(57)【要約】【課題】巻き取った金属帯の内周部に発生する形状欠陥を防止できる巻き取り用ゴムスリーブを提供する。【解決手段】ゴムスリーブの内部にゴムスリーブの軸方向に平行に伸びている、一定の断面形状を有した空洞部を設け、該空洞部の断面形状の上面側を円弧状としその円弧と前記ゴムスリーブの外周部の円弧とをゴムスリーブ中心軸と直交する同心円とし、該空洞部の内部圧力を調整可能とし、好ましくは、前記空洞部にエアーチューブを埋設し、さらに前記空洞部内のエアー圧（ｐ）を０≦ｐ≦１００ｋＰａの範囲で調整可能とする。【選択図】　　図３
2004034041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯の巻き取り装置を構成するマンドレルの外周に外装してその上に金属帯を巻き取るゴムスリーブであって、該ゴムスリーブの内部にゴムスリーブの軸方向に平行に伸びている、一定の断面形状を有した空洞部を設け、該空洞部の断面形状の上面側を円弧状としその円弧と前記ゴムスリーブの外周面の円弧とをゴムスリーブの中心軸と直交する同心円をなすように配置し、該空洞部の内部圧力を調整可能としたことを特徴とする金属帯の巻き取り用ゴムスリーブ。
【請求項２】
前記空洞部にエアーチューブを設けたことを特徴とする請求項１記載の金属帯の巻き取り用ゴムスリーブ。
【請求項３】
前記空洞部内のエアー圧（ｐ）を０≦ｐ≦１００ｋＰａの範囲で調整可能とした請求項１または２に記載の金属帯の巻き取り用ゴムスリーブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯、特に鋼帯の巻き取り装置を構成するマンドレル外周部に外装される金属帯巻き取り用ゴムスリーブに関し、巻き取った金属帯の内周部に発生する形状欠陥の発生が防止可能なゴムスリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯の巻き取り装置を使用して金属帯、例えば鋼帯（以下、鋼帯で代表し、単にストリップと称する）を巻き取る際には、マンドレル外周部に弾性体ゴムから成るスリーブ　（以下、単に「ゴムスリーブ」という）　を外装した巻き取り方法が一般的である。この方法により巻き取られたストリップは、ストリップ最先端部分が２巻目以降に重なり合うことによりトップマーク（エンドマークとも称される）といった凸状の腰折れが発生し、製品歩留を低下させる要因となっている。
【０００３】
また、その傾向はストリップの板厚が厚い程、凸状の腰折れがきつくなる傾向を示し、近年の需要家からの品質要求の高度化に伴い、このような欠陥を防止するための種々の手段が提案されている。
【０００４】
▲１▼特開平７−９０２９号公報に開示されている方法は、鋼帯巻き取りリールおよびそれを用いて鋼帯を巻き取る際に、巻き取りリールに装着したゴムスリーブの一部に空洞部を設けて鋼帯の先端を空洞部上に位置合わせして巻き取ることにより空洞部付近に板厚相当部分だけ沈みこませ段差のない状態にして巻き取ることでトップマークを防止する方法である。開示内容１という。
【０００５】
▲２▼特開平９−２０６８３０号公報に開示されいる任意変形構造を有するリールマーク防止用ゴムスリーブの場合、ゴムスリーブの内部に周囲より軟質なゴムを埋め込むことにより巻き取り時に任意変形が可能な構造として、鋼帯先端の折れ曲がり及びゴムスリーブの局部的な損傷を防止する方法である。開示内容２という。
【０００６】
▲３▼特開平７−　８０５４３号公報に開示されている金属ストリップの巻き取り方法と装置では、マンドレルの外周に装入されたゴムスリーブの一部に設けた空洞部とその空洞部内部の圧力を板厚に応じて任意調整可能とすることでトップマークを軽減するのである。開示内容３という。
【０００７】
