JPH0156846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属薄板に比較的小さい、一様な波
を形成する薄板波加工装置に関する。

ピツチおよび高さが比較的に小さく、かつ一様
な波を金属薄板に加工しなければならない場合が
ある。例えば、一方向性ケイ素鋼板の製造におい
て、磁気的性質を向上するために鋼の結晶軸を圧
延面に対して特定の角度にすることが提案されて
いる（特開昭54−40223参照）。このために、製造
工程の途中で圧延方向に交差する方向に延びる波
形を鋼板に形成する。この波形のピツチは例えば
10mm、波高は100μｍと比較的小さく、所要の磁
気的性質を得るにはこれら寸法が板材の長手方向
だけではなく幅方向にも正確かつ一様でなければ
ならない。一様でないと、たとえばケイ素鋼板の
鉄損率が圧延方向および板幅方向にばらつき、有
効な鉄損率の低下が達成されない。

従来、屋根板、コルゲート管などの製造におい
て、プレスにより薄板に波付けすることが広く行
われているが、波は高さが数〜数十mmと大きく、
その用途から高い精度を必要としない。

したがつて、前記のように特別な用途のために
は従来の技術を応用することはできず、全く新し
い波加工技術を開発する必要がある。

この発明は上記のような必要性に応じてなされ
たもので小さい波形を高精度で、かつ板長手方向
および幅方向について一様に形成可能な薄板波加
工装置を提供しようとするものである。

この発明の薄板波加工装置は波付け部材、圧下
装置、薄板支持部材、波高検出器および制御装置
から構成されている。

波付け部材は対をなしており、薄板を表裏から
挾圧する。そして、波付け部材の少くとも一つは
ロール軸方向に延びる多数の溝を有し、回転駆動
される溝付きロールである。

圧下装置は少くとも一つの波付け部材のドライ
ブサイドおよびワークサイドにそれぞれ連結され
ており、波付け部材に対して薄板を押圧する荷重
を加える。押圧された薄板は溝付きロールの溝に
倣つて波形が形成される。圧下力の大きさによつ
て波の高さが変る。

薄板支持部材は波付け部材の出側に隣接してお
り、波加工された薄板を支持する。

波高検出器は対よりなり、薄板支持部材の近
傍、かつ波付き薄板のドライブサイドおよびワー
クサイドの側端寄りにそれぞれ波付き薄板の表面
に向うようにして配置されている。これら波高検
出器は薄板に形成された波の高さを検出する。

制御装置は波高検出器からの信号により前記圧
下装置をそれぞれ制御して薄板を溝付きロールに
押圧する力或いはセルシン位置を調節して波の高
さを所定の高に保持する。

上記のようにこの発明の薄板波加工装置では、
薄板に形成された波の高さをそれぞれ板の両側で
検出してその信号をフイードバツクし、圧下装置
をそれぞれ制御するようにしている。したがつ
て、板長手方向のみならず板幅方向について所要
の波の高さに正確に波加工することができる。

また、波加工された薄板は、波付け部材を出た
直後において波加工装置自身の振動あるいは波加
工によつて上下に微小振動している。このため、
正確に波の高さを検出することはできない。この
発明では波の高さを検出する位置で波加工された
薄板を支持するので、支持部材との接触により薄
板の微小振動は吸収される。したがつて、振動に
よる波高検出の誤差は生じない。

この発明の装置によれば、波高精度は波高検出
器の精度にも依存するが、たとえば±5μｍ程度
である。

以下、この発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明の装置の主要部を示す斜視図
である。

図面に示すように波付け部材４は上下一対のロ
ール５，７よりなつている。各ロール５，７の表
面にはロール軸方向に延びる溝１１が等しいピツ
チで切られている。そして、ロール５，７は第２
図に示すように相手のロールの山１２が溝１１に
入り込むように配置されている。ロール５，７の
山の高さｈおよびピツチＰは要求される波板の寸
法によつて決められる。例えば板厚1.0mmの波板
の高さが最大200μｍ、ピツチが４mmの場合、ロ
ール５，７の山の高さｈは500μｍ、ピツチＰは
４mmである。

