JPH04135096A - 粉体圧延方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粉体圧延方法及び装置並びにクラッド材製造設
備に係わり、特に、粉体を少なくとも１対のロール間に
供給して圧延し、固体材料を製造する粉体圧延方法及び
装置、並びにこの装置を複数組直列に並べたクラッド材
製造設備に関する。

〔従来の技術〕

粉体を圧延して板材等を製造する技術は、例えば［第１
２８回塑性加工シンポジウムテキスト」５ページ〜１２
ページ（平成２年５月）等により既に公知である。かか
る粉体圧延の大きな問題点の一つとして、板の両端部に
おける強度不足がある。すなわち、従来の粉体圧延機に
は圧延中に板の両端部を押さえる機構がなく、両端部の
粉体が外側に逃げるため、この部分の圧延圧力が十分大
きくならなかった。したがって、圧延された板の両端部
では粉体間の十分な結合が得られず、機械的強度も弱く
なるため、端部が割れやすくなり問題となっていた。

上記問題点を解決するための方法として、特開昭６３−
１４９３０５号公報に記載の圧延方法がある。この方法
は、第１５図に示すように、水平ロール２，３の他に板
幅方向から材料を押さえる垂直ロール３７．３８を配置
し、いわゆる一種のユニバーサル圧延機を形成して圧延
を行なうものであり、これにより幅方向からも圧力を加
え、板材５の板端部の粉体量結合強度を大きくしている
。

また、特開昭６３−２２１０１４号公報に記載の圧延方
法では、同様の目的で、ロールの両端部に断面形状がＬ
字形のエンドレスベルトをＬ字形の一側面がロール端面
に当接するように巻き掛け、そのエンドレスベルトで板
幅方向から材料を押さえ、板状の材料をエンドレスベル
トと共に圧延している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の公知例により問題点は一部解消したが、まだ次の
ような点が解決せずに残されている。

特開昭６３−１４９３０５号公報に記載の圧延方法にお
いては、板幅の変更は、垂直ロールを幅方向に出し入れ
して行う。しかしながら、通常の設備では垂直ロールの
径は小さく、板幅を大きく変えることはできない。変更
範囲を大きくするには径の大きな垂直ロールが必要とな
り、ロールの交換が必要となる。また、特開昭６３−２
２１０１４号公報に記載の圧延方法においても、板幅は
エンドレスベルトの幅により決定されるので、板幅の異
なる材料を圧延する際にはエンドレスベルトの交換が必
要となる。

また、上記いずれの従来技術も、製造される板材の断面
形状は矩形の断面に限られ、矩形以外の断面形状の板材
は製造することはできない。

以上のように、従来技術はいずれも、板幅を含めた板の
断面寸法に対する自由度が小さく、また任意の断面形状
の板材を製造することができないという問題があった。

また、板幅の変更は垂直ロール又はエンドレスベルトを
交換すれば可能であるが、この場合は、迅速な板幅変更
ができず、生産性が悪化するという問題があり、また板
幅に応じた径の異なる垂直ロール又は幅の違うエンドレ
スベルトを各種用意せねばならず、設備費が高価となる
問題があった。

本発明の目的は、上述の従来技術の欠点をなくし、任意
の断面寸法又は断面形状の板材を製造することができる
粉体圧延方法及び装置並びにクラッド材製造設備を提供
することである。

本発明の他の目的は、生産性が高く、かつ設備費の安価
な、高品質薄板材の粉体圧延方法及び装置並びにクラッ
ド材製造設備を提供ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、粉体を少なくとも
１対のロール間に供給して圧延し、固体材料を製造する
粉体圧延方法において、前記１対のロールの少なくとも
一方に少なくとも１本の帯状材料を巻き付け、この帯状
材料の本数、ロール軸方向位置及び断面形状の少なくと
も１つを変えることにより前記固体材料に任意の断面寸
法又は断面形状を与えるものである。

