JP6150367B2 - スリット帯板の巻取り張力付与装置 - Google Patents

Description

本発明はスリット帯板の巻取り張力付与装置に関する。詳しくは、金属帯板のスリッターラインで、耐久性に優れ、使い勝手が向上したスリット帯板の巻取り張力付与装置に係るものである。

コイル状に巻かれた長尺の金属素材のスリッターラインをはじめとする、いわゆる金属コイル材のプロセッシングラインにおいて、例えば、スリット後の巻取り前のテンション装置としてロールブライドルやベルト式テンション装置などが配置される。

このテンション装置が、スリット加工された帯板に対し、巻き取り機の前段で巻き取り張力を付与し、帯板が巻取りコイルに堅く、しっかりと巻き取られるものとなっている。

また、テンション装置として、分割された多数のエンドレスベルトにより金属帯板の上下から挟持してベルト裏面の摩擦力により巻取り張力を付与する多条ベルト式テンション方式（特許文献１、特許文献２及び特許文献３）の巻取り張力付与装置が存在する。

この多条ベルト式テンション方式の装置では、ベルトの内外が異なる摩擦係数を有するものとなっており、各帯板に均等な張力を付与することができる。また、ベルト表面と帯板は滑りなく回転移動するので、帯板の表面に擦り傷が発生しにくいものとなっている。

例えば、特許文献１には、図１０（ａ）に示す巻取り張力付与装置１００が記載されている。装置１００は、一対のプーリ１０１でベルト１０２を張設し、シリンダ１０３と連動した押板１０４でベルト１０２を押圧する。また、プーリ１０１は複数が並べて設けられ、複数のベルト１０２を張設している。

装置１００は、プーリ１０１、ベルト１０２及び押し板１０４を一体化したものが上下で対向して配置されている。対向するベルト１０２の間にスリット後の帯板１０６が図示しない巻取り機まで搬送され、上下の押板１０４を介してベルト１０２が帯板１０６を上下から圧着する。

また、ベルト１０２では、ベルト外側は摩擦係数が大きな素材、ベルト内側は摩擦係数の小さな素材で形成されている。帯板１０６がベルト１０２の外側表面に接すると、ベルト外側の摩擦係数が大きいため、巻取り機で帯板の巻取りを開始すると、ベルト１０２は滑ることなく帯板１０６と共に移動する。

プーリ１０１は回転自在に軸支され、ベルト１０２は循環動する。ベルト１０２の内側表面と押板１０４との間では、ベルト内側表面の摩擦係数が小さいため、滑りを生じ、同時に発生する摩擦力によって、帯板１０６に対して搬送方向とは反対向きの巻取り張力が付与されるものとなる。特許文献２に記載の装置も、同様に多数のプーリを利用した構造となっている。

特許文献３には、図１０（ｂ）に示す張力付与装置２００が記載されている。装置２００は、外周面にベルト２０１を張設する圧力付与体２０２を有している。圧力付与体２０２は、断面が円弧状に形成された２つのベルト反転部２０３と、ベルト２０１の内側表面を押圧する押圧部２０４から構成される。

圧力付与体２０２の外周面には一定間隔で突起が設けられ、複数のベルト２０１が並べて張設されている。装置２００は、圧力付与体２０２が上下で対向して配置されている。対向するベルト２０１の間にスリット後の帯板２０５が巻き取り機まで搬送されたら、上下の押圧部２０４を介してベルト２０１が帯板２０５を上下から圧着する。

また、ベルト２０１では、特許文献１の装置１００と同様に、ベルト外側は摩擦係数が大きな素材、ベルト内側は摩擦係数の小さな素材で形成されている。帯板２０５と接触したベルト２０１は循環動し、同様の原理でベルト２０１に対して巻取り張力が発生する。

特開昭５６−８２７５５号公報 米国特許第３７３５９３７号明細書 特開２００４−３５１７４号公報

ここで、特許文献１乃至３の装置をはじめ、ベルト内側表面を押圧して巻取り張力を発生させるテンション装置では、摩擦熱の発生が問題となる。即ち、押板や押圧部がベルトの内側表面を押圧して移動するので摩擦熱が生じ、摩擦熱の大半はベルトに吸収されベルトが高温となる。

特許文献１及び特許文献２のプーリを用いたテンション装置では、高温になったベルトの熱が金属製のプーリに移動し、１００℃近くまで温度が上昇する。その結果、異種材を積層接着して形成したベルトの積層部及び接合部において、接着剤が熱により変質して、ベルトの損傷につながり、長時間のスリッターラインの運転に支障を来たすものとなる。

プーリを用いたテンション装置で、２００個を超える数のプーリに対して、冷却水等を通して冷却することは構造的に困難であり、プーリに対する冷却構造が存在しないものとなっている。

また、特許文献３のテンション装置では、圧力付与体の内部に循環する冷却水を流して、ベルトの熱を冷却している。しかしながら、冷却水はベルト反転部や押圧部の断面中心部分を流れやすく、ベルトが接する外周面近傍の流水量が少ないため、冷却効率が不充分である。

