JPH01115511A - 金属帯板のスリット加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属帯板をスリッターにて連続的に狭幅フー
プ材に切断するスリット加工に関する。

特にスリット条エツジ部近傍に入る残留応力に起因する
打抜き製品の形状不良、いわゆるスリット歪を解消する
スリット加工方法およびスリット加工装置に関する。

（従来の技術） 広幅金属帯板、例えばコイル状の冷延ｍ板を狭幅フープ
材に切断する場合ガングスリッターによるのが一般的で
ある。ガングスリッターは上下のアーμに所定間隔でセ
ントされた複数の上・下丸刃を回転駆動し上・下丸刃に
挟まれた鋼板を剪断加工する。これにより連続的に広幅
金属帯板を狭幅フープ材にスリット加工するものである
。

（発明が解決しようとする問題点） このガングスリッターによって所定幅に切断されたフー
プ材は各種用途に使用される。しかしガングスリッター
で切断されたフープ材をさらにＥ字形製品に打ち抜いた
場合、スリット条エツジ部に対応する部分に形状不良を
生じる事がある。

第８図はこれらの形状不良の例を示す。同図ｆａ）は、
スリット条エツジ部が長手反り、同図ｆｂｌはスリット
条エツジ部のねじれ、同図（Ｃ１はスリット条エツジ部
のキャンバ−不良をそれぞれ示す。形状不良の形態は、
スリット加工条件、Ｅ字形製品の打抜き寸法、金属板の
材質等により異なるが、これらの形状不良形態の１部あ
るいは全部が、従来のスリット加工で得られたフープ材
を打ち抜いた製品に現われることがある。

これらの形状不良は、金属帯板を例えばシャーによって
所定幅に切断後に８字形に打ち抜いた場合には全く発生
しない。従ってこれらの形状不良は、回転丸刃によるス
リット加工に特有の現象であり、スリット加工時の残留
応力が原因と考えられ、スリット歪と呼ばれている。こ
のスリット歪は、例えば腐蝕によりスリット条エツジ部
を板厚の２〜４倍の領域に亘って除去すると消滅する。

従ってスリット加工時に残る残留応力はスリット条エツ
ジ部に集中しているものと考えられる。

スリット歪の・ 以下、従来のガングスリッターにより鋼板をフープ材に
スリット加工する際にスリット歪が形成される機構につ
いて簡単に説明しておく。

第７図（ａ）は、従来のガングスリッターの側面図で、
上・下アーμ６．６′にフープ材のスリット幅に応じて
丸刃５．５゛を配置している。上・下回転丸刃５．５°
は第７図山）にその正面図を示すように、上・下丸刃５
．５゛の横方向の隙間（クリアランス）Ｃと縦方向の重
なり（オーバーラツプｉｔ）　Ｉｌを持ってアーμに取
り付けられる。丸刃への巻付き防止のためにはストリン
パ−４がほぼ水平に設置されている。

スリット加工の上下の対称性を考慮し、下丸刃により切
上げられるスリット条を例にとりスリット歪の形成機構
を説明する。

第９図（ａｌにスリット条エツジ部に沿うパスライン断
面を、同図山）に下刃５′により切上げられるスリット
条の中央部に沿うパスライン断面を示す。

スリッター入側より進入してきた広幅金属帯板（鋼板）
１はＢ点において上・下回転丸刃にかみ込まれ剪断加工
を受けＦ点において破断する。その後分離したスリット
条１１は下丸刃５゛の外周面に沿って上昇しつつ進行し
、ストリッパー４によって下丸刃５より離脱される。な
おＡ点はスリット条１１のエツジ部と中央部のパスライ
ンに高低差がつき始める点である。

このスリット加工中、スリット条１１のエツジ部ばかみ
込み位ＷＢ点においてそのパスラインをかみ込み角″Ｐ
えだけ急激に上向きに変更を強いられる。ここでかみ込
み角平。は、 Ｒ：丸刃半径 βニオ−バーラップ量 ｔ：広幅金属帯板の板厚 で与えられる。

