JP2007098463A - 金属帯用形状矯正装置および金属帯用通板速度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属帯に適正な張力を付与し、その張力を制御するとともに、そのための設備費や敷設に要する場所を少なくし得る金属帯用形状矯正装置を提供する。
【解決手段】この金属帯用形状矯正装置１０は、複数のローラで金属帯１００に繰り返し曲げを付与して金属帯１００の形状を矯正するローラレベラ１（形状矯正手段）と、そのローラレベラ１の入側および出側で金属帯１００をそれぞれ挟持する一対のピンチロール２、３と、入側の一対のピンチロール２に対し圧下力Ｐを付与可能に設けられた圧下装置４と、を有している。そして、この圧下装置４が設けられた側での一対のピンチロール２Ａ，２Ｂには、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下力Ｐで変形する弾性材料を用いている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属帯用形状矯正装置に係り、特に、連続焼鈍設備や連続錫めっき設備等の金属帯を連続的に処理する連続処理ラインで用いられ、ローラレベラ等の形状矯正手段を有する金属帯用形状矯正装置に好適に使用し得る金属帯用形状矯正装置およびこれに好適に適用し得る金属帯用通板速度制御装置に関する。

連続焼鈍設備や連続錫めっき設備等の金属帯の連続処理ラインでは、通板する金属帯の形状をローラレベラ等の形状矯正手段によって矯正することが一般的に実施されている。しかし、この矯正に際し、矯正効果を上げるためには、ローラレベラ部に位置する金属帯に適正な張力を付与し、その張力を制御することが必要である。
そこで、例えば特許文献１に記載の技術では、このような適正な張力を金属帯に付与するために、ローラレベラの入側および出側それぞれに、ブライドルロールあるいはピンチロール等を設置している。そして、これら入側および出側の各ロールをそれぞれ駆動する駆動源と、これら駆動源を分配ギヤや差動歯車等を介して各ロールの駆動速度を制御可能に連結する減速装置とを備えている。そのため、特許文献１に記載の技術によれば、入側と出側との駆動速度を適宜制御して、相互のロールに周速差を発生させてローラレベラ部の金属帯に適正な張力を付与することができる。
特開昭５９−１３５２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、入側および出側の各ロールを駆動する駆動源や、入側と出側との駆動速度を適宜制御するための減速装置がそれぞれ必要である。そのため、設備費が増大するという問題がある。また、これら設備の敷設場所を広く要するので、既存設備への新たな設置が困難である。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、金属帯に適正な張力を付与し、その張力を制御するとともに、そのための設備費や敷設に要する場所を少なくし得る金属帯用形状矯正装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、金属帯の連続処理ラインに用いられ、前記金属帯に複数のローラで繰り返し曲げを付与して金属帯の形状を矯正する形状矯正手段と、該形状矯正手段の入側で前記金属帯を挟持する一対のピンチロールおよび出側で前記金属帯を挟持する一対のピンチロールと、前記入側および出側それぞれの一対のピンチロールの少なくとも一対に対し圧下力を付与可能に設けられた圧下装置と、を有する金属帯用形状矯正装置であって、前記ピンチロールの少なくとも一対は、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料を用いていることを特徴としている。なお、前記弾性材料には、ゴムが好適に使用し得る。

本発明によれば、圧下装置が設けられた側のピンチロールに、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料をロール表層部分に用いている。そのため、この弾性材料を用いたピンチロールに圧下装置の圧下力が作用すると、そのロール径は、圧下方向ではロール径が縮み、圧下方向と直交する方向ではロール径が伸びるように弾性変形する。つまり、この弾性材料を用いたピンチロールは、圧下方向を短径とする楕円形状に変形する。そのため、このような弾性変形によって、このピンチロールのロール中心は、前記金属帯の方向に移動する。これにより、このピンチロールは、ロール中心と金属帯とが対向する方向での距離が短くなり、その周速が相対的に遅くなる。したがって、圧下力を適宜調節することによって、入側と出側との相互のロールに所望の周速差を発生させてローラレベラ部の金属帯に適正な張力を付与することができる。

そして、本発明によれば、圧下装置が設けられた側のピンチロールに弾性材料を用いるだけで上記作用が得られるから、敷設に要する場所が少なくて済む。また、例えば、上述の各ロールをそれぞれ駆動する駆動源と、各ロールの駆動速度を制御可能に各駆動源に連結する減速装置とを個別に備えるような構成に比べて設備費を安価にすることができる。
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、金属帯の連続処理ラインに用いられ、前記金属帯を通板する速度を制御する通板速度制御装置であって、前記金属帯を挟持する一対のピンチロールと、該一対のピンチロールに対し圧下力を付与可能に設けられた圧下装置と、を有し、前記一対のピンチロールの少なくとも一方は、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料を用いていることを特徴としている。

