JP2001294351A - 帯状材の進行方向変更装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の帯状材の進行方向変更装置における種
々の問題を改善できる帯状材の進行方向変更装置を提供
することを目的としている。 【解決手段】 回転駆動源２５に連結された円筒状部材
１４と、円筒状部材１４の外周に円筒状部材１４の軸心
に沿って平行に設けられた多数の案内レール１６と、そ
れぞれの案内レール１６に軸方向移動可能に取付けら
れ、帯状材３０を裏面側から支持する短冊状の支持ブロ
ック１７と、それぞれの支持ブロック１７を帯状材３０
の方向変更時の軸方向移動に同期して移動させる閉ルー
プガイド機構１８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯状材の処理設備
に使用し、連続移動する長尺の帯状材の進行方向を変更
するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯状材を連続的に処理する設備におい
て、設置スペースの制約などから各処理装置を直線上に
配置することが困難な場合がある。この場合には、各処
理装置を平行又は直角方向に配置し、平行又は直角方向
に並べた各処理装置に帯状材を通過させるために、帯状
材の進行方向を変更する装置が使用されている。このよ
うな目的に使用される帯状材の進行方向変更装置とし
て、例えば特開昭５５−８０６４１号公報、及び実開平
４−１２７７５１号公報に開示されているような装置が
ある。特開昭５５−８０６４１号公報に記載されている
進行方向変更装置７０は、図９に示すように、円筒体７
２の表面にその外側が仮想螺旋曲面を形成する多数の回
転輪（回転子）７３を設け、回転輪７３によって形成さ
れる仮想螺旋曲面上に帯状材７４を通過させてその方向
変更を図ろうとするものである。更に詳細には、円筒体
７２の外側表面の所定位置に多数の回転輪７３を、帯状
材７４の進行方向と同一方向に回転可能に配置し、これ
ら多数の回転輪７３の外側包絡面を帯状材７４が通過す
る前記仮想螺旋曲面としている。ここで、７５、７６は
円筒体７２の軸受を、７７は制御装置を、７８は蛇行修
正用のモータを示すが常時は停止している。

【０００３】また、実開平４−１２７７５１号公報に記
載されている進行方向変更装置７９は、図１０に示すよ
うに、円筒体８０の外周面の帯状材８１の通過位置に多
数の流体噴出口８２を設けたフロータ８３を使用し、流
体噴出口８２から圧縮空気を吹き出して、帯状材８１を
円筒体８０に直接接触させないようにして、帯状材８１
の流れ方向を変更するように構成されている。ここで、
８５は移動ベース、８６は回動軸、８７は移動ベース８
５の方向を変える油圧シリンダ、８８は制御装置を示
す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９の
ような円筒体７２上に回転輪７３を配置した従来の進行
方向変更装置７０の場合、通過する帯状材７４が回転輪
７３の円周面に接することに起因する摩擦によって、回
転輪７３が回転している状態にある。このため、回転輪
７３と帯状材７４の接触が不十分だったり離れてしまう
と、回転輪７３は回転輪７３の軸受の摩擦抵抗によって
減速する。逆にそれまでは非接触の回転輪７３が帯状材
７４に接触すると、回転輪７３は帯状材７４によって駆
動され、回転輪７３の回転速度が帯状材７４の搬送速度
と等しくなるまでの間、両者に差が生ずる。回転輪７３
の回転周速と帯状材７４の搬送速度との間に不整合が生
ずると、回転輪７３と帯状材７４の表面にスリ傷を付け
たり、回転輪７３の円周接面が著しく磨耗する問題を引
き起こす。スリ傷は製品品質の低下、製品歩留りの低下
を招き、回転輪７３の磨耗は回転輪交換頻度の増大を招
き、結果的に製品生産量の低下を引き起こす問題があっ
た。この問題は帯状材の形状が不均一であったり厚みが
厚い場合に問題が起きやすく、かつ、高速になるほど問
題が顕著になる傾向があった。