以下、＋ａｌ長手方向反り、（ｂｌねじれ、（Ｃｌキャ
ンバ−の順で各スリット歪の形成機構を説明する。

ｂＬ長長方１且叉 下丸刃５′で切り上げられるスリット条１１のエツジ部
はＢ点にて長手方向上面圧縮の曲げ変形を受ける。続い
て、分離したスリット条エツジ部はＤ点においてストリ
ッパー４に接触し、ＢＤ間で逆方向の曲げ変形すなわち
長手方向上面引張りの曲げ変形を受ける。一方、スリッ
ト条中央部は第９図（ｂｌに示すように、上・下丸刃に
よる直接の拘束がないためスリット条エツジ部のパスラ
インに比べて緩やかなパスラインをとることになる。

このようにスリット条エツジ部はかみ込み時に長手方向
に曲げ変形を受けた後、ストリンパ−は接触し逆曲げ変
形を受けるのに対して、スリット条の中央部はスリット
条のエツジ部と高低差がつき始めるへ゛点からストリン
パ−４との接触点Ｄ°点まで緩やかな変形となる。従っ
てスリット加工後プレス打抜き等によりＥ字形打抜き品
を製作しエツジ部を中央部から切り離した場合には、ス
リット染工・７ジ部はかみ込み時の曲げ変形、ストリッ
パー接触時の逆曲げ変形のうち大きな変形の方向に弾性
回復を起こし第８図（ａｌに示すような長手反り形状不
良が発生する。

（ｂ）ねじれ またスリット条の幅方向の変形を考えると、第１０図ｔ
ａ＋に示すようにＢ点において上・下丸刃のかみ込みの
モーメントを受けた後、下丸刃の押上げによるモーメン
トを受ける。第１０図においてスリット方向に対して右
側のエツジ部に着目すれば、同図（ｂｌに示すように、
かみ込みによるねじり変形（イ）、下丸刃の押上による
ねじり変形（ロ）、先行材束中央部によるねじり戻し変
形（ハ）を連続的に受ける。上流側が拘束されていない
ねじり変形（イ）に比べて上・下丸刃で上流側を拘束さ
れたねじり変形（ロ）の方がはるかに大きいため、得ら
れたスリット条（フープ材）１１を用いてプレス打抜き
等によりＥ字形打抜き品を製作し、スリット条中央部あ
るいは先行材の拘束からエツジ部を開放すると、エツジ
部は（ロ）の方向に弾性回復を起こし第８図（ｂｌに示
すようなねじれ形状不良が発生する。かみ込み角甲大が
大きくなればなるほど第１０図（ロ）の変形も大きくな
るので、打抜き後のねじれは大きくなる。

（ｃ）キャンバ− また、第１０図より明らかなように、スリット加工中Ａ
Ｃ＞Ａ’Ｃ’であるからエツジ部は長手方向に引張り変
形を受けた後、第１０回出）の（ハ）の段階で線長差が
解消される。よってスリット加工後にはエツジ部には長
手方向圧縮の残留応力が形成され、それとバランスする
引張応力がスリット条中央部に形成される。すなわち長
手方向残留応力の幅方向分布は、第１１図に示すように
エツジ部において圧縮、中央部において引張りの台形状
の分布となる。

スリット加工後、Ｅ字形打抜きを行いエツジ部を条中央
から切り離すと、第１１図の残留応力形態から当然予想
される１うに、第１２図に詳しく示すような形状不良、
すなわちスリット条エツジ部が伸び、スリット条中央部
が相対的に縮むキャンバ−不良が発生する（第６図（Ｃ
））。また、打抜き後のＥ字形打抜き品エツジ部の幅に
よってはこの残留応力形態は第６図（ｂｌのねじれ形状
不良の原因ともなり得る。また、かみ込み角ｖｌｌが大
きくなればなるほどスリット加工時のスリット条エツジ
部と中央部のパスライン差が大きくなるため、スリット
加工中にスリット条に入る台形状残留応力分布のレベル
は高（なり、従って打抜き後のキャンバ−は大きくなる
。

