(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に配置されて半径方向に拡縮する複数のセグメントを備えたマンドレルを有する鋼帯巻取り装置において、
前記セグメントの外側には断面視して円弧状の複数のアタッチメントが円筒状に配置され、前記アタッチメント同士は、該各アタッチメントの基側及び先側にそれぞれ設けられている第１、第２の端板部材の周方向両側にそれぞれ設けられたピン保持部材を挿通するバネを備えたガイドピンにより半径方向に縮径するように付勢されて筒状に連結し、前記アタッチメントの中で、拡縮ストロークが異なる前記セグメントの外側に配置された前記アタッチメント同士を連結するガイドピンが挿通する前記ピン保持部材は、該ピン保持部材を支持する該アタッチメントの第１、第２の端板部材に軸支されて回動可能になっていることを特徴とする鋼帯巻取り装置。
【請求項２】
請求項１記載の鋼帯巻取り装置において、前記セグメントの中で、１のセグメントを除いた他のセグメントの拡縮ストロークは同一で、しかも、該１のセグメントの拡縮ストロークより大きく、該１のセグメントと隣り合う該他のセグメントの一方との間に形成される溝の底側には該１のセグメントに対向して設けられ半径方向に移動可能で該溝から挿入された鋼帯の先端側を該１のセグメントと共に挟むグリッパーが設けられていることを特徴とする鋼帯巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広範囲の板厚の鋼帯を掴んで巻取る鋼帯巻取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼帯巻取り装置のマンドレルに鋼帯を巻取ってコイルを形成する場合、マンドレルのセグメント間に形成された溝内に鋼帯の先端側を挿入し溝内に設けたグリッパーで掴んでから巻取りを行なっている（例えば、特許文献１参照）。一方、コイルの内径は需要家の要望に合わせて調整するため、鋼帯の巻取りを開始する際のマンドレル外径（マンドレル拡大時の外径）は、需要家の要望に合わせて調整する必要がある。そこで、環状に配置したセグメントの外側に、バネを備えたピンで連結して筒状体としたアタッチメントを装着させ、アタッチメントの厚みを変えることでマンドレル拡大時の外径を調整し、需要家の要望にかなったコイルを形成している（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】実公昭４８−２０５１９号公報
【特許文献２】実開平１−１３５１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１において、マンドレルに設けられた各セグメントは半径方向に同時に拡縮し、しかも拡縮ストロークは各セグメントで同一となる。このため、鋼帯の先端部を挿入するマンドレルの縮径時の溝幅は狭まるため、溝に挿入可能な鋼帯の板厚に制約が生じるという問題がある。また、特許文献２においては、アタッチメントを筒状体とすることでその着脱（交換）を迅速に行なうことができるが、マンドレルにグリッパーが設けられていないため、鋼帯の巻取りを行なうには鋼帯の先端側をアタッチメントに固定するための装置を併用する必要が生じる。
【０００５】
ここで、特許文献１、２に基づいて広範囲の板厚の鋼帯が掴めるグリッパーを備えアタッチメントの迅速交換が可能なマンドレルを構成しようとする場合、特許文献２のアタッチメントはグリッパーなしのものであるためセグメント間を連結するピン連結機構で鋼帯の先端側を挿入する溝が部分的に塞がれ、鋼帯をマンドレルに固定できないという問題が生じる。また、グリッパーで広範囲の板厚の鋼帯が掴めるように大きな溝幅が形成されるようにすると、溝を形成しているセグメントの中でグリッパーと対向するセグメントの半径方向における拡縮ストロークを、他のセグメントの拡縮ストロークより小さくする必要がある。しかし、この拡縮ストロークの異なるセグメントの外側に、バネを備えたピンで連結して筒状体としたアタッチメントを装着しても、拡縮ストロークの大きなセグメントの移動が拡縮ストロークの小さなセグメントの移動に制限される、すなわち、セグメントの拡縮ストロークの差に応じてセグメント間の相対位置関係が変化してセグメントを連結しているピンが挿通している挿通孔に心ずれが生じ、ピンが挿通孔に接触することでセグメント間の相対位置変化が停止するという問題が生じる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、セグメント間で拡縮ストロークが異なっていても各セグメントの拡縮に制限が生じず、しかもセグメントに設けたアタッチメントの迅速交換が可能な鋼帯巻取り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】