【０００５】一般に帯状材は処理設備に応じてある程度
の形状不良（耳波、中伸び）は許容される。また、帯状
材の張力変動や蛇行は、進行方向変更装置前後に配置し
た装置やその処理の形態によっては避けることが困難な
場合がある。形状不良の場合は帯状材の形状良部分と形
状不良部分が通過する回転輪で、張力変動の場合は水平
パス部に配置される装置端の回転輪で、蛇行の場合は帯
状材のエッジ部分に配置された回転輪において、帯状材
と回転輪が接触と非接触を繰り返し回転輪の回転周速と
帯状材の搬送速度の不整合を繰り返す。帯状材と回転輪
の接触を確実に確保するには、帯状材の形状不良、張力
変動や蛇行を抑える他に帯状材の張力を高くする方法が
あるが、板厚が厚い場合、回転輪の軸心に加わる荷重が
増大して、回転輪の強度確保から回転輪の軸心や支持器
具等の装置全体を大型にする必要があり、かえって、回
転輪の設置数が制限されることになる。このため、回転
輪１個当たりの荷重が増えたり回転輪間の配置寸法が広
くなることで、帯状材が多角状に折れたり回転輪の圧痕
が付いたりして、製品品質を低下させる場合があった。
また、厚みの薄い帯状材の場合においても、同様に回転
輪の数が少ないと回転輪部分の輪圧が高くなり過ぎて、
部分的に変形を起こし帯状材の形状を壊したり傷を付け
たりする問題があり、実用上外観品質要求の厳しい冷延
薄板材や厚み１ｍｍ以下材料の搬送は困難であった。

【０００６】そのため、特開昭５６−１２７５３７号公
報においては、回転輪と帯状材との間に、弾性体のベル
トを挿入する提案や、実開昭５６−１５１２０５号公報
においては、消耗し易い回転輪の交換を容易にするため
の提案等が開示されている。しかしながら、前者の提案
では装置が大がかりになり、弾性体の変形に消費される
駆動が大きく大容量の駆動源が要求される問題があっ
た。また、後者の提案では回転輪のスリップや磨耗を低
減させることが出来ず、結果的に帯状材の品質上の問題
を解決できなかった。また、従来の装置では回転輪の回
転に要する動力を帯状材から供給するため、この進行方
向変更装置を通過する区間内の帯状材の張力を高くしな
ければならず、更に帯状材のサイズによっては、この進
行方向変更装置の上流側（前方）よりも下流側（後方）
の張力が著しくなる場合があった。この進行方向変更装
置を通過する帯状材の張力に制限を受けたり、又はこの
進行方向変更装置の前後で張力に影響を与えないため
に、実開平３−８１２０８号公報において、装置の入側
と出側にブライドル装置を設置する方法が開示されてい
るが、ブライドル装置を必要とし設備コストが著しく高
くなる問題があった。

【０００７】一方、実開平４−１２７７５１号公報に記
載のように、円筒体８０に設けた多数の流体噴出口８２
から流体を噴射して行う進行方向変換装置７９において
は、帯状材８１は円筒体８０と非接触で流体によって浮
上させられて搬送するため、回転輪の磨耗や回転輪によ
る品質上の問題は解消された。しかしながら、この方法
では帯状材８１は搬送に必要な張力のもとでの円筒体８
０の中心方向への向心力に打ち勝って帯状材８１を浮上
させる必要があるため、流体の噴出でこの力を与えるに
は流体噴出口８２の噴き出し面積を広くしたり噴出流体
の量を増大させたりする必要がある。このため、流体の
噴出の無駄をできるだけ少なくする目的で実開平９−２
２６９９９号公報に開示されているようなカバーを設置
する対策が採られているが、帯状材の厚みが厚いとこれ
らの対策による設備コストや運転維持のための運転コス
トが著しくなり、実用上、厚さ１．０ｍｍ以上の材料の
搬送は困難であった。また、前述の理由でこの装置にお
ける帯状材の張力を高くしたりすることは困難で、この
装置内での張力の変動は、帯状材の円筒体とのギャップ
に影響を与え搬送の不安定を引き起こすため張力の変動
を許容することが出来ず、設置場所や前後の張力装置の
配置に制約を与える問題があった。本発明はかかる事情
に鑑みてなされたもので、従来の帯状材の進行方向変更
装置における上述のような問題点を改善できる帯状材の
進行方向変更装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る帯状材の進行方向変更装置は、帯状材を螺旋状の面
に巻き付けて該帯状材の進行方向を変更する帯状材の進
行方向変更装置において、回転駆動源に連結された円筒
状部材と、前記円筒状部材の外周に該円筒状部材の軸心
に沿って平行に設けられた多数の案内レールと、それぞ
れの前記案内レールに軸方向移動可能に取付けられ、前
記帯状材を裏面側から支持する短冊状の支持ブロック
と、それぞれの前記支持ブロックを前記帯状材の方向変
更時の軸方向移動に同期して移動させる閉ループガイド
機構とを有している。ここで、本発明の帯状材の進行方
向変更装置において、前記閉ループガイド機構は、前記
支持ブロックの一端に設けられた摺動又は転動部材と、
該摺動又は転動部材を案内する案内カムとを有し、該案
内カムが、前記円筒状部材に軸心を実質的に合わせて設
けられた固定円筒によって支持されているのが好まし
い。

