JPH087926Y2 - 薄板のペイオフリール装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、圧延工程など薄板の加工・処理に関連し
て帯状薄板のコイル−とくに、内側の巻取り始端部がグ
リップされて屈曲したコイルを含む−を保持し、そのコ
イルから薄板を巻き出すためのペイオフリール装置に関
する。

［従来の技術］ 圧延工程などで、薄板をコイルから供給し又はコイル
として回収する場合は、薄板の巻出し（つまり供給）・
巻取り（回収）のためにリール装置が使用される。前者
がペイオフリール装置、後者がテンションリール装置と
呼ばれることもある。リール装置は、コイルを挿入・保
持して回転するためのマンドレル（回転軸またはドラム
とも称される）を有するが、マンドレルには、たとえば
下記の条件が求められる。

ａ） コイルによる荷重に耐えるだけの強度を有するこ
と： 圧延をはじめ、多くの工程で薄板がその幅方向を
水平にして処理されることから、そのコイルも軸心（中
空心部）を水平にしてマンドレルに保持され、したがっ
てマンドレルにコイルの重量がそのまま作用するケース
が多い。マンドレルにはまた、薄板にかかる張力も作用
する。

ｂ） 軸方向にコイルが挿入されたり抜き出されたりす
るマンドレルにおいては、外径の拡大・縮小機能を備え
ること： 巻かれたコイルの中空心部の径は自在に変更
することができないので、コイルをマンドレルに挿入し
て保持し、または巻き取ったコイルをマンドレルから抜
き出すために、マンドレルがその外径を拡大および縮小
できなければならない。この機能は、「日立評論（昭和
43年７月発行・p.24図１）」などに示された通り、マン
ドレルの外側に配備した複数のセグメントを、軸方向に
動かされるクサビの作用で開閉（半径方向に移動）する
ことによって、以前から実現されている。

ｃ） 巻取り用（または巻取り・巻出し兼用）のリール
装置については、薄板の巻取り始端をマンドレルが確実
に保持できること： このためには、マンドレル上に薄
板の始端部を１周以上巻き付けるラッパー装置をリール
装置に併設することもあるが、始端部固定用のグリップ
溝をマンドレル周面に設けるのが一般的である。グリッ
プ溝とは、マンドレル周面から内側に向けてスリット状
に形成された溝で、内部に油圧または機械力に基づく把
持手段が装備され、ここに挿入された始端部を固定（グ
リップ）するものである。張力をはたらかせて薄板を引
っ張れるよう、とくに巻取り用リール装置のマンドレル
に設けられる。そして巻き取り終わったコイルがマンド
レルから軸方向に抜き出せるよう、グリップ溝の端部は
マンドレルの軸端に開口している。

［考案が解決しようとする課題］ ある加工工程（たとえば圧延）が完了してコイルに巻
き取られた薄板を次の工程（たとえば洗浄や調質、表面
処理）に移すとき、そのコイルは、巻き取ったリール装
置のマンドレルから抜き出され、次工程のペイオフ（巻
出し）リール装置のマンドレルに挿入される。この抜き
出しと挿入は、各リール装置におけるマンドレルの、前
記ｂ）の拡大・縮小機能を利用して行われる。

ところが、抜き出されたコイルにつき、巻取り始端部
が前のマンドレルにおいて前記ｃ）のグリップ溝でグリ
ップされていた場合、そのコイルをひき続き次の（ペイ
オフリール装置の）マンドレルに挿入することは極めて
難しい。なぜなら、イ） グリップされて屈曲した上記
始端部がコイルの中空心部に内向きに突出していて、次
のマンドレルへのコイルの挿入を妨げる、ロ） 前記
ａ）の点からマンドレルの正味軸径が定まってｂ）の機
能による外径の拡大・縮小量に限界があるため、マンド
レルの外径を縮小しても、突出部（巻取り始端部）をク
リアできない、ハ） そのほか、コイルをマンドレルに
挿入するに関して、上記突出部による支障を避け、ある
いはその突出部を無くす（矯正する）ための処置が、従
来のペイオフリール装置には施されていなかった−から
である。

