JP4799030B2 - 狭幅金属帯のエッジラウンド加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、裁断された幅狭の金属帯の両エッジをロール成形によりラウンド形状に整形する方法に関する。

例えば、特許文献１に見られるように、ゴムや樹脂からなる自動車の等速ジョイントブーツ等を相手部材に締め付けて固定するブーツ固定バンドやホースバンドの素材として、ステンレス鋼板やその他の金属帯板が用いられている。
金属帯をこれらの用途に適用しようとするとき、ゴムや樹脂製の部材に疵が付かないように、これらと接触する面や端部に切断によるバリがないことが要求されている。また、近年、固定バンドを製造・使用する作業者の手指に疵を付けないように、被固定部材との接触面と反対側の面や端部にも危険なバリがない金属帯が求められるようになった。

これに対して、従来、バンド材の素材として広く用いられてきた狭幅の金属帯は、一般的な裁断法でスリットされているため、片面にバリが残存している。狭幅金属帯はこのバリが切削等により除去されて使用されている。また、裁断工程において板厚の半分程度までせん断した後、平坦に戻すこと（いわゆるカエリなしスリット法）によってバリのない狭幅の金属帯が得られることが知られている。この方法によると、安全面では十分な金属帯は得られるものの、せん断によるダレ量が通常の裁断法よりも少なくなるために部材保護の観点からは不十分である。

したがって、部材保護及び安全性の両方を満足させるために、通常の裁断法やカエリなしスリット法によって得られた狭幅の金属帯の両エッジをバイト切削したり、ロール圧下等によって丸みを持たせた形状にラウンド加工したりしている。
本発明者らも、特許文献２で、裁断機によりスリットした金属帯の両側エッジ部をロールにより板厚方向に圧下して当該両側エッジ部の板厚を金属帯中央部の板厚よりも薄くした後、両側エッジ部に凹溝を有するサイドロールにより金属帯中央方向に圧下して金属帯エッジ部の形状を整えるエッジ加工法を提案した。
特開平１０−１９１８２号公報 特願２００４−３２６１１４号

ところで、上記通常の裁断法やカエリなしスリット法では、少なくとも１０条程度の狭幅金属帯が同時に得られる。しかしながら、バイト切削やロール圧下によるラウンド加工はスリット後の狭幅金属帯について、スリット工程とは別工程で１条ずつ行われていることから、加工費が高く、生産性が悪いといった問題点があった。
また、スリットに引続いてラウンド加工を行おうとした場合、条毎に独立したラウンド加工装置を設置することが必要となるため、ラウンド加工条件の設定に手間がかかるといった問題点がある。さらに条毎のラウンド加工条件にバラツキが生じる等、スリットとの連続化による効率化，歩留り向上等のメリットが得られない。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、スリット後の複数条の狭幅金属帯両端面に、同時にラウンド加工を施す方法を提供することを目的とする。

本発明の狭幅金属帯のエッジラウンド加工方法は、その目的を達成するため、幅が同一な複数条の狭幅金属帯を、それぞれの端面が隣り合うように並んだ複数の狭幅金属帯のそれぞれを長手方向に平行な軸を中心に９０度の角度でねじることによって、それらの一端が同一平面上に揃うように並べた後、一対のラウンド加工装置で複数条の狭幅金属帯の両端面に同時にラウンド加工を施すことを特徴とする。
ラウンド加工は、一対の溝付きロールにより行うことが好ましい。
金属帯を複数条の狭幅金属帯にスリットする工程に引続いて上記エッジラウンド加工を施すことが好ましい。
また、スリットする工程としては、カエリなしスリット法を採用することが好ましい。

本発明により、多数条の狭幅金属帯のエッジラウンド加工を一対のラウンド加工装置により同時に行えるため、多条同時加工による加工工程の効率化が可能となる。また、一対の溝付きロールを備えたラウンド加工装置を用いているため、条間での加工条件のバラツキも小さく、安定した品質の製品を得ることができる。さらに、多条を同時にラウンド加工できるため、スリット工程と連続化することが可能であり、さらなるコスト低減を実現することができる。

