JPH10277643A - スパイラル式金属ストリップ蓄積方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な設備を用いて、狭い空間に、多量の金
属ストリップを、疵を発生させることなく蓄積する。 【解決手段】 内外２重のループ２６、２８を持つスパ
イラル式ストリップ蓄積装置の内外ループ２６、２８間
に中間ループ２７を形成する。ループの回転数を制御し
てループを構成するストリップ１をループ間を移動さ
せ、巻き枚数が１巻き以下になったループの半径を変更
する。 【効果】 密着ループを持つストリップ蓄積装置で、入
り出速度に影響を与えることなくループ半径を変更でき
かつ摺り疵も発生しないので、ループの巻き太りを解消
し、狭い空間に多量の金属ストリップを蓄積することが
可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼等の金属ストリ
ップの連続処理ラインに用いられるストリップの連続供
給のためのスパイラル式金属ストリップ蓄積方法および
その装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属ストリップの酸洗、圧延、熱処理な
どの処理プロセスでは、ストリップ先端部を装置内に導
く作業の困難さや、非定常操業による品質の悪化などを
回避するため、コイル状で供給される素材を入り側で接
合し連続的に処理することが行われている。すなわち、
処理プロセスの入り側では、供給材料の尾端が近づくと
接合装置の中で尾端を停止させ、次コイルの先端を接合
機内に導き先行コイルの尾端と接合するとともに、接合
に付随するトリミングや検査を行う。この間は接合機内
のストリップは停止しており、この間も処理ラインに連
続的にストリップを供給し続けるために、接合機と処理
ラインとの間にストリップの蓄積装置が設置されてい
る。近年、処理プロセスの高速化に伴い、蓄積すべきス
トリップ長さが長くなってきている。

【０００３】蓄積装置としては、一般には、図４、５に
示すような固定ロール３２、３６と移動ロール３４や昇
降ロール３７との間にストリップ１を往復させ、移動ロ
ール３４や昇降ロール３７と固定ロール３２、３６との
間隔を制御することにより、ストリップ１の蓄積量を変
化させる方法がとられている。この方法では、大量のス
トリップを蓄積するには広い空間が必要であり、またロ
ール間のストリップのガイド装置も多数必要となるた
め、結果的に高価な設備となる。

【０００４】また、特公昭６２−２２６９２号公報に
は、複数列のロールを同心円状に配置して隣り合う層の
ロール列を反対方向に回転させ、これらのロールにスト
リップを巻き付けて蓄積する方法が示されている。しか
し、この方法でも、蓄積すべきストリップの長さが長く
なれば、ロールの列数が増大し装置外形も大きくなっ
て、設備コストも高くなることは前述の直線式蓄積装置
と同じである。

【０００５】特公昭５３−２７２２９号公報には、スト
リップの供給コイルの巻き戻し用マンドレルと同心に２
重のガイドロール列を配置してそのガイドロールの隙間
にストリップを蓄積するとともに、次コイルの先端を前
コイルの尾端と相対的に静止させて溶接する方法が記載
されているが、この方法では蓄積できるストリップの長
さは高々ガイドロール列の周長の２周分である。なぜな
ら、ストリップは螺旋状に巻かれており、外周と内周と
では長さが異なるため、２周以上のループでは回転に伴
い外周層から内周層に移るにつれて接触する位置がずれ
て摺り疵を生じるからである。また、溶接中はストリッ
プの尾端に追随して、溶接機が内周ガイドロールととも
に回転する機構のため、装置全体や駆動機構が大がかり
になるという欠点もある。