また、ベルト反転部は、前述したプーリのように循環動するベルトに対して回転する構造とはなっていないため、この点でも冷却効率が悪いものとなる。この結果、特許文献３のテンション装置でもベルトの摩擦熱が充分に除去できず、ベルトの使用寿命が短くなっていた。

また、特許文献３のテンション装置では、ベルト反転部と押圧部が一体化した構造であり、ベルトの緊張度を調節することが困難であった。スリッターラインでの使用に伴い、ベルトは摩擦熱による温度上昇と冷却を繰り返す。

この際、ベルトの温度上昇とともに熱膨張でベルトの長さが長くなり、圧力付与体との間に隙間を生じる事になる。或いは、温度上昇と冷却の繰り返しでベルトが収縮して、圧力付与体を締め付け、ベルトの回転不良を生じることがある。この結果、スリット後の帯板表面にスリップ痕を付着させる致命的なトラブルも発生している。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、金属帯板のスリッターラインで、耐久性に優れ、使い勝手が向上したスリット帯板の巻取り張力付与装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のスリット帯板の巻取り張力付与装置は、円筒状で内部が冷却可能かつ回転自在に構成された第１の冷却ロールを有する第１の張設部と、摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が前記第１の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第１のベルトと、該第１のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接する第１の押圧部と、前記第１の張設部と対向して位置し、円筒状で内部が冷却可能かつ回転自在に構成された第２の冷却ロールを有する第２の張設部と、摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が前記第２の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第２のベルトと、前記第１の押圧部と対向して配置され、前記第２のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接すると共に、前記第１の押圧部に近接可能に構成された第２の押圧部とを備える。

ここで、第１の張設部と、摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が第１の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第１のベルトと、第２の張設部と、摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が第２の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第２のベルトによって、ベルトを張設して保持する構造とすることができる。また、ベルトは各張設部の外周面を循環動するものとなる。

また、第１のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接する第１の押圧部と、第１の押圧部と対向して配置され、第２のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接すると共に、第１の押圧部に近接可能に構成された第２の押圧部によって、張設した各ベルトを摩擦係数の小さな側から押圧し、搬送されるスリット後の帯板を挟圧することができる。即ち、第１のベルト及び第１の押圧部と、第２のベルト及び第２の押圧部の組み合わせで、その間に帯板の搬送経路を設けて、第２の押圧部を第１の押圧部に近接させることで、各ベルト間で帯板を挟圧するものとなる。なお、ここでいう所定の長さとは、後述する帯板への巻取り張力が充分付与できる程度の接触圧力が生じる長さを意味する。

また、摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が第１の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第１のベルトと、第１のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接する第１の押圧部と、摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が第２の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第２のベルトと、第１の押圧部と対向して配置され、第２のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接すると共に、第１の押圧部に近接可能に構成された第２の押圧部によって、搬送されるスリット後の帯板に対して巻取り張力を付与することができる。即ち、第１のベルト及び第２のベルトの摩擦係数の小さな側が、第１の押圧部及び第２の押圧部により押圧され、各ベルトの摩擦係数の大きな側の面で帯板を挟圧する。そして、ベルトの摩擦係数の大きな側と帯板が接して、ベルトが帯板の動きに伴い循環動し、ベルトの摩擦係数の小さな側と押圧部との間で滑りと摩擦力が生じ、帯板に対する巻取り張力となる。なお、ここでいうスリット後の帯板とは、既知のスリッターラインでスリット加工され、幅広な金属板の状態から多条の帯板へと加工されてラインを搬送される金属素材を示すものである。

また、円筒状で内部が冷却可能かつ回転自在に構成された第１の冷却ロールと、円筒状で内部が冷却可能かつ回転自在に構成された第２の冷却ロールによって、高温になるベルトを冷却することができる。即ち、押圧部がベルトの摩擦係数の小さな側を押圧することで生じる摩擦熱でベルト温度が上昇するが、循環動するベルトの内側と各冷却ロールが接することで、その熱を効率よく除去することができる。

また、回転自在に構成された第１の冷却ロールと、回転自在に構成された第２の冷却ロールによって、高温になるベルトを効率よく冷却することが可能となる。即ち、各冷却ロールがベルトの循環動に伴い回転することで、冷却ロール側に移動する熱が分散し、ロール側に吸収されやすいものとなる。

また、第１の張設部に第１のベルト同士が間隔を有して並設され、第２の張設部に第２のベルト同士が間隔を有して並設された場合には、複数のベルトの組み合わせで多条の帯板に巻取り張力を付与することが可能となる。

また、第１の冷却ロール及び第２の冷却ロールで内部に冷却水が循環可能に構成された場合には、冷却水によってベルトの熱を除去することが可能となる。また、第１の冷却ロール及び第２の冷却ロールは各ベルトの循環動方向に回転して遠心力が働くため、冷却水が各冷却ロールの外側表面近傍に移動しやすくなり、より一層冷却の効率を高めることができる。

