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JP2001205346A - 金属製素材の屈曲変形部の加工法とこれに用いられる塑性加工用金属製素材 - Google Patents

金属製素材の屈曲変形部の加工法とこれに用いられる塑性加工用金属製素材

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Publication number
JP2001205346A
JP2001205346A JP2000338587A JP2000338587A JP2001205346A JP 2001205346 A JP2001205346 A JP 2001205346A JP 2000338587 A JP2000338587 A JP 2000338587A JP 2000338587 A JP2000338587 A JP 2000338587A JP 2001205346 A JP2001205346 A JP 2001205346A
Authority
JP
Japan
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bent
strip
metal material
intermediate portion
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000338587A
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English (en)
Inventor
Hideji Omae
秀治 大前
Susumu Okuchi
進 奥地
Makoto Okuchi
誠 奥地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuji Kensan Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Okuji Kensan Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okuji Kensan Co Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Okuji Kensan Co Ltd
Priority to JP2000338587A priority Critical patent/JP2001205346A/ja
Publication of JP2001205346A publication Critical patent/JP2001205346A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
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    • H01J9/142—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes of shadow-masks for colour television tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/07—Shadow masks
    • H01J2229/0722—Frame

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Metal Rolling (AREA)
  • Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来品と同等な強度を維持しながら製品軽量
化に貢献でき、しかも比較的単純な工程で経済的に加工
を行え、製品仕上がりも良好な、塑性変形用金属製素材
とこれに屈曲変形部を形成するための加工法を提供す
る。 【解決手段】 金属製素材を圧延することにより中間部
から中間部の両側部にかけて薄肉の偏肉部を有する帯板
材を成形する。次いで、この帯板材をロール成形により
幅方向に曲げ変形して上記中間部に屈曲変形部を形成す
る。圧延工程とロール成形工程から成るので、比較的に
簡素な工程で経済的に加工を行うことができる。焼鈍工
程を有しないので、製品仕上がりも良好となる。特に、
圧延工程とロール成形工程を連続させることにより、圧
延時に生じる加工熱を利用してロール成形を効率良く行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塑性加工用金属製
