JPH02217143A - 非晶質金属リボンの巻取装置 - 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、高速冷却ロールによって製造された非晶質金
属リボンを巻取る巻取装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］非晶質
金属リボンの製造方法としては、溶融金属を高速回転下
にある冷却ロールの外周面上に噴出し、この冷却ロール
の除熱作用によって急冷凝固させて非晶質化する方法が
あるが、この方法は非晶質金属リボンを高速に製造する
から、得られたリボンを高速に巻取る巻取装置が求めら
れている。

そのような非晶質金属リボンの巻取装置としては、誘導
管内のリボンを気体噴出手段や移動磁界や金属ベルトな
・どによって搬送して巻取る巻取装置が知られているが
（特開昭５６−９９０５４号、特開昭６１−８２９５３
号）、冷却ロールの周速と巻取ドラムの周速とを完全に
一致させることはできないから、冷却ロールの周速の方
が遅いときはリボンの不均質化や破断を招き、冷却ロー
ルの周速の方が速いときは巻取ドラムへの整列巻きがで
きず、また気体噴出手段によってリボンを搬送するとき
はリボンの踊りを招きやすい。

また特開昭６０−２４６６１３号公報では、冷却ロール
によって製造された非晶質金属リボンを先ず貯留装置に
導く構成が開示されているが、これはリボンの巻取と停
止とを間欠的に繰返してリボンを複数個の鉄芯の巻枠に
直接巻回する技術であるから、貯留装置は大がかりなも
のとなり、また気体噴出手段によってリボンを貯留させ
ているからリボンの踊りを招いてリボン同志のからまり
を招きやすい。

他方リボンを巻取るためには先ずその前部を把持し、該
前部よりも前方の先端部を切断して除去する必要があり
、そのような把持切断技術として特開昭５３−２４９６
１号公報に開示されたものがあるが、これは巻取ドラム
の巻取面上軸方向に溝を設け、該溝に嵌合する把持レバ
ーを側方より昇降自在に突出させてリボンの把持切断を
行うものであり、構造複雑である。また同公報には冷却
ロールと巻取ドラムとの周速の不一致を補償する手段と
して、昇降自在なローラを介在させる技術が示されてい
るが、ローラの昇降は慣性を伴うから、リボンの貯留量
が増大から減少に向かうときにはローラの慣性によって
過度の張力が作用し、逆にリボンの貯留量が減少から増
大に向かうときには張力が作用せず、すなわち冷却ロー
ルと巻取ドラムとの周速の不一致と同じ問題を引き起こ
して、一定した張力でリボンを巻取ることはできない。

［ｎ題を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するために成されたものであ
り、すなわち本発明の請求項１は、高速冷却ロールによ
って製造された非晶質金属リボンの通路を形成する第１
の誘導管と、該第１の誘導管に接続された貯留装置と、
該貯留装置に第２の誘導管を介して接続された巻取ドラ
ムと、該巻取ドラムに第３の誘導管を介して接続された
気体吸引手段とからなる非晶質金属リボンの巻取装置で
ある。

請求項２は請求項１の巻取装置において、前記貯留装置
を、リボンの通路のリボン幅方向の両側を形成する側壁
と、リボンの通路のリボン厚さ方向の一方に設けた貯留
槽と、該貯留槽と前記通路との間に介在させた開閉機構
と、前記貯留槽の前記開閉機構と反対側に設けた気体吸
引手段と、リボンの通路のリボン厚さ方向の他方に設け
た気体噴出手段とによって構成した非晶質金属リボンの
巻取装置である。

請求項３は請求項１又は２の巻取装置において、前記巻
取ドラムを、円筒形状の周表面に貫通口を有し一方の端
面を開口した片フランジ型ドラムによって構成し、前記
貫通口に挿脱できるように前記第２の誘導管を伸縮自在
に形成し、該第２の誘導管の管端と接続できるように前
記貫通口の内側に前記第３の誘導管の管端を対向配置し
た非晶質金属リボンの巻取装置である。

