(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットコイルの自動結束装置において、
ホットコイル外周部にバンドを密着させる前に、ホットコイル外周部の温度を、自動結束装置に具備された温度計によりホットコイル外周部手前１５０ｍｍからバンドがコイルに巻きつくまでの間で測定し、
測定したホットコイル外周部の温度が、３５０〜９００℃の温度範囲であって、且つ
測定したホットコイル外周部の温度より１５０℃高くした予め定められた目標巻取り温度に基づく引締力でバンドをホットコイル外周部に引締め締結することを特徴とする自動結束装置。
【請求項２】
ホットコイルの自動結束装置において、
結束後のバンドの残留弾性伸びを大きくし、且つ締結部のバンドの持ち上げ代を少なくするために、自動結束装置の結束ヘッドが自動結束装置に対して垂直方向に移動するように配置したことを特徴とする請求項１に記載の自動結束装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホットコイルの結束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のホットコイルの自動結束においては、巻取られたホットコイルの外周部の緩み対策として、特開平６−７２４１３号公報、特開平７−２５７５１２号公報に見られるが如く、可能な限りコイル外周部にバンドを密着させてバンドを昇温させコイル表面温度に近づけて熱伸び分と吸収させる方法が取られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の方法における問題点は結束すべきコイルの表面温度が確実に把握することが出来ず予想温度により試行錯誤によるところが大きかった。従って、長い時間結束ヘッドを高温のコイルヘッドに接触又は近傍に位置させる事になり、耐熱対策を施す必要があった。又、コイル表面温度を確実に把握できないため、最終的引締力を低く設定する必要があり最終的にバンドに残留する伸びに対する応力が少なくなり、コイル外周部分に緩みが生ずる事になる。また、このようにコイル外周部に緩みが生ずることになるので、冷却置場等で、コイルを多段に積むことが困難であった。
【０００４】
本発明はこの問題点を解決するためのものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホットコイルの自動結束機において結束機に具備された温度計により、ホットコイル外周部にバンドを密着させる前にホットコイル外周部の温度を測定し、この測定した温度情報に基づき適正な引締力でバンドを引締め締結することを特徴とする。
【０００６】
ホットコイルの自動結束機において結束機に具備された温度計によりホットコイル外周部にバンドを密着させる前にホットコイル外周部の温度を測定した値と予め定められた目標巻取り温度と比較較正しコイル平均温度を計算し、適正な引締力でバンドを引締め締結することを特徴とする。
【０００７】
ホットコイルの自動結束機において、引締終了時点に到達するバンドの温度により制限される引締力により発生するバンドの弾性伸びと引締終了後バンドが最高飽和温度に到達迄のバンドの熱伸びを差し引いた値が最大でかつバンドの最高飽和温度に到達した時にバンドが切断しない様に引締力と引締時間を可変に制御したことを特徴とする。
【０００８】
ホットコイルの自動結束機において、結束後のバンドの残留弾性歪みを極力大きく取れる様、締結部のバンドの持ち上げ代を極力少なくする様結束ヘッドを配置することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、被結束コイルの外周表面温度を結束する直前に測定する事により、コイル外周部に密着するバンドの昇温特性を正確に予測する事を可能にした。又、目標巻取温度により補正する事も可能である。
【００１０】