素材とこれに屈曲変形部を形成するための加工法に関す
るものである。
【０００２】
【従来技術】線条材や平板材などの金属製素材に例えば
アングル状の屈曲変形部を形成する場合、通常、ロール
成形、押え成形、突き曲げ成形あるいはプレス成形など
の手法が用いられる。
【０００３】また、ブラウン管内の色選択電極（シャド
ウマスク）を支持する横フレームのように特殊なものの
場合、例えば、丸鋼棒を熱間圧延して所定のアングル形
状にし、引抜き加工によって形状を整えた後、焼鈍して
製品とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加工法の場合、屈曲変形部を含めて等肉厚のものしか成
形できない。このために、上記した色選択電極の支持フ
レームのように、ある程度の強度が要求される部材に適
用しようとすると、必然的に重量が重くなる。
【０００５】上記した圧延と引抜きとによる場合、圧延
時に強大な圧力と熱量とを必要とし、焼鈍工程も必要と
なるために、全体の設備が大型化し、コスト高となるば
かりでなく、加工に時間がかかり、また焼鈍が不良の場
合には割れを生じたりすることがある。
【０００６】本発明の目的は、従来とほぼ同等の強度を
維持しながら製品の軽量化に貢献でき、しかも比較的に
単純な工程で経済的に加工を行え、製品仕上がりも良好
な、塑性加工用金属製素材とこれに屈曲変形部を形成す
るための加工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を達成するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するために次の構成を備える。
【０００８】すなわち、本発明方法では、先ず、金属製
素材を圧延することにより中間部の両側に前記中間部よ
り薄肉の偏肉部を有する帯板材を成形する。そして、こ
の帯板材をロール成形により幅方向に曲げ変形して上記
中間部に屈曲変形部を形成する、ものである。
【０００９】上記の加工法によれば、ロール成形による
屈曲変形部は、金属製素材の本来の厚みと同等かそれ以
上の厚みを持ち、屈曲変形部の両側に位置する偏肉部
は、ロール成形に先立つ圧延工程によって薄肉に形成さ
れるので、屈曲変形部を持つ塑性成形品を従来とほぼ同
等の強度を維持しながら軽量化させることができる。
【００１０】また、圧延工程とロール成形工程から成る
ので、比較的に簡素な工程で経済的に加工を行うことが
できる。しかも、焼鈍工程を有しないので、製品仕上が
りも良好となる。
【００１１】金属製素材は、塑性加工に適した鋼材他の
金属製素材であれば、その材質および形状の如何を問わ
ない。
【００１２】金属製素材から帯板材を成形する圧延工程
では、中間部から中間部の両側部にかけて徐々に薄肉に
された偏肉部を形成する。また、予定される屈曲変形部
の外角部に相当する上記中間部所定位置に、適宜、厚肉
条部が形成される。厚肉条部は、１条でも良いが、帯板
材中間部に長さ方向に連続して延びる近接した２条の突
条とし、両突条間を弧状に窪ませたものであっても良
い。偏肉部より厚く形成された中間部を持つ帯板材は、
中間部の位置でロール成形により幅方向に曲げ変形して
屈曲変形部が形成される。
【００１３】圧延時又はロール成形時に、必要に応じて
一方又は両方の偏肉部の端部にテーパ面又は厚肉の膨出
部を形成しても良い。従来は独立した工程で付与してい
たテーパ面又は膨出部を圧延成形工程又はロール成形工
程時に併せて形成することができ、工程の簡略化が可能
である。
【００１４】また、圧延は、温間圧延で行なうことが可
能であるが、常温下で行ない（冷間圧延）、圧延時に発
生する加工熱が帯板材に残留している間に次工程のロー
ル成形を行うのが望ましい。即ち、圧延工程とロール成
形工程を連続させることにより、圧延時に生じる加工熱
を利用してロール成形を効率良く行うことができる。
【００１５】上記圧延工程と上記ロール成形工程とを別
工程として行なうのではなく、両工程をほぼ同時に並行
して行なうこともできる。
【００１６】即ち、金属製素材を圧延することにより中
間部の両側に前記中間部より薄肉の偏肉部を形成しなが
ら、前記金属製素材をロール成形により幅方向に曲げ変
形して上記中間部に屈曲変形部を形成しても良い。更
に、偏肉部を形成する際に、予定される屈曲変形部の外
角部に相当する中間部所定位置に厚肉条部を併せて形成
し、厚肉条部位置で曲げ変形しても良い。
【００１７】このように、圧延成形により偏肉部（必要
により更に厚肉条部）を形成しながら、ロール成形によ
