JPH09192734A - 油圧式コイラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧システムが小型で、かつストリップの板
厚に起因する板段差を迅速に回避することのできる油圧
式コイラーを提供する。 【解決手段】 マンドレルに巻付けられるストリップを
押圧するラッパーロール５の両端の軸受を、回転可能な
揺動支点軸４で支持されてなるラッパーフレーム３に設
けたサーボシリンダ７で、マンドレルに対してストリッ
プの板厚の２倍に余裕代αを加えた分だけ接近かつ離反
するようにすると共に、サーボシリンダ７と、揺動支点
軸４に設けた作動油給排孔４ａ，４ａとを鋼管からなる
作動油給排管８で連結すれば、油圧シリンダのロッド１
ａを伸縮させるまでもなくラッパーロール５の迅速な後
退と前進とにより板段差を吸収し得、そして作動油量が
少なくて済むので油圧システムを小型にすることができ
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、熱間圧延材（以
下、ストリップという。）をコイル状に巻き取るに際し
て、巻取り始めに生じるストリップの板厚に起因する板
段差を回避し得るようにした油圧式コイラーの技術分野
に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、熱間圧延設備で圧延され
たストリップをコイラーの複数のユニットローラによっ
てマンドレルに押圧しながらコイル状に巻取るが、スト
リップの巻始めでは、その先端部の板厚分だけ板段差が
あるので、それぞれのユニットローラにより連続して押
圧すると、ユニットローラが板段差部にきたときに、次
層以降の数層のストリップの板幅方向に線状の押圧条痕
が発生する。このような押圧条痕の発生を回避するため
に、それぞれのユニットローラが前記板段差部にきたと
きに、板段差回避装置によってユニットローラの押圧力
を一時的に解除し、前記板段差部を経過すると再び所定
の押圧力で押圧する必要がある。このような、板段差回
避装置を持つ油圧段差コイラーとしては、例えば特開平
４−２８０７５４号に開示されてなるものが公知であ
る。

【０００３】以下、その例を、コイラーおよびその板段
差回避装置を示す概略構成図の図５と、図５の要部拡大
図の図６とを参照しながら、同明細書に記載されている
同一名称と同一符号とを以て説明すると、符号５はロッ
ド収縮量を検出する歪ケージで、それぞれの油圧シリン
ダ１，２，３，４のピストンロッド１ａ，２ａ，３ａ，
４ａの先端部の周方向へ１８０°離間して２個埋設さ
れ、検出信号が押圧力を算出する制御盤８０に入力され
るようになっている。そして、その表面はプラスチック
皮膜６等によって被覆されている。油圧シリンダ１，
２，３，４は、それぞれハウジング７９に枢着され、ピ
ストンロッド１ａ，２ａ，３ａ，４ａはそれぞれフレー
ム５６，５７，５８，５９に枢着されてなる構成になっ
ている。

【０００４】次に、上記構成になるコイラーの板段差回
避装置の作用態様を説明すると、それぞれの油圧シリン
ダ１，２，３，４によりユニットローラ５１，５２，５
３，５４が所定の押圧力でマンドレル７０に押圧され、
図示しない熱間仕上圧延機から送給されるストリップＳ
がガイドフレーム７１でガイドされ、その先端部が第１
ユニットローラ５１と、マンドレル７０とで挟持されて
巻取りが開始される。この押圧力で生じるそれぞれのピ
ストンロッド１ａ，２ａ，３ａ，４ａの収縮量がそれぞ
れの歪ゲージ５によって検出されて制御盤８０に送信さ
れる。制御盤８０によりそれぞれのユニットローラ５
１，５２，５３，５４の押圧力が算出され、この押圧力
が所定値で保持されるように、油圧ユニット８５を介し
てそれぞれの油圧シリンダ１，２，３，４が制御され
る。

【０００５】巻取りが第２層になってストリップＳの先
端部が第１ユニットローラ５１の位置にくると、制御盤
８０は予めプログラムされたタイムラグによって、油圧
シリンダ１のピストンロッド１ａが後退され、第１ユニ
ットローラ５１による押圧が解除され、通過すると直ち
にピストンロッド１ａが押出されて押圧が開始される。
以下、各油圧シリンダは同様に制御される。そして、さ
らに巻取りが進行してストリップＳのコイルＣが所定の
巻数になると、ストリップＳの先端部の板段差は影響し
なくなるので、それぞれのユニットローラ５１，５２，
５３，５４による押圧の解除および復帰の制御が停止さ
れ、ストリップＳは常時押圧されてマンドレル７０に巻
取られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に係るコイ
ラーの板段差回避装置は、押圧するユニットローラ（以
下、ラッパーロールという。）を作動させる油圧シリン
ダのピストンロッドの収縮量が制御盤に記憶させてある
所定値よりも大きくなると、油圧ユニットを介して油圧
シリンダのピストンロッドを縮小させて押圧力を小さく
するが、ピストンロッドの縮小により押圧力が所定値よ
り小さくなると、歪ゲージがピストンロッドの収縮量を
検出して制御盤に送信してピストンロッドを伸長させて
押圧力を大きくするという繰返しを迅速に行って押圧力
と所定値との差を小さくするようにしたもので、ラッパ
ーロールによる押圧力が速やかに所定値になるので優れ
ている。しかしながら、これには、下記に説明するよう
な解決すべき課題がある。