また本発明は、粉体圧延装置において、粉体を供給する
装置と、少なくとも１対のロールと、前記１対のロール
に巻き付けられ、ロール軸方向に移動可能な少なくとも
２本の帯状材料と、前記２本の帯状材料をロール軸方向
に移動させ両者の間隔を調整する位置決め手段とを備え
るものである。

更に本発明は、粉体圧延装置において、粉体を供給する
装置と、少なくとも１対のロールと、前記１対のロール
の少なくとも一方に巻き付けられ、前記ロール間の間隔
よりも厚みの小さい少なくとも１本の溝付は用の帯状材
料とを備えるものである。

また本発明は、粉体圧延装置において、粉体を供給する
装置と、少なくとも１対のロールと、前記１対のロール
の少なくとも一方に巻き付けられ、溝型を有する少なく
とも１本の成形用帯状材料とを備えるものである。

以上の粉体圧延装置において、帯状材料は好ましくはゴ
ム状の弾性体で構成されている。

更に本発明は、上述の粉体圧延装置を複数組直列に並べ
たものである。

〔作用〕

ロール軸方向に移動可能な少なくとも２本の帯状材料を
ロールに巻き付け、両者のロール軸方向間隔を変えるこ
とにより、異なる板幅の板材を製造できる。このため、
材料の板幅に関する自由度が大きくなる。

また、ロール間の間隔よりも厚みの小さな少なくとも１
本の溝付は用の帯状材料をロールに巻き付けることによ
り、帯状材料に対応して板材の表面に溝が形成される。

このため、その溝付は用の帯状材料の本数や位置、更に
は断面形状を変えることにより、種々の断面形状の板を
製造することができる。

更に、溝型を有する少なくとも１本の成形用帯状材料ロ
ールに巻き付けることにより、帯状材料の溝型により固
体材料が成形される。このため、溝型の形状に対応して
矩形以外の任意の断面形状の板が製造できる。

また、粉体圧延装置を複数組直列に並べることにより、
上流側の粉体圧延装置で圧延された板を下流側の粉体圧
延装置に通して圧延することにより複数の板を重ねて圧
延され、クラッド材が製造される。

〔実施例〕

以下、本発明の好適実施例を図面により説明する。

まず、本発明の第１の実施例を第１図〜第３図により説
明する。

第１図及び第２図において、粉体供給装置１より、水平
圧延ロール２，３のロールギャップ内に粉体４が供給さ
れ、圧延されて板材５が製造されている。水平ロール２
にはゴム状の弾性体物質で作られた幅方向押さえベルト
６．８が、水平ロール３には同じくベルト７．９が巻き
付けられている。これらのベルトは板材５の板端部に対
応する位置に配置され、ベルト６．７とベルト８，９が
それぞれ同じロール軸方向位置にあって、互いに接触し
合い、粉体がこぼれるのを防いでいる。その後、これら
ベルトも粉体材料と一緒にロールギャップ内を通過し、
圧縮されて変形する。ベルトが厚み方向に圧縮される際
、同時に幅方向に広がろうとし、粉体が圧延されて幅方
向に逃げようとするのを防ぐ。

各幅方向押さえベルト６〜９はロール軸方向に移動可能
であり、かつ位置決め装置１０〜１３によりロール軸方
向の位置ずれが防止されている。

また、これら位置決め装置自体が幅方向に移動可能とな
っており、圧延材料の板幅変更を自由に行うことができ
る。ベルト６〜９の幅は圧延ロールの幅に比べてかなり
狭くても良いため、材料の板幅は、ベルト位置決め装置
１０〜１３を干渉しない程度にまで近付けた狭幅から、
はぼロールの幅一杯までの広い範囲で変えることができ
る。勿論、圧延中にベルトを移動させれば、幅が均一で
ない形状の材料も製造できる。

