WO2020183883A1 - 切断方法 - Google Patents

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WO2020183883A1
WO2020183883A1 PCT/JP2020/000527 JP2020000527W WO2020183883A1 WO 2020183883 A1 WO2020183883 A1 WO 2020183883A1 JP 2020000527 W JP2020000527 W JP 2020000527W WO 2020183883 A1 WO2020183883 A1 WO 2020183883A1
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WO
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cutting
annular blade
work material
cutting edge
tip
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PCT/JP2020/000527
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English (en)
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Inventor
隆 安富
亜暢 小林
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Priority to PH1/2021/552127A priority patent/PH12021552127A1/en
Priority to JP2021505542A priority patent/JP7299524B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D19/00—Shearing machines or shearing devices cutting by rotary discs
    • B23D19/04—Shearing machines or shearing devices cutting by rotary discs having rotary shearing discs arranged in co-operating pairs
    • B23D19/06—Shearing machines or shearing devices cutting by rotary discs having rotary shearing discs arranged in co-operating pairs with several spaced pairs of shearing discs working simultaneously, e.g. for trimming or making strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D35/00—Tools for shearing machines or shearing devices; Holders or chucks for shearing tools
    • B23D35/005—Adjusting the position of the cutting members
    • B23D35/007—Adjusting the position of the cutting members for circular cutting members
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

Definitions

  • the present invention relates to a method for cutting a work material.
  • the surface-treated work piece 5 cut using the shearing tool 10 as shown in FIG. 13 has a cut end face as shown in FIG.
  • the cut end surface of the work material 5 is composed of a sagging surface, a sheared surface and a fracture surface.
  • the sagging occurs when the punch 12 shown in FIG. 13 is pushed from the upper surface side to the lower surface side of the work material 5 against the work material 5 in which the surface of the metal material 5a which is the base material is coated with the coating layer 5b. , Deformation caused by the tensile force acting on the upper surface of the work piece 5.
  • the sheared surface is a smooth surface formed by the movement of the punch 12 sunk into the work material 5, and the fracture surface is a surface at which the work material 5 is broken starting from a crack generated in the work material 5. is there.
  • the coating layer 5b remains on the sagging portion, but hardly remains on the sheared surface, and the metal material 5a is exposed on the fracture surface.
  • the corrosion resistance of the sheared surface and the fracture surface where the metal material 5a is almost exposed on the cut end surface of the work material 5 is low, and there is a concern that red rust may occur.
  • a rust preventive measure for the cut end surface of a plated metal plate having a plated metal layer on the surface of a metal material sacrificial anticorrosion or chemical formation with a plated metal layer is common.
  • the size of the sagging of the cut end face is within the range of 0.10 times or more of the plate thickness in the plate thickness direction and 0.45 times or more of the plate thickness in the plane direction. It is disclosed that the cutting process is performed.
  • the tensile force and shearing force applied to the metal material are increased, the plated metal layer coated on the surface of the base metal material is made to wrap around the cut end face, and at least a part of the sheared surface of the cut end face is plated metal. Cover with a layer.
  • the sacrificial anticorrosion action of the plated metal layer that wraps around the cut end face suppresses the occurrence of red rust on the cut end face.
  • Patent Document 2 discloses a method of cutting a surface-treated steel sheet with a rotary blade shifted up and down and then treating the end face using a forming roll.
  • Patent Document 3 describes a cutting method in which a V-shaped groove is formed in a steel sheet having a plating layer in the first step, and the steel sheet is cut by applying strain along the groove formed in the second step. It is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses an apparatus in which three sets of rotary blades having different heights and widths of cutting edges are arranged in a tandem shape and a strip-shaped material is gradually sheared.
  • JP-A-2017-87294 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-075600 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-34183 JP-A-61-125718
  • the plated metal layer on the surface of the base metal material only covers at least a part of the sheared surface of the cut end face, and the base metal material remains exposed in the fracture surface. Therefore, the corrosion resistance of the cut end face of the plated metal plate is not sufficient. Further, in general, when an attempt is made to impart excessive sacrificial corrosion resistance to the cut end face for the purpose of rust prevention, the plating on the surface of the plated metal plate is reduced, and the surface corrosion resistance (that is, flat corrosion resistance) on the surface of the plated metal plate is lowered. Resulting in.
  • the plating coverage is increased by two processes, that is, the cutting process of the surface-treated steel sheet and the molding of the end face portion of the cut surface-treated steel sheet.
  • the equipment cost increases.
  • the construction method described in Patent Document 2 after cutting the surface-treated steel sheet with a rotary blade shifted up and down, the shape of the end face portion thereof is adjusted, so that stress is applied in different directions in each process. The plating layer is prone to cracking and peeling. Further, in the construction method described in Patent Document 2, it is necessary to pour more plating layers from the surface side in order to cover the end face of the steel plate which is the base material.
  • Patent Document 4 a cutting device for the purpose of obtaining a strip-shaped body having a beautiful and neat side edge by cutting without causing burrs, sagging, debris peeling, etc. on the cut surface. Proposed.
  • Patent Document 4 does not pay attention to the durability of the cutting edge of the annular blade. Further, in order to achieve the purpose, optimization of the cross-sectional tip radius of the cutting edge of the cutting device has not been studied.
  • the cutting device includes a first annular blade portion and a second annular blade.
  • the first cutting edge on the outer edge of the first annular cutting edge and the second cutting edge on the outer edge of the second annular cutting edge have a pair of cutting edges, and the radial cross-sectional shape is V-shaped.
  • the work material may be a multi-layer material in which the surface of the base material is covered with a coating material.
  • it may be gradually reduced tip angle theta 2 of the first cutting edge of the tip angles theta 1 and the second cutting edge in the cutting step.
  • the distance S between the first blade edge and the second cutting edge in the first cutting process, the tip radius of the first cutting edge R 1, the second when the tip radius of the blade edge defined R 2, the thickness of the workpiece and t may satisfy the following equation (1). (R 1 + R 2 ) ⁇ S ⁇ ⁇ t- (R 1 + R 2 ) ⁇ ... (1)
  • the shaving width of the work material is the distance between one end of the work material and the cutting position of the work material
  • the shaving width D of the work material is the tip radius of the first annular blade portion R. 1
  • the tip radius of the second annular edge portion R 2 when the thickness of the workpiece is defined as t, may be set so as to satisfy the following formula (2).
  • R Min (R 1 , R 2 )
  • Shift amount L D of the annular edge portion in the sheet passing direction is not less 1mm or more, in one cutting process, may be cut only one place workpiece.
  • the distance W between adjacent blades in the plate width direction may be 200 mm or more.
  • the diameter of the first annular blade portion and the second annular blade portion may be 50 mm or more.
  • the present invention when cutting a work material, it is possible to suppress a decrease in the performance of the work material after cutting.
  • the function can be exhibited on the cut end face while maintaining the function of the covering material on the flat surface of the base material.
  • FIG. 4 It is a schematic diagram of the two roll portions of the upper rotating portion when the cutting device shown in FIG. 4 is viewed in a plan view.
  • it is a front photograph of a cut end face of a plated metal material cut by a cutting device.
  • it is a side sectional photograph of a cut end face of a plated metal material cut by a cutting device.
  • It is an enlarged image of the cut end face of the work material of Example 3.
  • It is explanatory drawing which shows an example of the conventional shearing tool. It is explanatory drawing which shows typically the cut end face of the work material cut by the shearing tool of FIG.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the cutting device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of the cutting device 100 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the upper rotating portion 110 and the lower rotating portion 120 of the cutting device 100 according to the present embodiment.
  • the upper rotating portion 110 and the lower rotating portion 120 show only half of the rotation center.
  • the plate width direction of the material to be processed is described as the X direction, the plate length direction as the Y direction, and the plate thickness direction as the Z direction.
  • the Y direction is also the through plate direction of the work material.
  • the cutting device 100 is a device that cuts the surface-treated work material 5 (see FIGS. 3 and 7) by a pair of rotating blades.
  • a surface treatment material having a coating layer (coating layer 5b in FIG. 7) on the surface of a metal material (metal material 5a in FIG. 7) as a base material will be taken up.
  • Examples of such a work material 5 include a plated metal plate in which the surface of the metal plate is plated, a coated metal plate in which the surface is coated on a metal material as a base material, and a film laminated on the metal plate. There are film-laminated metal plates and the like.
  • the cutting device 100 may include a plurality of a pair of blade portions, and may include three pairs of blade portions 1, 2, and 3, as shown in FIG. 1, for example.
  • the pair of blade portions 1, 2, and 3 are composed of a first annular blade portion 111, 112, 113 and a second annular blade portion 121, 122, 123, respectively.
  • the paired first annular blade portion and the second annular blade portion are the tips 111b, 112b, 113b of the cutting edges 111a, 112a, 113a, 121a, 122a, 123a on the outer edge thereof.
  • 121b, 122b, 123b are arranged so as to face each other.
  • the radial cross-sectional shapes of the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, 123 have a V-shape at the cutting edges 111a, 112a, 113a, 121a, 122a, 123a.
  • the first annular blade portions 111, 112, 113 are supported by the first shaft portion 115 at the center of rotation.
  • the second annular blade portions 121, 122, and 123 are supported by the second shaft portion 125 at the center of rotation.
  • the first shaft portion 115 can be rotated via the chocks 105a and 105b
  • the second shaft portion 125 can be rotated via the chocks 107a and 107b by a pair of support portions 103a and 103b at both ends, respectively. (Chock 105a and 107a are not shown).
  • the pair of support portions 103a and 103b are provided on the gantry 101 in FIG.
  • Sleeves 131, 133 may be provided between the support portions 103a and 103b together with the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, 123.
  • the sleeves 131 and 133 are members for adjusting the distance between the first annular blade portions 111, 112 and 113 and the distance between the second annular blade portions 121, 122 and 123.
  • sleeves 131 and 133 having different widths are provided in FIG. 1, only sleeves having the same width are used, and the intervals between the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121 are used. , 122, 123 may be adjusted.
  • first annular blade portions 111, 112, 113 and the sleeves 131, 133 supported by the first shaft portion 115 are also referred to as an upper rotating portion 110.
  • second annular blade portions 121, 122, 123 and the sleeves 131, 133 supported by the second shaft portion 125 are also referred to as a lower rotating portion 120.
  • the upper rotating portion 110 rotates integrally with the first shaft portion 115.
  • the lower rotating portion 120 rotates integrally with the second shaft portion 125.
  • the pair of support portions 103a and 103b can be moved in the plate width direction (X direction) by the drive portions 104a and 104b, respectively.
  • the pair of support portions 103a and 103b are screwed into the threaded portions 102a and 102b installed in parallel with the first shaft portion 115 and the second shaft portion 125.
  • One end of the threaded portions 102a and 102b is connected to the driving portions 104a and 104b.
  • the drive portions 104a and 104b By driving the drive portions 104a and 104b to rotate the screw portions 102a and 102b, the support portions 103a and 103b move.
  • the reduction device 109a is used as an interval adjusting portion for adjusting the distance between the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, 123, respectively.
