(57)【要約】【課題】金属箔をコイル状に巻き取る際に空気を巻き込むことによって起こるしわの発生を容易に回避することができ、金属箔の品質向上と生産性の向上を図ることのできる、金属箔の巻き取り装置及び金属箔の巻取り方法を提供する。【解決手段】直線状に案内される金属箔Ｗを巻き取りリール１３の周りにコイル状に順次巻き取る金属箔の巻き取り装置１１において、金属箔Ｗが直線状部分からコイル状部分に至る途中位置に、金属箔Ｗを巻き取りリール１３に向けて押圧するしわ取りロール１５を設け、このしわ取りロール１５を、軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に案内される金属箔を巻き取りリールの周りにコイル状に順次巻き取る金属箔の巻き取り装置において、
前記金属箔が直線状部分からコイル状部分に至る途中位置に、前記金属箔を巻き取りリールに向けて押圧するしわ取りロールを設け、このしわ取りロールは、軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状に形成されていることを特徴とする金属箔の巻き取り装置。
【請求項２】
前記しわ取りロールは、前記金属箔に対して進退可能に設けられているとともに、前記しわ取りロールを前記金属箔に向かって付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の金属箔の巻き取り装置。
【請求項３】
前記付勢手段は、
前記しわ取りロールを支持し、前記金属箔に対して進退移動可能なラックと、
前記ラックと噛み合うピニオンと、
前記ピニオンに前記ラックを前進させる方向に回転モーメントを与える動力機構とからなることを特徴とする請求項２に記載の金属箔の巻き取り装置。
【請求項４】
直線状に案内される金属箔を巻き取りリールの周りに順次巻き取るに際し、
軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状に形成されたしわ取りロールによって、前記金属箔が直線状部分からコイル状部分に至る途中位置において、前記金属箔を巻き取りリールに向けて押圧しながら金属箔の巻き取りを行うことを特徴とする金属箔の巻き取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧延して形成された金属箔をコイル状に巻き取る際に使用される金属箔の巻き取り装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属箔の圧延においては、一般的に図６に示すような多段型のリバース式圧延機１が用いられる。図６において、一方の巻き取りリール２からコイル状に巻かれた金属箔Ｗが繰り出されると、該金属箔Ｗは張力が付加された状態で、デフレクタロール４に案内されてリバース式圧延機で圧延加工される。そして圧延加工が施された金属箔Ｗは、リバース式圧延機１を挟んで位置する逆側のデフレクタロール４に案内され、他方の巻き取りリール３によってコイル状に巻き取られ金属箔コイルＫを形成する。このように一工程分の圧延加工が完了した後は、今度は逆方向に向けて同様の圧延加工を行う。以上のようにリバース圧延を繰り返して次第に金属箔Ｗの厚さを薄くしていき、所望の厚さの金属箔Ｗを生産する。
【０００３】
上記のような圧延加工においては、金属箔Ｗは、張力が付加された状態で巻き取りリール２によって巻き取られるため、デフレクタロール４と巻き取りリール２との間にある金属箔Ｗの非拘束部分において、該金属箔Ｗの長手方向にすじ伸びが発生してしまうことがあった。そして、このすじ伸びに起因してデフレクタロール４との接触点においてしわが発生し、また、すじ伸び部分がコイル状に巻き取られるときにも、折れた状態で巻き取られてしまうため、しわが発生してしまうという問題があった。
【０００４】
このように金属箔Ｗにしわが発生してしまうと、これを除去する必要があるため、その度に生産ラインを停止させて、しわのない状態にするよう巻き取りリール２を巻き戻して張力を調整した後に、生産ラインを再度稼動させるといった手順を踏む必要があり、生産ラインの生産性が著しく低下してしまう。また、しわの発生した状態で、金属箔Ｗの巻き取りを続けてしまえば、しわ同士が重なりあった部分に穴等が生じ、金属箔Ｗが破断してしまうという問題があった。
【０００５】
