(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルとして巻かれた金属帯をアンコイラーから隣接する上方のピンチロールへ向けて巻き出すための装置であって、
アンコイラーとピンチロールとの間で、巻き出す金属帯にコイルの外側から押し付けられるようプレッシャーロールが配置され、
a)当該プレッシャーロールが、揺動アームの先端部に支持されたバックアップロールと、バックアップロールの支軸を中心に回転変位自在に設けられたブラケットにより両端を支持されてバックアップロールの周面と接触するワークロールとにより構成されるとともに、
b)当該プレッシャーロールのバックアップロールが、金属帯に押し付けるための出力源として鉛直下向きに固定配置した直線動作手段の下端の動作部分にリンクを介して連結され、
c)当該プレッシャーロールのバックアップロールがコイル径の減少につれて上記直線動作手段にて押し下げられ、揺動アームの作用で上記リンクがピンチロールとアンコイラーとの間で傾きを変化させることにより、
d)当該プレッシャーロールのワークロールが、コイル径によらずつねに周面上の９０°以上の角度範囲に金属帯を巻き付かせる位置を保ちながら移動する
ことを特徴とする金属帯の巻き出し装置。
【請求項２】
コイル径の減少につれて上記リンクが傾きを変化させることにより、上記プレッシャーロールが、ピンチロール寄りの位置からアンコイラー寄りの位置に移ることを特徴とする請求項１に記載した金属帯の巻き出し装置。
【請求項３】
プレッシャーロールのうちワークロールの直径が２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載した金属帯の巻き出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、コイル状に巻かれた金属帯（帯状の薄い金属板）をアンコイラーから巻き出すにあたり、金属帯の腰折れ現象にて生じる表面のシワをできるだけ微小にしまたは目立たないようにするための、金属帯の巻き出し方法および巻き出し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メッキや酸洗、圧延、焼鈍または切断などのうち何らかの処理を薄い金属板に施すためには、多くの場合、コイルに巻いた長尺の金属帯を巻き出す（巻き解く）過程が必要になる。コイルからの金属帯の巻き出しは、コイルをアンコイラーに保持し、外周にある端部から順に金属帯を剥がして、隣接するピンチロールのロール間などに送り出すことにより実施される。
【０００３】
コイルに巻いていた金属帯をそうして巻き出すとき、いわゆる「腰折れ」という現象が生じがちである。巻き出しにともなって、金属帯表面に曲げ応力が局部的・波状的に集中する結果、幅方向に延びたシワ（皺。歪み模様）が数ｍｍ間隔で金属帯表面に多数発生するのである。
【０００４】
このような腰折れ現象を防止する従来の装置として、図４に示すものが知られている（特開平９−７０６１８号公報）。図示の装置は、アンコイラー３１が保持するコイルＸから鋼帯Ｙをピンチロール３２に向けて巻き出し、その鋼帯Ｙをレベラー３３にかけたうえシャー３４によって切断するものである。図中の符号３１ａは、昇降機能のあるコイル台車である。腰折れが起きやすいと判断される場合には、コイルＸに冷却水を供給して鋼帯Ｙの温度を一定値以下にするか、または巻き出し（通板）速度を高くして歪み速度を一定値以上にすることにより、腰折れ発生を防止する。なお、巻き出す鋼帯Ｙには、図のようにコイルＸの外側からプレッシャーロール３１ｂを押し付けて、コイルＸに巻かれていた場合とは逆向きの曲げを鋼帯Ｙに加えることとしており、上記の歪み速度はそのロール３１ｂの外径とも関係して定まる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４のような装置によって鋼帯の腰折れを防止するには、コイルの冷却用設備等に相当のコストがかかることと、必要時に通板速度を急上昇させねばならないこと等から、現実には実施の容易でない面がある。また、歪み速度を高くして腰折れを防止するためにはプレッシャーロールを細く（つまり小径に）するのが好ましいが、あまりに細くすると、鋼帯の張力によってそのロールがたわんでしまうことがある。
【０００６】
