JPH1071424A - スリッタラインにおける条材の巻取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 条材のたるみを生じることなく各条材を一様
なテンションを付加して巻き取ることができる巻取り装
置を提供すること。 【解決手段】 スリッティングした後の複数の条材を主
軸に巻き取るスリッタラインにおいて、主軸に磁力発生
手段を備えると共に発生磁力の強さを調節可能な駆動装
置を設け、主軸の周りにスリッティング後の各条材ごと
に巻き取るためのスリップリングを主軸に対して回転自
在に外挿し、スリップリングは非磁性体の本体とこの本
体に連接されると共に半径方向に移動可能であって主軸
の外周面に磁力によって吸着されるシューとから構成
し、磁力の強さに応じたシューと主軸との摩擦によるス
リップリングの主軸との一体回転による条材の巻取り及
び臨界トルクを越えた後のスリップリングのスリップに
よる条材の巻取り停止の操作を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば薄肉の鋼
板ストリップをスリッティングした後の各条材を巻き取
る装置に係り、特に鋼板ストリップの幅方向の肉厚の偏
差があっても各条材を良好に巻き取れるようにした巻取
り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板ストリップをたとえば半導体装置用
のリードフレーム用として使用するための装置としてス
リッティング用のスリッタラインが従来から利用されて
いる。このスリッタラインは、ストリップの幅方向を複
数の切開するカッタディスクをを備えると共に、スリッ
ティングされた各条材を巻き取るための巻取り装置を設
け、ストリップのコイルをカッタディスク側に連続搬送
してスリッティングするというものである。

【０００３】このようなスリッタラインにおいて巻取り
装置の巻取り軸の１本で処理する場合、ストリップはそ
の板幅方向に肉厚の偏差すなわち圧延の関係で中央部側
のほうがエッジ側よりも厚いので、巻取り軸に巻き取ら
れていく各条材の層厚も中央側が最も厚くなる。このた
め、共通の巻取り軸で各条材を巻き取っていくときに
は、巻取り軸の回転数は全ての条材に対して一定なの
で、肉厚が大きい中央部の条材の外径がエッジ側の条材
よりも各条材ごとに順に大きくなり、中央部の条材につ
いての巻取りトルクは最大となる。

【０００４】このように各条材の巻取り厚さが異なる
と、最大径の条材の巻取りに緩みが生じないようにする
ためこの最大径のものを基準として巻取り軸の回転速度
を設定した場合、肉厚が薄いエッジ側の条材では巻取り
外径が小さくてその周速も最大径部分よりも小さいの
で、巻取りが間に合わなくなって条材がカッタディスク
と巻取り軸との間でたるんでしまう。

【０００５】この条材のたるみによる障害を無くすため
に、従来では、巻取り装置の手前にテンションパッド等
の張力発生装置を配置して全てのスリッティング後の条
材に同じテンションが加わるようにするとともに、たわ
みをライン中で吸収するためにルーピングピットを作業
床に設けることで対応していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】テンションパッドを備
えることによって巻取り軸への各条材の巻き取りの際の
張力不足は解消されるので、巻取り軸周りの各条材の巻
き崩れは防止される。

【０００７】ところが、薄肉材のたわみ自体の発生を避
けることはできないので、ルーピングピットは不可欠な
ものとなり、このルーピングピットを利用して各条材の
巻取りの速度差を吸収するしかない。このため、ルーピ
ングピットを設備するための工事費用がかかるだけでな
く、カッタディスクと巻取り装置の間にルーピングピッ
トが位置するのでラインが長くなり、設備占有面積の縮
小にも限界がある。

【０００８】このように従来のスリッタラインでは、ス
リッティング後の条材を巻き取るときの薄肉側の条材の
たるみの発生は避けられないので、ルーピングピット等
の設備が必ず必要であり、設備面での制約が大きい。

【０００９】本発明において解決すべき課題は、条材の
たるみを生じることなく各条材を一様なテンションを付
加して巻き取ることができる巻取り装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板ストリッ
プ等を複数の条材にスリッティングした後、これらの条
材を主軸に巻き取るスリッタラインにおいて、主軸に磁
力発生手段を備えると共に発生磁力の強さを調節可能な
駆動装置を設け、主軸の周りにスリッティング後の各条
材ごとに巻き取るためのスリップリングを主軸に対して
回転自在に外挿し、更にスリップリングには、非磁性体
の環状であって条材を周面に巻き取る本体と、この本体
に連接されると共に半径方向に移動可能であって主軸の
外周面に磁力によって吸着されるシューを設けてなるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】主軸に設ける磁力発生手段として
は、主軸の断面形状を鉄心として機能し得るような態様
とすると共にこの鉄心部分にコイル巻線を施し、更にこ
のコイル巻線に直流電流を通電する電磁石とすることが
できる。そして、磁力の強さは、駆動装置に設けるコン
トローラ等によって調節することで、スリップリングの
シューに対する吸着力を調整することが可能であり、こ
れによって主軸に対するスリップリングの一体回転とス
リップ開始の臨界値を設定することができる。

