JPWO2015132961A1 - 金属帯板への負圧発生構造体 - Google Patents

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Abstract

平板型負圧シート（３）は、台板（４）と導通溝付きシート（５）と不織布積層外層（６）と表層材（７）を備えている。台板（４）は、平板型負圧シート（３）のベースとなる部材である。また、導通溝付きシート（５）は、台板（４）の外側に配置される部材であり、その表面に負圧導通溝（８）が形成されている。平板型負圧シート（３）では、帯板（２）の通板される方向と略直角な方向に負圧導通溝（８）が形成され、平板型負圧シート（３）の端部まで負圧を生じさせるものとなっている。

Description

本発明は負圧シート構造に関する。詳しくは、金属帯板のスリッターラインで、帯板表面に有害な傷をつけにくく、安定した帯板の通板を可能とする負圧シート構造に係るものである。
コイル状に巻かれた長尺の金属素材のスリッターラインをはじめとする、いわゆる金属コイル材のプロセッシングラインにおいて、例えば、スリット後の巻取り前のテンション装置としてロールブライドルやベルト式テンション装置などが配置される。
このテンション装置が、スリット加工された帯板に対し、巻き取り機の前段で巻き取り張力を付与し、帯板が巻取りコイルに堅く、しっかりと巻き取られるものとなっている。
また、テンション装置として、多条にスリットされた帯板を２本の弾性ロールで挟圧して巻き取り張力を付与するテンション装置の構造も多く採用されている（例えば、特許文献１を参照。）。このテンション装置では、各帯板の板厚偏差や切断面の不均一、或いは速度差に起因して帯板の蛇行現象が生じることが知られている。
帯板の蛇行現象が生じると、巻き取りコイルの側面が凸凹状となり、見栄えが悪いばかりでなく、製品コイルの輸送中にコイルエッジを損傷して商品価値が損なわれてしまう。そのため、例えば、特許文献１に記載の構造では、図１６に示すように、巻取り張力を付与する前段の弾性ロール１００及び後段の弾性ロール１０１の間にフェルトで上下から帯板を挟圧するテンションパッド１０２を配置し、帯板の蛇行を抑えるものとなっている。
また、スリッターラインに供されるシート状の金属コイルは一般的に圧延加工により製造される。そのため、金属コイルの両端部が中央部に比べて薄くなり、同一シート上で厚みに差が生じるものとなる。更に、スリット加工時に、各帯板の端面の切断面に尖ったバリが生じ、これに起因した厚みの差が発生することもある。
スリット加工後に帯板が巻取り機に巻き取られる際に、シート上の厚みの差またはバリに起因した厚みの差が、各巻取りコイルの巻取り外径の差となる。即ち、厚みに差のある帯板の巻取りコイル径が、厚みの薄い帯板の巻取りコイル径よりも大きくなり周長差が生じるため、コイル径の大きな巻取り機に巻き取られる帯板がより速く巻き取られることとなる。
この巻取り速度の差により、スリッターラインのスリッターより下流の位置で帯板に長さの差が生じ、各帯板で大きさが異なるループ状の形状となる。帯板の表面が床面等に接触すると傷がつき、商品価値が損なわれるため、帯板のループが生じる位置に数ｍ程度の深さのループピットを床面に設け、ループを垂下させ連続的に溜めこむようにしている。
また、帯板がループピットにおける垂直方向から、水平方向に向きを変える立ち上がりの湾曲部には、帯板をガイドするため、セパレータやガイドロールが配置され、帯板に直進性を与えている。湾曲部の通過後に、帯板はテンション装置に送りこまれることとなる。
しかし、セパレータもガイドロールも一軸のロールで構成され、多条の帯板に対して一定回転のみで対応することから、前述した帯板間の巻き取り速度の差が問題となる。即ち、セパレータやガイドロールが、巻き取りコイル径が大きくなる厚みが大で速度の速い帯板に同調して回転するため、巻き取りコイル径が小さくなる厚みの薄い帯板まで同じ速度でテンション装置に送りこまれることとなる。
この結果、巻き取りコイル径が小さくなる厚みの薄い帯板は、テンション装置の前で板あまりが生じ、帯板の蛇行現象を引き起こすことになる。
このテンション装置の前での帯板の蛇行現象を抑制するために、テンション装置の入り側の湾曲部に小型のフェルト式板押さえを配置する構造が用いられている。例えば、図１７に示すように、ループピット後の湾曲部には、ベルト式テンション装置２００の前に、パッド開閉用油圧シリンダ２０１を介して、上下で対になった軽圧フェルトパッド２０２が設けられている。軽圧フェルトパッド２０２により帯板が上下から挟圧され、帯板の蛇行を抑えるものとなっている。
また、スリット作業を行い易くする目的で、スリッターの入り側の前段にもループピットが設けられることがある。この場合、ループしたコイルの蛇行を防止するために、小型のフェルト式板押さえを配置する構造が採用されている（例えば、特許文献２を参照。）。
特許文献２には、図１８に示す構造が記載されている。スリッター３００に接続された複数本のレバー３０１の先端に、フェルト３０２を巻きつけた押付パット３０３が設けられている。カテナリーガイド３０４と押付パット３０３によりコイルが上下から挟圧され、コイルの蛇行や板暴れを抑えるものとなっている。
更に、スリッターの入り側において、広幅のコイルがフラットな状態でスリッターの丸刃に導入されないと、帯板の切断精度に悪影響を及ぼすことが知られている。そのため、コイルを上下から拘束し、スリッターに案内する板押さえ構造やフィンガーが用いられている（例えば、特許文献３を参照。）。
また、スリッターの送り出し側においても、スリットされた帯板がスリッターの丸刃の影響により上下に暴れることを防止しながら送り出す必要があり、板押さえ構造が利用されている（例えば、特許文献４、特許文献５、及び特許文献６を参照。）。
この板押さえ構造やフィンガーには、板状のものが存在し、スリッターの入り側や、送り出し側でコイル及び帯板を上下から挟むことで、帯板をフラットな姿勢に保つものとなっている。また、帯板のスリット幅は、コイルユーザの要望によって異なるため、多種、多数のスリット幅寸法の板押さえやフィンガーが用いられている。
