JP2005152981A - 鋼帯の巻取設備および巻取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼帯の板厚の変化にも容易に対応でき、また鋼帯の巻取方向の変更にも容易に対応できて、鋼帯のトップマーク発生を防止することのできる低コストの鋼帯巻取用スリーブ、鋼帯の巻取設備およびこの巻取設備を用いた鋼帯の巻取方法を提供する。
【解決手段】 鋼帯の巻取設備における巻取軸１に装着する円筒状のスリーブ２であって、周方向の１箇所を軸方向で切り離した切り離し部７を有し、該切り離し部７を挟んで対向するスリーブ部分２ａ、２ｂが、スリーブ内側からの押圧力によりスリーブ遠心方向に変位可能であること。また、左記に記載のスリーブ２と該スリーブ２が装着される巻取軸１とを備えた鋼帯の巻取設備であって、前記巻取軸１は、スリーブ２の切り離し部７を挟んで対向するスリーブ部分２ａ、２ｂの少なくとも一方を押し上げ、スリーブ遠心方向に変位させるための押し上げ機構３を有すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼帯の巻取軸に装着する円筒状のスリーブ、これらを備えた鋼帯の巻取設備およびこの巻取設備を用いた鋼帯の巻取方法に関するものである。

鋼帯をコイル状に巻き取る巻取設備（テンションリール）において、コイル抜き出しのために巻取軸は拡縮を行う必要があるためその表面に隙間が設けてあり、しかも金属製であるから、張力を作用させて巻取を行うと鋼帯にその隙間の模様が転写されてしまう。したがって、特に最終製品を巻き取る場合などには、巻取軸に厚肉のゴムスリーブを装着し、ベルトラッパーと呼ばれるエンドレスベルトによる巻付装置により鋼帯先端部をゴムスリーブに巻き付けた後、張力をかけて巻取を行うのが通常である。

ここで使用するゴムスリーブは、通常は均一厚みの単純な円筒状のものであるが、巻き取る鋼帯の材質や寸法により、鋼帯の厚みや先端部の反りなどの形状が原因で、先端部に重なる２巻目およびそれ以降の鋼帯に先端部分の段差や形状が転写されて面折れ現象が起こり、いわゆるトップマーク、リールマークまたは折れ疵と呼ばれる欠陥（以下トップマークという）が鋼帯に発生する。

このようなトップマークを防止しつつ鋼帯を巻き取る方法としては、例えば巻取機の巻取軸に装着したゴムスリーブの外表面の一部に段差または凹部（以下、段差部という）を設けて、それに鋼帯の先端を合わせることにより、先端の角が２巻目以降の鋼帯表面に接触しないように制御することが知られている。

ところで、上述した方法によれば、巻取機の巻取軸に装着したゴムスリーブの外表面の一部に設けた段差部の大きさは、巻取を予想される鋼帯の平均的な板厚に設定せざるを得ず、鋼帯の先端の角が２巻目以降の鋼帯表面に接触しない場合もあるが、鋼帯の板厚によっては、鋼帯の先端の角が２巻目以降の鋼帯表面に接触してしまう場合も生じるという問題がある。

また、鋼帯を巻取軸に巻き取る際に鋼帯の巻取方向を反対方向にする場合、例えば、鋼帯を上巻きした後、次コイルを下巻きにする場合には、段差部の段差の方向を変える必要があり、その都度スリーブを抜き取り、反転させて巻取軸に装着し直すためにダウンタイムを生じるという問題がある。

これらの問題を解決するため、金属帯処理ラインの巻取設備において、巻取軸に装着するゴムスリーブ表面に開閉自在なグリッパを備える切込み溝部を設け、前記金属帯の先端部分をこの切込み溝部内に収納してから金属帯の巻取りを開始する金属帯の巻取方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、特許文献１の巻取設備において巻取方向が一定方向の巻取のみではなく、反対方向にも巻取ることのできるものである場合は、ゴムスリーブに上述したものと反対向きの切込み溝部をもう１か所設けることが示されている。
特開平６−１６３４２号公報