【００１２】また、駆動装置は、条材の板厚とスリップ
リングの巻回面の外径とこのスリップリングの回転速度
に基づいて磁力発生手段への供給電流値を制御するコン
トローラを備えた構成とすることができる。

【００１３】更に、スリップリングは、その本体の軸線
方向の両側の端面に、それぞれ複数枚のシューをその半
径方向に移動可能に連接したものとすることができる。
また、本体の内周に環状溝を凹設すると共に、この環状
溝に一部を埋没させ且つその内周面を本体の内周よりも
中心側に位置させて半径方向に移動可能なシューを配置
したものとしてもよい。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の巻取り装置を備えたスリッタ
ラインの概要を示す正面図、図２はその概略平面図であ
る。

【００１５】図において、スリッタラインは上流端に配
置したアンコイラ２１と、その下流に配置した８枚のス
リッティングカッタ２２とを備え、更に下流端に本発明
の巻取り装置１を配置したものとして構成されている。
そして、アンコイラ２１に搭載された鋼板コイル２３は
スリッティングカッタ２２によって５本の条材２４とし
て巻取り装置１によってそれぞれ巻き取られる。

【００１６】巻取り装置１はスリッタラインと直交する
向きに回転軸線を持たせた主軸２を備え、この主軸２を
コントローラ３ａを含む駆動装置３によって回転駆動可
能としたものである。そして、駆動装置３は主軸２の回
転速度を制御するだけでなく、アンコイラ２１及びスリ
ッティングカッタ２２のそれぞれの回転動作も含めて同
期させて制御する制御系を持たせる。

【００１７】図３は巻取り装置１の主軸２及びその付帯
部材を示す詳細であって、同図の（ａ）は軸線を含む面
で切った縦断面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ
線矢視による縦断面図である。

【００１８】主軸２は駆動装置３に連接されるスピンド
ル２ａを同軸上に突き出し、その内部は同図（ｂ）に示
すように周面を円弧状としたＨ字状の縦断面形状として
軸線方向を長くした長方形状の横断面形状をもつ鉄心部
２ｂとしている。そして、この鉄心部２ｂにはコイル巻
線４を巻回し、駆動装置３からこのコイル巻線４に通電
可能とすると共に、コイル巻線４が外に臨む部分には非
磁性体の硬質合成樹脂等の充填層２ｃによってシール
し、主軸２の全周面を真円状に成形する。

【００１９】このようなコイル巻線４を備えることによ
って、これに直流電流を通電したときの磁界の発生を利
用して主軸２の全体を鉄心とする電磁石とすることがで
きる。そして、磁界の強さは直流電流値に比例するの
で、駆動装置３のコントローラ３ａによってこの電流値
を制御することにより、電磁力を任意に設定することが
可能である。

【００２０】主軸２の周りにはスリッティングカッタ２
２によってスリッティングされた５本の条材２４のそれ
ぞれを周面に巻回して巻き取ると共に、或る一定以上の
トルクが作用したときには主軸２の周りで滑って回転す
る５枚のスリップリング５を外挿する。図４の（ａ）に
スリップリング５を軸線方向に観た正面図、同図の
（ｂ）は縦断面図をそれぞれ示す。

【００２１】スリップリング５は環状であってたとえば
ガラス樹脂などの非磁性体によって形成した本体５ａと
その両面にそれぞれ３枚ずつ取り付けたシュー６とから
構成されたものである。本体５ａは主軸２の周りで自由
に回転できるようにその内径を主軸２の外径よりも少し
大きくしたものであり、図４の（ｂ）に示すようにシュ
ー６を取り付けるためのピン５ｂを両面に突き出してい
る。また、シュー６は鉄等を素材とする磁性体であっ
て、それぞれの内径を主軸２の外径に一致させてその周
面を摺動可能としたものである。そして、シュー６のそ
れぞれの周方向の両端部分にはピン５ｂを差し込むため
の長孔状のガイド孔６ａをその長軸がほぼ半径方向とな
るように設ける。このようなガイド孔６ａとピン５ｂと
の組合せにおり、各シュー６は本体５ａをほぼ同軸関係
を保ちながら半径方向に自由に位置を変えることができ
る。

