特許 7084561 製造方法および製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-06

(45)【発行日】2022-06-14

(54)【発明の名称】製造方法および製造装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 19/00 20060101AFI20220607BHJP

   B22D 19/08 20060101ALI20220607BHJP

   B22D 23/04 20060101ALI20220607BHJP

   B22D 11/00 20060101ALI20220607BHJP

   B22D 11/06 20060101ALI20220607BHJP

【ＦＩ】

B22D19/00 B

B22D19/08 A

B22D23/04 A

B22D11/00 K

B22D11/06 330Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022014299

(22)【出願日】2022-02-01

【審査請求日】2022-02-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健

(72)【発明者】

【氏名】細谷 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】大迫 翔平

(72)【発明者】

【氏名】熊井 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】仁田 諄

(72)【発明者】

【氏名】美濃 良信

(72)【発明者】

【氏名】高橋 啓太

【審査官】岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１９４７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－３０９７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－１２８６４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｄ１９／００

Ｂ２２Ｄ１９／０８

Ｂ２２Ｄ２３／０４

Ｂ２２Ｄ１１／００

Ｂ２２Ｄ１１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

芯材と、該芯材を被覆する皮材とを有するクラッド材を製造する製造方法であって、
前記芯材を加熱する芯材加熱ステップと、
円板状をなし、側面の一部に溝が形成される複数のロールの溝によって形成される第１の空間に、加熱処理が施された前記芯材、および液状の前記皮材を通過させて、前記芯材の表面に前記皮材を被覆させるとともに、前記液状の前記皮材を前記第１の空間へ案内する案内部材と、前記ロールとの間に形成される第２の空間に、前記第１の空間からの余剰の前記液状の前記皮材を流すロール鋳造ステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。

【請求項2】

前記第２の空間は、前記案内部材に形成される切欠き部と、前記ロールとによって形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記案内部材は、前記ロールを挟持する複数の挟持部を有し、
前記切欠き部は、各挟持部に形成され、当該挟持部の前記液状の前記皮材の流通方向の下流側の端部から上流側の端部までの第１の距離が、前記下流側の端部から、前記ロール同士の当接位置に対応する位置までの第２の距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項２に記載の製造方法。

【請求項4】

前記第２の空間は、前記ロールに対する前記切欠き部の位置を変更させる付勢部材によって、当該第２の空間の大きさが変化する、
ことを特徴とする請求項２に記載の製造方法。

【請求項5】

前記第２の空間は、前記ロールに形成される切欠き部と、前記案内部材とによって形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。

【請求項6】

前記溝は、溝面が弧状をなして延び、
各ロールの前記溝によって円形の前記第１の空間が形成される、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の製造方法。

【請求項7】

前記芯材は、第２の案内部材によって前記第１の空間に案内される、
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載の製造方法。

【請求項8】

芯材と、該芯材を被覆する皮材とを有するクラッド材を製造する製造装置であって、
円板状をなし、側面の一部に溝が形成される複数のロールであって、各ロールの溝によって、前記芯材、および前記皮材が通過可能な第１の空間を形成する複数のロールと、
前記芯材、および液状の前記皮材を前記第１の空間に案内する案内部材と、
を備え、
前記ロールと前記案内部材との間には、前記第１の空間とは異なる第２の空間が形成される、
ことを特徴とする製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製造方法および製造装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、産業分野全般における部材の軽量化の要求から、加工用の部材についても、様々な観点により軽量化が試みられてきた。一方で、製品の信頼性や耐久性の向上も合わせて図る必要があり、これらの両立が必要となってきている。この両立を実現するため、二種類の材料を組み合わせて加工用の部材を作製する技術が広まってきている。例えば、特許文献１、２には、芯材と、芯材の表面を被覆する皮材とを有する線材（以下、クラッド材ともいう）が記載されている。

【0003】

特許文献１では、熱間圧延、冷間圧延および溶接を行ったり、焼鈍および引き抜きを繰り返したりしてクラッド材を作製しており、作業工程が多く複雑になっていた。これに対し、特許文献２では、芯材と、液状の皮材とを、ロール間を通過させることによってクラッド材を作製しており、少ない作業工程でクラッド材が作製される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－２６８３０号公報

