JPH08105761A - 金属帯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特殊な長手端部形状を備えた金属帯であっ
て、金属帯の巻取り時のラップマークの低減に供するも
のである。 【構成】 長手端部に、先端部の幅が両幅端部から狭く
なるような形状で、かつ前記長手端部の板厚を長手方向
に先細り状とした金属帯である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】特殊な長手端部形状を備えた金属
帯であって、ラップマークの低減に供するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属帯を巻取る場合に、マンドレルある
いはリ−ルと呼ばれる巻取り機に巻きつける。この時、
しばしばマンドレルマーク、リールマーク、ラップマー
ク、トップマークと呼ばれる欠陥が発生する。

【０００３】これらの欠陥の主たるものは、金属帯のそ
の最先端部が矩形であるために、２巻目以降に先端部に
重なった部分に発生する折れ曲がり状のマークである。

【０００４】これらのマーク（以下、ラップマークと総
称する）は、金属帯製造の巻取りを伴うあらゆるライン
で発生し、各種の対策、提案がなされている。

【０００５】従来技術の主要なものは、剪断機を組み込
んだプレス機、ロータリーシャーで先端部を圧延する
方法特公平２ー８３１１１、砥石研削、先端部を幅
方向に圧延するもの特開昭５９ー２１８２０１、特開
平３ー１９８９１７、特公平３ー４４３２７、剪断機で
先端部をある長さ斜めに切断する特開平３ー１４２０
１３などがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】発明者の知見、実験に
よれば、この種ラップマークを防止するには、幅方向に
同一箇所への応力集中の防止、あるいはある程度の長さ
を持った面圧低下の為の形状に金属帯の巻取り時の先端
部を加工しておく必要がある。

【０００７】これに対して、の技術は、直接プレスを
するために少なく見積もっても１０００ｔ以上の荷重が
必要で、工業的には非常に大掛かりなものになる。

【０００８】また、の技術もドラムシャーで剪断する
と同時に、金属帯の長さ方向に１回の圧延で加工するた
めに、これまた通常の圧延機なみの１０００ｔ以上の荷
重が必要である。

【０００９】次いで、の機械研削加工は、先細りの形
状が長くなった時の加工時間が長くなること、研削屑の
処理が不完全であると、新たな別の欠陥の原因となり、
その処理装置、処理時間を別に考慮する必要がある。

【００１０】一方、本格的な圧延によるの技術は、幅
方向に圧延を行うものであるために、材料（金属帯先
端）の流れが幅方向に優先的になるが、先細り加工を受
けない非圧延部の拘束があるために圧延圧力が大きくな
ること、先端部に波打ちが発生し易く、波打ちが発生す
れば先細り加工の意味が半減し、更に、波打ちが大きい
と圧延中に重なりが生じ別の欠陥となる恐れがある。な
お、１回の圧延加工で加工長さを確保するには、やはり
通常の圧延機なみの荷重が必要になるものである。

【００１１】更に、の技術は幅方向に同一箇所への応
力集中を防止する面では優れているが、切断長さが長い
ので歩留りロスが大きいことと、ラップマークの低減に
は、圧延、プレスの手段の併用が必要である、など工業
化には大きな費用が必要であった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は金属帯の長手端
部の１以上に、先端部の幅が両幅端部から狭くなるよう
な形状を備え、かつ長手端部の１以上が長手端部方向に
板厚が先細り状である金属帯である。

【００１３】第２の特徴は、金属帯の長手端部の１以上
に、幅方向に１つの三角状、台形状、円弧状、これらに
類似した形状またはそれらの組み合わせ混合形状の端部
形状を備え、かつ長手端部の１以上が長手端部方向に板
厚が先細り状である金属帯である。

【００１４】

【作用】本発明の金属帯は、当該金属帯処理プロセス、
あるいは次、次の次の金属帯処理プロセスでの巻取り時
のラップマークを防止するために、幅方向に同一箇所へ
の応力集中を防止するために金属帯の巻取り先端部に、
両幅端部から狭くなるような形状、あるいは幅方向に１
つの三角状、台形状、円弧状、これらに類似した形状ま
たはそれらの組み合わせ混合形状の端部形状を備え、か
つ長手端部方向に板厚が先細りのような加工部を付した
ものである。