しかしながら、上記した従来技術には次のような問題がある。

通常、上記のスリーブは、鋼帯の巻取設備毎に、製品の内径に応じた数種類のサイズのものを、予備を含めて何個も用意しておくものである。

特許文献１に示す方法では、切込み溝部の表面にくさび状断面の開閉自在なグリッパの役をするブレードを取り付けるような複雑な加工をスリーブに施す必要があり、さらに巻取方向が反対の場合に対しては切込み溝部を２か所設ける必要があるが、このような複雑な加工を多数のスリーブに施すことにはコストがかかるという問題がある。

さらに、ゴムスリーブ表面に備えられた開閉自在なグリッパの開口している狭い入口の切込み溝部に、鋼帯の全幅に渡って先端を精度よく収納するのは大変難しい作業であるので作業能率が大幅に低下し、また、スペーサの厚みが固定であるので切込み溝部の隙間が鋼帯の板厚に対応しておらず、板厚によってはトップマークの発生を完全には防止できないという問題がある。

したがって本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決し、鋼帯の板厚の変化にも容易に対応でき、また鋼帯の巻取方向を上巻きにする場合でも下巻きにする場合でも容易に対応できて、鋼帯のトップマーク発生を防止することのできる低コストの鋼帯巻取用スリーブ、鋼帯の巻取設備およびこの巻取設備を用いた鋼帯の巻取方法を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明の特徴は以下の通りである。

（１）鋼帯の巻取設備における巻取軸に装着する円筒状のスリーブであって、周方向の１箇所を軸方向で切り離した切り離し部を有し、該切り離し部を挟んで対向するスリーブ部分が、スリーブ内側からの押圧力によりスリーブ遠心方向に変位可能であることを特徴とする鋼帯巻取用スリーブ。

（２）上記（１）に記載のスリーブと該スリーブが装着される巻取軸とを備えた鋼帯の巻取設備であって、前記巻取軸は、スリーブの切り離し部を挟んで対向するスリーブ部分の少なくとも一方を押し上げ、スリーブ遠心方向に変位させるための押し上げ機構を有することを特徴とする鋼帯の巻取設備。

（３）巻取軸は、スリーブの切り離し部を挟んで対向する各スリーブ部分を押し上げ、各々を独立してスリーブ遠心方向に変位させるための押し上げ機構を有することを特徴とする上記（２）に記載の鋼帯の巻取設備。

（４）上記（３）に記載の鋼帯の巻取設備を用いた鋼帯の巻取方法であって、巻取軸への鋼帯の巻取方向および鋼帯の板厚に応じて、巻取軸の押し上げ機構のいずれかの一方を押し上げることにより、スリーブの切り離し部を挟んで対向するスリーブ部分に段差を形成し、該段差部に鋼帯先端部を合わせて鋼帯を巻き取ることを特徴とする鋼帯の巻取方法。

本発明によれば、鋼帯のトップマーク発生を防止することができて、製品の品質や歩留まりを向上することができる。

図１は、本発明の鋼帯の巻取設備の一実施形態を示す説明図である。

図１に示す鋼帯の巻取設備は、周方向の１箇所を軸方向で切り離した切り離し部７を有するスリーブ２と、スリーブ２を装着する巻取軸１と、巻取軸１に設けられた、スリーブ２の切り離し部７を挟んで対向するスリーブ部分２ａ、２ｂの少なくとも一方を押し上げ、スリーブ遠心方向に変位させるための押し上げ機構３を備えている。

ここで、巻取軸１とこれに装着するスリーブ２との位置関係を、後述する巻取軸１の押し上げ機構３の押板部材５ａ、５ｂがそれぞれスリーブ２のスリーブ部分２ａ、２ｂを押し上げてスリーブ遠心方向に変位させることのできる位置に固定する必要がある。そこで、前記巻取軸１は、その外周の複数箇所（図１の実施形態では４か所）に軸方向に亘る凸部１ｃを有し、それに対応してスリーブ２には凹部２ｃを有し、これらを嵌め合わせてスリーブ２を前記位置関係に固定できるようにしている。

