上下動できるようにされており、各薄肉波刃３ａ〜３ｅの厚さは、製造するエキスパンドメタルのメッシュの微細幅（刻み幅Ｗ）と等しく形成されている。
【００５５】
下方に配置された積層刃４も同様に、複数（図１では５枚）の薄肉波刃４ａ〜４ｅを、その波目形状が１／５〜１／２ピッチ（１ピッチは、図３（ｂ）で示すメッシュの幅方向ピッチＬWに相当する。）ずつずれるように平板５の送込み方向に積層してなる。各薄肉波刃４ａ〜４ｅは、それぞれ個別に上下動できるようにされており、各薄肉波刃４ａ〜４ｅの厚さは、製造するエキスパンドメタルのメッシュの微細幅（刻み幅Ｗ）と等しく形成されている。
【００５６】
本実施の形態では、積層刃３，４を、５枚の薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅを積層して形成する場合を説明するが、薄肉波刃の積層数はこれに限らず、例えば、数十枚の薄肉波刃を積層して用いることも可能である。
【００５７】
下方に配置された積層刃４は、側面よりスプリングの軽い力で押し上げられているが、下に階段状の多段ガイドパンチ６が配置され、その下のコンテナー７に支持されている。プレス前の状態では、各薄肉波刃４ａ〜４ｅは、素材板（平板５）を軽く押し上げ、板押さえの役目をするが、上方より負荷が掛かると、多段ガイドパンチ６の位置まで移動し、多段ガイドパンチ６の形状で固定される。
【００５８】
ここで、多段ガイドパンチ６の拡大図を図１１に示す。図１１中に示した階段の高さＤZは、メッシュの長手方向ピッチＳWと等しくなり、階段のステップ幅ＤWは、エキスパンドメタルのメッシュの微細幅（刻み幅Ｗ）と等しくなるので、エキスパンドメタルの孔部の所望の大きさに合わせて、これらのサイズを調整する。
【００５９】
上方に配置された積層刃３は、その上部よりテーパパンチ８で支持されている。テーパパンチ８の底面は、水平部８ａと傾斜部８ｂがあり、傾斜部８ｂの傾きは、下の多段ガイドパンチ６の傾きと同じにしてあり、プレスヘッドの下降に伴い、傾斜方向に移動する構造としている。プレス前は、積層刃３の各積層刃３ａ〜３ｅがテーパパンチ８の水平部８ａに接触しており、各刃水平であるが、プレスヘッドが下降し、テーパパンチ８が傾斜面８ｂに沿って移動すると、各積層刃３ａ〜３ｅは平板５の先端部側から順次下方の積層刃４側に下降するようにされている。
【００６０】
平板５の材質としては、特に規定するものではないが、基本的には、延性のある金属材、例えば、銅、アルミニウム、鉄、チタン、ニッケル、ニオブ、金、銀、およびＩｎｖａｒ（Ｆｅ−３６Ｎｉ）等や、それらの合金系等を用いるとよい。また、金属に限らず、延性のある材料であれば、プラスチック、セラミック成形素材等も加工は可能である。
【００６１】
次に、本実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法を説明する。
【００６２】
本実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法は、従来のエキスパンドメタルの製造方法を基本的に改善し、１条毎に刻みを形成するのではなく、複数層の網目を一度に成形可能な多段打ちによる成形法である。
【００６３】
より具体的には、まず、図１（ａ）に示すように、素材送りローラーにより素材となる平板５を上下の積層刃３，４間に送込む。プレス開始時には、薄肉波刃３ａ〜３ｅ及び薄肉波刃４ａ〜４ｅは、水平に揃うようにされており、その間に平板５が配置されることになる。
【００６４】
平板５を積層刃３，４間に送込んだ後、図１（ｂ）に示すように、切断装置２を動作させ、テーパパンチ８を傾斜面方向（平板５が多段ガイドパンチ６に押し付けられる方向）に移動する。すると、テーパパンチ８に押されて、積層刃３全体及び平板５が下方に移動する。対向する下方の薄肉波刃４も下方に移動するが、第１段目の薄肉波刃４ａのみが、下方の多段ガイドパンチ６で支持されているために、移動できず、薄肉波刃４ａの波目形状の凸部が平板５に押込まれ、そのエッジ部(第１段目の薄肉波刃４ａの後方のエッジ部)にてスリット(孔)が形成される。
