JP2826936B2 - 金型圧延連続処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺金属材料を間歇的
に金型に送り込みながら成形して異形断面板や高精度板
厚の金属板を成形したのち該金属板に連続して脱脂と焼
鈍及び整形の処理を施す金型圧延連続処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図１に示すような肉厚部ａ
と肉薄部ｂとを有する異形断面板ｃを製造するため、図
２のような、長尺金属材料ｄが板面に当接する金型ｅ
と、該金型の板面に沿って該板面の範囲内を押圧転動し
て該板面に当接した長尺金属材料ｄを圧延する押圧ロー
ルｆと、該押圧ロールの押圧転動の完了毎に該長尺金属
材料を間歇的に一定距離移動させる移動手段を備えた金
型装置ｇを有する成形装置が知られており（特公昭５２
−３６５１２号公報等）、該移動手段としては該金属材
料ｄを掴んでその長さ方向へ往復するクランプが使用さ
れている。該金型ｅの板面には、例えば図３のような突
条ｉが形成されており、この装置によれば、肉厚部が
０．４mm、肉薄部が０．１mmの異形断面板を一挙に製造
することが可能である。

【０００３】また、該金型ｅに図４のようなテーパ溝ｈ
を備えたものを使用すれば、板厚精度が±３／１０００
mm程度の高精度板厚の金属板を製造できる（特公平２−
５１６９５号公報）。

【０００４】この種の金型圧延装置ｇでは、圧延油が使
用されるので、圧延された銅、銅合金、パーマロイ等の
長尺金属板を焼鈍炉に於いて焼鈍する場合、付着した圧
延油を予め溶剤をかけたり酸洗し、或いはバッチ炉にワ
ークを入れて真空加熱して予め脱脂したのち焼鈍してお
り、油が付着したまま焼鈍されると油が焼付いて変色し
た製品となることを防止している。一般に酸化性のワー
クを焼鈍するときには、Ｎ₂雰囲気等の無酸素雰囲気に
於いて酸化を防止しながら行なっている。

【０００５】こうして製造された長尺金属板は、整形の
ために圧延機にかけ、一旦これを巻き取ったのちその幅
寸法を正確に仕上げるために次のスリット工程に移動さ
せ、再びこれを解いてスリットカッターで該長尺金属板
の両側縁をカットし、製品としている。製品となったと
き、例えば図５の長尺金属板は、その各部寸法のうち特
にＡ、Ｂ、｜Ａ−Ｂ｜の寸法に特に精度が要求されてい
る。｜Ａ−Ｂ｜の寸法は０に近いことが要求される。こ
のカットを行なう場合、スリットカッターの前後で図６
のようなスリッターガイドｍ、ｊで該長尺金属板を押
え、左右のスリットカッターのセンターｎに整形された
長尺金属板ｌのセンターｋが一致するように該ガイド
ｍ、ｊを固定し、Ａ、Ｂ、｜Ａ−Ｂ｜の寸法精度を出す
ようにしている。こうした長尺金属板は、電子部品や精
密機械部品の材料として使用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記金型装置で製造さ
れた長尺金属板は、焼鈍炉での焼鈍と圧延機での整形を
行なったのち例えば切断され、コネクターの接触子等に
使用されることになるが、金型装置で成形されて出てく
る長尺金属板をそのまま焼鈍炉や圧延機に於いて連続処
理することはできなかった。つまり、金型装置では間歇
的な移動で金属材料が送られ、焼鈍炉や圧延機では一定
速度で長尺金属板が送られるので、材料移動速度が合致
せず、そのため、金型装置から送り出される長尺金属板
は間紙を挟んで一旦コイルに巻き取り、圧延機や焼鈍炉
で処理するときにはそのコイルを解いて処理したのち再
びコイルに巻き取る必要があり、作業に時間が掛かり、
間紙の無駄が生じる。もし、金型装置から出てくる成形
された長尺金属板をそのまま圧延機で処理すると、該金
属板の板厚や幅が変動し間歇送りの痕跡がついて外観が
悪くなり、製品品質が著しく低下する。また、該金型装
置に直接に焼鈍炉を接続すると、該金型装置から長尺金
属板を引出すために大きな張力が必要であるので、焼鈍
中の金属板にもその張力が加わって変形する不都合を生
じる。

