(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
急冷ロールを用いて鋳造した磁性を有する非晶質薄帯を、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールで巻取るカローゼル式巻取装置であって、巻取ロールを切り替える際に、巻き取り中の巻取ロールと冷却ロールで作るパスライン中の非晶質薄帯の表面に接する手前で待機した状態の次の巻取ロールに、鋳造した非晶質薄帯を押さえつけ次の巻取ロールに接触させる押さえロールを非晶質薄帯の進行方向に複数有し、かつ前記複数の押さえロールの間に前記非晶質薄帯を切断する刃を設けたことを特徴とする磁性を有する非晶質薄帯の巻取ロール切替装置。
【請求項２】
急冷ロールを用いて鋳造した磁性を有する非晶質薄帯を、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールをもつカローゼル式巻き取り装置で巻取る方法において、巻取ロールを切り替える際に、巻き取り中の巻取ロールと冷却ロールで作るパスライン中の非晶質薄帯の表面に接する手前で待機した状態の次の巻取ロールに、鋳造した非晶質薄帯を次の巻取ロールに非晶質薄帯の進行方向に設けた複数の押さえロールで押さえつけて接触させた後、前記押さえロール間に設けた前記薄帯を切断する刃で前記薄帯を切断し次の巻取ロールに切り替えることを特徴とする非晶質薄帯の巻取ロール切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急冷ロールを用いて鋳造された非晶質薄帯を２台以上の複数の巻取ロールからなる巻取装置を用いてオンラインで巻取る装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非晶質薄帯を製造するための急冷凝固法には単ロール法および双ロール法等があるが、最も一般的な方法は単ロール法である。この単ロール法は溶融金属を高速回転している冷却ロール表面に噴出させ、この冷却ロール上で急冷凝固させて連続的に非晶質薄帯を得る方法である。工業的規模で製造する際には、通常この急冷凝固された非晶質薄帯を巻取る等して回収することが必要となる。これまで非晶質薄帯を鋳造直後にオンラインで巻き取る巻取方法には種々の方法ならびに装置が提案されているが、一般的には巻取ロールを用いて巻取ロールの回転により巻取る方法および装置が採用されている。例えば、特許文献１には、磁性を有する非晶質薄帯を表面に磁性を帯びた巻取ロールを用いて非晶質薄帯先端捕捉時の巻取ロール表面速度の範囲を冷却ロール表面速度の９０％以上１００％未満とする巻取方法が提案されている。しかし、１個の巻取ロールのみを用いて巻取ることは設備上その巻取重量に制約があること、また鋳造速度、巻取速度、張力等の巻取条件をバランスさせる必要があるため、通常は複数の巻取ロールを用いて巻取りが行なわれる。前記、複数の巻取ロールを用いる巻取装置としては表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールからなるカローゼル方式の巻取装置等がある。
【０００３】
複数の巻取ロールで連続して鋳造薄帯を巻取る場合には、巻取ロールの切り替えが必要となるが、表面に磁性を帯びた巻取ロールで瞬時に別の巻取ロールに切り替えて非晶質薄帯を安定して巻取ることは困難とされていた。そこで、特許文献２では、巻取中の薄帯パスラインに、高速回転する次の巻取ロールを下方より進入させて薄帯に巻取ロールを接触させ、２つの巻取ロール間の限定した位置で切断し、次の巻取ロールに巻き付ける方法が提案されている。この提案では、切断位置と次の巻取ロールとの距離Ｌ１と、次の巻取ロールと冷却ロールとの距離Ｌ２との関係を、Ｌ１≧Ｌ２／２０、とし、更に薄帯速度と巻取ロール速度差を±２ｍ／秒以内として切り替える方法である。