JP2002086206A - 金属箔帯のしわ発生防止ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧延設備出側でのコイルの巻取りなど、張力の
付与された状態で通板される金属箔帯に幅方向の座屈に
よって生じる筋状のたて波に起因して生じるしわ（折れ
込み疵）の発生を確実に防止するために使用される金属
箔帯のしわ発生防止ロールを提供する。 【解決手段】金属箔帯のしわ発生防止ロール６は、張力
が付与された状態で通板される金属箔帯Ｓを横断する幅
方向に延びる胴体７を有する。胴体７の外周には、金属
帯幅中央を境界として対称に当接すべく傾斜した凸状部
８が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延設備出側での
コイルの巻き取りなど、張力が付与された状態で通板さ
れる金属箔帯に生じるしわ（折れ込み疵）の発生を防止
するために使用される金属箔帯のしわ発生防止ロールに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、板厚が０．３ｍｍ以下のステン
レス鋼帯等の金属箔帯の圧延においては、通常、図８に
示すゼンジミアミルなどのリバース式圧延設備１００が
使用されている。この圧延設備１００による圧延におい
て、テンションリール１０２より巻き出された金属箔帯
Ｓは、張力が付与された状態でデフレクタロール１０３
を経て圧延設備１００の圧延ロール１０１で圧延され、
そして出側のデフレクタロール１０４を経てテンション
リール１０５によって巻き取られるようになっている。
そして、１コイル分の圧延が終わったら、次に金属箔帯
Ｓを反対方向に通板して同様に圧延しながら、順次板厚
を薄くしていき、所望の製品板厚を得るのである。

【０００３】この金属箔帯Ｓの圧延において、デフレク
タロール１０３又は１０４とテンションリール１０２又
は１０５との間の金属箔帯Ｓの非拘束部分において、図
９に示すような金属箔帯Ｓの長手方向に筋状のたて波Ｓ
１が生じ易い。たて波Ｓ１が生じる理由は、金属箔帯Ｓ
の幅方向に作用する圧縮力による座屈によるものと考え
られている。このたて波Ｓ１が生じると、デフレクタロ
ール１０３，１０４やテンションリール１０２，１０５
との接触点でたて波Ｓ１が折れこんで図１０に示すよう
なしわ（折れ込み疵）Ｓ２となり易い。

【０００４】しわＳ２は製品の品質上、重大な欠陥であ
り、このしわＳ２の存在により生産性を著しく低下させ
るため、しわＳ２の発生を防止するために、従来よりし
わ発生防止（しわ伸ばし）ロールを使用する種々の解決
策が提案されている。これら解決策のうち、例えば、特
公平７- ８７９２７号公報には、図１１に示すように、
高い張力を付与して板厚が０．３ｍｍ以下の極薄金属帯
２１０を圧延により製造するに際し、幅方向の断面形状
がほぼ平坦と考えられる状態から次に幅方向の断面形状
がほぼ平坦と考えられる状態に移行するまでのゾーンで
あってしわ伸びが発生するゾーン内、即ち、巻出しリー
ル２０５から第一デフレクタロール２０６までのゾーン
内、第一デフレクタロール２０６から第一圧延機２０１
の圧延ロール２０３までのゾーン内、第二圧延機２０２
の圧延ロール２０４から第二デフレクタロール２０７ま
でのゾーン内、第二デフレクタロール２０７から巻取り
リール２０８までのゾーン内、あるいは圧延ロール２０
３から圧延ロール２０４までのゾーン内に、少なくとも
該ゾーン内の金属帯２１０の長さを１/ ２以下の長さに
分割する位置に金属帯２１０の断面形状をほぼ平坦とす
るしわ伸ばしロール２０９を設置した極薄金属帯の製造
方法が開示されている。

【０００５】また、特許第２８４３１６５号公報には、
図１２に示すように、中央から対称に端部に行くに従っ
て径を順次増大せしめられる断面弧状の凹部３０１を有
し、該凹部３０１の形状が特殊なｓｉｎ関数に従って形
成されている通板中の極薄金属帯３０２に発生する座屈
波やしわ等の防止ロール３００が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示す特公平７- ８７９２７号公報に開示された極薄金
属帯の製造方法にあっては、しわ伸ばしロール２０９が
単に円柱状をなすものにすぎないため、極薄金属帯２１
０のしわ伸ばしロール２０９と当接している部分及びこ
の部分近傍の僅かな長さの範囲についてのみ極薄金属帯
２１０にたて波発生を抑制しながら拘束することにしか
ならず、十分な効果を得るには至っていなかった。

