(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に拡縮可能な複数のセグメントと、該複数のセグメントの拡縮に連動して昇降すると共に該複数のセグメントのうちいずれか一のセグメントとの間で鋼板を挟持可能なグリッパーと、を有するリール本体に鋼板が巻き取られるテンションリールであって、
少なくとも前記一のセグメントが、前記グリッパーとの間に挟持された前記板の先端に当接する当接面を有し、
前記リール本体の径方向への前記複数のセグメントの拡縮に伴って前記グリッパーが前記リール本体の径方向に昇降可能となるように、前記一のセグメントと前記グリッパーとが相互に面接触する接触面をそれぞれ有しており、
前記一のセグメントの接触面が、前記当接面の前記リール本体の中心に近い側で、前記板の挿入方向に関して前記当接面から奥部に向かって前記当接面から連続して形成されている
ことを特徴とするテンションリール。
【請求項２】
径方向に拡縮可能な複数のセグメントと、該複数のセグメントの拡縮に連動して昇降すると共に該複数のセグメントのうちいずれか一のセグメントとの間で鋼板を挟持可能なグリッパーと、を有するリール本体に鋼板が巻き取られるテンションリールであって、
少なくとも前記一のセグメントが、前記グリッパーとの間に挟持された前記板の先端に当接する当接面を有し、
前記リール本体の径方向への前記複数のセグメントの拡縮に伴って前記グリッパーが前記リール本体の径方向に昇降可能となるように、前記一のセグメントと前記グリッパーとが相互に接触する接触面をそれぞれ有しており、
前記一のセグメントの接触面が、前記当接面の前記リール本体の中心に近い側で、前記板の挿入方向に関して前記当接面から奥部に向かって前記当接面から連続して形成されており、
前記接触面が、
前記当接面から遠ざかるにつれて、前記リール本体の中心との距離が小さくなるものであって、
前記グリッパーの昇降方向と、前記当接面と前記接触面との連続点を前記リール本体の中心と同心の仮想円の接点とする接線との間の領域のうち、前記グリッパーの昇降方向と前記接線とのなす角度が鋭角となる側の領域で傾斜する傾斜面として形成されている
ことを特徴とするテンションリール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板などの板を巻き取り可能なテンションリールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リール本体の外周部に、リール本体の径方向に移動可能に設けられた複数のセグメント及び複数のグリッパーを有するテンションリールが知られている。この種のテンションリールには、セグメントとグリッパーとの間に鋼板の先端部を挿入可能な隙間が形成されている。そして、各セグメント及び各グリッパーを上記径方向に移動させて上記隙間を拡縮させることにより、鋼板の先端部を固定又は解放させることが可能である。より具体的には、（１）鋼板の巻き取り開始前の初期状態において、各セグメント及び各グリッパーを、リール本体の径内側方向に移動させる、（２）セグメントとグリッパーとの間に鋼板の先端部分付近を挟んで固定する、（３）各セグメント及び各グリッパーを、リール本体の径外側方向に移動させ、鋼板をグリッパーで固定した状態で鋼板の巻き取りを開始する、（４）鋼板の巻き取り後において、該鋼板をリール本体から抜き取る際、各セグメント及び各グリッパーを、リール本体の径内側方向に移動させる、などのように、それぞれの状況に応じた操作がなされる（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、各セグメントをリール本体の径方向に移動させるために用いられる油圧系統と、各グリッパーをリール本体の径方向に移動させるために用いられる油圧系統と、からなる油圧２系統によりリール本体の径を拡縮可能としたテンションリールが知られている。この種のテンションリールの場合、各セグメントを移動させるための油圧系統と、各グリッパーを移動させるための油圧系統とを、独立して設ける必要があるため、構造が複雑化するという問題がある。
【０００４】