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献２で開示された方法では、非晶質薄帯の巻取量が一定の場合は切断する非晶質薄帯と切断刃との位置関係等が一定となり切断にトラブルなく切り替えも良好に行なえるが、巻取量が予定していた量と異なる場合は巻取厚みが異なり、結果として切断する非晶質薄帯と刃との関係等が一定とならず切断がうまく行かずに切断不良や非晶質薄帯の巻きずれ等が生じ、切り替えが出来ない場合が生じる。そのため切り替えを安定させるためには、巻取厚み、非晶質薄帯と切断刃との位置関係等の検出装置や切断刃の角度制御装置等が必要となり、簡便でかつ安価に巻取ロールを切り替えることが困難となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１８３５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、表面に磁性を帯びた複数の巻取ロールを備えた巻取装置を用い、非晶質合金薄帯を巻取るに際し、巻取量に拘らず簡便でかつ安価で、しかも薄帯の破断、巻きずれ等のトラブルなく安定した巻取ロールの切り替えを実現する非晶質薄帯の巻取ロール切替装置をおよび方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は、急冷ロールを用いて鋳造した磁性を有する非晶質薄帯を、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールで巻取るカローゼル式巻取装置であって、巻取ロールを切り替える際に、巻き取り中の巻取ロールと冷却ロールで作るパスライン中の非晶質薄板の表面に接する手前で待機した状態の次の巻取ロールに、鋳造した非晶質薄帯を押さえつけ次の巻取ロールに接触させる押さえロールを非晶質薄帯の進行方向に複数有し、かつ前記複数の押さえロールの間に前記非晶質薄帯を切断する刃を設けたことを特徴とする磁性を有する非晶質薄帯の巻取ロール切替装置、であり、急冷ロールを用いて鋳造した磁性を有する非晶質薄帯を、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールを用いて巻取る方法において、巻取ロールを切り替える際に、巻き取り中の巻取ロールと冷却ロールで作るパスライン中の非晶質薄板の表面に接する手前で待機した状態の次の巻取ロールに、鋳造した非晶質薄帯を次の巻取ロールに非晶質薄帯の進行方向に複数の押さえロールで押さえつけて接触させた後、前記押さえロール間に設けた前記薄帯を切断する刃で前期薄帯を切断し次の巻取ロールに切り替えることを特徴とする非晶質薄帯の巻取ロール切替方法、である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、表面に磁性を帯びた２台以上の巻取ロールからなる巻取装置において、巻取ロールを切り替える際に、次の巻取ロールに鋳造された非晶質薄帯を非晶質薄帯の進行方向に複数の押さえロールで押さえつけ、かつ前記押さえロール間に設けた前記薄帯を切断する刃で非晶質薄帯を切断することにより、前のロールによる薄帯巻取量の大小などによるパスラインの変動に関わりなく、非晶質薄帯と切断刃は常に同じ位置で切断が可能で、しかも切り替えを安定する非晶質薄帯の巻取ロールの切替装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を図面を以って説明する。図１は、２個の巻取ロールを備えたカローゼル方式を採用した場合の本発明による非晶質薄帯の巻取ロール切替装置の概略構成例を示す模式図である。図２は巻取中の非晶質薄帯を押さえロール（図１〜６では２個の押さえロールを非晶質薄帯の進行方向に並べた例を示す）により押さえつけ次の巻取ロールに接触させた状態を示す模式図、図３は非晶質薄帯を切断刃で切断した状態を示す模式図、図４は非晶質薄帯を切断した後、次の巻取ロールに非晶質薄帯が巻きついた状態を示す模式図であり、図５は押さえロールが退避した状態を示す模式図である、図６は次の巻取ロールで巻取が開始された状態を示す模式図である。図１〜６を以って巻取ロール切り替えの工程を説明する。
