JP4867524B2 - 鋼帯巻き取り機 - Google Patents

Description

本発明は、酸洗処理やメッキ処理などが施された鋼帯に防錆油などの油を塗油しながら鋼帯を巻き取るための鋼帯巻き取り機に関するものである。

コイル状に巻かれた鋼帯の酸洗処理などにおいては、コイル状の鋼帯は一旦巻き戻されて連続的に酸洗槽などの処理槽に供給され、処理槽にて所定の処理が施された鋼帯は鋼帯巻き取り機によって再度コイル状に巻き取られ、かくして鋼帯に所定の処理が行われている。この場合、鋼帯の防食などのために、再度コイル状に巻き取る際に鋼帯表面に防錆油などの油が塗油される場合がある。

鋼帯に油を塗油する手段としては、（１）：巻き取り機の前工程に塗油ノズルなどを備えた塗油手段を設置し、鋼帯に均一な油膜を形成した後に巻き取り機で巻き取る方法（例えば、特許文献１参照）、及び、（２）：鋼帯を巻き取り機で巻き取る際に巻き取られる鋼帯の表面に、或いは、巻き取られる鋼帯の外周部に押し付けられた押えロールの表面に塗油ノズルから油を吹き付け、この油を前記押えロールによって分散・均一化する方法（例えば特許文献２参照）が採用されている。尚、塗油された油を鋼帯表面で均一に分布させることを「油のならし」という。

上記（１）の方法と上記（２）の方法とを比較すると、巻き取り機で巻き取る際に塗油する（２）の方法は、塗油装置全体を小さくすることができるという利点と、塗油装置と塗油材である鋼帯との接触範囲を狭い空間に抑えることができ、その結果、ラインへの油付着を最小範囲に抑えることができるという利点とを備えており、広く採用されている。

しかしながら、塗油ノズルと押えロールとを用いて塗油する従来の方法では、押えロールが緩衝機能を備えておらず、この緩衝機能を持たない押えロールを巻き取られる鋼帯のコイル外周に押し付けるので、押えロールが巻き取り用リールのセグメント間隙或いはグリップ部などの凹凸部を乗り越えるときに、押えロールが振動するのみならず、巻き取り機を構成する機器全体が大きく振動する。この振動により、設備の破損或いは塗油面の不均一が発生する。また、この振動により、巻き取り速度を１０ｍ／分以上に上げることができず、低能率の操業を余儀なくされていた。
特開平１１−２６７７４６号公報 実開平１−１５１８６９号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、塗油ノズルと押えロールとを用いて、鋼帯巻き取り機で巻き取られる鋼帯の表面に防錆油などの油を塗油するに当たり、押えロールが巻き取り用リールのセグメント間隙或いはグリップ部などの凹凸部を乗り越えた際にも、押えロールを始めとして鋼帯巻き取り機を構成する機器全体の振動を抑制することができ、その結果、設備の破損或いは塗油面の不均一を防止するとともに、巻き取り速度を従来に比べて増速することのできる鋼帯巻き取り機を提供することである。

