JP4137342B2

JP4137342B2 - 帯状材の進行方向変更装置

Info

Publication number: JP4137342B2
Application number: JP2000113375A
Authority: JP
Inventors: 靖裕瀬戸
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP2001302048A

Description

【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、及び実開昭５６−１５１２０５号公報に開示されているような装置がある。
【０００３】
これらの進行方向変更装置７０は、図５に示すように、円筒体７１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）７２を設け、回転輪７２によって形成される仮想螺旋曲面上に帯状材７３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７１の外側表面の所定位置に多数の回転輪７２を、帯状材７３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７２の外側包絡面を帯状材７３が通過する前記仮想螺旋曲面としている。ここで、７４、７５は円筒体７１の軸受を、７６は蛇行修正用電動機を示す。また、図６に示すように、回転輪７２は円筒体７１の外表面に取付け台７７を介して取付けられているが、回転輪軸７８には回転輪７２に回転力の発生手段が設けられておらず、円筒体７１上に回転輪７２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７３が回転輪７２の円周面に接することに起因する摩擦によって、回転輪７２が回転している状態にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５、図６に示すように、円筒体７１上の回転輪７２は、通過する帯状材７３が回転輪７２の円周面に接することに起因する摩擦によって、回転している状態にあるため、回転輪７２と帯状材７３の接触が不十分だったり離れてしまうと、回転輪７２は回転輪７２の軸受７９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７２が帯状材７３に接触すると、回転輪７２は帯状材７３によって駆動され、回転輪７２の回転速度が帯状材７３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７２の回転周速と帯状材７３の搬送速度との間に不整合が生ずると、回転輪７２と帯状材７３の表面にスリ傷が付いたり、回転輪７２の円周接面が著しく摩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７２の摩耗は回転輪７２を交換する頻度の増大を招き、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、帯状材の搬送速度が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。
【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摩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）の張力が著しく大き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。
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。
【０００７】
【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、前記螺旋状面に沿わせて前記帯状材の進行方向と同一方向に回転する多数の回転輪を配置し、前記多数の回転輪を前記帯状材の進行速度と同調して回転させる回転駆動機構を設けている。
【０００８】
多数の回転輪をその回転方向が帯状材の進行方向と一致するように螺旋状面に配置し、多数の回転輪の外周面の形成する包絡面が螺旋状面となるようにする。この螺旋状の包絡面に沿って帯状材を１８０°巻き付け、帯状材を搬送するに際して、電動機などの回転駆動源を用いて多数の回転輪を帯状材の進行速度と同調して回転させる。このため、回転輪と帯状材の接触が不十分だったり離れてしまっても、回転輪は軸受の摩擦抵抗等によって減速することはなく、帯状材の進行速度と同一の周速を有して回転し続けることができる。また、非接触の状態の回転輪に帯状材が接触しても、回転輪の周速と帯状材の進行速度との間に速度の不整合が発生することはない。
【０００９】