【００１５】あらかじめ巻取り先端部を加工された金属
帯を当該金属帯処理プロセスでそのまま巻取る場合、あ
らかじめ巻取り先端部を円弧状などに加工された金属帯
を当該金属帯処理プロセスで通常の圧延作業と板厚の先
細り加工兼用での圧延・巻取り作業、あるいはあらかじ
め巻取り先端部を円弧状などに加工された金属帯の加工
部のみ定荷重圧延作業などにより板厚も先細りとしてラ
ップマークを低減出来るものである。

【００１６】同様に、次の金属帯処理プロセスでの巻取
りのために金属帯の尾端に前記のような加工を付してお
き、前記と同様の処理をするものである。

【００１７】長手端部方向に板厚を先細りとする加工部
は、幅方向に同一箇所への応力集中を防止するためのも
のであるので、先端部の端部形状部の全幅を板厚先細り
加工する必要はかならずしも無く、最先端部からほぼな
だらかに先細りとなっておれば良い。即ち、金属帯の長
手端部形状の板厚を、長手端部方向に先細り状とし、巻
取り時に巻取り機に沿わせて金属帯の２巻目との間で面
圧も無く変形させるものである。

【００１８】この幅方向の台形部分などの板厚の先端が
薄くなるような先細り形状は、圧延、プレス、研磨、研
削、切削のいずれかにより加工するが、例えばテーパー
状に加工することによって、全幅を加工するのと同様
に、ラップマークの発生を防止することができる。この
ように幅方向に先細り加工形状とすることによって、板
厚方向に加工度の大きなところのトータル加工量が小さ
くでき、全幅加工に比べて著しく加工を容易にでき、加
工時間の大幅な短縮化、加工設備の簡素化が実現でき
る。

【００１９】長手端部形状の幅方向加工は、剪断、トリ
ム、ガス切り、レーザー切断、プラズマ切断などが採用
できるが、通常打ち抜きで実施し、両幅端部から狭くな
るような形状、あるいは幅方向に１つの三角状、台形
状、円弧状、これらに類似した形状またはそれらの組み
合わせ混合形状の端部形状であれば良く、幅方向に全幅
を同時に打ち抜く打ち抜き機でも、複数箇所を打ち抜く
打ち抜き機でも良い。

【００２０】この打ち抜き機を、金属帯処理プロセスラ
イン内の不良部除去のインライン剪断機の機能と併用し
ても良い。

【００２１】予め、金属端付近を大きく斜めに切り取っ
て、先端の全体幅を狭くしてから上記の打ち抜き加工を
行うとさらに効率の高い加工となるが、非製品の長さが
長くなる欠点が有り、加工効率と、製品歩留との兼ね合
いによってこの方法は適用を決める必要が有る。

【００２２】圧延法で本発明を実施する場合、図６に示
すように、加工量によって、単位幅あたりの圧延荷重は
ほぼ圧下量に比例することが解る。即ち、圧下量に反比
例するような先端加工幅形状にしてやれば、ほぼ一定な
圧延荷重でテーパー加工が行えることとなる。このこと
は加工の制御を著しく容易にすることが可能である。

【００２３】このことを、圧延機の垂下率の大きい（柔
らかい）圧延機、例えばバネなどで、圧延荷重の変化に
たいしてロールギャップが大きく変化するようにした圧
延機で圧延する方法で達成しても良い。

【００２４】幅方向に幅中央に対して異なる形状でも、
最先端部が幅方向に揃っていなくても良いが、打抜き加
工時には刃物の形状が複雑になる、刃物の研磨・ギャッ
プ調整が複雑になることと、圧延法で板厚の先端が薄く
なるような先細り形状にする場合に、前述のほぼ一定な
圧延荷重でテーパー加工が行える効果が低減する。

【００２５】金属帯処理プロセスとしては、インライン
に幅方向に打ち抜く打ち抜き機と、先細り加工用装置の
連設としても良く、これらの一部又は全部をライン外に
設けて予め加工しても良い。金属帯処理プロセスとし
て、次工程でのラップマークの発生を防止するために、
金属帯の尾端に前記の加工を同様にインライン又はライ
ン外で施すような連設が可能である。

【００２６】長手端部の台形状などの幅方向加工に先立
ち、加工先端部を加熱してから実施するとか、あるいは
打ち抜き実施後、加工先端部を加熱してからテーパー加
工することが可能で加工荷重を小さくすることが出来
る。

