JP6347538B2 - ラッパーエプロンを備えたコイラー装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラッパーエプロンを備えたコイラー装置に関するものである。

一般に、圧延設備の出側にはコイラー装置（巻取機）が設けられ、圧延機で圧延されロール間から連続して供給される金属板（ストリップ）をコイル状に巻き取るように構成されている。このコイラー装置は、金属板のパスラインにピンチロールを備え、そのピンチロールによって、パスラインから斜め下に曲がった巻取ラインに金属板を導き、その先端をマンドレルに噛み込ませ、金属板を巻き取るようになっている（特許文献１参照）。

下記特許文献１には、圧延されたストリップを、マンドレルに巻き取るストリップの巻き取り方法及び装置が開示されている。このコイラー装置は、マンドレルの周りにラッパーロールとラッパーエプロンとを複数備えており、ラッパーエプロンで金属板の先端をガイドしつつ、ラッパーロールによって金属板をマンドレルに巻き付けるようになっている。

特開２００５−３０５４５２号公報

ラッパーエプロンは、湾曲したガイド面を有しており、マンドレルに金属板を巻き付けるときには、金属板の先端が押し付けられるようになっている。ガイド面に押し付けられた金属板の先端は、湾曲状に曲げられる。これにより、下流側に配置されたラッパーロールによってマンドレルに金属板の先端を安定して巻き付けることができる。
しかしながら、金属板が高強度厚み材の場合、曲げ剛性が高いため、ラッパーエプロンにおいて金属板の先端を曲げるためには、大きな押力が必要となる。そうすると、ラッパーエプロンが受ける摩擦抵抗が増加してガイド面に傷が付き易くなると共に、大きな押力が必要となるため消費エネルギーも増加してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、金属板が高強度厚み材の場合であっても大きな押力をかけずにマンドレルに巻き取ることができるラッパーエプロンを備えたコイラー装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、金属板を巻き取るマンドレルと、前記マンドレルに前記金属板を巻き付ける複数のラッパーロールと、隣り合う前記ラッパーロールの間において前記金属板の先端をガイドする複数のラッパーエプロンと、を有するラッパーエプロンを備えたコイラー装置であって、前記金属板の巻き取りに関し最上流側に配置された前記ラッパーエプロンのガイド面に流体を供給する流体供給装置を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、金属板の巻き取りに関し最上流側に配置されたラッパーエプロンのガイド面に流体を供給し、金属板の先端との摩擦抵抗を低減させる。金属板の巻き取りに関し最上流側に配置されたラッパーエプロンは、金属板の先端を最初に曲げるところであり、最も大きな力がかかるため、このラッパーエプロンにおける摩擦抵抗を低減させることにより、金属板に押力をあまりかけずに済み、消費エネルギーを低減させることができる。

また、本発明においては、前記流体は、前記金属板と前記ガイド面との摩擦抵抗を低減するものである、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、流体をガイド面に供給することにより、金属板とガイド面との摩擦抵抗を低減することができる。

また、本発明においては、前記流体供給装置は、前記ガイド面に形成された流体供給口を有し、前記流体供給口は、前記金属板の先端が最初に前記ガイド面に接触する位置よりも、前記金属板の巻き取りに関し上流側に形成されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、ガイド面に流体供給口を形成することにより、ラッパーエプロンの裏側から流体をガイド面に供給することができる。これにより、金属板が通る側に干渉物を配置することなく、ラッパーエプロンのガイド面に流体を直接供給することができる。
また、この構成を採用することによって、本発明では、流体供給口を金属板の先端が最初にガイド面に接触する位置よりも上流側に配置することにより、流体供給口に金属板の先端が引っ掛からないようにすることができる。

また、本発明においては、前記流体供給口は、前記金属板の巻き取りに関し下流側を向いている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、流体供給口からガイド面に沿って流体を供給することができ、その下流側の金属板の先端が最初にガイド面に接触する位置に向かって流体を流すことができる。

また、本発明においては、前記流体供給装置は、前記金属板に前記流体を噴き付けて間接的に前記ガイド面に前記流体を供給する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、金属板側にも流体を供給することで、ラッパーエプロンのガイド面における摩擦抵抗をより低減することができる。