▲４▼特開平８−　３９１４４号公報に開示されている金属帯エンドマーク防止用巻取装置は、弾性体ゴムスリーブの外表面近傍に断面形状の異なる複数個の空洞部を設けその空洞部内に気体または液体を密封する圧力調整手段を設けた、エンドマーク防止を図る巻取装置である。開示内容４という。
【０００８】
▲５▼特開平１１−５７８５３　号公報に開示されている金属帯巻き取り用ゴムスリーブは、弾性体ゴムスリーブの表層部内に中央部が最大で両端部に向かうに従いその隙間が小さい空洞部を設けてトップマーク（エンドマーク）を軽減させるゴムスリーブである。開示内容５という。
【０００９】
▲６▼特開平７−２６７５０３号公報に開示されている金属帯巻き取り用ゴムスリーブは、ゴム層内の表面付近に略矩形断面の空洞部を軸方向全長に亘って形成しその内部に軟質ゴムおよびフェルト等の繊維帯等の軟質帯を挿入してトップマークを軽減させるというのである。開示内容６という。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術は次に示すような間題点を抱えており、近年の需要家における品質ニーズの高度化対応には限界がある。
【００１１】
開示内容１によれば、確かに空洞部を設けてその位置にストリップ先端部を合わせて巻き取ることでトップマーク軽減には効果は認められる。しかしながら、与えられた空洞部には適切な板厚が存在してそのライン仕様の板厚範囲を全て同一のスリーブおよび空洞部でトップマークの品質を安定させるのは困難であり、この間題を克服するためには板厚に応じた複数のスリーブを備える必要がありコスト高となる。また、空洞部により空洞部の両肩部による２つの凸状の歪み（折れ）が発生するという問題を抱えている。
【００１２】
開示内容２の手法にも開示内容１と同様な問題がある。しかしながら、空洞部とは異なり周囲より軟質なゴムを埋め込むことで軟質ゴム部分と他質のゴム部分との境界部の肩部による歪みは開示内容１の場合に比較して少なく、良好なことが推測される一方、沈み込み量が開示内容１の場合に比べ小さくなるのでトップマーク軽減に対しては客先ニーズに答えるだけ十分な品質改善が期待できない。
【００１３】
開示内容３の手法は、連続処理ライン出側に有した金属ストリップの巻き取り方法についての開示であると同時に、実施例に示される弾性体ゴムスリーブの一部に設けた空洞部の寸法事例は乏しく、その効果は不明である。
【００１４】
また、開示内容３では空洞部の構造が明確でなく単にゴムスリーブの内部に設けられた空洞部では内部に封入された圧力の保持機能が十分でないので、圧力の低下に伴う初期の品質改善が困難であることが容易に予測できる。
【００１５】
開示内容４の手法は、弾性体ゴムスリーブ内に複数個の空洞部を設けることを特徴にしている。また、実施例ではその空洞部内の圧力を少なくとも２．５ｋｇｆ／ｃｍ２（板厚範囲が０．６　〜２．８ｍｍ）にした実験データが提示されている。同一スリーブ内に複数個の空洞部を設けた揚合、適合する空洞部を除いたその他の空洞部において空洞部の両端部による腰折れマークが本来のエンドマークとは逆に品質問題を抱えることになる。
【００１６】
一方、空洞部の圧力は弾性体ゴムスリーブにおいて２．５ｋｇｆ／ｃｍ２（＝２５０ｋＰａ）の高い圧力を与えると空洞部が極度に太鼓状（凸状）に膨らみ、リールの眞円を損ない巻き取り時に絞り込みまたは、板幅中央部に中伸びを発生させることを確認し、近年の客先品質要求の高度化に十分な対応が困難であることが予測できる。
【００１７】
開示内容５の手法は、開示内容４と同様に空洞部を設けた弾性体ゴムスリーブは酷似しているが以下に示す欠点を有している。