バンドの昇温特性から引締終了時点の最大引締力を決定する。即ち、温度の上昇と共に急激に特に５５０℃以上の場合バンドの破断応力、弾性限が低下するが、残留弾性歪みが発生する様に引締力を設定すると最大弾性伸びが得られる。最悪弾性限を超えると塑性伸びが生じ、永久変形が生じるがこれは引締途中で吸収する事ができるし、かつ弾性伸びは残ることになる。引締終了時点でバンドの温度がコイル表面温度に到達しない時は引締終了以降さらに上昇し、熱伸びが生ずる。引締中の熱伸びについては吸収される。図３より弾性伸びから熱伸びを差し引いた伸びが残留応力として残り、コイル外周部は結束後緩まないことになる。その分岐点がＡとなる。従って、Ａより左側の領域で引締めを終了させる。
【００１１】
しかし、引締終了時点からバンドの温度はさらに上昇し、図４の如く破断応力はさらに低下して行く。従って、バンドの温度が飽和する最高温度になった時、実応力が破断応力以下になる様引締力を設定する。つまり、引締終了時点で発生した弾性伸びから引締終了以降生ずる熱伸びを差し引いた伸びの歪みと温度の上昇とともに低下する縦弾性係数から計算される実応力がバンドの最高飽和温度の時破断応力以下になる様に引締力を設定する。
【００１２】
又図５の如くバンドの締結部１０の下に締結用の下刃（図示せず）を挿入する必要があり、バンド締結部はコイル外周部から持ち上げられ、バンドＢの一周長Ｅ〜Ｆ1 〜Ｆ2 〜Ｇはコイル外周部一周長Ｅ〜Ｇより長くなり、結束後下刃（図示せず）が開放された時点で緩みが生ずる事になる。従って、この周長の差が極力少なくなるためには結束ヘッド１が、コイル外周部と直角に接触させ、かつ締結部の中心とコイル中心を一致させる必要がある。通常、地上から固定された回転支持点の回りに結束ヘッドが傾動する場合が多いがコイル外径が１，０００〜２，２００mmと大きく変化する場合は必ずしも結束ヘッドはコイル外周部と直角に接触し得ない。そこで、外径差に対応すべくかつこの要件を満たすため結束ヘッドが鉛直方向に移動する様配置した。引締はフィードホイール８とバックアップロール９により矢印方向におこなう。
【００１３】
以上の様に、結束直前にコイル外周表面温度を測定し、正確にバンドの昇温を予想する事により、適正な引締力と引締時間を制御する事ができ、又結束ヘッドの配置を鉛直にする事により結束後のバンドの緩みを少なくする事ができる。
【００１４】
【実施例】
図１に本発明に係わるホットコイルの結束装置の実施例の一例を示す正面図、図２に結束されたコイル、図３〜４バンドの温度経過に対する伸びと応力の変化をしめしたグラフ、図５に締結部とコイル外周部との位置関係を示した図である。
【００１５】
図１にはホットコイル結束機の１例としてコイルの外周を鉄帯（バンド）で結束する装置の１例が示されている。この結束機自体は公知のものであるが、搬送されたコイルＣがスキッド６上に置かれ、結束ヘッド１がバンドを案内ガイド３内を１周、エアーモーター２により送給し結束ヘッド１の締結部迄バンドが到達した時点でエアーモーター２を止めることによりバンドを止め、結束機本体４が流体シリンダー５により下降すると同時に余剰バンドをエアーモーター２を逆転することにより引戻し、結束ヘッド１がコイルＣに接触した時点でバンドがコイルＣに巻きつく、その後エアーモーターのミッションを低速・高トルク側に切替え引締めて結束ヘッド１により締結し、余剰バンドを切断する。最終的には図２に示す如くコイルにバンドが結束される。
【００１６】
結束ヘッド１が下降し、コイルＣに接触する手前約１５０mmでコイル外周部の温度を温度計２で測定を開始する。バンドと巾方向約１００mm離れた位置のコイル外周部の温度を測定する。温度計２は結束ヘッドに設置されており結束ヘッドともに移動する。測定タイミングはコイル外周部手前１５０mmからバンドがコイルＣに巻き付く時点迄任意に設定できる。温度計２は被接触形であり測定が瞬時に行われ、かつ耐久性に優れ有効である。較正については基準値と比較すれば容易に行うことができる。測定温度範囲は３５０℃〜９００℃あれば充分である。具体的には放射温度計が有効である。又接触形温度計については耐久性、測定時間に問題は残るが測定時間については測定素子部を予熱する事で測定時間を短縮する事が可能で適用から除外されるものではない。
【００１７】