り曲げ変形させても、上記と同様の効果を得ることがで
きる。更に、両工程を並行して行なうことにより、成形
工程が簡略化でき、圧延成形時の加工熱をロール成形に
有効に利用することができ、成形効率が向上する。
【００１８】本発明の塑性加工用金属製素材は、上記圧
延工程の終了した素材で、幅方向中間部の両側に前記中
間部より薄肉の偏肉部を有し、かつ中間部を屈曲変形部
とする、金属製素板から成る。
【００１９】また、幅方向中間部の両側に前記中間部よ
り薄肉の偏肉部を有するとともに予定される屈曲変形部
の外角部に相当する中間部所定位置に厚肉条部を有し、
かつ中間部を屈曲変形部とする、金属製素板から成る。
【００２０】かかる金属製素材を用いて、ロール成形な
どで屈曲変形部を成形すれば、従来と同等の強度を有し
ながら、軽量化されたアングル状部材を得ることができ
る。
【００２１】得られたアングル状部材は、ブラウン管の
色選択電極の支持フレームや、自動車の補強用フレーム
として使用することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて詳説する。
【００２３】（実施の形態１）図１は、本発明方法の実
施の形態１に係る工程を示すブロック図、図２はその圧
延工程によって成形された塑性加工用金属製素材の斜視
図である。
【００２４】この塑性加工用金属製素材１は、帯板状の
鋼製素板から成り、屈曲変形される中間部２とこの中間
部から左右に一体的に延びた不等厚の偏肉部３，４とを
備える。中間部２には、図２中上面に２条の突条５，６
を持つ厚肉条部８が形成されている。厚肉条部８は、屈
曲変形の際の外角部に相当する位置にあり、長手方向に
沿って連続している。突条間には、弧状の窪み部７が形
成されている。窪み部７は、鋼製素板の偏肉部３，４の
上面よりも上方位置にある。
【００２５】偏肉部３，４は、塑性加工用金属製素材の
中間部２から左右の両側端にかけて図２中下面を徐々に
僅かに薄肉にすることによって形成される。
【００２６】この塑性加工用金属製素材１は、等厚の鋼
製素板の上下面及び左右両側端の四方から圧延ロールを
当接させ、鋼製素板が圧延ロール間を通過する間に上記
偏肉部３，４と厚肉条部８とを形成することで得られ
る。
【００２７】塑性加工用金属製素材は、その後、ロール
成形により中間部２を屈曲部として曲げ変形される。曲
げ変形は、厚肉条部８を外側に位置させて行われる。そ
して、所定の長さに切断されることにより、塑性成形品
である図５に示すアングル状部材が得られる。。
【００２８】ロール成形工程は、圧延工程に連続して設
けられることが好ましい。圧延によって塑性加工用金属
製素材１に加工熱が生じるので、この加工熱が残留する
間にロール成形による曲げ塑性変形を行うことにより、
曲げを比較的容易かつ効率良く行うことができる。
【００２９】ロール成形工程において、厚肉条部８のあ
る中間部２下面と左右の偏肉部３，４上面とにそれぞれ
圧接ロールを当て、厚肉条部８の窪み部７を中心として
中間部２を徐々に屈曲させてゆくと、厚肉条部８の左右
の突条５，６は互いに離れる方向への引張り力を受け
る。これにより、図３と図４に見られるように突条５，
６は徐々になだらかになり、一方、窪み部７は盛り上が
って、全体としてならされた状態になる。そして、所望
の屈曲角度にまで曲げ変形されると、アングル状部材が
成形される。ロール成形工程時に、偏肉部３，４の幅方
向端部にテーパ面９が形成される。テーパ面９を含む偏
肉部端面は、ロール成形時の押出力を利用して切削刃あ
るいは仕上げロールを当接することにより素板の工程走
行中に形成される。
【００３０】このアングル状部材は例えばブラウン管の
色選択電極用の横フレームとして使用できる。本実施の
形態により得られる横フレーム材は、屈曲変形部から一
体的に延びる部分が鋼製素板の本来の厚みよりも先端に
ゆくにつれて徐々に薄くなるように形成されているため
に、従来の製品に比べて軽量である。また、その反面、
屈曲変形部自体は充分な厚みを保持しているので、強度
的には従来品とほとんど変わることはない。
【００３１】偏肉部３，４の上面からの各突条５，６の
高さと両突条の間隔及び窪み部７の深さなどは、素板の
伸び率や屈曲角度あるいは屈曲変形部の曲率などに基づ
いて適宜設定され、これに応じて圧延工程時のローラの
位置や当接角度等が決定される。
【００３２】（実施の形態２）図６と７は、それぞれ本
発明の実施の形態２に係る塑性加工用金属製素材の端面
図と、屈曲状態における端面図である。
【００３３】本金属製素材１１は、図６に見られるよう
