JPS59229263A - アモルファス合金シート製造装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はアモルファス合金シートを形成し急冷する冷却
ロールの表面を研磨する研磨装置に関する。

〔発明の背景〕

アモルファス合金は最近新素材ブームによシ脚光をあび
ている。現在実用化されているアモルファス製造装置は
、極小幅（’１５Ｔｒａｎ程度）のアモルファス合金シ
ートを製造するものであり、製造されたアモルファス合
金シートはＶＴＲ、オーディオ製品の一部に利用されて
いる。そしてアモルファス合金シートはその特性から構
成される装置が望まれている。アモルファス金属シート
を量産化するためには、アモルファス合金を連続的に溶
融し、タンディツシュの中に鋳入し、さらにタンディツ
シュより冷却ロールに流して、形成、急冷しなければな
らない。そしてこのとき、アモルファス合金は１秒間に
１０万度から１００万度の冷却速度で急冷せねばならな
いものである。このためアモルファス合金シー１重量産
する上において以下のような問題点が存在していた。

■　冷却ロールはアモルファス合金を冷却し始めると、
その表面が熱膨張によシ半径方向にふくらんでしまうサ
ーマルクラウンカーブ（冷却ロールの幅１５０配当だり
５０μ程度）が生じる。

そしてこのサーマルクラウンカーブによシ、アモルファ
ス合金シートは幅方向において中央部が端部よりも薄く
なってしまうものであった。

このようにアモルファス合金シートの幅方向に厚み差が
生じた場合、製品化されたアモルファス合金シートを積
層して電気機器に利用する場合において、厚み差が累積
し、部品精度が悪化し−Ｃしまうものであった。この順
向は、今後、より幅広のアモルファス合金シートを製造
する場合にさらに大きくなるものである。

■　また、アモルファス合金シートラ高速で冷却する場
合、溶融金属の温度によっては、冷却ロールの表面の粗
さが徐々に大きくなり、アモルファス合金シートの表面
の肌荒現象が生ずるものであった。この肌荒現象に対す
る対策としては、アモルファス合金シートを実験的に製
造する場合においては、入手によシ極小砥粒のサンドベ
ーパを使って、冷却ロールの表面を鏡状の光沢がでるま
で研磨するものであった。しかしこのような手作業によ
る研磨は、実験的製造段階においては問題はないが、ア
モルファス合金シートを連続的に量産する場合には、よ
シ能率的な研磨美術が必要となってくるものであり、問
題となるものである。

〔発明の目的〕

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであシ、ア
モルファス合金ジ−トメ幅方向において均一な厚み精度
を高め、アモルファス合金シートの表面の肌荒現象を防
止することができるアモルファス合金製造装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明のアモルファス合金製造装置は、アモルファス合
金を鋳入するタンディツシュとアモルファス合金シート
を形成し急冷する冷却ロールにより構成され、さらに熱
膨張によって発生する冷却ロールのサーマルクラウンカ
ーブを平坦に研磨するための研磨装置を備えているもの
である。

一般に、冷却ロールに発生するサーマルクラウンカーブ
は冷却開始後数秒後に一定となるが、この一定となった
後に研磨装置によって冷却ロール表面を平坦に研磨すれ
ば、幅方向において厚み差の生じないアモルファス合金
シートを製造することができる。しかも、サーマルクラ
ウンカーブを除去した後においては、研磨装置を軽く働
かせることにより冷却ロール表面に発生する肌荒現象を
防止することができる。

本発明はアモルファス合金製造装置における冷却ロール
に発生するサーマルクラウンカーブを、研磨装置によっ
て、除去することをその要旨とするものであシ、特定の
構造を有する研磨装置に限るものではないが、肌荒現象
防止の機能も同時にもたせるものでもあるため、研磨装
置は冷却ロールの表面に任意の圧力で押圧することので
きる研磨砥石を有することが好ましい。

また研磨砥石は、回転する冷却ロールに押付けられるだ
けのものであってもよいが、それ自体回転しながら冷却
ロールの表面に抑圧できるものであってもよい。

また、研磨砥石の研磨効果を高めるために、研磨砥石は
冷却ロール軸方向に往復動できるも、のであることが望
ましい。

一般にアモルファス合金シートを形成し冷却する冷却ロ
ールは、通常の冷却ロールに比べて銅金属等の柔かい金
属によって形成されているものであり、研磨によって砥
粒が多く生ずるものである。

よって、との砥粒によって研磨装置の機能が低下しない
ように吸引装置を備えていることが望ましい。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によシ説明する。