これに対し、各セグメントと各グリッパーとを連動してリール本体の径方向に移動させるといった、油圧１系統のみの動力でリール本体の径を拡縮可能としたテンションリールであれば、テンションリールの構造を簡素化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平０４?０３３４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、油圧１系統の動力で構成されたテンションリールの場合、セグメントとグリッパーとの間に鋼板の先端部分付近を挟んで固定する部分の奥部にできた隙間に、鋼板の先端部分が挟まって引っ掛かってしまい、各セグメント及び各グリッパーが動作不能（すなわちリール本体が拡縮動作不能）に陥ることがある。この場合、巻き取られた鋼板を、リール本体から抜き取ることができなくなり、ひいては長時間にわたって設備を稼働できなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、リール本体の径方向への移動を上記１系統の動力で行いながらも、巻き取られた板をリール本体から巻き取ることが不可能となることを防止可能としたテンションリールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記課題を解決する本発明に係る第１のテンションリールは、径方向に拡縮可能な複数のセグメントと、該複数のセグメントの拡縮に連動して昇降すると共に該複数のセグメントのうちいずれか一のセグメントとの間で鋼板を挟持可能なグリッパーと、を有するリール本体に鋼板が巻き取られるテンションリールであって、少なくとも前記一のセグメントが、前記グリッパーとの間に挟持された前記板の先端に当接する当接面を有する。前記リール本体の径方向への前記複数のセグメントの拡縮に伴って前記グリッパーが前記リール本体の径方向に昇降可能となるように、前記一のセグメントと前記グリッパーとが相互に面接触する接触面をそれぞれ有しており、前記一のセグメントの接触面が、前記当接面の前記リール本体の中心に近い側で、前記板の挿入方向に関して前記当接面から奥部に向かって前記当接面から連続して形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記（１）の構成によれば、複数のセグメントのうち少なくとも一のセグメントに、この一のセグメントとグリッパーとの間において挟持される板の先端に当接する当接面を設けることにより、この一のセグメントとグリッパーとの間に挟持された板の先端が当接面よりも板の挿入方向奥部に入り込むことを防止することができる。従って、複数のセグメントとグリッパーとを１系統の動力（例えば油圧１系統又は空気圧１系統などの流体を用いた動力）で連動するように構成されたテンションリールにあっても、複数のセグメントの縮径時及びグリッパーの下降時において巻き取り後の板をリール本体から抜き取る際に、該板の先端部が上記奥部において上記一のセグメントとグリッパーとの間の隙間に引っ掛かってしまうということ（従来の欠点）を防止できる。その結果として、巻き取り後の板をリール本体から容易に抜き取ることができる。
また、上記（１）の構成によれば、板を一のセグメントとグリッパーとの間に挟持する際に、板の先端をセグメントとグリッパーとの接触面に接触させることなく、確実に当接部に当接させることができる。これにより、一のセグメントとグリッパーとの接触面に板の先端部が接触することによる該接触面の摩耗を防ぐことができ、従来よりもセグメント及びグリッパーの高寿命化を図ることができる。
【００１０】
なお、本発明中の「拡縮」とは、セグメントをリール本体の径方向に拡径と縮径とが連続して作動することのみならず、拡径と縮径とのうちいずれか一のみが行われることが含まれる。同様に「昇降」とは、グリッパーをリール本体の径方向に上昇と下降とが連続して作動することのみならず、上昇と下降とのうちいずれか一のみが行われることが含まれる。
【００１３】
（２）上記（１）のテンションリールにおいては、前記接触面が、前記当接面から遠ざかるにつれて、前記リール本体の中心との距離が小さくなるものであって、前記グリッパーの昇降方向と、前記当接面と前記接触面との連続点を前記リール本体の中心と同心の仮想円の接点とする接線との間の領域のうち、前記グリッパーの昇降方向と前記接線とのなす角度が鋭角となる側の領域で傾斜する傾斜面として形成されていることが好ましい。