特開平６−２３８３２９号公報 特開平５−３１８２２１号公報 特開平２００３−１９１１２１号公報 特開２０１３−１６９５５２号公報 特開平１１−５８１２４号公報 特開２０００−２１００８号公報 特開２０１０−１７３８４２号公報 特開平７−１２７６３１号公報
前述したように、テンション装置の前段及びスリッターの前後において、コイルや帯板の蛇行防止と上下動を抑制する構造が種々、採用されている。しかしながら、これらの構造は共通して、コイルや帯板の上下面からフェルト等を用いて挟圧してブレーキ力を付与するものとなっている。そのため、フェルトで強く挟圧されたコイルや帯板の表面にすり傷や、汚れが付着してしまう。
帯板の表面の擦り傷や汚れは、高級な表面仕上げが要求される用途の帯板にとって致命的な欠点となってしまう。また、金属箔のように帯板の板厚が０．１ｍｍ未満の極薄板であれば、挟圧により変形が生じるおそれもある。
また、異なるスリット幅に対応するために、板押さえ構造に多数の部品が必要となる点が作業効率を下げる要因となる。即ち、板押さえ構造の部品をスリット幅に合わせる交換作業や保守作業が頻繁に発生し、取扱いが面倒であり、生産性の低下を招く。更に、消耗品であるため、コストが高くなる問題もある。
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、金属帯板のスリッターラインで、帯板表面に有害な傷をつけにくく、安定した帯板の通板を可能とする負圧シート構造を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の負圧シート構造は、本体と、該本体の内部に設けられると共に所定の吸引装置により負圧が形成される導通孔と、前記本体の表面に形成されると共に前記導通孔と接続された導通溝と、該導通溝の外側に設けられた低通気性の外層部とを備える。
ここで、本体の内部に設けられると共に所定の吸引装置により負圧が形成される導通孔によって、本体の内部を負圧にすることができる。所定の吸引装置とは、例えば、真空ポンプやエジェクターなどを用いることができ、導通孔と接続させることで本体内部の空気を排出して、負圧シート構造に負圧を生じさせることができる。
また、本体の表面に形成されると共に導通孔と接続された導通溝によって、導通溝と導通孔が繋がることになり、導通孔に生じた負圧の領域を本体の表面にまで広げることができる。また、導通溝により負圧の領域を広げることができる。即ち、本体の内部で負圧を導通孔から離れた本体の端部まで及ぼすことが可能となる。
また、所定の吸引装置により負圧が形成される導通孔と、本体の表面に形成されると共に導通孔と接続された導通溝によって、本体の表面に接する帯板に負圧を及ぼすことになり、吸着させることができる。また、帯板の表面に傷をつけることなく、本体に帯板を把持させることが可能となる。なお、ここでいう負圧による吸着とは、本体に接した帯板の表面に作用する大気による押圧に起因するものである。
また、所定の吸引装置により負圧が形成される導通孔と、本体の表面に形成されると共に導通孔と接続された導通溝と、導通溝の外側に設けられた低通気性の外層部によって、本体内部の負圧の領域を広げつつ、本体の外部から内部へと流入する空気の量を減らすことができる。即ち、本体の内部の負圧度を高めることとなり、本体と接する帯板に及ぼす把持力を強めることができる。
また、本体を、スリッターラインのテンション装置の前段に配置することによって、テンション装置に送り込まれる帯板に負圧による把持力を及ぼすことが可能となる。即ち、帯板の片面のみに負圧シート構造が接触して予備張力を付与し、帯板の蛇行現象を防止して、帯板に直進性を付与することができる。
また、本体を、スリッターラインのループピットの立ち上がりの湾曲部に配置することによって、垂直方向から水平方向に向きを変えるコイルや帯板に負圧による把持力を及ぼすことが可能となる。即ち、帯板の片面のみに負圧シート構造が接触して把持することで、跳ね上がりを抑え、帯板の蛇行が生じにくくすることができる。
また、本体を、スリッターラインのスリッターの丸刃の前段及び後段に配置することによって、スリット加工の前後のコイルや帯板に負圧による把持力を及ぼすことが可能となる。即ち、帯板の片面のみに負圧シート構造が接触して、コイルをフラットな状態で、スリッターの刃物部に繰り込むことができる。また、スリット後の帯板がスリッターの丸刃の影響で上下に暴れにくいものとすることができる。
また、外層部の通気度がフラジール形通気度で１．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下である場合には、外層部が余分な外気を吸入し難くなる。この結果、本体の内部の負圧度が充分に高いものとなり、帯板に対して充分な把持力を及ぼすことができる。例えば、帯板の幅が負圧シート構造の幅より狭い場合、或いは多条帯板の各帯板間の隙間がある場合でも、負圧を高く保つことが可能となる。
また、導通孔と接続された負圧吸入口が複数形成され、負圧吸入口ごとに吸引が制御可能に構成された場合には、効率よく負圧を発生させることが可能となる。即ち、例えば、複数の負圧吸入口を単一の真空ポンプに接続し、本体表面を通板される帯板の本数が少ない時には、本体表面上に帯板がない導通溝及び導通孔に対応する負圧吸入口を止めることで、負圧吸引率が向上する。また、例えば、複数の負圧吸入口ごとに真空ポンプに接続し、本体表面を通板される帯板の本数が少ない時には、本体表面上に帯板がない導通溝及び導通孔に対応する負圧吸入口を止めることで、稼働に必要な消費エネルギーを低減させることができる。
また、導通溝と外層部との間に設けられると共に複数の通気孔が形成された中間層部を備える場合には、より一層、本体の内部に負圧を形成しやすくなる。即ち、例えば、導通溝の溝幅が大きく形成された際にも、導通溝に生じた負圧を複数の通気孔により外層部に及ぼすことができる。また、外層部が導通溝の間に落ち込みにくくなり、凹凸が生じにくくなる。このことにより、外層部に負圧を効率良く生じさせることができる。なお、この場合の導通溝の溝幅とは、例えば、３ｍｍを超える溝幅を意味するものである。