本発明によれば、圧下装置が設けられたピンチロールに、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料をロール表層部分に用いている。そのため、この弾性材料を用いたピンチロールに圧下装置の圧下力が作用すると、そのロール径は、圧下方向ではロール径が縮み、圧下方向と直交する方向ではロール径が伸びるように弾性変形する。つまり、この弾性材料を用いたピンチロールは、圧下方向を短径とする楕円形状に変形する。そのため、このような弾性変形によって、このピンチロールのロール中心は、前記金属帯の方向に移動する。これにより、このピンチロールは、ロール中心と金属帯とが対向する方向での距離が短くなり、その周速が遅くなる。そして、圧下装置の圧下力は制御可能であり、この圧下力に応じたピンチロールの弾性変形量や、その弾性変形量に対応して変る金属帯の張力を予めデータとして所得することができるので、この通板速度制御装置によれば、圧下装置の圧下力を適宜調節することによって、ピンチロールに所望の周速を発生させて金属帯に適正な通板速度を付与することができる。したがって、この金属帯用通板速度制御装置は、上記金属帯用形状矯正装置にも好適に使用することができる。

本発明によれば、金属帯に適正な張力を付与し、その張力を制御するとともに、そのための設備費や敷設に要する場所を少なくし得る金属帯用形状矯正装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
本実施形態は、本発明に係る金属帯用形状矯正装置および金属帯用通板速度制御装置を、金属帯の連続処理ラインである連続焼鈍設備に適用した例である。
図１および図２は、本発明に係る金属帯用形状矯正装置および金属帯用通板速度制御装置の一実施形態の概略構成を示す説明図であり、図１は、この金属帯用形状矯正装置および金属帯用通板速度制御装置を正面から見た図、図２は、その平面図である。

この金属帯用形状矯正装置１０は、上記連続焼鈍設備において、入側溶接装置と洗浄装置との間に設置されており、図１に示すように、ローラレベラ１と、二対のピンチロール２、３と、圧下装置４と、を備えて構成されている。なお、この構成において、上記金属帯用通板速度制御装置には、ピンチロール２と、圧下装置４とが対応している。

ローラレベラ１は、同図に示すように、通板される金属帯１００に対し、複数のローラ１Ａ〜１Ｊで繰り返し曲げを付与して、金属帯１００の形状を矯正する形状矯正手段である。そして、このローラレベラ１の入側および出側に、上記二対のピンチロール２、３が、それぞれ配置されている。各ピンチロール２、３は、通板される金属帯１００をローラレベラ１の前後でそれぞれ挟持するようになっている。なお、同図では、各ピンチロール２、３の上側ピンチロールを符号２Ａ、３Ａで、また、それぞれの下側ピンチロールを符号２Ｂ、３Ｂで示している。さらに、圧下装置４は、同図に示すように、ローラレベラ１への入側の一対のピンチロール２に対し、その圧下方向を、各ピンチロール２Ａ、２Ｂの中心を結ぶ軸線上とし、ピンチロール２Ａの上方から所望の圧下力Ｐを付与して、ピンチロール２が挟持する力を調整可能に設けられている。なお、ピンチロール２のロール径は、１３０ｍｍであり、圧下装置４の圧下力Ｐは、最大７８，４００Ｎ（８，０００ｋｇｆ）にしている。

ここで、上記出側の一対のピンチロール３は、通常用いられる鋼材等でそれぞれ形成されているが、上記入側の一対のピンチロール２は、そのロール表層部分の材料に弾性材料を用いてそれぞれ形成されている。
詳しくは、圧下装置４が設けられた側での一対のピンチロール２は、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料をそれぞれ用いている。この弾性材料には、リンガーロールに使用されるゴムと同じゴムを用いており、より具体的には、ウレタンゴムを、この弾性材料として使用している。なお、所望の変形量を確保するためには、当該弾性材料を用いるロール表層部分の厚さを、少なくともロール半径の１０％以上確保することが好ましい。

そして、図２に示すように、各ピンチロール２、３の軸を所定範囲で移動可能に支持するフレキシブルジョイント８、８を介して減速装置７に連結されている。そして、この減速装置７は、カップリング等の動力伝達機構６を介して駆動源である駆動用モータ５の出力軸に繋がっている。これにより、各ピンチロール２、３は、減速装置７でそれぞれ設定されたロール周速で、一つの駆動用モータ５によって駆動可能になっている。

