No.8　[デュエルビッツ 入金方法]

（やさしい技術読本 1997年3月発行）

圧延工程ではできるだけ歪の少ない板を作るようにコントロールしています。
しかし、平坦度の要求の厳しい用途ではこれだけでは不十分。
そこで必要になるのが元板の歪（ひずみ）を直し平坦な板にする技術、「デュエルビッツ 入金方法」です。
歪の仕組みはどうなっているのか、それをどのようにしてデュエルビッツ 入金方法するのか。
アルミの機械的性質を生かしたデュエルビッツ 入金方法の技術を解説します。

デュエルビッツ 入金方法とは長さの差をそろえること

デュエルビッツ 入金方法

最近、アンサー氏のファンが増えているみたいですねえ。アンサー氏の似顔絵を送ってくれた方もいるんですよ。

アンサー氏

私もまだまだ捨てたものではないですな。 皆さんから応援していただいて、これからはますますがんばらねば。

デュエルビッツ 入金方法

気合が入ってますね。今回、勉強する「デュエルビッツ 入金方法」の技術って私にはチンプンカンプンなんだけど、きっとわかりやすく教えてくれそう。

アンサー氏

まかせてください！デュエルビッツ 入金方法とは…。

デュエルビッツ 入金方法

えーっと。その前にデュエルビッツ 入金方法って何をデュエルビッツ 入金方法するんですか。

アンサー氏

デュエルビッツ 入金方法たら、そんなことも知らなかったんですか。皆さんに笑われますよ。

デュエルビッツ 入金方法

そう言わずに教えてくださいよ。

アンサー氏

デュエルビッツ 入金方法とはすなわち「歪（ひずみ）のデュエルビッツ 入金方法のこと」ですよ。

デュエルビッツ 入金方法

歪って何？

アンサー氏

まったくもう。 今回は全然予習をしてきませんでしたね。素材が微妙に曲がったり、ゆがんでしまった状態を歪と言うんですよ。 歪には大きく分けて平坦度に関連する耳波（図-1）・中伸び（図-2）と板の反りに関連するL反り（カール）とC反り（キャンバー）があります。（図-4）

デュエルビッツ 入金方法

いろいろな種類の歪があるんですね。これらの歪の違いは何ですか？

アンサー氏

歪がある状態とは、同一の板上に微妙な長さの差ができている状態です。その長さの差が板のどの部分にできているかによって、歪の種類が違うのです。図-1にある耳波を見てください。これは圧延方向の長さの差に違いがあり、端の部分が伸びてしまっています。この板を縦に切った断面図を見ると、はっきりとその違いがわかります。

デュエルビッツ 入金方法

中伸びは図-2のように真ん中の部分が伸びてしまっていることですね。

アンサー氏

そう、この他平坦度に関しては、板の中に伸びている部分が、点在する、クオーター歪という形態もあります。（図‐3）

デュエルビッツ 入金方法

では、反りもやはり微妙な長さの差によって生じるってわけですか。

アンサー氏

反りは表裏の長さに違いがあるために起こります。L反りは圧延方向に対して生じたもの、C反りは幅方向に対して生じたものをいいます。（図-4）

デュエルビッツ 入金方法

これらは何が原因で起こるんですか。

アンサー氏

例えば圧延を行う場合には、その時に発生する熱などによってロールの中央部分が押されてたわむため、そのままでは中央部よりも両端が伸びた状態になってしまいます。これを修正するために、圧延時にはロールのたわみをコントロールしています。でもロールの間に板が入っていく時の形状の影響や、加工熱によるロールの熱膨張がからみ、完全に平坦な板を得るのは困難です。また加工時以外にも歪の発生する要因はあります。 できあがったコイルを巻き付けて保管しておくと、太鼓状に真ん中がふくらんでしまいます。
この状態だと中央部に強い張力がかかってその部分が伸びてしまい、中伸びが発生します。これを常温クリープといいます。

