JP2898561B2 - 連続コイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属条材の連続コイル
に関するものであり、特には複数のコイルにおける条の
端部を相互に接続して所定の連続長とした連続コイルに
おける連続条の品質と取り出し等の取扱い性の改善に関
するものである。本発明は特には、スリッターによって
剪断された複数の狭巾の金属条を一旦コイルとして巻き
取った後、運搬時またプレス機械等に折れしわ、擦傷等
の発生なく送り込むためのアンコイラーでの使用に好適
である。

【０００２】

【従来の技術】金属の条は一般に、金属の鋳塊に対して
圧延加工と熱処理を繰り返し施すことにより所望の特性
と厚みを有するものに加工される。さらに各種の表面処
理などが施されることもあるが、最終的には所望の幅に
スリッターにより裁断される。そして、条の幅方向をコ
イルの中心軸と平行に、かつスリットエッジを揃えて一
定長づつ円盤状に巻き取られて、金属条のコイルが作製
される。

【０００３】金属条はその後、金属素材として、めっき
や塗装などの表面処理を施されたりまたプレスによる塑
性加工など加工設備で加工される。これらの後の表面処
理や加工工程では、アンコイラー、即ち回転式の巻き出
し装置を使用して金属条をコイルから連続的に巻きほぐ
し、金属条を取り出すことが不可欠である。この条の取
り出しは金属条の加工工程における生産性及び品質に影
響する重要な工程である。

【０００４】金属条のアンコイラー方式としては以下の
方式がある。 縦型アンコイラー方式、 横積式アンコイラー方式、 トラバース方式、及び 連続コイル方式

【０００５】縦型アンコイラー方式は、１コイルずつコ
イルをアンコイラーに映写機のリールのように縦型にセ
ットし、コイルを回転させることによりコイル条を取り
出す方法である。この方法は、１コイル使用後に、１コ
イルずつ次のコイルをセットしなければならないため、
通常パレット（架台）上に横にして積み上げてあるコイ
ルを作業者が一つづつ縦型に姿勢を直してセットするの
に時間がかかりプレス機械等の加工設備の稼動率を著し
く低いものとした。また重量のあるそうしたコイルを水
平状態から立てそしてセットする作業は危険であった。
１コイル毎にコイル始端部を加工設備にその作動を停止
してにセットする必要があるため、加工設備の稼動率の
低下を招きまた装置の一部を破損し易く、更には１コイ
ル長の長さしか加工設備にて処理出来ず、製品長さに限
界があった。連続的に長尺の金属コイル条をプレス機械
等に送り込むには何本かのコイル条を溶接することによ
り大径のコイルを作製する必要があるが、大径のコイル
の巻取り及び巻き出しは難しく、取扱いも困難であり、
おのずからコイル長には制約があった。

【０００６】横積式アンコイラー方式は、パレット（架
台）上に横にして積み上げてあるコイルをパレットごと
アンコイラーのターンテーブル上に置き、ターンテーブ
ルを回転させながらコイル条を外側（或いは内側）より
上から下へと１コイルづつ取り出す方法である。この方
式は、先の縦型方式と異なり、パレット上に横にして積
み上げてあるコイルをパレットごとそのままアンコイラ
ーのターンテーブル上に設置すればよい点で、作業性を
改善はしたが、基本的には縦型方式の欠点が依然として
残った。

【０００７】トラバース方式は、スリットされた条を溶
接して長い条を作り、これを糸巻き状にリールに例えば
左端から右端へそして右端から左端へと重ねて連続的に
巻いたものをリールを回転させながら１リール分巻き出
す方式である。この方式は連続長の条を取扱える点で有
利であるが、リールに条を巻き付ける作業が面倒である
こと、リールへの条の巻き付け条件が悪いと、輸送中条
がずれて、表面に傷が付いたり、条の取り出しが出来な
くなること、条の表面にその上に巻かれた条のエッジが
必ず重なるため微小な傷が発生し、そのため表面の要求
特性が厳しい用途では使用出来ないこと等の多くの欠点
を有する。