【０００７】即ち、上記従来例に係るラッパーロール
は、軸受を介してフレーム（以下、ラッパーフレームと
いう。）に直に取付けられている関係上、ラッパーフレ
ームを揺動させる油圧シリンダのピストンロッドの伸縮
作動は油圧サーボシステムによって制御される。つま
り、ラッパーロールを支持するラッパーフレームを揺動
させる大容量の油圧シリンダを作動させるためには、高
応答かつ大容量（大型）の油圧サーボシステムを用いな
ければならず、設備費に関して不利になる。このような
課題を解消しようとすれば、例えば油圧シリンダをサー
ボ式にすれば良いと考えられる。しかしながら、油圧シ
リンダのピストンロッドの伸縮長は長く多量の作動油の
給排が必要で、太径のフレキシブルホースを使用しなけ
ればならず、サーボの応答性に悪影響（ホースの内径の
拡縮による。）を及ぼし、高応答性の確保が困難になる
ので、このような手段を採用することができない。

【０００８】従って、本発明の目的とするところは、油
圧システムが小型で、巻取り始めに生じるストリップの
板厚に起因する板段差を迅速に回避することを可能なら
しめる油圧式コイラーを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る油圧式コイラーが採用した
主たる手段は、回転可能に支持されてなる揺動支点軸４
により一端側が支持され、他端側にラッパーロール５が
設けられてなる複数のラッパーフレーム３をそれぞれ個
別の油圧シリンダ１により前記揺動支点軸４を支点とし
て揺動させ、ラッパーロール５によりホットストリップ
Ｓを押圧しながら、このホットストリップＳをマンドレ
ル６に巻取る油圧式コイラーにおいて、前記ラッパーフ
レーム３に設けられ、前記ラッパーロール５の両端部を
支持する軸受５ａ，５ａを支持するサーボシリンダ７，
７と、これらサーボシリンダ７，７に前記揺動支持軸４
から連通する作動油給排管８とを備えてなることを特徴
とする。

【００１０】また、本発明の請求項２に係る油圧式コイ
ラーが採用した主たる手段は、請求項１に記載の油圧式
コイラーにおいて、前記作動油給排管８が、金属製チュ
ーブからなることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】発明者等は、ストリップの巻数０
から所定の巻数になるまでラーパーフレームを揺動させ
る大容量の油圧シリンダをサーボ制御するのでなく、こ
の油圧シリンダを通常油圧制御とし、ラッパーロールだ
けをサーボ制御するようにすれば、ラッパーロールを作
動させるシリンダのストロークはストリップの板厚の２
倍＋α（余裕代）程度で良く、作動油の給排量が少なく
て済むので、作動油給排管を細径にすることが可能にな
る結果、油圧システムを小型化し得、しかもその応答性
を容易に良くすることができると考えて本発明をなした
ものである。

【００１２】以下、本発明の実施の形態に係る油圧式コ
イラーを、その全体構成説明図の図１と、ラッパーロー
ルを支持するラッパーフレームをマンドレル側から見た
正面図の図２と、図２のＡ−Ａ線断面図の図３と、スト
リップの初期段階における巻数に対するサーボシリンダ
のストローク変移との関係線図の図４とを参照しながら
説明すると、符号１，１，１は、それぞれシリンダ支持
ブラケット２，２，２に揺動可能に支持されてなるトラ
ニオン式の油圧シリンダで、これら油圧シリンダ１，
１，１のロッド１ａ，１ａ，１ａの先端は、後述するラ
ッパーフレーム３，３，３のそれぞれに枢着されてい
る。

【００１３】前記ラッパーフレーム３，３，３の一端側
は、マンドレル６の径方向の中心を中心とする円線上に
等配設され、かつ回転可能に支持されてなる３本の揺動
支点軸４，４，４でそれぞれ支持されると共に、前記マ
ンドレル６の外周面に対向する側に、ガイドフレームＧ
でガイドされて送込まれ、かつマンドレル６にコイル状
に巻付けられるストリップＳを押圧するラッパーロール
５，５，５が取付けられている。これらラッパーロール
５，５，５の両端部に外嵌されてなる軸受５ａはそれぞ
れサーボシリンダ７，７により、ストリップＳの板厚の
２倍＋α（余裕代）分だけマンドレル６に対して接近か
つ離反し得るように支持されている。

