JP7166229B2 - ブレーキ装置及びブレーキ装置の作動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置に関する。本発明は、また、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の作動方法に関する。
従来、鋼板の大ロールをスリットストリップ製造設備（slit strip installation）上に展開させて、狭い幅のスリットストリップ又は鋼帯に分断することが行われている。スリットストリップは、分断工程の後に、再度、巻き取りリールに巻き取られる。しかしながら、巻き取り工程の際に、板厚に応じて、鋼板ロールの軸線方向に位置ズレが生じ得る。
このような位置ズレは、鋼板ロールの下流側作業における処理を困難にさせるという不都合を招く。
前記スリットストリップ製造設備は、板厚が比較的厚い鋼板の処理又は切断を可能とすべく長期に亘って徐々に改良されているものの、本来、板厚の薄い材料に利用されるものとして設計されている為、位置ズレ又は巻き取りエラーの発生という問題が生じる。
コイルの巻き取りの為に要求され且つ巻き取りリールより上流側に配置される従来のストリップブレーキは、板厚の厚い鋼板には適用されていなかった。制動力があまりにも小さい為、板厚の厚い鋼板の場合には巻き取りエラーが繰り返し生じることになる。
ＤＥ４００１７８７Ｃ１には、一枚の幅広金属帯を長手方向に沿って分断することにより形成される、互いに対して分離された複数の鋼板ストリップを、径方向に拡大可能な一つの共通巻き取りマンドレル上で、同時に巻き取る方法が開示されている。詳しくは、まず、同時に巻き取られべき全てのスリットストリップの始端が、巻き取りマンドレル上で互いに対して軸方向に所定間隙を存した状態で固定される。
次いで、前記巻き取りマンドレルを回転させることによって、複数のスリットストリップが所定テンション下において拡大巻き取りマンドレル上に一巻きを超えて巻き付けられ、各スリットストリップにおける、一の巻き付け部の上面に他の巻き付け部が径方向に積層されてなる２つの巻き付け部が接線方向の剪断に関し固定されて、各スリットストリップの巻き取り開始部から密着されたスリーブが形成される。
ＤＥ２０２０１５１０５０３６Ｕ１には、少なくとも一つのロールの外周を囲む面支持ベルトと、２つの回転可能ドラムとを備え、前記２つのドラムのうちの少なくとも１つが回転する際に、前記支持ベルトが少なくとも部分的にドラムに巻き取られるように、前記支持ベルトの端部が前記ドラムに固定されている、ロール保持装置が開示されている。
しかしながら、前記従来構成においては、前記巻き取りリール上への巻き取り中に鋼帯ロールの軸線方向に位置ズレが生じる虞がある。
さらに、一般的なストリップブレーキ装置は、ストリップ形状の材料に対してパッド型ブレーキを押圧することによって当該ストリップ形状の材料にブレーキをかけるように構成されている。これは、特に、ダストや、例えば、ロールにスリットを入れる作業中に生じる金属切り屑が積層されている場合において問題となる。即ち、ダスト及び／又は金属切り屑は、パッド型ブレーキによって、ストリップ形状の金属材料に押し込まれることになり、ストリップ形状の金属材料に擦りキズ及び損傷を生じさせ得る。さらに、従来のパッド型ブレーキを用いて材料にブレーキをかけることは、エネルギー消費を招く。
ＤＥ４００１７８７Ｃ１ ＤＥ２０２０１５１０５０３６Ｕ１
これらを踏まえて、本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置であって、種々の板厚のストリップ形状の材料をエラーの無い状態で巻き取ることを可能とし、且つ、エネルギー効率の良い状態で動作可能なブレーキ装置の提供を目的とする。
前記目的は、本願の請求項１及び請求項１３の構成を備えたブレーキ装置によって達成される。さらに、前記目的は、本願の請求項１４の構成を備えたブレーキ装置の作動方法によって達成される。さらに、前記目的は、本願の請求項１５の構成を備えた、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断する為のスリットストリップ製造設備によって達成される。
本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置であって、少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つのブレーキローラの近傍に位置する少なくとも１つの対応部材が備えられた保持装置であって、前記少なくとも１つのブレーキローラが軸端部において当該保持装置に回転自在に装着されており、前記巻き取られる長尺媒体が前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材の間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材に摩擦接触するように構成された保持装置と、前記少なくとも１つのブレーキローラに連結され且つ巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラに作用するように構成されたエネルギー回収装置とを備え、前記エネルギー回収装置は、発電機、油圧ポンプ、空気ポンプ又は機械装置によって形成され、運動エネルギーを油圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラが油圧ポンプに連結されて、前記油圧ポンプによって生成された油圧が第２使用部へ供給されるか、運動エネルギーを空気圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラが空気ポンプに連結されて、前記空気ポンプによって生成された空気圧が第３使用部へ供給されるか、又は、前記少なくとも１つのブレーキローラが第４使用部を駆動する為の軸に連結されたブレーキ装置を提供する。
また、本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置であって、少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つのブレーキローラの近傍に位置する少なくとも１つの対応部材が備えられた保持装置であって、前記少なくとも１つのブレーキローラが軸端部において当該保持装置に回転自在に装着されており、前記巻き取られる長尺媒体が前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材の間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材に摩擦接触するように構成された保持装置と、前記少なくとも１つのブレーキローラに連結され且つ巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラに作用するように構成されたエネルギー回収装置とを備え、前記少なくとも１つの対応部材は少なくとも１つの他のブレーキローラによって形成されており、前記少なくとも１つのブレーキローラは伝動装置を介して前記エネルギー回収装置に連結され、前記伝動装置は矯正機トランスミッションによって形成され、前記伝動装置はチェーン機構を介して前記エネルギー回収装置に連結されたブレーキ装置を提供する。