【０００８】これら３方式では、近時のアンコイラーに
要求される条件に対処し切れない。最近では、エレクト
ロデバイスの急激な進展に伴い、リードフレーム、基板
等精密さを要求される狭巾の条への需要が増大してお
り、これらを取扱うには、 １．加工設備の稼動率向上への要求が厳しく、そのため
には加工設備の作動の中断を最小限とすること、 ２．任意に設定した連続長の条を加工設備に連続的に送
り出せること、 ３．製品品質への厳しい要件に見合うよう条の表面傷、
曲り等の発生が解消されること、 ４．更に、製品品質と関連して、従来の横積式アンコイ
ラー方式やトラバース方式で先行する条の末端とその次
の条の先端を溶接する場合に溶接部で厚みの段差が存在
することが改めて問題視されるようになり、そうした溶
接部段差を解消すること（この問題は、スリット前の圧
延条がその先端と後端とで厚さをどうしても異にしそし
て従来厚さの異なる先端一後端どうしを溶接せざるをえ
なかったことから生じたものである。）、 ５．トラバース方式に見られたような特殊な用具や治具
を必要としないこと、 ６．作業性が良好なこと、 ７．コスト負担増のないこと といった要件を満足する新たなコイル条取り出し方式の
検討を迫られ、こうした欠点を解決するべく開発された
のが連続コイル方式であり、その詳細は特公平４−３６
７６６号公報に開示されている。連続コイル方式は従前
のコイル取り出し方式〜に示す従来のコイルアンコ
イラー方式とは全く異なるコイル条取り出し方法であ
り、圧延広巾条をスリッターによってスリット条に剪断
し、各スリット条を巻きとってコイルを形成する。これ
らコイルは交互に巻き方向を逆にして内端同志及び外端
同志順番に溶接された状態でパレット上に１ロットの連
続コイルとして積み重ねられる。取り出し作業は、上の
コイルから下のコイルに向けて外から内側へそして内か
ら外側へと方向を逆にしながら実施され、交互に巻き方
向を逆にしてあるから、取り出しが外→内から内→外へ
と変わっても、ターンテーブルの一方向回転で各コイル
の巻き出しはスムーズに実施出来る。

【０００９】すなわち、連続コイル条取り出し方式は、
パレット上に横向きにされ１コイル毎に巻き方向を異に
する複数のコイルを隣合うコイルの内側端同志あるいは
外側端同志を順番に接合して積み重ねた状態でアンコイ
ラーのターンテーブルに載置し、このターンテーブルを
一方向に回転させながら、上部コイルから下部コイルへ
と前記接合された隣合うコイルの内側端あるいは外側端
を順次経由して連続的に条を取り出すことを特徴として
いる。そしてこのコイル条取り出し方法によって連続コ
イル条の取り出しがスムーズにでき、加工作業の中断が
全く必要でなくなる等の効果を有するものである。した
がって、最近この有用なコイル取り出し方式の実施が普
及し始めている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実施に伴い連
続コイルの製造、運搬、取り出しの各工程において様々
な問題が生じた。すなわち、各コイル間のズレ、巻き緩
み、共ズレ傷、取り出し時の条の引っ掛かり等の問題が
生じた。

【００１１】コイルの製造あるいは運搬時のトラブル事
例としては次のものがある。スペーサーの配置等に起因
して、コイル間の固定が不安定となりやすいため、運搬
中の車の振動等によりコイル間の位置ズレが発生するこ
とがある。さらに巻緩むとコイル間の接続部分は、コイ
ル間にまたがるために、同部では条のエッジ等が重なり
合う条表面に傷が発生することがある。

【００１２】コイルの取り出し時のトラブル事例として
は、特にコイル内側から条を取り出す際に、条のエッジ
のバリやコイル間の溶接部のビートがコイルの内側上部
エッジに引っかかりスムーズに条が送り出されない問題
がある。ここで、バリとは条製品をスリットによる剪断
加工で生じるバリを云う。ビートとは二つのコイルを接
続するために各条の端部を溶接する際に溶融部が条の厚
みより肉厚となり条の面から盛り上がっている部分をい
う。