従来、このようなしわの発生を回避するために、デフレクタロールと巻き取りリールとの間にしわ防止ロールを設置することがしわ発生の防止に有効であることが知られている。例えば、特許文献１には、巻き取りリールとデフレクタロールの間等に、単体でしわ伸ばしロールを設置することが開示されている。また、特許文献２には、巻き取りリールとデフレクタロールの間に少なくとも２本のしわ防止ロールを設置し、巻き取りリール直近のしわ防止ロールのロール形状を凸形状としたものが開示されている。
【特許文献１】特公平７−８７９２７号公報
【特許文献２】特開２００２−６６６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のしわ防止ロールは、金属箔に付加される張力によって発生するしわを防止するものであるため、金属箔が比較的厚いものである場合には有効でるが、薄くなると、例えば、厚さ４０μｍ以下の極薄いものである場合には、金属箔が巻き取りリールによってコイル状に巻き取られる際に、特に該金属箔の幅方向の中央部に空気が巻き込まれ、これによってしわが発生してしまうという問題があった。
【０００７】
この発明はこのような課題に鑑みて、金属箔をコイル状に巻き取る際に空気を巻き込むことによって起こるしわの発生を容易に回避することができ、金属箔の品質向上と生産性の向上を図ることのできる、金属箔の巻き取り装置及び金属箔の巻取り方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る金属箔の巻き取り装置は、直線状に案内される金属箔を巻き取りリールの周りにコイル状に順次巻き取る金属箔の巻き取り装置において、前記金属箔が直線状部分からコイル状部分に至る途中位置に、前記金属箔を巻き取りリールに向けて押圧するしわ取りロールを設け、このしわ取りロールは、軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
金属箔が極薄いものである場合には、金属箔を巻き取りリールによりコイル状に巻き取る際に、同時に空気も巻き込んでしまう。本発明では、この金属箔が直線状に案内されている直線状部分から、巻き取りリールに巻き取られるコイル状部分に至る途中位置において、巻き取られる寸前の金属箔をしわ取りロールで巻き取りリールに向けて押圧することによって、空気の巻き込みを回避することができる。また、空気の巻き込みは、特に金属箔の幅方向の中央部において顕著に発生する。本発明の金属箔の巻き取り装置では、しわ取りロールの形状は、軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状、即ち、軸線方向中央部が他の部分よりも大径となっているため、金属箔を押圧する際には、中央部から両端部に向かって力をかけることができる。従って、金属箔コイルに巻き込まれる空気を中央部から両端側に向かって有効に押し出すことができ、空気の巻き込みを確実に防ぐことが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る金属箔の巻き取り装置において、前記しわ取りロールは、前記金属箔に対して進退可能に設けられているとともに、前記しわ取りロールを前記金属箔に向かって付勢する付勢手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
しわ取りロールが金属箔に対して進退可能であることから、金属箔コイルが金属箔を巻き取るに連れてその径が次第に大きくなっていく際には、しわ取りロールは張力が付加された金属箔の表面に押されて徐々に後退していく。また、付勢手段がしわ取りロールを金属箔に向かって付勢しているため、後退時であってもしわ取りロールは常に金属箔を巻き取りリールに向けて押圧する。従って、しわ取りロールによって、金属箔の巻き取りに支障を与えることなくして、金属箔を確実に押圧することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る金属箔の巻き取り装置において、前記付勢手段は、前記しわ取りロールを支持し、前記金属箔に対して進退移動可能なラックと、前記ラックと噛み合うピニオンと、前記ピニオンに前記ラックを前進させる方向に回転モーメントを与える動力機構とからなることを特徴としている。
【００１３】