【文献】特開昭６２－２４８５５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献２において、ロール間を通過させるのみでは芯材と皮材との接合強度が小さくなることがあった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、芯材と皮材とを高強度で接合することができる製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる製造方法は、芯材と、該芯材を被覆する皮材とを有するクラッド材を製造する製造方法であって、前記芯材を加熱する芯材加熱ステップと、円板状をなし、側面の一部に溝が形成される複数のロールの溝によって形成される第１の空間に、加熱処理が施された前記芯材、および液状の前記皮材を通過させて、前記芯材の表面に前記皮材を被覆させるとともに、前記液状の前記皮材を前記第１の空間へ案内する案内部材と、前記ロールとの間に形成される第２の空間に、前記第１の空間からの余剰の前記液状の前記皮材を流すロール鋳造ステップと、を含むことを特徴とする。

【0008】

また、本発明にかかる製造方法は、上記の発明において、前記第２の空間は、前記案内部材に形成される切欠き部と、前記ロールとによって形成されることを特徴とする。

【0009】

また、本発明にかかる製造方法は、上記の発明において、前記第２の空間は、前記ロールに対する前記切欠き部の位置を変更させる付勢部材によって、当該第２の空間の大きさが変化することを特徴とする。

【0010】

また、本発明にかかる製造方法は、上記の発明において、前記第２の空間は、前記ロールに形成される切欠き部と、前記案内部材とによって形成されることを特徴とする。

【0011】

また、本発明にかかる製造方法は、上記の発明において、前記溝は、溝面が弧状をなして延び、各ロールの前記溝によって円形の前記第１の空間が形成されることを特徴とする。

【0012】

また、本発明にかかる製造方法は、上記の発明において、前記芯材は、第２の案内部材によって前記第１の空間に案内されることを特徴とする。

【0013】

また、本発明にかかる製造装置は、芯材と、該芯材を被覆する皮材とを有するクラッド材を製造する製造装置であって、円板状をなし、側面の一部に溝が形成される複数のロールであって、各ロールの溝によって、前記芯材、および前記皮材が通過可能な第１の空間を形成する複数のロールと、加熱処理が施された前記芯材、および液状の前記皮材を前記第１の空間に案内する案内部材と、を備え、前記ロールと前記案内部材との間には、前記第１の空間とは異なる第２の空間が形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、芯材と皮材とを高強度で接合することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造方法を示すフローチャートである。

【図3】図３は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す斜視図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。

【図5】図５は、図４に示すＱ－Ｑ線に対応するクラッド材の製造装置の断面図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造装置の要部の構成を示す断面図である。

【図7】図７は、図６に示す部材の一部を拡大した拡大図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態２にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態３にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。

【図10】図１０は、本発明の実施の形態４にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。

【図11】図１１は、本発明の実施の形態４の変形例にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。

【図12】図１２は、本発明の実施の形態５にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

【0017】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の構成を示す斜視図である。クラッド材１は、芯材２と、芯材２を被覆する皮材３とを備える。

【0018】

芯材２は、第１の金属材料を用いて形成される円柱状の部材である。第１の金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛、亜鉛合金、錫、錫合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金、鋼、チタン、又はチタン合金等の、金属や合金が挙げられる。ここで、例えばアルミニウム合金とは、アルミニウムを主成分とする合金である。

【0019】

皮材３は、第２の金属材料を用いて形成される筒状の部材である。第２の金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、又はマグネシウム合金等の、金属や合金が挙げられる。皮材３は、芯材２とは異なる特性の金属材料が用いられる。

【0020】

続いて、クラッド材１の作製方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造方法を示すフローチャートである。芯材２を用意し、この芯材２を加熱する（ステップＳ１０１：芯材加熱ステップ）。芯材加熱処理では、芯材２と皮材３とが十分に接合できる温度まで芯材２を加熱する。加熱温度は、例えばアルミニウムを用いる場合、３５０℃以上である。芯材加熱処理は、例えば、雰囲気炉加熱処理、高周波誘導加熱処理、抵抗加熱処理、赤外線加熱処理等の、公知の手法を用いることができる。

【0021】

芯材２を加熱後、ロール鋳造処理によって芯材２に皮材３を被覆させた成形物を作製する（ステップＳ１０２：ロール鋳造ステップ）。なお、ロール鋳造処理については後述する。

