JP3276326B2 - 帯板巻取方法および帯板巻取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延された帯板を
巻き取る帯板巻取方法および帯板巻取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延された帯板を巻き取る従来の帯板巻
取装置の概略構成を図４に示す。図４において、１は帯
板１００を巻き取るマンドレルである。２はマンドレル
１の周面に対面するように配設されたユニットロールで
あり、マンドレル１の軸心方向および周方向に沿って所
定の間隔でそれぞれ複数（本例では、軸心方向に３〜４
個、周方向に３組）配列されている。３は上記ユニット
ロール２を回転可能に支持すると共に、マンドレル１に
対してユニットロール２を接近離反できるように揺動可
能に支持されたアーム形フレームであり、マンドレル１
の周方向に沿って所定の間隔で複数（本例では３つ）設
けられている。４はマンドレル１に対してユニットロー
ル２を接近離反（押し出しまたは引き込み）させるよう
に上記アーム形フレーム３を揺動させる操作シリンダで
あり、各アーム形フレーム３にそれぞれ設けられてい
る。

【０００３】前記操作シリンダ４には、ストロークセン
サ３１がそれぞれ取り付けられており、各操作シリンダ
４の伸縮量が制御装置３０へ伝えられ、シリンダ制御系
３２を経てサーボバルブ３３を制御することにより、複
数個のユニットロール２の押し出し位置をコントロール
することができるようになっている。

【０００４】また、マンドレル１は、切換制御部３４の
操作により、縮小状態と拡開状態とに切り換えられるよ
うになっている。具体的には、図５に示すように、テー
パ面７ａを内周に長手方向にわたって一定ピッチで複数
形成した扇状のマンドレルセグメント５を円筒状となる
ように周方向にわたって配列し、これらマンドレルセグ
メント５の長手方向両端側を径方向内側（図中、矢印Ａ
方向）へ向けて巻き締めるようにスプリング等で付勢
し、これらマンドレルセグメント５の上記テーパ面７ａ
と対応するテーパ面７ｂを有するウェッジリングを設け
た軸（スピンドル）６を軸心方向に沿ってスライド移動
できるように当該マンドレルセグメント５の内周側に組
み込み、当該軸６をギヤジャッキ等で軸心方向（図中、
矢印Ｂ方向）に短い一定のストロークで往復駆動させる
ことにより、ウエッジリングの上記テーパ面７ｂでマン
ドレルセグメント５のテーパ面７ａを押し上げたり下降
させたりする、すなわち、マンドレル１を目的とする径
サイズに拡縮することができるようになっている。

【０００５】このような帯板巻取装置においては、帯板
１００を巻き取るにあたって、上述したようにしてマン
ドレル１を拡開すると共に、マンドレル１の外周面とユ
ニットロール２の外周面との間の間隙（ギャップ）ｇを
帯板１００の厚さに合わせて設定するように各アーム形
フレーム３を介してユニットロール２を押し出して調整
保持した後に、圧延された帯板１００を圧延設備の出側
のピンチロールまたはデフレクタロール１０を介してマ
ンドレル１で巻き取ることができる。