また、外層部が導通溝の外側に設けられた低通気性の不織布と、不織布の外側に積層され、かつ、不織布よりも摩擦係数が大きく微小な貫通孔が多数形成された外層部材とで構成された場合には、不織布を構成する繊維間の無数の隙間で本体内部を高い負圧度に保ちつつ、外層部材の微小な貫通孔を介して外層部材に接する帯板に把持力を及ぼすことができる。また、外層部材の摩擦性が帯板の把持力を高め、例えば、本体をテンション装置の前段に配置した際に、充分な予備張力を付与することが可能となる。
また、導通孔を流れる空気の量を調節可能に構成された場合には、対象となる帯板の厚さに応じて、生じさせる負圧を変更することが可能となる。
また、導通孔が本体のスリッターラインで通板される帯板の通板方向に複数形成されると共に、隣接した導通孔同士が一定間隔を有し、導通溝が本体のスリッターラインで通板される帯板の通板方向と略直角な方向に複数形成されると共に、隣接した導通溝同士が一定間隔を有する場合には、帯板が通板される方向に沿って複数の導通溝が均一に位置するため、帯板のスリット幅に関係なく、均一に把持力を付与することができる。
本体に湾曲した外周面が形成された場合には、ループピットの立ち上がりの湾曲部を通る帯板に対して、より一層把持力を及ぼしやすいものとなる。即ち、本体の外周面を湾曲部に配置して、帯板に沿わせやすいものとなる。
また、導通孔が本体のスリッターラインで通板される帯板の通板方向と略直角な方向に複数形成されると共に、隣接した導通孔同士が一定間隔を有し、導通溝が本体のスリッターラインで通板される帯板の通板方向に複数形成されると共に、隣接した導通溝同士が一定間隔を有する場合には、本体と接する帯板に連続的に負圧を及ぼすことができる。即ち、本体の表面には連続的に負圧による把持力が生じることになる。
本体が巻取り装置の前段に配置された場合には、テンション装置として使用することが可能となる。即ち、例えば、厚さが０．１ｍｍ以下の金属箔のような極薄板の帯板を対象とする際には、把持力を及ぼすことで、帯板を巻取りコイルに堅く、しっかりと巻きつけるための巻取り張力を付与することができる。
また、外層部が低通気性の不織布で形成された場合には、本体内部の負圧を高めやすい構造となる。即ち、例えば、極低通気性の不織布を用いたり、複数の不織布を重ねて多層構造にしたりすることで対応が可能となる。また、不織布表面に汚れや目詰まりが生じた際に外層部を容易に交換することが可能となり、装置の保守を容易なものにすることができる。
本発明に係る負圧シート構造は、金属帯板のスリッターラインで、帯板表面に有害な傷をつけにくく、安定した帯板の通板を可能なものとなっている。
負圧シート構造と帯板の位置関係を示す概略平面図である。 第１の実施の形態における図１のＡ−Ａ方向の断面図（ａ）及び図２（ａ）の矢印Ｂ方向の断面図（ｂ）である。 平板型負圧シート３の不織布積層外層６に用いた不織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。 一般的な不織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。 高密度織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。 一般的な織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。 図２（ａ）の矢印Ｃ方向の断面図（ａ）及び複数の負圧共通路を持つ構造の概略断面図（ｂ）である。 第２の実施の形態における図１の矢印Ｄ方向の断面図である。 図８の矢印Ｂ方向の断面図である。 図８の矢印Ｃ方向の断面図である。 複数の負圧共通路を設けた負圧シート構造の概略断面図である。 平板型負圧シート１９の負圧調節に関する概略図である。 多孔板が中間層部として設けられた負圧シートの概略断面図（ａ）、図９（ａ）の矢印Ｂ方向の断面図（ｂ）、及び図９（ａ）の矢印Ｃ方向の断面図（ｃ）である。 負圧シート構造をスリッターの前段及び後段に配置した状態の概略図である。 湾曲型負圧シートの構造と配置位置を示す概略図である。 従来の弾性ロール式テンション装置のフェルト押圧構造を示す概略図である。 従来のベルト式テンション装置の前段のフェルト押圧構造を示す概略図である。 従来のスリッター前段のフェルト押圧構造を示す概略図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は、負圧シート構造と帯板の位置関係を示す概略平面図である。
ここで、図１に示すように、本発明を適用した負圧シート構造１は、スリッターラインを通板される帯板２の下側または図示しないスリット加工前のコイルの下側に配置される。負圧シート構造１は、その内部に形成される負圧経路の構造や配置位置によって、以下に示す各実施の形態を採用しうる。なお、本発明の実施の形態は、以下に示す内容に限定されるものではなく、あくまで一例である。また、図１、図２及び図７乃至図１５に示す図は、説明のための概略の構造を示したものであり、本発明における構造の大きさや縮尺を限定するものではない。
＜第１の実施の形態＞
負圧シート構造の第１の実施形態である平板型負圧シート３について説明する。
図２は、第１の実施の形態における図１のＡ−Ａ方向の断面図（ａ）及び図２（ａ）の矢印Ｂ方向の断面図（ｂ）である。図７は、図２（ａ）の矢印Ｃ方向の断面図（ａ）及び複数の負圧共通路を設けた負圧シート構造の概略断面図（ｂ）である。
図２（ａ）に示すように、平板型負圧シート３は、台板４と導通溝付きシート５と不織布積層外層６と表層材７を備えている。
台板４は、平板型負圧シート３のベースとなる部材であり、金属で形成されている。また、導通溝付きシート５は、台板４の外側に配置される部材であり、その表面に負圧導通溝８が形成されている。平板型負圧シート３では、帯板２の通板される方向と略直角な方向に負圧導通溝８が形成され、平板型負圧シート３の端部まで負圧を生じさせるものとなっている。また、台板４及び導通溝付きシート５が本体に該当するものである。