【０００６】この他に、図６に示すように同心円状の二
重のループを持つ蓄積装置も知られている。外周ループ
４０の最外層に供給されたストリップ１は、外周ループ
４０の最内層から取り出されて内周ループ４１の最外層
に供給され、さらに、内周ループ４１の最内層から引き
出されて方向変換ロール３１を経由して処理プロセスに
送られる。外周ループ４０の回転数はストリップ受け入
れ速度に同期させ、内周ループ４１の回転数は送り出し
速度に同期させて回転させることができ、内外ループの
回転数差は内周ループ４１と外周ループ４０の巻き数の
増減という形で吸収される。内周ループ４１が高速のと
きは外周ループ４０の巻き数が減少し、内周ループ４１
の巻き数が増加する。外周ループ４０が高速のときはこ
の逆になる。この方式の蓄積装置では、内周ループ４１
と外周ループ４０の周長差が蓄積ストリップ長さとなる
ので、多量のストリップを蓄積するには巻き数を増やす
必要がある。限られた設備外形寸法の中で、できるだけ
多くの巻き回数のループを形成するためには、隣接層と
互いに接するように巻くのが望ましいが、このような密
着巻きのループでは、ストリップが螺旋に沿って中心に
向かって移動するにつれてループの周長が減少し、隣接
層との接触位置がずれてくるため、摺り疵が発生すると
いう問題が生じる。層間にガイドロールを挿入する方法
もあるが、層間の隙間の分だけ体積効率が低下し占有空
間が大きくなるだけでなくガイドロールの費用も嵩む。
また、ループ各層の半径を一定に保ったまま、最内層か
ら引き出し、最外層に供給することを続ければ、ループ
の１回転ごとにループの半径がストリップの厚みだけ増
加し、ついには外周ループ４０が装置からはみ出すこと
になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記のようなストリップの隣接層が互いに接して巻かれた
密なループを持つスパイラル式ストリップ蓄積装置にお
ける摺り疵の問題を有利に解決して、狭い空間に多量の
ストリップを安価に蓄積できる金属ストリップの蓄積方
法およびその装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のストリップ蓄積
方法は、ストリップをループの最外層に供給し、最内層
から引き出す方式のスパイラル式金属ストリップ蓄積方
法において、互いに異なる回転速度に制御可能なほぼ同
心円状の３つのループを形成し、第１のループの最外周
に外部からのストリップを受け入れ、第１のループの最
内層から引き出されたストリップを第２のループの最外
層に供給し、第２のループの最内層から引き出されたス
トリップを第３のループの最外層に供給し、第３のルー
プの最内層から引き出されたストリップを方向変換ロー
ルを経て外部に送り出すとともに、第１のループまたは
第３のループの半径を変更する場合に第２のループを高
速回転させてストリップを第２のループに移動させ、第
１のループまたは第３のループの巻き数を１巻き以下に
した後に第１のループまたは第３のループの半径の変更
を行い、該半径の変更後は第２のループの巻き数を１巻
き以下にしてストリップを通過させることを特徴とする
スパイラル式金属ストリップ蓄積方法である。