一方、発明者らの調査によれば、腰折れを完全に防止することができない場合にも、腰折れで生じるシワのピッチ（間隔）を小さく（１ｍｍ程度以下に）することができれば、金属帯の強度・外観等において実質的な不都合は発生しない。また、そのようにシワのピッチを小さくするためには、プレッシャーロールについて、直径よりもその表面における金属帯の巻き付け角度を広くとることが重要であることが分かった。
【０００７】
本願請求項の発明は、シワのピッチを小さくすることにより腰折れの実質的な影響をなくすこと等のできる簡単な巻き出し方法および巻き出し装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した金属帯の巻き出し装置は、コイルとして巻かれた金属帯をアンコイラーから隣接する上方のピンチロール（またはピンチロールと同様に金属帯をはさむ手段）へ向けて巻き出すための装置であって、アンコイラーとピンチロールとの間で、巻き出す金属帯にコイルの外側から押し付けられるようプレッシャーロールが配置され、
a)当該プレッシャーロールが、揺動アームの先端部に支持されたバックアップロールと、バックアップロールの支軸を中心に回転変位自在に設けられたブラケットにより両端を支持されてバックアップロールの周面と接触するワークロールとにより構成されるとともに、
b)当該プレッシャーロールのバックアップロールが、金属帯に押し付けるための出力源として鉛直下向きに固定配置した直線動作手段の下端の動作部分にリンクを介して連結され、
c)当該プレッシャーロールのバックアップロールが、コイル径の減少につれて上記直線動作手段にて押し下げられ、揺動アームの作用で上記リンクがピンチロールとアンコイラーとの間で傾きを変化させることにより、
d)当該プレッシャーロールのワークロールが、コイル径によらずつねに周面上の９０°以上（１８０°未満）の角度範囲に金属帯を巻き付かせる位置を保ちながら移動するものであることを特徴とする。
プレッシャーロールのワークロールの周面に金属帯を巻き付かせるについての上記の（および下記にいう）角度範囲とは、図２または図３に示す巻付き角度θをいい、プレッシャーロール（のとくにワークロール）の前後で金属帯がなす角度をαとすると、
θ＝１８０°−α
である。直線動作手段としては、流体圧シリンダのほかに、モータ等とともにネジ（またはボールネジ）やラックアンドピニオンを含む機構などを使用するのもよい。
【０００９】
プレッシャーロールのワークロールの表面におけるこのような広い角度範囲に金属帯を巻き付けると、腰折れによって金属帯表面に生じるシワの間隔をせまく（悪くとも１ｍｍ程度以下に）することができ、強度や外観を含む種々の点で金属帯製造上の実質的な不都合が解消される。広い角度範囲で巻き付けると、金属帯は、プレッシャーロールのワークロールの周面上を送られる間に、コイルに巻かれていたときとは逆の向きに長く（時間および距離の面で長く）曲げを受け、そのためにシワの間隔が狭くなるものと考えられる。なお発明者らの調査によると、上記の角度範囲が９０°以上あれば好ましい効果が得られるが、１２０°程度以上あるのが最も好ましい。
【００１０】
コイルから金属帯を巻き出すと次第にコイル径が小さくなるので、コイルの表面とプレッシャーロール（のバックアップロールおよびワークロール）との位置関係は変化していく。しかし、そのような変化にかかわらず、上記のとおりつねにワークロール周面の９０°以上の角度範囲に金属帯を巻き付かせるようにするなら、コイルから巻き出される金属帯の全長において、上記したシワの間隔をせまくすることができる。
この装置では、揺動アームによってプレッシャーロール（のバックアップロールおよびワークロール）の位置を適切に変化させ得るとともに、金属帯に押し付けるべきプレッシャーロール（同上）に、必要な押し付け力をスムーズに作用させることができる。それは、第一には、直線動作手段が揺動アームの基部付近ではなく揺動アームの先端部に出力を伝えるので、金属帯に対して大きな押し付け力を効率的にかけられるからである。第二に、直線動作手段の動作部分と揺動アームの先端部との間を上記のとおりリンクを介して連結したため、直線動作手段を角度変位可能なように配置しなくてもよい、つまり、直線動作手段を特定のフレームに対して固定的に配置すれば足りる（したがって各種の直線動作手段を最も安定した態様で使用できる）からである。
