JP2013166158A - 異形断面条の矯正方法及び矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】矯正の作業効率を落とすことなく異形断面条を一様に矯正できる異形断面条の矯正方法及び矯正装置を提供する。
【解決手段】幅方向に厚板部９と薄板部１０とが複数形成された異形断面条２を入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４間に掛け渡し、その入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４間に掛け渡された異形断面条２に張力を付与して矯正する異形断面条２の矯正方法において、入側ブライドルロール３前と出側ブライドルロール４後の条材幅の変化量が一定となるよう入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４で異形断面条２に付与する張力を制御するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、異形断面条の歪みをブライドルロールを用いて矯正する異形断面条の矯正方法及びその矯正装置に関するものである。

近年、リードフレーム等に用いられる異形断面条の品質要求は高まってきている。しかし、圧延された異形断面条は、歪み応力が大きく、プレス打ち抜き後に反りが生じることがあるため、そのままでは顧客要求に応えることは難しい。そこで矯正装置を用い、異形断面条の歪み応力を減らす必要がある。矯正装置には様々な種類がある。例えば、図６に示す矯正装置２０のように、異形断面条２を長手方向に所定間隔を隔てたクランプ部２１、２２でそれぞれ保持し、一方のクランプ部２２を他方のクランプ部２１との間隔を広げる方向に移動させることで異形断面条２を長手方向に引っ張る方式のものや、図７に示す矯正装置３０のように、小径のロール３１を千鳥条に配置し、これらロール３１間に異形断面条２を通して繰り返し曲げを与えることで矯正する方式のものや、図８に示す矯正装置４０のように、複数本のロール３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂで構成したブライドルロール３、４に異形断面条２を交互に巻き付けて異形断面条２に張力を与える方式のものがあり、さらに複数の方式を組み合わせた矯正装置（図示せず）もある。

図８に示す矯正装置４０は、入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４の周速差を利用して張力を発生させ、引張り矯正を行っている。具体的には、コイルからほどかれた異形断面条２が入側ブライドルロール３を通過し、出側ブライドルロール４を経て再び巻き取られるとき、ブライドルロール３、４間の異形断面条２に発生する張力を利用している。この矯正装置４０は、図６に示す矯正装置２０と比べてクランプ痕が発生しないことや、矯正を連続的に行えるため作業効率が比較的高いこと、また、図７に示す矯正装置３０と比べて残留応力が少なくなり、異形断面条２の歪みを減らしやすいという優位性がある。

特開平１０−１９２９７９号公報

図８に示す矯正装置４０において、矯正時に最も重要なパラメータは入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４の周速を異なるものにして発生させる張力である。ところで、異形断面条２は長手方向の位置によって幅が異なり、歪みは一様なものではなく、長手方向の位置によって歪みの比率は異なる。そのため、一定の張力を付与することで異形断面条２の矯正を行おうとすると、矯正が一様に行われず、異形断面条２の部分によって張力が適切にかけられている部分、張力をかけすぎている部分、張力が弱い部分が出てきてしまうという課題があった。このため、歪みを一様に矯正するのは難しく、安定した品質の異形断面条２を供給することは困難であった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、矯正の作業効率を落とすことなく異形断面条を一様に矯正できる異形断面条の矯正方法及び矯正装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、幅方向に厚板部と薄板部とが複数形成された異形断面条を入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡し、その入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡された異形断面条に張力を付与して矯正する異形断面条の矯正方法において、入側ブライドルロール前と出側ブライドルロール後の条材幅の変化量が一定となるよう入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールで異形断面条に付与する張力を制御するものである。

入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡した異形断面条に付与する張力は、入側ブライドルロール前と出側ブライドルロール後の条材幅が３％減少するように設定されるとよい。

前記異形断面条は、幅方向の両側が厚板部で形成され、その厚板部間に複数の薄板部と厚板部が形成されるとよい。

また、幅方向に厚板部と薄板部とが複数形成された異形断面条が掛け渡される入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールと、その入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡された異形断面条に張力を付与して矯正するための張力付与手段とを備えた異形断面条の矯正装置において、前記入側ブライドルロールに入る前の異形断面条の幅を測定する入側幅センサと、前記出側ブライドルロールから出た後の異形断面条の幅を測定する出側幅センサと、前記入側幅センサ及び前記出側幅センサからの測定値に基づいて条材幅の変化量が一定になるように前記張力付与手段を制御する制御装置とを備えたものである。