以下に、本発明の好ましい形態を説明する。
幅が１ｍ前後の幅広金属帯から幅１０ｍｍ前後の狭幅金属帯を製造する場合、一般的に、幅広金属帯を一旦適当な幅のコイルに分割した後、この分割コイルをさらに裁断して１０〜２０条程度の必要幅の狭幅金属帯を得る方法が採用されている。
本発明は、上記分断コイルを所望の同一幅の狭幅金属帯にスリットした後、この裁断工程と同一のライン内で各狭幅金属帯の両端にラウンド加工を施すものである。

以下に、本発明で使用する最も好ましい各加工装置の配置状況から説明する。
本発明に用いる狭幅金属帯のラウンド加工装置は、図１に示すように、基本的には、アンコイラーの下流側に、裁断装置，一対の溝付きロールからなるラウンド加工用ロールスタンドＤ、さらに必要に応じて一対の円筒ロールからなる平坦度矯正ロールスタンドＥ及びレベラーを順に配置し、その下流側にコイラーを配置している。ラウンド加工を行いやすくするために、上記基本的な装置の他に、必要に応じて補助的な機器・部材が配置されている。
裁断装置としては、半切りを行うスリッターと元の板面に戻す分断用ロールスタンドからなるカエリなしスリット装置を用い、少なくとも分断用ロールスタンドは駆動ロールとする。

上記分断用ロールスタンドの下流側に、速度調整用のループを挟んで一対の溝付きロールからなるラウンド加工用ロールスタンドを配している。そして、この溝付きロールには、図２に示すように、加工される複数条の狭幅金属帯のそれぞれの位置を規制するとともに、その底部に狭幅金属帯の所望エッジ形状に応じたＲ部が付された複数の溝が設けられている。
ラウンド加工用ロールスタンドの下流側には、平坦度矯正ロールスタンドが配置されていることが好ましい。このロールスタンドを構成する一対のロールは単純な円筒形状を有するものとする。
上記ラウンド加工用ロールスタンドを構成するロールは駆動ロールとしてもよいが、従動ロールとして後述のコイラーの巻取り力によってラウンド加工用ロールスタンド以降のライン速度を調整してもよい。

なお、前記複数条の狭幅金属帯をラウンド加工用ロールスタンドに通板する際に後記するようにライン進行方向に平行な軸周りに９０度ねじる工程は実質的に素材の弾性変形域で行われなければならない。また、ラウンド加工された後、平坦度矯正ロールスタンドに通板する際にも施される９０度のねじり工程も実質的に素材の弾性変形域で行われなければならない。このため、前記分断用ロールスタンドとラウンド加工用ロールスタンドは、及びラウンド加工用スタンドと平坦度矯正ロールスタンドは、それぞれ被加工素材の弾性変形率を考慮した上での適正間隔を持って配置されている必要がある。

次に、図１，２に示されるように配置された装置を用いて複数条の狭幅金属帯にエッジラウンド加工を施す態様について説明する。
アンコイラーから払出された金属帯は、カエリなしスリット装置のスリッターにより、板厚よりも薄い厚さでせん断された後、一対の分断用円筒ロールで圧下・分断され、複数条の狭幅金属帯にスリットされる。

一対の分断用円筒ロールからなる分断用ロールスタンドによりスリットされた複数条の狭幅金属帯は、その後ラウンド加工用ロールスタンドに送られる。そして、前記したように、分断用ロールスタンドは駆動ロールで構成され、分断用ロールスタンドとラウンド加工用ロールスタンドの間に速度調整用のループが介在されている。そこで、前記複数条の狭幅金属帯を、ループ及びロールを開放した状態のラウンド加工用ロールスタンドを経て、平坦度矯正用ロールによって巻き取る順番・表裏の向きで保持し、好ましくはさらにコイラーにその状態で先端に巻き付けておく。

次に加工用ロールスタンド内でそれぞれの狭幅金属帯を９０度ねじった状態にして加工用ロールの溝に嵌め込みながら加工用ロールを圧下する。以上は主に手作業で行う。この際、狭幅金属帯の長手方向に垂直な断面の向きを加工用ロールスタンド直下と同様の状態に保持するためのガイドロール或いはガイドシュー等を加工用ロールスタンドの前後に近接させて配置していくことで、加工用ロールの溝への金属帯の嵌め込み作業が容易となる。