さらに、本発明は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の作動方法を提供する。前記方法は、少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つのブレーキローラの近傍に位置する少なくとも１つの対応部材が備えられている保持装置であって、前記少なくとも１つのブレーキローラを軸端部において回転自在に支持する保持装置を用意する工程を備えている。
前記方法は、さらに、巻き取られる前記長尺媒体が前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材の間に挿通されて、前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材に摩擦接触するように、前記少なくとも１つのブレーキローラ及び前記少なくとも１つの対応部材を配置させる工程を備えている。
前記方法は、さらに、前記少なくとも１つのブレーキローラに連結されて、巻き取られる前記長尺媒体にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラに作用するエネルギー回収装置を介して、前記少なくとも１つのブレーキローラの運動エネルギーを変換する工程を備えている。
前記方法において、前記エネルギー回収装置は、発電機、油圧ポンプ、空気ポンプ又は機械装置によって形成され、運動エネルギーを油圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラが油圧ポンプに連結されて、前記油圧ポンプによって生成された油圧が第２使用部へ供給されるか、運動エネルギーを空気圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラが空気ポンプに連結されて、前記空気ポンプによって生成された空気圧が第３使用部へ供給されるか、又は、前記少なくとも１つのブレーキローラが第４使用部を駆動する為の軸に連結される。
さらに、本発明は、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断する設備であって、巻き戻しリールと、巻き取りリールと、前記巻き戻しリール及び前記巻き取りリールの間に配設された本発明に係るブレーキ装置とを備えたスリットストリップ製造設備を提供する。好ましくは、前記長尺媒体は鋼板ストリップとされる。
前記少なくとも１つのブレーキローラに連結されたエネルギー回収装置を介して、ストリップ形状の材料にブレーキをかける前記少なくとも１つのブレーキローラの制動力を有効に取り戻し、前記制動力を他の使用部に利用可能とすることが、本発明の要旨である。巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける際に、従来、無駄とされていたエネルギーが再利用可能とされる。
さらに、従来のパッド型ブレーキにおける線接触に対して、長尺媒体に対して作用するブレーキローラの回転においては点接触のみが生じることになるから、前記少なくとも１つのブレーキローラの具備によって、巻き取られる前記長尺媒体の表面の摩耗が保護され得る。
有効な実施の形態及び改良形態が、従属クレーム及び添付図面を参照した詳細な説明によって得られる。
好ましい改良形態においては、前記保持装置に備えられる前記少なくとも１つの対応部材は少なくとも１つの他のブレーキローラ又はスライドベースによって形成され、前記少なくとも１つのブレーキローラは、直接又は伝動装置を介して、前記エネルギー回収装置に連結される。即ち、前記ブレーキ装置は、種々のシステム上及び構造上の要求に有効に対応可能である。１つのブレーキローラのみが備えられる場合には、前記ブレーキローラは前記エネルギー回収装置に直接的に連結され得る。複数のブレーキローラが備えられる場合には、前記複数のブレーキローラは例えば伝動装置に連結され、前記伝動装置が前記エネルギー回収装置に連結される。
さらなる好ましい改良形態においては、少なくとも１つの他のブレーキローラが前記エネルギー回収装置に連結され、前記エネルギー回収装置は、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記他のブレーキローラに作用するように構成される。
巻き取られる長尺媒体に所定の制動モーメントが作用される結果として、前記エネルギー回収装置は制動力を有効に回収でき、制動力を他の適切な使用部に対して利用可能とすることができる。
さらに好ましい改良形態においては、前記エネルギー回収装置が発電機、油圧ポンプ、空気ポンプ又は機械装置によって形成される。前記エネルギー回収装置が取り得る構成の多様性によって、取り戻されるエネルギーが供給される使用部のタイプに応じて、取り戻されるエネルギー形態に関し自由度を高めることができる。
好ましい改良形態においては、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する為に、前記少なくとも１つのブレーキローラは発電機に連結され、前記発電機によって生成された電気エネルギーは、電気使用部等の第１使用部に提供されるか、又は、配電網に供給される。
生成される電気エネルギーは多様な使用部を駆動可能であり、又は、前記電気エネルギーは配電網に供給可能であるから、発電機として作動される電気装置の形態をなすエネルギー回収装置の構成は、最高の自由度を有効に提供することができる。
他の好ましい形態においては、運動エネルギーを油圧に変換する為に、前記少なくとも１つのブレーキローラは油圧ポンプに連結されて、前記油圧ポンプによって生成された油圧が第２使用部に供給されるか、又は、運動エネルギーを空気圧に変化する為に、前記少なくとも１つのブレーキローラは空気ポンプに連結されて、前記空気ポンプによって生成された空気圧が第３使用部に供給されるか、又は、第４使用部を駆動する為に前記少なくとも１つのブレーキローラは軸に連結される。このように、前記エネルギー回収装置は個々の要求に応じた適切な解決手段の形態で有効に実現可能である。
