JP2023156051A - ブライドルロール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス中にスナバロールの移動を抑止できるブライドルロール装置を提供する。【解決手段】ブライドルロール装置１０は、ストリップ２が巻回されるブライドルロール１４と、ストリップ２を挟んでブライドルロール１４に押圧されるスナバロール２１と、スナバロール２１を支持しかつスナバロール２１がブライドルロール１４に押圧される圧下位置Ｐｄからブライドルロール１４から離れた退避位置Ｐｒまで揺動可能な揺動アーム２２と、揺動アーム２２を揺動させる駆動機構２４と、を有するブライドルロール装置であって、スナバロール２１が圧下位置Ｐｄから退避位置Ｐｒまで移動する際に、スナバロール２１と揺動アーム２２とを合わせた揺動部分２０の重心位置が描く揺動軌跡ＬＧのうち、揺動軌跡ＬＧの途中の少なくとも一部が、退避位置Ｐｒにある揺動部分２０の重心位置Ｇｒよりも高い位置にある。【選択図】図２

Description

本発明はブライドルロール装置に関する。

製鉄機械の薄板プロセスラインには、鋼板（ストリップ）が送られるライン上の複数箇所にブライドルロールが設置される（特許文献１参照）。
ブライドルロール装置は、ストリップが巻回される複数本のブライドルロールを有し、各ロールの回転速度に差をつけることで前後のストリップに張力差を付与する装置である。このようなブライドルロール装置は、プロセスラインの各セクションでの鋼板の速度制御および各セクション間の張力制御に利用されている。

ブライドルロール装置は、前述した複数本のブライドルロールを有するとともに、いずれかのブライドルロールにストリップを挟んで押圧されるスナバロールを有する。これにより、ライン停止時などストリップに張力がなくなった際でも、スナバロールでストリップをブライドルロールに押圧した状態（圧下位置）に保持できる（特許文献２参照）。

スナバロールは、揺動自在なアームなどでブライドルロールの近傍に支持され、エアシリンダなどの駆動機構によりブライドルロールに押し付けられる。
スナバロールで押圧した状態でのストリップの張力がストリップのブライドルロールに対する巻き付き角度に比例することから、スナバロールは、ブライドルロールのストリップ巻き付き長さが大きい部位に設置される。
また、スナバロールおよびその支持機構の重量をスナバロールの押圧力として利用できることから、スナバロールはブライドルロールの上方から下向きに押圧される場合が多い。

特開２０２０－１９２５８２号公報 特開２０１８－２３９９２号公報

前述したブライドルロールに対して、適宜メンテナンスが行われる。
メンテナンス時には、作業用スペースを確保するために、スナバロールをブライドルロールから離れた位置（退避位置）に移動させておく。メンテナンス中にスナバロールが移動しないように、ブライドルロールには安全装置としてスナバロールを退避位置に拘束する安全ピンを設置している。
しかしながら、前述した安全ピンはオペレータが手動操作で設置しており、操作漏れなどの不確実性が避けられず、メンテナンス中にスナバロールが圧下位置へと移動してしまう可能性があった。

本発明の目的は、メンテナンス中にスナバロールの移動を抑止できるブライドルロール装置を提供することにある。

本発明のブライドルロール装置は、ストリップが巻回されるブライドルロールと、前記ストリップを挟んで前記ブライドルロールに押圧されるスナバロールと、前記スナバロールを支持しかつ前記スナバロールが前記ブライドルロールに押圧される圧下位置から前記ブライドルロールから離れた退避位置まで揺動可能な揺動アームと、前記揺動アームを揺動させる駆動機構と、を有するブライドルロール装置であって、前記スナバロールが前記圧下位置から前記退避位置まで移動する際に、前記スナバロールと前記揺動アームとを合わせた揺動部分の重心位置が描く揺動軌跡のうち、前記揺動軌跡の途中の少なくとも一部が、前記退避位置にある前記揺動部分の重心位置よりも高い位置にあることを特徴とする。