【０００７】該金型装置で異形断面板を成形する場合、
間歇送りの周波数は６〜１０Ｈｚであり、成形した異形
断面の長尺金属板を巻き取る場合、例えば図７に示すよ
うに、その周波数の１サイクル内での速度変化は０．２
〜３．９ｍ／ｍｉｎ、張力変化は５００〜７５０ｋｇｆ
の範囲で変動する。従って、この金型装置に略一定速度
・一定張力で材料の供給を必要とする焼鈍炉や圧延機を
接続できない。

【０００８】該金型装置で成形を終えた長尺金属材料の
脱脂をフロンやトリクロルエタンの溶剤で行なうことも
考えられるが、これらの化学剤の使用は環境破壊の問題
を伴うので好ましくなく、また酸洗により脱脂したとき
には廃酸処理の管理が煩わしい上にコストも高くつく欠
点がある。

【０００９】また、長尺金属板を両側縁をスリットカッ
ターで切除して寸法を決めるときに、スリッターガイド
ｍ、ｊが該長尺金属板と若干のズレが生じてしまうた
め、（Ｌ−Ｍ）だけの遊びができ、センターズレが発生
し、高精度なスリット加工を行なうのが難しかった。

【００１０】本発明は、金型装置で間歇送りで成形され
た圧延油が付着した長尺金属板を一旦巻き取ることなく
直接連続焼鈍炉に送り込んで焼鈍し、続いて圧延機で整
形したのち高精度のスリット加工を行なえる作業性の良
い連続処理装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、間歇的に移
動する長尺金属材料が当接する板面を備えた金型と、該
金型の板面に沿って該板面の範囲内を押圧転動して該板
面に当接した長尺金属材料を圧延する押圧ロールとを備
えた金型装置の後方に、該金型装置で成形された長尺金
属板を略一定速度で移動させると共にこれを整形する第
１圧延機を設け、該金型装置と該第１圧延機の間に、該
長尺金属板の面に接して定位置に於いて回転する間隔を
存して配置した複数個のロールと、該間隔に該長尺金属
板を該間隔内で蛇行させるばねが作用した揺動ロールと
を有する間歇送り吸収装置を設け、該第１圧延機の圧延
トルクで該金型装置に於ける長尺金属板の引抜力を与
え、該第１圧延機の後方にダンサーロール等の速度制御
装置を介して入口に脱脂装置を備えた連続焼鈍炉を設
け、該連続焼鈍炉の後方に焼鈍された該長尺金属板を圧
延する第２圧延機を設けると共に該第２圧延機に接近さ
せて圧延された長尺金属板の側縁部を切除するスリット
カッターを設けることにより、上記の目的を達成するよ
うにした。