【００１０】
図１では、タンディッシュ１内の溶融金属２を、ノズル３を介して高速回転している冷却ロール４の表面に噴射、急冷凝固して非晶質薄帯Ｃとし、冷却ロール４に近接して設けたカローゼル方式の巻取装置５で巻き取っている。このカローゼル方式の巻取装置５は対向する位置にそれぞれ設けた巻取ロール６、７で交互に巻き取られる構造を有しており、一方の巻取ロール６で或る一定量巻き取った後、対向する別の巻取ロール７に巻取を切り替えて巻取作業を行うものである。これら巻取ロール６、７は、永久磁石を各ロール表面に埋め込み、この磁石の力で薄帯Ｃの先端を捕捉し、その後は巻取ロールの回転により巻取る機能を有している。この巻取装置５の上方には別に設けた駆動機構（図示せず）と連結する切断装置８を配設する。この切断装置８は、アーム９の先端に非晶質薄帯の進行方向に配置した２個の押さえロール１１、１２と、これら押さえロール１１、１２のほぼ中間に位置し、かつ薄帯パスラインＰに対し上方から進入する方向に、切断刃１３を内蔵した切断機構１０を接続してある。前記２個の押さえロール１１、１２は巻取ロール６、７の回転軸と平行な回転軸を有し、巻取ロール６、７と同一の幅を有している。この押さえロール１１、１２の幅は非晶質薄帯Ｃを安定的に押さえるために薄帯幅以上の幅を有していれば良く、押さえロールの径は切断刃１３のストローク以下とすれば良い。また、前記切断装置８は、薄帯Ｃを切断する時点で巻取ロール６に近接するように円弧状に回動するように構成している。本例では切断装置８は円弧状に回動させているが、その他上下方向に駆動させて巻取ロール６に近接するような装置としても良い。
【００１１】
図１の巻取り工程において、定常な状態では巻取ロール６は対向する次の巻取ロール７が、冷却ロール４の表面と巻取ロール６で作るパスラインＰ中の非晶質薄帯Ｃの表面と接する手前で待機した状態で非晶質薄帯Ｃを巻き取っている。ここで巻取ロール７はパスラインＰ（非晶質薄帯Ｃ）の移動速度のほぼ等しい表面速度でパスラインＰの移動方向に回転している。
【００１２】
次いで、図２に示すように、巻取ロール６が或る一定量の非晶質薄帯Ｃを巻き取った時点で、巻取ロール６と次の巻取ロール７間の上方から切断装置８をＡの位置からＢの位置に円弧状に回動させ、切断機構１０に内蔵された２個の押さえロール１１、１２で非晶質薄帯Ｃを押さえ、次の巻取ロール７に非晶質薄帯Ｃを巻取ロール周長の１／２以下、好ましくは少なくとも５０ｍｍ以上接触させる。この時、押さえロールを複数個配置（本例では押さえロール１１、１２の２個）することにより、巻取ロール６の巻取量に関わらず、更には、冷却ロール４の大きさに関わらず（通常使用において、研削、研磨を実施するため冷却ロール４の径は減少する）、押さえロール１１、１２で作る非晶質薄帯切断部のパスラインＰ‘は常に一定の位置関係となる。
【００１３】
更に、図３に示すように、非晶質薄帯Ｃに接触させた押さえロール１１、１２間に設けた切断刃１３を別に設けた切断刃上昇、下降機構（図示せず）を作動し、切断刃を下降して非晶質薄帯Ｃに接触させ、切断する。この時、非晶質薄帯のパスラインＰ‘が常に一定の位置関係のため、非晶質薄帯と切断刃１３との関係も一定となり非晶質薄帯の切断が安定し、切り替えも安定する。
【００１４】