次に、この金属帯用形状矯正装置１０および上記金属帯用通板速度制御装置の作用・効果について説明する。
上述のように、この金属帯用形状矯正装置１０は、金属帯１００の連続処理ラインに用いられており、その金属帯１００に複数のローラ１Ａ〜１Ｊで繰り返し曲げを付与して金属帯の形状を矯正するローラレベラ１と、そのローラレベラ１の入側および出側で金属帯１００をそれぞれ挟持する一対のピンチロール２、３と、を備えている。そして、入側の一対のピンチロール２に対し圧下力を付与可能に設けられた圧下装置４をさらに備えており、この圧下装置４が設けられた側での一対のピンチロール２は、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料を用いている。

そのため、この金属帯用形状矯正装置１０によれば、ローラレベラ１の複数のローラ１Ａ〜１Ｊで、通板される金属帯１００に繰り返し曲げを付与して金属帯の形状を矯正することができる。そして、そのローラレベラ１の前後（入側および出側）にそれぞれピンチロール２、３を備えているので、ローラレベラ部に位置する金属帯に張力を付与することができる。そして、入側には、圧下装置４を備えているので、ピンチロール２に対し所望の圧下力を付与し、ピンチロール２が挟持する力を調整することができる。

さらに、この金属帯用形状矯正装置１０では、一対のピンチロール２は、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下装置４の圧下力Ｐで変形する弾性材料を用いており、このピンチロール２と、圧下装置４と、によって上記金属帯用通板速度制御装置が構成されている。これにより、この金属帯用形状矯正装置１０は、その備えている金属帯用通板速度制御装置で、圧下力Ｐを適宜調節することによって、入側のピンチロール２に所望の周速を与え、出側のピンチロール３に対し、所望の周速差を発生させてローラレベラ１部の金属帯に適正な張力を付与することを可能としている。

すなわち、まず、図３（ａ）に示すように、入側のピンチロール２（２Ａ，２Ｂ）の外径形状がほぼ正円状となる程度の圧下力Ｐ１で、金属帯１００が圧下されつつ通板されているとする。今、このほぼ正円状のロール径をＲ１（同図の例では便宜上、半径で表す）とする。このとき、入側のピンチロール２と出側のピンチロール３（同図では不図示）との間で、金属帯１００には張力Ｔ１が生じる。しかし、この張力Ｔ１が、金属帯１００に対し本来必要な適正な張力（例えば張力Ｔ２）より低い張力であったとき、金属帯１００に適正な張力Ｔ２を付与することが望ましい。

そこで、図３（ｂ）に示すように、圧下装置４の圧下力ＰをＰ１からこれより大きいＰ２に増加させる。ここで、この金属帯用形状矯正装置１０では、上述のように、ピンチロール２には、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料をロール表層部分２Ｓに用いているので、この弾性材料を用いたピンチロール２に、より大きな圧下力Ｐ２が作用すると、そのロール径は、図３（ｂ）に示すように、圧下方向ではロール径がロール径Ｒ１からロール径Ｒ２にさらに縮み、圧下方向と直交する方向ではロール径がさらに伸びるように弾性変形する。つまり、この弾性材料を用いたピンチロール２は、圧下方向を短径（ロール径Ｒ２）とする楕円形状に変形する。そのため、このような弾性変形によって、このピンチロール２のロール中心Ｏは、金属帯１００の方向に移動する。これにより、このピンチロール２は、ロール中心Ｏと金属帯１００とが対向する方向での距離が、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、Ｒ１−Ｒ２＝ΔＲだけ短くなり、その周速を、図３（ｄ）に示すように、ΔＬ１からΔＬ２に減少させることができる。そのため、このような変化が生じていない出側のピンチロール３に対し、入側のピンチロール２の周速は相対的に遅くなることになる。したがって、圧下装置４の圧下力ＰをＰ１からこれより大きいＰ２に増加させると、図３（ｂ）に示す金属帯１００の張力Ｔ２を、張力Ｔ１より大きくすることができる。このように、この金属帯用形状矯正装置１０によれば、その備えている金属帯用通板速度制御装置の、圧下装置４の圧下力Ｐを適宜調節することによって、入側と出側との相互のロールに所望の周速差を発生させてローラレベラ１部の金属帯１００に適正な張力を付与することができる。そして、この圧下装置４の圧下力Ｐは制御可能であり、この圧下力Ｐに応じた入側のピンチロール２の弾性変形量や、その弾性変形量に対応して変る金属帯１００の張力を予めデータとして所得することができるから、圧下装置４の圧下力Ｐの制御によって、金属帯１００の張力を制御することができる。