【０００７】また、図１２に示す特許第２８４３１６５
号公報に開示されたしわ等の防止ロール３００も、たて
波発生を完全には防止するには至っておらず、ひとたび
たて波が発生すると、極薄金属帯３０２の幅中央に当接
する凹部３０１の部分でそのたて波が折れ込んでしわに
なりやすいという問題があった。本発明は上述のような
従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、圧延設備出側でのコイルの巻取りなど、張力の付
与された状態で通板される金属箔帯に幅方向の座屈によ
って生じる筋状のたて波に起因して生じるしわ（折れ込
み疵）の発生を確実に防止するために使用される金属箔
帯のしわ発生防止ロールを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のうち請求項１に係る金属箔帯のしわ発生防
止ロールは、張力が付与された状態で通板される金属箔
帯を横断する幅方向に延びる胴体を有する金属箔帯のし
わ発生防止ロールであって、前記胴体の外周に、前記金
属箔帯幅中央を境界として対称に当接すべく傾斜した凸
状部を設けたことを特徴としている。

【０００９】このしわ発生防止ロールによれば、このし
わ発生防止ロールに張力が付与された状態の金属箔帯を
接触させて通板すると、金属箔帯はしわ発生防止ロール
との接触面において凸状部に倣って拘束され、しわ発生
防止ロールの回転とともにたて波は凸状部の作用により
金属箔帯幅中央域から幅方向両端側へ向かって排出さ
れ、しわ（折れ込み疵）の発生を確実に防止することが
できる。

【００１０】また、本発明のうち請求項２に係る金属箔
帯のしわ発生防止ロールは、請求項１記載の発明におい
て、前記凸状部を横切る横断面形状が、頂上から両端部
に向かって連続的に低くなる略山形の形状であることを
特徴としている。このしわ発生防止ロールによれば、金
属箔帯の通板時に、凸状部による金属箔帯への疵や模様
の転写が回避される。

【００１１】更に、本発明のうち請求項３に係る金属箔
帯のしわ発生防止ロールは、請求項１又は２記載の発明
において、前記凸状部は、その横断面における幅が５ｍ
ｍ以上、かつ、高さが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であ
ることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明に係る金属箔帯のしわ
発生防止ロールが使用される圧延設備の概略側面図であ
る。図２は本発明のしわ発生防止ロールの平面図であ
る。図３は図２の３- ３線に沿う断面図であって、凸状
部を横切る横断面形状を示している。図４は図２に示す
しわ発生防止ロールに金属箔帯が接触して通板する様子
を示す平面図である。図５は図４の５- ５線に沿った断
面図である。但し、図５においてしわ発生防止ロールは
断面図ではない。

【００１３】図１の圧延設備による圧延において、テン
ションリール２より巻き出された金属箔帯Ｓは、張力が
付与された状態でデフレクタロール３を経てゼンジミア
ミルなどのリバース式圧延設備１の圧延ロール１ａで圧
延され、そして出側のデフレクタロール４を経てテンシ
ョンリール５によって巻き取られるようになっている。
そして、１コイル分の圧延が終わったら、次に金属箔帯
Ｓを反対方向に通板して同様に圧延しながら、順次板厚
を薄くしていき、所望の製品板厚を得るようになってい
る。

【００１４】この金属箔帯Ｓの圧延において、巻取り側
のデフレクタロール３又は４とテンションリール２又は
５との間の金属箔帯Ｓの非拘束部分において、図９に示
すような金属箔帯Ｓの長手方向に筋状のたて波Ｓ１が生
じ易い。そして、このたて波Ｓ１が生じると、デフレク
タロール３，４やテンションリール２，５との接触点で
たて波Ｓ１が折れこんで図１０に示すようなしわ（折れ
込み疵）Ｓ２となり易い。