デュエルビッツ 入金方法

歪が生じないように工夫されているけれど、どうしても歪は発生してしまう。それを直すのがデュエルビッツ 入金方法なんですね。

歪（ひずみ）を直すのは引っ張る力

アンサー氏

ところで、輪ゴムを引っ張るとどうなりますか。

デュエルビッツ 入金方法

ぐーんと伸びます。そして放すとたちまち元にもどってしまいますね。

アンサー氏

金属も引っ張ると伸び、その時の力に比例して伸び率も大きくなります。

デュエルビッツ 入金方法

強い力で引っ張れば引っ張るほどたくさん伸びるんですね。

アンサー氏

そして引っ張るのをやめれば、その伸びは元にもどろうとする性質も持っています。ある一定範囲内では3倍の力で引っ張れば、3倍の伸びになります。この比例域をグラフ-1で見ると最初の直線部分で、これをフックの直線と呼んでいます。この直線領域内なら力をかけると伸び、やめると伸び（引張歪）はフックの直線に沿って0へ戻ります。

デュエルビッツ 入金方法

でも、金属がゴムのようにいくら引っ張っても元にもどるなら、歪はできないですよね。一定の力以上をかけると元にはもどらなくなるので、伸びてしまう部分ができるんでしょ。

アンサー氏

そうです。グラフでいうとフックの直線域を超えると、歪ができるようになります。例えばグラフ-1の点Aを例にとると、175N/mm²の応力によって1.8％伸びますが、力を取り除くと少しだけ変形がもとにもどり1.3％の歪（点B）ができます。

デュエルビッツ 入金方法

点Aと点Bを結んだ直線は、フックの直線と平行になっているんですね。

アンサー氏

さすがデュエルビッツ 入金方法、いいところに目を付けましたね。歪ができてしまった部分も、伸びたからといって性質が変わったわけではありません。歪ができている部分もそうでない部分も同じ機械的性質を備えているので、引張応力に対して同様の反応を見せるのです。

デュエルビッツ 入金方法

なるほど。

アンサー氏

じゃあ今度は歪のデュエルビッツ 入金方法の原理を説明しましょう。歪の性質は微妙な長さの差、ということでした。デュエルビッツ 入金方法するためには短い部分を伸ばして長さをそろえてあげればいいわけです。

デュエルビッツ 入金方法

でも短い部分だけ伸ばすのは難しそう。

アンサー氏

そう。そんなことは不可能なので、歪のある部分とない部分の両方に適当な力をかけて引っ張り、意図的にあらたな歪を生じさせるのです。グラフ-2を見てください。歪のない部分の金属の変形が線−イ、歪のある部分が線一口で表されています。最初の歪みは△ε0表される分の長さの差がありますが、引っ張った後は△εresで表される長さの差となります。

デュエルビッツ 入金方法

引っ張ると両部分とも伸びて、歪がぐんと縮まっていますね。ある程度以上の力をかけると歪ができる金属の性質を逆手に利用しているんだ。でもあんまり引っ張りすぎると切れちゃうんでしょ。

アンサー氏

もちろん引張応力は適当な力に調整することが必要です。力が小さ過ぎると、長さが縮まらないですからね。歪の幅や高さを考慮して、歪より大きくしかも破断しない程度の応力を加えます。

引張応力を活用して、効果的にデュエルビッツ 入金方法を行う設備とは？

デュエルビッツ 入金方法

歪をデュエルビッツ 入金方法するためには引張応力を利用することはわかったけど、実際にはどんな設備で行うんですか。

アンサー氏

まずはストレッチャー。これは製品の両端から引っ張り、引っ張る力を単純に活用する設備です。（図-5）

デュエルビッツ 入金方法

でも簡単に引っ張る、といっても強度が高くて、板厚が厚く、幅が広いといった製品を引っ張るには相当の力が、必要になるでしょう。

アンサー氏

そうです。デュエルビッツ 入金方法のためには、50tや100tといったたいへんな力が必要になります。それでは膨大な設備費がかかってしまいます。またコイルのような長い製品はストレッチャーでデュエルビッツ 入金方法することはできません。