また、不織布積層外層６は不織布で構成され、導通溝付きシート５の外側に形成されている。不織布積層外層６の通気度が低いことから外気の流入量がごく微量となり、平板型負圧シート３の内部の負圧を高めることができる。なお、ここでは、不織布積層外層６は、フラジール形通気度で１．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下の通気度となっている。
また、更にその外側に、不織布よりも摩擦係数の大きな人工皮革で構成された表層材７が配置されている。表層材７が帯板２の表面と接する部分になっており、表層材７には多数の貫通孔が形成されている。この貫通孔を介して、負圧を表面まで生じさせるものとなっている。また、表層材７の貫通孔は、孔径が０．２ｍｍ程の大きさであり、各孔間は１ｍｍ程の間隔を有して形成されている。
台板４、導通溝付きシート５、不織布積層外層６及び表層材７は、各々が固定され、帯板２のラインを通板される動きによって引っ張られても分離しにくい構造となっている。また、不織布積層外層６及び表層材７は、劣化や汚れに応じて、容易に変更可能なものとなっている。
ここで、台板４を形成する素材は特に限定されるものではなく、用途に合わせて適宜変更することができる。例えば、後述するループピットの立ち上がりの湾曲部に負圧シート構造を配置する場合には、アルミニウムや軟質の黄銅材の薄板を用いて、湾曲部に併せて台板を折り曲げ可能にすることも考えられる。
また、必ずしも、台板４及び導通溝付きシート５を用いる必要はなく、平板型負圧シートの内部に負圧を生じさせる構造となっていれば充分である。例えば、プラスチック成形などで、台板４に負圧導通溝８と同様の溝が形成された台板４及び導通溝付きシート５が一体化した構造も採用しうる。
また、必ずしも、負圧導通溝８が、帯板２の通板される方向と略直角な方向に形成される必要はなく、平板型負圧シート３の端部まで負圧を生じさせる構造となっていれば充分である。但し、帯板の板幅に関係なく、均一な負圧を及ぼすことが可能となる点から、負圧導通溝８が、帯板２の通板される方向と略直角な方向に形成されることが好ましい。
また、必ずしも、不織布積層外層６がフラジール形通気度で１．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下の通気度となる必要はない。但し、通板される帯板に充分な把持力を付与できる点から、不織布積層外層６がフラジール形通気度で１．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下の通気度となることが好ましい。
また、必ずしも、不織布積層外層６の外側に不織布よりも摩擦係数の大きな人工皮革で構成された表層材７が配置される必要はない。例えば、不織布積層外層６が帯板の表面と接触する構造であってもよい。但し、帯板の表面との間の摩擦抵抗が大きくなり、帯板に及ぼす把持力を高めることができ、テンション装置前段での予備張力の付与に適したものとなる点から、不織布積層外層６の外側に不織布よりも摩擦係数の大きな人工皮革で構成された表層材７が配置されることが好ましい。
また、表層材７を構成する素材は、人工皮革に限定されるものではなく、不織布積層外層６よりも摩擦係数が大きなものであれば充分である。例えば、ゴム素材で表層材７を形成することも考えられる。
また、表層材７の貫通孔の孔径や孔間の間隔は特に限定されるものではなく、負圧が帯板に及ぶものとなっていれば充分である。
また、必ずしも、台板４、導通溝付きシート５、不織布積層外層６及び表層材７は、各々が固定される必要はなく、帯板２のライン上を通板される動きで引っ張られて、各々が分離しない構造となっていれば充分である。例えば、通気性のある接着シートなどを用いて全てを一体的に固定する構造も採用しうる。
図２（ａ）に示すように、導通溝付きシート５の一端側には、導通溝付きシート５を貫通した負圧導通孔９が形成されている。負圧導通孔９は、真空ポンプで平板型負圧シート３の内部の空気を引く際の空気の流路となっている。
また、負圧導通孔９と真空ポンプの間には、負圧共通路１０が設けられ、平板型負圧シート３の内部を負圧にするための吸入口の役割を果たしている。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート３が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
また、負圧導共通路１０と接続して、図示しない負圧調整弁及び負圧計が設けられている。負圧調整弁は、負圧共通路１０を流れる空気の量を調節する弁である。
ここで、本発明では、吸引装置として大容量の排気ブロワーを用いる必要はない。負圧シート構造に接した帯板の裏面を負圧状態に保ち、大気による押圧で把持力を発生させるため、比較的吸引量は小さいが高真空度を発生する真空ポンプやエジェクターなどを用いることができる。
排気ブロワーを用いる負圧吸着の関連技術として、サクションロール方式が存在するが（例えば、特許文献７を参照。）、通気度が本発明のレベルよりも非常に大きいものとなっている。そのため、大容量の排気ブロワーで吸引する必要があり、特許文献７に記載のサクションロールでは、吸引経路構造が平板型負圧シート３よりも段違いに大きくなっている。
或いは、サクションロール方式の装置として吸引効率が不足する場合には、吸引領域を調節する機構をロール内部に設けているものもある（例えば、特許文献８を参照。）。
前述した２つの装置と比較して、平板型負圧シート３では低通気性の不織布を適用することにより、大きな吸引構造や吸引領域の調節構造が無用となるので、薄いシート状の構造体とすることができる。
また、必ずしも、負圧共通路１０が設けられる必要はなく、平板型負圧シート３の内部を負圧にできる構造となっていれば充分である。
また、必ずしも、負圧調整弁及び負圧計が設けられる必要はない。但し、内部に生じさせる負圧を調節可能となり、負圧の吸引効率を向上させることができる点から、負圧調整弁及び負圧計が設けられることが好ましい。
図２（ｂ）に示すように、負圧導通孔９は、１つの負圧導通溝８に対して１つ設けられている。平板型負圧シート３では、帯板２が通板される方向に沿って、一定間隔で負圧導通溝８が複数形成され、その下側に負圧導通孔９が同様に、一定間隔で複数形成されている。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート３が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