【0022】

成形物を作成後、この成形物にバリ除去処理等の仕上げ加工処理を施して、クラッド材１を作製する（ステップＳ１０３）。仕上げ加工処理は、所望の直径を実現するための引抜加工処理や、皮むき加工処理、予め設定された長さでの切断処理、研磨等の表面加工処理等を含む。

【0023】

続いて、ステップＳ１０２におけるロール鋳造処理について、図３～図８を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。図５は、図４に示すＱ－Ｑ線に対応するクラッド材の製造装置の断面図である。

【0024】

図３および図４に示す製造装置１００は、ロール鋳造処理に用いる装置である。製造装置１００は、ロール部材１１０と、案内部材１２０と、保護管１３０とを備える。

【0025】

ロール部材１１０は、第１ロール１１１、第２ロール１１２、第３ロール１１３および第４ロール１１４を有する。第１ロール１１１～第４ロール１１４は、それぞれ円板状をなし、隣り合うロールの側面同士を対向させて配置される。第１ロール１１１～第４ロール１１４は、案内部材１２０に対して等間隔に配置され、例えば、第１ロール１１１は、隣り合う第２ロール１１２および第４ロール１１４に対して９０°回転した向きとなっている。第１ロール１１１は、当該ロールの板厚方向に延び、かつロールの中心を通過する軸Ｎ₁を回転軸として回転可能である。第２ロール１１２は、当該ロールの板厚方向に延び、かつロールの中心を通過する軸Ｎ₂を回転軸として回転可能である。第３ロール１１３は、当該ロールの板厚方向に延び、かつロールの中心を通過する軸Ｎ₃を回転軸として回転可能である。第４ロール１１４は、当該ロールの板厚方向に延び、かつロールの中心を通過する軸（図示略）を回転軸として回転可能である。なお、以下において、ロールの最も大きい面積を有する面を主面という。ロールは、この主面を、互いに反対側に位置する二つ有し、主面同士を接続する面を側面という。

【0026】

第１ロール１１１～第４ロール１１４の材質は、鋼、銅、銅合金、タングステン基合金、超合金、又は超硬合金を用いることができ、これら金属材料の表面に皮膜を形成させて、液体３０とロールとの反応を抑制することができる。皮膜には、例えば、窒化チタンアルミ、窒化クロム等のセラミック被膜や、非晶質炭素膜等を用いることができる。また、第１ロール１１１～第４ロール１１４の材質は、液体３０とロールとの反応をさらに軽減するため、窒化ケイ素やアルミナ、ジルコニアなどのセラミックを用いることもできる。さらに、第１ロール１１１～第４ロール１１４の材質は、互いに同じであってもよいし、互い異なっていてもよいし、一部が他の材質と異なっていてもよい。

【0027】

第１ロール１１１の側面には、凹状の第１溝１１１ａが形成される（図５参照）。第２ロール１１２の側面には、凹状の第２溝１１２ａが形成される。第３ロール１１３の側面には、凹状の第３溝１１３ａが形成される。第４ロール１１４の側面には、凹状の第４溝１１４ａが形成される。第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａは、それぞれ弧状に切欠かれてなり、溝同士が対向することによって円形の第１の空間Ｓ₁を形成する。なお、図５では第１の空間Ｓ₁に皮材３（または液体３０）が充填されている例を示している。
第１ロール１１１～第４ロール１１４は、第１の空間Ｓ₁を形成することができれば、形状が互いに同じ形状であってもよいし、互いに異なる（例えば、ロールの径が異なる）形状であってもよい。

【0028】

案内部材１２０は、先細な先端形状をなし、先端と、該先端とは反対側の端部とを貫通する内部空間を形成する本体部１２１と、本体部１２１の外周に設けられ、第１ロール１１１～第４ロール１１４を挟みこむ挟持部１２２とを有する。

【0029】

また、案内部材１２０には、本体部１２１の開口から挟持部１２２側に向かって開口の大きさが小さくなる孔形状をなす開口部１２３が形成される。開口部１２３は、挟持部１２２側の端部が、第１ロール１１１～第４ロール１１４が形成する第１の空間Ｓ₁に連なる。案内部材１２０の開口部１２３には、容器１４０を用いて、皮材３が溶解した状態の液体３０が流し入れられる（図４参照）。案内部材１２０は、芯材２および液体３０を、第１ロール１１１～第４ロール１１４が形成する第１の空間Ｓ₁に案内する。なお、案内部材１２０は、複数の部材を組み合わせて作製してもよいし、一つの部材として一体的に作製してもよい。