また、第１の冷却ロール及び第２の冷却ロールで外部表面層の厚みが３ｍｍ以下に形成された場合には、高温となる各ベルトの熱が各冷却ロールの外部表面から冷却ロールの内部に移動しやすくなり、より一層冷却効率を高めることができる。

また、第１の冷却ロール及び第２の冷却ロールが中心軸側の内筒と内筒を略囲繞した外筒とを有し、内筒及び外筒の間に冷却水を循環可能に構成された場合には、冷却水を外筒近傍に流せる構造となる。即ち、高温となる各ベルトの熱をより一層冷却ロールで除去しやすいものとなる。また、冷却ロール内部における水の循環効率を高め、より一層冷却の効率を高めることができる。

また、第１の冷却ロール及び第２の冷却ロールがスリッターラインを搬送されるスリット帯板の進行方向側に配置された場合には、より一層冷却の効率を高めることができる。即ち、押圧部の押圧を経たベルトが循環動し、すぐに各冷却ロールと接触させることが可能となる。

また、第１の張設部の両端に第１の冷却ロールが配置され、第２の張設部の両端に第２の冷却ロールが配置された場合には、ベルトを冷却ロールで張設することが可能となる。即ち、第１の張設部及び第２の張設部が冷却ロールで構成されたものとなる。また、ベルトが２つの冷却ロールに接触するものとなり、より一層冷却の効率を高めることができる。

また、第１の張設部が、一端に第１の冷却ロールが配置され、他端に長手方向の断面が半円筒状の第１のベルト反転部を有し、第２の張設部が、一端に第２の冷却ロールが配置され、他端に長手方向の断面が半円筒状の第２のベルト反転部を有する場合には、ベルトが冷却ロールとベルト反転部によって張設されるものとなる。即ち、ベルトが冷却ロールとベルト反転部によって略長円形状態で保持可能となる。

また、第１の冷却ロールが第１のベルトが緊張する方向または弛緩する方向に位置が変更可能であり、第２の冷却ロールが第２のベルトが緊張する方向または弛緩する方向に位置が変更可能な場合には、ベルトの伸長度合に対応してベルトを張設することが可能となる。即ち、温度変化に伴うベルトの伸長や収縮に併せてベルトの緊張度合を調節することができる。

本発明に係るスリット帯板の巻取り張力付与装置は、金属帯板のスリッターラインで、耐久性に優れ、使い勝手が向上したものとなっている。

本発明の第１の実施形態の構造を示す概略図である。 図１の矢印Ｚ方向の概略断面図である。 本発明の第２の実施形態の構造を示す概略図である。 図３の矢印Ｘ方向の概略断面図である。 本発明の第３の実施形態の構造を示す概略図である。 図５の矢印Ｙ方向の上部構造体側からの概略断面図である。 本発明の第４の実施形態の構造を示す概略図である。 図７の矢印Ｙ方向の上部構造体側からの概略断面図である。 本発明の第５の実施形態の構造を示す概略図である。 従来のプーリを用いた巻取り張力付与装置を示す概略図（ａ）及び長円形状の圧力付与体を用いた巻取り張力付与装置を示す概略図（ｂ）である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は、本発明の第１の実施形態の構造を示す概略図である。図２は、図１の矢印Ｚ方向の概略断面図である。なお、本発明の実施の形態は、以下に示す内容に限定されるものではなく、あくまで一例である。また、図１乃至図９に示す図は、説明のための概略の構造を示したものであり、本発明における構造の大きさや縮尺を限定するものではない。

＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態である巻取り張力付与装置１は、スリッターラインを通板されるスリット後の帯板２の上側に配置される上部構造体３と、帯板２の下側に配置される下部構造体４を備えている。

スリット後の帯板２とは、幅広な金属板が既知のスリッターラインにおいて、多条の帯板にスリット加工されたものである。また、巻取り張力付与装置１は、図示しないが、既知のスリッターラインにおいて帯板の巻取り機の手前に配置され、帯板２に巻取り張力を付与するものである。

上部構造体３は、上部ベルト５を張設する２つの冷却ロール６と、冷却ロール６同士の間に配置される上部押圧部７を有している。また、下部構造体４は、下部ベルト８を張設する２つの冷却ロール９と、冷却ロール９同士の間に配置される下部押圧部１０を有している。

上部ベルト５は冷却ロール６によって断面が長円形状に張設され、冷却ロール６の外周面で循環動可能となっている。冷却ロール６及び上部押圧部７は、帯板２が通板される方向と直交する方向に長手方向を有し、その外周面に一定間隔で複数の上部ベルト５が並べて配置されている。なお、下部ベルト８、冷却ロール９及び下部押圧部１０も同様の構造となっている。