【０００９】また、本発明のストリップ蓄積装置は、ス
トリップをループの最外層に供給し、最内層から引き出
す方式のスパイラル式金属ストリップ蓄積装置におい
て、金属ストリップをループの接線方向と異なる方向に
引き出すための方向変換ロールと、該方向変換ロールの
周りにほぼ同心円状で４重の、半径を独立に拡縮可能な
機構を有するガイドロール列と、最外周ガイドロール
列、並びに外側から２番目のガイドロール列及び外側か
ら３番目のガイドロール列、並びに最内周ガイドロール
列の少なくとも２組以上のガイドロール列の公転周期を
独立に設定可能な駆動装置と、最外周ガイドロール列に
外接するストリップの第１のループと、外側から２番目
のガイドロール列と外側から３番目のガイドロール列と
に挟まれたストリップの第２のループと、最内周ガイド
ロール列に内接するストリップの第３のループとを形成
し、第１のループの最外周に外部からのストリップを受
け入れ、第１のループの最内層から引き出されたストリ
ップを第２のループの最外層に供給し、第２のループの
最内層から引き出されたストリップを第３のループの最
外層に供給し、第３のループの最内層から引き出された
ストリップを方向変換ロールを経て外部に送り出す制御
装置とを備えたことを特徴とするスパイラル式金属スト
リップ蓄積装置である。外側から２番目のガイドロール
列をストリップが第２のループに送り込まれる点におけ
る押さえロールに、または外側から３番目のガイドロー
ル列をストリップが第２のループから引き出される点に
おける押さえロールに置き換えることも可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１１】図１、図２は本発明によるストリップ蓄積
装置の説明図であり、図１は該装置の側面からみた断面
図、図２は該装置の回転軸を含む縦断面図である。方向
変換ロール３１の周りにガイドロール列２、３、４、５
を４重のほぼ同心円状に配置し、ガイドロール列２、３
はリング状のケージ６に、またガイドロール列４、５は
リング状のケージ７に、それぞれリンク機構１０、１
１、１２、１３を介して公転半径を拡縮可能に取り付け
られている。リンク機構の詳細を図３に示す。これらの
ケージ６、７同士は、間にそれぞれ旋回軸受け１６を介
して互いに回転可能に組み立てられており、それぞれに
駆動装置１８、１９を備えているため、互いに独立の回
転数でガイドロールを公転させることが可能である。ま
た、各列のガイドロールの内、少なくとも１つは駆動装
置により速度制御が可能である。

【００１２】巻き戻し装置、接合装置（いずれも図示せ
ず）を経て送られてきたストリップ１はピンチロール２
４を経て最外周のガイドロール列２に外接する第１のル
ープ２６を形成し、第１のループ２６の最内周の層から
引き出されてガイドロール列３とガイドロール列４との
間に第２のループ２７を形成し、第２のループ２７の最
内層から引き出されてガイドロール列５に内接する第３
のループ２８を形成する。さらに第３のループ２８の最
内層から引き出されて方向変換ロール３１に巻き付き方
向を変換した後、ピンチロール２５を経て処理プロセス
（図示せず）に向かって送り出される。

【００１３】ここで、隣接する２つのループ間の回転速
度の関係について第１のループ２６と第２のループ２７
とを例にとって説明しておく。ガイドロール列２のうち
の１つの押さえロール２ａの位置でストリップは第１の
ループ２６から離れてフリーループ２９となる。ガイド
ロール列３のうちの１つの押さえロール３ａでフリール
ープ２９を第２のループ２７に押しつける。ガイドロー
ル列２とガイドロール列３とは同じケージ６に取り付け
られており、角速度αで公転する。第１のループ２６、
第２のループ２７の角速度をそれぞれΩ、ωとし、第１
のループ２６の最内周、第２のループ２７の最外周の半
径をそれぞれＲ、ｒとする。第１のループ２６の方が速
い場合には、ガイドロール列３、４を第１のループ２６
よりもさらに高速で回転させると、押さえロール２ａは
第１のループ２６を相対角速度α−Ωで追い越しフリー
ループ２９の内Ｒ×（α−Ω）の長さのストリップを第
１のループ２６に巻き付ける。一方、押さえロール３ａ
は第２のループ２７を相対角速度α−ωで追い越し、ｒ
×（α−ω）の長さのストリップが第２のループ２７か
ら離れてフリーループ２９になる。このとき、フリール
ープ２９が適度な張りを維持し、板破断や座屈を起こさ
ないためには、第１のループ２６に巻き付く長さと第２
のループ２７から離れる長さが等しければよい。従って
ガイドロール列２、３を数１の角速度αで回転させれば
よいことになる。このように、２つのループの回転速度
はその間のガイドロール列の公転速度を適切に制御すれ
ば自由に設定できる。また、ガイドロール列２、３が１
回転すると第１のループ２６の巻き数は１巻き増加し第
２のループ２７の巻き数は１巻き減少する。第１のルー
プ２６の回転数が第２のループ２７より遅い場合も同じ
考え方が適用でき、第１のループ２６の巻き数は減少し
第２のループ２７の巻き数は増加する。

