JPH0622491Y2 - 圧延リールのマンドレル支持装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、板材用圧延機の入・出側に配置されて板材
のコイルを保持する圧延リールに併設され、そのマンド
レル（回転軸をさしリールヘッドともいう）を支持する
装置に関するものである。

［従来の技術］ 圧延によって長さ方向に連続した比較的薄い板材を得る
場合には、圧延機の入・出側に圧延リール（リール装
置）が配置される。圧延機の入側のリールは、コイル状
に巻かれた板材をマンドレルによって保持し、これを巻
き戻して圧延機に供給するもので、圧延機の出側のリー
ルは、圧延後の板材をマンドレルがコイル状に巻き取る
ものである。マンドレルは、コイルを保持してこれを回
転させる機能をもつが、一端（先端）部からコイルの着
脱ができるようマンドレル自体はリールの装置本体側に
片持ちの状態に取り付けられているものが多い。

圧延中は入・出側にリール間で板材に張力を作用させる
ので、マンドレルにはこの張力と、コイルの重量および
コイルの回転による振れ回り力などが作用する。近年
は、圧延能率の向上をねらいとしてコイル重量、圧延速
度および上記張力を増す傾向にあるため、マンドレルに
作用する力は増大する一方である。

そのため、片持ち状態に取り付けられたマンドレルをそ
の先端側からも支持できるよう、マンドレル支持装置が
リールに併設されることが多くなった。同支持装置は、
マンドレルの先端部に係合してこれを支持するものであ
るが、マンドレルへのコイルの着脱に支障がないよう、
マンドレル先端部から離間可能に構成される必要があ
る。この点から従来、同支持装置としては、基端部が固
定部材に軸着された旋回式のアームを有し、その先端部
がマンドレルの先端部に嵌合してそれを支持するものが
使用されている。たとえば、特開昭57−19111号公報に
開示されたマンドレル支持装置もこうした構造をもつも
ので、アームが旋回してその先端の穴部がマンドレルの
先端軸部に嵌合することによりマンドレルを支持するよ
うになっている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記公報に示されたマンドレル支持装置は、マンドレル
が一定の位置で回転することを前提としたものであり、
アームの先端穴部とマンドレルの先端軸部はともにテー
パ状の側面に形成され、両者がこの側面にて嵌合するよ
うになっているので、マンドレルがその軸方向に移動し
ない場合に限って適用できるものである。

しかし圧延リールが、板幅方向の端部が不揃いなコイル
を巻き戻す際、または同端部を揃えて板材を巻き取る際
には、マンドレルはコイルとともに軸方向（コイル・板
材の幅方向）に移動する必要がある。

この場合マンドレル支持装置は、リールのマンドレルが
上記方向に移動するのにともない支持装置全体をリール
本体とともに移動させたり、あるいは、前記テーパ面を
直円筒面に替え、旋回アーム先端部の円筒状スリーブを
マンドレル先端部の円柱状側面に嵌合させ、その面にて
マンドレルを摺動可能に支持したりしていた。前者の場
合は、支持装置全体が複雑で大掛かりなものとなってコ
ストも高く、また全体の機械ガタが増えるので精度的に
高速度圧延には対応できない。後者は、摺動抵抗が作用
するため支持装置を移動する力が増大し、強度上、装置
全体が大きくなってコストが上昇するほか、円筒面に摺
動すき間が必要で、このすき間によりマンドレルの振れ
が生じて圧延機による正確な圧延（板厚・形状の制御）
ができない。また、こうした機械ガタや振れによって、
マンドレルおよびリールの機械寿命が短くなるという欠
点もある。

［考案の目的］ この考案は、上記の課題を解消するためになされたもの
で、マンドレルがその軸方向に移動する圧延リールに対
し、マンドレルの移動をスムーズに行わせるとともに、
マンドレルが振れないようその先端部を確実に支持する
ことができ、したがって圧延機および圧延リールによる
板材の圧延を最適の状態で行わせ、しかも圧延リールの
機械寿命を長くするという、圧延リールのマンドレル支
持装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するためにこの考案の圧延リールのマ
ンドレル支持装置は、板材のコイルを保持するマンドレ
ルがその軸方向に移動可能に配備された圧延リールに並
設され、基端部が固定部材に持着され先端部が前記マン
ドレルの先端部に係脱自在なアームを有し、マンドレル
先端部の円柱状側面に前記アームの先端部が係合するこ
とによりマンドレルを支持する圧延リールのマンドレル
支持装置であって、複数個の回転ロールを、外周面が前
記マンドレル先端部の側面に当接し、かつ回転軸がマン
ドレルの軸と直角な方向になるように、前記アームの先
端部に設けたものである。