冷却ロール６の外周面上かつ上部ベルト５同士の間には図示しない突起が設けられ、隣接する上部ベルト５同士の間隔を規定するものとなっている。冷却ロール９にも同様に突起が設けられ、下部ベルト８の位置を規定している。

上部構造体３と下部構造体４は、上下一組で通板される帯板２に作用するものである。また、冷却ロール６及び上部押圧部７はそれぞれの端部に設けられた軸が連結用軸受で連結され、上部構造体３は一体化した構造となっている。

下部構造体４も同様に、冷却ロール９及び下部押圧部１０の軸が連結用軸受で連結され、一体化した構造となっている。上部構造体３の連結用軸受と、下部構造体４の連結用軸受は装置を設置する床面に設けられたスタンドに接続されて支持されている。

また、上部構造体３は、昇降ロッド及び液圧シリンダに接続され、昇降可能に構成されている。液圧シリンダにより上部構造体３と下部構造体４の間の距離が変わるものとなり、その間を搬送される帯板２が挟圧されるものとなる。

上部ベルト５及び下部ベルト８は、上部押圧部７及び下部押圧部１０と連動して、帯板２に巻取り張力を付与する。上部ベルト５及び下部ベルト８は、外側表面１１で帯板２と接すると共に、内側表面１２で各押圧部及び各冷却ロールと接触するものとなっている。

上部押圧部７及び下部押圧部１０は、断面が長方形状または略正方形状に形成され、帯板２の通販される方向にそって、一定の長さで各ベルトの内側表面１２に接触する。また、上部押圧部７及び下部押圧部１０は、液圧シリンダの昇降により、上下押圧部間の距離が小さくなる方向、即ち、帯板２を挟圧する方向に各ベルトの内側表面１２を押圧する。また、液圧シリンダの加圧力を調整することにより帯板の巻取り張力を調整することができる。

上部ベルト５及び下部ベルト８は、外側と内側が異種素材で形成され、外側の素材の摩擦係数が、内側の素材の摩擦係数よりも大きなものとなっている。

より具体的には、各ベルトの内側表面１２はポリエステルやビニロン、ナイロンなどの合成繊維の織布で形成されている。この織布の繊維間及び編み目の凹部には摩擦係数を小さくするための潤滑剤が含浸可能となっている。

また、各ベルトの外側表面１１は、帯板表面に押圧痕を付着させないため適度な圧縮弾性があり、比較的薄い可撓性の材料、例えば、ゴムや合成樹脂等で構成されている。

ここで、各ベルトの内側表面１２の素材は外側表面よりも摩擦係数が小さくなっていれば充分であり、その素材が限定されるものではない。但し、入手が容易で、柔軟性があり摩擦係数を一定の値に揃えやすい点から、各ベルトの内側表面１２はポリエステルやビニロン、ナイロンなどの合成繊維の織布で形成されることが好ましい。

また、各ベルトの外側表面１１は、内側表面よりも摩擦係数が大きくなっていれば充分であり、その素材が限定されるものではない。但し、摩擦係数が大きく、柔軟性があり耐久性にも優れる点から、各ベルトの外側表面１１はゴムや合成樹脂等で構成されることが好ましい。

各ベルトの外側表面１１は、通板される帯板２の表面と接触すると、表面の摩擦係数が大きいため、帯板２に接触したまま各ベルトが移動するものとなる。これにより、上部ベルト５及び下部ベルト８は冷却ロールに張設された状態で循環動するものとなる。なお、図１では、帯板２の通板方向を矢印Ｓ、各ベルトの循環動の方向を矢印Ｒで示している。

各ベルトの内側表面１２は、循環動しながら各冷却ロール及び各押圧部の外周面と接触するものとなる。この際、前述したように、上部押圧部７及び下部押圧部１０はベルトの内側表面１２に接触して、液圧シリンダにより、上下押圧部間の距離が小さくなる方向、即ち、帯板２を挟圧する方向に各ベルトの内側表面１２を押圧する。

上部ベルト５及び下部ベルト８の内側表面１２と、上部押圧部７及び下部押圧部１０が接触すると、内側表面１２の摩擦係数が小さいために滑りが生じ、摩擦力が発生する。この摩擦力が帯板２に対して、通板される方向と逆向きに働き、液圧シリンダの加圧力を調整することにより帯板の板厚や材質に応じた巻取り張力となる。また、巻取り張力はベルトと押圧部に発生する摩擦力であり、摩擦熱が生じる。この摩擦熱がベルトに吸収され、ベルトの内側表面の温度が上昇する。

また、冷却ロール６及び冷却ロール９は各ベルトの循環動に伴い回転する。冷却ロール６及び冷却ロール９は摩擦抵抗が小さなボールベアリングの軸受けで回転軸が軸支されており、各ベルトの循環動に対してほとんど影響を及ぼさないものとなっている。