【０００７】
前記目的に沿う本発明に係る鋼帯巻取り装置は、環状に配置されて半径方向に拡縮する複数のセグメントを備えたマンドレルを有する鋼帯巻取り装置において、
前記セグメントの外側には断面視して円弧状の複数のアタッチメントが円筒状に配置され、前記アタッチメント同士は、該各アタッチメントの基側及び先側にそれぞれ設けられている第１、第２の端板部材の周方向両側にそれぞれ設けられたピン保持部材を挿通するバネを備えたガイドピンにより半径方向に縮径するように付勢されて筒状に連結し、前記アタッチメントの中で、拡縮ストロークが異なる前記セグメントの外側に配置された前記アタッチメント同士を連結するガイドピンが挿通する前記ピン保持部材は、該ピン保持部材を支持する該アタッチメントの第１、第２の端板部材に軸支されて回動可能になっている。
【０００８】
本発明に係る鋼帯巻取り装置において、前記セグメントの中で、１のセグメントを除いた他のセグメントの拡縮ストロークは同一で、しかも、該１のセグメントの拡縮ストロークより大きく、該１のセグメントと隣り合う該他のセグメントの一方との間に形成される溝の底側には該１のセグメントに対向して設けられ半径方向に移動可能で該溝から挿入された鋼帯の先端側を該１のセグメントと共に挟むグリッパーが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、２記載の鋼帯巻取り装置においては、半径方向の拡縮ストロークが異なるセグメントの外側に配置されたアタッチメント同士を連結するガイドピンが挿通するピン保持部材はアタッチメントに軸支されて回動可能になっているので、拡縮ストロークが異なるセグメント間のストロークの差に応じてガイドピンをその軸心を含む平面内で回転させることができ、拡縮ストロークの大きなセグメントの外側に配置されたアタッチメントの移動が拡縮ストロークの小さなセグメントの外側に配置されたアタッチメントで制限を受けないようにできる。その結果、各セグメントの半径方向の移動に追従してアタッチメントをそれぞれ半径方向に移動することができる。
また、アタッチメントが筒状に連結されているので、連結したアタッチメントを環状に配置されたセグメントに先側から外挿することで取付けを、引抜くことで取外しを一括して行なうことができ、アタッチメントの交換を迅速に行なうことができる。そして、セグメントを拡径することでアタッチメントを円筒状に配置することができ、アタッチメントの厚みを調整することで、所望の内径を有するコイルを鋼帯から形成することができる。
【００１０】
特に、ピン保持部材をアタッチメントの移動の妨げにならない位置に設けるので、アタッチメントの拡縮を容易に行なうことが可能になる。
請求項２記載の鋼帯巻取り装置においては、拡縮ストロークの差が最大となるセグメント間に形成される溝、すなわち、最大幅の溝にグリッパーを設けるので、広範囲の板厚の鋼帯を掴むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る鋼帯巻取り装置の側断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ縮径時及び拡径時における図１のＲ−Ｒ矢視断面図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１のＰ−Ｐ及びＱ−Ｑ矢視図である。
【００１２】
図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る鋼帯巻取り装置１０は、断面視してほぼ４分の１の円弧状で、環状に配置されて半径方向に拡縮するセグメント１１、１２、１３、１４を備えたマンドレル１５を有し、各セグメント１１〜１４の外側には、断面視してセグメント１１〜１４と同心の円弧状のアタッチメント１６、１７、１８、１９が円筒状に配置されている。ここで、セグメント１１〜１４の中で、例えば、セグメント１１を除いた他のセグメント１２〜１４の拡縮ストロークＳ１は同一で、しかも、セグメント１１の拡縮ストロークＳ２より大きく設定されている。以下、詳細に説明する。