【００１３】本発明の課題は、上記の事情に鑑み、連続
コイルの運搬時、取り出し時等でのコイル及び条の品質
異常が発生しない連続コイルを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、連続コイル
の運搬時、取り出し時等でのコイル及び条の品質異常が
発生させる要因を検討した結果、各コイルのコバ面の変
位、各コイルの内径と外径の比、条のカール、溶接部の
ビート高さ並びにスリットバリの高さが重要であり、こ
れらを所定の範囲内に規制することにより課題を解決し
うることを見出した。この知見に基づいて、本発明は、
横置きにされ、１コイル毎に巻き方向を逆にする複数の
金属条のコイルを隣合うコイルの内側端同志あるいは外
側端同志を溶接し、かつコイルの回転軸を一致させた状
態で順に積み重ねた形態の連続コイルにおいて、（１）
各コイルのコバ面の変位量が５ｍｍ以下であり、（２）
各コイルの外径が内径の４倍以下であり、（３）条のカ
ールが一方向で定盤上１０ｍｍ／２００ｍｍ以下であ
り、（４）溶接部のビート高さが板厚に対し±０．０１
０ｍｍ以内であり、かつ（５）スリットバリの高さが板
厚の５％以下であることを特徴とする連続コイルを提供
するものである。

【００１５】

【作用】図１を参照すると、圧延広巾条１０が、スリッ
ターによって点線で示すようにここでは６本の狭巾のス
リット条Ｓ１〜６に剪断される。各スリット条の前端が
Ａ１〜Ａ６としてそして後端がＢ１〜Ｂ６としてそれぞ
れ示してある。これらスリット条は剪断されるにつれ巻
き取られ、右側に示すようにコイル１〜６を構成する。
各コイルは、前端Ａ１〜Ａ６を内側としてそして後端Ｂ
１〜Ｂ６を外側として、ここでは内から外へ時計方向に
巻回されている。コイル２、４、６は裏返しにされ
２’、４’、６’とした後で、これらコイル１、２’、
３、４’、５、６’が内端同志及び外端同志順番に溶接
された状態でパレット上に連続コイルとして積み重ねら
れる。

【００１６】図２は、連続コイルの構造の原理図であ
り、ここでは明瞭化のためにコイル条は線で表わしてあ
る。コイル１の外端Ｂ１が取り出し端である。コイル１
の内端Ａ１は次のコイル２’の内端Ａ２に溶接により接
合される。次に、コイル２’の外端Ｂ２は次のコイル３
の外端Ｂ３に接合される。このようにコイル１〜６はＢ
１を始端として内端同志及び外端同志順番に、Ａ１−Ａ
２（内）、Ｂ２−Ｂ３（外）、Ａ３−Ａ４（内）、Ｂ４
−Ｂ５（外）、Ａ５−Ａ６（内）と接続され最終端のＢ
６に至る。こうして接続された状態でパレット１２に所
望数積み上げられ、１ロットの連続コイルを構成する。
先行のロットの取り出し作業が済むと、待機している次
のロットがパレットごとアンコイラーのターンテーブル
１３に載置される。取り出し作業は、コイル１：外から
内側へ、コイル２’：内から外側へ、コイル３：外から
内側へ、コイル４’：内から外側へ、コイル５：外から
内側へ、そしてコイル６’：内から外側への順序で行な
われる。コイル２’、４’、６’は裏返しにして巻き方
向を逆にしてあるから、取り出しが外→内から内→外へ
と変わっても、ターンテーブルの一方向回転で各コイル
の巻き出しはスムーズに実施出来る。

【００１７】本発明に従えば、こうした連続コイルにお
いて、各コイルのコバ面の変位、各コイルの内径と外径
の比、条のカール、溶接部のビート高さ並びにスリット
バリの高さが規制される。順次説明する。

【００１８】コイルの「コバ面」とは、図３（ａ）に示
すように、何重にも巻き回されたコイルのスリット破面
より形成される、中心軸線に垂直なコイルの端面を云
う。コイルのコバ面の変位が５ｍｍ以内とは、スリット
破面より形成される各コイルの端面のコイル軸方向変位
の最大値と最小値の差が５ｍｍ以内ということである。
例えば水平面にコイルを横置きした場合、図３（ｂ）及
び（ｃ）に示すように、水平面に接するコバ面の最も浮
き上がった部分の変位量が５ｍｍ以内となる。これによ
り、連続コイルにおいて各コイル間の固定が行いやすく
なる。これは、スリットで各コイルを製造する際、巻取
りリールのエッジポジションコントロールにより制御す
ることができる。