冷却ロール６及び冷却ロール９は、各ベルトの循環動に伴って回転しながら、ベルトの内側表面１２に接触する。また、冷却ロール６及び冷却ロール９は外層部が板厚５〜１０ｍｍ程度の熱伝導性の良好な金属、例えば銅で形成されている。

また、冷却ロール６及び冷却ロール９では外層部の内側が空洞となっており、その空洞部分に冷却水１４が流される構造となっている。高温となった上部ベルト５の内側表面１２は冷却ロール６の外層部と接触して、その熱が外層部から冷却ロール６内部の冷却水１４に移動し、上部ベルト５が冷却されるものとなる。

高温となった下部ベルト８も同様に、冷却ロール９の外層部と接触して、冷却水１４へと熱が移動し、下部ベルト８が冷却されるものとなる。

ここで、必ずしも、冷却ロール６及び冷却ロール９は外層部が板厚５〜１０ｍｍ程度の銅で形成される必要はない。但し、外層部の板厚を１０ｍｍより小さくして、冷却ロールの表面から内部の冷却水への熱の移動が速くなる点と、一定の耐久性を付与しうる点から、冷却ロール６及び冷却ロール９は外層部が板厚５〜１０ｍｍ程度の銅で形成されることが好ましい。また、その素材は銅に限定されるものでなく、耐久性があって、熱の移動効率に優れたものであれば充分である。例えば、アルミニウムや鉄鋼等で形成されてもよい。

図２に示すように、冷却ロール６及び冷却ロール９の両端には回転軸１５が設けられ、回転軸１５はボールベアリングの軸受け１６及び回転継ぎ手１７に接続されている。

また、回転軸１５、軸受け１６及び回転継ぎ手１７の内側には冷却水１４を流すための配管構造が形成され、各冷却ロールの一端側から他端側に向けて冷却水１４が流れている。配管構造は流水用ポンプ等に接続され、水が供給されている。なお、図２の矢印Ｗが冷却水１４の流れる方向を示している。

また、前述したように、冷却ロール６の外周面には複数の上部ベルト５が並べて配置されている。また、冷却ロール９の外周面にも同様に、複数の下部ベルト８が並べて配置されている。上部ベルト５及び下部ベルト８は、１組ずつ上下で対向し、所定の幅にスリット加工された帯板２の表面と接触するものとなる。

上記で説明したように、本発明の第１の実施の形態では、上部構造体３及び下部構造体４に設けられた各冷却ロールに高温となったベルトが接触して、効率よく熱が除去されるものとなっている。

また、冷却ロール６及び冷却ロール９は上部ベルト５及び下部ベルト８の循環動を妨げることなく回転自在に軸支されているため、冷却ロール自体にも熱が留まりにくく、より一層冷却効率が高いものとなっている。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態の構造を示す概略図である。図４は、図３の矢印Ｘ方向の概略断面図である。

図３には、本発明の第２の実施の形態である巻取り張力付与装置１８を記載している。巻取り張力付与装置１８は、帯板２の上側に配置される上部構造体１９と、帯板２の下側に配置される下部構造体２０を備えている。なお、図３及び図４では、前述した本発明の第１の実施の形態と共通する部材については同一の符号を付して説明を省略し、以下では第２の実施の形態で構造が異なる部分について説明を行う。

上部構造体１９は、上部ベルト５を張設する２つの冷却ロール２１と、冷却ロール２１同士の間に配置される上部押圧部７を有している。また、下部構造体２０は、下部ベルト８を張設する２つの冷却ロール２２と、冷却ロール２２同士の間に配置される下部押圧部１０を有している。

巻取り張力付与装置１８では、冷却ロール２１及び冷却ロール２２の構造が前述した冷却ロール６及び冷却ロール９とは異なっている。

冷却ロール２１及び冷却ロール２２は、回転軸と一体化した内筒部２３と、内筒部２３の外側に形成された外筒部２４で構成された二重筒構造となっている。また、内筒部２３及び外筒部２４との間には空間２５が形成され、この空間に冷却水２６が流されるものとなる。外筒部２４は、ベルトの熱を冷却水に効率よく伝熱移動させるために板厚が１〜３ｍｍの鉄鋼で形成されている。

また、空間２５の断面積は、冷却水２６の各冷却ロールへの入り側の配管及び各冷却ロールからの水の出口側の配管の断面積の２．５倍〜５．０倍程度の断面積となっている。

ここで、必ずしも、外筒部２４が、板厚が１〜３ｍｍの鉄鋼で形成される必要はない。但し、但し、外層部の板厚をより一層小さくして、冷却ロールの表面から内部の冷却水への熱の移動が速くなる点と、一定の耐久性を付与しうる点から、外筒部２４が、板厚が１〜３ｍｍの鉄鋼で形成されることが好ましい。また、その素材は鉄鋼に限定されるものでなく、耐久性があって、熱の移動効率に優れたものであれば充分であり、条件を満たす金属等であれば採用しうる。