ここで、必ずしも、負圧導通溝８及び負圧導通孔９が、帯板２が通板される方向に沿って、一定間隔で複数形成される必要はなく、帯板２に負圧による把持力を付与する構造となっていれば充分である。但し、スリット幅に関係なく、帯板に対して均等に負圧を及ぼすことが可能となる点から、負圧導通溝８及び負圧導通孔９が、帯板２が通板される方向に沿って、一定間隔で複数形成されることが好ましい。
平板型負圧シート３の不織布積層外層６に用いた不織布について説明する。
図３は、平板型負圧シート３の不織布積層外層６に用いた不織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。図４は、一般的な不織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。図５は、高密度織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。図６は、一般的な織布の拡大顕微鏡写真を示す図である。
図３に平板型負圧シート３の不織布積層外層６で用いた不織布４３の顕微鏡写真（倍率１００倍）を示す。不織布４３は、線径が約４μｍ程度の繊維を密度高く絡ませて形成されている。また、不織布４３は１枚で、フラジール形通気度０．８ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ程度の低い通気度を実現できるものとなっている。また、この不織布４３の極細の各繊維間にはμｍサイズの隙間が多数存在し、この隙間を通じて負圧は不織布積層外層６の表面全域に容易に達することが可能となる特徴がある。
一方、図４には、テンション装置の１つであるテンションパッドに一般的に用いられている不織布４４の顕微鏡写真を示す。不織布４４は、線径が約２０〜３０μｍの繊維を絡ませたもので、不織布４３に比べて密度が低いものとなっている。また、不織布４４は１枚でフラジール形通気度５０〜１００ｃｍ３／ｃｍ２・ｓであり、不織布積層外層６の不織布として利用することは難しい。
ここで、不織布４４をフラジール形通気度０．８ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ程度の低い通気度を有する素材、例えばナイロン織布などの高密度織布４５と組み合わせることで低い通気性を実現することもできる。即ち、不織布４４同士の間に高密度織布４５を挟むことで、不織布積層外層６を形成することもできる。図５に高密度織布４５、図６に一般的な織布４６の拡大顕微鏡写真（倍率１００倍）を示す。
また、必ずしも、不織布積層外層６は、１枚の不織布４３で形成される必要はない。例えば、複数枚の不織布を重ねて、通気度を低くする構造も採用しうる。
また、平板型負圧シート３の、負圧導通孔９及び負圧共通路１０が存在しない領域の断面は、図７（ａ）に示すような構造となっている。
更に、上記で説明した平板型負圧シート３は、複数の負圧導通孔９に対して、単独の負圧共通路１０が設けられた構造であったが、本発明では、図７（ｂ）に示すような負圧共通路の構造も採用しうる。
図７（ｂ）に示す平板型負圧シート１１では、２つの負圧共通路１２が設けられ、その間には、仕切り１３が形成されている。各負圧共通路１２には、負圧調整弁が設けられ、負圧を調節可能な構造となっている。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート１１が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
このように、複数の負圧共通路１２を設け、領域ごとに負圧を調節可能とすることで、通板される帯板の２の厚みに応じて、帯板２に及ぼす把持力を変えることができる。
＜第２の実施の形態＞
負圧シート構造の第２の実施形態である平板型負圧シート１４について説明する。
図８は、第２の実施の形態における図１の矢印Ｄ方向の断面図である。図９は、図８の矢印Ｂ方向の断面図である。図１０は、図８の矢印Ｃ方向の断面図である。図１１は、複数の負圧共通路を設けた負圧シート構造の概略断面図である。
図８に示すように、平板型負圧シート１４は、台板４と導通溝付きシート１５と不織布積層外層６と表層材７を備えている。
平板型負圧シート１４では、導通溝付きシート１５の表面に負圧導通溝１６が形成されている。平板型負圧シート１４では、帯板２の通板される方向と略平行な方向に負圧導通溝１６が形成され、平板型負圧シート１４の端部まで負圧を生じさせるものとなっている。
また、導通溝付きシート１５の一端側には、導通溝付きシート１５を貫通した負圧導通孔１７が形成されている。また、負圧導通孔１７と真空ポンプの間には、負圧共通路１８が設けられている。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート１４が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
図９に示すように、負圧導通孔１７は、１つの負圧導通溝１６に対して１つ設けられている。平板型負圧シート１４では、帯板２が通板される方向と略直角な方向に沿って、一定間隔で負圧導通溝１６が複数形成され、その下側に負圧導通孔１７が同様に、一定間隔で複数形成されている。平板型負圧シート１４と前述した平板型負圧シート３は、負圧導通溝の形成方向が異なるものとなっている。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート１４が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
また、平板型負圧シート１４の、負圧導通孔１７及び負圧共通路１８が存在しない領域の断面は、図１０に示すような構造となっている。