切断した非晶質薄帯Ｃは、図４〜図６に示すように、次の巻取ロール７表面に磁力によって先端を捕捉し、巻取を開始する。ここで非晶質薄帯Ｃを巻取ロール周長の１／２以下接触させた理由は、冷却ロール周長の１／２より多く接触させるためには、アーム９の下降だけでなく伸縮機構も必要とるなど設備が複雑化し、設備が高価となるためである。また、好ましい長さとして５０ｍｍ以上接触させることとした理由は、表面に磁力を帯びた巻取ロール（表面での磁力が１０００Ｇ以上）では５０ｍｍ以上非晶質薄帯を接触させれば１００％非晶質薄帯の先端部の捕捉が可能であることを実験的に見出したからである。次の巻取ロール７に巻取開始後、切断装置８は退避して元の位置に戻る。巻取ロール７で巻取を開始すると、非晶質薄帯を巻取った巻取ロール６は巻取ロール交換装置（図示せず）によって抜き取り、新たな巻取ロールを装着する。非晶質薄帯を巻取った巻取ロール６は搬送装置（図示せず）により搬送し次の工程に送る。新たな巻取ロール装着後、この巻取ロール７の位置は反転して巻取ロール６の位置で定常的に巻き取るように構成しており、これら一連の作業を繰り返して巻取作業を続行することとなる。
【実施例】
【００１５】
本発明の実施例として、原子％で、Ｆｅ：８０．５％、Ｂ：１５．０％、Ｓｉ：３．０％、Ｃ１．０％、残部が不可避的不純物からなる非晶質薄帯を鋳造し、巻取および巻取ロールの切り替えを試みた。鋳造に用いたノズルの開口形状は１７０ｍｍ×０．８５ｍｍとした。また、高周波誘導方式で溶解した前記溶融合金の噴出量を５０ｋｇ／分とし、銅合金からなる内部水冷方式の冷却ロールの表面に噴出させて非晶質薄帯とした。なお、冷却ロールは直径φ１１９８ｍｍ、幅２５０ｍｍ肉厚１９ｍｍで、表面速度は２２ｍ／ｓとした。また、巻取ロールは直径φ６００ｍｍ、幅３７５ｍｍ、表面での磁力が２０００Ｇで、表面速度を２２ｍ／ｓとし、接触長さは３０ｃｍとした。
比較例として、特許文献２に示される方法でＬ１＝３０ｃｍ、Ｌ２＝５ｍとし、その他を本発明例と同じ鋳造条件にて前記非晶質薄帯を製造し、巻取および巻取ロールの切り替えを試みた。本発明例および比較例とも巻取量を変化させて切り替えを行なった。結果を表１に示す。
【表１】
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本発明例においては巻取厚みがＮｏ．１〜７に示す通り２０〜３００ｍｍの範囲で変動しても巻取ロールの切り替えは問題なく可能である。比較例では設定した巻取厚みがＮｏ．１１〜１２に示す通り１５０〜２００ｍｍの範囲では問題なく切り替え可能であるが、Ｎｏ．９および１２に示す通り設定厚みから離れるに従い巻きずれが発生し、Ｎｏ．８，１３，１４に示す通り１００ｍｍ以上巻取厚みが外れると切断不良が発生し巻取ロールの切り替えが不可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による非晶質薄帯の巻取ロール切替装置の概略構成例を示す模式図（側面図）である。
【図２】本発明による巻取中の非晶質薄帯を押さえロールにより押さえつけ次の巻取ロールに接触させた状態を示す模式図（側面図）である。
【図３】本発明による巻取ロール切替時において非晶質薄帯を切断刃で切断した状態を示す模式図（側面図）である。
【図４】本発明による次の巻取ロールに非晶質薄帯が巻きついた状態を示す模式図（側面図）である。
【図５】本発明による非晶質薄帯切り替え後、押さえロールが退避した状態を示す模式図（側面図）である。
【図６】本発明による次の巻取ロールで巻取が開始された状態を示す模式図（側面図）である。
【符号の説明】
【００１７】
１    タンディッシュ
２    溶融金属
３    ノズル
４    冷却ロール
５    カローセル式巻取装置
６    巻取ロール
７    巻取ロール
８    切断装置
９    アーム
１０    切断機構
１１    押さえロール
１２    押さえロール
１３    切断刃
Ｃ    非晶質薄帯
Ｐ    パスライン
Ｐ‘    パスライン
Ａ    切断装置の待機位置
Ｂ    切断装置の稼働位置
【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】
0004690929.tif 000007
【図６】
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