また、必ずしも、空間２５の断面積が、冷却水２６の各冷却ロールへの入り側の配管及び各冷却ロールからの水の出口側の配管の断面積の２．５倍〜５．０倍の断面積となる必要はない。但し、流れる冷却水の量が多くなり、熱の除去の効率がよくなる点と、冷却水の流れる速度が遅くなりすぎず循環効率が高まる点から、空間２５の断面積が、冷却水２６の各冷却ロールへの入り側の配管及び各冷却ロールからの水の出口側の配管の断面積の２．５倍〜５．０倍程度の断面積となることが好ましい。

一方、空間２５の断面積が、冷却水２６の各冷却ロールへの入り側の配管及び各冷却ロールからの水の出口側の配管の断面積の２．５倍未満の断面積となる際には、冷却水空間２５内での流速が早く、冷却水の滞留時間が短いので取得熱量が小さくなり、熱の除去の効率が悪くなることが考えられる。また、空間２５の断面積が、冷却水２６の各冷却ロールへの入り側の配管及び各冷却ロールからの水の出口側の配管の断面積の５．０倍を超える断面積となる際には、冷却水の流れる速度が遅くなり空間２５内での冷却水の滞留時間が長くなり、この間に冷却水の温度が上昇しすぎるので、熱の除去の効率が悪くなることが考えられる。

図４に示すように、冷却ロール２１及び冷却ロール２２には、回転軸２７が設けられ、回転軸２７はボールベアリングの軸受け２８及び回転継ぎ手２９に接続されている。

また、回転軸２７、軸受け２８及び回転継ぎ手２９の内側には冷却水２６を流すための配管構造が形成され、各冷却ロールの一端側から他端側に向けて冷却水２６が流れている。冷却ロール２１及び冷却ロール２２の内部では、冷却水２６は、ロールの外筒部２４の近傍を流れるものとなる。スリッターラインの運転中は帯板に牽引されてベルトが回転し、冷却ロールを回転させるので、ロール内部の冷却水は遠心力によりロール内壁に密接しながら効率よく熱の移動が可能となる。なお、図４の矢印Ｗが冷却水２６の流れる方向を示している。

上記で説明したように、本発明の第２の実施の形態では、上部構造体１９及び下部構造体２０に設けられた各冷却ロールに高温となったベルトが接触して、効率よく熱が除去されるものとなっている。

また、冷却ロール２１及び冷却ロール２２は、二重筒構造を採用することで、各ベルトが接触する外筒部２４の外周面近くに冷却水２６が流れ、より一層冷却の効率が高いものとなっている。また、冷却水２６が流れる空間２５が小さくなっているため、冷却水の量を減らしつつ、効率のよい熱の除去が実現できるものとなっている。

また、外筒部２４の板厚が１〜３ｍｍと薄くなっていることから、各ベルトの内側表面１２からの熱が移動しやすく、更にその内側の冷却水２６への熱伝導性が高い構造となっている。また、回転軸２７と一体化した内筒部２５を有するため、冷却ロール２１及び冷却ロール２２に連続運転に耐えうる耐久性を付与しながら、外筒部２４の厚みを薄くできるものとなっている。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態の構造を示す概略図である。

図５には、本発明の第３の実施の形態である巻取り張力付与装置３０を記載している。巻取り張力付与装置３０は、帯板２の上側に配置される上部構造体３１と、帯板２の下側に配置される下部構造体３２を備えている。なお、図５では、前述した本発明の第１の実施の形態と共通する部材については同一の符号を付して説明を省略し、以下では第３の実施の形態で構造が異なる部分について説明を行う。

上部構造体３１は、上部ベルト５を長円形に張設する冷却ロール３３及び固定式半円筒３４を有している。また、上部構造体３１は、固定式半円筒３４に隣接した上部押圧部３５を有している。

また、下部構造体３２は、下部ベルト８を張設する冷却ロール３６及び固定式半円筒３７を有している。また、下部構造体３２は、固定式半円筒３７に隣接した下部押圧部３８を有している。

上部ベルト５は冷却ロール３３及び固定式半円筒３４の外周面で循環動可能となっている。冷却ロール３３、固定式半円筒３４及び上部押圧部３５は、帯板２が通板される方向と直交する方向に長手方向を有し、その外周面に一定間隔で複数の上部ベルト５が並べて配置されている。なお、下部ベルト８、冷却ロール３６、固定式半円筒３７及び下部押圧部３８も同様の構造となっている。

固定式半円筒３４の外周面上かつ上部ベルト５同士の間には図示しない突起が設けられ、隣接する上部ベルト５同士の間隔を規定するものとなっている。固定式半円筒３７も同様に突起が設けられ、下部ベルト８の位置を規定している。

上部構造体３１と下部構造体３２は、上下一組で通板される帯板２に作用するものである。また、冷却ロール６、固定式半円筒３４及び上部押圧部３５はそれぞれの端部に設けられた軸が連結用軸受で連結され、上部構造体３１は一体化した構造となっている。

