(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄い帯状基材（１１）を１対の成形ロール（１２）のロール隙に通し、その両側に粉末材料（１３）を供給し、成形ロール間で粉末材料を加圧して基材と粉末材料からなる複合シート材（１５）を成形し、次いで該複合シート材を少なくとも一対の電極シュー（１４）の間に張力を付して通し、その間で通電して粉末材料を加熱成形する、ことを特徴とするシート材の製造方法。
【請求項２】
通電加熱後圧下圧延して粉末材料間を更に結合する、ことを特徴とする請求項１に記載のシート材の製造方法。
【請求項３】
一対の成形ロール（１２）と、その下流に設けられた少なくとも一対の電極シュー（１４）とを備え、薄い帯状基材（１１）を成形ロールのロール間隙に通板し、該帯状基材の両側に通電性粉末材料（１３）を供給し、成形ロール間で基材と粉末材料とを加圧してシート材（１５）を成形し、次いで該複合シート材を少なくとも一対の電極シューの間に張力を付して通板し、その間で通電して粉末材料を加熱成形する、ことを特徴とするシート材の製造装置。
【請求項４】
前記電極シュー（１４）の下流に圧延機（１６）を備え、通電加熱した複合シート材（１５）を圧延して粉末材料間を更に結合する、ことを特徴とする請求項３に記載のシート材の製造装置。
【請求項５】
電極シュー間で通電加熱され温度上昇した複合シート材（１５）を不活性ガス雰囲気、または真空雰囲気に保持するチャンバー（１８）を備えた、ことを特徴とする請求項３に記載のシート材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電性粉末材料を粉末状態から直接圧下成形して、特に薄板を製造する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タングステンやモリブデンなどの難加工性通電材料の粉末を常温高圧下で成形し、さらに焼結、熱間鍛造、圧延などの加工工程を経てシート材を連続的に製造する方法は従来から知られている。
【０００３】
しかし、かかる方法は加工工程が複雑であり、様々な設備を必要とし、歩留りが悪く、製品コストが高い問題点があった。
そのため、高温状態で粉末を直接圧延することにより、焼結、熱間鍛造、圧延などの加工工程を経ずに直接薄板を製造する粉末圧延手段が提案されている（例えば、特開平２−１１５３０２号、特開平７−１３８６１０号、特開平１１−１５８５１０号公報、等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平２−１１５３０２号公報の粉末圧延手段は、図４に模式的に示すように、２本の通電ロール１の間に導電性粉末３を供給させ、その通電ロール間に通電して粉末を抵抗加熱し、高温状態で粉末圧延するものである。なお、図４で、２はホッパ、４は成形されたシート材、５は電源装置である。
また、異種金属を混合した粉末を考慮した通電圧延成形手段として特開平１１−１５８５１号公報で提案されている。
更に、所望の発熱量を得るための加熱部の電気抵抗を増大させ、電流を小さくするため手法として、特開平０７−１３８６１０号公報の通電粉末圧延手段は、一対の通電ロール上部の粉体滞留部分に電極板を設け電極間距離を長くすることにより電気抵抗を増大させる事により電流を低下させる方法を提案している。
【０００５】
しかし、高温処理を行うために大電流が要求されるが、図４に図示された手段は、通電方式に於いて電源装置より通電ロールに給電する部材であるスリップリングは摺動リングの外径を大きくするか、胴長を長くするか、または両者を組み合わせるか何れかの対策が必要となり、設備が大型となり設備コストがアップし、また構造上の制約より設置不能となると云う問題点があった。
一方、通電ロールを支持する回転部分の電蝕及びリーク電流（迷走電流）ために絶縁抵抗の高い絶縁対策が必要であった。
また、図５に図示された粉体部に電極板を有した手法は、前記図４の問題点に加え通電ロール間に挿入される粉体の流れを阻害する問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。