【００６５】
１ピッチ分圧下した時点（第１段目の薄肉波刃４ａのみを加圧させた時点；第１段目負荷）における平板５の変形状態を図２（ａ），（ｂ）に示す。なお、図２（ａ），（ｂ）では、図の簡略化のため、上方の積層刃３の第１段目の薄肉波刃３ａ、第２段目の薄肉波刃３ｂと、下方の積層刃４の第１段目の薄肉波刃４ａのみを示し、後段の薄肉波刃３ｃ〜３ｅ、４ｂ〜４ｅを省略している。
【００６６】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、第１段目の薄肉波刃４ａを押込むと、第１段目の薄肉波刃４ａと対向する上方の第１段目の薄肉波刃３ａ間で平板５は曲げ変形を受け、波目状に成形される。また、第１段目の薄肉波刃４ａと第２段目の薄肉波刃３ｂとは刃幅方向（図示右手前から左奥の方向）に１／５〜１／２ピッチずれているため、第１段目の薄肉波刃４ａと第２段目の薄肉波刃３ｂ間では、刃幅方向１ピッチ毎の突起エッジ部（波目形状の凸部）にてせん断切込みがなされる。
【００６７】
さらに、テーパパンチ８が傾斜面を移動し、第２段目負荷になると、図１（ｃ）に示すように、上方の第１段目の薄肉波刃３ａのみは、テーパパンチの水平部から外れ、その他の薄肉波刃３ｂ〜ｅは、テーパパンチの水平部に接触して、下方に移動し、平板５も下方に移動する。一方下方第１段目の薄肉波刃４ａ及び第２段目の薄肉波刃４ｂは、多段ガイドパンチ６に支持され、平板５に押込まれる。このとき、平板５は、テーパパンチ８と多段ガイドパンチ６間の加圧で、第２段目の薄肉波刃３ｂ、４ｂ間で、曲げ変形を受け波目状に成形され、第２段目の薄肉波刃４ｂと第３段目の薄肉波刃３ｃ間では、刃幅方向１ピッチ毎の突起エッジ部(波目形状の凸部)にてせん断切込みがなされる。
【００６８】
さらに、テーパパンチ８が傾斜面を移動すると、図１（ｄ）に示すように、上述の第２段目と同様に第３〜５段目の成形がなされ、１ストローク分の網目状成形加工が終了する。図１（ｄ）の状態では、テーパパンチ８の傾斜部の傾きに合わせて薄肉波刃３ａ〜ｅの段差が生じており、また、下方の薄肉波刃４ａ〜ｅの段差は多段ガイドパンチ６の形状により、テーパパンチ８と同じ傾きに決められる。なお、下方に配置された薄肉波刃４ａ〜ｅは、側面にスプリング支持がなされており、一定負荷で、積層刃４の各薄肉波刃４ａ〜ｅで平板５を押さえつつ、平板５の成形が行われる。これにより、上下の薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅに合わせた複数層（ここでは５層）の網目が形成された階段形状の網状成形体、すなわちエキスパンドメタル１０が得られる。第１段目（ストローク途中）と第１ストローク成形後のエキスパンドメタル１０の斜視図を図３（ａ），（ｂ）にそれぞれ示す。
【００６９】
以上で第１ストロークの多段打ちが終わり、それに引続き第２ストロークに入る。図４（ａ）〜（ｅ）にその動作図を示す。
【００７０】
図４（ａ）に示すように、まず、素材送りローラーにより素材となる平板５を上下の積層刃３，４間に送込み、図４（ｂ）に示すように、第１ストロークの成形を行う。その後、図４（ｃ）に示すように、テーパパンチ８を上方に移動して、除荷・開放を行い、図４（ｄ）に示すように、平板５を送込んだ後、図４（ｅ）に示すように、第２ストロークの成形を行う。このように、１ストローク成形後、１ストローク分（積層刃３，４の長さ分）の平板５の送りを行い、断続的に、プレス−平板５の送込みを繰返すことで、無限長の網目状成形体、すなわちエキスパンドメタル１０の製造が可能となる。
【００７１】
本実施の形態で製造するエキスパンドメタル１０は、図３（ｂ）に示すように、網目を構成する孔の幅方向のピッチをＬW、孔の幅をＬh、隣り合う孔同士の間隔である刻み幅をＷとしたとき、板厚ＴOが［数７］に示す式（９）を満足することが望ましい。
【００７２】
【数７】
2011098374.tif 000009