【００２７】特に板厚先細り形状に加工する前に適用す
る場合には、被加熱体積が、全幅に比べて数分の１〜１
／１０であるため、投入エネルギーを小さくできるこ
と、加熱に必要な時間を短縮できることなどの利益が得
られる。

【００２８】金属帯処理プロセスとしては、インライン
に幅方向に打ち抜く打ち抜き機と、打ち抜き機の前及
び、又は後の１以上に加熱する装置と、板厚の先細り加
工用装置の連設としても良く、これらの一部又は全てを
ライン外に設けて予め加工しても良い。

【００２９】幅方向の先細り加工の例えば、図２では直
線の三角状になっているが、圧延時の噛み込み先端マー
クを防止する目的の効果の上では、図５に示すように円
弧状、先端円弧の２段角状、図９に示すように先端台形
の２段角状などの方が望ましい。

【００３０】最適な先端形状は板幅、板厚、材料の硬さ
などによって異なるが、発明者の実験によれば、鋼帯の
場合３０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが確認され
ている。

【００３１】加工部の幅は先端で台形の場合１０ｍｍ〜
２００ｍｍ、先端から３０〜５０ｍｍのところで４００
ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲が良い。

【００３２】本発明の先端加工を圧延加工に先立って行
うことによって、加工幅が少なくなる事と、拘束が生じ
て圧延荷重が大きくなることを防止でき、装置の軽減
と、加工時間の短縮が図られる。

【００３３】

【実施例】図１は本発明の鋼帯と比較例の鋼帯を用い
て、巻取りを実施した時のラップマークの長さを巻取り
数で示した図である。

【００３４】図２は本発明の打ち抜き加工後、一定荷重
圧延で幅２００ｍｍの鋼帯を１０ｔｏｎの荷重で、その
他の条件は図１０により板厚を先細りの加工した鋼帯で
あり、図１に示すように、比較例の４０°の角度で斜め
切断した鋼帯よりもラップマークの長さが低減してい
る。

【００３５】同じく、比較例の全幅一様なテーパー加工
長さ３０ｍｍに比較して、ラップマークの長さが低減し
ている。

【００３６】図３は本発明の金属帯製造装置図である。
金属帯１はその先端部を剪断機２で幅方向に直角に剪
断、又は大きく斜めに切り取って先端の全体幅を狭くし
てから先端を打ち抜き機３で幅方向に先端部の幅が狭く
なる形状に打ち抜き加工し、荷重一定圧延機４で打ち抜
き加工部を板厚方向に先細り形状に圧延し、巻取り機５
で巻取る装置である。

【００３７】別の装置としては、剪断機２を設けずに、
打ち抜き機３で幅方向に複数の先端部の幅が狭くなる形
状に打ち抜き加工し、続いて圧延機４で打ち抜き加工部
を板厚方向に先細り形状に圧延した後に巻取るか、次工
程で圧延機で圧延しつつ巻取っても良い。

【００３８】更に、打ち抜き機３を先端部と尾端部を兼
用にしても良いが、複数設けた方がより適切な打ち抜き
形状を選定出来る。この場合は、打ち抜き機の入り側に
同様に剪断機があったほうが好ましい。

【００３９】図４は本発明の別の金属帯製造装置図であ
る。図３の装置の剪断機２、打ち抜き機３に続いて、先
端部加熱装置６を荷重一定圧延機４の間に付設した装置
である。

【００４０】先端部加熱装置６を剪断機２及び又は打ち
抜き機３の入り側にのみ設けても良く、あるいは荷重一
定圧延機４の入り側と併設しても良い。その他の装置又
は使い方の態様は、図３の場合と同様なレイアウト、あ
るいは使い方が可能である。

【００４１】いずれの方式を採る場合でも、被加熱体積
が、全幅に比べて数分の１〜１／１０であるため、投入
エネルギーを小さくできること、加熱に必要な時間を短
縮できることなどの利益が得られる。

【００４２】図５は本発明の別の長手端部の形態であ
り、円弧状、先端円弧の２段角状となっており、図２の
直線の三角状に比べて、圧延時の噛み込み先端マークを
防止する目的の効果の上では望ましい。