下部構造体３２も同様に、冷却ロール９、固定式半円筒３７及び下部押圧部３８の軸が連結用軸受で連結され、一体化した構造となっている。上部構造体３１の連結用軸受と、下部構造体３２の連結用軸受は装置を設置する床面に設けられたスタンドに接続されて支持されている。

また、上部構造体３１は、昇降ロッド及び液圧シリンダに接続され、昇降可能に構成されている。液圧シリンダにより上部構造体３１と下部構造体３２の間の距離が変わるものとなり、その間を搬送される帯板２が挟圧されるものとなる。

冷却ロール３３及び冷却ロール３６の内部には空洞が形成され、冷却水が流されるものとなっている。

固定式半円筒３４及び固定式半円筒３７は弧状となった外周面で各ベルトの内側表面に接してベルトを張設する。また、その内部は空洞に形成され冷却水３９が流されており、外周面で接するベルトを冷却するものとなっている。

上部押圧部３５及び下部押圧部３８は隣接する固定式半円筒と接続して配置され、上部構造体３１及び下部構造体３２に強度を持たせるものとなっている。また、その内部は空洞に形成され冷却水４０が流されており、外周面で接するベルトを冷却するものとなっている。

上記で説明したように、本発明の第３の実施の形態では、上部構造体３１及び下部構造体３２に設けられた各冷却ロールに高温となったベルトが接触して、効率よく熱が除去されるものとなっている。

また、固定式半円筒３４及び固定式半円筒３７や、上部押圧部３５及び下部押圧部３８にも内部に冷却水が流され、より一層冷却効率の高いものとなっている。なお、参考までに、図６には、図５の矢印Ｙ方向の上部構造体側からの概略断面図を示し、装置内部における冷却水の流れを表している。

＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図７は、本発明の第４の実施形態の構造を示す概略図である。

図７には、本発明の第４の実施の形態である巻取り張力付与装置４１を記載している。巻取り張力付与装置４１は、帯板２の上側に配置される上部構造体４２と、帯板２の下側に配置される下部構造体４３を備えている。なお、図７では、前述した本発明の第１の実施の形態及び第３の実施の形態と共通する部材については同一の符号を付して説明を省略し、以下では第４の実施の形態で構造が異なる部分について説明を行う。

上部構造体４２は、上部ベルト５を長円形に張設する冷却ロール４４及び固定式半円筒４５を有している。また、上部構造体４２は、固定式半円筒４５に隣接した上部押圧部３５を有している。

また、下部構造体４３は、下部ベルト８を張設する冷却ロール４６及び固定式半円筒４７を有している。また、下部構造体４３は、固定式半円筒４７に隣接した下部押圧部３８を有している。

巻取り張力付与装置４１では、冷却ロール４４及び冷却ロール４６と、固定式半円筒４５及び固定式半円筒４７の構造が前述した第３の実施の形態と異なっている。

冷却ロール４４及び冷却ロール４６は、回転軸と一体化した内筒部４８と、内筒部４８の外側に形成された外筒部４９で構成された二重筒構造となっている。また、内筒部４８及び外筒部４９との間には空間５０が形成され、この空間に冷却水５１が流されるものとなる。外筒部４９は、板厚が１〜３ｍｍの鉄鋼で形成されている。

また、空間５０の断面積は、冷却水５１の各冷却ロールへの入り側の配管及び各冷却ロールから水が出てくる側の配管の断面積の２．５倍〜５．０倍の断面積となっている。

固定式半円筒４５及び固定式半円筒４７は、内側半筒部５２と、内側半筒部５２の外側に形成された外側半筒部５３で構成された二重半筒構造となっている。また、内側半筒部５２及び外側半筒部５３との間には空間５４が形成され、この空間に冷却水５５が流されるものとなる。外側半筒部５３は、板厚が１〜３ｍｍの鉄鋼で形成されている。

上記で説明したように、本発明の第４の実施の形態では、冷却ロール４４及び冷却ロール４５と、固定式半円筒４５及び固定式半円筒４７に二重筒構造を採用することで、各ベルトが接触する外周面近くに冷却水が流れ、より一層冷却の効率が高いものとなっている。また、冷却水が流れる空間が小さくなっているため、冷却水の量を減らしつつ、効率のより熱の除去が実現できるものとなっている。

また、外筒部４９及び外側半筒部５３の板厚が１〜３ｍｍと薄くなっていることから、各ベルトの内側表面１２からの熱が移動しやすく、更にその内側の冷却水への熱伝導性が高い構造となっている。なお、参考までに、図８には、図７の矢印Ｙ方向の上部構造体側からの概略断面図を示し、装置内部における冷却水の流れを表している。

本発明の実施の形態として、図９に示す第５の実施の形態も採用しうる。

図９に示す巻取り張力付与装置５６では、冷却ロール５７の回転軸５８に軸受け５９が取り付けられている。軸受け５９にはベルト６０の長手方向と略平行な向きに設けられた位置調整ロッド６１が取り付けられ、位置調整ネジ６２によって図９でいう左右方向に軸受け５９及び冷却ロール５７の位置を変更可能となっている。

