JPH0557861A - 複合金属板の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】幅方向の全面にわたり適正面圧力を加え、密着
性と加工性，溶接性を向上させる。 【構成】樹脂又は樹脂と導電性物質の両面に金属板を重
ね合わせて圧着する圧着ロ−ル５の上ロ−ルと下ロ−ル
のいずれか一方又は両方に、軸部に回転自在に外嵌支持
したシェル２２と軸２１との間の間隙を上下２分して、
一方の間隙を圧力室２９とし、他方の間隙を非圧力室３
０にしたクラウン可変ロ−ル２０を使用する。このクラ
ウン可変ロ−ル２０の圧力室と非圧力室の差圧を利用し
て固定軸を撓ませるとともに、回転するシェル２２の圧
力室側を円弧状にふくらませるような曲げモ−メントを
与えてシェル２２を撓ませて、上下ロ−ルに挾まれた金
属板８の幅方向の全面にほぼ均一な面圧を加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は樹脂又は樹脂と導電性
物質の両面に金属板を重ね合わせて圧着し一体化した複
合金属板の製造装置、特に複合金属板の密着性を高め、
形成された複合金属板の加工性，溶接性等の向上を図る
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】中間層として樹脂又は樹脂と導電性物質
を有する複合鋼板は各種用途に使用され、その製造装置
は、例えば特開昭59−146840号公報や特公昭62−58897
号公報（特開昭60−230847号公報）等に開示されてい
る。

【０００３】この製造装置は、例えば図１０に示すよう
に、予熱した上鋼板１の下面にロ−ルコ−タ３で中間層
を構成する樹脂４を接着して中空の圧着ロ−ル５に送
り、圧着ロ−ル５で樹脂４を上鋼板１と下鋼板２の間に
挾み込んで圧着する。この樹脂４を挾み込んだ上下鋼板
１，２を加熱炉６で加熱してから再圧着ロ−ル７で上下
鋼板１，２と樹脂４で挾まれた部分や樹脂４中のガス抜
きをしながら熱圧着して複合鋼板８を形成している。ま
た、図１１に示すように、予熱した下鋼板２の上面にフ
イルム供給装置９から送られる合成樹脂フイルム１０を
ラミネ−トロ−ル１１で圧着し、合成樹脂フイルム１０
を圧着した下鋼板２を加熱炉６で加熱して再圧着ロ−ル
７に送り、加熱炉６ａで加熱された上鋼板１と下鋼板２
で合成樹脂フイルム１０を挾み込んで熱圧着して複合鋼
板８を形成している。

【０００４】また、導電性物質を樹脂中に混入して直接
スポット溶接ができる複合鋼板８も製造されている。

【０００５】この複合鋼板８の上下鋼板１，２に中間層
の樹脂等を挾み込んで圧着するロ−ルは、配置位置によ
り圧着ロ−ル，ラミネ−トロ−ル，再圧着ロ−ル等と呼
ばれているが、いずれもその目的は同じであり、上下鋼
板１，２間のガス抜きと樹脂等との熱圧着、あるいは導
電性物質を上下鋼板１，２と接触させるために加圧変形
を行うことを目的としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、この圧着ロ−ル
の構造については特に研究されていなく、単に樹脂等を
上下鋼板で挾んで圧力を加えることで目的を達すると紹
介されているだけである。しかしながら、圧着ロ−ル５
に端部チョックを介して圧下力を加えると、図１２に示
すように、上ロ−ル１２と下ロ−ル１３の軸たわみが生
じるため、複合鋼板８の幅方向両端部よりの部分にはよ
り大きな力（面圧）が加わり、中央部には小さな力（面
圧）しか加わらなくなる。圧着ロ−ル５が複合鋼板８に
加える圧力（面圧）は、中間層の樹脂の種類、導電性物
質の種類と大きさ、制御すべき樹脂の厚さ等により適正
な値はことなるが、ほぼ0.3〜1.0Kgf/mm²の範囲にあ
る。

【０００７】この圧着ロ−ル５の圧下力が小さくて面圧
が小さい場合には、上下鋼板１，２と樹脂４の密着力が
不足し、図１３（ａ）に示すように、巻き込まれた気泡
１４が残存し、以後の加熱工程で気泡１４が膨張して上
下鋼板１，２に歪が生じたり、あるいは導電性物質１５
が上下鋼板１，２と接触しないために、複合鋼板８をス
ポット溶接したときに溶接不良が生じるという短所があ
った。

【０００８】この圧着ロ−ル５の圧下力を大きくして、
幅方向の中央部で適正な面圧にすると、幅方向両端部の
面圧が大きくなりすぎ、両端部から樹脂４がはみ出し
て、図１３（ｂ）に示すように、両端部の上下鋼板１，
２と樹脂４の間に隙間１６が生じて密着力が不足する危
険性がある。また、両端部の導電性物質１５がつぶれす
ぎて、上下鋼板１，２と導電性物質１５が局部的に接触
せず、やはりスポツト溶接不良が生じるという短所もあ
った。