【００４３】図６は本発明の金属帯製造を圧延で行った
実施例図で、ロール径２００ｍｍの圧延機で板厚１．５
ｍｍの鋼帯に適用した場合であって、図２の打ち抜き形
状を圧延したもので、単位幅あたりの圧延荷重はほぼ圧
下量（加工量）に比例することを示すもので、このこと
から圧下量に反比例するような先端加工幅形状にしてや
れば、ほぼ一定な圧延荷重でテーパー加工が行えること
となる。

【００４４】これは加工の制御を著しく容易にすること
が可能であることを示す。即ち、全幅をテーパー加工す
る場合にはロールギャップを変化させつつ所定のテーパ
にする必要があり、このためラインスピードが速い場合
には制御の応答性が問題となる。また、低速の加工にお
いても、制御装置が高価とならざるを得ない。

【００４５】これに対して、本方法であれば、材料の硬
さ、厚さに応じて予め必要な圧延荷重を求めておけば、
その値を用いて圧延機で油圧などの装置で圧延荷重を所
定の値に一定にしておくことによって、加工幅に応じた
板厚が自動的に得られる事になる。圧延荷重は厳密に一
定にする必要はなく、若干変化しても本発明の目的には
支障の無いものである。図７はこのような圧延荷重一定
機能付きの圧延機の実施例図である。

【００４６】このための圧延機は油圧、バネ装置で圧延
荷重を一定に出来るし、図８に示すような圧延荷重を付
与するための総荷重を小さくするために梃子を活用した
圧延機を用いても良い。

【００４７】図９は本発明の金属帯の別の態様であり、
先端台形の２段角状で、図５と同様に圧延時の噛み込み
先端マークを防止する目的の効果の上では望ましいもの
である。

【００４８】図１０は本発明の金属帯製造を一定荷重圧
延で行った鋼帯の板厚分布図であり、圧延前の先細り形
状としては図９に対応するものである。図７のロール径
２００ｍｍの圧延機を用いて、ロールギャップを板厚
１．６ｍｍの板厚以上に開けておき、デクリーズベンダ
ーでワークロール間に油圧荷重を与える方法で一定荷重
圧延をした。この時の鋼帯の全幅は１００ｍｍで圧延の
最大荷重は約１０Ｔｏｎであった。

【００４９】図１０は鋼帯の長手端部の幅方向に、２個
の先端部の幅が狭くなる台形を設けその台形の上辺の幅
１０ｍｍ台形部の高さ４０ｍｍとし台形部の底辺の幅を
６０ｍｍとし、圧延荷重１０〜２０Ｔｏｎで圧延したも
のである。テーパー形状は圧延荷重によりなだらかに調
整可能で、ラップマーク対策の為に良好な板厚の先細り
形状が従来の全幅圧延の１／２０〜１／１０の圧延荷重
で得られた。

【００５０】図１１は本発明の金属帯の製造装置の別の
全体図である。１は金属帯、７は金属帯を固定するクラ
ンプ、８は金床、４はプラネタリー圧延機の全体図、３
は打ち抜き機である。この装置はプラネタリー圧延機の
片側半分の構造の圧延機と、金属帯の先端を介して反対
側に固定してある金床との間で圧延加工をするので、従
来の圧延加工による先端加工装置に比較して、更に小さ
な荷重ですみ、かつ、片側のみで良いこともあって小さ
な設備ですむ。即ち、加工ロールは、金属帯の表面を転
がりながら加工する形式を取るため、金属帯をロール回
転に合わせて移動する必要もなく、又、ロール径が小さ
いため、圧延荷重が小さくなること、複数本の遊星ロー
ルを回転させることによって、一回の公転で複数回の加
工が行える。

【００５１】更に、圧延装置の幅を金属帯幅よりも狭く
することで、一層圧延荷重を低くすることも可能で、同
時に圧延する面積を減らしながら、かつ圧延であるため
に切削加工に比べて短時間である。つまり、幅方向に部
分的に圧延を繰り返しても比較的短時間で加工が終了す
る。また、ロールは鋼帯の長手方向に転がるから、材料
の流れは長手方向の成分を持ち、無理なく加工出来るも
のである。

