WO2017057591A1 - 金属帯のスリッタ装置及びスリット方法 - Google Patents

金属帯のスリッタ装置及びスリット方法 Download PDF

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克弥 小林
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Definitions

  • the present invention relates to a slitter device and a slitting method for a metal band, in which a metal band wound in a coil shape is striped and cut into a narrow width and wound into a coil shape.
  • the slitter device normally has an unwinder that unwinds a metal band wound in a coil shape, a cutter stand that cuts (slits) the unwound metal band into a narrow width, and coils the cut metal band. And a winder that winds up into a shape.
  • the present inventor studied to supply the cutter stand quickly to increase the cutting processing capability when the amorphous metal strip was cut and cut.
  • the amorphous metal band is generally hard and the dimensional accuracy is not high because it is cast by roll quenching such as strip casting or single roll method. Estimated to vibrate.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a slitter device and a slitting method for a metal strip that can quickly supply a metal strip to a cutter stand, and can cut and cut at high speed and with high accuracy. Objective.
  • a slitter device for a metal strip includes an unwinding machine for unwinding a metal strip wound in a coil shape, a cutter stand for narrowing and cutting the unrolled metal strip, and the cut A slitter device for a metal band having a winder for winding the metal band in a coil shape, and a constant tension is applied to the metal band between the unwinder and the cutter stand on the unwinder side. And a tension separating unit that separates the constant tension on the entry side and the tension on the exit side on the cutter stand side.
  • the operation and effect of the slitter device is as follows.
  • a tension adjustment unit adjust so that a constant tension can be applied to the metal strip unwound from the unwinder, and set the maximum unwinding tension so that the metal strip does not break due to meandering. Is possible.
  • rate of a metal strip can be improved.
  • the tension separation unit the metal strip can be sent to the cutter stand in a state where the tension of the metal strip is attenuated.
  • the tension adjusting unit and the tension separating unit even if the cutting speed of the metal strip is increased, the occurrence of meandering can be suppressed and an appropriate slit process can be realized.
  • the surface of the roll constituting the tension adjusting unit is preferably smoother than the surface of the roll constituting the tension separation unit.
  • smooth means that a friction coefficient is low with respect to the metal strip T.
  • a plurality of guide rolls be arranged on a route until the metal strip discharged from the tension separation unit is carried into the cutter stand.
  • a guide mechanism for guiding the metal strip from the vertical direction and the width direction is provided between the plurality of guide rolls and the cutter stand.
  • the meandering of the metal band can be further suppressed, and the metal band can be carried into the cutter stand in a stable state.
  • the tension separation unit is a bridle roll unit.
  • the tension of the metal band can be amplified or attenuated by moving the rolls constituting the bridle roll unit to a predetermined position. Thereby, the tension
  • the slitter device of the present invention is suitable for stripping and cutting an amorphous metal strip.
  • the metal strip slitting method according to the present invention includes an unwinding machine for unwinding a metal strip wound in a coil shape, A metal band slitting method using a slitter device having a cutter stand for winding and cutting the unwound metal band in a narrow width and a winder for winding the cut metal band into a coil shape.
  • the action / effect of the metal band slitting method according to this configuration is as described above, and by performing the tension adjustment process and the tension separation process, even if the cutting speed of the metal band is increased, the occurrence of meandering is suppressed, An appropriate slit process can be realized.
  • the tension (Fi-Fb) after the damping is 0.3 MPa or more and 5 MPa or less.
  • the tension (unwinding tension Fi) applied in the longitudinal direction of the metal strip when the metal strip is discharged from the unwinding machine is expressed as the post-damping tension (Fi-Fb). On the other hand, it is preferably 1.5 times or more.
  • the metal strip is preferably an amorphous metal strip having a thickness of 7 ⁇ m to 50 ⁇ m and a width of 100 mm to 1000 mm.
  • the thickness is 7 ⁇ m or more, the mechanical strength of the metal strip is ensured and breakage is suppressed. If the thickness is 50 ⁇ m or less, a stable amorphous metal band can be obtained. When the width of the metal band is 100 mm or more, the excitation power can be reduced particularly in the case of an amorphous metal band. On the other hand, if the width of the metal strip is 1000 mm or less, the productivity is excellent.
  • the width of the metal band slit by the cutter stand is preferably 30 mm or less. In such a case, breakage of the metal strip can be more effectively suppressed.
  • the slitter device and the slitting method of the present invention it is possible to cut and strip a metal strip at high speed and with high accuracy.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram which shows the slitter apparatus which is one Embodiment of this invention. It is a conceptual diagram which shows the unwinding machine of FIG. It is a conceptual diagram which shows the cutter stand of FIG. It is a conceptual diagram which shows the winder of FIG. It is a conceptual diagram which shows the tension adjustment unit of FIG. It is a figure which shows provision of the tension
  • FIG. 1 shows an embodiment of a slitter device according to the present invention.
  • 1 includes an unwinder 1, a cutter stand 2, a winder 3, a tension adjustment unit 4, and a tension separation unit 5.
  • the slitter apparatus of FIG. 1 unwinds the metal strip T wound around the unwinder 1 in the direction of the arrow in the figure from the coil end, and the cutter stand 2 via the tension adjusting unit 4 and the tension separating unit 5. , And after winding and cutting to a narrow width, the coil is wound around the winder 3 in a coil shape.
  • the slitter apparatus of this embodiment is suitable for the strip cutting of a hard metal band, for example, an amorphous metal band of HV900 to 1000, as will be described later.
  • the present invention can be applied to strip cutting of an amorphous metal band having a thickness of about 7 to 50 ⁇ m and a width of about 30 mm to 1000 mm and cast by roll quenching such as strip casting or single roll method.
  • an amorphous metal strip has a specific problem that, when transported in the longitudinal direction, it is likely to cause meandering, which is a factor that hinders cutting width accuracy, and breaks more easily than a general rolled strip such as a silicon steel plate. .
  • the reason for being easy to meander is that the amorphous metal strip itself has a thickness deviation in the width direction with respect to the camber.
  • the reason why it is easy to break is that the amorphous material is hard but brittle, and the torsional strength is extremely low compared to the tensile strength, and the flatness defined by the thinness and steepness is large compared to the general rolled material, and the twisting is large. This is because the warp is large.
  • the response to the specific problem will be described in detail.
  • the rotary blade entry side is weaker in order to reduce wear on the rotary blade, reduce load to prevent breakage, and reduce residual stress on the cut surface.
  • the meandering and vibration which are the cause of defective width dimensions, are proportional to the speed and inversely proportional to the square root of the tension when transporting the strip. It is desirable that the tension of is as strong as possible.
  • a drive cut method is known in which unwinding is performed with an arbitrary tension, no tension is applied on the entry side and the exit side of the rotary blade, and winding is performed with an arbitrary tension.
  • the slitter device of this embodiment has the tension adjustment unit 4 and the tension separation unit 5, as will be described later, even if the cutting speed of the metal strip T is increased, the occurrence of meandering can be suppressed.
  • An unwinding machine 1 shown in FIG. 1 unwinds a metal strip T wound in a coil shape in the direction of the arrow in the figure, and as shown in FIG. 2, a rotating shaft 1a, a gripping block 1b, and a connecting plate 1c. It has.
  • the rotary shaft 1a can be rotated at a predetermined rotational speed by a motor (not shown) to be connected. Then, the rotating shaft 1a is rotated, and the gripping block 1b is pushed up by the connecting plate 1c in the outer peripheral direction, thereby gripping the inner diameter of the coiled metal strip T and rotating the metal strip T together with the rotating shaft 1a. Can do. Thereby, the unwinding machine 1 can unwind the metal strip T wound in a coil shape from the coil end portion and supply it to the cutter stand 2 via the tension adjusting unit 4 and the tension separating unit 5.
  • the cutter stand 2 shown in FIG. 1 cuts and cuts the metal strip T unwound from the unwinding machine 1 to a narrow width, and as shown in FIG. I have.
  • the rotary shafts 2a are arranged in a pair so as to sandwich the metal band T, and a plurality of rotary blades 2b are attached to the respective rotary shafts 2a at predetermined intervals. And the space
  • the rotary shaft 2a can be rotated at a predetermined rotational speed in the direction of the arrow by a motor (not shown) to be connected. Then, by rotating the rotary shaft 2a, the plurality of rotary blades 2b rotate in the direction of the arrow in the figure, and the metal strip T supplied from the unwinder 1 can be sandwiched between the upper and lower rotary blades 2b. it can. As a result, the cutter stand 2 can feed and cut the metal band T at a predetermined speed while narrowly cutting it, and can supply the cut metal band T to the winder.