【００１３】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、アタッチメント１６〜１９は、基側（マンドレル１５に回転駆動力が伝達される側を基側とする）に断面視してほぼ４分の１の円弧状の第１の端板部材２０、２１、２２、２３を有し、第１の端板部材２０〜２３はアタッチメント本体１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａの基側に締結部材の一例であるボルト４９を用いて半径方向外側に突出するように取付けられている。また、アタッチメント１６〜１９は、先側に断面視してほぼ４分の１の円弧状の第２の端板部材２４、２５、２６、２７を有し、第２の端板部材２４〜２７はアタッチメント本体１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９ａの先側に締結部材の一例であるボルト４９を用いて半径方向内側に突出するように取付けられている。そして、各第１の端板部材２０〜２３の基側の面の周方向両側には、それぞれピン保持部材２８、２９、ピン保持部材３０、３１、ピン保持部材３２、３３、ピン保持部材３４、３５が設けられている。一方、各第２の端板部材２４〜２７の先側の面の周方向両側には、それぞれピン保持部材３６、３７、ピン保持部材３８、３９、ピン保持部材４０、４１、ピン保持部材４２、４３が設けられている。
【００１４】
ここで、隣り合う第１の端板部材２０〜２３の対向する側部に設けられたピン保持部材２９、３０間、ピン保持部材３１、３２間、ピン保持部材３３、３４間、ピン保持部材３５、２８間、隣り合う第２の端板部材２４〜２７の対向する側部に設けられたピン保持部材３７、３８間、ピン保持部材３９、４０間、ピン保持部材４１、４２間、ピン保持部材４３、３６間にはそれぞれバネ４４を備えたガイドピン４５が挿通され、ガイドピン４５の先部に形成した雄ねじ部にナット４６を締め込むことによりガイドピン４５が固定されている。これにより、アタッチメント１６〜１９同士がバネ４４により半径方向に縮径するように付勢されて、ガイドピン４５で連結される状態となる。
そして、拡縮ストロークがＳ２のセグメント１１の外側に配置されたアタッチメント１６と拡縮ストロークＳ１のセグメント１２の外側に配置されたアタッチメント１７において、アタッチメント１６、１７の基側を連結するガイドピン４５が挿通するピン保持部材２９、３０はピン４７で第１の端板部材２０、２１に軸支されて回動可能に、アタッチメント１６、１７の先側を連結するガイドピン４５が挿通するピン保持部材３７、３８はピン４８で第２の端板部材２４、２５に軸支されて回動可能になっている。また、アタッチメント１６と拡縮ストロークＳ１のセグメント１４の外側に配置されたアタッチメント１９において、アタッチメント１９、１６の基側を連結するガイドピン４５が挿通するピン保持部材３５、２８はピン４７で第１の端板部材２３、２０に軸支されて回動可能に、アタッチメント１９、１６の先側を連結するガイドピン４５が挿通するピン保持部材４３、３６はピン４８で第２の端板部材２７、２４に軸支されて回動可能になっている。
【００１５】
図１、図２に示すように、周方向に９０°間隔で配置されている各セグメント１１〜１４の内面側中央部には、軸方向（長手方向）に同一ピッチで傾斜部５０、５１、５２、５３がそれぞれ形成され、各傾斜部５０〜５３には対向して周方向に９０°間隔で配置された楔部材５４、５５、５６、５７が配置されている。そして、楔部材５４〜５７の先部側には接続部材５８が配置され、接続部材５８は周方向に９０°間隔で配置された楔部材５４〜５７の内側を貫通している駆動軸５９に取付けられている。このような構成とすることにより、駆動軸５９を長手方向（軸方向）に移動させると接続部材５８を介して楔部材５４〜５７が同期して長手方向に移動し、楔部材５４〜５７の楔部が傾斜部５０〜５３に当接しながら移動するため、各セグメント１１〜１４が半径方向に拡縮する。ここで、傾斜部５１〜５３及び楔部材５５〜５７に設けた楔部（図示せず）の形状を同一にし、傾斜部５０及び楔部材５４の楔部のみの形状を変えることで、セグメント１１を除いた他のセグメント１２〜１４の拡縮ストロークＳ１を同一として、セグメント１１の拡縮ストロークＳ２のみ小さくすることができる。
【００１６】
また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、セグメント１１と隣り合う一方のセグメント１２との間に形成される溝６０の底側にはセグメント１１に対向して設けられ半径方向に移動可能で溝６０から挿入された鋼帯６１の先端側をセグメント１１と共に挟むグリッパー６２が設けられている。ここで、グリッパー６２の内面側には、軸方向（長手方向）に同一ピッチで複数の傾斜部６２ａが形成され、傾斜部６２ａには対向して楔部材６３が配置されている。そして、楔部材６３の先部側には図示しないフランジが設けられバネ６４が内装された連結部材６５を介して接続部材５８に当接している。これによって、セグメント１１の拡縮に合わせてグリッパー６２を半径方向に移動させることができる。なお、傾斜部６２ａ及び楔部材６３に形成した楔部の角度は、傾斜部５１〜５３及び楔部材５５〜５７に形成した楔部の角度より大きくしている。このため、グリッパー６２の移動速度がセグメント１２〜１４の移動速度より大きくなって、溝６０から挿入した鋼帯６１の先端側がグリッパー６２で掴まれた状態でセグメント１１〜１４を拡径することができる。ここで、セグメント１１〜１４が拡径する場合、連結部材６５を介してフランジは接続部材５８から押圧される状態が続くが、グリッパー６２が鋼帯６１の先端側を掴んだ後は連結部材６５に設けられたバネ６４が縮むことによりグリッパー６２の移動が停止し、鋼帯６１の先端側が過度な荷重で掴まれることが防止される。