【０００９】このように圧下力を加えるロ−ルの軸たわ
みを防止するため、熱間圧延機や冷間圧延機において
は、作用ロ−ルのたわみを補強するために４重，６重の
補強ロ−ルや、中間ロ−ルと補強ロ−ルを設けて全体の
剛性を高めるようにしている。このような補強手段を使
用すると、幅方向に均一な面圧を加えることができる
が、大きな設備を必要とし、その費用が多くかかる。

【００１０】また、補強手段が重量構造であるために、
複合鋼板８を形成するときの適正面圧力0.3〜1.0Kgf/mm
²の範囲よりはるかに大きい面圧が加わってしまう。こ
のように、幅方向に均一で過大な面圧が上下鋼板１，２
に加えられると、図１３（ｃ）に示すように、幅方向の
全面にわたり導電性物質１５がつぶれ過ぎて隙間１６が
生じ、密着力が不足するとともに、隙間１６により上下
鋼板１，２と導電性物質１５が接触せず、やはりスポツ
ト溶接不良が生じてしまい、中間層に樹脂等を有する複
合鋼板の製造には適用できなかった。

【００１１】この発明はかかる短所を解決するためにな
されたものであり、幅方向の全面にわたり適正面圧力を
加え、密着性と加工性，溶接性を良好にした複合金属板
を製造することができる製造装置を得ることを目的とす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る複合金属
板の製造装置は、樹脂又は樹脂と導電性物質の両面に金
属板を重ね合わせて圧着し一体化した複合金属板の製造
装置において、圧着ロ−ルの片方又は両方に、軸受に固
定された軸部にシェルを回転自在に外嵌支持し、軸部と
シェルとの間の間隙を圧力室と非圧力室に上下２分し、
圧力室に供給する油圧を可変することによりシェルの撓
み量を可変するクラウン可変ロ−ルを備えたことを特徴
とする。

【００１３】また、上記クラウン可変ロ−ルの表面に厚
さが５mmから30mmのゴム系又は合成樹脂の弾性体を被覆
することが好ましい。

【００１４】

【作用】この発明においては、樹脂又は樹脂と導電性物
質の両面に金属板を重ね合わせて圧着する圧着ロ−ルの
上ロ−ルと下ロ−ルのいずれか一方又は両方に、軸部に
回転自在に外嵌支持したシェルと軸部との間の間隙を上
下２分して、一方の間隙を圧力室とし、他方の間隙を非
圧力室にしたクラウン可変ロ−ルを使用する。そしてク
ラウン可変ロ−ルの圧力室と非圧力室の差圧を利用して
固定軸を撓ませるとともに、回転するシェルの圧力室側
を円弧状にふくらませるような曲げモ−メントを与えて
シェルを撓ませ、上下ロ−ルに挾まれた金属板の幅方向
の全面にほぼ均一な面圧を加える。

【００１５】この回転するシェルの撓み量は圧力室に供
給する油圧を可変することにより可変設定する。

【００１６】また、クラウン可変ロ−ルの表面に厚さが
５mmから30mmのゴム系又は合成樹脂の弾性体を被覆する
ことにより、上下ロ−ルの撓み量を一致させる。

【００１７】

【実施例】図１、図２はこの発明の一実施例の圧着ロ−
ルに使用するクラウン可変ロ−ルを示し、図１は正面の
縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図に示す
ように、クラウン可変ロ−ル２０は軸２１とシェル２２
とシ−ル部材２３を有する。軸２１は一方の端部から中
央部２１ａの表面に連通する油流入通路２４と、他方の
端部から油流入通路２４とは反対側の中央部２１ａの表
面に連通する油排出通路２５とを有し、軸受２６に固定
されている。この軸２１の中央部２１ａ両側面全長にわ
たりシ−ル部材２３が固定されている。シェル２２は軸
２１の外径より大きな内径を有する円筒形状をし、その
両端部が軸２１に自動調心形軸受２７を介して回動自在
に支持されている。そして軸２１の外周面とシェル２２
の内周面で形成する隙間２８は２組のシ−ル部材２３に
より上下に２分割され、例えば上方の油流入通路２４が
ある隙間２８を圧力室２９とし、下方の油排出通路２５
がある隙間２８をドレン室３０としている。この油流入
通路２４は油圧制御装置（不図示）の吐出側の管路に接
続され、油排出通路２５はドレン管路に接続されてい
る。なお、圧力室２９の供給された油はシ−ル部材２３
のシェル２２との接触部を通ってドレン室３０に少しづ
つ流れ込む。