  • a winder 3 shown in FIG. 1 winds a metal strip T cut into a cutter stand 2 in a coil shape, and includes a plurality of winding shafts 3a as shown in FIG.
  • the plurality of winding shafts 3a can be rotated at a predetermined rotational speed in the direction of the arrow in the drawing by a motor (not shown) to be connected.
  • the winder 3 rotates around the winding shaft 3a in synchronization with the winding jig 3b and the winding shaft 3a, and the air inside the winding shaft 3a.
  • a pin 3c capable of pushing the inner periphery of the winding jig 3b with a force proportional to the applied pressure is provided. Thereby, the metal strip T can be wound up while being wound around the winding jig 3b.
  • the tension adjusting unit 4 shown in FIG. 1 is arranged on the side of the unwinding machine 1 between the unwinding machine 1 and the cutter stand 2 and applies a constant tension to the metal strip T. As shown in FIG. , A roll 4a is provided that can move up and down in the figure and can apply a load to the metal strip T.
  • the tension adjusting unit 4 of the present embodiment is a so-called dancer roll unit and is controlled together with the unwinding machine 1 so that when the tension of the metal strip T from the unwinding machine 1 fluctuates, the unwinding machine The rotational speed of 1 can be adjusted. Thereby, the up-and-down position of the roll 4a is kept constant, and the metal band T given a constant tension is discharged.
  • the means for applying a constant tension to the metal strip T from the unwinder 1 will be described in more detail.
  • the tension T fluctuates due to the deviation and change of the radius Ri of the metal strip T wound in a coil shape, and the variation T propagates to the band material and vibrates.
  • the meander due to the fluctuation in tension is added to the meander of the strip itself. Therefore, based on the block diagram shown in FIG. 7, the rotational speed of the unwinder 1 is PI-controlled, the position of the dancer roll unit to which the constant thrust 2T is applied is controlled, and the peripheral speed acceleration / deceleration of the unwinder 1 is controlled. To suppress fluctuations in the tension itself.
  • the tension separation unit 5 shown in FIG. 1 is arranged on the unwinding machine 1 side between the unwinding machine 1 and the cutter stand 2 and has a constant tension on the input side applied to the tension adjusting unit 4 and a metal on the output side. As shown in FIG. 1, a tension separating roll 5a is provided. The tension separating roll 5a can be rotated at a predetermined torque and rotation speed by a motor (not shown) to be connected.
  • the tension separating unit 5 of the present embodiment is a so-called bridle roll unit.
  • the tension of the bridle unit is added to or reduced from the entry side tension of the tension separation unit 5, thereby reducing the tension of the metal strip T on the output side.
  • the tension adjustment unit 4 can be supplied with a lower tension.
  • the tension applied to the metal strip T by the unwinding machine (hereinafter referred to as unwinding tension Fi) and the tension generated when the rotary blade 2b retracts the metal band T (hereinafter referred to as rotary blade retracting tension) are represented by Fc.
  • the tension applied to the metal strip T by torque (hereinafter referred to as winding tension) is defined as Fo.
  • tension adjusting unit 4 or tension separating unit 5 a cutting apparatus using a plurality of rotating shafts 2a and a plurality of rotating blades 2b as shown in FIG. It needs to be in a relationship.
  • the rotary blade pulling tension Fc is made as small as possible, and the winding tension Fo is meandering.
  • the minimum that does not generate vibration is desirable.
  • the unwinding tension Fi is desirably maximized so that no breakage occurs.
  • the present invention provides a metal band on the unwinder side between the unwinder and the cutter stand. Is provided with a tension adjusting unit for applying a constant tension. Furthermore, between the unwinder and the cutter stand, a tension separation unit is provided on the cutter stand side to separate the constant tension on the entry side and the tension on the exit side, and a damping force Fb is applied to the metal strip T at this position. Thus, the magnitude relationship of each tension is adjusted so that Fi ⁇ Fb ⁇ Fc + Fo. Thus, meandering and vibration are suppressed by the maximum unwinding tension Fi that does not break, the breaking is suppressed by the minimum winding tension Fo that does not meander and vibrate, and the rotary blade retracting tension Fc is minimized. Yes.
  • the bridle roll unit drives the bridle roll by winding it around the roll when the wire or strip is transported in the longitudinal direction, using the frictional force of the roll surface so that the material does not slide against the bridle roll. A force is transmitted to the material to apply tension.
  • a metal strip is passed through the two tension separating rolls 5a in an S shape.
  • the bridle torque applied to the metal band is ⁇ b
  • the radius of the bridle roll is R
  • the tension of the metal band T at the position where the bridle roll and the metal band T first contact each other is F1
  • the metal band T at the position where the bridle roll and the metal band T are separated is F2
  • the following formula 1 is established.
  • the tension of the metal strip T increases or decreases depending on the driving force of the bridle roll at the bridle roll carry-out source and the carry-out destination.
  • the torque transmission condition that is, the condition that the material does not slide with respect to the bridle roll, is the case where the winding angle is ⁇ and the friction coefficient between the bridle roll and the material is ⁇ exp ( ⁇ ⁇ ⁇ ) ⁇ F1 / F2 ⁇ exp ( ⁇ ⁇ ⁇ ) It is. Note that if the number of bridle rolls is further increased, the tension of the metal strip T carried out therefrom can be further increased or decreased.
  • the number of the tension separation rolls 5a can be appropriately changed according to a change in tension.
  • the number of tension separating rolls 5a may be increased to three or more.
  • the tension separating roll 5a is formed of a material having a high friction coefficient such as urethane rubber
  • the roll 4a is formed of a metal material having a low friction coefficient such as stainless steel.
  • the tension separating roll 5a The position of the metal strip T that is unwound from becomes constant, and meandering can be prevented. For this reason, it is possible to suppress meandering when the metal strip T is carried into the cutter stand.
  • the roll 4a of the tension adjustment unit 4 has a maximum width in which the metal strip T unwound from the unwinder 1 meanders (one edge and the other edge of the metal strip T when meandering left and right). It is preferable that the surface is smooth in a range longer in the axial direction than the distance at the position where the two are farthest from each other.
  • tensile_strength separation roll 5a and the surface of the roll 4a of the tension adjustment unit 4 differs 1.5 times or more, and also 2 times or more.
  • a pinch roll unit can be substituted for the tension separation unit 5 of the present embodiment.
  • the pinch roll unit requires a large pressing force on the surface sandwiching the metal strip T compared to the tension that increases or decreases, the bridle roll unit is applied to the tension separation unit 5 as in this embodiment. It is preferable to do.
  • the tension of the metal band T (hereinafter referred to as post-damping tension Fi-Fb) reduced by the tension separation unit is preferably set to 0.3 MPa or more and 5 MPa or less.
  • the meandering of the amorphous metal strip T and the occurrence of vibration can be suppressed.
  • wear of the rotary blade can be sufficiently reduced.
  • a more preferable lower limit value of the post-damping tension Fi-Fb is 0.4 MPa or more, and more preferably 0.5 MPa.
  • a more preferable upper limit value of the post-damping tension Fi-Fb is 4 MPa or less, and more preferably 3 MPa or less.
  • the post-damping tension Fi-Fb is preferably 0.3 MPa or more and 1.5 MPa or less. Furthermore, it is preferable to set it as 0.4 MPa or more and 1.3 MPa or less.
  • the post-damping tension Fi-Fb is preferably 1 MPa or more and 5 MPa or less. Furthermore, it is preferable to set it as 1.5 MPa or more and 4 MPa or less.
  • the unwinding tension Fi is preferably 1.5 times or more, more preferably 2 times or more of the post-damping tension Fi-Fb.
  • the discharge speed from the unwinder of the metal strip can be increased, and the cutting speed can be increased.
  • the cutting speed of the metal strip can be 75 m / min or more.
  • the unwinding tension Fi is preferably more than 1.5 MPa. More preferably, it is preferably 1.7 MPa or more. However, the upper limit of the unwinding tension Fi is preferably 30 MPa or less in consideration of suppressing the fracture of the metal strip.
  • the unwinding tension Fi is preferably more than 5 MPa. More preferably, it is preferable to set it as 5.5 MPa or more. In consideration of suppressing breakage of the metal strip, the upper limit of the unwinding tension Fi is preferably 30 MPa or less.
  • the amorphous alloy ribbon T is not particularly limited as long as it has the most Fe (iron) composition among the contained metal elements. In addition to Fe, it is preferable to further contain Si (silicon) and B (boron).
  • As the amorphous alloy ribbon T for example, an alloy obtained by melting the alloy having the above composition to a melting point or higher and rapidly solidifying it by a single roll method can be used.