そのため従来は、次工程のマンドレルにコイルを挿入
する前に、上記突出部に位置を合わせてコイルの中空心
部に丸棒などを水平に挿入し、その丸棒を用いてコイル
を吊り上げることにより、突出部の曲がりを矯正するこ
ともあった。突出部はコイルの心部にあって切除し難い
ためこうした矯正方法をとるものだが、矯正だけの目的
で吊り上げ手段を準備し、かつ工程を増やすことは、明
らかに非合理的である。

この考案の目的は、薄板コイルにおける巻取り始端部
が、前のマンドレルのグリップ溝にて屈曲させられ中空
心部に突出している場合であっても、マンドレルに対す
るコイルの挿入をスムーズに行い、さらにその始端部の
突出状態を矯正することのできるペイオフリール装置を
提供することである。

［課題を解決するための手段］ この考案のペイオフリール装置は、マンドレルの外周
上に、その軸端から基端部にかけて軸方向に延び、一方
または両方の側壁が傾斜面によってマンドレルの円周面
と鈍角的に連続し、マンドレルの外径縮小時に開口して
いる縦溝を形成するとともに、マンドレルの回転停止角
度を自在に設定すべく、特定の位置をマンドレル上の特
定点が通過することを１回転ごとに検知するための検出
体および被検出体と、当該１回転ごとの検知の間のマン
ドレルの回転角度を検知するための発信器と、マンドレ
ルの回転駆動モータとを含む停止位置調整手段を装備し
たものである。

［作用］ この考案のペイオフリール装置は、前の工程における
巻取りリール装置でそのマンドレルのグリップ溝に始端
部をグリップされて巻き取られた薄板のコイル−したが
ってその始端部が屈曲して中空心部に突出しているコイ
ル−に対して、つぎのように作用する。すなわち、その
コイルが前のマンドレルから抜き出されたのち、このペ
イオフリール装置のマンドレルに挿入されるに際し、 マンドレルの外径を縮小したうえ、前記した停止位
置調整手段によって、挿入されるコイルにおける突出部
（巻取り始端）の位置にマンドレル外周上の縦溝の位置
（角度位置）が対応するように、マンドレルの回転停止
角度を設定する。停止位置調整手段は、マンドレル上の
特定点がペリオフリール装置上の特定の位置を通過した
ことを前記の検出体および被検出体によって検知し、さ
らにその通過した瞬間からマンドレルがどれだけの角度
を回転したかを前記発信器によって検知することにより
上記の特定点が現在どの角度位置にあるか（したがって
縦溝の角度位置がどこか）を把握し、そのうえで回転駆
動モータを制御するので、マンドレルの縦溝の位置を正
確に所定位置に定めることができる。そのため、コイル
の突出部の位置を何らかの手段（たとえば、前の工程に
おける巻取りリール装置にグリップ溝の角度検出機器を
設ける）によって検知し、その結果をこの停止位置調整
手段に入力しておけば、縦溝の位置をそのコイルの突出
部の位置に合わせる作業は自動的に、かつ正確に行われ
る。

コイルが運搬されマンドレルに軸方向に挿入される
間、上記の状態を維持する。マンドレルの外径が小さ
くなっているうえ、縦溝の位置がコイルの突出部に合っ
ているので、この間にコイルはマンドレルに容易に挿入
される。

マンドレルへのコイルの挿入が終わると、コイルが
マンドレルにあずけられる前に（挿入時にコイルが支持
された状態のまま）、マンドレルをわずかな角度だけ回
転して停止する。このときも停止位置調整手段を利用す
るが、回転方向は、縦溝側壁の傾斜面が上記突出部に当
たってその基部つまり屈曲点を伸展する向きとし、回転
量は、上記縦溝の位置が屈曲点からズレてマンドレルの
円周面が屈曲点の内側にくるまでの角度とする。縦溝の
側壁が傾斜面によって鈍角的にその円周面に連続してい
るので、この操作は円滑に行われる。すなわち、コイル
の突出部がどんな角度に屈折していようと、その突出部
が側壁に引っ掛からず、したがって徒にコイルの内周部
分を緩めてしまうことがない。なお、停止位置調整手段
は、前述のようにマンドレルの縦溝の位置を正確に所定
位置に定めるので、この場合の回転角度についても、制
御して適切なものとすることができる。