本発明に係る帯状材の進行方向変更装置において、多数の前記回転輪を前記帯状材の進行方向に沿って斜めに支持する多数の軸受部が配置された固定軸と、該固定軸の内側に偏心して設けられ噛合動力伝達機構を介して前記各回転輪の回転駆動をそれぞれ行なう駆動軸とを有し、前記固定軸を複数本前記螺旋状面の内側に沿って配列させ、それぞれの前記固定軸に設けられているそれぞれの前記駆動軸の一端はそれぞれの該駆動軸を同時に回転させる回転駆動機構に連結されることができる。
【００１０】
帯状材の進行方向、すなわち、螺旋状面の軸に対して帯状材を巻き付ける角度と等しい角度で多数の回転輪を軸受部を介して固定軸に取付け、この固定軸を螺旋状面の軸と平行に配置することにより、多数の回転輪の外周面の形成する包絡面を螺旋状面とすることができる。この螺旋状の包絡面に沿って帯状材を１８０°巻き付けることにより帯状材の進行方向の変更を行なうことができる。例えば、螺旋状面上に配置した多数の回転輪の回転方向を、螺旋状面の軸に対して４５°傾けた場合、螺旋状面の軸に対して４５°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、螺旋状面に沿って帯状材が半回転する間に帯状材の進行方向を、９０°変更することができる。
また、各駆動軸の一端は各駆動軸を同時に回転させる回転駆動機構に連結されているので、多数の駆動軸を同期させて同一速度で回転させることができる。更に、噛合動力伝達機構により駆動軸の回転を回転輪の回転にすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る帯状材の進行方向変更装置において、前記噛合動力伝達機構は、前記軸受部に取付けられた前記回転輪の片側に設けられた輪状歯車と、該輪状歯車に噛合し、前記駆動軸に取付けられた外歯車とを有することが可能である。
駆動軸に設けられた多数の外歯車に各回転輪の片側に設けられた輪状歯車を噛み合わせることにより、各回転輪に駆動軸の回転を伝達している。このため、駆動軸が挿通している固定軸に設けられた多数の回転輪を全て同期して同一の回転速度で回転させることができる。その結果、各駆動軸を同期して同一の回転速度で回転させると、螺旋状面に配置された全ての回転輪を同期して同一の回転速度で回転させることができる。
【００１２】
【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平面図、図２は同帯状材の進行方向変更装置の側面図、図３は同帯状材の進行方向変更装置に設けられた回転輪の平断面図、図４は同帯状材の進行方向変更装置に設けられた回転輪部分の斜視側面図である。
【００１３】
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を介して固定支持されている円筒状支持体１４と、円筒状支持体１４の外周面上に設けられた複数の固定軸１５と、複数の固定軸１５に帯状材１６の進行方向に沿って斜めに配列され、帯状材１６の進行方向と同一方向に回転する多数の回転輪１７と、固定軸１５内に偏心して設けられ噛合動力伝達機構を介して回転輪１７の回転駆動を行なう複数の駆動軸１８と、複数の駆動軸１８の一端と連結している回転駆動機構１９とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１４】
ベース架台１１は十分な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２０、２１を有し、この取付けスタンド２０、２１にはそれぞれ軸受１２、１３が設けられている。円筒状支持体１４は、円筒胴２２と円筒胴２２の両端に取付けられた円板状の一方端部２３と、他方端部２４と、一方端部２３及び他方端部２４にそれぞれ取付けられた円筒状支持体１４の支持軸２５、２６とを有している。
【００１５】
図３に示すように、固定軸１５には多数の回転輪１７を帯状材１６の進行方向に沿って斜めに支持する軸受部２７が設けられている。軸受部２７は、固定軸１５に対する回転輪１７の取付け角度が、例えば、４５°となるように規定する斜軸スリーブ２８と回転輪１７を斜軸スリーブ２８に回転自在に取付けている回転輪軸受２９とを有している。多数の回転輪１７が設けられた固定軸１５を、固定軸１５の両端部に設けた軸受３０を介して円筒胴２２の外周面に沿って、すなわち螺旋状面の内側に沿って円筒胴２２の軸方向に徐々にずらせながら、図２に示すように、円筒胴２２の外周面に沿って半周にわたって取付ける。このように固定軸１５を配置することにより、帯状板１６が通過する螺旋状面を円筒胴２２の外表面に沿って形成することができる。また、各固定軸１５内に偏心して設けられている駆動軸１８は複数の駆動軸軸受３１を介して円筒胴２２の他方端部２４の位置まで延伸している。
【００１６】