［作用］ この考案のマンドレル支持装置によれば、上記のアーム
が、その先端部に設けた複数個の回転ロールを介してマ
ンドレルの先端部に係合し、支持装置の回転ロールとマ
ンドレル間がころがり状態となるので、マンドレルの移
動がスムーズであるとともに、マンドレルとの間にすき
間にない、つまりマンドレルの先端部が振れない状態
に、マンドレルを支持することができる。

［実施例］ 第１図はこの考案の実施例に関する圧延リールおよびマ
ンドレル支持装置の側面図であり、第２図は同支持装置
の平面図（第１図のII−II線矢視図）、第３図はその正
面図（第２図のIII−III線矢視図）である。

圧延リール70は、第１図のように、リール本体71の前部
にマンドレル72を有し、このマンドレル72の外周部に鋼
板ａのコイルＡを保持する。図示を省略したが、リール
70の向こう（同図において紙面の裏面向き）側には圧延
機があり、そのさらに向こうにはこのリール70と同様
（ほぼ対称）のリールが配置されている。図は、マンド
レル72が鋼板ａのコイルＡを保持し、これを巻き戻して
圧延機に供給するところを示している。

圧延リール70は、上記のようにコイルＡを保持するこ
と、コイルＡを回転させることおよびコイルＡをその幅
方向に移動させること、という３つの機能を有してい
る。コイルＡを保持することは、マンドレル72に装備さ
れた拡径・縮径機構（図示せず。公知のもの）と、これ
に連結されたチャック用シリンダ74によってなされ、コ
イルＡの回転は、入力軸73に入力される駆動力がリール
本体71内の歯車組（図示せず）を介して上記のマンドレ
ル72に伝達されることによってなされる。入力軸73への
入力を制御してマンドレル72に所定の回転速度およびト
ルクを与えることにより、圧延機との間で鋼板ａに所定
の張力をかけ、結果として鋼板ａの圧延を円滑化するこ
とができる。コイルＡを幅方向に移動するという第３の
機能は、巻きずれなどでコイルＡの幅端部が不揃いなた
めに必要なもので、つぎの構成によって果たされる。す
なわちリール本体71は、上記の方向（つまりマンドレル
72の軸方向）に摺動可能なように、固定盤76上でその両
側のガイドブロック76aにはさまれるかたちで配備さ
れ、シフト用シリンダ75に連結されている。圧延機に供
給される鋼板ａの幅端部位置を検出し、その位置に応じ
て逐次シリンダ75を伸縮させることにより、リール本体
71がコイルＡとともに固定盤76上を上記の方向に移動
し、鋼板ａはつねに圧延機（圧延リール）の適正箇所へ
供給される。

マンドレル72は上記のようにリール本体71に片持ち式に
取り付けられているが、その先端部は、リール本体71と
は別に配置されたマンドレル支持装置１によって支えら
れている。第１図のように、マンドレル72の先端部には
軸受72bを介して直円筒状のスリーブ72aが嵌装されてお
り、支持装置１はそのスリーブ72aの側面に係合してマ
ンドレル72を支持している。

マンドレル支持装置１は第２図に示すように、基端部が
支軸21を介して固定部材20に軸着された旋回式のアーム
10によって、マンドレル72の先端部（スリーブ72a）を
支持するものである。アーム10が旋回するようになって
いるのは、マンドレル72にコイルＡを装着する際（取り
外す際も同じ）に、マンドレル72から離間・退避してそ
の先端部を開放するためである。またこの点から、アー
ム10はコイルＡの半径より十分に長く設定されている。
アーム10の旋回は、伸縮端がこのアーム10に連結され基
部が固定部材20に取り付けられた旋回用油圧シリンダ25
の伸縮によってなされ、旋回範囲は、支持装置１の使用
位置であるマンドレル72の軸と直角な位置から、退避位
置までの約90°である。