  • 109b are provided. By tightening the reduction devices 109a and 109b, the distance between the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, 123 can be narrowed.
  • the coating layer on the surface of the work material 5 penetrates into the cut end face, and the cut end face is covered with the coating layer. That is, the cutting edge 111a (112a, 113a) and the second annular blade of the first annular blade portion 111 (112, 113) with respect to the work material 5 when passing between the upper rotating portion 110 and the lower rotating portion 120.
  • the coating layer on the surface of the work material 5 is made to follow the movement of the cutting edge 121a (122a, 123a) of the portion 121 (122, 123), and the coating layer is inserted into the cut end face. As a result, the cut end face of the work material 5 is covered with the coating layer.
  • the cutting device according to the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the cutting device 100A may have a configuration in which the upper rotating portion 110A and the lower rotating portion 120A are separated into two roll portions supported by the supporting portions 103a and 103b, respectively. ..
  • An annular blade portion 111 is provided on one roll portion of the upper rotating portion 110A, and an annular blade portion 113 is provided on the other roll portion.
  • An annular blade portion 121 is provided on one roll portion of the lower rotating portion 120A, and an annular blade portion 123 is provided on the other roll portion. Similar to the cutting device 100 shown in FIG.
  • such a cutting device 100A also causes the coating layer on the surface of the work material to follow the movements of the annular blade portions 111, 113, 121, 123 when cutting the work material. , Let the coating layer penetrate into the cut end face. As a result, the cut end face of the work material is covered with the coating layer.
  • the annular blade portion 113 shown in FIG. 5 is adjusted in the installation position on the first shaft portion 115b by the sleeves 131 and 135 having different lengths in the axial direction (Y direction) of the first shaft portion 115b.
  • the sleeve 131 has a longer axial length than the sleeve 135.
  • the sleeve 131, the annular blade portion 113, and the sleeve 135 are provided with respect to the first shaft portion 115b in this order from the support portion 103b side.
  • a stopper 137 is fastened to the tip of the first shaft portion 115b (the end opposite to the support portion 103b), and the sleeve 131, the annular blade portion 113, and the sleeve 135 are fixed to the first shaft portion 115b.
  • the lower side of FIG. 5 shows the installation position of the annular blade portion 113 when the positions of the sleeve 131 and the sleeve 135 are exchanged from the state of the upper side of FIG. From FIG. 5, by adjusting the installation positions of the sleeves 131 and 135 having different lengths, the position of the annular blade portion 113 in the axial direction can be adjusted.
  • a cutting device in which a plurality of annular blade portions are provided in one roll portion is a double-edged roll 1110 having two annular blade portions 1111 and 1112 at both ends in the axial direction of the shaft portion 1113, as shown in FIG. It can be configured by providing it in place of the annular blade portion 111 of the above.
  • the double-edged roll 1110 is used, when one of the annular blades used for cutting the work material is worn, the double-edged roll 1110 is inverted so that the other annular blade cuts the work material. By re-installing, the work material can be continuously cut. This makes it possible to reduce the frequency of re-polishing the annular blade portion.
  • FIG. 7 shows an example of the cut end face of the work piece 5 cut by the cutting device 100.
  • FIG. 7 schematically shows a cross section of the side surface of the cut end surface of the work material 5 (that is, the surface viewed from the plate length direction (Y direction)).
  • the cut end surface of the work piece 5 is composed of sagging s1 and s2, inclined surfaces s3 and s4, and fracture surface s5.
  • the sagging s1 and the inclined surface s3 are formed by the first cutting edge of the first annular blade portion of the pair of blades, and the sagging s2 and the inclined surface s4 are formed by the second cutting edge of the second annular blade portion. Will be done.
  • the fracture surface s5 is formed by breaking the work material 5 starting from a crack generated in the work material 5 by the first cutting edge and the second cutting edge.
  • the work material 5 cut by the cutting device 100 according to the present embodiment is cut because the same coating layer 5b continuous at the same time as cutting covers the surface of the metal material 5a to the cut end face.
  • the end face is hard to oxidize. Therefore, by cutting the work material 5 using the cutting device 100 according to the present embodiment, it is possible to provide the work material 5 having high corrosion resistance on the cut end face.
  • the shape of the cut end face of the workpiece 5 cut by the cutting device 100 according to the present embodiment is due to the shapes of the first cutting edge and the second cutting edge. Since the first cutting edge and the second cutting edge have a V shape, the cut end surface of the work piece 5 has a V shape as shown in FIG. 7 instead of the vertical shear plane shown in FIG. It has a shape having inclined surfaces s3 and s4 along the slope of. Therefore, for example, the cut end face of the work piece 5 cut by the cutting device 100 of FIG. 1 has a shape that protrudes toward the center in the plate thickness direction.
  • the fracture surface s5 is a surface formed by breaking the work material 5 due to cracks, it is difficult to allow the coating layer 5b to penetrate into the fracture surface s5.
  • the workpiece 5 is cut along the slope until the cutting is performed in a state where the tip of the first cutting edge and the tip of the second cutting edge are substantially in contact with each other. Therefore, the fracture surface s5 has a small proportion of the fracture surface s5 in the cut end face. Therefore, even if the fracture surface s5 is not covered with the coating layer 5b, the corrosion resistance is not significantly reduced.
  • the shape of the first cutting edge and the second cutting edge V-shaped like the cutting device 100 according to the present embodiment it is possible to cut a material having a tensile strength of 200 MPa or more, for example. ..
  • a material having a tensile strength of 270 MPa or more and a material having a tensile strength of 590 MPa or more can be cut.
  • the shift amount L D of the annular blade portion of the cutting distance W and sheet passing direction of the workpiece (Y direction) by appropriately setting, thick
  • the material can also be cut, and for example, a work material having a plate thickness of 2.0 mm or more can be cut.
  • the plate thickness of the material to be processed is preferably in the range of 2.0 mm or more and 9.0 mm or less, and more preferably in the range of 2.0 mm or more and 6.0 mm or less.
  • the first cutting edge of the first annular blade portion and the second cutting edge of the second annular blade portion have the same V-shape as shown in FIG.
  • the first cutting edge and the second cutting edge may be at least V-shaped, and preferably satisfy the following shapes, respectively.
  • the shape of the cutting edge will be described focusing on the pair of blades including the first annular blade 111 and the second annular blade 121 in FIG. 3, but the other pair of blades (first). The same applies to the annular blade portion 112 and the second annular blade portion 122, the first annular blade portion 113 and the second annular blade portion 123).
  • the tip angle of the cutting edge of the first annular blade portions 111, 112, 113 is ⁇ 1
  • the tip radius is R 1
  • the tip angle of the cutting edge of the second annular blade portions 121, 122, 123 is ⁇ 2, the tip.
  • the radius will be described as R 2 .
  • Tip angle theta 2 of the tip angles theta 1 and the second cutting edge 121a of the first cutting edge 111a is preferably set to 10 ° or more less than 120 °.
  • the tip angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are 10 ° or more, the inclination becomes large, so that the followability of the coating layer 5b is improved and the corrosion resistance of the cut end face is further improved. Further, the stress applied to the first cutting edge 111a and the second cutting edge 121a is reduced, damage to the cutting edge is suppressed, and the durability of the annular blade portions 111 and 112 is improved.
  • the tip angle theta 2 of the tip angles theta 1 and the second cutting edge 121a of the first cutting edge 111a is set to 10 ° or more 120 ° or less, more preferably 30 ° to 90 °.
  • Tip radius R 2 of the tip radius R 1 and a second cutting edge 121a of the first cutting edge 111a is preferably less 35.0% 0.5% or more the thickness t.
  • the tip radii R 1 and R 2 are 0.5% or more of the plate thickness t, the stress applied to the first cutting edge 111a and the second cutting edge 121a does not become too large, and damage to the cutting edges 111a and 121a is suppressed. , Durability is improved. Further, when the tip radii R 1 and R 2 are 35.0% or less of the plate thickness t, the shape of the cut end face becomes good.
  • tip radius R 2 of the tip radius R 1 and a second cutting edge 121a of the first cutting edge 111a is not more than 35.0% 0.5% or more of the plate thickness t, and more preferably a thickness of t 3 It shall be 0.0% or more and 10.0% or less.
  • the first cutting edge 111a and the second cutting edge 121a may have different shapes. For example, if at least one of the tip radius R 1 and R 2 or the tip angles ⁇ 1 and ⁇ 2 is different, the first cutting edge 111a and the second cutting edge 121a have different shapes.
  • the fracture surface ratio is the ratio of the fracture surface s5 to the plate thickness t of the work material 5.
  • the ratio of the tip radius R 1 of the first cutting edge 111a and the tip radius R 2 of the second cutting edge 121a is preferably less than 100, more preferably It shall be less than 10.
  • the most preferable case is when the tip radii R 1 and R 2 are equal.
  • the ratio between the tip angle theta 2 of the tip angle theta 1 and the second cutting edge 121a of the first cutting edge 111a is preferably less than 4, more preferably 2 Less than.
  • the most preferable case is when the tip angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are equal.
  • the position of the tip 111b of the first cutting edge 111a and the position of the tip 121b of the second cutting edge 121a are in the horizontal direction orthogonal to the direction in which the first annular blade portion 111 and the second annular blade portion 121 face each other. In the plate width direction (X direction), they may be matched as shown in FIG.
  • the force applied to the cutting edges 111a and 121a in the X direction can be reduced and the durability is improved. ..
  • cracks can be generated from the cutting edge at an appropriate timing to complete cutting.
  • the position of the tip 111b of the first cutting edge 111a and the position of the tip 121b of the second cutting edge 121a may be displaced by the amount x in the horizontal direction.
  • the deviation amount x of the tip position means the distance between the tip 111b of the first cutting edge 111a and the tip 121b of the second cutting edge 121a in the horizontal direction (plate width direction, X direction).
  • the amount of deviation of the tip position is preferably 50% or less of the plate thickness t. When the amount of deviation of the tip position is 50% or less of the plate thickness t, the work piece 5 can be cut so as to surely obtain the desired end surface properties.
  • first annular blade portion 111 and the second annular blade portion 121 of the pair of blade portions may be arranged symmetrically with respect to the work material.
  • the cutting width D of the work material 5 refers to the length at which the work material 5 should be left in the plate length direction (X direction) from the cutting position at the time of cutting by the cutting device 100.
  • the cutting width D of the work material 5 is represented by the length from the cutting position to one end of the work material 5, for example, as shown in FIG.
  • the cutting width D of the work material 5 is, for example, the work material 5.
  • the length may be the length from the end to the tip position of the blade on the side closer to the end.
  • the cutting width D of the work material 5 is equal to or more than the tip radius R of the annular blade portion and is 5 times or less (R ⁇ D ⁇ 5 t) of the plate thickness t of the work material 5, especially the plate thickness t of the work material 5. It is preferably 3 times or less of (R ⁇ D ⁇ 3t). More preferably, the cutting width D of the work material 5 is three times or more the tip radius R of the annular blade portion and is not more than the plate thickness t of the work material 5 (3R ⁇ D ⁇ t).