第３図にベルト位置決め装置１０の構造の一例を示す。

ベルト６を挾むようにローラ１４，１５がベース１６に
固定されている。ベース１６はガイドレール１７上をス
ライドする構造となっており、ベースに固定されたラッ
ク１８と、ガイドレール側に固定されたモータ１９によ
り駆動されるピニオンギア２０とで幅方向の位置決めが
行われる。ガイドレール１７上の反対側には、もう−台
の位置決め装置１２が対称に設置されるのが普通である
。すなわち、ガイドレールを二台の位置決め装置で共用
する。勿論、別々のガイドレールを用いても良く、この
場合二台の位置決め装置が干渉しないように配置すれば
、二本のベルト６．８を極限まで近付けることができ、
極めて幅の狭い板の製造も可能となる。

第４図に上記実施例の変形例を示す。ここでは幅方向押
さえベル）６Ａを一方のロール２にのみ設けたもので、
設備が簡略化される。ただし、圧延方向を垂直にすると
粉体がロールギャップ内に送られる前に、横方向にこぼ
れる量は若干多くなる。このため、こぼれる量を最小に
するために、図のようにロールの配置を圧延方向を傾け
るのが好ましい。

第５図〜第７図は幅方向押さえベルトの断面形状の変形
例である。

第２図に示すように、ベルト６と７及びベルト８と９は
互いに接触しているが、この接触面が圧延中にずれると
、板端部の断面形状が変化し、好ましくない。そこで第
５図に示すように、接触し合うベルト６Ｂ、７Ｂを互い
に噛み合う凹凸断面の形状とすれば、幅方向へのずれを
防ぐことができる。

またベルト断面が矩形であると、圧縮されたときに樽型
に変形し、板の断面形状が矩形でなくなり、場合によっ
ては好ましくない。そこでこれを防止するには、第６図
に示すように、ベルト６Ｃ。

７Ｃの断面を圧縮された時に矩形となるようにすればよ
い。

本発明に使用する幅方向押さえベルトは、粉体材料と一
緒にロールギャップ内を通過し、圧縮されて変形する。

このため材質は、ゴムや軟質プラスチック等の弾性材料
が適している。しかし、かかる材料を用いてもベルトが
中実体であれば、圧縮変形量には限界があり、薄い板材
を圧延する場合には薄いベルトに交換する必要がある。

そこで第７図に示すように、ベルト６Ｄ、７Ｄを中空体
とすることにより、圧縮変形量を大きくすることができ
、厚い板から薄い板までベルト交換無しで圧延すること
ができる。

以上のように、幅方向押さえベルトについては種々の変
形が可能であり、ここに述べた以外にも変形が可能であ
る。

本発明の他の実施例を第８図により説明する。

第８図において、圧延ロール２．３に幅方向押さえベル
ト６．８及び７，９が巻き付けられ、粉体から板材４が
圧延されている。そして、圧延ロール３には更に、ロー
ル２，３のロールギャップよりも厚みの小さなベルト２
１，２２．２３が巻き付けられている。これにより、ロ
ール２，３で圧延される板材４の一表面にはベルト２１
．２２゜２３に対応した溝が形成され、溝のついた板の
製造が可能になる。かかる溝付は用ベルト２１〜２３の
本数や位置、さらに断面形状を変えることにより、種々
の断面形状を有する板ができる。圧延中、溝付は用ベル
トの位置を変化させれば、波状の溝とすることもできる
。

溝付は用ベルトの材質は圧延中の変形を少なくするため
、逆に硬いものがよく、金属でも構わない。また、幅方
向押さえベルト６〜９は使わず、溝付は用ベルト２１〜
２３のみを使用することもできる。この場合、板端部の
処理は従来方法を用いることになる。

本発明の更に他の実施例を第９図により説明する。以上
の実施例では、ベルトはすべてリング状であったが、必
ずしもリング状とは限らず、第９図に示すようなものも
使用可能である。すなわち、第９図においてベルト６Ｅ
はリール２４に、ベル）７Ｅはリール２５にそれぞれ巻
き付けられており、ロール２，３の回転に伴って移動し
、リール２６．２７に巻き取られる。圧延終了後は再び
巻き戻すか、リール２６と２４及びリール２７と２５を
交換する。