【００１４】前記サーボシリンダ７には、図２と図３と
に示すように、揺動支点軸４からサーボシリンダ７に作
動油を供給し、かつサーボシリンダ７から作動油を排出
する鋼管からなる一対の作動油給排管８，８が連通して
いる。そして、揺動支点軸４には作動油給排孔４ａ，４
ａが設けられており、これら作動油給排孔４ａ，４ａの
それぞれに作動油給排ホース９が接続されている。従っ
て、サーボシリンダ７には作動油給排ホース９、作動油
給排孔４ａ、作動油給排管８を介して作動油が供給され
る一方、サーボシリンダ７内の作動油は作動油給排管
８、作動油給排孔４ａ、作動油給排ホース９を介して排
出される。

【００１５】なお、揺動支点軸４とサーボシリンダ７と
の間を、鋼管からなる作動油給排管８で連通させること
ができるのは、揺動支点軸４にラッパーフレーム３が固
定されていて、ラッパーフレーム３の揺動角度の如何を
問わず揺動支点軸４とサーボシリンダ７との位置関係が
一定に保持され続ける構成になっているからである。

【００１６】このような作動油の給排により、ラッパー
ロール５は軸受５ａ，５ａを介してマンドレル６に対し
て接近し、かつ離反するようになっている。なお、符号
１０は冷却水給水管であって、この冷却水給水管１０に
は、冷却水給水ホース１１から給水される冷却水が揺動
支点軸４に設けられた冷却水給水および油圧シリンダ位
置検出信号配線孔４ｂを通して給水されるように構成さ
れている。なお、符号１２は潤滑油を給脂する給脂ホー
スであり、符号９ａ，１１ａ，１２ａはそれぞれスイベ
ルジョイントである。

【００１７】以下、上記構成になる油圧式コイラーの作
用態様を説明すると、それぞれの油圧シリンダ１，１，
１のロッド１ａ，１ａ，１ａの伸長により、ラッパーロ
ール５，５，５が所定の押圧力でマンドレル６に押圧さ
れ、図示しない熱間仕上圧延機から送給されるストリッ
プＳがガイドフレームＧでガイドされ、その先端部がラ
ッパーロール５とマンドレル６とで挟持されて巻取りが
開始される。そして、油圧シリンダ１，１，１は、マン
ドレル６に対するラッパーロール５，５，５による押圧
力が所定値になるように制御される。ところが、本実施
の形態に係る油圧式コイラーは、シルナックのようなシ
リンダ内蔵型位置検出器によるサーボシリンダ位置検出
と別のセンサによる板段差の検出による油圧システムか
らの作動油の給排で制御されるサーボシリンダ７，７に
よりラッパーロール５が、マンドレル６に対してストリ
ップＳの板厚の２倍＋α（余裕代）分だけ接近、かつ離
反し得るように構成されている。

【００１８】従って、図４に示すように、先ず巻始めで
は、ラッパーロール５はストリップＳの板厚（２ｍｍ）
の２倍にαを加えた分だけ急激に後退して板段差を吸収
し、その直後に接近して１巻が終了するまで同一の変移
量で維持されて、所定の押圧力でストリップＳを押圧し
続ける。そして、２巻目の巻き始め、３巻目の巻始めと
もに以上と同様の作動をする。勿論、３つのラッパーロ
ール５，５，５は全て同様である。このようにして、３
〜１０巻程度までストリップＳを巻取ると、ストリップ
Ｓの板段差の影響が少なくなるので、サーボシリンダ
７，７の制御を停止し、油圧シリンダ１，１，１のロッ
ド１ａ，１ａ，１ａをストリップＳの巻数が増加するの
に干渉しないように縮小させながら、ラッパーロール
５，５，５を開限まで移動させて最終巻数になるまで巻
取り、押圧条痕のないストリップＳのコイルを得ること
ができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る油圧式コイラー
を説明すると、外径×内径×ストロークが２２４ｍｍ×
１６０ｍｍ×１５００ｍｍの油圧シリンダ１を用いると
共に、外径×内径×ストロークが７５ｍｍ×６０ｍｍ×
３０ｍｍのサーボシリンダ７を用いた本実施例に係る油
圧式コイラーと、外径×内径×ストロークが２２４ｍｍ
×１６０ｍｍ×１５００ｍｍの油圧シリンダ１を従来例
と同様の油圧システムにより制御する油圧式コイラーと
の、ストリップＳの板段差を吸収するための給排油量を
比較をするために板厚が２ｍｍ、４ｍｍ，６ｍｍ，８ｍ
ｍ，１０ｍｍおよび１２ｍｍのストリップＳの巻取試験
を行った。１本の油圧シリンダと、２本のサーボシリン
ダとを、ストリップＳの板厚の２倍＋α（余裕代）分だ
け作動させるのに必要な作動油量を示すと、表１のとお
りである。

