JP5870609B2 - リールアタッチメント及び鋼板の巻き取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄鋼板のプロセスラインにおける巻き取り装置と、その巻き取り径を拡径するために前記巻き取り装置のテンションリールに装着されるリールアタッチメントとに関する。

薄鋼板のプロセスラインでは、図４に示されるような巻き取り装置において、例えば、焼鈍等の処理を行なった鋼板Ｓをテンションリール１０によってコイル状に巻き取っている。具体的には、プロセスラインで処理した鋼板Ｓを、デフレクタロール２０からテンションリール１０へ通板し、このテンションリール１０を巻き取り側に回転させて鋼板Ｓをコイル状に巻き取っている。
ここで、テンションリール１０への巻き付け開始時には、ベルトラッパー１１を使用することで、自動巻き付けが行われている。

一方、テンションリール１０のマンドレル１２は、その径が拡大及び縮小できる構造となっている。すなわち、マンドレル１２を拡大して所定の長さまで鋼板を巻き取った後、マンドレル１２を縮小して、マンドレル１２とコイルとの間に隙間を設けることによって、コイル状になった鋼板Ｓをマンドレル１２から抜き取ることができる。
薄板のプロセスラインでは、マンドレル１２の径をφ４７０ｍｍ（１８．５インチ）からφ６０８ｍｍ（２０インチ）程度で設計されることが一般的であり、このマンドレル１２の仕様に合わせて巻き取り装置１の設計が行なわれる。

ところが、製品によっては、その品質上からコイル内径をさらに大きくすることが要求される場合がある。
このような要求に応じて、コイルの巻き取り内径を通常の設計範囲よりも大きくするためには、例えば、既設のテンションリール１０のセグメントにアウターセグメントを取り付ける方法が挙げられる。

しかし、アウターセグメントをマンドレル１２に取り付けるために、マンドレル１２に複数の取り付け用ネジ穴を設けて、取り付けボルトで固定する必要がある。
このため、取り付け作業が大がかりな規模となり、長時間のライン停止が必要で、生産時間をロスしてしまうという問題がある。
また、通常のコイル内径（例えばφ５０８ｍｍ）に戻して操業する場合には、アウターセグメントの取り外し作業が必要となり、再び大がかりな規模の操業停止となり、やはり生産時間をロスしてしまうという問題が積み重なる。

そこで、コイルの巻き取り内径を容易に変更する方法として、図５に示すように、テンションリール１０のマンドレル１２の外周面にリールアタッチメント１３を装着する方法がある。
リールアタッチメント１３は、円周方向に複数に分割（例えば４分割）されたセグメント１３ａをバネ１３ｂで結合した構造をなし、バネ１３ｂが伸縮してマンドレル１２の拡縮に追従する（例えば、図１参照）。
また、セグメント１３ａ，１３ａ間の分割部分にサーベルを差し込んで、バネ部１３ｂを伸ばすことで、リールアタッチメント１３の内径がマンドレル１２の径よりも大きくなり、リールアタッチメント１３とマンドレル１２との間に隙間ができるので、リールアタッチメント１３をマンドレル１２から容易に脱着することができる。

しかし、ベルトラッパー１１を使用する自動巻き付けは、ベルトラッパー１１の構造上、通常より広い内径（例えばφ６０８ｍｍを超える径）に対応することは困難である。
このため、テンションリール１０への鋼板Ｓの巻き付けは、鋼板Ｓをマンドレル１２上まで通板して一旦ラインを停止し、作業者が鋼板Ｓの先端を粘着テープでマンドレル１２に留める作業が必要となる。しかし、この作業は、ライン内の危険作業であり、ライン停止を伴うために生産時間もロスしてしまう問題がある。

ここで、具体的な例として、コイル内径φ１，０００ｍｍの巻き付けに既設のベルトラッパー１１を使用した場合について図５を参照して説明する。
図５に示すように、マンドレル１２には、コイル内径をφ１，０００ｍｍにするためのリールアタッチメント１３を装着している。既設のベルトラッパー１１は、例えば、コイル内径φ６０８ｍｍ用（以下、”標準”と呼ぶ）のため、例えば、コイル内径φ１，０００ｍｍ（以下、“大径”と呼ぶ）で巻き付けるときには、ベルトラッパー１１のスイングアーム１４を中間停止させる。