上記課題を解決するための本発明に係る鋼帯巻き取り機は、鋼帯をコイル状に巻き取るための巻き取り用リールと、前記鋼帯表面に向けて油を噴射するための複数の塗油ノズルと、前記巻き取り用リールで巻き取られるコイル状鋼帯の外周部に押し付けられ、前記塗油ノズルから鋼帯表面に向けて噴射された油を鋼帯表面で均一化するための押えロールと、を備えた鋼帯巻き取り機であって、前記押えロールと該押えロールを支持するロール支持部との間にはコイルバネが配置され、該コイルバネによって前記押えロールは前記ロール支持部に対して押えロールの押し付け方向に収縮可能に保持されているとともに、前記押えロール及び前記ロール支持部は、コイル状鋼帯の巻き太り及び巻き取り用リールの段差に追従して押えロール及びロール支持部を退避させるためのリリーフ弁をその油圧回路に有する油圧シリンダーによって作動し、前記押えロールが押えロールの押し付け方向とは逆向きの方向に押し出されると、前記コイルバネが収縮し、該コイルバネの反力で前記油圧シリンダーのヘッド側圧力が上昇し、この圧力が前記リリーフ弁のリリーフ圧に達した時点で前記リリーフ弁が開放することによって、前記押えロールがコイル状鋼帯の巻き太りまたは巻き取り用リールの段差に追従して退避するように構成されており、且つ、前記塗油ノズルは、前記押えロールを保持するためのフレームに設置されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、押えロールが押えロールの押し付け方向に移動可能に配置されているので、つまり、押えロールの押し付け方向に緩衝機能を有しているので、押えロールが巻き取り用リールのセグメント間隙或いはグリップ部などの凹凸部を乗り越えた際にも、押えロールを始めとして鋼帯巻き取り機を構成する機器全体の振動を抑制することができ、その結果、設備の破損或いは塗油面の不均一を防止するとともに、巻き取り速度を従来に比べて増速することが可能となる。また、押えロールを保持するフレームに複数の塗油ノズルが配置されているので、塗油作業と油のならし作業とを近接させて行うことができ、これによりラインへの油飛散を最小範囲に抑えることが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明に係る鋼帯巻き取り機の平面概略図、図２は、図１におけるＸ−Ｘ’矢視による概略図である。

本発明に係る鋼帯巻き取り機１は、酸洗処理やメッキ処理などの施された鋼帯２を巻き取ると同時に、巻き取られる鋼帯２の表面に防錆油などの油を塗油するための装置であり、図１及び図２に示すように、鋼帯２をコイル状鋼帯３として巻き取るための巻き取り用リール４と、鋼帯２の表面に向けて油を噴射するための複数個の塗油ノズル９と、巻き取られる鋼帯２の表面に押し付けられ、塗油ノズル９から噴射された油を鋼帯２の表面で分散・均一化するための押えロール５とを備えている。

巻き取り用リール４は、電動機（図示せず）と連結されていて、電動機によって回転するように構成されている。巻き取り用リール４は、図３に、巻き取り用リール４を拡大して示すように、複数のリールセグメント１３で構成され、隣り合うリールセグメント１３のセグメント間隙１３Ａは凹部となっている。また、巻き取り用リール４には、鋼帯２の端部を挟んで固定するためのグリッパー１４が設置されている。

押えロール５は、押えロール５のロール軸７を介して回転可能にフレーム６に保持されている。フレーム６の押えロール５を配置した側の反対側には、ガイドロッド１０が２本固定して接続されており、このガイドロッド１０は、基台１９に設置された４つのガイドロッド受１１と摺動可能に嵌合している。そして、基台１９は基礎架台（図示せず）に固定されている。つまり、押えロール５を保持するフレーム６は、ガイドロッド受１１を介して基台１９に対して摺動可能に取り付けられている。この場合、フレーム６の摺動方向は、巻き取り用リール４で巻き取られるコイル状鋼帯３の中心を通る直線の方向と一致している。

また、フレーム６のガイドロッド１０が連結された側には、連結用フレーム１６を貫通する、複数の連結用ボルト１５が埋め込まれて接続されており、フレーム６と連結用フレーム１６との間の連結用ボルト１５のそれぞれの外周には、コイルバネ１２が、その長さを収縮した状態で配置されている。この場合、コイルバネ１２の収縮量には未だ余裕があり、更に収縮することが可能なように組み込まれている。つまり、フレーム６と連結用フレーム１６とは、コイルバネ１２の拡張しようとする弾性力により、一定の間隔を保って剛性体の如く形成されていて、フレーム６つまり押えロール５に、コイル状鋼帯３の中心方向とは反対側に向いた圧力が働いた場合には、その圧力に応じたコイルバネ１２の収縮量だけ、フレーム６と連結用フレーム１６との間隔が狭くなるように構成されている。フレーム６の前記圧力が解除されたときには元の間隔に戻るように構成されている。

この連結用フレーム１６は、ピン１８を介して油圧シリンダー８のシリンダーロッド８Ａの先端に取り付けられたヘッド１７と連結されている。そして、油圧シリンダー８は、基台１９に配置されたシリンダー支持座２０に固定されている。

