JPH0525584B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄板金属の巻取方法および装置に係
り、特に連続して形成される薄板金属の通過位置
（以下パスラインと称する）を常に一定に保つに
好適な薄板金属の巻取方法および装置に関する。

〔発明の背景〕

薄板金属の製造方法のうち、非晶質合金に代表
される溶湯急冷法により製造される方法において
は、従来試験研究的な段階であつたため、その１
チヤージにおける製造量が比較的少量であり、そ
の１チヤージ中における板厚などのコントロール
を行なう必要性も少なかつた。しかしながら近年
製造技術の研究開発の進展に従い、製造量の増大
がはかられ連続巻取技術も確立され、従つて、１
チヤージあるいは数チヤージにおよぶ連続化に伴
ない、形成される薄板の厚さやその他の諸特性を
形成直後、巻取前に計測し制御することにより最
適の製造条件を確保することが重要となつてき
た。

第１図および第２図により従来の技術について
説明する。

溶湯１は容器２内にて溶解または保持され、容
器２の底部近傍に設けられたノズル３により、あ
らかじめ高速で回転している冷却ロール４の外周
表面に噴出され急速に冷却ロール４上にて凝固し
て薄板５となり、巻取ドラム６ａに先端を捕捉さ
れ連続して巻取られる。連続して巻取ドラム６ａ
に巻取られた薄板５は徐々にその直径を増し、コ
イル７となり巻取終了時には最大コイル８とな
る。

第１図に示す巻取装置は巻取ドラム６ａ，６ｂ
の２個を有し、両者に共通の中心軸９を中心とし
て同一半径の円形軌跡１０上を公転し、両者の巻
取ドラム６ａ，６ｂを交互に使用して連続製造を
行うものである。

形成された薄板５の巻取までの通過位置は、巻
取ドラム６ａによる巻取開始時はパスライン１１
であり、巻取コイル７の直径の増大にともない徐
徐に上方に移動し、巻取終了時の最大コイル８の
時はパスライン１２の如く巻取の進行に従つて上
方に移動する。また形成された薄板５が冷却ロー
ル４を離脱したのち巻取られるまでの間に、その
板厚を計測する必要がある場合には、例えばＸ線
発生器１３、Ｘ線ビーム１４および検出器１５に
より構成されるＸ線厚さ計１６を設けることが考
えられる。

第２図はこのＸ線厚さ計１６によつて薄板５の
板巾方向に中央および両端付傍の３点を計測する
場合を想定して示したもので、それぞれの位置の
計測用にＸ線厚さ計１６ａ，１６ｂおよび１６ｃ
が設けられることになる。この場合薄板５の巻取
の進行に伴つてコイル７の径が大きくなり、薄板
５のパスラインが１１より１２へ連続的に移動す
るため、両端のＸ線ビーム１４ｂ，１４ｃは初期
においては薄板５の両巾端を横切つているが、パ
スラインが１１より１２に移動するのに伴い、前
期Ｘ線ビーム１４ｂ，１４ｃが薄板５を横切らな
くなり、板厚測定が不可能となる問題があつた。

この問題を解決する手段としては、Ｘ線厚さ計
１６ａ，１６ｂおよび１６ｃを一体としたパスラ
インの移動を合せて上方へ移動させてゆく方法が
あるが、装置が大掛りとなる欠点があつた。また
別の手段としてＸ線厚さ計１６を１組のみとし
て、これを板巾方向に移動して板巾方向の各部の
板厚を測定する方法もあるが、この方法も複雑な
スキヤニング装置を必要とする欠点があつた。

さらに計測精度を向上させるためにはＸ線ビー
ム１４とパスライン１１または１２とは正確に直
角を維持させる必要があり、そのためにはパスラ
インが１１より１２に変化するに従つて、Ｘ線ビ
ーム１４の角度を追随して変化させる機能を付与
する必要も生ずる。またパスラインが１１から１
２に変化するため、Ｘ線発生器１３と検出器１５
の間隔を拡げざるを得ないなどの欠点もある。

上述の如く薄板５のパスラインが変動する巻取
方法では、厚さ計測の場合にみられる如き欠点が
あつた。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、連続して製造される薄板
金属の巻取り開始より終了まで、そのパスライン
を一定にすることのできる薄板金属の巻取方法お
よび装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明では、薄板金
属形成ロールにより形成された薄板金属を複数個
の巻取ドラムで巻取るものであつて、前期複数個
の巻取ドラムの共通の中心軸を中心とした円形軌
跡に沿つて該巻取ドラムを移動させて交互に巻取
操作を行う薄板金属の巻取方法において、前記薄
板金属形成ロールより前記巻取ドラムに至る前記
薄板金属の通過位置が、巻取開始より巻取終了ま
で一定位置となるように、前記巻取ドラムの巻取
量に応じて、前記複数個の巻取ドラムの中心位置
を前記円形軌跡に沿つて移動せしめるようにした
ものである。