更に、平板型負圧シート１４についても複数の負圧共通路を設けた構造を採用しうる。図１１に示す平板型負圧シート１９では、２つの負圧共通路２０が設けられ、その間には、仕切り２１が形成されている。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート１９が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
このように、複数の負圧共通路２０を設け、領域ごとに負圧を調節可能とすることで、通板される帯板の２の厚みに応じて、帯板２に及ぼす把持力を変えることができる。また、本構造であれば、表層材７の表面に帯板２が配置されていない場合に、効率よく負圧を生じさせることが可能となる。この点を以下、図１２で説明する。
図１２に示すように、平板型負圧シート１９の２つの負圧共通路２０には、それぞれ、負圧調整弁２２が設けられ、負圧を調節可能となっている。また、多条の帯板２を通板する際に、領域２３には帯板２が表層材７上に存在し、領域２４は帯板２が通板されない領域とする。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート１９が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
この場合には、例えば、２つの負圧共通路２０が単一の真空ポンプに接続されていれば、領域２４の側の負圧調整弁２２を閉じることで、領域２３の側を効率よく負圧にすることが可能となる。また、２つの負圧共通路２０が別々の真空ポンプに接続されていれば、領域２４の側の負圧共通路２０に接続された真空ポンプの稼働を止め、本構造の作動に必要な消費エネルギーを低減することが可能となる。
このように、平板型負圧シート１４及び平板型負圧シート１９のように、帯板２の通板される方向と略平行な方向に負圧導通溝１６が形成された構造では、複数の負圧共通路を形成することで、負圧吸引の効率を向上させることができる。
＜第３の実施の形態＞
負圧シート構造の第３の実施の形態である平板型負圧シート２５について説明する。
図１３は、多孔板が中間層部として設けられた負圧シートの概略断面図（ａ）、図１３（ａ）の矢印Ｂ方向の断面図（ｂ）、及び図１３（ａ）の矢印Ｃ方向の断面図（ｃ）である。
図１３（ａ）に示すように、平板型負圧シート２５は、台板４と導通溝付きシート２６と中間層２７と不織布積層外層６と表層材７を備えている。
平板型負圧シート２５では、導通溝付きシート２６の表面に溝幅が３ｍｍを超える負圧導通溝２８が形成されている。また、平板型負圧シート２５では、帯板２の通板される方向と略直行する方向に負圧導通溝２８が形成され、平板型負圧シート２６の端部まで負圧を生じさせるものとなっている。
また、導通溝付きシート２６の一端側には、導通溝付きシート２６を貫通した負圧導通孔２９が形成されている。また、負圧導通孔２９と真空ポンプの間には、負圧共通路３０が設けられている。なお、矢印Ｚは、平板型負圧シート２５が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
また、中間層２７は、多数の通気孔３１が形成されたパンチングメタルで構成されており、通気孔３１を介して、負圧導通孔２９及び負圧導通溝２８に生じた負圧を不織布積層外層６に及ぼすものとなっている。なお、図１３（ｂ）では、負圧導通孔２９及び負圧共通路３０が存在する領域を示し、図１３（ｃ）では、負圧導通孔２９及び負圧共通路３０が存在しない領域を示している。なお、図１３（ｂ）で、矢印Ｚは、平板型負圧シート２５が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
このように、第３の実施の形態では、負圧導通溝２８の幅が大きく形成された構造であっても、平板型負圧シート２５の内部に充分に負圧を形成可能なものとなっている。また、中間層２７によって、不織布積層外層６が負圧導通溝２８の間に落ち込みにくくなり、不織布積層外層６の面上に凹凸が生じにくい構造となっている。
以上までで説明した、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、及び第３の実施の形態は、平板状に形成された負圧シート構造であり、スリッターラインの帯板が水平方向に通板される領域に配置することができる。
まず、平板状の負圧シート構造は、スリッターラインのテンション装置の前段に配置することができる。負圧による把持力を帯板の片側表面に及ぼし、帯板の蛇行を防止するための予備張力を付与することができる。
また、負圧シート構造の内部の通気度が低く保たれる構造となっていることから、スリット後の多条の帯板同士の間隙から空気が吸い込まれても、負圧を維持し、把持力を保つことができる。この点は、帯板のスリット幅が異なった場合でも同様であり、あらゆるスリット幅の帯板に対応可能なものとなっている。
また、帯板表面に作用する圧力は、フェルトで上下から挟圧するテンションパッドの蛇行防止構造に比べてソフトなものとなり、帯板の表面にすり傷や汚れが付着しにくく、更に、負圧により充分な予備張力を付与可能なものとなっている。また、帯板の負圧シート構造と接触しない側の表面は、本構造によっては全く傷がつかず、片面に傷のない帯板とすることができる。結果として、巻き姿の整った製品コイルの生産が可能となる。
また、負圧シート構造を長くすることで、帯板との接触面積が大きくなり、より一層表面にすり傷が生じにくいものとなる。また、帯板の表面の片側の面は、他の構造体と接触しないため、すり傷や汚れがつくことなく、予備張力を付与することが可能となる。
更に、平板状の負圧シート構造は、スリッターラインの巻取りコイルの前段に配置して、巻取り張力を付与するためのテンション装置として使用することもできる。この際には、例えば、厚みが０．１ｍｍ未満の金属箔のような、厚みが極薄い金属の帯板を張力付与の対象とすることが考えられる。負圧シート構造は、負圧による把持力と、表層材の摩擦力によって帯板に巻取り張力を与えることができる。
更に、平板状の負圧シート構造は、スリッターラインのスリッターの入り側と送り出し側の両方に配置することができる。即ち、図１４に示すように、スリット加工前のコイル３５及び帯板２の通板ラインに沿って、スリッターの丸刃３２の近傍まで伸びた負圧シート構造３３を配置することで、コイル３５及び帯板２に負圧による把持力を及ぼし、安定して通板させることが可能となる。