【０００９】以上の構成となった本発明の係る帯状材の
進行方向変更装置においては、閉ループガイド機構によ
って、軸方向に移動する円筒状に配置された多数の短冊
状の支持ブロックの外表面に、例えば、帯状材を４５度
傾けて螺旋状に１８０度巻付ける。そして、円筒状部材
を電動機などの回転駆動源で、帯状材の搬送速度と同調
させて回転させ、更に閉ループガイド機構によって帯状
材が当接する個々の支持ブロックを軸方向に移動させる
ことによって、帯状材が支持ブロックに当接する際の滑
りを無くし、帯状材の方向変更を行う。従って、帯状材
の流れに対する円筒状部材の同期回転と短冊状の支持ブ
ロックの巻き込み側から巻き解き側への同期移動の相乗
効果によって、円筒状部材の軸に対して４５度傾いた方
向に帯状材を搬送することが可能になる。その結果、円
筒状部材が半回転する間に帯状材の進行方向が、例えば
９０度変更できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る帯状材の進行方向変更装置の正面図、図２は同
進行方向変更装置の断面図、図３は同進行方向変更装置
の部分拡大断面図、図４は同進行方向変更装置の閉ルー
プガイド機構を構成する案内カムとこれに接続される固
定円筒の展開図、図５は同進行方向変更装置の閉ループ
ガイド機構の部分拡大断面図、図６、図７は本発明の他
の実施の形態に係る帯状材の進行方向変更装置の説明
図、図８は同進行方向変更装置における閉ループガイド
機構を構成する案内カムとこれに接続される固定円筒の
展開図である。

【００１１】図１、図２に示すように、本発明の一実施
の形態に係る帯状材の進行方向変更装置１０は、ベース
架台１１に軸受１２、１３を介して回転可能に配置され
た円筒状部材１４と、円筒状部材１４の一方に同心上に
配置された固定円筒１５と、円筒状部材１４の周面に円
筒状部材１４の軸心に沿って設けられた多数の案内レー
ル１６にそれぞれ軸心方向に移動可能に設けられた短冊
状の支持ブロック１７と、支持ブロック１７を軸方向に
移動させる閉ループガイド機構１８とを有している。以
下、これらについて詳しく説明する。

【００１２】ベース架台１１は十分剛性を有する部材か
らなって、その両側に取付けスタンド１９、２０を有
し、この取付けスタンド１９、２０には軸受１２、１３
が設けられている。円筒状部材１４はこの軸受１２、１
３によってその両側を支持される回転軸２１と、回転軸
２１に放射状に配置された複数の支持部材２２を介して
回転軸２１に軸心を合わせて設けられた円筒体２３とを
有している。回転軸２１の一方側にはカップリング２４
を介して回転駆動源の一例である電動モータ２５が設け
られている。この電動モータ２５は取付け台２６の上に
配置されている。一方、固定円筒１５は、円筒状部材１
４とは僅少の隙間を有して、円筒状部材１４に同心上に
配置し、下部を十分強度を有する支持部材２７によって
ベース架台１１に固定されている。

