JPS6096323A - ダウンコイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、帯状板材を巻取るダウンコイラの改良に関す
る。

各種帯状板材を巻取る巻取機の一種としてダウンコイラ
がある。このダウンコイラは、例えば以下に述べる如く
、圧延機で圧延された帯状板材（以下、ストリップと込
う）の巻取シなどに用いられる。

通常、連続式熱間帯鋼圧延機（ホラトス）　ＩＪシッフ
ル）において圧延されたホットストリップは高温状態で
ダウンコイラでコイル状に巻取られ、その後次工程へ送
られる。

近年、巻取るホラトス）　ＩＪツブが広幅化及び厚肉化
すると共に、高張力鋼のス）　ＩＪツブを含めますます
高速で巻取る等ダウンコイラの運転条件が次第に厳しく
なっている。そのため、ダウンヲィラはその構成部材の
強度、剛性を増大すると共にますます大型化している。

構成部材の中でも特に巻付ローラフレームユニットニ関
しては、その重量が５〜６トンに達するものもある。

第１図乃至第４図には、従来のダウンコイラの−例の主
要部の中央正面断面、そのＡ−Ａ矢視、平面及びコイル
巻始め部の状態である第１図中の８部拡大をそれぞれ示
しである。

これらの図に基づきダウンコイラの構成及び機能の概要
を説明する。（、 図中、１は巻取マンドレル、２は巻取マンドレルの外周
に並設された複数組（例示の場合は３組）の巻付ローラ
フレームユニットで、巻付ローラ３、円形ガイド４、対
向する一対の巻付ローラブロック５、巻付ローラ３用の
一対のバネ式緩衝装置６、一対の揺動フレーム７、該フ
レーム押付用シリンダ８、フレーム７間に取付けられ前
記シリンダ８が連結される連結ビーム９、一対のギャッ
プ設定装置１０、連結用ビーム１１及び共通軸棒１２で
構成され、該軸棒１２の両端部でコイラハウジング１３
に軸受１３ａを介し揺動自在に枢着されている。また、
巻付ｐ−ラ３は、ローラブロック５に回転自在に軸支さ
れておシ、ローラブロック５は揺動フレーム７に若干の
隙間尤を置いてそれぞれ揺動可能にビン１４を介して枢
着されている。ギャップ設定装置１０はそれぞれテンシ
ョンパー１５及び流体式緩衝装置１６を介してビーム１
７に摺動自在に貫設され、該ビーム１７両端は第３図に
示す如く、一対の案内駒１８に回動自在に軸支されて、
コイラハウジング１３内側に突設した案内溝１９に摺動
自在に係合すると共に、該案内駒１８は、コイラハウジ
ング１３に固設した一対の電動ジヤツキ２０にビン２１
連結されている。これらジヤツキ２０は同調軸２２で連
結されている。

なお、図中、２３はハウジング連結ビーム、２４はビン
チロール、２５はホットストリップ、２はストリップ進
行方向を示す。さらに葦だ図示しな−いが、各巻付ロー
ラ３及び巻取りマンドレル１は電動機によシ駆動される
。

従って、ピンチ日−ル２４に案内されたストリップ２５
は、あらかじめ巻取板厚に対応した隙間に設定された巻
取マンドレル１と巻付ローラ３及び円形ガイド４の隙間
へ導入され、押付シリン７８で圧着されながら矢印Ｙ方
向にコイル状に巻取られる。各巻付ローラフレームユニ
ット２は前記押付シリンダ８によシ適当な押圧力でスト
リップ２５を圧着しながらコイル外径の増大に追従して
外方へ拡大（後退）する。