負圧シート構造３３では、前述した平板型負圧シート３と異なり、帯板２に接する部分が、フッ素樹脂で構成された表層材３４となっている。また、表層材３４には、多数の微小な貫通孔が形成されている。
この表層材３４では、微小な貫通孔を介して、負圧シート構造３３の内部の負圧が表層材３４の表面に及ぶものとなっている。
また、表層材３４を構成するフッ素樹脂は、摩擦係数の小さな素材であり、負圧シート構造３３から帯板２の表面に及ぶ摩擦抵抗は、表層材７に人工皮革を用いた平板型負圧シート３から帯板２の表面に及ぶ摩擦抵抗よりも小さなものとなる。
スリッターの前後でコイル３５及び帯板２の板押さえに必要とされる把持力は、テンション装置の前段で帯板２に予備張力を付与する際の把持力よりも小さい力で充分なものとなる。また、過度の把持力はコイル３５及び帯板２の円滑な通板には、却って邪魔になってしまう。
そのため、表層材３４のコイル３５及び帯板２に対する摩擦抵抗を減らすことで、把持力を下げ、スリッターの板押さえに適切な把持力を実現するものとなっている。なお、把持力の調節は、前述した負圧調整弁を用いて行うこともできる。
ここで、必ずしも、負圧シート構造３３に表層材３４を設ける必要はなく、対象となる帯板の材質や板厚によっては、不織布で構成された不織布積層外層がコイル及び帯板と接触する部材となってもよい。但し、前述したように、より、摩擦抵抗を少なくし、帯板の通板を円滑な通板と板押さえの両方を実現できる点から、負圧シート構造３３に表層材３４を設けることが好ましい。
このように負圧シート構造３３は、スリッターの入り側では、スリット加工前の広幅のコイル３５を負圧で把持し、コイル３５の上下動を抑え、フラットな状態でコイル３５をスリッターの丸刃３２に供給することができる。また、スリッターの送り出し側では、負圧で帯板２を把持し、スリッターの丸刃３２の影響で帯板２が上下に暴れる動きを抑えることができるものとなっている。
また、負圧シート構造３３では、帯板のスリット幅に関係なく、把持力が付与可能な構造となっているため、帯板のスリット幅に合わせた部材の準備をする必要がない。即ち、帯板のスリット幅ごとの部品の交換が不要であり、非常に使い勝手がよいものとなっている。
また、スリッターの入り側と送り出し側の両方に配置する負圧シート構造３３では、必須ではないが、前述した平板型負圧シート１４及び平板型負圧シート１９のように、コイル３５及び帯板２の通板される方向と略平行な方向に負圧導通溝が形成された構造が採用されることが好ましい。
スリッターの入り側と送り出し側で板を抑える場合、できるだけスリッターの丸刃３２の直近で抑えることで、コイル３５及び帯板２の上下動を少なくすることができる。ここで、コイル３５及び帯板２の通板される方向と略平行な方向に負圧導通溝が形成された構造であれば、負圧導通溝のスリッターの丸刃３２の直近の溝の深さを浅くすることで、負圧シート構造３３を部分的に薄くしながら、その領域まで負圧を生じさせることが可能となる。即ち、スリッターの丸刃３２の直近まで抑える構造を実現しやすいものとなっている。なお、ここでいう「抑える」とは、帯板裏面の負圧により、表面側から大気圧が作用する現象を指すものである。
＜第４の実施の形態＞
また、本発明を適用した負圧シート構造は、ループピットの立ち上がりの湾曲部に配置するための構造にも採用でき、例えば、以下に示す第４の実施の形態が考えられる。
第４の実施の形態として、図１５に示すような湾曲型負圧シート３６について説明する。
図１５は、湾曲型負圧シートの構造と配置位置を示す概略図である。
湾曲型負圧シート３６は、前述した平板型負圧シート３と同様の構造を有しており、以下の点が異なるものとなっている。
湾曲型負圧シート３６は、スリッターラインのベルト式テンション装置３７の前段のループピットの立ち上がりの湾曲部３８に配置されている。また、湾曲型負圧シート３６は、湾曲面を有する台板３９を備えている。台板３９は、湾曲部３８に配置されるセパレータ４０に隣接して配置することができる。
台板３９の外側には、折り曲げ可能な軟質プラスチック性の導通溝付きシート４１が配置されている。また、導通溝付きシート４１の表面には、負圧導通溝４２が形成されている。その他の構造については、平板型負圧シート３と共通しており、湾曲部３８を通過する帯板２の表面に接して、把持力を生じさせる。なお、図１５は、湾曲型負圧シート３６の概略図であり、平板型負圧シート３と共通した部材についての図示は省略している。また、矢印Ｚは、湾曲型負圧シート３６が真空ポンプにより吸引される方向を示している。
このように、湾曲型負圧シート３６は、ループピットの立ち上がりの湾曲部３８に沿って位置する構造体であり、帯板２に負圧による把持力を及ぼし、湾曲部での跳ね上がりや蛇行を抑え、帯板２に対して直進性を与えるものとなっている。
また、湾曲部３８の長い部分で帯板２の通板をガイドする構造となるため、帯板２の通板を充分に安定させることができる。この結果、帯板２のライン上の通板速度を高速にして、生産性を高めることができるものとなっている。
また、湾曲型負圧シート３６では、必須ではないが、前述した平板型負圧シート１４及び平板型負圧シート１９のように、帯板２の通板される方向と略平行な方向に負圧導通溝が形成された構造が採用されることが好ましい。
帯板２の通板される方向と略平行な方向に負圧導通溝が形成された構造によれば、負圧導通溝と繋がる負圧導通孔が帯板２の通板される方向と略直角な方向に複数形成されることとなる。即ち、負圧導通孔を湾曲した面に沿って形成する場合に比べて容易に形成することができ、製造上利点を有するものとなる。
更に、前述したように、テンション装置の前段のループピットだけでなく、スリッターの前段に設けられたループピットの湾曲部に本構造を配置することも可能である。この場合、スリット加工前のコイルに対して把持力を及ぼし、コイルの蛇行を抑えることができる。
ここで、必ずしも、台板３９が湾曲面を有するものである必要はなく、ループピットの立ち上がりの湾曲部に沿って配置可能なものであれば充分である。例えば、折り曲げ可能なアルミニウム素材の板や、厚さが３ｍｍ?５ｍｍ程度の軟質の黄銅材の薄板を採用して、湾曲部のカーブに対応させる構造も考えられる。