前記スリーブ２は、周方向の１箇所を軸方向で切り離した切り離し部７を有する。この切り離し部７を挟んで対向するスリーブ部分２ａ、２ｂが、スリーブ内側からの押圧力によりスリーブ遠心方向（スリーブ反求心方向）に変位可能である。鋼帯の巻き取りに際してはスリーブ部分２ａ、２ｂのいづれか一方がスリーブ内側からの押圧力に応じてスリーブ遠心方向に変位する。図１に示す実施形態では、図中破線で示すように、スリーブ部分２ａ、２ｂの内、一方のスリーブ部分２ａが押し上げ機構３の押板部材５ａにより押し上げられて遠心方向に変位している。なお、切り離し部７を挟んで対向する他方のスリーブ部分２ｂとの遠心方向の差ｈを段差と定義する。

スリーブ２には、一般にゴム製のものを用いる。ゴム製であれば、切り離し部７を挟んで対向するスリーブ部分が、スリーブ内側からの押圧力によりスリーブ遠心方向に変位可能である。

前記押し上げ機構３は、巻取軸１の軸方向に配置される油圧配管４と、巻取軸１の軸方向複数箇所に設置されるシリンダー６ａ、６ｂと、このシリンダーによって押し上げられる軸方向に亘る押板部材５ａ、５ｂと、シリンダー６ａ、６ｂのいずれか一方に油圧を供給するための切替弁８とからなる。図１に示す実施形態では、巻取軸１の軸方向３箇所に設置されたシリンダー６ａに油圧が供給されて、シリンダー６ａが上方に伸び押板部材５ａがヒンジ機構によって押し上げられ、それに従ってスリーブ部分２ａが遠心方向に変位したことを示している。

本実施形態では、シリンダー６ａ、６ｂによって押し上げられる軸方向に亘る押板部材５ａ、５ｂを示したが、押し上げ機構の形態はこれに限らず、スリーブ２のスリーブ部分２ａ、２ｂを軸方向に亘って押し上げることができればよい。例えば、押板部材５ａ、５ｂがなくて、シリンダー６ａ、６ｂが直接スリーブ部分２ａ、２ｂを押し上げる形態でもよい。

なお、図１に示す実施形態では、スリーブ２の切り離し部７のスリーブ部分２ａ、２ｂは完全に切り離されており、押し上げ機構３によりスリーブ部分２ａ、２ｂの一方が押し上げられると、スリーブ部分２ａ、２ｂの間隔が開いてしまう。そこで、図２（ａ）に示すように、スリーブ部分２ａ、２ｂの端部同士がスリーブ遠心方向にスライドし、その間隔が開かないようにすることが望ましい。例えば、図２（ｂ）に示すように、スリーブ部分２ａの端部７ａの凹溝に、スリーブ２ｂの端部７ｂの凸部が入り込み、スリーブ遠心方向にスライドするような構造とすることが望ましい。

次に、上記実施形態の鋼帯の巻取設備の動作および作用を説明する。

図１に示す鋼帯の巻取設備を用いて鋼帯を巻取軸１に装着したスリーブ２に巻き取るには、油圧配管４に油圧を供給し、鋼帯の巻取方向に応じて、切替弁８を介して巻取軸１の軸方向複数箇所に設置されるいずれか一方のシリンダー（図１に示す実施形態では６ａ）によって軸方向に亘る押板部材（図１に示す実施形態では５ａ）を押し上げ、それに対応したスリーブ部分（図１に示す実施形態では２ａ）を押し上げてスリーブ遠心方向に変位させる。その際、押板部材を押し上げる量は、巻き取る鋼帯の板厚に応じて設定され、スリーブの切り離し部７を挟んで対向する他方のスリーブ部分（図１に示す実施形態では２ｂ）との間に板厚に応じた適切な段差（ｈ）が形成される。