ここで、マンドレル１上のストリップ２５先端部２５ａ
は第４図に示す如く、巻取９２層目以降はス）　ＩＪッ
デ先端厚さだけ押圧されて変形し、板幅方向（紙面にた
いし垂直方向）に段差を生じ、巻始めの数層では、該部
分２５ａが巻付ローラ３を通過するごとに、該巻付ロー
ラ３はコイルの半径方向へビン１４を支点にローラブロ
ック５を介して極めて短時間に押退けられる。巻取り始
めのストリップ通板速度は、例えば、板厚２．３■の場
合７２０即−１板厚２５■で３００　ｒｎ／、１ていど
であるが、前記巻付ローラ３の押退は時の移動速度は・
極めて速く、すなわち、その加速度が極めて大きく、そ
の撃力は、例えば１８０トンに達する場合がある。この
撃力は、薄板巻取９時の方が巻付速度が速いため、低速
巻取シの厚板の場合よシむしろ大きい場合がある。従っ
て、前記撃力に対処するため、揺動フレーム７には緩衝
装置６が装着されているが、この緩衝装置６だけで完全
にこの撃力を吸収できない場合が発生すると、第１図中
のギャップｔが零となシ、ローラブロック５の背面が揺
動フレーム７に挿着され、ローラブロック５は揺動フレ
ーム７と一体的に軸棒１２の軸心を中心に揺動するが、
この場合の撃力は、巻付ローラフレームユニット２のｓ
ｅｔ成部材の弾性変形と前記緩衝装置６で吸収されるこ
とになる。

従って、巻付ローラフレームユニット２の各構成部材３
，４，５，６，７，９．１２は頑丈な構造とせざるを得
なくな如、この結果重量の増大を来たし、それによシ更
に撃力が増大してしまうという悪循環の繰シ返しとなっ
ている。さらにまた、広幅、厚板、高張力鋼材等を巻取
るためには、巻付ローラ３の押付力も増大し、例示の装
置の如く単一の押付シリン／８で連結ビーム９の中央部
を介して押力を付与する場合には、該連結ビーム９は極
めて重量の重い頑丈な部材とする必要がある。一方、前
記揺動フレーム７が撃力によシ揺動する場合、ギャップ
設定装置１゜のテンションパー１５への撃カバ、テンシ
ョンパー１５に設けた緩衝装置１６の封入油を図示しな
い油圧回路内のアキュムレータへ逃がすことによシ、吸
収されるが、前記押付シリンダ８の押付力に抗して、揺
動フレーム７に追従して後退（巻付マンドレル１外周か
ら離脱する方向への移動）する必要があ多連結ビーム１
１も頑丈なものとする必要があシ、これも重量増加の一
因となる。従って、前記ス）　ＩＪツブ先先端兼差部２
５ａ前記撃力にほぼ等しい力で巻付ローラ３によシ叩か
れ、ストリップ表面にはヘッドエンドマークと呼ばれる
疵が発生し、巻取られたコイルの巻始め部の数層は品質
不良となシ圧延製品歩留シを低下させると共に、ダウン
コイラの設備がコスト高となる等の欠点が生じていた。

そこで、その対策として、従来は、電気−油圧サーが制
御システムを導入し、ストリップ先端によシ生じる段差
部での撃力の発生を防止するだめ該段差部が巻付ローラ
３に到達する前に、該巻付ローラを所要量（板厚よシ若
干大きい寸法）だけ後退させ、該巻付ローラ部を段差部
が通過後直ちに巻取られたコイルの外表面へ前記巻付ロ
ーラを押付ける１、急速開閉位置制御手段が採用されて
いる。ところが、前記電気−油圧サーが制御装置では、
巻付ローラの位置検出器（例えばロータリ式検出器）を
始めストリップの位置測定トリガー用検出器等数多くの
検出器をコイラハウジング１３又はその内側区域に取付
ける必要があるが、これらの区域は、高温、多湿に加え
冷却水及び微細なスケール粉の飛散、振動発生、ならび
に、取付スペースの狭隘等極めて悪条件の雰囲気である
ため、前記各検出器の寿命が低下すると共に点検保守に
多大の労力と時間を要し、生産性の低下と保守費の増大
を来たす等の欠点があった。