【０００６】より詳細には、図６，７に示すように、マ
ンドレル１を軸６の押し出しで鎖線で示す最縮小径φmi
n から実践で示す最大拡開径φmax に拡開して固定（図
７（１））した後、操作シリンダ４でアーム形フレーム
３を押し出し（図７（２））、ストロークセンサ３１お
よびサーボバルブ３３を用いた制御操作により、マンド
レル１の外面からギャップｇを隔てた鎖線円Ｒg に接す
る位置にユニットロール２を調整移動して保持し（図７
（３））、マンドレル１を回転駆動して帯板１００を巻
き取る（図７（４））。マンドレル１での帯板１００の
巻き取りを終えたら、アーム形フレーム３を引き込み駆
動して（図７（５））、ユニットローラ２を退避させ
（図７（６））、マンドレル１を最縮小径φmin に縮径
して閉じる（図７（７））ことにより、帯板１００のコ
イルをマンドレル１から抜き出す（図７（８））ことが
できるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
帯板巻取装置においては、厚さの薄い（０．８〜３ｍ
ｍ）帯板１００を巻き取る場合、ギャップｇを精度よく
（０．１ｍｍ単位）調整する必要があるものの、操作シ
リンダ４を伸縮ストロークの途中位置で停止させてギャ
ップｇを設定することから、ユニットロール２、アーム
形フレーム３、操作シリンダ４の支持部や連結部などの
機械的な微小なガタつきでユニットロール２の正確な位
置調整が困難となるため、ストロークセンサ３１やサー
ボバルブ３３などを用いて正確に位置調整できるように
しなければならず、構造が複雑化してしまうと共に、３
〜４個のユニットロール２を各操作シリンダ４で調整す
ることから、ギャップｇを正確に調整しながらユニット
ロール２を迅速に位置決めすることが困難であった。

【０００８】このようなことから、本発明は、マンドレ
ルとユニットロールとのギャップ調整を正確且つ迅速に
行うことが簡単にできる帯板巻取方法および帯板巻取装
置を提供することを目的とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による帯板巻取方法は、拡縮径可能なマ
ンドレルの周囲にユニットロールを接近離反可能に配設
し、当該マンドレルと当該ユニットロールとの間のギャ
ップに帯板を通して当該帯板を案内しながら当該マンド
レルに巻き取る帯板巻取方法であって、前記ユニットロ
ールの最大押し出し位置での外周面位置を前記マンドレ
ルの最大拡開径時の外周面位置として、前記マンドレル
の最大拡開径時の外周面位置に外周面を位置させるよう
に前記ユニットロールを位置させると共に、上記マンド
レルを下記の式（１）で求められる径サイズに設定して
前記帯板を巻き取ることを特徴とする。

【数３】 φg ＝φmax −２ｇ （１） ただし、φg は帯板巻取開始時のマンドレルの径サイ
ズ、φmax はマンドレルの最大拡開径サイズ、ｇは帯板
の厚さに応じて設定されるマンドレルとユニットロール
との間のギャップサイズである。

【００１０】前述した課題を解決するための、本発明に
よる帯板巻取装置は、拡縮径可能なマンドレルと、前記
マンドレルの周囲に接近離反可能に配設されたユニット
ロールとを備え、前記マンドレルと前記ユニットロール
との間のギャップに帯板を通して当該帯板を案内しなが
ら当該マンドレルに巻き取る帯板巻取装置であって、前
記ユニットロールの最大押し出し位置での外周面位置が
前記マンドレルの最大拡開径時の外周面位置であると共
に、前記マンドレルの最大拡開径時の外周面位置に外周
面を位置させるように前記ユニットロールを位置させる
ユニットロール位置制御手段と、前記マンドレルを下記
の式（１）で求められる径サイズとなるように拡縮径さ
せるマンドレル径サイズ制御手段とを備えたことを特徴
とする。

【数４】 φg ＝φmax −２ｇ （１） ただし、φg は帯板巻取開始時のマンドレルの径サイ
ズ、φmax はマンドレルの最大拡開径サイズ、ｇは帯板
の厚さに応じて設定されるマンドレルとユニットロール
との間のギャップサイズである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による帯板巻取方法および
帯板巻取装置の実施の形態を図１〜３を用いて説明す
る。なお、図１は、その帯板巻取装置の概略構成図、図
２は、帯板巻取時の設定説明図、図３は、その帯板巻取
方法の手順を表すフロー図である。