【００１２】

【作用】金型装置の金型の板面に当接した長尺金属材料
が停止状態にあるとき、押圧ロールが該板面の範囲を転
動して該金属材料を該板面に押圧し、その転動が完了す
る都度、一定距離だけ該金属材料を移動させ、これを繰
り返すことにより、該金属材料が次第に例えば肉厚部と
肉薄部を有する異形断面板等の長尺金属板に成形され
る。該長尺金属板は金型装置から間歇移動で送り出され
るので、そのままでは該金型装置から出てきた該長尺金
属板に略一定速度で移動させながら行なう必要のある圧
延機による整形や焼鈍炉による焼鈍を行なえないが、本
発明に於いては、該金型装置の後方に間歇送り装置と第
１圧延機が設けられており、該第１圧延機が連続的に成
形された長尺金属板を引張っても該間歇送り装置の揺動
ロールがばねにより揺動して該金型装置から間歇的に該
長尺金属板を引出すことができる。該第１圧延機を通過
するとき該長尺金属板が圧延整形され、該第１圧延機の
後方に設けた第２圧延機により連続焼鈍炉を通って送ら
れるが、該焼鈍炉の前方には速度制御装置が設けられて
おり、該焼鈍炉で焼鈍される長尺金属板の張力と焼鈍時
間とが制御される。該金型装置に於いては圧延油が使用
され、これが付着した長尺金属板を連続焼鈍炉に於いて
焼鈍すると変色する不都合を生じるが、該連続焼鈍炉の
入口に低温の延長部を有する加熱脱脂炉から成る脱脂装
置が設けられており、該連続焼鈍炉の出口側からその室
内、加熱脱脂炉の室内及び該延長部内を通って外部へと
排出されるガスの流れが生じるので、圧延油の付着した
該金属板を金型装置から間歇送り装置及び加熱脱脂炉を
介して連続的に焼鈍炉を通過させてこれに焼鈍を施して
も、該金属板に付着した圧延油は、該加熱脱脂炉に於い
て蒸発し、この蒸発した油は、前記ガスの流れにより該
連続焼鈍炉の室内に侵入することがなく外部へ排出さ
れ、ガスと蒸発油は比較的低温の該延長部に於いて分離
し、夫々排気口・排出口から排出される。該金属板が連
続焼鈍炉に於いて焼鈍のために加熱されるときには、該
金属板は略完全に脱脂されており、金型装置で成形され
た金属板に加熱脱脂と焼鈍を連続して施せるので作業性
がよく、排出された油を回収して再使用することができ
る。

【００１３】該連続焼鈍炉から出てくる長尺金属板は一
定速度で一定張力に制御されて第２圧延機により整形さ
れ、スリットカッターにより幅寸法が仕上げられたのち
リコイラーに巻き取られるが、該スリットカッターによ
り長尺金属板の両側縁を切除するときに該カッターの直
前の第２圧延機がその圧延ロールで該長尺金属板を強固
に固定しているために切除の際に該金属板にブレが生じ
ず、正確な幅寸法に仕上がる。

【００１４】以上の金型装置から整形、焼鈍、幅仕上げ
を連続して行なうと、３〜３０ｍ／ｍｉｎの速度で長尺
金属板の完成品を製造できる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき説明すると、
図８及び図９に於いて符号１はコイル状に巻いた銅や銅
合金等の長尺金属材料を示し、該長尺金属材料１は、矩
形断面を有しており、金型装置２を構成する金型２ａ
と、該金型２の板面２ｂに沿って該板面の範囲内を押圧
転動する押圧ロール３との間に供給され、押圧ロール３
が上記の押圧転動を完了する毎に間歇的に該長尺金属材
料１を一定距離だけ移動させ、次第に該金型２ａの形状
に該金属材料１が成形される。該金型２ａの板面２ｂ
は、図３や図４に示した形状を有し、該金属材料１に押
圧ロール３による押圧と移動とが交互に与えられると、
少しずつ異形断面或いは高精度板厚の長尺金属板１ａに
次第に仕上げられる。この成形には鉱物系等の圧延油が
使用され、該金属板１ａは圧延油が付着したまま金型装
置２から引き出される。

【００１６】金型２ａにより所定の形状に仕上げられた
長尺金属板１ａは、第１圧延機３０により圧延整形さ
れ、更に脱脂装置４による脱脂と連続焼鈍炉５による焼
鈍と第２圧延機７による整形とスリットカッター３１に
より両側縁を切除する幅寸法の仕上げの処理工程を経て
製品となる。コイルから引き出された金属材料１の先端
部を略一定速度で連続的に巻き取るリコイラー８に連結
し、該金型装置２とその後方の第１圧延機３０との間に
間歇送り吸収装置９が設けられ、これにより金型装置２
での間歇的な金属材料１の送りと第１圧延機３０による
一定速度での金属板１ａの送りがマッチングするように
した。該第１圧延機３０は大きな引出し力を持ち、圧下
率にもよるが該金属材料１の成形速度を従来の１．４〜
２倍程度に高速化できる。該間歇送り吸収装置９は、図
９に明示するように、長尺金属板１ａの面１ｂに接して
定位置に於いて回転する複数個のロール１０を間隔１１
を存して配置すると共に、該間隔１１に該長尺金属材料
１を該間隔１１内でばね１２で牽引して蛇行させる揺動
ロール１３を設けて構成した。図示の実施例では定位置
に於いて回転する３本のロール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
を設け、これらのロールの各間隔１１に２本の揺動ロー
ル１３ａ、１３ｂを夫々設けるようにした。１４は未成
形の長尺金属材料１を巻いたロールで、これより金型装
置２に引き出される。