また、本発明においては、前記流体供給装置は、前記ガイド面に前記流体を直接的に供給する第１の流体供給口と、前記流体を前記金属板に噴き付けて前記ガイド面に前記流体を間接的に供給する第２の流体供給口と、を有し、前記第１の流体供給口及び第２の流体供給口は、前記ガイド面において千鳥配置で形成されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第１の流体供給口と第２の流体供給口とを千鳥配置で形成することにより、第１の流体供給口の間で流体の供給が薄くなり易い部分を、第２の流体供給口からの流体の間接的な供給によってカバーすることができる。

本発明によれば、金属板が高強度厚み材の場合であっても大きな押力をかけずにマンドレルに巻き取ることができるラッパーエプロンを備えたコイラー装置が得られる。

本発明の第１実施形態におけるコイラー装置を示す全体構成図である。 本発明の第１実施形態におけるコイラー装置を示す要部拡大図である。 図２における矢視Ａ図である。 本発明の第２実施形態におけるコイラー装置を示す要部拡大図である。 図４における矢視Ｂ図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態におけるコイラー装置１を示す全体構成図である。図２は、本発明の第１実施形態におけるコイラー装置１を示す要部拡大図である。図３は、図２における矢視Ａ図である。
図１に示すように、コイラー装置１は、不図示の圧延機の下流側に配置され、圧延機を通過しパスラインＬ１に沿って搬送される金属板２を巻取ラインＬ２に導入して巻き取るものである。パスラインＬ１は、水平に並んだ複数の搬送ロール３によって形成されている。

コイラー装置１は、ピンチロール１０ａ，１０ｂを備える。ピンチロール１０ａ，１０ｂは、パスラインＬ１に沿って搬送される金属板２を、パスラインＬ１から曲がった巻取ラインＬ２に導くものである。巻取ラインＬ２は、パスラインＬ１から斜め下方に延在している。上側のピンチロール１０ａは、下側のピンチロール１０ｂに対して近接離間可能に構成されている。上側のピンチロール１０ａは、後述するマンドレル２０に金属板２を巻き取る場合を除き、下側のピンチロール１０ｂから離間するようになっている。

コイラー装置１は、マンドレル２０を備える。マンドレル２０は、巻取ラインＬ２の先に配置されて金属板２を巻き取るものである。マンドレル２０の周りには、ラッパーロール２１及びラッパーエプロン２２が複数設けられている。ラッパーロール２１は、金属板２をマンドレル２０に巻き付けるものである。ラッパーロール２１は、マンドレル２０の周方向において間隔をあけて配置されている。ラッパーロール２１は、マンドレル２０に対して近接離間可能に構成されている。ラッパーロール２１は、マンドレル２０に巻き付いた金属板２の径に応じて移動するようになっている。

ラッパーエプロン２２は、金属板２がマンドレル２０に巻き付くときにその先端をガイドするものである。ラッパーエプロン２２は、マンドレル２０の周面に対向し、金属板２の先端が接触するガイド面２２ａを有する。ガイド面２２ａは、マンドレル２０の周面に沿って湾曲している。ラッパーエプロン２２は、マンドレル２０の周方向において隣り合うラッパーロール２１の間に配置されている。ラッパーエプロン２２は、マンドレル２０に対して近接離間可能に構成されている。ラッパーエプロン２２は、金属板２がマンドレル２０に巻き付いたら離間するようになっている。

コイラー装置１は、ゲート３０を備える。ゲート３０は、巻取ラインＬ２を開閉するものである（図１では開状態を示す）。ゲート３０は、ピンチロール１０ａ，１０ｂの出側に配置されている。ゲート３０は、パスラインＬ１を形成する第１ガイド面３１と、巻取ラインＬ２を形成する第２ガイド面３２と、を有する。第１ガイド面３１は、パスラインＬ１に沿う水平面となっている。第２ガイド面３２は、巻取ラインＬ２に沿う傾斜面となっている。ゲート３０は、略Ｖ字形状の先端を、パスラインＬ１の上流側に向けた構成となっている。