  • the tip radius R of the annular blade portion is a tip radius R 2 of the first annular edge 111, 112, 113 tip radius R 1 or second annular blade portion 121, 122 and 123.
  • FIG. 8 shows an example of the relationship between the cutting width D and the fracture surface ratio.
  • a galvanized steel sheet having a plate thickness of 3.2 mm and a tensile strength of 460 MPa was used as the work material 5.
  • the tip radius R of the cutting device 100 was 0.05 mm, and the tip angle ⁇ was 60 °.
  • the two plots at the same cutting width D show the fracture surface ratios measured for the two pieces of work piece 5 cut by the cutting device 100.
  • the shapes of the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, 123, the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121 By changing the amount of deviation of the tip positions from 122 and 123 or the cutting width D of the work material 5, the shape of the cut end face of the work material 5 cut by the cutting device 100 changes, and the shape of the cut end face of the cut end face changes.
  • the coating state of the coating layer 5b changes.
  • the shapes of the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, 123, the first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, The amount of deviation of the tip position from 123 and the cutting width D of the work material 5 may be appropriately set according to the shape of the cut end face or the corrosion resistance required for the work material 5 after cutting.
  • first annular blade portions 111, 112, 113 and the second annular blade portions 121, 122, 123 may have different V-shapes to improve the flatness of the cut end face.
  • the roll diameters of the annular blade portion 111 of 1 and the second annular blade portion 121 are 50 mm or more, preferably 400 mm or more. The larger the roll diameter, the more difficult it is for the plating to be extruded in the plate-passing direction of the work material 5 during cutting, so that the amount of plating coating on the inclined surface can be increased.
  • the upper limit of the roll system is not particularly limited, but may be 3000 mm in consideration of the size of the cutting device 100 or the work piece 5.
  • the cutting distance W which is the distance between the blades adjacent to each other in the plate width direction (X direction), is preferably 200 mm or more. It shall be 500 mm or more. If the cutting distance W is 200 mm or more, even if two or more cut points are cut in one cutting step, the cut points of the work material 5 are sufficiently separated from each other, so that there is no escape place for the material. It is possible to eliminate the breakage defect due to.
  • the upper limit of the cutting distance W is not particularly limited, but may be 10000 mm in consideration of the size of the cutting device 100 or the work piece 5.
  • the workpiece 5 when the distance W between cuttings cannot be sufficiently secured, it is preferable to cut the workpiece 5 at only one place in one cutting step. If the material 5 to be processed is cut at two or more places in one cutting step, the material cannot escape due to the pushing of the cutting edge. That is, a pressure stress field is formed between the blades, and the work piece 5 is less likely to break. Therefore, by shifting the annular blade portion adjacent to the plate width direction (X direction) in the plate passing direction (Y direction), it is possible to prevent cutting at two or more locations in one cutting process. Therefore, the work piece 5 can be reliably cut.
  • FIG. 9 shows a schematic view of the two roll portions of the upper rotating portion 110A of the cutting device 100A shown in FIG. 4 in a plan view.
  • the amount of deviation LD is preferably 1 mm or more, more preferably 4 mm or more.
  • the height h 2 of the heights h 1 and the second cutting edge 121a of the first cutting edge 111a is at least the sum of these (h 1 + h 2) may be larger than the thickness t of the workpiece 5.
  • the material 5 to be processed by the cutting device 100 may be cut by one cutting step or by a plurality of cutting steps.
  • Cutting by a plurality of cutting steps means cutting the work piece 5 into two pieces by performing a cutting step of passing the work material 5 between a pair of blades a plurality of times.
  • the pair of blades 1 performs the first cutting step
  • the pair of blades 2 performs the second cutting step
  • the pair of blades 3 performs the third cutting.
  • a plurality of cutting steps may be carried out, such as carrying out the steps.
  • a plurality of cutting devices may be installed in the plate-through direction of the material to be processed so that a plurality of cutting steps can be performed by one plate-passing. By installing the cutting device in a tandem shape in this way, a plurality of cutting steps can be efficiently performed.
  • various cut end faces can be realized. For example, when cutting the workpiece 5 by a plurality of cutting process, so as to gradually reduce the tip angle theta 2 of the tip angles theta 1 and the second cutting edge 121a of the first cutting edge 111a at the cutting step May be good. As a result, the portion covered by the coating layer 5b on the cut end face can be increased, and a good end face shape can be obtained.
  • the distance between the first annular blade portion 111 and the second annular blade portion 121 in each cutting process should be gradually reduced.
  • the coating layer 5b can follow the movements of the first cutting edge 111a and the second cutting edge 121a. Increase.
  • the distance S between the first annular blade portion 111 and the second annular blade portion 121 in the first cutting step is the following formula (1). It is preferable to satisfy the relational expression of. More preferably, the distance S between the first annular blade portion 111 and the second annular blade portion 121 in the first cutting step satisfies the following formula (1-2).
  • the first step in each cutting step is performed. may be gradually increased tip angle theta 2 of the tip angles theta 1 and the second cutting edge 121a of the cutting edge 111a.
  • FIG. 10 shows a front photograph of the cut end face of the plated metal material cut by the cutting device.
  • FIG. 11 shows a side sectional photograph of the cut end face of the plated metal material cut by the cutting device.
  • FIGS. 10 and 11 as Examples 1 to 3, a front photograph and a side cross-sectional photograph of the cut end face of the plated metal material when the plated metal material is cut by the cutting device 100 of the present invention shown in FIG. Is shown.
  • Pieces A and B in FIG. 10 show two pieces of plated metal material separated by cutting with a cutting device.
  • FIG. 11 is a frontal photograph of the piece A and the piece B shown in FIG. 10 at the center position in the longitudinal direction.
  • the tip radii R 1 and R 2 of the cutting edge are different, but the cut end face is formed by sagging, an inclined surface and a fracture surface, and the inclined surface is formed.
  • the ratio was large.
  • Plating remained on the inclined surface, and the amount of plating covering the inclined surface decreased from the surface of the metal material toward the center of the plate thickness.
  • the tip radii R 1 and R 2 of the cutting edge are larger than those in Example 1
  • the reduction rate of the amount of plating from the surface of the metal material to the vicinity of the center of the plate thickness on the inclined surface is small and more.
  • the plating of was following. For example, FIG.
  • FIG. 12 shows an enlarged image of the cut end face of the work material of Example 3. As shown in FIG. 12, it can be seen that the inclined surface of the work material is coated with a coating layer on the surface of the metal material. In this way, by cutting the plated metal material using the cutting device of the present invention, it is possible to cover the cut end face by plating over a wide range.
  • the material to be processed is a plated steel sheet, but the present invention is not limited to such an example.
  • the work material may be formed by covering the surface of the base material with a coating material.
  • a metal material such as a steel plate may be used as a base material, and a material made of Zn, Al or an alloy thereof, an oxide film, a coating material, a resin material or the like may be used as a coating material.
  • the work material may be a coated steel sheet whose surface is coated on a metal material as a base material, or a film-laminated steel sheet in which a film is laminated on the steel sheet.
  • the cut product can be produced from a clad material composed of a base material and a coating material.
  • the clad material include a Ni clad copper material having a Cu plate as a base material and a Ni plate as a coating material.
  • the material to be processed is not limited to only one layer, and may be coated with a plurality of layers.
  • the surface of the above-mentioned plated steel sheet may be subjected to chemical conversion treatment, painting, laminating or the like.
  • a processed material obtained by using a resin material such as plastic as a base material and a metal material such as Cu, Cr, Ag, Au, Pt as a coating material is also cut in the same manner. Can be formed.
  • the purpose required when cutting is different depending on the combination with the material to be processed and the application.
  • the corrosion resistance, chemical resistance, and the like of the base material of the cut end face can be improved.
  • the electrical conductivity, thermal conductivity, magnetism, etc. of a part or the whole of the cut end face can be improved as compared with the conventional cutting method.
  • the cutting method according to the present embodiment it is possible to prevent the performance of the work material from being deteriorated after cutting in the cutting of the work material. This applies not only to cutting the surface-treated work material, but also to cutting the bare material. For example, by using the cutting method according to the present embodiment, it is possible to suppress a decrease in the fatigue life of the cut work material regardless of the presence or absence of the covering material.
  • the cutting device may cut the material to be processed in a curved shape, and may cut into an arbitrary shape such as a circular shape.
  • a cutting method for cutting a work material that has been surface-treated using a cutting device has a pair of blades including a first annular blade and a second annular blade.
  • the first cutting edge on the outer edge of the first annular blade and the second cutting edge on the outer edge of the second annular blade have a V-shaped radial cross section.
  • the first annular blade portion and the second annular blade portion are arranged so that the tip position of the first cutting edge and the tip position of the second cutting edge coincide with each other (1).
  • the cutting width of the work material is the distance between one end of the work material and the cutting position of the work material.
  • the cutting width D of the work material is defined as R 1 for the tip radius of the first annular blade portion, R 2 for the tip radius of the second annular blade portion, and t for the plate thickness of the work material.
  • the cutting method described in the section. (13) The cutting method according to (12) above, wherein when the cutting device is provided with a plurality of the pair of blades, the distance W between the blades adjacent to each other in the plate width direction is 500 mm or more. (14) The cutting method according to any one of (1) to (13) above, wherein the diameter of the first annular blade portion and the second annular blade portion is 50 mm or more. (15) The cutting method according to (14) above, wherein the diameter of the first annular blade portion and the second annular blade portion is 400 mm or more. (16) The above (1) to (15), wherein the rotation speed of the first annular blade portion and the rotation speed of the second annular blade portion are set to a speed different from the transfer speed of the work material.
  • a support portion that rotatably supports both ends of the first shaft portion and the second shaft portion, and An interval adjusting portion for adjusting the distance between the first annular blade portion and the second annular blade portion, With The first cutting edge on the outer edge of the first annular blade and the second cutting edge on the outer edge of the second annular blade face each other and each has a V-shaped radial cross section.
  • a cutting device in which the distance between the first annular blade portion and the second annular blade portion is adjusted by the spacing adjusting portion according to the plate thickness of the work material.

