JPS6117327A - ストリツプの張力発生方法及び装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ストリップに張力を加えて圧延又は曲げ伸張
する場合における、ストリップの張力発生方法及び装置
に係り、特にテンションプライドル式の張力発生方法及
び装置に関する。

〔発明の背景〕

帯状のストリップに張力を付与してストリップの加工を
行う例は、圧延、ストリップの曲げ伸張によるテンショ
ンレベリング、あるいはスケールブレーカ等多くの場合
に見られる。そしてストリップに張力を与える方法とし
ては、特開昭５３−１１８２２７号公報（以下公知例と
称す）に見られるように、曲げ伸張機の前後に２以上の
ローラを配置して各ローラにストリップを巻き付け、ロ
ーラとストリップとの間の摩擦力を利用して高い張力を
付与する、テンションプライドルとよばれる装置が用い
られる。な゛お、圧延あるいはテンションレベラの場合
には、上記公知例の曲げ伸張加工機の替りに１それぞれ
圧延機あるいはレペラが配置される。

これらの圧延あるいは前記公知例のメカニカルスケール
プレカでは、特に板厚の大きなストリップを扱う場合、
ストリップを大きく伸張させたいために、大きな張力を
ストリップに与えることが望まれる。

前記公知例では、プライドル装置で大きなテンションを
付与することが困難なため、中間プライドル等の装置を
設けることが提案されている。しかしながら、プライド
ル装置により大きな張力を与えることができれば、この
ような中間ブライドルローラは不要にな９、経済的な装
置を提供できる。即ち、スケールブレーカ−によりスト
リップに曲げ伸張率を１０９６以上発生させ得れば、ス
ケール母材との伸び破断率の差から、スケールにクラッ
クが発生し、スケールの７０〜８０チがスケールブレー
カの処理のみにて脱落し、しかもその後の酸洗特開も極
く短い時間（従来の１１５）で処理可能ヤある。それに
も拘らず、従来のスケールブレーカでのストリップの曲
げ伸張率はほぼ５チ以下に制限されている。これは次の
理由による。

スケールブレーカで処理されるストリップの寸法は、最
大のもので、板厚５咽、板幅１６５０ｍｍ程度である。

このように板厚が５ｍと厚いと、ブライドルローラ径は
、詳細を後述するごとく経験的に１６００１１ＩＩ１１
程度のものが用いられる。上記の板を５％曲げ伸張・す
るためのストリップ張力としては５０ｔｆが必要である
。しかるに、更に伸びを１０％程度に増加させるために
は、ストリップの伸びと張力とはほぼ比例する関係にあ
るから、１００ｔｆの大きな張力が必要となる。

一方、第６図に示すようにストリップ１０をローラ１２
に巻き付けて曲げると、ストリップ表面、　には３方向
の応力が発生する。即ち、ストリップの長手方向に張力
を付与すると、伸び歪みε□の発生と共に、板幅、及び
板厚方向にもそれぞれεｈ、εｈの歪みが発生する。こ
れらの歪の間には、次式が成立する。

、εｔ＋ｅｂ＋εｈ＝ｏ　　　　　　　　・・・・・・
（１）一般に塑性変形ではｔ　、　＝　ｇ　）でちるか
ら、板幅方向には・・＝　　６１’の歪みが発生する。

一方、長手方向の歪みεｔは、ローラ径をＤ１板厚をｈ
とすれば、 ε゛を中ｈ／ｌ）　　　　　　　　　　・・・・・・（
２）である。従って、 εｂ＋−ｈ／２Ｄ　　　　　　　　　・・・・・・（３
）となる。