【0030】

図６は、本発明の実施の形態１にかかるクラッド材の製造装置の要部の構成を示す断面図である。図７は、図６に示す部材の一部（破線領域）を拡大した拡大図である。案内部材１２０の挟持部１２２には、本体部１２１側と反対側（液体３０の流通方向の下流側）の端部から延びる切欠き部１２２ａが形成される。切欠き部１２２ａは、ロール同士の当接部分に対向する位置に形成され、表面（ロール当接部分に対向する切欠き面）が平面をなす。切欠き部１２２ａは、挟持部１２２の本体部１２１側と反対側の端部（位置Ｐ_B）から、切欠き部１２２ａの本体部１２１側の端部（位置Ｐ₁）までの距離Ｄ₁が、位置Ｐ_Bから、ロール同士の当接位置に対応する位置Ｐ_Nまでの距離Ｄ_Nよりも大きい。なお、切欠き部は、位置Ｐ_Bから位置Ｐ₁までの距離が、距離Ｄ_Nよりも大きければよく、図７に示す形状に限らない。例えば、段付き形状または曲面をなす切欠き部としてもよい。

【0031】

製造装置１００では、各ロールの外表面と、挟持部１２２の切欠き部１２２ａとによって、第１の空間Ｓ₁とは異なる第２の空間Ｓ₂が形成される（図５参照）。

【0032】

保護管１３０は、筒状をなし、一部が案内部材１２０の内部に位置する。保護管１３０は、筒の中心軸が、第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａによって形成される円形の第１の空間Ｓ₁の中心を通過する。保護管１３０によって、芯材２が、第１ロール１１１～第４ロール１１４が形成する第１の空間Ｓ₁に案内される。

【0033】

ロール鋳造処理において、芯材２および液体３０が、ともに案内部材１２０側からロール側に移動し、第１の空間Ｓ₁を通過する。この際、液体３０は、案内部材１２０内に流し入れられた後、第１の空間Ｓ₁を通過時に、温度低下によって固化する。この際の温度低下は、第１ロール１１１～第４ロール１１４の表面や、芯材２の表面に接触することによる抜熱により冷却され、上述した成形物（皮材３）となる。
この際、開口部１２３や第１の空間Ｓ₁から溢れた余剰の液体３０が、第２の空間Ｓ₂に流入する。この第２の空間Ｓ₂への流入によって、余剰の液体３０が、開口部１２３や第１の空間Ｓ₁で滞留することが抑制される。

【0034】

本実施の形態１では、四つのロールが形成する第１の空間Ｓ₁に、加熱処理が施された芯材２と、液体３０とを、該液体３０を固化させながら通過させることによってクラッド材１を作製するようにした。本実施の形態１によれば、加熱された芯材２に、液状の皮材３を接触させるため、芯材２と皮材３とを高い接合強度で接合したクラッド材１を作製することができる。この際、上述した条件の切欠き部１２２ａによって形成される第２の空間Ｓ₂に液体３０を流入させることで、液体３０が開口部１２３や第１の空間Ｓ₁に滞留することを抑制できる。液体３０の滞留を抑制することによって、滞留による皮材３の成形不良が抑制される。

【0035】

また、本実施の形態１によれば、従来のように、別々に作製した芯材と皮材とを接合したり、焼鈍および引き抜きを繰り返したりすることなく、少ない作業工程でクラッド材を作製することができる。

【0036】

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の実施の形態２にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。本実施の形態２は、上述した実施の形態１に対し、挟持部１２２に形成される切欠き部の形状が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

【0037】

本実施の形態２において、挟持部１２２には、本体部１２１側と反対側の端部から延びる切欠き部１２２ｂが形成される。切欠き部１２２ｂは、ロール同士の当接部分に対向する位置に形成され、表面（ロール当接部分に対向する切欠き面）が曲面をなす。切欠き部１２２ｂの断面であって、ロールの回転軸と直交する平面を切断面とする断面の形状は、例えば図７に示す形状が挙げられる。