ロール５，７は軸受け１４，１５を介してチヨ
ツク１６，１７に支持されている。上側のチヨツ
ク１６はスタンド（図示しない）に固定されてお
り、下側のチヨツク１７はスタンドに対して昇降
自在に取り付けられている。

チヨツク１６，１７から突出するロール軸６，
８には軸継手、減速機等を介して電動機（いずれ
も図示しない）が接続され、ロール５，７は回転
駆動される。

上記ロール軸６，８が突出する側、すなわちド
ライブサイドとその反対側のワークサイドの下側
のチヨツク１７にはそれぞれ圧下装置２１が連結
されている。すなわち、下側のチヨツク１７に油
圧シリンダー２２のロツド２３が連結されてお
り、シリンダー２２にはサーボ弁２４を介して油
圧ポンプ２５が接続されている。ロール５，７の
出側には下側のロール７と同じレベルで、かつこ
れらロール５，７に隣接して支持ロール３１が配
置されている。支持ロール３１は架台（図示しな
い）に固定されており、ロール５，７により波加
工された薄板２を下方より支持する。支持ロール
３１の出側で波板２は数度ないし十数度下方に向
うように進路が変えられる。

支持ロール３１の近傍、かつドライブサイドお
よびワークサイドの板側端寄りにおいて波板２の
表面に向うようにして波高検出器３３がそれぞれ
配置されている。波高検出器３３として通常使用
されている電気的（磁気的を含む）、超音波ある
いは光学的板形状検出器が利用される。また、ハ
ウジングとチヨツク１６との間に圧下荷重を検出
するロードセルなどの荷重計３４或いは圧下量
（セルシン位置）を検出する位置計などが配置さ
れている。

制御装置３５は制御用コンピユータよりなつて
おり、入力側は波高検出器３３およびロードセル
３４に出力側はドライブサイドおよびワークサイ
ドのサーボ弁２４にそれぞれ接続されている。

なお、この実施例では波加工装置に供給される
薄板１はコイル状をしており、薄板１はアンコイ
ラー（図示しない）より繰り出され、波加工され
た波板２はコイラー（図示しない）に巻き取られ
る。なお、薄板１および波板２にはアンコイラー
およびコイラーにより材質に応じて１〜10Kg／mm²
程の張力が与えられる。

つぎに、上記のように構成された波加工装置の
作用について説明する。

まず、板厚、材質ならびに波の高さおよびピツ
チの目標値が制御装置３５の設定部に設定され、
これらの値および波加工速度に応じて所要の圧下
量（荷重又はセルシン位置）が演算部で算出され
る。

薄板１はロール５，７間に供給され、ここでロ
ール溝１１に食い込むように塑性変形を受けて波
形が形成される。波加工速度は例えば100〜300
ｍ／minである。

ロール５，７を出た薄板すなわち波板２は支持
ロール３１に下方より支えられる。波板２が支持
ロール３１と接触することにより、加工中波板２
に加えられた微小振動は吸収される。波高検出器
３３は振動が消失した状態で波板２の波の高さを
連続的に検出する。この検出信号は制御装置３５
の比較部に送られ、ここで目標値と比較される。
検出値と目標値との偏差に基づき演算部で所要の
圧下量（荷重又はセルシン位置）が求められ、そ
の結果は油圧圧下の場合サーボ弁２４に出力され
る。サーボ弁２４の開閉によつて油圧シリンダー
２２は作動し、ロール５，７の間隙を所要の値に
セツトする。

ここで、上記制御について更に詳細に説明す
る。

第３図は幅300mm、厚み0.3mmの波板２に形成さ
れた波の高さのばらつきの一例を示している。第
３図イ〜ニはそれぞれ同図に示す波板２の斜視図
のイ〜ニ点における波の高さλを表わしている。
第３図イ〜ハより板幅方向に10μｍの波の高さの
差があることがわかる。また、第３図ロとニとか
ら板長手方向に15μｍの波の高さの差があること
がわかる。