に、図中上面が中間部１２から両側にかけてなだらかに
下り傾斜することにより、中間部１２の左右に偏肉部１
３，１４が形成されている。実施の形態１と異なり、中
間部１２には、厚肉条部が設けられていない。金属製素
材１１は、上記実施の形態１と同様に圧延工程を経て生
成される。
【００３４】そして、中間部１２の中心を屈曲中心とし
て、ロール成形により曲げ変形され、図７に示す、屈曲
変形部の外角にほぼ丸みを帯びたアングル状の製品とな
る。このとき、実施の形態１と同様に、偏肉部１３，１
４の端部にテーパ面１９を形成しても良い。
【００３５】偏肉されない中間部１２を屈曲変形部とし
ているから、強度は保持され、偏肉部１３，１４による
重量減少によって軽量化が達成される。
【００３６】（実施の形態３）図８は実施の形態３で得
られたアングル状部材を示す。図８において、２は屈曲
変形部（中間部）、３，４はその両側に形成された偏肉
部を示す。図８のアングル状部材は、圧延工程を経て得
られた実施の形態１に示した塑性加工用金属製素材１
（図１参照）を用いて、実施の形態１と同様にロール成
形加工を施して得られたものである。但し、ロール成形
工程時に、実施の形態１では偏肉部３，４の端部にテー
パ面９を形成したが、本実施の形態３ではテーパ面の代
わりに、一方の偏肉部３の端部に膨出部２９を形成して
いる。膨出部２９は、偏肉部３に対して偏肉部４と同じ
側に、偏肉部４と略平行に形成されている。このよう
な、膨出部２９は、テーパ面９と同様に、ロール成形時
にロールを偏肉部３の端部に当接させることで、屈曲変
形部の形成と並行して形成することができる。
【００３７】本発明方法は、上記した実施の形態１〜３
のように一つの略Ｌ字状の屈曲部を形成する場合に限ら
れることはなく、金属製素材に複数の屈曲変形部を形成
する場合にも適用でき、屈曲角度も任意に設定できる。
複数の屈曲変形部を形成する場合には、中間部とこれを
挟んだ両側部とが複数対必要であり、それぞれについて
圧延とロール成形とが適用される。
【００３８】また、厚肉条部に形成される突条は、必ず
しも２つである必要はなく、屈曲変形部の曲率や大きさ
に応じて単数もしくは多数とされることもある。
【００３９】また、上記の実施の形態ではテーパ面及び
膨出部をロール成形工程時に形成したが、偏肉部を形成
する圧延工程時に、上記したのと同様の方法で形成して
も良い。
【００４０】また、テーパ面や膨出部は、必要に応じて
必要な端部に設けることができ、テーパ面を形成する側
や傾斜角度、膨出部の大きさや膨出方向等は、その用途
に応じて適宜変更できる。
【００４１】また、上記の実施の形態１〜３では、ほぼ
等厚の鋼製素材に対して、圧延成形とロール成形とを順
に施して断面が略Ｌ字状のアングル状部材を得たが、本
発明はこれに限定されない。即ち、上記ほぼ等厚の鋼製
素材に対して、圧延成形とロール成形とをほぼ同時に施
すことにより、幅方向の両側に偏肉部を形成しながら、
中間部に屈曲変形部を形成することもできる。これによ
り、成形工程が簡略化でき、また、偏肉部の形成時に発
生する加工熱を有効に利用して屈曲変形部を形成するこ
とができる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。
【００４３】ロール成形による屈曲変形部は、金属製素
材の本来の厚みと同等かそれ以上の厚みを持ち、屈曲変
形部の両側に位置する偏肉部は、ロール成形に先立つ圧
延工程によって薄肉に形成されるので、屈曲変形部を持
つ塑性成形品を従来とほぼ同等の強度を維持しながら軽
量化させることができる。
【００４４】また、圧延工程とロール成形工程から成る
ので、比較的に簡素な工程で経済的に加工を行うことが
できる。しかも、焼鈍工程を有しないので、製品仕上が
りも良好となる。
【００４５】特に、圧延工程とロール成形工程を連続さ
せることにより、圧延時に生じる加工熱を利用してロー
ル成形を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加工法を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態１に係る塑性加工用帯状金
属製素材の斜視図。
【図３】図２の帯状金属製素材がロール成形によって屈
曲変形する状態を示す斜視図。
【図４】図３の屈曲変形が更に進んだ状態を示す斜視
図。
【図５】本発明の実施の形態１の加工方法によって得ら
れた塑性成形品を示す斜視図。
【図６】本発明の実施の形態２に係る塑性加工用帯状金
属製素材の端面図。
【図７】図６の帯状金属製素材を用いた塑性成形品の端
