JP4465409B1 - 鋼帯の結束方法及びスリーブ - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブに鋼帯を巻き取った場合に、鋼帯の幅がスリーブの幅より狭くても鋼帯を強固に結束することができる鋼帯の結束方法及びスリーブを提供する。
【解決手段】スリーブ１４に鋼帯１１が巻かれた状態で溝２４にフープ１５を通す。次に、鋼帯１１の積層方向内側に位置する鋼帯内曲面３０と中心軸方向両側に位置する各鋼帯側面３１との各境界においてフープ１５を屈曲させることにより、フープ１５を両鋼帯側面３１に近接させる。次に、各鋼帯側面３１と鋼帯１１の積層方向外側に位置する鋼帯外曲面３２との各境界においてフープ１５を鋼帯外曲面３２に近接させるように屈曲させ、フープ１５が略長方形の枠形状となるようフープ１５を鋼帯１１に巻きまわす。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧延装置でスリーブに巻き取られた鋼帯の結束方法及び当該鋼帯の結束方法に使用するのに適したスリーブに関する。

冷間圧延工程ではテンションリールで鋼帯を巻き取ることにより鋼帯に張力を加えながら圧延装置で当該鋼帯を圧延する。テンションリールに円筒状に巻き取られた鋼帯は、径が広がったり幅方向にずれたりしてその後の工程で取扱いが困難とならないように結束しておく必要がある。鋼帯を結束する方法として、円筒状の鋼帯の内側及び外側を通るフープで鋼帯を結束する方法が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１のように円筒状の鋼帯の内側が空洞であれば、フープで鋼帯を直接結束することができるが、圧延後の鋼帯の内部は空洞であるとは限らない。例えば、鋼帯に傷が付くのを防いだりするなど、種々の理由により、テンションリールに円筒状のスリーブ装着しておき、テンションリールと共に回転するスリーブに鋼帯を巻き取る方法が取られることがある（特許文献２参照）。

特開２００４−１００８３号公報 特開平９−７６０１２号公報

圧延装置で圧延される鋼帯の幅は必ずしも一定ではなく、製品の仕様によって異なることが多い。鋼帯と同じ幅をもつスリーブを使用すると、幅の異なるスリーブを多数用意する必要があるとともに交換や管理が煩雑になる。そのため、鋼帯の幅に関わらず一定幅のスリーブを使用することが求められている。ところが、特許文献２のように円筒状の鋼帯の内側にフープを通す結束方法を使用すると、鋼帯の幅がスリーブの幅より狭い場合、フープは鋼帯の外周曲面とスリーブ内面のみに接触し、鋼帯の側面に接触しないため鋼帯がずれ易くなる。更に、スリーブ内面から鋼帯の外周曲面に斜めに架け渡されたフープが鋼帯またはスリーブの角部と点接触して擦れることにより、当該角部の屈曲部分においてフープが切れ易くなる問題がある。

本発明は、スリーブに鋼帯を巻き取った場合に、鋼帯の幅がスリーブの幅より狭くても鋼帯を強固に結束することができる鋼帯の結束方法及スリーブを提供することを目的とする。

本発明の第１の鋼帯の結束方法は、外周曲面に沿って軸方向に通し溝が形成されている略円筒形状のスリーブを、圧延された鋼帯を巻き取るリールに外側から嵌め合わせて当該リールとともに回転させることによって当該スリーブの外周曲面に巻き取られた当該スリーブよりも狭い種々の幅の略円筒形状の鋼帯を、長尺の結束部材で結束する鋼帯の結束方法であって、前記軸方向における前記スリーブの幅よりも狭い幅の鋼帯が当該スリーブに巻かれた状態で、前記結束部材を当該スリーブの前記通し溝に通す工程と、前記鋼帯の積層方向内側に位置する内曲面と前記軸方向両側に位置する当該鋼帯の各環状側面との各境界において前記結束部材を屈曲させることにより、前記結束部材を前記鋼帯の両環状側面に近接させる工程と、前記鋼帯の各前記環状側面と当該鋼帯の積層方向外側に位置する外曲面との各境界において前記結束部材を当該外曲面に近接させるように屈曲させ、前記軸方向に直交する方向から見たときに前記結束部材が略長方形の枠形状となるよう当該結束部材を当該鋼帯に巻きまわす工程と、を含む。