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Abstract

切断装置を用いて被加工材を切断する切断方法であって、切断装置は、第１の環状刃部と第２の環状刃部とからなる一対の刃部を有し、第１の環状刃部の外縁にある第１の刃先及び第２の環状刃部の外縁にある第２の刃先は、径方向断面形状がＶ字形状であり、第１の刃先の先端角度θ１及び第２の刃先の先端角度θ２は、１０°以上１２０°以下であり、第１の刃先の先端半径Ｒ１及び第２の刃先の先端半径Ｒ２は、板厚の０．５％以上３５．０％以下であり、対向する第１の刃先と第２の刃先との間に被加工材を通板させて、被加工材に刃先を押し込み、被加工材を切断する。

Description

切断方法
　本発明は、被加工材の切断方法に関する。
　金属材の表面にめっき処理を施しためっき金属板、あるいは、金属材の表面を塗装した塗装金属板等のように、用途に応じて様々な表面処理材が製造されている。例えば、建材や自動車、家電製品には、耐食性に優れるめっき鋼板が利用されている。
　被加工材に表面処理を施して製造された表面処理材を用いた部品は、例えば、表面処理が施された被加工材を切断した後、加工し、製造される。被加工材５の切断は、例えば図１３に示すようなせん断加工工具１０を用いて切断することができる。せん断加工工具１０は、ダイ１１、パンチ１２及びブランクホルダ１３からなる。例えば、被加工材５の一端をダイ１１及びブランクホルダ１３で拘束した状態で、ダイ１１からクリアランスｄを有して置かれたパンチ１２をダイ１１側に相対的に移動させ、被加工材５にせん断力を与える。これにより、被加工材５が切断される。
　図１３に示したようなせん断加工工具１０を用いて切断された表面処理が施された被加工材５は、図１４に示すような切断端面を有する。被加工材５の切断端面は、ダレ、せん断面及び破断面からなる。ダレは、母材である金属材５ａの表面に被膜層５ｂが被覆された被加工材５に対し、被加工材５の上面側から下面側に向かって図１３に示すパンチ１２を押し込んだ際、被加工材５の上面に作用した引張力により生じた変形である。せん断面は、被加工材５にめり込んだパンチ１２の移動によって形成される平滑面であり、破断面は、被加工材５に生じたクラックが起点となって被加工材５が破断した面である。図１４に示すように、被加工材５の切断端面において、被膜層５ｂはダレ部には残存するが、せん断面にはほとんど残存せず、破断面では金属材５ａが露出している。
　ここで、被加工材５の切断端面において金属材５ａがほぼ露出しているせん断面及び破断面の耐食性は低く、赤錆の発生が懸念される。例えば、金属材の表面にめっき金属層を施しためっき金属板の切断端面の防錆対策としては、めっき金属層による犠牲防食あるいは化成が一般的である。例えば特許文献１には、切断端面のダレの大きさが、板厚方向においては板厚の０．１０倍以上の範囲に、平面方向においては板厚の０．４５倍以上の範囲に入るように切断加工を行うことが開示されている。このような切断加工により金属材に掛かる引張力とせん断力を高め、素地金属材の表面に被覆されためっき金属層を切断端面に回り込ませ、切断端面のうちせん断面の少なくとも一部をめっき金属層で被覆させる。この切断端面に回り込んだめっき金属層の犠牲防食作用により、切断端面における赤錆の発生を抑制している。
　また、特許文献２には、表面処理鋼板を上下にずらした回転刃で切断した後、成形ロールを用いて端面処理する方法が開示されている。
　さらに、特許文献３には、１工程目でめっき層を有する鋼板にＶ字状の溝を形成し、２工程目で形成された溝に沿って歪を与えることにより鋼板を切断する切断方法が開示されている。
　また、特許文献４には、刃先の高さ及び幅を変化させた３組の回転刃をタンデム状に並べ、帯状材を徐々にせん断していく装置が開示されている。
特開２０１７－８７２９４号公報 特開２０１８－０７５６００号公報 特開２００４－３４１８３号公報 特開昭６１－１２５７１８公報
　しかし、上記特許文献１では、素地金属材の表面のめっき金属層は、切断端面のうちせん断面の少なくとも一部のみを被覆するのみであり、破断面では素地金属材は露出したままである。このため、めっき金属板の切断端面の耐食性が十分ではない。また、一般に、防錆を目的として切断端面に過度の犠牲防食性を付与しようとすると、めっき金属板の表面のめっきが減少し、めっき金属板の表面の表面耐食性（すなわち、平面耐食性）が低下してしまう。
　また、上記特許文献２では、表面処理鋼板の切断加工と、切断加工された表面処理鋼板の端面部の成形との、二度の加工によってめっきの被覆率を高めている。しかし、複数の加工工程を実施する必要があるため、設備コストが大きくなる。また、特許文献２に記載された工法では、上下にずらした回転刃で表面処理鋼板を切断した後、その端面部の形状を整えることから、各工程で異なる方向に応力が付与されるため、めっき層に割れや剥離が生じやすい。さらに、特許文献２に記載された工法では、母材である鋼板の端面を覆うためにより多くのめっき層を表面側から流し込む必要がある。そうすると、表層のめっきが割れたり局部的に薄くなったりする等の不具合が生じたり、酸化被膜あるいはコンタミが付着した鋼板表面上にめっきが流れ込むことよるめっきの密着不良が生じたりする可能性がある。
　さらに、上記特許文献３では、鋼板に溝を形成する１工程目と鋼板を切断する２工程目とで応力のかかり方が異なるため、めっき層の刃への追従性は高くない。また、１工程目で鋼板に十分な延性破壊に寄与する損傷が生じていない状態で２工程目を行うと、Ｖ字状の溝の傾斜面をえぐるように亀裂が進展する。その結果、２工程目の切断により生じた破断面及びせん断面はめっきで覆われず、めっきの被覆率が低下する。この傾向は、鋼板の板厚が厚いほど顕著である。また、特許文献３に記載の切断方法では、板厚の薄い鋼板を切断するのは困難である。
　また、上記特許文献４では、切断面にバリやダレ、屑剥離等を生じさせずに切断することで、美麗かつ端正なサイドエッジを備えた小帯状体を得ることを目的とした切断装置が提案されている。しかし、特許文献４では、環状刃の刃先の耐久性については着目いない。また、目的を達成するにあたり、切断装置の刃先の断面先端半径の最適化については検討されていない。
　そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、被加工材の切断において、被加工材の有する性能が切断後に低下することを抑制することが可能な、新規かつ改良された切断方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、切断装置を用いて被加工材を切断する切断方法であって、切断装置は、第１の環状刃部と第２の環状刃部とからなる一対の刃部を有し、第１の環状刃部の外縁にある第１の刃先及び第２の環状刃部の外縁にある第２の刃先は、径方向断面形状がＶ字形状であり、第１の刃先の先端角度θ１及び第２の刃先の先端角度θ２は、１０°以上１２０°以下であり、第１の刃先の先端半径Ｒ１及び第２の刃先の先端半径Ｒ２は、板厚の０．５％以上３５．０％以下であり、対向する第１の刃先と第２の刃先との間に被加工材を通板させて、被加工材に刃先を押し込み、被加工材を切断する、切断方法が提供される。
　被加工材は、母材の表面を被覆材により被覆してなる複層材であってもよい。
　被加工材の切断は、複数の切断工程で行ってもよい。
　複数の切断工程による被加工材の切断では、各切断工程での第１の刃先の先端角度θ１及び第２の刃先の先端角度θ２を徐々に小さくするようにしてもよい。
　被加工材が２回の切断工程により切断されるとき、１回目の切断工程における第１の刃先と第２の刃先との間隔Ｓは、第１の刃先の先端半径をＲ１、第２の刃先の先端半径をＲ２、被加工材の板厚をｔと定義したとき、下記式（１）を満たすようにしてもよい。
　（Ｒ１＋Ｒ２）≦Ｓ≦｛ｔ－（Ｒ１＋Ｒ２）｝　　　・・・（１）
　被加工材の削り幅は、被加工材の一方の端部と当該被加工材の切断位置との距離であり、被加工材の削り幅Ｄは、第１の環状刃部の先端半径をＲ１、第２の環状刃部の先端半径をＲ２、被加工材の板厚をｔと定義したとき、下記式（２）を満たすように設定してもよい。
　Ｒ≦Ｄ≦３ｔ　　　・・・（２）
　　　Ｒ＝Ｍｉｎ（Ｒ１，Ｒ２）
　通板方向における環状刃部のずれ量ＬＤが１ｍｍ以上であり、１回の切断工程では、被加工材を１箇所のみ切断するようにしてもよい。
　切断装置に一対の刃部が複数設けられている場合、板幅方向に隣接する刃部の間隔Ｗは２００ｍｍ以上としてもよい。
　第１の環状刃部及び第２の環状刃部の直径は、５０ｍｍ以上としてもよい。
　以上説明したように本発明によれば、被加工材の切断において、被加工材の有する性能が切断後に低下することを抑制できる。例えば、表面処理が施された被加工材の切断において、母材の平面における被覆材の機能を維持しながら、その機能を切断端面にも発現させることができる。
本発明の一実施形態に係る切断装置の一例を示す説明図である。 図１に示す切断装置のＩ－Ｉ切断線における断面図である。 同実施形態に係る切断装置の上回転部及び下回転部の部分拡大図である。 同実施形態に係る切断装置の他の例を示す説明図である。 図４に示す切断装置における環状刃部の位置の調整について説明する説明図である。 両刃ロールの一例を示す説明図である。 同実施形態に係る切断装置により切断された被加工材の切断端面を模式的に示す説明図である。 削り幅と破断面比率との関係の一例を示すグラフである。 図４に示した切断装置を平面視したときの、上回転部の２つのロール部の模式図である。 実施例として、切断装置により切断されためっき金属材の切断端面の正面写真である。 実施例として、切断装置により切断されためっき金属材の切断端面の側面断面写真である。 実施例３の被加工材の切断端面の拡大画像である。 従来のせん断加工工具の一例を示す説明図である。 図１３のせん断加工工具により切断された被加工材の切断端面を模式的に示す説明図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　＜１．切断装置＞
　まず、図１～図３に基づいて、本発明の一実施形態に係る切断装置１００の概略構成について説明する。なお、図１は、本実施形態に係る切断装置１００の一例を示す説明図である。図２は、図１に示す切断装置１００のＩ－Ｉ切断線における断面図である。図３は、本実施形態に係る切断装置１００の上回転部１１０及び下回転部１２０の部分拡大図である。図３では、上回転部１１０及び下回転部１２０は、回転中心から半分のみをそれぞれ示している。図１～図３では、被加工材の板幅方向をＸ方向、板長方向をＹ方向、板厚方向をＺ方向として説明する。Ｙ方向は、被加工材の通板方向でもある。
　切断装置１００は、回転する一対の刃部により、表面処理が施された被加工材５（図３及び図７参照）を切断する装置である。以下の説明では、被加工材５の一例として、母材である金属材（図７の金属材５ａ）の表面に被覆層（図７の被膜層５ｂ）を有する表面処理材を取り上げる。このような被加工材５としては、例えば、金属板の表面にめっきが施されためっき金属板、母材である金属材に対して表面を塗装した塗装金属板、金属板にフィルムをラミネートしたフィルムラミネート金属板等がある。