このような本発明では、スナバロールを圧下位置に配置し、エアシリンダなどの駆動機構で押圧力を加えることで、ストリップをブライドルロールに押し付けて圧下することができる。一方、メンテナンス時には、揺動アームを揺動させることで、スナバロールを退避位置へ退避させることができる。退避位置へ退避させたスナバロールは、駆動機構で操作することで、再び圧下位置へ揺動させることができる。
スナバロールが揺動する際、実際に揺動するスナバロールおよび揺動アームを合わせた揺動部分の重心は、揺動アームの揺動中心を曲率中心とする円弧状の揺動軌跡を描く。本発明においては、揺動軌跡の途中の一部が、退避位置の重心位置よりも高い位置にあるため、揺動位置にあるスナバロールが圧下位置へ移動するためには、重心を上昇させて退避位置の重心位置よりも高い部分を通過する必要がある。このような重心の上昇には、揺動部分の位置エネルギの増加が必要であり、駆動機構などによる外力なしに行われることはない。つまり、退避位置にあるスナバロールは、揺動部分にかかる重力により移動を抑止される。
従って、メンテナンス中のスナバロールが、操作なしに圧下位置へ移動することを抑止できる。

本発明のブライドルロール装置において、前記揺動アームは、揺動軸の上方に前記スナバロールを支持しており、前記駆動機構は、一部が前記ブライドルロールの回転軸より下方に設置されていることが好ましい。

このような本発明では、駆動機構の一部がブライドルロールの回転軸より下方とされ、駆動機構がブライドルロールの下方または側方に設置されることで、ブライドルロールの上側周辺を開放することができ、作業者によるメンテナンス性を向上できる。ここで、揺動アームを、揺動軸の上方にスナバロールを支持する構成とすることで、駆動機構をブライドルロールの回転軸の下方に設置しつつ、スナバロールを高い位置に設置することができ、ブライドルロールに対する適切な圧下が行える配置とすることができる。

本発明によれば、メンテナンス中にスナバロールの移動を抑止できるブライドルロール装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態のブライドルロール装置を示す側面図。 前記第１実施形態の要部を示す拡大側面図。 本発明の第２実施形態の要部を示す拡大側面図。 本発明の第３実施形態の要部を示す拡大側面図。 本発明の第４実施形態の要部を示す拡大側面図。

〔第１実施形態〕
図１および図２には本発明の第１実施形態が示されている。
図１において、薄板プロセスライン１は、ストリップ２の搬送経路上に、本発明に基づくブライドルロール装置１０を有する。

ブライドルロール装置１０は、ベッド１１の両側に一対のフレーム１２を有する。一対のフレーム１２は、ストリップ２を挟んで互いに対向して配置されている。
一対のフレーム１２の間には、２本のブライドルロール１３，１４が設置されている。ブライドルロール１３，１４は、それぞれストリップ２の幅方向に延びる回転軸まわりに回転可能である。

ブライドルロール装置１０には、導入側（図１右方）からストリップ２が導入され、送出側（図１左方）から送出される。導入側から導入されたストリップ２は、先ず送出側のブライドルロール１３に巻回され、ブライドルロール１３からブライドルロール１４へ送られ、ブライドルロール１４から送出側へと導かれる。

ブライドルロール１３，１４には、それぞれストリップ２が巻回されている領域にスナバロール１５，２１が設置されている。
スナバロール１５は、ストリップ２を挟んでブライドルロール１３に押圧されるものであり、スナバロール２１は、ストリップ２を挟んでブライドルロール１４に押圧されるものである。これらのスナバロール１５，２１は、配置および各部形状が異なるものの基本的な機構は同様であり、以下にはスナバロール２１について説明する。

スナバロール２１は、一対の揺動アーム２２の上側先端部の間に回転自在に支持されている。スナバロール２１の回転軸はブライドルロール１４の回転軸と平行である。
一対の揺動アーム２２は、それぞれ中間部に接続された揺動軸２３をストリップ２の両側のフレーム１２で支持されている。揺動アーム２２の下側先端部には、エアシリンダを用いた駆動機構２４が接続されている。

駆動機構２４は、外部操作により揺動アーム２２を揺動させ、この揺動により揺動アーム２２に支持されたスナバロール２１を移動可能である。
揺動アーム２２が図中反時計方向へ揺動することで、スナバロール２１はストリップ２を挟んでブライドルロール１４に押圧される（実線で示す圧下位置Ｐｄ）。
揺動アーム２２が図中時計方向へ揺動することで、スナバロール２１はブライドルロール１４から離れ、ストリップ２が開放されるとともに、スナバロール２１とブライドルロール１４との間にメンテナンス用の間隔が確保される（一点鎖線で示す退避位置Ｐｒ）。