第１の鋼帯の結束方法によれば、スリーブに鋼帯を巻き取った状態であっても結束部材を鋼帯に近接させて鋼帯を強固に結束することができる。特に、軸方向におけるスリーブの幅と鋼帯の幅が異なっていても、結束部材を鋼帯に近接させて鋼帯を強固に結束することができる。更に、結束部材は、鋼帯の内曲面、両環状側面及び外曲面の表面に沿って略長方形状に巻きまわされるため、鋼帯の内曲面と側面との境界角部、鋼帯の外曲面と側面との境界角部、並びに、スリーブの軸方向両端面の外周縁部において結束部材が点接触することがないため、斜めに架け渡される場合に比較して鋼帯の境界角部またはスリーブの外周縁部で結束部材が切れるおそれが少なくなる。更に、異なる幅をもつ複数種類の鋼帯に対して、同じスリーブを使用することにより、作業効率を向上させることができるとともにスリーブの管理を容易にすることができる。更に、スリーブから鋼帯を取り外さなくても鋼帯を強固に固定することができるため、作業効率を向上させることができるとともに、鋼帯の変形をスリーブにより防止しながら鋼帯を結束することができる。更に、スリーブをリールに嵌め込んだ状態、及び、スリーブをリールから取り外した状態のいずれでも鋼帯を結束することができる。更に、結束部材が通し溝中に位置しているため、結束中に結束部材が鋼帯の内曲面に沿ってずれることを防ぐことができる。

本発明の第２の鋼帯の結束方法では、第１の鋼帯の結束方法において鋼帯をスリーブに巻き取る前に通し溝に溝埋め部材を入れる工程と、鋼帯をスリーブに巻き取った後に溝埋め部材を取り外す工程とを含む。

第２の鋼帯の結束方法によれば、圧延時における内曲面の変形を防ぐことができる。なお、溝埋め部材は鋼帯の変形を防止することができるようにスリーブの外周曲面が略円筒となるような形状をもつことが好ましい。

本発明のスリーブは、圧延された鋼帯を巻き取るリールに外側から嵌め合わされ、当該リールとともに回転して外周曲面に当該鋼帯を巻き取り、当該巻き取られた種々の幅の略円筒形状の鋼帯を長尺の結束部材により結束する際に、当該鋼帯の径内側に位置する略円筒形状のスリーブであって、前記略円筒形状のスリーブの軸方向における前記外周曲面の幅よりも狭い幅に圧延された鋼帯の巻き取りに使用されるとともに、前記外周曲面に沿って前記軸方向に形成されているとともに、前記鋼帯が巻かれた状態で前記結束部材を通すことができる形状に形成された通し溝を備える。

本発明のスリーブによれば、スリーブに鋼帯を巻き取った状態であっても結束部材を鋼帯に近接させて鋼帯を強固に結束することができる。特に、軸方向におけるスリーブの幅と鋼帯の幅が異なっていても、結束部材を鋼帯に近接させて鋼帯を強固に結束することができる。更に、結束部材は、鋼帯の内曲面、両環状側面及び外曲面の表面に沿って略長方形状に巻きまわされるため、鋼帯の内曲面と側面との境界角部、鋼帯の外曲面と側面との境界角部、並びに、スリーブの軸方向両端面の外周縁部において結束部材が点接触することがないため、斜めに架け渡される場合に比較して鋼帯の境界角部またはスリーブの外周縁部で結束部材が切れるおそれが少なくなる。更に、異なる幅をもつ複数種類の鋼帯に対して、同じスリーブを使用することにより、作業効率を向上させることができるとともにスリーブの管理を容易にすることができる。更に、スリーブから鋼帯を取り外さなくても鋼帯を強固に固定することができるため、作業効率を向上させることができるとともに、鋼帯の変形をスリーブにより防止しながら鋼帯を結束することができる。更に、スリーブをリールに嵌め込んだ状態、及び、スリーブをリールから取り外した状態のいずれでも鋼帯を結束することができる。更に、結束部材が通し溝中に位置しているため、結束中に結束部材が鋼帯の内曲面に沿ってずれることを防ぐことができる。