このようにして押えロール５を支持するロール支持部が構成されている。即ち、押えロール５は、油圧シリンダー８の作動によってコイル状鋼帯３の中心を通る直線の方向に上下動し、これにより、押えロール５がコイル状鋼帯３の外周に接触するように構成されるとともに、更に、この押えロール５が、コイル状鋼帯３の巻き太りまたは巻き取り用リール４の段差などによって圧力を受けた場合には、この圧力を解除させるように、押えロール５は、コイルバネ１２の収縮により、コイル状鋼帯３の巻き太り或いは巻き取り用リール４の段差に追従して退避・移動するように構成されている。つまり、コイルバネ１２により、押えロール５の押し付け方向の緩衝機能が確保されている。

また更に、油圧シリンダー８の油圧回路には、押えロール５に、押えロール５の押し付け方向の更なる緩衝機能を持たせるために、つまり、コイル状鋼帯３の巻き太り及び巻き取り用リール４の段差に追従して押えロール５を退避させるために、リリーフ弁２１が設置されている。リリーフ弁２１は、図２に示すように、油圧シリンダー８のヘッド側の油圧配管回路に設置されており、巻き取り用リール４で鋼帯２を巻き取る際に、コイル状鋼帯３の表面の凹凸状態に応じて油圧作動油をリリーフ弁２１から逃がし、コイル状鋼帯３の巻き太り及び段差乗り越え時の緩衝を担っている。尚、図１では油圧シリンダー８の油圧回路を省略している。

つまり、通常、図２に示すａ方向に油圧作動油が作動し、押えロール５は油圧作動油の圧力に応じた押し付け力でコイル状鋼帯３に接触しているが、コイル状鋼帯３の表面の凸部を乗り越える際には、この凸部により押えロール５が、コイル状鋼帯３の中心方向とは逆向きの方向に押し出され、これにより油圧シリンダー８のヘッド側の圧力が上昇し、上昇した圧力がリリーフ弁２１のリリーフ圧に達した段階で油圧作動油が、図２に示すｂ方向へ流れてタンク２２に戻る。これにより、押えロール５がコイル状鋼帯３から退避するので、凸部乗越え時の衝撃を緩衝することができる。コイル状鋼帯３の巻き太りの場合も、同様に、押えロール５がコイル状鋼帯３の中心方向とは逆向きの方向に押し出され、油圧シリンダー８のヘッド側の圧力が上昇し、圧力がリリーフ弁２１のリリーフ圧に達した段階で、油圧作動油が図２に示すｂ方向へ流れてタンク２２に戻り、コイル状鋼帯３の巻き太りの緩衝をしている。図２中の符号２３は電磁切替弁、２４は油圧ポンプである。

フレーム６には、巻き取られる鋼帯２に対して押えロール５よりも上流側の位置に、複数個の塗油ノズル９が鋼帯２の幅方向に並んで配置されている。各々の塗油ノズル９は油配管（図示せず）に接続し、油配管オイルはポンプ（図示せず）に連通している。

図１に示す押えロール５には、押えロール５を駆動するための駆動装置は設置されておらず、押えロール５はコイル状鋼帯３に押し当てられ、巻き取られるコイル状鋼帯３と接触することで回転するように構成されている。このように、図１に示す押えロール５は非駆動方式であるが、駆動方式としても構わない。図１では、設備の簡素化を目的として非駆動方式としている。但し、非駆動方式の場合、高速域での巻き取り時に鋼帯２と押えロール５との間でスリップの発生が懸念される。つまり、油のならし作業が安定しない恐れがある。このような場合には、塗油ノズル９に油を供給するためのポンプとして精密ギアポンプなどを採用し、塗油面積当たりの塗油量を一定に制御したり、押えロール５の表層部にクレープ加工を行うなどしてスリップを防止したりすることが好ましい。

このようにして本発明に係る鋼帯巻き取り機１が構成されている。この構成の本発明に係る鋼帯巻き取り機１を用いて鋼帯２を巻き取るに際し、先ず、鋼帯２の端部を巻き取り用リール４に設置されたグリッパー１４で挟み、且つ、油圧シリンダー８を作動させることによって押えロール５を巻き取り用リール４の外周に接触させ、次いで、巻き取り用リール４を図２に示す矢印方向に回転させて、鋼帯２の巻き取りを開始する。鋼帯２の巻き取り開始に伴って塗油ノズル９から鋼帯２に向けて油を噴射する。