【００１９】図４に示すように、コイルの外径（ｂ）が
内径（ａ）の４倍以下（ｂ≦４ａ）とは、コイルの外径
がコイルの内径の４倍以上にならないということであ
る。取り出し点はコイルの外周と内周の範囲で回転半径
が変化するため、その差がその差が４倍以上になると、
条を一定速度で取り出すことが困難になる。これは、単
にコイル仕様の変更の範囲である。

【００２０】条の「カール」とは曲がりとも云われ、基
準の長さに対する条の弧の深さを云う。条のカールが一
方向で定盤上１０ｍｍ／２００ｍｍ以下とは、図５に示
すように、条を２００ｍｍの長さで切りとり、定盤上に
平面的に置いて、同一エッジの両端を結ぶ直線から同エ
ッジのいずれの点も同直線から１０ｍｍ以上変位してい
ないことである。すなわち、カールは条のスリット前の
広幅の条が平坦でないことから、スリット後の条の両エ
ッジの長さに差が生じる現象である。カールが強いとコ
イルが変形しやすく、その結果連続コイルの変形等の不
具合を生じやすい。カールはスリット前の圧延形状、組
成加工の残留応力による熱処理時の条の変形等により条
の平坦性がない場合に起こりやすい。この場合は圧延条
件の調整により制御することができる。また、スリット
時にスリット後の条の両エッジで、スリットのカッター
のセット条件例えばクリアランス等が異なる場合に生じ
ることもある。この場合は、それらのスリット条件を最
適化する。

【００２１】溶接部のビート高さが板厚に対して±０．
０１０ｍｍ以内とは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、マイクロメータ等の接触式の測定法で板厚測定を行
った場合、ビート部の測定値は通常部の測定値の±０．
０１０ｍｍ以内である必要がある。ビート部はコイル内
側より条を取り出す際に、コイル内側の上側エッジと条
のエッジが接触することがあり、この時ビート部が上記
範囲以上であると引っかかって条のスムースな取り出し
ができない。溶接時にビート部が上記以上の高さになっ
た場合は、圧延等により変形させ上記範囲に入るように
する。

【００２２】スリットバリの高さが板厚の５％以下と
は、図７に示すように、スリット時にバリが発生する側
の条の圧延面から、バリの頂点まで（板厚×０．０５）
ｍｍ以下であるという意味である。バリがそれ以上の高
さで発生すると、上記ビートと同じ理由により、条の取
り出しがスムースにできにくくなる。また、各コイルの
連結部は条が斜めにコイル間を横切り、バリが条の面に
接するために、バリの高さが高いと、これに接する条の
面にキズを付けることになり品質異常の原因となる。ス
リットのカッターのセット条件例えばクリアランス等の
調整により生じるので、それらのスリット条件を最適化
する。

【００２３】

【実施例】図８に示すように、コイル１、２’、３、
４’、５、６’から成る連続コイルロットをパレット１
２ごとアンコイラー１１のターンテーブル１３に載置
し、取り出し作業を実施した。図８は一番上のコイル１
のとり出しを始めた状態を示す。コイルの取り出し端Ｂ
１をプレス機械である加工設備２０に案内ロールを介し
てセットし、ターンテーブルがモータ（図示なし）によ
り加工設備の加工速度に応じた速度で回転させた、コイ
ルを順次連続的に巻き出した。次の条件を設定した： （１）各コイルのコバ面の変位：３ｍｍ、 （２）各コイルの内径と外径の比：１：３、 （３）定盤上での条のカール：３ｍｍ／２００ｍｍ、 （４）溶接部のビート高さ：板厚に対して±０．００６
ｍｍ （５）スリットバリの高さ：板厚の３％