波高制御は３ステツプよりなつている。第１は
板長手方向の波の高さのばらつきの除去、第２は
板幅方向のばらつきの除去および第３は波の平均
高さの調節である。

第４図は波高制御のフローチヤートの一例を示
している。図面に示すように、まず要求される波
の高さλ₀ならびに溝付きロールの圧下量δを決め
る定数δ₀およびａを設定する。

上記設定値のもとで波加工を開始し、第１ステ
ツプにおいて波高検出器で圧延進行方向に変化す
る波の高さの最大値λmaxおよび最小値λminを
検出する。なお、波の最大、小値λmaxおよび
λminは板幅中心線上に配置した波高検出器で直
接検出してもよいが、板両側部で検出した波の高
さλ_D（ドライブサイド）およびλ_W（ワークサイド）
の平均値を板幅中心線上の波の高さとして代用し
て求めても良く、或いは波高検出器のいずれかを
基準にして求めても良い。

検出したλmaxおよびλminによりΔλ₁＝λmax
−λmin＝０となるように溝付きロールの偏心を
調節する。その原理を第５図に示す。第５図イは
波の高さの検出値λを示しており、この波形を平
滑にするように圧下量δを時間と共に変化させ
る。圧下量δは前記設定値ａ、波加工速度（溝付
きロールの周速）ｖおよび加工時間ｔの関数とし
て、δ＝（ａ、ｖ、ｔ）で表わす。例えば最も
簡単な関数はδ＝δ₀＋a_sio（ｖ／Ｒ＋ｔ）である。
ここで、δ₀は前記設定値、Ｒは溝付きロールの半
径である。そして、上記Δλ₁＝０となるようにａ
＝ｆ（Δλ₁）としてａを調節する。

第５図ロは上記δ＝（ａ、ｖ、ｔ）を示して
おり、第５図ハは波の高さλが目標値₀に制御
された状態を示している。

第２ステツプではワークサイド、ドライブサイ
ドの波の高さλ_W、λ_Dおよびワークサイド、ドラ
イブサイドの圧下荷重P_W、P_Dを計測し、板幅方
向の波の高さの差Δλ₂＝λ_W−λ_Dが０となるように
ワークサイドとドライブサイドの圧下荷重或いは
ワークサイドとドライブサイドのセルシン位置を
調節する。例えば圧下荷重の調整であれば、差荷
重ΔPをΔλ₂の関数ｇ（Δλ₂）とし、一方の圧力荷
重、例えばワークサイドの荷重P_WをP_W＝P_D＋ΔP
として調節する。

第３ステツプではλ_Wとλ_Dの平均値λ₀′と目標値
λ₀の差Δλ₃が０となるように圧下量（荷重P_W＋
P_D或いは、セルシン位置δ）を調節する。例え
ばセルシン位置δを調整する場合には補正量Ｓを
λ₀とΔλ₃との関数ｈ（λ₀、Δλ₃）とし、これと装
置の弾性変形量（P_W＋P_D）／Ｋとの和を前記δ₀
として圧下量δを調節する。ここで、Ｋはハウジ
ング、ロール、チヨツク等を含む装置のばね定数
である。

以上のようにフイードバツク制御により波の高
さを目標値に一致させることはもちろん、板長手
方向および幅方向について一様な波の形状を得る
ことができる。

第６図はこの発明の他の実施例を示すものであ
る。上記実施例では波付け部材が一対の溝付きロ
ールで構成されていたが、この実施例では１本の
溝付きロールと高圧水噴射ノズルの組合せよりな
つている。また、薄板は一定の長さに切断された
切板である。なお、第６図において第１図に示す
部材、装置と同じものには同一の参照符号を付
け、これらのものの説明は省略している。

