(57)【要約】【課題】メンテナンス性を向上させながら、鋼帯Ｋの品質不良の発生を抑制することができるスイング装置を提供すること。【解決手段】スイング装置３０は、レール３Ｘの外側においてループカー２０の走行方向に向かって回転可能に設置された旋回軸３１と、旋回軸３１に軸支され、ループカー２０に押圧されて回転する弾性回転体３２と、レール３Ｘの外側においてループカー２０の走行方向に向かって回転可能に設置され、スイングロール１１の一方側を保持するロール保持部材３４と、ロール保持部材３４に取り付けられ、旋回軸３１の回転によりロール保持部材３４及びスイングロール１１が回転するように、旋回軸３１とロール保持部材３４とを連結する連結部材３６と、を有し、弾性回転体３２は、空気を充填したエアータイヤと略同一の弾性を有するエアレスタイヤからなる。【選択図】図１
2020075254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯をループ状に保持する保持ロールを載置したループカーがレール上方を走行した際、鋼帯を支持するスイングロールをレール上方に移動させるスイング装置であって、
前記レールの外側において前記ループカーの走行方向に向かって回転可能に設置された旋回軸と、
前記旋回軸に軸支され、前記ループカーに押圧されて回転する弾性回転体と、
前記レールの外側において前記ループカーの走行方向に向かって回転可能に設置され、前記スイングロールの一方側を保持するロール保持部材と、
前記ロール保持部材に取り付けられ、前記旋回軸の回転により前記ロール保持部材及び前記スイングロールが回転するように、前記旋回軸と前記ロール保持部材とを連結する連結部材と、
を有し、
前記弾性回転体は、空気を充填したエアータイヤと略同一の弾性を有するエアレスタイヤからなる
ことを特徴とするスイング装置。
【請求項２】
前記弾性回転体は、周方向において均一の弾性力を有することを特徴とする請求項１に記載のスイング装置。
【請求項３】
前記弾性回転体は、内部にウレタンを充填したウレタンタイヤからなることを特徴とする請求項１または２に記載のスイング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯を支持するスイングロールを旋回させるスイング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯の表面に付着した被膜を除去するため、酸洗設備において鋼帯を酸洗槽に浸す酸洗が行われる。この酸洗設備にエンドレスで鋼帯の酸洗がなされるように、酸洗設備より上流側の入側設備において、先行する鋼帯の尾端と後行する鋼帯の先端とが溶接される。入側設備で鋼帯が溶接されている最中であっても、酸洗設備において鋼帯の走行が停止することなく酸洗を行うために、酸洗設備には鋼帯をバッファするループセクションが設けられている。
【０００３】
ループセクションには、鋼帯をループ状に保持する複数の固定ロールと、固定ロールに対してレールに沿って移動可能であって固定ロールから延びる鋼帯をループ状に保持する複数のループカーとが設置されている。そして、鋼帯が溶接されている最中には、ループカーが固定ロールへ近づくように移動し、バッファしている鋼帯が酸洗槽に供給される。一方、鋼帯の溶接が完了して入側設備からの鋼帯の供給が再開されたとき、ループカーが固定ロールから離れるように移動し、再びループセクションに鋼帯がバッファされる。
【０００４】
固定ロールとループカーとの間には、鋼帯の下側をサポートするスイングロールが設けられている。ループカーが固定ロールから離れるように移動したとき、スイングロールがレール上に設置されるように旋回し、ループカーが固定ロールへ近づくとき、スイングロールがレール上から撤去されるように旋回する。
【０００５】