【００１４】
上記（２）の構成によれば、複数のセグメントの拡縮動作及びグリッパーの昇降動作に追随して、グリッパーと一のセグメントとがお互いに摺動可能であるため、拡縮動作及び昇降動作を行っている際でもグリッパーと一のセグメントとの接触状態を維持することができる。したがって、セグメントの拡縮動作及びグリッパーの昇降動作を可能としつつも、板の先端部が上記奥部に入り込むことを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、テンションリールを１系統の動力で構成していても、セグメントに、セグメントとグリッパーとの間に挟持された板の先端に当接する当接面を設けることにより、セグメントとグリッパーとの間に挟持された板の先端が当接面よりも奥部に入り込むことを防止することが可能となる。すなわち、セグメント及びグリッパーの縮径時において巻き取り後の板をリール本体から抜き取る際、セグメントとグリッパーとで板の先端部分付近を挟んで固定した場合であっても、本発明においては、該固定する部分の板の挿入方向奥部において、該板が挟まり引っ掛かってしまうことがなく、巻き取り後の板をリール本体から容易に抜き取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るテンションリール６を適用した巻き取り装置１００の概略構成図である。
【図２】リール本体６０の構造を示す断面図であって、（ａ）は、各セグメント６３，６４が拡径するとともに、各グリッパー６５が上昇した状態を示し、（ｂ）は、各セグメント６３，６４が縮径するとともに、各グリッパー６５が下降した状態を示している。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）中のセグメント６３−１の周辺を拡大した図を示し、（ｂ）は、図２（ｂ）中のセグメント６３−１の周辺を拡大した図であって、セグメント６３−１及びグリッパー６５の間において鋼板１が挟持された状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１〜図３を参照しながら、本発明の一実施形態に係るテンションリールについて説明する。
【００１８】
[巻き取り装置の全体構成]
以下では、図１及び図２を参照しつつ、本実施形態に係るテンションリールを適用した巻き取り装置１００の全体構成について説明する。
【００１９】
図１に示すように、巻き取り装置１００において、鋼板１は、ブライドルロール２を経た後、デフロール４とタッチロール５との間を経て、カローゼル式のテンションリール６によって巻き取られる。
【００２０】
[テンションリールの構成]
テンションリール６は、リール本体６０と、このリール本体を回転させたり拡縮させたりするための駆動装置（図示せず）とを備えている。リール本体６０は、後述するセグメント６３及びグリッパー６５によって鋼板の先端を挟持したのちに、巻き取り軸６１を中心として鋼板１を巻き取り可能なものである。
【００２１】
[リール本体の構成]
以下では、図２及び図３を参照しつつ、リール本体６０の構成について説明する。なお、図２（ｂ）中に示す仮想線（破線）は、各セグメント６３−１〜６３−４，６４及び各グリッパー６５の拡径時において、各セグメント６３−１〜６３−４，６４の外周面６３−１ａ〜６３−４ａ，６４ｂを結んだ線を示している。また、図３（ｂ）において、図を分かり易くするために、セグメント６３−１及びグリッパー６５の間に挟持された鋼板１を斜線で示している。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、リール本体６０は、巻き取り軸６１を中心としてリール本体６０の周方向に沿って所定の間隔をおいて配置された４つのセグメント６３−１〜６３−４及び２つの補助セグメント６４と、各セグメント６３−１〜６３−４，６４よりもリール本体６０の径方向内側に配置されるとともに、巻き取り軸６１を中心としてリール本体６０に対称配置された２つのグリッパー６５と、リール本体６０の周方向に沿って所定の間隔をおいて配置された４つのウェッジ６６及び２つの補助ウェッジ６７と、巻き取り軸６１を取り囲む位置に配置されたドラム６８と、を備えている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、複数のセグメント６３は、リール本体６０の径方向に拡縮可能に構成されている。