動力機構がピニオンの回転軸に回転モーメントを与えると、ピニオンと噛み合うラックにその力が伝わり、該ラックは金属箔に接近する方向に移動しようとする。これによって、ラックの一端に設けられたしわ取りロールが付勢されて、金属箔を巻き取りリールに向けて押圧する。従って、しわ取りロールを確実に金属箔に向かって付勢することが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る金属箔の巻き取り方法は、直線状に案内される金属箔を巻き取りリールの周りに順次巻き取るに際し、軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状に形成されたしわ取りロールによって、前記金属箔が直線状部分からコイル状部分に至る途中位置において、前記金属箔を巻き取りリールに向けて押圧しながら金属箔の巻き取りを行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る金属箔の巻き取り装置及び金属箔の巻き取り方法によれば、軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状のしわ取りロールにより、金属箔が直線状部分からコイル状部分に至る途中位置において金属箔を巻き取りリールに向けて押圧することによって、金属箔をコイル状に巻き取る際に空気を巻き込むことで生じるしわの発生を容易に回避することができ、金属箔の品質向上と生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る金属箔の巻き取り装置及び金属箔の巻き取り方法について、図面を用いて詳細に説明する。本発明の金属箔の巻き取り装置及び金属箔の巻き取り方法は、図６において既に説明したリバース式圧延機を用いた圧延ラインにおける金属箔の巻き取り装置及び金属箔の巻き取り方法において特に好適に適用される。
【００１７】
図１は本実施形態における金属箔の巻取り装置１１を適用した圧延ラインの概略模式図である。この圧延ラインでは２０段型のリバース式圧延機１０が用いられており、圧延加工された金属箔Ｗを巻き取る巻き取り装置１１が、金属箔Ｗを繰り出す繰り出し装置としても兼用される。即ち、以下で説明する巻き取りリール１３は、金属箔Ｗを繰り出す繰り出しリールとしての機能も有している。
【００１８】
本実施形態に係る金属箔の巻き取り装置１１は、デフレクタロール１２と、巻き取りリール１３と、しわ取りロール１５と、付勢手段１６と、から構成される。また、リバース式圧延機１０により圧延加工が施された金属箔Ｗは、デフレクタロール１２に案内されて巻き取りリール１３に順次重ねられるように巻き取られ、金属箔コイルＫを形成する。さらに、図２に示すように、デフレクタロール１２に案内された金属箔Ｗは、直線状部分Ａと、コイル状部分Ｂに分けられ、該直線状部分Ａ及びコイル状部分Ｂの境界Ｃを後述するしわ防止ロール１５が押圧する。
【００１９】
デフレクタロール１２は、リバース式圧延機１０を挟み込むようにして一対が設けられたロールであって、リバース式圧延機１０によって圧延加工が施された金属箔Ｗを巻き取りリール１３に案内するとともに、巻き取りリール１３が繰り出しロールとして機能する際には、繰り出された金属箔Ｗをリバース式圧延機１０へと案内する役割を有している。
【００２０】
巻き取りリール１３は、圧延ラインの両端部にそれぞれ設けられており、図示しない動力源によって回転されることにより、デフレクタロール１２によって案内される金属箔Ｗを外周に巻き取って金属箔コイルＫを形成する。また、繰り出しロールとして機能する際には、巻き取る際とは逆向きに回転して、金属箔Ｗをデフレクタロール１２に向けて順次繰り出していく。
【００２１】
しわ取りロール１５は、図３に示すように、軸線方向の中央部から両端部に向かってテーパ状の形状をしたロールであって、軸線方向中央部が最も大径とされており、巻き取りリール１３の中心軸線と、このしわ取りロール１５の中心軸線が平行となるように設けられている。なお、該しわ取りロール１５の軸線方向中央部から両端部に至る２つのテーパ面１５ａ、１５ｂは、軸線方向中央部において互いに面一に、即ち、両テーパ面１５ａ、１５ｂはしわ取りロール１５の軸線方向中央部において交差稜線部を設けることなく滑らかに連続するように形成されている。
【００２２】