波付け部材４１は溝付きロール５と高圧水噴射
ノズル４２とからなつている。高圧水噴射ノズル
４２は溝付きロール５の直下に配置され、ロール
５に沿つてスリツト状に開口している。開口の幅
は0.5〜５mm程度である。高圧水噴射ノズル４２
はヘツダー４３に取り付けられており、圧力調節
弁４４を介してポンプ４５に接続されている。

波付け部材４１の出側には一対の押えロール４
６が配置されている。また、波付け部材４１の前
後には薄板１，２の反りを防止すると共に、板を
パスラインに正しく案内するためのガイド板４７
が設けられている。

上記のように構成された装置において薄板１は
高圧水噴射ノズル４２から噴出する高圧水ジエツ
トにより溝付きロール５の表面に押圧され溝１１
に倣つて塑性変形される。波付け部材４１を出た
薄板すなわち波板２は押えロール４６により軽く
挾圧され、振動が吸収される。押えロール４６は
溝付きロール５と同じ周速で回転駆動される。

波板２は振動が消失した状態で波高検出器３３
により波の高さが検出される。検出信号は制御装
置３５にフイードバツクされ、目標値との偏差に
より第１の実施例と同様に圧下量δあるいは圧下
荷重Ｐが調節される。圧下荷重の調節は高圧水噴
射ノズル４２から噴出する高圧水ジエツトの圧力
或いはノズル位置、ロール位置の調節によつて行
われる。ノズル４２に供給される高圧水の圧力は
圧力調節弁４４により例えば50〜500Kg／cm²の範
囲で調節される。

この発明は上記実施例に限られるものではな
い。すなわち、第１の実施例において圧下装置を
油圧方式に代えて電動方式としてもよい。また、
波付け部材のロールの一つを溝無しロールとする
こともできる。この場合には溝無しロールの表面
はゴムライニングされる。さらにゴムライニング
とアーバー間に内圧を加え、ロールクラウンを調
節するようにしてもよい。また、ロール対におい
て１本を回転駆動し、他をアイドラーとしてもよ
い。

以上のように構成された波加工装置は、例えば
板厚20μｍ〜５mmの鋼、アルミニーム、銅等の金
属薄板に高さ5μｍ〜2.5mm、ピツチ１〜30mmの波
形を加工するのに適用される。特に、この発明は
正確な波形を要求される電磁鋼板の製造に有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すもので、波加
工装置の要部の斜視図、第２図は第１図に示す溝
付きロールの一部拡大断面図、第３図は波板の波
の高さのばらつきの測定例を示す図面、第４図は
波の高さの制御の一例を示すフローチヤート、第
５図は制御の原理を説明する線図、および第６図
はこの発明の他の実施例を示すもので、波加工装
置の概略図である。 １……金属薄板、２……波板、４，４１……波
付け部材、５，７……溝付きロール、１１……
溝、１６，１７……チヨツク、２１……圧下装
置、２２……油圧シリンダー、３１，４６……薄
板支持部材、３３……波高検出装置、３４……荷
重計、３５……制御装置、４２……高圧水噴射ノ
ズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属薄板１を表裏より挾圧するように対をな
   し、少くとも一つがロール軸方向に延びる多数の
   溝１１を有し、回転駆動される溝付きロール５，
   ７である波付け部材４、少くとも一つの波付け部
   材４のドライブサイドおよびワークサイドにそれ
   ぞれ連結され、薄板１を波付け部材４に押圧する
   圧下装置２１、波付け部材４の出側に隣接する薄
   板支持部材３１、薄板支持部材３１の近傍、かつ
   波付き薄板２のドライブサイドおよびワークサイ
   ドの側端寄りに波付き薄板２の表面に向うように
   して配置された一対の波高検出器３３、および波
   高検出器３３からの信号により前記圧下装置２１
   をそれぞれ制御する制御装置３５とからなる薄板
   波加工装置。