JP2000015330A - 金属帯巻き取り用ゴムスリーブならびに巻き取りリール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて簡便な手段で、金属帯の腰折れの発生
を防止できる金属帯巻き取り用ゴムスリーブならびに巻
き取りリールを提供する。 【解決手段】 金属帯巻き取り用ゴムスリーブを内層ス
リーブと該内層スリーブに非接着の外層スリーブとから
構成する。さらに、該内層スリーブの表面に凹み部を軸
方向に設け、該凹み部の角部を滑らかな曲面とするとよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷延鋼板やステン
レス鋼板等の金属帯をコイル状に巻き取る処理ラインに
おける巻き取り設備の巻き取りリールに装着する金属帯
巻き取り用ゴムスリーブに関し、更に詳しくは、金属帯
の巻き取りに際し、金属帯最先端部の段差により金属帯
コイルの内径部に生じるエンドマークやトップマークと
呼ばれる品質欠陥である腰折れの発生を防止する金属帯
巻き取り用ゴムスリーブに関する。

【０００２】

【従来の技術】冷延鋼板やアルミ等の金属帯の巻き取り
に使用される巻き取りリール（以下、単に「リール」と
もいう）は、外周部の分割されたセグメントが拡縮用ロ
ッドの進退移動により半径方向に移動し、リールの外径
が拡大・縮小するものが一般に使用され、リールの外径
を拡大させて金属帯をコイル状に巻き取り、巻き取り
後、その外径を縮小させて金属帯コイルを取り出す構造
となっている。

【０００３】このような拡大縮小式のリールによる金属
帯の巻き取りでは、セグメントの拡大時に各セグメント
間の隙間や段差などが金属帯コイルの内径部に転写され
易いので、これを防止するために、リールの外周にゴム
スリーブを装着し、ベルトラッパと呼ばれるエンドレス
ベルトによる巻き付け装置により、金属帯をゴムスリー
ブ表面に巻き付けた後、張力をかけて巻き取りが行われ
る。

【０００４】ゴムスリーブの形状としては、通常、均一
な厚さの単純な円筒状のものが用いられるが、このゴム
スリーブを装着したリールによる巻き取りでは、金属帯
をリールに巻き取った際、金属帯最先端部の段差が原因
で、金属帯の巻き始めから数巻きないし数十巻きの範囲
にわたって腰折れが生じ易く、いわゆるエンドマークや
トップマークなどと呼ばれる表面欠陥が発生し、大幅な
歩留まり低下をもたらすという問題がある。

【０００５】上記腰折れ問題に関し、以下に示す種々の
対策が提案されている。 Ａ．金属帯先端部をテーパ状にまたは薄く加工し、金属
帯最先端部の段差を軽減する技術。

【０００６】ａ．金属帯先端部から一定長さの範囲を圧
延し、板厚を薄くする（特開昭６１−１２６９２７号公
報）。 ｂ．金属帯先端部をスエージングロールによってテーパ
状に加工する（実開昭５２−３８１３９号公報）。

【０００７】ｃ．金属帯先端部をグラインダによってテ
ーパ状に加工する（実開昭５６−１３１９９１号公
報）。 ｄ．金属帯先端部をカッタによってテーパ状に加工する
（特開昭６３−２３７８５８号公報）。

【０００８】Ｂ．緩衝材を挿入し、金属帯最先端部の段
差を軽減する技術。 ａ．金属帯の最先端部が２巻目と重なる範囲に段ボール
などの緩衝材を挿入する（特開昭５９−１０１９号公
報、特開平５−３３７５４２号公報、実開昭５２−１０
０８３４号公報）。