このスイングロールの旋回動作は、ループカーでリンクを介して旋回動作させるリンク方式を用いて行われる（たとえば特許文献１参照）。特許文献１には、ループカー側に凹状の案内ガイドが設けられ、レールの脇にはスイングロールを回転可能に軸支した支柱が設けられている。支柱には、ループカーの移動に応じて案内ガイドからにガイドされるレバーが開閉ロッド（リンク）を介して接続されている。そして、ループカーの移動に伴いスイングロールが旋回動作を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−９２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方式では、レバーの摩耗等による脱落やリンクの破断等が発生するという問題がある。そこで、ループカーでタイヤを回転させ、スイングロールを旋回させるタイヤ式を採用することが考えられる。タイヤ式については、リンクレス構造のため、適正内部圧力保持もしくは外周摩耗等のタイヤの品質管理を厳格に行えば、品質不良やタイヤ旋回軸折損トラブル等を防ぐことができる。
【０００８】
しかしながら、タイヤが空気を充填したエアータイヤからなる場合、リムとタイヤとの隙間からエア抜けが生じる。すると、スイングロールが旋回しない、もしくは旋回量が不足しているといった旋回不良が生じる原因になり、鋼帯に品質不良が発生する可能性が生じる。一方、エア抜けを考慮して予め内部圧力を高くしておくと、旋回軸に過剰な負荷が掛かり、スイング装置の故障の原因になるという問題がある。このように、エアー圧力の維持管理が困難であり、メンテナンス性が悪く、品質不良が生じる可能性がある。
【０００９】
本発明は、これら課題を解決し、メンテナンス性を向上させるとともに、鋼帯の品質低下を抑制することができるスイング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、これら課題を解決するために以下の構成を有する。
（１）鋼帯をループ状に保持する保持ロールを載置したループカーがレール上方を走行した際、鋼帯を支持するスイングロールをレール上方に移動させるスイング装置であって、
前記レールの外側において前記ループカーの走行方向に向かって回転可能に設置された旋回軸と、
前記旋回軸に軸支され、前記ループカーに押圧されて回転する弾性回転体と、
前記レールの外側において前記ループカーの走行方向に向かって回転可能に設置され、前記スイングロールの一方側を保持するロール保持部材と、
前記ロール保持部材に取り付けられ、前記旋回軸の回転により前記ロール保持部材及び前記スイングロールが回転するように、前記旋回軸と前記ロール保持部材とを連結する連結部材と、
を有し、
前記弾性回転体は、空気を充填したエアータイヤと略同一の弾性を有するエアレスタイヤからなる
ことを特徴とするスイング装置。
（２）前記弾性回転体は、周方向において均一の弾性力を有することを特徴とする（１）に記載のスイング装置。
（３）  前記弾性回転体は、内部にウレタンを充填したウレタンタイヤからなることを特徴とする（１）または（２）に記載のスイング装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弾性回転体が、空気を充填したエアータイヤと略同一の弾性を有するエアレスタイヤからなることにより、内部圧力が経時変化の発生がなくなるため、弾性回転体の圧力変動による旋回不良を抑制するとともに、弾性変形不足による旋回軸へ過大な負荷が掛かるのを防止し、弾性回転体の内部圧力を指定圧力にするためのメンテナンス作業の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のスイング装置を用いた酸洗ライン１の一例を示す模式図である。
【図２】図１の酸洗ライン１における中央設備３に一例を示す模式図である。
【図３】本発明のスイング装置の好ましい実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明のスイング装置の好ましい実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明のスイング装置の好ましい実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明のスイング装置の好ましい実施形態を示す模式図である。