本発明によれば、スリーブに鋼帯を巻き取った場合に、鋼帯の幅がスリーブの幅より狭くても鋼帯を強固に結束することができる。

図１は、本実施形態の圧延装置の概略構成を示す図である。 図２は、鋼帯の結束方法を説明する図である。 図３は、止め金の斜視図である。

図１は、本実施形態の鋼帯の結束方法により結束される鋼帯を圧延する圧延装置１の概略構成図である。圧延装置１は冷間リバース圧延装置であり、払い出しリール１０に巻き取られている鋼帯１１を巻き取りリール１２に巻き取りながら多段ミル方式の圧延スタンド１３において圧延する。巻き取りリール１２に鋼帯１１を巻き取り終えると、巻き取りリール１２と払い出しリール１０を逆回転させて役割を入れ替える。即ち、巻き取りリール１２から鋼帯１１を払い出し、払い出しリール１０に巻き取りながら圧延スタンド１３で圧延する。鋼帯１１の進行方向を変えて圧延するごとに鋼帯１１の幅が変化する。鋼帯１１が所望の形状になるまで鋼帯１１の圧延を繰り返す。なお、圧延装置１は一例にすぎず、本実施形態の鋼帯の結束方法の適用対象は、圧延装置１で圧延された鋼帯１１に限られるものではない。

図１に示すように、略円柱形状の払い出しリール１０及び巻き取りリール１２の外周には、それぞれ、略円筒形状のスリーブ１４が取り付けられている。鋼帯１１は、払い出しリール１０及び巻き取りリール１２に直接巻きつけられるのではなく、払い出しリール１０及び巻き取りリール１２とともに回転するスリーブ１４の周りに巻きつけられる。スリーブ１４は、樹脂などの変形しやすい材料で形成されたものであってもよく、金属など容易に変形しない材料で形成されたものであってもよい。

図２（ａ）はスリーブ１４の斜視図である。スリーブ１４は、肉厚の略円筒形状をもち所定方向に沿った仮想的な中心軸をもつ。スリーブ１４は、共に所定方向に直交するドーナツ円盤形状の一端面２０及び他端面２１、中心軸を取り巻いて一端面２０の外周縁から他端面２１の外周縁まで中心軸に沿って広がった外周曲面２２、中心軸を取り巻いて一端面２０の内周縁から他端面２１の内周縁まで中心軸に沿って広がっている内周曲面２３をもつ。外周曲面２２には、内周曲面２３に向かって窪んだ３つの溝２４が形成されている。各溝２４は、中心軸に沿って一端面２０の外周縁から他端面２１の外周縁までつながっている。３つの溝２４は全て同一の形状を有する。外周曲面２２には、内周曲面２３に向かってスリット状に窪んだグリップ２５が形成されている。グリップ２５は、中心軸に沿って一端面２０の外周縁から他端面２１の外周縁までつながっている。中心軸方向におけるスリーブ１４の幅は、中心軸方向における鋼帯１１の幅よりも長くなるように形成されている。以下、スリーブ１４の幅及び鋼帯１１の幅は、中心軸方向における長さを示す。