ストリップの縦弾性係数をＥとすれば、ストリップ表面
の幅方向にはＢＩｂの応力σｂが発生する。

この応力がストリップの降伏応力σ、を越えると、板幅
方向にも塑性変形が生ずることがわかる。

第７図は、曲率半径Ｄ／２で曲げられるストリップの板
幅断面における板厚内釜位置の歪みεｂを示したもので
ある。しかし、実際には、ストリツブが長手方向に曲げ
られても、ストリップはローラに圧傍させられておム板
幅方向にはローラで規制された状態となっているため、
曲ることはできずに曲率零の状態と力っており、幅方向
歪みεｂは平面歪み状態で発生する。即ち、ストリップ
のローラと接触する側は負の歪み（−εｂ）、反対側は
正の歪みεｂとなる。Ｅεｂが材料の降伏応力σ、をこ
えると、ストリップ表面から塑性変形が生ずる。このよ
うに塑性変形が生ずると、第１図のロー２１２により曲
げられている内は幅方向には曲率零、即ち直線状となっ
ているが、矢印Ｂの方向に走行してロー２１２から放れ
ると、記号Ａで示すように彎曲変形する。この彎曲変形
が生するとストリップのブライドルローラ以降における
通板が大変なばかりでなく、特に、酸洗、めっき等の表
面処理の工程が引き続き行われる場合は、表面処理効果
の一様性を確保する上で問題である。特にローラの径が
小さくなると、（３）式に示すととくεｂが大きくなり
、彎曲変形が生じやすい。そこで、ＥＥ’ｂを弾性限界
内に抑えるには、ローラ径を以下のように選定する必要
がある。

より ここで、Ｅ＝２１０００喫、ｈ＝５−σ１＝３２胸／゛
−２とすれば、（５）式よりｐ＝１６４０闘と力る。

以上のように、ブライドルローラ径は、板厚５闘のもの
を処理する場合前記した如（１６００ｍｍ程度のものが
使用されており、従来は高曲げ伸張率のストリップブレ
ーカが実用化されていなかった。

しかし、このようにブライドルローラ径が大になると発
生させる張力とローラ半径の積が、駆動トルクとなるか
ら、ローラ径に比例して駆動トルクが増大し、駆動系の
設備が膨大なものと々る。

〔発明の目的〕

本発明は、ストリップに張力を与えるローラ径を小さく
することができるストリップの張力発生方法及び装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、ストリップが巻付けられつつ通過すこのロー
ラが曲げた方向とは反対方向にストリップを曲げ直し、
前記２以上のローラによって生じたストリップの彎曲変
形を修正するようにし、前記２以上のローラの径を小さ
くできるように構成したものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係るストリップの張力発生方法及び装置の好ま
しい実施例を、添付図面に従って詳説する。

第１図は、本発明に係るス）　ＩＪツブの張力発生方法
及び装置の原理を示したものである。第１図においてス
トリップ１０は、１対のプライドルローラ１４．１６に
巻付けられ、このブライドルローラ１４．１６を通過し
た後、プライドルロー２１６のストリップ送り出し側に
おいて、ブライドルローラ１６に近接して設けた曲げロ
ー２１８により、ブライドルローラ１６が曲げた方向と
は逆の方向に曲げられる。

ストリップ１０は、ブライドルローラ１６により第２図
に示すように曲率Ｋｌ　　（ローラ半径Ｒ１とすればＫ
ｔ　＝１／Ｒ１）まで曲げられる。そして、ブライドル
ローラ１６のストリップ送り出し位証において、曲げモ
ーメン）Ｍを解放するとＭ＝０で、板幅方向の残留曲率
に′が発生し、板は彎曲する。そこで第１図に示すごと
くブライドルローラ１６のストリップ送り出し側に、プ
ライドルロー２１６に近接して曲げロー２１８を設け、
第２図に示すように曲率に２ｔで逆方向に曲げ修正する
。この曲げロー２１８より出たところでは、ストリップ
１０はスプリングバックにより曲率に＝０となり、彎曲
変形が修正され、プライドルロー９１４．１６を小径化
することができる。なお、Ｋｌとに２の関係は一般にＫ
ｓ＞Ｋｓとなる。

以上のように、本発明では小径のブライドルローラを採
用するが、これＫより生ずる板幅方向の彎曲変形は、ブ
ライドルローラ１６の直後に設けた曲げローラ１８によ
り曲げ修正するので、この曲げロー２１８以降では、板
は彎曲しておらず、正常なストリップの通板が可能とな
る。

また、曲げロー２１８を設けたことにより、次のような
付加的効果も同時に得られる。即ち、１つのプライドル
ロー２で発生させ得る張力は下式％式％ ここに、σ０は入側張力、σ１は出側張力、θは巻付は
角度、μは摩擦係数である。この（６）式よシ巻付は角
度θが犬となれば、発生させ得る張力σ１を大きくする
ことができる。従って、ブライドルローラ１６のストリ
ップ送り出し側に設けた曲げローラ１８により、巻付は
角度がΔθだけ増加し、張力σ１を大きくすることがで
きる。