すなわち、同一スリーブで空洞部寸法は一定で板厚によりスペーサ仕様（板厚）を変更することでの対応が必要となる。この場合、空洞部寸法の決定は、板厚最大仕様で決定され、スぺ一サのサイズにより板厚調整となりエンドマーク低減に関しては有効となるものの、逆に空洞部の両肩部による折れ（２本線のマーク）が問題となり巻き取り時の品質問題を根本的に解決することは困難である。また、空洞部には板厚の異なる金属帯にスペーサ（空隙の深さを調整）を挿入することで空洞部の深さを調整する作用が生じる。スペーサを板厚に応じて変更することは、巻き取りリールに挿入したゴムスリーブを一度リールから抜き出し別のスペーサを挿入する作業が伴いその段取り替え工数が必要以上に過大となり実用的でない。
【００１８】
また、具体的事例で示されている最適な空洞部は、形状が複雑であり空洞部の断面形状に応じた金具を作成することは、加工精度の確保が困難で精密加工を伴い、加工時間が長くなるためにゴムスリーブが高価となる。
【００１９】
開示内容６の手法は、空洞部を有したゴムスリーブに関しては、上述した開示内容１、３、４、５のそれぞれ開示する方法と類似の提案となっている。この提案は弾性体ゴムスリーブの軸方向全長に亘る空洞部を設けその空洞部は略矩形断面であり内部に軟質体のゴム等の緩衝材を封入させている。
【００２０】
また、空洞部の深さ（ｈ）　は表層から１〜３ｍｍとなっている。このような仕様となる空洞部では全てのサイズ板厚に対して有効ではなく対象サイズ材質に適用範囲が限定され対象サイズのスケジュール変更に伴い空洞部内部の軟質体を交換する等の対応が必要であることが容易に推定できる。と同時に空洞部の深さが浅い（１〜３ｍｍ）の範囲で弾性体ゴムスリーブの外層部分の硬度は４５度と低い仕様であるために強度的に非常に不利な条件のため、ゴムスリーブの寿命は短くランニングコストが嵩む等の欠点を有する。更には、内部の軟質体については巻き取りリールの拡大、縮小の繰り返しが頻繁に行われるために軟質体は経時的に剥離、損傷を発生しかえって品質を損なうことになる。
【００２１】
空洞部の断面形状が矩形であるために板先端部の２巻目以降の重なり部分による腰折れには品質改善の期待効果はあるものの、空洞部の両肩部による腰折れは発生の抑制が困難であることは、深さ（ｈ）　が浅いことによりさらに助長される等の問題点がある。
【００２２】
また、空洞部を複数個設けることは、開示内容４の提案と類似するが、板先端部の重なり部分以外の部位で空洞部の断面形状が矩形であることによる折れが発生し望ましくない。
【００２３】
ここに、本発明の課題は、上記従来技術で解決し得なかった、巻き取った金属帯の内周部に発生する形状欠陥の発生問題を解決した金属帯の巻き取り用ゴムスリーブを提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属帯の巻き取り装置のマンドレル外周に外装して金属帯を巻き取るゴムスリーブであって、弾性体ゴムスリーブの一部分にゴムスリーブの円周方向に上面側を円弧状とし、軸方向に一定の断面形状を円周方向に対して左右対称とし、その断面形状の空洞部がゴムスリーブの胴長方向に伸びており、内部圧力の調整可能とした金属帯の巻き取り用ゴムスリーブである。
【００２５】
ここに、上記空洞部の「断面形状」は、スリーブ軸方向に直角方向の断面での形状である。
本発明の好適態様にあっては、上記空洞部内に封入するエアー圧力（ｐ）を０≦ｐ≦１００ｋＰａの範囲で圧力調整機構を有する。
【００２６】
このように弾性体ゴムから構成されるゴムスリーブに設けた空洞部は、封入するエアー圧の低下を防止するためにエアーチューブ等を適用して所定の圧力維持を図ることが望ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、マンドレル外周部に外装されたストリップ巻き取り用弾性体ゴムスリーブに設けた空洞部の内部圧力を予めラインスケジュールの板厚に応じて圧力調整機構により適切な設定を行い、その空洞部の中央部にストリップ最先端部（板厚ラップ部）が適合するように位置合わせを行うことによりエンドマークの発生を防止する。
【００２８】