【００１２】図１において、１は帯板１００を巻き取る
マンドレルである。２はマンドレル１の周面に対面する
ように配設されたユニットロールであり、マンドレル１
の軸心方向および周方向に沿って所定の間隔でそれぞれ
複数（本例では、軸心方向に３〜４個、周方向に３組）
配列されている。３は上記ユニットロール２を回転可能
に支持すると共に、マンドレル１に対してユニットロー
ル２を接近離反できるように揺動可能に支持されたアー
ム形フレームであり、マンドレル１の周方向に沿って所
定の間隔で複数（本例では３つ）設けられている。４は
マンドレル１に対してユニットロール２を接近離反（押
し出しまたは引き込み）させるように上記アーム形フレ
ーム３を揺動させる操作シリンダであり、各アーム形フ
レーム３毎にそれぞれ設けられている。

【００１３】図１，２において、８はマンドレル１に接
続されたギヤジャッキなどのマンドレル拡縮駆動手段で
ある。１１はマンドレル拡縮駆動手段８に接続されたギ
ャップ調整制御部である。１２は各操作シリンダ４に接
続されたシリンダ伸縮切換制御部である。１３はギャッ
プ調整制御部１１およびシリンダ伸縮切換制御部１２に
接続された制御装置である。

【００１４】また、φmin はマンドレル１の最縮小径、
φmax はマンドレル１の最大拡開径、ｇはマンドレル１
とユニットロール２とのギャップ、φg は帯板１００の
巻取開始時のマンドレル１のギャップ調整径（マンドレ
ル１の最大拡開径サイズφmax からギャップ量ｇの２倍
（２ｇ）の長さを除いた大きさ、すなわち、ギャップｇ
代を有するマンドレル１の径サイズ）である。

【００１５】ギャップ調整制御部１１は、圧延設備から
送出される圧延済みの帯板１００の板厚ｔに応じて上記
ギャップｇのサイズを設定するようにマンドレル拡縮駆
動手段８を制御して、マンドレル１をギャップ調整径φ
g と最縮小径φmin との間で拡縮させることができるよ
うになっている。つまり、図３において、マンドレル１
の仮想の最大拡開径φmax を示す鎖線が、ギャップｇを
有してマンドレル１にユニットロール２を対面させるた
めのユニットロール２の最大押し出し位置となるのであ
る。

【００１６】操作シリンダ４は、図１に示す鎖線引き込
み位置から各アーム形フレーム３上のユニットロール２
を図２に示す最大押出位置φmax へ移動させるのに必要
なストロークを有している。

【００１７】シリンダ伸縮切換制御部１２は、前記各操
作シリンダ４をストロークエンドまで交互に伸縮切換制
御できるようになっている。制御装置１３は、帯板１０
０の巻き取りに際して、前記拡縮駆動手段８、マンドレ
ル１を回転駆動する図示しない回転駆動手段、前記操作
シリンダ４を必要なタイミングで連続的に制御すること
ができるようになっている。

【００１８】なお、本実施の形態では、ギャップ調整制
御部１１、制御装置１３などによりマンドレル径サイズ
制御手段を構成し、シリンダ伸縮切換制御部１２、制御
装置１３などによりユニットロール位置制御手段を構成
している。

【００１９】このような帯板巻取装置を使用した帯板巻
取方法を次に説明する。マンドレル１を圧延後の板厚ｔ
に応じたギャップ調整径φg （＝φmax −２ｇ）に拡開
して固定する（図３（１））と共に、各操作シリンダ４
をストロークエンドまで伸長してアーム形フレーム３を
押し出し（図３（２））、ユニットロール２を最大押出
位置（マンドレル１の仮想最大拡開径φmax と接する一
定の位置、すなわち、マンドレル１の最大拡開径時の外
周面位置に外周面を位置させる位置）に切り換えて保持
した（図３（３））後、マンドレル１の回転駆動で圧延
済みの帯板１００を巻き取る（図３（４））。