【００１８】上記のように構成されたクラウン可変ロ−
ル２０を図１０に示す製造装置の圧着ロ−ル５に使用し
た場合の動作を説明する。

【００１９】図３に示すように、下ロ−ル１３にクラウ
ン可変ロ−ル２０を使用し、上ロ−ル１２に通常の中空
ロ−ルを使用した圧着ロ−ル５で上下鋼板１，２の間に
中間層の樹脂又は導電性物質を混入した樹脂を挾み込ん
で圧着し複合鋼板８を形成する場合、クラウン可変ロ−
ル２０の圧力室２９に油圧を加えないで圧着ロ−ル５に
端部チョックを介して圧下力を加えると、図１２に示し
た従来例と同様に、上ロ−ル１２とクラウン可変ロ−ル
２０にそれぞれ凹形状の軸たわみが生じ、複合鋼板８の
幅方向両端部の面圧は大きくなり、中央部の面圧は小さ
くなる。そこでクラウン可変ロ−ル２０の圧力室２９に
加える油圧を高めて、圧力室２９とドレン室３０の圧力
に差を持たせると、この差圧により図３に示すようにク
ラウン可変ロ−ル２０の軸２１を撓ませるとともに、回
転するシェル２２の圧力室２９側を円弧状にふくらませ
るような曲げモ−メントが与えられてシェル２２を撓ま
せる。この圧力室２９に加える油圧を可変すると、その
圧力に応じてシェル２２の撓み量が変化する。そこで、
圧力室２９に加える油圧を中間層の樹脂の種類や制御す
べき樹脂層の厚さ等の条件に応じて適当に制御してやる
と、シェル２２の撓み量と上ロ−ル１２の撓み量を一致
させることができ、複合鋼板８の幅方向の面圧分布をほ
ぼ均一にすることができる。

【００２０】このように圧力室２９に加える油圧を制御
して圧着ロ−ル５で実際に上下鋼板１，２の間に中間層
の導電性物質を混入した樹脂を挾み込んで圧着したとき
の板幅方向の面圧分布を測定した結果を図４，図５に示
す。図４は複合鋼板８の板幅が1000mmで圧下力が７トン
の場合、図５は板幅が1500mmで圧下力が７トンの場合を
示す。図において面圧分布Ａはこの実施例による場合、
面圧分布Ｂは従来例による場合を示す。図４，図５に示
すように従来例の場合には、いずれも板端部にピ−クを
有し、中央部で最小になる面圧分布となっているが、こ
の実施例の場合には、板幅が変わってもほぼ１Kg/mm²と
均一な面圧分布を得ることができた。そして、この実施
例により製造した複合鋼板８の断面を調べた結果、図６
に示すように、上下鋼板１，２と樹脂４の間には気泡や
隙間がなく、均一な密着力を有する複合鋼板８を製造す
ることができた。また、導電性物質１５も適当に変形し
て上下鋼板１，２に広い面積で接触して上下鋼板１，２
間の電気抵抗を小さくすることができた。

【００２１】また、板幅900mmの複合鋼板８の幅方向に
おける剪断密着力と、上下鋼板と中間層の導電性物質を
混入した樹脂の密着性を示すＴピ−ル密着度及び直接ス
ポット溶接をしたときの溶接不良発生率を調べた結果を
図７に示す。図７において、Ａはそれぞれこの実施例に
より製造した場合、Ｂは従来例により製造した場合を示
す。図に示すように、従来例の場合は板幅端部における
気泡や隙間の影響により剪断密着力とＴピ−ル密着度が
ともに板幅端部で小さくなり中央部にピ−クを有する分
布をしているが、均一な面圧で圧着しているこの実施例
の場合は、板幅方向の剪断密着力とＴピ−ル密着度を均
一な分布にすることができ、均質な複合鋼板８を得るこ
とができた。このため複合鋼板８の加工性を向上させる
ことができる。また、溶接不良も従来例の場合には板幅
端部で多く発生しているが、この実施例の場合には板幅
方向全体にわたり良好にスポット溶接することができ
た。

【００２２】なお、上記実施例はクラウン可変ロ−ル２
０のシェル２２で直接圧着する場合について説明した
が、図８に示すようにシェル２２の表面にゴム系又は合
成樹脂の弾性体３１を被覆することにより、上ロ−ル１
２のクラウンとクラウン可変ロ−ル２０のクラウンの微
小な相違を弾性体３１の形状変形で吸収することがで
き、板幅端部と中央部の面圧差をより小さくすることが
できる。この弾性体３１の厚さが小さく５mm以下である
と圧力媒体としての作用が不十分であるとともに耐久性
の点に問題があり、また30mm以上の厚さになると形状変
形による吸収作用が十分に発揮されなくなるため、弾性
体３１の厚さは５mm〜30mmにすることが好ましい。