ゲート３０は、シュートガイド４０ａ，４０ｂと協働して、巻取ラインＬ２を形成している。シュートガイド４０ａ，４０ｂは、マンドレル２０とラッパーロール２１との間の噛み込み口に金属板２の先端を導くものである。シュートガイド４０ａ，４０ｂは、マンドレル２０とラッパーロール２１との間の噛み込み口に向かうに従って間隔が狭くなるような逆ハの字状に設けられている。シュートガイド４０ａ，４０ｂは、巻取ラインＬ２において、ゲート３０よりも下流側に配置されている。本実施形態では、下側のシュートガイド４０ｂが、ラッパーエプロン２２の一つと一体的に設けられている。

コイラー装置１は、シュートロール５０を備える。シュートロール５０は、金属板２の先端がマンドレル２０に巻き付くときに、金属板２のその上向き面側に湾曲する変形を抑制するものである。シュートロール５０は、巻取ラインＬ２において、ゲート３０よりも下流側であって、ゲート３０と上側のシュートガイド４０ａとの繋ぎ目の位置に配置されている。シュートロール５０は、回転自在に設けられており、その周面は、第２ガイド面３２よりも突出している。

コイラー装置１は、ベンディングロール６０を備える。ベンディングロール６０は、ピンチロール１０ａ，１０ｂよりも上流側に配置され、ベンディングロール駆動装置６１によってパスラインＬ１に対して近接離間可能な構成となっている。ベンディングロール６０は、金属板２が巻き終わるときにその後端の跳ね上がりを防止するために、パスラインＬ１に近接するものである。ベンディングロール駆動装置６１は、例えばシリンダー装置から構成されている。

コイラー装置１は、流体供給装置７０を備える。流体供給装置７０は、金属板２の巻き取りに関し最上流側に配置されたラッパーエプロン２２（以下、ラッパーエプロン２２Ａと称する場合がある）のガイド面２２ａに流体を供給するものである。流体供給装置７０は、ノズル７１を介して流体を供給する構成となっている。ノズル７１から供給する流体としては、気体、液体、粉体等を採用し得る。本実施形態では、ガイド面２２ａにおける滞留性が高い液体を採用している。この液体としては、水や潤滑油を好適に採用することができる。

図２に示すように、流体供給装置７０は、ガイド面２２ａに形成された流体供給口７２を有する。流体供給口７２は、ラッパーエプロン２２Ａを厚み方向に貫通して形成されている。この流体供給口７２には、ノズル７１が挿入されている。このため、流体供給装置７０は、流体供給口７２を介してガイド面２２ａに流体を供給することができるようになっている。流体供給口７２は、図３に示すように、ラッパーエプロン２２Ａの幅方向に列をなすように複数形成されている。

流体供給口７２は、金属板２の先端が最初にガイド面２２ａに接触する位置（図３において接触位置Ｘで示す）よりも、金属板２の巻き取りに関し上流側（図３において上側）に形成されている。図２でいうと、マンドレル２０の周面と、１番目のラッパーロール２１の周面との共通する接線（金属板２の先端の進入経路）のラッパーエプロン２２Ａのガイド面２２ａと交わる場所を、接触位置Ｘと規定することができる。流体供給口７２は、接触位置Ｘよりも上方に形成されている。

流体供給口７２は、図２に示すように、金属板２の巻き取りに関し下流側（斜め下側）を向いて形成されている。流体供給口７２は、湾曲するガイド面２２ａの法線方向に対して傾いて形成されており、ガイド面２２ａにおいては図３に示すように長穴形状を呈する。この流体供給口７２から供給される流体は、ガイド面２２ａに沿って流れ、接触位置Ｘに供給される。流体供給口７２の列は、金属板２がガイド面２２ａに接触する幅よりも長く形成されており、接触位置Ｘの全てに流体を供給できるようになっている。

次に、上記構成のコイラー装置１による金属板２の巻き取り動作について説明する。なお、以下では、金属板２が高強度厚み材である場合について説明する。

不図示の圧延機を通過した金属板２は、図１に示すように、パスラインＬ１に沿って搬送され、ピンチロール１０ａ，１０ｂに至る。金属板２は、ピンチロール１０ａ，１０ｂを通過した後、通板角度を斜め下方に変えて、パスラインＬ１から曲がった巻取ラインＬ２に導かれる。金属板２は、シュートロール５０の回転によって摩擦を低減されつつ、シュートガイド４０ａ，４０ｂの間を通り、マンドレル２０とラッパーロール２１の噛み込み口に導かれる。