このとき、鋼板Ｓを巻き付けるガイドであるベルト１５は、マンドレル１２のほぼ半周程度（０．５０８＝φ５０８ｍｍ／φ１，０００ｍｍ）しかマンドレル１２に接触できない。そのため、鋼板Ｓの巻き付けを行おうとすると、ベルト１５がマンドレル１２に接触しなくなる開始点１５ａで、鋼板Ｓがマンドレル１２から離れてしまう問題点がある。
そこで、スイングアーム下端爪１４ａの迫加設置、巻き付け時の下サポートロール（図示せず）の使用、又は押さえガイド１６の新設等により、マンドレル１２の全周で鋼板Ｓをガイド可能な方法にベルトラッパー１１を改造して上記問題に対処する方法が考えられる。

しかし、この方法は、コイル内径の変更が発生した際、例えば、大径コイルから標準コイルへ内径を変更するためには、機器取り扱い上、ベルトラッパー１１の下端爪を取り外す必要があり、その結果、長時間のライン停止が必要となり、柔軟な対応ができない。
そこで、特許文献１には、ベルトラッパー１１に代えて、マンドレル１２内に電磁石を埋設し、電磁石への通電をオン／オフすることで、鋼板Ｓをマンドレル１２に吸着／離脱させる方法が記載されている。

特開２００１−２５２７１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、鋼板を吸着／離脱させるための電磁石をリールアタッチメントに埋設しようとした場合、配線が困難であり、設置可能としても、やはり大がかりな作業が必要となって、生産性が阻害されるという問題がある。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、鋼板の巻き付け作業及びコイルの抜き取り作業を安全かつ確実に行うことが可能となり、かつ内径拡大に伴う切り換えに大がかりな作業を必要とすることなく、作業時間を大幅に短縮することを可能とするリールアタッチメント及び鋼板の巻き取り装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の請求項１に係るリールアタッチメントは、帯状の鋼板をコイル状に巻き取る鋼板の巻き取り装置のテンションリールに装着して用いられ、中空の円筒形状をなすリールアタッチメントであって、
当該リールアタッチメントの軸方向に平行な回転軸を有して回転可能に設置された永久磁石を内蔵し、
該永久磁石を回転させることによって、該永久磁石の磁極の向きが、当該リールアタッチメントの径方向を含む面で変更可能とされたことを特徴としている。

また、上記リールアタッチメントにおいて、当該リールアタッチメントの径方向を含む面における当該リールアタッチメントの中心から、上記永久磁石の設置した位置に向かう延長線上の当該リールアタッチメントの外周面部分に、非磁性体が埋設されていることが好ましい。
また、上記リールアタッチメントにおいて、上記回転軸が当該リールアタッチメントの軸方向の端部から突出し、上記回転軸の端部に上記回転軸を回転させるハンドルが設けられていることが好ましい。
また、上記リールアタッチメントを備え、帯状の鋼板をコイル状に巻き取る鋼板の巻き取り装置であって、上記テンションリールにコイルを抜き差しするコイルカーを有する鋼板の巻き取り装置としては、上記回転軸に設けられたハンドルに接続可能なハンドラと、前記ハンドラを回転させるモーターとが上記コイルカーに設けられることが好ましい。

本発明によれば、鋼板の巻き付け作業及びコイルの抜き取り作業を安全かつ確実に行うことが可能となり、かつ内径拡大に伴う切り換えに大がかりな作業を必要とすることなく、作業時間を大幅に短縮することが可能となる。

本発明に係るリールアタッチメントの一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）はコイル巻き付け時のリールアタッチメントの径方向に沿う断面図、（ｂ）はコイル抜き出し時のリールアタッチメントの径方向に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）の１ｃ−１ｃ線に沿う断面図である。 本発明に係る鋼板の巻き取り装置の一実施形態における構成を示す概略図である。 本発明に係る鋼板の巻き取り装置の他の実施形態における構成を示す側面図である。 従来のテンションリールを備えた巻き取り装置の構成を示す概略図である。 従来の巻き取り装置の構成を示す図であり、コイルの内径を拡大した場合に、ベルトラッパーに必要となる改造の例を示した概略図である。