　切断装置１００は、一対の刃部を複数備えることも可能であり、例えば図１に示すように、３つの一対の刃部１、２、３を備えてもよい。一対の刃部１、２、３は、それぞれ、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３とからなる。対となる第１の環状刃部と第２の環状刃部とは、図３に示すように、その外縁にある刃先１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａの先端１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂ、１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂが対向するように配置されている。第１の環状刃部１１１、１１２、１１３及び第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の刃先１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａの径方向断面形状は、Ｖ字形状である。
　第１の環状刃部１１１、１１２、１１３は、回転中心において、第１の軸部１１５に支持されている。第２の環状刃部１２１、１２２、１２３は、回転中心において、第２の軸部１２５に支持されている。図２に示すように、第１の軸部１１５はチョック１０５ａ、１０５ｂを介して、第２の軸部１２５はチョック１０７ａ、１０７ｂを介して、両端がそれぞれ一対の支持部１０３ａ、１０３ｂにより回転可能に支持されている（チョック１０５ａ、１０７ａは図示せず。）。一対の支持部１０３ａ、１０３ｂは、図１に架台１０１上に設けられている。
　支持部１０３ａ、１０３ｂとの間には、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３及び第２の環状刃部１２１、１２２、１２３とともに、スリーブ１３１、１３３が設けられていてもよい。スリーブ１３１、１３３は、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３の間隔、及び、第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の間隔を調整するための部材である。図１には異なる幅のスリーブ１３１、１３３が設けられているが、同一幅のスリーブのみを用いて、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３の間隔、及び、第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の間隔を調整してもよい。
　以下では、第１の軸部１１５に支持された第１の環状刃部１１１、１１２、１１３及びスリーブ１３１、１３３を、上回転部１１０ともいう。また、第２の軸部１２５に支持された第２の環状刃部１２１、１２２、１２３及びスリーブ１３１、１３３を下回転部１２０ともいう。上回転部１１０は第１の軸部１１５と一体に回転する。下回転部１２０は第２の軸部１２５と一体に回転する。
　一対の支持部１０３ａ、１０３ｂは、駆動部１０４ａ、１０４ｂにより、それぞれ板幅方向（Ｘ方向）に移動可能である。例えば図１に示すように、一対の支持部１０３ａ、１０３ｂは、第１の軸部１１５及び第２の軸部１２５に対して平行に設置されたねじ部１０２ａ、１０２ｂに螺合されている。ねじ部１０２ａ、１０２ｂは、一端が駆動部１０４ａ、１０４ｂと連結されている。駆動部１０４ａ、１０４ｂを駆動してねじ部１０２ａ、１０２ｂを回転させることで、支持部１０３ａ、１０３ｂは移動する。
　駆動部１０４ａ、１０４ｂを駆動させ、支持部１０３ａ、１０３ｂが離隔するように板幅方向に移動させることにより、第１の軸部１１５及び第２の軸部１２５の一端がチョックから離脱する。これにより、スリーブ１３１、１３３、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３、第２の環状刃部１２１、１２２、１２３を、第１の軸部１１５及び第２の軸部１２５から取り外すことが可能となり、環状刃部あるいはこれらの間隔を調整するスリーブの変更が可能となる。
　また、支持部１０３ａ、１０３ｂの上部には、それぞれ第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３との間隔を調整する間隔調整部として、圧下装置１０９ａ、１０９ｂが設けられている。圧下装置１０９ａ、１０９ｂを締め込むことで、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３との間隔を狭くすることができる。
　本実施形態に係る切断装置１００は、圧下装置１０９ａ、１０９ｂにより、被加工材５の板厚に応じて、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３との間隔が調整される。その後、上回転部１１０と下回転部１２０とを回転させながらこれらの間に被加工材５を通過させ、被加工材５を切断する。被加工材５が上回転部１１０と下回転部１２０との間を通過するとき、一対の刃部、例えば第１の環状刃部１１１（１１２、１１３）の刃先及び第２の環状刃部１２１（１２２、１２３）の刃先と被加工材５との間に生じる引張力により、被加工材５の表面の被膜層が切断端面へ入り込み、切断端面が被膜層で覆われる。すなわち、上回転部１１０と下回転部１２０との間を通過するときの被加工材５に対する第１の環状刃部１１１（１１２、１１３）の刃先１１１ａ（１１２ａ、１１３ａ）及び第２の環状刃部１２１（１２２、１２３）の刃先１２１ａ（１２２ａ、１２３ａ）の動きに被加工材５の表面の被膜層を追従させ、被膜層を切断端面へ入り込ませる。これにより、被加工材５の切断端面を被膜層で被覆させる。
　なお、本実施形態に係る切断装置は、図１に示した構成に限定されない。例えば、切断装置１００Ａは、図４に示すように、上回転部１１０Ａ及び下回転部１２０Ａが、それぞれ、支持部１０３ａ、１０３ｂに支持された２つのロール部に分離された構成であってもよい。上回転部１１０Ａの一方のロール部には環状刃部１１１が設けられ、他方のロール部には環状刃部１１３が設けられる。下回転部１２０Ａの一方のロール部には環状刃部１２１が設けられ、他方のロール部には環状刃部１２３が設けられる。このような切断装置１００Ａも、図１に示した切断装置１００と同様、被加工材の切断時に各環状刃部１１１、１１３、１２１、１２３の動きに被加工材の表面の被膜層を追従させ、被膜層を切断端面へ入り込ませる。これにより、被加工材の切断端面を被膜層で被覆させる。
　図４に示した切断装置１００Ａも、図１に示した切断装置１００と同様、環状刃部１１１、１１３、１２１、１２３の位置を調整することができる。図５に基づき、切断装置１００Ａにおける環状刃部の位置の調整について説明する。なお、図５では、第１の軸部１１５ｂに設けられた上回転部１１０Ａの環状刃部１１３の位置を調整する場合について説明するが、第１の軸部１１５ａ及び第２の軸部１２５ａ、１２５ｂに設けられている環状刃部１１１、１２１、１２３についても同様に調整すればよい。
　図５に示す環状刃部１１３は、第１の軸部１１５ｂの軸方向（Ｙ方向）において長さの異なるスリーブ１３１、１３５により、第１の軸部１１５ｂにおける設置位置が調整される。スリーブ１３１は、スリーブ１３５よりも軸方向の長さが長い。図５上側では、支持部１０３ｂ側から順に、スリーブ１３１、環状刃部１１３、スリーブ１３５が、第１の軸部１１５ｂに対して設けられている。第１の軸部１１５ｂの先端（支持部１０３ｂと反対側の端部）にはストッパー１３７が締結され、スリーブ１３１、環状刃部１１３及びスリーブ１３５を第１の軸部１１５ｂに固定している。図５下側は、図５上側の状態からスリーブ１３１とスリーブ１３５との位置を交換した場合の環状刃部１１３の設置位置を示している。図５より、長さの異なるスリーブ１３１、１３５の設置位置を調整することで、環状刃部１１３の軸方向における位置を調整することができる。
　また、環状刃部は、図４に示したように１つのロール部に１つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。１つのロール部に複数の環状刃部を設けた切断装置は、例えば図６に示すような、軸部１１１３の軸方向両端に２つの環状刃部１１１１、１１１２を備える両刃ロール１１１０を、図４の環状刃部１１１の代わりに設けることにより構成し得る。両刃ロール１１１０を用いれば、被加工材の切断に使用していた一方の環状刃部が摩耗等した場合に、他方の環状刃部によって被加工材を切断するように両刃ロール１１１０を反転させて設置し直すことにより、継続して被加工材を切断することができる。これにより、環状刃部の再研磨の頻度を低減させることができる。
　＜２．被膜層による切断端面の被覆＞
　切断装置１００により切断された被加工材５の切断端面の一例を図７に示す。図７では、被加工材５の切断端面の側面（すなわち、板長方向（Ｙ方向）から見た面）の断面を模式的に示している。図７に示すように、被加工材５の切断端面は、ダレｓ１、ｓ２と、傾斜面ｓ３、ｓ４と、破断面ｓ５とからなる。ダレｓ１及び傾斜面ｓ３は、一対の刃部のうち第１の環状刃部の第１の刃先により形成され、ダレｓ２及び傾斜面ｓ４は、第２の環状刃部の第２の刃先により形成される。破断面ｓ５は、第１の刃先及び第２の刃先によって被加工材５に生じたクラックが起点となって被加工材５が破断して形成される。
　図７に示すように、金属材５ａの上面側の被膜層５ｂは、金属材５ａの表面からダレｓ１及び傾斜面ｓ３にまで連続して金属材５ａを覆う。同様に、金属材５ａの下面側の被膜層５ｂは、金属材５ａの表面からダレｓ２及び傾斜面ｓ４にまで連続して金属材５ａを覆う。このように、本実施形態に係る切断装置１００により切断された被加工材５は、連続する同一の被膜層５ｂで金属材５ａの表面から切断端面までが被覆されるようになる。例えば、被加工材５の切断後に、切断端面に対してめっきや塗装等の表面処理を施すことで切断端面を被覆することは可能である。しかし、被加工材５の被膜層５ｂと同一組成の材料で切断端面を被覆することは難しく、切断端面の耐食性は金属材５ａの表面に比べて低い。
　これに対して、本実施形態に係る切断装置１００により切断された被加工材５は、切断と同時に連続する同一の被膜層５ｂで金属材５ａの表面から切断端面までを被覆されるため、切断端面は酸化しにくい。したがって、本実施形態に係る切断装置１００を用いて被加工材５を切断することで、切断端面の耐食性の高い被加工材５を提供することができる。
　なお、本実施形態に係る切断装置１００により切断された被加工材５の切断端面の形状は、第１の刃先及び第２の刃先の形状に起因する。第１の刃先及び第２の刃先はＶ字形状であるため、被加工材５の切断端面には、図１４に示したような垂直なせん断面ではなく、図７に示すようなＶ字形状の斜面に沿った傾斜面ｓ３、ｓ４を有する形状となる。このため、例えば図１の切断装置１００により切断された被加工材５の切断端面は、板厚方向中心に向かうにつれて突出した形状となる。
　第１の刃先及び第２の刃先の形状をＶ字形状とすることで、被加工材５の切断時、Ｖ字形状の斜面に沿って金属材５ａの表面の被膜層５ｂが第１の刃先及び第２の刃先の動きに追従しやすくなる。その結果、図７に示すように、金属材５ａの表面の被膜層５ｂを切断端面のダレｓ１、ｓ２だけでなく、傾斜面ｓ３、ｓ４まで追従させることができる。また、第１の刃先及び第２の刃先によって被加工材５の表裏両面にダレｓ１、ｓ２が形成されることで、バリの無い切断面が形成される。