【００２３】図９は板幅1500mm、圧下力７トンの場合に
クラウン可変ロ−ル２０の圧力室２９の油圧を変えなが
ら、板幅端部と中央部の面圧差を調べた結果を示す。図
においてＡ１は厚さ20mmのシェル２２に厚さ10mmの弾性
体３１を被覆した場合、Ａ２は厚さ20mmのシェル２２に
厚さ20mmの弾性体３１を被覆した場合を示し、Ａ３はは
弾性体３１を被覆しない場合を示す。図のＡ１，Ａ２に
示すように、弾性体３１を被覆すると板幅端部と中央部
の面圧差をほぼ零にするときの油圧の調整範囲を広くと
ることができ、板幅端部と中央部の面圧をより精度良く
均一にすることができるとともに、油圧の変動があって
も面圧を均一に保持することができる。

【００２４】なお、上記各実施例においては圧着ロ−ル
５の下ロ−ル１３にのみクラウン可変ロ−ル２０を使用
した場合について説明したが、上ロ−ル１２にクラウン
可変ロ−ル２０を使用したり、上ロ−ル１２と下ロ−ル
１３の双方にクラウン可変ロ−ル２０を使用しても良
い。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、樹脂又
は樹脂と導電性物質の両面に金属板を重ね合わせて圧着
する圧着ロ−ルの上ロ−ルと下ロ−ルのいずれか一方又
は両方に、軸部に回転自在に外嵌支持したシェルと軸部
との間の間隙を上下２分して、一方の間隙を圧力室と
し、他方の間隙を非圧力室にしたクラウン可変ロ−ルを
使用し、圧力室と非圧力室の差圧を利用して固定軸を撓
ませるとともに、回転するシェルの圧力室側を円弧状に
ふくらませるような曲げモ−メントを与えてシェルを撓
ませて上下ロ−ルに挾まれた金属板の幅方向の全面にほ
ぼ均一な面圧を加えることができるから、複合金属板の
幅方向の密着性を均一にすることができ、良好な加工性
を有する複合金属板を製造することができる。

【００２６】また、金属板の幅方向の全面にほぼ均一な
面圧を加えることにより樹脂に混入した導電性物質を適
当に変形して上下の金属板に広い面積で接触させるか
ら、上下の金属板間の電気抵抗を小さくすることがで
き、スポット溶接性を向上させ複合金属板を得ることが
できる。

【００２７】また、クラウン可変ロ−ルの表面に厚さが
５mmから30mmのゴム系又は合成樹脂の弾性体を被覆する
ことにより、上下ロ−ルの撓み量を正確に一致させるこ
とができ、幅方向に均一な面圧を安定して得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のクラウン可変ロ−ルを示す
正面縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】この発明の実施例の圧着ロ−ルを示す部分断面
図である。

【図４】ロ−ル幅方向に対する面圧の分布図である。

【図５】ロ−ル幅方向に対する面圧の分布図である。

【図６】上記実施例による複合鋼板の断面図である。

【図７】ロ−ル幅方向における剪断密着力とＴピ−ル密
着度及び溶接不良発生率の分布図である。

【図８】他の実施例のクラウン可変ロ−ルを示す正面縦
断面図である。

【図９】油圧の圧力差に対する板幅端部と中央部の面圧
差の分布図である。

【図１０】複合鋼板の製造装置の一部を示すライン構成
図である。

【図１１】複合鋼板の他の製造装置の一部を示すライン
構成図である。

【図１２】従来の圧着ロ−ルを示す部分断面図である。

【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は各々従来の複合鋼
板の断面図である。

【符号の説明】

１ 上鋼板 ２ 下鋼板 ４ 樹脂 ５ 圧着ロ−ル ８ 複合鋼板 １２ 上ロ−ル １３ 下ロ−ル １５ 導電性物質 ２０ クラウン可変ロ−ル ２１ 軸 ２２ シェル ２３ シ−ル部材 ２９ 圧力室 ３０ ドレン室 ３１ 弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 泰弘 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 藤田 文夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂又は樹脂と導電性物質の両面に金属
   板を重ね合わせて圧着し一体化した複合金属板の製造装
   置において、圧着ロ−ルの片方又は両方に軸受に固定さ
   れた軸部にシェルを回転自在に外嵌支持し、軸部とシェ
   ルとの間の間隙を圧力室と非圧力室に上下２分し、圧力
   室に供給する油圧を可変することによりシェルの撓み量
   を可変するクラウン可変ロ−ルを備えたことを特徴とす
   る複合金属板の製造装置。
2. 【請求項２】 上記クラウン可変ロ−ルの表面に厚さが
   ５mmから30mmのゴム系又は合成樹脂の弾性体を被覆した
   請求項１記載の複合金属板の製造装置。