他の好ましい形態においては、前記エネルギー回収装置によって生成された制動モーメントは、機械式コントローラ又は電気式コントローラによって形成されるコントロール装置によって種々の方法でコントロールされ得る。前記エネルギー回収装置に連結された少なくとも１つのブレーキローラの制動力が巻き取られる長尺媒体の処理されるべき厚みに対して適切に設定されるように、前記制動力は前記長尺媒体の厚みに応じて個々に変更され得る。かかる構成によれば、巻き取りの際に長尺媒体の軸方向に関し位置ズレが生じることを防止でき、少なくとも１つのブレーキローラの運動エネルギーを有効に回収することができる。
他の好ましい形態においては、前記保持装置内に、第１ブレーキローラ対、第２ブレーキローラ対及び第３ブレーキローラ対が長手方向に沿って互いに対してオフセットされ、且つ、高さ調整可能に配設される。この場合、前記第１ブレーキローラ対、前記第２ブレーキローラ対及び前記第３ブレーキローラ対は、作動位置から非作動位置へ高さ調整可能とされる。
複数のブレーキローラ対を備えた構成は、単一のブレーキローラ対を備えた構成に比して、ブレーキローラ対を伝動装置に連結する軸へブレーキローラ対によって伝達されるトルクを低減することができる。さらに、複数のブレーキローラ対を備えることにより、一のブレーキローラ対の呼称を他のブレーキローラ対によって補うことができるという予備構成を提供できる。
各ブレーキローラ対を高さ調整可能とする構成は、使用されるブレーキローラ対の数量を制動力の大きさに関する個々の要求に応じて調整可能とし、これにより、ストリップブレーキ装置において、例えば、１つのブレーキローラ対、２つのブレーキローラ対、又は、３つのブレーキローラ対が使用される状態を現出することができる。
他の好ましい形態においては、前記ブレーキローラ及び／又は前記他のブレーキローラの高さ位置は、当該ブレーキローラ及び当該他のブレーキローラのそれぞれの軸端部に連結され且つ前記保持装置に締結された油圧シリンダを介して調整可能とされる。
各ブレーキローラ対における前記ブレーキローラ及び／又は前記他のブレーキローラが、要求に応じて前記油圧シリンダによって作動位置から非作動位置へ、及び、非作動位置から作動位置へ変更されることが可能となる。
他の好ましい形態においては、ブレーキローラ及び他のブレーキローラは、軸端部にスプライン軸を有するものとされ、前記ブレーキローラのスプライン軸は、第１関節軸フランジのスプラインハブに抜け止め状態又はポジティブロック状態 (in positively locking fashion) で連結され、前記他のブレーキローラのスプライン軸は、第２関節軸フランジのスプラインハブにポジティブロック状態で連結される。
ブレーキローラ及び他のブレーキローラの軸端部をスプラインハブ形状とする構成は、滑りが生じることなく、下流側の軸への効率的なトルク伝達を可能とする。前記ブレーキローラのスプライン軸を第１関節軸フランジのスプラインハブにポジティブロック状態で連結させること、及び、前記他のブレーキローラのスプライン軸を第２関節軸フランジのスプラインハブにポジティブロック状態で連結させることによって、スプライン軸から各関節軸フランジにおけるスプラインハブへの効率的な力の伝達が可能となる。
他の好ましい形態においては、前記第１関節軸フランジは第１関節軸に連結され、前記第２関節軸フランジは第２関節軸に連結される。この構成においては、前記第１関節軸は前記伝動装置の第１入力軸に連結され、前記第２関節軸は前記伝動装置の第２入力軸に連結される。
かかる構成によれば、前記ブレーキローラの個々の運動エネルギーが関節軸によって直接的に前記伝動装置に伝達される。
他の好ましい形態においては、前記伝動装置は、少なくとも１つのブレーキローラ対における第１ブレーキローラ及び第２ブレーキローラの回転速度を同期させて、それらのトルクを前記伝動装置における共通出力軸上で合成するように構成される。
かかる構成によれば、各ブレーキローラ対における一のブレーキローラ及び他のブレーキローラの回転速度を常時、同期させることができ、前記ブレーキローラ対を介した長尺媒体へのブレーキ作用の均一化を図ることができる。
他の好ましい形態においては、前記第１関節軸は前記伝動装置における第１入力軸に対する一のブレーキローラの高さ方向に関する変位を補償し、前記第２関節軸は前記伝動装置における第２入力軸に対する他のブレーキローラの高さ方向に関する変位を補償するように構成される。前記関節軸を備えることにより、対応するブレーキローラが作動位置に位置しているか又は非作動位置に位置しているかに拘わらず、当該対応するブレーキローラを常時、前記伝動装置における共働する入力軸に連結させることができる。
他の好ましい形態においては、前記伝動装置は矯正機トランスミッション（straightening machine transmission）によって形成され、前記伝動装置はチェーン機構を介して発電機に連結される。前記矯正機トランスミッションは、前記伝動装置における複数の入力軸から共通出力軸への効率的なトルク伝達を可能とし、前記チェーン機構は、前記伝動装置から前記発電機への伝動構造の簡略化及び信頼性向上を図ることができる。
下記において説明する実施の形態及び改良形態は、種々の所望組み合わせで互いに対して結合され得る。
本発明の他の可能な実施の形態、改良形態及び実施形態は、前記又は下記において例示の実施の形態に関し説明される本発明の特徴の、明示されていない組み合わせを含む。
添付図面は、本発明の実施の形態の理解を深める為のものである。添付図面は、実施の形態を表しており、本実施の形態との共働下に、本発明の本質及び概念を説明するものである。
添付図面に関し、他の実施の形態及び効果が派生される。添付図面に図示されている構成部材は、必ずしも、互いに対して正しいスケールでは表示されていない。
図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキを掛ける為のブレーキ装置の模式図である。 図２は、本発明の他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。 図３は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。 図４は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。 図５は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。 図６は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。 図７は、図６に示された本発明の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の側面図である。 図８は、図６に示された本発明の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の正面図である。 図９は、図６に示された本発明の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の平面図である。 図１０は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の作動方法のフロー図である。 図１１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断する為のスリットストリップ製造設備（slit strip installation）の模式図である。