また、この弾性体ゴムスリーブに設けた空洞部においては円周方向に対して左右対称の断面形状を有しているため、巻き取り方向が上巻または下巻方向のどちらであっても同一スリーブでエンドマーク発生防止が可能でありコスト面からも有利である。
【００２９】
空洞部には内部に注入した空気が漏れないようにエアーチューブを適用し市販の自転車等に利用されてるタイヤチューブと同じ仕様で、バルブには自封機構を有するノズルを弾性体ゴムスリーブの片端面に設けている。
【００３０】
【実施例】
図１ａは、本発明にかかるマンドレル外周部に外装されたゴムスリーブの断面図であり、図１ｂ　は、その模式的断面図であり、空洞部の断面形状を示す。図中、参照符号１はマンドレル、２は弾性体ゴムから成るゴムスリーブ、３はエアーチューブ式空洞部、４はアウトボードをそれぞれ示す。
【００３１】
胴長方向に延設された空洞部は、従来と同じように実質上スリーブ全長に亘って設けられている。
図２ａ　は、図１に示すＢ部詳細を示し、図２ｂ　はその模式的側面図であり、参照符号５はバルブを示す。バルブ５の先端には図示しないがエアチューブが装着されており、空洞部３の内壁に密着して内部を気密に保っている。
【００３２】
通常ゴムスリーブの材質はＮＢＲ　、アクリロニトリルゴムであるが、エアチューブも同様の材質であってよく、気密が保持できれば具体的その材質および形状は特に制限されない。
【００３３】
図３は、図１ａ　に示す矢視Ａ−Ａの模式的断面図であって、空洞部３の各寸法を示す。図中、寸法ａは、ゴムスリーブ２の最外周の表層部からの深さを、同ｂは、空洞部３の幅方向中心部における厚さを、同ｃは、空洞部３の幅寸法を示す。
【００３４】
図３から容易に理解されるように、空洞部３の上面側は、円弧状としその円弧はゴムスリーブの外周円弧と同心円となっている。この同心円はゴムスリーブの中心軸と直交する。
【００３５】
かかる構成により空洞部の両肩部による腰折れが発生しないという利点を有する。
空洞部３の図示側壁は垂直面をなしているが、上記同心円の中心に向った傾斜壁面であってもよい。
【００３６】
図４は、板厚と空洞部注入圧力との関係を示すグラフであり、図５は、板厚とエンドマーク発生長さとの関係を得られたデータを元に整理したグラフである。
図３に示す空洞部３は、弾性体ゴムスリーブの円周方向に幅（寸法ｃ）を、軸方向に厚さ（寸法ｂ）の断面形状を円周方向に対して左右対称とし、その空洞部の断面形状である上面側についてはゴムスリーブ最外周の円弧と同心円とし、空洞部の両肩部による腰折れが発生しないように工夫がなされている。最外周の表皮層からの深さ（寸法ａ）とした形状の空洞部が胴長方向に伸びて板厚に応じて内部空気圧力を調整可能としている。
【００３７】
通常、巻取り装置を構成するマンドレルに装着するゴムスリーブの外径は４８０　〜５８０ｍｍ　、肉厚は２５〜８０ｍｍ程度であることから、そのようなゴムスリーブを前提にしたとき、寸法ｃは、５０≦ｃ≦１２０ｍｍ　の範囲が望ましい。５０ｍｍ未満では空洞部に対して板先端部の位置合わせが困難であると同時に板先端部の沈み込み量が板厚が大きくなると少なくエンドマーク低減の効果が少ない。
【００３８】
一方、１２０ｍｍ　超になるとエンドマーク低減効果は認められるが、逆に空洞部の両肩部の折れが発生し問題となることを確認した。
寸法ａは、浅すぎると空洞部の両肩部による折れ（２本の筋マーク）の問題が発生し、また、寸法ａが浅くなると弾性体ゴムスリーブの強度が弱くなり経時的に損傷、剥離が進行するので望ましくは５ｍｍ≦ａが適切である。
【００３９】
寸怯ｂは、板厚仕様に応じて決定でき、ｂ寸法が小さいと、板厚が厚くなると板先端部の２巻目との重なり部分の沈み込み量が不足となりエンドマーク低減の効果が小さく、一方、ｂ寸法が大きくなると空洞部の両肩部のマークが発生して品質改善効果は期待できず、望ましくは空洞部の厚さ（ｂ）は４＜ｂ＜１２ｍｍが最適である。
【００４０】