【００１７】該金型装置２で成形を行なうには間歇的に
該金属材料１を移動させるを要し、この移動は金型２ａ
の板面２ｂに金属材料１を押圧する押圧ロール３の押圧
転動が完了してその押圧が解除されたときにのみ行なわ
れる。略一定速度で連続的に金属材料１を引張る第１圧
延機３０では、該金属材料１の間歇的な移動を行なえな
いが、該金型装置２と第１圧延機３０との間に交互にロ
ール１０と揺動ロール１３とが設けられているので、金
型２ａの板面２ｂに対する押圧する押圧ロール３の押圧
転動が完了して該金属材料１の張力が緩もうとすると
き、ばね１２が揺動ロール１３をロール１０の間隔１１
から遠ざけるように移動させて該張力を維持し、該押圧
ロール３の押圧転動中は金型装置２から金属材料１が繰
り出されることがなく、その張力が高まろうとするが、
このときには該揺動ロール１３がばね１２に抗して該間
隔１１に近付くように移動してその張力の高まりを防
ぐ。従って、金型装置２に於いて間歇的に金属材料１を
移動させ且つ続く第１圧延機３０では略一定速度で連続
して成形された金属板１ａを移動させ得る。更に詳細に
は、前記したように該金型装置２に於ける金属材料１の
間歇移動が６〜１０Ｈｚ程度の周波数である場合、その
周波数の１サイクル内で図７に示す速度・張力変化があ
るが、このとき該揺動ロール１３が急激な速度変化に対
応して振動し、金属材料１の速度が押圧ロール３の押圧
転動の完了で急激に高速になり、張力が減少しだすと、
図１２のように、Ａ位置から矢印方向へ該金属板１ａを
蓄えるように揺動ロール１１が移動し、該金属板１ａの
張力が最小になったときＢ位置となり、次に高速になる
までの間、揺動ロール１３はＢ位置より矢印方向に移動
して、徐々に該金属板１ａの蓄えを放出していく。金型
装置２は、その加工速度を高速にする程、速度・張力変
動が大きくなるため、揺動ロール１３の本数が多く必要
になるが、速度が１０ｍ／ｍｉｎ程度であれば、図９の
ように２本でよい。該揺動ロール１３は金型装置２の急
激な速度変化に追従できる固有振動数をもつ振動系に構
成され、ばね１２として金型装置２の間歇送り分の材料
を蓄えをばねの変位で行なえるものが使用される。ばね
１２の変位により張力変動が発生するが、そのばね定数
はできるだけ小さいものであることが好ましい。尚、該
ばね１２は引きばねに限らず押しばねでもよい。

【００１８】該脱脂装置４及び連続焼鈍炉５の詳細は図
１０に示す如くであり、第１圧延機３０を通過した該金
属板１ａは、ブライドルロール等で構成された張力制御
装置２５及びダンサーロール等で構成された速度制御装
置２６を介して脱脂装置４の入口１５に設けた延長部１
６を介してヒーター１７が設けられた脱脂装置４の室内
に導入され、続いてヒーター１８を備えた連続焼鈍炉５
の室内へその入口１９から導入され、出口２０から冷却
器３２を介して次の第２圧延機７により引き出される。
該張力制御装置２５は第１圧延機３０の張力を制御する
もので必ずしも必要ではない。また、該速度制御装置２
６は第２圧延機７の速度制御を行ない、焼鈍炉５におけ
る速度及び張力を制御する。該焼鈍炉５の出口２０にガ
ス導入口２１を設け、脱脂装置４の延長部１６にはガス
の排気口２２と凝縮した油の排出口２３とが設けられ
る。２４は炉内の雰囲気と外気との接触を絶つためのク
ランプである。該金属材料１が純銅である場合、これを
該焼鈍炉５に於いてガス導入口２１から導入した例えば
Ｎ₂ガスの雰囲気中で６００℃に加熱し、その外部で冷
却器３２や自然冷却により常温にまで冷却すると焼鈍が
完了する。焼鈍に先立ち、該金属板１ａに付着している
油を取り除く必要があるが、該焼鈍炉５に連設した脱脂
装置４の室内に於いてヒーター１７により加熱して該金
属板１ａに付着した油を蒸発により取り除き、そのまま
連続焼鈍炉５へ移送するようにした。該脱脂装置４の延
長部１６の入口１５寄りに設けた排気口２２にはファ
ン、排出口２３には貯油槽を夫々接続する。該延長部１
０はその周囲からの放熱により室温程度の比較的低温に
なるが、必要ならばこれを冷却してもよい。