　また、金属材５ａの表面の被膜層５ｂは、第１の刃先及び第２の刃先の斜面に追従して切断端面へ移動する。このとき、切断端面の傾斜面ｓ３、ｓ４の表面を覆う被膜層５ｂの量は、図７に示すように、破断面ｓ５に向かうにつれて徐々に減少する。このように傾斜面ｓ３、ｓ４に被膜層５ｂを被覆させることで、金属材５ａの切断端面のうち被膜層５ｂにより被覆される面が増加しても、金属材５ａの表面を被覆している被膜層５ｂが切断端面へ移動される量はほとんど増加しないため、被加工材５の平面耐食性を維持することができる。
　なお、破断面ｓ５はクラックが生じて被加工材５が破断して形成された面であるため、破断面ｓ５にまで被膜層５ｂを入り込ませることは難しい。しかし、第１の刃先の先端と第２の刃先の先端との間隔がほぼ接触する状態で切断するまでは、被加工材５はその斜面に沿って切断される。このため、破断面ｓ５は、切断端面のうち破断面ｓ５が占める割合はわずかである。したがって、破断面ｓ５が被膜層５ｂで覆われていないとしても、耐食性を著しく低下させることはない。
　さらに、本実施形態に係る切断装置１００のように、第１の刃先及び第２の刃先の形状をＶ字形状とすることで、例えば引張強度が２００ＭＰａ以上の強度を有する材料も切断可能となる。例えば、引張強度が２７０ＭＰａ以上の強度を有する材料、さらには、引張強度が５９０ＭＰａ以上の強度を有する材料も切断可能となる。
　また、後述するように、切断間距離Ｗと被加工材の通板方向（Ｙ方向）における環状刃部のずれ量ＬＤ（後述の図９参照）を適切に設定することで、厚みのある材料も切断可能となり、例えば板厚が２．０ｍｍ以上の被加工材の切断も可能となる。この際、被加工材の板厚は、２．０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下の範囲とするのが好ましく、より好ましくは２．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の範囲とする。被加工材の板厚を２．０ｍｍ以上とすることで、切断時の被加工材の振動が抑制され、安定した切断が可能となる。また、被加工材の板厚を９．０ｍｍ以下とすることで、刃への負荷を低減することができ、切断装置の耐久性を高めることができる。また、被加工材への破断が生じやすいため、１回の切断により被加工材を完全に切断することができる。
　＜３．刃先の形状＞
　本実施形態に係る切断装置１００において、第１の環状刃部の第１の刃先と第２の環状刃部の第２の刃先とは、図３に示すように同一のＶ字形状を有する。しかし、第１の刃先及び第２の刃先は、少なくともＶ字形状であればよく、それぞれ以下の形状を満たしていることが好ましい。以下では、図３の第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１とからなる一対の刃部に着目して刃先の形状を説明するが、他の一対の刃部（第１の環状刃部１１２と第２の環状刃部１２２、第１の環状刃部１１３と第２の環状刃部１２３）も同様とする。また、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３の刃先の先端角度をθ１、先端半径をＲ１とし、第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の刃先の先端角度をθ２、先端半径をＲ２として説明する。
（先端角度）
　第１の刃先１１１ａの先端角度θ１及び第２の刃先１２１ａの先端角度θ２は、１０°以上１２０°以下とすることが好ましい。先端角度θ１、θ２が１０°以上であると、傾斜が大きくなるため、被膜層５ｂの追従性が向上し、切断端面の耐食性がより向上する。また、第１の刃先１１１ａ及び第２の刃先１２１ａにかかる応力が小さくなり、刃先の損傷が抑制され、環状刃部１１１、１１２の耐久性が向上する。また、先端角度θ１、θ２が１２０°以下であると、被加工材５を切断するために必要な荷重が大きくなり過ぎず、かつ、刃先１１１ａ、１２１ａを押し込んだ場合に被加工材５に亀裂が生じやすくなるので、被加工材５の切断が容易になる。このため、第１の刃先１１１ａの先端角度θ１及び第２の刃先１２１ａの先端角度θ２は、１０°以上１２０°以下とし、より好ましくは３０°以上９０°以下とする。
（先端半径）
　第１の刃先１１１ａの先端半径Ｒ１及び第２の刃先１２１ａの先端半径Ｒ２は、板厚ｔの０．５％以上３５．０％以下とすることが好ましい。先端半径Ｒ１、Ｒ２が板厚ｔの０．５％以上であると、第１の刃先１１１ａ及び第２の刃先１２１ａにかかる応力が大きくなり過ぎず、刃先１１１ａ、１２１ａの損傷が抑制され、耐久性が向上する。また、先端半径Ｒ１、Ｒ２が板厚ｔの３５．０％以下であると、切断端面の形状が良好となる。また、刃先１１１ａ、１２１ａを押し込んだ場合に被加工材５に亀裂が生じやすくなるので、被加工材５の切断がより容易になる。このため、第１の刃先１１１ａの先端半径Ｒ１及び第２の刃先１２１ａの先端半径Ｒ２は、板厚ｔの０．５％以上３５．０％以下とし、より好ましくは板厚ｔの３．０％以上１０．０％以下とする。
　ここで、第１の刃先１１１ａと第２の刃先１２１ａとは異なる形状であってもよい。例えば、先端半径Ｒ１、Ｒ２または先端角度θ１、θ２のうち少なくともいずれか一方が異なれば、第１の刃先１１１ａと第２の刃先１２１ａとは異なる形状となる。第１の刃先１１１ａと第２の刃先１２１ａとを異なる形状とすることで、破断面比率を変化させることができる。なお、破断面比率は、被加工材５の板厚ｔに対する破断面ｓ５の割合である。
　このとき、第１の刃先１１１ａの先端半径Ｒ１と第２の刃先１２１ａの先端半径Ｒ２との比（先端半径比Ｒ１／Ｒ２）は、１００未満であることが好ましく、より好ましくは１０未満とする。最も好ましいのは、先端半径Ｒ１、Ｒ２が等しい場合である。また、第１の刃先１１１ａの先端角度θ１と第２の刃先１２１ａの先端角度θ２との比（先端角度比θ１／θ２）は、４未満であることが好ましく、より好ましくは２未満とする。最も好ましいのは、先端角度θ１、θ２が等しい場合である。
　先端半径比Ｒ１／Ｒ２及び先端角度比θ１／θ２が上記範囲内となるように設定することで、破断面比率を低くすることができる。第１の刃先１１１ａと第２の刃先１２１ａとで、先端半径または先端角度のうち少なくともいずれか一方が大きく異なっていると、一方の刃部による切断が先行して進行するため被加工材５の変形が集中する。その結果、被加工材５の破断が早まり破断面比率が大きくなるため、切断端面に被膜層５ｂが被覆される割合が低下する。そこで、先端半径比Ｒ１／Ｒ２及び先端角度比θ１／θ２を上記範囲内となるように設定することで、破断面比率を低くすることができる。
（先端位置のずれ量）
　第１の刃先１１１ａの先端１１１ｂの位置と第２の刃先１２１ａの先端１２１ｂの位置とは、第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１とが対向する方向に直交する水平方向（板幅方向、Ｘ方向）において、図３に示すように一致させてもよい。第１の刃先１１１ａの先端１１１ｂの位置と第２の刃先１２１ａの先端１２１ｂの位置とを一致させることで、刃先１１１ａ、１２１ａにかかるＸ方向の力を低減させることができ、耐久性が向上する。また、適切なタイミングで刃先から亀裂を発生させ、切断を完了させることができる。
　あるいは、第１の刃先１１１ａの先端１１１ｂの位置と第２の刃先１２１ａの先端１２１ｂの位置とは、水平方向にずれ量ｘだけずれていてもよい。先端位置のずれ量ｘとは、水平方向（板幅方向、Ｘ方向）における、第１の刃先１１１ａの先端１１１ｂと第２の刃先１２１ａの先端１２１ｂとの距離を意味する。先端位置のずれ量は板厚ｔの５０％以下であるのが好ましい。先端位置のずれ量が板厚ｔの５０％以下であれば、被加工材５を確実に所望の端面性状が得られるように切断することができる。
　このように、一対の刃部の第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１とは、被加工材に対して対称に配置されていればよい。
（削り幅）
　被加工材５の削り幅Ｄは、切断装置１００による切断時に切断位置から板長方向（Ｘ方向）に被加工材５を残しておくべき長さをいう。被加工材５の削り幅Ｄは、例えば図３に示すように、切断位置から被加工材５の一方の端部までの長さで表される。第１の環状刃部１１３の刃先１１３ａの位置と第２の環状刃部１２３の刃先１２３ａの位置とがずれている場合には、被加工材５の削り幅Ｄは、例えば被加工材５の端部から当該端部に近い側の刃部の先端位置までの長さとすればよい。
　被加工材５の削り幅Ｄは、環状刃部の先端半径Ｒ以上であり、被加工材５の板厚ｔの５倍以下（Ｒ≦Ｄ≦５ｔ）、特に被加工材５の板厚ｔの３倍以下であることが好ましい（Ｒ≦Ｄ≦３ｔ）。より好ましくは、被加工材５の削り幅Ｄは、環状刃部の先端半径Ｒの３倍以上であり、被加工材５の板厚ｔ以下とする（３Ｒ≦Ｄ≦ｔ）。なお、環状刃部の先端半径Ｒは、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３の先端半径Ｒ１または第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の先端半径Ｒ２である。先端半径Ｒ１、Ｒ２が同一の場合は、Ｒ＝Ｒ１＝Ｒ２である。先端半径Ｒ１、Ｒ２が異なる場合は、先端半径Ｒは、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３の先端半径Ｒ１と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の先端半径Ｒ２とのうち小さい方とする（Ｒ＝Ｍｉｎ（Ｒ１，Ｒ２））。
　削り幅Ｄを板厚ｔの５倍以下、より好ましくは３倍以下とすることで、切断による破断面ｓ５の発生が抑制され、破断面比率を低下させることができる。図８に、削り幅Ｄと破断面比率との関係の一例を示す。図８は、板厚ｔが３．２ｍｍの被加工材５を、削り幅Ｄを１．６ｍｍ（＝０．５ｔ）、３．２ｍｍ（＝ｔ）、６．４ｍｍ（＝２ｔ）、１２．８ｍｍ（＝４ｔ）、１６．０ｍｍ（＝５ｔ）にそれぞれ設定し、図１に示す切断装置１００により切断したときの破断面比率を示している。ここでは、被加工材５として、板厚３．２ｍｍの引張強度４６０ＭＰａの亜鉛めっき鋼板を用いた。切断装置１００の先端半径Ｒは０．０５ｍｍ、先端角度θは６０°とした。同一の削り幅Ｄにおける２つのプロットは、切断装置１００により切断された被加工材５の２つの片について測定された破断面比率を示している。
　図８より、削り幅Ｄが小さいほど、破断面比率が低下することがわかる。また、削り幅Ｄが板厚ｔ以下であるとき、破断面比率がさらに低下することがわかる。一方、削り幅Ｄを刃部の先端半径Ｒ以上、特に先端半径Ｒの３倍以上とすることで、切断時の工具の弾性変形による刃先の位置ずれを抑制することができ、切断により良好な端面形状を得ることできる。