また、本発明では、薄板金属形成ロールにより
形成された薄板金属を巻取る複数個の巻取ドラム
と、前記複数個の巻取ドラムの共通の中心軸を中
心とした円形軌跡に沿つて該巻取ドラムを移動さ
せる案内円盤とを備え、前記複数個の巻取ドラム
を交互に使用して巻取操作を行う薄板金属の巻取
装置において、前記巻取ドラムに巻取られた前記
薄板金属による巻太り量を演算する巻太り量演算
装置と、前記案内円盤を駆動するモータと、前記
巻取ドラムの位置を制御する巻取ドラム位置制御
装置とを設け、前記巻太り量演算装置の演算結果
により前記巻取ドラム位置制御装置を介して前記
案内円盤を駆動するモータを駆動し、前記薄板金
属の前記形成ロールより前記巻取位置に至る通過
位置を一定位置に保持するように構成したもので
ある。

つまり、本発明では、上記のように構成するこ
とにより、薄板金属のパスラインが常に一定位置
にあるように巻取ドラムの中心を移動し、巻取ド
ラムに巻取られたコイルの外周がパスラインと常
に接線状に接するようにすることにより、初期の
目的を達成することができるものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

第３図〜第７図に本発明の一実施例を示す。該
図において第１図および第２図に示す従来例と同
一部分は同一記号にて示す。第３図に示す如く容
器２内の溶湯１がノズル３より高速回転している
冷却ロール４に噴出され、凝固して薄板５となり
巻取ドラム６ａまたは６ｂに巻取られ、そのパス
ライン１１上でＸ線厚さ計１６によつて薄板５の
板厚を計測する構成は第１図および第２図に示す
従来例と同様である。本発明の特徴である巻取ド
ラム６の移動機構の一実施例を第４図および第５
図により以下に説明する。

巻取ドラム６ａ，６ｂは、中心軸９を中心とし
て公転運動させるための案内円板１７および公転
ギヤ１８を同軸に固設したフレーム１９に、それ
ぞれ巻取ドラム駆動用モータ２０ａ，２０ｂと共
に取付けられている。これらの案内円板１７、公
転ギヤ１８、フレーム１９、巻取ドラム６ａ，６
ｂおよび駆動用モータ２０ａ，２０ｂを一体的に
構成した巻取装置２１は、後方を軸受２２によつ
て支承され、前方を案内円板１７を介して下部に
設けられた２箇のローラ２３ａ，２３ｂよつて回
動自在に支承されており、前記中心軸９の周りを
公転するようになつている。前記公転ギヤ１８は
公転ピニオン２４と噛合しており、この公転ピニ
オン２４は公転駆動用のモータ２５により駆動さ
れ、前記巻取機２１全体の公転運動を行う。

該公転ピニオン２４と同軸にパルスカウンタ方
式などの回転量検出器２６が設けられており、巻
取機２１全体、すなわち巻取ドラム６ａおよび６
ｂの公軸運動位置が検知されるようになつてい
る。

上記の如く構成された本発明の一実施例の動作
について以下に説明する。

第３図において実線で示す巻取ドラム６ａは薄
板５の巻取開始時を示しており、このときの巻取
ドラム６ａの中心はO₁であり、また二点鎖線に
て示す巻取ドラム６a′は巻取終了時を示し、この
ときの巻取ドラム６a′の中心はOnである。巻取
ドラム６ａの中心は該巻取ドラム６ａの公転軌跡
１０上を移動し、巻取開始より終了までO₁，O₂，
O₃，…O_oと進む。この巻取ドラム６ａの移動は
該巻取ドラム６ａの外周に巻取られる薄板５の巻
取量、すなわち巻太り量に従つて後述する手段に
よつて制御され、常に巻取開始時に設定されたパ
スライン１１に接線状に接することにより、パス
ライン１１の位置に変動を来すことなく最大コイ
ル径８まで巻取を行うことができる。

巻太り量と巻取ドラム中心の移動量との関係は
近似的に下式に示す如くになる。（第６図参照） sinΔθ＝Ｃ・Δr ただし、Δr：微小時間における巻取コイル半
径の増加量 Δθ：半取コイル半径がΔr増加したときの巻取ド
ラム中心の移動角 Ｃ：常数＝１／Ｒ Ｒ：巻取ドラム中心の公転軌跡半径 すなわち巻取コイルの移動量（角）は巻取コイ
ル径の増大分に比例することとなる。従つて巻取
コイルの直径または半径（巻取開始時は巻取ドラ
ムの直径または半径）を検知することにより、後
述する手段により自動的に巻取ドラム中心の移動
量を制御することができる。