即ち、本発明の目的は、粉体元来の性状を損なうことなくシート材を効率的に製造する方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、薄い帯状基材（１１）を一対の成形ロール（１２）のロール隙に通し、その両側に粉末材料（１３）を供給し、成形ロール間で粉末材料を加圧して基材と粉末材料からなるシート材（１５）を成形し、次いで該複合シート材を少なくとも一対の電極シュー（１４）の間に張力を付して通し、その間で通電して粉末材料を加熱する、ことを特徴とするシート材の製造方法が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、一対の成形ロール（１２）と、その下流に設けられた少なくとも一対の電極シュー（１４）とを備え、薄い帯状基材（１１）を成形ロールのロール間隙に通し、その両側に粉末材料（１３）を供給し、成形ロール間で基材と粉末材料と加圧してをシート材（１５）を成形し、次いで該シート材を少なくとも一対の電極シューの間に張力を付して通し、その間で通電して粉末材料を加熱する、ことを特徴とするシート材の製造装置が提供される。
【０００９】
上記本発明の方法及び装置によれば、帯状金属基材（１１）と粉末材料（１３）とを合わせたものを成形ロール（１２）にて加熱することなく単に加圧成形し、成形した複合シート材（１５）は、成形ロール下流に設置された上下少なくとも一対の電極シュー（１４）で通電して加熱するので、短時間に加熱を加えて金属間融合を抑制し金属間を密着したシート材を製造することができる。
すなわち、芯材表面に粉体を圧縮成形されたシート材にライン方向の張力を付加させることが可能となり成形ロール下流にライン方向に位置をずらした上下少なくとも一対電極シュー（１４）を設けることにより、電極間抵抗が増加し、供給電圧をアップすることで供給電力が増大し、急速に加熱できるため、粉体間の結合が瞬時に行われ、これにより、粉体自体の特性を損なうことがなくシート材を製造することができる。
また、通電ロールに変え単なる加圧成形ロールとすることにより、過大なスリップリングが不要となり、絶縁対策も回転部材を含む絶縁対策に比較して簡便な固定部材の絶縁対策が可能となる。
【００１０】
本発明の第２の実施形態によれば、電極シュー（１４）の下流に圧延機（１６）を備え、通電加熱した複合シート材（１５）を圧延して粉末材料間を更に結合する。かかる圧延機（１６）を備えることにより、粉末材料間の結合のみならず、帯状基材と粉末材料との結合も強固にでき、かつ完成したシート材の板厚を均一にすることができる。
【００１１】
さらに、圧下成形した複合シート材（１５）を不活性ガス雰囲気、還元雰囲気または真空雰囲気に保持するチャンバー（１８）を備える。かかるチャンバー（１８）を備えることにより、複合シート材（１５）の酸化防止ができ、粉末材料間、及び帯状基材と粉末材料との結合を安定させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明によるシート材の製造装置の第１実施形態図である。この図示するように、本発明の製造装置１０は、１対の成形ロール１２と、下流の複合シート材１５の流れ方向を変換するガイドロール１９ａを介して、その下流に設けられた少なくとも１対の電極シュー１４とを備え、薄い帯状金属基材１１を成形ロール１２のロール間隙に通し、その両側に通電性粉末材料１３を供給し、成形ロール間で加圧して基材１１と通電性粉末材料１３からなる複合シート材１５を成形し、次いで複合シート材１５を少なくとも１対の電極シュー１４の間に張力を付して通し、その間で通電加熱して粉末材料を加熱成形させるようになっている。
【００１４】
図１の製造装置１０では、コイル状に巻いた帯状基材１１が、成形ロール１２の上部に設置され、巻き戻した帯状基材１１を成形ロール１２のロール隙を通し、次いで電極シュー１４の間を通して、巻取り機１７で連続的に巻き取るようになっている。なお、この図における１９ａ，１９ｂは、ガイドローラであり、成形ロール１２を出た複合シート材１５をスムースに電極シュー１４の間に案内するようになっている。
【００１５】
帯状基材１１は、箔材、ラスメタルまたはパンチメタルの帯状通電性基材であるのがよい。更ラスメタルまたはパンチメタルの帯状通電性基材は厚み方向に貫通された開孔部を有することにより、開孔部内に粉末材料１３を充填することにより、帯状基材１１と粉末材料１３との接触面積を増大させ、加圧成形以降の通板時の基材と粉体との剥離を防止し、幅方向に均一な比抵抗を有したシート材が得られる。
【００１６】
一対の成形ロール１２は、ロール間隙を挟んで水平に配置され、そのロール間を帯状基材１１が先づ挿入される。また、成形ロール１２のロール間隙の上部には、帯状基材１１の両側に粉末材料１３が図示しない供給装置により連続的に供給される。更に、一対の成形ロール１２には同期回転駆動装置が付設され、帯状基材１１と粉末材料１３とを加圧し複合シート材１５を成形し、下方に搬送する。
【００１７】
少なくとも１対の電極シュー１４は、この例では水平方向に間隔を隔てて配置される。また、各電極シュー１４の複合シート材との接触面は、複合シート材に傷を付けないように滑らかに形成されている。また、電極シュー１４の間に位置する複合シート材１５は、任意の張力を付加できるようになっている。