【００１９】該金属板１ａに付着した圧延油は脱脂装置
４の加熱により蒸発するが、その油蒸気はガス導入口２
１から連続焼鈍炉５の室内及び加熱脱脂炉４の室内を介
して延長部１６の排気口２２へと流れるガスにより外部
へ排出され、該延長部１６が比較的低温であるためにこ
れに該蒸気が接触して凝縮し、排出口２３から凝縮した
油が流れだし、排気口２２からはガスが排気され、連続
焼鈍炉５の室内へは油蒸気が侵入することがなく、脱脂
された金属板１ａの焼鈍を行なえる。例えば、該圧延油
の沸点が約１８０〜３５０℃であるとき、加熱脱脂炉４
では金属板１ａが約４００〜５００℃程度になるように
加熱し、焼鈍炉５ではヒーター１８により該金属板１ａ
を６００℃に加熱する。該金属板１ａを５ｍ／ｍｉｎの
速度で移動させたときに略完全に脱脂され、焼鈍炉５に
於ける焼鈍で変色等を生じることがなかった。

【００２０】間歇送り吸収装置９がないときは、第１圧
延機３０に於いて金属板１ａは３．７ｍ／ｍｉｎの速度
変動幅と２７０ｋｇｆの張力変動幅を持ち、これでは第
１圧延機３０での圧延整形に支障を来すが、該間歇送り
吸収装置９を設けることにより、第１圧延機３０より後
方に於いて金属板１ａを０．５ｍ／ｍｉｎの速度変動幅
で２０ｋｇｆの張力変動幅とすることができ、圧延整形
とそれ以後の脱脂装置４、連続焼鈍炉５、第２圧延機
７、スリットカッター３１に於ける金属板１ａの加工処
理に支障がなかった。

【００２１】該第２圧延機７により焼鈍された金属板１
ａの整形が行なわれ、その直後に幅寸法を仕上げるため
にスリットカッター３１により該金属板１ａの両側縁が
切除され、リコイラー８で巻き取られる。該第２圧延機
７は脱脂装置４及び焼鈍炉５内の金属板１ａを引張って
焼鈍時間が一定になるようにこれを移動すると共にスリ
ットカッター３１で切除される該金属板１ａを左右に振
れないようにロールで押さえて正確な幅寸法に仕上げ
る。３３及び３４は第２圧延機７の前方とスリットカッ
ター３１の後方に設けたガイドで、異形断面の金属板１
ａの場合には図６のようにその凹凸形状に適合する凹凸
を有する。該スリットカッター３１の構成は図１３に示
す如であり、その幅方向の中心は第２圧延機７のロール
の幅方向の中心に合致させて設けられる。