また、複数のセグメント６３の拡縮に連動して、グリッパー６５がリール本体６０の径方向に昇降可能に構成されている。これら複数のセグメント６３のうち特定のセグメント６３−１，６３−４は、グリッパー６５との間において鋼板１を挟持可能に構成されている。なお、以下では、各セグメント６３−１〜６３−４を区別しないで説明するときは、単にセグメント６３と表記する。また、上記の「特定のセグメント６３−１，６３−４」は、本発明の「一のセグメント」に相当する。
【００２４】
各セグメント６３，６４は、巻き取り軸６１を長手方向（図２の紙面前後方向）に移動させることに伴って、テ―パ状に形成された各ウェッジ６６，６７、及び、ドラム６８が上記長手方向に移動することによって、リール本体６０の径方向への各グリッパー６５の昇降と連動してリール本体６０の径方向に拡縮可能に構成されている。図２（ａ）に示すように、各セグメント６３，６４は、外周面６３−１ａ〜６３−４ａ，６４ａにおいて鋼板１をコイル状に巻き付け可能であって、内周面６３ｂ，６４ｂに隣接するように形成された凹状の溝６３ｃ，６４ｃを有している。
【００２５】
なお、各セグメント６３，６４の拡縮方向及び各グリッパー６５の昇降方向は、いずれも、リール本体６０の径方向への移動である点で同じであるが、本明細書では、各セグメント６３，６４のリール本体６０の径方向への移動を拡縮と称し、各グリッパー６５のリール本体６０の径方向への移動を昇降と称する。ここで、各グリッパー６５の昇降について、リール本体６０の径外側に向けた移動を上昇、リール本体６０の径内側に向けた移動を下降とする。
【００２６】
以下では、上記特定のセグメント６３−１，６３−４のうち、セグメント６３−１とグリッパー６５との間に鋼板１を挟持する例について、図３を参照しつつ説明する。図３（ｂ）に示すように、セグメント６３−１は、（１）内周面６３−１ｂの一部として形成され、セグメント６３−１とグリッパー６５との間に挟持された鋼板１の先端１ａを当接することが可能な当接面６３−１ｄと、（２）当接面６３−１ｄよりもリール本体６０の中心Ｐ（巻き取り軸６１の中心Ｐ、図２参照）に近い側で、鋼板１の挿入方向に関して当接面６３−１ｄよりも奥部に向かって当接面６３−１ｄから連続して形成されるとともに、グリッパー６５の接触面６５ｂと接触する接触面６３−１ｅと、を有している。
【００２７】
この接触面６３−１ｅは、当接面６３−１ｄから遠ざかるにつれて、リール本体６０の中心Ｐ（巻き取り軸６１の中心Ｐ）との距離が小さくなる傾斜面であって、グリッパー６５の昇降方向Ｘと、当接面６３−１ｄと接触面６３−１ｅとの連続点を、リール本体６０の中心Ｐ(巻き取り軸６１の中心Ｐ)と同心の仮想円Ｃ（図３（ｂ）中の二点鎖線）の接点ＰＣとする接線Ｌ（図３（ｂ）中の一点鎖線）との間の第１の領域ＷＡと第２の領域ＷＢとのうち、グリッパー６５の昇降方向と接線Ｌとのなす角度が鋭角となる側の第１の領域ＷＡで傾斜する傾斜面として形成されている。すなわち、接触面６３−１ｅは、図３（ｂ）でいえば、グリッパー６５の昇降方向Ｘから時計方向に接線Ｌまでの間（これが第１の領域ＷＡに相当する）において、当接面６３−１ｄから遠ざかるにつれて、リール本体６０の中心Ｐ（巻き取り軸６１の中心Ｐ）との距離が小さくなるように傾斜する傾斜面である。より詳しくは、接触面６３−１ｅの傾斜角は、セグメント６３−１の拡縮とグリッパー６５の昇降とが連動して行うことができる角度（グリッパー６５の昇降方向Ｘに対して図３の上から下に向けて紙面左下方向に傾斜する角度）であって、且つ、リール本体６０が拡径時及び縮径時のいずれにあってもセグメント６３−１とグリッパー６５との間に隙間ができないようにこれらが接触を維持できる角度（上記接線Ｌに対して図３の紙面下方に傾斜する角度）となるように構成されている。これにより、セグメント６３−１の拡縮とグリッパー６５の昇降とが連動して行われるに際して、グリッパー６５とセグメント６３−１とは、上記傾斜面を介して互いに摺動し、セグメント６３−１の拡縮及びグリッパー６５の昇降があった場合でも、接触面６３−１ｅ，６５ｂにおける接触状態を維持することが可能となる。