本発明は、前記欠点を解消し、構造簡単、かツ、軽量々
巻付ローラフレームユニットにより、その慣性負荷及び
撃力を軽減すると共に、巻付ローラの急速開閉動作の即
応性を高め、ストリップのヘッドエンドマークを防止可
能ガダウンコイラを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の構成は、巻取マンドレルに
巻付けられる帯状板材を巻取マンドレルに押付ける巻付
ローラを具える複数の揺動フレームを揺動可能に支持し
、前記巻付ローラに前記帯状板材側への押付力を付与す
るフレーム揺動用シリンダを各揺動フレームに連結して
設け、前記フレーム揺動用シリンダと別途設けられた位
置制御用シリンダ、サー？バルブ等ヲ直列に連通して液
圧回路を構成し、巻取マンドレルへの帯状板材の巻取状
況に応じて前記揺動フレームを揺動して前記巻付ローラ
の位置を制御すべく前記サーがバルブによシ前記位置制
御用シリンダ、フレーム揺動用シリンダへの油圧を制御
する制御手段を装備してなることを特徴とする。

以下、本発明に係るダウンコイラを図面に示す一実施例
に基づき詳細に説明する。

第５図には一実施例に係るダウンコイラの正面に沿う中
央断面の概略を示し、第６図にはそのＣ−Ｃ矢視を示し
、第７図には当該ダウンコイラの油圧回路を示しである
。なお、構成の説明にあた夛、第１〜３図に示した従来
のダウンコイラにおける部材と同一の部材は同一符号を
もって示し、その説明は省略する。

図示の如く複数組の巻付ローラフレームユニット３０（
例示のものは３組）は、ストリップ２５の左右両側に対
向して並設された一対のサイドフレーム３１と該サイド
フレームの上部を連結する軸棒１２と下部を連結するビ
ーム部材３２ならびに円形ガイド４からなる剛体枠状の
揺動フレーム３３と、サイドフレーム３１に軸受３ａを
介して回転自在に軸支される巻付ローラ３とで構成され
、コイラハウジング１３の軸受１３ａに前記軸棒１２の
両端を介して揺動自在に軸支される。一方、前記サイド
フレーム３１の先端部には、コイラハウジング連結ビー
ム２３にトラニオン取付けされた一対の両ロッド形液圧
式フレーム揺動用シリンダ３４の一方のピストンロッド
３４ａ端がピン３５で連結されている。フレーム揺動用
シリンダ３４の反対側ピストンロッドは自由トなってい
る。一対のフレーム揺動用シリンダ３４の作動によシ巻
付ローラフレームユニット３０は軸棒１２を支点として
巻取マンドレル１に対し揺動する。コイラハウジング１
３に近接して基台３７上には、前記揺動シリンダ３４と
同一ピストン行程体積を有する第三の両ロッド形液圧式
位置制御用シリンダ３６が固設される。この位置制御用
シリンダ３６の一方のピストンロッド３６ａの端部側に
おいて基台３７上にはりニヤ形位置検出器（例えば、イ
ンダクトシン（商品名））３８が設置される。

又、このピストンロッド３６ｍが所定のストローク突出
（第７図においては左方向）した場合に、ピストンロッ
ド３６ａが当接してそれを検出するリミットスイッチ３
９が基台３７側に設けである。これらによって　巻付ロ
ーラフレームユニット３０が後退下限位置にあることが
検出される。前記一対のフレーム揺動用シリンダ３４と
この位置制御用シリンダ３６はサーがバルブ４０を含む
直列の油圧回路を構成している。

サーがバルブ４０は油の流れる方向が切換えられるよう
になっておシ、管路４６，４９を介して位置制御用シリ
ンダ３６、一方のフレーム揺動用シリンダ３４に接続し
、又管路５０　、５１を介して油タンク４２及び油タン
ク４２につながる油圧ポンプ４１につながっている。又
、サーがバルブ４０は制御手段としての電気−油圧サー
が制御装置４３を介し演算器４４の出力側へ接続される
。なお、前記サーがバルブは位置制御シリンダ３６に近
接した位置に設けることが望ましい。また図中、４７は
位置制御用シリンダ３６とフレーム揺動用シリンダ３４
とをつなぐ管路、４８は二つのフレーム揺動用シリンダ
３４同士を直列につなぐ管路である。