なお、多数の回転輪１７を固定軸１５上に配列させる範囲は、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１６の幅をＷとすると、（１．４１４×Ｗ）の幅としているが、通常は帯状材１６の幅の１．５〜２倍程度であればよい。これによって、斜めに通過する帯状材１６の底部を裏面側から広い範囲にわたって支持できるようになっている。また、図２に示すように、この実施の形態では１３個の固定軸１５が円筒胴２２の外周面に半周にわたって設けられているが、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。各回転輪１７の外表面の形成する包絡面の断面は、半円状の円弧を形成するので、通過する帯状材１６は各回転輪１７によって裏面側から保持されている。
【００１７】
次に、各駆動軸１８の一端と連結し各駆動軸１８に回転駆動力を伝達する回転駆動機構１９について説明する。
回転駆動機構１９は、円筒胴２２の他方端部２４側位置まで延伸した各駆動軸１８の端部に設けられた小歯車３２と、各小歯車３２と噛合する中間歯車３３と、中間歯車３３に噛合する駆動歯車３４と、駆動歯車３４と連結した出力軸３５を備えている回転駆動源の一例である電動機３６とを有している。
電動機３６を作動させると、出力軸３５に取付けられている駆動歯車３４が回転し、中間歯車３３の回転に伝達され、更に、中間歯車３３に噛合する各小歯車３２を介して各駆動軸１８が回転することになる。その結果、各駆動軸１８を同期させて同一の回転速度で回転させることができる。
【００１８】
続いて、各固定軸１５に取付けられている多数の回転輪１７を回転駆動させる各駆動軸１８に設けられている噛合動力伝達機構について説明する。
図３、図４に示すように、噛合動力伝達機構は回転輪１７の片側に設けられた輪状歯車３７と、輪状歯車３７に噛合する駆動軸１８に取付けられた外歯車３８とを有している。ここで、外歯車３８は固定軸１５に取付けられている回転輪１７の個数と同じ個数だけ、回転輪１７の取付け間隔と同じ間隔を有して駆動軸１８に取付けられている。
外歯車３８の歯と輪状歯車３７の歯とは１対１に噛合しているので、外歯車３８が１歯分だけ移動すると、輪状歯車３７の歯を１歯分だけ移動させることができる。このため、駆動軸１８を１回転させると、外歯車３８と輪状歯車３７の歯数の比に応じた角度だけ輪状歯車３７を回転させるとができる。その結果、回転輪１７を同じ角度だけ回転させることができる。
【００１９】
駆動軸１８を内側に偏心させて備えている固定軸１５は、図３に示すように、例えば、偏心した貫通孔３９と、貫通孔３９を部分的に固定軸１５の表面に露出させる多数の切り欠き部４０とを有している。ここで、切り欠き部４０は固定軸１５に、取付ける回転輪１７の個数と同じ個数だけ、回転輪１７の取付け間隔と同じ間隔を有して設けられている。従って、駆動軸１８を固定軸１５の貫通孔３９に挿通させると、各切り欠き部４０に駆動軸１８に取付けた各外歯車３８を露出させることができる。そこで、切り欠き部４０から露出した外歯車３８と回転輪１７の片側に設けられた輪状歯車３７とを噛合させて斜軸スリーブ２８を介して回転輪１７を固定軸１５に取付けると、駆動軸１８の回転を回転輪１７に伝達することができる。
【００２０】
続いて、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による帯状材１６の進行方向変更の方法について図１を用いて説明する。
多数の回転輪１７は固定軸１５に対して４５°の角度をなすように取付けられており、固定軸１５は円筒状支持体１４の軸と平行に配置されている。このため、帯状材１６を円筒状支持体１４の軸に対して４５°傾けて、多数の回転輪１７が形成する螺旋状の包絡面に沿って１８０°巻き付けると、帯状材１６を円筒状支持体１４の軸に対して４５°傾けて搬送することができる。
従って、多数の回転輪１７の外表面における回転周速が帯状材１６の進行速度に一致するように回転させることによって、帯状材１６が多数の回転輪１７に当接する際の滑りをなくし、円筒状支持体１４の軸に対して４５°傾いた方向に帯状材１６を搬送することが可能になる。帯状材１６の螺旋移動速度と螺旋状面に沿わせて配置された多数の回転輪１７の周速が一致するので、帯状材１６と多数の回転輪１７との間に摩擦が生じることなく、結果として帯状材１６が螺旋状面に沿って半回転する間に帯状材１６の進行方向を、例えば９０°変更することができる。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態においては、複数の固定軸を円筒胴を用いてその外表面上で固定支持したが、多数の回転輪によって形成される包絡面が螺旋状面となるのであれば、円筒胴以外の支持部材を使用してもよい。