図面中、同一又は機能的に同等の構成部材、部位又は部品については、特段の記載が無い限り、同一符号を付している。
図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為のブレーキ装置１は、保持装置１２を有している。
一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂが前記保持装置１２内に配置されている。前記一のブレーキローラ１４ａは、軸端部１４ａ１、１４ａ２において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。前記他のブレーキローラ１４ｂも同様に、軸端部１４ｂ１、１４ｂ２において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
巻き取られる長尺媒体１０は、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの間を通過可能とされており、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂに対して摩擦接触している。
前記ブレーキ装置１は、さらに、伝動装置３４を介して前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂに連結され、且つ、巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為に所定の制動トルクを前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂに作用させるように構成されたエネルギー回収装置１６ａを有している。
巻き取られる長尺媒体１０は、好ましくは、鋼板ロール等の金属薄板ロールによって形成され、より好ましくは、精製金属薄板ロールによって形成される。これに代えて、巻き取られる長尺媒体は、例えば、ワイヤ、巻き取り紙又は他のウェブ状材料によって形成され得る。
本実施の形態においては、前記エネルギー回収装置１６ａは発電機によって形成されている。運動エネルギーを電気エネルギーに変換する為に、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂは前記発電機１６ａに連結されている。
前記発電機によって生成されたエネルギーは、特に電気使用部等の第１使用部１７ａで利用可能とされ、又は、配電網へ供給され得る。さらに、前記発電機１６ａによって生成される制動モーメントの種々のコントロールを可能とするコントロール装置２７が備えられている。
前記コントロール装置２７は、好ましくは、機械式コントローラによって形成される。これに代えて、前記コントロール装置２７は、例えば、電気式コントローラによって形成され得る。
図２は、本発明の他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
この形態においては、前記保持装置１２に配設される対応部材１４ｃは、スライドベース１４ｃによって形成されている。従って、前記一のブレーキローラ１４ａだけが、発電機として形成されたエネルギー回収装置１６ａに連結されている。この形態においては、前記一のブレーキローラ１４ａだけが備えられている為、前記発電機１６ａは、前記伝動装置を備えることなく、前記一のブレーキローラ１４ａに直接的に連結可能とされる。この形態においては、前記発電機１６ａ及び前記コントローラ２７は、共通ハウジング３５内に配設されている。
図３は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
この形態においては、前記保持装置１２内に前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂが配設されており、巻き取られる長尺媒体１０が両ローラ１４ａ、１４ｂの間に挿通されている。前記エネルギー回収装置１６ｂは、油圧ポンプ１６ｂによって形成されている。
前記油圧ポンプ１６ｂによって生成された油圧は、第２使用部１７ｂで利用可能とされ得る。即ち、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの運動エネルギーは、前記油圧ポンプ１６ｂによって流体の油圧に変換される。
図４は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
この形態においては、前記保持装置１２内に前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂが配設されており、巻き取られる長尺媒体１０が両ローラ１４ａ、１４ｂの間に挿通されている。前記エネルギー回収装置１６ｃは、空気ポンプ１６ｃによって形成されている。
前記空気ポンプ１６ｃによって生成された空気圧は、第２使用部１７ｃで利用可能とされ得る。即ち、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの運動エネルギーは、前記空気ポンプ１６ｃによって流体の空気圧に変換される。
図５は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
この形態においては、前記保持装置１２内に前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂが配設されており、巻き取られる長尺媒体１０が両ローラ１４ａ、１４ｂの間に挿通されている。この形態においては、前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂは、第４使用部１７ｄを駆動する為の軸１６ｄに伝動装置３４を介して連結されている。
即ち、前記前記エネルギー回収装置１６ｄは、前記第４使用部１７ｄを駆動する為の軸１６ｄによって形成されている。
図６は、本発明のさらに他の好ましい改良形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかける為のブレーキ装置の模式図である。