【００１５】本発明者らは、たて波Ｓ１の発生挙動につ
いて鋭意調査した結果、金属箔帯Ｓに付与される張力の
金属箔帯幅方向分布において、幅中央域に大きな張力が
かかるような通板条件において、たて波Ｓ１が発生しや
すいという知見を得た。この現象は力学的には以下のよ
うに説明される。長手方向に張力が付与された通板中の
金属箔帯Ｓには、長手方向の弾性歪みにポアソン比を乗
じた値に相当する金属箔帯幅方向の弾性歪みが生じ、金
属箔帯幅方向に圧縮力が作用する。金属箔帯幅方向の端
部よりも幅中央域に大きな張力がかかると、幅中央域に
おいて幅方向端部よりも大きな弾性歪みを生じようとし
て金属箔帯幅方向にさらに大きな圧縮力が作用する。金
属箔帯Ｓでは箔帯幅に対して箔厚が著しく薄いため、こ
の圧縮力によって箔帯幅方向に座屈現象が生じて、たて
波Ｓ１が生じるのである。金属箔帯Ｓに付与される張力
が幅中央域において大きくなるのは、金属箔帯Ｓの箔厚
は、通常、圧延時のロールの軸方向たわみに起因して幅
端部に比して幅中央部が厚い（当業者間ではクラウン状
とか、クラウンを有するとか称している）状態に圧延さ
れるため、コイル巻き形状（コイルの幅方向厚み分布）
もその影響を受けて幅中央部が膨らみ、巻取り中のコイ
ル半径が大きくなって該部位が金属箔帯の長手方向によ
り強く引張力が生じる効果があるためと思われる。

【００１６】本発明にあっては、図２乃至図５に示すし
わ発生防止ロール６を図１に示す圧延設備に使用し、例
えば、図２（ａ）中の胴長中心線を対称軸としてそれを
境に対称に傾斜した凸状部８を設け、該対称軸を金属箔
帯Ｓの幅中央に当接させることにより、たて波Ｓ１を金
属箔帯Ｓの幅中央域に集中させないようにしてしわ（折
れ込み疵）Ｓ２の発生を防止するようにしている。尚、
本発明にいう対称とは、図２（ｂ）に示すように、凸状
部８が胴長中心線上でずれている場合をも含む意味とす
る。しわ発生防止ロール６の設置位置は、図１に示すよ
うに、リバース式圧延設備１の両側において圧延ロール
１ａとデフレクタロール３，４との間のパスライン及び
/ 又はデフレクタロール３，４とテンションリール２，
５との間のパスライン上に当接すべくしわ発生防止ロー
ル６を設置することが好ましい。デフレクタロール３，
４とテンションリール２，５との間のパスライン上に当
接すべくしわ発生防止ロール６を設置した場合には、巻
取り側のみのしわ発生防止ロール６を使用し、巻出し側
ではしわ発生防止ロール６と金属箔帯Ｓとを非接触状態
として使用しないようにしてもよい。

【００１７】ここで、しわ発生防止ロール６は、張力が
付与された状態で通板される金属箔帯Ｓを横断する幅方
向に延びる胴体７を有し、胴体７の外周に、例えば、図
２のように、胴長中央を境界として対称形状に傾斜した
スパイラル状の凸状部８を設けている。即ち、胴体７の
外周には、胴体７の胴長中心線を境界として左右対称
（図２において左右対称）にスパイラル状に凸状部８が
巻き付けられ、接着されている。凸状部８は胴体７の両
端に至るまで延びている。胴長中央と対称軸がずれてい
たとしても、金属箔帯Ｓの幅中央に対称軸が当接すれば
問題はない。

【００１８】そして、図４及び図５に示すように、この
しわ発生防止ロール６に金属箔帯Ｓを接触させて通板す
ると、金属箔帯Ｓはしわ発生防止ロール６との接触面に
おいて凸状部８に倣って拘束され、しわ発生防止ロール
６の回転とともにたて波Ｓ１は凸状部８の作用により金
属箔帯幅中央域から幅方向両端側へ向かって排出され、
しわ（折れ込み疵）Ｓ２の発生を確実に防止することが
できる。従って、金属箔帯Ｓの生産性を向上させること
ができる。

【００１９】ここで、図２（ａ）において、凸状部８の
中心線とロール中心軸とのなす傾斜角θは、１５°以上
８０°以下であることが望ましい。傾斜角θが１５°未
満では、金属箔帯Ｓとしわ発生防止ロール６との接触面
上での凹凸周期が小さくなり、十分なしわ発生防止効果
が得られない。一方、傾斜角θが８０°よりも大きい
と、金属箔帯Ｓの幅中央域と当接する凸状部８の起点部
分で金属箔帯Ｓへの疵が生じる危険が大きくなる。