スナバロール２１および一対の揺動アーム２２は、駆動機構２４で駆動されて一体に揺動する部分であり、これらのスナバロール２１および一対の揺動アーム２２が揺動部分２０とされている。

図２において、スナバロール２１が圧下位置Ｐｄと退避位置Ｐｒとの間を移動する際、スナバロール２１と揺動アーム２２とを合わせた揺動部分２０の重心位置は、揺動軸２３を曲率中心とする円弧状の揺動軌跡ＬＧを描く。
本実施形態では、退避位置Ｐｒでの重心位置Ｇｒが揺動軌跡ＬＧの中で最も低い位置にあり、圧下位置Ｐｄでの重心位置Ｇｄを含めて揺動軌跡ＬＧの他の部分は全て、退避位置Ｐｒにある揺動部分２０の重心位置Ｇｒの高さＨＧｒよりも高い位置にある。
従って、揺動する揺動部分２０の位置エネルギは退避位置Ｐｒで最小となり、退避位置Ｐｒにある揺動部分２０が外力なしに移動することはなく、操作なしに圧下位置Ｐｄへと揺動することはない。

本実施形態によれば次のような効果がある。
ブライドルロール装置１０では、通常の稼働にあたって、駆動機構２４でスナバロール２１を圧下位置Ｐｄに配置し、さらに押圧力を加えることで、ブライドルロール１４に巻回されているストリップ２をブライドルロール１４に押し付け、圧下することができる。
一方、ブライドルロール装置１０のメンテナンス時には、駆動機構２４で揺動アーム２２を揺動させることで、スナバロール２１を退避位置Ｐｒへ退避させる。これにより、スナバロール２１とブライドルロール１４との間には空間が確保され、所定のメンテナンスを行うことができる。

前述のように、スナバロール２１が揺動する際、実際に揺動するスナバロール２１および揺動アーム２２を合わせた揺動部分２０の重心は、揺動アーム２２の揺動中心（揺動軸２３の中心）を曲率中心とする円弧状の揺動軌跡ＬＧを描く。
本実施形態においては、揺動軌跡ＬＧより圧下位置Ｐｄ側の全てが、退避位置Ｐｒの重心位置Ｇｒの高さＨＧｒよりも高い位置にあるため、退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１が圧下位置Ｐｄへ移動するためには、重心を上昇させて退避位置Ｐｒの重心位置Ｇｒよりも高い部分を通過する必要がある。このような重心の上昇には、揺動部分２０の位置エネルギの増加が必要であり、駆動機構２４などによる外力なしに行われることはない。つまり、退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１は、揺動部分２０にかかる重力により移動を抑止される。
従って、ブライドルロール装置１０においては、メンテナンスなどで退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１が、操作なしに圧下位置Ｐｄへ移動することを抑止できる。

本実施形態のブライドルロール装置１０では、揺動アーム２２は、揺動軸２３の上方にスナバロール２１を支持しており、駆動機構２４は、ブライドルロール１４より下方に設置されていた。
このように、駆動機構２４がブライドルロール１４より下方に設置されることで、ブライドルロール１４の上側周辺を開放することができ、作業者によるメンテナンス性を向上できる。
ここで、揺動アーム２２を、揺動軸２３の上方にスナバロール２１を支持する構成とすることで、駆動機構２４をブライドルロール１４の下方に設置しつつ、スナバロール２１を高い位置に設置することができ、ブライドルロール１４に対する適切な圧下が行える配置とすることができる。

〔第２実施形態〕
図３には本発明の第２実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第１実施形態のブライドルロール装置１０と略同様な構成を有するが、揺動アーム２２の形状、スナバロール２１および駆動機構２４の配置が異なる。このため、以下の説明では重複する説明を省略し、相違する部分について説明する。

図３において、ブライドルロール装置１０Ａは、ストリップ２が巻回されるブライドルロール１４と、ブライドルロール１４に押圧されるスナバロール２１を有する。スナバロール２１は、揺動軸２３を中心に揺動する揺動アーム２２Ａを有し、スナバロール２１と揺動アーム２２Ａとをあわせて揺動部分２０Ａとされている。揺動部分２０Ａを揺動させるために駆動機構２４が接続されている。
本実施形態では、揺動アーム２２Ａが略Ｌ字状に形成され、揺動軸２３から側方へ延びる部分に駆動機構２４が接続されている。駆動機構２４は揺動アーム２２Ａの側方へ延びる部分の下方に設置されている。