前記長尺媒体１０は好ましくは鋼板ロールによって形成される。これに代えて、前記長尺媒体１０は、紙又はプラスチックのロール、若しくは、ワイヤロールによって形成され得る。巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為の前記ブレーキ装置１は、さらに、保持装置１２を有している。
この形態においては、３つのブレーキローラ対が前記保持装置１２内に配設されており、図示の姿勢においては、第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂと、第２ブレーキローラ対及び第３ブレーキローラ対のそれぞれにおける上方ブレーキローラ１８ａ、２０ａとが視認可能である。
前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂを基準とした例を用いて説明するが、前記ブレーキローラ対は、それぞれの軸端部において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
即ち、前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂは、対応する軸端部１４ａ１、１４ｂ１において前記保持装置１２に回転可能に装着されている。前記第１ブレーキローラ対は、一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂを有しており、これらのブレーキローラ１４ａ、１４ｂは、前記長尺媒体１０が前記一のブレーキローラ１４ａ及び前記他のブレーキローラ１４ｂの間に挿通可能なように互いに対して配置されている。
前記ブレーキ装置１は、後述する図面に記載された連結手段によって前記伝動装置３４に連結されており、その後に、発電機１６ａに連結されている。それぞれのブレーキローラ対の運動エネルギーは、電気エネルギーへの変換の為に前記発電機１６ａに伝達される。
前記伝動装置３４は、前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂにおける一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂの回転速度を同期させ、そのトルクを前記伝動装置３４の共通出力軸（図１において図略）で合成するように構成されている。同じ構成が前記第２ブレーキローラ対及び前記第３ブレーキローラ対にも適用される。
前記伝動装置は図６～図９に示されており、それぞれのブレーキローラを前記伝動装置に連結する為の連結手段は、図１、３、４及び５に示された形態にも同様に適用される。
図７は、図６に示された本発明の好ましい形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の側面図である。
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂの高さ位置、前記第２ブレーキローラ対の高さ位置、並びに、前記第３ブレーキローラ対の高さ位置は、油圧シリンダー２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２によって調整可能である。前記油圧シリンダー２２ａ２、２２ｂ２、２２ｃ２は、それぞれ、対応する前記ブレーキローラ対における一のブレーキローラ及び他のブレーキローラにそれぞれの軸端部で連結されており、且つ、前記保持装置１２に固定されている。
前記側面図においては、前記保持装置における２つの側面の一方が図示されている。この形態においては、各ブレーキローラ対における一のブレーキローラ及び他のブレーキローラは、略垂直方向に沿って形成されたスロット内において移動可能に配設されている。
前記側面図において各油圧シリンダと対応する上方ブレーキローラとの連結構造は図示されていないが、油圧シリンダの作動に応じて同期して互いに対して近接し且つ互いに対して離間するように対応する上方ブレーキローラ及び下方ブレーキローラを同期移動に適した機構を介して連結可能なことは、当業者にとって自明である。
これに代えて、例えば、前記各油圧シリンダを前記各ブレーキローラ対のうちの下方ブレーキローラのみに連結させ、対応するブレーキローラ対における上方ブレーキローラを前記保持装置に固定させることができる。この変形例においては、ブレーキローラ対が非係合位置又は非作動位置に移動される際には、各ブレーキローラ対における２つのブレーキローラのうちの１つのみが移動される。
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａは、軸端部の一方において、ベアリング１５ａ２を介して前記保持装置１２に回転可能に装着されている。他のブレーキローラ１４ｂは、ベアリング１５ｂ２を介して前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
同様に、前記第２ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１８ａはベアリング１９ａ２を介して、他のブレーキローラ（図７においては図示せず）はベアリング１９ｂ２を介して、前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
さらに、前記第３ブレーキローラ対における一のブレーキローラ２０ａはベアリング２１ａ２を介して、他のブレーキローラ（図７においては図示せず）はベアリング２１ｂ２を介して、前記保持装置１２に回転可能に装着されている。
図８は、図６に示された本発明の好ましい形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の正面図である。
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂは、それぞれ、軸端部１４ａ１、１４ｂ１に、スプライン軸２４ａ、２４ｂを有している。この形態においては、軸端部１４ａ１、１４ｂ１は、前記保持装置１２における、前記伝動装置３４と対向する側面に配置されている。
前記一のブレーキローラ１４ａのスプライン軸２４ａは、第１スプライン軸フランジ２８ａのスプラインハブ２６ａに抜け止め状態またはポジティブロック状態 (in positively locking fashion) で連結されている。また、前記他のブレーキローラ１４ｂのスプライン軸２４ｂは、第２関節軸フランジ２８ｂのスプラインハブ２６ｂにポジティブロック状態で連結されている
前記第１関節軸フランジ２８ａは第１関節軸３０ａに連結されている。また、前記第２関節軸フランジ２８ｂは第２関節軸３０ｂに連結されている。