本実施例ではベルトの長さが有限となり、長い材料を圧
延することはできない。しかし、リング状ベルトに見ら
れる継目による圧延条件の変動がないという利点を有す
る。

本発明のなお更に他の実施例を第１０図〜第１２図によ
り説明する。本実施例は、第１図〜第３図に示す実施例
をクラッド材の製造に適用したものである。

粉体圧延によるクラッド材の製造は、従来第１０図に示
すような方法によって行われていた。すなわち、仕切板
２８を挾んで並べられた複数の粉体供給装置２９．３０
より、異なる粉体３１，３２をロール間に供給して圧延
する。かかる方法では、得られたクラッド材３３の界面
が不規則になるという欠点があった。これを解決するた
めには、第１１図に示すような方法を用いればよい。す
なわち、一対の圧延ロール２，３に対し一台の粉体供給
装置２９を一組とし、これを複数台直列に並べる。第１
の粉体３１を第１の組の装置で板に圧延し、第２の組の
装置に送る。ここで、第２の組の装置の粉体供給装置３
０から第２の粉体３２を供給し、ロール３４．３５で重
ねて圧延する。これを繰り返せば、何層のクラッド材で
も製造できる。

本実施例によれば、−度板にした材料に次の粉体を重ね
るため、界面が一直線上になる。

また、第８図の実施例はクラッド材の製造に好都合であ
る。すなわち、凹凸断面とすることにより材料同士の接
合界面の面積が大きくなり、接合が強固になる。第１２
図はこの実施例を応用した界面の接合強度を大きくする
実施例である。

第１２図において、第１の組の装置で圧延する際、第２
の材料が重なる側のロール３に溝付は用ベルト２１を巻
き付け、板の片面を凹凸形状とする。勿論、溝付は用ベ
ルトの本数や断面形状は任意に選べる。なお、ここでロ
ーラ３６は、該溝付は用ベルトの巻き付き張力を調整す
るためのテンションローラである。第２の組の装置では
板の凹凸側には溝付は用ベルトを設けず、フラットなロ
ール３５で圧延する。３組以上の装置を用い、３層以上
のクラッド材を製造する場合は、最後の装置のみ溝付は
用ベルトを設けないフラットロールとすればよい。

本発明の更に他の実施例を第１３図及び第１４図により
説明する。本実施例はベルトに溝型を設けて矩形板以外
の断面形状の板を製造するものである。

第１３図において、ベルト３７．３８の断面形状を溝型
３７ａ、３８ａを有する形状とし、この中に粉体を供給
する。溝型３７ａ、３８ａの形状は、ロール間で圧縮さ
れた時に正規の材料断面が得られるように決める。長手
方向に溝形状を変化させれば、３次元的な材料もできる
。このように本実施例によれば、粉体が直接ロール２，
３に接触しない方式が可能である。なお、この場合、第
１４図に示すようなベルトの巻き付は方をするとよい。

すなわち、ロール２，３に噛み込まれる前に、ガイドロ
ーラ３９．４０によりベルト３７゜３８を合わせ、横方
向に粉体がこぼれないようにする。勿論、かかるベルト
の巻き付は方は、上述のいずれの実施例にも適用できる
。

以上、本発明の幾つかの実施例を説明したが、本発明は
その精神を逸脱することなく、種々の応用が可能である
。例えば、リング状ベルトは繰返し使用されるため、次
第に粉体が付着して汚れてくる。そこでベルトの清掃装
置を付属させる等、状況に応じて機器を追加することも
できる。また、これまでの説明におけるリング状ベルト
はたるみのある状態で巻き付けたが、たるみがなくロー
ルにぴったりと巻き付いたようなベルトとすることも可
能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、多種多様な断面寸法又は断面形状を持
った板を製造することができる。また、この断面寸法又
は形状の変更も容易に行え、従来の圧延機では製造不可
能であった長手方向に断面形状の変化する材料も作れる
。

また、本発明によれば、板端での結合不足がなく、幅方
向に均一な強度を有する板材を、従来の方法に比べて簡
便な装置で製造できる。また、板幅の変更が容易にでき
、段取りに要する時間が短くなり、生産性の向上が実現
できる。

