JPH11300420A - ローラレベラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板厚の薄い材料も板厚の厚い材料も、内部残
留応力を低減でき、高速で通板して生産性を向上させ、
しかも経済的なローラレベラを提供する。 【解決手段】 ワークロール１が中間ロール２を介して
バックアップロール３で支えられており、ロール駆動力
がピニオンネスト４とユニバーサルジョイント７を介し
て伝達されるローラレベラであって、ワークロール１
は、直径の異なる小径ロールと大径ロールの入替えが可
能であり、中間ロール２もワークロール１に対応して直
径の異なる大径ロールと小径ロールの入替えが可能であ
り、ピニオンネスト４は、中間ロール２の本数と同数設
けられており、ピニオンネスト４に一端が連結されたユ
ニバーサルジョイント７の他端を、ワークロール１と中
間ロール２に選択的に連結できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はローラレベラに関す
る。さらに詳しくは、リードフレーム材やシャドウマス
ク材等のエッチング加工を行う材料の圧延やテンション
レベリング等の製造プロセスで生じる内部残留応力を低
減するのに適したローラレベラに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延された板材の内部応力低減手段とし
て、焼鈍やストレッチャー等が一般的に用いられている
が、焼鈍は材料特性を崩したり形状を悪化させる欠点が
あり、ストレッチャーは生産性に劣る等の問題がある。

【０００３】一方、従来より、ローラレベラを用いて
も、内部応力の低減ができることを知られており、ロー
ラレベラを用いた種々の内部応力低減方法が検討されて
いる。ローラレベラの種類としては、ワークロールの
み用いたもの、ワークロールにバックアップロールを
付設したもの、ワークロールとバックアップロールの
間に中間ロールを配置したものがある。そして、前記
の中間ロールを用いたタイプでは、ワークロールを駆動
するタイプと、中間ロールを駆動するタイプとがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ローラレベ
ラで内部応力を低減する場合、リードフレーム材やシャ
ドウマスク材等の薄板高強度材等では、ロール径を小さ
くしないと、応力低減を図ることはできない。すなわ
ち、充分な内部応力低減効果を得るためのロール径は曲
げによる板厚方向の降伏率ηで表され、降伏率ηは0.5
以上が必要とされる。ここで、降伏率ηを、図６を併せ
参照して説明すると、下記式のとおりである。 η＝（ａ＋ｂ）／ｔ＝１−（δｙ・Ｄ）／Ｅ・Ｃ ……（式） ただし、ｔ ：板厚 mm Ｅ ：ヤング率 Ｎ／mm２ δｙ：降伏応力 Ｎ／mm２ Ｄ ：ロール径 mm ａ ：引張降伏域 mm ｂ ：圧縮降伏域 mm したがって、リードフレーム材が、ｔ＝0.125 mm、Ｅ＝
120000Ｎ／mm２ 、δｙ＝550 Ｎ／mm２ とすると、 η＝１−（550 ×Ｄ）／（120000×0.125 ）＞0.5 であるから、 Ｄ≦（0.5 ×120000×0.125 ）／550 ＝13.6mm となる。よって、ロール径は、13.6mm以下を選択する必
要がある。

【０００５】また、通常の生産ラインは生産性の要求か
ら、200 メートル／分以上のライン速度が要求される
が、ロール径が13.6mmのワークロールで上記ライン速度
を達成しようとすると、ワークロールの回転数が4681rp
m となり、ユニバーサルスピンドル等の最高許容回転数
2500rpm を超えてしまう。さらに、上記のような小径ロ
ールが接近して配列されると、ロール径よりも小さいス
ピンドルが必要とされ、このような小径のスピンドルで
高速駆動は、技術的に不可能である。

【０００６】もっとも、前記の中間ロールを用いたロ
ーラレベラにおいて中間ロール駆動方式をとると、中間
ロールがワークロールの1.5 〜２倍の直径がとれるの
で、中間ロールをさほど高速回転させなくてもワークロ
ールを高速回転させることができ、しかも、上下ロール
間の間隔が広がるため、大きなユニバーサルジョイント
の適用が可能となって、200 メートル／分以上のライン
速度が可能となる。