【０００９】Ｃ．ゴムスリーブに段差、窪み、軟質部な
どを設け、鋼板（金属帯）最先端部の段差を軽減する技
術。

【００１０】ａ．ゴムスリーブに段差を設ける。 ｂ．ゴムスリーブに窪みを設ける（特開平６−１６３４
１号公報、特開平６−２４６３４９号公報）。

【００１１】ｃ．ゴムスリーブに軟質部を設ける（特開
平５−２８５５４０号公報）。 ｄ．ゴムスリーブの内部に空隙をもうけ、空隙内の圧力
を調整する（特開平７−８０５４３号公報）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
Ａの「金属帯先端部をテーパ状にまたは薄く加工し、金
属帯最先端部の段差を軽減する技術」は、金属帯先端部
を板幅方向に高精度で加工するのが難しく、また、加工
設備が大型化しコストが高くなるといった問題や金属帯
先端部を鋭くしたため巻き取り作業トラブルが発生し易
いなどの問題があり実用的でない。

【００１３】前記Ｂの「緩衝材を挿入し、金属帯最先端
部の段差を軽減する技術」は、緩衝材を金属帯の所定の
位置に正確に挿入するための装置や複雑な制御が必要な
どの問題がある。また、作業者が挿入をする場合には、
生産効率が低下し、安全面でも問題である。

【００１４】前記Ｃのａの「ゴムスリーブに段差を設け
る」方法は、金属帯先端部を１０ｍｍ程度の精度で位置
決めする必要があり、複雑な制御が必要となる。また、
前記Ｃのｂの「ゴムスリーブに窪みを設ける」方法ある
いはｃの「ゴムスリーブに軟質部を設ける」方法は、金
属帯先端部の位置決め精度が５０ｍｍ程度となり、位置
決めは容易となるが、多少の許容範囲はあるものの広範
囲の板厚に対応できないという問題がある。例えば、最
大板厚に合わせて、窪み部の形状を決定すると、薄物材
の巻き取りにおいてコイル内径部が変形し、真円状に巻
き取りができないという新たな問題が発生したり、窪み
部の角部で板が折れるといった問題が生じる。したがっ
て、板厚に応じてゴムスリーブを交換する必要があり、
ゴムスリーブの保有数増加によるコストアップや交換作
業による生産性の低下などが避けられない。また、前記
Ｃのｄの「ゴムスリーブの内部に空隙をもうけ、空隙内
の圧力を調整する」方法は、リールの大幅な改造が必要
でコストが高くなる。

【００１５】本発明の課題は、上記従来の問題を解決
し、極めて簡便な手段で確実に、金属帯の巻き取りの際
の腰折れの発生を防止することができる金属帯巻き取り
用ゴムスリーブならびに巻き取りリールを提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】金属帯の腰折れの発生原
因は、金属帯最先端部の板厚による段差であることは従
来から知られている。

【００１７】図１は、腰折れの発生を模式的に示す概要
図である。同図で、符号１は金属帯、２はリール、３は
コイルである。

【００１８】図１において、金属帯の巻き取りに際し、
金属帯１の１巻き目のＡ部は、リール２と非接触であ
り、その下面には面圧が作用せず、上面にのみ面圧が作
用する。その結果、金属帯最先端部１−１と接触するＢ
部に過大な曲げモーメントが働き、Ｂ部において腰折れ
が発生する。２巻き目以降においては、１巻き目の腰折
れに沿う形で巻き取りがおこなわれ、再び腰折れが発生
する。

【００１９】そこで、本発明者らは、ゴムスリーブを内
層スリーブと該内層スリーブに非接着の外層スリーブと
で構成し、巻き取りの際の外層スリーブの周方向におけ
る変形を利用して図１のＡ部の下面に面圧を加え、腰折
れの発生を抑制する方法を想到した。

【００２０】本発明者らは、上記基本的考え方に基づき
研究を重ね、本発明を完成した。

【００２１】本発明の要旨は、以下(1) から(4) の通り
である。

【００２２】(1) 金属帯処理ラインの巻き取り設備にお
ける巻き取りリールに装着するゴムスリーブであって、
該ゴムスリーブを内層スリーブと該内層スリーブに非接
着の外層スリーブとから構成したことを特徴とする金属
帯巻き取り用ゴムスリーブ。

【００２３】(2) 外層スリーブの厚さが８ｍｍ以上１５
ｍｍ以下であることを特徴とする上記(1) 項に記載の金
属帯巻き取り用ゴムスリーブ。

【００２４】(3) 内層スリーブの表面に凹み部を軸方向
に設け、該凹み部の角部を滑らかな曲面としたことを特
徴とする上記(1) 項または(2) 項に記載の金属帯巻き取
り用ゴムスリーブ。