即ち、従来曲げロー２１８がない場合の巻付は角度θ２
は一般に２２０度であったのに対し、曲げロー２１８の
設置により巻付は角度は増加分Δθ＝３０度増加する。

σ１／σ０は、μ＝　０．１５とすれば、（６）式によ
り従来σ１／σｏ＝、７・７８であっだのに対し、本実
施例のものはσ１／σ０＝、９２３に増加する。即ち、
１本のローラでの張力発生倍率を増加させ得る効果を有
する。

なお、第１図のブライドルローラ１６の径を小さくする
と、張力σ０とσ１との合力によりローラが撓むが、ブ
ライドルローラ１６を従来のように中空構成にせず、中
実の一体ロー２とすれば、張力に対する強度の面の問題
は十分に解決できる。

第３図は、本発明に係る張力発生装置の具体例を示した
ものである。あ３図において圧延機のスタンド２０には
、上作業ロー２２２と下作業ロー２２４とが設けられて
おり、ストリップ１０を圧延できるようになっている。

そして、スタンド２０のストリップ１０人側（第３図に
おいて左側）には入側ブライドルローラ２６．２８，３
０゜３２が配設され、出側には出側ブライドルローラ３
４．３６，３８，４０が配設されている。入側ブライド
ルローラ２８．３２と出側プライドルロー２３６．４０
とのストリップ送り出し側にはそれぞれベンデング装置
の曲げローラ４２，４４゜４６．４８が設けである。

入側ブライドルローラ２６．２８，３０．３２の動力伝
達系統は、各々の駆動軸に設けられる歯車５０，５２，
５４．５６の噛合い、及びこれを更に集合する歯車５８
，６０の噛合いＫよシ、一つの軸に集合し、方向変換用
傘歯車６２に接続する。出側ブライドルローラ３４，３
６．３８゜４０の動力伝達系統は、入側と同様に歯車６
４゜６６．６８．７０の噛み合い、更に集合させる歯車
７２．７４により一つの軸に集谷し、傘歯車７６に接続
する。そして、入側と出側のプライドルロールに対する
動力は、モータ６８にょシ与えられる。また、入側と出
側とのプライドル間の張力は、差動歯車７８を保持する
ケース８ｏに取り付けた歯車８２を、ピニオン８４を介
してモータ８６により駆動し、とのモータ８６のトルク
を制御することによシ与えられる。

曲げローラの圧下機構即ち、ベンデング装置は、曲げロ
ー２４８を例に採って示した第４図のととくなっている
。プライドルロー２３８．４０は、軸受箱８８等によシ
架台９０に取り付けである。

そして、出側ブライドルローラ４０に対する曲げロー２
４８は、ブラケット９２に取シ付けたビン９４を介して
アーム９６に設けられ、シリンダ９８を圧下することに
より、ストリップ１０をブライドルローラ４０と逆方向
に曲げる。シリンダ９Ｂは、架台９０に設けられたビン
１００、アーム９６に設けられたビン１０２により支持
される。

叫げローラ４８の圧下量の調整は、架台９０に設けられ
るブラケット１０４に対し、スクリュ１０６を上下に調
整することにより行われる。勿論、このスクリュ１０６
は、図示しない板厚検出器により板厚を検出し、図示し
ない制御装置を介してモータ等の駆動装置を駆動するこ
とにより、自動的に調整することも可能である。なお、
板厚があまり変化しないときは、この調整が不要なこと
は勿論である。

なお、曲げローラは、すべてのフ゛ライドルローラのス
トリップ送り出し側に設けられていない。

この理由は、例えば入側ブライドルローラ２６と入側プ
ライドル２苧とは、ローラ間の距離が短かいので、この
間ではストリップ１０の板幅方向彎曲変形が生じ難いの
で不要なためである。

これは、第５図に示すような５本のロー？１０８゜１１
０．１１２，１１４，１１６により構成される縦型ブラ
イドルローラのものに対しても同様である。即ち、プラ
イドルロー２１０８〜１１６までの間では、間隔が狭い
ので彎曲変形が生じ難い。

このよう々場合に・は、曲げロー２１１８をストリップ
１０の取出側のローラ１１６の出側に設けるのみでよい
。また、曲げロー２１１８の曲げ効果を上けるために、
補助ロー２、２０を設けてもよい。