なお、狭幅金属帯を加工用ロール直下で９０度ねじって加工し、加工後にさらに９０度ねじって表裏を裏返した状態で平坦度矯正を行った後に巻き取る方法を採用すれば、加工用ロールスタンド付近で外力の助けが無くても、狭幅金属帯がスリット後の状態からおおよそ９０度ねじられた状態になるため、加工用ロールの溝への狭幅金属帯の嵌め込み作業が容易になる。

ところで、ラウンド加工用ロールスタンドを構成する一対の溝付きロールには、それぞれ対応する位置に複数の溝が設けられているので、前記ねじられた狭幅金属帯をそれぞれの溝に嵌め込むことにより、複数の狭幅金属帯は結果的にそれぞれライン進行方向に平行な軸周りに９０度ねじられた形態となる。
それぞれが９０度ねじられた、幅が同一な複数条の狭幅金属帯を溝付きロール間に進入させることにより、それらの一端が同一平面上に揃い、複数条の狭幅金属帯の両端にラウンド加工が施されることになる。

この際、それぞれの一端が同一平面上に揃うように並べられた状態で複数条の狭幅金属帯を溝付きロールに送り込みやすくするためには、ラウンド加工用ロールスタンド入側においてはねじり方向に約４５度程度ねじった状態で金属帯を保持するガイドロール或いはガイドシューを、またラウンド加工用ロールスタンド出側においては巻き取られる際にねじられる方向に約４５度或いは１３５度程度にねじられた状態で金属帯を保持するガイドロール或いはガイドシューを、それぞれ狭幅金属帯の弾性ひずみの範囲内で変形できるように距離を置いて配置することが好ましい。

さらには、ラウンド加工用ロールスタンドの入・出側に近接して、ラウンド加工用ロールスタンド直下と同様の状態で金属帯を保持するガイドロール或いはガイドシューを配置することが好ましい。このガイドロール或いはガイドシューを用いることで、狭幅金属帯のねじりが戻ろうとする際に発生する力をラウンド加工用ロール内に及ぼさないように遮断する効果が期待できるため、狭幅金属帯の表裏面がラウンド加工用ロールの溝の側面に強く当たって発生する疵や形状不良を防止することが可能になる。

ラウンド加工用ロールスタンドを構成する一対の溝付きロールは所望のＲが付された溝底部を有しているので、当該一対の溝付きロールが狭幅金属帯の端部を圧下するとき、狭幅金属帯の両端部は所望形状にラウンド加工される。
ラウンド加工条件の設定は、一対のロールからなるラウンド加工スタンドの圧下量を調整することにより可能である。このような加工を施すことにより、複数条の狭幅金属帯のエッジラウンド加工が一対の工具で生産効率よく実施することができる。

ラウンド加工用ロールスタンドを出て、それぞれの端部にエッジラウンド加工が施された複数条の狭幅金属帯は、それぞれライン進行方向に平行な軸周りに−９０度ねじられ（すなわち戻されて）、平坦状態に再配列され、その後必要に応じて配置された一対の円筒ロールからなる平坦度矯正ロールスタンド及びレベラーによる矯正工程を経てコイラーに巻取られる。

上記態様では、スリットされた狭幅金属帯は、スリット時に隣り合った条の側端面同士がラウンド加工後に再び隣り合った状態で平坦度矯正され、コイラーに巻き取られることになる。
ところが、スリットされた狭幅金属帯はスリット時に受ける上下方向の曲げが隣り合う条で逆方向になり、そのままコイルに巻くと隣り合う条で長手方向の反り方向が交互に異なって以降の加工ラインで使用する際に使い難いといった問題点がある。この問題点を解消するために、スリット工程において複数条の狭幅金属帯を巻き取る際に、１条おきに表裏を逆にして巻き取る方法が採用されている。