【００２０】マンドレル１での帯板１００の巻き取りを
終えたら、操作シリンダ４をストロークエンドまで短縮
してアーム形フレーム３を引き込み（図３（５））、ユ
ニットロール２を退避位置に後退させ（図３（５））、
帯板１００の巻き取りを完了した時点で、マンドレル１
２を最縮小径φmin に閉じて（図３（７））、帯板１０
０のコイルをマンドレル１から抜き出す（図３
（８））。

【００２１】つまり、複数個のユニットロール２の一定
位置への押し出しと待機位置への引き込みとを複数組の
操作シリンダ４のストロークエンドまでの単純な切り換
え伸縮で行うようにしたのである。したがって、ユニッ
トロール２の初期の押し出し位置へのセットを迅速で正
確に行うことができる。

【００２２】また、マンドレル１のギャップ調整径φg
への拡開と最縮小径φmin への縮小とをギヤジャッキな
ど１つの拡縮駆動手段８による短いストロークの軸６の
押し出しや引き込み駆動で行うようにしたことから、マ
ンドレル１の増径量を軸６の直線移動距離として検知す
ることができるので、マンドレル１の０．１ｍｍ単位の
増径量に対応する軸６の押し出し長さを一般的な距離検
出器を用いて容易且つ正確に計測することができる。し
たがって、マンドレル１のギャップ調整径φgへの拡開
移動を高精度に行うことができるので、特に、薄板（板
厚０．８〜３ｍｍ）の巻き取りに際して、ギャップ調整
の精度を著しく向上させることができる。

【００２３】また、マンドレル１とユニットロール２と
の間のギャップｇの調整をマンドレル１側の拡開量の制
御で行うようにしたので、操作シリンダ４のストローク
長さを検知するセンサや、操作シリンダ４を制御するサ
ーボバルブなどを用いる必要がなくなり、装置構成を著
しく簡素化することができる。

【００２４】また、最大拡開径φmax に相当する仮想位
置をユニットローラ２の最大押し出し位置とし、この最
大拡開径φmax 位置から２ｇの長さ分だけ小さい径の位
置にギャップ調整径φg を拡開限度位置としてマンドレ
ル１を拡縮駆動することは、従来の最大拡開径φmax と
最縮小径φmin との間でのマンドレル１の拡縮移動にて
行うことができるので、複雑な機構を特に適用しなくて
も十分に対応することができ、簡単な構造で実現するこ
とができる。

【００２５】なお、上述したようにして帯板１００を巻
き取ると、巻き取ったコイルの内径に多少のズレを生じ
てしまうが、マンドレル１で巻き取る帯板１００の板厚
変化範囲内では、実用上特に問題を生じることがない。

【００２６】

【発明の効果】本発明による帯板巻取方法は、拡縮径可
能なマンドレルの周囲にユニットロールを接近離反可能
に配設し、当該マンドレルと当該ユニットロールとの間
のギャップに帯板を通して当該帯板を案内しながら当該
マンドレルに巻き取る帯板巻取方法であって、前記ユニ
ットロールの最大押し出し位置での外周面位置を前記マ
ンドレルの最大拡開径時の外周面位置として、前記マン
ドレルの最大拡開径時の外周面位置に外周面を位置させ
るように前記ユニットロールを位置させると共に、上記
マンドレルをφg ＝φmax −２ｇで求められる径サイズ
（ただし、φg は帯板巻取開始時のマンドレルの径サイ
ズ、φmax はマンドレルの最大拡開径サイズ、ｇは帯板
の厚さに応じて設定されるマンドレルとユニットロール
との間のギャップサイズである。）に設定して前記帯板
を巻き取るので、マンドレルとユニットロールとのギャ
ップ調整を正確且つ迅速に行うことが簡単にできる。