【００１３】円筒状部材１４の外周には所定間隔で平行
に、図１、図２に示すように、案内レール１６が設けら
れている。この実施の形態では２４本の案内レール１６
が設けられているが、更にその数を増加する場合であっ
ても、減少する場合であっても本発明は適用される。各
案内レール１６は詳細には図３に示すように、交叉摺動
面をそれぞれ有するレール２８、２９を備え、このレー
ル２８、２９には転がり軸受を介して連結される支持ブ
ロック１７が設けられている。なお、この案内レール１
６には普通に市販されているリニアレールとこれに沿っ
て移動するリニアガイドを介して前記支持ブロック１７
を取付けるのが好ましい。各支持ブロック１７の長さ
は、図１に示すように、この進行方向変更装置１０で処
理しようとする帯状材３０の幅をＷとすると（１．４１
４×Ｗ）の幅より十分（通常は帯状材３０の幅の１．５
〜２倍程度）大きくなっている。これによって、斜めに
通過する帯状材３０の底部の全面を支持できるようにな
っている。また、案内レール１６の長さは、各支持ブロ
ック１７で構成される仮想円の直径をＤとすると、
（１．４１４×Ｗ＋１．５７×Ｄ）より十分長くなって
いる（通常は更にこの長さの１．２〜１．５倍程度）。
各支持ブロック１７の外側面は、図３に示すように断面
円弧状となって、案内レール１６によって裏面側から支
持されて、支持ブロック１７に押圧される帯状材３０に
疵が付かないようになっている。なお、詳細には図５に
示すように支持ブロック１７の外側表面には耐磨耗材３
１が取付けられて、必要な場合には耐磨耗材３１の交換
ができるようになっている。

【００１４】前記各支持ブロック１７の一方の端部に
は、図１、図４、図５に示すように、閉ループガイド機
構１８が設けられて、円筒状部材１４の回転に応じて、
支持ブロック１７が円筒状部材１４の軸方向に移動する
ようになっている。この閉ループガイド機構１８は、図
５に示すように、支持ブロック１７の先部に設けられた
摺動又は転動部材の一例であるカムフォロア（回転ロー
ラ）３２と、固定円筒の端部に設けられて、カムフォロ
ア３２が嵌入する案内カム３３とを有している。案内カ
ム３３の形状は、図２及び図４に示すように、０〜１８
０度の部分では、直線状となってその軸方向長さも
（１．５７×Ｄ）となっている。一方、１８０〜３６０
度の部分では、支持ブロック１７が基の位置に復帰する
ようになっているので、上下両側にターン部３４、３５
を有している。これによって、円筒状部材１４が１８０
度回転すると、支持ブロック１７は０〜１８０度の範囲
では、図１に示すように右方向（Ｃ方向）に直線的にそ
の位置を増加させながら移動し、１８０〜３６０度の範
囲では、支持ブロック１７が一回ターンして左方向（Ｅ
方向）に移動し、再度ターンして元位置復帰を果たすこ
とになる。

【００１５】従って、図１、図２に示すように、帯状材
３０を円筒状部材１４の軸心に対して４５度方向から進
入させ、円筒状部材１４即ち支持ブロック１７の外側に
螺旋状に０〜１８０度の範囲で巻き付けると帯状材３０
の進行方向を９０度変更することができるが、この場
合、支持ブロック１７外側の仮想円の周速と支持ブロッ
ク１７の移動速度の合成速度が帯状材３０の進入速度に
一致するように円筒状部材１４を回転させると、各支持
ブロック１７が案内レール１６に沿って移動する。帯状
材３０の螺旋移動速度と各支持ブロック１７の螺旋移動
速度が一致するので、帯状材３０と各支持ブロック１７
との間に摩擦が生じることなく、結果として帯状材３０
に疵を付けることなく方向転換を行うことができる。