【0038】

本実施の形態２では、各ロールの外表面と、挟持部１２２の切欠き部１２２ｂとによって、第１の空間Ｓ₁とは異なる第２の空間Ｓ₃が形成される。

【0039】

本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、四つのロールが形成する第１の空間Ｓ₁に、加熱処理が施された芯材２と、液体３０とを、該液体３０を固化させながら通過させることによってクラッド材１を作製するようにした。本実施の形態２によれば、加熱された芯材２に、液状の皮材３を接触させるため、芯材２と皮材３とを高い接合強度で接合したクラッド材１を作製することができる。この際、上述した条件の切欠き部１２２ｂによって形成される第２の空間Ｓ₃に液体３０を流入させることで、液体３０が開口部１２３や第１の空間Ｓ₁に滞留することを抑制できる。液体３０の滞留を抑制することによって、滞留による皮材３の成形不良が抑制される。

【0040】

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の実施の形態３にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。本実施の形態３は、上述した実施の形態１に対し、挟持部１２２に形成される切欠き部の形状が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

【0041】

本実施の形態３において、挟持部１２２には、本体部１２１側と反対側の端部から延びる切欠き部１２２ｃが形成される。切欠き部１２２ｃは、ロールに対向する位置に形成され、ロールの表面と平行な平面を有する。切欠き部１２２ｃの断面であって、芯材２の中心軸と直交する平面（図１０の紙面と平行な平面）を切断面とする断面の形状が、Ｌ字状をなす。また、切欠き部１２２ｃの断面であって、ロールの回転軸と直交する平面を切断面とする断面の形状は、例えば図７に示す形状が挙げられる。

【0042】

本実施の形態３では、各ロールの外表面と、挟持部１２２の切欠き部１２２ｃとによって、第１の空間Ｓ₁とは異なる第２の空間Ｓ₄が形成される。

【0043】

また、実施の形態３では、挟持部１２２を芯材２に対して進退させることができる。具体的には、各挟持部１２２には付勢部材１２４が接続され、付勢部材１２４が挟持部１２２に加える荷重を調整することによって、ロールに対する挟持部１２２の位置を制御することができる。挟持部１２２の位置によって挟持部１２２とロールとの間の第２の空間Ｓ₄の大きさが変わる。この第２の空間Ｓ₄の大きさの変化によって、この空間への液体３０の流入量が変わる。
この際、案内部材１２０は、開口部１２３が形成する空間（ロールへの液体３０の導入経路）を維持しつつ、付勢部材１２４の制御によって挟持部１２２のみ、または本体部１２１および挟持部１２２を移動させる。

【0044】

本実施の形態３では、実施の形態１と同様に、四つのロールが形成する第１の空間Ｓ₁に、加熱処理が施された芯材２と、液体３０とを、該液体３０を固化させながら通過させることによってクラッド材１を作製するようにした。本実施の形態３によれば、加熱された芯材２に、液状の皮材３を接触させるため、芯材２と皮材３とを高い接合強度で接合したクラッド材１を作製することができる。この際、上述した条件の切欠き部１２２ｃによって形成される第２の空間Ｓ₄に液体３０を流入させることで、液体３０が開口部１２３や第１の空間Ｓ₁に滞留することを抑制できる。液体３０の滞留を抑制することによって、滞留による皮材３の成形不良が抑制される。

【0045】

また、実施の形態３では、挟持部１２２を芯材２に対して進退させるようにしたので、液体３０の粘性等に応じて第２の空間Ｓ₄の大きさを変化させて該第２の空間Ｓ₄への液体３０の流入量を調整することによって、液体３０の特性によらず液体３０の滞留を抑制することができる。

【0046】

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について、図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施の形態４にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。本実施の形態４は、上述した実施の形態１に対し、切欠き部が挟持部には形成されず、ロール側に形成される点が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

【0047】

本実施の形態４において、挟持部１２２Ａは、柱状をなして延びる。また、各ロールには、外縁に切欠き部がそれぞれ形成される。具体的には、第１ロール１１１の外縁には、第１溝１１１ａに向かって傾斜する切欠き部１１１ｂ、１１１ｃが形成される。また、第２ロール１１２の外縁には、第２溝１１２ａに向かって傾斜する切欠き部１１２ｂ、１１２ｃが形成される。また、第３ロール１１３の外縁には、第３溝１１３ａに向かって傾斜する切欠き部１１３ｂ、１１３ｃが形成される。また、第４ロール１１４の外縁には、第４溝１１４ａに向かって傾斜する切欠き部１１４ｂ、１１４ｃが形成される。各切欠き部は、一端が溝の端部に連なる。このため、各ロールの側面は、溝（例えば第１ロール１１１であれば第１溝１１１ａ）のみによって構成される。