本発明によれば、矯正の作業効率を落とすことなく異形断面条を一様に矯正できる。

本実施の形態に係る矯正装置の側面図である。 異形断面条の斜視説明図である。 図１の矯正装置で連続矯正作業を行ったときのコイル長手位置と条材幅ヒケ量の関係を示す図である。 従来の矯正装置で連続矯正作業を行ったときのコイル長手位置と条材幅ヒケ量の関係を示す図である。 （ａ）は図１の矯正装置には適さない異形断面条の断面図であり、（ｂ）は薄板部が曲がった異形断面条の断面図である。 間欠式引張り矯正装置の概略説明図である。 ローラを千鳥状に配置した矯正装置の概略説明図である。 ブライドルロールを用いた矯正装置の概略説明図である。

図１に示すように、本実施の形態にかかる矯正装置１は、異形断面条２が掛け渡される入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４と、入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４間に掛け渡された異形断面条２に張力を付与して矯正するための張力付与手段５と、入側ブライドルロール３に入る前の異形断面条２の幅を測定する入側幅センサ６と、出側ブライドルロール４から出た後の異形断面条２の幅を測定する出側幅センサ７と、入側幅センサ６及び出側幅センサ７からの測定値の差が一定になるように張力付与手段５を制御する制御装置８とを備える。

図２に示すように、本実施の形態の矯正装置１で扱う異形断面条２は、幅方向に厚板部９と薄板部１０とが複数形成されたものである。また、本実施の形態の矯正装置１で扱う異形断面条２としては、両側部の薄板部１０が短いもの、両側部が厚板部９であるもの、厚板部９間に挟まれた薄板部１０の幅寸法が小さいもの、厚板部９の幅寸法が大きいもの、厚板部９と薄板部１０の板厚差が小さいものほど好ましい。また特に、異形断面条２は、幅方向の両側が厚板部９で形成され、その厚板部９間に複数の薄板部１０と厚板部９が形成されたものがさらに好ましい。

なお、図５（ａ）に示すように、幅方向の中央部において板厚の厚い厚板部９を有し、幅方向の両側に板厚の薄い薄板部１０を有する異形断面条１１は本実施の形態の矯正装置１には適さない場合もあると思われる。このような異形断面条１１は、厚板部９と薄板部１０の厚さが大きく異なるため、本実施の形態の矯正装置１で矯正すると、図５（ｂ）に示すように薄板部１０において反り返ってしまう虞がある。このような異形断面条１１は、図６に示す間欠式引張り矯正装置２０を用いることが望ましいと思われる。

図１に示すように、入側ブライドルロール３は、それぞれ平行に配置された一対のロール３ａ、３ｂからなり、異形断面条２を表裏方向に交互に折り返すように異形断面条２の板厚方向に位置をずらして配置されている。出側ブライドルロール４は入側ブライドルロール３と上下流方向に対称に配置された一対のロール４ａ、４ｂからなる。また、入側ブライドルロール３の下流側のロール３ｂと出側ブライドルロール４の上流側のロール４ｂは、入側ブライドルロール３のロール３ａ、３ｂ間より離間されて配置されると共に、出側ブライドルロール４のロール４ａ、４ｂ間よりも離間されて配置されており、入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４との間に、伸ばすべき異形断面条２を形成するようになっている。

張力付与手段５は、入側ブライドルロール３のロール３ｂを速度調節可能に駆動する入側駆動モータ１２と、出側ブライドルロール４のロール４ｂを速度調節可能に駆動する出側駆動モータ１３とからなる。張力付与手段５は、入側ブライドルロール３のロール３ｂより出側ブライドルロール４のロール４ｂを速い周速で回転駆動することによりブライドルロール３、４間の異形断面条２に張力を付与するようになっている。入側駆動モータ１２及び出側駆動モータ１３は、それぞれ直流モータからなる。

入側幅センサ６及び出側幅センサ７は、それぞれレーザ変位計からなる。このレーザ変位計は、異形断面条２の両側に臨む位置にそれぞれ設けられており、異形断面条２の両側位置の変位をそれぞれ測定するようになっている。