【００７３】
つまり、本実施の形態に係るエキスパンドメタル１０は、板厚ＴOのわりに孔の幅方向ピッチＬWが小さく形成されることが望ましい。上述のように、幅方向ピッチＬWは、積層刃３，４を構成する薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの波ピッチと等しくなるので、所望の網目形状が得られる波ピッチで形成された薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅを用いるとよい。
【００７４】
エキスパンドメタル１０は、微細多孔板として種々の用途に用いることができる。例えば、エキスパンドメタル１０からなる微細多孔板の上下に、高熱伝導材をクラッド圧延により接合すると共に、孔内で上下の高熱伝導材を接合して放熱用基板材として用いることができる。
【００７５】
ここで、本実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法で微細多孔板を製造できる理由について説明する。
【００７６】
本実施の形態では、波刃(薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅ)同士で平板５を成形することになるが、第１段目では、上方の薄肉波刃３ａ〜３ｅ、平板及び下方の薄肉波刃４ｂ〜ｅは、水平のまま下方に移動するが、下方の第１段目の波刃４ａのみは、多段ガイドパンチで支持されているために、平板５は薄肉波刃３ａと薄肉波刃４ａで挟まれ、曲げ変形し、薄肉波刃３ａ，４ａの波目形状を転写し成形される。その際の発生する曲げ変形力Ｆfは、従来のエキスパンドメタルにおける式（４）と同じで、［数８］に示す式（１０）で表される。
【００７７】
【数８】
2011098374.tif 000010
【００７８】
成形部の平板５側は、せん断変形で孔があき、その際の負荷は、下方の第１段目の薄肉波刃４ａと上方の第２段目の薄肉波刃３ｂで与えられ、そのせん断力（負荷力）Ｆhは、従来のエキスパンドメタルにおける式（１）と同じで、下式（１１）で表される。
【００７９】
Ｆh＝ＦS＝（ＬW−Ｌh）ＴOτI      ・・・（１１）
せん断を開始した直後では、孔の幅Ｌhが零に近いので、Ｆh＝ＬWＴOτIの負荷であるが、孔が大きくなると、式（１１）の負荷となる。
【００８０】
結局、第１段目の薄肉波刃４ａに負荷される力ＦWは、下式（１２）で表される。
【００８１】
ＦW＝Ｆf＋Ｆh        ・・・（１２）
本実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法は多段法による成形法であり、成形のための曲げ変形力Ｆfは、下方の第１段目の薄肉波刃４ａにより負荷されるために、その分の力が、成形部の平板５側（成形部と後方の平板５との接続部分）に負荷されることはなく、限界条件は成立せず、安定に網目状成形体を成形することができる。
【００８２】
２段目の変形では、第２段目の薄肉波刃３ｂ，４ｂと第３段目の薄肉波刃３ｃとの間での成形となり、第１段目の変形と同じで、式（１０）〜（１２）が成立する。それ以降の変形でも同様である。
【００８３】
１ストロークでｎ段成形すれば、その分ストロークは長くなるが、荷重は、一定で、変わらない。また、網目繋ぎ部(残存橋部)で切れる心配はなく、加工速度は、ｎ倍に増速することになる。
【００８４】
従来のエキスパンドメタルの製造方法では、図１０で説明したように加工限界があり、厚肉材では、Ｅ限界線よりも小さな孔ピッチＬWの多孔材が製造不可能であったが、本発明の多段成形法では、そのような限界はない。
【００８５】