マンドレルの外径を拡大する。これによって、コイ
ルがマンドレルの外周に固定・保持されると同時に、上
記突出部が矯正される。すなわち、せり出してきたマン
ドレルの円周面とコイル本体との間に屈曲点がはさまれ
て強く伸展されることにより、突出していた部分がコイ
ルの内周面に沿うようになる。

コイルがマンドレルのみによって支えられた（挿入
時の支持状態が解除された）状態になると、薄板を巻き
出すという本来の運転を開始する。上記の矯正作用に
より突出部（屈曲部）がなくなっているため、これ以降
の工程においてもコイル（または薄板として）の取り扱
いが容易である。

なお、マンドレル上の縦溝は、上記の点からその一
方の側壁のみが傾斜面を備えればよいが、前の工程が使
用される巻取りリール装置が１台でなく、コイルの巻き
取られた向きが一定でない場合などは、両方の側壁が傾
斜面を備えて円周面と鈍角的に連続しているのがよい。

またこのペイオフリール装置は、前の工程の巻取りリ
ール装置につき、マンドレル上のグリップ溝の有無や、
同溝の使用・不使用を問うものではない。グリップ溝を
用いずにマンドレル上に巻き取られて中空心部に突出部
をもたないコイルに対しては、停止位置調整手段を機能
させず、また上記３の操作を省くことにより、支障なく
それを挿入・保持し、薄板を巻き出すことができるから
である。

［実施例］ 第１図〜第３図は本考案の実施例に関する図で、薄鋼
板の冷間圧延工程に続くスクラップ処理用の設備に配備
されたペイオフリール装置などを示している。

うち第２図は、考案の実施例であるペイオフリール装
置１と上記圧延工程用の巻取りリール装置100との関係
を模式的に表わした図である。帯状の鋼板は、圧延機
（図示せず）で圧延される一方、巻取りリール装置100
のマンドレル110によりコイルＡとして巻き取られる。
マンドレル110には、巻取り始端の固定用グリップ溝116
がある。巻取りが終わると、コイルＡは、同図のように
コイルカー200によりマンドレル110から抜き取られて運
搬され、ペイオフリール装置１のマンドレル10に挿入さ
れる。コイルＡの端部（外周部）には圧延の完全でない
部分があるので、このリール装置１は、マンドレル10に
保持するコイルＡから、外周部分の薄板を何メートルか
巻き出して前記スクラップ処理設備（図示せず）へ供給
する。切断機などを備えた同設備において、その端部は
切断されスクラップとして処理される。

ペイオフリール装置１のマンドレル10の構造は、第３
図（ａ）〜（ｄ）に示すとおりである。すなわち、軸受
13aなどを介しリール装置本体に回転可能に支えられた
シャフト13に対して、軸心部にロッド14が挿通され、シ
ャフト13の外側のスリーブ12がエンドプレート12aによ
ってロッド14と一体にされたうえ、４分割のセグメント
11（11a・11b・11c・11d）がスリーブ12の外側に取り付
けられている。マンドレル10の外径を拡大・縮小するた
めに、ロッド14が基部で油圧シリンダ（図示せず）に連
結され、セグメント11とスリーブ12とが、それぞれ複数
箇所に形成されたウェッジ部11wおよび12wを接して係合
され、さらにセグメント11がシャフト13の鍔13bで軸方
向の移動を止められている。つまり、上記シリンダによ
ってロッド14が押し引きされると、４個のセグメント11
が半径方向へそれぞれ移動（開閉）する（第３図（ａ）
・（ｂ）のそれぞれ上半分は外径の縮小状態、下半分は
拡大状態を示す）。なお図中の符号13cは、シャフト13
・スリーブ12間のキー、符号13dは同間の潤滑油溝であ
る。