【００２５】(4) 凹み部の最大深さが金属帯の板厚の２
倍以下０．５倍以上で、該凹み部の周方向における幅が
７０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることを特徴とする上
記(3) 項に記載の金属帯巻き取り用ゴムスリーブ。

【００２６】(5) 上記(1) 項ないし(4) 項のいずれかに
記載の金属帯巻き取り用ゴムスリーブを装着したことを
特徴とする巻き取りリール。

【００２７】

【発明の実施の形態】図２は、本発明の金属帯巻き取り
用ゴムスリーブ（以下、単に「ゴムスリーブ」という）
を装着したリールによる巻き取り状況を示す概要図であ
る。図３は、金属帯先端部周辺のゴムスリーブの変形状
態を示す模式図である。

【００２８】図２において、本発明に係るゴムスリーブ
４は、内層スリーブ５と該内層スリーブ５に非接着の外
層スリーブ６とから構成したことを特徴とし、このゴム
スリーブ４を装着したリール２により金属帯１を巻き取
ることができる。なお、内層スリーブ５と外層スリーブ
６の厚さは、それぞれ周方向に均一とすることができ
る。

【００２９】ここで、内層スリーブ５と外層スリーブ６
は非接着状態であるため、図２に示すように、１巻き目
の巻き取りに際し、外層スリーブ６は金属帯１の半径方
向の押圧により周方向に伸び、内層スリーブ５との間に
たるみ８が生じる。このたるみ８は、金属帯１の巻き取
りとともに周方向に移動し、図３に示すように、Ａ部の
下面の隙間を埋めるように溜まる。したがって、図３の
Ａ部の下面には外層スリーブ６からの面圧が作用し、金
属帯最先端部１−１と接触する同図のＢ部に作用する曲
げモーメントが小さくなり、Ｂ部における腰折れの発生
が抑制される。

【００３０】外層スリーブの厚さが過大だと、伸び変形
が小さくなり腰折れ抑制効果が少なく、過小では、磨耗
や損傷により外層スリーブの使用寿命が短く耐久性が問
題となる。よって、外層スリーブの厚さは、８ｍｍ以上
１５ｍｍ以下とするのがよい。

【００３１】図４は、本発明の好適態様のゴムスリーブ
を装着したリールによる巻き取り状況を示す概要図であ
る。図５は、金属帯先端部周辺のゴムスリーブの変形状
態を示す模式図である。なお、図４と図５で、図２ある
いは図３と同じ要素は同一の符号で示す。

【００３２】図４において、本発明の好適態様に係るゴ
ムスリーブ４は、内層スリーブ５の表面に凹み部５−１
を軸方向に設け、該凹み部５−１の角部５−２を滑らか
な曲面としたことを特徴とし、このゴムスリーブ４を装
着したリール２により金属帯１を巻き取ることができ
る。

【００３３】図４または図５に示すように、内層スリー
ブ５の表面に凹み部５−１が軸方向に設けられているた
め、この凹み部５−１に沿う形で形成される外層スリー
ブ６の窪み部６−１内に金属帯先端部１−１を収納する
ようにして巻き取りをおこなうことにより、前述したた
るみ８の形成の効果に加え、金属帯先端部１−１が窪み
部６−１に沈み込む効果が生じ、腰折れの発生をより効
果的に抑制することができる。凹み部５−１の角部５−
２を滑らかな曲面としているため、角部５−２による新
たな腰折れの発生もない。

【００３４】図６は、内層スリーブに設ける凹み部の形
状の例を示す断面詳細図である。同図で、符号ｈは凹み
部５−１の最大深さ、Ｗは凹み部５−１の周方向におけ
る幅、ｒ１とｒ２は凹み部の曲率半径である。