  • the composition of the amorphous metal band when the total content of Fe, Si, and B is 100 atomic%, the Fe content is 78 atomic% to 83 atomic%, and the Si content is 3%.
  • examples thereof include an Fe-based amorphous alloy having an atomic percent of 10 to 10 atomic percent, a B content of 10 to 15 atomic percent, and the balance of impurities.
  • the Fe content is 78 atomic% or more, the saturation magnetic flux density of the alloy ribbon becomes higher, so that an increase in size or weight of a magnetic core manufactured using the alloy ribbon is further suppressed.
  • the Fe content is 83 atomic% or less, a decrease in the Curie point and a decrease in the crystallization temperature of the alloy are further suppressed, so that the stability of the magnetic properties of the magnetic core is further improved.
  • the amorphous alloy may further contain C (carbon), which is an element contained in pure iron or the like that is a raw material for the molten alloy.
  • the C (carbon) content is preferably 0.5 atomic% or less. When the C (carbon) content is 0.5 atomic% or less, embrittlement of the alloy ribbon is further suppressed.
  • the C (carbon) content is preferably 0.1 atomic% to 0.5 atomic%. When the content of C (carbon) is 0.1 atomic% or more, the productivity of the molten alloy and the alloy ribbon is excellent.
  • An amorphous metal band that can be nanocrystallized can also be used.
  • an amorphous metal band which can be nanocrystallized for example, an alloy having a composition represented by the general formula: (Fe1-aMa) 100-xyz- ⁇ - ⁇ - ⁇ CuxSiyBzM′ ⁇ M ′′ ⁇ X ⁇ (atomic%) Can be used.
  • M is Co and / or Ni
  • M ′ is at least one element selected from the group consisting of Nb, Mo, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mn and W
  • M ′′ is A1
  • X is selected from the group consisting of C, Ge, P, Ga, Sb, In, Be, As.
  • X is at least one element selected from the group consisting of C, Ge, P, Ga, Sb, In, As, Be, and a, x, y, z, ⁇ , ⁇ and ⁇ are 0 ⁇ a ⁇ 0.5, 0.1 ⁇ x ⁇ 3, 0 ⁇ y ⁇ 30, 0 ⁇ z ⁇ 25, 5 ⁇ y + z ⁇ 30, 0 ⁇ ⁇ ⁇ 20, 0 ⁇ ⁇ ⁇ , respectively. 20 and 0 ⁇ ⁇ ⁇ 20 are satisfied.
  • amorphous metal strip alloy ribbons having a thickness of 7 ⁇ m to 50 ⁇ m can be used.
  • the thickness of the alloy ribbon is preferably 9 ⁇ m or more.
  • the thickness is 50 ⁇ m or less, a stable amorphous state can be obtained in the alloy ribbon.
  • the thickness of the alloy ribbon is more preferably 30 ⁇ m or less.
  • the width of the amorphous metal band (that is, the length in the width direction) is preferably 30 mm to 1000 mm.
  • the width is 30 mm or more, a large-capacity and practical transformer can be obtained. Furthermore, if the width is 100 mm or more, the necessity for reducing the excitation power increases. Therefore, the amorphous metal strip in which the excitation power is reduced is particularly suitable as a wide alloy ribbon having a width of 100 mm or more.
  • the width of the amorphous metal strip is 1000 mm or less, the productivity (manufacturability) is excellent.
  • the width of the amorphous metal strip is more preferably 500 mm or less, further preferably 400 mm or less, and particularly preferably 300 mm or less.
  • the rotating shaft 1 a is rotated at a predetermined number of revolutions, the metal strip T wound in a coil shape is unwound in the direction of the end of the coil, and supplied to the tension adjusting unit 4.
  • the tension adjustment unit 4 a load is applied from the roll 4 a to the metal band T, and a constant tension is applied to the metal band T.
  • the number of rotations of the unwinder 1 is adjusted according to the fluctuation of the tension of the metal strip T, and the vertical position of the roll 4a is kept constant to maintain the constant tension.
  • the metal strip T to which a constant tension is applied is supplied to the tension separation unit 5.
  • the slitter device of the present embodiment can apply a proper constant tension to the metal strip T by having the tension adjusting unit 5. Thereby, the amplitude of the vibration of the metal strip T can be reduced, and even if the metal strip T is unwound from the unwinder 1 at a high speed, the occurrence of vibration that greatly affects the cutting accuracy can be suppressed.
  • the slitter device that supplies the metal strip while applying a constant tension as in the present embodiment is an effective device for cutting and cutting the amorphous metal strip.
  • the torque and rotation speed of the tension separation roll 5 a are adjusted by a motor (not shown) to separate the tension before and after the tension separation unit 5.
  • the tension separation unit 5 is arranged on the unwinding machine 1 side between the unwinding machine 1 and the cutter stand 2.
  • the distance between the tension separating unit 5 and the cutter stand 5 is preferably as narrow as possible. Thereby, it can suppress that the metal strip T newly vibrates between the tension separation unit 5 and the cutter stand 5.
  • the metal strip T is striped and cut into a narrow metal strip T by the plurality of rotary blades 2b of the cutter stand 2. Then, the strip-cut metal strip T is supplied to the winder 3.
  • the slitter device of the present embodiment can suppress the occurrence of vibration even when the metal band T is supplied to the cutter stand 2 quickly, so that the metal band T can be cut at high speed and with high accuracy. it can.
  • the slitter device of the present embodiment can reduce the tension of the metal strip T supplied to the cutter stand 2 by having the tension separating unit 5. Thereby, the reaction force which acts on the rotary blade 2b from the metal strip T can be reduced, and the life of the rotary blade 2b can be extended.
  • the slitter device that reduces the tension of the metal strip T supplied to the cutter stand 2 is an effective device for cutting off the amorphous metal strip.
  • the plurality of winding shafts 3a are rotated at a predetermined rotational speed by a motor (not shown), and the striped and cut metal strip T is wound into a coil shape.
  • the metal strip T when winding the metal strip T, it is preferable to rotate the winding shaft 3a faster than the rotational speed necessary for winding. By doing so, a speed difference can be generated between the inner diameters of the winding shaft 3a and the winding jig 3b, and the pin 3c is slid along the inner diameter of the wound metal strip T to apply tension.
  • the metal strip T can be wound up. That is, the metal strip T supplied from the cutter stand 2 can be wound while being tightened.
  • the slitter device of the present embodiment includes the tension adjusting unit 4 that applies a constant tension to the metal strip T between the unwinder 1 and the cutter stand 2 on the unwinder 1 side.
  • a tension separation unit 5 is provided on the cutter stand side to separate the constant tension on the input side from the tension on the output side.
  • tensile_strength of the metal strip T supplied to the cutter stand 2 can be made small by the tension
  • the lifetime of the rotary blade 2b of the cutter stand 2 can also be lengthened.
  • FIG. 1 Compared to the embodiment of FIG. 1, a plurality of guide rolls 6 a are arranged in a path until the metal strip T discharged from the tension separation unit 5 is carried into the cutter stand 2. Further, a guide mechanism 7 for guiding the metal strip T from the vertical direction and the width direction is disposed between the plurality of guide rolls 6 a and the cutter stand 2.
  • a plurality of guide rolls 6a are arranged, and although two are arranged in FIG. 8, three or more may be arranged. By disposing the guide roll 6a, when conveying the metal band T with reduced tension, it is possible to guide to the cutter stand 2 so that the metal band T does not tilt.
  • the guide mechanism 7 is constituted by a plurality of guide plates 7a, and guides the metal strip T from the vertical direction (front and back direction) and the width direction. A slight gap exists between the guide plate 7a and the metal strip T.
  • the amorphous metal band has been described as an example of the metal band to be cut and cut.
  • the slitter device of the present invention can be used for cutting and cutting metal bands other than the amorphous metal band. it can.
  • the life of the rotary blade of the cuttertand can be extended by applying to the cutting and cutting of hard metal bands, for example, the cutting of niobium, chromium and nickel metal bands.
  • an amorphous metal strip (product name: 2605SA1) manufactured by Hitachi Metals, Ltd. was used.
  • the width of the amorphous metal band was 170 mm before cutting.
  • the thickness was in the range of 22-24 ⁇ m.
  • the cutting speed of the amorphous metal strip was set to 75 m / min and 100 m / min.
  • the width after cutting and cutting was 25 mm.
  • the number of metal strips to be striped at one time was changed to 1, 4, and 6, and the strips were cut.
  • the unwinding tension Fi is 2 MPa (about 8 N).
  • the post-damping tension Fi-Fb was set to 0.8 MPa (about 3N).