巻太り量の変化に対してパスラインを一定に維
持する制御の一実施例を第７図により説明する。

冷却ロール４は設定された一定速度で回転する
如く速度制御装置２７により制御されるモータ
M₁により駆動される。一方巻取ドラム６は薄板
５がパスライン１１を通つて設定された一定張力
にて巻取られるよう張力制御装置２８により制御
されるモータM₂により駆動される。巻取ドラム
６ａにおける薄板５の巻太り量は、薄板５の走行
速度が冷却ロール側および巻取ドラム側ともに同
一であり、かつ冷却ロール４の外径D₁および巻
取ドラム６ａの外径D₂がそれぞれ一定であるこ
とにより、巻太り量の増加分Δrと該外径D₁，D₂
との間には下記の関係が成立する。

Δr＝１／２（N₁／N₂D₁−D₂） ただし、N₁：冷却ロール４の回転数 N₂：巻取ドラム６ａの回転数 この関係より、速度差演算装置２９および巻太
り量演算装置３０を経て、巻取ドラム位置制御装
置３１により公転ピニオン２４をモータM₃によ
り駆動して公転制御する。またこの制御には回転
量検出部２６により検出される公転量がフイード
バツクされて最適な制御がなされる。

本実施例によれば、連続巻取を行うために用い
られる巻取ドラムの公転機能を利用して巻太り量
に追従して巻取ドラムを移動させて、パスライン
位置を一定にすることが容易になし得る。

本実施例では巻太り量検知のために速度差演算
装置を用いた場合について説明したが、巻取コイ
ル径の変化を直接計測する手段、例えば放射線や
超音波などを利用した寸法計測法または画像処理
などによる計測法などを用いて、前記制御ブロツ
クの巻取ドラム処置制御に接続することで同様の
効果が得られる。

また本実施例では溶湯金属から直接薄板を形成
する方法および装置について説明したが、圧延に
より薄板金属を形成したのち巻取る場合について
も同様な手段が応用でき、同様な効果を有するこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によれば、薄板金属形成ロ
ールより巻取ドラムに至る薄板金属の通過位置が
巻取開始より巻取終了まで一定位置にするように
したものであるから、薄板金属の板厚測定を高精
度に行うことができ、該測定値を薄板金属形成過
程にフイードバツクさせることにより板厚精度の
高い高品質の薄板を製造することができる薄板金
属の巻取方法および装置を提供できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄板金属の巻取装置を示す構成
図、第２図は第１図のイ−イ断面図、第３図は本
発明に係る薄板金属の巻取装置の一実施例を示す
構成図、第４図は第３図の巻取ドラムの移動機構
を示す正面図、第５図は第４図の要部を示す側面
図、第６図は本発明の一実施例によるパスライン
と巻取との関係を示す説明図、第７図は本発明の
一実施例の巻太り量の変化に対するパスライン位
置を一定に制御する系統図である。 ４……冷却ロール、５……薄板、６ａ，６ｂ…
…巻取ドラム、７……コイル、９……中心軸、１
１，１２……パスライン、１６……Ｘ線厚さ計、
１７……案内円板、１８……公転ギヤ、１９……
フレーム、２０ａ，２０ｂ……巻取ドラム駆動用
モータ、２１……巻取装置、２４……公転ピニオ
ン、２５……公転駆動用モータ、２６……回転量
検出器、２９……速度差演算装置、３０……巻太
り量演算装置、３１……巻取ドラム位置制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 薄板金属形成ロールにより形成された薄板金
   属を複数個の巻取ドラムで巻取るものであつて、
   前記複数個の巻取ドラムの共通の中心軸を中心と
   した円形軌跡に沿つて該巻取ドラムを移動させて
   交互に巻取操作を行う薄板金属の巻取方法におい
   て、 前記薄板金属形成ロールより前記巻取ドラムに
   至る前記薄板金属の通過位置が、巻取開始より巻
   取終了まで一定位置となるように、前記巻取ドラ
   ムの巻取量に応じて、前記複数個の巻取ドラムの
   中心位置を前記円形軌跡に沿つて移動せしめるこ
   とを特徴とした薄板金属の巻取方法。 ２ 薄板金属形成ロールにより形成された薄板金
   属を巻取る複数個の巻取ドラムと、前記複数個の
   巻取ドラムの共通の中心軸を中心とした円形軌跡
   に沿つて該巻取ドラムを移動させる案内円盤とを
   備え、前記複数個の巻取ドラムを交互に使用して
   巻取操作を行う薄板金属の巻取装置において、 前記巻取ドラムに巻取られた前記薄板金属によ
   る巻太り量を演算する巻太り量演算装置と、前記
   案内円盤を駆動するモータと、前記巻取ドラムの
   位置を制御する巻取ドラム位置制御装置とを設
   け、 前記巻太り量演算装置の演算結果により前記巻
   取ドラム位置制御装置を介して前記案内円盤を駆
   動するモータを駆動し、前記薄板金属の前記形成
   ロールより前記巻取位置に至る通過位置を一定位
   置に保持するように構成したことを特徴とする薄
   板金属の巻取装置。