【００３５】凹み部の最大深さｈは、腰折れ抑制の効果
やコイル内径の形成の安定性の観点から、金属帯の板厚
の２倍以下０．５倍以上とするのが望ましい。また、凹
み部の周方向における幅Ｗは、腰折れ抑制の効果や金属
帯先端部の位置合わせに対する位置決め制御精度の観点
から、７０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とするのが望まし
い。内層スリーブの外径円筒に接する曲率半径ｒ１は、
過小すぎると角部で新たな腰折れが発生しやすくなるの
で、内筒スリーブの外半径の０．７倍以上とするのがよ
く、上限は特に設けないが通常０．９倍以下とするのが
よい。なお、曲率半径ｒ１に続く曲率半径ｒ２は、凹み
部の中心部に向かいｒ１より小さくするのがよい。ま
た、内層スリーブに設ける凹み部の形状は、巻き取り方
向に依存しないように対称であることが望ましい。

【００３６】ゴムスリーブの材質に関しては特に限定す
るものではなく、通常使用されている耐油性ゴム（ＮＢ
Ｒ）等でよく、外層スリーブについては耐久性のあるポ
リビニールアルコール（ＰＶＡ）等でもよい。スリーブ
の硬度は、内層スリーブおよび外層スリーブとも硬すぎ
ると図３あるいは図５のＥ部で腰折れが発生し易くなる
ため、Ｈｓ８０以下が望ましく、柔らかすぎると、スリ
ーブの変形によりコイル内径部に耳波が発生するためＨ
ｓ４５以上が好ましい。より好ましくは、Ｈｓ５０以上
７０以下である。

【００３７】次に、本発明のゴムスリーブを装着した巻
き取りリールによる巻き取り要領について説明する。図
２または図４に示すように、金属帯１はベルトラッパ９
のベルト７と外層スリーブ６との間に巻き込まれ、数巻
きを巻き取った後、ベルトラッパ９を退避し、張力によ
り巻き取りがおこなわれる。ここで、内層スリーブが凹
み部を有する場合は、図４に示すように、金属帯最先端
部１−１を凹み部５−１に沿う形で形成される外層スリ
ーブ６の窪み部６−１内に収納するように位置合わせを
して巻き取りがおこなわれる。なお、内層スリーブが凹
み部を有しない場合は、巻き取りに際し、上記位置合わ
せの必要がないので、作業は極めて容易である。

【００３８】以上、図２〜図５の例示では、本発明のゴ
ムスリーブとして、内層スリーブが単層である場合を示
したが、２層以上の複層であってもよい。

【００３９】

【実施例】（実施例１）本発明のゴムスリーブとして、
図２〜図６に基本形状を示す外層スリーブと内層スリー
ブの２層からなる２種類のゴムスリーブを製作した。表
１に主仕様を示す。本発明例１は凹み部を設けないもの
であり、本発明例２は凹み部を設けたものである。表２
に比較試験のために製作した従来のゴムスリーブの仕様
を示す。従来例１、２は単層のゴムスリーブで、従来例
１は、後述する図７に示す凹み部を有するもの、従来例
２は凹み部のないものである。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】図７は、従来の単層ゴムスリーブにおける
凹み部の形状例を示す断面詳細図で、Ｗが凹み部の周方
向における幅、ｈが凹み部の最大深さ、ｒが凹み部の曲
率半径である。

【００４３】上記ゴムスリーブをリールに装着して、板
厚が１．６ｍｍで板幅が１０００ｍｍの冷延鋼帯（降伏
点２８ｋｇｆ／ｍｍ² ）を巻き取り張力３ｋｇｆ／ｍｍ
² として３００巻きまで巻き取りを行った。巻き取った
コイルは無張力で巻き戻し、２〜５０巻き目の鋼帯から
エンドマーク測定用のサンプルを切り出した。エンドマ
ークは、文献（第４８回塑性加工連合講演会 １９９７
ｐ５７９−５８０）に示される方法で測定したエンド
マーク曲率（エンドマーク部の最大曲率とエンドマーク
の影響のない母材部分の曲率の差）で評価した。

【００４４】図８は、エンドマーク曲率の測定結果を示
すグラフである。なお、エンドマークが大きくなるほど
エンドマーク曲率は増大し、エンドマーク曲率が１．０
（１／ｍ）を超えると目視でエンドマークが確認でき問
題となる。