のスリット歪 このようなスリット歪に対する対策として、従来はオー
バーランプ量ｌを小さくとることによってかみ込み角甲
いを小さくし、スリット歪の低減をはかっている。しか
し丸刃は摩擦するにつれて切れ味が鈍くなり切断分離が
難しくなる。したがりて、通常は板厚程度のオーバーラ
ツプｆｌをとらざるを得ない。

オーバーランプ量を小さくすることによってもスリット
歪の問題が解消されない時には、スリット加工後ローラ
ーレベラーにより曲げ・曲げ戻し変形を与え、スリット
条エツジ部の残留応力を低下させる方法がとられている
。しかし、板幅方向に同一径のローラによりフープ材に
対し長平方向の曲げ、曲げ戻しを繰返すことにより残留
応力を低下させることは非効率的である。また曲げ・曲
げ戻しによる加工硬化がフープ材全体に及ぶため好まし
くない。

本発明は、従来のスリットの上述の問題点に鑑みなされ
てものであり、スリット歪を発生させることのない、ス
リット加工方法および装置を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成するため研究を重ね次の
思想に到達した。

スリット加工される広幅金属帯板の通板方向を水平方向
に対し傾けて下丸刃の接線方向に近づければ、下丸刃に
より切り上げられるスリット条のかみ込み角は小さくな
る。よって、これらのスリット条のみをフープ材として
利用し、下丸刃により切下げられるスリット条の幅はで
きるだけ小さくしてこれらは廃却すれば良い。

しかし、第３図（ａｌに示すように、上・下丸刃を同一
径Ｒ８としたままではなお次のような問題が残る。広幅
金属帯板ｌをかみ込み位置Ｂでの通板パスラインが下丸
刃の接線と一致するように通板すると、従来の水平通板
に比べれば下丸刃により切り上げられるスリット条１１
のかみ込み角′Ｉ′いは小さくなりスリット歪はある程
度改善される。しかし、かみ込み位置Ｂ点の近傍では上
・下丸刃が同一半径であるためかみ込み角′ＰＲはかな
り０から外れる。

本発明者は実験を重ねた結果、次の結論に到達した。第
３図（ｂ）に示すように下丸刃半径Ｒ＋に対して、下丸
刃半径Ｒ２を大きくすればする程かみ込み位置Ｂ点の近
傍のスリット条１１のパスラインが下丸刃の接線方向に
近づき、かみ込み角′ｐＨも０に近づく。この結果、下
丸刃によって切上げられる条１１のスリット歪は低下す
る。この場合下丸刃により切り下げられる条は、水平通
板の場合に比べてかみ込み角ｖｌｌは約２倍となり、ス
リット歪が太き（なるが、既に述べたようにこれらのス
リット条の幅を出来るだけ小さくし廃却すればよい。

なお以上の説明においては下丸刃を小径とする場合につ
いて説明したが、下丸刃を小径とする場合も同様である
。この場合には下丸刃で切り下げられるスリット条を利
用し、下丸刃で切り下げられるスリット条はできるだけ
狭幅として廃却する。

かくして本発明の方法の要旨とするところは、金属帯板
を上下１対の丸刃により連続的に所定幅の狭幅材に切断
するスリット加工方法において、上・下丸刃のうち小径
の丸刃の大径の丸刃に対する半径比を０．８以下とし、
上・下丸刃のうち小径の丸刃の接線方向に沿うて金属帯
板をかみ込ませることを特徴とする金属帯板のスリット
加工方法である。

また本発明の装置の要旨とするところは、金属板を連続
的に所定幅の狭幅材に切断する上・下１対の丸刃を備え
るスリット加工装置において、上・下丸刃のうち小径の
丸刃の大径の丸刃に対する半径比を０．８以下とし、上
・下丸刃のうち小径の丸刃の接線方向に一致するように
金属帯板を傾斜させて支持し、該接線方向に沿って金属
帯板を上・下丸刃の間にかみ込ませる支持手段を備える
ことを特徴とする金属帯板のスリット加工装置である。