請求項４は請求項１．２又は３の巻取装置において、前
記貯留装置にリボンの貯留量を検出する検出器を設け、
リボンの貯留量に従って前記巻取ドラムの回転数を制御
した非晶質金属リボンの巻取装置である。

「実施例］ 本発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の一実施例の見取図であり、非晶質金属リボ
ン４の製造装置１０は、下端にノズルを有するるつぽ１
１と、該るつぼ１１内の溶融金属と、ノズルの下方に設
置された冷却ロールＩ２とがらなり、溶融金属は冷却ロ
ール１２において急速冷却されて非晶質金属リボン４と
なり、冷却ロール１２の接線方向に高速にて飛び出す。

しかる後リボン４は、第１の誘導管１、貯留装置２０、
第２の誘導管２、巻取ドラム４０及び第３の誘導管３の
順に順次進行して気体吸引機５に至る。

なおリボンの進行方向を前方、その反対側を後方として
以下説明する。第１の誘導管１は、冷却ロール１２より
飛び出すリボン４を捕集できるように、及び気体吸引機
５によって吸引される空・気が乱流を起こさずに誘導管
内に吸引されるように、後方の管端をラッパ状に拡径し
て冷却ロール１２に近接配置されている。また気体吸引
機５によって形成される誘導管内の気体速度は、リボン
の製造速度よりも大となるように形成されている。

本実施例は以上のように全体構成されておりすなわちリ
ボン４の搬送手段としてリボンの進行方向最先端に気体
吸引機５を設置しているから、進路の中間に気体噴出手
段を設置するときに生じるリボンの踊りは生じない。ま
たリボン製造装置１０と巻取ドラム４０との間に貯留装
置２０を介在させているから、これを介在させないとき
に生じるリボンの不均質化や破断、及び巻取ドラムへの
不整列な巻取りは生じない。

次に本実施例の貯留装置２０は、リボン４の通路のリボ
ン幅方向の両側及び底面を形成する管路部２１を有し、
該管路部２１の後端は第１の誘導管１の前端に、前端は
第２の誘導管２の後端に接続されている。管路部２１の
底面には電磁弁２４を介してニアコンプレッサ２３に接
続された圧縮空気吹出口２２が設けられ、管路部２１の
上方には貯留槽３０が設置されている。

貯留槽３０は断面長方形の角筒形状に形成され、その底
部には、側方よりシリンダ３２によって進退駆動されて
管路部２１と貯留槽３０との通路の開閉を行う開閉板３
１が設置され、またリボン進行方向の前後両端にはリボ
ン４を案内するガイドローラ３３が設けられている。貯
留槽３０は底部よりテーパ状に幅を減じた後以降は一定
幅で立ち上がっており、その内幅Ｗｂはリボン４の幅Ｗ
Ｒよりも広く形成され、かつ Ｗｂ−ＷＲ＋（１〜５ｍｍ） 程度に形成するのが望ましい。貯留槽３０の頂部には気
体吸引機３５に接続された排気口３４が設けられており
、また貯留槽３０の上部と下部とにそれぞれリボン４の
検出器３６　、３７が配置されている。該検出器として
は、高周波形の近接センサー、あるいは赤外線、可視光
線等を用いた光電センサーなどを用いる。

本貯留装置２０は以上のように構成されており、リボン
４を貯留させないときは、開閉板３１と電磁弁２４とを
閉じておくが、本貯留装置２０によってリボン４を貯留
するときは、開閉板３１を開き、ニアコンプレッサ２３
を作動させて電磁弁２４を開き、気体吸引機３５を作動
させると、リボン４は気体吸引Ｉ！３５によって吸引さ
れて貯留槽３０内に貯留される。