【００４５】同図から明らかなように、本発明例１およ
び本発明例２のゴムスリーブの場合は、それぞれ６巻き
目と４巻き目以降でエンドマークはほとんど消滅してい
る。一方、従来例１のゴムスリーブの場合は、１１巻き
目でも問題となるエンドマークが発生し、また、従来例
２のゴムスリーブの場合には、２０巻き目でも問題とな
るエンドマークが発生した。

【００４６】したがって、本発明例１および２のゴムス
リーブによる巻き取りにより、エンドマークによる切り
捨てロスが大幅に減少し、歩留まりが向上した。

【００４７】（実施例２）次に、表１に示す本発明例と
従来例の４種類のゴムスリーブを使用し、板厚が０．４
〜３．２ｍｍで、他の条件は実施例１と同じ条件にて巻
き取りをおこない、各コイルの５巻き目からサンプルを
切り出してエンドマーク曲率を調査した。表３にその結
果を示す。

【００４８】

【表３】

【００４９】表３に示すように、従来例１のゴムスリー
ブの場合には薄物材で、また従来例２の場合には、厚物
材で大きなエンドマークが発生した。なお、従来例１の
エンドマークは、鋼板（金属帯）最先端部に対応する位
置でなく、凹み部の角部に対応する位置に発生した。

【００５０】本発明例１および２のゴムスリーブの場合
には、あらゆる板厚でエンドマークが低減しており、特
に発明例２は、厚物でのエンドマーク低減効果が著し
い。

【００５１】なお、本発明のゴムスリーブでは、ゴムの
劣化は外層スリーブのみであり、したがって、製作が容
易な外層スリーブだけを交換するだけでよく、コストの
大幅な低減が可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明によって、金属帯の巻き取り時に
生じる腰折れを抑制することができる。さらに具体的に
は、エンドマークやトップマークといった品質欠陥が低
減して製品品質が向上し、歩留が向上する。さらに、ゴ
ムスリーブのコストも低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】腰折れの発生を模式的に示す概要図である。

【図２】本発明の金属帯巻き取り用ゴムスリーブを装着
したリールによる巻き取り状況を示す概要図である。

【図３】金属帯先端部周辺のゴムスリーブの変形状態を
示す模式図である。

【図４】本発明の好適態様のゴムスリーブを装着したリ
ールによる巻き取り状況を示す概要図である。

【図５】金属帯先端部周辺のゴムスリーブの変形状態を
示す模式図である。

【図６】内層スリーブに設ける凹み部の形状の例を示す
断面詳細図である。

【図７】従来の単層ゴムスリーブにおける凹み部の形状
例を示す断面詳細図である。

【図８】エンドマーク曲率の測定結果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 金属帯 １−１ 金属帯最先端部 ２ リール ３ コイル ４ ゴムスリーブ ５ 内層スリーブ ５−１ 凹み部 ５−２ 角部 ６ 外層スリーブ ６−１ 窪み部 ７ ベルト ８ たるみ ９ ベルトラッパ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯処理ラインの巻き取り設備におけ
   る巻き取りリールに装着するゴムスリーブであって、該
   ゴムスリーブを内層スリーブと該内層スリーブに非接着
   の外層スリーブとから構成したことを特徴とする金属帯
   巻き取り用ゴムスリーブ。
2. 【請求項２】 外層スリーブの厚さが８ｍｍ以上１５ｍ
   ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の金属帯
   巻き取り用ゴムスリーブ。
3. 【請求項３】 内層スリーブの表面に凹み部を軸方向に
   設け、該凹み部の角部を滑らかな曲面としたことを特徴
   とする請求項１または２に記載の金属帯巻き取り用ゴム
   スリーブ。
4. 【請求項４】 凹み部の最大深さが金属帯の板厚の２．
   ０倍以下０．５倍以上で、該凹み部の周方向における幅
   が７０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることを特徴とする
   請求項３に記載の金属帯巻き取り用ゴムスリーブ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の金
   属帯巻き取り用ゴムスリーブを装着したことを特徴とす
   る巻き取りリール。