　このように、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３及び第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の形状、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３との先端位置のずれ量、または、被加工材５の削り幅Ｄを変化させることで、切断装置１００により切断された被加工材５の切断端面の形状が変化し、切断端面の被膜層５ｂによる被覆状態が変化する。したがって、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３及び第２の環状刃部１２１、１２２、１２３の形状、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３との先端位置のずれ量及び被加工材５の削り幅Ｄは、切断後の被加工材５に要求される切断端面の形状あるいは耐食性に応じて適宜設定すればよい。
　例えば、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３とを同一形状とし、各環状刃部の先端位置を一致させて、被加工材５に対して対称に配置すれば、切断端面の耐食性を高めることができる。切断端面が板厚中央位置に対して対称であり、被加工材５下面側の被膜層５ｂの傾斜面ｓ２への入り込みと、被加工材５上面側の被膜層５ｂの傾斜面ｓ４への入り込みとが略均等となることによる。
　また、例えば切断端面を溶接する場合には、作業の容易さから切断端面が平坦であるのが望ましい。この場合には、第１の環状刃部１１１、１１２、１１３と第２の環状刃部１２１、１２２、１２３とを異なるＶ字形状とし、切断端面の平坦性を高めるようにしてもよい。
（環状刃部のロール径）
　第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１とは、それぞれロール径（直径）が大きいほど、被加工材５の切断端面を被膜層５ｂにより被覆させることができる。１の環状刃部１１１及び第２の環状刃部１２１のロール径は、５０ｍｍ以上であり、好ましくは４００ｍｍ以上である。ロール径が大きいほど切断の際にめっきが被加工材５の通板方向に押し出されにくくなるため、傾斜面のめっき被覆量を増加させることができる。なお、ロール系の上限は特に限定されないが、切断装置１００または被加工材５の大きさを勘案すると、３０００ｍｍであってもよい。
（環状刃部の間隔）
　図３に示すように、切断装置１００に一対の刃部が複数設けられている場合、板幅方向（Ｘ方向）に隣接する刃部の間隔である切断間距離Ｗは２００ｍｍ以上とし、好ましくは５００ｍｍ以上とする。切断間距離Ｗを２００ｍｍ以上とすれば、１回の切断工程で２箇所以上切断された場合にも、被加工材５の切断箇所の間隔が十分に離れているため、材料の逃げ場がなくなることによる破断不良を解消することができる。なお、切断間距離Ｗの上限は特に限定されないが、切断装置１００または被加工材５の大きさを勘案すると、１００００ｍｍであってもよい。
　また、切断間距離Ｗが十分に確保できない場合には、１回の切断工程では、被加工材５を１箇所のみ切断するのが好ましい。１回の切断工程で被加工材５を２箇所以上切断すると、刃先の押し込みによって材料が逃げることができなくなる。すなわち、刃部の間が圧力応力場となり、被加工材５が破断しにくくなる。そこで、板幅方向（Ｘ方向）に隣接する環状刃部を、通板方向（Ｙ方向）にずらすことで、１回の切断工程で２箇所以上の切断が行われないようにすることが可能となり、被加工材５を確実に切断することができる。
　例えば、図９に、図４に示した切断装置１００Ａの上回転部１１０Ａの２つのロール部の平面視した模式図を示す。図９に示すように、板幅方向（Ｘ方向）に隣接する環状刃部１１１、１１３をずれ量ＬＤだけ通板方向（Ｙ方向）にずらして設置することで、１回の切断工程で２箇所以上の切断が行われないようにすることができる。ずれ量ＬＤは、好ましくは１ｍｍ以上、さらに好ましくは４ｍｍ以上である。
（刃部の高さ）
　第１の刃先１１１ａの高さｈ１及び第２の刃先１２１ａの高さｈ２は、少なくともこれらの和（ｈ１＋ｈ２）が被加工材５の板厚ｔよりも大きくすればよい。
　以上、本実施形態に係る切断装置１００の形状と、これを用いて切断された被加工材５の切断端面の被膜層による被覆状態とについて説明した。本実施形態に係る切断装置１００は、それぞれＶ字形状の刃先１１１ａ、１２１ａを有する第１の環状刃部１１１及び第２の環状刃部１２１とからなる一対の刃部を有する。Ｖ字形状の刃先１１１ａ、１２１ａにより被加工材５を切断することで、金属材５ａの表面の被膜層５ｂを１１１ａ、１２１ａの動きに追従させて切断端面へ入り込ませることができる。切断端面の傾斜面ｓ２、ｓ４には、破断面ｓ５に向かって切断端面を被覆する被膜層の量が減少するように、金属材５ａの表面から連続して被膜層５ｂが被覆される。したがって、被加工材５の平面耐食性を維持しながら切断端面の耐食性を向上させることができる。
　なお、上記切断装置１００による被加工材５の切断は、１回の切断により行ってもよく、複数の切断工程により行ってもよい。複数の切断工程による切断とは、一対の刃部の間に被加工材５を通過させる切断工程を複数回実施して、被加工材５を２つの片に切断することをいう。例えば、図１の切断装置１００を用いる場合、一対の刃部１により１回目の切断工程を行い、一対の刃部２により２回目の切断工程を行い、一対の刃部３により３回目の切断工程を行う、というように複数の切断工程を実施してもよい。あるいは、切断装置を被加工材の通板方向に複数設置し、１回の通板で複数の切断工程を実施できるようにしてもよい。このように、切断装置をタンデム状に設置すると、複数の切断工程を効率よく実施できる。
　複数の切断工程により被加工材５を切断することで、様々な切断端面を実現することができる。例えば、複数の切断工程により被加工材５を切断する際、各切断工程での第１の刃先１１１ａの先端角度θ１及び第２の刃先１２１ａの先端角度θ２を徐々に小さくするようにしてもよい。これにより、切断端面に被膜層５ｂが被覆する部分を増加させることができ、かつ、良好な端面形状を得ることができる。
　この際、各切断工程における第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１との間隔は、徐々に小さくするのがよい。最初の切断工程の第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１との間隔を大きくすることで、第１の刃先１１１ａ及び第２の刃先１２１ａの動きに対する被膜層５ｂの追従性が高まる。
　例えば、被加工材５が２回の切断工程により切断されるとき、１回目の切断工程における第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１との間隔Ｓは、下記式（１）の関係式を満たすようにすることが好ましい。より好ましくは、１回目の切断工程における第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１との間隔Ｓは、下記式（１－２）を満たすようにする。このように１回目の切断工程における第１の環状刃部１１１と第２の環状刃部１２１との間隔Ｓを設定することで、切断端面に被膜層５ｂが被覆する部分を増加させるとともに、良好な端面形状を得ることができる。
　（Ｒ１＋Ｒ２）≦Ｓ≦｛ｔ－（Ｒ１＋Ｒ２）｝　　　・・・（１）
　（Ｒ１＋Ｒ２）×２≦Ｓ≦｛ｔ－（Ｒ１＋Ｒ２）×２｝　　　・・・（１－２）
　なお、被加工材５の切断時のダレの形成を抑制した上で、切断端面に被膜層５ｂを被覆させつつ、切断装置１００に対する負荷を低減したい場合には、各切断工程での第１の刃先１１１ａの先端角度θ１及び第２の刃先１２１ａの先端角度θ２を徐々に大きくするようにしてもよい。
　また、第１の環状刃部１１１の回転速度及び第２の環状刃部１２１の回転速度は、被加工材５の搬送速度と異なる速度に設定してもよい。環状刃部１１１、１２１の回転速度と被加工材５の搬送速度とに速度差があると、切断のタイミングをコントロールすることができる。これらの速度差が大きいほど被加工材５を切断しやすくなる。なお、切断装置１００への負荷が大きくなるため、回転速度の速度差は、１０％以下であることが好ましくは、さらに５％以下であることが好ましい。
　表面処理が施された被加工材としてめっき金属材を取り上げ、切断装置により切断したときのめっき金属材の切断端面におけるめっきの被覆状態を観察した。図１０に、切断装置により切断されためっき金属材の切断端面の正面写真を示す。図１１に、切断装置により切断されためっき金属材の切断端面の側面断面写真を示す。図１０及び図１１では、実施例１～３として、図１に示した本発明の切断装置１００を用いてめっき金属材を切断したときの、めっき金属材の切断端面の正面写真及び側面断面写真を示している。図１０の片Ａ及び片Ｂは、切断装置による切断により分離されためっき金属材の２つの片を示している。図１１は、図１０に示した片Ａ及び片Ｂの長手方向中央位置での正面写真である。
　切断装置により切断しためっき金属材の板厚は３．２ｍｍであった。第１の環状刃部の刃先の先端半径Ｒ１及び第２の環状刃部の刃先の先端半径Ｒ２は、ともに、実施例１では０．０５ｍｍ、実施例２では０．１ｍｍ、実施例３では０．５ｍｍとした。また、第１の環状刃部の刃先の先端角度θ１及び第２の環状刃部の刃先の先端角度θ２は６０°とし、第１の環状刃部の刃先の高さｈ１及び第２の環状刃部の刃先の高さｈ２は４ｍｍとした。第１の環状刃部の直径及び第２の環状刃部の直径は、５０ｍｍとした。
　図１０及び図１１に示すように、実施例１～３では、刃先の先端半径Ｒ１、Ｒ２は相違するが、切断端面は、ダレ、傾斜面及び破断面で形成されており、傾斜面の割合が大きかった。傾斜面にはめっきが残存しており、金属材表面から板厚中央に向かうにつれて傾斜面を覆うめっきの量は減少していた。また、実施例１に比べて刃先の先端半径Ｒ１、Ｒ２が大きい実施例２、３では、傾斜面における金属材表面から板厚中央付近までのめっきの量の減少率が小さく、より多くのめっきが追従していた。例えば、図１２に、実施例３の被加工材の切断端面の拡大画像を示す。図１２に示すように、被加工材の傾斜面には、金属材の表面に被膜層が被覆されていることがわかる。このように、本発明の切断装置を用いてめっき金属材を切断することにより、切断端面を広範囲にめっきによって被覆することが可能となる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば上記実施形態では、被加工材はめっき鋼板であったが、本発明はかかる例に限定されない。被加工材は、母材の表面を被覆材により被覆して形成されているものであればよい。例えば、鋼板等の金属材を母材とし、Ｚｎ、Ａｌもしくはそれらの合金からなる材料、酸化物被膜、塗装材、樹脂材等を被覆材としてもよい。付帯的には、被加工材は、母材である金属材に対して表面を塗装した塗装鋼板であってもよく、鋼板にフィルムをラミネートしたフィルムラミネート鋼板であってもよい。あるいは、切断したものを、母材と被覆材とからなるクラッド材から製造することも可能である。クラッド材としては、例えば、Ｃｕ板を母材、Ｎｉ板を被覆材としたＮｉクラッド銅材等がある。
　なお、被加工材は１層のみに限定されるものではなく、複数層被覆されていてもよい。例えば、上述のめっき鋼板の表面に、化成処理、塗装、ラミネート等の処理がされていてもよい。
　また、本発明の切断方法によれば、プラスチック等の樹脂材を母材として、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材を被覆材とした被加工材の切断したものも、同様に形成することができる。