【００５２】図１２は図１１の圧延の一実施例の図であ
る。圧延装置を図１２のように水平面内での回転方向に
傾斜θさせることで、簡単に加工先細り形状の加工長さ
を調整することが可能で、各種の金属帯寸法に対応でき
る方法である。更に、より長いテーパーが必要なときに
は、幅方向の移動加工を、材料を長手方向に移動して、
ロールギャップを変えて２回以上繰り返すことによって
達成できる。圧延装置を水平面内での回転方向および、
垂直方向に対して傾斜βさせて、圧延することで、加工
先細り形状の加工形態および加工長さを調整することが
可能なように配慮しており、各種の加工要請に対応でき
る方法である。

【００５３】図１３は、図１０の発明を鋼帯の先端加工
に適用したテーパー加工長さとラップマークの発生傾向
図であるが、テーパー加工長さも適切に取れ、ラップマ
ークの発生も無いことが判る。

【００５４】先細り形状に加工する製造装置と、巻き取
り装置の間に検査、塗油、鍍金、塗装、スリット、サイ
ドトリム、合紙挿入などがあっても良く、巻取りに近接
して加工しても良い。更に、同一ラインの中で加工して
も、オフラインで複数ライン分を加工しても、前プロセ
スで尾端部を加工しても良い。

【００５５】ラップマークは、板厚先細り形状と巻取り
方向に密接な関係があり、例えば金属帯の先端部の巻取
りリール面側の板厚を長手方向に先細りに加工すること
で、金属の剛性を利用する形で、金属の先端部を２巻目
以降に沿わせて変形させ、なだらかに面圧を下げる場合
にも適用出来るものである。

【００５６】又、金属帯の巻取り方向は、次工程又は需
要家の巻戻し方向との関係を配慮して決定される、従っ
て、金属帯の製造装置の配置の都合のみでは、決められ
無い。そこで、ラインの巻取りの方向を配慮して、金属
帯の先端あるいは尾端を予めライン外でそれに合わせた
面の加工、又はライン中で表裏を反転した後に加工する
こともすべきで、その場合にも適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】本発明の金属帯は、当該金属帯処理プロ
セス、あるいは次、次の次の金属帯処理プロセスでの巻
取り時のラップマークを防止する上で最適で、トップマ
ークの発生が防止出来、製品品質の向上や、省資源の面
からも大きな工業上の利益をもたらすものである。更
に、その製造も高歩留り、低負荷、高速化、低廉な加工
装置によって製造出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼帯と比較例の鋼帯のラップマークの
長さの対比図である。

【図２】本発明の金属帯の図である。

【図３】本発明の打ち抜き加工、圧延加工の連設による
金属帯製造装置図である。

【図４】本発明の別の実施例で先端部加熱装置を配置し
た金属帯製造装置図である。

【図５】本発明の別の形状を備えた金属帯の図である。

【図６】本発明の金属帯製造を圧延で行った実施例であ
って、単位幅あたりの圧延荷重がほぼ圧下量に比例する
ことを示す図である。

【図７】本発明の金属帯製造の為の一定荷重圧延機の図
である。

【図８】本発明の金属帯製造の為の別の一定荷重圧延機
の図である。

【図９】本発明の別の形状を備えた金属帯の図である。

【図１０】図９の先細り形状を一定荷重圧延した鋼帯の
板厚分布図である。

【図１１】本発明の別の実施例で圧延機としてプラネタ
リー圧延機の片側半分の構造の装置を備えた金属帯製造
装置図である。

【図１２】図１１の圧延の一実施例図である。

【図１３】本発明の一実施例のテーパー加工とラップマ
ークの発生傾向図である。

【符号の説明】

１ 金属帯 ２ 剪断機 ３ 打ち抜き機 ４ 荷重一定圧延機 ５ 巻取り機 ６ 先端部加熱装置 ７ クランプ ８ 金床 ９ プラネタリー圧延機の遊星ロール １０ プラネタリー圧延機のバックアップロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯の長手端部の１以上に、先端部の
   幅が両幅端部から狭くなるような形状を備え、かつ前記
   長手端部の１以上が長手端部方向に板厚が先細り状であ
   ることを特徴とする金属帯。
2. 【請求項２】 金属帯の長手端部の１以上に、幅方向に
   １つの三角状、台形状、円弧状、これらに類似した形状
   またはそれらの組み合わせ混合形状の端部形状を備え、
   かつ前記長手端部の１以上が長手端部方向に板厚が先細
   り状であることを特徴とする金属帯。