【００１３】
請求項２に記載した金属帯の巻き出し装置は、とくに、コイル径の減少につれて上記リンクが傾きを変化させることにより、上記プレッシャーロール（のバックアップロールおよびワークロール）が、ピンチロール寄りの位置からアンコイラー寄りの位置に移ることを特徴とする。
【００１４】
この装置によれば、プレッシャーロール（のとくにワークロール）は、コイル径によらずつねにコイルの外側に押し付けられ、周面上の９０°以上（１８０°未満）の角度範囲に金属帯を巻き付かせる位置を保ちながら移動することになる。
【００１５】
請求項３に記載の巻き出し装置は、とくに、プレッシャーロールのうち上記ワークロールの直径を２００ｍｍ以下としたことを特徴とする。
【００１６】
プレッシャーロールのうち、金属帯に直接押し付けられるロールであるワークロールについて２００ｍｍ以下と小径にすることにより剛性が低下しても、接触し合うバックアップロールの作用でそのたわみが防止される。ワークロールが小径になれば、金属帯の歪み速度等を適切にコントロールして金属帯の腰折れを防止し、または腰折れの程度を穏やかなものにすることが可能である。
【００１７】
バックアップロールの周面と接触を保ちながら位置を変える小径のワークロールを使用すれば、金属帯を、請求項１・２にしたがってその周面上の広い角度範囲に巻き付かせることが容易である。図２または図３に例示するように、その細いワークロールが、太いロールでは位置し難い、コイルとピンチロールとの間のせまい空間内に入り込むからである。またこうした作用により、この巻き出し装置は、レイアウト状の都合等によりアンコイラーとピンチロールとが接近して配置されている場合にも、金属帯をコイルから適切かつ円滑に巻き出し、かつその表面への腰折れの影響を解消（または小さく）することができる。
【００１９】
ワークロールがこの程度に細いと、前記のとおり金属帯の腰折れを防止しまたは穏やかにできるほか、その周面上の広い角度範囲に金属帯を巻き付かせることが容易であるため、腰折れによる金属帯表面のシワについての不都合を効果的に解消することが可能である。ただし、上記ワークロールがあまりに小径だと、バックアップロールの周面から突出する寸法が小さくなり過ぎて、上記のようにコイルとピンチロールとの間の空間内にワークロールの入り込む度合いがわずかになるため、その直径は５０ｍｍ以上・２００ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施についての一形態を図１〜図３に示す。図１は、アンコイラー１からレベラー４までの各装置とともに鋼帯Ｙの巻き出し装置１０を示す全体側面図である。図２・図３は、その巻き出し装置１０を用いて行う鋼帯Ｙの巻き出し状況を示す側面図であって、図２はコイルＸの径が大きいとき、図３はコイルＸの径が小さいときをそれぞれ示す。
【００２１】
図１に示す各装置は、熱延鋼板のシャーラインにおいて上流側に配置されていて、熱間圧延により製造された鋼帯ＹをコイルＸから巻き出して平坦にする工程に関するものである。図示右方のアンコイラー（マンドレル）１は、鋼帯ＹのコイルＸを保持して図示左向きに回転することにより、鋼帯Ｙを外側から巻き解いて、やや上方の隣接位置（図示左方）にあるピンチロール２の一対のロール２ａ・２ｂ間に送り出す。ピンチロール２を通る鋼帯Ｙは、さらにガイド３（図２のように下部ガイド３ａと上部ガイド３ｂとを含む）で案内しながらレベラー４のロール間に通し、そこで軽圧下することにより平坦にする。レベラー４は、バックアップロール４ｂにて支持されたワークロール４ａが下側に複数個配置される一方、圧下用油圧シリンダ４ｅと接続されたバックアップロール４ｄにて支持されるワークロール４ｃが上側に複数個、下側のワークロール４ａ等と位置をずらして配置されている。なお、ピンチロール２は、下側のロール２aに対し上側のロール２ｂを油圧シリンダ（圧下手段）２ｃで押し付けることにより鋼帯Ｙをはさみ付けるもので、それにより鋼帯Ｙの位置を定め、かつ、その前後において鋼帯Ｙへの張力付与を可能にする。
【００２２】
アンコイラー１とピンチロール２との間には、図１のとおり巻き出し装置１０を配置している。この巻き出し装置１０は、プレッシャーロール２０を、図２・図３のように鋼帯Ｙに対してコイルＸの外側から押し付け、コイルＸに巻かれていたときとは逆向きの曲げを鋼帯Ｙに加えるためのものである。その押し付けを適切に行うことによって、いわゆる腰折れ現象により生じる鋼帯Ｙの表面のシワを小ピッチの目立たないものにする、というのがこの巻き出し装置１０の役割である。