  • the number of lines to be taken is 1 and the cutting speed width is 24.980 mm on the average with respect to the target value of 25 mm, and the error is within 0.002 mm or less with respect to the target width. It was confirmed that cutting was possible.
  • a slitting device without a tension separation unit was used for cutting and cutting.
  • the same metal band T was used.
  • the cutting speed of the amorphous metal band was 70 m / min. Further, the width after cutting and cutting was 20 mm.
  • the measurement results of the comparative examples are shown in Table 1 as Sample Nos. 3-1 and 3-2.
  • the standard deviation ( ⁇ ) of the width of the slit metal band tends to be smaller as the cutting speed is faster and the width after the cutting is wider.
  • the slit metal bands of Samples Nos. 3-1 and 3-2 obtained as Comparative Examples have a slow cutting speed (70 m / min) and a narrow standard deviation in width even though the width is narrow. 0.005 to 0.006, which is larger than that using the slitter device of the present invention.
  • an amorphous metal band capable of nanocrystallization (amorphous metal band (product name: FT-3) manufactured by Hitachi Metals) was used.
  • the amorphous metal band having a width of 63 mm was used.
  • the thickness was in the range of 15-21 ⁇ m.
  • the cutting speed of the amorphous metal strip was set to 75 m / min and 100 m / min.
  • the width after cutting and cutting was 25 mm.
  • the number of metal strips to be striped at one time was changed to 1, 2, 3 and striped and cut.
  • the unwinding tension Fi is 7 MPa (about 8 N).
  • the post-damping tension Fi-Fb was 2.6 MPa.

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Abstract

金属帯をカッタスタンドに速く供給し、高速にしてかつ精度よく条取り切断することができる、スリッタ装置を提供する。　コイル状に巻かれた金属帯を巻出す巻出機と、巻出された前記金属帯を狭幅に条取り切断するカッタスタンドと、切断された前記金属帯をコイル状に巻取る巻取機とを有する金属帯のスリッタ装置。前記巻出機と前記カッタスタンドとの間には、前記巻出し機側に、前記金属帯に一定張力を付与する張力調整ユニットを有し、前記カッタスタンド側に、入側の前記一定張力と出側の張力とを隔てる張力分離ユニットを有するものとする。

Description

金属帯のスリッタ装置及びスリット方法
　本発明は、コイル状に巻かれた金属帯を、狭幅に条取り切断してコイル状に巻取る、金属帯のスリッタ装置及びスリット方法に関する。
　スリッタ装置は、通常、コイル状に巻かれた金属帯を巻出す巻出機と、巻出された金属帯を狭幅に条取り切断（スリット）するカッタスタンドと、切断された金属帯をコイル状に巻取る巻取機とを有している。
　スリッタ装置に関わる技術として、薄肉の鋼板ストリップを巻出機から巻出し、巻き出したストリップを、一旦弛ませてからカッタスタンドに供給する技術が知られている。この技術では、切断する際のストリップの張力を小さくできるので、ストリップから回転刃に作用する反力を小さくでき、回転刃の寿命を長くすることができる。（例えば、特許文献１参照）
特開平１０－７６４１７号公報
　本発明者は、アモルファス金属帯を条取り切断するにあたり、カッタスタンドに速く供給して、切断処理能力を上げることを検討した。
　しかし、従来のスリッタ装置では、アモルファス金属帯をカッタスタンドに速く供給すると、切断精度が悪くなることがあった。この原因は、アモルファス金属帯が、一般的に硬いこと、ストリップキャストや単ロール法等のロール急冷により鋳造されることから寸法精度が高くないこと等を要因として、金属帯がカッタスタンドの手前において振動するためと推定された。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、金属帯をカッタスタンドに速く供給し、高速にしてかつ精度よく条取り切断することができる、金属帯のスリッタ装置及びスリット方法の提供を目的とする。
　本発明に係る金属帯のスリッタ装置は、コイル状に巻かれた金属帯を巻出す巻出機と、巻出された前記金属帯を狭幅に条取り切断するカッタスタンドと、切断された前記金属帯をコイル状に巻取る巻取機とを有する金属帯のスリッタ装置であって、前記巻出機と前記カッタスタンドとの間には、前記巻出し機側に、前記金属帯に一定張力を付与する張力調整ユニットを有し、前記カッタスタンド側に、入側の前記一定張力と出側の張力とを隔てる張力分離ユニットを有している。
　この構成によるスリッタ装置の作用・効果は以下の通りである。すなわち、張力調整ユニットを設けることで、巻出機から巻出された金属帯に一定張力を付与できるように調整し、金属帯が蛇行により破断しないような最大限の巻出張力に設定することが可能になる。これにより、金属帯の巻出速度を向上させることができる。さらに、張力分離ユニットを設けることで金属帯の張力を減衰させた状態でカッタスタンドに送ることができる。以上のように、張力調整ユニットと張力分離ユニットを配置することで、金属帯の切断速度を速くしても、蛇行の発生を抑制し、適切なスリット工程を実現することができる。
　本発明において、前記張力調整ユニットを構成するロールの表面は、前記張力分離ユニットを構成するロールの表面よりも平滑であることが好ましい。なお、平滑とは、金属帯Ｔに対して摩擦係数が低いことを意味する。
　このように構成することで、仮に金属帯が巻出機から蛇行して巻き出されたとしても、張力調整ユニットのロール表面をロールの軸方向に滑りながら張力分離ユニットに搬入される。従って、金属帯が安定的に同じ位置で張力分離ユニットに搬入される。これにより、カッタスタンドにおけるスリット位置も安定させることができる。
　本発明において、前記張力分離ユニットから排出された金属帯が前記カッタスタンドに搬入されるまでの経路に複数の案内ロールを配置することが好ましい。
　このような案内ロールを配置することで、張力が減衰された金属帯を搬送する際に、金属帯が傾斜しないようにカッタスタンドまで案内することができる。
　本発明において、前記複数の案内ロールと前記カッタスタンドの間には、金属帯を上下方向および幅方向からガイドするガイド機構を備えたことが好ましい。
　このようなガイド機構を設けることで、金属帯の蛇行搬送をさらに抑制することができ、安定した状態で金属帯をカッタスタンドへ搬入させることができる。
　また、本発明では、前記張力分離ユニットが、ブライドルロールユニットであることが好ましい。
　ブライドルロールユニットを構成するロールを所定の位置に移動させることで、金属帯の張力を増幅あるいは減衰させることができる。これにより、張力分離ユニットの搬出外層側の張力を適切な状態に制御することができる。