【００１４】

【数１】 α＝（ＲΩ−ｒω）／（Ｒ−ｒ） （１）

【００１５】従って、第１のループ２６の回転速度は最
外周の接線速度がストリップ１の受け入れ速度に等し
く、また第３のループ２８の回転速度は最内周の接線速
度がストリップ１の送り出し速度に等しくなるように設
定することができる。第２のループ２７はこの２つのル
ープと独立に回転速度を設定できるが、通常は第２のル
ープ２７の巻き数を１巻き以下にし、ガイドロール列
２、３とガイドロール列４、５とをともに、第１のルー
プ２６と第３のループ２８について式（１）を適用した
結果によって求まる角速度αで回転させる。これによ
り、本装置はあたかも２重ループの蓄積装置のように働
く。

【００１６】つぎに、運転の継続によりループ径が漸増
し上限に近づいた場合は、ガイドロール列２、３および
ガイドロール列４、５の回転速度を変えて第２のループ
２７を形成する。このとき第２のループ２７の一巻き目
の半径を第３のループ２８と干渉しない範囲でできるだ
け小さく設定し、回転速度は第１のループ２６、第３の
ループ２８より高くする。これにより第１のループ２６
の最内層、第３のループ２８の最外層がそれぞれ第２の
ループ２７に移動し、これを続けると第３のループ２８
の巻き数は１巻き以下まで減少する。このとき、第１の
ループ２６と第２のループ２７とは半径差が大きいの
で、少ない巻き数が移るだけで回転速度差を吸収できる
のでまだループが残っている。この状態でガイドロール
列５の半径を最小径まで縮小すれば、ストリップに摺り
疵を発生させることなく第３のループ２８の半径を小さ
くすることができる。ついで、第２のループ２７を逆回
転させて第２のループ２７のストリップを第１のループ
２６、第３のループ２８へ移動させ、第２のループ２７
の巻き数を１巻き以下にして第２のループ２７の半径を
第１のループ２６の最小径と干渉しない最大径まで大き
くし、高速回転させると第１のループ２６の巻き数を１
巻き以下まで減少させられるので、ガイドロール列２を
移動させて第１のループ２６の半径を小さくする。

【００１７】以上の操作によりループ径を一定の範囲内
に納めた運転を継続することができる。この間ストリッ
プ１の受け入れ速度、送り出し速度にはいっさい影響を
与えることはない。

【００１８】弾性を持った金属ストリップのループの形
成は、内接するガイドロール列または外接するガイドロ
ール列のどちらか片方があれば可能であるから、第２の
ループ２７をガイドするガイドロール列３、４はどちら
か片側があればよく、ガイドロールのない側には押さえ
ロール３ａ、４ａのみあればよい。

【００１９】上記実施例においてはガイドロール列の半
径の拡縮をリンク機構により行っているが、このほかに
もねじ圧下装置や油圧シリンダなど公知の手段のいずれ
をも用いることができる。

【００２０】また、ガイドロール列２、３およびガイド
ロール列４、５の公転速度の制御はループの回転速度と
ループ半径とから式（１）に基づいて計算すればよい
が、フリーループ２９、３０の途中に張力計を設け、張
力を所定の値に保つような制御も可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、ストリップの隣接層が
互いに接して巻かれた密なループを持つスパイラル式ス
トリップ蓄積装置において、入り出速度に影響を与える
ことなくループ半径を変更でき、かつ摺り疵も発生させ
ないので、ループの巻き太りを解消し、狭い空間に多量
の金属ストリップを安価に蓄積することが可能になる。
そのため、本発明は工業的に価値の高い発明であると言
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例の構成を側面からみた断
面図で説明する図である。