その際ニアコンプレッサ２３によってリボン４を貯留槽
３０内に送り込んでいるから、リボン４は確実に貯留さ
れ、かつ本実施例では貯留槽３０の底部にガイドローラ
３３が設けられているから、リボン４はスムースに貯留
槽３０内に貯留される。また貯留槽３０は気体によって
リボン４を貯留しているから、貯留されるリボンの量の
増減に伴う慣性の影響は無視することができ、したがっ
て巻取ドラム４０側からの張力の影響が製造装置１０側
に伝達されることがなく、かつ巻取ドラム４０に送り出
されるリボン４には常に一定のパックテンションすなわ
ちリボンの進行方向とは逆向きの張力が作用して、巻取
ドラム４０による整列巻きを可能としている。

なおガイドローラ３３は第２図に示すように、それぞれ
複数個によって構成することもでき、そのように構成し
たときは、−個当たりの慣性モーメントが小さくなるか
ら、より円滑に回転してリボン４の走行抵抗を減少させ
ることができる。また第３図に示すように、貯留槽３０
の底部角部の角度を鈍角にし、かつ角部の各々について
ガイドローラ３３を複数対設ければ、リボン４の曲率が
小さくなってガイドローラ３３との接触による抵抗が小
さくなる。ガイドローラ３３の材質は軽金属又は樹脂な
どが望ましく、また回転部には玉受軸などを用いて回転
抵抗を少なくするのが望ましい。更に第４図に示すよう
にガイドローラを用いずに、貯留槽３０の底部角部に空
気溜３８を設は該空気溜３８の空気吹出口３９より圧縮
空気を吹出す構成とすれば、リボン４を非接触にて支持
することができる。以上のようにガイドローラを設ける
構成又は圧縮空気を吹出す構成を採用することによって
、リボン４の走行抵抗は減少し、貯留槽３０底部でのリ
ボン４の破断・損傷を防止することができる。

また管路部２１の底面の圧縮空気吹出口２２については
、第３図に示すように３個以上の吹出口を設けることも
できるし、また空気の吹出方向はリボン４の進行方向に
対して必ずしも直角とする必要はなく、後側の吹出口は
斜め前方に向け、前側の吹出口は斜め後方に向けてもよ
い。更に圧縮空気吹出口２２を管路部２１の底面の全域
とし、すなわちダクト状に空気を吹出すこともできる。

なお本実施例ではリボン４がその厚さ方向を上下に向け
て管路部２１内を通過する場合を示し、かつ貯留槽３０
を上方に配置したが、貯留槽３０を反対側すなわち下方
に配置してもよい。

次に本実施例の第２の誘導管２、巻取ドラム４゜及び第
３の誘導管３について説明すると、先ず第２の誘導管２
は入れ子状に嵌合して伸縮することができるように、２
個の誘導管２ａ、２ｂによって構成されており、かつ後
方の誘導管２ａは固定され前方の誘導管２ｂはシリンダ
６によって摺動するように構成されている。ただしこの
第２の誘導管２を蛇腹管によって構成してもよい。

巻取ドラム４０は第５図に示すように円筒形状をなし、
その周表面４１には第２の誘導管２の外径よりも径大の
貫通口４２が穿設されている。また円筒形状の一方の底
面は駆動機構４４に接続するためのフランジ４３となっ
ているが、他方の底面は開口しており、該開口側より第
３の誘導管３が巻取ドラム４０内に導かれており、その
管端は貫通口４２の内側に対向して配置されており、こ
うして第３の誘導管３は第６図に示すように、第２の誘
導管２を貫通口４２を貫通させて伸長させたときに、第
２の誘導管２の管端と接続するように構成されている。

また第３の誘導管３の近傍にはリボン４の通過を検出す
る検出器７が配置されている。ただし該検出器７は、例
えば第２の誘導管２の先端近傍に配置してもよい。検出
器７は貯留槽３ｏに設けた検出器３６．３７と同様のも
のでよい。