更に、本発明によれば、クラッド材についても、界面が
均一で結合強度の大きい材料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による粉体圧延装置の正面図
であり、第２図はその粉体圧延装置の上面図であり、第
３図は同粉体圧延装置のベルト位置決め装置の概略図で
あり、第４図は第１図の実施例の変形例の正面図であり
、第５図〜第７図はベルトの断面形状に関する変形例を
示す図であり、第８図は本発明の他の実施例による粉体
圧延装置の上面図であり、第９図は本発明の更に他の実
施例による粉体圧延装置の正面図であり、第１０図は従
来のクラッド材製造設備の正面図であり、第１１図は本
発明の一実施例によるクラッド材製造設備の正面図であ
り、第１２図は第１１図の変形例によるクラッド材製造
設備の正面図であり、第１３図は本発明の更に他の実施
例による粉体圧延装置の上面図であり、第１４図はその
粉体圧延装置の正面図であり、第１５図は従来の粉体圧
延装置の上面図である。 符号の説明 １・・・粉体供給装置 ２．３・・・圧延ロール ４・・・粉体 ５・・・圧延後の板（固体材料） ６〜９・・・幅方向押さえベルト（帯状材料）１０〜１
３・・・ベルト位置決め装置 ２１〜２３・・・溝付は用ベルト ３３・・・クラッド材 ３７．３８・・・溝型ベルト ３７　ａ　＊　　３８　ａ・・・溝型 出願人　　株式会社　日立製作所 第１図 第２図 第 図 第 図 第 図 第１０図 第１３ 図 第１４図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉体を少なくとも１対のロール間に供給して圧延
   し、固体材料を製造する粉体圧延方法において、前記１
   対のロールの少なくとも一方に少なくとも１本の帯状材
   料を巻き付け、この帯状材料の本数、ロール軸方向位置
   及び断面形状の少なくとも１つを変えることにより前記
   固体材料に任意の断面寸法又は断面形状を与えることを
   特徴とする粉体圧延方法。
2. （２）請求項１記載の粉体圧延方法において、前記帯状
   材料を２本用い、両者のロール軸方向間隔を変えること
   により前記固体材料の板幅を変化させることを特徴とす
   る粉体圧延方法。
3. （３）請求項１記載の粉体圧延方法において、前記帯状
   材料を前記ロール間の間隙より小さい厚みとし、この帯
   状材料で前記固体材料の板表面に溝を形成することを特
   徴とする粉体圧延方法。
4. （４）請求項１記載の粉体圧延方法において、前記帯状
   材料に溝型を形成し、この溝型で前記固体材料を成形す
   ることにより前記固体材料に矩形以外の断面形状を与え
   ることを特徴とする粉体圧延方法。
5. （５）粉体を供給する装置と、少なくとも１対のロール
   と、前記１対のロールに巻き付けられ、ロール軸方向に
   移動可能な少なくとも２本の帯状材料と、前記２本の帯
   状材料をロール軸方向に移動させ両者の間隔を調整する
   位置決め手段とを備えることを特徴とする粉体圧延装置
   。
6. （６）粉体を供給する装置と、少なくとも１対のロール
   と、前記１対のロールの少なくとも一方に巻き付けられ
   、前記ロール間の間隔よりも厚みの小さい少なくとも１
   本の溝付け用の帯状材料とを備えることを特徴とする粉
   体圧延装置。
7. （７）粉体を供給する装置と、少なくとも１対のロール
   と、前記１対のロールの少なくとも一方に巻き付けられ
   、溝型を有する少なくとも１本の成形用帯状材料とを備
   えることを特徴とする粉体圧延装置。
8. （８）請求項５又は７記載の粉体圧延装置において、前
   記帯状材料をゴム状の弾性体で構成したことを特徴とす
   る粉体圧延装置。
9. （９）請求項５〜７のいずれか１項記載の粉体圧延装置
   を複数組直列に並べたことを特徴とするクラッド材製造
   設備。