前記第１関節軸３０ａは前記伝動装置３４の第１入力軸３２ａに連結されている。また、前記第２関節軸３０ｂは前記伝動装置３４の第２入力軸３２ｂに連結されている。前記第１入力軸３２ａ及び前記第２入力軸３２ｂは、前記伝動装置３４内において、共通出力軸３７に結合されており、前記共通出力軸３７は、チェーン機構３８を介して、下方に配設された発電機１６ａに連結されている。前記伝動装置３４は、好ましくは、矯正機トランスミッション（straightening machine transmission）によって形成され得る。
さらに、前記第１関節軸３０ａは、前記伝動装置３４の第１入力軸３２ａに対する前記一のブレーキローラ１４ａの高さ変位を補償するように構成されている。また、前記第２関節軸３０ｂは、前記伝動装置３４の第２入力軸３２ｂに対する前記他のブレーキローラ１４ｂの高さ変位を補償するように構成されている。
前記第１入力軸３０ａ及び前記第２入力軸３０ｂは、それぞれ、３０００Ｎｍまでのトルクを前記伝動装置に伝達するように構成されている。
前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂにおける一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂ、並びに、前記第２及び第３ブレーキローラ対におけるブレーキローラは、それぞれ、直径／長さの比率が０．１から０．５、好ましくは、０．２から０．４、より好ましくは、０．２から０．３とされる。
図９は、図６に示された本発明の好ましい形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の平面図である。
前記保持装置１２内において、前記第１ブレーキローラ対１４ａ、１４ｂ、前記第２ブレーキローラ対１８ａ、１８ｂ、及び、前記第３ブレーキローラ対２０ａ、２０ｂは、巻き取られる長尺媒体１０の搬送方向に沿って直列に配置されている。なお、図示の姿勢においては、前記ブレーキローラ対のそれぞれの上部ブレーキローラのみが図示される。
前記伝動装置３４は、前記ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ、１８ａ、２０ａ及び他のブレーキローラ１４ｂ、１８ｂ、２０ｂの回転速度を、１：１５から１：２５、好ましくは、１：１９の変速比で増速させる。
前記第１ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１４ａ及び他のブレーキローラ１４ｂについての図８での既述説明と同様に、前記第２ブレーキローラ対及び前記第３ブレーキローラ対のそれぞれにおける一のブレーキローラ及び他のブレーキローラは、対応する連結手段によって前記伝送装置３４に連結されている。
即ち、図９に示されるように、前記第２ブレーキローラ対における一のブレーキローラ１８ａは、軸端部において前記保持装置１２に回転自在に装着されており、前記軸端部に、第１関節軸フランジ３８ａのスプラインハブ３６ａにポジティブロック状態 (in positively locking fashion) で連結されるスプラインを有している。
前記第１関節軸フランジ３８ａは第１関節軸４０ａに連結されており、前記第１関節軸４０ａは、反対側の軸端部において他の関節軸フランジ４１ａに連結され、前記他の関節軸フランジ４１ａが前記伝動装置３４の第１入力軸４２ａに連結されている。
さらに、図９に示されるように、前記第３ブレーキローラ対における一のブレーキローラ２０ａは、軸端部において前記保持装置１２に回転自在に装着されており、前記軸端部に、第１関節軸フランジ４８ａのスプラインハブ４６ａにポジティブロック状態で連結されるスプラインを有している。
前記第１関節軸フランジ４８ａは第１関節軸５０ａに連結されており、前記第１関節軸５０ａは、反対側の軸端部において他の関節軸フランジ５１ａに連結され、前記他の関節軸フランジ５１ａが前記伝動装置３４の第１入力軸５２ａに連結されている。
図１０は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体にブレーキをかけるブレーキ装置の作動方法のフロー図である。
前記方法は、少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａの近傍に配置された少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃが配設された保持装置１２であって、前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａを軸端部１４ａ１、１４ａ２で回転自在に保持する保持装置１２を用意する工程Ｓ１を有している。
前記方法は、さらに、巻き取られる長尺媒体が前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃの間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃに摩擦接触するように、前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａ及び前記少なくとも１つの対応部材１４ｂ；１４ｃを配置させる工程Ｓ２を有している。
前記方法は、さらに、前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａの運動エネルギーを、当該少なくとも１つのブレーキローラ１４ａに連結され且つ巻き取られる長尺媒体１０にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラ１４ａに作用するエネルギー回収装置１６ａ；１６ｂ；１６ｃ；１６ｄによって変換する工程Ｓ３を有している。
図１１は、本発明の好ましい実施の形態に係る、巻き取られる長尺媒体を長手方向に沿って分断する為のスリットストリップ製造設備（slit strip installation）の模式図である。
前記スリットストリップ製造設備１００は、ロールに長尺媒体が挿入又は装着されている巻き戻しリール１０１を有している。さらに、前記スリットストリップ製造設備１００は、前記長尺媒体１０を長手方向に沿って切断するスリット装置１０１ａを有している。
これの下流に、前記スリットストリップ製造設備１００はピット１０２を有し、前記ピット１０２の下流側に本発明に係るブレーキ装置１が備えられている。前記ブレーキ装置１の下流側には巻き取りリール１０３が備えられており、前記巻き取りリール１０３内において、分断された長尺媒体１０が再度、巻き取られる。
好ましい例示形態に基づいて本発明の説明を行ったが、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。特に、本発明の本質から逸脱することなく、本発明に種々の変更又は改良を行うことが可能である。
例えば、前記ブレーキ装置の構成部品の形状、大きさ及び／又は状態を変更することができる。

Claims (16)