図２（ｂ）は、中心軸に直交する平面によるスリーブ１４の断面図である。本実施形態では、中心軸に直交する任意の平面によるスリーブ１４の断面は常に一定形状となる。中心軸を水平にして一の溝２４を最上部に位置させたとき、当該溝２４は、水平面に沿った底面２６、並びに、中心軸の方向及び鉛直方向を含む平面に沿った側面２７をもつ。断面内において溝２４の底面２６の幅は各側面２７の高さよりも長くなるよう形成されている。３つの溝２４は、断面円周に沿って等間隔に配置されている。即ち、中心軸から各溝２４の中心まで引いた仮想的な直線間の角度はいずれも１２０度となっている。グリップ２５は、圧延時に鋼帯１１の先端を挟んで固定する機能をもち、外周曲面２２における断面円周に沿った開口幅よりも内側への深さの方が長くなるよう形成されている。グリップ２５の深さ方向は半径方向からわずかにずれているため、鋼帯１１をグリップ２５から外周曲面２２に沿って半時計方向に巻きつける場合に、鋼帯１１の屈曲量を減らしてグリップ２５開口における鋼帯１１の膨らみ量を抑制することができる。

図２（ｃ）〜（ｅ）は、スリーブ１４とともに巻き取りリール１２から引き抜かれた鋼帯１１を結束する方法を説明するための斜視図である。鋼帯１１は結束装置により結束されるものであってもよいし、作業者により結束されるものであってもよい。

図２（ｃ）に示すように、スリーブ１４の外周曲面２２には中心軸方向中央に圧延後の鋼帯１１が巻き取られている。鋼帯１１の幅はスリーブ１４の幅よりも狭いため、スリーブ１４の外周曲面２２の中心軸方向両側が外部に露出している。鋼帯１１を結束するフープ１５は、長尺帯状の金属部材であり、長手方向に直交する断面は扁平な長方形状をもつ。なお、鋼帯１１を結束する結束部材は強固に固定できる金属製のフープ１５であることが好ましいが、他の結束部材であってもよい。溝２４は、鋼帯１１をスリーブ１４に巻き取った状態でフープ１５を通すことができる大きさに形成されていればよい。以下、肉厚円筒状に巻き取られた鋼帯１１を一体としてとらえ、半径方向内側においてスリーブ１４に面する鋼帯１１の曲面を鋼帯内曲面３０と称し、中心軸方向両側において層をなす鋼帯１１の各環状側面を鋼帯側面３１と称し、半径方向外側に露出した曲面を鋼帯外曲面３２と称する。

スリーブ１４に巻き取られている状態で鋼帯１１を結束する方法について説明する。まず、図２（ｃ）に示すように、スリーブ１４に接触している鋼帯内曲面３０とスリーブ１４の間を通すように溝２４に沿ってフープ１５を通す。次に、図２（ｄ）に示すように、鋼帯側面３１から外側に突出したフープ１５を、鋼帯内曲面３０と各鋼帯側面３１との各境界角部において直角に折り曲げる。折り曲げられたフープ１５は、半径方向に沿って各鋼帯側面３１に近接配置される。次に、図２（ｅ）に示すように、鋼帯外曲面３２よりも半径方向外側に突出したフープ１５を、各鋼帯側面３１と鋼帯外曲面３２の各境界角部において直角に折り曲げる。折り曲げられたフープ１５は、中心軸方向に沿って鋼帯外曲面３２に近接配置される。次に、フープ１５の両端部を重ね、重なったフープ１５を止め金１６によって強固に挟み込んで固定する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、止め金１６の斜視図である。金属材料を打ち抜いて形成された直後の止め金１６は、図３（ａ）に示すように本体部４０と４本の足部４１をもつ板状部材であり、同一平面内で一体的に形成されている。本体部４０は、略長方形を有する。本体部４０の対向する２つの直線状外縁部からは、それぞれ、２本ずつ足部４１が突出するように形成されている。止め金１６は、あらかじめ、図３（ｂ）に示すように止め金１６の各足部４１を本体部４０に重ねるように本体部４０の外縁部において折り曲げられている。フープ１５を止め金１６で固定する場合、本体部４０と４本の足部４１の間にフープ１５の両端を挿入して重ね合わせ、各足部４１を本体部４０に向けて強く押し付けることにより本体部４０と各足部４１の間にフープ１５を固定する。