【００１６】なお、固定円筒を円筒状部材の内側に設け
る場合であっても本発明は適用される。また、閉ループ
ガイド機構はこの実施の形態においては、カムフォロア
と案内カムによって構成したが、支持ブロックを帯状材
の螺旋進行に沿って円滑に移動させるものであれば、他
の機構であってもよい。そして、この実施の形態におい
ては、帯状材の進行方向の変更角度は９０度であった
が、その他の角度であっても本発明は適用される。この
場合には、帯状材の螺旋進行に対応して閉ループガイド
機構の構造は変わってくる。

【００１７】図６、図７に示すように、本発明の他の実
施の形態に係る帯状材の進行方向変更装置３６は、ベー
ス架台３７に軸受３８、３９、４０、４１を介して回転
可能に、例えば、上下に平行に配置された２本の円筒状
部材４２、４３と、それぞれの円筒状部材４２、４３の
軸方向の一方側に同心状に配置された固定円筒４４、４
５と、円筒状部材４２、４３の周面に円筒状部材４２、
４３の軸心に沿って設けられた多数の案内レール４６、
４７にそれぞれ軸心方向に移動可能に設けられた短冊状
の支持ブロック４８、４９と、支持ブロック４８、４９
を軸方向に移動させる閉ループガイド機構５０、５１と
を有している。ここで、上記の進行方向変更装置３６の
有する構成部材には、本発明の一実施の形態に係る進行
方向変更装置１０の有する構成部材と同一の構成、作用
を有する部材が存在するため、異なる構成、作用を有す
る構成部材に関してのみ説明する。

【００１８】閉ループガイド機構５０、５１は、図８に
示すように、０〜９０度の部分の案内案内カム５２、５
３が直線状となり、その軸方向長さは（０．７８５×
Ｄ）となる。また、９０〜３６０度の部分で、上下両方
のターン部５４、５５、５６、５７を有し、且つ、３６
０度で元の位置に復帰する。従って、図７に示すよう
に、帯状材３０を円筒状部材４３の軸心に対して４５度
傾いた方向から進入させ、円筒状部材４３の支持ブロッ
ク４９の外側に螺旋状で０〜９０度、更に円筒状部材４
２の支持ブロック４８の外側に螺旋状で９０〜１８０
度、すなわち２本の円筒状部材４３、４２を用いて支持
ブロック４９、４８の外側に螺旋状に０〜１８０度の範
囲で巻き付けると、帯状材３０の進行方向を９０度変更
させることができる。

【００１９】この構成では、２台の円筒状部材４２、４
３を使用しているので、円筒状部材１台当たりに対する
帯状材３０の巻き付け角度が１台の円筒状部材を使用し
た場合に比較して小さくなるが、支持ブロック４８、４
９が進行方向を変換して復帰する部分の角度が大きくと
れるため、１台の円筒状部材で構成する場合よりも支持
ブロック４８、４９の進行方向の変換と復帰をスムーズ
に行なうことができる。なお、帯状材３０の進行方向変
更の角度が９０度の場合、円筒状部材に対する巻き付け
角度の総和が１８０度になる構成であれば、円筒状部材
の設置台数を２台以上としても同様の効果が得られる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１、２記載の進行方向変更装置
は、以上の説明からも明らかなように、回転駆動源によ
って帯状材のライン速度に同調させて円筒状部材を回転
させるだけで、円筒状部材の回転位置に同調して支持ブ
ロックを円筒状部材の軸方向に移動させることができる
ので、支持ブロックを帯状材に一致させて螺旋移動させ
ることができる。その結果、螺旋状に巻付けられた帯状
材と放射状に配置した支持ブロックの形成する仮想円筒
との接触面は面接触となり、且つ、速度と方向が同調し
て移動するため、接触面で滑りを生ずることはない。従
って、従来のような回転輪に起因するスリップ疵や圧痕
など品質トラブルが解消し、また、支持ブロックと帯状
材の接触面でスリップが無く損耗が殆ど無いため、メン
テナンス頻度が著しく減少した。そして、円筒状部材や
支持ブロックの回転や移動に要する動力を電動機などの
回転駆動源から供給できるのと、帯状材の張力は支持ブ
ロックで広い面で保持され、案内レール、円筒状部材、
軸受を経てベース架台で受けるため、帯状材の張力によ
って搬送が制限されたり、帯状材の形状や張力変動や蛇
行に影響を受けることがない。