このマンドレル支持装置１は、第３図のように、アーム
10の先端部に回転自在な３個の回転ロール31、41、51を取
り付け、これらを介してマンドレル72の先端部を支持す
るようにした。ロール31、41、51は、アーム10の先端部に
開設したマンドレル挿通孔11をとり囲むように、いずれ
も軸心をアーム10の長手方向と平行な平面内、つまり支
持装置１の使用位置ではマンドレル72の軸と直角になる
方向に揃え、同位置では各外周面がマンドレル72の前記
スリーブ72aの外周面にすき間なく当接するよう配置し
ている。

回転ロール31、41、51はアーム10上につぎのように設けて
いる。まずロール31については、軸32の中央部に軸受33
を介して回転自在にロール31を嵌装し、その軸32は偏心
軸としてアーム10に固定した。ロール41も同様にしてア
ーム10に取り付けた。ロール51は、中央のロール部分と
両側の軸52の部分とを一体に形成し、２つの軸受53を介
して回転自在に支持させている。

ロール31、41の位置は、前記の偏心軸（32および図示し
ないもの）を回すことにより微調整することができる。
なお、ロール31、41の外周面はマンドレル72のスリーブ7
2aの外周面に添う鼓状に形成し、ロール51のそれは直円
柱状に形成している。ロール51の外周面を直円柱状にし
たのは、ロール31、41の位置を変えたとき、ロール51に
ついては位置調整を不要にするためである。ロール31、4
1が鼓状の外周面でスリーブ72aと線接触するのに対し、
ロール51は点接触となるが、マンドレル72に作用する主
な力（コイルＡの重量と鋼板ａの張力）の向きからし
て、このロール51には大きな荷重がかからないので問題
はない。

圧延リール70がマンドレル72にて鋼板ａのコイルＡを保
持し、圧延機（図示せず）とともに稼働する際、上記の
マンドレル支持装置１は、下記のように使用できる。ま
ず圧延機および圧延リール70の起動に先だっては、コ
イルＡが運び込まれる前に、支持装置１（アーム10）を
退避位置（第２図参照）まで旋回させておく。コイル
Ａが台車（図示せず）などで運ばれたうえマンドレル72
に挿通・保持され、マンドレル72がリール本体71ととも
にシフト用シリンダ75に引かれて第１図の右方へ移動し
た時点で、旋回用シリンダ25によりアーム10を使用位
置まで旋回させ、ロール31、41、51をスリーブ72aの外周
面に当接・係合させる。マンドレル72が所定の位置
（第１図での位置より左方）へ戻り、台車がコイルＡ
から離れると、圧延機およびリール70が起動して圧延が
開始できる状態となる。

圧延が始まると、マンドレル72はコイルＡとともに高速
回転しながら、鋼板ａの幅端部位置を一定にして圧延機
に供給するため軸方向に移動するが、そのマンドレル72
に対して支持装置１はつぎのように作動する。すなわ
ち、マンドレル72の先端部（スリーブ72a）を、ロー
ル31、41、51を介しすき間なくかつ確実に支持して、マン
ドレル72の振れを防止するとともに、マンドレル72の
上記方向への移動に追従してロール31、41、51が滑らかに
回転することにより、リール70が有する、鋼板ａの適正
な供給機能をたすける。

圧延が終了したのちは、マンドレル72を第１図の右方
へ引いたうえで支持装置１のアーム10を退避位置まで旋
回させる。たとえば圧延機が逆転式のもの（リバースミ
ル）であって、往復圧延された鋼板ａのコイルＡがマン
ドレル72に巻き取られている場合は、この時点でコイル
Ａを運び出せばよい。

この支持装置１では、マンドレル72のスリーブ72aとロ
ール31、41、51との接触面が摩耗したときなどに、前述の
ようにしてロール31、41の各位置を微調整することによ
り、支持装置１の先端部における支持中心を正確にマン
ドレル72の軸心に合わせ、かつロール31、41、51をスリー
ブ72aに当接させることができる。このためマンドレル7
2は、支持装置１によって曲げ力を受けることはなく、
またコイルＡとともに高速回転しても先端部が振れない
状態に保たれることになる。コイルＡの幅端部が揃って
いるときなど、マンドレル72が軸方向に移動しない場合
にも支持装置１がこの状態で機能することはいうまでも
ない。