マンドレル10の特徴的な部分は、その外周上にある縦
溝15である。縦溝15は、第３図（ｄ）のようにマンドレ
ル10の軸端から基端部にかけて軸方向に延びるよう、同
図（ｂ）のとおりセグメント11aと同11dとの間に形成し
ている。他のセグメント11の間にも合わせ面（分割面。
３カ所）があるが、それらは、同図（ｃ）に示すように
ジグザグ状であるうえ、外径縮小時に閉じて面間にほと
んど隙間がなくなる点で縦溝15と相異する。同図（ｂ）
および（ｄ）に基づいて詳しく述べると、縦溝15は、マ
ンドレル10の半径方向にくぼんでスリーブ12の外面の一
部を底面15aとするほか、セグメント11a・11dの各端面
に側壁15bを有し、マンドレル10の外径縮小時にもその
軸端および周面上に開口している。そしてこの両方の側
壁15b（つまりセグメント11a・11dの各端面）の外方
は、傾斜面15cによってセグメント11a・11dの各円周面
と鈍角的に連続している。すなわち傾斜面15cがあるこ
とによって、セグメント11a・11dの各円周面と各側壁15
bとの間には、内角90°以下の稜線が存在しない。

マンドレル10以外についてのペイオフリール装置１の
特徴は、それが下記のような、マンドレル10の回転停止
位置の調整手段を備えることである。すなわち、第２図
に示すように、回転量に応じたパルスを発するようマン
ドレル10（シャフト13）に連結配置したパルス発信器2
1、マンドレル10の外周に取り付けた被検出体22とそれ
の通過を検知する近接スイッチ23、および回転駆動モー
タ（マンドレル10に連結しリール装置１の内部に装備し
ているので図に表われない）である。スイッチ23が被検
出体22を検知したときから発信器21がどれだけのパルス
を発したか（つまりマンドレル10がどれだけまわった
か）を検出しながら上記モータを駆動制御すれば、回転
停止時の前記縦溝15の位置（角度）を自在に設定するこ
とができる。

縦溝15の位置は、第１図（ａ）のようにコイルＡの突
出部Aaに合うよう設定されるべきであり、その突出部Aa
の位置は、圧延工程用巻取りリール装置100のマンドレ
ル110におけるグリップ溝116の位置で定まることから、
この実施例では、そのリール装置100についても角度検
出機器（上記と同様のパルス発信器121、被検出体122お
よび近接スイッチ123）を装備している。すなわち、こ
れらによってグリップ溝116の停止位置（つまり突出部A
aの位置）が自動的に検出され、それに対応してペイオ
フリール装置１の上記停止位置調整手段が作動すること
により、縦溝15の位置が自動的に合わせられる。

さて、巻取りリール装置100においてコイルＡの巻き
取りが終わったとき、その装置100がグリップ溝116を開
放してマンドレル110の外径を縮小すると、第２図のよ
うにコイルカー200がそのコイルＡを支持してマンドレ
ル110から抜き出し、ペイオフリール装置１まで運搬す
ることになる。コイルカー200は、図のようにコイル載
置台201、昇降ジャッキ202および走行台車203などから
なる。

コイルカー200で運搬されて、コイルＡはペイオフリ
ール装置１のマンドレル10に挿入される。その手順は前
記［作用］の〜に述べたとおりであるが、実施例に
即し図面に沿って以下に説明を補充する。

・第１図（ａ）は、外径の縮小したマンドレル10に対
してコイルＡを挿入するとき（前記および）の断面
図である。縦溝15の位置がコイルＡの突出部Aaの位置に
合うようマンドレル10の回転停止角度を設定したのは、
前述した停止位置調整手段と、巻取りリール装置100の
角度検出機器の作用による。なお、コイルＡの外周の端
部Aaが下方にあれば、同図のようにその部分をコイルカ
ー200の載置台201が押さえて巻きほぐれを防止するの
で、巻取りリール装置100は、コイルＡの外周端部Acの
位置を基準にして停止するのがよい。

・第１図（ｂ）は、挿入されたコイルＡに対してマン
ドレル10をわずかに右に回転（前記）し、さらにその
外径を拡大する途中（前記の完了前）の状態を表わ
す。この状態からさらにマンドレル10の外径を拡大する
と、コイルＡの突出部Aaの基部の屈曲点Abが、マンドレ
ル10（セグメント11a）の円周面とコイルＡとの間に強
くはさまれて伸展することがわかる。