図２（ｃ）〜図２（ｅ）の工程を繰り返し、図２（ｆ）のスリーブ１４及び鋼帯１１の側面図に示すように３つの溝２４全てにフープ１５を通して３箇所で鋼帯１１を結束する。各フープ１５は略長方形の枠形状を有し、鋼帯１１とほぼ密着した経路で巻きまわされている。なお、フープ１５による鋼帯１１の結束数は３に限られるものではない。３より少なくても多くてもよいが、鋼帯１１の変形を防止するために等間隔でフープ１５が配置されることが好ましい。

本実施形態の鋼帯の結束方法によれば、スリーブ１４に鋼帯１１を巻き取った状態であってもフープ１５を鋼帯１１に近接させて鋼帯１１を強固に結束することができる。仮に、フープ１５をスリーブ１４の内周曲面２３の内側を通してスリーブ１４と鋼帯１１を一緒に結束すると、フープ１５がスリーブ１４の一端面２０及び他端面２１から鋼帯外曲面３２に向けて斜めに架け渡されるため、鋼帯側面３１にフープ１５が近接せず鋼帯１１にずれが生じやすい。特に、スリーブ１４の幅と鋼帯１１の幅の差が大きいほどずれやすくなる。ところが、本実施形態のスリーブ１４を使用すれば、スリーブ１４の幅と鋼帯１１の幅が異なっていても、フープ１５を鋼帯１１に近接させて鋼帯１１を強固に結束することができる。更に、フープ１５は、鋼帯内曲面３０、両鋼帯側面３１及び鋼帯外曲面３２の表面に沿って略長方形状に巻きまわされるため、鋼帯内曲面３０と鋼帯側面３１との境界角部、鋼帯外曲面３２と鋼帯側面３１との境界角部、並びに、スリーブ１４の一端面２０及び他端面２１の外周縁部においてフープ１５が点接触することがないため、斜めに架け渡される場合に比較して鋼帯１１の境界角部またはスリーブ１４の外周縁部でフープ１５が切れるおそれが少なくなる。本実施形態のような圧延装置１では製品ごとに圧延条件が異なるため、鋼帯１１の目標幅が一定ではない。そのため、異なる幅をもつ複数種類の鋼帯１１に対して、同じスリーブ１４を使用することにより、作業効率を向上させることができるとともにスリーブ１４の管理を容易にすることができる。更に、スリーブ１４から鋼帯１１を取り外さなくても鋼帯１１を強固に固定することができるため、作業効率を向上させることができるとともに、鋼帯１１の変形をスリーブ１４により防止しながら鋼帯１１を結束することができる。更に、各溝２４は、中心軸方向に沿って形成されているため、フープ１５を長方形の枠状に最短経路で巻きまわすことができる。更に、スリーブ１４は、溝２４とグリップ２５を有しているため、鋼帯１１の結束を強固にする機能と鋼帯１１の先端を固定する機能を一のスリーブ１４で実現することができる。更に、溝２４は中心軸方向に沿って一端面２０から他端面２１までつながっているため、鋼帯１１をフープ１５で結束したまま中心軸方向にスリーブ１４を抜き取ることができ、スリーブ１４と鋼帯１１を容易に分離することができる。更に、スリーブ１４を払い出しリール１０又は巻き取りリール１２に嵌め込んだ状態、及び、スリーブ１４を払い出しリール１０又は巻き取りリール１２から取り外した状態のいずれの状態においても鋼帯１１を結束することができる。更に、フープ１５が溝２４の各側面２７の間に位置しているため、結束中にフープ１５が鋼帯内曲面３０に沿ってずれることを防ぐことができる。フープ１５が鋼帯１１に近接してずれにくくなっているため、止め金１６は、フープ１５が鋼帯１１から離れている場合に比較して弱い力でフープ１５を強固に固定することができる。