上・下丸刃の小径丸刃の大径丸刃に対する半径比は０．
６以下でることが好ましい。

また本発明においては、上述のように本来、小径の丸刃
によりスリットされる条を所定幅の狭幅材として利用し
、大径の丸刃によりスリットされる条はできる限り狭幅
にして廃却するものである。

（作用） 下丸刃の半径を下丸刃の半径より大とした場合について
説明する。

第３図（ｂｌに示されるように金属帯板ｌはビンチロー
ル等により傾斜して支持され小径の下丸刃５の接線方向
に沿って上・下丸刃５．５′間にかみ込まれる。

下丸刃半径Ｒ０が下丸刃半径Ｒ２に比べ小さい（Ｒ。

／　ＲＺ≦０．８、好ましくは≦０．６）ので、下丸刃
５゛によって切上げられるスリット条１１のパスライン
はほぼ下丸刃の接線方向と一致し、そのかみ込み角はほ
ぼ０に等しい。

従って下丸刃５゛により切上げられるスリット条１１の
加工時の変形は著しく抑制され、該スリ・７ト条から得
られる所定幅の狭幅材のエツジ部には残留応力は入らな
い。よってこれらの狭幅材（フープ材）を８字形に打ち
抜いてもエツジ部にねじれ、長手反り、キャンバ−等の
スリット歪が現れることはない。

（実施例） 次に添付図面を参照しながら本発明の実施例につして詳
細に説明する。以下の実施例も下丸刃半径を下丸刃半径
より大とした例である。

第１図は、本発明の１実施例装置の側面図であって、下
丸刃により切り上げられるスリット条のエツジ部に沿う
パスライン断面を模式的に示す。

第２図は、第１図の■−■線に沿う断面図である。

回転下丸刃５は、厚さを滅じた周部５ａを有し、周部５
ａ相互の対向面間の間隔−０をフープ材所定幅として上
アーバ５に取り付けられている。周部５ａの厚さり、ば
、廃却されるスリット条１２の幅に等しい。回転下丸刃
５゛は、下丸刃５直下に位置する１対の側面間の間隔−
′、が、讐’　＋　””　ｔ’ｌ＋　＋　２Ｇ、　（Ｃ
：クリアランス）、隣接する下丸刃５の間に位置する１
対の外側面間の間隔−°。が、Ｗ′。−一。−２（：、
（Ｃ：クリアランス）となるように、下アーバ５′に取
り付けられている。

本実施例では下丸刃半径Ｒ１に対して下丸刃半径Ｒｔを
Ｒ，＞Ｒ，となるように設定しである。広幅の金属帯板
１は、下丸刃５”の接線方向に沿って通板されるように
、上流側に設置されたピンチロール等の金属帯板支持手
段（図示せず）により支持される。８点において金属帯
板１はかみ込まれ上・下丸刃５．５゛により剪断加工さ
れる。この結果広幅の金属帯板１は、はぼ間隔−〇に等
しい所定幅のスリット条１１と、はぼ厚さ−、に等しい
橿狭幅のスリット条１２に分離される。切断されたスリ
ット条１１．１２はそれぞれストリンパ−４，４゛によ
り上・下丸刃５．５′から分離される。

下丸刃Ｒ１に対して下丸刃径Ｒ２を大きくとっであるた
め、かみ込み位置Ｂ点近傍のスリット条１１のパスライ
ンは下丸刃の接線方向とほぼ一致し、そのかみ込み角′
ＰえはほぼＯとなる。よって下丸刃により切上げられる
スリット条１１のエツジ部は上述のスリット歪（ねじれ
、長手反り、キャンバ）を引き起す変形をほとんど受け
ない。よってスリ７）条１１から得られたフープ材を８
字形に打ち抜いても打抜き後の製品に形状不良が発生す
ることはない。