更に、図示しない電源装置により、少なくとも１対の電極シュー１４の間に電流を流し（通電し）、その間に位置する複合シート材１５の内部抵抗による発熱（ジュール熱）により、粉末間及び粉末と帯状基材との間を相互に拡散結合するようになっている。なお、この通電電流は、直流でも交流でもよい。また、この通電に大電流を必要としても、過大なスリップリングが不要であるため、設備コストを大幅に低減できる。
【００１８】
図１において、本発明の装置は電極シュー１４の下流に圧延機１６を備える。電極シュー１４の直後にかかる圧延機１６を備えることにより、電極シュー間で加熱され高温になった複合シート材１５を直ぐに圧延することにより粉末材料間を更に強固に結合することができる。
【００１９】
また、本発明の装置は、さらに、圧延成形した複合シート材１５を不活性ガス雰囲気、または真空雰囲気に保持するチャンバー１８を備える。このチャンバー１８は、複合シート材１５が内部を大気を遮断したまま通過できるようになっている。従って、チャンバー１８の内部に不活性ガス（Ａｒ，Ｎ2等）、還元ガス（Ｈ2等）を充填して不活性ガス雰囲気又は還元性雰囲気に保持し、或いは真空排気して真空雰囲気に保持して、複合シート材１５を効果的に加熱させてシート材にすることができる。
【００２０】
図２は、本発明の製造装置の第２実施形態を示す図である。本実施例では、電極シュー１４の下流側にガイドローラ１９ｃを設置することにより、ガイドローラ１９ｃとガイドロール１９ｂとを所定位置にすることにより電極シュー面とシート材１５との接触を安定させ通電中のスパークを抑制でき、電極シューの損傷および複合シート材表面の肌荒れ防止をすることができる。その他の構成は図１と同様である。
【００２１】
図３は、好ましい帯状基材の模式図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ断面図である。この帯状シート材は、開孔部内に粉末材料１３を充填して、帯状基材１１と粉末材料１３との接触面積を増大させ、通電による発熱で粉末材料１３を加熱し、密着成形を促進することができる。
【００２２】
上述した本発明の方法及び装置によれば、帯状基材１１と通電性粉末材料１３を合わせたものを成形ロール１２で加熱することなく単に加圧成形するので、混合した金属粉の性質を変化させないでシート状の複合シート材１５に成形することができる。また、成形した複合シート材１５に、加圧成形とは別の少なくとも一対の電極シュー１４で通電して加熱するので、短時間に加熱を加えて金属間を密着して、シート材を製造することができる。
【００２３】
従って、通電加熱により急速加熱でき、粉体間の結合を短時間に行い、これにより、粉体自体の特性を損なうことなく、粉体の持つ物性を損なわない性状を有したシート材を製造することができる。また、成形ロールによる通電加熱でなく、電極シューにより通電加熱するので、過大なスリップリングが不要となり、設備コストを大幅に低減できる。
【００２４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明のシートの製造方法及び装置は、回転部の通電部材をなくすことにより通電部材のスリップリングを無くし簡素化、コンパクト化ができ設備コストの低減、迷走電流の低減が可能となり消費電力のセーブが出来る。また粉末の溶融・一体化を防いで、粉末の有する物性を損なうことなくシート材の製造が出来る、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシート材の製造装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明によるシート材の製造装置の第２実施形態を示す図である。
【図３】好ましい帯状金属基材の模式図である。
【図４】従来の粉末圧延手段の模式図である。
【図５】従来の粉末圧延手段の別の模式図である。
【符号の説明】
１  通電ロール
２  ホッパー
３  通電性粉体
４  通電圧延シート材
５  電源装置
６  成形ロール
７  電極板
１０  シート材製造装置
１１  帯状基材
１２  成形ロール
１３  通電性粉末材料
１４  電極シュー
１５  複合シート材
１６  圧延機
１７  巻取り機
１８  チャンバー
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  ガイドロール
【図１】
0004103124.tif 000002
【図２】
0004103124.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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