【００１７】
続いて、本発明の一実施の形態に係る鋼帯巻取り装置１０の作用について説明する。
図１に示すように、ガイドピン４５により半径方向に縮径するように付勢されて筒状に連結されたアタッチメント１６〜１９を、環状に配置されたセグメント１１〜１４の先側から外挿する。そして、第１の端板部材２０〜２３の内周側に形成された基側突起部６６を鋼帯巻取り装置１０の図示しない回転駆動部に設けられた凹部６７に嵌入させると共に、第２の端板部材２４〜２７の内周側から半径方向外側に向けて形成された切欠き部６８を各セグメント１１〜１４の先端部のトルク伝達用ボルト６９に差し込む。これによって、セグメント１１〜１４に加えられたトルクを筒状に連結されたアタッチメント１６〜１９に伝達することができ、セグメント１１〜１４を回転させたときに、セグメント１１〜１４とアタッチメント１６〜１９を一体的に回転させることができる。
【００１８】
次いで、溝６０に鋼帯６１の先端側を挿入して、駆動軸５９を操作しグリッパー６２で鋼帯６１の先端側を掴んだ状態でセグメント１１〜１４を拡径する。ここで、各アタッチメント１６〜１９はバネ４４を備えたガイドピン４５で連結されているので、セグメント１１〜１４が拡径すると、各セグメント１１〜１４の外側に配置されたアタッチメント１６〜１９はバネ４４を縮めながらセグメント１１〜１４の拡径に追従して拡径する。
このとき、セグメント１１の両側をそれぞれ拡径ストロークの異なるセグメント１２、１４と連結しているガイドピン４５を保持しているピン保持部材２９、３０、ピン保持部材３５、２８、ピン保持部材３７、３８、ピン保持部材４３、３６にも拡径ストローク差が生じ、各ガイドピン４５には剪断力が作用する。
【００１９】
しかし、ピン４７を介してピン保持部材２８、２９は第１の端板部材２０内で、ピン保持部材３０、３５は第１の端板部材２１、２３内でそれぞれ回動することができ、挿通しているガイドピン４５を回転させることができる。また、ピン４８を介してピン保持部材３６、３７は第２の端板部材２４内で、ピン保持部材３８、４３は第２の端板部材２５、２７内でそれぞれ回動することができ、挿通しているガイドピン４５をその軸心を含む平面内で回転させることができる。
【００２０】
また、セグメント１１〜１４を縮径する場合も、ガイドピン４５が挿通しているピン保持部材２９、３０、３５、２８、３７、３８、４３、３６を回動させて、ピン保持部材２９、３０、３５、２８、３７、３８、４３、３６に挿通されたガイドピン４５を回転させることができる。これにより、拡縮ストロークの大きなセグメント１２、１４の外側に配置されたアタッチメント１７、１９の移動が拡縮ストロークの小さなセグメント１１の外側に配置されたアタッチメント１６で制限を受けないようにでき、各セグメント１１〜１４の半径方向の移動に追従してアタッチメント１６〜１９をそれぞれ半径方向に移動することができる。
【００２１】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼帯巻取り装置の側断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ縮径時及び拡径時における図１のＲ−Ｒ矢視断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１のＰ−Ｐ及びＱ−Ｑ矢視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０：鋼帯巻取り装置、１１〜１４：セグメント、１５：マンドレル、１６：アタッチメント、１６ａ：アタッチメント本体、１７：アタッチメント、１７ａ：アタッチメント本体、１８：アタッチメント、１８ａ：アタッチメント本体、１９：アタッチメント、１９ａ：アタッチメント本体、２０〜２３：第１の端板部材、２４〜２７：第２の端板部材、２８〜４３：ピン保持部材、４４：バネ、４５：ガイドピン、４６：ナット、４７、４８：ピン、４９：ボルト、５０〜５３：傾斜部、５４〜５７：楔部材、５８：接続部材、５９：駆動軸、６０：溝、６１：鋼帯、６２：グリッパー、６２ａ：傾斜部、６３：楔部材、６４：バネ、６５：連結部材、６６：基側突起部、６７：凹部、６８：切欠き部、６９：トルク伝達用ボルト
【図１】
0004940091.tif 000002
【図２】
0004940091.tif 000003
【図３】
0004940091.tif 000004