また、本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°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。この場合は、多数の回転輪を固定軸に取付ける際の取付け角度を変更すればよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の帯状材の進行方向変更装置においては、螺旋状面に帯状材の進行方向と同一方向に回転する多数の回転輪を配置し、多数の回転輪を帯状材の進行速度と同調して回転させる回転駆動機構を設けているので、回転輪の回転周速と帯状材の進行速度との間に不整合が発生せず、従来のような回転輪に起因するスリップ疵の品質トラブルが解消する。また、回転輪と帯状材の接触面でスリップが発生しないため回転輪の損耗が殆どなく、メンテナンス頻度が著しく減少する。
【００２３】
この進行方向変更装置は、回転輪自体が回転駆動するため帯状材の搬送時の張力値を低く抑えることができると共に、進行方向変更装置の入側と出側とで帯状材の張力に差が殆ど生じないため、進行方向変更装置前後のブライドル装置を省略しても張力を低く安定させることができ、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。更に、帯状材の張力は多数の回転輪を介して、固定軸、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、張力変動、及び蛇行に影響を受けることがない。
【００２４】
特に、請求項２記載の帯状材の進行方向変更装置においては、多数の回転輪を帯状材の進行方向に沿って斜めに支持する多数の軸受部が配置された固定軸と、固定軸の内側に偏心して設けられ噛合動力伝達機構を介して各回転輪の回転駆動をそれぞれ行なう駆動軸とを有し、固定軸を複数本螺旋状面の内側に沿って配列させ、それぞれの固定軸に設けられているそれぞれの駆動軸の一端はそれぞれの駆動軸を同時に回転させる回転駆動機構に連結されているので、回転駆動機構に電動機などの駆動源を使用することで、回転輪を常に帯状材の進行速度に同調して回転させることができる。
【００２５】
請求項３記載の帯状材の進行方向変更装置においては、噛合動力伝達機構は、軸受部に取付けられた回転輪の片側に設けられた輪状歯車と、輪状歯車に噛合し駆動軸に取付けられた外歯車とを有するので、多数の回転輪を同期して帯状材の進行速度と同調して回転させることができ、帯状材の形状が不均一の場合や、帯状材の進行速度が速い場合にも対応することができる。
【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平面図である。
【図２】同帯状材の進行方向変更装置の側面図である。
【図３】同帯状材の進行方向変更装置に設けられた回転輪の平断面図である。
【図４】同帯状材の進行方向変更装置に設けられた回転輪部分の斜視側面図である。
【図５】従来例に係る進行方向変更装置の平面図である。
【図６】同進行方向変更装置に設けられた回転輪の正断面図である。
【符号の説明】
１０：進行方向変更装置、１１：ベース架台、１２、１３：軸受、１４：円筒状支持体、１５：固定軸、１６：帯状材、１７：回転輪、１８：駆動軸、１９：回転駆動機構、２０、２１：取付けスタンド、２２：円筒胴、２３：一方端部、２４：他方端部、２５、２６：支持軸、２７：軸受部、２８：斜軸スリーブ、２９：回転輪軸受、３０：軸受、３１：駆動軸軸受、３２：小歯車、３３：中間歯車、３４：駆動歯車、３５：出力軸、３６：電動機、３７：輪状歯車、３８：外歯車、３９：貫通孔、４０：切り欠き部

Claims

帯状材を螺旋状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、
前記螺旋状面に沿わせて前記帯状材の進行方向と同一方向に回転する多数の回転輪を配置し、前記多数の回転輪を前記帯状材の進行速度と同調して回転させる回転駆動機構を設けたことを特徴とする帯状材の進行方向変更装置。
請求項１記載の帯状材の進行方向変更装置において、多数の前記回転輪を前記帯状材の進行方向に沿って斜めに支持する多数の軸受部が配置された固定軸と、該固定軸の内側に偏心して設けられ噛合動力伝達機構を介して前記各回転輪の回転駆動をそれぞれ行なう駆動軸とを有し、前記固定軸を複数本前記螺旋状面の内側に沿って配列させ、それぞれの前記固定軸に設けられているそれぞれの前記駆動軸の一端はそれぞれの該駆動軸を同時に回転させる前記回転駆動機構に連結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。
請求項２記載の帯状材の進行方向変更装置において、前記噛合動力伝達機構は、前記軸受部に取付けられた前記回転輪の片側に設けられた輪状歯車と、該輪状歯車に噛合し前記駆動軸に取付けられた外歯車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。