【図７】図３〜図６のスイング装置３０における旋回軸３１および弾性回転体３２の一例を示す斜視図である。
【図８】図３〜図６のスイング装置３０における旋回軸３１および弾性回転体３２の一例を示す模式図である。
【図９】図３〜図６のスイング装置３０における旋回軸３１および弾性回転体３２の一例を示す模式図である。
【図１０】スイングロール１１の未旋回の状態を示す模式図である。
【図１１】スイングロール１１の旋回不良の状態を示す模式図である。
【図１２】鋼帯Ｋが傾き斜めに当たることでスイングロールが削れる様子を示す模式図である。
【図１３】弾性回転体３２としてエアータイヤとウレタンタイヤとを用いた場合に旋回軸３１に加わる曲げ応力の測定結果を示すグラフである。
【図１４】弾性回転体３２としてエアータイヤとウレタンタイヤとを用いた場合に旋回軸３１に加わる曲げ応力の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のスイング装置の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明のスイング装置を用いた酸洗ライン１の一例を示す模式図である。図１の酸洗ライン１は、鋼帯Ｋを巻回した鋼板コイル同士を溶接する入側設備２と、入側設備２から供給される鋼帯Ｋを酸洗いして表面のスケールを落とす中央設備３と、中央設備３において酸洗された鋼帯Ｋの点検と出荷する寸法に切断する出側設備４とを備える。
【００１４】
入側設備２は、例えば熱間圧延されたコイル状の鋼帯Ｋを保持する複数のペイオフリール２Ａと、複数のペイオフリール２Ａから供給される鋼帯のうち、先行する鋼帯Ｋの尾端と後行する鋼帯Ｋの先端とを溶接する溶接機（ウェルダー）２Ｂとを有する。そして、溶接機２Ｂにより溶接された鋼帯Ｋが入側設備２から中央設備３へ回転ロール２Ｃ等を介して連続して供給されることになる。
【００１５】
中央設備３は、入側設備２から供給される鋼帯Ｋを酸洗する酸洗槽３Ａと、酸洗槽３Ａに供給する鋼帯ＫをバッファするループセクションＬＳとを有する。出側設備４は、酸洗された鋼帯Ｋの幅端をトリミングするサイドトリマー４Ａと、サイドトリマー４Ａによりトリミングされた鋼帯Ｋを巻取るテンションリール４Ｂと、鋼帯Ｋがテンションリール４Ｂで巻き取られる際に鋼帯Ｋをコイル単体に高速で分割するフライングシャー４Ｃとを備え、鋼帯Ｋは回転ロール４Ｄに支持されながら走行していく。
【００１６】
上述のように、入側設備２において鋼帯Ｋ同士を溶接している期間は、入側設備２での鋼帯Ｋの走行が停止し、中央設備３への鋼帯Ｋの供給が停止する。一方、中央設備３においては、入側設備２において溶接作業が行われている最中であっても、鋼帯Ｋの走行が止まらず一定速度で酸洗槽３Ａを通る。そこで、中央設備３の酸洗槽３Ａの前後には、鋼帯Ｋの走行距離を調整するためのループセクションＬＳが形成されており、階層構造のループセクションＬＳにおいて鋼帯Ｋを貯めるような構造になっている。
【００１７】
図２は、図１の酸洗ライン１における中央設備３に一例を示す模式図である。なお、図１に示すように、中央設備３のループセクションＬＳは、例えば酸洗槽３Ａの上流側と下流側の双方に設けられている。図１及び図２のループセクションＬＳは、所定の位置に固定され、鋼帯Ｋをループ状に折り返すように保持した複数の固定ロール３Ｂと、各固定ロール３Ｂに対してそれぞれ方向に移動可能に配置され、鋼帯Ｋをループ状に保持する複数のループカー２０とを有する。
【００１８】
そして、入側設備２において溶接が行われている際、ループカー２０が固定ロール３Ｂに近づく方向に移動することにより、ループセクションＬＳにおける鋼帯Ｋのバッファが消費されて、鋼帯Ｋが酸洗槽３Ａへ一定速度で供給され続ける。また、鋼帯Ｋの溶接が完了して入側設備２から鋼帯Ｋの供給が再開されると、ループカー２０が固定ロール３Ｂから離れる方向に移動し、鋼帯ＫがループセクションＬＳにおいてバッファされることになる。このように、固定ロール３Ｂとループカー２０との距離が変化することにより、鋼帯ＫをループセクションＬＳから払い出し、もしくはループセクションＬＳ内に溜め込んで、酸洗槽３Ａに供給される鋼帯Ｋを停止させないようにしている。