【図２】本発明装置の一実施例の構成を回転軸を含む縦
断面図で説明する図である。

【図３】本発明の一実施例のガイドロール半径拡縮機構
を説明する図である。

【図４】従来のストリップ蓄積装置の例を説明する図で
ある。

【図５】従来のストリップ蓄積装置の他の例を説明する
図である。

【図６】従来のストリップ蓄積装置のさらに他の例を説
明する図である。

【符号の説明】

１ ストリップ ２、３、４、５ ガイドロール列 ２ａ、３ａ、４ａ、５ａ 押さえロール ６ ケージ ７ ケージ ８ ガイドロール軸受箱 ９ 摺動ガイド １０、１１、１２、１３ リンク機構 １４ ガイドロール公転半径拡縮用アクチュエータ １５ コネクティングロッド １６ 旋回軸受け １７ 軸受 １８、１９ 駆動装置 ２０、２１、２２、２３ ガイドロール自転用駆動装置 ２４、２５ ピンチロール ２６ 第１のループ ２７ 第２のループ ２８ 第３のループ ２９、３０ フリーループ ３１ 方向変換ロール ３２ 固定ロール ３３ 台車 ３４ 移動ロール ３５ 張力発生プーリー ３６ 固定ロール ３７ 昇降ロール ３８ 外周ガイドロール ３９ 内周ガイドロール ４０ 外周ループ ４１ 内周ループ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストリップをループの最外層に供給し、
   最内層から引き出す方式のスパイラル式金属ストリップ
   蓄積方法において、互いに異なる回転速度に制御可能な
   ほぼ同心円状の３つのループを形成し、第１のループの
   最外周に外部からのストリップを受け入れ、第１のルー
   プの最内層から引き出されたストリップを第２のループ
   の最外層に供給し、第２のループの最内層から引き出さ
   れたストリップを第３のループの最外層に供給し、第３
   のループの最内層から引き出されたストリップを方向変
   換ロールを経て外部に送り出すとともに、第１のループ
   または第３のループの半径を変更する場合に第２のルー
   プを高速回転させてストリップを第２のループに移動さ
   せ、第１のループまたは第３のループの巻き数を１巻き
   以下にした後に第１のループまたは第３のループの半径
   の変更を行い、該半径の変更後は第２のループの巻き数
   を１巻き以下にしてストリップを通過させることを特徴
   とするスパイラル式金属ストリップ蓄積方法。
2. 【請求項２】 ストリップをループの最外層に供給し、
   最内層から引き出す方式のスパイラル式金属ストリップ
   蓄積装置において、金属ストリップをループの接線方向
   と異なる方向に引き出すための方向変換ロールと、該方
   向変換ロールの周りにほぼ同心円状で４重の、半径を独
   立に拡縮可能な機構を有するガイドロール列と、最外周
   ガイドロール列、並びに外側から２番目のガイドロール
   列及び外側から３番目のガイドロール列、並びに最内周
   ガイドロール列の少なくとも２組以上のガイドロール列
   の公転周期を独立に設定可能な駆動装置と、最外周ガイ
   ドロール列に外接するストリップの第１のループと、外
   側から２番目のガイドロール列と外側から３番目のガイ
   ドロール列とに挟まれたストリップの第２のループと、
   最内周ガイドロール列に内接するストリップの第３のル
   ープとを形成し、第１のループの最外周に外部からのス
   トリップを受け入れ、第１のループの最内層から引き出
   されたストリップを第２のループの最外層に供給し、第
   ２のループの最内層から引き出されたストリップを第３
   のループの最外層に供給し、第３のループの最内層から
   引き出されたストリップを方向変換ロールを経て外部に
   送り出す制御装置とを備えたことを特徴とするスパイラ
   ル式金属ストリップ蓄積装置。
3. 【請求項３】 外側から２番目のガイドロール列をスト
   リップが第２のループに送り込まれる点における押さえ
   ロールに、または外側から３番目のガイドロール列をス
   トリップが第２のループから引き出される点における押
   さえロールに置き換えたことを特徴とする請求項２に記
   載のスパイラル式金属ストリップ蓄積装置。