【００２３】
巻き出し装置１０は下記a)〜d)のとおり構成している。
a)  鋼帯Ｙに押し付けるプレッシャーロール２０を、揺動アーム１１の先端部に設けている。揺動アーム１１は、アンコイラー１の中心をはさんでピンチロール２と反対側のやや上方位置を揺動中心１１ａとし、鉛直平面内で揺動自在にしたアーム（一対の平行部材からなる）である。そのような揺動アーム１１の先端部にプレッシャーロール２０を設ければ、巻き出しにともなうコイルＸの径の変化に合わせてプレッシャーロール２０を適切な位置に移すことが容易である。
【００２４】
b)  プレッシャーロール２０は、上記の揺動アーム１１の先端部に取り付けたバックアップロール２１と、そのバックアップロール２１に支持されるワークロール２２とによって構成している。ワークロール２２は、図２・図３のように鋼帯Ｙの表面に対し実際に押し付けて接触させるロールである。バックアップロール２１の支軸２１ａを中心に回転変位の自在なブラケット２２ａを設け、そのブラケット２２ａにワークロール２２の両端を支持させることによって、ワークロール２２がつねにバックアップロール２１の周面と接触を保ちながら変位するようにした。バックアップロール２１の直径は約３００ｍｍであるが、ワークロール２２は、腰折れの防止効果を高く発揮できるように、直径約１５０ｍｍと細めにしている。
【００２５】
c)  プレッシャーロール２０を鋼帯Ｙに押し付ける力の発生源として油圧シリンダ１３を固定配置し、その動作部分に上記揺動アーム１１の先端部を連結している。すなわち、直線動作手段である油圧シリンダ１３を固定フレーム１２上に鉛直下向きに固定し、その下端の動作部分を、固定フレーム１２と一体のガイド枠１６内で上下移動し得るチョック１４として配置し、チョック１４内に設けた支点１５とバックアップロール２１の支軸２１ａとをリンク１７により連結している。このような配置および連結の態様には、プレッシャーロール２０に対して下向きの力を強く効率的に発揮させることができ、また、油圧シリンダ１３（直線動作手段）の配置がシンプルになる、という利点がある。なお、鋼帯Ｙが厚さ４．５ｍｍ・幅１２００ｍｍの低炭素鋼である場合、油圧シリンダ１３には５〜１０トン程度の押し下げ力を発揮させる。
【００２６】
d)  揺動アーム１１の長さと角度および揺動中心１１ａの位置等によって決定されるプレッシャーロール２０の位置は、図２・図３のように、それがピンチロール２に近い箇所で鋼帯Ｙに押し付けられるように定めている。つまり、コイルＸの最上部やそれよりもピンチロール２から遠い箇所などではなく、アンコイラー１の軸とピンチロール２との間であってコイルＸの傾斜面付近につねにプレッシャーロール２０が位置するようにしている。そうすることにより、プレッシャーロール２０のうちワークロール２２を図２・図３のようにその周面上の広い角度範囲で鋼帯Ｙに接触させ、その巻付き角度範囲θが１２０°以上になるようにしたのである。実施例では、図２のように鋼帯Ｙの巻き出しの初期であってコイルＸの外径が大きい場合には巻付き角度範囲θが約１２０°であり、図３のように巻き出しの後期であってコイルＸの外径が小さい場合には巻付き角度範囲θが１４０°前後になる。ワークロール２２上のこのような広い角度範囲に鋼帯Ｙを巻き付けると、腰折れによって鋼帯Ｙの表面に生じるシワの間隔をせまく（平均で０．３ｍｍ程度に）することができ、強度・外観など種々の点で不都合がなくなる。なお、バックアップロール２１と接触を保ちながらブラケット２２ａとともに自在に回転変位するワークロール２２は、それに巻き付けられる前・後の部分の鋼帯Ｙの張力がバランスすることから、特別なコントロールをしなくともつねにコイルＸの外周に近い位置にあって安定的に鋼帯Ｙを巻き付ける。そしてそのことは、鋼帯Ｙの巻き出しの初期（図２）にもその後期（図３）にも、コイルＸとピンチロール２との間のせまいスペース内にワークロール２２が適切に進入し、鋼帯Ｙに対する上述した広い角度範囲での接触を容易にする。
【００２７】
以上に説明した巻き出し装置１０によれば、コイルＸからピンチロール２以降の各装置への鋼帯Ｙの巻き出しをつぎのように行うことができる。