　また、本発明のスリッタ装置は、アモルファス金属帯の条取り切断に好適である。
　本発明に係る金属帯のスリット方法は、コイル状に巻かれた金属帯を巻出す巻出機と、
巻出された前記金属帯を狭幅に条取り切断するカッタスタンドと、切断された前記金属帯をコイル状に巻取る巻取機とを有するスリッタ装置を用いた、金属帯のスリット方法であって、
　前記巻出機と前記カッタスタンドとの間の巻出し機側に配置された張力調整ユニットにより、前記金属帯に一定張力を付与する工程と、
前記巻出機と前記カッタスタンドとの間の前記カッタスタンド側に配置された張力分離ユニットにより、入側の前記一定張力と出側の張力とを隔てる工程と、
前記張力分離工程により、金属帯に付与されている張力を減衰させて、前記金属帯を前記カッタスタンドに供給する工程と、
を有する金属帯のスリット方法である。
　この構成による金属帯のスリット方法の作用・効果は前述の通りであり、張力調整工程と張力分離工程とを行うことで、金属帯の切断速度を速くしても、蛇行の発生を抑制し、適切なスリット工程を実現することができる。
　本発明において、前記減衰後の張力（Ｆｉ―Ｆｂ）を０．３ＭＰａ以上５ＭＰａ以下としたことが好ましい。
　かかる数値に設定することで、後述の実施例に示すように、カッタスタンドによりスリットされた金属帯の幅のばらつきを抑えることができる。
　本発明は、前記張力調整工程において、前記巻出機から前記金属帯を排出する際の金属帯の長手方向に付与される張力（巻出張力Ｆｉ）を、前記減衰後張力（Ｆｉ―Ｆｂ）に対して、１．５倍以上としたことが好ましい。
　かかる数値に設定することで、後述の実施例に示すように、カッタスタンドによりスリットされた金属帯の幅のばらつきを抑えることができる。
　本発明において、前記金属帯は、厚みが７μｍ以上５０μｍ以下、幅が１００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下のアモルファス金属帯を用いることが好ましい。
　厚みが７μｍ以上であれば、金属帯の機械的強度が確保され、破断が抑制される。また、厚みが５０μｍ以下であれば、安定したアモルファス状態の金属帯が得られる。金属帯の幅が１００ｍｍ以上であると、特にアモルファス金属帯の場合、励磁電力を低減することができる。一方、金属帯の幅が１０００ｍｍ以下であると、生産性に優れる。
　本発明において、前記カッタスタンドによってスリットされた金属帯の幅は３０ｍｍ以下であることが好ましい。かかる場合に、金属帯の破断をより効果的に抑制させることができる。
　本発明のスリッタ装置及びスリット方法によれば、金属帯を、高速にしてかつ精度よく条取り切断することができる。
本発明の一実施形であるスリッタ装置を示す概念図である。 図１の巻出機を示す概念図である。 図１のカッタスタンドを示す概念図である。 図１の巻取機を示す概念図である。 図１の張力調整ユニットを示す概念図である。 ブライドルロールによる張力の付与を示す図である。 巻出機からの金属帯に一定張力を付与する場合の制御内容を示すブロック図である。 別実施形態であるスリッタ装置を示す概略図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１に、本発明であるスリッタ装置の一実施形態を示す。図１のスリッタ装置は、巻出機１、カッタスタンド２、巻取機３、張力調整ユニット４、張力分離ユニット５を有している。図１のスリッタ装置は、巻出機１にコイル状に巻かれた金属帯Ｔを、コイル端部から図の矢印方向に巻出し、張力調整ユニット４、張力分離ユニット５を介してカッタスタンド２に供給し、狭幅に条取り切断した後、巻取機３にコイル状に巻取るものである。
　なお、本実施形態のスリッタ装置は、後で説明するように、硬い材質の金属帯、例えば、ＨＶ９００～１０００のアモルファス金属帯の条取り切断に好適なものである。具体的には、厚みが約７～５０μｍ、幅が約３０ｍｍ～１０００ｍｍの、ストリップキャストや単ロール法等のロール急冷により鋳造したアモルファス金属帯の条取り切断に適用できるものである。
　例えば、アモルファス金属帯は、長手方向に搬送する際、珪素鋼板等の一般圧延帯材と比較して、切断幅精度の阻害要因である蛇行が発生しやすくかつ破断し易いという、特有問題がある。蛇行し易い理由は、アモルファス金属帯自体がキャンバーと幅方向の板厚偏差を持つためである。また破断し易い理由は、アモルファス材が硬い反面脆く、かつ引張強度に比べ捩じり強度が極めて低い上に、一般圧延材と比較して薄くかつ急峻度で定義される平坦度が大きく、捩じれ、幅反りも大きいためである。以下、前記特有問題への対応について詳述する。
　アモルファス金属帯に限らず、一般に帯材の条取切断において、回転刃の摩耗、破損防止のための負荷軽減、および切断面の残留応力低減のためには、回転刃入側の張力が弱い方が望ましい。その反面、帯材を搬送するに際し、幅寸法不良の要因である蛇行や振動は、速度に比例し、かつ張力の平方根に反比例するため、生産性向上を図るべく増速するには巻取機の張力は極力強い方が望ましい。つまり、一般帯材においても生産性と幅方向精度、回転刃の摩耗、破損防止を満足するためには上記相反問題の解決が必要である。その解決手段として、任意の張力で巻出し、回転刃の入側と出側で無張力化し、任意の張力で巻取るドライブカット方式が公知である。
　加えて前記アモルファス金属帯の蛇行が発生しやすくかつ破断し易いという特有の問題を解決するためには、回転刃の入側と出側において、蛇行抑制については極力高い張力、破断抑制については極力低い張力が必要である。すなわち、前記ドライブカット方式のような無張力切断方式は不適当である。
　そこで本発明では、前記一般帯材の相反問題に加え、アモルファス特有の問題を解決する手段として、破断しない極力強い張力で巻出し、かつ回転刃直前まで搬送を行い、回転刃直前では破断も蛇行もしない極力弱い張力にまで減衰させて、回転刃に挿材する方法を見出した。以下その実施形態について、詳細に説明する。
　本実施形態のスリッタ装置は、張力調整ユニット４、張力分離ユニット５を有しているので、後述するように、金属帯Ｔの切断速度を早くしても、蛇行の発生を抑制できる。
　（巻出機）
　図１に示す巻出機１は、コイル状に巻かれた金属帯Ｔを、図の矢印方向に巻出すものであり、図２に示すように、回転軸１ａ、把持ブロック１ｂ、接続板１ｃを備えている。
　回転軸１ａは、接続する不図示のモータにより、所定の回転数にて回転することができる。そして、回転軸１ａを回転し、把持ブロック１ｂを接続板１ｃにより外周方向に押し上げることにより、コイル状に巻かれた金属帯Ｔの内径を把持し、金属帯Ｔを回転軸１ａとともに回転させることができる。これにより、巻出機１は、コイル状に巻かれた金属帯Ｔをコイル端部から巻出し、張力調整ユニット４、張力分離ユニット５を介して、カッタスタンド２に供給することができる。
　（カッタスタンド）
　図１に示すカッタスタンド２は、巻出機１から巻出された金属帯Ｔを、狭幅に条取り切断するものであり、図３に示すように、回転軸２ａと回転刃２ｂとを備えている。回転軸２ａは、金属帯Ｔを挟むように、上下一対にして配されていて、それぞれの回転軸２ａに対して、複数の回転刃２ｂが所定の間隔にして取り付けられている。そして、回転軸２ａの間隔は、上下の回転刃２ｂが噛み合う間隔に調整されている。
　回転軸２ａは、接続する不図示のモータにより、図の矢印方向に所定の回転数にて回転することができる。そして、回転軸２ａを回転することにより、複数の回転刃２ｂは、図の矢印方向に回転し、巻出機１から供給された金属帯Ｔを、上下の回転刃２ｂの間に挟み込むことができる。これにより、カッタスタンド２は、金属帯Ｔを所定の速度で送りつつ、狭幅に条取り切断することができ、切断された金属帯Ｔを、巻取機に供給することができる。
　（巻取機）
　図１に示す巻取機３は、カッタスタンド２に切断された金属帯Ｔを、コイル状に巻き取るものであり、図４に示すように、複数の巻取軸３ａを備えている。そして、複数の巻取軸３ａは、接続する不図示のモータにより、図の矢印方向に所定の回転数にて回転することができる。
　また、図４に示すように、巻取機３には、巻取軸３ａの周りに、巻取治具３ｂと、巻取軸３ａと同期して回転し、かつ巻取軸３ａ内部の空気加圧力に比例した力で巻取治具３ｂ内周を押すことが可能なピン３ｃを備えている。これにより、金属帯Ｔを巻取り治具３ｂに巻締めながら巻き取ることができる。
（張力調整ユニット）
　図１に示す張力調整ユニット４は、巻出機１とカッタスタンド２の間の、巻出機１側に配され、金属帯Ｔに一定張力を付与するものであり、図５に示すように、図の上下に移動可能にして金属帯Ｔに荷重付加できる、ロール４ａを備えている。
　本実施形態の張力調整ユニット４は、いわゆる、ダンサーロールユニットと呼ばれるものであり、巻出機１と共に制御され、巻出機１からの金属帯Ｔの張力に変動が生じた際、巻出機１の回転数を調整できるようにしている。これにより、ロール４ａの上下位置が一定に保たれ、一定張力を付与した金属帯Ｔが排出されるようにしている。