また、しわ取りロール１５は、付勢手段１６によって金属箔Ｗに向かって付勢されることによって、金属箔Ｗの直線状部分Ａとコイル状部分Ｂとの境界Ｃを、即ち、金属箔が直線状部分からコイル状部分に至る途中位置を押圧している。なお、しわ取りロール１５は、金属箔Ｗに接触して押圧するが、巻取りリール１３に接触することはない。即ち、しわ取りロール１５と巻き取りリールとの間には、しわ取りリールの進退に応じて例えば２ｍｍ〜１００ｍｍほどの距離が設けられている。
【００２３】
本実施形態において付勢手段１６は、図１に示ようにラック１６ａ及びピニオン１６ｂと、ガイド１６ｃと、動力機構１７とから構成される。ラック１６ａは、その一端においてしわ取りロール１５を支持するとともに、ガイド１６ｃ上に摺動可能に配設されることによって、金属箔Ｗに対して進退移動可能とされている。ピニオン１６ｂは、ラック１６ａと噛み合う歯車であって、ラック１６ａが進退移動可能に設けられているのに対し、該ピニオン１６ｂはその位置が固定された状態で回転可能に設けられている。また、ピニオン１６ｂの回転軸１８は、巻き取りリール１３及びしわ取りロール１５の中心軸線と平行となるように設けられている。
【００２４】
動力機構１７は、詳しくは図４に示すように、スプロケット１９と、チェーン２０と、錘２１とからなり、スプロケット１９の中心がピニオン１６ｂの回転軸１８に連結されていることによって、付勢手段１６の一部として機能する。チェーン２０は、スプロケット１９の外周の一部分を取り巻くように該スプロケット１９に噛み合っており、スプロケット１９に噛み合うチェーン１９の一端１９ａはスプロケット１９に固定され、他端２０ｂには錘２１が取り付けられている。錘２１に働く重力によってチェーン２０が下向きに引っ張られ、これによってチェーン２０と噛み合うスプロケット１９には常に回転方向Ｔに回転モーメントが加えられる。この回転モーメントが回転軸１８を介してピニオン１６ｂに伝えられる。
【００２５】
以上のような構成の金属箔Ｗの巻き取り装置１１を備えた圧延ラインにおいて圧延加工をする際には、まず、圧延ラインの両端に設けられた２つの巻き取りリール１３、１３のうち一方が繰り出しロールとして機能し、金属箔コイルＫを解くように回転することによってデフレクタロール１２に向かって金属箔Ｗを繰り出していく。そして、金属箔Ｗはデフレクタロール１２によって案内されて、リバース式圧延機１０によって圧延加工が施され、該リバース式圧延機１０を挟んだ逆側のデフレクタロール１２によって他方の巻き取りリール１３に直線状に案内される。そして、金属箔Ｗはこの巻き取りリール１３に順次重ねられるようにコイル状に巻き取られ金属箔コイルＫを形成していく。
【００２６】
金属箔Ｗが例えば厚さ４０μｍ以下の極薄いものである場合には、上記のように金属箔Ｗが巻き取りリール１３に巻き取られる際に、同時に空気を巻き込んでしまい、この巻き込まれた空気に起因してしわが発生してしまうが、本実施形態では、金属箔Ｗが直線状に案内されている直線状部分Ａから巻き取りリール１３に巻き取られるコイル状部分Ｂに至る途中位置である境界Ｃにおいて、巻き取られる寸前の金属箔Ｗをしわ取りロール１５で巻き取りリール１３に向けて押圧することによって、空気の巻き込みを回避することができる。
【００２７】
また、金属箔コイルＫへの空気の巻き込みは、特に金属箔Ｗの幅方向の中央部において顕著に発生するが、しわ取りロール１５の形状は、前述のように軸線方向中央部から両端部に向かってテーパ状、即ち、軸線方向中央部が他の部分よりも大径となっているため、境界Ｃにおいて金属箔Ｗを押圧する際には、その中央部から両端部に向かって力を加えることができる。従って、金属箔コイルＫに巻き込まれる空気を中央部から両端側に向かって有効に押し出すことができ、空気の巻き込みを確実に防ぐことが可能となる。
【００２８】
また、しわ取りロール１５は、ガイド１６ｃ上に摺動可能に設置されることによって金属箔Ｗに対して進退移動可能なラック１６ａに支持されており、金属箔Ｗに対して進退することが可能とされている。さらに、動力機構１７によって回転軸１８を介してピニオン１６ｂに与えられる回転モーメントによる力は、該ピニオン１６ｂと噛み合うラック１６ａに伝えられ、これによってラック１６ａは金属箔Ｗに向かってガイド１６ｃ上を移動しようするため、該ラック１６ａに支持されたしわ取りロール１５は金属箔Ｗと金属箔コイルＫとの接点における金属箔Ｗに向けて付勢される。
【００２９】