制御装置８は、入側幅センサ６及び出側幅センサ７からの変位情報に基づいて出側駆動モータ１３の回転速度を増減するようになっている。具体的には、制御装置８は、所定時間毎に入側幅センサ６からの変位情報を取得すると共に、出側幅センサ７からの変位情報を取得し、入側ブライドルロール３に入る前の異形断面条２の幅寸法を算出すると共に、出側ブライドルロール４から出た異形断面条２の幅寸法を算出し、入側の幅寸法に対する出側の幅寸法の減少量が３％＋所定許容値以上のとき、出側駆動モータ１３の回転速度を所定の微少速度減速し、３％−所定許容値以下のとき、出側駆動モータ１３の回転速度を所定の微少速度増速するようになっている。上記所定時間は、ブライドルロール３、４間の異形断面条２が出側幅センサ７の位置に到達するまでの時間に設定されるとよい。また、制御装置８は、入側ブライドルロール３を一定速度で回転させるように入側駆動モータ１２を制御する。この一定速度は、矯正装置１に送られる異形断面条２の送り速度に応じて決定される。

次に矯正装置１の作用及び異形断面条２の矯正方法について述べる。

コイル（図示せず）等から矯正装置１に送られ、ブライドルロール３、４間に至った異形断面条２は、入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４との回転速度差によって長手方向に引っ張られ、長手方向に伸びる。するとブライドルロール３、４間の異形断面条２には、幅方向に対しても寸法の変化が起こり、矯正後の異形断面条２は矯正前と比べて幅寸法が小さくなる。矯正を行う際はこの幅方向の寸法の変化量が重要であり、異形断面条２の幅方向の寸法が３／１００ｍｍ（３％）小さくなれば、矯正が十分に行われていると経験的に見ることができる。

制御装置８は、入側幅センサ６及び出側幅センサ７から変位情報を取得することで、入側ブライドルロール３に入る前の位置と出側ブライドルロール４を出た後の位置とで異形断面条２の幅寸法を読み取り、その幅寸法の変化量を３／１００ｍｍ（３％）に保つように出側駆動モータ１３の回転速度をフィードバック制御する。すなわち、異形断面条２の幅寸法の変化量は常に入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４の回転速度差としてフィードバックされており、出側ブライドルロール４から出た後の条材幅（異形断面条２の幅寸法）と入側ブライドルロール３に入る前の条材幅との変化量が３／１００ｍｍ（３％）より小さくなれば張力を強め、３／１００ｍｍ（３％）より大きくなれば張力を弱めるように出側駆動モータ１３を所定時間毎に制御する。異形断面条は長手方向の位置によって幅が異なり、歪みの比率が異なるが、条材幅に応じて張力が増減するため、歪みが一様になる。

このように、入側ブライドルロール３前と出側ブライドルロール４後の条材幅の変化量が一定となるよう入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４で異形断面条２に付与する張力を制御するため、矯正の作業効率を落とすことなく異形断面条２を一様に矯正でき、矯正作業の工数を削減でき、製品の品質向上ができ、納期遅延の低減ができる。

また、入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４間に掛け渡した異形断面条２に付与する張力は、入側ブライドルロール３前と出側ブライドルロール４後の条材幅が３％減少するように設定されるものとしたため、簡単な制御で異形断面条２を一様に矯正できる。

異形断面条２は、幅方向の両側が厚板部９で形成され、その厚板部９間に複数の薄板部１０と厚板部９が形成されるものとしたため、確実に異形断面条２を一様に矯正できる。

また、矯正装置１が、異形断面条２が掛け渡される入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４と、その入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４間に掛け渡された異形断面条２に張力を付与して矯正するための張力付与手段５と、入側ブライドルロール３に入る前の異形断面条２の幅を測定する入側幅センサ６と、出側ブライドルロール４から出た後の異形断面条２の幅を測定する出側幅センサ７と、入側幅センサ６及び出側幅センサ７からの測定値に基づいて条材幅の変化量が一定になるように張力付与手段５を制御する制御装置８とを備えるものとしたため、矯正の作業効率を落とすことなく簡易な構造で異形断面条２を一様に矯正できる。

なお、入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４はそれぞれ一対のロール３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂからなるものとしたが、３つ以上の複数のロールからなるものであってもよい。

また、張力付与手段５は、ブライドルロール３、４を駆動する直流モータからなるものとしたが、交流モータからなるものであってもよく、他のアクチュエータからなるものであってもよい。またさらに、張力付与手段５は、入側ブライドルロール３の下流側のロール３ｂと出側ブライドルロール４の上流側のロール４ｂとが近接離間するように入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４のいずれか一方又は双方を移動させるシリンダであってもよい。この場合、制御装置８は、入側幅センサ６及び出側幅センサ７からの変位情報に基づいて入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４のいずれか一方又は双方を移動させるようにシリンダを制御するとよい。