また、図５と図９とを比較してみると分かるように、従来の波刃と平刃との組合せより、波刃と波刃との組合せの方が、成形時の曲げ変形量が少なくて済み、その分だけ、厚肉材の微細孔成形が可能となる。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態に係るエキスパンドメタルの製造方法では、複数の薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅを、その波目形状が１／５〜１／２ピッチずつずれるように平板５の送込み方向に積層した積層刃３，４を用い、積層刃３，４の複数の薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅで、平板５の先端部から後方にかけて順次プレス加工を行うことにより、積層刃３，４の上下動１ストロークで複数層の網目を形成するようにしている。
【００８７】
従来の波刃と平刃を用いて１条ずつ刻みを入れる製造方法に対して、本実施の形態では、多数枚のメッシュの微細幅（刻み幅）Ｗ相当の厚さを有する薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅを積層した積層刃３，４を用い、波刃同士で、多条の刻みを１ストロークで成形するもので、加工速度は、使用する薄肉波刃３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの枚数倍となり、生産性の極めて高い製造が可能となる。
【００８８】
さらに、多数枚の薄肉波刃を積層して積層刃３，４として用いることで、１ストロークで成形できる長さを、例えば２０〜３０倍に改善でき、加工速度もその比率で高速化できる。この効果は、特に従来技術では生産性が落ちてしまう微細多孔板で効果が大きく、大サイズ品でも同様の効果が期待できる。
【００８９】
さらに、本発明によれば、生産性が向上するのみではなく、形状安定性の点でも効果を発揮する。従来のエキスパンドメタルの製造方法では、厚肉の素材を加工すると、網目のつなぎ部がせん断変形で切れてしまうため、成形品の加工には制限があり、図１０のＥ限界線以上の肉厚範囲でないと成形できないことを述べたが、本発明の製造方法では、そのような制限はなく、従来技術では加工不可能な厚肉材であっても、微細ピッチの網目を有する微細多孔板の成形が可能となる。
【００９０】
エキスパンドメタルや微細多孔板の製造方法について、上記説明を行ったが、上下方向から積層刃で平板をプレスした際に、この平板がせん断されて網目が形成されない程度に、図１，４，５に示した積層刃３，４の薄肉波刃間にギャップ（例えば、刃厚の約１／５程度）を設けることにより、エキスパンドメタルや微細多孔板ではなく、平板に凹み部が形成されたディンプル板を製作できるようになる。
【００９１】
さらに、ディンプルを構成する凹み部の幅方向のピッチをＬw、前記凹みの幅をＬh、隣り合う前記凹み部同士の間隔である刻み幅をＷとしたとき、板厚Ｔoが、［数９］に示す式（８）を満たすことによって微細ディンプル板も製作できるようになる。微細ディンプル板を図１２に示す。（ａ）は、微細ディンプル板１００の斜視図であり、（ｂ）は、微細ディンプル板１００の縦断面図であり、１０１はディンプル（凹み部）、１０２は微細ディンプル板１００の表面、１０３は微細ディンプル板１００の裏面である。
【００９２】
【数９】
2011098374.tif 000011
【００９３】
なお、薄肉波刃間のギャップは、ディンプルが所望の形状（大きさ）となるように適宜調整を行うと良い。
【実施例】
【００９４】
本発明の実施にあたっては、平板５の材質として、純銅およびＩｎｖａｒ（Ｆｅ−３６Ｎｉ）を用い、板厚０．１５ｍｍと０．２ｍｍ、幅５０ｍｍの平板５を用いた。微細多孔板（エキスパンドメタル１０）の製作は、図１〜４に示した多段プレス方による方法を用い、積層刃３，４としては、厚さ０．２ｍｍの薄肉波刃を２５枚積層したものを用い、２５多段によるプレスにより行った。
【００９５】
したがって、１ストロークで５ｍｍ成形でき、ストローク毎に５ｍｍの素材送りを入れることで、連続的な成形ができ、数ｍ〜数十ｍの網目状の微細多孔体を形成することができた。
【００９６】
表１，２に、図８に示す従来のエキスパンドメタルの製造方法で作製したエキスパンドメタルと、本発明のエキスパンドメタルの製造方法で作製したエキスパンドメタル１０を比較した結果を示す。