　金属が被覆されたプラスチック等の樹脂材を切断すると、端面の電気伝導性が失われる。また、樹脂の露出する比率が高い場合は帯電しやすくなるため、火花の発生等が懸念される。そこで、上述の切断方法により、このような樹脂材の切断することにより、切断端面の電気伝導性を向上させ、帯電を防止することが可能となる。
　また、クラッド材の場合は、被加工材との組み合わせ、用途によって切断されたときに求められる目的は異なる。しかし、上述の切断方法によって被加工材を切断することで、切断端面の母材の耐食性、耐薬品性等を改善し得る。また、切断端面の一部あるいは全体の電気伝導性、熱伝導性、磁性等を、従来の切断法に比較して改善し得る。
　塗膜、ラミネートの場合は、上述の切断方法によって被加工材を切断することで、母材の耐食性はもちろん、塗膜－フィルム下の膨れの抑制、母材が露出しないことによる外観の改善、切断端面の一部あるいは全体の絶縁性の改善を実現し得る。
　このように、上述の切断方法によって被加工材を切断することで、平面において被覆材が有する機能を、切断端面にも持たせることが可能となる。なお、被覆材が有する機能は上述の例に限定されるものではなく、被覆材の用途に応じてその機能を発現し得る。換言すれば、本実施形態に係る切断方法により、被加工材の切断において、被加工材の有する性能が切断後に低下することを抑制することができる。これは、表面処理が施された被加工材の切断のみならず、裸材の切断においても同様である。例えば、本実施形態に係る切断方法を用いることで、被覆材の有無によらず、切断された被加工材の疲労寿命の低下を抑制することができる。
　また、上記実施形態において、切断装置は、被加工材を曲線的に切断してもよく、例えば円形状といった任意の形状に切断することも可能である。
　なお、以下の構成も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）　切断装置を用いて表面処理が施された被加工材を切断する切断方法であって、
　前記切断装置は、
　第１の環状刃部と第２の環状刃部とからなる一対の刃部を有し、
　前記第１の環状刃部の外縁にある第１の刃先及び前記第２の環状刃部の外縁にある第２の刃先は、径方向断面形状がＶ字形状であり、
　対向する前記第１の刃先と前記第２の刃先との間に前記被加工材を通板させて、前記被加工材に刃先を押し込み、前記被加工材を切断する、切断方法。
（２）　前記第１の環状刃部と前記第２の環状刃部とは、前記第１の刃先の先端位置と前記第２の刃先の先端位置とが一致して配置される、上記（１）に記載の切断方法。
（３）　前記第１の環状刃部の前記第１の刃先と前記第２の環状刃部の前記第２の刃先とを対向させたとき、前記第１の刃先の先端位置と前記第２の刃先の先端位置とのずれ量を板厚の５０％以下とする、上記（１）に記載の切断方法。
（４）　前記第１の環状刃部の前記第１の刃先及び前記第２の環状刃部の前記第２の刃先は、同一形状であり、前記被加工材に対して対称に配置される、上記（１）～（３）のいずれか１項に記載の切断方法。
（５）　前記被加工材の切断は、複数の切断工程で行われる、上記（１）～（４）のいずれか１項に記載の切断方法。
（６）　前記複数の切断工程による前記被加工材の切断では、各切断工程での前記第１の刃先の先端角度θ１及び前記第２の刃先の先端角度θ２を徐々に小さくする、上記（５）に記載の切断方法。
（７）　前記被加工材が２回の切断工程により切断されるとき、１回目の切断工程における前記第１の刃先と前記第２の刃先との間隔Ｓは、前記第１の刃先の先端半径をＲ１、前記第２の刃先の先端半径をＲ２、前記被加工材の板厚をｔと定義したとき、下記式（ａ）を満たす、上記（５）または（６）に記載の切断方法。
　（Ｒ１＋Ｒ２）≦Ｓ≦｛ｔ－（Ｒ１＋Ｒ２）｝　　　・・・（ａ）
（８）　前記被加工材が２回の切断工程により切断されるとき、１回目の切断工程における前記第１の刃先と前記第２の刃先との間隔Ｓは、下記式（ｂ）を満たす、上記（７）に記載の切断方法。
　（Ｒ１＋Ｒ２）×２≦Ｓ≦｛ｔ－（Ｒ１＋Ｒ２）×２｝　　　・・・（ｂ）
（９）　前記被加工材の削り幅は、前記被加工材の一方の端部と当該被加工材の切断位置との距離であり、
　前記被加工材の削り幅Ｄは、前記第１の環状刃部の先端半径をＲ１、前記第２の環状刃部の先端半径をＲ２、前記被加工材の板厚をｔと定義したとき、下記式（ｃ）を満たす、上記（１）～（８）のいずれか１項に記載の切断方法。
　Ｒ≦Ｄ≦５ｔ　　　・・・（ｃ）
　　　Ｒ＝Ｍｉｎ（Ｒ１，Ｒ２）
（１０）　前記被加工材の削り幅Ｄは、下記式（ｄ）を満たす、上記（９）に記載の切断方法。
　３Ｒ≦Ｄ≦ｔ　　　・・・（ｄ）
（１１）　１回の切断工程では、前記被加工材を１箇所のみ切断する、上記（１）～（１０）のいずれか１項に記載の切断方法。
（１２）　前記切断装置に前記一対の刃部が複数設けられている場合、板幅方向に隣接する前記刃部の間隔Ｗは２００ｍｍ以上とする、上記（１）～（１１）のいずれか１項に記載の切断方法。
（１３）　前記切断装置に前記一対の刃部が複数設けられている場合、板幅方向に隣接する前記刃部の間隔Ｗは５００ｍｍ以上とする、上記（１２）に記載の切断方法。
（１４）　前記第１の環状刃部及び前記第２の環状刃部の直径は、５０ｍｍ以上である、上記（１）～（１３）のいずれか１項に記載の切断方法。
（１５）　前記第１の環状刃部及び前記第２の環状刃部の直径は、４００ｍｍ以上である、上記（１４）に記載の切断方法。
（１６）　前記第１の環状刃部の回転速度及び前記第２の環状刃部の回転速度は、前記被加工材の搬送速度と異なる速度に設定される、上記（１）～（１５）のいずれか１項に記載の切断方法。
（１７）　前記被加工材は、引張強度２７０ＭＰａ以上の材料である、上記（１）～（１６）のいずれか１項に記載の切断方法。
（１８）　前記被加工材は、引張強度５９０ＭＰａ以上の材料である、上記（１７）に記載の切断方法。
（１９）　前記被加工材は、めっき金属板である、上記（１）～（１８）のいずれか１項に記載の切断方法。
（２０）　第１の環状刃部と第２の環状刃部とからなる一対の刃部と、
　前記第１の環状刃部を支持する第１の軸部、及び、前記第２の環状刃部を支持する第２の軸部と、
　前記第１の軸部及び前記第２の軸部の両端をそれぞれ回転可能に支持する支持部と、
　前記第１の環状刃部と前記第２の環状刃部との間隔を調整する間隔調整部と、
を備え、
　前記第１の環状刃部の外縁にある第１の刃先及び前記第２の環状刃部の外縁にある第２の刃先は、対向し、それぞれ径方向断面形状がＶ字形状であり、
　被加工材の板厚に応じて、前記間隔調整部により前記第１の環状刃部と前記第２の環状刃部との間隔が調整される、切断装置。
　１、２、３　　　　　　　　　　　　　　　一対の刃部
　５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　被加工材
　５ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　金属材
　５ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　被膜層
　１００　　　　　　　　　　　　　　　　　切断装置
　１０１　　　　　　　　　　　　　　　　　架台
　１０３ａ、１０３ｂ　　　　　　　　　　　支持部
　１０４ａ、１０４ｂ　　　　　　　　　　　駆動部
　１０５ａ、１０５ｂ、１０７ａ、１０７ｂ　チョック
　１０９ａ、１０９ｂ　　　　　　　　　　　圧下装置
　１１０　　　　　　　　　　　　　　　　　上回転部
　１１１、１１２、１１３　　　　　　　　　第１の環状刃部
　１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ　　　　　　第１の刃先
　１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂ　　　　　　先端
　１１５　　　　　　　　　　　　　　　　　第１の軸部
　１２０　　　　　　　　　　　　　　　　　下回転部
　１２１、１２２、１２３　　　　　　　　　第２の環状刃部
　１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ　　　　　　第２の刃先
　１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ　　　　　　先端
　１２５　　　　　　　　　　　　　　　　　第２の軸部
　１３１、１３３　　　　　　　　　　　　　スリーブ
　１１１０　　　　　　　　　　　　　　　　両刃ロール
 

Claims (9)

  1. 　切断装置を用いて被加工材を切断する切断方法であって、
    　前記切断装置は、
    　第１の環状刃部と第２の環状刃部とからなる一対の刃部を有し、
    　前記第１の環状刃部の外縁にある第１の刃先及び前記第２の環状刃部の外縁にある第２の刃先は、径方向断面形状がＶ字形状であり、
    　前記第１の刃先の先端角度θ１及び前記第２の刃先の先端角度θ２は、１０°以上１２０°以下であり、
    　前記第１の刃先の先端半径Ｒ１及び前記第２の刃先の先端半径Ｒ２は、板厚の０．５％以上３５．０％以下であり、
    　対向する前記第１の刃先と前記第２の刃先との間に前記被加工材を通板させて、前記被加工材に刃先を押し込み、前記被加工材を切断する、切断方法。
  2. 　前記被加工材は、母材の表面を被覆材により被覆してなる複層材である、請求項１に記載の切断方法。
  3. 　前記被加工材の切断は、複数の切断工程で行われる、請求項１または２に記載の切断方法。
  4. 　前記複数の切断工程による前記被加工材の切断では、各切断工程での前記第１の刃先の先端角度θ１及び前記第２の刃先の先端角度θ２を徐々に小さくする、請求項３に記載の切断方法。
  5. 　前記被加工材が２回の切断工程により切断されるとき、１回目の切断工程における前記第１の刃先と前記第２の刃先との間隔Ｓは、前記第１の刃先の先端半径をＲ１、前記第２の刃先の先端半径をＲ２、前記被加工材の板厚をｔと定義したとき、下記式（１）を満たす、請求項３または４に記載の切断方法。
    　（Ｒ１＋Ｒ２）≦Ｓ≦｛ｔ－（Ｒ１＋Ｒ２）｝　　　・・・（１）
  6. 　前記被加工材の削り幅は、前記被加工材の一方の端部と当該被加工材の切断位置との距離であり、
    　前記被加工材の削り幅Ｄは、前記第１の環状刃部の先端半径をＲ１、前記第２の環状刃部の先端半径をＲ２、前記被加工材の板厚をｔと定義したとき、下記式（２）を満たす、請求項１～５のいずれか１項に記載の切断方法。
    　Ｒ≦Ｄ≦３ｔ　　　・・・（２）
    　　　Ｒ＝Ｍｉｎ（Ｒ１，Ｒ２）
  7. 　通板方向における環状刃部のずれ量ＬＤが１ｍｍ以上であり、
    　１回の切断工程では、前記被加工材を１箇所のみ切断する、請求項１～６のいずれか１項に記載の切断方法。
  8. 　前記切断装置に前記一対の刃部が複数設けられている場合、板幅方向に隣接する前記刃部の間隔Ｗは２００ｍｍ以上とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の切断方法。
  9. 　前記第１の環状刃部及び前記第２の環状刃部の直径は、５０ｍｍ以上である、請求項１～８のいずれか１項に記載の切断方法。
     
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