【００２７】本発明による帯板巻取装置は、拡縮径可能
なマンドレルと、前記マンドレルの周囲に接近離反可能
に配設されたユニットロールとを備え、前記マンドレル
と前記ユニットロールとの間のギャップに帯板を通して
当該帯板を案内しながら当該マンドレルに巻き取る帯板
巻取装置であって、前記ユニットロールの最大押し出し
位置での外周面位置が前記マンドレルの最大拡開径時の
外周面位置であると共に、前記マンドレルの最大拡開径
時の外周面位置に外周面を位置させるように前記ユニッ
トロールを位置させるユニットロール位置制御手段と、
前記マンドレルをφg ＝φmax −２ｇで求められる径サ
イズ（ただし、φg は帯板巻取開始時のマンドレルの径
サイズ、φmax はマンドレルの最大拡開径サイズ、ｇは
帯板の厚さに応じて設定されるマンドレルとユニットロ
ールとの間のギャップサイズである。）となるように拡
縮径させるマンドレル径サイズ制御手段とを備えたの
で、マンドレルとユニットロールとのギャップ調整を正
確且つ迅速に行うことが簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による帯板巻取装置の実施の形態の概略
構成図である。

【図２】帯板巻取時の設定説明図である。

【図３】本発明による帯板巻取方法の実施の形態の手順
を表すフロー図である。

【図４】従来の帯板巻取装置の概略構成図である。

【図５】マンドレルの拡縮径機構の説明図である。

【図６】帯板巻取時の設定説明図である。

【図７】従来の帯板巻取方法の手順を表すフロー図であ
る。

【符号の説明】

１ マンドレル ２ ユニットロール ３ アーム形フレーム ４ 操作シリンダ ５ マンドレルセグメント ６ 軸（スピンドル） ７ａ，７ｂ テーパ面 ８ マンドレル拡縮駆動手段 １１ ギャップ調整制御部 １２ シリンダ伸縮切換制御部 １３ 制御装置 １００ 帯板 φmin 最縮小径 φmax 最大拡開径 ｇ ギャップ φg ギャップ調整径

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡縮径可能なマンドレルの周囲にユニッ
   トロールを接近離反可能に配設し、当該マンドレルと当
   該ユニットロールとの間のギャップに帯板を通して当該
   帯板を案内しながら当該マンドレルに巻き取る帯板巻取
   方法であって、前記ユニットロールの最大押し出し位置
   での外周面位置を前記マンドレルの最大拡開径時の外周
   面位置として、前記マンドレルの最大拡開径時の外周面
   位置に外周面を位置させるように前記ユニットロールを
   位置させると共に、上記マンドレルを下記の式（１）で
   求められる径サイズに設定して前記帯板を巻き取ること
   を特徴とする帯板巻取方法。 【数１】 φg ＝φmax −２ｇ （１） ただし、φg は帯板巻取開始時のマンドレルの径サイ
   ズ、φmax はマンドレルの最大拡開径サイズ、ｇは帯板
   の厚さに応じて設定されるマンドレルとユニットロール
   との間のギャップサイズである。
2. 【請求項２】 拡縮径可能なマンドレルと、前記マンド
   レルの周囲に接近離反可能に配設されたユニットロール
   とを備え、前記マンドレルと前記ユニットロールとの間
   のギャップに帯板を通して当該帯板を案内しながら当該
   マンドレルに巻き取る帯板巻取装置であって、前記ユニ
   ットロールの最大押し出し位置での外周面位置が前記マ
   ンドレルの最大拡開径時の外周面位置であると共に、前
   記マンドレルの最大拡開径時の外周面位置に外周面を位
   置させるように前記ユニットロールを位置させるユニッ
   トロール位置制御手段と、前記マンドレルを下記の式
   （１）で求められる径サイズとなるように拡縮径させる
   マンドレル径サイズ制御手段とを備えたことを特徴とす
   る帯板巻取装置。 【数２】 φg ＝φmax −２ｇ （１） ただし、φg は帯板巻取開始時のマンドレルの径サイ
   ズ、φmax はマンドレルの最大拡開径サイズ、ｇは帯板
   の厚さに応じて設定されるマンドレルとユニットロール
   との間のギャップサイズである。