【０００７】しかしながら、一般に生産ラインでは、い
ろいろな板厚の材料を通板するがその対象材の全てが、
小径ワークロールを必要とし、そのため中間ロール駆動
方式にせざるを得ない訳ではなく、板厚の厚いものは、
ロール径を大きくしたワークロール駆動方式でレベリン
グできるものが多い。また、大きなワークロールだとロ
ールの寿命が長く、曲がりが少ない等のメリットがある
ので、捨て難い利点がある。かといって、一つの生産ラ
インの中で、中間ロール駆動方式とワークロール駆動方
式の２台のローラレベラを設備することは経済的でな
い。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑み、板厚の薄い材
料も板厚の厚い材料も、内部残留応力を低減でき、しか
も高速で通板して、生産性を向上させ、しかも経済的な
ローラレベラを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１のローラレベラ
は、ワークロールが中間ロールを介してバックアップロ
ールで支えられており、ロール駆動力がピニオンネスト
とユニバーサルジョイントを介して伝達されるローラレ
ベラであって、前記ワークロールは、直径の異なる小径
ロールと大径ロールの入替えが可能であり、前記中間ロ
ールも前記ワークロールに対応して直径の異なる大径ロ
ールと小径ロールの入替えが可能であり、前記ピニオン
ネストは、前記中間ロールの本数と同数設けられてお
り、前記ピニオンネストに一端が連結されたユニバーサ
ルジョイントの他端を、前記ワークロールと前記中間ロ
ールに選択的に連結できるようにしたことを特徴とす
る。請求項２のローラレベラは、請求項１の発明におい
て、前記ローラレベラの出側、または入側と出側に通板
材のフリーループを設けたことを特徴とする。請求項３
のローラレベラは、請求項１の発明において、前記ワー
クロールの小径ロールが直径２５mm未満であり、大径ロ
ールが直径２５mm以上であることを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、板厚の厚い材料
をレベリングするときは、大径のワークロールを用い
て、ピニオンネストから出ているユニバーサルジョイン
トをワークロールに連結してワークロール駆動方式で運
転でき、板厚の薄い材料をレベリングするときは、小径
のワークロールを用い、中間ロールを大径のものに入替
え、前記ユニバーサルジョイントを中間ロールに連結し
て、中間ロール駆動方式で運転できる。このため、１台
のローラレベラで種々の板厚の材料の内部残留応力を効
果的に低減でき、かつ高速で生産性を高めることがで
き、設備費も大きく抑制できる。請求項２の発明によれ
ば、ローラレベラの出側、および入側と出側のフリール
ープにより、レベラ前後張力をゼロにすることができ
る。通常のローラレベラ作業ではレベラ前後張力をゼロ
にできず、レベリング後に張力を抜くことにより逆に内
部応力を発生させてしまうが、本発明では、レベラ前後
張力が無いので、内部残留応力を効果的に低減できる。
請求項３の発明によれば、ワークロールの小径ロールの
直径が２５mm未満なので、加工曲率が大きくなり、リー
ドフレーム材やシャドウマスク材等のエッチング加工を
行う材料に対しても内部残留応力を低減できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係るロ
ーラレベラの正面図、図２はワークロール駆動方式で運
転中のローラレベラの側面図（ａ図）と正面図（ｂ
図）、図３は中間ロール駆動方式で運転中のローラレベ
ラの側面図（ａ図）と正面図（ｂ図）、図４は出側にフ
リーループを設けたローラレベラの側面図、図５は入側
と出側にフリーループを設けたローラレベラの側面図で
ある。

【００１２】図１において、Ｓはレベリングされる板材
であり、その上下にワークロール１、１が配置され、そ
のワークロール１、１を中間ロール２、２を介してバッ
クアップロール３、３で支えている。前記ワークロール
１、１の本数は、上段が５本、下段が６本であり、前記
中間ロール２、２の本数は、上段が６本、下段が７本で
あるが、これは一例であり、それより少ない本数のもの
でも、多い本数のものでも、本発明に含まれる。４はピ
ニオンネスト、５は減速機、６はモータである。７はユ
ニバーサルジョイントで、その一端はピニオンネストに
連結されており、その他端は、前記ワークロール１、１
または前記中間ロール２、２に選択的に連結できるよう
になっている。

【００１３】前記ワークロール１、１は小径ロールと大
径ロールが、入替え自在であり、それに対応させて中間
ロール２、２も大径ロールと小径ロールが用意されてお
り、入替え自在となっている。

【００１４】前記ワークロール１、１の小径ロールは直
径が２５mm未満、大径ロールは直径が２５mm以上が好適
である。直径が２５mm未満の小径ロールを用いると、加
工曲率が大きくなるので、内部残留応力を低減しにくい
リードフレーム材やシャドウマスク材等のエッチング加
工を行う材料に対しても、内部残留応力を効果的に低減
することができる。