この巻き取り時における押えロール５の動きを以下に説明する。

図３は、巻き取り開始時の状態を示す図であって、押えロール５が、リールセグメント１３に接触した状態を表す概略図である。この場合には、押えロール５とリールセグメント１３との接触部には凹凸がないので、押えロール５は位置を保持しており、作動油の流れはなく、コイルバネ１２も一定長さである。

図４は、押えロール５が、グリッパー１４に挟まれた鋼帯２の突出部に接触した状態を表す概略図である。押えロール５がグリッパー１４に挟まれた鋼帯２の突出部に乗り上げると、突出部によって押えロール５が巻き取り用リール４の中心方向とは逆向きの方向に押し出されるので、コイルバネ１２の長さが収縮する。このとき、コイルバネ１２の反力で油圧シリンダー８のヘッド側圧力が上昇し、この圧力がリリーフ弁２１のリリーフ圧に達した時点には、油圧作動油が図２に示すｂ方向へ流れてタンク２２に戻る。これらの動作により、押えロール５が巻き取り用リール４から退避し、凸部乗越え時の衝撃が緩衝される。そのために、押えロール５及び巻き取り用リール４には振動が発生しない。

図５は、押えロール５が、グリッパー１４に挟まれた鋼帯２の突出部と、巻き取り用リール４のセグメント間隙１３Ａとの中間地点である、平滑な鋼帯に接触した状態を表す概略図である。この場合には、押えロール５と鋼帯２との接触面には凹凸がないので、油圧作動油の流れも、またコイルバネ１２の動きもなく、押えロール５は巻き取り用リール４の方向に向けて一定圧力で押し付けられている。

図６は、押えロール５が、巻き取り用リール４のセグメント間隙１３Ａの凹部に接触した状態を表す概略図である。巻き取り用リール４のセグメント間隙１３Ａは凹部であり、押えロール５がセグメント間隙１３Ａの凹部に差しかかった時点で、コイルバネ１２が伸張するとともに油圧作動油が図２に示すａ方向に流れて、押えロール５を巻き取り用リール４の側に押し込み、鋼帯２と押えロール５との接触が維持される。セグメント間隙１３Ａからリールセグメント１３へと移る際には、前述した図４の場合と同様に、コイルバネ１２が短縮し、コイルバネ１２の反力で油圧シリンダー８のヘッド側圧力が上昇し、この圧力がリリーフ弁２１のリリーフ圧に達した時点で、図２に示すｂ方向に油圧作動油が流れて、押えロール５が退避する。そのために、押えロール５及び巻き取り用リール４には振動は発生しない。

また、コイル状鋼帯３が巻き太る際には、押えロール５がコイル状鋼帯３の中心方向とは逆向きの方向に押し出されるので、コイルバネ１２が短縮するが、コイルバネ１２が短縮することによるコイルバネ１２の反力で油圧シリンダー８のヘッド側圧力が上昇し、この圧力がリリーフ弁２１のリリーフ圧に達した段階で、油圧作動油が図２に示すｂ方向へ流れてタンク２２に戻る。そして、コイルバネ１２は元の長さに戻る。つまり、コイル状鋼帯３が巻き太る過程においても、押えロール５及び巻き取り用リール４には振動は発生しない。

コイル状鋼帯３が巻き太り、所定のサイズとなり巻き取りを完了するまで、これらの動作を繰り返し実施する。

このように、本発明によれば、押えロール５が押えロールの押し付け方向に緩衝機能を有しているので、押えロール５が巻き取り用リール４のセグメント間隙１３Ａ或いはグリッパー１４などの凹凸部を乗り越えた際にも、押えロール５を始めとして鋼帯巻き取り機１の全体の振動を抑制することができ、その結果、設備の破損或いは塗油面の不均一を防止するとともに、巻き取り速度を従来に比べて大幅に増速することが可能となる。具体的には１００ｍ／分程度まで巻き取り速度を増速することが可能となる。