【0048】

実施の形態４では、各ロールを配置すると、隣り合うロールの角部同士が接触して第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａによる空間（上述した第１の空間Ｓ₁）を形成する。また、各ロールに形成される切欠き部によって、各ロールと挟持部１２２Ａとの間に第２の空間Ｓ₅が形成される。

【0049】

本実施の形態４では、実施の形態１と同様に、四つのロールが形成する第１の空間Ｓ₁に、加熱処理が施された芯材２と、液体３０とを、該液体３０を固化させながら通過させることによってクラッド材１を作製するようにした。本実施の形態４によれば、加熱された芯材２に、液状の皮材３を接触させるため、芯材２と皮材３とを高い接合強度で接合したクラッド材１を作製することができる。この際、各ロールの外縁に、上述した条件の切欠き部を形成することによって、液体３０が開口部１２３や第１の空間Ｓ₁に滞留することを抑制できる。液体３０の滞留を抑制することによって、滞留による皮材３の成形不良が抑制される。

【0050】

また、実施の形態４では、ロール側に切欠き部を形成したため、第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａによる空間（上述した第１の空間Ｓ₁）に近い位置に、余剰の液体３０が流入する第２の空間Ｓ₅が形成されるため、余剰の液体３０を一層円滑に流通させることができる。

【0051】

（実施の形態４の変形例）
次に、実施の形態４の変形例について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施の形態４の変形例にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。本変形例は、上述した実施の形態４に対し、切欠き部の形成態様が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態４と同じであるため説明を省略する。

【0052】

本変形例において、第１ロール１１１の外縁には、第１溝１１１ａに向かって傾斜する切欠き部１１１ｄ、１１１ｅが形成される。また、第２ロール１１２の外縁には、第２溝１１２ａに向かって傾斜する切欠き部１１２ｄ、１１２ｅが形成される。また、第３ロール１１３の外縁には、第３溝１１３ａに向かって傾斜する切欠き部１１３ｄ、１１３ｅが形成される。また、第４ロール１１４の外縁には、第４溝１１４ａに向かって傾斜する切欠き部１１４ｄ、１１４ｅが形成される。各切欠き部は、一端が溝の外周側面に連なる。このため、各ロールの外縁は、切欠き部と、溝および切欠き部の間に位置し、隣り合うロールと接触する平面部とによって構成される。

【0053】

変形例では、各ロールを配置すると、隣り合うロール側面の平面部同士が圧接して第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａによる空間（上述した第１の空間Ｓ₁）を形成する。また、各ロールに形成される切欠き部によって、各ロールと挟持部１２２Ａとの間に第２の空間Ｓ₆が形成される。

【0054】

本変形例では、実施の形態４と同様に、四つのロールが形成する第１の空間Ｓ₁に、加熱処理が施された芯材２と、液体３０とを、該液体３０を固化させながら通過させることによってクラッド材１を作製するようにした。本変形例によれば、加熱された芯材２に、液状の皮材３を接触させるため、芯材２と皮材３とを高い接合強度で接合したクラッド材１を作製することができる。この際、各ロールの外縁に、上述した条件の切欠き部を形成することによって、液体３０が開口部１２３や第１の空間Ｓ₁に滞留することを抑制できる。液体３０の滞留を抑制することによって、滞留による皮材３の成形不良が抑制される。

【0055】

また、変形例では、ロールの側面に平面部が形成されるため、ロール同士を当接させた際に、平面部同士が密着する。これにより、第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａによる空間（上述した第１の空間Ｓ₁）を形成した場合において、実施の形態４と比して、ロール間の隙間の発生を一段と確実に抑制することができる。

【0056】

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の実施の形態５にかかるクラッド材の製造装置の構成を示す断面図である。本実施の形態５は、上述した実施の形態１に対し、切欠き部が挟持部には形成されず、ロール側に形成される点が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