次に、上記構成のダウンコイラにおけ゛るストリップ巻
取９時の巻付ローラフレームユニット３０の作動につい
て説明する。

先ず、巻取シ開始に先立って、巻取マンドレル１の拡大
位置と各巻付ローラ３が当接する位置での位置制御シリ
ンダ３６のピストンロッド３６ａの変位をＩＪ　ニヤ形
位置検出器３８で読み取シ、この値を零点に設定する。

つぎに、ストリップ板厚相当分、マンドレル１と各巻付
ローラ３間に隙間を設定する必要があるが、これは、演
算器４４に入力４５として巻取マンドレル径、巻付ロー
ラ径、ピンチロール径、板厚、ストリップ通板速度をイ
ンプットすることによシ、ダウン；イラの各構成部材の
寸法から位置制御シリンダ３６０所要変位量（ストロー
ク）が容易に演算され、その設定信号が電気−油圧サー
が制御装置４３へ送られ、サーがバルブ４０が作動され
各フレーム揺動用シリンダ３４が所定量揺動され、前記
隙間が設定される。つまシサーがバルブ４０が作動され
ると、前記設定変位量に相当する油量の作動油が、例え
ば、図示の如く管路４６がら位置制御シリンダ３６のピ
ストン３６ｂの一方の側へ供給され、ピストン３６ｂを
矢印ａ方向へ移動させると同時に、前記流入量と同量の
油量が管路４７から一方のフレーム揺動用シリンダ（図
中左側のシリンダ）３４に流入しピストン３４ｂを矢印
す方向へ移動せしめると共に、同量の油が管路４８から
他のフレーム揺動用シリンダ（図中右側のもの）３４へ
流入し、かつ同量の油が管路４９を経てサー？パルｆ４
０のＴポートから管路５０を経て油タンク４２へ戻る。

その結果、左右のピストンロッド３４亀は同期速度で矢
印す方向へ巻付ローラフレームユニット３０を移動させ
る。すなわち該ローラフレームユニット３０は、軸棒１
２の軸心を支点として揺動し、巻付ローラ３がマンドレ
ル１から設定量だけ後退（離脱）する。かくて、所定の
隙間が容易に設定できる。

ここで、サーがバルブ４０のスプールを切替えるとサー
がバルブ４０からの作動油は、管路４９を経て図中右側
のシリンダ３４へ供給され、前記と逆経路で位置制御用
シリンダ３６及びサーがバルブ４０のＴポートから油タ
ンク４２へ戻シ、巻付ローラフレームユニット３０は前
記と逆方向に揺動させることができる。

つｆｆＫ、ビンチロール２４によシストリップ２５をマ
ンドレル１へ導入し、巻取りを開始し、マンドレル上の
ストリップコイル径が増大するにつれて一対のフレーム
揺動用シリンダ３４は、第７図中、ｂ方向へ、追従しな
がら同期速度で移動（後退）シ、各巻付ローラフレーム
ユニット３０は円滑に揺動拡大する。

ここで、前記と同様にピンチロール（下側ロール）２４
でのストリップ２５先端通過時のタイミングを起点とし
て、その後のストリップ通過長さ、各巻付ローラ３に到
達する送少長さ、巻取りス）　ＩＪツブ量、巻取コイル
外径等を、演算器４４にインプットし、所要の制御信号
を、電気−油圧サーが制御装置４３へ送ることにより、
前記ス）　ＩＪツブ先先端兼差部２５ａ、各巻付ローラ
３に到達する前に板厚相当量分、該巻付ロー５３のフレ
ームユニット３０を後退させ、通過後直ちに該巻付ロー
ラ３をス）　ＩＪＪツブ５に押漬する如く巻付ローラフ
レームユニット３０を急速開閉位置制御することによシ
、容易にヘッドエンドマークを防止できる。かくて、ス
トリップを数層巻取シ後、巻取シ張力が十分確立されれ
ば、巻付ローラフレームユニットはｊｔｌコイル径よシ
若干大きい位置、すなわち後退限位置まで後退し巻取シ
が完了する。