【００２０】また、凸状部８を横切る横断面形状は、図
３に示すように、頂上から両端部に向かって連続的に低
くなる略山形の形状であることが好ましい。これによ
り、金属箔帯Ｓの通板時に凸状部８による金属箔帯Ｓへ
の疵や模様の転写を回避することができる。更に、凸状
部８は、図３において、その横断面における幅ｗが５ｍ
ｍ以上、かつ、高さｈが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下で
あることが好ましい。凸状部８の横断面における幅ｗ及
び高さｈとしわ発生防止効果の関係について実験した結
果、図６に示すような結果が得られた。これによると、
凸状部８の横断面における幅ｗが５ｍｍ以上で、かつ、
高さｈが０．５ｍｍ以上である場合に、良好なしわ発生
防止効果が得られることがわかった。なお、凸状部８の
横断面における幅ｗの上限は特に限定されないが、隣接
する凸状部８に干渉しないような幅ｗとしなければなら
ない。また、凸状部８の横断面における高さｈの上限は
１０ｍｍとする。その理由は、高さｈが１０ｍｍを超え
ると、凸状部８から金属箔帯Ｓに作用する力が強すぎて
絞りが発生するからである。

【００２１】以上、本発明の実施形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更を行う
ことができる。例えば、凸状部８は、胴体７の外周に、
胴体７の胴長中心線を境界として左右対称にスパイラル
状に巻き付けられ、接着されている例について説明した
が、これに限るものではなく、他の方法、例えば、凸状
部８が胴体７の外周に胴体７の胴長中心線を境界として
左右対称にスパイラル状に一体に設けられるようにロー
ル６そのものが研削されたものなどであってもよい。ま
た、凸状部８のスパイラルは１本だけでなく、複数本あ
ってもよい。

【００２２】さらに、しわ発生防止ロール６は、図１に
示されるリバース式圧延設備に使用される場合に限られ
ず、片方向圧延のみを行う圧延設備に使用されてもよ
い。この場合、しわ発生防止ロール６は、圧延設備の出
側であってデフレクタロールと巻取りリールとの間のパ
スライン、圧延設備の出側であって圧延ロールとデフレ
クタロールとの間のパスライン、圧延設備の入側であっ
てデフレクタロールと巻取りリールとの間のパスライ
ン、あるいは圧延設備の入側であって圧延ロールとデフ
レクタロールとの間のパスライン上に当接すべく設置可
能である。

【００２３】

【実施例】本発明の効果を検証するために、図１に示す
圧延設備を用いて、箔厚０．０４５ｍｍ、箔幅９００ｍ
ｍのステンレス鋼箔帯（ＳＵＳ４３０）を０．０４０ｍ
ｍの箔厚まで冷間圧延した。リバース式圧延設備１の圧
延ロール１ａは直径が５０ｍｍで胴長が１４００ｍｍで
あり、圧延荷重は３ｋＮ/ ｍｍとし、張力としてユニッ
トテンションで４００ＭＰａを付加した。ここで、ユニ
ットテンションとは、被圧延材の厚ｘ幅断面の単位断面
積当たりの張力をいう。

【００２４】ここで、しわ発生防止ロール６の設置位置
は、図７に示すように、デフレクタロール４とテンショ
ンリール５との間のパスライン及びデフレクタロール３
とテンションリール２との間のパスライン（図示せず）
に当接するようにした。そして、使用するしわ発生防止
ロール６は以下に示す本発明例及び従来例１，２とし、
それらのしわ発生防止効果を比較検討した。

【００２５】本発明例：胴体の直径が１００ｍｍ、胴長
が１１００ｍｍで、胴体７の外周には、胴体７の胴長中
心線を境界として左右対称にスパイラル状に凸状部８が
巻き付けられ、接着されている。凸状部８は、その横断
面おける幅ｗが１０ｍｍ、高さｈが０．５ｍｍのゴム素
材で、ロール中心軸に対する傾斜角θが６０°で胴体に
巻き付けられている。

【００２６】従来例１：胴体の直径が１００ｍｍ、胴長
が１１００ｍｍで、胴体の外周にはなにも設けられず、
円柱状のしわ発生防止ロールとしている。従来例２：胴
体の直径が１００ｍｍ、胴長が１１００ｍｍで、胴体の
外周に胴長中央から対称に端部に行くに従って径を順次
増大せしめられる断面弧状の凹部（胴体中央と端部との
径差が０．３ｍｍ）が設けられた凹形状クラウンのしわ
発生防止ロールとしている。