また、押えロール５を保持するフレーム６に全ての塗油ノズル９が配置されているので、塗油作業と油のならし作業とを近接させて行うことができ、これによりラインへの油飛散を最小範囲に抑えることが可能となる。

緩衝機能としてのコイルバネ１２及びリリーフ弁２１の差は、コイルバネ１２は主に巻き取り用リール４の段差に追従して作用し、リリーフ弁２１は主にコイル状鋼帯３の巻き太りに追従して作用する点であるが、コイルバネ１２及びリリーフ弁２１の両者を備えることで、押えロール５を始めとして鋼帯巻き取り機１の全体の振動を確実に抑制することが可能となる。

尚、本発明は上記説明の範囲に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記説明では押えロール５の駆動用に油圧シリンダー８を用いているが、エアーシリンダー、電動機などを用いても構わない。エアーシリンダーの場合には、緩衝機能は例えばリリーフ弁により得ることができ、電動機の場合には、例えば巻き取り用リール４の回転位置に応じて押えロール５を周期的に後退させ且つ復帰させるようにすることで本発明を成すことができる。また、コイルバネ１２の代わりに、緩衝ダンパー或いはゴムなどの弾性体を、押えロール５を支持するロール支持部に配置することも可能である。

本発明に係る鋼帯巻き取り機の平面概略図である。 図１のＸ−Ｘ’矢視による概略図である。 本発明に係る鋼帯巻き取り機において、押えロールが、リールセグメントに接触した状態を表す概略図である。 本発明に係る鋼帯巻き取り機において、押えロールが、グリッパーに挟まれた鋼帯の突出部に接触した状態を表す概略図である。 本発明に係る鋼帯巻き取り機において、押えロールが、平滑な鋼帯に接触した状態を表す概略図である。 本発明に係る鋼帯巻き取り機において、押えロールが、セグメント間隙の凹部に接触した状態を表す概略図である。

符号の説明

１ 鋼帯巻き取り機
２ 鋼帯
３ コイル状鋼帯
４ 巻き取り用リール
５ 押えロール
６ フレーム
７ ロール軸
８ 油圧シリンダー
８Ａ シリンダーロッド
９ 塗油ノズル
１０ ガイドロッド
１１ ガイドロッド受
１２ コイルバネ
１３ リールセグメント
１３Ａ セグメント間隙
１４ グリッパー
１５ 連結用ボルト
１６ 連結用フレーム
１７ ヘッド
１８ ピン
１９ 基台
２０ シリンダー支持座
２１ リリーフ弁
２２ タンク
２３ 電磁切替弁
２４ 油圧ポンプ

Claims (1)

1. 鋼帯をコイル状に巻き取るための巻き取り用リールと、前記鋼帯表面に向けて油を噴射するための複数の塗油ノズルと、前記巻き取り用リールで巻き取られるコイル状鋼帯の外周部に押し付けられ、前記塗油ノズルから鋼帯表面に向けて噴射された油を鋼帯表面で均一化するための押えロールと、を備えた鋼帯巻き取り機であって、
   前記押えロールと該押えロールを支持するロール支持部との間にはコイルバネが配置され、該コイルバネによって前記押えロールは前記ロール支持部に対して押えロールの押し付け方向に収縮可能に保持されているとともに、前記押えロール及び前記ロール支持部は、コイル状鋼帯の巻き太り及び巻き取り用リールの段差に追従して押えロール及びロール支持部を退避させるためのリリーフ弁をその油圧回路に有する油圧シリンダーによって作動し、
   前記押えロールが押えロールの押し付け方向とは逆向きの方向に押し出されると、前記コイルバネが収縮し、該コイルバネの反力で前記油圧シリンダーのヘッド側圧力が上昇し、この圧力が前記リリーフ弁のリリーフ圧に達した時点で前記リリーフ弁が開放することによって、前記押えロールがコイル状鋼帯の巻き太りまたは巻き取り用リールの段差に追従して退避するように構成されており、
   且つ、前記塗油ノズルは、前記押えロールを保持するためのフレームに設置されていることを特徴とする鋼帯巻き取り機。

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