そして、このようにして形成された鋼帯の巻取方向および板厚に応じた遠心方向の段差（ｈ）を有する段差部位置に鋼帯先端を合わせて、鋼帯を巻取開始する。

ここで、段差（ｈ）は、巻き取る鋼帯の板厚の０．９〜２倍に設定することが好ましい。段差（ｈ）は巻き取る鋼帯の板厚とほぼ同じとするのがよいが、ゴム製のスリーブの場合、弾力性があるので、段差（ｈ）の範囲が上記範囲内であれば、トップマークをほぼ解消することができる。さらに、段差（ｈ）を巻き取る鋼帯の板厚の１．０〜１．５倍とすると、トップマークを完全に解消することができ、より好ましい。

また、鋼帯の品質を確保する観点より、鋼帯先端の巻き取り開始時の位置は、スリーブの段差部位置よりスリーブの外周方向に０〜３０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。この０〜３０ｍｍの範囲内のうち０に近い方がより好ましい。段差部位置よりスリーブの外周方向に３０ｍｍを超えると、段差部位置と鋼帯先端との間に鋼帯の２巻目が落ち込んで、この位置からトップマークが発生する恐れが生じるからである。

図１に示す本発明の鋼帯の巻取設備を用いて、板厚１ｍｍと２ｍｍの冷延鋼板の巻取りを長期間に亘って実施した。なお、スリーブ部分の遠心方向の段差（ｈ）は板厚の１．２倍に設定し、鋼帯先端が段差部位置よりスリーブ外周方向に０〜２０ｍｍの範囲内となるように位置させて鋼帯を巻き取った。

一方、比較例としては、切り離し部を有しない従来の円筒状のゴムスリーブを用い、押し上げ機構を使用せずに鋼帯を巻き取った。すなわち、スリーブに段差の全くない状態である。

その結果、比較例の段差のないスリーブを用いて冷延鋼帯を巻き取った場合には、板厚１ｍｍの場合には鋼帯先端から平均５０ｍ、板厚２ｍｍの場合には鋼帯先端から平均１００ｍの長さに亘ってトップマークが生じた。一方、本発明例では、板厚が１ｍｍと２ｍｍのどちらの場合も、トップマークは一切発生せず、本発明の効果を確認できた。

本発明の鋼帯の巻取設備の一実施形態を示す説明図 本発明の鋼帯巻取用スリーブの他の実施形態を示す説明図

符号の説明

１ 巻取軸
１ｃ 巻取軸凸部
２ スリーブ
２ａ スリーブ部分
２ｂ スリーブ部分
２ｃ スリーブ凹部
３ 押し上げ機構
４ 油圧配管
５ａ 押板部材
５ｂ 押板部材
６ａ シリンダー
６ｂ シリンダー
７ 切り離し部
８ 切替弁

Claims (4)

1. 鋼帯の巻取設備における巻取軸に装着する円筒状のスリーブであって、周方向の１箇所を軸方向で切り離した切り離し部を有し、該切り離し部を挟んで対向するスリーブ部分が、スリーブ内側からの押圧力によりスリーブ遠心方向に変位可能であることを特徴とする鋼帯巻取用スリーブ。
2. 請求項１に記載のスリーブと該スリーブが装着される巻取軸とを備えた鋼帯の巻取設備であって、前記巻取軸は、スリーブの切り離し部を挟んで対向するスリーブ部分の少なくとも一方を押し上げ、スリーブ遠心方向に変位させるための押し上げ機構を有することを特徴とする鋼帯の巻取設備。
3. 巻取軸は、スリーブの切り離し部を挟んで対向する各スリーブ部分を押し上げ、各々を独立してスリーブ遠心方向に変位させるための押し上げ機構を有することを特徴とする請求項２に記載の鋼帯の巻取設備。
4. 請求項３に記載の鋼帯の巻取設備を用いた鋼帯の巻取方法であって、巻取軸への鋼帯の巻取方向および鋼帯の板厚に応じて、巻取軸の押し上げ機構のいずれかの一方を押し上げることにより、スリーブの切り離し部を挟んで対向するスリーブ部分に段差を形成し、該段差部に鋼帯先端部を合わせて鋼帯を巻き取ることを特徴とする鋼帯の巻取方法。

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