空洞部内の圧力は、板厚（ｔ）　小の範囲（０．４≦ｔ≦０．８ｍｍ）１００ｋＰａ、板厚大の範囲で２．３　≦ｔ≦３．２ｍｍ　で０ｋＰａ（封入圧力なし）での対応が確認され、板厚３．２ｍｍ　以下の領域ではエアー圧力（Ｐ）は、０≦ｐ≦１００ｋＰａの範囲の圧力調整で十分な品質改善が認められる。その結果を図４に板厚と空洞部注入圧力として示した。
【００４１】
次に本発明の具体的作用効果をその実施例によって示す。
ゴムスリーブは直径２４インチ（直径６１０ｍｍ）で、ゴムスリーブ肉厚寸法は８１ｍｍである。空洞部は図３に示すものを１箇所だけに設けた。空洞部の寸法は、ａ＝１２ｍｍ、ｂ＝６ｍｍ、ｃ＝７０ｍｍとした。
【００４２】
ｂの寸法６ｍｍは空洞部の中心位置であり、上面側の一辺は円弧状にＲ２８０ｍｍとした。
エアーチューブ式空洞部には、ゴムスリーブの一端に設けられたエアー受け入れ部（図２のバルブ５）を介して図４に示す板厚に応じた空気を注入した。
【００４３】
エアー受け入れ部（図２のバルブ５）は、自封機構となっておりエアーポンプを利用して注入した。
図４には板厚と空洞部注入圧力との関係を、図５には、板厚における従来例と本発明例によるエンドマーク発生長さを示し、下記表１にその具体的成果を示す。
【００４４】
【表１】
2004034041.tif 000003
【００４５】
表１に示すエンドマーク長さは、従来例では、空洞部等の特別な加工を有しない２４インチの円筒スリーブによる評価である。また空洞部肩部マークの長さは、空洞部内に圧力を有さず、空洞部寸法は本発明例と同サイズによる比較例と本発明との比較評価を示す。
【００４６】
本発明によれば板厚２．０　〜３．０ｍｍ　の範囲では従来例で１６０　〜３８０ｍ発生したエンドマーク長さは、１３〜２０ｍ　までに低減し大幅な歩留向上、品質改善が可能となった。
【００４７】
また空洞部による肩部マークは、同板厚領域では比較例に対して約１／１０まで低減が可能となり、巻き取り時に発生する大幅な品質改善が実現できた。
空洞部の幅寸法に対するストリップ最先端部の位置合わせは、上記品質を安定させるために空洞部の中央位置に対して±２５ｍｍの範囲内が有効であり、作業性向上には自動巻き取り制御の採用が望ましい。
【００４８】
また、従来技術で問題となっていた空洞部の両肩部による腰折れ（２本筋のマーク）も板厚に左右されることなく改善が可能となった。近年の需要家からの品質要求の高度化に十分な対応ができている。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、マンドレル外周部に外装されたストリップ巻き取り用弾性体ゴムスリーブの一部に設けた空洞部の断面形状を左右対称とし、その空洞部の断面形状の上面側の円弧は弾性体ゴムスリーブの最外周部の円弧と同心円としているので、同一スリーブで上巻きおよび下巻き取りにも適用可能であると同時に、対象板厚に応じて設定された空洞部の圧力調整を行うことで、板厚に関係なくエンドマーク低減が可能となり、また、従来の空洞部のみを設けただけでは解決し得なかった空洞部の両肩部による折れも低減できて巻き取った鋼帯等に発生する内周部の形状改善が可能となり、歩留向上および需要家での品質改善に優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａ　は、マンドレルに外装された弾性体ゴムスリーブの断面図であり、図１ｂ　は、模式的側面図である。
【図２】図２ａ　は、１図１のＢ部詳細図であり、図２ｂ　は、その模式的側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】板厚と空洞部注入圧力の関係を示すグラフである。
【図５】板厚とエンドマーク発生長さの関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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