本発明においてはエッジラウンド加工時に９０度ねじった状態で加工用ロールに通板させている。そして加工用ロールに通板後さらに９０度ねじっている。そこで、巻取り面を交互に逆方向にするため、加工用ロールに入る前のねじりの方向を＋９０度と−９０度に交互に変え、加工用ロールを出た後に全ての条を同じ方向にねじって平面に戻す方法が採用される。また、加工用ロールに入る前のねじりの方向を全て同じにし、加工用ロールを出た後に、平面に戻すときにねじりの方向を＋９０度と−９０度に交互に変えることによっても、巻取り面を交互に逆方向にすることができる。

なお、上記態様では、複数条の狭幅金属帯を、それぞれライン進行方向に平行な軸周りに９０度ねじって、それらの一端が同一平面上に揃うように並べているが、複数条の狭幅金属帯を、それぞれライン進行方向に直行する方向に移動させてそれらの一端が同一平面上に揃うように並べてもよい。この場合にも、各狭幅金属帯は、それぞれ幅方向で異なる変形率の伸びもしくは縮みの弾性変形が伴うことになるので、分断用ロールスタンドとラウンド加工用ロールスタンドは、被加工素材の弾性変形率を考慮した上で、適正間隔を持って配置されている必要がある。

また、上記態様では、スリット工程としてカエリなしスリット法を採用した態様で説明しているが、このスリット法に限定されることはない。一方向にのみせん断する通常の慣用せん断法を採用してもよい。ただし、慣用せん断法を採用して幅が板厚の１０倍〜数１０倍程度の狭幅金属帯をスリットすると、スリット後に狭幅金属帯両エッジにトラフと称されるＣ反りが発生しやすいため、スリット後ラウンド加工を施す前に、予め円筒状の上下ロールの圧下による平坦度矯正を施すことが好ましい。

さらに、上記態様では、広幅の分断コイルを所望の同一幅の狭幅金属帯にスリットした後に、同一ライン上に配置したラウンド加工用ロールスタンドで、スリットされた複数条の狭幅金属帯の端部をそのまま同時にラウンド加工している。
しかし、必ずしもラウンド加工用ロールスタンドをスリット装置と同一ラインに組込む必要はない。予め所望幅にスリットされた狭幅金属帯の複数条をアンコイラーから払出し、それらの一端が同一平面上に揃うように並べてラウンド加工用ロールスタンドに送り込めば、上記と同じ態様で両端エッジ部が整形されることはいうまでもない。
さらにまた、上記態様では、ラウンド加工を一対の溝付きロールで行ったが、必ずしもロールによる必要はない。狭幅金属帯の両端両側に配置した複数のバイトにより多条狭幅金属帯のエッジに同時に切削加工を施してもよい。

上記で説明した通り、本発明により、複数条の狭幅金属帯の両端面に同時にラウンド加工を施すことが可能となり、生産性よく狭幅金属帯を製造することができる。しかも、複数条の狭幅金属帯が同一条件で加工されているため、条毎にバラツキがない狭幅金属帯が得られる。
したがって、形状面において品質安定性に優れた狭幅金属帯が低コストで提供できることになる。

本発明方法を実施する際に用いる製造ラインを概略的に説明する図 本発明方法で、複数条の狭幅金属帯に同時にエッジラウンド加工を施す態様を説明する正面図（ａ）及び側面図（ｂ） 複数条の狭幅金属帯に同時にエッジラウンド加工を施す別の態様を説明する図（途中段階で複数条の狭幅金属帯をライン進行方向から見た図）

Claims (4)

1. 幅が同一な複数条の狭幅金属帯を、それぞれの端面が隣り合うように並んだ複数の狭幅金属帯のそれぞれを長手方向に平行な軸を中心に９０度の角度でねじることによって、それらの一端が同一平面上に揃うように並べた後、一対のラウンド加工装置で複数条の狭幅金属帯の両端面に同時にラウンド加工を施すことを特徴とする狭幅金属帯のエッジラウンド加工方法。
2. ラウンド加工を、一対の溝付きロールにより施す請求項１に記載の狭幅金属帯のエッジラウンド加工方法。
3. 金属帯を複数条の狭幅金属帯にスリットする工程に引続いてエッジラウンド加工を施す請求項１又は２に記載の狭幅金属帯のエッジラウンド加工方法。
4. スリットする工程として、カエリなしスリット法を採用する請求項３に記載の狭幅金属帯のエッジラウンド加工方法。

Images