【0057】

本実施の形態５において、挟持部１２２Ａは、柱状をなして延びる。また、各ロールには、外縁に切欠き部がそれぞれ形成される。具体的には、第１ロール１１１の外縁には、切欠き部１１１ｆ、１１１ｇが形成される。また、第２ロール１１２の外縁には、切欠き部１１２ｆ、１１２ｇが形成される。また、第３ロール１１３の外縁には、切欠き部１１３ｆ、１１３ｇが形成される。また、第４ロール１１４の外縁には、切欠き部１１４ｆ、１１４ｇが形成される。各切欠き部は、各ロールの主面に対して垂直な平面を有する。このため、各ロールの側面は、溝（例えば第１ロール１１１であれば第１溝１１１ａ）と、切欠き部とによって構成される。

【0058】

実施の形態５では、各ロールを配置すると、隣り合うロールの角部同士が接触して第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａによる空間（上述した第１の空間Ｓ₁）を形成する。また、各ロールに形成される切欠き部によって、各ロールと挟持部１２２Ａとの間に第２の空間Ｓ₇が形成される。

【0059】

本実施の形態５では、実施の形態１と同様に、四つのロールが形成する第１の空間Ｓ₁に、加熱処理が施された芯材２と、液体３０とを、該液体３０を固化させながら通過させることによってクラッド材１を作製するようにした。本実施の形態５によれば、加熱された芯材２に、液状の皮材３を接触させるため、芯材２と皮材３とを高い接合強度で接合したクラッド材１を作製することができる。この際、各ロールの外縁に、上述した条件の切欠き部を形成することによって、液体３０が開口部１２３や第１の空間Ｓ₁に滞留することを抑制できる。液体３０の滞留を抑制することによって、滞留による皮材３の成形不良が抑制される。

【0060】

また、実施の形態５では、ロール側に切欠き部を形成したため、第１溝１１１ａ～第４溝１１４ａによる空間（上述した第１の空間Ｓ₁）に近い位置に、余剰の液体３０が流入する第２の空間Ｓ₇が形成されるため、余剰の液体３０を一層円滑に流通させることができる。

【0061】

なお、上述した実施の形態１～５では、ロール同士が形成する空間が、円や矩形である例について説明したが、このほか、楕円や、台形、五角形以上の多角形、星形等の他の形状であってもよい。また、ロールの数は、二つおよび四つに限らない。皮材３の外表面のバリの発生や芯材２と皮材３との間の空隙の形成を抑制するという観点においては、ロールは三つ以上有することが好ましい。さらに、断面において、芯材および皮材の形状が異なるものであってもよい。例えば、矩形断面を有する芯材に、外縁が円をなす皮材を被覆してもよい。この場合、製造装置１００に、矩形断面を有する芯材を通過させることによって作製することが可能である。

【0062】

また、ロールの数は、上述した四つに限らず、二つ以上備えていればよい。ここで、ロールの数が多い方が、芯材２に対するロール圧力の均一性が向上するため、製造時の皮材３の外表面のバリの発生や芯材２と皮材３との間の空隙の形成が抑制される。

【0063】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

【0064】

以上説明したように、本発明に係る製造方法および製造装置は、クラッド材の作製において、芯材と皮材とを高強度で接合するのに好適である。

【符号の説明】

【0065】

１ クラッド材
２ 芯材
３ 皮材
１００ 製造装置
１１０ ロール部材
１１１ 第１ロール
１１１ａ 第１溝
１１１ｂ～１１１ｇ、１１２ｂ～１１２ｇ、１１３ｂ～１１３ｇ、１１４ｂ～１１４ｇ、１２２ａ～１２２ｃ 切欠き部
１１２ 第２ロール
１１２ａ 第２溝
１１３ 第３ロール
１１３ａ 第３溝
１１４ 第４ロール
１１４ａ 第４溝
１２０ 案内部材
１２１ 本体部
１２２、１２２Ａ 挟持部
１３０ 保護管
１４０ 容器
Ｓ₁ 第１の空間
Ｓ₂～Ｓ₇ 第２の空間

【要約】

【課題】芯材と皮材とを高強度で接合することができる製造方法および製造装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る製造方法は、芯材と、該芯材を被覆する皮材とを有するクラッド材を製造する製造方法であって、芯材を加熱する芯材加熱ステップと、円板状をなし、側面の一部に溝が形成される複数のロールの溝によって形成される第１の空間に、加熱処理が施された芯材、および液状の皮材を通過させて、芯材の表面に皮材を被覆させるとともに、液状の前記皮材を第１の空間へ案内する案内部材と、ロールとの間に形成される第２の空間に、第１の空間からの余剰の液状の皮材を流すロール鋳造ステップと、を含む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】