  1. 巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為のブレーキ装置(1)であって、
    少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)の近傍に位置する少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)が備えられた保持装置(12)であって、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が軸端部(14a1, 14a2)において当該保持装置(12)に回転自在に装着されており、前記巻き取られる長尺媒体(10)が前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)の間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)に摩擦接触するように構成された保持装置(12)と、
    前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に連結され且つ巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に作用するように構成されたエネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)とを備え、
    前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)は、発電機(16a)、油圧ポンプ(16b)、空気ポンプ(16c)又は機械装置(16d)によって形成され、
    運動エネルギーを油圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が油圧ポンプ(16b)に連結されて、前記油圧ポンプ(16b)によって生成された油圧が第２使用部(17b)へ供給されるか、運動エネルギーを空気圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が空気ポンプ(16c)に連結されて、前記空気ポンプ(16c)によって生成された空気圧が第３使用部(17c)へ供給されるか、又は、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が第４使用部(17d)を駆動する為の軸(16d)に連結されていることを特徴とするブレーキ装置(1)。
  2. 前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)は少なくとも１つの他のブレーキローラ(14b)又はスライドベース(14c)によって形成されており、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)は直接又は伝動装置(34)を介して前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
  3. 前記少なくとも１つの他のブレーキローラ(14b)は前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)に連結されており、前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)は、巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記他のブレーキローラ(14a)に作用するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ装置。
  4. 運動エネルギーを電気エネルギーに変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が発電機(16a)に連結されて、前記発電機によって生成された電気エネルギーが第１使用部(17a)へ供給されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のブレーキ装置。
  5. 前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)によって生成される制動モーメントは、機械式コントローラ又は電気式コントローラによって形成されるコントロール装置(27)によってコントロール可能とされていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のブレーキ装置。
  6. 前記保持装置(12)内には、第１ブレーキローラ対(14a, 14b)、第２ブレーキローラ対(18a, 18b)及び第３ブレーキローラ対(20a, 20b)が長手方向に沿って互いに対してオフセットされ且つ作動位置から非作動位置へ高さ調整可能なように配設されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のブレーキ装置。
  7. 前記ブレーキローラ(14a)及び／又は他のブレーキローラ(14b)の高さ位置は、それぞれの軸端部(14a1, 14a2, 14b1, 14b2)において前記ブレーキローラ(14a)及び前記他のブレーキローラ(14b)に連結され、且つ、前記保持装置に締結された油圧シリンダー(22a1, 22a2, 22b1, 22b2, 22c1, 22c2)によって調整可能とされていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のブレーキ装置。
  8. 前記ブレーキローラ(14a)及び他のブレーキローラ(14b)は、軸端部(14a1, 14b1)にスプライン軸(24a, 24b)を有し、前記ブレーキローラ(14a)のスプライン軸(24a)は第１関節軸フランジ(28a)のスプラインハブ(26a)にポジティブロック状態で連結され、前記他のブレーキローラ(14b)のスプライン軸(24b)は第２関節軸フランジ(28b)のスプラインハブ(26b)にポジティブロック状態で連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のブレーキ装置。
  9. 前記第１関節軸フランジ(28a)は第１関節軸(30a)に連結され、前記第２関節軸フランジ(28b)は第２関節軸(30b)に連結されており、前記第１関節軸(30a)は前記伝動装置(34)の第１入力軸(32a)に連結され、前記第２関節軸(30b)は前記伝動装置(34)の第２入力軸(32b)に連結されていることを特徴とする請求項８に記載のブレーキ装置。
  10. 前記伝動装置(34)は、前記ブレーキローラ(14a)及び前記他のブレーキローラ(14b)の回転速度を同期させて、それらのトルクを当該伝動装置(34)の共通出力軸(37)上で合成させるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載のブレーキ装置。