なお、本実施形態では、圧延時に溝２４を空洞のままとしているが、鋼帯内曲面３０の変形を防ぐために溝２４に棒状の溝埋め部材を嵌め込んで外周曲面２２が滑らかな円筒形状となるようにし、圧延後に取り外すようにしても良い。また、溝２４は一端面２０から他端面２１までつながっているが、溝２４は少なくとも鋼帯１１の幅よりも長く形成されていればよい。溝２４は、一端面２０と他端面２１のいずれか一方にのみつながっているものであってもよく、一端面２０と他端面２１のいずれにもつながっていないものであってもよい。溝２４が、一端面２０又は他端面２１につながっていない形状をもつことにより、スリーブ１４の形状変形を防ぐことができる。

本発明は、冷間圧延装置やリバース式の圧延装置で使用されるスリーブに限らず、各種圧延装置において使用されるスリーブに適用することができる。

１ 圧延装置
１０ 払い出しリール
１１ 鋼帯
１２ 巻き取りリール
１３ 圧延スタンド
１４ スリーブ
１５ フープ
１６ 止め金
２０ 一端面
２１ 他端面
２２ 外周曲面
２３ 内周曲面
２４ 溝
２５ グリップ
２６ 底面
２７ 側面
３０ 鋼帯内曲面
３１ 鋼帯側面
３２ 鋼帯外曲面
４０ 本体部
４１ 足部

Claims (3)

1. 外周曲面に沿って軸方向に通し溝が形成されている略円筒形状のスリーブを、圧延された鋼帯を巻き取るリールに外側から嵌め合わせて当該リールとともに回転させることによって当該スリーブの外周曲面に巻き取られた当該スリーブよりも狭い種々の幅の略円筒形状の鋼帯を、長尺の結束部材で結束する鋼帯の結束方法であって、
   前記軸方向における前記スリーブの幅よりも狭い幅の鋼帯が当該スリーブに巻かれた状態で、前記結束部材を当該スリーブの前記通し溝に通す工程と、
   前記鋼帯の積層方向内側に位置する内曲面と前記軸方向両側に位置する当該鋼帯の各環状側面との各境界において前記結束部材を屈曲させることにより、前記結束部材を前記鋼帯の両環状側面に近接させる工程と、
   前記鋼帯の各前記環状側面と当該鋼帯の積層方向外側に位置する外曲面との各境界において前記結束部材を当該外曲面に近接させるように屈曲させ、前記軸方向に直交する方向から見たときに前記結束部材が略長方形の枠形状となるよう当該結束部材を当該鋼帯に巻きまわす工程と、を含む
   鋼帯の結束方法。
2. 前記鋼帯を前記スリーブに巻き取る前に前記通し溝に溝埋め部材を入れる工程と、
   前記鋼帯を前記スリーブに巻き取った後に前記溝埋め部材を取り外す工程と、を含む
   請求項１の鋼帯の結束方法。
3. 圧延された鋼帯を巻き取るリールに外側から嵌め合わされ、当該リールとともに回転して外周曲面に当該鋼帯を巻き取り、当該巻き取られた種々の幅の略円筒形状の鋼帯を長尺の結束部材により結束する際に、当該鋼帯の径内側に位置する略円筒形状のスリーブであって、
   前記略円筒形状のスリーブの軸方向における前記外周曲面の幅よりも狭い幅に圧延された鋼帯の巻き取りに使用されるとともに、
   前記外周曲面に沿って前記軸方向に形成されているとともに、前記鋼帯が巻かれた状態で前記結束部材を通すことができる形状に形成された通し溝を備える
   スリーブ。