【００２２】ここで、コイル巻線４に通電されていない
ときには、図５の（ａ）に示すように、主軸２の上半分
側に位置しているシュー６はその自重によってその内周
部分が主軸２の外周面にフィットした状態となり、主軸
２の下半分側に位置しているシュー６は同様にその自重
によって下がった位置にあり内周面は主軸２の外周面か
ら離れている。そして、コイル巻線４に通電すると主軸
２の全体が鉄心となって磁力を発生し、この磁力によっ
て図５の（ｂ）に示すように下側配置のシュー６も含め
て全てが主軸２の外周面に吸着される。したがって、１
枚のスリップリング５について合計６枚のシュー６の全
てが主軸２の外周面に吸着されることになる。

【００２３】以上の構成において、スリッティングカッ
タ２２によってスリッティングされた条材２４を主軸２
に巻き取るときには、駆動装置３によってコイル巻線４
に直流電流を通電し、各スリップリング５をそれぞれの
シュー６を介して主軸２周りに吸着する。このとき、主
軸２の全体は一様な磁力を発生するので全てのシュー６
についての吸着力に基づく摩擦力は一様となり、主軸２
からの拘束力は全てのスリップリング５について等しく
なる。

【００２４】スリッティングされた後の条材２４のそれ
ぞれは対応するスリップリング５の外周面に巻回されな
がら巻き取られていく。そして、この巻取り過程では、
従来技術の項でも説明したように鋼板コイル２３の幅方
向のエッジ部分の方が薄肉になる傾向にあるので、図３
の（ａ）において真ん中のスリップリング５に巻回され
る条材２４の層が先行して厚くなっていき、その左右の
スリップリング５と両端のスリップリング５の順に条材
２４の層の厚さの増加度は小さい。したがって、中央配
置のスリップリング５に加わるトルクはその左右配置の
ものよりも先行して増大していくことになる。

【００２５】このように各スリップリング５のそれぞれ
について、条材２４の巻取り時の層厚の増加度及びそれ
ぞれに加わる巻取りのトルクは同じではなく、このまま
主軸２２を回転させていけば、層厚の増加度が小さい端
部配置のスリップリング５に巻回される条材２４にはた
わみが発生することになる。

【００２６】これに対し、主軸２が発生する磁力によっ
て吸着されるシュー６の摩擦力を或る特定のトルクに釣
り合う大きさとなるようにしておけば、このトルクを越
えるとシュー６の摩擦力は効力を失い、主軸２の周りで
相対的に回転させるようにすることができる。

【００２７】すなわち、中央配置のスリップリング５で
はトルクの増加度も速いので、臨界値のトルクが作用す
るようになると、主軸２は回転を続ける一方でスリップ
リング５は主軸２とは一体に回転せず、条材２４の巻取
りは停止される。そして、残りのスリップリング５には
臨界値のトルクが未だ作用していないので主軸２と一体
に回転して条材２４の巻取りを継続していき、中央部の
スリップリング５の左右のスリップリング５について同
様に臨界値のトルクが作用するようになると、主軸２の
みが回転してスリップリング５は停止し、条材２４の巻
取りは停止する。最後に、左右両端に位置しているスリ
ップリング５についても、同様に臨界値のトルクが作用
するまで条材２４の巻取りを継続した後に主軸２だけが
回転してスリップリング５による条材２４の巻取りは停
止する。

【００２８】このように、各スリップリング５はシュー
６と主軸２との間の摩擦力による限界トルクまでは主軸
２と一体となって回転するが、この限界トルクを越える
とこのトルクを維持したまま主軸２周りでスリップす
る。したがって、鋼板コイル２３の幅方向の肉厚に偏差
があってしかも共通の主軸２上周りに配置されている各
スリップリング５に対して作用するトルクがそれぞれ異
なっていても、肉薄の条材２４を巻き取るスリップリン
グ５に作用するトルクが臨界値となるまでは、肉厚の条
材２４を巻き取る側のスリップリング５は条材２４を巻
き取らないで待機することになる。このため、従来では
肉厚の条材２４についてもたわみを発生することなく主
軸２への巻取りが実行されることになり、スリッティン
グカッタ２２と巻取り装置１との間にルーピングピット
等を設けることが不要となる。

【００２９】ここで、スリッティングカッタ２２による
スリッティングの開始から主軸２周りへの巻取りの間で
は各条材２４に対する巻取り張力は常に一定である。そ
して、巻取り時間の経過と共に各スリップリング５にコ
イル状に巻き取られる条材２４の巻取りコイル径も拡大
していく。このため、巻取り時間の経過と共に各スリッ
プリング５に対する臨界トルクも増大していくので、こ
の臨界トルクの変化に追従した磁力を主軸２が発生する
ように駆動装置３からの電流値をコントローラによって
制御することが必要となる。

【００３０】このような制御としては、たとえば図２に
示すように主軸２の回転数を検出するためのエンコーダ
３ｂを備えておき、巻取り開始に必要な起動トルクＸと
起動後の巻取りトルクＹを次の（１）及び（２）の式で
演算するプログラムをコントローラ３ａに備えることで
対応できる。