第１図は本実施例のアモルファス合金製造装置の全体的
な構成を示す。中央の冷却ロール１は右側に回転し、こ
の冷却ロールに対し溶けたアモルファス合金を供給する
ためのタンディツシュ２が備えられている。このタンデ
ィツシュ２には常に溶けたアモルファス合金が鋳入され
ている。冷却ロール１から作シ出されたアモルファス金
属シート３はドラム状の巻取器４に巻き取られる。冷却
ロール１の上には研磨装置Ｉ！：５が設けられ、研磨砥
石６を冷却ロール１の表面に押圧するようになっている
。また、冷却ロール１０近くにはサーマルクラウンカー
ブの大きさであるクラウン量を測定するためのクラウン
測定器７が設けられている。

さらに研磨装置５の右側においては研磨によって生ずる
砥粒を吸引するための砥粒吸引装置８が設置されている
。

本実施例の作用の概略を以上に述べる。タンディツシュ
２によシ溶解したアモルファス合金を冷却ロール１によ
シ冷却すると、冷却ロール１は熱膨張によシサーマルク
ラウンカーブが発生する（第２図回診照）。このサーマ
ルクラウンカーブはアモルファス合金シートの幅が１５
０ｍｍの場合には３〜５秒で一定の瞳になる。このサー
マルクラウン量をサーマルクラウン量測定器７を用いて
検出し、後述する制御機構を経て微小砥粒からなる砥石
６を冷却ロール１０表面に押付け、サーマルクラウンカ
ーブを除去する。砥石６の押圧力を強くすればサーマル
クラウンカーブを除去するために必要な時間は、アモル
ファス合金シートの幅が１５０園でｌ）サーマルクラウ
ン量が５０μであった場合に、１分乃至３分程度である
。サーマルクラウンカーブについて第２図を用いてさら
に詳しく説明する。第２回診は′冷却ロール１によって
冷却を開始した後３乃至５秒後における冷却ロールの表
面形状を表わすものである。サーマルクラウンカーブが
生じアモルファス合金シート１は、中央部の厚みが薄く
なシ、幅方向に不均一な厚みが形成されている。このサ
ーマルクラウンカーブが生じた状態で研磨装置５を用い
オンライン研磨すると、第２図（ト）に示すようにサー
マルクラウンカーブが除去され、冷却ロール１表面はフ
ラットな状態になる。これは冷却ロール１が熱ノくラン
スした状態での形状である。この状態でのアモルファス
合金シート１は厚みが幅方向に均τな状態となっている
。この後冷却ロール１が常温に戻ると、第２図（Ｑに示
すように冷却ロール１０表面は収縮してへこんだ状態に
なる。

なお、一般的な技術として、オンラインで冷却ロール１
を研磨しないでも、常温において冷却ロール１のイニシ
ャルクラウンを加工し第２図０に示すような形状にする
ことは理論上は可能である。

しかし、複雑な冷却水用の溝を有する冷却ロール１にお
いて、常温において、計算上第２図０に示すような形状
とすることは事実上困難である。そこで、上記したよう
に冷却ロール１のサーマルクラウンカーブが一定になっ
たところで、オンラインでフラットに研磨することが尤
も正確にかつ容易にサーマルクラウンカーブを除去でき
るものである。なお、一度サーマルクラウンカーブを除
去すれば、同一の冷却ロールにおいては次のアモルファ
ス合金シートの製造においては研磨を必要とせせずにフ
ラットな状態のアモルファス金属シートが製造できるも
のである。しかし、上記した冷却ロール１表面の肌荒現
象を防止するために、研磨装置５は継続して使用される
。

以下本実施例の各部の装置について各々説明する。

研磨装置 本実施例に用いられる研磨装置５を第３図及び第６図に
おいて説明する。研磨砥石６は回転軸６１０回シに円筒
状に形成され、この回転軸６１は軸受箱６２に支持され
て回転可能になっている。

軸受箱６２は棒状の押圧し；＜−５１の先端に設けられ
、この抑圧レバー５１は中央において抑圧支点５２に回
動自在に支持されている。抑圧レバー５１の他方には抑
圧シリンダ５３が接続されている。また冷却ロール１０
近くにはサーマルクラウン量測定器７が設けられている
゛みまた円筒状の研磨砥石６を低速で回転させるために
、回転軸６１には減速機付モータ６３が設けられている
。また回転軸６１に設けられた円筒状の研磨砥石６を軸
方向に往復動させるためのシリンダ６３が回転軸に対し
設けられている。また回転軸６１には、回転軸６１の軸
方向の位置を検出する検出器６４が設けられている。