・マンドレル10の外径を拡大してコイルＡを保持する
と、ジャッキ202で載置台201を下げてコイルＡをマンド
レル10にあずけ、このペイオフリール装置１が面した前
述のスクラップ処理設備に向けてコイルＡから鋼板を巻
き出す（前記）。このとき、長さ数メートルだけ鋼板
が巻き出されて切断されるが、残りはコイルＡのままマ
ンドレル10から抜き出され、次工程の洗浄設備（図示せ
ず）に送られる。コイルＡは、同設備に付属の巻出し
（ペイオフ）リール装置（図示せず）に取り付けられる
が、上記の段階（前記）で突出部Aaが矯正されている
ので、その際は極めて容易にマンドレル（図示せず）に
挿入されるうえ、矯正された突出部Aaが洗浄工程で支障
となることもない。

以上、一実施例を紹介したが、本考案は下記のように
実施することもできる。

ａ） 縦溝の傾斜面は、上記のような平面状のものに限
らず、曲面（とえば円弧状の面）にしてもよい。曲面と
する場合は、マンドレルの円周面に対し角部（稜線）を
なくして連続させることもできる。

ｂ） マンドレルの外周上に２カ所以上の縦溝を設けて
も、上記実施例と同様の作用が期待できる。

ｃ） 縦溝は、実施例に示したようにセグメントの境界
部分に設けずとも、その深さが十分にとれるなら、一つ
のセグメントの外周面に形成してもよい。

ｄ） 停止位置調整手段は、実施例に示した構成のもの
に限らない。前の工程の巻取りリール装置に、実施例記
載のような角度検出機器を必要とするものでもない。

ｅ） 実施例に示した工程への薄板の巻出し用に限ら
ず、マンドレルに中空心部を通してコイルを保持するペ
イオフリール装置として、各種用途に使用できる。鋼板
のほか非鉄金属その他の薄板にも適用できる。

［考案の効果］ この考案による薄板のペイオフリール装置によれば、
前の工程の巻取りリール装置において巻取り始端部がグ
リップされ、その部分が中空心部に突出した薄板コイル
を、容易にかつ速やかにマンドレルに挿入し保持させる
ことができる。また、コイルが保持されたとき上記突出
部分が矯正されるので、さらに後の工程でのその薄板の
取り扱いが容易になる。

【図面の簡単な説明】

添付図面はいずれも本考案の実施例に関するものであ
る。第１図（ａ）および（ｂ）はコイルに対するマンド
レルの機能を説明する横断面図、第２図はペイオフリー
ル装置と前の工程の巻取りリール装置との関係を表わす
模式図、第３図（ａ）はマンドレルの縦断面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ断面図、そして同図（ｃ）
・（ｄ）は、それぞれ同図（ｂ）のｃ−ｃ矢視図・ｄ−
ｄ矢視図である。 １……ペイオフリール装置、10……マンドレル、15……
縦溝、15b……側壁、15c……傾斜面、21……パルス発信
器、23……近接スイッチ、Ａ……コイル、Aa……突出
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能で外径の拡大・縮小自在なマンド
   レルを備え、そのマンドレルに中空心部を通して保持さ
   れるコイルから、薄板を巻き出すペイオフリール装置で
   あって、 マンドレルの外周上に、その軸端から基端部にかけて軸
   方向に延び、一方または両方の側壁が傾斜面によってマ
   ンドレルの円周面と鈍角的に連続し、マンドレルの外径
   縮小時に開口している縦溝を形成するとともに、 マンドレルの回転停止角度を自在に設定すべく、特定の
   位置をマンドレル上の特定点が通過することを１回転ご
   とに検知するための検出体および被検出体と、当該１回
   転ごとの検知の間のマンドレルの回転角度を検知するた
   めの発信器と、マンドレルの回転駆動モータとを含む停
   止位置調整手段を装備した ことを特徴とする薄板のペイオフリール装置。