【００２４】コイル送り出し速度と加工速度には差異を
生じるのでまたコイルの巻き出しが進むにつれ周速度が
変化するので、条のたるみが生じる。そこで、加工設備
の上流でコイルにバックテンションを与えて条のたるみ
を防止するべくダンサロールを使用した。アンコイラー
１１の一側に、角度検出器１５を支持する支柱を設置
し、角度検出器１５から前方に伸びるロッド１６の前端
にはロッドに直交するダンサローラ１７を装備した。ま
た、上部リミットスイッチ１８及び下部リミットスイッ
チ１９をロッドと係合する位置に別の支柱で設置した。
定常状態では、ダンサローラ１７は、図面上側に示す設
定速度位置の高さで同調する。条は、ダンサローラによ
るバックテンションによりたるみなく加工装置に供給さ
れた。すなわち、コイルの巻き径が小さくなると、周速
が遅くなるため、ダンサローラ１７は次第に持ち上げら
れ、ダンサローラは角度検出器と連動しているため、こ
の動きは電気信号に変換され、モータを増速する。加工
設備の加工速度と同調したところでダンサローラはその
位置を停止する。逆に、加工速度が遅く、条にたるみが
出来るときには、ダンサローラ１７は降下し、それに応
じてモータが減速される。安全のため、上部リミットス
イッチ１８及び下部リミットスイッチ１９がダンサロー
ラの移動範囲を設定する。

【００２５】こうして、コイルの取り出し時のトラブル
は発生せず、特にコイル内側から条を取り出す際に、条
のエッジのバリやコイル間の溶接部のビートがコイルの
内側上部エッジに引っかかりがなく、スムーズに条が送
り出された。コイルの製造あるいは運搬時のトラブルも
また発生することがなくなった。コイル間の固定が安定
となり、運搬中の車の振動等によりコイル間の位置ズレ
が発生せず、巻緩みも発生しなくなった。

【００２６】

【発明の効果】本発明により複数のコイルにおける条の
端部を相互に接続し連続的に任意の長さの連続条を取り
出せるようにした連続コイル条材の製造、その運搬時の
コイル間のズレ、巻緩み、共ズレ傷等の品質異常を大幅
に軽減する。さらに、取り出し装置におけるコイルの条
の取り出しの際、すなわちコイルの内側からと外側から
順次連続的に取り出す際の、著しいトラブルの低減と操
業性の向上が果たされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延広巾条をスリッターにより狭巾のスリット
に剪断し、各スリット条を巻き取ってコイルを形成し、
一つ置きに反転した状態を示す説明図である。

【図２】連続コイルの構造の原理図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はコイルのコバ面と
関連しての本発明規定を説明する説明図である。

【図４】コイルの内径（ａ）と外径（ｂ）の比と関連し
ての本発明規定を説明する説明図である。

【図５】条のカールと関連しての本発明規定を説明する
説明図である。

【図６】溶接部のビート高さと関連しての本発明規定を
説明する説明図であり、（ａ）は溶接部をそして（ｂ）
はその断面を示す図である。

【図７】スリットバリの高さと関連しての本発明規定を
説明する説明図であり、（ａ）はコイルをそして（ｂ）
は（ａ）の丸印の幅方向断面を示す図である。

【図８】連続コイルロットをアンコイラーのターンテー
ブルからの取り出し作業を実施する状況を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ 圧延広巾条 Ｓ１〜６ スリット条 Ａ１〜６ 前端 Ｂ１〜６ 後端 １〜６ コイル ２’、４’、６’裏返しコイル １１ アンコイラー １２ パレット １３ ターンテーブル １５ 角度検出器 １６ ロッド １７ ダンサローラ １８、 １９ リミットスイッチ ２０ 加工設備

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−303917（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−265949（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−228428（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−214161（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−275933（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−36766（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21C 47/22 B21C 47/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横置きにされ、１コイル毎に巻き方向を
   逆にする複数の金属条のコイルを隣合うコイルの内側端
   同志あるいは外側端同志を溶接し、かつコイルの回転軸
   を一致させた状態で順に積み重ねた形態の連続コイルに
   おいて、（１）各コイルのコバ面の変位量が５ｍｍ以下
   であり、（２）各コイルの外径が内径の４倍以下であ
   り、（３）条のカールが一方向で定盤上１０ｍｍ／２０
   ０ｍｍ以下であり、（４）溶接部のビート高さが板厚に
   対して±０．０１０ｍｍ以内であり、かつ（５）スリッ
   トバリの高さが板厚の５％以下であることを特徴とする
   連続コイル。