上記実施例により、例えば厚みが５ｍｍ、板厚が１６５
０ｍ５のストリップに張力を与えるとすると、入側ブラ
イドルローラ２６．２８，３０．３２と出側ブライドル
ローラ３４，３６，３８．４０は従来の約半分の径、即
ち、直径７５０簡の中実ローラが使用される。このよう
にローラ径が小さいため、第６図に示すようにプライド
ルロー２の出側では、ストリップ１０の板幅方向に彎曲
変形が生ず′る。そこで、ストリップ１０を曲げローラ
４２．４４．４６．４８により、プライドルローニア２
８．３２，３６．４０とは逆方向に曲げる作業を行い、
板幅方向に発生する彎曲変形を修正する。このように、
本実施例においては、ブライドルローラの径を小さくで
きるので、従来の２倍の張力を与えても、駆動トルクは
従来のものと同じ程度にすることができ、設備費がロー
ラ径を小さくした公安価にできる。

なお、前記実施例においては、入側と出側とのプライド
ル間に圧延機を配置したものを示したが、前記公知例に
示されるような千鳥状にローラを配置したデスケーラを
配設し、ストリップを曲げ伸張してストリップの表面に
固着しているスケニル　　　　　−゛を破砕することも
可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればストリップに張力
を付与するローラの直径を小さくするととができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るストリップの張力発生方法及び張
力発生装置の原理を示す説明図、第２図はス）　ＩＪツ
ブが受ける曲率の例を示す図、第３図は本発明に係るス
）　ＩＪツブの張力発生装置の実施例の構成図、第４図
は曲げローラの圧下機構の実施例の構成図、第５図は本
発明に係るストリップの張力発生装置の他の実施例を示
す説明図、第６図は小径ブライドルローラによるストリ
ップの彎曲菱形の説明図、第７図は小径プライドルロー
ルにおいてストリップの板幅方向の断面内における応力
と壺みとの発生状況を示す説明図である。 １０・・・ストリップ、１４．１６・・・ブライドルロ
ーラ、１８，４２，４４，４６，４８，１１８・・・曲
げローラ、２６，２８，３０，３２・・・入側ブライド
ルローラ、３４，３６，３８，４０・・・出側ブライド
ルローラ、９６・・・アーム、９Ｂ・・・シリンダ、１
０４・・・ブラケット、１ｏ６・・・スクリュ、１２゜
・・・補助ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ストリップを２以上の駆動されるローラに巻きつけ
   、ローラ表面とストリップ表面との接触摩擦により張力
   を発生させるストリップの張力発生方法において、前記
   ローラの少なくとも１つの前記ストリップを送り出す側
   において、このローラが曲げた方向とは逆方向に前記ス
   トリップを曲げ直すことを特徴とするストリップの張力
   発生方法。 ２、前記ストリップの曲げ直しは、前記２以上のローラ
   の前記ストリップが最後に通過するローラの送り出し部
   近傍において行うことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のストリップの張力発生方法。 ３、前記ストリップの曲げ直しは、ストリップの板厚に
   対応して曲げ量を変えることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載のストリップの張力発生方法
   。 ４、ストリップが巻きつけられつつ通過する２以上のロ
   ーラと、これらのローラを回転駆動する駆動源とを備え
   たストリップの張力発生装置において、前記ローラの少
   なくとも１つの前記ストリップの送り出し側に、このロ
   ーラが曲げた方向とは逆方向に前記ストリップを曲げる
   曲げローラを有するベンディング装置を設けたことを特
   徴とするストリップの張力発生装置。 ５、前記ベンディング装置は、前記２以上のローラの前
   記ストリップが最後に通過するローラの送り出し部近傍
   に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
   載のストリップの張力発生装置。 ６、前記ベンディング装置は、前記曲げローラを任意の
   位置に維持する位置決め手段と、前記曲げローラを前記
   ストリップに圧接させる曲げ力付与手段とを備えたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の
   ストリップの張力発生装置。 ７、前記ベンディング装置は、前記２以上のローラを通
   過するストリップの板厚を検出する板厚検出器と、この
   板厚検出器の検出信号に基づき前記位置決め手段の前記
   曲げローラを維持する位置を変える制御手段とを備えた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載のストリ
   ップの張力発生装置。