このような本実施形態においても、駆動機構２４で揺動アーム２２Ａを揺動させ、圧下位置Ｐｄと退避位置Ｐｒとの間を往復させることができる。この際、揺動部分２０Ａの重心は揺動軌跡ＬＧを描き、圧下位置Ｐｄでの重心位置Ｇｄ、退避位置Ｐｒでの重心位置Ｇｒである。
揺動軌跡ＬＧは、退避位置Ｐｒの高さＨＧｒで最も低くなり、退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１は、揺動部分２０にかかる重力により移動を抑止される。
従って、本実施形態のブライドルロール装置１０Ａにおいても、前述した第１実施形態と同様に、メンテナンスなどで退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１が、操作なしに圧下位置Ｐｄへ移動することを抑止できる。

さらに、本実施形態においても、駆動機構２４がブライドルロール１４より下方に設置されることで、ブライドルロール１４の上側周辺を開放することができ、作業者によるメンテナンス性を向上できる。
そして、揺動アーム２２Ａを、揺動軸２３の上方にスナバロール２１を支持する構成とすることで、駆動機構２４をブライドルロール１４の下方に設置しつつ、スナバロール２１を高い位置に設置することができ、ブライドルロール１４に対する適切な圧下が行える配置とすることができる。

〔第３実施形態〕
図４には本発明の第３実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第１実施形態のブライドルロール装置１０と略同様な構成を有するが、揺動アーム２２の形状、スナバロール２１および駆動機構２４の配置が異なる。このため、以下の説明では重複する説明を省略し、相違する部分について説明する。

図４において、ブライドルロール装置１０Ｂは、ストリップ２が巻回されるブライドルロール１４と、ブライドルロール１４に押圧されるスナバロール２１を有する。スナバロール２１は、揺動軸２３を中心に揺動する揺動アーム２２Ｂを有し、スナバロール２１と揺動アーム２２Ｂとをあわせて揺動部分２０Ｂとされている。揺動部分２０Ｂを揺動させるために駆動機構２４が接続されている。
本実施形態では、揺動アーム２２Ｂの下端に揺動軸２３が配置され、揺動アーム２２Ｂの上端にスナバロール２１が支持され、揺動アーム２２Ｂの中間部に駆動機構２４が接続されている。駆動機構２４はスナバロール２１およびブライドルロール１４よりも下方に設置されている。

このような本実施形態においても、駆動機構２４で揺動アーム２２Ｂを揺動させ、圧下位置Ｐｄと退避位置Ｐｒとの間を往復させることができる。この際、揺動部分２０Ｂの重心は揺動軌跡ＬＧを描き、圧下位置Ｐｄでの重心位置Ｇｄ、退避位置Ｐｒでの重心位置Ｇｒである。
揺動軌跡ＬＧは、退避位置Ｐｒの高さＨＧｒで最も低くなり、退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１は、揺動部分２０にかかる重力により移動を抑止される。
従って、本実施形態のブライドルロール装置１０Ｂにおいても、前述した第１実施形態と同様に、メンテナンスなどで退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１が、操作なしに圧下位置Ｐｄへ移動することを抑止できる。

さらに、本実施形態においても、駆動機構２４がブライドルロール１４より下方に設置されることで、ブライドルロール１４の上側周辺を開放することができ、作業者によるメンテナンス性を向上できる。
そして、揺動アーム２２Ｂを、揺動軸２３の上方にスナバロール２１を支持する構成とすることで、駆動機構２４をブライドルロール１４の下方に設置しつつ、スナバロール２１を高い位置に設置することができ、ブライドルロール１４に対する適切な圧下が行える配置とすることができる。

〔第４実施形態〕
図５には本発明の第４実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第１実施形態のブライドルロール装置１０と略同様な構成を有するが、揺動アーム２２の形状、スナバロール２１および駆動機構２４の配置が異なる。このため、以下の説明では重複する説明を省略し、相違する部分について説明する。