よって、金属箔Ｗが金属箔コイルＫに順次巻き取られ、金属箔コイルＫの径が次第に大きくなっていくに連れて、しわ取りロール１５は張力が付加された金属箔Ｗの表面に押されて後退していく。また、しわ取りロール１５が後退する間も、付勢手段１６によってしわ取りロール１５は金属箔Ｗに向けて付勢されているため、常に金属箔Ｗを押圧する。従って、しわ取りロール１５によって、金属箔Ｗの巻き取りに支障を与えることなくして、金属箔Ｗが直線状部分Ａからコイル状部分Ｂに至る途中位置である境界Ｃを確実に押圧することが可能となる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、動力機構１７のスプロケット１９には、錘２１に働く重力によって回転モーメントが与えられているため、この錘２１の重量を調整することで容易に回転モーメントの大きさを変えることができる。これによって、しわ取りロール１５に与えられる付勢力の大きさも変えることができるため、しわ取りロール１５が金属箔Ｗを押圧する力を容易に調整することが可能なっている。
【００３１】
以上、本発明である金属箔の巻取り装置の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。例えば、変形例として、スプロケット１９と、チェーン２０と、錘２１とからなる動力機構１７を、図５に示すようなホイール２６と、バネ２７とからなる動力機構２５としてもよい。動力機構２５は、ピニオン１６ｂの回転軸１８に中心が連結された円盤状のホイール２６の外周に突起２６ａが設けられており、一端が固定支持されているバネ２７の他端が該突起２６ａに取り付けられている。このバネ２７の収縮力によりホイール２６に回転方向Ｔに向かって回転モーメントが与えられ、この回転モーメントが回転軸１８を介してピニオンに伝達される構成とされている。これにより、用いるバネ２７のバネ定数に応じてしわ取りロール１５が金属箔Ｗを押圧する力を調整することができる。
【００３２】
また、圧延ラインに備えられた２つの巻き取り装置１１、１１においては、動力機構１７、２５を任意に選択して適用することが可能であり、例えば一方に錘２１による動力機構１７を、他方にはバネ２７による動力機構２５を適用してもよく、また両方とも同じ動力機構１７又は動力機構２５を適用したものであってもよい。
【００３３】
また、本実施形態においては、一の巻き取り装置１１において、デフレクタロール１２は１つ備えられているが、巻き取りリール１３とリバース式圧延機１０間の金属箔Ｗを案内するものである限り、デフレクタロール１２が２つ以上備えられたものであってもよい。
【００３４】
なお、本実施の形態では、リバース式圧延機を用いた圧延ラインに本発明を適用した形態を示しているが、本発明は金属箔の巻き取りを対象とするものである限り、リバース式に限定されるものではない。即ち、本発明は、金属箔の巻き取り装置及び金属箔の巻き取り方法に一般的に適用されるものである。また、圧延加工のみならず金属箔Ｗに脱脂加工を施す際等の巻き替えの際にも本実施形態の金属箔の巻き取り装置を適用することも可能である。さらに、薄材であれば、金属箔のみならず紙材、フィルム等へも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態における金属箔の巻取り装置を適用した圧延ラインの概略模式図である。
【図２】金属箔の直線状部分とコイル状部分を説明する図である。
【図３】本実施形態における金属箔の巻き取り装置におけるしわ取りロールの平面図である。
【図４】図１において右側に位置する巻き取り装置の動力機構の構成図である。
【図５】変形例における動力機構の構成図である。
【図６】従来の圧延ラインの概略模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    リバース式圧延機
１１    金属箔の巻き取り装置
１２    デフレクタロール
１３    巻き取りリール
１５    しわ取りロール
１６    付勢手段
１６ａ  ラック
１６ｂ  ピニオン
１７、２５  動力機構
Ａ    直線状部分
Ｂ    コイル状部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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