【００１５】図２はワークロール駆動方式を図示してお
り、この場合、ユニバーサルジョイント７はワークロー
ル１、１に連結される。この運転方式は、大径のワーク
ロール１、１を用いた場合に適用でき、例えば、板厚の
厚い材料のレベリングに好適である。もちろんワークロ
ール１、１自体が大径であるので、ユニバーサルジョイ
ント７も太いものがそのまま用いられ、高速回転が可能
である。よって、高い生産性が維持できる。なお、ワー
クロール駆動のときは、ワークロール本数が中間ロール
本数より２本少ないため、ライン方向前後両端の２本の
ユニバーサルジョイント７は外しておくとよい。

【００１６】図３は中間ロール駆動方式を図示してお
り、この場合、ユニバーサルジョイント７は中間ロール
２、２に連結される。この運転方式は、小径のワークロ
ール１、１を用いても、大径の中間ロール２、２で駆動
するので、太いユニバーサルジョイント７をそのまま使
え、高速運転が可能であると共に、小径ワークロールに
よって加工曲率を大きくして、板厚の薄い材料に対して
も内部残留応力を効果的に低減できる点に利点がある。
なお、モータ６の回転方向は前記ワークロール駆動方式
の逆方向にしなければならない。

【００１７】図４は上記構成のローラレベラＡの出側に
板材ＳのフリーループＦＬを設けた例であり、図５はロ
ーラレベラＡの入側と出側にフリーループＦＬを設けた
例である。これらのフリーループＦＬは、一対のガイド
ロール８等で支持され、これらの間で板材Ｓを垂れ下が
らせ、ローラレベラＡ内の板材Ｓに張力が発生しないよ
うにするものである。ローラレベラ内を通板中の材料に
前後張力が加わると、内部残留応力の除去が行われ難い
ことが知られているが、上記図４〜５の実施形態による
と、ローラレベラＡ内を通板中の材料に前後張力が加わ
らないので、内部残留応力を効果的に低減することがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、板厚の厚い材
料をレベリングするときは、大径のワークロールを用い
て、ワークロール駆動方式で運転でき、板厚の薄い材料
をレベリングするときは、小径のワークロールを用い
て、中間ロール駆動方式で運転できる。このため、１台
のローラレベラで種々の板厚の材料の内部残留応力を効
果的に低減でき、かつ高速で生産性を高めることがで
き、設備費も大きく抑制できる。請求項２の発明によれ
ば、フリーループにより、レベラ前後張力をゼロにする
ことができ、内部残留応力を効果的に低減できる。請求
項３の発明によれば、加工曲率を大きくして、リードフ
レーム材やシャドウマスク材等のエッチング加工を行う
材料に対しても内部残留応力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るローラレベラの正面
図である。

【図２】ワークロール駆動方式で運転中のローラレベラ
の側面図（ａ図）と正面図（ｂ図）である。

【図３】中間ロール駆動方式で運転中のローラレベラの
側面図（ａ図）と正面図（ｂ図）である。

【図４】出側にフリーループを設けたローラレベラの側
面図である。

【図５】入側と出側にフリーループを設けたローラレベ
ラの側面図である。

【図６】板材の降伏率の説明図である。

【符号の説明】

Ａ ローラレベラ １ ワークロール ２ 中間ロール ３ バックアップロール ４ ピニオンネスト ７ ユニバーサルジョイント ＦＬ フリーループ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークロールが中間ロールを介してバック
   アップロールで支えられており、ロール駆動力がピニオ
   ンネストとユニバーサルジョイントを介して伝達される
   ローラレベラであって、前記ワークロールは、直径の異
   なる小径ロールと大径ロールの入替えが可能であり、前
   記中間ロールも前記ワークロールに対応して直径の異な
   る大径ロールと小径ロールの入替えが可能であり、前記
   ピニオンネストは、前記中間ロールの本数と同数設けら
   れており、前記ピニオンネストに一端が連結されたユニ
   バーサルジョイントの他端を、前記ワークロールと前記
   中間ロールに選択的に連結できるようにしたことを特徴
   とするローラレベラ。
2. 【請求項２】前記ローラレベラの出側、または入側と出
   側に通板材のフリーループを設けたことを特徴とする請
   求項１記載のローラレベラ。
3. 【請求項３】前記ワークロールの小径ロールが直径２５
   mm未満であり、大径ロールが直径２５mm以上であること
   を特徴とする請求項１記載のローラレベラ。