なお、上記第１の領域ＷＡに位置する上記接触面６３−１ｅの好ましい傾斜角は、グリッパー６５の昇降方向にＸに対して３０〜３１度であり、最適角度は３０．４度である。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、セグメント６３−１には、グリッパー６５の付勢機構８０（詳細については後述する）と嵌合可能な嵌合部材７０が内蔵されている。なお、図３では、図示を省略したが、セグメント６３−４（図２参照）についても、同様の付勢機構８０が内蔵されている。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、各グリッパー６５は、油圧シリンダ（不図示）からの作動油の供給によって、各セグメント６３，６４と連動して昇降可能に構成されている。また、図３（ｂ）に示すように、各グリッパー６５は、セグメント６３−１の内周面６３−１ｂとの間で鋼板１を挟持可能な先端面６５ａと、該先端面６５ａの一部として形成され、セグメント６３−１の接触面６３−１ｅに平行な面であって、該接触面６３−１ｅと相互に接触する接触面６５ｂと、を有している。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、グリッパー６５には、セグメント６３−１の拡径時及びグリッパー６５の上昇時において、セグメント６３−１とグリッパー６５との間に鋼板１が挿入されていない状態で、セグメント６３−１の嵌合部材７０と嵌合する付勢機構８０が内蔵されている。該付勢機構８０は、鋼板１の挿入方向に対して略垂直な方向であって、外部からの操作によってセグメント６３−１の内周面６３−１ｂに向かう方向に付勢力を付与可能なバネ部材８０ａと、該バネ部材８０ａの付勢力を調整するためのボルト部材８０ｂと、を有している。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、各ウェッジ６６，６７は、先端部分６６ａ，６７ａを有している。また、各グリッパー６５の根元部分６５ｃ及び各ウェッジ６６，６７の根元部分６６ｂ，６７ｂは、ドラム６８に形成された溝６８ａに嵌合されている。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、リール本体６０（図１参照）において、各セグメント６３，６４の拡径時及び各グリッパー６５の上昇時には、各セグメント６３，６４の外周面６３ａ，６４ａを結んだ形状が、略真円状となっている。
【００３３】
[テンションリールによる巻き取り動作]
以下では、図２及び図３を参照しつつ、テンションリール６による鋼板１の巻き取り動作について説明する。
【００３４】
まず、図２（ｂ）に示すように、リール本体６０において、各セグメント６３，６４及び各グリッパー６５が連動してそれぞれが縮径及び下降した初期状態では、各セグメント６３，６４の溝６３ｃ，６４ｃの内面と各ウェッジ６６，６７の先端部分６６ａ，６７ａとが接触している。このとき、各セグメント６３とドラム６８との間において所定間隔の隙間が形成されているとともに、セグメント６３−１の内周面６３−１ｂ（図３（ｂ）参照）とグリッパー６５の先端面６５ａとの間において鋼板１を挿入可能な隙間が形成されている。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示すように、セグメント６３−１の内周面６３−１ｂとグリッパー６５の先端面６５ａとの間に挿入された鋼板１は、セグメント６３−１とグリッパー６５とによって挟持される。この状態では、鋼板１の先端１ａがセグメント６３−１の当接面６３−１ｄと当接しているとともに、鋼板１には、付勢機構８０によって鋼板１の挿入方向に対して略垂直な方向に付勢力が付与されている。これにより、セグメント６３−１とグリッパー６５との間において鋼板１を確実にグリップすることができ、セグメント６３−１とグリッパー６５との間から鋼板１が抜けることを防止することができる。
【００３６】
続いて、リール本体６０において、セグメント６３−１とグリッパー６５との間に鋼板１を挿入した状態で、各セグメント６３，６４及び各グリッパー６５が連動して拡径する。
【００３７】