以下、本発明に係るリールアタッチメント及び鋼板の巻き取り装置の実施形態について図面を参照して説明する。
＜リールアタッチメント＞
図１は、本発明に係るリールアタッチメントの一実施形態における構成を示す図であり、（ａ）はコイル巻き付け時のリールアタッチメントの径方向に沿う断面図、（ｂ）はコイル抜き出し時のリールアタッチメントの径方向に沿う断面図、（ｃ）は軸方向に沿う断面図である。
図１に示すように、鋼板Ｓを巻き付けてなるコイルの内径を、マンドレル１２で可能な最大径以上に拡大するためのリールアタッチメント１３は、円周方向に複数に分割されて形成されている。具体的には、このリールアタッチメント１３は、例えば、４つのセグメント１３ａと、隣接するセグメント１３ａ，１３ａ間を結合するバネ１３ｂ等とを有し、マンドレル１２の拡縮に追従可能な構造となっている。

リールアタッチメント１３のマンドレル１２への取付け、及びリールアタッチメント１３のマンドレル１２からの取り外しに際しては、サーベル等のくさび状の治具をセグメント１３ａ，１３ａ間に差し込むことによって、リールアタッチメント１３の内径をマンドレル１２の外径よりも大きくすることで行われる。これにより、リールアタッチメント１３とマンドレル１２との間に隙間が生じることで、容易にリールアタッチメント１３の脱着が可能となっている。

＜永久磁石＞
リールアタッチメント１３には、永久磁石３０が内蔵されている。具体的には、リールアタッチメント１３を構成するセグメント１３ａに、リールアタッチメント１３の軸方向と平行な軸で永久磁石３０を回転可能に収容する収容部１３ｃが形成されている。そして、この収容部１３ｃには、リールアタッチメント１３（マンドレル１２）の軸方向と平行な回転軸３１が回転可能に設けられる。永久磁石３０は、回転軸３１に固定されているため、回転軸３１を回転させることにより、永久磁石３０がリールアタッチメント１３（マンドレル１２）の軸方向と平行な軸を回転軸として回転可能となっている。また、収容部１３ｃに回転可能に収容される永久磁石３０の軸方向の寸法は、リールアタッチメント１３に巻き付けられる鋼板Ｓの幅以上の寸法に設定される。このように、永久磁石３０がリールアタッチメント１３内で回転可能に設置されることで、永久磁石３０の磁極の向きが、外周面の接線方向及び径方向を含む面で変更可能とされる。

＜鋼板の巻き取り装置＞
次に、本発明に係る鋼板の巻き取り装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明に係る鋼板の巻き取り装置の一実施形態における構成を示す概略図である。
図２に示すように、巻き取り装置１は、テンションリール１０と、デフレクタロール２０とを有する。テンションリール１０は、マンドレル１２とリールアタッチメント１３とを少なくとも有し、必要に応じて、ベルトラッパー１１と、スイングアーム１４と、ベルト１５とを備えてもよい。このように構成された巻き取り装置１は、プロセスラインで処理した鋼板Ｓを、デフレクタロール２０からテンションリール１０へ通板し、このテンションリール１０を巻き取り側に回転させて鋼板Ｓをコイル状に巻き取っている。

＜鋼板の巻き付け＞
永久磁石３０の磁極の向きを、磁性体の材料で構成されるリールアタッチメント１３の径方向と平行にすると、永久磁石３０とリールアタッチメント１３との間で磁力線Ｍ（図１参照）が発生するので、リールアタッチメント１３の外周面における磁力線Ｍの発生範囲Ａ_Ｍが磁化される。
その後、鋼板Ｓがリールアタッチメント１３を装着したマンドレル１２によって巻き取られた際、リールアタッチメント１３の外周面における磁力線Ｍの発生範囲Ａ_Ｍに、巻き取られる鋼板Ｓの先端が位置することで、鋼板Ｓがリールアタッチメント１３に吸着するので、テンションリール１０への巻き付けを好適に行なうことができる。

＜コイルの抜き取り＞
一方、回転軸３１を回転させて、永久磁石３０の磁極の向きをリールアタッチメント１３の径方向と直交する方向に変更させると、リールアタッチメント１３の外周面における磁力線Ｍが消減する。
この結果、リールアタッチメント１３を非磁化状態にすることができるので、鋼板Ｓとリールアタッチメント１３との吸着を解消し、リールアタッチメント１３及びそれが装着されたマンドレル１２からコイルの抜き取りを行なうことが可能となる。すなわち、マンドレル１２本体のように、電磁石のような大掛かりな部品を使用することが難しいリールアタッチメント１３においても、鋼板（コイル）Ｓの脱着を容易に制御することができる。