　巻出機１からの金属帯Ｔに一定張力を付与する手段についてさらに詳細を述べる。
　巻出機１において、コイル状に巻かれた金属帯Ｔの半径Ｒｉの偏差と変化に伴う周速度の加減速により、張力Ｔが変動し、その変動が帯材に伝搬することで振動することに加え、帯材自体の蛇行に張力変動起因の蛇行が加算される。そのため、図7に示すブロック線図に基づいて、巻出機1の回転数をＰＩ制御して、一定推力2Ｔを印加したダンサーロールユニットの位置を制御し、巻出機1の周速度加減速を吸収して、張力自体の変動抑制を図っている。
　（張力分離ユニット）
　図１に示す張力分離ユニット５は、巻出機１とカッタスタンド２の間の、巻出機１側に配され、張力調整ユニット４に付与された入側の一定張力と、出側の金属帯Ｔの張力とを隔てるものであり、図１に示すように、張力分離ロール５ａを備えている。張力分離ロール５ａは、接続する不図示のモータにより、所定のトルクと回転数にて回転することができる。
　本実施形態の張力分離ユニット５は、いわゆる、ブライドルロールユニットと呼ばれるものである。張力分離ロール５ａを所定の位置に移動し、自身のトルクを調整することにより、張力分離ユニット５の入側張力にブライドルユニットの推力を加える、または減じることで出側の金属帯Ｔの張力を入側張力に対し増幅または減衰させることができる。これにより、例えば、張力分離ユニット５の出側の張力を、入側の張力より小さくすれば、張力分離ユニット５からカッタスタンド２に供給する金属帯Ｔを、張力調整ユニット４から供給されたときよりも小さい張力にして供給することができる。
　以下に、張力分離ユニット５の役割を、さらに説明する。
　巻出機により金属帯Ｔに付与される張力（以後、巻出張力Ｆｉ）、回転刃２ｂが金属帯Ｔを引き込むことにより発生する張力（以後、回転刃引込張力）をＦｃ、巻取機のトルクにより金属帯Ｔに付与される張力（以後、巻取張力）をＦｏとする。張力調整ユニット４や、張力分離ユニット５が無い場合、図３に示すような、複数の回転軸２ａと複数の回転刃２ｂを用いる切断装置は、機構上、これらの張力を、Ｆｉ≦Ｆｃ＋Ｆｏの関係になるようにする必要がある。
　但し、回転刃２ｂの負荷を低減させて長寿命化を図る場合や、金属帯Ｔの破断の防止を図る場合は、回転刃引込張力Ｆｃは極力小さくし、加えて巻取張力Ｆｏは蛇行と振動が発生しない最小限が望ましい。一方で、前記したように、金属帯Ｔの巻出速度向上および蛇行抑制のためには、巻出張力Ｆｉは破断が発生しない最大限が望ましい。
　このように、一般帯材に加えアモルファス金属帯を条取切断する際の特有の条件を満足するため、本発明は、巻出機とカッタスタンドとの間において、巻出し機側に、金属帯に一定張力を付与する張力調整ユニットを設けている。さらに、巻出機とカッタスタンドとの間において、カッタスタンド側に、入側の一定張力と出側の張力とを隔てる張力分離ユニットを設け、この位置で金属帯Ｔに減衰力Ｆｂを与えることで、各張力の大小関係を、Ｆｉ－Ｆｂ≦Ｆｃ＋Ｆｏとなるように調整している。これにより、破断しない最大限の巻出張力Ｆｉにより蛇行と振動を抑制し、蛇行、振動しない必要最小限の巻取張力Ｆｏにより破断を抑制し、かつ回転刃引込張力Ｆｃの最小化を図っている。
　ブライドルロールユニットについて、さらに詳細に説明する。ブライドルロールは、線材または帯材を長手方向に搬送させる際、ロールに巻き付けることで、ロール表面の摩擦力を利用して材料がブライドルロールに対して滑らないように密着させて、ブライドルロールの駆動力を材料に伝達して張力を付与するものである。本実施形態では、図１の５に示すように、２つの張力分離ロール５ａに、Ｓ字状に金属帯を通している。
　ブライドルロール５ａによる張力の付与の詳細を、図６を用いて説明する。金属帯に付与するブライドルトルクをτｂ、ブライドルロールの半径をＲ、ブライドルロールと金属帯Ｔが最初に接する位置における金属帯Ｔの張力をＦ１、ブライドルロールと金属帯Ｔが離れる位置で金属帯Ｔの張力をＦ２とすると、下記数１の式が成立する。
〔数１〕
　ブライドルトルクτｂ＝Ｒ×（Ｆ１－Ｆ２）
つまり、金属帯Ｔは、ブライドルロールの搬出元と搬出先で、ブライドルロールの駆動力より張力が増減する。但し、トルクの伝達条件、つまり材料がブライドルロールに対して滑らない条件は、巻付角をθ、ブライドルロールと材料の摩擦係数をμとした場合、
ｅｘｐ（－μ×θ）≦Ｆ１／Ｆ２≦ｅｘｐ（μ×θ）
である。なお、さらにブライドルロールの段数を増やせば、さらにそこから搬出する金属帯Ｔの張力を増減することができる。
　なお、本実施形態の張力分離ユニット５では、張力分離ロール５ａを２式配しているが、その個数は、張力の変化に応じて適宜変えることができる。例えば、張力分離ロール５ａの個数を３式以上に増やしてもよい。
　（ロールの表面）
　張力分離ユニット５を構成する張力分離ロール５ａの表面と、張力調整ユニット４のロール４ａの表面を比較した場合、ロール４ａの表面は、張力分離ロール５ａの表面よりも、金属帯Ｔに対して平滑になるようにしている。具体的には、張力分離ロール５ａをウレタンゴム等の摩擦係数の高い材質で形成し、ロール４ａをステンレス等の摩擦係数の低い金属材質で形成する。
　かかる構成にすることで、巻出機１から巻き出された金属帯Ｔが仮に蛇行した状態で巻き出されたとしても、一旦、張力調整ユニット４のロール４ａの表面で、金属帯Ｔの張力によって、ロール軸方向に横滑りしてその位置が調整されながら張力分離ユニット５に搬入される。従って、金属帯Ｔは張力分離ユニット５に連続して同じ位置で搬入されることになる。その結果、巻出し時における蛇行がカッタスタンド２まで伝搬することを抑制することができる。また、張力分離ロール５ａを摩擦係数の高い材質で形成することで、同じ位置に連続的に搬入された金属帯Ｔは、軸方向にずれることなく金属帯Ｔを搬出するので、張力分離ロール５ａから巻き出される金属帯Ｔの位置が一定となり、蛇行を防げる。このため、カッタスタンドに金属帯Ｔが搬入される際に蛇行することを抑制できる。この効果を得るため、張力調整ユニット４のロール４ａは、巻出機１から巻き出された金属帯Ｔが蛇行する最大幅（左右に蛇行した時に、金属帯Ｔの一方のエッジと他方のエッジが通過した位置で両者が最も離れた位置での距離）よりも、軸方向に長い範囲で平滑であることが好ましい。なお、張力分離ロール５ａの表面と、張力調整ユニット４のロール４ａの表面の金属帯Ｔに対する摩擦係数は、１．５倍以上、さらには２倍以上で異なることが好ましい。
　また、本実施形態の張力分離ユニット５には、ピンチロールユニットによる代用も可能である。しかし、ピンチロールユニットでは、増減する張力に比して金属帯Ｔを挟み込む面に大きな押付力が必要であることから、張力分離ユニット５には、本実施形態のように、ブライドルロールユニットを適用することが好ましい。
　金属帯Ｔとしてアモルファス金属帯を用いる場合、張力分離ユニットにより低減された金属帯Ｔの張力（以後、減衰後張力Ｆｉ―Ｆｂ）を、０．３ＭＰａ以上５ＭＰａ以下にすることが好ましい。これにより、アモルファス金属帯Ｔの蛇行と振動の発生を抑制できる。また、回転刃の摩耗を十分低減できる。減衰後張力Ｆｉ－Ｆｂのさらに好ましい下限値は０．４ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは０．５ＭＰａである。減衰後張力Ｆｉ－Ｆｂのさらに好ましい上限値は４ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは３ＭＰａ以下である。
　具体的には、ナノ結晶化しないアモルファス金属帯の場合は、減衰後張力Ｆｉ―Ｆｂは０．３ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下とすることが好ましい。さらには０．４ＭＰａ以上１．３ＭＰａ以下とすることが好ましい。
　ナノ結晶化が可能なアモルファス金属帯の場合は、減衰後張力Ｆｉ―Ｆｂは１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下とすることが好ましい。さらには１．５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下とすることが好ましい。
　次に巻出張力Ｆｉについて、好ましい形態を述べる。
　アモルファス金属帯Ｔを用いる場合、巻出張力Ｆｉを、減衰後張力Ｆｉ―Ｆｂに対して、１．５倍以上、さらには、２倍以上とすることが好ましい。金属帯の巻出機からの排出速度を速め、切断速度を速めることができる。また、アモルファス金属帯を用いた場合、金属帯の切断速度を７５ｍ／ｍｉｎ以上とすることができる。