マンドレル２０とラッパーロール２１との間を通過した金属板２の先端は、図２に示すように、ラッパーエプロン２２Ａの湾曲したガイド面２２ａと接触する。ここで、金属板２が高強度厚み材の場合、一つのラッパーロール２１のみの噛み込みだけでは金属板２の先端があまり曲がらないため、金属板２の先端とラッパーエプロン２２Ａとの間の静摩擦力による拘束を脱するためには大きな押力が必要となる。

流体供給装置７０は、金属板２の巻き取りに関し最上流側に配置されたラッパーエプロン２２Ａのガイド面２２ａに流体を供給し、金属板２の先端との摩擦抵抗を低減させる。ラッパーエプロン２２Ａは、金属板２の先端を最初に曲げるところであり、最も大きな力がかかる。このため、水や油等の流体の作用でラッパーエプロン２２Ａにおける摩擦抵抗を低減させることにより、金属板２に押力をあまりかけずに済み、消費エネルギーを低減させることができる。また、金属板２の先端とガイド面２２ａとの間に流体を介在させることによって、ガイド面２２ａにおける傷の発生を防止することができる。

本実施形態の流体供給装置７０は、ガイド面２２ａに形成された流体供給口７２を有し、ラッパーエプロン２２Ａの裏側から流体をガイド面２２ａに供給する構成となっている。この構成によれば、金属板２が通る側に干渉物を配置することなく、ラッパーエプロン２２Ａのガイド面２２ａに流体を直接供給することができる。また、この流体供給口７２は、金属板２の先端が最初にガイド面２２ａに接触する接触位置Ｘよりも、金属板２の巻き取りに関し上流側に形成されているため、流体を供給しつつ、この流体供給口７２に金属板２の先端が引っ掛からないようにすることができる。

また、流体供給口７２は、金属板２の巻き取りに関し下流側を向いている。この構成によれば、この流体供給口７２から供給される流体を、ガイド面２２ａに沿って流すことができる。ガイド面２２ａに沿って流された流体は、接触位置Ｘを含む流体供給口７２よりも下流側のガイド面２２ａに供給され、金属板２の先端との摩擦抵抗を低減させるように作用する。
この流体の作用により、金属板２とラッパーエプロン２２との間の静摩擦力による拘束を脱した金属板２の先端は、ラッパーエプロン２２のガイド面２２ａ上を滑り、その下流側に配置された次のラッパーロール２１に噛み込まれ、マンドレル２０に巻き付けられる。その後、ラッパーロール２１によって金属板２を所定の径となるまでマンドレル２０に巻き取らせたら、金属板２の巻き取り動作を終了する。

このように、上述の本実施形態によれば、金属板２を巻き取るマンドレル２０と、マンドレル２０に金属板２を巻き付ける複数のラッパーロール２１と、隣り合うラッパーロール２１の間において金属板２の先端をガイドする複数のラッパーエプロン２２と、を有する、ラッパーエプロン２２を備えたコイラー装置１であって、金属板２の巻き取りに関し最上流側に配置されたラッパーエプロン２２Ａのガイド面２２ａに流体を供給する流体供給装置７０を有する、という構成を採用することによって、金属板２が高強度厚み材の場合であっても大きな押力をかけずにマンドレル２０に巻き取ることができるラッパーエプロン２２を備えたコイラー装置１が得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図４は、本発明の第２実施形態におけるコイラー装置１を示す要部拡大図である。図５は、図４における矢視Ｂ図である。
図４に示すように、第２実施形態の流体供給装置７０は、金属板２に流体を噴き付けて間接的にガイド面２２ａに流体を供給する構成となっている。

流体供給装置７０は、金属板２の巻き取りに関し、流体供給口７２（以下、第１の流体供給口７２Ａと称する）よりも上流側に、第２の流体供給口７２Ｂを有する。第１の流体供給口７２Ａには、ノズル７１（以下、第１のノズル７１Ａと称する）が挿入され、第２の流体供給口７２Ｂには、第２のノズル７１Ｂが挿入されている。第２のノズル７１Ｂは、スプレー状に流体を噴射可能な構成となっている。第２の流体供給口７２Ｂは、ガイド面２２ａの法線方向に延在するように形成されており、図５に示すように円穴形状を呈する。