制御装置８は、入側ブライドルロール３前と出側ブライドルロール４後の条材幅の変化量が一定となるように出側駆動モータ１３をフィードバック制御するものとしたがこれに限るものではない。出側駆動モータ１３及び入側駆動モータ１２のいずれか一方又は双方をフィードバック制御するものとしてもよい。

異形断面条２を矯正するに際し、上述の矯正装置１を用いた場合と、図８に示す従来の矯正装置４０を用いた場合とについて比較を行った。

この比較には、Ｃ１５１５（ＣＤＡ合金番号：無酸素銅）からなる異形断面条２を用いた。この異形断面条２は、薄板部１０の板厚が０．２ｍｍ、薄板部１０の幅が７ｍｍ、厚板部９の板厚が０．５ｍｍ、厚板部９の幅が２ｍｍに形成され、厚板部９が８山あり、両側が厚板部９で構成され、全幅６５ｍｍに形成されている。

かかる異形断面条２を２コイル用意し、一方のコイルは、図８に示す矯正装置４０に送り、入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４との間の異形断面条２の張力が一定になるように連続矯正作業を行った。また、この連続矯正作業中に入側ブライドルロール３前の位置と出側ブライドルロール４後の位置とで条材幅の変化を測定した。測定結果は図３に示す通りである。他方のコイルは、図１に示す矯正装置１に送り、入側ブライドルロール３前の位置と出側ブライドルロール４後の位置とで条材幅を測定し、その条材幅の差（変化量）が３／１００ｍｍ（６５ｍｍの３％＝１．９５ｍｍ）になるように入側ブライドルロール３及び出側ブライドルロール４で異形断面条２に付与する張力を制御しつつ連続矯正作業を行った。また、この連続矯正作業中に入側ブライドルロール３前の位置と出側ブライドルロール４後の位置で条材幅の変化を測定した。測定結果は図４に示す通りである。

次に、矯正後の異形断面条２が巻かれた双方のコイルから、長手方向の１０箇所の位置からサンプルを採取し、幅方向の歪み調査を行った。その結果、図１に示す矯正装置１を用いて作業したコイルの方が、幅方向歪みのバラツキが小さかった。

１ 矯正装置
２ 異形断面条
３ 入側ブライドルロール
３ａ ロール
３ｂ ロール
４ 出側ブライドルロール
４ａ ロール
４ｂ ロール
５ 張力付与手段
６ 入側幅センサ
７ 出側幅センサ
８ 制御装置
９ 厚板部
１０ 薄板部
１１ 異形断面条
１２ 入側駆動モータ
１３ 出側駆動モータ

Claims (5)

1. 幅方向に厚板部と薄板部とが複数形成された異形断面条を入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡し、その入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡された異形断面条に張力を付与して矯正する異形断面条の矯正方法において、入側ブライドルロール前と出側ブライドルロール後の条材幅の変化量が一定となるよう入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールで異形断面条に付与する張力を制御することを特徴とする異形断面条の矯正方法。
2. 入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡した異形断面条に付与する張力は、入側ブライドルロール前と出側ブライドルロール後の条材幅が３％減少するように設定された請求項１記載の異形断面条の矯正方法。
3. 前記異形断面条は、幅方向の両側が厚板部で形成され、その厚板部間に複数の薄板部と厚板部が形成された請求項１又は２記載の異形断面条の矯正方法。
4. 幅方向に厚板部と薄板部とが複数形成された異形断面条が掛け渡される入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールと、その入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡された異形断面条に張力を付与して矯正するための張力付与手段とを備えた異形断面条の矯正装置において、前記入側ブライドルロールに入る前の異形断面条の幅を測定する入側幅センサと、前記出側ブライドルロールから出た後の異形断面条の幅を測定する出側幅センサと、前記入側幅センサ及び前記出側幅センサからの測定値に基づいて条材幅の変化量が一定になるように前記張力付与手段を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする異形断面条の矯正装置。
5. 入側ブライドルロールと出側ブライドルロール間に掛け渡した異形断面条に付与する張力は、入側ブライドルロール前と出側ブライドルロール後の条材幅が３％減少するように設定された請求項４記載の異形断面条の矯正装置。

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