　具体的には、ナノ結晶化しないアモルファス金属帯の場合は、巻出張力Ｆｉは１．５ＭＰａ超とすることが好ましい。さらに好ましくは１．７ＭＰａ以上とすることが好ましい。但し、金属帯の破断を抑制することを考慮すると、巻出張力Ｆｉの上限は、３０ＭＰａ以下とすることが好ましい。
　ナノ結晶化が可能なアモルファス金属帯の場合は、巻出張力Ｆｉは５ＭＰａ超とすることが好ましい。さらに好ましくは５．５ＭＰａ以上とすることが好ましい。金属帯の破断を抑制することを考慮すると、巻出張力Ｆｉの上限は、３０ＭＰａ以下とすることが好ましい。
　次に、金属帯の一例であるアモルファス合金薄帯について説明する。
　アモルファス合金薄帯Ｔは、含有される金属元素の中でＦｅ（鉄）が最も多い組成であれば特に制限はない。Ｆｅの他、更に、Ｓｉ（ケイ素）及びＢ（ホウ素）を含有することが好ましい。アモルファス合金薄帯Ｔは、例えば、上記の組成の合金を、融点以上に溶融し、単ロール法により、急冷凝固することで、長尺状の薄帯として得られたものを用いることができる。
　例えば、アモルファス金属帯の組成としては、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢの総含有量を１００原子％としたときに、Ｆｅの含有量が７８原子％～８３原子％であり、Ｓｉの含有量が３原子％～１０原子％であり、Ｂの含有量が１０原子％～１５原子％であり、残部が不純物からなるＦｅ基アモルファス合金が挙げられる。Ｆｅの含有量が７８原子％以上であると、合金リボンの飽和磁束密度がより高くなるので、合金リボンを用いて製造される磁心のサイズの増加又は重量の増加がより抑制される。Ｆｅの含有量が８３原子％以下であると、合金のキュリー点の低下及び結晶化温度の低下がより抑制されるので、磁心の磁気特性の安定性がより向上する。
　アモルファス合金は、更に、合金溶湯の原料となる純鉄等に含まれる元素である、Ｃ（炭素）を含んでいてもよい。Ｃ（炭素）の含有量は０．５原子％以下とすることが好ましい。Ｃ（炭素）の含有量が０．５原子％以下であると、合金リボンの脆化がより抑制される。Ｃ（炭素）の含有量としては、０．１原子％～０．５原子％が好ましい。Ｃ（炭素）の含有量が０．１原子％以上であると、合金溶湯及び合金リボンの生産性に優れる。
　また、ナノ結晶化が可能なアモルファス金属帯を用いることもできる。ナノ結晶化が可能なアモルファス金属帯として、例えば、一般式：（Ｆｅ１－ａＭａ）１００－ｘ－ｙ－ｚ－α－β－γＣｕｘＳｉｙＢｚＭ’αＭ”βＸγ（原子％）により表される組成の合金を使用することができる。
　ただし、ＭはＣｏ及び／又はＮｉであり、Ｍ’はＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ及びＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ”はＡ１，白金族元素，Ｓｃ，希土類元素，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｒｅからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、ＸはＣ、Ｇｅ、Ｐ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｂｅ、Ａｓからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、ＸはＣ，Ｇｅ，Ｐ，Ｇａ，Ｓｂ，Ｉｎ，Ａｓ，Ｂｅからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、ａ，ｘ，ｙ，ｚ，α，β及びγはそれぞれ０≦ａ≦０．５，０．１≦ｘ≦３，０≦ｙ≦３０，０≦ｚ≦２５，５≦ｙ＋ｚ≦３０、０≦α≦２０，０≦β≦２０及び０≦γ≦２０を満たす。
　これらのアモルファス金属帯の合金リボンの厚さは、７μｍ～５０μｍであるものを用いることができる。
　厚さが７μｍ以上であることにより、合金リボンの機械的強度が確保され、合金リボンの破断が抑制される。これにより、合金リボンの連続鋳造が可能となる。合金リボンの厚さは、９μｍ以上であることが好ましい。
　また、厚さが５０μｍ以下であることにより、合金リボンにおいて、安定したアモルファス状態が得られる。合金リボンの厚さは、３０μｍ以下であることがより好ましい。
　アモルファス金属帯の幅（即ち、幅方向の長さ）は、３０ｍｍ～１０００ｍｍであることが好ましい。
　幅が３０ｍｍ以上であると、大容量で実用的な変圧器が得られる。さらに、幅が１００ｍｍ以上であると、励磁電力を低減する必要性が増す。従って、励磁電力が低減されるアモルファス金属帯は、特に、幅１００ｍｍ以上の広幅の合金リボンとして好適である。
　一方、アモルファス金属帯の幅が１０００ｍｍ以下であると、生産性（製造適性）に優れる。アモルファス金属帯の幅は、アモルファス金属帯の生産性（製造適性）の観点から、５００ｍｍ以下がより好ましく、４００ｍｍ以下が更に好ましく、３００ｍｍ以下が特に好ましい。
　次に、本実施形態のスリッタ装置の動きについて、金属帯Ｔの移動順にしたがって説明する。
　まず、巻出機１において、回転軸１ａを所定の回転数にて回転し、コイル状に巻かれた金属帯Ｔをコイルの端部方向に巻出し、張力調整ユニット４に供給する。
　次に、張力調整ユニット４において、ロール４ａから金属帯Ｔに荷重をかけ、金属帯Ｔに一定張力を付与する。その際、金属帯Ｔの張力の変動に応じて、巻出機１の回転数を調整し、ロール４ａの上下位置を一定に保って、上記一定張力を維持するようにする。そして、一定張力を付与した金属帯Ｔを、張力分離ユニット５に供給する。
　本実施形態のスリッタ装置は、張力調整ユニット５を有することにより、金属帯Ｔに対して適正な一定張力を付与することができる。これにより、金属帯Ｔの振動の振幅を小さくすることができ、金属帯Ｔを巻出機１から高速に巻出しても、切断精度に大きく影響する振動の発生を抑制することができる。
　特に、アモルファス金属帯のように、寸法精度が悪く硬い材質の金属帯では、金属帯の振動が発生しやすくなる。したがって、本実施形態のように、金属帯に一定張力を付与しつつ供給するスリッタ装置は、アモルファス金属帯の条取り切断に対して有効な装置となる。
　次に、張力分離ユニット５において、張力分離ロール５ａのトルクと回転数を、不図示のモータにより調整し、張力分離ユニット５前後の張力を分離する。
　ここで、本実施形態のスリッタ装置は、張力分離ユニット５を、巻出機１とカッタスタンド２の間の巻出機１側に配している。そして、張力分離ユニット５とカッタスタンド５との間隔は、可能な範囲で狭くすることが好ましい。これにより、張力分離ユニット５とカッタスタンド５との間で金属帯Ｔが新たに振動することを抑制できる。
　次に、カッタスタンド２の複数の回転刃２ｂにより、金属帯Ｔを狭幅の金属帯Ｔに条取り切断する。そして、条取り切断した金属帯Ｔを、巻取機３に供給する。
　上記のように、本実施形態のスリッタ装置は、金属帯Ｔをカッタスタンド２に速く供給しても振動の発生を抑制できるので、金属帯Ｔを高速にしてかつ精度よく条取り切断することができる。
　加えて、本実施形態のスリッタ装置は、張力分離ユニット５を有することにより、カッタスタンド２に供給する金属帯Ｔの張力を小さくすることができる。これにより、金属帯Ｔから回転刃２ｂに作用する反力を小さくすることができ、回転刃２ｂの寿命を長くすることができる。
　特に、アモルファス金属帯のような硬い材質の金属帯を条取り切断する場合、回転刃２ｂの寿命は短くなる。したがって、本実施形態のように、カッタスタンド２に供給する金属帯Ｔの張力を小さくするスリッタ装置は、アモルファス金属帯の条取り切断に有効な装置となる。
　最後に、巻取機３において、複数の巻取軸３ａを、不図示のモータにより、所定の回転数にて回転し、条取り切断した金属帯Ｔをコイル状に巻取る。
　なお、本実施形態のスリッタ装置では、金属帯Ｔを巻取る際、巻取軸３ａを巻取に必要な回転速度より速く回転させるのが好ましい。このようにすることで、巻取軸３ａと巻取り治具３ｂの内径に速度差を生じることができ、巻取られた金属帯Ｔの内径に沿ってピン３ｃを滑らせ、張力を付与しながら金属帯Ｔを巻取ることができる。すなわち、カッタスタンド２から供給された金属帯Ｔを巻締めながら巻取ることができる。
　以上説明のように、本実施形態のスリッタ装置は、巻出機１とカッタスタンド２との間において、巻出機１側に、金属帯Ｔに一定張力を付与する張力調整ユニット４を配し、カッタスタンド側に、入側の一定張力と出側の張力とを隔てる張力分離ユニット５を配している。これにより、例えば、アモルファス金属帯のように、寸法精度が悪く、硬い材質の金属帯Ｔであっても、カッタスタンド２に、金属帯Ｔを高速に供給して精度よく条取り切断することが可能となる。また、張力分離ユニット５により、カッタスタンド２に供給する金属帯Ｔの張力を小さくできるので、カッタスタンド２の回転刃２ｂの寿命を長くすることもできる。