【００２１】更に、この進行方向変更装置においては、
入側と出側の帯状材の張力に影響を与えることも無く、
これによって、帯状材の厚みによる品質上の影響が無
く、幅広いレンジの厚みの帯状材の搬送に対応できる。
即ち、この進行方向変更装置は、従来の進行方向変更装
置で困難な領域の冷延薄板材の厚み１ｍｍ以下のものに
対応できる。また、浮上搬送方式の場合の厚板材の搬送
における運動動力費の課題も無く、薄材から、厚材まで
制約無く搬送することが可能である。そして、進行方向
変更装置の入側と出側で帯状材に張力の影響を与えず、
また、受けないため、従来設置が必要であった前後ブラ
イドル装置を省略し、設備全体の構成がコンパクトにな
り、占有スペースが狭くて済み、設備費が低く抑えられ
るなどの効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る帯状材の進行方向
変更装置の正面図である。

【図２】同進行方向変更装置の断面図である。

【図３】同進行方向変更装置の部分拡大断面図である。

【図４】同進行方向変更装置の閉ループガイド機構を構
成する案内カムとこれに接続される固定円筒の展開図で
ある。

【図５】同進行方向変更装置の閉ループガイド機構の部
分拡大断面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態に係る帯状材の進行方
向変更装置を示す説明する平面図である。

【図７】同進行方向変更装置の断面図である。

【図８】同進行方向変更装置における閉ループガイド機
構を構成する案内カムとこれに接続される固定円筒の展
開図である。

【図９】従来例に係る進行方向変更装置の平面図であ
る。

【図１０】従来例に係る進行方向変更装置の平面図であ
る。

【符号の説明】

１０：進行方向変更装置、１１：ベース架台、１２、１
３：軸受、１４：円筒状部材、１５：固定円筒、１６：
案内レール、１７：支持ブロック、１８：閉ループガイ
ド機構、１９、２０：取付けスタンド、２１：回転軸、
２２：支持部材、２３：円筒体、２４：カップリング、
２５：電動モータ（回転駆動源）、２６：取付け台、２
７：支持部材、２８、２９：レール、３０：帯状材、３
１：耐磨耗材、３２：カムフォロア、３３：案内カム、
３４、３５：ターン部、３６：進行方向変更装置、３
７：ベース架台、３８、３９、４０、４１：軸受、４
２、４３：円筒状部材、４４、４５：固定円筒、４６、
４７：案内レール、４８、４９：支持ブロック、５０、
５１：閉ループガイド機構、５２、５３：案内カム、５
４、５５、５６、５７：ターン部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状材を螺旋状の面に巻き付けて該帯状
   材の進行方向を変更する帯状材の進行方向変更装置にお
   いて、回転駆動源に連結された円筒状部材と、前記円筒
   状部材の外周に該円筒状部材の軸心に沿って平行に設け
   られた多数の案内レールと、それぞれの前記案内レール
   に軸方向移動可能に取付けられ、前記帯状材を裏面側か
   ら支持する短冊状の支持ブロックと、それぞれの前記支
   持ブロックを前記帯状材の方向変更時の軸方向移動に同
   期して移動させる閉ループガイド機構とを有することを
   特徴とする帯状材の進行方向変更装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の帯状材の進行方向変更装
   置において、前記閉ループガイド機構は、前記支持ブロ
   ックの一端に設けられた摺動又は転動部材と、該摺動又
   は転動部材を案内する案内カムとを有し、該案内カム
   が、前記円筒状部材に軸心を実質的に合わせて設けられ
   た固定円筒によって支持されていることを特徴とする帯
   状材の進行方向変更装置。