【００２２】該第１圧延機３０により引かれる金型装置
２側の長尺金属板１ａは１．０〜１０ｍ／ｍｉｎの速度
で張力が３００〜１０００ｋｇｆになり、該第１圧延機
３０から速度制御装置２６までの間では、該金属板１ａ
は速度が２．０〜２０ｍ／ｍｉｎ、張力が５０〜２００
ｋｇｆとなり、脱脂装置４に入るときには該金属板１ａ
は速度が２．０〜２０ｍ／ｍｉｎで張力が１０〜５０ｋ
ｇｆとなり、スリットカッター３１により仕上げられて
巻き取られるときの該金属板１ａの速度と張力は３．０
〜３０ｍ／ｍｉｎと１００〜５００ｋｇｆになる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、長尺金属
材料を間歇的に移動させながら圧延成形する金型装置の
後方に間歇送り吸収装置を介して第１圧延機を設け、そ
の後方に張力制御装置と速度制御装置を介して脱脂装置
と連続焼鈍炉を設け、更にその後方に第２圧延機とスリ
ットカッターを互いに接近して設けたので、間歇的な金
属材料の移動により金型装置で成形された圧延油の付着
した長尺金属板をそのまま一定速度で移動させながら整
形、焼鈍、整形、幅加工を連続的に行なえ、高精度の金
属板を能率良く製造することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 金型装置により成形された長尺金属板の１例
の斜視図

【図２】 金型装置の説明図

【図３】 異形断面板製造用の金型の斜視図

【図４】 高精度板厚金属材料製造用の金型の斜視図

【図５】 金型装置により成形された長尺金属板の他の
１例の斜視図

【図６】 長尺金属板のガイドの斜視図

【図７】 金型装置で連続成形した金属材料を巻き取っ
た場合の速度・張力の変化の線図

【図８】 本発明の実施例の全体側面図

【図９】 図８の要部の拡大図

【図１０】 図８の他の要部の拡大図

【図１１】 図８の更に他の要部の拡大図

【図１２】 間歇送り吸収装置の作動状態の説明図

【図１３】 図１１のＡ−Ａ部拡大断面図

【符号の説明】

１ 長尺金属材料 １ａ 長尺金属板 ２
金型装置 ２ａ 金型 ２ｂ 板面 ３
押圧ロール ４ 脱脂装置 ５ 連続焼鈍炉 ７
第２圧延機 ９ 間歇送り吸収装置 １０、１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ ロール １１ 間隔 １２ ばね １３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 揺動ロール １５、１９ 入口 ２０ 出口 ２１
ガス排気口 ２３ 油排出口 ２５ 張力制御装置 ２６
速度制御装置 ３０ 第１圧延機 ３１ スリットカッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 弘 長野県松本市大字笹賀5652番地111 カ ワイ精密金属株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−159450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−84740（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−262288（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−269886（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−269889（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−36512（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−51695（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21H 8/00 B21B 1/08 B21B 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間歇的に移動する長尺金属材料が当接す
   る板面を備えた金型と、該金型の板面に沿って該板面の
   範囲内を押圧転動して該板面に当接した長尺金属材料を
   圧延する押圧ロールとを備えた金型装置の後方に、該金
   型装置で成形された長尺金属板を略一定速度で移動させ
   ると共にこれを整形する第１圧延機を設け、該金型装置
   と該第１圧延機の間に、該長尺金属板の面に接して定位
   置に於いて回転する間隔を存して配置した複数個のロー
   ルと、該間隔に該長尺金属板を該間隔内で蛇行させるば
   ねが作用した揺動ロールとを有する間歇送り吸収装置を
   設け、該第１圧延機の圧延トルクで該金型装置に於ける
   長尺金属板の引抜力を与え、該第１圧延機の後方にダン
   サーロール等の速度制御装置を介して入口に脱脂装置を
   備えた連続焼鈍炉を設け、該連続焼鈍炉の後方に焼鈍さ
   れた該長尺金属板を圧延する第２圧延機を設けると共に
   該第２圧延機に接近させて圧延された長尺金属板の側縁
   部を切除するスリットカッターを設けたことを特徴とす
   る金型圧延連続処理装置。
2. 【請求項２】 上記連続焼鈍炉はその入口に加熱雰囲気
   の加熱脱脂炉から成る脱脂装置を備え、該連続焼鈍炉の
   出口側にガス導入口を設けてその室内をガス雰囲気とす
   ると共に該加熱脱脂炉の室内からその入口側へ延びる比
   較的低温の延長部を設けてそこに油排出口とガス排出口
   を分離して設けたことを特徴とする請求項１に記載の金
   型圧延連続処理装置。