この位置調整ネジ６２による冷却ロール５７の位置変更により、ベルト６０の緊張度合を調整可能となる。即ち、温度上昇に伴うベルト６０の伸長や収縮に併せて、冷却ロール５７を動かし、ベルト６０を適度な緊張度合いで張設することができるものとなる。

以上のように、本発明のスリット帯板の巻取り張力付与装置は、金属帯板のスリッターラインで、耐久性に優れ、使い勝手が向上したものとなっている。

より詳細には、本発明に係るスリット帯板の巻取り張力付与装置は、ベルトの冷却効率が飛躍的に向上することから金属帯板のスリッターラインで長時間の連続運転が可能となり、耐久性に優れ、使い勝手が向上したものとなる。

１ 巻取り張力付与装置
２ 帯板
３ 上部構造体
４ 下部構造体
５ 上部ベルト
６ 冷却ロール
７ 上部押圧部
８ 下部ベルト
９ 冷却ロール
１０ 下部押圧部
１１ 外側表面
１２ 内側表面
１４ 冷却水
１５ 回転軸
１６ 軸受け
１７ 回転継ぎ手
１８ 巻取り張力付与装置
１９ 上部構造体
２０ 下部構造体
２１ 冷却ロール
２２ 冷却ロール
２３ 内筒部
２４ 外筒部
２５ 空間
２６ 冷却水
２７ 回転軸
２８ 軸受け
２９ 回転継ぎ手
３０ 巻取り張力付与装置
３１ 上部構造体
３２ 下部構造体
３３ 冷却ロール
３４ 固定式半円筒
３５ 上部押圧部
３６ 冷却ロール
３７ 固定式半円筒
３８ 下部押圧部
３９ 冷却水
４０ 冷却水
４１ 巻取り張力付与装置
４２ 上部構造体
４３ 下部構造体
４４ 冷却ロール
４５ 固定式半円筒
４６ 冷却ロール
４７ 固定式半円筒
４８ 内筒部
４９ 外筒部
５０ 空間
５１ 冷却水
５２ 内側半筒部
５３ 外側半筒部
５４ 空間
５５ 冷却水
５６ 巻取り張力付与装置
５７ 冷却ロール
５８ 回転軸
５９ 軸受け
６０ ベルト
６１ 位置調整ロッド
６２ 位置調整ネジ

Claims (6)

1. 円筒状で内部が冷却可能かつ回転自在に構成された第１の冷却ロールを有する第１の張設部と、
   摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が前記第１の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第１のベルトと、
   該第１のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接する第１の押圧部と、
   前記第１の張設部と対向して位置し、円筒状で内部が冷却可能かつ回転自在に構成された第２の冷却ロールを有する第２の張設部と、
   摩擦係数の異なる素材で形成され、摩擦係数の小さな側が前記第２の張設部に接して循環動自在にリング状に張設された第２のベルトと、
   前記第１の押圧部と対向して配置され、前記第２のベルトの摩擦係数の小さな側に所定の長さ接すると共に、前記第１の押圧部に近接可能に構成された第２の押圧部とを備え、
   前記第１の冷却ロール及び前記第２の冷却ロールは中心軸側の内筒と該内筒を略囲繞した外筒とを有し、同内筒及び同外筒の間に冷却水を循環可能に構成された
   スリット帯板の巻取り張力付与装置。
2. 前記第１の張設部は前記第１のベルト同士が間隔を有して並設され、
   前記第２の張設部は前記第２のベルト同士が間隔を有して並設された
   請求項１に記載のスリット帯板の巻取り張力付与装置。
3. 前記第１の冷却ロール及び前記第２の冷却ロールは外部表面層の厚みが３ｍｍ以下に形成された
   請求項１または請求項２に記載のスリット帯板の巻取り張力付与装置。
4. 前記第１の張設部は両端に前記第１の冷却ロールが配置され、
   前記第２の張設部は両端に前記第２の冷却ロールが配置された
   請求項１、請求項２または請求項３に記載のスリット帯板の巻取り張力付与装置。
5. 前記第１の張設部は、一端に前記第１の冷却ロールが配置され、他端に長手方向の断面が半円筒状の第１のベルト反転部を有し、
   前記第２の張設部は、一端に前記第２の冷却ロールが配置され、他端に長手方向の断面が半円筒状の第２のベルト反転部を有する
   請求項１、請求項２または請求項３に記載のスリット帯板の巻取り張力付与装置。
6. 前記第１の冷却ロールは前記第１のベルトが緊張する方向または弛緩する方向に位置が変更可能であり、
   前記第２の冷却ロールは前記第２のベルトが緊張する方向または弛緩する方向に位置が変更可能な
   請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載のスリット帯板の巻取り張力付与装置。

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