次に研磨装置の制御機構を第５図及び第６図において説
明する。抑圧シリンダ５３には、抑圧シリンダ５３に任
意の圧力差を生ぜさせられるように流体を制御する丈−
ポバルブ５４が接続され、さらに抑圧シリンダ５３０ロ
ツド・劃及びヘッド側の圧力差を測定するプレツンヤセ
ル５５が接続すれている。プレッシャセル５５及びサー
ボバルブ５４からは信号が発生されて、演算器５６に入
力され、演算器５６はサーボバルブ５４をコントロール
している。なお、サーボバルブ５４にはタンク５７の流
体がポンプ装置５８によって加圧されて送られる。また
、第６図に示すように、研磨装置５によって行なわれる
研磨の状を川はサーマルクラウン量測定器７によって測
定され、演算器５６に入力される。演算器５６は与えら
れた指令とこのサーマルクラウン量測定器７がらの情報
とにょシサーボバルプ５４を制御し、これによって研磨
装置５がコントロールされる。

冷却ロール１は回転速度が３９　ｍ　／　６ｅＯを超え
る高速で回転するため、研磨砥石６の押圧力を制御して
研ｍｔ行なうものである。この押圧力を微小な値でセ１
１＃するために、抑圧シリンダ内のロッド側及びヘッド
側の圧力差をプレッシャセル５５で測定し設定した圧力
差と異なる圧力が生じた場合、瞬時に演算器５６からサ
ーボバルブ５４へと指令が出力され常に設定された圧力
に保たれるようにコントロールされる。

サーマルクラウン量測定器 サーマルクラウン量測定器７は超音波を出してその反射
波を受け、超音波発信装置から冷却ロール１までの距離
の変化を測定しクラウン量を求めるものである。しかし
、なからサーマルクラウン量測定器はこの超音波を利用
するものに限らず、レーザ光を利用するもの、電気抵抗
の変化を利用するものと二種類のものを採用することが
考えられる。

往復動装置 円筒状の研磨砥石６が形成された回転軸６１には、回転
軸６１を軸方向に往復動させるための往復動シリンダ６
３が設けられている。また回転軸６１には、回転軸６１
の軸方向の位・＃を検出するための位置測定器６４が設
けられている。第７図に示すように、位置検出器６４か
ら発丙された信号はコンピュータ６５に入力され、与え
られた指令と共に演算がなされ、サーボノ（ルブ６６に
信号が発生される。サーボバルブ６６は、与えられた信
号により圧力流体を往復動シリンダ６３のロッド側又は
ヘッド側に圧力流体を送り、回転軸６１を軸方向に往復
動させるものである。なおサーボバルブ６６の流体は、
タンク６７の流体がポンプ装置６８によって加圧されサ
ーボバルブに送られるものである。

冷却ロール１０表面の研磨状態をより均一にするために
は、研磨砥石６を軸方向に微小に往復動させることが望
ましいものであるが、この往復動は往復動シリンダ６３
によって高速になされる。

往復動の変位量及び往復動速度は、位置検出器６４、コ
ンピュータ６５及びサーボバルブ６６によって決定、制
御されるものである。

砥粒吸引装置 本実施例に使用される砥粒吸引装置８を、第８図及び第
９図において説明する。真空吸引器８１から伸びた吸引
ホース８２の先端に、箱型をした吸引カバー８３が設け
られている。この吸引カバー８３は、箱型形状の下の面
が開口しており冷却ロール１の素面を全幅に渡って被っ
ている。この被う位置は、冷却ロール１０回転方向にお
ける研磨砥石６の後方でおる。吸引カバー８３は、冷却
ロール１０回転方向において、その内部が２つの部屋に
分割されておシ、前方の部屋には圧縮空気噴出ノズル８
４が下方向に開口している。後方の部屋には吸引ホース
８２の吸込口８５が開口しており、さらに後端縁にはブ
ラシ状のフェルト８６が設けられている。

圧縮空気噴出ノズル８４から噴出された圧縮空気は、冷
却ロール１０表面に付着した砥粒を剥離さ亡る。剥離さ
れた砥粒は、後方の部屋において吸引ホース８２の開口
部８５から吸引される。また剥離されずに残った一部の
砥粒についても、フェルト８６によシ強制的に剥離され
、この剥離された砥粒も同様に吸引ホース８２により吸
引される。

砥粒はアモルファス合金シートを製造した場合に悪影響
を及ぼすものであり、タンディツシュ２により冷却ロー
ル１の表面に粒塊したアモルファス合金が共絽される前
に、上記砥粒吸引装置８により冷却ロール１の表面から
砥粒を排除してしまうことは、アモルファス合金シート
の製造精度の向上に役立つものである。

〔他の実施例〕

以下第１０図において、本発明のアモルファス合金製造
装置の他の実施例に係わる研磨装置を説明する。この研
磨装置は、円筒状の研磨砥石６を設けた回転＠６１を支
える軸受箱６２は、上下のゴム袋９１．９２によって支
持されている。下側のゴム袋９２には一定の流体が蓄え
られておシ、アキュームレータ９３によってこの一定の
流体の圧力は常に一定に保たれている。上側のゴム袋９
１にはサーボバルブ９４から流体が供給され調整される
。上ゴム袋９１への流路はプレッシャセル９５が設けら
れており、このプレッシャセル９５から発せられた信号
は、コンピュータ９６に入力され別にコンピュータに与
えられた指令と共にサーボバルブ９４をコントロールす
る。