【００２０】

【表１】 上記表１によれば、作動油量は従来例の約１／７であ
り、油圧システムの容量は従来のそれの１／７で良いこ
とになる。また、本実施例では、一対の作動油給排管
８，８に鋼管を用いているので、作動油の圧力の変化に
よってほとんど拡縮せず、しかも作動油量が少なくて済
むことにより作動油給排管８を小径にすることができる
ので、サーボの応答性が優れている。

【００２１】従って、従来のように高応答かつ大容量
（大型）の油圧サーボシステムを用いる必要がなく、設
備費に関して有利になる。勿論、作動油給排管８，８に
従来のようなフレキシブルホースを採用したとしても、
フレキシブルホースを小径にすることができるので、油
圧システムの小型化、サーボの応答性の改善にそれなり
の効果がある。なお、サーボシリンダ７の内径を油圧シ
リンダ１の内径に比較して小径にし得るのは、油圧シリ
ンダ１がラッパーフレーム３とラッパーロール５とを作
動させなければならないのに対して、サーボシリンダ７
はラッパーロール５だけを作動させれば良いためであ
る。

【００２２】また、油圧シリンダ１のロッド１ａは、上
記のとおり、ストリップＳの巻数が増加するにつれて、
通常の油圧システムによりストリップの板厚に応じて縮
小されるが、ストリップＳの板段差を吸収するために油
圧シリンダ１のロッド１ａを迅速に伸縮させる必要がな
いので、通常の油圧システムの容量は従来の油圧サーボ
システムに比較して遙に小容量にすることができる。

【００２３】なお、以上では、３つのラッパーロール５
を有する油圧式コイラーを例として説明したが、ラッパ
ーロール５に相当する４つのユニットローラを有する従
来例に係るコイラーの板段差回避装置に対しても、本発
明の技術的思想を適用することができるから、ラッパー
ロール５の数には限定されるものではなく、技術的思想
を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在であ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
または２に係る油圧式コイラーによれば、ストリップの
板厚に起因する板段差を、従来のように油圧シリンダに
よりラッパーフレームを介してラッパーロールの押圧力
を調整することによって吸収するのではなく、ラッパー
ロールを支持する油圧シリンダよりも小型なサーボシリ
ンダによりラッパーロールのストロークを調整して吸収
する構成で、板段差の吸収に要する作動油量は少量で良
いので、油圧システムの小型化が可能になると共に、サ
ーボシリンダの作動油給排管を小径にすることができ、
圧力変動による作動油給排管の拡縮量が少なくて済むの
で、サーボの応答性も改善されるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る油圧式コイラーの全
体構成説明図である。

【図２】本発明の実施の形態に係り、ラッパーロールを
支持するラッパーフレームをマンドレル側から見た正面
図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ストリップの初期段階における巻数に対するサ
ーボシリンダのストローク変移との関係線図である。

【図５】従来例に係るコイラーおよびその板段差回避装
置を示す概略構成図である。

【図６】図５の要部拡大図である。

【符号の説明】

１…油圧シリンダ，１ａ…ロッド，２…シリンダ取付ブ
ラケット，３…ラッパーフレーム，４…揺動支点軸，４
ａ…作動油給排孔，４ｂ…冷却水給水および油圧シリン
ダ位置検出配線孔，５…ラッパーロール，５ａ…軸受，
６…マンドレル，７…サーボシリンダ，８…作動油給排
管，９…作動油給排ホース，９ａ…スイベルジョイン
ト，１０…冷却水給水管，１１…冷却水給水ホース，１
１ａ…スイベルジョイント，１２…給脂ホース，１２ａ
…スイベルジョイント。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に支持されてなる揺動支点軸４
   により一端側が支持され、他端側にラッパーロール５が
   設けられてなる複数のラッパーフレーム３をそれぞれ個
   別の油圧シリンダ１により前記揺動支点軸４を支点とし
   て揺動させ、ラッパーロール５によりホットストリップ
   Ｓを押圧しながら、このホットストリップＳをマンドレ
   ル６に巻取る油圧式コイラーにおいて、前記ラッパーフ
   レーム３に設けられ、前記ラッパーロール５の両端部を
   支持する軸受５ａ，５ａを支持するサーボシリンダ７，
   ７と、これらサーボシリンダ７，７に前記揺動支持軸４
   から連通する作動油給排管８とを備えてなることを特徴
   とする油圧式コイラー。
2. 【請求項２】 前記作動油給排管８が、金属製チューブ
   からなることを特徴とする請求項１に記載の油圧式コイ
   ラー。