第１の流体供給口７２Ａ及び第２の流体供給口７２Ｂは、ガイド面２２ａにおいて千鳥配置で形成されている。すなわち、第２の流体供給口７２Ｂは、第１の流体供給口７２Ａの列と平行に列を成し、第１の流体供給口７２Ａの間に配置されるようになっている。この第２の流体供給口７２Ｂには、図４に示すように、第２のノズル７１Ｂの先端がガイド面２２ａ近くまで挿入されており、勢いを殺すことなく流体を金属板２に噴き付けることができるようになっている。

上記構成の第２実施形態によれば、第２の流体供給口７２Ｂから金属板２に流体を噴き付けることで、間接的にガイド面２２ａに流体を供給することができる。このように、金属板２側にも流体を供給することで、ラッパーエプロン２２Ａのガイド面２２ａに流体を十分に供給して摩擦抵抗をより低減させることができる。また、図５に示すように、第１の流体供給口７２と第２の流体供給口７２とを千鳥配置で形成することにより、ガイド面２２ａにおいて第１の流体供給口７２の間で流体の供給が薄くなり易い部分を、第２の流体供給口７２からの流体の間接的な供給によってカバーすることができる。
このように、上述の第２実施形態によれば、ガイド面２２ａに流体を十分に供給できるため、金属板２に押力をあまりかけずに済み、消費エネルギーをより低減させることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、流体供給装置がガイド面に形成された流体供給口を介して流体を供給する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、設置スペースを確保できれば、金属板が通過するガイド面側に流体を供給するノズルを設置してもよい。

また、例えば、上記実施形態では、金属板の先端が１番目のラッパーエプロンを通過するまで流体供給装置がガイド面に流体を供給し続ける構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、１番目のラッパーエプロンと２番目のラッパーロールとの間で光学センサ等により金属板の先端の通過を確認したら、流体の供給を停止するように流体供給装置の駆動を制御する制御装置を設ける構成を採用してもよい。この構成によれば、流体の消費、及び流体供給装置によるエネルギー消費を低減することができる。

１ コイラー装置
２ 金属板
２０ マンドレル
２１ ラッパーロール
２２ ラッパーエプロン
２２Ａ ラッパーエプロン
２２ａ ガイド面
７０ 流体供給装置
７２ 流体供給口
７２Ａ 第１の流体供給口
７２Ｂ 第２の流体供給口

Claims (3)

1. 金属板を巻き取るマンドレルと、前記マンドレルに前記金属板を巻き付ける複数のラッパーロールと、隣り合う前記ラッパーロールの間において前記金属板の先端をガイドする複数のラッパーエプロンと、を有する、ラッパーエプロンを備えたコイラー装置であって、
   前記金属板の巻き取りに関し最上流側に配置された前記ラッパーエプロンのガイド面に流体を供給する流体供給装置を有し、
   前記流体供給装置は、前記ガイド面に形成され、前記ガイド面に前記流体を直接的に供給する第１の流体供給口と、前記ガイド面に形成され、前記流体を前記金属板に噴き付けて前記ガイド面に前記流体を間接的に供給する第２の流体供給口と、を有し、
   前記第１の流体供給口及び第２の流体供給口は、前記金属板の先端が最初に前記ガイド面に接触する位置よりも、前記金属板の巻き取りに関し上流側に形成されており、
   前記第２の流体供給口は、前記金属板の巻き取りに関し前記第１の流体供給口よりも上流側に位置し、
   前記第１の流体供給口は、前記金属板の巻き取りに関し下流側を向いており、
   前記第２の流体供給口は、前記ガイド面の法線方向に延在するように形成されている
   ことを特徴とするラッパーエプロンを備えたコイラー装置。
2. 前記流体は、前記金属板と前記ガイド面との摩擦抵抗を低減するものである、ことを特徴とする請求項１に記載のラッパーエプロンを備えたコイラー装置。
3. 前記第１の流体供給口及び第２の流体供給口は、前記ガイド面において千鳥配置で形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のラッパーエプロンを備えたコイラー装置。
   

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