　（別実施形態）
　つぎに、本発明のスリッタ装置の別実施形態を図８により説明する。図１の実施形態に比べて、張力分離ユニット５から排出された金属帯Ｔがカッタスタンド２に搬入されるまでの経路に複数の案内ロール６ａを配置している。さらに、複数の案内ロール６ａとカッタスタンド２の間には、金属帯Ｔを上下方向および幅方向からガイドするガイド機構７が配置されている。
　案内ロール６ａは複数配置されており、図８では２つ配置されているが３つ以上配置してもよい。案内ロール６ａを配置することで、張力が減衰された金属帯Ｔを搬送する際に、金属帯Ｔが傾斜しないようにカッタスタンド２まで案内することができる。
　ガイド機構７は、複数のガイド板７ａにより構成され、金属帯Ｔを上下方向（表裏方向）および幅方向からガイドする。ガイド板７ａと金属帯Ｔの間にはわずかな隙間が存在する状態に設定される。ガイド機構７を設けることで、金属帯Ｔの蛇行搬送を抑制することができ、安定した状態で金属帯Ｔをカッタスタンド２へ搬入させることができる。
　以上、本発明であるスリッタ装置について、実施形態を用いて説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された技術範囲において、その内容を変更することが可能である。
　例えば、上記実施形態では、条取り切断する金属帯として、アモルファス金属帯を例にして説明してきたが、本発明のスリッタ装置は、アモルファス金属帯以外の金属帯の条取り切断にも用いることができる。特に、硬い金属帯の条取り切断、例えば、ニオブ、クロム、ニッケル金属帯の条取り切断に適用することで、カッタタンドの回転刃の寿命を長くすることができる。
　（実施例）
　以下に、上記の本発明のスリッタ装置を用いてアモルファス金属帯の条取り切断を行った例を示す。
　金属帯Ｔとして、日立金属社製のアモルファス金属帯（品名：2605SA1）を用いた。アモルファス金属帯の幅は、切断前で１７０ｍｍであった。厚さは２２～２４μｍの範囲であった。
　本実施形態では、アモルファス金属帯の切断速度を、７５ｍ／ｍｉｎ、１００ｍ／ｍｉｎとした。また、条取り切断後の幅は２５ｍｍとした。
　また、それぞれの速度において、金属帯Ｔの一度に条取する本数を、1条、４条、６条と変えて、条取り切断を行った。
　なお、本実施形態においては、巻出張力Ｆｉは、２ＭＰａ（約８Ｎ）とした。また、減衰後張力Ｆｉ―Ｆｂは０．８ＭＰａ（約３Ｎ）とした。
　条取り切断された金属帯（以後、スリット金属帯）に対し、５ｍｍごと１００ヶ所で、幅方向の寸法を測定した。表１にその結果を示す。
　例えば、条取する本数が1条、切断速度幅は、狙いの目標値である２５ｍｍに対し、平均24.980ｍｍとなり、また、狙いの幅に対し最大でも０．００２ｍｍ以下の誤差範囲で、条取り切断ができていることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　なお、比較例として、張力分離ユニットが無いスリッタ装置を用い、条取り切断を行った。金属帯Ｔは同じものを用いた。また、アモルファス金属帯の切断速度は、７０ｍ／ｍｉｎとした。また、条取り切断後の幅は２０ｍｍとした。比較例の測定結果を、表１に試料No.３－１，３－２として、記載する。
　切断速度が速くなるほど、かつ、条取り切断後の幅が広いほど、スリット金属帯の幅の標準偏差（σ）は小さくなる傾向がある。しかしながら、この比較例として得た試料No.３－１，３－２のスリット金属帯は、切断速度が遅く（７０ｍ／ｍｉｎ）、かつ、幅が狭いにも関わらず、幅の標準偏差が、０．００５～０．００６と、本発明のスリッタ装置を用いたものと比較して大きい。
　次に、本発明のスリッタ装置で、別のアモルファス金属帯を用いて、同様の評価を行った。
　金属帯Ｔとして、ナノ結晶化が可能なアモルファス金属帯（日立金属社製のアモルファス金属帯（品名：ＦＴ－３））を用いた。アモルファス金属帯の幅は６３ｍｍのものを用いた。厚さは１５～２１μｍの範囲であった。
　本実施形態では、アモルファス金属帯の切断速度を、７５ｍ／ｍｉｎ、１００ｍ／ｍｉｎとした。また、条取り切断後の幅は２５ｍｍとした。
　また、それぞれの速度において、金属帯Ｔの一度に条取する本数を、1条、２条、３条と変えて、条取り切断を行った。
　なお、本実施形態においては、巻出張力Ｆｉは、７ＭＰａ（約８Ｎ）とした。また、減衰後張力Ｆｉ―Ｆｂは２．６ＭＰａとした。
　得られたスリット金属帯に対し、５ｍｍごと１００ヶ所で、幅方向の寸法を測定した。表２にその結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　ナノ結晶化が可能なアモルファス金属帯を用いた場合でも、幅の標準偏差が０．００２～０．００３と小さいスリット金属帯が得られた。
１：巻出機
　　１ａ：回転軸、１ｂ：把持ブロック、１ｃ：接続板
２：カッタスタンド
　　２ａ：回転軸、２ｂ：回転刃
３：巻取機
　　３ａ：巻取軸、３ｂ：巻取り治具、３ｃ：ピン
４：張力調整ユニット
　　４ａ：ロール
５：張力分離ユニット
　　５ａ：張力減衰ロール
６ａ：案内ロール
７：ガイド機構
　　７ａ：ガイド板
Ｆｉ：巻出張力
Ｆｂ：減衰張力
Ｆｃ：回転刃引込張力
Ｆｏ：巻取張力
　
 

Claims (11)

  1. 　コイル状に巻かれた金属帯を巻出す巻出機と、
    巻出された前記金属帯を狭幅に条取り切断するカッタスタンドと、
    切断された前記金属帯をコイル状に巻取る巻取機と、
    を有する金属帯のスリッタ装置であって、
    前記巻出機と前記カッタスタンドとの間には、
    前記巻出機側に、前記金属帯に一定張力を付与する張力調整ユニットを有し、
    前記カッタスタンド側に、入側の前記一定張力と出側の張力とを隔てる張力分離ユニットを有する、
    ことを特徴とする金属帯のスリッタ装置。
  2. 前記張力調整ユニットを構成するロールの表面は、前記張力分離ユニットを構成するロールの表面よりも平滑であることを特徴とする金属帯のスリッタ装置。
  3. 前記張力分離ユニットから排出された金属帯が前記カッタスタンドに搬入されるまでの経路に複数の案内ロールを配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属帯のスリッタ装置。
  4. 前記複数の案内ロールと前記カッタスタンドとの間には、金属帯を上下方向および幅方向からガイドするガイド機構を備えたことを特徴とする請求項３に記載の金属帯のスリッタ装置。
  5. 　前記張力分離ユニットが、ブライドルロールユニットであることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の金属帯のスリッタ装置。
  6. 　前記金属帯が、アモルファス金属帯であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の金属帯のスリッタ装置。
  7. 　コイル状に巻かれた金属帯を巻出す巻出機と、
    巻出された前記金属帯を狭幅に条取り切断するカッタスタンドと、
    切断された前記金属帯をコイル状に巻取る巻取機と
    を有するスリッタ装置を用いた、金属帯のスリット方法であって、
    　前記巻出機と前記カッタスタンドとの間の前記巻出機側に配置された張力調整ユニットにより、前記金属帯に一定張力を付与する工程と、
    前記巻出機と前記カッタスタンドとの間の前記カッタスタンド側に配置された張力分離ユニットにより、入側の前記一定張力と出側の張力とを隔てる工程と、
    前記張力分離工程により、金属帯に付与されている張力を減衰させて、前記金属帯を前記カッタスタンドに供給する工程と、
    を有することを特徴とする金属帯のスリット方法。
  8. 　前記減衰後の張力（Ｆｉ―Ｆｂ）を０．３ＭＰａ以上５ＭＰａ以下としたことを特徴とする請求項７に記載の金属帯のスリット方法。
  9. 　前記張力調整工程において、前記巻出機から前記金属帯を排出する際の金属帯の長手方向に付与される張力（巻出張力Ｆｉ）を、前記減衰後張力（Ｆｉ―Ｆｂ）に対して、１．５倍以上としたことを特徴とする請求項８に記載の金属帯のスリット方法。
  10. 　前記金属帯は、厚みが７μｍ以上５０μｍ以下、幅が１００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下のアモルファス金属帯を用いることを特徴とする請求項７～９のいずれか１項に記載の金属帯のスリット方法。
  11. 　前記カッタスタンドによってスリットされた金属帯の幅は３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７～１０のいずれか１項に記載の金属帯のスリット方法。
     
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