【００１９】
ループセクションＬＳには、鋼帯Ｋを下側から支持する複数のスイングロール１１及び複数のサポートロール１２が設けられている。スイングロール１１はループ状の鋼帯Ｋのうち、上側の鋼帯Ｋを支持するものであり、サポートロール１２は、ループ状の鋼帯Ｋのうち、下側の鋼帯Ｋを支持するものである。そして、スイングロール１１は、ループカー２０の走行の邪魔にならないように、スイング装置３０によってループカー２０の移動に伴い、レールの上方を旋回動作するように設置されている。
【００２０】
図３〜図６は、本発明のスイング装置の好ましい実施形態を示す模式図である。なお、図３及び図４はスイングロール１１がレール３Ｘの外側に退避した状態を示しており、図５及び図６はスイングロール１１がレール３Ｘの上方において鋼帯Ｋを支持するように位置決めされた状態を示している。
【００２１】
図３〜図６に示すように、固定ロール３Ｂとループカー２０との間にはレール３Ｘが設置されており、ループカー２０は、レール３Ｘに沿って水平方向（矢印Ｘ方向）に移動する。そして、スイングロール１１は旋回してレール３Ｘの上部に設置されるものであり、サポートロール１２はレール３Ｘで挟まれた空間内に設置されている。
【００２２】
ループカー２０は、台車部２１と、台車部２１上に載置され、鋼帯Ｋをループ状に保持する保持ロール２２と、台車部２１の側面に設けられ、レール３Ｘより側方に突出した突出部２３とを有する。台車部２１には、車輪を有しておりレール３Ｘ上を移動する基台２１Ａと、走行中にループ状の上側の鋼帯Ｋを下から支持する上方支持ロール２１Ｂと、走行中にループ状の下側の鋼帯Ｋを下から支持する下方支持ロール２１Ｃとが設けられている。ループカー２０は、例えば電動でレール３Ｘ上を水平方向（矢印Ｘ方向）に移動する。また、上方支持ロール２１Ｂ及び下方支持ロール２１Ｃは、基台２１Ａの固定ロール３Ｂ側に設けられている。
【００２３】
スイングロール１１は、レール３Ｘの外側に設置されたスイング装置３０に旋回可能に保持されている。スイング装置３０は、ループカー２０の水平方向（矢印Ｘ方向）の移動したときに、ループカー２０に接触することにより、スイングロール１１を旋回させるものである。スイング装置３０は、鋼帯Ｋの幅方向（矢印Ｙ方向）に互いに対向するように設置されているとともに、鋼帯Ｋの長手方向（矢印Ｘ方向）に複数並んで設置されている。各スイング装置３０は、旋回軸３１と、旋回軸３１に取り付けられた弾性回転体３２と、スイングロール１１を保持するロール保持部材３４と、旋回軸３１とロール保持部材３４とを連結する連結部材３６と、とを備える。
【００２４】
図７は、図３〜図６のスイング装置３０における旋回軸３１および弾性回転体３２の一例を示す斜視図であり、図８及び図９は、図３〜図６のスイング装置３０における旋回軸３１および弾性回転体３２の一例を示す模式図である。図７〜図９に示すように、旋回軸３１は、レール３Ｘの外側であって、ループカー２０の走行方向（矢印Ｘ方向）に向かう方向へ回転するように設置されている。弾性回転体３２は、旋回軸３１に回転可能に軸支されており、ループカー２０の突出部２３に押圧されて回転する。また、旋回軸３１には第１ギア３３が固定されている。
【００２５】
ロール保持部材３４は、レール３Ｘの外側であって、ループカー２０の走行方向（矢印Ｘ方向）へ回転可能にするように設置されている。ロール保持部材３４の側面には、スイングロール１１の一方側が固定されており、ロール保持部材３４が回転するとスイングロール１１も回転する。またロール保持部材３４には第２ギア３５が固定されている。
【００２６】
連結部材３６は、例えばチェーンからなっており、旋回軸３１側の第１ギア３３と、ロール保持部材３４側の第２ギア３５とを連結する。そして、旋回軸３１及び第１ギア３３が回転すると連結部材３６が回転し、連結部材３６が回転すると第２ギア３５及びロール保持部材３４が回転する。これにより、スイングロール１１が搖動するようになる。