コイルに巻き付けられたバンドは常温からコイル外周表面温度近く迄最終的には上昇する。然し乍ら、コイル外周表面温度とは同一にならず５０℃位下回る温度になる。又時間経過と共に上昇する度合についてはバンドの寸法、熱特性、接触する対象温度によって違うが、実験により確認されている。一方、結束位置におけるコイル外周表面温度は巻取機における目標巻取温度より約１５０℃低い事が確認されている。
【００１８】
又バンドは温度の上昇と共に破断力、弾性限、縦弾性係数が低下する。従ってコイル外周表面温度によって大きく左右されるバンドの昇温及びこの温度に基づく可能な引締力を決定する上で、コイル外周表面温度を測定する事は重要な要因となる。その上目標巻取り温度により補正をかけなければさらに正確なものとなる。
【００１９】
次に正確なコイル外周温度情報に基づき、バンドがコイル外周部に巻き付いた時点から引締終了時点迄の時間を想定し、引締終了時点のバンド表面温度からバンドの破断力、弾性限を求め破断しない引締力を求める。この内最大引締力で引締めた時最大弾性伸びが得られる。
【００２０】
一方引締終了時点からバンドはさらに昇温し、コイル外周温度近くになる。この温度差が熱伸びとなる。図３より弾性伸びから熱伸びを差し引いた伸びが残留応力として残る様引締力と引締時間を設定する。分岐点はＡとなる。
【００２１】
又、引締終了時点からバンドは昇温するからバンドの破断応力は更に下がり、上記弾性伸びと熱伸びを差し引いた伸びがバンドの最高飽和温度に到達した時の縦弾性係数と差し引いた伸びにより計算される実応力がバンドの破断応力より低くなる様に引締力と引締時間を決定する。分岐点はＤとなる。
【００２２】
さらに結束ヘッドの締結部の中心とコイルの中心を位置させる様に結束ヘッドを図１の如く鉛直方向に移動せしめ、バンドの周長とコイル外周長差が極力小さくなる様配置する事に結束後の緩みを少なくした。
【００２３】
図１に図示されていないが、結束ヘッド１を２台配置し、同時に２本結束する事により、バンド１本に作用する応力はそのままで、引締力を倍にすることが出来、結束後のコイル外周の緩みをさらに改善することができる。コイル外周の緩みを改善することができるので、コイル置場内で、例えばコイル穴を横向きに置いても、冷却後にコイル形状が崩れない。この為、置場内でコイルを多段積みしても、コイル品質上、作業安全上、特に問題になることはない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、結束直前にコイル外周表面の温度を測定することにより、バンドの温度上昇をより正確に予想することが出来、結束後のコイル外周部の緩み又はバンドの切断を防止できる。又、引締時間の短縮を図る事ができ、バンドの特性に対する許容度が広くなる。コイル外周部の緩みを防止する事により、コイル置場等でコイルの多段積みが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるホットコイル結束機の一例を示す正面図である。
【図２】本発明における結束後コイルの状態を示す図である。
【図３】本発明におけるバンドの伸びの変化を概略的に示す図である。
【図４】本発明におけるバンドの応力の変化を概略的に示す図である。
【図５】バンドの締結部とコイルの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１…結束ヘッド
２…温度計
３…案内ガイド
４…結束機本体
５…流体シリンダー
６…スキッド
７…エアーモーター
８…フィードホイール
９…バックアップロール
１０…バンドの締結部
Ａ…弾性伸びと熱伸びの平衡点
Ｂ…バンド
Ｃ…コイル
Ｄ…実応力と破断応力の均衡点
Ｅ…バンドとコイルの接触点
Ｆ1 ，Ｆ2 …シール端
Ｇ…バンドとコイルの接触点
Ｈ…実応力
Ｉ…破断応力
Ｊ…弾性伸び
Ｋ…熱伸び
Ｌ…弾性伸び−熱伸び
【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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