上記のようにこの実施例では、アーム10を旋回させると
き、リール70のマンドレル72を第１図の右方へ引いてお
く（上記および）ことにより、ロール31、41、51のス
リーブ72aに対する係脱が可能になる。しかし、もしア
ーム10の長さが（旋回半径）やマンドレル72の移動長さ
などの関係で上記のような係脱ができない場合には、ロ
ール51に、たとえば旋回式にこれを外方へシフトでき
る、位置切り替え機構を備えておくとよい。あるいは、
スリーブ72aの先端にコーン（先細り）部を設けたり、
旋回外方のロール51だけはスリーブ72aの外周面からわ
ずかに（十分の何ミリかの範囲で）離して配置したりす
るのもよい。

以上、本考案のマンドレル支持装置の一実施例を説明し
たが、本考案に基づいてつぎのように実施することもで
きる。イ )アームの先端部に設ける回転ロールの数は、３個でな
くともよい。マンドレルに作用する力のうちでは、コイ
ルの重量と板材の張力からはたらく力が特に大きいの
で、これらの作用方向を考慮してロールを配置するのが
よい。ただし、マンドレル先端部の振れをより確実に防
止するためには、３個以上のロールを、上記実施例のよ
うにマンドレル先端部をとり囲むように配置するのが好
ましい。ロ )上記実施例でマンドレル先端部に軸受を介して嵌装し
たスリーブは、マンドレルとともには回転しないので、
この外周面、つまり回転ロールの接触面が必ず円柱状で
ある必要はない。たとえばスリーブの外周面が角柱状で
あるときも、複数個の回転ロールを、各ロール外周面を
スリーブの角柱状側面に当接するように配置すればよ
い。なおマンドレルの構造によっては、先端部にこのよ
うなスリーブを備えず、軸受を介してマンドレルの内部
に挿通された非回転ロッドの端部が突出している場合も
あるが、この場合にはそのロッドの突出端部に回転ロー
ルを当接させるようにする。ハ )回転ロールをマンドレル先端部に係脱させる手段とし
ては、アームが旋回するものに限らず、たとえば回転ロ
ールをもつアーム状の支持部材がマンドレルの軸方向に
スライドして移動するものを用いてもよい。

［考案の効果］ 本考案のマンドレル支持装置は、板材の幅端部位置を揃
えるためにマンドレルが軸方向に移動する圧延リール、
および圧延機に対して、下記の効果をもたらす。すなわ
ち、マンドレルの移動をスムーズに行わせるとともに、
マンドレルが振れないようその先端部を確実に支持する
ので、1)マンドレルを上記方向へ移動する移動手段が高
出力をもたなくとも、板材の幅端部を揃えるというリー
ルの機能が十分に果たされる。2)コイル重量が大きい
際、または高速度圧延のためにマンドレルが高速回転す
る際にもその振れが防止されるので、リール・圧延機間
の板材にかける張力が一定して板厚精度が高くなるな
ど、最適の状態で圧延がなされる。3)また、マンドレル
の振れ防止にともなって、リール各部の振動や摩耗が抑
制されるので、リールの機械寿命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例に関する圧延リールおよびマ
ンドレル支持装置の側面図であり、第２図は第１図のII
−II線矢視図、第３図は第２図のIII−III線矢視図であ
る。 １…マンドレル支持装置、10…アーム、20…固定部材、
21…支軸、25…旋回用シリンダ、31、41、51…回転ロー
ル、70…圧延リール、72…マンドレル、75…シフト用シ
リンダ、Ａ…コイル、ａ…鋼板（板材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】板材のコイルを保持するマンドレルがその
   軸方向に移動可能に配備された圧延リールに併設され、
   基端部が固定部材に持着され先端部が前記マンドレルの
   先端部に係脱自在なアームを有し、マンドレル先端部の
   円柱状側面に前記アームの先端部が係合することにより
   マンドレルを支持する圧延リールのマンドレル支持装置
   であって、 複数個の回転ロールを、外周面が前記マンドレル先端部
   の側面に当接し、かつ回転軸がマンドレルの軸と直角な
   方向になるように、前記アームの先端部に設けたことを
   特徴とする圧延リールのマンドレル支持装置。