【００２７】
上述のように、弾性回転体３２は、旋回軸３１に回転可能に軸支されており、ループカー２０の突出部２３に押圧されて回転する。ここで、突出部２３は、走行方向（矢印Ｘ方向）の前方及び後方に形成された傾斜面２３ａ、２３ｃと、傾斜面２３ａ、２３ｃに挟まれた平坦面２３ｂとを有する。そして、ループカー２０が水平方向（矢印Ｘ方向）に移動したとき、弾性回転体３２は、はじめに傾斜面２３ａ、２３ｃに接触した後、続けて平坦面２３ｂから押圧されながら回転していくことになる。
【００２８】
次に、図３〜図９を参照してスイング装置３０の動作例について説明する。まず、図３及び図４のループカー２０の位置で稼働している状態のとき、ループカー２０よりも後方のスイングロール１１は、レール３Ｘ上から退避しており、レール３Ｘの外側おいて保持されている。そして、鋼帯Ｋのバッファ（距離）を確保するとき、ループカー２０がスイング装置３０側（矢印Ｘ１方向）に向かって移動する。すると、ループカー２０の突出部の傾斜面２３ａが弾性回転体３２に当たり、弾性回転体３２は突出部２３との摩擦によって回転する。この弾性回転体３２の回転に同期して旋回軸３１および第１ギア３３が回転し、連結部材３６、第２ギア３５及びロール保持部材３４が回転して、スイングロール１１がレール３Ｘ上に向かって搖動する。また、図５および図６に示した状態から鋼帯Ｋのバッファを掃き出す場合、ループカー２０が矢印Ｘ２方向に移動し、スイングロール１１がレール３Ｘ上から退避するように搖動する（図３及び図４参照）。
【００２９】
このように、弾性回転体３２がループカー２０の突出部２３に押圧されることにより、スイングロール１１が旋回する。この弾性回転体３２は、空気を充填したエアータイヤと略同一の弾性を有するエアレスタイヤからなっている。これにより、メンテナンス性を向上させながら、鋼帯Ｋの品質異常の発生を抑制することができる。
【００３０】
すなわち、従来のように、弾性回転体３２として内部が空気で充填されたエアータイヤが用いられている場合、弾性回転体３２は突出部２３に押圧されて回転するものであるため、内部圧力を所定の圧力に保つ必要がある。特に、エアータイヤのエアー圧力が基準より下回っている場合、弾性回転体３２が滑って回転せず、図１０のようなスイングロールの未旋回の状態もしくは図１１のようなスイングロールの旋回不良の状態が生じる。スイング装置３０によるスイングロール１１の旋回動作に旋回不良や未旋回が生じると、図１２に示すように、鋼帯Ｋが傾き斜めに当たることでスイングロール１１が削れ、ゴム屑ＤＴ等の付着の要因になる。このロール疵やゴム屑の付着が品質異常に直結する。
【００３１】
一方、エアータイヤの内部圧力を高くすると、旋回軸３１への負荷が大きくなるため、旋回軸３１が折損するトラブルが発生する可能性がある。また、リンク式への改造更新は設備コストがかかること、またリンクピン脱落・破断等の対策が講じることができない。
【００３２】
これを防止するためには、弾性回転体３２の内部圧力に対する定期的なエアー管理が必要になる。例えばエアータイヤを用いる場合、エアータイヤの内部圧力を一定（例えば２ｋｇ／ｃｍ２）に保つ必要がある。エアータイヤの内部圧力が低くなるとスイングロール１１の旋回不良等が発生し（図１０及び図１１参照）、鋼板の品質トラブルにつながってしまう。このため、例えば２か月周期の定期メンテナンス時に空気圧の測定・補充を行っている。しかしながら、スイング装置３０の設備点数が多く、定修間で圧力低下による作動不良を起こすことがある。
【００３３】
そこで、トラックのタイヤ圧監視に使われている市販の無線式圧力モニター装置とＣＭＳ監視装置を組み合わせる事により圧力を常時監視することが考えられる。しかしながら、バッテリーの問題およびデータ無線伝送等の課題が多く実用化には至らない。
【００３４】