▲１▼  図１のように、巻き出し装置１０の油圧シリンダ１３を縮めてチョック１４とともにプレッシャーロール２０や揺動アーム１１を引き上げ、その状態でアンコイラー１にコイルＸをセットする。そのうえでコイルＸの外周から鋼帯Ｙの端部を引き出し、ピンチロール２以降へ送り出す。
【００２８】
▲２▼  ピンチロール２で鋼帯Ｙをはさみこんだのち、図２のように巻き出し装置１０の油圧シリンダ１３を伸ばし、チョック１４や揺動アーム１１とともにプレッシャーロール２０を押し下げる。プレッシャーロール２０のうちワークロール２２は、図のようにその外周上の広い角度範囲（θ≒１２０°）に鋼帯Ｙを巻き付かせて曲げ、かつ下方へ張力をかけるようになる。これにより、コイルＸより巻き出される鋼帯Ｙには腰折れが生じにくく、また生じたとしてもそれによる表面のシワが目立たないものになる。
【００２９】
▲３▼  鋼帯Ｙの巻き出しが進むと図３のようにコイルＸの径が小さくなるが、それに連れて油圧シリンダ１３の伸長量を増し、プレッシャーロール２０を押し下げていくことにより、つねにワークロール２２の外周上の広い角度範囲（θ≧１２０°）に鋼帯Ｙを巻き付かせつづける。そうすれば、鋼帯Ｙの全長について表面のシワを目立たないものにすることができる。
【００３０】
なお、ここでは熱延鋼板のシャーラインにおける鋼帯Ｙの巻き出しについて紹介したが、発明の方法および装置はこうした例に限るものではない。すなわち、シャーラインのほか、メッキや酸洗、圧延（スキンパスを含む）、焼鈍など種々の工程のために金属帯をコイルから巻き出すうえで効果的である。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載した金属帯の巻き出し装置によれば、腰折れによって金属帯表面に生じるシワの間隔をせまくすることができ、金属帯製造における実質的な不都合を解消することができる。コイルからの金属帯の巻き出しに連れてコイル径が変化するにもかかわらず、金属帯の全長において上記のようなメリットを得ることが可能である。コイル径の変化にしたがってプレッシャーロール（のバックアップロールおよびワークロール）の位置を適切に変化させることも容易である。
【００３２】
またこの装置によれば、揺動アームによってプレッシャーロール（のバックアップロールおよびワークロール）の位置を適切に変化させ得るうえ、プレッシャーロール（同上）に対し必要な押し付け力をスムーズに作用させることができる。各種の直線動作手段を最も安定した態様で使用できるというメリットもある。
【００３３】
請求項２に記載した金属帯の巻き出し装置なら、プレッシャーロール（のとくにワークロール）が、コイル径によらずつねにコイルの外側に押し付けられ、周面上の９０°以上（１８０°未満）の角度範囲に金属帯を巻き付かせる位置を保ちながら移動できる。
【００３４】
請求項３に記載した装置なら、さらに、プレッシャーロールのうち金属帯に直接押し付けられるワークロールを小径にするため、金属帯の腰折れを防止し、もしくは腰折れの程度を穏やかなものにし、または、腰折れが生じる場合にも金属帯の表面性状への影響を小さくすることが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の一形態として、アンコイラー１からレベラー４までの各装置とともに鋼帯Ｙの巻き出し装置１０を示す全体側面図である。
【図２】図１の巻き出し装置１０を用いて行う鋼帯Ｙの巻き出し状況を示す側面図であって、コイルＸの径が大きいときの状況を示す。
【図３】図１の巻き出し装置１０を用いて行う鋼帯Ｙの巻き出し状況を示す側面図であって、コイルＸの径が小さいときの状況を示す。
【図４】鋼帯Ｙの腰折れを防止する従来の装置を示す模式的な側面図である。
【符号の説明】
１  アンコイラー
２  ピンチロール
１０  巻き出し装置
１１  揺動アーム
１３  油圧シリンダ（直線動作手段）
１７  リンク
２０  プレッシャーロール
２１  バックアップロール
２２  ワークロール
Ｘ  コイル
Ｙ  鋼帯（金属帯）
【図１】
0003838497.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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