本実施例の巻取ドラム４０及び第２、第３の誘導管２．
３は以上のように構成されており、第２の誘導管２を貫
通０４２を貫通させて第３の誘導管３と接続させた状態
で、第３の誘導管の近傍に配置されたリボン検出器７が
リボン４の通過を確認した後直ちに又は一定時間の経過
後に、第７図に示すように第２の誘導管２を貫通口４２
より引き抜く。

本実施例ではリボンの通過後０．１〜１秒後にシリンダ
６を作動させている。次いで駆動機構４４によって巻取
ドラム４０を回転させると、リボン４は巻取ドラム４０
に巻き取られる。その際巻取ドラム４゜を回転させる時
点で既に貫通口４２を通過している部分のリボンは、貫
通口４２又は第３の誘導管３の管端において引きちぎれ
るから、引きちぎれた箇所よりも前方のリボンすなわち
製造初期の不良部分が巻取ドラム４０の周表面上に混入
することがない。

なお巻取ドラム４０を瞬時に高速回転させるために、本
実施例では駆動機構４４はモーターとクラッチとを有し
、予めモーターを高速回転させておき、シリンダ６の作
動後１０１〜１秒後にクラッチを作動させて巻取ドラム
４０を回転させている。その際巻取ドラム４０は前述の
ように片フランジ型に形成されて軽量であるから、リボ
ンの製造速度にみあう周速に立上がるまでの時間が短く
、本実施例では０．０５〜０，２秒で定格回転数に至ら
しめている。

巻取ドラム４０の周速がほぼリボンの製造速度に一致す
るまでの間に余分に供給されたリボンは、貯留装置２０
内に貯留される。なお巻取ドラム４０の周表面の一部も
しくは全部には予め接着剤を塗布しておくことが好まし
い。

また巻取りを円滑に開始するために、第２の誘導管２は
巻取ドラム４０の中心ではなく、中心より若干上方又は
下方にずれた方向を向くように配置するのが好ましく、
また巻取ドラム４０の回転方向はリボン４が鋭角を形成
しない方向に巻取るのが好ましい。第７図では第２の誘
導管２は巻取ドラム４０の中心より若干上方にずれた方
向に向くように配置してあり、したがって巻取ドラム４
０は同図の矢印４５方向に回転させる。また巻取ドラム
４０はリボン４を巻取るに従って太るから、第８図に示
すように巻取るに従って第２の誘導管２の前方の管端を
後退させるのが好ましい。

次に本実施例による巻取装置の全体の制御手法を第９図
によって説明すると、既に述べたように先ず貯留槽３０
の開閉板３１と電磁弁２４を閉じ、第２の誘導管２を貫
通口４２を貫通させて第３の誘導管３と接続させ、冷却
ロール１２と、第３の誘導管の先端に接続した気体吸引
機５と、貯留槽３０に接続した気体吸引機３５と、ニア
コンプレッサ２３を作動させ、るつぼＩＩ内の溶融金属
を冷却ロール１２上に噴出させると、急冷凝固して非晶
質化したリボン４は、気体吸引機５に吸引されて第１の
誘導管１、貯留装置の管路部２１．第２の誘導管２及び
第３の誘導管３を通過する。

次いで検出器７がリボン４の通過を検出した後、第２の
誘導管２の前端を貫通口４２より引き抜き、巻取ドラム
４０を回転させてリボン４の巻取りを開始し、それとほ
ぼ同時に貯留槽の開閉板３１を引抜き、かつ電磁弁２４
を開く。本実施例では巻取開始と同時又は前に開閉板３
１．電磁弁２４を開ける。この結果リボン４は下方より
の噴出流と上方よりの吸引流とによって貯留槽３０内に
誘導されて貯留される。