  11. 前記第１関節軸(30a)は前記伝動装置(34)の前記第１入力軸(32a)に対する前記ブレーキローラ(14a)の高さ変位を補償するように構成され、前記第２関節軸(30b)は前記伝動装置(34)の前記第２入力軸(32b)に対する前記他のブレーキローラ(14b)の高さ変位を補償するように構成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のブレーキ装置。
  12. 前記伝動装置(34)は矯正機トランスミッションによって形成され、前記伝動装置(34)はチェーン機構(38)を介して発電機(16)に連結されていることを特徴とする請求項２、３、及び、８から１１の何れかに記載のブレーキ装置。
  13. 巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為のブレーキ装置(1)であって、
    少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)の近傍に位置する少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)が備えられた保持装置(12)であって、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が軸端部(14a1, 14a2)において当該保持装置(12)に回転自在に装着されており、前記巻き取られる長尺媒体(10)が前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)の間に挿通され且つ前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)に摩擦接触するように構成された保持装置(12)と、
    前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に連結され且つ巻き取られる長尺媒体(10)にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に作用するように構成されたエネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)とを備え、
    前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)は少なくとも１つの他のブレーキローラ(14b)によって形成されており、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)は伝動装置(34)を介して前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)に連結され、
    前記伝動装置(34)は矯正機トランスミッションによって形成され、
    前記伝動装置(34)はチェーン機構(38)を介して前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)に連結されていることを特徴とするブレーキ装置(1)。
  14. 長尺媒体(10)にブレーキをかける為のブレーキ装置(1)の作動方法であって、
    少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)の近傍に位置する少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)が備えられている保持装置(12)であって、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)を軸端部において回転自在に支持する保持装置(12)を用意する工程(S1)と、
    巻き取られる前記長尺媒体(10)が前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)の間に挿通されて、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)に摩擦接触するように、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)及び前記少なくとも１つの対応部材(14b; 14c)を配置させる工程(S2)と、
    前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に連結されて、巻き取られる前記長尺媒体(10)にブレーキをかける為に所定の制動モーメントで前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)に作用するエネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)を介して、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)の運動エネルギーを変換する工程(S3)とを備え、
    前記エネルギー回収装置(16a; 16b; 16c; 16d)は、発電機(16a)、油圧ポンプ(16b)、空気ポンプ(16c)又は機械装置(16d)によって形成されており、
    運動エネルギーを油圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が油圧ポンプ(16b)に連結されて、前記油圧ポンプ(16b)によって生成された油圧が第２使用部(17b)へ供給されるか、運動エネルギーを空気圧に変換するように前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が空気ポンプ(16c)に連結されて、前記空気ポンプ(16c)によって生成された空気圧が第３使用部(17c)へ供給されるか、又は、前記少なくとも１つのブレーキローラ(14a)が第４使用部(17d)を駆動する為の軸(16d)に連結されていることを特徴とするブレーキ装置の作動方法。
  15. 巻き取られる長尺媒体(10)を長手方向に沿って分断する設備であって、巻き戻しリール(101)と、巻き取りリール(103)と、前記巻き戻しリール(101)及び前記巻き取りリール(103)の間に配設された請求項１から１３の何れかに記載のブレーキ装置(1)とを備えていることを特徴とするスリットストリップ製造設備(100)。
  16. 前記長尺媒体(10)は鋼板ストリップであることを特徴とする請求項１５に記載のスリットストリップ製造設備(100)。
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