スリット条１１に挟まれた下丸刃５により切り下げられ
るスリット条１２は反対に水平通板の場合と比べてかみ
込み角がほぼ２倍となり残留応力が集中する。しかしこ
れらのスリット条Ｉ２は極狭幅のスクラップ材として廃
却するため問題はない。

なお、上・下丸刃半径Ｒ２、Ｒ３および半径比Ｒ１／Ｒ
２等の具体的数値例については、次の発明の効果の欄を
参照されたい。

（発明の効果） 本発明の効果を確認するため、本発明により得られたフ
ープ材に現れるスリット歪と、従来のスリッターにより
得られたフープ材に現れるスリット歪を比較する実験を
行った。

口にかかるフープ　■〜■ 本発明によるフープ材■〜■は、上述の実施例において
以下のように諸元を設定して得たものである： 下丸刃半径（Ｒ＋）　：　５０ａｍ　（一定）下丸刃半
径／下丸刃半径（Ｊｌｌ／Ｒ１）　：■０．８、■０．
７、■０．６、■０．５オーバーラツプ量（ｊり：　０
．５ｍｍクリアランス　　　（Ｃ）：　０．０５＋１１
１利用スリット条幅（賀。）　：　１００ｍ−廃却スリ
ット条幅（Ｌ）　：　２ｍｓ 利用スリット条数　　二６条 比較例フープ材■、■ 上・下丸刃の半径比が１に近い場合のスリット歪と本発
明の場合（Ｒ＋／ｌｈ≦０．８）のスリット歪を比較す
るため次の比較例■、■についても実験した（他の諸元
は実施例■〜■の場合と同じ）：下丸刃半径／下丸刃半
径（Ｒ＋／Ｒｚ）：　　■１．０、■０．９ 従来性ユニ１杜免 従来例■のフープ材は次の諸元を有する従来のガングス
リッターにより得られたものである：上・下丸刃半径（
Ｒ＋）　　：　５０　ｍｍオーバーランプ量（ｊり：　
０．５ｍｍクリアランス　　　（Ｃ）：　０．０５ｍｍ
通　板　　　　　　　：　水平 スリット条幅（Ｌ）　　　：　１００ｍ＋ｗスリット条
数　　　　二６条 倉凰！仮 なお、試験材の金属帯板としては本発明例■〜■、比較
例■、■、従来例■すべてについて次の機械的性質を有
する無方向性電磁鋼板（厚さ５ｍｍ）を使用した。

降伏点　　：　３０　　ｋｇｆ／ｍａｒ”引張り強度：
　４０．３　ｋｇｆ／ｍｍ２伸び　　　：　４０．２％ １１す１艷汰 これらのフープ材■〜■を第４図に示すＥ字形形状に打
ち抜いた。このＥ字形形状の諸元は次のとおりである： Ｌｏ　：　１１７．５ｍｍ Ｌ＋　７　９７．５ｍ− Ｈａ　　：　　１００　　　ｍ＋ｗ −１：３ｍｍ Ｗ３：５１１Ｉ１１ 大狼藉来 実験は、第５図に示すようにＥ字形打抜き品の形状を測
定することにより行った。ねしれｅ　／ｌ、、、長手反
りδ／Ｌ−、キャンバΔＢ／Ｌ−を測定した結果を第１
２図に示す。

この第１２図の実験の結果から分かるように、利用する
フープ材を切り上げる（または切り下げる）側の丸刃の
接線方向に沿って金属帯板を通板することによりスリッ
ト歪を大幅に抑制できる（■〜■）。