【００２７】本発明例及び従来例１，２についてのしわ
（折れ込み疵）の発生状況を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１を参照すると、本発明例では、しわの
発生がなく良好に圧延、巻取りが可能であることが理解
される。また、従来例１では、テンションリール上でし
わが発生し、製品不良となったため、圧延を中断した。
更に、従来例２では、しわがより発生しやすく、不良で
あった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る金属箔帯のしわ発生防止ロールによれば、張
力が付与された状態で通板される金属箔帯を横断する幅
方向に延びる胴体を有する金属箔帯のしわ発生防止ロー
ルであって、前記胴体の外周に、前記金属帯幅中央を境
界として対称に当接すべく傾斜した凸状部を設けたの
で、このしわ発生防止ロールに張力が付与された状態の
金属箔帯を接触させて通板すると、金属箔帯はしわ発生
防止ロールとの接触面において凸状部に倣って拘束さ
れ、しわ発生防止ロールの回転とともにたて波は凸状部
の作用により金属箔帯幅中央域から幅方向両端側へ向か
って排出される。このため、圧延設備出側でのコイルの
巻取りなど、張力の付与された状態で通板される金属箔
帯に幅方向の座屈によって生じる筋状のたて波に起因し
て生じるしわ（折れ込み疵）の発生を確実に防止するこ
とができる。従って、金属箔帯の品質不良を防止すると
共に生産性が向上するという優れた効果を奏する。

【００３１】また、本発明のうち請求項２に係る金属箔
帯のしわ発生防止ロールによれば、請求項１記載の発明
において、前記凸状部を横切る横断面形状が、頂上から
両端部に向かって連続的に低くなる略山形の形状である
ので、金属箔帯の通板時に、凸状部による金属箔帯への
疵や模様の転写を回避することができる。更に、本発明
のうち請求項３に係る金属箔帯のしわ発生防止ロールに
よれば、、請求項１又は２記載の発明において、前記凸
状部は、その横断面における幅が５ｍｍ以上、かつ、高
さが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるので、良好なし
わ発生防止効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属箔帯のしわ発生防止ロールが
使用される圧延設備の概略側面図である。

【図２】本発明のしわ発生防止ロールの平面図である。

【図３】図２の３- ３線に沿う断面図であって、凸状部
を横切る横断面形状を示している。

【図４】図２に示すしわ発生防止ロールに金属箔帯が接
触して通板する様子を示す平面図である。

【図５】図４の５- ５線に沿った断面図である。但し、
図５においてしわ発生防止ロールは断面図ではない。

【図６】凸状部の横断面における幅及び高さとしわ発生
防止効果の関係についての実験結果を示すグラフであ
る。

【図７】しわ発生防止ロールの設置位置を示す部分側面
図である。

【図８】一般的なリバース式圧延設備の概略側面図であ
る。

【図９】金属箔帯に発生したたて波の様子を示す部分斜
視図である。

【図１０】金属箔帯に発生したしわ（折れ込み疵）の様
子を示す部分斜視図である。

【図１１】従来例の極薄金属帯の製造方法が適用される
圧延設備の概略側面図である。

【図１２】従来の他の例のしわ等の防止ロールを示す側
面図である。

【符号の説明】

１はリバース式圧延設備 １ａは圧延ロール ２，５はテンションリール ３，４はデフレクタロール ６はしわ発生防止ロール ７は胴体 ８は凸状部 Ｓは金属箔帯 Ｓ１はたて波 Ｓ２はしわ（折れ込み疵）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蛭田 敏樹 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 3F104 AA05 BA02 BA10 4E026 BA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】張力が付与された状態で通板される金属箔
   帯を横断する幅方向に延びる胴体を有する金属箔帯のし
   わ発生防止ロールであって、前記胴体の外周に、前記金
   属箔帯幅中央を境界として対称に当接すべく傾斜した凸
   状部を設けたことを特徴とする金属箔帯のしわ発生防止
   ロール。
2. 【請求項２】前記凸状部を横切る横断面形状が、頂上か
   ら両端部に向かって連続的に低くなる略山形の形状であ
   ることを特徴とする請求項１記載の金属箔帯のしわ発生
   防止ロール。
3. 【請求項３】前記凸状部は、その横断面における幅が５
   ｍｍ以上、かつ、高さが０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１又は２記載の金属箔帯の
   しわ発生防止ロール。