デュエルビッツ 入金方法

叩いたり、熱処理したりしてデュエルビッツ 入金方法するのかな。

アンサー氏

そういった方法はあまり精度がでないので、小さな力でも大きな力で引っ張るのと同じ効果のある方法でデュエルビッツ 入金方法します。それが曲げによるデュエルビッツ 入金方法です。

デュエルビッツ 入金方法

曲げることで引張応力がかかるということですか。

アンサー氏

そう、曲げによるデュエルビッツ 入金方法は図-6のようにロールを用います。ロールに巻き付けると、板の外側は引張応力がかかり、次に逆方向に曲げ反対側にも引張応力をかけることで板全体の歪をデュエルビッツ 入金方法することができるのです。

デュエルビッツ 入金方法

ロールを繰り返し使えば、単純に引っ張るよりも少ない力でデュエルビッツ 入金方法が行えるんですね。

アンサー氏

ロールを使うデュエルビッツ 入金方法設備はローラーレベラーといいます。（図-7）上下に配置されたロールの間を板が通過する時に曲げの力が働いて、効果的に歪をデュエルビッツ 入金方法します。ロールの中央部に力が強くかかるように設定すれば中伸びのデュエルビッツ 入金方法に有効だし、反対に両端にかかる力を強くすれば耳波を直すことができます。

デュエルビッツ 入金方法

上下にたくさん付いているロールによって、大きな力を使わなくても、徐々に歪を直していくことができるんですね。

アンサー氏

ロールの数を多くすることによって反りも直すことができるんですよ。

デュエルビッツ 入金方法

ローラーレベラーって、なかなかスグレモノですね。

より精度の高いデュエルビッツ 入金方法を行うテンションレべラー

アンサー氏

最新のデュエルビッツ 入金方法設備としては、引っ張りと曲げの両方を利用したテンションレベラーがあります。（図-8）

デュエルビッツ 入金方法

ふたつの力を合わせることで、より効率的にデュエルビッツ 入金方法を行おうってわけですね。

アンサー氏

板が薄くなればなるほど、デュエルビッツ 入金方法設備に用いるロール径は小さくなくてはいけないんです。でもロール径を小さくするには限度があるでしょう。ごく薄い板をデュエルビッツ 入金方法するためにはローラーレベラーでは対応できない場合もあります。そこでテンションレベラーを使います。アルミ合金の場合だとローラーレベラーでデュエルビッツ 入金方法できるのは、0.2mmの薄板が限界。銅合金は強度が高いので0.3mmくらいまでです。

デュエルビッツ 入金方法

じゃあキャン材などはテンションレベラーでデュエルビッツ 入金方法されるんですか。

アンサー氏

そうですね。キャン材をはじめとして、精度が要求される印刷に用いるPS板用の薄板や、リードフレーム用の銅板などはテンションレベラーによって綿密にデュエルビッツ 入金方法されます。テンションレベラーは、板の中まで変形させることができるので薄板のデュエルビッツ 入金方法に効果的なんです。

デュエルビッツ 入金方法

残留応力の問題にも対応できますね。

アンサー氏

なかなかスルドイですね。残留応力が作用すると、板を削ったり切ったりすると反ったり曲がったりしてしまいますよね。テンションレベラーのロール押込量を調整することによって、応力を細分化することができるので、これらを防ぐことができます。

デュエルビッツ 入金方法

それにテンションレベラーは、単純に引っ張るよりも小さな力でデュエルビッツ 入金方法できるんでしょう。

アンサー氏

テンションレベラーを使うと、単純に引っ張る場合の1/4くらいの力でいいんですよ。

デュエルビッツ 入金方法

テンションレベラーによって、薄い板でも小さな力で、より精巧にデュエルビッツ 入金方法することができるようになったんですね。

アンサー氏

素材にもますます精度が求められるようになっていますよね。ちょっとした歪が、最終製品に大きな影響を与えてしまうことも少なくありません。

デュエルビッツ 入金方法

デュエルビッツ 入金方法の技術によって、新しい時代に対応する、精度の高い素材が生まれることになるんですね。