続いて、巻き取り軸６１を中心としてリール本体６０が回転し、各セグメント６３，６４の外周面６３ａ，６４ａにおいて鋼板１がコイル状に巻き付けられる。
【００３８】
鋼板１の巻き付け終了後、リール本体６０において、各セグメント６３，６４が縮径するとともに、各グリッパー６５が下降する。
【００３９】
最後に、付勢機構８０によって鋼板１の挿入方向に対して略垂直な方向に付与されていた付勢力がなくなるように付勢機構８０の操作をした後、各セグメント６３，６４の外周面６３ａ，６４ａに巻き付けられた状態にあるコイル状の鋼板１を、リール本体６０の軸方向に沿って、リール本体６０から抜き取ることによって、テンションリール６からの鋼板１の巻き取り動作が完了する。
【００４０】
［テンションリールの特徴について］
本実施形態のテンションリール６の代表的な特徴を以下に列記する。
【００４１】
本実施形態では、セグメント６３，６４の拡縮とグリッパー６５の昇降とが連動して行われる油圧１系統のテンションリール６において、セグメント６３−１とグリッパー６５との間に挟持された鋼板１の先端１ａに当接する当接面６３−１ｄを設けるとともに、この当接面６３−１ｄから遠ざかるにつれてリール本体６０の中心Ｐ（巻き取り軸６１の中心Ｐ）との距離が小さくなるテーパ状の傾斜面（接触面６３−１ｅ）が形成されている。これにより、セグメント６３−１の拡縮動作及びグリッパー６５の昇降動作に追随して、グリッパー６５とセグメント６３−１とが互いに摺動するので、リール本体６０が拡径時及び縮径時のいずれにあるかにかかわらず、セグメント６３−１とグリッパー６５との間に隙間ができないように、セグメント６３−１とグリッパー６５との接触状態を維持することができる。すなわち、セグメント６３−１の拡縮とグリッパー６５の昇降とが連動して行われる油圧１系統とすることで複雑な構造とすることなく、鋼板１の先端部がセグメント６３−１及びグリッパー６５の奥部に入り込むことを確実に防止することができ、ひいては、リール本体６０に巻き取られた鋼板１をリール本体６０から抜き取ることができなることを防止することができる
【００４２】
しかも、セグメント６３−１とグリッパー６５との間に鋼板１を挟持する際に、鋼板１の先端１ａが衝突するのは、セグメント６３−１とグリッパー６５とが接触する接触面６３−１ｅとは別に形成された当接面６３−１ｄであるから、セグメント６３とグリッパー６５との接触面６３−１ｅ，６５ｂに鋼板１の先端１ａが接触することによる該接触面６３−１ｅ，６５ｂの摩耗を防ぐことができ、セグメント６３−１及びグリッパー６５の高寿命化を図ることができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４４】
なお、上述した実施形態においては、付勢機構８０にバネ部材８０ａを用いたが、これ以外にも、エアシリンダ及び油圧シリンダ等の流体アクチュエータ、または、ソレノイド及びコイル等を用いた電磁アクチュエータを使用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１    鋼板
１ａ    先端
２    ブライドルロール
４    デフロール
５    タッチロール
６    テンションリール
６０    リール本体
６１    巻き取り軸
６３、６３−１〜６３−４    セグメント
６３ａ    外周面
６３ｂ、６３−１ｂ    内周面
６３ｃ    溝
６３−１ｄ    当接面
６３−１ｅ    接触面
６４    補助セグメント
６４ａ    外周面
６４ｂ    内周面
６４ｃ    溝
６５    グリッパー
６５ａ    先端面
６５ｂ    接触面
６５ｃ    根元部分
６６    ウェッジ
６６ａ    先端部分
６６ｂ    根元部分
６７    補助ウェッジ
６７ａ    先端部分
６７ｂ    根元部分
６８    ドラム
６８ａ    溝
７０    嵌合部材
８０    付勢機構
８０ａ    バネ部材
８０ｂ    ボルト部材
１００    巻き取り装置
Ｃ    仮想円
Ｌ    接線
Ｐ    中心
ＰＣ    接点
【図１】
0005898890.tif 000002
【図２】
0005898890.tif 000003
【図３】
0005898890.tif 000004