ここで貯留槽の上部検出器３６がリボン４の存在を検出
したときは駆動機構４４に増速指令が出され、下部検出
器３７がリボン４の存在を検出しないときは駆動機構４
４に減速指令が出され、その他のときは定速を維持する
ようにして巻取ドラム４０の回転数が制御される。この
結果リボン４の貯留量は時間遅れによる誤差をもって、
常に上部検出器３６と下部検出器３７との間に留まるこ
ととなる。

［発明の効果］ 請求項１の巻取装置は、リボンの進行方向最先端に気体
吸引機を設置しているから、進路の中間に気体噴出手段
を設置するときに生じるリボンの踊りは生じない。また
リボン製造装置と巻取ドラムとの間に貯留装置を介在さ
せているから、これを介在させないときに生じるリボン
の不均質化や破断、及び巻取ドラムへの不整列な巻取り
は生じない。

請求項２の巻取装置は、気体噴出手段によってリボンを
貯留槽内に送り込んでいるから、リボンは確実に貯留さ
れる。また貯留槽では気体によってリボンを貯留してい
るから、貯留されるリボンの量の増減に伴う慣性の影響
は無視することができ、したがって巻取ドラム側からの
張力の影響が製造装置側に伝達されることがなく、かつ
巻取ドラムに送り出されるリボンには常に一定のパック
テンションが作用して、巻取ドラムによる整列巻きを特
徴とする 請求項３の巻取装置では、第２の誘導管を伸縮自在に貫
通口を貫通させて第３の誘導管と接続させているから、
構造簡単にしてリボンを把持することができる。また巻
取ドラムは片フランジ型に形成されて軽量であるから所
要の周速に立上がるまでの時間が短く、かつ巻取ドラム
を回転させることによって容易にリボンの先端部分を切
断することができ、更に引きちぎれたリボンが巻取ドラ
ムの周表面上に混入することがない。

請求項４の巻取装置では、リボンの貯留量が常に一定範
囲内に留まるから、冷却ロールと巻取ドラムとの相互干
渉の除去と、巻取ドラムへのバックテンションの付与と
が確実に達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による巻取装置の一実施例の見取図、第
２図から第４図は貯留装置の別の実施例を示す要部縦断
面図、第５図は巻取ドラムの見取図、第６図、第７図及
び第８図は巻取ドラムによるそれぞれ巻取り前、巻取り
開始直後及び巻取りが進んだときを示す見取図、第９図
は本発明による巻取装置の制御手法の一例を示したフロ
ーチャートである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）高速冷却ロールによって製造された非晶質金属リ
   ボンの通路を形成する第１の誘導管と、前記第１の誘導
   管に接続された貯留装置と、前記貯留装置に第２の誘導
   管を介して接続された巻取ドラムと、該巻取ドラムに第
   ３の誘導管を介して接続された気体吸引手段とからなる
   非晶質金属リボンの巻取装置。
2. （２）前記貯留装置は、リボンの通路のリボン幅方向の
   両側を形成する側壁と、リボンの通路のリボン厚さ方向
   の一方に設けた貯留槽と、前記貯留槽の前記通路側の底
   部に設けた開閉機構と、前記貯留槽の前記開閉機構と反
   対側に設けた気体吸引手段と、リボンの通路のリボン厚
   さ方向の他方に設けた気体噴出手段とによって構成した
   請求項１記載の非晶質金属リボンの巻取装置。
3. （３）前記巻取ドラムは、円筒形状の周表面に貫通口を
   有し一方の端面を開口した片フランジ型ドラムによって
   構成し、前記貫通口に挿脱できるように前記第２の誘導
   管を伸縮自在に形成し、前記第２の誘導管の管端と接続
   できるように前記貫通口の内側に前記第３の誘導管の管
   端を対向配置した請求項１又は２記載の非晶質金属リボ
   ンの巻取装置。
4. （４）前記貯留装置にリボンの貯留量を検出する検出器
   を設け、リボンの貯留量に従って前記巻取ドラムの回転
   数を制御した請求項１、２又は３記載の非晶質金属リボ
   ンの巻取装置。