面図。
【図８】本発明の実施の形態３によって得られた塑性成
形品の斜視図。
【符号の説明】
１，１１ 塑性加工用金属製素材 ２，１２ 中間部 ３，４，１３，１４ 偏肉部 ５，６ 突条 ７ 窪み部 ８ 厚肉条部 ９，１９ テーパ面 ２９ 膨出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥地 進 大阪府松原市小川４丁目16番15号 奥地建 産株式会社内 (72)発明者 奥地 誠 大阪府松原市小川４丁目16番15号 奥地建 産株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属製素材を圧延することにより中間部
    の両側に前記中間部より薄肉の偏肉部を有する帯板材を
    成形し、 この帯板材をロール成形により幅方向に曲げ変形して上
    記中間部に屈曲変形部を形成する、 ことを特徴とする金属製素材の屈曲変形部の加工法。
  2. 【請求項２】 金属製素材を常温下で圧延することによ
    り中間部の両側に前記中間部より薄肉の偏肉部を有する
    帯板材を成形し、 上記圧延時に発生する加工熱が帯板材に保持されている
    間に帯板材をロール成形により幅方向に曲げ変形して上
    記中間部に屈曲変形部を形成する、 ことを特徴とする請求項１記載の金属製素材の屈曲変形
    部の加工法。
  3. 【請求項３】 金属製素材を圧延することにより中間部
    の両側に前記中間部より薄肉の偏肉部を形成しながら、
    前記金属製素材をロール成形により幅方向に曲げ変形し
    て上記中間部に屈曲変形部を形成することを特徴とする
    金属製素材の屈曲変形部の加工法。
  4. 【請求項４】 金属製素材を圧延することにより、中間
    部の両側に前記中間部より薄肉の偏肉部を有するととも
    に予定される屈曲変形部の外角部に相当する上記中間部
    所定位置に厚肉条部を有する帯板材を成形し、 この帯板材をロール成形により上記厚肉条部位置で幅方
    向に曲げ変形して屈曲変形部を形成する、 ことを特徴とする金属製素材の屈曲変形部の加工法。
  5. 【請求項５】 金属製素材を常温下で圧延することによ
    り、中間部の両側に前記中間部より薄肉の偏肉部を有す
    るとともに予定される屈曲変形部の外角部に相当する上
    記中間部所定位置に厚肉条部を有する帯板材を成形し、 圧延時に発生する加工熱が帯板材に保持されている間
    に、この帯板材をロール成形により上記厚肉条部位置で
    幅方向に曲げ変形して屈曲変形部を形成する、 ことを特徴とする請求項３記載の金属製素材の屈曲変形
    部の加工法。
  6. 【請求項６】 金属製素材を圧延することにより、中間
    部の両側に前記中間部より薄肉の偏肉部を有するととも
    に予定される屈曲変形部の外角部に相当する上記中間部
    所定位置に厚肉条部を形成しながら、前記金属製素材を
    ロール成形により上記厚肉条部位置で幅方向に曲げ変形
    して屈曲変形部を形成することを特徴とする金属製素材
    の屈曲変形部の加工法。
  7. 【請求項７】 前記厚肉条部は、長さ方向に連続して延
    びる近接した２条の突条を有し、両突条間が弧状に窪ん
    でいる、 請求項４又は６記載の金属製素材の屈曲変形部の加工
    法。
  8. 【請求項８】 幅方向中間部の両側に前記中間部より薄
    肉の偏肉部を有し、かつ中間部を屈曲変形部とする、金
    属製素板から成る、 塑性加工用金属製素材。
  9. 【請求項９】 幅方向中間部の両側に前記中間部より薄
    肉の偏肉部を有するとともに予定される屈曲変形部の外
    角部に相当する中間部所定位置に厚肉条部を有し、かつ
    中間部を屈曲変形部とする、金属製素板から成る、 塑性加工用金属製素材。
  10. 【請求項１０】 前記厚肉条部は、長さ方向に連続して
    延びる近接した２条の突条を有し、両突条間が弧状に窪
    んでいる、 請求項９記載の塑性加工用金属製素材。
  11. 【請求項１１】 色選択電極用の支持フレームとして用
    いられる、 請求項８又は９記載の塑性加工用金属製素材。
JP2000338587A 1999-11-19 2000-11-07 金属製素材の屈曲変形部の加工法とこれに用いられる塑性加工用金属製素材 Pending JP2001205346A (ja)

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