そして、この金属帯用形状矯正装置１０によれば、圧下装置４が設けられた側のピンチロール２に弾性材料を用いるだけで上記作用が得られるから、敷設に要する場所が少なくて済む。また、入側と出側との各ピンチロール２、３を一つの駆動用モータ５と、一組の減速装置７とで構成しつつ上述のように張力を調整できるので、駆動源や減速装置を各ピンチロールで個別に備えるような構成に比べて設備費を安価にすることができる。

以上説明したように、本発明に係る金属帯用形状矯正装置によれば、金属帯に適正な張力を付与し、その張力を制御するとともに、そのための設備費や敷設に要する場所を少なくすることができる。
なお、本発明に係る金属帯用形状矯正装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明に係る金属帯用形状矯正装置を、連続焼鈍設備に適用した例で説明したが、これに限定されず、金属帯を連続的に処理する連続処理ラインであれば本発明を好適に用いることができる。例えば、連続錫めっき設備や連続剪断設備等の連続処理ラインで使用することができる。また、金属帯も種々の材質や寸法のものに適用できることは勿論である。

また、例えば、上記実施形態では、圧下装置４を入側ピンチロール２に備えた例で説明したが、これに限定されず、圧下装置４は、入側および出側それぞれの一対のピンチロール２、３の少なくとも一方側に対し圧下力Ｐを付与可能に設けることができる。しかし、例えば上記実施形態のように、入側の一対のピンチロール２に対して圧下装置４を設ければ、設備費や敷設に要する場所を抑制する上で好適である。

また、上記実施形態では、圧下装置４が設けられた側での一対のピンチロール２は、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料をそれぞれ用いている例で説明したが、これに限定されず、例えば一対のピンチロール２のいずれか一方を、上記弾性材料を用いたロールとし、他方を通常のロールで構成してもよい。しかし、入側と出側との相互のピンチロールに所望の周速差を好適に発生させる上では、一対のピンチロール２それぞれに上記弾性材料を用いて構成することが望ましい。
また、上記実施形態では、ピンチロール２に用いる、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料として、ウレタンゴム等のゴムを例に説明したが、これに限定されず、そのロール径が圧下力で変形し、本願の作用・効果を奏する弾性材料であれば、例えば合成樹脂や、積層した板ばね等であっても適用可能である。

本発明に係る金属帯用形状矯正装置の一実施形態の概略構成を示す説明図である。 本発明に係る金属帯用形状矯正装置の一実施形態の概略構成を示す説明図である。 本発明に係る金属帯用形状矯正装置、および、その備えている金属帯用通板速度制御装置の一実施形態の作用を説明する図であり、同図（ａ）は、圧下力が小さい状態の概念図、同図（ｂ）は、圧下力が大きくなった状態の概念図、同図（ｃ）は、同図（ａ）と（ｂ）を重ねて図示しており、ローラの中心が金属帯方向に移動しているイメージを示し、また、同図（ｄ）は、同図（ｃ）の要部を拡大して示している。

符号の説明

１ ローラレベラ（形状矯正手段）
２ （入側の）ピンチロール
３ （出側の）ピンチロール
４ 圧下装置
５ 駆動用モータ
６ 動力伝達機構
７ 減速装置
８ フレキシブルジョイント
１０ 金属帯用形状矯正装置
１００ 金属帯

Claims (3)

1. 金属帯の連続処理ラインに用いられ、前記金属帯に複数のローラで繰り返し曲げを付与して金属帯の形状を矯正する形状矯正手段と、該形状矯正手段の入側で前記金属帯を挟持する一対のピンチロールおよび出側で前記金属帯を挟持する一対のピンチロールと、前記入側および出側それぞれの一対のピンチロールの少なくとも一対に対し圧下力を付与可能に設けられた圧下装置と、を有する金属帯用形状矯正装置であって、
   前記ピンチロールの少なくとも一対は、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料を用いていることを特徴とする金属帯用形状矯正装置。
2. 前記弾性材料は、ゴムであることを特徴とする請求項１に記載の金属帯用形状矯正装置。
3. 金属帯の連続処理ラインに用いられ、前記金属帯を通板する速度を制御する通板速度制御装置であって、
   前記金属帯を挟持する一対のピンチロールと、該一対のピンチロールに対し圧下力を付与可能に設けられた圧下装置と、を有し、
   前記一対のピンチロールの少なくとも一方は、そのロール表層部分の材料に、そのロール径が圧下力で変形する弾性材料を用いていることを特徴とする金属帯用通板速度制御装置。

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