以上は、位置制御作用について述べたが、巻取シ中の巻
付ローラの押付力は適宜設定する必要があシ、これは、
油圧ポンプ４１に圧力調整装置（図示せず）を設け、各
シリンダ連結管路の要所に圧力検出器（圧力発信器）（
図示せず）を設置し、その検出信号を演算器４４を介し
所要の圧力制御信号として電気−油圧サー？制御装置４
３へ送る事によシ容易実施可能であるため、以下説明は
省略する。

以上の説明から明らかな如く本発明の装置を使用すれば
下記の利点がある。すなわち、（１）揺動フレームのサ
イドフレームに直接揺動シリンダを取付けることによシ
、サイドフレームの補強部材を従来装置の如く高強度、
高剛性とする必要がなくその結果、該部材の重量軽減が
可能、かつ構造簡単とな）設備費が安価となると共に巻
取シローラユニットフレームの揺動時の慣性モーメント
低減による位置制御の即応性が増大する。

（２）従来装置における機械的な巻付ローラ用ギャップ
設定装置が不要となシ、重量軽減及び設備費低減が可能
である。

（３）巻付ローラ位置検出器が、環境条件の悪いコイラ
ハウジングから離れた位置に設置できるので、耐用寿命
が大巾に向上し、かつ、保守点検の容易さと相まって制
御系の信頼性が向上する。

（４）　ストリップ先端による段付部での巻付ローラの
押退は防止のため、急速開閉制御を行うので該段付部で
の撃力が大巾に減少で′＠石た、めストリップのヘッド
エンドマークの発生がなくなシ圧延製品の歩留シが向上
する。

（５）　巻付ローラフレームユニットの位置検出用とし
て、従来装置において使用されていた高価なロータリ式
位置検出器の代シに安価なりニヤ式検出器を使用できる
ので設備費の低減ができる。

（６）揺動シリンダは前記第（１）項に示す如く揺動フ
レームの両側に設置されるため、従来装置ニくラヘ、巻
付ローラフレームユニットノ中が極めて容易となる。

（力　一対の揺動シリンダは同期作動するため、巻付ロ
ーラフレームユニットの揺動が従来の強度部材を必要と
しないため、前記第（１）項の効果と相乗し、揺動部材
の重量軽減と慣性負荷軽減に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の〆ウンコイラの正面に沿う中央断面図、
第２図はそのＡ−Ａ矢視図、第３図は平面図、第４図は
第１図中のＢ部拡大図、第５図は本発明の一実施例に係
るダウンコイラの正面に沿う中央断面図、第６図はその
Ｃ−Ｃ矢視図、第７図はその油圧回路図である。 図面中、 １は巻取マンドレル、 ３は巻付ローラ、 １２は軸棒、 ２５はストリップ、 ３０は巻付ローラフレーム二ニット、 ３１はサイドフレーム、 ３３は揺動フレーム、 ３４は両ロンド形液圧式フレーム揺動用シリンダ、３６
は両ロンド形液圧式位置制御用シリンダ、３８はリニヤ
形位置検出器、 ３９はリミットスイッチ、 ４０はサーがバルブ、 ４３は電気−油圧サーが制御装置、 ４４は演算器である。 特許出願人 三菱重工業株式会社 復代理人 弁理士光　石　士　部（他１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 巻取マンドレルに巻付けられる帯状板材を巻取マンドレ
   ルに押付ける巻付ローラを具える複数の揺動フレームを
   揺動可能に支持し、前記巻付ローラに前記帯状板材側へ
   の押付力を付与するフレーム揺動用シリンダを各揺動フ
   レームに連結して設け、前記フレーム揺動用シリンダと
   別途設けられた位置制御用シリンダ、サーがパルプ等を
   直列に連通して液圧回路を構成し、巻取マンドレルへの
   帯状板材の巻取状況に応じて前記揺動フレームを揺動し
   て前記巻付ローラの位置を制御すべく前記サーがパルプ
   によシ前記位置制御用シリンダ、フレーム揺動用シリン
   ダへの油圧を制御する制御手段を装備してなることを特
   徴とするダウンコイラ。