また、導通溝付きシート４１の素材は限定されるものではなく、ループピットの立ち上がりの湾曲部に沿って配置可能なものであれば充分である。例えば、合成ゴムを素材として、形成することも可能である。
以上のように、本発明の負圧シート構造は、金属帯板のスリッターラインで、帯板表面に有害な傷をつけにくく、安定した帯板の通板を可能なものとなっている。
１ 負圧シート構造
２ 帯板
３ 平板型負圧シート
４ 台板
５ 導通溝付きシート
６ 不織布積層外層
７ 表層材
８ 負圧導通溝
９ 負圧導通孔
１０ 負圧共通路
１１ 平板型負圧シート
１２ 負圧共通路
１３ 仕切り
１４ 平板型負圧シート
１５ 導通溝付きシート
１６ 負圧導通溝
１７ 負圧導通孔
１８ 負圧共通路
１９ 平板型負圧シート
２０ 負圧共通路
２１ 仕切り
２２ 負圧調整弁
２３ 領域（帯板が存在）
２４ 領域（帯板がない）
２５ 平板型負圧シート
２６ 導通溝付きシート
２７ 中間層
２８ 負圧導通溝
２９ 負圧導通孔
３０ 負圧共通路
３１ 多数の通気孔
３２ スリッターの丸刃
３３ 負圧シート構造
３４ 表層材
３５ コイル
３６ 湾曲型負圧シート
３７ ベルト式テンション装置
３８ 湾曲部
３９ 台板
４０ セパレータ
４１ 導通溝付きシート
４２ 負圧導通溝
４３ 不織布
４４ 一般的な不織布
４５ 高密度織布
４６ 一般的な織布
本発明は金属材への負圧発生構造体に関する。詳しくは、金属帯板のスリッターラインで、帯板表面に有害な傷をつけにくく、安定した帯板の通板を可能とする金属材への負圧発生構造体に係るものである。
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、金属帯板のスリッターラインで、帯板表面に有害な傷をつけにくく、安定した帯板の通板を可能とする金属材への負圧発生構造体を提供することを目的とする。
本発明に係る金属材への負圧発生構造体は、金属帯板のスリッターラインで、帯板表面に有害な傷をつけにくく、安定した帯板の通板を可能なものとなっている。
本発明は金属帯板への負圧発生構造体に関する。詳しくは、金属帯板のスリッターラインで、金属帯板の表面に有害な傷をつけにくく、安定した金属帯板の通板を可能とする金属帯板への負圧発生構造体に係るものである。
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、金属帯板のスリッターラインで、金属帯板の表面に有害な傷をつけにくく、安定した金属帯板の通板を可能とする金属帯板への負圧発生構造体を提供することを目的とする。
本発明に係る金属帯板への負圧発生構造体は、金属帯板のスリッターラインで、金属帯板の表面に有害な傷をつけにくく、安定した金属帯板の通板を可能なものとなっている。

Claims (11)

  1. 本体と、
    該本体の内部に設けられると共に所定の吸引装置により負圧が形成される導通孔と、
    前記本体の表面に形成されると共に前記導通孔と接続された導通溝と、
    該導通溝の外側に設けられた低通気性の外層部とを備える
    負圧シート構造。
  2. 前記外層部の通気度がフラジール形通気度で１．０ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ以下である
    請求項１に記載の負圧シート構造。
  3. 前記導通孔と接続された負圧吸入口が複数形成され、同負圧吸入口ごとに吸引が制御可能に構成された
    請求項１または請求項２に記載の負圧シート構造。
  4. 前記導通溝と前記外層部との間に設けられると共に複数の通気孔が形成された中間層部を備える
    請求項１、請求項２または請求項３に記載の負圧シート構造。
  5. 前記外層部は前記導通溝の外側に設けられた低通気性の不織布と、該不織布の外側に積層され、かつ、前記不織布よりも摩擦係数が大きく微小な貫通孔が多数形成された外層部材とで構成された
    請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の負圧シート構造。
  6. 前記導通孔を流れる空気の量を調節可能に構成された
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載の負圧シート構造。
  7. 前記導通孔は前記本体の前記スリッターラインで通板される帯板の通板方向に複数形成されると共に、隣接した前記導通孔同士が一定間隔を有し、
    前記導通溝は前記本体の前記スリッターラインで通板される帯板の通板方向と略直角な方向に複数形成されると共に、隣接した前記導通溝同士が一定間隔を有する
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載の負圧シート構造。
  8. 前記本体は湾曲した外周面が形成された
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６または請求項７に記載の負圧シート構造。
  9. 前記導通孔は前記本体の前記スリッターラインで通板される帯板の通板方向と略直角な方向に複数形成されると共に、隣接した前記導通孔同士が一定間隔を有し、
    前記導通溝は前記本体の前記スリッターラインで通板される帯板の通板方向に複数形成されると共に、隣接した前記導通溝同士が一定間隔を有する
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載の負圧シート構造。
  10. 前記本体は巻取り装置の前段に配置された
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載の負圧シート構造。
  11. 前記外層部は低通気性の不織布で形成された
    請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の負圧シート構造。
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