さらに本発明においてはＲ＋／Ｒｚ≦０．８としている
（■〜■）。従って従来例■に比べ、ねじれ、長手反り
、キャンバはすべて約１／３以下となった。

また、Ｒ＋　／　Ｒｚ≦０．６（■、■）ではねじれ、
長手反り、キャンバはすべて従来例■方の約１７６以下
となる。

このように本発明によれば、フープ材エツジ部のスリッ
ト歪が著しく抑制され、レベリング工程は不要となった
。

以上、説明した如く、本発明によれば製品として利用す
るスリット条のかみ込み角をほぼ０とすることができる
ので、スリット時に残留応力が入ることがなく、特別な
レベリング工程を用いないでも平坦度良好な打抜き品を
得ることができ、スリット歪の問題を簡単な方法、装置
で解消出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の概略を示す側面図：第２図
は、第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図；第３図（ａｌは、
上・下丸刃半径を同一とし、通板角度を下丸刃の接線方
向と一致させたときのスリット条のパスラインを模式的
に示す側面図、第３図（ｂｌは第３図ｔａ＋と同様の側
面図であるが、下丸刃半径を下丸刃半径よりも大とした
場合を示す図：第４図は、本発明の効果を確認する実験
に用いたＥ字形打抜き品の形状を示す平面図；第５図は
、本発明法の効果を確かめる実験に用いたＥ字形打抜き
品の形状不良の諸元を示す斜視図； 第６図は、第５図のＥ字形打抜き品を用いて行った実験
の形状不良測定結果を示すグラフ；第７図（ａｌは、従
来のガングスリッターの側面図、第７図（ｂｌはその正
面図； 第８図は、Ｅ字形打抜き品の形状不良を例示する斜視図
； 第９図ｆａｔは、従来のスリッターにおけるスリット条
エツジ部のパスラインに沿う断面を示す側面図、第９図
（ｂｌはスリット条中央部のパスラインに沿う断面を示
す側面図： 第１０図ｆａ）は、従来のスリット加工中の変形を示す
斜視図、第１０図（ｂｌはスリットエツジ部のねじれ変
形を示す斜視図； 第１１図は、従来のスリッターで得られたスリット条の
長手方向残留応力の幅方向分布を示す斜視図；および 第１２図は、従来におけるスリット歪の一形態であるキ
ャンバ−の発生を説明するためのＥ字形打抜き品の斜視
図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属帯板を上下１対の丸刃により連続的に所定幅
   の狭幅材に切断するスリット加工方法において、 上・下丸刃のうち小径の丸刃の大径の丸刃に対する半径
   比を０．８以下とし、上・下丸刃のうち小径の丸刃の接
   線方向に沿って金属帯板をかみ込ませることを特徴とす
   る金属帯板のスリット加工方法。
2. （２）前記上・下丸刃のうち小径の丸刃の大径の丸刃に
   対する半径比が０．６以下であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の金属帯板のスリット加工方法。
3. （３）上・下丸刃のうち小径の丸刃により切断されるス
   リット条を所定幅の狭幅材とし、前記小径の丸刃により
   切断されるスリット条にはさまれた大径の丸刃により切
   断されるスリット条をできるだけ狭幅として廃却するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の金属帯板のスリット加工方法。
4. （４）金属帯板を連続的に所定幅の狭幅材に切断する上
   下１対の丸刃を備えるスリット加工装置において、 上・下丸刃のうち小径の丸刃の大径の丸刃に対する半径
   比を０．８以下とし、上・下丸刃のうち小径の丸刃の接
   線方向に一致するように金属帯板を傾斜させて支持し該
   接線方向に沿って金属帯板を上・下丸刃の間にかみ込ま
   せる支持手段を備えることを特徴とする金属帯板のスリ
   ット加工装置。
5. （５）前記上・下丸刃のうち小径の丸刃の大径の丸刃に
   対する半径比が０．６以下であることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の金属帯板のスリット加工装置。
6. （６）上・下丸刃のうち小径の丸刃により切断されるス
   リット条を所定幅の狭幅材とし、前記小径の丸刃により
   切断されるスリット条にはさまれた大径の丸刃により切
   断されるスリット条をできるだけ狭幅として廃却するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項記載
   の金属帯板のスリット加工装置。