タイヤのエアー管理を無くすために、エアレスタイヤを用いることが考えられる。スイング装置３０の弾性回転体３２に求められる最も重要な指標はクッション性である。そこで、弾性回転体３２は、空気を充填したエアータイヤと略同一の弾性を有するエアレスタイヤからなるようにした。このようなエアレスタイヤとして、内部にゴム、スポンジもしくはゲル状物質等が充填されたスポークタイヤ、ソリッドタイヤ、ウレタンタイヤなどがあげられる。特に、上述したエアレスタイヤのうち、弾性回転体３２は内部圧力を任意に調整可能なウレタンタイヤからなっていることが好ましい。
【００３５】
さらに、弾性回転体３２には周方向においてほぼ同一の圧力が求められる。周方向において圧力に差があると、反発係数が変わり、スイング装置３０の旋回不良になったり旋回軸３１が破損するおそれがある。なお、ウレタンタイヤの場合、内部に指定圧力までウレタンを注入しても周方向において内部圧力が均一になることがわかった。
【００３６】
このように、弾性回転体３２としてエアータイヤと略同一の弾性を有するエアレスタイヤを用いることにより、現状使用中のタイヤにウレタン等の充填物を注入するのみで使用可能となるため、設備の改造が不要である。また、納期が短くてコストが安く、ウレタン等の充填物の注入量は可変であるため、圧力をみながら任意の指定圧力に設定することができる。また、タイヤとリムの隙間からエア抜けが抜ける等の問題がなく使用中の内部圧力変動はないため、メンテナンスフリーであり、圧力の監視が不要になる。さらに、弾性回転体３２の取替は外周の摩耗に依存するが、操業時の摩耗量は小さい為、結果的に半永久的に使うことができる。
【００３７】
特に、ウレタンタイヤは、水分による品質の低下はなく、約１５０℃程度の耐熱性を有しているため、中央設備３に設置しても操業上の問題はない。また、オフラインでクッション性を評価したとき、油圧ジャッキでエアータイヤとウレタンタイヤの潰し代を測定した結果、ほぼ同等であった。さらに、図１３及び図１４は、弾性回転体３２としてエアータイヤとウレタンタイヤとを用いた場合に旋回軸３１に加わる曲げ応力の測定結果を示すグラフである。図１３及び図１４に示すように、エアー式とウレタン式のクッション性を評価するため旋回軸３１に加わる曲げ応力を測定した結果、差異がなく、ウレタンの内部圧力は全方向で均一であるといえる。このように、エアー式と比べて、管理不要となるためマンパワーの削減、突発交換削減、再検査費用削減、歩留まり改善等の効果を奏する。
【符号の説明】
【００３８】
１  酸洗ライン
２  入側設備
２Ａ  ペイオフリール
２Ｂ  溶接機（ウェルダー）
２Ｃ  ロール
３  中央設備
３Ａ  酸洗槽
３Ｂ  固定ロール
３Ｘ  レール
４  出側設備
４Ａ  サイドトリマー
４Ｂ  テンションリール
４Ｃ  フライングシャー
１１  スイングロール
１２  サポートロール
２０  ループカー
２１  台車部
２１Ａ  基台
２１Ｂ  上方支持ロール
２１Ｃ  下方支持ロール
２２  保持ロール
２３  突出部
２３ａ  傾斜面
２３ａ、２３ｃ  傾斜面
２３ｂ  平坦面
３０  スイング装置
３１  旋回軸
３２  弾性回転体
３４  ロール保持部材
３６  連結部材
Ｋ  鋼帯
ＬＳ  ループセクション
【図１】
2020075254.tif 000003
【図２】
2020075254.tif 000004
【図３】
2020075254.tif 000005
【図４】
2020075254.tif 000006
【図５】
2020075254.tif 000007
【図６】
2020075254.tif 000008
【図７】
2020075254.tif 000009
【図８】
2020075254.tif 000010
【図９】
2020075254.tif 000011
【図１０】
2020075254.tif 000012
【図１１】
2020075254.tif 000013
【図１２】
2020075254.tif 000014
【図１３】
2020075254.tif 000015
【図１４】
2020075254.tif 000016