研＠装置によって冷却ロール１を研磨しない場合には、
冷却ロール１と研磨砥石６０間に間隙を生じさせておく
必要から、上ゴム袋９２の流体はサーボバルブ９４によ
シ抜ｉ取られ、下ゴム袋９２の圧−力によシ研磨砥石６
は上方に移動される。

研ＰＭ装置を働かし冷却ロール１０表面の研磨を行なう
ときには、１袋９１にサーボバルブ９４から流体を供給
しプラツンヤセル９５によって流体圧力を調整して押圧
力を調整しつつ、冷却ロール１に研磨砥石６を押圧する
。

以上の実施例によれば、連続的に大量のアモルファス合
金シート３を製造する際に、熱膨張によシ発生する冷却
ロール１素面のサーマルクラウンカーブを除去し、これ
によシア上１９フフ１合金シート３の幅方向の厚みさを
均一にすることが可能となる。また、冷却ロール１の表
面に生ずる粗さに起因するアモルファス合金シート３の
肌荒現象を防止し、常に一定の表面精度、光沢を有する
アモルファス合金シート３を製造できる。よって、新素
材として尤も実現性が大きく、量産化が待望されている
アモルファス合金シート製造技術において問題であった
アモルファス合金シート３０幅方向の厚み精度の向」二
、肌荒現象防止という問題点ｔＳ決できるものである。

〔発明の効果〕

本発明のアモルファス合金羨造装置によれば、アモルフ
ァス合金の厚み精度を向上し、シート表面の咀荒現象を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るアモルファス合金製造
装置の側面図、第２図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）は各
々サーマルクラウンカーブを表わすための冷却ロールの
横断面図、第３図は第１図の研磨装置の側面図、第４図
は第３図の平面図、第５図及び第６図は第４図の研磨装
置の制御回路図、第７図は第４図の往復動装置を制御す
る制御回路図、第８図は第１図の砥粒吸引装置を表わす
概略図、第、９図は第８図のＡ−Ａ断面矢視図、第１０
図は本発明の他の実施例に係わる研磨装置の側面概略図
である。 １・・・冷却ロール、２・・・タンディシュ、３・・・
アモルファス合金シート、４・・・巻取器、５・・・研
磨装置、６・・・研磨砥石、７・・・クラウン測定器、
８・・・砥粒吸引装置、５１・・・押圧レバー、′５２
・・・押圧支点、５３・・・押圧シリンダ、５４・・・
サーボバルブ、５５・・・プレッシャセル、５６・・・
演算器、５７・・・タンク、５８・・・ポンプ装置、６
１・・・回転軸、６２・・・軸受箱、６３・・・減速機
付モータ、６４・・・検出器、６５・・・コンビュータ
、６６・・・サーボバルブ、６７・・・タンク、６８・
・・ポンプ装置、８１・・・真空吸引器、８２・・・吸
引ホース、８３・・・吸引カバー、８４・・・圧縮空気
噴出ノズル、８５・・・吸込口、８６・・・７エルト、
９１゜９２・・・ゴム袋、９３・・・アキュームレータ
、９４・・・サーボバルブ、９５・・・ブレラシャセル
、９６・・・コンピュータ。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 謹２−図 （Ａ　）　　　　　　　　　（Ｂ　） ＣＣ，） 香 弔５図 十６１’Ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アモルファス合金を鋳入するタンディツシュとアモ
   ルファス合金シートを形成し急冷する冷却ロールによシ
   構成されたアモルファス製造装置において、熱膨張によ
   って発生する冷却ロールのサーマルクラウンカーブを平
   坦に研磨する研磨装置を備えていることを特徴とするア
   モルファス合金製造装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、研磨装置が、冷却
   ロールの表面に任意の押圧力で抑圧できる研磨砥石を有
   するアモルファス合金製造装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、研磨装置が、冷却
   ロールの表面に回転しながら抑圧できる研磨砥石を有す
   るアモルファス合金製造装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、研磨装置が、冷却
   ロールの表面に押圧されると同時に冷却ロール軸方向に
   往復動できる研磨砥石を有するアモルファス合金製造装
   置。 ５、特許請求の範囲第１項において、研磨装置が、冷却
   ロールの表面に回転しながら押圧されると同時にロール
   軸方向に往復動できる研磨砥石を有するアモルファス合
   金製造装置。 ６、特許請求の範囲第１項において、研磨装置が、研磨
   によって生じた砥粒を吸引する吸引装置を備えているア
   モルファス合金製造装置。