図５において、ブライドルロール装置１０Ｃは、ストリップ２が巻回されるブライドルロール１４と、ブライドルロール１４に押圧されるスナバロール２１を有する。スナバロール２１は、揺動軸２３を中心に揺動する揺動アーム２２Ｃを有し、スナバロール２１と揺動アーム２２Ｃとをあわせて揺動部分２０Ｃとされている。揺動部分２０Ｃを揺動させるために駆動機構２４が接続されている。
本実施形態では、揺動アーム２２Ｃの中間部に揺動軸２３が配置され、揺動アーム２２Ｃの上端にスナバロール２１が支持され、揺動アーム２２Ｃの下端部に駆動機構２４が接続されている。駆動機構２４はスナバロール２１より下方であるが、ブライドルロール１４の回転軸と略同じ高さに設置されている。

このような本実施形態においても、駆動機構２４で揺動アーム２２Ｃを揺動させ、圧下位置Ｐｄと退避位置Ｐｒとの間を往復させることができる。この際、揺動部分２０Ｃの重心は揺動軌跡ＬＧを描き、圧下位置Ｐｄでの重心位置Ｇｄ、退避位置Ｐｒでの重心位置Ｇｒである。
揺動軌跡ＬＧは、途中の最高位置Ｇｔで最大高さＨＧｔとなり、最高位置Ｇｔから退避位置Ｐｒおよび圧下位置Ｐｄに向けて低くなっている。圧下位置Ｐｄでの重心位置Ｇｄは揺動軌跡ＬＧのなかで最も低く、退避位置Ｐｒでの重心位置Ｇｒよりも低い。しかし、最高位置Ｇｔでの最大高さＨＧｔが重心位置Ｇｒの高さＨＧｒよりも高いことから、退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１は、揺動部分２０にかかる重力により移動を抑止される。
従って、本実施形態のブライドルロール装置１０Ｃにおいても、前述した第１実施形態と同様に、メンテナンスなどで退避位置Ｐｒにあるスナバロール２１が、操作なしに圧下位置Ｐｄへ移動することを抑止できる。

さらに、本実施形態においても、駆動機構２４がブライドルロール１４の側方に設置されることで、平面スペースを占有するものの、ブライドルロール１４の上側周辺を開放することができ、作業者によるメンテナンス性を向上できる。
そして、揺動アーム２２Ｃを、揺動軸２３の上方にスナバロール２１を支持する構成とすることで、駆動機構２４をブライドルロール１４の側方に設置しつつ、スナバロール２１を高い位置に設置することができ、ブライドルロール１４に対する適切な圧下が行える配置とすることができる。

〔他の実施形態〕
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、駆動機構２４としてエアシリンダを用いるとしたが、他の駆動機構であってもよく、例えば油圧シリンダを用いる場合や、電動モータと歯車機構を用いて揺動軸２３に回転力を伝達してもよい。
前記実施形態では、ブライドルロール１４に圧下されるスナバロール２１について説明したが、ブライドルロール１３に圧下されるスナバロール１５についても同様の構成とすることができる。

本発明はブライドルロール装置として利用できる。

１…薄板プロセスライン、２…ストリップ、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…ブライドルロール装置、１１…ベッド、１２…フレーム、１３，１４…ブライドルロール、１５…スナバロール、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…揺動部分，２１…スナバロール、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…揺動アーム、２３…揺動軸、２４…駆動機構、Ｇｄ…圧下位置での重心位置、Ｇｒ…退避位置での重心位置、Ｇｔ…最高位置、ＨＧｒ…重心位置Ｇｒの高さ、ＨＧｔ…最高位置Ｇｔでの最大高さ、ＬＧ…揺動軌跡、Ｐｄ…圧下位置、Ｐｒ…退避位置。

Claims (2)

1. ストリップが巻回されるブライドルロールと、前記ストリップを挟んで前記ブライドルロールに押圧されるスナバロールと、前記スナバロールを支持しかつ前記スナバロールが前記ブライドルロールに押圧される圧下位置から前記ブライドルロールから離れた退避位置まで揺動可能な揺動アームと、前記揺動アームを揺動させる駆動機構と、を有するブライドルロール装置であって、
   前記スナバロールが前記圧下位置から前記退避位置まで移動する際に、前記スナバロールと前記揺動アームとを合わせた揺動部分の重心位置が描く揺動軌跡のうち、前記揺動軌跡の途中の少なくとも一部が、前記退避位置にある前記揺動部分の重心位置よりも高い位置にあるブライドルロール装置。
2. 請求項１に記載したブライドルロール装置において、
   前記揺動アームは、揺動軸の上方に前記スナバロールを支持しており、
   前記駆動機構は、一部が前記ブライドルロールの回転軸より下方に設置されているブライドルロール装置。

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