【００３１】Ｘ＝Ｆ×Ｒ・・・（１） Ｙ＝Ｆ×（Ｒ＋ｔ×Ｎ）・・・（２） Ｆ：巻取り張力， Ｒ：巻取りの初期直径 ｔ：条材の板厚， Ｎ：主軸回転数 この演算系を備えることによって、予め条材２４の板厚
ｔを入力しておきさえすれば、主軸２周りへの条材２４
の巻取り開始後の巻取りコイル径の増加に見合う臨界ト
ルクと一致するシュー６との間の摩擦力が発生するよう
に主軸２の磁力の発生を制御することができる。すなわ
ち、先の演算式に基づいて主軸２の回転数から電流値を
増加させていくことで、条材２４の巻き数の増加に対応
させた巻取り及び先に述べたような臨界トルク到達後の
スリップリング５の主軸２周りでのスリップを実現する
ことができる。

【００３２】図６はスリップリングの別の実施例であっ
て、同図の（ａ）は軸線方向に観た一部切欠図、同図の
（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視による拡大断面図で
ある。

【００３３】先の例では本体５ａの両端面に沿ってシュ
ー６を半径方向に移動できるようにいていたが、図６の
例ではスリップリング７の環状の本体７ａの内周に沿っ
て一様な深さの環状溝７ｂを形成し、この環状溝７ｂの
中にシュー８を半径方向に移動可能に組み込んでいる。
シュー８は先の例と同様にたとえば３枚の組合せであ
り、それぞれの周方向の両端に長孔状のガイド孔８ａを
開け、これらのガイド孔８ａの中に環状溝７ｂに設けた
ピン７ｃを差し込むことによって本体７ａに連接されて
いる。

【００３４】このようなスリップリング７においても、
主軸２周りに配置したときにはその発生磁力によってシ
ュー８が主軸２の周面に吸着され、摩擦力によって主軸
２との一体回転及び臨界トルクを越えた後のスリップリ
ング７の主軸２周りのスリップが可能である。そして、
磁性体のシュー８が非磁性体の本体７ａの中に収納され
ているので、主軸２周りに配置するときには本体７ａど
うしを接触させた配列とすることができる。したがっ
て、先の例と比べると、スリッティングされた条材２４
を図２に示すように互いに間隔を開けることなく平行な
関係として主軸２にそのまま巻き取ることができ、条材
２４に無用な歪等を発生させることがなくなる。

【００３５】

【発明の効果】本発明では、主軸周りのスリップリング
のスリップ動作を利用することで複数にスリッティング
された条材の全てについてたわみを発生することなく主
軸側に巻き取ることができるので、従来のようにたわみ
代のためのルーピングピットを必要とせず、スリッタラ
インを短くでき設備の簡略化とコストの削減が図れると
共に、作業効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の巻取り装置を備えたスリッタライン
の概要を示す正面図である。

【図２】 スリッタラインの概要を示す平面図である。

【図３】 スリップリングを装着した主軸の詳細であっ
て、同図の（ａ）は軸線を含む面で切った縦断面図、同
図の（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視による縦断面図
である。

【図４】 スリップリングの詳細であって、同図の
（ａ）は軸線方向に観た正面図、同図の（ｂ）は要部を
拡大して示す縦断面図である。

【図５】 主軸の磁力発生によるスリップリングの吸着
を説明する図であって、同図の（ａ）は磁力による吸着
がないとき、同図の（ｂ）は磁力によるスリップリング
の吸着を示す。

【図６】 スリップリングの別の例であって、同図の
（ａ）は軸線方向に観た一部切欠図、同図の（ｂ）は同
図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視による拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ：巻取り装置 ２ ：主軸 ２ｂ：鉄心部 ３ ：駆動装置 ３ａ：コントローラ ３ｂ：エンコーダ ４ ：コイル巻線 ５ ：スリップリング ５ａ：本体 ５ｂ：ピン ６ ：シュー ６ａ：ガイド孔 ７ ：スリップリング ７ａ：本体 ７ｂ：環状溝 ７ｃ：ピン ８ ：シュー ８ａ：ガイド孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板ストリップ等を複数の条材にスリッ
   ティングした後、これらの条材を主軸に巻き取るスリッ
   タラインにおいて、主軸に磁力発生手段を備えると共に
   発生磁力の強さを調節可能な駆動装置を設け、主軸の周
   りにスリッティング後の各条材ごとに巻き取るためのス
   リップリングを主軸に対して回転自在に外挿し、更にス
   リップリングには、非磁性体の環状であって条材を周面
   に巻き取る本体と、この本体に連接されると共に半径方
   向に移動可能であって主軸の外周面に磁力によって吸着
   されるシューを設けてなるスリッタラインにおける条材
   の巻取り装置。