【００９７】
【表１】
2011098374.tif 000012
【００９８】
【表２】
2011098374.tif 000013
【００９９】
表１，２に示すように、銅材およびＩｎｖａｒ（Ｆｅ−３６Ｎｉ）ともに、板厚が０．２ｍｍ、０．１５ｍｍと厚く、波刃ピッチを１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．３ｍｍと小さくしたものでも、本発明のエキスパンドメタルの製造方法によれば、安定した形状を示し、所要の寸法を出すことができた。一方、従来のエキスパンドメタルの製造方法では、銅材及びＩｎｖａｒ（Ｆｅ−３６Ｎｉ）ともに、繋ぎ部（残存橋部）が切れてしまい正常な成形は不可能であった。
【０１００】
図１０に本発明のエキスパンドメタルのデータ（本発明品）を記入したものが図６であるが、本発明によれば、Ｅ限界線を越えた領域でも正常な成形が可能であることがわかる。従来のエキスパンドメタルでは、計算通りに、表１，２の寸法では加工限界を超えており、正常な成形は不可能であった。
【０１０１】
次に、上記のエキスパンドメタルの製造方法で作製した微細多板を用いて放熱用基板材を作製し、その特性の評価を行った。
【０１０２】
図１３に示すように、表２記載の山ピッチＬW０．５ｍｍ、板厚Ｔ０．２ｍｍのＩｎｖａｒ微細多孔板１１１を板厚０．２ｍｍのＣｕ板１１２（高熱伝導材）で上下方向から挟んでクラッド圧延し、ＣＩＣ構造となる放熱用基板材１１３（Ａ）を製作した。具体的な製作は、７０％程度の加工度で冷間圧延を行った後、ＩｎｖａｒとＣｕの界面に金属間化合物を形成しないように、約６００℃で拡散熱処理を行った。これにより、上下に配置したＣｕ板同士がＩｎｖａｒ微細多孔板１１１の孔内において接合している。最終の放熱用基板材１１３の板厚は、０．２ｍｍであった。
【０１０３】
また比較例として、孔が形成されていないＩｎｖａｒ板をＣｕ板（高熱伝導材）で上下方向から挟んでクラッド圧延した、従来のＣＩＣ構造からなる放熱用基板材（Ｂ）を製作した。孔が形成されていないＩｎｖａｒ板を用いる以外は、上記実施例と同じ板厚・製作条件である。
【０１０４】
熱膨張係数を比較すると、放熱用基板材（Ｂ）が１１×１０-6／℃・ｍであるのに対して、放熱用基板材（Ａ）は８．６×１０-6／℃・ｍと十分小さく、また、厚さ方向の熱伝導率を比較すると、放熱用基板材（Ｂ）が３１Ｗ／℃・ｍであるのに対して、放熱用基板材（Ａ）は１６３Ｗ／℃・ｍと十分大きく、放熱用基板材（Ａ）の方が低熱膨張・高熱伝導率であった。
【０１０５】
なお、微細多孔板の代わりに微細ディンプル板の上下方向からＣｕ板などの高熱伝導材で挟んで圧延した放熱基板板であっても、放熱用基板材（Ａ）と同様に低熱膨張・高熱伝導率となった。
【符号の説明】
【０１０６】
１  エキスパンドメタルの製造装置
２  成形切断装置
３，４  積層刃
３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅ  薄肉波刃
５  平板
６  多段ガイドパンチ
７  コンテナー
８  テーパパンチ
【図１】
2011098374.tif 000016
【図２】
2011098374.tif 000017
【図３】
2011098374.tif 000018
【図４】
2011098374.tif 000019
【図５】
2011098374.tif 000020
【図６】
2011098374.tif 000021
【図７】
2011098374.tif 000022
【図８】
2011098374.tif 000023
【図９】
2011098374.tif 000024
【図１０】
2011098374.tif 000025
【図１１】
2011098374.tif 000026
【図１２】
2011098374.tif 000027
【図１３】
2011098374.tif 000028