＜非磁性体材料＞
ここで、リールアタッチメント１３における永久磁石３０が設置された部分の外周面の一部に、非磁性体材料４０が埋設されてもよい。なお、上記「永久磁石３０が設置された部分の外周面の一部」とは、例えば、リールアタッチメント１３の中心から永久磁石３０の設置した位置に向かう延長線上のリールアタッチメント１３の外周面部分である。
このような構成を採用することにより、永久磁石３０をリールアタッチメント１３の径方向と垂直な向きに変更した場合に、非磁性体材料４０によってリールアタッチメント１３の外周面に残留する磁化がなくなり、上述したコイルの抜き取りをより容易に行うことができる。

＜ハンドル＞
また、永久磁石３０の回転軸３１を、リールアタッチメント１３の軸方向の端部から突出させ、この回転軸３１の端部にハンドル５０を設けてもよい。ハンドル５０が設けられる回転軸３１の端部は、例えばコイル抜き取り側の端部であることが好ましい。このように、ハンドル５０を設けることによって、ハンドル５０を回転させることで、永久磁石３０の向きを変更可能な構造とすることができる。

（他の実施形態）
図３は、このようなリールアタッチメント１３にハンドル５０を設けた際に、遠隔操作にて永久磁石３０の向きを変更することを可能とした巻き取り装置１の他の実施形態を示した概略図である。
図３に示すように、本実施形態では、鋼板Ｓを巻き取ると共に、テンションリール１０にコイルを抜き差しするコイルカー６０が巻き取り装置１に設けられる場合において、コイルカー６０のサドル６１（コイル受台）に、回転軸３１に設けられたハンドル５０と接続可能なハンドラ６２が設けられている。具体的には、ハンドラ６２の先端部が、ハンドル５０の端部と係合するように形成されている。このハンドラ６２は、例えば、その回転角度を変化させる動力としてのモーター６３によって回転可能に制御される。

そして、コイルカー６０のサドル６１の位置を上下左右及び進退方向に操作して、ハンドル５０とハンドラ６２とを接続し、ハンドラ６２の回転角度をサドル６１に設けられたモーター６３で制御することで、遠隔操作にて永久磁石３０の磁極の向きを変化させることができる。
以上説明したように、本発明に係るリールアタッチメント及び鋼板の巻き取り装置は、鋼板の巻き付け作業及びコイルの抜き取り作業を安全かつ確実に行うことが可能となり、かつ内径拡大に伴う切り換えに大がかりな作業を必要とすることなく、作業時間を大幅に短縮することを可能とするリールアタッチメント及び鋼板の巻き取り装置を提供することができる。

１０ テンションリール
１１ ベルトラッパー
１２ マンドレル
１３ リールアタッチメント
１４ スイングアーム
１４ａ スイングアーム下端爪
１５ ベルト
１６ 押さえガイド
２０ デフレクタロール
３０ 永久磁石
３１ 回転軸
４０ 非磁性体材料
５０ ハンドル
６０ コイルカー
６１ サドル
６２ ハンドラ
Ｓ 鋼板
Ｍ 磁力線
Ａ_Ｍ 磁力線の発生範囲

Claims (4)

1. 帯状の鋼板をコイル状に巻き取る鋼板の巻き取り装置のテンションリールに装着して用いられ、中空の円筒形状をなすリールアタッチメントであって、
   当該リールアタッチメントの軸方向に平行な回転軸を有して回転可能に設置された永久磁石を内蔵し、
   該永久磁石を回転させることによって、該永久磁石の磁極の向きが、当該リールアタッチメントの径方向を含む面で変更可能とされたことを特徴とするリールアタッチメント。
2. 当該リールアタッチメントの径方向を含む面における当該リールアタッチメントの中心から、前記永久磁石の設置した位置に向かう延長線上の当該リールアタッチメントの外周面部分に、非磁性体が埋設されていることを特徴とする請求項１に記載のリールアタッチメント。
3. 前記回転軸が当該リールアタッチメントの軸方向の端部から突出し、前記回転軸の端部に前記回転軸を回転させるハンドルが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリールアタッチメント。
4. 請求項３に記載のリールアタッチメントを備え、帯状の鋼板をコイル状に巻き取る鋼板の巻き取り装置であって、テンションリールにコイルを抜き差しするコイルカーを有し、
   前記回転軸に設けられたハンドルに接続可能なハンドラと、該ハンドラを回転させるモーターとが前記コイルカーに設けられたことを特徴とする鋼板の巻き取り装置。

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